JP6049785B2 - 測定プローブ - Google Patents
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Description
110…操作部
111…ジョイスティック
120…入力手段
130…出力手段
200…三次元測定機
210…定盤
220…駆動機構
221…ビーム支持体
222…ビーム
223…コラム
224…スピンドル
230…駆動センサ
300、350、400、450、700、750、800…測定プローブ
302、352、402、452、702、752、802…プローブ本体
304、305、354、404、454、704、754、804…プローブモジュール
306、307、356、406、456、706、756、806…スタイラス
308、358、408、458、708、758、808…本体ハウジング
308A、330A、332A、358A、408A、758A、807A、810BA…開口部
308AA、312A、312EA、342C、362A、362C1、362DA、369A、408AA、412A、442EA、462A、712A…上端部
308AB、312CA、330AA、358AB、408AB、442CA…下端部
309A…第1壁部材
309B…第2壁部材
310、360、410、460、710、760、810…軸運動機構
312、362、412、462、712、762、812…移動部材
312B、362B、442B、842B…中空部
312C、442C…肉厚部
312D、442D…肉薄部
312E、344、345、362D、394、412E、442E、444、462D、494、712D、744、762D、781E、794…フランジ部
312F、342A、758B、792A、801BB…ローラ
312G、342B、708B、762E、792B、801BC…永久磁石
314、315、364、365、414、415、714、715、764、765、814、815…第1ダイヤフラム構造体
314A、340A…外周部
314B、340G…リム部
314C、340B…中心部
314D、340E、340F…切り抜き部
316、317、326、366、376、416、426、466、474、716、726、816、826…基準部材
318、368、418、468、478、718、818…光源
319、369、419、731A、781A、819…支持部材
320、370、420、470、477、720、820…ビームスプリッタ(BS)
322、372、422、472、722、822…姿勢検出器
324、374、724…スケールブラケット
328、378、428、476、728、828…変位検出器
329…信号処理回路
330、331、380、430、480、730、780、830…モジュールハウジング
330B…内側側面
332、333、382、432、482、732、832…モジュールカバー
332B、344A、781F、794A、807B…球
332C、344B、731AA、780A、781AA、794B、807C…磁性部材
334、335、384、434、484、734、784、834…旋回運動機構
336、337、386、486、736、786…上部部材
336A…凸部
340、341、390、440、490、740、790、840…第2ダイヤフラム構造体
338、339、388、488、738、788…バランス部材
338A、362C、462C、712C…凹部
338B…側面
340C、340D…ヒンジ部
342、343、392、492、742、792…フランジ部材
346、347、396、446、496、746、796…ロッド部
348、349、398、448、498、748、798…接触部
475…参照ミラー
500…モーションコントローラ
530…プローブ信号処理部
532…A/D回路
534…FPGA
536…カウンタ回路
550…位置演算部
600…ホストコンピュータ
708A…延在部
731、781…カウンタバランス機構
731B、781B…支持軸
731C、781C…バランスウェイト
731D、781D…連結軸
801…前段モジュール
801A…前段ハウジング
801B…下カバー
807…上カバー
F…周波数
FV…第1粘性材料
IF…干渉光学系
I…光量
IL…干渉縞
k…角度当たりの復元力
O…軸方向
OA…光軸
PS…位相変化
RC…旋回中心
RP、442、842…旋回部材
S…表面
SV…第2粘性材料
W…被測定物
Claims (22)
- 被測定物に接触する接触部を有するスタイラスと、該接触部を軸方向に移動可能とする移動部材を備える軸運動機構と、旋回中心に対する旋回運動によって該軸方向と直角をなす面に沿って前記接触部を移動可能とする旋回部材を備える旋回運動機構と、を備える測定プローブであって、
前記旋回運動機構を内蔵するプローブ本体と、
該プローブ本体に支持され、前記軸運動機構を内蔵し、前記スタイラスを支持するプローブモジュールと、
を備え、
前記プローブ本体と前記プローブモジュールとは、互いに位置決め可能な第1係合部で脱着可能に連結されることを特徴とする測定プローブ。 - 被測定物に接触する接触部を有するスタイラスと、該接触部を軸方向に移動可能とする移動部材を備える軸運動機構と、旋回運動によって該軸方向と直角をなす面に沿って前記接触部を移動可能とする旋回部材を備える旋回運動機構と、を備える測定プローブであって、
前記軸運動機構を内蔵するプローブ本体と、
該プローブ本体に支持され、前記旋回運動機構を内蔵し、前記スタイラスを支持するプローブモジュールと、
を備え、
前記プローブ本体と前記プローブモジュールとは、互いに位置決め可能な第1係合部で脱着可能に連結されることを特徴とする測定プローブ。 - 請求項2において、
