JPS60238711A - 三次元測定機 - Google Patents
三次元測定機Info
- Publication number
- JPS60238711A JPS60238711A JP9581484A JP9581484A JPS60238711A JP S60238711 A JPS60238711 A JP S60238711A JP 9581484 A JP9581484 A JP 9581484A JP 9581484 A JP9581484 A JP 9581484A JP S60238711 A JPS60238711 A JP S60238711A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inclination
- air
- measuring machine
- micrometer
- detection device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/0011—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight
- G01B5/0016—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight due to weight
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Arrangements Characterized By The Use Of Fluids (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
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。
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、その検出機構の
改良に関する。
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、得られた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
利用されており、このような三次元測定機の一つとして
門型三次元測定機がある。
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、得られた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
利用されており、このような三次元測定機の一つとして
門型三次元測定機がある。
第１図には従来の門型三次元測定機の概略構成が示され
、図中、移動機構ｌは門型支柱２を含み、この門型支柱
２は載物台３の両側部に配置された脚部４，５とこれら
両脚部４，５の上端間に掛渡された術部６とから構成さ
れている。術部６にはＸ軸スライダ７がＸ軸方向に沿っ
て移動自在に支持され、その変位量は折部６に沿って取
付けられたＸ方向スケール６Ａにより検出され、また、
Ｘ軸スライダ７にｔｒ下端に検出器８を有するＺ軸スラ
イダ９がＸ軸方向に沿って移動自在に支持されている。
、図中、移動機構ｌは門型支柱２を含み、この門型支柱
２は載物台３の両側部に配置された脚部４，５とこれら
両脚部４，５の上端間に掛渡された術部６とから構成さ
れている。術部６にはＸ軸スライダ７がＸ軸方向に沿っ
て移動自在に支持され、その変位量は折部６に沿って取
付けられたＸ方向スケール６Ａにより検出され、また、
Ｘ軸スライダ７にｔｒ下端に検出器８を有するＺ軸スラ
イダ９がＸ軸方向に沿って移動自在に支持されている。
また、一方の脚部５は案内レール１１に案内され、これ
により門型支柱２はＹ方向に沿って往復移動可能に載物
台３上に載置されている。
により門型支柱２はＹ方向に沿って往復移動可能に載物
台３上に載置されている。
ところで、両脚部４．５の下端には夫々空気軸受装置１
２が設けられているが、これら空気軸受装置１２はポー
ル軸受１３を介して回動可能に取付られるエアーパッド
１４を有していた。これは、エアーパッド１４とその案
内面（載物台３および案内レール１１）との平行度を両
者の加工精度を高めることで確保するには製作上等の困
難性を有するところから、エア−パッド１４ｔ′脚部４
．５にピボット軸受させて製作上の誤差等を吸収させて
いるのであるが、その結果、次のような測定精度上の問
題を生じさせていた。即ち、Ｘ軸スライダ７を含む折部
６の全体荷重や折部６上でのＸ軸スライダ７の移動によ
る荷重変化によって折部６にたわみが生ずると、折部６
と両脚部４゜５との接合個所はラーメン（剛接）構造で
あるところから、両脚部４．５が傾斜してしまっていた
。その結果、Ｘ方向スケール６Ａがその検出方向（Ｘ方
向）に図中文で示される値だけ位置ずれしてしまい、Ｘ
