JPH09311724A - プローブ組立体のワーク表面に対する軟接触移動方法および装置 - Google Patents
プローブ組立体のワーク表面に対する軟接触移動方法および装置Info
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Abstract
接触するように移動させる方法および装置において、始
めに、前記プローブを進入位置に配することを含む。 【解決手段】ワーク表面22に向かって実質的に法線の
経路38に沿うプローブ18の進行は、プローブ18に
かけられる抑制力P、Wにより制御される。この進行を
モニタすることにより、ワーク表面22に対するプロー
ブ18の軟接触を数種類の方法で決定することができ
る。第1に、既知の移動距離Dの経路に沿うプローブ1
8の進行をモニタすればよい。第2に、速度がゼロ値に
なるときに軟接触を示すので、プローブ18の進行速度
をモニタすればよい。第3に、加速度が所定閾値を超え
るときに、軟接触を示すので、プローブ18の加速度を
モニタすればよい。第4に、ロードセンサ62が所定値
を発生するときに軟接触を示すのでプローブ18にロー
ドセンサ62を配すればよい。最後に、軟接触は、前記
のような進行の結果として得ることができる。
Description
終製品を組立または製造する際に適用される方法および
装置に関する。一層詳細には、この発明は、前記最終製
品の組立または製造中に、集合機械部品を移動させる力
を制御するための方法および装置に関するものである。
しかし、これに限定されるものではなく、この発明は、
特に、前記最終製品の組立中に、軟接触(soft contac
t)を要求される非常に繊細で壊れやすい部品が結合さ
れる最終製品の製造に適用して好適である。
ものは、他の物体上で、ある物体の運動状態が変化する
原因となる作用であるということは周知である。種々の
状況下において、発生した力が物体に対してどのように
作用し影響を及ぼすかということは、重大な関心事であ
る。さらに、この関心事は、最終製品に部品を組み込む
ために使用される全ての機械装置を議論する際にも現れ
る。
的な機械的概念を復習することが有効である。ニュート
ンの第1の法則によれば、物体が力の作用を受けないと
き、静止するものはいつまでも静止しつづけ(静的状
態)、運動するものは等速直線運動をしつづける(動的
状態)。ニュートンの第2の法則によれば、物体に力が
作用するとき、その力の方向に、力の大きさに比例する
加速度を生じる。換言すれば、F=maと表現され、こ
こで、Fは物体に作用する力ベクトル、mは物体の質
量、aは物体の加速度ベクトルである。
機械の組立製造中に部品の移動を制御するために、上述
した機械的概念における固有の考え方に依存する。最終
製品に、分離されている個々の部品を組み付けるか、最
終製品のワーク表面に道具を接触させる目的のために、
機械の動作が議論されるときに、最終製品における製造
工程の重要性が考慮される。例えば、プローブ組立体を
最終製品のワーク表面に接触させるために移動させて、
最終製品に組み込むという製造のために用いられる機械
装置を考察する必要がある。他の物体(最終製品のワー
ク表面)に、ある物体(プローブ組立体)が接触するよ
うに動作させるのに必要である機械装置では、この作用
により両物体に対して力が発生される。
常に繊細で壊れやすい部品が大量に組み込まれる場合、
最終製品の組立中に発生する接触力が非常に大きい力で
ある場合には、前記部品は損傷を受ける。結果として、
最終製品に対する損傷を防止するために、最終製品に特
定の部品を組み付け、あるいは製造する間には、非常に
小さな力を作用させることが好ましい。
メータについての一定の測定可能な値をモニタする(mo
nitoring)ことにより、製造する際における最終製品の
特定部分と機械部品との間の接触力を正確に制御するこ
とが可能となり、それにより、その接触力が最小化され
るということが明確に理解される。換言すれば、上述の
機械工学的概念に基づいて、この発明では、機械部品に
関する運動パラメータ中の測定可能な値をモニタするこ
とで、機械部品に関連する全ての力を制御することを可
能にすることが明確に理解される。
れたものであり、ワーク表面とプローブ組立体との間で
の軟接触を確定するために、プローブ組立体のうち特定
の運動パラメータを選択的にモニタすることにより、プ
ローブ組立体のワーク表面に対する軟接触を可能とする
移動方法および装置を提供することを目的とする。
組立体との間の軟接触を確定するために、プローブ組立
