JP2000193404A - Measuring head and measuring feeler - Google Patents

Measuring head and measuring feeler

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JP2000193404A
JP2000193404A JP10373566A JP37356698A JP2000193404A JP 2000193404 A JP2000193404 A JP 2000193404A JP 10373566 A JP10373566 A JP 10373566A JP 37356698 A JP37356698 A JP 37356698A JP 2000193404 A JP2000193404 A JP 2000193404A
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vibration
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康浩 倉橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize high-accuracy measurement by suppressing vibrations of a measuring head and a measuring feeler when measuring. SOLUTION: In order to suppress the vibrations of a measuring head 11 and a measuring feeler 13, a dynamic rigidity changing means 31 which changes the dynamic rigidity of the feeler 13 for suppressing the vibrations of the feeler 13 is attached to the feeler 13. The means 13 reduces the vibrations of the feeler 13 and head 11 at measuring to a level at which measurement is not affected or lower by improving the apparent dynamic rigidity of the feeler 13 by giving a vibration damping property to the feeler 13 and removing the resonance frequency of a measuring feeler system from a main vibration frequency range.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、座標測定機械、工
作機械などにおいて使用される被測定物との接触及び接
触による変位を検出する測定ヘッド及びその測定ヘッド
の測定フィーラに関し、特に、測定時における振動を抑
制する手段を備えた測定ヘッド及び測定フィーラに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring head for detecting contact with a workpiece and a displacement caused by the contact and a measuring feeler of the measuring head used in a coordinate measuring machine, a machine tool, and the like. The present invention relates to a measuring head and a measuring feeler provided with a means for suppressing vibration in the measuring head.

【0002】[0002]

【従来の技術】被測定物との接触及び接触後の変位を検
出する測定ヘッドは、被測定物に接触する測定フィーラ
と、測定フィーラを支持するフィーラ支持部と、フィー
ラ支持部の変位を検出する検出器とを備える。測定フィ
ーラは金属、カーボン、セラミックス等の均質な材料か
らなる単純な直線形状のものが使用されている。また、
検出器には、被測定物との接触を検出するマイクロスイ
ッチなどの手段によるタッチ式や、測定フィーラの変位
を検出する差動トランスなどの手段による変位測定式な
どがある。
2. Description of the Related Art A measuring head for detecting a contact with an object to be measured and a displacement after the contact is provided with a measuring feeler contacting the object to be measured, a feeler supporting portion for supporting the measuring feeler, and a displacement of the feeler supporting portion. And a detector that performs the measurement. The measurement feeler has a simple linear shape made of a homogeneous material such as metal, carbon, and ceramics. Also,
As the detector, there are a touch type using means such as a micro switch for detecting contact with an object to be measured, and a displacement measurement type using means such as a differential transformer for detecting displacement of a measurement feeler.

【0003】このような測定ヘッドは、二次元形状及び
三次元形状を測定する測定機械において使用される。ま
た、この測定ヘッドを工作機械の主軸に装着することも
可能である。この場合には、被測定物と接触したときの
工作機械のもつx軸、y軸、及びz軸の座標の読みを位
置読み取り装置が読み取って、被測定物の寸法、例え
ば、加工されたワークの寸法を測定する。この場合に
は、例えば、ワークの加工不足の部分を再度加工するた
めに、測定した寸法が利用される。
[0003] Such measuring heads are used in measuring machines for measuring two-dimensional and three-dimensional shapes. It is also possible to mount this measuring head on the spindle of the machine tool. In this case, the position reading device reads the x-axis, y-axis, and z-axis coordinates of the machine tool when it comes into contact with the workpiece, and reads the coordinates of the workpiece, for example, a processed workpiece. Measure the dimensions of In this case, the measured dimensions are used, for example, in order to process the insufficiently processed portion of the work again.

