JPH07332914A - Touch signal probe - Google Patents
Touch signal probeInfo
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- JPH07332914A JPH07332914A JP13176394A JP13176394A JPH07332914A JP H07332914 A JPH07332914 A JP H07332914A JP 13176394 A JP13176394 A JP 13176394A JP 13176394 A JP13176394 A JP 13176394A JP H07332914 A JPH07332914 A JP H07332914A
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- contact
- measured
- vibrator
- angle
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はタッチ信号プローブに係
り、例えば三次元測定機等によって被測定物の形状等を
測定する場合に用いられるタッチ信号プローブに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a touch signal probe, and more particularly to a touch signal probe used when measuring the shape of an object to be measured with a coordinate measuring machine or the like.
【0002】[0002]
【背景技術】被測定物の形状、寸法等の測定を行う測定
機として、三次元測定機、輪郭測定機等が知られている
が、その場合の座標検出や位置検出を行うために、測定
機には被測定物との接触を検出するタッチ信号プローブ
が用いられる。BACKGROUND ART Three-dimensional measuring machines, contour measuring machines, etc. are known as measuring machines for measuring the shape and size of an object to be measured, but in order to detect coordinates and position in such cases, measurement is performed. The machine uses a touch signal probe that detects contact with the object to be measured.
【0003】タッチ信号プローブとして特願平4-324201
号に示されるタッチ信号プローブが提案されている。こ
のタッチ信号プローブは、スタイラスホルダと、このス
タイラスホルダに略中央部が支持されているとともに一
端に被測定物と接触する接触部を有する振動子と、この
振動子の略中央部に設置される圧電素子とを備え、振動
子の振動変化から接触部の被測定物への接触を検出する
構造である。ここで、前記圧電素子は振動子を軸方向に
振動させる加振手段と、前記振動子の振動変化から前記
接触部の被測定物への接触を検出する検出手段との機能
を有する。As a touch signal probe, Japanese Patent Application No. 4-324201
The touch signal probe shown in No. 1 has been proposed. This touch signal probe is installed at a stylus holder, a vibrator having a substantially central portion supported by the stylus holder and a contact portion at one end for contacting an object to be measured, and a substantially central portion of the vibrator. This structure is provided with a piezoelectric element and detects the contact of the contact portion with the object to be measured from the vibration change of the vibrator. Here, the piezoelectric element has a function of a vibrating unit that vibrates the vibrator in the axial direction and a detecting unit that detects the contact of the contact portion with the object to be measured from the change in the vibration of the vibrator.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】一般に、三次元測定機
等の測定機で知ることができるのは、接触部の中心位置
の座標値である。前述のタッチ信号プローブでは、検出
手段で検出される検出信号は接触部と被測定物との接触
情報を有するが、接触部と被測定物との接触位置までは
検出できないので、測定精度に限界があった。Generally, what can be known by a measuring machine such as a coordinate measuring machine is the coordinate value of the center position of the contact portion. In the above-mentioned touch signal probe, the detection signal detected by the detection means has contact information between the contact portion and the object to be measured, but the contact position between the contact portion and the object to be measured cannot be detected. was there.
【0005】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、接触部と被測定物との接触位置を
求めて測定精度が向上するタッチ信号プローブを提供す
るところにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a touch signal probe in which the measurement accuracy is improved by obtaining the contact position between the contact portion and the object to be measured.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、検出手段で検
出された検出信号と接触部の被測定物に対する押し込み
量との関係から被測定物と接触部との接触角を求めて前
記目的を達成しようとするものである。具体的には、本
発明のタッチ信号プローブは、一端に被測定物と接触す
る接触部を有しスタイラスホルダで支持された振動子
と、この振動子のスタイラスホルダに対する支持点を振
動の節にして振動子を振動させる加振手段と、前記振動
子の振動変化から前記接触部の被測定物への接触を検出
する検出手段とを有するタッチ信号プローブにおいて、
前記検出手段で検出された検出信号と前記接触部の前記
被測定物に対する押し込み量との関係から前記被測定物
と前記接触部との接触角を求め、この接触角に従って接
触位置を検出する接触位置検出手段を備えて構成された
ことを特徴とする。According to the present invention, the contact angle between the object to be measured and the contact portion is obtained from the relationship between the detection signal detected by the detecting means and the amount of pushing of the contact portion with respect to the object to be measured. Is to achieve. Specifically, in the touch signal probe of the present invention, a vibrator having a contact portion that comes into contact with an object to be measured at one end and supported by a stylus holder, and a support point of the vibrator for the stylus holder are vibration nodes. In a touch signal probe having a vibrating means for vibrating a vibrator by means of a vibrator, and a detecting means for detecting a contact of the contact part with the object to be measured from a vibration change of the vibrator,
Contact for determining the contact angle between the object to be measured and the contact portion from the relationship between the detection signal detected by the detection means and the amount of pressing of the contact portion with respect to the object to be measured, and detecting the contact position according to this contact angle It is characterized in that it is provided with a position detecting means.
【0007】ここで、前記振動子は、その振動方向が軸
方向となるように配置され、前記接触部が略球状に形成
されてもよい。この場合、前記接触位置検出手段は、前
記検出手段で検出された検出信号が所定の第1の信号レ
ベルに達したことを検出する第1のコンパレータと、前
記検出手段で検出された検出信号が前記第1の信号レベ
ルより低い所定の第2の信号レベルに達したことを検出
する第2のコンパレータと、前記第1の信号レベルに達
した時点より前記第2の信号レベルに達した時点までの
時間間隔を求める時間間隔計数手段と、前記接触部と前
記被測定物との間の相対的な移動速度と前記時間間隔と
の関係から前記被測定物と前記接触部との接触緯度角を
求める接触角判定回路と、を備えた構成としてもよい。
あるいは、前記接触位置検出手段は、前記第1及び第2
のコンパレータと、前記第1の信号レベルに達した時点
より前記第2の信号レベルに達した時点までの所定時間
毎に前記振動子の移動速度データを取り込み累積する速
度累積手段と、この速度累積手段の出力から前記被測定
物と前記接触部との接触緯度角を求める接触角判定回路
と、を備えた構成としてもよい。さらに、前記接触角判
定回路は、前記構成に加え、前記振動子を基準位置から
所定の方向(例えば、水平方向)に移動させて前記被測
定物と接触した第1の位置を検出し、その後、この第1
の位置と同一の緯度において第1の位置とは異なる第2
の位置を検出し、これらの基準位置、第1の位置及び第
2の位置からと前記接触部と前記被測定物との接触経度
角を検出する構成としてもよい。また、前記加振手段及
び検出手段は圧電素子から構成してもよい。Here, the vibrator may be arranged such that the vibration direction thereof is the axial direction, and the contact portion may be formed in a substantially spherical shape. In this case, the contact position detection means includes a first comparator that detects that the detection signal detected by the detection means has reached a predetermined first signal level, and a detection signal detected by the detection means. A second comparator for detecting that a predetermined second signal level lower than the first signal level has been reached, and from the time when the first signal level is reached to the time when the second signal level is reached The time interval counting means for determining the time interval of, the contact latitude angle between the object to be measured and the contact portion from the relationship between the relative moving speed between the contact portion and the object to be measured and the time interval. It may be configured to include a contact angle determination circuit to be obtained.
