JPS58173425A

JPS58173425A - 三次元測定機

Info

Publication number: JPS58173425A
Application number: JP5689582A
Authority: JP
Inventors: Sarutorio Furanko; フランコ・サルトリオ
Original assignee: Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1982-04-06
Filing date: 1982-04-06
Publication date: 1983-10-12
Also published as: JPH0131567B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、プローブと被測定物とを三次元的に相対移動
させなから当接させ、その相対移動量から被測定物の形
状等を求める三次元測定機に関するものである。

三次元測定機の中で、プローブとＭ　Ｉｌｌ定物魔物三
次元的に相対移動させなから当接させ、その相対移動量
から′＃Ｉ測定物の形状等を求めるものにあつて目１、
測定しようとする測定向に応じたプローブに交換しなけ
れば、梼雑形状の被ｆＡ＋１定物を＄１１１定すること
ができない。

このため、従来の三次元倶１；定榛の中には、複数のチ
ャックに対して複数種のプローブを予めストックし、こ
れらのプローブの中から各＃１定工程において必要とさ
れるプローブを選択的にを出し、測定を行えるようにし
たプローブ交換装置を＋１設したものがある。

しかし、このようなプローブ交換装置は、複数種のプロ
ーブをストックする際、予め各チャックに対して例の種
類のプローブをストックするカーを指定し、それを予め
手勢的に設定しており）なければならない。ところが、
このような作挙者による手勢的な操作は、操作が面倒な
げ力箋りで々く、−った設定が行々われる場合がある。

特に、各−１定工程毎にプローブと被ｍ１定物との相対
移動を予めプログラムし、それを自動（（＋に実行する
ようなシステムの場合、設定操作に誤りがあると、＄　
＄１＋１定物や測定本体が破損する郷の事故が起る場合
があ本発明の目的は、ＩＩ数種のプローブをプローブ交
換装置へ容易にかつ止しくストックできる三次元測定機
を提供することにある。

そのため、本発明では、複数のプローブ把持手段をホす
るプローブ交換装拳′を備え、そのプローブ把持手段に
把持された桧数譜のプローブの中力＼らいずれかのプロ
ーブを、被測定物と三次元的に相対移動されるプローブ
ホルダに取付け、このプローブと被測定物とを三次元的
に相対称ｗ１させ々がら当接させ、その相対移動１から
ＩＩ測定特ｊの形状等を求める三次元測定機において、
プ、ローブに種別コードを設け、このプローブがプロー
ブホルダに増付けられた際その種別コードをコード読を
手段により解読するとともに、プローブ交換装部におい
てプローブホルダとの間でプローブの交換が行かわれる
位置を位＃＃出手段により検出し、この位陣検田手段か
らの位置データとコード読取手段からの種別コードデー
タとを対応して記憶させることにより、プローブをプロ
ーブ交換装置へストックする際、それらのプローブをプ
ローブホルダに順次取付けるＩこけで、プ°ローブ父換
＃ＩＩＫおける各袴プローブの位置が記憶されるように
し、上Ｖ１［１目的を逓′成しようとするものである。

以下、本発甲の一実施例を図面について説明する。

第１図は本実施例の全体の外観を、第２図はその一部を
切欠いた１ｌｌＩ面をそれぞれ示、シソいる。これらの
図において、基台１は、両１ｌ１１に水平な摺動画２を
有するベッド３の一端部に、支台４が頂角にかつ一体的
に立設されている。前１．”ラド３の上面には、載物台
５がはラド３の長手゛方向（以−ｆＸｌｌｔｌｌ線方向
という）へ向って摺動自在に設けられている。Ｉｌｌ’
物台５は、前！ｒ″イツト３の上面に移動自在に設けら
れた枠体６と、この枠体６の中央に巨Ｉ　ＩＩ自在に設
けられかつ上面に治具円盤２１を着脱自在に保止する複
数の停止突起２０を有する回転デープル９とから構成さ
れている。治具円盤２１は、被測定物Ｗを予約所定の姿
勢にセットしておくもので、内部に前記停止突起２０に
係止される徐数の保止孔２２が、外周に角度位置検出用
の切欠き２３がそれ謬れ形成されている。