前記プローブ本体の1つに対して前記プローブモジュールは複数用意され、前記旋回部材の変位した際の単位変位量当たりの復元力はプローブモジュール毎に異なることを特徴とする測定プローブ。 - 請求項2または3において、
前記旋回部材は前記旋回運動機構の旋回中心に対して反スタイラス側にバランス部材を備え、該旋回中心と該バランス部材との距離は調整可能とされていることを特徴とする測定プローブ。 - 請求項4において、
前記プローブ本体の1つに対して前記プローブモジュールは複数用意され、前記旋回中心と前記バランス部材との距離はプローブモジュール毎に異なることを特徴とする測定プローブ。 - 請求項2乃至5のいずれかにおいて、
前記プローブ本体の1つに対して前記プローブモジュールは複数用意され、前記旋回部材は前記旋回運動機構の旋回中心に対して反スタイラス側にバランス部材を備え、該バランス部材の質量はプローブモジュール毎に異なることを特徴とする測定プローブ。 - 請求項2乃至6のいずれかにおいて、
前記プローブモジュールは、
前記スタイラスの質量に応じたバランスウェイトと、
前記軸運動機構を支持する軸ハウジング部材に支持され、前記スタイラスと該バランスウェイトとの間のバランスをとるカウンタバランス機構と、を備えることを特徴とする測定プローブ。 - 請求項7において、
前記プローブ本体の1つに対して前記プローブモジュールは複数用意され、前記バランスウェイトの質量はプローブモジュール毎に異なることを特徴とする測定プローブ。 - 請求項1において、
前記プローブ本体の1つに対して前記プローブモジュールは複数用意され、前記移動部材の変位した際の単位変位量当たりの復元力はプローブモジュール毎に異なることを特徴とする測定プローブ。 - 請求項1乃至9のいずれかにおいて、
前記軸運動機構を支持する軸ハウジング部材を備え、該軸ハウジング部材には前記移動部材の変位を検出する変位検出器が設けられていることを特徴とする測定プローブ。 - 請求項10において、
前記変位検出器は、前記移動部材の相対的な位置の検出を可能とする相対位置検出信号を出力することを特徴とする測定プローブ。 - 請求項10において、
前記変位検出器は、前記移動部材の絶対的な位置の検出を可能とする絶対位置検出信号を出力することを特徴とする測定プローブ。 - 請求項10乃至12のいずれかにおいて、
前記軸ハウジング部材には、干渉光源部と、該干渉光源部からの光を反射する参照ミラーと、前記移動部材に配置されるとともに該干渉光源部からの光を反射するターゲットミラーと、を備え、該参照ミラー及び該ターゲットミラーからの反射光それぞれを干渉させて複数の干渉縞を生成可能な干渉光学系が設けられ、
前記変位検出器は、該干渉光学系で生成される前記複数の干渉縞の位相変化を検出可能とされていることを特徴とする測定プローブ。 - 請求項1乃至13のいずれかにおいて、
前記プローブ本体を位置決め可能な第2係合部で脱着可能に連結し支持する前段モジュールを備え、
前記旋回部材の反スタイラス側端部に基準部材が設けられ、前記スタイラスの旋回動作に対応する該基準部材の変位を検出する姿勢検出器が前記前段モジュールに内蔵されていることを特徴とする測定プローブ。 - 請求項1乃至13のいずれかにおいて、
前記旋回部材の反スタイラス側端部に基準部材が設けられ、前記スタイラスの旋回動作に対応する該基準部材の変位を検出する姿勢検出器が前記プローブ本体に内蔵されていることを特徴とする測定プローブ。 - 請求項15において、
前記軸運動機構は、前記移動部材を変位可能とする複数の第1ダイヤフラム構造体を備え、
該軸運動機構が前記プローブ本体に内蔵され、且つ前記旋回運動機構が前記プローブモジュールに内蔵される際に、
前記姿勢検出器は、該旋回運動機構と該複数の第1ダイヤフラム構造体との間に配置されていることを特徴とする測定プローブ。 - 請求項14乃至16のいずれかにおいて、
前記基準部材は、光を反射する反射鏡とされ、
該反射鏡へ光軸に沿って光を入射させる光源部が設けられ、
前記姿勢検出器は、該反射鏡から反射される反射光の該光軸からの変位を検出することを特徴とする測定プローブ。 - 請求項17において、
前記光軸は、前記旋回運動機構の旋回中心を通るよう設けられていることを特徴とする測定プローブ。 - 請求項1乃至18のいずれかにおいて、
前記軸運動機構は前記移動部材を変位可能とする複数の第1ダイヤフラム構造体を備え、
該複数の第1ダイヤフラム構造体の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第1制限部材を備えることを特徴とする測定プローブ。 - 請求項1乃至19のいずれかにおいて、
前記旋回運動機構は前記旋回部材を変位可能とする第2ダイヤフラム構造体を備え、
該第2ダイヤフラム構造体の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第2制限部材を備えることを特徴とする測定プローブ。 - 請求項1乃至20のいずれかにおいて、
前記軸運動機構を支持する軸ハウジング部材と一体とされ前記移動部材に対峙して配置される第1壁部材と、該移動部材と、の間の少なくとも一部の隙間に第1粘性材料が充填されることを特徴とする測定プローブ。 - 請求項1乃至21のいずれかにおいて、
前記旋回運動機構は前記旋回部材を変位可能とする第2ダイヤフラム構造体を備え、
該旋回運動機構を支持する旋回ハウジング部材と一体とされる第2壁部材と、該第2ダイヤフラム構造体もしくは前記旋回部材と、の間の少なくとも一部の隙間に第2粘性材料が充填されることを特徴とする測定プローブ。
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