JP3472671B2 - プローブ組立体のワーク表面に対する接触方法および装置 - Google Patents
プローブ組立体のワーク表面に対する接触方法および装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般的には、最
終製品を組立または製造する際に適用される方法および
装置に関する。一層詳細には、この発明は、前記最終製
品の組立または製造中に、集合機械部品を移動させる力
を制御するための方法および装置に関するものである。
しかし、これに限定されるものではなく、この発明は、
特に、前記最終製品の組立中に、軟接触（soft contac
t）を要求される非常に繊細で壊れやすい部品が結合さ
れる最終製品の製造に適用して好適である。
終製品を組立または製造する際に適用される方法および
装置に関する。一層詳細には、この発明は、前記最終製
品の組立または製造中に、集合機械部品を移動させる力
を制御するための方法および装置に関するものである。
しかし、これに限定されるものではなく、この発明は、
特に、前記最終製品の組立中に、軟接触（soft contac
t）を要求される非常に繊細で壊れやすい部品が結合さ
れる最終製品の製造に適用して好適である。
【０００２】
【発明の背景】基本的な機械工学論において、力という
ものは、他の物体上で、ある物体の運動状態が変化する
原因となる作用であるということは周知である。種々の
状況下において、発生した力が物体に対してどのように
作用し影響を及ぼすかということは、重大な関心事であ
る。さらに、この関心事は、最終製品に部品を組み込む
ために使用される全ての機械装置を議論する際にも現れ
る。
ものは、他の物体上で、ある物体の運動状態が変化する
原因となる作用であるということは周知である。種々の
状況下において、発生した力が物体に対してどのように
作用し影響を及ぼすかということは、重大な関心事であ
る。さらに、この関心事は、最終製品に部品を組み込む
ために使用される全ての機械装置を議論する際にも現れ
る。
【０００３】上述のことを議論する上で、幾つかの基本
的な機械的概念を復習することが有効である。ニュート
ンの第１の法則によれば、物体が力の作用を受けないと
き、静止するものはいつまでも静止しつづけ（静的状
態）、運動するものは等速直線運動をしつづける（動的
状態）。ニュートンの第２の法則によれば、物体に力が
作用するとき、その力の方向に、力の大きさに比例する
加速度を生じる。換言すれば、Ｆ＝ｍａと表現され、こ
こで、Ｆは物体に作用する力ベクトル、ｍは物体の質
量、ａは物体の加速度ベクトルである。
的な機械的概念を復習することが有効である。ニュート
ンの第１の法則によれば、物体が力の作用を受けないと
き、静止するものはいつまでも静止しつづけ（静的状
態）、運動するものは等速直線運動をしつづける（動的
状態）。ニュートンの第２の法則によれば、物体に力が
作用するとき、その力の方向に、力の大きさに比例する
加速度を生じる。換言すれば、Ｆ＝ｍａと表現され、こ
こで、Ｆは物体に作用する力ベクトル、ｍは物体の質
量、ａは物体の加速度ベクトルである。
【０００４】以下に詳しく述べるように、この発明は、
機械の組立製造中に部品の移動を制御するために、上述
した機械的概念における固有の考え方に依存する。最終
製品に、分離されている個々の部品を組み付けるか、最
終製品のワーク表面に道具を接触させる目的のために、
機械の動作が議論されるときに、最終製品における製造
工程の重要性が考慮される。例えば、プローブ組立体を
最終製品のワーク表面に接触させるために移動させて、
最終製品に組み込むという製造のために用いられる機械
装置を考察する必要がある。他の物体（最終製品のワー
ク表面）に、ある物体（プローブ組立体）が接触するよ
うに動作させるのに必要である機械装置では、この作用
により両物体に対して力が発生される。
機械の組立製造中に部品の移動を制御するために、上述
した機械的概念における固有の考え方に依存する。最終
製品に、分離されている個々の部品を組み付けるか、最
終製品のワーク表面に道具を接触させる目的のために、
機械の動作が議論されるときに、最終製品における製造
工程の重要性が考慮される。例えば、プローブ組立体を
最終製品のワーク表面に接触させるために移動させて、
最終製品に組み込むという製造のために用いられる機械
装置を考察する必要がある。他の物体（最終製品のワー
ク表面）に、ある物体（プローブ組立体）が接触するよ
うに動作させるのに必要である機械装置では、この作用
により両物体に対して力が発生される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、最終製品に非
常に繊細で壊れやすい部品が大量に組み込まれる場合、
最終製品の組立中に発生する接触力が非常に大きい力で
ある場合には、前記部品は損傷を受ける。結果として、
最終製品に対する損傷を防止するために、最終製品に特
定の部品を組み付け、あるいは製造する間には、非常に
小さな力を作用させることが好ましい。
常に繊細で壊れやすい部品が大量に組み込まれる場合、
最終製品の組立中に発生する接触力が非常に大きい力で
ある場合には、前記部品は損傷を受ける。結果として、
最終製品に対する損傷を防止するために、最終製品に特
定の部品を組み付け、あるいは製造する間には、非常に
小さな力を作用させることが好ましい。
【０００６】この発明では、特定の機械部品の運動パラ
メータについての一定の測定可能な値をモニタする（mo
nitoring）ことにより、製造する際における最終製品の
特定部分と機械部品との間の接触力を正確に制御するこ
とが可能となり、それにより、その接触力が最小化され
るということが明確に理解される。換言すれば、上述の
機械工学的概念に基づいて、この発明では、機械部品に
関する運動パラメータ中の測定可能な値をモニタするこ
とで、機械部品に関連する全ての力を制御することを可
能にすることが明確に理解される。
メータについての一定の測定可能な値をモニタする（mo
nitoring）ことにより、製造する際における最終製品の
特定部分と機械部品との間の接触力を正確に制御するこ
とが可能となり、それにより、その接触力が最小化され
るということが明確に理解される。換言すれば、上述の
機械工学的概念に基づいて、この発明では、機械部品に
関する運動パラメータ中の測定可能な値をモニタするこ
とで、機械部品に関連する全ての力を制御することを可
能にすることが明確に理解される。
【０００７】この発明はこのような課題を考慮してなさ
れたものであり、ワーク表面とプローブ組立体との間で
の軟接触を確定するために、プローブ組立体のうち特定
の運動パラメータを選択的にモニタすることにより、プ
ローブ組立体のワーク表面に対する軟接触を可能とする
移動方法および装置を提供することを目的とする。
れたものであり、ワーク表面とプローブ組立体との間で
の軟接触を確定するために、プローブ組立体のうち特定
の運動パラメータを選択的にモニタすることにより、プ
ローブ組立体のワーク表面に対する軟接触を可能とする
移動方法および装置を提供することを目的とする。
【０００８】また、この発明は、ワーク表面とプローブ
組立体との間の軟接触を確定するために、プローブ組立
体の加速度情報に係るトルク制御、速度制御または位置
制御をそれぞれ要求する選択的動作モードに基づいてプ
ローブ組立体をワーク表面に軟接触させる方法および装
置を提供することを目的とする。
組立体との間の軟接触を確定するために、プローブ組立
体の加速度情報に係るトルク制御、速度制御または位置
制御をそれぞれ要求する選択的動作モードに基づいてプ
ローブ組立体をワーク表面に軟接触させる方法および装
置を提供することを目的とする。
【０００９】さらに、この発明は、ワーク表面に対する
損傷を防止するためにプローブ組立体をワーク表面に軟
接触させる方法および装置を提供することを目的とす
る。
損傷を防止するためにプローブ組立体をワーク表面に軟
