导轨支承装置、导轨装置、驱动装置以及测量机的制作方法

专利名称：导轨支承装置、导轨装置、驱动装置以及测量机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种导轨支承装置、导轨装置、驱动装置以及测量机。
背景技术：
作为导向装置具有导轨的驱动装置，公知的有由该驱动装置使测量触头在三坐标上进行移动来测量被测量物形状的测量机(例如参见日本特公平3-45321号公报)。
图8表示作为测量机的一个例子的三座标测量机。
三座标测量机1的构成包括与被测量物W接触来检测被测量物表面的测量触头2、具有放置被测量物W的台面31的平台3、直立设置在平台3上用于使测量触头2进行3坐标移动的驱动机构(驱动装置)4、检测驱动机构4的驱动量的驱动传感器(未图示)。
驱动机构4包括在沿着平台3的两侧端的Ym轴方向上被笔直设置的导轨41；从平台3的两侧端在与平台3大致垂直方向的Zm轴方向上具有一定高度、并且在导轨41上沿着Ym轴方向可以滑动地设置的两根梁支承体42；被支承在梁支承体42的上端并在Xm轴方向上具有一定长度的梁43；具有被设置在梁43上可以向Xm轴方向滑动、并在Zm轴方向上具有导轨的立柱44；在Zm轴方向上可以在立柱44内滑动、并在下端保持测量触头2的测杆45。
导轨41通过从平台3的侧端稍微离有间距地开设的槽41沿着平台3的侧端与平台3形成一体。
梁支承体42，其下端骑在导轨41上，其移动方向由导轨41笔直地导向。
另外，驱动机构4具有作为驱动装置的例如电动机等，驱动装置用来使梁支承体42、立柱44以及测杆45移动，该驱动装置由未图示的驱动控制部进行驱动控制。
驱动传感器，对其未特别图示，其具有检测梁支承体42的向Ym轴方向的移动的Ym轴传感器、检测立柱44的向Xm轴方向的移动的Xm轴传感器、检测测杆45的向Zm轴方向的移动的Zm轴传感器。
例如，Ym轴传感器，具有测量尺(scale)部件和检测部，其中，标尺部件可以测量长度方向是在Ym轴方向上并被设置在导轨41上，检测部被设置在梁支承体42的下端，用来检测相对于测量尺部件的位移量。
在这样的构成中，测量触头2通过驱动机构4驱动而进行三坐标移动，测量触头2与被测量物W接触之际的驱动机构4的驱动量由驱动传感器检测。于是，被测量物W的形状得到测量。
此时，由于梁支承体42由导轨41笔直导向，所以驱动是顺畅的并且速度也较快。另外，由于由导轨41保持测量尺部件的直线性，所以，由Ym轴传感器可正确地检测出梁支承体42的驱动量。而且，由Ym轴传感器检测的检测值，与立柱44以及测量轴45的驱动量同时被解析，并且被测量物W的形状被准确地测量。
但是，由于导轨41被与平台3设置成一体，所以导轨41与平台3不能够各自独立地维持各自的形状，存在如果其中一方变形，那另一方也同样地变形的问题。
例如，在桌面31上放置了被测量物W的时候，如图9A所示，由于被测量物W的重量影响，平台3的中央部有可能凹陷而弯曲。于是，导轨41也会同样地弯曲。
或者，在平台3的一边与其他边是不同的温度时，因该温差的影响，一边与其它边间会产生变形量(线膨胀量)差。于是，例如如图9B所示，平台3会因两边的变形量之差而产生变形，其结果，在平台3的一边与其他边上所设置的导轨41产生弯曲。
这样，如果导轨41弯曲了，那么就会产生梁支承体42不被笔直导向而偏离正确的轨道的问题。
另外，因导轨41的弯曲，两根梁支承体42之间的距离产生变化，随着该变化，梁43会发生变形，与此同时，立柱44的位置也发生变化。其结果，由于测量触头2的位置产生误差，所以存在测量精度下降的问题。另外，由于导轨41的弯曲，对于驱动机构4不利的负载增大，驱动机构4的驱动性能下降。例如，由于导轨41的弯曲，导轨41与梁支承体42之间的滑动阻力产生变化，所以驱动装置的负荷发生变化。其结果，控制特性发生变化，不必要的有害振动增大。另外，如果对于驱动机构4不利的负荷增大，那么滑动部位就有会急剧地被磨损。于是，就会产生产品寿命缩短和维护保养费用增大等经济损失。
另外，由于在导轨4弯曲的同时，测量尺部件也被弯曲，所以会产生驱动传感器的检测精度下降的问题。如果测量触头坐标的检测精度下降，当然关系到测量误差，同时也会产生测量触头2的定位误差。
由于导轨41的变形而产生的这些问题，导致难以提高驱动机构4的驱动性能(轨道精度、驱动速度、定位精度)，另外难以提高驱动传感器的检测精度。

发明内容
本发明的主要目的是，解决现有技术中存在的问题，提供一种在导轨和基座中的至少一方的形状被维持的状态下支承导轨的导轨支承装置、导轨装置、驱动装置以及测量机。
本发明的导轨支承装置，是一种把对可动部件进行导向的导轨相对于基座保持在大致固定位置上并支承该导轨的导轨支承装置，所述导轨支承装置具有在上述基座和上述导轨中的至少一方产生了变形时不会将产生了变形的一方的变形传递到另一方的情况下容许上述一方变形地支承上述导轨支承装置。
采用这样的结构，防止了基座和导轨中的一方的变化对另一方产生的影响，并且保持了另一方的形状。
