專利名稱：測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量儀。具體地說，該測量儀具有底座、設(shè)在該底座上且具有導(dǎo)向面的導(dǎo)軌、和經(jīng)由空氣軸承裝置可以自由移動地設(shè)置在上述導(dǎo)軌的導(dǎo)向面上的移動體。
背景技術(shù)：
歷來，采用對表面尺寸、或表面輪廓、或表面特性等進行測量的測量儀來測量被測量物的尺寸、輪廓形狀、表面特性等。被廣泛熟知的測量三維數(shù)據(jù)用的三維數(shù)據(jù)測量儀(例如，參照特開2000-65561號公報)是這種測量儀的代表。在這種三維測量儀中，有這樣一種測量儀，其通過測量元件沿水平方向的一個方向(X軸方向)和與之正交的重力方向(Z軸方向)移動，以及載有被測量物的工作臺沿著設(shè)置在底座上的導(dǎo)軌沿與上述X軸以及Z軸方向正交的Y軸方向的移動，測量被測量物的三維數(shù)據(jù)。
以前，這種三維測量儀中，為了盡量控制隨時間而發(fā)生的變化底座和工作臺采用鑄件。另外，為了防止生銹導(dǎo)軌采用不銹鋼。例如，如圖4所示，為了防銹而主要由不銹鋼材制造的導(dǎo)軌92配置在底座91上。
對于以前的這種三維測量儀，由于必須將作為其它部件加工而成的導(dǎo)軌與底座通過螺釘固定來進行組裝，從而在三維測量儀的制作上存在工序多和成本高的問題。
另外，由于底座91和導(dǎo)軌92的材質(zhì)不同產(chǎn)生的線膨脹系數(shù)的細微差異，從而出現(xiàn)雙金屬效應(yīng)，使得底座91發(fā)生微小的變形。由此導(dǎo)致測量儀產(chǎn)生誤差等性能惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種構(gòu)造簡單而且可以提高底座的溫度的穩(wěn)定性、確保導(dǎo)向面的長期穩(wěn)定性的測量儀。
本發(fā)明的測量儀，備有底座、設(shè)置于該底座上并且具有導(dǎo)向面的導(dǎo)軌、以及經(jīng)由空氣軸承裝置可以自由移動地設(shè)置在上述導(dǎo)軌的導(dǎo)向面上的移動體，其特征在于上述導(dǎo)軌與上述底座形成為一體，并且在上述導(dǎo)向面形成有防銹的覆蓋膜。
這里所說的底座是指可以自由移動地支承移動體的部件以及構(gòu)造體。
本發(fā)明中，由于導(dǎo)軌與底座形成為一體，所以對于該底座在被制造完成后，無需再安裝作為其它部件形成的導(dǎo)軌。這樣可以削減底座制造的工序以及制造成本，提高底座制造的效率。
而且，由于底座與導(dǎo)軌形成為一體，所以底座和導(dǎo)軌的材料是統(tǒng)一的。因此，它可以防止由膨脹系數(shù)不同材料構(gòu)成的部件的接合而產(chǎn)生的雙金屬效應(yīng)。由此能抑制底座的變形，確保了底座的長期穩(wěn)定性。
另外，導(dǎo)軌的導(dǎo)向面形成有防銹的覆蓋膜。這里為了保持底座的長期穩(wěn)定性，底座的材料使用了鑄造材料，但鑄造材料可能會生銹。當(dāng)導(dǎo)向面產(chǎn)生了銹跡時，不但導(dǎo)向面的形態(tài)發(fā)生變化，由導(dǎo)向面導(dǎo)向的移動體的滑動也會變得不穩(wěn)定。因此，通過在導(dǎo)向面形成防銹的覆蓋膜就可以防止導(dǎo)向面產(chǎn)生銹跡，從而可以保持導(dǎo)向面的形態(tài)、確保移動體的滑動的長期穩(wěn)定性。進而，移動體經(jīng)由空氣軸承進行滑動，這樣可以抑制滑動時振動的發(fā)生。
本發(fā)明中的上述覆蓋膜的構(gòu)成材料最理想的是陶瓷材料。
