JPS60224006A - Three dimensional automatic measuring machine - Google Patents
Three dimensional automatic measuring machineInfo
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- JPS60224006A JPS60224006A JP7975284A JP7975284A JPS60224006A JP S60224006 A JPS60224006 A JP S60224006A JP 7975284 A JP7975284 A JP 7975284A JP 7975284 A JP7975284 A JP 7975284A JP S60224006 A JPS60224006 A JP S60224006A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
- G01B5/008—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は自動三次元測定機に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field] The present invention relates to an automatic coordinate measuring machine.
[背景技術]
従来、タッチ信号プローブを三次元的に移動させて被測
定物の形状を測定する三次元測定機が知られている。こ
のような三次元測定機は、一般的には、基台に支柱を前
後方向すなわちY軸方向移動自在に設けるとともに、こ
の支柱の上端間に横架された梁上にスライダを左右方向
すなわちX軸方向に移動自在に設け、このスライダに鉛
直方向すなわちZ軸方向にZスピンドルを移動自在に設
けている。これらの基台に対する支柱、支柱に対するス
ライダ、スライダに対するZスピンドルは、この順序で
順次組み上げていく積重ね構造とされている。[Background Art] Conventionally, three-dimensional measuring machines are known that measure the shape of an object by moving a touch signal probe three-dimensionally. Such a three-dimensional measuring machine generally has a support provided on the base so that it can move freely in the front-rear direction, that is, in the Y-axis direction, and a slider is mounted on a beam that is horizontally suspended between the upper ends of the support, in the left-right direction, that is, in the X-axis direction. A Z spindle is provided on the slider so as to be movable in the vertical direction, that is, in the Z-axis direction. The struts for these bases, the sliders for the struts, and the Z spindles for the sliders have a stacked structure in which they are assembled in this order.
従って、基台からZスピンドルに至るまで順次強靭構造
としなければ精度的保証が困難となっている。これは、
各軸を自動駆動型とす”るいわゆる自動三次元測定機で
は、高重量負荷による駆動源の大馬力化、高イナーシャ
のための制御系の高級化あるいは高速送りの困難化など
の欠点要因となり、かつ、全体構造が大型化するため経
済的にも不利であるという欠点がある。Therefore, it is difficult to guarantee accuracy unless the structure is sequentially made strong from the base to the Z spindle. this is,
In so-called automatic coordinate measuring machines in which each axis is automatically driven, there are disadvantages such as high horsepower of the drive source due to heavy loads, sophisticated control systems for high inertia, and difficulty in high-speed feeding. Moreover, the overall structure becomes large, which is economically disadvantageous.
また、自動三次元測定機といっても、従来はタッチ信号
プローブは人手により交換しており、より完全な自動化
の行なえる自動三次元測定機が望まれている。Furthermore, even though it is an automatic three-dimensional measuring machine, touch signal probes have conventionally been replaced manually, and there is a desire for an automatic three-dimensional measuring machine that can perform more complete automation.
[発明の目的〕
本発明の目的は、送り機構を簡易化でき、全体構造を小
型化できるとともに、より自動化を進めた自動三次元測
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 that can simplify the feeding mechanism, downsize the entire structure, and further promote automation.
[発明の構成コ
本発明は、基台に対しテーブルを可動型とする一方、大
型支柱は基台に固定し、かつ、自動化および小型化の実
効を期して夕・ンチ信号プローブの自動着脱を行えるプ
ローブ着脱機構をZスピンドル内に設けるとともに、可
動テーブル上にプローブを複数保持可能なプローブスト
ッカを設けるという構成とし、これにより、可動部の小
型化に伴ない送り構造を小型化するとともに、プローブ
の着脱は被測定物の移動に必要なテーブル等の駆動機構
を利用することによってプローブ着脱機構には特別の送
りのための機械、制御回路等を必要としないようにして
技術的、経済的価値を大きなものとしたものである。[Structure of the Invention] In the present invention, the table is movable with respect to the base, the large support is fixed to the base, and the evening and night signal probes are automatically attached and detached in order to achieve automation and miniaturization. In addition to providing a probe attachment/detachment mechanism within the Z spindle, a probe stocker capable of holding multiple probes is provided on the movable table. The attachment and detachment of the probe utilizes a drive mechanism such as a table necessary for moving the object to be measured, thereby eliminating the need for a special feeding machine, control circuit, etc. for the attachment and detachment mechanism of the probe, resulting in technical and economical value. It is a big thing.
[実施例コ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。[Example code] Hereinafter, one embodiment 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
、セラミック等の6様部材からなる基台10は、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lOの上面中央に
は基台ioと同様の6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11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6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。ここにおいて、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、Y軸方向とは同図中上下方向すなわち鉛
直方向を意味し、従って、これらのX、Y、Z軸はx、
Y軸を水平面内の軸とし、Y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 FIGS. 1 and 2 showing the overall configuration, a base 10 made of six different materials such as natural stone and ceramics is installed horizontally on an installation floor 1. This base 10 is formed in a substantially convex shape, and at the center of the upper surface of the convex base 10 there is a first 6-shaped member similar to that of the base io, which forms a guide surface in the Y-axis direction. A guide member 11 is fixed with screws, and on both sides of this first guide member 11, a pair of flat second guide members 12, which are also made of six-shaped members, are partially attached to the upper surface of the convex portion of the base 10. They are symmetrically fixed with screws in a state where they protrude from the top. Here, X in this specification
The axial direction means the horizontal direction in FIG. 2, the Y-axis direction means the direction perpendicular to the plane of the paper in the same figure, and the Y-axis direction means the vertical direction in the same figure. Therefore, these X, Y, The Z axis is x,
The Y-axis is an axis in a horizontal plane, and the Y-axis direction is a vertical direction, which are three axes orthogonal to each other.
