CN101251377B

CN101251377B - 坐标测量用辅助用具、坐标测量用探测器以及坐标测量仪

Info

Publication number: CN101251377B
Application number: CN2008100951158A
Authority: CN
Inventors: 宫本繁雄; 渡边光宽
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2007-02-05
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2012-01-04
Anticipated expiration: 2028-02-05
Also published as: CN101251377A; EP1953495B1; EP1953495A2; US7937848B2; US20080184573A1; JP5179760B2; JP2008190994A; EP1953495A3

Abstract

本发明提供一种坐标测量辅助用具，在采用坐标测量仪测量坐标时使用该坐标测量辅助用具，该坐标测量辅助用具具有：安装于坐标测量用探测器外周的筒状体和用于将该筒状体固定在探测器前端从而定位的夹持机构。这样，通过采用结构简单且廉价的坐标测量辅助用具，能够容易且正确地进行对厚度很薄的板状被测量物的测量。其中，所述筒状体的至少一部分可以是透明的。此外，能调整所述筒状体的相对探测器的前端的位置。

Description

坐标测量用辅助用具、坐标测量用探测器以及坐标测量仪

技术领域

本发明涉及坐标测量用辅助用具、坐标测量用探测器以及坐标测量仪，尤其涉及适用于手动操作型三维坐标测量仪和数字化仪球形探测器的、能容易并且准确地测量厚度很薄的板状被测量物的坐标测量用辅助用具、具有该坐标测量用辅助用具的坐标测量用探测器、以及具有该坐标测量用探测器的坐标测量仪。

背景技术

例如，手动操作的三维坐标测量仪中，采用手动方式使具有球状物的探测器向三维方向做相对移动，其中，球状物使探测器的前端与被测量物接触，在所述球状物与被测量物接触的瞬间或正在接触时，测量所述球状物的中心坐标值，接着，相对所述球状物的中心坐标值，进行球状物的半径量的偏置处理，球状物和被测物的接触位置可测量。但是，相对所述测量的球状物的中心坐标的偏置方向需要预先设定，或者利用所测量的多个球状物的中心坐标值通过几何计算而求得。例如，测量对象为孔时，引导球状物使之与所述孔的内侧的3个位置接触，分别测量中心坐标值。然后，对该三个坐标值进行圆拟合计算(円あてはめ計算)并求得圆的中心和半径，通过将球状物的半径值加上所述半径值从而可求得孔的半径。

但是，在被测物为厚度比上述球状物的半径小的金属板等薄物件时，在上述孔的测量中，必须对探测器进行引导，以使球状物的顶点与被测量物接触，因此很难操作，必须熟练。此外，如图1所示，如果在相对于本应使之与由薄物件的金属板形成的工件9接触的测量位置7如测量位置8那样错误地偏离的位置、对固定在探测器1的轴3的前端上的球状物2进行测量的话，则存在会产生很大的测量误差这样的问题。

为了解决上述问题，如图2所示，申请人在特开平10-62150号公报(专利文献1)的图1、图3中，提案在球状物2的最大外周标上规定宽度的标记4以作为测量基准。

此外，如图3所示，在特开2005-147673号公报(专利文献2)的图2～图5中，提案使用通过将球状物2的一部分切至中心C而形成的3/4球状探测器，将球状物2的中心C直接仿形成工件9。在图中，11是附设于探测器本体10上的、用于保存刚好在按压操作时的当前位置数据的按钮开关。

此外，前端成为V型的V型探测器也已实用化。

但是，对于专利文献1中记载的技术而言，操作者必须用眼观察以使球状物2上的标记4与工件9位置一致，必须精神集中，然而，正确地实现位置一致并不容易。

另一方面，对于在专利文献2中记载的3/4球状探测器抑或V型探测器而言，均需将球状物或探测器前端加工成特殊的形状，不仅难以实现中心位置精度良好的加工，而且还难以维持该精度。进一步，校正中心位置的校正操作(校准)也很难，还存在整体费用提高等问题。

发明内容

本发明基于解决上述现有技术存在的问题而提出，目的在于提供一种坐标测量用具、具有所述坐标测量用具的坐标测量用探测器以及具有所述坐标测量用探测器的坐标测量仪，其中，所述坐标测量用具在采用手动操作的三维坐标测量仪及数字化仪进行测量时，能容易且正确地测量厚度很薄的板状被测量物。

本发明通过坐标测量用辅助用具解决上述技术问题，所述坐标测量用辅助用具的特征在于，具有：安装于坐标测量用探测器的外周的筒状体；以及用于将所述筒状体定位在探测器前端从而固定的机构，所述筒状体的相对探测器前端的位置是可调整的，所述坐标测量用探测器是球形探测器。