【0004】測定時の位置決め又は接近動作を行ったと
きの加速及び停止によって貫性力が加えられた場合に
は、測定フィーラ及び測定ヘッドに振動が発生する。そ
の振動の振幅は測定ヘッドの検出器によって接触又は変
位として誤検出される可能性がある。したがって、高精
度の測定を行うためには、この振動に対する対策を施す
必要がある。
[0004] When a penetrating force is applied due to acceleration and stop during positioning or approaching operation during measurement, vibrations are generated in the measurement feeler and the measurement head. The amplitude of the vibration may be erroneously detected as contact or displacement by the detector of the measuring head. Therefore, in order to perform highly accurate measurement, it is necessary to take measures against this vibration.

【0005】このような振動に対する解決策の1つは、
発生する振動を所望の測定精度に影響を与えない水準ま
で減衰させることである。振動を減衰させる変位測定装
置が特開平第5−309551号公報において開示され
ている。この変位測定装置においては、ハウジング内を
液体で満たして、ハウジング内の検出軸のまわりに狭い
隙間を設け、その隙間を流体が流通するときの粘性抵抗
によって振動減衰を生じさせている。
[0005] One solution to such vibrations is:
The purpose is to attenuate the generated vibration to a level that does not affect the desired measurement accuracy. A displacement measuring device for attenuating vibration is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-309551. In this displacement measuring device, the inside of the housing is filled with a liquid, a narrow gap is provided around the detection axis in the housing, and vibration is attenuated by viscous resistance when the fluid flows through the gap.

【0006】振動に対する別の解決策は、測定機械又は
工作機械の振動による測定フィーラのたわみと接触によ
って発生する測定フィーラのたわみとを識別することで
ある。振動と接触とによる測定フィーラのたわみを識別
する信号処理回路が特開平第5−187808号公報に
おいて開示されている。この信号処理回路においては、
たわみに対する信号に対して比較的低めの閾値と比較的
高めの閾値との2種類の閾値を設定することによって、
誤った信号識別の頻度を少なくしている。
Another solution to vibration is to distinguish between deflection of the measuring feeler due to vibrations of the measuring or machine tool and deflection of the measuring feeler caused by contact. A signal processing circuit for discriminating deflection of a measurement feeler due to vibration and contact is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-187808. In this signal processing circuit,
By setting two types of thresholds, a relatively low threshold and a relatively high threshold, for the signal for deflection,
The frequency of incorrect signal identification is reduced.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】測定ヘッドに発生する
振動に関しては、上記のような解決策が公知であるが、
いずれも測定フィーラ単体で振動を抑制する機能をもつ
ものではなく、公知の測定フィーラでは、測定時の位置
決め又は接近動作を行ったときに発生する測定フィーラ
の振動及びそれに伴う測定ヘッド内の測定フィーラ支持
部の振動を抑制することはできない。そのために、測定
ヘッドの測定精度又は再現性が悪化し、測定ヘッドの高
精度の測定を困難にさせている。
With respect to the vibration generated in the measuring head, the above-mentioned solutions are known.
None of the measurement feelers has a function of suppressing vibration by itself, and in the case of a known measurement feeler, the vibration of the measurement feeler generated when performing positioning or approaching operation during measurement and the measurement feeler in the measurement head accompanying the vibration. Vibration of the support cannot be suppressed. For this reason, the measurement accuracy or reproducibility of the measurement head deteriorates, making it difficult to measure the measurement head with high accuracy.

【0008】本発明の目的は、測定動作時に測定フィー
ラに発生する振動を抑制し、それによって測定ヘッド全
体の振動を抑制して、高精度の測定を行うことを可能と
させる測定ヘッド及び測定フィーラを提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a measuring head and a measuring feeler which suppress vibrations generated in the measuring feeler during a measuring operation, thereby suppressing vibrations of the entire measuring head and enabling highly accurate measurement. It is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、測定動作時に
おける振動を測定に悪影響を与えない水準まで抑制する
ために動剛性を変化させる動剛性変更手段を備える測定
ヘッド及び測定フィーラを提供する。動剛性変更手段
は、測定フィーラに振動減衰性を付与すること及び測定
フィーラの系の共振振動数を測定時に発生する振動数の
範囲から外すことによって、動剛性を向上させ、測定時
の測定フィーラの振動を所望の水準以下にさせる。ま
た、動剛性は、静剛性を高めることによっても高めるこ
とができる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a measuring head and a measuring feeler having dynamic stiffness changing means for changing dynamic stiffness in order to suppress vibration during a measuring operation to a level that does not adversely affect the measurement. . The dynamic stiffness changing means improves the dynamic stiffness by adding vibration damping to the measurement feeler and removing the resonance frequency of the system of the measurement feeler from the range of the frequency generated at the time of measurement. To a desired level or less. The dynamic rigidity can also be increased by increasing the static rigidity.