体の加速度情報に係るトルク制御、速度制御または位置
制御をそれぞれ要求する選択的動作モードに基づいてプ
ローブ組立体をワーク表面に軟接触させる方法および装
置を提供することを目的とする。
損傷を防止するためにプローブ組立体をワーク表面に軟
接触させる方法および装置を提供することを目的とす
る。
あるいはワーク表面に関連して正確な測定を行うこと
で、プローブ組立体をワーク表面に軟接触させる方法お
よび装置を提供することを目的とする。
容易で、比較的にコストがかからないプローブ組立体を
ワーク表面に軟接触させる方法および装置を提供するこ
とを目的とする。
ーブ組立体をワーク表面に対して軟接触移動させる方法
は、プローブ組立体の配置または前記プローブ組立体に
より保持される部品の配置で始まる。この発明におい
て、この初期位置配置は、プローブ組立体の進入位置
(approach position )であるとされる。この進入位置
は、オペレータが要求する任意の位置とすることができ
るが、好ましくは、進入位置は、プローブ組立体がワー
ク表面から約1mmより短い距離位置に配されるように
する。プローブ組立体は、少なくともワーク表面上の所
定位置に軟接触するための進入位置から一定経路に沿っ
て順次移動するための進入位置に配置される。
態に保持される。次に、プローブ組立体を静止状態に保
持するために作用している力が、プローブ組立体に作用
している固有の静止摩擦力を超えるまでの大きさに変え
られる。静止摩擦力を超えたときに、その系は動的なも
のとなり、プローブ組立体はその力の影響力下にワーク
表面側へ進行する(前進する)。
面に対する進行が、ワーク表面に対して軟接触がなされ
ることを決定するためにモニタされる。この発明では、
明確に、数種の動作モードで軟接触を可能にする。特
に、これらの制御モードのそれぞれは、プローブ組立体
の移動の特性が測定可能であるということに依存してい
る。測定可能なパラメータは、第1に、プローブ組立体
のワーク表面に向かう経路上の走行位置(位置制御モー
ド)であり、第2に、プローブ組立体の速度(速度制御
モード)であり、第3に、プローブ組立体の加減速度
(トルク制御モード)である。また、プローブ組立体に
ロードセンサ(負荷センサ)を搭載して、軟接触を示す
作動をモニタしてもよい。この発明のさらに他の動作と
して、上述の測定可能なパラメータをモニタしない場
合、その代わりに、プローブ組立体が合力の影響下にワ
ーク表面に軟接触するように進行することも含まれる。
での光学的エンコーダまたは適当な型のフィードバック
装置により、進入位置を基準としてプローブ組立体の位
置をモニタすることができる。この位置制御モードで
は、まず、進入位置とワーク表面との間の実際の距離が
見積もられる。次に、プローブ組立体は合力の影響下に
ワーク表面に向かって進行させられる。しかしながら、
この進行は、前記見積もり距離よりもほんの少しだけ大
きい移動距離の間のみに抑制される。軟接触は、プロー
ブ組立体が全移動距離を通過したことで決定される。
ィードバック装置からの出力が、タイマーまたは時計か
らの出力と関連づけられてワーク表面に向かって進行す
るプローブ組立体の速度が得られる。また、位置制御モ
ードと同様に、プローブ組立体は、合力の影響下にワー
ク表面に向かって進行する。しかし、このモードにおい
て、軟接触は、プローブ組立体の速度がゼロ値になった
ときに決定される。
御モードの応用モードである。このモードにおいては、
速度の時間変化率、すなわち加速度が、エンコーダとタ
イマを用いてモニタされる。軟接触は、プローブ組立体
の加速度(実際には減速度)に依存するので、軟接触の
決定は、この加速度が所定の閾値を超えたときに行われ
る。
表面との間の実際の軟接触力をモニタすることができ
る。これは、プローブ組立体に直接搭載したロードセン
サにより行われる。この動作モードでは、ロードセンサ
が、軟接触が達成されたときを決定する。
置から離れた後、モニタされることがない基本ケースが
ある。プローブ組立体をモニタしない場合、オペレータ
は、軟接触になるようにプローブ組立体とワーク表面と
の間の接触を容認する。上述の全ての動作状態におい
て、プローブ組立体は合力の影響下にワーク表面に向か
って進行する。特に、この発明方法の動作において、合
力は、ちょうど、静止摩擦力を超えるために必要な力で
ある。
面を参照しながら説明する。
の発明方法を実施するための装置を示している。同図に
示すように、この装置10は、リニアモータを含み、こ
のリニアモータは、発明「並進・回転制御用アクチュエ
