JPS5856081B2 - contact measurement probe - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は接触測定プローブ、特に極めて狭い間隔の溝あ
るいは穴などを測定する為の接触測定プローブの改良に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to improvements in contact measurement probes, particularly for measuring extremely closely spaced grooves or holes.

被測定物の各部を短時間で測定する為の測定機としてＸ
−Ｙ座標測定機や三次元測定機などが知られている。X as a measuring machine to measure each part of the object to be measured in a short time
-Y coordinate measuring machines, three-dimensional measuring machines, etc. are known.

これらの測定機では基台上に固定された被測定物に対し
て定められた軸方向に移動可能な検出部が設けられ、こ
の検出部に固定されたプローブにより各測定部の座標が
検出される。These measuring machines are equipped with a detection section that is fixed on a base and movable in a defined axial direction with respect to the object to be measured, and a probe fixed to this detection section detects the coordinates of each measurement section. Ru.

この種の測定機では、プローブと被測定物との接触が電
気的に検出され、その接触位置での座標値が読み取られ
る。In this type of measuring device, contact between the probe and the object to be measured is electrically detected, and coordinate values at the contact position are read.

通常の被測定物に対しては接触測定プローブが単なる電
気良導体からなる接触子で構成され得る。For ordinary objects to be measured, the contact measuring probe may consist of a mere contact made of a good electrical conductor.

しかしながら、このような接触子では幅の狭い溝もしく
は穴の内径を測定することが出来なかった。However, with such a contactor, it was not possible to measure the inner diameter of a narrow groove or hole.

従来、細い溝もしくは穴の内径は工具顕微鏡などによる
光学的被接触測定もしくは栓ゲージ、ブロックゲージな
どによる測定により行なわれていた。Conventionally, the inner diameter of a narrow groove or hole has been measured by optical contact measurement using a tool microscope or the like, or measurement using a plug gauge, block gauge, or the like.

この従来測定では、端面のかえりやだれなどにより正確
な測定が困難であったばかりか測定時間が多いという欠
点があった。This conventional measurement has the disadvantage that not only is accurate measurement difficult due to burrs and sag on the end face, but also that the measurement time is long.

近年、ワイヤカットその他の手段により細い溝加工、小
径穴の加工などが種々の装置に要求され、この種の寸法
測定も又広く要望されて来た。In recent years, various devices have been required to process thin grooves, small diameter holes, etc. by wire cutting or other means, and this type of dimensional measurement has also become widely desired.

特に、被測定物の他の測定部と同時に溝あるいは穴の測
定も可能な座標測定機あるいは三次元測定機が望まれて
いた。In particular, a coordinate measuring machine or three-dimensional measuring machine that can measure grooves or holes at the same time as other measuring parts of the object to be measured has been desired.

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、狭
い間隙あるいは小径穴の測定を可能とする接触測定プロ
ーブを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a contact measurement probe that enables measurement of narrow gaps or small-diameter holes.

上記目的を達成する為に、本発明のプローブは、細いワ
イヤを支持アームに引張付勢状態で張架することにより
、剛性の大きいプローブを得たことを特徴とする。In order to achieve the above object, the probe of the present invention is characterized in that a thin wire is stretched around a support arm under tension, thereby obtaining a probe with high rigidity.

以下図面に基いて本発明の好適な実施例を説明する。Preferred embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

図において、固定部１０には透孔１２が設けられ、図示
していないシャンクに固定部１０を固定し、更にシャン
クをＸ−Ｙ座標測定機あるいは三次元測定機の検出部に
着脱可能に固定する。In the figure, the fixing part 10 is provided with a through hole 12, and the fixing part 10 is fixed to a shank (not shown), and the shank is detachably fixed to the detection part of an X-Y coordinate measuring machine or a three-dimensional measuring machine. do.

固定部１０にはプラスチックなどの電気的絶縁部材から
なる絶縁板１４を介して支持アームが固定されている。A support arm is fixed to the fixed part 10 via an insulating plate 14 made of an electrically insulating material such as plastic.

