JPH037044B2 - - Google Patents

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JPH037044B2
JPH037044B2 JP57023885A JP2388582A JPH037044B2 JP H037044 B2 JPH037044 B2 JP H037044B2 JP 57023885 A JP57023885 A JP 57023885A JP 2388582 A JP2388582 A JP 2388582A JP H037044 B2 JPH037044 B2 JP H037044B2
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JP
Japan
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movable
fixed
displacement
stylus
moving direction
Prior art date
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Expired - Lifetime
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JP57023885A
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English (en)
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JPS5888612A (ja
Inventor
Teruyuki Ito
Yasuaki Sonobe
Osamu Toyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
Application filed by Toyoda Koki KK filed Critical Toyoda Koki KK
Priority to JP2388582A priority Critical patent/JPS5888612A/ja
Publication of JPS5888612A publication Critical patent/JPS5888612A/ja
Publication of JPH037044B2 publication Critical patent/JPH037044B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/34Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
    • B23Q1/36Springs
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/004Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
    • G01B7/008Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
    • G01B7/012Contact-making feeler heads therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、スタイラスを支持する可動体をス
タイラスの軸線と直交する面内で移動可能に支持
し、このスタイラス軸線と直交する方向の変位を
一対の変位検出器によつて互いに直交する2方向
の変位に分離して検出するようにしたトレーサヘ
ツドに関するものである。
従来のこのようなトレーサヘツドにおいては、
スタイラスを上下動可能に支持する可動体を、水
平面内の特定の方向に移動できるように第1の平
行ばねを介して別の中間可動体に支持するととも
に、この中間可動体を前記特定の方向と直交する
水平方向に移動できるように第2の平行ばねを介
してヘツド本体に固着し、前記中間可動体と可動
体との間に可動体の前記特定方向の変位を検出す
る変位検出器を配設し、ヘツド本体と中間可動体
との間に前記可動体の前記特定方向と直交する方
向の変位を検出する変位検出器を配設して、可動
体のスタイラス軸線と直交する面内での変位を検
出するようにしていた。
しかしながら、このものにおいては一対の変位
検出器の少なくとも一方は中間可動体に取付けな
ければならないために、スタイラスとともに変位
する可動部の重量が増大することになり、慣性力
が増して追従速度が低下する問題があるだけでな
く、中間可動体のない支持構成のものでは、変位
検出器をこのような配置で取付けることができな
い問題がある。
また、ヘツド本体に一対の変位検出器を互いに
直交して配置して、それぞれの可動部がスタイラ
スの軸線に向つて進退できるようにし、この一対
の変位検出器の可動部先端を、可動体の互いに直
交する一対の外側面にそれぞれ押圧係合させたも
のでは上述した問題はないが、このものでは可動
体と変位検出器の可動部との間が摺接しているた
め、長時間の使用の間には可動体の側面および変
位検出器の可動部先端が摩耗して、測定精度が悪
化する恐れがある。
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、第1の移動方向に所定の幅を有しか
つ前記第1の移動方向と直交する方向のみに弾性
変形する第1変形部と、この第1変形部の下端に
位置して前記可動体に固定される第1固定部と、
前記第1変形部の上端に位置して前記第1の可動
