JP3815910B2 - Measuring head and measuring feeler - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、座標測定機械、工作機械などにおいて使用される被測定物との接触及び接触による変位を検出する測定ヘッド及びその測定ヘッドの測定フィーラに関し、特に、測定時における振動を抑制する手段を備えた測定ヘッド及び測定フィーラに関する。
【0002】
【従来の技術】
被測定物との接触及び接触後の変位を検出する測定ヘッドは、被測定物に接触する測定フィーラと、測定フィーラを支持するフィーラ支持部と、フィーラ支持部の変位を検出する検出器とを備える。測定フィーラは金属、カーボン、セラミックス等の均質な材料からなる単純な直線形状のものが使用されている。また、検出器には、被測定物との接触を検出するマイクロスイッチなどの手段によるタッチ式や、測定フィーラの変位を検出する差動トランスなどの手段による変位測定式などがある。
【0003】
このような測定ヘッドは、二次元形状及び三次元形状を測定する測定機械において使用される。また、この測定ヘッドを工作機械の主軸に装着することも可能である。この場合には、被測定物と接触したときの工作機械のもつx軸、y軸、及びz軸の座標の読みを位置読み取り装置が読み取って、被測定物の寸法、例えば、加工されたワークの寸法を測定する。この場合には、例えば、ワークの加工不足の部分を再度加工するために、測定した寸法が利用される。
【0004】
測定時の位置決め又は接近動作を行ったときの加速及び停止によって貫性力が加えられた場合には、測定フィーラ及び測定ヘッドに振動が発生する。その振動の振幅は測定ヘッドの検出器によって接触又は変位として誤検出される可能性がある。したがって、高精度の測定を行うためには、この振動に対する対策を施す必要がある。
【0005】
このような振動に対する解決策の1つは、発生する振動を所望の測定精度に影響を与えない水準まで減衰させることである。振動を減衰させる変位測定装置が特開平第5−309551号公報において開示されている。この変位測定装置においては、ハウジング内を液体で満たして、ハウジング内の検出軸のまわりに狭い隙間を設け、その隙間を流体が流通するときの粘性抵抗によって振動減衰を生じさせている。
【0006】
振動に対する別の解決策は、測定機械又は工作機械の振動による測定フィーラのたわみと接触によって発生する測定フィーラのたわみとを識別することである。振動と接触とによる測定フィーラのたわみを識別する信号処理回路が特開平第5−187808号公報において開示されている。この信号処理回路においては、たわみに対する信号に対して比較的低めの閾値と比較的高めの閾値との2種類の閾値を設定することによって、誤った信号識別の頻度を少なくしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
測定ヘッドに発生する振動に関しては、上記のような解決策が公知であるが、いずれも測定フィーラ単体で振動を抑制する機能をもつものではなく、公知の測定フィーラでは、測定時の位置決め又は接近動作を行ったときに発生する測定フィーラの振動及びそれに伴う測定ヘッド内の測定フィーラ支持部の振動を抑制することはできない。そのために、測定ヘッドの測定精度又は再現性が悪化し、測定ヘッドの高精度の測定を困難にさせている。
【0008】
本発明の目的は、測定動作時に測定フィーラに発生する振動を抑制し、それによって測定ヘッド全体の振動を抑制して、高精度の測定を行うことを可能とさせる測定ヘッド及び測定フィーラを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、測定動作時における振動を測定に悪影響を与えない水準まで抑制するために動剛性を変化させる動剛性変更手段を備える測定ヘッド及び測定フィーラを提供する。動剛性変更手段は、測定フィーラに振動減衰性を付与すること及び測定フィーラの系の共振振動数を測定時に発生する振動数の範囲から外すことによって、動剛性を向上させ、測定時の測定フィーラの振動を所望の水準以下にさせる。また、動剛性は、静剛性を高めることによっても高めることができる。
【0010】
ここで、動剛性は、弾性体の一着力点に作用する周期的な加振力をF、同じ弾性体の他の一点でFによって生ずる変位をXとするとき、X/Fで定義される特性である。すなわち動剛性は、変動荷重及び慣性力による振動の生じにくい性質を意味しており、動剛性を高めるとは、あらゆる振動数に対する振幅を小さくすることを意味する。動剛性は、静剛性、共振振動数、減衰係数によって変化し、静剛性及び減衰係数を大きくするほど動剛性は高くなる。また、発生する振動の振動数が共振振動数から外れていれば、振幅は小さくなる。
【0011】
本発明は、ハウジングと、ハウジングに支持され且つ被測定物と接触する測定フィーラとを備える測定ヘッドにおいて、前記測定フィーラに重りを長手軸線方向に移動可能に取付け、又は重りを取替え可能に取付け、前記測定ヘッドの動剛性を可変にするようにした測定ヘッドを提供する。
【0012】
さらに、本発明は、測定ヘッドのハウジングに支持され、被測定物と接触する測定フィーラにおいて、前記測定フィーラの長手軸線方向に重りを移動可能に取付けて、又は重りを取替え可能に取付けて構成するようにした測定フィーラを提供する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下で、本発明の測定ヘッド及び測定フィーラを実施形態に関して詳細に説明する。
図1は、本発明の測定ヘッド及び測定フィーラの実施形態の概念を表す略図である。図1は、タッチ式の測定ヘッドを示しているが、他の形式、例えば、変位測定式の測定ヘッドであってもよい。
【0014】
測定ヘッド11は、ハウジング15と、ハウジング15に支持されている測定フィーラ13とを備える。ハウジング15は、測定フィーラ13を支持するフィーラ支持部材17と、フィーラ支持部材17を付勢する付勢手段19と、付勢されたフィーラ支持部材17が突き当たる支点部材21と、フィーラ支持部材17の変位を検出する検出器23とを収容する。図1のタッチ式の測定ヘッド11の場合には、検出器23はマイクロスイッチである。変位測定式の測定ヘッド11の場合には、検出器23は差動トランスのような変位測定手段となる。
