JP2005315780A - Contact load regulator, and shape measuring machine equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被測定面に接触する触針子の接触荷重を調整する接触荷重調整装置および該装置を備える形状測定機に関するものである。 The present invention relates to a contact load adjusting device that adjusts a contact load of a stylus contacting a surface to be measured and a shape measuring machine including the device.
近年、触針子を被測定物の表面に接触させる際に、その接触荷重が一定になるように調整するための種々の接触荷重調整装置が使用されている。また、電子機器などの工業製品の小型化、精密化が進んできており、これら精密部品の性能を高精度に評価するために、前記接触荷重の微弱化が要請されてきている。
従来より、これら接触荷重調整装置として以下のようなものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。すなわち、本接触荷重調整装置は、図9に示すように、例えば接触式の形状測定機に適用されるものであり、この形状測定機は、先端に球状の触針子101を有し柱状に形成された触針プローブ軸102と、有底角筒状に形成されたハウジング105とを備えている。ハウジング105の内壁には、段差部109が形成されている。そして、ハウジング105の空洞部内に触針プローブ軸102が挿入されており、触針プローブ軸102は、圧縮性流体を利用したバネ機構により、触針子101を外方に突出させ外方に付勢した状態で、軸方向に移動可能に支持されている。
さらに、本接触荷重調整装置は、空洞部に連通し圧縮性流体を流出入させる浮き上げ用吸気ポート108および押し下げ用吸気ポート107と、触針子102の軸方向の変位量を検出する変位計104と、変位計104の検出値に応じて圧縮性流体の供給圧力を制御する不図示の供給圧力制御手段とを備えている。
In recent years, when a stylus is brought into contact with the surface of an object to be measured, various contact load adjusting devices for adjusting the contact load to be constant have been used. In addition, industrial products such as electronic devices have been miniaturized and refined, and in order to evaluate the performance of these precision parts with high accuracy, it is required to weaken the contact load.
Conventionally, the following devices have been proposed as these contact load adjusting devices (for example, see Patent Document 1). That is, as shown in FIG. 9, this contact load adjusting device is applied to, for example, a contact-type shape measuring machine, and this shape measuring machine has a
Further, the contact load adjusting device includes a lift-in
上記のような接触荷重調整装置によれば、被測定物Wの測定時において、変位計104が触針プローブ軸102の軸方向の変位量を検出し、触針プローブ軸102が所定の変位量を超えるときには、供給圧力制御手段により、浮き上げ用吸気ポート108への流体の供給圧力が強められるか、または押し下げ用吸気ポート107への流体の供給圧力が弱められる。そのため、触針プローブ軸102を押し上げる力が発生する。
これにより、被測定物Wの表面形状に影響されずに接触荷重を一定にすることができるとともに、その接触荷重を弱めることができ、被測定物Wの表面に過大な接触荷重がかかるのを防止することができる。
As a result, the contact load can be made constant without being affected by the surface shape of the object to be measured W, the contact load can be weakened, and an excessive contact load is applied to the surface of the object to be measured W. Can be prevented.
しかしながら、このような構成によると、一定の接触荷重を得るために、触針プローブ軸102の軸方向の変位量を検出し、その検出結果をフィードバックさせるための制御手段が必要となるため、調整装置自体が大きく且つ複雑になってしまい、コストが増大するという問題がある。
However, according to such a configuration, in order to obtain a constant contact load, a control means for detecting the axial displacement amount of the
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、大型化を抑え、簡易な構成によって、微弱かつ一定の接触荷重を得ることができる接触荷重調整装置および該装置を用いた形状測定機を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such a problem. The contact load adjusting device capable of obtaining a weak and constant contact load with a simple configuration while suppressing the increase in size, and the shape using the device. The purpose is to provide a measuring machine.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
請求項1に係る発明は、被測定面に接触する触針子の接触荷重を調整する接触荷重調整装置であって、前記触針子を、この触針子を含む部材の自重により前記触針子の軸方向に移動可能に支持する支持手段と、前記触針子の軸方向に沿って流体を流すべく、この流体を前記触針子の周囲に向けて、常時、供給または吸引する流体供給吸引手段と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following means.
