KR20120085770A - Stylus-type measuring apparatus - Google Patents

Stylus-type measuring apparatus

Info

Publication number
KR20120085770A
KR20120085770A KR1020127009761A KR20127009761A KR20120085770A KR 20120085770 A KR20120085770 A KR 20120085770A KR 1020127009761 A KR1020127009761 A KR 1020127009761A KR 20127009761 A KR20127009761 A KR 20127009761A KR 20120085770 A KR20120085770 A KR 20120085770A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
axis direction
guide
axis
linear
stage
Prior art date
Application number
KR1020127009761A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
사토시 시바
세이이치 사토
미쯔루 야하기
Original Assignee
가부시키가이샤 알박
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 알박 filed Critical 가부시키가이샤 알박
Publication of KR20120085770A publication Critical patent/KR20120085770A/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/004Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
    • G01B5/008Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/045Correction of measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/28Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/30Supports specially adapted for an instrument; Supports specially adapted for a set of instruments

Abstract

피측정물에 대하여 X축 방향으로 상대 이동 가능한 문형 프레임의 상단의 빔(32)에 리니어 가이드를 통해 지지되는 Y축 스테이지(4)에 촉침을 지지시킨 촉침식 측정 장치에 있어서, 리니어 가이드의 마모에 의한 측정 정밀도의 악화를 방지한다. 리니어 가이드는, 빔(32)의 하면에 고정한 한 쌍의 가이드 레일(51, 52)과, 각 가이드 레일(51, 52)의 연직면에 대해 경사진 가이드 면(51a, 52a)에 이동 가능하게 접촉하는 한 쌍의 직동 베어링(53, 54)으로 구성된다. 한쪽의 직동 베어링(54)은 Y축 스테이지(4)에 대해 X축 방향 및 상하 방향으로 유동 가능하게 한다. Y축 스테이지(4)에, 직동 베어링(54)을 가이드 레일(52)의 가이드 면(52a)에 밀어붙이도록 X축 방향으로 가압하는 가압 수단(55)을 설치함과 동시에, 빔(32) 측에, 직동 베어링(54)을 하방으로 가압하는 제 2 가압 수단(56)을 설치하여, 양쪽 가압 수단(55, 56)의 가압력의 합력의 벡터 방향을 가이드 면(52a)의 법선 방향으로 합치시킨다.In the stylus type measuring device in which the stylus is supported by the Y-axis stage 4 supported by the linear guide on the beam 32 of the upper end of the door-shaped frame which is relatively movable in the X-axis direction with respect to the object to be measured, wear of the linear guide. This prevents deterioration of measurement accuracy. The linear guide is movable in contact with the pair of guide rails 51 and 52 fixed to the lower surface of the beam 32 and the guide surfaces 51a and 52a that are inclined with respect to the vertical surface of each guide rail 51 and 52. It consists of a pair of linear motion bearings 53 and 54. One linear motion bearing 54 makes it possible to flow in the X-axis direction and the vertical direction with respect to the Y-axis stage 4. On the Y-axis stage 4, the beam 32 is provided while the pressurizing means 55 for pressurizing the linear motion bearing 54 in the X-axis direction so as to be pushed against the guide surface 52a of the guide rail 52. The second pressing means 56 which presses the linear motion bearing 54 downward is provided in the side, and the vector direction of the combined force of the pressing force of both pressing means 55 and 56 is matched in the normal direction of the guide surface 52a. Let's do it.

Description

촉침식 측정 장치{STYLUS-TYPE MEASURING APPARATUS}Hand-held measuring device {STYLUS-TYPE MEASURING APPARATUS}

본 발명은 피측정물의 표면에 접촉하는 촉침을 구비하여, 피측정물의 표면 형상 등을 측정하는 촉침식 측정 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stylus type measuring device having a stylus in contact with the surface of an object to be measured and measuring the surface shape and the like of the object to be measured.

종래, 서로 직교하는 수평 2 방향을 X축 방향 및 Y축 방향으로 하여, 피측정물에 대하여 X축 방향으로 상대 이동 가능한 문(門)형의 프레임과, 이 프레임의 상단의 Y축 방향으로 긴 빔에 리니어 가이드를 통해 Y축 방향으로 이동 가능하게 지지되는 Y축 스테이지를 구비하고, Y축 스테이지에, 피측정물의 표면에 접촉하는 촉침을 지지시킨 촉침식 측정 장치는 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).Conventionally, a door-shaped frame that is relatively movable in the X-axis direction with respect to an object to be measured with two horizontal directions perpendicular to each other in the X-axis direction and the Y-axis direction, and long in the Y-axis direction of the upper end of the frame. A stylus measuring device is known which includes a Y-axis stage supported by the beam so as to be movable in the Y-axis direction through a linear guide, and which supports a stylus in contact with the surface of the object to be measured on the Y-axis stage (for example, See Patent Document 1).

또한, 특허 문헌 1에 기재된 것에서는, 리니어 가이드로서, 가이드 레일을 따라 이동하는 슬라이더를 공기압에 의해 가이드 레일에 비접촉으로 지지시키는 정압식의 것을 이용하고 있다. 그러나, 정압식의 리니어 가이드에서는, Y축 스테이지의 지지 강성을 충분히 확보하는 것이 곤란하다. 그 때문에, 리니어 가이드로서, 가이드 레일에 형성한 가이드 면에 이동 가능하게 접촉하는 직동 베어링을 구비하는 미끄럼 방식이나 구름 방식의 가이드를 이용하는 것도 알려져 있다.In addition, in what is described in patent document 1, the linear guide uses the static pressure type thing which supports a slider which moves along a guide rail non-contactedly by air pressure. However, in the static pressure linear guide, it is difficult to sufficiently secure the support rigidity of the Y-axis stage. Therefore, it is also known to use the sliding type or rolling guide provided with the linear motion bearing which movably contacts the guide surface formed in the guide rail as a linear guide.

이 경우, 일반적으로는, Y축 방향으로 긴 빔의 X축 방향 한쪽의 측면에, Y축 방향으로 긴 상하 한 쌍의 가이드 레일을 고정함과 동시에, 이들 가이드 레일에 형성한 가이드 면에 Y축 방향으로 이동 가능하게 접촉하는 상하 한 쌍의 직동 베어링을 Y축 스테이지에 고정하고 있다.In this case, generally, while fixing a pair of upper and lower guide rails long in the Y-axis direction to one side of the X-axis direction of the beam long in the Y-axis direction, the Y-axis is provided on the guide surface formed on these guide rails. The pair of upper and lower linear motion bearings which are movably contacted in the direction is fixed to the Y axis stage.

그러나, 이것에서는, 어느 정도의 기간 사용하면, 가이드 레일의 가이드 면과 직동 베어링의 접촉면의 마모를 일으켜서, 양자 간에 간극을 만든다. 그리고, Y축 스테이지가 이 간극만큼 상하 방향으로 변위하고, Y축 스테이지에 설치한 촉침용 지지부의 상하 방향 위치가 정규 위치로부터 어긋나서, 측정 정밀도가 악화된다.In this case, however, when used for a certain period of time, wear of the guide surface of the guide rail and the contact surface of the linear motion bearing causes wear, thereby creating a gap therebetween. Then, the Y-axis stage is displaced in the vertical direction by this gap, and the vertical position of the stylus support portion provided in the Y-axis stage is shifted from the normal position, so that the measurement accuracy is deteriorated.

