JP2016161526A - 接触型プローブ - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構成で接触型プローブの測定力を調整すること。【解決手段】接触型プローブ100は、スタイラス4、ばね2、磁性体6及び永久磁石7を有する。スタイラス4は、先端が被測定物と接触し、X方向に変位可能である。ばね2は、一端が固定され、他端がスタイラス4にX方向に沿ったばね力を与える。磁性体6は、スタイラス4に対して位置が固定されている。永久磁石7は、磁性体6との間でX方向に沿って磁力が作用するように磁性体6と離隔して配置される。【選択図】図1
Description
本発明は、接触型プローブに関する。
三次元測定機(Coordinate measuring machine)では、倣いプローブを被測定物の表面に接触させて倣い測定が行われる。倣いプローブのガイド機構(X、Y、Zの3軸方向)に弾性ヒンジを用いる場合、プローブの測定力は、弾性ヒンジの曲げ方向のばね定数によって生じる。ガイド機構の剛性が高いほど、ばね定数が大きくなり、プローブの測定力が大きくなる。プローブの測定力が大きくなると、測定時にワークとスタイラスとの間に生じる摩擦力による影響や、プローブが取り付けられたスタイラスの撓みによる影響が大きくなる。その結果、高精度な測定を実現することが困難になってしまう。
これに対し、検出器の測定力の変動を抑えるため、測定力を検出して制御を行うことで、測定力を安定化する手法が知られている(特許文献1)。
また、弾性ヒンジ機構を用いた計測装置において、磁石を用いて弾性ヒンジの復元特性を調整する技術が提案されている(特許文献2)。
しかし、発明者は、上述の手法には以下で説明する問題点が有ることを見出した。例えば、測定力を調整する為に、測定力を与えるばねや弾性ヒンジの剛性を低くして、曲げ方向のばね定数を小さくすると、ねじりやたわみなど他の方向の剛性まで低くなってしまう。その結果、測定力による曲げ方向以外の変形の影響が大きくなり、測定精度の劣化を招いてしまう。よって、倣いプローブの高精度化の為には、剛性が高く、かつ曲げ方向のばね定数が小さい倣いプローブが求められる。
これに対し、特許文献1に記載の手法では、測定力を調整できるものの、測定力の制御に伴って熱が発生するため形状測定機の熱変形などの熱による影響が生じ、測定精度が低下してしまう。かつ、制御の実施に伴う電気的ノイズも生じるので、更なる測定精度の低下を招く。また、制御装置を搭載する必要が有るので、形状測定機の高コスト化を招いてしまう。
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、簡易な構成で接触型プローブの測定力を調整することである。
本発明の第1の態様である接触型プローブは、先端が被測定物と接触する、第1の方向に変位可能なスタイラスと、一端が固定され、他端が前記スタイラスに前記第1の方向に沿った力を与える弾性体と、前記スタイラスに対して位置が固定された第1の磁性部材と、前記第1の磁性部材との間で前記第1の方向に沿った磁力が作用するように前記第1の磁性部材と離隔して配置された第2の磁性部材と、を備えるものである。これにより、スタイラスに作用する測定力を、ばね力と磁力との合力とすることができる。よってスタイラスの変位に応じてばね力及び磁力が変化することで、測定力を簡易な構成で調整することができる。
本発明の第2の態様である接触型プローブは、上述の接触型プローブであって、前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材との間には、磁力による引力が作用するものである。これにより、ばね力をキャンセルするように磁力が作用する。よって、スタイラスに作用する力の大きさを抑制し、力の大きさを平均化することが可能となる。その結果、被測定物に作用する測定力を抑制、平均化することができる。
本発明の第3の態様である接触型プローブは、上述の接触型プローブであって、前記弾性体が前記スタイラスに与える力と前記引力との合力の大きさは、前記スタイラスの変位に対して一定であるものである。これにより、測定時のスタイラスの測定力を安定化することができる。
本発明の第4の態様である接触型プローブは、上述の接触型プローブであって、前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材との間には、磁力による斥力が作用するものである。これにより、ばね力と同じ方向に磁力が作用する。よって、第2の部材に作用する力の大きさを増大させることが可能となる。その結果、被測定物に作用する測定力を大きくし、測定の応答性を変化させることができる。