また、前記基台１の一端部において、前記支台４には第
１のＹ軸線方向案内部材３１が、前記ベッド３には第２
のＹ＠線方向案内部材３２がそれぞれ前記ベッド３の幅
方向（以下Ｙ＠線方向という）へ向って固定されている
。前記ｔＪ％１のＹ軸線方向案内部材３１には、その前
面に鳩凧形状の併合突条３３がＹ軸線方向へ向って形成
され、この併合突条３３にＹ方向スライダ３４の保合溝
３５が摺動自在に嵌合されてい”る。保合溝３５には、
第３図に示す如く、その各係合面３５Ａ、３５Ｂ。

３５Ｃに係合突条３３の各係合面３３Ａ、３３Ｂ。

３３Ｃへ向って圧縮９りを噴出する噴出口を有するｌ僻
以上のエアーノツ）’３６Ａ、３６１（，３６Ｃがそれ
ぞれ設けられている。これらの中で、Ｔｍの保合面３５
Ｃに設けられたエアーノツ）”３６ＣＦｉ、係合突条３
３の係合面３３Ｃに当接するように、スプリング３７に
より付勢されている。従って、仙のエアーＡツド３６Ａ
、３６Ｂもそれぞれ保合突条３３の係合面３３Ａ、３３
ＢＫ当接された状輝に常に保たれている。

また、前記Ｙ方向スライダ３４には、その上下面に互い
に平行に取付けられた一対のばね部材４１Ａ、４１Ｂヲ
介シテ、ｚｍｓ方−案内部材４２が前記ベッド３の長手
方向および幅方向に対して直交方向（“以下Ｚ＠線方向
という）へ変位可能に連結されている。前記一対のばね
部材４１＾、４１Ｂは略中夫にＶ字状の切欠き４３が形
成され、前記Ｚ軸線方向案内部材４２を直立状態のまま
Ｚ＊＊Ｓ方向へ僅か変位可能に支持している。また、前
記２軸線方向案内部材４２には、その下端に前記第２の
Ｙ軸線方向案内部材３２の上１１に対して圧縮空気を噴
出しなから摺動するエアーベアリング４４が、上端に滑
車４５がそれぞれ設けられているとともに、両側面に鳩
尾状の係合溝４６が２軸線方向へ向って形成され、この
係合−４６ＫＺ方向スライダ４７が摺動自在に嵌合ネれ
ている。前記滑車４５には、一端が前記２方向スライダ
４７Ｋ。

他端が２方向δライダ４７０重量とバランスされ回され
ている。

また、前記２方向スラ・イダ４７の畦面にはグローブホ
ルダ５０が設けられている。プローブホルダ５０には、
そρ内部にコード読ｉ手段５７が設けられているととも
に、プローブ交換装装置５１によって複数種のプローブ
５２が選択的に取付けられるようになっている。プロー
ブ交換装置５１は、第４図にも示す如く、駆動装置５５
と、この駆動装置５５によってＸ軸線方向へ向って進退
しかっｘｅ＊ｓを中心として回転する割出盤５３と、こ
の割出盤５３の周囲に等間隔に設けられたプローブ把持
手段としての複数のチャック５４と、割出盤５３の角度
位置を検出する位置検出手段５−６とから構成されてい
る。また、各プローブ５２には、その先端にそれぞれ異
なる形状の測定子５２Ａが、設けられているとともに、
基端部外周面忙そのプ・−妄５２の種別に応じた種別・
−ド５２Ｂが切欠き形成されている。ここで、プローブ
５２がグローブホルダ５０に取付けられた状態において
、種別れるとともに、測定子５２Ａが被測定物ＷＫ！接
したとき、接触信号が第４図に示すコンピュータ６１の
中央制御装ｆｔ（以下ＣＰＬＴという）６２へ与えられ
るよう罠なっている。

前記ＣＰＵ６２には、その接触信号のほかに、前記コー
ド読取手段５７からの種別コードデータおよび位置検出
手段５６からの位置データがそれぞれ与えられていると
ともに、第１の記憶手段としてのリード・オンリ・メモ
リ（以下ＲＯＭという）６３．第２の記憶手段としての
ランダム・アクセス・メモリ（以下ＲＡＭという）６４
、前記駆動装置５５を制御する制御回路６５、ＸＹＺ駆
動系６６の＃１かに図示しない表示装置等がそれぞれ接
続遮れている。前記ＲＯＭ６：ｌ（には、複数種の測定
工１１について、それぞれプローブ５２と被測定物Ｗと
の相対移動に関する測定手順のプログラムおよびそれに
使用するプローブ５２の種別が記憶されている。また、
ＲＡＭ６４には、各種プローブ５２をプローブ交換装曹
５１ヘスドックする際の処理において、前記コード読取
手段５７からの種別コードデータと前記位置検出手段５
６からの位置データ（プローブホルダ５０との間でグロ
ーブの交換が行なわれるチャックを特定するデータ）と
が対応して記憶されるようになっている。

