JPH0729450Y2 - 座標測定装置の探子 - Google Patents
座標測定装置の探子Info
- Publication number
- JPH0729450Y2 JPH0729450Y2 JP1989129176U JP12917689U JPH0729450Y2 JP H0729450 Y2 JPH0729450 Y2 JP H0729450Y2 JP 1989129176 U JP1989129176 U JP 1989129176U JP 12917689 U JP12917689 U JP 12917689U JP H0729450 Y2 JPH0729450 Y2 JP H0729450Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- measuring device
- coordinate measuring
- temperature
- measuring
- Prior art date
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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
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/0011—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight
- G01B5/0014—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight due to temperature
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は座標測定装置の探子であって、座標測定装置に
探子を交換可能に固定するために役立つ交換面を有する
形式のものに関する。
探子を交換可能に固定するために役立つ交換面を有する
形式のものに関する。
従来技術 最近では座標測定装置は次第にダイレクトな製造範囲で
使用されてきており、例えばフレキシブルな製造システ
ムの加工機械と連鎖されている。
使用されてきており、例えばフレキシブルな製造システ
ムの加工機械と連鎖されている。
しかし製造範囲においては基準温度20℃において長さ測
定を行なうことはできない、基準温度で測定することは
特別に空調された測定室においてしかできない。したが
って製造範囲において座標測定装置全体を空調されたキ
ャビン内に内蔵することが既に提案されているが、これ
には著しい費用がかかる他に、キャビンは測定しようと
する工作物の供給を妨げる。
定を行なうことはできない、基準温度で測定することは
特別に空調された測定室においてしかできない。したが
って製造範囲において座標測定装置全体を空調されたキ
ャビン内に内蔵することが既に提案されているが、これ
には著しい費用がかかる他に、キャビンは測定しようと
する工作物の供給を妨げる。
空調された室又はキャビンの外側で測定されると、探子
は比較的に短い時間インターバルで常に再び新しく基準
調整されなければならない。なぜならば基準調整が一度
行なわれた温度からの僅かな偏差ですら、探子の熱的な
長さ膨張に基づき許容できない測定誤差をもたらすから
である。長さ100mmのアルミニューム探子は例えば1.1℃
の温度上昇に際して2.5μｍの膨張を行なう。この誤差
は使用された座標装置の許容測定誤差をすでに上回るこ
とになる。
は比較的に短い時間インターバルで常に再び新しく基準
調整されなければならない。なぜならば基準調整が一度
行なわれた温度からの僅かな偏差ですら、探子の熱的な
長さ膨張に基づき許容できない測定誤差をもたらすから
である。長さ100mmのアルミニューム探子は例えば1.1℃
の温度上昇に際して2.5μｍの膨張を行なう。この誤差
は使用された座標装置の許容測定誤差をすでに上回るこ
とになる。
完全な工作物のための測定過程のためには通常は種々異
なる探子が順次使用され、これらの探子は貯蔵棚又は測
定範囲の縁に設置されたマガジンから取出されなければ
ならないので、探子の温度はその間に変化する。それに
応じて探子を交換するたびに探子を改めて基準調整しな
いと正確な測定は得られなかった。これは測定過程全体
を遅延させ、特に迅速な測定結果が必要である製造範囲
においてはきわめて不都合である。
なる探子が順次使用され、これらの探子は貯蔵棚又は測
定範囲の縁に設置されたマガジンから取出されなければ