ータ」として本件発明の発明者ネフ等に対して特許され
た米国特許第5,446,323号(譲受人はこの発明
と同じ)に開示され、かつその特許請求の範囲とされて
いるものと類似のものである。
を囲む往復コイル14を含むことを一層明確に示してい
る。妥当な技術で周知の方法であるが、コイル14に電
流が流れたとき、磁束界が確立され、これが、磁石16
の磁束界と相互に影響しあう。
イル14に力を発生する。コイル14に流れる電流量と
その方向に依存してコイル14に発生する力の大きさと
方向によりコイル14が移動制御される。このようにし
て、コイル14は、往復移動することができる。
立体18がコイル14に直接結合され、プローブ組立体
18がコイル14とともに往復移動するようにされる。
組立体18の適当な往復運動、および装置10によるア
クチュエータ12の座標移動(図1に示すような、アク
チュエータ12とアクチュエータ12′の位置間での移
動)で、プローブ組立体18は、ワーク表面22上の適
当な位置に部品20を配置することができる。容易に理
解することができるように、このような作用は、最終製
品24を作るために採用することができる。
はない。その代わりに、プローブ組立体18と部品20
との間の接触力を制御し、かつ、その結果として発生す
る、プローブ組立体18および(または)部品20とワ
ーク表面22との間の接触力を関係づけることにある。
理解するために、すなわち、この発明方法により制御さ
れる力の性質を理解するために、摩擦力について簡単に
説明する。この目的のために、図3Aに示すように、あ
る表面28上に置かれている重量Wを有する物体26に
ついて考察する。
て、周知の平衡(釣り合い)の基本式から、x方向とy
方向の力の総和はゼロ値でなければならない。この場
合、物体26の重量Wは、法線力(垂直力)Nに等し
い。静的平衡式は、また、以下のことを示す。すなわ
ち、x方向の平衡状態において、押す力または引く力
(プッシュプル力:push/pull forth)Pは、摩擦力F
に等しくなければならない。その式は、 P−F=0 …(1) しかし、この(1)式は、静的平衡状態においてのみ成
立する。実際上、図3Bに示すように、プッシュプル力
Pがゼロ値から増加するとき、プッシュプル力Pが最大
静的摩擦力(静止摩擦力)Fmに等しくなる点までの
み、摩擦力Fはプッシュプル力Pに等しい。物体26が
静止平衡状態にある限り、摩擦力Fはプッシュプル力P
の変化に正比例する。
止摩擦力Fmをちょうど超えるときに、遷移プッシュプ
ル力Ptが物体26に対してかかり、もはや静止状態は
保持し得なくなる。このとき、遷移プッシュプル力Pt
の影響下に、物体26の状態が、静止状態から動的状態
に遷移する(変化する)。換言すれば、最大静止摩擦力
Fmが克服されたときに、物体26は動き始める。さら
に、図3Bに示すように、物体26が動き始めた後の状
態における運動摩擦力Fkは、最大静止摩擦力Fmより
小さくなる。この差により、遷移プッシュプル力Ptが
物体26に対して加速を与える。F=maである。
に示すようなプローブ組立体18の自由物体線図を考察
する。この自由物体線図において、プローブ組立体18
に作用する全ての力は、プローブ組立体18が静止して
いるときの特定の状態として示している。さらに詳しく
説明すると、図4Aは、プローブ組立体18が、ワーク
表面22に接触するための待機的なアプローチ位置(進
入位置)にあって、ワーク表面22の垂直方向上方に保
持されていることを示している。この状態において、プ
ローブ組立体18に作用する力は、(1)その重量W、
(2)符号Fで表す全摩擦力、および(3)作動プッシ
ュプル力Pである。
のy方向の静止平衡の式は、次のよになることが理解さ
れる。
に、コイル14と磁石16との間の相互作用によりプロ
ーブ組立体18に働くトルクを表すということが認識さ
れる。このとき、摩擦力Fは、アクチュエータ12の中
におけるプローブ組立体18の任意の往復移動に抵抗す
るための結合された他の全ての機械力の総和である。
に示すように垂直を指向しているとは限らないので、図
4Bに示すようにプローブ組立体18においてさらに一
般的な自由物体線図について考察する。図4Aと図4B
を比較することにより、プローブ組立体18の方向が、
垂直方向(図4A参照)から角度方向(図4B参照)に
変化していることが理解され、この変化がプローブ組立
体18に作用する重量Wの方向を変化させる。このこと
は、また、静止状態に保持するのに必要なプッシュプル