次に、本実施例の作用を説明する。まず、プローブ交換
装［１５１にプローブ５２をストックする場合、プロー
ブホルダ５０にプローブ５２を手動で取付ける。すると
、プループホルダ５０に取付けられたプローブ５２の種
別コード５２Ｂがコード読取手段５７によって解読され
、ＣＰＵ６．２へ与えられる。ここで、ＣＰＵ６２は、
ｘｙｚ駆動系６６に駆動指令を与え、Ｙ方向スライダ３
４をプローブ交換装置５１へ向って移動させる。すると
、プローブホルダ５０とプローブの交換が行なわれる位
置（割出盤５３の内側）にあるチャック５４にプローブ
ホルダ５０のプローブ５２が把持される。ここで、割出
盤５３をＸ軸線方向へ向って両道（第１図中右方）させ
、プローブホルダ５０からプローブ５２を抜き散る。と
のとき、位置検出手段５６によって割出ｆ＠５３０角度
位置が検出され、その位置データつまりプローブ５２を
把持したチャック５４の特定データと先の種別コードデ
ータとがＲＡＭ６４に対応して記憶される。この後、Ｙ
方向スライダ３４はプローブ交換装置５１かも離れる方
向へ移動されるとともに、割出盤５３は次のチャック５
４がプローブ交換装［５１へくる角度つまり９０度回転
された後、Ｘ軸線方向へ向って後退（第１図中左方）さ
れる。このようにして、複数種のプローブ５２をプロー
ブ交換装置ｉ５１へ順にネトツクすると、ＲＡＭ６４に
は、各チャック５４を特定するデータとその各チャック
５４に把持されているグローブ５２０種別コードデータ
とがそれぞれ対応して記憶された状態となる。

さて、とζで測定作業を行う場合、まず被測定物Ｗを治
具円盤２１に対して所定の姿勢忙固定し、この治具円盤
２１の係止孔２２を回転テーブル９の係止突起２０に孫
止し、治真円１１１２１を回転テーブル９の上面にセッ
トした後、測定作業を行う。

測定作業は、ＲＯＭ６３に記憶されたプログラムに従っ
て自動的に行なわれる。ここで、成測定工は、その測定
工程で必蚤とされるプローブの種別をＲＡＭ６４に記憶
されている種別コードデータの中から検索し、その種別
コードデータに対応した位置データ、を読み出す。ここ
で、その位置データで特定されるチャック５４がプロー
ブ交換位置材へくるように割出盤５３を回転させた後、
その割出盤５３をＸ軸線方向へ向って前進させる。この
彼Ｙ方向スライダ３４をプローブ交換装置５１へ向って
移動させ、指定したチャック５４と対応した位置で停止
させる。ここで、割出盤５３をＸ軸線方向へ向って後退
させると、チャック５４に把持されていたプローブ５２
がプローブホルダ５０に取付けられる。この状態におい
て、Ｙ方向スライダ３４をグローブ交換装置５１から離
れる方向へ移動させると、プローブ５２はチャック５４
′から外されプローブホルダ５０へ取付けられた状態で
移動される。

このようにして、プローブ交換装置５１のプローブ５２
の中から選択したブロー７’５２カフ’０−プホルダ５
０へ取付けられると、そのプローブホルダ５０に取付け
られたプローブ５２の種別コード５２Ａがコード読取手
段５７によって解読さね、ＣＰＵ６２へ与えられる。す
ると、ＣＰＵ６２は、コード読取手段５−７から与えら
れた種別コードデータを表示し、かつその種別コードデ
ータが指定したプローブの種別と一致しているか否かを
判断する。ここで、両者が一致していない場合には、測
定を行なわず、その旨例えばエラーを表示する。

