JPH11166823A - プローブ機構及びこれを用いた座標測定装置 - Google Patents
プローブ機構及びこれを用いた座標測定装置Info
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- JPH11166823A JPH11166823A JP9336738A JP33673897A JPH11166823A JP H11166823 A JPH11166823 A JP H11166823A JP 9336738 A JP9336738 A JP 9336738A JP 33673897 A JP33673897 A JP 33673897A JP H11166823 A JPH11166823 A JP H11166823A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単純な機構によりプローブの測定対象に対す
る押し付け力を微少にするとともに、測定精度を低下さ
せることのない構成の鉛直方向変位タイプのプローブ機
構及びこれを用いた座標測定装置を提供する。 【解決手段】 プローブ２１の重量を引張りコイルばね
２７を介してプローブケース２２構造に支持させるの
で、測定対象Ｍへの押し付け力を微少とすることがで
き、測定方向の摩擦力を軽減することができる。又、引
張りコイルばね２７は、その力の作用線が空気軸受け２
３がプローブ２１を支持したときの支持中心Ｃを通るよ
うに配設されるので、引張りコイルばね２７のばね力は
プローブ２１の軸線を鉛直軸から傾けようとするモーメ
ントを発生せず、空気軸受け２３は充分な剛性でプロー
ブ２１を支持するため、測定精度が低下することがな
い。
る押し付け力を微少にするとともに、測定精度を低下さ
せることのない構成の鉛直方向変位タイプのプローブ機
構及びこれを用いた座標測定装置を提供する。 【解決手段】 プローブ２１の重量を引張りコイルばね
２７を介してプローブケース２２構造に支持させるの
で、測定対象Ｍへの押し付け力を微少とすることがで
き、測定方向の摩擦力を軽減することができる。又、引
張りコイルばね２７は、その力の作用線が空気軸受け２
３がプローブ２１を支持したときの支持中心Ｃを通るよ
うに配設されるので、引張りコイルばね２７のばね力は
プローブ２１の軸線を鉛直軸から傾けようとするモーメ
ントを発生せず、空気軸受け２３は充分な剛性でプロー
ブ２１を支持するため、測定精度が低下することがな
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プローブ（触針）
が鉛直方向に変位するタイプのプローブ機構及びこれを
用いた座標測定装置に関する。
が鉛直方向に変位するタイプのプローブ機構及びこれを
用いた座標測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザ測長により非球面レンズ等
の光学部材の物体形状を高精度に測定する装置として、
軸方向にのみ変位可能なプローブ（触針）を測定対象上
に接触・滑動させてその変位量を計測し、物体各点の２
次元或いは３次元座標を測定する座標測定装置が知られ
ている。図４はプローブが水平方向に変位するタイプの
プローブ機構の例であるが、軸部材４１ａの先端に接触
子４１ｂを取り付けたプローブ４１が、プローブケース
４２に設けた空気軸受け４３により軸方向変位のみ自由
に支持されている。そして接触子４１ｂを適当な押し付
け力で測定対象４４へ当接させたままプローブケース４
２或いは測定対象４４を測定方向（プローブ４１の軸線
に垂直な方向）へ移動させてその移動距離とともにプロ
ーブ４１の軸方向変位を測定し、測定対象の２次元或い
は３次元の座標データを得る。そしてこの座標データを
もとに、測定対象４４の凹凸形状を評価する。ここでプ
ローブ４１の軸方向変位量は、軸部材４１ａの他端に設
けた反射ミラー４５にレーザ光４６を照射して反射さ
せ、これをレーザ測長することにより求める構成となっ
ている。
の光学部材の物体形状を高精度に測定する装置として、
軸方向にのみ変位可能なプローブ（触針）を測定対象上
に接触・滑動させてその変位量を計測し、物体各点の２
次元或いは３次元座標を測定する座標測定装置が知られ
ている。図４はプローブが水平方向に変位するタイプの
プローブ機構の例であるが、軸部材４１ａの先端に接触
子４１ｂを取り付けたプローブ４１が、プローブケース
４２に設けた空気軸受け４３により軸方向変位のみ自由
に支持されている。そして接触子４１ｂを適当な押し付
け力で測定対象４４へ当接させたままプローブケース４