例如，因周围环境的温度变化和由工作人员所发出的热，基座和导轨有时会产生热变形。这时，由于导轨和基座的线膨胀系数不同，所以有时基座和导轨会产生不同的伸缩。另外，有时因被放置于基座上的物体的重量而使基座变形，或者因滑动移动于导轨上的可动部件的影响而使导轨发生变形。但是即使这样，在基座或导轨发生变形时，借助支承装置，一方的变形不会传递到另一方，例如，即使基座产生变形时，由于基座的变形不传递到导轨，所以导轨的形状得以维持。在导轨原来形成得笔直的情况下，导轨的直线性将得到维持，并且可动部件的导向方向被笔直地维持。
在此，作为产生变形的一方，当然可以仅是基座和导轨中的一方的情况，但是，也可以是基座和导轨的双方都产生变形的情况。即使在基座和导轨的双方都产生了变形的情况下，相互的变形分别由支承装置吸收，因而基座和导轨各自不受来自对方的影响而可以维持各自的形状。
在本发明中，上述支承装置，最好是将上述导轨支承为相对于上述基座可以摆动和可以进退中的至少一种的状态。
根据这样的构成，例如，即使在因为热分布不均衡而使得基座产生弯曲变形、或者基座或导轨产生伸缩的情况下，导轨的形状通过支承装置被维持。
例如，即使因基座和导轨之间的线膨胀系数不同而使它们的伸缩产生差异的情况下，导轨由于通过支承机构相对于基座进退，所以可以放掉线膨胀之差别。或者，即使在基座和导轨中一方产生了倾斜的情况下，由于导轨通过支承机构相对于基座摆动，倾斜量相互抵消，由此使得倾斜可以不向另一方传递。
在本发明中，具有连接固定在上述基座上并承载上述导轨的基体，上述支承装置，最好具有与上述导轨接触而支承上述导轨的支承板、和被固定在上述基体上的固定板、和将上述支承板连接成相对于上述固定板可以摆动地连接于上述固定板上的支承接头机构。
在这样的构成中，将支承装置连接固定在基座上，并由此支承机构支承导轨。于是，导轨就成为被附设在基座上的状态。此时，就成为将基体连接固定在基座上可承载导轨的状态。此后，使导轨接触支承板(或者放置在支承板上)，然后用支承机构支承导轨。于是，导轨在由支承机构支承的状态下被基体承载。
根据这样的构成，导轨由支承板支承，而支承板由支承接头机构可摆动地支承着。因此，即使在基体的姿势发生了变化的情况下，基体的变化通过支承板的摆动被抵消。其结果，基体中产生的变化不作用于导轨，导轨被维持为当初的状态。例如，如果导轨形成得笔直，那么导轨将在笔直的状态不变的情况下由支承装置支承。
虽然在基座中产生了形状的变化等的情况下，基体的姿势也将发生变化，但是由于因支承装置产生的摆动，基体的变化被抵消，所以导轨维持当初的状态。
于是，由导轨导向的可动部件，沿着正确的轨道被导向，另外，由于可动部件的控制特性不会下降，所以也会发生不必要的有害振动。即使在导轨上设置测量尺部件的情况下，测量尺部件的形状也将得到维持，所以，通过测量尺部件进行的检测精度被提高，进而可动部件的定位精度也提高。
在此所说的“支承”是指从下面支承重量，或者从侧面支承倾斜等，以维持导轨的姿势的情况。
另外，导轨既可以形成得笔直，也可以形成为当初就弯曲了的形状。根据本发明，不管导轨的原来的形状怎样，都不会受到由于基座的变形等产生的作用而保持导轨的形状。例如，如果导轨原来形成为笔直，那么就会保持导轨的直线性。
作为基座，例举了例如测量机或者加工机械的平台等，但是只要是附设导轨的基座就可以。
在本发明中，上述支承接头机构，最好相对于上述固定板可以摆动上述支承板、且在沿着由上述支承板支承的上述导轨的面的方向上可以移动上述支承板地将上述支承板与上述固定板连接起来。
这样，如果支承板借助支承接头机构可进行滑动移动，那么由于可以抵消通过支承板的基体的移动位移，所以不会向导轨作用过度的力。因此，可以在保持导轨的当初的形状的状态下支承导轨。
在此，所说的“在沿着由上述支承板支承的上述导轨的面的方向上可以移动上述支承板”是与如下情况等价，即与例如在与上述导轨的面垂直的方向上使得上述固定板与上述支承板相对并在此固定板与支承板之间配置上述支承接头机构时，在与上述固定板与上述支承板相对方向正交的方向上可以移动上述支承板的情况等价。
在本发明中，上述支承接头机构，最好具有在上述固定板与上述支承板之间被层叠的第1联结板和第2联结板；被夹持在上述支承板与上述第1联结板之间的第1圆柱体；被夹持在上述第1联结板与上述第2联结板之间的第2圆柱体，上述第1圆柱体与上述第2圆柱体最好间隔上述第1联结板而成90°角。
根据这样的构成，由于由在固定板与支承板之间立体交叉的第1和第2圆柱体可摆动地支承支承板，所以支承板可以全方位自由摆动。另外，如果第1联结板和支承板可以沿着圆柱轴滑动移动，那么就可以使支承板向前后左右滑动。因此，可以抵消基体中产生的总的变化，从而可以不会使过度的力作用于导轨地来支承导轨。
另外，由于支承接头机构的摆动轴是圆柱体，所以对于应力具有优良的耐久性，例如，可以用支承机构充分地支承导轨的负载，并且不会在支承的过程中无益地摆动。
在本发明中，上述第2联结板，最好由枢轴支承在上述固定板上而可以转动，并且作为这样的构成，最好在上述固定板和上述第2联结板中的任一方上凹陷地设置圆锥凹部，并且在另一方上设置动配合在上述圆锥凹部中的圆锥凸部。