前記第1の案内部材11の両側位置には、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っている。On both sides of the first guide member 11, a plurality of pairs of bend correction means 40 using inclined surfaces, for example, 3 or more pairs, in fact about 16 to 32 pairs, are arranged. The straightness of the parallel guide surface 18 for restricting movement in the X-axis direction, which is formed in the X-axis direction, 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に対抗さ
れるエアベアリング51がブラケット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2
0に対抗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に対抗
されるエアベアリング54がブラケット55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lO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゜5
4との作用によりY軸方向の移動が規制され、Y軸方向
にのみ真直に移動できるようになっている。A metal table 50 is provided on the base 10 so as to be movable in the Y-axis direction. An air bearing 51 opposed to 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, and the upper and lower Z of the second guide member 12
Upper guide surface 2 of the parallel guide surfaces 20 for regulating axial movement
A relatively large air bearing 53 opposed to the parallel guide surface 20 is provided, and an air bearing 54 opposed to the lower guide surface 20 of the parallel guide surface 20 is installed via a bracket 55. 51,53.54
The table 50 can be moved on the base lO with a slight force, and movement in the X-axis direction is regulated by the action of the first guide member 11 and the air bearing 51. Guide member 12 and air bearing 53°5
4, the movement in the Y-axis direction is restricted, and it is possible to move straight only in the Y-axis direction.
また、基台10とテーブル50との間には、テーブル5
0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lOにブラケット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
たポールねじ軸からなる送りねじ軸64と、この送りね
じ軸64に移動可能に螺合されるととも−にブラケット
65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っている。この
際、送りねじ軸64は第1の案内部材11の溝21内に
配置されている。また、前記モータ62によるテーブル
50の送り量は、図示しないスケールおよび検出部から
なるY軸方向移動量計測手段により計測されるようにな
っている。Further, between the base 10 and the table 50, a table 5 is provided.
A Y-axis direction drive mechanism 60 is provided for driving 0 in the Y-axis direction. As shown in FIG. 3, this Y-axis direction drive mechanism 60 consists of a motor 62 fixed to the base lO via a bracket 61, and a pole screw shaft connected to the output shaft of this motor 62. A screw shaft 64 and a nut member 66 movably screwed onto the feed screw shaft 64 and fixed to the table 50 via a bracket 65.
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. Further, the amount of feed of the table 50 by the motor 62 is measured by a Y-axis direction movement amount measuring means consisting of a scale and a detector (not shown).
第2図において、前記基台ioの両側面には夫々支柱9
0が固定されている。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と同様材料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lOO
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110はモータ122、送り
ねじ軸124、ナ・ント部材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るように
なっている。In FIG. 2, pillars 9 are provided on both sides of the base io.
0 is fixed. Each of these pillars 90 is made of metal such as iron, and a beam 100 as a non-moving object side structure made of the same material as the base 10 is horizontally fixed between the upper ends of these pillars 90. . This beam lOO
A slider 110 is supported on the top so as to be movable in the X-axis direction, and this slider 110 is automatically moved in the X-axis direction by an It is about to be sent.
前記スライダ110は、第4図に示されるように、前記
梁lOOを囲むように設けられるとともに梁l・00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112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X軸方向案内用軸受箱114と、これらのX軸方向
案内用軸受箱114内にX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115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
るロック装置160とを備えている。As shown in FIG. 4, the slider 110 is a bearing box 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. 112, a pair of upper and lower bearing boxes 114 for X-axis direction guidance, each having an air bearing 113 attached to the front surface of this X-axis direction guidance bearing box 112 and arranged in a square shape inside, and these X-axis direction guide bearing boxes 112; a Z-axis structure 180 inserted into the bearing box 114 for movement in the X-axis direction; and the bearing box 112 for guiding in the X-axis direction.
A Z-axis direction drive mechanism 140 supported by a support frame 115 erected above, and a Z-axis direction drive mechanism 140 that is provided at the upper end of the support frame 115 and prevents free rotation of the Z-axis direction drive mechanism 140. A locking device 160 is provided to prevent the object 180 from falling.
前記Z軸方向駆動機構140は、前記支持フレーム11
5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た比較
的大きな例え−ば4 m m以上のねじピッチを有する
送りねじ軸145と、この送りねじ軸14.5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に沿ってナツト部材14
6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ッ
ト152と、から構成され、前記モータ141の駆動に
よりブラケット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っている。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145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
るようになっている。The Z-axis direction drive mechanism 140
5, a relatively large feed screw shaft 145 having a thread pitch of, for example, 4 mm or more, which is rotationally driven by the motor 141 via a timing belt 142, and this feed screw shaft 14. 5, and a guide rotatably supported by the nut member 146 and attached to the wall surface (not shown) on the front side of the support frame 115 in FIG. The nut member 14 is held in contact with both side walls of the rail 147 and runs along the guide rail 147.
