JP2587565B2 - 倣いプローブ - Google Patents
倣いプローブInfo
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- JP2587565B2 JP2587565B2 JP4136779A JP13677992A JP2587565B2 JP 2587565 B2 JP2587565 B2 JP 2587565B2 JP 4136779 A JP4136779 A JP 4136779A JP 13677992 A JP13677992 A JP 13677992A JP 2587565 B2 JP2587565 B2 JP 2587565B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、倣いプローブに関す
る。詳しくは、被測定物の表面に接触させつつ、その表
面に倣ってプローブを移動させながら被測定物の表面形
状などを求める測定機などに利用できる。
る。詳しくは、被測定物の表面に接触させつつ、その表
面に倣ってプローブを移動させながら被測定物の表面形
状などを求める測定機などに利用できる。
【０００２】
【背景技術】例えば、三次元測定機において倣い動作さ
せる場合、被測定物の表面に一定の測定圧でスタイラス
を倣わせる必要があるため、三次元測定機本体側の各軸
方向への移動とは別に、基体に対してスタイラスが変位
可能に支持された倣いプローブが用いられる。
せる場合、被測定物の表面に一定の測定圧でスタイラス
を倣わせる必要があるため、三次元測定機本体側の各軸
方向への移動とは別に、基体に対してスタイラスが変位
可能に支持された倣いプローブが用いられる。
【０００３】従来、この種の倣いプローブの代表的なも
のとして、特表平２−５０２５８１号公報に示された倣
いプローブ、あるいは、特公平４−７４４４号公報に示
された倣いプローブなど知られている。
のとして、特表平２−５０２５８１号公報に示された倣
いプローブ、あるいは、特公平４−７４４４号公報に示
された倣いプローブなど知られている。
【０００４】前者の特表平２−５０２５８１号公報に示
されたプローブは、三次元測定機において、三次元方向
へ移動可能な操作部材にモータによって垂直軸（Ｚ軸）
を中心として回転するハウジングを設け、このハウジン
グにモータによって水平軸（Ｙ軸）を中心として旋回す
るスタイラスを設けた構造である。
されたプローブは、三次元測定機において、三次元方向
へ移動可能な操作部材にモータによって垂直軸（Ｚ軸）
を中心として回転するハウジングを設け、このハウジン
グにモータによって水平軸（Ｙ軸）を中心として旋回す
るスタイラスを設けた構造である。
【０００５】後者の特公平４−７４４４号公報に示され
たプローブは、平行ばねで結合された上板と下板とにコ
イルと磁気回路とを設けた移動機構を、上下に方向に多
段に重ねＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動可能なプローブを構成
したものである。
たプローブは、平行ばねで結合された上板と下板とにコ
イルと磁気回路とを設けた移動機構を、上下に方向に多
段に重ねＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動可能なプローブを構成
したものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したい
ずれの構造でも、下部の駆動源が上部駆動源の慣性負荷
となるため、応答性が低いという欠点がある。また、各
駆動源が移動機構の内部に配置されるため、発熱による
特性変化の虞れがあり、何らかの冷却の必要がある。
ずれの構造でも、下部の駆動源が上部駆動源の慣性負荷
となるため、応答性が低いという欠点がある。また、各
駆動源が移動機構の内部に配置されるため、発熱による
特性変化の虞れがあり、何らかの冷却の必要がある。
【０００７】ここに、本発明の目的は、このような従来
の欠点を解消し、高速測定、かつ、測定圧一定の倣いが
可能な上、検出精度が高く、しかも、温度変化に対して
安定した倣いプローブを提供することにある。
の欠点を解消し、高速測定、かつ、測定圧一定の倣いが
可能な上、検出精度が高く、しかも、温度変化に対して
安定した倣いプローブを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明の倣い
プローブは、基体に可動部材が互いに直交する方向へ変
位可能に設けられ、この可動部材に力検出手段を介して
スタイラスが取り付けられ、前記力検出手段は前記スタ
イラスの先端に作用する力が検出可能な倣いプローブに
おいて、 前記基体に、互いに直交する２組の平行板ばね
を介して一対の変位部材が互いに直交する方向に変位可
