JPS6324105A - 測定装置 - 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、ワークピースの寸法を測定するためのプロー
ブに関するものである。

［従来の技術］ 座標測定機械あるいは工作機械において、ワークピース
に関連してプローブの座標位置を決定することによりワ
ークピースの寸法を測定する測定用プローブを含む測定
装置が知られている。その測定装置は、座標位置が測定
されるワークピースの表面に向けてプローブを移動させ
るべく操作されるものである。そして、プローブ部分に
はワークピース表面と係合し得るスタイラスが形成され
ており、プローブは当該係合に応じて検出信号を出力す
るように構成されている。

所謂「トリガ・プローブ」においては、プローブの検出
信号はスタイラスとワークピース表面との保合に応じて
生成されるステップ信号であり、表面の位置は保合の直
後にａｌ械の測定デバイスの読みに換算して測定される
。ステップ信号は、プローブの電気回路の一部をなすス
タイラスが休止位置から変位して回路状態に変化を生じ
させることによって生成される。そして、この信号は、
プローブと機械との間のインタフェースユニットを通過
させることによって機械が受容できる信号に条件をとと
のえられる。

欧州特許明細書第００６８８９９号、および米国特許第
４，１７７．５６８号により、スタイラス変位信号に加
え、プローブのスタイラスが最初にワークピースに接触
したときに信号を発生させることが知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ 電力および他の信号群をプローブにインタフェースユニ
ットから伝達するためには、そしてプローブからトリガ
信号群を受信するためには、プローブとインタフェース
ユニットとの間に、あるいは、プローブが誘導、光学的
その他の無線連絡手段を備えたユニットを介してインタ
フェースユニットと通信を行う場合にはプローブと遠隔
伝送ユニットとの間に、電気的接続を行うことが要求さ
れる。

本発明の目的は、プローブをそのような伝送ユニットな
いしはインタフェースに接続するためにプローブに要求
される外部の電気的接続本数を減少し、２木とすること
、すなわち送信用の１木と受信用の１本とにすることに
ある。

［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本発明では、「プローブ
・トリガ」信号（’ｐｒｏｂｅ　ｔｒｉｇｇｅｒｅｄ’
ｓｉｇｎａ１）がプローブによフて発生されたときに電
流の変化を検出する電流検出回路をプローブ外の測定装
置に設けるとともに、プローブ内の諸口路を動作させて
所要の機能を行わせるべくプローブに異ったレベルの電
圧を供給するようにする。

［作　用］ すなわち、起動機能およびリセット機能、並びにプロー
ブのゲインコントロール回路はすべて、機械またはイン
タフェースから送出されてくる電圧信号によって作動さ
れるようになされ、一方ブローブからのトリガ信号は電
流信号として検出される。

本発明の利点は、ただ２つの電気的接続を行うだけて、
プローブと機械との間の２方向伝送が容５に実現でき、
しかもかかる容易さを有するプローブが従来、のプロー
ブと交換できることである。

［実施例］ 以下に示す図面を参照して本発明の一実施例を詳細に一
説明する。

第１図〜第３図には測定用プローブｌＯが示されている
。プローブｌＯは測定機械あるいは工作機械（不図示）
の可動滑動部によって支持されるようにし、これにより
プローブ１０は機械のベース１４上に位置したワークピ
ース１２に関して移動可能となる。この機械の滑動によ
りプローブはワークピース１２の表面と係合し、もって
ワークピース１２の位置を検出する。また、当該表面と
の保合によりプローブは機械に信号を供給する。この信
号により空間におけるプローブの位置座標が決定される
。

この座標の決定は、機械に装着された位置カウンタを用
いて機械滑動部の位置を記録することによって行われる
ものである。

プローブはプローブ本体１６を有し、本体１６は機械と
の接続のためのシャンク１８を有する。これかられかる
ように、本体１６はプローブの固定部構造を成し得るも
のであり、また、１ｄ１６Ａを有する。

