JP2002213908A - タッチセンサ - Google Patents

タッチセンサ

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JP2002213908A
JP2002213908A JP2001049399A JP2001049399A JP2002213908A JP 2002213908 A JP2002213908 A JP 2002213908A JP 2001049399 A JP2001049399 A JP 2001049399A JP 2001049399 A JP2001049399 A JP 2001049399A JP 2002213908 A JP2002213908 A JP 2002213908A
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Japan
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contact
touch sensor
cutter
displacement direction
rectangular parallelepiped
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JP2001049399A
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Akira Matsuhashi
章 松橋
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Metrol Co Ltd
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Metrol Co Ltd
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 工作機械に取り付けたカッタを計測するの
に、フィンガが傾くために生ずるような誤差をなくすこ
とと、測定の可動部がフリクションレスで、精度の高い
測定をすることを目的とする。 【解決手段】 内部に中空な空間を有する一つの直方体
の下面を工作機械への取付けの基準面1aとし、第一の
タッチセンサ11の第一のコンタクト19の変位方向が
基準面1aに垂直にになるように、第一のタッチセンサ
11を直方体の上面に配置し、更に第二のタッチセンサ
31の第二のコンタクト44の変位方向が基準面1aに
平行になるように、第二のタッチセンサ31を直方体の
上面に配置するとともに、第一のコンタクト19の変位
方向の中心線の第一のコンタクト19の表面より延長し
た線上に、第二のコンタクト44の変位方向の中心線の
第二のコンタクト44の表面より延長した線が、ほぼ交
差するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械等のカッ
タのプリセットと、摩耗、折損の検知を行なうとともに
カッタの外径測定を行なうタッチセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、工作機械等のカッタのプリセット
と、摩耗、折損の検知を行なうとともにカッタの外径測
定を行なうタッチセンサ工具の位置制御におけるタッチ
センサとしては、図7(a)のようにタッチプローブ1
01のフィンガ102の先端に立方体のコンタクト10
3設けたタッチセンサ100が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記タッチセンサ10
0によりカッタKの計測を行なう場合は、(b)のよう
にカッタKをコンタクト103の上面に下ろしてカッタ
のプリセットと、摩耗、折損の検知を計測し、更に、カ
ッタの外径測定を行なう場合は図(c)のようにして計
測していた。(c)の計測を行なう場合には、フィンガ
102が図で左方に傾くために、コンタクト103がカ
ッタの側面に密着せずに隙間ができて誤差が発生した。
【0004】本発明は、工作機械に取り付けたカッタを
計測するのに、フィンガ102が傾くために生ずるよう
な誤差をなくすことを目的とする。また、測定の可動部
がフリクションレスで、精度の高い測定をすることを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のタッチセンサにおいては、内部に中空な空
間を有する一つの直方体の下面を工作機械への取付けの
基準面とし、第一のタッチセンサの第一のコンタクトの
変位方向が上記基準面に垂直にになるように、上記第一
のタッチセンサを上記直方体の上面に配置し、更に第二
のタッチセンサの第二のコンタクトの変位方向が上記基
準面に平行になるように、上記第二のタッチセンサを上
記直方体の上面に配置するとともに、上記第一のコンタ
クトの変位方向の中心線の第一のコンタクトの表面より
延長した線上に、上記第二のコンタクトの変位方向の中
心線の第二のコンタクトの表面より延長した線が、ほぼ
交差するように構成し、更に上記二つのタッチセンサの
リード線を上記ベースの中空な空間を通じて上記ベース
の壁に設けたソケットに接続し、上記第一のタッチセン
サは、カッタのプリセットと、摩耗、折損の検知を行な
い、上記第二のタッチセンサは上記カッタの外径測定を
