專利名稱：接觸檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)檢測(cè)針的檢測(cè)端與檢測(cè)對(duì)象物的接觸進(jìn)行檢測(cè)的 接觸檢測(cè)器，所以涉及具有如下結(jié)構(gòu)的所述接觸檢測(cè)器檢測(cè)針在被復(fù) 位彈簧按壓的狀態(tài)下，支撐在由設(shè)于殼體內(nèi)的六個(gè)支撐點(diǎn)所限定的穩(wěn)定 位置上。本發(fā)明涉及一種防止由于溫度變化或者老化而使所述支撐點(diǎn)的 位置產(chǎn)生誤差從而對(duì)接觸檢測(cè)器的檢測(cè)精度造成不良影響的技術(shù)。
背景技術(shù)：
這種接觸檢測(cè)器具有在前端設(shè)置有與檢測(cè)對(duì)象物接觸的檢測(cè)端的檢 測(cè)針和支撐該檢測(cè)針的殼體。檢測(cè)針的基部亦即檢測(cè)端相反側(cè)的端部被 復(fù)位彈簧(內(nèi)置于殼體中)按壓在形成于殼體內(nèi)的支撐部件上的六個(gè)支 撐點(diǎn)上。在檢測(cè)端不受外力作用的狀態(tài)下，檢測(cè)針保持在由所述六個(gè)支 撐點(diǎn)所限定的三維空間內(nèi)的穩(wěn)定位置上。檢測(cè)針的前端接觸到檢測(cè)對(duì)象 物后，檢測(cè)針受到接觸反作用力而從所述穩(wěn)定位置稍微傾斜動(dòng)作，與所 述六個(gè)支撐點(diǎn)中的至少一個(gè)分離(離開)。通過(guò)電氣檢測(cè)出該支撐點(diǎn)的分 離，從而檢測(cè)出檢測(cè)端與檢測(cè)對(duì)象物的接觸。
這樣的接觸檢測(cè)器例如可以如圖9所示，在殼體21上設(shè)置柄部 (shank) 22，將該柄部裝配到機(jī)床的工具軸23上，用于測(cè)量工具安裝軸 與工件24的相對(duì)位置關(guān)系。亦即，將接觸檢測(cè)器20裝配于機(jī)床的工具 軸23上，所述機(jī)床的工作臺(tái)25上固定有作為檢測(cè)對(duì)象物的工件24，并 且工具軸23或者工作臺(tái)25通過(guò)未圖示的數(shù)控(NC)裝置進(jìn)行移動(dòng)。并 且，通過(guò)讀取從接觸檢測(cè)器輸出檢測(cè)針1的檢測(cè)端13與工件24接觸的 接觸信號(hào)時(shí)的工具軸或者工作臺(tái)上的坐標(biāo)，由此測(cè)量工具安裝軸與工件
的相對(duì)位置關(guān)系。殼體21中內(nèi)置了具有所述六個(gè)支撐點(diǎn)的支撐部件4和 復(fù)位彈簧16。支撐部件4經(jīng)由調(diào)整螺釘26固定于殼體21中，通過(guò)對(duì)調(diào)
3整螺釘26進(jìn)行調(diào)整，將所述穩(wěn)定位置上的檢測(cè)端13的位置設(shè)定為與柄
部22的中心軸在同一軸線上。
對(duì)于在支撐部件4上形成有用于支撐檢測(cè)針1的六個(gè)支撐點(diǎn)的結(jié)構(gòu)， 提出有各種方案。其中一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且能夠高精度地限定穩(wěn)定位置的結(jié)
構(gòu)為在檢測(cè)針1的基部呈放射狀地設(shè)置三個(gè)支撐腿，并通過(guò)在以檢測(cè)
針的軸心為中心的圓周上配置的兩個(gè)為一組的三組球來(lái)支撐這三個(gè)支撐 腿。
該結(jié)構(gòu)在圖5-7中示出。如圖所示，三個(gè)支撐腿3相互以120度的 間隔沿放射方向設(shè)置于以前端13作為檢測(cè)端的檢測(cè)針1的基部2上。支 撐腿3為圓柱形。在支撐部件4上，在以檢測(cè)針1的軸心為中心的正三 角形的各頂點(diǎn)位置上以兩個(gè)為一組合計(jì)六個(gè)的球5形成有三個(gè)收納部15。 收納部15是形成在兩個(gè)球5之間的凹處的部分。并且，通過(guò)復(fù)位彈簧16 將檢測(cè)針的基部按向收納部15頂ij，由此將各支撐腿3分別支撐在與其對(duì) 置的收納部15中。三個(gè)支撐腿3分別與對(duì)其進(jìn)行支撐的兩個(gè)球的球面進(jìn) 行接觸，形成六個(gè)支撐點(diǎn)10，通過(guò)該六個(gè)支撐點(diǎn)10限定檢測(cè)針1的穩(wěn)定 位置。