6, a pair of rollers 148 that guide the Z-axis direction so as to be easily movable but not rotatable; a connecting plate 149 fixed to the nut member 146; a bracket 152 connected to the Z-axis structure 180 for easy radial movement and fixed to the upper end of the Z-axis structure 180; It can be driven to. At this time, the influence of bending, eccentricity, etc. of the feed screw shaft 145 is
The Z axis structure 180
Only the movement of the nut member 146 in the Z-axis direction is transmitted to.
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18
1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にピストンロッド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とフレーム115との間には図
示しないスケールと検出器よりなるZ方向移動検出手段
が設けられ、この検出手段により、Z軸構造物180の
Z軸方向の移動量が検出される゛ようになっている。The Z-axis structure 180 includes a hollow housing 181 that is made of a square tube and serves as a Z-axis member.
1 includes an air balance mechanism 190 and a probe attachment/detachment mechanism 200. This air balance mechanism 190 is
The cylinder 191 is fixed to the housing 181 and has an open bottom end, and the piston 192 is housed in the cylinder 191 and supported by the support frame 115 via a piston rod 194.
By supplying compressed air between the piston 192 and the upper part of the cylinder 191, the Z
By supporting the weight of the shaft structure 180, the load on the feed screw shaft 145 side due to the own weight of the Z-axis structure 180 is reduced. Further, a Z-direction movement detection means consisting of a scale and a detector (not shown) is provided between the housing 181 and the frame 115, and the amount of movement of the Z-axis structure 180 in the Z-axis direction is detected by this detection means. It looks like this.
前記Z軸構造物180は、第5図に示されるように、前
記四角筒からなるZ軸部材としての中空の筐体181を
備え、この筐体181内には、上部にエアバランス機構
190が設けられるとともに、下部にZスピンドル22
0が固定されている。このZスピンドル220はプロー
ブ取付部としてのテーパ状の孔219を有するとともに
、内部にプローブ支持手段としての下部が中空のボール
ホルダ226を軸方向移動可能に収納している。このポ
ールホルダ226は、その下端部に半径方向移動可能か
つ落下防止された複数のボール225を備えるとともに
、駆動棒としてのピストンロッド232により上下動さ
れるようになっている。このピストンロッド232は多
段にピストン233を備え、これらのピストン233は
仕切壁234を有する押出し手段としての7クチエータ
235内に収納されて直列な多段の受圧面を有するよう
にされている。また、ピストンロッド232は、引込み
手段としての皿ばね228により常時上方、即ち、ポー
ルホルダ226を常時小径のガイド孔221内に引込む
方向に付勢されている。このポールホルダ226のガイ
ド孔221内への引込み時にはこのガイド孔221の作
用によりボール225がポールホルダ226の内方に突
出され、このボール225によりプローブホルダ250
の上端に設けられたプルスタッド251を係止できるよ
うになっている。一方、アクチェータ235の作動によ
り、ピストンロッド232が皿ばね228に抗して下方
に押圧されたときは、ポールホルダ226が小径のガイ
ド孔221内がら押出され、プローブホルダ250のチ
ャックを解除できるようになっている。また、このピス
トンロッド232の動きは、ドッグ236及び一対の検
出器237からなる軸方向位置検出手段238により検
出されるようになっている。As shown in FIG. 5, the Z-axis structure 180 includes a hollow casing 181 as a Z-axis member made of the square cylinder, and inside this casing 181, an air balance mechanism 190 is disposed at the top. A Z spindle 22 is provided at the bottom.
0 is fixed. This Z spindle 220 has a tapered hole 219 as a probe attachment part, and houses therein a ball holder 226 with a hollow bottom serving as a probe support means so as to be movable in the axial direction. This pole holder 226 has a plurality of balls 225 at its lower end that are movable in the radial direction and prevented from falling, and is moved up and down by a piston rod 232 as a drive rod. This piston rod 232 is provided with pistons 233 in multiple stages, and these pistons 233 are housed in a seven-actuator 235 as an extrusion means having a partition wall 234, so as to have multiple stages of pressure receiving surfaces in series. Further, the piston rod 232 is always urged upward by a disc spring 228 as a retracting means, that is, in a direction that constantly retracts the pole holder 226 into the small-diameter guide hole 221. When the pole holder 226 is retracted into the guide hole 221, the ball 225 is projected inward of the pole holder 226 by the action of the guide hole 221, and the ball 225 causes the probe holder 250 to
A pull stud 251 provided at the upper end of the can be locked. On the other hand, when the piston rod 232 is pressed downward against the disc spring 228 due to the actuation of the actuator 235, the pole holder 226 is pushed out from within the small diameter guide hole 221, so that the chuck of the probe holder 250 can be released. It has become. Further, the movement of the piston rod 232 is detected by an axial position detecting means 238 consisting of a dog 236 and a pair of detectors 237.