其中，所述筒状体的至少一部分是透明的，能容易确认被测量物和探测器前端的卡合状态。

此外，所述筒状体的相对探测器前端的位置是可调整的，从而可以容易地对应被测量物的板厚。

此外，所述筒状体为双重筒，能够实现其中一个的相对该探测器前端的位置可调整。

此外，在所述双重筒的外筒上，设置有用于将筒状体定位在探测器前端从而固定的机构，并围绕与外筒螺合的内筒转动，由此使相对探测器前端的位置可调整。

进一步，设置有用于显示所述双重筒的其中一个相对另一个的位移的刻度，从而能够更容易地对应被测量物不同的板厚。

此外，可在所述筒状体的前端设置端板部或锥状部。

此外，本发明提供坐标测量用探测器，其特征在于，安装有所述坐标测量用辅助用具。

此外，提供一种坐标测量仪，其特征在于，具有所述坐标测量用探测器。

根据本发明，通过使坐标测量用辅助用具的筒状体端部一边与金属板表面接触，一边移动坐标测量用探测器，从而能够使测量用探测器前端(例如球状物中心)以距离金属板表面一定高度的方式与测量部位接触。因此，通过使球状物等的最大圆部可靠地与要测量的位置接触，从而能够容易进行高精度的测量。进一步，还能抑制由于操作者而产生的测量结果偏差。此外，还能保护探测器的前端。

通过下面对优选实施方式的详细描述，本发明的上述和其它的新的特征和优点将变得清晰。

下面将参照附图对优选实施方式进行描述，其中，所有附图中相同的元件采用相同的附图标记标注。

附图说明

图1是用于说明现有技术中问题所在的主视图；

图2是显示在专利文献1中记载的现有技术的主视图；

图3是显示在专利文献2中记载的现有技术的立体图；

图4是显示适用于臂型多关节坐标测量仪的一个实施例的结构的立体图；

图5是将本发明第1实施方式的坐标测量用辅助用具安装在球形探测器上的状态的剖视图；

图6是显示将该第2实施方式的坐标测量用辅助用具安装于球形探测器上的状态的剖视图；

图7是显示第2实施方式的刻度的侧视图；

图8是显示第2实施方式的调整状态的剖视图；

图9是将本发明第3实施方式的坐标测量用辅助用具安装在球形探测器上的状态的剖视图；

图10是显示将该第4实施方式的坐标测量用辅助用具安装在球形探测器上的状态的剖视图；

图11是显示将该第5实施方式的坐标测量用辅助用具安装在球形探测器上的状态的剖视图；

图12是显示将该第6实施方式的坐标测量用辅助用具安装在球形探测器上的状态的剖视图。

具体实施方式

下面，将详细说明适合臂型多关节坐标测量仪(也称作三维数字化仪)的球形探测器的本发明的实施方式。

如图4所示，适用于本发明的臂型多关节坐标测量仪50，具有垂直设于被固定在操作台等上的基台59之上的支柱58。所述支柱58和第二臂57的一端，相对二轴方向自由转动，并且通过内装有能检测各自旋转角度的回转式编码器(未图示)的第3关节55连接。第二臂57的另一端和第一臂56的一端，通过和第3关节55相同的第2关节54连接。进一步，第1臂56的另一端和探测器头52，通过和第2关节55相同的第1关节54连接。在所述探测器头52的前端，具有本发明的对象即球形探测器51。

因此，操作者通过握住该探测器头52进行操作，从而能够使球形探测器51从自由方向接近被测量物，以自由的角度接触。

如图5示出的第1实施方式所示，在前述球形探测器51上装有坐标测量用辅助用具60，该坐标测量用辅助用具60具有：安装于该球形探测器51的外周的圆筒体62和用于将所述圆筒体62定位在球形探测器51的前端从而固定的夹持机构70。

前述圆筒体62，例如由丙烯树脂等透明体构成，能一边确认一边测量该球形探测器51前端的球状物和被测量物即工件9的卡合状态。另外，圆筒体62例如也可以是不透明的金属制。

接着，对使用前述坐标辅助用具60的金属板工件9的测量方法进行说明。图5显示球形探测器51的前端球状物与工件9接触的状态。

事先通过夹持机构70的旋钮72松开夹持机构70而上下移动圆筒体 62，当所述圆筒体62的前端(图中的下端)接触工件9的表面时，将球状物的中心面调整成正好与工件9的中心线一致。