力Pの大きさに影響を与える。留意すべき点は、プロー
ブ組立体18の方向にかかわらず、数種の力が、プロー
ブ組立体18に対してある方向になお作用を継続すると
いうことである。図4Bに示す特定の状態において、x
方向のプローブ組立体18の静止平衡式は以下のように
なる。
より発生するプッシュプルトルク力であり、摩擦力F
は、アクチュエータ12上、プローブ組立体18の移動
に抵抗する全ての力を表している。角度θは、プローブ
組立体18の進入位置方向と水平方向とがなす角度を示
している。例えば、図4Aのように、プローブ組立体1
8が垂直方向に保持されている場合には、角度θは90
°であり、sinθは値1に等しい。この場合は、
(2)式になる。
ローチャートとして示され、その符号が30とされてい
る。本発明方法30が開始されると、ボックス(bo
x:枠、箱)32に示すように、プローブ組立体18が
進入位置に配置される。さらに具体的に説明すると、本
発明方法30のこのステップを遂行するために、プロー
ブ組立体18がアクチュエータ12の作用により進入位
置まで移動される。このとき、プローブ組立体18は、
必ずしも必要なわけではないが、進入位置にある間は静
止状態に保持される。既に示したように、進入位置はオ
ペレータにより任意の位置に選択することができる。し
かしながら、ここでは、議論の目的のために、進入位置
は、プローブ組立体18がワーク表面22から距離34
のところにあるように選択される。距離34は、1mm
以下の値に選定したほうがよい。この距離34は、図4
Aと図4Bの両方に示されている。
ーブ組立体18に付与されるプッシュプル力Pを示して
いる。また、このプッシュプル力Pの目的は、プローブ
組立体18をワーク表面22の方向に前進させるために
ある。しかし、プッシュプル力Pの付与は、プローブ組
立体18に作用する他の力の全てについての理解を要求
する。静止平衡状態に対して、プッシュプル力P(すな
わち、アクチュエータ12からのトルク)は、一定範囲
の間で変化できることを考慮すべきである。これは、摩
擦力Fが、最大静止摩擦力Fmを超えない限り成立す
る。この前提のもとに、ボックス36は、プッシュプル
力Pがアクチュエータ12の作動を通じて、プローブ組
立体18を静止状態から動的状態に適切に変化させるこ
とを企図している。すなわち、プッシュプル力Pが遷移
(閾値)プッシュプル力Ptに等しくなるまで調節され
る。具体的に説明すると、この遷移は、進入位置にある
プローブ組立体18が、静止定常状態から経路38に沿
ってワーク表面22の方向へ進行するという動的状態へ
と変化することを意味している。例えば、図4Aに描い
たようなプローブ組立体18の状態を考察する。もちろ
ん、重量Wは一定に保持される。しかし、(2)式によ
れば、プッシュプル力Pと摩擦力Fとの和が重量Wより
小さいときには、プローブ組立体18に対する力の不均
衡さが、その静止平衡状態を壊し、プローブ組立体18
をワーク表面22側に加速させる。実際上の問題とし
て、本発明方法30のオペレータにより制御されるこの
例における唯一の力が、プッシュプル力Pであるという
ことを認識すべきである。この場合、ボックス36によ
り企図される本発明方法30中のこのステップは、十分
な大きさの閾値力Ptの確立であり、この閾値力Ptに
よりプローブ組立体18が進入位置にある静止状態から
動的状態に変化(遷移)する。この遷移により、プロー
ブ組立体18は、ワーク表面22の方へ前進する。
法30の実行における各サイクルの間進入位置に停止す
る必要が必ずしもないことを認識すべきである。実際、
この発明により企図されるように、閾値プッシュプル力
Ptが予め確定されている場合、プローブ組立体18は
進入位置を通過して連続的に移動する。プッシュプル力
Ptに対応する値を予め確定するために、プローブ組立
体18を停止させること(すなわち、静止状態におくこ
と)が必要である。それから、アクチュエータ12から
のトルクが、閾値プッシュプル力Ptの値を経験的に決
定するために変化される。
クチュエータ12は、エンコーダ40を含む。この発明
に適したものとして、エンコーダ40は、周知の適切な
技術である位置フィードバックセンサの任意の型のもの
を用いることができる。この実施の形態の目的のため
に、ここでは光学的エンコーダについて考察する。エン
コーダ40は光学的走査読取装置42を含み、プローブ
組立体18にマウントされ連動して移動するスケール4
4と関連づけて動作させられる。さらに、タイマ46が
光学的エンコーダ40に含まれている。