【0010】ここで、動剛性は、弾性体の一着力点に作
用する周期的な加振力をF、同じ弾性体の他の一点でF
によって生ずる変位をXとするとき、X/Fで定義され
る特性である。すなわち動剛性は、変動荷重及び慣性力
による振動の生じにくい性質を意味しており、動剛性を
高めるとは、あらゆる振動数に対する振幅を小さくする
ことを意味する。動剛性は、静剛性、共振振動数、減衰
係数によって変化し、静剛性及び減衰係数を大きくする
ほど動剛性は高くなる。また、発生する振動の振動数が
共振振動数から外れていれば、振幅は小さくなる。
Here, the dynamic stiffness is defined as F, which is a periodic excitation force acting on one point of application of an elastic body, and F at another point of the same elastic body.
Is the characteristic defined by X / F, where X is the displacement caused by That is, the dynamic stiffness means a property in which vibration due to a fluctuating load and an inertial force is unlikely to occur, and increasing the dynamic stiffness means reducing the amplitude for every frequency. The dynamic rigidity changes depending on the static rigidity, the resonance frequency, and the damping coefficient, and the dynamic rigidity increases as the static rigidity and the damping coefficient increase. Further, if the frequency of the generated vibration is out of the resonance frequency, the amplitude becomes small.

【0011】本発明は、ハウジングと、ハウジングに支
持され且つ被測定物と接触する測定フィーラとを備える
測定ヘッドにおいて、前記測定フィーラに質量、ばね要
素、減衰要素の少なくとも1つからなる動剛性変更手段
を備え、前記動剛性変更手段の物理定数を変更すること
により前記測定ヘッドの動剛性を変化させることを特徴
とした測定ヘッドを提供する。
According to the present invention, there is provided a measuring head having a housing and a measuring feeler supported by the housing and in contact with an object to be measured, wherein the measuring feeler has a dynamic rigidity change comprising at least one of a mass, a spring element and a damping element. Means for changing the dynamic rigidity of the measuring head by changing a physical constant of the dynamic rigidity changing means.

【0012】さらに、本発明は、測定ヘッドのハウジン
グに支持され、被測定物と接触する測定フィーラにおい
て、前記測定フィーラの動剛性を変化させる質量、ばね
要素、減衰要素の少なくとも1つからなる動剛性変更手
段を備えることを特徴とした測定フィーラを提供する。
Further, according to the present invention, in a measurement feeler supported by a housing of a measurement head and in contact with an object to be measured, a dynamic force comprising at least one of a mass, a spring element, and a damping element that changes the dynamic rigidity of the measurement feeler. A measurement feeler provided with a rigidity changing unit is provided.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下で、本発明の測定ヘッド及び
測定フィーラを実施形態に関して詳細に説明する。図1
は、本発明の測定ヘッド及び測定フィーラの実施形態の
概念を表す略図である。図1は、タッチ式の測定ヘッド
を示しているが、他の形式、例えば、変位測定式の測定
ヘッドであってもよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a measuring head and a measuring feeler of the present invention will be described in detail with reference to embodiments. FIG.
1 is a schematic diagram illustrating the concept of an embodiment of a measuring head and a measuring feeler of the present invention. Although FIG. 1 shows a touch-type measuring head, it may be another type, for example, a displacement measuring type measuring head.

