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JP5485066B2 - CMM - Google Patents
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  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Description

本発明は、三次元測定機に関する。詳しくは、スピンドル内にエアーバランス機構を備えた三次元測定機に関する。   The present invention relates to a coordinate measuring machine. Specifically, the present invention relates to a CMM having an air balance mechanism in a spindle.

被測定物の形状や寸法などを測定する三次元測定機のなかには、先端にプローブを有するスピンドル内に、エアーバランス機構を組み込み、このエアーバランス機構によって、プローブを含むスピンドルの重量をバランスさせてスピンドルの上下動を軽い力で行えるようにしたものが提案されている(特許文献1参照)。   In a three-dimensional measuring machine that measures the shape and dimensions of an object to be measured, an air balance mechanism is incorporated in a spindle having a probe at the tip, and the spindle balances the weight of the spindle including the probe by this air balance mechanism. Has been proposed (see Patent Document 1).

これは、被測定物を載置するテーブルと、先端にプローブを有する中空筒状のスピンドルと、このスピンドルを上下方向(Z方向)へ昇降させるZ方向駆動機構、テーブルとスピンドルとを上下方向に対して直交しかつ互いに直交する方向(X,Y方向)へ相対移動させるX方向駆動機構およびY方向駆動機構を有する移動機構と、プローブを含むスピンドルの重量に見合う押上力をスピンドルに発生させるエアーバランス機構とを備えている。   This includes a table for placing an object to be measured, a hollow cylindrical spindle having a probe at the tip, a Z-direction drive mechanism for raising and lowering the spindle in the vertical direction (Z direction), and the table and spindle in the vertical direction. A moving mechanism having an X-direction drive mechanism and a Y-direction drive mechanism that move relative to each other in a direction orthogonal to each other (X and Y directions), and air that generates a push-up force that matches the weight of the spindle including the probe. And a balance mechanism.

エアーバランス機構は、スピンドルの内部にスピンドルの軸方向に沿って設けられたシリンダと、このシリンダ内に摺動可能に収納されたピストンと、このピストンをスピンドルを上下方向へ昇降可能に支持する支持部材に支持する支持軸と、ピストンで区画されたシリンダ内の空間であって供給されるエアーの圧力によってプローブを含むスピンドルの重量に見合う押上力をスピンドルに発生させる押上力発生室とを備えて構成されている。   The air balance mechanism includes a cylinder provided in the spindle along the axial direction of the spindle, a piston slidably accommodated in the cylinder, and a support for supporting the piston so that the spindle can be moved up and down. A support shaft that supports the member; and a push-up force generation chamber that generates a push-up force in the spindle that is a space in a cylinder defined by the piston and that matches the weight of the spindle including the probe by the pressure of the supplied air. It is configured.

このような構成において、ピストンで区画されたシリンダ内の押上力発生室に、プローブを含むスピンドルの重量に見合う圧力のエアーを供給すると、この押上力発生室に供給されるエアーの圧力によって、プローブを含むスピンドルの重量に見合う押上力がスピンドルに発生されるから、スピンドルの上下動を比較的軽い力で行うことができる。   In such a configuration, when air having a pressure corresponding to the weight of the spindle including the probe is supplied to the push-up force generation chamber in the cylinder defined by the piston, the probe is caused by the pressure of the air supplied to the push-up force generation chamber. Since the push-up force corresponding to the weight of the spindle including is generated in the spindle, the spindle can be moved up and down with a relatively light force.

特開2003−148581号公報JP 2003-1458581 A

ところで、上述した構造において、スピンドルの先端に取り付けられたプローブには、電力供給線や信号線などの配線が接続される。プローブに接続された配線がスピンドルの外側に沿って配線されていると、デザイン上から見栄えがよくないだけでなく、操作上配線が邪魔になったり、また、プローブを被測定物の測定部位に接触させる際に配線が測定部位に接触する等の不具合が考えられる。   Incidentally, in the structure described above, wiring such as a power supply line and a signal line is connected to the probe attached to the tip of the spindle. If the wiring connected to the probe is routed along the outside of the spindle, it will not only look good from the design point of view, it will also interfere with the operation, and the probe will be used as the measurement site of the object to be measured. There can be a problem such as the contact of the wiring with the measurement site when contacting.

