産業機械
【課題】所定の異常が発生した場合に移動体を対象物から離脱させることができるとともに、移動体を移動させる際の負荷を十分に軽減させることができる産業機械の提供。
【解決手段】三次元測定機は、コラム２４３の内部をＺ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられ、被測定物に対して接近離脱するスピンドル２４４と、カウンタウエイト７１にてスピンドル２４４の重量を平衡させることでスピンドル２４４をスライド移動させる際の負荷を軽減する平衡機構７と、所定の異常状態が検出されたときに、スピンドル２４４が被測定物から離脱する離脱方向Ａに向かってカウンタウエイト７１を付勢する付勢手段８とを備える。
【解決手段】三次元測定機は、コラム２４３の内部をＺ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられ、被測定物に対して接近離脱するスピンドル２４４と、カウンタウエイト７１にてスピンドル２４４の重量を平衡させることでスピンドル２４４をスライド移動させる際の負荷を軽減する平衡機構７と、所定の異常状態が検出されたときに、スピンドル２４４が被測定物から離脱する離脱方向Ａに向かってカウンタウエイト７１を付勢する付勢手段８とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業機械に関し、特に、対象物に対して接近離脱する移動体を備え、この移動体を移動させることで対象物を測定、または加工する産業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定子を有する移動体を対象物に対して接近離脱させることで対象物を測定する測定機や、工具を有する移動体を対象物に対して接近離脱させることで対象物を加工する加工機械等の産業機械が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の三次元測定機では、鉛直軸方向に移動可能なＺ軸スピンドル（移動体）の下端にタッチプローブ（測定子）が固定されている。そして、Ｚ軸スピンドルを鉛直軸方向に移動させることでタッチプローブを被測定物（対象物）に対して接近離脱させて被測定物を測定している。
また、特許文献１に記載の三次元測定機は、Ｚ軸スピンドルに接続され、Ｚ軸スピンドルの重量との平衡を保つためのバランスウエイト（平衡保持部材）を備え、Ｚ軸スピンドルを移動させる際の負荷を軽減している。このような負荷軽減機構によれば、例えば、Ｚ軸スピンドルをモータの回転力等によって移動させる場合において、モータにかかる負荷を軽減させることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５６０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような測定機等では、測定子等にかかる負荷が過大になった場合や、測定機等への電力供給が遮断された場合などの所定の異常状態が発生したときには、移動体の移動を瞬時に停止させることができないため、対象物を損傷してしまう場合があるという問題がある。したがって、このような所定の異常状態が発生したときには、移動体を対象物から離脱させることが望ましい。
そこで、例えば、平衡保持部材の重量を移動体の重量よりも大きく設定しておき、測定機等への電力供給が遮断された場合に、平衡保持部材の重量によって移動体を対象物から離脱させる構成が考えられる。
しかしながら、このような構成によると、負荷軽減機構としての機能が劣化し、移動体を移動させる際の負荷を十分に軽減させることができないという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、所定の異常が発生した場合に移動体を対象物から離脱させることができるとともに、移動体を移動させる際の負荷を十分に軽減させることができる産業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の産業機械は、対象物に対して接近離脱する移動体と、前記移動体を移動させる際の負荷を軽減させる負荷軽減機構とを備え、前記移動体を移動させることで前記対象物を測定、または加工する産業機械であって、所定の異常状態が検出されたときに、前記移動体が前記対象物から離脱する離脱方向に向かって前記移動体を付勢する付勢手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、産業機械は、所定の異常状態が検出されたときに、移動体を付勢する付勢手段を備えるので、所定の異常が発生した場合に移動体を対象物から離脱させることができる。また、負荷軽減機構から独立した付勢手段を備えることによって、負荷軽減機構としての機能を維持することができるので、所定の異常が発生していない場合には、移動体を移動させる際の負荷を十分に軽減させることができる。
なお、負荷軽減機構としては、前述した平衡保持部材を備える平衡機構の他、エアバランス機構等を採用することができる。
【０００８】
本発明では、前記負荷軽減機構は、前記移動体に接続され、前記移動体の重量との平衡を保つための平衡保持部材を備え、前記付勢手段は、前記平衡保持部材を付勢することで前記移動体を付勢することが好ましい。
このような構成によれば、前述した産業機械と同様の作用効果を奏することができる。
【０００９】
本発明では、前記平行保持部材の前記離脱方向は、鉛直下方向とされ、前記付勢手段は、前記平衡保持部材の鉛直上方向側に配設され、前記平衡保持部材を前記離脱方向に向かって押圧するための押圧部材と、前記押圧部材を把持し、前記所定の異常状態が検出されたときに、前記押圧部材を解放する把持部とを備えることが好ましい。
【００１０】
このような構成によれば、所定の異常状態が検出されると、把持部にて押圧部材が解放され、解放された押圧部材は平衡保持部材上に自由落下する。そして、平衡保持部材は、自由落下した押圧部材の重量によって離脱方向に向かって付勢される。したがって、所定の異常が発生した場合に移動体を対象物から離脱させることができるとともに、移動体を移動させる際の負荷を十分に軽減させることができる。
また、付勢手段は、押圧部材を自由落下させることによって平衡保持部材を付勢するので、産業機械への電力供給が遮断された場合であっても移動体を対象物から離脱させることができる。
【００１１】
本発明では、前記付勢手段は、前記平衡保持部材を前記離脱方向に向かって押圧するための弾性力を有する弾性部材と、前記弾性部材の弾性力を保持し、前記所定の異常状態が検出されたときに、前記弾性部材の弾性力を解放する弾性力保持部とを備えることが好ましい。
【００１２】
このような構成によれば、所定の異常状態が検出されると、弾性力保持部にて弾性部材の弾性力が解放され、解放された弾性部材の弾性力によって、平衡保持部材は離脱方向に向かって付勢される。したがって、所定の異常が発生した場合に移動体を対象物から離脱させることができるとともに、移動体を移動させる際の負荷を十分に軽減させることができる。
また、付勢手段は、弾性部材の弾性力によって平衡保持部材を付勢するので、産業機械への電力供給が遮断された場合であっても移動体を対象物から離脱させることができる。
【００１３】
本発明では、前記産業機械は、測定子を有する前記移動体を移動させることで前記対象物を測定する測定機であることが好ましい。
このような測定機によれば、前述した産業機械と同様の作用効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔三次元測定機の概略構成〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る三次元測定機１を示す全体模式図である。図２は、三次元測定機１の概略構成を示すブロック図である。なお、図１では、上方向を＋Ｚ軸方向とし、このＺ軸に直交する２軸をそれぞれＸ軸、及びＹ軸として説明する。以下の図面においても同様である。
【００１５】
産業機械としての三次元測定機１は、図１に示すように、三次元測定機本体２と、三次元測定機本体２の駆動制御を実行するモーションコントローラ３と、操作レバー等を介してモーションコントローラ３に指令を与え、三次元測定機本体２を手動で操作するための操作手段４と、モーションコントローラ３に所定の指令を与えるとともに、三次元測定機本体２上に設置された被測定物Ｗ（対象物）の形状解析等の演算処理を実行するホストコンピュータ５と、ホストコンピュータ５に接続される入力手段６１、及び出力手段６２とを備える。なお、入力手段６１は、三次元測定機１における測定条件等をホストコンピュータ５に入力するものであり、出力手段６２は、三次元測定機１による測定結果を出力するものである。