【0015】
本発明の測定フィーラ13は、ばね要素25と減衰要素27と質量部29とからなる動剛性変更手段31を備え、動剛性変更手段31によって、測定フィーラ13、及び、測定フィーラ13と測定ヘッド11の付勢手段19とを含めた測定ヘッド全体の動剛性を変化させる。具体的には、ばね要素25のばね定数、減衰要素27の減衰係数、質量部29の質量といった物理定数の少くとも1つを変更すれば良い。
【0016】
測定ヘッド11の動剛性を変化させて測定フィーラ13の振動を抑制するためには、測定フィーラ13の系に振動減衰性を付与すること又は測定フィーラ13の系の共振振動数を測定時に発生する振動の振動数の範囲から外すことによって、測定時に発生する振動を測定精度に悪影響を与えない水準以下にすればよい。測定フィーラ13の系の共振振動数を測定時に発生する振動の振動数の範囲から外すことで、発生し得る振動数範囲内における最大振幅が下がり、見かけ上の動剛性が向上する。また、動剛性は、一定条件であれば、静剛性と比例するので、静剛性を向上させることによって、動剛性を向上させ、測定フィーラ13の系の振動を抑制することも可能である。
【0017】
測定フィーラ13の振動を抑制することは、測定フィーラ13及び付勢手段19を含む測定ヘッド11全体の振動を抑制することにつながる。したがって、測定フィーラ13の振動を抑制することによって、測定ヘッド11は高精度の測定をすることが可能となる。
以下において、振動を抑制する動剛性変更手段31の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【0018】
以下の2つの実施形態においては、動剛性変更手段31は主として測定フィーラ13の振動減衰性を変化させることによって、測定フィーラ13及び測定ヘッド11の動剛性を変化させる。
図2は、動剛性変更手段31の第一実施形態を示す測定フィーラ13の側面断面図である。図2においては、測定フィーラ13の測定軸33の内部に空洞35を設け、その空洞35内に振動減衰材37が封入されている。この場合には、振動減衰材37として、例えば、オイル、シリコングリース、ウレタンなどが使用される。空洞35内に振動減衰材37を封入することにより、測定フィーラ13、さらには測定ヘッド11全体の振動減衰性を変化させ、測定フィーラ13及び測定ヘッド11に所望の振動減衰性を付与することが可能となる。例えば、オイルの流体摩擦によって振動が減衰される。また、振動減衰材37を空洞35に封入することにより、測定フィーラ13の質量及び内部減衰を変化させ、それによって共振振動数及び振動振幅を変化させて、測定フィーラ13及び測定ヘッド11の動剛性を変化させることも可能となる。
【0019】
図3は、動剛性変更手段31の第二実施形態を示す測定フィーラ13の側面図である。図3に示される実施形態においては、フィーラ支持部材17との接合部である測定フィーラ13の基端部分39に振動減衰材41が取り付けられている。この場合には、振動減衰材41としては、例えば、ゴム、プラスチックなどが使用される。フィーラ支持部材17と測定フィーラ13との接合部に振動減衰材41が取り付けられることによって、測定フィーラ13に発生した振動が減衰され、測定フィーラ13及び測定ヘッド11の動剛性が向上する。
【0020】
測定フィーラ13の動剛性を変化させるには、測定フィーラ13の共振振動数を変化させてもよい。以下の2つの実施形態においては、動剛性変更手段31は主として測定フィーラ13の共振振動数を変化させる。
図4は動剛性変更手段31の第三実施形態を示しており、動剛性変更手段31として重り43を測定フィーラ13に付加している。重り43は測定フィーラ13の長手軸線方向45に移動可能となっている。好適には、重り43はさらに任意の位置に移動可能に重りを固定するための固定手段47、例えば、ネジを備える。この重り43の質量及び位置を変更することによって、測定フィーラ13及び測定ヘッド11の共振振動数が変化する。測定ヘッド11が取り付けられる測定機械又は工作機械において測定動作時に発生する振動の主な振動数の範囲から共振振動数が外れるように重り43の質量及び位置を変えることによって、測定フィーラ13及び測定ヘッド11の動剛性を向上させることが可能となる。重り43は取り外しを可能とさせることができることから、測定ヘッド11が取り付けられる測定機械又は工作機械で測定時に発生する主な振動数から共振振動数が外れるように、重りは自由に取り替えることもできる。さらに、従来の測定フィーラ13に重り43を付加して、容易に測定フィーラ13及び測定ヘッド11の共振振動数を変化させる、すなわち、動剛性を変化させることが可能である。
【0021】
重り43は、細長い筒状に形成されたものでもよい。細長い筒状の形状とすることにより、測定フィーラ13の静剛性を部分的に向上させることができ、それによって、さらに、測定フィーラ13の動剛性を向上させることができる。
重り43は複数の部分から構成され、測定フィーラ13に取り付けるときに1つに組み立てられるようなものでもよい。
【0022】
図5は動剛性変更手段31の第四実施形態を示している。測定フィーラ13の測定軸33の内部に空洞49を設け、空洞49の内側にネジ山を設ける。図5においては、測定フィーラ13の測定軸33は測定フィーラ13の基端部分39と取り外し可能になっており、測定軸33の内部の空洞49は測定軸33の端部51において開口している。この測定軸33の端部51から動剛性変更手段31である内部ネジ53が空洞49に挿入される。内部ネジ53の位置を変えることによって、測定フィーラ13及び測定ヘッド11の共振振動数を変化させる。図4の場合と同様に、測定ヘッド11が取り付けられる測定機械又は工作機械において測定動作時に発生する振動の振動数の範囲から共振振動数が外れるように内部ネジ53の位置を変えることによって、測定フィーラ13及び測定ヘッド11の動剛性を向上させることが可能となる。また、内部ネジ53が長い場合には、測定フィーラ13の静剛性自体に影響を与えるので、静剛性を変えることによって動剛性を変える効果も同時に有する。