そこで、従来の構造では、スピンドルの先端に取り付けられたプローブからの配線を、スピンドルの内面とシリンダの外面との間の隙間を通してスピンドルの上部に導き、そこからスピンドルの外部へ引き出しているが、スピンドルの内面とシリンダの外面との間の隙間は狭いため、配線時にシリンダに接触しやすい。すると、配線の接触に伴ってシリンダに外力が作用するため、シリンダの曲がりが発生しやすい。シリンダが曲がると、その内側に収納されたピストンとの間の摺動抵抗も増すため、スピンドルの上下動や測定精度に影響を与える。   Therefore, in the conventional structure, the wire from the probe attached to the tip of the spindle is led to the upper part of the spindle through the gap between the inner surface of the spindle and the outer surface of the cylinder, and is drawn out from there to the outside of the spindle. Since the gap between the inner surface of the spindle and the outer surface of the cylinder is narrow, it is easy to contact the cylinder during wiring. Then, an external force acts on the cylinder with the contact of the wiring, so that the cylinder is likely to be bent. If the cylinder is bent, the sliding resistance between the piston and the piston housed inside the cylinder also increases, which affects the vertical movement of the spindle and the measurement accuracy.

本発明の目的は、このような課題を解消し、スピンドル内にエアーバランス機構を備えた構成において、外観を損なうことなく、スピンドルの上下動や測定精度にも影響を与えることが少ない三次元測定機を提供することにある。   The object of the present invention is to eliminate such problems, and in a configuration having an air balance mechanism in the spindle, the three-dimensional measurement has little effect on the vertical movement of the spindle and the measurement accuracy without impairing the appearance. Is to provide a machine.

本発明の三次元測定機は、被測定物を載置するテーブルと、支持部材に上下方向へ昇降可能に支持され先端にプローブを有する筒状のスピンドルと、このスピンドルを上下方向へ昇降させるZ方向駆動機構、前記テーブルと前記スピンドルとを前記上下方向に対して直交しかつ互いに直交する方向へ相対移動させるX方向駆動機構およびY方向駆動機構を有する移動機構と、前記プローブを含むスピンドルの重量に見合う押上力を前記スピンドルに発生させるエアーバランス機構とを備えた三次元測定機において、前記エアーバランス機構は、前記スピンドルの内部に上下方向に沿って設けられたシリンダと、このシリンダ内に摺動可能に収納されたピストンと、このピストンを前記支持部材に支持する支持軸と、前記ピストンで区画された前記シリンダ内の空間であって供給されるエアーの圧力によって前記プローブを含むスピンドルの重量に見合う押上力を前記スピンドルに発生させる押上力発生室とを備えて構成され、前記プローブからの配線を、前記シリンダに接触させることなく、前記スピンドルの内面と前記シリンダの外面との間を通して前記スピンドルの外部へ導く誘導路が前記スピンドルの内部に形成されている、ことを特徴とする。   The three-dimensional measuring machine according to the present invention includes a table for placing an object to be measured, a cylindrical spindle that is supported by a support member so as to be movable up and down in a vertical direction, and has a probe at a tip, and Z that moves the spindle up and down. Weight of the spindle including the direction driving mechanism, the moving mechanism having the X direction driving mechanism and the Y direction driving mechanism for moving the table and the spindle relative to each other in a direction perpendicular to the vertical direction and perpendicular to each other, and the probe In the three-dimensional measuring machine provided with an air balance mechanism that generates a push-up force suitable for the spindle in the spindle, the air balance mechanism includes a cylinder provided along the vertical direction inside the spindle, and a slide in the cylinder. A piston housed in a movable manner, a support shaft for supporting the piston on the support member, and the piston defined by the piston And a push-up force generating chamber that generates a push-up force corresponding to the weight of the spindle including the probe by the pressure of the air supplied in the cylinder, and wiring from the probe. A guide path that leads to the outside of the spindle through the space between the inner surface of the spindle and the outer surface of the cylinder without contacting the cylinder is formed inside the spindle.