【００１６】
三次元測定機本体２は、被測定物Ｗの表面に当接される測定子２１１Ａを先端側（−Ｚ軸方向側）に有するプローブ２１と、プローブ２１の基端側（＋Ｚ軸方向側）を保持するとともに、プローブ２１を移動させる移動機構２２と、移動機構２２が立設される定盤２３とを備える。なお、定盤２３には、三次元測定機本体２のキャリブレーションをするための半径既知の基準球２３１が設置され、この基準球２３１は、定盤２３上の複数位置に設置することができる。
移動機構２２は、プローブ２１の基端側を保持するとともに、プローブ２１のスライド移動を可能とするスライド機構２４と、スライド機構２４を駆動することでプローブ２１を移動させる駆動機構２５とを備える。
【００１７】
スライド機構２４は、定盤２３におけるＸ軸方向の両端から＋Ｚ軸方向に延出し、Ｙ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられる２つのビーム支持体２４１と、各ビーム支持体２４１にて支持され、Ｘ軸方向に沿って延出するビーム２４２と、Ｚ軸方向に沿って延出する筒状に形成され、ビーム２４２上をＸ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられるコラム２４３と、コラム２４３の内部に挿入されるとともに、コラム２４３の内部をＺ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられるスピンドル２４４とを備える。
【００１８】
したがって、移動機構２２は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の各軸方向にプローブ２１を移動させる複数の移動軸を備えている。そして、スピンドル２４４は、−Ｚ軸方向側の端部においてプローブ２１の基端側を保持している。なお、プローブ２１としては、複数の種類のプローブが用意されており、これらのプローブの中から選択してスピンドル２４４に保持させることができる。すなわち、三次元測定機１は、測定子２１１Ａを有し、被測定物Ｗに対して接近離脱する移動体としてのスピンドル２４４を移動させることで被測定物Ｗを測定する測定機である。
【００１９】
駆動機構２５は、図１、及び図２に示すように、各ビーム支持体２４１のうち、＋Ｘ軸方向側のビーム支持体２４１を支持するとともに、Ｙ軸方向に沿ってスライド移動させるＹ軸駆動部２５１Ｙと、ビーム２４２上をスライドさせてコラム２４３をＸ軸方向に沿って移動させるＸ軸駆動部２５１Ｘ（図１において図示略）と、コラム２４３の内部をスライドさせてスピンドル２４４をＺ軸方向に沿って移動させるＺ軸駆動部２５１Ｚ（図１において図示略）とを備える。
【００２０】
Ｘ軸駆動部２５１Ｘ、Ｙ軸駆動部２５１Ｙ、及びＺ軸駆動部２５１Ｚには、図２に示すように、コラム２４３、各ビーム支持体２４１、及びスピンドル２４４の各軸方向の位置を検出するためのＸ軸スケールセンサ２５２Ｘ、Ｙ軸スケールセンサ２５２Ｙ、及びＺ軸スケールセンサ２５２Ｚがそれぞれ設けられている。なお、各スケールセンサ２５２Ｘ，２５２Ｙ，２５２Ｚは、コラム２４３、各ビーム支持体２４１、及びスピンドル２４４の移動量に応じたパルス信号を出力する位置センサである。
【００２１】
ここで、前述したように、スピンドル２４４は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿ってスライド移動するので、Ｚ軸駆動部２５１Ｚには、スピンドル２４４の重量による負荷がかかる。このため、コラム２４３の内部には、スピンドル２４４の重量を平衡させることでスピンドル２４４をスライド移動させる際の負荷を軽減する負荷軽減機構としての平衡機構７（図３参照）が設けられている。なお、平衡機構７を含むコラム２４３の内部構成については後に詳述する。
【００２２】
モーションコントローラ３は、図２に示すように、操作手段４、またはホストコンピュータ５からの指令に応じて駆動機構２５を制御する駆動制御部３１と、各スケールセンサ２５２Ｘ，２５２Ｙ，２５２Ｚから出力されるパルス信号を計数するカウンタ部３２とを備える。
カウンタ部３２は、各スケールセンサ２５２Ｘ，２５２Ｙ，２５２Ｚから出力されるパルス信号をカウントしてスライド機構２４の移動量（ｓＸ、ｓＹ、ｓＺ）を計測する。そして、カウンタ部３２にて計測されたスライド機構２４の移動量（以下、スケール値Ｓとする）は、ホストコンピュータ５に出力される。
【００２３】
ホストコンピュータ５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や、メモリ等を備えて構成され、モーションコントローラ３に所定の指令を与えることで三次元測定機本体２を制御するものであり、移動指令部５１と、移動量取得部５２と、測定値算出部５３と、形状解析部５４と、記憶部５５と、異常状態検出部５６とを備える。
移動指令部５１は、モーションコントローラ３の駆動制御部３１に所定の指令を与え、三次元測定機本体２のスライド機構２４に移動をさせる。具体的に、例えば、移動指令部５１は、測定子２１１Ａを被測定物Ｗの表面に当接させた状態でプローブ２１を被測定物Ｗの表面に倣って移動させるための移動方向、及び移動速度からなる移動ベクトルを指令値として出力する。
【００２４】
移動量取得部５２は、カウンタ部３２にて計測されたスケール値Ｓを所定のサンプリング間隔で取得する。
測定値算出部５３は、移動量取得部５２にて取得されたスケール値Ｓに基づいて測定値、すなわち測定子２１１Ａの位置を算出する。
形状解析部５４は、測定値算出部５３にて算出された測定値を合成して被測定物Ｗの表面形状データを算出し、算出された被測定物Ｗの表面形状データに基づく形状解析を行う。
【００２５】
記憶部５５は、ホストコンピュータ５で用いられるデータを記憶するものであり、例えば、入力手段６１を介して入力される測定条件や、出力手段６２を介して出力される測定結果等を記憶する。なお、入力手段６１を介して入力される測定条件としては、例えば、移動量取得部５２にてスケール値Ｓを取得するサンプリング間隔等がある。
異常状態検出部５６は、三次元測定機１における所定の異常状態を検出するものであり、例えば、測定子２１１Ａにかかる負荷が過大になった場合を異常状態として検出する。そして、異常状態検出部５６は、所定の異常状態を検出すると、モーションコントローラ３を介して三次元測定機本体２への電力供給を遮断する。
【００２６】
〔コラムの内部構成〕
図３は、コラム２４３の内部構成を示す模式図である。なお、図３（Ａ）は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されていないときのコラム２４３の内部を示す図である。また、図３（Ｂ）は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されたときのコラム２４３の内部を示す図である。
コラム２４３の内部には、前述した平衡機構７の他、図３に示すように、スピンドル２４４を付勢する付勢手段８が設けられている。
【００２７】
平衡機構７は、スピンドル２４４の重量を平衡させるための機構であり、カウンタウエイト７１と、スピンドル２４４、及びカウンタウエイト７１を接続する滑車部７２とを備える。
平衡保持部材としてのカウンタウエイト７１は、スピンドル２４４に接続され、スピンドル２４４の重量との平衡を保つものであり、スピンドル２４４の重量と略同一の重量に設定されている。また、カウンタウエイト７１には、−Ｙ軸方向に向かって突出する突出部７１１が形成されている。
滑車部７２は、スピンドル２４４、及びカウンタウエイト７１を接続するワイヤ７２１と、中心軸７２２Ａを中心として回転自在に配設される定滑車７２２とを備える。
【００２８】
付勢手段８は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されたとき、すなわち三次元測定機本体２への電力供給が遮断されたときに、スピンドル２４４が被測定物Ｗから離脱する離脱方向Ａ（図３（Ｂ）参照）に向かってカウンタウエイト７１を付勢するものであり、ロッド８１と、エアシリンダ８２とを備える。
押圧部材としてのロッド８１は、カウンタウエイト７１における突出部７１１の鉛直上方向側（＋Ｚ軸方向）に配設され、カウンタウエイト７１を離脱方向Ａ（鉛直下方向（−Ｚ軸方向））に向かって押圧するものである。
