JPH06258008A - タッチプローブ、信号処理回路および方法 - Google Patents
タッチプローブ、信号処理回路および方法Info
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- JPH06258008A JPH06258008A JP5328868A JP32886893A JPH06258008A JP H06258008 A JPH06258008 A JP H06258008A JP 5328868 A JP5328868 A JP 5328868A JP 32886893 A JP32886893 A JP 32886893A JP H06258008 A JPH06258008 A JP H06258008A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/004—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
- G01B7/008—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
- G01B7/012—Contact-making feeler heads therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
- G01B5/008—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
- G01B5/012—Contact-making feeler heads therefor
-
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/002—Constructional details of contacts for gauges actuating one or more contacts
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- 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)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 機械加工されたコンポーネントの寸法をより
正確に検査する。 【構成】 タッチプローブは引張および圧縮に感知する
複数の圧電素子スタック５０を備えている。複数の圧電
素子スタック５０はスタイラス支持部材１２が繰り返し
静止位置から変位する前に、スタイラス支持部材１２に
係る力を検知する。各圧電素子スタック５０は引張およ
び圧縮に対して最大感度軸を有する。各圧電素子スタッ
ク５０の最大感度軸はプローブに対して傾斜しており、
しかも、圧電素子スタック５０対の一方の最大感度軸に
対して傾斜している。
正確に検査する。 【構成】 タッチプローブは引張および圧縮に感知する
複数の圧電素子スタック５０を備えている。複数の圧電
素子スタック５０はスタイラス支持部材１２が繰り返し
静止位置から変位する前に、スタイラス支持部材１２に
係る力を検知する。各圧電素子スタック５０は引張およ
び圧縮に対して最大感度軸を有する。各圧電素子スタッ
ク５０の最大感度軸はプローブに対して傾斜しており、
しかも、圧電素子スタック５０対の一方の最大感度軸に
対して傾斜している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、座標位置決めマシン、
例えば、マシンツールまたは座標測定マシン上で用いら
れるタッチプローブであって、例えば、機械加工された
コンポーネントの寸法を検査することができるタッチプ
ローブに関するとともに、タッチプローブと、タッチプ
ローブを用いたマシンの制御部との間のインタフェース
としてアクトする信号処理回路および方法に関する。座
標位置決めマシンは、プローブが取り付けられるアーム
であって、検査されるコンポーネントまたはワークピー
スを支持するテーブルに対して移動可能なアームを備え
ているのが典型的である。マシンは、テーブルに対して
通常固定されている基準ポジションからのアームの変位
を測定するトランスデューサを１つ以上含む。
例えば、マシンツールまたは座標測定マシン上で用いら
れるタッチプローブであって、例えば、機械加工された
コンポーネントの寸法を検査することができるタッチプ
ローブに関するとともに、タッチプローブと、タッチプ
ローブを用いたマシンの制御部との間のインタフェース
としてアクトする信号処理回路および方法に関する。座
標位置決めマシンは、プローブが取り付けられるアーム
であって、検査されるコンポーネントまたはワークピー
スを支持するテーブルに対して移動可能なアームを備え
ているのが典型的である。マシンは、テーブルに対して
通常固定されている基準ポジションからのアームの変位
を測定するトランスデューサを１つ以上含む。
【０００２】なお、本明細書の記述は本件出願の優先権
の基礎たる英国特許出願第ＧＢ９２２６９３４．９号お
よび第ＧＢ９３０１８２２．４号の明細書の記載に基づ
くものであって、当該英国特許出願の番号を参照するこ
とによって当該英国特許出願の明細書の記載内容が本明
細書の一部分を構成するものとする。
の基礎たる英国特許出願第ＧＢ９２２６９３４．９号お
よび第ＧＢ９３０１８２２．４号の明細書の記載に基づ
くものであって、当該英国特許出願の番号を参照するこ
とによって当該英国特許出願の明細書の記載内容が本明
細書の一部分を構成するものとする。
【０００３】
【従来の技術】公知のプローブは固定構造体、例えば、
ハウジングと、スタイラス支持部材を含む。そのプロー
ブはハウジングによりマシンのアームに取り付けられ
る。スタイラス支持部材はハウジングに対して繰り返し
静止位置に支持される。屈撓力がスタイラス支持部材に
かかったとき、スタイラス支持部材を繰り返し静止位置
から変位させることができ、屈撓力が除かれたとき、繰
り返し静止位置に戻すことができる。スタイラス支持部
材に接続されたスタイラスが、検査されるパーツの表面
と接触するまで、マシンを動作させてアームを動かすこ
とにより、測定値が得られる。このような接触が検知さ
れると直ちに、マシンのトランスデューサから読み取
り、可動アームの基準ポジションに対する位置を測定す
る。タッチプローブは１つ以上のアナログセンサを含
む。アナログセンサは位置が測定される表面と、スタイ
ラスとの接触を示す信号を出力する。これらのセンサは
スタイラス支持部材のハウジングに対する変位を感知す
ることができるか、あるいは、高精度プローブでは、こ
のような変位が生じる前に起こるスタイラスおよび／ま
たはスタイラス支持部材の変形を感知することができ
る。変位センサまたは変形センサを採用したプローブ
は、米国特許4,153,998 号または米国特許4,177,568 号
にそれぞれ記載されている。
ハウジングと、スタイラス支持部材を含む。そのプロー
ブはハウジングによりマシンのアームに取り付けられ
る。スタイラス支持部材はハウジングに対して繰り返し
静止位置に支持される。屈撓力がスタイラス支持部材に
かかったとき、スタイラス支持部材を繰り返し静止位置
から変位させることができ、屈撓力が除かれたとき、繰
り返し静止位置に戻すことができる。スタイラス支持部
材に接続されたスタイラスが、検査されるパーツの表面
と接触するまで、マシンを動作させてアームを動かすこ
とにより、測定値が得られる。このような接触が検知さ
れると直ちに、マシンのトランスデューサから読み取
り、可動アームの基準ポジションに対する位置を測定す
る。タッチプローブは１つ以上のアナログセンサを含
む。アナログセンサは位置が測定される表面と、スタイ
ラスとの接触を示す信号を出力する。これらのセンサは
スタイラス支持部材のハウジングに対する変位を感知す
ることができるか、あるいは、高精度プローブでは、こ
のような変位が生じる前に起こるスタイラスおよび／ま
たはスタイラス支持部材の変形を感知することができ
る。変位センサまたは変形センサを採用したプローブ
は、米国特許4,153,998 号または米国特許4,177,568 号
にそれぞれ記載されている。
【０００４】信号処理回路は、プローブとマシン制御部
の間のインタフェースとしてアクトし、プローブ内のセ
ンサからのアナログ信号が、予め定めた閾値に到達した
とき、ステップ信号または「トリガ」信号を出力する。
トリガ信号はマシン制御部を命令して、可動アームの位
置を測定し、その可動アームの動きを止め、マシンへの
損傷を防止する。スタイラスとパーツ表面が接触した
後、検査されるパーツに対するアームの小さな動きは、
「送り過ぎ(overtravel)」として知られているが、プロ
ーブのハウジングに対して、スタイラス支持部材がずれ
るという能力により適応される。
の間のインタフェースとしてアクトし、プローブ内のセ
ンサからのアナログ信号が、予め定めた閾値に到達した
とき、ステップ信号または「トリガ」信号を出力する。
トリガ信号はマシン制御部を命令して、可動アームの位
置を測定し、その可動アームの動きを止め、マシンへの
損傷を防止する。スタイラスとパーツ表面が接触した
後、検査されるパーツに対するアームの小さな動きは、
「送り過ぎ(overtravel)」として知られているが、プロ
ーブのハウジングに対して、スタイラス支持部材がずれ
るという能力により適応される。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の態様
は、このようなプローブ内での変型センサの適正な位置
に関する。本発明に係る第１の態様では、固定構造体
と、固定構造体により座標位置マシンの可動アームに支
持可能なプローブと、固定構造体に対して繰り返し静止
位置に付勢されたスタイラス支持部材とを含み、スタイ
ラス支持部材に屈撓力がかかったとき、スタイラス支持
部材を繰り返し静止位置から変位させることができ、屈
撓力が除かれたとき、スタイラス支持部材が繰り返し静
止位置に戻り、付勢の方向は軸を規定し、固定構造体と
スタイラス支持部材は、スタイラス支持部材に保持され
たスタイラスと、可動アームとの間に少なくともロード
パスを形成するタッチプローブにおいて、タッチプロー
ブは引張および圧縮に感知する複数のセンサを備え、ス
タイラス支持部材が繰り返し静止位置から変位する前
に、スタイラス支持部材にかかる力を検知し、各センサ
は引張および圧縮に対して最大感度軸を有し、センサが
ロードパスに設けられており、対になっており、各セン
サ対の各センサの最大感度軸は(a) プローブ軸に対して
傾斜しており、しかも、(b) センサ対の一方の最大感度
軸に対して傾斜している。
は、このようなプローブ内での変型センサの適正な位置
に関する。本発明に係る第１の態様では、固定構造体
と、固定構造体により座標位置マシンの可動アームに支
持可能なプローブと、固定構造体に対して繰り返し静止
位置に付勢されたスタイラス支持部材とを含み、スタイ
ラス支持部材に屈撓力がかかったとき、スタイラス支持
部材を繰り返し静止位置から変位させることができ、屈
撓力が除かれたとき、スタイラス支持部材が繰り返し静
止位置に戻り、付勢の方向は軸を規定し、固定構造体と
スタイラス支持部材は、スタイラス支持部材に保持され
たスタイラスと、可動アームとの間に少なくともロード
パスを形成するタッチプローブにおいて、タッチプロー
ブは引張および圧縮に感知する複数のセンサを備え、ス
タイラス支持部材が繰り返し静止位置から変位する前
に、スタイラス支持部材にかかる力を検知し、各センサ
は引張および圧縮に対して最大感度軸を有し、センサが
ロードパスに設けられており、対になっており、各セン
サ対の各センサの最大感度軸は(a) プローブ軸に対して
傾斜しており、しかも、(b) センサ対の一方の最大感度
軸に対して傾斜している。
【０００６】一実施例では、スタイラス支持部材の２つ
の部分の間に、センサが設けてある。
の部分の間に、センサが設けてある。
【０００７】他の実施例では、固定構造体上にセンサが
設けてあり、スタイラス支持部材の重さ、および／また
は、スタイラス支持部材に対する付勢アクションにより
予め応力がかけてある。
設けてあり、スタイラス支持部材の重さ、および／また
は、スタイラス支持部材に対する付勢アクションにより
予め応力がかけてある。
【０００８】変形センサとして、例えば、ストレンゲー