をモニタすることで、アクチュエータ12に関連してプ
ローブ組立体18の位置を決定することができる。その
結果として、経路38に沿って移動するプローブ組立体
18の位置Sもまた、たとえ、近似的であるにしても決
定することができる。また、タイマ46により確定され
る所定期間の間のプローブ組立体18の位置Sの変化
(すなわち、dS/dt)が、経路38に沿って移動す
るプローブ組立体18の速度Vとして決定される。ま
た、その速度Vの時間変化率(すなわち、dV/dt)
をモニタすることにより、経路38に沿って移動するプ
ローブ組立体18の加速度aを決定することができる。
プローブ組立体18に付与された後、本発明方法30の
ボックス48は、プローブ組立体18の速度Vがモニタ
されるかどうかが照会される。この照会に対する答えが
肯定的であるときには、次に、ボックス50は、この速
度がゼロ値に等しいかどうかという次の質問を示してい
る。もし、速度VがV=0であるならば、ボックス52
は軟接触(soft contact)がなされたことを示してい
る。同一性または区別性の目的のために、本発明方法3
0におけるこの動作モードでは、ときに、速度モードと
してこの中で参照される。
は、一定の大きさの速度を維持することによりなされ
る。この改良の1つの有利性は、プローブ組立体18の
進行を妨げる摩擦力Fに関して小さな変化の補償を許容
することにある。この目的のために、種々のフィードバ
ック変化法が採用される。しかし、夫々の変化に対し
て、一定速度を維持するのに必要なプッシュプル力Pに
対する速度とトルクの両方をモニタすることが必要であ
る。力Pが所定値を1度超えた場合、ワーク表面へ軟接
触が発生するということが決定され、または結論づけさ
れる。他のやり方では、過度の力Pによってワーク表面
が容易に損傷してしまうおそれがある。
組立体18の速度Vがゼロ値になることがモニタされな
い場合、その代わりに、プローブ組立体18の加速度を
決定するための変化がモニタされ、ボックス54は、プ
ローブ組立体18の加速度が、ワーク表面22に対する
プローブ組立体18の軟接触を示す所定絶対値を超える
ことを示している。本発明方法30におけるこの動作モ
ードは、しばしば、加速度動作モードとして参照され
る。
プローブ組立体18の速度Vが特別にモニタされない場
合には、ボックス55において、プローブ組立体18の
位置Sがモニタされるかどうかということが問題とされ
る。もしモニタする場合には、ボックス56では、プロ
ーブ組立体18が一定距離Dの間、経路38に沿って移
動されたかどうかが調査される。距離Dを決定するため
に、ワーク表面22とプローブ組立体18との間の距離
34を見積もることが必要である。この見積もりは、進
入位置にあるプローブ組立体18で作成され、部品20
のセットアップ時に組み込まれる。距離34を見積もる
のにもかかわらず、距離Dを確立するために距離34
に、増分のオーバーシュート距離(行き過ぎ距離)58
(図4Aと図4B参照)が加えられる。この発明の目的
のために、行き過ぎ距離58は、約1インチの1000
0分の1(0.0001)、または好ましくはそれ以下
のオーダーにされる。ワーク表面22に対するプローブ
組立体18の軟接触は、プローブ組立体18が経路38
に沿って距離Dを移動したときに起こるものとして決定
される。本発明方法30におけるこの動作の重要な点
は、エンコーダ40が経路38に沿うプローブ組立体1
8による移動距離を正確に測定することができることで
ある。しかしながら、エンコーダ40は、進入位置の特
性である距離34を測定しない。この動作モードは、位
置制御モードとして参照される。
時計(クロック)が用いられることに留意されなければ
ならない。時計は、プローブ組立体18が特定の位置に
あることが連続してモニタされた後に発生する時間を測
定する。この知識のもと、この発明により、プローブ組
立体18が進入位置を出発した後の経過時間が、軟接触
が発生したかどうかを決定するために用いられるという
ことが企図される。この動作モードにおいて、プローブ
組立体18は進入位置に確定され、その後、プッシュプ
ル力Ptの影響下に解放され、所定時間間隔の経過の
後、軟接触が発生したものとされる。
面22に対してプローブ組立体18が軟接触なされるか
どうかを決定するのに、着地力(着陸力、負荷力)L
(プローブ組立体18とワーク表面22との間の接触時
の実際の力)をモニタするかどうかが判定される。この
動作モードでは、図2に示すように、プローブ組立体1
8に搭載されるロードセンサ62が必要になる。この発