接触させる方法および装置を提供することを目的とす
る。
【００１０】さらにまた、この発明は、ワーク表面自体
あるいはワーク表面に関連して正確な測定を行うこと
で、プローブ組立体をワーク表面に軟接触させる方法お
よび装置を提供することを目的とする。
あるいはワーク表面に関連して正確な測定を行うこと
で、プローブ組立体をワーク表面に軟接触させる方法お
よび装置を提供することを目的とする。
【００１１】さらにまた、この発明は、実行することが
容易で、比較的にコストがかからないプローブ組立体を
ワーク表面に軟接触させる方法および装置を提供するこ
とを目的とする。
容易で、比較的にコストがかからないプローブ組立体を
ワーク表面に軟接触させる方法および装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、プロ
ーブ組立体を移動させてワーク表面に対して接触させる
方法は、プローブ組立体の配置または前記プローブ組立
体により保持される部品の配置で始まる。この発明にお
いて、この初期位置配置は、プローブ組立体の進入位置
（approach position ）であるとされる。この進入位置
は、オペレータが要求する任意の位置とすることができ
るが、好ましくは、進入位置は、プローブ組立体がワー
ク表面から約１ｍｍより短い距離位置に配されるように
する。プローブ組立体は、少なくともワーク表面上の所
定位置に軟接触するための進入位置から一定経路に沿っ
て順次移動するための進入位置に配置される。
ーブ組立体を移動させてワーク表面に対して接触させる
方法は、プローブ組立体の配置または前記プローブ組立
体により保持される部品の配置で始まる。この発明にお
いて、この初期位置配置は、プローブ組立体の進入位置
（approach position ）であるとされる。この進入位置
は、オペレータが要求する任意の位置とすることができ
るが、好ましくは、進入位置は、プローブ組立体がワー
ク表面から約１ｍｍより短い距離位置に配されるように
する。プローブ組立体は、少なくともワーク表面上の所
定位置に軟接触するための進入位置から一定経路に沿っ
て順次移動するための進入位置に配置される。
【００１３】まず、プローブ組立体は進入位置で静止状
態に保持される。次に、プローブ組立体を静止状態に保
持するために作用している力が、プローブ組立体に作用
している固有の静止摩擦力を超えるまでの大きさに変え
られる。静止摩擦力を超えたときに、その系は動的なも
のとなり、プローブ組立体はその力の影響力下にワーク
表面側へ進行する（前進する）。
態に保持される。次に、プローブ組立体を静止状態に保
持するために作用している力が、プローブ組立体に作用
している固有の静止摩擦力を超えるまでの大きさに変え
られる。静止摩擦力を超えたときに、その系は動的なも
のとなり、プローブ組立体はその力の影響力下にワーク
表面側へ進行する（前進する）。
【００１４】この発明では、プローブ組立体のワーク表
面に対する進行が、ワーク表面に対して軟接触がなされ
ることを決定するためにモニタされる。この発明では、
明確に、数種の動作モードで軟接触を可能にする。特
に、これらの制御モードのそれぞれは、プローブ組立体
の移動の特性が測定可能であるということに依存してい
る。測定可能なパラメータは、第１に、プローブ組立体
のワーク表面に向かう経路上の走行位置（位置制御モー
ド）であり、第２に、プローブ組立体の速度（速度制御
モード）であり、第３に、プローブ組立体の加減速度
（トルク制御モード）である。また、プローブ組立体に
ロードセンサ（負荷センサ）を搭載して、軟接触を示す
作動をモニタしてもよい。この発明のさらに他の動作と
して、上述の測定可能なパラメータをモニタしない場
合、その代わりに、プローブ組立体が合力の影響下にワ
ーク表面に軟接触するように進行することも含まれる。
面に対する進行が、ワーク表面に対して軟接触がなされ
ることを決定するためにモニタされる。この発明では、
明確に、数種の動作モードで軟接触を可能にする。特
に、これらの制御モードのそれぞれは、プローブ組立体
の移動の特性が測定可能であるということに依存してい
る。測定可能なパラメータは、第１に、プローブ組立体
のワーク表面に向かう経路上の走行位置（位置制御モー
ド）であり、第２に、プローブ組立体の速度（速度制御
モード）であり、第３に、プローブ組立体の加減速度
（トルク制御モード）である。また、プローブ組立体に
ロードセンサ（負荷センサ）を搭載して、軟接触を示す
作動をモニタしてもよい。この発明のさらに他の動作と
して、上述の測定可能なパラメータをモニタしない場
合、その代わりに、プローブ組立体が合力の影響下にワ
ーク表面に軟接触するように進行することも含まれる。
【００１５】位置制御モードでは、適切かつ周知の技術
での光学的エンコーダまたは適当な型のフィードバック
装置により、進入位置を基準としてプローブ組立体の位
置をモニタすることができる。この位置制御モードで
は、まず、進入位置とワーク表面との間の実際の距離が
見積もられる。次に、プローブ組立体は合力の影響下に
ワーク表面に向かって進行させられる。しかしながら、
この進行は、前記見積もり距離よりもほんの少しだけ大
きい移動距離の間のみに抑制される。軟接触は、プロー
ブ組立体が全移動距離を通過したことで決定される。
での光学的エンコーダまたは適当な型のフィードバック
装置により、進入位置を基準としてプローブ組立体の位
置をモニタすることができる。この位置制御モードで
は、まず、進入位置とワーク表面との間の実際の距離が
見積もられる。次に、プローブ組立体は合力の影響下に
ワーク表面に向かって進行させられる。しかしながら、
この進行は、前記見積もり距離よりもほんの少しだけ大
きい移動距離の間のみに抑制される。軟接触は、プロー
ブ組立体が全移動距離を通過したことで決定される。
【００１６】速度制御モードでは、エンコーダまたはフ
ィードバック装置からの出力が、タイマーまたは時計か
らの出力と関連づけられてワーク表面に向かって進行す
るプローブ組立体の速度が得られる。また、位置制御モ
ードと同様に、プローブ組立体は、合力の影響下にワー
ク表面に向かって進行する。しかし、このモードにおい
て、軟接触は、プローブ組立体の速度がゼロ値になった
ときに決定される。
ィードバック装置からの出力が、タイマーまたは時計か
らの出力と関連づけられてワーク表面に向かって進行す
るプローブ組立体の速度が得られる。また、位置制御モ
ードと同様に、プローブ組立体は、合力の影響下にワー
ク表面に向かって進行する。しかし、このモードにおい
て、軟接触は、プローブ組立体の速度がゼロ値になった
ときに決定される。
【００１７】加速度またはトルク制御モードは、速度制
御モードの応用モードである。このモードにおいては、
速度の時間変化率、すなわち加速度が、エンコーダとタ
イマを用いてモニタされる。軟接触は、プローブ組立体
の加速度（実際には減速度）に依存するので、軟接触の
決定は、この加速度が所定の閾値を超えたときに行われ
る。
御モードの応用モードである。このモードにおいては、
速度の時間変化率、すなわち加速度が、エンコーダとタ
イマを用いてモニタされる。軟接触は、プローブ組立体
の加速度（実際には減速度）に依存するので、軟接触の
決定は、この加速度が所定の閾値を超えたときに行われ
る。
【００１８】上述したように、プローブ組立体とワーク
表面との間の実際の軟接触力をモニタすることができ
る。これは、プローブ組立体に直接搭載したロードセン
サにより行われる。この動作モードでは、ロードセンサ
が、軟接触が達成されたときを決定する。
表面との間の実際の軟接触力をモニタすることができ
る。これは、プローブ組立体に直接搭載したロードセン
サにより行われる。この動作モードでは、ロードセンサ
が、軟接触が達成されたときを決定する。
【００１９】上述の動作モードに加えて、常に、進入位
置から離れた後、モニタされることがない基本ケースが
ある。プローブ組立体をモニタしない場合、オペレータ
