JPH0349364B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、被測定物に測定子を三次元的に当接
させて被測定物の形状等を測定する三次元測定機
に係り、特に被測定物と測定子とを自動的に相対
移動させて測定する自動三次元測定機に関する。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a three-dimensional measuring machine that measures the shape of an object to be measured by bringing a contact point into three-dimensional contact with the object. The present invention relates to an automatic three-dimensional measuring machine that automatically moves a measuring element and a measuring element relative to each other for measurement.

［背景技術］ 一般に、三次元測定機における測定子の移動機
構としては、三次元の各軸の構造物を順次積重ね
ていく方法がとられているが、謂わゆる自動型の
場合は、積重ね方式とすると測定子側機構が次の
機構への荷重となるので高出力の駆動源を必要と
し、装置全体の大型化を招くという問題がある。
また、これは精度保証上も不利であり、かつ、移
動スピードの関係から測定能率が悪いという欠点
もある。[Background Art] Generally, the movement mechanism of the probe in a coordinate measuring machine is to sequentially stack structures on each three-dimensional axis, but in the case of the so-called automatic type, the stacking method is used. In this case, since the probe-side mechanism becomes a load on the next mechanism, a high-output drive source is required, leading to an increase in the size of the entire device.
Furthermore, this is disadvantageous in terms of accuracy assurance, and also has the disadvantage of poor measurement efficiency due to the moving speed.

これを解決すべく、本出願人は、測定子を三次
元的に移動させるのではなく、測定子側は二次元
的に移動させるとともに、被測定物を一次元的に
移動させて結果的に相対三次元移動させるテーブ
ル移動型自動三次元測定機を提案している。これ
によれば、測定子保持側移動機構は、一軸方向減
つた分、軽量、小型となり、前記欠点が解消され
る。しかしながら、テーブルの移動機構に新たな
問題が生じた。 In order to solve this problem, the applicant did not move the probe three-dimensionally, but instead moved the probe side two-dimensionally and moved the object to be measured one-dimensionally. We are proposing a moving table automatic three-dimensional measuring machine that moves relative three-dimensionally. According to this, the measuring element holding side moving mechanism becomes lighter and smaller due to the reduction in one axis direction, and the above-mentioned drawbacks are solved. However, a new problem arose in the table moving mechanism.

即ち、他の移動機構の可動部に対し、テーブル
移動型では可動部たるテーブルが大型となるた
め、総合精度が1μｍ以下を要求される測定機に
あつては、その移動の直線性等の確保が難しいと
いうことである。 In other words, compared to the movable parts of other moving mechanisms, the table that is the movable part of the table moving type is larger, so for measuring machines that require an overall accuracy of 1 μm or less, it is necessary to ensure the linearity of its movement, etc. This means that it is difficult.

一方、平面的テーブルを水平移動させるには、
熱的変形等を考慮してテーブルの一側を基準とし
た謂わゆる片側基準のテーブルとすることが多く
行われているが、測定機においては必ずしも得策
ではない。その収縮、伸張自体が測定精度に影響
を及ぼすが、その際に基準部位から離れた他側部
が大きな影響を受けるからである。これは、駆動
軸の配置関係で平行移動を困難とする問題、即
ち、駆動軸たる送りねじ軸を片側に配置すると、
この軸の曲がりによる他側の受ける影響が大きい
という問題もある。 On the other hand, to move a flat table horizontally,
In consideration of thermal deformation and the like, so-called one-sided reference tables are often used in which one side of the table is used as a reference, but this is not necessarily a good idea for measuring machines. This is because the contraction and expansion themselves affect the measurement accuracy, and at that time, the other side away from the reference region is greatly affected. This is a problem that makes parallel movement difficult due to the arrangement of the drive shafts.
There is also the problem that the other side is greatly affected by the bending of this shaft.

また、テーブルの固定側における案内は、一般
的にＶ溝の延長方向案内とされるが、これは直交
三軸のうち、Ｖ溝に直交する２軸の各軸方向の位
置規制の調整が困難なため、各軸方向毎の位置規
制の調整を正確に必要とする三次元測定機にあつ
ては、実用上採用すべき理由がない。この意味で
従来の三次元測定機ではテーブル移動型が採用さ
れていなかつたといえる。 In addition, the guidance on the fixed side of the table is generally guided in the extension direction of the V groove, but this makes it difficult to adjust the position regulation of the two axes that are orthogonal to the V groove among the three orthogonal axes. Therefore, there is no practical reason why this method should be used in a three-dimensional measuring machine that requires precise adjustment of positional regulation in each axial direction. In this sense, it can be said that the table moving type was not used in conventional coordinate measuring machines.

［発明の目的］ 本発明の目的は、テーブル移動型の自動三次元
測定機の特徴を発揮できる移動案内機構を備えた
自動三次元測定機を提供するにある。[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide an automatic three-dimensional measuring machine equipped with a movement guide mechanism that can exhibit the characteristics of a table-moving automatic three-dimensional measuring machine.

