JPH10141942A - Shape measuring instrument - Google Patents

Shape measuring instrument

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Publication number
JPH10141942A
JPH10141942A JP31302496A JP31302496A JPH10141942A JP H10141942 A JPH10141942 A JP H10141942A JP 31302496 A JP31302496 A JP 31302496A JP 31302496 A JP31302496 A JP 31302496A JP H10141942 A JPH10141942 A JP H10141942A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
movable
gravity compensation
driving
section
Prior art date
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Pending
Application number
JP31302496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Yoshikawa
浩史 吉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Publication of JPH10141942A publication Critical patent/JPH10141942A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the operating speed of the measuring system of a shape measuring instrument faster by reducing a mobile mass on a probe side and, at the same time, to reduce the weight of the device and make the device compact by reducing the size of a driving motor on a Z-axis driving section side. SOLUTION: A shape measuring instrument measures the shape of an object 7 by tracing the surface of the object 7 with the front end of a probe 24 by moving a mobile section 1 on the Y-axis side in the X-Y direction by driving an X-Y table 2 by means of an X-Y axis driving section 3 and, at the same time, by moving the slider section 20b side of a Z-axis mechanism 4 in the Z-axis direction by driving the slider section 20b side by means of a Z-axis driving section 6 while the slider section 20b side is compensated for gravity by means of a gravity compensating mechanism 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定物の形状を
測定する形状測定装置に関する。
The present invention relates to a shape measuring device for measuring the shape of an object to be measured.

【0002】[0002]

【従来の技術】非球面レンズなど、被測定物の形状を
0.1〜0.01μmという高い精度で3次元測定する
とき、形状測定装置を使用して被測定物の面形状を測定
することが多い。このような形状測定装置は、通常固定
部が台座などに固定され、可動部がX軸方向、Y軸方向
に移動自在に構成されるX−Yテーブルと、このX−Y
テーブルを駆動して前記X−Yテーブルの前記可動部を
X軸方向、Y軸方向に移動させるXY軸駆動部と、固定
部が前記X−Yテーブルの可動部上に固定され、可動部
がZ軸方向に移動自在に構成されるZ軸機構と、このZ
軸機構の前記固定部上に固定され、前記Z軸機構の可動
部を駆動してこれをZ軸方向に移動させるZ軸駆動部
と、前記Z軸機構の可動部に固定され被測定物の表面を
なぞって形状を測定するプローブ機構とを備えており、
XY軸駆動部によってX−Yテーブルを駆動してその可
動部をX−Y軸方向に移動させるとともにZ軸駆動部に
よってZ軸機構を駆動してその可動部をZ軸方向に移動
させながら、プローブの先端で被測定物の表面をなぞり
前記被測定物の形状を測定する。このような形状測定装
置では、Z軸駆動部によってZ軸機構を駆動してその可
動部をZ軸方向に移動させるとき、前記可動部の重量を
支持しながらこれを移動させなけばならないことから、
カウンタウェイトを使用した方式、バネを使用した方
式、エアシリンダを使用した方式などの各重力補償機構
のいずれかを用いて、Z軸機構の可動部を上方に付勢し
ている。
2. Description of the Related Art When three-dimensionally measuring the shape of an object such as an aspherical lens with a high accuracy of 0.1 to 0.01 μm, the surface shape of the object is measured using a shape measuring device. There are many. Such a shape measuring device generally includes an XY table in which a fixed portion is fixed to a pedestal or the like, and a movable portion is configured to be movable in the X-axis direction and the Y-axis direction.
An XY-axis drive unit that drives a table to move the movable unit of the XY table in the X-axis direction and the Y-axis direction, and a fixed unit is fixed on the movable unit of the XY table, and the movable unit is A Z-axis mechanism configured to be movable in the Z-axis direction;
A Z-axis drive section fixed on the fixed section of the axis mechanism and driving a movable section of the Z-axis mechanism to move the Z-axis mechanism in the Z-axis direction; and a Z-axis drive section fixed to the movable section of the Z-axis mechanism. It has a probe mechanism that measures the shape by tracing the surface,
While driving the XY table by the XY-axis drive unit to move the movable unit in the XY-axis direction, and driving the Z-axis mechanism by the Z-axis drive unit to move the movable unit in the Z-axis direction, The shape of the object is measured by tracing the surface of the object with the tip of the probe. In such a shape measuring device, when the Z-axis mechanism is driven by the Z-axis driving unit to move the movable unit in the Z-axis direction, the movable unit must be moved while supporting the weight of the movable unit. ,
The movable part of the Z-axis mechanism is urged upward by using any of gravity compensation mechanisms such as a method using a counterweight, a method using a spring, and a method using an air cylinder.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなカウンタウェイトを使用した方式、バネを使用した
方式、エアシリンダを使用した方式などを用いた各重力
補償機構では、次に述べるような問題があった。すなわ
ち、カウンタウェイトを使用した方式の重力補償機構で
は、Z軸機構の可動部の重量とほぼ同じ重さのカウンタ
ウェイトを用意し、ワイヤによって前記カウンタウェイ
トとZ軸機構の可動部とを連結し、滑車によって前記ワ
イヤを支持しているので、可動部の剛性を高くすること
がでず、応答性を高くすることが難しいという問題があ
った。また、このようなカウンタウェイトを使用した方
式の重力補償機構では、滑車とワイヤとの間に発生する
摩擦によって滑らかに動作させることが難しいのみなら
ず、精度良く位置決めすることができずさらに可動質量
が2倍になってしまうので、Z軸駆動部として使用され
る駆動モータの駆動力を大きくしなければならないとい
う問題があった。また、バネを使用した方式の重力補償
機構では、バネ力と可動部の重力とがバランスする位置
から、Z軸機構の可動部が上方または下方にずれたと
き、ずれ量に比例して、復元力が大きくなってしまうこ
とから、可動部の位置を正確に制御するのが難しくな
り、Z軸駆動部として使用される駆動モータのゲイン調
整が難しいという問題があった。また、エアシリンダを
使用した方式の重力補償機構では、Z軸機構を構成する
可動部の停止位置をバランスさせるとき、可動部の応答
性と可動部のバランス性とを考慮して空気の圧縮性など
を決定しなければならず、調整が難しいという問題があ
った。
However, such gravity compensation mechanisms using a method using a counterweight, a method using a spring, a method using an air cylinder, etc., have the following problems. there were. That is, in the gravity compensation mechanism using the counterweight, a counterweight having substantially the same weight as the movable portion of the Z-axis mechanism is prepared, and the counterweight and the movable portion of the Z-axis mechanism are connected by a wire. Since the pulley supports the wire, the rigidity of the movable part cannot be increased, and it is difficult to increase the responsiveness. In addition, in such a gravity compensation mechanism using a counterweight, not only is it difficult to operate smoothly due to the friction generated between the pulley and the wire, but also it is not possible to perform accurate positioning, and furthermore, the movable mass Is doubled, so that there is a problem that the driving force of the driving motor used as the Z-axis driving unit must be increased. Also, in the gravity compensation mechanism using a spring, when the movable part of the Z-axis mechanism shifts upward or downward from the position where the spring force and the gravity of the movable part are balanced, restoration is performed in proportion to the amount of the shift. Since the force is increased, it is difficult to accurately control the position of the movable section, and there is a problem that it is difficult to adjust the gain of the drive motor used as the Z-axis drive section. Also, in the gravity compensation mechanism using the air cylinder, when the stopping position of the movable part constituting the Z-axis mechanism is balanced, the air compressibility is considered in consideration of the responsiveness of the movable part and the balance of the movable part. There was a problem that the adjustment was difficult.

