JPH0220641Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はタツチプローブ装置、特に３次元測定
機或いは工作機械の工具ヘツドに装着され、被測
定物の形状、寸法等を求めるためのタツチプロー
ブ装置に関するものである。

測定基盤上に載置された被測定物の大きさ及び
形状を測定する３次元測定機が周知であり、この
３次元測定機においては、被測定物に対して任意
の方向に移動可能な移動台にタツチプローブ装置
が装着される。

また、近時工作機械ヘツドの工具取り付け部に
タツチプローブ装置を着脱自在に装着し、加工途
中或いは加工終了後に被加工物の寸法等を測定す
ることが製品の加工精度を上げる見地から広く行
われている。

前記タツチプローブ装置は、中立位置に保持さ
れた測定子を有し、この測定子が被測定物に接触
することにより変位してタツチ信号が出力され測
定機の正確な測定作用が行われる。

しかしながら、この種の従来のタツチプローブ
装置は装置全体が一体型に形成されているため装
置が大型化し、このため装置を測定機或いは測定
ヘツド兼用の工具ヘツドに着脱する作業が面倒で
あるという欠点があつた。特にこの一体型装置を
測定ヘツド兼用に形成された工作機械の工具ヘツ
ドに装着する場合には、タツチプローブ装置が工
具よりも極めて大型となるのでその着脱作業が面
倒なばかりでなく、タツチプローブ装置と工具ヘ
ツドとの相対位置関係を一定として装着しなけれ
ばならないため工具ヘツドの装着部に大幅な設計
変更を強いられるという欠点があつた。

更に従来のタツチプローブ装置にあつては、測
定ヘツド或いは工具ヘツドにタツチプローブ装置
を自動着脱するのが困難であるという欠点があつ
た。すなわち従来のタツチプローブ装置には入出
力用の外部ケーブルが接続されており、このため
サーキユラボツクス等に収容することが困難であ
り、またプローブ装置に電池が内蔵されている場
合にはこの電池の劣化状態を適宜チエツクできる
構成としなければならず、これらの各制約により
プローブ装置を自動着脱型に形成するのが困難で
あるという欠点となつていた。

このような上記欠点を除去するため、タツチプ
ローブ装置を固定プローブ体と交換プローブ体と
に分離形成した第１図改良型装置が提案されてい
る。このタツチプローブ装置は測定ヘツド１０に
固定された固定プローブ体１２と、固定プローブ
体１２に対向して測定ヘツド１０に着脱自在に装
着され被測定物１４との接触により変位する測定
子１６を有する交換プローブ体１８とから成り、
この両プローブ体１２，１８間の電磁結合により
測定子１６の検知出力が取り出される。

すなわち、前記固定プローブ体１２と交換プロ
ーブ体１８との対向部にはコイル２０，２２が設
けられており、また交換プローブ体１８には測定
子１６の変位に基づいてオフ動作するスイツチ装
置が設けられ、測定子１６が被測定物１４と接触
することによるスイツチ装置のオフ動作に基づく
コイル２０とコイル２２との相互インダクタンス
の変化がタツチ信号として出力されこのタツチ信
号を検出して前記測定子１６と被測定物１４との
接触を検知している。

しかしながら、この改良型装置においては、測
定子１６の被測定物１４への接触を前述の如くコ
イル２０，２２に誘起される相互インダクタンス
の変化に基づいて検知するため、これらの検知回
路は発振器等を含む極めて複雑な回路構成とする
必要があり、装置が複雑化しまた装置が大型化す
るという欠点があつた。

本考案は前述した従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は簡易な装置構成から成り、
かつ測定子の接触を確実に検知することできるタ
ツチプローブ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本考案は、測定ヘツド
に固定された固定プローブ体と、固定プローブ体
に対向して測定ヘツドに着脱自在に装着され被測
定物との接触により変位する測定子を有する交換
プローブ体とから成り、測定子の変位を検出して
測定子と被測定物との接触を検知するタツチプロ
ーブ装置において、固定プローブ体には主発光器
と、光信号を電気信号に変換する検知受光器とが
設けられ、交換プローブ体には固定プローブ体の
主発光器からの光を受光し光信号を電気信号に変
換する主受光器と固定プローブ体の検知受光器に
光を投光する検知発光器と測定子の変位によりオ
フ動作を行う接点装置とをそれぞれ直列接続して
成る検出回路が設けられ、測定子の変位を固定プ
ローブ体と交換プローブ体との間に送受される光
信号の変化に基づいて検知すると共に固定プロー
ブ体と交換プローブ体とを別体に構成して両者の
光送受面を対向配置することを特徴とする。