本発明の第5の態様である接触型プローブは、上述の接触型プローブであって、前記弾性体が前記スタイラスに与える力と前記引力との合力の大きさは、前記スタイラスの変位に対して線形に変化するものである。これにより、測定時のスタイラスの測定力を、スタイラスの変位に応じて変化させることができる。
本発明の第6の態様である接触型プローブは、上述の接触型プローブであって、前記第1の磁性部材及び第2の磁性部材の両方は永久磁石であるものである。これにより、電磁石やアクチュエータを用いた場合の熱や制御ノイズの発生を防止することができる。
本発明の第7の態様である接触型プローブは、上述の接触型プローブであって、前記第1の磁性部材及び第2の磁性部材の一方は永久磁石であり、他方は磁性体であるものである。これにより、電磁石やアクチュエータを用いた場合の熱や制御ノイズの発生を防止することができる。
本発明の第8の態様である接触型プローブは、上述の接触型プローブであって、前記第1の磁性部材は、前記スタイラスの前記先端と反対側の端部に設けられ、前記第2の磁性部材は、前記第1の磁性部材に対して前記第1の方向に離隔して設けられるものである。これにより、第1の方向の測定力を、簡易な構成で調整することができる。
本発明の第9の態様である接触型プローブは、上述の接触型プローブであって、一端が前記スタイラスの前記先端と反対側の端部と接合され、前記第1の方向と直交する第2の方向に延在するステムと、一端が前記ステムの他端と接合され、前記第2の方向に延在するアームと、前記第1の方向及び前記第2の方向と直交する第3の方向を回転軸として回転可能に前記ステム及び前記アームを保持する支点部と、を更に備え、前記第1の磁性部材は、前記ステム又は前記アームの前記支点部から離隔した位置に設けられるものである。これにより、てこ式の接触型プローブにおいても、簡易な構成でスタイラスに作用する測定力を調整することができる。
本発明の第10の態様である接触型プローブは、上述の接触型プローブであって、前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材との接触を防止する接触防止部を更に備えるものである。これにより、前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材とが近接した場合に、前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材とが接触することを防止できる。特に、前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材との間に引力が作用する際に、スタイラスの変位が不安定になることを防止できる。
本発明の第11の態様である接触型プローブは、上述の接触型プローブであって、前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材との間の距離は、測定毎に変更可能であるものである。これにより、測定の目的に応じて、測定量を調整することができる。
本発明によれば、簡易な構成で接触型プローブの測定力を調整することができる。
本発明の上述及び他の目的、特徴、及び長所は以下の詳細な説明及び付随する図面からより完全に理解されるだろう。付随する図面は図解のためだけに示されたものであり、本発明を制限するためのものではない。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
実施の形態1
まず、実施の形態1にかかる接触型プローブ100について説明する。図1は、実施の形態1にかかる接触型プローブ100の構成を模式的に示す正面図である。図1では、紙面鉛直方向に沿って下から上へ向かう方向をX方向とする。また、図1のX方向を第1の方向とも称する。
まず、実施の形態1にかかる接触型プローブ100について説明する。図1は、実施の形態1にかかる接触型プローブ100の構成を模式的に示す正面図である。図1では、紙面鉛直方向に沿って下から上へ向かう方向をX方向とする。また、図1のX方向を第1の方向とも称する。
接触型プローブ100は、固定部1、ばね2、ガイド3、スタイラス4、磁性体6及び永久磁石7を有する。
固定部1は、測定装置(例えば、三次元測定機)に固定される部分である。図1では、図面の簡略化のため、測定装置の詳細については表示を省略している。
スタイラス4は、X方向を長手方向とし、X(−)側の端部が被測定物に接触する。スタイラス4は、ガイド3により、X方向のみに移動可能に保持されている。スタイラス4のX(+)側の端部には、磁性体6が固定されている。この例では、磁性体6は球形である。ばね連結部5は、スタイラス4の一部であり、スタイラス4からX方向と直交する方向に突き出して、固定部1の上方(X(+)側)に達する位置まで延在する部材である。
