JPS5888604A - トレ−サヘツド - Google Patents

トレ−サヘツド

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JPS5888604A
JPS5888604A JP18734081A JP18734081A JPS5888604A JP S5888604 A JPS5888604 A JP S5888604A JP 18734081 A JP18734081 A JP 18734081A JP 18734081 A JP18734081 A JP 18734081A JP S5888604 A JPS5888604 A JP S5888604A
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JP
Japan
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movable
head
movable body
stylus
cross
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JP18734081A
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English (en)
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JPS6341001B2 (ja
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Teruyuki Ito
輝之 伊藤
Yasuaki Sonobe
薗部 靖明
Osamu Toyama
修 外山
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Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
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Publication of JPS5888604A publication Critical patent/JPS5888604A/ja
Publication of JPS6341001B2 publication Critical patent/JPS6341001B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/001Constructional details of gauge heads

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、工作機械の倣い構出装置などに用いるトレ
ーサヘッドに関するものである。
従来、前述のようなトレーサヘッドとして、スタイラス
を可動体にこれらの軸線方向への移動可能に弾性支持し
、前記MTmJ体をこれの軸線方向と直交す6−′F面
内の互に直りする方向への移動可能にヘッド本体に弾性
支持したものが知られている。
また、このようなトレーサヘッドとして、可動体の軸方
向に延びが′)互に位相が90’ずれた位置に配設され
た各1対の相対向する平行ばれ2組で6f動体を−\ソ
ド本体に支持する方式のものかある。
しかし、この方式では平行ばηが片側支持であり、スタ
イラスか平行ばねの自由端側tC=J動体を介して支持
されるため、応答感度乞扁めるために、平行ばねの、・
よね力を弱くすると、スタイラスがモデルなどの被検出
物または仮測定物に接触した時に、スタイラスのl1q
Il紐に対して頑さ、高梢贋の形状検出かでさないとい
5問題かあ6゜また、従来、可動体の軸方向に延びる多
数のリボン鋼を日前状に両端部支持で配設し、こ几に可
動体を支持する方式のものもある。し、0)シ、この方
式のものではリボン鋼がll’M kもっているために
、これらのばねで2次元方向の移動を許容するには、リ
ボン鋼をねじって組付ける必要かあるなど、製作が面倒
となリ、軸方向の長が艮くl・レーサー\ソドが大形化
する。さりに、前述した従来のものは、両者ともばJJ
が片持支持され自由端の変位は円弧状の軌跡を描(こと
に)了り、少なかりず前記細繊方向の誤差か伴っていた
この発明は、スタイラスを軸方向への移動幅能に弾性支
持したif動体馨、同一平面内Q互に交叉する第1.第
2連結体により、可動体と第し連結体、第1連結体と第
2連結体、第2連結体とヘッド本体の間にそ扛ぞ几十字
ばねを介在させて、前記ヘッド本体に軸方間の襟数個所
で’jQLは支持すること&’Cより、前述し1こ問題
τ解決して、軸線方向変位イ伴ねない完全な千何移動か
でざ0ようにし谷変位成分を精度よ< 8411定でき
るトレー丈ヘッドを提供韮ることを目的とfるものであ
る。
以ド、この発明の一実施例につざ図■を参j1へして説
明する。
心に軸腕方向を垂直方向(以下Z方向という)にして配