本体１６の内部で支持される可動構造は概略参照番号１
９で示されるものであり、その中にはスタイラスホルダ
２０が含まれ、ホルダ２０にはスタイラスクラスタ２１
が接続されている。本例におけるスタイラスクラスタは
５個のスタイラス２２を有し、スタイラス２２の各々は
クラスタの中央から互いに直交する方向へ展開している
。これら５個のスタイラスの各々は、プローブと多様な
ワークピースの表面との係合を可能にするものであり、
これら係合は互いに直交する６つの方向における任意の
方向への機械の移動によって行われるものである。

スタイラスクラスタ２０は、軸１６＾を中心軸とする三
角中央板２４（図２）と合体しており、三角中央板２４
は３個の座部２６を有し、これら座部２６は三角中央板
２４の頂点の各々において、ころの形態で軸１６Ａに対
して放射状に延在されている。板２４は休止位置におい
ては中間部材２８に支持されており、かかる支持は中間
部材２８により支持される一対の座部要素３０によって
なされるものである。すなわち、座部要素３０はころ２
６と係合し、これらが伴って中間部材２８への板２４の
動的な支持を形成する。

ばね３２の引張り力は板２４を座部要素３０との休止位
置へ付勢するものであり、さらに、スタイラスホルダの
明確な位置づけを確実にするものである。

しかしながら、スタイラスホルダは傾いて、あるいは軸
方向下方にばねの付勢力に抗して、その休止位置から変
位可能であり、これら変位はスタイラス２２のいずれか
がワークピース１２と係合している場合に生ずる。

中間部材２８は、また可動構造１９の一部を成し、三角
板を有してプローブ本体１６に動的に支持される。かか
る動的支持は、中間部材に配設された球状の座部要素３
０と、環状板３６Ａ上に放射状に展開したころの形態で
配設された３対の座部要素３４とによってなされる。座
部要素３０は下方に付勢されて、ころ３４と係合する。

この付勢はばね３８によってなされるものであり、これ
により中間部材は板３６Ａ上に明確に位置づけられる。

しかし、中間部材はばねの付勢力に抗して傾いて、ある
いは軸方向に板３６八から変位可能であり、これら変位
はスタイラス２２のいずれかがワークピースに係合する
場合に生ずる。本例において、ばね３８は円錐形のばね
支持部材４２によって位置づけられ、ひるかえって、支
持部材４２は環状板３６Ａに接続した三角固定構造４０
に反作用を及ぼす。上記構成においてばね３８は通常、
圧縮状態にある。環状板３６Ａは中間部材２８を支持す
るための底板を成す。

環状板３６八は環状固定構造３６の一部を成すものであ
り、環状固定構造３６のもう一方の部分である３８Ｂは
その外周面でプローブ本体１６と接続している。

構造３６０２つの部分３６＾および３６Ｂは、円周方向
に間隔をおいた少なくとも３つの柱４４によって互いに
接続する。柱４４はスタイラスホルダとプローブ本体と
の間の負荷経路において相対的に弱い領域を形成する。

従って、スタイラスに力が加わったときの負荷経路にお
いて最大歪の領域を形成することになる。柱は軸４４Ａ
を有し、これらはプローブ本体の軸１６Ａに平行となフ
ている。

検出装置４６は細長い半導体歪ゲージの形態で、柱の各
々に装着され、各々の歪ゲージは、その軸４６Ａを柱の
軸４４＾に対してθだけ傾けて位置づけられる。これら
構成によって、歪が引張り、圧縮あるいは捩り、または
これらの合成されたもののいずれであっても、柱に歪が
生じたとき歪ゲージのいずれも検出信号を供給し得るも
のとなる。

柱の寸法ｄ、ｂ、およびｌ、柱の数および構造３６の外
周における柱の位置を適切なものとすることにより、歪
ゲージ軸が傾いていることと相俟って最大にその効果を
発揮するものであり、極めて高い感度を得ることができ
、かつ機械の振動や加速による誤ったトリガを回避する
という相反する要請をも満足できる。また、これら構成
はスタイラス２２の任意の１つにおける力の作用の全て
の方向で先行変位のばらつきを最小にもする。