は、軟接触になるようにプローブ組立体とワーク表面と
の間の接触を容認する。上述の全ての動作状態におい
て、プローブ組立体は合力の影響下にワーク表面に向か
って進行する。特に、この発明方法の動作において、合
力は、ちょうど、静止摩擦力を超えるために必要な力で
ある。
置から離れた後、モニタされることがない基本ケースが
ある。プローブ組立体をモニタしない場合、オペレータ
は、軟接触になるようにプローブ組立体とワーク表面と
の間の接触を容認する。上述の全ての動作状態におい
て、プローブ組立体は合力の影響下にワーク表面に向か
って進行する。特に、この発明方法の動作において、合
力は、ちょうど、静止摩擦力を超えるために必要な力で
ある。
【００２０】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態について図
面を参照しながら説明する。
面を参照しながら説明する。
【００２１】まず、図１において、参照符号１０は、こ
の発明方法を実施するための装置を示している。同図に
示すように、この装置１０は、リニアモータを含み、こ
のリニアモータは、発明「並進・回転制御用アクチュエ
ータ」として本件発明の発明者ネフ等に対して特許され
た米国特許第５，４４６，３２３号（譲受人はこの発明
と同じ）に開示され、かつその特許請求の範囲とされて
いるものと類似のものである。
の発明方法を実施するための装置を示している。同図に
示すように、この装置１０は、リニアモータを含み、こ
のリニアモータは、発明「並進・回転制御用アクチュエ
ータ」として本件発明の発明者ネフ等に対して特許され
た米国特許第５，４４６，３２３号（譲受人はこの発明
と同じ）に開示され、かつその特許請求の範囲とされて
いるものと類似のものである。
【００２２】図２は、アクチュエータ１２が、磁石１６
を囲む往復コイル１４を含むことを一層明確に示してい
る。妥当な技術で周知の方法であるが、コイル１４に電
流が流れたとき、磁束界が確立され、これが、磁石１６
の磁束界と相互に影響しあう。
を囲む往復コイル１４を含むことを一層明確に示してい
る。妥当な技術で周知の方法であるが、コイル１４に電
流が流れたとき、磁束界が確立され、これが、磁石１６
の磁束界と相互に影響しあう。
【００２３】また、周知のように、この相互作用は、コ
イル１４に力を発生する。コイル１４に流れる電流量と
その方向に依存してコイル１４に発生する力の大きさと
方向によりコイル１４が移動制御される。このようにし
て、コイル１４は、往復移動することができる。
イル１４に力を発生する。コイル１４に流れる電流量と
その方向に依存してコイル１４に発生する力の大きさと
方向によりコイル１４が移動制御される。このようにし
て、コイル１４は、往復移動することができる。
【００２４】この発明に適したものとして、プローブ組
立体１８がコイル１４に直接結合され、プローブ組立体
１８がコイル１４とともに往復移動するようにされる。
立体１８がコイル１４に直接結合され、プローブ組立体
１８がコイル１４とともに往復移動するようにされる。
【００２５】また、アクチュエータ１２によるプローブ
組立体１８の適当な往復運動、および装置１０によるア
クチュエータ１２の座標移動（図１に示すような、アク
チュエータ１２とアクチュエータ１２′の位置間での移
動）で、プローブ組立体１８は、ワーク表面２２上の適
当な位置に部品２０を配置することができる。容易に理
解することができるように、このような作用は、最終製
品２４を作るために採用することができる。
組立体１８の適当な往復運動、および装置１０によるア
クチュエータ１２の座標移動（図１に示すような、アク
チュエータ１２とアクチュエータ１２′の位置間での移
動）で、プローブ組立体１８は、ワーク表面２２上の適
当な位置に部品２０を配置することができる。容易に理
解することができるように、このような作用は、最終製
品２４を作るために採用することができる。
【００２６】しかしながら、この発明は組立工程自体で
はない。その代わりに、プローブ組立体１８と部品２０
との間の接触力を制御し、かつ、その結果として発生す
る、プローブ組立体１８および（または）部品２０とワ
ーク表面２２との間の接触力を関係づけることにある。
はない。その代わりに、プローブ組立体１８と部品２０
との間の接触力を制御し、かつ、その結果として発生す
る、プローブ組立体１８および（または）部品２０とワ
ーク表面２２との間の接触力を関係づけることにある。
【００２７】プローブ組立体１８に作用する力の性質を
理解するために、すなわち、この発明方法により制御さ
れる力の性質を理解するために、摩擦力について簡単に
説明する。この目的のために、図３Ａに示すように、あ
る表面２８上に置かれている重量Ｗを有する物体２６に
ついて考察する。
理解するために、すなわち、この発明方法により制御さ
れる力の性質を理解するために、摩擦力について簡単に
説明する。この目的のために、図３Ａに示すように、あ
る表面２８上に置かれている重量Ｗを有する物体２６に
ついて考察する。
【００２８】図３Ａに示すような静的平衡状態におい
て、周知の平衡（釣り合い）の基本式から、ｘ方向とｙ
方向の力の総和はゼロ値でなければならない。この場
合、物体２６の重量Ｗは、法線力（垂直力）Ｎに等し
い。静的平衡式は、また、以下のことを示す。すなわ
ち、ｘ方向の平衡状態において、押す力または引く力
（プッシュプル力：push／pull forth）Ｐは、摩擦力Ｆ
に等しくなければならない。その式は、 Ｐ−Ｆ＝０ …（１） しかし、この（１）式は、静的平衡状態においてのみ成
立する。実際上、図３Ｂに示すように、プッシュプル力
Ｐがゼロ値から増加するとき、プッシュプル力Ｐが最大
静的摩擦力（静止摩擦力）Ｆｍに等しくなる点までの
み、摩擦力Ｆはプッシュプル力Ｐに等しい。物体２６が
静止平衡状態にある限り、摩擦力Ｆはプッシュプル力Ｐ
の変化に正比例する。
て、周知の平衡（釣り合い）の基本式から、ｘ方向とｙ
方向の力の総和はゼロ値でなければならない。この場
合、物体２６の重量Ｗは、法線力（垂直力）Ｎに等し
い。静的平衡式は、また、以下のことを示す。すなわ
ち、ｘ方向の平衡状態において、押す力または引く力
（プッシュプル力：push／pull forth）Ｐは、摩擦力Ｆ
に等しくなければならない。その式は、 Ｐ−Ｆ＝０ …（１） しかし、この（１）式は、静的平衡状態においてのみ成
立する。実際上、図３Ｂに示すように、プッシュプル力
Ｐがゼロ値から増加するとき、プッシュプル力Ｐが最大
静的摩擦力（静止摩擦力）Ｆｍに等しくなる点までの
み、摩擦力Ｆはプッシュプル力Ｐに等しい。物体２６が
静止平衡状態にある限り、摩擦力Ｆはプッシュプル力Ｐ
の変化に正比例する。
【００２９】しかしながら、プッシュプル力Ｐが最大静
止摩擦力Ｆｍをちょうど超えるときに、遷移プッシュプ
ル力Ｐｔが物体２６に対してかかり、もはや静止状態は
保持し得なくなる。このとき、遷移プッシュプル力Ｐｔ
の影響下に、物体２６の状態が、静止状態から動的状態
に遷移する（変化する）。換言すれば、最大静止摩擦力
Ｆｍが克服されたときに、物体２６は動き始める。さら
に、図３Ｂに示すように、物体２６が動き始めた後の状
態における運動摩擦力Ｆｋは、最大静止摩擦力Ｆｍより
小さくなる。この差により、遷移プッシュプル力Ｐｔが
物体２６に対して加速を与える。Ｆ＝ｍａである。
止摩擦力Ｆｍをちょうど超えるときに、遷移プッシュプ
ル力Ｐｔが物体２６に対してかかり、もはや静止状態は
保持し得なくなる。このとき、遷移プッシュプル力Ｐｔ
の影響下に、物体２６の状態が、静止状態から動的状態
に遷移する（変化する）。換言すれば、最大静止摩擦力
Ｆｍが克服されたときに、物体２６は動き始める。さら
に、図３Ｂに示すように、物体２６が動き始めた後の状
態における運動摩擦力Ｆｋは、最大静止摩擦力Ｆｍより
小さくなる。この差により、遷移プッシュプル力Ｐｔが
物体２６に対して加速を与える。Ｆ＝ｍａである。
【００３０】このような前提を記憶して、まず、図４Ａ
