TW200416379A - A coordinate measuring device with a vibration damping system - Google Patents

Description

zuuhioj iy 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於具一探針之座標剛量裝置， 以接觸被測量之物件之感測組件·、、私八具―用 結之支撐單& · ，— ？亥針經由彈性構件連 侍早兀，以及猎由在傳導 旰運 針阻卻振動之磁鐵構件。 度渦電流而使該 【先前技術】 此—裝置揭示於]3匕八 係由力、 中’裝置中之彈性捲从 :…分別得以移動感❸且件… 成。各彈簧元件均具有—片斤、人、、、' 件&兩弹黃元件組 導材料之移動得以於 二:場中之傳導材料，故傳 卻動作。 ，、 渦笔流，造成對該移動之阻 在厓標測量裝置中慣常使用 * 有一針，复末^ 、戒邊觸探針。此探針可具 ，、禾崎具有一般為藍窨 、丄 被測量物件間 /、衣〈向精確球。該針與 J、、、工由孩感測組件拉 物件之相對位置 ^ 在已知支撐單元與 觸時，可藉由檢測感測組㈣支；：件表面上之特定點接 量出物件表面上之特定點位冒牙：兀之相對位置，而測 感測組件之俨w於 ♦即二度空間座標）。 ^置測係指測量咸 厓標），並進—步、、目彳b y 〜、川、，且件< 位置（三度空間 此係以六产自由Λ 件之方位（三度空間座標）。因 可具有藉由附接於 置為測量該位置，針 因針歲支广 牙早疋《檢測構件檢測之檢測組件。 ”支彳牙早凡間為彈性構件相 組件振動可能導致與賴物件之感測 - 早几有關义針振動。此振動可能 88873 200416379 引入測！誤I ’在振動被阻卻至一可 —特定沉靜時間内降低這些誤差。又^期間，需於 【發明内容】 本毛月（—目的在提供-種以有效JL具效率之 針振動之座標測量裝置。 万式阻郃 為達此目的，該彈性構件包括至少一由 狀彈簧，使得該磁鐵構件於該葉狀彈 ，枓製〈葉 具感測組件之針«亦將導致該葉狀^^電流。 ^㈣w黃時，將於葉狀彈簧之傳㈣ ^ 現。由於材料夕道兩α ; 產生/咼黾 而針振動、寸“，渦電流具有對葉狀彈簧移動，進 蜂黃中產生，故無需具傳導材料之附加元件。牛疋某狀 因;，狀二簧”表示法具廣義解釋。葉狀彈簧甚至可為桿狀， 口#义言曲可造成彈性力。 道乾傳導材料具高料性並係非磁性，使得磁場不致對傳 較佳Q材料可為非磁性鋼’亦即含約m跑之 鋼但傳導材料為錯或銘合金，或銅或銅合金較佳。 之體實施例中，一葉狀彈簧包括包括彼此傾斜置放 义兩邰分，其中—外部連結至支撐單元，一内部連結至針 邊兩邙份可位於大致相同平面中。該外部之橫向剖面積 、内4之桓向剖面積較佳。若葉狀彈簧之兩部分厚度 相同’則葉狀彈簧之該外部之寬度Ή該内部之寬度。 在一較佳具體實施例中，彈性構件包括由一片材料製之 多個葉妝强_ ! ., 只’例如一片鋁。該片厚度介於〇.〇5與〇_5毫米 88873 200416379 間’利用厚〇.18毫米者可獲得良好效果。彈筈έ 、 連結部之蔞狀揮竺 i 士 μ 3、、、且件’亦即具 它將材料自片狀材料移除之方法均可取而寸代^乍，但任何其 彈簧組件之葉狀彈簧之組態為轉動又。 彈簧組件之平面之對稱轴較佳。多:彈f具有垂直於 簧組件之中央部周圍，具感測組 :坪黃因而位於彈 。因此，葉狀彈菁之内端附接於針，；接於其中央部 元。 T 外、則附接於支撐單 在—較佳具體實施例中’彈性 兩 ，各彈簧組件均具葉狀彈簧，同時彈菁組件 件間。久® @ 4 & 争兹鐵構件位於兩彈簧組 得彈菁組件相互平行較佳。