このような構成によれば、プローブからの配線を、エアーバランス機構のシリンダに接触させることなく、スピンドルの内面とシリンダの外面との間を通してスピンドルの外部へ導く誘導路がスピンドルの内部に形成されているから、プローブからの配線がシリンダに接触するのを防止できる。
従って、シリンダに外力が作用しないから、シリンダに曲げ力が作用するのを防止できる。その結果、シリンダとピストンとの間の摺動抵抗も増加することがないため、スピンドルの上下動や測定精度にも影響を与えることが少ない。もとより、プローブからの配線はスピンドルの外側に沿って配線されていないため、外観を損なうこともない。
According to such a configuration, a guide path for guiding the wiring from the probe to the outside of the spindle through the space between the inner surface of the spindle and the outer surface of the cylinder without contacting the cylinder of the air balance mechanism is formed inside the spindle. Therefore, the wiring from the probe can be prevented from contacting the cylinder.
Accordingly, since no external force acts on the cylinder, it is possible to prevent a bending force from acting on the cylinder. As a result, the sliding resistance between the cylinder and the piston does not increase, so that the vertical movement of the spindle and the measurement accuracy are hardly affected. Of course, since the wiring from the probe is not wired along the outside of the spindle, the appearance is not impaired.

本発明の三次元測定機において、前記スピンドルの内部には前記シリンダの外面を覆う保護筒が取り付けられ、この保護筒の外面と前記スピンドルの内面との間に前記誘導路が形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、スピンドルの内部において、保護筒をシリンダの外面を覆うように配置するだけで誘導路を形成することができる。従って、新たに保護筒を追加して設置するだけで構成できるから、簡単に構成できる。
In the coordinate measuring machine of the present invention, a protective cylinder that covers the outer surface of the cylinder is attached to the inside of the spindle, and the guide path is formed between the outer surface of the protective cylinder and the inner surface of the spindle. Is preferred.
According to such a configuration, the guide path can be formed simply by disposing the protective cylinder so as to cover the outer surface of the cylinder inside the spindle. Therefore, since it can be configured only by newly installing a protective cylinder, it can be easily configured.

本発明の三次元測定機において、前記スピンドルの内面に前記プローブからの配線を収納する配線収納穴または配線収納溝が前記シリンダの外面と離間して形成され、この配線収納穴または配線収納溝が前記誘導路として形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、スピンドルの内面に配線収納穴または配線収納溝が形成され、この配線収納穴または配線収納溝を誘導路としたので、新たな部材を追加して設置する構成に比べ、部品点数を削減でき、安価に構成できる。
In the coordinate measuring machine according to the present invention, a wiring storage hole or a wiring storage groove for storing wiring from the probe is formed on the inner surface of the spindle so as to be separated from the outer surface of the cylinder, and the wiring storage hole or the wiring storage groove is formed. It is preferable that the guide path is formed.
According to such a configuration, the wiring storage hole or the wiring storage groove is formed on the inner surface of the spindle, and the wiring storage hole or the wiring storage groove is used as a guide path. Therefore, compared to a configuration in which a new member is added and installed. The number of parts can be reduced, and the structure can be reduced.

本実施形態に係る三次元測定機を示す斜視図。The perspective view which shows the three-dimensional measuring machine which concerns on this embodiment. 同上実施形態において、Z軸スピンドルおよびその周辺機構を示す図。The figure which shows a Z-axis spindle and its periphery mechanism in embodiment same as the above. 同上実施形態において、摩擦駆動機構を示す平面図。The top view which shows a friction drive mechanism in embodiment same as the above. 同上実施形態において、誘導路の変形例を示す図。The figure which shows the modification of a taxiway in embodiment same as the above.

図1は、本発明にかかる三次元測定機の一実施形態を示す斜視図である。
本実施形態の三次元測定機1は、被測定物を載置するテーブル2と、プローブ13を移動させる移動機構を備えて構成されており、この移動機構として、プローブ13をY方向へ移動させるY方向駆動機構3と、プローブ13をX方向へ移動させるX方向駆動機構7と、プローブ13をZ方向へ移動させるZ方向駆動機構11を備えている。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a coordinate measuring machine according to the present invention.
The coordinate measuring machine 1 of the present embodiment is configured to include a table 2 on which an object to be measured is placed and a moving mechanism that moves the probe 13. As the moving mechanism, the probe 13 is moved in the Y direction. A Y-direction drive mechanism 3, an X-direction drive mechanism 7 that moves the probe 13 in the X direction, and a Z-direction drive mechanism 11 that moves the probe 13 in the Z direction are provided.