【0023】
図5において、測定フィーラ13の内部に設けられた空洞49にネジ山を設けない場合も可能である。この場合には、空洞49に挿入されるのは内部ネジの代わりに筒状体又は円柱状体となる。このような筒状体又は円柱状体が摩擦力によって空洞内に固定されてもよい。
測定フィーラ13の動剛性を変化させることは、測定フィーラ13の質量分布、バネ定数を変えることによって静剛性を変化させることによっても可能となる。
【0024】
図6は測定フィーラ13の静剛性を変化させる1つの実施形態を示している。図6においては、測定フィーラ13は質量分布、ばね定数を変化させるために、従来は均一であった測定フィーラ13の測定軸33の形状をテーパ形状にしている。テーパ形状にすることによって、例えば、測定フィーラ13の質量及び長さを変えることなく、質量分布及びばね定数を変えることができる。
【0025】
以上に述べたように、本発明によれば、測定フィーラ13に簡単な改造を施すことによって、容易に測定ヘッド11の測定精度を向上させることが可能となる。
本発明の測定フィーラは、測定フィーラに発生する振動を抑制するだけでなく、従来の既存の測定ヘッドの測定フィーラ部分に本発明の測定フィーラを適用することにより、測定ヘッド全体の振動を抑制し、高精度の測定を可能とさせる。
【0026】
【発明の効果】
本発明によれば、測定フィーラに動剛性変更手段を備えることによって、測定時の位置決め及び接近動作により発生する測定フィーラの振動又は測定ヘッド内のフィーラ支持部の振動を減衰又は制振して、測定ヘッドの測定精度(再現性、測定値のバラツキ度合い)を向上させ、高速で高精度の測定を可能にさせる。
【0027】
さらに、本発明の測定フィーラを従来の減衰又は制振手段を持たない測定ヘッドに使用することで、従来の測定ヘッドの測定精度を向上させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の測定ヘッド及び測定フィーラの実施形態の概念を表す略図である。
【図2】測定フィーラに主として振動減衰性を付与する動剛性変更手段の第一実施形態を示す測定フィーラの側面断面図である。
【図3】測定フィーラに主として振動減衰性を付与する動剛性変更手段の第二実施形態を示す測定フィーラの側面図である。
【図4】測定フィーラの共振振動数を変化させる動剛性変更手段の第三実施形態を示す測定フィーラの側面図である。
【図5】測定フィーラの共振振動数を変化させる動剛性変更手段の第四実施形態を示す測定フィーラの側面断面図である。
【図6】測定フィーラの静剛性を変化させる1つの実施形態を示す測定フィーラの側面図である。
【符号の説明】
11…測定ヘッド
13…測定フィーラ
15…ハウジング
25…ばね要素
27…減衰要素
29…質量部
31…動剛性変更手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a measurement head for detecting contact with a measurement object used in a coordinate measuring machine, a machine tool, and the like, and a measurement feeler of the measurement head, and in particular, means for suppressing vibration during measurement. The present invention relates to a measurement head and a measurement feeler.
[0002]
[Prior art]
A measurement head that detects contact with the object to be measured and displacement after the contact includes a measurement feeler that contacts the object to be measured, a feeler support part that supports the measurement feeler, and a detector that detects the displacement of the feeler support part. Prepare. The measurement feeler has a simple linear shape made of a homogeneous material such as metal, carbon or ceramics. The detector includes a touch type by means such as a micro switch for detecting contact with the object to be measured, and a displacement measurement type by means such as a differential transformer for detecting the displacement of the measurement feeler.
[0003]
