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)象物與戶(hù)萬(wàn)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與 工件(加工對(duì)象物)的位置關(guān)系進(jìn)行計(jì)量。
背景技術(shù)：
下面這樣的接觸檢測(cè)器是已經(jīng)公知的在殼體的內(nèi)部設(shè)有具備三個(gè)支 座的支承部件和彈簧，利用所述彈簧的力將以前端為接觸端的檢測(cè)針的基 部按壓在所述三個(gè)支座上，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)床的工具安裝用部件上，利用NC裝置使搭載有工件的 工作臺(tái)或者該工具安裝用部件移動(dòng)，利用NC裝置讀取從接觸檢測(cè)器輸出 接觸信號(hào)時(shí)的工具安裝用部件或工作臺(tái)的坐標(biāo)，由此對(duì)工具安裝用部件和 工件的相對(duì)位置關(guān)系進(jìn)行計(jì)量。檢測(cè)針的穩(wěn)定位置由設(shè)于支承部件的三個(gè)支座來(lái)限定。關(guān)于三個(gè)支座 的結(jié)構(gòu)也提出有各種方案。例如在日本專(zhuān)利公開(kāi)公報(bào)昭和59年第170704 號(hào)公報(bào)中，公開(kāi)了這樣的結(jié)構(gòu)檢測(cè)針具有放射狀的三根支承桿，用配置 在以該檢測(cè)針的軸心為中心的正三角形的頂點(diǎn)位置上的三個(gè)支座來(lái)支承該 檢測(cè)針的基部，并且在該結(jié)構(gòu)中，由兩個(gè)一組的球體形成各支座。艮卩，如圖4、 5所示，是這樣的結(jié)構(gòu)將三根支承桿3彼此隔開(kāi)120 度的間隔沿放射方向固定設(shè)置在以前端11為接觸端的檢測(cè)針1的基部2 上，各支承桿3由凹部27支承，該凹部27形成于固定在支承部件4上的兩個(gè)為一組的球體5之間。三根支承桿3分別與支承它們的兩個(gè)球體點(diǎn)接 觸，由此，檢測(cè)針l的穩(wěn)定位置由六個(gè)接觸點(diǎn)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11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5與支承桿3的接觸分離。另外，當(dāng)接觸端ll與計(jì)量對(duì)象物分離時(shí)，接觸端ll返回到預(yù)定 的穩(wěn)定位置。在計(jì)量對(duì)象物為導(dǎo)體、而且該計(jì)量對(duì)象物和接觸檢測(cè)器的殼體例如通 過(guò)機(jī)床本體等外部部件而電導(dǎo)通時(shí)，接觸端11與計(jì)量對(duì)象物的接觸可由以 該計(jì)量對(duì)象物的表面與接觸端11的接觸點(diǎn)為外部接點(diǎn)的電路來(lái)檢測(cè)。當(dāng)計(jì)量對(duì)象物為不良導(dǎo)體時(shí)，可以通過(guò)以球體5與支承桿3的接觸點(diǎn)為內(nèi)部接 點(diǎn)的電路來(lái)檢測(cè)。例如如圖6的示意圖所示，內(nèi)部接點(diǎn)可通過(guò)設(shè)置將支承 桿3和球體5的六個(gè)接觸點(diǎn)串聯(lián)連接起來(lái)的那種電路28而形成。接觸檢測(cè)器由于主要用于對(duì)工具和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)成檢測(cè)針的基部和支座，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)定位置的支座的 固定結(jié)構(gòu)上存在問(wèn)題。例如在圖4、 5所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，采用了通過(guò)粘接劑將球5固定在 支承部件4上的結(jié)構(gòu)，但是粘接劑層的厚度控制很困難。