テーブル2は、被測定物を載置するために精密平坦加工された上面を備える四角柱状に形成されている。説明のために、テーブル2の上面で互いに直交する二方向をそれぞれX方向(左右方向)、Y方向(前後方向)とし、テーブル2の上面に垂直な方向をZ方向(上下方向)とする。   The table 2 is formed in a quadrangular prism shape having an upper surface that has been precisely flattened to place a measurement object. For the sake of explanation, two directions orthogonal to each other on the upper surface of the table 2 are defined as an X direction (left-right direction) and a Y direction (front-rear direction), respectively, and a direction perpendicular to the upper surface of the table 2 is defined as a Z direction (up-down direction).

Y方向駆動機構3は、テーブル2上でY方向に設けられたYガイドレール4と、このYガイドレール4に沿って移動可能に設けられたYスライダ5Lと、このYスライダ5Lと対になってテーブル2上をY方向へ移動するYスライダ5Rとを備えて構成されている。なお、Yガイドレール4とYスライダ5L、テーブル2とYスライダ5Rとの間にはエアーベアリングが設けられているが、説明を省略する。   The Y-direction drive mechanism 3 is paired with a Y guide rail 4 provided in the Y direction on the table 2, a Y slider 5L provided movably along the Y guide rail 4, and the Y slider 5L. And a Y slider 5R that moves in the Y direction on the table 2. An air bearing is provided between the Y guide rail 4 and the Y slider 5L and between the table 2 and the Y slider 5R, but the description thereof is omitted.

X方向駆動機構7は、Yスライダ5LとYスライダ5Rに両端が支持された長手状のガイド部材であるXビーム8と、このXビーム8の長手方向に沿って移動可能に設けられた可動部材であるXスライダ9と、このXスライダ9を移動させるXスライダ駆動手段10とを備えている。Xビーム8は、両端がYスライダ5LとYスライダ5Rの上に支持され、Y方向駆動機構3の駆動により、Y方向に移動される。Xスライダ9とXビーム8との間にはエアーベアリングが設けられているが詳細は省略する。   The X-direction drive mechanism 7 includes an X beam 8 which is a longitudinal guide member supported at both ends by the Y slider 5L and the Y slider 5R, and a movable member provided to be movable along the longitudinal direction of the X beam 8. And an X slider driving means 10 for moving the X slider 9. Both ends of the X beam 8 are supported on the Y slider 5L and the Y slider 5R, and are moved in the Y direction by the drive of the Y direction driving mechanism 3. An air bearing is provided between the X slider 9 and the X beam 8, but the details are omitted.

Z方向駆動機構11は、図2に示されるように、Z軸スピンドル12と、このZ軸スピンドル12を垂直方向にガイドするガイド部材としてのガイド筒22と、上端が揺動可能に支持されかつ下端にピストン29を有するとともにZ軸スピンドル12の重心近傍を通るようにZ軸スピンドル12に挿通された支持軸28と、Z軸スピンドル12と支持軸28との間に設けられた摩擦駆動機構14と、これらをハウジングするハウジング32とを備えて構成されている。   As shown in FIG. 2, the Z-direction drive mechanism 11 includes a Z-axis spindle 12, a guide cylinder 22 as a guide member that guides the Z-axis spindle 12 in the vertical direction, and an upper end that is swingably supported. A support shaft 28 having a piston 29 at the lower end and inserted through the Z-axis spindle 12 so as to pass near the center of gravity of the Z-axis spindle 12, and a friction drive mechanism 14 provided between the Z-axis spindle 12 and the support shaft 28. And a housing 32 for housing them.

