JPH0345321B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は門形構造の座標測定機械に関する。

〔従来の技術〕

公知の門形構造の座標測定機械においては、門
形構造体の摺動方向の案内部材が該門形構造体の
一方又は両方の基部内に配設されている。そして
座標測定機械が手動操作式のものである場合、測
定検出子の駆動は、Ｚ−スピンドルに装着された
ハンドグリツプによつて行なわれ、該ハンドグリ
ツプは作業員によつて握られそして該グリツプを
介して３つの軸全部における機械の運動が導入さ
れる。

上記のような座標測定機械の精度は制限されて
いる。何故ならガイドを念入りに形成したとして
も機械の運動時には曲げモーメントが、特に門形
構造体とＺ−スピンドルとに作用せしめられてし
まい、その曲げモーメントの大きさは測定ヘツド
の瞬間位置と、作業員によつて与えられる加速及
び減速力とに依存するものだからである。門形構
造の補強もある程度までしか可能ではない。それ
というのは、補強のためには門形構造体に付加的
な質量体が付与されなければならず、そして該質
量体の加速及び制動そのものが門形構造体に一層
の撓みを生ぜしめるからである。更に機械の取扱
い性は運動させるべき質量が大きくなればなる程
悪化する。

またモータによつて駆動される装置において
も、駆動装置が可動往復台の質量重心に正確にに
作用していなければ曲げ力が発生してしまう。

ドイツ連邦共和国特許第2718506号明細書で公
知の門形構造の測定機械においては、その門形構
造体が、該門形構造体のトツプビームにその重心
の近くで作用する駆動装置を介して動かされるよ
うになつている。この駆動装置の形式によれば片
側配置の駆動装置に比べて、門形構造体に作用す
る横方向力が軽減されるがしかし完全には除去さ
れない。何故なら門形構造体への駆動装置の作用
点と異なり該構造体の重心の方は横方向往復台の
位置に応じて変位するからである。またこの測定
装置においても門形構造体の摺動方向の案内は、
該門形構造体の片方又は両方の基部内に配設され
ているのでやはり門形構造体のずれ動きは生じ得
る。

［本発明の課題］ 本発明の課題は門形構造の座標測定機械をその
運動させるべき質量が少ないように形成し、そし
て質量体重心に作用しない駆動力によつて引起こ
される機械的な変形発生を少なくして、測定精度
への悪影響を排除することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決した本発明の要旨は、ｘ軸方向
に摺動する門形構造体と、ｙ軸方向に摺動する往
復台とを備えた門形構造の座標測定機械であつ
て、門形構造体のｘ座標と往復台のｙ座標との測
定手段が設けられており、往復台に位置測定子が
設けられている形式のものにおいて、ｘ軸方向の
門形構造体の摺動方向の案内が、門形構造体のト
ツプビームに装着されたガイドレールによつて行
われており、このガイドレールが機械のベースプ
レートに固定された別個のケーシング内に支承さ
れており、かつ、門形構造体のｙ方向の偏位を検
出する装置が設けられていることにある。

［本発明の作用・効果］ この構造においては門形構造（駆動装置、重
心、ガイド）の各力作用点が互いに近く隣接しか
つほぼ同じ高さに位置するので、曲げ力は門形構
造体の案内方向に対して直角な方向に関してのみ
生じ、しかも該門形構造自体が曲がるのではな
く、案内機構の支承部の変形と平面度偏差とに基
づく、門形構造体の案内方向に対して直角な方向
の偏位とＺ軸回りの小さな回転とが生じるに過ぎ
ない。

これらの案内偏差は測定技術的に比較的に僅か
な費用で検出捕捉され得るものであり、例えば本
出願人によつてドイツ連邦共和国に特許出願され
ている「案内偏差の検出と修正のための方法と装
置」に記載の手段によつて可能である。

案内のためにケーシング内に配設された支承部
構造には何ら高度な欲求は設定されておらず、従
つて該支承部は比較的にローコストで形成可能で
ある。

有利には案内偏差を検出するための装置は、測
定結果を修正可能とするために２つの測定検出子
を有しており、該測定検出子は門形構造体の基部
に固定されかつ門形構造体の案内方向Ｘで延びる
基準面に沿つて滑動するようになつている。この
検出測定装置によつて門形構造体の案内方向に対
して直角方向の偏位及びＺ軸回りの回転が捕捉さ
れ得る。