[특허 문헌][Patent Document]

특허 문헌 1 : 일본 특개평7-218207호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-218207

본 발명은 이상의 점을 감안하여, 리니어 가이드의 마모를 일으켜도 측정 정밀도가 악화되지 않도록 한 촉침식 측정 장치를 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.In view of the above, it is an object of the present invention to provide a tactile measuring device in which the measurement accuracy is not deteriorated even if wear of the linear guide occurs.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 서로 직교하는 수평 2 방향을 X축 방향 및 Y축 방향으로 하여, 피측정물에 대해 X축 방향으로 상대 이동 가능한 문형의 프레임과, 이 프레임의 상단의 Y축 방향으로 긴 빔에 리니어 가이드를 통해 Y축 방향으로 이동 가능하게 지지되고, Y축 방향으로 이동하는 출력 부재를 가지는 구동 기구에 의해 Y축 방향으로 왕복 운동하게 되는 Y축 스테이지를 구비하고, Y축 스테이지에, 피측정물의 표면에 접촉하는 촉침을 지지시킨 촉침식 측정 장치에 있어서, 리니어 가이드는, 빔의 하면에 X축 방향으로 이격하여 고정한 Y축 방향으로 긴 제 1과 제 2 한 쌍의 가이드 레일과, 제 1 가이드 레일의 X축 방향 한 쪽의 측면에 형성한 가이드 면에 Y축 방향으로 이동 가능하게 접촉하는 제 1 직동 베어링과, 제 2 가이드 레일의 X축 방향 다른 쪽의 측면에 형성한 가이드 면에 Y축 방향으로 이동 가능하게 접촉하는 제 2 직동 베어링으로 구성되고, 제 1과 제 2의 각 가이드 레일의 가이드 면은, 제 1과 제 2의 각 직동 베어링이 낙하하지 않도록, 연직면에 대하여 경사져 있고, 제 1 직동 베어링은 Y축 스테이지에 고정되고, 제 2 직동 베어링은 Y축 스테이지에 대하여 X축 방향 및 상하 방향으로 유동 가능하게 하고, Y축 스테이지에, 제 2 직동 베어링을 제 2 가이드 레일의 가이드 면에 밀어붙이도록 X축 방향으로 가압하는 제 1 가압 수단이 설치되고, 빔 또는 빔에 고정된 부재에, 제 2 직동 베어링을 하방으로 가압하는 제 2 가압 수단이 설치되고, 제 1 가압 수단의 가압력과 제 2 가압 수단의 가압력과의 합력의 벡터 방향을 제 2 가이드 레일의 가이드 면의 법선 방향으로 합치시키는 것을 특징으로 한다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, this invention makes the horizontal frame | shaft orthogonal mutually orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction, the door frame of the door shape which can move relatively to an X-axis direction with respect to a to-be-measured object, and Y of the upper end of this frame. Y-axis stage provided with the Y-axis stage axially supported by the drive mechanism which is supported by the linear guide to the beam elongate in an axial direction through a linear guide, and has an output member which moves to a Y-axis direction, and Y In the stylus type measuring device which supported the stylus which contacts the surface of a to-be-measured object to an axial stage, the linear guide is a pair of 1st and 2nd pair which are long in the Y-axis direction fixed to the X-axis direction and fixed to the lower surface of the beam. The 1st linear bearing which movably contacts a guide rail, the guide surface formed in the X-axis direction one side of the 1st guide rail in the Y-axis direction, and the X-axis direction of a 2nd guide rail. It consists of the 2nd linear motion bearing which movably contacts the guide surface formed in the other side surface in the Y-axis direction, The guide surface of each 1st and 2nd guide rail is a 1st and 2nd linear motion bearing. In order not to fall, it inclines with respect to a perpendicular surface, a 1st linear bearing is fixed to a Y-axis stage, a 2nd linear bearing is made to be movable in an X-axis direction and an up-down direction with respect to a Y-axis stage, A first pressing means for pressing the second linear bearing in the X-axis direction so as to push the second linear bearing to the guide surface of the second guide rail, the second pressing the second linear bearing downward to the beam or the member fixed to the beam; The pressing means is provided, and the vector direction of the force of the pressing force of the first pressing means and the pressing force of the second pressing means coincides in the normal direction of the guide surface of the second guide rail. do.

본 발명에 의하면, 각 가이드 레일의 가이드 면과 가이드 면에 대한 각 직동 베어링의 접촉면의 마모를 일으켜도, 제 1 가압 수단의 가압력에 의해, 가이드 면과 직동 베어링의 접촉면과의 사이의 간극의 발생이 방지된다. 그리고, Y축 스테이지에 고정된 제 1 직동 베어링이 연직면에 대해 경사진 제 1 가이드 레일의 가이드 면에 압접함으로써, Y축 스테이지는 소정의 상하 방향 위치에 유지된다. 또한, 제 1과 제 2의 양쪽 가압 수단의 가압력의 합력으로, 제 2 직동 베어링은 제 2 가이드 레일의 가이드 면의 법선 방향으로 가압되게 되어, 제 2 가이드 레일의 가이드 면과 제 2 직동 베어링의 접촉면의 편마모(가이드 면의 연직면에 대한 경사각이 변화하는 것 같은 마모)를 방지할 수 있다. 그 때문에, 편마모에 의한 Y축 스테이지의 상하 방향의 기울기가 방지되고, Y축 스테이지의 Y축 방향으로의 이동 진직도를 고정밀도로 확보할 수 있다. 따라서, 리니어 가이드의 마모를 일으켜도, Y축 스테이지는 소정의 상하 방향 위치에 유지된 상태로 Y축 방향으로 곧게 이동하여 측정 정밀도는 악화되지 않는다.According to the present invention, even when abrasion of the contact surface of each linear bearing to the guide surface of each guide rail and the guide surface occurs, the gap between the guide surface and the contact surface of the linear motion bearing is generated by the pressing force of the first pressing means. This is avoided. And the 1st linear bearing fixed to the Y-axis stage is pressed against the guide surface of the 1st guide rail inclined with respect to the perpendicular | vertical surface, and the Y-axis stage is hold | maintained in the predetermined up-down direction position. Further, with the force of the pressing force of both the first and second pressing means, the second linear bearing is pressed in the normal direction of the guide surface of the second guide rail, so that the guide surface of the second guide rail and the second linear bearing It is possible to prevent uneven wear of the contact surface (wearing that the angle of inclination of the guide surface with respect to the vertical surface) changes. Therefore, the inclination of the Y-axis stage in the up-down direction by uneven wear is prevented, and the movement straightness in the Y-axis direction of a Y-axis stage can be ensured with high precision. Therefore, even if abrasion of the linear guide occurs, the Y-axis stage moves straight in the Y-axis direction while being held at a predetermined vertical position, so that the measurement accuracy does not deteriorate.

또한, 제 1 가이드 레일의 가이드 면과 제 1 직동 베어링의 접촉면의 마모를 일으키면, 제 1 가압 수단의 가압력에 의해 제 1 가이드 레일의 가이드 면과 제 1 직동 베어링과의 사이에 간극을 만들지 않도록 Y축 스테이지가 X축 방향으로 변위한다. 이 경우, 구동 기구의 출력 부재가 Y축 스테이지에 고정되어 있으면, Y축 스테이지와 일체로 출력 부재도 X축 방향으로 변위하여, 구동 기구에 편하중이 작용하고, 내구성에 악영향이 미친다. 게다가, 구동 기구의 제작 정밀도 오차에 의해 출력 부재가 X축 방향 및 상하 방향으로 쏠리고, 이 쏠림이 Y축 스테이지에 전달되어, 측정 정밀도에 악영향이 미치는 일도 있다.In addition, when the guide surface of the first guide rail and the contact surface of the first linear motion bearing wear, the pressing force of the first pressing means does not create a gap between the guide surface of the first guide rail and the first linear motion bearing. The axial stage is displaced in the X axis direction. In this case, if the output member of the drive mechanism is fixed to the Y-axis stage, the output member is also displaced in the X-axis direction integrally with the Y-axis stage, and a load acts on the drive mechanism, adversely affecting durability. In addition, the output member is oriented in the X-axis direction and the up-down direction due to the manufacturing precision error of the drive mechanism, and this pulling is transmitted to the Y-axis stage, which may adversely affect measurement accuracy.

그 때문에, 본 발명에서는, Y축 테이블에 대해 출력 부재를 Y축 방향으로 직교하는 연직면에 따른 움직임의 자유도를 가지도록 연결하는 연결 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, Y축 스테이지가 X축 방향으로 변위하여도 출력 부재는 변위하지 않는다. 따라서, 구동 기구에 편하중이 작용하는 것을 방지할 수 있다. 게다가, 출력 부재가 X축 방향 및 상하 방향으로 쏠려도, 이 쏠림은 Y축 스테이지에 전달되지 않고, 측정 정밀도에 악영향이 미치는 일은 없다.Therefore, in this invention, it is preferable to provide the connection means which connects an output member with respect to a Y-axis table so that it has a degree of freedom of the movement along the perpendicular surface orthogonal to a Y-axis direction. According to this, even if the Y-axis stage is displaced in the X-axis direction, the output member does not displace. Therefore, it is possible to prevent the acting load on the drive mechanism. In addition, even if the output member is inclined in the X-axis direction and in the vertical direction, this inclination is not transmitted to the Y-axis stage, and there is no adverse effect on the measurement accuracy.

