JP7206577B2 - Three-dimensional coordinate measuring device - Google Patents

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JP7206577B2 JP2021042814A JP2021042814A JP7206577B2 JP 7206577 B2 JP7206577 B2 JP 7206577B2 JP 2021042814 A JP2021042814 A JP 2021042814A JP 2021042814 A JP2021042814 A JP 2021042814A JP 7206577 B2 JP7206577 B2 JP 7206577B2
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Description

本発明は三次元座標測定装置に係り、特にＸ、Ｙ、Ｚ軸の３軸方向に測定プローブを移動させて測定対象物の三次元形状を測定する三次元座標測定装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional coordinate measuring apparatus, and more particularly to a three-dimensional coordinate measuring apparatus that measures the three-dimensional shape of an object by moving a measuring probe in three axial directions of X, Y, and Z axes.

一般的な三次元座標測定装置では、測定対象物を載置する定盤の上部に前後方向（Ｙ軸方向）に移動自在のＹキャリッジが配置される。Ｙキャリッジは、左右方向（Ｘ軸方向）に沿って架け渡された柱状のＸガイドを有し、ＸガイドにはＸキャリッジがＸ軸方向に移動自在に支持される。Ｘキャリッジには、上下方向（Ｚ軸方向）に沿った柱状のＺキャリッジがＺ軸方向に移動自在に支持され、Ｚキャリッジの下端には測定プローブが取り付けられる。これにより、測定プローブの測定子（スタイラス）がＸ、Ｙ、Ｚ軸の３軸方向に移動自在に支持される（特許文献１～３等参照）。 In a general three-dimensional coordinate measuring apparatus, a Y carriage that is movable in the front-rear direction (Y-axis direction) is arranged above a surface plate on which an object to be measured is placed. The Y carriage has a columnar X guide that spans in the left-right direction (X-axis direction), and the X-guide supports the X carriage so as to be movable in the X-axis direction. A columnar Z carriage extending in the vertical direction (Z-axis direction) is supported by the X carriage so as to be movable in the Z-axis direction, and a measurement probe is attached to the lower end of the Z carriage. As a result, the probe (stylus) of the measurement probe is movably supported in three axial directions of the X, Y, and Z axes (see Patent Documents 1 to 3, etc.).

このような三次元座標測定装置において、特許文献１には、定盤の左右両側面と、定盤上面とでエアパッド（エアベアリング）を介してＹキャリッジを支持する支持構造が開示されている。 In such a three-dimensional coordinate measuring apparatus, Patent Literature 1 discloses a support structure in which a Y carriage is supported by air pads (air bearings) between the left and right sides of a surface plate and the upper surface of the surface plate.

特開２００７－３３０５２号公報JP-A-2007-33052 特開平７－１３９９３６号公報JP-A-7-139936 特開平７－１６７６４１号公報JP-A-7-167641

ところで、高速化、高精度化が進む三次元座標測定装置において、Ｙキャリッジの高剛性化は不可欠である。 By the way, in a three-dimensional coordinate measuring apparatus, which is becoming faster and more precise, it is essential to increase the rigidity of the Y carriage.

しかしながら、特許文献１では、定盤の横幅全体をＹキャリッジの３つのエアパッドで挟み込む構造により、Ｙキャリッジを支持しているため、左右方向への振れには強いが前後方向の振れには弱く、Ｚ軸周り方向（ヨーイング方向）の振れが生じ易いという問題があった。 However, in Patent Document 1, the Y carriage is supported by a structure in which the entire width of the surface plate is sandwiched between the three air pads of the Y carriage. There is a problem that vibration in the Z-axis direction (yawing direction) is likely to occur.

また、特許文献１では、Ｙキャリッジの上方向への動きを抑止するエアパッドを備えていないため、ＹキャリッジのＸ軸周り方向（ピッチング方向）の振れが生じてしまい、測定精度の低下を招く可能性があった。なお、Ｙキャリッジにピッチング方向の振れが発生すると、ヨーイング方向の振れが悪化するおそれがある。 Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200013, since no air pad is provided to suppress the upward movement of the Y carriage, the Y carriage may vibrate in the direction around the X axis (pitching direction), which may lead to a decrease in measurement accuracy. had a nature. Note that if the Y carriage swings in the pitching direction, the swinging in the yawing direction may worsen.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、Ｙキャリッジの振れを抑止することができ、測定精度の向上を図ることができる三次元座標測定装置を提供することを第１の目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is a first object of the present invention to provide a three-dimensional coordinate measuring apparatus capable of suppressing deflection of the Y carriage and improving measurement accuracy. and

また、上記のような三次元測定装置において、測定対象物の各点のＹ軸方向の位置（Ｙ座標値）の測定、即ち、測定プローブのスタイラスのＹ座標値の測定は、ＹキャリッジのＹ軸方向の位置（Ｙ座標値）を測定することにより行われる。ＹキャリッジのＹ軸座標値を測定する位置検出手段としてリニアエンコーダが用いられる。そのリニアエンコーダにおけるスケール（目盛が形成された部材）は、特許文献２に記載のようにＹキャリッジに設けられる駆動部の近傍となる定盤の部分に設けられることが多い。また、特許文献３に記載のようにＹキャリッジをＹ軸方向に移動可能に支持するＹガイドであって、定盤とは別部材のＹガイドが設けられている場合には、そのＹガイドにスケールが設置されるものもある。 In the three-dimensional measuring apparatus as described above, the measurement of the Y-axis position (Y-coordinate value) of each point of the object to be measured, that is, the measurement of the Y-coordinate value of the stylus of the measurement probe, is performed by the Y-coordinate value of the Y carriage. This is done by measuring the axial position (Y coordinate value). A linear encoder is used as position detecting means for measuring the Y-axis coordinate value of the Y-carriage. A scale (a member on which a scale is formed) in the linear encoder is often provided on a surface plate near a drive section provided on the Y carriage as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200022. Further, as described in Patent Document 3, when the Y guide that supports the Y carriage movably in the Y axis direction is provided with a Y guide that is a separate member from the surface plate, the Y guide Some have scales.

しかしながら、定盤とは別部材のＹガイドにスケールを設置する場合には、定盤とＹガイドの熱変形の差や、定盤とＹガイドとの締結部の安定性を考慮すると、持続的に高い測定精度を保つことが困難である。 However, when the scale is installed on the Y guide, which is a separate member from the surface plate, considering the difference in thermal deformation between the surface plate and the Y guide and the stability of the joint between the surface plate and the Y guide, the It is difficult to maintain high measurement accuracy for a long period of time.

また、定盤にスケールを設置する場合であっても、従来では、定盤のＹ軸方向に沿った側面等の定盤の周縁部にスケールを設置するため、スケールと測定対象物が配置される測定領域までの間に、ＹキャリッジのＺ軸方向に沿って立設された支柱部分などが介在してスケールから測定領域までの距離が長くなる。 Further, even when the scale is installed on the surface plate, conventionally, the scale and the object to be measured are arranged because the scale is installed on the peripheral edge of the surface plate such as the side surface of the surface plate along the Y-axis direction. The distance from the scale to the measurement area becomes long due to the presence of a supporting column or the like erected along the Z-axis direction of the Y carriage.

一方、Ｙキャリッジ（左右に架け渡されるＸガイド）はＸ軸方向に沿って配置されるが、Ｙキャリッジのヨーイング方向（Ｚ軸周り方向）の振れなどによってＸガイドの方向がＸ軸方向からずれると、測定領域からスケールまでの距離が長いほど、測定領域における測定プローブの測定子が実際に配置されている位置のＹ座標値と、スケールにより実測されるＹキャリッジのＹ座標値から得られる測定子のＹ座標値との差が大きくなる。 On the other hand, the Y carriage (the X guide that spans the left and right) is arranged along the X axis direction, but the direction of the X guide deviates from the X axis direction due to the deflection of the Y carriage in the yawing direction (direction around the Z axis). , the longer the distance from the measurement area to the scale, the more the measurement obtained from the Y coordinate value of the position where the stylus of the measurement probe is actually arranged in the measurement area and the Y coordinate value of the Y carriage actually measured by the scale. The difference from the Y coordinate value of the child increases.

したがって、従来のように測定領域からスケールまでの距離が長いと、Ｙキャリッジのヨーイング方向の振れ等によって、ＹキャリッジのＹ座標値の測定精度、即ち、測定対象物のＹ座標値の測定精度の低下を招き易い。 Therefore, if the distance from the measurement area to the scale is long as in the conventional art, the Y-coordinate value measurement accuracy of the Y-carriage, that is, the measurement accuracy of the Y-coordinate value of the object to be measured, may be affected by the deflection of the Y-carriage in the yawing direction. It is easy to cause a decline.

また、定盤の周縁部にスケールを設置した場合には、スケールが外気に近いために周囲温度に影響され易く、スケール自体の伸縮による誤差も生じ易い。 Further, when the scale is installed on the periphery of the surface plate, the scale is likely to be affected by the ambient temperature because the scale is close to the outside air, and errors due to expansion and contraction of the scale itself are likely to occur.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ＹキャリッジのＹ軸方向の位置の測定精度、即ち、測定対象物のＹ座標値の測定精度の向上を図る三次元座標測定装置を提供することを第２の目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a three-dimensional coordinate measuring apparatus for improving the measurement accuracy of the position of the Y-carriage in the Y-axis direction, that is, the measurement accuracy of the Y-coordinate value of the object to be measured. The second purpose is to provide

また、上記のような三次元座標測定装置において、特許文献１には、定盤の左右側面と、左右側面に沿った定盤上面とでエアパッド（エアベアリング）を介してＹキャリッジを支持する支持構造が開示されている。 In addition, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus as described above, in Patent Document 1, a Y carriage is supported by air pads (air bearings) between the left and right side surfaces of a surface plate and the upper surface of the surface plate along the left and right side surfaces. A structure is disclosed.

また、特許文献１に記載されているように、定盤の変形による定盤表面の真直度低下や振動などによって測定精度が低下することを避けるため、定盤として、硬度が高く比重の大きい御影石や大理石などの石材のものが使用されている。 In addition, as described in Patent Document 1, in order to avoid deterioration in measurement accuracy due to deterioration of the straightness of the surface of the surface plate due to deformation of the surface plate and vibration, etc., granite with high hardness and high specific gravity is used as the surface plate. and stone materials such as marble are used.

一方、石材の定盤は、熱伝導率が低いため内部に熱が伝わり難く、定盤の周囲の外気の温度（周囲温度）が変化した場合に、定盤の内部が一様な温度となるまでに長時間に渡り温度勾配が生じる。このような温度勾配が生じると、定盤が変形し、定盤表面（上面、側面等）の真直度低下により測定精度の低下を招くという問題がある。特に定盤の左右の側面はＹキャリッジのガイドとして使用されるため、左右の側面の真直度の低下はＹキャリッジの支持角度に誤差を生じ、測定結果に大きな影響を及ぼす。 On the other hand, the surface plate made of stone has low thermal conductivity, so it is difficult for heat to be conducted inside. A temperature gradient occurs over a long period of time. When such a temperature gradient occurs, the surface plate is deformed, and the straightness of the surface of the surface plate (upper surface, side surface, etc.) is lowered, resulting in a decrease in measurement accuracy. In particular, since the left and right side surfaces of the surface plate are used as guides for the Y carriage, a decrease in the straightness of the left and right side surfaces causes an error in the support angle of the Y carriage and greatly affects the measurement results.

そこで、特許文献１では、Ｙキャリッジのガイドとして使用されない定盤の表面、即ち、前後の側面を断熱部材で被覆することを開示している。これによれば、定盤の前後の側面から出入りする熱量が低減するため、周囲温度が変化して定盤の内部に温度勾配が生じたとしてもＹ軸方向に対する温度勾配の発生が抑止される。したがって、周囲温度の変化にかかわらず定盤の左右の側面における真直度の低下が抑止され、測定精度の低下が抑止される。 Therefore, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-100001 discloses that the surfaces of the platen that are not used as guides for the Y carriage, that is, the front and rear side surfaces thereof are covered with a heat insulating member. According to this, since the amount of heat entering and exiting from the front and rear sides of the surface plate is reduced, even if the ambient temperature changes and a temperature gradient occurs inside the surface plate, the generation of the temperature gradient in the Y-axis direction is suppressed. . Therefore, regardless of changes in the ambient temperature, the straightness of the left and right side surfaces of the surface plate is prevented from deteriorating, and the measurement accuracy is prevented from deteriorating.

ところで、特許文献１のように、定盤の領域のうち、測定対象物が載置されて測定が行われる測定領域と、ＹキャリッジをＹ軸方向にガイドするガイド領域とが一体で形成されている場合、ＹキャリッジをＹ軸方向に移動させるＹ駆動機構のモータ等で発生した熱がガイド領域を介して測定領域に流れ込む。 By the way, as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200011, the measurement area in which the object to be measured is placed and the measurement is performed and the guide area for guiding the Y-carriage in the Y-axis direction are integrally formed in the surface plate area. In this case, heat generated by the motor of the Y drive mechanism that moves the Y carriage in the Y-axis direction flows into the measurement area through the guide area.

測定領域は体積が大きく熱容量が大きい（熱伝導率が低い）ため、測定領域に熱が流れ込むと定盤が一様な温度となるまでに長い時間を要する。 Since the measurement area has a large volume and a large heat capacity (low thermal conductivity), it takes a long time for the surface plate to reach a uniform temperature when heat flows into the measurement area.

そのため、特許文献１のように定盤の前後の側面を断熱部材で被覆して周囲の気温の影響による定盤のＹ軸方向に対する温度勾配の発生を抑止しても、Ｙ駆動機構により発生する熱によりＹ軸方向に対して温度勾配が生じる可能性がある。この場合に、ガイド部の表面の真直度が低下し、測定精度の低下を招く。 Therefore, even if the front and rear sides of the surface plate are covered with a heat insulating member as in Patent Document 1 to suppress the generation of the temperature gradient in the Y-axis direction of the surface plate due to the influence of the surrounding air temperature, the Y drive mechanism causes the Heat can cause a temperature gradient along the Y-axis. In this case, the straightness of the surface of the guide portion is deteriorated, resulting in deterioration of measurement accuracy.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、熱による定盤の変形を抑止して精度の高い測定を行うことができる三次元座標測定装置を提供することを第３の目的とする。 It is a third object of the present invention to provide a three-dimensional coordinate measuring apparatus capable of suppressing deformation of a surface plate due to heat and performing highly accurate measurements. do.

本発明の目的を達成するための三次元座標測定装置は、上下面と側面を有し、測定対象物を載置する定盤と、測定プローブを支持し、定盤を跨いで定盤のＹ軸方向に移動自在な門型のＹキャリッジであって、二つの支柱部材により定盤に支持されるＹキャリッジと、を備え、二つの支柱部材は、ＹキャリッジをＹ軸方向に駆動する駆動機構をもつ第１の支柱部材と、第１の支柱部材に追従移動する第２の支柱部材とを有し、定盤は、第１の支柱部材側で、定盤の上下面に垂直な対の２側面を有し、第１の支柱部材は、定盤の上下方向を挟み込む上下支持部材と、対の２側面を挟み込む側面支持部材との少なくとも一方で定盤に支持され、第２の支柱部材は、定盤の上面にある上面支持部材で支持される。 A three-dimensional coordinate measuring apparatus for achieving the object of the present invention comprises a surface plate having upper and lower surfaces and side surfaces, on which an object to be measured is placed; A gate-shaped Y carriage that is movable in the axial direction, the Y carriage being supported on the surface plate by two strut members, the two strut members being a drive mechanism that drives the Y carriage in the Y-axis direction. and a second support member that moves following the first support member. The first support member has two side surfaces, and is supported by the surface plate by at least one of a vertical support member that sandwiches the surface plate in the vertical direction and a side surface support member that sandwiches the two side surfaces of the surface plate, and a second support member. is supported by a top support member on the top surface of the platen.

この三次元座標測定装置によれば、ＹキャリッジをＹ方向に沿って移動させた際にＺ軸周りの揺動が抑えられ、ヨーイング誤差を抑えることができる。また、ヨーイング誤差の悪化につながるピッチング誤差及びローリング誤差を低減することができる。その結果、Ｙキャリッジの振れを抑止することができる。 According to this three-dimensional coordinate measuring apparatus, when the Y carriage is moved along the Y direction, the swinging around the Z axis is suppressed, and the yawing error can be suppressed. Also, it is possible to reduce the pitching error and rolling error that lead to the worsening of the yawing error. As a result, vibration of the Y carriage can be suppressed.

本発明の他の態様に係る三次元座標測定装置において、定盤の第１の支柱部材側の側面を第１の側面とした場合、定盤の上面における第１の側面側にはＹ軸方向に沿って溝が形成され、且つ第１の支柱部材は、第１の側面及び溝の内面に摺動可能に配置されており、溝の内面は、互いに対向するＹ軸方向に沿った第２の側面と第３の側面とを有し、且つ第２の側面は第３の側面よりも第１の側面に近い側に形成されており、２側面は、第１の側面と第２の側面とにより構成される。定盤に形成された溝により２側面を構成することで、定盤を基準とした測定精度が得られる。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus according to another aspect of the present invention, when the side surface of the surface plate on the side of the first support member is defined as the first side surface, the first side surface on the upper surface of the surface plate is arranged in the Y-axis direction. and the first strut member is slidably disposed on the first side surface and the inner surface of the groove, the inner surfaces of the groove being opposite to each other along the Y-axis direction. and a third side, the second side being closer to the first side than the third side, and the two sides being the first side and the second side Consists of By configuring two sides with the grooves formed on the surface plate, measurement accuracy can be obtained with the surface plate as a reference.

本発明の他の態様に係る三次元座標測定装置において、第１の支柱部材が少なくとも側面支持部材にて定盤に支持される場合、側面支持部材は、２側面の一方に摺動可能に配置されており、Ｙ軸方向に沿った２箇所に設けられた第１の支持部材及び第２の支持部材と、２側面の他方に摺動可能に配置されており、Ｙ軸方向に沿った２箇所に設けられた第３の支持部材及び第４の支持部材と、を有し、第１の支持部材と第３の支持部材、及び、第２の支持部材と第４の支持部材は、互いに対向する位置に配置されている。これにより、特にＹキャリッジのＺ軸周りの揺動（ヨーイング誤差）が抑えられる。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus according to another aspect of the present invention, when the first support member is supported on the surface plate by at least the side support members, the side support members are slidably arranged on one of the two side surfaces. A first support member and a second support member are provided at two locations along the Y-axis direction, and two support members are slidably disposed on the other of the two side surfaces, and two support members are provided along the Y-axis direction. a third support member and a fourth support member provided at locations, the first support member and the third support member, and the second support member and the fourth support member placed in opposite positions. As a result, swinging (yawing error) of the Y carriage about the Z axis is particularly suppressed.

本発明の他の態様に係る三次元座標測定装置において、第１の支柱部材が少なくとも上下支持部材にて定盤に支持される場合、上下支持部材は、定盤の上面に摺動可能に配置されており、Ｙ軸方向に沿った２箇所に設けられた第５の支持部材及び第６の支持部材と、定盤の下面に摺動可能に配置されており、Ｙ軸方向に沿った２箇所に設けられた第７の支持部材及び第８の支持部材と、を有し、第５の支持部材と第７の支持部材、及び、第６の支持部材と第８の支持部材は、互いに対向する位置に配置されている。これにより、特にＹキャリッジのＸ軸周りの揺動（ピッチング誤差）が抑えられる。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus according to another aspect of the present invention, when the first strut member is supported by at least the upper and lower support members on the surface plate, the upper and lower support members are slidably arranged on the upper surface of the surface plate. A fifth support member and a sixth support member are provided at two locations along the Y-axis direction, and two support members are slidably disposed on the lower surface of the surface plate and provided at two locations along the Y-axis direction. a seventh support member and an eighth support member provided at locations, the fifth support member and the seventh support member, and the sixth support member and the eighth support member placed in opposite positions. As a result, swinging (pitching error) of the Y carriage about the X axis is particularly suppressed.

本発明の他の態様に係る三次元座標測定装置において、駆動機構は、第１の支柱部材が側面支持部材にて定盤に支持される場合、２箇所の側面支持部材の間となる位置で２側面の一方に当接し、且つ第１の支柱部材が上下支持部材にて定盤に支持される場合、２箇所の上下支持部材の間となる位置で２側面の一方に当接する。これにより、Ｙキャリッジに与えられる振動をＹ軸方向に沿った２箇所に設けられた側面支持部材や上下支持部材で吸収することができる。これにより、ヨーイング誤差、及びこのヨーイング誤差の悪化につながるピッチング誤差及びローリング誤差を低減することができる。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus according to another aspect of the present invention, when the first support member is supported on the surface plate by the side support members, the drive mechanism is positioned between the two side support members. When the first strut member abuts on one of the two side surfaces and is supported by the upper and lower support members on the surface plate, it abuts on one of the two side surfaces at a position between the two upper and lower support members. As a result, vibrations applied to the Y-carriage can be absorbed by the side support members and the upper and lower support members provided at two locations along the Y-axis direction. This makes it possible to reduce the yaw error, and the pitching and rolling errors that lead to an exacerbation of this yaw error.

本発明の他の態様に係る三次元座標測定装置において、２箇所のＹ軸方向の距離は、２側面の間の距離よりも大きい。これにより、Ｙキャリッジに与えられる振動を低減することができる。 In the three-dimensional coordinate measuring device according to another aspect of the present invention, the distance between the two locations in the Y-axis direction is greater than the distance between the two sides. As a result, vibrations applied to the Y carriage can be reduced.

本発明の他の態様に係る三次元座標測定装置において、駆動機構は、２側面の一方に当接するローラと、ローラを回転させるモータとを備える。 In the three-dimensional coordinate measuring device according to another aspect of the present invention, the drive mechanism includes a roller that contacts one of the two side surfaces, and a motor that rotates the roller.

本発明の他の態様に係る三次元座標測定装置において、第１の支柱部材と第２の支柱部材との間の位置において定盤にＹ軸方向に沿って配置されたスケールにより、ＹキャリッジのＹ軸方向の位置を検出する位置検出手段を備える。これにより、定盤の上面において測定対象物が配置される測定領域からスケールまでの距離を短くすることができるので、測定精度を向上させることができる。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus according to another aspect of the present invention, the scale arranged on the surface plate along the Y-axis direction at a position between the first support member and the second support member enables the Y carriage to A position detection means for detecting a position in the Y-axis direction is provided. As a result, the distance from the measurement area where the measurement object is arranged on the surface plate to the scale can be shortened, so that the measurement accuracy can be improved.

