JPS61200419A - 測定機 - Google Patents
測定機Info
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- JPS61200419A JPS61200419A JP4056485A JP4056485A JPS61200419A JP S61200419 A JPS61200419 A JP S61200419A JP 4056485 A JP4056485 A JP 4056485A JP 4056485 A JP4056485 A JP 4056485A JP S61200419 A JPS61200419 A JP S61200419A
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- measuring
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- point
- probe
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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、測定子と被測定物との相対移動による計測装
置からの信号データにより被測定物の形状、寸法等を測
定する例えば三次元の測定機にかかり、特に、2段駆動
、計測方式を採用した測定機に関し、測定精度の高度化
、測定作業の効率面上等に利用できるものである。
置からの信号データにより被測定物の形状、寸法等を測
定する例えば三次元の測定機にかかり、特に、2段駆動
、計測方式を採用した測定機に関し、測定精度の高度化
、測定作業の効率面上等に利用できるものである。
[背景技術とその問題点]
測定子と被測定物とを相対移動せしめ、計測装応からの
出力信号データを所定処理することにより被4111産
物の形状、寸法等を測定する測定機が知られており、従
来のマイクロメータ、ノギス等に比へて高精度化、高速
測定さらには複雑形状測定ができる等の特徴を有するた
め各種産業の測定分野において広く普及しつつある。
出力信号データを所定処理することにより被4111産
物の形状、寸法等を測定する測定機が知られており、従
来のマイクロメータ、ノギス等に比へて高精度化、高速
測定さらには複雑形状測定ができる等の特徴を有するた
め各種産業の測定分野において広く普及しつつある。
第6図はかかる測定機である従来の三次元測定機を示す
、基台41には載置盤42が置かれ、被測定物を載置す
るためのこの載置盤42には円型のAl11定子支持体
43が載せられている。測定子支持体43の構成部材で
ある横桁部材44にはスライダ45が8没けられ、スラ
イダ45に垂直方向移動自在に取付けられたスピンドル
46の下端に測定f47が設けられている。I14定子
47は測定子支持体43が案内レール48に沿って移動
することによりY軸方向へ変位し、またスライダ45が
横桁部材44に沿って移動することによりX軸方向へ変
位し、さらにスピンドル46がスライダ45Iこ対しL
下に移動することによりX軸方向へ変(※する。以14
のa置盤42)測定子支持体43、スライダ45、スピ
ンドル46等により測定子47が被測定物に対し移動せ
しめられる移動機構が構成され、Y軸、X軸、Z軸の直
交三輪方向への移動量は計測装置49,50.51で夫
々計測される。
、基台41には載置盤42が置かれ、被測定物を載置す
るためのこの載置盤42には円型のAl11定子支持体
43が載せられている。測定子支持体43の構成部材で
ある横桁部材44にはスライダ45が8没けられ、スラ
イダ45に垂直方向移動自在に取付けられたスピンドル
46の下端に測定f47が設けられている。I14定子
47は測定子支持体43が案内レール48に沿って移動
することによりY軸方向へ変位し、またスライダ45が
横桁部材44に沿って移動することによりX軸方向へ変
位し、さらにスピンドル46がスライダ45Iこ対しL
下に移動することによりX軸方向へ変(※する。以14
のa置盤42)測定子支持体43、スライダ45、スピ
ンドル46等により測定子47が被測定物に対し移動せ
しめられる移動機構が構成され、Y軸、X軸、Z軸の直
交三輪方向への移動量は計測装置49,50.51で夫
々計測される。
前記移動機構により測定子47を被測定物に対し移動せ
しめ、両者が一定の関係になったとき。
しめ、両者が一定の関係になったとき。
例えば測定子47がタッチ信号式プローブの場合には測
定子47が被測定物の被測定箇所に接触して信号を出力
したときの被測定物の被測定箇所に対する測定子47の
移動変位量またはこの被測定箇所の原点からの座標が前
記計測装置49,50.51で検出され、これらの計I
J4装置49.50.51からの出力信号データが演算
処理装置で所定処理、例えば原点からの複数の被測定箇
所の平均座標を求めるための演算処理がなされて被測定
物の形状、寸法等が測定される。
定子47が被測定物の被測定箇所に接触して信号を出力
したときの被測定物の被測定箇所に対する測定子47の
移動変位量またはこの被測定箇所の原点からの座標が前
記計測装置49,50.51で検出され、これらの計I
J4装置49.50.51からの出力信号データが演算
処理装置で所定処理、例えば原点からの複数の被測定箇
所の平均座標を求めるための演算処理がなされて被測定
物の形状、寸法等が測定される。
測定子47には前記タッチ信号式プローブの他にレーザ
ー光線等を使用する光学的非接触方式のものが含まれる
。また前記移動機構の作動方式には、操作者が測定子支
持体43等を手押しする手動式と、測定子支持体43等
にモーター等による駆動手段を設けて自動送りする自動
式とがある。
ー光線等を使用する光学的非接触方式のものが含まれる
。また前記移動機構の作動方式には、操作者が測定子支
持体43等を手押しする手動式と、測定子支持体43等
にモーター等による駆動手段を設けて自動送りする自動
式とがある。
自動式によると被測定物の複数の被測定箇所をプログラ
ムによるコンピュータ制御で自動測定することが可能に
なる。さらに、第6図で示された三次元測定機は被測定
物を載置するt置盤42に対し測定子47が移動するタ
イプであったが、測定子を静止としil、置盤を移動さ