設されている。可動体lの下端には可動ヘッド3か固定
され、ol’動ヘッド34カッく−2の下方に延びてい
る。可動ヘッド3内の中心にはスタイラス4が1」動体
lと同軸線上に配設され、スタイラス4は上、下板はね
5,6によって目」動ヘッド3にZ方向への移動可能に
弾性支持されている。
前記スタイラス4の下部は可動ヘッド3の下方に延び、
スタイラス4の下端には球状接触部4aが形成されてい
る。差動トランスからなるZ方向変位検出器7のコア8
がスタイラス4の上、下板げね5,6間に位置する部分
に収けられ、前記コア8と対応する位置にコイル9が配
置され、コイル9は=J@ヘッド3に固定さ几でいる。
前日ピ可動−・ラド3門下部には吸振ダンパlOの筒体
10aが固定され、この筒体10aの上、−ト端にベロ
ーズ10b、lOcの一端が固定され、これらの他端が
スタイラス4に固定され、筒体10a、%よびベローズ
lOb、lOcで囲まれた内部にはシリコーンオイルが
封入され、スタイラス4に設けた鍔4bがシリコーンオ
イル内に挿入されている。前記カバー2内にはこnと一
体にヘッド本体11が固定され、ヘッド本体11Vcは
これの一部?栴成する左、右支持ブロック12か相対向
して固定されている。前dピ町動体lの各角部外面には
、水平方向の第2図上下方向(以下X方向という)に延
びる4個の第14結体13が配設され、第1連結体13
の外端と前記支持ブロック12の両端部との間には水平
方向の第2図左右力回(以下X方向というンに延びる4
個の第λ連結体14が配設されている。第1.第2迎結
体13 、14vま、金属などの剛体かりなり、X方向
にaJ動体lよつ少し短い長さをもっている。可動体l
の角部外面と第1連結体13の内端部とが十字ばね15
を介して連結され、第1連結体13の外端鄭と第2連結
体14の一端部とか十字ばね16を介して連結され、2
個所で婁桔博工沃;用動体lか支持ブロック12にX、
Y方向への移動可能に弾性支持されている。
なお、前記十字ばね15,16.17は、Z方向寸法か
短い2枚のばね片を互に直角をなすように配置して立体
交差させ、前述1−だ谷部材にばメ椀両端部をビスで締
付は固定するものであり、すべての十字ばねのばね常数
を互に等しくすることにより、X、Y各方向に相等しく
かつ板ばね5,6によるZ方向のばね常数とも等しいは
ね常数で可動体1を支持ブロック12に弾性支持してい
る。
さらに、第1図、第3図に示すように、可動体lの上端
部の隣接する2辺に板ばね18.19の下端部が固定さ
n、これらの上端部にはY方向、X方向連結部材20.
21かそれぞれ固定されている。Y方向、X方向連結部
材20.21は、Y方向、X方向に延びて、可動体l上
方で互に接触しないよ’5[直角に立体交差さtている
。Y方向。
X方向連結部材20.21の一端は差動トランスかりな
るY方向、X方向袈位横出器22.23のコア24.2
5の内端とそれぞ才を固定さrL、これらのコア24.
25と対応する位置に配置さルたコイル26.27かヘ
ッド本体11に固定され、コア24.25の他端かZ方
向に延びる板はね28゜29でヘッド本体11に連結支
持されている。また、Y方向、X方間連結部材2υ、2
1の他端はダンパ軸30.31の内端と固定され、これ
りの軸30,31はコア24.25の@I#延長方向に
延びる軸線をも5、ダンパ軸30.31の外端がZ方向
に延びる板ばね32,33Y介してヘッド本体11に連
結支持されている。ヘッド本体11に吸振ダノパlOと
同様な吸振ダンパ34,35の筒体34a、35aが固
定され、これりの筒体34B ’t 35 aの両端に
ベローズ34b、34c、35b。
35cの一端が固定され、これらの他端かダンノく軸3
0,311Lli!t1足され、吸振ダンノく10内に
封入さ几たシリコーンオイル内にダンノく軸30,31
に設けた鍔30a、31aかそれぞれ仲人されている。
次に、以上のように構成ざ扛たトV−サヘッドの動作に
ついて説明する。トレーサヘッドと被検出物と相対移動
により、スタイラス4の接触部4a変位検出器7のコア
8かコイル9に対して変位するので、Z方向変位検出a
7によってZ方向の変位が検出され/l)。また、スタ
イラス4にY方向の力が作用し、十字ばれ15,16.
17のばね力に抗して可動体lかY方向に移動−ヂ−る
と、板ばね18、Y方向連結部1,1−20 Y介して
Y方向変位検出器22のコア24がコイル26に対して
変位するので、Y方向変位検出器22によってY方向の
変位が検出される。さらに、スタイラス4にX方向の力
が作用して可動体lがX方向[8動すると、Y方向の場
合と同様な作動でX方間変位検出器23によってX方向
の変位が検出される。この場合のX方向の変位は同一平
面内で互いに直交して配置された第1.第2連粕体及び
十字ばねによって許容され、Z軸方向の変位を伴わない
ので従来装置のような測定誤差は生じない。そして、X
、Y。
Z方向変位検出器23,22.7からの検出信号によっ
て被検出物X、Y、Z方向の座標により、被検出物の形