明の目的のために、ロードセンサ62は、フーテック
(Futek )により製造される型のような、周知の適切な
任意の型のものを用いることができる。本発明方法30
のボックス64により示されるように、ロードセンサ6
2がプローブ組立体18に組み込まれているとき、プロ
ーブ組立体18とワーク表面22との間の軟接触は、ロ
ードセンサ62の作動により決定されるであろう。換言
すれば、負荷力Lの存在が、軟接触を決定するためにロ
ードセンサ62を作動させる。
移動についての観測可能なパラメータが特別にモニタさ
れないときにも、軟着陸を決定できるということを示し
ている。この動作モードでは、ボックス48、55、6
0での調査が全て否定的な応答を受け取る。これは、い
わゆる基本ケースと呼ばれ、ワーク表面22の方向にプ
ローブ組立体18を進めるための適当なプッシュプル力
Pが確定された後に発生するものとして軟接触が受け入
れられる。ここまで議論した全てのモードにおいて、基
本ケースが含まれ、プローブ組立体18が進入位置にい
る間、プローブ組立体18にプッシュプル力Pがかけら
れているということを考慮すべきである。プッシュプル
力Pは、適当な大きさと方向を持つ力Ptとして確立さ
れ、これは、プローブ組立体18を静止状態から動作状
態に変化させるのに必要な力である。
定モードの動作を選択的に使用することが可能であると
いうことを企図する。もちろん、この選択は、オペレー
タの必要性と要望に基づくものである。どのような動作
モードが用いられるかに関係なく、この発明方法は、約
50g以下の着地力で軟接触がなされることを企図し、
約100分の1g(0.01g)以下でも可能であると
予測される。さらに、軟接触が達成された後、この発明
は、プッシュプル力Pを、プローブ組立体18とワーク
表面22との間の静止接触力を軟接触力Lまたはこれに
近い力に維持することを適当に変えることができるとい
うこともまた企図の範囲である。他方、プローブ組立体
18とワーク表面22との間で作られるどのような好ま
しい力でも軟接触の後に変化させることができる。
組立体を軟接触移動させる特定の方法と装置により、上
述した目的を得ることおよび有利性を与えることが十分
に可能であるが、この発明は、上述の実施の形態に限ら
ずこの発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採り
得ることはもちろんである。
ば、ワーク表面にプローブ組立体を軟接触させることが
できる。
の斜視図である。
り去ったボイスコイルアクチュエータの斜視図である。
線図である。図3Bは、静的摩擦と動的摩擦との関係を
示すグラフである。
合の、図2例のアクチュエータを構成するプローブ組立
体の自由物体線図である。図4Bは、プローブ組立体が
傾斜方向である場合の、図2例のアクチュエータを構成
するプローブ組立体の自由物体線図である。
論理的フローチャートである。
ータ 14…往復コイル 16…磁石 18…プローブ組立体 20…部品 22…ワーク表面 26…物体 30…本発明方法 34…距離 62…ロードセンサ D…距離 F…摩擦力 P…プッシュプル力 W…重量
Claims (28)
- 【請求項1】プローブ組立体をワーク表面に対して軟接
触するように移動させる方法において、 前記ワーク表面からの所定距離位置である進入位置に前
記プローブ組立体を移動するステップと、 前記進入位置で前記プローブ組立体に閾値力をかけるス
テップとを有し、 前記閾値力は、前記プローブ組立体を静的状態から動的
状態に変化させるのに必要な力であり、前記ワーク表面
に前記進入位置から実質的に直線経路に沿って前記所定
距離の間、前記プローブ組立体を進行させるために必要
な力であることを特徴とするプローブ組立体のワーク表
面に対する軟接触移動方法。 - 【請求項2】請求項1記載の方法において、さらに、前
記ワーク表面に前記プローブ組立体の軟接触が確定する
まで、前記経路に沿う前記プローブ組立体の進行をモニ
タするステップを有することを特徴とするプローブ組立
体のワーク表面に対する軟接触移動方法。 - 【請求項3】請求項2記載の方法において、前記プロー
ブ組立体の進行は速度を有し、前記モニタするステップ
は、 前記進行速度を測定するステップと、 前記速度がゼロ値になるときに前記ワーク表面に前記プ
ローブ組立体の軟接触が決定されるステップとを有する
ことを特徴とするプローブ組立体のワーク表面に対する
軟接触移動方法。 - 【請求項4】請求項2記載の方法において、前記プロー