実際的なプローブ構造の一例としては、各々０．５ｍｍ
の長さの３つの柱が構造３６の周上に等間隔で配設され
、各々の柱には半導体歪ゲージが装着されてし）るもの
である。これらゲージの縦重山はゲージの装着された各
々の柱の軸に対して２５度傾けられている。このプロー
ブでもって、スタイラス２２の先端に作用する力の方向
にかかわらず、スタイラスのプラスあるいはマイナス０
．５ミクロンの動きでトリガ信号を生成することが可能
である。

センタが図の０で示す位置にあり、５１で示される半球
状のエンベロープに格納されたスタイラスが水平、垂直
あるいは他の任意の位置のいずれであっても上述したこ
とは可能である。プローブ本体１６の下部はスリーブ４
８によって被覆され、またゴムシール１４９によって密
閉される。これにより装置の損傷や塵埃の侵入を防止す
る。

感度のよい歪ゲージおよび短い柱を採用することにより
、構造３Ｂの相対的な剛性は高いものとなり、さらに誤
ったトリガをほぼ回避し、システムにおける機械的ヒス
テリシスを無視し得るものとなる。

装置の操作において、プローブは自身の装着された８１
械によって駆動され、ワークピース１２の表面へ移動す
る。５つの直交するスタイラス２２を有するスタイラス
クラスフを採用することにより、６つの直交する方向の
任意の方向において測定が可能となる。中間部材へのス
タイラスホルダの支持および構造３６への中間部材の支
持は動的なものであるので、従って全ての可動構造およ
び構造４０は、ばねの付勢力がスタイラスがワークピー
スの表面と接触することによるスタイラスに作用する変
位力に勝っているうちは、単一の固定構造とみなされる
からである。

このように、ワークピースとの最初の接触ではどのよう
なスタイラスの変位も単一の固定構造に生ずるような歪
をもたらし、これら歪は柱の部分で最大となるものであ
り、歪ゲージ４６によって検出される。歪ゲージからの
信号はワイヤ４７を介してプローブ本体内部の電気回路
５０に供給される。

上記検出では歪ゲージにおける抵抗の変化が検出される
ものである。電気回路５０はトリガ信号を生成し、この
トリガ信号はプローブの外部装置である第２の電気回路
（本例においては第５図のインタフェースユニットＩＦ
）に供給される。機械の測定装置に供給される前に、信
号はこの回路で処理されて、プローブの瞬間的な位置を
読取るためや機械を停止するために供される。ＰＩＵｔ
ａは瞬時に停止することができないから、機械が停止す
るまではスタイラスはさらに変位し、この変位は２つの
ばねのどちらかの付勢力が抗しきれなくなるか、あるい
はスタイラスホルダや中間部材がそれぞれの動的支持部
から浮き上がってしまうまで続けられる。この作用によ
って、プローブに損傷を与えることを防止するための機
械の６方向全てにおける付加的な制動動作ももたらされ
る。

付加的なフェイルセーフ構成として、休止位置からのス
タイラスの変位は電気回路４９によっても検出されるも
のであり、この回路４９は全ての半球要素３０を直列に
接続してスイッチ接点を構成する。これらスイッチは休
止位置にある座部要素２６．３４によって構成される。

かくの如くして、スタイラスの変位は座部要素の浮上を
もたらし、この浮上によって各々の接点は回路４９を開
放する。

この回路４９は電気回路５０に接続されており、回路５
０は回路４９の状態変化を検出する。

上述されたプローブは直交する軸±Ｘ、±Ｙおよび±Ｚ
の６つの方向に動作可能なスタイラスを有するものであ
るが、本発明は５つの方向にのみ動作可能なスタイラス
を有するプローブにも適用可能であることは明らかであ
ろう。すなわち、スタイラスが垂直下方（−２方向）に
動作不可能なものである。

また、固定および可動構造における座部要素の位置ある
いは相対的変位は種々のものとすることができ、本発明
の基本原理を離脱しない範囲で動的支持機構の構成を選
択できる。

