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JPS5973704A - 多座標−感知ヘツド - Google Patents

多座標−感知ヘツド

Info

Publication number
JPS5973704A
JPS5973704A JP58169493A JP16949383A JPS5973704A JP S5973704 A JPS5973704 A JP S5973704A JP 58169493 A JP58169493 A JP 58169493A JP 16949383 A JP16949383 A JP 16949383A JP S5973704 A JPS5973704 A JP S5973704A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coordinate
sensing head
sensing
pin
head according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58169493A
Other languages
English (en)
Inventor
アルフオンス・エルンスト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Johannes Heidenhain GmbH
Original Assignee
Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Johannes Heidenhain GmbH filed Critical Dr Johannes Heidenhain GmbH
Publication of JPS5973704A publication Critical patent/JPS5973704A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
    • G01B11/005—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates coordinate measuring machines
    • G01B11/007—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates coordinate measuring machines feeler heads therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
    • G01B5/008—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
    • G01B5/012—Contact-making feeler heads therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/004—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
    • G01B7/008—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
    • G01B7/012—Contact-making feeler heads therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

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】 本発明は、特許請求の範囲第１項の上位概念による多座
標−感知ヘッドに関する。
加工片を多方向で感知するための多座標−感知ヘッドが
知られている。この場合、感知ヘッドを二つのカテゴリ
ーに分類することができる。
一方のカテゴリーでは、感知ピンがその軸線に対し垂直
に偏位したときに角度運動をする。他方のカテゴリーで
は、感知ピンが直線案内を介して運動可能に支承されて
いる。ＤＩ−ＰＳ　２２４２３５５には、個々の特徴の
結合により特色を示す電子的多座標センサが記載されて
いる。ねじり剛性のある配列の、隙間や摩擦のない直線
案内系が、区画された平面のまたは立体的な座標系を形
成している。この配置の直線案内系は、上記の刊行物の
明細書導入部に詳細に述べられているように公知技術を
改善する。しかしながら、そこに提案された解決はなお
欠点を有する。なぜなら、そこの実施例に対応する配列
のばね平行四辺形の場合、一方の直線案内系が、以前に
設けられた直線案内系の精度の上に構成されるからであ
る。このような配列の直線案内□それは十字形テーブル
も示すように−の場合に、要求に相応する精度をなしと
げるために、個々の直線案内系を法外な精度で製造しな
ければならない。このため非常に高い構造上および製造
技術上の費用を必要とする。さらに、偏位したときに、
平行に互に運動する板の間隔が変るのは、ばね平行四辺
形として実施された直線案内系の特色である。この影響
は、偏位が非常に小さいときにのみ無視できるほど小さ
い。
本発明は、公知技術による感知ヘッドの周知の欠点をも
たず、それにもかかわらず比較的簡単に構成され、多方
面に使用可能であシかつ頑丈である多座標−感知ヘッド
を創造することを課題の基礎としている。
この課題は、特許請求の範囲第１項の特徴事項によシ特
色を示す感知ヘッドによシ解決される。
本発明による感知ヘッドの特別な利点は、感知ピンが一
平面に二つの自由度で案内されていることと、従って個
々に配列された二つの直線案内系のそれぞれの精度に相
互に依存しないことと、それにもかア・わらず同じ自由
度があることとにある。直線案内系はほとんど配列され
ないで、一平面に置かれる。別の有利な効果は、この手
段により構造高さが減少することである。
本発明の別の有利な発展例は実施態様項から明らかにな
る。
以下、本発明を実施例について図面によりなお詳細に説
明する。
多座標−感知ヘッド１が、測定−または加工機械（図示
省略）のスピンドルに感知ヘッド１を受は入れるために
アーバー２を有する。感知ヘッド１は、そのハウジング
３の内部に、ハウジング３から突出する感知ピン４を含
み、この感知ピンは立体的な座標系の全ての座標におい
て偏位可能である。この場合、２一方向の偏位として、
感知ピン４の軸方向偏位が理解される。
感知ピン４がその軸でホルダ５内を長さ方向に移動可能
にかつきわめて隙間や摩擦なく支承されている。
実際の隙間や摩擦のない軸受は精密球案内６によシ可能
となる。ハウジング３に存在する感知ピン４の端部には
、感知ピン４の中心軸線の延長部に、直線格子７が、デ
ジタルな電気的長さ測定装置８のための測定スケールと
して配置されている。従って、この２一方向において、
多座標−感知ヘッドが周知のアツベの原理ま□たはコン
パレータの原理に従って作動する。ばね（図示省略）の
作用を受けて感知ピン４が偏位後宮に再びその出発位置
−これは２座標軸のゼロ点位置に相当する□に復帰する
。その場合、精密ストッパー９として形成された球がゼ
ロ点ストッパーとして、および感知ピン４のねじυ安全
装置として働く。
Ｘ　−Ｙ座標系により決められる、２一方向に対し垂直
な平面で感知ピン４が偏位すると、その偏位が、第２図
に見えるデ、ジタルな電気的長さ測定装置１０と１１に
よシ検出される。長さ測定装置１０と１１の測定スケー
ルが平面の格子１２および１３として形成されている。
それにより、光電センサ１４と１５が常に測定スケール
１２または１３の領域に存在することが確保される。す
なわち、たとえ感知ピン４がＸ一方向に偏位しても、Ｙ
−軸のための光電センサ１５がＹ−軸のだめの測定スケ
ール１３との整合から外れない。相応することがＹ一方
向の感知ピンの偏位にも云える。
感知ピン４の偏位が、互に直角な関係にある座標軸にお
いて正確に行われない場合、その方向成分がセンサ１４
と１５によシ探知されるので、その偏位の座標が決定さ
れる。
Ｘ−Ｙ一平面で偏位したときに感知ピン４が、実際に２
方向と全く同様に隙間や摩擦なく案内される。これは、
感知ピン４について二つの自由度の運動を許す１千面案
内”によりなしとけられる。第三の自由度である回転は
、十字形に配置された二つのリンク案内１６を有する中
間部片によシ周知のように阻止される。
感知ピン４のだめのホルダ５がハウジング６の中央から
外側領域へ盤状に広がっている。その盤の下側面５ａに
は、光学表面の加工方法により１例えばラップ仕上によ
り、非常に平坦で正確な、感知ピン軸線に対し垂直な面
が作られており、この面が精密球１７のための球走行面
５ａとして役立つ。ハウジング６内の円板１８が球軸受
１７のための支持面を形成している。
この支持面１８ａは同様にラップ仕上によシ加工される
。球軸受１７がホルダ５の球走行面５日、と支持面１８
ａの間をばねの初期応力により実際に隙間なく走る。そ
れで、Ｘ−Ｙ−座標によシ定義される平面において感知
ピン４が隙間や摩擦なく偏位することが保証される。感
知ピン４がそのホルダ５によりこの平面における任意の
方向に偏位可能であるが、感知ピン４は十字り　　４ン
ク６によシねじれないように阻止されている。
偏位運動が前述した長さ測定装置１０と１１によシ検出
され、そして場合によっては２一方向の偏位と共に−こ
れは測定装置８により記録される一ケーブル１９を介し
て、周知の、それ故図示してない分析装置に伝送され、
そして盛会の場合には機械のための制御装置で処理され
る。
偏位信号のだめの引出しケーブル１９の代りに、当業者
であれば、無線伝送装置も設けることもできる。
Ｘ−Ｙ一平面における偏位の正確な彷帰は、弾性状態に
取りつけられた球２０［よシ行うことができ、球２０は
円板１８の下側面１８ｂの円錐形の対向軸受２１で自動
的に心出しされる。
それによシ、感知ピン４がそのホルダ５でＸ−Ｙ−座標
系のゼロ点位置に常に正確に復帰する。
当業者に周知の他の復帰装置を設けることができるのは
自明である。
【図面の簡単な説明】
第１図値概略的に示した感知ヘッドの断面図、第２図は
第１図の線１−Ｉに沿って切断した断面図である。 １・・・感知ヘッド ４・・・感知ピン ５・・・ホルタ− ５ａ・・・ホルダの下側面 １８・・・円板 １８ａ・・・支持面

