JPS62251602A - ３次元測定装置 - 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３次元測定装置に係り、更に詳細には、各軸用
のキャレッジが精度を維持してスムーズに移動できるよ
うにした３次元測定装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、被測定物の検査や加工しようと１６ワークにけが
きする場合に、３次元測定装置が使用されている。しか
も、３次元測定装置には、種々のタイプのものが知られ
ている。従来の３次元測定装置では、特にＸ軸、Ｙ軸お
よびＺ軸それぞれ各軸における移動自在なキャレッジは
、１個のラックに対してピニオンを噛合尤移動させ、さ
らに他のピニオンを噛合し位置検出を行なっている。ｊ
：た前記各キ１１レッジを移動させるガイドとして、２
本の平行なバイブ式ガイドを使用し行っている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、前述した従来の各軸のキャリッジを移動
させる移動手段では、バックラッシュが発生し、キャリ
ッジとガイド間にガタが生じやすくガイドの精度が悪く
なる。また、２本の平行なバイブのガイドでは、捩れが
生じやすいから、平行度、真直性が失われるため、やは
りガイドの精度が悪くなるという問題があった。

本発明の目的は、上記事情に鑑み問題を解決するために
提案されたものであって、各軸キャリッジを移動させる
ガイドのガタを極力少なく、平行度、真直性を失わせず
ガイドの精度をＭ持させて円滑にキャリッジを移動させ
るようにした３次元測定装ｄを提供するものである。

［問題を解決するための手段］ 本発明はＪ１記目的を達成すたるめに１２案されたもの
であって、３次元測定装置におけるＸ軸、Ｙ軸およびＺ
軸それぞれの各軸用ベースを設け、該各軸用ベースに対
し各軸方向へ移動自在な各軸周キャレッジを設け、各軸
用ベースあるいは各軸周キャレッジにそれぞれ各軸方向
に延伸し、かつ平行な複数本の直線軌道台の全体を一体
的に設けてなることを特徴とする３次元測定装置である
。

し作用１ 本発明を採用することにより、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸
の各軸におけるキャリッジが、ガタを生じることなく、
かつ平行度、真直性を失わずに円滑に移動できる。また
、駆り３部のバックラッシュ。

がないから、キャリッジが正確に移動される。したがっ
て、被測定物を測定した測定データは従来にまして正確
なものとなる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図、′第２図および第３を参照するに、３次元測定
装置１におけるベッド３が定盤Ｓ上に載置されている。

ベッド３におけるＸ軸方向に沿って延伸した２個の直線
軌道台５Ｒ，５Ｌが平行にベッド３の取付面に密着する
ように押さえ複数の取付はボルト７で締付けである。第
２図おにび第３図に示す如く、Ｘ軸ギヤレツジ９の両側
下部にベアリング１１Ｒ，１１Ｌが複数のベアリング取
付はボルト１３で締付けて直線軌道台５Ｒ，５Ｌに組み
込んである。この時のベアリング取付はボルト１３は仮
締めとしておく。Ｘ軸ギヤレツジ９の両側面の複数個所
例えば３ケ所に孔を穿孔し、該孔にすきま調整ボルト１
５を挿入する。ベアリング１１Ｒ，１１ＬとＸ軸ギヤレ
ッジ９とのすきま調整ポルｉ〜１５で締付けて調整する
。Ｘ軸ギヤレッジ９を前記直線軌道台５Ｒ，５Ｌに対し
て摺動させながら、２木のベアリング取付はボルト１３
を交互に徐々に締付けてベアリング１１Ｒ，１１Ｌが固
定される。

２本の平行なＸ軸方向に延伸したそれぞれの軌道台５Ｒ
，５Ｌの内側面に沿ってラック１７Ｒ２１７［−が設【
プである。それぞれのラック１７Ｒ９１７Ｌにはピニオ
ン１９Ｒ，１９Ｌがぞれぞれ噛合しである。ピニオン１
９Ｒ，１９Ｌのそれぞれに嵌着されたシャツ１−２１．
２３には×軸手動送りハンドル２５．ロータリーエンコ
ーダ２７が取付けである。

