JP2010526990A - 保管装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、座標位置決めマシンとともに使用するための測定プローブのための保管装置に関する。保管装置は、測定プローブのための少なくとも一のレセプタクルを有する保管ユニットと、少なくとも一のレセプタクルに配置された前記測定プローブの温度をコントロールするための少なくとも一の温源とを有する。

Description

本発明は、座標位置決めマシン、座標計測マシン等とともに使用するための、高い精度の測定に使用される走査工具、工具ビットなどの測定プローブのための保管装置、および、測定プローブの保管方法に関する。

工具は、測定または対象物を加工するためなどの、多くの異なるアプリケーションのために、座標位置決めマシンにより使用されうる。例示の工具は、走査機器、プローブ、スティルスなどの計測機器、及び、ドリルの刃先やバリ取り工具などの工具ビットを含む。同じ座標位置決めマシンで使用するために複数の交換可能な工具を提供することにより、座標位置決めマシンが、測定および加工アプリケーションの種々のタイプに適するための複数の異なるタイプの作業のために使用され得ることが知られている。

米国特許４７５０８３５号明細書 米国特許５２７０６６４号明細書

また、座標位置決めマシンに使用されていない工具を保管するためのラックを提供することも知られている。ラックは、座標位置決めマシンの作業エリア内に保管されうるので、座標位置決めマシンは、工具をラックから自動的にロードし、ラックへアンロードすることが可能である。

測定プローブは、例えば光学式アナログ走査プローブにおけるレーザーなどの測定を実行するため、あるいは、例えば測定プローブに関するデータを格納するための構成部品などの電気構成部品を含んでいることが公知である。

公知のラックは、多くのレセプタクルを含み、各々は、プローブ本体の側の対応するペアのコンタクトを介してレセプタクルに配置されたアナログ走査測定プローブ内のレーザーとの電気的接続を提供する１対の浮動ピンを有している。プローブ本体は、ペアのコンタクトとは別個の電気のコネクタのセットを有し、座標位置決めマシンにおいて使用される時にそれを通じて電力がプローブに供給される。この別個のセットは、測定プローブの異なる領域に設けられている。特に、別個のセットは、プローブ本体の側と対向するように、プローブ本体の接触面（すなわち、座標位置決めマシンのヘッドと係合する面）に設けられる。ラックは、プローブがレセプタクルに配置された際に、レーザーをオンに保つために、プローブ本体の側のペアのコンタクトを介して電力がプローブのレーザーに供給されうるように構成されている。このことは、プローブが座標位置決めマシンにロードされた際に、レーザーがウォームアップするための待機の必要性をなくす。ピンコネクタは、レセプタクルの背後に設けられる。ピンコネクタとプローブ本体側のペアのコンタクトとの間の接続は、レセプタクルにプローブを押し込むことにより形成される。ピンコネクタとプローブ本体側のコンタクトの接続は、ピンコネクタおよびレセプタクルからプローブを引き離すことによって絶たれる。

しかしながら、工具がロードされる座標位置決めマシンの部分は、作業の間に暖められる可能性がある。このことは、工具の寸法形状変化を起こし得る、座標位置決めマシンにロードされた工具の温度の上昇を引き起こす可能性がある。

本発明によれば、座標位置決めマシンと共に使用するための測定プローブのための保管装置であって、測定プローブのための少なくとも一のレセプタクルを有する保管ユニットと、測定プローブが少なくとも一のレセプタクルに配置された測定プローブの温度をコントロールするための少なくとも一の温源と、を有する保管装置が提供される。

測定プローブの温度は、いったんそれが座標位置決めマシンにロードされると、測定プローブの温度の変化を減少させる、又は、取り除くように、温源を介してコントロールされ得る。このことは、使用される測定プローブの作動の効率と信頼性を増大できる。

温源は、レセプタクルに配置された測定プローブの選択された部分をターゲットとするように構成できる。測定プローブの選択された部分だけをターゲットとすることにより、例えば、測定プローブの全体が均一に熱せられるか、または、冷却される保管装置と比べた際に、レセプタクルに受け入れられた測定プローブの温度の改善されたコントロールが提供されうる。それが座標位置決めマシンに使用されている時に測定プローブがさらされる環境もまた改良され得る。

当然ながら、レセプタクルは、保管のために測定プローブを受け入れることができる保管ユニットの一部分である。レセプタクルは、単一の測定プローブだけを受け入れるように構成され得る。レセプタクルは、レセプタクルに配置された測定プローブを支持できる構造により定義される。レセプタクルは、測定プローブの対応する係合構造との係合構造との係合のための構造を含んでいてもよい。例えば、レセプタクルは、測定プローブの対応した溝との係合のための少なくとも一の突起を含んでいてもよい。選択的には、レセプタクルは、測定プローブの対応する突起との係合のための少なくとも一の凹部を含んでいてもよい。

当然ながら、レセプタクルに受け入れられた測定プローブの選択された部分だけをターゲットとすることは、測定プローブの他の部分の温度が影響されないことを意味していない。むしろ、測定プローブの他の部分の温度は、温源により間接的に影響されるかもしれない。しかしながら、それらが温源によりターゲットとされないので、それらへの影響はより少ない。従って、このことは、測定プローブを横切る温度勾配を生じさせる。当然ながら、温度勾配の程度は、測定プローブの熱伝導率に依存する。

好適には、保管装置は、測定プローブがレセプタクルに配置される際に、温源が、測定プローブの座標ポジションマシン接触部分の少なくとも一部をターゲットとするように構成されるように構成される。測定プローブの座標ポジションマシン接触部分は、使用の時に座標位置決めマシンのヘッドに係合するプローブの領域である。この領域は、一般的に、座標位置決めマシンのヘッドとの係合を容易にする構造を含む。当然ながら、ヘッドは、座標位置決めマシンの中空軸の一部であってもよい。

好適には、保管装置は、温源は、レセプタクルに配置された測定プローブの第１の端部をターゲットとするように構成される。好適には、第１の端部は、座標位置決めマシンのヘッドと係合のための測定プローブの端部である。これはしばしば測定プローブの接触面と呼ばれる。好適には、温源は、その接触面に関して測定プローブの温度を実質的に均一に調整するように構成される。

