JPH0322921B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特許請求の範囲の前提概念によるいわ
ゆる多座標検出ヘツドに関する。

この種の検出装置は多座標測定機械及び数値制
御工作機械とも関連して使用される。検出装置は
加工物／工具寸法の測定のために役立つ。

この種の検出ヘツドは多くの文献から公知であ
り、ここでは最も近い技術レベルからのみ出発す
ることにする。

例えば西独国特許出願公告公報1932010から検
出ヘツド（トレーサヘツド）が公知であり、この
場合検出ピン（トレーサピン）はボールジヨイン
ト状に支承されており、その検出接触子と向い合
つた端にアキシヤル移動可能に支承され、測定値
変換器に作用するブツシユを有し、その結果検出
ピンの各偏位は軸線方向並びにラジアル方向にお
いてブツシユのアキシヤル移動をもたらし、この
結果は測定値変換器によつて記録される。

英国特許明細書1599758から検出ヘツドが公知
であり、検出ヘツドは加工物に接触した時に電気
信号を発し、電気信号は電導性加工物と検出ヘツ
ドとの間の電気回路の閉路によつて生ずる。この
検出ヘツドの検出ピンは球形の当接面を有しかつ
検出ヘツドハウジングの内方にある端で円筒状ブ
ツシユと直線移動可能に支承されている。検出ピ
ンが偏位すると球形当接面と向い合つている検出
ピン端が同軸的に移動される。検出ピンは更に検
出ピンハウジングの内方にフランジを有し、その
周縁は検出ピンのラジアル偏位の際に検出ピンハ
ウジングの底に支承されて傾倒される。フランジ
での傾倒縁上を検出ピンがラジアル移動し、この
ことはラジアル方向を拘束された検出ピンの同軸
的移動をもたらす。ゼロ位置へのばねによる戻り
の際に検出ピンは再び中心位置を占める、そのわ
けはそのラジアル方向を拘束された端はXY座標
における位置を決定するからである。その際フラ
ンジの端面はアキシヤルＺ方向におけるストツパ
として使用される。この検出ヘツドは電導性加工
物が検出されない、即ち測定されない場合には使
用できない。

本発明の課題は汎用的かつ機械的に簡単に構成
されかつ許容できる作動をする検出ヘツドであつ
て公知の検出ヘツドの欠点のないものを創造する
ことである。

この課題は特許請求の範囲第１項の特徴によつ
て解決される。

検出ヘツドの有利な構成は実施態様項に記載さ
れている。

本発明による検出ヘツドの特別の利点は簡単な
構成、偏位信号の安全な発信、この信号の良好な
再現性及び故障の少ないことにある。

本発明の実施例を図面に基いて詳しく説明す
る。

第１図に示された検出ヘツド（トレーサヘツ
ド）１は多数の部分から成る収容装置２を有し、
この装置によつて検出ヘツドは図示しない測定機
又は工作機械の図示しないスピンドルに固定され
ている。検出ヘツド１は検出ヘツドハウジング３
と検出ヘツドハウジング３に運動可能に取付けら
れ、ばね５の力によつてそのゼロ位置に押されて
いる検出ピン４とから成る。検出ヘツドハウジン
グ３の内方にある検出ピン４の端６はポールジヨ
イント７の形でラジアル方向で拘束されている
が、検出ヘツドハウジング３の円筒状案内８中で
アキシヤル方向に移動可能に支承されている。

検出ピン４の自由端に取付けられた検出ボール
１０によつて公知の方法で加工物１１は矢印方向
において検出される。検出ボール１０と加工物１
１との間の接触の瞬間に検出ピン４は僅かに偏位
する。検出ピン４の偏位によつて直接検出ピン４
が検出ヘツドハウジング３の孔１３中の円錐１２
の母線に沿つて移動する。この移動は、検出ピン
４の他端６のためにアキシヤル行程運動を作用す
る、そのわけはこの端６は円筒状案内８中にラジ
アル方向に拘束されているので、検出ピン４のア
キシヤル運動のみが可能だからである。拘束され
た検出ピン端６の下方に配設された光電装置１４
はこのアキシヤル行程運動を評価する。評価は光
源１５によつて行われ、光源はシリンドリカルレ
ンズ１７を備えた開口１６を有する検出ピン４に
よつて検出ピン４の他の側での差動光電要素１８
を照射する。レンズ１７によつて差動光電要素１
８は正しく対称的に照射する。検出ピン４の僅か
の偏位の際照明系は変化し、差動光電要素１８は
電子評価装置によつて評価されたレリーズ信号と
しての出力信号の変化を生ずる。このレリーズ信
号は公知の方法で測定値カウンタの制御に利用さ
れ、例えばメモリへの測定値の伝送又は中止に利
用される。