把持部としてのエアシリンダ８２は、ロッド８１を内部に収納するとともに、エアコンプレッサ（図示略）を介して供給される空気圧によってロッド８１を把持する。また、エアシリンダ８２は、エアコンプレッサへの電力供給が遮断され、空気圧の供給が停止すると、ロッド８１を解放して自由落下させる。
【００２９】
したがって、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されていない場合には、図３（Ａ）に示すように、カウンタウエイト７１は、付勢手段８にて付勢されていないので、スピンドル２４４をスライド移動させる際の負荷を軽減することができる。
また、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出された場合には、図３（Ｂ）に示すように、エアシリンダ８２にてロッド８１が解放され、解放されたロッド８１はカウンタウエイト７１の突出部７１１上に自由落下する。そして、カウンタウエイト７１は、自由落下したロッド８１の重量によって離脱方向Ａに向かって付勢される。したがって、スピンドル２４４は、離脱方向Ａに向かって付勢されるので、スピンドル２４４を被測定物Ｗから離脱させることができる。すなわち、付勢手段８は、カウンタウエイト７１を付勢することでスピンドル２４４を付勢している。
【００３０】
このような本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）三次元測定機１は、所定の異常状態が検出されたときに、カウンタウエイト７１を付勢する付勢手段８を備えるので、所定の異常が発生した場合にスピンドル２４４を被測定物Ｗから離脱させることができる。また、平衡機構７から独立した付勢手段８を備えることによって、平衡機構７としての機能を維持することができるので、所定の異常が発生していない場合には、スピンドル２４４を移動させる際の負荷を十分に軽減させることができる。
【００３１】
（２）付勢手段８は、ロッド８１（押圧部材）を自由落下させることによってカウンタウエイト７１（平衡保持部材）を付勢するので、三次元測定機本体２への電力供給が遮断された場合であってもスピンドル２４４を対象物から離脱させることができる。
（３）エアシリンダ８２は、空気圧によってロッド８１を把持するので、例えば、電力を用いて把持する場合と比較して発熱量が小さい。したがって、付勢部材８の発熱による三次元測定機１の測定誤差への影響を低減させることができる。
【００３２】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
図４は、本発明の第２実施形態に係るコラム２４３の内部構成を示す模式図である。なお、図４（Ａ）は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されていないときのコラム２４３の内部を示す図である。また、図４（Ｂ）は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されたときのコラム２４３の内部を示す図である。
なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
前記第１実施形態では、カウンタウエイト７１には、突出部７１１が形成されていた。これに対して、本実施形態では、平衡保持部材としてのカウンタウエイト７１Ａには、図４に示すように、−Ｙ軸方向に向かって突出するとともに、−Ｚ軸方向側に凹む受皿状の受皿部７１２が形成されている点で異なる。
また、前記第１実施形態では、付勢手段８は、ロッド８１と、エアシリンダ８２とを備えていた。これに対して、本実施形態では、付勢手段８Ａは、落下式ウエイト８３と、把持部８４とを備えている点で異なる。
【００３４】
押圧部材としての落下式ウエイト８３は、カウンタウエイト７１Ａにおける受皿部７１２の鉛直上方向側に配設され、カウンタウエイト７１Ａを離脱方向Ａ（鉛直下方向）に向かって押圧するものである。
把持部８４は、落下式ウエイト８３を収納するウエイトホルダ８４１と、落下式ウエイト８３を把持する電磁弁８４２とを備える。この電磁弁８４２は、電力供給がされている状態で閉塞し、落下式ウエイト８３を把持する。また、電磁弁８４２は、電力供給が遮断されると開放され、落下式ウエイト８３を自由落下させる。
【００３５】
したがって、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されていない場合には、図４（Ａ）に示すように、カウンタウエイト７１Ａは、付勢手段８Ａにて付勢されていないので、スピンドル２４４をスライド移動させる際の負荷を軽減することができる。
また、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出された場合には、図４（Ｂ）に示すように、電磁弁８４２にて落下式ウエイト８３が解放され、解放された落下式ウエイト８３はカウンタウエイト７１Ａの受皿部７１２上に自由落下する。そして、カウンタウエイト７１Ａは、自由落下した落下式ウエイト８３の重量によって離脱方向Ａに向かって付勢される。したがって、スピンドル２４４は、離脱方向Ａに向かって付勢されるので、スピンドル２４４を被測定物Ｗから離脱させることができる。
【００３６】
このような本実施形態においても、前記第１実施形態における（１），（２）と同様の作用、効果を奏することができる。
【００３７】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
図５は、本発明の第３実施形態に係るコラム２４３の内部構成を示す模式図である。なお、図５（Ａ）は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されていないときのコラム２４３の内部を示す図である。また、図５（Ｂ）は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されたときのコラム２４３の内部を示す図である。
【００３８】
前記第１実施形態では、カウンタウエイト７１には、突出部７１１が形成され、前記第２実施形態では、カウンタウエイト７１Ａには、受皿部７１２が形成されていた。これに対して、本実施形態では、平衡保持部材としてのカウンタウエイト７１Ｂは、図５に示すように、略直方体状の形状を有している点で異なる。
また、前記第１実施形態では、付勢手段８は、ロッド８１と、エアシリンダ８２とを備え、前記第２実施形態では、付勢手段８Ａは、落下式ウエイト８３と、把持部８４とを備えていた。これに対して、本実施形態では、付勢手段８Ｂは、板バネ部８５と、ピン８６とを備えている点で異なる。
【００３９】
弾性部材としての板バネ部８５は、中心軸８５Ａを中心として回動自在に配設され、図５（Ａ）に示すように、ピン８６にて固定された状態で弾性力が保持されている。
弾性力保持部としてのピン８６は、図５（Ａ）に示すように、電力供給がされている状態で板バネ部８５を固定し、板バネ部８５の弾性力を保持している。そして、ピン８６は、電力供給が遮断されるとＸ軸方向に沿って移動することで板バネ部８５から離脱し、板バネ部８５の弾性力を解放する。
【００４０】
したがって、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されていない場合には、図５（Ａ）に示すように、カウンタウエイト７１Ｂは、付勢手段８Ｂにて付勢されていないので、スピンドル２４４をスライド移動させる際の負荷を軽減することができる。
また、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出された場合には、図５（Ｂ）に示すように、ピン８６にて板バネ部８５の弾性力が解放され、板バネ部８５は、中心軸８５Ａを中心として図５中反時計回りに回転する。そして、カウンタウエイト７１Ｂは、板バネ部８５と当接し、その弾性力によって離脱方向Ａに向かって付勢される。したがって、スピンドル２４４は、離脱方向Ａに向かって付勢されるので、スピンドル２４４を被測定物Ｗから離脱させることができる。
【００４１】
このような本実施形態においても、前記第１実施形態における（１）と同様の作用、効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
すなわち、付勢手段８Ｂは、板バネ部８５の弾性力によってカウンタウエイト７１Ｂを付勢するので、三次元測定機本体２への電力供給が遮断された場合であってもスピンドル２４４を対象物から離脱させることができる。
