JPH08114442A - 座標測定機 - Google Patents

座標測定機

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JPH08114442A
JPH08114442A JP6277069A JP27706994A JPH08114442A JP H08114442 A JPH08114442 A JP H08114442A JP 6277069 A JP6277069 A JP 6277069A JP 27706994 A JP27706994 A JP 27706994A JP H08114442 A JPH08114442 A JP H08114442A
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JP
Japan
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air
axis
axis spindle
spindle
coordinate measuring
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Withdrawn
Application number
JP6277069A
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English (en)
Inventor
Yasuo Aoki
保夫 青木
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Z軸スピンドルの変形を抑制し、Z軸スピン
ドルの真直精度の悪化を防ぐ。 【構成】 エアベアリング26a〜26dに供給される
高圧空気と同温の高圧空気を中空のZ軸スピンドル8内
に供給することによって、Z軸スピンドル8の外壁面と
内壁面とに温度差が生じないようにし、Z軸スピンドル
8が例えば樽形や糸巻き形に変形するのを防ぐようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は座標測定機に関し、特
に門型構造体を有する座標測定機に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の三次元測定機の斜視図であ
る。測定対象物を載せる定盤101上には門型構造体1
02が取り付けられる。門型構造体102は、支柱10
3と支柱104と両支柱103,104の上部に架け渡
されたX軸ビーム105とで構成されている。定盤10
1上の片側にはY軸ガイドレール106が敷設され、Y
軸ガイドレール106には支柱103の下部が図示しな
いエアベアリングを介してY軸方向にスライド可能に嵌
合されている。Y軸ガイドレール106の反対側には支
柱104がエアベアリング124を介してスライド可能
に配置されている。X軸ビーム105にはX軸キャリッ
ジ107がエアベアリング125を介してX軸方向にス
ライド可能に嵌合され、X軸キャリッジ107はZ軸ス
ピンドル108を後述のエアベアリング(図5参照)を
介してZ軸方向にスライド可能に支持している。Z軸ス
ピンドル108の先端には測定子110が設けられてい
る。X軸ビーム105にはZ軸方向に開いた移動空間1
09が設けられ、Z軸スピンドル108が通る。
【0003】図5は図4のB−B線に沿う断面図であ
る。Z軸スピンドル108は軽量化及び配線を考慮した
中空の直方体であり、Z軸スピンドル108の上部から
Z軸スピンドル108の内部に信号ケーブル120が挿
入されている。信号ケーブル120はZ軸スピンドル1
08内を通り、Z軸スピンドル108の下部から外部へ
出て測定子110に接続されている。Z軸スピンドル1
08の側面108a,108b,108c,108dに
はエアベアリング126a,126b,126c,12
6dが対向配置され、それらのエアベアリング126a
〜126dによってZ軸スピンドル108がX軸方向及
びY軸方向の移動を規制され、Z軸方向だけ移動できる
ように支持されている。エアベアリング126b,12
6dはX軸キャリッジ107に螺着された調整ネジ11
1b,111dの先端にボール112b,112dを介
して支持されている。エアベアリング126a,126
cはX軸キャリッジ107にスライド可能に支持された
ピストン113a,113cの先端にボール114a,
114cを介して支持されている。ピストン113a,
113cはバネ115a,115cによってZ軸スピン
ドル108の側面108a,108c側へ押圧されてい
る。バネ115a,115cはX軸キャリッジ107の