亦即，檢測(cè)針的檢測(cè)端13在三維空間內(nèi)的三個(gè)軸向上的位置以及繞 這三個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)角被支撐腿3與球5之間的六個(gè)支撐點(diǎn)10限定在了該穩(wěn) 定位置上。通過(guò)檢測(cè)端13與檢測(cè)對(duì)象物的接觸，檢測(cè)端13產(chǎn)生微小的 移動(dòng)，這時(shí)檢測(cè)針1稍微傾斜，在某個(gè)支撐點(diǎn)10處的球5與支撐腿3的 接觸分離。另一方面，檢測(cè)端上沒(méi)有外力作用時(shí)，在復(fù)位彈簧16的彈力 作用下，檢測(cè)端13總是會(huì)恢復(fù)到恒定的穩(wěn)定位置上。
在檢測(cè)對(duì)象物都是電的良導(dǎo)體時(shí)，檢測(cè)針與檢測(cè)對(duì)象物的接觸能夠 通過(guò)該檢測(cè)對(duì)象物的表面與檢測(cè)針之間的接觸點(diǎn)作為外部觸點(diǎn)的電路檢 測(cè)出來(lái)。此外，在檢測(cè)對(duì)象物包含電的不良導(dǎo)體時(shí)，檢測(cè)針與檢測(cè)對(duì)象 物的接觸能夠通過(guò)球5和支撐腿3之間的支撐點(diǎn)IO作為內(nèi)部觸點(diǎn)的電路 檢測(cè)出來(lái)。例如圖8中所示意性地示出的那樣，內(nèi)部觸點(diǎn)能夠通過(guò)設(shè)置 將支撐腿3與球5之間的六個(gè)支撐點(diǎn)10串聯(lián)連接起來(lái)的電路17來(lái)形成。 在檢測(cè)針1偏離穩(wěn)定位置時(shí)，某個(gè)支撐點(diǎn)10處的支撐腿3與球5的接觸
4分離，該分離作為電信號(hào)(電路17的接通斷開)被檢測(cè)出來(lái)。
圖7是表示球5固定于支撐部件4中的具體結(jié)構(gòu)的例示圖。在圖示
例中，在具有供檢測(cè)針穿過(guò)的中心孔14的中空?qǐng)A筒狀的支撐部件4中利 用球頭立銑刀開出用于收納球5的收納孔6，并且在相鄰的收納孔之間加 工出供支撐腿3插入且沿放射方向的狹縫7。狹縫7的寬度要比支撐腿3 的直徑足夠?qū)?。通過(guò)球頭立銑刀開出的收納孔的底面成為半球狀的收納 面，并且通過(guò)粘著劑將球5粘著固定在該收納面上。
能夠?qū)η?和圓桿狀的支撐腿3進(jìn)行高精度加工。另一方面，收納 孔6的深度和支撐腿3的安裝角容易產(chǎn)生誤差。然而，由該誤差引起的 檢測(cè)端13的位置誤差能夠通過(guò)對(duì)各個(gè)檢測(cè)器的殼體內(nèi)的支撐部件4的二 維方向上的傾斜進(jìn)行初始調(diào)整來(lái)校正。
專利文獻(xiàn)l:日本特開平11-94509號(hào)公報(bào)
要高精度地測(cè)量位置、尺寸的時(shí)候，必須考慮到檢測(cè)器自身和檢測(cè) 對(duì)象物的熱變形等。檢測(cè)工件在金屬加工設(shè)備中的位置時(shí)，通過(guò)用鐵或 者具有與鐵同等程度的熱膨脹系數(shù)的材料制作檢測(cè)器，從而能夠減少由 熱膨脹引起的誤差。然而，在通過(guò)粘著劑將球5粘接固定在支撐部件4 中的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，由于粘著劑的熱膨脹系數(shù)不同，有可能在環(huán)境溫度變 化時(shí)產(chǎn)生誤差。更嚴(yán)重的是，由于收納部和球與粘著劑的熱膨脹系數(shù)不 同，隨著老化會(huì)存在粘著劑層產(chǎn)生裂縫或者粘著劑剝離的情況。產(chǎn)生了 這些情況的話，球的位置偏離初始位置，檢測(cè)端13的穩(wěn)定位置產(chǎn)生較大 誤差。特別是對(duì)于檢測(cè)針1的長(zhǎng)度相對(duì)支撐腿3的長(zhǎng)度比較長(zhǎng)的檢測(cè)器， 球5微小的位置偏移就會(huì)使檢測(cè)端13的穩(wěn)定位置產(chǎn)生較大偏移，從而導(dǎo) 致測(cè)量精度大幅度下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于，解決上述問(wèn)題，提供一種即使在溫度變化劇烈 的環(huán)境下，檢測(cè)針前端的穩(wěn)定位置也不會(huì)因老化而產(chǎn)生變化的檢測(cè)針的 支撐結(jié)構(gòu)。由此，能夠進(jìn)行更高精度的測(cè)量，且能夠得到產(chǎn)品壽命更長(zhǎng) 的接觸檢測(cè)器。