［発明の構成］ 本発明は、テーブルを水平面内の軸であるＹ軸
方向に自動駆動されるように設けるとともに、基
台を複数の水平出し治具で水平に設置し、前記テ
ーブルをその駆動方向であるＹ軸方向に直交する
テーブルの軸方向であるＸ軸方向の略中央におい
て基台側に軸支された送りねじ軸に連結し、この
送りねじ軸を中心としてその両側に設けられた前
記Ｘ軸に直交する相互に平行な一対の案内面を有
して前記Ｙ軸方向に沿つて配置された第１の案内
部材と、この第１の案内部材の各案内面に対応し
て設けられたエアベアリングとを含んで構成され
るＸ軸方向位置規制手段を設け、前記第１の案内
部材のＸ軸方向両側位置においてＺ軸方向に直交
する相互に平行な２つの案内面を有してＹ軸方向
に沿つて基台に一対固定された第２の案内部材
と、この第２の案内部材の各案内面にそれぞれ対
応して設けられたエアベアリングとを含んで構成
されるＺ軸方向位置規制手段を設け、これらのＸ
およびＺ軸方向位置規制手段を介して前記テーブ
ルを基台に案内するようにしたもので、これによ
り送りねじ軸をテーブルの幅方向の略中央に配置
したことでねじ軸の曲がり等による影響を片側基
準の場合に比べて約半分に減少させ、かつ、テー
ブル移動の基準となる基台を水平出し治具で水平
に調整できるようにするとともに、ＸおよびＺ軸
方向位置規制手段を各別に設けることにより各軸
毎の調整を可能としてテーブルの正確な送りを達
成しうるようにしたものである。[Structure of the Invention] The present invention provides a table that is automatically driven in the Y-axis direction, which is an axis in a horizontal plane, and a base that is installed horizontally with a plurality of leveling jigs, and that drives the table. It is connected to a feed screw shaft that is pivotally supported on the base side at approximately the center of the X-axis direction, which is the axial direction of the table, which is perpendicular to the Y-axis direction, and is provided on both sides of the feed screw shaft. a first guide member having a pair of mutually parallel guide surfaces perpendicular to the X-axis and arranged along the Y-axis direction; and a first guide member provided corresponding to each guide surface of the first guide member. and an X-axis direction position regulating means configured to include an air bearing with a fixed position, and having two mutually parallel guide surfaces orthogonal to the Z-axis direction at both sides of the first guide member in the X-axis direction. A Z-axis comprising a pair of second guide members fixed to a base along the Y-axis direction, and air bearings provided corresponding to each guide surface of the second guide members. A direction position regulating means is provided, and these X
The table is guided to the base via the Z-axis direction position regulating means, and by arranging the feed screw shaft approximately at the center of the table in the width direction, the influence of bending of the screw shaft, etc. can be avoided. This is reduced by about half compared to the case of one-sided reference, and the base, which is the reference for table movement, can be adjusted horizontally using a leveling jig, and position regulating means in the X and Z axis directions are provided separately. This makes it possible to adjust each axis and achieve accurate table feeding.

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings.

全体構成を示す第１図および第２図において、
天然石材、セラミツク等の石様部材からなる基台
１０は、複数の水平出し治具３０を介して設置床
１上に水平に設置される。この基台１０は略凸字
状に形成されるとともに、この凸字状の基台１０
の上面中央には基台１０と同様の石様部材からな
りＹ軸方向の案内面を形成する第１の案内部材１
１がねじ止め固定され、さらに、この第１の案内
部材１１の両側には同じく石様部材からなる偏平
な一対の第２の案内部材１２が一部を基台１０の
凸部上面から突出された状態で対称にねじ止め固
定されている。この際、案内部材１１および第２
の案内部材１２の基台１０への固定構造は、基台
１０に設けられた盲孔１３内に接着固定された固
定金具１４のねじ孔に第１の案内部材１１あるい
は第２の案内部材１２を貫通してボルト１６をね
じ込むことによりなされる。また、本明細書にお
けるＸ軸方向とは第２図中左右方向を、Ｙ軸方向
とは同図中紙面直交方向を、Ｚ軸方向とは同図中
上下方向すなわち鉛直方向を意味し、従つて、こ
れらのＸ、Ｙ、Ｚ軸はＸおよびＹ軸を水平方向の
軸とし、Ｚ軸方向を鉛直方向とする互いに直交す
る三軸とされている。 In Figures 1 and 2 showing the overall configuration,
A base 10 made of a stone-like member such as natural stone or ceramic is horizontally installed on the installation floor 1 via a plurality of leveling jigs 30. This base 10 is formed in a substantially convex shape, and the convex base 10
At the center of the upper surface is a first guide member 1 made of a stone-like member similar to the base 10 and forming a guide surface in the Y-axis direction.
1 is fixed with screws, and furthermore, on both sides of this first guide member 11, a pair of flat second guide members 12 also made of stone-like members are partially protruded from the upper surface of the convex portion of the base 10. It is fixed with screws symmetrically. At this time, the guide member 11 and the second
The structure for fixing the guide member 12 to the base 10 is such that the first guide member 11 or the second guide member 12 is inserted into a screw hole of a fixing fitting 14 adhesively fixed in a blind hole 13 provided in the base 10. This is done by screwing the bolt 16 through. Furthermore, in this specification, the X-axis direction means the left-right direction in FIG. 2, the Y-axis direction means the direction perpendicular to the plane of the paper in the same figure, and the Z-axis direction means the up-down direction in the same figure, that is, the vertical direction. These X, Y, and Z axes are three axes orthogonal to each other, with the X and Y axes being horizontal axes and the Z axis being vertical.