能に連結され、 前記一対の変位部材に、独立に動作する
２組の平行板ばねを介して前記可動部材が各変位部材の
変位に連動してかつそれと同方向へ変位可能に連結さ
れ、 前記基体に、前記一対の変位部材を独立に変位させ
る一対の駆動手段がそれぞれ固定され、 前記力検出手段
からの検出力の合成値が常に所定値になるように、前記
駆動手段を介して前記一対の変位部材を変位させる信号
処理手段が設けられていることを特徴としている。
プローブは、基体に可動部材が互いに直交する方向へ変
位可能に設けられ、この可動部材に力検出手段を介して
スタイラスが取り付けられ、前記力検出手段は前記スタ
イラスの先端に作用する力が検出可能な倣いプローブに
おいて、 前記基体に、互いに直交する２組の平行板ばね
を介して一対の変位部材が互いに直交する方向に変位可
能に連結され、 前記一対の変位部材に、独立に動作する
２組の平行板ばねを介して前記可動部材が各変位部材の
変位に連動してかつそれと同方向へ変位可能に連結さ
れ、 前記基体に、前記一対の変位部材を独立に変位させ
る一対の駆動手段がそれぞれ固定され、 前記力検出手段
からの検出力の合成値が常に所定値になるように、前記
駆動手段を介して前記一対の変位部材を変位させる信号
処理手段が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
【作用】基体に対して、互いに直交する２組の平行板ば
ねを介して一対の変位部材が互いに直交する方向に変位
可能に連結されているから、これらが互いに負荷とはな
らない。また、基体に各変位部材を互いに直交する方向
へ変位させる駆動手段が設けられているから、可動側の
重量を軽量化することができる。そのため、可動側の慣
性負荷の増大を招くことがないから、応答性が高く、高
速測定を可能にできる。しかも、駆動源の放熱効果も高
めることができるから、安定したプローブを実現でき
る。また、可動部材に力検出手段を介してスタイラスを
取り付け、スタイラスの先端に作用する力を力検出手段
により検出し、これを基体に固定した駆動手段にフィー
ドバックして変位部材を変位させるようにしたので、基
体と変位部材との間平行板ばねの剛性が支配する基体〜
変位部材間の固有振動数を制動作用とともに大幅に高め
ることができるから、応答性のきわめて高いプローブを
実現できる。
ねを介して一対の変位部材が互いに直交する方向に変位
可能に連結されているから、これらが互いに負荷とはな
らない。また、基体に各変位部材を互いに直交する方向
へ変位させる駆動手段が設けられているから、可動側の
重量を軽量化することができる。そのため、可動側の慣
性負荷の増大を招くことがないから、応答性が高く、高
速測定を可能にできる。しかも、駆動源の放熱効果も高
めることができるから、安定したプローブを実現でき
る。また、可動部材に力検出手段を介してスタイラスを
取り付け、スタイラスの先端に作用する力を力検出手段
により検出し、これを基体に固定した駆動手段にフィー
ドバックして変位部材を変位させるようにしたので、基
体と変位部材との間平行板ばねの剛性が支配する基体〜
変位部材間の固有振動数を制動作用とともに大幅に高め
ることができるから、応答性のきわめて高いプローブを
実現できる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の倣いプローブについて好適な
実施例を挙げ、添付図面を参照しながら詳細に説明す
る。
実施例を挙げ、添付図面を参照しながら詳細に説明す
る。
【００１１】図１は本実施例の倣いプローブの断面を、
図２はその要部の斜視図をそれぞれ示している。これら
の図において、１は三次元測定機のＺ軸スピンドルの下
端に取り付けられる箱状の基体である。基体１の内部に
は、支柱２を介して四角形状の基板３が固定されてい
る。基板３には、その対向する前後端面に一対の平行板
ばね４を介してＸテーブル５が前後方向（Ｘ軸方向）へ
平行移動可能に吊り下げ支持されているとともに、対向
する左右端面に一対の平行板ばね６を介してＹテーブル
７が左右方向（Ｙ軸方向）へ平行移動可能に吊り下げ支
持されている。つまり、変位部材としてのＸテーブル５
およびＹテーブル７が互いに直交する方向へ変位可能に
設けられている。
図２はその要部の斜視図をそれぞれ示している。これら
の図において、１は三次元測定機のＺ軸スピンドルの下
端に取り付けられる箱状の基体である。基体１の内部に
は、支柱２を介して四角形状の基板３が固定されてい
る。基板３には、その対向する前後端面に一対の平行板
ばね４を介してＸテーブル５が前後方向（Ｘ軸方向）へ
平行移動可能に吊り下げ支持されているとともに、対向
する左右端面に一対の平行板ばね６を介してＹテーブル
７が左右方向（Ｙ軸方向）へ平行移動可能に吊り下げ支
持されている。つまり、変位部材としてのＸテーブル５
およびＹテーブル７が互いに直交する方向へ変位可能に
