(57)【要約】  本発明は測定対象物の表面における多数の点の座標を検出する座標測定機械であって、その座標を検出すべき対象物を支持する支持テーブル（１０）の表面の上方で測定ヘッド（７）を支持している支持梁（１）を含み、該座標測定機械は個別に製造されたユニットであって、少なくとも支持梁（１）と、測定トロリー（２）と、測定ヘッド（７）を含むユニットから構成されており、前記支持梁（１）は該支持梁に沿って移動可能であるように配置されている測定トロリー（２）を支持しており、前記測定トロリー（２）の方は前記測定ヘッド（７）を支持している座標測定機械に関するものである。本発明による座標測定機械は前記ユニット（１，２，７）が個々に較正されており、前記測定トロリー（２）が前記測定ヘッド（７）および前記支持梁（１）のための機械的（６，１２）および電気的（１３）の双方の取り付け点を含み、前記機械的な取り付け点が、個別に製造された前記ユニットが座標測定機械に簡単に接合可能であるように相互に接合されたときに幾何学的変形が何ら発生し得ないように設計されていることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物の表面における多数の点の座標を検出する座標測定機械であって、その座標を検出すべき検査対象物を支持する支持テーブル（１０，１５）の表面の上方で測定ヘッド（７，１７）を支持する支持梁（７，１７）を含み、該座標測定機械が個別に製造されたユニットであって、少なくとも支持梁（１，１６）と、測定トロリー（２）と、測定ヘッド（７，１７）とを含むユニットから構成されており、前記支持梁（１，１６）が該支持梁に沿って移動できるように配置されている測定トロリー（２）を支持しており、前記測定トロリー（２）の方は前記測定ヘッド（７，１７）を支持している座標測定機械において、前記ユニット（１，１６；２；７，１７）が個別に較正されており、前記測定トロリー（２）が前記測定ヘッド（７，１７）および支持梁（１，１６）のための機械的（６，１２）および電気的（１３）の双方の取り付け点を含み、前記機械的取り付け点は個々に製造された前記ユニットが座標測定機械に対して簡単に相互に接合可能であるように相互に接合された場合に幾何学的な変形が何ら発生し得ないように設計されていることを特徴とする座標測定機械。
【請求項２】
前記機械的取付け部（６，１２）が３個の較正された取付け点を含むことを特徴とする請求項１に記載の座標測定機械。
【請求項３】
前記測定ヘッド（７，１７）が該測定ヘッド（７，１７）に対して相対的に移動可能である測定アーム（１１，１８）を組み込み可能であるように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の座標測定機械。
【請求項４】
測定アーム（１１，１８）を備えた前記測定ヘッド（７，１７）が諸々のサイズ／寸法で入手可能なように配備され、サイズ／寸法とは関係なく同じ測定トロリー（２）に対して接合可能なように配備されていることを特徴とする請求項３に記載の座標測定機械。
【請求項５】
前記座標測定機械がまた、前記支持テーブル（１０）の上方にある距離をおいて前記支持梁（１）を支持している少なくとも１本の柱（８）を含み、前記柱は基本柱（８ａ）と、可能なら１本あるいは数本の補助柱（８ｂ）とから構成され、前記基本柱（８ａ）と補助柱（８ｂ）とは１本の柱（８）となるよう容易に接合可能であること、かつ前記基本柱（８）と補助柱（８ｂ）とが独立して較正されるように配備されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の座標測定機械。
【請求項６】
前記支持梁（１６）が前記支持テーブル（１５）から垂直方向上方に延在するように配置されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の座標測定機械。
【請求項７】
転送ケーブル（１４）によって接続されている電子出口（１３）が前記座標測定機械に含まれている諸々の部材の間で測定結果を転送するように配置されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の座標測定機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は座標測定機械、特にポータル測定機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
座標測定機械は、測定対象物の表面における多数の点の座標を高精度で検出し、このようにして前記の測定対象物の外観および寸法を検出するために使用される。座標系において対象物を正確に測定するための座標測定機械は通常、測定すべき対象物がその上に位置される支持テーブルと、測定すべき対象物と接触するように持ってくることができる測定プローブを支持する支持梁（ビーム）を支持する一対の柱を含む。