采用这样的构成，第2联结板可相对于固定板转动。即，支承板可以相对于固定板转动。于是，即使在基体上施加了旋转系统的变形(或者位移)的情况下，通过支承板的转动，基体的变形(或者变位)也得到抵消，而在过度的力未作用的状态下导轨得到支承。
在本发明中，上述支承接头机构由被夹持在上述支承板与上述固定板之间的球体构成，上述支承板和上述固定板具有被开设在各自的相对面上的V型槽，上述支承板的上述V型槽与上述固定板的上述V型槽最好间隔上述球体而成90°角。
采用这样的构成，支承板由球体摆动支承。另外，球体沿着固定板的V型槽可以滑动移动，并且支承板可以沿着支承板的V型槽进行滑动移动。于是，支承板可以全方位摆动地得到支承，并且可以进行滑动移动。因此，在基体上产生的全部变化被抵消，在过度的力未作用于导轨的状态下，导轨得到支承。
因为支承板由球体可摆动地支承，所以其摆动时的阻力较小，并且在过度的力几乎未作用于导轨的状态下支承导轨。
在本发明中，上述支承接头机构也可以具有被摆动支承在上述固定体上的摆动体、和被配置摆动体上而摆动支承上述支承板的圆柱体。
另外，支承接头机构的结构未被特别限定，只要是将固定板与支承板可以摆动地连接的结构，或将固定板与支承板可以摆动且可以平行移动地连接起来的结构就可以。
在本发明中，最好具有被连接固定在上述基座上并且承载上述导轨的基体、和安装在上述基体与上述导轨之间而将上述导轨向上述基体拉引的拉引机构。
采用这样的构成，导轨通过拉引机构被拉向基体，并且被拉引了的导轨由支承机构支承。导轨通过由拉引机构拉引而不会从支承机构浮起地被支承，从而其位置被确定。于是，例如即使可动部件在导轨上滑动的情况下，由于导轨的位置被固定，所以可动部件将被准确地导向。
在此，拉引装置既可以是利用弹簧、橡胶等弹性部件的弹性作用力的结构，也可以是由磁铁的引力吸引的结构。
在本发明中，具有被连接固定在上述基座上并且承载上述导轨的基体，上述基体具有在该基体被连接固定在上述基座上的状态下成为水平状态的从下方支承上述导轨的台座部、和与上述台座部的一端边缘连续并从该一端边缘立起地设置的、被连接固定在上述基座上的背板部，上述支承机构最好具有被设置在上述台座部上、并从下方支承上述导轨的台座侧支承机构、和在上述背板部侧支承上述导轨的背板侧支承机构。
采用这样的构成，导轨的底面和侧面两面由台座侧支承装置和背板侧支承装置支承。由于不只是底面而且侧面也被支承，所以，导轨在其将姿势被保持为一定的状态下被支承。
在本发明中，具有支承上述导轨的一端侧的一端侧支承装置、和支承上述导轨的其他部分的支承机构。上述一端侧支承装置最好具有连接在上述基座上并承载上述导轨的基体、和连接上述导轨与上述基体的连接机构。
采用这样的构成，导轨虽然通过连接机构被连接在一端侧支承装置上，而其他部分只是被支承机构支承而未接合的。即，导轨虽然相对于一端侧支承装置被固定，但是他部分并未被固定在支承装置上。
例如，在基座因线膨胀等伸缩时，被连接固定在基座上的支承装置的间隔等发生变化。此时，导轨由于仅被固定在一端侧支承装置上，所以与其他支承装置彼此间的相对位置发生某种程度变化。因此，即使在基座与导轨之间线膨胀量等不同的情况下，导轨也可以不受基座的线膨胀量影响而独立地伸缩。其结果，多余的力不作用在导轨上，在维持了导轨的形状的状态下支承着导轨。
另外，由于导轨被连接在一端侧支承装置上，所以在其一端侧通过支承装置其相对于基座的相对位置被固定。于是，例如即使在导轨上设置了测量尺部件等的情况下，也可以在一端侧使相对于基座的原点位置不变化而维持该原点位置。
另外，关于连接机构，只要能够将导轨与基体连接起来即可，例如，也可以用螺钉将导轨与基体进行固定。
在本发明中，具有连接固定在上述基座上并承载上述导轨的基体、和连接上述导轨与上述基体的连接机构，上述连接机构，最好具有被固定在上述基体上的固定部、和被连接在上述导轨上的连接部、以及被设置在上述固定部与上述连接部之间并相对于上述固定部将上述连接部可以摆动地连接在上述固定部上的连接接头机构。
采用这样的构成，导轨以被连接在连接部上的状态借助于固定部被连接在基体上。而且，连接部通过连接接头机构相对于固定部可以摆动。因此，在将导轨连接到连接部上以后，可以使连接部摆动而进行导轨相对于基座的的定位调整等。于是，可以在定位调整了的状态下用支承装置支承导轨。
在本发明中，上述连接接头机构，最好具有可以转动地接触上述固定部的侧面上的球体，和由上述固定部夹持上述球体的摆动联结板，和调整预压力的预压力调整装置，其中，预压力是用于将上述摆动联结板向上述固定部预压的预压力。
另外，作为上述预压力调整装置作为例子可以举出，贯穿上述连接部，并且一端与上述摆动联结板接触、另一端被设置成从上述连接部的侧面凸出的状态的调整螺杆。
在这样的构成中，可以通过预压力调整装置将连接接头机构进行固定。即，如果在进行了导轨的定位调整以后，将连接部的摆动固定住，那么就可以在进行了导轨的定位调整的状态下进行固定。
本发明的导轨装置，具有上述导轨支承装置、和由此导轨支承装置支承的导轨。
