JPH05149737A - 座標測定装置のプローブヘツドにプローブシヤフトまたはプローブシヤフトコンビネーシヨンを交換可能に取り付けるための保持装置 - Google Patents

座標測定装置のプローブヘツドにプローブシヤフトまたはプローブシヤフトコンビネーシヨンを交換可能に取り付けるための保持装置

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JPH05149737A
JPH05149737A JP3202647A JP20264791A JPH05149737A JP H05149737 A JPH05149737 A JP H05149737A JP 3202647 A JP3202647 A JP 3202647A JP 20264791 A JP20264791 A JP 20264791A JP H05149737 A JPH05149737 A JP H05149737A
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 緊定装置によって保持装置の慣性質量が僅か
しか増加せず、その運転時にも保持装置に対する熱負荷
が全く生じない保持装置を提供する。 【構成】 緊定装置１０が、負圧を負荷可能な弾性的な
サッカ１１によって受容装置４と接続体３との間に形成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、座標測定装置のプロー
ブヘッドにプローブシャフトまたはプローブシャフトコ
ンビネーションを交換可能に取り付けるための保持装置
であって、緊定装置がプローブシャフトまたはプローブ
シャフトコンビネーションの接続体を、プローブヘッド
における受容装置の、前記接続体の位置を一義的に規定
する支承体に引き付ける形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】上記形式の保持装置は三次元座標測定装
置のプローブヘッド内に組み込まれ、それゆえに測定課
題の交代時、特に自動測定時に、それぞれ対応する測定
課題に適合したプローブシャフト、または対応するよう
に適合したプローブシャフトコンビネーションを迅速に
交換することができる。
【０００３】上記については、ドイツ連邦共和国特許出
願公開第３３２０１２７号明細書により、座標測定装置
のプローブヘッドにプローブシャフトまたはプローブシ
ャフトコンビネーションを交換可能に取り付けるための
受容装置が公知となっている。この公知の受容装置で
は、電気作動式の緊定装置がプローブシャフトまたはプ
ローブシャフトコンビネーションの接続体を、プローブ
ヘッドにおける受容装置の、前記接続体の位置を一義的
に規定する支承体に引き付ける。
【０００４】この電気作動式の緊定装置においては、ね
じ山付スピンドルを備えた小さな電気モータか、または
永久磁石の磁界を補償もしくは強化する電磁石かが設け
られている。
【０００５】上記装置の欠点は、まず第１には、装置が
比較的重いので、迅速かつ位置の正確なプローブヘッド
の動きのために好ましくない慣性質量が増すということ
であり、第２には、装置の運転時に熱が放出され、この
熱が頻繁なプローブシャフト交換時にプローブシャフト
の係合精度と測定精度とに不利な影響を及ぼすというこ
とである。
【０００６】更にまた、ドイツ連邦共和国特許第３５２
６１０８号明細書により、座標測定装置のプローブヘッ
ドにプローブシャフトまたはプローブシャフトコンビネ
ーションを交換可能に取り付けるための受容装置が公知
であり、この受容装置では、プローブシャフトまたはプ
ローブシャフトコンビネーションの接続体に作用する機
械的な緊定装置が用いられており、これによってプロー
ブヘッドの受容装置の、接続体の位置を一義的に規定す
る支承体に、この接続体が引き付けられる。しかしなが
らこの緊定装置はプローブシャフトとワークとの衝突の
際も解放せず、これによってこのときプローブヘッド全
体が破損してしまうという危険性がある。
【０００７】また、特開昭５８−３７５０１号公報によ
り公知な測定ヘッドでは、プローブシャフトのシャンク
が負圧によってプローブヘッドの孔に保持される。
【０００８】この公知の測定ヘッドでは、角度位置、特
にプローブシャフトコンビネーションの角度位置を正確
