JPH02223801A - アルミニウムから成る１つ又は複数の案内部材を備えた座標測定装置並びに該装置のゲージを製作する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ｉＮ求項１の上位概念に記載の座標測定装置
に関する。

従来の技術 座標測定装置の運動可能な測定往復台のための案内部材
として、従来は主として花こう岩部材が使用されていた
。しかし暫く以前から、アルミニウムから成る部材もこ
の目的のために使用されている。その理由は、該部材が
良好な熱伝導性を有しており、そのため案内部の内部に
温度勾配を形成することがないという利点を有している
からである。温度勾配が発生すると、案内部は管理不能
に変形する。

測定往復台の位置測定のために必要なゲージは、−船釣
に増分ピッチを備えたがラスゲージであシ、該ピッチは
案内部材上に固定されている。熱による線膨張が測定結
果に影響を与えること全防止するために、装着しｆｉｃ
温度センサによってガラスゲージの温度を検知し、測定
結果を形成する際、ワーク上で測定された温度と共に該
温度を考慮することが公開されている。このような補正
方法が、例へはＤＥ−Ｏ８第３６２０１１８号明細書に
記述されている。

ゲージのためのフレームの構造体には、特に困難な問題
が発生している。フレームは、座標測定装置の稼動中の
温度変動が約５℃から６５℃までの間の温度領域内にあ
る場合、案内部材とゲージとが異なった線膨張を行うこ
とによって束縛力乃至は残留応力が全く発生しないよう
に保障されていなければならない。ケ９−ゾは、それが
変形することのないように、寧ろ非束縛に保持されてい
なければならない。このことは、ゲージ上の本来のゲー
ジピッチの外に、ピッチの形状をしたもう１つの直線性
の基準が案内方向に対し横方向に存在している場合には
、特に重要である。このことは例えばＤＥ−Ｏ８第３５
４２５１４号明細書に記載されている通りである。

温度偏差の正確な補正を妨げている別の問題として特に
考慮しなければならないことは、ガラスの熱伝導性が不
良であるため、ガラスゲージ自体内の温度勾配が数０Ｋ
までに達する可能性があることであり、そのため、１つ
又は君子の測定個所だけでゲージの温度を、完全かつ正
確に検知することはできない。

又、アルミニウムから成るケーシング内に、ガラスゲー
ジ又はスチールバンドの形状をしたゲージを容れ、その
ピッチを光電式に検知するという測定装置も公開されて
いる。このような測定装置にあっては、ゲージと案内部
とが異なった線膨張を行う際に、全く同じ様な問題が発
生する。補助手段として、ガラスゲージを圧縮した状態
で、アルミニウム製又は鋼製のケーシングと不動に結合
せしめ、これによって、ガラスゲージがその内部圧縮応
力に基いてケーシングの線膨張に追従できるようにする
ことが部分的に提案されている。ＥＰ−Ａ２比０２６６
４９８号明細書には、これに相当する測定装置が公開さ
れている。しかしこれは恒久的な解決法ではない。その
理由は、材料のガラスは流動化する傾向を有しており、
そのため、時間と共に圧罹応力が減少し、もしくはゲー
ジが変形するような結果になるからである。

発明が解決しようとするＵ題 本発明の課題は、特にアルミニウムから成る案内部材を
備えた座標測定装置のためのゲージを改良して、該ゲー
ジを問題なく固定できるようにすると共に、長さ測定の
際、温度誤差の補正を申し分のないように行うことがで
きるようにすることにある。

課題を解決するための手段 上記課題は、ケ９−ゾが同じようにフルきニウウから成
るという、請求項１に記載の特徴によって、これを解決
することができた。

発明の効果 ゲージと、ゲージ上に固定されなければならないその支
持体、つまり案内部材とが、同一の材料から成っている
ために、ゲージと案内部との間には熱的な効果に基く応
力は全く発生しない。従ってゲージのフレームを極めて
簡単に保持することができる。例へば案内部上にゲージ
を簡単に螺着せしめることができる。

更にアルミニウムの熱伝導性が良好である丸め、ゲージ
自体内には温度勾配が全く形成されない。その結果、ゲ
ージの温度は、１つ乃至は若干の温度センサで正確に検
知することができ、かつ長さの測定値の形成の際、該温
度全考慮することができるようになる。

