(57)【要約】【課題】ヨーイング運動により生じる測定誤差を均等にし、より正確に被測定物の測定を行うことを可能とする測長装置を提供することを目的とする。【解決手段】この測長装置は、基台１０と、被測定物を載置する平面を有するテーブル２０と、Ｘ軸フレーム９０と、Ｘ軸フレーム９０に付設される検出装置としてのＣＣＤカメラ９４と、Ｘ軸フレーム９０の延設方向の略中央部に対応する位置にＸ軸フレーム９０の延設方向と垂直な方向に基台１０上に延設されるＹ軸位置検出器としてのリニアスケール８０とを備える。基台１０には、リニアスケール８０からの距離が略均等になる位置においてリニアスケール８０と平行に延設される一対のガイドレール７０と、Ｘ軸フレーム９０の駆動源となるモータ５０と、Ｘ軸フレーム９０を駆動させるＸ軸フレーム駆動部３０とが固設される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物を載置する平面を有するテーブルと、
前記テーブル平面に対して平行に延設され、前記テーブル平面に対して平行かつ前記延設方向に対して垂直にスライド移動可能なＸ軸フレームと、
前記Ｘ軸フレームに付設され、前記Ｘ軸フレームの延設方向にスライド移動可能な検出装置と、
前記Ｘ軸フレームの延設方向と垂直な方向に延設され、前記Ｘ軸フレームの延設方向の略中央部における前記Ｘ軸フレームのスライド移動方向の位置を検出するＹ軸位置検出器と、
を備えることを特徴とする測長装置。
【請求項２】
請求項１に記載の測長装置において、
前記Ｙ軸位置検出器の両側に当該Ｙ軸位置検出器と平行に延設される一対のＸ軸フレーム駆動部を備える測長装置。
【請求項３】
請求項２に記載の測長装置において、
前記一対のＸ軸フレーム駆動部は、
前記Ｙ軸位置検出器からの距離が略均等になる位置において当該Ｙ軸位置検出器と平行に延設され、単一のモータにより互いに同期して駆動される測長装置。
【請求項４】
請求項２に記載の測長装置において、
前記一対のＸ軸フレームの駆動部は、
前記Ｙ軸位置検出器からの距離が略均等になる位置において当該Ｙ軸位置検出器と平行に延設され、それぞれ独立して回転する一対のモータにより駆動される測長装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、検出器をＸ軸方向とＸ軸に垂直なＹ軸方向とにスライド移動させることにより、被測定物を測定する測長装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
検出器をＸ軸方向とＸ軸に垂直なＹ軸方向とにスライド移動させることにより、被測定物を測定する測長装置は、被測定物を載置するテーブル面上をＸ軸フレームがＹ軸方向にスライド移動し、このＸ軸フレーム上を検出部がＸ軸方向にスライド移動することにより、被測定物を測長する。このような装置で被測定物を精密に測定するためには、Ｘ軸フレームがＹ軸方向への移動するときに、Ｘ軸フレームにヨーイング運動を起こさせないようにする必要がある。
【０００３】
しかし、このＸ軸フレームのヨーイング運動は、Ｘ軸フレームをガイドするガイドレール等の加工誤差により発生するものであるため、完全に取り除くことが不可能である。
【０００４】
このため、Ｘ軸フレームのヨーイング運動による測定誤差を低減させる装置として、例えば、特許文献１に記載される装置が開示されている。特許文献１に記載される装置は、平行に延設されたガイドレール上にスライド移動自在に設けられたＸ軸フレームと、このＸ軸フレームをガイドレールに沿って移動させるＹ軸駆動部と、前記Ｘ軸フレームの長手軸方向に沿ってスライド移動自在に設けられた検出部と、この検出部を前記Ｘフレームに沿って移動させるＸ軸駆動部と、前記検出部の下方から被測定物を照射する光源部とを備えた測長装置において、前記Ｙ軸駆動部を前記Ｘ軸フレームの長手軸方向略中央に設けるものである。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１２５１２
【０００６】
この装置によれば、Ｙ軸駆動部がＸ軸フレームの長手軸方向略中央に設けられているので、ガイドレールの加工誤差によりヨーイング運動が発生したとしても、検出部はＹ軸駆動部に対して、最大でもＸ軸フレームの長手軸方向の略１／２しか移動せず、ヨーイング運動による測定誤差を略１／２に低減できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、Ｘ軸フレーム上の検出器の位置により、ヨーイング運動が測定誤差に及ぼす影響にバラつきが生じる。すなわち、Ｘ軸フレーム上の検出器の位置が、Ｙ軸方向の移動量を検出する検出器から離れる程、ヨーイング運動が測定誤差に及ぼす影響は大きくなり、Ｘ軸フレーム上の検出器の位置が、Ｙ軸方向の移動量を検出する検出器に近づく程、ヨーイング運動が測定誤差に及ぼす影響は小さくなる。
【０００８】