The invention according to
この発明に係る接触荷重調整装置によれば、触針子が、この触針子を含む部材の自重によって移動可能に支持されるとともに、流体供給吸引手段により、触針子の周囲に向けて、常時、流体が供給または吸引される。その結果、触針子の軸方向に沿った流体の流れが常に生じ、この流体の流れに応じて触針子に常に一定の推進力または退避力が与えられる。
これにより、被測定面に対する触針子の接触荷重が微弱かつ一定に保持されるため、触針子の軸方向の変位量を検出してその検出結果をフィードバックさせたりするための制御手段が不要となる。
According to the contact load adjusting device according to the present invention, the stylus is movably supported by the weight of the member including the stylus, and is directed toward the periphery of the stylus by the fluid supply and suction unit. At all times, fluid is supplied or aspirated. As a result, a fluid flow always occurs along the axial direction of the stylus, and a constant propulsion force or retraction force is always applied to the stylus according to the fluid flow.
As a result, the contact load of the stylus on the surface to be measured is kept weak and constant, so there is no need for a control means for detecting the axial displacement of the stylus and feeding back the detection result. It becomes.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の接触荷重調整装置において、前記流体供給吸引手段は、前記触針子の軸方向に対して傾斜させて流体を供給または吸引することを特徴とする。
この発明に係る接触荷重調整装置によれば、流体供給吸引手段によって、触針子の軸方向に対して傾斜させて流体が供給または吸引される。そのため、前記軸に向けて流体を直接供給または吸引することにより、流体の押圧力や吸引力の前記軸方向成分によって、触針子が軸方向に沿って移動させられる。
これにより、触針子に対して、前記推進力や退避力を効率よく確実に与えることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the contact load adjusting device according to the first aspect, the fluid supply / suction means is configured to supply or suck fluid while being inclined with respect to the axial direction of the stylus. To do.
According to the contact load adjusting apparatus according to the present invention, the fluid is supplied or sucked by the fluid supply / suction means while being inclined with respect to the axial direction of the stylus. Therefore, by directly supplying or sucking the fluid toward the shaft, the stylus is moved along the axial direction by the axial component of the pressing force or suction force of the fluid.
Thereby, the propulsive force and the retracting force can be efficiently and reliably applied to the stylus.
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に記載の接触荷重調整装置において、前記流体供給吸引手段は、前記流体の供給と吸引とを合わせて行うことを特徴とする。
この発明に係る接触荷重調整装置によれば、流体供給吸引手段により流体が供給され、この供給に合わせて吸引も行われる。
これにより、触針子の軸方向のスムーズな流体の流れを容易に作り出すことができる。
According to a third aspect of the present invention, in the contact load adjusting device according to the first or second aspect, the fluid supply / suction means performs both the supply and suction of the fluid.
According to the contact load adjusting device according to the present invention, the fluid is supplied by the fluid supply / suction means, and suction is also performed in accordance with the supply.
Thereby, a smooth fluid flow in the axial direction of the stylus can be easily created.
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれか一つに記載の接触荷重調整装置において、前記流体供給吸引手段は、前記流体の供給または吸引を、前記触針子の周囲の複数箇所に向けて同時に行うことを特徴とする。
この発明に係る接触荷重調整装置によれば、流体供給吸引手段によって、流体の供給または吸引が、触針子の周囲の複数箇所に向けて同時に行われ、その結果、複数箇所からの流体の流れによって、前記軸方向の移動において、軸が支持、案内される。
これにより、移動時における摩擦を低減させるとともに、軸のブレや振動を防止することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the contact load adjusting device according to any one of the first to third aspects, the fluid supply / suction means supplies or sucks the fluid around the stylus. It is characterized by carrying out simultaneously toward a plurality of locations.
According to the contact load adjusting device of the present invention, the fluid supply / suction means simultaneously supplies or sucks the fluid toward a plurality of locations around the stylus so that the fluid flows from the plurality of locations. Thus, the shaft is supported and guided in the movement in the axial direction.
As a result, friction during movement can be reduced, and shaft blurring and vibration can be prevented.