ジか、あるいは圧電センサを設けても良い。このような
センサからの出力は、スタイラスおよび／またはスタイ
ラス支持部材の変形が大きくなるに従って大きくなり、
スタイラス支持部材がハウジングに対して変位する時点
で、最大になる。本発明に係る実施態様は、耐ノイズ性
がある信号を供給する圧電センサの構成に関する。本発
明に係る他の実施態様では、２つの導電性面の間に設け
た引張および圧縮を感知する圧電センサは、前記導電性
面の間に第１および第２圧電素子が設けてある。第１お
よび第２圧電素子が引張または圧縮されると、第１およ
び第２圧電素子は、それぞれ、導電性面と直交する方向
に電荷を分極する。第１圧電素子と第２圧電素子は重ね
てスタックにしてあり、第１および第２圧電素子は逆の
極性を有する。さらに、圧電センサは、導電性面から第
１および第２圧電素子を絶縁する手段と、導電性面の電
位を等化する手段と、導電性面のうちの隣接する面のあ
る点で第１および第２圧電素子の一方に接続した第１電
極と、導電性面のうちの他方の面と隣接する面のある点
で第１および第２圧電素子の他方と接続した第２電極と
を備えている。
ジか、あるいは圧電センサを設けても良い。このような
センサからの出力は、スタイラスおよび／またはスタイ
ラス支持部材の変形が大きくなるに従って大きくなり、
スタイラス支持部材がハウジングに対して変位する時点
で、最大になる。本発明に係る実施態様は、耐ノイズ性
がある信号を供給する圧電センサの構成に関する。本発
明に係る他の実施態様では、２つの導電性面の間に設け
た引張および圧縮を感知する圧電センサは、前記導電性
面の間に第１および第２圧電素子が設けてある。第１お
よび第２圧電素子が引張または圧縮されると、第１およ
び第２圧電素子は、それぞれ、導電性面と直交する方向
に電荷を分極する。第１圧電素子と第２圧電素子は重ね
てスタックにしてあり、第１および第２圧電素子は逆の
極性を有する。さらに、圧電センサは、導電性面から第
１および第２圧電素子を絶縁する手段と、導電性面の電
位を等化する手段と、導電性面のうちの隣接する面のあ
る点で第１および第２圧電素子の一方に接続した第１電
極と、導電性面のうちの他方の面と隣接する面のある点
で第１および第２圧電素子の他方と接続した第２電極と
を備えている。
【０００９】このように構成することにより、圧電素子
スタックに電圧をかけて、例えば、圧縮し、電極と導電
性面間の浮遊容量の影響を最小にすることにより、分極
電荷がより多く現れる。
スタックに電圧をかけて、例えば、圧縮し、電極と導電
性面間の浮遊容量の影響を最小にすることにより、分極
電荷がより多く現れる。
【００１０】特に、スタイラスおよび／またはスタイラ
ス支持部材の変形を示すアナログセンサを有するプロー
ブに関する問題点としては、可動アームの移動中のマシ
ンの振動により、インタフェースにセットされた閾値を
超える大きさの信号がアナログセンサから出力され、よ
って、インタフェースが「偽」トリガ信号（すなわち、
スタイラスと表面の接触がないときのトリガ）を出力す
る、という問題点がある。このような問題点を解決する
ため、プローブからの信号レベルが予め定めた閾値に到
達したとき、初期「ラッチ」信号を生成し、センサから
の信号レベルがまだ前記閾値を超えていた場合、その後
のある時点で、確認信号を生成するインタフェースが設
けられている。ラッチ信号により、マシン制御部は可動
アームの位置を登録する。確認信号は「ラッチ」された
位置の読みが正しいことを確認し、確認信号を用いて、
可動アームの動きを止める。この種のインタフェースは
米国特許4,177,568 号に記載されている。マシンの振動
により、上昇して予め定めた閾値を超えたアナログ信号
が降下し、偽トリガ信号を出力する。というのは、アナ
ログセンサからの信号は、このインタフェースが必要と
するトリガシグニチュアに応答しないからである。しか
し、正真の測定でインタフェースにより出力される確認
信号が、マシン振動によるアナログ信号でラッチされる
位置測定の有効性を確認するため、マシンの振動に起因
するラッチ信号の生成を、スタイラスと表面の正真の接
触と非常に近くすることができる。従って、測定結果
は、マシンに振動が生じた可動アームの位置であり、ス
タイラスが表面に接触した（短時間経過後に生じる事象
である）位置ではない。
ス支持部材の変形を示すアナログセンサを有するプロー
ブに関する問題点としては、可動アームの移動中のマシ
ンの振動により、インタフェースにセットされた閾値を
超える大きさの信号がアナログセンサから出力され、よ
って、インタフェースが「偽」トリガ信号（すなわち、
スタイラスと表面の接触がないときのトリガ）を出力す
る、という問題点がある。このような問題点を解決する
ため、プローブからの信号レベルが予め定めた閾値に到
達したとき、初期「ラッチ」信号を生成し、センサから
の信号レベルがまだ前記閾値を超えていた場合、その後
のある時点で、確認信号を生成するインタフェースが設
けられている。ラッチ信号により、マシン制御部は可動
アームの位置を登録する。確認信号は「ラッチ」された
位置の読みが正しいことを確認し、確認信号を用いて、
可動アームの動きを止める。この種のインタフェースは
米国特許4,177,568 号に記載されている。マシンの振動
により、上昇して予め定めた閾値を超えたアナログ信号
が降下し、偽トリガ信号を出力する。というのは、アナ
ログセンサからの信号は、このインタフェースが必要と
するトリガシグニチュアに応答しないからである。しか
し、正真の測定でインタフェースにより出力される確認
信号が、マシン振動によるアナログ信号でラッチされる
位置測定の有効性を確認するため、マシンの振動に起因
するラッチ信号の生成を、スタイラスと表面の正真の接
触と非常に近くすることができる。従って、測定結果
は、マシンに振動が生じた可動アームの位置であり、ス
タイラスが表面に接触した（短時間経過後に生じる事象
である）位置ではない。
【００１１】この問題点を解決するため、本発明に係る
第３の実施態様では、プローブを用いたマシンの制御部
に、測定プローブを接続するためのインタフェースが設
けてある。インタフェースは、プローブからのアナログ
信号レベルが第１閾値に到達したとき、ラッチ信号を出
力する。確認信号は、連続して増加する少なくとも３つ
の信号レベルにより特徴付けられるアナログセンサから
のトリガシグニチュアに応答する。第１信号レベルから
第２信号レベルへの到達にかかる時間により、第２およ
び第３信号レベル間の必要な時間を判定する。アナログ
信号の第１閾値は、ラッチ信号を生成するのに必要な信
号レベルに対応するのが好ましい。
第３の実施態様では、プローブを用いたマシンの制御部
に、測定プローブを接続するためのインタフェースが設
けてある。インタフェースは、プローブからのアナログ
信号レベルが第１閾値に到達したとき、ラッチ信号を出
力する。確認信号は、連続して増加する少なくとも３つ
の信号レベルにより特徴付けられるアナログセンサから
のトリガシグニチュアに応答する。第１信号レベルから
第２信号レベルへの到達にかかる時間により、第２およ
び第３信号レベル間の必要な時間を判定する。アナログ
信号の第１閾値は、ラッチ信号を生成するのに必要な信
号レベルに対応するのが好ましい。
【００１２】従って、本発明に係るインタフェースはよ
り優れている上、正真の測定により生じる感知可能な全
信号プロファイルを同時に適合させる。これは、検査さ
れるパーツに対して、可動アームの異なる速度で、個々
の異なる測定が行われる測定動作に関して、特定の適合
性を有する。例えば、パーツが比較的遅い速度で検査さ
れた場合、アナログ信号が第１閾値から第２閾値に到達
する時間は比較的長くなる。しかし、この時間を用い
て、アナログ信号レベルが第３閾値になるか、あるいは
第３閾値を超えた正確な時間を判断するので、この事象
のシグニチュアは、インタフェースにより確認すること
ができるトリガシグニチュアに対応する。逆に、比較的
速い速度で行われるプロービングオペレーションに対し
ても真である。
り優れている上、正真の測定により生じる感知可能な全
信号プロファイルを同時に適合させる。これは、検査さ
れるパーツに対して、可動アームの異なる速度で、個々
の異なる測定が行われる測定動作に関して、特定の適合
性を有する。例えば、パーツが比較的遅い速度で検査さ
れた場合、アナログ信号が第１閾値から第２閾値に到達
する時間は比較的長くなる。しかし、この時間を用い
て、アナログ信号レベルが第３閾値になるか、あるいは
第３閾値を超えた正確な時間を判断するので、この事象
のシグニチュアは、インタフェースにより確認すること
ができるトリガシグニチュアに対応する。逆に、比較的
速い速度で行われるプロービングオペレーションに対し
ても真である。
【００１３】変形センサ、例えば、ストレンゲージまた
は圧電素子は、広範囲な周波数に亘って、引張および圧
縮に感知するのが典型的である。従って、スタイラスお
よび／またはスタイラス支持部材の変形を検知するた
め、このようなセンサを採用したプローブは、高周波変
形、すなわち、スタイラスと表面が接触したとき生成さ
れる衝撃波と、低周波変形、すなわち、スタイラスと表
面が接触したときの歪みとの両方に応答するインタフェ
ースにセットされた閾値を超えたアナログ信号を敏感に
生成する。２つの異なる種別のプローブ出力に応答し
て、インタフェースにより生成されたトリガ信号は、応
答時間、すなわち、スタイラスと表面の初期接触と、イ
ンタフェースによるラッチ信号の出力との間の時間間隔
が異なる。これは、プローブを用いた測定の精度に影響
を及ぼす。というのは、スタイラスと表面の初期接触
と、インタフェースによるラッチ信号が出力されるまで
の間に、マシンの可動アームにより送られる距離は、こ
れら２つの事象の間の時間間隔に依存する。任意のプロ
ーブ／スタイラスの組み合わせに対する予備送りは、通
常、測定前に較正される。しかし、予備送りの変動は、
ラッチ信号があるときは衝撃波により、あるときは歪み
により生成された場合に生じ、測定誤差を生じる。本発
明に係る第４実施態様では、(a) スタイラスがワークピ
ースに接触したとき、スタイラスとスタイラス支持部材
で生じる衝撃波に起因してプローブから出力される信号
と、(b) スタイラスが表面に接触したとき、スタイラス
および／またはスタイラス支持部材の歪みに起因してプ
ローブから出力される信号とを、判別するインタフェー
スが設けてある。
は圧電素子は、広範囲な周波数に亘って、引張および圧
縮に感知するのが典型的である。従って、スタイラスお
よび／またはスタイラス支持部材の変形を検知するた
め、このようなセンサを採用したプローブは、高周波変
形、すなわち、スタイラスと表面が接触したとき生成さ
れる衝撃波と、低周波変形、すなわち、スタイラスと表
面が接触したときの歪みとの両方に応答するインタフェ
ースにセットされた閾値を超えたアナログ信号を敏感に
生成する。２つの異なる種別のプローブ出力に応答し
て、インタフェースにより生成されたトリガ信号は、応
答時間、すなわち、スタイラスと表面の初期接触と、イ
ンタフェースによるラッチ信号の出力との間の時間間隔
が異なる。これは、プローブを用いた測定の精度に影響
を及ぼす。というのは、スタイラスと表面の初期接触
と、インタフェースによるラッチ信号が出力されるまで
の間に、マシンの可動アームにより送られる距離は、こ
れら２つの事象の間の時間間隔に依存する。任意のプロ
ーブ／スタイラスの組み合わせに対する予備送りは、通
常、測定前に較正される。しかし、予備送りの変動は、
ラッチ信号があるときは衝撃波により、あるときは歪み
により生成された場合に生じ、測定誤差を生じる。本発
明に係る第４実施態様では、(a) スタイラスがワークピ
ースに接触したとき、スタイラスとスタイラス支持部材
で生じる衝撃波に起因してプローブから出力される信号
と、(b) スタイラスが表面に接触したとき、スタイラス
および／またはスタイラス支持部材の歪みに起因してプ
ローブから出力される信号とを、判別するインタフェー
スが設けてある。
【００１４】従って、本発明に係る第４実施態様では、
アナログ信号を生成する少なくとも１つのセンサを有す
るタッチプローブを、座標位置決めマシンの制御部と接
続するインタフェースが設けてある。このインタフェー
スは、予め定めた閾値に到達したアナログ信号に応答し
て、ラッチ信号を生成する手段であって、マシン制御部
に命令して測定値を記録する手段と、アナログ信号が予
