JPH0743603Y2 - 接触検出装置 - Google Patents

接触検出装置

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JPH0743603Y2
JPH0743603Y2 JP1988085368U JP8536888U JPH0743603Y2 JP H0743603 Y2 JPH0743603 Y2 JP H0743603Y2 JP 1988085368 U JP1988085368 U JP 1988085368U JP 8536888 U JP8536888 U JP 8536888U JP H0743603 Y2 JPH0743603 Y2 JP H0743603Y2
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JP
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seating
signal
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真一郎 荻原
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Tokyo Seimitsu Co Ltd
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Tokyo Seimitsu Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は接触検出装置に係り、特に被測定物に接触子
が接触した瞬間を正確に信号として出力する検出装置
で、一般にタッチプローブと称せられるものに関する。
〔従来の技術〕 接触検出器としては特公昭58-17402号がよく知られてい
る。これは3つの等間隔点に配置された着座接点の作る
閉回路が、接触子の姿勢変位により開く(少なくとも1
つの着座接点が開く)ことから、接触子が被測定物に接
触した瞬間を検出するものである。
しかし、この接触検出器は、接触子が被測定物に当った
瞬間から信号を発するまでに時間の遅れがあり、しか
も、この時間の遅れが全ての接触方向の角度において同
じとすることができず、時間差があるために測定誤差と
なる点に欠点がある。
そこで、接触子の機械的な姿勢変位による接触検出だけ
でなく、更に別な高感度素子を併置することが考えられ
ている。
特公昭60-48681号、公表特許公報第62-501234号には、
いずれも圧電素子等の検出手段を使って、接触の瞬間を
とらえる記載があり、特に特公昭60-48681号には、接触
子の機械的な姿勢変位による検出信号によって、圧電素
子等の検出手段の出力信号の適否を確認する記載があ
る。
〔考案が解決しようとする課題〕
しかし、前者は、接触子を交換する場合、圧電素子に圧
縮力の他に引張力が加わるおそれがあるため、圧電素子
保護用プロテクタ(接触子取付部を固定する工具)を使
用しなければならず、作業が面倒である欠点があった。
一方、後者は接触後圧電素子出力が保持されず、接触と
ノイズとの判断があいまいである欠点がある。
本考案はこのような事情に鑑みてなされたもので、高感
度にかつ確実に接触を検出することができ、しかも構造
が簡単で接触子の交換等も容易に行うことができる接触
検出装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本考案は前記目的を達成するために、上部に取付柱を有
する取付部材と、前記取付部材の下に位置し先端に接触
子を有する可動部材と、前記取付部材と可動部材との間
に位置し、弾性をもって前記可動部材に一体的に連結さ
れた中間輪と、前記取付部材と中間輪との間に形成さ
れ、該可動部材を中間輪を介して取付部材に着座させる
少なくとも3つの着座接点機構と、前記中間輪と可動部
材との間に形成され、中間輪と可動部材との相互間を定
位置に位置決めするための少なくとも3つの定位置機構
と、各定位置機構に配設された応力感応素子を有し、前
記可動部材を介して加えられる圧力に基づいて第1の検
出信号を出力する第1の検出手段と、各着座接点機構に
形成された着座接点を含み、前記可動部材とともに傾動
する中間輪の姿勢変位により少なくとも1つの着座接点
が開くと第2の検出信号を出力する第2の検出手段と、
