用于形状测量装置的倾斜角度调节器的制造方法

文档序号:10650973阅读:451来源:国知局
用于形状测量装置的倾斜角度调节器的制造方法
【专利摘要】用于形状测量装置的倾斜角度调节器包括:基板,其安装于所述Z滑动件;挂板,其安装于所述测量装置主体;薄联接板,其以将所述挂板挂在所述基板的第一表面侧的方式支撑所述挂板;施力部件,其以对所述挂板赋予第一方向上的转动力的方式对所述挂板施力;以及千分尺头,其被设置成朝向与由所述施力部件赋予的转动力的方向相反的第二方向直接或间接地推所述挂板。
【专利说明】用于形状测量装置的倾斜角度调节器
[0001]相关申请的引用
[0002]本申请要求2015年3月31日递交的日本申请N0.2015-072320的优先权,其全部公开内容通过引用被明确地并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及用于形状测量装置的倾斜角度调节器。
【背景技术】
[0004]已知的形状测量装置的示例包括测量表面的粗糙度、凹凸度和起伏度的表面特征测量设备(日本专利N0.5,000,894)。表面特征测量设备以使触笔(其前端具有触针)能够摆动的方式支撑触笔,并且基于触笔在触针描绘和扫描被测物体的表面时的摆动量来检测被测物体的表面的粗糙度、凹凸度和起伏度。图1示出传统的表面特征测量设备50。表面特征测量设备50设置有测量装置主体10和支撑支座20。
[0005]测量装置主体10包括:触笔12,其在前端处具有触针11;检测部13,其可摆动地支撑触笔12并还检测触笔12的摆动量;以及X滑动机构14,其使检测部13沿X轴方向前进和后退。
[0006]在图1中,X轴从左向右延伸,Y轴从图纸的正面向背面延伸,Z轴从下向上延伸。
[0007]支撑支座20包括基部21;Z柱22,其直立于基部21;以及Z滑动件23,其被设置成能够在Z柱22上沿上下方向(Z轴方向)升降。
[0008]在该示例中,X滑动机构14安装于Z滑动件23,测量装置主体10支撑在支撑支座20上,但是这不意味着X滑动机构14直接地安装于Z滑动件23。替代地,旋转板30介于Z滑动件23与X滑动机构14之间。旋转板30能够使测量装置主体10以与Y轴平行的轴作为转动轴而倾斜。例如,在被测表面Wl为倾斜面的情况下,通过旋转板30以使被测表面Wl与X滑动机构14的驱动方向平行的方式倾斜X滑动机构14。因此,被测表面Wl的粗糙度、凹凸度和起伏度进Λ (are brought into)触笔12的上下移动范围(测量范围),从而能够追踪测量倾斜的被测表面Wl ο
[0009]能够通过旋转板30可靠地改变和调节测量装置主体10的倾斜角度。然而,触笔12的上下移动范围(测量范围)为大约数百微米。因此,当调节定向以使X滑动机构14的驱动方向与被测表面Wl平行时,必须进行在数百微米的范围内的微调。最终,必须在±1°的范围内进行测量装置主体10的倾斜角度调节。然而,在仅设置有诸如旋转板30等的转动轴(倾斜轴)的情况下,该微调相当困难,并且操作人员会多次超调和回调以定位合适的位置。这需要大量的时间和努力。倾斜调节需要时间和努力的情况下,会降低工作效率(测量效率)。

【发明内容】

[0010]本发明提供一种支持在调节形状测量装置的倾斜角度时进行倾斜角度微调的倾斜角度调节器。
[0011]根据本发明的倾斜角度调节器,当测量装置主体安装于支座的Z滑动件时,所述倾斜角度调节器介于所述Z滑动件与所述测量装置主体之间,所述测量装置主体利用触针描绘和扫描被测物体的表面。所述倾斜角度调节器包括:基板,其安装于所述Z滑动件;挂板,其安装于所述测量装置主体;薄联接板,其以将所述挂板挂在所述基板的第一表面侧的方式支撑所述挂板;施力部件,其以对所述挂板赋予第一方向上的转动力的方式对所述挂板施力;以及千分尺头,其被设置成朝向与由所述施力部件赋予的转动力的方向相反的第二方向直接或间接地推所述挂板。
[0012]在本发明中,优选地,所述薄联接板包括:臂,其为具有弹性的长形薄板;以及联接片,其从所述臂的中央区域突出。优选地,所述联接片固定于所述基板的上端面,并且优选地所述臂以挂住所述挂板的方式保持所述挂板。