Alternatively, the contact position detecting means may be the first and second contact position detecting means.
Comparator, speed accumulating means for fetching and accumulating moving speed data of the vibrator at every predetermined time from the time when the first signal level is reached to the time when the second signal level is reached, and the speed accumulating means. A contact angle determination circuit that determines the contact latitude angle between the object to be measured and the contact portion from the output of the means may be provided. Further, in addition to the above configuration, the contact angle determination circuit detects the first position where the vibrator is moved from a reference position in a predetermined direction (for example, a horizontal direction) and is in contact with the DUT, and , This first
Second position different from the first position at the same latitude as the position
May be detected, and the contact longitude angle between the contact portion and the object to be measured may be detected from the reference position, the first position, and the second position. The vibrating means and the detecting means may be composed of piezoelectric elements.
【0008】[0008]
【作用】本発明では、測定にあたり、加振手段により振
動された振動子を被測定物に向けて所定速度で移動させ
る。振動子の接触部が被測定物と接触すると、前記振動
子の振動変化を検出手段が検出する。この検出手段で検
出された検出信号は、前記接触部が前記被測定物に対し
て押し込まれるに従って小さくなる。前記検出信号と接
触部の押し込み量とは、前記被測定物と前記接触部との
接触角により相違する。例えば、振動子の振動方向と被
測定物の被測定面とが直交する場合(接触角が90度)、
振動子の振動は機械的に変位を拘束されるので、接触部
の押し込み量が大きくなるに従って検出信号は急激に減
衰する。これに対して、振動子の振動方向と被測定物の
被測定面とが平行な場合(接触角が0度)、振動子の振
動は摩擦力により拘束されるだけなので、接触部の押し
込み量が大きくなっても、検出信号の減衰は緩やかであ
る。このように、前記検出信号と前記接触部の前記被測
定物に対する押し込み量との関係は、前記被測定物と前
記接触部との接触角に対応することから、押し込み量を
観察することにより接触角あるいは接触位置を検出する
ことができる。In the present invention, upon measurement, the vibrator vibrated by the vibrating means is moved toward the object to be measured at a predetermined speed. When the contact portion of the vibrator comes into contact with the object to be measured, the detecting means detects the change in vibration of the vibrator. The detection signal detected by the detection means becomes smaller as the contact portion is pushed into the object to be measured. The detection signal and the pushing amount of the contact portion differ depending on the contact angle between the object to be measured and the contact portion. For example, when the vibration direction of the vibrator and the measured surface of the measured object are orthogonal (contact angle is 90 degrees),
Since the vibration of the oscillator is mechanically restrained in displacement, the detection signal is rapidly attenuated as the amount of pushing of the contact portion increases. On the other hand, when the vibration direction of the vibrator and the measured surface of the object to be measured are parallel (contact angle is 0 degree), the vibration of the vibrator is only constrained by the frictional force, so Even if becomes larger, the attenuation of the detection signal is gentle. As described above, the relationship between the detection signal and the pushing amount of the contact portion with respect to the measured object corresponds to the contact angle between the measured object and the contact portion. The corner or contact position can be detected.
【0009】ここで、振動方向が軸方向となるように前
記振動子を配置し、接触部を略球状とし、かつ、前記接
触位置検出手段を、前記検出手段で検出された検出信号
が所定の第1の信号レベルに達したことを検出する第1
のコンパレータと、前記検出手段で検出された検出信号
が前記第1の信号レベルより低い所定の第2の信号レベ
ルに達したことを検出する第2のコンパレータと、前記
第1の信号レベルに達した時点より前記第2の信号レベ
ルに達した時点までの時間間隔を求める時間間隔計数手
段と、前記接触部と前記被測定物との間の相対的な移動
速度と前記時間間隔との関係から前記被測定物と前記接
触部との接触緯度角を求める接触角判定回路と、を備え
た構成とすれば、検出信号が第1の信号レベルと第2の
信号レベルとの間にある時に、その時間と前記振動子の
移動速度とから振動子の移動距離(押し込み量)を求
め、この移動距離(押し込み量)から接触緯度角を求め
る。例えば、押し込み量と接触緯度角との関係が予め作
成されたROMテーブルを接触角判定回路に備えてお
き、前述の移動距離(押し込み量)から接触緯度角を求
める。接触部の中心位置(座標値)は測定器本体から求
められ、接触部の半径は既知の値であるから、接触緯度
角が求まれば、接触部の接触位置が求まる。検出信号が
第1の信号レベルと第2の信号レベルの間にある時、振
動子の移動速度が一定の場合には前記時間間隔と移動速
度との積から押し込み量が計算できる。これに対して、
前記接触位置検出手段を、前記第1及び第2のコンパレ
ータと、前記第1の信号レベルに達した時点より前記第
2の信号レベルに達した時点までの所定時間毎に前記振
動子の移動速度データを取り込み累積する速度累積手段
と、この速度累積手段の出力から前記被測定物と前記接
触部との接触緯度角を求める接触角判定回路とを備えた
構成とすれば、振動子の移動速度が一定でない場合、第
1の信号レベルに達した時点より第2の信号レベルに達
する時点で所定の時間間隔で前記振動子の移動速度デー
タを取り込み累積すれば、押し込み量を求めることがで
きる。さらに、前記接触角判定回路を、前記振動子を基
準位置から所定の方向に移動させて前記被測定物と接触
した第1の位置を検出し、その後、この第1の位置と同
一の緯度において第1の位置とは異なる第2の位置を検
出し、これらの基準位置、第1の位置及び第2の位置か
ら前記被測定物と被測定物との接触経度角を検出する構
成とすれば、接触緯度角だけでなく接触経度角も求まる
ことになり、より正確な接触部の接触位置が求まる。Here, the vibrator is arranged so that the vibration direction is the axial direction, the contact portion is formed into a substantially spherical shape, and the contact position detection means detects a predetermined detection signal detected by the detection means. A first detecting that the first signal level has been reached
Comparator, a second comparator for detecting that the detection signal detected by the detecting means has reached a predetermined second signal level lower than the first signal level, and the first signal level is reached. From the relationship between the relative movement speed between the contact portion and the object to be measured and the time interval, the time interval counting means for obtaining the time interval from the time point when the second signal level is reached to the time point when the second signal level is reached. When a contact angle determination circuit for determining a contact latitude angle between the object to be measured and the contact portion is provided, when the detection signal is between the first signal level and the second signal level, The moving distance (pushing amount) of the vibrator is obtained from the time and the moving speed of the vibrator, and the contact latitude angle is obtained from the moving distance (pushing amount). For example, a ROM table in which the relationship between the amount of depression and the contact latitude angle is created in advance is provided in the contact angle determination circuit, and the contact latitude angle is obtained from the above-described movement distance (push amount). The center position (coordinate value) of the contact portion is obtained from the measuring device main body, and the radius of the contact portion is a known value. Therefore, if the contact latitude angle is obtained, the contact position of the contact portion can be obtained. When the detection signal is between the first signal level and the second signal level and the moving speed of the vibrator is constant, the pushing amount can be calculated from the product of the time interval and the moving speed. On the contrary,
The contact position detection means includes a first and a second comparator, and a moving speed of the vibrator at every predetermined time from the time when the first signal level is reached to the time when the second signal level is reached. If a configuration is provided that includes a velocity accumulating unit that captures and accumulates data and a contact angle determination circuit that obtains a contact latitude angle between the object to be measured and the contact portion from the output of the velocity accumulating unit, the moving velocity of the vibrator Is not constant, the pushing amount can be obtained by taking in and accumulating the moving speed data of the vibrator at a predetermined time interval from the time when the first signal level is reached to the time when the second signal level is reached. Further, the contact angle determination circuit detects the first position in contact with the object to be measured by moving the vibrator in a predetermined direction from the reference position, and then at the same latitude as the first position. If the second position different from the first position is detected, and the contact longitude angle between the object to be measured and the object to be measured is detected from the reference position, the first position and the second position, , The contact longitude angle as well as the contact longitude angle can be obtained, and a more accurate contact position of the contact portion can be obtained.