請求項5に係る発明は、請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の接触荷重調整装置において、前記流体が圧縮性流体であって、前記流体供給吸引手段は、前記圧縮性流体の圧力が調整可能に構成されることを特徴とする。
この発明に係る接触荷重調整装置によれば、流体供給吸引手段により、供給または吸引される圧縮性流体の圧力が調整され、これら圧力に応じて触針子の推進力または退避力が変化する。
これにより、被測定物の強度に応じて、最適な接触荷重を設定することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the contact load adjusting device according to any one of the first to fourth aspects, the fluid is a compressive fluid, and the fluid supply / suction means is the compressive fluid. It is characterized in that the pressure is adjustable.
According to the contact load adjusting apparatus according to the present invention, the pressure of the compressible fluid supplied or sucked is adjusted by the fluid supply / suction means, and the propulsive force or the retracting force of the stylus changes according to these pressures.
Thereby, an optimum contact load can be set according to the strength of the object to be measured.
請求項6に係る発明は、請求項1から請求項5のいずれか1つに記載の接触荷重調整装置において、前記流体供給吸引手段は、前記流体の流れの方向が変更可能に構成されることを特徴とする。
この発明に係る接触荷重調整装置によれば、流体供給吸引手段により、流体の流れの方向が変更され、例えば、触針子を下向きにして用いるときには退避力を与え、上向きにして用いるときには推進力を与えることができる。
これにより、触針子の姿勢に応じて、最適な接触荷重を設定することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the contact load adjusting device according to any one of the first to fifth aspects, the fluid supply / suction unit is configured to be capable of changing a direction of the fluid flow. It is characterized by.
According to the contact load adjusting device of the present invention, the direction of fluid flow is changed by the fluid supply / suction means. Can be given.
Thereby, an optimal contact load can be set according to the posture of the stylus.
請求項7に係る発明は、請求項1から請求項6のいずれか1つに記載の接触荷重調整装置を備えることを特徴とする。
この発明に係る形状測定機によれば、前記接触荷重調整装置が触針ヘッドとして用いられる。
これにより、簡易かつ安価な構成によって、正確に測定することができるとともに、測定機を小型化することができる。
The invention according to
According to the shape measuring machine according to the present invention, the contact load adjusting device is used as a stylus head.
Thereby, it is possible to accurately measure with a simple and inexpensive configuration, and it is possible to reduce the size of the measuring instrument.
本発明によれば、微弱かつ一定の接触荷重を得ることができるだけでなく、装置自体の大型化を抑制するとともに、その装置を簡易かつ安価に構成することができる。 According to the present invention, it is possible not only to obtain a weak and constant contact load, but also to suppress an increase in size of the device itself and to configure the device simply and inexpensively.
(実施例1)
以下、本発明の第1実施例に係る接触荷重調整装置について、図面を参照して説明する。
本実施例では、接触荷重調整装置として、被測定物Wの表面形状を測定する接触式の形状測定機の触針ヘッド1に適用した場合を例に挙げて説明する。
図1は、本発明の第1実施例としての触針ヘッド1を示したものである。
触針ヘッド1は、被測定物Wに接触させる触針プローブ2と、有底角筒状に形成されたハウジング5とを有しており、触針プローブ2は、柱状に形成された触針プローブ軸4と、その先端に設けられた球状の触針子3とを備えている。ハウジング5の内部には、触針プローブ軸4が挿入される空洞部(支持手段)6が設けられている。空洞部6を形成するハウジング5の内壁面9は軸線L方向に沿って直線状に設けられている。内壁面9が直線状に設けられているのは、内壁面9に段差部が設けられていると、流体の流出入に伴って、その段差部付近に渦が生じやすくなり、これら渦が発生することにより空洞部6内に気流の乱れが生じ、これにより、微振動が生じてしまい、正確な測定が困難になるからである。