本发明的驱动装置具有上述导轨支承装置；和由此导轨支承装置支承的导轨；和沿着上述导轨可以移动地设置的可动部件。
本发明的测量机，具有作为放置被测量物的上述基座的平台；上述导轨支承装置；由此导轨支承装置支承的导轨、沿着上述导轨可以移动地被设置的可动部件；在上述可动部件带动下进行移动的同时检测上述被测量物的表面的检测触头；检测上述可动部件相对于上述导轨的相对移动量的移动量检测器；根据上述检测触头检测的上述被测量物表面的检测以及由上述移动量检测器检测的检测值对上述被测量物的形状进行解析的解析部。
采用这样的构成，就会对上述导轨支承装置起到同样的作用效果。即，不会使过度的力作用于导轨上，而可以在保持了导轨的形状的状态下支承导轨。因此，可以成为可动部件的移动方向被正确地导向的驱动装置。
另外，由于即使在导轨上设置了移动量检测器的测量尺部件的情况下，测量尺部件与导轨同样也不产生变形，所以可以使通过刻度部件得到的检测精度提高。因此，可以作为能够高精度地测量被测量物形状的测量机。
由于基座(平台)的变形不影响导轨，所以可以认为即使基座因被测量物等的重量稍微产生了变形也无妨，没有必要提高基座的刚性。因此可以减小基座的厚度。


图1是表示本发明的导轨装置的一实施方式的图。
图2是在上述实施方式中支承装置的示意图。
图3是表示上述实施方式中的上述支承装置的构成的图。
图4是表示上述实施方式中的连接机构的构成的图。
图5是表示上述实施方式中的前部支承装置中的台座侧支承机构的构成的图。
图6是表示上述实施方式中的后部支承装置的构成的图。
图7是表示本发明的导轨装置的变形例中的支承机构的构成的图。
图8是表示三座标测量装置中的现有技术中的导轨的图。
图9A和图9B是表示现有技术中的导轨被弯曲的状况的图。
具体实施例方式
以下在图示本发明的实施方式的同时，参照附加于图中的各要素上的标号来进行说明本发明的实施方式。
图1表示本发明的导轨装置的一实施方式的全体立体图。在图1中，导轨装置100被安装在平台(基座)3的两侧面上。
平台3是与在背景技术中说明了的平台大致相同，具有被大致平坦地形成的台面31。在平台3的两侧面上设有以凸缘状外伸而形成的凸缘台部32。
导轨装置100，具有其长度方向被笔直地形成的导轨200、和在平台3的侧面支承导轨200的支承装置300。
导轨200为其长度方向被笔直地形成的长方体形状。虽然在图1中未图示，但是如图8或图9A以及图9B中说明的那样，在导轨200上可以滑动移动地设有梁支承体42那样的滑动部件(可动部件)。而且，由导轨200将滑动部件的移动方向引导为笔直。
在以后的说明中，以导轨200被支承在支承装置300上的状态来说明构成。
支承装置300在保持导轨200的直线性的状态下、在沿着平台3的侧边的位置支承导轨200。支承装置300，在导轨200的一端侧具有支承导轨200的前部支承装置(一端侧支承装置)400、和在导轨的另一端具有支承导轨200的后部支承装置500。另外，在图1中以前侧为前方，并且在图1中以里侧方向为后方。
图2表示示意图，是表示支承装置(前部支承装置400以及后部支承装置500)的机构的简化图。另外，图3表示前部支承装置400的构成。
前部支承装置400具有被连接固定在平台3的侧部上并从下方支承导轨200地承载导轨的基体410；与导轨200连接后将导轨200与基体410连接的连接机构420；一端被固定在基体410上、另一端被连接在导轨200上后将导轨200向基体410拉引的拉引弹簧430；支承由拉引弹簧430拉引的导轨200的支承机构440。
基体410具有在基体410被连接固定在平台3上的状态下与桌面31大致平行配置的板状体、并从下方支承导轨200的台座部411；和被连接固定在平台3上的背板部412，该基体410形成为与台座部411的一端边缘相连并从该一端边缘起立背板部412的截面L字型。
在背板部412中，在为与朝向台座部411侧的表面相反侧的面的背面侧上设有挂在平台3的凸缘台部32上的钩部413。钩部413，是从背板部412的背面侧上端部连续地凸出设置而形成的。
如果钩部413被挂在凸缘台部32上，那么基体410就成为被连接固定在平台3的侧面上的状态。此时，背板部412相对于桌面31大致垂直地被配置，而台座部411与桌面31大致平行地被配置。此时，台座部411的底面与平台3的底面平齐，或者位于比平台3的底面稍微高一些的位置上。
连接机构420具有作为被安装固定在台座部411上面的大致中央部分上的、大致立方体形状的块的固定块(固定部)421；被设置成相对于固定块421可以摆动、并与导轨200连接的连接块(连接部)422；被设置在固定块421与连接块422之间、并相对于固定块421将连接块422联结成可以摆动的接头机构(连接接头机构)423。
连接块422，在与导轨200的长边方向平行的方向上将固定部件421设于其间被设置了2个。即，固定块421与两个连接块422被配置在导轨200的正下方的位置。
连接422被设置成在导轨200的长边方向上不能移动，而在与导轨的长边方向正交的面内可以摆动的状态。例如，在台座部411上，在与导轨200的长边方向正交的方向上较长地形成的孔部内嵌入了连接部件422。
