(57)【要約】  測定ヘッドのための調節機構、特に、座標測定機での測定ヘッドによって支持される測定プローブ３の較正を簡略化するための調節機構であって、プローブ・ボール７の測定位置を決定するための手段を備え、該手段が、プローブ・ボールの新たな測定位置を決定するためにプローブ・ボールを回転又は変位させる、或いはその両方を行うように構成され、それによりプローブ・ボール７のオフセットを求めることができる調節機構。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定ヘッドのための調節機構、特に、座標測定機（１）での測定ヘッド（２）によって支持される測定プローブ（３）の較正を簡略化するための調節機構であって、プローブ・ボール（７）の測定位置を決定するための手段を備える調節機構において、前記手段が、前記プローブ・ボールの新たな測定位置を決定するために前記プローブ・ボールを回転又は変位させる、或いはその両方を行うように構成され、それにより前記プローブ・ボール（７）のオフセットを求めることができることを特徴とする調節機構。
【請求項２】
前記プローブ・ボール（７）の前記測定位置を決定するための前記手段が、較正台（９）を備えることを特徴とする請求項１に記載の調節機構。
【請求項３】
前記較正台（９）が、三角形状に配列された３つのボール（１０）から形成されることを特徴とする請求項２に記載の調節機構。
【請求項４】
前記較正台（９）が、前記ボール（１０）が取り付けられるホルダ（１１）の形態で構成されることを特徴とする請求項３に記載の調節機構。
【請求項５】
板ばね（１２）が、前記ホルダ（１１）に取り付けられ、前記プローブ・ボールが前記較正台（９）内に導入されるときに、前記３つのボール（１０）によって形成される前記台に対して前記プローブ・ボール（７）を押圧するように配置されることを特徴とする請求項４に記載の調節機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定ヘッドのための調節機構、特に、測定ヘッドによって支持される測定プローブの較正を簡略化するための調節機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、測定ヘッドは、測定点を取る、すなわち決定することができるように測定プローブを方向付けるために使用される。通常の測定ヘッドは、測定プローブの先端が球の外面に沿って進むように、２つの相互に垂直な角度で回転することができる。通常、幾つかの異なる方向付けが測定プログラムで使用され、プローブの直径及びオフセットを求めるために様々な位置の較正が実施され、それにより、方向付けを高い精度で使用することができる。
【０００３】
様々なタイプの測定ヘッドが、現在市販されている。これらの１つは、「割出し可能」として知られているタイプである。測定ヘッドは、この場合、例えば異なるステップ間で５°のステップを有する幾つかの別個の割出し位置に設定することができる。手動と自動という、このタイプの２つの主な変形形態がある。手動変形形態では、通常、測定ヘッドの角度は、測定ヘッドの設定を変更することができるように係止ねじを緩めることによって手動で変えられる。自動変形形態では、基本的には同じ処置が行われ、しかしこの場合、測定ヘッドに組み込まれたモータを用いる。
【０００４】
また、「連続」と呼ばれるタイプの測定ヘッドも利用可能であり、ここで、プローブの先端は、半球上の自由に選択された位置を取ることができ、次いで、角度センサによって角度が測定される。連続測定ヘッドは自動であり、すなわち位置を変えるためにモータを使用する。使用法は、基本的に上述したものと同じであり、すなわち測定ヘッドが使用前に較正され、その後、精度を決定するのは、測定ヘッド自体の再現可能な精度のみである。
【０００５】
上述される測定ヘッドのタイプ、特に別の角度に回転させるためのモータを用いた自動設計の１つの欠点は、それらが比較的高価であることである。
【０００６】
しかし、手動で割出し可能な測定ヘッドを自動式で使用する方法が、現在導入されている。これは、機械を使用して係止ねじを係止解除し、角度の変更を実施することによって行われる。この様式では、手動で割出し可能な測定ヘッドを自動プロセスで使用することが可能である。
【０００７】
しかし、この後者の方法もまた、例えば、手動で割出し可能な測定ヘッドのコストが依然として比較的高いなどの欠点を有する。第２の欠点は、その方法がやはり限定された数の位置、すなわち割出しステップしか提供しないことであり、さらなる欠点は、精度が、測定ヘッドの再現可能な精度に完全に依存することである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の１つの狙いは、上述した従来知られている測定ヘッドのための調節機構の欠点をなくし、測定ヘッドのための新規の調節機構を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した本発明の狙いは、プローブ・ボールの測定位置を決定するための手段を備える調節機構であって、該手段が、プローブ・ボールの新たな測定位置を決定するためにプローブ・ボールを回転又は変位させる、或いはその両方を行うように構成され、そのようにしてプローブ・ボールのオフセットを求めることができる調節機構によって実現される。