外周面に固定されたケース116a,116c内に収容
されている。
【0004】エアベアリング126a,126cの空気
吹出し面とエアベアリング126b,126dの空気吹
出し面とはZ軸スピンドル108を介して対向してい
る。エアベアリング126a,126cの空気吹出し面
はZ軸スピンドル108の側面108a,108cとそ
れぞれ対向し、エアベアリング126b,126dは側
面108a,108cの反対に位置するZ軸スピンドル
108の側面108b,108dとそれぞれ対向してい
る。エアベアリング126a,126cはいわゆるばね
予圧式エアベアリング構造になっており、Z軸スピンド
ル108は剛性の高い(低くない)方のエアベアリング
126b,126dの空気吹出し面と対向する側面10
8b,108dの真直度にならって移動し、剛性の低い
方のエアベアリング126a,126cの空気吹出し面
と対向する側面108a,108cの影響を受けにく
い。更に、Z軸スピンドル108の側面108a〜10
8cの平行度が悪くとも、バネ115a,115cで支
持されたエアベアリング126b,126dの働きによ
ってZ軸スピンドル108の側面108a〜108cと
各エアベアリング126a〜126dとのギャップ量は
常に一定に保たれ、Z軸スピンドル108に対する全体
剛性は変化しない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】Z軸スピンドル108
の真直精度はZ軸スピンドル108の側面108b,1
08dの面精度によって決まるが、エアベアリング12
6a〜126dに供給する高圧空気の温度の影響により
Z軸スピンドル108の外周面と内周面とに温度差が生
じ、例えば高圧空気の温度がZ軸スピンドル108内の
温度より高い場合、図6(a)に示すZ軸スピンドル1
08は図6(b)に示すように樽形に変形し、高圧空気
の温度がZ軸スピンドル108内の温度より低い場合は
糸巻き形に変形し、その結果Z軸スピンドル108の真
直精度が悪くなり、ひいては座標測定機のZ軸と他の軸
(X軸及びY軸)との直角度を悪化させるという問題が
あった。
【0006】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題はZ軸スピンドルの変形を抑制し、
Z軸スピンドルの真直精度の悪化を防ぐことができる座
標測定機を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項1記載の発明の座標測定機は、測定物を載置す
る定盤と、前記定盤上に配置された一対の支持部材と、
前記支持部材間に架け渡されたXビームとで構成され、
Y軸方向へ移動可能な構造体と、測定子を有する中空構
造のZ軸スピンドルと、前記Z軸スピンドルをZ軸方向
へ移動可能に支持するエアベアリングを有するキャリッ
ジとを備えた座標測定機において、前記Z軸スピンドル
内に前記エアベアリングに供給される空気とほぼ同温の
空気を供給する空気供給手段を備えている。
【0008】また、請求項2記載の発明の座標測定機
は、前記空気供給手段は、前記Z軸スピンドルと前記エ
アベアリングとに高圧空気を供給する。
【0009】更に、請求項3記載の発明の座標測定機
は、前記Z軸スピンドルは、供給される前記空気の供給
量を調整する調整手段と、供給時の音を消すサイレンサ
ーとを備えている。
【0010】
【作用】請求項1記載の発明の座標測定機では、空気供
給手段によって、エアベアリングに供給される空気とほ
ぼ同温の空気をZ軸スピンドル内に供給するので、Z軸
スピンドルの外壁面と内壁面とに温度差が生じず、Z軸
スピンドルが例えば樽形や糸巻き形に変形しない。
【0011】また、請求項2記載の発明の座標測定機で
は、同一の供給源からZ軸スピンドルとエアベアリング
とに高圧空気を供給するようにしたので、それぞれ別個
の供給源からZ軸スピンドルとエアベアリングとに高圧
空気を供給する場合のように、各供給源からの空気の温
度が同じになるように調整する必要がない。
【0012】更に、請求項3記載の発明の座標測定機で
は、Z軸スピンドルが供給される高圧空気の供給量を調
整する調整手段と、供給時の音を消すサイレンサーとを
備えているので、高圧空気の消費量を抑制することがで
きるとともに、Z軸スピンドル内に高圧空気を導入する
際に生じる音を消すことができ、騒音を抑制する小音が
できる。
【0013】
【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0014】図2はこの発明の一実施例に係る三次元測
定機の斜視図である。図示しない測定対象物を載せる定