【０００３】
このタイプの座標測定機械は極めて安定した構造であり、組み立てられた構成要素は慎重に較正される。当該機械は通常、数種のサイズで提供され、その構成要素は当該機械の関連サイズに対して寸法が決められ、かつ相互に対して適合するようにされている。そのような座標測定機械の一例が米国特許第３，７４９，５０１号明細書に開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、前述したタイプの座標測定機械であって、所望の座標測定機械を提供するために標準化されたユニットから所望の座標測定機械が簡単に構成できるように構成要素が設計されている座標測定機械を達成することである。
【０００５】
例えば、欧州特許第０５２３９０６−Ａ１号から座標測定機械用の測定プローブが交換可能となるように該測定プローブを配置することが知られているが、このプローブはそのままであれば従来技術によって構成された座標測定機械に配置される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した目的は個別に製造されたユニットであって、少なくとも支持梁と、測定トロリーと、測定ヘッドを含むユニットから構成され、前記支持梁は該支持梁に沿って移動しうるように配置されている前記測定トロリーを支持していて、前記測定トロリーの方は前記測定ヘッドを支持しており、本発明によれば、前記ユニットは個別に較正されており、前記測定トロリーが前記測定ヘッドおよび前記支持梁のための機械的および電気的の双方の取り付け点を含み、前記機械的な取り付け点は個々に製造されたユニットが座標測定機械に対して簡単に共に接合しうるように前記ユニットが相互に接合された際幾何学的な変形が何ら発生しえないように設計されている座標測定機械によって達成される。
【０００７】
本発明の別の実施例によれば、前記支持梁を支持している柱が１個、あるいは可能なら数個の補助柱と共に基本柱から構成されるように設計され、それによって前記基本柱と補助柱とが簡単に相互に接合されて一本の柱を形成するように配備されており、かつ前記基本柱と補助柱とが個別に較正されるように設計されている。
【０００８】
本発明を添付図面によって示されている非限定的な二実施例の形態で以下詳細に説明する。
【実施例】
【０００９】
座標測定機械のための支持梁１が図１に示されており、本発明によると前記支持梁は、例えば該支持梁を横切る点線で示されているような各種の標準化した長さで製造されている。支持梁１は該支持梁に沿って移動／移転することができる測定トロリー２を支持する。支持梁１は該支持梁に沿って測定トロリー２を移動させるための駆動手段３を含みうる。前記駆動手段３は例えば、手動クランク４によって手作業で駆動させるとか、あるいは例えば電動モータのようなモータによって駆動させればよい。
【００１０】
図３から明らかなように、支持梁１は基本的に断面が三角形であり、測定トロリー２は機械的な球軸受け５あるいはエアベアリングによって助勢されて前記支持梁１の表面に沿って走行することが適切である。測定トロリー２は測定ヘッド７を測定トロリー２の上に、従って支持梁１に対して取り付けるために３個の較正された取り付け点６を含んでいる。測定ヘッド７については以下詳細に説明する。
【００１１】
図２は本発明による座標測定機械のための柱８を示す。この柱８は基本柱８ａと、この場合は２個である補助柱８ｂとを含む。基本柱８ａと補助柱８ｂとは基本柱８ａと、必要ないずれかの補助柱８ｂとを相互に接合するための３個の較正された取り付け点９を含み、基本柱８ａはまた、柱８に支持梁１を支持するための３個の較正された取り付け点を含む。
【００１２】
図４はポータル測定機械の形態である座標測定機械を設計しうる態様の一例を示す。その場合、測定すべき対象物を支持しうるのみならず、座標測定機械自体も支持しうる、例えば慎重に調製された御影石のスラブの形態である支持テーブル１０を含む。図４に示されているポータル測定機械は、支持テーブルの上を横断する支持梁１を支持する２本の柱８を含む。この図面は右側の柱が基本柱８ａと２個の補助柱８ｂとから構成されていることを明らかにしている。使用される補助柱の数は、特定の座標測定機械を使用して実行されるべき測定に対して支持テーブル１０と支持梁１との間で必要とされる距離によって決まる。支持梁１の長さは座標測定機械において測定すべき対象物を考慮して選択され、前記柱８の間の距離に対して適合させるには支持梁１の適当な標準長さを選択することによって実行しうる。測定ヘッド７は支持梁１の測定トロリー２に装着され、該測定ヘッドは測定トロリー２の助勢により支持梁１に沿って移転しうる。測定ヘッド７は既知の要領で測定アーム１１を含み、該測定アームは図示していない測定プローブをこれもまた既知の要領で自由端において支持する。測定アーム１１は測定すべき対象物と接触するように測定プローブを持ってくることができるように測定ヘッドにおいて上下に移動することが可能である。測定ヘッド７は３個の取り付け点１２を含み、該取り付け点によって測定ヘッドは正確な相対的な位置を得るように測定トロリー２の３個の較正された取り付け点６に取り付けることができる。