また、両者が一致していた場合には、その測定工程に関
するプログラムに従って処理を集行する。

つまり、ＸＹＺ駆動系６６に駆動指令を与え、載物台５
をベッド３に対して、Ｙ方向スライダ３４を第１のＹ軸
線方向案内部材３１に対して、２方向スライダ４７を２
軸線方向案内部材４２に対してそれぞれ移動させ、プロ
ーブ５２の測定子５２Ａを被測定物Ｗの測定面に当接さ
せる。ご仁で、そのプローブ５２の測定子５２Ａが被測
定物Ｗの測定面に当接したとき、接触信号がＣＰＵ６２
へ与えられる。

すると、ＣＰＵ６２は、載物台５のＸ１ｌｌＩ＃方向の
移動量、Ｙ方向スライダ３４のＹ＠線方向の移動量およ
び２方向スライダ４７の２軸線方向の移動量をそれぞれ
読み取り、それらのＸ、Ｙ、Ｚ軸線方向の移動量を測定
値として表示させる。

このようにして、各測定工程毎に、それに適するプロー
ブ５２が選択され、そのプローブ５２によって測定が自
動的に処理される。

従って、本実施例によれば、プローブ５２に種別コード
５２Ｂを設け、このプローブ５２がプローブホルダ５０
に蝦付けられたとき、その種別コード５２Ｂが、コード
読取手段５７によって解読されるとともに、そのプロー
ブがプローブ交換装置５１のどのチャック５４に把持さ
れるかが位置検出手段５６により検出され、この位置検
出手段５６か１らのデータへコード読取手段５７からの
データとが対応して記憶されるため、複数種のプローブ
５２をプローブ交換装置５１ヘスドックする際、それら
のプローブ５２を順次プローブホルダ５０へ堰付ければ
よい丸め、複数のプローブを容易にかつ正しくプローブ
交換装量５１ヘスドックすることができる。また、コー
ド読取手段５７をプローブホルダ５０に設けたので％読
取手段は１つでよいうつオリ、プローブ交換装［５１の
各チャック５４毎に設けた場合には、そのチャック５４
の数だけ必要となる上、各チャック５４に把持機能とと
もにコードの読み取りを確実にする上でプローブ５２の
位置を正確Ｋ］Ｉｔ定しなければならないが、コード読
取手段５７をプローブホルダ５０に設けることによって
これらの欠点が解決できる。また、種別コード５２Ｂを
グローブ５２０基端部外局に切欠き形成したので、摩耗
しずら〈常に正しい解読ができる。更に、各測定工程の
開始時に、プローブホルダ５０に壜付けられたプローブ
５２０種別がその工程に適する種別であるか否かを判断
するようにしたので、プローブ５２や被測定物Ｗの破損
を回避できる。

また、基台１０ペツド３に被測定物Ｗを載置する載物台
５をＸ軸線方向へ向って移動自在に設けるとともに、基
台ｌの支台４に第１のＹ＠ｉ１方向線方向へ向って移動
自在に設け、とのＹ方向スライダ３４に２軸線方向案内
部材４２を介してプローブ５２を有する２方向スライダ
４７をＺ軸線方向へ移動自在に設けたので、つま゛り被
測定物ＷをＸ軸線方向へ移動させるようにしたので、プ
ローブ５２側ではそのプループ５２をＹ、ｚ軸線方向へ
移動させる機構だけでよく、従ってＹ軸線方向へ移動す
るＹ方向スライダ３４Ｋかかる荷重を２軸線方向への駆
動機構のみに軽減する仁とができる。更に、２軸線方向
案内部材４２を、一対の平行なばね部材４１Ａ、４１Ｂ
を介して前記Ｙ方向スライダ３４ＫＺ軸線方向へ変位可
能に連結し、かつ２軸線方向案内部材４２の下端を第２
のＹ軸線方向案内部材３２に摺動自在に支持するように
したので、その２軸線方向案内部材４２および２方向ス
ライダ４７の荷重が第２のＹ軸線方向案内部材３２によ
って受けられているため、Ｙ方向スライダ３４にかかる
荷重を軽減することができる。その結果、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸
線方向へ移動するそれぞれの可動部にかかる荷重が軽減
されたことＫより、これら各可動部を高速駆動させるこ
とができる。