Z軸スピンドル12は、内部が中空な角筒状に形成され、ガイド筒22によって垂直方向にガイドされている。Z軸スピンドル12の下端には、被測定物に接触し、被測定物の位置および/または座標を測定するためのプローブ13が設けられている。
ガイド筒22は、筒孔を垂直方向に向けた状態でXスライダ9に設けられ、内部にエアーベアリング23を介してZ軸スピンドル12を上下方向に昇降可能に挿通、支持している。エアーベアリング23は、エアーパッド24がガイド筒22の筒孔に設けられ、このエアーパッド24からZ軸スピンドル12の摺動面(外面)にエアーが噴気されることによって形成されている。
The Z-axis spindle 12 is formed in a rectangular tube shape with a hollow inside, and is guided in the vertical direction by a guide tube 22. A probe 13 is provided at the lower end of the Z-axis spindle 12 for contacting the object to be measured and measuring the position and / or coordinates of the object to be measured.
The guide cylinder 22 is provided in the X slider 9 with the cylinder hole directed in the vertical direction, and inserts and supports the Z-axis spindle 12 through the air bearing 23 so as to be vertically movable. The air bearing 23 is formed by providing an air pad 24 in a cylindrical hole of the guide cylinder 22 and blowing air from the air pad 24 onto the sliding surface (outer surface) of the Z-axis spindle 12.

支持軸28の上端は、ガイド筒22に立設された支柱25に支持されている。支柱25は、ガイド筒22から少なくともZ軸スピンドル12の移動量以上の高さを有する位置に横梁26を有し、この横梁26とZ軸スピンドル12の移動軸の交点に孔が設けられている。支持軸28の上端は、横梁26の孔に挿通されるとともに、支持軸28と直交する面を有する鍔部30を備えている。この鍔部30の上面にはボール31が設けられ、このボール31が支柱25に設けられた軸受片27によって軸受けされることにより、支持軸28の上端が揺動可能に支持されている。   The upper end of the support shaft 28 is supported by a support column 25 erected on the guide tube 22. The column 25 has a horizontal beam 26 at a position at least higher than the movement amount of the Z-axis spindle 12 from the guide tube 22, and a hole is provided at the intersection of the horizontal beam 26 and the movement axis of the Z-axis spindle 12. . The upper end of the support shaft 28 is inserted into the hole of the cross beam 26 and has a flange 30 having a surface orthogonal to the support shaft 28. A ball 31 is provided on the upper surface of the flange portion 30, and the ball 31 is supported by a bearing piece 27 provided on the support column 25, so that the upper end of the support shaft 28 is swingably supported.

摩擦駆動機構14は、図3に示されるように、支持軸28を相挟み込む駆動ローラ15および従動ローラ16と、駆動ローラ15を駆動させるモータ17とを備えて構成されている。駆動ローラ15と従動ローラ16は所定の押圧力で支持軸28を挟み込み、両ローラ15、16と支持軸28との間で生じる摩擦力で駆動ローラ15および従動ローラ16が支持軸28に対して空転しない構成となっている。駆動ローラ15とモータ17にはそれぞれプーリ151,171が設けられ、このプーリ151,171に掛け渡されたベルト18を介してモータ17の動力が駆動ローラ15に伝達される。   As shown in FIG. 3, the friction drive mechanism 14 includes a drive roller 15 and a driven roller 16 that sandwich the support shaft 28, and a motor 17 that drives the drive roller 15. The driving roller 15 and the driven roller 16 sandwich the support shaft 28 with a predetermined pressing force, and the driving roller 15 and the driven roller 16 against the support shaft 28 by the frictional force generated between the rollers 15, 16 and the support shaft 28. It is configured not to idle. The driving roller 15 and the motor 17 are provided with pulleys 151 and 171, respectively, and the power of the motor 17 is transmitted to the driving roller 15 through a belt 18 that is stretched over the pulleys 151 and 171.

Z軸スピンドル12の内部にはエアーバランス機構19が設けられている。
エアーバランス機構19は、Z軸スピンドル12の内部に上下方向に沿って設けられたシリンダ20と、このシリンダ20内に摺動可能に収納されたピストン29と、このピストン29を支持部材であるガイド筒22やXスライダ9などに支持する支持軸28と、ピストン29で区画されたシリンダ室のうちの支持軸28側の押上力発生室201とを含んで構成されている。押上力発生室201には、この押上力発生室201内にエアーを供給する噴気孔21が設けられている。エアーは、押上力発生室201の内圧によってZ軸スピンドル12の重量に見合う押上力を発生させる程度の圧力でもって供給される。
An air balance mechanism 19 is provided inside the Z-axis spindle 12.
The air balance mechanism 19 includes a cylinder 20 provided in the Z-axis spindle 12 along the vertical direction, a piston 29 slidably accommodated in the cylinder 20, and a guide serving as a support member for the piston 29. A support shaft 28 supported by the cylinder 22 and the X slider 9 and a push-up force generation chamber 201 on the support shaft 28 side of the cylinder chamber defined by the piston 29 are configured. The push-up force generating chamber 201 is provided with a blow hole 21 for supplying air into the push-up force generating chamber 201. The air is supplied at a pressure that generates an upward force corresponding to the weight of the Z-axis spindle 12 by the internal pressure of the upward force generation chamber 201.