前記Zスピンドル220は、その下面にプローブホルダ
250の位置決め用突部239を有するとともに、電気
接点としての固定ピン243を有し、この固定ピン24
3によりプローブホルダ250ひいてはこのホルダ25
0に取付けられるタッチ信号プローブ270或いは28
0(第6゜7図参照)と電気的導通がとれるようになっ
ている。The Z spindle 220 has a protrusion 239 for positioning the probe holder 250 on its lower surface, and a fixing pin 243 as an electrical contact.
3, the probe holder 250 and this holder 25
touch signal probe 270 or 28 attached to
0 (see Fig. 6-7).
なお、前記押出し手段としてのアクチェータ235、引
込み手段としての皿ばね228およびプローブ支持手段
としてのポールホルダ226によりプローブ着脱機構2
00が構成され、このプローブ着脱機構200により、
プローブ取付部としてのZスピンドル220の孔219
にタッチ信号プローブ270,280のプローブホルダ
250が着脱されるようになっている。The probe attaching/detaching mechanism 2 is operated by the actuator 235 as the pushing means, the disc spring 228 as the retracting means, and the pole holder 226 as the probe supporting means.
00 is configured, and this probe attachment/detachment mechanism 200 allows
Hole 219 of Z spindle 220 as probe attachment part
The probe holder 250 of the touch signal probes 270, 280 is attached and detached at the same time.
前記プローブホルダ250は、第6図および第7図に示
されるように、上端にプルスタッド251を有するとと
もに途中にフランジ部252およびテーパ面253を有
するホルダ本体256を備え、このホルダ本体256の
下端部には、下端部に夫々測定子271或いは281を
有しかつ上部に雄ねじ272或いは282を有する形状
の異なるタッチ信号プローブ270或いは280がねじ
込み固定されるようになっている。この際、タッチ信号
プローブ280は、前記測定子281を有する回動部2
83を備え、この回動部283の部分が雄ねじ282を
有する本体284に対して回動かつその回動位置で固定
可能になるようにされている。As shown in FIGS. 6 and 7, the probe holder 250 includes a holder body 256 having a pull stud 251 at the upper end, a flange portion 252 and a tapered surface 253 in the middle, and a lower end of the holder body 256. A touch signal probe 270 or 280 having a different shape having a measuring point 271 or 281 at the lower end and a male screw 272 or 282 at the upper end is screwed and fixed to the section. At this time, the touch signal probe 280 is connected to the rotating part 2 having the measuring element 281.
83, and a portion of this rotating portion 283 can be rotated with respect to a main body 284 having a male thread 282 and fixed at the rotated position.
また、前記プローブホルダ250のフランジ部252の
上面には、前記Zスピンドル220の下端部に設けられ
た突部239に係合可能にされ突部239と共に位置決
め手段を構成する溝状の係合凹部257が設けられると
ともに、前記Zスピンドル220の下端部に設けられた
固定ピン243に当接される接点ピン266(第7図参
照)が設けられている。また、フランジ部252の下面
には、ピン孔258および係合溝269が形成されてい
る。Further, on the upper surface of the flange portion 252 of the probe holder 250, there is a groove-shaped engagement recess that can be engaged with a protrusion 239 provided at the lower end of the Z spindle 220 and constitutes a positioning means together with the protrusion 239. 257, and a contact pin 266 (see FIG. 7) that comes into contact with the fixing pin 243 provided at the lower end of the Z spindle 220. Further, a pin hole 258 and an engagement groove 269 are formed on the lower surface of the flange portion 252.
第1図および第2図において、前記テーブル50上には
、プローブストッカ290が設けられている。このプロ
ーブストッカ290は、第8図に示されるように、テー
ブル50の一端、即ち後端側に固定された保持台291
と、この保持台291の上部に固定されるとともにテー
ブル50の他端側即ち前端側に向って開口され、かつ、
テーブル50と所定間隔離された切欠部292を有する
複数の保持板293と、この保持板293の上面におい
て前記切欠部292の両側位置に突設され前記プローブ
ホルダ250のフランジ部252の下面に形成されたビ
ン孔268および係合溝269に係合可能にされこれら
のビン孔268および係合溝269と共にプローブ姿勢
維持手段を構成するピン294およびピン295と、か
ら構成され、このプローブストッカ290の保持板29
3上には前記プローブホルダ250が位置調整されて夫
々載置されている。In FIGS. 1 and 2, a probe stocker 290 is provided on the table 50. As shown in FIG. As shown in FIG. 8, this probe stocker 290 includes a holding base 291 fixed to one end of the table 50, that is, the rear end side.
is fixed to the upper part of the holding table 291 and is opened toward the other end side, that is, the front end side of the table 50, and
A plurality of holding plates 293 having notches 292 separated from the table 50 by a predetermined distance; protruding from both sides of the notches 292 on the upper surface of the holding plates 293 and formed on the lower surface of the flange portion 252 of the probe holder 250; A pin 294 and a pin 295 are configured to be able to engage with the pin hole 268 and the engagement groove 269 that have been formed, and together with the pin hole 268 and the engagement groove 269 constitute a probe attitude maintaining means. Holding plate 29
The probe holders 250 are placed on each of the probes 3 with their positions adjusted.