また、ハウジング5の内壁には、空洞部6内に流体を吹き出すための吹出孔を有するガイド機構8と、不図示の静圧レギュレータで制御される圧縮性流体を、ハウジング5の外方からガイド機構8を介して空洞部6内に供給するための吸気ポート7とが設けられている。
(Example 1)
Hereinafter, a contact load adjusting device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In this embodiment, a case where the contact load adjusting device is applied to a
FIG. 1 shows a
The
A
このような構成のもと、空洞部6内に触針プローブ軸4が挿入されて触針子3が重力方向、すなわち下方に向けられるとともに、触針プローブ2は、その自重のみによって軸線L方向に移動可能に支持されている。すなわち、本実施例における触針プローブ2は、空洞部6内に挿入されると、自由な状態において、その自重のみによって下方向に移動するように構成されている。また、吸気ポート7からガイド機構8を介して、空洞部6内にクリーンでドライな圧縮性流体を噴出することにより、触針プローブ軸4の外周面と空洞部6の内壁面9との間には微小な隙間が生じるようになっており、そのため触針プローブ2は内壁面9と非接触で、つまり摩擦を低減させた状態で移動するようになっている。これにより、触針子3は、触針プローブ2の自重のみによって、下方向に付勢された状態になっている。
また、ハウジング5内の底部には、触針プローブ2の変位量を検出する測定用変位センサ13が設けられており、その検出信号が不図示の演算部に入力され、この演算部により、被測定物Wの表面形状が算出されるようになっている。
Under such a configuration, the
In addition, a
また、本実施例における触針ヘッド1は、所定の圧力をもって圧縮性流体を常時供給する不図示の供給ポンプと、空洞部6内に圧縮性流体を流入させるための一対の荷重調整用吸気ポート10とを備えており、この荷重調整用吸気ポート10は、軸線Lに対して傾斜するように、かつ軸線Lを挟んで対称な位置に配されるように形成されている。すなわち、荷重調整用吸気ポート10は、ハウジング5の外方から内方である空洞部6内に向けて、触針プローブ2の先端から後端に向かう傾斜を持って構成され、触針ヘッド1の断面において全体として逆V字状になるように構成されたものである。荷重調整用吸気ポート10の軸線Lに対してなす角度は90度よりも小さな角度であればよいものであるが、効果的に考えると、例えば、30度〜50度が望ましい。また、供給ポンプは供給する流体の圧力を調整することができるようになっている。
Further, the
このような構成のもと、供給ポンプを駆動すると、供給ポンプから圧縮性流体が常時供給されることにより、荷重調整用吸気ポート10から触針プローブ軸4の周囲に向けて圧縮性流体が噴出し、この圧縮性流体が触針プローブ軸4の斜め方向から触針プローブ軸4を押圧するようになっている。これにより、触針子3に、触針プローブ2の自重による付勢力に抗して、軸線Lの後方向、すなわち触針プローブ軸4から触針子3と反対方向(触針プローブ軸4の先端から後端方向)の退避力が生じるようになっている。また、供給ポンプから供給される流体の圧力を調整することにより、触針子3の退避力が調整できるようになっている。なお、これら供給ポンプおよび荷重調整用吸気ポート10は流体供給吸引手段を構成するものである。
In this configuration, when the supply pump is driven, the compressive fluid is constantly supplied from the supply pump, so that the compressive fluid is ejected from the load
次に、このように構成された本実施例における触針ヘッド1の作用について説明する。
触針ヘッド1は、上述のように例えば接触式の形状測定機に組み込まれて使用されるものである。測定に際しては、触針プローブ2の先端を前記下方に向けた状態で、触針子3を被測定物Wの表面に接触させ、この接触させた状態で、触針プローブ2を走査させる。すると、触針子3は、下方向に向けて付勢されているため、被測定物Wの表面形状にならって、軸線L方向に移動させられる。そして、この測定の間の触針プローブ2の変位量が測定用変位センサ13により検出され、この検出信号に基づいて、演算部により、被測定物Wの表面形状が算出される。
Next, the operation of the
As described above, the
これら測定の間において、被測定物Wに対する一定の微弱な接触荷重を維持するためには、種々のフィードバック制御手段等による複雑な構成が必要とされていたが、本実施例における触針ヘッド1においては、以下のようにして微弱な接触荷重を常時一定にすることが容易にできる。
すなわち、測定前に、あらかじめ被測定物Wの表面強度に合わせて供給ポンプから供給される流体の圧力を設定する。そして、その最適な圧力のもとに圧縮性流体が、荷重調整用吸気ポート10を介して、触針プローブ軸4の周囲に向けて常時供給される。このとき、荷重調整用吸気ポート10は軸線Lに対して軸線Lの前方向から後方向に傾斜するように設けられているため、荷重調整用吸気ポート10から噴出された圧縮性流体は、軸線Lの後方向のベクトルを有し、触針プローブ軸4の外周面に角度を持って触れる。そして、これら流体は軸線Lの前方向から後方向に向かう流れとなる。触針子3は、触針プローブ2の自重のみによって、常に一定の荷重により下方向に移動するように支持されていることから、これら常時流れる圧縮性流体による押圧力の軸線Lの後方向の成分と、軸線Lの後方向に向かう流体の流れによって触針プローブ軸4に生じる摩擦等とによって、触針プローブ2に、前記自重のみによる付勢力に抗して、軸線Lの後方向を向く一定の退避力が生じる。
In order to maintain a constant weak contact load with respect to the workpiece W during these measurements, a complicated configuration using various feedback control means or the like is required. In this case, the weak contact load can be always made constant as follows.