に規定するという可能性が欠けているのみならず、この
プローブシャフト保持装置においてもまた、誤操作によ
ってプローブシャフトとワークとの間の衝突が起きた際
に、プローブヘッドが破損してしまう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ゆえに本発明の課題
は、冒頭に述べた形式の保持装置を改良して、緊定装置
によって保持装置の慣性質量が僅かしか増加せず、その
運転時にも保持装置に対する熱負荷が全く生じない保持
装置を提供することである。同時に保持装置は廉価に製
造されかつ確実に運転されることが望ましい。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、緊定装置が、負圧を負荷可能な弾
性的なサッカによって受容装置と接続体との間に形成さ
れている。
【００１１】
【発明の効果】本発明による保持装置の利点は、第１
に、保持装置が極めて小さく構成されているため、プロ
ーブヘッド全体が比較的小さくかつ軽量に構成可能なこ
とである。第２に、負圧の変化によって受容装置と接続
体との間の保持力は広範囲にわたって変化させることが
でき、しかもこのことによってプローブヘッドは熱負荷
の影響を受けない。加えて、衝突時に極度の力がプロー
ブからプローブヘッドへ伝達されると連結部が解除し、
測定装置は機械的な破損から保護される。
【００１２】受容装置と接続体との間の、負圧を負荷可
能な連結部を形成している弾性的なサッカの有する利点
は、接続体と受容装置との間の合致精度についてサッカ
が一定の範囲内で可変的なことである。
【００１３】負圧を負荷可能な連結部が、サッカによっ
て制限されている容積スペース内で終わっている孔、特
に受容装置の中央の孔を介して排気可能であるとき、負
圧の簡単な制御によって受容装置と接続体との間の保持
力は、接続体に設けられている、プローブシャフトもし
くはプローブシャフトコンビネーションの重量に適合
し、従ってプローブシャフトおよびプローブシャフトコ
ンビネーションは、常に一定の固定状態で確実に保持さ
れる。
【００１４】接続体が、受容装置に設けられているサッ
カに対応する平滑面を有していると、または受容装置
が、接続体に設けられているサッカに対応する平滑面を
有していると、有利である。どちらの場合においても高
い運転確実性が保証されるが、このとき前者の実施態様
の方が、複数の多様なプローブシャフトまたはプローブ
シャフトコンビネーションを使用する際でもただ１つの
サッカを受容装置に設ければよいので、有利である。
【００１５】負圧供給が断たれたときプローブシャフト
またはプローブシャフトコンビネーションが受容装置か
ら落下し、ひいては万一破損してしまうことを阻止する
ために、受容装置と接続体との間に自動的に作用する付
加的な付着要素が配置されている。この付着要素は受容
装置および／または接続体に固定されており、従って上
述の状態により、接続体は受容装置から脱落しない。
【００１６】この付着要素については、以下のような様
々な実施態様がある。
【００１７】１つの可能性は、付着要素を少なくとも１
つの永久磁石として構成することである。この永久磁石
はプローブシャフトまたはプローブシャフトコンビネー
ションを伴った接続体の重力をその磁力で補償する。別
の１つの可能性は、小さなサッカを用いることである。
このサッカは緊定装置の運転時もその主たるサッカとは
独立して運転され、従って主たるサッカに負圧が全く負
荷されなくなっても接続体は依然として保持される。
【００１８】付着要素の更に別の構成態様は、面ファス
ナを用いることである。この面ファスナは特別な作用に
より、極めて汚れに対して鈍感である。
【００１９】更につけ加えるならば、付着要素は、例え
ば爪、ボールキャッチ、または類似の固定要素等の機械
的な係合要素であることが可能である。
【００２０】クランプ連結部に関する各々の要請に応じ
て、対応する構成部材は金属のみならずプラスチックよ
り構成することが可能である。
【００２１】省スペースな構造形態を得るためには、付
着要素を、負圧が負荷される容積スペースの内部に配置
すると、有利である。しかしながら緊定装置および付着
要素への影響を防止するために、付着要素を、負圧が負
荷される容積スペースの外部に配置することもまた、有
利である。