少なくとも一の温源の少なくとも一部は、レセプタクルに配置された測定プローブの選択された部分を越えて延在し得る。

保管装置は、少なくとも一の温源を含んでいてもよい。当然ながら、複数のレセプタクルが存在する実施形態においては、複数のレセプタクルの少なくとも２つに配置された測定プローブの温度をコントロールするための単一の温源を提供できる。選択的には、複数の温源が提供できる。例えば、１つのレセプタクルあたり少なくとも１つの温源を提供することができる。従って、少なくとも一のレセプタクルは少なくとも一の温源を含んでいてもよい。

好適には、温源の少なくとも一部は、レセプタクルに対して変位可能である。このことは、レセプタクルにおける測定プローブの保管および取り外しの少なくとも一の動作の間、例えば座標位置決めマシンにより、アクセスされる必要がある測定プローブの領域内に温源が位置決めされることを可能にする。

好適には、温源の少なくとも一部は、温源がレセプタクルに配置された測定プローブの選択された部分を越えて延在する閉じられた位置と、選択された部分が露出される開放位置との間で、レセプタクルに対して変位可能である。これは、選択された部分が、例えば、保管装置内の測定プローブの自動的な保管及び取り出しのための座標位置決めマシンのヘッドにより、アクセスされることを可能にする。

好適には、温源は、少なくとも一の温度要素および少なくとも一の温度伝導アームを含む。好適には、アームは、レセプタクルに対して変位可能である。選択的には、少なくとも一の温度要素はアームに対して固定される。温源はアームに設置し得る。温源は、温源がレセプタクルに受け入れられた測定プローブの温度に直接影響するように、アームに設置し得る。

アームは、レセプタクルに対して旋回できるようにヒンジ結合され得る。選択的には、アームがレセプタクルに対してスライドし得るように、スライド可能にアームは設置され得る。

少なくとも一の温度要素は、少なくとも一のアーム温度要素に対して、アームが変位可能であるように別個に設けることができる。このケースにおいて、好適には、少なくとも一の加熱要素は、レセプタクルに対してそれが固定されるように保管ユニットに設置される。この構成により、少なくとも一の温度要素とのフレキシブルな電気的接続を提供する必要が避けられる。そのような電気的接続は、少なくとも一の温度要素と温度制御装置の間にあってもよい（以下で詳細に説明される）。

好適には、保管装置は、温源を調整するための温度制御装置をさらに含む。しかし、当然ながら、温度制御装置は、保管装置と別々に設けることができる。例えば、温度制御装置は、保管装置とは別個で温源と接続されたコンピュータまたは他の処理機器であってもよい。このケースにおいては、保管装置は、温源を温度制御装置と接続するためのコネクタを含んでいてもよい。温源は冷却機器であってもよい。従って、温源は、レセプタクルに配置された測定プローブを冷却するように構成できる。当然ながら、適当な冷却機器として、レセプタクルに配置された測定プローブから熱を取り除くために動作可能な機器であればよい。例えば、温源はペルチェ素子を含んでいてもよい。

温源は熱源であってもよい。従って、熱源は、レセプタクルに配置された測定プローブを加熱するように構成できる。従って、少なくとも熱源の一部は、レセプタクルに配置された測定プローブの接触面を越えて延在するように構成できる。当然ながら、本発明と共に使用するための多くの適当な熱源がある。好適には、熱源は抵抗器を含む。好適には、熱源は、複数の抵抗器の配列を含む。

保管装置は、測定プローブを保管するのに適当である。従って、好適には、保管装置は、実質的に乾燥している保管を提供する。本発明の保管装置に保管するのに適当な測定プローブは、接触プローブ、無接触プローブ、アナログプローブ、および、タッチトリガープローブを含む。ラックは、また、プローブ本体での使用のためにスティルスなどの他のタイプの計測機器を保管するために使用できる。当然のことながら、保管装置として、また、他のタイプの装置と工具を保管するために使用できる。例えば、保管装置は、ドリルビットなどの、対象物を加工するためのビットを保管するために使用できる。

温源は、測定プローブが所定の温度に維持できるように構成される。所定の温度は、測定プローブの作動温度であってもよい。いったんそれが座標位置決めマシンにロードされると、作動温度は、測定プローブが達する安定温度である。従って、作動温度は、周囲温度、測定プローブがロードされる座標位置決めマシンのヘッドの温度、および／または、測定プローブ自身内のいずれの電気構成部品の温度によっても影響されるかもしれない。作動温度で測定プローブを維持することは有利である。測定プローブが座標位置決めマシンにロードされると、測定プローブの温度に変化が実質的に全然ないことを保証し、それゆえ、測定プローブが使用される動作の効率と精度をさらに高めることに役立つからである。当然ながら、作動温度が周囲温度などの外部のファクターにより影響されるかもしれないので、必ずしも、作動温度が、安定温度である必要はない。しかしながら、このケースにおいて、作動温度は、外部のファクター、例えば、周囲温度をモニターすることにより決定できる。

温源は、レセプタクルに配置された測定プローブの温度を直接コントロールするように構成できる。例えば、温源が熱源である実施形態において、熱源は、レセプタクルに受け入れられた測定プローブを直接加熱するように構成できる。例えば、熱源は、熱を放つように制御可能な少なくとも一の加熱要素であってもよい。例えば、加熱要素は、電流の通路でそれを通して熱を放つように構成された抵抗器であってもよい。選択的には、熱源は、レセプタクルに受け入れられた測定プローブにレーザーを向けるように構成された少なくとも一のレーザーソースであってもよい。

選択的には、温源は、レセプタクルに配置された測定プローブの温度を間接的にコントロールするように構成できる。例えば、温源は、温度要素と温度要素からレセプタクルに配置された測定プローブに温度を伝える伝導体を備えることができる。例えば、温源が熱源である実施形態において、熱源は、レセプタクルに受け入れられた測定プローブを間接的に加熱するように構成できる。熱源は、熱を、加熱要素から、レセプタクルに受け入れられた測定プローブに移すための加熱要素と熱伝達部材を含んでいてもよい。熱源は熱伝達部材と直接的に熱的に接触することができる。選択的には、熱源は熱伝達部材から間隔をおいて配置され得る。熱伝達部材は、レセプタクルに受け入れられた測定プローブの少なくとも一部との直接的に熱的に接触するように構成できる。選択的には、熱伝達部材は、レセプタクルに受け入れられた測定プローブから間隔をおいて配置されるように構成できる。従って、熱源と測定プローブから熱伝達部材への、および、熱伝達部材から熱源と測定プローブへの、熱の移動が、対流または伝導によりそれぞれなされる。