方向の測定精度の低下を招いていた。
２が設けられているが、これら空気軸受装置１２はポー
ル軸受１３を介して回動可能に取付られるエアーパッド
１４を有していた。これは、エアーパッド１４とその案
内面（載物台３および案内レール１１）との平行度を両
者の加工精度を高めることで確保するには製作上等の困
難性を有するところから、エア−パッド１４ｔ′脚部４
．５にピボット軸受させて製作上の誤差等を吸収させて
いるのであるが、その結果、次のような測定精度上の問
題を生じさせていた。即ち、Ｘ軸スライダ７を含む折部
６の全体荷重や折部６上でのＸ軸スライダ７の移動によ
る荷重変化によって折部６にたわみが生ずると、折部６
と両脚部４゜５との接合個所はラーメン（剛接）構造で
あるところから、両脚部４．５が傾斜してしまっていた
。その結果、Ｘ方向スケール６Ａがその検出方向（Ｘ方
向）に図中文で示される値だけ位置ずれしてしまい、Ｘ
方向の測定精度の低下を招いていた。
このような事情は、被測定物の大型化や自動測定機能の
付加に伴なう折部６やＸ軸スライダ７等をはじめとする
装置全体の大型且つ高重量化によって益々顕著なものと
なり、高精度測定を確保する上で無視できないものとな
っている。
付加に伴なう折部６やＸ軸スライダ７等をはじめとする
装置全体の大型且つ高重量化によって益々顕著なものと
なり、高精度測定を確保する上で無視できないものとな
っている。
［発明の目的］
本発明の目的は、Ｘ方向の測定誤差を解消し、特に、装
置全体が大型化で高重量な場合にも高精度な測定が可能
な三次元測定機を提供することにある。
置全体が大型化で高重量な場合にも高精度な測定が可能
な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段および作用］そのため、
本発明は、円型支柱の傾き量を検出する傾き量検出装置
とこの傾き検出装置の出力信号から前記両脚部間に渡設
された折部に沿って取付けられたＸ方向スケールの読み
取り値を補正する補正回路とを備えさせ、Ｘ方向スケー
ルが位置ずれしたときには前記傾き量検出装置と補正回
励とによりＸ方向変位量の読み取り値に前記位置ずれ相
当量の補正を行なう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。
本発明は、円型支柱の傾き量を検出する傾き量検出装置
とこの傾き検出装置の出力信号から前記両脚部間に渡設
された折部に沿って取付けられたＸ方向スケールの読み
取り値を補正する補正回路とを備えさせ、Ｘ方向スケー
ルが位置ずれしたときには前記傾き量検出装置と補正回
励とによりＸ方向変位量の読み取り値に前記位置ずれ相
当量の補正を行なう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２図には本発明に係る三次元測定機の一実施例が示さ
れ、この図において、載物台２１の上端面は極めて平滑
に仕上られ、その上には被測定物（図示せず）が載置さ
れるとともに、移動機構２２を介してタッチ信号プロー
ブ等の検出器２３が三次元方向に移動自在に支持されて
いる。前記移動機構２２は載物台２１上の被測定物を跨
ぐよう配置された円型支柱２４を含み、この門型支柱２
４は載物台２１の両側部に配置された脚部２５゜２６と
′これら両脚部２５．２６の上端間に掛渡された折部２
７とから構成されている０桁部２７にはＸ軸スライダ２
８がＸ軸方向に沿って移動自在に支持され、その変位量
は折部２７に沿って取付けられたＸ方向スケール２７Ａ
により検出されるようになっている。また、Ｘ軸スライ
ダ２８にはＺ軸スライダ２９が２軸方向に沿って移動自
在に支持され、このＺ軸スライダ２９の下端部に前記検
出器２３が取付けられている。また、両脚部２５．２６
のうち一方の脚部２５は載物台２１上を自由移動可能と
され、他方の脚部２６はＹ方向に沿って敷設された案内
レール３１に案内されており、これにより門型支柱２４
はＹ方向に沿って往復移動可能に載物台２１上に載置さ
れている。このような両脚部２５．２６の夫々の下端部
はＹ方向に沿って長尺な下端支持部３２．３３とされて
おり１円型支柱２４のＹ方向の移動中にもそのＹＺ平面
内における傾斜が防止されるようになっている。なお、
門型支柱２４のＹ方向の変位量およびＺ軸スライダ２９
のＸ軸方向の変位量についても夫々図示しないＹ方向お
よびＺ方向スケールにより検出されるようになっている
。
れ、この図において、載物台２１の上端面は極めて平滑
に仕上られ、その上には被測定物（図示せず）が載置さ
れるとともに、移動機構２２を介してタッチ信号プロー
ブ等の検出器２３が三次元方向に移動自在に支持されて
いる。前記移動機構２２は載物台２１上の被測定物を跨
ぐよう配置された円型支柱２４を含み、この門型支柱２
４は載物台２１の両側部に配置された脚部２５゜２６と
′これら両脚部２５．２６の上端間に掛渡された折部２
７とから構成されている０桁部２７にはＸ軸スライダ２
