JPS6145903A - Touch signal probe - Google Patents

Touch signal probe

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JPS6145903A
JPS6145903A JP16866984A JP16866984A JPS6145903A JP S6145903 A JPS6145903 A JP S6145903A JP 16866984 A JP16866984 A JP 16866984A JP 16866984 A JP16866984 A JP 16866984A JP S6145903 A JPS6145903 A JP S6145903A
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JP
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stylus
probe
diaphragm
force
base
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JP16866984A
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Japanese (ja)
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Minoru Fukuyoshi
福吉 稔
Takashi Kodou
古頭 隆
Tetsuo Nakamura
哲夫 中村
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Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Mitsutoyo Manufacturing Co Ltd
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Publication of JPH0360364B2 publication Critical patent/JPH0360364B2/ja
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Abstract

PURPOSE:To improve the sensitivity by fixing a probe to a probe base through an upper and a lower preloaded diaphragm and an upper and a lower probe holder which are fixed in their centers, and detecting the movement of the probe in three axial directions by piezoelectric elements. CONSTITUTION:The probe base 18 is pressed by three springs 36 toward a receiving plate 16 and positioned at a single stationary place according to the combination of three balls 32 and their receiving seats 28. Further, the base 18 is provided with diaphragms 38 and 40, the probe 20 is held on the upper diaphragm 38 through a supporting spring 48, and the probe 20 is coupled with a lower probe holder 56 fixed to the lower diaphragm 40 through X, Y, and Z axial piezoelectric elements 66, 62, and 70. Further, a force is so applied that a cut 68 moves horizontally corresponding to components of force on an X-Y plane to the probe 20, and a shearing force is applied to the elements 62 and 66. Then, the spring 36 operates not to move the lower diaphragm 40 against a Z-axial component of force and shearing force is applied to the element 70.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はタッチ信号プローブ、特に圧電素子を用いて触
針とワークとの接触を電気的に検出するプローブの改良
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement in a touch signal probe, particularly a probe that uses a piezoelectric element to electrically detect contact between a stylus and a workpiece.

[従来の技術] 三次元座標測定機等においては基台上に置かれたワーク
にプローブを接触させ、この1&触点を三次元的に測定
することによって複雑な形状のワークに対しても正確な
立体測定を行うことができ、精密測定分野において広範
囲の利用に供され(いる。
[Conventional technology] In a three-dimensional coordinate measuring machine, etc., a probe is brought into contact with a workpiece placed on a base, and this 1&touch point is measured three-dimensionally, thereby making it possible to accurately measure workpieces with complex shapes. It is capable of performing three-dimensional measurements, and is widely used in the precision measurement field.

この種の測定機では、三次元方向にイf意に手動あるい
は自動的に移動可能なプローブがワ〜りに対して所定測
定点で接触し、このときの各軸の送り座標が読取られる
が、近年のブ[1−ブにおいては、ワークどの接触を自
動的に電気的なタッチ信号として検出するタッチ信号プ
ローブが広く用いられてJ3す、プローブの自動送りそ
して複雑な形状のワークを自動測定することを可能にし
ている。
In this type of measuring machine, a probe that can be moved manually or automatically in three-dimensional directions contacts the workpiece at a predetermined measurement point, and the feed coordinates of each axis at this time are read. In recent years, touch signal probes that automatically detect any contact with a workpiece as an electrical touch signal are widely used, and are used to automatically feed the probe and automatically measure workpieces with complex shapes. making it possible to do so.

従来の−・般的なタッチ信号プローブはワークと接触す
る触針がプローブケースに移動自在に支持されでおり、
ワークとの接触時の触針の変移を吸収づ−る構成から成
り、またタッチ信号を電気的に出力するために、触針と
ワークとの間あるいは触↑4の支持機椙部に8ハjられ
た電気接点が設()られている。
In conventional touch signal probes, the stylus that contacts the workpiece is movably supported in the probe case.
It has a structure that absorbs the displacement of the stylus when it comes into contact with the workpiece, and in order to electrically output the touch signal, there is an 8-hammer structure between the stylus and the workpiece or at the base of the support mechanism of the stylus ↑4. Electrical contacts are provided.