그런데, 연결 수단은 X축 방향 및 상하 방향의 움직임의 자유도를 갖는 유니버설 조인트로 구성하여도 좋지만, 이것으로는 구조가 복잡하게 되어 코스트 상승을 초래한다. 그 때문에, 연결 수단은 Y축 스테이지와 출력 부재의 한쪽에 설치한 Y축 방향으로 직교하는 연직인 받침면과, Y축 스테이지와 출력 부재의 다른 쪽에 설치한 구면부와, 구면부를 받침면에 밀어붙이는 용수철로 구성되는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 받침면에 구면부가 이동 가능하게 점 접촉하여, 상술한 움직임의 자유도가 얻어짐과 동시에, 구조가 간단하게 되어 코스트 하락을 꾀할 수가 있다.By the way, although the connection means may be comprised by the universal joint which has the freedom degree of a movement in the X-axis direction and an up-down direction, this becomes complicated and this leads to a cost increase. Therefore, the connecting means pushes the vertical bearing surface perpendicular to the Y-axis direction provided on one side of the Y-axis stage and the output member, the spherical portion provided on the other side of the Y-axis stage and the output member, and the spherical portion on the bearing surface. It is preferable that it is comprised with the spring to stick. According to this, the spherical surface portion is movable in point contact with the support surface, the above-mentioned degree of freedom of movement is obtained, and the structure is simplified, thereby reducing the cost.

도 1은 본 발명의 실시예의 촉침식 측정 장치의 정면도이다.
도 2는 도 1의 촉침식 측정 장치의 주요부의 확대 단면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선으로 절단한 단면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선으로 절단한 단면도이다.
도 5는 도 2의 Ⅴ-Ⅴ 선으로 절단한 단면도이다.
도 6은 다른 실시예의 도 3에 대응하는 단면도이다.
1 is a front view of a stylus type measuring device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the stylus measuring device of FIG. 1. FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 3.
5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 2.
6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 3 of another embodiment.

도 1은 본 발명의 실시예의 촉침식 측정 장치를 도시하고 있다. 이 측정 장치는 베이스(1)와, 베이스(1) 상에 배치한 피측정물(W)을 실어놓는 시료 스테이지(2)와, 베이스(1) 상에 시료 스테이지(2)를 넘도록 하여 배치한 문형의 프레임(3)을 구비하고 있다. 시료 스테이지(2)는 서로 직교하는 수평 2 방향을 X축 방향 및 Y축 방향으로 하여, 베이스(1) 상에 고정한 X축 방향으로 긴 한 쌍의 가이드 레일(2a, 2a)에 이동 가능하게 지지된다. 그리고, 도시를 생략한 X축 방향으로 긴 볼나사의 회전에 의해 이 볼나사에 나사 결합하는 너트를 통해 시료 스테이지(2)를 X축 방향으로 이동시킴으로써, 피측정물(W)에 대해 문형 프레임(3)이 X축 방향으로 상대 이동하도록 하고 있다.1 shows a stylus measuring device according to an embodiment of the present invention. This measuring apparatus arrange | positioned so that the sample stage 2 which mounts the base 1, the to-be-measured object W arrange | positioned on the base 1, and the sample stage 2 on the base 1 may be arrange | positioned. The door frame 3 is provided. The sample stage 2 is supported by the pair of guide rails 2a and 2a elongated in the X-axis direction fixed on the base 1 with horizontal two directions perpendicular to each other as the X-axis direction and the Y-axis direction. do. Then, by moving the long ball screw in the X-axis direction (not shown), the sample stage 2 is moved in the X-axis direction through a nut screwed to the ball screw. (3) is made to move relatively in the X-axis direction.

문형 프레임(3)은 베이스(1)에 세워 설치한 Y축 방향 양측의 컬럼(31, 31)과, 양쪽 컬럼(31, 31)의 상단 사이에 가로로 설치한 Y축 방향으로 긴 빔(32)을 가지고 있다. 또한, 시료 스테이지(2)를 베이스(1) 상에 고정하고, 문형 프레임(3)을 X축 방향으로 이동 가능하게 하여, 피측정물(W)에 대해 문형 프레임(3)이 X축 방향으로 상대 이동하도록 하여도 좋다.The door frame 3 is a beam 32 elongated in the Y-axis direction horizontally provided between the columns 31 and 31 on both sides of the Y-axis in the base 1 and the upper ends of both columns 31 and 31. Has) In addition, the sample stage 2 is fixed on the base 1, and the sentence frame 3 is movable in the X-axis direction, so that the sentence frame 3 is moved in the X-axis direction with respect to the measurement object W. You may make it move relative.

문형 프레임(3)의 상단의 빔(32)에는, 후술하는 리니어 가이드(5)를 통해 Y축 방향으로 이동 가능하게 Y축 스테이지(4)가 지지되고 있다. Y축 스테이지(4)는 Y축 방향으로 이동하는 출력 부재를 가지는 구동 기구에 의해 Y축 방향으로 왕복 운동된다. 본 실시예에서, 구동 기구는 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이, Y축 방향으로 긴 볼나사(6)와 그것에 나사 결합하는 너트(7)를 가지는 이송 나사 기구로 구성되어 있다.The Y-axis stage 4 is supported by the beam 32 of the upper end of the sentence frame 3 so that a movement to a Y-axis direction is possible through the linear guide 5 mentioned later. The Y-axis stage 4 is reciprocated in the Y-axis direction by the drive mechanism which has an output member moving in the Y-axis direction. In this embodiment, the drive mechanism is composed of a feed screw mechanism having a ball screw 6 long in the Y-axis direction and a nut 7 screwed thereto, as shown in Figs.

더욱 구체적으로 설명하면, 빔(32)의 하면에는 가이드 블록(33)이 고정되어 있다. 가이드 블록(33)에는, 그 하면으로부터 상방으로 요입하는 Y축 방향으로 긴 요입부(33a)가 형성되어 있다. 그리고, 볼나사(6)를 요입부(33a)에 수납한 상태에서, 요입부(33a)의 Y축 방향 양쪽 단부에 고정한 지지체(33b)에 베어링(61)을 통해 볼나사(6)를 축에 의해 지지하고 있다. 볼나사(6)는 그 축단에 고정한 풀리(62)와 이것에 둘러 감는 벨트(63)를 통해 도시를 생략한 서보 모터에 연결된다. 또한, 요입부(33a)의 천정부에 고정한 가이드 레일(71)에 요입부(33a) 내에서 Y축 방향으로 이동 가능하게 지지되는 너트 홀더(72)를 설치하고, 이 너트 홀더(72)에 너트(7)를 둘러 멈춘 상태에서 유지시키고 있다. 그리고, 볼나사(6)의 회전에 의해 너트(7)를 통해 구동 기구의 출력 부재인 너트 홀더(72)가 Y축 방향으로 이동하고, 너트 홀더(72)를 통해 Y축 스테이지(4)가 Y축 방향으로 이동되도록 하고 있다.More specifically, the guide block 33 is fixed to the lower surface of the beam 32. The guide block 33 is formed with a concave indentation 33a elongated in the Y-axis direction concaved upward from the lower surface thereof. Then, in the state where the ball screw 6 is accommodated in the recessed part 33a, the ball screw 6 is axially axially supported on the support 33b fixed to both ends of the recessed part 33a in the Y-axis direction. Supported by. The ball screw 6 is connected to a servo motor (not shown) through a pulley 62 fixed to its shaft end and a belt 63 wound around it. Moreover, the nut holder 72 supported by the guide rail 71 fixed to the ceiling part of the recessed part 33a so that a movement to the Y-axis direction in the recessed part 33a is provided is provided, and the nut holder 72 is a nut. We keep in state that we stopped around (7). And by the rotation of the ball screw 6, the nut holder 72 which is an output member of a drive mechanism moves to the Y-axis direction through the nut 7, and the Y-axis stage 4 is moved through the nut holder 72. To move in the Y-axis direction.

Y축 스테이지(4)에는, 하방으로 연장되는 지지틀(4a)이 장착되어 있고, 이 지지틀(4a)에, 피측정물(W)의 표면에 접촉하는 촉침(8)이 Z축 센서(81)를 통해 상하 방향으로 변위 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 촉침(8)의 상하 방향 변위를 Z축 센서(81)에 의해 검출하도록 하고 있다.The support frame 4a extending downward is attached to the Y-axis stage 4, and the needle 8 which contacts the surface of the to-be-measured object W is attached to this support frame 4a by a Z-axis sensor ( 81 is supported so as to be displaceable in the vertical direction. And the up-down displacement of the needle 8 is made to detect with the Z-axis sensor 81. As shown in FIG.