部に固定される第1変位伝達部とからなる板ばね
19と、前記第1の移動方向に対して直交状態に
ある第2の移動方向に所定の幅を有しかつ前記第
2の移動方向と直交する方向のみに弾性変形する
第2変形部と、この第2変形部の下端に位置して
前記可動体に固定される第2固定部と、前記第2
変形部の上端に位置して前記第2の可動部に固定
される第2変位伝達部とからなる板ばね18とを
設けたことによつて、スタイラス軸線と直交する
方向の可動体の変位を、ヘツド本体に設けられた
一対の変位検出器によつて高精度にかつ長期にわ
たつて安定的に検出できるようにすることを目的
とするものである。
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
第1図、第2図において、1は横断面が正方形
の筒状の可動体であり、この可動体1はカバー2
内の中心に軸線方向を垂直方向(以下Z方向とい
う)にして配設されている。可動体1の下端には
可動ヘツド3が固定され、可動ヘツド3はカバー
2の下方に延びている。可動ヘツド3内の中心に
はスタイラス4が可動体1と同軸線上に配設さ
れ、スタイラス4は上、下板ばね5,6によつて
可動ヘツド3にZ方向への移動可能に弾性支持さ
れている。前記スタイラス4の下部は可動ヘツド
3の下方に延び、スタイラス4の下端には球状接
触部4aが形成されている。差動トランスからな
るZ方向変位検出器7の可動コア8がスタイラス
4の上、下板ばね5,6間に位置する部分に設け
られ、前記可動コア8と対応する位置にコイル9
が配置され、コイル9は可動ヘツド3に固定され
ている。前記可動ヘツド3内下部には吸振ダンパ
10の筒体10aが固定され、この筒体10aの
上、下端にベローズ10b,10cの一端が固定
され、これらの他端がスタイラス4に固定され、
筒体10aおよびベローズ10b,10cで囲ま
れた内部にはシリコーンオイルが封入され、スタ
イラス4に設けた鍔4bがシリコーンオイル内に
挿入されている。前記カバー2内にはこれと一体
にヘツド本体11が固定され、ヘツド本体11に
はこれの一部を構成する左、右支持ブロツク12
が相対向して固定されている。前記可動体1の各
角部外面には、水平方向の第2図上下方向(以下
Y方向という)に延びる4個の第1連結体13が
配設され、第1連結体13の外端と前記支持ブロ
ツク12の両端部との間には水平方向の第2図左
右方向(以下X方向という)に延びる4個の第2
連結体14が配設されている。第1、第2連結体
13,14は、金属などの剛体からなり、Z方向
に可動体1より少し短い長さをもつている。可動
体1の角部外面と第1連結体13の内端部とが十
字ばね15を介して連結され、第1連結体13の
外端部と第2連結体14の一端部とが十字ばね1
6を介して連結され、さらに第2連結体14の他
端部と支持ブロツク12の両端とが十字ばね17
を介して連結されて、それぞれ上下2個所で可動
体1が支持ブロツク12にX、Y方向への移動可
能に弾性支持されている。なお、前記十字ばね1
5,16,17は、Z方向寸法が短い2枚のばね
片を互に直角をなすように配置して立体交差さ
せ、前述した各部材にばね片の両端部をビスで締
付け固定するものであり、すべての十字ばねのば
ね常数を互に等しくすることにより、X、Y各方
向に相等しくかつ板ばね5,6によるZ方向のば
ね常数とも等しいばね常数で可動体1を支持ブロ
ツク12に弾性支持している。さらに、第1図、
第3図に示すように、可動体1の上端部の隣接す
る2辺にそれぞれY方向およびX方向に所定の幅
を有する板ばね18,19の下端部が固定され、
これらの上端部にはY方向、X方向連結部材2
0,21がそれぞれ固定されている。Y方向、X
方向連結部材20,21は、Y方向、X方向に延
びて、可動体1上方で互に接触しないように直角
に立体交差されている。Y方向、X方向連結部材
20,21の一端は差動トランスからなるY方
向、X方向変位検出器22,23の可動コア2
4,25の内端とそれぞれ固定され、これらの可
動コア24,25と対応する位置に配置されたコ
イル26,27がヘツド本体11に固定され、可
動コア24,25の他端がZ方向に延びる板ばね
28,29でヘツド本体11に連結支持されてい
る。また、Y方向、X方向連結部材20,21の
他端はダンパ軸30,31の内端と固定され、こ
れらの軸30,31はコア24,25の軸線延長
方向に延びる軸線をもち、ダンパ軸30,31の
外端がZ方向に延びる板ばね32,33を介して
ヘツド本体11に連結支持されている。そして、
可動コア24とX方向連結部材21は、板ばね2
8,33により、可動体1のX方向の移動に移動
可能に支持され、また可動コア25とY方向連結
部材20は、板ばね29,32により、可動体1
のY方向の移動に移動可能に支持される。ヘツド
本体11に吸振ダンパ10と同様な吸振ダンパ3
4,35の筒体34a,35aが固定され、これ
らの筒体34a,35aの両端にベローズ34
b,34c,35b,35cの一端が固定され、
これらの他端がダンパ軸30,31に固定され、
吸振ダンパ10内に封入されたシリコーンオイル
内にダンパ軸30,31に設けた鍔30a,31
aがそれぞれ挿入されている。
次に、以上のように構成されたトレーサヘツド
の動作について説明する。トレーサヘツド被検出
物と相対移動により、スタイラス4の接触部4a
が被検出物と接触し、スタイラス4がZ方向に
上、下板ばね5,6のばね力に抗して移動する
と、Z方向変位検出器7のコア8がコイル9に抗
して変位するので、Z方向変位検出器7によつて
Z方向の変位が検出される。また、スタイラス4
にY方向の力が作用し、十字ばね15,16,1