ばね2は、伸縮方向がX方向に沿うように、一端が固定部1と連結され、他端がばね連結部5と連結される。
永久磁石7は、磁性体6の上方(X(+)側)に、磁性体6と離隔して配置される。永久磁石7は、固定部1と同様に、例えば測定装置(例えば、三次元測定機)に固定される。この例では、永久磁石7のX(+)側の面がN極、X(−)側の面がS極である。よって、磁性体6のX(+)側は、N極となる。
接触型プローブ100では、ばね2が伸びることで、スタイラス4が被測定物に測定力を与えつつ、被測定物を走査する。そして、基準位置に対するX方向の変位を検出することで、被測定物のプロファイルを測定する。
図2は、実施の形態1にかかる接触型プローブ100に作用する力を示すグラフである。図2に示すように、スタイラス4が基準位置からX(+)側に変位すると、ばね2が更に伸びるので、スタイラス4に加わるX(−)方向のばね力Fsが強くなる。また、磁性体6が永久磁石7に近づくので、磁性体6と永久磁石7との間に作用する磁力による引力Fmが強くなる。
スタイラス4が基準位置からX(−)側に変位すると、ばね2が縮むので、スタイラス4に加わるX(−)方向のばね力Fsが弱くなる。また、磁性体6が永久磁石7から遠ざかるので、磁性体6と永久磁石7との間に作用する磁力による引力Fmが弱くなる。
以上より、スタイラス4には、X(−)方向のばね力とX(+)方向の磁力が作用する。つまり、スタイラス4には、ばね力をキャンセルするように磁力が作用することが理解できる。また、スタイラス4のX(+)方向への変位が大きくなるのにともない、ばね力及び磁力が大きくなる。スタイラス4のX(−)方向への変位が大きくなるのにともない、ばね力及び磁力が小さくなる。これにより、スタイラス4に実質的に作用する力Faの大きさを抑制し、力の大きさを平均化することが可能となる。その結果、被測定物に作用する測定力を抑制、平均化することができる。
また、図2示す範囲MRを測定範囲とすれば、測定範囲内の測定力Faを概ね一定にすることができる。
上述の通り、接触型プローブ100では、平板状弾性部材(板バネ)と永久磁石とを組み合わせた簡易な構成で、測定力の調整を行う。つまり、測定力の調整のために、アクチュエータなどのアクティブ制御を行う構成を導入する必要がない。したがって、制御に伴い熱やノイズの発生を防止できるので、高精度の測定を行うことができる。
また、上述の永久磁石7の極性は、例示に過ぎない。例えば、永久磁石7の磁極を入れ換えてもよい。この場合、永久磁石7のX(+)側の面がS極、X(−)側の面がN極である。よって、磁性体6のX(+)側は、S極となる。
また、ばね2は、弾性体の一例に過ぎない。すなわち、コイルばねなどの様々な種類のばねや、他の弾性体を用いることが可能である。
なお、本実施の形態及び以降の実施の形態では、永久磁石と磁性材料からなる部材(磁性体)とを、磁性部材とも称するものとする。
実施の形態2
実施の形態2にかかる接触型プローブ200について説明する。図3は、実施の形態2にかかる接触型プローブ200の構成を模式的に示す正面図である。接触型プローブ200は、接触型プローブ100の磁性体6を、永久磁石8に置換した構成を有する。
実施の形態2にかかる接触型プローブ200について説明する。図3は、実施の形態2にかかる接触型プローブ200の構成を模式的に示す正面図である。接触型プローブ200は、接触型プローブ100の磁性体6を、永久磁石8に置換した構成を有する。
この例では、永久磁石8のX(+)側の面がN極、X(−)側の面がS極である。永久磁石7のX(+)側の面がN極、X(−)側の面がS極である。よって、永久磁石7と永久磁石8との間には、接触型プローブ100と同様に、磁力による引力が作用する。
以上より、スタイラス4には、接触型プローブ100と同様に、X(−)方向のばね力とX(+)方向の磁力が作用し、その結果ばね力をキャンセルするように磁力が作用することが理解できる。かつ、接触型プローブ100と同様に、スタイラス4に実質的に作用する力の大きさを抑制し、力の大きさを平均化することが可能となる。その結果、被測定物に作用する測定力を抑制、平均化することができる。
また、上述の永久磁石7及び8の極性は、例示に過ぎない。例えば、永久磁石7及び8の極性をそれぞれ入れ換えてもよい。この例では、永久磁石7及び8のX(+)側の面がS極、X(−)側の面がN極となる。
実施の形態3
実施の形態3にかかる接触型プローブ300について説明する。図4は、実施の形態3にかかる接触型プローブ300の構成を模式的に示す正面図である。接触型プローブ300は、接触型プローブ100の磁性体6を、永久磁石9に置換した構成を有する。