め定めた周波数を超えたのに応答して、ラッチ信号が生
成されたか否かを判定し、その判定結果に応じて、フラ
グ信号を生成する手段とを備えている。
アナログ信号を生成する少なくとも１つのセンサを有す
るタッチプローブを、座標位置決めマシンの制御部と接
続するインタフェースが設けてある。このインタフェー
スは、予め定めた閾値に到達したアナログ信号に応答し
て、ラッチ信号を生成する手段であって、マシン制御部
に命令して測定値を記録する手段と、アナログ信号が予
め定めた周波数を超えたのに応答して、ラッチ信号が生
成されたか否かを判定し、その判定結果に応じて、フラ
グ信号を生成する手段とを備えている。
【００１５】そのため、マシンのユーザは、そのフラグ
信号から、衝撃波に起因して測定されたか、歪みに起因
して測定されたかを判定することができる。その結果、
適正な予備送りを測定値に割り当てる（ここで、予備送
り較正値は衝撃および歪みに対して獲得される）か、あ
るいは、例えば、衝撃波がない場合は、さらに衝撃波に
基づき測定値を獲得しようとする測定オペレーションの
いずれかを行うことができる。
信号から、衝撃波に起因して測定されたか、歪みに起因
して測定されたかを判定することができる。その結果、
適正な予備送りを測定値に割り当てる（ここで、予備送
り較正値は衝撃および歪みに対して獲得される）か、あ
るいは、例えば、衝撃波がない場合は、さらに衝撃波に
基づき測定値を獲得しようとする測定オペレーションの
いずれかを行うことができる。
【００１６】別の形態のインタフェースでは、予め定め
た閾値を超えたアナログ信号が予め定めた周波数を有す
るとき、すなわち、衝撃波が無視されるとき、ラッチ信
号は生成されない。
た閾値を超えたアナログ信号が予め定めた周波数を有す
るとき、すなわち、衝撃波が無視されるとき、ラッチ信
号は生成されない。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【００１８】多数のアナログセンサを採用したタッチプ
ローブを、図１を参照して説明する。
ローブを、図１を参照して説明する。
【００１９】タッチセンサは固定構造としての円筒形の
ハウジング１０と、スタイラス支持部材１２とを含む。
ハウジング１０は軸Ａを規定する。スタイラス支持部材
１２に設けたローラ１４と、ハウジング１０に設けたボ
ール１６対とを係合させて、スタイラス支持部材１２を
ハウジング１０に対して動的静止位置に支持する。この
ように支持したので、スタイラス支持部材１２に屈撓力
がかかると、スタイラス支持部材１２を静止位置から変
位させ、屈撓力が除かれると、スタイラス支持部材１２
を静止位置に戻すことができる。スタイラス支持部材１
２を動的に支持するのは本質的なことではない。ハウジ
ング１０に対してスタイラス支持部材１２を繰り返し位
置させる他の種別の支持機構、例えば、GB2094478 号に
記載の機構を用いることができることに注意すべきであ
る。
ハウジング１０と、スタイラス支持部材１２とを含む。
ハウジング１０は軸Ａを規定する。スタイラス支持部材
１２に設けたローラ１４と、ハウジング１０に設けたボ
ール１６対とを係合させて、スタイラス支持部材１２を
ハウジング１０に対して動的静止位置に支持する。この
ように支持したので、スタイラス支持部材１２に屈撓力
がかかると、スタイラス支持部材１２を静止位置から変
位させ、屈撓力が除かれると、スタイラス支持部材１２
を静止位置に戻すことができる。スタイラス支持部材１
２を動的に支持するのは本質的なことではない。ハウジ
ング１０に対してスタイラス支持部材１２を繰り返し位
置させる他の種別の支持機構、例えば、GB2094478 号に
記載の機構を用いることができることに注意すべきであ
る。
【００２０】スタイラス支持部材１２は、スタイラス２
４を支持する上部ボディ２０と下部ボディ２２よりな
る。スタイラス２４の先端には球状の検知チップ２６が
設けてある。スタイラス２４は環状の保持枠２８に取り
付けてある。上部ボディ２０に支持されている永久磁石
３０と、保持枠２８に設けた鋼製の受座３２とを磁石の
相互作用により、保持枠２８を下部ボディ２２に係合さ
せてある。下部ボディ２２と保持枠２８との間の磁石に
よる吸着力は、ボア３４内で、受座３２の位置を変えて
調整することができる。ボア３４はネジが切ってあり、
保持枠２８内に設けてある。保持枠２８は下部ボディ２
２に対して動的な支持により位置される。下部ボディ２
２に放射状に設けた３つのローラ３６対は、それぞれ、
保持枠２８に設けたボール３８と係合させてある。ボー
ル３８は直列に接続された回路であって、保持枠２８の
係合を検知するか、あるいはまた、（スタイラス２４の
長さと磁石３０の吸着力により）下部ボディ２２に対す
る保持枠２８の撓みを検知する回路に含まれている。ス
タイラス２４の撓みを検知することにより、測定中の送
り過ぎを確認する。スタイラス２４を磁石により下部ボ
ディ２２に取り付けることにより、例えば、PCT/GB92/0
2070号に記載されている方法により、スタイラスを自動
的に交換することができる。スタイラスを自動交換する
ことにより、異なる構成のスタイラスをプローブに取り
付けることができるので、パーツの異なる向きの面を検
査することができる。
４を支持する上部ボディ２０と下部ボディ２２よりな
る。スタイラス２４の先端には球状の検知チップ２６が
設けてある。スタイラス２４は環状の保持枠２８に取り
付けてある。上部ボディ２０に支持されている永久磁石
３０と、保持枠２８に設けた鋼製の受座３２とを磁石の
相互作用により、保持枠２８を下部ボディ２２に係合さ
せてある。下部ボディ２２と保持枠２８との間の磁石に
よる吸着力は、ボア３４内で、受座３２の位置を変えて
調整することができる。ボア３４はネジが切ってあり、
保持枠２８内に設けてある。保持枠２８は下部ボディ２
２に対して動的な支持により位置される。下部ボディ２
２に放射状に設けた３つのローラ３６対は、それぞれ、
保持枠２８に設けたボール３８と係合させてある。ボー
ル３８は直列に接続された回路であって、保持枠２８の
係合を検知するか、あるいはまた、（スタイラス２４の
長さと磁石３０の吸着力により）下部ボディ２２に対す
る保持枠２８の撓みを検知する回路に含まれている。ス
タイラス２４の撓みを検知することにより、測定中の送
り過ぎを確認する。スタイラス２４を磁石により下部ボ
ディ２２に取り付けることにより、例えば、PCT/GB92/0
2070号に記載されている方法により、スタイラスを自動
的に交換することができる。スタイラスを自動交換する
ことにより、異なる構成のスタイラスをプローブに取り
付けることができるので、パーツの異なる向きの面を検
査することができる。
【００２１】従って、スタイラス支持部材１２の下部ボ
ディ２２および上部ボディ２０と、ハウジング１０とを
含むロードパス(load path) により、スタイラス２４が
マシンの可動アームに設けられている。従って、スタイ
ラス２４にかかる全ての力は、スタイラス支持部材１２
がその静止位置から変位する前に、このロードパスを介
して伝達されることになる。
ディ２２および上部ボディ２０と、ハウジング１０とを
含むロードパス(load path) により、スタイラス２４が
マシンの可動アームに設けられている。従って、スタイ
ラス２４にかかる全ての力は、スタイラス支持部材１２
がその静止位置から変位する前に、このロードパスを介
して伝達されることになる。
【００２２】付勢ばね４０により、スタイラス支持部材
１２をハウジング１０に対して静止位置に付勢してあ
る。付勢ばね４０による付勢力は軸Ａと平行であり、ハ
ウジング１０に設けた回転可能なカラー４２を回転させ
て調整することができる。カラー４２の内側にはネジが
切ってあり、そのネジと、付勢ばね４０を止めるために
設けたプレートとが係合させてある。カラー４２をハウ
ジング１０に対して回転させると、プレート４４は軸方
向に移動する。付勢ばね４０によりスタイラス支持部材
１２にかかる付勢力が変化する。
１２をハウジング１０に対して静止位置に付勢してあ
る。付勢ばね４０による付勢力は軸Ａと平行であり、ハ
ウジング１０に設けた回転可能なカラー４２を回転させ
て調整することができる。カラー４２の内側にはネジが
切ってあり、そのネジと、付勢ばね４０を止めるために
設けたプレートとが係合させてある。カラー４２をハウ
ジング１０に対して回転させると、プレート４４は軸方
向に移動する。付勢ばね４０によりスタイラス支持部材
１２にかかる付勢力が変化する。
【００２３】図２および図３を説明する。スタイラス支
持部材１２の下部ボディ２２は円盤状に形成してあり、
下部ボディ２２には、３つのＶ字型のリッジ４６が放射
状に上向に設けてある。上部ボディ２０の下面には、リ
ッジ４６を受けるＵ字型チャネル４８がリッジ４６に対
応させて放射状に設けてある。圧電素子５２をスタック
したアナログセンサが、各リッジ４６の各斜面と、対応
する各Ｕ字型チャネル４８の対応する面の間に取り付け
てある。上部ボディ２０と下部ボディ２２を固定する締
付ボルト５０により、圧電素子スタック５０が圧縮され
ている。図２から分かるように、圧電素子スタック５０
は軸Ａの回りの３つの位置でそれぞれ対になっている。
各圧電素子スタック５０の電荷分極の向きは、圧電素子
が圧接されている上部ボディ２０および下部ボディ２２
の面に対して実質的には垂直であり、従って、プローブ
軸Ａに対して傾いており、しかも、対になっている隣接
する圧電素子スタック５０の分極の方向に対しても傾い
ている。このように構成したので、スタイラス２４にか
かる力が広範囲に適正に検知される。
持部材１２の下部ボディ２２は円盤状に形成してあり、
下部ボディ２２には、３つのＶ字型のリッジ４６が放射
状に上向に設けてある。上部ボディ２０の下面には、リ
ッジ４６を受けるＵ字型チャネル４８がリッジ４６に対
応させて放射状に設けてある。圧電素子５２をスタック
したアナログセンサが、各リッジ４６の各斜面と、対応
する各Ｕ字型チャネル４８の対応する面の間に取り付け
てある。上部ボディ２０と下部ボディ２２を固定する締
付ボルト５０により、圧電素子スタック５０が圧縮され
ている。図２から分かるように、圧電素子スタック５０
は軸Ａの回りの３つの位置でそれぞれ対になっている。
各圧電素子スタック５０の電荷分極の向きは、圧電素子
が圧接されている上部ボディ２０および下部ボディ２２
の面に対して実質的には垂直であり、従って、プローブ
軸Ａに対して傾いており、しかも、対になっている隣接
する圧電素子スタック５０の分極の方向に対しても傾い
ている。このように構成したので、スタイラス２４にか
かる力が広範囲に適正に検知される。
【００２４】図４を説明する。各圧電素子スタック５２
は第１素子５２Ａおよび第２素子５２Ｂよりなり、正電
極は第１素子５２Ａと第２素子５２Ｂの間にあり、２つ
の負電極５８Ａ，５８Ｂは、それぞれ、上部ボディ２０
と第１素子５２Ａの間と、下部ボディ２２と第２素子５
２Ｂの間にある。第１素子５２Ａと第２素子５２Ｂの極
性は、引張または圧縮されたときに、電荷分極の方向が
逆になるように配置されている。電極５８Ａ，５８Ｂは
上部ボディ２０および下部ボディ２２から絶縁されてお
り、本例では、陽極酸化処理層により絶縁されている。
上部ボディ２０および下部ボディ２２を継なぐ締付ボル
ト５４により、上部ボディ２０および下部ボディ２２は
同一電位である。出力信号は圧電素子５２から電極５６
および５８Ｂを介して取り出される。後程説明するが、
圧電素子５２Ａは、浮遊容量、例えば、電極５６と上部
ボディ２０の間の浮遊容量の影響を減少させるようにサ
ーブする。
は第１素子５２Ａおよび第２素子５２Ｂよりなり、正電
極は第１素子５２Ａと第２素子５２Ｂの間にあり、２つ
の負電極５８Ａ，５８Ｂは、それぞれ、上部ボディ２０
と第１素子５２Ａの間と、下部ボディ２２と第２素子５
２Ｂの間にある。第１素子５２Ａと第２素子５２Ｂの極
性は、引張または圧縮されたときに、電荷分極の方向が
逆になるように配置されている。電極５８Ａ，５８Ｂは
上部ボディ２０および下部ボディ２２から絶縁されてお
り、本例では、陽極酸化処理層により絶縁されている。
上部ボディ２０および下部ボディ２２を継なぐ締付ボル
ト５４により、上部ボディ２０および下部ボディ２２は
同一電位である。出力信号は圧電素子５２から電極５６
および５８Ｂを介して取り出される。後程説明するが、
圧電素子５２Ａは、浮遊容量、例えば、電極５６と上部
ボディ２０の間の浮遊容量の影響を減少させるようにサ