また、ＹキャリッジがＹ軸方向に移動することによって生じるヨーイング誤差があったとしても、スケールは測定領域と第１の支柱部材の間に存在するため、より測定領域に近い部分（すなわちワークに近い部分）でスケールを読み取ることができる。すなわち、駆動側（第１の支柱部材、駆動機構）よりもヨーイング誤差が小さくなる位置でスケールの読み取りを行うことができるので、より測定精度を向上させることができる。 In addition, even if there is a yawing error caused by the movement of the Y-carriage in the Y-axis direction, the scale exists between the measurement area and the first support member, so the portion closer to the measurement area (that is, closer to the work) part) to read the scale. That is, since the scale can be read at a position where the yawing error is smaller than that on the drive side (first support member, drive mechanism), the measurement accuracy can be further improved.

本発明の他の態様に係る三次元座標測定装置において、定盤の第１の支柱部材の側にある側面を第１の側面とした場合、定盤の上面における第１の側面の側にはＹ軸方向に沿って溝が形成され、且つ第１の支柱部材は、第１の側面及び溝の内面に摺動可能に配置されており、溝の内面は、互いに対向するＹ軸方向に沿った第２の側面と第３の側面とを有し、且つ第２の側面は第３の側面よりも第１の側面に近い側に形成されており、スケールは、第３の側面に設置される。これにより、定盤の上面において測定対象物が配置される測定領域からスケールまでの距離を短くすることができる。また、定盤の内側の溝の内部にスケールを設置していることから外気の温度変化の影響が少なく、スケールの伸縮による精度低下が抑止される。その結果、測定精度を向上させることができる。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus according to another aspect of the present invention, when the side surface of the surface plate on the side of the first support member is defined as the first side surface, the first side surface on the upper surface of the surface plate has A groove is formed along the Y-axis direction, and the first strut member is slidably disposed on the first side surface and the inner surface of the groove, the inner surfaces of the groove being opposed to each other along the Y-axis direction. a second side surface and a third side surface, the second side surface being closer to the first side surface than the third side surface, and the scale being mounted on the third side surface. be. This makes it possible to shorten the distance from the measurement area where the object to be measured is arranged on the upper surface of the surface plate to the scale. In addition, since the scale is installed inside the groove inside the surface plate, it is less affected by changes in the temperature of the outside air, and deterioration in accuracy due to expansion and contraction of the scale is suppressed. As a result, measurement accuracy can be improved.

さらに、スケールは定盤の第３の側面、すなわち、定盤の上面に対して垂直な垂直面に取り付けられている。このため、仮に定盤の上部（上方）からゴミやホコリが落ちてきたとしても、スケール上に乗ることはなく、ゴミやホコリによるスケール読み取りの誤作動は起こらない。 Additionally, the scale is attached to the third side of the platen, ie, the vertical plane perpendicular to the top surface of the platen. Therefore, even if dirt or dust falls from the upper part of the surface plate, it will not land on the scale, and scale reading errors due to dirt and dust will not occur.

本発明の他の態様に係る三次元座標測定装置において、溝の開口を被覆する被覆部材を備える。これにより、溝の内部を外気から遮蔽することができるため、スケールに外気が直接あたることが防止され、また、溝の内部の温度変化も抑止される。したがって、外気の温度変化によるスケールの伸縮がより確実に抑止される。 A three-dimensional coordinate measuring apparatus according to another aspect of the present invention includes a covering member that covers the opening of the groove. As a result, the inside of the groove can be shielded from the outside air, so that the scale is prevented from being exposed to the outside air directly, and the temperature change inside the groove is suppressed. Therefore, the expansion and contraction of the scale due to the temperature change of the outside air is more reliably suppressed.

本発明の他の態様に係る三次元座標測定装置において、定盤のＸ軸方向に沿った側面を覆う断熱部材を備える。これにより、定盤の側面から定盤の内部又は外気へと出入りする熱が断熱部材により低減されるため、定盤の周囲温度が変化しても、定盤の内部に温度変化が生じ難くなり、定盤の変形が抑止される。また、定盤の内部に温度変化が生じたとしてもＹ軸方向に対する温度勾配の発生が抑止されるため、少なくとも第１の側面の直進度の低下が抑止され、ＹキャリッジのＹ軸方向への移動が精度良く行われる。 A three-dimensional coordinate measuring apparatus according to another aspect of the present invention includes a heat insulating member that covers the side surface of the surface plate along the X-axis direction. As a result, the heat inflow and outflow from the side surface of the surface plate to the inside of the surface plate or the outside air is reduced by the heat insulating member, so even if the ambient temperature around the surface plate changes, the temperature inside the surface plate will not easily change. , deformation of the surface plate is suppressed. In addition, even if the temperature inside the surface plate changes, the generation of a temperature gradient in the Y-axis direction is suppressed. Movement is performed with high precision.

本発明の他の態様に係る三次元座標測定装置において、上下支持部材と側面支持部材と上面支持部材とは、エアパッドである。 In the three-dimensional coordinate measuring device according to another aspect of the present invention, the upper and lower supporting members, the side supporting members and the upper supporting member are air pads.

本発明の他の態様に係る三次元座標測定装置において、定盤は、石材定盤である。 In the three-dimensional coordinate measuring device according to another aspect of the present invention, the surface plate is a stone surface plate.

本発明の三次元座標測定装置によれば、Ｙキャリッジの振れを抑止することで、測定精度の向上を図ることができる。 According to the three-dimensional coordinate measuring apparatus of the present invention, it is possible to improve the measurement accuracy by suppressing the vibration of the Y carriage.

また、本発明の三次元座標測定装置によれば、ＹキャリッジのＹ軸方向の位置の測定精度、即ち、測定対象物のＹ座標値の測定精度の向上を図ることができる。 Further, according to the three-dimensional coordinate measuring apparatus of the present invention, it is possible to improve the measurement accuracy of the position of the Y-carriage in the Y-axis direction, that is, the measurement accuracy of the Y-coordinate value of the object to be measured.

本発明の三次元座標測定装置によれば、熱による定盤の変形を抑止して精度の高い測定を行うことができる。 According to the three-dimensional coordinate measuring apparatus of the present invention, highly accurate measurement can be performed by suppressing deformation of the surface plate due to heat.

本発明が適用される三次元座標測定装置の外観を示した斜視図（第１の実施形態）1 is a perspective view showing the appearance of a three-dimensional coordinate measuring device to which the present invention is applied (first embodiment); 本発明が適用される三次元座標測定装置の外観を示した正面図1 is a front view showing the appearance of a three-dimensional coordinate measuring device to which the present invention is applied; 定盤の右側部を拡大して示した正面図Front view showing an enlarged right side of the surface plate 定盤の右側部を拡大して示した右側面図Right side view showing an enlarged right side of the surface plate カバーを外した状態のＹキャリッジを示した斜視図Perspective view showing the Y carriage with the cover removed 定盤の上面を示した上面図であり、Ｙキャリッジに設けられたエアパッドの定盤に対する配置を示した図（第１の実施形態）FIG. 4 is a top view showing the upper surface of the surface plate, showing the arrangement of air pads provided on the Y carriage with respect to the surface plate (first embodiment); 定盤の右側面を示した右側面図であり、Ｙキャリッジに設けられたエアパッドの定盤に対する配置を示した図（第１の実施形態）FIG. 4 is a right side view showing the right side surface of the surface plate, showing the arrangement of the air pads provided on the Y carriage with respect to the surface plate (first embodiment); 定盤の溝の部分を拡大して示した正面図Front view showing an enlarged groove portion of the surface plate Ｘガイドから取り外したＺコラムを示した斜視図Perspective view showing the Z column removed from the X guide Ｘガイドから取り外したＺコラムを示した斜視図Perspective view showing the Z column removed from the X guide Ｘガイドから取り外したＺコラムを示した斜視図Perspective view showing the Z column removed from the X guide Ｘガイドから取り外したＺコラムの支持部を示した斜視図Perspective view showing the support part of the Z column removed from the X guide Ｘガイドから取り外したＺコラムの支持部を示した斜視図Perspective view showing the support part of the Z column removed from the X guide 定盤のＹガイドがＹキャリッジを支持する支持点の位置関係を定盤の上面側から示した模式図A schematic diagram showing the positional relationship of the support points at which the Y guide of the surface plate supports the Y carriage from the upper surface side of the surface plate. 定盤のＹガイドがＹキャリッジを支持する支持点の位置関係を定盤の右側面側から示した模式図（第１の実施形態）Schematic diagram showing the positional relationship of the support points at which the Y guide of the surface plate supports the Y carriage from the right side of the surface plate (first embodiment) 定盤の溝の部分を拡大して示した斜視図であって蛇腹カバーを示した図（第２の実施形態）FIG. 11 is a perspective view showing an enlarged groove portion of the surface plate and showing a bellows cover (second embodiment); 定盤のＹガイドがＹキャリッジを支持する支持点と、リニアエンコーダにおけるスケールと、測定対象物が配置される測定領域との位置関係を定盤の上面側から示した模式図（第２の実施形態）A schematic diagram showing the positional relationship between the support point at which the Y guide of the surface plate supports the Y carriage, the scale of the linear encoder, and the measurement area where the object to be measured is arranged from the upper surface side of the surface plate (second embodiment). form) 本発明が適用される三次元座標測定装置の外観を示した斜視図（第３の実施形態）FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of a three-dimensional coordinate measuring device to which the present invention is applied (third embodiment); 定盤の上面を示した上面図であり、Ｙキャリッジに設けられたエアパッドの定盤に対する配置を示した図（第３の実施形態）FIG. 11 is a top view showing the upper surface of the surface plate, and is a diagram showing the arrangement of air pads provided on the Y carriage with respect to the surface plate (third embodiment); 定盤の右側面を示した右側面図であり、Ｙキャリッジに設けられたエアパッドの定盤に対する配置を示した図（第３の実施形態）FIG. 10 is a right side view showing the right side of the surface plate, showing the arrangement of the air pads provided on the Y carriage with respect to the surface plate (third embodiment); 周囲温度が低下するときの定盤の収縮の様子を示した図Diagram showing how the surface plate shrinks when the ambient temperature drops 周囲温度が上昇するときの定盤の収縮の様子を示した図Diagram showing how the surface plate shrinks when the ambient temperature rises 比較例１の三次元座標測定装置の外観を示した正面図（正面概略図）Front view (schematic front view) showing the appearance of the three-dimensional coordinate measuring device of Comparative Example 1 図２３中のＸＸＩＶ－ＸＸＩＶ線に沿う断面図（断面概略図）Cross-sectional view along line XXIV-XXIV in FIG. 23 (schematic cross-sectional view) 比較例２の三次元座標測定装置の外観を示した正面図（正面概略図）Front view (schematic front view) showing the appearance of the three-dimensional coordinate measuring device of Comparative Example 2 比較例３の三次元座標測定装置の外観を示した正面図（正面概略図）Front view (schematic front view) showing the appearance of the three-dimensional coordinate measuring device of Comparative Example 3 本実施形態の三次元座標測定装置１の外観を示した正面図（正面概略図）1 is a front view (schematic front view) showing the appearance of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment; FIG. 図２７中のＸＸＶＩＩＩ－ＸＸＶＩＩＩ線に沿う断面図（断面概略図）Cross-sectional view along line XXVIII-XXVIII in FIG. 27 (schematic cross-sectional view) 定盤の上面を示した上面図であり、Ｙキャリッジに設けられた各エアパッドと駆動部との配置を示した図FIG. 4 is a top view showing the upper surface of the surface plate, showing the arrangement of each air pad provided on the Y carriage and the drive unit; 他実施形態の三次元座標測定装置の外観を示した正面図（正面概略図）A front view (schematic front view) showing the appearance of a three-dimensional coordinate measuring apparatus according to another embodiment.

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

図１及び図２は、本発明が適用される三次元座標測定装置１の外観を示した斜視図及び正面図（第１の実施形態）である。 1 and 2 are a perspective view and a front view (first embodiment) showing the appearance of a three-dimensional coordinate measuring device 1 to which the present invention is applied.

これらの図に示す三次元座標測定装置１は、設置面（床面）に架台１２を介して支持された定盤１０を有する。定盤１０は花崗岩（granite、御影石）や大理石（marble、石灰岩、結晶質石灰岩）などの石材により矩形状に一体形成され、測定対象物を載置する平坦な上面１０Ｔを有する。上面１０Ｔは、Ｘ軸及びＹ軸に平行に、即ち、Ｚ軸に垂直に配置される。なお、定盤１０は石材の定盤に限らない。 The three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 shown in these figures has a surface plate 10 supported on an installation surface (floor surface) via a pedestal 12 . The surface plate 10 is integrally formed in a rectangular shape from a stone material such as granite, marble, or crystalline limestone, and has a flat upper surface 10T on which an object to be measured is placed. The top surface 10T is arranged parallel to the X-axis and Y-axis, that is, perpendicular to the Z-axis. Note that the surface plate 10 is not limited to a stone surface plate.

定盤１０の上面１０Ｔ側には、定盤１０を跨いで門型のＹキャリッジ１４が設置される。Ｙキャリッジ１４は、定盤１０を正面側から見たときの定盤１０の右側及び左側（片側）の各々にＺ軸方向に沿って延在して立設される第１の支柱部材である右Ｙキャリッジ１６及び第２の支柱部材である左Ｙキャリッジ１８と、右Ｙキャリッジ１６及び左Ｙキャリッジ１８の上端部に架け渡されてＸ軸方向に沿って延在する柱状のＸガイド２０とを有する。 A gate-shaped Y carriage 14 is installed across the surface plate 10 on the upper surface 10T side of the surface plate 10 . The Y carriage 14 is a first support member that extends along the Z-axis direction and stands on each of the right side and the left side (one side) of the surface plate 10 when the surface plate 10 is viewed from the front side. A right Y carriage 16, a left Y carriage 18 that is a second support member, and a columnar X guide 20 that spans the upper ends of the right Y carriage 16 and left Y carriage 18 and extends along the X-axis direction. have

右Ｙキャリッジ１６の下端部は、定盤１０に形成されるＹ軸方向に沿った後述のＹガイド４２に移動自在に支持される。また、右Ｙキャリッジ１６の下端部には、Ｙガイド４２に当接する駆動部が設けられており、右Ｙキャリッジ１６はその駆動部の駆動力によってＹガイド４２に沿って移動する。左Ｙキャリッジ１８の下端部は、定盤１０の上面１０Ｔに摺動自在に支持される。 A lower end portion of the right Y carriage 16 is movably supported by a Y guide 42 which is formed on the surface plate 10 and extends in the Y-axis direction. A driving portion that abuts on the Y guide 42 is provided at the lower end of the right Y carriage 16, and the right Y carriage 16 moves along the Y guide 42 by the driving force of the driving portion. A lower end portion of the left Y carriage 18 is slidably supported on the upper surface 10T of the surface plate 10 .

これによって、Ｙキャリッジ１４は、定盤１０に対してＹ軸方向に移動可能に支持され、また、右Ｙキャリッジ１６の下端部の駆動部により、右Ｙキャリッジ１６を駆動側とし、左Ｙキャリッジ１８を従動側としてＹ軸方向に移動する。 As a result, the Y carriage 14 is supported so as to be movable in the Y-axis direction with respect to the surface plate 10, and the right Y carriage 16 is used as the driving side by the driving section at the lower end of the right Y carriage 16, and the left Y carriage is driven. 18 is the driven side and moves in the Y-axis direction.

Ｘガイド２０には、Ｚコラム２２がＸガイド２０に沿って移動自在に支持される。Ｚコラム２２は、Ｘガイド２０に当接する駆動部を内蔵しており、その駆動部の駆動力によってＸガイド２０に沿ってＸ軸方向に移動する。 A Z column 22 is movably supported by the X guide 20 along the X guide 20 . The Z column 22 incorporates a driving portion that abuts on the X guide 20, and moves in the X-axis direction along the X guide 20 by the driving force of the driving portion.

また、Ｚコラム２２の内部には、Ｚ軸に沿って延在する柱状のＺキャリッジ２４がＺ軸方向に移動自在に支持されており（図２参照）、そのＺキャリッジ２４の下端部側がＺコラム２２の下端部側から突出する。Ｚコラム２２は、Ｚキャリッジ２４に当接する駆動部を内蔵しており、その駆動部の駆動力によってＺキャリッジ２４がＺ軸方向に移動する。 A columnar Z carriage 24 extending along the Z axis is supported inside the Z column 22 so as to be movable in the Z axis direction (see FIG. 2). It protrudes from the lower end side of the column 22 . The Z column 22 incorporates a driving portion that abuts on the Z carriage 24, and the Z carriage 24 is moved in the Z-axis direction by the driving force of the driving portion.

Ｚキャリッジ２４の下端部には、タッチプローブ等の測定プローブ２６が取り付けられる。測定プローブ２６は、例えば、先端球を有する棒状のスタイラス２８を有し、測定プローブ２６は、スタイラス２８の先端（先端球）の測定対象物への接触の有無やスタイラス２８の先端の測定対象物への接触により生じるスタイラス２８の変位量を検出する。 A measurement probe 26 such as a touch probe is attached to the lower end of the Z carriage 24 . The measurement probe 26 has, for example, a rod-shaped stylus 28 having a tip ball. The amount of displacement of the stylus 28 caused by contact with is detected.

以上のごとく構成された三次元座標測定装置１は、Ｙキャリッジ１４のＹ軸方向への移動、Ｚコラム２２のＸ軸方向への移動、及び、Ｚキャリッジ２４のＺ軸方向への移動によって測定プローブ２６のスタイラス２８をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動させ、定盤１０の上面１０Ｔに載置された測定対象物の表面に沿わせてスタイラス２８の先端（先端球）を移動させる。そして、そのときのＹキャリッジ１４のＹ軸方向の位置（移動量）、Ｚコラム２２のＸ軸方向の位置（移動量）、Ｚキャリッジ２４のＺ軸方向の位置（移動量）、及びスタイラス２８の位置（変位量）を計測することにより、測定対象物の表面の各位置の三次元座標を測定する。なお、三次元座標の測定に関する処理については周知であるので詳細な説明は省略する。 The three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 configured as described above performs measurement by moving the Y carriage 14 in the Y-axis direction, moving the Z column 22 in the X-axis direction, and moving the Z carriage 24 in the Z-axis direction. The stylus 28 of the probe 26 is moved in the X-, Y-, and Z-axis directions, and the tip (tip ball) of the stylus 28 is moved along the surface of the object to be measured placed on the upper surface 10T of the surface plate 10 . At that time, the position (movement amount) of the Y carriage 14 in the Y axis direction, the position (movement amount) of the Z column 22 in the X axis direction, the position (movement amount) of the Z carriage 24 in the Z axis direction, and the stylus 28 By measuring the position (displacement amount) of the measurement object, the three-dimensional coordinates of each position on the surface of the object to be measured are measured. It should be noted that the processing related to the measurement of the three-dimensional coordinates is well known, so detailed description thereof will be omitted.

次に、Ｙキャリッジ１４をＹ軸方向に移動可能に支持すると共にＹ軸方向に移動させるＹ駆動機構について説明する。 Next, a Y driving mechanism for supporting the Y carriage 14 so as to be movable in the Y axis direction and for moving the Y carriage 14 in the Y axis direction will be described.

まず、Ｙ駆動機構におけるＹキャリッジ１４の支持手段（Ｙガイド機構、二つの支柱部材）について説明する。 First, the support means (Y guide mechanism, two strut members) of the Y carriage 14 in the Y drive mechanism will be described.

図３及び図４は、定盤１０の右側部を拡大して示した正面図及び右側面図である。 3 and 4 are a front view and a right side view showing an enlarged right portion of the surface plate 10. FIG.

図３に示すように、定盤１０は、Ｚ軸に垂直な上面１０Ｔ及び下面１０Ｂと、Ｘ軸に垂直な右側面１０Ｒ（本発明の第１の側面に相当）を有する。また、定盤１０の右側面１０Ｒの近くであって定盤１０の上面１０Ｔ側には、Ｙ軸方向に沿った溝４０が形成される。 As shown in FIG. 3, the platen 10 has a top surface 10T and a bottom surface 10B perpendicular to the Z axis, and a right side surface 10R (corresponding to the first side surface of the present invention) perpendicular to the X axis. Further, a groove 40 is formed along the Y-axis direction near the right side surface 10R of the surface plate 10 and on the upper surface 10T side of the surface plate 10 .

なお、図１及び図２では、溝４０の上部開口に蛇腹カバー等の伸縮自在の被覆部材が設置され、定盤１０の前側及び後側の側面に金属カバー等の板状の被覆部材が取り付けられた状態を示しているが、図３及び図４ではそれらの被覆部材を取り外した状態が示されている。 1 and 2, a stretchable covering member such as a bellows cover is installed at the upper opening of the groove 40, and a plate-like covering member such as a metal cover is attached to the front and rear side surfaces of the surface plate 10. 3 and 4 show the state with the covering members removed.

溝４０は、互いに対向するＸ軸に垂直な右側面４０Ｒ（本発明の第２の側面に相当）及び左側面４０Ｌ（本発明の第３の側面に相当）と、Ｚ軸に垂直な底面４０Ｂとを有する。 The groove 40 has a right side 40R (corresponding to the second side of the present invention) and a left side 40L (corresponding to the third side of the present invention) perpendicular to the X-axis facing each other, and a bottom 40B perpendicular to the Z-axis. and

これにより、溝４０の右側面４０Ｒと、定盤１０の右側面１０Ｒと、それらの間の定盤１０の上面１０Ｔと、定盤１０の下面１０Ｂとで、Ｙ軸方向に沿って延在するＹガイド４２が形成される。 As a result, the right side surface 40R of the groove 40, the right side surface 10R of the surface plate 10, the upper surface 10T of the surface plate 10 therebetween, and the lower surface 10B of the surface plate 10 extend along the Y-axis direction. A Y guide 42 is formed.

なお、定盤１０の右側面１０Ｒと、溝４０の右側面４０Ｒ及び左側面４０Ｌは、Ｙ軸方向に沿って形成された面であれば必ずしもＸ軸に垂直な面でなくてもよく、定盤１０の下面１０Ｂと溝４０の底面４０Ｂは、必ずしもＺ軸に垂直な面でなくてもよい。 Note that the right side surface 10R of the surface plate 10 and the right side surface 40R and left side surface 40L of the groove 40 may not necessarily be surfaces perpendicular to the X axis as long as they are surfaces formed along the Y axis direction. The bottom surface 10B of the board 10 and the bottom surface 40B of the groove 40 are not necessarily perpendicular to the Z-axis.

また、以下において、溝４０の右側面４０ＲをＹガイド４２の左側面４２Ｌ、定盤１０の右側面１０ＲをＹガイド４２の右側面４２Ｒ、それらの間の定盤１０の上面１０ＴをＹガイド４２の上面４２Ｔ、定盤１０の下面１０ＢをＹガイド４２の下面４２Ｂというものとする。 Further, hereinafter, the right side 40R of the groove 40 is the left side 42L of the Y guide 42, the right side 10R of the surface plate 10 is the right side 42R of the Y guide 42, and the upper surface 10T of the surface plate 10 therebetween is the Y guide 42. and the lower surface 10B of the surface plate 10 are referred to as the lower surface 42B of the Y guide 42. As shown in FIG.