本發(fā)明中，陶瓷材料的覆蓋膜形成在導(dǎo)向面，可以達到良好的表面粗糙度。即，通過將陶瓷材覆蓋在導(dǎo)向面，即可形成無凹凸不平的均勻而平坦的導(dǎo)向面。這樣由空氣軸承輸出的空氣，可以使移動體和導(dǎo)向面之間形成的空氣間隙隨時保持在穩(wěn)定狀態(tài)。另外，由于空氣軸承輸出空氣的導(dǎo)向面為平坦面，所以來自空氣軸承的空氣壓可以保持一定。因此，空氣軸承可以使移動體的滑動保持穩(wěn)定。
另外，陶瓷材料是一種具有耐腐蝕以及耐熱等特性的材料。使用這種材料將導(dǎo)軌的導(dǎo)向面覆蓋，形成由陶瓷材料形成的覆蓋膜則可以進一步耐腐蝕及耐熱。
本發(fā)明中的上述覆蓋膜最理想的是通過等離子噴鍍的方式形成。
根據(jù)本發(fā)明，可以防止覆蓋膜從導(dǎo)向面上脫落。即，通過等離子噴鍍，形成覆蓋膜的粒子間以及粒子和材料之間可以得到很強的結(jié)合力。這樣就可以提高覆蓋膜和底座之間的緊密接觸性，進而可以防止覆蓋膜的脫落。
在進行等離子噴鍍時，增大等離子的輸出可以提高粒子的附著效率，能使氣孔率的減少并且能使覆蓋膜斷面的維氏硬度。這樣不但可以形成氣孔率少厚度均勻的覆蓋膜，而且可以增加覆蓋膜的硬度。這樣由于通過形成于導(dǎo)向面的覆蓋膜可以形成均勻的高硬度平坦的表面，所以由導(dǎo)向面導(dǎo)向的移動體的滑動可以變得穩(wěn)定。
進而，對于等離子噴鍍中所采用的等離子燃氣的溫度而言，從理論上講不存在上限。由此，能進行高熔點材料的噴鍍。進而，提高形成覆蓋膜所用材料的選擇自由度。


圖1是涉及本發(fā)明一具體實施方式
的三維測量儀的概要透視圖。
圖2是上述具體實施方式
的底座的概要透視圖。
圖3是上述具體實施方式
的底座以及工作臺的局部的主視圖。
圖4是現(xiàn)有的三維測量儀的底座和導(dǎo)軌的概要透視圖。
具體實施例方式
以下參照本發(fā)明的一具體實施方式
的附圖進行說明。
圖1表示本實施方式的三維測量儀。
該圖中，三維測量儀1設(shè)置有具有Y軸導(dǎo)向部21的底座2、門型柱體3、設(shè)有圖中未示出的作為測量元件的探頭的滑塊4和形成有載物面51的工作臺5探頭。另外，關(guān)于底座2的構(gòu)成在后面會詳細敘述。
門型柱體3從底座2的上面豎立而形成。該門型柱體3能使滑塊4沿三維測量儀1的橫向方向、亦即圖1中由X所表示的X軸方向進退。門型柱體3具有2個柱體31、X軸導(dǎo)向部32和滑塊驅(qū)動機構(gòu)33。
2個柱體31形成了門型柱體3的腳部，其在底座2的上面的縱向略中央的位置從橫向方向兩端部略垂直地豎立而成。X軸導(dǎo)向部32以略水平地架設(shè)于2個柱體31之間的方式配置在柱體31的上端。該X軸導(dǎo)向部32引導(dǎo)滑塊4在X軸方向進行進退，其由橫向(X軸方向)尺寸大于縱向(Z軸方向)尺寸的略呈矩形的鑄造材料形成。
X軸導(dǎo)向部32的上面設(shè)置有使滑塊4沿X軸方向進退的驅(qū)動機構(gòu)33。該滑塊驅(qū)動機構(gòu)33包括圖中未標(biāo)示出的驅(qū)動機構(gòu)(馬達、帶輪、帶等、X軸導(dǎo)向軸331和固定部332。X軸導(dǎo)向軸331將驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動力傳達給滑塊4，固定部332以使X軸導(dǎo)向軸33沿軸方向自由旋轉(zhuǎn)的方式將其支承于X軸導(dǎo)向部32的上面1。
滑塊4包含圖中未標(biāo)示的探頭，其使探頭沿縱向方向，即、圖1中用Z所表示的Z軸方向進退。除探頭外，滑塊4還包括滑塊主體41、軸42和探頭安裝頭43。