本発明に係る接触測定プローブはプローブと被測定物と
の接触により電気信号を得る構成からなるので、絶縁板
１４により測定機本体と測定ワイヤもしくは接触ボール
が電気的に絶縁される必要がある。Since the contact measurement probe according to the present invention is configured to obtain an electrical signal through contact between the probe and the object to be measured, it is necessary to electrically insulate the measuring device body and the measurement wire or contact ball by the insulating plate 14.

支持アームは第１アーム１６、第２アーム１８及び第３
アーム２０を含む。The support arms include a first arm 16, a second arm 18, and a third arm.
Includes arm 20.

第１アーム１６は絶縁板１４を介して固定部１０にネジ
固定されている。The first arm 16 is screwed to the fixing part 10 via the insulating plate 14.

第１アーム１６には支持軸２２が強固に植立され、第２
アーム）１８がこの支持軸２２に回動自在に軸支されて
いる。A support shaft 22 is firmly planted on the first arm 16, and the second
An arm) 18 is rotatably supported on this support shaft 22.

支持軸２２の先端にはネジ部が設けられ、スプリングワ
ッシャ２４、ワッシャ２６を介してナツト３０が支持軸
２２に係合することにより、第２アーム１８は第１アー
ム１６と回動自在に軸支される。A threaded portion is provided at the tip of the support shaft 22, and when the nut 30 engages with the support shaft 22 through the spring washer 24 and the washer 26, the second arm 18 is rotatably connected to the first arm 16. be supported.

第２アーム１８の上端面には位置決め溝３２が設けられ
、第１アーム１６に固定された板はね３４の先端凸部３
６が位置決め溝３２と係合することにより、第１アーム
１６と第２アーム１８とはその係合位置が整定されてい
る。A positioning groove 32 is provided on the upper end surface of the second arm 18, and a protrusion 3 at the tip of a plate spring 34 fixed to the first arm 16
6 engages with the positioning groove 32, the engagement positions of the first arm 16 and the second arm 18 are settled.

以上の第１アーム１６及び第２アーム１８の結合構造は
後述する測定ワイヤに対する紙面に垂直な方向の第１の
負荷吸収機構を形成している。The above-described coupling structure of the first arm 16 and the second arm 18 forms a first load absorbing mechanism for a measurement wire, which will be described later, in a direction perpendicular to the plane of the paper.

第２アーム１８の上端面は、第２図に示されるように、
支持軸２２を中心とする円弧上に形成されている。As shown in FIG. 2, the upper end surface of the second arm 18 is
It is formed on an arc centered on the support shaft 22.

第２アーム１８には溝３８が設けられ、この溝３８内で
第３アーム２０が回動可能に軸支されている。A groove 38 is provided in the second arm 18, and the third arm 20 is rotatably supported within this groove 38.

第２アーム１８の下端部に設けられた偏心ばね受軸４０
と第３アーム２０に固定されたピン４２との間にはばね
４４が掛けられている。Eccentric spring bearing shaft 40 provided at the lower end of the second arm 18
A spring 44 is hung between the pin 42 and the third arm 20 .

従って第１図において、第３アーム２０は常時ばね４４
により反時計方向に付勢されている。Therefore, in FIG. 1, the third arm 20 is always spring 44
is biased counterclockwise.

支持アームは以上の構成からなり、その第１アーム１６
と第３アーム２０との間に測定ワイヤ４６が引張付勢状
態で張架される。The support arm has the above configuration, and the first arm 16
A measurement wire 46 is stretched between the third arm 20 and the third arm 20 in a tension-biased state.

測定ワイヤ４６の一端部は第３アーム２０の先端に固定
される。One end of the measurement wire 46 is fixed to the tip of the third arm 20.

第４図には測定ワイヤ４６の一方の固定部が詳細に示さ
れている。FIG. 4 shows one fixed part of the measuring wire 46 in detail.