一方、図５には、各部のカバーを取り外した状態のＹキャリッジ１４の斜視図が示されており、図４及び図５に示すように、右Ｙキャリッジ１６の下端部には、Ｙ軸方向に幅広の支持部５０が設けられる。 On the other hand, FIG. 5 shows a perspective view of the Y carriage 14 with covers removed. As shown in FIGS. A wide supporting portion 50 is provided at the .

また、支持部５０は、図３のように正面側からみると二股状に形成される。 Further, the support portion 50 is formed in a bifurcated shape when viewed from the front side as shown in FIG.

なお、図３及び図４では支持部５０を覆う被覆部材を取り外した状態が示されている。 3 and 4 show a state in which a covering member that covers the support portion 50 is removed.

支持部５０は、主に図３に示すように、Ｙガイド４２の上面４２Ｔに対向し、Ｚ軸に直交する方向（水平方向）に沿って配置される基端部５２と、基端部５２からＺ軸方向に延設されてＹガイド４２の右側面４２Ｒに対向する側に配置される右側部５４と、基端部５２からＺ軸方向に延設されてＹガイド４２の左側面４２Ｌに対向する側に配置される左側部５６とを有する。 As shown mainly in FIG. 3, the support portion 50 has a base end portion 52 facing the upper surface 42T of the Y guide 42 and arranged along a direction (horizontal direction) orthogonal to the Z axis, and a base end portion 52 a right side portion 54 extending in the Z-axis direction from the base end portion 52 and disposed on the side facing the right side surface 42R of the Y guide 42; and a left side 56 disposed on opposite sides.

また、右側部５４の下端部にはＹガイド４２の下面４２Ｂに対向する位置までＸ軸方向に延設された支持板５８Ａ、５８Ａが支持部５０の先端部５８として設けられる。 Further, support plates 58A, 58A extending in the X-axis direction to a position facing the lower surface 42B of the Y guide 42 are provided as a tip portion 58 of the support portion 50 at the lower end portion of the right side portion 54. As shown in FIG.

支持部５０のこれらの基端部５２、右側部５４、左側部５６、及び先端部５８の各々には、次に示すように、空気を噴出することでＹガイド４２に対して摺動可能となる複数の円板状のエアパッドが設けられる。また、左Ｙキャリッジ１８の下端部にも空気を噴出することで定盤１０の上面１０Ｔに対して摺動可能となる円板状のエアパッドが設けられる。 Each of the proximal end portion 52, the right side portion 54, the left side portion 56, and the distal end portion 58 of the support portion 50 is slidable with respect to the Y guide 42 by blowing air as described below. A plurality of disc-shaped air pads are provided. Also, a disk-shaped air pad is provided at the lower end of the left Y carriage 18 so as to be slidable on the upper surface 10T of the platen 10 by ejecting air.

図６及び図７は、定盤１０の上面１０Ｔ及び右側面１０Ｒを示した上面図及び右側面図であり、Ｙキャリッジ１４に設けられたエアパッドの定盤１０に対する配置が示されている。 6 and 7 are a top view and a right side view showing the top surface 10T and the right side 10R of the surface plate 10, showing the arrangement of the air pads provided on the Y carriage 14 with respect to the surface plate 10. FIG.

これらの図において、Ｙガイド４２の上面４２Ｔに沿って配置された２つのエアパッド６２Ｆ、６２Ｅ（本発明の上下支持部材に相当）は、支持部５０の基端部５２においてＹ軸方向に沿った２箇所（Ｙ軸に平行な直線上の２箇所）の位置に設けられており、Ｙガイド４２の上面４２Ｔに対向して下向きに配置される。 In these figures, two air pads 62F, 62E (corresponding to vertical support members of the present invention) arranged along the upper surface 42T of the Y guide 42 are arranged along the Y-axis direction at the base end portion 52 of the support portion 50. They are provided at two positions (two positions on a straight line parallel to the Y-axis) and arranged downward facing the upper surface 42T of the Y guide 42 .

Ｙガイド４２の右側面４２Ｒに沿って配置された２つのエアパッド６４Ｆ、６４Ｅ（本発明の側面支持部材に相当）は、支持部５０の右側部５４においてＹ軸方向に沿った２箇所（Ｙ軸に平行な直線上の２箇所）の位置に設けられており、Ｙガイド４２の右側面４２Ｒに対向して左向きに配置される。 Two air pads 64F and 64E (corresponding to side support members of the present invention) arranged along the right side surface 42R of the Y guide 42 are arranged at two locations along the Y-axis direction (Y-axis (2 points on a straight line parallel to .

Ｙガイド４２の左側面４２Ｌ（溝４０の右側面４０Ｒ）に沿って配置された２つのエアパッド６６Ｆ、６６Ｅ（本発明の側面支持部材に相当）は、支持部５０の左側部５６においてＹ軸方向に沿った２箇所（Ｙ軸に平行な直線上の２箇所）の位置に設けられており、Ｙガイド４２の左側面４２Ｌに対向して右向きに配置される。なお、エアパッド６４Ｆ、６４Ｅ，６６Ｆ、６６Ｅは、本発明の第１の支持部材と第２の支持部材と第３の支持部材と第４の支持部材とに相当する。 Two air pads 66F and 66E (corresponding to side support members of the present invention) arranged along the left side 42L of the Y guide 42 (the right side 40R of the groove 40) are arranged on the left side 56 of the support portion 50 in the Y-axis direction. (two points on a straight line parallel to the Y-axis), and are arranged rightward facing the left side surface 42L of the Y-guide 42 . The air pads 64F, 64E, 66F, 66E correspond to the first supporting member, the second supporting member, the third supporting member and the fourth supporting member of the present invention.

Ｙガイド４２の下面４２Ｂに沿って配置された２つのエアパッド６８Ｆ、６８Ｅ（図３及び図７参照、本発明の上下支持部材に相当）は、支持部５０の先端部５８においてＹ軸方向に沿った２箇所（Ｙ軸に平行な直線上の２箇所）の位置に設けられ、Ｙガイド４２の下面に対向して上向きに配置される。なお、エアパッド６２Ｆ，６２Ｅ，６８Ｆ，６８Ｅは、本発明の第５の支持部材と第６の支持部材と第７の支持部材と第８の支持部材とに相当する。 Two air pads 68F and 68E (see FIGS. 3 and 7, corresponding to the vertical support member of the present invention) arranged along the lower surface 42B of the Y guide 42 are arranged along the Y-axis direction at the tip portion 58 of the support portion 50. They are provided at two positions (two positions on a straight line parallel to the Y-axis), and arranged upward facing the lower surface of the Y guide 42 . The air pads 62F, 62E, 68F and 68E correspond to the fifth supporting member, the sixth supporting member, the seventh supporting member and the eighth supporting member of the present invention.

定盤１０の左側面の近くの上面に配置されたエアパッド７０（本発明の上面支持部材に相当）は、左Ｙキャリッジ１８の下端部に設けられ、定盤１０の上面１０Ｔに対向して下向きに配置される。 An air pad 70 (corresponding to the upper surface support member of the present invention) arranged on the upper surface near the left side surface of the surface plate 10 is provided at the lower end of the left Y carriage 18 and faces the upper surface 10T of the surface plate 10 downward. placed in

ここで、支持部５０の基端部５２、右側部５４、左側部５６、及び先端部５８の各々において、前側（正面側）に設置されるエアパッド６２Ｆ、６４Ｆ、６６Ｆ、６８Ｆは、Ｙ軸方向に関して略同一位置に配置され（即ち、同一のＸＺ平面に沿った位置に配置され）、後側（背面側）に配置されるエアパッド６２Ｅ、６４Ｅ、６６Ｅ、６８Ｅは、Ｙ軸方向に関して略同一位置に配置される。 Here, the air pads 62F, 64F, 66F, and 68F installed on the front side (front side) of each of the base end portion 52, the right side portion 54, the left side portion 56, and the tip portion 58 of the support portion 50 are arranged in the Y-axis direction. The air pads 62E, 64E, 66E, 68E arranged at approximately the same position (that is, arranged along the same XZ plane) with respect to placed in

支持部５０の右側部５４に設置されるエアパッド６４Ｆ、６４Ｅと左側部５６に設置されるエアパッド６６Ｆ、６６Ｅとは、互いに対向する位置（即ち、Ｚ軸方向に関して略同一位置）に配置される。 The air pads 64F, 64E installed on the right side 54 of the support part 50 and the air pads 66F, 66E installed on the left side 56 are arranged at positions facing each other (that is, substantially at the same position in the Z-axis direction).

支持部５０の基端部５２に設置されるエアパッド６２Ｆ、６２Ｅと先端部５８に設置されるエアパッド６８Ｆ、６８Ｅとは、互いに対向する位置（即ち、Ｘ軸方向に関して略同一位置）に配置される。 The air pads 62F, 62E installed at the base end portion 52 of the support portion 50 and the air pads 68F, 68E installed at the tip end portion 58 are arranged at positions facing each other (that is, substantially at the same position in the X-axis direction). .

左Ｙキャリッジ１８の下端部に設置されるエアパッド７０は、そのＹ軸方向に関する位置が、Ｙキャリッジ１４と共にＹ軸方向に移動する全ての部材（Ｙキャリッジ１４及びＺコラム２２）の重心のＹ軸方向の位置と略一致する位置に配置される。 The position of the air pad 70 installed at the lower end of the left Y carriage 18 in the Y axis direction is the center of gravity of all the members (the Y carriage 14 and the Z column 22) that move in the Y axis direction together with the Y carriage 14. It is arranged at a position that substantially matches the position of the direction.

また、エアパッド６２Ｆ、６２Ｅ、７０が例えば直径１１０ｍｍのものであるのに対して、エアパッド６４Ｆ、６４Ｅ、６６Ｆ、６６Ｅは、エアパッド６２Ｆ、６２Ｅ、７０よりも直径が小さい例えば直径８０ｍｍのものが用いられる。更に、エアパッド６８Ｆ、６８Ｅは、エアパッド６４Ｆ、６４Ｅ、６６Ｆ、６６Ｅよりも直径が小さい例えば直径６０ｍｍのものが用いられる。 Also, while the air pads 62F, 62E, and 70 have a diameter of, for example, 110 mm, the air pads 64F, 64E, 66F, and 66E have a smaller diameter than the air pads 62F, 62E, and 70, for example, a diameter of 80 mm. . Further, the air pads 68F, 68E are smaller in diameter than the air pads 64F, 64E, 66F, 66E, for example, 60 mm in diameter.

なお、参考として、定盤１０は、Ｘ軸方向の幅（横幅）が約８００ｍｍ～約１０００ｍｍ、Ｙ軸方向の幅（奥行き）が約１２００ｍｍ～約２７００ｍｍのものが用いられ、Ｙキャリッジ１４は、Ｚ軸方向の幅（高さ）として約６００ｍｍ～約８００ｍｍを有し、支持部５０は、Ｙ軸方向の幅（奥行き）として約６５０ｍｍを有する。 For reference, the surface plate 10 used has a width (lateral width) of about 800 mm to about 1000 mm in the X-axis direction and a width (depth) of about 1200 mm to about 2700 mm in the Y-axis direction. The width (height) in the Z-axis direction is approximately 600 mm to approximately 800 mm, and the support portion 50 has a width (depth) in the Y-axis direction of approximately 650 mm.

以上のごとく構成されたＹキャリッジ１４の支持手段によれば、Ｙキャリッジ１４は、右Ｙキャリッジ１６における支持部５０のエアパッド６２Ｆ、６２Ｅ、６４Ｆ、６４Ｅ、６６Ｆ、６６Ｅ、６８Ｆ、６８Ｅを介してＹガイド４２（定盤１０）に支持される。即ち、支持部５０とＹガイド４２との係合によってＹキャリッジ１４がＹガイド４２に支持される。また、これと共に、Ｙキャリッジ１４は、左Ｙキャリッジ１８におけるエアパッド７０を介して定盤１０（上面１０Ｔ）に支持される。 According to the support means for the Y carriage 14 configured as described above, the Y carriage 14 can move the Y carriage through the air pads 62F, 62E, 64F, 64E, 66F, 66E, 68F, and 68E of the support portion 50 of the right Y carriage 16. It is supported by the guide 42 (surface plate 10). That is, the Y carriage 14 is supported by the Y guide 42 by the engagement between the supporting portion 50 and the Y guide 42 . Along with this, the Y carriage 14 is supported by the surface plate 10 (upper surface 10T) via the air pads 70 on the left Y carriage 18 .

また、各エアパッド６２Ｆ、６２Ｅ、６４Ｆ、６４Ｅ、６６Ｆ、６６Ｅ、６８Ｆ、６８Ｅ、７０から空気を噴出することで、右Ｙキャリッジ１６における支持部５０の各エアパッド６２Ｆ、６２Ｅ、６４Ｆ、６４Ｅ、６６Ｆ、６６Ｅ、６８Ｆ、６８ＥがＹガイド４２に対してＹ軸方向に摺動可能な状態となり、かつ、左Ｙキャリッジ１８におけるエアパッド７０が定盤１０の上面１０Ｔに対して摺動可能な状態となる。 In addition, by ejecting air from the air pads 62F, 62E, 64F, 64E, 66F, 66E, 68F, 68E, 70, the air pads 62F, 62E, 64F, 64E, 66F, 64F, 64E, 66F, 64F, 64F, 64F, 64E, 66F, 66E, 68F, and 68E become slidable in the Y-axis direction with respect to the Y guide 42, and the air pad 70 in the left Y carriage 18 becomes slidable with respect to the upper surface 10T of the platen 10.

したがって、Ｙキャリッジ１４が定盤１０に対してＹ軸方向に移動可能な状態となる。 Therefore, the Y carriage 14 becomes movable with respect to the surface plate 10 in the Y-axis direction.

続いて、Ｙ駆動機構におけるＹキャリッジ１４の駆動手段について説明する。 Next, driving means for the Y carriage 14 in the Y driving mechanism will be described.

図４のように支持部５０の右側部５４には、駆動部８０が設けられる。図６及び図７にも示されているように駆動部８０は、支持部５０の右側部５４に設けられる２つのエアパッド６４Ｆ、６４Ｅの間の略中間となる位置に配置される。なお、駆動部８０を、支持部５０の左側部５６であって且つ２つのエアパッド６６Ｆ、６６Ｅの間の略中間となる位置に配置してもよい。 As shown in FIG. 4 , a driving section 80 is provided on the right side portion 54 of the support section 50 . As also shown in FIGS. 6 and 7, the driving portion 80 is arranged at a position approximately midway between the two air pads 64F and 64E provided on the right side portion 54 of the support portion 50. As shown in FIG. The drive section 80 may be arranged at the left side portion 56 of the support section 50 and at a position substantially midway between the two air pads 66F and 66E.

駆動部８０は、モータ８２と、回転自在のローラ８４と、それらを動力伝達可能に連結する減速機構とが支持部材に組み付けられて一体的に構成されており、モータ８２を駆動するとローラ８４が回転する。 The drive unit 80 is integrally constructed by assembling a motor 82, a rotatable roller 84, and a deceleration mechanism connecting them so as to be able to transmit power to a supporting member. Rotate.

この駆動部８０は、図６に示すようにローラ８４の回転軸がＺ軸と平行に、かつ、ローラ８４の外周面が２つのエアパッド６４Ｆ、６４Ｅの間の略中間となる位置においてＹガイド４２の右側面４２Ｒ（定盤１０の右側面１０Ｒ）に当接するようにして支持部５０の右側部５４に設置される。 As shown in FIG. 6, the drive unit 80 is positioned so that the rotation axis of the roller 84 is parallel to the Z axis and the outer peripheral surface of the roller 84 is positioned approximately midway between the two air pads 64F and 64E. is installed on the right side portion 54 of the support portion 50 so as to abut on the right side surface 42R (the right side surface 10R of the surface plate 10).

したがって、駆動部８０のモータ８２を駆動してローラ８４を回転させることで、Ｙガイド４２に沿って支持部５０が移動し、Ｙキャリッジ１４がＹ軸方向に移動する。 Therefore, by driving the motor 82 of the drive section 80 to rotate the roller 84, the support section 50 moves along the Y guide 42, and the Y carriage 14 moves in the Y-axis direction.

なお、Ｙキャリッジ１４の駆動手段として、駆動部８０の他にＹガイド４２の左側面４２Ｌに当接する駆動部を例えば駆動部８０に対峙させて設けてもよいし、駆動部８０の代わりにＹガイド４２の左側面４２Ｌに当接する駆動部のみを設けてもよい。 As a drive means for the Y carriage 14, in addition to the drive part 80, a drive part that contacts the left side surface 42L of the Y guide 42 may be provided so as to face the drive part 80, for example. Only the driving portion that contacts the left side surface 42L of the guide 42 may be provided.

続いて、Ｙ駆動機構におけるＹキャリッジ１４の位置検出手段について説明する。 Next, the position detecting means of the Y carriage 14 in the Y driving mechanism will be explained.

図８は、定盤１０の溝４０の部分を拡大して示した正面図である。同図に示すように溝４０の左側面４０Ｌには、例えば光学式のリニアエンコーダ１１０を構成する長板状のスケール１１２であって格子目盛が設けられたスケール１１２がＹ軸方向に沿って設置される（図６参照）。 FIG. 8 is a front view showing an enlarged portion of the groove 40 of the platen 10. FIG. As shown in the figure, on the left side surface 40L of the groove 40, a scale 112, which is a long plate-shaped scale 112 constituting, for example, an optical linear encoder 110 and provided with a grid scale, is installed along the Y-axis direction. (See FIG. 6).

一方、支持部５０の左側部５６には、リニアエンコーダ１１０を構成する光センサ１１４が支持部材を設置され、スケール１１２に対向した位置に配置される（図６参照）。そして、光センサ１１４に対向する位置に形成されたスケール１１２の格子目盛に応じた検出信号が光センサ１１４から出力される。 On the other hand, an optical sensor 114 constituting the linear encoder 110 is provided with a support member on the left side 56 of the support portion 50 and arranged at a position facing the scale 112 (see FIG. 6). The optical sensor 114 outputs a detection signal corresponding to the grid graduations of the scale 112 formed at a position facing the optical sensor 114 .

このリニアエンコーダ１１０によれば、Ｙキャリッジ１４がＹ軸方向に移動すると、Ｙキャリッジ１４と共に光センサ１１４がＹ軸方向に移動し、スケール１１２に対する光センサ１１４の対向位置が変化する。このとき、光センサ１１４から出力される検出信号に基づいてＹキャリッジ１４のＹ軸方向の位置が検出される。 According to this linear encoder 110, when the Y carriage 14 moves in the Y-axis direction, the optical sensor 114 moves in the Y-axis direction together with the Y carriage 14, and the position of the optical sensor 114 facing the scale 112 changes. At this time, the position of the Y-carriage 14 in the Y-axis direction is detected based on the detection signal output from the optical sensor 114 .

次に、Ｚコラム２２をＸ軸方向に移動可能に支持すると共にＸ軸方向に移動させるＸ駆動機構について説明する。 Next, an X drive mechanism that supports the Z column 22 movably in the X-axis direction and moves it in the X-axis direction will be described.

まず、Ｘ駆動機構におけるＺコラム２２の支持手段（Ｘガイド機構）について説明する。 First, the support means (X guide mechanism) for the Z column 22 in the X drive mechanism will be described.

図５には、上述のようにカバーを外した状態のＹキャリッジ１４が示されており、図９、図１０、図１１には、Ｘガイド２０から取り外したＺコラム２２が示されている。これらの図に示されているようにＺコラム２２は、各種部品が組み付けられる支持部２００であってＸキャリッジに相当する支持部２００を備え、支持部２００には、四角柱状のＸガイド２０を挿通するＸ軸方向に沿った矩形状のＸガイド挿通孔２０２が設けられる。 5 shows the Y carriage 14 with the cover removed as described above, and FIGS. 9, 10 and 11 show the Z column 22 removed from the X guide 20. FIG. As shown in these figures, the Z column 22 has a support portion 200 to which various parts are assembled and which corresponds to an X carriage. A rectangular X-guide insertion hole 202 is provided along the X-axis direction for insertion.

支持部２００において、Ｘガイド挿通孔２０２を画定する前面２０２Ｆ、後面２０２Ｅ、上面２０２Ｔ、及び下面２０２Ｂ（Ｘガイド挿通孔２０２の前面２０２Ｆ等という）の各々には、空気を噴出することでＸガイド２０に対して摺動可能となる円板状のエアパッドが設けられる。 In the support portion 200, each of the front surface 202F, the rear surface 202E, the upper surface 202T, and the lower surface 202B (referred to as the front surface 202F of the X-guide insertion hole 202, etc.) defining the X-guide insertion hole 202 is provided with an X-guide by blowing air. A disk-shaped air pad is provided which is slidable relative to 20 .

Ｘガイド挿通孔２０２の前面２０２Ｆには、図１０に示すように上下と左右に対称となる４箇所の各々に１つずつの合計４つのエアパッド２１０、２１０、２１０、２１０が配置され、Ｘガイド２０の前面２０Ｆ（図５参照）に対向して後向きに配置される。 As shown in FIG. 10, a total of four air pads 210, 210, 210, and 210 are arranged on the front surface 202F of the X-guide insertion hole 202, one at each of the four vertically and horizontally symmetrical locations. 20 facing the front surface 20F (see FIG. 5).

Ｘガイド挿通孔２０２の後面２０２Ｅには、図１１に示すように上側の２箇所と下側の１箇所の各々に１つずつの合計３つのエアパッド２１２、２１２、２１２が配置され、Ｘガイド２０の後面２０Ｅ（図５参照）に対向して前向きに配置される。 A total of three air pads 212 , 212 , 212 are arranged on the rear surface 202</b>E of the X-guide insertion hole 202 as shown in FIG. is arranged forward facing the rear surface 20E (see FIG. 5) of the .

Ｘガイド挿通孔２０２の上面２０２Ｔには、図９に示すように左右の２箇所の各々に１つずつの合計２つのエアパッド２１４、２１４が配置され、Ｘガイド２０の上面２０Ｔ（図５参照）に対向して下向きに配置される。 On the upper surface 202T of the X-guide insertion hole 202, as shown in FIG. 9, a total of two air pads 214, 214, one each on the left and right sides, are arranged, and the upper surface 20T of the X-guide 20 (see FIG. 5). placed facing down.

Ｘガイド挿通孔２０２の下面２０２Ｂには、図１０に示すように１つのエアパッド２１６が配置され、Ｘガイド２０の下面２０Ｂ（図５参照）に対向して上向きに配置される。 As shown in FIG. 10, one air pad 216 is arranged on the lower surface 202B of the X-guide insertion hole 202, and is arranged upward facing the lower surface 20B of the X-guide 20 (see FIG. 5).

