JP2539821B2 - 接触検知プロ−ブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は加工片の寸法を測定するための装置において
使用する接触検知プローブに関するものである。

［従来の技術］ 一般に、接触検知プローブは機械に接続された第１の
固定部分を有する。この機械により固定部分を支持して
測定すべき加工片に対してこの固定部分を移動させる。
このプローブは、加工片に係合するようになされたスタ
イラスを有する可動部分を含む。支持手段を設けて、可
動部分を固定部分における休止装置に支持し、スタイラ
スが加工片に係合するときに可動部分を休止位置から変
位させる。検知手段を設けてかかる係合を検知し、およ
び上述の機械に設けられて固定部分の位置を決定するた
めの測定システムに送出すべき信号を発生させる。

スタイラスの加工片との接触を圧電センサによって検
知するようにし、その圧電センサの出力から前記信号を
発生させる電気回路を設けた接触検知プローブは知られ
ている。かかる接触検知プローブの例は英国特許明細書
第1,586,052号および2,049,198号ならびに本願人の係属
中の国際特許出願であってW0 86/03829号として公開さ
れた出願に示されている。

これら公知のプローブは、スタイラスの物理的変位を
検知するプローブよりも感度が増大している。その理由
は、スタイラスの加工片との初期接触によってトリガー
された信号を発生させることができるからである。

［発明が解決しようとする問題点］ 圧電センサの特性上、圧電センサはスタイラスが加工
片と接触するときにそのスタイラスに伝えられる鋭い加
速すなわち衝撃によってトリガー信号を発生する。この
ことは、ある最小の速度で機械がプローブを加工片に対
して駆動することにより、スタイラスを加速して加工片
と接触させるようにすることを意味し、この最小速度よ
り低い速度においてはトリガー信号は発生しない。従っ
て、スタイラスが加工片と接触した後に、プローブより
機械を停止させる信号が発生せず、機械がプローブを加
工片に向けて駆動し続けるときには、機械またはプロー
ブが破損されるかもしれないという問題点がある。

プローブにおける重要な要件は、スタイラスが休止位
置からどのように変位してもその後に休止位置に戻るこ
と、およびプローブがその休止位置に着座しているか否
かについてプローブが示すことである。

これら要件はスタイラスがその休止位置に着座したこ
とを検知し、あるいはスタイラスがその休止位置から変
位したことを検知する少なくとも１つの他の電気回路を
設けることによって満足することができる。

このようなプローブには次のような問題点がある。こ
れら２つの電気回路に電源を供給しおよびプローブ本体
から機械にあるいは機械に対して無線伝送を行うための
伝送ユニットに２つの信号を供給するためには、ただ１
つの検知回路しか持たないプローブに比較して、プロー
ブ本体に更に別の電気的接続が必要となる。このこと
は、２つの検知回路を持つプローブは１つの検知回路を
持つプローブと互換性が無いことを意味する。この問題
点は、スタイラス接触センサが圧電センサであるかある
いは他の種類のセンサ、例えば容量性、誘導性あるいは
ピエゾ抵抗型のセンサであるかに応じて生じる。

そこで、本発明の目的は、このような問題点を解決し
た接触検知プローブを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明プローブ
は、その特許請求の範囲に記載したように、プローブの
スタイラスがその休止位置から変位したときに信号を発
生する手段に接続された第１の電気的接続線、スタイラ
スが最初に加工片に接触したときに信号を発生するスタ
イラス接触センサに接続された第２の電気的接続線、お
よび前記電気的接続線の全てが接続され、プローブの外
部に対する接続を行うことができ、それによりプローブ
に対する電力の供給および前記信号の受信を行うただ２
つの端子を有する電気回路を備える。