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　　多座標方向に偏位可能な少なくとも一つの感
    知ピンと、感知ピンを座標ゼロ点位置に復帰させるため
    の装置と、感知ピンの偏位を検出するだめの少なくとも
    、一つの信号発生器とを有する多座標−感知ヘッドにお
    いて、感知ピン（４）がホルダ（５，５ａ）と支持面（
    １８、１８ａ）によシねじυ剛性をもってかつ非常に隙
    間と阜擦がなく少なくとも一つの案内（５ａ、　Ｉ　Ｂ
    ａ　）を二つの自由度（平面の案内）で案内されている
    ことを特徴とする多座標−感知ヘッド。
  2. （２）　　感知ピン（４）のために、平面の案内（５ａ
    。 １８ａ）と、これに対し垂直に配置された直線案内（６
    ）との組合わせが設けられている、特許請求の範囲第１
    項記載の多座標−感知ヘッド。
  3. （３）　　多座標装置について感知ピンの偏位を検出す
    るために電気的な信号発生器（８，１０，１１）が設け
    られている、特許請求の範囲第１項記載の多座標−感知
    ヘッド。
  4. （４）　　電気的信号発生器（８，１０，１１）が光電
    的長さ測定装置として形成されている、特許請求の範囲
    第１項から第３項までのうちのいずれか一つに記載の多
    座標−感知ヘッド。
  5. （５）光電的長さ測定装置（１０，１１）の測定スケ−
    ＪＶ（１２，１５）が平面の格子として形成されている
    １％許請求の範囲第４項記載の多座標−感知ヘッド。
  6. （６）　　感知ピン（４）のねじυ保護装置がリンク案
    内（１６）により形成される。特許請求の範囲第１項記
    載の多座標−感知ヘッド。
  7. （７）　　ホルダ（５）と支持面（１８Ｊの間に応力下
    に存在する球０７）によシ隙間と摩擦をなくした１、特
    許請求の範囲第１項記載の多座標−感知ヘッド。
  8. （８）ホルダ（５）の球走行面（５ａ）と支持面（ＩＯ
    ２，）が光学表面を加工する方法によシ作られる、特許
    請求の範囲第１項まだは第７項記載の多座標−感知ヘッ
    ド。
  9. （９）直線案内（６）が精密球案内である、特許請求の
    範囲第２項記載の多座標−感知ヘッド。
  10. （１０）　　Ｘ　−Ｙ平面における復帰装置が、ばねで
    相互に負荷された二つの要素の円錐形の部分面の間に存
    在する球（２のにより形成される、特許請求の範囲第１
    項に記載の多座標−感知ヘッド。
JP58169493A 1982-09-17 1983-09-16 多座標−感知ヘツド Pending JPS5973704A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3234471A DE3234471C1 (de) 1982-09-17 1982-09-17 Mehrkoordinaten-Tastkopf
DE32344716 1982-09-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5973704A true JPS5973704A (ja) 1984-04-26

Family

ID=6173453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58169493A Pending JPS5973704A (ja) 1982-09-17 1983-09-16 多座標−感知ヘツド

Country Status (4)

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US (1) US4530159A (ja)
EP (1) EP0106033A3 (ja)
JP (1) JPS5973704A (ja)
DE (1) DE3234471C1 (ja)

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