측정 시에는, 촉침(8)을 피측정물(W)의 표면에 접촉시킨 상태에서 문형 프레임(3)을 피측정물(W)에 대해 X축 방향으로 상대 이동시킴으로써, 촉침(8)을 피측정물(W)의 표면을 따라 X축 방향으로 주사한다. 그리고, 이 주사 중에 Z축 센서(81)로 검출되는 촉침(8)의 상하 방향 변위에 기초하여, 피측정물(W)의 하나의 X방향 단면에 따른 표면 형상(요철)을 측정한다. 다음으로, Y축 스테이지(4)를 Y축 방향으로 소정 스트로크 이동시킨 후, 상기와 마찬가지로 촉침(8)을 피측정물(W)의 표면을 따라 X축 방향으로 주사하여, 피측정물(W)의 다음의 X 방향 단면에 따른 표면 형상을 측정한다. 이것을 반복하여, 피측정물(W)의 소정 영역의 표면 형상을 측정한다.At the time of measurement, the stylus 8 is avoided by moving the sentence frame 3 relative to the object W in the X-axis direction while the stylus 8 is in contact with the surface of the object under measurement. Scan in the X-axis direction along the surface of the workpiece (W). And based on the vertical displacement of the stylus 8 detected by the Z-axis sensor 81 during this scan, the surface shape (unevenness | corrugation) along one X direction cross section of the to-be-measured object W is measured. Next, after moving the Y-axis stage 4 by a predetermined stroke in the Y-axis direction, the stylus 8 is scanned along the surface of the measurement object W in the X-axis direction in the same manner as above, and the measurement object W Measure the surface shape according to the cross section in the X direction. This is repeated and the surface shape of the predetermined area | region of the to-be-measured object W is measured.

그런데, Y축 스테이지(4)를 지지하는 리니어 가이드(5)의 마모에 의해, Y축 스테이지(4)의 상하 방향 위치가 변화하면, 촉침(8)의 상하 방향 변위를 검출하는 Z축 센서(81)의 검출 출력이 변화하고, 측정 정밀도가 악화되어 버린다. 또한, Y축 스테이지(4)의 Y축 방향으로의 이동 진직도가 손상되어, Y축 스테이지(4)가 상하 방향으로 기울었을 경우에도, Z축 센서(81)의 검출 출력이 변화하여, 측정 정밀도가 악화된다. 따라서, 본 실시예에서는, 리니어 가이드(5)를, 그 마모를 일으켜도 Y축 스테이지(4)가 소정의 상하 방향 위치로 유지된 상태에서 Y축 방향으로 곧게 이동하도록 구성하고 있다. 이하, 리니어 가이드(5)에 대해 상세히 설명한다.By the way, when the vertical position of the Y-axis stage 4 changes due to wear of the linear guide 5 supporting the Y-axis stage 4, the Z-axis sensor for detecting the vertical displacement of the stylus 8 ( The detection output of 81 changes, and the measurement accuracy deteriorates. Moreover, even when the movement straightness of the Y-axis stage 4 to the Y-axis direction is impaired and the Y-axis stage 4 inclines in the up-down direction, the detection output of the Z-axis sensor 81 changes, and it measures Precision deteriorates Therefore, in the present embodiment, even if the wear occurs, the linear guide 5 is configured to move straight in the Y-axis direction while the Y-axis stage 4 is held at the predetermined vertical position. Hereinafter, the linear guide 5 will be described in detail.

리니어 가이드(5)는, 도 3, 도 4에 도시한 바와 같이, 빔(32)의 하면에 X축 방향으로 이격하여 고정한 Y축 방향으로 긴 제 1 과 제 2의 한 쌍의 가이드 레일(51, 52)을 구비하고 있다. 또한, 본 실시예에서는, 가이드 블록(33)의 하면에, 요입부(33a)의 X축 방향 양쪽 외측에 위치시켜서, 제 1과 제 2의 양쪽 가이드 레일(51, 52)을 나사로 저지하고 있다. 그 때문에, 빔(32)의 하면에 양쪽 가이드 레일(51, 52)이 가이드 블록(33)을 통해 고정되게 된다.3 and 4, the linear guide 5 is a pair of first and second guide rails 51 long in the Y-axis direction fixed to the lower surface of the beam 32 in the X-axis direction and fixed. 52). In the present embodiment, the first and second guide rails 51 and 52 are both held by screws on the lower surface of the guide block 33 on both outer sides of the recessed part 33a in the X-axis direction. . Therefore, both guide rails 51 and 52 are fixed to the lower surface of the beam 32 via the guide block 33.

또한, 리니어 가이드(5)는, 제 1 가이드 레일(51)의 X축 방향 한쪽의 측면(도 4의 좌측의 측면)에 형성한 가이드 면(51a)에 Y축 방향으로 이동 가능하게 접촉하는 제 1 직동 베어링(53)과, 제 2 가이드 레일(52)의 X축 방향 다른 쪽의 측면(도 4의 우측의 측면)에 형성한 가이드 면(52a)에 Y축 방향으로 이동 가능하게 접촉하는 제 2 직동 베어링(54)을 구비하고 있다. 또한, 제 1과 제 2의 각 직동 베어링(53, 54)은 각 가이드 레일(51, 52)의 가이드 면(51a, 52a)에 미끄럼 운동 가능하게 면접촉하는 미끄럼 베어링으로 구성되어 있다. 또한, 각 가이드 레일(51, 52)의 가이드 면(51a, 52a)은 각 직동 베어링(53, 54)이 낙하하지 않도록, 연직면에 대해 경사져 있고, 당연한 일이지만, 가이드 면(51a, 52a)에 접촉하는 각 직동 베어링(53, 54)의 접촉면도 연직면에 대해 경사져 있다.Moreover, the linear guide 5 is made of the first guide rail 51 which is movably in contact with the guide surface 51a formed on one side surface (left side surface of FIG. 4) in the X-axis direction in the Y-axis direction. The first linear bearing 53 and the guide surface 52a formed on the other side surface (right side surface of FIG. 4) of the 2nd guide rail 52 on the other side of the X-axis direction, The agent which moves so that a movement to a Y-axis direction is possible Two linear motion bearings 54 are provided. Further, the first and second linear motion bearings 53 and 54 are constituted by sliding bearings which are in surface contact with the guide surfaces 51a and 52a of the respective guide rails 51 and 52 so as to be slidable. In addition, the guide surfaces 51a and 52a of each guide rail 51 and 52 are inclined with respect to the perpendicular surface so that each linear motion bearing 53 and 54 may not fall, but it is natural, but not to guide surface 51a, 52a. The contact surface of each linear motion bearing 53 and 54 which contacts is also inclined with respect to a perpendicular surface.

여기서, 제 1 직동 베어링(53)은 Y축 스테이지(4)에 나사로 고정되지만, 제 2 직동 베어링(54)은 Y축 스테이지(4)에 대해 X축 방향 및 상하 방향으로 유동 가능하다. 구체적으로는, Y축 스테이지(4)에, 도 3에 도시한 바와 같이, 제 2 직동 베어링(54)의 외단부를 받아들이는 홈부(41)를 형성하여, 이 홈부(41)에 제 2 직동 베어링(54)을 X축 방향 및 상하 방향으로 유동 가능하게 계합시키고 있다. 그리고, Y축 스테이지(4)에, 제 2 직동 베어링(54)을 제 2 가이드 레일(52)의 가이드 면(52a)에 밀어붙이도록 X축 방향으로 가압하는 제 1 가압 수단(55)을 설치하고 있다. 또한, 빔(32)에 고정된 가이드 블록(33)에, 제 2 직동 베어링(54)을 하방으로 가압하는 제 2 가압 수단(56)을 설치하고 있다.Here, the first linear bearing 53 is screwed to the Y-axis stage 4, but the second linear bearing 54 is movable in the X-axis direction and the vertical direction with respect to the Y-axis stage 4. Specifically, in the Y-axis stage 4, as shown in FIG. 3, the groove part 41 which receives the outer end part of the 2nd linear motion bearing 54 is formed, and this groove part 41 has 2nd linear motion. The bearing 54 is engaged so that it can flow to an X-axis direction and an up-down direction. And the 1st pressing means 55 which presses the 2nd linear motion bearing 54 to the guide surface 52a of the 2nd guide rail 52 in the X-axis direction is provided in the Y-axis stage 4, Doing. Moreover, the 2nd pressurizing means 56 which presses the 2nd linear motion bearing 54 downward is provided in the guide block 33 fixed to the beam 32. As shown in FIG.