すなわち、加工片の寸法を測定するための装置に用い
られる接触検知プローブにおいて、前記プローブは： 前記装置に取付けるためのハウジングと、該ハウジン
グ内に設けられ、測定動作中加工片の表面に係合可能な
スタイラスに接続可能な可動部材と、該可動部材を休止
位置において前記ハウジングに支持する支持手段と、前
記可動部材と前記ハウジングとの間に配置されたバイア
ス手段であって、前記スタイラスが加工片に係合すると
きに当該バイアス手段に抗して前記可動部材の前記ハウ
ジングに対する変位を許可しつつ前記可動部材を前記支
持手段の前記休止位置に向けて駆動するバイアス手段
と、前記スタイラスの加工片に対する初期接触を検知し
てそれに応答する信号を第１の電気的接続を介して取出
す第１検知手段と、前記可動部材の前記休止位置におけ
る支持および前記休止位置からの変位を検知し、それを
示す電気的信号を第２の電気的接続を介して取出す第２
の検知手段と、前記第１および第２の電気的接続に接続
され、前記プローブの外部に対する接続を行うことので
きるただ２つの端子、および前記第１および第２の検知
手段からの前記信号を組合わせ、該両信号を当該２つの
端子を介して送出するための手段を有する電気的回路と
を具えたことを特徴とする。

［作 用］ 本発明プローブの１つの利点は、このプローブに対し
てただ２つの外部接続線しか必要としないので、機械あ
るいは無線伝送ユニットに対してただ２つの接続線しか
持たない他のプローブとも互換性があるということであ
る。

本発明プローブの他の利点は、支持手段からの信号
が、プローブスタイラスが加工片と初期接触したときに
圧電センサが信号を発生し損なったときに機械に対する
トリガー信号として作用するということである。支持手
段からの信号はスタイラスがその休止位置に再着座した
ことをも示す。

［実施例］ 以下に図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図および第２図を参照するに、符号１で総称され
た本発明プローブは第１の固定部分すなわちハウジング
２を有する。このハウジング２はかかるプローブを被測
定加工片４に対して移動させるための（それ自体公知
の）機械キャリッジ３に固着される。

キャリッジ３は、コンピュータ６の制御のもとに、機
械のトラック５上を移動可能である。光−電子システム
７によってキャリッジ３のトラック５に沿って瞬時位置
を読取り、そしてその読取値をカウンタ８に供給する。
このカウンタ８は機械の位置を連続的に表示する。プロ
ーブ１が加工片４と接触したときにこのプローブ１から
取出されたセンサ信号をインターフェースユニット９を
介してシステム７に接続し、それによりこのシステム７
に指示を与えて、センサ信号を受信したときのキャリッ
ジ３の位置の測定値を既知の形態でコンピュータ６のス
トア10に転送する。従って、測定動作は、キャリッジ３
を移動させてスタイラス16が加工片４と係合するように
し、およびストア10の内容を読出すことを伴う。

なお、トラック５自体を他のトラックに取付けてプロ
ーブ１を三次元移動させるようにしてもよい。あるいは
また、加工片４を可動機械テーブルに取付けることもで
きる。これらのいずれも図面には示していないが、同業
者にとってよく知られていることである。