第３アーム２０の先端は円柱部４８に形成されその端部
には■溝５０が設けられている。The tip of the third arm 20 is formed into a cylindrical portion 48, and a groove 50 is provided at the end thereof.

測定ワイヤ４６の一端は■溝５０に挿入され、次にくさ
び５２が■溝５０内に挿入される。One end of the measuring wire 46 is inserted into the groove 50, and then the wedge 52 is inserted into the groove 50.

くさび５２にはキャップ５４がピン５６により回動可能
に遊嵌されている。A cap 54 is rotatably fitted into the wedge 52 with a pin 56 .

キャップ５４は円柱部４８の外周ネジとネジ係合し、キ
ャップ５４を円柱部４８にネジ込むに従い、くさび５２
が測定ワイヤ４６を押しつけ、測定ワイヤ４６は■溝５
０内にしっかりと保持される。The cap 54 is threadedly engaged with the outer circumferential thread of the cylindrical part 48, and as the cap 54 is screwed into the cylindrical part 48, the wedge 52
presses the measuring wire 46, and the measuring wire 46
It is held firmly within 0.

キャップ５４とくさび５２が一体に係止されているので
キャップ５４を第３アーム２０から取外した状態で、く
さび５２が紛失するおそれがない。Since the cap 54 and the wedge 52 are locked together, there is no risk of the wedge 52 being lost when the cap 54 is removed from the third arm 20.

第１アーム１６には貫通溝６０が設けられ、この貫通溝
６０内にワイヤ固定プーリ６２が回動可能に軸支されて
いる。A through groove 60 is provided in the first arm 16, and a wire fixing pulley 62 is rotatably supported within this through groove 60.

固定プーリ６２は、第５図に示されるように、その外周
に複数の■溝６４を有し、測定ワイヤ４６の他端は■溝
６４に係合している。As shown in FIG. 5, the fixed pulley 62 has a plurality of grooves 64 on its outer periphery, and the other end of the measurement wire 46 is engaged with the grooves 64.

プーリ６２には複数の透孔６６が設けられ、測定ワイヤ
４６の先端部が透孔６６に挿入され、ワイヤの端末が他
の構成部材と接触することがない。The pulley 62 is provided with a plurality of through holes 66, and the tip of the measuring wire 46 is inserted into the through holes 66, so that the end of the wire does not come into contact with other components.

固定プーリ６２の固定軸６８には、第６図に示されるよ
うに、その一端にラチェツト車７０が固定されている。A ratchet wheel 70 is fixed to one end of the fixed shaft 68 of the fixed pulley 62, as shown in FIG.

ラチェツト車７０は爪７２と係合し、固定プーリ６２の
巻込み状態でプーリ６２の戻り回転を阻止する。The ratchet wheel 70 engages with the pawl 72 and prevents the pulley 62 from rotating back when the fixed pulley 62 is wound up.

更に、固定軸６８の他端には第７図に示されるように、
レバー掛けこま７４及びレバーバンドル７６が固定され
ている。Furthermore, as shown in FIG. 7, the other end of the fixed shaft 68 has a
A lever hook 74 and a lever bundle 76 are fixed.

レバー掛けこま７４は第８図に示されるように、その側
面に４個の溝を有し、レバーバンドル７６を溝内に係合
して回転することにより、固定プーリ６２を回転するこ
とが出来る。As shown in FIG. 8, the lever hook 74 has four grooves on its side surface, and by engaging the lever bundle 76 in the grooves and rotating it, the fixed pulley 62 can be rotated. .

第１アーム１６には第９図に示されるワイヤ案内こま７
８が固定され、測定ワイヤ４６はこま７８の■溝８０を
通ってプーリ６２に固定される。The first arm 16 has a wire guide piece 7 shown in FIG.
8 is fixed, and the measuring wire 46 passes through the groove 80 of the top 78 and is fixed to the pulley 62.

第２アーム１８には弾性体からなる指標ばね８２が固定
され、その先端の指標８４により測定ワイヤ４６に与え
られる張力が常に一定化される。An index spring 82 made of an elastic body is fixed to the second arm 18, and the tension applied to the measurement wire 46 is always kept constant by an index 84 at the tip thereof.