せるタイプもあり、また測定子、載置盤の両方を移動さ
せるタイプもある。
ムによるコンピュータ制御で自動測定することが可能に
なる。さらに、第6図で示された三次元測定機は被測定
物を載置するt置盤42に対し測定子47が移動するタ
イプであったが、測定子を静止としil、置盤を移動さ
せるタイプもあり、また測定子、載置盤の両方を移動さ
せるタイプもある。
以1−の314定機の測定精度は前記計測装置の精度に
よって決定される。この計測装置は例えば微細な光透過
部と光非透過部とを交互に格子縞状に形成した長寸のス
ケールを測定方向に延設することによって構成され、測
定精度の高度化を達成するためにはこのスケールを全測
定ストロークに亘って細かく精密に形成することが必要
となる。しかし実際には長寸のスケールを累積等の誤差
をなくして作ることは技術的に難しく、またそのような
スケールができたとしても組立、調整作業等の外部的要
因により、使用段階において測定ストローク全長に亘っ
て均一な精度とすることが困難である:このような問題
は測定機が大型化するほど。
よって決定される。この計測装置は例えば微細な光透過
部と光非透過部とを交互に格子縞状に形成した長寸のス
ケールを測定方向に延設することによって構成され、測
定精度の高度化を達成するためにはこのスケールを全測
定ストロークに亘って細かく精密に形成することが必要
となる。しかし実際には長寸のスケールを累積等の誤差
をなくして作ることは技術的に難しく、またそのような
スケールができたとしても組立、調整作業等の外部的要
因により、使用段階において測定ストローク全長に亘っ
て均一な精度とすることが困難である:このような問題
は測定機が大型化するほど。
すなわち測定ストロークが大きくなるほど顕著となり、
高め得る測定精度には一定の限界があった。
高め得る測定精度には一定の限界があった。
また前述のようにコンピュータ制御で前記移動機構を作
動させ、この移動機構を計測装置からのフィードバック
信号により制御するように構成した場合、スケールの誤
差によって移動機構が測定子の許容変位ストロークを越
えて作動してしまったり、また測定子が所定位置に達す
る前に作動が停止してしまう等の問題が発生する。
動させ、この移動機構を計測装置からのフィードバック
信号により制御するように構成した場合、スケールの誤
差によって移動機構が測定子の許容変位ストロークを越
えて作動してしまったり、また測定子が所定位置に達す
る前に作動が停止してしまう等の問題が発生する。
さらに、移動機構が第6図で示された円型の測定子支持
体43等のように大きな質量を有するもので構成されて
いる場合、測定子が被測定物の被測定箇所の近くにあっ
ても測定子支持体43等の全体を移動させなければなら
ないため、測定子の位置付は制御のために移動機構の作
動速度を低速化せざるを得す、このような低速化は夫々
の被測定箇所毎に必要であり、従って作業能率が低下す
る。またそのような位置付は制御のための機能を測定機
に具備させなければならないため測定機が高価格化する
問題もある。
体43等のように大きな質量を有するもので構成されて
いる場合、測定子が被測定物の被測定箇所の近くにあっ
ても測定子支持体43等の全体を移動させなければなら
ないため、測定子の位置付は制御のために移動機構の作
動速度を低速化せざるを得す、このような低速化は夫々
の被測定箇所毎に必要であり、従って作業能率が低下す
る。またそのような位置付は制御のための機能を測定機
に具備させなければならないため測定機が高価格化する
問題もある。
[発明の目的]
本発明は、以上の従来の問題点が一つの方向におけるa
範囲も狭小範囲も同じ計測装置によって計測され、測定
子は移動機構のみによって移動変位せしめられるために
発生していることに着目してなされたものである。
範囲も狭小範囲も同じ計測装置によって計測され、測定
子は移動機構のみによって移動変位せしめられるために
発生していることに着目してなされたものである。
本発明の目的は、測定子と被測定物の被測定箇所との相
対移動変位量等を検出する計測装置のスケールを全測定
ストロークに亘って細かく精密に形成することを不要に
し、計測装置の制作が容易で且つ測定ストロークが大き
くても高度の測定精度を得られ、また、移動機構が大き
な質量を有するもので形成されていても、測定子と被測
定物の被測定箇所との距離が短い場合には測定子周辺の
質量の小さな部分のみを移動させれば足り、従って被測
定箇所までの測定子の相対移動速度を高速化でき、Δ+
l!定作業の効率面上等を図ることができる測定機を提
供するところにある。
対移動変位量等を検出する計測装置のスケールを全測定
ストロークに亘って細かく精密に形成することを不要に
し、計測装置の制作が容易で且つ測定ストロークが大き
くても高度の測定精度を得られ、また、移動機構が大き
な質量を有するもので形成されていても、測定子と被測
定物の被測定箇所との距離が短い場合には測定子周辺の
質量の小さな部分のみを移動させれば足り、従って被測
定箇所までの測定子の相対移動速度を高速化でき、Δ+
l!定作業の効率面上等を図ることができる測定機を提
供するところにある。
[問題点を解決するだめの手段および作用]このため本
発明の構成は、測定子と被測定物とを相対移動させる移
動機構と、測定子と被測定物の被測定箇所との相対移動
変位量又は被測定箇所の座標を検出する計測装置と、測
定子と被測定物とが前記相対移動により一定の関係にな
ったときのこの計J11装置の出力信号データを所定処
理して被測定物の形状1寸法等を求める演算処理装置と
を備えた測定機において、前記測定子を測定子支持部材
に前記計測装置の計測方向と同じ方向へ移動自在に支持
させるとともに、前記計測装置を前記移動機構による移
動量を計測する第1計測手段と、前記測定子支持部材に
対する前記測定子の変位量を計測し且つ第1計測手段よ
りも高分解能を有する第2計測手段とで構成し、前記演
算処理装置をこの第1及び第2の計測手段の出力信号デ
ータを加減算して測定子と被測定物の被測定箇所との相
対移動変位量又は被測定箇所の座標を求めた後に前記所
定処理を行うように構成し、前記移動機構による作動と
前記測定子支持部材に対する移動との2段方式で測定子
と被測定物とを相対移動させるとともに、前記計測装置