８がＸ軸方向に沿って移動自在に支持され、その変位量
は折部２７に沿って取付けられたＸ方向スケール２７Ａ
により検出されるようになっている。また、Ｘ軸スライ
ダ２８にはＺ軸スライダ２９が２軸方向に沿って移動自
在に支持され、このＺ軸スライダ２９の下端部に前記検
出器２３が取付けられている。また、両脚部２５．２６
のうち一方の脚部２５は載物台２１上を自由移動可能と
され、他方の脚部２６はＹ方向に沿って敷設された案内
レール３１に案内されており、これにより門型支柱２４
はＹ方向に沿って往復移動可能に載物台２１上に載置さ
れている。このような両脚部２５．２６の夫々の下端部
はＹ方向に沿って長尺な下端支持部３２．３３とされて
おり１円型支柱２４のＹ方向の移動中にもそのＹＺ平面
内における傾斜が防止されるようになっている。なお、
門型支柱２４のＹ方向の変位量およびＺ軸スライダ２９
のＸ軸方向の変位量についても夫々図示しないＹ方向お
よびＺ方向スケールにより検出されるようになっている
。
下端支持部３２の長手方向両端部には夫々空気軸受装置
３５が設けられ、この空気軸受装Ｍ３５は、第３〜５図
に示されるように、下端支持部３２とは別部材のエアー
パッド３６と、取付部材３７と、空気供給接続具として
の接続ノズル３８とから構成されている。前記エアーパ
ッド３６には、下端支持部３２に取付けられる取付面３
９の中央に円形の凹部４１が設けられるとともに、載物
台２１に対面する空気噴出面４２に極めて小さな直径（
例えば０．２ｍａｒ以下程度）の複数の空気噴出孔４３
が基盤目状に整列される等して配設され、更に、内部に
これら空気噴出孔４３と連通ずる連結空間４４が設けら
れ、連結空間４４を介して各空気噴出孔４３には接続ノ
ズル３８より連結空間４４内に導入された圧縮空気が供
給されるようになっている。なお、空気噴出孔４３の分
布密度は図面上の表現よりも実際はかなり高密度であ１
る。
３５が設けられ、この空気軸受装Ｍ３５は、第３〜５図
に示されるように、下端支持部３２とは別部材のエアー
パッド３６と、取付部材３７と、空気供給接続具として
の接続ノズル３８とから構成されている。前記エアーパ
ッド３６には、下端支持部３２に取付けられる取付面３
９の中央に円形の凹部４１が設けられるとともに、載物
台２１に対面する空気噴出面４２に極めて小さな直径（
例えば０．２ｍａｒ以下程度）の複数の空気噴出孔４３
が基盤目状に整列される等して配設され、更に、内部に
これら空気噴出孔４３と連通ずる連結空間４４が設けら
れ、連結空間４４を介して各空気噴出孔４３には接続ノ
ズル３８より連結空間４４内に導入された圧縮空気が供
給されるようになっている。なお、空気噴出孔４３の分
布密度は図面上の表現よりも実際はかなり高密度であ１
る。
一方、前記取付部材３７は、前記エアーパッド３６の四
部４１に取付けられ、その上面中央に下端支持部３２と
の間に介在されるポール４７を支持する円錐面状の係合
溝４８が形成されている。
部４１に取付けられ、その上面中央に下端支持部３２と
の間に介在されるポール４７を支持する円錐面状の係合
溝４８が形成されている。
また、前記下端支持部３３においては、同様に構成され
る空気軸受装置３５が案内レール３１の上端水平案内面
３１Ａおよび両側垂直案内面３１Ｂの夫々との間に介在
され（第６図参照）、このような空気軸受装置３５も前
記下端支持部３２の場合と同様に下端支持部３３の長手
方向両端部に設けられている。
る空気軸受装置３５が案内レール３１の上端水平案内面
３１Ａおよび両側垂直案内面３１Ｂの夫々との間に介在
され（第６図参照）、このような空気軸受装置３５も前
記下端支持部３２の場合と同様に下端支持部３３の長手
方向両端部に設けられている。
更に、前記下端支持部３２の下方側位置には傾き量検出
装置としての空気マイクロメータ５１が設けられている
とともに、載物台２１の適宜位置には空気マイクロメー
タ５１との間隔が一定となるように吹き当て面５２が配
置されている。空気マイクロメータ５１は下端支持部３
２の傾き量を載物台上の水平方向変位として検出する装
置であり、前記下端支持部３２の傾斜により空気マイク
ロメータ５１と吹き当て面５２との間隔に変動が生じた
ときには空気マイクロメータ５１から吹き当て面５２に
空気を吹き当てた際の背圧に変動が生しこの変動が検出
されることにより前記間隔が検出されるものである。
装置としての空気マイクロメータ５１が設けられている
とともに、載物台２１の適宜位置には空気マイクロメー
タ５１との間隔が一定となるように吹き当て面５２が配
置されている。空気マイクロメータ５１は下端支持部３
２の傾き量を載物台上の水平方向変位として検出する装
置であり、前記下端支持部３２の傾斜により空気マイク
ロメータ５１と吹き当て面５２との間隔に変動が生じた
ときには空気マイクロメータ５１から吹き当て面５２に
空気を吹き当てた際の背圧に変動が生しこの変動が検出
されることにより前記間隔が検出されるものである。