【００２２】接続体と受容装置との間に極めて狭い製作
公差を規定する必要が無いようにするためには、付着要
素がばね弾性的な中間部材を介して受容装置もしくは接
続体と結合されていると、または受容装置もしくは接続
体と結合している付着要素がそれぞれ対向して位置して
いる部材と結合しているばね弾性的な中間部材に対して
作用すると、有利である。このとき有利な１つの実施態
様において、この中間部材は、付着要素に向かって隆起
するように予め曲げられている環状薄膜ばねである。
【００２３】プローブヘッドの先に述べた慣性質量を更
に減少させるためには、接続体を、軽金属またはプラス
チックより製造すると、有利である。
【００２４】このとき実施態様に応じて、この接続体に
設けられている中間部材がその他の材料より構成されて
いることも可能である。従って例えば、受容装置に固定
されていて付着要素として働く永久磁石が、軽金属また
はプラスチックより製造された接続体に固定されていて
磁性材料より製造された環状薄膜ばねと協働することも
可能である。
【００２５】接続体の、受容装置内での位置を明確に規
定するためには、受容装置かまたは接続体のどちらか一
方に、他方の部材の３つの球欠のうちの１つとそれぞれ
対応している３対のシリンダ体が設けられていることも
可能である。しかしながら、これら対になったシリンダ
体を、他方の部材の３つのシリンダ体の１つとそれぞれ
対応している、対になった球で置き換えることも想定可
能である。
【００２６】上述した３点支承体が可能な限り安定する
ように構成するためには、３つの着床位置が円周上に均
一に分配されている。しかしながらこれによって接続体
の、受容装置内における角度位置は一義的には規定され
得ず、ただ１２０°の角度ステップで正確に規定可能な
だけであり、このことは特にプローブシャフトコンビネ
ーションを使用する際に是認され得ないことである。
【００２７】接続体の角度位置ひいてはプローブもしく
はプローブシャフトコンビネーションの角度位置を受容
装置内で確実に規定するためには、この角度位置が、受
容装置の切欠きに対応している、接続体のピンによって
確定されるか、または接続体の切欠きに対応している、
受容装置のピンによって確定される。
【００２８】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。
【００２９】座標測定装置のプローブヘッド１（詳細に
は図示しない）にプローブシャフト２が固定されてい
る。このためにプローブシャフト２は、プローブヘッド
１に固定された鉢状の受容装置４に接触しているほぼ円
板形状の接続体３下側の孔にねじ込まれている。
【００３０】受容装置４に接続体３が接触しているとき
にこの接続体３の位置を正確に確定することができるよ
うに、受容装置４は下側の外縁に３つのシリンダ体５を
有しており、これらのシリンダ体５は接続体３の上側に
ある３対の球６と協働している。更に受容装置４には付
加的な識別ピン７が設けられており、この識別ピン７は
接続体３における切欠き８に対応してこの切欠き８の位
置を付加的に規定する。
【００３１】接続体３を受容装置４にしっかりと連結さ
せるために受容装置４は、下方へ向かって開放している
が接続体３によってほぼ閉鎖されている中空室９に緊定
装置１０を有している。
【００３２】図示の実施例においては、この緊定装置１
０は接続体３の平滑面１２と協働しかつ孔１３を介して
排気され得るサッカ１１を有している。
【００３３】サッカ１１と平滑面１２とによって制限さ
れているスペースが孔１３を介して排気されるとき、接
続体３はその作用する力によって受容装置４内に引き込
まれて球６を介してシリンダ体５にしっかりと引き付け
られる。
【００３４】負圧導管１４で負圧が意図せずして低下し
たときには、接続体３が受容装置４から脱落し、これに
よってプローブシャフト２と測定されるワークとが損傷
を受けるかもしれない危険性が存在する。
【００３５】この脱落を防止するために、緊定装置１０
には永久磁石１５が、サッカ１１の中心に設けられてお
り、この永久磁石１５に、リベットまたはねじ１７を介
して接続体３と結合している環状薄膜ばね１６が付着し
ている。
【００３６】この環状薄膜ばね１６により、次に挙げる
２つの重大な点が達成される。すなわち第１に、例えば