【0014】測定ヘッド11は、ハウジング15と、ハ
ウジング15に支持されている測定フィーラ13とを備
える。ハウジング15は、測定フィーラ13を支持する
フィーラ支持部材17と、フィーラ支持部材17を付勢
する付勢手段19と、付勢されたフィーラ支持部材17
が突き当たる支点部材21と、フィーラ支持部材17の
変位を検出する検出器23とを収容する。図1のタッチ
式の測定ヘッド11の場合には、検出器23はマイクロ
スイッチである。変位測定式の測定ヘッド11の場合に
は、検出器23は差動トランスのような変位測定手段と
なる。
The measuring head 11 has a housing 15 and a measuring feeler 13 supported by the housing 15. The housing 15 includes a feeler support member 17 that supports the measurement feeler 13, a biasing unit 19 that biases the feeler support member 17, and a biased feeler support member 17.
Accommodates a fulcrum member 21 against which the sensor 23 abuts and a detector 23 for detecting displacement of the feeler support member 17. In the case of the touch-type measuring head 11 of FIG. 1, the detector 23 is a microswitch. In the case of the displacement measuring type measuring head 11, the detector 23 is a displacement measuring means such as a differential transformer.

【0015】本発明の測定フィーラ13は、ばね要素2
5と減衰要素27と質量部29とからなる動剛性変更手
段31を備え、動剛性変更手段31によって、測定フィ
ーラ13、及び、測定フィーラ13と測定ヘッド11の
付勢手段19とを含めた測定ヘッド全体の動剛性を変化
させる。具体的には、ばね要素25のばね定数、減衰要
素27の減衰係数、質量部29の質量といった物理定数
の少くとも1つを変更すれば良い。
The measuring feeler 13 according to the present invention comprises the spring element 2
5, a dynamic stiffness changing means 31 comprising a damping element 27 and a mass portion 29. The dynamic stiffness changing means 31 performs measurement including the measurement feeler 13 and the measurement feeler 13 and the urging means 19 of the measurement head 11. Changes the dynamic rigidity of the entire head. Specifically, at least one of the physical constants such as the spring constant of the spring element 25, the damping coefficient of the damping element 27, and the mass of the mass portion 29 may be changed.

【0016】測定ヘッド11の動剛性を変化させて測定
フィーラ13の振動を抑制するためには、測定フィーラ
13の系に振動減衰性を付与すること又は測定フィーラ
13の系の共振振動数を測定時に発生する振動の振動数
の範囲から外すことによって、測定時に発生する振動を
測定精度に悪影響を与えない水準以下にすればよい。測
定フィーラ13の系の共振振動数を測定時に発生する振
動の振動数の範囲から外すことで、発生し得る振動数範
囲内における最大振幅が下がり、見かけ上の動剛性が向
上する。また、動剛性は、一定条件であれば、静剛性と
比例するので、静剛性を向上させることによって、動剛
性を向上させ、測定フィーラ13の系の振動を抑制する
ことも可能である。
In order to suppress the vibration of the measurement feeler 13 by changing the dynamic rigidity of the measurement head 11, it is necessary to add vibration damping to the system of the measurement feeler 13 or to measure the resonance frequency of the system of the measurement feeler 13. The vibration generated at the time of measurement may be reduced to a level which does not adversely affect the measurement accuracy by removing the vibration from the range of the frequency of the generated vibration. By removing the resonance frequency of the system of the measurement feeler 13 from the range of the frequency of the vibration generated at the time of measurement, the maximum amplitude in the range of the frequency that can be generated is reduced, and the apparent dynamic rigidity is improved. Further, the dynamic stiffness is proportional to the static stiffness under a constant condition. Therefore, by improving the static stiffness, the dynamic stiffness can be improved and the vibration of the system of the measurement feeler 13 can be suppressed.

【0017】測定フィーラ13の振動を抑制すること
は、測定フィーラ13及び付勢手段19を含む測定ヘッ
ド11全体の振動を抑制することにつながる。したがっ
て、測定フィーラ13の振動を抑制することによって、
測定ヘッド11は高精度の測定をすることが可能とな
る。以下において、振動を抑制する動剛性変更手段31
の具体的な実施形態について、図面を参照して説明す
る。
Suppressing the vibration of the measuring feeler 13 leads to suppressing the vibration of the entire measuring head 11 including the measuring feeler 13 and the urging means 19. Therefore, by suppressing the vibration of the measurement feeler 13,
The measuring head 11 can perform highly accurate measurement. In the following, dynamic rigidity changing means 31 for suppressing vibration
A specific embodiment will be described with reference to the drawings.