Such measuring heads are used in measuring machines that measure two-dimensional and three-dimensional shapes. It is also possible to attach this measuring head to the spindle of the machine tool. In this case, the position reading device reads the coordinates of the x-axis, y-axis, and z-axis of the machine tool when it comes into contact with the object to be measured, and the dimensions of the object to be measured, for example, the processed workpiece Measure the dimensions. In this case, for example, the measured dimension is used in order to process again the insufficiently processed part of the workpiece.
[0004]
When a penetrating force is applied by acceleration and stop when positioning or approaching operation is performed, vibration occurs in the measurement feeler and the measurement head. The amplitude of the vibration may be erroneously detected as contact or displacement by the detector of the measuring head. Therefore, it is necessary to take measures against this vibration in order to perform highly accurate measurement.
[0005]
One solution to such vibrations is to attenuate the generated vibrations to a level that does not affect the desired measurement accuracy. A displacement measuring device for damping vibration is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-309551. In this displacement measuring device, the inside of the housing is filled with liquid, a narrow gap is provided around the detection shaft in the housing, and vibration damping is caused by viscous resistance when fluid flows through the gap.
[0006]
Another solution to vibration is to distinguish between deflection of the measurement feeler due to vibration of the measurement machine or machine tool and measurement sensor deflection caused by contact. A signal processing circuit for identifying the deflection of the measurement feeler due to vibration and contact is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5187808. In this signal processing circuit, the frequency of erroneous signal identification is reduced by setting two types of threshold values, a relatively low threshold value and a relatively high threshold value, for a signal with respect to deflection.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Regarding the vibration generated in the measurement head, the above solutions are known, but none of them has a function of suppressing vibration by the measurement feeler alone, and the known measurement feeler is positioned or approached at the time of measurement. It is impossible to suppress the vibration of the measurement feeler generated when the operation is performed and the vibration of the measurement feeler support portion in the measurement head. Therefore, the measurement accuracy or reproducibility of the measurement head is deteriorated, making it difficult to measure the measurement head with high accuracy.