更に案内部材の表面上には、ケ９−ゾのためのピッチを
直接装着することが可能である。このことは、少くとも
小さい寸法の案内部材に対しては、技術的に特に最良の
解決法である。その理由は、この場合、ゲージは堅牢で
あって、ゲージと案内部材とが確固不動に結合するから
である。

このため適合した案内部材としては、例へばの運動可能
な部分のためのプローブヘッドの内方の案内部が望まし
い。

ゲージの温度を測定するためのセンサは、有利にはゲー
ジ又は案内部材上に載置されており、又ケ９−ジ製作の
際これｔ−ゲージの表面内に予め組み込むことも可能で
ある。このことは申請人が以前出願する際に、出願番号
第３８２３９２２．２号で説明している通りである。

ゲージ自体には、反射格子の形状をした増分ピッチが装
着されている。格子が面格子である場合は機能的であり
、その段は例へば同じようにアルミニウムから成ってい
る。このような反射面格子の製作は、例へばフォトリソ
グラフ的な形式でゲージビツチを案内部材の表面上に装
着せしめ、続いてアルミニウムを蒸着せしめることによ
って、これを実施することができる。

測定装置のためのスケール及びアルミニウム製の定規は
、それ自体は共に公知である。しかしこの種のスケール
及び定規は、ミクロ領域の自動的な長さ測定用のケ９−
ゾとしては適していない。

実施例 本発明の別の利点については、以下の本発明の実施例の
図面の説明の際に述べる。

第１図に図示の横梁４は、両側が２本の柱２及び３で結
合されている。蚊柱２，３は、座標測定装置の測定テー
ブル１上を長手方向にスライド可能に支承されており、
前記横梁４は蚊柱２．３と共に座標測定装置のブリッジ
を形成している。

横梁４はアルミニウムの形材から成り、該形材はその外
側部が精密仕上げされている。横梁４は、図示なしのエ
アベアリングを介してその上を滑走する横往傷台７の案
内部として使用されている。横往復台７内には、この種
の座標測定装置にあっては一般的な、画直方向にスライ
ド可能な案内部材８が支承されており、該案内部材８は
、その下側部にワークの検知用に使用されるプローブヘ
ツド９を装着している。横往復台７と案内部材８（ピノ
ーレ）とは、同じようにアルミニウムから成っている。

横往復台Ｔの位ｔｉ！ｌ−測定するために、横梁４のア
ルミニウム形材上には条片５が螺着されており、該条片
５にはゲージピツチ６が装着されている。ピッチ６を備
えた条片５は、座標測定装置のＸ方向のゲージである。

核ゲージの両端には、ゲージ上に装着された２つの温度
センサ１８ａ及び１８ｂがあり、その接続ケーブルは符
号１９で表わされている。このセンサは、ゲージ５の温
度の検知用に使用されており、これによって、測定さる
べきワークとゲージ５との間の温度差違による影響を、
Ｄｇ−０８第３６２０１１８号に説明されているように
、較正することができるようになっている。

案内部材８は第２図に図示されている。該部材８は、正
方形の断面をしたアルミニウム管から成り、その際外側
部が案内部材の案内面になっており、かつ横往復台７（
第１図）内のエアベアリング間を該案内面で滑動してい
る。詳細には図示してない横往復台Ｔ内のエアベアリン
グが案内部材８を支持している位置は、第２図に符号１
２ａｔ　　１２ｂｔ　１２ｃ＋　　１２ｄ＋　　１２ｅ
で示されている。

案内部材８は、その１つの側部上に、案内方向に延びる
ゲージピッチ１０を装着しており、該ゲージピッチ１０
は、アルミニウム形材の表面上に直接載置されている。

ゲージピッチ１０は、横梁４のゲージ上のピッチ６と全
く同じように、反射式入射光位相格子の方式に則った増
分格子ピッチである。この格子ピッチの構成は、ピッチ
部を極度に拡大した第６図の断面図に表わされている。

格子は長方形状の段輪郭を有しており、その隆設の物質
１３は、容易に蒸発可能で接着性の良好な物質から成っ
ている。物質１３には、アルミニウムから成る反射層が
被せられている。その上には更に、保護層である第２の
層が被覆されており、該保護層１５は弗化マグネシウム
から成っている。

案内部材８にも、ゲージビツチ１０の領域内に温度セン
サ１６が設けられている。

このゲージ格子の製作は次のように行われる：先づ案内
部材８の表面を、案内部の品質として不可欠な精度で精
密に仕上げる。続いて表面にフォトラッカーｔ−積層す
る。その後このフォトラッカー層を、格子ピッチの領域
内で格子構造状に露光する。

