JP2020536234A5

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Publication number: JP2020536234A5
Application number: JP2020517448A
Authority: JP
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2021-08-19
Anticipated expiration: 2038-09-27

Claims

回路を座標測定機（ＣＭＭ）のプローブに統合するためのＣＭＭのプローブ構成体において、
位置合わせフレームと、
前記位置合わせフレームに一定の関係で取り付けられ、少なくとも第１の光源と第１の位置感知検出器とを備える光学検出構成体と、
を備え、前記位置合わせフレームと前記光学検出構成体とが、内側ビーム経路容積を少なくとも部分的に取り囲み、かつ前記内側ビーム経路容積へのアクセスを提供するために自身の遠位端に開口を提供するスタイラス位置検出部と、
前記スタイラス位置検出部に一定の関係で結合する懸架フレームと、
スタイラスに堅固に結合されるように構成されたスタイラス結合部と、
前記懸架フレームと前記スタイラス結合部とに取り付けられ、前記懸架フレームに対して前記スタイラス結合部の移動を可能にするように構成されたスタイラス移動機構と、
前記スタイラス結合部に対して固定され、前記スタイラス結合部と共に移動し、第１の光源光路に沿って前記光源からの光を受け取り、前記第１の位置感知検出器に対して第１の測定光路に沿って第１の測定光ビームを出力するように配置され、前記第１の測定光ビームが自身の対応する移動に従って移動する第１の位置指示要素と、
を備え、前記スタイラス位置検出部の前記遠位端に近接して配置されたスタイラス懸架部と、
それぞれの曲げ軸を有する少なくとも３つのフレキシブルな曲げ部を備える１セットの曲げ部によって結合された少なくとも４つの基板部を備える１セットの基板部を備え、自身がほぼ平面に展開された形態にあるとき、少なくとも２つの前記曲げ部の前記曲げ軸がそれら少なくとも２つの前記曲げ部の間で６０度と１２０度の間の角度に成形される剛性フレックス回路要素と、
前記１セットの基板部の少なくとも２つの基板部に嵌合する１セットの支持面を備え、前記剛性フレックス回路要素が少なくとも２つの前記基板部を自身上の対応する支持面に近接するように配置するために、前記曲げ部で折り曲げられるように構成された３次元のキャリアフレームと、
を備える回路基板アセンブリと、
を備え、少なくとも２つの前記基板部が前記キャリアフレーム上の対応する前記支持面に結合されるように構成され、前記回路基板アセンブリが前記スタイラス位置検出部の大部分を少なくとも部分的に取り囲むように構成され、前記位置合わせフレームに対して固定された前記キャリアフレームで前記位置合わせフレームに結合される
ことを特徴とするＣＭＭのプローブ構成体。
請求項１において、
前記第１の位置指示要素は前記スタイラス位置検出部の前記遠位端の前記開口を通って前記内側ビーム経路容積内に延在するように構成され、前記第１の光源光路と前記第１の測定光路は前記内側ビーム経路容積内にすべて含まれることを特徴とするＣＭＭのプローブ構成体。
請求項１において、
前記第１の位置指示要素は前記内側ビーム経路容積の外側に配置され、前記第１の光源光路と前記第１の測定光路は前記スタイラス位置検出部の前記遠位端の前記開口を通って延在することを特徴とするＣＭＭのプローブ構成体。
請求項１において、
少なくとも２つの前記基板部の前記曲げ軸は、前記剛性フレックス回路要素がほぼ平面
に展開された形態であるときに、ほぼ直交しており、少なくとも２つの前記基板部は少なくとも１つの保持要素またはボンディングによって前記キャリアフレーム上の対応する前記支持面に結合されるように構成され、前記キャリアフレームの１つまたは複数の支持面は前記位置合わせフレームの１つまたは複数の表面に接することを特徴とするＣＭＭのプローブ構成体。
請求項１において、
前記１セットの基板部は、前記位置合わせフレームに固定された少なくとも１つの電子部品に電子的に接続する少なくとも１つのコネクタ基板部を備えることを特徴とするＣＭＭのプローブ構成体。
請求項１において、