選択的には、保管装置は、レセプタクルに受け入れられた測定プローブにおいて温度制御装置を電気構成部品と電気的接続するための少なくとも一の電気のコネクタを含む。選択的には、電気構成部品は熱源である。これは、測定プローブに対して内部および外部の温源を介してレセプタクルに受け入れられた測定プローブの温度を可能にする。

温度制御装置は、電力を温源に供給するように構成された電源であってもよい。例えば、電源は、メイン電源などの外部のソースから電流を受け入れるように構成された電気の入力であってもよい。好適には、電源は、温源を作動させるために、温源に、所定の電流供給がされるように調節するように構成される。

温度制御装置は、それが温源の温度をコントロールできるように構成できる。温度制御装置は、周囲温度に対して一定の温度差にコントロールされるように温源をコントロールするように構成できる。例えば、温度制御装置は、周囲温度より高い又は低い一定の温度にコントロールされるように、温源をコントロールするように構成できる。

好適には、温度制御装置は、温源の温度をコントロールするために、入力に応答するように構成される。測定プローブが維持される必要がある温度が変わるかもしれない時には、これは特に有利である。保管装置は入力メカニズムを含んでいてもよい。入力メカニズムは、ユーザーが温源の温度をコントロールすることを可能にするユーザー入力メカニズムを含んでいてもよい。ユーザー入力メカニズムは、ユーザーが温源の温度を選ぶことを可能にするスイッチであってもよい。スイッチは、温源に供給された電力の量をコントロールできる。

入力メカニズムはセンサーを含んでいてもよい。センサーは温度センサーであってもよい。温度センサーは、周囲温度を検出するように構成できる。温度センサーは、少なくとも一のレセプタクルに受け入れられた測定プローブの温度を検出するように構成できる。温度センサーは、保管装置の一部の温度を検出するように構成できる。センサーは、少なくとも一のレセプタクルの温度を検出するように構成できる。センサーは、温度伝導体の温度を検出するように構成できる。センサーは、温度伝導アームの温度を検出するように構成できる。入力メカニズムは、上記された入力メカニズムの１つ以上のどのような組み合わせからでも構成可能である。温度制御装置は、上記の入力メカニズムの１つ以上の入力に基づいて温源の温度をコントロールするように構成できる。

好適には、温度制御装置は、レセプタクルに受け入れられた測定プローブの作動温度を示している信号を受けるように構成される。好適には、温度制御装置は、作動温度で測定プローブの温度を維持するために温源をコントロールするように構成される。これは、レセプタクルに受け入れられた個々の測定プローブの作動温度が学習されることを可能にするので、有利である。

信号は、保管装置に保管される測定プローブがロードされる座標位置決めマシンから受信され得る。選択的には、保管装置は温度センサーを含んでいてもよい。例えば、保管ユニットは温度センサーを含んでいてもよい。従って、温度制御装置は、保管ユニットに配置された温度センサーから、レセプタクルに受け入れられた測定プローブの作動温度を示す信号を受信するように構成できる。好適には、温度制御装置は、測定プローブに配置された温度センサーから、測定プローブの作動温度を示す信号を受けるように構成される。これは、保管ユニットにそれが受け入れられるとすぐに、作動温度が温度制御装置に信号で伝えられるので、有利である。

温度制御装置は、周囲温度を示す信号を受けるように構成できる。選択的には、温度制御装置は、熱源の温度をコントロールする際に測定プローブが少なくとも一のレセプタクルに受け入れられた際に、現在の周囲温度と測定プローブの作動温度を考慮するように構成される。周囲温度の変化は、次に座標位置決めマシンに測定プローブがロードされた際に、少なくとも一のレセプタクルに受け入れられた測定プローブの作動温度の変動を引き起こすかもしれない。従って、温度制御装置は、周囲温度のどのような変化でも補償するように、温源をコントロールできる。

温度制御装置は、レセプタクル内に受け入れられた測定プローブの温度を示している温度センサーから信号を受けるように構成できる。温度センサーは保管装置によって提供されうる。温度センサーは、保管ユニットによって提供されうる。温度センサーはレセプタクルによって提供されうる。温度センサーは、測定プローブ自体によって提供されうる。温度センサーは、測定プローブの作動温度を示す温度センサーと同様のセンサーであってもよい。温度制御装置は、温度センサーからの信号を使用して熱源をサーボ制御するように構成できる。温度制御装置は、温源をサーボ制御し、温度センサーが、作動温度と違う温度を検出するように構成できる。これは、温度センサーの出力が測定プローブの温度を正確に表さない状況において有利でありうる。例えば、これは、温源が測定プローブの温度を均等にはコントロールしないように構成されているケースでありうる。

保管装置は、レセプタクルにおいていつ測定プローブが受け入れられたかを検出するための機器を含んでいてもよい。温度制御装置は、レセプタクルに測定プローブが受け入れられる時にだけ、温源を作動させるように構成できる。

いくつかの測定プローブは、座標位置決めマシンにロードされた際に、座標位置決めマシンにより作動される電子部品を有する。好適には、保管ユニットは、レセプタクル内に受け入れられた測定プローブ内の少なくとも一の電気構成部品に電力を供給するための少なくとも一の電気コネクタを含む。これは、測定プローブの電気構成部品がレディモードに維持されることを可能にし、その結果、座標位置決めマシンに測定プローブがロードされるとすぐにそれらは作動の準備ができている。

そのような測定プローブは、一般的には、座標位置決めマシンの電源から電力を電子部品に供給するために、座標位置決めマシンの対応する電力供給コネクタと接続する少なくとも一の電力供給コネクタを有する。そのような測定プローブは、測定プローブと座標位置決めマシンとの間でデータを送るために、座標位置決めマシンの対応する電子データコネクタと接続する電子データコネクタも備えることができる。好適には、保管ユニットのコネクタは、測定プローブの少なくとも一の座標位置決めマシン電源コネクタと接続するように構成される。このことは、座標位置決めマシンと保管ユニットとから電力を受けるために測定プローブに種々のコネクタを設けることを不要とするので、有利である。保管ユニットがアームを含む時には、好適には、保管ユニットのコネクタはアームに設けられる。