上記構成により、Ｘ軸手動送りハンドル２５を廻すこと
により、ピニオン１９Ｒ，１９Ｌがラック１７Ｒ，１７
Ｌに対してＸ軸方向に移動される。

したがって、Ｘ軸ギヤレツジ９がベラ・ド３に対してＸ
軸方向に移動されることになる。

Ｘ軸ギヤレッジ９がベッド３に対してＸ軸方向へ移動さ
れる際、直線軌道台５Ｒ，５Ｌを案内ガイドとしており
、かつ相対向したラック１７Ｒ２１７１−にピニオン１
９Ｒ，１９ｍが押付けられて噛合しであるから、バック
ラッシュを除去してＸ軸ギヤレッジ９がスムーズにガタ
なしで移動されるのである。

また、ピニオン１９Ｒ，１９Ｌは同時にラック１７Ｒ，
１７Ｌに対して回転しているから、ピニオン１９　Ｌに
シャフト２３を介しく取付（〕られている〕ローターリ
ーエンコーダ２により正確に移動位置が検出されるにう
になっている。

ベッド３上の両端部には、固定ストッパ部材２９．３１
がそれぞれ複数例えば２本のボルト３３゜３５で取付け
である。しかも、固定ストッパ部材２９．３１におＩプ
る内側面両側には、それぞれ複数例えば２周の１１衝ゴ
ム３７．３９が設けである。

上記構成により、Ｘ軸キセレッジ９がベッド３に対しＸ
軸方向に移動した際に、固定ストッパ部材２９．３１に
Ｘ軸キャレッジ９が突当り停止される。停■卜する際に
、緩衝ゴム３７．３９により衝撃力を吸収しているので
ある。

Ｘ軸キャレッジ９の両側それぞれには、第１図に示すよ
うに、Ｌ字形状の支持部材４１．４３が複数のポル１〜
４５で取付けである。Ｘ軸キャレッジ９上にあって、か
つ支持部材４１と支持部材４３との間には、−ト下方向
であるＺ軸方向に延伸したＺ軸コラム４７が立設し複数
例えば４個のボルト４９で支持部材４１．４３それぞれ
の外方から取付けである。７軸コラム４７における前面
には、Ｚ軸方向に沿って２本の平行な直線軌道台５１Ｒ
９５１Ｌが延伸して複数のボルト５３で取付けである。

さらに、２本の直線軌道台５１Ｒ，５１Ｌそれぞれの内
側面に沿ってラック５５Ｒ，５５ＬがＺ軸コラム４７に
設けである。

一方、７軸キヤレツジ５７の両側下部には、×軸キャレ
ッジ９と同様に、図示省略のベアリングが設番ブてあっ
て、直線軌道台５１Ｒ，５１Ｌに組み込んである。この
組付は方は、Ｘ軸キャレッジ９にＪ３ける組付は方と同
様であるから、詳細を省略する。

前記ラック５５Ｒ，５５Ｌのそれぞれには、図示省略の
ピニオンが噛合しており、該ピニオンのそれぞれには、
図示省略のシャフトを介してＺ軸手動送りハンドル５９
．〇−ターリーエンコーダ６１が取付けである。

上記構成により、Ｚ軸手動送りハンドル５９を廻すこと
により、図示省略のピニオンがラック５５Ｒ，５５Ｌに
対してＺ軸方向に移動される。したがって、７軸キヤレ
ツジ５７が７軸コラム４７に対してＺ軸方向に移動され
ることになる。

２軸キｔ／レツジ５７が７軸コラム４７に対してＺ軸方
向に移動される際、直線軌道台５１Ｒ，５１Ｌを案内ガ
イドとしており、かつ相対向したラック５５Ｒ，５５Ｌ
に図示省略のピニオンが押付けられて噛合しであるから
、バックラッシュを除去してＺ軸キャレッジ５７がスム
ーズにガタなしで移動されるのである。

また、ロータリーエンコーダ６１はＸ軸移動に使用され
ているロータリーエンコーダ２７と同様に作動してＺ軸
キャレッジ５７がＺ軸方向へ移動する移動位置を正確に
検出している。

Ｚ軸キャレッジ５７の上面における両側には、それぞれ
止め金具６３Ｒ，６３Ｌを介してワイヤ６５Ｒ，６５Ｌ
が取付けである。それぞれのワイヤ６５Ｒ，６５Ｌの他
方には、プーリ６７Ｒ，６７Ｌ１．：掛回して鍾り６９
Ｒ，６９Ｌ　（図示省略〉が取付けである。