또한, 본 실시예에서는, 제 2 직동 베어링(54)을 Y축 방향으로 3 분할하고, 분할된 각 제 2 직동 베어링(54)의 각각에 대해 제 1 가압 수단(55)을 설치하고 있다. 또한, 분할된 모든 직동 베어링(54)의 상면에 미끄럼 운동 가능하게 접촉하는 Y축 방향으로 긴 수지판(54a)을 설치하고 있다. 그리고, 가이드 블록(33)에, 이 수지판(54a)의 상면에 당접하도록 Y축 방향의 간격을 가지면서 복수의 제 2 가압 수단(56)을 설치하고, 이들 제 2 가압 수단(56)에 의해 각 제 2 직동 베어링(54)을 수지판(54a)을 통해 하방으로 가압하고 있다.In the present embodiment, the second linear motion bearing 54 is divided into three in the Y-axis direction, and the first pressing means 55 is provided for each of the divided second linear motion bearings 54. Moreover, the resin plate 54a elongate in the Y-axis direction which slidably contacts the upper surface of all the divided linear motion bearings 54 is provided. In the guide block 33, a plurality of second pressing means 56 is provided with a gap in the Y-axis direction so as to contact the upper surface of the resin plate 54a, and to the second pressing means 56. By this, each 2nd linear motion bearing 54 is pressurized downward through the resin plate 54a.

제 1과 제 2의 각 가압 수단(55, 56)은 Y축 스테이지(4)나 가이드 블록(33)에 X축 방향 외부 방향이나 상방으로부터 나사 삽입되는 스프링 플런저로 구성되어 있다. 그리고, 각 가압 수단(55, 56)의 가압력을 그 나사 삽입 깊이에 의해 조절하고, 필요한 나사 삽입 깊이로 각 가압 수단(55, 56)이 고정 너트(55a, 56a)에 의해 Y축 스테이지(4)나 가이드 블록(33)에 고정되도록 하고 있다.Each of the first and second pressing means 55, 56 is constituted by a spring plunger which is screwed into the Y-axis stage 4 or the guide block 33 from the X-axis direction outward or upward. And the pressing force of each pressurizing means 55 and 56 is adjusted by the screw insertion depth, and each pressurizing means 55 and 56 is set to the Y-axis stage 4 by the fixing nut 55a and 56a to the required screw insertion depth. ) And the guide block 33.

제 1 가압 수단(55)의 가압력과 제 2 가압 수단(56)의 가압력은 이들 가압력의 합력의 벡터 방향이 가이드 면(52a)의 법선 방향에 합치하도록 조절된다. 이것에 의해, 제 2 직동 베어링(54)은 제 2 가이드 레일(52)의 가이드 면(52a)의 법선 방향으로 가압되게 되어, 제 2 가이드 레일(52)의 가이드 면(52a)과 제 2 직동 베어링(54)의 접촉면의 편마모(연직면에 대한 가이드 면(52a)의 경사각이 변화하는 것 같은 마모)를 방지할 수가 있다.The pressing force of the first pressing means 55 and the pressing force of the second pressing means 56 are adjusted so that the vector direction of the force of these pressing forces coincides with the normal direction of the guide surface 52a. Thereby, the 2nd linear motion bearing 54 is pressed in the normal direction of the guide surface 52a of the 2nd guide rail 52, and the 2nd linear motion with the guide surface 52a of the 2nd guide rail 52 is carried out. Uneven wear of the contact surface of the bearing 54 (abrasion where the inclination angle of the guide surface 52a with respect to the vertical surface changes) can be prevented.

또한, 제 2 직동 베어링(54)의 X축 방향 외측면에는, 제 1 가압 수단(55)의 당접부로 되는 상하 방향으로 연장되는 V자 모양의 홈(54b)이 형성되어 있다. 이것에 의해, 제 1 가압 수단(55)에 대해 제 2 직동 베어링(54)이 상하 방향으로 상대 이동 가능하게 되고, 또한, 제 1 가압 수단(55)에 대해 제 2 직동 베어링(54)이 Y축 방향으로 상대 이동 불능으로 된다. 따라서, 제 2 직동 베어링(54)과 홈부(41)와의 사이에 불가피하게 생기는 삽입 클리어런스 분량만큼 제 2 직동 베어링(54)이 Y축 스테이지(4)에 대해 Y축 방향으로 움직이는 것을 방지할 수 있다.Moreover, the V-shaped groove 54b extended in the up-down direction used as the contact part of the 1st pressing means 55 is formed in the X-axis direction outer surface of the 2nd linear motion bearing 54. As shown in FIG. Thereby, the 2nd linear motion bearing 54 becomes movable relative to an up-down direction with respect to the 1st pressing means 55, and the 2nd linear motion bearing 54 is Y with respect to the 1st pressing means 55. As shown in FIG. Relative movement in the axial direction becomes impossible. Therefore, it is possible to prevent the second linear bearing 54 from moving in the Y-axis direction with respect to the Y-axis stage 4 by the amount of insertion clearance inevitably generated between the second linear bearing 54 and the groove 41. .

또한, 장기간의 사용에 견딜 수 있도록 하기 위해서는, 가이드 레일(51, 52) 및 직동 베어링(53, 54)의 재질로서, 가능한 한 마모하기 어려운 것을 선정할 필요가 있다. 예를 들면, 가이드 레일(51, 52)을 경질의 세라믹제로 하고, 직동 베어링(53, 54)을 PTFE, PCTFE 등의 윤활성이 뛰어난 수지제로 하면, 마모에 의한 영향을 받기 어려워진다.In addition, in order to be able to endure long-term use, it is necessary to select materials as the guide rails 51 and 52 and the linear motion bearings 53 and 54 that are as difficult to wear as possible. For example, when the guide rails 51 and 52 are made of hard ceramic, and the linear motion bearings 53 and 54 are made of resin having excellent lubricity such as PTFE and PCTFE, it is difficult to be affected by wear.

또한, Y축 스테이지(4)에 대해 너트 홀더(72)를 Y축 방향으로 직교하는 연직면을 따른 움직임의 자유도를 가지도록 연결하는 연결 수단(9)을 설치하고 있다. 본 실시예에서는, 연결 수단(9)을, Y축 스테이지(4)에 설치한 Y축 방향으로 직교하는 연직인 받침면(91)과, 너트 홀더(72)에 설치한 구면부(92)와, 구면부(92)를 받침면(91)에 밀어붙이는 용수철(93)로 구성하고 있다.Moreover, the connecting means 9 which connects the nut holder 72 with respect to the Y-axis stage 4 so that it has a degree of freedom of the movement along the perpendicular surface orthogonal to a Y-axis direction is provided. In this embodiment, the vertical support surface 91 orthogonal to the Y-axis direction provided with the connecting means 9 to the Y-axis stage 4, the spherical part 92 provided to the nut holder 72, And the spring 93 which pushes the spherical surface portion 92 to the support surface 91.

보다 구체적으로 설명하면, 너트 홀더(72)의 Y축 방향의 일부에 하방으로 돌출하는 볼록부(72a)를 설치하여, Y축 스테이지(4)에, 도 5에 도시한 바와 같이, 볼록부(72a)를 받아들이는 대략 사각형의 창 구멍(42)을 형성하고 있다. 그리고, 이 창 구멍(42)의 Y축 방향 한쪽의 측면에 평면 모양의 두부(頭部)를 가지는 나사를 나사 장착하고, 이 나사의 두부로 상기 받침면(91)을 구성하고 있다. 또한, 볼록부(72a)의 Y축 방향 한쪽의 측면에 구면 모양의 두부를 가지는 나사를 나사 장착하여, 이 나사의 두부로 상기 구면부(92)를 구성하고 있다. 또한, Y축 스테이지(4)에, 창 구멍(42)의 Y축 방향 다른 쪽의 측면으로 개구하는 X축 방향으로 이격된 한 쌍의 투공(透孔)(43, 43)을 형성하고, 각 투공(43)에 빔 모양의 용수철 받침(94)을 삽입하고 있다. 그리고, 각 용수철 받침(94)과 볼록부(72a)의 Y축 방향 다른 쪽의 측면과의 사이에 코일 스프링으로 이루어진 용수철(93)을 줄여 설치하고, 이 용수철(93)의 가압력으로 구면부(92)를 받침면(91)에 밀어붙이고 있다.In more detail, the convex part 72a which protrudes below is provided in a part of the Y-axis direction of the nut holder 72, and the convex part (as shown in FIG. 5) in the Y-axis stage 4 is shown in FIG. The substantially rectangular window hole 42 which receives 72a) is formed. A screw having a flat head is mounted on one side of the window hole 42 in the Y-axis direction, and the support surface 91 is formed by the head of the screw. In addition, a screw having a spherical head is mounted on one side of the convex portion 72a in the Y-axis direction, and the head of the screw constitutes the spherical portion 92. Furthermore, in the Y-axis stage 4, a pair of perforations 43 and 43 spaced apart in the X-axis direction opening to the side surface of the window hole 42 to the other side of the Y-axis direction are formed, and each The beam-shaped spring support 94 is inserted into the perforation 43. And between the spring support 94 and the other side surface of the convex part 72a on the other side of the Y-axis direction, the spring 93 which consists of coil springs was reduced and installed, and the spherical part ( 92 is pressed against the support surface 91.

