JPS60238709A - 三次元測定機 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、三次元測定機に係り、特に、被測定物を載置
する載置台に対して被測定物に関与して検出信号を生じ
させる検出器を三次元方向に移動させる移動機構の改良
に関する。

［背景技術とその問題点］ タッチ信号プローブ等の検出器を移動機構により三次元
方向に移動可能に支持させ、載物台上の被測定物に前記
検出器を関与させつつ、検出器の移動変位量を各軸方向
毎に検出し、これら検出値を処理して被測定物の測定、
検査等を行なう三次元測定機が知られ、広範な分野で利
用されている。このような三次元測定機は、その移動機
構により、■円型支柱全体がＹ方向に移動する円型支柱
型、■所定の高さ位置に設けられたＹ方向レールに沿っ
てＸ方向レールがＹ方向に移動可能に案内支持されるブ
リッジ型（トラバース型）、■三次元方向のうち少なく
とも一方向については載物台が移動する載物台移動型等
に分類されるが、何れの型にあても、各軸方向の可動部
、特に高荷重を受ける可動部については空気軸受装置を
介して静止部材（載物台、案内レール、桁等）に可動部
材（円型支柱の脚部、各スライダ等）を案内支持させて
いる。

しかしながら、従来の三次元測定機の空気軸受装置では
、空気噴出面の面積を決定するに際して単に空気圧と荷
重との均衡に配慮するだけであったため可動部材側に案
内方向以外の好ましくない動き、例えば振動、位置ずれ
、傾斜等を誘発し易いものであった。このようなことか
ら、特に、近時の被測定物の大型化に対応すべく装置全
体を大型且つ高重量化させようとするときには振動、位
置ずれ、傾斜等の影響も大きくなり、高精度測定を確保
する上で問題となるものであった。

［発明の目的］ 本発明の目的は、可動個所における可動部材に測定精度
上悪影響を与えるような振動、位置ずれ、傾斜等を極力
低下させ、特に、装置全体が大型且つ高重量である場合
にも十分な測定精度を確保することのできる三次元測定
機を提供することにある。

［問題点を解決するための手４段および作用］そのため
、本発明は、各軸方向の可動個所のうちの少なくとも１
つの可動個所における移動部材と静止部材とが空気−１
軸受装置を介して連結されるとともに、この空気軸受装
置の空気噴出面の総面積を前記移動部材の静止部材に対
向する部分の３５％相当以上とし、これにより、可動部
材側の変形、振動、位置ずれ等の測定精度上悪影響を生
じさせる種々の好ましくない事態を抑制することを可能
にして前記目的を達成しようとするものである。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には本発明に係る三次元測定機の第１実施例が示
され、図中、基台ｌには固定円型支柱２が固定的に立設
され、その指部３にはＸ方向スライダ４がＸ軸方向に沿
って移動自在に支持され、Ｘ方向スライダ４にはＺ方向
スライダ５がＸ軸方向に沿って移動自在に支持され、Ｚ
方向スライダ５の下端部には被測定物（図示せず）に関
与して出力信号を生じさせるタッチ信号プローブ等の検
出器６が取付けられている。

前記基台ｌ上には載物台７がＹ軸方向に沿って移動自在
に支持され、即ち、本三次元測定機は静止部材としての
基台ｌに対する関係で載物台７が移動部材とされる、謂
わゆる載物台移動型の三次元測定機として構成されてい
る。載物台７はその下端面の略全域において基台ｌの水
平案内面８上に支持され、水平案内面８にはＹ軸方向に
沿って凹溝９が形成され、一方、載物台７の下端面には
この凹溝９に摺動自在に嵌入される凸条１０が形成され
ている（第２図参照）。

載物台７の下端面の略全域は、第３図に示されるように
、空気噴出面１１とされ、この空気噴出面１１には所定
の細径の空気噴出孔１２が例えば基盤目状に配−列され
る等して配設されている。なお、空気噴出孔１２の実際
の分布密度は図面上の表現よりも遥かに高密度とされて
いる。この空気噴出面１１にて開口する空気噴出孔１２
は載物台７の本体内に形成された連結空間１３に連結さ
れ、この連結空間１３は図示しない外部空気圧供給源に
連通され、これにより各空気噴出孔１２からは所定圧の
空気が噴出されて基台ｌに対する載物台７の摺動抵抗が
減少させられるようになっている。ここにおいて、空気
噴出孔１２が複数穿設された空気噴出面１１および各空
気噴出孔１２に所定の空気圧を供給する前記外部空気圧
供給装置等により空気軸受装置１４が構成されている。