実施の形態3にかかる接触型プローブ300について説明する。図4は、実施の形態3にかかる接触型プローブ300の構成を模式的に示す正面図である。接触型プローブ300は、接触型プローブ100の磁性体6を、永久磁石9に置換した構成を有する。
この例では、永久磁石9のX(+)側の面がS極、X(−)側の面がN極である。永久磁石7のX(+)側の面がN極、X(−)側の面がS極である。よって、永久磁石7と永久磁石9との間には、磁力による斥力が作用する。
図5は、実施の形態3にかかる接触型プローブ300に作用する力を示すグラフである。図5に示すように、スタイラス4が基準位置からX(+)側に変位すると、ばね2が更に伸びるので、スタイラス4に加わるX(−)方向のばね力が強くなる。また、永久磁石9が永久磁石7に近づくので、永久磁石9と永久磁石7との間に作用する磁力による斥力が強くなる。
スタイラス4が基準位置からX(−)側に変位すると、ばね2が縮むので、スタイラス4に加わるX(−)方向のばね力が弱くなる。また、永久磁石9が永久磁石7から遠ざかるので、永久磁石9と永久磁石7との間に作用する磁力による斥力が弱くなる。
以上より、スタイラス4には、X(−)方向のばね力とX(−)方向の磁力(斥力)が作用する。つまり、スタイラス4には、ばね力に加算されるように磁力が作用することが理解できる。また、スタイラス4のX(+)方向への変位が大きくなるのにともない、ばね力及び磁力が大きくなる。スタイラス4のX(−)方向への変位が大きくなるのにともない、ばね力及び磁力が小さくなる。これにより、スタイラス4がX(+)方向側に変位するに従って、スタイラス4に実質的に作用する力の大きさを増大させることが可能となる。その結果、被測定物に作用する測定力をスタイラスの変位に応じて線形に変化させ、その結果、測定の応答性を変化させることが可能となる。なお、図5示す範囲MRは、測定範囲の例である。
また、上述の永久磁石7及び9の極性は、例示に過ぎない。例えば、永久磁石7及び9の極性をそれぞれ入れ換えてもよい。この例では、永久磁石7のX(+)側の面がN極、X(−)側の面がS極となる。永久磁石9のX(+)側の面がS極、X(−)側の面がN極となる。
実施の形態4
実施の形態4にかかる接触型プローブ400について説明する。図6は、実施の形態4にかかる接触型プローブ400の構成を模式的に示す正面図である。図6では、紙面水平方向に沿って左から右へ向かう方向をX方向、紙面に対して垂直方向に沿って手前から奥に向かう方向をY方向、紙面鉛直方向に沿って下から上へ向かう方向をZ方向とする。すなわち、X方向、Y方向及びZ方向は互いに直交する方向である。なお、X方向、Y方向及びZ方向の関係は、以下の説明及び以下で参照する図面において同様である。また、この例では、X方向を第2の方向、Y方向を第3の方向、Z方向を第1の方向とも称する。
実施の形態4にかかる接触型プローブ400について説明する。図6は、実施の形態4にかかる接触型プローブ400の構成を模式的に示す正面図である。図6では、紙面水平方向に沿って左から右へ向かう方向をX方向、紙面に対して垂直方向に沿って手前から奥に向かう方向をY方向、紙面鉛直方向に沿って下から上へ向かう方向をZ方向とする。すなわち、X方向、Y方向及びZ方向は互いに直交する方向である。なお、X方向、Y方向及びZ方向の関係は、以下の説明及び以下で参照する図面において同様である。また、この例では、X方向を第2の方向、Y方向を第3の方向、Z方向を第1の方向とも称する。
接触型プローブ400は、支点部11、ばね12、ステム13、アーム14、スタイラス15、固定部16、磁性体18及び永久磁石19を有する。
X方向に延伸するステム13の一端(X(−)側の端部)には、下方(Z(−)側)に突き出したスタイラス15が取り付けられる。スタイラス15のZ(−)側の端部は、被測定物に接触する。X方向に延伸するアーム14の一端(X(−)側の端部)は、ステム13の他端(X(+)側の端部)と連結される。ステム13とアーム14とは、連結部付近が支点部11により保持される。これにより、ステム13とアーム14とは、支点部11を中心として、かつ、Y方向を回転軸として回転することができる。
固定部16は、測定装置(例えば、三次元測定機)に固定される部分である。図6では、図面の簡略化のため、測定装置の詳細については表示を省略している。ばね12は、伸縮方向がZ方向に沿うように、一端がアーム14と連結され、他端が固定部16と連結される。
アーム14には、アーム14の一部である、上方(Z(+)側)に突き出す磁性体取付け部17が取り付けられる。磁性体取付け部17のZ(+)側の端部には、磁性体18が設けられる。この例では、磁性体18は球形を有する。これにより、上述の実施の形態において磁性体6及び永久磁石7がスタイラス4に対して位置が固定されているのと同様に、磁性体18はスタイラス15に対して位置が固定される。
