[发明专利]接触检测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种对检测针的检测端与检测对象物的接触进行检测的接触检测器，所以涉及具有如下结构的所述接触检测器：检测针在被复位弹簧按压的状态下，支撑在由设于壳体内的六个支撑点所限定的稳定位置上。本发明涉及一种防止由于温度变化或者老化而使所述支撑点的位置产生误差从而对接触检测器的检测精度造成不良影响的技术。

背景技术

这种接触检测器具有在前端设置有与检测对象物接触的检测端的检测针和支撑该检测针的壳体。检测针的基部亦即检测端相反侧的端部被复位弹簧(内置于壳体中)按压在形成于壳体内的支撑部件上的六个支撑点上。在检测端不受外力作用的状态下，检测针保持在由所述六个支撑点所限定的三维空间内的稳定位置上。检测针的前端接触到检测对象物后，检测针受到接触反作用力而从所述稳定位置稍微倾斜动作，与所述六个支撑点中的至少一个分离(离开)。通过电气检测出该支撑点的分离，从而检测出检测端与检测对象物的接触。

这样的接触检测器例如可以如图9所示，在壳体21上设置柄部(shank)22，将该柄部装配到机床的工具轴23上，用于测量工具安装轴与工件24的相对位置关系。亦即，将接触检测器20装配于机床的工具轴23上，所述机床的工作台25上固定有作为检测对象物的工件24，并且工具轴23或者工作台25通过未图示的数控(NC)装置进行移动。并且，通过读取从接触检测器输出检测针1的检测端13与工件24接触的接触信号时的工具轴或者工作台上的坐标，由此测量工具安装轴与工件的相对位置关系。壳体21中内置了具有所述六个支撑点的支撑部件4和复位弹簧16。支撑部件4经由调整螺钉26固定于壳体21中，通过对调整螺钉26进行调整，将所述稳定位置上的检测端13的位置设定为与柄部22的中心轴在同一轴线上。

对于在支撑部件4上形成有用于支撑检测针1的六个支撑点的结构，提出有各种方案。其中一种结构简单且能够高精度地限定稳定位置的结构为：在检测针1的基部呈放射状地设置三个支撑腿，并通过在以检测针的轴心为中心的圆周上配置的两个为一组的三组球来支撑这三个支撑腿。

该结构在图5-7中示出。如图所示，三个支撑腿3相互以120度的间隔沿放射方向设置于以前端13作为检测端的检测针1的基部2上。支撑腿3为圆柱形。在支撑部件4上，在以检测针1的轴心为中心的正三角形的各顶点位置上以两个为一组合计六个的球5形成有三个收纳部15。收纳部15是形成在两个球5之间的凹处的部分。并且，通过复位弹簧16将检测针的基部按向收纳部15侧，由此将各支撑腿3分别支撑在与其对置的收纳部15中。三个支撑腿3分别与对其进行支撑的两个球的球面进行接触，形成六个支撑点10，通过该六个支撑点10限定检测针1的稳定位置。

亦即，检测针的检测端13在三维空间内的三个轴向上的位置以及绕这三个轴的旋转角被支撑腿3与球5之间的六个支撑点10限定在了该稳定位置上。通过检测端13与检测对象物的接触，检测端13产生微小的移动，这时检测针1稍微倾斜，在某个支撑点10处的球5与支撑腿3的接触分离。另一方面，检测端上没有外力作用时，在复位弹簧16的弹力作用下，检测端13总是会恢复到恒定的稳定位置上。

在检测对象物都是电的良导体时，检测针与检测对象物的接触能够通过该检测对象物的表面与检测针之间的接触点作为外部触点的电路检测出来。此外，在检测对象物包含电的不良导体时，检测针与检测对象物的接触能够通过球5和支撑腿3之间的支撑点10作为内部触点的电路检测出来。例如图8中所示意性地示出的那样，内部触点能够通过设置将支撑腿3与球5之间的六个支撑点10串联连接起来的电路17来形成。在检测针1偏离稳定位置时，某个支撑点10处的支撑腿3与球5的接触分离，该分离作为电信号(电路17的接通断开)被检测出来。

图7是表示球5固定于支撑部件4中的具体结构的例示图。在图示例中，在具有供检测针穿过的中心孔14的中空圆筒状的支撑部件4中利用球头立铣刀开出用于收纳球5的收纳孔6，并且在相邻的收纳孔之间加工出供支撑腿3插入且沿放射方向的狭缝7。狭缝7的宽度要比支撑腿3的直径足够宽。通过球头立铣刀开出的收纳孔的底面成为半球状的收纳面，并且通过粘着剂将球5粘着固定在该收纳面上。

能够对球5和圆杆状的支撑腿3进行高精度加工。另一方面，收纳孔6的深度和支撑腿3的安装角容易产生误差。然而，由该误差引起的检测端13的位置误差能够通过对各个检测器的壳体内的支撑部件4的二维方向上的倾斜进行初始调整来校正。

专利文献1：日本特开平11-94509号公报