に示すようなプローブ組立体１８の自由物体線図を考察
する。この自由物体線図において、プローブ組立体１８
に作用する全ての力は、プローブ組立体１８が静止して
いるときの特定の状態として示している。さらに詳しく
説明すると、図４Ａは、プローブ組立体１８が、ワーク
表面２２に接触するための待機的なアプローチ位置（進
入位置）にあって、ワーク表面２２の垂直方向上方に保
持されていることを示している。この状態において、プ
ローブ組立体１８に作用する力は、（１）その重量Ｗ、
（２）符号Ｆで表す全摩擦力、および（３）作動プッシ
ュプル力Ｐである。
に示すようなプローブ組立体１８の自由物体線図を考察
する。この自由物体線図において、プローブ組立体１８
に作用する全ての力は、プローブ組立体１８が静止して
いるときの特定の状態として示している。さらに詳しく
説明すると、図４Ａは、プローブ組立体１８が、ワーク
表面２２に接触するための待機的なアプローチ位置（進
入位置）にあって、ワーク表面２２の垂直方向上方に保
持されていることを示している。この状態において、プ
ローブ組立体１８に作用する力は、（１）その重量Ｗ、
（２）符号Ｆで表す全摩擦力、および（３）作動プッシ
ュプル力Ｐである。
【００３１】図４Ａを参照すれば、プローブ組立体１８
のｙ方向の静止平衡の式は、次のよになることが理解さ
れる。
のｙ方向の静止平衡の式は、次のよになることが理解さ
れる。
【００３２】Ｐ＋Ｆ−Ｗ＝０ …（２）
この発明の目的のために、プッシュプル力Ｐは、実質的
に、コイル１４と磁石１６との間の相互作用によりプロ
ーブ組立体１８に働くトルクを表すということが認識さ
れる。このとき、摩擦力Ｆは、アクチュエータ１２の中
におけるプローブ組立体１８の任意の往復移動に抵抗す
るための結合された他の全ての機械力の総和である。
に、コイル１４と磁石１６との間の相互作用によりプロ
ーブ組立体１８に働くトルクを表すということが認識さ
れる。このとき、摩擦力Ｆは、アクチュエータ１２の中
におけるプローブ組立体１８の任意の往復移動に抵抗す
るための結合された他の全ての機械力の総和である。
【００３３】プローブ組立体１８は、必ずしも、図４Ａ
に示すように垂直を指向しているとは限らないので、図
４Ｂに示すようにプローブ組立体１８においてさらに一
般的な自由物体線図について考察する。図４Ａと図４Ｂ
を比較することにより、プローブ組立体１８の方向が、
垂直方向（図４Ａ参照）から角度方向（図４Ｂ参照）に
変化していることが理解され、この変化がプローブ組立
体１８に作用する重量Ｗの方向を変化させる。このこと
は、また、静止状態に保持するのに必要なプッシュプル
力Ｐの大きさに影響を与える。留意すべき点は、プロー
ブ組立体１８の方向にかかわらず、数種の力が、プロー
ブ組立体１８に対してある方向になお作用を継続すると
いうことである。図４Ｂに示す特定の状態において、ｘ
方向のプローブ組立体１８の静止平衡式は以下のように
なる。
に示すように垂直を指向しているとは限らないので、図
４Ｂに示すようにプローブ組立体１８においてさらに一
般的な自由物体線図について考察する。図４Ａと図４Ｂ
を比較することにより、プローブ組立体１８の方向が、
垂直方向（図４Ａ参照）から角度方向（図４Ｂ参照）に
変化していることが理解され、この変化がプローブ組立
体１８に作用する重量Ｗの方向を変化させる。このこと
は、また、静止状態に保持するのに必要なプッシュプル
力Ｐの大きさに影響を与える。留意すべき点は、プロー
ブ組立体１８の方向にかかわらず、数種の力が、プロー
ブ組立体１８に対してある方向になお作用を継続すると
いうことである。図４Ｂに示す特定の状態において、ｘ
方向のプローブ組立体１８の静止平衡式は以下のように
なる。
【００３４】
Ｐ−Ｆ＋Ｗｓｉｎθ＝０ …（３）
ここで、符号Ｐは、コイル１４と磁石１６の相互作用に
より発生するプッシュプルトルク力であり、摩擦力Ｆ
は、アクチュエータ１２上、プローブ組立体１８の移動
に抵抗する全ての力を表している。角度θは、プローブ
組立体１８の進入位置方向と水平方向とがなす角度を示
している。例えば、図４Ａのように、プローブ組立体１
８が垂直方向に保持されている場合には、角度θは９０
°であり、ｓｉｎθは値１に等しい。この場合は、
（２）式になる。
より発生するプッシュプルトルク力であり、摩擦力Ｆ
は、アクチュエータ１２上、プローブ組立体１８の移動
に抵抗する全ての力を表している。角度θは、プローブ
組立体１８の進入位置方向と水平方向とがなす角度を示
している。例えば、図４Ａのように、プローブ組立体１
８が垂直方向に保持されている場合には、角度θは９０
°であり、ｓｉｎθは値１に等しい。この場合は、
（２）式になる。
【００３５】さて、図５には、この発明の方法が論理フ
ローチャートとして示され、その符号が３０とされてい
る。本発明方法３０が開始されると、ボックス（ｂｏ
ｘ：枠、箱）３２に示すように、プローブ組立体１８が
進入位置に配置される。さらに具体的に説明すると、本
発明方法３０のこのステップを遂行するために、プロー
ブ組立体１８がアクチュエータ１２の作用により進入位
置まで移動される。このとき、プローブ組立体１８は、
必ずしも必要なわけではないが、進入位置にある間は静
止状態に保持される。既に示したように、進入位置はオ
ペレータにより任意の位置に選択することができる。し
かしながら、ここでは、議論の目的のために、進入位置
は、プローブ組立体１８がワーク表面２２から距離３４
のところにあるように選択される。距離３４は、１ｍｍ
以下の値に選定したほうがよい。この距離３４は、図４
Ａと図４Ｂの両方に示されている。
ローチャートとして示され、その符号が３０とされてい
る。本発明方法３０が開始されると、ボックス（ｂｏ
ｘ：枠、箱）３２に示すように、プローブ組立体１８が
進入位置に配置される。さらに具体的に説明すると、本
発明方法３０のこのステップを遂行するために、プロー
ブ組立体１８がアクチュエータ１２の作用により進入位
置まで移動される。このとき、プローブ組立体１８は、
必ずしも必要なわけではないが、進入位置にある間は静
止状態に保持される。既に示したように、進入位置はオ
ペレータにより任意の位置に選択することができる。し
かしながら、ここでは、議論の目的のために、進入位置
は、プローブ組立体１８がワーク表面２２から距離３４
のところにあるように選択される。距離３４は、１ｍｍ
以下の値に選定したほうがよい。この距離３４は、図４
Ａと図４Ｂの両方に示されている。
【００３６】ボックス３６は、前記進入位置にあるプロ
ーブ組立体１８に付与されるプッシュプル力Ｐを示して
いる。また、このプッシュプル力Ｐの目的は、プローブ
組立体１８をワーク表面２２の方向に前進させるために
ある。しかし、プッシュプル力Ｐの付与は、プローブ組
立体１８に作用する他の力の全てについての理解を要求
する。静止平衡状態に対して、プッシュプル力Ｐ（すな
わち、アクチュエータ１２からのトルク）は、一定範囲
の間で変化できることを考慮すべきである。これは、摩
擦力Ｆが、最大静止摩擦力Ｆｍを超えない限り成立す
る。この前提のもとに、ボックス３６は、プッシュプル
力Ｐがアクチュエータ１２の作動を通じて、プローブ組
立体１８を静止状態から動的状態に適切に変化させるこ
とを企図している。すなわち、プッシュプル力Ｐが遷移
（閾値）プッシュプル力Ｐｔに等しくなるまで調節され
る。具体的に説明すると、この遷移は、進入位置にある
プローブ組立体１８が、静止定常状態から経路３８に沿
ってワーク表面２２の方向へ進行するという動的状態へ
と変化することを意味している。例えば、図４Ａに描い
たようなプローブ組立体１８の状態を考察する。もちろ
ん、重量Ｗは一定に保持される。しかし、（２）式によ
れば、プッシュプル力Ｐと摩擦力Ｆとの和が重量Ｗより
小さいときには、プローブ組立体１８に対する力の不均
衡さが、その静止平衡状態を壊し、プローブ組立体１８
をワーク表面２２側に加速させる。実際上の問題とし
て、本発明方法３０のオペレータにより制御されるこの