永久磁石19は、磁性体18に対してX(+)方向に離隔して設けられる。永久磁石19は、固定部16と同様に、例えば測定装置(例えば、三次元測定機)に固定される。この例では、永久磁石19のX(+)側の面がN極、X(−)側の面がS極となる。よって、磁性体18のX(+)側は、N極となる。
接触型プローブ400の動作について説明する。ここでは、スタイラス15の変位量について、基準位置に対して反時計回りの変位を−、基準位置に対して時計回りの変位を+としている。
ステム13及びアーム14が基準位置にある場合、ばね12は伸びている状態なので、−方向(反時計回り)のトルクが生じる。このとき、磁性体18と永久磁石19との間の引力は、X方向のみとなる。したがって、Z方向回りのトルクは生じない。
測定時には、スタイラス15が被測定物の形状に応じて変位する。これに伴い、ばね12及び磁力によるトルクが変化する。スタイラス15が−方向(反時計回り)に変位するにつれて、ばね12による−方向(反時計回り)のトルクが小さくなる。また、磁性体18は反時計回りに回転変位する。このとき、磁性体18と永久磁石19との間の引力には、Z方向に沿った成分が生じる。このため、磁性体18と永久磁石19との間の引力による+方向(時計回り)のトルクが生じる。
スタイラス15が+方向(時計回り)に変位するにつれて、ばね12による−方向(反時計回り)のトルクが大きくなる。また、磁性体18は時計回りに回転変位する。このとき、磁性体18と永久磁石19との間の引力には、Z方向に沿った成分が生じる。このため、磁性体18と永久磁石19との間の引力による−方向(反時計回り)のトルクが生じる。
以上より、スタイラス15の測定力は、ばね12によるトルクと磁力によるトルクとを合成した−方向(反時計回り)のトルクにより生じる。スタイラス15のZ(−)方向への変位が大きくなるのに伴い、ばね力は小さくなり、かつ、ばね力に対して反対方向の磁力が小さくなり、ばね力と磁力とは打ち消し合う。スタイラス15のZ(+)方向への変位が大きくなるのに伴い、ばね力は大きくなり、かつ、ばね力と反対方向の磁力が大きくなる。これにより、スタイラス15がZ(+)方向側に変位するに従って、スタイラス4に実質的に作用する力の大きさを測定範囲内でほぼ一定にさせることが可能となる。その結果、測定力変化の少ない高精度な測定が可能となる。
なお、ばね12は、弾性体の一例に過ぎない。すなわち、コイルばねなどの様々な種類のばねや、他の弾性体を用いることが可能である。
なお、上述では、磁性体18がアーム14に取り付けられているが、これは例示に過ぎない。磁性体18は、測定に支障がない限り、ステム13に取り付けられてもよい。また、磁性体18は、測定に支障がない限り、支点部11からZ方向に離隔した位置に配置されていてもよい。なお、磁性体取付け部17は必須ではなく、スタイラス15に対する位置が固定されるように、磁性体18がステム13又はアーム14に取り付けられていればよい。また、永久磁石19は、磁性体18に対して、磁性体18が変位する軌道(円軌道)の径方向に離隔して配置されていればよい。
その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、対向配置される磁性部材の間の距離は、測定の目的に応じて変化させることができる。すなわち、対向配置される磁性部材の間の距離を可変とする機構を上述の実施の形態にかかる接触型プローブに付加し、測定の開始に先立って、対向配置される磁性部材の間の距離を適宜変更させてもよい。すなわち、上述の実施の形態において、磁性体6と永久磁石7との間の距離、及び、永久磁石7と永久磁石8との間の距離、永久磁石7と永久磁石9との間の距離、磁性体18と永久磁石19との間の距離は、それぞれ可変とすることができる。測定の目的に応じて、対向する磁性部材間の距離を変えることで、大きな測定力が必要な測定に対応したり、測定力を小さくすることで測定の応答性を変化させることが可能である。その結果、簡易な構成で様々な測定や被測定物に対応することが可能となる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、対向配置される磁性部材の間の距離は、測定の目的に応じて変化させることができる。すなわち、対向配置される磁性部材の間の距離を可変とする機構を上述の実施の形態にかかる接触型プローブに付加し、測定の開始に先立って、対向配置される磁性部材の間の距離を適宜変更させてもよい。すなわち、上述の実施の形態において、磁性体6と永久磁石7との間の距離、及び、永久磁石7と永久磁石8との間の距離、永久磁石7と永久磁石9との間の距離、磁性体18と永久磁石19との間の距離は、それぞれ可変とすることができる。測定の目的に応じて、対向する磁性部材間の距離を変えることで、大きな測定力が必要な測定に対応したり、測定力を小さくすることで測定の応答性を変化させることが可能である。その結果、簡易な構成で様々な測定や被測定物に対応することが可能となる。