好適には、保管ユニットは、それぞれが測定プローブを受け入れるための、複数のレセプタクルを含む。好適には、温度制御装置は、複数のレセプタクルのそれぞれに受け入れられた測定プローブの温度を維持するために、少なくとも一の熱源をコントロールするように構成される。さらに好ましくは、温度制御装置は、複数のレセプタクルのそれぞれに受け入れられた測定プローブの温度を維持するために複数の熱源をコントロールするように構成される。例えば、保管装置は、個々のレセプタクルと結び付けられた熱源を備えてもよく、温度制御装置は、個々の熱源を独立にコントロールするように構成できる。

保管装置は、少なくとも一のレセプタクルに受け入れられた測定プローブの接触面の少なくとも一部を越えて延在するように構成された少なくとも一のアームを含んでいてもよい。

好適には、アームは、好適には、レセプタクルに配置された測定プローブの接触面の少なくとも５０％、さらに好ましくは、少なくとも７５％、特に好ましくは、１００％をカバーするように構成される。好適には、アームは、少なくとも一のレセプタクルに受け入れられた測定プローブの全体の接触面上で延在するように構成される。これらのケースにおいて、アームは、保護カバーとして作用するかもしれない。測定プローブの接触面は、座標位置決めマシンとの係合のための面である。選択的には、アームは、測定プローブを別の電気機器と電気的接続するための少なくとも一の電気コネクタを保持することができる。

温源はアームに設置できる。温源は、温源がレセプタクルに受け入れられた測定プローブの温度に直接影響するように、アームに設置できる。選択的には、アームは温度伝導体である。このケースにおいて、少なくとも一の温源は、少なくとも一の温源がレセプタクルに受け入れられた測定プローブを間接的に加熱するように、アームに設置できる。

例えば、アームに加熱要素が設置できる。少なくとも一の加熱要素は、少なくとも一の加熱要素がレセプタクルに受け入れられた測定プローブを直接加熱するように、アームに設置できる。選択的には、アームは熱伝達プレートである。このケースにおいて、少なくとも一の加熱要素は、少なくとも一の加熱要素がレセプタクルに受け入れられた測定プローブを間接的に加熱するように、アームに設置できる。

好適には、アームは、レセプタクルに受け入れられた測定プローブの接触面を露出させることができるように、レセプタクルに対して変位可能である。これは、測定プローブの変更の間に、レセプタクルへの容易なアクセスを可能にするので、有利である。このケースにおいて、好適には、少なくとも一の加熱要素は、レセプタクルに対して固定されるにように、保管ユニットに設置される。従って、好適には、アームは、少なくとも一の加熱要素に対して変位可能である。この構成により、少なくとも一の加熱要素と温度制御装置との間にフレキシブルな電気的接続を提供する必要がなくなる。

従って、本出願は、座標位置決めマシンと共に使用のための工具のための保管装置を記述し、この装置は、工具のための少なくとも一のレセプタクルを有する保管ユニットと、レセプタクルに配置された工具の温度を実質的に所定の温度に維持するように、熱源をコントロールするように構成された温度制御装置と、を備える。所定の温度は、工具の作動温度であってもよい。

保管ユニットは、温度制御装置により制御可能な熱源を含む。熱源は、熱を、加熱要素から、レセプタクルに受け入れられた工具に移すための、加熱要素と熱伝達部材とを含んでいてもよい。熱伝達部材は、工具がレセプタクルに受け入れられた時、座標位置決めマシンと接触するための計測機器の接触面の少なくとも一部上を延在するように構成されるアームを含んでいてもよい。アームは、レセプタクルに受け入れられた工具の接触面を露出させることができるように、レセプタクルに対して変位可能であってもよい。加熱要素は、アームおよび加熱要素が互いに対して固定されるように、アームの一部として提供できる。加熱要素は、別個のピースとして、加熱要素に対して、アームが変位可能なように、アームに設けることが可能である。

本発明の第２の形態によれば、座標位置決めマシンと共に使用するための測定プローブのための保管装置を含むキットが提供され、保管装置は、測定プローブのための少なくとも一のレセプタクルおよび少なくとも一のレセプタクルに受け入れられた測定プローブの温度をコントロールするための少なくとも一の温源を有する保管ユニットを有し、キットは、少なくとも一のレセプタクルを配置するための測定プローブをさらに含んでいる。

当然ながら、測定プローブの参照は、接触プローブと非接触プローブを含む加工物の寸法を測定するためのプローブを含む。接触プローブは、通常、プローブ本体に取り付けられたスティルスを含む。スティルスは、通常、加工物に接触するための先端を含む。接触プローブは、剛性のあるスティルスプローブと、スティルス変形プローブを含む。スティルス変形プローブは、加工物に対して動かされる時に、スティルスの変形を検出することにより作動する。スティルスの変形を検出するための部品は、一般に、プローブ本体内に収納される。

無接触プローブにより加工物に接触せずに加工物の寸法は測定できる。無接触プローブは、特許文献１と特許文献２に開示されたような、光学式プローブ、静電容量式プローブ、および、誘導式プローブを含み、これらの参照により、その内容が本明細書に組み入れられる。無接触プローブのセンサーは、一般に、プローブ本体内に収容されている。

測定プローブは、ある範囲の値が測定できる（例えば、接触プローブのスティルスの変形の範囲）アナログプローブ、あるいは、２つの状態の１つのみを決定できる（例えば、接触プローブのスティルスが変形しているまたはしていないか）デュアルステートプローブ（一般的に、タッチトリガープローブとも呼ばれる）として分類できる。本出願において測定プローブの参照は、これらのタイプの測定プローブの両方の参照を含むことを意図している。

当然ながら、本発明の第１の形態と関連する上記した特徴は、本発明の第２の形態とともに使用するのに適している。

本発明の第３の形態によれば座標位置決めマシンとともに使用するための測定プローブを、保管ユニット内に保管する方法が提供され、この方法は、測定プローブを温源を有する保管ユニットに配置すること、及び、温源を介して測定プローブの温度をコントロールすることを含む。