That is, the pressure of the fluid supplied from the supply pump is set in advance according to the surface strength of the workpiece W before measurement. Then, the compressive fluid is constantly supplied toward the periphery of the
このときの退避力は、供給ポンプにより圧縮性流体が常時供給されているため、一定の大きさに常時維持されるとともに、触針プローブ2の重量と比較して、1mgf〜100mgf程度小さな力となる。これにより、触針子3の被測定物Wに対する接触荷重を一定に維持することができるとともに、その接触荷重を微弱なものにすることができる。
The retraction force at this time is constantly maintained at a constant size because the compressive fluid is constantly supplied by the supply pump, and is a force that is about 1 mgf to 100 mgf smaller than the weight of the
以上より、触針子3の軸線L方向の変位量を検出してその検出結果をフィードバックさせたりするための制御手段が不要となるため、触針ヘッド1が大型化するのを抑制し、触針ヘッド1を安価かつ簡易に構成することができる。
さらに、上方向ベクトルを有する流体を、触針プローブ軸4に直接吹き付けることができるため、触針子3に対して、退避力を効率よく確実に与えることができる。
また、供給ポンプから供給する流体の圧力を調整することにより、被測定物Wの強度に応じて、最適な接触荷重を設定することができる。
また、荷重調整用吸気ポート10が軸線Lを挟んで対称に形成されることにより、触針プローブ軸4を安定して移動させることができる。
As described above, since the control means for detecting the displacement amount of the
Furthermore, since a fluid having an upward vector can be directly sprayed onto the
Further, by adjusting the pressure of the fluid supplied from the supply pump, an optimum contact load can be set according to the strength of the workpiece W.
Further, since the load
(実施例2)
図2は、本発明の第2の実施形態を示したものである。
図2において、図1に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施例と上記第1の実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点において上述した実施例と相違した構成とするものである。すなわち、荷重調整用吸気ポート10がガイド機構8の中に設けられ、ガイド機構8に流体を供給するためのポンプと、触針プローブ軸4に向けて供給するための供給ポンプとが兼用して構成されるものである。
このような構成のもと、吸気ポート7からガイド機構8に向けて流体を供給すると、その流体が途中位置において2方向に分岐し、その一方はガイド機構8に、他方は荷重調整用吸気ポート10を通って空洞部6へ供給される。
以上より、両ポンプを兼用することができ、部品点数を減少させることによって、より簡易かつ安価に構成することができる。
(Example 2)
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
2, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
This embodiment and the first embodiment have the same basic configuration, and are different from the above-described embodiment in the following points. That is, a load
Under such a configuration, when a fluid is supplied from the
As described above, both pumps can be used together, and by reducing the number of parts, it can be configured more simply and inexpensively.
(実施例3)
図3は、本発明の第3の実施形態を示したものである。
この実施例と上記第2の実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点において相違した構成とするものである。すなわち、本実施例においては、荷重調整用吸気ポート10が軸線L方向にわたって均等間隔に複数形成され、供給ポンプから吸気ポート7を介して空洞部6内に流体を供給すると、複数の荷重調整用吸気ポート10から同時に流体が噴出されるようになっている。そのため、触針プローブ軸4が支持され、その軸線L方向の移動がスムーズになるよう案内されることにより、摩擦が低減し、触針プローブ軸4のブレや振動の発生が防止される。
以上より、図2に示すガイド機構8が不要となり、部品点数を減少させることにより、さらに簡易かつ安価に構成することができる。
Example 3
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention.
