升降驱动装置和采用该升降驱动装置的测量机制造方法及图纸

本发明专利技术提供测头用的升降驱动装置和采用该升降驱动装置的测量机。该升降驱动装置是贯穿于引导筒(22)并被隔着空气层引导的Z轴测杆(12)用的升降驱动装置，其特征在于，包括：金属丝(18)，其从Z轴测杆(12)的内部向上方延伸，上端支承于引导筒(22)；活塞(29)，其连接于金属丝(18)的下端；缸体(20)，其设于Z轴测杆(12)，向由活塞(29)划分的缸室供给空气，使该缸体(20)相对于活塞(29)上下运动；驱动辊(15)，其设于Z轴测杆(12)，处于与Z轴测杆(12)的表面接触的状态；以及驱动用的马达(17)，该升降驱动装置能实现被空气轴承引导的Z轴测杆的高精度的直动性和迅速的升降动作，且构造简单化、轻量化及适于振动对策。

Up and down driving device and measuring machine adopting the lifting driving device

The invention provides a lifting driving device for a probe and a measuring machine adopting the lifting driving device. The lifting driving device is a lifting driving device used for a Z-axis measuring rod (12) that runs through a guide cylinder (22) and is guided through an air layer. The lifting driving device is characterized in that the metal wire (18) extends upwards from the inner part of the Z-axis measuring rod (12), the upper end is supported on the guide cylinder (22), the piston (29) is connected to the lower end of the metal wire (18), and the cylinder block (20) is provided with the metal wire (18). A Z-axis measuring rod (12) is arranged to supply air to the cylinder chamber divided by the piston (29) so that the cylinder block (20) moves up and down relative to the piston (29); a driving roller (15) is arranged on the Z-axis measuring rod (12) in contact with the surface of the Z-axis measuring rod (12); and a motor (17) for driving, which can be guided by an air bearing. The Z-axis measuring rod has high accuracy and fast lifting action, and its structure is simple, lightweight and suitable for vibration countermeasures.