ーブする。
【００２５】圧電素子スタック５０が圧縮されると、第
１素子５２Ａおよび第２素子５２Ｂは、電荷Ｑを分極さ
せる。分極された電荷Ｑはコンデンサ間の差電圧Ｖとし
て現れる。ＶはQ/C に等しい。ただし、Ｃは容量であ
る。従って、この種のシステムの実効容量が小さいほ
ど、（任意の圧力により）分極された電荷に対する出力
電圧が高くなる。すなわち、本システムの感度が高くな
る。図５を説明する。第２素子５２Ｂと、正電極５６お
よび負電極５８Ｂとによる容量をＣp1とし、第１素子５
２Ａと、正電極５６および負電極５８Ａによる容量をＣ
p2とする。浮遊容量Ｃ1 は負電極５８Ａと上部ボディ２
０によるものであり、浮遊容量Ｃ2 は負電極５８Ｂと下
部ボディ２２によるものである。圧電素子スタック５０
が、例えば、圧縮されると直ちに、正電荷が正電極５６
に現れ、負電荷が負電極５８Ａおよび５８Ｂに現れる。
第１素子５２Ａ（すなわち、Ｃp2）がない場合、正電極
５６および負電極５８Ｂの電荷の一部は浮遊容量Ｃ1 ，
Ｃ2 に移動することになる。よって、正電極５６と負電
極５８Ｂの間の出力電圧が低下する（検出可能な信号の
大きさが小さくなる）ことになる。しかし、負電極５８
Ａは負電極５８Ｂと同一電位であり、しかも、上部ボデ
ィ２０および下部ボディ２２が締付ボルト５４のために
同一電位になっているので、浮遊容量Ｃ1 ，Ｃ2 には、
電荷が移動せず、しかも、第２素子５２Ｂで分極された
電荷は全て正電極５６と負電極５８Ｂの間の電圧に変換
される。
１素子５２Ａおよび第２素子５２Ｂは、電荷Ｑを分極さ
せる。分極された電荷Ｑはコンデンサ間の差電圧Ｖとし
て現れる。ＶはQ/C に等しい。ただし、Ｃは容量であ
る。従って、この種のシステムの実効容量が小さいほ
ど、（任意の圧力により）分極された電荷に対する出力
電圧が高くなる。すなわち、本システムの感度が高くな
る。図５を説明する。第２素子５２Ｂと、正電極５６お
よび負電極５８Ｂとによる容量をＣp1とし、第１素子５
２Ａと、正電極５６および負電極５８Ａによる容量をＣ
p2とする。浮遊容量Ｃ1 は負電極５８Ａと上部ボディ２
０によるものであり、浮遊容量Ｃ2 は負電極５８Ｂと下
部ボディ２２によるものである。圧電素子スタック５０
が、例えば、圧縮されると直ちに、正電荷が正電極５６
に現れ、負電荷が負電極５８Ａおよび５８Ｂに現れる。
第１素子５２Ａ（すなわち、Ｃp2）がない場合、正電極
５６および負電極５８Ｂの電荷の一部は浮遊容量Ｃ1 ，
Ｃ2 に移動することになる。よって、正電極５６と負電
極５８Ｂの間の出力電圧が低下する（検出可能な信号の
大きさが小さくなる）ことになる。しかし、負電極５８
Ａは負電極５８Ｂと同一電位であり、しかも、上部ボデ
ィ２０および下部ボディ２２が締付ボルト５４のために
同一電位になっているので、浮遊容量Ｃ1 ，Ｃ2 には、
電荷が移動せず、しかも、第２素子５２Ｂで分極された
電荷は全て正電極５６と負電極５８Ｂの間の電圧に変換
される。
【００２６】通常、スタイラス２４の検知チップ２６
は、検査されるパーツの表面に接触すると、衝撃波が生
じ、その衝撃波はスタイラス２４を上る。そのため、圧
電素子５２の出力端子に高周波電圧発振、すなわち、
「リンギング」が生じる。しかし、そのパーツの表面に
グリースが着いていたり、他の汚れがある場合、衝撃波
は生じない。この場合、上部ボディ２０に対して、スタ
イラス支持部材１２のスタイラス２４と、保持枠２８
と、下部ボディ２２の微視的な動きに起因する圧電素子
スタック５０の歪みにより電圧が一様に増加すること
が、検知チップ２６と表面が接触したことを最も早く示
す。これらの種別の出力信号をそれぞれ検知するため、
（図６に示す）インタフェースが設けられている。イン
タフェースは各圧電素子スタック５０に対して高周波チ
ャネル６０と低周波チャネル６２を有する。高周波チャ
ネル６０は、閾値ｌ1 がセットされたウインドウコンパ
レータ６６に直列に接続した高域フィルタ６４を含む。
高域フィルタ６４は500Hz 未満の周波数をカットする。
６つの高周波チャネル６０の各出力はOR演算され、演算
結果はチャタリング吸収回路６８に出力される。チャタ
リング吸収回路６８はORゲートの出力がハイレベルであ
るとき、ハイレベルの出力を生成するが、その出力は、
ORゲート７０の最後のローレベル出力の後のある時点ま
で、ローレベルに戻らない。低周波チャネル６２は整流
器７４に直列に接続された低域フィルタ７２を含む。低
域フィルタ７２は200Hz を超える周波数をカットする。
各低周波チャネル６２の出力は加算回路７６に送信され
る。加算回路７６の出力は３つの比較器７８，８０，８
２に並列に接続される。３つの比較器７８，８０，８２
には、３つの閾値、すなわち、ｌ1 ，ｌ2 ，ｌ3 がセッ
トされている。比較器７８の出力はチャタリング吸収回
路８４に直列に接続されている。比較器８０および８２
の閾値ｌ2 ，ｌ3 が充分高いので、比較器８０および８
２にはチャタリング吸収回路は必要でない。
は、検査されるパーツの表面に接触すると、衝撃波が生
じ、その衝撃波はスタイラス２４を上る。そのため、圧
電素子５２の出力端子に高周波電圧発振、すなわち、
「リンギング」が生じる。しかし、そのパーツの表面に
グリースが着いていたり、他の汚れがある場合、衝撃波
は生じない。この場合、上部ボディ２０に対して、スタ
イラス支持部材１２のスタイラス２４と、保持枠２８
と、下部ボディ２２の微視的な動きに起因する圧電素子
スタック５０の歪みにより電圧が一様に増加すること
が、検知チップ２６と表面が接触したことを最も早く示
す。これらの種別の出力信号をそれぞれ検知するため、
（図６に示す）インタフェースが設けられている。イン
タフェースは各圧電素子スタック５０に対して高周波チ
ャネル６０と低周波チャネル６２を有する。高周波チャ
ネル６０は、閾値ｌ1 がセットされたウインドウコンパ
レータ６６に直列に接続した高域フィルタ６４を含む。
高域フィルタ６４は500Hz 未満の周波数をカットする。
６つの高周波チャネル６０の各出力はOR演算され、演算
結果はチャタリング吸収回路６８に出力される。チャタ
リング吸収回路６８はORゲートの出力がハイレベルであ
るとき、ハイレベルの出力を生成するが、その出力は、
ORゲート７０の最後のローレベル出力の後のある時点ま
で、ローレベルに戻らない。低周波チャネル６２は整流
器７４に直列に接続された低域フィルタ７２を含む。低
域フィルタ７２は200Hz を超える周波数をカットする。
各低周波チャネル６２の出力は加算回路７６に送信され
る。加算回路７６の出力は３つの比較器７８，８０，８
２に並列に接続される。３つの比較器７８，８０，８２
には、３つの閾値、すなわち、ｌ1 ，ｌ2 ，ｌ3 がセッ
トされている。比較器７８の出力はチャタリング吸収回
路８４に直列に接続されている。比較器８０および８２
の閾値ｌ2 ，ｌ3 が充分高いので、比較器８０および８
２にはチャタリング吸収回路は必要でない。
【００２７】図７（ａ）は圧電素子スタック５０の正電
極５６からの出力を示す。図から分かるように、閾値ｌ
1 には、時点ｔ1 で初めて到達し、検知チップ２６と表
面が初めて接触すると、直ちに、衝撃波による高周波電
圧発振が生じる。インタフェースの高周波チャネル６０
のチャタリング吸収回路６８の出力がハイレベルになる
時点は、閾値ｌ1 がウインドウコンパレータ６６に達し
た時点ｔ1 に対応する。このことを図７（ｂ）に示す。
衝撃波が減衰するにつれて、高周波電圧発振がダンピン
グし、プローブは引き続きパーツの表面に対して移動す
る。そのため、圧電素子スタック５０の歪みが一様に増
加し、それに対応して、電極５６の出力電圧が一様に高
くなる。出力電圧が一様に高くなって、時点ｔ′1 で、
閾値ｌ1に再び到達すると、低周波チャネル６２に設け
たチャタリング吸収回路８４の出力は、ハイレベルにな
る。このことを図７（ｃ）に示す。チャタリング吸収回
路６８および８４の出力は、LATCH 出力端子８６で合成
され、マシン制御部に送信される。そして、出力端子８
６で出力信号が受信されると、マシン制御部に命令し
て、マシンの可動アームの位置を登録させる。上述した
ように、検知チップ２６とパーツの表面との最初の接触
では、衝撃波は必ずしも生じない。そのため、チャタリ
ング吸収回路６８の出力は、出力端子８６のラッチ信号
を供給するのに信頼して用いることはできない。このた
め、高周波および低周波チャネル６０，６２の出力は、
出力端子８６で合成される。
極５６からの出力を示す。図から分かるように、閾値ｌ
1 には、時点ｔ1 で初めて到達し、検知チップ２６と表
面が初めて接触すると、直ちに、衝撃波による高周波電
圧発振が生じる。インタフェースの高周波チャネル６０
のチャタリング吸収回路６８の出力がハイレベルになる
時点は、閾値ｌ1 がウインドウコンパレータ６６に達し
た時点ｔ1 に対応する。このことを図７（ｂ）に示す。
衝撃波が減衰するにつれて、高周波電圧発振がダンピン
グし、プローブは引き続きパーツの表面に対して移動す
る。そのため、圧電素子スタック５０の歪みが一様に増
加し、それに対応して、電極５６の出力電圧が一様に高
くなる。出力電圧が一様に高くなって、時点ｔ′1 で、
閾値ｌ1に再び到達すると、低周波チャネル６２に設け
たチャタリング吸収回路８４の出力は、ハイレベルにな
る。このことを図７（ｃ）に示す。チャタリング吸収回
路６８および８４の出力は、LATCH 出力端子８６で合成
され、マシン制御部に送信される。そして、出力端子８
６で出力信号が受信されると、マシン制御部に命令し
て、マシンの可動アームの位置を登録させる。上述した
ように、検知チップ２６とパーツの表面との最初の接触
では、衝撃波は必ずしも生じない。そのため、チャタリ
ング吸収回路６８の出力は、出力端子８６のラッチ信号
を供給するのに信頼して用いることはできない。このた
め、高周波および低周波チャネル６０，６２の出力は、
出力端子８６で合成される。
【００２８】出力端子８６で生成されたラッチ信号が、
マシンの振動により、閾値ｌ1 を超える電圧が生成され
たことを表すのではなく、検知チップ２６とワークピー
スの正真の接触を表すことを確認するため、比較器８０
および８２と、タイミング回路９０を設けることによ
り、インタフェースは圧電素子スタック５０からの正真
のトリガシグニチュア(signature) に良く似た信号プロ
ファイルにのみ応答させることができる。
マシンの振動により、閾値ｌ1 を超える電圧が生成され
たことを表すのではなく、検知チップ２６とワークピー
スの正真の接触を表すことを確認するため、比較器８０
および８２と、タイミング回路９０を設けることによ
り、インタフェースは圧電素子スタック５０からの正真
のトリガシグニチュア(signature) に良く似た信号プロ
ファイルにのみ応答させることができる。
【００２９】タイミング回路９０は電源線９２を含む。
電源線９２には、２mAの定電流源ｉ1 が接続されてお
り、定電流源ｉ1 には、直列にコンデンサ９４が接続さ
れている。コンデンサ９４には、トランジスタＴＲ１が
並列に接続されている。定電流源ｉ1 には、１mAの定電
流源ｉ2 が直列に接続されている。定電流源ｉ2 には、
第２の２mAの定電流源ｉ3 が並列に接続されている。定
電流源ｉ3 はトランジスタＴＲ２に直列に接続されてい
る。トランジスタＴＲ１のベースは出力端子８６に接続
されてあり、トランジスタＴＲ２のベースは比較器８０
の出力端子に接続されている。
電源線９２には、２mAの定電流源ｉ1 が接続されてお
り、定電流源ｉ1 には、直列にコンデンサ９４が接続さ
れている。コンデンサ９４には、トランジスタＴＲ１が
並列に接続されている。定電流源ｉ1 には、１mAの定電
流源ｉ2 が直列に接続されている。定電流源ｉ2 には、
第２の２mAの定電流源ｉ3 が並列に接続されている。定
電流源ｉ3 はトランジスタＴＲ２に直列に接続されてい
る。トランジスタＴＲ１のベースは出力端子８６に接続
されてあり、トランジスタＴＲ２のベースは比較器８０
の出力端子に接続されている。
【００３０】通常の動作では、圧電素子スタック５０か
らの信号がない場合は、トランジスタＴＲ１はＯＮされ
ており、トランジスタＴＲ２はＯＦＦされている。しか
し、出力端子８６にラッチ信号が生成されると、トラン
ジスタＴＲ１はＯＦＦされる。このため、コンデンサ９
４に１mAの電流（Ｉc ）が流れ充電される。コンデンサ
９４間の電圧Ｖcap は図７（ｆ）に示すようになる。図
