專利名稱：三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。
技術(shù)背景
以往，公知一種這樣的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，該三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)包括探測(cè)器(probe)和用 于支承并驅(qū)動(dòng)該探測(cè)器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該探測(cè)器具有通過與待測(cè)物接觸而在一定范圍內(nèi)移 動(dòng)的測(cè)量觸頭，該三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)基于測(cè)量觸頭的移動(dòng)量和探測(cè)器的移動(dòng)量測(cè)量待測(cè)物(例 如，文獻(xiàn)1 日本特開2008-89578號(hào)公報(bào))。文獻(xiàn)1所記載的表面形狀測(cè)量裝置(三坐標(biāo)測(cè)量機(jī))包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和具有測(cè)量觸 頭的仿形探測(cè)器(Profiling Probe)，在將測(cè)量觸頭按入待測(cè)物的狀態(tài)下獲得測(cè)量觸頭的 移動(dòng)量和探測(cè)器的移動(dòng)量，通過將所獲得的各移動(dòng)量合成來測(cè)量待測(cè)物。在這樣的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)中，由于通過利用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使測(cè)量觸頭移動(dòng)來測(cè)量待測(cè) 物，因此，需要使用具有比待測(cè)物大的測(cè)量空間的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行測(cè)量。因此，例如，在測(cè) 量汽車用的零件等較大的待測(cè)物時(shí)，需要使用較大的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行測(cè)量。在此，例如，在利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量以規(guī)定的間隔連續(xù)地形成有多個(gè)較小的孔 那樣的較大的待測(cè)物時(shí)，必須高精度地測(cè)量孔徑，但有時(shí)可以不高精度地測(cè)量各孔之間的 間距，即，有時(shí)既有必須高精度地測(cè)量的較小的區(qū)域又有可以不高精度地測(cè)量的較大的區(qū) 域。但是，在這樣的情況下，采用文獻(xiàn)1所述的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的問題在于，必須使用測(cè) 量精度與必須高精度地測(cè)量的較小的區(qū)域相應(yīng)的高價(jià)的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)來進(jìn)行測(cè)量。另外，較大的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)由于其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也較大，因此，存在難以高速地測(cè)量較 小的區(qū)域這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能適當(dāng)?shù)販y(cè)量既存在必須高精度地測(cè)量的較小的區(qū) 域又存在可以不高精度地測(cè)量的較大的區(qū)域的較大的待測(cè)物的便宜的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。本發(fā)明的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)包括探測(cè)器和用于支承并驅(qū)動(dòng)上述探測(cè)器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，上 述探測(cè)器具有能在一定范圍內(nèi)移動(dòng)的測(cè)量觸頭，該三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)基于上述測(cè)量觸頭的移動(dòng) 量和上述探測(cè)器的移動(dòng)量測(cè)量待測(cè)物，其特征在于，上述探測(cè)器包括用于驅(qū)動(dòng)上述測(cè)量觸 頭的測(cè)量觸頭驅(qū)動(dòng)部，上述三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)包括用于測(cè)量受上述測(cè)量觸頭驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)的上述 測(cè)量觸頭的移動(dòng)量的第1測(cè)量部和用于測(cè)量上述探測(cè)器的移動(dòng)量的第2測(cè)量部，上述第2 測(cè)量部的測(cè)量精度低于上述第1測(cè)量部的測(cè)量精度。采用這樣的結(jié)構(gòu)，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)能通過利用測(cè)量觸頭驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)測(cè)量觸頭來測(cè)量 較小的區(qū)域，通過利用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)探測(cè)器來測(cè)量較大的區(qū)域。并且，由于用于測(cè)量探測(cè)器 的移動(dòng)量的第2測(cè)量部的測(cè)量精度低于用于測(cè)量測(cè)量觸頭的移動(dòng)量的第1測(cè)量部的測(cè)量精 度，因此，能夠合適地測(cè)量既存在必須高精度地測(cè)量的較小的區(qū)域又存在可以不高精度地測(cè)量的較大的區(qū)域的較大的待測(cè)物。并且，由于僅提高第1測(cè)量部的測(cè)量精度即可，因此能 便宜地制造三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。另外，由于測(cè)量觸頭驅(qū)動(dòng)部設(shè)于受驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的探測(cè)器上，因此，與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相 比，測(cè)量觸頭驅(qū)動(dòng)部較小。因此，能高速地測(cè)量較小的區(qū)域。


圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的框圖。圖2是概略表示上述實(shí)施方式的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主體的一部分的示意圖。圖3是放大表示上述實(shí)施方式的探測(cè)器的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面，基于

本發(fā)明的一實(shí)施方式。圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)1的框圖。如圖1所示，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)1包括三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主體2和用于控制三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 主體2的控制裝置3。圖2是概略表示三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主體2的一部分的示意圖。在圖2中，將上方向作 為+Z方向、將與該Z軸垂直的兩軸分別作為X軸及Y軸進(jìn)行說明。以下的圖中也同樣。如圖1及圖2所示，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主體2包括探測(cè)器4和用于支承并驅(qū)動(dòng)該探測(cè) 器4的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5，該探測(cè)器4具有用于測(cè)量待測(cè)物9的球狀的測(cè)量觸頭41A。另外，在本 實(shí)施方式中，作為待測(cè)物9，以沿X軸方向以規(guī)定的較大的間隔連續(xù)地形成有多個(gè)較小的孔 91、92、93的較大的構(gòu)件為例進(jìn)行說明。圖3是放大表示探測(cè)器4的示意圖。如圖3所示，探測(cè)器4包括探針(stylus) 41和用于支承探針41的基端側(cè)的支承 機(jī)構(gòu)42，該探針41形成為軸線在Z軸方向的棒狀，在頂端側(cè)(圖3中的下方側(cè))具有測(cè)量 觸頭41A。如圖1及圖3所示，支承機(jī)構(gòu)42以使探針41能在一定范圍內(nèi)沿X、Y、Z軸的各軸 方向(圖3中箭頭方向)移動(dòng)的方式支承該探針41，支承機(jī)構(gòu)42包括用于在各軸方向上驅(qū) 動(dòng)探針41的驅(qū)動(dòng)部43和用于檢測(cè)探針41在各軸方向上的移動(dòng)量的探測(cè)器傳感器44。艮口， 驅(qū)動(dòng)部43通過驅(qū)動(dòng)探針41而起到用于驅(qū)動(dòng)測(cè)量觸頭41A的測(cè)量觸頭驅(qū)動(dòng)部的作用。如圖1及圖2所示，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5使探測(cè)器4能沿X軸方向(圖2中箭頭方向)移 動(dòng)地支承該探測(cè)器4，并且沿X軸方向驅(qū)動(dòng)探測(cè)器4，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5包括用于檢測(cè)探測(cè)器4在 X軸方向的移動(dòng)量的刻度傳感器(scale sensor) 51。如圖1所示，控制裝置3包括驅(qū)動(dòng)控制部件31和測(cè)量部件32，該驅(qū)動(dòng)控制部件31 用于控制探針41和探測(cè)器4的驅(qū)動(dòng)；該測(cè)量部件32用于基于探測(cè)器傳感器44和刻度傳感 器51的檢測(cè)結(jié)果來測(cè)量待測(cè)物9的表面形狀等。驅(qū)動(dòng)控制部件31基于預(yù)先輸入的待測(cè)物9的輪廓數(shù)據(jù)對(duì)驅(qū)動(dòng)部43和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5 輸出用于驅(qū)動(dòng)探針41和探測(cè)器4的位置指令值。測(cè)量部件32包括第1測(cè)量部321和第2測(cè)量部322。第1測(cè)量部321基于探測(cè)器傳感器44的檢測(cè)結(jié)果來測(cè)量受驅(qū)動(dòng)部43驅(qū)動(dòng)的探針41的移動(dòng)量、即測(cè)量觸頭41A的移動(dòng)量。第2測(cè)量部322基于探測(cè)器傳感器51的檢測(cè)結(jié)果來測(cè)量受驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5驅(qū)動(dòng)的探 測(cè)器4的移動(dòng)量。并且，第2測(cè)量部322的測(cè)量精度低于第1測(cè)量部321的測(cè)量精度。 下面，說明利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)1測(cè)量待測(cè)物9的各孔91 93的直徑及各孔91 93之間的間距。例如，在測(cè)量孔92的直徑時(shí)，在驅(qū)動(dòng)控制部件31的控制下，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5如圖2所 示地使探測(cè)器4移動(dòng)到孔92的附近位置，利用第2測(cè)量部322測(cè)量探測(cè)器4的移動(dòng)量。在利用第2測(cè)量部322測(cè)量探測(cè)器4的移動(dòng)量時(shí)，在驅(qū)動(dòng)控制部件31的控制下， 驅(qū)動(dòng)部43使探針41移動(dòng)而使測(cè)量觸頭41A抵接孔92的內(nèi)側(cè)面，利用第1測(cè)量部321測(cè)量 測(cè)量觸頭41A的移動(dòng)量。在利用第1測(cè)量部321測(cè)量測(cè)量觸頭41A的移動(dòng)量時(shí)，測(cè)量部件32基于探測(cè)器4 的移動(dòng)量和測(cè)量觸頭41A的移動(dòng)量來測(cè)量測(cè)量觸頭41A所抵接的孔92的內(nèi)側(cè)面的位置。然后，一邊利用驅(qū)動(dòng)部43使測(cè)量觸頭41A沿孔92的內(nèi)周移動(dòng)一邊利用測(cè)量部件 32進(jìn)行測(cè)量，從而測(cè)量出孔92的中心及直徑。接著，在測(cè)量與孔92相鄰的孔93的直徑時(shí)，在驅(qū)動(dòng)控制部件31的控制下，驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)5使探測(cè)器4移動(dòng)到孔93的附近位置。