【技术实现步骤摘要】
升降驱动装置和采用该升降驱动装置的测量机本申请主张2017年03月02日提出申请的日本专利申请2017－039060号的优先权并引入到本申请中。
本专利技术涉及一种测量机所使用的测头的移动机构。
技术介绍
在测头安装测量触头并通过使测量触头从任意的方向靠近工件来执行各种测量的测量机，在大多数情况下具有测头用的升降驱动装置。在测头选择性地搭载与各种测量相应的接触探头、非接触探头、高分辨率照相机等测量触头，利用各个测量触头以较高的精度测量工件的位置(坐标)、图像、形状等。此外，在利用照明设备照亮工件的测量部位的情况下，也有时在测头搭载照明设备来执行测量。在专利文献1中表示了以往的测头用的升降驱动装置即Z方向驱动机构。如图5所示，该Z方向驱动机构包括：Z轴测杆12，在其下端具有测量触头13，该Z轴测杆12被垂直地支承；引导筒22，其用于沿垂直方向引导该Z轴测杆12；支承轴28，其从Z轴测杆12的内部向上方延伸；一对辊15、16，其设于Z轴测杆12，该一对辊15、16夹持支承轴28；以及驱动马达17，其用于旋转驱动辊15。引导筒22支承于X方向驱动机构的X滑动件9，并沿X方向进行移动。在引导筒22中贯穿有Z轴测杆12，在两者之间的间隙配置有多个空气轴承用的多个气垫24。气垫24设于引导筒22的内周，形成利用喷出的空气形成的空气轴承，降低引导筒22与Z轴测杆12之间的摩擦阻力。此外，在引导筒22设有朝向垂直上方竖立设置的支柱25，利用设于该支柱25的上端的横梁26支承支承轴28的上端。在支承轴28的贯穿到Z轴测杆12的内部的下端连接有活塞，收纳该活塞的缸体设于Z轴测杆12的内部。通过向缸室供给空气，从而作用使缸体上浮的力，该力成为与Z轴测杆12的重量均衡的推起力，减轻了Z轴测杆12的表观重量。在此，将该机构称作空气平衡机构。在使专利文献1的Z方向驱动机构进行驱动时，驱动马达17而使驱动辊15旋转。由于驱动辊15和从动辊16夹持着悬吊Z轴测杆的支承轴28，因此该驱动辊15和从动辊16利用两辊与支承轴28之间的摩擦力在旋转的同时使支承辊28升降。随之，Z轴测杆12沿上下方向进行移动，能够将测量触头13设为期望的高度。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利3988860号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在坐标测量机等测量机中，能够使保持测量触头的测头在X轴、Y轴、Z轴的任意方向上高精度且高速地移动、定位的性能是很重要的，也要求能够长期维持该性能。因此，在测头用的升降驱动装置中，Z轴测杆的直动性和迅速的动作性能变得重要。在上述的专利文献1的Z方向驱动机构中，为了发挥该性能，采用了空气轴承、空气平衡机构以及由一对辊夹持支承轴的摩擦驱动机构，但要求构造更简单化、更轻量化以及适用于振动对策的机构。例如，专利文献1的Z方向驱动机构具有夹持上下延伸的支承轴的一对辊，利用辊的驱动力使Z轴测杆沿着支承轴进行移动。为了在辊与支承轴之间产生预定大小的摩擦力，必须确保支承轴和各辊的接触面积，使用截面较大的支承轴，因此支承轴的尺寸减小有极限。此外，在专利文献1的Z方向驱动机构中，作为应对在使测头向各种方向移动时Z轴测杆略微摇晃的状况的对策，在悬吊Z轴测杆的支承轴的上端设置推力轴承，积极地使Z轴测杆的振动衰减的情况较多。在支承轴的上端设置推力轴承的做法对于振动对策是必要的，但会导致在构造上变得复杂。本专利技术的目的在于提供一种测头用的升降驱动装置，该升降驱动装置能够实现利用空气轴承进行引导的升降构件(Z轴测杆)的高精度的直动性和迅速的升降动作，而且构造简单化、轻量化以及适用于振动对策。用于解决问题的方案为了解决上述的问题，本专利技术的升降驱动装置是被引导构件隔着空气层进行引导的升降构件的升降驱动装置，该升降驱动装置的特征在于，该升降驱动装置包括：线状构件，其从所述升降构件向上方延伸，而且将该线状构件的上端支承于所述引导构件；平衡器，其用于增大作用于所述线状构件的张力，减轻由所述线状构件悬吊的所述升降构件的表观重量；至少1个辊，其设于所述引导构件，处于与所述升降构件相接触的状态；以及旋转驱动装置，其用于使所述辊旋转。采用该结构，由于升降驱动装置的平衡器使悬吊升降构件的线状构件的张力增大，利用该增大的张力提起升降构件，因此能够减轻升降构件的表观重量。作为平衡器的具体例，能够列举出利用空气缸体的空气平衡机构、使用了卷起线状构件即金属丝的绞车的机构等。使升降构件升降所需要的驱动力减小了升降构件的自重的被平衡器抵消的量，在使升降动作迅速的方面成为有利的结构。此外，本专利技术的升降驱动装置在升降构件和引导构件之间形成空气层，利用所谓的空气轴承将升降构件上下引导。升降构件与引导构件之间的磨损部分消失，能够长久地维持升降构件的高精度的直动性。此外，本专利技术的升降驱动装置具备辊，该辊与升降构件的表面直接接触，利用其摩擦力使升降构件升降。不是以往那样的相对于悬吊构件而言的摩擦驱动机构，而是相对于升降构件而言的摩擦驱动机构。其结果，能够将悬吊升降构件的线状构件减细到所需最小限度，可以采用具有挠性的线状构件。在以往的支承轴那样的刚性比较大的悬吊构件的情况下，需要在支承轴的上端部设置推力轴承，但只要像本专利技术这样使用相对于弯曲、扭转为挠性的线状构件作为悬吊构件，就能够省略推力轴承。作为线状构件，例如可以采用金属丝、钢琴线、绳索、细长的棒等。特别优选的是，线状构件是具有挠性的金属丝或者细长的棒。另一方面，在单纯地采用线状构件作为升降构件的悬吊构件，删除上端部的推力轴承的结构中，升降构件的固有振动频率变小，与以往相比较，升降构件变得易于振动。相对于此，在本专利技术的升降驱动装置中，在采用线状构件的同时，还采用直接摩擦驱动升降构件的至少1个辊。由于能够维持辊始终与升降构件相接触的状态，因此能够避免升降构件的固有振动频率减小并抑制升降构件发生振动，并且即便是在发生了振动的情况下，也能获得通过维持与辊的接触状态而使振动易于衰减这样的效果。在此，优选的是，所述至少1个辊是一对辊，并以夹持所述升降构件的方式配置。为了使升降构件与辊之间产生摩擦力，将驱动用辊按压于升降构件的力是必须的，但在本专利技术的升降驱动装置中，由于利用空气轴承引导升降构件，因此能够通过调整空气轴承的空气压力来确保对驱动用辊施加的推回的力。若更可靠地产生稳定的推回力，则利用一对辊夹持升降构件较佳。还优选的是，所述平衡器具有：活塞，其与所述线状构件的位于所述升降构件的内部的下端相连接；以及缸体，其设于所述升降构件，在该缸体的内部收纳所述活塞，而且通过向由所述活塞划分出的缸室供给空气，从而使该缸体相对于所述活塞上下运动。采用该结构，活塞和缸体通过向由活塞划分出的缸室送入空气，从而产生与升降构件的重量均衡的推起力。是所谓的利用空气缸体的空气平衡机构。该空气平衡机构的结构也很简单且易于处理，适合轻量化。本专利技术的测量机的特征在于，该测量机具备测量触头用移动机构，所述测量触头用移动机构包括上述升降驱动装置以及测量触头，该测量触头安装于所述升降构件，对测量对象物的位置、图像以及形状中的至少一者进行测量。采用本专利技术的升降驱动装置和具备该升降驱动装置的测量机，能够提供这样的结构：能够使由空气轴承引导的升降构件以较高的精度直动，能够实现迅速的升本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种升降驱动装置，其是被引导构件隔着空气层进行引导的升降构件的升降驱动装置，该升降驱动装置的特征在于，该升降驱动装置包括：线状构件，其从所述升降构件向上方延伸，而且将该线状构件的上端支承于所述引导构件；平衡器，其用于增大作用于所述线状构件的张力，减轻由所述线状构件悬吊的所述升降构件的表观重量；至少1个辊，其设于所述引导构件，处于与所述升降构件相接触的状态；以及旋转驱动装置，其用于使所述辊旋转。

【技术特征摘要】
2017.03.02 JP 2017-0390601.一种升降驱动装置，其是被引导构件隔着空气层进行引导的升降构件的升降驱动装置，该升降驱动装置的特征在于，该升降驱动装置包括：线状构件，其从所述升降构件向上方延伸，而且将该线状构件的上端支承于所述引导构件；平衡器，其用于增大作用于所述线状构件的张力，减轻由所述线状构件悬吊的所述升降构件的表观重量；至少1个辊，其设于所述引导构件，处于与所述升降构件相接触的状态；以及旋转驱动装置，其用于使所述辊旋转。2.根据权利要求1所述的升降驱动装置，其特征在于，所述至少1个辊是一对辊，该一对辊以夹持所述升降构...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村義治，大山良和，河原井一晃，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本,JP