前記水平出し治具３０は、側面略凹字状に形成
されたベース３１と、このベース３１内に摺動自
在に収納され上面に傾斜面を形成された摺動片３
３と、前記ベース３１の立上り部に進退可能にね
じ込まれ前記摺動片３３をベース３１の底面に沿
つて進退させるボルト３４と、前記ベース３１の
両側の側壁内に上下方向摺動可能に設けられると
ともに前記摺動片３３の傾斜面に係合する傾斜面
を有しかつ前記基台１０の下面に当接された当接
片３６とから構成され、前記ボルト３４をまわす
ことにより両傾斜面の作用によつて設置床１に対
する基台１０の高さ位置を調整し、基台１０の水
平位置出しを行なえるようになつている。 The leveling jig 30 includes a base 31 having a substantially concave side surface, and a sliding piece 3 that is slidably housed in the base 31 and has an inclined surface on its upper surface.
3, a bolt 34 that is screwed into the upright portion of the base 31 so as to be movable and moves the sliding piece 33 back and forth along the bottom surface of the base 31; and a contact piece 36 which has an inclined surface that engages with the inclined surface of the sliding piece 33 and is in contact with the lower surface of the base 10, and by turning the bolt 34, both inclined surfaces can be moved. By this action, the height position of the base 10 with respect to the installation floor 1 can be adjusted, and the horizontal position of the base 10 can be determined.

前記第１の案内部材１１の両側位置には、前記
水平出し治具３０と同様に傾斜面を利用した複数
対例えば３対以上、実際には16ないし32対程度の
曲がり矯正手段４０が配置され、第１の案内部材
１１の両側に形成されたＸ軸方向移動規制用平行
案内面１８の真直度が出せるようになつている。 On both sides of the first guide member 11, a plurality of pairs of bend correction means 40, for example, 3 or more pairs, in fact about 16 to 32 pairs, are disposed using inclined surfaces similarly to the leveling jig 30. , the straightness of the parallel guide surfaces 18 for restricting movement in the X-axis direction formed on both sides of the first guide member 11 can be maintained.

前記基台１０上には金属製のテーブル５０がＹ
軸方向に移動可能に設けられている。このテーブ
ル５０の下面には、前記第１の案内部材１１の平
行案内面１８に対向されるエアベアリング５１が
ブラケツト５２を介して取付けられるとともに、
前記第２の案内部材１２の上下のＺ軸方向移動規
制用平行案内面２０のうち上方の案内面２０に対
向される比較的大型のエアベアリング５３が設け
られ、更に、平行案内面２０の下側の案内面２０
に対向されるエアベアリング５４がブラケツト５
５を介して取付けられ、これらの各エアベアリン
グ５１，５３，５４によりテーブル５０は基台１
０上をわずかな力で移動できるようにされ、か
つ、第１の案内部材１１とエアベアリング５１と
の作用によりＸ軸方向への移動が規制され、ま
た、第２の案内部材１２とエアベアリング５３，
５４との作用によりＺ軸方向の移動が各軸別に調
整されて規制され、Ｙ軸方向にのみ真直に移動で
きるようになつている。従つて、第１の案内部材
１１とエアベアリング５１とでＸ軸方向位置規制
手段が構成され、第２の案内部材１２とエアベア
リング５３，５４とでＺ軸方向位置規制手段が構
成される。 A metal table 50 is placed on the base 10.
It is provided so as to be movable in the axial direction. An air bearing 51 facing the parallel guide surface 18 of the first guide member 11 is attached to the lower surface of the table 50 via a bracket 52.
A relatively large air bearing 53 is provided to face the upper guide surface 20 of the parallel guide surfaces 20 for regulating the vertical movement of the second guide member 12 in the Z-axis direction, and a relatively large air bearing 53 is provided below the parallel guide surface 20. Side guide surface 20
The air bearing 54 facing the bracket 5
5, and these air bearings 51, 53, 54 allow the table 50 to be attached to the base 1.
0 with a slight force, movement in the X-axis direction is regulated by the action of the first guide member 11 and the air bearing 51, and the second guide member 12 and the air bearing 53,
54, the movement in the Z-axis direction is adjusted and restricted for each axis, and straight movement can only be made in the Y-axis direction. Therefore, the first guide member 11 and the air bearing 51 constitute a position regulating means in the X-axis direction, and the second guide member 12 and the air bearings 53 and 54 constitute a position regulating means in the Z-axis direction.