ならないので、探子の温度はその間に変化する。それに
応じて探子を交換するたびに探子を改めて基準調整しな
いと正確な測定は得られなかった。これは測定過程全体
を遅延させ、特に迅速な測定結果が必要である製造範囲
においてはきわめて不都合である。
前述の問題はもちろん、探子を膨張係数の小さい材料、
例えば不変鋼から製作すると回避できるが、不変鋼から
成る探子ヘッドと探子ピンは製作費用がかかり、探子を
この材料に変えることは簡単にはできない。
例えば不変鋼から製作すると回避できるが、不変鋼から
成る探子ヘッドと探子ピンは製作費用がかかり、探子を
この材料に変えることは簡単にはできない。
考案の課題 本考案の課題は座標測定装置の探子を改良して測定結果
に対する熱的な長さ膨張の影響が減少させられるように
することができる。
に対する熱的な長さ膨張の影響が減少させられるように
することができる。
課題を解決するための手段 この課題は本考案によれば、探子が探子材料と熱的に接
触する温度センサを有し、センサの接続部が交換面にお
ける接点と接続されていることにより解決された。
触する温度センサを有し、センサの接続部が交換面にお
ける接点と接続されていることにより解決された。
考案の効果 本考案の探子においては、熱的な長さ膨張が許されるよ
うになり、探子に組込まれたセンサにより、交換面にお
ける接点を介して座標測定装置における適当な評価電子
装置に送られる温度値を用いて、測定結果があとから修
正されるようになる。これによって一度あらかじめ基準
調整した探子ピンを変化する環境温度で使用することが
できるようになる。センサは常に探子と熱的に接触して
いるので、センサは探子の温度を高い精度で検出する。
したがって探子温度の検出は遅延なく数分の１秒内に行
なうことができる。
うになり、探子に組込まれたセンサにより、交換面にお
ける接点を介して座標測定装置における適当な評価電子
装置に送られる温度値を用いて、測定結果があとから修
正されるようになる。これによって一度あらかじめ基準
調整した探子ピンを変化する環境温度で使用することが
できるようになる。センサは常に探子と熱的に接触して
いるので、センサは探子の温度を高い精度で検出する。
したがって探子温度の検出は遅延なく数分の１秒内に行
なうことができる。
温度の検出される探子は剛性の探子ピンであるかケーシ
ングと該ケーシング内に撓み可能に支承された探子ピン
とから成る探子ヘッドであることができる。重要である
ことは温度測定により交換面と探子部材、つまり探子球
との間のすべての構成部材の長さ膨張が検出されること
である。
ングと該ケーシング内に撓み可能に支承された探子ピン
とから成る探子ヘッドであることができる。重要である
ことは温度測定により交換面と探子部材、つまり探子球
との間のすべての構成部材の長さ膨張が検出されること
である。
探子ヘッドと探子ピンが熱伝導率の高い材料、例えば鋼
又はアルミニュームから成っていると、交換面を有しか
つ探子ヘッドもしくは探子ピンを固定するために役立つ
皿状の保持体内にセンサを配置するだけで十分である。
何故ならば保持体と探子ヘッドと探子ピンとから成る完
全な交換可能なユニットは熱伝導性に基づき同じ温度を
有するからである。
又はアルミニュームから成っていると、交換面を有しか
つ探子ヘッドもしくは探子ピンを固定するために役立つ
皿状の保持体内にセンサを配置するだけで十分である。
何故ならば保持体と探子ヘッドと探子ピンとから成る完
全な交換可能なユニットは熱伝導性に基づき同じ温度を
有するからである。
しかし、探子は無接触で測定する光学的な探子ヘッドで
あってもよい。このタイプの探子ヘッドにおいてはケー
シング内部の温度は探子ヘッドの種々異なる構成部材相
互間の相対位置、ひいては間隔測定の精度に影響を及ぼ
す。この場合には温度センサは探子ヘッドのケーシング
内に配置されると合目的である。
あってもよい。このタイプの探子ヘッドにおいてはケー
シング内部の温度は探子ヘッドの種々異なる構成部材相
互間の相対位置、ひいては間隔測定の精度に影響を及ぼ
す。この場合には温度センサは探子ヘッドのケーシング
内に配置されると合目的である。
温度センサは４線式で接続された測定抵抗であると有利
である。このようなセンサによっては座標測定装置の他
のコンポーネントの温度、例えば測定棒の温度を既に検
出することができる。しかもこの場合には回路技術的な
費用は低くたもたれる。何故ならば種々異なる測定個所
（測定棒、工作物、探子）の温度がマルチプレックス作
動形式でプロセッサにより検出され、かつ評価されるか
らである。
である。このようなセンサによっては座標測定装置の他