【0004】そこで、このような各問題を解決する方法
として、特開平2−134506号公報の「形状測定装
置」が提案されている。この形状測定装置では、図5に
示す如く対物レンズ101が固定されているZ移動部1
02の近傍に、このZ移動部102の上下位置を検出す
る位置検出器103を設け、この位置検出器103の検
出結果に基づき、サーボ回路106によってリニアモー
タ104を駆動して、バネ105の長さ差による復元力
の差を補償し、Z移動部102がバネ105の復元力と
バランスする上下位置から上方または下方にずれて、復
元力の大きさが変化しても、リニアモータ104の駆動
力によって、Z移動部102の重量と、バネ105によ
る復元力とをバランスさせるようにしている。しかしな
がら、このような方法では、リニアモータ104によっ
て、Z移動部102を上下方向に駆動する力と、バネ1
05の復元力とを合成した推力を発生させなければなら
ないことから、大きな推力を発生することができるリニ
アモータ104を使用しなければならず、さらに制御系
が複雑になり、測定動作を高速化することが難しくなっ
てしまうという問題があった。
[0004] To solve these problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-134506 has proposed a "shape measuring apparatus". In this shape measuring apparatus, as shown in FIG.
02, a position detector 103 for detecting the vertical position of the Z moving unit 102 is provided. Based on the detection result of the position detector 103, a linear motor 104 is driven by a servo circuit 106 to determine the length of the spring 105. The linear motor 104 is driven even if the magnitude of the restoring force changes even if the restoring force changes from the vertical position where the Z moving unit 102 is balanced with the restoring force of the spring 105 and the magnitude of the restoring force changes. The force balances the weight of the Z moving unit 102 with the restoring force of the spring 105. However, in such a method, the linear motor 104 drives the Z moving unit 102 in the vertical direction and the spring 1
Since it is necessary to generate a thrust combined with the restoring force of the linear motor 05, a linear motor 104 capable of generating a large thrust must be used, and the control system becomes more complicated and the measurement operation is accelerated. There was a problem that it became difficult to do.

【0005】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、請求項1では、Z軸機構の可動部をZ軸方向に
駆動するZ軸駆動部と独立した、非接触方式の重力補償
機構を設けることにより可動質量を小さくして、測定系
の動作を高速化することができるとともに、Z軸駆動部
側の駆動モータを小さくして装置全体の軽量化、コンパ
クト化を達成することができる形状測定装置を提供する
ことを目的としている。また、請求項2では、重力補償
機構の構成要素となる連結機構として、エアカップリン
グを用いることにより、重力補償機構側の駆動モータに
よってZ軸機構の可動部を駆動する際、この駆動モータ
による振動、重力補償機構を構成する各構成要素間の摩
擦による振動などがZ軸機構の可動部に伝達されないよ
うにして、測定精度を向上させることができる形状測定
装置を提供することを目的としている。また、請求項3
では、重力補償機構の構成要素となるボールネジ機構
と、エアスライドとをエアカップリングで連結すること
により、重力によりZ軸機構の可動部に働く下向きの力
を回転方向に変換して、駆動モータの制御を行ない易く
することができ、これによって重力補償機構全体をコン
パクトにすることができる形状測定装置を提供すること
を目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in the first aspect, a non-contact type gravity compensation independent of a Z-axis drive unit for driving a movable unit of a Z-axis mechanism in the Z-axis direction. By providing a mechanism, it is possible to reduce the movable mass and speed up the operation of the measuring system, and to reduce the size of the drive motor on the Z-axis drive unit side to achieve a reduction in the weight and size of the entire apparatus. It is an object of the present invention to provide a shape measuring device which can be used. According to the second aspect of the present invention, an air coupling is used as a coupling mechanism serving as a component of the gravity compensation mechanism, so that when the movable part of the Z-axis mechanism is driven by the drive motor on the gravity compensation mechanism side, the drive motor is used. An object of the present invention is to provide a shape measuring apparatus capable of improving measurement accuracy by preventing vibration, vibration due to friction between components constituting a gravity compensation mechanism, and the like from being transmitted to a movable portion of a Z-axis mechanism. . Claim 3
By connecting a ball screw mechanism, which is a component of the gravity compensation mechanism, to an air slide with an air coupling, a downward force acting on a movable portion of the Z-axis mechanism due to gravity is converted into a rotation direction, and the drive motor is driven. It is an object of the present invention to provide a shape measuring device which can easily perform the control of the above, and thereby can make the whole gravity compensation mechanism compact.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、請求項1では、被測定物の表面に沿って
プローブを3次元方向に移動させながら、前記被測定物
の表面形状を測定する形状測定装置において、水平方向
に移動自在な固定部側が鉛直方向に長くなるように配置
され、前記プローブ側を支持する可動部側が前記固定部
側によって垂直方向に移動自在に案内されるエアスライ
ド機構と、重力補償駆動源によって得られた駆動力によ
り、前記可動部側を非接触で、上方に付勢して前記可動
部側の重力補償を行なう重力補償機構と、Z軸駆動源に
よって得られた駆動力により、前記被測定物の表面高さ
に応じて、前記可動部側を垂直方向に移動させるZ軸駆
動機構とを備えたことを特徴としている。また、請求項
2では、請求項1に記載の形状測定装置において、前記
重力補償駆動源によって得られた駆動力を前記可動部側
に非接触で伝達する連結機構として、エアカップリング
を使用することを特徴としている。また、請求項3で
は、請求項1または2に記載の形状測定装置において、
前記重力補償駆動源で得られた駆動力によって前記エア
カップリングおよび前記可動部側を昇降させる昇降機構
として、ボールネジ機構を使用することを特徴としてい
る。
To achieve the above object, according to the present invention, a probe is moved three-dimensionally along a surface of an object to be measured. In a shape measuring apparatus for measuring a shape, a fixed part side movable in a horizontal direction is arranged so as to be elongated in a vertical direction, and a movable part side supporting the probe side is guided by the fixed part side so as to be movable in a vertical direction. A gravitational compensation mechanism that urges the movable portion side upward without contact by a driving force obtained by a gravity compensation drive source to perform gravity compensation on the movable portion side, and a Z-axis drive. And a Z-axis drive mechanism for vertically moving the movable portion side in accordance with the surface height of the object to be measured by a driving force obtained by a source. According to a second aspect of the present invention, in the shape measuring device according to the first aspect, an air coupling is used as a coupling mechanism that transmits the driving force obtained by the gravity compensation driving source to the movable unit side in a non-contact manner. It is characterized by: According to a third aspect, in the shape measuring apparatus according to the first or second aspect,
A ball screw mechanism is used as an elevating mechanism for elevating and lowering the air coupling and the movable part side by a driving force obtained by the gravity compensation driving source.