以上のごとく構成されたＺコラム２２の支持手段によれば、支持部２００のＸガイド挿通孔２０２にＸガイド２０を挿通させると、支持部２００は、エアパッド２１０、２１２、２１４、２１６を介してＸガイド２０に支持されて、Ｚコラム２２が支持部２００を介してＸガイド２０に支持される。 According to the support means for the Z column 22 configured as described above, when the X guide 20 is inserted into the X guide insertion hole 202 of the support section 200, the support section 200 is moved through the air pads 210, 212, 214, and 216. Supported by the X guide 20 , the Z column 22 is supported by the X guide 20 via the support portion 200 .

また、各エアパッド２１０、２１２、２１４、２１６から空気を噴出することで、支持部２００の各エアパッド２１０、２１２、２１４、２１６がＸガイド２０に対してＸ軸方向に摺動可能な状態となる。 In addition, by blowing air from each air pad 210, 212, 214, 216, each air pad 210, 212, 214, 216 of the support section 200 becomes slidable in the X-axis direction with respect to the X guide 20. .

したがって、Ｚコラム２２がＸ軸方向に移動可能な状態となる。 Therefore, the Z column 22 becomes movable in the X-axis direction.

続いて、Ｘ駆動機構におけるＺコラム２２の駆動手段について説明する。 Next, driving means for the Z column 22 in the X driving mechanism will be described.

図９～図１１に示すようにＸガイド挿通孔２０２の後面２０２Ｅには、上述のＹ駆動機構における駆動部８０と同様の構成を有し、モータ２２２とローラ２２４（図１１参照）を備えた駆動部２２０が設けられる。駆動部２２０は、ローラ２２４の回転軸がＺ軸と平行となるようにＸガイド挿通孔２０２の後面２０２Ｅに設置され、かつ、ローラ２２４の外周面がＸガイド挿通孔２０２の後面２０２Ｅの上側に設置された２つのエアパッド２１２、２１２の間の略中間となる位置においてＸガイド２０の後面２０Ｅ（図５参照）に当接するように設置される。 As shown in FIGS. 9 to 11, the rear surface 202E of the X guide insertion hole 202 has the same configuration as the drive unit 80 in the Y drive mechanism described above, and is equipped with a motor 222 and rollers 224 (see FIG. 11). A driver 220 is provided. The drive unit 220 is installed on the rear surface 202E of the X-guide insertion hole 202 so that the rotation axis of the roller 224 is parallel to the Z-axis, and the outer peripheral surface of the roller 224 is above the rear surface 202E of the X-guide insertion hole 202. It is installed so as to abut on the rear surface 20E (see FIG. 5) of the X guide 20 at a position approximately midway between the two installed air pads 212,212.

したがって、駆動部２２０のモータ２２２を駆動してローラ２２４を回転させることで、Ｘガイド２０に沿って支持部２００が移動し、Ｚコラム２２がＸ軸方向に移動する。 Therefore, by driving the motor 222 of the drive section 220 to rotate the roller 224, the support section 200 moves along the X guide 20 and the Z column 22 moves in the X-axis direction.

なお、Ｘガイド２０及び支持部２００には、Ｘ駆動機構におけるＺコラム２２の位置検出手段として、Ｙ駆動機構における上述のリニアエンコーダ１１０と同様の光学式のリニアエンコーダが設けられ、Ｘガイド２０には、長板状のスケールがＸ軸方向に沿って設置され、支持部２００には、光センサがスケールに対向した位置に配置される。 Incidentally, the X guide 20 and the support portion 200 are provided with an optical linear encoder similar to the above-described linear encoder 110 in the Y drive mechanism as means for detecting the position of the Z column 22 in the X drive mechanism. 2, a long plate-shaped scale is installed along the X-axis direction, and an optical sensor is arranged on the supporting portion 200 at a position facing the scale.

次に、Ｚキャリッジ２４をＺ軸方向に移動可能に支持すると共にＺ軸方向に移動させるＺ駆動機構について説明する。 Next, a Z drive mechanism that supports the Z carriage 24 movably in the Z-axis direction and moves it in the Z-axis direction will be described.

まず、Ｚ駆動機構におけるＺキャリッジ２４の支持手段（Ｚガイド機構）について説明する。 First, the support means (Z guide mechanism) for the Z carriage 24 in the Z drive mechanism will be described.

図１２、図１３には、図９～図１１に示したＺコラム２２の支持部２００からＺキャリッジ２４を取り外した状態が示されており、これらの図に示されているように支持部２００には、四角柱状のＺキャリッジ２４を挿通するＺ軸方向に沿った矩形状のＺキャリッジ挿通孔２５０がＸガイド挿通孔２０２の前側に設けられる。 12 and 13 show the Z carriage 24 removed from the support 200 of the Z column 22 shown in FIGS. 9-11. , a rectangular Z-carriage insertion hole 250 along the Z-axis direction is provided in front of the X-guide insertion hole 202 for inserting the Z-carriage 24 in the shape of a quadrangular prism.

支持部２００において、Ｚキャリッジ挿通孔２５０を画定する前面２５０Ｆ、後面２５０Ｅ、右側面２５０Ｒ、及び左側面２５０Ｌ（Ｚキャリッジ挿通孔２５０の前面２５０Ｆ等という）の各々（図１３参照）には、空気を噴出することでＺキャリッジ２４に対して摺動可能となるエアパッドが設けられる。 In each of the front surface 250F, the rear surface 250E, the right surface 250R, and the left surface 250L (referred to as the front surface 250F of the Z carriage insertion hole 250, etc.) that define the Z carriage insertion hole 250 in the support portion 200 (see FIG. 13). An air pad is provided which is slidable with respect to the Z carriage 24 by jetting out.

Ｚキャリッジ挿通孔２５０の下側開口付近には、図１２に示すようにＺキャリッジ挿通孔２５０の前面２５０Ｆ、後面２５０Ｅ、右側面２５０Ｒ、及び左側面２５０Ｌの各々に１つずつの合計４つのエアパッド２６０、２６２、２６４、２６６が配置され、それらのエアパッド２６０、２６２、２６４、２６６の各々は、Ｚキャリッジ２４の前面２４Ｆ、後面２４Ｅ、右側面２４Ｒ、及び左側面２４Ｌ（図１１参照）の各々に対向して後向き、前向き、左向き、右向きに配置される。 In the vicinity of the lower opening of the Z carriage insertion hole 250, as shown in FIG. 260, 262, 264, 266 are positioned and each of those air pads 260, 262, 264, 266 are positioned on each of the front surface 24F, rear surface 24E, right surface 24R, and left surface 24L (see FIG. 11) of the Z carriage 24. facing backwards, forwards, leftwards, and rightwards.

Ｚキャリッジ挿通孔２５０の上側開口付近には、図１３に示すようにＺキャリッジ挿通孔２５０の前面２５０Ｆ、後面２５０Ｅ、及び右側面１０Ｒの各々に１つずつの合計３つのエアパッド２６０、２６２、２６４が配置され、それらのエアパッド２６０、２６２、２６４の各々は、Ｚキャリッジ２４の前面２４Ｆ、後面２４Ｅ、及び右側面２４Ｒの各々に対向して後向き、前向き、左向きに配置される。 In the vicinity of the upper opening of the Z carriage insertion hole 250, as shown in FIG. are arranged, and each of these air pads 260, 262, 264 is arranged facing rearward, forward, leftward facing each of the front surface 24F, rear surface 24E, and right surface 24R of the Z carriage 24. As shown in FIG.

一方、Ｚキャリッジ挿通孔２５０の上側開口付近におけるＺキャリッジ挿通孔２５０の左側面２５０Ｌには２つのエアパッド２６６、２６６が配置され、それらのエアパッド２６６、２６６は、Ｚキャリッジ２４の左側面２４Ｌに対向して右向きに配置される。 On the other hand, two air pads 266, 266 are arranged on the left side surface 250L of the Z carriage insertion hole 250 near the upper opening of the Z carriage insertion hole 250, and these air pads 266, 266 face the left side surface 24L of the Z carriage 24. to the right.

以上のごとく構成されたＺキャリッジ２４の支持手段によれば、支持部２００のＺキャリッジ挿通孔２５０にＺキャリッジ２４を挿通させると、支持部２００は、エアパッド２６０、２６２、２６４、２６６を介してＺキャリッジ２４を支持する。 According to the support means for the Z carriage 24 configured as described above, when the Z carriage 24 is inserted into the Z carriage insertion hole 250 of the support section 200, the support section 200 is moved through the air pads 260, 262, 264, and 266. Supports the Z carriage 24 .

また、各エアパッド２６０、２６２、２６４、２６６から空気を噴出することで、支持部２００の各エアパッド２６０、２６２、２６４、２６６がＺキャリッジ２４に対して摺動可能な状態となり、Ｚキャリッジ２４がＺ軸方向に移動可能な状態となる。 In addition, by ejecting air from each of the air pads 260, 262, 264, 266, each of the air pads 260, 262, 264, 266 of the support section 200 becomes slidable with respect to the Z carriage 24, and the Z carriage 24 moves. It becomes movable in the Z-axis direction.

続いて、Ｚ駆動機構におけるＺキャリッジ２４の駆動手段について説明する。 Next, driving means for the Z carriage 24 in the Z driving mechanism will be described.

図１２及び図１３に示すようにＺキャリッジ挿通孔２５０の前面２５０Ｆには、上述のＹ駆動機構における駆動部８０と同様の構成を有し、モータ２７２とローラ２７４（図１３参照）を備えた駆動部２７０が設けられる。駆動部２７０は、ローラ２７４の回転軸がＸ軸と平行となるようにＺキャリッジ挿通孔２５０の前面２５０Ｆに設置され、かつ、ローラ２７４の外周面がＺキャリッジ挿通孔２５０の前面２５０Ｆに設置された２つのエアパッド２６０、２６０の間の略中間となる位置においてＺキャリッジ２４の前面２４Ｆに当接するように設置される。 As shown in FIGS. 12 and 13, the front surface 250F of the Z carriage insertion hole 250 has the same configuration as the drive unit 80 in the Y drive mechanism described above, and is provided with a motor 272 and rollers 274 (see FIG. 13). A driver 270 is provided. The drive unit 270 is installed on the front surface 250F of the Z carriage insertion hole 250 so that the rotation axis of the roller 274 is parallel to the X axis, and the outer peripheral surface of the roller 274 is installed on the front surface 250F of the Z carriage insertion hole 250. It is installed so as to abut on the front surface 24F of the Z carriage 24 at a position substantially midway between the two air pads 260,260.

したがって、駆動部２７０のモータ２７２を駆動してローラ２７４を回転させることで、Ｚキャリッジ２４が支持部２００に対してＺ軸方向に移動する。 Therefore, by driving the motor 272 of the drive section 270 to rotate the roller 274 , the Z carriage 24 moves in the Z-axis direction with respect to the support section 200 .

なお、Ｚキャリッジ２４及び支持部２００には、Ｚ駆動機構におけるＺキャリッジ２４の位置検出手段として、Ｙ駆動機構における上述のリニアエンコーダ１１０と同様の光学式のリニアエンコーダが設けられ、Ｚキャリッジ２４には、長板状のスケールがＺ軸方向に沿って設置され、支持部２００には、光センサがスケールに対向した位置に配置される。 The Z carriage 24 and the support unit 200 are provided with an optical linear encoder similar to the above-described linear encoder 110 in the Y drive mechanism as a position detection means for the Z carriage 24 in the Z drive mechanism. 2, a long plate-shaped scale is installed along the Z-axis direction, and an optical sensor is arranged on the support portion 200 at a position facing the scale.

また、図９～図１３に示されているケーブル保護管２７８は、ケーブルを内部に挿通させて案内する湾曲可能な案内部材である。Ｚキャリッジ２４の下端部に取り付けられる測定プローブ２６のケーブルは、Ｚコラム２２の内部において、Ｚキャリッジ２４の内部及びケーブル保護管２７８の内部に挿通配置され、他の部材との干渉が防止される。 Also, the cable protection tube 278 shown in FIGS. 9 to 13 is a bendable guide member that guides the cable through it. The cable of the measurement probe 26 attached to the lower end of the Z carriage 24 is inserted through the Z carriage 24 and the cable protection tube 278 inside the Z column 22 to prevent interference with other members. .

以上のごとく構成された三次元座標測定装置１において、主に、Ｙキャリッジ１４のＺ軸周り方向（ヨーイング方向）及びＸ軸周り方向（ピッチング方向）の振れを抑止する効果について説明する。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 configured as described above, mainly the effect of suppressing the vibration of the Y carriage 14 around the Z axis (yawing direction) and around the X axis (pitching direction) will be described.

図１４は、定盤１０のＹガイド４２がＹキャリッジ１４を支持する支持点の位置関係を定盤１０の上面１０Ｔ側から示した模式図である。 FIG. 14 is a schematic diagram showing the positional relationship of the support points at which the Y guide 42 of the surface plate 10 supports the Y carriage 14 from the top surface 10T side of the surface plate 10. As shown in FIG.

同図において、定盤１０に形成されたＹガイド４２の左側面４２Ｌに存在する前後２つの支持点Ｐ１、Ｐ２は、Ｙキャリッジ１４（支持部５０）のエアパッド６６Ｆ、６６Ｅが当接する位置を示し、Ｙガイド４２の右側面４２Ｒに存在する前後２つの支持点Ｐ３、Ｐ４は、Ｙキャリッジ１４（支持部５０）のエアパッド６４Ｆ、６４Ｅが当接する位置を示し、Ｙガイド４２の右側面４２Ｒに存在する支持点Ｐ０は、Ｙキャリッジ１４（支持部５０）の駆動部８０のローラ８４が当接する位置を示す（図６参照）。 In the figure, two front and rear support points P1 and P2 present on the left side 42L of the Y guide 42 formed on the surface plate 10 indicate the positions at which the air pads 66F and 66E of the Y carriage 14 (support portion 50) abut. , two front and rear support points P3 and P4 present on the right side surface 42R of the Y guide 42 indicate positions at which the air pads 64F and 64E of the Y carriage 14 (support portion 50) abut. A support point P0 indicates a position where the roller 84 of the drive portion 80 of the Y carriage 14 (support portion 50) abuts (see FIG. 6).

また、支持点Ｐ１、Ｐ２は固定の支持点を示し、支持点Ｐ３、Ｐ４は補助的な支持点を示す。即ち、固定の支持点Ｐ１、Ｐ２となるエアパッド６６Ｆ、６６Ｅは、Ｙキャリッジ１４の支持部５０において、それらが摺動するガイド面であるＹガイド４２の左側面４２Ｌの法線方向に進退移動不能に支持される。一方、補助的な支持点Ｐ３、Ｐ４となるエアパッド６４Ｆ、６４Ｅは、Ｙキャリッジ１４の支持部５０において、それらが摺動するガイド面であるＹガイド４２の右側面４２Ｒの法線方向に対して進退移動可能に支持されると共に、右側面４２Ｒに当接する方向に付勢される。 Support points P1 and P2 indicate fixed support points, and support points P3 and P4 indicate auxiliary support points. That is, the air pads 66F and 66E, which are the fixed support points P1 and P2, cannot move back and forth in the normal direction of the left side surface 42L of the Y guide 42, which is the guide surface on which they slide, in the support portion 50 of the Y carriage 14. supported by On the other hand, the air pads 64F and 64E, which serve as auxiliary support points P3 and P4, are positioned in the support portion 50 of the Y carriage 14 with respect to the normal direction of the right side surface 42R of the Y guide 42, which is the guide surface on which they slide. It is supported so as to move back and forth, and is biased in a direction to contact the right side surface 42R.

これによれば、駆動部８０のローラ８４をＹガイド４２の右側面４２Ｒに押し当てたとき、Ｙガイド４２は、支持点Ｐ３、Ｐ４を補助的な支持点として、右側面４２Ｒの１つの支持点Ｐ０と、左側面４２Ｌの２つの支持点Ｐ１、Ｐ２で支持した状態で安定する。 According to this, when the roller 84 of the drive unit 80 is pressed against the right side surface 42R of the Y guide 42, the Y guide 42 supports the right side surface 42R with the support points P3 and P4 as auxiliary support points. It is stable in a state of being supported by the point P0 and the two supporting points P1 and P2 on the left side 42L.

したがって、Ｙキャリッジ１４のＺ軸周り方向（ヨーイング方向）の角度位置は、支持点Ｐ１、Ｐ２の位置により一意的に決まり、ヨーイング方向の振れが抑止される。そして、Ｘガイド２０（Ｘ軸）のヨーイング方向の振れが抑止されることで、定盤１０の上面１０Ｔ上の測定領域（Ｙキャリッジ１４と干渉しない領域）に配置された測定対象物に関して測定されるＸ座標値及びＹ座標値は、Ｙガイド４２（左側面４２Ｌ）の位置を基準にして高精度に得られる。 Therefore, the angular position of the Y carriage 14 in the Z-axis direction (yawing direction) is uniquely determined by the positions of the support points P1 and P2, thereby suppressing vibration in the yawing direction. By suppressing the deflection of the X guide 20 (X axis) in the yawing direction, the object to be measured placed in the measurement area (the area that does not interfere with the Y carriage 14) on the upper surface 10T of the surface plate 10 can be measured. The X-coordinate value and the Y-coordinate value are obtained with high accuracy based on the position of the Y guide 42 (left side surface 42L).

図１５は、定盤１０のＹガイド４２がＹキャリッジ１４を支持する支持点の位置関係を定盤１０の右側面１０Ｒ側から示した模式図である。 FIG. 15 is a schematic diagram showing the positional relationship of the support points at which the Y guide 42 of the surface plate 10 supports the Y carriage 14 from the right side surface 10R side of the surface plate 10. As shown in FIG.

同図において、定盤１０に形成されたＹガイド４２の上面４２Ｔに存在する前後２つの支持点Ｐ５、Ｐ６は、Ｙキャリッジ１４（支持部５０）のエアパッド６２Ｆ、６２Ｅが当接する位置を示し、Ｙガイド４２の下面４２Ｂに存在する前後２つの支持点Ｐ７、Ｐ８は、Ｙキャリッジ１４（支持部５０）のエアパッド６８Ｆ、６８Ｅが当接する位置を示す（図７参照）。 In the figure, two front and rear support points P5 and P6 present on the upper surface 42T of the Y guide 42 formed on the surface plate 10 indicate the positions at which the air pads 62F and 62E of the Y carriage 14 (support portion 50) abut. Two front and rear support points P7 and P8 present on the lower surface 42B of the Y guide 42 indicate positions at which the air pads 68F and 68E of the Y carriage 14 (support portion 50) come into contact (see FIG. 7).

これによれば、Ｙガイド４２は、上面４２Ｔの前後２つの支持点Ｐ５、Ｐ６だけでなく、下面４２Ｂの前後２つの支持点Ｐ７、Ｐ８によりＹキャリッジ１４を支持する。 According to this, the Y guide 42 supports the Y carriage 14 not only by two front and rear support points P5 and P6 on the upper surface 42T, but also by two front and rear support points P7 and P8 on the lower surface 42B.

したがって、Ｙキャリッジ１４のＸ軸周り方向（ピッチング方向）の振れが支持点Ｐ５、Ｐ６だけでなく、支持点Ｐ７、Ｐ８によっても抑止され、Ｙキャリッジ１４を高速でＹ軸方向に移動させた際であっても、Ｙキャリッジ１４のピッチング方向の振れが抑止される。 Therefore, the vibration of the Y carriage 14 in the direction around the X axis (pitching direction) is suppressed not only by the support points P5 and P6 but also by the support points P7 and P8, and when the Y carriage 14 is moved in the Y axis direction at high speed, Even so, the swinging of the Y carriage 14 in the pitching direction is suppressed.

特に、Ｚ軸方向に関して支持点Ｐ５、Ｐ６と支持点Ｐ７、Ｐ８との間に駆動部８０が配置されるため（図７等参照）、駆動部８０の駆動力によってＹキャリッジ１４にピッチング方向の回転力が生じ難くなっていることからも、Ｙキャリッジ１４のピッチング方向の振れが抑止される。 In particular, since the drive unit 80 is arranged between the support points P5, P6 and the support points P7, P8 in the Z-axis direction (see FIG. 7, etc.), the driving force of the drive unit 80 causes the Y carriage 14 to move in the pitching direction. Since it is difficult to generate a rotational force, the swinging of the Y carriage 14 in the pitching direction is suppressed.

なお、駆動部８０のＹ軸方向の位置は、Ｙキャリッジ１４と共にＹ軸方向に移動する全ての部材（Ｙキャリッジ１４及びＺコラム２２）の重心のＹ軸方向の位置と略一致する位置であることが望ましい。 It should be noted that the position of the drive unit 80 in the Y-axis direction substantially coincides with the Y-axis position of the center of gravity of all the members (the Y carriage 14 and the Z column 22) that move in the Y-axis direction together with the Y carriage 14. is desirable.

そして、Ｚキャリッジ２４（Ｚ軸）のピッチング方向の振れが抑止されることで、測定プローブ２６により測定される測定領域の測定対象物のＹ座標値及びＺ座標値は、Ｙガイド４２（上面４２Ｔ）の位置を基準にして高精度に得られる。 By suppressing the swinging of the Z carriage 24 (Z-axis) in the pitching direction, the Y-coordinate value and Z-coordinate value of the measurement object in the measurement area measured by the measurement probe 26 are adjusted to the Y guide 42 (upper surface 42T ) can be obtained with high accuracy based on the position of

また、定盤１０に溝４０を形成することで定盤１０の右側面１０Ｒに沿った一部の領域をＹガイド４２としたことで、Ｙガイド４２を別部材で構成した場合と比べて、Ｙガイド４２の熱変形が生じ難くなり、Ｙガイド４２の直進性が持続的に維持され易くなる。また、定盤１０の左右両側面をＹガイドとして利用した場合と比べても、Ｙガイド４２の各面が近接していることから各面の相対的な変化量が小さくＹガイド４２の直進性が持続的に維持される。 In addition, by forming the groove 40 in the surface plate 10, a partial area along the right side surface 10R of the surface plate 10 is used as the Y guide 42. Thermal deformation of the Y guide 42 is less likely to occur, and the straightness of the Y guide 42 can be maintained continuously. In addition, compared to the case where both the left and right side surfaces of the platen 10 are used as Y guides, since the surfaces of the Y guide 42 are close to each other, the amount of relative change between the surfaces is small, and the straightness of the Y guide 42 is reduced. is sustained.