また、基台１０とテーブル５０との間には、テ
ーブル５０をＹ軸方向に駆動するＹ軸方向駆動機
構６０が設けられている。このＹ軸方向駆動機構
６０は、第３図に示されるように、基台１０にブ
ラケツト６１を介して固定されたモータ６２と、
このモータ６２の出力軸に連結されたボールねじ
軸からなる送りねじ軸６４と、この送りねじ軸６
４に移動可能に螺合されるとともにブラケツト６
５を介してテーブル５０に固定されたナツト部材
６６とを備えて構成され、モータ６２の駆動によ
りテーブル５０をＹ軸方向に駆動できるようにな
つている。この際、送りねじ軸６４は第１の案内
部材１１の溝２１内に配置され、これにより送り
ねじ軸６４はテーブル５０の幅方向即ちＸ軸方向
の中間、略中央に位置するようにされている。 Furthermore, a Y-axis direction drive mechanism 60 is provided between the base 10 and the table 50 to drive the table 50 in the Y-axis direction. As shown in FIG. 3, this Y-axis direction drive mechanism 60 includes a motor 62 fixed to the base 10 via a bracket 61,
A feed screw shaft 64 consisting of a ball screw shaft connected to the output shaft of this motor 62;
4 is movably screwed into the bracket 6.
5 and a nut member 66 fixed to the table 50 via a nut member 66, and the table 50 can be driven in the Y-axis direction by driving the motor 62. At this time, the feed screw shaft 64 is disposed within the groove 21 of the first guide member 11, so that the feed screw shaft 64 is located at the middle of the table 50 in the width direction, that is, in the X-axis direction, approximately at the center. There is.

前記モータ６２によるテーブル５０の送り量
は、第２図に示されるように、前記第１の案内部
材１１側に設けられたスケール７６およびテーブ
ル５０のブラケツト５２側に設けられた検出部７
７からなるＹ軸方向移動量計測手段７５により計
測され、また、テーブル５０の原点位置即ち絶対
位置測定するための零点位置は、前記第１の案内
部材１１側に設けられたゼロマーク８１およびテ
ーブル５０側に設けられた検出スイツチ８２から
なるゼロセツト手段８０により設定されるように
なつている。さらに、テーブル５０の移動範囲の
規制は、基台１０上に設けられたドツク８５およ
びテーブル５０側に設けられた図示しないリミツ
トスイツチにより行われるようになつている。 The amount of feed of the table 50 by the motor 62 is determined by a scale 76 provided on the first guide member 11 side and a detection unit 7 provided on the bracket 52 side of the table 50, as shown in FIG.
7, and the zero point position for measuring the origin position of the table 50, that is, the absolute position, is determined by the zero mark 81 provided on the first guide member 11 side and the table 50. It is set by a zero set means 80 consisting of a detection switch 82 provided on the 50 side. Furthermore, the movement range of the table 50 is controlled by a dot 85 provided on the base 10 and a limit switch (not shown) provided on the table 50 side.

第２図において、前記基台１０の両側面には
夫々支柱９０が固定されている。この支柱９０の
基台１０に対する固定構造は、基台１０の両側面
に沿つてＹ軸方向に夫々複数箇所設けられた孔２
２内に挿入された略杵状の締付金具２３に貫孔２
４を貫通してねじ込まれるボルト２５により行わ
れている。これらの支柱９０は夫々鉄等の金属か
ら形成されるとともに、これらの支柱９０の上端
間には前記基台１０と同様な石様部材からなる非
移動体側構造体としての梁１００が横架固定され
ている。この梁１００と支柱９０との固定構造
も、前記支柱９０と基台１０との固定構造と同様
に、天然石材等からなる梁１００側に設けられた
孔１０１と、この孔１０１内に挿入される金属材
からなる略杵状の締付金具１０２と、梁１００側
に設けられた貫孔１０３を貫通して挿入され締付
金具１０２のねじ穴に螺合されるボルト１０４と
から構成されている。 In FIG. 2, pillars 90 are fixed to both sides of the base 10, respectively. The structure of fixing the support column 90 to the base 10 consists of holes 2 provided at a plurality of locations along both sides of the base 10 in the Y-axis direction.
A through-hole 2 is inserted into the approximately pestle-shaped tightening fitting 23 inserted into the hole 2.
This is done by a bolt 25 that is screwed through the hole 4. Each of these pillars 90 is made of metal such as iron, and a beam 100 as a non-movable object side structure made of a stone-like member similar to the base 10 is horizontally fixed between the upper ends of these pillars 90. has been done. The fixing structure between the beam 100 and the column 90 is similar to the fixing structure between the column 90 and the base 10, and the structure is similar to the fixing structure between the column 90 and the base 10. The bolt 104 is inserted through a through hole 103 provided on the side of the beam 100 and is screwed into a screw hole of the tightening fitting 102. There is.

前記梁１００上にはスライダ１１０がＸ軸方向
移動自在に支持されるとともに、このスライダ１
１０は、モータ１２２、送りねじ軸１２４、ナツ
ト部材１２９等からなるＸ軸方向駆動機構１２０
によりＸ軸方向に自動送りされ、かつ、梁１００
の背面にはスライダ１１０をＸ軸方向に案内する
ためのガイドレール１０５およびスライダ１１０
の移動量を検出するためのスケール１０６が夫々
設けられている。 A slider 110 is supported on the beam 100 so as to be movable in the X-axis direction.
10 is an X-axis direction drive mechanism 120 consisting of a motor 122, a feed screw shaft 124, a nut member 129, etc.
The beam 100 is automatically fed in the X-axis direction by
A guide rail 105 and a slider 110 for guiding the slider 110 in the X-axis direction are provided on the back side of the slider 110.
A scale 106 for detecting the amount of movement is provided respectively.