또한, 용수철(93)의 가압력을 조절하는 조절 수단을 설치하고 있다. 즉, Y축 스테이지(4)의 Y축 방향 다른 쪽의 외측면에 나사 멈춤한 판(44)에, 각 투공(43)에 삽입되어 용수철 받침(94)에 당접하는, 고정 너트(95a)로 고정되는 조절 나사(95)를 나사 삽입하고 있다. 그리고, 조절 나사(95)에 의해 용수철 받침(94)을 Y축 방향으로 변위시켜서, 용수철(93)의 가압력을 조절할 수 있도록 하고 있다. 여기서, 용수철(93)의 가압력은 구면부(92)의 탄성 변형을 일으키는 힘 미만의 범위 내에서, 리니어 가이드(5)로 발생하는 마찰력과 Y축 스테이지(4)의 가감속에 필요한 힘과의 합계력 이상이 되도록 조절된다. 이것에 의해, 너트 홀더(72)가 Y축 방향 한쪽과 다른 쪽의 어느 방향으로 이동하여도 구면부(92)가 받침면(91)으로부터 떨어지는 일은 없고, Y축 스테이지(4)의 너트 홀더(72)에 대한 추종성이 확보된다.Moreover, the adjustment means which adjusts the pressing force of the spring 93 is provided. That is, with the fixing nut 95a inserted into each of the perforations 43 and abutting the spring support 94 on the plate 44 screwed to the outer surface of the Y-axis direction on the other outer side of the Y-axis stage 4. The adjustment screw 95 to be fixed is screwed in. And the spring support 94 is displaced to the Y-axis direction by the adjustment screw 95, and the pressing force of the spring 93 can be adjusted. Here, the pressing force of the spring 93 is the sum of the friction force generated by the linear guide 5 and the force required for the acceleration and deceleration of the Y-axis stage 4 within a range less than a force causing elastic deformation of the spherical portion 92. Is adjusted to be greater than the force. Thereby, even if the nut holder 72 moves to one direction of the Y-axis direction and the other, the spherical part 92 does not fall from the support surface 91, and the nut holder (of the Y-axis stage 4 ( 72) followability is ensured.

본 실시예에 의하면, 제 1과 제 2의 각 가이드 레일(51, 52)의 가이드 면(51a, 52a)과 제 1과 제 2의 각 직동 베어링(53, 54)의 접촉면의 마모를 일으켜도, 제 1 가압 수단(55)의 가압력에 의해, 가이드 면(51a, 52a)과 직동 베어링(53, 54)과의 사이의 간극의 발생이 방지된다. 그리고, 제 2 가이드 레일(52)을 반력 받침으로서 Y축 스테이지(4)에 제 2 직동 베어링(54)을 통해 작용하는 제 1 가압 수단(55)의 가압 반력에 의해, Y축 스테이지(4)에 고정된 제 1 직동 베어링(53)이 연직면에 대해 경사진 제 1 가이드 레일(51)의 가이드 면(51a)에 압접한다. 그 때문에, 이 압접 반력의 상방으로의 분력으로 제 1 가이드 레일(51)의 하면에 이것에 대향하는 Y축 스테이지(4)의 상면 부분이 접촉하고, Y축 스테이지(4)는 소정의 상하 방향 위치에 유지된다. 또한, 상술한 바와 같이 제 2 가이드 레일(52)의 가이드 면(52a)과 제 2 직동 베어링(54)의 접촉면의 편마모가 방지되기 때문에, Y축 스테이지(4)의 Y축 방향으로의 이동 진직도가 고정밀도로 확보되고, Y축 스테이지(4)가 상하 방향으로 기울어지는 일은 없다. 따라서, 리니어 가이드(5)의 마모를 일으켜도, Y축 스테이지(4)는 소정의 상하 방향 위치에 유지된 상태로 Y축 방향으로 곧게 이동하고, Y축 스테이지(4)의 상하 방향의 위치 변화나 기울기에 기인하는 측정 정밀도의 악화는 생기지 않는다.According to the present embodiment, even if the contact surfaces of the guide surfaces 51a and 52a of the first and second guide rails 51 and 52 and the contact surfaces of the first and second linear motion bearings 53 and 54 are caused, By the pressing force of the first pressing means 55, the generation of a gap between the guide surfaces 51a and 52a and the linear motion bearings 53 and 54 is prevented. And Y-axis stage 4 by the press reaction force of the 1st press means 55 which acts on the Y-axis stage 4 via the 2nd linear bearing 54 by using the 2nd guide rail 52 as a reaction force support. The first linear motion bearing 53 fixed to the pressure contact with the guide surface 51a of the first guide rail 51 inclined with respect to the vertical surface. Therefore, the upper surface part of the Y-axis stage 4 which opposes this contact with the lower surface of the 1st guide rail 51 by the component force of this pressure contact reaction force upward, and the Y-axis stage 4 is predetermined up-down direction Is kept in position. Further, as described above, since uneven wear of the contact surface of the guide surface 52a of the second guide rail 52 and the second linear motion bearing 54 is prevented, the movement of the Y-axis stage 4 in the Y-axis direction is prevented. Straightness is ensured with high accuracy, and the Y-axis stage 4 does not incline to an up-down direction. Therefore, even if abrasion of the linear guide 5 occurs, the Y-axis stage 4 moves straightly in the Y-axis direction while being held at a predetermined up-down position, and the position change of the Y-axis stage 4 in the up-down direction The deterioration of the measurement accuracy due to the slope does not occur.

그런데, 제 1 가이드 레일(51)의 가이드 면(51a)과 제 1 직동 베어링(53)의 접촉면의 마모를 일으키면, 제 1 가압 수단(55)의 가압력에 의해 가이드 면(51a)과 제 1 직동 베어링(53)과의 사이에 간극을 만들지 않도록 Y축 스테이지(4)가 X축 방향으로 변위한다. 이 경우, 너트 홀더(72)가 Y축 스테이지(4)에 고정되어 있으면, Y축 스테이지(4)와 일체로 너트 홀더(72)도 X축 방향으로 변위하여, 볼나사(6)에 축방향으로 직교하는 편하중이 작용하고, 볼나사(6)의 편마모를 일으켜서 내구성에 악영향이 미친다. 게다가, 볼나사(6)의 편심이나 볼나사(6)의 리드부의 편심에 의해, 너트(7)를 통해 너트 홀더(72)가 X축 방향 및 상하 방향으로 쏠리고, 이 쏠림이 Y축 스테이지(4)에 전달되어, 측정 정밀도에 악영향이 미치는 일도 있다.By the way, when the contact surface of the guide surface 51a of the 1st guide rail 51 and the contact surface of the 1st linear motion bearing 53 generate | occur | produces, the guide surface 51a and 1st linear motion by the pressing force of the 1st pressing means 55 are caused. The Y axis stage 4 is displaced in the X axis direction so as not to make a gap between the bearing 53. In this case, if the nut holder 72 is fixed to the Y-axis stage 4, the nut holder 72 will also be displaced in the X-axis direction integrally with the Y-axis stage 4, and the ball screw 6 will be axially oriented. Orthogonal load acts and causes uneven wear of the ball screw 6, which adversely affects durability. In addition, due to the eccentricity of the ball screw 6 and the eccentricity of the lead portion of the ball screw 6, the nut holder 72 is oriented in the X-axis direction and the up-down direction through the nut 7, and this pulling is caused by the Y-axis stage ( 4) may adversely affect measurement accuracy.