プローブ１は更にスタイラスホルダ15を有する第２の
可動部分14を有する。このスタイラスホルダ15にはスタ
イラス16を固着する。スタイラス16は測定動作の間にキ
ャリッジ３によって加工片４と係合させられるようにな
る自由端17を有する。それ自体公知の運動機構的支持部
材18によって、可動部分と固定部分との間の相対的移動
を可能としながらその可動部分を固定部分上に支持す
る。この支持部材18はスタイラス16の軸の周りに等間隔
に配置された３つの位置においてハウジング２およびホ
ルダ15にそれぞれ設けられた対向する座素子19および20
によって形成される。第２図に示す支持部材18の具体例
では、座素子19は一対のボールを有し、座素子20はスタ
イラスホルダ15から放射状に点在しボール19と係合する
シリンダを有する。部分２と14との間に配置されたばね
21によって部分14を支持部材18上の休止位置（これは図
示されている位置である）に押圧する。部分14は、スタ
イラス16が加工片４と係合したときに休止位置からある
制限された量だけ変位可能であり、それによりプローブ
１と加工片４との間の衝突による破損を防止するように
する。ばね21は、プローブ１が加工片４から離れてその
変位力が消滅したときに部分14を休止位置に復帰させ
る。ボール座19はハウジング２から電気的に絶縁され、
そして第２図に示されているように、これらボール座19
は導線13によって直列に電気的に結線されている。従っ
て、ボール19の各対は、それに関連するシリンダ20と共
に電気的スイッチを形成する。このスイッチは、スタイ
ラスホルダ15が休止位置にあるときに閉成され、スタイ
ラス16が加工片４と接触するように変位することによっ
て開放される。ボール座19から信号処理電子回路24への
接続は電気的接続線25および26によって行われ、それら
接続線25および26によって、スタイラス16の変位が生じ
たときの検知信号およびスタイラス16がその休止位置に
復帰し測定サイクルが引続き進むことを示す再着座信号
の双方を供給する。上述した支持部材18は自由度５の移
動、すなわち水平方向の直交軸（ｘおよびｙ軸）に沿っ
て力が印加されることによる傾斜および垂直軸（＋ｚ
軸）に沿っての力の印加による上方向への移動を伴って
スタイラス16を支持することができるのみである。しか
し、スタイラスが垂直軸（−ｚ軸）に沿って下方にも移
動することができ、それにより完全に６方向の動作を行
うことができるプローブも知られており、本発明はこの
ようなプローブに対しても簡単に適用することができ
る。

ばね21は圧力パッド22を介して部分14に作用する。こ
の圧力パッド22は円錐状の端部を有し、その端部により
このパッド22を部分14の中央部分に形成した対応するく
ぼみ14A内に支持する。くぼみ14Aはいかなる適当な形態
とすることもでき、例えばこのくぼみ14Aは円形のくぼ
みあるいはより大きい円錐角の円錐座とすることができ
る。パッド22は圧電センサ22Aを有し、この圧電センサ2
2Aを適切に配置して、スタイラス16が加工片４と係合さ
せられたときに生じる圧電効果を検知し、そしてセンサ
出力信号を発生し、この信号を、後述するように、信号
処理電子回路24に供給する。

第３図を参照するに、圧電センサ22Aはパッド22の上
側部分22Bと底側部分22Cとの間に介挿された平坦な円形
状のセラミック素子である。圧電効果はよく知られてお
り、結晶にある圧力が加えられたときにその結晶がある
電圧を発生する能力として表現される。上側部分22Bは
ばね21を取付けるためのカラーとして作用する。従っ
て、ばね21は、スタイラスホルダ15を支持部材18に押付
ける弾性力を発生する機能に加えて、圧電素子22Aの上
向きの移動に対して降伏抵抗を与えて圧力波により圧縮
をその内部に発生させて検知信号を発生することができ
るようにする。電気的接続線32および33によって圧電セ
ンサ22Aの上側および底側表面に接続を行って検知信号
を信号処理電子回路24に取出す。中央圧力パッド34およ
び環状圧力パッド35を設けることによって圧電センサ22
Aの効率は高められる。他の配置（図示せず）において
は、圧電センサ22Aをスタイラスホルダ15の上側表面上
に直接に取付けてもよい。この場合、ばね21の力はカラ
ー22B上の円錐状端部を介して、平坦に形成されおよび
センサの上側に配置された部分22C上に直接に伝達され
る。

ばね21とスタイラスホルダ15との間で圧電センサ22A
は種々の位置に配置することができ、圧力パッドを適当
に配置してセンサにより発生する信号を最適なものとす
ることができる。その可能な配置のいくつかは、例えば
上述した国際特許出願第W0 86/03829号に開示されてい
る。あるいはまた、センサをスタイラス16に配置するこ
ともできる。いくつかの他の実施例においては、センサ
からの電気的接続線の一方をばね21を介して信号処理電
子回路24に接続し、第２のスプリングを設けてそれによ
り第２の接続を形成するようにしてもよい。