前記スライダ１１０は、第４図に示されるよう
に、前記梁１００を囲むように設けられるととも
に梁１００の四角の各面に対向して夫々エアベア
リング１１１を有するＸ軸方向案内用軸受箱１１
２と、このＸ軸方向案内用軸受箱１１２の前面に
取付けられるとともに内部に平面四角形状に配置
されたエアベアリング１１３を有する上下一対の
Ｚ軸方向案内用軸受箱１１４と、これらのＺ軸方
向案内用軸受箱１１４内にＺ軸方向移動自在に挿
入されたＺ軸構造物１８０と、前記Ｘ軸方向案内
用軸受箱１１２上に立設された支持フレーム１１
５に支持されたＺ軸方向駆動機構１４０と、前記
支持フレーム１１５の上端部に設けられるととも
に前記Ｚ軸方向駆動機構１４０の自由回転を阻止
して前記Ｚ軸構造物１８０の落下を防止するロツ
ク装置１６０とを備えている。 As shown in FIG. 4, the slider 110 includes a bearing box 11 for guiding in the X-axis direction, which is provided so as to surround the beam 100 and has air bearings 111 facing each square surface of the beam 100.
2, a pair of upper and lower bearing boxes 114 for Z-axis direction guidance, each having an air bearing 113 mounted on the front surface of this X-axis direction guidance bearing box 112 and arranged inside in a rectangular planar shape; A Z-axis structure 180 inserted into the guiding bearing box 114 so as to be movable in the Z-axis direction, and a support frame 11 erected on the X-axis guiding bearing box 112.
5, and a lock provided at the upper end of the support frame 115 to prevent free rotation of the Z-axis drive mechanism 140 and prevent the Z-axis structure 180 from falling. A device 160 is provided.

前記Ｚ軸方向駆動機構１４０は、前記支持フレ
ーム１１５に支持されたモータ１４１と、このモ
ータ１４１によりタイミングベルト１４２を介し
て回転駆動されるとともに支持フレーム１１５の
上下部に夫々その上下端部を回転自在に支持され
た比較的大きな例えば４mm以上のねじピツチを有
する送りねじ軸１４５と、この送りねじ軸１４５
に軸方向移動可能に支持されたナツト部材１４６
と、このナツト部材１４６に回転自在に支持され
るとともに前記支持フレーム１１５の第４図中手
前側の壁面（図示せず）に取付けられたガイドレ
ール１４７の両側壁を挟持するように当接されガ
イドレール１４７に沿つてナツト部材１４６をＺ
軸方向移動容易かつ回動不能に案内する一対のロ
ーラ１４８と、前記ナツト部材１４６に固定され
た連結板１４９と、この連結板１４９の突出端上
下面に送りねじ軸１４５の軸方向移動不可能かつ
半径方向移動容易に連結されるとともに前記Ｚ軸
構造物１８０の上端部に固定されたブラケツト１
５２と、を備えて構成され、前記モータ１４１の
駆動によりブラケツト１５２を介してＺ軸構造物
１８０をＺ軸方向に駆動できるようになつてい
る。この際、送りねじ軸１４５の曲がり、偏心等
による影響は、連結板１４９に対し送りねじ軸１
４５の軸方向移動不可能かつ半径方向移動可能に
された部分で吸収され、Ｚ軸構造物１８０にはナ
ツト部材１４６のＺ軸方向の動きだけが伝達され
るようになつている。 The Z-axis direction drive mechanism 140 includes a motor 141 supported by the support frame 115, and is rotationally driven by the motor 141 via a timing belt 142, and rotates its upper and lower ends to the upper and lower parts of the support frame 115, respectively. A freely supported feed screw shaft 145 having a relatively large screw pitch of, for example, 4 mm or more;
a nut member 146 axially movably supported by the nut member 146;
The guide rail 147 is rotatably supported by the nut member 146 and is attached to the wall surface (not shown) on the front side in FIG. 4 of the support frame 115. Z the nut member 146 along the guide rail 147
A pair of rollers 148 that are guided in an axially movable manner but not rotatable, a connecting plate 149 fixed to the nut member 146, and a feed screw shaft 145 that is attached to the upper and lower surfaces of the protruding end of this connecting plate 149 so that it cannot be axially moved. A bracket 1 is connected to the Z-axis structure 180 for easy movement in the radial direction and is fixed to the upper end of the Z-axis structure 180.
52, and the Z-axis structure 180 can be driven in the Z-axis direction via the bracket 152 by driving the motor 141. At this time, the influence of bending, eccentricity, etc. of the feed screw shaft 145 is such that the feed screw shaft 145
45 which is immovable in the axial direction but movable in the radial direction, and only the movement of the nut member 146 in the Z-axis direction is transmitted to the Z-axis structure 180.

