JPS63108212A - 座標測定装置の測定アームにスイツチング形の複数個の走査ヘツドを同時に接続する装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は特許請求の範囲の第１項の上位概念に記載のス
イッチング形の複数個の走査ヘッドを同時に接続する装
置に関する。

従来技術 座標測定装置に用いられる、スイッチング形の走査ヘッ
ドは３点軸受けを有し、この３点軸受けに走査ピンがば
ね力によシ押圧されており、この３点軸受けが走査ピン
およびこの走査ぎンに取シ付けられている走査球の空間
位置を高い精度で固定している。同時にこの６点軸受け
は“遮断”スイッチの形式のスイッチング接点として構
成されている。この遮断スイッチは、接触走査過程にお
いて走査ピンがその３点軸受けから持ち上げられると作
動される。スイッチング形の走査ヘッドは、例えばドイ
ツ連邦共和国特許第２３４７６３３号、第２７１２１８
１号。

第２７４３６６５号またはドイツ連邦共和国特許出願公
開公報第２９４７３９４号に示されている。

スイッチング形の複数個の走査ヘッドを座標測定装置の
測定アームに同時に取り付けることも公知である。例え
ば壮語”　３　ＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＴｏｕｃｈ　Ｔ
ｒｉｇｇｅｒ　Ｐｒｏｂｅｓ　ＭＭ　ｆｏｒ　Ｍｅａｓ
ｕｒｉｎｇＭａｃｈｉｎｅｓ″Ｒｅｎｉｓｈａｗ　Ｅｌ
ｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｌｔｄ０社ａ−は４…Ｉ−＋４　Ｅ
ｎｇｌａｎｄ　Ｒｅｆ　、ＭＭ　９８１　、　　には、
１５つの走査ヘソｒ′！！−星形の形状に同時に取り付
けることができる保持部材ＰＨ５が示されている。この
保持部材において第１図の略図に示されているように、
走査ピン２ａ〜２ｃのスイッチング接点の端子がすべて
直列に接続されて共通の電子ユニット１に接続されてい
る。しかしこの構成は次の欠点を有する。即ち著しく多
数の走査ヘッドを同時に使用する場合に、スイッチング
接点のケーブル抵抗および接触抵抗が加算されてしまい
、そのため走査ヘッドの正確なスイッチング時点を走査
ヘッドの個数に依存することなく正確に検出することが
困難となる。さらに装置の機能を保証するために、走査
ヘッドの挿入されないブラインドレセプタクル４ａ。

４ｂが、端子として設けられている。

同じ前述の壮語に、並列に接続されている走査ヘッド用
の２つの端子を有する保持部材ＰＨ７も示されている。

しかしこの保持部材に唯１つの走査ヘッドが、常に一方
の端子または他方の端子に取り付けられ、それ以外の場
合は走査ヘッドのスイッチング接点が相互に短絡される
ように閉成される。

互いに相加わる接触−およびケーブル抵抗の上述の問題
点は、次のようにして回避できる。

即ち第２図に示されている様に走査ヘッド１２ａ〜１２
Ｃのスイッチング接点１３ａ〜１３ｃ’に個別に電子ユ
ニット１１に配属し、さらに全部のスイッチング接点を
”オア”デート１４を介して、共通の接触走査パルスを
形成するために、まとめるようにすれば、回避できる。

しかしこの解決手段は、著しく多数の接続ケーブルを必
要とし、さらに個々の線路を接続挿入部材および分配器
を用いてさらに複数回分岐させることができない。

ドイツ連邦共和国特許第２７２５９９６号公報には、ス
イッチング形の５つの個別の走査部材を同じく星形に支
持する走査ヘッドが示されている。これらの５つの個別
の走査部材は、前記の特許公報に示されているように、
部分的には並列にかつ部分的には直列に、ダイオード９
０／９１を用いて互いに次のように接続されている、即
ちその都度の接触走査を行なった何個の走査部材を自動
的に識別できるように、接続されている。しかしここに
示されている装置においては、常に全部の５つの個々の
走査部材を同時に接続する必要があり、これに対しても
う１つの走査部材の増設は行なえない。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、座標測定装置の測定アームにスイッチ
ング形の複数個の走査ヘッドを同時に接続するための、
任意に選択可能な個数の走査ヘッドを用いた場合に再生
される接触走査信号を確実に供給する装置を提供するこ
とである。