连接部件422具有从上表面凸出的销，通过将该销插入到导轨200内而将连接块422与导轨200连接起来。
接头机构423被设置在固定部件421与连接部件422之间、并相对于固定部件421可以摆动将连接部件422与固定部件421相连接。接头机构423具有与固定部件421的侧面可以滚动地接触的球体425；由其与固定部件421一起夹持球体425的摆动联结板426；贯穿连接部件422而一端与摆动联结板426接触、另一端被设置成从连接部件422的侧面凸出的状态的调整螺杆428。
球体425，在与导轨200的长边方向平行的方向上夹着固定块421而被设置了2个。在此，在固定块421的侧面上直线式地开设了V型槽424，并且在此V型槽424上嵌合着球体425。
摆动联结板426夹着球体425而被配置在与固定块421相对侧上。摆动联结板426在与固定部件421相对的面上具有V型槽427，此V型槽427相对于固定块421的V型槽424间隔着球体425并成大致90°角。而且，在摆动联结板426的V型槽427与固定块421的V型槽424立体交叉的位置上夹持着球体425。
调整螺钉428，在从连接块422的侧面凸出的状态下在与连接块422螺纹连接时，在其从连接部件422的侧面凸出的另一端螺纹连接螺母429。调整螺杆428的一端通过轴尖轴承与摆动联结板426接触。即，在摆动联结板426中，在与V型槽427相反侧的面上凹设有圆锥状的凹部，被埋入在调整螺杆428的一端的头部的球体(钢球)由轴尖支承在摆动联结板426的上述凹部内。
在台座部411上设有一根拉引弹簧430，并且在背板部412上设有2根拉引弹簧430。在台座部411上穿过固定部件421地设置拉引弹簧430。另外，在背部板412上沿着导轨200的长度方向隔开规定距离地设置两根拉引弹簧430。
支承机构440具有设置在台座部411上、并从下方支承导轨200的台座侧支承机构450；和支承被向背部板412侧拉引的导轨200的背板侧支承机构460。
在与导轨200的长度方向正交的方向上，将固定部件421夹在中间地设有两个台座侧支承机构450。
如图5所示，台座侧支承机构450具有上表面形成为与导轨200接触的平坦面的支承板451；和被固定在台座部411上、并在上表面上凹陷地设有圆锥凹部452A的固定板452；和相对于固定板452将支承板451连接成可以摆动的接头机构(支承接头机构)453。
接头机构453的构成为在支承板451与固定板452之间层叠上侧联结板(第1联结板)455和下侧联结板(第2联结板)457被层叠，另外，在支承板451与上侧联结板455之间夹持上侧圆柱体(第1圆柱体)454，并且在上侧联结板455与下侧联结板457之间夹持下侧圆柱体(第2圆柱体)456。
在此，上侧圆柱体454设置成其轴向在水平面内朝向与导轨200的长度方向正交的方向。下侧圆柱体456设置成其轴向在水平面内朝与导轨200的长度方向平行的方向。即，上侧圆柱体454与下侧圆柱体456隔着上侧联结板455而成90°角度，在上侧圆柱体454支承下支承板451摆动的方向与在下侧圆柱体456的支承下上侧圆柱体454的摆动方向成90°角度。
另外，在下侧联结板457的下面上形成有圆锥状凸出的圆锥凸部457B，此圆锥凸部457B通过与固定板452的圆锥凹部452A动配合，其下侧联结板457轴尖支承在固定板452上。
另外，上侧圆柱体454由在支承板451的下表面上开设的V型槽451A、与在上侧联结板455的上表面上开设的V型槽455A夹持，而下侧圆柱体456，由在上侧联结板455的下表面上开设的V型槽455B、与在下侧联结板457的上表面上开设的V型槽457夹持，由此保持各自的位置。
另外，支承板451可以沿着上侧圆柱体454的轴向滑动移动，上侧联结板455可以沿着下侧圆柱体456的轴向滑动移动。
背板侧支承机构460，在背板部412的表面侧被设置在拉引弹簧430、430之间。
如图3所示，背板侧支承机构460具有一个面形成为与导轨200接触的平坦面的支承板461；被固定在背板部412上的固定板462；相对于固定板462将支承板461联结成可以摆动的接头机构463。
接头机构463由被支承板461与固定板462夹持的球体463构成。在此，在支承板461上开设了V型槽461A、并在固定板462上开设了V型槽462B，支承板461的V型槽461A与固定板462的V型槽462B隔着球体463并成90°角度。而且在V型槽461A与V型槽462B立体交叉的位置处夹着球体463。另外，在支承板461与固定板462之间配设保持架464，球体463由保持架464保持在支承板461与固定板462之间。
另外，支承板461可以向V型槽461A的轴向移动滑动，球体463可以向V型槽462B的轴向滑动移动。
后部支承装置500的构成，虽然基本上与前部支承装置400相同，但是，没有连接机构420这一点与台座侧支承装置的构成不同。
如图6所示，后部支承装置500，具有基体510、拉引弹簧520以及支承机构530。