空気マイクロメータ５１で得られた検出信号は、第６図
に示されるように、信号調整器５３を介して補正回路５
４に送られる。一方、前記Ｘ軸スライタ２８のＸ方向ス
ケール２７Ａに対する移動量を検出するための検出信号
（読み取り値）はＸ軸スライダ２８から信号調整器５５
を介してＸ方向カウンタ５６に送られて前記Ｘ方向の移
動量が検出され、このＸ方向移動量が、Ｙ方向カウンタ
５７で検出されるＹ方向の移動量およびＺ方向カウンタ
５８で検出されるＺ方向の移動量とともに、演算装置５
９に送られて必要な演算処理が施こされた後にプリンタ
やＣＲＴ等の表示装置６゜にて測定結果が表示されるよ
うになっている。ここにおいて、前記補正回路５４はＸ
方向カウンタ５６と演算装置５９との間に介装されてお
り、この補正回路５４において、Ｘ方向カウンタ５６で
検出されたＸ方向の移動量が空気マイクロメータ５１で
検出された下端支持部３２のＸ方向の位置ずれ量に相当
する値（別言すれば下端支持部３２の傾き量に相当する
値、更に別言すればＸ方向スケール２７ＡのＸ方向の位
置ずれ量に相当する値）だけ補正されるようになってい
る。
に示されるように、信号調整器５３を介して補正回路５
４に送られる。一方、前記Ｘ軸スライタ２８のＸ方向ス
ケール２７Ａに対する移動量を検出するための検出信号
（読み取り値）はＸ軸スライダ２８から信号調整器５５
を介してＸ方向カウンタ５６に送られて前記Ｘ方向の移
動量が検出され、このＸ方向移動量が、Ｙ方向カウンタ
５７で検出されるＹ方向の移動量およびＺ方向カウンタ
５８で検出されるＺ方向の移動量とともに、演算装置５
９に送られて必要な演算処理が施こされた後にプリンタ
やＣＲＴ等の表示装置６゜にて測定結果が表示されるよ
うになっている。ここにおいて、前記補正回路５４はＸ
方向カウンタ５６と演算装置５９との間に介装されてお
り、この補正回路５４において、Ｘ方向カウンタ５６で
検出されたＸ方向の移動量が空気マイクロメータ５１で
検出された下端支持部３２のＸ方向の位置ずれ量に相当
する値（別言すれば下端支持部３２の傾き量に相当する
値、更に別言すればＸ方向スケール２７ＡのＸ方向の位
置ずれ量に相当する値）だけ補正されるようになってい
る。
このような本実施例によれば、Ｘ軸スライダ２８を含む
指部２７の全体荷重や術部２７上でのＸ軸スライダ２８
の移動による荷重変化によって指部２７にたわみが生じ
た結果Ｘ方向スケール２７Ａがその検出方向（Ｘ方向）
に位置ずれが生じても、前記空気マイクロメータ５１と
補正回路５４との働きにより前記位置ずれ相当量だけ修
正されたＸ方向の読み取り値が演算回路５９に入力され
るため、Ｘ方向スケール２７Ａの位置ずれにもかかわら
ず常に高精度な測定が行われるという効果がある。
指部２７の全体荷重や術部２７上でのＸ軸スライダ２８
の移動による荷重変化によって指部２７にたわみが生じ
た結果Ｘ方向スケール２７Ａがその検出方向（Ｘ方向）
に位置ずれが生じても、前記空気マイクロメータ５１と
補正回路５４との働きにより前記位置ずれ相当量だけ修
正されたＸ方向の読み取り値が演算回路５９に入力され
るため、Ｘ方向スケール２７Ａの位置ずれにもかかわら
ず常に高精度な測定が行われるという効果がある。
特に、近時のように被測定物の大型化に伴ない門型支柱
２４等の高さを増大化させたり自動測定化に伴ないＸ軸
スライダ２８等を高重量化させる場合にはＸ方向スケー
ル２７Ａの前述した位置ずれも大きなものとなるため、
前記空気マイクロメータ５１と補正回路５４との果す役
割が大きい。
２４等の高さを増大化させたり自動測定化に伴ないＸ軸
スライダ２８等を高重量化させる場合にはＸ方向スケー
ル２７Ａの前述した位置ずれも大きなものとなるため、
前記空気マイクロメータ５１と補正回路５４との果す役
割が大きい。
なお、実施にあたり、吹き当て面５２のかわりに載物台
２１の垂直な側面に空気マイクロメータ５１からの吹き
出し空気を吹き半てることとしてもよい。更に傾き量検
出装置は空気マイクロメータに限らず、例えば光波や音
波の反射時間により前記傾き量を検出するもの等であっ
てもよい。
２１の垂直な側面に空気マイクロメータ５１からの吹き
出し空気を吹き半てることとしてもよい。更に傾き量検
出装置は空気マイクロメータに限らず、例えば光波や音
波の反射時間により前記傾き量を検出するもの等であっ
てもよい。
［発明の効果］
上述のように本発明によれば、Ｘ方向の測定誤差を解消
し、特に、装置全体が大型化で高重量な場合にも高精度
な測定が可能な三次元測定機を提供できる。
し、特に、装置全体が大型化で高重量な場合にも高精度
な測定が可能な三次元測定機を提供できる。
第１図は従来の三次元測定機の概略構成を示す正面図、
第２図は本発明に係る三次元測定機の一実施例の全体構
成を示す斜視図、第３．４．及び５図は夫々前記実施例
の空気軸受装置の一部を切欠いた平面図、正面図、及び
底面図、第６図は前記実施例の制御系統を示すブロック