前記第1の検出手段から第1の検出信号が出力されてか
ら設定時間以内に前記第2の検出手段から第2の検出信
号が出力されたとき、第1の検出信号の出力時点をもっ
て接触信号とする電気回路と、を備えたことを特徴とし
ている。
〔作用〕
本考案は、各着座接点機構に形成された着座接点の開閉
に基づいて接触を検出する手段とは別に、圧力変動を検
出する応力感応素子を併用している。
即ち、着座接点による接触検出は、接触子が被測定物に
当った瞬間から信号を発するまでに応答遅れがあるた
め、高精度の接触検出はできないが、被測定物との接触
を確実に検出することができる。一方、応力感応素子は
感度が高く、接触子が被測定物に当った瞬間に所要の信
号を出力するが、装置の振動、加速時等によっても信号
を出力するおそれがある。
そこで、本考案では、応力感応素子から信号が出力され
てから設定時間以内に着座接点によって接触が検出され
たときのみ、前記応力感応素子からの信号の出力時点を
有効な接触信号とするようにしている。これにより、高
感度にかつ確実に接触を検出することができる。
また、本考案によれば、可動部材に弾性をもって一体的
に連結された中間輪と可動部材との間における各定位置
機構に応力感応素子を設けるようにしたため、接触子交
換時に応力感応素子に引張力が加わることがなく、着座
接点のみを有する従来のものと同様に接触子交換を行う
ことができる。
〔実施例〕
以下、添付図面に従って本考案に係る接触検出装置の好
ましい実施例について詳述する。
第1図は本考案に係る接触検出装置の概要を示す縦断面
図であり、第2図は第1図のII-II断面図である。
第1図に示すように、この接触検出装置は、取付部材
1、中間輪8、可動部材4等を主要部材として構成され
ている。
取付部材1の中央上には取付柱2が固定されており、取
付部材1はこの取付柱2によって例えば座標測定機の垂
直軸下端に差し込まれる。
取付部材1の中央下には円筒3が取付けられており、こ
の円筒3の下端部には、第2図及び第3図に示すように
等間隔で放射状に延出する3つのピン13、14、15が固定
されている。
中間輪8は、第1図及び第3図に示すように円筒3の周
囲で、かつ上記3つのピン13、14、15の上方に配置され
る。
また、可動部材4は円筒3の下側に位置させられてお
り、可動部材4の下には、X、Y、Z方向の接触子5、
6、7が設けられている。
さて、取付部材1と中間輪8との間には、第2図に示す
ように、120°の等間隔をもったA、B、Cの位置にお
いて3つの着座接点機構が設けられ、一方、中間輪8と
可動部材4との間には、上記A、B、Cから一定角度ず
れた方向D、E、Fの位置において3つの定位置機構20
が設けられている。
まず、着座接点機構について第2図及び第3図を参照し
ながら説明する。
上述したように取付部材1の円筒3にはA、B、Cの方
向に、電気絶縁されて放射状にピン13、14、15が取付け
られている。一方、中間輪8の下面にはA、B、Cの方
向に2個の球11、12がわずかの間隔を置いて、電気絶縁
されて固定されている。球はA、B、Cに計6個設けら
れており、着座時には、各球11、12がピン13、14、15の
上に載置される。
そして、球相互間は直列に電気結線され、これにより着
座接点回路40(第6図)が構成されている。即ち、この
着座接点回路40は、中間輪8が傾斜していない場合(3
本のピン13、14、15の上に全ての球が載っている場合)
には回路が閉じているが、後述するように可動部材4を
介して中間輪8が傾動して、いずれか1つの球がピンか
ら離間し、球11、12間が電気的に開くと、検出信号を出
力する。
なお、着座接点は、ピン、球の組合せに限定されるもの
ではなく、外力が除かれたとき所定位置に中間輪8を自
動復帰させ、中間輪8の移動によって検出信号が得られ
るような組合せならば、どのような組合せでも良い。
次に、D、E、Fの位置における3つの定位置機構20に
ついて説明する。
中間輪8と可動部材4との間には、第2図の点線部分に
示すように、D、E、Fの位置に3つの定位置機構が設
けられている。
第4図は、第2図の一点鎖線の円に沿った展開断面図で
あり、第5図は第4図に示した定位置機構20の拡大図で
ある。
第4図及び第5図に示すように、中間輪8の下面には三
角形の突出部21が設けられており、その突出部21の両側
面に応力感応素子(圧電素子)22、22′が固定され、更