7のばね力に抗して可動体1がY方向に移動する
と、板ばね18、Y方向連結部材20を介してY
方向変位検出器22の可動コア25が、板ばね2
9に支持されながら可動体1の変位に応じて、コ
イル26に対して変位するので、Y方向変位検出
器22によつてY方向の変位が検出される。さら
に、スタイラス4にX方向の力が作用して可動体
1がX方向に移動すると、板ばね19、X方向連
結部材21を介してX方向変位検出器23の可動
コア24が、板ばね28に支持されながら可動体
1の変位に応じて変位するので、X軸方向変位検
出器23によつてX軸方向の変位が検出される。
そして、X、Y、Z方向変位検出器23,22,
7からの検出信号によつて被検出物X、Y、Z方
向の座標により、被検出物の形状を検出すること
ができる。また、被検出物を被測定物にした場合
には、その形状を正確に測定できる。
以上述べたように本発明においては、第1の移
動方向に所定の幅を有しかつ前記第1の移動方向
と直交する方向のみに弾性変形する第1変形部
と、この第1変形部の下端に位置して前記可動体
に固定される第1固定部と、前記第1変形部の上
端に位置して前記第1の可動部に固定される第1
変位伝達部とからなる板ばね19と、前記第1の
移動方向に対して直交状態にある第2の移動方向
に所定の幅を有しかつ前記第2の移動方向と直交
する方向のみに弾性変形する第2変形部と、この
第2変形部の下端に位置して前記可動体に固定さ
れる第2固定部と、前記第2変形部の上端に位置
して前記第2の可動部に固定される第2変位伝達
部とからなる板ばね18とを設けたことによつ
て、可動体のスタイラス軸線と直交する面内での
特定方向の変位のみを一方の変位検出器に伝達
し、特定方向と直交する他方向の変位のみを他方
の変位検出器に伝達するようにし、また変位検出
器の可動部ヘツド本体に板ばねで支持するように
した構成であるので、可動体のスタイラス軸線と
直交する方向の変位をヘツド本体に取付けた一対
の変位検出器によつて高精度に測定できるだけで
なく、可動体と変位検出器の可動部との間に摺動
部がないため、高精度な測定を長期にわたつて行
なえる利点がある。また変位検出器は可動体の変
位に応じて移動する可動部と、可動部を移動方向
に沿つて移動可能に挿入した固定部からなつてい
るため、可動体の比較的大きな変位にも対応する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示す縦断面図、第
2図および第3図は第1図の−線および−
線に沿う断面図である。 1……可動体、4……スタイラス、5,6……
上、下板ばね、11……ヘツド本体、12……支
持ブロツク、13,14……第1、第2連結体、
15,16,17……十字ばね、18,19……
板ばね、20,21……連結体、22,23……
変位検出器、24,25……可動コア。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 スタイラスを支持した可動体をヘツド本体に
    対して前記スタイラスの軸線と直交する面内で移
    動可能に支持し、前記可動体の前記スタイラス軸
    線と直交する面内での変位を前記ヘツド本体に固
    着した一対の変位検出器によつて検出するように
    したトレーサヘツドにおいて、前記可動体の変位
    平面と平行な第1の移動方向に沿つて移動可能な
    前記変位検出器の第1の可動部と、その第1の可
    動部を前記ヘツド本体に前記第1の移動方向に移
    動可能に支持する1組の平行な板ばね28,33
    と、前記ヘツド本体に固定されて前記第1の可動
    部を前記第1の移動方向に沿つて移動可能に挿入
    した前記変位検出器の第1の固定部と、前記第1
    の移動方向に対して前記スタイラスの軸線と直交
    する面内で直交状態にある第2の移動方向に沿つ
    て移動可能な前記変位検出器の第2の可動部と、
    その第2の可動部を前記ヘツド本体に前記第2の
    移動方向に移動可能に支持する1組の平行な板ば
    ね29,32と、前記ヘツド本体に固定されて前
    記第2の可動部を前記第2の移動方向に沿つて移
    動可能に挿入した前記変位検出器の第2の固定部
    を有し、前記第1の移動方向に所定の幅を有しか
    つ前記第1の移動方向と直交する方向のみに弾性
    変形する第1変形部と、この第1変形部の下端に
    位置して前記可動体に固定される第1固定部と、
    前記第1変形部の上端に位置して前記第1の可動
    部に固定される第1変位伝達部とからなる板ばね
    19と、前記第2の移動方向に所定の幅を有しか
    つ前記第2の移動方向と直交する方向のみに弾性
    変形する第2変形部と、この第2変形部の下端に
    位置して前記可動体に固定される第2固定部と、
    前記第2変形部の上端に位置して前記第2の可動
    部に固定される第2変位伝達部とからなる板ばね
    18とを設けたことを特徴とするトレーサヘツ
    ド。
JP2388582A 1982-02-17 1982-02-17 トレ−サヘツド Granted JPS5888612A (ja)

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JPS5888612A JPS5888612A (ja) 1983-05-26
JPH037044B2 true JPH037044B2 (ja) 1991-01-31

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