設けられている。
【００１２】前記Ｘテーブル５には、その中心に前記支
柱２を挿通させる挿通孔８が、左右両側に前記一対の平
行板ばね６を通す逃げ用長孔９がそれぞれ形成されてい
るとともに、上面に前記支柱２を前後側から挟持する一
対のＸ軸ロック機構１０が設けられている。また、前記
Ｙテーブル７には、その中心に前記支柱２を挿通させる
挿通孔１１が形成されているとともに、下面に前記支柱
２を両側から挟持する一対のＹ軸ロック機構１２が設け
られている。各ロック機構１０，１２は、プランジャが
進退して支柱２を挟み付けてロックする構造に構成され
ている。
柱２を挿通させる挿通孔８が、左右両側に前記一対の平
行板ばね６を通す逃げ用長孔９がそれぞれ形成されてい
るとともに、上面に前記支柱２を前後側から挟持する一
対のＸ軸ロック機構１０が設けられている。また、前記
Ｙテーブル７には、その中心に前記支柱２を挿通させる
挿通孔１１が形成されているとともに、下面に前記支柱
２を両側から挟持する一対のＹ軸ロック機構１２が設け
られている。各ロック機構１０，１２は、プランジャが
進退して支柱２を挟み付けてロックする構造に構成され
ている。
【００１３】前記Ｘテーブル５は前記基体１に設けられ
た一対のＸ軸駆動源１３ｘ，１４ｘによってＸ軸方向
へ、また、Ｙテーブル７は前記基体１に設けられた一対
のＹ軸駆動源１３ｙ，１４ｙによってＹ軸方向へそれぞ
れ変位される。各駆動源１３ｘ，１４ｘ、１３ｙ，１４
ｙは、各テーブル５，７側に設けられたコイル１５と、
基体１側に設けられた磁石１６とから構成されている。
また、両テーブル５，７には、前後、左右各一対の平行
板ばね１７，１８を介して可動部材としてのＸＹテーブ
ル１９が各テーブル５，７の変位に連動してそれと同方
向へ変位可能に吊り下げ支持されている。従って、駆動
源１３ｘ，１４ｘによってＸテーブル５がＸ軸方向へ変
位されると、平行板ばね１８を介してＸＹテーブル１９
もＸ軸方向へ変位される。駆動源１３ｙ，１４ｙによっ
てＹテーブル７がＹ軸方向へ変位されると、平行板ばね
１７を介してＸＹテーブル１９もＹ軸方向へ変位され
る。
た一対のＸ軸駆動源１３ｘ，１４ｘによってＸ軸方向
へ、また、Ｙテーブル７は前記基体１に設けられた一対
のＹ軸駆動源１３ｙ，１４ｙによってＹ軸方向へそれぞ
れ変位される。各駆動源１３ｘ，１４ｘ、１３ｙ，１４
ｙは、各テーブル５，７側に設けられたコイル１５と、
基体１側に設けられた磁石１６とから構成されている。
また、両テーブル５，７には、前後、左右各一対の平行
板ばね１７，１８を介して可動部材としてのＸＹテーブ
ル１９が各テーブル５，７の変位に連動してそれと同方
向へ変位可能に吊り下げ支持されている。従って、駆動
源１３ｘ，１４ｘによってＸテーブル５がＸ軸方向へ変
位されると、平行板ばね１８を介してＸＹテーブル１９
もＸ軸方向へ変位される。駆動源１３ｙ，１４ｙによっ
てＹテーブル７がＹ軸方向へ変位されると、平行板ばね
１７を介してＸＹテーブル１９もＹ軸方向へ変位され
る。
【００１４】前記ＸＹテーブル１９には、図３に示す如
く、２軸力検出器２１を介して先端に球状の接触球２２
Ａを有するスタイラス２２が支持されている。２軸力検
出器２１と前記支柱２の下端面との間には、ＸＹテーブ
ル１９の二軸、つまり、ＸおよびＹ軸方向の変位を検出
するＸＹエンコーダ２３が設けられている。
く、２軸力検出器２１を介して先端に球状の接触球２２
Ａを有するスタイラス２２が支持されている。２軸力検
出器２１と前記支柱２の下端面との間には、ＸＹテーブ
ル１９の二軸、つまり、ＸおよびＹ軸方向の変位を検出
するＸＹエンコーダ２３が設けられている。
【００１５】前記２軸力検出器２１は、図４および図５
に示す如く、前記ＸＹテーブル１９に固定された器体２
４と、この器体２４の内部にＸおよびＹ軸方向に沿って
十文字状に形成されかつ中心に前記スタイラス２２の基
端を連結した薄肉部２５Ａ〜２５Ｄと、この対向する薄
肉部２５Ａ〜２５Ｄに設けられたＸ軸力検出部２６およ
びＹ軸力検出部２７とから構成されている。Ｘ軸力検出
部２６は、Ｙ軸を中心として対称な薄肉部２５Ａ，２５
Ｂに一体的に貼りつけられた各２つの歪みゲージ２６1
〜２６4 を含み構成されている。Ｙ軸力検出部２７は、
Ｙ軸を中心として対称な薄肉部２５Ｃ，２５Ｄに一体的
に貼りつけられた各２つの歪みゲージ２７1 〜２７4 を
含み構成されている。
に示す如く、前記ＸＹテーブル１９に固定された器体２
４と、この器体２４の内部にＸおよびＹ軸方向に沿って
十文字状に形成されかつ中心に前記スタイラス２２の基
端を連結した薄肉部２５Ａ〜２５Ｄと、この対向する薄
肉部２５Ａ〜２５Ｄに設けられたＸ軸力検出部２６およ
びＹ軸力検出部２７とから構成されている。Ｘ軸力検出
部２６は、Ｙ軸を中心として対称な薄肉部２５Ａ，２５
Ｂに一体的に貼りつけられた各２つの歪みゲージ２６1
