專(zhuān)利名稱(chēng)：接觸檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有如下部件的裝置安裝在機(jī)床或測(cè)量裝置上的 殼體；使接觸端從該殼體突出的檢測(cè)針；以及對(duì)檢測(cè)對(duì)象物與所述接觸 端的接觸進(jìn)行檢測(cè)的單元。本發(fā)明的裝置例如用于對(duì)機(jī)床的工具安裝用 部件(例如旋轉(zhuǎn)工具軸或刀架)與工件(加工對(duì)象物)的位置關(guān)系進(jìn)行背景技術(shù)下面這樣的接觸檢測(cè)器是已經(jīng)公知的在設(shè)于殼體內(nèi)部的支承部件 與以前端為接觸端的檢測(cè)針的基部之間形成三個(gè)支承對(duì)，利用彈簧的力 將檢測(cè)針的基部按壓在所述三個(gè)支承對(duì)上，從而將該檢測(cè)針保持在預(yù)定 的穩(wěn)定位置上，在接觸端與計(jì)量對(duì)象物接觸時(shí)，通過(guò)對(duì)該接觸本身或因 該接觸而產(chǎn)生的檢測(cè)針從所述穩(wěn)定位置的微小的移動(dòng)進(jìn)行電檢測(cè)，來(lái)檢 測(cè)該接觸。這樣的接觸檢測(cè)器用于下述情況將例如與其殼體設(shè)為一體的柄(shank)安裝在機(jī)床的工具安裝軸(安裝鉆頭或銑刀等旋轉(zhuǎn)工具的軸) 上，利用數(shù)控(NC)裝置使搭載有工件的工作臺(tái)或者該工具安裝軸移動(dòng)， 利用數(shù)控裝置讀取從接觸檢測(cè)器輸出接觸信號(hào)時(shí)的、工作臺(tái)或工具安裝 軸的坐標(biāo)，由此對(duì)工具安裝軸與工件的相對(duì)位置關(guān)系進(jìn)行計(jì)量。檢測(cè)針的穩(wěn)定位置由在檢測(cè)針的基部與支承部件之間形成的三個(gè)支 承對(duì)來(lái)限定。關(guān)于三個(gè)支承對(duì)的結(jié)構(gòu)也提出有各種方案。例如，通過(guò)將 支承部件側(cè)的部件和檢測(cè)針的基部側(cè)的部件在一點(diǎn)接觸的第一支承對(duì)、 兩點(diǎn)接觸的第二支承對(duì)和三點(diǎn)接觸的第三支承對(duì)，設(shè)在以檢測(cè)針的軸心 為中心的正三角形的各頂點(diǎn)位置，從而能夠限定三維空間內(nèi)的三個(gè)軸向 的位置和繞該三個(gè)軸的相位(角度)。圖5是在日本實(shí)用新型公開(kāi)公報(bào)昭和63年第140348號(hào)公報(bào)中公開(kāi) 的結(jié)構(gòu)，1是檢測(cè)針，4是支承檢測(cè)針1的基部的支承部件。在以前端11 為接觸端的檢測(cè)針1的基部2上一體地設(shè)有凸緣20，在該凸緣的支承部 件4側(cè)的面上固定有三個(gè)球體40。這三個(gè)球體40配置在以檢測(cè)針1的軸 心為中心的正三角形的各頂點(diǎn)位置上。在支承部件4上與各球體40對(duì)置 地設(shè)有平坦的第一支座45;由放射方向的槽42構(gòu)成的第二支座46， 所述槽42是通過(guò)平行的兩根棒料41而形成的；以及由在三個(gè)球體43之 間形成的凹部44構(gòu)成的第三支座47。借助于對(duì)檢測(cè)針1朝向支承部件4 施力的未圖示的彈簧的作用力，第一支座45與檢測(cè)針基部的球體40中 的一個(gè)球體一點(diǎn)接觸，第二支座46與檢測(cè)針基部的球體40中的另外一 個(gè)球體兩點(diǎn)接觸，第三支座47與檢測(cè)針基部的球體40中的第三個(gè)球體 三點(diǎn)接觸，由此檢測(cè)針的穩(wěn)定位置被限定。在這樣限定的穩(wěn)定位置上，檢測(cè)針的接觸端11在三維空間內(nèi)的三個(gè) 軸向的位置和繞該三個(gè)軸的相位(角度)被限定。在接觸端ll與計(jì)量對(duì) 象物接觸時(shí)，檢測(cè)針1因該接觸力而微小地移動(dòng)，某球體與支承桿的接 觸分離。另外，當(dāng)接觸端11與計(jì)量對(duì)象物分離時(shí)，接觸端11返回到預(yù) 定的穩(wěn)定位置。