行なうとうにしたものである。
【0006】また、上記第一のタッチセンサは、上記コ
ンタクトに設けた摺動軸を摺動することによりスイッチ
手段が作動し、上記第二のタッチセンサは、上記コンタ
クトのコンタクト面に平行して設けた板ばね関節により
スイッチ手段が作動するようにしたものである。
【0007】また、上記第一のタッチセンサは、上記コ
ンタクトに設けた摺動軸を摺動することによりスイッチ
手段が作動し、上記第二のタッチセンサは、上記コンタ
クトのコンタクト面に平行して設けた板ばね関節により
差動トランスが作動するようにしたものである。
【0008】
【発明の実施の形態】図1ないし図5は、本発明の第一
の実施の形態の実施例であって、図1は平面図を、図2
は正面図を示し、図3(a)は図1の一部拡大図であっ
て図3(b)のC−D断面の平面図、(b)は図1のA
−B断面の正面拡大図であるが、一部(第二のタッチセ
ンサの上部)を(a)のE−F断面図で示し、(c)は
第二のタッチセンサのコンタクト部のみの側面図であ
る。図4は図3構成で構成されるタッチセンサで、カッ
タのプリセットと、摩耗、折損の検知を行った状態を、
図5は図3構成で構成されるタッチセンサでカッタの外
径測定を行たっ状態を、それぞれ示している。
【0009】図1と図2において、1は直方体のベース
で、その下面1aはベース1を工作機械のテーブルへの
取付けの基準面であって、例えば図3のボルト穴1dに
より工作機械のテーブルへ取り付けられる。基準面1a
に対向する上面1bに、第一のタッチセンサ11と第二
のタッチセンサ31とを取り付けてある。
【0010】図3において、第一のタッチセンサ11の
構成から説明すると、12は外ハウジングで、その下部
は基盤1の上面1bに複数のビス12a(図1)で固定
されている。外ハウジング12の内径部には内ハウジン
グ13が圧入等で固定され、その内側には、軸受14が
設けられている。軸受14には摺動軸15が嵌合してお
り、摺動軸15の上端には取付環16が、下端にはスイ
ッチ環17が固定している。
【0011】取付環16の外径には上カバー18がビス
18aを用いて固定されており、上カバー18の上部に
はコンタクト19が接着等で固定されている。コンタク
ト19の上面19aは、工具K(図4)がタッチする接
触面となっている。なお、20は下カバーである。
【0012】内ハウジング13の下面には、例えばプリ
ント基板21が固定されており、プリント基板21には
固定接点22が固着されていて、摺動軸15の下部に固
定したスイッチ環17に植えられた可動接点23が固定
接点22に対向しいる。24はスイッチ環17の回り止
めピンで、内ハウジング13に固着して、スイッチ環1
7の長溝にはまり込んでいる。25aは固定接点22よ
りの、25bは可動接点23よりのリード線であり、ベ
ース1の側壁に設けたソケット2と、ソケット2に接続
したプラグ3を経由して図には記してない制御装置に接
続されている。
【0013】26は強い圧縮コイルばねで、上カバー1
8と下カバー20の間に挿入され、常時コンタクト19
を上方に上昇しようとしているが、この上昇力は可動接
点23が固定接点22に接することで止められている。
27は防塵用のゴムブーツで、上方は取付環16と上カ
バー18とで、下方は内ハウジング13と下カバー20
で止められている。28はOリングである。
【0014】第二のタッチセンサ31の構成について説
明すると、32は中空の柱で、その下部は基盤1の上面
1bに複数のビス等(図には表われず)で固定されてい
る。柱32の上には長方形の箱状のスイッチボックス3
3が一体に固定されている。
【0015】スイッチボックス33の底には支柱板34
が固着され、その側面には2枚の板ばね35a、35b
が、それぞれ2本のビス36a、36b、36c、36
d(36a、36cは図では表われず)で座金を介して
止められている。2枚の板ばね35a、35bの他端
は、端板37が、それぞれ2本のビス38a、38b、
38c、38dで座金を介して止められて、いわゆる板
ばね関節を形成している。
【0016】端板37には突起部37aがあって絶縁体
37bを介して可動接点39が設けられており、スイッ
チボックス33の底に固定した接点ホルダ40の絶縁体
40aを介して設けた固定接点41に圧縮コイルばね4
2の力を借りて接触する。
【0017】端板37には基準面1aと平行で板ばね3
5a、35bと垂直になるように、センサ軸43ねじ込
まれ、その先端にはコンタクト44を備えたコンタクト
カバー45がビス止めされている。46は防塵用のゴム
ブーツで、押え環47と、コンタクトカバー45とセン
サ軸43とで止められている。48はスイッチボックス
33のカバーである。
【0018】49は固定接点41と可動接点39よりの
リード線であり、ベース1の側壁に設けたソケット2
と、ソケット2に接続したプラグ3を経由して図には記
してない制御装置に接続されている。
【0019】上記第一のコンタクトの変位方向の中心線
の第一のコンタクトの表面より延長した線上に、上記第
二のコンタクトの変位方向の中心線の第二のコンタクト
の表面より延長した線が、ほぼ交差するように構成して
ある。
【0020】次に動作の説明をすると、図3の状態から
第一のタッチセンサ11のコンタクト19に向かってカ
ッタを基準面1aに垂直に下ろし、カッタKがコンタク