【0007】上記の構成により、請求項1では、Z軸機
構の可動部をZ軸方向に駆動するZ軸駆動部と独立し
た、非接触方式の重力補償機構を設けることにより、可
動質量を小さくして、測定系の動作を高速化するととも
に、Z軸駆動部側の駆動モータを小さくして、装置全体
の軽量化、コンパクト化を達成する。また、請求項2で
は、重力補償機構の構成要素となる連結機構として、エ
アカップリングを用いることにより、重力補償機構側の
駆動モータによってZ軸機構の可動部を駆動する際、こ
の駆動モータによる振動、重力補償機構を構成する各構
成要素間の摩擦による振動などがZ軸機構の可動部に伝
達されないようにして測定精度を向上させる。また、請
求項3では、重力補償機構の構成要素となるボールネジ
機構と、エアスライドとをエアカップリングで連結する
ことにより、重力によりZ軸機構の可動部に働く下向き
の力を回転方向に変換して駆動モータの制御を行ない易
くし、これによって重力補償機構全体をコンパクトにす
る。
According to the first aspect of the present invention, the non-contact type gravity compensation mechanism is provided independently of the Z-axis driving section for driving the movable section of the Z-axis mechanism in the Z-axis direction. As a result, the speed of the operation of the measurement system is increased, and the size of the drive motor on the Z-axis drive unit side is reduced, so that the entire device is reduced in weight and size. According to the second aspect of the present invention, an air coupling is used as a coupling mechanism serving as a component of the gravity compensation mechanism, so that when the movable part of the Z-axis mechanism is driven by the drive motor on the gravity compensation mechanism side, the drive motor is used. Vibration, vibration due to friction between components constituting the gravity compensation mechanism, and the like are not transmitted to the movable portion of the Z-axis mechanism to improve measurement accuracy. According to a third aspect of the present invention, a ball screw mechanism, which is a component of the gravity compensation mechanism, and an air slide are connected by an air coupling, thereby converting a downward force acting on a movable portion of the Z-axis mechanism by gravity into a rotation direction. This facilitates control of the drive motor, thereby making the entire gravity compensation mechanism compact.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した形態
例に基づいて詳細に説明する。図1は本発明による形状
測定装置の一形態例を示す一部裁断正面図である。この
図に示す形状測定装置1は、X軸側固定部10が台座9
などに固定され、Y軸側可動部15がX軸方向、Y軸方
向に移動自在に構成されるX−Yテーブル2と、このX
−Yテーブル2を駆動して前記X−Yテーブル2の前記
Y軸側可動部15をX軸方向、Y軸方向に移動させるX
Y軸駆動部3と、Z軸基板18および側板19が前記X
−Yテーブル2のY軸側可動部15に固定されスライダ
部20bがZ軸方向に移動自在に構成されるZ軸機構4
と、このZ軸機構4の前記側板19側上に固定され前記
Z軸機構4のスライダ部20bを上方に付勢してこのス
ライダ部20b側の重力補償を行なう重力補償機構5
と、Z軸機構4の側板19上に固定され、Z軸機構4の
スライダ部20bを駆動してこれをZ軸方向に移動させ
るZ軸駆動部6と、Z軸機構4のスライダ部20bに固
定され被測定物7の表面をなぞって形状を測定するプロ
ーブ機構8とを備えており、XY軸駆動部3によってX
−Yテーブル2を駆動してY軸側可動部15をX−Y軸
方向に移動させるとともに、重力補償機構5によってZ
軸機構4のスライダ部20b側を重力補償しながらZ軸
駆動部6によってZ軸機構4のスライダ部20b側を駆
動してこれをZ軸方向に移動させ、プローブ機構8のプ
ローブ24で被測定物7の表面をなぞり、前記被測定物
7の形状を測定する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 is a partially cut front view showing one embodiment of a shape measuring apparatus according to the present invention. In the shape measuring apparatus 1 shown in FIG.
The XY table 2 is fixed to the XY table 2 and is configured such that the Y-axis side movable portion 15 is movable in the X-axis direction and the Y-axis direction.
X that drives the Y table 2 to move the Y-axis side movable portion 15 of the XY table 2 in the X-axis direction and the Y-axis direction.
The Y-axis driving unit 3, the Z-axis substrate 18 and the side plate 19
A Z-axis mechanism 4 fixed to the Y-axis-side movable portion 15 of the Y-table 2 so that the slider portion 20b is movable in the Z-axis direction.
And a gravity compensation mechanism 5 fixed on the side plate 19 side of the Z-axis mechanism 4 to urge the slider portion 20b of the Z-axis mechanism 4 upward to compensate for gravity on the slider portion 20b side.
The Z-axis drive unit 6 fixed on the side plate 19 of the Z-axis mechanism 4 and driving the slider unit 20b of the Z-axis mechanism 4 to move the slider unit 20b in the Z-axis direction; and the slider unit 20b of the Z-axis mechanism 4 A probe mechanism 8 which is fixed and measures the shape of the object 7 by tracing the surface thereof;
Driving the Y-table 2 to move the Y-axis-side movable portion 15 in the XY-axis direction,
The Z-axis drive unit 6 drives the slider unit 20b side of the Z-axis mechanism 4 to move the slider unit 20b side in the Z-axis direction while compensating for the gravity of the slider unit 20b side of the shaft mechanism 4, and the measured object is measured by the probe 24 of the probe mechanism 8. The shape of the object 7 is measured by tracing the surface of the object 7.