即，由于粘接劑 層的厚度的偏差、以及因長(zhǎng)年使用和溫度變化而導(dǎo)致的粘接劑層的剝離， 接觸端11的位置產(chǎn)生時(shí)效變化，存在使用該接觸檢測(cè)器的相對(duì)位置的計(jì)量 精度逐漸降低的問(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 支座的結(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)明提供一種使接觸檢測(cè)器的支承檢測(cè)針1的球體5與該支承部件 4直接接觸而固定在其上的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的接觸檢測(cè)器具備具有與 計(jì)量對(duì)象物接觸的接觸端11的檢測(cè)針1;從該檢測(cè)針的基端2沿放射方向延伸的三根支承桿3;形成容納各支承桿的凹部27的兩個(gè)為一組的三組球體5;通過(guò)該球體支承檢測(cè)針1的支承部件4;以及對(duì)支承桿3朝所述凹部27施力的彈簧12。在支承部件4中設(shè)有與各支承桿3對(duì)置、并且具有將兩個(gè)圓連接起來(lái) 而形成的截面形狀的三個(gè)孔21。在各孔21中分別插入有兩個(gè)球體5。在 各孔的兩個(gè)圓連接的部分形成有朝向支承部件4的中心孔8側(cè)開(kāi)口的槽狀 開(kāi)口 20。該槽狀開(kāi)口的開(kāi)口寬度大于支承桿3的直徑。檢測(cè)針的基部的三 根支承桿3的前端穿過(guò)該槽狀開(kāi)口 20插入到孔21中。各球體5經(jīng)由支承 桿3被彈簧12的力按壓并定位在各孔的底面22上。本發(fā)明的接觸檢測(cè)器的支承部件4的優(yōu)選結(jié)構(gòu)是，具有從其外周朝向 六個(gè)球體5各自的上半面(孔21的底的相反側(cè)的球面)的螺紋孔23，在 各個(gè)螺紋孔中旋合有前端為凸圓錐面的固定螺釘24。通過(guò)擰入該固定螺釘 24，各個(gè)固定螺釘24的凸圓錐面的前端將所對(duì)應(yīng)的球體5按壓在各個(gè)孔 的底面22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固定在殼體6的 內(nèi)側(cè)，三個(gè)拉緊螺釘17旋轉(zhuǎn)自如地貫通設(shè)于殼體的底蓋16上的貫通孔， 并擰入在設(shè)于支承部件4的底面上的螺紋孔中，三個(gè)支承螺釘18穿過(guò)貫 通該底板的螺紋孔，并且前端抵接在支承部件4的底面上。在通過(guò)內(nèi)部接點(diǎn)型電路檢測(cè)檢測(cè)針1距離穩(wěn)定位置的間隔的接觸檢測(cè) 器中，用導(dǎo)電體形成支承桿3和球體5，檢測(cè)針的基部2和支承部件4為 絕緣體。在通過(guò)外部接點(diǎn)型電路進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，通過(guò)使檢測(cè)針整體、支承桿、 球體以及支承部件4形成為導(dǎo)電體，可以不需要內(nèi)部電氣配線(xiàn)。支承桿3—般以120度的間隔沿以檢測(cè)針1的軸心為中心的放射方向 形成，但是也可以不是繞軸心，可以不是相等的角度間隔，但是不能將兩 根支承桿配置在同一軸線(xiàn)上。在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，將限定檢測(cè)針1的穩(wěn)定位置的球體5直接壓接固定在支承部件4上，即沒(méi)有隔著粘接劑層等，因此，幾乎沒(méi)有因環(huán)境溫度的變化和時(shí)效變化而導(dǎo)致球體5的位置發(fā)生變化的可能，因此，能夠在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持檢測(cè)針l的穩(wěn)定位置的精度，能夠進(jìn)行更高精度的接觸檢測(cè)。 本發(fā)明的接觸檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)是影響接觸端的位置精度的部件為可實(shí) 現(xiàn)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)也少的簡(jiǎn) 單的結(jié)構(gòu)，因此能夠提供便宜且高精度的接觸檢測(cè)器。另外，在本發(fā)明第二方面的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)螺紋作用和前端的圓錐面的楔作用，將球體5按壓 在支承部件的孔的底面22上，因此具有能夠正確且牢固地對(duì)各個(gè)球體5 進(jìn)行定位、并能夠長(zhǎng)時(shí)間保持反復(fù)使用時(shí)的接觸端的位置精度的效果。