ト19に接触変位し、それにともない摺動軸15が変位
した瞬間にスイッチ環17の可動接点23が固定接点2
2より離間してOFF信号を出力する。
【0021】このOFF信号を出力するコンタクト19
の基準面1aよりの高さは、予めて決められているの
で、カッタKのプリセットと、摩耗の検知、更にカッタ
がドリルの場合は折損の検知を行なうことができる。図
4は更にカッタKがコンタクト19を変位して停止した
場合を示している。
【0022】第二のタッチセンサ31は、カッタKの呼
称の径と等しいマスターを取り付けて、コンタクト44
に接触して板ばね関節を平行移動させることにより、可
動接点39が固定接点41から離間してOFF信号を出
力する位置を予めて設定してあるので、図4の状態か
ら、カッタKを上方に上げて、左方に変位させてカッタ
Kの刃を逆回転させながら第二のタッチセンサ31のコ
ンタクト44に接触させて、板ばね関節を平行移動させ
ることにより、可動接点39が固定接点41から離間し
てOFF信号を出力する位置と、上記マスターを取り付
けて出力した位置と比較すればカッタの最大外径が計測
できる。図5は更にカッタKがコンタクト44を変位し
て停止した場合を示している。
【0023】カッタKの刃に押されて、2枚の板ばね3
5a、35bによる板ばね関節が平行移動し始めた瞬間
に、可動接点39が固定接点41から離間してOFF信
号を出力する構成のため、可動部分がフリクションレス
で接触力が低くでき、摺動部の摩耗、カジリがなく精度
のよい計測ができる。
【0024】図6は本発明の第二の実施の形態の実施例
であって、図1、2と同じ形状をしており、図6(a)
は図1の一部拡大図であって図6(b)のG−H断面の
平面図、(b)は図1のA−B断面の正面拡大図である
が、一部(第二のタッチセンサの上部)を(a)のI−
J断面図で示し、(c)は第二のタッチセンサのコンタ
クト部のみの側面図である。また、第一のタッチセンサ
に係る符号、1より28までは図3と同じであるので説
明は省略する。
【0025】61は第二のタッチセンサであって、62
は中空の柱で、その下部は基盤1の上面1bに複数のビ
ス等(図には表われず)で固定されている。柱62の上
には長方形の箱状の差動トランススボックス63が一体
に固定されている。
【0026】差動トランスボックス63の底には支柱板
64が固着され、その側面には2枚の板ばね65a、6
5bが、それぞれ2本のビス66a、66b、66c、
66d(66a、66cは図では表われず)で座金を介
して止められている。2枚の板ばね65a、65bの他
端は、端板67が、それぞれ2本のビス68a、68
b、68c、68dで座金を介して止められていて、い
わゆる板ばね関節を形成している。
【0027】端板67には基準面1aと平行で板ばね6
5a、65bと垂直になるように、センサ軸73ねじ込
まれ、その先端にはコンタクト74を備えたコンタクト
カバー75がビス止めされている。76は防塵用のゴム
ブーツで、取付環77と、コンタクトカバー75とセン
サ軸73とで止められている。78は作動トランスボッ
クス63のカバーである。
【0028】板ばね65bの端板67の先にはコア軸7
9が板ばね65bに垂直になるように固定され、コア軸
79の延長上にはコア80が固着している。コア80と
同一中心線上に差動トランスカバー63aが差動トラン
スボックス63の内側面に固定され、差動トランスカバ
ー63aの内径には、コア80の外径と僅かの均等の隙
間を有するように差動コイル82が固着されている。上
記コア80と差動コイル82とで作動トランス81を構
成する。図6の状態では、コア80は差動コイル82の
長さのほぼ中央に位置するようになっている。83は差
動コイル82のリード線で、ベース1の側壁に設けたソ
ケット2と、ソケット2に接続したプラグ3を経由して
図には記してない制御装置に接続されている。
【0029】上記第一のコンタクトの変位方向の中心線
の第一のコンタクトの表面より延長した線上に、上記第
二のコンタクトの変位方向の中心線の第二のコンタクト
の表面より廷長した線が、ほぼ交差するように構成して
ある。
【0030】次に動作は、第一のタッチセンサは、第一
の実施の形態と同じであるので省略すし、第二のタッチ
センサ11についてのみ説明をする。第二のタッチセン
サは、カッタの呼称の径と等しいマスターを取り付け
て、第二のタッチセンサ61のコンタクト74に接触変
位させと、板ばね関節が平行移動して、コア80が差動
コイル82内を左に変位することにより差動コイル82
より信号を出力させて、その位置を計測することができ
る。
【0031】次に、図5と同様に工作機械に取付けられ
たカッタKの刃を逆回転させながら第二のタッチセンサ
61のコンタクト74に接触させる。カッタの刃にフレ
があると、そのフレに応じてコンタクト74が左右に変
位し、センサ軸73も左右に変位して、板ばね関節が平
行移動し始め、コア80が差動コイル82内を左右に変
位することにより差動コイル82より信号を変化出力さ
せて、カッタKの刃のフレの値を計測することができ
る。
【0032】カッタの刃に押されて、2枚の板ばね35
a、35bによる板ばね関節が平行移動して、コア80
が差動コイル82内を左右に変位するので、可動部分が
フリクションレスで接触力が低くでき、摺動部の摩耗、
カジリがなく精度のよい計測ができる。