例における唯一の力が、プッシュプル力Ｐであるという
ことを認識すべきである。この場合、ボックス３６によ
り企図される本発明方法３０中のこのステップは、十分
な大きさの閾値力Ｐｔの確立であり、この閾値力Ｐｔに
よりプローブ組立体１８が進入位置にある静止状態から
動的状態に変化（遷移）する。この遷移により、プロー
ブ組立体１８は、ワーク表面２２の方へ前進する。
ーブ組立体１８に付与されるプッシュプル力Ｐを示して
いる。また、このプッシュプル力Ｐの目的は、プローブ
組立体１８をワーク表面２２の方向に前進させるために
ある。しかし、プッシュプル力Ｐの付与は、プローブ組
立体１８に作用する他の力の全てについての理解を要求
する。静止平衡状態に対して、プッシュプル力Ｐ（すな
わち、アクチュエータ１２からのトルク）は、一定範囲
の間で変化できることを考慮すべきである。これは、摩
擦力Ｆが、最大静止摩擦力Ｆｍを超えない限り成立す
る。この前提のもとに、ボックス３６は、プッシュプル
力Ｐがアクチュエータ１２の作動を通じて、プローブ組
立体１８を静止状態から動的状態に適切に変化させるこ
とを企図している。すなわち、プッシュプル力Ｐが遷移
（閾値）プッシュプル力Ｐｔに等しくなるまで調節され
る。具体的に説明すると、この遷移は、進入位置にある
プローブ組立体１８が、静止定常状態から経路３８に沿
ってワーク表面２２の方向へ進行するという動的状態へ
と変化することを意味している。例えば、図４Ａに描い
たようなプローブ組立体１８の状態を考察する。もちろ
ん、重量Ｗは一定に保持される。しかし、（２）式によ
れば、プッシュプル力Ｐと摩擦力Ｆとの和が重量Ｗより
小さいときには、プローブ組立体１８に対する力の不均
衡さが、その静止平衡状態を壊し、プローブ組立体１８
をワーク表面２２側に加速させる。実際上の問題とし
て、本発明方法３０のオペレータにより制御されるこの
例における唯一の力が、プッシュプル力Ｐであるという
ことを認識すべきである。この場合、ボックス３６によ
り企図される本発明方法３０中のこのステップは、十分
な大きさの閾値力Ｐｔの確立であり、この閾値力Ｐｔに
よりプローブ組立体１８が進入位置にある静止状態から
動的状態に変化（遷移）する。この遷移により、プロー
ブ組立体１８は、ワーク表面２２の方へ前進する。
【００３７】実際上、プローブ組立体１８は、本発明方
法３０の実行における各サイクルの間進入位置に停止す
る必要が必ずしもないことを認識すべきである。実際、
この発明により企図されるように、閾値プッシュプル力
Ｐｔが予め確定されている場合、プローブ組立体１８は
進入位置を通過して連続的に移動する。プッシュプル力
Ｐｔに対応する値を予め確定するために、プローブ組立
体１８を停止させること（すなわち、静止状態におくこ
と）が必要である。それから、アクチュエータ１２から
のトルクが、閾値プッシュプル力Ｐｔの値を経験的に決
定するために変化される。
法３０の実行における各サイクルの間進入位置に停止す
る必要が必ずしもないことを認識すべきである。実際、
この発明により企図されるように、閾値プッシュプル力
Ｐｔが予め確定されている場合、プローブ組立体１８は
進入位置を通過して連続的に移動する。プッシュプル力
Ｐｔに対応する値を予め確定するために、プローブ組立
体１８を停止させること（すなわち、静止状態におくこ
と）が必要である。それから、アクチュエータ１２から
のトルクが、閾値プッシュプル力Ｐｔの値を経験的に決
定するために変化される。
【００３８】図２にもどって考察すると、この発明のア
クチュエータ１２は、エンコーダ４０を含む。この発明
に適したものとして、エンコーダ４０は、周知の適切な
技術である位置フィードバックセンサの任意の型のもの
を用いることができる。この実施の形態の目的のため
に、ここでは光学的エンコーダについて考察する。エン
コーダ４０は光学的走査読取装置４２を含み、プローブ
組立体１８にマウントされ連動して移動するスケール４
４と関連づけて動作させられる。さらに、タイマ４６が
光学的エンコーダ４０に含まれている。
クチュエータ１２は、エンコーダ４０を含む。この発明
に適したものとして、エンコーダ４０は、周知の適切な
技術である位置フィードバックセンサの任意の型のもの
を用いることができる。この実施の形態の目的のため
に、ここでは光学的エンコーダについて考察する。エン
コーダ４０は光学的走査読取装置４２を含み、プローブ
組立体１８にマウントされ連動して移動するスケール４
４と関連づけて動作させられる。さらに、タイマ４６が
光学的エンコーダ４０に含まれている。
【００３９】当業者に周知の方法により、スケール４４
をモニタすることで、アクチュエータ１２に関連してプ
ローブ組立体１８の位置を決定することができる。その
結果として、経路３８に沿って移動するプローブ組立体
１８の位置Ｓもまた、たとえ、近似的であるにしても決
定することができる。また、タイマ４６により確定され
る所定期間の間のプローブ組立体１８の位置Ｓの変化
（すなわち、ｄＳ／ｄｔ）が、経路３８に沿って移動す
るプローブ組立体１８の速度Ｖとして決定される。ま
た、その速度Ｖの時間変化率（すなわち、ｄＶ／ｄｔ）
をモニタすることにより、経路３８に沿って移動するプ
ローブ組立体１８の加速度ａを決定することができる。
をモニタすることで、アクチュエータ１２に関連してプ
ローブ組立体１８の位置を決定することができる。その
結果として、経路３８に沿って移動するプローブ組立体
１８の位置Ｓもまた、たとえ、近似的であるにしても決
定することができる。また、タイマ４６により確定され
る所定期間の間のプローブ組立体１８の位置Ｓの変化
（すなわち、ｄＳ／ｄｔ）が、経路３８に沿って移動す
るプローブ組立体１８の速度Ｖとして決定される。ま
た、その速度Ｖの時間変化率（すなわち、ｄＶ／ｄｔ）
をモニタすることにより、経路３８に沿って移動するプ
ローブ組立体１８の加速度ａを決定することができる。
【００４０】再び、図５において、プッシュプル力Ｐが
プローブ組立体１８に付与された後、本発明方法３０の
ボックス４８は、プローブ組立体１８の速度Ｖがモニタ
されるかどうかが照会される。この照会に対する答えが
肯定的であるときには、次に、ボックス５０は、この速
度がゼロ値に等しいかどうかという次の質問を示してい
る。もし、速度ＶがＶ＝０であるならば、ボックス５２
は軟接触（soft contact）がなされたことを示してい
る。同一性または区別性の目的のために、本発明方法３
０におけるこの動作モードでは、ときに、速度モードと
してこの中で参照される。
プローブ組立体１８に付与された後、本発明方法３０の
ボックス４８は、プローブ組立体１８の速度Ｖがモニタ
されるかどうかが照会される。この照会に対する答えが
肯定的であるときには、次に、ボックス５０は、この速
度がゼロ値に等しいかどうかという次の質問を示してい
る。もし、速度ＶがＶ＝０であるならば、ボックス５２
は軟接触（soft contact）がなされたことを示してい
る。同一性または区別性の目的のために、本発明方法３
０におけるこの動作モードでは、ときに、速度モードと
してこの中で参照される。
【００４１】この発明に対する速度モード動作の改良
は、一定の大きさの速度を維持することによりなされ
る。この改良の１つの有利性は、プローブ組立体１８の
進行を妨げる摩擦力Ｆに関して小さな変化の補償を許容
することにある。この目的のために、種々のフィードバ
ック変化法が採用される。しかし、夫々の変化に対し
て、一定速度を維持するのに必要なプッシュプル力Ｐに
対する速度とトルクの両方をモニタすることが必要であ
る。力Ｐが所定値を１度超えた場合、ワーク表面へ軟接
触が発生するということが決定され、または結論づけさ
れる。他のやり方では、過度の力Ｐによってワーク表面
が容易に損傷してしまうおそれがある。
は、一定の大きさの速度を維持することによりなされ
る。この改良の１つの有利性は、プローブ組立体１８の
進行を妨げる摩擦力Ｆに関して小さな変化の補償を許容
することにある。この目的のために、種々のフィードバ