しかしながら、このような従来の接点式プローブにおい
ては、触針の支持部に設けられた接点は、通常の場合支
持部が3点支持であるために測定に方向性が生じ、全方
位に対して安定した測定力を1qることができず、大き
な誤差原因となり、またこのような方向性は補正不能で
あるために問題であった。
However, in such conventional contact type probes, the contact point provided on the support part of the stylus is usually supported at three points, resulting in directional measurement, and it is difficult to measure in all directions. This is a problem because it is not possible to stably measure a force of 1 q, which causes a large error, and because such directionality cannot be corrected.

従来の他のタッチ信号プローブとして前述した電気接点
を用いることなく他の検出素子を用いるプローブも提案
されており、例えば特開昭53−117464には圧電
素子を用いたプローブが開示されている。
Other conventional touch signal probes have been proposed that do not use the electrical contacts described above but instead use other detection elements; for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-117464 discloses a probe that uses a piezoelectric element.

このような圧電素子によれば、触針どワークとの接触時
に圧電素子に加わる圧縮力(張力)を電気的な信号とし
て取出すことができ、この肝電検出信号がタッチ信号と
して用いられる。
According to such a piezoelectric element, the compressive force (tension) applied to the piezoelectric element when the stylus contacts the workpiece can be extracted as an electrical signal, and this liver electromagnetic detection signal is used as a touch signal.

しかしながら、このにうなル縮ツノ(張力)を用いた圧
電素fでは温度変化により焦電効果が発生し、ノイズの
原因どなるという欠点があった。
However, the piezoelectric element f using this condensed horn (tension) has the disadvantage that a pyroelectric effect occurs due to temperature changes, which causes noise.

[発明の目的] 本発明は上記従来の課題に鑑み為されたものであり、そ
の目的は、剪断力に対して感応づる圧電素子を用いて、
温度変化による影響のない等方向性で高感度な安定した
検出器を提供づることにある。
[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to
The object of the present invention is to provide an isotropic, highly sensitive, and stable detector that is not affected by temperature changes.

[問題点を解決するだめの手段] 上記目的を達成するために、本発明は、プローブケース
内に単一の静止位置を有しかつ移動自在に支持された触
針基台を設り、この基台の」−工面に沿つ−(並行なダ
イアフラムを固定支持し、これら両ダイアフラムにそれ
ぞれ触針ホルダを固定し、前記触針をこれらの触針ホル
ダによって支持したものであり、更に、詳細には、触針
は支持バネにて上触針ホルダに固定され、触針ど下触針
ホルダどの間には剪断に対して感応づ−る圧電素子が介
挿されている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a stylus base that has a single stationary position and is movably supported within the probe case. The diaphragms that are parallel to each other are fixedly supported along the construction surface of the base, stylus holders are fixed to both of these diaphragms, and the stylus is supported by these stylus holders. In this case, the stylus is fixed to an upper stylus holder by a support spring, and a piezoelectric element sensitive to shear is inserted between the stylus and the lower stylus holder.

前記両グイアフラムには両者を吸引あるいは引き離す方
向にプレロードが掛けられており、これによって、触針
の上下方向の静止位置が確実に位@決めされている。
A preload is applied to both the Guiaphrams in the direction of attracting or separating them, thereby reliably positioning the static position of the stylus in the vertical direction.

また、本発明によれば、前記触針と下触針ホルダとの間
に圧電素子、好ましくは各3軸方向に対応する圧電素子
が介挿され、触針がワークに接触しI〔どきに各圧電素
子に生じる剪断力を用いて検出電圧が取出されることを
特徴とする。
Further, according to the present invention, a piezoelectric element, preferably a piezoelectric element corresponding to each of the three axial directions, is inserted between the stylus and the lower stylus holder, so that the stylus contacts the workpiece and The detection voltage is extracted using the shearing force generated in each piezoelectric element.

従って、本発明によれば、触針の正確な静止位置が定め
られ、またダイアフラムと支持バネの紺合せによって機
械的な感度を上昇させ、更に、電気的な信号を取出すた
めに圧電素子の圧電変換作用をその剪断力から得ている
ので電気的にも極めて高感度のプローブを提供づること
が可能となる。
Therefore, according to the present invention, the precise resting position of the stylus is determined, the mechanical sensitivity is increased by the mating of the diaphragm and the support spring, and the piezoelectricity of the piezoelectric element is Since the conversion effect is obtained from the shearing force, it is possible to provide a probe with extremely high electrical sensitivity.