上記構成により、７軸キヤレツジ５７は、２個の鍾り６
９Ｒ，６９Ｌでもって常に平衡状態を保持している。し
たがって、後述するＹ軸キャレッジ７１がＹ軸コラム７
３に対してＹ軸方向へ移動してもバランスを取ってガタ
が生じないようにしであるのである。

なお、２軸コラム４７の上部は、カバー７５で被われて
いる。

さらに、Ｘ軸キャレッジ９上にあって、Ｚ軸コラム４７
の下部には、下部固定ストッパ部材７７が取付けてあり
、Ｚ軸コラム４７の上部にも図示省略の上部固定ストッ
パ部材が取付けである。

したがって、２軸キヤレツジ５７がＺ軸コラム４７に対
してＺ軸方向へ移動した際に、図示省略の上部固定スト
ッパ部材と下部固定ストッパ部材７７にＺ軸コラム５７
が突当り停止される。停由する際に、図示省略の上部固
定ストッパ部材に設けた図示省略の緩衝ゴムと下部固定
ストッパ部材７７に設けた複数例えば２個の緩衝ゴム７
９により衝撃力を吸収しているのである。

７軸−１ヤレッジ５７前面下部にはＹ軸コラム７３が設
けである。Ｙ軸コラム７３に対してＹ軸方向へ延伸した
移動自在なＹ軸キャレッジ７１が設けである。ＹＯ！ｌ
キャレッジ７１には、２本の平行な直線軌道台８１Ｒ，
８１ＬがＹ軸方向へ延伸して設置プである。ＹＩＩＩｌ
ｌキ１ルッジ７１内の上下には、図示省略のベアリング
が設けてあって、直線軌道台８１Ｒ，８１Ｌに組み込ん
である。さらに、前記Ｙ軸ギヤレッジ７１に延伸して設
けである２本の平行な直線軌道台８１Ｒ，８１Ｌにおけ
る内側面に沿ってラック８３Ｒ，８３ＬがＹ軸キャレッ
ジ７１に設けである。前記ラック８３Ｒ，８３ｍにそれ
ぞれ噛合した２個のピニオンが前記Ｙ軸コラム７３内に
設けてあり、しがも２個のピニオンには、それぞれシセ
フトを介してＹ軸手動送りハンドル８５．ロータリーエ
ンコーダ８７が設けである。

上ｉｌｔ！構成により、Ｙ軸手動送りハンドル８５を廻
すと、それぞれのピニオンが回転する。それぞれのピニ
オンが回転すると、ラック８３Ｒ，８３ＬがＹ軸方向に
移動する。ラック８３Ｒ，８３ＬはＹ４１１ヤレッジ７
１に取付けてあって一体化されているから、ラック８３
Ｒ，８３ＬのＹ軸方向移動と共にＹ軸キャレッジ７１が
Ｙ軸方向へ移動する。したがって、Ｙ軸コラム７３に対
してＹ軸キ１１レッジ７１がＹ軸方向へ移動されること
になる。

Ｙ軸キャレッジ７１がＹ軸コラム７３に対しＹ軸方向へ
移動される際、直線軌道台８１Ｒ，８１Ｌを案内ガイド
としており、かつ相対向したラック８３Ｒ，８３Ｌに２
個のピニオンが押し付けられ噛合しているから、バック
ラッシュを除去してＹ軸ギヤレッジがスムーズにガタな
しで移動されるのである。

また、ロータリーエンコーダ８７は、前述のロータリー
エンコーダ２７．６１と同様に作動してＹ軸キャレッジ
７１がＹ軸方向へ移動する移動位置を正確に検出してい
る。

Ｙ軸キャレッジ７１の右端には、固定ストッパ部材８９
が取付けてあって、該固定ストッパ部材８９にＹ軸キャ
レッジ７１が突当って停止り゛るようになっている。第
１図には図示されていｔ５いが、固定ストッパ部材８９
の内側面には、前述した固定ストッパ部材２９．３１お
よび７７と同様に、ｉＩ函ゴムを設けても構わない。