ック変化法が採用される。しかし、夫々の変化に対し
て、一定速度を維持するのに必要なプッシュプル力Ｐに
対する速度とトルクの両方をモニタすることが必要であ
る。力Ｐが所定値を１度超えた場合、ワーク表面へ軟接
触が発生するということが決定され、または結論づけさ
れる。他のやり方では、過度の力Ｐによってワーク表面
が容易に損傷してしまうおそれがある。
【００４２】再び、ボックス５０にもどって、プローブ
組立体１８の速度Ｖがゼロ値になることがモニタされな
い場合、その代わりに、プローブ組立体１８の加速度を
決定するための変化がモニタされ、ボックス５４は、プ
ローブ組立体１８の加速度が、ワーク表面２２に対する
プローブ組立体１８の軟接触を示す所定絶対値を超える
ことを示している。本発明方法３０におけるこの動作モ
ードは、しばしば、加速度動作モードとして参照され
る。
組立体１８の速度Ｖがゼロ値になることがモニタされな
い場合、その代わりに、プローブ組立体１８の加速度を
決定するための変化がモニタされ、ボックス５４は、プ
ローブ組立体１８の加速度が、ワーク表面２２に対する
プローブ組立体１８の軟接触を示す所定絶対値を超える
ことを示している。本発明方法３０におけるこの動作モ
ードは、しばしば、加速度動作モードとして参照され
る。
【００４３】本発明方法３０のボックス４８に戻って、
プローブ組立体１８の速度Ｖが特別にモニタされない場
合には、ボックス５５において、プローブ組立体１８の
位置Ｓがモニタされるかどうかということが問題とされ
る。もしモニタする場合には、ボックス５６では、プロ
ーブ組立体１８が一定距離Ｄの間、経路３８に沿って移
動されたかどうかが調査される。距離Ｄを決定するため
に、ワーク表面２２とプローブ組立体１８との間の距離
３４を見積もることが必要である。この見積もりは、進
入位置にあるプローブ組立体１８で作成され、部品２０
のセットアップ時に組み込まれる。距離３４を見積もる
のにもかかわらず、距離Ｄを確立するために距離３４
に、増分のオーバーシュート距離（行き過ぎ距離）５８
（図４Ａと図４Ｂ参照）が加えられる。この発明の目的
のために、行き過ぎ距離５８は、約１インチの１０００
０分の１（０．０００１）、または好ましくはそれ以下
のオーダーにされる。ワーク表面２２に対するプローブ
組立体１８の軟接触は、プローブ組立体１８が経路３８
に沿って距離Ｄを移動したときに起こるものとして決定
される。本発明方法３０におけるこの動作の重要な点
は、エンコーダ４０が経路３８に沿うプローブ組立体１
８による移動距離を正確に測定することができることで
ある。しかしながら、エンコーダ４０は、進入位置の特
性である距離３４を測定しない。この動作モードは、位
置制御モードとして参照される。
プローブ組立体１８の速度Ｖが特別にモニタされない場
合には、ボックス５５において、プローブ組立体１８の
位置Ｓがモニタされるかどうかということが問題とされ
る。もしモニタする場合には、ボックス５６では、プロ
ーブ組立体１８が一定距離Ｄの間、経路３８に沿って移
動されたかどうかが調査される。距離Ｄを決定するため
に、ワーク表面２２とプローブ組立体１８との間の距離
３４を見積もることが必要である。この見積もりは、進
入位置にあるプローブ組立体１８で作成され、部品２０
のセットアップ時に組み込まれる。距離３４を見積もる
のにもかかわらず、距離Ｄを確立するために距離３４
に、増分のオーバーシュート距離（行き過ぎ距離）５８
（図４Ａと図４Ｂ参照）が加えられる。この発明の目的
のために、行き過ぎ距離５８は、約１インチの１０００
０分の１（０．０００１）、または好ましくはそれ以下
のオーダーにされる。ワーク表面２２に対するプローブ
組立体１８の軟接触は、プローブ組立体１８が経路３８
に沿って距離Ｄを移動したときに起こるものとして決定
される。本発明方法３０におけるこの動作の重要な点
は、エンコーダ４０が経路３８に沿うプローブ組立体１
８による移動距離を正確に測定することができることで
ある。しかしながら、エンコーダ４０は、進入位置の特
性である距離３４を測定しない。この動作モードは、位
置制御モードとして参照される。
【００４４】位置制御モードではまた、図示していない
時計（クロック）が用いられることに留意されなければ
ならない。時計は、プローブ組立体１８が特定の位置に
あることが連続してモニタされた後に発生する時間を測
定する。この知識のもと、この発明により、プローブ組
立体１８が進入位置を出発した後の経過時間が、軟接触
が発生したかどうかを決定するために用いられるという
ことが企図される。この動作モードにおいて、プローブ
組立体１８は進入位置に確定され、その後、プッシュプ
ル力Ｐｔの影響下に解放され、所定時間間隔の経過の
後、軟接触が発生したものとされる。
時計（クロック）が用いられることに留意されなければ
ならない。時計は、プローブ組立体１８が特定の位置に
あることが連続してモニタされた後に発生する時間を測
定する。この知識のもと、この発明により、プローブ組
立体１８が進入位置を出発した後の経過時間が、軟接触
が発生したかどうかを決定するために用いられるという
ことが企図される。この動作モードにおいて、プローブ
組立体１８は進入位置に確定され、その後、プッシュプ
ル力Ｐｔの影響下に解放され、所定時間間隔の経過の
後、軟接触が発生したものとされる。
【００４５】図５において、ボックス６０は、ワーク表
面２２に対してプローブ組立体１８が軟接触なされるか
どうかを決定するのに、着地力（着陸力、負荷力）Ｌ
（プローブ組立体１８とワーク表面２２との間の接触時
の実際の力）をモニタするかどうかが判定される。この
動作モードでは、図２に示すように、プローブ組立体１
８に搭載されるロードセンサ６２が必要になる。この発
明の目的のために、ロードセンサ６２は、フーテック
（Futek ）により製造される型のような、周知の適切な
任意の型のものを用いることができる。本発明方法３０
のボックス６４により示されるように、ロードセンサ６
２がプローブ組立体１８に組み込まれているとき、プロ
ーブ組立体１８とワーク表面２２との間の軟接触は、ロ
ードセンサ６２の作動により決定されるであろう。換言
すれば、負荷力Ｌの存在が、軟接触を決定するためにロ
ードセンサ６２を作動させる。
面２２に対してプローブ組立体１８が軟接触なされるか
どうかを決定するのに、着地力（着陸力、負荷力）Ｌ
（プローブ組立体１８とワーク表面２２との間の接触時
の実際の力）をモニタするかどうかが判定される。この
動作モードでは、図２に示すように、プローブ組立体１
８に搭載されるロードセンサ６２が必要になる。この発
明の目的のために、ロードセンサ６２は、フーテック
（Futek ）により製造される型のような、周知の適切な
任意の型のものを用いることができる。本発明方法３０
のボックス６４により示されるように、ロードセンサ６
２がプローブ組立体１８に組み込まれているとき、プロ
ーブ組立体１８とワーク表面２２との間の軟接触は、ロ
ードセンサ６２の作動により決定されるであろう。換言
すれば、負荷力Ｌの存在が、軟接触を決定するためにロ
ードセンサ６２を作動させる。
【００４６】本発明方法３０は、プローブ組立体１８の
移動についての観測可能なパラメータが特別にモニタさ
れないときにも、軟着陸を決定できるということを示し
ている。この動作モードでは、ボックス４８、５５、６
０での調査が全て否定的な応答を受け取る。これは、い
わゆる基本ケースと呼ばれ、ワーク表面２２の方向にプ
ローブ組立体１８を進めるための適当なプッシュプル力
Ｐが確定された後に発生するものとして軟接触が受け入
れられる。ここまで議論した全てのモードにおいて、基
本ケースが含まれ、プローブ組立体１８が進入位置にい
る間、プローブ組立体１８にプッシュプル力Ｐがかけら
れているということを考慮すべきである。プッシュプル
力Ｐは、適当な大きさと方向を持つ力Ｐｔとして確立さ
れ、これは、プローブ組立体１８を静止状態から動作状
態に変化させるのに必要な力である。