２或いは測定対象４４を測定方向（プローブ４１の軸線
に垂直な方向）へ移動させてその移動距離とともにプロ
ーブ４１の軸方向変位を測定し、測定対象の２次元或い
は３次元の座標データを得る。そしてこの座標データを
もとに、測定対象４４の凹凸形状を評価する。ここでプ
ローブ４１の軸方向変位量は、軸部材４１ａの他端に設
けた反射ミラー４５にレーザ光４６を照射して反射さ
せ、これをレーザ測長することにより求める構成となっ
ている。
【０００３】接触子を測定対象へ押し付ける力（押し付
け力）は通常微少（数ｇｆ以下）にする必要があるが、
図５に示すようなプローブを鉛直方向に変位させるタイ
プのプローブ機構では、測定方向（この場合には水平方
向）に生じる摩擦抵抗が大きくなることを防ぐため、押
し付け力にプローブの重量が加わらないようにする手段
が講じられる。これには例えば、表面粗さ計で多く用い
られる梃子式機構を応用し、カウンタウェイトによりプ
ローブの重量を打ち消す構成としたものや、図５に示す
ようにプローブケース５２に取り付けられた引張りコイ
ルばね５３によりプローブ５１を吊り下げる構成とした
ものもある。ここで、アッベ誤差の発生を防ぐために、
プローブ５１の軸線は測長用レーザ光５４の延長線上に
位置させる必要があるが、レーザ光５４を遮らないよう
にするためには引張りコイルばね５３はその軸線をプロ
ーブ５１の軸線からずらして配設しなければならない。
け力）は通常微少（数ｇｆ以下）にする必要があるが、
図５に示すようなプローブを鉛直方向に変位させるタイ
プのプローブ機構では、測定方向（この場合には水平方
向）に生じる摩擦抵抗が大きくなることを防ぐため、押
し付け力にプローブの重量が加わらないようにする手段
が講じられる。これには例えば、表面粗さ計で多く用い
られる梃子式機構を応用し、カウンタウェイトによりプ
ローブの重量を打ち消す構成としたものや、図５に示す
ようにプローブケース５２に取り付けられた引張りコイ
ルばね５３によりプローブ５１を吊り下げる構成とした
ものもある。ここで、アッベ誤差の発生を防ぐために、
プローブ５１の軸線は測長用レーザ光５４の延長線上に
位置させる必要があるが、レーザ光５４を遮らないよう
にするためには引張りコイルばね５３はその軸線をプロ
ーブ５１の軸線からずらして配設しなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図５に示す構
成では、引張りコイルばね５３に作用するばね力は、プ
ローブ５１をその軸方向に支持するほか、プローブ５１
の軸線を鉛直軸から傾けようとするモーメントを生じ、
空気軸受け５５面にプローブ５１の軸線方向に沿って不
均一な反力分布を生じさせることとなる。空気軸受け５
５は（一般の軸受けでも同様であるが、空気軸受けにお
いては特に）、軸受け面に一様な反力分布を生じさせる
ような垂直力に対しては比較的高い剛性を発揮するが、
このように不均一な反力分布を生じさせる荷重に対して
は充分な剛性を発揮できない。このためプローブ５１の
軸線は微少な角度ながら鉛直軸から傾くこととなり、精
度良い測定を行うことができなかった（このようなプロ
ーブ機構においてはｎｍ単位のオーダの測定を行うた
め、わずかなプローブの軸線の傾きも大きな測定誤差を
生じるものとなる）。
成では、引張りコイルばね５３に作用するばね力は、プ
ローブ５１をその軸方向に支持するほか、プローブ５１
の軸線を鉛直軸から傾けようとするモーメントを生じ、
空気軸受け５５面にプローブ５１の軸線方向に沿って不
均一な反力分布を生じさせることとなる。空気軸受け５
５は（一般の軸受けでも同様であるが、空気軸受けにお
いては特に）、軸受け面に一様な反力分布を生じさせる
ような垂直力に対しては比較的高い剛性を発揮するが、
このように不均一な反力分布を生じさせる荷重に対して
は充分な剛性を発揮できない。このためプローブ５１の
軸線は微少な角度ながら鉛直軸から傾くこととなり、精
度良い測定を行うことができなかった（このようなプロ
ーブ機構においてはｎｍ単位のオーダの測定を行うた
め、わずかなプローブの軸線の傾きも大きな測定誤差を
生じるものとなる）。
【０００５】上記の問題を回避するため、プローブ５１
の軸線に対して対称な位置に引張りコイルばねをもう１
本配設して前記モーメントを打ち消すという方法も考え
られるが、２本の引張りコイルばねのばね定数や初期張
力等の各種特性が充分に一致していない場合には同様の
問題が生じてしまう。又、ばねが２本になることにより
ばね定数も２倍となるため、設計上の制約を受けること
となるという問題もあった。
