[发明专利]形状测量设备

说明书

一种形状测量设备包括：基部；臂，能相对于基部摆动；联接件，联接基部和臂，且具有变形区域，该变形区域能在基部和臂之间弹性变形；和形变检测器，安装在变形区域中。在形状测量设备中，触针安装到臂且可沿工件的表面滑动。

技术领域

本发明涉及形状测量设备(form measuring apparatus)，其测量工件的表面形状。

背景技术

为了测量工件的表面形状，存在一种接触类型的形状测量设备，其让触针沿工件的表面滑动并检测表面的偏差(deviation)。例如，日本已公开专利No.2014-167435公开了一种形状测量设备，其包括以枢转点为中心自由旋转的臂，安装到臂的第一端的触针，和检测臂的第二端的位移的检测装置。在该形状测量设备中，在触针沿工件的表面移位时，臂以枢转点为中心以杠杆状方式旋转，且臂的第二端移位。因而，基于被检测装置检测的臂的第二端的位移，可检测触针的位移，且由此可测量工件的表面形状。

在如上所述的日本已公开专利No.2014-167435和其他公开文件中，在臂以杠杆状方式旋转的常规形状测量设备中，差动变压器方法通常被用作检测臂的第二端的位移的检测装置。在差动变压器方法中，在触针移位时，安装到臂的第二端的可动铁芯相对于彼此连接的两个线圈改变位置。通过检测该点处线圈的差动电压，可得到触针的位移量。然而，在这种差动变压器类型的检测装置中，检测灵敏度会基本上由于结构部件位置的轻微移位而改变。因此，定位结构部件是困难的，且需要大量的设计诀窍将形状测量设备配置为具有期望分辨率或测量范围。

发明内容

本发明的优势是提供一种接触类型的形状测量设备，其能简单地获得期望分辨率和测量范围。

根据本发明的形状测量设备包括：基部；臂，能相对于基部摆动；联接构件，联接基部和臂，且具有变形区域，该变形区域能在基部和臂之间弹性变形；和形变检测元件，安装在变形区域中。

通过这种构造，安装到臂的触针可沿工件的表面滑动。在触针沿工件的表面移位时，臂摆动且来自摆动臂的应力施加到联接构件，且联接构件的变形区域经历弹性变形。变形区域的变形量对应于触针的位移量。因而，在根据本发明的形状测量设备中，基于被形变检测元件检测的变形区域的变形量，可检测触针的位移量，且由此可测量工件的表面形状。

在该例子中，取决于在变形区域中沿基部和臂的联接方向的位置，联接构件的变形区域的变形量不同。具体地，在联接构件的变形区域中，沿基部和臂的联接方向该位置越靠近基部，则施加的应力越大。由此，更靠近基部的位置变形区域变形更多，且更靠近臂的位置变形更少。因此，形变检测元件在变形区域中的置放影响用于检测触针位移的检测灵敏度。

例如，在形变检测元件安装在较靠近基部的变形区域中的一位置处时，甚至触针的轻微位移都会被检测为联接构件的变形，且因此增加了对触针位移的检测灵敏度。由此，可在本发明的形状测量设备中实现高分辨率。同时，在形变检测元件安装在较靠近臂的变形区域中的一位置处时，针对触针的轻微位移，联接构件的变形不太可能被检测到，且因此限制了针对触针的位移的检测灵敏度。由此，根据本发明的形状测量设备能针对触针的位移进行长行程检测，且其测量范围加宽。因此，通过在根据本发明的形状测量设备的制造或校准期间调整形变检测元件在联接构件的变形区域中的安装位置，可简单地实现期望分辨率和测量范围。

在根据本发明的形状测量设备中，优选地，联接构件用弹性材料形成，且形状测量设备进一步包括调整基部和臂之间距离的距离调整机构。通过这种构造，联接构件用弹性材料形成，且因此位于联接构件上的基部和臂之间的一位置形成变形区域。由此，通过使用距离调整机构调整基部和臂之间的距离，变形区域沿基部和臂联接方向的长度增加和减小，且改变相对于触针位移量的变形区域的变形量。由此，可容易地调整对触针位移的检测灵敏度。