移動についての観測可能なパラメータが特別にモニタさ
れないときにも、軟着陸を決定できるということを示し
ている。この動作モードでは、ボックス４８、５５、６
０での調査が全て否定的な応答を受け取る。これは、い
わゆる基本ケースと呼ばれ、ワーク表面２２の方向にプ
ローブ組立体１８を進めるための適当なプッシュプル力
Ｐが確定された後に発生するものとして軟接触が受け入
れられる。ここまで議論した全てのモードにおいて、基
本ケースが含まれ、プローブ組立体１８が進入位置にい
る間、プローブ組立体１８にプッシュプル力Ｐがかけら
れているということを考慮すべきである。プッシュプル
力Ｐは、適当な大きさと方向を持つ力Ｐｔとして確立さ
れ、これは、プローブ組立体１８を静止状態から動作状
態に変化させるのに必要な力である。
【００４７】さらに付言すれば、本発明方法３０は、特
定モードの動作を選択的に使用することが可能であると
いうことを企図する。もちろん、この選択は、オペレー
タの必要性と要望に基づくものである。どのような動作
モードが用いられるかに関係なく、この発明方法は、約
５０ｇ以下の着地力で軟接触がなされることを企図し、
約１００分の１ｇ（０．０１ｇ）以下でも可能であると
予測される。さらに、軟接触が達成された後、この発明
は、プッシュプル力Ｐを、プローブ組立体１８とワーク
表面２２との間の静止接触力を軟接触力Ｌまたはこれに
近い力に維持することを適当に変えることができるとい
うこともまた企図の範囲である。他方、プローブ組立体
１８とワーク表面２２との間で作られるどのような好ま
しい力でも軟接触の後に変化させることができる。
定モードの動作を選択的に使用することが可能であると
いうことを企図する。もちろん、この選択は、オペレー
タの必要性と要望に基づくものである。どのような動作
モードが用いられるかに関係なく、この発明方法は、約
５０ｇ以下の着地力で軟接触がなされることを企図し、
約１００分の１ｇ（０．０１ｇ）以下でも可能であると
予測される。さらに、軟接触が達成された後、この発明
は、プッシュプル力Ｐを、プローブ組立体１８とワーク
表面２２との間の静止接触力を軟接触力Ｌまたはこれに
近い力に維持することを適当に変えることができるとい
うこともまた企図の範囲である。他方、プローブ組立体
１８とワーク表面２２との間で作られるどのような好ま
しい力でも軟接触の後に変化させることができる。
【００４８】以上詳細に説明したワーク表面にプローブ
組立体を軟接触移動させる特定の方法と装置により、上
述した目的を得ることおよび有利性を与えることが十分
に可能であるが、この発明は、上述の実施の形態に限ら
ずこの発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採り
得ることはもちろんである。
組立体を軟接触移動させる特定の方法と装置により、上
述した目的を得ることおよび有利性を与えることが十分
に可能であるが、この発明は、上述の実施の形態に限ら
ずこの発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採り
得ることはもちろんである。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ワーク表面にプローブ組立体を軟接触させることが
できる。
ば、ワーク表面にプローブ組立体を軟接触させることが
できる。
【図１】この発明方法を実施するために有用である装置
の斜視図である。
の斜視図である。
【図２】図１例の装置から明確化のために不要部分を取
り去ったボイスコイルアクチュエータの斜視図である。
り去ったボイスコイルアクチュエータの斜視図である。
【図３】図３Ａは、面上に置かれたブロックの自由物体
線図である。図３Ｂは、静的摩擦と動的摩擦との関係を
示すグラフである。
線図である。図３Ｂは、静的摩擦と動的摩擦との関係を
示すグラフである。
【図４】図４Ａは、プローブ組立体が垂直方向である場
合の、図２例のアクチュエータを構成するプローブ組立
体の自由物体線図である。図４Ｂは、プローブ組立体が
傾斜方向である場合の、図２例のアクチュエータを構成
するプローブ組立体の自由物体線図である。
合の、図２例のアクチュエータを構成するプローブ組立
体の自由物体線図である。図４Ｂは、プローブ組立体が
傾斜方向である場合の、図２例のアクチュエータを構成
するプローブ組立体の自由物体線図である。
【図５】この発明方法の実施の形態に用いられる過程の
論理的フローチャートである。
論理的フローチャートである。
１０…装置 １２…アクチュエ
ータ １４…往復コイル １６…磁石 １８…プローブ組立体 ２０…部品 ２２…ワーク表面 ２６…物体 ３０…本発明方法 ３４…距離 ６２…ロードセンサ Ｄ…距離 Ｆ…摩擦力 Ｐ…プッシュプル力 Ｗ…重量
ータ １４…往復コイル １６…磁石 １８…プローブ組立体 ２０…部品 ２２…ワーク表面 ２６…物体 ３０…本発明方法 ３４…距離 ６２…ロードセンサ Ｄ…距離 Ｆ…摩擦力 Ｐ…プッシュプル力 Ｗ…重量
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 マイケル エス．シーファー
アメリカ合衆国、カリフォルニア州
92029 エスコンディード、バッドガー
グレン 2046
(72)発明者 エドワード エー．ネフ
アメリカ合衆国、カリフォルニア州
92067 ランチョ サンタ フェ、エル
カミノ リアル 16535
(72)発明者 マイケル エー．フェリス
アメリカ合衆国、カリフォルニア州
92083 ビスタ、ブラック ホーク サ
ークル 748
(72)発明者 キエラン ボイル
アメリカ合衆国、カリフォルニア州
92122 サンディエゴ、ショアーライン
ドライブ 7130、アパートメント
1112号
(72)発明者 クリストファー ジョンソン
アメリカ合衆国、カリフォルニア州
92117 サンディエゴ、マウント エル
ブラス ドライブ 4854
(72)発明者 ジョセフ エム．クワシュノック
アメリカ合衆国、カリフォルニア州
92009 カールスバッド、ユニコーニオ
ストリート 2718
(56)参考文献 特開 平７−210250（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−213248（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−198370（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−155248（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−184786（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−201048（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−198784（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−109659（ＪＰ，Ａ)
実開 平３−70606（ＪＰ，Ｕ)
特公 平７−15932（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G05D 3/00 - 3/20
B23Q 11/00 - 11/16
B23Q 17/00 - 17/24
Claims (2)
- 【請求項１】プローブ組立体を移動させてワーク表面に
対して接触させる接触方法において、 前記プローブ組立体は磁石とコイルとを含むアクチュエ
ータに備えられ、 前記アクチュエータを作動させることによって、前記ワ
ーク表面からの所定距離位置である進入位置に前記プロ
ーブ組立体を移動させるステップと、 前記磁石と前記コイルとの相互作用によって、前記進入
位置で前記プローブ組立体に閾値力をかけるステップと
を有し、 前記閾値力は、前記プローブ組立体を静的状態から動的