本方法は、測定プローブの温度を実質的に所定の温度に維持することを含む。所定の温度は、測定プローブの作動温度であってもよい。

本方法は、周囲温度よりも高い一定の量で熱源を維持することを含んでいてもよい。選択的には、本方法は、測定プローブの作動温度を決定することを含む。本方法は、測定プローブの温度を実質的に測定プローブの作動温度に維持することを含んでいてもよい。選択的には、本方法は、周囲温度を決定することを含む。選択的には、本方法は、工具を作動温度および周囲温度に維持する温度を基準にすることを含む。当然ながら、本発明の第１および第２の形態に関係する上記した特徴は、本発明の第３の形態に組み込むのに適している。

本発明の第４の形態によれば、座標位置決めマシンと共に使用するための工具のための保管機構が提供され、これは、工具のための少なくとも一のレセプタクルを有する保管ユニットと、レセプタクルに受け入れられた工具の電気構成部品と、工具の少なくとも一の座標位置決めマシン電気コネクタを介して、電気的接続するための少なくとも一のコネクタとを備える。

少なくとも一のコネクタは、保管ユニットのプロセッサと工具との間のデータを転送するために使用できる。選択的には、少なくとも一のコネクタは、電力を、工具の少なくとも一の座標位置決めマシン電源コネクタを介してレセプタクルに受け入れられた工具の電気構成部品に供給するのに適している。

保管装置は、少なくとも一のレセプタクルに受け入れられた工具の接触面の少なくとも一部上を延在するように構成された少なくとも一のアームを含んでいてもよい。アームは、少なくとも一の電気のコネクタを保持することができる。好適には、アームは、少なくとも一のレセプタクルに受け入れられた工具の接触面全体上を延在する。工具の接触面は、座標位置決めマシンとの係合のための面である。アームは、接触面の少なくとも一部を保護するために、カバーとして使用できる。

好適には、アームは、レセプタクルに受け入れられた工具の接触面を露出させることができるように、レセプタクルに対して変位可能である。これは、座標位置決めマシンのロードとアンロードの間に、レセプタクルへの容易なアクセスを可能にするので、有利である。

好適には、少なくとも一の電気のコネクタは、少なくとも一の電気コネクタがアームに対して移動できるように、フレキシブルなマウントを介してアームに設置される。これは、保管ユニットの少なくとも一の電気コネクタと工具の電気コネクタとの間の接触を改善できる。

本発明の第５の形態によれば、座標位置決めマシンと共に使用するための工具が提供され、これは、工具の温度を工具の作動温度に維持するように作動可能な熱源を含む。

本発明の実施形態は、例示により、および、以下の図面を参照してここで説明される。
座標計測マシンと共に使用するために配置された本発明に係る保管装置を示す図である。 本発明に係る保管装置の第１の実施形態の斜視図である。 図２に示された保管装置のレセプタクルハウジングの平面図である。 図２および図３において示されたレセプタクルとレセプタクルハウジングの断面図である。 本発明に係る保管装置の第２の実施形態の斜視図である。 図５に示された保管装置のレセプタクルハウジングの下面図である。 図６に示されたレセプタクルハウジングの断面図である。 図５ないし図７に示された保管装置の温度制御装置の概略図である。

図１を参照すると、本発明に係る保管装置４が配置される座標計測マシン（ＣＭＭ）２が示される。ＣＭＭ２は参考情報だけの目的で記述される。当然ながら、ＣＭＭ２は本発明の一部を構成しない。

ＣＭＭ２は、ベース５を含み、これは中空軸８を保持するフレーム６を支持する。モーター（図示しない）は、３つの相互に直角な軸線Ｘ、Ｙ、Ｚに沿って中空軸８を動かすために設けられている。中空軸８は、アーティキュレーティングヘッド１０を保持する。ヘッド１０は、中空軸８に装着されたベース部分１２、中間部分１４と保持部分１６を有する。ベース部分１２は、第１の回転軸線１８に回りに中間部分１４を回転させるための第１のモーター（図示しない）を含む。中間部分１４は、第１の回転軸線に対して実質的に直角な、第２の回転軸線回りに保持部分を回転させるための第２のモーター（図示しない）を有する。図示しないけれども、ベアリングをアーティキュレーティングヘッドプローブの可動部品の間に設けてもよい。

測定プローブ２０は、プローブ保持部分に（例えば、運動学的マウントを用いて）取り外し可能に装着されている。測定プローブ２０は、測定プローブ２０および保持部分１６上またはこれらの内部に設けられた対応する磁石（図示しない）を使用することにより、プローブ保持部分１６により保持され得る。測定プローブ２０は、スティルスを含むタッチトリガープローブまたはアナログプローブであってもよい。プローブは、光学式のセンサーを含んでもよい。代わりに、プローブは光学式のプローブなどの非接触プローブであってもよい。

また、ＣＭＭ２の作動をコントロールするためのマシンコントローラ２２が提供される。マシンコントローラ２２は、専用のエレクトロニクス制御系であってもよく、および／または、パーソナル・コンピュータを含んでいてもよい。ヘッド１０は、測定プローブ２０が、中空軸８に対して２自由度で移動させられることを可能にする。ヘッド１０により提供された２自由度の組み合わせ、および、ＣＭＭの移動の３つのリニアな（Ｘ、Ｙ、Ｚ）軸線は、測定プローブ１２が５つの軸線に関して動かされることを可能にする。これは、マシンのベース部分５に設けられた関連部品２４のいわゆる「５軸」測定を許容する。

保管装置４は、複数の異なるタイプの測定プローブ、スティルス、およびモジュール２８を受け入れるための複数のレセプタクルを有する保管ユニット２６を含む。

ＣＭＭ２の作動の間に、中空軸８およびヘッド１０は、それら内部のモーターおよび電気構成部品が動作するので、温められ得る。本発明者らは、この温もりが、ヘッド１０においてロードされた測定プローブ２０に伝達されることを見出した。本発明者らは、測定プローブ２０の温度の変化が座標測定精度および／または効率を重大に低下させることを見出した。

図２ないし図４を参照して、本発明の第１の実施形態に係る保管装置４を示す。図２ないし図４に示された保管装置４は、特に、電気構成部品を含まない計測機器を保管するのに適している。保管装置４は、保管ユニット２６と温度制御装置２７を含む。ユニットがラック３２に装着されたように示されるけれども、温度制御装置２７は、保管ユニット２６に別々に設けられる、または、例えば、レセプタクルハウジング３４内に配置され得る。保管ユニット２６は、ＣＭＭ２のベース５に設置された直立したサポート３０とレセプタクルハウジング３４を支持するラック３２とを含み、レセプタクルハウジング３４は、測定プローブ、スティルス、モジュール、工具ビットなどの計測機器を受け入れるための複数のレセプタクル３６ａ，３６ｂ，３６ｃを有する。