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)施例的主要部分的俯視圖。圖3是沿圖2中的A-A線(xiàn)的剖面圖。圖4是表示檢測(cè)針的支承結(jié)構(gòu)的主要部分的立體圖。圖5是圖4的支承結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖6是表示接觸檢測(cè)電路的一例的示意圖。符號(hào)說(shuō)明1檢測(cè)針；3支承桿；4支承部件；5球體；6殼體；8支承部件的 中心孔；11接觸端；12壓縮彈簧；13支座；20槽狀開(kāi)口； 21 L; 22孔 的底面；23螺紋孔；24固定螺釘；25圓錐面。
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。檢測(cè)針l的支承結(jié)構(gòu) 與圖4、 5所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相同，是通過(guò)配置于支承部件4的兩個(gè)為一組 的三組球體5來(lái)容納設(shè)于基端2的放射方向的三根支承桿3的結(jié)構(gòu)。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 (shank) 7。在殼體6的內(nèi)側(cè)下方部分收容有環(huán)狀的支承部件4。以前端為接觸端11的檢測(cè)針1穿過(guò)支承部件4的中心孔8和設(shè)于殼體的底蓋1 6 上的開(kāi)口 9向殼體6的下方沿伸。在形成于殼體6的內(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。檢測(cè)針的基部2具有呈放射狀延伸的三根支承桿3，該 支承桿3成為障礙而不能通過(guò)支承部件4的中心孔8。因此，支承桿3借 助于彈簧12的力按壓在形成于支承部件4的支座13上。檢測(cè)針1穿過(guò)殼體的底蓋16的中心的幵口 9向殼體6外部伸出。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)部，三個(gè)拉緊螺釘17旋轉(zhuǎn)自如地貫通底蓋16，并擰入設(shè)于支承部 件4的底面上的螺紋孔中，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的底面上。如圖2的虛線(xiàn)所示，各三個(gè)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l:r 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)拉緊螺釘和支承螺釘，來(lái)設(shè)定接觸端11的正確的位置。圖3是表示將球體5固定在支承部件4上的具體結(jié)構(gòu)的圖。在具有使 檢測(cè)針通過(guò)的中心孔8的環(huán)狀支承部件4上設(shè)有相鄰的兩個(gè)孔連接后截面 為不倒翁形的孔21?？?1是在以支承部件的軸心為中心的同一圓上，通 過(guò)前端為半球面的球面立銑刀幵設(shè)而成的，其底面22為半球狀。球體5 以?xún)蓚€(gè)為一組分別插入到不倒翁形的孔21中，并通過(guò)彈簧12按壓在各個(gè) 孔的底面22上。在孔21的連接兩個(gè)圓的部分設(shè)置有朝向支承部件4的內(nèi) 徑側(cè)開(kāi)口的軸向的槽狀開(kāi)口 20。該槽狀開(kāi)口的開(kāi)口寬度大于支承桿3的直 徑。檢測(cè)針的基部的三根支承桿3的前端穿過(guò)該槽狀開(kāi)口 20插入到孔21 的中央。在圖示的優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，在支承部件4上朝向位于孔21的底部的球體5 的頂部，從外周設(shè)有螺紋孔23，在該螺紋孔中旋入有前端23削尖為圓錐 狀的固定螺釘24。在將球體5插入到該孔21中之后旋入固定螺釘24，由 此，固定螺釘前端的圓錐面25與球體5的頂部抵接，借助于固定螺釘24的旋進(jìn)作用和其前端的圓錐面的楔作用，球體5壓接并固定在孔21的底面22上。另外，各支承桿3支承在圓弧V形的凹部27中，該凹部27形成在被 固定螺釘24按壓并定位于孔21的底面22的兩個(gè)為一組的球體5之間， 由此，檢測(cè)針1的前端的接觸端11的穩(wěn)定位置被保持。