【００１３】
測定ヘッド７は、主として測定アーム１１の長さに関して種々のサイズで入手可能であり、そのため柱８の高さに対して適合させることができる。全ての測定ヘッド７はそれらのサイズとは無関係に、いずれの測定ヘッドもいずれかの測定トロリーやいずれかの支持梁と相互作用しうるようにそれらの３個の取り付け点は同じ要領で位置され、かつ較正されている。
【００１４】
本発明による座標測定機械の側面図を示す図５は、特に座標測定機械の構成部材が較正された取り付け点６，９，１２によって接合されて協働ユニットを形成する態様を明らかにしている。本図はまた、測定結果を転送ケーブル１４によって諸々の構成要素の間で、そしてその後得られた測定結果を表示／記録するユニットまで転送することができる電子出口１３を諸々の要素が含むことを明らかにしている。
【００１５】
図６は、この場合水平型の測定機械の形態である、本発明による座標測定機械の代替的な設計を示す。これは、支持梁１６がその上に垂直方向に装着されている支持テーブル１５を含む。支持梁１６は測定トロリーを介して測定アーム１８を備えた測定ヘッド１７を支持している。この場合、測定ヘッド１７を支持梁１６に沿って垂直方向に運動／移転させることが可能であり、測定アーム１８は、支持テーブル１５によって支持されている対象物と図示していない測定プローブを介して接触できるようにするために水平方向に移動することができる。支持梁１６は前述した支持梁１と同様に設計すればよく、従って諸々の標準長さで入手しうる。測定ヘッド１７も同等の要領で種々のサイズで入手可能であり、そのため使用される支持テーブル１５のサイズおよび座標測定機械によって測定しようとする対象物に対して適合させることができる。座標測定機械の構成部材であるユニットは前述した要領で個別に較正することが可能であり、このことによってそれらが一旦接合されると完成された座標測定機械の全体の較正を比較的容易に実行できるようにする。
【００１６】
多数の基本的なユニットと補助ユニットとから構成されるように本発明による座標測定機械をつくることによって、比較的少数の部材によってこれらを接合して種々サイズの広範囲の座標測定機械を形成できるようにする。例えば、本発明による支持梁は６種類の標準長さまで入手できるようにし、そのため例えば、５００ミリメートルから１，５００ミリメートルまで、２００ミリメートル間隔の長さの範囲の支持梁を供給できるようにする。同じことが柱や測定ヘッドについても言えることであり、このことはこれらの部材が大量に製造され、その後必要に応じて所望の寸法の座標測定機械を製造することができることを意味する。
【００１７】
座標測定機械を構成している各種の部材についての測定された／較正されたデータは例えばＣＤ−ＲＯＭディスクあるいはその他の記憶媒体に記憶しておくことが可能であり、それらは組み立てられた座標測定機械の最終較正のために座標測定機械の組立てに関連して使用するように当該部材に随伴させることができる。
【００１８】
本発明による座標測定機械を製造するために個別に製造された標準化したユニットを接合させるという概念を例えば、ブリッジ、水平アーム、ガントリー、片持ち梁、ハーフブリッジなどとして知られているもののような多様なタイプのデカルト座標測定機械に対して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による座標測定機械のための測定トロリーがその上に装着されている支持梁を概略的に示す平面図である。
【図２】本発明による座標測定機械のための柱を示す側面図である。
【図３】図１に示す測定トロリーと共に支持梁を示す端面図である。
【図４】本発明に従って設計されたポータル測定機械の形態の座標測定機械の概略正面図である。
【図５】図４に示す座標測定機械の側面図である。
【図６】水平アーム式機械の形態での本発明による座標測定機械の概略正面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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