【0033】第一の実施の形態では可動接点と固定接点
による接点式スイッチについて述べたが、近接スイッ
チ、光電スイッチ等の非接触スイッチ等も抱合される。
また、第二の実施の形態では作動トランスについて述べ
たが、作動トランスに限らずデジタルスケール全般を含
む。同様に、上記した実施例に限定されるものではな
く、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加
えることができる。
【0034】
【発明の効果】本発明は、第一のタッチセンサでカッタ
のプリセットと、摩耗、折損の検知をを行なった後で、
カッタKを上方に上げて左方に変位させてカッタKの刃
を逆回転させながら第二のタッチセンサでカッタの外径
測定をすることができるので、従来のフィンガ先端に立
方体のコンタクトを設けたタッチセンサに比して精度が
高い。
【0035】また、第二のタッチセンサは、カッタの刃
に押されて、板ばね関節が平行移動して、スイッチ手段
で信号を出力する構成のため、可動部分がフリクション
レスで接触力が低くでき、摺動部の摩耗、カジリがなく
精度のよい計測ができる。
【0036】また、第二のタッチセンサは、カッタの刃
に押されて、板ばね関節が平行移動して、作動トランス
で信号を出力する構成のため、可動部分がフリクション
レスで接触力が低くでき、摺動部の摩耗、カジリがなく
精度のよい計測ができるとともに、カッタの振れの実測
値が計測される。
【図面の簡単な説明】
【図1】タッチセンサの平面図である。
【図2】図2は正面図である。
【図3】第一の実施の形態で、(a)は図1の一部拡大
図であって図3(b)のC−D断面の平面図、(b)は
図1のA−B断面の正面拡大図、(c)はコンタクト部
の側面図である。
【図4】図3構成で構成されるタッチセンサのカッタプ
リセット後の状態である。
【図5】図3構成で構成されるタッチセンサのカッタの
外径測定後の状態である。
【図6】第二の実施の形態で、(a)は図1の一部拡大
図であって図6(b)のG−H断面の平面図、(b)は
図1のA−B断面の正面拡大図、(c)はコンタクト部
の側面図である。
【図7】従来例である。
【符号の説明】
1 ベース 1a 基準面 2 ソケット 3 プラグ 11 第一のタッチセンサ 12 外ハウジング 13 内ハウジング 14 軸受 15 摺動軸 16 取付環 17 スイッチ環 18 上カバー 19 コンタクト 22 固定接点 23 可動接点 26 強い圧縮コイルばね 31 第二のタッチセンサ 33 スイッチボックス 34 支柱 35a、35b 板ばね 37 端板 39 可動接点 41 固定接点 42 圧縮コイルばね 43 センサ軸 44 コンタクト 63 作動トランスボックス 81 作動トランス 81 作動コイル K 工具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01B 7/34 H03K 17/96 A H03K 17/96 G01B 7/12 Z

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に中空な空間を有する一つの直方体
    の下面を工作機械への取付けの基準面とし、第一のタッ
    チセンサの第一のコンタクトの変位方向が上記基準面に
    垂直にになるように、上記第一のタッチセンサを上記直
    方体の上面に配置し、更に第二のタッチセンサの第二の
    コンタクトの変位方向が上記基準面に平行になるよう
    に、上記第二のタッチセンサを上記直方体の上面に配置
    するとともに、上記第一のコンタクトの変位方向の中心
    線の第一のコンタクトの表面より延長した線上に、上記
    第二のコンタクトの変位方向の中心線の第二のコンタク
    トの表面より延長した線が、ほぼ交差するように構成
    し、更に上記二つのタッチセンサのリード線を上記ベー
    スの中空な空間を通じて上記ベースの壁に設けたソケッ
    トに接続し、上記第一のタッチセンサは、カッタのプリ
    セットと、摩耗、折損の検知を行ない、上記第二のタッ
    チセンサは上記カッタの外径測定を行なうことを特徴と
    するタッチセンサ。
  2. 【請求項2】 上記第一のタッチセンサは、上記コンタ
    クトに設けた摺動軸を摺動することによりスイッチ手段
    が作動し、上記第二のタッチセンサは、上記コンタクト
    のコンタクト面に平行して設けた板ばね関節によりスイ
    ッチ手段が作動することを特徴とする請求項1記載のタ
    ッチセンサ。
  3. 【請求項3】 上記第一のタッチセンサは、上記コンタ
    クトに設けた摺動軸を摺動することによりスイッチ手段
    が作動し、上記第二のタッチセンサは、上記コンタクト
    のコンタクト面に平行して設けた板ばね関節により差動
    トランスが作動することを特徴とする請求項1記載のタ
    ッチセンサ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020053465A (ja) * 2018-09-25 2020-04-02 株式会社東京精密 ダイシング装置及びカッターセット方法

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