図である。 ２１・・・載物台、２２・・・移動機構、２３・・・検
出器、２４・・・門型支柱、２５．２６・・・脚部、２
７・・・折部、３２．３３・・・下端支持部、３１・・
・案内部材、３５・・・空気軸受装置、５１・・・傾き
量検出装置としての空気マイクロメータ、５４・・・補
正回路。 代理人 弁理士 木下 実三 （ほか１名）第１図
第２図は本発明に係る三次元測定機の一実施例の全体構
成を示す斜視図、第３．４．及び５図は夫々前記実施例
の空気軸受装置の一部を切欠いた平面図、正面図、及び
底面図、第６図は前記実施例の制御系統を示すブロック
図である。 ２１・・・載物台、２２・・・移動機構、２３・・・検
出器、２４・・・門型支柱、２５．２６・・・脚部、２
７・・・折部、３２．３３・・・下端支持部、３１・・
・案内部材、３５・・・空気軸受装置、５１・・・傾き
量検出装置としての空気マイクロメータ、５４・・・補
正回路。 代理人 弁理士 木下 実三 （ほか１名）第１図
Claims (1)
- （１）被測定物を載置する載物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
させる移動機構が載物台上の被測定物を跨ぐよう配置さ
れた門型支柱を含んで構成されるとともに前記円型支柱
がその両脚部の下端支持部に設けられた空気軸受装置を
介して前記載物台上を所定方向に往復移動可能に案内さ
れた三次元測定機・において、前記門型支柱の傾き量を
検出する傾き量検出装置と、この傾き量検出装置の出力
信号から前記両脚部間に渡設された術部に沿って取付け
られたＸ方向スケールの読み取り値を補正する補正回路
と、が備えら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、前記傾き量検出
装置は、載物台上の水平方向変位として前記円型支柱の
傾き量を検出する空気マイクロメータであることを特徴
とする三次元測定機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9581484A JPS60238711A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 三次元測定機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9581484A JPS60238711A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 三次元測定機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60238711A true JPS60238711A (ja) | 1985-11-27 |
Family
ID=14147889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9581484A Pending JPS60238711A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 三次元測定機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60238711A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5287629A (en) * | 1991-07-09 | 1994-02-22 | C. E. Johansson Ab | Machine stand, particularly for so-called coordinate measuring machines, and a method for constructing the stand |
| US5505004A (en) * | 1993-06-18 | 1996-04-09 | C E Johansson Ab | Machine frame |
-
1984
- 1984-05-14 JP JP9581484A patent/JPS60238711A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5287629A (en) * | 1991-07-09 | 1994-02-22 | C. E. Johansson Ab | Machine stand, particularly for so-called coordinate measuring machines, and a method for constructing the stand |
| US5505004A (en) * | 1993-06-18 | 1996-04-09 | C E Johansson Ab | Machine frame |
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