したがって、Ｙキャリッジ１４のＹ軸方向の位置変化に伴うＹキャリッジ１４のヨーイング方向及びピッチング方向の振れが小さく、Ｙキャリッジ１４のＹ軸方向への移動を持続的に安定させることができ、持続的に測定精度を保つことができる。また、Ｙガイド４２を別部材で構成する場合と比較してＹガイド４２（Ｙガイド機構）を簡易且つ安価な構成とすることができる。 Therefore, the deflection of the Y carriage 14 in the yawing direction and the pitching direction due to the change in the position of the Y carriage 14 in the Y axis direction is small, and the movement of the Y carriage 14 in the Y axis direction can be continuously stabilized. measurement accuracy can be maintained. In addition, the Y guide 42 (Y guide mechanism) can be configured simply and inexpensively compared to the case where the Y guide 42 is composed of a separate member.

そのため、定盤１０の一部をＹガイド４２としたことで、Ｙガイド４２を定盤１０と別部材で構成した場合と比較して、測定中におけるＹガイド４２の形状変化が少なく、Ｙガイド４２の湾曲等による測定誤差を演算上での補正により軽減することが容易となる。ただし、定盤１０は必ずしも石材定盤でなくてもよい。 Therefore, by using a part of the surface plate 10 as the Y guide 42, compared with the case where the Y guide 42 is configured as a separate member from the surface plate 10, the shape change of the Y guide 42 during measurement is small, and the Y guide It becomes easy to reduce the measurement error due to the curvature of 42 or the like by correcting the calculation. However, the surface plate 10 may not necessarily be a stone surface plate.

次に、本発明の第２の実施形態に係る三次元座標測定装置１において、主に、Ｙキャリッジ１４のＹ軸方向の位置（Ｙ座標値）の測定精度、即ち、測定対象物のＹ座標値の測定精度を向上させるための構成について説明する。なお、第２の実施形態に関する説明では、第１の実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。 Next, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention, mainly the measurement accuracy of the position (Y coordinate value) of the Y carriage 14 in the Y axis direction, that is, the Y coordinate of the measurement object A configuration for improving the value measurement accuracy will be described. In addition, in the description of the second embodiment, the same reference numerals are given to the configurations that are common to the first embodiment, and the description thereof is omitted.

まず、溝４０の上部開口を被覆する被覆部材について説明する。 First, the covering member that covers the upper opening of the groove 40 will be described.

図１６は、定盤１０の溝４０の部分を拡大して示した斜視図である。 FIG. 16 is a perspective view showing an enlarged portion of the groove 40 of the platen 10. As shown in FIG.

同図に示すように溝４０の上部開口の右縁部と左縁部には、右レール１３０Ｒと左レール１３０Ｌが定盤１０に固定されて配置される。 As shown in the figure, a right rail 130R and a left rail 130L are fixed to the surface plate 10 and arranged at the right edge and left edge of the upper opening of the groove 40, respectively.

右レール１３０Ｒと左レール１３０Ｌとはいずれも溝４０の正面側の端（前端）から背面側の端（後端）まで延在し、右レール１３０Ｒは、溝４０の右側面４０Ｒ（Ｙガイド４２の左側面４２Ｌ）に沿って、左レール１３０Ｌは、溝４０の左側面４０Ｌに沿って設けられる（図６参照）。 Both the right rail 130R and the left rail 130L extend from the front end (front end) of the groove 40 to the rear end (rear end). A left rail 130L is provided along the left side 40L of the groove 40 (see FIG. 6).

また、右レール１３０Ｒと左レール１３０Ｌとは、左右対称の形状を有しており、各々には、横向きの開口であって互いに向き合う方向に開口を有するガイド溝１３２Ｒ、１３２Ｌが設けられる。 The right rail 130R and the left rail 130L have a bilaterally symmetrical shape, and are provided with guide grooves 132R and 132L having lateral openings facing each other.

そして、溝４０の上部開口には、右レール１３０Ｒのガイド溝１３２Ｒと左レール１３０Ｌのガイド溝１３２Ｌに左右両側の端縁部が嵌入して支持された伸縮自在の蛇腹カバー１３４が設置される。 At the upper opening of the groove 40, a retractable bellows cover 134 is installed which is supported by its left and right edges being fitted into the guide groove 132R of the right rail 130R and the guide groove 132L of the left rail 130L.

蛇腹カバー１３４は、右Ｙキャリッジ１６における支持部５０の左側部５６を挟んで前側の蛇腹カバー１３４Ｆと後側の蛇腹カバー１３４Ｅ（図１参照）とに分離して設置されており、前側に設置される蛇腹カバー１３４Ｆは、前端が定盤１０の前側面に不図示の固定部材（定盤１０の前側面を被覆する被覆部材等）を介して固定され、後端が支持部５０の左側部５６の前面に固定される。後側に設置される蛇腹カバー１３４Ｅは、前端が支持部５０の左側部５６の後面に固定され、後端が定盤１０の後側面に不図示の固定部材（定盤１０の後側面を被覆する被覆部材等）を介して定盤１０に固定される。 The bellows cover 134 is separated into a front bellows cover 134F and a rear bellows cover 134E (see FIG. 1) with the left side 56 of the support portion 50 of the right Y carriage 16 interposed therebetween. The front end of the bellows cover 134</b>F is fixed to the front side surface of the surface plate 10 via a fixing member (not shown) (such as a covering member that covers the front side surface of the surface plate 10 ), and the rear end is fixed to the left side of the support portion 50 . It is fixed to the front surface of 56. The bellows cover 134E installed on the rear side has a front end fixed to the rear surface of the left side portion 56 of the support portion 50, and a rear end fixed to the rear side surface of the surface plate 10 (not shown). It is fixed to the surface plate 10 via a covering member or the like that

これによれば、溝４０の上部開口が蛇腹カバー１３４により被覆される。そして、Ｙキャリッジ１４（支持部５０）のＹ軸方向への移動に伴って蛇腹カバー１３４がＹ軸方向に伸縮し、Ｙキャリッジ１４が前側に移動したときには、前側の蛇腹カバー１３４Ｆが収縮し、後側の蛇腹カバー１３４Ｅが伸張する。Ｙキャリッジ１４が後側に移動したときには、前側の蛇腹カバー１３４Ｆが伸張し、後側の蛇腹カバー１３４Ｅが収縮する。したがって、Ｙキャリッジ１４のＹ軸方向の位置にかかわらず、常に溝４０の上部開口が蛇腹カバー１３４により被覆される。 According to this, the upper opening of the groove 40 is covered with the bellows cover 134 . As the Y carriage 14 (support portion 50) moves in the Y axis direction, the bellows cover 134 expands and contracts in the Y axis direction. When the Y carriage 14 moves forward, the front bellows cover 134F contracts, The bellows cover 134E on the rear side extends. When the Y carriage 14 moves rearward, the front bellows cover 134F extends and the rear bellows cover 134E contracts. Therefore, regardless of the position of the Y-carriage 14 in the Y-axis direction, the upper opening of the groove 40 is always covered with the bellows cover 134 .

これによって、溝４０の内部に設置されたスケール１１２に外気が直接あたることが防止され、また、溝４０の内部の温度変化も抑止することができ、外気の温度変化によってスケール１１２が伸縮することが防止される。 As a result, the outside air is prevented from directly hitting the scale 112 installed inside the groove 40, and the temperature change inside the groove 40 can be suppressed, so that the scale 112 expands and contracts due to the temperature change of the outside air. is prevented.

また、溝４０の内部にゴミや埃等が入り込むことが防止され、スケール１１２にゴミ等が付着して、格子目盛の読み取りエラーによる測定誤差が発生するという事態や、溝４０の内部に配置されたエアパッド６６Ｆ、６６Ｅにゴミ等が付着してＹキャリッジ１４のＹ軸方向への移動が不安定になるという事態等が未然に防止される。 In addition, dust is prevented from entering the inside of the groove 40, and the scale 112 is prevented from being contaminated with dust and the like. Therefore, it is possible to prevent a situation in which the movement of the Y carriage 14 in the Y-axis direction becomes unstable due to dust adhering to the air pads 66F and 66E.

次に、以上のごとく構成された三次元座標測定装置１において、主に、Ｙキャリッジ１４のＹ軸方向の位置（Ｙ座標値）の測定精度、即ち、測定対象物のＹ座標値の測定精度の向上を図る効果について説明する。 Next, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 configured as described above, mainly the measurement accuracy of the Y-axis direction position (Y-coordinate value) of the Y-carriage 14, that is, the measurement accuracy of the Y-coordinate value of the object to be measured The effect of improving the

図１７は、定盤１０のＹガイド４２がＹキャリッジ１４を支持する支持点と、リニアエンコーダ１１０におけるスケール１１２と、測定対象物が配置される測定領域との位置関係を定盤１０の上面１０Ｔ側から示した模式図である。 FIG. 17 shows the positional relationship between the support point at which the Y guide 42 of the surface plate 10 supports the Y carriage 14, the scale 112 in the linear encoder 110, and the measurement area where the object to be measured is arranged. It is a schematic diagram shown from the side.

同図において、定盤１０に形成されたＹガイド４２の左側面４２Ｌに存在する前後２つの支持点Ｐ１、Ｐ２は、Ｙキャリッジ１４（支持部５０）のエアパッド６６Ｆ、６６Ｅが当接する位置を示し、Ｙガイド４２の右側面４２Ｒに存在する前後２つの支持点Ｐ３、Ｐ４は、Ｙキャリッジ１４（支持部５０）のエアパッド６４Ｆ、６４Ｅが当接する位置を示し、Ｙガイド４２の右側面４２Ｒに存在する支持点Ｐ０（駆動点）は、Ｙキャリッジ１４（支持部５０）の駆動部８０のローラ８４が当接する位置を示す（図６参照）。 In the figure, two front and rear support points P1 and P2 present on the left side 42L of the Y guide 42 formed on the surface plate 10 indicate the positions at which the air pads 66F and 66E of the Y carriage 14 (support portion 50) abut. , two front and rear support points P3 and P4 present on the right side surface 42R of the Y guide 42 indicate positions at which the air pads 64F and 64E of the Y carriage 14 (support portion 50) abut. A supporting point P0 (driving point) indicates a position at which the roller 84 of the driving portion 80 of the Y carriage 14 (supporting portion 50) abuts (see FIG. 6).

また、支持点Ｐ１、Ｐ２は固定の支持点を示し、支持点Ｐ３、Ｐ４は補助的な支持点を示す。即ち、固定の支持点Ｐ１、Ｐ２となるエアパッド６６Ｆ、６６Ｅは、Ｙキャリッジ１４の支持部５０において、それらが摺動するガイド面であるＹガイド４２の左側面４２Ｌの法線方向に進退移動不能に支持される。一方、補助的な支持点Ｐ３、Ｐ４となるエアパッド６４Ｆ、６４Ｅは、Ｙキャリッジ１４の支持部５０において、それらが摺動するガイド面であるＹガイド４２の右側面４２Ｒの法線方向に対して進退移動可能に支持されると共に、右側面４２Ｒに当接する方向に付勢される。 Support points P1 and P2 indicate fixed support points, and support points P3 and P4 indicate auxiliary support points. That is, the air pads 66F and 66E, which are the fixed support points P1 and P2, cannot move back and forth in the normal direction of the left side surface 42L of the Y guide 42, which is the guide surface on which they slide, in the support portion 50 of the Y carriage 14. supported by On the other hand, the air pads 64F and 64E, which serve as auxiliary support points P3 and P4, are positioned in the support portion 50 of the Y carriage 14 with respect to the normal direction of the right side surface 42R of the Y guide 42, which is the guide surface on which they slide. It is supported so as to move back and forth, and is biased in a direction to contact the right side surface 42R.

同図に示すように、溝４０の左側面４０Ｌに設置されるスケール１１２は、測定領域と、支持点Ｐ０～Ｐ４が設けられるＹガイド４２との間に配置される。即ち、スケール１１２は、Ｙキャリッジ１４（右Ｙキャリッジ１６）のエアパッド６４Ｆ、６４Ｅ、６６Ｆ、６６Ｅ、及び駆動部８０よりも測定領域側に配置される。 As shown in the figure, the scale 112 installed on the left side 40L of the groove 40 is arranged between the measurement area and the Y guide 42 provided with the support points P0 to P4. That is, the scale 112 is arranged closer to the measurement area than the air pads 64F, 64E, 66F, and 66E of the Y carriage 14 (right Y carriage 16) and the drive unit 80 are.

したがって、測定領域とスケール１１２との間にＹキャリッジ１４のＺ軸方向に沿った支柱部材である右Ｙキャリッジ１６が介在せず、測定領域からスケール１１２までの距離が短い。 Therefore, the right Y carriage 16, which is a support member along the Z-axis direction of the Y carriage 14, is not interposed between the measurement area and the scale 112, and the distance from the measurement area to the scale 112 is short.

そのため、Ｙキャリッジ１４のヨーイング方向（Ｚ軸周り方向）の振れなどによってＹキャリッジ１４のＸガイド２０の方向がＸ軸方向からずれた場合であっても、測定領域における測定プローブ２６のスタイラス２８が実際に配置されている位置のＹ座標値と、スケール１１２（リニアエンコーダ１１０）により実測されるＹキャリッジ１４のＹ座標値から得られるスタイラス２８のＹ座標値との差が小さくなる。 Therefore, even if the direction of the X guide 20 of the Y carriage 14 deviates from the X-axis direction due to the deflection of the Y-carriage 14 in the yawing direction (the direction around the Z-axis), the stylus 28 of the measurement probe 26 in the measurement area does not move. The difference between the Y coordinate value of the actually arranged position and the Y coordinate value of the stylus 28 obtained from the Y coordinate value of the Y carriage 14 actually measured by the scale 112 (linear encoder 110) becomes small.

したがって、Ｙキャリッジ１４にヨーイング方向の振れ等が生じた場合であっても、Ｙキャリッジ１４のＹ座標値の測定精度、即ち、測定対象物のＹ座標値の測定精度の向上が図られる。 Therefore, even if the Y carriage 14 is shaken in the yawing direction, the measurement accuracy of the Y coordinate value of the Y carriage 14, that is, the measurement accuracy of the Y coordinate value of the object to be measured can be improved.

なお、駆動部８０のローラ８４をＹガイド４２の右側面４２Ｒに押し当てたとき、Ｙガイド４２は、支持点Ｐ３、Ｐ４を補助的な支持点として、右側面４２Ｒの１つの支持点Ｐ０と、左側面４２Ｌの２つの支持点Ｐ１、Ｐ２で支持した状態で安定する。これによって、Ｙキャリッジ１４のヨーイング方向の振れが生じ難い構成となっている。 In addition, when the roller 84 of the drive unit 80 is pressed against the right side surface 42R of the Y guide 42, the Y guide 42 uses the support points P3 and P4 as auxiliary support points, and the one support point P0 of the right side surface 42R. , and is stabilized in a state of being supported by two support points P1 and P2 on the left side surface 42L. As a result, the Y carriage 14 is less likely to vibrate in the yawing direction.

また、スケール１１２は、定盤１０に設置されるため、定盤１０とは別体のＹガイド等にスケール１１２を設置する場合と比較して、Ｙガイドの熱変形の影響や定盤とＹガイドとの締結部の不安定さによる測定精度の低下が生じない。そのため、持続的に高い測定精度を保つことができる。 In addition, since the scale 112 is installed on the surface plate 10 , compared to the case where the scale 112 is installed on a Y guide or the like that is separate from the surface plate 10 , the influence of thermal deformation of the Y guide and the influence of the surface plate and the Y direction are less. Measurement accuracy does not deteriorate due to instability of the fastening part with the guide. Therefore, high measurement accuracy can be maintained continuously.

更に、定盤１０の周縁部（右側面１０Ｒ、左側面１０Ｌ等）にスケール１１２を設けるのではなく、定盤１０の内側に配置していることから外気の温度変化の影響が少なく、スケール１１２の伸縮による精度低下が抑止される。特に、上述のように溝４０の上部開口に蛇腹カバー１３４を設置して、溝４０の内部を外気から遮蔽しているため、スケール１１２に外気が直接あたることが防止され、また、溝４０の内部の温度変化も抑止されている。したがって、外気の温度変化によるスケール１１２の伸縮が確実に抑止され、スケール１１２として、温度変化が生じても伸縮しない高価な材質のものを使用する必要がなく、安価なものを用いることができる。 Furthermore, since the scale 112 is not provided on the periphery of the surface plate 10 (the right side 10R, the left side 10L, etc.), but is arranged inside the surface plate 10, the influence of temperature changes in the outside air is small, and the scale 112 The deterioration of accuracy due to the expansion and contraction of is suppressed. In particular, since the bellows cover 134 is installed at the upper opening of the groove 40 as described above to shield the inside of the groove 40 from the outside air, direct exposure of the outside air to the scale 112 is prevented. Internal temperature changes are also suppressed. Therefore, the expansion and contraction of the scale 112 due to the temperature change of the outside air is surely suppressed, and it is not necessary to use an expensive material for the scale 112 which does not expand and contract even when the temperature changes, and an inexpensive one can be used.

また、上記実施の形態では、スケール１１２を溝４０の左側面４０Ｌに設置したが、左側面４０Ｌ以外の溝４０の内面（溝４０の右側面４０Ｒ、底面４０Ｂなど）にＹ軸方向に沿って設置することで上述と同様の効果が得られる。 Further, in the above embodiment, the scale 112 is installed on the left side 40L of the groove 40, but the scale 112 is arranged along the Y-axis direction on the inner surfaces of the groove 40 other than the left side 40L (the right side 40R of the groove 40, the bottom 40B, etc.). By installing it, the same effect as described above can be obtained.

また、上記実施の形態では、溝４０の上部開口を被覆する被覆部材として蛇腹カバー１３４を用いたが、蛇腹カバー以外の種類の被覆部材を用いてもよい。たとえば、伸縮性のある材質の被覆部材で、溝４０に嵌入するＹキャリッジ１４の下端部分（支持部５０の左側部５６）の前側と後側の各々の溝４０の上部開口を覆うこともできる。また、溝４０の上部開口全体を一体形成された被覆部材で被覆すると共に、その被覆部材にＹキャリッジ１４の下端部分（支持部５０の左側部５６）が溝４０の外部から内部に挿通するための切込み等の挿通路であってＹキャリッジ１４の下端部分が挿通するとき以外は閉塞する挿通路を溝４０（Ｙ軸方向）に沿って形成したものであってもよい。更に、溝４０の上部開口を被覆する被覆部材を設けない形態としてもよい。 Further, in the above embodiment, the bellows cover 134 is used as the covering member for covering the upper opening of the groove 40, but a covering member other than the bellows cover may be used. For example, the upper openings of the grooves 40 on the front and rear sides of the lower end portion of the Y carriage 14 (the left side 56 of the support portion 50) that fits into the groove 40 can be covered with a covering member made of an elastic material. . In addition, since the entire upper opening of the groove 40 is covered with the integrally formed covering member, and the lower end portion of the Y carriage 14 (the left side portion 56 of the support portion 50) is inserted into the covering member from the outside to the inside of the groove 40. It is also possible to form an insertion path, such as a notch, which is closed except when the lower end of the Y carriage 14 is inserted, along the groove 40 (in the Y-axis direction). Furthermore, a form in which the covering member that covers the upper opening of the groove 40 is not provided may be adopted.

また、上記実施の形態では、Ｙキャリッジ１４のＹ座標値を測定するＹキャリッジ１４の位置検出手段や、Ｚコラム２２の位置検出手段、Ｚキャリッジ２４の位置検出手段として、光学式のリニアエンコーダ及びスケールを用いた形態を示したが、光学式に限らず、磁気式等の他の種類のリニアエンコーダ及びスケールを用いることができる。 Further, in the above-described embodiment, an optical linear encoder and an optical linear encoder are used as position detection means for the Y carriage 14 for measuring the Y coordinate value of the Y carriage 14, position detection means for the Z column 22, and position detection means for the Z carriage 24. Although a form using a scale has been shown, other types of linear encoders and scales, such as a magnetic type, can be used without being limited to the optical type.

次に、本発明の第３の実施形態に係る三次元座標測定装置１において、主に、熱による定盤の変形を抑止するための構成について説明する。なお、第３の実施形態に関する説明では、第１又は第２の実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。 Next, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 according to the third embodiment of the present invention, a configuration for mainly suppressing deformation of the surface plate due to heat will be described. In addition, in the description of the third embodiment, the same reference numerals are given to the configurations common to those of the first or second embodiment, and the description thereof is omitted.

本実施形態に係る三次元座標測定装置１では、第２の実施形態の構成に加えて、定盤１０の前側面１０Ｆ及び後側面１０Ｅに被覆部材が設けられる。図１８、図１９及び図２０に示されているように、定盤１０の前側面１０Ｆと後側面１０Ｅの各々には、それらの面の略全体を被覆する被覆部材として板状の断熱部材１５０、１５２が固着される。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 according to this embodiment, in addition to the configuration of the second embodiment, covering members are provided on the front side surface 10F and the rear side surface 10E of the surface plate 10 . As shown in FIGS. 18, 19 and 20, a plate-shaped heat insulating member 150 is provided on each of the front side surface 10F and the rear side surface 10E of the surface plate 10 as a covering member covering substantially the entire surface thereof. , 152 are affixed.

これにより、定盤１０の前側面１０Ｆ及び後側面１０Ｅから定盤１０の内部又は外気へと出入りする熱量が低減するため、定盤１０の周囲の外気の温度（周囲温度）が変化しても、定盤１０の内部の温度変化が生じ難くなり、定盤１０の変形が抑止される。また、後述のように定盤１０の内部に温度変化が生じたとしてもＹ軸方向に対する温度勾配の発生が抑止される。したがって、Ｙキャリッジ１４の直進度の低下が抑止される。 As a result, the amount of heat entering and exiting the inside of the surface plate 10 or the outside air from the front side surface 10F and the rear side surface 10E of the surface plate 10 is reduced. , temperature change inside the surface plate 10 is less likely to occur, and deformation of the surface plate 10 is suppressed. Moreover, even if the temperature inside the surface plate 10 changes as described later, the occurrence of a temperature gradient in the Y-axis direction is suppressed. Therefore, a decrease in the straightness of the Y carriage 14 is suppressed.

本実施形態では、定盤１０の前側面１０Ｆ及び後側面１０Ｅが断熱部材１５０、１５２で被覆されるため、定盤１０の前側面１０Ｆ及び後側面１０Ｅが外気と熱的に遮断される。したがって、定盤１０の前側面１０Ｆ及び後側面１０Ｅから定盤１０の内部又は外気へと出入りする熱量が低減される。 In this embodiment, the front side surface 10F and the rear side surface 10E of the surface plate 10 are covered with the heat insulating members 150 and 152, so that the front side surface 10F and the rear side surface 10E of the surface plate 10 are thermally isolated from the outside air. Therefore, the amount of heat entering and leaving the inside of the surface plate 10 or the outside air from the front side surface 10F and the rear side surface 10E of the surface plate 10 is reduced.