[実施例] 以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。[Example] Preferred embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図には本発明に係るタップ信gプローブの好適な実
施例が示され、ブ[1−ブケース10はその上面に固定
された取付ブラケツ1へ12にj;つて図示l)ていな
いが周知の三次元座標測定器の可動部に着脱自在に装着
される。
FIG. 1 shows a preferred embodiment of the tap signal g probe according to the present invention, in which a case 10 is attached to a mounting bracket 1 fixed to the upper surface of the case 10; It is detachably attached to the movable part of a well-known three-dimensional coordinate measuring instrument.

プローブケース10の下面開口部10aには底板14が
ネジ固定され、該底板1/Iとプローブケース10との
間にほぼリング状の受は板1Gが挟持固定されている。
A bottom plate 14 is screwed to the lower opening 10a of the probe case 10, and a substantially ring-shaped receiver plate 1G is clamped and fixed between the bottom plate 1/I and the probe case 10.

前記プローブケース10の内部には触針基台18が単一
の静止位置を保ちながらかつ移動自在に支持されており
、後述づ“る触針20を保持する。
Inside the probe case 10, a stylus base 18 is movably supported while maintaining a single stationary position, and holds a stylus 20, which will be described later.

実施例における触針基台18は基台スプール22の上下
面に上板24及び下板26が固定された形状からなり、
前記受は板16の上に単一の静止位置にて載置されてい
る。
The stylus base 18 in the embodiment has a shape in which an upper plate 24 and a lower plate 26 are fixed to the upper and lower surfaces of a base spool 22,
The receiver rests on the plate 16 in a single rest position.

づなわら、受は板16にはほぼ120度間隔で3個の受
座28a 、28b 、28cが嵌着され、また、前記
触11基台18の下板26にはそれぞれ前記受座28と
対応する位置にボール受30が嵌着され、受座28とボ
ール受30との間に受ボール32を挿入することにより
、触針基台18を正しい位置に位置決め載置することが
できる。
In other words, three seats 28a, 28b, and 28c are fitted on the plate 16 at approximately 120-degree intervals, and the lower plate 26 of the base 18 of the touch 11 corresponds to the seats 28, respectively. By inserting the ball receiver 30 between the receiver seat 28 and the ball receiver 30, the stylus base 18 can be positioned and placed in the correct position.

前記3個の受座28はそれぞれその受面が異なる形状を
有し、第1図における受座28aは捕り錦秋の受部を有
し、また他の受座28b、28cはそれぞれ第2,3図
に示されるように、■溝及び平面形状からなり、これら
の各受座28によって基台18の静止位置が確実に定め
られる。
The three catch seats 28 each have a receiving surface with a different shape, and the catch seat 28a in FIG. As shown in FIG. 3, it consists of a groove and a planar shape, and the stationary position of the base 18 is reliably determined by each of these seats 28.

前記触茎1基台18を前記受座群28に落着かせるため
、触14台18のスプール22に設【プられたバネ受部
22 aと前記受板16に固定されたバネ受プラグ34
との間には付勢スプリング36が装着され、このスプリ
ング36をほぼ120度間隔で3本設けることによって
触針基台18は確実に受板16に向って押付けられ、そ
の静止117防を保持することが可能となる。
In order to place the base 18 of the tentacle 1 on the seat group 28, a spring receiver 22a is installed on the spool 22 of the tentacle 14 and a spring receiver plug 34 is fixed to the receiver plate 16.
A biasing spring 36 is installed between the stylus base 18, and by providing three springs 36 at approximately 120 degree intervals, the stylus base 18 is reliably pressed toward the receiving plate 16 and its stationary state 117 is maintained. It becomes possible to do so.

前述した触針基台18に触針20を連結すれば、触針2
0は図示していないワークに接触したときに触針基台1
8を所定方向に向って移動させ得るが、本発明において
は、触針20の各3軸、すなわちX、Y、Z軸方向に対
して良好な感度で移動できるように、触針20が触a4
基台18に対して2枚のダイアフラムと1本の支持バネ
にJ:っで支持されていることを特徴とする。
If the stylus 20 is connected to the stylus base 18 described above, the stylus 2
0 is the stylus base 1 when it comes into contact with a workpiece (not shown).
However, in the present invention, the stylus 20 is moved in a predetermined direction so that the stylus 20 can be moved with good sensitivity in each of the three axes of the stylus 20, that is, in the X, Y, and Z axis directions. a4
It is characterized by being supported by two diaphragms and one support spring with respect to the base 18.