問題点を解決するだめの手段 この課題は特許請求の範囲の特徴部分に示されているよ
うに、各走査ヘッドがそのケーシング中で、スイッチン
グ接点部材と直列に接続された抵抗を有するようにし、
さらに全部の走査ヘッドの出力側を並列に接続した構成
により、解決されている。

この構成により第３図に示されているように著しく多く
の走査ヘッド２２．ｉ１〜２２ｇｅ座標測定装置の測定
アームに同時に接続できるようになシ、この場合、前置
抵抗２６ａ〜２６ｇにより、スイッチング接点が互いに
短絡接続されなくなる。走査ヘッドに対する各々の端子
にさらに、付加的な走査ヘッド２２ｅ〜２２ｆに対する
別の分配器を有する延長挿入部材が増設され、これによ
り任意に選択可能な幾何学的形状の樹形構成が形成され
る。そのためケーブル接続の個数または長さは適切な範
囲内に置かれる、何故ならば全部の走査ヘッド２２ａ〜
２２ｇは１つの共通の端子線路Ａ′ｆｔ介して所属の電
子ユニット２１へ接触接続されているからである。

走査部材の挿入されていない端子のためのブラインド接
続部材も必要とされなくなる。

実施例の説明 第１図から第３図に示されている図面は、既に導入部で
、公知の従来技術（第１図ないし第２図）と本発明（第
３図）との相異を説明するために示されたものである。

第４図には、第６図に示された並列接続されるべき走査
ヘッドの１つが詳細に示されている。

この走査ヘッドは円筒状のケーシング１０２を有する。

このケーシングはその下側に、走査球１０５の設けられ
ている走査ピン１０４のだめの、球１０３ａおよび１０
３ｂとして示されている軸受は個所を有している。これ
らの軸受は球１０３は電気スイッチング接点として形成
されており、休止位置においては走査ビン１０４の接触
板１１０と閉成接続されている。抵抗１０６がスイッチ
ング接点１０３／１１０と直列に接続されており、走査
ヘッドの上側に取り付けられているセプタクル１０７の
出力側Ａに接続されている。

走査ヘッド１０２はさらに測定抵抗１０８を有する。こ
の測定抵抗はレセプタクル１０７の出力側Ｂと接続され
ておシ、その作用は第５図と関連づけて後述する。別の
出願の明細書においては、抵抗１０６と１０８は同じ値
を有することが前提とされているが、しかしこのことは
必ずしも必要ではない。

走査ぎン１０４は、球１０３に当接している接触板１１
０と、圧電センサ１０９の介在の下に結合されている。

この圧電センサ１０９の端子はレセプタクル１０７の第
６出力側Ｃと接続されている。圧電センサ１０９の機能
に関してはドイツ連邦共和国特許公報第２７１２１８１
号に示されている。圧電センサは接触走査過程の際の加
工物と走・査球１０４との間の接触を、で検出するため
に 次の目的（薄くられる、即ちスイッチング接点。

１０３ａ、ｂ／１１０がまだ閉じている時に、最初の瞬
間に即ち著しく小さい接触走査力が作用した場合に検出
する目的に用いられる。

保持ニレメントラ介して、−その機械的構造は図示され
ていない一第４図に示されている走査ヘッドを複数個同
時に取り付けることができる。この保持エレメントにお
いて、全部の走査ヘッドの出力側Ａ、Ｂ、Ｃがそれぞれ
並列に接続されている。出力側Ａ、　　Ｂ、　　Ｃの３
つの並列接続体は、さらに電子ユニット１０１へ導びか
れている。この電子ユニットのブロック図は第５図に示
されている。