ここで、定盤１０として、溝４０が形成されず、かつ、断熱部材１５０、１５２が設けられていない定盤を仮定して、周囲温度の変化に対するその定盤１０の変形の様子について説明する。 Here, assuming that the surface plate 10 is not provided with the grooves 40 and the heat insulating members 150 and 152, the deformation of the surface plate 10 with respect to changes in the ambient temperature will be described. .

図２１は、定盤１０の周囲温度が低下するときに定盤１０が収縮する様子を示す。周囲温度が低下する場合には、定盤１０はその内部に先立って周辺部から温度が低下する。そのため、周囲温度が低下した後から定盤１０の内部が一様な温度に安定するまでの間、定盤１０の中心部が周辺部よりも高い温度分布となる。この間、定盤１０のＹ軸方向に沿う右側面１０Ｒ及び左側面１０Ｌと、Ｘ軸方向に沿う前側面１０Ｆ及び後側面１０Ｅは、その中間部が端部よりも外側に膨らんだ状態となる。 FIG. 21 shows how the surface plate 10 shrinks when the ambient temperature of the surface plate 10 decreases. When the ambient temperature drops, the platen 10 cools down from the periphery before the inside. Therefore, the temperature distribution in the central portion of the surface plate 10 is higher than that in the peripheral portion until the temperature inside the surface plate 10 stabilizes at a uniform temperature after the ambient temperature has decreased. During this time, the right side 10R and left side 10L along the Y-axis direction of the surface plate 10, and the front side 10F and rear side 10E along the X-axis direction are in a state where the intermediate portions swell outward from the end portions.

逆に、図２２は、定盤１０の周囲温度が上昇するときに定盤１０が膨張する様子を示す。周囲温度が上昇する場合には、定盤１０はその内部に先立って周辺部から温度が上昇する。そのため、周囲温度が上昇した後から定盤１０の内部が一様な温度に安定するまでの間、定盤１０の中心部が周辺部よりも低い温度分布となる。この間、定盤１０のＹ軸方向に沿う右側面１０Ｒ及び左側面１０Ｌと、Ｘ軸方向に沿う前側面１０Ｆ及び後側面１０Ｅは、その中間部が端部よりも内側にへこんだ状態となる。 Conversely, FIG. 22 shows how the platen 10 expands as the ambient temperature of the platen 10 increases. When the ambient temperature rises, the temperature of the surface plate 10 rises from the periphery before the inside thereof. Therefore, after the ambient temperature rises and until the temperature inside the surface plate 10 stabilizes at a uniform temperature, the center portion of the surface plate 10 has a lower temperature distribution than the peripheral portion. During this time, the right side 10R and left side 10L along the Y-axis direction of the surface plate 10, and the front side 10F and rear side 10E along the X-axis direction are recessed inwardly at their intermediate portions.

このような定盤１０の変形により、Ｙ軸方向に沿う右側面１０Ｒ及び左側面１０Ｌの真直度の低下を招く。そして、右側面１０Ｒを基準にしてＹキャリッジ１４をＹ軸方向に移動させると、Ｙキャリッジ１４にヨーイング方向（Ｚ軸周り方向）の振れが生じ、Ｙキャリッジ１４のＸガイド２０の方向がＸ軸方向からずれる。そのため、Ｙキャリッジ１４のＹ座標値の測定精度の低下を招く。 Such deformation of the surface plate 10 causes a decrease in straightness of the right side 10R and the left side 10L along the Y-axis direction. When the Y-carriage 14 is moved in the Y-axis direction with reference to the right side surface 10R, the Y-carriage 14 is shaken in the yawing direction (direction around the Z-axis), and the direction of the X-guide 20 of the Y-carriage 14 is the X-axis. deviate from direction. Therefore, the measurement accuracy of the Y coordinate value of the Y carriage 14 is lowered.

これに対して本実施の形態の定盤１０は、前側面１０Ｆ及び後側面１０Ｅが断熱部材１５０、１５２で被覆されるため、前側面１０Ｆ及び後側面１０Ｅから定盤１０の内部又は外気へと出入りする熱量が低減する。そのため、周囲温度の低下、又は、上昇によって、定盤１０の内部に温度変化が生じ難くなると共に、温度変化が生じたとしてもＹ軸方向に対する温度勾配の発生が抑止される。 On the other hand, in the surface plate 10 of the present embodiment, the front side surface 10F and the rear side surface 10E are covered with the heat insulating members 150 and 152, so that the air inside the surface plate 10 or the outside air flows from the front side surface 10F and the rear side surface 10E. The amount of heat going in and out is reduced. Therefore, it becomes difficult for temperature change to occur inside the surface plate 10 due to a decrease or increase in the ambient temperature, and even if a temperature change occurs, the occurrence of a temperature gradient in the Y-axis direction is suppressed.

したがって、周囲温度の変化にかかわらず定盤１０のＹガイド４２の真直度、即ち、Ｙガイド４２の左側面４２Ｌ、右側面４２Ｒ、上面４２Ｔ、及び下面４２Ｂの真直度の低下が抑止される。 Therefore, the straightness of the Y guide 42 of the platen 10, that is, the straightness of the left side 42L, the right side 42R, the top surface 42T, and the bottom surface 42B of the Y guide 42 is prevented from being lowered regardless of changes in the ambient temperature.

また、本実施の形態の定盤１０は、測定対象物が載置されて測定が行われる測定領域と、Ｙキャリッジ１４をＹ軸方向にガイドするＹガイド４２の領域（ガイド領域）とが溝４０によってＸ軸方向に不連続となっている。そのため、測定領域とガイド領域との間での熱伝導が抑止されており、ガイド領域（Ｙガイド４２）の近傍で発生する熱、即ち、Ｙ駆動機構により発生する熱であって、例えば、Ｙ駆動機構の駆動部８０のモータ等で発生した熱や、Ｙガイド４２とエアパッド６２Ｆ、６２Ｅ、６４Ｆ、６４Ｅ、６６Ｆ、６６Ｅ６８Ｆ、６８Ｅの間の摩擦熱等がガイド領域を介して測定領域に流れ込むことが抑止される。 In addition, the surface plate 10 of the present embodiment has a measurement area on which an object to be measured is placed for measurement and an area (guide area) of the Y guide 42 that guides the Y carriage 14 in the Y-axis direction. 40 makes it discontinuous in the X-axis direction. Therefore, heat conduction between the measurement area and the guide area is suppressed, and the heat generated in the vicinity of the guide area (Y guide 42), that is, the heat generated by the Y drive mechanism, Heat generated by the motor of the drive unit 80 of the drive mechanism, frictional heat between the Y guide 42 and the air pads 62F, 62E, 64F, 64E, 66F, 66E, 68F, 68E flow into the measurement area through the guide area. is suppressed.

したがって、ガイド領域の近傍で発生した熱により定盤１０の測定領域に温度変化が生じることが抑止され、定盤１０の測定領域の変形が抑止される。そして、その熱により定盤１０のガイド領域に温度変化が生じ、温度勾配が生じたとしてもガイド領域の体積が小さいことから、ガイド領域の変形量は小さく、Ｙガイド４２の真直度への影響は殆ど生じないものとなっている。 Therefore, temperature change in the measurement area of the surface plate 10 due to heat generated in the vicinity of the guide area is suppressed, and deformation of the measurement area of the surface plate 10 is suppressed. The heat causes a temperature change in the guide area of the surface plate 10. Even if a temperature gradient occurs, the volume of the guide area is small. is almost non-existent.

以上のことから、熱による定盤１０の変形が抑止され、Ｙガイド４２の真直度の低下が抑止されるため、Ｙキャリッジ１４のＹ軸方向への移動が精度良く行われる。したがって、熱の影響を受けない高精度な測定が可能となる。 As described above, the deformation of the platen 10 due to heat is suppressed, and the deterioration of the straightness of the Y guide 42 is suppressed. Therefore, highly accurate measurement that is not affected by heat is possible.

なお、定盤１０の右側面１０Ｒに沿って、Ｙガイド４２の領域の全体、又は、Ｙガイド４２と溝４０の全体を覆うカバーを設け、定盤１０のガイド領域が周囲温度の変化の影響を受けないようにしてＹガイド４２の真直度を維持するようにしてもよい。また、そのカバー内の温度がＹ駆動機構等から発生する熱により上昇した場合等においてカバー内の空気を外部に排出してカバー内の温度を一定に保持する排気手段を設けてもよい。 A cover covering the entire area of the Y guide 42 or the entire Y guide 42 and the groove 40 is provided along the right side surface 10R of the surface plate 10 so that the guide area of the surface plate 10 is affected by changes in ambient temperature. The straightness of the Y guide 42 may be maintained by not receiving the . Also, when the temperature inside the cover rises due to heat generated from the Y drive mechanism or the like, an exhaust means may be provided to exhaust the air inside the cover to the outside to keep the temperature inside the cover constant.

また、上記実施の形態では、定盤１０の前側面１０Ｆと後側面１０Ｅに断熱部材１５０、１５２を設けたが、定盤１０の左側面１０Ｌにも断熱部材を設けてもよい。 Further, in the above embodiment, the heat insulating members 150 and 152 are provided on the front side surface 10F and the rear side surface 10E of the platen 10, but the left side surface 10L of the platen 10 may also be provided with heat insulating members.

以上、上記実施の形態の三次元座標測定装置１は、左右を反転した構成であってもよく、溝４０及びＹガイド４２は、定盤１０の右側面１０Ｒに沿った位置ではなく、定盤１０の左側面に沿った位置に形成してもよい。 As described above, the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the above-described embodiment may have a configuration in which the left and right are reversed, and the groove 40 and the Y guide 42 are positioned not along the right side surface 10R of the surface plate 10, but on the surface plate. It may be formed along the left side of 10 .

また、上記実施の形態では、Ｙガイド４２等の各面に摺動可能に当接する支持部材としてエアパッド（エアベアリング）を用いた場合を示したが、エアパッド以外の種類の支持部材を用いてもよい。また、Ｙガイド４２等の各面に摺動可能に当接する支持部材の配置や駆動部８０の配置も適宜変更することが可能である。溝４０の内部に配置される支持部材（エアパッド６６Ｆ、６６Ｅ）は、溝４０の右側面４０Ｒ以外の溝４０の内面に摺動可能に配置してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where an air pad (air bearing) is used as a support member that slidably abuts on each surface of the Y guide 42 or the like is shown. good. In addition, it is possible to appropriately change the arrangement of the support members that slidably abut against the surfaces of the Y guide 42 and the like, and the arrangement of the drive unit 80 . The support members (air pads 66F, 66E) arranged inside the groove 40 may be slidably arranged on the inner surface of the groove 40 other than the right side surface 40R of the groove 40 .

以上の三次元座標測定装置１の作用効果について以下、補足的に説明する。 The effects of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 described above will be supplementarily described below.

上記実施の形態の三次元座標測定装置１において、駆動部８０のローラ８４の軸が定盤１０の上面１０Ｔに対して垂直方向に配置される。したがって、ローラ８４が定盤１０の垂直面で接触するのでゴミをかむことがなく、また定盤１０の側面を基準にして正確に測定することができる。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the above embodiment, the shaft of the roller 84 of the driving section 80 is arranged perpendicular to the upper surface 10T of the platen 10 . Therefore, since the roller 84 contacts with the vertical surface of the surface plate 10, the dust is not bitten, and the side surface of the surface plate 10 can be used as a reference for accurate measurement.

また、ローラ８４は、定盤１０の側面（右側面１０Ｒ）に沿って駆動する。したがって、微小に定盤１０が変形しても定盤１０を基準にして測定することができる。もし、定盤１０と違う別レールをローラ８４が沿って移動すると、別レールの熱膨張など他の要因で定盤１０の変形と同期しない。 Also, the roller 84 is driven along the side surface (right side surface 10R) of the surface plate 10 . Therefore, even if the surface plate 10 is slightly deformed, the measurement can be performed with the surface plate 10 as a reference. If the rollers 84 move along another rail different from the surface plate 10, the deformation of the surface plate 10 is not synchronized with the deformation of the surface plate 10 due to other factors such as thermal expansion of the other rail.

また、エアパッド６４Ｆ、６４Ｅ、６６Ｆ、６６Ｅも定盤１０の側面に沿って垂直方向に配置される。したがって、上記と同様に定盤１０を基準にして位置が設定される。また、Ｙキャリッジ１４の移動時に進行方向に対して左右に振れるヨーイング誤差を低減する
ことができる。 Air pads 64F, 64E, 66F, and 66E are also arranged vertically along the side surface of the surface plate 10. As shown in FIG. Therefore, the position is set with reference to the surface plate 10 in the same manner as described above. Also, it is possible to reduce the yawing error caused by the movement of the Y carriage 14 to the left and right with respect to the traveling direction.

また、垂直方向に配置した駆動部８０のローラ８４が同様に垂直方向に配置したエアパッド６６Ｆ、６６Ｅで挟むように配置される。したがって、急な駆動でも前後をエアパッドで挟むことで姿勢を崩すことなくヨーイング誤差及び振動を低減することができる。 Also, the rollers 84 of the drive unit 80 arranged in the vertical direction are arranged so as to be sandwiched between the air pads 66F and 66E arranged in the vertical direction. Therefore, yawing error and vibration can be reduced without disturbing the posture by sandwiching the front and rear air pads even when the vehicle is suddenly driven.

また、Ｙキャリッジ１４における支持点Ｐ１と支持点Ｐ２との距離（間隔）が、それらの支持点Ｐ１、Ｐ２と駆動点Ｐ０との距離（間隔）に対して十分に大きい。したがって、Ｙキャリッジ１４の振動を低減することができ、また、移動方向に対して移動方向が左右に振れるヨーイング誤差を低減することができる。 Also, the distance (interval) between the support point P1 and the support point P2 on the Y carriage 14 is sufficiently larger than the distance (interval) between the support points P1 and P2 and the drive point P0. Therefore, the vibration of the Y carriage 14 can be reduced, and the yawing error in which the movement direction swings left and right with respect to the movement direction can be reduced.

また、定盤１０の溝４０側面に垂直な配置でエアパッド６６Ｆ、６６Ｅが配置される。したがって、定盤１０に溝４０を形成し、エアパッド６６Ｆ、６６Ｅによる支持点Ｐ１、Ｐ２を定盤１０の溝４０の側面とすることで、定盤１０の熱膨張などの変形にも追従し、定盤１０を基準にして測定することができる。 Also, air pads 66F and 66E are arranged perpendicular to the side surface of the groove 40 of the surface plate 10. As shown in FIG. Therefore, by forming grooves 40 in the surface plate 10 and supporting points P1 and P2 by the air pads 66F and 66E on the side surfaces of the grooves 40 of the surface plate 10, deformation such as thermal expansion of the surface plate 10 can be followed. The surface plate 10 can be used as a reference for the measurement.

また、エアパッド６４Ｆ、６４Ｅによる支持点Ｐ３、Ｐ４に対向するエアパッド６６Ｆ、６６Ｅが定盤１０の溝４０の側面に支持点Ｐ１、Ｐ２として存在し、それらによってＹガイド４２に支持される。したがって、定盤１０の側面を基準とすると共に、Ｙキャリッジ１４が従動側（左Ｙキャリッジ１８側）に対して駆動側（駆動部８０が配置される右Ｙキャリッジ１６側）だけで支持される。そのため、従動側の摺動抵抗は無視できる程度となり、ヨーイング誤差が大幅に低減される。 Also, air pads 66F and 66E, which face the support points P3 and P4 of the air pads 64F and 64E, are present as support points P1 and P2 on the side surface of the groove 40 of the surface plate 10, and are supported by the Y guide 42 by these. Therefore, the side surface of the surface plate 10 is used as a reference, and the Y carriage 14 is supported only on the drive side (right Y carriage 16 side where the drive unit 80 is arranged) with respect to the driven side (left Y carriage 18 side). . Therefore, the sliding resistance on the driven side becomes negligible, and the yawing error is greatly reduced.

また、Ｙキャリッジ１４の従動側はＺ軸方向のエアパッド７０のみが配置され、Ｙ軸方向を抑制するエアパッドがない。したがって、従動側に余計な抵抗を作ることなく、Ｙ軸方向の移動は駆動側に倣う形になる。その結果、振動を低減し、ヨーイングを低減することができる。 On the driven side of the Y carriage 14, only the air pad 70 in the Z-axis direction is arranged, and there is no air pad for restraining the Y-axis direction. Therefore, movement in the Y-axis direction follows the driving side without creating extra resistance on the driven side. As a result, vibration can be reduced and yawing can be reduced.

また、Ｘガイド２０及び左Ｙキャリッジ１８の従動側のＺ軸方向のエアパッド７０のＹ軸方向の位置は、左Ｙキャリッジ１８の駆動側のエアパッド６６Ｆ、６６Ｅ（支持点Ｐ１、Ｐ２）又はエアパッド６４Ｆ、６４Ｅ（支持点Ｐ３、Ｐ４）の間に存在する。したがって、急な加減速においても支持点Ｐ１、Ｐ２（又は支持点Ｐ３、Ｐ４）の幅でＸガイド２０及び測定部のモーメントを受けるだけで、摺動抵抗はほとんどない。その結果、振動やヨーイング誤差は極めて小さくなる。 The position of the X guide 20 and the air pad 70 on the driven side of the left Y carriage 18 in the Y axis direction is the air pads 66F and 66E (support points P1 and P2) on the drive side of the left Y carriage 18 or the air pad 64F. , 64E (support points P3, P4). Therefore, even during sudden acceleration/deceleration, the moment of the X guide 20 and the measuring section is received only by the width of the support points P1 and P2 (or the support points P3 and P4), and there is almost no sliding resistance. As a result, vibration and yaw errors are extremely small.

次に、本実施形態の三次元座標測定装置１と比較例１～３の三次元座標測定装置とを比較して、本実施形態の三次元座標測定装置１の作用効果についてより詳しく説明する。なお、本発明は以下の作用効果の説明に限定されるものではない。 Next, the three-dimensional coordinate measuring device 1 of the present embodiment is compared with the three-dimensional coordinate measuring devices of Comparative Examples 1 to 3, and the effect of the three-dimensional coordinate measuring device 1 of the present embodiment will be described in more detail. In addition, the present invention is not limited to the explanation of the following effects.

図２３は、特開平５－３１２５５６号公報に開示されている比較例１の三次元座標測定装置３００の外観を示した正面図（正面概略図）である。また、図２４は、図２３中のＸＸＩＶ－ＸＸＩＶ線に沿う断面図（断面概略図）である。なお、比較例１の三次元座標測定装置３００において、本実施形態の三次元座標測定装置１と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。 FIG. 23 is a front view (schematic front view) showing the appearance of a three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1 disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-312556. 24 is a cross-sectional view (schematic cross-sectional view) taken along line XXIV-XXIV in FIG. In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1, the same reference numerals are given to the same functions or configurations as those of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, and the description thereof will be omitted.

図２３及び図２４に示すように、比較例１の三次元座標測定装置３００において、駆動部３０１により直接駆動される側（以下、駆動側と略す）の右Ｙキャリッジ１６を支持する支持部５０は、エアパッド３０２Ｒ及びエアパッド３０２Ｔを介して定盤１０に支持される。エアパッド３０２Ｒは定盤１０の右側面に配置され、エアパッド３０２Ｔは定盤１０の上面１０Ｔの右端側に配置される。また、エアパッド３０２Ｔは、Ｙ方向に沿った２箇所の位置に設けられている（図２４参照）。 As shown in FIGS. 23 and 24, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1, a support portion 50 that supports the right Y carriage 16 on the side directly driven by the drive portion 301 (hereinafter referred to as the drive side). are supported by the surface plate 10 via the air pads 302R and 302T. The air pad 302R is arranged on the right side surface of the surface plate 10, and the air pad 302T is arranged on the right end side of the upper surface 10T of the surface plate 10. As shown in FIG. Also, the air pads 302T are provided at two positions along the Y direction (see FIG. 24).

一方、比較例１の三次元座標測定装置３００において、駆動側の右Ｙキャリッジ１６に追従してＹ方向に移動する従動側（以下、従動側と略す）の左Ｙキャリッジ１８は、エアパッド３０３Ｔとエアパッド３０３Ｌとを介して定盤１０の上面１０Ｔに摺動自在に支持される。エアパッド３０３Ｔは定盤１０の上面１０Ｔに配置される。また、左Ｙキャリッジ１８の下端部には定盤１０の左側面に対向する支持部１８ａを有しており、この支持部１８によりエアパッド３０３Ｔが定盤１０の左側面に配置される。 On the other hand, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1, the left Y carriage 18 on the driven side (hereinafter abbreviated as the driven side) that follows the right Y carriage 16 on the driving side and moves in the Y direction has an air pad 303T. It is slidably supported on the upper surface 10T of the surface plate 10 via the air pad 303L. The air pad 303T is arranged on the upper surface 10T of the surface plate 10. As shown in FIG. Further, the left Y carriage 18 has a support portion 18a facing the left side surface of the surface plate 10 at its lower end portion.

駆動部３０１は、例えば本実施形態の駆動部８０と基本的に同じ構成であり、エアパッド３０２Ｒの近傍に設けられている。なお、図２４中の二点鎖線で表した矩形枠は駆動部３０１の位置を示すものである。 The drive unit 301 has, for example, basically the same configuration as the drive unit 80 of the present embodiment, and is provided in the vicinity of the air pad 302R. 24 indicates the position of the drive unit 301. A rectangular frame represented by a chain double-dashed line in FIG.

比較例１の三次元座標測定装置３００では、定盤１０の図２３中の両側面（両側の垂直面）にエアパット３０２Ｒとエアパッド３０３Ｌとを配置している。この場合、Ｙキャリッジ１４をＹ方向に前後移動させる上で一見安定するとも思われるが、Ｙキャリッジ１４のＹ方向の前後移動時にヨーイング誤差が大きくなる。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1, air pads 302R and 303L are arranged on both side surfaces (vertical surfaces on both sides) of the surface plate 10 in FIG. In this case, it seems that the Y carriage 14 moves back and forth in the Y direction, but the yawing error increases when the Y carriage 14 moves back and forth in the Y direction.