【0018】以下の2つの実施形態においては、動剛性
変更手段31は主として測定フィーラ13の振動減衰性
を変化させることによって、測定フィーラ13及び測定
ヘッド11の動剛性を変化させる。図2は、動剛性変更
手段31の第一実施形態を示す測定フィーラ13の側面
断面図である。図2においては、測定フィーラ13の測
定軸33の内部に空洞35を設け、その空洞35内に振
動減衰材37が封入されている。この場合には、振動減
衰材37として、例えば、オイル、シリコングリース、
ウレタンなどが使用される。空洞35内に振動減衰材3
7を封入することにより、測定フィーラ13、さらには
測定ヘッド11全体の振動減衰性を変化させ、測定フィ
ーラ13及び測定ヘッド11に所望の振動減衰性を付与
することが可能となる。例えば、オイルの流体摩擦によ
って振動が減衰される。また、振動減衰材37を空洞3
5に封入することにより、測定フィーラ13の質量及び
内部減衰を変化させ、それによって共振振動数及び振動
振幅を変化させて、測定フィーラ13及び測定ヘッド1
1の動剛性を変化させることも可能となる。
In the following two embodiments, the dynamic rigidity changing means 31 changes the dynamic rigidity of the measurement feeler 13 and the measurement head 11 mainly by changing the vibration damping property of the measurement feeler 13. FIG. 2 is a side sectional view of the measurement feeler 13 showing the first embodiment of the dynamic rigidity changing means 31. In FIG. 2, a cavity 35 is provided inside the measurement shaft 33 of the measurement feeler 13, and a vibration damping material 37 is sealed in the cavity 35. In this case, as the vibration damping material 37, for example, oil, silicone grease,
Urethane or the like is used. Vibration damping material 3 in cavity 35
By enclosing 7, it is possible to change the vibration damping property of the measurement feeler 13 and further the measurement head 11 as a whole, and to provide the measurement feeler 13 and the measurement head 11 with desired vibration damping properties. For example, vibration is attenuated by oil fluid friction. In addition, the vibration damping material 37 is connected to the cavity 3
5, the mass and the internal damping of the measuring feeler 13 are changed, thereby changing the resonance frequency and the vibration amplitude.
1 can be changed.

【0019】図3は、動剛性変更手段31の第二実施形
態を示す測定フィーラ13の側面図である。図3に示さ
れる実施形態においては、フィーラ支持部材17との接
合部である測定フィーラ13の基端部分39に振動減衰
材41が取り付けられている。この場合には、振動減衰
材41としては、例えば、ゴム、プラスチックなどが使
用される。フィーラ支持部材17と測定フィーラ13と
の接合部に振動減衰材41が取り付けられることによっ
て、測定フィーラ13に発生した振動が減衰され、測定
フィーラ13及び測定ヘッド11の動剛性が向上する。
FIG. 3 is a side view of the measuring feeler 13 showing a second embodiment of the dynamic rigidity changing means 31. In the embodiment shown in FIG. 3, a vibration damping member 41 is attached to a base end portion 39 of the measurement feeler 13 which is a joint with the feeler support member 17. In this case, as the vibration damping member 41, for example, rubber, plastic, or the like is used. By attaching the vibration damping material 41 to the joint between the feeler support member 17 and the measurement feeler 13, the vibration generated in the measurement feeler 13 is attenuated, and the dynamic rigidity of the measurement feeler 13 and the measurement head 11 is improved.