【0009】前記X−Yテーブル2は、板状部材によっ
て構成され、ボルトによって台座9に固定されるX軸側
固定部10と、X軸方向に長くなる方向で下側レールが
前記X軸側固定部10上に取り付けられる複数のスライ
ドレール11と、板状部材によって構成され各スライド
レール11の上側レール上に取り付けられるX軸側可動
部12と、板状部材によって構成されボルトによってX
軸側可動部12に固定されるY軸側固定部13と、Y軸
方向に長くなる方向で下側レールがY軸側固定部13上
に取り付けられる複数のスライドレール14と、板状部
材によって構成され、各スライドレール14の上側レー
ル上に取り付けられるY軸側可動部15とを備えてお
り、XY軸駆動部3の駆動力によってX軸側可動部1
2、Y軸側可動部15をX軸方向、Y軸方向に各々、移
動させる。また、XY軸駆動部3は、匡体側がX軸側固
定部10に固定され、かつ駆動軸側がX軸側可動部12
に固定され、制御装置(図示は省略する)から出力され
る駆動電圧に応じた駆動力を発生して駆動軸を動かし、
X軸側可動部12をX軸方向に移動させるX軸駆動モー
タ16と、匡体側がY軸側固定部13に固定されかつ駆
動軸側がY軸側可動部15に固定され、制御装置から出
力される駆動電圧に応じた駆動力を発生して駆動軸を動
かし、Y軸側可動部15をY軸方向に移動させるY軸駆
動モータ17とを備えており、制御装置から出力される
駆動電圧に応じた駆動力を発生してX−Yテーブル2を
駆動して、Y軸側可動部15のX−Y座標を指定された
座標値にする。
The XY table 2 is formed of a plate-like member, and has an X-axis side fixing portion 10 fixed to a pedestal 9 by bolts, and a lower rail extending in the X-axis direction. A plurality of slide rails 11 mounted on the fixed portion 10; an X-axis side movable portion 12 formed of a plate-shaped member and mounted on an upper rail of each slide rail 11;
A Y-axis-side fixed portion 13 fixed to the axis-side movable portion 12, a plurality of slide rails 14 whose lower rails are mounted on the Y-axis-side fixed portion 13 in a direction longer in the Y-axis direction, and a plate-shaped member; And a Y-axis side movable section 15 mounted on the upper rail of each slide rail 14, and the X-axis side movable section 1 is driven by the driving force of the XY-axis drive section 3.
2. The Y-axis side movable section 15 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively. The XY-axis drive unit 3 is configured such that the housing side is fixed to the X-axis side fixing unit 10 and the drive shaft side is the X-axis side movable unit 12.
, And generates a driving force according to a driving voltage output from a control device (not shown) to move the driving shaft,
An X-axis drive motor 16 for moving the X-axis side movable section 12 in the X-axis direction; an enclosure side fixed to the Y-axis side fixed section 13 and a drive axis side fixed to the Y-axis side movable section 15; And a Y-axis driving motor 17 for generating a driving force according to the driving voltage to be moved and moving the driving shaft to move the Y-axis side movable portion 15 in the Y-axis direction. Is generated to drive the XY table 2 to set the XY coordinates of the Y-axis side movable portion 15 to the designated coordinate values.

【0010】また、Z軸機構4は、Y軸側可動部15上
に垂設されたL字状の板状部材によって構成されるZ軸
基板18と、Z軸方向に長くなるように形成された板状
部材によって構成されZ軸基板18に固定される側板1
9と、Z軸基板18と所定距離だけ離間されて配置され
るレール部20aおよびこのレール部20aに挿通さ
れ、エアによって前記レール部20aと非接触状態に保
持されて、Z軸方向に移動自在に構成されるスライダ部
20bを有するエアスライダ20と、このエアスライダ
20を構成する前記レール部20aの上端側を側板19
の上端側に固定する上側支持部材21と、エアスライダ
20を構成するレール部20aの下端側を側板19の下
端側に固定する下側支持部材22とを備えており、X−
Yテーブル2のY軸側可動部15の移動に伴ってX軸方
向、Y軸方向に動かされながら、重力補償機構5および
Z軸駆動部6によって発生させられた駆動力によって前
記スライダ部20bをZ軸方向(上下方向)に移動させ
る。
Further, the Z-axis mechanism 4 is formed so as to be elongated in the Z-axis direction with a Z-axis substrate 18 constituted by an L-shaped plate-like member vertically suspended on the Y-axis side movable portion 15. Side plate 1 composed of a plate-like member and fixed to Z-axis substrate 18
9 and a rail portion 20a which is arranged at a predetermined distance from the Z-axis substrate 18 and is inserted through the rail portion 20a, held in a non-contact state with the rail portion 20a by air, and is movable in the Z-axis direction. An air slider 20 having a slider portion 20b formed on the upper surface of the air slider 20 and a side plate 19
And an upper support member 21 for fixing the lower end of the rail portion 20a constituting the air slider 20 to the lower end of the side plate 19.
The slider unit 20b is moved by the driving force generated by the gravity compensation mechanism 5 and the Z-axis driving unit 6 while being moved in the X-axis direction and the Y-axis direction along with the movement of the Y-axis side movable unit 15 of the Y table 2. Move in the Z-axis direction (vertical direction).