〜２６4 を含み構成されている。Ｙ軸力検出部２７は、
Ｙ軸を中心として対称な薄肉部２５Ｃ，２５Ｄに一体的
に貼りつけられた各２つの歪みゲージ２７1 〜２７4 を
含み構成されている。
【００１６】前記Ｘ軸力検出部２６を構成する歪みゲー
ジ２６1 〜２６4 は、図６（Ａ）に示すブリッジ回路２
８ｘの各辺に挿入されている。従って、ブリッジ回路２
８ｘからは、スタイラス２２に作用するＸ軸方向の力に
比例した出力Ｖｘが得られるようになっている。Ｙ軸力
検出部２７を構成する歪みゲージ２７1 〜２７4 は、図
６（Ｂ）に示すブリッジ回路２８ｙの各辺に挿入されて
いる。従って、ブリッジ回路２８ｙからは、スタイラス
２２に作用するＹ軸方向の力に比例した出力Ｖｙが得ら
れるようになっている。
ジ２６1 〜２６4 は、図６（Ａ）に示すブリッジ回路２
８ｘの各辺に挿入されている。従って、ブリッジ回路２
８ｘからは、スタイラス２２に作用するＸ軸方向の力に
比例した出力Ｖｘが得られるようになっている。Ｙ軸力
検出部２７を構成する歪みゲージ２７1 〜２７4 は、図
６（Ｂ）に示すブリッジ回路２８ｙの各辺に挿入されて
いる。従って、ブリッジ回路２８ｙからは、スタイラス
２２に作用するＹ軸方向の力に比例した出力Ｖｙが得ら
れるようになっている。
【００１７】図７はプローブ内に設けられた信号処理装
置３０を示している。同信号処理装置３０は、前記ブリ
ッジ回路２８ｘ，２８ｙと、この各ブリッジ回路２８
ｘ，２８ｙからの出力Ｖｘ，Ｖｙおよび三次元測定機本
体からの測定状態信号または非測定状態信号を入力とし
て前記各軸の駆動源１３ｘ，１４ｘ、１３ｙ，１４ｙに
力の設定値を指令するとともに、前記各軸ロック機構１
０，１２を作動させる論理部３１と、この論理部３１か
ら与えられる力の設定値と前記ブリッジ回路２８ｘ，２
８ｙからの出力Ｖｘ，Ｖｙとの差を出力するＰＩＤ部３
２，３３と、この各ＰＩＤ部３２，３３からの出力を増
幅して前記各軸の駆動源１３ｘ，１４ｘ、１３ｙ，１４
ｙに与える電力増幅部３４，３５と、前記ＸＹエンコー
ダ２３からの信号を各軸方向の変位量に比例した数のパ
ルスに変換して三次元測定機本体のカウンタ（図示省
略）に与える信号処理部３６とを含んで構成されてい
る。
置３０を示している。同信号処理装置３０は、前記ブリ
ッジ回路２８ｘ，２８ｙと、この各ブリッジ回路２８
ｘ，２８ｙからの出力Ｖｘ，Ｖｙおよび三次元測定機本
体からの測定状態信号または非測定状態信号を入力とし
て前記各軸の駆動源１３ｘ，１４ｘ、１３ｙ，１４ｙに
力の設定値を指令するとともに、前記各軸ロック機構１
０，１２を作動させる論理部３１と、この論理部３１か
ら与えられる力の設定値と前記ブリッジ回路２８ｘ，２
８ｙからの出力Ｖｘ，Ｖｙとの差を出力するＰＩＤ部３
２，３３と、この各ＰＩＤ部３２，３３からの出力を増
幅して前記各軸の駆動源１３ｘ，１４ｘ、１３ｙ，１４
ｙに与える電力増幅部３４，３５と、前記ＸＹエンコー
ダ２３からの信号を各軸方向の変位量に比例した数のパ
ルスに変換して三次元測定機本体のカウンタ（図示省
略）に与える信号処理部３６とを含んで構成されてい
る。
【００１８】次に、本実施例の作用を説明する。倣い測
定に当たっては、三次元測定機本体のＺ軸スピンドルの
先端に本実施例の倣いプローブを取り付けたのち、その
倣いプローブのスタイラス２２を被測定物の表面に接触
させたまま、被測定物の表面に倣って移動させる。する
と、論理部３１には、ブリッジ回路２８ｘからスタイラ
ス２２に作用するＸ軸方向の力に比例した出力Ｖｘが、
また、ブリッジ回路２８ｙからスタイラス２２に作用す
るＹ軸方向の力に比例した出力Ｖｙが与えられる。
定に当たっては、三次元測定機本体のＺ軸スピンドルの
先端に本実施例の倣いプローブを取り付けたのち、その
倣いプローブのスタイラス２２を被測定物の表面に接触
させたまま、被測定物の表面に倣って移動させる。する
と、論理部３１には、ブリッジ回路２８ｘからスタイラ
ス２２に作用するＸ軸方向の力に比例した出力Ｖｘが、
また、ブリッジ回路２８ｙからスタイラス２２に作用す
るＹ軸方向の力に比例した出力Ｖｙが与えられる。
【００１９】論理部３１は、ブリッジ回路２８ｘ，２８
ｙからの出力Ｖｘ，Ｖｙが予め設定した一定の設定値に
なるように、各ＰＩＤ部３２，３３および電力増幅部３
４，３５を介して各軸の駆動源１３ｘ，１４ｘ、１３
ｙ，１４ｙを駆動させる。すると、駆動源１３ｘ，１４
ｘによってＸテーブル５がＸ軸方向へ変位すると、平行
板ばね１８を介してＸＹテーブル１９もＸ軸方向へ変位
され、また、駆動源１３ｙ，１４ｙによってＹテーブル
７がＹ軸方向へ変位されると、平行板ばね１７を介して
ＸＹテーブル１９もＹ軸方向へ変位される。
ｙからの出力Ｖｘ，Ｖｙが予め設定した一定の設定値に
なるように、各ＰＩＤ部３２，３３および電力増幅部３