すなわち、スプール22と前記土様24及び下  ゛板
26との間には第4図に示されるような上ダイアプラム
38及び下ダイアフラム40がそれらの外周で強固に挟
持固定されている。
That is, an upper diaphragm 38 and a lower diaphragm 40 as shown in FIG. 4 are firmly clamped and fixed between the spool 22, the soil member 24, and the lower plate 26 at their outer peripheries.

そして、上ダイアフラム38の中央部には1触21ホル
ダ42がワッシャ44及び止めネジ46によってしっか
りと固定保持されている。
A one-touch 21 holder 42 is firmly fixed and held in the center of the upper diaphragm 38 by a washer 44 and a set screw 46.

そして、上触針ホルダ42は触針20のXY平面上の力
の成分に対してはたわみを生ずる支持バハネ’18によ
って前記触針20ど連結されており、このために、支持
バネ48の上端はネジ50によって割りリング52を締
イ」けることによって十触針ホルタ42にしっかりと固
定され、また支持バネ/18の十端は触針20が着脱自
在に固定されいる触11受5/Iの上部に固定され、こ
れによって。
The upper stylus holder 42 is connected to the stylus 20 by a support spring 18 that deflects against the force components of the stylus 20 on the XY plane. is firmly fixed to the stylus holder 42 by tightening the split ring 52 with the screw 50, and the ten end of the support spring 18 is connected to the stylus holder 5/I to which the stylus 20 is removably fixed. is fixed at the top of this.

上触針ホルダ42ど触針20との連結固定構造が達成さ
れている。
A connection and fixing structure is achieved in which the upper stylus holder 42 and the stylus 20 are connected.

また、前記下ダイアフラム40の中央部には下触針ホル
ダ56が前記上触針ホルダ42と同様にワッシャ58及
びネジ止め60にて強固に固定結合されている。
Further, a lower stylus holder 56 is firmly fixedly connected to the center of the lower diaphragm 40 with a washer 58 and a screw 60, similar to the upper stylus holder 42.

本発明においては、更に、前記下触針ホルダ56と触針
20との連結部に後記手段を用いて触多120のワーク
との接触を検出するための圧電素子が介挿されているこ
とを特徴とし、この圧電素子は触針20の移動が剪断力
として作用する構成からなり、実施例においては、3軸
方向にそれぞれH−型素子が設りられている。
In the present invention, it is further provided that a piezoelectric element is inserted into the connecting portion between the lower stylus holder 56 and the stylus 20 to detect the contact of the stylus 120 with the workpiece using the means described later. The piezoelectric element is characterized in that the movement of the stylus 20 acts as a shearing force, and in the embodiment, H-shaped elements are provided in each of the three axial directions.

すなわち、前記下触針ホルダ56の下面にはY軸圧1素
TF62、スペーサ64、×輔圧電索子66及びカップ
68が積層固定されでおり、前記両圧電素F62.66
はぞれぞれ正方形あるいは矩形状の薄板素子からなる。
That is, on the lower surface of the lower stylus holder 56, a Y-axis pressure element TF62, a spacer 64, a piezoelectric cable 66, and a cup 68 are stacked and fixed, and both piezoelectric elements F62, 66 and 68 are stacked and fixed.
Each consists of a square or rectangular thin plate element.

前記カップ68と前述した触11受5/′lどの間には
リング状のZ軸圧型素子70が介挿さtICおり、以上
の構造から、下触針ホルダ56と触針20との連結部に
は順次3軸方向の1.f型素子が設りられていることが
理解される。
A ring-shaped Z-axis pressure type element 70 is inserted between the cup 68 and the aforementioned stylus 11 receiver 5/'l, and from the above structure, the connection part between the lower stylus holder 56 and the stylus 20 is is sequentially 1. in the 3 axis directions. It is understood that an f-type element is provided.