から分かるように、電圧は線形に上昇する。マシンの可
動アームが、検査されるパーツに対して連続して移動す
ると、圧電素子スタック５０の歪みが増加し、圧電素子
スタック５０からの出力電圧は閾値ｌ2 に到達すると、
比較器８０はステップ信号CONF1 （図７（ｄ）参照）を
出力する。ステップ信号CONF1 により、トランジスタＴ
Ｒ２がＯＮされる。よって、コンデンサ９４は放電さ
れ、定電流源ｉ3 の要求を満足する。電流Ｉc は−１mA
に等しくなる。電圧Ｖcap は線形に低下する。プローブ
がさらにワークピースに対して移動すると、圧電素子ス
タック５０の歪みがさらに増加し、その結果、圧電素子
スタック５０からの出力電圧がさらに上昇し、閾値ｌ3
を超える。よって、比較器８２は信号CONF2 （図７
（ｅ）参照）を出力する。この信号CONF2 はＤフリップ
フロップ９６に出力され、Ｄフリップフロップ９６によ
り、比較器９８の出力がラッチされる。比較器９８は電
圧Ｖcap と、予め定めた閾値Ｖt とを比較する。電圧Ｖ
cap が閾値Ｖt 未満でない場合は、比較器９８の出力は
ハイレベルになる。従って、信号CONF2 が生成されてお
り、圧電素子スタック５０からの電圧が閾値ｌ3 を超え
たとき、電圧Ｖcap が閾値Ｖt を超えた場合は、誤差信
号はＤフリップフロップ９６の出力端子１００から出力
される。（図７では、誤差信号は生成されていない）。
らの信号がない場合は、トランジスタＴＲ１はＯＮされ
ており、トランジスタＴＲ２はＯＦＦされている。しか
し、出力端子８６にラッチ信号が生成されると、トラン
ジスタＴＲ１はＯＦＦされる。このため、コンデンサ９
４に１mAの電流（Ｉc ）が流れ充電される。コンデンサ
９４間の電圧Ｖcap は図７（ｆ）に示すようになる。図
から分かるように、電圧は線形に上昇する。マシンの可
動アームが、検査されるパーツに対して連続して移動す
ると、圧電素子スタック５０の歪みが増加し、圧電素子
スタック５０からの出力電圧は閾値ｌ2 に到達すると、
比較器８０はステップ信号CONF1 （図７（ｄ）参照）を
出力する。ステップ信号CONF1 により、トランジスタＴ
Ｒ２がＯＮされる。よって、コンデンサ９４は放電さ
れ、定電流源ｉ3 の要求を満足する。電流Ｉc は−１mA
に等しくなる。電圧Ｖcap は線形に低下する。プローブ
がさらにワークピースに対して移動すると、圧電素子ス
タック５０の歪みがさらに増加し、その結果、圧電素子
スタック５０からの出力電圧がさらに上昇し、閾値ｌ3
を超える。よって、比較器８２は信号CONF2 （図７
（ｅ）参照）を出力する。この信号CONF2 はＤフリップ
フロップ９６に出力され、Ｄフリップフロップ９６によ
り、比較器９８の出力がラッチされる。比較器９８は電
圧Ｖcap と、予め定めた閾値Ｖt とを比較する。電圧Ｖ
cap が閾値Ｖt 未満でない場合は、比較器９８の出力は
ハイレベルになる。従って、信号CONF2 が生成されてお
り、圧電素子スタック５０からの電圧が閾値ｌ3 を超え
たとき、電圧Ｖcap が閾値Ｖt を超えた場合は、誤差信
号はＤフリップフロップ９６の出力端子１００から出力
される。（図７では、誤差信号は生成されていない）。
【００３１】このような状況は、閾値ｌ2 から閾値ｌ3
に到達する時間間隔が、閾値ｌ1 から閾値ｌ2 に到達す
る時間間隔に対応していないときに生じる。言い換える
と、圧電素子スタック５０の歪みが閾値ｌ2 を超える前
に、高周波リンギングまたは圧電素子スタック５０の小
さい歪みに起因する出力端子８６の初期ラッチ信号が、
比較的長い期間生じる所で、このような状況が生じる。
しかし、このような状況は、圧電素子スタック５０の歪
みの増加率が、閾値ｌ2 の後に比較的短時間で閾値ｌ3
に到達するような増加率である所では生じない。これに
は、２つの理由を挙げることができる。第１には、マシ
ンの可動アームは、ワークピースの表面と最初に接触し
たとき、比較的遅く移動することができ、従って、閾値
ｌ1 から閾値ｌ2 に到達する時間が比較的長くなる。マ
シンがその後に加速すると、圧電素子スタック５０の圧
縮率が増加し、それに対応して出力電圧が上昇する。そ
のため、閾値ｌ2 から閾値ｌ3 までにかかる時間が短縮
される。第２には、マシンの可動アームがワークピース
の表面に対して定速度で送られる場合は、出力端子８６
のラッチ信号による可動アームの振動（スタイラスの検
知チップ２６とワークピースの表面が接触するまでの短
時間で生じる）により、コンデンサ９４の充電が余りに
も早く開始される。閾値ｌ2 から閾値ｌ3 までの時間
は、コンデンサが放電して、電圧Ｖcap が閾値Ｖt 未満
になるには充分でない。
に到達する時間間隔が、閾値ｌ1 から閾値ｌ2 に到達す
る時間間隔に対応していないときに生じる。言い換える
と、圧電素子スタック５０の歪みが閾値ｌ2 を超える前
に、高周波リンギングまたは圧電素子スタック５０の小
さい歪みに起因する出力端子８６の初期ラッチ信号が、
比較的長い期間生じる所で、このような状況が生じる。
しかし、このような状況は、圧電素子スタック５０の歪
みの増加率が、閾値ｌ2 の後に比較的短時間で閾値ｌ3
に到達するような増加率である所では生じない。これに
は、２つの理由を挙げることができる。第１には、マシ
ンの可動アームは、ワークピースの表面と最初に接触し
たとき、比較的遅く移動することができ、従って、閾値
ｌ1 から閾値ｌ2 に到達する時間が比較的長くなる。マ
シンがその後に加速すると、圧電素子スタック５０の圧
縮率が増加し、それに対応して出力電圧が上昇する。そ
のため、閾値ｌ2 から閾値ｌ3 までにかかる時間が短縮
される。第２には、マシンの可動アームがワークピース
の表面に対して定速度で送られる場合は、出力端子８６
のラッチ信号による可動アームの振動（スタイラスの検
知チップ２６とワークピースの表面が接触するまでの短
時間で生じる）により、コンデンサ９４の充電が余りに
も早く開始される。閾値ｌ2 から閾値ｌ3 までの時間
は、コンデンサが放電して、電圧Ｖcap が閾値Ｖt 未満
になるには充分でない。
【００３２】本発明に係るインタフェースは、圧電素子
スタック５０からの真正のトリガシグニチュアを、閾値
ｌ1 から閾値ｌ2 までの到達時間と、閾値ｌ2 から閾値
ｌ3までの到達時間とに基づき、識別することにより動
作する。その結果、インタフェースはあるプロービング
動作からあるプロービング動作までのプロービング速度
の変化に不感である。しかし、個々のプロービング動作
が定速度で行われることは必須要件である。例えば、比
較的定速度で測定される場合は、圧電素子スタック５０
の歪みが比較的低速度で増加する。従って、比較的低速
度で出力電圧が低下する。プローブが定速度で移動する
ので、電圧は実質的に一定のレベルで上昇する。そのた
め、閾値ｌ1 から閾値ｌ2 に到達するまでの比較的長い
時間は、閾値ｌ2 から閾値ｌ3 に到達するまでの長い時
間によりバランスがとられることになる。比較的速い速
度で行われるプロービング動作に対しては、逆のことが
成り立つ。
スタック５０からの真正のトリガシグニチュアを、閾値
ｌ1 から閾値ｌ2 までの到達時間と、閾値ｌ2 から閾値
ｌ3までの到達時間とに基づき、識別することにより動
作する。その結果、インタフェースはあるプロービング
動作からあるプロービング動作までのプロービング速度
の変化に不感である。しかし、個々のプロービング動作
が定速度で行われることは必須要件である。例えば、比
較的定速度で測定される場合は、圧電素子スタック５０
の歪みが比較的低速度で増加する。従って、比較的低速
度で出力電圧が低下する。プローブが定速度で移動する
ので、電圧は実質的に一定のレベルで上昇する。そのた
め、閾値ｌ1 から閾値ｌ2 に到達するまでの比較的長い
時間は、閾値ｌ2 から閾値ｌ3 に到達するまでの長い時
間によりバランスがとられることになる。比較的速い速
度で行われるプロービング動作に対しては、逆のことが
成り立つ。
【００３３】コンデンサ９４の容量に対する相対値と、
定電流源の値は、圧電素子スタック５０の特性により決
定される。コンデンサ９４の絶対値は、コンデンサ９８
の実際的な動作電圧に基づいて選択される。
定電流源の値は、圧電素子スタック５０の特性により決
定される。コンデンサ９４の絶対値は、コンデンサ９８
の実際的な動作電圧に基づいて選択される。
【００３４】圧電素子スタック５０のピーク出力電圧
は、スタイラス支持部材１２がハウジングに対する動的
静止位置から変位した時点に相当する。その時点で、HA
LT信号が、インタフェースの図示しない回路から出力さ
れる。その回路はローラ１４とボール１６にそれぞれ直
列に接続されている。HALT信号は、その回路（例えば、
WO92/09862号に記載されている回路）の抵抗値が予め定
めた閾値に到達すると、出力される。HALT信号を用い
て、マシンを命令し、可動アームの動きを止める。検査
されるパーツの表面と検知チップ２６が接触した後、可
動アームの小さな動き、または「送り過ぎ」は、ハウジ
ング１０に対して静止位置から変位するスタイラス支持
部材１２の能力により適応される。
は、スタイラス支持部材１２がハウジングに対する動的
静止位置から変位した時点に相当する。その時点で、HA
LT信号が、インタフェースの図示しない回路から出力さ
れる。その回路はローラ１４とボール１６にそれぞれ直
列に接続されている。HALT信号は、その回路（例えば、
WO92/09862号に記載されている回路）の抵抗値が予め定
めた閾値に到達すると、出力される。HALT信号を用い
て、マシンを命令し、可動アームの動きを止める。検査
されるパーツの表面と検知チップ２６が接触した後、可
動アームの小さな動き、または「送り過ぎ」は、ハウジ
ング１０に対して静止位置から変位するスタイラス支持
部材１２の能力により適応される。
【００３５】スタイラス２４の検知チップ２６がパーツ
の表面に接触する間で、しかも、出力端子８６からのLA
TCH 信号により、マシンが可動アームの移動を登録する
時点で、プローブ（従って、可動アーム）はそのパーツ
に対して移動することになる。この移動は、「予備送り
(pretravel)」として知られている。マシン上の基準位
置に対するパーツ表面の位置の正確な測定値を獲得する
ため、予備送りの大きさを較正または「データとり(dat
um) 」する必要がある。このような較正プロシージャは
周知である。しかし、本実施例のプローブでは、出力端
子８６のLATCH号は、２つの異なる物理的な現象で圧電
素子スタック５０に生じたアナログ信号により生成され
る。出力端子８６のLATCH 信号は、検査されるパーツの
表面と、スタイラスチップ２６の衝撃により生じる衝撃
波により生成される。あるいは、衝撃波が生じないこと
もある。この場合、出力端子８６のLATCH 信号は、パー
ツの表面とチップ２６とが最初に接触した後、可動アー
ムがパーツ表面に対して連続して移動して、圧電素子ス
タック５０の圧縮が一様に増加することにより生成され
る。図７（ｂ）および図７（ｃ）から分かるように、LA
TCH 信号は、衝撃波が存在するか否かにより、異なる時
点で生成されることになる。プローブの予備送りは、パ
ーツ表面と検知チップ２６の接触時点と、マシンが可動
アームの位置を登録する時点の間の遅延に直接関係して
いる。衝撃波に起因するLATCH 信号により行われる測
定、圧電素子スタック５０の歪みの増加に基づいて生成
されるLATCH 信号による測定とは、予備送りが異なる。
そのため、より正確にするため、そのLATCH 信号が衝撃
波により生成されたか、あるいは圧電素子スタック５０
の歪みにより生成されたかを判定する必要がある。衝撃
波に起因して生成されたLATCH 信号に対して、予備送り
値が獲得されるように、さらに、圧電素子スタック５０
の歪みにより生成されたLATCH 信号に対して、予備送り
値が獲得されるように、プローブを較正することができ
る。
の表面に接触する間で、しかも、出力端子８６からのLA
TCH 信号により、マシンが可動アームの移動を登録する
時点で、プローブ（従って、可動アーム）はそのパーツ
に対して移動することになる。この移動は、「予備送り
(pretravel)」として知られている。マシン上の基準位
置に対するパーツ表面の位置の正確な測定値を獲得する
ため、予備送りの大きさを較正または「データとり(dat
um) 」する必要がある。このような較正プロシージャは