盤1上には門型構造体2が取り付けられる。門型構造体
2は、支柱3と支柱4と両支柱3,4の上部に架け渡さ
れたX軸ビーム5とで構成されている。定盤1上の片側
にはY軸ガイドレール6が敷設され、Y軸ガイドレール
6には支柱3の下部が図示しないエアベアリングを介し
てY軸方向にスライド可能に嵌合されている。Y軸ガイ
ドレール6の反対側には支柱4がエアベアリング24を
介してスライド可能に配置されている。X軸ビーム5に
はX軸キャリッジ7がエアベアリング25(図1参照)
を介してX軸方向にスライド可能に嵌合され、X軸キャ
リッジ7はZ軸スピンドル8を後述のエアベアリング
(図1参照)を介してZ軸方向にスライド可能に支持し
ている。Z軸スピンドル8の先端には測定子10が設け
られている。X軸ビーム5にはZ軸方向に開いた移動空
間9が設けられ、Z軸スピンドル8が通る。
【0015】図1は図2のA−A線に沿う断面図であ
る。Z軸スピンドル8は中空の直方体であり、Z軸スピ
ンドル8の上部からZ軸スピンドル8の内部に信号ケー
ブル20が挿入されている。信号ケーブル20はZ軸ス
ピンドル8内を通り、Z軸スピンドル8の下部から外部
へ出て測定子10に接続されている。Z軸スピンドル8
の側面8a,8b,8c,8dにはエアベアリング26
a,26b,26c,26dが対向配置され、それらの
エアベアリング26a〜26dによってZ軸スピンドル
8がX軸方向及びY軸方向の移動を規制され、Z軸方向
だけ移動できるように支持されている。エアベアリング
26b,26dはX軸キャリッジ7に螺着された調整ネ
ジ11b,11dの先端にボール12b,12dを介し
て支持されている。エアベアリング26a,26cはX
軸キャリッジ7にスライド可能に支持されたピストン1
3a,13cの先端にボール14a,14cを介して支
持されている。ピストン13a,13cはバネ15a,
15cによってZ軸スピンドル8の側面8a,8c側へ
押圧されている。バネ15a,15cはX軸キャリッジ
7の外周面に固定されたケース16a,16c内に収容
されている。エアベアリング26b,26dはエアベア
リング26a,26cに較べて少なくとも10倍以上の
剛性で支えられている。
【0016】エアベアリング26a,26cの空気吹出
し面とエアベアリング26b,26dの空気吹出し面と
はZ軸スピンドル8を介して対向している。エアベアリ
ング26a,26cの空気吹出し面はZ軸スピンドル8
の側面8a,8cとそれぞれ対向し、エアベアリング2
6b,26dは側面8a,8cの反対に位置するZ軸ス
ピンドル8の側面8b,8dとそれぞれ対向している。
エアベアリング26a,26cはいわゆるばね予圧式エ
アベアリング構造になっており、Z軸スピンドル8は剛
性の高い(低くない)方のエアベアリング26b,26
dの空気吹出し面と対向する側面8b,8dの真直度に
ならって移動し、剛性の低い方のエアベアリング26
a,26cの空気吹出し面と対向する側面8a,8cの
影響を受けにくい。
【0017】エアベアリング26a〜26dには、X軸
キャリッジ7の孔7a,7b,7c,7dからX軸キャ
リッジ7内に挿入されたチューブ17a,17b,17
c,17dを通じて高圧空気供給源19から高圧空気が
供給される。また、Z軸スピンドル8内には、チューブ
18を通じて高圧空気供給源19から高圧空気が供給さ
れる。チューブ18の先端はZ軸スピンドル8の上部に
接続され、高圧空気がZ軸スピンドル8内に送り込まれ
る。チューブ17a〜17dはチューブ18に連通して
おり、チューブ17a〜17d及びチューブ18に送り
出される高圧空気は同じ高圧空気供給源19からのもの
であり、当然高圧空気の温度も同じである。Z軸スピン
ドル8内に送り込まれた高圧空気はZ軸スピンドル8の
下部に挿着されたチューブホルダ43の周辺から外部に
流出する。
【0018】上述のようにエアベアリング26a〜26
dとZ軸スピンドル8とに同温の高圧空気が供給するよ
うにしたので、Z軸スピンドル8の外壁面と内壁面とに
温度差が生じず、Z軸スピンドル8が樽形や糸巻き形に
変形しない。したがって、Z軸スピンドル8の案内面に
当たる側面8b,8dは一定の真直度が保たれ、安定し
た測定精度が得られる。
【0019】また、同一の高圧空気供給源19からZ軸
スピンドル8とエアベアリング26a〜26dとに高圧
空気を供給するようにしたので、それぞれ別個の高圧空
気供給源からZ軸スピンドル8とエアベアリング26a
〜26dとに高圧空気を供給する場合のように、各供給
源からの空気の温度が同じになるように調整する必要が
ない。したがって、供給する高圧空気の温度調整が不要
になり、構成も簡素化でき、製造コストを低減すること