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、C
RT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
に従って各部の動きを制御する制御装置、符号320は
テーブル5゜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。また、前記プローブ着脱機構200
とプローブストッカ290とにより、プローブ自動着脱
装置が構成されている。Although the reference numeral 310 in FIG. 1 is shown in a simplified diagram,
A printer, which has a display section 311 and is not shown, C
A control device 320, which has peripheral equipment such as an RT, and further has a computer system with an internal calculation function, storage function, etc., and controls the movement of each part according to a predetermined program, is placed on a table 5°. The measured object 26 is a bellows cover that protects the Y-axis direction drive mechanism 60 from dust, and 27 is a side cover. Further, the probe attachment/detachment mechanism 200
and the probe stocker 290 constitute an automatic probe attachment/detachment device.
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.
テーブル50上に固定されたプローブストッカ2jOの
保持板293の各切欠溝292に所定の形状のタッチ信
号プローブ270或いは280を取付けたプローブホル
ダ250をセットし、がっ、テーブル50上に被測定物
320を載置固定する。この状態で、制御装置310に
より所定の指令を与えると、この指令によりY軸方向駆
動機構60のモータ62が駆動されて送りねじ軸64等
を介してテーブル50が第1図中左前方に移動され、プ
ローブストッカ290が丁度Z軸構造物180の下方に
位置するようにされる。一方、Y軸方向駆動機構60の
駆動とともに、X軸方向駆動機構120のモータ122
が駆動され、スライダ110がX軸方向に移動されてZ
軸構造物180かプローブストッカ290上に載置され
た所定のプローブホルダ250の直上位置に移動されて
停止される。The probe holder 250 with the touch signal probe 270 or 280 of a predetermined shape attached to each notch groove 292 of the holding plate 293 of the probe stocker 2jO fixed on the table 50 is set, and then the object to be measured is placed on the table 50. 320 is placed and fixed. In this state, when a predetermined command is given by the control device 310, the motor 62 of the Y-axis direction drive mechanism 60 is driven by this command, and the table 50 is moved forward to the left in FIG. 1 via the feed screw shaft 64, etc. The probe stocker 290 is positioned just below the Z-axis structure 180. On the other hand, along with driving the Y-axis direction drive mechanism 60, the motor 122 of the X-axis direction drive mechanism 120
is driven, the slider 110 is moved in the X-axis direction, and the Z
The shaft structure 180 is moved to a position directly above a predetermined probe holder 250 placed on the probe stocker 290 and stopped.
この状態で、スライダ110内にあるX軸方向駆動機構
140のモータ141が作動されてZ軸構造物180が
下齢され、Z軸構造物180の内部に収納されたZスピ
ンドル220のプローブ取付部としての孔219にプロ
ーブホルダ250が収納されるようになる。この際、第
5図において、アクチェータ235が予め作動されてお
り、駆動棒としてのピストンロッド232を皿ばね22
8に抗して押し下げているため、ポールホルダ226は
ガイド孔221から外れボール225がフリーの状態に
あり、このため、プローブホルダ250の上端のプルス
タッド251がボールホルダ226内に容易に挿入され
ることなる。In this state, the motor 141 of the X-axis direction drive mechanism 140 inside the slider 110 is operated to lower the Z-axis structure 180, and the probe attachment part of the Z-spindle 220 housed inside the Z-axis structure 180 is moved. The probe holder 250 is housed in the hole 219. At this time, in FIG. 5, the actuator 235 is activated in advance, and the piston rod 232 as a driving rod is moved between the disc springs 22 and 235.
8, the pole holder 226 is removed from the guide hole 221 and the ball 225 is in a free state. Therefore, the pull stud 251 at the upper end of the probe holder 250 can be easily inserted into the ball holder 226. It's different.
次いで、アクチェータ235の作動を解除すると、皿ば
ね228の作用によりピストンロッド232が上昇され
るため、ポールホルダ226によりプルスタッド251
が引込まれ、プローブホルダ250のテーパ面253が
孔219に係合され、かつ、プローブ着脱機構200の
下端部に形成された突部239がプローブホルダ250
の係合凹部257へ挿入され、更にプローブ着脱機構2
00の固定ピン243がプローブホルダ250の接点ピ
ン266に接触され電気的な導通がなされる。Next, when the actuator 235 is deactivated, the piston rod 232 is raised by the action of the disc spring 228, so the pull stud 251 is moved by the pawl holder 226.
is pulled in, the tapered surface 253 of the probe holder 250 is engaged with the hole 219, and the protrusion 239 formed at the lower end of the probe attachment/detachment mechanism 200 is inserted into the probe holder 250.
The probe is inserted into the engagement recess 257 of the probe attachment/detachment mechanism 2.
The fixing pin 243 of the probe holder 250 contacts the contact pin 266 of the probe holder 250 to establish electrical continuity.
このようにして、プローブ着脱機構200へのプローブ
ホルダ250の取付けが調整された後、前記Y軸方向駆
動機構60、X軸方向駆動機構120およびZ軸方内部
、動機構140を制御装置31Oの指令により駆動し、
Z軸構造物180の下端に取付けられたタッチ信号プロ
ーブ280の測定子281を被測定物320の所定位置
に接触させ、その接触時における測定子281のx、y
。After the attachment of the probe holder 250 to the probe attaching/detaching mechanism 200 is adjusted in this way, the Y-axis direction drive mechanism 60, the X-axis direction drive mechanism 120, the Z-axis direction interior, and the movement mechanism 140 are connected to the control device 31O. Driven by command,
The probe 281 of the touch signal probe 280 attached to the lower end of the Z-axis structure 180 is brought into contact with a predetermined position of the object to be measured 320, and the x and y of the probe 281 at the time of contact are
.