電気回路５０の詳細を第４図を参照して説明する。３つ
の歪ゲージＳＧＩ　、ＳＧ２およびＳＧ３は供給電圧Ｖ
ｓと基準電圧ｖ０との間で抵抗Ｒ１，Ｒ２およびＲ３と
それぞれ接続される。供給電圧Ｖｓは直流電源ｖＤＣか
ら供給され、この供給電圧Ｖｓおよび基準電圧Ｖ。

はインタフェースユニットＩＦとそれぞれ接点Ｔ１およ
びＴ５でそれぞれ接続する。供給電圧は電圧レギュレー
タＶＲで一定値に調整される。上記各々の抵抗の値は各
々の歪ゲージに付加される公称抵抗と等しいものとされ
、これにより抵抗と歪ゲージとの間の分岐点Ｊｌ、Ｊ２
およびＪ３における公称電圧は０．５Ｖｓとなる。歪ゲ
ージで抵抗値が変化すれば、これら３ケ所の分岐点での
電圧が変化し、これら変化は増幅器ＡＩ、Ａ２および＾
３で増幅される。これらの増幅器は出力ＡＯＩ、ＡＯ２
およびＡＯ３を出力し、この出力はウィンドウコンパレ
ータＷｌ、Ｗ２およびＷ３にそれぞれ供給され、ウィン
ドウコンパレータはプローブからのトリガ信号を機械に
供給する。

歪ゲージの公称抵抗値から抵抗値の変動や製造仕様また
はドリフトにおける誤差あるいは環境条件に起因した誤
ったトリガ信号を回避するために、自動ゼロ調整回路（
ａｕｔｏ−ｚｅｒｏｔｎｇｃｉｒｃｕｉｔ）が組込まれ
ており、この回路は増幅器の各々からの出力を０．５Ｖ
ｓとする。ここではただ１つの増幅器、例えばＡｌにつ
いて自動ゼロ調整回路の説明をする。

この説明では０．５Ｖｓはゼロとされる。

増幅器ＡＩの電圧出力ＡＯＩは相互コンダクタンス増幅
器Ｔｅｌの電圧入力の１つに接続しており、ＴＣＩへの
他の電圧入力は０．５Ｖｓである。

電流入力Ｉａもまた増幅器ＴＣＩに供給され、ＴＣＩの
出力ＴＣＯ１、これは電流出力であるが、電圧入力ＡＯ
Ｉ　と０．５νＳとの差および電流人力１ａに従う。相
互コンダクタンス増幅器ＴＣＩの作用は以下のようなも
のである。すなわち、上記入力端子の差あるいは電流１
ａがゼロの場合、出力ＴＣＯＩはゼロとなる。出力ＴＣ
ＯＩはコンデンサＣ１を介して電位０．５Ｖｓおよび増
幅器Ａ１の人力の両方と接続している。

増幅器Ａ１の入力はハイインピーダンスとなり、これに
よって電流出力ＴＣＯＩはコンデンサＣ１へ流れ込み、
その電位を変化させて増幅器Ａ１に電圧入力を供給する
。これらのことから、増幅器層１からの出力がゼロに維
持される間は増幅器ＴＣＩからの出力ＴＣ：０１がゼロ
であるが、歪ゲージの抵抗が変化すれば分岐点Ｊ１の電
圧が変化し、増幅器ＡＩからの出力ＡＯＩを生成すると
いうことが理解される。このことは、ひるかえって、増
幅器ＴＣＩからの出力が生成されることであり、この出
力はコンデンサＣ１からの増幅器へ１に対する補正電圧
入力を生成し、さらにこの補正電圧入力は増幅器ＡＩの
出力をゼロにしようとするものである。

サフィックス２および３を有する同一文字を付した同様
の部分は、それぞれ、歪ゲージＳＧ２およびＳＧ３の自
動ゼロ調整回路を構成するが、これら回路については詳
述を行わない。ひとたび増幅器層、八２および八〇の出
力が安定すると、どの歪ゲージ出力に、どの方向にいか
なる変化が生じても、各増幅器出力に変化を生じさせる
ものとなる。この変化は、公称で＋１００ｍＶおよび一
１００ｍＶに設定されているウィンドウコンパレータＷ
ｌ、Ｗ２およびＷ３のしきい値より犬であれば、増幅器
出力が正であったか負であったかに拘らず、ウィンドウ
コンパレータの論理をハイからローにスイッチングする
であろう。どのコンパレータが「ロー」となっても、そ
れはすべてのコンパレータを接続した接読点ＪＣを「ロ
ー」にする。「ロー」信号はインバータ■を介し、端子
Ｔ２に結合した電子回路から「プローブトリガ」信号と
して通常の論理「ハイ」の出力がなされる。

