JPH0410566B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、感知ヘツドハウジングと、この感知
ヘツドハウジングに支承され、多方向に向かつて
変位可能でありかつその休止位置で限定されたゼ
ロ位置をとる感知ピンと、感知ピン変位信号を発
信するための構造ユニツトとを有する、外的に保
護された多座標−感知ヘツドに関する。

多数の刊行物から種々の構造の多座標−感知ヘ
ツドが知られている。

ドイツ特許明細書2242355から電子的多座標フ
イーラが知られており、その感知ピンは立体的な
直線案内システムに配置され、かつ感知ピンが変
位すると信号を発信する信号発生器に使用されて
いる。

さらに、ドイツ公開公報1548326からは工作機
械のためのゼロ−感知装置が知られており、この
装置では、過負荷の場合にホルダと測定装置の分
離を可能とする過負荷安全機構が設けられてい
る。

多数の関連した刊行物からほんの実例として抽
出された解決策は、多座標フイーラが測定機械に
だけではなく、処理センターのような数値制御さ
れる処理機にも使用される割合が多くなつている
ときに、欠点をしよつている。測定室の状態と反
対に非常に手荒な工場の作業やきわめて自動的な
製造経過には、周知の解決策では直ちに創造し得
ない新規な測定装置が必要である。

従つて、本発明は、周知の欠点をもたず、従つ
て自動制御される製造過程での使用や多座標−測
定機での使用と同様に工場で使用する際の厳しい
要求も考慮に入れた多座標−感知ヘツドを創造す
ることを課題の基礎としている。従つて、多座標
−感知ヘツドは、正確に再生可能な感知信号を供
給し、頑丈であり、かつ測定経過に誤があるとき
に測定ヘツドを破壊せずに安全性を示さなければ
ならない。

この課題を解決するには、本発明により、感知
ヘツドハウジングが感知ピンを受け入れるために
充分大きな中空室を有し、感知ピンは、中空室内
に収容されたリンク装置を介して感知ヘツドハウ
ジングに連結され、前記リンク装置は、ゼロ位置
で感知ヘツドハウジングから外方へ突出する感知
ピンと、この感知ピンに立体的な接手を介して連
結された中間部材と、この中間部材に一方で立体
的な接手を介して連結されかつ他方で感知ヘツド
ハウジングに平面的な接手を介して連結された回
動レバーとからなり、前記回動レバーは、感知ピ
ンを常時ゼロ位置に戻すようにばねにより付勢さ
れ、それにより感知ピンが過度に変位すると、感
知ピンが感知ヘツドハウジングの中空室に沈むこ
とができるようにすればよい。

本発明の別の発展例は実施態様項に記載してあ
る。

本発明による感知ヘツドの特別な利点は、許容
し難い感知ピンの変位に対して安全であること
と、感知ピンの変位信号を良好に再生できること
と、構造の大きさが小さいことと、構成が比較的
簡単であることとにある。

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図に示した基本作用位置にある感知ヘツド
は感知ヘツドハウジング１を有し、この感知ヘツ
ドハウジングは測定機または処理機械（図示省
略）のスピンドルに締め付けピン２により取りつ
けることができる。この機械が数値制御される処
理センターである場合には、感知ヘツドを工具マ
ガジンに貯蔵し、そして測定目的のために取り出
してスピンドルに取りつけることができる。感知
ヘツドハウジング１の内部に実質的に円い板３が
配置されており、この板３は、自由端に感知球５
を担持する感知ピン４の内端に固定されている。
板３は球６のリングに対し正確に限定された位置
を有し、球６のリングは感知ヘツドハウジング１
の底７に−感知ピン通過口８の外周にわたつて一
様に分配されて−固着されている。球６のリング
が板３の精密な座を形成しており、板３はこの目
的のために（球６のリングに載るために）平坦な
面および彎曲した、例えば円錐形の面を形成する
か、または二つの円錐面を形成する回転対称な凹
所９を有し、この凹所の助けで、なお柔軟な接合
剤に埋設された球６が球６のリングの高さと直径
に関して正確な位置に押圧され、そしてそこに接
合剤が硬化するまで保持される。かくして、板３
のためにきわめて精密な座が創造され、この座は
価格上有利であり、かつこの精度は底部７を材料
を除去する機械加工ではほとんど達成されないだ
ろう。