【0010】[0010]
【実施例】以下に、本発明に係るタッチ信号プローブの
好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に
説明する。図1は一実施例に係るタッチ信号プローブの
要部を示す一部斜視図である。図1において、タッチ信
号プローブは、スタイラスホルダ12と、このスタイラ
スホルダ12に略中央部が支持されているとともに上下
方向に振動可能な振動子14と、この振動子14の略中
央部に設置される圧電素子16と、この圧電素子16に
それぞれ接続された発振器18及び接触位置検出手段2
0とを備えて構成されている。前記スタイラスホルダ1
2は、中空の円筒状に形成され、その内側下端には前記
振動子14がその軸方向の略中心部の支持点に設けられ
たピン21によって支持されている。このスタイラスホ
ルダ12は、図示しない三次元測定機の移動軸に取り付
けられ、この移動軸が移動しながら被測定物との接触を
検出し、接触時の座標を読み取ることによって形状等を
測定する。The preferred embodiments of the touch signal probe according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a partial perspective view showing a main part of a touch signal probe according to an embodiment. In FIG. 1, the touch signal probe is installed in a stylus holder 12, a vibrator 14 whose substantially central portion is supported by the stylus holder 12, and which can vibrate in the vertical direction, and a substantially central portion of the vibrator 14. Piezoelectric element 16, an oscillator 18 and a contact position detecting means 2 respectively connected to the piezoelectric element 16.
It is configured with 0 and. The stylus holder 1
2 is formed in a hollow cylindrical shape, and the vibrator 14 is supported at its inner lower end by a pin 21 provided at a support point at a substantially central portion in the axial direction. The stylus holder 12 is attached to a moving shaft of a coordinate measuring machine (not shown), detects the contact with the object to be measured while the moving shaft moves, and measures the shape and the like by reading the coordinates at the time of contact.
【0011】前記振動子14は、その下端に測定時に被
測定物と当接する略球状の接触部14Aを有するととも
にその上端に前記接触部14Aと同重量のバランサー1
4Bを有する構造である。このバランサー14Bは、振
動子14の下端に接触部14Aが取り付けられているた
め、共振時における振動の節が振動子14の中心から離
れないように重量バランスをとり、かつ、タッチ信号プ
ローブの全体が振動子14の振動方向と交差する方向に
移動して加速度を受けた時に支持点回りのモーメントを
受けないようにするためのものである。従って、バラン
サー14Bは接触部14Aと同一の球であっても差し支
えない。The vibrator 14 has a substantially spherical contact portion 14A at its lower end which comes into contact with an object to be measured at the time of measurement, and the balancer 1 having the same weight as the contact portion 14A at its upper end.
It is a structure having 4B. Since this balancer 14B has the contact portion 14A attached to the lower end of the vibrator 14, the balancer 14B is weight-balanced so that the node of vibration does not separate from the center of the vibrator 14, and the entire touch signal probe. Is for preventing the moment around the support point from being received when acceleration is caused by moving in a direction crossing the vibration direction of the vibrator 14. Therefore, the balancer 14B may be the same sphere as the contact portion 14A.
【0012】前記振動子14には、前記圧電素子16の
取付部として一対の溝部14Cが外周部に切り欠かれて
形成されており、これらの溝部14Cにはそれぞれ同一
形状の2つの前記圧電素子16が接着剤等によって取り
付けられている。前記圧電素子16は、加振手段である
加振用電極16Aと検出手段である検出用電極16Bと
に二分されており、このうち加振用電極16Aは、前記
発振器18からの信号を受けて前記振動子14を軸方向
(図では上下方向)に振動させるものである。2つの圧
電素子16は同一電圧で同じ変形をするので、振動子1
4に振動が加えられ振動子14に軸方向(Z軸方向)の
振動モードが励起されることになる。検出用電極16B
は前記振動子14の振動変化から前記接触部14Aの被
測定物への接触を検出し、その検出信号を前記接触位置
検出手段20へ送るものである。The vibrator 14 is formed with a pair of groove portions 14C cut out in the outer peripheral portion as mounting portions for the piezoelectric element 16, and these two groove portions 14C each have the same shape. 16 is attached by an adhesive or the like. The piezoelectric element 16 is divided into a vibrating electrode 16A which is a vibrating means and a detecting electrode 16B which is a detecting means. Of these, the vibrating electrode 16A receives a signal from the oscillator 18. The vibrator 14 is vibrated in the axial direction (vertical direction in the figure). Since the two piezoelectric elements 16 undergo the same deformation at the same voltage, the vibrator 1
Vibration is applied to 4 and the vibration mode in the axial direction (Z-axis direction) is excited in the vibrator 14. Detection electrode 16B
Is for detecting the contact of the contact portion 14A with the object to be measured from the vibration change of the vibrator 14 and sending the detection signal to the contact position detecting means 20.