5本發(fā)明通過(guò)提供一種使接觸檢測(cè)器的支撐檢測(cè)針的球直接與接觸檢 測(cè)器的支撐部件4接觸進(jìn)行固定的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，從而解決上述課題。
本發(fā)明的接觸檢測(cè)器具有檢測(cè)針1，其具有與檢測(cè)對(duì)象物接觸的 檢測(cè)端；三個(gè)支撐腿3，其從該檢測(cè)針的基部2沿放射方向延伸；兩個(gè)為 一組的三組球5，其形成用于收納各支撐腿的收納部15;支撐部件4，其
借助于該球組支撐所述檢測(cè)針1;以及復(fù)位彈簧16，其向所述收納部15 按壓所述支撐腿3。
在本發(fā)明的接觸檢測(cè)器中，用于形成收納部15的球5被定位在形成 于支撐部件4中的收納孔6底部的半球狀或者圓錐狀的收納面12上。在 支撐部件4上設(shè)有從其外周分別朝向六個(gè)球5的螺紋孔8。該各螺紋孔中 分別旋合有螺釘9，該螺釘9用于將球5按壓于在支撐部件4中設(shè)有的收 納孔6底部的收納面12上。通過(guò)以螺釘9將各球5分別按壓在收納孔底 部的收納面12上，從而能夠使各球5不夾設(shè)粘著劑層地直接與為了收納 球5而在支撐部件4中設(shè)置的收納孔的收納面12接觸的狀態(tài)下，被固定 在特定位置上。
螺紋孔8能夠沿向收納孔底部的收納面12按壓球5的方向設(shè)置。螺 紋孔8也能夠沿與按壓球5的方向正交的方向設(shè)置。后者的情況下，采 用前端具有凸圓錐面11的螺釘9。將螺釘9旋合于螺紋孔8中時(shí)，螺釘 9的前端將球5直接壓接在各收納孔底部的收納面12上并對(duì)其進(jìn)行固定。 進(jìn)而，也能夠形成為球5被螺旋彈簧18或板簧按壓在各收納孔底部的收 納面12上的結(jié)構(gòu)。
在通過(guò)內(nèi)部觸點(diǎn)型電路檢測(cè)檢測(cè)針1從穩(wěn)定位置離開的接觸檢測(cè)器 中，使支撐腿3和球5由導(dǎo)電體形成，使檢測(cè)針的基部2和支撐部件4 為絕緣體。在通過(guò)外部觸點(diǎn)型電路進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，通過(guò)使整個(gè)檢測(cè)針、支 撐腿、球和支撐部件4都形成為導(dǎo)電體，從而不需要內(nèi)部電布線。支撐 腿3 —般以檢測(cè)針1的軸心為中心沿放射方向隔開120度地形成，然而 也可以不圍繞軸心，也可以不是等角度間隔。
在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，由于直接(亦即不夾設(shè)粘著劑層等)將用于限 定檢測(cè)針的穩(wěn)定位置的球5壓接在支撐部件4上進(jìn)行固定，因此基本不
6會(huì)因環(huán)境溫度變化或者老化使球5的位置產(chǎn)生變化。因而，能夠提供即 使經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間也能夠維持檢測(cè)針1的穩(wěn)定位置的精度，能夠進(jìn)行更高 精度的接觸檢測(cè)且壽命長(zhǎng)的接觸檢測(cè)器。
并且，該球的固定結(jié)構(gòu)是適合用于支撐檢測(cè)針的收納部15的形狀和