周知である。しかし、本実施例のプローブでは、出力端
子８６のLATCH号は、２つの異なる物理的な現象で圧電
素子スタック５０に生じたアナログ信号により生成され
る。出力端子８６のLATCH 信号は、検査されるパーツの
表面と、スタイラスチップ２６の衝撃により生じる衝撃
波により生成される。あるいは、衝撃波が生じないこと
もある。この場合、出力端子８６のLATCH 信号は、パー
ツの表面とチップ２６とが最初に接触した後、可動アー
ムがパーツ表面に対して連続して移動して、圧電素子ス
タック５０の圧縮が一様に増加することにより生成され
る。図７（ｂ）および図７（ｃ）から分かるように、LA
TCH 信号は、衝撃波が存在するか否かにより、異なる時
点で生成されることになる。プローブの予備送りは、パ
ーツ表面と検知チップ２６の接触時点と、マシンが可動
アームの位置を登録する時点の間の遅延に直接関係して
いる。衝撃波に起因するLATCH 信号により行われる測
定、圧電素子スタック５０の歪みの増加に基づいて生成
されるLATCH 信号による測定とは、予備送りが異なる。
そのため、より正確にするため、そのLATCH 信号が衝撃
波により生成されたか、あるいは圧電素子スタック５０
の歪みにより生成されたかを判定する必要がある。衝撃
波に起因して生成されたLATCH 信号に対して、予備送り
値が獲得されるように、さらに、圧電素子スタック５０
の歪みにより生成されたLATCH 信号に対して、予備送り
値が獲得されるように、プローブを較正することができ
る。
【００３６】再び、図６を説明する。Ｄフリップフロッ
プ１１０は、そのクロック入力端子１１２が出力端子８
６に接続されており、入力データ端子１１４が、低周波
チャネル６２に設けた比較器７８の出力端子に接続され
ている。出力端子８６で生成されたLATCH 信号はクロッ
クとして入力端子１１２に入力され、データ入力１１４
をＤフリップフロップ１１０の出力信号線１１６に出力
する。LATCH 信号がスタイラス２４の衝撃により生成さ
れた場合は、LATCH 信号がクロック入力端子１１２に送
信されたとき、Ｄフリップフロップ１１０のデータ入力
端子１１４はローレベルになる。というのは、低周波チ
ャネル６２の歪みのレベルが、比較器７８の出力がハイ
レベルになるのに充分なだけ高くないからである。Ｄフ
リップフロップ１１０の出力信号線１１６上の信号レベ
ルはローレベルであり、そのトリガがスタイラス２４の
衝撃によることを示す。あるいはまた、LATCH 信号が歪
みにより生成された場合は、比較器７８の出力は、LATC
H 信号が生成された時点で、ハイレベルになる。よっ
て、クロック入力端子１２のLATCH 信号のレベルによ
り、データ線上のハイレベル信号が出力端子１１６に出
力される。出力端子１１６上のハイレベル出力信号は、
LATCH 信号が歪みにより生成されたことを示す。変更す
る場合は、例えば、チャネル６００をＯＦＦするスイッ
チを設けて、ある周波数を超える圧電素子スタック５０
からの信号を無視し、歪みにより生成された信号のみに
よりトリガするように、インタフェースを適合させる。
プ１１０は、そのクロック入力端子１１２が出力端子８
６に接続されており、入力データ端子１１４が、低周波
チャネル６２に設けた比較器７８の出力端子に接続され
ている。出力端子８６で生成されたLATCH 信号はクロッ
クとして入力端子１１２に入力され、データ入力１１４
をＤフリップフロップ１１０の出力信号線１１６に出力
する。LATCH 信号がスタイラス２４の衝撃により生成さ
れた場合は、LATCH 信号がクロック入力端子１１２に送
信されたとき、Ｄフリップフロップ１１０のデータ入力
端子１１４はローレベルになる。というのは、低周波チ
ャネル６２の歪みのレベルが、比較器７８の出力がハイ
レベルになるのに充分なだけ高くないからである。Ｄフ
リップフロップ１１０の出力信号線１１６上の信号レベ
ルはローレベルであり、そのトリガがスタイラス２４の
衝撃によることを示す。あるいはまた、LATCH 信号が歪
みにより生成された場合は、比較器７８の出力は、LATC
H 信号が生成された時点で、ハイレベルになる。よっ
て、クロック入力端子１２のLATCH 信号のレベルによ
り、データ線上のハイレベル信号が出力端子１１６に出
力される。出力端子１１６上のハイレベル出力信号は、
LATCH 信号が歪みにより生成されたことを示す。変更す
る場合は、例えば、チャネル６００をＯＦＦするスイッ
チを設けて、ある周波数を超える圧電素子スタック５０
からの信号を無視し、歪みにより生成された信号のみに
よりトリガするように、インタフェースを適合させる。
【００３７】本発明は、ハウジング１０に対するスタイ
ラス支持部材１２が移動する前に、スタイラスとスタイ
ラス支持部材の変形を検知するアナログセンサとして圧
電素子を用いた例を説明した。この目的のため、別のア
ナログセンサ、例えば、ストレンゲージと、関連するロ
ードセルを用いることができる。さらに、ハウジング１
０に対するスタイラス支持部材の変位を検知するアナロ
グセンサの例として、電子回路を示した。このようなセ
ンサ、例えば、容量センサや、フォトダイオードや位置
検知器を採用した光センサを採用することができる。
ラス支持部材１２が移動する前に、スタイラスとスタイ
ラス支持部材の変形を検知するアナログセンサとして圧
電素子を用いた例を説明した。この目的のため、別のア
ナログセンサ、例えば、ストレンゲージと、関連するロ
ードセルを用いることができる。さらに、ハウジング１
０に対するスタイラス支持部材の変位を検知するアナロ
グセンサの例として、電子回路を示した。このようなセ
ンサ、例えば、容量センサや、フォトダイオードや位置
検知器を採用した光センサを採用することができる。
【図１】本発明に係るプローブの断面を示す断面図であ
る。
る。
【図２】図１のII-II 線断面を示す断面図である。
【図３】図２のIII-III 線断面を示す断面図である。
【図４】図３に示す圧電素子スタック５０を詳細に示す
図である。
図である。
【図５】図３に示す圧電素子スタック５０の等価回路を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図６】本発明に係るインタフェースの例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図７】図６に示すインタフェースのタイミングを示す
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
【符号の説明】 １０ ハウジング １２ スタイラス支持部材 １４，３６ ローラ １６，３８ ボール ２０ 上部ボディ ２２ 下部ボディ ２４ スタイラス ２６ 検知チップ ２８ 保持枠 ３０ 永久磁石 ３２ 受座 ３４ ボア ４０ 付勢ばね ４２ カラー ４４ プレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター ケネス ヘリアー イギリス ジーエル11 ６ディーエックス グロスターシャ州 ノース ニブレイ ハイランズ ドライブ ６ (72)発明者 デイヴィッド ロバーツ マクマートリィ イギリス ジーエル12 ７イーエフ グロ スターシャ州 ワットンーアンダー−エッ ジ タバナクル ロード 20
Claims (10)
- 【請求項１】 固定構造体と、 該固定構造体により、座標位置決めマシンの可動アーム
に支持可能なプローブと、 前記固定構造体に対して、繰り返し静止位置に付勢され
たスタイラス支持部材とを有し、 前記スタイラス支持部材に屈撓力がかかったとき、前記
スタイラス支持部材を前記繰り返し静止位置から変位さ
せることができ、前記屈撓力が除かれたとき、前記スタ
イラス支持部材が繰り返し静止位置に戻り、 付勢動作の方向は軸を規定し、 前記固定構造体と前記スタイラス支持部材は、該スタイ
ラス支持部材に保持されたスタイラスと、前記可動アー
ムの間に少なくともロードパスを形成するタッチプロー
ブにおいて、 タッチプローブは引張および圧縮に感知する複数のセン
サを備え、該複数のセンサは前記スタイラス支持部材が
前記繰り返し静止位置から変位する前に、前記スタイラ
ス支持部材にかかる力を検知し、前記各センサは引張お
よび圧縮に対して最大感度軸を有し、 前記センサが前記ロードパスに設けられており、対にな
っており、各センサ対の各センサの最大感度軸は(a) プ
ローブ軸に対して傾斜しており、しかも、(b)ンサ対の
一方の最大感度軸に対して傾斜していることを特徴とす
るタッチプローブ。 - 【請求項２】 請求項１に記載のタッチプローブにおい
て、前記スタイラス支持部材は第１部および第２部を有
し、前記センサを前記第１部および第２部の間に締め付
けてあることを特徴とするタッチプローブ。 - 【請求項３】 請求項２に記載のタッチプローブにおい
て、前記第１部および第２部のうちの一方は前記プロー
ブ軸に対して放射状にＶ字型リッジを備え、前記センサ
対は１つのセンサが前記リッジの各対向する面に設けて
あることを特徴とするタッチプローブ。 - 【請求項４】 タッチプローブに接続したスタイラスが
表面に接触したことを検知する少なくとも１つの圧電セ
ンサを有し、前記圧電センサは２つの導電性の表面の間
に締め付けてあるタッチプローブにおいて、 前記表面の間に設けた第１および第２圧電素子であっ
て、前記表面に直交する方向に電荷が分極する第１およ
び第２圧電素子を備え、 前記第１および第２圧電素子はスタックしてあり、逆向
きの極性を有し、 前記圧電センサは前記各表面を前記第１および第２圧電
素子から絶縁する手段と、前記表面の電位を等化する手
段とをさらに備え、 第１電極は前記表面の一方に近接する点で前記第１およ
び第２圧電素子の一方に接続され、 第２電極は前記第１および第２圧電素子の他方を止める
点に近接する点で、前記一方の圧電素子に接続されたこ
とを特徴とするタッチプローブ。 - 【請求項５】 前記タッチプローブに接続するためのイ
ンタフェース回路であって、アナログ信号を生成する少
なくとも１つのアナログセンサを有し、アナログ信号を
座標位置決めマシンの制御部に送る信号処理回路におい
て、 第１、第２、および第３アナログ信号レベルを規定する
手段と、 前記第１アナログ信号レベルと第２アナログ信号レベル
の間にかかる時間と、前記第２アナログ信号レベルと第
３アナログ信号レベルの間にかかる時間とを比較し、比
較結果に基づき、前記アナログ信号が、予め定めたトリ
ガシグニチュアに適合するか否かを判定する手段と、 予め定めたトリガシグニチュアに適合する前記アナログ
信号に応答してトリガ出力信号を生成する手段とを備え
たことを特徴とする信号処理回路。 - 【請求項６】 請求項５に記載の信号処理回路におい
て、前記アナログ信号が前記第１アナログ信号レベルに
到達したとき、ラッチ信号を生成し、前記マシン制御部
に命令して、可動アームのポジションをストアする手段
をさらに備えたことを特徴とする信号処理回路。 - 【請求項７】 タッチプローブからのアナログ出力信号
を処理する方法であって、 第１、第２、および第３アナログ信号レベルを規定する
ステップと、 前記第１アナログ信号レベルと前記第２アナログ信号レ
ベルの間にかかる第１の時間を測定し、前記第２アナロ
グ信号レベルと前記第３アナログ信号レベルの間にかか
る第２の時間を測定するステップと、 前記第１の時間と前記第２の時間を比較するステップ
と、 前記比較結果に基づき、トリガ出力信号を生成するステ
ップとを備えたことを特徴とする信号処理方法。 - 【請求項８】 タッチプローブを接続する信号処理回路
であって、アナログ信号を生成して、座標位置決めマシ
ンの制御部に送る少なくとも１つのアナログセンサを有
する信号処理回路において、 ラッチ信号を生成する手段であって、前記アナログ信号
が予め定めた閾値に到達するのに応答して、前記マシン
制御部に命令して測定値を記録する手段と、 予め定めた周波数を超えるアナログ信号に応答して、前
記ラッチ信号が生成されたか否かを判定する手段であっ
て、判定結果に応じてフラグ信号を生成する手段とを備
えたことを特徴とする信号処理回路。 - 【請求項９】 請求項８に記載の信号処理回路におい
て、前記予め定めた周波数が500 Hzであることを特徴と
する信号処理回路。 - 【請求項１０】 タッチプローブを接続する信号処理回
路であって、アナログ信号を生成して、座標位置決めマ
シンの制御部に送る少なくとも１つのアナログセンサを