【0020】測定フィーラ13の動剛性を変化させるに
は、測定フィーラ13の共振振動数を変化させてもよ
い。以下の2つの実施形態においては、動剛性変更手段
31は主として測定フィーラ13の共振振動数を変化さ
せる。図4は動剛性変更手段31の第三実施形態を示し
ており、動剛性変更手段31として重り43を測定フィ
ーラ13に付加している。重り43は測定フィーラ13
の長手軸線方向45に移動可能となっている。好適に
は、重り43はさらに任意の位置に移動可能に重りを固
定するための固定手段47、例えば、ネジを備える。こ
の重り43の質量及び位置を変更することによって、測
定フィーラ13及び測定ヘッド11の共振振動数が変化
する。測定ヘッド11が取り付けられる測定機械又は工
作機械において測定動作時に発生する振動の主な振動数
の範囲から共振振動数が外れるように重り43の質量及
び位置を変えることによって、測定フィーラ13及び測
定ヘッド11の動剛性を向上させることが可能となる。
重り43は取り外しを可能とさせることができることか
ら、測定ヘッド11が取り付けられる測定機械又は工作
機械で測定時に発生する主な振動数から共振振動数が外
れるように、重りは自由に取り替えることもできる。さ
らに、従来の測定フィーラ13に重り43を付加して、
容易に測定フィーラ13及び測定ヘッド11の共振振動
数を変化させる、すなわち、動剛性を変化させることが
可能である。
In order to change the dynamic rigidity of the measurement feeler 13, the resonance frequency of the measurement feeler 13 may be changed. In the following two embodiments, the dynamic rigidity changing means 31 mainly changes the resonance frequency of the measurement feeler 13. FIG. 4 shows a third embodiment of the dynamic rigidity changing means 31, in which a weight 43 is added to the measurement feeler 13 as the dynamic rigidity changing means 31. The weight 43 is the measurement feeler 13
Can be moved in the longitudinal axis direction 45. Preferably, the weight 43 further comprises fixing means 47 for movably fixing the weight at any position, for example, screws. By changing the mass and position of the weight 43, the resonance frequency of the measurement feeler 13 and the measurement head 11 changes. By changing the mass and position of the weight 43 so that the resonance frequency is out of the range of the main frequency of the vibration generated during the measurement operation in the measuring machine or machine tool to which the measuring head 11 is attached, the measuring feeler 13 and the measuring head are changed. 11 can be improved in dynamic rigidity.
Since the weight 43 can be made detachable, the weight can be freely replaced so that the resonance frequency deviates from a main frequency generated at the time of measurement by a measuring machine or a machine tool to which the measuring head 11 is attached. . Further, a weight 43 is added to the conventional measurement feeler 13 to
It is possible to easily change the resonance frequency of the measurement feeler 13 and the measurement head 11, that is, change the dynamic rigidity.

【0021】重り43は、細長い筒状に形成されたもの
でもよい。細長い筒状の形状とすることにより、測定フ
ィーラ13の静剛性を部分的に向上させることができ、
それによって、さらに、測定フィーラ13の動剛性を向
上させることができる。重り43は複数の部分から構成
され、測定フィーラ13に取り付けるときに1つに組み
立てられるようなものでもよい。
The weight 43 may be formed in an elongated cylindrical shape. By adopting an elongated cylindrical shape, the static rigidity of the measurement feeler 13 can be partially improved,
Thereby, the dynamic rigidity of the measurement feeler 13 can be further improved. The weight 43 may be composed of a plurality of parts and may be assembled together when attached to the measurement feeler 13.