のコンポーネントの温度、例えば測定棒の温度を既に検
出することができる。しかもこの場合には回路技術的な
費用は低くたもたれる。何故ならば種々異なる測定個所
（測定棒、工作物、探子）の温度がマルチプレックス作
動形式でプロセッサにより検出され、かつ評価されるか
らである。
次に図面について本考案を説明する： 第１図には例えばUS-PS4637119号に記載された交換装置
を介して、当該座標測定装置の測定範囲の縁に設置され
たマガジンから自動的に交換できる探子ピンが示されて
いる。このためには交換皿１が設けられており、該交換
皿１の上には３つの円筒体が120°ずらされて配置され
ている。第１図においては円筒体9aしか示されていない
前記円筒体により交換皿１は再現可能に座標測定装置に
おける探子ヘッドの下面における対応する対応支承部に
支承される。
を介して、当該座標測定装置の測定範囲の縁に設置され
たマガジンから自動的に交換できる探子ピンが示されて
いる。このためには交換皿１が設けられており、該交換
皿１の上には３つの円筒体が120°ずらされて配置され
ている。第１図においては円筒体9aしか示されていない
前記円筒体により交換皿１は再現可能に座標測定装置に
おける探子ヘッドの下面における対応する対応支承部に
支承される。
交換皿１は下面に取付ダイス３を保持しており、該取付
けダイス３には５個までの探子ピンもしくはピンコンビ
ネーション探子が外方へ突出するように螺着できる。第
１図においては取付けダイス３の下面に探子ピン４が取
付けられている。
けダイス３には５個までの探子ピンもしくはピンコンビ
ネーション探子が外方へ突出するように螺着できる。第
１図においては取付けダイス３の下面に探子ピン４が取
付けられている。
さらに交換皿１には環状の溝２が設けられている。この
溝２内には探子が収納されるマガジン（図示せず）のフ
ォーク状の保持体が係合させられる。
溝２内には探子が収納されるマガジン（図示せず）のフ
ォーク状の保持体が係合させられる。
破断して示されているように交換皿１にはプラチナ抵抗
の形をしたセンサ７が配置されている。このセンサ７は
探子ピン４及び取付けダイス３に取付け可能な他の探子
ピンに対し良好な熱的接触を有している。このために部
分1,3,4は熱伝導率の高い金属材料から製作されてい
る。
の形をしたセンサ７が配置されている。このセンサ７は
探子ピン４及び取付けダイス３に取付け可能な他の探子
ピンに対し良好な熱的接触を有している。このために部
分1,3,4は熱伝導率の高い金属材料から製作されてい
る。
センサ７の端部は交換皿１の表面における接触ピン５に
接触させられている。このような形式でセンサ７におい
て下げられた電圧は探子ヘッドにおける対応する対応接
点に伝達され、その下流側に接続された測定電子装置に
より評価される。
接触させられている。このような形式でセンサ７におい
て下げられた電圧は探子ヘッドにおける対応する対応接
点に伝達され、その下流側に接続された測定電子装置に
より評価される。
したがってこの測定電子装置は各探子交換後に交換され
たコンビネーション探子の温度を算出し、これを座標測
定装置の制御計算器に送る。そこで当該のコンビネーシ
ョン探子が基準調整された温度に対する算出された温度
差から、探子ピン長さ（LXもしくはLZ）と探子材料の膨
張係数とを考慮して長さ膨張が算出される。この場合に
は交換されたコンビネーション探子があらゆる軸線方向
に直線的に膨張し、コンビネーション探子の角度位置が
交換過程によりコンスタントに再現されるという仮定に
立っている。したがって探子を改めて基準調整すること
は必要ではなくなる。
たコンビネーション探子の温度を算出し、これを座標測
定装置の制御計算器に送る。そこで当該のコンビネーシ
ョン探子が基準調整された温度に対する算出された温度
差から、探子ピン長さ（LXもしくはLZ）と探子材料の膨
張係数とを考慮して長さ膨張が算出される。この場合に
は交換されたコンビネーション探子があらゆる軸線方向
に直線的に膨張し、コンビネーション探子の角度位置が
交換過程によりコンスタントに再現されるという仮定に
立っている。したがって探子を改めて基準調整すること
は必要ではなくなる。
第２図の実施例においては、安全な探子ヘッドはその中
に撓み可能に支承された探子ピン18と共に延長部材12を
介して皿状の保持体11に固定されている。該保持体11は
座標測定装置の測定アームに自動的に交換取付けするた
めの交換面を有している。探子ヘッドのケーシングと延
長部材12と交換皿11とこれらの部分を互いに結合するキ