詳細には示してないねじり安全機構によれば、
感知ピン４を有する板３が変位後常に再びスター
ト位置に戻ることができる。球６のリングに対す
る板３の位置が正確であることにより感知球５の
ゼロ位置も常に正確に同一である（要求された公
差内にあるのは云うまでもない）。

感知ピン４がリンク装置を介して感知ヘツドハ
ウジング１を連結されている。感知ピン４は、立
体的な継手１１により中間部材１０とカルダン的
に連結された入力伝動部材として作用する。中間
部材１０が他端に別の立体的なカルダン継手１２
を有し、このカルダン継手で中間部材１０が回動
レバー１３に取りつけられている。回動レバー１
３はリンク装置の出力伝動部材を形成し、かつ平
面的な継手１４により感知ヘツドハウジング１に
枢着されている。

回動レバー１３に係合するばね１５で、感知ピ
ン４がそのゼロ位置に保持され、そのゼロ位置か
ら感知ピン４がばね１５の戻り力に抗して任意の
方向に変位可能である。回動レバー１３の自由端
にある光電構造ユニツト１６は、感知ピン４が任
意の方向に変位したときに感知ピン変位信号を発
信するのに役立つ。

普通、この種の感知ヘツドの作用範囲は１〜２
ミリメータ内にあるが、このことは、全搬に感知
ピン変位信号の発信がおそくとも10ミクロメータ
（10μm）だけ変位後確実に完了して、測定のとき
に必要な再生可能性を確保することを意味する。

感知ピンの変位は全搬に、加工片Ｗが感知ピン
４と接触することにより行われる。そのとき、感
知ピン変位信号が、感知ピン４と加工片Ｗの間で
接触したときの測定値の決定に役立ち、かつ数値
制御により、相対的に相互に移動可能な機械構成
部品を停止させるのに利用できる。数ミリメータ
しかない前述した作用範囲では、機械構成部品の
停止が問題となるのは明らかである。従つて、大
抵の周知の感知ヘツドが約５mmの一定の超過行程
を有するので、感知ピン４のこの変位範囲ではこ
の感知ピンがなお損傷されない。

制御駆動部または駆動部が制限される故障の場
合に、この超過行程が事情によつては十分でな
く、感知ヘツドが損傷することになる。この理由
から、なお、感知ピンの変位が大きすぎるとき
に、感知ヘツドを離脱させる過負荷安全機構もあ
る。すでに初めに述べたように、この周知の解決
は欠点をしよつている。

ここでは、感知ピン４の懸垂が新規な事実であ
り、感知ピン４の変位が適切であるときに、第
２，３および４図から明らかなように、感知ピン
４が感知ヘツドハウジング１の中に沈むことがで
きる。このとき、どの方向から加工片Ｗが感知ピ
ン４に接触するかは重要ではない。リンク装置ま
たは感知ピン４が感知運動に相応して移動して、
回動レバー１３を一平面内で継手１４の軸心を中
心として回動させる。そのとき、中間部材１０
は、感知ピン４の変位と回動レバー１３の回動に
より決定される位置をとる。ばね１５の戻り力は
その変位に対し反対に作用する。

回動レバー１３がわずかにその休止位置から動
くや否や、光電構造ユニツト１６が信号を発信す
る。このわずかな運動は加工片Ｗと感知ピン４の
間の最もわずかな接触により生じる。感知ピン４
が半径方向に変位すると、この感知ピン４が、第
３図から明らかなように少なくとも一つの球６を
介して傾斜する。