本実施例における圧電素子62,66.70はそれぞれ
PZT等の圧縮力、引張力には感応しないが、剪断力及
びねしり力には感応Jるレラミック圧電素子からなり、
Y軸及びX軸圧電素子62゜66にはそれぞれ上上面に
電圧検出用の電極が設けられ、またZ軸圧型素子70に
はその内外周面に検出型11を取出す電極が設けられて
いる。
The piezoelectric elements 62, 66, and 70 in this embodiment are each made of a reramic piezoelectric element such as PZT that is insensitive to compressive force and tensile force but sensitive to shear force and torsional force,
The Y-axis and X-axis piezoelectric elements 62 and 66 are respectively provided with voltage detection electrodes on their upper surfaces, and the Z-axis piezoelectric element 70 is provided with electrodes for taking out the detection mold 11 on its inner and outer peripheral surfaces.

本発明において、前記各圧電素子62,66゜70は触
針20と下触針ホルダ56との間に加わる作用ノjl、
:基づいて各素子に生じる剪断力がB電作用に寄与し、
このような剪断力を利用しIJ圧電検出時↑1には、第
5図に示されるごとき分極方向に依存する方向特性があ
り、図から明らかごと分極yj向に作用力が加わった時
には高感度が得られるが、これと直交す向の作用力に対
しては低感度特Plを示す。
In the present invention, each of the piezoelectric elements 62, 66° 70 has an action force applied between the stylus 20 and the lower stylus holder 56;
: The shearing force generated in each element based on the B electric effect contributes to the
When detecting IJ piezoelectricity using such shearing force, ↑1 has a directional characteristic that depends on the polarization direction as shown in Figure 5, and it is clear from the figure that when an acting force is applied in the polarization yj direction, high sensitivity is achieved. is obtained, but exhibits a low sensitivity characteristic Pl for an acting force in a direction perpendicular to this.

従って、本実施例においては、Y軸圧型素子62はその
分極方向がY軸と並行にまたX軸圧型素子66はその分
極方向がX軸に並行にまた7軸圧電素子70はその分極
方向が7軸にそれぞれ並行となるように配置されている
Therefore, in this embodiment, the Y-axis piezoelectric element 62 has its polarization direction parallel to the Y-axis, the X-axis piezoelectric element 66 has its polarization direction parallel to the X-axis, and the 7-axis piezoelectric element 70 has its polarization direction parallel to the X-axis. They are arranged parallel to each of the seven axes.

本発明において、萌述した2枚の並行なダイアフラム3
8.40はその組込み時にプレロードがかりられ、実施
例においてば、士触針ホルダ42を上ダイアフラム38
に固定するときに上ダイアフラム38が下向きにそして
上ダイアフラム40が上向きに反りを生ずるようにし、
これによって両ダイアフラム38.40は互いに引張る
ようにプレロードが与えられる。
In the present invention, two parallel diaphragms 3 as described above are used.
8.40 is preloaded when it is assembled, and in the embodiment, the needle holder 42 is attached to the upper diaphragm 38.
When the upper diaphragm 38 is fixed to the upper diaphragm 38 and the upper diaphragm 40 is bent upward,
This causes the diaphragms 38, 40 to be preloaded so as to pull them together.

従−)で、本発明によれば、触針20のZIN1方向に
おける静止位置を安定化し、またその機械的な感度を著
しく1昇させることがてきる。
According to the present invention, the stationary position of the stylus 20 in the ZIN1 direction can be stabilized, and its mechanical sensitivity can be significantly increased by one.

第1図において、前記プローブケース10の内部には触
組基台16の周囲にプリン[一基板72が設けられ、こ
のプリン1一基板72に各軸方向の圧電素子62.66
.70からの検出信号をインピーダンス変換するための
プリアンプが固定配線され、プローブケース10の内部
に検出信号の前置増幅を行うことができる。
In FIG. 1, inside the probe case 10, a printed circuit board 72 is provided around the touch assembly base 16, and piezoelectric elements 62, 66 in each axis direction are provided on this printed circuit board 72.
.. A preamplifier for impedance converting the detection signal from 70 is fixedly wired, and the detection signal can be preamplified inside the probe case 10.

本実施例は以上の構成からなり、以下にその作用を説明
する。
The present embodiment has the above configuration, and its operation will be explained below.