ブ組立体の進行は速度を有し、前記方法はさらに、 前記プローブ組立体の加速度を決定するために、前記経
路に沿う前記プローブ組立体の前記進行の前記速度の変
化を測定するステップと、 前記プローブ組立体の前記加速度が、ある閾値絶対値を
超えたときに前記ワーク表面に前記プローブ組立体の軟
接触が決定されるステップとを有することを特徴とする
プローブ組立体のワーク表面に対する軟接触移動方法。 - 【請求項5】請求項2記載の方法において、 前記モニタするステップは、 前記経路に沿う前記プローブ組立体の位置を観察するス
テップと、 前記プローブ組立体の移動距離を確定するために、前記
進入位置から前記プローブ組立体の前記位置を測定する
ステップと、 前記移動距離が前記所定距離を超えたときに前記ワーク
表面に前記プローブ組立体の軟接触が決定されるステッ
プとからなることを特徴とするプローブ組立体のワーク
表面に対する軟接触移動方法。 - 【請求項6】請求項2記載の方法において、 前記プローブ組立体は重量を有し、前記モニタするステ
ップは、 前記経路に沿う前記プローブ組立体の進行中に前記プロ
ーブ組立体への反力を観察するステップと、 前記プローブ組立体を進行させる力に加算される前記反
力が逆になり、少なくとも前記プローブ組立体の前記重
量に等しくなるときに、前記ワーク表面に前記プローブ
組立体の軟接触が決定されるステップとからなることを
特徴とするプローブ組立体のワーク表面に対する軟接触
移動方法。 - 【請求項7】請求項2記載の方法において、 前記モニタするステップは、前記プローブ組立体を進行
させるための閾値力が実質的に一定の大きさに保持され
ることにより遂行されることを特徴とするプローブ組立
体のワーク表面に対する軟接触移動方法。 - 【請求項8】請求項2記載の方法において、さらに、前
記プローブ組立体が前記ワーク表面に対して接触状態に
あるときに、前記ワーク表面に対して前記プローブ組立
体を押しつけるために前記プローブ組立体に付加力をか
けるステップを有することを特徴とするプローブ組立体
のワーク表面に対する軟接触移動方法。 - 【請求項9】請求項2記載の方法において、前記経路
は、実質的に前記ワークに対して法線方向にあることを
特徴とするプローブ組立体のワーク表面に対する軟接触
移動方法。 - 【請求項10】請求項2記載の方法において、さらに、
前記モニタするステップを遂行するためにモードを選択
するステップを有し、前記モードが、前記プローブ組立
体の測定可能なパラメータにより特徴づけられることを
特徴とするプローブ組立体のワーク表面に対する軟接触
移動方法。 - 【請求項11】請求項10記載の方法において、前記測
定可能なパラメータは、前記プローブ組立体の前記進行
の速度であることを特徴とするプローブ組立体のワーク
表面に対する軟接触移動方法。 - 【請求項12】請求項11記載の方法において、前記測
定可能なパラメータは、前記プローブ組立体の前記進行
の前記速度の変化であることを特徴とするプローブ組立
体のワーク表面に対する軟接触移動方法。 - 【請求項13】請求項10記載の方法において、前記測
定可能なパラメータは、前記経路上における前記プロー
ブ組立体の位置であることを特徴とするプローブ組立体
のワーク表面に対する軟接触移動方法。 - 【請求項14】請求項10記載の方法において、前記プ
ローブ組立体は、前記ワーク表面への接触用に取り付け
られたロードセンサを含み、前記測定可能なパラメータ
は、前記ロードセンサにより測定される前記プローブ組
立体に対する反力であることを特徴とするプローブ組立
体のワーク表面に対する軟接触移動方法。 - 【請求項15】請求項2記載の方法において、前記所定
距離は、約1mmより少ないことを特徴とするプローブ
組立体のワーク表面に対する軟接触移動方法。 - 【請求項16】請求項2記載の方法において、前記プロ
ーブ組立体を進行させるための閾値力は、500gより
少ないことを特徴とするプローブ組立体のワーク表面に
対する軟接触移動方法。 - 【請求項17】プローブ組立体をワーク表面に対して軟
接触するように移動させる方法において、 前記ワーク表面からの所定距離位置である進入位置に前
記プローブ組立体を移動させるための第1の力をかける
ステップと、 前記進入位置から前記ワーク表面に至る実質的に直線経
路に沿って前記距離の間前記プローブ組立体の進行のた
めに前記進入位置において前記プローブ組立体に第2の
力をかけるステップとを有し、 前記第2の力は、単に、前記プローブ組立体を静的状態
から動的状態に変化させるために十分な力であることを