各レセプタクル３６は、レセプタクルに受け入れられるべき、測定プローブ２０などの計測機器の対応する溝との協働のための直接的に対向する第１および第２のリブ３８、４０を画定する第１および第２の側壁３７，３９を含む。第１のリブ３８と第２のリブ４０は、測定プローブをレセプタクル３６にガイドするために提供される。第１のリブ３８と第２の４０のリブ、および、レセプタクルに受け入れられる機器における対応した溝は、測定プローブ２０が１つの基準位置にだけ受け入れられるような形状及び寸法になっている。

各レセプタクル３６は、第１および第２の側壁３７、３９の間で延在する保護カバー４２も含む。各保護カバー４２は、（図２と図３において示されたレセプタクル３６ａおよび３６ｂのためのカバーにより説明されるような）閉じられた位置にバイアスされているけれども、矢印Ａにより示される方向にレセプタクルハウジング３４の空所３５内に押し込まれ得る。このことは、測定プローブ２０が、測定プローブ２０の上部面から測定プローブ２０を保持しているヘッド１０を介してレセプタクル３６内にスライドすることを可能にする（図２と図３において示されたレセプタクル３６ｃのためのカバーにより説明されるように）。

図４を参照すると、レセプタクル３６の１つの横断面図が示される。レセプタクル３６は、ＰＴＦＥ含浸の熱可塑性樹脂などのプラスチック材料で形成された外側シェル４４を備える保護カバー４２と、アルミニウムなどの金属材料で形成された熱伝達プレート４６とを含む。図示するように、レセプタクル３６および保護カバー４２は、測定プローブ２０がレセプタクル３６に受け入れられる際、測定プローブ２０が熱伝達プレート４６から間隔をおいて配置されるように構成される。

保護カバー４２は、それが、矢印Ａで示す方向に、レール３７に沿って、レセプタクルハウジング３４内にスライドするように設置される。バイアスメカニズム（図示しない）は、図４に示された閉じられた位置に向けて保護カバー４２をバイアスする。

レセプタクル３６は、例えば抵抗器である、加熱要素６０の形態の熱源をさらに含み、これは、レセプタクルハウジング３４に設置される。加熱要素６０は、ワイヤ（図示しない）を介して温度制御装置２７と電気的に接続される。加熱要素６０と熱伝達プレート４６は、加熱要素６０が熱伝達プレート４６を加熱するように構成される。熱伝達プレート４６は、同様に、測定プローブ２０の接触面４７から下方に向けてレセプタクル３６に受け入れられた測定プローブ２０を加熱する。加熱要素６０は、使用の間に、それが、保護カバー４２の変位を妨げないように、熱伝達プレート４６からわずかな距離だけ間隔をおいて配置される。

図５ないし図７を参照すると、本発明の第２の実施形態に係る保管装置１０４が示される。図５ないし図７に説明された保管装置１０４は、図２乃至図４において説明された保管装置４と同様であり、同様の部品は、同様の参照符号を使用する。図５乃至図７まで示された保管装置１０４は、特に、電気構成部品を含んでいる計測機器を保管するのに適している。

保管装置１０４は、保管ユニット１２６と温度制御装置１２７とを含む。保管ユニット１２６は、ＣＭＭ２のベース５に設置された直立したサポート３０とレセプタクルハウジング１３４を支持しているラック３２を含む。レセプタクルハウジング１３４は、測定プローブ、スティルス、モジュール、工具ビットなどの計測機器を受け入れるための単一のレセプタクル１３６を有する。

レセプタクル１３６は、レセプタクル内に受け入れられるように、計測機器〈測定プローブ２０などの〉の対応した溝で協力のための第１の１３８、および第２の１４０の直接的な反対リブを定義する第１の１３７および第２の１３９の側壁を含む。

レセプタクル１３６は、第１および第２の側壁１３７、１３９の間で延在する保護カバー１４２も含む。保護カバー１４２は、閉じられた位置にばね１４３によりバイアスされているけれども、矢印Ａにより示される方向にレセプタクルハウジング１３４の空所３５内に押し込まれ得る。このことは、測定プローブ２０が、測定プローブ２０の接触面から測定プローブ２０を保持しているヘッド１０を介してレセプタクル１３６内にスライドすることを可能にする。

図６と図７を参照すると、レセプタクル１３６は、保護カバー１４２を含む。保護カバー１４２は、剛性のあるＰＶＣなどの材料で形成された外側シェル１４４、磁化されたステンレス鋼などの金属、磁気材料で形成された熱伝達プレート１４６、接触アセンブリ１４８、及び、第１および第２の加熱要素１６０ａ，１６０ｂを含む熱源を有する。

熱伝達プレート１４６は、以下で詳細で説明されるように、測定プローブの２０の接触面４７で３つの対応する位置決め突起１４９と協働する３つの位置決め開口１４７を含む。

接触アセンブリ１４８は、ワイヤ１５６を介して温度制御系１２７と電気的に接続される複数の電気コンタクト１５４を含む。電気コンタクト１５４とワイヤ１５６は、電気コンタクト１５４が、外側シェル１４４に対していくつかの自由度を持つように、フレキシブルな支持アーム１５８に設置される。電気コンタクト１５４は、レセプタクル１３６に受け入れられた測定プローブ２０の対応する電気コンタクト１５５に接触するように設けられる。１つの好適な実施例において、電力は、電気のコンタクト１５４と１５５を介して測定プローブ２０に含まれている電気構成部品（図示しない）に供給される。これは、測定プローブ２０における電気構成部品が、ＣＭＭ２による使用の準備状態であるレディモードに維持されることを可能にする。選択的には、電気コンタクト１５４と１５５は、データを測定プローブ２０へ、および／または、測定プローブ２０から伝達するために使用され得る。例えば、測定プローブ２０は温度センサー１８０を含んでもよく、電気コンタクト１５４と１５５は、データを温度センサーから温度制御装置１２７に伝えるために使用できる。別の好適な実施例において、電気コンタクト１５４と１５５は、その作動温度で測定プローブ２０の温度を維持するために、測定プローブ２０において電力を熱源１９０に供給するために使用される。