圧電センサは衝撃あるいは加速に対して非常に感度が
高く、スタイラスが加工片と初期接触したときに電圧出
力を発生する。しかし、例えば小さな穴の内径を測定す
る場合、スタイラスが加工片に極めてゆっくり駆動さ
れ、そして接触時に生じる衝撃が非常に小さいために圧
電センサによってほとんど検知がなされない場合も起こ
り得る。このような状態では、機械はプローブを加工片
に向けて駆動し続け、それによりスタイラスを変位させ
てボール座19から検知信号を発生させるようにする。従
って、この検知信号は機械、プローブあるいは加工片の
破損を防止するためのフェイルセイフ信号として用いら
れるのみならず、圧電センサが信号を発生しないような
速度で機械が動作しているときに、精度は高くないが、
そのプローブが測定の読取りを行うことができるように
することができる。

プローブの２つの検知配置、すなわち圧電センサおよ
びボール座検知の配置によって得られた情報の全てを、
そのプローブを他のプローブと交換可能にすることを阻
止するさらに他の結線を行うことなしに、利用するため
には、本発明では、信号処理電子回路24に、検知信号を
簡単かつ効果的な形態で結合し、およびただ２つの外部
電気接続線のみをプローブに接続することしか必要でな
い電気回路を設ける。

上述したプローブ１の信号処理電子回路24において用
いられる電気的回路の一例を第４図に示す。この電気的
回路では、プローブ１の２つの検知配置を並列に接続
し、そして２つの端子61および62に接続してプローブ１
に電力を供給し、およびプローブ１の出力を受信するよ
うにする。

座検知配置については、接続線39を端子61に接続し、
接続線38を高抵抗値の抵抗40を介して端子62に接続する
ことにより、ボール19およびシリンダ20によるスイッチ
が閉成されるときに端子61と62との間が完全に短絡され
ないようにする。

圧電センサ22Aについては、接続線32を端子62に接続
し、接続線33を増幅器41を介して端子61に接続する。こ
の増幅器41は、センサ信号を増幅してプローブ１とイン
ターフェースユニット９との間に必要とされるケーブル
引廻しを通してそのセンサ信号を駆動すると共に、その
ケーブルに沿っての信号対雑音比を改善するために設け
る。この増幅器41は高域通過フィルタとしても作用す
る。この増幅器41の出力をコンデンサ42を介して端子61
に交流結合する。スタイラス16が加工片に接触したとき
に圧電センサ22Aにより発生する信号は短い共振パルス
であり、増幅器41の通過帯をその共振周波数と両立する
ように選択することによって、センサ22Aにより発生し
機械に及ぼされる電気的ノイズおよびその他の振動の大
部分をセンサ信号から除去することができるようにす
る。

プローブ１に対する電力は、機械の電源からインター
フェース９を通して供給され、そして電圧Vsの電源線か
らプルアップ抵抗43を通して一定の直流電圧として端子
61に供給される。

この回路は次のように動作する。座素子19および20が
休止位置にある間は、端子61と62の間には座および抵抗
40を介して（そして一部は増幅器41を介して）一定の直
流電流が流れる。しかし、圧電センサ22Aのいかなる励
起もない場合には、交流電流はこの装置を通して流れな
い。

プローブ１のスタイラス16が加工片に十分に接触して
圧電センサ22Aにより信号が発生させられるようになっ
たとき、交流センサ信号は端子61において直流電流に結
合される。インターフェース９における減結合コンデン
サ44によって直流電流に対する交流の付加を検知し、お
よびインターフェース９における関連する回路によって
コンデンサからの出力を処理して機械を停止して測定の
読取を行うための信号を機械に送出するようにする。座
素子のいずれか１つが変位してその座における電気的接
触が遮断されるようになると、端子61と62の間に開放回
路が形成され、そして端子61の電圧は電源電圧にまで増
加する。この電圧変化をインターフェースユニット９で
はそれ自体公知の方法で検知し、そしてそのインターフ
ェース回路により機械に対する送出を処理する信号を発
生させる。