を粗範囲検出用の第1計測手段と狭小範囲検出用の第2
検出手段とによる第2計測方式の構成としたところに特
徴を有する。
発明の構成は、測定子と被測定物とを相対移動させる移
動機構と、測定子と被測定物の被測定箇所との相対移動
変位量又は被測定箇所の座標を検出する計測装置と、測
定子と被測定物とが前記相対移動により一定の関係にな
ったときのこの計J11装置の出力信号データを所定処
理して被測定物の形状1寸法等を求める演算処理装置と
を備えた測定機において、前記測定子を測定子支持部材
に前記計測装置の計測方向と同じ方向へ移動自在に支持
させるとともに、前記計測装置を前記移動機構による移
動量を計測する第1計測手段と、前記測定子支持部材に
対する前記測定子の変位量を計測し且つ第1計測手段よ
りも高分解能を有する第2計測手段とで構成し、前記演
算処理装置をこの第1及び第2の計測手段の出力信号デ
ータを加減算して測定子と被測定物の被測定箇所との相
対移動変位量又は被測定箇所の座標を求めた後に前記所
定処理を行うように構成し、前記移動機構による作動と
前記測定子支持部材に対する移動との2段方式で測定子
と被測定物とを相対移動させるとともに、前記計測装置
を粗範囲検出用の第1計測手段と狭小範囲検出用の第2
検出手段とによる第2計測方式の構成としたところに特
徴を有する。
[実施例]
第1図は本実施例に係る測定機を示し、この測定機は測
定子が移動するタイプの三次元測定機である。
定子が移動するタイプの三次元測定機である。
上面IAに被測定物が載置される蔵置#i1の左右の側
面IB、ICにはレール部材2が取付部材3で水平に取
付けられ、これらのレール部材2は載置盤1の長手方向
であるY軸方向へ延びている。測定子4を支持する測定
子支持体5は左右の支柱6,7と、これらの支柱6,7
の上部に横断架設された横桁部材8とからなる門型形状
で、支柱6,7の脚部6A、7Aの内部にはローラ等の
転動部材が配置され、この転動部材がレール部材2に転
勤自在に係合することにより測定子支持体5はレール部
材2で重量が支持されながらY軸方向へ移動できるよう
になっている。
面IB、ICにはレール部材2が取付部材3で水平に取
付けられ、これらのレール部材2は載置盤1の長手方向
であるY軸方向へ延びている。測定子4を支持する測定
子支持体5は左右の支柱6,7と、これらの支柱6,7
の上部に横断架設された横桁部材8とからなる門型形状
で、支柱6,7の脚部6A、7Aの内部にはローラ等の
転動部材が配置され、この転動部材がレール部材2に転
勤自在に係合することにより測定子支持体5はレール部
材2で重量が支持されながらY軸方向へ移動できるよう
になっている。
前記横桁部材8にはスライダ9が摺動自在に取付けられ
、このスライダ9と一体化されているスピンドルケース
lOにはスピンドル11が垂直方向に移動自在に設けら
れ、スピンドル11の下端に測定子支持部材12.走行
部材13を介して前記測定子4が設けられている。
、このスライダ9と一体化されているスピンドルケース
lOにはスピンドル11が垂直方向に移動自在に設けら
れ、スピンドル11の下端に測定子支持部材12.走行
部材13を介して前記測定子4が設けられている。
測定子支持体5がレール部材2に沿って移動することに
より測定子4のY軸方向の移動がなされ、測定子4のX
軸方向移動はスライダ9が横桁部材8に沿って摺動する
ことにより、また測定子4のX軸方向移動はスピンドル
11がスピンドルケース10に対し上下に移動すること
により夫々なされる。
より測定子4のY軸方向の移動がなされ、測定子4のX
軸方向移動はスライダ9が横桁部材8に沿って摺動する
ことにより、また測定子4のX軸方向移動はスピンドル
11がスピンドルケース10に対し上下に移動すること
により夫々なされる。
載置盤lの前記側面IBにはレール部材2と平行にポー
ルねじによるねじ軸14が設けられ、このね4じ軸14
の両端は軸受部材15.16で回転自在に支持され、ね
じ軸14の一端には載置盤lの側面IBにブラケット1
7で取付けられた粗動用モーター18の駆動軸18Aが
連結される。ねじ軸14は前記支柱7の脚部7Aを挿通
し、この脚部7Aにはねじ軸14に螺合するナツト部材
が配置されているため、ねじ軸14が粗動用モーター1
8で回転せしめられると測定子支持体5はねじ軸14の
ねじ送り作用によりY軸方向へ移動する。スライダ9の
横桁部材8に対するX軸方向移動及びスピンドル11の
スピンドルケース10に対するX軸方向移動もY軸方向
移動と同様にモーター竿の駆動手段により自動送りとし
てもよい。
ルねじによるねじ軸14が設けられ、このね4じ軸14
の両端は軸受部材15.16で回転自在に支持され、ね
じ軸14の一端には載置盤lの側面IBにブラケット1
7で取付けられた粗動用モーター18の駆動軸18Aが
連結される。ねじ軸14は前記支柱7の脚部7Aを挿通
し、この脚部7Aにはねじ軸14に螺合するナツト部材
が配置されているため、ねじ軸14が粗動用モーター1
8で回転せしめられると測定子支持体5はねじ軸14の
ねじ送り作用によりY軸方向へ移動する。スライダ9の
横桁部材8に対するX軸方向移動及びスピンドル11の
スピンドルケース10に対するX軸方向移動もY軸方向
移動と同様にモーター竿の駆動手段により自動送りとし
てもよい。
以上のJ!載置盤、1定子支持体5.スライダ9、スピ
ンドル11、ねじ軸14、粗動用モーター18等テil
l 1 (7)上面IAに!置すレル被測定物に対し測
定子4をX軸、Y軸、Z軸の直交玉軸方向へ移動させる
移動機構19が構成され。
ンドル11、ねじ軸14、粗動用モーター18等テil
l 1 (7)上面IAに!置すレル被測定物に対し測
定子4をX軸、Y軸、Z軸の直交玉軸方向へ移動させる
移動機構19が構成され。
載:a盤1等は移動機構19の静止側を、測定子支持体
5等は可動側を夫々構成する。
5等は可動側を夫々構成する。
第3図に示す通り前記スピンドル11の下端には前記測
定子支持部材12が固定され、この測定子支持部材12
にはY軸方向への長さを有する案内溝12Aが形成され
、案内溝12Aに前記走行部材13の突部13A、13
Bが摺動自在に係合している。案内t412Aには突部
13A、13Bに螺合するねじ軸20が回転自在に配置
され、このねじ軸20は測定子支持部材12にブラケッ