滑塊主體41由鋼制的殼體覆蓋。軸42同圖中未標(biāo)示出的驅(qū)動機構(gòu)一起，可以自由沿Z軸方向進退地安裝在該滑塊主體41的下端。軸42的前端部設(shè)有將探頭安裝于軸42的探頭安裝頭43。該探頭安裝頭43上可以安裝各種的探頭。而且，對于探頭安裝頭43，其也具有可以裝卸自由地更換的結(jié)構(gòu)。另外，對于所安裝的探頭而言，可以是接觸式探頭或者非接觸式探頭。
工作臺5是內(nèi)部裝備有肋的呈略矩形的鑄造部件，其上面形成有載置被測量物的載物面51。工作臺5配置在底座2上，沿三維測量儀1的縱向，即，圖1中用Y所表示的Y軸方向在底座2上滑動。另外，在后面部分會對工作臺5的構(gòu)造以及工作臺5在底座2上的配置詳細的說明。
圖2中，表示了三維測量儀1的底座2。
底座2是三維測量儀1的基座，其由主要成分為鐵的金屬鑄造材料制成。該圖中，Y軸導(dǎo)向部21與底座2被鑄造成一體地形成于底座2的上面。該Y軸導(dǎo)向部21對工作臺5沿圖1中用Y所表示的Y軸方向的滑動進行導(dǎo)向，由沿底座2的縱向(Y軸方向)，相互大致平行的2個呈略凸?fàn)畹能壍?11構(gòu)成。
為工作臺5的滑動導(dǎo)向的導(dǎo)向面212形成于軌道211上。該導(dǎo)向面212形成于各自的軌道211的上面以及在軌道211之相向的側(cè)面上。導(dǎo)向面212中覆蓋有陶瓷材料，由此形成覆蓋膜。亦即，通過在作為導(dǎo)向面212的材料的鑄造材料上等離子噴鍍陶瓷材料，使其覆蓋于導(dǎo)向面212上。進行覆蓋時的等離子的輸出被設(shè)定在很高，以提高陶瓷材料粘著于導(dǎo)向面212的效率。對于該陶瓷材料，應(yīng)選用具有防銹效果，并且能耐腐蝕、耐高溫的材料。本實施方式使用了鋁類的陶瓷材料，當(dāng)然也可以使用其它適合的材料。
圖3是表示底座2和工作臺5的一部分的主視圖。
該圖中，工作臺5包括向下方延伸的中央部52和在工作臺5的寬度方向(X軸方向)的兩端形成的架設(shè)部53，由此，從三維測量儀1的正面看，工作臺5的結(jié)構(gòu)略呈T字狀。
工作臺5以中央部52的側(cè)面以及架設(shè)部53的底面與形成在底座2的導(dǎo)向面212相向的方式配置。在該中央部52的側(cè)面以及架設(shè)部53的底面設(shè)置了若干個空氣軸承54，這些空氣軸承54在能自由移動地支持工作臺的同時，還能抑制摩擦以及擺動。
因而本實施方式中的Y軸導(dǎo)向部21與底座2形成為一體。所以就無需將Y軸導(dǎo)向部21作為分體的部件安裝于底座2。這樣就可以削減底座2的制造工序以及制造成本，提高底座2的制造效率。
而且，由于底座2和Y軸導(dǎo)向部21形成為一體，所以底座2和Y軸導(dǎo)向部21的材料統(tǒng)一。這樣可以防止由線膨脹系數(shù)的不同而引起的雙金屬效應(yīng)，避免了底座2的變形。底座2的變形問題排除后，不但可以確保底座2長期的穩(wěn)定性，還能提高測量儀的測量精度。
在Y軸導(dǎo)向部21的導(dǎo)向面212覆蓋有帶防銹效果的陶瓷材料。因此，它可以防止導(dǎo)向面212上產(chǎn)生銹跡，而且可以確保通過Y軸導(dǎo)向部21導(dǎo)向的工作臺5的滑動的長期穩(wěn)定性。
于是，由于工作臺5是經(jīng)由空氣軸承54進行滑動，從而可以抑制由工作臺5的滑動而引起的振動現(xiàn)象。
另外，根據(jù)本實施方式，由于在導(dǎo)向面212形成有陶瓷材料的覆蓋膜，所以導(dǎo)向面212可以做成無凹凸不平的均勻而平坦的面。這樣從空氣軸承54的氣墊輸出的空氣，可以使氣墊和導(dǎo)向面212之間形成的空氣間隙隨時保持在穩(wěn)定狀態(tài)。還可以使從空氣軸承54輸出的空氣壓保持固定。因此，使經(jīng)由空氣軸承54的工作臺5的滑動穩(wěn)定化，提高直線精度。