[0013]在本发明中,优选地,所述臂包括肋,所述肋相对于所述臂的薄板成直角地设置。
[0014]在本发明中,优选地,所述挂板包括突出的销;所述基板包括供所述销插入的孔或缺口;并且所述施力部件以对插入所述孔或所述缺口的销施力的方式安装于所述基板。
[0015]在本发明中,所述薄联接板固定于所述基板的部位为支点,所述薄联接板与所述挂板连接的位置为作用点,优选地,所述千分尺头推靠所述挂板的位置为施力点;并且所述支点与所述作用点之间的距离等于或小于所述支点与所述施力点之间的距离。
[0016]优选地,本发明包括设置在所述基板附近的杠杆构件,所述杠杆构件以能够以预定转动轴作为转动轴转动的方式被支撑;所述杠杆构件的转动轴为支点,所述挂板推靠所述杠杆构件的点为作用点,所述千分尺头推靠所述杠杆构件的点为施力点,优选地,所述支点与所述作用点之间的距离等于或小于所述支点与所述施力点之间的距离。
[0017]在本发明中,优选地,所述基板具有转动支承件,所述基板的该转动支承件包括设置于所述Z滑动件的第一支承件,并且所述挂板具有转动支承件,所述挂板的该转动支承件包括与所述第一支承件同轴的第二支承件。
[0018]根据本发明的形状测量装置包括:测量装置主体,其利用触针描绘和扫描被测物体的表面;支座,其支撑所述测量装置主体;以及倾斜角度调节器。
【附图说明】
[0019]在以下的详细说明中,通过本发明的示例性实施方式的非限定性示例的方式参照已注明的多个附图来进一步说明本发明,在附图的若干视图中,用相同的附图标记表示相似的部件,其中:
[0020]图1不出传统的表面特征测量设备;
[0021 ]图2是表面特征测量设备的整体外观图;
[0022]图3是分离地示出Z滑动件、倾斜角度调节器和测量装置主体的分解图;
[0023]图4是倾斜角度调节器的分解立体图;
[0024]图5是倾斜角度调节器的分解立体图;
[0025]图6是倾斜角度调节器的立体图;
[0026]图7示出与重心的位置相关联的力的变化;
[0027]图8示出根据第二实施方式的倾斜角度调节器;
[0028]图9是根据第二实施方式的倾斜角度调节器的分解立体图;
[0029]图10是根据第二实施方式的倾斜角度调节器的分解立体图;
[0030]图11示出杠杆比;
[0031]图12示出第一变型例;
[0032]图13示出第二变型例;以及
[0033]图14示出第三变型例。
【具体实施方式】
[0034]本文中示出的细节仅作为示例且仅用于本发明的实施方式的说明性讨论的目的,并且为了提供对本发明的原理和概念方面来说被认为是最有用且最易理解的说明而提出。在这方面,不试图比对基本理解本发明来说是必要的更详细地示出本发明的结构细节,结合附图的说明可以使本领域技术人员明白在实践中可以如何实施本发明的形式。
[0035]参照附图和参照附图中的各部件被分配的附图标记来说明本发明的实施方式。_6] 第一实施方式
[0037]说明根据本发明的第一实施方式的表面特征测量设备(形状测量装置)的倾斜角度调节器。图2是表面特征测量设备50的整体外观图,表面特征测量设备50具有设置在Z滑动件23与X滑动机构14之间的倾斜角度调节器100。测量装置主体10和支撑支座20与【背景技术】中说明的构造大致相同,因此给予与【背景技术】(图1)相同的附图标记并省略其详细说明。
[0038]如图2所示,倾斜角度调节器100设置在Z滑动件23与X滑动机构14之间。图3是分离地示出Z滑动件23、倾斜角度调节器100和测量装置主体10的分解图。支承组件26设置于Z滑动件23的供倾斜角度调节器100安装的安装面,支承组件26以与Y轴平行的转动轴为中心转动。支承组件26包括两个同轴设置的支承件(27和28)。具体地,内支承件28定位在外支承件27的内部。
[0039]接下来,图4是倾斜角度调节器100的分解立体图。倾斜角度调节器100包括基板110、挂板(hanging plate) 120、薄联接板130、千分尺头140、头保持件150以及螺旋弹簧(施力部件)161R和161L。如本文所限定的,弹簧161R和161L为任意的弹性体或在被扭曲后释放时恢复其原始形状的装置,并且不限于螺旋弹簧。确切地说,弹簧161R和161L仅为弹性构件或弹性件的示例。换言之,可以使用任意适当材料或构造的不同类型的弹簧。