接觸檢測(cè)器主要用于對(duì)工具與工件等部件之間的相互位置關(guān)系進(jìn)行 計(jì)量，因而需要高精度且長(zhǎng)時(shí)間地保持穩(wěn)定位置上的接觸端的位置。為 了獲得接觸端的高位置精度，要求用能夠?qū)崿F(xiàn)高加工精度的球和圓筒來(lái) 構(gòu)成限定檢測(cè)針的穩(wěn)定位置的支承對(duì)，并要求采用在組裝部件時(shí)誤差累 計(jì)少的簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。但是，在以往的接觸檢測(cè)器中，在限定接觸端的穩(wěn) 定位置的支承對(duì)的結(jié)構(gòu)上存在問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的課題在于提供一種接觸檢測(cè)器，其限定接觸端的穩(wěn)定位置 的支承對(duì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以進(jìn)行高精度的加工和組裝，并且接觸端的位 置不會(huì)隨著反復(fù)使用和溫度變化而變化。本發(fā)明涉及一種接觸檢測(cè)器，該接觸檢測(cè)器具備殼體6;可調(diào)整位置地設(shè)在該殼體上的支承部件4;檢測(cè)針1，其前端的接觸端11從所 述殼體的開(kāi)口 9突出；以及將該檢測(cè)針的基部按壓在所述支承部件上的 彈簧12，所述檢測(cè)針的預(yù)定的穩(wěn)定位置由形成于其基部與所述支承部件 之間的三個(gè)支承對(duì)來(lái)限定，該三個(gè)支承對(duì)是以下三個(gè)支承對(duì)支承部件 側(cè)的部件與檢測(cè)針的基部側(cè)的部件一點(diǎn)接觸的第一支承對(duì)35;上述部件 兩點(diǎn)接觸的第二支承對(duì)36;以及上述部件三點(diǎn)接觸的第三支承對(duì)37。本申請(qǐng)的第一發(fā)明的接觸檢測(cè)器的特征在于，在上述結(jié)構(gòu)的接觸檢測(cè)器的三個(gè)支承對(duì)中，所述第一支承對(duì)由放射方向的圓桿30和以檢測(cè)針 為中心的圓的切線方向的圓桿23形成，所述第二支承對(duì)由放射方向的圓 桿31和位于該圓桿兩側(cè)的兩個(gè)為一組的球體24形成，所述第三支承對(duì) 由球面體25或圓錐面體33以及在與其對(duì)置的圓筒孔的底面外周上配置 的、三個(gè)為一組的球體32形成。另外，本申請(qǐng)的第二發(fā)明的接觸檢測(cè)器的特征在于，在構(gòu)成上述結(jié) 構(gòu)的接觸檢測(cè)器的三個(gè)支承對(duì)的部件中，所述放射方向的圓桿30、 31和 三個(gè)為一組的球體32固定在檢測(cè)針的基部上，所述切線方向的圓桿23、 兩個(gè)為一組的球體24以及球面體25或圓錐面體33設(shè)在支承部件4上。支承部件4通過(guò)三個(gè)拉緊螺釘17和三個(gè)支承螺釘18可調(diào)整位置地 固定在殼體6的內(nèi)側(cè)，三個(gè)拉緊螺釘17可自由旋轉(zhuǎn)地貫通設(shè)于殼體的底 蓋16的貫通孔，并擰入在設(shè)于支承部件4的底面的螺紋孔中，三個(gè)支承 螺釘18穿過(guò)貫通該底蓋的螺紋孔，并且前端抵接在支承部件4的底面上。本發(fā)明的接觸檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)是這樣的簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)影響接觸端的位 置精度的部件為可進(jìn)行高精度加工的球和圓筒，而且因組裝和粘接而產(chǎn) 生的誤差累計(jì)也較少，因此能夠提供便宜且高精度的接觸檢測(cè)器。另外， 根據(jù)第二發(fā)明，具有這樣的效果利用貫穿設(shè)置于不管是支承部件或檢 測(cè)針的基部的槽或孔能夠準(zhǔn)確地定位并固定形成三個(gè)支承對(duì)的圓筒體和 球體，并且制造成本低廉。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的縱剖面圖。圖2是表示圖1中的實(shí)施例的主要部分的立體圖。 