而且由于采用了能實現(xiàn)耐腐蝕以及耐高溫的鈦類陶瓷材料，從而可以更一步提高導(dǎo)向面212的耐腐蝕性以及耐高溫性。
本實施方式中，由于通過等離子噴鍍的方式對導(dǎo)向面212進行了陶瓷材料的覆蓋，這樣就提高了覆蓋膜和導(dǎo)向面212之間的緊密接觸性。從而可以防止覆蓋膜的脫落。
由于增大了等離子的輸出，可以進一步提高對陶瓷材料的導(dǎo)向面212的附著效率，可以形成氣孔率少且沒有不均勻的厚度均勻的覆蓋膜。因此，由于通過形成于導(dǎo)向面212的覆蓋膜而形成了均勻且平坦的表面，這樣可以使由導(dǎo)向面212導(dǎo)向的工作臺5的滑動變得穩(wěn)定。另外，由于可以增加形成的覆蓋膜的硬度，這樣就可以確保覆蓋膜以及Y軸導(dǎo)向部21的長期穩(wěn)定性，從這點來看它也可以保持工作臺5的穩(wěn)定滑動。
而且，由于可以進行高熔點材料的噴鍍，這樣其材料則不用局限于本實施方式中使用的鈦類陶瓷材料，還可以選擇其它的適合的材料。因此覆蓋膜形成材料的選擇的自由度增強了。
另外，本發(fā)明也不局限于上述的實施方式，它還包括在能達成本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)的變形、改良等的。
上述實施方式中，Y軸導(dǎo)向部21的導(dǎo)向面212的陶瓷材料的覆蓋是通過等離子噴鍍的方式進行的，在本發(fā)明中不局限于此。例如，還可以采用火焰噴鍍、電弧噴鍍、激光噴鍍等的噴鍍法。而通過等離子噴鍍的陶瓷材料的選擇范圍比較廣，可以選擇使用多種陶瓷材料。還具有如防止陶瓷材覆蓋膜的脫落，確保覆蓋膜的穩(wěn)定性等的優(yōu)點。
上述實施方式中使用的陶瓷材料是鈦類的陶瓷材料，但本發(fā)明不局限于此。亦即，由覆蓋形成的覆蓋膜，只要具有防銹效果即可。例如，氧化鋯類、氧化鋁類、不銹鋼類、多鋁紅柱石類、氧化鎂類等的陶瓷材料，這些都可以使用。
上述實施方式中，導(dǎo)向面212形成于軌道211的上面以及兩個軌道211之間相向的側(cè)面上，但本發(fā)明不局限于此。例如，導(dǎo)向面212也可以形成在軌道211的上面以及外側(cè)的兩側(cè)面上，這種情況只要各自的導(dǎo)向面212上形成有覆蓋膜即可。另外，這種情況下也可以使工作臺5的架設(shè)部53向下開口地形成凹狀，以覆蓋軌道211的方式配置工作臺5，并將空氣軸承54配置在與軌道211的導(dǎo)向面212相向的面上。這種構(gòu)成可以可靠地抑制工作臺5滑動時的阻力以及擺動。
上述實施方式中，底座2、工作臺5以及X軸導(dǎo)向部32是由鑄造材料形，但本發(fā)明不局限于此，也可以使用鋼制部件或特定的巖石等。另外，如果使用鑄造材料形成底座2、工作臺5以及X軸導(dǎo)向部32，由于鑄造材料在長時期內(nèi)出現(xiàn)的變形很小，所以能防止底座2、工作臺5以及X軸導(dǎo)向部32在長期使用過程中的變形。還可以確保滑塊4以及工作臺5的滑動的長期穩(wěn)定性。
上述實施方式中，被測量物的Y軸的測量是通過載置了被測量物的工作臺5的Y軸方向的滑動進行的，本發(fā)明中也可以為，工作臺5為固定的，而通過門型柱體沿Y軸方向滑動來進行測量的構(gòu)成。這種情況，門型柱體3可以沿設(shè)置在底座2上的Y軸導(dǎo)向部21滑動。另外，如果是工作臺5沿Y軸方向進退的結(jié)構(gòu)，與由質(zhì)量大的門型3進退的情況相比，能抑制測量時的振動、誤差。