[0040]基板110为矩形板。基板110包括中央孔111、通孔112U和112D以及插入孔113R和113Lo
[0041]中央孔111被在基板110的大致中央钻取,中央孔111能够供支承组件20的内支承件28插入其中。另外,能够使基板110安装于外支承件27的多个安装孔IllB设置在中央孔111的周缘周围,安装螺栓IllA通过安装孔IllB拧入外支承件27。这能够使基板110以平行于Y轴的轴作为转动轴相对于Z滑动件23倾斜。
[0042]基板110的两个对角包括从正面贯穿到背面的通孔112U和112D(换言之,通孔112U和112D的轴线与Y轴平行)。在图4中,将位于右上侧的通孔称作上通孔112U,将位于左下侧的通孔称作下通孔112D。挂板120上的销122U和122D插入通孔112U和112D。下面说明销122U和122D的作用。
[0043]此外,基板110包括穿过侧面且分别穿过通孔112U和112D的插入孔113R和113L。在图4中,插入孔113R被与Z轴平行、从基板110的下侧面朝向上通孔112U钻取。同样地,插入孔113L被与Z轴平行、从基板110的上侧面朝向下通孔112D钻取。螺旋弹簧161R和161L插入插入孔113R和113L。下面说明螺旋弹簧161R和161L的作用。
[0044]挂板120为矩形板。挂板120配置在基板110的正面侧(第一表面侧、面对负Y轴方向的表面所在侧)。挂板120包括位于其正面(面对负Y轴方向的表面)的使挂板120与测量装置主体1的X滑动机构14联接的联接件121。联接件121为销和设置于挂板120的正面侧的多个孔。测量装置主体10(X滑动机构14)与挂板120通过联接件121固定地安装于彼此。另外,能够使挂板120安装于内支承件28的多个安装孔124设置在挂板120的大致中央,安装螺栓125通过安装孔124拧入内支承件28。这能够使挂板120以平行于Y轴的轴作为转动轴倾斜。
[0045]挂板120包括位于其后表面(面对正Y轴方向的表面)的两个对角的销122U和122D。在图4中,将位于右上侧的销称作上销122U,将位于左下侧的销称作下销122D。挂板120上的销122U和122D插入通孔112U和112D。下面说明销122U和122D的作用。
[0046]薄联接板130为具有弹性的薄板,并且在图4中整体上为在与X轴平行的方向上长的长薄板。薄联接板130固定于基板110的上端面,并且使挂板120挂在基板110的正面侧。
[0047]薄联接板130包括臂131、肋132、联接片(coupling tap) 133和端片135。
[0048]臂131在图4中为在与X轴平行的方向上长的长薄板。肋132为与臂131的薄板成直角地设置的平板,并且除了位于臂131的两端的区域以外,肋132沿着臂131的整个中央区域直立。可以将肋132制备为与臂131分离的部件并且安装于臂131;然而,在利用金属板构造薄联接板130的情况下,优选地,通过弯折形成肋132。
[0049]根据臂131所要求的刚性、强度和弹性来合适地地调节肋132的高度、厚度、长度等。如可以从以下说明中理解的,臂131不益于在测量装置主体10的重量下过度屈曲。臂131要求足够的刚性,以经得住测量装置主体10的重量。同时,当力施加于臂131的端部时,要求臂131有足够的挠性,以在联接片133与臂131之间略微变形(弯曲)。
[0050]联接片133为从臂131的中央区域沿正Y方向突出的薄板。另外,联接片133通过螺栓(134)固定于基板110的上端面(参见图5)(因为联接片133在X轴方向(前后方向)上具有一定量的宽度,所以通过两个螺栓134来固定)。薄联接板130以悬臂的形式支撑在基板110的上端面上,臂131处于悬挂在基板110的正面侧的情形。
[0051]基板110的上端面的一部分为在联接片133与基板110的上端面之间建立孔的缺口(114)。该孔允许指针15(例如,参见图2)穿过,指针15安装于测量装置主体10(X滑动机构14)。例如,当角度刻度标记设置于Z滑动件23时,能够从由指针15指示的值读取出测量装置主体10的倾斜角度。