在上述示例中，是通過(guò)固定螺釘24將球體5按壓在孔21的底面上的 結(jié)構(gòu)，但是在不設(shè)置固定螺釘24的結(jié)構(gòu)中，利用被彈簧12朝向孔21的 底部按壓的支承桿3，將球體5按壓在孔的底面22上。當(dāng)接觸端11與測(cè)量對(duì)象物接觸時(shí)，檢測(cè)針因該接觸而擺動(dòng)，某支承 桿3與球體5的接觸分離。接觸分離后的球體5可以進(jìn)行微小移動(dòng)，因此， 該球體5的位置沒(méi)有被限定，但是由于不是支承桿3越從槽狀開(kāi)口 20脫 出，球體5越大幅度地動(dòng)作，因此該球體5不會(huì)從孔21脫落。并且，當(dāng) 接觸端11與計(jì)量對(duì)象物的接觸分離時(shí)，支承桿3再次將球體5朝向孔21 的底面22按壓，通過(guò)該按壓力，可以進(jìn)行微小移動(dòng)的球體也返回到原來(lái) 的位置。在沒(méi)有設(shè)置螺釘24的結(jié)構(gòu)時(shí)，各孔21的底面與形成為半球面的 情況相比，形成為平面或圓錐面時(shí)可以提高球體5的返回位置的精度。這樣，本發(fā)明的接觸檢測(cè)器也可以形成為不設(shè)置用于固定球體5的固 定螺釘24的結(jié)構(gòu)，但是通過(guò)設(shè)置固定螺釘24，能夠進(jìn)一步提高接觸端11 的位置精度。
權(quán)利要求
1. 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)；設(shè)于該支承部件上的支座(13)；彈簧(12)；以及通過(guò)該彈簧將基端按壓在所述支座上的檢測(cè)針(1)，所述檢測(cè)針的基部具有沿放射方向延伸的圓形截面的三根支承桿(3)，容納該三根支承桿的三個(gè)所述支座具有配置在對(duì)應(yīng)的支承桿的兩側(cè)并分別與該支承桿的前端部周面點(diǎn)接觸的兩個(gè)為一組的球體(5)，其特征在于，該接觸檢測(cè)器具備具有中心孔(8)的環(huán)狀的所述支承部件，該支承部件具備三個(gè)相互平行的孔(21)，所述孔(21)具有將兩個(gè)圓連接起來(lái)的截面形狀；以及槽狀開(kāi)口(20)，該槽狀開(kāi)口(20)在該孔(21)的所述兩個(gè)圓的連接部上朝向支承部件的中心孔開(kāi)口，所述兩個(gè)為一組的球體設(shè)置成與各孔的底面(22)直接抵接，并且，所述支承桿可游動(dòng)地插入到所述槽狀開(kāi)口中，并且與所述球體接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸檢測(cè)器，其特征在于，所述接觸檢測(cè)器具備螺紋孔(23)，其從所述支承部件(4)的外周朝向形成所述支座的各個(gè)球體(5)的底面?zhèn)认喾磦?cè)形成；以及固定螺釘(24)，其擰入到該螺紋孔中的前端具有凸圓錐面(25)，各個(gè)固定螺釘?shù)那岸藢⑺鶎?duì)應(yīng)的球體直接按壓在各個(gè)孔的底面(22)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種接觸檢測(cè)器，該檢測(cè)器對(duì)檢測(cè)針的前端與計(jì)量對(duì)象物的接觸進(jìn)行檢測(cè)，該檢測(cè)針在被施力的狀態(tài)下安裝在由三個(gè)支座限定的穩(wěn)定位置上，所述接觸檢測(cè)器防止由于溫度變化和時(shí)效變化而使穩(wěn)定位置產(chǎn)生誤差。本發(fā)明提供一種將支承檢測(cè)針(1)的球體(5)與支承部件(4)直接接觸地固定在其上的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)。該檢測(cè)器具有以?xún)蓚€(gè)為一組的三組球體(5)，所述球體(5)用于形成容納從檢測(cè)針(1)的基端(2)沿放射方向延伸的三根支承桿(3)的支座(13)，該球體被直接壓接和定位在形成于支承部件(4)中的、截面為不倒翁形的孔(21)的底面(22)上。
文檔編號(hào)G01R1/067GK101275971SQ20071009133
公開(kāi)日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者福久宣夫 申請(qǐng)人:日新產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社