技术领域
[0001] 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(例如旋转工具轴或刀架)与
工件(加工对象物)的
位置关系进行计量。
背景技术
[0002] 下面这样的接触检测器是已经公知的：在设于壳体内部的支承部件与以前端为接触端的检测针的基部之间形成三个支承对，利用
弹簧的
力将检测针的基部按压在所述三个支承对上，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。
[0003] 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轴(安装
钻头或
铣刀等旋转工具的轴)上，利用数控(NC)装置使搭载有工件的
工作台或者该工具安装轴移动，利用数控装置读取从接触检测器输出接触
信号时的、工作台或工具安装轴的坐标，由此对工具安装轴与工件的相对位置关系进行计量。
[0004] 检测针的稳定位置由在检测针的基部与支承部件之间形成的三个支承对来限定。关于三个支承对的结构也提出有各种方案。例如，通过将支承部件侧的部件和检测针的基部侧的部件在一点接触的第一支承对、两点接触的第二支承对和三点接触的第三支承对，设在以检测针的轴心为中心的正三
角形的各
顶点位置，从而能够限定三维空间内的三个轴向的位置和绕该三个轴的
相位(角度)。
[0005] 图5是在日本实用新型公开
公报昭和63年第140348号公报中公开的结构，1是检测针，4是支承检测针1的基部的支承部件。在以前端11为接触端的检测针1的基部2上一体地设有凸缘20，在该凸缘的支承部件4侧的面上固定有三个球体40。这三个球体40配置在以检测针1的轴心为中心的正三角形的各顶点位置上。在支承部件4上与各球体40对置地设有：平坦的第一支座45；由放射方向的槽42构成的第二支座46，所述槽42是通过平行的两根棒料41而形成的；以及由在三个球体43之间形成的凹部44构成的第三支座47。借助于对检测针1朝向支承部件4施力的未图示的弹簧的作用力，第一支座45与检测针基部的球体40中的一个球体一点接触，第二支座46与检测针基部的球体40中的另外一个球体两点接触，第三支座47与检测针基部的球体40中的第三个球体三点接触，由此检测针的稳定位置被限定。
[0006] 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，某球体与支承杆的接触分离。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。
[0007] 接触检测器主要用于对工具与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限定检测针的稳定位置的支承对，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承对的结构上存在问题。
发明内容
[0008] 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承对的结构简单，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。
[0009] 本发明涉及一种接触检测器，该接触检测器具备：壳体6；可调整位置地设在该壳体上的支承部件4；检测针1，其前端的接触端11从所述壳体的开口9突出；以及将该检测针的基部按压在所述支承部件上的弹簧12，所述检测针的预定的稳定位置由形成于其基部与所述支承部件之间的三个支承对来限定，该三个支承对是以下三个支承对：支承部件侧的部件与检测针的基部侧的部件一点接触的第一支承对35；上述部件两点接触的第二支承对36；以及上述部件三点接触的第三支承对37。
[0010] 本
申请的第一发明的接触检测器的特征在于，在上述结构的接触检测器的三个支承对中，所述第一支承对由放射方向的圆杆30和以检测针为中心的圆的切线方向的圆杆23形成，所述第二支承对由放射方向的圆杆31和位于该圆杆两侧的两个为一组的球体24形成，所述第三支承对由球面体25或圆锥面体33以及在与其对置的圆筒孔的底面外周上配置的、三个为一组的球体32形成。
[0011] 另外，本申请的第二发明的接触检测器的特征在于，在构成上述结构的接触检测器的三个支承对的部件中，所述放射方向的圆杆30、31和三个为一组的球体32固定在检测针的基部上，所述切线方向的圆杆23、两个为一组的球体24以及球面体25或圆锥面体33设在支承部件4上。
[0012] 支承部件4通过三个拉紧螺钉17和三个支承螺钉18可调整位置地固定在壳体6的内侧，三个拉紧螺钉17可自由旋转地贯通设于壳体的底盖16的贯通孔，并拧入在设于支承部件4的底面的
