[發明專利]工件形狀測定傳感器及工件形狀測定裝置

有效

• 申請號: 01117609.1
• 申請日: 2001-04-30
• 公開（公告）號: CN1321871A
• 公開（公告）日: 2001-11-14
• 發明（設計）人: 松宮貞行;吉岡晉
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01B7/28
• 分類號: G01B7/28
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 侯佳猷

本發明涉及工件形狀測定傳感器及工件形狀測定裝置，具體涉及一種使觸針與螺紋部表面接觸并對工件的形狀進行仿形測定的工件形狀測定傳感器及工件形狀測定裝置。

作為測定工件雖然存在多種形狀的工件，例如在具有螺紋形狀的工件的螺紋部(螺紋孔=陰螺紋，螺紋軸=陽螺紋)中，存在規定其特性的多種參數(特性值)。例如在圖7所示的螺紋孔100的場合，作為這些參數例如有螺紋螺距a，有效螺紋部長度b，不完全螺紋部長度c以及螺紋孔深度d等。可采用三坐標測量機進行這種螺紋孔100的各參數a-d的測定。

在用三坐標測量機進行螺紋部測定時，有使用接觸信號探針和公知的使用仿形探針的情況。

在使用接觸信號探針的情況下，是使接觸信號探針的接觸部與螺紋部表面接觸并讀取此時的接觸部的坐標值，通過重復該動作并對于任意多個點求得坐標值對螺紋部形狀進行測定。

另一方面，在使用仿形探針的情況下，是一面使仿形探針的接觸部以一定的測定力與螺紋部表面接觸，一面使仿形探針與螺紋部相對移動，通過連續地求得此時的接觸部的坐標值，對螺紋部形狀進行測定。

然而，在上述采用三坐標測量機進行螺紋部形狀測定時存在以下問題。

在采用接觸信號探針測定時，必須在一點一點處使接觸信號探針與螺紋部表面接觸，例如在為取得螺紋孔100的各參數a-d的情況下，必須通過多點測定進行連續的數據收集，故存在測定費時的問題。

另一方面，在采用仿形探針測定時，與采用接觸信號探針的測定相比，由于不必在一點一點處進行使探針與螺紋部表面接觸分開的動作，故能在短時間內進行連續的數據收集。但仿形探針因包括一面使接觸部以一定的測定力與螺紋部表面接觸一面對接觸部的坐標值進行連續檢測的機構、因而存在本身價格昂貴的問題。

本發明的目的在于提供一種能在短時間內對工件表面形狀數據進行連續收集的同時，并能以低廉價格構成的工件形狀測定傳感器及工件形狀測定裝置。

本發明的工件形狀測定傳感器包括具有在一端側與工件表面接觸的接觸部的觸針和通過接頭保持該觸針的本體，其特征在于，上述接頭構成為包含安裝上述觸針的另一端側的觸針安裝部、與上述本體安裝的本體安裝部、連接觸針安裝部與本體安裝部并能彈性變形的連接部；上述連接部進行彈性變形、并允許相應于上述工件的表面形狀相對于上述觸針和觸針安裝部的上述本體安裝部變位、且最好設有對上述連接部的彈性變形量進行檢測的變形量檢測裝置。

采用該發明，在使觸針的接觸部與工件表面接觸的狀態下使工件與工件形狀測定傳感器沿工件的表面方向相對移動。這樣，由于觸針的接觸部對工件表面形狀進行仿形而還沿與上述相對移動方向大致垂直方向變位，故安裝有該觸針的接頭的觸針安裝部也向同一方向變位。另一方面，由于接頭的本體安裝部安裝在沿工件的表面方向相對移動的本體上，其變位的方向只有上述相對移動方向。即，接頭的觸針安裝部相對于本體沿與上述相對移動方向大致垂直的方向變位，由于本體安裝部不變位，故連接這些觸針安裝部與本體安裝部的連接部進行彈性變形。因此，觸針安裝部的變位量即觸針接觸部的變位量可由連接部的彈性變形量表示。如通過變形量檢測裝置對該連接部的彈性變形量連續地進行檢測，能在短時間中收集連續的工件表面形狀的數據。

另外，通過對因彈性變形而允許觸針變位的連接部即對以一定的測定力使觸針與工件接觸的連接部的彈性變形量進行檢測求得工件表面形狀。即由于在通過連接部使接觸部與工件表面以一定的測定力接觸的同時，通過連接部連續檢測接觸部的變位，故能廉價地構成比仿形探針更簡單的機構。

在本發明的工件形狀測定傳感器中，其特征在于，上述觸針形成大致L字形，并最好具有：另一端安裝在上述觸針安裝部并沿上述工件的表面方向的第1臂部，以及從該第1臂部一端折彎形成大致直角且在一端側具有上述接觸部的第2臂部。

采用該發明，由于觸針具有另一端安裝在上述觸針安裝部并沿上述工件的表面方向的第1臂部以及從該第1臂部折彎形成大致直角且在一端側具有上述接觸部的第2臂部，故在能將觸針容易地插入螺紋孔內的同時使其接觸部與螺紋孔的谷部可靠地接觸。

在本發明的工件形狀測定傳感器中，其特征在于，在上述觸針的接觸部與上述工件的表面接觸的同時，該工件與上述本體沿上述工件的表面方向相對移動，

上述觸針的接觸部最好配置在與上述相對移動方向大致平行的上述連接部的中心線上。