の軸線に対して対称な位置に引張りコイルばねをもう１
本配設して前記モーメントを打ち消すという方法も考え
られるが、２本の引張りコイルばねのばね定数や初期張
力等の各種特性が充分に一致していない場合には同様の
問題が生じてしまう。又、ばねが２本になることにより
ばね定数も２倍となるため、設計上の制約を受けること
となるという問題もあった。
【０００６】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、単純な機構によりプローブの測定対象に
対する押し付け力を微少にするとともに、測定精度を低
下させることのない構成の鉛直方向変位タイプのプロー
ブ機構及びこれを用いた座標測定装置を提供することを
目的とする。
たものであり、単純な機構によりプローブの測定対象に
対する押し付け力を微少にするとともに、測定精度を低
下させることのない構成の鉛直方向変位タイプのプロー
ブ機構及びこれを用いた座標測定装置を提供することを
目的とする。
【０００７】
【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、本発明に係るプローブ機構は、測定対象に接触す
る接触子と、この接触子を下端に有し鉛直方向に延びて
配設される軸部材とからなるプローブと、鉛直方向変位
を自由、且つ水平方向変位を拘束するようにプローブを
支持する軸受け（例えば、空気軸受け）を有して構成さ
れるプローブケースと、上端がプローブケースに連結さ
れるとともに下端が軸部材に連結される弾性体（例え
ば、引張りコイルばね）とを有し、この弾性体から軸部
材に作用する力の作用線が軸受けによるプローブの支持
中心を通るように配設される。
めに、本発明に係るプローブ機構は、測定対象に接触す
る接触子と、この接触子を下端に有し鉛直方向に延びて
配設される軸部材とからなるプローブと、鉛直方向変位
を自由、且つ水平方向変位を拘束するようにプローブを
支持する軸受け（例えば、空気軸受け）を有して構成さ
れるプローブケースと、上端がプローブケースに連結さ
れるとともに下端が軸部材に連結される弾性体（例え
ば、引張りコイルばね）とを有し、この弾性体から軸部
材に作用する力の作用線が軸受けによるプローブの支持
中心を通るように配設される。
【０００８】ここで軸受けによるプローブの支持中心と
は、その点でプローブの軸線に垂直な方向の力（すなわ
ち水平方向の力）を作用させてもプローブの軸線を鉛直
軸から傾けようとするモーメントを発生してプローブの
軸線に沿った軸受け面に反力分布の不均一を生じさせる
ことのない、すなわち軸受け面に一様な反力分布を生じ
させる点のことである。
は、その点でプローブの軸線に垂直な方向の力（すなわ
ち水平方向の力）を作用させてもプローブの軸線を鉛直
軸から傾けようとするモーメントを発生してプローブの
軸線に沿った軸受け面に反力分布の不均一を生じさせる
ことのない、すなわち軸受け面に一様な反力分布を生じ
させる点のことである。
【０００９】このような構成により、プローブの重量を
弾性体により支持して測定対象への押し付け力を微少と
して測定方向への摩擦力を軽減することができるととも
に、弾性体に作用する力はプローブの軸線を鉛直軸から
傾けようとするモーメントを発生しないので軸受けは充
分な剛性でプローブを支持することができ、測定精度が
低下しない。なお、上記支持中心がプローブの重心と一
致するように構成されれば動的な場合（プローブが急激
に変位した場合等）にも効果があり望ましい。
弾性体により支持して測定対象への押し付け力を微少と
して測定方向への摩擦力を軽減することができるととも
に、弾性体に作用する力はプローブの軸線を鉛直軸から
傾けようとするモーメントを発生しないので軸受けは充
分な剛性でプローブを支持することができ、測定精度が
低下しない。なお、上記支持中心がプローブの重心と一
致するように構成されれば動的な場合（プローブが急激
に変位した場合等）にも効果があり望ましい。
【００１０】又、本発明に係る座標測定装置は、軸部材
の上端に反射ミラーを設けた上記プローブ機構と、これ
を測定対象に対して相対的に移動可能に支持するガイド
機構とを設け、レーザ測長を利用した触針式の座標測定
装置に用いたものであり、プローブが鉛直方向に変位す
るタイプの座標測定装置として２次元或いは３次元の高
精度な座標測定をすることができる。
の上端に反射ミラーを設けた上記プローブ機構と、これ
を測定対象に対して相対的に移動可能に支持するガイド
機構とを設け、レーザ測長を利用した触針式の座標測定
装置に用いたものであり、プローブが鉛直方向に変位す