【0013】前記接触位置検出手段20の構成が図2に
示されている。この図において、この接触位置検出手段
20は、前記検出用電極16Bから検出される検出信号
の値が所定値か否かを比較する比較回路22と、この比
較回路22からの信号を受けて所定信号を送る論理回路
24と、クロック回路26と、このクロック回路26及
び前記論理回路24からの信号を受け一定条件の下で信
号を発生する加算器28と、この加算器28からの信号
を受けるゲート回路30と、このゲート回路30から送
られるデータを累積する累積器32と、この累積器32
からの信号を受けて接触部14Aと被測定物との接触角
を判定する接触角判定回路34とを備えて構成されてい
る。The structure of the contact position detecting means 20 is shown in FIG. In this figure, the contact position detecting means 20 has a comparison circuit 22 for comparing whether the value of the detection signal detected from the detection electrode 16B is a predetermined value or not, and a predetermined value in response to the signal from the comparison circuit 22. A logic circuit 24 that sends a signal, a clock circuit 26, an adder 28 that receives signals from the clock circuit 26 and the logic circuit 24 and generates a signal under a certain condition, and a signal from the adder 28 Gate circuit 30, accumulator 32 for accumulating data sent from gate circuit 30, and accumulator 32
And a contact angle determination circuit 34 that determines the contact angle between the contact portion 14A and the object to be measured.
【0014】前記比較回路22で比較する検出信号は、
前記検出用電極16Bから送られる交流の信号を図示し
ない交流直流変換器(AD変換器)等により変換された
直流信号である。この信号は接触部14Aと被測定物の
測定面との接触緯度角により相違する。例えば、図3
(A)に示される通り、振動子14を被測定面Oに向け
て矢印P方向に移動させた場合、振動子14の振動方向
と被測定面Oとは直交するものであり、振動子14の振
動は機械的に変位を拘束される。これに対して、図3
(B)に示される通り、振動子14を被測定面Oに向け
て矢印Q方向に移動させた場合、振動子14の振動方向
と被測定面Oとは平行するものであり、振動子14の振
動は摩擦力により拘束される。このように図3(A)
(B)の場合において、振動子14の拘束条件には本質
的な差があり、これを原因として検出感度の差が生じ
る。図4(A)は接触部14Aが被測定面Oに接触した
状態を示すもので、その接触緯度角はθである。図4
(B)は前記接触緯度角θをパラメータとし、押し込み
量と検出信号との関係を表したものである。ここで、押
し込み量とは、振動子14の接触部14Aが被測定面と
接触した後さらに移動した距離である。図4(B)に示
される通り、検出信号は押し込み量が大きくなるに従っ
て小さくなるが、接触緯度角θが0°の場合は検出信号
の変化が緩やかであり、接触緯度角θが大きくなるに従
って検出信号のの変化が急になり、接触緯度角θが90
°の時には最も検出信号の変化が最も急になる。The detection signal compared by the comparison circuit 22 is
The AC signal sent from the detection electrode 16B is a DC signal converted by an AC / DC converter (AD converter) not shown. This signal differs depending on the contact latitude angle between the contact portion 14A and the measurement surface of the measured object. For example, in FIG.
As shown in (A), when the vibrator 14 is moved in the direction of arrow P toward the measured surface O, the vibration direction of the vibrator 14 and the measured surface O are orthogonal to each other. Vibration is mechanically restrained from displacement. On the other hand, FIG.
As shown in (B), when the vibrator 14 is moved in the direction of the arrow Q toward the measured surface O, the vibration direction of the vibrator 14 and the measured surface O are parallel to each other. Vibration is restrained by frictional force. Thus, FIG. 3 (A)
In the case of (B), there is an essential difference in the constraint condition of the vibrator 14, and this causes a difference in detection sensitivity. FIG. 4A shows a state in which the contact portion 14A is in contact with the measured surface O, and the contact latitude angle is θ. Figure 4
(B) shows the relationship between the pushing amount and the detection signal with the contact latitude angle θ as a parameter. Here, the pushing amount is the distance that the contact portion 14A of the vibrator 14 further moves after coming into contact with the surface to be measured. As shown in FIG. 4B, the detection signal decreases as the pushing amount increases, but when the contact latitude angle θ is 0 °, the change of the detection signal is gradual, and as the contact latitude angle θ increases. The change of the detection signal becomes sudden and the contact latitude angle θ is 90.
When it is °, the change of the detection signal becomes the steepest.
【0015】図2に示されている通り、前記比較回路2
2は、前記検出信号が所定の第1の信号レベル(図5参
照)に達したことを検出する第1のコンパレータ36
と、前記検出信号が前記第1の信号レベルより低い所定
の第2の信号レベル(図5参照)に達したことを検出す
る第2のコンパレータ38とから構成されている。第1
のコンパレータ36では検出信号が第1の信号レベルに
達した場合に第1のトリガ信号を前記論理回路24に送
り、第2のコンパレータ38では検出信号が第2の信号
レベルに達した場合に第2のトリガ信号を前記論理回路
24に送るようにされている。前記論理回路24では、
前記第1のトリガ信号が発せられた後前記第2のトリガ
信号が発せられるまで、計数許可信号を発生する。前記
加算器28では、前記計数許可信号が発生している間、
前記クロック回路26から送られるクロック信号を前記
ゲート回路30へ出力する。このゲート回路30では、
三次元測定機の制御コントローラ40からのプローブ移
動速度データを計数許可信号が発生している間、所定の
タイミングで前記累積器32へ送る。この累積器32で
は、所定時間毎にプローブ移動速度データを累積し、こ
のプローブ移動速度データを計数信号が発生している間
(時間t)で積分して押し込み量(図5では、位置P1と
位置P2との間の押し込み量)を計算する。例えば、計数
許可信号が発生している間、振動子14の移動速度が一
定であるならば、時間tとプローブ移動速度との積が押
し込み量となる。従って、移動速度は変動する場合に
は、累積器32は、所定のタイミングで移動速度データ
を累積する速度累積手段として機能するものであり、移
動速度が略一定の場合には、累積器32は、第1トリガ
信号と第2トリガ信号の時間間隔を測定する時間間隔計
数手段として機能する。As shown in FIG. 2, the comparison circuit 2
2 is a first comparator 36 for detecting that the detection signal has reached a predetermined first signal level (see FIG. 5).
And a second comparator 38 for detecting that the detection signal has reached a predetermined second signal level (see FIG. 5) lower than the first signal level. First
The comparator 36 sends the first trigger signal to the logic circuit 24 when the detection signal reaches the first signal level, and the second comparator 38 outputs the first trigger signal when the detection signal reaches the second signal level. 2 trigger signals are sent to the logic circuit 24. In the logic circuit 24,
The counting enable signal is generated until the second trigger signal is issued after the first trigger signal is issued. In the adder 28, while the counting permission signal is generated,
The clock signal sent from the clock circuit 26 is output to the gate circuit 30. In this gate circuit 30,
The probe movement speed data from the controller 40 of the coordinate measuring machine is sent to the accumulator 32 at a predetermined timing while the counting permission signal is generated. The accumulator 32 accumulates the probe moving speed data at predetermined time intervals, integrates the probe moving speed data during the generation of the counting signal (time t), and pushes the amount (position P 1 in FIG. 5). Amount of indentation between position P 2 and position P 2 ) is calculated. For example, if the moving speed of the transducer 14 is constant while the counting permission signal is generated, the product of the time t and the moving speed of the probe is the pushing amount. Therefore, when the moving speed fluctuates, the accumulator 32 functions as speed accumulating means for accumulating the moving speed data at a predetermined timing, and when the moving speed is substantially constant, the accumulator 32 operates. , And functions as time interval counting means for measuring the time interval between the first trigger signal and the second trigger signal.