基体510具有台座部511和背板部512，这一点与前部支承装置400的基体410是相同的。
拉引弹簧520，在台座部511上设置两根，并且在背板部512上设置两根。拉引弹簧520，在台座部511中在导轨200的长度方向上将支承机构530夹在中间设置了两根。另外，拉引弹簧520，在背板部512中沿着导轨200的长边方向隔开规定的间隔地被设置了两根。
支承机构530具有台座侧支承机构540和背板侧支承机构550。
台座侧支承机构540具有上表面形成为与导轨200接触的平坦面的支承板541；被固定在台座部511上、并且在上表面上具有截面为半圆形的半圆凹部542A的固定体542；相对于固定体542将支承板541连接成可以摆动的接头机构543。
支承板541是在与导轨200的长度方向正交的方向上具有一定长度的板状体。
固定体542的半圆凹部542A，在与导轨200的长度方向正交的截面上，是其中央部较深而向两端逐渐变高的半月形状。
接头机构543具有被可摆动地支承在固定体542上而在与导轨200的长度方向正交的面内能够摆动的摆动体544；和被配置在摆动体544的上表面上而可摆动地支承支承体541的圆柱体545。
摆动体544为，在下面具有圆弧状、并且与固定体542的半圆凹部542A嵌合的半圆锥形状；在与导轨200的长度方向平行方向为摆动轴进行摆动。
圆柱体545配置成其轴向向着与导轨200的长边方向正交的方向，并且由支承板541和摆动体544夹持。
支承板541通过由圆柱体545可摆动地支承，从而以与导轨200的长度方向垂直的方向为摆动轴进行摆动。即，摆动体544的摆动轴与支承板541的摆动轴以90°立体交差。
背板侧支承机构550与在前部支承装置400的背板侧支承机构460中进行说明的结构相同，具有支承板551、固定板552以及接头机构553，并且由被开设在支承板551上的V型槽551A与被开设在固定板552上的V型槽552A夹持着球体554。
下面对具有这样的构成的导轨装置100的使用以及作用进行说明。
首先，将前部支承装置400和后部支承装置500安装在平台3的侧面上。此时，将钩部413挂在凸缘台部32上而将基体410、510固定在平台3上。这时用规定的固定装置将基体410、510固定在平台3上，作为固定装置例如可以列举螺钉固定等。
在将前部支承装置400和后部支承装置500安装在平台3上以后，将导轨200载在前部支承装置400和后部支承装置500上。对于前部支承装置400来说，在将导轨200与连接部件422连接以后将拉引弹簧430安装在导轨200上。然后，在将导轨200载在台座侧支承机构450的支承板上的同时，用背板侧支承机构460的支承板461支承导轨200的侧面。此时，通过调整螺杆428来调整施加在球体425上的预压来定位调整导轨200，使其相对于平台3的一边为平行的状态。在导轨200的定位被调整了的位置处将调整螺钉428紧固而将摆动联结板426固定。
关于后部支承装置500，在将拉引弹簧520连接在导轨200后将导轨200载置在台座侧支承机构540的支承板541上的同时，用背板侧支承机构550的支承板551支承导轨200的侧面。于是，在这种状态下，导轨200在沿着平台3的侧面的位置处被支承。
在平台3上放置了被测量物的情况下，因被测量物W的重量的影响，平台3有可能变形。另外，在平台3的一边侧与另一边侧之间产生了温度差等的情况下，平台3有可能产生弯曲等变形。于是，随着平台3的变形，前部支承装置400和后部支承装置500的位置或方向将从当初的状态发生变化。
在此，导轨200在由支承机构440、530支承的状态下载在支承装置(前部支承装置400、后部支承装置500)上。而且，支承着导轨200的支承板451、461、541、551由圆柱体454、456和球体463、554可摆动地支承着。因此，仅基体410、510的方向发生了变化的部分，支承板451、461、541、551由于圆柱体454、456和球体464、554的摆动支承来摆动，从而基体410、510的变化被吸收。
例如，在台座侧支承机构450中，支承板451将立体正交交叉的圆柱体454、456为摆动轴进行摆动，另外，以轴尖支承(452A、457B)为中心轴旋转。此外，支承板451沿着各圆柱体454、456的轴向滑动。
另外，在台座侧支承机构540中，支承板541在沿着半圆凹部542A的弯曲摆动的同时，以圆柱体545为摆动轴摆动。在背板侧支承机构460、550中，支承板461、551以球体464、554为摆动支点在摆动的同时，沿着V型槽461A、462A、551A、552A滑动移动。
即，台座侧支承机构450、540与基体410、510中产生的任何方向的变化都相应地使支承板451、541摆动，而将支承板451、541保持为水平。另外，背板侧支承机构460、550与基体410、510中产生的任何方向的变化都相应地使支承板461、551摆动，而保持支承板461、551铅直。