【００４２】
〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態を図面に基づいて説明する。
図６は、本発明の第４実施形態に係るコラム２４３Ｃの内部構成を示す模式図である。なお、図６（Ａ）は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されていないときのコラム２４３Ｃの内部を示す図である。また、図６（Ｂ）は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されたときのコラム２４３Ｃの内部を示す図である。
【００４３】
前記各実施形態では、コラム２４３は、Ｚ軸方向、すなわち鉛直方向に沿って延出する筒状に形成され、スピンドル２４４は、コラム２４３の内部をＺ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられていた。これに対して、本実施形態では、コラム２４３Ｃは、図６に示すように、Ｙ軸方向、すなわち水平方向に沿って延出する筒状に形成され、スピンドル２４４Ｃは、コラム２４３Ｃの内部をＹ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられている点で異なる。
【００４４】
また、前記各実施形態では、負荷軽減機構は、カウンタウエイト７１，７１Ａ，７１Ｂを備える平衡機構７として構成されていた。これに対して、本実施形態では、負荷軽減機構は、コラム２４３Ｃの内部に設けられ、スピンドル２４４Ｃを下方側から支持する支持部２４５として構成されている点で異なる。
さらに、前記各実施形態では、付勢手段８，８Ａ，８Ｂは、カウンタウエイト７１，７１Ａ，７１Ｂを付勢することでスピンドル２４４を付勢していた。これに対して、本実施形態では、付勢手段９は、スピンドル２４４Ｃに接続される接続部材９１と、スピンドル２４４Ｃ、及び接続部材９１を接続する滑車部９２と、ロッド９３と、エアシリンダ９４とを備え、接続部材９１を付勢することでスピンドル２４４Ｃを付勢している点で異なる。
【００４５】
滑車部９２は、スピンドル２４４Ｃ、及び接続部材９１を接続するワイヤ９２１と、中心軸９２２Ａを中心として回転自在に配設される定滑車９２２とを備える。
ロッド９３は、前記第１実施形態におけるロッド８１と同様の構成を有し、接続部材９１の鉛直上方向側に配設され、接続部材９１を離脱方向Ａに向かって押圧するものである。
エアシリンダ９４は、前記第１実施形態におけるエアシリンダ８２と同様の構成を有し、エアコンプレッサへの電力供給が遮断され、空気圧の供給が停止すると、ロッド９３を解放して自由落下させる。
【００４６】
したがって、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されていない場合には、図６（Ａ）に示すように、スピンドル２４４Ｃは、支持部２４５に支持され、付勢手段９にて付勢されていないので、スピンドル２４４Ｃをスライド移動させる際の負荷を軽減することができる。
また、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出された場合には、図６（Ｂ）に示すように、エアシリンダ９４にてロッド９３が解放され、解放されたロッド９３は接続部材９１上に自由落下する。そして、接続部材９１は、自由落下したロッド９３の重量によって離脱方向Ａに向かって付勢される。したがって、スピンドル２４４Ｃは、離脱方向Ａに向かって付勢されるので、スピンドル２４４Ｃを被測定物Ｗから離脱させることができる。
【００４７】
このような本実施形態においても、前記第１実施形態における（１），（２）と同様の作用、効果を奏することができる。
【００４８】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
すなわち、付勢手段の構成は、前記各実施形態の構成に限らず、所定の異常状態が検出されたときに、移動体が対象物から離脱する方向に向かって移動体を付勢するものであればどのような構成であってもよい。
【００４９】
例えば、前記各実施形態では、異常状態検出部５６は、所定の異常状態を検出すると、モーションコントローラ３を介して三次元測定機本体２への電力供給を遮断していた。これに対して、異常状態検出部を、所定の異常状態を検出すると、三次元測定機本体に対して制御信号を出力するように構成し、付勢手段を、制御信号が入力されたときに、移動体が被測定物から離脱する離脱方向に向かって付勢するように構成してもよい。
また、前記各実施形態では、異常状態検出部５６は、ホストコンピュータ５に設けられていたが、例えば、三次元測定機本体２に設けられていてもよい。このように構成すれば、ホストコンピュータ５上で発生するシステムエラーを検出することはできないものの、測定子２１１Ａにかかる負荷が過大になった場合などの異常状態を迅速に検出することができる。
【００５０】
前記各実施形態では、付勢手段８，８Ａ，８Ｂ，９は、重力、弾性力によって移動体を付勢していた。これに対して、例えば、電力などによって移動体を付勢してもよい。要するに、付勢手段は、移動体が対象物から離脱する離脱方向に向かって移動体を付勢することができればよい。なお、停電などにより電力供給が遮断された場合であっても移動体を付勢することが望ましいので、電力以外の力によって移動体を付勢する前記各実施形態の構成が好ましい。また、重力、弾性力によって移動体を付勢する際に、空気圧などを補助的に用いて更に付勢するように付勢手段を構成してもよい。
【００５１】
前記各実施形態では、負荷軽減機構は、平衡機構７、または支持部２４５として構成されていたが、例えば、エアバランス機構などによって構成してもよい。要するに、移動体を移動させる際の負荷を軽減させる機構であればよい。
前記各実施形態では、産業機械として三次元測定機１を例示したが、表面形状測定機などの他の測定機であってもよく、さらには、加工機械であってもよい。要するに、対象物に対して接近離脱する移動体を備え、この移動体を移動させることで対象物を測定、または加工する産業機械であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る三次元測定機を示す全体模式図。
【図２】前記実施形態における三次元測定機の概略構成を示すブロック図。
【図３】前記実施形態におけるコラムの内部構成を示す模式図。
【図４】本発明の第２実施形態に係るコラムの内部構成を示す模式図。
【図５】本発明の第３実施形態に係るコラムの内部構成を示す模式図。
【図６】本発明の第４実施形態に係るコラムの内部構成を示す模式図。
【符号の説明】
【００５３】
１…三次元測定機（産業機械）
７…平衡機構（負荷軽減機構）
８，８Ａ，８Ｂ，９…付勢手段
７１，７１Ａ，７１Ｂ…カウンタウエイト（平衡保持部材）
８１…ロッド（押圧部材）
８２…エアシリンダ（把持部）
８３…落下式ウエイト（押圧部材）
８４…把持部
８５…板バネ部（弾性部材）
８６…ピン（弾性力保持部）
２１１Ａ…測定子
２４４，２４４Ｃ…スピンドル（移動体）
２４５ 支持部（負荷軽減機構）
Ａ…離脱方向
Ｗ…被測定物（対象物）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業機械に関し、特に、対象物に対して接近離脱する移動体を備え、この移動体を移動させることで対象物を測定、または加工する産業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定子を有する移動体を対象物に対して接近離脱させることで対象物を測定する測定機や、工具を有する移動体を対象物に対して接近離脱させることで対象物を加工する加工機械等の産業機械が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の三次元測定機では、鉛直軸方向に移動可能なＺ軸スピンドル（移動体）の下端にタッチプローブ（測定子）が固定されている。そして、Ｚ軸スピンドルを鉛直軸方向に移動させることでタッチプローブを被測定物（対象物）に対して接近離脱させて被測定物を測定している。