前記キャリアフレームは、少なくとも１つの丸みを帯びた曲げ軸支持領域を備え、前記剛性フレックス回路要素が少なくとも２つの前記基板部を前記キャリアフレーム上の対応する前記支持面に近接するように配置するために前記曲げ部で折り曲げられる際に、少なくとも１つの曲げ部は、少なくとも１つの前記曲げ軸支持領域に近接して配置されることを特徴とするＣＭＭのプローブ構成体。
請求項１において、
前記キャリアフレームは、Ｚ軸を横切るように向けられ、前記Ｚ軸を横切るように向けられた基板部を支持する少なくとも１つの支持面を備えることを特徴とするＣＭＭのプローブ構成体。
請求項１において、
前記１セットの基板部は、少なくとも１つの内側基板部と少なくとも１つの外側基板部とを備え、前記剛性フレックス回路要素が前記曲げ部で折り曲げられたとき、少なくとも１つの前記内側基板部は前記キャリアフレーム上の対応する支持面に近接して配置され、少なくとも１つの前記内側基板部及び少なくとも１つの前記外側基板部は、互いにほぼ平行に配置され、少なくとも１つの前記外側基板部、少なくとも１つの前記内側基板部、及び前記キャリアフレーム上の対応する前記支持面にほぼ垂直な方向に沿って少なくとも部分的に互いに重なり合うことを特徴とするＣＭＭのプローブ構成体。
請求項１において、
前記基板部の１つは、前記剛性フレックス回路要素へのプログラム可能なアクセスを提供するように構成されたフィールドプログラマブルゲートアレイを備えることを特徴とするＣＭＭのプローブ構成体。
請求項１において、
前記懸架フレームは、前記位置合わせフレームに堅固にかつ解放可能に結合されることを特徴とするＣＭＭのプローブ構成体。
請求項１０において、
前記懸架フレームは、回転調整可能なクランプ機構を使用して、前記位置合わせフレームに取り付けられることを特徴とするＣＭＭのプローブ構成体。
請求項１において、
前記キャリアフレームは、電気絶縁材料からなり、組み立て中に金属ハウジングを前記ＣＭＭのプローブ構成体上の位置に案内し、前記剛性フレックス回路要素上の非接地導電要素と組み立てられた前記金属ハウジングとの間の接触を防止する一体型スペーサまたは絶縁リブの少なくとも１つを備えるＣＭＭのプローブ構成体。
請求項１において、
前記光学検出構成体は、第２の位置感知検出器を備え、
前記スタイラス懸架部は、前記第１の位置指示要素に対して固定され、第２の光源光路に沿って前記光源からの光を受け取り、前記第２の位置感知検出器に対して第２の測定光路に沿って第２の測定光ビームを出力するように配置された第２の位置指示要素を備え、前記第２の測定光ビームは、前記第２の位置指示要素の対応する移動に従って移動し、
前記第１及び第２の位置感知検出器は前記位置合わせフレームに固定され、前記１セットの基板部は、前記第１及び第２の位置感知検出器の少なくとも１つに電子的に接続する少なくとも１つのコネクタ基板部を備えることを特徴とするＣＭＭのプローブ構成体。
請求項１３において、
前記第１の位置指示要素及び前記第２の位置指示要素は、互いにかつ前記スタイラス結合部に堅固に結合され、前記内側ビーム経路容積内に配置されることを特徴とするＣＭＭのプローブ構成体。
座標測定機（ＣＭＭ）で使用するための走査プローブを組み立てる方法であって、
それぞれの曲げ軸を有する少なくとも３つのフレキシブルな曲げ部を備える１セットの曲げ部によって結合された少なくとも４つの基板部を備える１セットの基板部を備える剛性フレックス回路要素の折り曲げ工程であって、前記剛性フレックス回路要素が折り曲げられる前で、前記剛性フレックス回路要素がほぼ平面に展開された形態にあるとき、少なくとも２つの前記曲げ部の前記曲げ軸がそれら少なくとも２つの前記曲げ部の間で６０度と１２０度との間の角度を形成し、
前記剛性フレックス回路要素を、取り付けの一部として、前記１セットの基板部の少なくとも２つの基板部に嵌合する支持面のセットを備える３次元のキャリアフレームに取り付ける工程であって、前記剛性フレックス回路要素を折り曲げ工程が少なくとも２つの前記基板部を前記キャリアフレーム上の対応する支持面に近接するように配置するために、前記曲げ部で折り曲げることを含み、前記取り付けの一部として、少なくとも２つの前記基板部が前記キャリアフレーム上の対応する前記支持面に取り付けられ、回路基板アセンブリがスタイラス位置検出部の大部分を少なくとも部分的に取り囲み、位置合わせフレームに対して固定された前記キャリアフレームで前記位置合わせフレームに結合され、そして
スタイラス懸架部に前記スタイラス位置検出部を結合する工程であって、