X軸方向の位置を制御装置310で記憶、表示、必要に
応じてプリントアウトし、順次この測定子281による
被測定物320への接触点の測定を行って被測定物32
0の計測を終了する。この被測定物320の測定にあた
り、タラ千′信号プローブ280を取換える必要がある
ときは、前述と同様にしてZ軸構造物180をプローブ
ストッカ290の上方位置に位置させ、プローブストッ
カ290上に載置された所定のプローブホルダ250を
Z軸構造物180に取付けることにより行うことができ
る。この際、使用済のプローブホルダ250は、プロー
ブストッカ290の切欠部292の内、空いている個所
に戻すこととなるが、この戻し作業は、空いている切欠
部292の位置にZ軸構造物180を位置させた後、ア
クチェータ235を作動させ、皿ばね228に抗してピ
ストンロッド232を下降させ、ボールホルダ226に
よるプルスタッド251の把持を開放し、この開放状態
のままZ軸構造物180を上昇させればよい。The position in the X-axis direction is stored, displayed, and printed out as necessary by the control device 310, and the point of contact with the object to be measured 320 is sequentially measured by the probe 281.
0 measurement ends. When measuring the object to be measured 320, when it is necessary to replace the signal probe 280, the Z-axis structure 180 is positioned above the probe stocker 290 in the same manner as described above, and This can be done by attaching a predetermined mounted probe holder 250 to the Z-axis structure 180. At this time, the used probe holder 250 must be returned to an empty position in the notch 292 of the probe stocker 290. 180, the actuator 235 is actuated to lower the piston rod 232 against the disc spring 228, releasing the grip of the pull stud 251 by the ball holder 226, and moving the Z-axis structure 180 in this open state. All you have to do is raise it.
上述のような本実施例によれば次のような効果がある。According to this embodiment as described above, there are the following effects.
すなわち、本実施例は、テーブル5oを可動としたから
、重量の大きい支柱90等を動かす必要がなく、その駆
動機構すなわちY軸方向駆動機構60を小さな動力とし
てよく、かつ、慣性も小さくなるからテーブル50の停
止位置も正確にできる。また、テーブル50は基台10
上に設けられたX軸方向移動規制部材11およびZ軸方
向移動規制部材12の夫々の平行二面により案内される
から、従来のV字型の案内溝と異なり、二方向とも夫々
独立して調整することができ、テーブル50の案内精度
を高めることができる。また、X軸方向移動規制部材1
】は曲がり矯正手段4oにより平行案内面18の真直度
を調整できるから、この点からも案内精度を向上させる
ことができる。That is, in this embodiment, since the table 5o is movable, there is no need to move the heavy support column 90, etc., and its drive mechanism, that is, the Y-axis direction drive mechanism 60, can use a small amount of power, and the inertia is also small. The stopping position of the table 50 can also be made accurately. In addition, the table 50 is a base 10
Since it is guided by the two parallel surfaces of the X-axis direction movement regulating member 11 and the Z-axis direction movement regulating member 12 provided above, unlike the conventional V-shaped guide groove, the two directions are independent from each other. can be adjusted, and the guiding accuracy of the table 50 can be improved. In addition, the X-axis direction movement regulating member 1
] Since the straightness of the parallel guide surface 18 can be adjusted by the bend correction means 4o, the guide accuracy can also be improved from this point of view.