第1図において、触21基台181;i 3個のスプリ
ング36によって常時受板16側に押圧付勢されており
、その位置決めは3個のボール32どこねに対応する受
座28の組合せによつC定まり、実施例においては、捕
り鉢、V満及び平面の3個の受面にて確実に甲−の静止
位置が定められる。
In FIG. 1, the touch 21 base 181; i is constantly pressed against the receiving plate 16 side by three springs 36, and its position is determined by the combination of the receiving seats 28 corresponding to the three balls 32 and the screws. In the embodiment, the resting position of the instep can be reliably determined by the three receiving surfaces of the catch, the V, and the flat surface.

また、本発明においては、更にこのJ:うにしτ里−に
1存置決めされた触副基台18に対して2枚の並行に配
置されたダイアフラム38.40を設け、上ダイアフラ
ム38に対して支持パン484介して触1120が保持
され、また触組20は各圧T5素子群を介して前記下ダ
イアフラム40に固定されている下触釧ボルダ56に連
結されるので、Ot記両ダイアフラム間に与えられてい
るプレロードとともに触1120は単一の静止位置を取
るととしに、触♀120に対する接触において、X、Y
平面上の分力に対しては、上触針ホルダ42を回動中心
ど1)て、上グイヤノラム38、支持ばね48の撓みに
より、下触針ホルダに対し、カップG8が水平方向に移
動覆るように力が加わり、XY圧電素子62.66は剪
断力が加わり、また7軸−にの分力(こ対しては、上ダ
イアフラムにはプリロードが減少するように作用するが
下ダイレフラムにはスプリング3Gの力も加わり、移動
しないように作用づるため、下ダイヤフラムと連結され
たカッ168ど触帽受54とのこのような構成のためぞ
の各3軸方向に対して高感度で触針20の接触を検知す
ることが可能どなる。
In addition, in the present invention, two diaphragms 38 and 40 are provided in parallel to the contact sub-base 18, which is placed in the J position, and the upper diaphragm 38 is The contact 1120 is held via the support pan 484, and the contact assembly 20 is connected to the lower contact bolt boulder 56 fixed to the lower diaphragm 40 via each pressure T5 element group, so that the contact between the two diaphragms is Assuming that the haptic 1120 assumes a single rest position with a preload applied to the
In response to a component force on a plane, the cup G8 moves horizontally with respect to the lower needle holder due to the deflection of the upper guyanoram 38 and the support spring 48, with the upper needle holder 42 at the rotation center 1). A force is applied to the XY piezoelectric elements 62 and 66, and a shearing force is applied to the XY piezoelectric elements 62 and 66, and a component force is applied to the 7-axis (in contrast, the upper diaphragm is acted on to reduce the preload, but the lower diaphragm is acted on by a spring). 3G force is also applied and acts to prevent movement of the stylus 20 with high sensitivity in each of the three axial directions due to the structure of the cup 168 and the stylus holder 54 connected to the lower diaphragm. How is it possible to detect contact?

通常の場合、タッチ信号プローブにおける各軸り向の機
械的な移動感度はX、Y平面上の力の成分に対して方向
性があり、また、X、Y軸に対してZ軸の力の成分は感
度が悪いなどの笠方向刊に欠けていた。
In normal cases, the mechanical movement sensitivity of the touch signal probe in each axis direction is directional with respect to the force components on the X and Y planes, and also with respect to the force components of the Z axis with respect to the The ingredients were lacking in Kasamachi Publishing, such as poor sensitivity.

しかしながら、本発明によれば、前記プレロードが与え
られた2枚の並行ダイアフラム38./10によって駆
引20を保持する結果、7I111力向に対してb極め
て高い感度を得ることがてさ゛、またXY軸方向の感度
は支持バネ48の撓み及びこれらの撓みを支持づる上ダ
イアノラ1138の傾きによって確保され、これにJ:
って各3軸方向に対しても極めて安定した等方向性のあ
る高感度な検出をづることができる。
However, according to the invention, two parallel diaphragms 38 . As a result of holding the driving force 20 at the angle of /10, it is possible to obtain extremely high sensitivity to the 7I111 force direction, and the sensitivity in the XY axis direction is due to the deflection of the support spring 48 and the upper dianora 1138 that supports these deflections. is ensured by the slope of J:
Therefore, highly stable and isotropic and highly sensitive detection can be achieved in each of the three axial directions.