【0011】また、プローブ機構8は、匡体がZ軸機構
4のスライダ部20bの側面に固定される測定装置23
と、この測定装置23の下面から突出するように配置さ
れ、その先端を前記被測定物7の表面と対峙させるプロ
ーブ24とを備えており、Z軸機構4のX−Y座標値、
スライダ部20bのZ座標値に応じてプローブ24の先
端を移動させて、被測定物7の表面をなぞりながら測定
装置23により被測定物7の表面形状を測定する。ま
た、重力補償機構5は、側板19の裏面上部側に固定さ
れるモータホルダ25と、このモータホルダ25に固定
され制御装置から供給される駆動電圧に応じて駆動軸2
6を回転させる駆動モータ27と、エンジニアリングプ
ラスチックおよびファインケミカルなどを使用した超小
型のスリッピング・クラッチ/ブレーキ機構28を有
し、図2に示す如く内側リング29が駆動モータ27の
駆動軸26に固定されるトルクキーパー31と、図1に
示す如く内部に形成された無限軌道内に多数のボールが
配置されたナット部32および表面に螺旋が形成され、
前記ナット部32がねじ込まれるネジ棒33を有し、こ
のネジ棒33がスライダ部20bのスライド方向(Z軸
方向)になるように配置されるボールネジ機構34とを
備えている。
The probe mechanism 8 includes a measuring device 23 whose housing is fixed to the side surface of the slider portion 20b of the Z-axis mechanism 4.
And a probe 24 arranged so as to protrude from the lower surface of the measuring device 23 and having a tip facing the surface of the object 7 to be measured.
The tip of the probe 24 is moved in accordance with the Z coordinate value of the slider portion 20b, and the surface shape of the device 7 is measured by the measuring device 23 while tracing the surface of the device 7. The gravity compensation mechanism 5 includes a motor holder 25 fixed to the upper side of the rear surface of the side plate 19 and a drive shaft 2 fixed to the motor holder 25 in accordance with a driving voltage supplied from a control device.
6 and a micro-slip clutch / brake mechanism 28 using engineering plastics and fine chemicals. An inner ring 29 is fixed to the drive shaft 26 of the drive motor 27 as shown in FIG. As shown in FIG. 1, a spiral is formed on the surface of a nut part 32 in which a number of balls are arranged in an endless track formed therein,
It has a screw rod 33 into which the nut part 32 is screwed, and a ball screw mechanism 34 arranged so that the screw rod 33 is in the sliding direction (Z-axis direction) of the slider part 20b.

【0012】さらに、この重力補償機構5は、ボールネ
ジ機構34を構成するネジ棒33の上部側を回転自在に
支持しながら、側板19の表面上部側に固定する上側軸
受35と、ネジ棒33の下部側を回転自在に支持しなが
ら側板19の表面中央部分に固定する下側軸受36と、
図2に示す如くネジ棒33の上端に固定されるタイミン
グプーリ37と、側板19の上部側に形成された開口部
39に挿通された状態で、前記タイミングプーリ37と
前記トルクキーパー31の外側リング30との間に張設
されるタイミングベルト38と、図3、図4に示す如く
エアを介在させた状態で連結される2つの部材40a、
40bによって構成され、一方の部材40bが前記ナッ
ト部32に固定され、他方の部材40aがスライダ部2
0bに固定されるエアカップリング40とを備えてい
る。制御装置から駆動電圧が供給されているとき、駆動
モータ27によって回転力を発生し、この回転力によっ
て駆動軸26、トルクキーパー31の内側リング29、
トルクキーパー31の外側リング30、タイミングベル
ト38、タイミングプーリ37を回転駆動してネジ棒3
3を回転させ、このネジ棒33にねじ込まれたナット部
32を上下させて、エアカップリング40を介してこの
ナット部32に連結されたスライダ部20bを上方に付
勢し、このスライダ部20bの重量と、プローブ機構8
の重量とを重力補償する。
The gravity compensating mechanism 5 further includes an upper bearing 35 fixed to the upper surface of the side plate 19 while rotatably supporting the upper part of the screw rod 33 constituting the ball screw mechanism 34, and a screw rod 33. A lower bearing 36 fixed to the center of the surface of the side plate 19 while rotatably supporting the lower side;
As shown in FIG. 2, a timing pulley 37 fixed to the upper end of the threaded bar 33 and an outer ring of the timing pulley 37 and the torque keeper 31 inserted into an opening 39 formed on the upper side of the side plate 19. 30 and two members 40a which are connected to each other with air interposed therebetween as shown in FIGS.
40b, one member 40b is fixed to the nut portion 32, and the other member 40a is
0b fixed to the air coupling 40. When a drive voltage is supplied from the control device, a torque is generated by the drive motor 27, and the torque is used to drive the drive shaft 26, the inner ring 29 of the torque keeper 31,
The outer ring 30, the timing belt 38, and the timing pulley 37 of the torque keeper 31 are rotationally driven to rotate the screw rod 3.
3 is rotated to raise and lower the nut portion 32 screwed into the threaded rod 33, thereby urging the slider portion 20b connected to the nut portion 32 through the air coupling 40 upward. And the probe mechanism 8
Weight and gravity compensation.

【0013】また、Z軸駆動部6は、ネジ43によって
匡体が側板19の裏面下側に固定され、駆動軸41の先
端が側板19に形成された開口部42を介してスライダ
部20bの一端に固定されるボイスコイル44と、匡体
がZ軸基板18に固定され制御装置から測定開始信号が
供給されたとき、スライド軸45を引っ込めてこのスラ
イド軸45の先端をボイスコイル44の駆動軸後端から
外し、この駆動軸41を開放してこれを上下方向に移動
自在にするZ軸用落下防止ストッパ46とを備えてお
り、制御装置から測定開始信号が供給されたときZ軸用
落下防止ストッパ46を動作させてスライド軸45の先
端をボイスコイル44の駆動軸後端から外させて、この
駆動軸41をZ軸方向に移動自在にする。この状態で、
制御装置から供給される駆動電圧に応じてボイスコイル
44を動作させて、駆動軸41を上下方向に付勢して、
この駆動軸41に連結されたスライダ部20b、測定装
置23、プローブ24を上下させる。
The Z-axis drive section 6 has a housing fixed to the lower side of the back surface of the side plate 19 by screws 43, and the tip of the drive shaft 41 is connected to the slider section 20b through an opening 42 formed in the side plate 19. When the voice coil 44 is fixed to one end and the housing is fixed to the Z-axis substrate 18 and a measurement start signal is supplied from the control device, the slide shaft 45 is retracted, and the tip of the slide shaft 45 is driven. A drop prevention stopper 46 for the Z-axis, which is detached from the rear end of the shaft and opens the drive shaft 41 to make it freely movable in the vertical direction, when the measurement start signal is supplied from the control device. By operating the fall prevention stopper 46, the leading end of the slide shaft 45 is detached from the rear end of the drive shaft of the voice coil 44, and the drive shaft 41 is movable in the Z-axis direction. In this state,
The voice coil 44 is operated in accordance with the drive voltage supplied from the control device to urge the drive shaft 41 up and down,
The slider unit 20b, the measuring device 23, and the probe 24 connected to the drive shaft 41 are moved up and down.