また、前記X軸方向移動規制部材11およびZ軸方向移
動規制部材12は基台loと別体に形成されているため
、その案内面を加工するにあたり、比較的簡単にかつ精
度良く加工することができる。また、Z軸構造物180
内にはプローブ着脱機構200を設けるとともに、テー
ブル5o上に7’ロープストツカ290を設け、かつ、
テーブル50を移動させる構造としたから、タッチ信号
プローブ270.280の自動取換えの・機能を簡易に
達成することができる。また、複数のタイプのタッチ信
号プローブ270,280を予じめプローブホルダ25
0に取付けてプローブスト−/力290上に姿勢調整の
うえ用意しであるから、タッチ信号プローブ270.2
80の交換作業はタッチ信号プローブ270.280に
よる一点の測定動作と同程度の時間で行なうことができ
、タッチ信号プローブ270.280を取換えながらの
作業を極めて迅速に行なえる。この際、タッチ信号プロ
ーブ270.280の取換え毎に、図示しない原点位置
にタッチ信号プローブ270゜280を接触させて原点
チェックを行なっても良く、このように交換毎に原点チ
ェックをすれば、より測定精度を向上できる。また、Z
軸構造物180内には、エアバランス機構190が設け
られているから、Z軸構造物180の駆動操作力を極め
て小さくでき、このZ軸構造物180を駆動するモータ
141を小型化でき、ひいてはスライダ110の小型化
および軽量化を図ることができる。また、Z軸方向駆動
機構140の送りねじ軸145の偏心等による影響を連
結板1’49とスラストベアリング150との作用によ
り吸収することができ、測定精度への悪影響を与えるこ
とを防止できる。また、プローブ着脱機構200におけ
るピストンロッド232の駆動源は、複数の受圧面を有
するアクチェータ235により行なったから、一般の工
場に配設されている比較的低圧の圧縮空気を用いて、プ
ローブホルダ250の保持を行なっている皿ばね228
を強力なばねカとしても、十分に皿ばね228のばね力
に打勝ってピストンロッド232を駆動することができ
、プローブホルダ250の取付けを確実に行なうことが
できる。また、2スピンドル220とプローブボルダ2
50とは、突部239と係合凹部257とにより位置決
めされるから、Zスピンドル220に対するの取付位置
を正確に設定することができる。また、プローブホルダ
250のプローブストフカ290への設置時には、ピン
孔268および係合溝269とピン294および295
とにより位置決めされるから、その設置位置を正確に行
なうことができる。Furthermore, since the X-axis direction movement regulating member 11 and the Z-axis direction movement regulating member 12 are formed separately from the base lo, their guide surfaces can be machined relatively easily and with high precision. I can do it. In addition, the Z-axis structure 180
A probe attaching/detaching mechanism 200 is provided inside, and a 7' rope stocker 290 is provided on the table 5o, and
Since the table 50 is structured to be moved, the function of automatic replacement of the touch signal probes 270 and 280 can be easily achieved. In addition, a plurality of types of touch signal probes 270 and 280 are placed in the probe holder 25 in advance.
0, the touch signal probe 270.2 is prepared after adjusting the posture on the probe strike/force 290.
Replacing the touch signal probes 270 and 280 can be performed in about the same time as measuring one point using the touch signal probes 270 and 280, and the work while replacing the touch signal probes 270 and 280 can be performed extremely quickly. At this time, each time the touch signal probes 270, 280 are replaced, the origin may be checked by contacting the touch signal probes 270, 280 with the origin position (not shown). Measurement accuracy can be further improved. Also, Z
Since the air balance mechanism 190 is provided inside the shaft structure 180, the drive operation force for the Z-axis structure 180 can be extremely small, and the motor 141 that drives this Z-axis structure 180 can be downsized, which in turn The slider 110 can be made smaller and lighter. In addition, the effect of eccentricity of the feed screw shaft 145 of the Z-axis direction drive mechanism 140 can be absorbed by the action of the connecting plate 1'49 and the thrust bearing 150, and an adverse effect on measurement accuracy can be prevented. Furthermore, since the driving source for the piston rod 232 in the probe attaching/detaching mechanism 200 is an actuator 235 having a plurality of pressure receiving surfaces, the probe holder 250 can be moved using relatively low pressure compressed air installed in a general factory. Disc spring 228 that provides retention
Even if a strong spring force is used, the spring force of the disc spring 228 can be sufficiently overcome to drive the piston rod 232, and the probe holder 250 can be reliably attached. In addition, 2 spindles 220 and probe boulder 2
50 is positioned by the protrusion 239 and the engagement recess 257, so the mounting position with respect to the Z spindle 220 can be set accurately. Also, when installing the probe holder 250 on the probe stiffener 290, the pin hole 268 and the engagement groove 269 and the pins 294 and 295
Since the position is determined by
なお、本発明の実施にあたり、プローブ着脱機構200
におけるプルスタッド251の支持部即ちポールホルダ
226は、前記構造に限らず、電磁石で支持するもの、
コレットチャックで支持するもの等でもよい。また、プ
ローブ着脱機構200におけるプルスタッド251の支
持方法は、前記実施例のように常時挟持しているものに
限らず、一旦引込み完了後は、プローブホルダ250の
テーバ面253とZスピンドル220のテーパ孔219
とで保持するものであってもよい・更に、各y 、x、
z軸方向駆動機構60,120゜140のモータ62,
122,141は、AC。In addition, in carrying out the present invention, the probe attachment/detachment mechanism 200
The support part of the pull stud 251, that is, the pole holder 226, is not limited to the above structure, but may be supported by an electromagnet,
It may also be supported by a collet chuck. Furthermore, the method of supporting the pull stud 251 in the probe attaching/detaching mechanism 200 is not limited to the one in which the pull stud 251 is always held as in the above embodiment, but once the pull stud 251 is supported by the tapered surface 253 of the probe holder 250 and the taper of the Z spindle 220. hole 219
Furthermore, each y, x,
Z-axis direction drive mechanism 60, 120° 140 motor 62,
122,141 is AC.
DC,パルス電動機のみならず、エアモータ、油圧モー
タ等も含むものである。また、x、y、z直交三軸のう
ちX軸は必ずしも鉛直である必要はなく、X軸が鉛直で
あってもよく、この場合はZスピンドル220は水平に
配置されることとなる。更に、本発明におけるタッチ信
号プローブとは、タッチ信号プローブ270.280そ
のものに限らず、プローブホルダ250に取付けられた
ものをも含む概念である。It includes not only DC and pulse motors, but also air motors, hydraulic motors, etc. Further, among the three orthogonal x, y, and z axes, the X axis does not necessarily have to be vertical, and may be vertical, and in this case, the Z spindle 220 will be arranged horizontally. Furthermore, the touch signal probe in the present invention is not limited to the touch signal probes 270 and 280 themselves, but also includes those attached to the probe holder 250.