にその上に鋼板23、23′が重ねて取付けられている。
一方、可動部材4の上面のD、E、Fの位置には、上記
鋼板23、23′に接触する2本のピン24、24′が放射状に
取付けられている。そして、突出部21上の応力感応素子
22、22′、鋼板23、23′と、ピン24、24′とによって定
位置機構20が構成されている。
ところで、可動部材4と中間輪8とは、スプリング9
(第1図)による弾性をもって一体的に連結されてい
る。即ち、第1図に示すように、スプリング9の上端
は、張力調整機構(図示せず)を有する取付部材1に取
付けられ、その下端はワイヤ30の上端に連結されてい
る。ワイヤ30は、円筒3の中を通って、円筒下端にコロ
31を回り、中間輪8の上部に設けられたコロ32を回って
下端が可動部材4に取付けられている。なお、このスプ
リングD、E、Fの3ケ所に3個が取付けられ、そのう
ちの1個は図に示すが、同じ構造である。
ワイヤ30にはスプリング9によって張力が加えられてい
るが、コロ32を回るワイヤ30の張力によって、中間輪8
は下方に付勢される。即ち、中間輪8は可動部材4に押
し付けられて一体的に連結されるとともに、前記定位置
機構20において所要の圧接力が付加されている。
従って、定位置機構20における鋼板23、23′とピン24、
24′の相互の間は、移動可能であると共に、外力が除か
れたときには、上記付勢力によって定位置に復帰するよ
うになっている。
なお、スプリング9の引張力は、可動部材4及び中間輪
8を上方に持ち上げるようにも作用し、その結果、着座
接点機構において、球11、12とピン13、14、15との圧接
力を軽減することになり、また引張力が可動部材4及び
中間輪8の自重よりも大きい場合には、これらを浮き上
がることになる。そのため、上記着座接点機構における
圧接力を調整するために、取付部材1と可動部材4との
間には、スプリング10が配設されている。
さて、接触検出装置が定速で移動し、その接触子が被測
定物に当ると、その接触圧力は可動部材4に伝わり、応
力感応素子22、22′のいずれかは、スプリング9等によ
って予め付加されている圧接力に対して(+)もしくは
(−)の力を受けて、変動信号を出力する。各応力感応
素子22、22′の出力信号は、取付部材1の外部に導き出
され、図6に示すように例えばワンショット回路42に加
えられる。
ワンショット回路42は、いずれか1つの応力感応素子の
出力が、所定レベル以上又は以下になると、設定時間T
のパルス信号を出力する。このパルス信号は、その立ち
上がり時に接触位置信号を読み取るための信号として使
用されるとともに、アンド回路44に加えられる。
アンド回路44の他の入力には、前記着座接点回路40から
の出力信号が加えられるようになっており、アンド回路
44はパルス信号のパルス幅(設定時間T)内に着座接点
回路40から検出信号が加えられると、これを前記読み取
った接触位置信号を有効な位置信号として判定するため
の判定信号として出力する。
次に上記機構の動作を第7図に示すタイミングチャート
を参照しながら説明する。
取付部材4に取付けられた可動部材4の接触子が被測定
物に接触した瞬間、可動部材4はその反力を受ける。こ
の反力は定位置機構20に働いて、応力感応素子22、22′
に浮き上り、もしくは押え付けの力として働き、これに
より少なくとも1つの応力感応素子は、例えば、第7図
(A)に示す接触時刻t0より圧力変動を示す信号を出力
し、これによってワンショット回路42は時刻t0から設定
時間Tの間、ハイレベルとなるパルス信号を出力する
(第7図(B))。そして、このパルス信号によって、
時刻t0の位置信号が読み取られる。
その後、接触子に接触力が引き続いて働くと、可動部材
4を介して中間輪8が傾動し、6個の球11、12のうちの
少なくとも1個が、ピンから浮き上がると、着座接点回
路40はその回路が開いて検出信号を出力する(第7図
(C))。
そして、第7図(D)に示すように上記パルス信号(第
7図(B))と検出信号(同図(C))とのアンド条件
が成立すると、前記時刻t0に読み取った位置信号を有効
な位置信号とする。
尚、設定時間T内に着座接点回路からの信号を入力しな
い場合には、上記圧力感応素子等からの信号はノイズ信
号として扱い、読み取った位置信号は取り込まないよう
にする。
また、上記説明では着座接点機構と定位置機構とをを別