電子ユニット１０１は定電圧源１１２を有する。この定
電圧源は一方では、接続される走査ヘッドにおける測定
抵抗１０８の並列接続された端子Ｂと接続されている。

この並列接続体Ｂの他方の極は、電流／電圧変換器１１
４と接続されている。この電流／電圧変換器の出力側に
現われる電圧Ｕ１ｏ８は、接続される走査ヘッドの個数
に比例し、走査ヘッドにおける接点１０２／１１０のス
イッチング状態には依存しない。

定電圧源１１２は他方では、複数個の走査ヘッド１０２
の並列接続された端子Ａへ接続されている。接点１０３
／１１０およびこれに前置接続されている抵抗１０６を
介して流れる電流は第２の電流／電圧変換器１１３にお
いて、閉成されるスイッチング接点を有する走査ヘッド
１０２の個数に比例する電圧Ｕ１ｏ６に変換される。両
方の電圧Ｕ１０６およびＵ２Ｏ５は比較器１１了の入力
側へ導ひかれる。通常の場合は即ち全部のスイッチング
接点１０３／１１０が閉じている時は、両方の電圧は等
しくて比較器１１７は出力信号を供給しない。次に接触
走査過程の経過においてスイッチング接点１０３／１１
０が、接続されている走査ヘッドの１つにおいて開かれ
たために、比較器１１７の第１入力端における電圧Ｕ１
０６が多少低下すると、比較器１１７が導通接続されて
第５図において１１９で示されているスイッチング信号
を供給する。

ここで強調すべきことは、この座標測定装置が接触走査
過程を実施する前に、別個の測定抵抗１０８を省略して
目盛較正の過程においてトリガ閾値を、抵抗１０６を流
れる電流から決定することが、原理的にも可能であるこ
とである。

しかし付加的な測定抵抗１０８を設けた方が好適である
、何故ならばこれにより次のことが達成されるからであ
る。即ち接触接続される走査ヘッドの個数が著しく高い
精度で検出されかつ感度の設定が走査ヘッドにおける故
障して開かれたスイッチング接点によシ障害を受げない
からである。

走査ヘッド１０２の出力側Ｃが即ち第４図の圧電センサ
１０９の端子も同様に、座標測定装置の作動されている
ほかの走査ヘッドの相応の出力側と並列接続されており
、この並列接続体が第５図に示されている第２比較器１
１８の入力側に接続されている。比較器１１８の第２入
力端は反転増幅器１１６の出力側と接続されておシ、そ
の入力側へ、接続された走査ヘッドの個数に比例する電
流／電圧変換器１１４の出力電圧Ｕ１ｏ８が同様に導び
かれる。この構成により、圧電センサ１０９から供給さ
れる圧電信号の検出に対する走査ヘッドの個数に依存す
る感度の設定を行なうことができる。そのだめ比較器１
１８の出力側におけるパルス１２０により定められる接
触走査時点の次のようなずれが打ち消される。即ち圧電
センサ１０９から供給される信号の曲線形状が、付加的
に並列接続される走査ヘッドによる相互間の負荷にもと
づいて変化するために生ずるずれが打ち消される。