また、特許文献１に記載の三次元測定機は、Ｚ軸スピンドルに接続され、Ｚ軸スピンドルの重量との平衡を保つためのバランスウエイト（平衡保持部材）を備え、Ｚ軸スピンドルを移動させる際の負荷を軽減している。このような負荷軽減機構によれば、例えば、Ｚ軸スピンドルをモータの回転力等によって移動させる場合において、モータにかかる負荷を軽減させることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５６０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような測定機等では、測定子等にかかる負荷が過大になった場合や、測定機等への電力供給が遮断された場合などの所定の異常状態が発生したときには、移動体の移動を瞬時に停止させることができないため、対象物を損傷してしまう場合があるという問題がある。したがって、このような所定の異常状態が発生したときには、移動体を対象物から離脱させることが望ましい。
そこで、例えば、平衡保持部材の重量を移動体の重量よりも大きく設定しておき、測定機等への電力供給が遮断された場合に、平衡保持部材の重量によって移動体を対象物から離脱させる構成が考えられる。
しかしながら、このような構成によると、負荷軽減機構としての機能が劣化し、移動体を移動させる際の負荷を十分に軽減させることができないという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、所定の異常が発生した場合に移動体を対象物から離脱させることができるとともに、移動体を移動させる際の負荷を十分に軽減させることができる産業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の産業機械は、対象物に対して接近離脱する移動体と、前記移動体を移動させる際の負荷を軽減させる負荷軽減機構とを備え、前記移動体を移動させることで前記対象物を測定、または加工する産業機械であって、所定の異常状態が検出されたときに、前記移動体が前記対象物から離脱する離脱方向に向かって前記移動体を付勢する付勢手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、産業機械は、所定の異常状態が検出されたときに、移動体を付勢する付勢手段を備えるので、所定の異常が発生した場合に移動体を対象物から離脱させることができる。また、負荷軽減機構から独立した付勢手段を備えることによって、負荷軽減機構としての機能を維持することができるので、所定の異常が発生していない場合には、移動体を移動させる際の負荷を十分に軽減させることができる。
なお、負荷軽減機構としては、前述した平衡保持部材を備える平衡機構の他、エアバランス機構等を採用することができる。
【０００８】
本発明では、前記負荷軽減機構は、前記移動体に接続され、前記移動体の重量との平衡を保つための平衡保持部材を備え、前記付勢手段は、前記平衡保持部材を付勢することで前記移動体を付勢することが好ましい。
このような構成によれば、前述した産業機械と同様の作用効果を奏することができる。
【０００９】
本発明では、前記平行保持部材の前記離脱方向は、鉛直下方向とされ、前記付勢手段は、前記平衡保持部材の鉛直上方向側に配設され、前記平衡保持部材を前記離脱方向に向かって押圧するための押圧部材と、前記押圧部材を把持し、前記所定の異常状態が検出されたときに、前記押圧部材を解放する把持部とを備えることが好ましい。
【００１０】
このような構成によれば、所定の異常状態が検出されると、把持部にて押圧部材が解放され、解放された押圧部材は平衡保持部材上に自由落下する。そして、平衡保持部材は、自由落下した押圧部材の重量によって離脱方向に向かって付勢される。したがって、所定の異常が発生した場合に移動体を対象物から離脱させることができるとともに、移動体を移動させる際の負荷を十分に軽減させることができる。
また、付勢手段は、押圧部材を自由落下させることによって平衡保持部材を付勢するので、産業機械への電力供給が遮断された場合であっても移動体を対象物から離脱させることができる。
【００１１】
本発明では、前記付勢手段は、前記平衡保持部材を前記離脱方向に向かって押圧するための弾性力を有する弾性部材と、前記弾性部材の弾性力を保持し、前記所定の異常状態が検出されたときに、前記弾性部材の弾性力を解放する弾性力保持部とを備えることが好ましい。
【００１２】
このような構成によれば、所定の異常状態が検出されると、弾性力保持部にて弾性部材の弾性力が解放され、解放された弾性部材の弾性力によって、平衡保持部材は離脱方向に向かって付勢される。したがって、所定の異常が発生した場合に移動体を対象物から離脱させることができるとともに、移動体を移動させる際の負荷を十分に軽減させることができる。
また、付勢手段は、弾性部材の弾性力によって平衡保持部材を付勢するので、産業機械への電力供給が遮断された場合であっても移動体を対象物から離脱させることができる。
【００１３】
本発明では、前記産業機械は、測定子を有する前記移動体を移動させることで前記対象物を測定する測定機であることが好ましい。
このような測定機によれば、前述した産業機械と同様の作用効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔三次元測定機の概略構成〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る三次元測定機１を示す全体模式図である。図２は、三次元測定機１の概略構成を示すブロック図である。なお、図１では、上方向を＋Ｚ軸方向とし、このＺ軸に直交する２軸をそれぞれＸ軸、及びＹ軸として説明する。以下の図面においても同様である。
【００１５】
産業機械としての三次元測定機１は、図１に示すように、三次元測定機本体２と、三次元測定機本体２の駆動制御を実行するモーションコントローラ３と、操作レバー等を介してモーションコントローラ３に指令を与え、三次元測定機本体２を手動で操作するための操作手段４と、モーションコントローラ３に所定の指令を与えるとともに、三次元測定機本体２上に設置された被測定物Ｗ（対象物）の形状解析等の演算処理を実行するホストコンピュータ５と、ホストコンピュータ５に接続される入力手段６１、及び出力手段６２とを備える。なお、入力手段６１は、三次元測定機１における測定条件等をホストコンピュータ５に入力するものであり、出力手段６２は、三次元測定機１による測定結果を出力するものである。
【００１６】
三次元測定機本体２は、被測定物Ｗの表面に当接される測定子２１１Ａを先端側（−Ｚ軸方向側）に有するプローブ２１と、プローブ２１の基端側（＋Ｚ軸方向側）を保持するとともに、プローブ２１を移動させる移動機構２２と、移動機構２２が立設される定盤２３とを備える。なお、定盤２３には、三次元測定機本体２のキャリブレーションをするための半径既知の基準球２３１が設置され、この基準球２３１は、定盤２３上の複数位置に設置することができる。
移動機構２２は、プローブ２１の基端側を保持するとともに、プローブ２１のスライド移動を可能とするスライド機構２４と、スライド機構２４を駆動することでプローブ２１を移動させる駆動機構２５とを備える。
【００１７】
スライド機構２４は、定盤２３におけるＸ軸方向の両端から＋Ｚ軸方向に延出し、Ｙ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられる２つのビーム支持体２４１と、各ビーム支持体２４１にて支持され、Ｘ軸方向に沿って延出するビーム２４２と、Ｚ軸方向に沿って延出する筒状に形成され、ビーム２４２上をＸ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられるコラム２４３と、コラム２４３の内部に挿入されるとともに、コラム２４３の内部をＺ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられるスピンドル２４４とを備える。
【００１８】
したがって、移動機構２２は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の各軸方向にプローブ２１を移動させる複数の移動軸を備えている。そして、スピンドル２４４は、−Ｚ軸方向側の端部においてプローブ２１の基端側を保持している。なお、プローブ２１としては、複数の種類のプローブが用意されており、これらのプローブの中から選択してスピンドル２４４に保持させることができる。すなわち、三次元測定機１は、測定子２１１Ａを有し、被測定物Ｗに対して接近離脱する移動体としてのスピンドル２４４を移動させることで被測定物Ｗを測定する測定機である。
【００１９】