[0052]端片135通过沿负Z方向弯折臂131的两端(X轴方向上的两端)而形成。
[0053]将挂板120安装至臂131。通过螺栓136使臂131与挂板120在靠近臂131的两端中的每一端的位置联接。具体地,将插入贯通臂131的螺栓136拧入挂板120的上端面。然而,间隔件137介于臂131与挂板120之间,以使臂131与挂板120之间保留间隙。该间隙被设置成允许臂131弹性变形。
[0054]另外,当挂板120与臂131联接时,端片135的末端被构造成抵靠挂板120的上端面。
[0055]当挂板120与臂131联接时,挂板120挂在基板110的正面侧。此时,挂板120的销122U和122D插在基板110的通孔112U和112D中。具体地,销122U插在通孔112U中,销122D插在通孔112D中。通孔112U和112D的直径比销122U和122D的直径足够地大,使得当销122U和122D分别位于通孔112U和112D中时,销122U和122D周围留有足够的空间。
[0056]千分尺头140通过头保持件150安装于基板110的上端面(参见图5)。千分尺头140的安装位置位于基板110的上端面的朝向正X方向的端。头保持件150为倒L字形,并且当头保持件150的第一端固定于基板110的上端面时,第二端朝向基板110的正面侧突出。千分尺头140以主轴141的前进/退回方向与Z轴平行的状态被头保持件150支撑。在该状态下,主轴141的末端被构造成从上方碰撞薄联接板130的臂131。因此,当主轴141前进时,臂131的端被向下压,而当主轴141退回时,臂131的端因臂131的弹性而恢复。
[0057]将螺旋弹簧(施力件)161R和161L分别插入插入孔113R和113L。具体地,将右螺旋弹簧161R插入右插入孔113R,将左螺旋弹簧161L插入左插入孔113L。推帽162R和162L分别安装于螺旋弹簧161R和161L的末端,阳螺纹163R和163L分别形成在螺旋弹簧161R和161L的基端。将螺旋弹簧161R和161L分别插在插入孔113R和113L内,然后通过拧紧阳螺纹163R和163L使螺旋弹簧161R和161L固定于插入孔113R和113L。然后,使推帽162R和162L分别从通孔112U和112D的侧面伸入通孔112U和112D。在这种状态下,将销122U和122D插入通孔112U和112D中,因此推帽162R和162L分别抵靠销122U和122D的侧面。于是推帽162R和162L会受到螺旋弹簧161R和161L的弹力的施力,使得销12 2 U和12 2 D的侧面分别被向上推或被向下推。具体地,设置于螺旋弹簧161R的推帽162R向上推销122U,设置于螺旋弹簧161L的推帽162L向下推销122D。
[0058]参照图6说明具有该构造的倾斜角度调节器100的作用。在图6中,测量装置主体
10、z滑动件23和倾斜角度调节器100彼此分离;然而,请读者自行想象诸如图2所绘的测量装置主体10、Z滑动件23和倾斜角度调节器100处于组装状态等的情形(由于在这三个部件被组装好时不再能看见倾斜角度调节器100,因此为了易于说明和理解,在图6中以分离的状态绘出这三个部件)。
[0059 ]考虑挂板120的倾斜运动。挂板120由薄联接板130挂起,薄联接板130的联接片133固定于基板110。另外,挂板120与内支承件28联接。因此,挂板120能够以挂板120定心于内支承件28地转动的方式在薄联接板130的弹性所允许的范围内移位。具体地,挂板120能够在定心于内支承件28地转动的情况下转动移位(倾斜)。
[0060]千分尺头140被安装使得主轴141对臂131的右端加压。因此,当主轴141对臂131的右端加压时,臂131弹性变形,使得臂131的右端下降。于是,端片135的末端对挂板120的右上角加压,与此相关联的是,挂板120会沿向右转动方向(顺时针、第二方向)转动移位(参见图6中的前头Al)。
[0061]螺旋弹簧1611?和1611^提供施加于挂板120的另一力。螺旋弹簧1611?插在基板110的右侧并向上推位于挂板120的右上角的销122U(参见图6中的箭头A2)。类似地,螺旋弹簧161L插在基板110的左侧并向下推位于挂板120的左下角的销122D(参见图6中的箭头A3)。具体地,螺旋弹簧161R和161L对挂板120赋予施力,使得挂板120沿向左转动方向(逆时针、第一方向)转动(参见图6中的箭头A4)。