発明の効果 本発明によシ、座標測定装置の測定アームに多数の走査
ヘッドが同時に接続され、かつ接触接続信号が確実に供
給される、かつ任意の個数の走査ヘッドを簡単に増設で
きる接続装置が構成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知技術による直列に接続された複数個の走査
ヘッドの基本構成図、第２図は公知技術による走査ヘッ
ドの構成図、第６図は本発明による複数個の走査ヘッド
の同時接続を示す基本構成図、第４図は第６図に示され
た複数個の同時に接続される走査ヘッドの詳細図、第５
図は第４図に示された形式の走食ヘッドに接続される電
子装置のブロック図を示す。 １・・・電子装（ｆｔ、２ａ〜２Ｃ・・・スイッチング
接点の端子、４ａ、４ｂ・・・ブラインド形ないし閉鎖
形接続部材、１１・・・電子装置、１２ａ〜１２ｃ・・
・走査ヘッド、１３ａ〜１３ｃ・・・スイッチング接点
、２２ａ〜２２ｇ・・・走査ヘッド、２３ａ〜２３ｇ・
・・スイッチング接点、２６ａ〜２６ｇ・・・前置抵抗
、１０２・・・円筒状ケーシング、１０３ａ。 １０３ｂ・・・球、１０４・・・走査ｆン、１０５・・
・走査球、１０６・・・抵抗、１０７・・・レセプタク
ル、１０８・・・測定抵抗、１０９・・・圧電センサ、
１１２・・・定電圧源、１１３，１１４・・・電流／電
圧変換器、１１７・・・比較器、１１８・・・比較器、
１１９・・・スイッチング信号、 Ｆｉｇ、Ｉ Ｆｉｇ、２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、座標測定装置の測定アームにスイツチング形の複数
   個の走査ヘツドを同時に接続する装置において、各走査
   ヘツド（２２ａ〜２２ｇ：１０２）がそのケーシング内
   で、スイツチング接点部材（２３ａ〜２３ｇ；１０３ａ
   、１０３ｂ／１１０）と直列に接続された抵抗（２６ａ
   〜２６ｇ；１０６）を有するようにし、さらに全部の走
   査ヘツドの出力側（Ａ）を並列に接続したことを特徴と
   する、座標測定装置の測定アームにスイツチング形の複
   数個の走査ヘツドを同時に接続する装置。 ２、並列接続路（Ａ）を定電圧源（１１２）へならびに
   、該並列接続路（Ａ）に加えられた電流が変化すると接
   触走査信号（１１９）を発生する回路（１１３、１１７
   ）へ接続した特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３、接触走査装置が、設定可能な閾値を有する比較器（
   １１７）を有するようにした特許請求の範囲第２項に記
   載の装置。 ４、各々の走査ヘツドが付加的に測定抵抗 （１０８）を有するようにし、さらに全部の走査ヘツド
   （１０２）の測定抵抗が並列に接続されて、走査ヘツド
   の個数に比例する信号（Ｕ＿１＿０＿８）を形成するた
   めに、定電圧源（１１２）にも接続されている特許請求
   の範囲第２項に記載の装置。 ５、走査ヘツドの個数に比例する信号（Ｕ＿１＿０＿８
   ）を供給する回路（１１４）の出力側が、比較器の閾値
   を設定するようにした特許請求の範囲第３項または第４
   項に記載の装置。 ６、各々の走査ヘツドが付加的にセンサ（ピエゾ結晶１
   ０９）を有し、全部の走査ヘツド （１０２）のセンサが並列に接続されている特許請求の
   範囲第１項に記載の装置。 ７、走査ヘツド（１０２）中に付加的に設けられている
   センサ（１０９）の出力信号を処理する回路（１１８）
   の感度を制御するために、走査ヘツド（１０２）の個数
   に比例する信号（Ｕ＿１＿０＿８）が導びかれるように
   した特許請求の範囲第４項または第５項に記載の装置。 ８、接触接続された全部の走査ヘツド（１０２）の、ス
   イツチング接触部材（１０３ａ〜ｂ／１１０）に直列に
   接続されている抵抗を流れる電流を測定して、この測定
   結果から接触接続された走査ヘツドを特徴づける信号を
   形成して記憶する回路を設けた特許請求の範囲第１項に
   記載の装置。 ９、前記の回路が、接触走査過程中にスイツチング接点
   部材（１０３／１１０）が開かれている場合に現われる
   、抵抗（１０６）を流れる電流の変化を前記の記憶され
   た信号と比較するようにした特許請求の範囲第８項に記
   載の装置。