[発明の効果]
上述のように本発明によれば、駆動部分の構造の小型、
簡易化ができるとともに、より自動化の進んだ自動三次
元測定機を提供できるという効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the structure of the driving part can be made smaller;
This has the effect of being able to simplify the process and provide an automatic three-dimensional measuring machine that is more automated.
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図はその正面図、第3図はY軸方向駆動機構の拡大図
、第4図はスライダの一部を切欠いた拡大側面図、第5
図はプローブ着脱機構の拡大断面図、第6図はプローブ
ホルダの一部を切欠いた拡大正面図、第7図は第6図の
平面図、第8図はプローブストッカの拡大平面図である
。
lO・・・基台、60・・・Y軸方向駆動機構、100
・・・梁、110・・・スライダ、120・・・X軸方
向駆動機構、140・・・X軸方向駆動機構、180・
・・X軸構造物、200・・・プローブ着脱機構、21
9・・・プローブ取付部としての孔、220・・・スピ
ンドル、226・・・ポールホルダ、228・・・引込
み手段としての皿ばね、235・・・押出し手段として
のアクチェータ、250・・・プローブホルダ、270
.280・・・タッチ信号プローブ、271,281・
・・測定子、290・・・プローブストッカ、310・
・・制御装、置、320・・・被測定物。
代理人 弁理士 木下 実三
(ほか1名)
第1図
第3図
一’)、、−50
−」Fig. 1 is a perspective view showing the overall configuration of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a front view thereof, Fig. 3 is an enlarged view of the Y-axis direction drive mechanism, and Fig. 4 is a partially cutaway view of the slider. Enlarged side view, 5th
6 is an enlarged front view with a part of the probe holder cut away, FIG. 7 is a plan view of FIG. 6, and FIG. 8 is an enlarged plan view of the probe stocker. lO... Base, 60... Y-axis direction drive mechanism, 100
...Beam, 110...Slider, 120...X-axis direction drive mechanism, 140...X-axis direction drive mechanism, 180...
・・X-axis structure, 200 ・・Probe attachment/detachment mechanism, 21
9... Hole as probe attachment part, 220... Spindle, 226... Pole holder, 228... Belleville spring as retraction means, 235... Actuator as extrusion means, 250... Probe holder, 270
.. 280...Touch signal probe, 271,281.
・Measure head, 290 ・Probe stocker, 310・
...Control device, device, 320...Object to be measured. Agent Patent attorney Minoru Kinoshita (and 1 other person) Figure 1 Figure 3 Figure 1'), -50 -''
Claims (1)
面内の軸とするとき、基台に対しテーブルをY軸方向に
自動送り可能かつZスピンドルをXおよびZ軸方向に自
動送り可能に設け、Zスピンドルの先端に取付けたタッ
チ信号プローブとテーブル上の被測定物とを三次元方向
に相対移動できるよう形成された自動三次元測定機であ
って、各タッチ信号プローブの取付部軸線を夫々Z軸方
向に向けて複数のタッチ信号プローブを起立保持するプ
ローブストッカを前記テーブルに設け、かつ、前記Zス
ピンドルの先端に設けられたタッチ信号プローブの取付
は用の孔に突設可能にされ前記プローブストッカに保持
されたタッチ信号プローブを支持して当該タッチ信号プ
ローブをZスピンドル先端の取付は用の孔内に引込んで
取付は状態とするとともに、当該タッチ信号プローブを
押圧して前記プローブストッカへ取外し状態とするプロ
ーブ着脱機構を前記Zスピンドルに一体的に設けたこと
を特徴とする自動三次元測定機。(1) When the Y axis of the three mutually orthogonal axes X, Y, and Z is set as an axis in the horizontal plane, the table can be automatically fed in the Y axis direction relative to the base, and the Z spindle can be automatically moved in the X and Z axis directions. An automatic three-dimensional measuring machine that is configured to be able to move relative to a touch signal probe attached to the tip of a Z spindle and an object to be measured on a table in a three-dimensional direction. A probe stocker is provided on the table for holding a plurality of touch signal probes upright with their respective axes facing the Z-axis direction, and a probe stocker provided at the tip of the Z spindle protrudes into a hole for mounting the touch signal probe. supporting the touch signal probe held in the probe stocker, pulling the touch signal probe into the mounting hole of the Z spindle tip to set the mounting state, and pressing the touch signal probe. An automatic three-dimensional measuring machine characterized in that a probe attachment/detachment mechanism for removing the probe from the probe stocker is integrally provided on the Z spindle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7975284A JPS60224006A (en) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | Three dimensional automatic measuring machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7975284A JPS60224006A (en) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | Three dimensional automatic measuring machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60224006A true JPS60224006A (en) | 1985-11-08 |
Family
ID=13698952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7975284A Pending JPS60224006A (en) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | Three dimensional automatic measuring machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60224006A (en) |
-
1984
- 1984-04-20 JP JP7975284A patent/JPS60224006A/en active Pending
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