以下図面に基づいて本考案の好適な実施例を説
明する。

本考案において特徴的なことは測定子の変位、
すなわちタツチ信号の検知を固定プローブ体１２
と交換プローブ体１８との間に送受される光信号
の変化に基づいて行う構成とされていることであ
り、固定プローブ体１２と交換プローブ体１８と
を別体に構成して両者の光送受面を対向配置した
ことである。

本実施例においては、固定プローブ体１２には
主発光器２４と光信号を電気信号に変換する検知
受光器２６とが固定プローブ体１２のベース基板
に配設されている。

一方、交換プローブ体１８には固定プローブ体
１２の主発光器２４からの光を受光し光信号を電
気信号に変換する主受光器２８が前記主発光器２
４の投光面に対向して設けられており、また固定
プローブ体１２の検知受光器２６の受光面に投光
面を対向させて該検知受光器２６に光を投光する
検知発光器３０が交換プローブ体の保持枠等に配
設されており、さらに測定子１６の変位によりオ
フ動作を行う接点装置３２が設けられている。

この接点装置３２はたとえば測定子１６を保持
する保持枠底板上に等角間隔に設けられた３個の
固定接点３２ａ，３２ｂ，３２ｃ（図示せず）と、
測定子１６の上端部に固定された傾動板３３の前
記固定接点３２ａ，３２ｂ，３２ｃとの対応位置
に配設された可動接点３３ａ，３３ｂ，３３ｃ
（図示せず）とを有し、これ等各対応する固定接
点３２ａ，３２ｂ，３２ｃと可動接点３３ａ，３
３ｂ，３３ｃとで接点組が形成され、各接点組が
直列接続されている。すなわち、本実施例におい
て、固定接点３２ａ、可動接点３３ａ、可動接点
３３ｃ、固定接点３２ｃ、固定接点３２ｂ、可動
接点３３ｂが順々に電気的に接続されている。

そしてなお接点装置３２には前記傾動板３３を
下方へ付勢するバネ３４が設けられ、このバネの
付勢作用により測定子１６の変位後の自動復帰が
行われ、また前記可動接点３３ａ，３３ｂ，３３
ｃ、の固定接点３２ａ，３２ｂ，３２ｃへの加圧
接触が達成される。

従つて、測定子１６が中立位置にある通常時は
接点装置３２がオン状態、すなわち固定接点３２
ａ，３２ｂ，３２ｃと可動接点３３ａ，３３ｂ，
３３ｃ、とが加圧閉成状態にある。

一方測定子１６が被測定物１４に接触して変位
した時には上記いずれかの接点組の固定接点３２
ａ，３２ｂ，３２ｃと可動接点３３ａ，３３ｂ，
３３ｃ、とが開離し接点装置３２のオフ動作が行
われる。

本考案においては、前記主受光器２８と検知発
光器３０と接点装置３２とが直列接続され検出回
路３５が形成されていることを特徴とする。

すなわち、本実施例において固定接点３２ａは
電気接続片３６および端子３８を介して検知発光
器３０に接続されている。そして可動接点３３ｂ
は主発光器２８に接続されており、さらに前記主
発光器２８と検知発光器３０とが接続され、主受
光器２８と検知発光器３０と接点装置３２とで直
列回路からなる検出回路３５が形成される。

従つて本実施例によれば、測定子１６が中立位
置にある時には主発光器２４からの主発光が主受
光器２８によつて受光され主受光器２８から電気
信号が出力される。そしてこの電気信号により検
知発光器３から検知受光器２６に向けて検出光が
投光され、この検出光を受光して検知受光器２６
から検知電気信号が出力されることとなり、この
検知電気信号が検知回路４０により検知され測定
子１６が中立位置状態が検知できる。

これに対し測定子１６が被測定物１４に接触し
た時には測定子１６の変位により接点装置３２が
開離作用を行う結果、主受光器２８からの電気信
号が接点装置３２によつて遮断され、検知発光器
３０からの検出光の投光作用が停止される。この
ため検出受光器２６からの検知電気信号の出力が
停止されこのタツチ信号により測定子１６の被測
定物１４への接触を検知することが可能となる。