手操作の機械としての実施例においては、門形
構造体のトツプビームに沿つて摺動可能な往復台
に操作グリツプを取付け、そしてＺ−スピンドル
のために有利にはモータによる独立した駆動装置
を設けるとよい。これによつてＺ−スピンドルの
曲げ発生が回避され、従つて該Ｚ−スピンドルを
特に軽量に形成することができる。

測定機械が全ての軸においてモータ式の駆動装
置を有さなければならない場合には、門形構造体
のための駆動装置を、該門形構造体の案内機構支
承部を含有するケーシング内に装着して摩擦ころ
を介してガイドレールに作用せしめるようにする
と有利である。

［実施例］ 次に図示の実施例につき本発明を説明する。

第１図と第２図に示された座標測定機械は例え
ば花こう岩から成るベースプレート１を有してお
り、該ベースプレート１の平らな表面上には門形
構造体２が装着されている。この門形構造体２は
２つのコラム４，９と１つのトツプビーム３とか
ら成つている。コラム４，９の各基部にはそれぞ
れ空気支承部５，６と７，８の各対が内蔵されて
おり、この空気支承部によつて門形構造体２がベ
ースプレート１上を滑動するようになつている。

トツプビーム３はｙ−往復台１０に対するガイ
ドとして働き、該ｙ−往復台１０は空気支承部対
１１／１２によつて保持されかつ空気支承部１
３，１４，１５，１６，１７，１８によつて回動
及び傾動から守られている。ｙ−往復台１０は、
検出ヘツド２０を有しかつ垂直に可動なＺ−スピ
ンドル１９の案内のための詳説されていない支承
部と該Ｚ−スピンドル１９のためのモータ駆動装
置とを有している。ｙ−往復台１０及びＺ−スピ
ンドル１９は慣用の構造グループなので詳説しな
い。

門形構造体２の後方では、ベースプレート１内
に配設された４つのボルトによつて、ケーシング
２３がねじ留められている。このケーシング２３
は、トツプビーム３の中央に固定結合されたガイ
ドレール２２の案内のための４つのころ軸受２
５，２６，２７，２８と、ガイドレール２２の重
量を受容する別のころ軸受２４とを有している。
各ころ軸受２５，２６，２７，２８によつてＸ方
向での門形構造体２の案内が確保されている。

図示の最も簡単な実施形において当該の座標測
定機械は、往復台１０に固定されたハンドグリツ
プ２１を有し、該ハンドグリツプ２１によつて座
標測定機械がＸ軸及びＹ軸の２つの軸において手
で動かされる。このハンドグリツプ２１はスイツ
チに連結されており、グリツプ２１の回転によつ
て該スイツチを介してＺ−スピンドルのための詳
説されていない電気駆動装置が切換えられる。当
然ながら、当該の座標測定装置をＸ軸及びＹ軸に
おいてモータで駆動することも容易に可能であ
る。また有利には門形構造体２のための駆動装置
（Ｘ軸）をケーシング２３内に内蔵しそして例え
ば摩擦ローラを介してガイドレール２２に作用せ
しめるとよい。

第３図に詳説されているように、ベースプレー
ト１上に装着されかつ門形構造体の案内方向で延
びる条片３２にガラススケール３３が固定されて
いる。このガラススケール３３は、コラム４の基
部に結合された部分２９に取付けられた公知構造
の光電的なインデツクス（図示せず）によつて読
み取られる。またカバー３１がガラススケール３
３と当該の座標測定機械とを汚物と外光とから守
つている。

ガイドレール２２の剛性度と平面度とが低いこ
との結果として門形構造体２に２種の案内偏差が
生じ得る。即ち、1.Y軸における門形構造体２の
ずれ、2.門形構造体の自らの重心回りの回動とで
ある。

この偏差が測定結果に影響するのを防ぐため
に、門形構造体２の、スケール３３の読取りのた
めのインデツクスを保持している部分２９に、例
えば誘導検出子などの公知構造の２つの付加的な
測定検出子３０，５が取付けられており、該測定
検出子の検出ピンは条片３２の面（基準面）３４
に沿つて滑動するようになつている。第２図に示
されたように測定検出子３０と３５はＸ方向にお
いて互いに間隔を置いて離して配置されている。