上述の実施の形態4では、ステム13とアーム14とが独立しているが、これは例示に過ぎない。よって、ステム13とアーム14とは、一体の部材とすることができる。
上述の実施の形態にかかる接触型プローブにおいて、第1の磁性部材(磁性体6、永久磁石8及び永久磁石9)と第2の磁性部材(永久磁石7)との接触を防止するための接触防止部を設けてもよい。特に、第1の磁性部材と第2の磁性部材との間に引力が作用する場合に効果的である。
100 接触型プローブ
200 接触型プローブ
300 接触型プローブ
400 接触型プローブ
1、16 固定部
2、12 ばね
3 ガイド
4、15 スタイラス
5 ばね連結部
6、18 磁性体
7−9、19 永久磁石
11 支点部
13 ステム
14 アーム
17 磁性体取付け部
200 接触型プローブ
300 接触型プローブ
400 接触型プローブ
1、16 固定部
2、12 ばね
3 ガイド
4、15 スタイラス
5 ばね連結部
6、18 磁性体
7−9、19 永久磁石
11 支点部
13 ステム
14 アーム
17 磁性体取付け部
Claims (11)
- 先端が被測定物と接触する、第1の方向に変位可能なスタイラスと、
一端が固定され、他端が前記スタイラスに前記第1の方向に沿った力を与える弾性体と、
前記スタイラスに対して位置が固定された第1の磁性部材と、
前記第1の磁性部材との間で前記第1の方向に沿った磁力が作用するように前記第1の磁性部材と離隔して配置された第2の磁性部材と、を備える、
接触型プローブ。 - 前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材との間には、磁力による引力が作用する、
請求項1に記載の接触型プローブ。 - 前記弾性体が前記スタイラスに与える力と前記引力との合力の大きさは、前記スタイラスの変位に対して一定である、
請求項2に記載の接触型プローブ。 - 前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材との間には、磁力による斥力が作用する、
請求項1に記載の接触型プローブ。 - 前記弾性体が前記スタイラスに与える力と前記引力との合力の大きさは、前記スタイラスの変位に対して線形に変化する、
請求項3に記載の接触型プローブ。 - 前記第1の磁性部材及び第2の磁性部材の両方は永久磁石である、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の接触型プローブ。 - 前記第1の磁性部材及び第2の磁性部材の一方は永久磁石であり、他方は磁性体である、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の接触型プローブ。 - 前記第1の磁性部材は、前記スタイラスの前記先端と反対側の端部に設けられ、
前記第2の磁性部材は、前記第1の磁性部材に対して前記第1の方向に離隔して設けられる、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の接触型プローブ。 - 一端が前記スタイラスの前記先端と反対側の端部と接合され、前記第1の方向と直交する第2の方向に延在するステムと、
一端が前記ステムの他端と接合され、前記第2の方向に延在するアームと、
前記第1の方向及び前記第2の方向と直交する第3の方向を回転軸として回転可能に前記ステム及び前記アームを保持する支点部と、を更に備え、
前記第1の磁性部材は、前記ステム又は前記アームの前記支点部から離隔した位置に設けられる、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の接触型プローブ。 - 前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材との接触を防止する接触防止部を更に備える、
請求項1乃至9のいずれか一項に記載の接触型プローブ。 - 前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材との間の距離は、測定毎に変更可能である、