【0014】次に、図1に示す一部裁断正面図、図2、
図3(a)、(b)に示す各要部拡大断面図、上面図を
参照しなながら、この形態例の動作を説明する。まず、
被測定物7の表面形状を測定する場合、制御装置から出
力される駆動電圧に基づき、重力補償機構5の駆動モー
タ27によって回転力が生成されて、トルクキーパー3
1、タイミングベルト38、タイミングプーリ37を介
し、ボールネジ機構34のネジ棒33が回転駆動され
て、ナット部32が上方に付勢され、これによりエアカ
ップリング40によって前記ナット部32に連結されて
いるスライダ部20b、測定装置23、プローブ24が
上方に付勢され、これらスライダ部20b、測定装置2
3、プローブ24などが重力補償されて、僅かな力で、
上方向、下方向のいずれにも、移動可能な状態にされ
る。この後、制御装置から測定開始信号が出力されて、
Z軸駆動部6のZ軸用落下防止ストッパ46が動作させ
られて、スライド軸45の先端がボイスコイル44の駆
動軸後端から外され、この駆動軸41がZ軸方向に移動
自在にされる。
Next, a partially cut front view shown in FIG.
The operation of this embodiment will be described with reference to enlarged cross-sectional views and top views of the main parts shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). First,
When measuring the surface shape of the device 7 to be measured, a torque is generated by the drive motor 27 of the gravity compensation mechanism 5 based on the drive voltage output from the control device, and the torque keeper 3 is driven.
1. The screw rod 33 of the ball screw mechanism 34 is rotationally driven via the timing belt 38 and the timing pulley 37, and the nut portion 32 is urged upward, whereby the nut portion 32 is connected to the nut portion 32 by the air coupling 40. The slider portion 20b, the measuring device 23, and the probe 24 are urged upward, and the slider portion 20b, the measuring device 2,
3. The probe 24 and the like are gravity compensated, and with a slight force,
It can be moved both upward and downward. After that, a measurement start signal is output from the control device,
The Z-axis drop prevention stopper 46 of the Z-axis drive unit 6 is operated, the tip of the slide shaft 45 is removed from the rear end of the drive shaft of the voice coil 44, and the drive shaft 41 is made movable in the Z-axis direction. You.

【0015】この状態で、制御装置からX軸用の駆動電
圧、Y軸用の駆動電圧、Z軸用の駆動電圧が出力される
と、XY駆動部3によってX−Yテーブル2が駆動され
て、Y軸側可動部15がX軸方向またはY軸方向に駆動
され、Z軸機構4がX軸方向またはY軸方向に移動され
るとともに、Z軸駆動部6のボイスコイル44によって
スライダ部20bが上方または下方に駆動されて、この
スライダ部20bに固定されている測定装置23のZ軸
座標が調整され、プローブ24により、被測定物7の表
面がなぞられ、表面形状が測定される。このとき、重力
補償機構5の駆動モータ27によってスライダ部20b
がその重力分に対応する力で、上方に付勢されているの
で、Z軸駆動部6のボイスコイル44によってスライダ
部20bが上方または下方に駆動される際、上方向また
は下方向のどちらの方向についても、同じ駆動力で、こ
れを上下させることができる。また、スライダ部20b
に無理な力が加えらたとき、この力がナット部32→ネ
ジ棒33→タイミングプーリ37→タイミングベルト3
8→トルクキーパー31の外側リング30に伝達され、
このトルクキーパー31のスリッピング・クラッチ/ブ
レーキ機構28がスリップするので、駆動モータ27に
無理な力が加わらないようにすることができる。
In this state, when the X-axis drive voltage, the Y-axis drive voltage, and the Z-axis drive voltage are output from the control device, the XY drive unit 3 drives the XY table 2. , The Y-axis side movable section 15 is driven in the X-axis direction or the Y-axis direction, the Z-axis mechanism 4 is moved in the X-axis direction or the Y-axis direction, and the voice coil 44 of the Z-axis drive section 6 causes the slider section 20b to move. Is driven upward or downward, the Z-axis coordinate of the measuring device 23 fixed to the slider portion 20b is adjusted, and the surface of the DUT 7 is traced by the probe 24 to measure the surface shape. At this time, the drive motor 27 of the gravity compensation mechanism 5 causes the slider portion 20b
Is urged upward by a force corresponding to the gravitational force. Therefore, when the slider portion 20b is driven upward or downward by the voice coil 44 of the Z-axis drive portion 6, either upward or downward The direction can be raised and lowered with the same driving force. Also, the slider portion 20b
When an excessive force is applied to the belt, the force is applied to the nut portion 32 → the screw rod 33 → the timing pulley 37 → the timing belt 3
8 → Transmitted to the outer ring 30 of the torque keeper 31,
Since the slipping clutch / brake mechanism 28 of the torque keeper 31 slips, it is possible to prevent an excessive force from being applied to the drive motor 27.

【0016】このように、この形態例では、XY軸駆動
部3によってX−Yテーブル2を駆動してY軸側可動部
15をX−Y軸方向に移動させるとともに、重力補償機
構5によってZ軸機構4のスライダ部20b側を重力補
償しながら、Z軸駆動部6によってZ軸機構4のスライ
ダ部20b側を駆動して、これをZ軸方向に移動させな
がらプローブ34の先端で被測定物7の表面をなぞり、
被測定物7の形状を測定するようにしているので、Z軸
駆動部6のボイスコイル44を小さくして装置全体のコ
ンパクト化、低推力化を促進することができる。また、
Z軸機構4のスライダ部20b側をZ軸方向に駆動する
Z軸駆動部6と独立して、非接触方式の重力補償機構5
を設けているので、スライダ部20b側の可動質量を小
さくして、測定系の動作を高速化することができるとと
もに、重力補償機構5側の駆動モータ27を小さくし
て、装置全体の軽量化、コンパクト化を達成することが
できる。
As described above, in this embodiment, the XY table 2 is driven by the XY-axis driving section 3 to move the Y-axis side movable section 15 in the XY-axis directions, and the Z-axis is moved by the gravity compensation mechanism 5. The Z-axis drive unit 6 drives the slider unit 20b side of the Z-axis mechanism 4 while gravity-compensating the slider unit 20b side of the axis mechanism 4, and moves the slider unit 20b in the Z-axis direction while measuring at the tip of the probe 34. Trace the surface of object 7,
Since the shape of the DUT 7 is measured, the voice coil 44 of the Z-axis drive unit 6 can be reduced in size to promote compactness and low thrust of the entire device. Also,
Independently of the Z-axis drive section 6 for driving the slider section 20b side of the Z-axis mechanism 4 in the Z-axis direction, a non-contact type gravity compensation mechanism 5
Is provided, the movable mass on the slider section 20b side is reduced, and the operation of the measurement system can be accelerated. In addition, the drive motor 27 on the gravity compensation mechanism 5 side is reduced, thereby reducing the weight of the entire apparatus. , Compactness can be achieved.