于是，随着平台3的变形，即使基体410、510的位置和方向发生了变化，这样的变化也将由支承板451、541、461、551的摆动抵消，从而使得基体410的方向的变化不向导轨200传递，从而导轨200将保持直线性地被支承。
另外，当环境温度产生变化时，有时平台3的线膨胀量与导轨的线膨胀量不一样。虽然导轨被连接在前部支承装置400上，但是在未被连接在后部支承装置500上而是载置后部支撑装置500上时，平台3与导轨200不会被相互约束而可伸缩。即，平台3与导轨200这两者之间的伸缩部分之差可以在后部支承装置500的一侧释放。于是，不会有过度的力作用于导轨200上，导轨200将以笔直的状态被支承。
另外，虽然导轨200与平台3不相互约束而进行伸缩，但是导轨200的一端由于与前部支承装置400连接，所以在一端侧平台3与导轨200之间的相对位置不变。于是，例如即使在导轨200上被贴设了测量尺部件的情况下，相对于平台3的原点位置也不会错位。
根据以上那样构成的导轨装置可以起到以下的效果。
(1)由于导轨200由支承机构440、530支承着，所以在平台3上产生的变化通过支承机构440、530的摆动被抵消。于是，平台3的变形不影响导轨200，其结果，导轨200的直线性被保持。
(2)虽然导轨200相对于前部支承装置400是被连接在连接机构420上，但是由于未连接在后部支承装置500上，所以平台3与导轨200不会相互约束而是可以伸缩。因此，即使有了平台3与导轨200这两者之间的伸缩的差，力也不作用于导轨200上，从而导轨200的直线性被保持。
(3)由于导轨200通过连接机构420被连接在前部支承装置400上，所以平台3与导轨200之间的相对位置在前部支承装置400处被固定。因此，即使是在导轨200上贴设了测量尺部件那样的情况下，也可以将测量尺部件与平台3之间的相对位置固定而防止原点错位等。
(4)这样，导轨200的直线性被保持，并且作为测量尺部件的原点位置被保持的结果，保持了在导轨200上使滑动部件滑动移动那样的驱动机构(驱动装置)的驱动速度，并使得具有测量尺部件的移动量检测器的检测精度提高，进而可以使驱动机构的定位精度提高。
下面，就本发明的导轨支承装置的变形例进行说明。
虽然变形例的基本的构成与上述实施方式相同，但是，变形例在支承装置的构成上还具有其特点。
变形例中的支承装置的结构如图7所示。在图7中，支承装置600具有一面形成为与导轨200接触的平坦面的支承板610；被固定在基体(410、510)上的固定板620；相对于固定板620将支承板610连接成可以摆动的接头机构630。
接头机构630具有被配置在支承板610与固定板620之间的联结板631；被夹持在联结板63 1与支承板610之间的球体632；被夹持在联结板631与固定板620之间的球体633。
支承板610和联结板631在各自的相对面上具有V型槽，即，支承板610具有V型槽611；联结板631具有V型槽631A。而且，球体632，在被嵌合在支承板610的V型槽611与联结板631的V型槽631A中的状态下从两侧被夹持着。
另外，固定板620和联结板631在各自的相对面上具有V型槽，即，固定板620具有V型槽621，联结板631具有V型槽631B。而且，球体633被嵌合在固定板620的V型槽621与联结板631的V型槽631B中而被从两侧夹持着。
在此，在联结板631的上下面上分别开设的V型槽631A、631B，被形成在相互以90°立体交叉的方向上。
在这样的构成中，联结板631通过由球体633进行的摆动支承而相对于固定板620摆动。支承板610通过由球体632进行的摆动支承而相对于联结板631摆动。即，支承板610借助于接头机构630相对于固定板620摆动。
另外，支承板610可以相对于球体632沿着V型槽611滑动移动，而联结板631相对于球体633沿着V型槽631B可以滑动。即，支承板相对于固定板可以沿前后左右滑动移动。
另外，支承板610可以以球体632为支点转动，联结板631可以以球体633为支点转动。
采用这样的构成，支承板610可以相对于固定板620摆动、滑动以及转动。如果由此支承装置600支承导轨200，那么基体(410、510)的姿势和位置的变化就将通过支承板610的摆动、滑动以及转动被抵消。于是，不会有过度的力作用于导轨200上，导轨200维持笔直的状态而被支承。
另外，通过接头机构630进行的支承板610的摆动，由于是通过球体632、633进行的摆动支承，所以其摆动时的阻力较小。其结果，基体(410、510)所产生的变化通过支承板610被充分地抵消，不会有过度的力施加在导轨200上，其直线性被维持。
另外，本发明并不局限于上述实施方式，在能够实现本发明目的的范围内的变形、改进等都被包含在本发明内。
虽然以导轨200为笔直的情况为例子进行了说明，但是导轨200原来也可以是弯曲的。根据本发明，无论导轨200为笔直还是弯曲，都不会使原来的形状产生变形而能够得到支承。
在上述实施方式中进行了说明的导轨装置100的导轨200上，也可以将可动部件设置成可以滑动移动来作为驱动装置。而且，也可以在通过驱动装置使测量触头移动的同时，设置检测可动部件的移动量的移动量检测器来作为测量机。作为这样的测量机，虽然例示了在背景技术中说明的三座标测量机，但是测量机并不局限于三座标测量机，例如也可以是使测量触头直线移动的结构的测量机(例如表面粗糙度测量机)等。