This embodiment and the second embodiment have the same basic configuration, and are different in the following points. That is, in this embodiment, when a plurality of load adjusting
As described above, the
(実施例4)
図4は、本発明の第4の実施例を示したものである。
この実施例と上記第1の実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点において相違した構成とするものである。すなわち、本実施例においては、荷重調整用吸気ポート10に代えて、第1の荷重調整用ポート11と第2の荷重調整用ポート12とが設けられている。また、供給ポンプに代えて、流体を供給する機能と流体を吸引する機能とを切り換えることができる供給吸引ポンプが設けられ、第1の荷重調整用ポート11には第1の供給吸引ポンプが、第2の荷重調整用ポート12には第2の供給吸引ポンプが接続されている。
Example 4
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention.
This embodiment and the first embodiment have the same basic configuration and are different in the following points. That is, in this embodiment, a first
さらに、第1の荷重調整用ポート11は、軸線Lを挟んで対称に設けられており、同様に、第2の荷重調整用ポート12も軸線Lを挟んで対称に設けられている。そして、第1、第2のポート11,12は、それぞれ軸線Lに対して略直交する方向に向けられて、互いに平行になるように形成されている。さらに、第1、第2のポート11,12の相対位置は、第1の荷重調整用ポート11が第2の荷重調整用ポート12よりも軸線Lの前方向側に配設されるようになっている。なお、これら第1、第2のポート11,12および第1、第2の供給吸引ポンプは流体供給吸引手段を構成するものである。
Further, the first
このような構成のもと、第1の供給吸引ポンプを駆動して流体を供給する機能を作動させるとともに、第2の供給吸引ポンプを駆動して流体を吸引する機能を作動させると、第1の荷重調整用ポート11を介して空洞部6内に流体が供給され、第2の荷重調整用ポート12を介して流体が吸引される。そのため、空洞部6内に、軸線Lの前方向から後方向に向かう流体の流れが生じる。これにより、触針子3に退避力が与えられる。また、第1、第2の供給吸引ポンプの機能を切り換え、それぞれ供給および吸引の機能を上記とは逆に設定することにより、上記とは逆方向に、すなわち軸線Lの後方向から前方向に向かう流体の流れが生じる。これにより、触針子3に軸線L前方向に向けられた推進力が与えられる。
Under such a configuration, when the function of supplying the fluid by driving the first supply suction pump is operated, and the function of sucking the fluid by driving the second supply suction pump is operated, The fluid is supplied into the
以上より、第1、第2のポート11,12の軸線Lとの角度にかかわらず、軸方向の流体のスムーズな流れを容易に作り出すことができる。
また、触針プローブ2の姿勢に応じて、流体の流れの方向を変更することにより、その接触荷重を調整することができる。例えば、被測定物Wを下から測定する場合には、触針ヘッド1の上下を逆転させて触針プローブ2を上方向に向ける必要があるが、そのときにも、触針子3に上記のように推進力を与えることにより、被測定物Wに対して適切な接触荷重を設定することができる。
From the above, a smooth flow of the fluid in the axial direction can be easily created regardless of the angle with the axis L of the first and
Further, the contact load can be adjusted by changing the direction of fluid flow according to the posture of the
(実施例5)
図5は、本発明の第5の実施例を示したものである。
この実施例と上記第4の実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点において相違した構成とするものである。すなわち、本実施例においては、第1、第2のポート11,12がガイド機構8の中に設けられ、ガイド機構8に流体を供給するためのポンプと、触針プローブ軸4に向けて供給するための第1、第2の供給吸引ポンプとが兼用して構成されるものである。
以上より、ポンプを兼用することができ、部品点数を減少させることによって、より簡易かつ安価に構成することができる。
さらに、例えば図6に示すように、触針プローブ2が水平方向に向けられた場合、触針子3の被測定面に対する接触荷重は、触針子3に与えられる推進力によりほぼ決まることになる。そのため、極めて小さな推進力により、微弱かつ一定の接触荷重を維持することができる。
(Example 5)
FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention.
This embodiment and the fourth embodiment have the same basic configuration, and are different in the following points. That is, in the present embodiment, the first and
As described above, the pump can also be used, and by reducing the number of parts, it can be configured more simply and inexpensively.