４，３５を介して各軸の駆動源１３ｘ，１４ｘ、１３
ｙ，１４ｙを駆動させる。すると、駆動源１３ｘ，１４
ｘによってＸテーブル５がＸ軸方向へ変位すると、平行
板ばね１８を介してＸＹテーブル１９もＸ軸方向へ変位
され、また、駆動源１３ｙ，１４ｙによってＹテーブル
７がＹ軸方向へ変位されると、平行板ばね１７を介して
ＸＹテーブル１９もＹ軸方向へ変位される。
【００２０】その結果、スタイラス２２の先端の接触球
２２Ａが被測定物の表面に一定の測定圧で倣い動作され
る。同時に、このときのＸＹエンコーダ２３の出力が信
号処理回路３６を介して三次元測定機本体に出力され、
そこで、三次元測定機の座標値、つまり、各軸方向の送
り座標値と組み合わされて被測定物の形状や寸法などが
計算される。各ブリッジ回路２８ｘ，２８ｙからの検出
力Ｖｘ，Ｖｙは、各軸の駆動源１３ｘ，１４ｘ、１３
ｙ，１４ｙにフィードバックされる。各軸の駆動源１３
ｘ，１４ｘ、１３ｙ，１４ｙの発生する力は、変位部材
であるＸテーブル５およびＹテーブル７を動かし、この
動きはスタイラス２２の動きになる。一方、スタイラス
２２の先端に作用する力は、力検出器２１により検出さ
れ、検出力Ｖｘ，Ｖｙになる。以上のフィードバック系
の作用により、基体１〜変位部材Ｘテーブル５およびＹ
テーブル７間の固有振動数を制動作用とともに大幅に高
めることができる。
２２Ａが被測定物の表面に一定の測定圧で倣い動作され
る。同時に、このときのＸＹエンコーダ２３の出力が信
号処理回路３６を介して三次元測定機本体に出力され、
そこで、三次元測定機の座標値、つまり、各軸方向の送
り座標値と組み合わされて被測定物の形状や寸法などが
計算される。各ブリッジ回路２８ｘ，２８ｙからの検出
力Ｖｘ，Ｖｙは、各軸の駆動源１３ｘ，１４ｘ、１３
ｙ，１４ｙにフィードバックされる。各軸の駆動源１３
ｘ，１４ｘ、１３ｙ，１４ｙの発生する力は、変位部材
であるＸテーブル５およびＹテーブル７を動かし、この
動きはスタイラス２２の動きになる。一方、スタイラス
２２の先端に作用する力は、力検出器２１により検出さ
れ、検出力Ｖｘ，Ｖｙになる。以上のフィードバック系
の作用により、基体１〜変位部材Ｘテーブル５およびＹ
テーブル７間の固有振動数を制動作用とともに大幅に高
めることができる。
【００２１】ところで、測定圧は２軸力検出器２１の出
力の合成値、つまり、ブリッジ回路２８ｘ，２８ｙから
の出力Ｖｘ，Ｖｙの合成値によって決まる。例えば、制
御軸が２つある場合、測定圧を一定に制御する方法とし
ては、いずれか一方の制御軸を固定し、いずれか他方の
制御軸のみにフィードバックする方法が採られる。ここ
では、論理部３１において、力の設定値の指令のほか、
ブリッジ回路２８ｘ，２８ｙからの出力Ｖｘ，Ｖｙを比
較し、それによっていずれか一方の制御軸側のロック機
構１０，１２をロック作動させ、他の制御軸にフィード
バックさせるようにしている。なお、測定箇所を移動す
るなど、倣い動作以外の場合には、ロック機構１０，１
２を共にロック作動させておけば有利である。しかし、
この方法に限定されるものではなく、他の方法をとって
もよい。
力の合成値、つまり、ブリッジ回路２８ｘ，２８ｙから
の出力Ｖｘ，Ｖｙの合成値によって決まる。例えば、制
御軸が２つある場合、測定圧を一定に制御する方法とし
ては、いずれか一方の制御軸を固定し、いずれか他方の
制御軸のみにフィードバックする方法が採られる。ここ
では、論理部３１において、力の設定値の指令のほか、
ブリッジ回路２８ｘ，２８ｙからの出力Ｖｘ，Ｖｙを比
較し、それによっていずれか一方の制御軸側のロック機
構１０，１２をロック作動させ、他の制御軸にフィード
バックさせるようにしている。なお、測定箇所を移動す
るなど、倣い動作以外の場合には、ロック機構１０，１
２を共にロック作動させておけば有利である。しかし、
この方法に限定されるものではなく、他の方法をとって
もよい。
【００２２】従って、本実施例によれば、基体１に平行
板ばね４を介してＸテーブル５をＸ軸方向へ、平行板ば
ね６を介してＹテーブル７をＹ軸方向へそれぞれ変位可
能に支持し、この両テーブル５，７に平行板ばね１７，
１８を介してＸＹテーブル１９を支持し、このＸＹテー
ブル１９にスタイラス２２を設けるとともに、基体１に
各テーブル５，７を各軸方向へ変位させるＸ軸駆動源１
３ｘ，１４ｘおよびＹ軸駆動源１３ｙ，１４ｙを設けた
ので、ＸＹテーブル１９を各軸方向へ変位させるとき、
各軸駆動源１３ｘ，１４ｘ、１３ｙ，１４ｙは基体１に
支持されているので、それらの重量が加味されず、可動
側の重量を軽量化することができる。そのため、可動側
の慣性負荷の増加を招くことがないから、応答性が高
く、高速測定を可能にできる。しかも、駆動源１３ｘ，
１４ｘ、１３ｙ，１４ｙが外部に配置されているから、
駆動源の放熱効果も高めることができ、安定したプロー
ブを実現できる。