[0062]因此,当主轴141后退时,挂板120会因螺旋弹簧161R和161L的施力而向左(逆时针)转动移位。
[0063]主轴141与千分尺头140的主体是螺纹旋合在一起,因此显然存在与螺旋弹簧161R和161L的施力相抗的、支持挂板120向左转动的推力(归因于螺纹旋合的摩擦力)。
[0064]以这种方式,能够沿向右转动方向以及向左转动方向调节挂板120的因主轴141的前进/退回的量而倾斜的量。测量装置主体10安装并固定于挂板120,这意味着能够微调测量装置主体10的倾斜。该微调的分辨率与主轴141的螺距对应且为Imm以下,当转换成转动角度时,能够以大约0.1°为单位进行微调。
[0065]在测量作业期间,首先,转动整个基板110以调节粗略的倾斜角度,然后,使千分尺头140的主轴141前进或退回以微调倾斜角度。例如,当已经调节完粗略的倾斜角度时,对待被测量的倾斜面Wl进行初步测量。可以设想如下程序:观察测量结果,微调测量装置主体10的倾斜角度,使得被测表面Wl的凹凸度与测量范围的中心一致。
[0066]第二实施方式
[0067]以下说明本发明的第二实施方式。以上说明了能够使用第一实施方式来微调测量装置的定向;然而,参照图7提供了作为第二实施方式的进一步改进。图7中示出测量装置主体10的重心G。一般而言,测量装置主体10的重心位于前/后方向的大致中心。具体地,重心位于由图7中的GO指示的位置处。在重心GO接近转动中心地定位的情况下,测量装置主体10的重量不产生大的转动力(扭矩),并且由于联接片133在前/后方向(X轴方向)上具有一定的宽度,因此即使在测量装置主体10的重心GO向前或向后偏离一定程度时,也能够充分地支撑测量装置主体10。
[0068]当重心大地偏离时(例如,在重心偏离至位于联接片133外侧的点的情况下),可能会产生问题。当测量装置主体10大且触笔的行程变得较长时,还存在重心沿前后方向(X轴方向)显著移位的可能性。
[0069]例如,可以想象到如下情况:测量装置主体10的重心沿正X方向偏离并到达重心G1。此时,重心Gl的偏移可以产生诸如由图7中的箭头A5所示的顺时针转动力。这种顺时针转动力能够被与螺旋弹簧161R和161L相关联的逆时针力(箭头A4)吸收,这解决了该问题。
[0070]相比之下,可以想象到如下情况:测量装置主体10的重心沿负X方向偏离并到达重心G2。重心G2的偏移可以产生诸如由图7中的箭头A6所示的逆时针转动力。只有主轴141吸收该逆时针转动力。由重心G2的移位产生的转动力以及螺旋弹簧161R和161L的施力必须被主轴141独自吸收。当这发生时,千分尺头140上会被载置过大的力,从而会使千分尺头140自身的部件变形或精度降低。结果,还可能会降低倾斜角度调节的精度。
[0071]图8至图11中示出第二实施方式。图8示出根据第二实施方式的介于Z滑动件23与测量装置主体10之间的倾斜角度调节器200。倾斜角度调节器200的基本构造与第一实施方式的相同,所以用相同的附图标记指代对应的元件。
[0072]图9和图10是倾斜角度调节器200的分解立体图。基板110、挂板120、薄联接板130以及螺旋弹簧16 IR和161L与第一实施方式的类似。
[0073]然而,基板110的形状存在细微的改变。将基板110的右上角以留出与上通孔112U对应的位置的方式形成“J”字状的切口。换言之,基板110的右上角为空的空间。将该切口称作缺口 112J。右插入孔113R与缺口 112J的下表面连通。位于螺旋弹簧161R末端的推帽162R以从缺口 112J的下表面伸出的方式穿过右插入孔113R。
[0074]另外,安装块115略突出地形成在右侧面的上下方向上的大致中央。
[0075]第二实施方式的主要特征在于头保持件组件210。头保持件组件210包括保持件220、杠杆构件230和罩240。
[0076]保持件220安装于基板110的右侧面,并且将千分尺头140支撑在水平方向上。保持件220包括安装部221、支承孔223和主轴插入孔224。在图9中,保持件220为在上下方向上长的构件,并且保持件220的下端构成拧到安装块115的安装部221。