るタイプの座標測定装置として２次元或いは３次元の高
精度な座標測定をすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図を参照して説明する。図２は本発明の座標測
定装置を示した図である。この座標測定装置１は測定対
象の３次元の座標測定が可能であり、水平テーブル１１
上に門型の支持架１２が設けられ、その水平部材１２ａ
には本発明のプローブ機構２を有しＺ方向に移動自在な
Ｚステージ１３がＹ方向移動自在に配設されている。
又、測定対象Ｍを載せてＸ方向へ移動可能なＸステージ
１４が、これを支持するスライダ１５を介して水平テー
ブル１１上に設けられている。Ｚステージ１３に組み込
まれたプローブ機構２より下方へ突き出しているプロー
ブ２１はＺステージ１３に対しＺ方向へのみ変位可能で
ある。測定装置１にはマイケルソン干渉計が組み込まれ
ており、これによりプローブ２１のＺ方向変位が計測さ
れる構成となっている。
について図を参照して説明する。図２は本発明の座標測
定装置を示した図である。この座標測定装置１は測定対
象の３次元の座標測定が可能であり、水平テーブル１１
上に門型の支持架１２が設けられ、その水平部材１２ａ
には本発明のプローブ機構２を有しＺ方向に移動自在な
Ｚステージ１３がＹ方向移動自在に配設されている。
又、測定対象Ｍを載せてＸ方向へ移動可能なＸステージ
１４が、これを支持するスライダ１５を介して水平テー
ブル１１上に設けられている。Ｚステージ１３に組み込
まれたプローブ機構２より下方へ突き出しているプロー
ブ２１はＺステージ１３に対しＺ方向へのみ変位可能で
ある。測定装置１にはマイケルソン干渉計が組み込まれ
ており、これによりプローブ２１のＺ方向変位が計測さ
れる構成となっている。
【００１２】この座標測定装置１により測定対象Ｍの座
標測定をする場合には、先ず測定対象ＭをＸステージ１
４上に固定し、Ｘステージ１４及びＺステージ１３を移
動して、プローブ２１が測定対象Ｍ上の測定開始点に適
当な押し付け力で当接された状態とする。そして、Ｚス
テージ１３をＹ方向に、或いはＸステージ１４をＸ方向
に移動させ、このＸ方向或いはＹ方向の移動距離を測定
するとともにプローブ２１のＺ方向（鉛直方向）変位を
測定し記録する。このようにして得られた３次元の座標
データから、その測定対象Ｍの凹凸形状が評価される。
標測定をする場合には、先ず測定対象ＭをＸステージ１
４上に固定し、Ｘステージ１４及びＺステージ１３を移
動して、プローブ２１が測定対象Ｍ上の測定開始点に適
当な押し付け力で当接された状態とする。そして、Ｚス
テージ１３をＹ方向に、或いはＸステージ１４をＸ方向
に移動させ、このＸ方向或いはＹ方向の移動距離を測定
するとともにプローブ２１のＺ方向（鉛直方向）変位を
測定し記録する。このようにして得られた３次元の座標
データから、その測定対象Ｍの凹凸形状が評価される。
【００１３】図１に、プローブ機構２の構成を示す。軸
部材２１ａの下端に接触子２１ｂを取り付けたプローブ
２１は、プローブケース２２内に設けられた空気静圧軸
受け２３により、軸方向（Ｚ方向）変位自由、且つその
直交方向（Ｘ及びＹ方向）変位が拘束されるように支持
されている。空気静圧軸受け２３は軸部材２１ａの外周
に沿って充満される空気の層として構成され、空気注入
口２８より空気が注入される。プローブ２１の上端には
反射ミラー２４が設けられており、照射されて来たレー
ザ測長用のレーザ光Ｌを反射する。
部材２１ａの下端に接触子２１ｂを取り付けたプローブ
２１は、プローブケース２２内に設けられた空気静圧軸
受け２３により、軸方向（Ｚ方向）変位自由、且つその
直交方向（Ｘ及びＹ方向）変位が拘束されるように支持
されている。空気静圧軸受け２３は軸部材２１ａの外周
に沿って充満される空気の層として構成され、空気注入
口２８より空気が注入される。プローブ２１の上端には
反射ミラー２４が設けられており、照射されて来たレー
ザ測長用のレーザ光Ｌを反射する。
【００１４】プローブケース２２の中床２２ａ上には反
射光検出方式のエッジセンサ２５が設けられている。こ
のエッジセンサ２５は、測定開始前、プローブ２１を測
定対象Ｍ上の測定開始点に位置させるときにおいて、Ｚ
ステージ１３を下げて行き接触子２１ｂが測定対象Ｍに
接触した後、軸部材２１ａ上端が規定の位置（高さ）に
達したときにこれを検出して検出信号を発するものであ
る。この検出信号が発せられたときにはＺステージ１３
の下方移動が停止されるので、適当な押し付け力でプロ
ーブ２１を測定対象Ｍに当接させることが可能である。
射光検出方式のエッジセンサ２５が設けられている。こ