以上示したように本実施例によれば、測定子１
６の被測定物への接触を検知発光器３０からの検
出光の有無、すなわち検知受光器２６からの検知
電気信号の有無により検知することが可能であ
り、このように検知受光器２６からの信号の有無
を検知する検知回路４０は極めて簡単な回路構成
とすることが可能であり、装置の回路構成及び装
置の機械的構造を極めて簡易化することが可能で
ある。

なお本実施例において、主発光器２４と主受光
器２８、および検知発光器３０と検知受光器２６
の光の送光を光フアイバ体を介して行うことが可
能であり、例えば第３図に示すように固定プロー
ブ体１２には先端面を主発光器２４および検知受
光器２６に対向させて第１光フアイバ体４２ａを
設け、一方交換プローブ体１８には先端面を主受
光器２８および検知発光器３０に対向させて第２
光フアイバ体４２ｂを設け、主発光器２４からの
主発光を光フアイバ体４２、光フアイバ体４２ｂ
を介して主受光器２８に伝達することができ、ま
た検知受光器３０かららの検出光を第２光フアイ
バ体４２ｂ、第１光フアイバ体４２ａを介して検
知受光器２に伝達することが可能である。

前記光フアイバ体４２ａ，４２ｂは一体的に或
いは光フアイバの群束から形成され両フアイバ体
４２ａ，４２ｂの基端部を大径とすることにより
両フアイバ体４２ａ，４２ｂの対向面を広面積化
することが可能であり、両プローブ体１２，１８
の位置ずれが少しあつても主発光および検出光の
送受が行われる結果、交換プローブ体１８の着脱
作業の容易化を図ることができる。

なの前記光フアイバ体４２を両プローブ体に設
けないで一方のプローブ体のみに設けることも可
能である。

以上説明したように、本考案によれば、測定子
の変位を固定プローブ体と交換プローブ体との間
に送受される光信号の変化に基づいて、すなわち
検知発光器からの検出光の有無すなわち検知受光
器からの出力信号の有無より検知する構成からな
るため、この光電変換器からの出力電気信号を検
知するための検知回路の構成を極めて簡易化で
き、このため装置全体の複雑化を回避することが
可能であり、極めて簡易小型の装置により確実に
測定子の被測定物への接触を検知することが可能
である。

また、測定子の変位を前記光信号の変化に基づ
いて検知するため応答性にすぐれた装置を提供す
ることができる。

更にまた本考案によれば固定プローブ体と交換
プローブ体との対向端面間の距離を任意に設定で
きるので容易に交換プローブ体の自動着脱化を図
ることができる。

更に、本考案装置は固定プローブ体と交換プロ
ーブ体とが別体に構成されているため、固定プロ
ーブ体に外部配線材や電池等を集中配設すること
により着脱自在側の交換プローブ体を小型に形成
することが可能であり、このため交換プローブ体
の取扱いおよび着脱作業が容易化され、また特に
本装置を工作機械の工具ベツドに装着する場合に
は工具装着部に特別な設計変更を要することなく
工具と交換プローブ体との取付互換性を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の改良型タツチプローブ装置の概
略構成図、第２図は本考案に係るタツチプローブ
装置を示す構成図、第３図は第２図装置に主発光
および検出光を伝達する光フアイバ体を設けた本
考案装置の要部構成図である。 １０……測定ヘツド、１２……固定プローブ
体、１４……被測定物、１６……測定子、１８…
…交換プローブ体、２４……主発光器、２６……
検知受光器、２８……主受光器、３０……検知発
光器、３２……接点装置、３５……検出回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 測定ヘツドに固定された固定プローブ体と、固
   定プローブ体に対向して測定ヘツドに着脱自在に
   装着され被測定物との接触により変位する測定子
   を有する交換プローブ体とから成り、測定子の変
   位を検出して測定子と被測定物との接触を検知す
   るタツチプローブ装置において、固定プローブ体
   には主発光器と、光信号を電気信号に変換する検
   知受光器とが設けられ、交換プローブ体には固定
   プローブ体の主発光器からの光を受光し光信号を
   電気信号に変換する主受光器と固定プローブ体の
   検知受光器に光を投光する検知発光器と測定子の
   変位によりオフ動作を行う接点装置とをそれぞれ
   直列接続して成る検出回路が設けられ、測定子の
   変位を固定プローブ体と交換プローブ体との間に
   送受される光信号の変化に基づいて検知すると共
   に固定プローブ体と交換プローブ体とを別体に構
   成して両者の光送受面を対向配置することを特徴
   とするタツチプローブ装置。