板ばね４を介してＸテーブル５をＸ軸方向へ、平行板ば
ね６を介してＹテーブル７をＹ軸方向へそれぞれ変位可
能に支持し、この両テーブル５，７に平行板ばね１７，
１８を介してＸＹテーブル１９を支持し、このＸＹテー
ブル１９にスタイラス２２を設けるとともに、基体１に
各テーブル５，７を各軸方向へ変位させるＸ軸駆動源１
３ｘ，１４ｘおよびＹ軸駆動源１３ｙ，１４ｙを設けた
ので、ＸＹテーブル１９を各軸方向へ変位させるとき、
各軸駆動源１３ｘ，１４ｘ、１３ｙ，１４ｙは基体１に
支持されているので、それらの重量が加味されず、可動
側の重量を軽量化することができる。そのため、可動側
の慣性負荷の増加を招くことがないから、応答性が高
く、高速測定を可能にできる。しかも、駆動源１３ｘ，
１４ｘ、１３ｙ，１４ｙが外部に配置されているから、
駆動源の放熱効果も高めることができ、安定したプロー
ブを実現できる。
【００２３】また、スタイラス２２の基部に２軸力検出
器２１を設け、これによってスタイラス２２に作用する
２軸方向の力、つまり、Ｘ軸方向の力とＹ軸方向の力を
検出し、これをフィードバックするようにしたので、測
定圧の変動が少なく、高精度で応答性の高い倣い制御が
可能である。更に、スタイラス２２の基部に、具体的に
は、２軸力検出器２１と支柱２との間に、ＸＹエンコー
ダ２３を設け、このＸＹエンコーダ２３の出力を三次元
測定機本体へ出力し、その三次元測定機本体の座標値と
ＸＹエンコーダ２３の出力とを組み合わせて被測定物の
形状や寸法を求めるようにしたため、高精度な測定を保
障できる。
器２１を設け、これによってスタイラス２２に作用する
２軸方向の力、つまり、Ｘ軸方向の力とＹ軸方向の力を
検出し、これをフィードバックするようにしたので、測
定圧の変動が少なく、高精度で応答性の高い倣い制御が
可能である。更に、スタイラス２２の基部に、具体的に
は、２軸力検出器２１と支柱２との間に、ＸＹエンコー
ダ２３を設け、このＸＹエンコーダ２３の出力を三次元
測定機本体へ出力し、その三次元測定機本体の座標値と
ＸＹエンコーダ２３の出力とを組み合わせて被測定物の
形状や寸法を求めるようにしたため、高精度な測定を保
障できる。
【００２４】以上、本発明について好適な実施例を挙げ
て説明したが、本発明は、この実施例に限られるもので
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の
改良並びに設計の変更が可能である。
て説明したが、本発明は、この実施例に限られるもので
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の
改良並びに設計の変更が可能である。
【００２５】例えば、上記実施例では、基体１に平行板
ばね４，６を介してＸテーブル５およびＹテーブル７を
支持し、この両テーブル５，７に平行板ばね１７，１８
を介してＸＹテーブル１９を支持したが、これに限ら
ず、平行板ばねに代えてリンクなどでもよい。
ばね４，６を介してＸテーブル５およびＹテーブル７を
支持し、この両テーブル５，７に平行板ばね１７，１８
を介してＸＹテーブル１９を支持したが、これに限ら
ず、平行板ばねに代えてリンクなどでもよい。
【００２６】また、駆動源１３ｘ，１４ｘ、１３ｙ，１
４ｙとしては、上記実施例で述べたムービングコイルタ
イプに限らず、可動鉄片タイプ、カムを利用したカムタ
イプ、あるいは、油圧や空圧を利用したタイプなどいず
れでもよい。更に、各軸に設けられた２つの駆動源のう
ちのいずれか一方、例えば、駆動源１４ｘ、１４ｙを位
置検出器とし、この位置データを信号処理装置３０の論
理部３１や三次元測定機本体へフィードバックするよう
にしてもよい。位置データを信号処理装置３０の論理部
３１にフィードバックするようにすれば、その位置デー
タを用いて制御軸を固定することができるから、ロック
機構を不要にできる利点がある。
４ｙとしては、上記実施例で述べたムービングコイルタ
イプに限らず、可動鉄片タイプ、カムを利用したカムタ
イプ、あるいは、油圧や空圧を利用したタイプなどいず
れでもよい。更に、各軸に設けられた２つの駆動源のう
ちのいずれか一方、例えば、駆動源１４ｘ、１４ｙを位
置検出器とし、この位置データを信号処理装置３０の論
理部３１や三次元測定機本体へフィードバックするよう
にしてもよい。位置データを信号処理装置３０の論理部
３１にフィードバックするようにすれば、その位置デー
タを用いて制御軸を固定することができるから、ロック
機構を不要にできる利点がある。
【００２７】また、位置データを三次元測定機本体へフ
ィードバックするようにすれば、ＸＹエンコーダを不要
にできる利点がある。ただし、スタイラス２２の位置を
正確に計測するためには、これに近い方が望ましく、こ
の観点からするとＸＹエンコーダ２３の使用の方が好ま
しい。更に、ＸＹエンコーダ２３については、上記実施