ト2Lで取付けられた微動用モーター22の駆動軸22
Aに連結されている。ねじ軸20が微動用モーター22
で回転せしめられると走行部材13はねじ軸20のねじ
送り作用で案内溝12Aに沿ってY軸方向へ走行せしめ
られる。このように、測定子4は測定子支持部材12に
対し移動自在になっている。
定子支持部材12が固定され、この測定子支持部材12
にはY軸方向への長さを有する案内溝12Aが形成され
、案内溝12Aに前記走行部材13の突部13A、13
Bが摺動自在に係合している。案内t412Aには突部
13A、13Bに螺合するねじ軸20が回転自在に配置
され、このねじ軸20は測定子支持部材12にブラケッ
ト2Lで取付けられた微動用モーター22の駆動軸22
Aに連結されている。ねじ軸20が微動用モーター22
で回転せしめられると走行部材13はねじ軸20のねじ
送り作用で案内溝12Aに沿ってY軸方向へ走行せしめ
られる。このように、測定子4は測定子支持部材12に
対し移動自在になっている。
以上の構成により、測定子4は前記粗動用モーター18
の駆動による前記移動機構19の作動と微動用モーター
22の駆動による走行部材13の移動とでY軸方向へ2
段式に移動せしめられる。
の駆動による前記移動機構19の作動と微動用モーター
22の駆動による走行部材13の移動とでY軸方向へ2
段式に移動せしめられる。
粗動用モーター18の駆動による移動機構19の作動具
体的には測定子支持体5の移動は粗動であり、微動用モ
ーター22の駆動による走行部材13の移動は微動であ
る。また本実施例では測定子4はタッチ信号式のプロー
ブであり、接触子4Aが被測定物の被測定箇所に接触す
ることにより検出部4Bからタッチ信号が出力される。
体的には測定子支持体5の移動は粗動であり、微動用モ
ーター22の駆動による走行部材13の移動は微動であ
る。また本実施例では測定子4はタッチ信号式のプロー
ブであり、接触子4Aが被測定物の被測定箇所に接触す
ることにより検出部4Bからタッチ信号が出力される。
第2図に示す通り粗動用モーター18にはパルスジェネ
レーター23が連結され、このパルスジェネレーター2
3は粗動用モーター18の回転数に応じたパルスを発生
する。第5図の通りパルスジェネレーター23は第1検
出器24に接続され、第1検出器24はパルスジェネレ
ーター23で発生したパルス数をカウントして測定子支
持体5の大ストロークの移動を粗分解能で検出する機能
を有する。第1図の通り前記載置盤1の側面lBにはY
軸方向の長さを有しかつ前記レール部材2)ねじ軸14
と平行なスケール25が設けられ、このスケール25は
両端で保持体26.27により保持されている。このス
ケール25は例えば長短2種類のブロックゲージを厚さ
方向に連結することにより構成され、第2図の通り一定
のピッチt(例えば20mm)による垂直な接触面25
AがY軸方向に並んで設けられる。
レーター23が連結され、このパルスジェネレーター2
3は粗動用モーター18の回転数に応じたパルスを発生
する。第5図の通りパルスジェネレーター23は第1検
出器24に接続され、第1検出器24はパルスジェネレ
ーター23で発生したパルス数をカウントして測定子支
持体5の大ストロークの移動を粗分解能で検出する機能
を有する。第1図の通り前記載置盤1の側面lBにはY
軸方向の長さを有しかつ前記レール部材2)ねじ軸14
と平行なスケール25が設けられ、このスケール25は
両端で保持体26.27により保持されている。このス
ケール25は例えば長短2種類のブロックゲージを厚さ
方向に連結することにより構成され、第2図の通り一定
のピッチt(例えば20mm)による垂直な接触面25
AがY軸方向に並んで設けられる。
前記測定子支持体5の支柱7の脚部7Aにはスケール2
5を挿通させるための連通溝28が形成され、測定子支
持体5のY軸方向への移動が保障されているとともに、
第2図の通り脚部7Aの内部には第2Jp出器29が配
置されている。この第2検出器29はスケール25の接
触面25Aと接触するてこ式の接触子29Aを有する。
5を挿通させるための連通溝28が形成され、測定子支
持体5のY軸方向への移動が保障されているとともに、
第2図の通り脚部7Aの内部には第2Jp出器29が配
置されている。この第2検出器29はスケール25の接
触面25Aと接触するてこ式の接触子29Aを有する。
第5図の通りrlIJ2検出器29は前記第I検出器2
4とともに演算処理装置30に接続され、これらの第1
検出器24、第2検出器29.更にはスケール25等を
含んで第1計測手段31が構成される。
4とともに演算処理装置30に接続され、これらの第1
検出器24、第2検出器29.更にはスケール25等を
含んで第1計測手段31が構成される。
wS5図で示された駆動回路32により前記粗動用モー
ター18は駆動され、この駆動による測定子支持体5の
移動量がスケール25のピッチtのいくつの整数倍に相
当するかが前記第1検出器24で検出されるが、測定子
支持体5の現実の移動量はピッチtの整数倍に対しlピ
ッチを以下の端数を有するため、この端数の移動量が第
2検出器29で検出される。すなわち、第1検出器24
が測定子支持体5の移動量を大目盛的に検出するのに対
し第2検出器29は小目盛的に検出し、第2検出器29
はスケール25の前記接触面25Aを基準として測定子
支持体5の移動量を検出する。
ター18は駆動され、この駆動による測定子支持体5の
移動量がスケール25のピッチtのいくつの整数倍に相
当するかが前記第1検出器24で検出されるが、測定子
支持体5の現実の移動量はピッチtの整数倍に対しlピ
ッチを以下の端数を有するため、この端数の移動量が第
2検出器29で検出される。すなわち、第1検出器24
が測定子支持体5の移動量を大目盛的に検出するのに対
し第2検出器29は小目盛的に検出し、第2検出器29
はスケール25の前記接触面25Aを基準として測定子
支持体5の移動量を検出する。
また、スケール25のビー2チtが正確なピッチtに対
し比較的小さな量ではあるが誤差を有する場合があるた
め、このような場合を考慮して基準点からの夫々の接触
面25Aの距離を予め精密に測定し、測定結果による誤
差を第5図で示した記憶装置33に記憶させておく。
し比較的小さな量ではあるが誤差を有する場合があるた