磁錢構 夕個某狀彈菁，使 產生磁Ρ你，田々 4構件因而於磁性構件兩側 ㈣，使得各彈簧組件均位於磁場之—中。 知ΓΙ!組件之組態為相互平行’且各具葉狀彈菩者，已 知係出自US-A-5259122。豆中才I、』 ，、 之黏液之阻卻構件。〃 n括位於兩彈性組件間 此具體實施例中’磁鐵構件包括多個永久磁鐵。 磁鐵係併於—非磁…4戍。種鐵合金。較佳為永久 m η非磁性材料板中，例如塑膠中，在此情況下 豕可延伸於該板兩側。 永久磁鐵位於一卩圭而丨由 4 鐵陣列可相互^ 佳。兩或多個此磁 面 ' 千仃且相鄭，因而實際上產生一永久磁鐵平 平二磁鐵：平面或陣列與須產生滿電流之各葉狀彈簧 茉狀洋更與磁鐵間距應小，但須有足夠空間供葉狀 88873 200416379 彈黃移動之用。 在-較佳具體實施例中，該永久磁鐵之磁轴位於該板之 平面中，並與陣列垂直，磁鐵哮列寬度可等於在此配置中 之相關葉狀彈簧寬度。 本發明進一步關於一種測量一物件位置之方法，藉以使 得該物件為-探針之針接觸，該探針包括具感測組:之針 ，經由彈性構件連結於該針之支撐單 及精由在傳導 1料中產生渦電流而使該針阻卻振動之磁鐵構件，其中該 彈欧構件包括至少—由傳導材料製之葉彳n以及其中 該等磁鐵構件於該葉狀彈簧中產生渦電流/ ’、 【實施方式】 圖1顯示具一由例如花崗石製之基座】之座標測量裝置 ^基座i上具有可相對於基底i於一方向上（y方向）移動之 弟—堂2,如箭號3所示。測量尺4顯示第一臺2相對於 之線性位置。 、 第二臺5可相對於第一臺2於一方向 万向）移動，如箭號 一厂測量尺7顯示第二臺5相對於第一臺2之線性位置。第 二堂8可相對於第二臺5於一方向匕f 一 万穴上（Z万向）和動，如箭號9所 不二測量尺1〇顯示第三臺8相對於第二臺5之線性位置。 ”罘二堂8下端載有一探針，其包括附接於第三臺8之支杏 單元13，以及自支撐單元13向 牙 r k狎又針14。針14下端載 有：用以接觸被測量物件15之感測組件（未示㈣ ㈣性構件（例如彈簧構件）連結至支撐單元13，故針 相對於支撐單元13移動。 88873 200416379 對藉^第—、、第二與第三臺2、5、8之相對移動，及可於相 t…（任何給定位置置放探針13、14。此位置可由三 測 I 尺 4、7、10 μ 士 A τ 1(3上< 苓測量值得知。 被測物件15位於座標測量裝置之基座丨上 由測量在物件15外表 Ρ 精 表面上炙特疋點之實際位置，即可決定 物件15之幾何外型。 [」次疋 為知行此測量’以針 ㈧、△ 表面上之相關點之、Π (感測組件）田比鄰倚於物件15 、14為之；:―万；藉由移動臺2、5、8而移動探針13 俾得以計算物件15矣；I支心早兀相對位置， 不同點重覆此叫二相關點位置。對物件15表面上 圖2顯^以支里_ ^定物件15之幾何外型° 及附接於柄17下端之^單元13,其中該針包括—柄17 以藍寶石球^ 件I感測組件18呈球形，並 A轉性構件19騎於支撐單㈣中，使。 仔以隨支禮i ;彳Q 便件柄1 7 01[, 私動。若感測組件1 8毗鄰物件丨5妾 則柄17將自其垂直位置偏移。 卩物件15表面， 、柄1 7相對於支撐單元1 3轉動（或移動），故 =處Γ測組件22將依感測組件18之移動而移動"T7 之檢:=以=檢=件22與支撐單幻3之相對位ΐ 精由測里檢測組件2 2位，、 測組件18位置。 仔以計算感 圖3顯示探針之檢測構件”之一具體實施例。柄 、分別攜載感測組件18與檢測組件22。如 下端與 ' ^ 5 ^ w 88873 -10- 200416379 測量之檢測組件22位置計算感測組件18位置。