[发明专利]接触检测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有如下部件的装置：安装在机床或测量装置上的壳体；使接触端从该壳体突出的检测针；以及对检测对象物与所述接触端的接触进行检测的单元。本发明的装置例如用于对机床的工具安装用部件与工件(加工对象物)的位置关系进行计量。

背景技术

下面这样的接触检测器是已经公知的：在壳体的内部设有具备三个支座的支承部件和弹簧，利用所述弹簧的力将以前端为接触端的检测针的基部按压在所述三个支座上，从而将该检测针保持在预定的稳定位置上，在接触端与计量对象物接触时，通过对该接触本身或因该接触而产生的检测针从所述稳定位置的微小的移动进行电检测，来检测该接触。

这样的接触检测器用于下述情况：将例如与其壳体设为一体的柄(shank)安装在机床的工具安装用部件上，利用NC装置使搭载有工件的工作台或者该工具安装用部件移动，利用NC装置读取从接触检测器输出接触信号时的工具安装用部件或工作台的坐标，由此对工具安装用部件和工件的相对位置关系进行计量。

检测针的稳定位置由设于支承部件的三个支座来限定。关于三个支座的结构也提出有各种方案。例如在日本专利公开公报昭和59年第170704号公报中，公开了这样的结构：检测针具有放射状的三根支承杆，用配置在以该检测针的轴心为中心的正三角形的顶点位置上的三个支座来支承该检测针的基部，并且在该结构中，由两个一组的球体形成各支座。

即，如图4、5所示，是这样的结构：将三根支承杆3彼此隔开120度的间隔沿放射方向固定设置在以前端11为接触端的检测针1的基部2上，各支承杆3由凹部27支承，该凹部27形成于固定在支承部件4上的两个为一组的球体5之间。三根支承杆3分别与支承它们的两个球体点接触，由此，检测针1的稳定位置由六个接触点限定。

在这样限定的稳定位置上，检测针的接触端11在三维空间内的三个轴向的位置和绕该三个轴的相位(角度)被限定。在接触端11与计量对象物接触时，检测针1因该接触力而微小地移动，某球体5与支承杆3的接触分离。另外，当接触端11与计量对象物分离时，接触端11返回到预定的稳定位置。

在计量对象物为导体、而且该计量对象物和接触检测器的壳体例如通过机床本体等外部部件而电导通时，接触端11与计量对象物的接触可由以该计量对象物的表面与接触端11的接触点为外部接点的电路来检测。当计量对象物为不良导体时，可以通过以球体5与支承杆3的接触点为内部接点的电路来检测。例如如图6的示意图所示，内部接点可通过设置将支承杆3和球体5的六个接触点串联连接起来的那种电路28而形成。

接触检测器由于主要用于对工具和工件等部件之间的相互位置关系进行计量，因而需要高精度且长时间地保持稳定位置上的接触端的位置。为了获得接触端的高位置精度，要求用能够实现高加工精度的球和圆筒来构成检测针的基部和支座，并要求采用在组装部件时误差累计少的简单的结构。但是，在以往的接触检测器中，在限定接触端的稳定位置的支座的固定结构上存在问题。

例如在图4、5所示的现有结构中，采用了通过粘接剂将球5固定在支承部件4上的结构，但是粘接剂层的厚度控制很困难。即，由于粘接剂层的厚度的偏差、以及因长年使用和温度变化而导致的粘接剂层的剥离，接触端11的位置产生时效变化，存在使用该接触检测器的相对位置的计量精度逐渐降低的问题。

发明内容

本发明的课题在于提供一种接触检测器，其限定接触端的稳定位置的支座的结构简单，可以进行高精度的加工和组装，并且接触端的位置不会随着反复使用和温度变化而变化。

本发明提供一种使接触检测器的支承检测针1的球体5与该支承部件4直接接触而固定在其上的简单结构。本发明的接触检测器具备：具有与计量对象物接触的接触端11的检测针1；从该检测针的基端2沿放射方向延伸的三根支承杆3；形成容纳各支承杆的凹部27的两个为一组的三组球体5；通过该球体支承检测针1的支承部件4；以及对支承杆3朝所述凹部27施力的弹簧12。

在支承部件4中设有与各支承杆3对置、并且具有将两个圆连接起来而形成的截面形状的三个孔21。在各孔21中分别插入有两个球体5。在各孔的两个圆连接的部分形成有朝向支承部件4的中心孔8侧开口的槽状开口20。该槽状开口的开口宽度大于支承杆3的直径。检测针的基部的三根支承杆3的前端穿过该槽状开口20插入到孔21中。各球体5经由支承杆3被弹簧12的力按压并定位在各孔的底面22上。