第１および第２の加熱要素１６０ａ、１６０ｂは、ワイヤ１５２を介して温度制御系１２７と電気的に接続される抵抗器である。加熱要素のためのワイヤ１５２は、フレキシブルな支持アーム１５８に設置される。当然のことながら、抵抗器の各々の好適な抵抗値は、装置が使用できるアプリケーション、および、装置が動作すべき必要な温度などの多くのファクターに依存する。第１および第２の加熱要素１６０ａ、１６０ｂは、熱伝達プレート１４６に設置される。従って、使用において、加熱要素は、レセプタクル１３６において受け入れられた測定プローブ２０を直接加熱する。熱伝達プレート１４６は、また、第１および第２の加熱要素１６０ａ、１６０ｂからの熱により温もり、単に特定的なポイントではなく、レセプタクルに受け入れられた測定プローブ１２０をその全体のエリアにわたり均一に熱するのに役立つ。

測定プローブ２０は、レセプタクル１３６に測定プローブ２０が受け入れられた際に、測定プローブ２０が、熱伝達プレート１４６に、矢印Ｂにより示された方向に付勢されるように、その接触面４７に配置された磁石（図示しない）を有する。測定プローブ２０は、熱伝達プレート１４６から間隔をおいて配置されて示されるが、使用において、測定プローブ２０は、保護カバー１４２に向けて磁気的に引き付けられ、その結果、位置決め突起１４９は、熱伝達プレート１４６の位置決め開口１４７に受け入れられる。このことは、熱伝達プレート１４６の電気コネクタ１５４、１５５と測定プローブ２０が共通に位置決めされることを保証する。位置決め開口１４７と位置決め突起１４９は、位置決め開口１４７に位置決め突起１４９が受け入れられる時、測定プローブ２０の接触面４７が熱伝達プレート１４６からわずかな距離の間隔をおいて配置されるように構成される。

保護カバー４２は、矢印Ａで示す方向に、レール（図示しない）に沿って、レセプタクルハウジング１３４内にスライドするように、設置される。ばね１４３は、ばね１４３が保護カバー１４２を閉じられた位置へ向けてバイアスするように、保護カバー１４２とレセプタクルハウジング１３４に固定される。加熱要素１６０ａ、１６０ｂのためのワイヤ１５２、１５６、および、電気コンタクト１５４が設置されるフレキシブルなアーム１５８は、保護カバー１４２がレセプタクルハウジング１３４に引き込まれるとその長さに沿って延びるように構成されている。このことは、フレキシブルなアーム１５８の破壊の防止、また、レセプタクルハウジング１３４内の保護カバー１４２のジャミングの防止にも役立つ。

図８を参照すると、図５乃至図７に係る保管装置１０４のための温度制御装置１２７が示される。温度制御装置１２７は、メイン供給部６４から電力を受ける電源ユニット（ＰＳＵ）６２、温度コントローラ６６、および、プローブパワースイッチャー６８を含む。

温度コントローラ６６は、加熱要素を加熱するためにアウトプットライン１５２の第１の加熱要素１６０ａや第２の加熱要素１６０ｂなどの熱源に電力を出力するように構成される。温度コントローラ６６は、入力ライン７２の入力デバイス７４から信号を受けることができ、この信号は、アウトプットライン５２に沿って熱源にいくらの電力を出力するかを決めるために温度コントローラ６６によって使用され得る。１つの好適な実施形態では、入力デバイス７４は、いくらの電力を出力すべきかを選ぶために、ユーザーにより操作可能なスイッチである。他の実施形態では、入力デバイス７４は、レセプタクル１３６に受け入れられた測定プローブ２０の作動温度を示すレセプタクル１３６に設置された温度センサーであってもよい。従って、これらのケースにおいて、温度コントローラ６６は、入力デバイス７４からの入力に基づいて測定プローブ２０の温度を維持するために、熱源にいくらの電力を提供すべきかを決めるように構成される。さらなる実施形態において、温度コントローラ６６は、ライン１５６に沿って測定プローブからデータを受けることができるプローブ電源スイッチ６８を介して測定プローブに配置された温度センサー１８０から、測定プローブ２０の作動温度を示す信号を受けることができる。

従って、当然のことながら、ユーザーの要求に応じて、温度コントローラ６６は、測定プローブの温度を常温に維持するように構成され得る。このケースにおいて、温度コントローラ６６は、例えば、周囲温度の変化を補償するように作用するように構成され得る。これは、周囲温度を測定するか、または、測定プローブ自身の温度を測定し、それに応じて加熱要素のアウトプットを変更することによりなされる。選択的には、温度コントローラ６６は、測定プローブの温度を周囲温度に対してある差で維持する構成としうる。この差は、一定の差であるか、または、ユーザーの要求に応じて変化し得る。

プローブパワースイッチャー６８は、ワイヤ１５６を介して電気コネクタ１５４に接続され、電気コネクタ１５４が測定プローブ２０のコネクタ１５５と接触したときを決定するように構成される。プローブパワースイッチャー６８は、また、電気構成部品をレディモードの測定プローブ２０に維持するために、電力を電気コネクタ１５４を介して測定プローブ２０に供給するように構成され得る。

プローブパワースイッチャー６８とアウトプットライン１５６を含む必要がない以外、図２乃至図４に示されるような保管装置４のための温度コントローラ機器２７は、図６において示されたものと同様である。また、当然のように、温度コントローラ６６は、個々の熱源およびレセプタクル３６ａ、３６ｂ、３６ｃのそれぞれの電気コネクタと接続され、お互いに個々の熱源および個々のセットの電気コネクタを独立してコントロールすることができる。