作用範囲から外への変位（約５mm）は常に故障
を示すので、警報装置２０を有利なように設ける
ことができる。これは長いトリガーレバー２１を
有するマイクロスイツチ２０からなることがで
き、このトリガーレバー２１は回動レバー１３に
係合していて、回動レバー１３の予め調整可能な
回動に到達するや否やマイクロスイツチ２０をト
リガーする。回動レバー１３がさらに変位して
も、マイクロスイツチ２０のスイツチ挙動につい
ては意味がない。警報装置２０により送られる警
報信号は光学的および音響的でも、またはこれら
の一方でも良いし、または機械のために即座の
“緊急−OFF”を生じさせることもできる。いず
れの場合でも、その作業経過へ手で作用させるこ
とが警報後必要である。

故障状況後このように手で作用させることか
ら、また感知ヘツドの別の発展例が得られる。す
なわち、故障が起きた後手による作用が−通常の
自動的経過において−必要である場合に、感知ピ
ン４を−これが作用範囲を越えて変位したときに
−感知ヘツドハウジング１の内部にスナツプ作用
で入れるための装置を備えるように感知ヘツドを
構成することができる。

このとき、感知ピン４が感知ヘツドハウジング
１の内部にぱちんと入つた後感知ヘツドハウジン
グ１の内部で感知ピン４の停止が生じるようにリ
ンク装置４，１０，１１，１２，１３，１４およ
びばね１５を配置することができる。この場合、
その停止はばね１５の力成分の合力により行うこ
とができる（第４図）が、機械的または電気機械
的な停止部、例えば制御可能な錠止レバーでも可
能である。手で作用させたときに、錠止機構を再
び解くことができる。

本発明の利点は、輸送のときおよび感知ヘツド
の支持のときに有用にすることもできる。なぜな
ら、これらの場合にも感知ピン４が感知ヘツドハ
ウジング１の内部に沈むことができるからであ
る。感知ピン通過口８を有利なようにキヤツプで
閉鎖することができる。

感知ピン４を他の方法で支承することも、また
はリンク装置を他の仕方で構成することも本発明
の枠内にある。感知ピン変位信号を発信するため
の構造ユニツト１６も同様に誘導的、容量的また
は電磁的に作動することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は作用位置にある感知ヘツドの断面図、
第２図は感知ピンが軸方向に変位したときの断面
図、第３図は半径方向に感知ピンが変位したとき
の感知ヘツドの断面図、第４図は第３図の変形例
を示す図である。 １…感知ヘツドハウジング、４…感知ピン、
４，１０，１１，１２，１３，１４…リンク装
置、１６…光電構造ユニツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 感知ヘツドハウジングと、この感知ヘツドハ
   ウジングに支承され、多方向に向かつて変位可能
   であり、その休止位置で限定されたゼロ位置をと
   る感知ピンと、感知ピン変位信号を発信するため
   の構造ユニツトとを有する、外的に保護された多
   座標−感知ヘツドにおいて、感知ヘツドハウジン
   グ１は感知ピン４を受け入れるために充分大きな
   中空室を有し、感知ピン４は、中空室内に収容さ
   れたリンク装置を介して感知ヘツドハウジング１
   に連結され、前記リンク装置は、ゼロ位置で感知
   ヘツドハウジング１から外方へ突出する感知ピン
   ４と、この感知ピンに立体的な接手１１を介して
   連結された中間部材１０と、この中間部材に一方
   で立体的な接手１２を介して連結されかつ他方で
   感知ヘツドハウジング１に平面的な接手１４を介
   して連結された回動レバー１３とからなり、前記
   回動レバーは、感知ピン４を常時ゼロ位置に戻す
   ようにばね１５により付勢され、それにより感知
   ピン４が過度に変位すると、感知ピンが感知ヘツ
   ドハウジング１の中空室に沈むことができること
   を特徴とする多座標−感知ヘツド。 ２ 感知ヘツドハウジング１には、感知ピン４が
   作用範囲を越えて変位すると、感知ピンを感知ヘ
   ツドハウジング１の中空室の中へスナツプ作用を
   させる装置がある、特許請求の範囲第１項記載の
   外的に保護された多座標−感知ヘツド。 ３ 感知ピン４が感知ヘツドハウジング１の中空
   室内で停止可能である、特許請求の範囲第１項記
   載の外的に保護された多座標−感知ヘツド。