のエッジセンサ２５は、測定開始前、プローブ２１を測
定対象Ｍ上の測定開始点に位置させるときにおいて、Ｚ
ステージ１３を下げて行き接触子２１ｂが測定対象Ｍに
接触した後、軸部材２１ａ上端が規定の位置（高さ）に
達したときにこれを検出して検出信号を発するものであ
る。この検出信号が発せられたときにはＺステージ１３
の下方移動が停止されるので、適当な押し付け力でプロ
ーブ２１を測定対象Ｍに当接させることが可能である。
【００１５】軸部材２１ａの上部には、ばね取付部２６
が水平方向に延びて設けられており、ここに、上端がプ
ローブケース２２の内側構造に枢結された引張りコイル
ばね２７の下端が枢結される。これによりプローブ２１
重量は引張りコイルばね２７を介してプローブケース２
２構造に支持されることとなり、測定対象Ｍへの押し付
け力にプローブ２１の重量が加わることがない。この際
引張りコイルばね２７は、ばね力の作用線がプローブ支
持中心Ｃを通るように取り付けられる。
が水平方向に延びて設けられており、ここに、上端がプ
ローブケース２２の内側構造に枢結された引張りコイル
ばね２７の下端が枢結される。これによりプローブ２１
重量は引張りコイルばね２７を介してプローブケース２
２構造に支持されることとなり、測定対象Ｍへの押し付
け力にプローブ２１の重量が加わることがない。この際
引張りコイルばね２７は、ばね力の作用線がプローブ支
持中心Ｃを通るように取り付けられる。
【００１６】ここでプローブ支持中心Ｃとは、その点で
プローブ２１の軸線に垂直な方向の力（すなわち水平方
向の力）を作用させてもプローブ２１の軸線を鉛直軸か
ら傾けようとするモーメントを発生してプローブ２１の
軸線に沿った空気軸受け面に反力分布の不均一を生じさ
せることのない、すなわち空気軸受け面に一様な反力分
布を生じさせる点のことである。ここで、プローブ支持
中心Ｃがプローブ２１の重心位置と一致するように設計
されれば、動的な場合（プローブが急激に変位した場合
等）にも効果があって望ましいが、両者位置が大きく異
なるのものでなければ、差し支えない。
プローブ２１の軸線に垂直な方向の力（すなわち水平方
向の力）を作用させてもプローブ２１の軸線を鉛直軸か
ら傾けようとするモーメントを発生してプローブ２１の
軸線に沿った空気軸受け面に反力分布の不均一を生じさ
せることのない、すなわち空気軸受け面に一様な反力分
布を生じさせる点のことである。ここで、プローブ支持
中心Ｃがプローブ２１の重心位置と一致するように設計
されれば、動的な場合（プローブが急激に変位した場合
等）にも効果があって望ましいが、両者位置が大きく異
なるのものでなければ、差し支えない。
【００１７】この結果、図３に示すように、引張りコイ
ルばね２７によりプローブ２１に作用するばね力Ｆは、
プローブ２１上のプローブ支持中心Ｃに作用するものと
して扱うことができる。このときばね力Ｆはプローブ２
１の軸線方向の分力（すなわち鉛直方向分力）Ｆａと、
これに垂直な方向の分力（すなわち水平方向分力）Ｆｔ
とに分解可能である。分力Ｆａはプローブ２１の重量Ｗ
と釣り合い（もともと、分力Ｆａがプローブ重量Ｗと釣
り合うような大きさを持ってばね力Ｆは発生する）、分
力Ｆｔは空気軸受け面に一様に分布する反力と釣り合
う。
ルばね２７によりプローブ２１に作用するばね力Ｆは、
プローブ２１上のプローブ支持中心Ｃに作用するものと
して扱うことができる。このときばね力Ｆはプローブ２
１の軸線方向の分力（すなわち鉛直方向分力）Ｆａと、
これに垂直な方向の分力（すなわち水平方向分力）Ｆｔ
とに分解可能である。分力Ｆａはプローブ２１の重量Ｗ
と釣り合い（もともと、分力Ｆａがプローブ重量Ｗと釣
り合うような大きさを持ってばね力Ｆは発生する）、分
力Ｆｔは空気軸受け面に一様に分布する反力と釣り合
う。
【００１８】このようにプローブ２１の重量を軸方向に
支持する引張りコイルばね７のばね力Ｆはプローブ２１
の軸線を傾けようとするモーメントを発生しないため、
空気軸受け面に反力分布の不均一が生じない。これによ
りプローブ２１を支持する空気軸受け２３の剛性不足に
起因する測定精度の低下が解消される。又、本発明はコ
イルばね２７を１本使用したのみで従来と同様であり、
特に新たな部品を必要とするものではない。このため、
引張りコイルばねを２本としてばね定数を増加させた場
合と比較しても、設計上の制約を受けることがないばか
りでなく重量やコストの面でも有利である。
支持する引張りコイルばね７のばね力Ｆはプローブ２１
の軸線を傾けようとするモーメントを発生しないため、