【0017】また、重力補償機構5の構成要素となる連
結機構としてエアカップリング40を用いているので、
重力補償機構5側の駆動モータ27によってZ軸機構4
のスライダ部20b側を駆動する際、この駆動モータ2
7による振動、重力補償機構5を構成するトルクキーパ
ー31、タイミングベルト38、タイミングプーリ37
などの間で摩擦が発生し、この摩擦による振動などが発
生しても、エアカップリング40によってこれをカット
してZ軸機構4のスライダ部20b側に振動が伝達され
ないようにし、これによって測定精度を大幅に向上させ
ることができる。また、重力補償機構5の構成要素とな
るボールネジ機構34と、エアスライダ20とをエアカ
ップリング40で連結するようにしているので、重力に
よりZ軸機構4のスライダ部20b側に働く下向きの力
を回転方向に変換して、駆動モータ27の制御を行ない
易くすることができ、これによって重力補償機構5全体
をコンパクトにすることができる。また、トルクキーパ
ー31によって駆動モータ27と、ボールネジ機構34
とを連結しているので、ボールネジ機構34を一定のト
ルクで駆動し易くすることができるとともに、スライダ
部20b側に無理な力が加えられたとき、トルクキーパ
ー31をスリップさせて、駆動モータ27に無理な力が
加えられないようにすることができる。さらに、駆動モ
ータ27と、トルクキーパー31とによって、ボールネ
ジ機構34を一定のトルクで連続的に駆動する連続定格
仕様のトルクモータを構成しているので、スライダ部2
0b側に作用する重力を無視して、Z軸駆動部6を制御
するだけで被測定物7の表面形状を測定させることがで
きる。
Further, since the air coupling 40 is used as a connecting mechanism as a component of the gravity compensating mechanism 5,
The Z-axis mechanism 4 is driven by the drive motor 27 on the gravity compensation mechanism 5 side.
When driving the slider portion 20b side, the drive motor 2
7, the torque keeper 31, the timing belt 38, the timing pulley 37 constituting the gravity compensation mechanism 5
Even if friction is generated between vibrations and the like, and vibration due to the friction is generated, the vibration is cut by the air coupling 40 so that the vibration is not transmitted to the slider portion 20b side of the Z-axis mechanism 4, thereby measuring Accuracy can be greatly improved. Further, since the ball screw mechanism 34, which is a component of the gravity compensation mechanism 5, and the air slider 20 are connected by the air coupling 40, a downward force acting on the slider portion 20b side of the Z-axis mechanism 4 due to gravity. Can be converted into a rotational direction to facilitate the control of the drive motor 27, thereby making the entire gravity compensation mechanism 5 compact. The drive motor 27 and the ball screw mechanism 34 are controlled by the torque keeper 31.
And the ball screw mechanism 34 can be easily driven with a constant torque, and when an excessive force is applied to the slider portion 20b side, the torque keeper 31 is caused to slip and the drive motor 27 Can be prevented from being subjected to excessive force. Furthermore, since the drive motor 27 and the torque keeper 31 constitute a torque motor of a continuous rated specification for continuously driving the ball screw mechanism 34 with a constant torque, the slider 2
The surface shape of the DUT 7 can be measured only by controlling the Z-axis drive unit 6 ignoring the gravity acting on the 0b side.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項1では、Z軸機構の可動部をZ軸方向に駆動するZ
軸駆動部と独立した非接触方式の重力補償機構を設ける
ことにより、可動質量を小さくして測定系の動作を高速
化することができるとともに、Z軸駆動部側の駆動モー
タを小さくして装置全体の軽量化、コンパクト化を達成
することができる。また、請求項2では、重力補償機構
の構成要素となる連結機構として、エアカップリングを
用いることにより、重力補償機構側の駆動モータによっ
てZ軸機構の可動部を駆動する際、この駆動モータによ
る振動、重力補償機構を構成する各構成要素間の摩擦に
よる振動などがZ軸機構の可動部に伝達されないように
して、測定精度を向上させることができる。また、請求
項3では、重力補償機構の構成要素となるボールネジ機
構と、エアスライドとをエアカップリングで連結するこ
とにより、重力によりZ軸機構の可動部に働く下向きの
力を回転方向に変換して駆動モータの制御を行ない易く
することができ、これによって重力補償機構全体をコン
パクトにすることができる。
As described above, according to the present invention, according to the first aspect, the Z-axis mechanism drives the movable portion of the Z-axis mechanism in the Z-axis direction.
By providing a non-contact type gravity compensation mechanism independent of the axis drive unit, it is possible to reduce the movable mass and speed up the operation of the measurement system, and to reduce the size of the drive motor on the Z-axis drive unit side. The overall weight and size can be reduced. According to the second aspect of the present invention, an air coupling is used as a coupling mechanism serving as a component of the gravity compensation mechanism, so that when the movable part of the Z-axis mechanism is driven by the drive motor on the gravity compensation mechanism side, the drive motor is used. Vibration, vibration due to friction between the components constituting the gravity compensation mechanism, and the like are not transmitted to the movable portion of the Z-axis mechanism, so that the measurement accuracy can be improved. According to a third aspect of the present invention, a ball screw mechanism, which is a component of the gravity compensation mechanism, and an air slide are connected by an air coupling, thereby converting a downward force acting on a movable portion of the Z-axis mechanism by gravity into a rotation direction. As a result, the drive motor can be easily controlled, whereby the entire gravity compensation mechanism can be made compact.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による形状測定装置の一形態例を示す一
部裁断正面図である。
FIG. 1 is a partially cut front view showing one embodiment of a shape measuring apparatus according to the present invention.