このように、インターフェースユニット９は２つの端
子61と62との間に生じる異なる電圧に応動して、圧電セ
ンサ22Aがトリガーされたかあるいはスタイラス16が変
位したかに応じて機械に適切な信号を送る。インターフ
ェースユニット９からの２つの信号は、機械に個別に送
給していずれがいずれの信号であるかを明確にするよう
にすることもできれば、あるいはまた、これら２つの信
号をインターフェース回路において組合せてこれとは別
に処理信号を発生させて機械に対していずれの検知配置
がその信号を発生させたかを識別するようにすることも
できる。さらに加えて、スタイラス16の変位信号が受信
された後に、インターフェースユニット９は、もとの直
流電圧が端子61に復帰するまで機械によるそれ以上の測
定動作を禁止するように構成することもできる。適切な
インターフェース回路は本願人の共に継続中の英国特許
出願第8621243号に記述してある。

電気的回路の他の例を第５図に示す。第５図において
は、プローブ１の２つの検知配置を直列に接続する。こ
の回路およびインターフェースユニット９においては抵
抗40を除いて第４図の回路の素子の全てが含まれてお
り、同一の参照符号を付すものとする。

この回路の動作は次のとおりである。座素子19および
20が休止位置にある間、直流電流は端子61から接続線39
およびボール19およびシリンダ20を介して端子62に流れ
る。座素子19および20において電気的接触が遮断された
とすると、端子61と62との間の直流電圧のレベルは上例
と同じように変化する。

プローブ１のスタイラス16が加工片４と接触して圧電
センサ22Aによって信号が発生させられるようになる
と、交流信号が端子61と62との間にコンデンサ42により
結合される。先に説明したように、これら変化はインタ
ーフェースユニット９において検出されて適切な信号が
機械に供給されるようにすることができる。上述した直
列接続回路のひとつの欠点は、座素子において電気的接
触が遮断される度毎に増幅器41がON,OFFされるというこ
とである。

第４図および第５図の回路は座素子19および20のスイ
ッチングが接点バウンシングの影響を受けるときには欠
点を被りやすい。接点バウンシングが圧電センサ22Aの
出力の周波数と同一範囲内の周波数において生じるとす
ると、この接点バウンシングもまたインターフェース回
路におけるコンデンサ44を通過するので、圧電センサ信
号を座素子のスイッチングにより生起した信号から区別
することが難しいことになる。この問題点を克服した、
プローブ１における電気的配置の実際的回路の回路図を
第６図に示す。

第６図を参照するに、圧電センサ22Aからの信号を増
幅器41によって増幅する。この増幅器41は電界効果トラ
ンジスタT1,抵抗R1,R2およびコンデンサC1からなる。こ
の増幅器41は座素子19および20の開放を検出するための
検出回路70と並列に設けられる。

回路70は定電流源72を有する。この定電流源72は電界
効果トランジスタT2および抵抗R3より構成され、座素子
19および20を通して通常は定電流を供給する。しかし、
座素子19および20が開放すると、この定電流は座素子19
および20と並列に配置されているコンデンサC2の充電を
開始する。その結果、シリコン制御整流器（SCR）T3の
ゲート入力端子74において上昇する傾斜電圧が現われ
る。SCRT3のトリガーしきい値電圧はゼナーダイオードD
1および抵抗R4によって設定される。素子19および20が
完全に開放されるとすると、コンデンサC2の端子間の傾
斜電圧は電極74における電圧がこのトリガーしきい値電
圧に達するまで上昇し続ける。しかし、接点バウンシン
グが生じたときには、その接点バウンシング中に座素子
19および20が実効的に再び閉成されることにより、コン
デンサC2の放電が行われるようになる。その結果、素子
19および20が完全に開放されるまで、トリガーしきい値
には到達せず、そしてSCRT3は接点バウンシングに応動
しない。

コンデンサC2の端子間における傾斜電圧がトリガーし
きい値に到達すると、SCRT3は直ちに完全に導通するよ
うになり、接続線76の電圧をゼナーダイオードD1のしき
い値電圧よりも約１ボルト高い電圧にまで低下させる。
上述したように、プローブ１の端子61にはインターフェ
ースユニット９の低抵抗値の抵抗43（第６図には示され
ていない）を通して充電がなされる。ライン76の電圧が
SCRT3によって低下させられると、インターフェースユ
ニット９におけるこの抵抗43の端子間電圧は増加し、そ
の電圧は慣例の方法により容易に検出される（但し、第
４図および第５図の配置に比較して、SCRT3は座素子19
および20からの信号を反転させる作用を示すことに注意
されたい）。