すなわち、定盤１０の両側面にエアパット３０２Ｒとエアパッド３０３Ｌとを配置した場合、駆動側の右Ｙキャリッジ１６と従動側の左Ｙキャリッジ１８とにおいて、主たる駆動動作を制御する側と、その動作に追従する側との区分けがはっきりせず、双方とも同じような摺動抵抗を持つ。その結果、Ｙキャリッジ１４をＹ方向に移動させた場合に、右Ｙキャリッジ１６と左Ｙキャリッジ１８とのＹ方向の位置関係が一定とならず、例えばＺ軸周りに揺動することで、ヨーイング誤差が大きくなる。このため、本実施形態のように、駆動側の右Ｙキャリッジ１６はＹガイド４２（図３参照）に沿って移動させ、且つ従動側の左Ｙキャリッジ１８は摺動抵抗を極力小さくした方が、駆動側の右Ｙキャリッジ１６に追従して左Ｙキャリッジ１８が移動するため、前述のＺ軸周りの揺動は発生しない。 That is, when the air pads 302R and 303L are arranged on both sides of the surface plate 10, the right Y carriage 16 on the driving side and the left Y carriage 18 on the driven side control the main driving operation and control the main driving operation. There is no clear division between the follower and the follower, and both have similar sliding resistance. As a result, when the Y carriage 14 is moved in the Y direction, the positional relationship in the Y direction between the right Y carriage 16 and the left Y carriage 18 is not constant. error increases. Therefore, as in the present embodiment, it is better to move the right Y carriage 16 on the drive side along the Y guide 42 (see FIG. 3) and minimize the sliding resistance of the left Y carriage 18 on the driven side. , the left Y carriage 18 moves following the right Y carriage 16 on the driving side, so that the above-described swinging around the Z axis does not occur.

また、比較例１の三次元座標測定装置３００では、従動側のエアパッド３０３Ｌの近傍には駆動部３０１は配置されておらず、さらに、従動側のエアパッド３０３Ｌは、駆動側のエアパッド３０２Ｒに対してＹキャリッジ１４を挟んで反対側に位置しており、エアパッド３０２Ｒと共に定盤１０の両側面を押さえ付けている。この場合、従動側のエアパッド３０３Ｌは定盤１０の反対側であって駆動部３０１から離れた場所に位置するので、エアパッド３０３Ｌと定盤１０の左側面との摺動により、駆動部３０１を支点とする大きな回転モーメントが発生する。 Further, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1, the driving section 301 is not arranged near the driven-side air pad 303L, and furthermore, the driven-side air pad 303L is positioned relative to the driving-side air pad 302R. It is located on the opposite side of the Y carriage 14 and presses both sides of the surface plate 10 together with the air pad 302R. In this case, since the air pad 303L on the driven side is located on the opposite side of the surface plate 10 and away from the driving portion 301, the sliding between the air pad 303L and the left side surface of the surface plate 10 causes the driving portion 301 to be the fulcrum. A large rotational moment is generated.

また、エアパット３０２Ｒ及びエアパッド３０３Ｌにより定盤１０の両側面を挟むように両サイドから押した状態で、エアパット３０２Ｒ及びエアパッド３０３Ｌを定盤１０の押圧方向に対して垂直方向（Ｙ方向）に移動させる場合、この移動動作時の摺動抵抗のバランスが微小に崩れることに伴ってヨーイング誤差は顕著に悪化する。 In addition, the air pads 302R and 303L are moved in the direction perpendicular to the pressing direction of the surface plate 10 (Y direction) while pressing the surface plate 10 from both sides so as to sandwich both sides of the surface plate 10. In this case, the yawing error remarkably deteriorates due to the slight imbalance of the sliding resistance during the moving operation.

このようなヨーイング誤差を低減する方法として、例えば特開平７－２１８２４７号公報には、Ｙキャリッジ１４をＹ方向に大きな加速度で移動させた場合であってもＹキャリッジ１４の捻じれ及び曲がりを防止可能な特殊な構造の駆動部を設けることが開示されている。しかし、この特殊な構造の駆動部を採用した場合、三次元座標測定装置３００が大型化し、且つ駆動部の構造が複雑化するという問題がある。従って、比較例１の三次元座標測定装置３００では、Ｙキャリッジ１４の移動時にヨーイング誤差が発生するという問題がある。 As a method for reducing such a yawing error, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-218247 discloses a method for preventing twisting and bending of the Y carriage 14 even when the Y carriage 14 is moved in the Y direction with a large acceleration. It is disclosed to provide a possible special construction of the drive. However, when the driving section having this special structure is adopted, there is a problem that the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 becomes large and the structure of the driving section becomes complicated. Therefore, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1, there is a problem that a yawing error occurs when the Y carriage 14 moves.

さらに比較例１の三次元座標測定装置３００では、定盤１０の上面１０Ｔの右端側にエアパッド３０２ＴをＹ方向に沿って２個配置しているものの、既述の図７に示した本実施形態の三次元座標測定装置１とは異なり、定盤１０の下面側にはエアパッドが配置されていない。すなわち、比較例１の三次元座標測定装置３００には、定盤１０又はこの定盤１０に設けられたＹガイド（図示せず）の下面に対向するエアパッドは設けられていないため、駆動側の右Ｙキャリッジ１６の上下方向（Ｚ軸方向）の位置を決定する部分は定盤１０の上面だけとなる。このため、比較例１の三次元座標測定装置３００では、ヨーイング誤差以外にピッチング誤差も問題となる。 Furthermore, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1, two air pads 302T are arranged along the Y direction on the right end side of the upper surface 10T of the surface plate 10, but the present embodiment shown in FIG. Unlike the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1, no air pad is arranged on the lower surface side of the surface plate 10. As shown in FIG. That is, the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1 is not provided with an air pad facing the lower surface of the surface plate 10 or the Y guide (not shown) provided on the surface plate 10. Only the upper surface of the platen 10 determines the position of the right Y carriage 16 in the vertical direction (Z-axis direction). Therefore, in the three-dimensional coordinate measuring device 300 of Comparative Example 1, the pitching error is also a problem in addition to the yawing error.

ピッチング誤差を低減するには、右Ｙキャリッジ１６をＹ方向に駆動する駆動部３０１と、右Ｙキャリッジ１６を支持するエアパッドとの位置関係が重要になる。例えば比較例１の三次元座標測定装置３００では、駆動部３０１を定盤１０の上面１０Ｔよりも下側に設けているので、定盤１０の上面１０Ｔを支点として右Ｙキャリッジ１６は瞬間的にＸ軸周りに傾く（揺動する）ことになる。このため、比較例１の三次元座標測定装置３００のように、単に定盤１０上だけで駆動側の右Ｙキャリッジ１６を支持している場合、その支持点は上下方向で一点だけになり、駆動部３０１による駆動時に定盤１０上の支持点を支点として回転モーメントが働く。その結果、右Ｙキャリッジ１６がＸ軸周りに揺動してピッチング誤差が顕著になる。 In order to reduce the pitching error, the positional relationship between the drive unit 301 that drives the right Y carriage 16 in the Y direction and the air pad that supports the right Y carriage 16 is important. For example, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1, since the drive unit 301 is provided below the upper surface 10T of the surface plate 10, the right Y carriage 16 can be moved instantaneously with the upper surface 10T of the surface plate 10 as a fulcrum. It tilts (rocks) around the X-axis. Therefore, when the right Y carriage 16 on the drive side is supported only on the surface plate 10 as in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1, the supporting point is only one point in the vertical direction. When driven by the drive unit 301, a rotational moment acts with a supporting point on the surface plate 10 as a fulcrum. As a result, the right Y carriage 16 swings around the X axis and pitching errors become noticeable.

また、Ｙキャリッジ１４（右Ｙキャリッジ１６）を単に定盤１０上だけで支持する場合、Ｙキャリッジ１４を駆動する際のピッチング誤差は、ヨーイング誤差にも影響する。すなわち、ピッチング誤差が発生する場合は、Ｙ方向の前後のエアパッド３０２Ｔの一方が定盤１０の上面１０Ｔから離れ、他方が上面１０Ｔに近づく形態になる。その際、右Ｙキャリッジ１６及び左Ｙキャリッジ１８は、非対称構造で駆動側の右Ｙキャリッジ１６の摺動抵抗が従動側の左Ｙキャリッジ１８よりも大きい方がよいが、そうした非対称性があるがゆえに、ピッチング誤差による変化によって摺動抵抗のバランスが左右でとれなくなる。このため、さらにＹキャリッジ１４は大きく捻られるように変形する。その結果、ヨーイング誤差の悪化につながるおそれがある。 Further, when the Y carriage 14 (right Y carriage 16) is simply supported on the surface plate 10, the pitching error when driving the Y carriage 14 also affects the yawing error. That is, when a pitching error occurs, one of the front and rear air pads 302T in the Y direction moves away from the upper surface 10T of the platen 10, and the other approaches the upper surface 10T. In this case, the right Y carriage 16 and the left Y carriage 18 should have an asymmetrical structure, and the sliding resistance of the right Y carriage 16 on the drive side should be greater than that of the left Y carriage 18 on the driven side. Therefore, the balance of the sliding resistance between the left and right sides cannot be maintained due to the change due to the pitching error. Therefore, the Y carriage 14 is further deformed so as to be twisted. As a result, the yawing error may become worse.

さらに、比較例１の三次元座標測定装置３００のように、定盤１０の上面側にエアパッド３０２Ｔを配置するが、下面側にエアパッドを配置しない場合、Ｙキャリッジ１４の荷重は、駆動側の右Ｙキャリッジ１６と従動側の左Ｙキャリッジ１８との双方に略均等に等分される。従動側にＹキャリッジ１４の半分の重量がかかれば、それだけ従動側の左Ｙキャリッジ１８の摺動抵抗が大きくなる。その結果、ヨーイング誤差が大きくなる。 Furthermore, as in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1, the air pad 302T is arranged on the upper surface side of the surface plate 10, but when the air pad is not arranged on the lower surface side, the load of the Y carriage 14 is the right side of the driving side. The Y carriage 16 and the left Y carriage 18 on the driven side are divided substantially evenly. If half the weight of the Y carriage 14 is applied to the driven side, the sliding resistance of the left Y carriage 18 on the driven side increases accordingly. As a result, the yawing error increases.

ピッチング誤差を低減するためには、本実施形態の三次元座標測定装置１のように、定盤１０の上下面をエアパッド６２Ｅ，６２Ｆ，６８Ｅ，６８Ｆ（図７参照）で挟み込み、その上下面の間に駆動部８０（図７参照）を設ける必要がある。その結果、Ｙキャリッジ１４（右Ｙキャリッジ１６）をＹ方向に移動した場合に、定盤１０の上下面の双方が右Ｙキャリッジ１６の支持点となり、さらにこれら２つの支持点に挟まれた位置に駆動部８０が位置するため、Ｙキャリッジ１４の加速時及び減速時でもピッチング誤差が発生し難くなる。なお、加速時及び減速時のピッチング誤差を抑えるためには、駆動部８０は、Ｙキャリッジ１４（右Ｙキャリッジ１６）のＹ方向の重心位置、例えばエアパッド６２Ｅとエアパッド６２Ｆとの中心位置にあることが好ましい。 In order to reduce the pitching error, as in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, the upper and lower surfaces of the surface plate 10 are sandwiched between air pads 62E, 62F, 68E, and 68F (see FIG. 7), and the upper and lower surfaces are It is necessary to provide a driving section 80 (see FIG. 7) in between. As a result, when the Y carriage 14 (right Y carriage 16) is moved in the Y direction, both the upper and lower surfaces of the platen 10 serve as support points for the right Y carriage 16, and furthermore, a position sandwiched between these two support points is provided. Since the drive unit 80 is positioned at the position of the Y carriage 14, a pitching error is less likely to occur even when the Y carriage 14 is accelerated or decelerated. In order to suppress pitching errors during acceleration and deceleration, the drive unit 80 should be positioned at the center of gravity of the Y carriage 14 (right Y carriage 16) in the Y direction, for example, at the center position between the air pads 62E and 62F. is preferred.

なお、比較例１の三次元座標測定装置３００では、定盤１０の下面にエアパッドが設けられておらず、右Ｙキャリッジ１６の支持点が上下方向で１点だけとなるので、Ｘ軸周りのピッチング誤差だけでなく、右Ｙキャリッジ１６のＹ軸周りの揺動、すなわち、ローリング誤差も発生するおそれがある。このようなローリング誤差が発生した場合にも、ピッチング誤差が発生した場合と同様に摺動抵抗のバランスが左右でとれなくなるので、ヨーイング誤差の悪化につながるおそれがある。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 300 of Comparative Example 1, no air pad is provided on the lower surface of the surface plate 10, and the right Y carriage 16 has only one support point in the vertical direction. Not only the pitching error, but also the swinging of the right Y carriage 16 around the Y axis, that is, the rolling error may occur. When such a rolling error occurs, similarly to the case where a pitching error occurs, the sliding resistance cannot be balanced between the left and right sides, which may lead to a worsening of the yawing error.

これに対して、本実施形態の三次元座標測定装置１の右Ｙキャリッジ１６では、定盤１０の上面側のみならず下面側からもエアパッド６２Ｅ，６２Ｆ，６８Ｅ，６８Ｆ（図７参照）で押さえて右Ｙキャリッジ１６を上下で拘束して支持する。このため、駆動側の右Ｙキャリッジ１６の摺動抵抗は大きくなるが、従動側の左Ｙキャリッジ１８の摺動抵抗はその分比較的小さく抑えることができる。このとき、駆動側の右Ｙキャリッジ１６において定盤１０を上下方向で挟むことによって、Ｙキャリッジ１４のＹ方向の前後の倒れ（揺動）は補正できると共に、Ｙキャリッジ１４にかかる重量を駆動側部分でほとんど支持することが可能となる。 On the other hand, in the right Y carriage 16 of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of this embodiment, the surface plate 10 is pressed not only from the upper surface side but also from the lower surface side by the air pads 62E, 62F, 68E, 68F (see FIG. 7). to restrain and support the right Y carriage 16 at the top and bottom. For this reason, the sliding resistance of the right Y carriage 16 on the driving side is increased, but the sliding resistance of the left Y carriage 18 on the driven side can be kept relatively small. At this time, by vertically sandwiching the surface plate 10 between the right Y carriage 16 on the drive side, the Y carriage 14 can be corrected for tilting (rocking) in the Y direction, and the weight applied to the Y carriage 14 can be reduced by the drive side. It becomes possible to support most of the parts.

また、本実施形態の三次元座標測定装置１の従動側の左Ｙキャリッジ１８は、駆動側の右Ｙキャリッジ１６を中心としたローリング誤差をなくすために単純に定盤１０の上面１０Ｔを基準に支持する役割になる。このため、駆動側の右Ｙキャリッジ１６は、Ｙキャリッジ１４を支えるべく定盤１０に対してローリングするが、従動側の左Ｙキャリッジ１８は、そのローリング誤差を緩和する程度に定盤１０の上面１０Ｔのみで軽く支えておく程度でよい。その結果、従動側の左Ｙキャリッジ１８では摺動抵抗が発生することなく、結果として駆動側の右Ｙキャリッジ１６の摺動抵抗に律速される形になり、ヨーイング誤差を小さく抑えることができる。 In addition, the left Y carriage 18 on the driven side of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment simply uses the upper surface 10T of the surface plate 10 as a reference in order to eliminate the rolling error about the right Y carriage 16 on the driving side. play a supporting role. For this reason, the right Y carriage 16 on the drive side rolls on the surface plate 10 to support the Y carriage 14, but the left Y carriage 18 on the driven side rolls the upper surface of the surface plate 10 to the extent that the rolling error is mitigated. It is enough to lightly support only 10T. As a result, no sliding resistance is generated in the left Y carriage 18 on the driven side, and as a result, the speed is limited by the sliding resistance of the right Y carriage 16 on the driving side, so that the yawing error can be kept small.

図２５は、特開昭６４－０３５３１０号公報あるいは特開昭６２－２３５５０２号公報に開示されている比較例２の三次元座標測定装置４００の外観を示した正面図（正面概略図）である。なお、比較例２の三次元座標測定装置４００において、本実施形態の三次元座標測定装置１と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。 FIG. 25 is a front view (schematic front view) showing the external appearance of a three-dimensional coordinate measuring apparatus 400 of Comparative Example 2 disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 64-035310 or Japanese Patent Laid-Open No. 62-235502. . In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 400 of Comparative Example 2, the same reference numerals are given to the same functions or configurations as those of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, and the description thereof will be omitted.

図２５に示すように、比較例２の三次元座標測定装置４００において、駆動側（駆動部の図示は省略）の右Ｙキャリッジ１６を支持する支持部５０は、エアパッド４０２Ｒとエアパッド４０２Ｔとエアパッド４０２Ｌとエアパッド４０２Ｂとを介してＹガイド４２（定盤１０）に支持される。エアパッド４０２Ｒは定盤１０のＹガイド４２の右側面に配置され、エアパッド４０２ＴはＹガイド４２の上面側に配置され、エアパッド４０２ＬはＹガイド４２の左側面に配置され、エアパッド４０２ＢはＹガイド４２の下面側に配置される。 As shown in FIG. 25, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 400 of Comparative Example 2, the support section 50 that supports the right Y carriage 16 on the drive side (the illustration of the drive section is omitted) includes an air pad 402R, an air pad 402T, and an air pad 402L. and the air pad 402B are supported by the Y guide 42 (surface plate 10). The air pad 402R is arranged on the right side of the Y guide 42 of the surface plate 10, the air pad 402T is arranged on the upper side of the Y guide 42, the air pad 402L is arranged on the left side of the Y guide 42, and the air pad 402B is arranged on the Y guide 42. Placed on the bottom side.

また、比較例２の三次元座標測定装置４００は、駆動側の右Ｙキャリッジ１６に追従してＹ方向に移動する従動側の左Ｙキャリッジ１８Ｌ及びその支持部５０Ｌを有する。ここで、従動側の左Ｙキャリッジ１８Ｌ及び支持部５０Ｌと、駆動側の右Ｙキャリッジ１６及び支持部５０とは左右対称な形状を有している。 In addition, the three-dimensional coordinate measuring apparatus 400 of Comparative Example 2 has a left Y carriage 18L on the driven side that moves in the Y direction following the right Y carriage 16 on the driving side, and its support portion 50L. Here, the left Y carriage 18L and support portion 50L on the driven side and the right Y carriage 16 and support portion 50 on the drive side have symmetrical shapes.

定盤１０の上面１０Ｔの左側端側には、溝４０Ａ及びＹガイド４２Ａが形成されている。溝４０Ａ及びＹガイド４２Ａと、溝４０及びＹガイド４２とは左右対称な形状を有している。そして、前述の支持部５０Ｌは、Ｙ方向に沿ってＹガイド４２Ａに移動自在に支持される。 A groove 40A and a Y guide 42A are formed on the left side of the upper surface 10T of the platen 10. As shown in FIG. The groove 40A and the Y guide 42A and the groove 40 and the Y guide 42 have symmetrical shapes. The aforementioned support portion 50L is movably supported by the Y guide 42A along the Y direction.

従動側の支持部５０Ｌは、エアパッド４０３Ｔとエアパッド４０３Ｂとを介してＹガイド４２Ａ（定盤１０）に支持される。エアパッド４０３ＴはＹガイド４２Ａの上面側に配置され、エアパッド４０３ＢはＹガイド４２Ａの下面側に配置される。なお、比較例２の三次元座標測定装置４００は、Ｙガイド４２Ａのさらに左側面側にエアパッドを配置した構成もとり得る。 The support portion 50L on the driven side is supported by the Y guide 42A (surface plate 10) via the air pads 403T and 403B. The air pad 403T is arranged on the upper surface side of the Y guide 42A, and the air pad 403B is arranged on the lower surface side of the Y guide 42A. The three-dimensional coordinate measuring device 400 of Comparative Example 2 can also have a configuration in which an air pad is arranged on the left side of the Y guide 42A.

従動側の左Ｙキャリッジ１８Ｌにおいて、駆動側の右Ｙキャリッジ１６と同様に、Ｙガイド４２Ａの上下面にエアパッド４０３Ｔとエアパッド４０３Ｂとを配置した場合、駆動側の右Ｙキャリッジ１６と従動側の左Ｙキャリッジ１８Ｌとの双方において摺動抵抗が大きくなる。その結果、比較例２の三次元座標測定装置４００においても前述の比較例１と同様に、Ｙキャリッジ１４をＹ方向に移動させた場合に、右Ｙキャリッジ１６と左Ｙキャリッジ１８ＬとのＹ方向の位置関係が一定とならず、例えばＺ軸周りに揺動することで、ヨーイング誤差が大きくなるおそれがある。 In the left Y carriage 18L on the driven side, similarly to the right Y carriage 16 on the drive side, when the air pads 403T and 403B are arranged on the upper and lower surfaces of the Y guide 42A, the right Y carriage 16 on the drive side and the left Y carriage 18L on the driven side are arranged. The sliding resistance increases both with the Y carriage 18L. As a result, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 400 of Comparative Example 2 as well as in Comparative Example 1, when the Y carriage 14 is moved in the Y direction, the right Y carriage 16 and the left Y carriage 18L move in the Y direction. The positional relationship of is not constant and, for example, swinging around the Z axis may increase the yawing error.

従って、ヨーイング誤差を抑えるためには、本実施形態の三次元座標測定装置１のように、主たる駆動動作を制御する側と、その動作に追従する側とを明確に区分けすることが好ましい。すなわち、駆動側の右Ｙキャリッジ１６は、摺動抵抗を大きくして少しでもＹガイド４２に沿って移動するようにしながら、従動側の左Ｙキャリッジ１８は、駆動側に追随してその移動に対して抵抗にならない程度に最低限で支える形が好ましい。 Therefore, in order to suppress the yawing error, it is preferable to clearly distinguish between the side that controls the main drive operation and the side that follows the operation, as in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of this embodiment. That is, while the right Y carriage 16 on the drive side is made to move along the Y guide 42 as much as possible by increasing the sliding resistance, the left Y carriage 18 on the driven side follows the movement of the drive side. It is preferable to have a shape that supports it at a minimum to the extent that it does not become resistance.

図２６は、比較例３の三次元座標測定装置５００の外観を示した正面図（正面概略図）である。なお、比較例３の三次元座標測定装置５００において、本実施形態の三次元座標測定装置１と機能や構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。 FIG. 26 is a front view (schematic front view) showing the appearance of a three-dimensional coordinate measuring device 500 of Comparative Example 3. FIG. In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 500 of Comparative Example 3, the same reference numerals are assigned to the same functions and configurations as those of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, and the description thereof will be omitted.

図２６に示すように、駆動部５０１によりＹ方向に駆動される駆動側の右Ｙキャリッジ１６を支持する支持部５０は、エアパッド５０２Ｒとエアパッド５０２Ｔとエアパッド５０２Ｌとを介してＹガイド４２（定盤１０）に支持される。エアパッド５０２Ｒは定盤１０のＹガイド４２の右側面に配置され、エアパッド５０２ＴはＹガイド４２の上面側に配置され、エアパッド５０２ＬはＹガイド４２の左側面に配置される。なお、エアパッド５０２Ｒ，５０２Ｔ，５０２ＬはそれぞれＹ方向に沿った２箇所の位置に設けられている。 As shown in FIG. 26, the support portion 50 that supports the right Y carriage 16 on the drive side that is driven in the Y direction by the drive portion 501 is supported by the Y guide 42 (the surface plate) through the air pads 502R, 502T, and 502L. 10). The air pad 502R is arranged on the right side of the Y guide 42 of the surface plate 10, the air pad 502T is arranged on the upper side of the Y guide 42, and the air pad 502L is arranged on the left side of the Y guide 42. The air pads 502R, 502T, and 502L are provided at two positions along the Y direction.