請求項1乃至10のいずれか一項に記載の接触型プローブ。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019049490A (ja) * | 2017-09-11 | 2019-03-28 | Kyb株式会社 | 変位検出装置 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6282517B2 (ja) * | 2014-04-09 | 2018-02-21 | 株式会社ミツトヨ | 形状測定機 |
DE102015207108A1 (de) * | 2015-04-20 | 2016-10-20 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Messeinrichtung für eine Werkzeugmaschine und entsprechende Werkzeugmaschine |
US9933459B1 (en) * | 2016-11-11 | 2018-04-03 | Fluke Corporation | Magnetically coupled ground reference probe |
WO2021179092A1 (en) | 2020-03-13 | 2021-09-16 | Geonomic Technologies Inc. | Method and apparatus for measuring a wellbore |
CN113494901B (zh) * | 2020-03-18 | 2023-12-05 | 北京京东振世信息技术有限公司 | 物体放置方向的检测***、方法、装置和介质 |
US11555693B2 (en) | 2020-05-12 | 2023-01-17 | The Boeing Company | Measurement of surface profiles using unmanned aerial vehicles |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008026128A (ja) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Mitsutoyo Corp | 表面追従型測定器 |
US20090235397A1 (en) * | 2008-03-12 | 2009-09-17 | Fanuc Ltd | Contact type measuring instrument |
JP2010145118A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Institute Of Physical & Chemical Research | 形状測定プローブ |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3526108A1 (de) * | 1985-07-22 | 1987-01-29 | Leitz Ernst Gmbh | Taststift-schnellwechselhalterung |
DE3811851A1 (de) * | 1988-04-08 | 1989-10-19 | Wegu Messtechnik | Auswechselbare befestigung eines taststiftes am tastkopf einer koordinatenmesseinrichtung |
DE3922297A1 (de) * | 1989-07-07 | 1991-01-17 | Zeiss Carl Fa | Elektromagnetische haltevorrichtung |
DE3922296A1 (de) * | 1989-07-07 | 1991-01-17 | Zeiss Carl Fa | Magazin fuer koordinatenmessgeraete |
US5345690A (en) * | 1990-02-23 | 1994-09-13 | Renishaw Metrology Limited | Contact probes |
DE4123081C2 (de) * | 1991-07-12 | 2001-05-17 | Zeiss Carl | Tastkopf vom schaltenden Typ |
DE69617148T3 (de) * | 1995-09-25 | 2005-11-10 | Mitutoyo Corp., Kawasaki | Fühlerprobe |
WO1998001723A1 (de) * | 1996-07-05 | 1998-01-15 | Euchner Gmbh & Co. | Handbetätigter winkelgeber |