[0008]
An object of the present invention is to provide a measurement head and a measurement feeler that suppress vibrations generated in the measurement feeler during a measurement operation, thereby suppressing vibrations of the entire measurement head and enabling high-precision measurement. That is.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a measurement head and a measurement feeler provided with dynamic stiffness changing means for changing dynamic stiffness in order to suppress vibration during measurement operation to a level that does not adversely affect measurement. The dynamic stiffness changing means improves the dynamic stiffness by imparting vibration damping to the measurement feeler and removing the resonance frequency of the measurement feeler system from the range of frequencies generated during measurement, thereby increasing the measurement stiffness during measurement. The vibration of is reduced below a desired level. The dynamic rigidity can also be increased by increasing the static rigidity.
[0010]
Here, the dynamic rigidity is defined as X / F, where F is a periodic excitation force acting on one applied point of the elastic body, and X is a displacement caused by F at another point of the same elastic body. It is a characteristic. That is, the dynamic rigidity means a property in which vibration due to a fluctuating load and an inertial force does not easily occur. Increasing the dynamic rigidity means reducing the amplitude for all frequencies. The dynamic stiffness changes depending on the static stiffness, the resonance frequency, and the damping coefficient. The larger the static stiffness and the damping coefficient, the higher the dynamic stiffness. Further, if the frequency of the generated vibration deviates from the resonance frequency, the amplitude becomes small.
[0011]
The present invention provides a measurement head including a housing and a measurement feeler supported by the housing and in contact with an object to be measured. A weight is attached to the measurement feeler so as to be movable in the longitudinal axis direction, or the weight is attached to be replaceable. Provided is a measurement head in which the dynamic rigidity of the measurement head is variable .
[0012]
Further, according to the present invention, in the measurement feeler supported by the housing of the measurement head and in contact with the object to be measured , the weight is movably attached in the longitudinal axis direction of the measurement feeler , or the weight is removably attached. to provide a measurement feeler which is adapted.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the following, the measuring head and measuring feeler of the present invention will be described in detail with respect to an embodiment.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the concept of an embodiment of the measurement head and measurement feeler of the present invention. Although FIG. 1 shows a touch type measuring head, other types, for example, a displacement measuring type measuring head may be used.
[0014]
The measurement head 11 includes a housing 15 and a measurement feeler 13 supported by the housing 15. The housing 15 includes a feeler support member 17 that supports the measurement feeler 13, a biasing means 19 that biases the feeler support member 17, a fulcrum member 21 against which the biased feeler support member 17 abuts, and the feeler support member 17. A detector 23 for detecting displacement is accommodated. In the case of the touch-type measuring head 11 of FIG. 1, the detector 23 is a microswitch. In the case of the displacement measuring type measuring head 11, the detector 23 is a displacement measuring means such as a differential transformer.
[0015]
The measurement feeler 13 of the present invention includes dynamic stiffness changing means 31 including a spring element 25, a damping element 27, and a mass portion 29. The dynamic stiffness changing means 31 allows the measurement feeler 13 and the measurement feeler 13 and the measurement head 11 to be measured. The dynamic rigidity of the entire measuring head including the biasing means 19 is changed. Specifically, at least one of the physical constants such as the spring constant of the spring element 25, the damping coefficient of the damping element 27, and the mass of the mass portion 29 may be changed.
[0016]
In order to suppress the vibration of the measurement feeler 13 by changing the dynamic rigidity of the measurement head 11, vibration damping is imparted to the measurement feeler 13 system or the resonance frequency of the measurement feeler 13 system is generated during measurement. By removing from the range of the vibration frequency, the vibration generated during measurement may be reduced to a level that does not adversely affect the measurement accuracy. By removing the resonance frequency of the system of the measurement feeler 13 from the range of the vibration frequency generated at the time of measurement, the maximum amplitude within the frequency range that can be generated is lowered, and the apparent dynamic rigidity is improved. Further, since the dynamic stiffness is proportional to the static stiffness under a certain condition, it is possible to improve the dynamic stiffness and suppress the vibration of the system of the measurement feeler 13 by improving the static stiffness.
[0017]
Suppressing the vibration of the measurement feeler 13 leads to suppressing the vibration of the entire measurement head 11 including the measurement feeler 13 and the biasing means 19. Therefore, by suppressing the vibration of the measurement feeler 13, the measurement head 11 can perform measurement with high accuracy.