比較例３の三次元座標測定装置５００において、駆動側の右Ｙキャリッジ１６に追従してＹ方向に移動する従動側の左Ｙキャリッジ１８は、エアパッド５０３Ｔを介して定盤１０の上面１０Ｔに摺動自在に支持される。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 500 of Comparative Example 3, the left Y carriage 18 on the driven side that moves in the Y direction following the right Y carriage 16 on the drive side slides on the upper surface 10T of the surface plate 10 via air pads 503T. movably supported.

駆動部５０１は、Ｙガイド４２（定盤１０）の右側面に設けられたシャフト形リニアモータである。駆動部５０１は、支持部５０に固定されたシャフト形リニアモータの可動子５０１Ｂと、Ｙ方向に平行に配置された固定子（シャフト）５０１Ｃと、固定子５０１Ｃの両端をＹガイド４２の右側面に固定する固定部５０１Ａとを備える。 The drive unit 501 is a shaft-type linear motor provided on the right side surface of the Y guide 42 (surface plate 10). The drive unit 501 includes a movable element 501B of a shaft-shaped linear motor fixed to the support unit 50, a stator (shaft) 501C arranged parallel to the Y direction, and a fixing portion 501A to be fixed to.

また、比較例３の三次元座標測定装置５００においては、スケール１１２が、Ｙガイド４２の右側面と定盤１０の左側面とにそれぞれ設けられている。 Further, in the three-dimensional coordinate measuring device 500 of Comparative Example 3, scales 112 are provided on the right side of the Y guide 42 and the left side of the surface plate 10, respectively.

比較例３の三次元座標測定装置５００では、前述の比較例１と同様に、定盤１０の下面に対向するエアパッドが配置されていないので、右Ｙキャリッジ１６がＸ軸周りに揺動してピッチング誤差が顕著に生じるおそれがある。また、前述の比較例１で説明したように、ピッチング誤差による変化によって、右Ｙキャリッジ１６及び左Ｙキャリッジ１８の摺動抵抗のバランスが左右でとれなくなると共に、Ｙキャリッジ１４の荷重が右Ｙキャリッジ１６と左Ｙキャリッジ１８との双方に略均等に等分されてしまう。その結果、ヨーイング誤差が悪化するおそれがある。従って、ピッチング誤差及びヨーイング誤差を低減するためには、本実施形態の三次元座標測定装置１のように、定盤１０の上下面をエアパッド６２Ｅ，６２Ｆ，６８Ｅ，６８Ｆで挟み込み、その上下面の間に駆動部８０を設けることが好ましい。 In the three-dimensional coordinate measuring apparatus 500 of Comparative Example 3, as in Comparative Example 1 described above, an air pad facing the lower surface of the surface plate 10 is not arranged, so that the right Y carriage 16 swings around the X axis. A pitching error may occur significantly. Further, as described in Comparative Example 1 above, due to changes due to pitching errors, the sliding resistance of the right Y carriage 16 and the left Y carriage 18 cannot be balanced on the left and right, and the load of the Y carriage 14 is increased by the right Y carriage. 16 and the left Y carriage 18 are divided substantially evenly. As a result, the yawing error may deteriorate. Therefore, in order to reduce the pitching error and the yawing error, the upper and lower surfaces of the surface plate 10 are sandwiched between the air pads 62E, 62F, 68E, and 68F as in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of this embodiment, and the upper and lower surfaces are It is preferable to provide a drive section 80 therebetween.

また、比較例３の三次元座標測定装置５００では、シャフト形リニアモータの駆動部５０１を構成する固定部５０１Ａ及び固定子５０１ＣがＹガイド４２（定盤１０）の右側面に設けられている。このように固定部５０１Ａ及び固定子５０１ＣをＹガイド４２（定盤１０）の右側面に設けた場合、定盤１０に対する固定部５０１Ａ及び固定子５０１Ｃの設置誤差が生じたり、各々の熱膨張係数の違いに起因するバイメタル効果によって固定部５０１Ａ及び固定子５０１Ｃに歪みが生じたりするおそれがある。この場合、定盤１０を基準とした測定精度を得るのは困難である。このため、本実施形態の三次元座標測定装置１のように、Ｙガイド４２（定盤１０）の右側面に当接するローラ８４を有する駆動部８０を設けることが好ましい。 Further, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 500 of Comparative Example 3, a fixed portion 501A and a stator 501C that constitute a driving portion 501 of a shaft-shaped linear motor are provided on the right side of the Y guide 42 (surface plate 10). When the fixed part 501A and the stator 501C are provided on the right side of the Y guide 42 (surface plate 10) in this way, installation errors of the fixed part 501A and the stator 501C with respect to the surface plate 10 may occur, and the coefficient of thermal expansion of each may vary. Due to the bimetallic effect caused by the difference in the thickness, the fixed portion 501A and the stator 501C may be distorted. In this case, it is difficult to obtain measurement accuracy with the surface plate 10 as a reference. Therefore, like the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, it is preferable to provide a driving section 80 having a roller 84 that contacts the right side surface of the Y guide 42 (surface plate 10).

さらに比較例３の三次元座標測定装置５００では、スケール１１２がＹガイド４２の右側面と定盤１０の左側面とにそれぞれ設けられており、定盤１０の上面１０Ｔにおいて測定対象物が配置される測定領域からスケール１１２までの距離が長くなる。その結果、スタイラス２８の測定子が実際に配置されている位置のＹ座標値と、スケール１１２により実測されるＹキャリッジ１４のＹ座標値から得られる測定子のＹ座標値との差が大きくなる。また、Ｙキャリッジ１４のヨーイング方向の振れ等によって、Ｙキャリッジ１４のＹ座標値の測定精度の低下を招き易い。さらに、定盤１０の周縁部にスケール１１２を設置した場合には、スケール１１２が外気に近いために周囲温度に影響され易く、スケール１１２自体の伸縮による誤差も生じ易い。 Furthermore, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 500 of Comparative Example 3, the scales 112 are provided on the right side of the Y guide 42 and the left side of the surface plate 10, respectively, and the measurement object is arranged on the upper surface 10T of the surface plate 10. The distance from the measurement area to the scale 112 increases. As a result, the difference between the Y coordinate value of the position where the probe of the stylus 28 is actually arranged and the Y coordinate value of the probe obtained from the Y coordinate value of the Y carriage 14 actually measured by the scale 112 becomes large. . In addition, the Y-coordinate value measurement accuracy of the Y-carriage 14 is likely to be lowered due to the deflection of the Y-carriage 14 in the yawing direction. Furthermore, when the scale 112 is installed on the periphery of the platen 10, the scale 112 is likely to be affected by the ambient temperature because it is close to the outside air, and errors due to the expansion and contraction of the scale 112 itself are likely to occur.

そのため、本実施形態の三次元座標測定装置１のように、溝４０の左側面４０Ｌ（図３参照）にスケール１１２を設けて、定盤１０の上面１０Ｔにおいて測定対象物が配置される測定領域からスケール１１２までの距離を短くすることが好ましい。すなわち、従動側の左Ｙキャリッジ１８、測定領域、スケール１１２、駆動側の右Ｙキャリッジ１６（駆動部８０）の順に配置されていることが好ましい。このように、スケール１１２を駆動側（右Ｙキャリッジ１６側）でかつ測定領域に近い場所に設けることで、ヨーイング誤差があっても誤差を極小化できる。なお、上面１０Ｔに対して垂直な左側面４０Ｌにスケールを設けた場合、仮に、定盤１０の上部（上方）からゴミやホコリが落ちてきたとしても、スケール１１２上に乗ることはなく、ゴミやホコリによるスケール１１２の読み取りの誤作動は起こらない。 Therefore, like the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, the scale 112 is provided on the left side surface 40L (see FIG. 3) of the groove 40, and the measurement area where the measurement object is arranged on the upper surface 10T of the surface plate 10 is measured. to the scale 112 is preferably short. That is, it is preferable that the left Y carriage 18 on the driven side, the measurement area, the scale 112, and the right Y carriage 16 (driving unit 80) on the driving side are arranged in this order. Thus, by providing the scale 112 on the drive side (right Y carriage 16 side) and near the measurement area, even if there is a yawing error, the error can be minimized. Note that when a scale is provided on the left side surface 40L perpendicular to the top surface 10T, even if dirt or dust falls from the top (above) of the surface plate 10, it will not land on the scale 112 and the dirt will not reach the scale 112. There is no erroneous reading of the scale 112 due to dirt or dust.

図２７は、本実施形態の三次元座標測定装置１の外観を示した正面図（正面概略図）である。図２８は、図２７中のＸＸＶＩＩＩ－ＸＸＶＩＩＩ線に沿う断面図（断面概略図）である。図２９は、定盤１０の上面１０Ｔを示した上面図であり、Ｙキャリッジ１４に設けられた各エアパッドと駆動部８０との配置を示した図である。また、図２８中の二点鎖線で示す矩形枠は、駆動部８０の位置を示している。 FIG. 27 is a front view (schematic front view) showing the appearance of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of this embodiment. 28 is a cross-sectional view (schematic cross-sectional view) taken along line XXVIII--XXVIII in FIG. 27. FIG. FIG. 29 is a top view showing the upper surface 10T of the surface plate 10, and shows the arrangement of the air pads provided on the Y carriage 14 and the driving section 80. FIG. A rectangular frame indicated by a chain double-dashed line in FIG. 28 indicates the position of the drive unit 80 .

図２７から図２９に示すように、本実施形態の三次元座標測定装置１は、上記比較例１から比較例３に対して、下記の相違点１から相違点４を有する。 As shown in FIGS. 27 to 29, the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of this embodiment has the following differences 1 to 4 with respect to the comparative examples 1 to 3 described above.

相違点１として、本実施形態の三次元座標測定装置１では、駆動側の右Ｙキャリッジ１６と、右Ｙキャリッジ１６の動作に追従（追従移動）する従動側の左Ｙキャリッジ１８との区分けを明確（左右非対称構造）にし、且つ従動側の左Ｙキャリッジ１８の摺動抵抗を極力小さくしている。これにより、Ｙキャリッジ１４をＹ方向に沿って移動させた際にＺ軸周りの揺動が抑えられ、ヨーイング誤差を抑えることができる。 As difference 1, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, the right Y carriage 16 on the drive side and the left Y carriage 18 on the driven side that follows (follows and moves) the operation of the right Y carriage 16 is divided. It is clear (left-right asymmetrical structure) and the sliding resistance of the left Y carriage 18 on the driven side is minimized. As a result, when the Y carriage 14 is moved along the Y direction, rocking around the Z axis can be suppressed, and yawing errors can be suppressed.

相違点２として、本実施形態の三次元座標測定装置１では、駆動部８０の駆動による回転モーメントがＹキャリッジ１４にかかるため、駆動部８０を挟み込むように駆動部８０により駆動される部分の上下左右前後にエアパッドを配置している。これにより、ヨーイング誤差の悪化につながるピッチング誤差及びローリング誤差を低減することができる。 As a difference 2, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, since the rotational moment due to the driving of the driving unit 80 is applied to the Y carriage 14, the upper and lower portions of the portion driven by the driving unit 80 so as to sandwich the driving unit 80 Air pads are placed on the left, right, front and back. As a result, it is possible to reduce the pitching error and rolling error that lead to the worsening of the yawing error.

すなわち、本実施形態の三次元座標測定装置１では、ヨーイング誤差の低減するため、駆動側の右Ｙキャリッジ１６が定盤１０（Ｙガイド４２）の上下左右を挟み込む形態とされる。さらに、駆動部８０を中央としてこの駆動部８０のＹ方向の前後に、エアパッド６２Ｅ，６４Ｅ，６６Ｅ，６８Ｅと、エアパッド６２Ｆ，６４Ｆ，６６Ｆ，６８Ｆとを配置している。また、従動側のエアパッド７０は、定盤１０の上面側だけに限定して配置すると共に、Ｙ方向において駆動側の各エアパッドの前後の間隔の間に配置する。これにより、駆動側の方に摺動抵抗が集中し、従動側は単に支えるだけとなる。 That is, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, the right Y carriage 16 on the drive side sandwiches the top, bottom, left, and right of the surface plate 10 (Y guide 42) in order to reduce the yawing error. Further, air pads 62E, 64E, 66E, 68E and air pads 62F, 64F, 66F, 68F are arranged on the front and rear sides of the drive unit 80 in the Y direction with the drive unit 80 at the center. The driven-side air pads 70 are arranged only on the upper surface side of the surface plate 10, and are arranged between the front and rear air pads on the drive side in the Y direction. As a result, the sliding resistance concentrates on the drive side, and the driven side simply supports the drive side.

また、図２９に示すように、従動側のエアパッド７０は、駆動部８０を基準に定盤１０の略反対側に位置し、且つ従動側のエアパッド７０と駆動部８０を結ぶラインＬＸと、駆動部８０を挟んでその前後存在する２対のエアパッドを結ぶラインＬＹとが垂直になるようにすればよい。別の見方をすれば、駆動部８０は駆動側の２対のエアパッドの中間地点に設けるとともに、従動側のエアパッド７０も駆動側の２対のエアパッドの中間地点に設けた方が好ましい。 Further, as shown in FIG. 29, the driven-side air pad 70 is positioned substantially on the opposite side of the surface plate 10 with respect to the driving unit 80, and a line LX connecting the driven-side air pad 70 and the driving unit 80 and a driving A line LY connecting two pairs of air pads located in front of and behind the portion 80 may be perpendicular to the line LY. From another point of view, it is preferable that the driving part 80 is provided at the midpoint between the two pairs of air pads on the drive side, and the air pad 70 on the driven side is also provided at the midpoint between the two pairs of air pads on the drive side.

相違点３として、本実施形態の三次元座標測定装置１では、Ｙガイド４２（定盤１０）の右側面に当接するローラ８４を有する駆動部８０を設けている。これにより、比較例３とは異なり、駆動部８０の設置誤差が生じたり、バイメタル効果による歪みが駆動部８０に発生したりすることが防止されるため、定盤１０を基準とした測定精度が得られる。 As difference 3, the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment is provided with a driving section 80 having a roller 84 that contacts the right side surface of the Y guide 42 (surface plate 10). Accordingly, unlike Comparative Example 3, the installation error of the drive unit 80 and the distortion due to the bimetal effect are prevented from occurring in the drive unit 80. Therefore, the measurement accuracy based on the surface plate 10 is improved. can get.

相違点４として、本実施形態の三次元座標測定装置１では、溝４０の左側面４０Ｌにスケール１１２を設け、定盤１０の上面１０Ｔにおいて測定対象物が配置される測定領域からスケール１１２までの距離を短くしている。これにより、測定精度を向上させることができる。 As difference 4, in the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the present embodiment, the scale 112 is provided on the left side surface 40L of the groove 40, and the measurement area where the measurement object is arranged on the upper surface 10T of the surface plate 10 to the scale 112. shortening the distance. Thereby, the measurement accuracy can be improved.

なお、上記実施形態では、定盤１０の上面１０Ｔに形成した溝４０によりＹガイド４２を形成しているが、他の方法でＹガイドを形成してもよい。 In the above embodiment, the Y guides 42 are formed by the grooves 40 formed in the upper surface 10T of the surface plate 10, but the Y guides may be formed by other methods.

図３０は、上記実施形態とは異なるＹガイド４２Ｚを備える他実施形態の三次元座標測定装置１Ａの正面概略図である。図３０に示すように、定盤１０の上面１０Ｔの図中右端部（右Ｙキャリッジ１６に対向する端部）には、Ｚ方向に凸状に設けられた凸部であって、且つＹ軸方向に延びた凸部が形成されている。そして、この凸部によって、右Ｙキャリッジ１６をＹ軸方向に移動自在に支持するＹガイド４２Ｚが形成される。なお、三次元座標測定装置１Ａは、Ｙガイド４２Ｚを備える点を除けば、上記実施形態の三次元座標測定装置１と基本的に同じ構成である。 FIG. 30 is a schematic front view of a three-dimensional coordinate measuring apparatus 1A of another embodiment having a Y guide 42Z different from that of the above embodiment. As shown in FIG. 30, on the right end of the upper surface 10T of the surface plate 10 in the drawing (the end facing the right Y carriage 16), a convex portion is provided in the Z direction, and the Y axis A protrusion is formed extending in the direction. This convex portion forms a Y guide 42Z that supports the right Y carriage 16 so as to be movable in the Y-axis direction. Note that the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1A has basically the same configuration as the three-dimensional coordinate measuring apparatus 1 of the above embodiment, except that it includes a Y guide 42Z.

このように凸部によってＹガイド４２Ｚを形成することも可能である。ここで、Ｙガイド４２Ｚが例えば定盤１０とは別の素材で形成されていた場合には、定盤１０及びＹガイド４２Ｚの双方の熱伝導率が異なるため、Ｙガイド４２Ｚに変形が生じる場合がある。また、定盤１０が僅かに反っている場合には、定盤基準の測定を行うことができないおそれがある。このため、上記実施形態で説明したように、溝４０によりＹガイド４２を形成することが好ましい。 It is also possible to form the Y guide 42Z with a convex portion in this way. Here, if the Y guide 42Z is made of a material different from that of the surface plate 10, for example, the surface plate 10 and the Y guide 42Z have different thermal conductivity, so the Y guide 42Z may be deformed. There is Also, if the surface plate 10 is slightly warped, there is a possibility that the surface plate-based measurement cannot be performed. Therefore, it is preferable to form the Y guide 42 with the groove 40 as described in the above embodiment.

１…三次元座標測定装置、１０…定盤、１０Ｂ，２０Ｂ，４２Ｂ，２０２Ｂ…下面、１０Ｒ，２４Ｒ，４０Ｒ，４２Ｒ，２５０Ｒ…右側面、１０Ｔ，２０Ｔ，４２Ｔ，２０２Ｔ…上面、１２…架台、１４…Ｙキャリッジ、１６…右Ｙキャリッジ、１８…左Ｙキャリッジ、２０…Ｘガイド、２０Ｅ，２４Ｅ，２０２Ｅ，２５０Ｅ…後面、２０Ｆ，２４Ｆ，２０２Ｆ，２５０Ｆ…前面、２２…Ｚコラム、２４…Ｚキャリッジ、２４Ｌ，４０Ｌ，４２Ｌ，２５０Ｌ…左側面、２６…測定プローブ、２８…スタイラス、４０…溝、４０Ｂ…底面、４２…Ｙガイド、５０，２００…支持部、５２…基端部、５４…右側部、５６…左側部、５８…先端部、５８Ａ…支持板、６２Ｅ，６２Ｆ，６４Ｅ，６４Ｆ，６６Ｅ，６６Ｆ，６８Ｅ，６８Ｆ，７０，２１０，２１２，２１４，２１６，２６０，２６２，２６４，２６６…エアパッド、８０，２２０，２７０…駆動部、８２，２２２，２７２…モータ、８４，２２４，２７４…ローラ、１１０…リニアエンコーダ、１１２…スケール、１１４…光センサ、１３０Ｌ…左レール、１３０Ｒ…右レール、１３２Ｌ、１３２Ｒ…ガイド溝、１３４、１３４Ｅ、１３４Ｆ…蛇腹カバー、１５０、１５２…断熱部材、２０２…Ｘガイド挿通孔、２５０…Ｚキャリッジ挿通孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Three-dimensional coordinate measuring apparatus 10... Surface plate 10B, 20B, 42B, 202B... Lower surface 10R, 24R, 40R, 42R, 250R... Right side surface 10T, 20T, 42T, 202T... Upper surface 12... Stand, 14... Y carriage 16... Right Y carriage 18... Left Y carriage 20... X guide 20E, 24E, 202E, 250E... Rear surface 20F, 24F, 202F, 250F... Front surface 22... Z column 24... Z Carriage 24L, 40L, 42L, 250L Left side 26 Measurement probe 28 Stylus 40 Groove 40B Bottom 42 Y guide 50, 200 Support 52 Base end 54 Right side 56 Left side 58 Tip 58A Support plate 62E, 62F, 64E, 64F, 66E, 66F, 68E, 68F, 70, 210, 212, 214, 216, 260, 262, 264, 266... Air pad 80, 220, 270... Drive unit 82, 222, 272... Motor 84, 224, 274... Roller 110... Linear encoder 112... Scale 114... Optical sensor 130L... Left rail 130R... Right rail 132L, 132R... Guide groove 134, 134E, 134F... Accordion cover 150, 152... Heat insulating member 202... X guide insertion hole 250... Z carriage insertion hole

Claims (1)

上下面と側面を有し、測定対象物を載置する定盤と、
測定プローブを支持し、前記定盤を跨いで前記定盤のＹ軸方向に移動自在な門型のＹキャリッジであって、二つの支柱部材により定盤に支持されるＹキャリッジと、
前記二つの支柱部材は、前記Ｙキャリッジを前記Ｙ軸方向に駆動する駆動機構をもつ第１の支柱部材と、前記第１の支柱部材に追従移動する第２の支柱部材とを有し、
前記定盤は、前記第１の支柱部材側で、前記定盤の上面に垂直な２側面であって前記定盤の側面と前記定盤に前記Ｙ軸方向に沿って形成された溝の側面とからなる２側面を有するガイドであって且つ前記Ｙ軸方向に延びるガイドを有し、
前記第１の支柱部材は、前記ガイドの上面に摺動自在に支持され、且つ前記第１の支柱部材は前記ガイドを上下左右から挟み込む２対の上下側面支持部材を有し、
前記駆動機構が、前記定盤の側面に当接するローラと、少なくとも一部が前記定盤の側面に対向する位置に配置され且つ前記ローラを回転させるモータと、を備える三次元座標測定装置。 a surface plate having upper and lower surfaces and side surfaces, on which the object to be measured is placed;
a gate-shaped Y carriage that supports the measurement probe and is movable across the surface plate in the Y-axis direction of the surface plate, the Y carriage being supported on the surface plate by two support members;
The two support members include a first support member having a drive mechanism that drives the Y carriage in the Y-axis direction, and a second support member that follows and moves the first support member,
The surface plate has two sides perpendicular to the upper surface of the surface plate on the side of the first support member, namely, the side surface of the surface plate and the side surface of the groove formed in the surface plate along the Y-axis direction. and a guide extending in the Y-axis direction,
The first strut member is slidably supported on the upper surface of the guide, and the first strut member has two pairs of upper and lower side support members that sandwich the guide from above, below, left and right,
A three-dimensional coordinate measuring apparatus, wherein the drive mechanism includes a roller that abuts on the side surface of the surface plate, and a motor that is disposed at a position at least partially facing the side surface of the surface plate and rotates the roller.
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