また、このようにして得られた触a120の機械的な動
きは本発明にJ3い−C圧電素了の剪断力どして電気的
に検出され、従来のような圧電素子の圧縮力(張力)を
用いた場合のような低感用どは異なり、剪断力を用いた
高感度の電気的検出作用を得ることができるので、ワー
クどの接゛触口1にJHノる微少変位をも確実に捕らえ
ることが可能どなる。
In addition, the mechanical movement of the touch a120 obtained in this way is electrically detected by the shear force of the J3-C piezoelectric element in the present invention, and the compressive force (tension ), it is possible to obtain a highly sensitive electrical detection effect using shearing force, so it is possible to reliably detect minute displacements such as JH on any contact port 1 of the workpiece. It is possible to capture it in a loud voice.

[発明の効果]42 1ス上説明したように、本発明によれば、タッチ   
 48信弓プローブの触針を静止位置において極めて安
    56定した中−・の静1[位置に位置決めする
ことがで込、   62また(大域的及び“11d的な
感度をδしく向上さけ、    66二次元座標測定器
等に有益な測定誤差の少ない夕    70ッチ信号プ
ローブを提供可能である。
[Effects of the Invention] 42 As explained above, according to the present invention, touch
48 It is possible to position the stylus of the Shinkyu probe in a very stable stationary position, 62 and (to significantly improve the global and "11d" sensitivity, 66 It is possible to provide a 70-titch signal probe with less measurement error that is useful for two-dimensional coordinate measuring instruments and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係るタッチ信号プローブの好適な実m
例を示す縦断面図、 第2,3図は第1図における触針基台の受座構造を示す
断rfA図、 第4図は第1図におけるダイアフラムの平面図、第5図
(L本発明に用いられる圧電素子の特性図である。 10 ・・−1[1−ブケース 18 ・・・ 触針基台 20 ・・・ 駆引 38 ・・・ 」下ダイアフラム 40 ・・・ 下ダイアフラム ・・・ 1触針ホルダ ・・・ 支持バネ ・・・ 手触針ホルダ ・・・ Y軸圧型素子 ・・・ X軸圧型素子 ・・・ Z軸圧電素子
FIG. 1 shows a preferred embodiment of the touch signal probe according to the present invention.
2 and 3 are sectional rfA views showing the seat structure of the stylus base in FIG. 1. FIG. 4 is a plan view of the diaphragm in FIG. 1, and FIG. It is a characteristic diagram of the piezoelectric element used in the invention.・1 Stylus holder... Support spring... Stylus holder... Y-axis pressure type element... X-axis pressure type element... Z-axis piezoelectric element

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)プローブケース内に触針を担持した触針基台が単
一の静止位置を有するとともに多軸方向に移動自在に位
置決め支持され、ワークに対する触針の接触を電気的に
検出するタッチ信号プローブにおいて、前記触針基台の
上下には互いに並行に配置された上ダイアフラム及び下
ダイアフラムが支持され、両ダイアフラムにはそれぞれ
上触針ホルダ及び下触針ホルダが各ダイアフラムの中央
部において固定されており、前記触針は径方向に等方向
性の曲り特性を有する支持バネを介して前記上触針ホル
ダに固定され、また前記触針と前記下触針ホルダとの間
には両者間に生じる剪断力を受ける圧電素子が介挿され
た状態で固定され、前記両ダイアフラムには触針の静止
位置を定めるためにプレロードが与えられており、触針
の移動を3軸方向に高感度で検出することを特徴とする
タッチ信号プローブ。
(1) A stylus base carrying a stylus inside the probe case has a single stationary position and is supported in a movable position in multiple axes, and a touch signal electrically detects contact of the stylus with the workpiece. In the probe, an upper diaphragm and a lower diaphragm are supported above and below the stylus base and are arranged in parallel to each other, and an upper stylus holder and a lower stylus holder are respectively fixed to both diaphragms at the center of each diaphragm. The stylus is fixed to the upper stylus holder via a support spring having an isodirectional bending characteristic in the radial direction, and there is a gap between the stylus and the lower stylus holder. A piezoelectric element that receives the generated shear force is inserted and fixed, and a preload is applied to both diaphragms to determine the resting position of the stylus, and the movement of the stylus is controlled in three axes with high sensitivity. A touch signal probe for detecting a touch signal.
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