圖3是以剖面展開(kāi)表示第一、第二和第三支承對(duì)的示意圖。 圖4是表示由圓錐體和三個(gè)球體構(gòu)成的支承對(duì)的示例的剖面圖。 圖5是表示現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的接觸檢測(cè)器的一例的立體圖。 標(biāo)號(hào)說(shuō)明1:檢測(cè)針；4:支承部件；6:殼體；9:殼體底部的開(kāi)口； 11:接 觸端；12:壓縮彈簧；23:圓桿；24 :兩個(gè)為一組的球體；25:球面體; 30:圓桿；31:圓桿；32:三個(gè)為一組的球體；33:圓錐面體；35:第 一支承對(duì)；36:第二支承對(duì)；37:第三支承對(duì)。
具體實(shí)施方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在圖示的接觸檢測(cè) 器的殼體6的上部， 一體地設(shè)置有用于將該接觸檢測(cè)器安裝到機(jī)床的旋 轉(zhuǎn)工具軸(安裝鉆頭或銑刀等旋轉(zhuǎn)的工具的軸)上的柄7。在殼體6的內(nèi)側(cè)下方部分容納有環(huán)狀的支承部件4。以前端為接觸端1的檢測(cè)針1穿 過(guò)支承部件4的中心孔8和設(shè)于殼體底部的開(kāi)口 9向殼體6的下方延伸。 在形成于殼體6內(nèi)部的空間的頂板10與檢測(cè)針1的基部2之間安裝 有壓縮彈簧12。在檢測(cè)針1的基部上一體地形成有凸緣20。該凸緣20 的直徑大于支承部件4的中心孔8的直徑，因而凸緣20不能通過(guò)支承部 件4的中心孔8。因此，檢測(cè)針的基部2被彈簧12的力按壓在支承部件 4上。殼體6在其底部具備具有中心孔9的底蓋16，檢測(cè)針1穿過(guò)該底蓋 的中心孔9延伸到殼體6外。短圓筒形的支承部件4通過(guò)三個(gè)拉緊螺釘 17和三個(gè)支承螺釘18固定在殼體6的內(nèi)側(cè)，三個(gè)拉緊螺釘17可自由旋 轉(zhuǎn)地貫通底蓋16，并擰入在設(shè)于支承部件4的下表面的螺紋孔中，三個(gè) 支承螺釘18旋合在貫通底蓋16的螺紋孔中，并且前端抵接在支承部件4 的下表面上。如圖2所示，各三個(gè)的拉緊螺釘17和支承螺釘18以60度的間隔交 替配置在以殼體的軸心為中心的圓周上。當(dāng)擰入拉緊螺釘17中的某一個(gè)時(shí)，支承部件4的該部分被下拉，當(dāng)擰入支承螺釘18中的某一個(gè)時(shí)，支 承部件4的該部分被上推。對(duì)于組裝好的接觸檢測(cè)器，通過(guò)適當(dāng)擰入所 述三個(gè)拉緊螺釘和三個(gè)支承螺釘，來(lái)設(shè)定接觸端ll的正確的位置。對(duì)置在檢測(cè)針基部的凸緣20的下表面(與支承部件的上表面對(duì)置的 面)上，在以檢測(cè)針1的軸心為中心的正三角形的頂點(diǎn)位置上形成有凹 部(例如V槽)21、 22以及有底孔26，在凹部2K 22中嵌有兩根放射 方向的圓桿30、 31，三個(gè)為一組的球體32在被按壓于有底孔26的周面 上的狀態(tài)下嵌入在該有底孔中，并且分別通過(guò)電阻焊來(lái)進(jìn)行固定。另一方面，在支承部件4的上表面上，圓桿23、兩個(gè)為一組的球體 24以及球面體25分別設(shè)在與檢測(cè)針基部的兩根圓桿30、 31以及三個(gè)為 一組的球體32相對(duì)置的位置上。支承部件側(cè)的圓桿23在嵌入在以支承 部件4的軸心為中心的圓的切線方向的V槽27中的狀態(tài)下通過(guò)電阻焊固 定于支承部件4，兩個(gè)為一組的球體24在沿所述圓的切線方向嵌入在細(xì) 長(zhǎng)的、截面為橢圓形的淺孔28中的狀態(tài)下通過(guò)電阻焊固定于支承部件4 上，球面體25在嵌入在圓孔29中的狀態(tài)下通過(guò)電阻焊固定于支承部件4 上。限定接觸端11的穩(wěn)定位置的三個(gè)支承對(duì)中，第一支承對(duì)35由檢測(cè) 針側(cè)的一個(gè)圓桿30和支承部件側(cè)的圓桿23形成。第二支承對(duì)36由檢測(cè) 針側(cè)的另一圓桿31和支承部件側(cè)的兩個(gè)為一組的球體24形成。