ャップナット13aと13bはアルミニュームから成り、材料
の熱伝導率が高いために同じ温度を有している。第１図
の実施例と同じように、交換皿には温度センサ17が組込
まれているが、第２図の方向から見たばあいにはもちろ
んこれを見ることはできない。温度センサ17も測定抵抗
であって、該測定抵抗は４線式で稼働させられる。この
ためには測定抵抗の接続部は交換皿の４つの接触ピン２
に接続される（第２図の平面図参照）。この場合にも熱
的な長さ膨張の補正は、修正の基準となる交換面におけ
る基準点から探子ピン18における探子球の距離に、熱的
な膨張係数と、測定抵抗17により測定された温度とこの
探子構造が基準調整された温度との差値とが乗じられる
ことで行なわれる。
に撓み可能に支承された探子ピン18と共に延長部材12を
介して皿状の保持体11に固定されている。該保持体11は
座標測定装置の測定アームに自動的に交換取付けするた
めの交換面を有している。探子ヘッドのケーシングと延
長部材12と交換皿11とこれらの部分を互いに結合するキ
ャップナット13aと13bはアルミニュームから成り、材料
の熱伝導率が高いために同じ温度を有している。第１図
の実施例と同じように、交換皿には温度センサ17が組込
まれているが、第２図の方向から見たばあいにはもちろ
んこれを見ることはできない。温度センサ17も測定抵抗
であって、該測定抵抗は４線式で稼働させられる。この
ためには測定抵抗の接続部は交換皿の４つの接触ピン２
に接続される（第２図の平面図参照）。この場合にも熱
的な長さ膨張の補正は、修正の基準となる交換面におけ
る基準点から探子ピン18における探子球の距離に、熱的
な膨張係数と、測定抵抗17により測定された温度とこの
探子構造が基準調整された温度との差値とが乗じられる
ことで行なわれる。
第3a図と第3b図とに示された実施例においては第２図の
機械的な探子と交換可能な光学的な探子ヘッドが示され
ている。この探子ヘッドはいわゆるトライアグレーショ
ン探子であって、その構造は第3b図に示されている。探
子ヘッドはレザーダイオード28を有し、該レザーダイオ
ード28からは測定点が被測定対象に投影される。さらに
探子ヘッドは光学系29を有し、該光学系29は投影された
測定点をダイオードライン30の上に結像させる。ダイオ
ードライン30の上で測定点が移動することにより対象物
に対する間隔が決められる。
機械的な探子と交換可能な光学的な探子ヘッドが示され
ている。この探子ヘッドはいわゆるトライアグレーショ
ン探子であって、その構造は第3b図に示されている。探
子ヘッドはレザーダイオード28を有し、該レザーダイオ
ード28からは測定点が被測定対象に投影される。さらに
探子ヘッドは光学系29を有し、該光学系29は投影された
測定点をダイオードライン30の上に結像させる。ダイオ
ードライン30の上で測定点が移動することにより対象物
に対する間隔が決められる。
このような構造形式の探子においては探子ヘッドの直線
状の熱的な長さ膨張又は探子のケーシング24に直接に取
付けられた交換皿21に対する探子ヘッドの間隔は２次的
な問題にしかならない。これに対して探子自体内に発生
する損失熱によっても光電的な構成部材の相互調整が変
化させられ、間隔測定に際して誤差がもたらされる。こ
れを回避するためにはケーシング24内に測定抵抗27の形
をした温度センサが配置されている。該測定抵抗27の接
続部は交換皿21の４つの接点25に接続されている。
状の熱的な長さ膨張又は探子のケーシング24に直接に取
付けられた交換皿21に対する探子ヘッドの間隔は２次的
な問題にしかならない。これに対して探子自体内に発生
する損失熱によっても光電的な構成部材の相互調整が変
化させられ、間隔測定に際して誤差がもたらされる。こ
れを回避するためにはケーシング24内に測定抵抗27の形
をした温度センサが配置されている。該測定抵抗27の接
続部は交換皿21の４つの接点25に接続されている。
この場合には探子24の長さ測定値を温度に関連して補正
することは、例えば種々異なる温度のために測定範囲の
零点の偏差を測定し、座標測定装置の計算機において記
録表に記憶させることで行なわれる。次いで本来の測定
プログラムの間に規則的な間隔で測定抵抗27に生じる電
圧、ひいてはトライアングレーション探子24の瞬間温度
が検出され、間隔測定値が表に記憶された値だけ修正さ
れる。
することは、例えば種々異なる温度のために測定範囲の
零点の偏差を測定し、座標測定装置の計算機において記
録表に記憶させることで行なわれる。次いで本来の測定
プログラムの間に規則的な間隔で測定抵抗27に生じる電