【0016】前記接触角判定回路34は、被測定物と接
触部との接触緯度角θを求める緯度判定回路と、被測定
物と接触部との接触経度角βを求める経度判定回路と、
接触緯度角θ及び接触経度角βに従って被測定物と接触
部との接触位置を求める補正回路とを有する。前記緯度
判定回路では、押し込み量と接触緯度角θとの関係が予
め蓄積されたROMテーブルを作成しておき、このRO
Mテーブルの押し込み量を参照して累積器32から送ら
れる押し込み量のデータの接触緯度角θを決定する。な
お、振動子14の移動速度が一定であるならば、前記時
間tと接触緯度角θとの関係を予めROMテーブルに蓄
積しておき、このROMテーブルの時間tを参照して接
触緯度角θを決定する。The contact angle determination circuit 34 includes a latitude determination circuit that determines a contact latitude angle θ between the object to be measured and a contact portion, and a longitude determination circuit that determines a contact longitude angle β between the object to be measured and the contact portion.
And a correction circuit for determining the contact position between the object to be measured and the contact portion according to the contact latitude angle θ and the contact longitude angle β. The latitude determination circuit creates a ROM table in which the relationship between the push-in amount and the contact latitude angle θ is stored in advance, and this RO table is stored.
The contact latitude angle θ of the push amount data sent from the accumulator 32 is determined by referring to the push amount in the M table. If the moving speed of the vibrator 14 is constant, the relationship between the time t and the contact latitude angle θ is stored in the ROM table in advance, and the contact latitude angle θ is referred to by referring to the time t in the ROM table. To decide.
【0017】前記経度判定回路で決定される接触経度角
βは、図6に示される通り、水平面内におけるX軸と接
触位置とがなす角度である。この接触経度角βを求める
には、図7に示される通り、まず、接触部14Aの中心
を基準位置O0からX軸方向に移動させ被測定面Oに接触
させて第1の位置O1を求め、その後、接触部14Aの中
心を基準位置O0から位置O2までY軸方向に移動させた
後、さらに、接触部14Aの中心を位置O2からX軸方向
に移動させて被測定面Oに接触させ、第2の位置O3を求
める。この時、O2−O0=a、O3−O2=bとすると、接触
経度角βは tanβ=b/aの式から求められる。ここ
で、位置O0からO3までの接触部14Aの移動は接触緯度
角θを求める工程と同時又はその前後に行われる。前記
補正回路では、三次元測定機の制御コントローラ40で
求められた接触部14Aの座標位置(中心点の位置)、
既知の接触部14Aの半径、前記緯度判定回路で決定さ
れる接触緯度角θ及び前記経度判定回路で決定される接
触経度角βから三角関数等によって被測定物と接触部と
の接触位置を求める。The contact longitude angle β determined by the longitude determination circuit is an angle formed by the X axis and the contact position in the horizontal plane as shown in FIG. In order to obtain the contact longitude angle β, as shown in FIG. 7, first, the center of the contact portion 14A is moved in the X-axis direction from the reference position O 0 and brought into contact with the surface O to be measured to make the first position O 1 After that, the center of the contact portion 14A is moved in the Y-axis direction from the reference position O 0 to the position O 2, and then the center of the contact portion 14A is moved in the X-axis direction from the position O 2 to be measured. The second position O 3 is obtained by contacting the surface O. At this time, assuming that O 2 −O 0 = a and O 3 −O 2 = b, the contact longitude angle β is obtained from the equation of tan β = b / a. Here, the movement of the contact portion 14A from the positions O 0 to O 3 is performed at the same time as or before or after the step of obtaining the contact latitude angle θ. In the correction circuit, the coordinate position (the position of the center point) of the contact portion 14A obtained by the controller 40 of the coordinate measuring machine,
From the known radius of the contact portion 14A, the contact latitude angle θ determined by the latitude determination circuit, and the contact longitude angle β determined by the longitude determination circuit, the contact position between the object to be measured and the contact portion is obtained by a trigonometric function or the like. .
【0018】従って、本実施例によれば、圧電素子16
の検出用電極16B(検出手段)で検出された検出信号
と接触部14Aの被測定物に対する押し込み量との関係
から前記被測定物と前記接触部14Aとの接触緯度角θ
を求め、この接触緯度角θに従って接触位置を検出する
接触位置検出手段を備えてタッチ信号プローブを構成し
たから、接触部14Aと被測定物との接触位置を求める
ことができ、測定精度が向上する。また、本実施例で
は、前記振動子14はその振動方向が軸方法となるよう
に配置され、接触部14Aが略球状とされ、かつ、前記
接触位置検出手段22を、前記検出用電極16Bで検出
された検出信号が所定の第1の信号レベルに達したこと
を検出する第1のコンパレータ36と、前記検出用電極
16Bで検出された検出信号が前記第1の信号レベルよ
り低い第2の信号レベルに達したことを検出する第2の
コンパレータ38と、前記第1の信号レベルに達した時
点より前記第2の信号レベルに達した時点までの押し込
み量から前記被測定物と前記接触部14Aとの接触緯度
角θを求める接触角判定回路34とを備えた構成とした
ので、測定時に事実上問題となる接触緯度角を容易かつ
確実に求めることができる。特に、振動子14の移動速
度が等速度であるなら、前記第1のコンパレータ36で
第1のトリガ信号が発せられた後前記第2のコンパレー
タ38で第2のトリガ信号が発せられるまでの時間間隔
tと振動子14の移動速度とから簡単に押し込み量を計
算することができ、接触緯度角θを求めることができ
る。Therefore, according to this embodiment, the piezoelectric element 16
From the relationship between the detection signal detected by the detection electrode 16B (detection means) and the pushing amount of the contact portion 14A with respect to the measured object, the contact latitude angle θ between the measured object and the contact portion 14A.
Since the touch signal probe is provided with the contact position detecting means for detecting the contact position according to the contact latitude angle θ, the contact position between the contact portion 14A and the object to be measured can be calculated, and the measurement accuracy is improved. To do. Further, in the present embodiment, the vibrator 14 is arranged so that its vibration direction is the axial method, the contact portion 14A is substantially spherical, and the contact position detecting means 22 is constituted by the detecting electrode 16B. A first comparator 36 for detecting that the detected detection signal has reached a predetermined first signal level, and a second comparator 36 for which the detection signal detected by the detection electrode 16B is lower than the first signal level. A second comparator 38 for detecting that the signal level has been reached, and the object to be measured and the contact portion from the pushing amount from the time when the first signal level is reached to the time when the second signal level is reached. Since the contact angle determination circuit 34 for determining the contact latitude angle θ with the 14A is provided, it is possible to easily and surely determine the contact latitude angle which is actually a problem during measurement. In particular, if the moving speed of the vibrator 14 is constant, the time from the first comparator 36 issuing the first trigger signal to the second comparator 38 issuing the second trigger signal. The pushing amount can be easily calculated from the distance t and the moving speed of the vibrator 14, and the contact latitude angle θ can be obtained.