個に説明したが、着座接点機構は着座接点が開くことに
より検出信号を出力し、外力が除去されたとき復帰する
機構であるのに対して、定位置機構にはスイッチ回路が
なく、外力を受けたとき応力感応素子が圧力変動を示す
信号を出力する点だけが相違するもので、その各部の組
合せは自由に設計することができる。そして上記説明で
は応力感応素子を2枚、相対して設けたが、これを片側
だけとすることもできる。
〔考案の効果〕
以上説明したように本考案に係る接触検出装置によれ
ば、中間輪と可動部材との間の各定位置機構に応力素子
を設けるとともに、中間輪と取付部材との間の各着座接
点機構に着座接点を設け、応力感応素子から信号が出力
されてから設定時間以内に着座接点によって接触が検出
されたときのみ、前記応力感応素子からの信号の出力時
点を有効な接触信号とするようにたため、高感度にかつ
確実に接触を検出することができ、また、接触子交換時
に応力感応素子に引張力が加わることがないため、応力
感応素子を損傷させることがない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案に係る接触検出装置の概要を示す縦断面
図、第2図は第1図のII-II断面図、第3図は着座接点
機構の説明図、第4図は第2図の1点鎖線に沿った展開
図、第5図は定位置機構の側面図、第6図は本考案に係
る接触検出装置の電気回路の一例を示すブロック図、第
7図は本考案に係る接触検出装置の動作を説明するため
に使用したタイミングチャート。 1……取付部材、3……円筒、4……可動部材、5、
6、7……接触子、8……中間輪、9、10……スプリン
グ、11、12……球、13、14、15……ピン、20……定位置
機構、21……突出部、22、22′……応力感応素子、23、
23′……鋼板、24、24′……ピン、30……ワイヤ、31、
32……コロ、40……着座接点回路、42……ワンショット
回路、44……アンド回路。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】上部に取付柱を有する取付部材と、 前記取付部材の下に位置し先端に接触子を有する可動部
    材と、 前記取付部材と可動部材との間に位置し、弾性をもって
    前記可動部材に一体的に連結された中間輪と、 前記取付部材と中間輪との間に形成され、該可動部材を
    中間輪を介して取付部材に着座させる少なくとも3つの
    着座接点機構と、 前記中間輪と可動部材との間に形成され、中間輪と可動
    部材との相互間を定位置に位置決めするための少なくと
    も3つの定位置機構と、 各定位置機構に配設された応力感応素子を有し、前記可
    動部材を介して加えられる圧力に基づいて第1の検出信
    号を出力する第1の検出手段と、 各着座接点機構に形成された着座接点を含み、前記可動
    部材とともに傾動する中間輪の姿勢変位により少なくと
    も1つの着座接点が開くと第2の検出信号を出力する第
    2の検出手段と、 前記第1の検出手段から第1の検出信号が出力されてか
    ら設定時間以内に前記第2の検出手段から第2の検出信
    号が出力されたとき、第1の検出信号の出力時点をもっ
    て接触信号とする電気回路と、 を備えたことを特徴とする接触検出装置。
JP1988085368U 1988-06-28 1988-06-28 接触検出装置 Expired - Lifetime JPH0743603Y2 (ja)

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JPH026205U JPH026205U (ja) 1990-01-16
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6048681A (ja) * 1983-08-26 1985-03-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd テレビジョン受像機の映像中間周波回路

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JPH026205U (ja) 1990-01-16

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