駆動機構２５は、図１、及び図２に示すように、各ビーム支持体２４１のうち、＋Ｘ軸方向側のビーム支持体２４１を支持するとともに、Ｙ軸方向に沿ってスライド移動させるＹ軸駆動部２５１Ｙと、ビーム２４２上をスライドさせてコラム２４３をＸ軸方向に沿って移動させるＸ軸駆動部２５１Ｘ（図１において図示略）と、コラム２４３の内部をスライドさせてスピンドル２４４をＺ軸方向に沿って移動させるＺ軸駆動部２５１Ｚ（図１において図示略）とを備える。
【００２０】
Ｘ軸駆動部２５１Ｘ、Ｙ軸駆動部２５１Ｙ、及びＺ軸駆動部２５１Ｚには、図２に示すように、コラム２４３、各ビーム支持体２４１、及びスピンドル２４４の各軸方向の位置を検出するためのＸ軸スケールセンサ２５２Ｘ、Ｙ軸スケールセンサ２５２Ｙ、及びＺ軸スケールセンサ２５２Ｚがそれぞれ設けられている。なお、各スケールセンサ２５２Ｘ，２５２Ｙ，２５２Ｚは、コラム２４３、各ビーム支持体２４１、及びスピンドル２４４の移動量に応じたパルス信号を出力する位置センサである。
【００２１】
ここで、前述したように、スピンドル２４４は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿ってスライド移動するので、Ｚ軸駆動部２５１Ｚには、スピンドル２４４の重量による負荷がかかる。このため、コラム２４３の内部には、スピンドル２４４の重量を平衡させることでスピンドル２４４をスライド移動させる際の負荷を軽減する負荷軽減機構としての平衡機構７（図３参照）が設けられている。なお、平衡機構７を含むコラム２４３の内部構成については後に詳述する。
【００２２】
モーションコントローラ３は、図２に示すように、操作手段４、またはホストコンピュータ５からの指令に応じて駆動機構２５を制御する駆動制御部３１と、各スケールセンサ２５２Ｘ，２５２Ｙ，２５２Ｚから出力されるパルス信号を計数するカウンタ部３２とを備える。
カウンタ部３２は、各スケールセンサ２５２Ｘ，２５２Ｙ，２５２Ｚから出力されるパルス信号をカウントしてスライド機構２４の移動量（ｓＸ、ｓＹ、ｓＺ）を計測する。そして、カウンタ部３２にて計測されたスライド機構２４の移動量（以下、スケール値Ｓとする）は、ホストコンピュータ５に出力される。
【００２３】
ホストコンピュータ５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や、メモリ等を備えて構成され、モーションコントローラ３に所定の指令を与えることで三次元測定機本体２を制御するものであり、移動指令部５１と、移動量取得部５２と、測定値算出部５３と、形状解析部５４と、記憶部５５と、異常状態検出部５６とを備える。
移動指令部５１は、モーションコントローラ３の駆動制御部３１に所定の指令を与え、三次元測定機本体２のスライド機構２４に移動をさせる。具体的に、例えば、移動指令部５１は、測定子２１１Ａを被測定物Ｗの表面に当接させた状態でプローブ２１を被測定物Ｗの表面に倣って移動させるための移動方向、及び移動速度からなる移動ベクトルを指令値として出力する。
【００２４】
移動量取得部５２は、カウンタ部３２にて計測されたスケール値Ｓを所定のサンプリング間隔で取得する。
測定値算出部５３は、移動量取得部５２にて取得されたスケール値Ｓに基づいて測定値、すなわち測定子２１１Ａの位置を算出する。
形状解析部５４は、測定値算出部５３にて算出された測定値を合成して被測定物Ｗの表面形状データを算出し、算出された被測定物Ｗの表面形状データに基づく形状解析を行う。
【００２５】
記憶部５５は、ホストコンピュータ５で用いられるデータを記憶するものであり、例えば、入力手段６１を介して入力される測定条件や、出力手段６２を介して出力される測定結果等を記憶する。なお、入力手段６１を介して入力される測定条件としては、例えば、移動量取得部５２にてスケール値Ｓを取得するサンプリング間隔等がある。
異常状態検出部５６は、三次元測定機１における所定の異常状態を検出するものであり、例えば、測定子２１１Ａにかかる負荷が過大になった場合を異常状態として検出する。そして、異常状態検出部５６は、所定の異常状態を検出すると、モーションコントローラ３を介して三次元測定機本体２への電力供給を遮断する。
【００２６】
〔コラムの内部構成〕
図３は、コラム２４３の内部構成を示す模式図である。なお、図３（Ａ）は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されていないときのコラム２４３の内部を示す図である。また、図３（Ｂ）は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されたときのコラム２４３の内部を示す図である。
コラム２４３の内部には、前述した平衡機構７の他、図３に示すように、スピンドル２４４を付勢する付勢手段８が設けられている。
【００２７】
平衡機構７は、スピンドル２４４の重量を平衡させるための機構であり、カウンタウエイト７１と、スピンドル２４４、及びカウンタウエイト７１を接続する滑車部７２とを備える。
平衡保持部材としてのカウンタウエイト７１は、スピンドル２４４に接続され、スピンドル２４４の重量との平衡を保つものであり、スピンドル２４４の重量と略同一の重量に設定されている。また、カウンタウエイト７１には、−Ｙ軸方向に向かって突出する突出部７１１が形成されている。
滑車部７２は、スピンドル２４４、及びカウンタウエイト７１を接続するワイヤ７２１と、中心軸７２２Ａを中心として回転自在に配設される定滑車７２２とを備える。
【００２８】
付勢手段８は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されたとき、すなわち三次元測定機本体２への電力供給が遮断されたときに、スピンドル２４４が被測定物Ｗから離脱する離脱方向Ａ（図３（Ｂ）参照）に向かってカウンタウエイト７１を付勢するものであり、ロッド８１と、エアシリンダ８２とを備える。
押圧部材としてのロッド８１は、カウンタウエイト７１における突出部７１１の鉛直上方向側（＋Ｚ軸方向）に配設され、カウンタウエイト７１を離脱方向Ａ（鉛直下方向（−Ｚ軸方向））に向かって押圧するものである。
把持部としてのエアシリンダ８２は、ロッド８１を内部に収納するとともに、エアコンプレッサ（図示略）を介して供給される空気圧によってロッド８１を把持する。また、エアシリンダ８２は、エアコンプレッサへの電力供給が遮断され、空気圧の供給が停止すると、ロッド８１を解放して自由落下させる。
【００２９】
したがって、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されていない場合には、図３（Ａ）に示すように、カウンタウエイト７１は、付勢手段８にて付勢されていないので、スピンドル２４４をスライド移動させる際の負荷を軽減することができる。
また、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出された場合には、図３（Ｂ）に示すように、エアシリンダ８２にてロッド８１が解放され、解放されたロッド８１はカウンタウエイト７１の突出部７１１上に自由落下する。そして、カウンタウエイト７１は、自由落下したロッド８１の重量によって離脱方向Ａに向かって付勢される。したがって、スピンドル２４４は、離脱方向Ａに向かって付勢されるので、スピンドル２４４を被測定物Ｗから離脱させることができる。すなわち、付勢手段８は、カウンタウエイト７１を付勢することでスピンドル２４４を付勢している。
【００３０】
このような本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）三次元測定機１は、所定の異常状態が検出されたときに、カウンタウエイト７１を付勢する付勢手段８を備えるので、所定の異常が発生した場合にスピンドル２４４を被測定物Ｗから離脱させることができる。また、平衡機構７から独立した付勢手段８を備えることによって、平衡機構７としての機能を維持することができるので、所定の異常が発生していない場合には、スピンドル２４４を移動させる際の負荷を十分に軽減させることができる。
【００３１】
（２）付勢手段８は、ロッド８１（押圧部材）を自由落下させることによってカウンタウエイト７１（平衡保持部材）を付勢するので、三次元測定機本体２への電力供給が遮断された場合であってもスピンドル２４４を対象物から離脱させることができる。
（３）エアシリンダ８２は、空気圧によってロッド８１を把持するので、例えば、電力を用いて把持する場合と比較して発熱量が小さい。したがって、付勢部材８の発熱による三次元測定機１の測定誤差への影響を低減させることができる。
【００３２】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