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ヨーイング運動により生じる測定誤差を均等にし、より正確に被測定物の測定を行うことを可能とする測長装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、被測定物を載置する平面を有するテーブルと、前記テーブル平面に対して平行に延設され、前記テーブル平面に対して平行かつ前記延設方向に対して垂直にスライド移動可能なＸ軸フレームと、前記Ｘ軸フレームに付設され、前記Ｘ軸フレームの延設方向にスライド移動可能な検出装置と、前記Ｘ軸フレームの延設方向と垂直な方向に延設され、前記Ｘ軸フレームの延設方向の略中央部における前記Ｘ軸フレームのスライド移動方向の位置を検出するＹ軸位置検出器とを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の測長装置において、前記Ｙ軸位置検出器の両側に当該Ｙ軸位置検出器と平行に延設される一対のＸ軸フレーム駆動部を備える。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の測長装置において、前記一対のＸ軸フレーム駆動部は、前記Ｙ軸位置検出器からの距離が略均等になる位置において当該Ｙ軸位置検出器と平行に延設され、単一のモータにより互いに同期して駆動される。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の測長装置において、前記一対のＸ軸フレームの駆動部は、前記Ｙ軸位置検出器からの距離が略均等になる位置において当該Ｙ軸位置検出器と平行に延設され、それぞれ独立して回転する一対のモータにより駆動される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明の第１実施形態に係る測長装置の斜視図であり、図２は、その正面図である。
【００１４】
この測長装置は、基台１０と、被測定物を載置する平面を有するテーブル２０と、テーブル２０の平面に対して平行に延設されるＸ軸フレーム９０と、Ｘ軸フレーム９０に付設される検出装置としてのＣＣＤカメラ９４と、Ｘ軸フレーム９０の延設方向の略中央部に対応する位置にＸ軸フレーム９０の延設方向と垂直な方向に基台１０上に延設されるＹ軸位置検出器としてのリニアスケール８０とを備える。
【００１５】
基台１０には、リニアスケール８０からの距離が略均等になる位置においてリニアスケール８０と平行に延設される一対のガイドレール７０と、Ｘ軸フレーム９０の駆動源となるモータ５０と、Ｘ軸フレーム９０を駆動させるＸ軸フレーム駆動部３０とが固設される。
【００１６】
図３は、この発明の第１実施形態に係る測長装置のＸ軸フレーム駆動部３０の主要部を示す説明図である。
【００１７】
図１および図３に示すように、Ｘ軸フレーム駆動部３０は、基台１０上に固設される回転軸３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄと、回転軸３２ａと回転軸３２ｃとを連結する連結軸３３と、回転軸３２ａと回転軸３２ｂとを巻回するベルト３１ａと、回転軸３２ｃと回転軸３２ｄとを巻回するベルト３１ｂとにより構成される。ここで、ベルト３１ａおよびベルト３１ｂは、リニアスケール８０からの距離が略均等になる位置においてリニアスケール８０と平行に延設される。そして、Ｘ軸フレーム９０は、これらのベルト３１ａおよびベルト３１ｂと連結されることにより、テーブル２０の平面に対して平行かつＸ軸フレーム９０の延設方向に対して垂直にスライド移動することが可能となる。
【００１８】
なお、図１および図２においては、軸受け等の図示を省略している。
【００１９】
Ｘ軸フレーム９０には、モータ９２と、その長手方向がＸ軸フレーム９０の延設方向と平行となるように配置され、モータ９２により回転されるボールネジ９１と、ガイドレール７０と嵌合するスライダ９５と、リニアスケール８０のセンサ部９６とが付設される。
【００２０】
ＣＣＤカメラ９４は、ボールネジ９１に螺合する連結板９３と連結する。このため、連結板９３がボールネジ９１の回転によりボールネジ９１に沿って移動することにより、ＣＣＤカメラ９４が、Ｘ軸フレーム９０の延設方向にスライド移動する。
【００２１】
図４は、この発明に係る測長装置における電気的制御を示すブロック図である。
【００２２】
以上に説明した測長装置で被測定物を測定する場合には、テーブル２０上に被測定物を載置した後、オペレータの操作により、ＣＣＤカメラ９４を被測定物の始点に合わせる。このときのＸ座標およびＹ座標が、測長装置における記憶部１０１に記憶される。次に、ＣＣＤカメラ９４を移動させ、被測定物の終点に合わせる。このときのＸ座標およびＹ座標が、測長装置における記憶部１０１に記憶される。そして、記憶部１０１に記憶された始点および終点のＸ座標およびＹ座標の値が演算部１０３に送信され、演算部１０３において被測定物の長さが演算される。
【００２３】
図５および図６は、ヨーイング運動による測定誤差を示す説明図である。
【００２４】
このうち、図５（ａ）および図６（ａ）は、リニアスケール８０がＸ軸フレーム９０の延設方向の略中央部と対応する位置に延設された場合における測定誤差を示しており、図５（ｂ）および図６（ｂ）は、リニアスケール８０がＸ軸フレーム９０の延設方向の略中央部と対応する位置から外れた位置に延設された場合における測定誤差を示している。
【００２５】
また図５は、ＣＣＤカメラ９４がＸ軸フレーム９０の紙面上最右端に位置する場合における測定誤差を示しており、図６は、ＣＣＤカメラ９４がＸ軸フレーム９０の紙面上最左端に位置する場合における測定誤差を示している。なお、図５におけるＸ軸フレーム９０のヨーイング運動によるブレと図６におけるＸ軸フレーム９０のヨーイング運動によるブレとは、同角度のものとする。
【００２６】