例の構造に限らず、光電式、磁気式などいずれでもよ
い。
ィードバックするようにすれば、ＸＹエンコーダを不要
にできる利点がある。ただし、スタイラス２２の位置を
正確に計測するためには、これに近い方が望ましく、こ
の観点からするとＸＹエンコーダ２３の使用の方が好ま
しい。更に、ＸＹエンコーダ２３については、上記実施
例の構造に限らず、光電式、磁気式などいずれでもよ
い。
【００２８】また、２軸力検出器２１についても、上記
実施例で述べた構造に限らず、他の構造でもよい。
実施例で述べた構造に限らず、他の構造でもよい。
【００２９】また、各軸のロック機構１０，１２につい
ては、上記実施例で述べた構造に限られるものでない。
例えば、図８に示す構造でもよい。これは、Ｙテーブル
７に固定した絶縁体４１に電極４２を設置する一方、支
柱２に前記電極４２に対して僅かな隙間を隔てて対向す
る金属板４３を固定し、この間に電気粘性流体４４を満
たした構造である。両者の隙間が十分狭ければ、電気粘
性流体４４はその粘性のため流れ出さずその隙間内に保
持されている。電極４２に高電圧を印加すると、電気粘
性流体４４は固体化するため、絶縁体４１と金属板４３
とは固着状態、つまり、Ｙテーブル７が支柱２にロック
される。なお、Ｘテーブル５については図示省略してあ
る。
ては、上記実施例で述べた構造に限られるものでない。
例えば、図８に示す構造でもよい。これは、Ｙテーブル
７に固定した絶縁体４１に電極４２を設置する一方、支
柱２に前記電極４２に対して僅かな隙間を隔てて対向す
る金属板４３を固定し、この間に電気粘性流体４４を満
たした構造である。両者の隙間が十分狭ければ、電気粘
性流体４４はその粘性のため流れ出さずその隙間内に保
持されている。電極４２に高電圧を印加すると、電気粘
性流体４４は固体化するため、絶縁体４１と金属板４３
とは固着状態、つまり、Ｙテーブル７が支柱２にロック
される。なお、Ｘテーブル５については図示省略してあ
る。
【００３０】
【発明の効果】以上の通り、本発明の倣いプローブによ
れば、高速測定、かつ、測定圧一定の倣いが可能な上、
検出精度が高く、しかも、温度変化に対して安定した倣
いプローブを提供できる。
れば、高速測定、かつ、測定圧一定の倣いが可能な上、
検出精度が高く、しかも、温度変化に対して安定した倣
いプローブを提供できる。
【図１】本発明の倣いプローブの一実施例を示す一部を
切り欠いた側面図である。
切り欠いた側面図である。
【図２】同上実施例の要部を示す斜視図である。
【図３】同上実施例のスタイラスの支持構造とＸＹエン
コーダとを示す図である。
コーダとを示す図である。
【図４】同上実施例の二軸力検出器を示す断面図であ
る。
る。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】同上実施例のブリッジ回路を示す図である。
【図７】同上実施例の信号処理装置を示すブロック図で
ある。
ある。
【図８】ロック機構の他の例を示す図である。
１ 基体４ 平行板ばね ５ Ｘテーブル（変位部材）６ 平行板ばね ７ Ｙテーブル（変位部材） １３ｘ，１４ｘ Ｘ軸駆動源（駆動手段） １３ｙ，１４ｙ Ｙ軸駆動源（駆動手段）１７，１８ 平行板ばね １９ ＸＹテーブル（可動部材）２１ 力検出器 ２２ スタイラス３０ 信号処理装置（信号処理手段）
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−64206（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−34849（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−65857（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−88604（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−149050（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−51206（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】基体に可動部材が互いに直交する方向へ変
位可能に設けられ、この可動部材に力検出手段を介して
スタイラスが取り付けられ、前記力検出手段は前記スタ
イラスの先端に作用する力が検出可能な倣いプローブに
おいて、 前記基体に、互いに直交する２組の平行板ばねを介して
一対の変位部材が互いに直交する方向に変位可能に連結
され、 前記一対の変位部材に、独立に動作する２組の平行板ば
ねを介して前記可動部材が各変位部材の変位に連動して
かつそれと同方向へ変位可能に連結され、 前記基体に、前記一対の変位部材を独立に変位させる一
