[发明专利]坐标测量用测头单元及坐标测量机

说明书

技术领域

本发明涉及坐标测量用测头单元及坐标测量机。特别是涉及小型、廉价、能够进行高速的高精度测量的、机床中的机上测量、输送线等中的现场(观察)测量容易的坐标测量用测头单元及具有该坐标测量用测头单元的坐标测量机。

背景技术

作为进行高精度的三维坐标测量的测量装置，公知有三维坐标测量机(以下也称作CMM)。

但是，以往的CMM，一般测量行程为500mm左右，较大，该以往的CMM具有测头，该测头具有用于载置测量对象(例如工件)的较大的基座(底板)和用于使测量用探头(例如在与测量对象接触时产生接触信号的接触式的接触探头、获得测量对象的图像的非接触式光学探头等)相对于该基座移动的较大的门型或C字型的框架，该测头能使该门型或C字型的框架相对于基座沿一个轴向(例如前后方向)移动，并且能使该门型或C字型的框架沿与上述一个轴向正交的另一个轴向(例如左右方向)相对移动，从而使探头相对于该测头沿与上述两个轴向正交的上下方向移动。因而，CMM不是测量位置的大小，而是覆盖整个测量物的大小，并且必须维持其测量行程的整个范围的精度。因此，CMM大型且设置空间大，价格昂贵，不适合机上测量或观察测量。

为了解决上述问题，申请人在日本特开平6-34356号公报(以下称为专利文献1)中提出了能够组装到制造线上的简易型CMM，在日本特开平11-325869号公报中(以下称为专利文献2)提出了能够组装到加工中心中的CMM。

但是，专利文献1、2的技术都是以使用测量行程较大的大型的CMM为前提，组装到机床或制造线上，因此，存在价格昂贵、需要较宽的设置空间这样的问题。

另一方面，在实际的应用中，多是以外部尺寸40mm～100mm左右的小工件为测量对象，或者即使是大工件也是测量内径或轴部分的外径等而未必需要大的测量行程。在这种情况下，即使是小型工件也多采用以往的测量行程较大的为500mm以上的CMM，则CMM的设置空间相对于测量对象(部分)大很多。

另外，当要在机床上进行测量时，考虑取代刀具而安装测量用的传感器(例如接触探头)来进行测量，但在该情况下，测长系统(导轨、标尺)由于使用机床的构件，因此也存在不能检测机床的运动误差这样的问题。

发明内容

本发明就是为了解决上述以往的问题点而做成的，其课题在于提供小型、廉价、能够进行高速的高精度测量、机床中的机上测量、输送线中的观察测量容易的坐标测量用测头单元、具有该坐标测量用测头单元的坐标测量机、机床以及输送线。

本发明是着眼于在测量较小的测量对象、较大的测量对象的局部时由CMM进行的高精度测量所需的行程不需要较大的情况而做成的，提供一种解决了上述课题的坐标测量用测头单元，其特征在于，该坐标测量用测头单元具有：驱动部件，其用于通过计算机数值控制(Computer Numerical Control；CNC)使探头沿相互正交的多个驱动轴线移动，使探头与测量对象相抵接来测量测量对象的尺寸；一体化而成的壳体，其用于容纳该驱动部件；安装部件，其设置在该壳体的任一侧面上，用于将上述驱动部件中的任一个驱动部件安装在支承体上。

在此，能够使上述驱动部件为直线导轨、滚珠丝杠和电动机的组合而成的部件。

另外，能够使上述探头沿三维方向移动自如，能够将用于使该探头沿其轴向移动的驱动部件配置在上述安装部件侧。

或者，能够使上述探头沿与该探头的轴向正交的二维方向移动自如。

另外，能够更换上述探头。

另外，本发明提供一种坐标测量机，其特征在于，该坐标测量机具有：上述坐标测量用测头单元；基座，其用于载置测量对象；支架，其用于在该基座上支承上述坐标测量用测头单元。

在此，能够在上述支架上安装向上下方向驱动的Z轴驱动部件，在该Z轴驱动部件上安装向前后方向驱动的Y轴驱动部件，在该Y轴驱动部件上安装向左右方向驱动的X轴驱动部件，在该X轴驱动部件上安装探头。

另外，能够在上述基座上配置用于移动测量对象的、具有移动量测量部件的工作台。

另外，能够在测量开始前为了与测量对象位置对准而以手动初始调整上述坐标测量用测头单元的位置。

另外，通过更换上述探头，也能够使上述坐标测量机起到微小形状测量机或图像测量器的作用。

另外，本发明提供一种机床，其特征在于，该机床安装有上述坐标测量用测头单元。

在此，不用将在上述机床上加工中的加工对象从该机床上卸下，就能够利用上述坐标测量用测头单元的探头对该加工对象进行测量。