【図2】図1に示す駆動モータ部分、トルクキーパー部
分の詳細な構成例を示す要部拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part showing a detailed configuration example of a drive motor portion and a torque keeper portion shown in FIG.

【図3】図1に示すエアカップリング部分の詳細な構成
例を示す要部拡大断面図である。
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part showing a detailed configuration example of an air coupling part shown in FIG. 1;

【図4】図1に示すエアカップリング部分の詳細な構成
例を示す上面図である。
FIG. 4 is a top view showing a detailed configuration example of an air coupling part shown in FIG. 1;

【図5】従来から知られている形状測定装置の一例を示
す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of a conventionally known shape measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…形状測定装置、2…X−Yテーブル、3…XY軸駆
動部、4…Z軸機構、5…重力補償機構、6…Z軸駆動
部、7…被測定物、8…プローブ機構、9…台座、10
…X軸側固定部、11…スライドレール、12…X軸側
可動部、13…Y軸側固定部、14…スライドレール、
15…Y軸側可動部、16…X軸駆動モータ、17…Y
軸駆動モータ、18…Z軸基板、19…側板、20a…
レール部(固定部)、20b…スライダ部(可動部)、
20…エアスライダ(エアスライド機構)、21…上側
支持部材、22…下側支持部材、23…測定装置、24
…プローブ、25…モータホルダ、26…駆動軸、27
…駆動モータ(重力補償駆動源)、28…スリッピング
・クラッチ/ブレーキ機構、29…内側リング、30…
外側リング、31…トルクキーパー、32…ナット部、
33…ネジ棒、34…ボールネジ機構、35…上側軸
受、36…下側軸受、37…タイミングプーリ、38…
タイミングベルト、39…開口部、40…エアカップリ
ング、40a…部材、40b…部材、41…駆動軸、4
2…開口部、43…ネジ、44…ボイスコイル(Z軸駆
動源)、45…スライド軸、46…Z軸用落下防止スト
ッパ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shape measuring device, 2 ... XY table, 3 ... XY-axis drive part, 4 ... Z-axis mechanism, 5 ... Gravity compensation mechanism, 6 ... Z-axis drive part, 7 ... DUT, 8 ... Probe mechanism, 9 ... pedestal, 10
... X-axis fixed part, 11 ... Slide rail, 12 ... X-axis movable part, 13 ... Y-axis fixed part, 14 ... Slide rail,
15 ... Y-axis side movable part, 16 ... X-axis drive motor, 17 ... Y
Shaft drive motor, 18 ... Z-axis board, 19 ... side plate, 20a ...
Rail part (fixed part), 20b ... slider part (movable part),
Reference Signs List 20: air slider (air slide mechanism), 21: upper support member, 22: lower support member, 23: measuring device, 24
... probe, 25 ... motor holder, 26 ... drive shaft, 27
... drive motor (gravity compensation drive source), 28 ... slipping clutch / brake mechanism, 29 ... inner ring, 30 ...
Outer ring, 31 ... torque keeper, 32 ... nut part,
33: screw rod, 34: ball screw mechanism, 35: upper bearing, 36: lower bearing, 37: timing pulley, 38 ...
Timing belt, 39 ... opening, 40 ... air coupling, 40a ... member, 40b ... member, 41 ... drive shaft, 4
2: Opening, 43: Screw, 44: Voice coil (Z-axis drive source), 45: Slide shaft, 46: Fall prevention stopper for Z-axis

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定物の表面に沿ってプローブを3次
元方向に移動させながら、前記被測定物の表面形状を測
定する形状測定装置において、 水平方向に移動自在な固定部側が鉛直方向に長くなるよ
うに配置され、前記プローブ側を支持する可動部側が前
記固定部側によって垂直方向に移動自在に案内されるエ
アスライド機構と、 重力補償駆動源によって得られた駆動力により、前記可
動部側を非接触で、上方に付勢して前記可動部側の重力
補償を行なう重力補償機構と、 Z軸駆動源によって得られた駆動力により、前記被測定
物の表面高さに応じて、前記可動部側を垂直方向に移動
させるZ軸駆動機構と、を備えたことを特徴とする形状
測定装置。
1. A shape measuring apparatus for measuring a surface shape of an object to be measured while moving a probe in a three-dimensional direction along the surface of the object to be measured. An air slide mechanism that is disposed so as to be long and a movable section supporting the probe side is guided by the fixed section so as to be movable in a vertical direction; and a driving force obtained by a gravity compensation drive source, the movable section A gravity compensation mechanism for biasing the movable portion side upward without contacting the side thereof to compensate for the gravity of the movable portion side, and a driving force obtained by a Z-axis driving source, according to a surface height of the object to be measured, And a Z-axis drive mechanism for moving the movable section in the vertical direction.
【請求項2】 請求項1に記載の形状測定装置におい
て、 前記重力補償駆動源によって得られた駆動力を前記可動
部側に非接触で伝達する連結機構として、エアカップリ
ングを使用することを特徴とする形状測定装置。
2. The shape measuring apparatus according to claim 1, wherein an air coupling is used as a coupling mechanism for transmitting a driving force obtained by the gravity compensation driving source to the movable section in a non-contact manner. Characteristic shape measuring device.
【請求項3】 請求項1または2に記載の形状測定装置
において、 前記重力補償駆動源で得られた駆動力によって前記エア
カップリングおよび前記可動部側を昇降させる昇降機構
として、ボールネジ機構を使用することを特徴とする形
状測定装置。
3. The shape measuring device according to claim 1, wherein a ball screw mechanism is used as an elevating mechanism for elevating and lowering the air coupling and the movable part side by a driving force obtained by the gravity compensation driving source. A shape measuring apparatus characterized in that:
JP31302496A 1996-11-08 1996-11-08 Shape measuring instrument Pending JPH10141942A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007501972A (en) * 2003-08-07 2007-02-01 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Positioning device, gravity correction device and gravity correction method
JP2007218881A (en) * 2006-02-20 2007-08-30 Konica Minolta Opto Inc Shape measuring apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007501972A (en) * 2003-08-07 2007-02-01 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Positioning device, gravity correction device and gravity correction method
JP2007218881A (en) * 2006-02-20 2007-08-30 Konica Minolta Opto Inc Shape measuring apparatus

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