Further, for example, as shown in FIG. 6, when the
(実施例6)
図7は、本発明の第6の実施例を示したものである。
この実施例と上記第4の実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点において相違した構成とするものである。すなわち、本実施例においては、第1の荷重調整用ポート11と第2の荷重調整用ポート12とが兼用されるとともに、それに合わせて第1の供給吸引ポンプと第2の供給吸引ポンプ2とが兼用されたものである。そして、この兼用された第1、第2のポート11,12が、軸線L方向に沿ってハウジング5の底部に形成されており、測定用変位センサ13がハウジング5の内壁面9に設けられたものである。
このような構成のもと、兼用された第1、第2の供給吸引ポンプによって流体を空洞部6内から吸引すると、軸線Lの後方向に向かう流体の流れが生じる。これにより、触針子3に退避力が与えられる。また、上記供給吸引ポンプの機能を切り換えて流体を空洞部6内に供給すると、軸線Lの前方向に向かう流体の流れが生じ、触針子3に推進力が与えられる。
以上より、部品点数を少なくして、より簡易かつ安価に構成することができる。
また、流体の供給、吸引の方向が触針プローブ2の移動方向と一致しているため、効率よくかつスムーズに流体を流すことができる。
(Example 6)
FIG. 7 shows a sixth embodiment of the present invention.
This embodiment and the fourth embodiment have the same basic configuration, and are different in the following points. That is, in the present embodiment, the first
Under such a configuration, when the fluid is sucked from the
As described above, the number of parts can be reduced, and the configuration can be simplified and inexpensive.
In addition, since the fluid supply and suction directions coincide with the moving direction of the
(実施例7)
図8は、本発明の第7の実施例を示したものである。
本実施例では、接触荷重調整装置として、被測定物Wの表面形状を測定する接触式の形状測定機20に適用した場合を例に挙げて説明する。
この形状測定機20は、被測定物Wの測定を行う測定部22と、被測定物Wを支持する支持部21とを備えており、両者が基台23の上に対向して配置されたものである。
測定部22は、被測定物W等を実際に測定する測定ユニット24と、測定ユニット24が載せられる測定機板25と、測定機板25が載せられる測定機台26とを備えている。
(Example 7)
FIG. 8 shows a seventh embodiment of the present invention.
In this embodiment, a case where the contact load adjusting device is applied to a contact-type
The
The
測定機板25は、その長さ方向の両端に配されるz駆動軸27a,27bを介して測定機台26に固定されており、測定機台26は、支持部21より遠い側に配置されるz駆動軸27bが不図示の駆動部により駆動させられることにより、測定機板25を支持部21側に向けて傾斜させるようになっている。さらに、測定機台26は、不図示のx軸駆動部によって、x駆動軸28を介して触針プローブ2の軸線Lに直交する方向かつ水平方向に往復移動可能になっている。この測定機台26の動きを、x軸測長器29が検出するようになっている。
The measuring
また、測定ユニット24は、例えば上記第1の実施例における触針ヘッド1と、触針子3の変位量を測定するためのプローブ軸測長器30とを備えている。
触針ヘッド1は、触針プローブ2が水平方向かつ被測定物Wに向けられるようにして測定機板25に設けられている。そのため、触針プローブ2は、被測定物Wに対して接近離間する方向に往復移動可能に支持されている。
プローブ軸測長器30は、触針プローブ2の近傍に設けられ、触針プローブ軸4の軸線L方向の移動量を検出するようになっている。
The
The
The probe shaft
また、支持部21は、保持壁部31を備えており、保持壁部31には、被測定物Wを保持するワークホルダ32が設けられている。ワークホルダ32は、被測定物Wを保持するものであり、ワークホルダ32を介して被測定物Wを保持壁部31に取り付けると、被測定物Wは、測定部22側に突出した状態で保持されるようになっている。これにより、ワークホルダ32によって被測定物Wが保持されると、被測定物Wと測定部22側に設けられた触針子3とが対向して配されるようになっている。
In addition, the
このような構成のもと、被測定物Wをワークホルダ32に取り付け、駆動部を駆動すると、z駆動軸27bが駆動させられて、測定機板25に支持部21側に向けた傾斜が生じる。これにより触針ヘッド1も傾き、触針子3は、触針プローブ2の自重の軸方向成分のみによって、軸方向先端に向けて移動する。そのため、触針子3は、上記自重の軸方向成分のみによって、軸線Lの前方向、すなわち被測定物Wに向けて一定の力で付勢される。このとき、供給ポンプを駆動することにより、図1に示す荷重調整用吸気ポート10からハウジング5の空洞部6内に流体が常時噴出され、上記第1の実施例と同様の作用により、触針子3に軸線Lの後方向に一定の退避力が与えられる。