結(jié)構(gòu)的合理且簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，在支撐部件4上從側(cè)面開出螺紋孔8并將螺 釘9旋入該螺紋孔中，或者在支撐部件4上從側(cè)面開出彈簧插入孔18并 將彈簧19插入到該彈簧插入孔中即可，因此制造極為簡(jiǎn)單。在使用前端 為圓錐面的螺釘9的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)螺釘和圓錐面的雙重楔子作用將球5 固定于球收納孔底部的收納面12上，因此利用較小的螺釘就能夠?qū)⑶? 牢牢地固定住。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的主要部分的俯視圖。 圖2是沿圖1的A-A線的剖視圖。
圖3是表示與圖2不同的第二結(jié)構(gòu)的沿圖1的A-A線的剖視圖。 圖4是表示與圖2和圖3不同的第三結(jié)構(gòu)的沿圖1的A-A線的剖視圖。
圖5是表示現(xiàn)有接觸檢測(cè)器的一個(gè)例子的立體圖。
圖6是表示圖3的接觸檢測(cè)器的主要部分的俯視圖。
圖7是表示圖3的接觸檢測(cè)器的支撐腿的支撐結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖8是表示接觸檢測(cè)電路的一個(gè)例子的示意圖。
圖9是表示位置檢測(cè)器的使用例的示意圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明
1:檢測(cè)針；2:檢測(cè)針的基部；3:支撐腿；4:支撐部件；5:球； 6:球收納孔；8:小螺紋孔；9:小螺釘；lh凸圓錐面；12:球收納孔 底部的收納面；15:收納部；16:復(fù)位彈簧。
具體實(shí)施例方式
接著，參照

該發(fā)明的實(shí)施例。檢測(cè)針1的支撐結(jié)構(gòu)與圖5所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相同，是以配置于支撐部件4的圓周上的兩個(gè)為一組的 三組球5來(lái)收納在基部2上設(shè)有的沿放射方向延伸的三個(gè)支撐腿3的結(jié) 構(gòu)。
如圖2所示，球5插入到收納孔6的底部，該收納孔6是利用球頭 立銑刀在支撐部件4中與檢測(cè)針1的方向平行地開出的孔。在供收納一 個(gè)支撐腿3的兩個(gè)球分別插入的收納孔6之間形成有供支撐腿3插入的 狹縫7。
在支撐部件4中設(shè)有小螺紋孔8，所述小螺紋孔8朝向位于收納孔6 底部的球5的頂部，從支撐部件4的外周向沿與該球的配設(shè)節(jié)圓相切的 方向設(shè)置，并且前端削尖成圓錐狀的小螺釘9旋入該小螺紋孔中。在將 球5插入到收納孔6中之后旋入小螺釘9，從而使螺釘前端的圓錐面11 與球5的頂部抵接，通過(guò)小螺釘9借助螺紋的旋進(jìn)作用和小螺釘9前端 的圓錐面與球5接觸的接觸部產(chǎn)生的楔子作用，將球5按壓在形成于收 納孔6底部的半球狀收納面12上進(jìn)行固定。
圖3為表示將球5按壓并固定在收納孔底部的收納面12上的第二例 的圖。在圖3的例子中，朝向位于收納孔6底部的球5的頂部設(shè)置有小 螺紋孔8，該小螺紋孔8形成為在從支撐部件4的外周到與該球的配設(shè)節(jié) 圓相切的面內(nèi)，其前端側(cè)向下方傾斜。旋合于小螺紋孔8中的小螺釘9 的前端隨著該小螺釘沿螺紋軸方向的旋進(jìn)，而將球5按壓在形成于收納 孔6底部的半球狀或者圓錐狀收納面12上進(jìn)行固定。
圖4為表示將球5按壓固定在收納孔底部的收納面12上的第三例的 圖。在圖4的例子中，朝向位于收納孔6底部的球5的頂部設(shè)置有小螺 紋孔8，該小螺釘8形成為從支撐部件4的外周到與該球的配設(shè)節(jié)圓相切 的面內(nèi)，其前端側(cè)向下方傾斜，并且設(shè)有從該小螺紋孔的前端沿螺紋軸 方向延伸并朝向收納孔6開設(shè)的彈簧插入孔18。將球5插入收納孔6中 后，將螺旋彈簧19插入到彈簧插入孔18中，并通過(guò)使旋合于小螺紋孔8 中的小螺釘9旋進(jìn)而使其前端對(duì)螺旋彈簧19進(jìn)行按壓，從而螺旋彈簧19 被壓縮，通過(guò)該彈力將球5按壓在形成于收納孔底部的半球狀或者圓錐 狀收納面12上進(jìn)行固定。
8通過(guò)在支撐檢測(cè)針1的各球5上，分別設(shè)置一個(gè)小螺紋孔8和彈簧