Hereinafter, a specific embodiment of the dynamic stiffness changing means 31 for suppressing vibration will be described with reference to the drawings.
[0018]
In the following two embodiments, the dynamic stiffness changing means 31 changes the dynamic stiffness of the measurement feeler 13 and the measurement head 11 by mainly changing the vibration damping property of the measurement feeler 13.
FIG. 2 is a side sectional view of the measurement feeler 13 showing the first embodiment of the dynamic stiffness changing means 31. In FIG. 2, a cavity 35 is provided in the measurement shaft 33 of the measurement feeler 13, and a vibration damping material 37 is enclosed in the cavity 35. In this case, as the vibration damping material 37, for example, oil, silicon grease, urethane or the like is used. By enclosing the vibration damping material 37 in the cavity 35, the vibration damping property of the measurement feeler 13 and the measurement head 11 as a whole can be changed, and desired vibration damping property can be imparted to the measurement feeler 13 and the measurement head 11. It becomes possible. For example, vibration is attenuated by fluid friction of oil. Further, by enclosing the vibration damping material 37 in the cavity 35, the mass and internal attenuation of the measurement feeler 13 are changed, thereby changing the resonance frequency and vibration amplitude, and the dynamic stiffness of the measurement feeler 13 and the measurement head 11 is changed. It is also possible to change.
[0019]
FIG. 3 is a side view of the measurement feeler 13 showing a second embodiment of the dynamic stiffness changing means 31. In the embodiment shown in FIG. 3, a vibration damping material 41 is attached to a proximal end portion 39 of the measurement feeler 13 that is a joint portion with the feeler support member 17. In this case, as the vibration damping material 41, for example, rubber or plastic is used. By attaching the vibration damping material 41 to the joint between the feeler support member 17 and the measurement feeler 13, the vibration generated in the measurement feeler 13 is attenuated, and the dynamic rigidity of the measurement feeler 13 and the measurement head 11 is improved.
[0020]
In order to change the dynamic rigidity of the measurement feeler 13, the resonance frequency of the measurement feeler 13 may be changed. In the following two embodiments, the dynamic stiffness changing means 31 mainly changes the resonance frequency of the measurement feeler 13.
FIG. 4 shows a third embodiment of the dynamic stiffness changing means 31, and a weight 43 is added to the measurement feeler 13 as the dynamic stiffness changing means 31. The weight 43 is movable in the longitudinal axis direction 45 of the measurement feeler 13. Preferably, the weight 43 further includes a fixing means 47, for example, a screw, for fixing the weight so as to be movable to an arbitrary position. By changing the mass and position of the weight 43, the resonance frequency of the measurement feeler 13 and the measurement head 11 changes. By changing the mass and position of the weight 43 so that the resonance frequency deviates from the range of the main vibration frequency generated during the measurement operation in the measurement machine or machine tool to which the measurement head 11 is attached, the measurement feeler 13 and the measurement head are changed. 11 can be improved. Since the weight 43 can be removed, the weight can be freely replaced so that the resonance frequency deviates from the main frequency generated at the time of measurement by the measuring machine or machine tool to which the measuring head 11 is attached. . Further, it is possible to easily change the resonance frequency of the measurement feeler 13 and the measurement head 11, that is, to change the dynamic rigidity, by adding a weight 43 to the conventional measurement feeler 13.
[0021]
The weight 43 may be formed in an elongated cylindrical shape. By adopting an elongated cylindrical shape, the static rigidity of the measurement feeler 13 can be partially improved, and thereby the dynamic rigidity of the measurement feeler 13 can be further improved.
The weight 43 may be composed of a plurality of parts, and may be assembled into one when attached to the measurement feeler 13.
[0022]
FIG. 5 shows a fourth embodiment of the dynamic stiffness changing means 31. A cavity 49 is provided inside the measurement shaft 33 of the measurement feeler 13, and a screw thread is provided inside the cavity 49. In FIG. 5, the measurement shaft 33 of the measurement feeler 13 is removable from the proximal end portion 39 of the measurement feeler 13, and the cavity 49 inside the measurement feeler 33 is open at the end 51 of the measurement shaft 33. . An internal screw 53 that is the dynamic stiffness changing means 31 is inserted into the cavity 49 from the end 51 of the measurement shaft 33. By changing the position of the internal screw 53, the resonance frequency of the measurement feeler 13 and the measurement head 11 is changed. As in the case of FIG. 4, the measurement is performed by changing the position of the internal screw 53 so that the resonance frequency deviates from the range of the vibration frequency generated during the measurement operation in the measurement machine or machine tool to which the measurement head 11 is attached. The dynamic rigidity of the feeler 13 and the measurement head 11 can be improved. Further, when the internal screw 53 is long, the static stiffness of the measurement feeler 13 itself is affected. Therefore, the dynamic stiffness can be changed by changing the static stiffness.