另外， 第三支承對(duì)37由檢測(cè)針側(cè)的三個(gè)為一組的球體32和支承部件側(cè)的球面 體25形成。通過(guò)彈簧12的按壓力，第一支承對(duì)的兩根圓桿30、 23—點(diǎn) 接觸，第二支承對(duì)36的圓桿31與兩個(gè)為一組的球體24兩點(diǎn)接觸，第三 支承對(duì)的三個(gè)為一組的球體32與球面體25三點(diǎn)接觸。通過(guò)利用這六個(gè) 接觸點(diǎn)支承檢測(cè)針1的基部，接觸端11在三維空間內(nèi)的穩(wěn)定位置被限定。在上述實(shí)施方式中，第三支承對(duì)37由三個(gè)為一組的球體32和一個(gè) 球面體25形成，但是，也能夠如圖4所示，使上述一球面體25由一個(gè) 圓錐面體33形成，該圓錐面體33的軸向與檢測(cè)針1的軸向?yàn)橥环较颉?另外，圖中的球面體是直徑分別大于與其對(duì)置的三個(gè)球體32的直徑的球 體，但是也可以是半球體。
權(quán)利要求
1. 一種接觸檢測(cè)器，該接觸檢測(cè)器具有殼體(6)；支承部件(4)，其位置可調(diào)整地設(shè)在該殼體上；檢測(cè)針(1)，其前端的接觸端(11)從所述殼體的開(kāi)口(9)突出；以及彈簧(12)，其將該檢測(cè)針的基部按壓在所述支承部件上，所述檢測(cè)針的預(yù)定的穩(wěn)定位置由形成于其基部和所述支承部件之間的三個(gè)支承對(duì)來(lái)限定，該三個(gè)支承對(duì)是以下三個(gè)支承對(duì)支承部件側(cè)的部件與檢測(cè)針的基部側(cè)的部件一點(diǎn)接觸的第一支承對(duì)(35)，所述部件兩點(diǎn)接觸的第二支承對(duì)(36)；以及所述部件三點(diǎn)接觸的第三支承對(duì)(37)，其中，所述第一支承對(duì)由放射方向的圓桿(30)和以檢測(cè)針為中心的圓的切線方向的圓桿(23)形成，所述第二支承對(duì)由放射方向的圓桿(31)和位于該圓桿兩側(cè)的兩個(gè)為一組的球體(24)形成，所述第三支承對(duì)由球面體(25)或圓錐面體(33)以及在與其相對(duì)的圓筒孔的底面外周上配置的、三個(gè)為一組的球體(32)形成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸檢測(cè)器，其特征在于， 所述放射方向的圓桿(30、 31)和三個(gè)為一組的球體(32)固定在檢測(cè)針的基部，所述切線方向的圓桿(23)、兩個(gè)為一組的球體(24)以 及球面體(25)或圓錐面體(33)設(shè)在支承部件(4)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種接觸檢測(cè)器，其主要用于檢測(cè)機(jī)床的工具軸和刀架與工件(加工對(duì)象物)的接觸從而對(duì)其位置關(guān)系進(jìn)行計(jì)量。本發(fā)明提供一種接觸檢測(cè)器，其限定檢測(cè)針的穩(wěn)定位置的支承對(duì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠進(jìn)行高精度的加工和組裝，并且檢測(cè)精度不會(huì)隨著反復(fù)使用和溫度變化而變化。將檢測(cè)針保持于穩(wěn)定位置的三個(gè)支承對(duì)是一點(diǎn)接觸的第一支承對(duì)、兩點(diǎn)接觸的第二支承對(duì)以及三點(diǎn)接觸的第三支承對(duì)這三個(gè)支承對(duì)。第一支承對(duì)由放射方向的圓桿和以檢測(cè)針為中心的圓的切線方向的圓桿形成，第二支承對(duì)由放射方向的圓桿和位于該圓桿兩側(cè)的兩個(gè)為一組的球體形成，第三支承對(duì)由球面體或圓錐面體以及在與其對(duì)置的圓筒孔的底面外周上配置的、三個(gè)為一組的球體形成。
文檔編號(hào)G01B7/012GK101281014SQ200710092299
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
發(fā)明者福久宣夫 申請(qǐng)人:日新產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社