前記Ｚ軸構造物１８０は、四角筒からなりＺ軸
部材としての中空の筐体１８１を備えるととも
に、この筐体１８１内にエアバランス機構１９０
およびプローブ着脱機構２００を備えている。こ
のエアバランス機構１９０は、筐体１８１に固定
されるとともに下端を開放されたシリンダ１９１
と、このシリンダ１９１内に収納されるとともに
前記支持フレーム１１５にピストンロツド１９４
を介して支持されたピストン１９２とを備えて構
成され、このピストン１９２とシリンダ１９１の
上部との間に圧縮空気を供給することにより、こ
の圧縮空気の作用でＺ軸構造物１８０の重量を支
持してＺ軸構造物１８０の自重による送りねじ軸
１４５側への負荷の軽減が図られている。また、
筐体１８１と前記支柱フレーム１１５との間には
図示しないスケールと検出器とからなるＺ軸方向
移動量検出手段が設けられ、Ｚ軸構造物１８０の
軸方向の移動量が検出されるようになつている。 The Z-axis structure 180 is made of a square tube and includes a hollow housing 181 as a Z-axis member, and has an air balance mechanism 190 inside the housing 181.
and a probe attachment/detachment mechanism 200. This air balance mechanism 190 includes a cylinder 191 that is fixed to a housing 181 and has an open bottom end.
A piston rod 194 is housed in the cylinder 191 and is attached to the support frame 115.
By supplying compressed air between the piston 192 and the upper part of the cylinder 191, the weight of the Z-axis structure 180 is supported by the action of this compressed air. This is intended to reduce the load on the feed screw shaft 145 due to the weight of the Z-axis structure 180. Also,
A Z-axis direction movement detection means consisting of a scale and a detector (not shown) is provided between the housing 181 and the support frame 115 so that the axial movement amount of the Z-axis structure 180 can be detected. It's summery.

前記プローブ着脱機構２００は、その内部に回
転可能なＺスピンドル２２０を備え、このＺスピ
ンドル２２０の下端に設けられたプローブ収付用
孔にはプローブホルダ２５０を（第１，２図参
照）介して測定子２８１を有するタツチ信号プロ
ーブ２８０が取付けられている。 The probe attaching/detaching mechanism 200 includes a rotatable Z spindle 220 therein, and a probe holder 250 is inserted into the probe accommodating hole provided at the lower end of the Z spindle 220 (see FIGS. 1 and 2). A touch signal probe 280 having a measuring tip 281 is attached.

前記テーブル５０上には、その一端側即ち第１
図中右奥側にプローブストツカ２９０が設けられ
ている。このプローブストツカ２９０は、保持台
２９１を介してテーブル５０と所定間隔をおいて
取付けられた保持板２９３（第２図参照）を備
え、この保持板２９３にはテーブル５０の他端側
即ち第１図中、左手前側に向つて開口された多数
のＵ字状の切欠部２９２が設けられ、これらの切
欠部２９２には所定のタツチ信号プローブ２８０
を有するプローブホルダ２５０が、所定の取付姿
勢で載置支持されている。 On the table 50, one end side, that is, the first
A probe stocker 290 is provided on the back right side in the figure. This probe stocker 290 includes a holding plate 293 (see FIG. 2) attached to the table 50 at a predetermined distance via a holding stand 291. In FIG. 1, a large number of U-shaped notches 292 are provided that open toward the front left side, and predetermined touch signal probes 280 are inserted into these notches 292.
A probe holder 250 having a probe holder 250 is mounted and supported in a predetermined mounting posture.

なお、第１図中符号３１０は、簡略図示されて
いるが、表示部３１１を有するとともに図示しな
いプリンタ、CRT等の周辺機器を有し、更に、
内部に演算機能、記憶機能等を持つ計算機システ
ムを有し、所定のプログラムに従つて各部の動き
を制御する制御装置、符号３２０はテーブル５０
上に載置された被測定物、符号２６はＹ軸方向駆
動機構６０を防塵する蛇腹カバー、符号２７はサ
イドカバーである。 Although the reference numeral 310 in FIG. 1 is shown in a simplified manner, it has a display section 311 and peripheral devices such as a printer and a CRT (not shown), and further includes:
Reference numeral 320 represents a table 50, which is a control device that includes a computer system having arithmetic functions, storage functions, etc., and controls the movement of each part according to a predetermined program.
The objects to be measured placed thereon include a bellows cover 26 for dustproofing the Y-axis direction drive mechanism 60, and a side cover 27.

次に、本実施例の作用につき説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.