このような本実施例によれば、載物台７の基台ｌに対向
する部分の略全域が空気噴出面１１として形成されてい
るため、例えば載物台７の移動方向の両端部に載物台７
とは別債のエアーバットを介する等して基台ｌ上に載置
した場合と異なり、載物台７の変形、撓み等を略確実に
防止することができる。また、載物台７に位置ずれや、
傾き等も生じさせに＜＜、移動の際の微動も極めて生じ
にくいという効果がある。

また、載物台７に直接空気噴出面１１が形成されている
ため、載物台７を軽量薄型にすることができ、取扱いお
よび経済上極めて有利である。特に、装置全体を大型化
したときにも軽量化を図ることができ、また、有効スペ
ースを十分大きくしながう各構成部材を４１型（薄型）
なものとすることができる。

更に、３軸方向の移動方向のうちの１つについては織物
台７を可動型、とすることにより載物台７自身に受持た
せ、この載物台７は水平方向に広がる形状であることが
一般であり、基台ｌに対して極めて安定的に移動され得
るものであるため、装置全体として見た場合、載物台７
を固定させて三軸方向の全゛てを支柱側に上回動させる
こととした場合に比較して、測定精度がこの点からも向
上している。′ 次に、前記以外の実施例につき説明するが、前記実施例
と同−若しくは近似する部分は同一符号を用い説明を省
略若しくは簡略にする。

第４図には第２実施例が示され、この第２実施例では、
基台ｌには中間テーブル１５がＸ軸方向に・沿って移動
自在に載置され、この中間テーブル１５上には載物台７
がＹ軸方向に沿って移動自在に載置されている。ム台ｌ
の水平案内面８にはＸ軸方向に沿って凹溝１６が形成さ
れるとともに、中間テーブル１５の下端面にはこの凹溝
１６に嵌入される凸条１７が形成され、また、中間テー
ブル１５の上端面である水平案内面１８にはＹ軸方向に
沿って凹溝９が形成され、載物台７の下端面にはこの、
凹溝９に嵌入される凸条ｌＯが形成され、これにより、
載物台７上の被測定物（図示せず）は基台ｌに対して互
いに直交するＸ軸およびＹ軸の２軸方向に移動自在とさ
れている。このような中間テーブル１５の下端面の（即
ち静止４部材である基台ｌに対向する中間テーブル１５
の部分の）略全域が空気噴出面１９とされ、この空気噴
出面１９には第５図にも示されるように空気噴出孔１２
が所定の配列状態で複数配設され、この空気噴出面１９
を含む空気軸受装置２０を介して中間テーブル１５が基
台１に対して摺動抵抗が減少されている。

このような第２実施例にあっても、背の高い構造体であ
る固定円型支柱２を移動させようとするものでないため
、固定円型支柱２の移動に伴なう種々の弊害の誘発、例
えば固定円型支柱２の傾斜や位置ずれ等がなく、測定精
度がこの点から確保されるという効果がある。また、第
２実施例では３軸方向のうちのＸＹ方向の２軸方向につ
いて載物台７を移動可能としたため、固定円型支柱２側
ではＸ軸方向ただ１つだけ載物台７に対して検出器６を
移動させることとすればよいためＩこの点からも固定円
型支柱２側の構造体を一層簡単なものとすることができ
る。

第６図には第３実施例が示され、この第３実施例におい
ては載物台７の両側には固定支柱２１を介して２つのＹ
方向桁２２が所定の高さ位置において互いに平行に配置
され、これらＹ方向桁２２には夫々例えば断面角型等の
案内部材２３がＹ方向に沿って取付けられ、Ｙ方向桁２
２上にはこれらＹ方向桁２２を静止部材としたときの可
動部材としてのＸ方向術２４の両端部が空気軸受装置２
５を介して移動自在に支持されている。Ｘ方向術２４の
両端部には、前記案内部材２３の上端水平案内面２３Ａ
および両側垂直案内面２３Ｂの夫々に対向する空気噴出
面２６が前記対向部分の略全域に設けられ、これら空気
噴出面２６には空気噴出孔１２が所定の配設状態で配設
されている（第７図参照）。