シリンダ20の外側には、シリンダ20の外側面を覆う保護筒41が設けられている。保護筒41は、シリンダ20の外面に対して僅かな隙間を有する大きさの筒形状で、上端がZ軸スピンドル12に連結固定されている。
保護筒41の外面とZ軸スピンドル12の内面との間の隙間には、プローブ13からの配線13AをZ軸スピンドル12の上端に形成された引出口42に案内する誘導路43が形成されている。つまり、プローブ13からの配線13Aを、シリンダ20に接触させることなく、Z軸スピンドル12の内面とシリンダ20の外面との間を通してZ軸スピンドル12の外部へ導く誘導路43がZ軸スピンドル12の内部に形成されている。
なお、プローブ13からの配線13Aは、Z軸スピンドル12の上端に形成された引出口42から、Z軸スピンドル12の外部へ引き出されたのち、ハウジング32内で所定距離蛇行されたのち、Xビーム8内に挿入され、所定の回路に接続される。
A protective cylinder 41 that covers the outer surface of the cylinder 20 is provided outside the cylinder 20. The protective cylinder 41 has a cylindrical shape with a slight gap with respect to the outer surface of the cylinder 20, and the upper end is connected and fixed to the Z-axis spindle 12.
In the gap between the outer surface of the protective cylinder 41 and the inner surface of the Z-axis spindle 12, a guide path 43 is formed for guiding the wiring 13A from the probe 13 to an outlet 42 formed at the upper end of the Z-axis spindle 12. Yes. That is, the guide path 43 for guiding the wiring 13A from the probe 13 to the outside of the Z-axis spindle 12 through the space between the inner surface of the Z-axis spindle 12 and the outer surface of the cylinder 20 without contacting the cylinder 20 is provided on the Z-axis spindle 12. It is formed inside.
The wiring 13A from the probe 13 is drawn out of the Z-axis spindle 12 from the outlet 42 formed at the upper end of the Z-axis spindle 12, and then meandered within the housing 32 for a predetermined distance, and then the X beam. 8 and is connected to a predetermined circuit.

このような構成からなる三次元測定機1において、被測定物の位置および/または座標を測定する際には、テーブル2上に被測定物を載置し、Y方向駆動機構3、X方向駆動機構7およびZ方向駆動機構11を駆動させてプローブ13を移動させ、被測定物にプローブ13を接触させる。このときのプローブ13の位置を記録することによって、被測定物の位置および/または座標を測定することができる。   When measuring the position and / or coordinates of the object to be measured in the coordinate measuring machine 1 having such a configuration, the object to be measured is placed on the table 2, and the Y-direction drive mechanism 3 and the X-direction drive are driven. The mechanism 7 and the Z-direction drive mechanism 11 are driven to move the probe 13 and bring the probe 13 into contact with the object to be measured. By recording the position of the probe 13 at this time, the position and / or coordinates of the object to be measured can be measured.

Z方向駆動機構11を駆動させるときは、モータ17を回転駆動させて駆動ローラ15を回転させる。すると、支持軸28を駆動ローラ15と従動ローラ16で挟み込みこんでいるので、この両ローラ15,16と支持軸28との間の摩擦力で駆動ローラ15と従動ローラ16が支持軸28に沿って移動される。駆動ローラ15と従動ローラ16が移動されると、この駆動ローラ15と従動ローラ16とともにZ軸スピンドル12がガイド筒22にガイドされつつ上下方向に昇降され、プローブ13が移動される。   When driving the Z-direction drive mechanism 11, the drive roller 15 is rotated by driving the motor 17 to rotate. Then, since the support shaft 28 is sandwiched between the drive roller 15 and the driven roller 16, the drive roller 15 and the driven roller 16 follow the support shaft 28 by the frictional force between the rollers 15, 16 and the support shaft 28. Moved. When the driving roller 15 and the driven roller 16 are moved, the Z-axis spindle 12 is moved up and down while being guided by the guide tube 22 together with the driving roller 15 and the driven roller 16, and the probe 13 is moved.