【0019】さらに、前記接触角判定回路34は、前記
振動子14を基準位置O0から水平方向に移動させて前記
被測定物と接触した第1の位置O1を検出し、その後、こ
の第1の位置O1と同一の緯度において第1の位置O1とは
異なる第2の位置O3を検出し、これらの基準位置O0、第
1の位置O1及び第2の位置O3から被測定物と接触部14
Aとの接触経度角βを検出する経度判定回路を備えたの
で、接触緯度角θだけでなく接触経度角βまでも求める
ことができるので、測定精度がより向上する。この点、
従来では、振動子14を被測定面Oに向けて3回移動さ
せて第1から第3の位置を計測し、これらの位置から接
触経度角を求める3点計測法が知られているが、本実施
例では、緯度判定回路により接触緯度角θが求められる
ので、2点の位置検出で接触経度角βを求めることがで
きる。Further, the contact angle determination circuit 34 moves the vibrator 14 from the reference position O 0 in the horizontal direction to detect the first position O 1 in contact with the object to be measured, and thereafter, the first position O 1 is detected. The second position O 3 which is different from the first position O 1 at the same latitude as the first position O 1 is detected, and from these reference position O 0 , the first position O 1 and the second position O 3. DUT and contact part 14
Since the longitude determination circuit for detecting the contact longitude angle β with A is provided, not only the contact latitude angle θ but also the contact longitude angle β can be obtained, so that the measurement accuracy is further improved. In this respect,
Conventionally, a three-point measurement method is known in which the vibrator 14 is moved three times toward the surface O to be measured, the first to third positions are measured, and the contact longitude angle is obtained from these positions. In the present embodiment, the contact latitude angle θ is obtained by the latitude determination circuit, so the contact longitude angle β can be obtained by detecting the positions of two points.
【0020】以上、本発明について好適な実施例を挙げ
て説明したが、本発明はこの実施例に限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の
改良並びに設計の変更が可能なことは勿論である。例え
ば、接触経度角βの誤差が許容できる場合では前記接触
緯度判定回路34に経度判定回路を必ずしも設けること
を要しない。即ち、図8(A)に示される通り、被測定
面Oの法線がX軸に対して角度βだけ傾いており、この
法線上に接触部14Aが位置している場合には、角度β
が接触経度角となる。これに対して、図8(B)に示さ
れる通り、振動子14がX軸に対して角度βだけ傾いて
おり、被測定面Oの法線がX軸に対して角度γだけ傾い
ている場合、接触経度角はγとなるので、誤差は(β−
γ)となる。被測定面Oが滑らかな曲面であれば、振動
子14の進行方向βと接触経度角γは近似的に等しい。
このように接触経度角βの誤差が許容できるのは、予め
被測定面Oの形状が既知の場合である。Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiment, the present invention is not limited to this embodiment, and various improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention. Of course it is possible. For example, when the error of the contact longitude angle β is allowable, the contact latitude determination circuit 34 does not necessarily need to be provided with a longitude determination circuit. That is, as shown in FIG. 8A, the normal line of the measured surface O is inclined by the angle β with respect to the X axis, and when the contact portion 14A is located on this normal line, the angle β
Is the contact longitude angle. On the other hand, as shown in FIG. 8B, the vibrator 14 is inclined by the angle β with respect to the X axis, and the normal line of the measured surface O is inclined by the angle γ with respect to the X axis. In this case, the contact longitude angle is γ, so the error is (β-
γ). If the measured surface O is a smooth curved surface, the traveling direction β of the vibrator 14 and the contact longitude angle γ are approximately equal.
The error of the contact longitude angle β is allowable when the shape of the measured surface O is known in advance.
【0021】また、前記実施例では、前記接触位置検出
手段22を、第1及び第2のコンパレータ37,38、
累積器32及び接触角判定回路34から構成したが、本
発明の接触位置検出手段は、検出用電極14Bで検出さ
れた検出信号と前記接触部14Aの前記被測定物に対す
る押し込み量との関係から前記被測定物と前記接触部1
4Aとの接触角を求め、この接触角に従って接触位置を
検出する構成であるならば、その具体的な構成は問わな
い。例えば、接触位置検出手段は、予め実験等により種
々の接触緯度角θにおける勾配パターンを測定してお
き、その測定データを押し込み量と検出信号とのグラフ
として記憶する記憶手段と、実際の測定データに基づい
て押し込み量と検出信号とのグラフを作成するグラフ作
成手段と、このグラフ作成手段で作成したグラフを記憶
手段で記憶されたグラフと比較して接触緯度角θを求め
る比較手段とを備えて構成してもよい。In the above embodiment, the contact position detecting means 22 includes the first and second comparators 37, 38,
Although the accumulator 32 and the contact angle determination circuit 34 are used, the contact position detection means of the present invention uses the relationship between the detection signal detected by the detection electrode 14B and the amount of pressing of the contact portion 14A with respect to the object to be measured. The object to be measured and the contact portion 1
The specific configuration does not matter as long as the configuration is such that the contact angle with 4A is obtained and the contact position is detected according to this contact angle. For example, the contact position detecting means measures a gradient pattern at various contact latitude angles θ in advance through experiments or the like, and stores the measured data as a graph of the pushing amount and the detection signal, and the actual measured data. A graph creating means for creating a graph of the pushing amount and the detection signal based on the above, and a comparing means for comparing the graph created by the graph creating means with the graph stored in the storing means to obtain the contact latitude angle θ. You may comprise.