然后，測(cè)量部件32與孔92同樣地測(cè)量孔93的 中心及直徑，基于測(cè)量出的孔92、93的中心及直徑來測(cè)量孔92、93之間的間距。采用本實(shí)施方式的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)1，具有如下的效果。(1)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)1通過利用驅(qū)動(dòng)部43驅(qū)動(dòng)測(cè)量觸頭41A來測(cè)量孔91 93，通過 利用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5驅(qū)動(dòng)探測(cè)器4能測(cè)量孔91 93之間的間距。并且，由于用于測(cè)量探測(cè)器 4的移動(dòng)量的第2測(cè)量部322的測(cè)量精度低于用于測(cè)量測(cè)量觸頭41A的移動(dòng)量的第1測(cè)量 部321的測(cè)量精度，因此，能合適地測(cè)量既存在必須高精度地測(cè)量的較小的區(qū)域的孔91 93又存在可以不高精度地測(cè)量的較大的區(qū)域的孔91 93之間的間距的較大的待測(cè)物9。(2)由于僅提高第1測(cè)量部321的測(cè)量精度即可，因此，能便宜地制造三坐標(biāo)測(cè)量 機(jī)1。(3)驅(qū)動(dòng)部43由于設(shè)于受驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5驅(qū)動(dòng)的探測(cè)器4上，因此，與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5相 比，該驅(qū)動(dòng)部43較小。因此，能高速地測(cè)量較小的區(qū)域。實(shí)施方式的變形另外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，能達(dá)到本發(fā)明目的的范圍內(nèi)的變形、改良 等也包含于本發(fā)明。例如，在上述實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5沿X軸方向一個(gè)軸方向向驅(qū)動(dòng)探測(cè)器4，但也 可以沿兩個(gè)軸方向、三個(gè)軸方向驅(qū)動(dòng)探測(cè)器4。另外，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也可以使探測(cè)器不直線性地 移動(dòng)，例如可以使探測(cè)器像機(jī)械手臂那樣非直線性地移動(dòng)?？傊?，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是用于支承并驅(qū) 動(dòng)探測(cè)器的機(jī)構(gòu)即可。在上述實(shí)施方式中，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)1包括1個(gè)探測(cè)器4，但也可以包括兩個(gè)以上探 測(cè)器。在上述實(shí)施方式中，探測(cè)器4被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5支承為使探針41的軸線位于Z方向的 姿勢(shì)，但探測(cè)器也可以被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)支承為任意的姿勢(shì)。在上述實(shí)施方式中，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)1包括通過與待測(cè)物9接觸來進(jìn)行測(cè)量的接觸式的測(cè)量觸頭41A。與此相對(duì)， 例如，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)也可以包括像圖像探測(cè)器等那樣不與待 測(cè)物接觸地進(jìn)行測(cè)量的非接觸式的測(cè)量觸頭。
權(quán)利要求
一種三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，其包括探測(cè)器和用于支承并驅(qū)動(dòng)上述探測(cè)器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，上述探測(cè)器具有能在一定范圍內(nèi)移動(dòng)的測(cè)量觸頭，該三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)基于上述測(cè)量觸頭的移動(dòng)量和上述探測(cè)器的移動(dòng)量來測(cè)量待測(cè)物，其特征在于，上述探測(cè)器包括用于驅(qū)動(dòng)上述測(cè)量觸頭的測(cè)量觸頭驅(qū)動(dòng)部，上述三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)包括用于測(cè)量受上述測(cè)量觸頭驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)的上述測(cè)量觸頭的移動(dòng)量的第1測(cè)量部和用于測(cè)量上述探測(cè)器的移動(dòng)量的第2測(cè)量部，上述第2測(cè)量部的測(cè)量精度低于上述第1測(cè)量部的測(cè)量精度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(1)，其包括三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主體(2)和控制裝置(3)。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主體(2)包括具有測(cè)量觸頭的探測(cè)器(4)和用于驅(qū)動(dòng)探測(cè)器(4)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)。探測(cè)器(4)包括用于驅(qū)動(dòng)測(cè)量觸頭的驅(qū)動(dòng)部(43)?？刂蒲b置(3)包括第1測(cè)量部(321)和第2測(cè)量部(322)。第1測(cè)量部(321)用于測(cè)量受驅(qū)動(dòng)部(43)驅(qū)動(dòng)的測(cè)量觸頭的移動(dòng)量。第1測(cè)量部(322)用于測(cè)量探測(cè)器(4)的移動(dòng)量。并且，第2測(cè)量部(322)的測(cè)量精度低于第1測(cè)量部(321)的測(cè)量精度。
文檔編號(hào)G01B5/20GK101871759SQ20101015312
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日
發(fā)明者松宮貞行, 淺野秀光 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三豐