空気軸受け面に反力分布の不均一が生じない。これによ
りプローブ２１を支持する空気軸受け２３の剛性不足に
起因する測定精度の低下が解消される。又、本発明はコ
イルばね２７を１本使用したのみで従来と同様であり、
特に新たな部品を必要とするものではない。このため、
引張りコイルばねを２本としてばね定数を増加させた場
合と比較しても、設計上の制約を受けることがないばか
りでなく重量やコストの面でも有利である。
【００１９】なお、上記実施例では軸部材２１ａを吊り
下げる部材として引張りコイルばね２７を用いたが、こ
れは引張りコイルばね２７に限られず、同様な機能を有
する弾性体であればよい。又、プローブ２１の軸受けと
して空気静圧軸受け２３を例示したが、プローブ２１を
軸方向変位は自由に、且つその垂直方向変位は拘束する
ように支持することができる軸受けであればよい。更
に、プローブ２１の軸方向変位を測定する方法は、マイ
ケルソン干渉計を用いた方法に限られず、レーザ測長を
利用した他の測定方法であっても良い。
下げる部材として引張りコイルばね２７を用いたが、こ
れは引張りコイルばね２７に限られず、同様な機能を有
する弾性体であればよい。又、プローブ２１の軸受けと
して空気静圧軸受け２３を例示したが、プローブ２１を
軸方向変位は自由に、且つその垂直方向変位は拘束する
ように支持することができる軸受けであればよい。更
に、プローブ２１の軸方向変位を測定する方法は、マイ
ケルソン干渉計を用いた方法に限られず、レーザ測長を
利用した他の測定方法であっても良い。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、鉛直方
向変位タイプのプローブ機構において、プローブの重量
を引張りコイルばねを介してプローブケース構造に支持
させるので、測定対象への押し付け力を微少とすること
ができ、測定方向の摩擦力を軽減することができる。
又、引張りコイルばねは、その力の作用線が空気軸受け
がプローブを支持したときの支持中心を通るように配設
されるので、引張りコイルばねのばね力はプローブの軸
線を鉛直軸から傾けようとするモーメントを発生せず、
空気軸受けは充分な剛性でプローブを支持するため、測
定精度が低下することがない。
向変位タイプのプローブ機構において、プローブの重量
を引張りコイルばねを介してプローブケース構造に支持
させるので、測定対象への押し付け力を微少とすること
ができ、測定方向の摩擦力を軽減することができる。
又、引張りコイルばねは、その力の作用線が空気軸受け
がプローブを支持したときの支持中心を通るように配設
されるので、引張りコイルばねのばね力はプローブの軸
線を鉛直軸から傾けようとするモーメントを発生せず、
空気軸受けは充分な剛性でプローブを支持するため、測
定精度が低下することがない。
【図１】本発明のプローブ機構の構成を示す図である。
【図２】支持中心に作用したばね力を鉛直方向分力と水
平方向分力に分解した図である。
平方向分力に分解した図である。
【図３】従来のプローブ機構の構成を示す図である。
【図４】従来のプローブ機構の構成を示す図である。
１ 座標測定装置 ２ プローブ機構 １３ Ｚステージ １４ Ｘステージ ２１ プローブ ２２ プローブケース ２４ 反射ミラー ２７ 引張りコイルばね Ｍ 測定対象
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年２月４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプローブ機構の構成を示す図である。
【図２】本発明の座標測定装置の構成を示す図である。
【図３】支持中心に作用したばね力を鉛直方向分力と水
平方向分力に分解した図である。
平方向分力に分解した図である。
【図４】従来のプローブ機構の構成を示す図である。
【図５】従来のプローブ機構の構成を示す図である。
【符号の説明】 １ 座標測定装置 ２ プローブ機構 １３ Ｚステージ １４ Ｘステージ ２１ プローブ ２２ プローブケース ２４ 反射ミラー ２７ 引張りコイルばね Ｍ 測定対象
Claims (6)
- 【請求項１】 測定対象に接触する接触子と、この接触
子を下端に有し鉛直方向に延びて配設される軸部材とか
らなるプローブと、 鉛直方向変位を自由、且つ水平方向変位を拘束するよう
に前記プローブを支持する軸受けを有して構成されるプ
ローブケースと、 上端が前記プローブケースに連結されるとともに下端が
前記軸部材に連結される弾性体とを有し、 この弾性体から前記軸部材に作用する力の作用線が前記
軸受けによる前記プローブの支持中心を通るように配設