特徴とするプローブ組立体のワーク表面に対する軟接触
移動方法。 - 【請求項18】請求項17記載の方法において、さら
に、 前記経路に沿う前記プローブ組立体の前記進行の特性で
ある測定可能なパラメータを選択するステップと、 前記ワーク表面に前記プローブ組立体を軟接触させるこ
とを決定するための前記測定可能なパラメータをモニタ
するステップとを有することを特徴とするプローブ組立
体のワーク表面に対する軟接触移動方法。 - 【請求項19】請求項18記載の方法において、前記プ
ローブ組立体の前記測定可能なパラメータは速度であっ
て、前記ワーク表面に対する前記プローブ組立体の軟接
触は、前記速度がゼロ値であるときに決定されることを
特徴とするプローブ組立体のワーク表面に対する軟接触
移動方法。 - 【請求項20】請求項18記載の方法において、前記プ
ローブ組立体の前記測定可能なパラメータは加速度であ
って、前記ワーク表面に対する前記プローブ組立体の軟
接触は、前記加速度が一定の閾値を超えることで決定さ
れることを特徴とするプローブ組立体のワーク表面に対
する軟接触移動方法。 - 【請求項21】請求項18記載の方法において、前記プ
ローブ組立体の測定可能なパラメータは、前記経路に沿
う移動距離であり、前記ワーク表面に対する前記プロー
ブ組立体の軟接触は、前記移動距離が前記所定距離を超
えることで決定されることを特徴とするプローブ組立体
のワーク表面に対する軟接触移動方法。 - 【請求項22】請求項21記載の方法において、前記プ
ローブ組立体の測定可能なパラメータは時間であり、前
記ワーク表面に対する前記プローブ組立体の軟接触は、
前記時間が所定時間を超えることで決定されることを特
徴とするプローブ組立体のワーク表面に対する軟接触移
動方法。 - 【請求項23】請求項18記載の方法において、前記第
1の力は重力であることを特徴とするプローブ組立体の
ワーク表面に対する軟接触移動方法。 - 【請求項24】請求項18記載の方法において、前記プ
ローブ組立体は一定の重量を有し、前記第2の力は、前
記プローブ組立体の前記重量よりも小さな力であり、前
記第2の力は、前記プローブ組立体の重量の方向に対し
て実質的に反対の方向にかけられることを特徴とするプ
ローブ組立体のワーク表面に対する軟接触移動方法。 - 【請求項25】プローブ組立体をワーク表面に対して軟
接触するように移動させる装置において、 前記ワーク表面からの所定距離位置である進入位置に前
記プローブ組立体を配置するための指示手段と、 前記進入位置から前記ワーク表面に実質的に直線経路に
沿う前記所定距離の間前記プローブ組立体を進行させる
ために前記進入位置で前記プローブ組立体に力をかける
ための力発生手段と、 前記経路に沿う前記プローブ組立体の前記進行の特性で
ある測定可能なパラメータを選択する手段と、 前記プローブ組立体が前記ワーク表面に対して軟接触す
ることを決定するために前記測定可能なパラメータをモ
ニタする手段とを有することを特徴とするプローブ組立
体のワーク表面に対する軟接触移動装置。 - 【請求項26】請求項25記載の装置において、 前記モニタする手段は、 前記経路に沿う前記プローブ組立体の位置と移動距離を
設定するためのエンコーダと、 前記移動距離が前記所定距離を超えるときに前記ワーク
表面に対する前記プローブ組立体の軟接触を決定するた
めに、前記移動距離と前記所定距離とを比較するための
手段とを有することを特徴とするプローブ組立体のワー
ク表面に対する軟接触移動装置。 - 【請求項27】請求項26記載の装置において、 前記モニタする手段は、 前記経路に沿う前記プローブ組立体の前記進行の速度を
確かめるために所定選択時間間隔でそれぞれ前記プロー
ブ組立体の位置を対応させるためのタイマと、 前記速度がゼロ値になったときに前記ワーク表面に対し
て前記プローブ組立体が軟接触したと決定するための手
段とを有することを特徴とするプローブ組立体のワーク
表面に対する軟接触移動装置。 - 【請求項28】請求項27記載の装置において、 前記モニタする手段は、 前記プローブ組立体の加速度を決定するために前記経路
に沿う前記プローブ組立体の前記進行の前記速度の変化
を測定するための電気的比較器と、 前記プローブ組立体の前記加速度が一定の閾値絶対値を
超えることで前記ワーク表面に対する前記プローブ組立
体の軟接触を決定するための手段であることを特徴とす
るプローブ組立体のワーク表面に対する軟接触移動装
置。
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