め、このような場合を考慮して基準点からの夫々の接触
面25Aの距離を予め精密に測定し、測定結果による誤
差を第5図で示した記憶装置33に記憶させておく。
第3図に示す通り測定子支持部材12には第2計測手段
34が取付けられ、この第2計測手段34は前記第2検
出器29と同じ構造でてこ式の接触子34Aを有する。
34が取付けられ、この第2計測手段34は前記第2検
出器29と同じ構造でてこ式の接触子34Aを有する。
この接触子34Aは前記走行部材13に設けられた接触
面35に常時接触する。この第2計測手段34も第5図
の通り前記演算処理装置30に接続される。前記第1計
測手段31が前記移動機構19の作動による測定子4の
粗動の粗範囲を検出するものであるのに対し、この第2
計測手段34は測定子支持部材12に対する測定子4の
微動の狭小範囲を検出するものである二従って測定子4
のY軸方向への変位量を検出する計測装置は第1計測手
段31と第2計測手段34とで構成される。第2計測手
段34の測定範囲は前記スケール25の接触面25Aの
ピッチtと同じかこれよりも太き目に設定され、また第
2計測手段34は第1計測手段31の第1検出器24よ
りも高度の分離能を有し、前記ピッチtの長さを細分割
した微小単位により測定子4の微動変位量を計測する能
力を有する。
面35に常時接触する。この第2計測手段34も第5図
の通り前記演算処理装置30に接続される。前記第1計
測手段31が前記移動機構19の作動による測定子4の
粗動の粗範囲を検出するものであるのに対し、この第2
計測手段34は測定子支持部材12に対する測定子4の
微動の狭小範囲を検出するものである二従って測定子4
のY軸方向への変位量を検出する計測装置は第1計測手
段31と第2計測手段34とで構成される。第2計測手
段34の測定範囲は前記スケール25の接触面25Aの
ピッチtと同じかこれよりも太き目に設定され、また第
2計測手段34は第1計測手段31の第1検出器24よ
りも高度の分離能を有し、前記ピッチtの長さを細分割
した微小単位により測定子4の微動変位量を計測する能
力を有する。
以上により、スケール25は接触面25Aを一定のピッ
チtで精密加工により形成すれば足り。
チtで精密加工により形成すれば足り。
ピッチを以下の微小単位の目盛等を細かく正確に形成す
ることは不要で全測定ストロークに亘る細かい精密性は
要求されない、このため、測定ストロークが大きくなっ
てもこのストローク内に一定ピッチの区分を設ける作業
だけを行なえばよいため製作が容易になり、また累積等
の誤差の発生も防止され、測定精度の向上を図ることが
できる。
ることは不要で全測定ストロークに亘る細かい精密性は
要求されない、このため、測定ストロークが大きくなっ
てもこのストローク内に一定ピッチの区分を設ける作業
だけを行なえばよいため製作が容易になり、また累積等
の誤差の発生も防止され、測定精度の向上を図ることが
できる。
本実施例では前述の通り測定子4の粗動、微動による2
殿方式の駆動、計測はY軸方向のみについて行なわれて
いるが、これをX軸方向及びX軸方向について行なって
もよい、すなわち、測定子4を前記測定子支持部材12
にX軸、Y軸、Z軸の直交三軸方向へ移動自在に支持さ
せるとともに、計測装置を構成する第1計測手段及び第
2計測手段を直交二軸と対応して3組設けてもよい。
殿方式の駆動、計測はY軸方向のみについて行なわれて
いるが、これをX軸方向及びX軸方向について行なって
もよい、すなわち、測定子4を前記測定子支持部材12
にX軸、Y軸、Z軸の直交三軸方向へ移動自在に支持さ
せるとともに、計測装置を構成する第1計測手段及び第
2計測手段を直交二軸と対応して3組設けてもよい。
第5図で示した駆動回路32により粗動用モーター18
が駆動せしめられるとねじ軸14のねじ送り作用で前記
測定子支持体5は粗動し、この粗動はスケール25のピ
ッチtの整数倍に対しプラスマイナスαの端数をもって
行なわれ、測定子4は被測定物の被測定箇所に近づく、
なお、この粗動のときにスケール25を下降させて第2
検出器29の接触子29Aがスケール25にぶつかるの
を回避するようにしてもよい、つまりスケール25を保
持する前記保持体26.27にスケール25を昇降動さ
せるme、を持たせ、1M定作業時のみにスケール25
を上昇させて第2検出器29の接触子29Aを接触面2
5Aに接触させるようにしてもよい。
が駆動せしめられるとねじ軸14のねじ送り作用で前記
測定子支持体5は粗動し、この粗動はスケール25のピ
ッチtの整数倍に対しプラスマイナスαの端数をもって
行なわれ、測定子4は被測定物の被測定箇所に近づく、
なお、この粗動のときにスケール25を下降させて第2
検出器29の接触子29Aがスケール25にぶつかるの
を回避するようにしてもよい、つまりスケール25を保
持する前記保持体26.27にスケール25を昇降動さ
せるme、を持たせ、1M定作業時のみにスケール25
を上昇させて第2検出器29の接触子29Aを接触面2
5Aに接触させるようにしてもよい。
前記粗動のための粗動用モーター18の駆動によりパル
スジェネレーター23からはパルスが発生し、このパル
スの数が第5図で示された第1検出器24で検出され、
測定子支持体5がスケール25のピッチtのいくつの整
数倍移動したかが検出される。この整数倍をnXtとす
る。また、粗動前の前記第2検出器29の指示値をXo
とし、粗動後の指示値をxnとする。xn−x、はnX
tに対する測定子支持体5の移動端数、即ち前記移動機
構19の1ピツチ以下の正確な作動量を示す、なお、こ
こで粗動の前後において第2検出器29の接触子29A
が接触するスケール25の2個の接触面25Aの間隔の
正確なnXtに対する誤差をΔJLnとする。
スジェネレーター23からはパルスが発生し、このパル
スの数が第5図で示された第1検出器24で検出され、
測定子支持体5がスケール25のピッチtのいくつの整
数倍移動したかが検出される。この整数倍をnXtとす
る。また、粗動前の前記第2検出器29の指示値をXo
とし、粗動後の指示値をxnとする。xn−x、はnX
tに対する測定子支持体5の移動端数、即ち前記移動機
構19の1ピツチ以下の正確な作動量を示す、なお、こ
こで粗動の前後において第2検出器29の接触子29A
が接触するスケール25の2個の接触面25Aの間隔の