このとき、Z軸スピンドル12が上下方向に昇降されても、プローブ13からの配線13Aは、保護筒41の外面とZ軸スピンドル12の内面との間の誘導路43内に保持されているから、配線13Aがシリンダ20に接触するのが防止されている。そのため、シリンダ20に外力が作用しないから、シリンダ20に曲げ力が作用するのを防止できる。その結果、シリンダ20とピストン29とが円滑に摺動できるから、Z軸スピンドル12の上下動や測定精度にも影響を与えることが少ない。もとより、プローブ13からの配線13AはZ軸スピンドル12の外側に沿って配線されていないため、外観を損なうこともない。
しかも、本実施形態では、保護筒41をZ軸スピンドル12内に設置するだけで誘導路43を形成することができるから、つまり、新たに保護筒41を追加して設置するだけで構成できるから、簡単に構成できる。
At this time, even if the Z-axis spindle 12 is moved up and down, the wiring 13A from the probe 13 is held in the guide path 43 between the outer surface of the protective cylinder 41 and the inner surface of the Z-axis spindle 12. The wiring 13A is prevented from contacting the cylinder 20. Therefore, since no external force acts on the cylinder 20, it is possible to prevent a bending force from acting on the cylinder 20. As a result, since the cylinder 20 and the piston 29 can slide smoothly, the vertical movement of the Z-axis spindle 12 and the measurement accuracy are hardly affected. Of course, since the wiring 13A from the probe 13 is not wired along the outside of the Z-axis spindle 12, the appearance is not impaired.
In addition, in the present embodiment, the guide path 43 can be formed simply by installing the protective cylinder 41 in the Z-axis spindle 12, that is, it can be configured only by newly installing the protective cylinder 41. Easy to configure.

<変形例>
本発明は、上記の実施形態に限定されるものでなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれる。
<Modification>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.

前記実施形態では、Z軸スピンドル12の内部に、シリンダ20の外面を覆う保護筒41を取り付け、この保護筒41の外面とZ軸スピンドル12の内面との間に誘導路43を形成したが、これに限られない。
例えば、図4に示すように、Z軸スピンドル12の内面に、プローブ13からの配線13Aを収納する配線収納穴または配線収納溝44をシリンダ20の外面と離して形成し、この配線収納穴または配線収納溝44を誘導路43として形成してもよい。このようにすれば、新たな部品を追加しなくてもよいので、安価に構成出来る利点がある。
In the embodiment, the protective cylinder 41 that covers the outer surface of the cylinder 20 is attached to the inside of the Z-axis spindle 12, and the guide path 43 is formed between the outer surface of the protective cylinder 41 and the inner surface of the Z-axis spindle 12. It is not limited to this.
For example, as shown in FIG. 4, a wiring storage hole or wiring storage groove 44 for storing the wiring 13A from the probe 13 is formed on the inner surface of the Z-axis spindle 12 apart from the outer surface of the cylinder 20, and this wiring storage hole or The wiring storage groove 44 may be formed as the guide path 43. In this way, it is not necessary to add a new part, so there is an advantage that it can be configured at low cost.

前記実施形態では、摩擦駆動機構14を備えた三次元測定機について説明したが、摩擦駆動機構14を備えない三次元測定機であってもよい。つまり、手動でZ軸スピンドル12を昇降操作する構造の三次元測定機であってもよい。   In the above-described embodiment, the CMM provided with the friction drive mechanism 14 has been described. However, a CMM without the friction drive mechanism 14 may be used. That is, a three-dimensional measuring machine having a structure in which the Z-axis spindle 12 is manually moved up and down may be used.

本発明は、先端にプローブを有するスピンドルの上下方向への操作性を図ったエアーバランス機構を有する三次元測定機に利用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a three-dimensional measuring machine having an air balance mechanism that facilitates vertical operability of a spindle having a probe at the tip.