圧、ひいてはトライアングレーション探子24の瞬間温度
が検出され、間隔測定値が表に記憶された値だけ修正さ
れる。
図面は本考案の複数の実施例を示すものであって、第１
図は交換可能な探子ピンの側面図、第２図は交換可能な
探子ヘッドの交換面を示した図、第3a図は交換可能な光
学式の探子ヘッドの斜視図、第3b図は第3a図の探子ヘッ
ドの内部における主要コンポーネントの原理図である。 １……交換皿、２……溝、３……取付けダイス、４……
探子ピン、５……接触ピン、７……測定抵抗、9a……円
筒体、11……交換皿、12……延長部、13a,13b……キャ
ップナット、14……探子ヘッド、17……温度センサ、18
……探子ピン、21……交換皿、24……ケーシング、25…
…接点、27……測定抵抗、28……レーザダイオード、29
……光学系、30……ダイオードライン。
図は交換可能な探子ピンの側面図、第２図は交換可能な
探子ヘッドの交換面を示した図、第3a図は交換可能な光
学式の探子ヘッドの斜視図、第3b図は第3a図の探子ヘッ
ドの内部における主要コンポーネントの原理図である。 １……交換皿、２……溝、３……取付けダイス、４……
探子ピン、５……接触ピン、７……測定抵抗、9a……円
筒体、11……交換皿、12……延長部、13a,13b……キャ
ップナット、14……探子ヘッド、17……温度センサ、18
……探子ピン、21……交換皿、24……ケーシング、25…
…接点、27……測定抵抗、28……レーザダイオード、29
……光学系、30……ダイオードライン。
Claims (5)
- 【請求項１】座標測定装置の探子であって、座標測定装
置に探子を交換可能に固定するために役立つ交換面を有
する形式のものにおいて、探子（4,14,24）が探子材料
と熱的に接触する温度センサ（7,17,27）を有し、セン
サの接続部が交換面における接点（5,15,25）と接続さ
れていることを特徴とする、座標測定装置の探子。 - 【請求項２】探子が剛性の機械式の探子（４）である、
請求項１記載の探子。 - 【請求項３】探子がケーシング（14）と該ゲーシング
（14）内に撓み可能に支承された探子ピン（18）とから
成る探子ヘッドである、請求項１記載の探子。 - 【請求項４】交換面が探子の皿状の保持体（1,11）に設
けられており、温度センサ（7,17）が保持体内に配置さ
れている、請求項１から３までのいずれか１項記載の探
子。 - 【請求項５】探子が無接触で測定する光学式の探子ヘッ
ド（24）であり、温度センサ（27）が探子ヘッド（24）
のケーシング内に配置されている、請求項１記載の探
子。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8813875.5 | 1988-11-05 | ||
| DE8813875U DE8813875U1 (ja) | 1988-11-05 | 1988-11-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0327305U JPH0327305U (ja) | 1991-03-19 |
| JPH0729450Y2 true JPH0729450Y2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=6829584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989129176U Expired - Fee Related JPH0729450Y2 (ja) | 1988-11-05 | 1989-11-06 | 座標測定装置の探子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5014444A (ja) |
| EP (1) | EP0368040B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0729450Y2 (ja) |
| DE (2) | DE8813875U1 (ja) |
Families Citing this family (22)
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| GB9413194D0 (en) * | 1994-06-30 | 1994-08-24 | Renishaw Plc | Probe head |
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