正確なnXtに対する誤差をΔJLnとする。
なお、例えば第2検出器29を1ピツチtの半分ずらし
て2個、没け、スケール25を凸部25B、四部25C
が1ピツチtの半分づつずれた2木とすることにより、
測定子支持体5の任意の停iF位置において第2検出泰
29によるM一定が可能となる。またallll文子支
持体5動操作で移動できるように構成した場合には、タ
ッチ信号式プローブであるJIHj’子4のオバースト
ロークを利用して第2検出器29の接触子29Aがスケ
ール25の四部25Cと一致した位置で測定子支持体5
の移動を停止させるようにしてもよい。
て2個、没け、スケール25を凸部25B、四部25C
が1ピツチtの半分づつずれた2木とすることにより、
測定子支持体5の任意の停iF位置において第2検出泰
29によるM一定が可能となる。またallll文子支
持体5動操作で移動できるように構成した場合には、タ
ッチ信号式プローブであるJIHj’子4のオバースト
ロークを利用して第2検出器29の接触子29Aがスケ
ール25の四部25Cと一致した位置で測定子支持体5
の移動を停止させるようにしてもよい。
相動終−r後、i5図で示された駆動回路36により前
記微動用モーター22が駆動せしめられ、第4図の通り
前記ねじ軸20のねじ送り作用により測定子支持部材1
2に対し走行部材13、測定子4が微動する。この微動
の結果、タッチ信号弐プa−ブである測定子4の接触子
4Aは被測定物の被測定箇所に接触し、この接触により
検出部4Bからタッチ信号から出力され、この出力信号
は第5図の通り駆動回路36に入力されて微動用モータ
ー22の駆動を停止させる。ここで、微動前における前
記:52計測手段34の指示値をm。
記微動用モーター22が駆動せしめられ、第4図の通り
前記ねじ軸20のねじ送り作用により測定子支持部材1
2に対し走行部材13、測定子4が微動する。この微動
の結果、タッチ信号弐プa−ブである測定子4の接触子
4Aは被測定物の被測定箇所に接触し、この接触により
検出部4Bからタッチ信号から出力され、この出力信号
は第5図の通り駆動回路36に入力されて微動用モータ
ー22の駆動を停止させる。ここで、微動前における前
記:52計測手段34の指示値をm。
とじ、微動後における指示値をmlとする。m+−no
は微動量を示3−0 以上のようにこの三次元測定機においては円型の測定子
支持体5全体が最初から最後まで移動して測定子4が被
測定物の被測定箇所に接触するのではなく、測定子支持
体5は粗動時のみに移動し、以後は質量の小さな走行部
材13及び測定子4のみが微動して被測定箇所に測定子
4が接触するため、従来のように測定子が被測定箇所に
近づいた時に測定子支持体の移動速度を低下させる必要
はなく、粗動後において測定子4が被測定箇所に接触す
るまでの移動速度を高速化することができ作業効率を向
上させることができる。
は微動量を示3−0 以上のようにこの三次元測定機においては円型の測定子
支持体5全体が最初から最後まで移動して測定子4が被
測定物の被測定箇所に接触するのではなく、測定子支持
体5は粗動時のみに移動し、以後は質量の小さな走行部
材13及び測定子4のみが微動して被測定箇所に測定子
4が接触するため、従来のように測定子が被測定箇所に
近づいた時に測定子支持体の移動速度を低下させる必要
はなく、粗動後において測定子4が被測定箇所に接触す
るまでの移動速度を高速化することができ作業効率を向
上させることができる。
前述の通り被測定箇所への接触により測定子4の検出部
4Bからタッチ信号が出力されると、この出力信号は第
5図の通り前記演算処理装置30にも入力される。この
入力信号は前記第1計測手段31を構成する第1検出器
24、第2検出器29及び第2計測手段34の出力測定
データを演算処理袋2130に入力させる指令信号とな
り、これらのデータの入力とともに前記記憶装置33に
記憶されているデータに基づく前記Δ!;Lnのデータ
も入力される。これにより演算処理装置30において第
1検出器24、第2検出器29、第2計測り段34及び
記憶装置33からの出力信号データが加減算される。こ
の加減算の結果は前記粗動と微動の合計移動iLを示し
。
4Bからタッチ信号が出力されると、この出力信号は第
5図の通り前記演算処理装置30にも入力される。この
入力信号は前記第1計測手段31を構成する第1検出器
24、第2検出器29及び第2計測手段34の出力測定
データを演算処理袋2130に入力させる指令信号とな
り、これらのデータの入力とともに前記記憶装置33に
記憶されているデータに基づく前記Δ!;Lnのデータ
も入力される。これにより演算処理装置30において第
1検出器24、第2検出器29、第2計測り段34及び
記憶装置33からの出力信号データが加減算される。こ
の加減算の結果は前記粗動と微動の合計移動iLを示し
。
L= (nXt)+ (xn−x、)+ΔJ1n+(m
、−m、) 以りのようにしてこの三次元測定機においては被測定物
の被測定箇所に対する測定子4の移動変位祉または被A
M定俯所の原点からの座標位とが求められ、次いで演算
処理装置i!30において例えば複数の被測定箇所の平
均座標位置や穴の中心位置を求めるための測定値の所定
処理が行なわれ、この処理結果が表示器37に表示され
被測定物の形状、寸法等がal1足される。
、−m、) 以りのようにしてこの三次元測定機においては被測定物
の被測定箇所に対する測定子4の移動変位祉または被A
M定俯所の原点からの座標位とが求められ、次いで演算
処理装置i!30において例えば複数の被測定箇所の平
均座標位置や穴の中心位置を求めるための測定値の所定
処理が行なわれ、この処理結果が表示器37に表示され
被測定物の形状、寸法等がal1足される。
以」二において前記粗動用モーター18、微動用モータ
ー22を駆動させる駆動回路32.36は操作者のスイ
ッチ操作で作動するように構成することもできるが、プ
ログラムによる占ンビュータ制御で作動させるように構
成することもできる。
ー22を駆動させる駆動回路32.36は操作者のスイ
ッチ操作で作動するように構成することもできるが、プ
ログラムによる占ンビュータ制御で作動させるように構
成することもできる。
このようにコンピュータ制御を採用した場合には被測定
物に多数の被測定箇所が存在するとき、この被測定箇所