【００１０】
通常、上述したプローブ・ボールのオフセットの算出は、プローブの較正中の正に最重要の操作である。
【００１１】
以下、本発明を、添付図面を用いて例示される非限定的な実施例の形で、より詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
図１に、上述したように、通常の座標測定機１を示し、座標測定機１は測定ヘッド２を備え、測定ヘッド２の下端に測定プローブ３が位置される。測定プローブ３は、測定すべき対象物と接触させられる座標測定機１の部分であり、また、測定対象物とのその接触が、記録され、測定機１及び測定ヘッド２の変位及び運動の記録によって測定対象物の座標の計算のための基礎を成すような部分である。座標測定機は、例示される設計では「ポータル測定機」として知られているものであり、Ｘ方向で変位させることができるポータル４を備え、ポータル４はカラム５を支持し、カラム５は、Ｙ方向で変位させることができ、さらにロッド６を支持し、ロッド６は、Ｚ方向で変位させることができ、ロッド６の下端に測定ヘッド２が取り付けられる。測定ヘッド２は、図２に回転角φ及びθによって例示されるように垂直軸及び水平軸の両方の周りで回転させることができ、したがって測定プローブ３を回転させることができ、測定プローブ３のボール７を、座標測定機１の測定テーブル８の上に置かれた対象物上の各点と接触させることができる。
【００１３】
本発明によれば、測定プローブ３のボール７を接触させることができる測定場所を構成することによって、単純な様式で、且つ高い精度で測定プローブ３のオフセットを求めることが可能であり、これは、測定プローブの較正を実施するために最も重要な操作である。この測定場所は、例えば「較正台」９として形成することができ、そこには、３つのボールが三角形状に配列され、それにより、測定プローブ３のボール７は、較正台９のボール１０と接触させられるときに独自の良く定義された位置を常に実現し、これによってプローブ３のオフセットを求めることできる。次いで、プローブ・ボールが較正台９内に位置されるように座標測定機１を駆動させることによって較正が実施され、その後、測定ヘッド２の係止が解放されて測定ヘッド２の向きを変えることができる。測定ヘッド２の係止は、機械によって簡単に解放することができるように、例えば電磁石を用いて実現することができる。次いで、座標測定機が駆動され、その一方で測定ヘッドの係止は係止解除されたままであり、測定ヘッドは、実施すべき測定に望まれる向きを実現する。較正台の位置と測定機軸の位置との両方が分かっているので、次いで、プローブ３を新たな位置で再較正する必要なく、プローブのオフセットを簡単に計算することが可能である。
【００１４】
較正台９内にプローブ・ボール７を正しく配置するのを容易にするために、台９は、図４に例示されるように、ボール１０が取り付けられるホルダ１１の形態で構成され、その際、さらに板ばね１２が、ホルダ１１に取り付けられ、プローブ・ボールが較正台９内に導入されるときに、３つのボール１０によって形成された台に対してプローブ・ボール７を押圧するように配置されるのが適切である。
【００１５】
上述した、測定ヘッドを調節して、調節された位置に測定ヘッドを係止するための方法の間、正に係止処置によって測定ヘッドの向きの変化が生じることが有り得、この係止処置は当然、係止機構の設計に依存し、これは、誤差のあるプローブ・オフセットが記録されることを意味する。しかし、較正台を可動性にすることによって、且つその変位を測定することによって、この問題をなくすことが可能である。そのような変位測定は、例えば、板ばねを使用して懸架される取付具に較正台を取り付け、差動変圧器を用いてこれらの変位を測定することによって実施することができる。
【００１６】
プローブを係止するための第２の代替形態は、摩擦結合を使用するものであり、摩擦の力よりも大きな力を加えることによってプローブを移動させることが可能である。これは、より安価な解決策であり、しかし幾分信頼性の低い解決策を与えることになる。
【００１７】
本発明による調節機構は、測定プローブ３の較正のための単純な基準を与えるために、座標測定機の測定テーブル８に固定されて配置されるのが適切である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による調節機構を使用することができる座標測定機の透視図である。
【図２】本発明による調節機構を使用することができる座標測定機のための測定ヘッドを示す図である。
【図３】本発明による調節機構内の台を、台にプローブ・ボールが位置決めされた状態で概略的に示す図である。
【図４】台にプローブ・ボールが位置決めされた状態での、本発明による調節機構内の台の特別な構成の側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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