[0077]另外,支撑片222设置在保持件220的上下方向上的大致中央,两个支撑片222以其间在宽度方向(Y轴方向)上具有间隙的方式彼此相对。支承孔223被钻入各支撑片222(支承孔223的轴线与Y轴平行)。此外,将千分尺头140支撑在水平定向上的主轴插入孔224被设置在保持件220的上端附近。千分尺头140由保持件220支撑在如下定向上:在该定向上,主轴141的前进/退回方向与X轴平行。
[0078]在该示例中,保持件220在上下方向上长,支承孔223和主轴插入孔224在上下方向(Z轴方向)上隔开预定的距离。为了便于以下说明,将支承孔223与主轴插入孔224之间的间隔称作LI。
[0079]杠杆构件230包括轴插入孔231、下端面234和右端面236。轴插入孔231的轴线与Y轴平行,转动轴232插入贯通轴插入孔231。另外,转动轴232在支撑片222的支承孔223中构成支承件。因此,杠杆构件230配置在相当于基板110的右上角的位置。另外,杠杆构件230能够定心(center)于支撑片222的支承孔223地转动。
[0080]杠杆构件230配置在相当于基板110的右上角的位置,杠杆构件230的下端面位于右插入孔113R的正上方。另外,缺口 112J设置于基板110的右上角,挂板120的销122U插入缺口112J。
[0081 ]因此,挂板120的销122U夹在来自下方的螺旋弹簧161R的推帽162与杠杆构件230的下端面234之间。换言之,推帽162从下向上地推销122U,销122U向上推杠杆构件230的下端面234。
[0082]将销122U碰撞杠杆构件230的下端面234的位置称作“上推点”(尽管很难示出在附图中,但是在图9中,附图标记235已经指向与上推点对应的位置)。为了便于以下说明,将杠杆构件230的支承孔223与上推点235之间的间隔称作L2。另外,当比较支承孔223和主轴插入孔224之间的间隔LI与间隔L2时,将这些间隔设计成使得LI >L2。
[0083]当销122U向上推杠杆构件230的下端面234(上推点235)时,杠杆构件230在定心于转动轴232(支承孔223)地转动的情况下转动移位。具体地,杠杆构件230会顺时针(向右转动)地转动移位。
[0084]保持件220定位在杠杆构件230的右方,千分尺头140的主轴141与杠杆构件230的右端面抵接。具体地,主轴141对杠杆构件230的右端面236加压。当主轴141推杠杆构件230的右端面236时,杠杆构件230在定心于转动轴232(支承孔223)地转动的情况下转动移位。具体地,杠杆构件230逆时针(向左转动)地转动移位。
[0085]将主轴141碰撞杠杆构件230的右端面236的位置称作主轴抵接点237。杠杆构件230上的支承孔223和主轴抵接点237之间的间隔与支承孔223和主轴插入孔224之间的间隔LI必然相等。
[0086]罩240安装在基板110的右上角,以便将杠杆构件230容纳在罩240的内部。
[0087]现在参照图11。可以想象到如下情况:测量装置主体10的重心沿负X方向偏离并到达重心G2。如前所述,使用螺旋弹簧161R和161L的施力和重心G2的移位对挂板120赋予逆时针(向左转动)转动力。销122U因该转动力而向上推杠杆构件230的下端面234(上推点235)。这使得对杠杆构件230施加使杠杆构件230定心于转动轴232(支承孔223)地顺时针(向右转动)转动的力。
[0088 ]千分尺头14 O的主轴141接收该顺时针(向右)转动力。在该示例中,重点是与杠杆构件230相关联的杠杆比。杠杆构件230的杠杆比为L1: L2,并且被设计成使得L1>L2(L1为杠杆构件230上的支承孔223与主轴抵接点237之间的间隔。L2为杠杆构件230上的支承孔223与上推点2 3 5之间的间隔)。因此,施加于主轴抵接点2 3 7的载荷减小至销12 2 U的上推力的L2/L1。因此,避免了过大的载荷可能会施加于千分尺头140的情形,并且能够充分地实现千分尺头140的精度以及能够对测量装置主体10的倾斜进行微调。