座素子19および20が再び閉成すると、SCRT3のゲート
電極74は大地端子62に短絡される。その結果、SCRT3は
ターンオフし、その結果、ライン76の電圧は直ちに再び
上昇し、プローブ１が満足に着座し、次の測定の準備が
完了した旨の信号を伝える。

増幅器41Aを経て取出された圧電センサ22Aからの交流
信号はライン76に沿って端子61にも供給される。この交
流信号は上述したようにインターフェースユニット９に
おいて検知可能である。接点が開放しているかあるいは
閉成しているかとは無関係に、この交流信号は座素子19
および20に応動して検知回路70により得られた直流レベ
ルに重畳される。

ダイオード対D2を検知回路70と直列にしてライン76に
設ける。別のダイオード対D3を増幅器41に直列に配置す
る。これらダイオード対D2およびD3によりこれら信号の
直流レベルを調整して現在使用中のプローブ１をインタ
ーフェースユニット９に接続されるかもしれない他のプ
ローブから容易に識別できるようにする。さらに加え
て、これらダイオード対によって、偶発的に生じる電流
の反転を阻止する。

第６図の回路の更に他の利点は、コンデンサC2をSCRT
3のトリガー電圧までの充電が常にある最少の時間長
（例えば1/2〜３ミリ秒）で行われるということであ
る。これは、上述した継続中の英国特許出願第8621243
号に記述されている回路、すなわちスタイラス16の加工
片４との初期接触がソフトであって、圧電センサ22Aか
らの交流信号が検出されないので、インターフェースユ
ニット９は座素子19および20の開放にのみ応動する場合
に、その旨を表示する回路の動作に役立つ。この回路は
圧電センサ信号と座からの信号との間の時間遅れを利用
する。コンデンサC2の充電による固有の時間遅れによれ
ば、これら２つの信号の間には常に最小の時間遅れが確
実に得られ、この最少の時間遅れは容易に検出される。

このようにして、このプローブは、座素子19および20
がそれらの休止位置から変位することによって生じるフ
ェイルセイフ信号を確保しながら、スタイラス16の加工
片４との初期接触に基づいてより一層敏感な信号を発生
させることができ、しかもその電気回路には２つの端子
しかないにもかかわらず、しかもこの電気回路によれば
機械あるいは機械に対するインターフェースユニットに
よって双方の信号が正しく解釈されおよび機能できるよ
うになる。従って、このプローブ１はただ１つの検知シ
ステムしか持たない他のプローブと互換性があり、その
場合に機械あるいはインターフェースユニットの電子回
路に対して僅かな変更しか要求しない。

上述した本発明の実施例では圧電センサを用いた場合
のみを示した。しかし、電子回路に対して僅かな変更を
加えるのみで、スタイラスと加工片との初期接触の検知
は、座からの信号と識別される信号を発生することので
きるピエゾ抵抗素子，容量素子または誘導素子によって
行うことができる。本発明の好適例においては、電子回
路24に含まれる増幅器41およびそれに関連するコンデン
サ42はプローブ１本体に収納される。スペースが限られ
ている場合あるいはその他の理由で好都合であれば、信
号処理電子回路24のある部分あるいは全てを、プローブ
１内から取り除いて、プローブ１の外部であるがこのプ
ローブ１のそばに別個に設けることもできる。従って、
プローブ１内に設ける回路としての最低限必要なものは
センサ22Aおよびその接続線32および33,座素子19に対す
る接続線38および39,および圧電センサの場合にはその
センサの端子間の並列に接続される抵抗40である。直列
接続の実施例においては、かかる抵抗は直流電流がプロ
ーブ１に流れるようにするのに必要であり、並列接続の
実施例においては、かかる抵抗は座素子19および20がそ
れらの休止位置にあるときにセンサの端子間が短絡され
るのを防ぐために必要である。