有する信号処理回路において、 ラッチ信号を生成する手段であって、前記アナログ信号
が予め定めた閾値に到達するのに応答して、前記マシン
制御部に命令して測定値を記録する手段と、 前記予め定めた閾値に到達した前記アナログ信号が前記
予め定めた周波数を超える周波数を有する場合、前記ラ
ッチ信号の出力を抑制する手段とを備えたことを特徴と
する信号処理回路。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB929226934A GB9226934D0 (en) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | Touch probe and signal processing circuit therefor |
| GB9301822.4 | 1993-01-29 | ||
| GB9226934.9 | 1993-01-29 | ||
| GB939301822A GB9301822D0 (en) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | Touch probe and signal processing circuit therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258008A true JPH06258008A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=26302226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5328868A Pending JPH06258008A (ja) | 1992-12-24 | 1993-12-24 | タッチプローブ、信号処理回路および方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5435072A (ja) |
| EP (1) | EP0605140B2 (ja) |
| JP (1) | JPH06258008A (ja) |
| DE (1) | DE69323289T3 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006509193A (ja) * | 2002-12-05 | 2006-03-16 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 高速走査用プローブ |
| JP2008537107A (ja) * | 2005-03-24 | 2008-09-11 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 測定プローブ |
| JP2016003897A (ja) * | 2014-06-14 | 2016-01-12 | 株式会社テイエルブイ | プロセスシステム構成機器振動検出装置 |
Families Citing this family (48)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9305687D0 (en) * | 1993-03-19 | 1993-05-05 | Renishaw Metrology Ltd | A signal processing for trigger probe |
| DE4331069A1 (de) * | 1993-09-13 | 1995-03-16 | Zeiss Carl Fa | Koordinatenmeßgerät mit einem Taster in Form eines Festkörperschwingers |
| IT1264744B1 (it) * | 1993-12-01 | 1996-10-04 | Marposs Spa | "sonda di tastaggio" |
| GB9415338D0 (en) * | 1994-07-29 | 1994-09-21 | Renishaw Plc | Trigger probe circuit |
| GB9423176D0 (en) * | 1994-11-17 | 1995-01-04 | Renishaw Plc | Touch probe |
| US5825666A (en) * | 1995-06-07 | 1998-10-20 | Freifeld; Daniel | Optical coordinate measuring machines and optical touch probes |
| DE19525592A1 (de) * | 1995-07-13 | 1997-01-16 | Zeiss Carl Fa | Verfahren zur Koordinatenmessung an Werkstücken |
| GB9605609D0 (en) * | 1996-03-16 | 1996-05-15 | Renishaw Plc | Inspection system for coordinate positioning machine |
| JP3336196B2 (ja) * | 1996-06-25 | 2002-10-21 | 株式会社ミツトヨ | 振幅抽出装置 |
| DE19630823C1 (de) * | 1996-07-31 | 1997-12-11 | Zeiss Carl Fa | Koordinatenmeßgerät mit Kollisionsschutz |
| US6131301A (en) * | 1997-07-18 | 2000-10-17 | Renishaw Plc | Method of and apparatus for measuring workpieces using a coordinate positioning machine |
| IT1299953B1 (it) * | 1998-04-06 | 2000-04-04 | Marposs Spa | Testa per il controllo di dimensioni lineari. |
| GB9826093D0 (en) * | 1998-11-28 | 1999-01-20 | Limited | Locating arm for a probe on a coordinate positioning machine |
| US6553682B1 (en) * | 1999-03-15 | 2003-04-29 | Paradyne | Touch probe |
| US6370789B1 (en) * | 1999-03-24 | 2002-04-16 | Wolfgang Madlener | Probe for machine tools with a tool spindle |
| GB9907643D0 (en) * | 1999-04-06 | 1999-05-26 | Renishaw Plc | Measuring probe |
| DE19929557B4 (de) * | 1999-06-18 | 2006-01-19 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Verfahren und Schaltkreis zur Einstellung einer Schaltschwelle eines Tastschalters |
| JP3628938B2 (ja) * | 2000-06-23 | 2005-03-16 | 株式会社ミツトヨ | タッチ信号プローブ |
| JP3763124B2 (ja) * | 2001-05-31 | 2006-04-05 | 株式会社ミツトヨ | タッチ信号プローブの信号処理装置および信号処理方法 |
| GB0114360D0 (en) * | 2001-06-13 | 2001-08-08 | Renishaw Plc | Stylus orientation |
| GB0200925D0 (en) * | 2002-01-16 | 2002-03-06 | Renishaw Plc | Aligning optical components of an optical measuring system |
| EP1804020B1 (en) * | 2001-09-05 | 2010-03-31 | Renishaw plc | Probe triggering |
| US6922904B2 (en) * | 2003-01-29 | 2005-08-02 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Method and system for analyzing transmitted signals from a probe system |
| US20050205529A1 (en) * | 2004-03-22 | 2005-09-22 | The Regents Of The University Of California | Calibration system for laser peening |
| US7114406B2 (en) * | 2004-09-16 | 2006-10-03 | The Boeing Company | End effector inspection apparatus and method |
| KR100683249B1 (ko) * | 2005-06-16 | 2007-02-15 | 주식회사 애트랩 | 접촉센서 및 이의 신호 발생 방법 |
| US20070089549A1 (en) * | 2005-10-06 | 2007-04-26 | The Boeing Company | Apparatus and methods for adjustably supporting probes |
| US7562593B2 (en) * | 2005-10-06 | 2009-07-21 | The Boeing Company | Apparatus and methods for adjustably supporting probes |
| EP2028439A1 (en) * | 2007-07-26 | 2009-02-25 | Renishaw plc | Deactivatable measurement apparatus |
| US8832953B2 (en) * | 2008-01-07 | 2014-09-16 | Q-Mark Manufacturing, Inc. | Coordinate measuring apparatus |
| WO2009089219A1 (en) * | 2008-01-07 | 2009-07-16 | Mark David Osterstock | Coordinate measuring apparatus |
| JP5463736B2 (ja) * | 2009-06-02 | 2014-04-09 | Ｏｂａｒａ Ｇｒｏｕｐ株式会社 | 圧電型ロ―ドセルを組込んだ中空駆動ユニット |
| US8335049B1 (en) | 2010-06-07 | 2012-12-18 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive detecting crack in microactuator |
| US8547657B1 (en) | 2010-06-10 | 2013-10-01 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive detecting defective microactuator |
| US8322235B1 (en) * | 2011-02-18 | 2012-12-04 | Western Digital Technologies, Inc. | Microactuator test assembly comprising a spreader pin for engaging a load beam of an actuator arm |
| US8667851B2 (en) * | 2011-06-29 | 2014-03-11 | Touchsensor Technologies, Llc | Touch sensor mechanical interface |