プローブがスイッチオンされたときには、自動ゼロ調整
回路が比較的速やかに動作して増幅器Ａｌ、Ａ２および
Ａ３の出力を安定させるのが望ましい。しかし、プロー
ブの動作中には、増幅器からの信号は、それらがウィン
ドウコンパレータをトリガするのに必要なしきい値レベ
ルに達するまでは自動ゼロ調整回路によってゼロにされ
ることはない。自動ゼロ調整回路の動作速度はそれゆえ
可変でなければならず、そしてこれは電流１ａをハイレ
ベルからローレベルに変更することによって実現できる
。

高速モードで動作させるためには、起動回路Ｓに約３秒
にわたって定常的にハイレベルの直流電流を発生させ、
高電流人力１ａを相互コンダクタンス増幅器の各々に供
給する。従って、増幅器ＡＩ。

Ａ２またはＡ３のいずれからでも出力がある間は、各増
幅器ＴＣＩ、ＴＣ２またはＴＣ３の出力がハイとなり、
コンデンサＣ１，Ｃ２またはＣ３を速やかに充電させ、
これによって増幅器ＡＩ、Ａ２またはＡ３に電圧入力が
与えられて接続点Ｊｌ、Ｊ２およびＪ３からのいかなる
人力も無効とされる。

低速で動作させるためには、発振回路ＯＣから電流Ｔａ
を供給させる。この回路としては、高いマーク・スペー
ス比（ｈｉｇｈ　ｍａｒｋ　５ｐａｃｅ　ｒａｔｉｏ）
で直流電流パルスを発生する能力、例えば約５５０：１
で電流レベルＩａを低減化するような能力があれば、公
知のいかなるものも用いることが可能である。

発振器出力は加算点Ｊ４に供給される。従って、自動ゼ
ロ調整電流入力は、相互コンダクタンス増幅器の出力が
ゼロとなる間の短いパルス期間においてのみ有効となる
。これによりコンデンサは、増幅器ＡＩ、Ａ２およびＡ
３からの出力があるとぎには短くバーストする電流の供
給を受け、コンデンサの充電速度は著しく減少する。こ
の減少によって、自動ゼロ調整を低速化し、プローブ動
作中に歪ゲージ出力が変化するときに、ｌ／１０の速度
とすることができる。

このように電流１ａを減少させる方法の利点は、直流電
圧Ｖｓから低電流１ａを生成するときに必要とされる高
抵抗を要しないことである。発振器により作り出される
平均値の低い電流によって、低平均の電流を供給する限
りは小型で低い容量のコンデンサの使用が可能となる。

プローブがトリガされた後に、自動ゼロ調整回路は、ス
タイラスがたわんでいる間に増幅器Ａｔ。

Ａ２およびＡ３の出力が減少してウィンドウコンパレー
タのしきい値以下の値となるのを妨げることは禁止され
る。これは、可動構造がその休止位置に復帰したかのよ
うな誤った指示を機械に与え、そしてワークピースから
スタイラスが係合解除されて可動部材がその休止位置に
復帰するときに誤ったトリガ信号を発生させることにな
るであろうからである。ゼロ調整回路を抑制するために
、接続点ＪＣとの連結ＩＮを施し、発振回路ＯＣに対し
てウィンドウコンパレータがトリガ信号を発生している
ときにはその動作を禁する信号を供給する。プローブの
可動構造がその休止位置に復帰し、ウィンドウコンパレ
ータ出力がローからハイに戻った状態になったときに、
出力信号の変化は自動的に禁止信号を解除する。