檢測組件22 位置包含檢測組件22所在處及其方位。 將檢測組件22製作為具有三個傾斜三角反射表面％之金 竽塔。自前端經由三光纖32與三透鏡系統33提供三雷射光 束31。二雷射光束31各指向檢測組件22之三個三角鏡之 一。三束雷射光束35為鏡30反射，併為三檢測器螢幕％接 收。二檢測益螢幕3 6分別測量雷射光束撞擊 檢測卿之所有部件：光纖32、透鏡 勞幕36均固定於支撐單元13中。因此，可自出自三檢測哭 螢幕％之資料，亦即自雷射光束35撞擊各檢測器螢幕邮 置一計f檢測組件22位置。在已測量檢測構件22位置後，即 可計算感測組件1 8位晉，蒜a、》w 置猎以決疋被測物件1 5表面上之相 關點。 相 圖4顯示彈簧組件之一第一 罘 ί旦男她例。弹黃組件為可構 '柄17與支撐單元13間連結之三葉狀彈菁μ之組合。彈簧 組件係由平坦材料片（板）製成，厚度為例如0.18毫米。移除 片狀材料以保留-環42、三葉狀彈簧41及一中央部Μ。環 42可附接於支撑單元】 中央部43可附接於柄1 7，如此一 來’三葉狀彈簧41之 弔性知ί疋供支知早元13與針1 7、1 8間 之彈性連結。 Ί 圖 5 頭 7J： — # ^4： , 平陘弹更組件。此處之環42經三葉狀彈簧41 連結至中央部43，γ > 、Ό具兩部分，以及外部44與内部45。 此弹黃組件亦係由材料 ^ 啤何杆片製成，例如鋁平板。 圖6頭示一非磁性材 竹十板46，例如塑膠。板46為與圖5 88873 200416379 所示彈簧組件直徑相同之圓形。接近板46周圍（邊緣）處具有 厚度較板46的其它部分後之環形區〇。板仏中央部具有一 孔48 〇 在板46之材料中，具有嵌入之六陣列49、5〇，其各係由 多個永久磁鐵組成，使得陣列49、5〇之位置及大小與圖5之 葉狀彈I 44、45之位置及大小相對應。三陣列的與葉狀彈 簧之外部44寬度相同，三陣列5〇則與該葉狀彈簧之内部45 見度相同。嵌入永久磁鐵，使之顯現於板46表面而位於板 兩i則。 - i 圖7顯示下端具一感測組件丨8之柄丨7。其上端攜載一檢測 組件22，例如同圖3所示之金字塔所形成者。接近檢測組件 22處，附接柄17於彈性構件19之中央部。彈性構件包括 兩相互平行之彈簧組件52(如圖5所示），且部份係以剖面示 足。在兩彈簧組件52間具有一板46(如圖6所示）。由於板* 之環形厚部47，故具有兩彈簧組件52與板46間之特定預定 距離。在彈性構件19之中央部中，套管53位於柄Η周圍， 以、准持兩彈黃組件5 2相間。兩彈簧組件5 2與套管5 3連纟士於 柄1 7，例如膠結在一起。彈性構件丨9週邊附接於支撐單元 1 3，未示於圖7。 在彈性構件19中，兩彈簣組件52之六葉狀彈箬 。圖5)延伸於板46兩側（示如圖6)，使得葉狀彈簧之部料接 近水久磁鐵之陣列49，葉狀彈簧之部45則接近永久磁鐵之 陣列50。當相對於板46移動葉狀彈簧料、45 > 久磁鐵 4 9、5 〇之磁場將於板4 6兩倒處之葉狀彈簧4 4、4 ς女 ” 產 88873 12 200416379 生渦電流，且葉狀彈簧之移動將因葉狀彈簧材料之導電性 而受阻。 上述座標測量裝置之具體實施例僅為範例，尚有其它許 多此之具體實施例均屬可行。 【圖式簡單說明】 以上藉由座標測量裝置之一具體實施例之描述並參閱圖 式，對本發明做較詳細之描述，其中： 圖1係座標測量裝置之透視圖； 圖2顯示一探針； ： 圖3顯示檢測構件； 圖4顯示彈簧組件之第一具體實施例； 圖5顯示彈簧組件之第二具體實施例； 圖6顯示具永久磁鐵之板；及 圖7顯示彈簧組件以及具磁鐵之板之組合。 圖中僅係具體實施例之概略表示，其中並未顯示相關度 較低部分。 