一种形状测定装置用探头，具备：测定面接触部，其具有探杆、和配置在所述探杆顶端并与测定物的被测定面接触的触针；安装用部件，其将所述测定面接触部安装在形状测定装置上；连接机构，其具备设置在所述测定面接触部的支点部件、和固定在所述安装用部件上 并载置所述支点部件的载置台，该连接机构以所述支点部件为支点连接所述测定面接触部和安装用部件，并确保所述测定面接触部和所述安装用部件可摆动；以及 施力机构，其具有设置于所述测定面接触部的可动侧部件和设置于所述安装用部件的固定侧部件，所述可动侧部件和固定侧部件彼此在铅直方向上相对配置，并在非接触状态下产生磁性吸引力，利用该磁性吸引力对所述测定面接触部施力，使所述探杆向铅直方向。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及形状测定装置用探头及形状测定装置，其以高精度及低测 定力对三维的任意形状的孔的内表面或孔径、以及任意形状的外侧面的形 状等进行扫描测定。
技术介绍
作为可测定测定物的外侧面、内侧面、以及孔径等的现有探头，被公开于专利第3075981号公报(专利文献l)中。图18A、图18B是刊载于 专利文献1上的现有的三维形状测定装置用探头310的结构示意图。该探 头310是用于对测定物的沿铅直方向或大致铅直方向延伸的面进行测定的 探头，不能测定在水平方向或近似水平方向上延伸的面。该探头310进行以下的测定动作。在图18A中，当探头310相对于被 测定面S在YZ方向上移动时，随着被测定面S的向X方向的位移，具有 触针301的探杆303沿大致X方向倾斜。另一方面，激光自半导体激光器 的投光部306照射在探杆303的上面的反射镜302上，基于来自反射镜302 的反射光，用光位置检测装置307检测探杆303的倾斜度。使探头310整 体向X方向移动，以使所检测的倾斜度固定，根据该移动量得到探头310 整体的X座标测定值，进而通过将由光位置检测装置307检测的触针301 的位移量与该X座标测定值进行加法运算，高精度地测定表示被测定面S 向X方向的位移量的X座标。该探头310在其结构方面，不能测定测定物 在Y方向上的位置。鉴于此问题，申请人提出了关于能够测定孔形状、测定物的侧面形状 且能够在水平任意方向倾斜的探头的申请(日本专利2005—105915号)。 图19是所述申请记载的形状测定探头的结构示意图。在图19中，形状测定装置用探头351装备在形状测定装置371上， 设有触针361的测定面接触部件360以支点部363为中心，可向水平方向的任意方向摆动地连接在安装用部件362上。连接部件364由螺旋弹簧构 成，在不进行测定时，将测定面接触部件360的中心轴保持在铅直方向， 在测定时，产生将触针361压在测定物上的力。如图20所示，通过倾斜 角度检测部366检测固定在测定面接触部件360上部的反射镜365的X 、 Y轴周围的倾斜度。由形状测定装置371以触针压入量为固定的方式使探 头351整体相对于测定面动作，同时检测探头351的X Y Z位置，通过将 其值加上从所述反射镜365的倾斜度换算的触针在水平方向上的位移，高 精度地检测触针位置。利用该结构，不旋转测定物就能够对测定物任意方 向的侧面进行测定。
技术实现思路
但是，在专利文献l所公开的结构中，触针301只能在水平方向的一 个方向上摆动，为了测定以铅直轴为中心轴的圆筒面的整个圆周形状，需 要使圆筒面旋转。因此，需要有使测定物旋转的机构，存在旋转机构中心 轴的径向跳动会成为测定误差的课题。另外，使测定物旋转的方法还存在 不能测定具有复杂截面形状的被测定面的课题。另外，在日本专利2005—105915号的结构中，触针361可在水平任 意方向上倾斜，但是，由于需要减小连接部件即螺旋弹簧的弹力，因此， 存在测定面接触部件360相对于安装用部件362的支点在水平方向上移动 而产生移动误差的情况。针对该情况，也可以设置水平移动方向传感器来 修正该移动误差，但其结构将会复杂化。另外，由于使用了螺旋弹簧，所 以需要比提升测定面接触部件的重量的力稍大的力，也就是说，需要产生 对工件的按压力，例如30mgf那样大的力，且其调整困难。本专利技术是鉴于上述问题而开发的，其目的在于提供一种形状测定装置 用探头及形状测定装置，其触针可在水平任意方向摆动，在不进行测定时， 触针保持在中立位置；在测定时，能对测定物产生微小测定压，同时触针 摆动的支点位置不易偏移且结构简单、易调整。本专利技术为实现上述目的，构成如下。