その際検出ピン４がアキシヤル方向に偏位する
かこれと直角の平面に偏位するかは関係ない、そ
のわけは各偏位運動はラジアル方向に拘束された
検出ピン端６でアキシヤル行程運動に変換される
からである。

検出ピン４と加工物１１との間の接触が止む
と、ばね５の力の作用の下に検出ピン４がそのゼ
ロ位置に移動する。精密なゼロ位置は穴１３中の
円錐１２によつて三軸（３軸座標）方向において
保証される。円錐１２は検出ピン４を心立して、
かつＺ方向においても検出ヘツドハウジング３の
検出ピン位置に関する検出ボール１０の正確な位
置を確定する。

第２図に示された回動阻止部１９は検出ヘツド
ハウジング３中の検出ピン４の回動を阻止する。

本発明の範囲において検出ピン４は他の回転対
称成形部分、例えば円筒状突出部２０を備えてい
る。円錐ジヤケツト２１を形成する対向面は第３
図に示すように検出ヘツドハウジング３′に設け
られねばならない。

第４図において第１図による検出ヘツドの他の
変形が示される。本質的に同一要素は符号「４」
をもつた同一符号によつて表わされる。軸線方向
への検出ピン４４のラジアル偏位の変換のための
及び自由検出ピン自由端９４の心立てのための成
形部分は球面突出部１２４によつて表わされる。
この突出部１２４は多数のボール１３４上に位置
し、ボールは検出ヘツドハウジング３４の内周に
亘つて等間隔でリング状に分配されている。

更に本発明の範囲内でレリーズ信号の発生のた
めの装置を前述の方法とは別の方法で構成するこ
ともできる。

同様に誘導的、容量的、磁気的に作用するパル
ス発生装置が設けられうる。

しかし感度のよい長さ測定装置、検出ピン偏位
に比例した信号を発生する光電的インクリメント
長さ測定装置も設けられることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は検出ヘツドの縦断面図、第２図は第１
図の−線に沿う断面図、第３図は検出ヘツド
構造の変形を示す図、そして第４図は検出ヘツド
の他の変形を示す図である。 図中符号、３，３′，２４……検出ヘツドハウ
ジング、４，４４……検出ピン、６，６４……検
出ピン端、９，９４……検出ピン自由端、１２，
２０，１２４……成形部分、１３，２１，１３４
……成形部分、１４，１４４……偏位信号発生装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 検出ヘツドハウジング内に支承されて、特定
   されたゼロ位置を占めるが、横方向のどの方向に
   も偏位可能な検出ピンと、ラジアル方向を拘束さ
   れた検出ピン上端のための同軸案内面と、該検出
   ピンに形成され、検出ピンの中心軸線を中心とし
   た回転対称形の成形部分とを備えた多座標検出ヘ
   ツドにして、検出ピンは該ハウジングにおける検
   出ピンの中心軸線を中心とする回転対称形の成形
   部分と協働して、前記ゼロ位置における検出ピン
   の自由端の空間的心立てと、検出ピンの自由端の
   検出ピン軸線に対して直交方向偏位を軸線方向偏
   位に変換することとを作用するように構成されて
   おり、その際ラジアル方向を拘束された検出ピン
   上端の範囲に直接、偏位信号発生装置１４が付設
   されている多座標検出ヘツドにおいて、該検出ピ
   ン及び該ハウジングの前記両成形部分１２，１３
   は相互に接触するようにばねによつて軸線方向に
   付勢されている検出ピンの成形部分と該ハウジン
   グの成形部分との接触点が、ラジアル変位が大き
   くなるにつれてラジアル方向を拘束された検出ピ
   ン上端の方へ移動する形の回転体１２と孔１３と
   の組合せとして形成されており、前記偏位信号発
   生装置１４は光電的に作用しかつ検出ピンと一体
   に構成された光学的結像要素１７によつて制御さ
   れることを特徴とする多座標検出ヘツド。 ２ 光学的結像要素１７を備えた前記偏位信号発
   生装置１４は発光装置１５として発光ダイオード
   を、そして受光要素１８として差動光電要素を有
   する、特許請求の範囲第１項記載の多座標検出ヘ
   ツド。