[0023]
In FIG. 5, it is possible to provide no thread in the cavity 49 provided inside the measurement feeler 13. In this case, what is inserted into the cavity 49 is a cylindrical body or a cylindrical body instead of the internal screw. Such a cylindrical body or a cylindrical body may be fixed in the cavity by a frictional force.
The dynamic stiffness of the measurement feeler 13 can be changed by changing the static stiffness by changing the mass distribution and spring constant of the measurement feeler 13.
[0024]
FIG. 6 shows an embodiment in which the static stiffness of the measurement feeler 13 is changed. In FIG. 6, in order to change the mass distribution and the spring constant of the measurement feeler 13, the shape of the measurement shaft 33 of the measurement feeler 13 which has been uniform in the past is tapered. By using the tapered shape, for example, the mass distribution and the spring constant can be changed without changing the mass and length of the measurement feeler 13.
[0025]
As described above, according to the present invention, it is possible to easily improve the measurement accuracy of the measurement head 11 by making a simple modification to the measurement feeler 13.
The measurement feeler of the present invention not only suppresses vibration generated in the measurement feeler, but also suppresses vibration of the entire measurement head by applying the measurement feeler of the present invention to the measurement feeler portion of the existing measurement head. , Enabling high-precision measurement.
[0026]
【The invention's effect】
According to the present invention, the measurement feeler is provided with dynamic stiffness changing means to attenuate or dampen the vibration of the measurement feeler caused by the positioning and approaching operation during measurement or the vibration of the feeler support in the measurement head, Improve the measurement accuracy (reproducibility, degree of variation of measurement values) of the measurement head, and enable high-speed and high-accuracy measurement.
[0027]
Furthermore, the measurement accuracy of the conventional measurement head can be improved by using the measurement feeler of the present invention in a measurement head having no conventional damping or damping means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the concept of an embodiment of a measuring head and a measuring feeler of the present invention.
FIG. 2 is a side cross-sectional view of a measurement feeler showing a first embodiment of dynamic stiffness changing means for mainly imparting vibration damping to the measurement feeler.
FIG. 3 is a side view of a measurement feeler showing a second embodiment of dynamic stiffness changing means for mainly imparting vibration damping to the measurement feeler.
FIG. 4 is a side view of a measurement feeler showing a third embodiment of dynamic stiffness changing means for changing the resonance frequency of the measurement feeler.
FIG. 5 is a side cross-sectional view of a measurement feeler showing a fourth embodiment of dynamic stiffness changing means for changing the resonance frequency of the measurement feeler.
FIG. 6 is a side view of a measurement feeler showing one embodiment for changing the static stiffness of the measurement feeler.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Measuring head 13 ... Measuring feeler 15 ... Housing 25 ... Spring element 27 ... Damping element 29 ... Mass part 31 ... Dynamic rigidity change means

Claims (2)

ハウジングと、ハウジングに支持され且つ被測定物と接触する測定フィーラとを備える測定ヘッドにおいて、
前記測定フィーラに重りを長手軸線方向に移動可能に取付け、又は重りを取替え可能に取付け、前記測定ヘッドの動剛性を可変にすることを特徴とした測定ヘッド。
In a measurement head comprising a housing and a measurement feeler supported by the housing and in contact with an object to be measured,
A measuring head characterized in that a weight is attached to the measuring feeler so as to be movable in the longitudinal axis direction, or a weight is attached so as to be replaceable, and the dynamic rigidity of the measuring head is made variable .
測定ヘッドのハウジングに支持され、被測定物と接触する測定フィーラにおいて、
前記測定フィーラの長手軸線方向に重りを移動可能に取付けて、又は重りを取替え可能に取付けて構成することを特徴とした測定フィーラ。
In the measurement feeler that is supported by the housing of the measurement head and contacts the object to be measured,
A measurement feeler comprising a weight attached to be movable in the longitudinal axis direction of the measurement feeler , or a weight attached to be exchangeable.
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