ができる。
【0020】図3はこの発明の他の実施例に係る三次元
測定機の要部を示す断面図である。前述の実施例と共通
する部分には同一符号を付して説明を省略する。前述の
実施例では単にチューブ18の先端をZ軸スピンドル8
の上部に接続して高圧空気をZ軸スピンドル8内に送り
込むようにした場合について述べたが、これに代え、図
3に示すように、Z軸スピンドル8の上部に接続したチ
ューブ18の先端に絞り40を介してサイレンサ41を
装着し、絞り40及びサイレンサー41を通じて高圧空
気をZ軸スピンドル8内に送り込むようにしてもよい。
【0021】この実施例の三次元測定機によれば、チュ
ーブ18からZ軸スピンドル8内に導入される高圧空気
を絞り40で絞ることによって空気の消費量を抑え、電
力消費量を低減することができるとともに、サイレンサ
ー41で空気導入時の騒音を抑制することができる。こ
こでは、ばね予圧式エアベアリング構造として、ピスト
ンをバネで支持する構造を示したが、板ばねでエアベア
リングを支持してもよいし、ばね予圧が与えられるもの
ならば何でもよい。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
の座標測定機によれば、Z軸スピンドルの外壁面と内壁
面とに温度差が生じず、Z軸スピンドルが例えば樽形や
糸巻き形に変形しないので、Z軸スピンドルの案内面は
一定の真直度が保たれ、安定した測定精度が得られる。
【0023】また、請求項2記載の発明の座標測定機に
よれば、同一の供給源からZ軸スピンドルとエアベアリ
ングとに高圧空気を供給するようにしたので、それぞれ
別個の供給源からZ軸スピンドルとエアベアリングとに
高圧空気を供給する場合のように、各供給源からの空気
の温度が同じになるように調整する必要がなく、構成の
簡素化によって製造コストを低減することができる。
【0024】更に、請求項3記載の発明の座標測定機に
よれば、Z軸スピンドルが供給される高圧空気の供給量
を調整する調整手段と、供給時の音を消すサイレンサー
とを備えているので、高圧空気の消費量を抑制して電力
消費量を低減することができるとともに、Z軸スピンド
ル内に高圧空気を導入する際に生じる音を消すことがで
き、騒音を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は図2のA−A線に沿う断面図である。
【図2】図2はこの発明の一実施例に係る三次元測定機
の斜視図である。
【図3】図3はこの発明の他の実施例に係る三次元測定
機の要部を示す断面図である。
【図4】図4は従来の三次元測定機の斜視図である。
【図5】図5は図4のB−B線に沿う断面図である。
【図6】図6はZ軸スピンドルの変形状態を示す説明図
である。
【符号の説明】
1 定盤 2 門型構造体 3,4 支柱 5 X軸ビーム 6 Y軸ガイドレール 7 X軸キャリッジ 8 Z軸スピンドル 10 測定子 17a〜17d チューブ 19 高圧空気供給源 26a〜26d エアベアリング 40 絞り 41 サイレンサー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定物を載置する定盤と、 前記定盤上に配置された一対の支持部材と、前記支持部
    材間に架け渡されたXビームとで構成され、Y軸方向へ
    移動可能な構造体と、 測定子を有する中空構造のZ軸スピンドルと、 前記Z軸スピンドルをZ軸方向へ移動可能に支持するエ
    アベアリングを有するキャリッジとを備えた座標測定機
    において、 前記Z軸スピンドル内に前記エアベアリングに供給され
    る空気とほぼ同温の空気を供給する空気供給手段を備え
    ていることを特徴とする座標測定機。
  2. 【請求項2】 前記空気供給手段は、前記Z軸スピンド
    ルと前記エアベアリングとに高圧空気を供給することを
    特徴とする請求項1記載の座標測定機。
  3. 【請求項3】 前記Z軸スピンドルは、供給される前記
    空気の供給量を調整する調整手段と、供給時の音を消す
    サイレンサーとを備えていることを特徴とする請求項1
    又は2記載の座標測定機。
JP6277069A 1994-10-17 1994-10-17 座標測定機 Withdrawn JPH08114442A (ja)

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Cited By (6)

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Effective date: 20020115