第２アーム１８に対する第３アーム２０の回動可能な構
成は測定ワイヤ４６に矢印ＡＢ方向の負荷が加わったと
きに過大負荷を逃げる為の第２の負荷吸収機構を形成し
ている。The rotatable configuration of the third arm 20 relative to the second arm 18 forms a second load absorbing mechanism for escaping excessive load when a load is applied to the measuring wire 46 in the direction of arrow AB.

本発明に係るプローブは以上の構成からなり、次にその
作用を説明する。The probe according to the present invention has the above configuration, and its operation will be explained next.

測定ワイヤ４６の一端は前述のように第３アーム２０に
強固に固定され、その他端は固定プーリ６２に固定され
ると共に、レバーバンドル７６の回転により巻上げられ
る。One end of the measurement wire 46 is firmly fixed to the third arm 20 as described above, and the other end is fixed to the fixed pulley 62 and is wound up by the rotation of the lever bundle 76.

この巻込作用に従い、第３アーム２０は第１図に示され
る状態まで時計方向に回転され、この時のはね４４の引
張力が測定ワイヤ４６に与えられる張力となる。According to this winding action, the third arm 20 is rotated clockwise to the state shown in FIG. 1, and the tensile force of the spring 44 at this time becomes the tension applied to the measuring wire 46.

アーム２０は指標８４と接触するまで回転回動され、即
ちプーリ６２がワイヤ４６を巻上げ、この結果、測定ワ
イヤ４６の張力は常に一定となる。The arm 20 is rotated until it comes into contact with the indicator 84, ie the pulley 62 winds up the wire 46, so that the tension in the measuring wire 46 is always constant.

この設定張力を変える為には、ばね４４を交換したり、
あるいは偏心はね受軸４０を回転することにより行なわ
れる。In order to change this set tension, replace the spring 44,
Alternatively, this can be done by rotating the eccentric spring bearing shaft 40.

以上のように支持アーム間に張架された測定ワイヤ４６
は被測定物の溝内に挿入され、溝の一方端に測定ワイヤ
４６が接触したときに、その接触を電気的に検出するこ
とにより溝の座標値を知ることが出来る。The measurement wire 46 stretched between the support arms as described above
is inserted into the groove of the object to be measured, and when the measurement wire 46 comes into contact with one end of the groove, the coordinate values of the groove can be determined by electrically detecting the contact.

測定ワイヤ４６は図示のように垂直方向に張架されても
良く、又、被測定機に適合させて任意の角度に保持する
ことも可能である。The measurement wire 46 may be stretched vertically as shown, or it may be held at any angle depending on the device to be measured.

測定ワイヤ４６は支持アーム間に張架された後に、被測
定物に近づけられても良く、大測定のように測定ワイヤ
４６の他端がプーリ６２に固定される前に測定穴を貫通
することも出来る。The measurement wire 46 may be stretched between support arms and then brought close to the object to be measured, and the other end of the measurement wire 46 may be passed through the measurement hole before being fixed to the pulley 62 as in the case of large measurements. You can also do it.

このことにより、本発明によるプローブによれば、穴も
しくは開口縁部のない溝部の測定も可能となる。This allows the probe according to the invention to also measure grooves without holes or opening edges.

測定機の検出部が移動すると共に、測定ワイヤ４６も被
測定部に向って移動し接触作用を起こすが、このときの
移動には必ずオーバストローク現象が生じる。As the detection section of the measuring device moves, the measurement wire 46 also moves toward the section to be measured and causes a contact action, but an overstroke phenomenon always occurs during this movement.

オーバストローク現象は測定ワイヤ４６に過大な負荷を
与え、特に引張付勢状態にある測定ワイヤにはこの過大
負荷は直ちに切断事故を生起する原因となる。The overstroke phenomenon imposes an excessive load on the measuring wire 46, which can immediately lead to a cutting accident, especially for a measuring wire under tension.