制御装置３１０からの指令により、テーブル５
０をＺ軸方向駆動機構６０により駆動し、Ｚスピ
ンドル２２０の下方にプローブストツカ２９０を
位置させ、この状態でスライダ１１０およびＺ軸
構造物１８０をＸおよびＺ軸方向に移動させてＺ
スピンドル２２０の下端にプローブストツカ２９
０上の所定のプローブホルダ２５０を挿入固着す
る。このプローブホルダ２５０のＺスピンドル２
２０への取付けは、Ｚスピンドル２２０内に設け
られた図示しないプローブ支持手段により行われ
る。 According to a command from the control device 310, the table 5
0 is driven by the Z-axis direction drive mechanism 60, the probe stocker 290 is positioned below the Z-spindle 220, and in this state, the slider 110 and the Z-axis structure 180 are moved in the X and Z-axis directions to move the Z-axis.
A probe stocker 29 is attached to the lower end of the spindle 220.
A predetermined probe holder 250 on 0 is inserted and fixed. Z spindle 2 of this probe holder 250
Attachment to the probe 20 is performed by means of a probe support means (not shown) provided within the Z spindle 220.

ついで、テーブル５０を後退させれば、プロー
ブホルダ２５０がプローブストツカ２９０から外
れ、タツチ信号プローブ２８０による測定が可能
な状態となる。この状態で、Ｚ軸構造物１８０、
スライダ１１０およびテーブル５０を制御装置３
１０からの指令によりＺ、Ｘ、Ｙ軸方向に移動さ
せながらタツチ信号プローブ２８０の測定子２８
１を被測定物３２０の被測定個所に順次当接させ
て被測定物３２０の形状測定を行い、制御装置３
１０の表示部３１１に表示させ、かつ、プリント
アウトさせる。 Next, when the table 50 is moved backward, the probe holder 250 is removed from the probe stocker 290, and measurement by the touch signal probe 280 becomes possible. In this state, the Z-axis structure 180,
The slider 110 and the table 50 are controlled by the control device 3
The probe 28 of the touch signal probe 280 is moved in the Z, X, and Y axis directions according to commands from the probe 10.
The shape of the object to be measured 320 is measured by sequentially bringing the control device 3 into contact with the measurement points of the object to be measured 320.
10 on the display section 311 and printed out.

上述のような本実施例によれば、テーブル５０
を可動型にすることにより、測定子２８１を有す
る可動部分をスライダ１１０以後の軽量な部分と
して測定子２８１側における可動部の重量による
撓みを極めて少なくして測定精度の向上を図るこ
とができる。可動型のテーブル５０において、そ
の駆動用の送りねじ軸６４をテーブル５０の中
間、特にその中央部に配置したから、その片側に
配置したものに比べ送りねじ軸６４の曲がり等に
より生じるテーブル５０の側縁における誤差を小
さくできる。また、テーブル５０のＹ軸方向への
案内にあたり、Ｙ軸に直交するＸ軸方向およびＺ
軸方向への移動の規制は、それぞれ第１の案内部
材１１および第２の案内部材１２で各別に行うよ
うにしたから、Ｖ溝で規制する構造に比べ極めて
高精度に案内できる。この際、第１、第２の案内
部材１１，１２は、共に基台１０とは別体に製作
されているから、それらの各案内面１８，２０を
容易に平行面に形成でき、かつ、第１の案内部材
１１は曲がり矯正手段４０により真直に矯正でき
るから、この点からもより高精度な案内を行え
る。更に、第１、第２の案内部材１１，１２は共
に天然石材等の石様部材であるから経年変化が極
めて少なく長年にわたり精度保証をできる。ま
た、テーブル５０の支持は、エアベアリング５
１，５３，５４により行われるから、Ｙ軸方向駆
動機構６０の負荷を小さくできる。更に、送りね
じ軸６４をテーブル５０の幅方向に配置したか
ら、エアベアリング５１，５３，５４への空気停
止時におけるクリアランスは、送りねじ軸６４の
僅かな撓みによつて吸収できる。 According to this embodiment as described above, the table 50
By making the measuring element 281 movable, the movable part having the measuring element 281 is made a lightweight part after the slider 110, and the deflection due to the weight of the movable part on the measuring element 281 side can be extremely reduced, thereby improving measurement accuracy. In the movable table 50, the feed screw shaft 64 for driving the table 50 is arranged in the middle of the table 50, especially in the center thereof, so compared to a case where the feed screw shaft 64 is arranged on one side, the table 50 is less likely to be bent due to bending of the feed screw shaft 64. Errors at the side edges can be reduced. In addition, when guiding the table 50 in the Y-axis direction, the X-axis direction perpendicular to the Y-axis and the Z-axis direction
Since the movement in the axial direction is regulated separately by the first guide member 11 and the second guide member 12, guidance can be achieved with extremely high precision compared to a structure in which the movement is regulated by a V-groove. At this time, since the first and second guide members 11 and 12 are both manufactured separately from the base 10, their respective guide surfaces 18 and 20 can be easily formed into parallel surfaces, and Since the first guide member 11 can be straightened by the bend correction means 40, more accurate guidance can be achieved from this point as well. Furthermore, since both the first and second guide members 11 and 12 are made of stone-like members such as natural stone, there is very little deterioration over time, and accuracy can be guaranteed for many years. Additionally, the table 50 is supported by an air bearing 5.
1, 53, and 54, the load on the Y-axis direction drive mechanism 60 can be reduced. Furthermore, since the feed screw shaft 64 is disposed in the width direction of the table 50, the clearance when the air to the air bearings 51, 53, and 54 is stopped can be absorbed by slight deflection of the feed screw shaft 64.