이것에 대하여, 본 실시예에서는, Y축 스테이지(4)에 설치한 Y축 방향으로 직교하는 연직인 받침면(91)에 너트 홀더(72)가 구면부(92)에서 X축 방향 및 상하 방향으로 이동 가능하게 점 접촉하기 때문에, 즉, Y축 테이블(4)에 대해 너트 홀더(72)가 Y축 방향으로 직교하는 연직면에 따른 움직임의 자유도를 가지도록 연결되기 때문에, Y축 스테이지(4)가 X축 방향으로 변위하여도 너트 홀더(72)는 변위하지 않는다. 따라서, 볼나사(6)에 축방향으로 직교하는 편하중이 작용하는 일은 없고, 볼나사(6)의 편마모를 방지할 수 있다. 게다가, 볼나사(6)의 편심이나 볼나사(6)의 리드부의 편심에 의해, 너트 홀더(72)가 X축 방향 및 상하 방향으로 쏠려도, 이 쏠림은 Y축 스테이지(4)에 전달되지 않고, 측정 정밀도에 악영향이 미치는 일은 없다.On the other hand, in this embodiment, the nut holder 72 is the X-axis direction and the up-down direction in the spherical part 92 on the perpendicular support surface 91 orthogonal to the Y-axis direction provided in the Y-axis stage 4. Y-axis stage 4 because of its point contact so as to be movable in a positive direction, that is, the nut holder 72 is connected with respect to the Y-axis table 4 to have a degree of freedom of movement along a perpendicular plane perpendicular to the Y-axis direction. The nut holder 72 does not displace even if the plate is displaced in the X-axis direction. Therefore, the lateral load orthogonal to the ball screw 6 does not act, and uneven wear of the ball screw 6 can be prevented. In addition, even if the nut holder 72 is squeezed in the X-axis direction and the vertical direction by the eccentricity of the ball screw 6 or the lead portion of the ball screw 6, this pulling is not transmitted to the Y-axis stage 4. This does not adversely affect measurement accuracy.

그런데, 연결 수단(9)을 X축 방향과 상하 방향의 움직임의 자유도를 가지는 유니버설 조인트로 구성하는 것도 가능하다. 그러나, 이것으로는 구조가 복잡하게 되어 코스트 상승을 초래한다. 이것에 대하여, 본 실시예의 연결 수단(9)은 받침면(91), 구면부(92) 및 용수철(93)로 구성되기 때문에, 구조를 간소화하여 코스트 하락을 꾀할 수가 있다. 또한, 본 실시예에서는, Y축 스테이지(4)에 받침면(91)을 설치함과 동시에, 너트 홀더(72)에 구면부(92)를 설치하고 있지만, Y축 스테이지(4)에 구면부(92)를 설치함과 동시에, 너트 홀더(72)에 받침면(91)을 설치하여도 좋다.By the way, it is also possible to comprise the connecting means 9 by the universal joint which has the freedom degree of movement of an X-axis direction and an up-down direction. However, this complicates the structure and leads to an increase in cost. On the other hand, since the connecting means 9 of this embodiment is comprised by the support surface 91, the spherical part 92, and the spring 93, the structure can be simplified and cost reduction can be attained. In addition, in this embodiment, although the support surface 91 is provided in the Y-axis stage 4 and the spherical part 92 is provided in the nut holder 72, the spherical part in the Y-axis stage 4 is provided. At the same time as the 92 is provided, the support surface 91 may be provided at the nut holder 72.

또한, 상기 제 1 실시예에서는, 제 1과 제 2의 양쪽 직동 베어링(53, 54)을 미끄럼 베어링으로 구성하고 있지만, 양쪽 직동 베어링(53, 54)의 적어도 한쪽을 구름 베어링으로 구성하여도 좋다. 예를 들어, 도 6에 도시하는 제 2 실시예와 같이, 제 2 직동 베어링(54)을 제 2 가이드 레일(52)의 가이드 면(52a)에 구름 운동 가능하게 접촉하는 볼이나 롤러로 이루어지는 구름 베어링으로 구성하여도 좋다. 또한, 제 2 실시예에서는, 제 1 가압 수단(55)과 제 2 직동 베어링(54)과의 사이에 제 2 직동 베어링(54)을 구름 운동 가능하게 유지하는 칼라(54c)를 끼워 설치하고, 제 2 직동 베어링(54)을 제 1 가압 수단(55)에 의해 칼라(54c)를 통해 X축 방향으로 가압하고 있다. 제 2 실시예의 다른 구성은 상기 제 1 실시예와 동일하다.In addition, in the said 1st Example, although the 1st and 2nd linear motion bearings 53 and 54 are comprised by the sliding bearing, at least one of both the linear motion bearings 53 and 54 may be comprised by rolling bearings. . For example, as in the second embodiment shown in FIG. 6, a cloud made of a ball or roller which makes the second linear bearing 54 contact the guide surface 52a of the second guide rail 52 in a rolling motion. You may comprise with a bearing. In the second embodiment, a collar 54c is provided between the first pressing means 55 and the second linear bearing 54 to hold the second linear bearing 54 in rolling motion. The second linear bearing 54 is pressed in the X-axis direction by the first pressing means 55 through the collar 54c. The other configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 실시예는, 볼나사(6)를 이용한 이송 나사 기구로 구동 기구를 구성하고 있지만, 락 피니언 기구 등의 다른 기구로 구동 기구를 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 락이나 피니언의 치부의 제작 정밀도 오차나 베어링의 편심으로 출력 부재(락)가 상하 방향으로 쏠리는 일이 있고, 이 쏠림이 Y축 스테이지(4)에 전달되지 않도록, 상술한 연결 수단(9)을 통해 출력 부재를 Y축 스테이지(4)에 연결하는 것이 바람직하다.As mentioned above, although the Example of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to this. For example, in the said embodiment, although the drive mechanism is comprised by the feed screw mechanism using the ball screw 6, it is also possible to comprise a drive mechanism by other mechanisms, such as a lock pinion mechanism. In this case, the output member (lock) may be tilted in the vertical direction due to the manufacturing accuracy error of the teeth of the lock or pinion, or the eccentricity of the bearing, and the above connecting means (not to be transmitted to the Y-axis stage 4) It is preferable to connect the output member to the Y-axis stage 4 via 9).

또한, 상기 실시예는 Z축 센서(81)를 통해 촉침(8)을 상하 방향으로 변위 가능하게 지지시킨 촉침식 측정 장치에 본 발명을 적용한 것이지만, Y축 스테이지(4)에 상하 방향으로 요동 가능한 레버를 지지하고, 이 레버의 일단에 촉침을 장착함과 동시에, 레버의 상하 방향으로의 요동 변위를 검출하는 센서를 설치하고, 피측정물의 표면에 접촉하는 촉침의 상하 방향 변위를 레버를 통해 센서로 검출하도록 한 형식의 촉침식 측정 장치에도 마찬가지로 본 발명을 적용할 수 있다.In addition, although the present embodiment applies the present invention to the stylus type measuring device in which the stylus 8 is supported to be displaced in the vertical direction through the Z-axis sensor 81, it is possible to oscillate in the vertical direction to the Y-axis stage 4. Supporting the lever, attaching the stylus to one end of the lever, and installing a sensor for detecting the swing displacement in the vertical direction of the lever, the vertical displacement of the stylus in contact with the surface of the object to be measured through the lever Similarly, the present invention can be applied to a stylus type measuring device in such a way that it can be detected.

W : 피측정물 3 : 문형 프레임
32 : 빔 33 : 가이드 블록(빔에 고정된 부재)
4 : Y축 스테이지 5 : 리니어 가이드
51 : 제 1 가이드 레일 52 : 제 2 가이드 레일
51a, 52a : 가이드 면 53 : 제 1 직동 베어링
54 : 제 2 직동 베어링 55 : 제 1 가압 수단
56 : 제 2 가압 수단 6 : 볼나사(구동 기구)
7 : 너트(구동 기구) 72 : 너트 홀더(출력 부재)
8 : 촉침 9 : 연결 수단
91 : 받침면 92 : 구면부
93 : 용수철
W: measured object 3: door frame
32: beam 33: guide block (member fixed to the beam)
4: Y axis stage 5: Linear guide
51: first guide rail 52: second guide rail
51a, 52a: Guide surface 53: First linear bearing
54: second linear motion bearing 55: first pressing means
56 second pressure means 6 ball screw (drive mechanism)
7: nut (drive mechanism) 72: nut holder (output member)
8: stylus 9: connection means
91: support surface 92: spherical portion
93: spring

Claims (3)