【0022】図5は動剛性変更手段31の第四実施形態
を示している。測定フィーラ13の測定軸33の内部に
空洞49を設け、空洞49の内側にネジ山を設ける。図
5においては、測定フィーラ13の測定軸33は測定フ
ィーラ13の基端部分39と取り外し可能になってお
り、測定軸33の内部の空洞49は測定軸33の端部5
1において開口している。この測定軸33の端部51か
ら動剛性変更手段31である内部ネジ53が空洞49に
挿入される。内部ネジ53の位置を変えることによっ
て、測定フィーラ13及び測定ヘッド11の共振振動数
を変化させる。図4の場合と同様に、測定ヘッド11が
取り付けられる測定機械又は工作機械において測定動作
時に発生する振動の振動数の範囲から共振振動数が外れ
るように内部ネジ53の位置を変えることによって、測
定フィーラ13及び測定ヘッド11の動剛性を向上させ
ることが可能となる。また、内部ネジ53が長い場合に
は、測定フィーラ13の静剛性自体に影響を与えるの
で、静剛性を変えることによって動剛性を変える効果も
同時に有する。
FIG. 5 shows a fourth embodiment of the dynamic rigidity changing means 31. A cavity 49 is provided inside the measurement shaft 33 of the measurement feeler 13, and a thread is provided inside the cavity 49. In FIG. 5, the measurement shaft 33 of the measurement feeler 13 is detachable from the base end portion 39 of the measurement feeler 13, and the cavity 49 inside the measurement shaft 33 is provided at the end 5 of the measurement shaft 33.
1 is open. An internal screw 53 as the dynamic rigidity changing means 31 is inserted into the cavity 49 from the end 51 of the measuring shaft 33. The resonance frequency of the measurement feeler 13 and the measurement head 11 is changed by changing the position of the internal screw 53. As in the case of FIG. 4, the measurement is performed by changing the position of the internal screw 53 so that the resonance frequency is out of the range of the vibration frequency generated during the measurement operation in the measurement machine or the machine tool to which the measurement head 11 is attached. The dynamic rigidity of the feeler 13 and the measuring head 11 can be improved. Further, when the internal screw 53 is long, the static rigidity of the measurement feeler 13 is affected, and therefore, the effect of changing the dynamic rigidity by changing the static rigidity is also obtained.

【0023】図5において、測定フィーラ13の内部に
設けられた空洞49にネジ山を設けない場合も可能であ
る。この場合には、空洞49に挿入されるのは内部ネジ
の代わりに筒状体又は円柱状体となる。このような筒状
体又は円柱状体が摩擦力によって空洞内に固定されても
よい。測定フィーラ13の動剛性を変化させることは、
測定フィーラ13の質量分布、バネ定数を変えることに
よって静剛性を変化させることによっても可能となる。
In FIG. 5, it is also possible that no thread is provided in the cavity 49 provided inside the measurement feeler 13. In this case, what is inserted into the cavity 49 is a cylindrical body or a cylindrical body instead of the internal screw. Such a cylindrical or columnar body may be fixed in the cavity by frictional force. Changing the dynamic stiffness of the measurement feeler 13
It is also possible by changing the static rigidity by changing the mass distribution and the spring constant of the measurement feeler 13.

【0024】図6は測定フィーラ13の静剛性を変化さ
せる1つの実施形態を示している。図6においては、測
定フィーラ13は質量分布、ばね定数を変化させるため
に、従来は均一であった測定フィーラ13の測定軸33
の形状をテーパ形状にしている。テーパ形状にすること
によって、例えば、測定フィーラ13の質量及び長さを
変えることなく、質量分布及びばね定数を変えることが
できる。
FIG. 6 shows one embodiment in which the static rigidity of the measurement feeler 13 is changed. In FIG. 6, the measurement feeler 13 has a measurement axis 33 of the measurement feeler 13 which is conventionally uniform in order to change the mass distribution and the spring constant.
Is tapered. With the tapered shape, for example, the mass distribution and the spring constant can be changed without changing the mass and length of the measurement feeler 13.

【0025】以上に述べたように、本発明によれば、測
定フィーラ13に簡単な改造を施すことによって、容易
に測定ヘッド11の測定精度を向上させることが可能と
なる。本発明の測定フィーラは、測定フィーラに発生す
る振動を抑制するだけでなく、従来の既存の測定ヘッド
の測定フィーラ部分に本発明の測定フィーラを適用する
ことにより、測定ヘッド全体の振動を抑制し、高精度の
測定を可能とさせる。
As described above, according to the present invention, it is possible to easily improve the measurement accuracy of the measurement head 11 by simply modifying the measurement feeler 13. The measuring feeler of the present invention not only suppresses the vibration generated in the measuring feeler, but also suppresses the vibration of the entire measuring head by applying the measuring feeler of the present invention to the measuring feeler portion of the existing measuring head. , Enables highly accurate measurement.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明によれば、測定フィーラに動剛性
変更手段を備えることによって、測定時の位置決め及び
接近動作により発生する測定フィーラの振動又は測定ヘ
ッド内のフィーラ支持部の振動を減衰又は制振して、測
定ヘッドの測定精度(再現性、測定値のバラツキ度合
い)を向上させ、高速で高精度の測定を可能にさせる。
According to the present invention, by providing the measuring feeler with dynamic rigidity changing means, the vibration of the measuring feeler or the vibration of the feeler supporting portion in the measuring head caused by the positioning and approaching operations during the measurement is attenuated or eliminated. Vibration suppression improves the measurement accuracy (reproducibility, degree of variation in measured values) of the measuring head, and enables high-speed, high-accuracy measurement.