状態に変化させ、前記ワーク表面に前記進入位置から実
質的に直線経路に沿って前記所定距離の間、前記プロー
ブ組立体を進行させるために必要な力であり、 前記プローブ組立体に搭載された速度モニタによって前
記プローブ組立体の移動速度をモニタし、前記移動速度
の値が０の場合、前記プローブ組立体と前記ワーク表面
とが接触したことを決定するステップと、 前記移動速度の値が０でない場合、前記移動速度から前
記プローブ組立体の移動加速度を求め、前記移動加速度
が所定の加速度より大きい場合、前記プローブ組立体と
前記ワーク表面とが接触したことを決定するステップ
と、 前記プローブ組立体の前記移動速度がモニタされなかっ
た場合、前記プローブ組立体に搭載された移動距離モニ
タによって前記プローブ組立体の前記進入位置からの移
動距離をモニタし、前記移動距離が所定の移動距離とな
った場合、前記プローブ組立体と前記ワーク表面とが接
触したことを決定するステップと、 前記プローブ組立体の前記移動距離がモニタされなかっ
た場合、前記プローブ組立体に搭載されたロードセンサ
によって前記プローブ組立体と前記ワーク表面との接触
力をモニタし、前記接触力の値が０でない場合、前記プ
ローブ組立体と前記ワーク表面とが接触したことを決定
するステップと、 を含むことを特徴とするプローブ組立体のワーク表面に
対する接触方法。 - 【請求項２】プローブ組立体を移動させてワーク表面に
対して接触させる接触装置において、 前記プローブ組立体は磁石とコイルとを含むアクチュエ
ータに備えられ、 前記ワーク表面からの所定距離位置である進入位置に前
記プローブ組立体を配置するために、前記アクチュエー
タを作動させる指示手段と、 前記磁石と前記コイルとの相互作用によって、前記進入
位置から前記ワーク表面に実質的に直線経路に沿う前記
所定距離の間前記プローブ組立体を進行させるために前
記進入位置で前記プローブ組立体に力をかける力発生手
段と、 前記プローブ組立体の移動速度をモニタする速度モニタ
と、 前記速度モニタによってモニタされた前記移動速度から
前記プローブ組立体の移動加速度を求める加速度算出手
段と、 前記プローブ組立体の前記進入位置からの移動距離をモ
ニタする移動距離モニタと、 前記プローブ組立体と前記ワーク表面との接触力をモニ
タするロードセンサと、 を有し、前記プローブ組立体と前記ワーク表面との接触は、 前記
移動速度の値が０であるかどうか、前記移動速度の値が
０でない場合に前記移動加速度が所定の加速度より大き
いかどうか、前記移動速度がモニタされなかった場合に
前記移動距離が所定の移動距離となったかどうか、前記
移動距離がモニタされなかった場合に前記接触力の値が
０でないかどうかを順次判定することによって決定され
ることを特徴とするプローブ組立体のワーク表面に対す
る接触装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/587,878 US5952589A (en) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | Soft landing method for probe assembly |
| US08/587878 | 1996-01-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09311724A JPH09311724A (ja) | 1997-12-02 |
| JP3472671B2 true JP3472671B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=24351554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34604896A Expired - Lifetime JP3472671B2 (ja) | 1996-01-11 | 1996-12-25 | プローブ組立体のワーク表面に対する接触方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5952589A (ja) |
| EP (1) | EP0784252B1 (ja) |
| JP (1) | JP3472671B2 (ja) |
| DE (1) | DE69605890T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10220519B2 (en) | 2014-10-28 | 2019-03-05 | Azbil Corporation | Contact control device |
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| US7259552B2 (en) | 2002-05-31 | 2007-08-21 | Siemens Power Generation, Inc. | Wear monitor for turbo-machine |
| US20050234565A1 (en) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Systems, Machines, Automation Components, Corporation | Programmable control system for automated actuator operation |
| US20060271420A1 (en) * | 2005-05-27 | 2006-11-30 | Peter Anselmann | System and method for performing capacity checks and resource scheduling within a supply chain management system |
| JP2007007716A (ja) * | 2005-07-04 | 2007-01-18 | Fanuc Ltd | ダイクッション機構の衝突判定装置および衝突判定システム |
| JP4909548B2 (ja) * | 2005-09-01 | 2012-04-04 | 株式会社ミツトヨ | 表面形状測定装置 |
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| US9780634B2 (en) | 2010-09-23 | 2017-10-03 | Systems Machine Automation Components Corporation | Low cost multi-coil linear actuator configured to accommodate a variable number of coils |
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- 1996-10-22 EP EP96307633A patent/EP0784252B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-12-25 JP JP34604896A patent/JP3472671B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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|---|---|
| EP0784252B1 (en) | 1999-12-29 |
| US5952589A (en) | 1999-09-14 |
| EP0784252A1 (en) | 1997-07-16 |
| DE69605890T2 (de) | 2000-08-03 |
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