서로 직교하는 수평 2 방향을 X축 방향 및 Y축 방향으로 하여, 피측정물에 대해 X축 방향으로 상대 이동 가능한 문형의 프레임과, 이 프레임의 상단의 Y축 방향으로 긴 빔에 리니어 가이드를 통해 Y축 방향으로 이동 가능하게 지지되고, Y축 방향으로 이동하는 출력 부재를 가지는 구동 기구에 의해 Y축 방향으로 왕복 운동하게 되는 Y축 스테이지를 구비하고, Y축 스테이지에, 피측정물의 표면에 접촉하는 촉침을 지지시킨 촉침식 측정 장치에 있어서,
리니어 가이드는, 빔의 하면에 X축 방향으로 이격하여 고정한 Y축 방향으로 긴 제 1과 제 2의 한 쌍의 가이드 레일과, 제 1 가이드 레일의 X축 방향 한쪽의 측면에 형성한 가이드 면에 Y축 방향으로 이동 가능하게 접촉하는 제 1 직동 베어링과, 제 2 가이드 레일의 X축 방향 다른 쪽의 측면에 형성한 가이드 면에 Y축 방향으로 이동 가능하게 접촉하는 제 2 직동 베어링으로 구성되고,
제 1과 제 2의 각 가이드 레일의 가이드 면은, 제 1과 제 2의 각 직동 베어링이 낙하하지 않도록, 연직면에 대하여 경사져 있고,
제 1 직동 베어링은 Y축 스테이지에 고정되고, 제 2 직동 베어링은 Y축 스테이지에 대하여 X축 방향 및 상하 방향으로 유동 가능하게 하고,
Y축 스테이지에, 제 2 직동 베어링을 제 2 가이드 레일의 가이드 면에 밀어붙이도록 X축 방향으로 가압하는 제 1 가압 수단이 설치되고, 빔 또는 빔에 고정된 부재에, 제 2 직동 베어링을 하방으로 가압하는 제 2 가압 수단이 설치되고, 제 1 가압 수단의 가압력과 제 2 가압 수단의 가압력과의 합력의 벡터 방향을 제 2 가이드 레일의 가이드 면의 법선 방향으로 합치시키는 것을 특징으로 하는 촉침식 측정 장치.
A linear guide is provided in a frame of a door-shaped frame which is movable in the X-axis direction and the Y-axis direction perpendicular to each other in the X-axis direction and the Y-axis direction, and a beam long in the Y-axis direction of the upper end of the frame. A Y-axis stage movably supported in the Y-axis direction and reciprocating in the Y-axis direction by a drive mechanism having an output member moving in the Y-axis direction, the Y-axis stage being in contact with the surface of the object to be measured In the stylus type measuring device which supported the stylus to say,
The linear guide has a pair of first and second guide rails long in the Y-axis direction fixed to the lower surface of the beam in the X-axis direction, and a guide surface formed on one side of the X-axis direction of the first guide rail. It consists of a 1st linear motion bearing which movably contacts in a Y-axis direction, and a 2nd linear motion bearing which movably contacts a Y-direction in the guide surface formed in the other side of the X-axis direction of the 2nd guide rail,
The guide surface of each of the first and second guide rails is inclined with respect to the vertical surface so that the first and second linear motion bearings do not fall,
The first linear bearing is fixed to the Y-axis stage, the second linear bearing is movable in the X-axis direction and the vertical direction with respect to the Y-axis stage,
In the Y-axis stage, the first pressing means for pressing the second linear bearing in the X-axis direction is provided to push the second linear bearing to the guide surface of the second guide rail, and the second linear bearing is lowered to the beam or the member fixed to the beam. And a second pressurizing means for pressurizing the pressure sensor, wherein the vector direction of the force of the pressing force of the first pressing means and the pressing force of the second pressing means coincides in the normal direction of the guide surface of the second guide rail. Measuring device.
청구항 1에 있어서,
상기 Y축 테이블에 대해 상기 출력 부재를 Y축 방향으로 직교하는 연직면에 따른 움직임의 자유도를 가지도록 연결하는 연결 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 촉침식 측정 장치.
The method according to claim 1,
And connecting means for connecting the output member with respect to the Y axis table to have a degree of freedom of movement along a vertical plane orthogonal to the Y axis direction.
청구항 2에 있어서,
상기 연결 수단은, 상기 Y축 스테이지와 상기 출력 부재의 한쪽에 설치한 Y축 방향으로 직교하는 연직인 받침면과, Y축 스테이지와 출력 부재의 다른 쪽에 설치한 구면부와, 구면부를 받침면에 밀어붙이는 용수철로 구성되는 것을 특징으로 하는 촉침식 측정 장치.
The method according to claim 2,
The connecting means includes a vertical support surface orthogonal to the Y-axis direction provided on one of the Y-axis stage and the output member, a spherical portion provided on the other side of the Y-axis stage and the output member, and a spherical portion on the support surface. A stylus type measuring device comprising a spring to be pushed.
KR1020127009761A 2010-11-15 2011-11-10 Stylus-type measuring apparatus KR20120085770A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2010-255030 2010-11-15
JP2010255030 2010-11-15
PCT/JP2011/006301 WO2012066756A1 (en) 2010-11-15 2011-11-10 Probe measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120085770A true KR20120085770A (en) 2012-08-01

Family

ID=46083708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127009761A KR20120085770A (en) 2010-11-15 2011-11-10 Stylus-type measuring apparatus

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5247934B2 (en)
KR (1) KR20120085770A (en)
CN (1) CN102639956A (en)
TW (1) TW201239314A (en)
WO (1) WO2012066756A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102372409B1 (en) * 2020-12-31 2022-03-07 주토스 주식회사 Method of tightening stone table to minimize vibration of precision measuring table of vibration isolation table

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104197825B (en) * 2014-09-26 2016-10-26 南车株洲电机有限公司 A kind of bearing outer ring profile tolerance detection method
JP6229959B2 (en) * 2016-03-08 2017-11-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 Stylus and measuring method
CN107597478A (en) * 2017-11-06 2018-01-19 济南大学 Artificial tooth facing porcelain coating robot and painting method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58173425A (en) * 1982-04-06 1983-10-12 Mitsutoyo Mfg Co Ltd Three-dimensional measuring machine
JPS5979108A (en) * 1982-10-27 1984-05-08 Mitsutoyo Mfg Co Ltd Protecting device of scale
JP3430644B2 (en) * 1994-06-20 2003-07-28 株式会社ニコン Coordinate measuring machine
JPH11118473A (en) * 1997-10-17 1999-04-30 Tokyo Seimitsu Co Ltd Data processing device of surface roughness shape measuring instrument
US6857195B2 (en) * 2001-05-09 2005-02-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Apparatus for the measurement or machining of an object, provided with a displacement stage with wedge-shaped guides

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102372409B1 (en) * 2020-12-31 2022-03-07 주토스 주식회사 Method of tightening stone table to minimize vibration of precision measuring table of vibration isolation table

Also Published As

Publication number Publication date
CN102639956A (en) 2012-08-15
JP5247934B2 (en) 2013-07-24
JPWO2012066756A1 (en) 2014-05-12
WO2012066756A1 (en) 2012-05-24
TW201239314A (en) 2012-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101732749B1 (en) Cumulative-lead errors measurement device and measurement method for ball screw shaft
CN100395537C (en) Apparatus for measuring a surface profile
KR100591939B1 (en) Stage apparatus
US20180272490A1 (en) Apparatus movable by a coordinate measuring machine for positioning a measuring instrument with respect to a workpiece
CN108072341B (en) Coordinate measuring machine
KR20120085770A (en) Stylus-type measuring apparatus
JP2002062124A (en) Length measuring device
JP4722400B2 (en) Guide rail support device, guide rail device, drive device and measuring machine
JP2018184970A (en) Axial movement device by belt driving
JP2010127766A (en) Device for testing friction and method therefor
CN108534731B (en) Lifting driving device and measuring machine adopting same
CN114543676A (en) Device and method for detecting radial run-out and circle center motion curve of roller bearing
JP7144267B2 (en) hardness tester
KR101244264B1 (en) Form measurement device
KR101981275B1 (en) Apparatus for Indentation Impact Test
CN211855251U (en) Measuring device for a pore structure
KR101238392B1 (en) Apparatus and method for measuring thickness of taper leaf spring for vehicle
CN110987689B (en) Hardness tester
JP7054428B2 (en) Surface shape measuring device
JPH11316119A (en) Contact load control device, and shape measuring device using the device
JP5292668B2 (en) Shape measuring apparatus and method
CN220583352U (en) Guide rail structure of measuring instrument
JP2000269307A (en) Movable table apparatus
JP2019158385A (en) measuring device
JP2007218881A (en) Shape measuring apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application