軟鉄等の磁性材料より成る環状薄膜ばね１６を選択する
とき、接続体３は例えばプラスチックまたは軽金属等の
あらゆる任意の材料より製造することができ、これによ
って重量を軽くすることができる。
【００３７】第２に、磁力は引き付けられる物体が直接
接触しているときに最もよく作用するので、環状薄膜ば
ね１６の弾性により、次のことが保証される。すなわち
この場合、製作公差を小さく保つ必要なしに接続体３は
永久磁石１５と接触し、かつまたシリンダ体５と球６と
によって形成されていて接続体３の正確な位置を規定す
る３点支承体とも接触するということである。
【００３８】通常の交換サイクルは下記のように行われ
る。
【００３９】プローブヘッド１はまず初め、受容装置４
が、マガジンに準備されている接続体３の上方に位置す
るように移動し、次いで接続体３に向かって降下する。
負圧導管１４と孔１３とを介してサッカ１１に負圧を負
荷することにより、プローブシャフト２を備えている接
続体３はその球６がシリンダ体５にしっかりと接触する
ように引き付けられる。その後でプローブヘッド１は元
の位置に移動する。これによってプローブヘッド１はプ
ローブシャフト２を備えた接続体３をマガジンから取り
出す。
【００４０】測定課題後、プローブヘッド１は再びプロ
ーブシャフト２を備えた接続体３を取り出した位置まで
戻り、接続体３とプローブシャフト２とがマガジン中の
それらの目標位置に到達するまで降下する。次にサッカ
１１内の負圧は遮断され、プローブヘッド１は受容装置
４と共に元の位置に移動する。このとき接続体３または
プローブシャフト２がマガジン内で軽くクランプされる
ことによって、永久磁石１５と環状薄膜ばね１６との間
の連結部は解除され、従ってプローブヘッド１は受容装
置４によって更に別のプローブシャフトまたは別のプロ
ーブシャフトコンビネーションを受容することが可能と
なる。
【００４１】プローブヘッド１と、プローブシャフト２
を備えた接続体３との間の連結部を解除するためには、
サッカ１１によって制限されたスペースに孔１３を介し
て短時間正圧を加えられることも可能である。こうして
プローブシャフト２を備えた接続体３の、マガジン内へ
の収容が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による保持装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１ プローブヘッド、 ２ プローブシャフト、
３ 接続体、 ４受容装置、 ５ シリンダ体、
６ 球、 ７ 識別ピン、 ８ 切欠き、９ 中
空室、 １０ 緊定装置、 １１ サッカ、 １
２ 平滑面、 １３ 孔、 １４ 負圧導管、
１５ 永久磁石、 １６ 環状薄膜ばね、 １７
ねじ
フロントページの続き (72)発明者 アルベルト ノイテインガー ドイツ連邦共和国 マルシユ−フエルカー スバツハ シラーシユトラーセ 17

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 座標測定装置のプローブヘッドにプロー
    ブシャフトまたはプローブシャフトコンビネーションを
    交換可能に取り付けるための保持装置であって、緊定装
    置がプローブシャフトまたはプローブシャフトコンビネ
    ーションの接続体を、プローブヘッドにおける受容装置
    の、前記接続体の位置を一義的に規定する支承体に引き
    付ける形式のものにおいて、緊定装置（１０）が、負圧
    を負荷可能な弾性的なサッカ（１１）によって受容装置
    （４）と接続体（３）との間に形成されていることを特
    徴とする、座標測定装置のプローブヘッドにプローブシ
    ャフトまたはプローブシャフトコンビネーションを交換
    可能に取り付けるための保持装置。
  2. 【請求項２】 負圧を負荷可能な連結部が、受容装置
    （４）の中央の孔であってサッカ（１１）によって制限
    されている容積スペースで終わっている孔（１３）を介
    して排気可能であることを特徴とする、請求項１記載の
    保持装置。
  3. 【請求項３】 接続体（３）が、受容装置（４）に設け
    られたサッカ（１１）に対応している平滑面（１２）を
    有することを特徴とする、請求項１記載の保持装置。