操作者通过手动操作，使球形探测器51移动到工件9上的目标测量位置。

接着，以使探测器头52的中心轴和工件9的面呈大致垂直的方式，边调节球形探测器51的姿势，边使圆筒体62的前端定位到工件9的表面。这样，由于球状物的中心面与工件9的中心线一致，故获取该点的坐标就行。

下面，图6显示本发明的第2实施方式。

对于该实施方式，在和所述第1实施方式相同的坐标测量用辅助用具60中，将筒状体作为外筒80和内筒82形成的双重圆筒，通过在外筒80上设置的夹持机构70，将坐标测量用辅助用具60固定在球形探测器51上，并且，围绕与外筒80螺合的内筒82转动，从而能调整球状物和筒状体(内筒82)前端的位置关系。

如图7所示，在前述内筒82的表面上形成有刻度84。

在该实施方式中，首先如图8所示，使球状物的下端和内筒82的下端面一致，通过夹持机构70夹持。这时，刻度84设定于只有球状物半径大小的负的位置上。

接着，通过使内筒82相对外筒80转动，使刻度84提高至使工件9的板厚(例如0.5～2mm)的仅1/2的正的位置，从而能以距离球状物中心规定的高度调整内筒82的下端面。

在本发明的实施方式中，由于设置有刻度84，故能容易地进行高度调整。此外，还可以省略刻度，边用眼观察边进行调整。

此外，用于外筒80和内筒82结合移动的机构，不限于固结(締結)，采用其它能平行移动的机构，例如圆筒凸轮也能实施。

在前述实施方式中，由于筒状体前端为单纯的直线形状，所以结构简单。

此外，如图9所示的第3实施方式，在圆筒体62的下端设置端板部64，从而能够容易地测量平板状工件9。

或者如图10所示的第4实施方式，在圆筒体62的下端设置锥状部66，也能容易测量曲板状工件9’。

此外，筒状体的形状也不限于圆筒，如果是具有平坦下端面的中空形状，如图11所示的第5实施方式，四角筒68也可以。

此外，如图12所示的第6实施方式，如果形成带台阶的圆筒63，则能减少其和工件之间的干扰，所以在触针很长时是很有效的。进一步，如果在前端开口部设置凸缘63F，由于和工件的接触面积增加，所以能使姿势更稳定。

此外，上述实施方式的任何一个中本发明都适用于臂型多关节坐标测量仪，但本发明的适用对象不限于此，例如，也同样适用于具有门型或C型框体的三维坐标测量仪的球形探测器和接触信号探测器。此外，不仅能够用于金属板上工件的测量，而且还能够使用于采用三维坐标测量仪进行将圆筒孔等的测量高度取向一致的深度一定测量等。

本领域普通技术人员应当理解，上述示例性实施方式只是示例性的，仅代表本发明原理的应用。本领域普通技术人员很容易对本发明作出各种各样的不偏离本发明的精神和范围的其它设置。

申请日为2007年2月5日的日本专利申请No.2007-25518的包括说明书、附图和权利要求的全文公开内容通过引用并入此文。

Claims

1.一种坐标测量用辅助用具，其特征在于，具有：

安装于坐标测量用探测器的外周的筒状体；以及

用于将所述筒状体定位在探测器前端从而固定的机构，

所述筒状体的相对探测器前端的位置是可调整的，

所述坐标测量用探测器是球形探测器。

2.如权利要求1所述的坐标测量用辅助用具，其特征在于，所述筒状体的至少一部分是透明的。

3.如权利要求1所述的坐标测量用辅助用具，其特征在于，所述筒状体为双重筒，其中一个的相对该探测器前端的位置是可调整的。

4.如权利要求3所述的坐标测量用辅助用具，其特征在于，在所述双重筒的外筒上，设置有用于将筒状体定位在探测器前端从而固定的机构，并围绕与外筒螺合的内筒转动，由此使相对探测器前端的位置可调整。

5.如权利要求3或4所述的坐标测量用辅助用具，其特征在于，设置有用于显示所述双重筒的其中一个相对另一个的位移的刻度。

6.如权利要求1所述的坐标测量用辅助用具，其特征在于，在所述筒状体的前端设置有端板部。

7.如权利要求1所述的坐标测量用辅助用具，其特征在于，在所述筒状体的前端设置有锥状部。

8.一种坐标测量用探测器，其特征在于，安装有权利要求1至7的任一项所述的坐标测量用辅助用具。

9.一种坐标测量仪，其特征在于，具有权利要求8所述的坐标测量用探测器。