根据本专利技术的第一方面，提供一种形状测定装置用探头，具备 测定面接触部，其具有探杆、和配置在所述探杆顶端并与测定物的被测定面接触的触针；安装用部件，其将所述测定面接触部安装在形状测定装置上；连接机构，其具备设置在所述测定面接触部的支点部件、和固定在所 述安装用部件上并载置所述支点部件的载置台，该连接机构以所述支点部 件为支点连接所述测定面接触部和安装用部件，并确保所述测定面接触部 和所述安装用部件可摆动；以及施力机构，其具有设置于所述测定面接触部的可动侧部件和设置于所 述安装用部件的固定侧部件，所述可动侧部件和固定侧部件彼此在铅直方 向上相对配置，并在非接触状态下产生磁性吸引力，利用该磁性吸引力对 所述测定面接触部施力，使所述探杆向铅直方向。在上述结构中，所述可动侧部件和所述固定侧部件，也可以一方由永 久磁铁构成，另一方由磁性体构成。另外，所述可动侧部件和所述固定侧部件，也可以双方都由永久磁铁 构成，彼此以异极相对的方式配置。另外，也可以被构成为所述支点部件由针状突起构成，所述载置台 具有可嵌入所述支点部件的顶端的圆锥槽，以所述圆锥槽的最深部和所述 支点部件的顶端的接触部为摆动中心来连接所述测定面接触部和所述安 装用部件，并确保所述测定面接触部和所述安装用部件可摆动。所述测定面接触部具有主体部，该主体部在中央设置有横向延伸的贯 通孔，在所述主体部的外侧下壁固定有所述探杆，并且所述支点部件自所 述主体部的贯通孔内的内侧上壁垂下，所述载置台贯穿所述贯通孔而延 伸。也可以被构成为所述测定面接触部具备相对于所述支点部件向触 针的相反侧延伸的延伸部、设置在所述延伸部的顶端并保持所述可动侧部 件的可动侧保持部，所述安装用部件在筒状主体部的内侧面上具备固定侧保持部，该固定 侧保持部相对于所述可动侧保持部被设置在所述支点部件的同侧，并保持 所述固定侧部件。也可以被构成为所述可动侧保持部被构成为环状，在其下面侧保持 有间隔开的多个可动侧部件，所述固定侧保持部在与各可动侧部件沿铅直方向相对的位置处，与各 可动侧部件对应地保持多个固定侧部件。也可以被构成为所述安装用部件在筒状主体部的内侧面具有限制部件，该限制部件通过与所述测定面接触部接触来限制所述测定面接触部的 摆动幅度。根据本专利技术的第二方面，提供一种形状测定装置，其具备第一方面的形状测定装置用探头，其具有将测定用激光反射到所述形 状测定装置用探头的测定面接触部的反射镜；激光发生部，其用于产生向所述形状测定装置用探头照射、并求出测 定物的被测定面中的测定点的位置信息的测定用激光；测定点信息确定部，其基于由装设在所述形状测定装置用探头上的反 射镜反射的反射光，检测所述形状测定装置用探头的测定面接触部的倾斜 角度，并求出所述测定点的位置信息。在本专利技术的第二方面中，也可以被构成为所述测定点信息确定部具 有倾斜角度检测部，其检测所述倾斜角度；触针位置运算部，其将从该 倾斜角度检测部得到的角度信号转换成触针相对于设置在所述形状测定 装置用探头上的安装用部件的位移量；位置座标测定部，其利用所述测定 用激光求出所述测定点相对于所述安装用部件的相对位置座标值；加法运 算部，其将所述触针位移量与所述相对位置座标值进行加法运算，求出所 述测定点的位置信息。在此，也可以被构成为还具备使所述安装用部件和所述测定物的相 对位置沿着所述被测定面进行二维或三维移动的载物台；和将上述角度信号的大小设为大致固定且以使设有所述触针的测定面 接触部件在任一方向都可倾斜的方式控制所述载物台的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种形状测定装置用探头，具备：测定面接触部，其具有探杆、和配置在所述探杆顶端并与测定物的被测定面接触的触针；安装用部件，其将所述测定面接触部安装在形状测定装置上；连接机构，其具备设置在所述测定面接触部的支点部件、和固定在所述安装用部件上并载置所述支点部件的载置台，该连接机构以所述支点部件为支点连接所述测定面接触部和安装用部件，并确保所述测定面接触部和所述安装用部件可摆动；以及 施力机构，其具有设置于所述测定面接触部的可动侧部件和设置于所述安装用部件的固定侧部件，所述可动侧部件和固定侧部件彼此在铅直方向上相对配置，并在非接触状态下产生磁性吸引力，利用该磁性吸引力对所述测定面接触部施力，使所述探杆向铅直方向。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：舟桥隆宪，吉住惠一，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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