JPH0460527B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数の座標方向に偏位可能な少なく
とも１つの検出ピンを有し、ピンは戻し力によつ
てその零位置を特定する支承部に押圧され、支承
部は溝の表面範囲と球体の表面範囲との共働によ
つて形成され、そして球体は支承個所としての溝
と共に、タツチピンに同心に、タツチピンに対し
て垂直な平面内に均等に分配されており、そして
少なくとも３つの支承個所が存在している、多座
標タツチセンサに関する。

多数の測定及び送信する多座標タツチセンサが
公知である。二つの実施例ではタツチピンが任意
の方向への偏位の後に再びその特定の零位置に戻
ることが特に重要である。従つてタツチセンサハ
ウジングに対するタツチピンの支承部を特別に有
利に形成する種々の研究が行われた。

技術レベル 西独国特許公開公報284124には３点支持を有す
る測定ヘツドが記載されている。タツチセンサハ
ウジング底には３つのＶ溝が星形に配設されてい
る。測定皿には３つのピンが球面と固着されてい
る。測定皿はばねによつてタツチセンサハウジン
グ底の方向に圧縮され、そしてピンは所属のＶ溝
中で確定した位置を占め、その位置においてピン
はタツチピンの偏位の後に再び元に戻される。

更に欧州特許出願明細書EP−A2−D088596か
ら同様に３つの支承個所を備えた支承装置が公知
である。同様に支承個所は一平面内で均等に周囲
に分配されている。タツチセンサハウジング底に
は３つの球が配設されており、球は組立のために
タツチピンの方向に移動可能である。測定皿中の
３つの対抗軸受は相違した形態である。対抗軸受
は穴の形の回動阻止部として形成されている。第
２の対抗軸受はＶ溝を有し、Ｖ溝は測定皿の中心
点に対して確定的に整直されている。第三の対抗
軸受は測定皿に対して平行かつ圧着ばねの分力に
対して垂直な平らな支台である。

一般に測定力の異なるかつこれと関連して撓み
に制約された測定値の差は（種々のタツチ方向に
おける）多数の支承個所の増加によつて減少され
る。しかし支承個所の数の増大では公知のタツチ
センサ系でははめあい支承個所の製造コストが著
しく高騰し、かつシステむが静的に過剰になると
いう危険性がある。

従つて支承個所の相違なる実施形態によつて欧
州特許出願EP−A2−D088596による技術レベル
では静的過剰も不足をも回避することが研究され
た。

相異なる実施形態の支承個所は、３つ以上の支
承個所が創造される場合に記載の両システムで必
要である。それによつて加工物へのタツチ球の押
圧の際に各タツチ方向に従つて種々の優先的方向
への偏位（偏位の方向性）が現われるという欠点
を有するが高い零点安定性は創造される。

解決すべき問題点 本発明の課題は多座標タツチセンサをタツチセ
ンサのハウジング固定の部分に対する可動部分の
位置を調整なしに高精度に確定し、そして特定さ
れかつ一定のタツチ条件が全てのタツチ方向にお
いて保証されるようにすることである。

更に本発明によつて高精度の構成部分が使用さ
れる必要もなしに同様に形成された支承個所の精
度かつ簡単な組立が図られる。

課題解決の手段 上記課題は本発明によれば支承個所のうちの少
なくとも２つが次のような特徴； (a) 球体は常に一平面内に保持されるように組付
けられていることと、 (b) 球体に受ける溝はシリンダ体に形成されてお
り、シリンダ体はその固有の軸線のまわりに回
転されかつ軸方向に移動され、それによつて球
体に適合されていること、 (c) シリンダ体は球体に適合後、移動不可能に固
定されていることとの組合せを有することによ
つて解決される。

本発明の作用及び効果 本発明による構成は偏位後その都度その零位置
へのタツチピンの良好な戻り精度が確保されると
いう保証を提供する。一平面内で測定皿の周囲に
亘つて均等に同種の支承個所を配列したことによ
つて、各タツチ方向においてタツチ球の偏位につ
いての方向性が回避され、従つて測定の再現性が
タツチ方向とは無関係に安全にされる。