  4. 【請求項４】 受容装置（４）が、接続体（３）に設け
    られたサッカ（１１）に対応している平滑面（１２）を
    有することを特徴とする、請求項１記載の保持装置。
  5. 【請求項５】 受容装置（４）と接続体（３）との間に
    自動的に作用する付加的な付着要素（１５）が配置され
    ており、該付着要素（１５）が受容装置（４）および／
    または接続体（３）に固定されていることを特徴とす
    る、請求項１記載の保持装置。
  6. 【請求項６】 付着要素が少なくとも１つの永久磁石
    （１５）によって形成されていることを特徴とする、請
    求項５記載の保持装置。
  7. 【請求項７】 付着要素が小さなサッカであることを特
    徴とする、請求項５記載の保持装置。
  8. 【請求項８】 付着要素が面ファスナであることを特徴
    とする、請求項５記載の保持装置。
  9. 【請求項９】 付着要素が機械的な係合要素であること
    を特徴とする、請求項５記載の保持装置。
  10. 【請求項１０】 付着要素（１５）が、負圧を負荷可能
    な容積スペースの内部に配置されていることを特徴とす
    る、請求項５記載の保持装置。
  11. 【請求項１１】 付着要素が、負圧を負荷可能な容積ス
    ペースの外部に配置されていることを特徴とする、請求
    項５記載の保持装置。
  12. 【請求項１２】 付着要素が、ばね弾性的な中間部材を
    介して受容装置（４）もしくは接続体（３）と結合され
    ていることを特徴とする、請求項５記載の保持装置。
  13. 【請求項１３】 受容装置（４）もしくは接続体（３）
    と結合された付着要素（１５）が、それぞれ対向して位
    置する部材と結合されたばね弾性的な中間部材（１６）
    に作用することを特徴とする、請求項５記載の保持装
    置。
  14. 【請求項１４】 中間部材が、付着要素（１５）に向か
    って隆起するように予め曲げられている環状薄膜ばね
    （１６）であることを特徴とする、請求項１３記載の保
    持装置。
  15. 【請求項１５】 接続体（３）が軽金属より成ることを
    特徴とする、請求項１記載の保持装置。
  16. 【請求項１６】 接続体（３）がプラスチックより成る
    ことを特徴とする、請求項１記載の保持装置。
  17. 【請求項１７】 受容装置（４）内での接続体（３）の
    位置を規定する支承体が、受容装置（４）もしくは接続
    体（３）に設けられた３対のシリンダ体より形成されて
    おり、該シリンダ体がそれぞれ、他方の部材の３つの球
    欠のうちの１つと対応していることを特徴とする、請求
    項１記載の保持装置。
  18. 【請求項１８】 受容装置（４）内での接続体（３）の
    位置を規定する支承体が、受容装置（４）もしくは接続
    体（３）に設けられた３対の球（６）より形成されてお
    り、該球（６）がそれぞれ、他方の部材の３つのシリン
    ダ体（５）のうちの１つと対応していることを特徴とす
    る、請求項１記載の保持装置。
  19. 【請求項１９】 接続体（３）の、ひいてはプローブシ
    ャフト（２）のまたはプローブシャフトコンビネーショ
    ンの、受容装置（４）内での角度位置が、接続体（３）
    における切欠きと対応する、受容装置（４）におけるピ
    ン（７）によって確定されていることを特徴とする、請
    求項１記載の保持装置。
  20. 【請求項２０】 接続体（３）の、ひいてはプローブシ
    ャフト（２）のまたはプローブシャフトコンビネーショ
    ンの、受容装置（４）内での角度位置が、受容装置
    （４）における切欠きと対応する、接続体（３）におけ
    るピンによって確定されていることを特徴とする、請求
    項１記載の保持装置。
JP03202647A 1990-08-16 1991-08-13 座標測定装置のプローブヘッドにプローブシャフトまたはプローブシャフトコンビネーションを交換可能に取り付けるための保持装置 Expired - Fee Related JP3140097B2 (ja)

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