Ｙ軸キｔｌレッジ７１の左端には、５方向すなわち第１
図において、前後、上下および左方向にプローブ９１を
着脱自在に取付けできるプローブ取付はヘッド９３が取
付けである。プローブ９１はフイーラ９５を介してプロ
ーブ取付はヘッド９３に着脱自在となっている。

而して、プローブ９１がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に移
動して、定盤Ｓ上に載置された被測定物であるソークＷ
の各種寸法の測定データが正確に測定されるのである。

本実施例の３次元測定装置１で被測定物であるワークＷ
を測定する一例を示せば、例えば第４図（△）に示した
如く、プローブ取付はヘッド９３の下部にけがきツール
Ｔを取付ける。このけがきツールＴは内部にばねが入っ
ており、けがきツールＴの先端が動くようになっている
。けがきをしたいワークＷの−Ｌ面がうねっている。場
合には、う。

ねりを吸収するような構造になっていて、正確にかつ容
易にワークＷの上面にりがきが行なわれる。

さらに、第４図（Ｂ）に示す他側では、プローブ取ト目
ノヘッド９３の７［：８１＄にポールプローブ９１をフ
ィラー９５を介して取付ける。而して、ワークＷの上面
がある傾きをもった平面などの幾何形状を５１算させる
為のポイントをワークＷより取込む場合に使用されるの
である。

なお、第４図（Ａ＞あるいは第４図（Ｂ）によって測定
された測定信号は、３次元測定装置１の近傍に設けられ
たコントローラを介してマイクロコンピュータに入力さ
れる。マイクロコンピュータでは演算処理されて、プリ
ンタから統計評価表あるいは検査成１６ｉなどとしてプ
リント出力されて評価されるのである。

［効果１ 以上のごとき実施例の説明から理解されるように、本発
明によれば、各軸のキャリッジを移動させるために、直
線軌道ガイドを用いているから、各軸のキＩＩレッジと
ガイドとの間にガタが生じず、かつ平行度、真心性が失
われずにガイドの６１１ｍをＮ持できる。したがって、
各軸のキャリッジが円滑にかつ正確に移動される。その
結束、本発明の３次元測定装置で被測定物を測定した際
には、正確で信頼性のある測定データが得られるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明である３次元測定装置の斜視図である。 第２図は第１図における■−■線に沿った拡大断面図で
ある。 第３図は第２図における■−■線に沿った断面図である
。 第４図（Δ）および（Ｂ）は測定の一例を示す説明図で
ある。 ［図面の主要部を表わす符号の説明］ １・・・３次元測定装置 ５Ｒ，５１，５１Ｒ，５１ｍ、８１Ｒ，８１Ｌ・・・直
線軌道台 ９・・・Ｘ軸キ１Ｆレッジ １１Ｒ，１１Ｌ・・・ベアリング １７また。１７Ｌ、５５Ｒ，５５Ｌ、８３Ｒ，８３Ｌ・
・・ラック １９Ｒ，１９Ｌ・・・ごニオン ２７．６１．８７・・・ロータリーエンコーダ５７・・
・７軸キセレツジ ７１・・・キャレッジ 代理人　弁理士　　三　好　保　男 第２図 第４図（Ａ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）３次元測定装置におけるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸そ
   れぞれの各軸用ベースを設け、該各軸用ベースに対し各
   軸方向へ移動自在な各軸用キャレッジを設け、各軸用ベ
   ースあるいは各軸用キャレッジにそれぞれ各軸方向に延
   伸し、かつ平行な複数本の直線軌道台の全体を一体的に
   設けてなることを特徴とする３次元測定装置。
2. （２）各軸用ベースあるいは各軸用キャレッジの各軸方
   向へ延伸し、かつ平行に設けた直線軌道台のそれぞれの
   内側面に軸方向へ延伸したラックを設け、該ラックのそ
   れぞれに噛合したピニオンを設け、一方のピニオンに各
   軸のキャレッジを移動させる駆動部を、他方のピニオン
   に位置を検出する位置検出センサを設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の３次元測定装置。
3. （３）Ｚ軸キャレッジが複数本の平行な直線軌道台それ
   ぞれの外側で連結した複数本のワイヤで平衡状態を保つ
   ように支承されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の３次元測定装置。