状を検出−「ることができる。また、被検出物を被測定
物にした場合には、その形状な測定できる。
このトレーサヘッドでは、スタイラス4にX方向、Y方
向の少/’r くとも−力の力が動くと、スタイラス4
をZ方向に弾性支持した可動体lが、前記したように、
X方向、Y方向に互に等しいばね力の十字ばね15.1
6.17と第1.第2連結体13.14とにより、ヘッ
ド本体11の支持ブロック12に、上下方向の2個所で
かつ可動体lこれらのamを垂直に保持して、X方向、
Y方向の少なくとも一方に水平面に沿って平行移@する
また、前記十字はね15,16.17は2万回の長さ寸
法か短(、ばれ常数な小さいものにすることができるの
で、スタイラス4の接触圧が小さくても、QJ動体lが
X方向、Y方向に移動する。したがって、このトレーサ
ヘッドは、高精度で応答性のよい、形状の検出、測定が
でざる。さりに、可動体lをこれの外周側でヘッド本体
11に支持しているので、十字ばね15,16.17の
Z方向の長さ寸法が短いことと相まって、高さの低い小
形のトレーサヘッドを提供できる。
なお、この実施例で可動体lを角筒状にしたのは電量軽
減のためであり、可動体は角柱状のものでもよい。また
、板ばrals、19yよび28゜29 、32 、 
:13は連結部材20,21.f6よびコア24.25
、ダンパ軸30.31を復帰されるだめのものである。
そして、前記実施例でV工、第1連結部材なY方向、第
2連結部材をX方向に、廷びるようにしたが、この発明
は、第1連結部材4X方向、第2連鮎部材をY方向に遮
びるよ5にしてもよく、第4図に示すように、平1川が
 形になるように第1.第2連結部材乞配設し、ヘッド
本体の4′)の支持ブロック[第2連結部材を弾性支持
してもよい。なお、第4図において、第2図と同行号は
対応する部分を示す。さらに、この発明では、第l連結
部材。
第2連結部材内ではX、Y方向の寸法は相等しいことが
必要であるが、第1連結部材と第2連結部材とは長さを
異ならせてもよい。又、第1.第2連結体の2リンク構
成に加えて第3連結体τ加A3リンク構成にしても有効
である3゜ 以上説明したよ5に、この発明のトレーサヘッドは、ス
タイラスを可動体にZ方向丁なゎらこれの軸線方向への
移動可能に弾性支持し、前日12町動体のX方向と直交
する平面で互に父叉する少な(とも第1.第2連結体に
より、iJ動体と第1連結体との間、第l、第2連結体
の相互間、Kよび第2連結体とヘッド本体の間にそれぞ
れ十字はねを介在させて、前記ヘッド本体にぞれぞ几移
動可能にZ方向の複数個所で弾性支持すると共に、可動
体のX方向、Y方向すなわり軸方向と直交する平面で互
に直交する谷万回の前6己十字ばねのはね常数を互に寺
しく構成したので、スタイラスおよび可動体が接触圧で
軸線方間と傾腑することなく、また、Zllll方向の
変位を全く伴わないで完全な水平向に沿った平行移動が
達成さ几、高梢匿で応答性のよいトレースを行うことが
でき、しかも軸方向の長さが短く、小形のトレーサヘッ
ドを提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例?7バす縦断面図、第2図
および第3図は第1図のU−t+線および■−■巌に沿
う断面図、第4図はこの発明の他の実施例を示す第2図
と対応する概略部分横断面図である。 1・・・可動体、4・・・スタイラス、5,6・・・上
、下板ばね、11・・・ヘッド本体、12・・・支持ブ
ロック、IJ、14・−・第1.第2連結体、15.1
6.17・・・十字ばね。 @許出願人 代理人 弁理士 閂  間  正  1 t J 図 −19− 矛 4 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. スタイラスを可動体にこれらの軸線方向への移動oJ能
    に弾性支持し、前記可動体乞、この可動体の軸方向と直
    交する平面で互に交叉する少くとも第1.第2連結体に
    より、可動体と第1連粕体の間、第1.第2連結体の相
    互間、および第2連結体と−\ラッド体の間にそれぞれ
    十字ばね乞介在させて、前記ヘッド本体にそれぞn移動
    可nLに軸方向の複数個所で弾性支持すると共に、目」
    動体の軸方向と直交する平面で互にll1L父する谷方
    向の前記十字ばねのはね常数を互に寺しく構成したこと
    を%徴とするトレーサヘッド。
JP18734081A 1981-11-21 1981-11-21 トレ−サヘツド Granted JPS5888604A (ja)

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JPS5888604A true JPS5888604A (ja) 1983-05-26
JPS6341001B2 JPS6341001B2 (ja) 1988-08-15

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