上述實施方式中，三維測量儀1配置有門型柱體3，但本發(fā)明不局限于此，也可以采用裝置有單臂柱體的三維測量儀等。另外，本實施方式中僅對三維測量儀進行了說明，但并不局限于此，它也可以是圖像測量儀等的其它的測量儀。即，只要是裝備有底座和導(dǎo)軌的測量儀即可實施本發(fā)明。
上述實施方式中，在三維測量儀1的基礎(chǔ)部分即底座2上設(shè)置了軌道211，這里僅對在該軌道211形成防銹的覆蓋膜的例子進行了說明，但這以外的其它底座和導(dǎo)軌也可以實施本發(fā)明。即，也可以對形成有控制移動體的進退的導(dǎo)軌部件和構(gòu)造體實施本發(fā)明。例如，這里省略了說明以及圖示，在X軸導(dǎo)向部32上也設(shè)置了同樣的導(dǎo)軌，由空氣軸承裝置能自由進退地支承滑塊4。因此，對于作為移動體的滑塊4所對應(yīng)的底座的X軸導(dǎo)向部32和導(dǎo)軌，可以采用本發(fā)明。
上述實施方式中，也可以是采用將三維測量儀1連接于計算機等，然后通過計算機等控制被測量物的測量的構(gòu)造。
權(quán)利要求
1.一種測量儀，該測量儀備有底座、設(shè)置于該底座上并且具有導(dǎo)向面的導(dǎo)軌、以及經(jīng)由空氣軸承裝置可以自由移動地設(shè)置在上述導(dǎo)軌的導(dǎo)向面上的移動體，其特征在于上述導(dǎo)軌與上述底座形成為一體，并且在上述導(dǎo)向面形成有防銹的覆蓋膜。
2.如上述權(quán)利要求1中記載的測量儀，其特征在于上述覆蓋膜為陶瓷材料構(gòu)成。
3.如上述權(quán)利要求1中記載的測量儀，其特征在于上述覆蓋膜是通過等離子噴鍍而成的。
4.如上述權(quán)利要求1中記載的測量儀，其特征在于上述底座的表面形成平坦的導(dǎo)向面，通過該導(dǎo)向面形成與上述底座一體化的導(dǎo)軌。
5.如上述權(quán)利要求1中記載的測量儀，其特征在于上述導(dǎo)軌具有夾著棱邊的鄰接的2個導(dǎo)向面。
6.如上述權(quán)利要求5中記載的測量儀，其特征在于上述導(dǎo)軌的2個導(dǎo)向面中一個為水平方向的導(dǎo)向面，另一個為垂直方向的導(dǎo)向面。
7.如上述權(quán)利要求6中記載的測量儀，其特征在于上述導(dǎo)軌平行地設(shè)置有一對，各水平方向的導(dǎo)向面配置在同一平面內(nèi)，各垂直方向的導(dǎo)向面相互相向配置。
8.如上述權(quán)利要求1～7中任一項所記載的測量儀，其特征在于測量探頭以及對其進行支承的柱體設(shè)置在上述底座上，上述移動體為固定上述測量探頭的測量對象物的工作臺。
9.如上述權(quán)利要求8中記載的測量儀，其特征在于是通過上述底座以及移動體對上述測量對象物的表面形狀、或表面尺寸、或表面特性等進行測量的測量儀器。
全文摘要
一種測量儀，其中，具有控制移動體(5)滑動的導(dǎo)向面的導(dǎo)軌(21)與測量儀(1)的底座(2)形成為一體。在導(dǎo)向面形成有防銹的覆蓋膜。因此，對于底座(2)，由于無需安裝作為其它部件形成的導(dǎo)軌(21)，從而可以削減底座(2)的制造工序以及制造成本。而且，因為底座(2)和導(dǎo)軌(21)是由同一材料構(gòu)成，所以不會發(fā)生雙金屬效應(yīng)，從而能確保底座(2)長期的穩(wěn)定性。
文檔編號G01B5/00GK1538145SQ20041003387
公開日2004年10月20日 申請日期2004年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月15日
發(fā)明者小倉勝行 申請人:株式會社三豐