【0022】さらに、振動子14は、円錐状、テーパ
状、コーン状等の種々の形状であってもよい。また、圧
電素子14の個数、取付位置は前記実施例のものに限定
されない。要は、振動子14が軸方向の振動モードを有
し、軸と直角方向(経度方向)には感度差がないが、緯
度方向(軸方向)に感度差があるプローブならば、その
具体的な形状は限定されない。また、前記実施例では、
振動子14を振動方向が事項方向になるように配置し、
接触角判定回路34の緯度判定回路で接触部14Aと被
測定物との接触緯度角θを求めるようにしたが、本発明
では、振動子14を振動方向が軸と直交方向になるよう
に配置することもできる。この場合、前記緯度判定回路
と同様の構成により接触部14Aの接触経度角βを求め
ることができる。さらに、加振手段を圧電素子16の加
振用電極16Aとしたが、本発明では、磁歪素子とコイ
ル、あるいは、コイルと鉄片等を組み合わせた加振手段
でもよい。また、検出手段を圧電素子16の検出用電極
16Bとしたが、本発明では、歪みゲージあるいは永久
磁石とコイルを組み合わせたものでもよい。さらに、前
記実施例では、三次元測定機に適用した場合について説
明したが、本発明では、これに限らず二次元測定機、輪
郭測定機等に適用することも可能である。また、前記実
施例では、発振器18で圧電素子16が加振されたが、
本発明では、自励発振により圧電素子16を加振する構
造でもよい。Further, the vibrator 14 may have various shapes such as a conical shape, a tapered shape, and a conical shape. Further, the number of piezoelectric elements 14 and the mounting positions are not limited to those in the above-described embodiment. In short, if the transducer 14 has a vibration mode in the axial direction and there is no sensitivity difference in the direction perpendicular to the axis (longitudinal direction), but there is a sensitivity difference in the latitude direction (axial direction), the specific The shape is not limited. Further, in the above embodiment,
Arrange the vibrator 14 so that the vibration direction is the item direction,
Although the latitude determination circuit of the contact angle determination circuit 34 determines the contact latitude angle θ between the contact portion 14A and the object to be measured, in the present invention, the vibrator 14 is arranged so that the vibration direction is orthogonal to the axis. You can also do it. In this case, the contact longitude angle β of the contact portion 14A can be obtained with the same configuration as the latitude determination circuit. Further, although the vibrating means is the vibrating electrode 16A of the piezoelectric element 16, in the present invention, a vibrating means combining a magnetostrictive element and a coil, or a coil and an iron piece may be used. Further, the detection means is the detection electrode 16B of the piezoelectric element 16, but in the present invention, a combination of a strain gauge or a permanent magnet and a coil may be used. Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a coordinate measuring machine has been described, but the present invention is not limited to this, and can be applied to a two-dimensional measuring machine, a contour measuring machine, and the like. Further, in the above embodiment, the piezoelectric element 16 was vibrated by the oscillator 18,
In the present invention, the piezoelectric element 16 may be vibrated by self-oscillation.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
検出手段で検出された検出信号と振動子の接触部の被測
定物に対する押し込み量との関係から前記被測定物と前
記接触部との接触角を求め、この接触角に従って接触位
置を検出する接触位置検出手段を備えてタッチ信号プロ
ーブを構成したから、接触部の中心だけでなく接触部と
被測定物との接触位置を求めることができ、測定精度が
向上する。また、本発明では、前記振動子をその振動方
向が軸方向となるように配置し、接触部を略球状とし、
かつ、前記接触位置検出手段を、前記検出手段で検出さ
れた検出信号が所定の第1の信号レベルに達したことを
検出する第1のコンパレータと、前記検出手段で検出さ
れた検出信号が前記第1の信号レベルより低い第2の信
号レベルに達したことを検出する第2のコンパレータ
と、前記第1の信号レベルに達した時点より前記第2の
信号レベルに達した時点までの押し込み量を計算する時
間間隔計数手段又は速度累積手段と、予め求められてい
る押し込み量と接触緯度角との関係から前記被測定物と
前記接触部との接触緯度角を求める接触角判定回路と、
を備えた構成とすれば、測定時に事実上問題となる接触
緯度角を確実かつ容易に求めることができる。さらに、
前記接触角判定回路を、前記振動子を基準位置から水平
方向に移動させて前記被測定物と接触した第1の位置を
検出し、その後、この第1の位置と同一の緯度において
第1の位置とは異なる第2の位置を検出し、これらの基
準位置、第1の位置及び第2の位置から被測定物の経度
を検出する構成とすれば、接触緯度角だけでなく接触経
度角までも求めることができるので、測定精度をより向
上させることができる。As described above, according to the present invention,
Contact for detecting the contact angle between the object to be measured and the contact part from the relationship between the detection signal detected by the detection means and the amount of pushing of the contact part of the vibrator with respect to the object to be measured, and detecting the contact position according to this contact angle Since the touch signal probe is provided with the position detecting means, not only the center of the contact portion but also the contact position between the contact portion and the object to be measured can be obtained, and the measurement accuracy is improved. Further, in the present invention, the vibrator is arranged so that the vibration direction thereof is the axial direction, and the contact portion is substantially spherical,
Further, the contact position detecting means is configured to detect the detection signal detected by the detecting means reaching a predetermined first signal level, and the detection signal detected by the detecting means. A second comparator that detects that a second signal level that is lower than the first signal level is reached, and a pushing amount from the time when the first signal level is reached to the time when the second signal level is reached. A time interval counting means or velocity accumulating means for calculating, and a contact angle determination circuit for determining the contact latitude angle between the object to be measured and the contact portion from the relationship between the previously determined indentation amount and the contact latitude angle,
With such a configuration, it is possible to reliably and easily determine the contact latitudinal angle that is a practical problem during measurement. further,
The contact angle determination circuit detects the first position in contact with the object to be measured by moving the vibrator in the horizontal direction from the reference position, and then detects the first position at the same latitude as the first position. If the second position different from the position is detected and the longitude of the object to be measured is detected from the reference position, the first position and the second position, not only the contact latitude angle but also the contact longitude angle Can also be obtained, so that the measurement accuracy can be further improved.
【図1】本発明の一実施例にかかるタッチ信号プローブ
の概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view of a touch signal probe according to an embodiment of the present invention.
【図2】接触位置検出手段の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a contact position detecting means.
【図3】(A)(B)は、それぞれ振動子の振動状態と
振動子の移動方向との関係を模式的に示した図である。3A and 3B are diagrams schematically showing a relationship between a vibration state of a vibrator and a moving direction of the vibrator.
【図4】(A)は接触部が被測定面に接触緯度角θをも
って接触した状態を示す概略図であり、(B)は前記接
触緯度角をパラメータとし、押し込み量と検出信号との
関係を表したグラフである。FIG. 4 (A) is a schematic view showing a state where the contact portion is in contact with the surface to be measured at a contact latitude angle θ, and FIG. 4 (B) is a relationship between the pushing amount and the detection signal with the contact latitude angle as a parameter. It is a graph showing.
【図5】所定の接触緯度角における押し込み量と検出信
号との関係を表したグラフであり、第1のコンパレータ
と第2のコンパレータとが検出する検出信号の領域を示
すものである。FIG. 5 is a graph showing a relationship between a push-in amount and a detection signal at a predetermined contact latitudinal angle, showing a region of the detection signal detected by the first comparator and the second comparator.
【図6】接触部の接触緯度角θと接触経度角βとの関係
を示す概略斜視図である。FIG. 6 is a schematic perspective view showing a relationship between a contact latitude angle θ and a contact longitude angle β of a contact portion.
【図7】接触部の接触経度角βを求める工程を説明する
概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a step of obtaining a contact longitude angle β of a contact portion.