をプログラムに従った順序で迅速に測定できる等の利点
を有するようになり、また第1検出器24′:Jの出力
信号データをフィードバックさせて移動機構19の制御
等を行なえるようになる。
物に多数の被測定箇所が存在するとき、この被測定箇所
をプログラムに従った順序で迅速に測定できる等の利点
を有するようになり、また第1検出器24′:Jの出力
信号データをフィードバックさせて移動機構19の制御
等を行なえるようになる。
なお、スケール25の任意の接触面25Aの前記基準点
からの誤差が無視できる微小量のときは記憶装置33の
データが零になる場合がある。
からの誤差が無視できる微小量のときは記憶装置33の
データが零になる場合がある。
以上説明した未実施例では第1計測手段31の第1検出
器24をパルスジェネレーター23から発生するパルス
の数を計数するカウンタとしたが、この第1検出器は任
意な構成とすることができる。具体的には例えば測定ス
トロークに亘って一定ピッチで目盛等を付したスケール
を前記載置盤に設け、第1検出器をこの一定ピッチの目
盛等を光学的あるいは磁気的に読み取る機能を持ったも
のとしてもよい、つまり、スケールをこのような構成と
しても従来のように全測定ストロークに亘って細かく正
確なスケールを製作することを不要にできる。また、本
実施例では前記移動機構19による粗動及び測定子支持
部材12に対する測定子4の微動をねじ軸14.20の
ねじ送り作用を利用したものとしたが、これも任意な構
成を採用することができ1例えばシリンダのピストン連
動を利用したものとしてもよく、さらには操作者自身が
手押し操作で行なうように構成することもできる。
器24をパルスジェネレーター23から発生するパルス
の数を計数するカウンタとしたが、この第1検出器は任
意な構成とすることができる。具体的には例えば測定ス
トロークに亘って一定ピッチで目盛等を付したスケール
を前記載置盤に設け、第1検出器をこの一定ピッチの目
盛等を光学的あるいは磁気的に読み取る機能を持ったも
のとしてもよい、つまり、スケールをこのような構成と
しても従来のように全測定ストロークに亘って細かく正
確なスケールを製作することを不要にできる。また、本
実施例では前記移動機構19による粗動及び測定子支持
部材12に対する測定子4の微動をねじ軸14.20の
ねじ送り作用を利用したものとしたが、これも任意な構
成を採用することができ1例えばシリンダのピストン連
動を利用したものとしてもよく、さらには操作者自身が
手押し操作で行なうように構成することもできる。
本実施例では測定子4はタッチ信号式プローブであった
が、測定子はこれに限らず例えばレーザー光線等による
光学的非接触方式のものを採用してもよく、要すれば測
定子と被測定物の被測定箇所とが一定の関係になったこ
とを検知できるものであればよい。
が、測定子はこれに限らず例えばレーザー光線等による
光学的非接触方式のものを採用してもよく、要すれば測
定子と被測定物の被測定箇所とが一定の関係になったこ
とを検知できるものであればよい。
本発明は本実施例のように測定子が移動し被測定物が静
止の三次元測定機のみならず、測定子が静止で被測定物
が移動するタイプの測定機、あるいは測定子及び被測定
物の双方が移動するタイプの測定機にも適用でき、要す
ればΔ11定子と被測定物とが相対移動する測定機に適
用でき、移動機構は測定子と被測定物とに相対移動を生
じさせるものであれば任意な構成としてよい、さらに本
発明は、三次元測定機だけではなく二次元測定機あるい
は測定子とAll定物とが一軸方向のみに相対移動する
測定機にも適用できる。
止の三次元測定機のみならず、測定子が静止で被測定物
が移動するタイプの測定機、あるいは測定子及び被測定
物の双方が移動するタイプの測定機にも適用でき、要す
ればΔ11定子と被測定物とが相対移動する測定機に適
用でき、移動機構は測定子と被測定物とに相対移動を生
じさせるものであれば任意な構成としてよい、さらに本
発明は、三次元測定機だけではなく二次元測定機あるい
は測定子とAll定物とが一軸方向のみに相対移動する
測定機にも適用できる。
[発明の効果]
本発明によれば測定子と被測定物の被測定箇所との相対
移動変位量等を検出する計測装置のスケールを全測定ス
トロークに亘って細かく精密に形成することが不要とな
り、従って計測装置の製作が容易でかつ測定ストローク
が大きくなっても測定精度を高度にすることができ、ま
た移動機構が大きな質量を有するものであっても測定子
と被測定物の被測定箇所との距離が短くなった後は測定
子周辺の質量の小さな部分のみを移動させればよいため
、被測定箇所までの測定子の移動速度を高速化でき、測
定作業の能率向上を達成することができる。
移動変位量等を検出する計測装置のスケールを全測定ス
トロークに亘って細かく精密に形成することが不要とな
り、従って計測装置の製作が容易でかつ測定ストローク
が大きくなっても測定精度を高度にすることができ、ま
た移動機構が大きな質量を有するものであっても測定子
と被測定物の被測定箇所との距離が短くなった後は測定
子周辺の質量の小さな部分のみを移動させればよいため
、被測定箇所までの測定子の移動速度を高速化でき、測
定作業の能率向上を達成することができる。
第1図は本実施例にかかわる三次元測定機の斜視図、第
2図は第1j+側手段の構成と移動機構による移動を示
す図、第3図は第2計測手段の構成と測定子支持部材に
よる測定子の支持構造を示す一部断面側面図、第4図は
第3図の測定子移動後を示す一部断面側面図、第5図は
計測手段や演算処理装置等の接続状態を示すブロック図
、第6図は従来例を示す斜視図である。 ■・・・載置盤、4・・・測定子、5・・・測定子支持
体、12・・・測定子支持部材、19・・・移動機構、
24・・・、第1検出器、29・・・第2検出器、30
・・・演算処理装置、31・・・第1計測手段、34・
・・第2計測手段。
2図は第1j+側手段の構成と移動機構による移動を示
す図、第3図は第2計測手段の構成と測定子支持部材に
よる測定子の支持構造を示す一部断面側面図、第4図は
第3図の測定子移動後を示す一部断面側面図、第5図は
計測手段や演算処理装置等の接続状態を示すブロック図
、第6図は従来例を示す斜視図である。 ■・・・載置盤、4・・・測定子、5・・・測定子支持