[0089]另外,上推点235(即,销122U)的移位量相对于主轴141的移位量减小至L2/L1。因此,能够甚至比千分尺头其自身的分辨率更细微地微调测量装置主体10的倾斜。
[0090]第一变型例
[0091]图12示出变型例。在第二实施方式中,给出了使用第一类杠杆(施力点和作用点位于支点的两侧)的示例,但是还可以使用第二类杠杆。例如,如图12所示,可以认为第一实施方式中的千分尺头140的位置沿正X方向偏移。支点(Sp)与施力点(主轴141)之间的距离L4比支点(Sp)与作用点(挂板120与臂131连接的位置)之间的距离L3长。因此,即使在测量装置主体10的重心(沿负X方向)偏离的假设情况下,仅通过杠杆比(L3/L4)也能够减小施加于千分尺头140的载荷。
[0092]在本示例中,焦点主要在于施加于薄联接板130的力,并且将联接片133看作支点Sp;然而,可以将薄联接板130和挂板120视为一体,并且可以将转动中心当成支点。本质上,支点Sp可以位于任何位置,只要施力点(主轴141)比作用点(挂板120与臂131连接的位置)
靠外即可。
[0093]第二变型例
[0094]图13示出第二变型例。在第二变型例中,允许基板110转动的外支承件27与上述实施方式一样地设置于Z滑动件23,而内支承件28A安装于基板110,内支承件28A构成挂板120的转动支承件。自然地,利用该构造也实现了与上述实施方式类似的效果。
[0095]第三变型例
[0096]图14示出第三变型例。在上述实施方式中,内支承件28被设置为挂板120的转动中心,但是如第三变型例所示,还可以省略内支承件28。在该情况下,薄联接板130的联接片133作为挂板120的转动中心。
[0097]另外,本发明不限于上述实施方式,可以在不脱离本发明的范围的情况下根据需要进行变型。例如,可以使用橡胶或板簧来替代螺旋弹簧161R和161L。
[0098]在第一实施方式中,千分尺头直接压靠薄联接板130(臂131),臂131对挂板(挂板的角)加压。然而,如下构造也是可能的:千分尺头(主轴141)直接压靠挂板。
[0099]在第二实施方式中,杠杆的转动轴与Y轴平行。然而,不特别限制转动轴的方向(因为千分尺头包括套管(thimble),必须稍微注意的是,套管不妨碍测量)。
[0100]在上述实施方式中,给出了千分尺头从上向下推挂板的示例。千分尺头推挂板所用的力的方向应当与施力件的施力相反,因此如下构造也是可能的:例如,千分尺头从下向上推挂板。在该情况下,可以想象到如下方法:例如,以将千分尺头设置在左角的下方的方式作出设计变型。
[0101]注意,已经提供的前述示例仅是出于解释的目的,而绝不理解为是限制本发明。尽管已经参照示例性实施方式说明了本发明,但是应当理解,本文中已经使用的词语是描述性和说明性的词语,而不是限制性的词语。在不脱离本发明各方面的范围和精神的情况下,可以如目前陈述的和如修改的在所附权利要求的范围内进行改变。虽然本文已经参照特定的结构、材料和实施方式描述了本发明,但是本发明不意在限于本文所公开的细节;而是,本发明延伸至诸如在所附权利要求的范围内的所有在功能上等同的结构、方法和用途。
[0102]本发明不限于上述实施方式,可以在不脱离本发明的范围的情况下作出各种改变和变型。
【主权项】
1.一种倾斜角度调节器,当测量装置主体安装于支座的Z滑动件时,所述倾斜角度调节器介于所述Z滑动件与所述测量装置主体之间,所述测量装置主体利用触针描绘和扫描被测物体的表面,所述倾斜角度调节器包括: 基板,其安装于所述Z滑动件; 挂板,其安装于所述测量装置主体; 联接板,其以将所述挂板挂在所述基板的第一表面侧的方式支撑所述挂板; 施力部件,其被构造成以对所述挂板赋予第一方向上的转动力的方式对所述挂板施力;以及 千分尺头,其被构造成朝向与由所述施力部件赋予的转动力的方向相反的第二方向直接或间接地推所述挂板。2.根据权利要求1所述的倾斜角度调节器,其特征在于,所述联接板包括: 臂,其包括长形板并具有弹性;以及 联接片,其从所述臂的中央区域突出,其中: 所述联接片固定于所述基板的上端面,并且 所述臂被构造成以挂住所述挂板的方式保持所述挂板。3.根据权利要求2所述的倾斜角度调节器,其特征在于,所述臂还包括肋,所述肋相对于所述臂的长形板成直角地设置。