第７図はこの配置を示し、２つのプローブ端子61およ
び62においては、圧電センサがその信号を発生するとき
にはその電源電圧に対して交流が付加され、あるいは座
素子19および20が変位したときにはその直流レベルが変
化する。プローブ端子61,62における電圧のこれら変動
は増幅器41によって検知され、さらにインターフェース
ユニット９に送出される。

第７図の回路配置は圧電検知素子を用いるプローブ１
において更に改良を行うことができ、プローブ１内の圧
電検知素子を交流電源で励振して、この圧電検知素子が
接続されているスタイラスホルダ15を振動させることが
できる。スタイラス16の変位が座検知配置によって検出
された後であって、しかもスタイラス16がその休止位置
に戻ったときに再着座信号が受信されなかったときに、
この振動を加えることができる。このことは、座の間に
汚れが付着したり、あるいは可動部品における摩擦に起
因して座素子19および20に適正な機械的接触がなされな
かった場合、あるいは機械的な着座が良好に行われたに
もかからわず座において十分な電気的接触が再びなされ
なかった場合に生じる。

交流電源は連続的にあるいは間欠的に付勢されてスタ
イラスホルダ15を振動させ、それにより座における良好
な機械的および電気的接触が再びなされるようにする。
交流電源からの信号の周波数および振幅は、可動部品の
振動の周波数に依存して、再着座を助けるのに最も好ま
しい値に選択することができる。

第７図においてかかる交流電源は電子的スイッチ51を
介して端子61に接続されている発振器50として示されて
いる。これにより２つの端子の配置は保たれている。し
かし、他の解決策としては、１つまたは２つ以上の追加
の導線に沿って交流電圧を供給することが挙げられる。
この場合にはプローブ１の回路の設計を一層柔軟に行う
ことができる。

［発明の効果］ 本発明プローブの１つの利点は、このプローブに対し
てただ２つの外部接続線しか必要としないので、機械あ
るいは無線伝送ユニットに対してただ２つの接続線しか
持たない他のプローブとも互換性があるということであ
る。