【0027】さらに、本発明の測定フィーラを従来の減
衰又は制振手段を持たない測定ヘッドに使用すること
で、従来の測定ヘッドの測定精度を向上させることも可
能である。
Further, by using the measuring feeler of the present invention for a measuring head having no conventional damping or damping means, it is possible to improve the measuring accuracy of the conventional measuring head.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の測定ヘッド及び測定フィーラの実施形
態の概念を表す略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the concept of an embodiment of a measuring head and a measuring feeler of the present invention.

【図2】測定フィーラに主として振動減衰性を付与する
動剛性変更手段の第一実施形態を示す測定フィーラの側
面断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view of the measurement feeler showing a first embodiment of dynamic rigidity changing means for mainly giving vibration damping to the measurement feeler.

【図3】測定フィーラに主として振動減衰性を付与する
動剛性変更手段の第二実施形態を示す測定フィーラの側
面図である。
FIG. 3 is a side view of a measurement feeler showing a second embodiment of dynamic rigidity changing means for mainly giving a vibration damping property to the measurement feeler.

【図4】測定フィーラの共振振動数を変化させる動剛性
変更手段の第三実施形態を示す測定フィーラの側面図で
ある。
FIG. 4 is a side view of the measurement feeler showing a third embodiment of the dynamic rigidity changing means for changing the resonance frequency of the measurement feeler.

【図5】測定フィーラの共振振動数を変化させる動剛性
変更手段の第四実施形態を示す測定フィーラの側面断面
図である。
FIG. 5 is a side sectional view of a measurement feeler showing a fourth embodiment of dynamic rigidity changing means for changing a resonance frequency of the measurement feeler.

【図6】測定フィーラの静剛性を変化させる1つの実施
形態を示す測定フィーラの側面図である。
FIG. 6 is a side view of the measurement feeler showing one embodiment for changing the static stiffness of the measurement feeler.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…測定ヘッド 13…測定フィーラ 15…ハウジング 25…ばね要素 27…減衰要素 29…質量部 31…動剛性変更手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Measuring head 13 ... Measuring feeler 15 ... Housing 25 ... Spring element 27 ... Damping element 29 ... Mass part 31 ... Dynamic rigidity changing means

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハウジングと、ハウジングに支持され且
つ被測定物と接触する測定フィーラとを備える測定ヘッ
ドにおいて、 前記測定フィーラに質量、ばね要素、減衰要素の少なく
とも1つからなる動剛性変更手段を備え、前記動剛性変
更手段の物理定数を変更することにより前記測定ヘッド
の動剛性を変化させることを特徴とした測定ヘッド。
1. A measuring head comprising a housing and a measuring feeler supported by the housing and in contact with an object to be measured, wherein said measuring feeler includes a dynamic stiffness changing means comprising at least one of a mass, a spring element, and a damping element. A measuring head for changing the dynamic rigidity of the measuring head by changing a physical constant of the dynamic rigidity changing means.
【請求項2】 測定ヘッドのハウジングに支持され、被
測定物と接触する測定フィーラにおいて、 前記測定フィーラの動剛性を変化させる質量、ばね要
素、減衰要素の少なくとも1つからなる動剛性変更手段
を備えることを特徴とした測定フィーラ。
2. A measuring feeler supported by a housing of a measuring head and in contact with an object to be measured, wherein a dynamic rigidity changing means comprising at least one of a mass, a spring element, and a damping element for changing the dynamic rigidity of the measuring feeler is provided. A measurement feeler characterized by comprising:
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