插入孔18以及小螺釘9和彈簧19，并緊固這些小螺釘9，從而使六個(gè)球 5在與各自的收納孔6的底面之間不夾設(shè)粘著劑等層而直接抵接的狀態(tài)下 固定于特定位置上。亦即，在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，將球5固定于收納孔底 部12上時(shí)沒(méi)有必要使用粘著劑。并且，與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)同樣，通過(guò)以分別固 定于特定位置上的六個(gè)球5支撐三個(gè)支撐腿3，從而保持檢測(cè)針1前端的 檢測(cè)端13的穩(wěn)定位置。
權(quán)利要求
1. 一種接觸檢測(cè)器，該接觸檢測(cè)器具有檢測(cè)針，其與檢測(cè)對(duì)象物接觸；三個(gè)支撐腿，其從該檢測(cè)針的基部沿放射方向延伸；兩個(gè)為一組的三組球，其形成用于收納各支撐腿的收納部；支撐部件，其借助于該球支撐所述檢測(cè)針；以及復(fù)位彈簧，其對(duì)所述支撐腿向所述收納部施力，所述球被定位在形成于所述支撐部件中的球收納孔的半球狀或者圓錐狀的收納面上，該接觸檢測(cè)器的特征在于，該接觸檢測(cè)器具有分別從所述支撐部件的外周朝向六個(gè)所述球各自的收納面相反側(cè)的螺紋孔以及分別螺合于這些小螺紋孔中的小螺釘，各小螺釘?shù)那岸酥苯訉⑺鶎?duì)應(yīng)的球壓接于各球的收納面上，并且不夾有粘著劑層。
2. 如權(quán)利要求1所述的接觸檢測(cè)器，其特征在于， 所述支撐部件為具有供檢測(cè)針貫穿的中空孔的中空?qǐng)A筒狀支撐部件，所述小螺紋孔設(shè)于與該支撐部件的中心軸線正交的面內(nèi)，所述小螺 釘?shù)那岸司哂兄苊媾c球接觸的凸圓錐面。 —種接觸檢測(cè)器，該接觸檢測(cè)器具有檢測(cè)針，其與檢測(cè)對(duì)象物 接觸；三個(gè)支撐腿，其從該檢測(cè)針的基部沿放射方向延伸；兩個(gè)為一組 的三組球，其形成用于收納各支撐腿的收納部；支撐部件，其借助于該 球支撐所述檢測(cè)針；以及復(fù)位彈簧，其對(duì)所述支撐腿向所述收納部施力，所述球被定位在形成于所述支撐部件中的球收納孔的半球狀或者圓 錐狀的收納面上，該接觸檢測(cè)器的特征在于，該接觸檢測(cè)器具有分別從所述支撐部件的外周朝向六個(gè)所述球各自 的收納面相反側(cè)的彈簧插入孔以及分別插入這些彈簧插入孔中的彈簧，各彈簧的前端直接將所對(duì)應(yīng)的球壓接于各球的收納面上，并且不夾 有粘著劑層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種接觸檢測(cè)器，該接觸檢測(cè)器是對(duì)檢測(cè)針的前端與檢測(cè)對(duì)象物的接觸進(jìn)行檢測(cè)的裝置，所述檢測(cè)針在被施力的狀態(tài)下被安裝在由六個(gè)支撐點(diǎn)所限定的穩(wěn)定位置上，以防止由于溫度變化或者老化而使穩(wěn)定位置產(chǎn)生誤差。本發(fā)明提供一種使支撐檢測(cè)針的球與該支撐部件(4)直接接觸進(jìn)行固定的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)。所述接觸檢測(cè)器具有用于形成收納部(15)的球(5)，該收納部(15)用于收納從檢測(cè)針的基部(2)沿放射方向延伸的三個(gè)支撐腿(3)，并且該球被定位在形成于支撐部件(4)中的半球狀或者圓錐狀的收納面(12)上，其中，從支撐部件(4)的外周朝向球5各自的收納面相反側(cè)設(shè)有小螺釘或者彈簧，以該小螺釘或者彈簧的前端將球(5)不夾設(shè)粘著劑層等地直接壓接在收納面(12)上。
文檔編號(hào)G01B5/012GK101490500SQ20078002577
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2007年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月18日
發(fā)明者福久宣夫 申請(qǐng)人:日新產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社