図５および図６に示すように、図５（ａ）における測定誤差ΔＹ１と図６（ａ）における測定誤差ΔＹ３との差は、図５（ｂ）における測定誤差ΔＹ２と図６（ｂ）における測定誤差ΔＹ４よりも小さくなっている。すなわち、リニアスケール８０がＸ軸フレーム９０の延設方向の略中央部と対応する位置に延設された場合には、測定誤差が均等に配分されることになる。このため、より正確に被測定物の測定を行うことが可能となる。
【００２７】
次に、この発明の第２実施形態に係る測長装置について説明する。図７は、この発明の第２実施形態に係る測長装置の正面を示す説明図である。また、図８は、この発明の第２実施形態に係る測長装置のＸ軸フレーム駆動部４０の主要部を示す説明図である。
【００２８】
第１実施形態に係る測長装置は、Ｘ軸フレーム駆動部３０が、単一のモータ５０により互いに同期して駆動される一対のベルト３１ａ、３１ｂにより構成されるのに対し、第２実施形態に係る測長装置は、Ｘ軸フレーム駆動部４０が、それぞれ独立して回転する一対のモータ６０ａ、６０ｂにより駆動されるボールネジ４１ａ、４１ｂにより構成される点で相違する。
【００２９】
このような構成を利用した場合には、モータ６０ａとモータ６０ｂとの回転速度を独立して制御可能である。このため、定性的、定量的な性質を有するヨーイング運動を予め測定しておき、ガイドレール７０やボールネジ４１等に加工誤差がある場合においても、モータ６０ａとモータ６０ｂとの回転速度を変化させることにより、Ｘ軸フレーム９０の両端における速度を一定に保たせることができ、Ｘ軸フレーム９０に生じるヨーイング運動を低減させることが可能となる。
【００３０】
なお、第２実施形態におけるＸ軸フレーム駆動部４０は、Ｘ軸フレーム９０を駆動させるために、一対のボールネジ４１を使用することとしていたが、互いに独立して回転する一対のモータにより駆動されるベルトを使用することとしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、Ｘ軸フレームの延設方向の略中央部におけるＸ軸フレームのスライド移動方向の位置を検出するＹ軸位置検出器を備えることから、ヨーイング運動により生じる測定誤差を均等にし、より正確に被測定物を測定することが可能となる。
【００３２】
請求項２に記載の発明によれば、Ｙ軸位置検出器の両側に当該Ｙ軸位置検出器と平行に延設される一対のＸ軸フレーム駆動部を備えることから、Ｘ軸フレームを安定して移動させることができ、Ｘ軸フレームに生じるヨーイング運動を低減させることが可能となる。
【００３３】
請求項３に記載の発明によれば、一対のＸ軸フレーム駆動部は、Ｙ軸位置検出器からの距離が略均等になる位置において当該Ｙ軸位置検出器と平行に延設され、単一のモータにより互いに同期して駆動されることから、簡易な構成でありながら、Ｘ軸フレームを安定して移動させることができ、Ｘ軸フレームに生じるヨーイング運動を低減させることが可能となる。
【００３４】
請求項４に記載の発明によれば、一対のＸ軸フレームの駆動部は、Ｙ軸位置検出器からの距離が略均等になる位置において当該Ｙ軸位置検出器と平行に延設され、それぞれ独立して回転する一対のモータにより駆動されることから、Ｘ軸フレームの両端における速度を一定に保たせるように制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る測長装置の斜視図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る測長装置の正面図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る測長装置のＸ軸フレーム駆動部３０の主要部を示す説明図である。
【図４】この発明に係る測長装置における電気的制御を示すブロック図である。
【図５】ヨーイング運動による測定誤差を示す説明図である。
【図６】ヨーイング運動による測定誤差を示す説明図である。
【図７】この発明の第１実施形態に係る測長装置の正面を示す説明図である。
【図８】この発明の第２実施形態に係る測長装置のＸ軸フレーム駆動部４０の主要部を示す説明図である。
【符号の説明】
１０      基台
２０      テーブル
３０      Ｘ軸フレーム駆動部
３１ａ    ベルト
３１ｂ    ベルト
３２ａ    回転軸
３２ｂ    回転軸
３２ｃ    回転軸
３２ｄ    回転軸
３３      連結軸
４０      Ｘ軸フレーム駆動部
４１ａ    ボールネジ
４１ｂ    ボールネジ
５０      モータ
６０ａ    モータ
６０ｂ    モータ
７０      ガイドレール
８０      リニアスケール
９０      Ｘ軸フレーム
９１      ボールネジ
９２      モータ
９３      連結板
９４      ＣＣＤカメラ
９５      スライダ
９６      リニアスケールセンサ
１０１    記憶部
１０３    演算部
【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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【図７】
2005030879.tif 000009
【図８】
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