図４は、本発明の第２実施形態に係るコラム２４３の内部構成を示す模式図である。なお、図４（Ａ）は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されていないときのコラム２４３の内部を示す図である。また、図４（Ｂ）は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されたときのコラム２４３の内部を示す図である。
なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
前記第１実施形態では、カウンタウエイト７１には、突出部７１１が形成されていた。これに対して、本実施形態では、平衡保持部材としてのカウンタウエイト７１Ａには、図４に示すように、−Ｙ軸方向に向かって突出するとともに、−Ｚ軸方向側に凹む受皿状の受皿部７１２が形成されている点で異なる。
また、前記第１実施形態では、付勢手段８は、ロッド８１と、エアシリンダ８２とを備えていた。これに対して、本実施形態では、付勢手段８Ａは、落下式ウエイト８３と、把持部８４とを備えている点で異なる。
【００３４】
押圧部材としての落下式ウエイト８３は、カウンタウエイト７１Ａにおける受皿部７１２の鉛直上方向側に配設され、カウンタウエイト７１Ａを離脱方向Ａ（鉛直下方向）に向かって押圧するものである。
把持部８４は、落下式ウエイト８３を収納するウエイトホルダ８４１と、落下式ウエイト８３を把持する電磁弁８４２とを備える。この電磁弁８４２は、電力供給がされている状態で閉塞し、落下式ウエイト８３を把持する。また、電磁弁８４２は、電力供給が遮断されると開放され、落下式ウエイト８３を自由落下させる。
【００３５】
したがって、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されていない場合には、図４（Ａ）に示すように、カウンタウエイト７１Ａは、付勢手段８Ａにて付勢されていないので、スピンドル２４４をスライド移動させる際の負荷を軽減することができる。
また、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出された場合には、図４（Ｂ）に示すように、電磁弁８４２にて落下式ウエイト８３が解放され、解放された落下式ウエイト８３はカウンタウエイト７１Ａの受皿部７１２上に自由落下する。そして、カウンタウエイト７１Ａは、自由落下した落下式ウエイト８３の重量によって離脱方向Ａに向かって付勢される。したがって、スピンドル２４４は、離脱方向Ａに向かって付勢されるので、スピンドル２４４を被測定物Ｗから離脱させることができる。
【００３６】
このような本実施形態においても、前記第１実施形態における（１），（２）と同様の作用、効果を奏することができる。
【００３７】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
図５は、本発明の第３実施形態に係るコラム２４３の内部構成を示す模式図である。なお、図５（Ａ）は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されていないときのコラム２４３の内部を示す図である。また、図５（Ｂ）は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されたときのコラム２４３の内部を示す図である。
【００３８】
前記第１実施形態では、カウンタウエイト７１には、突出部７１１が形成され、前記第２実施形態では、カウンタウエイト７１Ａには、受皿部７１２が形成されていた。これに対して、本実施形態では、平衡保持部材としてのカウンタウエイト７１Ｂは、図５に示すように、略直方体状の形状を有している点で異なる。
また、前記第１実施形態では、付勢手段８は、ロッド８１と、エアシリンダ８２とを備え、前記第２実施形態では、付勢手段８Ａは、落下式ウエイト８３と、把持部８４とを備えていた。これに対して、本実施形態では、付勢手段８Ｂは、板バネ部８５と、ピン８６とを備えている点で異なる。
【００３９】
弾性部材としての板バネ部８５は、中心軸８５Ａを中心として回動自在に配設され、図５（Ａ）に示すように、ピン８６にて固定された状態で弾性力が保持されている。
弾性力保持部としてのピン８６は、図５（Ａ）に示すように、電力供給がされている状態で板バネ部８５を固定し、板バネ部８５の弾性力を保持している。そして、ピン８６は、電力供給が遮断されるとＸ軸方向に沿って移動することで板バネ部８５から離脱し、板バネ部８５の弾性力を解放する。
【００４０】
したがって、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されていない場合には、図５（Ａ）に示すように、カウンタウエイト７１Ｂは、付勢手段８Ｂにて付勢されていないので、スピンドル２４４をスライド移動させる際の負荷を軽減することができる。
また、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出された場合には、図５（Ｂ）に示すように、ピン８６にて板バネ部８５の弾性力が解放され、板バネ部８５は、中心軸８５Ａを中心として図５中反時計回りに回転する。そして、カウンタウエイト７１Ｂは、板バネ部８５と当接し、その弾性力によって離脱方向Ａに向かって付勢される。したがって、スピンドル２４４は、離脱方向Ａに向かって付勢されるので、スピンドル２４４を被測定物Ｗから離脱させることができる。
【００４１】
このような本実施形態においても、前記第１実施形態における（１）と同様の作用、効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
すなわち、付勢手段８Ｂは、板バネ部８５の弾性力によってカウンタウエイト７１Ｂを付勢するので、三次元測定機本体２への電力供給が遮断された場合であってもスピンドル２４４を対象物から離脱させることができる。
【００４２】
〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態を図面に基づいて説明する。
図６は、本発明の第４実施形態に係るコラム２４３Ｃの内部構成を示す模式図である。なお、図６（Ａ）は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されていないときのコラム２４３Ｃの内部を示す図である。また、図６（Ｂ）は、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されたときのコラム２４３Ｃの内部を示す図である。
【００４３】
前記各実施形態では、コラム２４３は、Ｚ軸方向、すなわち鉛直方向に沿って延出する筒状に形成され、スピンドル２４４は、コラム２４３の内部をＺ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられていた。これに対して、本実施形態では、コラム２４３Ｃは、図６に示すように、Ｙ軸方向、すなわち水平方向に沿って延出する筒状に形成され、スピンドル２４４Ｃは、コラム２４３Ｃの内部をＹ軸方向に沿ってスライド移動可能に設けられている点で異なる。
【００４４】
また、前記各実施形態では、負荷軽減機構は、カウンタウエイト７１，７１Ａ，７１Ｂを備える平衡機構７として構成されていた。これに対して、本実施形態では、負荷軽減機構は、コラム２４３Ｃの内部に設けられ、スピンドル２４４Ｃを下方側から支持する支持部２４５として構成されている点で異なる。
さらに、前記各実施形態では、付勢手段８，８Ａ，８Ｂは、カウンタウエイト７１，７１Ａ，７１Ｂを付勢することでスピンドル２４４を付勢していた。これに対して、本実施形態では、付勢手段９は、スピンドル２４４Ｃに接続される接続部材９１と、スピンドル２４４Ｃ、及び接続部材９１を接続する滑車部９２と、ロッド９３と、エアシリンダ９４とを備え、接続部材９１を付勢することでスピンドル２４４Ｃを付勢している点で異なる。
【００４５】
滑車部９２は、スピンドル２４４Ｃ、及び接続部材９１を接続するワイヤ９２１と、中心軸９２２Ａを中心として回転自在に配設される定滑車９２２とを備える。
ロッド９３は、前記第１実施形態におけるロッド８１と同様の構成を有し、接続部材９１の鉛直上方向側に配設され、接続部材９１を離脱方向Ａに向かって押圧するものである。
エアシリンダ９４は、前記第１実施形態におけるエアシリンダ８２と同様の構成を有し、エアコンプレッサへの電力供給が遮断され、空気圧の供給が停止すると、ロッド９３を解放して自由落下させる。