対の駆動手段がそれぞれ固定され、 前記力検出手段からの検出力の合成値が常に所定値にな
るように、前記駆動手段を介して前記一対の変位部材を
変位させる信号処理手段が設けられている ことを特徴と
する倣いプローブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4136779A JP2587565B2 (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | 倣いプローブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4136779A JP2587565B2 (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | 倣いプローブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05332766A JPH05332766A (ja) | 1993-12-14 |
| JP2587565B2 true JP2587565B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=15183324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4136779A Expired - Fee Related JP2587565B2 (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | 倣いプローブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2587565B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10108774A1 (de) * | 2001-02-23 | 2002-09-05 | Zeiss Carl | Koordinatenmessgerät zum Antasten eines Werkstücks, Tastkopf für ein Koordinatenmessgerät und Verfahren zum Betrieb eines Koordinatenmessgerätes |
| JP4669639B2 (ja) * | 2001-08-08 | 2011-04-13 | 株式会社ミツトヨ | 移動装置 |
| GB0228368D0 (en) * | 2002-12-05 | 2003-01-08 | Renishaw Plc | Probe for high speed scanning |
| DE102005036126A1 (de) * | 2005-07-26 | 2007-02-01 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Sensormodul für einen Tastkopf eines taktilen Koordinatenmessgerätes |
| JP6216400B2 (ja) | 2016-02-26 | 2017-10-18 | 株式会社ミツトヨ | 測定プローブ |
| JP6212148B2 (ja) * | 2016-02-26 | 2017-10-11 | 株式会社ミツトヨ | 測定プローブ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2242355C2 (de) * | 1972-08-29 | 1974-10-17 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Elektronischer Mehrkoordinatentaster |
| JPS5340465B2 (ja) * | 1973-07-31 | 1978-10-27 | ||
| JPS6064206A (ja) * | 1983-09-19 | 1985-04-12 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 二次元および三次元変位検出装置 |
-
1992
- 1992-05-28 JP JP4136779A patent/JP2587565B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05332766A (ja) | 1993-12-14 |
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Legal Events
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