本発明による支承部分の有利な組立は簡単かつ
高精度で実施可能であり、その際支承システムの
静的な過不足は排除される。

本発明による多座標タツチセンサの他の優先的
な詳細は実施態様項に記載されている。

実施例 第１図には多座標タツチセンサの全体構造が明
らかにされている。このタツチセンサは測定系の
ための送信センサとして実施される。軸１によつ
てセンサが図示しない測定又は工作機械のスピン
ドルに装着されることができる。タツチピン２の
偏位は全ての方向に可能である。シール３はタツ
チセンサハウジング４とタツチピン２との間の中
間空間を閉鎖する。薄板保護部５は熱い切屑によ
るシール３の損傷を阻止するが、タツチピン２に
その零位置から限られた偏位を行わせる自由空間
６をのこす。

タツチピン３の偏位の測定のための検出機構
７，８，９は所定の偏位量になるとタツチ信号を
発し、タツチ信号は工作機械の制御のために又は
多座標測定機の測定値引渡しの時点の決定のため
に使用される。検出器７，８，９はタツチセンサ
ハウジング４内に固定された光学センサと同様に
前記ハウジングに向けられた固定した差動光電要
素８とから成る。両要素７，８の光軸にはレンズ
系９が可動タツチピン２に固定されている。

測定皿１０はタツチピン２と固着されており、
タツチピンはタツチ球１１の端に座着されてい
る。測定皿１０の面はばね１２によつてタツチセ
ンサハウジング４と接触している。対抗面はタツ
チセンサハウジング底１３を備えた測定皿１０の
支承部の一部分である。この支承部は正確につく
られなければならない、そのわけは静的過不足は
測定誤差を生じさせるからである。

工作物へのタツチ過程の間、測定皿１０はばね
１２によつて工作物へのタツチ球１１の接触圧に
対抗作用している個所に保持され、そしてこの力
が所定の値を下まわつた場合でも測定皿１０が支
承部において旋回され又は持上げられることを阻
止する。測定皿１０がタツチセンサハウジング底
１３に向つてばね１２により保持される限り、測
定皿１０とタツチセンサハウジング４は自由度０
のユニツトを形成する。偏位の後ばね１２は測定
皿１０をタツチセンサハウジング１３に向つて戻
すように附勢される。

多点軸受として実施される支承部は本発明によ
れば測定皿１０の周囲に均等に分配されかつ測定
皿１０に固定係止されている、一平面内に配設さ
れた球体１４から成る。各球体１４の固定溝の孔
１５は接着剤１６の供給と場合によつては損傷さ
れた球体１４の突出しのために役立つ。16個の球
１４の各々を対抗軸受として各々１つのシリンダ
体が受けている。この中の15個のシリンダ体１７
は球１４に面した端にＶ溝１８を備えている。残
つた１つのシリンダ体１７は測定皿１０の回転阻
止のための中空シリンダ１９の形に形成されてい
る。シリンダ体１７はその縦軸線が零位置にある
タツチピン２の縦軸線に対して平行になるように
向けられている。各球１４が所属のＶ溝１８中に
位置するために、各シリンダ体１７はその縦軸線
のまわりに回動可能に支承され、並びにその縦軸
線の方向に移動可能である。

タツチセンサハウジング４と測定皿１０の組立
の際に球中心線がＶ溝１８の底と一致しない場合
（第３ａ図）、シリンダ体１７は固有の縦軸線のま
わりに回動されて、球１４に適合される（第３ｂ
図）。

シリンダ体１７の比較的簡単に実施可能な調整
の後、シリンダ体はタツチセンサハウジング底１
３と固着され、好ましくは接着される。それによ
つて各軸受個所はタツチセンサハウジング４中に
固定して配設されたシリンダ体１７のＶ溝の表面
範囲と球１４の上面範囲との共働によつて形成さ
れる。

球１４に対するシリンダ体１７のＶ溝１８の正
確かつ簡単な整向は組立ての際後に測定運転の際
にタツチセンサハウジング底１３中のシリンダ体
１７が固定されるべき接着剤の硬化の前にシリン
ダ体１７が図示しない振動装置によつて自動的
に、迅速かつ完全に整向されることによつて達成
される。振動装置はばね機構を有し、ばね機構は
シリンダ体１７をＺ方向において調整する。高周
波の振動振巾の減少によつてシリンダ体１７が接
着剤の硬度の増大に従つて更にその固有の軸線の
まわりで安定した位置に回転することを確保す
る。