JPH11141537A (ja) | 1997-11-04 | 1999-05-25 | Mitsutoyo Corp | 弾性ヒンジ機構およびその弾性ヒンジ機構を用いた計測装置 |
JP3628938B2 (ja) * | 2000-06-23 | 2005-03-16 | 株式会社ミツトヨ | タッチ信号プローブ |
JP3763124B2 (ja) * | 2001-05-31 | 2006-04-05 | 株式会社ミツトヨ | タッチ信号プローブの信号処理装置および信号処理方法 |
GB0207912D0 (en) * | 2002-04-05 | 2002-05-15 | Renishaw Plc | Kinematic coupling |
KR20050061563A (ko) * | 2002-10-29 | 2005-06-22 | 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 진동 댐핑 시스템을 갖는 좌표 측정 디바이스 |
EP1672310B1 (de) * | 2004-12-15 | 2007-02-21 | Hexagon Metrology GmbH | Messender Tastkopf mit Vibrationsdämpfung für ein Koordinatenmessgerät |
CN2786550Y (zh) * | 2005-02-07 | 2006-06-07 | 深圳市壹兴佰精密机械有限公司 | 磁弹力的三维触发式测头 |
JP5066589B2 (ja) | 2009-05-15 | 2012-11-07 | パナソニック株式会社 | 三次元形状測定装置用プローブ及び三次元形状測定装置 |
EP2629048B1 (fr) * | 2012-02-20 | 2018-10-24 | Tesa Sa | Palpeur |
US9528824B2 (en) * | 2015-03-31 | 2016-12-27 | Mitutoyo Corporation | Tactile probing system |
JP6613162B2 (ja) * | 2016-02-10 | 2019-11-27 | 株式会社ミツトヨ | 三次元座標測定機用プローブヘッド及び接触検出方法 |
-
2015
- 2015-03-05 JP JP2015043126A patent/JP2016161526A/ja active Pending
-
2016
- 2016-03-02 DE DE102016203399.9A patent/DE102016203399A1/de active Pending
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008026128A (ja) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Mitsutoyo Corp | 表面追従型測定器 |
US20090235397A1 (en) * | 2008-03-12 | 2009-09-17 | Fanuc Ltd | Contact type measuring instrument |
JP2009216667A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Fanuc Ltd | 接触式計測装置 |
JP2010145118A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Institute Of Physical & Chemical Research | 形状測定プローブ |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019049490A (ja) * | 2017-09-11 | 2019-03-28 | Kyb株式会社 | 変位検出装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105937870B (zh) | 2019-10-18 |
US9869537B2 (en) | 2018-01-16 |
CN105937870A (zh) | 2016-09-14 |
US20160258732A1 (en) | 2016-09-08 |
DE102016203399A1 (de) | 2016-09-08 |
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