し７かしながら本発明においては、負荷吸収機構により
このオーバストロークから生じる過大負過を吸収するこ
とが出来る。However, in the present invention, the excessive load resulting from this overstroke can be absorbed by the load absorbing mechanism.

即ち、測定ワイヤ４６がＡＢ方向にオーバストローク現
象を起こした場合、第３アーム２０が反時計方向に回動
し、測定ワイヤ４６にたるみを持たせることによりオー
バストロークを吸収している。That is, when the measurement wire 46 causes an overstroke phenomenon in the AB direction, the third arm 20 rotates counterclockwise to absorb the overstroke by giving the measurement wire 46 slack.

又、紙面と垂直方向のオーバストロークに対しては、第
２アーム１８が第１アーム１６に対して回動してしまう
為にオーバストロークにより測定ワイヤ４６が切断され
ることはない。Furthermore, in the case of an overstroke in the direction perpendicular to the plane of the paper, the second arm 18 rotates relative to the first arm 16, so the measurement wire 46 will not be cut due to the overstroke.

第３アーム２０の回動による負荷吸収は負荷がなくなれ
ば元に復帰するが第２アーム１８による負荷吸収は作業
者による復帰作業を必要とする。Load absorption by rotation of the third arm 20 returns to its original state when the load is removed, but load absorption by the second arm 18 requires return work by the operator.

測定ワイヤ４６の接触は電気的（こ検出され、第１０図
に示される回路により処理される。The contact of the measuring wire 46 is detected electrically and processed by the circuit shown in FIG.

電気的検出器８２による接触検出は表示保持制御部８４
を介してデータ保持部８６に供給される。Contact detection by the electric detector 82 is performed by the display holding control section 84.
The data is supplied to the data holding unit 86 via.

測定機８８の座標は計数部９０により計数され、その値
がデータ保持部８６を介して表示部９２に表示される。The coordinates of the measuring device 88 are counted by a counting section 90, and the values are displayed on a display section 92 via a data holding section 86.

従って第１０図の回路において、計数部９０の計数値は
任意に定められた座標点からの距離として与えられ、そ
の計数値がプローブから得られた接触信号により保持さ
れ、その値が測定値として表示部９２に示される。Therefore, in the circuit shown in FIG. 10, the count value of the counting unit 90 is given as a distance from an arbitrarily determined coordinate point, and the count value is held by the contact signal obtained from the probe, and that value is used as the measured value. It is shown on the display section 92.

同時にその値はプリンタなどのデータ処理部９４に送ら
れ記録される。At the same time, the value is sent to a data processing unit 94 such as a printer and recorded.

以上のように本発明によるプローブは、測定ワイヤ４６
により極めて間隙のせまい溝もしくは穴を測定すること
が出来るが測定ワイヤ４６に接触ボールを固定すること
により、更に良好な特性を発揮することが可能である。As described above, the probe according to the present invention has the measurement wire 46
Although it is possible to measure grooves or holes with extremely narrow gaps, even better characteristics can be achieved by fixing a contact ball to the measuring wire 46.

第１１図には測定ワイヤ４６に鋼製の接触ボール９６を
固定した図が示され、接触ボール９６は放電加工などに
より貫通穴があけられ、測定ワイヤ４６に固定される。FIG. 11 shows a steel contact ball 96 fixed to the measuring wire 46. The contact ball 96 has a through hole made by electric discharge machining or the like and is fixed to the measuring wire 46.

この接触ボールによれば測定ワイヤ４６と被測定部とが
若干角度変位して対応しても測定値の誤差が小さくなる
という利点を有する。This contact ball has the advantage that even if the measuring wire 46 and the part to be measured correspond to each other with a slight angular displacement, the error in the measured value is reduced.

そして被測定物の溝あるいは穴の厚みが大きい場合には
、接触ボール９６による測定の方が精度を高めることが
出来る。If the thickness of the groove or hole in the object to be measured is large, measurement using the contact ball 96 can improve accuracy.