使用において、ヘッド１０にロードされる測定プローブ２０は、測定プローブ２０の溝がレセプタクルのリブ１３８、１４０に係合するように、測定プローブ２０を矢印Ａ（図５を参照）により示された方向のレセプタクルの中へ移動することにより、レセプタクル、例えば図５乃至図７において説明されたレセプタクル１３６内に保管される。そうする際に、ヘッド１０は、保護カバー１４２をレセプタクルハウジング１３４内に押しやる。ヘッド１０と測定プローブ２０は、対応する磁石を（図示しない）介して共に保持される。従って、ヘッド１０を測定プローブ２０から離すためには、磁石を離れさせるように、ヘッド１０を測定プローブ２０からヘッド１０を引き離すために、ＣＭＭ２が垂直に動く。その時、ヘッド１０は、レセプタクル１３６から離れるように動かされ、その結果、保護カバー１４２は、ばね１４３のバイアスの下でその閉じられた位置に戻される。測定プローブ２０の磁石（図示しない）は、磁気熱伝達プレート１４２に引き付けられ、その結果、測定プローブ２０は熱伝達プレート１４２と接触するように上方に引かれ、それにより、上記したように、接触アセンブリ１４８の電気コネクタ１５４と測定プローブの電気コネクタ１５５との間の電気的接触を形成する。

プローブパワースイッチャー６８は、対応する電気のコネクタ１５４、１５５の間の接触の確立を検出し、測定プローブ２０内の電気構成部品に電力を提供する。その間、温度コントローラ６６は、電力を、測定プローブ２０を加熱するために、第１の加熱要素１６０ａおよび第２の加熱要素１６０ｂに供給し、それにより、測定プローブ２０を所定温度に維持する。上述したように、所定温度は常温であってもよい。選択的には、所定温度は、例えば周囲温度に対して所定の温度差をもつ、所定の変動する温度であってもよい。

測定プローブ２０がＣＭＭ２での使用のためのヘッド１０にロードされる必要がある時には、ヘッド１０は、保護カバー１４２をレセプタクルハウジング１３４内にスライドさせるように、保護カバー１４２内に移動する。そうする際に、これが接触アセンブリ１４８の電気コネクタ１５４と測定プローブ２０の電気コネクタとの間の電気的接触を断ち、測定プローブ２０の磁石も磁気熱伝達プレート１４６から離す。従って、測定プローブ２０は、レセプタクルのリブ１３８及び１４０と測定プローブ２０の対応する溝との間の係合によってレセプタクルに保持される。いったんヘッド１０の磁石および測定プローブ２０の対応する磁石が、位置合わせされると、ヘッド１０は測定プローブ２０をピックアップして、レセプタクルから測定プローブ２０をスライドさせる。

測定プローブ２０が保管装置１０４によりその作動温度に保持されているので、測定プローブ２０がその作動温度まで温もることを待つ必要がない。従って、測定プローブ２０は、測定作業において直ちに使用され得る。

Claims (22)

1. 座標位置決めマシンと共に使用する測定プローブのための保管装置であって、
   測定プローブのための少なくとも一のレセプタクルを有する保管ユニットと、
   測定プローブが少なくとも一のレセプタクルに配置される際に、測定プローブの温度をコントロールするための少なくとも一の温源と、
   を有する保管装置。
2. 前記温源は、前記レセプタクルに配置された測定プローブの選択された部分をターゲットとするように構成される、請求項１に記載の保管装置。
3. 前記レセプタクルに配置された前記測定プローブの第１の端部をターゲットとするように前記温源が構成される請求項２に記載の保管装置。
4. 前記温源の少なくとも一部は、前記レセプタクルに対して変位可能である、請求項１乃至３のいずれかに記載の保管装置。
5. 前記温源の少なくとも一部は、前記温源が前記レセプタクル内に配置された測定プローブの選択された部分を越えて延在する閉じられた位置と、前記レセプタクル内に配置された前記測定プローブの前記選択された部分が露出される開放位置との間で、前記レセプタクルに対して変位可能である、請求項４に記載の保管装置。
6. 前記温源は、少なくとも一の温度要素、および、少なくとも一の温度伝導アームを有し、前記少なくとも一の温度伝導アームは、前記レセプタクルに対して変位可能である、請求項１ないし５のいずれかに記載の保管装置。
7. 前記少なくとも一の温度要素は、前記アームが前記温度要素に対して変位可能であるように、前記少なくとも一のアームと分離して提供される、請求項６に記載の保管装置。
8. 前記少なくとも一の温度要素は、前記アームに対して固定される、請求項６に記載の保管装置。
9. 前記温源をコントロールするように構成された温度制御装置さらに含む、請求項１ないし８のいずれかに記載の保管装置。
10. 前記温度制御装置は、前記レセプタクルに配置された前記測定プローブの温度を実質的に所定温度に維持するように前記温度をコントロールするように構成される請求項９に記載の保管装置。
11. 前記所定温度は、前記測定プローブの作動温度である請求項１０に記載の保管装置。
12. 前記温度制御装置は、前記レセプタクルに配置された前記測定プローブの作動温度を示している信号を温度センサーから受けるように構成され、かつ、測定プローブの温度を前記作動温度に維持するために前記温源をコントロールするように構成される請求項１１に記載の保管装置。
13. 前記温度制御装置は、前記保管装置に配置された前記温度センサーから、前記レセプタクルに配置された前記測定プローブの前記作動温度を示している信号を受けるように構成される請求項１２に記載の保管装置。
14. 前記温度制御装置は、前記測定プローブに配置された前記温度センサーから、前記測定プローブの前記作動温度を示している信号を受けるように構成される請求項１２に記載の保管装置。
15. 前記保管ユニットは、前記レセプタクル内に配置された前記測定プローブにおいて電力を少なくとも一の電気構成部品に供給するための少なくとも一の電気コネクタを含む、請求項１ないし１４のいずれかに記載の保管装置。
16. 前記少なくとも一の電気コネクタは、前記測定プローブの少なくとも一の座標位置決めマシン電力供給コネクタと接続するように構成される請求項１５に記載の保管装置。
17. 前記温源は、熱源を含む、請求項１ないし１６のいずれかに記載の保管装置。
18. 前記加熱要素は、抵抗器である請求項１７に記載の保管装置。
19. 請求項１ないし１８のいずれかに記載の保管装置と、
    前記少なくとも一のレセプタクルに割り当てられた測定プローブを含むキット。
20. 保管ユニット内において座標位置決めマシンと共に使用するための測定プローブを保管する方法であって、
    前記測定プローブを前記保管ユニット内に配置すること、および、
    前記温源を介して前記測定プローブの温度をコントロールすること、
    を含む方法。
21. 前記測定プローブの温度を実質的に所定温度に維持することを含む請求項２０に記載の方法。
22. 前記所定温度は、前記測定プローブの作動温度である請求項２１に記載の方法。

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