关于导轨200，虽然列举了由一个前部支承装置400和一个后部支承装置500这两者共同支承的例子进行了说明，但是，例如后部支承装置500也可以不是一个，而是设置两个或者二个以上，即，只要根据导轨200的长度设置需要的数量即可。
另外，如上述实施方式那样，导轨200的底面只要以由被设置在前部支承装置400上的二个台座侧支承机构450、450、和后部支承装置500的台座侧支承机构540组成的3点来支承就足够，但是，也可以由3个以上来支承。
关于导轨200，虽然说明了被附设在平台3的侧面上的情况，但是，设置导轨200的位置并不局限于平台3的侧面，也可以是平台3的上表面和下表面。
关于基体410、510，虽然使台座部411、511能够水平地将基体410、510连接固定在平台3上，但是，台座部411、511以及背板部412、512也可以以倾斜45°的状态来进行配置。而且，也可以配置成，将导轨200放入配置成倾斜的状态的基体410、510的成谷的位置来进行配置。
权利要求
1.一种导轨支承装置，它是将对可动部件进行导向的导轨相对于基座保持在大致固定位置上的同时、支承导轨的导轨支承装置，其特征在于，具有支承上述导轨的支承机构，通过该支承机构支承上述导轨，从而在上述基座和上述导轨中至少任一方上产生了变形时，在不使产生了变形一方的变形向另一方传递的情况下容许上述一方的变形。
2.如权利要求1所述的导轨支承装置，其特征在于，上述支承机构将上述导轨支承为相对于上述基座可以摆动和可以进退中的至少任一种状态。
3.如权利要求1所述的导轨支承装置，其特征在于，具有被连接固定在上述基座上并承载上述导轨的基体，上述支承机构具有与上述导轨接触并支承上述导轨的支承板；被固定于上述基体上的固定板；将上述支承板可摆动地与上述固定板相连结的支承接头机构。
4.如权利要求1所述的导轨支承装置，其特征在于，具有被连接固定在上述基座上并承载上述导轨的基体；夹装在上述基体与上述导轨之间、并将上述导轨朝向上述基体拉引的拉引机构。
5.如权利要求1～4中任一项所述的导轨支承装置，其特征在于，具有被连接固定在上述基座上并承载上述导轨的基体，上述基体具有台座部，该台座部在上述基体被连接固定在上述基座上的状态下成为水平状态，从下方支承上述导轨；背板部，该背板部是与上述台座部的一端边相连续并从上述台座部的一端边立起而成的，其被连接固定在上述基座上，上述支承机构具有台座侧支承机构，该台座侧支承机构被设置在上述台座部上，从下方支承上述导轨；背板侧支承机构，该背板侧支承机构在上述背板部侧支承上述导轨。
6.如权利要求1～4中任一项所述的导轨支承装置，其特征在于，具有支承上述导轨的一端侧的一端侧支承装置、和支承上述导轨的其他部分的支承装置，上述一端侧支承装置具有被连接固定在上述基座上并承载上述导轨的基体、连接上述导轨与上述基体的连接机构。
7.如权利要求1～4中任一项中所述的导轨支承装置，其特征在于，具有被连接固定在上述基座上并承载上述导轨的基体、和将上述导轨与上述基体进行连接的连接机构，上述连接机构具有被固定在上述基体上的固定部；被连接在上述导轨上的连接部；被设置在上述固定部与上述连接部之间、并将上述连接部可摆动地与上述固定部接结的连接接头机构。
8.一种导轨装置，其特征在于，具有如权利要求1～7中任一项所述的导轨支承装置；和由此导轨支承装置支承的导轨。
9.一种驱动装置，其特征在于，具有如权利要求1～7的任一项中所述的导轨支承装置；由该导轨支承装置支承的导轨；沿着上述导轨可以移动地设置的可动部件。
10.一种测量机，其特征在于，具有放置被测量物的作为上述基座的平台；如权利要求1～7中任一项所述的导轨支承装置；由上述导轨支承装置支承的导轨；沿着上述导轨可以移动地设置的可动部件；由上述可动部件带动而移动，并检测上述被测量物的表面的测头；检测上述可动部件相对于上述导轨的相对移动量的移动量检测器；根据由上述测头进行的对上述被测量物表面的检测以及由上述移动量检测器检测的检测值，对上述被测量物的形状进行解析的解析部。
全文摘要
一种支承导轨(200)的导轨支承装置(300)，该导轨用于对相对于基座(3)相对移动的可动部件进行导向。所述导轨支承装置具有被连接固定在基座(3)上并且承载导轨(200)的基体(410、510)；和介于被承载在基体(410、510)上的状态的导轨(200)和基体(410、510)之间而支承导轨(200)的支承机构(440、530)。支承机构(440、530)可以摆动地支承导轨(200)。基体(410、510)的姿势和位置的变化由支承装置带来的摆动抵消，而不影响到导轨。其结果，过度的力不会作用于导轨上，从而导轨的形状被保持。
文档编号B23Q1/26GK1648596SQ20051000292
公开日2005年8月3日 申请日期2005年1月26日 优先权日2004年1月26日
发明者规矩智茂雄 申请人:株式会社三丰