なお、前記実施例における駆動源としてのモー
タ６２，１２２，１４１は、AC，DC、パルス電
動機に限らず、エアモータ、油圧モータ等でもよ
い。 The motors 62, 122, 141 as drive sources in the above embodiments are not limited to AC, DC, or pulse motors, but may also be air motors, hydraulic motors, or the like.

上述のように本発明によれば、テーブル移動型
の自動三次元測定機を実現するのに有効な移動案
内機構を提供できるという効果がある。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a movement guide mechanism that is effective for realizing a table moving type automatic three-dimensional measuring machine.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す斜
視図、第２図はその一部を切欠いた正面図、第３
図はＹ軸方向駆動機構の拡大側面図、第４図はス
ライダの一部を切欠いた拡大側面図である。 １０……基台、１１，１２……Ｙ軸方向の案内
面を形成しＸおよびＺ軸方向位置規制手段を構成
する第１、第２の案内部材、１８，２０……平行
案内面、５０……テーブル、５１，５３，５４…
…エアベアリング、６０……Ｙ軸方向駆動機構、
６２……モータ、６４……送りねじ軸、６６……
ナツト部材、１２０……Ｘ軸方向駆動機構、１２
２……モータ、１２４……送りねじ軸、１２９…
…ナツト部材、１４０……Ｚ軸方向駆動機構、１
４１……モータ、１４５……送りねじ軸、１４６
……ナツト部材、１８０……Ｚ軸構造物、２２０
……Ｚスピンドル、２８０……タツチ信号プロー
ブ、２８１……測定子、３１０……制御装置、３
２０……被測定物。 Fig. 1 is a perspective view showing the overall configuration of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a partially cutaway front view, and Fig. 3 is a partially cutaway front view.
The figure is an enlarged side view of the Y-axis direction drive mechanism, and FIG. 4 is an enlarged side view with a portion of the slider cut away. 10... Base, 11, 12... First and second guide members forming a guide surface in the Y-axis direction and configuring position regulating means in the X and Z-axis directions, 18, 20... Parallel guide surface, 50 ...Table, 51, 53, 54...
...Air bearing, 60...Y-axis direction drive mechanism,
62...Motor, 64...Feed screw shaft, 66...
Nut member, 120...X-axis direction drive mechanism, 12
2...Motor, 124...Feed screw shaft, 129...
... Nut member, 140 ... Z-axis direction drive mechanism, 1
41...Motor, 145...Feed screw shaft, 146
... Nut member, 180 ... Z-axis structure, 220
... Z spindle, 280 ... Touch signal probe, 281 ... Measuring head, 310 ... Control device, 3
20...Object to be measured.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ三軸のうちＹ軸を
水平面内の軸とし、先端にタツチ信号プローブを
有し基台に対し相対的にＸおよびＺ軸方向に自動
駆動されるＺスピンドルと、Ｙ軸方向に自動駆動
されるテーブルとを備えた自動三次元測定機であ
つて、前記基台を複数の水平出し治具で水平に設
置し、前記テーブルをその駆動方向であるＹ軸方
向に直交する幅方向であるＸ軸方向の略中央にお
いて基台側に軸支された送りねじ軸に連結すると
ともに、この送りねじ軸を中心としてその両側に
設けられた前記Ｘ軸に直交する相互に平行な一対
の案内面を有して前記Ｙ軸方向に沿つて配置され
た第１の案内部材と、この第１の案内部材の各案
内面に対応して設けられたエアベアリングとを含
んで構成されるＸ軸方向位置規制手段を設け、前
記第１の案内部材のＸ軸方向両側位置においてＺ
軸方向に直交する相互に平行な２つの案内面を有
してＹ軸方向に沿つて基台に一対固定された第２
の案内部材と、この第２の案内部材の各案内面に
それぞれ対応して設けられたエアベアリングとを
含んで構成されるＺ軸方向位置規制手段を設け、
これらのＸおよびＺ軸方向位置規制手段を介して
前記テーブルを基台に案内したことを特徴とする
自動三次元測定機。1 Of the three axes X, Y, and Z that are orthogonal to each other, the Y axis is the axis in the horizontal plane, and the Z spindle has a touch signal probe at the tip and is automatically driven in the X and Z axis directions relative to the base. , and a table that is automatically driven in the Y-axis direction, the base is installed horizontally with a plurality of leveling jigs, and the table is automatically driven in the Y-axis direction, which is the driving direction. It is connected to a feed screw shaft pivotally supported on the base side at approximately the center of the X-axis direction, which is the width direction perpendicular to the A first guide member having a pair of guide surfaces parallel to the Y-axis direction and arranged along the Y-axis direction, and an air bearing provided corresponding to each guide surface of the first guide member. an X-axis direction position regulating means configured of
A pair of second guide surfaces having two mutually parallel guide surfaces perpendicular to the axial direction and fixed to the base along the Y-axis direction.
and an air bearing provided corresponding to each guide surface of the second guide member,
An automatic three-dimensional measuring machine characterized in that the table is guided to a base via these X- and Z-axis direction position regulating means.