螺纹孔中，三个支承螺钉18穿过贯通该底盖的
螺纹孔，并且前端抵接在支承部件4的底面上。
[0013] 本发明的接触检测器的结构是这样的简单的结构：影响接触端的位置精度的部件为可进行高精度加工的球和圆筒，而且因组装和粘接而产生的误差累计也较少，因此能够提供便宜且高精度的接触检测器。另外，根据第二发明，具有这样的效果：利用贯穿设置于不管是支承部件或检测针的基部的槽或孔能够准确地定位并固定形成三个支承对的圆筒体和球体，并且制造成本低廉。
附图说明
[0014] 图1是本发明的一个
实施例的纵剖面图。
[0015] 图2是表示图1中的实施例的主要部分的立体图。
[0016] 图3是以剖面展开表示第一、第二和第三支承对的示意图。
[0017] 图4是表示由圆锥体和三个球体构成的支承对的示例的剖面图。
[0018] 图5是表示现有结构的接触检测器的一例的立体图。
[0019] 标号说明
[0020] 1：检测针；4：支承部件；6：壳体；9：壳体底部的开口；11：接触端；12：
压缩弹簧；23：圆杆；24：两个为一组的球体；25：球面体；30：圆杆；31：圆杆；32：三个为一组的球体；
33：圆锥面体；35：第一支承对；36：第二支承对；37：第三支承对。
具体实施方式
[0021] 下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在图示的接触检测器的壳体6的上部，一体地设置有用于将该接触检测器安装到机床的旋转工具轴(安装钻头或铣刀等旋转的工具的轴)上的柄7。在壳体6的内侧下方部分容纳有环状的支承部件4。以前端为接触端11的检测针1穿过支承部件4的中心孔8和设于壳体底部的开口9向壳体6的下方延伸。
[0022] 在形成于壳体6内部的空间的顶板10与检测针1的基部2之间安装有压缩弹簧12。在检测针1的基部上一体地形成有凸缘20。该凸缘20的直径大于支承部件4的中心孔8的直径，因而凸缘20不能通过支承部件4的中心孔8。因此，检测针的基部2被弹簧
12的力按压在支承部件4上。
[0023] 壳体6在其底部具备具有中心孔9的底盖16，检测针1穿过该底盖的中心孔9延伸到壳体6外。短圆筒形的支承部件4通过三个拉紧螺钉17和三个支承螺钉18固定在壳体6的内侧，三个拉紧螺钉17可自由旋转地贯通底盖16，并拧入在设于支承部件4的下表面的螺纹孔中，三个支承螺钉18旋合在贯通底盖16的螺纹孔中，并且前端抵接在支承部件4的下表面上。
[0024] 如图2所示，各三个的拉紧螺钉17和支承螺钉18以60度的间隔交替配置在以壳体的轴心为中心的圆周上。当拧入拉紧螺钉17中的某一个时，支承部件4的该部分被下拉，当拧入支承螺钉18中的某一个时，支承部件4的该部分被上推。对于组装好的接触检测器，通过适当拧入所述三个拉紧螺钉和三个支承螺钉，来设定接触端11的正确的位置。
[0025] 对置在检测针基部的凸缘20的下表面(与支承部件的上表面对置的面)上，在以检测针1的轴心为中心的正三角形的顶点位置上形成有凹部(例如V槽)21、22以及有底孔26，在凹部21、22中嵌有两根放射方向的圆杆30、31，三个为一组的球体32在被按压于有底孔26的周面上的状态下嵌入在该有底孔中，并且分别通过
电阻焊来进行固定。
[0026] 另一方面，在支承部件4的上表面上，圆杆23、两个为一组的球体24以及球面体25分别设在与检测针基部的两根圆杆30、31以及三个为一组的球体32相对置的位置上。
支承部件侧的圆杆23在嵌入在以支承部件4的轴心为中心的圆的切线方向的V槽27中的状态下通过电阻焊固定于支承部件4，两个为一组的球体24在沿所述圆的切线方向嵌入在细长的、截面为椭圆形的浅孔28中的状态下通过电阻焊固定于支承部件4上，球面体25在嵌入在圆孔29中的状态下通过电阻焊固定于支承部件4上。
[0027] 限定接触端11的稳定位置的三个支承对中，第一支承对35由检测针侧的一个圆杆30和支承部件侧的圆杆23形成。第二支承对36由检测针侧的另一圆杆31和支承部件侧的两个为一组的球体24形成。另外，第三支承对37由检测针侧的三个为一组的球体32和支承部件侧的球面体25形成。通过弹簧12的按压力，第一支承对的两根圆杆30、23一点接触，第二支承对36的圆杆31与两个为一组的球体24两点接触，第三支承对的三个为一组的球体32与球面体25三点接触。通过利用这六个接触点支承检测针1的基部，接触端11在三维空间内的稳定位置被限定。
[0028] 在上述实施方式中，第三支承对37由三个为一组的球体32和一个球面体25形成，但是，也能够如图4所示，使上述一球面体25由一个圆锥面体33形成，该圆锥面体33的轴向与检测针1的轴向为同一方向。另外，图中的球面体是直径分别大于与其对置的三个球体32的直径的球体，但是也可以是半球体。