Under such a configuration, when the workpiece W is attached to the
そして、この状態でx軸駆動部を駆動すると、触針子3は、測定機台26を介して水平方向に移動し、この水平方向の移動により、被測定物Wの側方からその表面に接触する。触針子3は軸線Lの前方向に付勢されているため、触針子3をさらに同方向に移動させると、触針子3は被測定物Wの表面形状にならって軸線L方向に移動する。このときの触針プローブ軸4の軸線L方向の移動量がプローブ軸測長器30によって検出されるとともに、水平方向の移動量がx軸測長器29により検出される。これらx軸測長器29およびプローブ軸測長器30の検出結果に基づいて、被測定物Wの表面形状が算出される。
When the x-axis drive unit is driven in this state, the
以上より、触針子3は、触針プローブ2の自重の軸方向成分のみによって、軸線Lの前方向に付勢されるとともに、一定の退避力が与えられていることから、触針子3の接触荷重を制御するための制御手段が不要となる。そのため、形状測定機20が大型化するのを抑制するとともに、測定機自体を簡易かつ安価に構成することができる。
As described above, the
なお、上記第1の実施例においては、荷重調整用吸気ポート10が触針プローブ2の先端から後端に向かう傾斜を持って構成されるとしたが、これに限ることはなく、例えば触針プローブ2の後端から先端に向かう傾斜を持って、すなわち触針ヘッド1の縦断面において全体としてV字状になるように構成するとともに、荷重調整用吸気ポート10を供給ポートとして空洞部6内に流体を供給することにより、触針子3に推進力を与えるようにしてもよい。また、これらV字と逆V字状のポートを両方設けることにより、触針プローブ2の姿勢に応じて、触針子3に推進力または退避力を与えるようにしてもよい。
また、荷重調整用吸気ポート10の設置位置、角度、形状、数等は適宜変更してよい。
さらに、上記第7の実施例において、例えば第1の実施例における触針ヘッド1を備えるとしたが、これに限らず、第2〜第6の実施例における触針ヘッド1を組み込むようにしてもよい。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
In the first embodiment, the load
Further, the installation position, angle, shape, number, etc. of the load
Further, in the seventh embodiment, for example, the
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
3 触針子
6 空洞部(支持手段)
10 荷重調整用吸気ポート(流体供給手段)
11 第1の荷重調整用ポート(流体供給手段)
12 第2の荷重調整用ポート(流体供給手段)
20 形状測定機
W 被測定物(被測定面)
3
10 Load adjustment intake port (fluid supply means)
11 First load adjusting port (fluid supply means)
12 Second load adjustment port (fluid supply means)
20 Shape measuring machine W Object to be measured (surface to be measured)
Claims (7)
前記触針子を、この触針子を含む部材の自重により前記触針子の軸方向に移動可能に支持する支持手段と、
前記触針子の軸方向に沿って流体を流すべく、この流体を前記触針子の周囲に向けて、常時、供給または吸引する流体供給吸引手段と、を備えることを特徴とする接触荷重調整装置。 A contact load adjusting device for adjusting a contact load of a stylus contacting a surface to be measured,
Support means for supporting the stylus so as to be movable in the axial direction of the stylus by the weight of a member including the stylus;
A fluid supply / suction unit that constantly supplies or sucks the fluid toward the periphery of the stylus so that the fluid flows along the axial direction of the stylus; apparatus.
前記流体供給吸引手段は、前記圧縮性流体の圧力が調整可能に構成されることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の接触荷重調整装置接触荷重調整装置。 The fluid is a compressible fluid;
The contact load adjusting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the fluid supply / suction means is configured to be capable of adjusting a pressure of the compressive fluid.
A shape measuring machine comprising the contact load adjusting device according to any one of claims 1 to 6.
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