【図8】(A)は被測定面Oの法線がX軸に対して角度
βだけ傾いている場合を示す概略平面図、(B)は被測
定面Oの法線がX軸に対して角度γだけ傾いている場合
を示す概略平面図である。FIG. 8A is a schematic plan view showing a case where the normal line of the measured surface O is inclined by an angle β with respect to the X axis, and FIG. FIG. 6 is a schematic plan view showing a case in which it is inclined by an angle γ.
12 スタイラスホルダ 14 振動子 14A 接触部 16 圧電素子 16A 加振手段としての加振用電極 16B 検出手段としての検出用電極 20 接触位置検出手段 32 時間間隔計数手段及び速度累積手段として
の累積器 34 接触角判定回路 36 第1のコンパレータ 38 第2のコンパレータ12 stylus holder 14 vibrator 14A contact part 16 piezoelectric element 16A excitation electrode 16B as excitation means 16B detection electrode as detection means 20 contact position detection means 32 accumulator as time interval counting means and speed accumulation means 34 contact Angle determination circuit 36 First comparator 38 Second comparator
Claims (4)
スタイラスホルダで支持された振動子と、この振動子の
スタイラスホルダに対する支持点を振動の節にして振動
子を振動させる加振手段と、前記振動子の振動変化から
前記接触部の被測定物への接触を検出する検出手段とを
有するタッチ信号プローブにおいて、前記検出手段で検
出された検出信号と前記接触部の前記被測定物に対する
押し込み量との関係から前記被測定物と前記接触部との
接触角を求め、この接触角に従って接触位置を検出する
接触位置検出手段を備えて構成したことを特徴とするタ
ッチ信号プローブ。1. A vibrator supported by a stylus holder having a contact portion at one end for contacting an object to be measured, and a vibrating vibrator that vibrates the vibrator by using a supporting point of the vibrator as a node of vibration. A touch signal probe having means for detecting contact of the contact portion with an object to be measured from a change in vibration of the vibrator, wherein the detection signal detected by the detection means and the measured portion of the contact portion are measured. A touch signal probe, comprising a contact position detection means for determining a contact angle between the object to be measured and the contact portion from the relationship with the amount of pushing into the object and detecting the contact position according to the contact angle.
いて、前記振動子は、その振動方向が軸方向となるよう
に配置され、前記接触部は略球状に形成され、前記接触
位置検出手段は、前記検出手段で検出された検出信号が
所定の第1の信号レベルに達したことを検出する第1の
コンパレータと、前記検出手段で検出された検出信号が
前記第1の信号レベルより低い所定の第2の信号レベル
に達したことを検出する第2のコンパレータと、前記第
1の信号レベルに達した時点より前記第2の信号レベル
に達した時点までの時間間隔を求める時間間隔計数手段
と、前記接触部と前記被測定物との間の相対的な移動速
度と前記時間間隔との関係から前記被測定物と前記接触
部との接触緯度角を求める接触角判定回路とを備えたこ
とを特徴とするタッチ信号プローブ。2. The touch signal probe according to claim 1, wherein the vibrator is arranged so that a vibration direction thereof is an axial direction, the contact portion is formed in a substantially spherical shape, and the contact position detecting means is A first comparator for detecting that the detection signal detected by the detection means has reached a predetermined first signal level; and a predetermined comparator for which the detection signal detected by the detection means is lower than the first signal level. A second comparator for detecting that the second signal level has been reached; and a time interval counting means for obtaining a time interval from the time when the first signal level is reached to the time when the second signal level is reached. A contact angle determination circuit for determining a contact latitude angle between the object to be measured and the contact portion from the relationship between the relative moving speed between the contact portion and the object to be measured and the time interval. Characterized by Chi signal probe.
いて、前記振動子は、その振動方向が軸方向となるよう
に配置され、前記接触部は略球状に形成され、前記接触
位置検出手段は、前記検出手段で検出された検出信号が
所定の第1の信号レベルに達したことを検出する第1の
コンパレータと、前記検出手段で検出された検出信号が
前記第1の信号レベルより低い所定の第2の信号レベル
に達したことを検出する第2のコンパレータと、前記第
1の信号レベルに達した時点より前記第2の信号レベル
に達した時点までの所定時間毎に前記振動子の移動速度
データを取り込み累積する速度累積手段と、この速度累
積手段の出力から前記被測定物と前記接触部との接触緯
度角を求める接触角判定回路とを備えたことを特徴とす
るタッチ信号プローブ。3. The touch signal probe according to claim 1, wherein the vibrator is arranged such that a vibration direction thereof is an axial direction, the contact portion is formed in a substantially spherical shape, and the contact position detecting means is A first comparator for detecting that the detection signal detected by the detection means has reached a predetermined first signal level; and a predetermined comparator for which the detection signal detected by the detection means is lower than the first signal level. A second comparator that detects when the second signal level is reached, and a movement of the vibrator at every predetermined time from the time when the first signal level is reached to the time when the second signal level is reached. A touch signal probe comprising: a speed accumulating means for taking in and accumulating speed data; and a contact angle determining circuit for obtaining a contact latitude angle between the object to be measured and the contact portion from an output of the speed accumulating means. Boo.
ブにおいて、前記接触角判定回路は、前記振動子を基準
位置から移動させて前記被測定物と接触した第1の位置
を検出し、その後、この第1の位置と同一の緯度におい
て第1の位置とは異なる第2の位置を検出し、これらの
基準位置、第1の位置及び第2の位置から前記被測定物
と前記接触部との接触経度角を検出することを特徴とす
るタッチ信号プローブ。4. The touch signal probe according to claim 2 or 3, wherein the contact angle determination circuit detects the first position where the vibrator is moved from a reference position and is in contact with the object to be measured, , A second position different from the first position at the same latitude as the first position is detected, and the object to be measured and the contact portion are detected from the reference position, the first position and the second position. A touch signal probe characterized by detecting the contact longitude angle of.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13176394A JPH07332914A (en) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | Touch signal probe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13176394A JPH07332914A (en) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | Touch signal probe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07332914A true JPH07332914A (en) | 1995-12-22 |
Family
ID=15065605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13176394A Withdrawn JPH07332914A (en) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | Touch signal probe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07332914A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2336433A (en) * | 1998-04-14 | 1999-10-20 | Mitutoyo Corp | Touch signal probe |
GB2345545A (en) * | 1999-01-06 | 2000-07-12 | Mitutoyo Corp | Contact location detecting mechanism of touch signal probe |
-
1994
- 1994-06-14 JP JP13176394A patent/JPH07332914A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2336433A (en) * | 1998-04-14 | 1999-10-20 | Mitutoyo Corp | Touch signal probe |
GB2336433B (en) * | 1998-04-14 | 2002-02-06 | Mitutoyo Corp | Touch signal probe |
GB2345545A (en) * | 1999-01-06 | 2000-07-12 | Mitutoyo Corp | Contact location detecting mechanism of touch signal probe |
GB2345545B (en) * | 1999-01-06 | 2002-12-31 | Mitutoyo Corp | Contact location detecting mechanism of touch signal probe |
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---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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