続いてフォトラッカー層を現象する。その際露光された
個所のラッカー１ノーが除去される。次いで表面には、
物質１３ｆ：面格子のために必要な例へば、Ｌ／４の段
高さに蒸着する。この物質１３は、例へはアルミニウム
自体であっても宜く、又は例へば弗化イツトリウムのよ
うな別の適合した材料を使用しても差支えない。蒸着プ
ロセスの終了後、フォトラックをアルカリ洗浄する。そ
の結果、ピッチの領域内には物質１３の長方形状の段が
残ることになる。続いて全ピッチ領域上に、鏡面状のア
ルミニウム層を蒸着する。この鏡面層１４を更に、Ｍｊ
！、Ｆｚから成る保護層１５で被覆する。

上述の方法には、それ自体は公知の、フォトリソグラフ
的な製造技術が利用されているので、ここではこれ以上
の説明は省略する。しかしここで宮及しておかなければ
ならないことは、段を装着する代りに、アルミニウム表
面に所要の段高さのぎツチをエツチングすることも可能
であるということである。どちらの場合も、表面に組み
込まれたゲージピッチを備えた案内部材を得ることがで
き、核ゲージピツチは、堅牢であって、かつ案内部材８
と確固不動に結合する。

図面では、アルミニウムから成る案内部を備えた座標測
定装置について説明を行った。しかし本発明は、明らか
に同一の形式で、例へば工作機械のような他の機械に対
しても、これを利用することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は横往復台
用の案内部として使用される門形のトラバースを備えた
座標測定装置の斜視図、第２図は第１図の横往復台７内
を鉛直に案内される測定アームの斜視図、第６図は第２
図の測定アーム８上のピッチを極端に拡大して示した断
面図である。 １・・・測定テーブル、２，３・・・柱、４・・・横梁
、５・・・ゲージ、６・・・ゲージピツチ、７・・・横
往復台、８・・・測定アーム、９・・・プローブヘッド
、１０・・・ゲージピッチ、１２　ａ、　　１２　ｂ＋
　　１２　ｃｔ　　１２ｄ＋１２＋３・・・エアベアリ
ング、１３・・・物質、１４・・・反射層、１５・・・
保護層、１６・・・温度センサ、１８ａ、１８ｂ・・・
温度センサ、１９・・・接続ケーブル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アルミニウムから成る１つ又は複数の案内部材を備
   えた座標測定装置であつて、ゲージを装着している形式
   のものにおいて、ゲージ（５；１０）が同じ様にアルミ
   ニウムから成つていることを特徴とする、アルミニウム
   から成る１つ又は複数の案内部材を備えた座標測定装置
   。 ２、ゲージ（５）が、案内部（４）に固定された別個の
   部材であることを特徴とする、請求項１記載の座標測定
   装置。 ３、ゲージのためのピッチ（１０）が、案内部材（８）
   の表面上に直接装着されているか、乃至は加工されてい
   ることを特徴とする、請求項１記載の座標測定装置。 ４、案内部材が、プローブヘツド（９）を装着している
   座標測定装置の測定アーム（ピノーレ８）であることを
   特徴とする、請求項３記載の座標測定装置。 ５、ゲージピツチを備えた案内部材が、座標測定装置の
   プローブヘッドの内部で運動可能な部分の案内部である
   ことを特徴とする、請求項５記載の座標測定装置。 ６、温度センサ（１６；１８ａ、１８ｂ）が、ゲージ（
   ５）乃至は案内部材（８）上に載置されているか、もし
   くはゲージの表面内に組み込まれていることを特徴とす
   る、請求項１記載の座標測定装置。 ７、ゲージ（１０）が反射格子の形をした増分ゲージで
   あり、格子は面格子であつてその段（１３、１４）が同
   じようにアルミニウムから成つており、ゲージの表面に
   は保護層（１５）が装着されていることを特徴とする、
   請求項１記載の座標測定装置。 ８、アルミニウムから成る案内部材上にゲージを製作す
   る方法であつて、反射形の面格子としてゲージピッチ（
   １０）を案内部材（８）の表面上に装着せしめ、同時に
   ピッチ部の構成をフォトリソグラフ的な方式で製作し、
   続いて全ピッチ部領域上に鏡面層（１４）を蒸着せしめ
   ることを特徴とする、案内部材上にゲージを製作する方
   法。