ひとたび禁止信号が生じると、プローブはスタイラスを
伴ってそのたわみが生じた位置から遠く移動していって
しまうので、外部リセット能力が必要である。このよう
な状況では、コンデンサ（：１．Ｃ２またはＣ３から放
電が生じ、それぞれの増幅器＾１．＾２およびＡ３への
電圧入力が変化してしまい、そしてプローブがワークピ
ースから引戻されてスタイラスがその休止位置に復帰す
るときに、回路はトリガされた状態を指示し続けること
になるであろうからである。それゆえ、リセット回路Ｒ
Ｓを設け、プローブが１０秒以上たわんだままになった
ときには必ず、リセット回路が信号Ｒ５Ｉにより賦活さ
れるようにして、速やかに自動ゼロ調整状態を得るべく
ハイレベルの直流電流Ｉａを再供給するようにする。

回路５０にはさらに、ウィンドウコンパレータのし渉い
値制御口路ＴＣを付加する。これは、プローブが操作間
に急激に移動させられたときに、プローブの衝撃的負荷
のために生じる回路のサージを防止すべく、コンパレー
タをスイッチングしてハイゲインからローゲインとする
ことが可能である。この回路は、回路Ｓと同様に、イン
タフェースユニットからの信号ＴＣ５によって作動する
。

付加回路４９を設けて、付加的なスタイラス変位信号を
端子Ｔ２に供給するようにしてもよい。回路４９は一端
を基準電圧ＶＯに接続し、他端を抵抗器Ｒ［ｌを介しイ
ンバータＩに接続しである。抵抗器ＲＤと供給電圧Ｖｓ
との間にはプルアップ抵抗器ＲＰを設けである。回路４
９を設けるときには、インバータに対しく１／２）　Ｖ
の新たな基準電圧が供給されるように抵抗器ＲＤの値を
定める。スタイラスが変位して回路４９が開放されると
、プルアップ抵抗器ＲＰはインバータ基準電圧を引き上
げてＶｓとし、機械に信号を送出させる。

本発明の一実施例においては、リセット回路Ｒ５および
しきい値制御回路ＴＣの操作は機械もしくはインタフェ
ースユニット（図示はしないが、それ自体公知である。

）の話制御回路から行う。これら制御回路は通常供給電
圧より小さい電圧で動作し、端子Ｔ３およびＴ４でプロ
ーブに各別の外部接続を要する。プローブと機械または
インタフェースとの間のすべての伝送はプローブにただ
２つの外部接続を施すことによってなされる。これによ
ってプローブは従来のプローブと交換可能なものに作成
できる。

このためには、プローブとインタフェースユニットとの
間でこのような接続を第５図に示すように変形してもよ
い。ここでは、図に示すように、端子Ｔ１を端子ＥＴＩ
に直接接続するとともに、端子Ｔ５を端子ＥＴ２に接続
しである。ＥＴＩおよびＥＴ２はプローブ上ただ２つの
外部端子として形成され、ここでインタフェースに対す
る送受信が行われる。端子Ｔ２からのプローブトリガ信
号は電子スイッチユニットＥＳおよび負荷抵抗器ＲＬを
介して端子ＥＴＩに接続する。端子Ｔ３は端子ＥＴ２で
基準電圧ラインｖ０に接続され、従ってリセット回路は
有効にインキャパシティト（ｉｎｃａｐａｃｉｔａｊｉ
ｎｇ）される。端子Ｔ４は端子Ｔ１の上流、すなわち電
圧レギュレータＶＲの上流の供給源に接続する。

これにより、プローブとインタフェースユニットとの間
のすべての２方向伝送は、以下の如く達成される。

その通常レベルがＶＳである供給電圧によって、プロー
ブはハイゲインモードに設定され、「休止」（“ｑｕｉ
ｅｓｃｅｎｔ”）電流ＩＱはプローブを巡り、インタフ
ェースユニットに至る。プローブがトリガされると、信
号は電子スイッチＥＳを動作させ、電流が一層負荷抵抗
器ＲＬに流れる。この増加した電流は、インタフェース
ユニットによって供給源に直列接続した低抵抗値の抵抗
器Ｒの反対側の電圧の増加分として検出される。抵抗器
Ｒと並列に設けたコンパレータＣはこの増加を検知し、
出力ＣＯを発生する。この出力ＣＯをインタフェース内
で適切に条件づけし、機械に受容させて、機械を停止し
て測定値読取りが行われるようにする。プローブのスタ
イラスが休止位置に復帰すると、スイッチＥＳは消勢さ
れ、電流はＩｑに戻る。