測定検出子３０，３５の出力端子は測定機械の
計算器に接続されており、この計算器には当該機
械の３つの軸の測定機構の各出力信号も供給され
る。従つて検出ヘツド２０によつて当接される各
測定点の検出座標の評価においてＸ及びＹ座標
は、門形構造体の既存の傾斜状態や偏位に応じて
修正されることになる。

この場合Ｙ軸における偏位は付加的な測定検出
子３０，３５の各測定値の合計から算出され、ま
た門形構造体２の傾斜状態若しくは垂直線回りの
回動は検出子３０，３５の各測定値とその両検出
子の間隔との差から算出される。

これらの偏差修正は、検出子３０，３５が滑動
する基準面３４がＸ軸方向での機械の測定範囲に
亘つて十分に平滑でありかつ測定軸に対して正確
に平行に位置決めされていることを前提としてい
る。しかしこの必要条件が欠如したり又は製作費
の理由から維持され得なかつたりする場合には、
例えば本願出願人によつてドイツ連邦共和国で特
許申請されている「案内偏差を検出しかつ修正す
るための方法と装置」に記載されている手段を以
つて、機械軸線からのその基準面３４の偏差を測
定しそして修正関数として計算器に貯蓄すること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示すものであつて、
第１図は本発明による門形座標測定機械を第２図
の−線で見た側面図、第２図は第１図の機械
を上から見た平面図、第３図は第２図の−線
に沿つて断面して詳説した拡大部分断面図であ
る。 １……ベースプレート、２……門形構造体、３
……トツプビーム、４，９……コラム、５，６，
７，８，１１，１２，１３，１４，１５，１６，
１７，１８……空気支承部、１０……ｙ−往復
台、１９……Ｚ−スピンドル、２０……検出ヘツ
ド、２１……ハンドグリツプ、２２……ガイドレ
ール、２３……ケーシング、２４，２５，２６，
２７，２８……ころ軸受、２９……部分、３０，
３５……測定検出子、３１……カバー、３２……
条片、３３……ガラススケール、３４……基準
面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ｘ軸方向に摺動する門形構造体と、ｙ軸方向
   に摺動する往復台とを備えた門形構造の座標測定
   機械であつて、門形構造体のｘ座標と往復台のｙ
   座標との測定手段が設けられており、往復台に位
   置測定子が設けられている形式のものにおいて、
   ｘ軸方向の門形構造体２の摺動方向の案内が、門
   形構造体２のトツプビーム３に装着されたガイド
   レール２２によつて行われており、このガイドレ
   ール２２が機械のベースプレート１に固定された
   別個のケーシング２３内に支承されており、か
   つ、門形構造体のｙ方向の偏位を検出する装置が
   設けられていることを特徴とする門形構造の座標
   測定機械。 ２ 前記偏位を検出するための装置が２つの測定
   検出子３０，３５を有しており、該測定検出子が
   門形構造体２の基部に取付けられて、門形構造体
   ２の摺動方向Ｘで延びる基準面３４に沿つて滑動
   するようになつている特許請求の範囲第１項記載
   の座標測定機械。 ３ 門形構造体２の基部が直接に平滑なベースプ
   レート１上で滑動するようになつている特許請求
   の範囲第２項記載の座標測定機械。 ４ 門形構造体２とトツプビーム３に沿つて可動
   な往復台１０との駆動が、往復台１０に取付けら
   れたハンドグリツプ２１を介して手で行なわれる
   ようになつている特許請求の範囲第３項記載の座
   標測定機械。 ５ ハンドグリツプ２１が門形構造体２の重心の
   高さで往復台１０に装着されている特許請求の範
   囲第４項記載の座標測定機械。 ６ 往復台１０内に垂直移動可能に支承されたス
   ピンドル１９の駆動がモータによつて行なわれ、
   またハンドグリツプ２１に、該スピンドル１９の
   作業モータのためのスイツチが設けられている特
   許請求の範囲第５項記載の座標測定機械。 ７ 門形構造体２のためのモータ式駆動装置がケ
   ーシング２３内に取付けられて、ガイドレール２
   ２に作用するようになつている特許請求の範囲第
   ３項記載の座標測定機械。