また、第１のＹ軸線方向案内部材３１とＹ方向スライダ
３４との間の摺動１ｉＫエアーパツド３６Ａ。

３６Ｂ、３６Ｃを、第２のＹＩＩｋ＠方向案内部材３２
と摺接する２軸方向案内部材４２の下端にエアーベアリ
ング４４をそれぞれ設けたので、Ｙ方向スライダ３４お
よびＺ軸方向案内部材４２を比較的小さな力で円滑に移
動させることができる。しかも、エアーバッド３６Ａ、
３６Ｂ、３６Ｃのうち、下側のエアーパッド３６ＣをＹ
ｌｉ［Ｉ１１方向案内部材３１の係合突条３３に付勢し
であるので、Ｙ方向スライダ３４が常に係合突条３３に
付勢された状態にあるため、例えば熱変形があったとし
ても、その間にガタが生じることがなく、従ってプロー
ブ５２にガ）Ｋよる影響を与えることがない。

また、載物台５は、Ｘ＃Ｉ１１方向へ移動する枠体６の
中央に回転テーブル９を回動自在に設けた構成なので、
その回転テーブル９に治具円盤２１を介して載置された
被測定物Ｗを回転させることができ、従って例えば被測
定物Ｗの相対する面を測定する場合にも被測定物を１８
０度回転させるだけでよいため、プローブ５２の移動ス
トロークが少なくて済み、結果として有効測定範囲を拡
大することができる。

なお、上記実施例では、被測定物Ｗｔ−Ｘ軸線方軸線へ
、プローブ５２をＹ、Ｚ軸線方向へ移動させるようにし
たが、被測定物Ｗを固定とし、プローブ５２をｘ　、ｙ
　Ｈｚ軸線方向こ移動させるように構成したものでもよ
い。また、種別コード５２Ａは、プローブ５，２に直接
切欠き形成する以外に、コード読取手段５７の読取方式
′（磁気、光学的）Ｋ応じて各種の態様を選択すればよ
く、例えばバーコード等でもよい。更に、上記実施例で
は、プローブ交換装置５１から選択されたプローブ５２
がプローブホルダ５０・Ｋ取付けられた際、そのプロー
ブ５２の種別を判別するようにしたが、特にこの時点で
の判別を行なわなくてもよい。

以上の通り、本発明によれば、複数種のプローブをプロ
ーブ交換装置へ容易にかつ正確にストッりできる三次元
測定機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は全体、の
外観な示す斜視図、＠２図はその一部を切欠いた側面図
１．、．９３図は第１のＹ軸線方向案内部材とＹ方向ス
ライダとの摺動部の構造を示す部分断簡図、第４図は回
路図である。５４０・・・プローブホルダ、５１・・・プローブ交換
装置、５２・・・プローブ、５２Ｂ・・・コード、５４
・・・７’。 −プ把持手段としてのチャック、５６・・・位置検出手
段、５７・・・コード読取手段、６２；・・制御平膜と
してのＣＰＵ、６３・・・記憶手段としてのＲＯＭ１．
６４・・・記憶手段としてのＲ，ＡＭ。代理人　弁理士　木　下　實　三

Claims

【特許請求の範囲】ｉｌｌ　　６１！ＩＩのプローブ把持手段を有するプロ
ーブ父換装量を備え、そのプローブ把持手段に把持され
た轡数稀のプローブの中からいずれかのプローブを、被
測定物と三次元的に相対移動されるプローブホルダに増
付け、このプローブと被測定物とを三次元的に相対移動
させなから当接させ、その相対移ａｔから被測定物の形
状等を求める三次元測定機であって、撲数稗の測定工程
について、それぞれプローブと被測定物との相対竪軸に
関する測定手順およびそれＫＯ＃：用するプローブの種
別を記憶した第１の記憶手段と、プローブに″設Ｈら第
１た種別コードと、前記プローブホルダに取付けらねた
プローブの種別コードを解読するコード［Ｖ１°段ト、
前記プローブ交換＠ｆｆ１ｌｌにおいて前記プローブホ
ルダとの間でプローブの交換がｈなわれるプローブ把持
手段の位置を検出する位ＷＩＩ検出手段と、自ＩＪ　Ｉ
己プローブホルダに壜付けられた１０−プ。がプローブ父換装珈へ回収される際前記コード断取手段
からの種別コードデータと前記位−検出手段からの位置
データとを対応して記憶する第２の記憶手段と、各測定
工程において、前記第１の記憶手段に記憶されたプロー
ブの種別に対応した種別コードデータを前記第２の記憶
手段の中から検索し、この種別コードデータに対応する
ゾローブ把ｎ手段のプローブをプローブホルダへ取付け
るように指令した後、各測定工程における測定手順を一
実行させる制御手段とを含むことを特徴とする三次元測
定機。