4.根据权利要求1所述的倾斜角度调节器,其特征在于, 所述挂板包括突出的销; 所述基板包括供所述销插入的孔或缺口;并且 所述施力部件以对插入所述孔或所述缺口的销施力的方式定位于所述基板。5.根据权利要求1所述的倾斜角度调节器,其特征在于, 所述联接板固定于所述基板的部位为支点,所述联接板与所述挂板连接的位置为作用点,所述千分尺头推靠所述挂板的位置为施力点;并且 所述支点与所述作用点之间的距离等于或小于所述支点与所述施力点之间的距离。6.根据权利要求1所述的倾斜角度调节器,其特征在于,所述倾斜角度调节器还包括设置在所述基板附近的杠杆,所述杠杆以能够以预定转动轴作为转动轴转动的方式被支撑,其中: 所述杠杆的转动轴为支点,所述挂板推靠所述杠杆的点为作用点,所述千分尺头推靠所述杠杆的点为施力点;并且 所述支点与所述作用点之间的距离等于或小于所述支点与所述施力点之间的距离。7.根据权利要求1所述的倾斜角度调节器,其特征在于, 所述基板具有转动支承件,所述基板的该转动支承件包括设置于所述Z滑动件的第一支承件,并且 所述挂板具有转动支承件,所述挂板的该转动支承件包括与所述第一支承件同轴的第二支承件。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的倾斜角度调节器,其特征在于,所述施力部件为弹簧。9.一种形状测量装置,其包括: 测量装置主体,其被构造成利用触针描绘和扫描被测物体的表面; 支座,其被构造成支撑所述测量装置主体;以及 倾斜角度调节器,当所述测量装置主体安装于所述支座的Z滑动件时,所述倾斜角度调节器介于所述Z滑动件与所述测量装置主体之间,所述倾斜角度调节器包括: 基板,其安装于所述Z滑动件; 挂板,其安装于所述测量装置主体; 联接板,其以将所述挂板挂在所述基板的第一表面侧的方式支撑所述挂板; 施力部件,其被构造成以对所述挂板赋予第一方向上的转动力的方式对所述挂板施力;以及 千分尺头,其被构造成朝向与由所述施力部件赋予的转动力的方向相反的第二方向直接或间接地推所述挂板。10.根据权利要求9所述的形状测量装置,其特征在于,所述联接板包括: 臂,其包括长形板并具有弹性;以及 联接片,其从所述臂的中央区域突出,其中: 所述联接片固定于所述基板的上端面,并且 所述臂被构造成以挂住所述挂板的方式保持所述挂板。11.根据权利要求10所述的形状测量装置,其特征在于,所述臂还包括肋,所述肋相对于所述臂的长形板成直角地设置。12.根据权利要求9所述的形状测量装置,其特征在于, 所述挂板包括突出的销; 所述基板包括供所述销插入的孔或缺口;并且 所述施力部件以对插入所述孔或所述缺口的销施力的方式定位于所述基板。13.根据权利要求9所述的形状测量装置,其特征在于, 所述联接板固定于所述基板的部位为支点,所述联接板与所述挂板连接的位置为作用点,所述千分尺头推靠所述挂板的位置为施力点;并且 所述支点与所述作用点之间的距离等于或小于所述支点与所述施力点之间的距离。14.根据权利要求9所述的形状测量装置,其特征在于, 所述倾斜角度调节器还包括设置在所述基板附近的杠杆,所述杠杆以能够以预定转动轴作为转动轴转动的方式被支撑; 所述杠杆的转动轴为支点,所述挂板推靠所述杠杆的点为作用点,所述千分尺头推靠所述杠杆的点为施力点;并且 所述支点与所述作用点之间的距离等于或小于所述支点与所述施力点之间的距离。15.根据权利要求9所述的形状测量装置,其特征在于, 所述基板具有转动支承件,所述基板的该转动支承件包括设置于所述Z滑动件的第一支承件,并且 所述挂板具有转动支承件,所述挂板的该转动支承件包括与所述第一支承件同轴的第二支承件。16.根据权利要求9至15中的任一项所述的形状测量装置,其特征在于,所述施力部件为弹簧。
【文档编号】G01B5/28GK106017288SQ201610195788
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】小野寺洋平, 滨伸行
【申请人】株式会社三丰
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