[发明专利]位置检测器

说明书

技术领域

本发明涉及位置检测器，其通过使被支承为能够摆动的检测针与对象物接触，来计量安装有检测针的部件与该对象物之间的位置关系，并且，本发明涉及使与对象物接触之后的检测针的复位位置的精度提高的技术。

背景技术

这种位置检测器大多在计量由机床加工的工件（对象物）和刀架（安装有检测针的部件）之间的位置关系时使用。例如，在借助加工中心加工模具时，利用位置检测器来计量工件的位置，由此进行工具的原点位置相对于工件的设定和工件的加工精度的计量等。

在用于模具加工的高精度的加工中心中，实现了根据来自控制器的以0.1μm为单位的指令进行加工的设备。但是，目前一般的位置检测器的重复计量精度为±1μm左右，无法赶上加工中心的加工精度。

位置检测器的重复计量精度能够通过改良检测针的支承结构（将检测针的基端支承为能够摆动的部分的结构）来进行改善。本申请的发明人通过采用在专利文献1、2等中提出的支承结构，在具备30～40mm左右的长度的检测针的位置检测器中实现了±0.1μm的重复计量精度。

图4和图5是示出专利文献1中提出的位置检测器的检测针1的支承结构的一个例子的图。该支承结构为这样的结构：利用在以检测针1的轴心为中心的圆周上配置的两个为一组的三组共计6个球体5，来支承呈放射状设置于检测针1的基端2的3根圆筒体3。

即，为这样的结构：在将末端13作为检测端的检测针1的基端2，彼此以120度的间隔沿放射方向设置有3根圆筒体3，通过凹部15支承各圆筒体3，所述凹部15形成于在壳体4的托座12固定的两个为一组的球体5之间。球体5在以检测针1的轴心为中心的圆周上以120度的间隔两个两个地配置。3根圆筒体全都与分别支承它们的两个球体的表面抵接，由此来限定检测端13的静止位置（复位位置或稳定位置）。

即，通过设置朝向这些球体5按压圆筒体3的弹簧16，由此，由圆筒体3与球体5之间的6个支承点10来限定检测针的检测端13在三维空间内的3个轴向上的位置以及绕所述3个轴的相位（角度）。在由于检测端13和计量对象物之间的接触而使得检测针1摆动时，任一个球体与圆筒体的抵接分离。当作用于检测针1的外力消失时，检测端13通常复位到上述静止位置。

6个球体5由在位置检测器的壳体4设置的半球形或圆锥形的凹形的托座12来定位。在壳体4设置有朝向6个球体5的螺纹孔8，在所述螺纹孔中分别螺合有将末端形成为凸圆锥面11的螺钉9。通过将螺钉9以均匀的力旋入，螺钉9的末端将所对置的球体5按压并固定于各自的托座12。通过该结构，无需在球体5和托座12之间夹设粘接剂层等，就能够准确地设定球体5在托座12上的位置，从而能够实现位置检测器的计量精度的提高。

对于检测针1与对象物的接触，当对象物是导电体时，能够通过将该对象物的表面与检测针之间的接触点作为触点（外部触点）的电路来进行检测。当对象物不是导电体时，能够通过将球体5与圆筒体3之间的支承点10作为触点（内部触点）的电路来进行检测。例如像图6示意性地示出的那样，具备内部触点的电路是将圆筒体3与球体5之间的6个支承点串联连接的电路17。能够通过电路17被切断来检测出检测针1从静止位置分离、即任一球体5与圆筒体3分离。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第WO2008/10492号小册子。

专利文献2：国际公开第WO2009/11262号小册子。

专利文献3：日本实公平6-31363号公报。

专利文献4：日本特开2001-99637号公报。

专利文献5：日本特开2006-201105号公报。

非专利文献

非专利文献1：《DLC的应用技术——进化的类金刚石碳的工业应用与未来技术》（新材料·新素材丛书），大竹尚登（主编），出版社：CMC出版，发行日：2008年1月，p.77以后。

非专利文献2：《为了高性能化的DLC成膜技术》，池永胜（主编）、日刊工业新闻社，2007年9月28日，p.161以后。

发明内容

发明要解决的课题

在对具有较深的凹处的对象物的加工精度进行计量时，需要具备较长的检测针1的位置检测器。例如，在对汽车的缓冲器和发动机罩用的模具的加工精度进行计量时，需要具备长度至少为150mm左右的检测针的位置检测器。