【圖式代表符號說明】 1 基底 2 第一臺 3 y方向 4, 7, 10 測量尺 5 第二臺 6 X方向 8 第三臺 88873 - 13 - 200416379 9 z方向 13 支撐單元 14 針 15 物件 17 柄 18 感測組件 19 彈性構件 22 檢測組件 23 檢測構件 30 傾斜三角反射表面 31 雷射光束 32 光纖 33 透鏡系統 35 反射雷射光束 36 檢測咨榮幕 41 葉狀彈簧 42 環 43 中央部 44 外部 45 内部 46 磁鐵構件 47 環形區 48 孔 49, 50 陣列 88873 -14- 200416379 52 彈簧構件 53 套管

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Claims (1)

1. 200416379 拾、申請專利範圍： 1. —種具一探針之座標測量裝置，其包括一具一用以接觸 被測量之物件（15)之感測組件（18)之針（14); 一經由彈性 構件（19)連結於該針（14)之支撐單元（13);以及藉由在傳 導材料中產生渦電流而使該針（14)阻卻振動之磁鐵構件 (46)，其特徵在於該彈性構件（19)包括至少一由傳導材料 I \葉狀彈黃（4 1 )，以及该等磁鐵構件（4 6)於該葉狀彈， (41)中產生渦電流。 2. 如申請專利範圍第1項之座標測量裝置’丼特徵在於該傳 導材料係一非磁性材料。 ’’· 3 ·如莉述申請專利範圍中任一項之座標測量裝置，其特徵 在於遠傳導材料係鋁或一鋁合金，或銅或一銅合金。 4. 如七述申請專利範圍中任一項之座標測量裝置，其特徵 在於一葉狀彈簧（4 1)包括彼此傾斜置放之兩部分，一外 部（44)連結至孩支撐單元（13)，一内部（45)則連結至該針 (14)。 5. 如前述申請專利範圍中任一項之座標測量裝置，其特徵 在於該彈性構件（19)包括多個由一片材料製之葉狀彈簧 (41)。 6·如前述申請專利範圍中任一項之座標測量裝置，其特徵 在於該葉狀彈簧(41)之組態為轉動對稱，並具一垂直於 該葉狀彈黃（4 1)之平面之對稱軸。 7·如前述^請專利範圍中任—項之座標測量裝置，其特徵 在於該彈性構件（19)包括各具葉狀彈簧（41)之兩相間彈 88873 200416379 簧組件（52) (52)間。 以及該磁鐵構件（46)位於該等 兩彈簧組件 8. 如中請專利範圍第7項之座標測量裝置，其特徵在於每個 彈簧構件(52)均包括多個由一片材料製之葉狀彈箬 ，同時該等彈簧構件（52)相互平行。 、 9. 如前述中請專利範圍中任—項之座標測量裝置，其特徵 在於該等磁鐵構件（46)包括多個永久磁鐵。 i〇.如申請專利範圍第9項之座標測量裝置，其特徵在於該等 永久磁鐵係哥於一非磁性材料板（々Ο中。： 11.如：清專利範圍第9或10項之座標測量裝置，其特徵在於 該等永久磁鐵位於一陣列（49,50)中，且彼此相鄰。 12·如申請專利範圍第10或11項之座標測量裝置，其特徵在 於該等永久磁鐵之磁軸位於該板（46)之平面中，並盥 等陣列（49, 50)垂直。 /、以 13·一種:量7物件（15)之位置之方法，藉以使得該物件（15) 為T探針之針（14)接觸，該探針包括具一感測組件（18) 之該針（14); 一該針（14)經由彈性構件（19)連結之支撐單 元（13);以及藉由在傳導材料中產生滿電流而使該針（14) 阻卻振動之磁鐵構件（46)，其特徵在於該彈性構件（19) 包括至少一由傳導材料製之葉狀彈簧（41)，以及該等磁 鐵構件於該葉狀彈簧（41)中產生渦電流。 88873