更に接触ボールによれば溝部端面のだれやかえりの影響
が完全に無くなり正確な測定が行なえる利点を有する。Furthermore, the use of a contact ball has the advantage that the effects of sag or burrs on the end face of the groove are completely eliminated, allowing accurate measurements to be made.

以上説明したように本発明に係るプローブによれば特殊
な溝や狭い部分の測定が出来る利点を有する。As explained above, the probe according to the present invention has the advantage of being able to measure special grooves and narrow areas.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明に係るプローブの一部断面正面図、第２
図は第１図の右側面図、第３図は第１図の左側面図、第
４図は測定ワイヤの一方の固定部を示す斜視図、第５図
は測定ワイヤの他方の固定部であるプーリの斜視図、第
６図はプーリのラチェット部を示す背向図、第７図はプ
ーリの回転部を示す正面図、第８図はプーリのレバー掛
けこまを示す正面及び断面図、第９図は測定ワイヤの案
内こまを示す斜視図、第１０図は接触信号の処理回路図
、第１１図は測定ワイヤと接触ボールの関係を示す一部
断面図である。 １６・・・・・・第１アーム、１８・・・・・・第２ア
ーム、２０・・・・・・第３アーム、４６・・・・・・
測定ワイヤ、９６・・−・・・接触ボール。FIG. 1 is a partially sectional front view of a probe according to the present invention, and FIG.
The figure is a right side view of Fig. 1, Fig. 3 is a left side view of Fig. 1, Fig. 4 is a perspective view showing one fixed part of the measuring wire, and Fig. 5 is a perspective view showing the other fixed part of the measuring wire. A perspective view of a certain pulley, FIG. 6 is a rear view showing the ratchet part of the pulley, FIG. 7 is a front view showing the rotating part of the pulley, FIG. 8 is a front and cross-sectional view showing the lever hook of the pulley, and FIG. FIG. 9 is a perspective view showing a guide piece for the measuring wire, FIG. 10 is a contact signal processing circuit diagram, and FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing the relationship between the measuring wire and the contact ball. 16...First arm, 18...Second arm, 20...Third arm, 46...
Measuring wire, 96...contact ball.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 測定機本体の検出部に着脱可能に設けられた支持ア
ームと、支持アームの二点間に張架され被測定物を接触
する測定ワイヤと、測定ワイヤを緊張させるべく該ワイ
ヤに一定張力を付加するための張力調整機構とｑ測定ワ
イヤが被接触物に接触したときに測定ワイヤに加わるせ
ん断方向負荷を制限するための少くとも一１個の負荷吸
収機構とを含む接触測定プローブ。 ２ 測定機本体の検出部に着脱可能に設６られた支持ア
ームと、支持アームの二点間に張架された測定ワイヤと
、測定ワイヤを緊張させるべく該ワイヤに一定張力を付
加するための張力調整機構と、測定ワイヤに固定され被
測定物と接触する接触ボールと、接触ボールが被測定物
に接触したときに測定ワイヤに加わるせん断負荷を制限
する為の少なくとも１個の負荷吸収機構とを含む接触測
定プローブ。[Claims] 1. A support arm removably attached to the detection section of the measuring instrument body, a measurement wire stretched between two points of the support arm and in contact with the object to be measured, and a device for tensioning the measurement wire. a tension adjustment mechanism for applying a constant tension to the wire; and at least eleven load absorbing mechanisms for limiting the shear direction load applied to the measurement wire when the q measurement wire contacts the object to be contacted. Contact measurement probe. 2. A support arm removably attached to the detection section of the measuring device, a measurement wire stretched between two points on the support arm, and a device for applying a constant tension to the wire in order to tension the measurement wire. a tension adjustment mechanism; a contact ball fixed to the measurement wire and in contact with the object to be measured; and at least one load absorbing mechanism for limiting the shear load applied to the measurement wire when the contact ball contacts the object to be measured. including contact measurement probes.