前記スタイラス位置検出部は、
前記位置合わせフレームと、
前記位置合わせフレームに一定の関係で取り付けられ、少なくとも第１の光源と第１の位置感知検出器とを備える光学検出構成体と、
を備え、前記位置合わせフレームと前記光学検出構成体とが、内側ビーム経路容積を少なくとも部分的に囲み、かつ前記内側ビーム経路容積へのアクセスを提供するために前記スタイラス位置検出部の遠位端に開口を提供し、そして
前記スタイラス懸架部は、前記スタイラス位置検出部の前記遠位端に近接して配置され、
前記スタイラス位置検出部と一定の関係で結合する懸架フレームと、
スタイラスに堅固に結合されるように構成されたスタイラス結合部と、
前記懸架フレームと前記スタイラス結合部とに取り付けられ、前記懸架フレームに対して前記スタイラス結合部の移動を可能にするスタイラス移動機構と、
前記スタイラス結合部に対して固定され、前記スタイラス結合部と共に移動し、第１の光源光路に沿って前記光源からの光を受け取り、前記第１の位置感知検出器に対して第１の測定光路に沿って第１の測定光ビームを出力するように配置され、前記第１の測定光ビームが自身の対応する移動に従って移動する第１の位置指示要素と、
を備えることを特徴とする方法。
システムにおいて、
位置合わせフレームと、
前記位置合わせフレームに一定の関係で取り付けられ、少なくとも第１の光源構成体と第１の位置感知検出器及び第２の位置感知検出器とを備える光学検出構成体と、
を備え、前記位置合わせフレームと前記光学検出構成体とが、内側ビーム経路容積を少なくとも部分的に取り囲み、かつ前記内側ビーム経路容積へのアクセスを提供するために自身の遠位端に開口を提供するスタイラス位置検出部と、
前記スタイラス位置検出部に一定の関係で結合する懸架フレームと、
ワークピースの表面に沿って走査するための接触部を有するスタイラスに堅固に結合されるように構成されたスタイラス結合部と、
前記懸架フレームと前記スタイラス結合部とに取り付けられ、前記懸架フレームに対して前記スタイラス結合部の移動を可能にするように構成されたスタイラス移動機構と、
前記スタイラス結合部に対して固定され、前記スタイラス結合部と共に移動し、第１の光源光路に沿って前記第１の光源構成体からの光を受け取り、前記第１の位置感知検出器に対して第１の測定光路に沿って第１の測定光ビームを出力するように配置され、前記第１の測定光ビームが自身の対応する移動に従って移動する第１の位置指示要素と、
前記スタイラス結合部に対して固定され、前記スタイラス結合部と共に移動し、第２の光源光路に沿って前記第１の光源構成体からの光を受け取り、前記第２の位置感知検出器に対して第２の測定光路に沿って第２の測定光ビームを出力するように配置され、前記第２の測定光ビームが自身の対応する移動に従って移動する第２の位置指示要素と、
を備え、前記スタイラス位置検出部の前記遠位端に近接して配置されたスタイラス懸架部と、
それぞれの曲げ軸を有する少なくとも３つのフレキシブルな曲げ部を備える１セットの曲げ部によって結合された少なくとも４つの基板部を備える１セットの基板部を備える剛性フレックス回路要素と、
前記１セットの基板部の少なくとも２つの基板部に嵌合する１セットの支持面を備え、前記剛性フレックス回路要素が少なくとも２つの前記基板部を自身上の対応する支持面に近接するように配置するために、前記曲げ部で折り曲げられるように構成された３次元のキャリアフレームと、
を備える回路基板アセンブリと、
を備え、少なくとも２つの前記基板部が前記キャリアフレーム上の対応する前記支持面に結合されるように構成され、前記回路基板アセンブリが前記スタイラス位置検出部の大部分を少なくとも部分的に取り囲むように構成され、前記位置合わせフレームに対して固定された前記キャリアフレームで前記位置合わせフレームに結合される走査プローブと、
前記第１の位置感知検出器からの第１のセットの位置指示信号と、前記第２の位置感知検出器からの第２のセットの位置指示信号とを処理して、前記スタイラスの接触部の３Ｄ位置を決定する処理部と、
を備えることを特徴とするシステム。
請求項１６において、
前記剛性フレックス回路要素の前記１セットの基板部は、前記第１の位置感知検出器からの第１のセットの位置指示信号と前記第２の位置感知検出器からの第２のセットの位置指示信号とを処理して、前記スタイラスの接触部の３Ｄ位置を決定する処理部を含むことを特徴とするシステム。