シリンダ体は必ずしもタツチセンサハウジング
底の構成部分である必要はなく、測定皿に組込ま
れることもできる。更に図示の他、軸受要素の一
対及び次の変形が与えられる。球面を有するピン
とＶ溝のシリンダ体。

第１図及び第２図においてシリンダ体１７の１
つは測定皿１０の回動阻止のための中空シリンダ
１９と四いて形成されている。しかしこの回動阻
止は球面凹み又はピラミツト形凹みとしても実施
されることができる。

本発明によつて構成された多数の軸受個所では
回動阻止部は省略されることもできる、そのわけ
は組立の際にＶ溝１８を有するシリンダ体１７
が、続いての組立の際に測定皿１０の回動の阻止
部として作用するように相互に回動されるという
可能性が支承個所の増大に従つて増大するからで
ある。

しかし図示しない有利な構造的変形はタツチ球
の方向における同様な傾きをもつたシリンダ体が
タツチセンサハウジング底に固定されることにあ
る。

シリンダ体の傾きが各シリンダ体の縦軸線がタ
ツチ球の中心点を通るとみなされることは特別に
有利である。この機構は任意のタツチ方向でタツ
ピンの大きな偏位がある場合でも軸受個所に対す
るタツチ球の限定された力分配を保証する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるタツチセンサの軸断面
図、第２図は測定皿を外した第１図の−平面
の断面図、そして第３ａ図及び第３ｂ図は支承部
調整の原理を示す。 図中符号、１４……球体、１７……シリンダ
体、１８……溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の座標方向に偏位可能な少なくとも１つ
   の検出ピンを有し、検出ピンは戻し力によつてそ
   の零位置を特定する支承部に押圧され、支承部は
   溝の表面範囲と球体の表面範囲との協働によつて
   形成され、そして球体は支承個所としての溝によ
   つて、タツチピンに同心に、タツチピンに対して
   垂直な一平面内に均等に分配されており、そして
   少なくとも３つの支承個所が存在している、多座
   標タツチセンサにおいて、 (a) 球体１４は常に一平面内に保持されるように
   組付けられていることと、 (b) 球体１４を受ける溝１８はシリンダ体１７に
   形成されており、シリンダ体はその固有の軸線
   のまわりに回転されかつ軸方向に移動され、そ
   れによつて球体１４に適合されることと、 (c) シリンダ体１７は球体１４に適合後、移動不
   可能に固定されていることとの組合せを有する
   ことを特徴とする多座標タツチセンサ。 ２ 球体１４は測定皿１０に固定されており、シ
   リンダ体１７はタツチセンサハウジング底１３に
   配設されている、特許請求の範囲第１項記載の多
   座標タツチセンサ。 ３ 少なくとも１つの支承個所が回動阻止部とし
   て形成されている、特許請求の範囲第１項記載の
   多座標タツチセンサ。 ４ シリンダ体１７の溝がＶ溝１８である、特許
   請求の範囲第１項記載の多座標タツチセンサ。 ５ タツチセンサハウジング底１３に格納された
   シリンダ体１７の縦軸線はタツチ球１１の方向に
   おいてタツチピン２の縦軸線と鋭角をなし、特に
   シリンダ体１７の縦軸線はタツチ球１１の中心を
   通る、特許請求の範囲第１項記載の多座標タツチ
   センサ。 ６ 組立の際の球体１４へのシリンダ体１７の適
   合が振動装置によつて行われる、特許請求の範囲
   第１項記載の多座標タツチセンサ。 ７ 球体１４がタツチセンサハウジング底１３に
   固定されており、シリンダ体１７は測定皿１０の
   構成部部分である、特許請求の範囲第１項記載の
   多座標タツチセンサ。 ８ シリンダ体１７の縦軸線がタツチピン２の縦
   軸線に対して平行である、特許請求の範囲第１項
   記載の多座標タツチセンサ。