[發明專利]接觸檢測器

有效

• 申請號: 200710092299.8
• 申請日: 2007-04-04
• 公開（公告）號: CN101281014A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 福久宣夫
• 申請（專利權）人: 日新產業株式會社
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00;G01B7/012
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 黨曉林

技術領域

本發明涉及一種具有如下部件的裝置：安裝在機床或測量裝置上的殼體；使接觸端從該殼體突出的檢測針；以及對檢測對象物與所述接觸端的接觸進行檢測的單元。本發明的裝置例如用于對機床的工具安裝用部件(例如旋轉工具軸或刀架)與工件(加工對象物)的位置關系進行計量。

背景技術

下面這樣的接觸檢測器是已經公知的：在設于殼體內部的支承部件與以前端為接觸端的檢測針的基部之間形成三個支承對，利用彈簧的力將檢測針的基部按壓在所述三個支承對上，從而將該檢測針保持在預定的穩定位置上，在接觸端與計量對象物接觸時，通過對該接觸本身或因該接觸而產生的檢測針從所述穩定位置的微小的移動進行電檢測，來檢測該接觸。

這樣的接觸檢測器用于下述情況：將例如與其殼體設為一體的柄(shank)安裝在機床的工具安裝軸(安裝鉆頭或銑刀等旋轉工具的軸)上，利用數控(NC)裝置使搭載有工件的工作臺或者該工具安裝軸移動，利用數控裝置讀取從接觸檢測器輸出接觸信號時的、工作臺或工具安裝軸的坐標，由此對工具安裝軸與工件的相對位置關系進行計量。

檢測針的穩定位置由在檢測針的基部與支承部件之間形成的三個支承對來限定。關于三個支承對的結構也提出有各種方案。例如，通過將支承部件側的部件和檢測針的基部側的部件在一點接觸的第一支承對、兩點接觸的第二支承對和三點接觸的第三支承對，設在以檢測針的軸心為中心的正三角形的各頂點位置，從而能夠限定三維空間內的三個軸向的位置和繞該三個軸的相位(角度)。

圖5是在日本實用新型公開公報昭和63年第140348號公報中公開的結構，1是檢測針，4是支承檢測針1的基部的支承部件。在以前端11為接觸端的檢測針1的基部2上一體地設有凸緣20，在該凸緣的支承部件4側的面上固定有三個球體40。這三個球體40配置在以檢測針1的軸心為中心的正三角形的各頂點位置上。在支承部件4上與各球體40對置地設有：平坦的第一支座45；由放射方向的槽42構成的第二支座46，所述槽42是通過平行的兩根棒料41而形成的；以及由在三個球體43之間形成的凹部44構成的第三支座47。借助于對檢測針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與檢測針基部的球體40中的一個球體一點接觸，第二支座46與檢測針基部的球體40中的另外一個球體兩點接觸，第三支座47與檢測針基部的球體40中的第三個球體三點接觸，由此檢測針的穩定位置被限定。

在這樣限定的穩定位置上，檢測針的接觸端11在三維空間內的三個軸向的位置和繞該三個軸的相位(角度)被限定。在接觸端11與計量對象物接觸時，檢測針1因該接觸力而微小地移動，某球體與支承桿的接觸分離。另外，當接觸端11與計量對象物分離時，接觸端11返回到預定的穩定位置。

接觸檢測器主要用于對工具與工件等部件之間的相互位置關系進行計量，因而需要高精度且長時間地保持穩定位置上的接觸端的位置。為了獲得接觸端的高位置精度，要求用能夠實現高加工精度的球和圓筒來構成限定檢測針的穩定位置的支承對，并要求采用在組裝部件時誤差累計少的簡單的結構。但是，在以往的接觸檢測器中，在限定接觸端的穩定位置的支承對的結構上存在問題。

發明內容

本發明的課題在于提供一種接觸檢測器，其限定接觸端的穩定位置的支承對的結構簡單，可以進行高精度的加工和組裝，并且接觸端的位置不會隨著反復使用和溫度變化而變化。

本發明涉及一種接觸檢測器，該接觸檢測器具備：殼體6；可調整位置地設在該殼體上的支承部件4；檢測針1，其前端的接觸端11從所述殼體的開口9突出；以及將該檢測針的基部按壓在所述支承部件上的彈簧12，所述檢測針的預定的穩定位置由形成于其基部與所述支承部件之間的三個支承對來限定，該三個支承對是以下三個支承對：支承部件側的部件與檢測針的基部側的部件一點接觸的第一支承對35；上述部件兩點接觸的第二支承對36；以及上述部件三點接觸的第三支承對37。

本申請的第一發明的接觸檢測器的特征在于，在上述結構的接觸檢測器的三個支承對中，所述第一支承對由放射方向的圓桿30和以檢測針為中心的圓的切線方向的圓桿23形成，所述第二支承對由放射方向的圓桿31和位于該圓桿兩側的兩個為一組的球體24形成，所述第三支承對由球面體25或圓錐面體33以及在與其對置的圓筒孔的底面外周上配置的、三個為一組的球體32形成。