ウィンドウコンパレータにおいてゲインの変更が要求さ
れるときには、供給源からの電圧を公称３ポルト増加し
てＶＳＩ　とし、端子Ｔ４に信号ＴＣ５を供給してしき
い値制御回路ＴＣを起動する。端子子４は電圧レギュレ
ータｖＲの上流で供給源に接続されているので、ＶＲの
下流の回路は影響を受けない。

レギュレータＶＲがプローブ回路に一定電圧ｖＳ与え、
休止電流ＩＱが影響を受けないからである。

リセット動作を得るには、供給電圧を短期間はぼゼロに
まで減少させ、続いてｖＳのレベルまたはより高いＶＳ
Ｉに戻す。これが起動回路Ｓを動作させ、リセット動作
を行わせる。

第５図中右側部分は電圧変化を得るための電気回路の一
例を示す。ここでは、まず人力部１７Ｐと出力部０／Ｐ
　とを有する電圧レギュレータＶＲ２を抵抗器Ｒと電源
ｖＤＣとの間にさらに設けである。

このレギュレータは、例えば１Ｍ３１７　という名称で
市販されているもののような公知の構成であり、３つの
電圧レベル、すなわちレギュレータの検出入力Ｓ２に通
用される電圧を変更するスイッチＳ１およびＳ２の状態
の変化に基づいて要求される３つの電圧レベルを与える
べく、予めプログラムされている。スイッチは機械制御
用のコンピュータＭＣの制御の下に開放または閉成され
る。コンピュータＭＣは、機械が操作される環境に応じ
て電圧の変更に必要な値を決定するものである。参照符
号ＲＩＯ。

Ｒ１１およびＲ１２で示す構成要素は抵抗器であり、回
路を形成するためのものである。

以上では、ワークピースとの接触に応じて信号を得る歪
ゲージを用いたプローブについて本発明を説明したが、
本発明に適合する装置上の外部回路とプローブの内部回
路との間でただ２つの電気的接続を有し、プローブに対
して、並びにプローブからの伝送が可能なものであれば
、本発明はより広く適用で籾るのは勿論である。他のプ
ローブとしては、例えば、我が英国特許第１，４４５，
９７７号に開示されたような機械的スイッチ型のもので
あってもよいし、あるいは本明細書中第１図ないし第３
図に示したプローブの代りに光学的なプローブを設けて
もよい。