体、12・・・測定子支持部材、19・・・移動機構、
24・・・、第1検出器、29・・・第2検出器、30
・・・演算処理装置、31・・・第1計測手段、34・
・・第2計測手段。
Claims (2)
- (1)測定子と被測定物とを相対移動させる移動機構と
、測定子と被測定物の被測定箇所との相対移動変位量又
は被測定箇所の座標を検出する計測装置と、測定子と被
測定物とが前記相対移動により一定の関係になったとき
のこの計測装置の出力信号データを所定処理して被測定
物の形状、寸法等を求める演算処理装置とを備えた測定
機において、前記測定子を測定子支持部材に前記計測装
置の計測方向と同じ方向へ移動自在に支持させるととも
に、前記計測装置を前記移動機構による移動量を計測す
る第1計測手段と、前記測定子支持部材に対する前記測
定子の変位量を計測し且つ第1計測手段よりも高分解能
を有する第2計測手段とで構成し、前記演算処理装置を
この第1及び第2の計測手段の出力信号データを加減算
して測定子と被測定物の被測定箇所との相対移動変位量
又は被測定箇所の座標を求めた後に前記所定処理を行う
ように構成したことを特徴とする測定機。 - (2)特許請求の範囲第1項において、前記移動機構は
X軸、Y軸、Z軸の直交三軸方向への移動機能を有する
とともに、前記測定子は前記測定子支持部材にこの直交
三軸方向に移動自在に支持され、前記計測装置は前記X
軸、Y軸、Z軸と対応して設けられた3組の前記第1及
び第2の計測手段により構成されていることを特徴とす
る測定機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4056485A JPS61200419A (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 測定機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4056485A JPS61200419A (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 測定機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61200419A true JPS61200419A (ja) | 1986-09-05 |
Family
ID=12583960
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4056485A Pending JPS61200419A (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 測定機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61200419A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6385311A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-15 | Anritsu Corp | フラットネス測定装置 |
US11473904B2 (en) | 2019-10-28 | 2022-10-18 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Measurement probe |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52145058A (en) * | 1976-03-24 | 1977-12-02 | Rolls Royce | Displacement measuring device |
JPS567008A (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-24 | Shin Nippon Koki Kk | Tridimensional coordinates measuring apparatus |
JPS60107509A (ja) * | 1983-11-15 | 1985-06-13 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 接触式高さ測定装置 |
-
1985
- 1985-03-01 JP JP4056485A patent/JPS61200419A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52145058A (en) * | 1976-03-24 | 1977-12-02 | Rolls Royce | Displacement measuring device |
JPS567008A (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-24 | Shin Nippon Koki Kk | Tridimensional coordinates measuring apparatus |
JPS60107509A (ja) * | 1983-11-15 | 1985-06-13 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 接触式高さ測定装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6385311A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-15 | Anritsu Corp | フラットネス測定装置 |
JPH0449046B2 (ja) * | 1986-09-30 | 1992-08-10 | Anritsu Corp | |
US11473904B2 (en) | 2019-10-28 | 2022-10-18 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Measurement probe |
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