【００４６】
したがって、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出されていない場合には、図６（Ａ）に示すように、スピンドル２４４Ｃは、支持部２４５に支持され、付勢手段９にて付勢されていないので、スピンドル２４４Ｃをスライド移動させる際の負荷を軽減することができる。
また、異常状態検出部５６にて所定の異常状態が検出された場合には、図６（Ｂ）に示すように、エアシリンダ９４にてロッド９３が解放され、解放されたロッド９３は接続部材９１上に自由落下する。そして、接続部材９１は、自由落下したロッド９３の重量によって離脱方向Ａに向かって付勢される。したがって、スピンドル２４４Ｃは、離脱方向Ａに向かって付勢されるので、スピンドル２４４Ｃを被測定物Ｗから離脱させることができる。
【００４７】
このような本実施形態においても、前記第１実施形態における（１），（２）と同様の作用、効果を奏することができる。
【００４８】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
すなわち、付勢手段の構成は、前記各実施形態の構成に限らず、所定の異常状態が検出されたときに、移動体が対象物から離脱する方向に向かって移動体を付勢するものであればどのような構成であってもよい。
【００４９】
例えば、前記各実施形態では、異常状態検出部５６は、所定の異常状態を検出すると、モーションコントローラ３を介して三次元測定機本体２への電力供給を遮断していた。これに対して、異常状態検出部を、所定の異常状態を検出すると、三次元測定機本体に対して制御信号を出力するように構成し、付勢手段を、制御信号が入力されたときに、移動体が被測定物から離脱する離脱方向に向かって付勢するように構成してもよい。
また、前記各実施形態では、異常状態検出部５６は、ホストコンピュータ５に設けられていたが、例えば、三次元測定機本体２に設けられていてもよい。このように構成すれば、ホストコンピュータ５上で発生するシステムエラーを検出することはできないものの、測定子２１１Ａにかかる負荷が過大になった場合などの異常状態を迅速に検出することができる。
【００５０】
前記各実施形態では、付勢手段８，８Ａ，８Ｂ，９は、重力、弾性力によって移動体を付勢していた。これに対して、例えば、電力などによって移動体を付勢してもよい。要するに、付勢手段は、移動体が対象物から離脱する離脱方向に向かって移動体を付勢することができればよい。なお、停電などにより電力供給が遮断された場合であっても移動体を付勢することが望ましいので、電力以外の力によって移動体を付勢する前記各実施形態の構成が好ましい。また、重力、弾性力によって移動体を付勢する際に、空気圧などを補助的に用いて更に付勢するように付勢手段を構成してもよい。
【００５１】
前記各実施形態では、負荷軽減機構は、平衡機構７、または支持部２４５として構成されていたが、例えば、エアバランス機構などによって構成してもよい。要するに、移動体を移動させる際の負荷を軽減させる機構であればよい。
前記各実施形態では、産業機械として三次元測定機１を例示したが、表面形状測定機などの他の測定機であってもよく、さらには、加工機械であってもよい。要するに、対象物に対して接近離脱する移動体を備え、この移動体を移動させることで対象物を測定、または加工する産業機械であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る三次元測定機を示す全体模式図。
【図２】前記実施形態における三次元測定機の概略構成を示すブロック図。
【図３】前記実施形態におけるコラムの内部構成を示す模式図。
【図４】本発明の第２実施形態に係るコラムの内部構成を示す模式図。
【図５】本発明の第３実施形態に係るコラムの内部構成を示す模式図。
【図６】本発明の第４実施形態に係るコラムの内部構成を示す模式図。
【符号の説明】
【００５３】
１…三次元測定機（産業機械）
７…平衡機構（負荷軽減機構）
８，８Ａ，８Ｂ，９…付勢手段
７１，７１Ａ，７１Ｂ…カウンタウエイト（平衡保持部材）
８１…ロッド（押圧部材）
８２…エアシリンダ（把持部）
８３…落下式ウエイト（押圧部材）
８４…把持部
８５…板バネ部（弾性部材）
８６…ピン（弾性力保持部）
２１１Ａ…測定子
２４４，２４４Ｃ…スピンドル（移動体）
２４５ 支持部（負荷軽減機構）
Ａ…離脱方向
Ｗ…被測定物（対象物）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に対して接近離脱する移動体と、前記移動体を移動させる際の負荷を軽減させる負荷軽減機構とを備え、前記移動体を移動させることで前記対象物を測定、または加工する産業機械であって、
所定の異常状態が検出されたときに、前記移動体が前記対象物から離脱する離脱方向に向かって前記移動体を付勢する付勢手段を備えることを特徴とする産業機械。
【請求項２】
請求項１に記載の産業機械において、
前記負荷軽減機構は、
前記移動体に接続され、前記移動体の重量との平衡を保つための平衡保持部材を備え、
前記付勢手段は、
前記平衡保持部材を付勢することで前記移動体を付勢することを特徴とする産業機械。
【請求項３】
請求項２に記載の産業機械において、
前記平行保持部材の前記離脱方向は、鉛直下方向とされ、
前記付勢手段は、
前記平衡保持部材の鉛直上方向側に配設され、前記平衡保持部材を前記離脱方向に向かって押圧するための押圧部材と、
前記押圧部材を把持し、前記所定の異常状態が検出されたときに、前記押圧部材を解放する把持部とを備えることを特徴とする産業機械。
【請求項４】
請求項２に記載の産業機械において、
前記付勢手段は、
前記平衡保持部材を前記離脱方向に向かって押圧するための弾性力を有する弾性部材と、
前記弾性部材の弾性力を保持し、前記所定の異常状態が検出されたときに、前記弾性部材の弾性力を解放する弾性力保持部とを備えることを特徴とする産業機械。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の産業機械において、
前記産業機械は、測定子を有する前記移動体を移動させることで前記対象物を測定する測定機であることを特徴とする産業機械。
【請求項１】
対象物に対して接近離脱する移動体と、前記移動体を移動させる際の負荷を軽減させる負荷軽減機構とを備え、前記移動体を移動させることで前記対象物を測定、または加工する産業機械であって、
所定の異常状態が検出されたときに、前記移動体が前記対象物から離脱する離脱方向に向かって前記移動体を付勢する付勢手段を備えることを特徴とする産業機械。
【請求項２】
請求項１に記載の産業機械において、
前記負荷軽減機構は、
前記移動体に接続され、前記移動体の重量との平衡を保つための平衡保持部材を備え、
前記付勢手段は、
前記平衡保持部材を付勢することで前記移動体を付勢することを特徴とする産業機械。
【請求項３】
請求項２に記載の産業機械において、
前記平行保持部材の前記離脱方向は、鉛直下方向とされ、
前記付勢手段は、
前記平衡保持部材の鉛直上方向側に配設され、前記平衡保持部材を前記離脱方向に向かって押圧するための押圧部材と、
前記押圧部材を把持し、前記所定の異常状態が検出されたときに、前記押圧部材を解放する把持部とを備えることを特徴とする産業機械。
【請求項４】
請求項２に記載の産業機械において、
前記付勢手段は、
前記平衡保持部材を前記離脱方向に向かって押圧するための弾性力を有する弾性部材と、
前記弾性部材の弾性力を保持し、前記所定の異常状態が検出されたときに、前記弾性部材の弾性力を解放する弾性力保持部とを備えることを特徴とする産業機械。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の産業機械において、
前記産業機械は、測定子を有する前記移動体を移動させることで前記対象物を測定する測定機であることを特徴とする産業機械。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１２５７６（Ｐ２０１０−１２５７６Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７６６４７（Ｐ２００８−１７６６４７）
【出願日】平成２０年７月７日（２００８．７．７）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月７日（２００８．７．７）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]