| DE102011079738A1 (de) * | 2011-07-25 | 2013-01-31 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Tastkopf |
| EP2629048B1 (fr) | 2012-02-20 | 2018-10-24 | Tesa Sa | Palpeur |
| US8605383B1 (en) | 2012-05-21 | 2013-12-10 | Western Digital Technologies, Inc. | Methods, devices and systems for characterizing polarities of piezoelectric (PZT) elements of a two PZT element microactuator |
| US9122625B1 (en) | 2012-12-18 | 2015-09-01 | Western Digital Technologies, Inc. | Error correcting code encoder supporting multiple code rates and throughput speeds for data storage systems |
| US8797664B1 (en) | 2012-12-22 | 2014-08-05 | Western Digital Technologies, Inc. | Polarity detection of piezoelectric actuator in disk drive |
| DE112014002849B4 (de) * | 2013-08-22 | 2021-02-25 | Illinois Tool Works, Inc. | Ausseraxiale Krafterfassung eines Kraftaufnehmers zur automatischen Bestimmung eines Orts von Probenmerkmalen |
| US9153283B1 (en) | 2014-09-30 | 2015-10-06 | Western Digital Technologies, Inc. | Data storage device compensating for hysteretic response of microactuator |
| JP6216400B2 (ja) * | 2016-02-26 | 2017-10-18 | 株式会社ミツトヨ | 測定プローブ |
| JP6212148B2 (ja) * | 2016-02-26 | 2017-10-11 | 株式会社ミツトヨ | 測定プローブ |
| US9835433B1 (en) | 2017-05-09 | 2017-12-05 | Tesa Sa | Touch trigger probe |
| DE102018103420A1 (de) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh | Messgerät zur Oberflächen- oder Konturmessung |
| RU182539U1 (ru) * | 2018-05-04 | 2018-08-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Виброконтактное измерительное устройство |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4153998A (en) * | 1972-09-21 | 1979-05-15 | Rolls-Royce (1971) Limited | Probes |
| DE2712181C3 (de) * | 1977-03-19 | 1981-01-22 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Tastsystem |
| DE2937431A1 (de) * | 1979-09-15 | 1981-04-02 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar | Einrichtung zur messwerterfassung an prueflingen |
| DE2947394A1 (de) * | 1979-11-24 | 1981-05-27 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar | Einrichtung zur messwerterfassung an prueflingen |
| US4443946A (en) * | 1980-07-01 | 1984-04-24 | Renishaw Electrical Limited | Probe for measuring workpieces |
| JPS6147502A (ja) * | 1984-08-13 | 1986-03-08 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | タツチ信号検出回路 |
| GB8431746D0 (en) * | 1984-12-17 | 1985-01-30 | Renishaw Plc | Contact-sensing probe |
| EP0242710B1 (en) | 1986-04-17 | 1990-07-25 | Renishaw plc | Contact-sensing probe |
| GB8610088D0 (en) * | 1986-04-24 | 1986-05-29 | Renishaw Plc | Probe |
| GB8610087D0 (en) * | 1986-04-24 | 1986-05-29 | Renishaw Plc | Probe |
| EP0420305B1 (en) † | 1986-09-03 | 1993-12-01 | Renishaw plc | Signal processing for contact-sensing probe |
| JP2647881B2 (ja) * | 1986-09-03 | 1997-08-27 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 信号処理回路 |
| DE3725205A1 (de) * | 1987-07-30 | 1989-02-09 | Zeiss Carl Fa | Tastkopf fuer koordinatenmessgeraete |
| US4882848A (en) * | 1987-07-30 | 1989-11-28 | Carl-Zeiss-Stiftung, Heidenheim/Brenz | Probe head for a coordinate-measuring instrument |
| DE3728578A1 (de) * | 1987-08-27 | 1989-03-09 | Zeiss Carl Fa | Tastsystem fuer koordinatenmessgeraete |
| GB8920447D0 (en) * | 1989-09-09 | 1989-10-25 | Renishaw Plc | Method and apparatus of datuming a coordinate positioning machine |
| DE3934056A1 (de) * | 1989-10-12 | 1991-05-08 | Zeiss Carl Fa | Tastkopf fuer koordinatenmessgeraete |
| DE69120658T2 (de) * | 1990-11-24 | 1996-10-31 | Renishaw Plc | Tastsonde |
| FR2673468A1 (fr) | 1991-02-28 | 1992-09-04 | Renishaw Plc | Circuit de conditionnement de signaux pour sonde a declenchement. |
| DE69205738T2 (de) | 1991-07-03 | 1996-04-11 | Renishaw Metrology Ltd | Signalverarbeitungsschaltung für Triggersonde. |
| DE4123081C2 (de) * | 1991-07-12 | 2001-05-17 | Zeiss Carl | Tastkopf vom schaltenden Typ |
| GB9116245D0 (en) | 1991-07-27 | 1991-09-11 | Renishaw Metrology Ltd | Sensing circuit for position-sensing probe |
| EP0750171A3 (en) * | 1991-11-09 | 2000-02-02 | Renishaw Metrology Limited | Touch probe |
| DE4204602A1 (de) * | 1992-02-15 | 1993-08-19 | Zeiss Carl Fa | Verfahren zur koordinatenmessung an werkstuecken |
| GB9305687D0 (en) * | 1993-03-19 | 1993-05-05 | Renishaw Metrology Ltd | A signal processing for trigger probe |
| GB2283490A (en) | 1993-11-03 | 1995-05-10 | Sandoz Ltd | Processing stabilizers for polymers |
-
1993
- 1993-12-14 DE DE69323289T patent/DE69323289T3/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-12-14 EP EP93310098A patent/EP0605140B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-12-16 US US08/167,027 patent/US5435072A/en not_active Ceased
- 1993-12-24 JP JP5328868A patent/JPH06258008A/ja active Pending
-
1997
- 1997-07-25 US US08/900,447 patent/USRE37030E1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006509193A (ja) * | 2002-12-05 | 2006-03-16 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 高速走査用プローブ |
| JP2008537107A (ja) * | 2005-03-24 | 2008-09-11 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 測定プローブ |
| JP2016003897A (ja) * | 2014-06-14 | 2016-01-12 | 株式会社テイエルブイ | プロセスシステム構成機器振動検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0605140B1 (en) | 1999-01-27 |
| DE69323289T3 (de) | 2003-04-24 |
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| EP0605140B2 (en) | 2002-10-09 |
| US5435072A (en) | 1995-07-25 |
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