されることを特徴とするプローブ機構。 - 【請求項２】 前記支持中心が前記プローブの重心と一
致することを特徴とする請求項１記載のプローブ機構。 - 【請求項３】 前記軸受けが空気軸受けであることを特
徴とする請求項１又は請求項２記載のプローブ機構。 - 【請求項４】 前記弾性体が引張りコイルばねであるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプロー
ブ機構。 - 【請求項５】 前記軸部材の上端にレーザ光を反射する
ための反射ミラーを設けた請求項１〜４のいずれかに記
載のプローブ機構が、レーザ測長を利用した触針式の座
標測定装置に用いられることを特徴とする座標測定装
置。 - 【請求項６】 前記プローブ機構を測定対象に対して相
対的に移動可能に支持するガイド機構を有することを特
徴とする請求項５記載の座標測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9336738A JPH11166823A (ja) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | プローブ機構及びこれを用いた座標測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9336738A JPH11166823A (ja) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | プローブ機構及びこれを用いた座標測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11166823A true JPH11166823A (ja) | 1999-06-22 |
Family
ID=18302273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9336738A Pending JPH11166823A (ja) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | プローブ機構及びこれを用いた座標測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11166823A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7557933B2 (en) | 2006-02-14 | 2009-07-07 | Japan Science And Technology Agency | Measuring probe, sample surface measuring apparatus and sample surface measuring method |
| JP2015225011A (ja) * | 2014-05-29 | 2015-12-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 三次元形状測定装置 |
| JP2018187912A (ja) * | 2017-05-04 | 2018-11-29 | 三緯國際立體列印科技股▲ふん▼有限公司ＸＹＺｐｒｉｎｔｉｎｇ， Ｉｎｃ． | 三次元プリンティング装置 |
-
1997
- 1997-12-08 JP JP9336738A patent/JPH11166823A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7557933B2 (en) | 2006-02-14 | 2009-07-07 | Japan Science And Technology Agency | Measuring probe, sample surface measuring apparatus and sample surface measuring method |
| JP2015225011A (ja) * | 2014-05-29 | 2015-12-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 三次元形状測定装置 |
| JP2018187912A (ja) * | 2017-05-04 | 2018-11-29 | 三緯國際立體列印科技股▲ふん▼有限公司ＸＹＺｐｒｉｎｔｉｎｇ， Ｉｎｃ． | 三次元プリンティング装置 |
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