1…三次元測定機、
2…テーブル、
3…Y方向駆動機構(移動機構)、
7…X方向駆動機構(移動機構)、
9…Xスライダ(支持部材)、
11…Z方向駆動機構(移動機構)、
12…Z軸スピンドル、
13…プローブ、
13A…配線、
19…エアーバランス機構、
20…シリンダ、
22…ガイド筒(支持部材)、
28…支持軸、
29…ピストン、
41…保護筒、
42…引出口、
43…誘導路、
44…配線収納溝、
201…押上力発生室。
1 ... coordinate measuring machine,
2 ... Table,
3 ... Y direction drive mechanism (movement mechanism),
7 ... X-direction drive mechanism (movement mechanism),
9 ... X slider (support member),
11 ... Z direction drive mechanism (movement mechanism),
12 ... Z-axis spindle,
13 ... probe,
13A ... wiring,
19 ... Air balance mechanism,
20 ... cylinder,
22 ... guide tube (support member),
28 ... support shaft,
29 ... Piston,
41 ... protective cylinder,
42 ... Drawer exit,
43 ... Taxiway,
44 ... wiring storage groove,
201: Pushing force generation chamber.

Claims (3)

被測定物を載置するテーブルと、支持部材に上下方向へ昇降可能に支持され先端にプローブを有する筒状のスピンドルと、このスピンドルを上下方向へ昇降させるZ方向駆動機構、前記テーブルと前記スピンドルとを前記上下方向に対して直交しかつ互いに直交する方向へ相対移動させるX方向駆動機構およびY方向駆動機構を有する移動機構と、前記プローブを含むスピンドルの重量に見合う押上力を前記スピンドルに発生させるエアーバランス機構とを備えた三次元測定機において、
前記エアーバランス機構は、前記スピンドルの内部に上下方向に沿って設けられたシリンダと、このシリンダ内に摺動可能に収納されたピストンと、このピストンを前記支持部材に支持する支持軸と、前記ピストンで区画された前記シリンダ内の空間であって供給されるエアーの圧力によって前記プローブを含むスピンドルの重量に見合う押上力を前記スピンドルに発生させる押上力発生室とを備えて構成され、
前記プローブからの配線を、前記シリンダに接触させることなく、前記スピンドルの内面と前記シリンダの外面との間を通して前記スピンドルの外部へ導く誘導路が前記スピンドルの内部に形成されている、ことを特徴とする三次元測定機。
A table for placing an object to be measured, a cylindrical spindle that is supported by a support member so as to be vertically movable, and has a probe at its tip; a Z-direction drive mechanism for vertically moving the spindle vertically; the table and the spindle And a moving mechanism having an X-direction drive mechanism and a Y-direction drive mechanism that move relative to each other in a direction perpendicular to the vertical direction and perpendicular to each other, and a push-up force corresponding to the weight of the spindle including the probe is generated in the spindle In a coordinate measuring machine equipped with an air balance mechanism
The air balance mechanism includes: a cylinder provided in the spindle along the vertical direction; a piston slidably housed in the cylinder; a support shaft that supports the piston on the support member; A push-up force generating chamber that is a space in the cylinder defined by a piston and that generates a push-up force corresponding to the weight of the spindle including the probe by the pressure of air supplied;
A guide path for guiding the wiring from the probe to the outside of the spindle through the space between the inner surface of the spindle and the outer surface of the cylinder without contacting the cylinder is formed inside the spindle. A three-dimensional measuring machine.
請求項1に記載の三次元測定機において、
前記スピンドルの内部には前記シリンダの外面を覆う保護筒が取り付けられ、この保護筒の外面と前記スピンドルの内面との間に前記誘導路が形成されていることを特徴とする三次元測定機。
The three-dimensional measuring machine according to claim 1,
A three-dimensional measuring machine characterized in that a protective cylinder covering the outer surface of the cylinder is attached to the inside of the spindle, and the guide path is formed between the outer surface of the protective cylinder and the inner surface of the spindle.
請求項1に記載の三次元測定機において、
前記スピンドルの内面に前記プローブからの配線を収納する配線収納穴または配線収納溝が前記シリンダの外面と離間して形成され、この配線収納穴または配線収納溝が前記誘導路として形成されていることを特徴とする三次元測定機。
The three-dimensional measuring machine according to claim 1,
A wiring storage hole or wiring storage groove for storing wiring from the probe is formed on the inner surface of the spindle so as to be separated from the outer surface of the cylinder, and the wiring storage hole or wiring storage groove is formed as the guide path. A coordinate measuring machine.
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