本発明プローブの他の利点は、支持手段からの信号
が、プローブスタイラスが加工片と初期接触したときに
圧電センサが信号を発生し損なったときに機械に対する
トリガー信号として作用するということである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明接触検知プローブの一実施例を示す部分
断面立面図、 第２図は第１図の線II−IIにおける断面図、 第３図は第１図示のプローブの圧電検知素子の配置の一
実施例を示す拡大図、 第４図は第１図示のプローブに対する電気接続の配置の
一実施例を示す回路図、 第５図および第６図は第１図示のプローブに対する電気
接続の配置の他の二実施例を示す回路図、 第７図は本発明の更に他の実施例を示す回路図である。 １……プローブ、 ２……ハウジング、 ３……機械キャリッジ、 ４……加工片、 ５……トラック、 ６……コンピュータ、 ７……光−電子システム、 ８……カウンタ、 ９……インターフェースユニット、 10……ストア、 14……可動部、 15……スタイラスホルダ、 16……スタイラス、 17……自由端、 18……運動機構的支持部材、 19……ボール（座素子）、 20……シリンダ（座素子）、 21……ばね、 22……圧力パッド、 22A……圧電センサ、 22B……カラー、 22C……底部、 24……信号処理電子回路、 25,26……電気接続線、 32,33……電気的接続線、 34……中央圧力パッド、 35……環状圧力パッド、 38,39……電気的接続線、 40,43……抵抗、 41……増幅器、 42……コンデンサ、 44……コンデンサ、 61,62……プローブ端子、 50……発振器、 51……電子スイッチ、 70……検知回路、 72……定電流源、 74……ゲート電極、 76……接続ライン、 T1,T2……電界効果トランジスタ、 T3……シリコン制御整流器、 D1……ゼナーダイオード、 D2,D3……直列接続ダイオード、 R1〜R4……抵抗、 C1,C2……コンデンサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディビッド ウィルソン 英国 ジーエル10 ２エーエー グロス ターシャ州 ストーンハウス リージェ ント ストリート ザ フェネルズ（番 地なし) (72)発明者 スティーヴン イアン ノーマン グレ ゴリッグ 英国 ジーエル６ ０ジェイワイ グロ スターシャ州 ストラウド ネイルズワ ース オールド ホースレイ ロード レイク ビュー（番地なし) (56)参考文献 特開 昭61−45902（ＪＰ，Ａ)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工片の寸法を測定するための装置に用い
   られる接触検知プローブにおいて、 前記プローブは： 前記装置に取付けるためのハウジングと、 該ハウジング内に設けられ、測定動作中加工片の表面に
   係合可能なスタイラスに接続可能な可動部材と、 該可動部材を休止位置において前記ハウジングに支持す
   る支持手段と、 前記可動部材と前記ハウジングとの間に配置されたバイ
   アス手段であって、前記スタイラスが加工片に係合する
   ときに当該バイアス手段に抗して前記可動部材の前記ハ
   ウジングに対する変位を許可しつつ前記可動部材を前記
   支持手段の前記休止位置に向けて駆動するバイアス手段
   と、 前記スタイラスの加工片に対する初期接触を検知してそ
   れに応答する信号を第１の電気的接続を介して取出す第
   １検知手段と、 前記可動部材の前記休止位置における支持および前記休
   止位置からの変位を検知し、それを示す電気的信号を第
   ２の電気的接続を介して取出す第２の検知手段と、 前記第１および第２の電気的接続に接続され、前記プロ
   ーブの外部に対する接続を行うことのできるただ２つの
   端子、および前記第１および第２の検知手段からの前記
   信号を組合わせ、該両信号を当該２つの端子を介して送
   出するための手段を有する電気的回路と を具えたことを特徴とする接触検知プローブ。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の接触検知プロ
   ーブにおいて、前記第１検知手段は圧電素子を具えたこ
   とを特徴とする接触検知プローブ。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   接触検知プローブにおいて、前記第１検知手段は増幅器
   を含むことを特徴とする接触検知プローブ。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項ないし第３項のいず
   れかの項に記載の接触検知プローブにおいて、前記第２
   検知手段は前記可動部材および前記ハウジングに対向す
   る電気的接点を有し、該対向する接点により前記支持手
   段を構成したことを特徴とする接触検知プローブ。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第４項記載の接触検知プロ
   ーブにおいて、前記対向する電気的接点に対して並列に
   配置された電流通路にコンデンサを設け、前記接点が開
   放されるときに前記コンデンサを充電するようにしたこ
   とを特徴とする接触検知プローブ。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項ないし第５項のいず
   れかの項に記載の接触検知プローブにおいて、前記第１
   および第２検知手段は前記電気的回路において互いに直
   列に接続されたことを特徴とする接触検知プローブ。
7. 【請求項７】特許請求の範囲第１項ないし第５項のいず
   れかの項に記載の接触検知プローブにおいて、前記第１
   および第２検知手段は前記電気的回路において互いに並
   列に接続されたことを特徴とする接触検知プローブ。
8. 【請求項８】特許請求の範囲第１項ないし第７項のいず
   れかの項に記載の接触検知プローブにおいて、前記２つ
   の端子から前記検知手段に電力を供給するように前記電
   気的回路を配置したことを特徴とする接触検知プロー
   ブ。
9. 【請求項９】特許請求の範囲第１項ないし第７項のいず
   れかの項に記載の接触検知プローブにおいて、当該プロ
   ーブの外部に配置された外部回路と組合され、該外部回
   路は前記２つの端子に接続され、前記外部回路は前記第
   １および第２検知手段からの信号を識別するための手段
   を含むことを特徴とする接触検知プローブ。
10. 【請求項１０】特許請求の範囲第８項記載の接触検知プ
    ローブにおいて、当該プローブの外部に配置された外部
    回路と組合され、該外部回路は前記２つの端子に接続さ
    れ、前記外部回路は前記第１および第２検知手段からの
    信号を識別するための手段と、前記電力を前記検知手段
    に供給するための電源とを含むことを特徴とする接触検
    知プローブ。