このような第３実施例にあっては、特に、Ｘ方向術２４
の両端部のＸ軸方向に沿った変形が防止されるという効
果がある。

第８図には第４実施例が示され、この第４実施例では、
載物台７上には移動門型支柱２７がＹ方向に沿って移動
自在に支持され、この移動円型支柱２７の両脚部２８．
２９の下端支持部３０，３１は夫々空気軸受装置３２．
３３を介して基台ｌ上に載置されており、これらにより
これら可動個所における摺動抵抗の減少が図られ゛てい
る。下端支持部３０の下端面はその全域が空気噴出面３
４とされ、この空気噴出面３４には空気噴出孔１２が所
定の配設状態で配設されている。一方、下端支持部３１
は断面角型の案内レール４１に案内され、この案内レー
ル４１の上端水平案内面４１Ａおよび両側垂直案内面４
１Ｂの夫々に対向する下端支持部３１の略全域が空気噴
出面３５とされ、これら空気噴出面３５には空気噴出孔
１２が所定の配設状態で配設されている。

このような第４実施例によれば、両脚部２８゜２９の傾
斜やＸ軸方向への位置ずれ等を極力防止しながら移動門
型支柱２７全体をＹ方向に移動させることができるため
測定精度の低下を防止することができる。

なお、実施にあたり、各空気噴出面積の総面積は、静止
部材に対向する可動部材の全域若しくは略全域である場
合に限らず少なくとも３５％相当以上であれば、本発明
の目的を達することができる。即ち、空気軸受効果を助
長するために空気逃し通路部分を設ける場合等を考慮し
ても３５％未満では可動部材に振動、位置ずれ、傾斜等
を軽減させる効果を期待することはできない、各空気噴
□　出面を可動部材に直接形成する場合には、プラズマ
溶射、メッキ等により防錆層を形成することが望ましい
、また、空気噴出孔１２を個々的に穿設するのではなく
、空気噴出面１１，１９．２６を構成する部分に多孔質
体を組み込むこととしてもよい。

［発明の効果］ 上述のように本発明によれば、可動個所における可動部
材に測定精度上悪影響を与えるような振動、位置ずれ、
傾斜等を極力低下させ、特に、装置全体が大型且つ高重
量である場合にも十分な測定精度を確保することのでき
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】

第１図は本発明に係る三次元測定機の第１実施例の全体
構成を示す斜視図、第２図および第３図は前記第１実施
例における載物台を示す一部を切欠いた正面図および底
面図、第４図は、第２実施例の全体構成を示す斜視図、
第５図はその要部を示す断面図、第６図は第３実施例の
全体構成を示す斜視図、第７図はその要部を示す一部を
切欠いた正面図、第８図は第４実施例の全体構成を示す
斜視図、第９図はその要部を示す一部を切欠いた正面図
である。 １・・・静止部材としての基台、６・・・検出器として
のタッチ信号プローブ、７・・・可動部材としての載物
台、１１，１９．２６・・・空気噴出面、１２・・・空
気噴出孔、１４，２０，２５，３２．３３・・・空気軸
受装置、１５・・・静止部材および可動部材としての中
間テーブル、２２・・・静止部材としてのＹ方向桁、２
４・・・可動部材としてのＸ方向桁。 代理人　弁理士　木下　実三　（ほか１名）第１図 第２図 １ム 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定物を載置する載物台と被測定物に関与して
   検出信号を生じさせる検出器とが三次元方向に相対変位
   可能に構成され、これら変位量から前記被測定物の寸法
   等が測定される三次元測定機において、各軸方向の可動
   個所のうちの少なくとも１つの可動個所における移動部
   材と静止部材とが空気軸受装置を介して連結されるとと
   もに、この空気軸受装置の空気噴出面の総面積が前記移
   動部材の静止部材に対向する部分の３５％相当以上とさ
   れていることを特徴とする三次元測定機。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記載物台は静
   止部材としての基台に対する関係で移動部材とされると
   ともに、前記載物台の基台に対向する部分の全域若しく
   は略全域が空気噴出面であることを特徴とする三次元測
   定機。