また、上述の好適実施例では、インタフェース回路にお
いてプローブの状態変化によって生じる電流変化を検知
し、プローブ回路に対してインタフェース回路から異っ
たレベルの電圧を供給するようにしたが、この構成は、
逆に、インタフェースからプローブに対する定電流供給
源を用い、これを異ったレベルでスイッチ可能とし、さ
らにインタフェース回路においてプローブの状態変化に
従った電圧変化を検知するようにしてもよいのは明らか
である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、プローブを伝送
ユニットないしはインタフェースに接続するためにプロ
ーブに要求される外部の電気的接続本数を減少し、２木
とすること、すなわち送信用の１木と受信用の１木とに
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプローブの正断面図、第２図はプ
ローブにおける可動部の支持の態様を示す第１図のＩＩ
　−ＩＩ断面の平面図、第３図は柱に組み合された本発
明の歪検出要素を拡大して詳細に示す外観図、 第４図はプローブにおける信号発生システムの電子要素
を示す回路図、 第５図はプローブと、機械のインタフェースユニットと
の接続を示す回路図である。 ｌＯ・・・プローブ、 １２・・・ワークピース、 １４・・・ベース、 １６・・・本体、 １６Ａ・・・軸、 １９・・・可動構造、 ２０・・・ホルダ、 ２２・・・スタイラス、 ２４・・・三角中央板、 ２６・・・座部、 ２８・・・中間部材、 ３６・・・環状固定構造、 ３８・・・ばね、 ４０・・・三角固定構造、 ４４・・・柱、 ４６・・・検出装置、 ４９．５０・・・電気回路、 ＳＧＩ　、ＳＧ２　、ＳＧ３・・・歪ゲージ、Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３・・・抵抗器、 ＣＩ、ｆｌ：２．Ｇ３・・・コンデンサ、Ａｌ、Ａ２．
Ａ３・・・増幅器、 Ｗｌ　、Ｒ２）Ｒ３・・・ウィンドウコンパレータ、Ｔ
ＣＩ　、ＴＣ２）ＴＣ３・・・相互コンダクタンス増幅
器、ｖト・・電圧レギュレータ、 ＤＣ・・・発振回路、 Ｉ・・・インバータ、 Ｓ・・・起動回路、 Ｒ５・・・リセット回路、 ＴＣ・・・しきい値制御回路、 Ｔ１〜Ｔ５．　ＥＴＩ、ＥＴ２・・・端子、１Ｆ・・・
インタフェースユニット・ 手糸売ネ甫正書（方式） 昭和６２年７月３１日 特許庁長官　　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 特願昭６２−１００，２５４号 ２）発明の名称 測定装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 レニショウ　パブリック　リミテッド　カンパニー４、
代理人 〒１０７ 東京都港区赤坂５丁目１番３１号 第６セイコービル　３階 昭和６２年７月１日（発送日：昭和６２年７月２８日）
６、補正の対象 図面全図 ７、補正の内容 願書に最初に添附した図面の浄書・別紙の通り（内容に
変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ワークピースに対する相対的な座標位置を決定する
   ための測定用プローブと、該プローブの内部回路と、前
   記プローブの外部の電気回路と、前記回路の電源と、前
   記回路間の電気的接続部材とを具えた測定装置において
   、 前記回路のいずれか一方には、他方の回路によって伝え
   られた電圧の変化に応じてその一方の回路内で用いる出
   力を発生する手段を設け、前記回路の他方には、前記一
   方の回路によって伝えられた電流の変化に応じてその他
   方の回路内で用いる出力を発生する手段を設けることに
   より、前記回路間の電気的接続部材を２つのみとしたこ
   とを特徴とする測定装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の測定装置において、前
   記電源は前記外部の電気回路内に直流電源を有し、前記
   外部の電気回路にスイッチ手段を設けることにより、前
   記外部の電気回路の電圧出力を複数の異ったレベルにス
   イッチ可能としたことを特徴とする測定装置。 ３）特許請求の範囲第２項記載の測定装置において、装
   置の制御システムを具え、前記スイッチ手段は前記制御
   システムの制御の下に操作されることを特徴とする測定
   装置。 ４）特許請求の範囲第２項記載の測定装置において、前
   記内部回路は、前記外部の電気回路からの電圧供給に従
   って駆動される要素群であって、前記プローブの前記内
   部回路内の他の要素群の機能を制御する要素群を有する
   ことを特徴とする測定装置。 ５）特許請求の範囲第１項記載の測定装置において、前
   記内部回路は前記プローブが前記ワークピースと接触し
   たときにその内部を流れる電流を変化させる手段を有し
   、前記外部の電気回路は電流の変化の検知に応じて装置
   の制御システムに伝達すべき出力信号を発生する電流検
   知手段を有することを特徴とする測定装置。 ６）特許請求の範囲第５項記載の測定装置において、前
   記プローブは装置への取付を行う固定部分と、前記固定
   部分上の休止位置に保持され、前記プローブが前記ワー
   クピースと係合したときにバイアス手段の作用に抗して
   そこから変位する可動部分とを有し、前記内部および外
   部の電気回路は、前記プローブが前記休止位置にあると
   きには前記電源からの所定の第１電圧の下で第１の休止
   電流レベルを生じ、前記可動部分が前記休止位置から変
   位したときには第２の電流レベルを生じるように組合さ
   れていることを特徴とする測定装置。