[发明专利]一种特别用于仿形靠模机床的探头装置

说明书

本发明涉及到一种探头装置，特别是一种用于仿形靠模机床的探头装置。

这种探头装置从美国专利US-A-4，187，614中可以获知，其中的一个可移动件包括一个硬式示踪器测头和一个关联的弹簧杆。两个片状件通过一开槽片状悬挂组件而被连接到外部的刚性外壳。所述片状悬挂组件使示踪器测头能作轴向位移及横向倾斜，但探头被设计成不能作垂直于其纵轴的径向移动。当测头在X和／或Y方向移动时，它基本上绕连接于悬挂组件的作为转轴附加件而转动，这引致弹簧杆弯曲，而这一弯曲又使检测器的芯部位移。

本发明的目的在于提一种探头装置，它具有良好的操作精度和较简单的构造，从而能以一简单而又经济方便的方法制造。

根据本发明的探头装置包括一个支承结构；一个细长形状的可移动件，借助弹性的悬挂装置而由所述结构支承，使得该可移动件能够相对于该结构沿着相对于一规定的静止位置的三个单独的轴执行有限的位移；该可移动件安装在一个探头件的一端上；传感器装置可提供代表沿可移动件的轴相对于支承结构的位移大小和方向的电信号；其中该悬挂装置包括至少第一个和第二个开槽片状件，各具有一个孔；该片状件设置在该支承结构与可移动件之间，并且位于沿该可动件的轴间隔开的各个位置上，每一个片状件的周边部分和围绕孔的部分分别固定到该支承结构上和探头件上；一个在每一个片状件的外和内边缘之间形成的螺旋形的缝，该缝绕该孔以大于360°的角延伸。

按照本发明的探头装置的其它特点和优点将从下面的通过非限制性实例与参照附图方式的详述中变得更加清楚。

图1是按照本发明的一个探头装置的透视图；

图2是在图1的II-II线位置剖开的部分截面图；

图3是在图2的III-III线位置剖开的截面图；

图4是按照本发明的包括在探头装置中的片状悬挂件的平面图；

图5是表示如在图4中的片状悬挂件的径向弹性常数K做为角α函数的变化情况图；

图6是由被包括在探头装置中的电位传感器提供处理信号的电路图；

图6a是可用在按照本发明的探头装置中的位置传感器的电流／距离特性变化图；

图7是用于计算探头件相对于支承结构沿着一坐标轴位移的方法的说明图；

图8为计算探头件相对于坐标轴位移而设量的电路部分的部分方框图。

参看图1和图2，在一个典型的实施例中表示的该探头装置1包括一个实际上是圆筒形状的支承壳，它包括一个上部倒置的杯形件2，该杯形件2通过一种环状的内连件4而连接到位于下面的管形件3上。

该杯形件2通过在图1和图2中的螺钉5固定在中间件4上。该中间件4通过图2中的螺钉6也连接在管形件3上。

在杯形件2的上壁的孔中安装着一个多极电连接头7(图1)。

在该管形件3的下端连接一个平截头圆锥的环形件8。

在该管形件3中固定了另外一个具有较短长度的管形件9(图2)。

在上述的管形支承结构中有一通常以图2中的10表示的一个移动组件。该移动件包括一个主体11，该主体11在所述典型的实施例中基本为一个中空的圆柱体。

该主体的下端具有带阶梯形外型的园锥形截面，该园锥形截面特别形成一个环形的台肩12。该端部具有一个带螺纹的中心孔，在该中心孔中拧入一个螺钉13，利用该螺钉13使一个环形件14固定在该主体的端部上。另一个环形件15通过螺钉16连接到该件14上。

一个探头杆17通过螺钉18固定到该环形件15上。

正如特别在图1中看到的，该探头杆17具有逐渐向下的锥形外形，以及在底部端接一个球19。

该探头杆17以宽的间隙延伸到该探头装置支承外壳的圆锥形端件8的中心孔中。

该主体11的上端也有一个具有阶梯形外型的锥形截面，以及特别形成了一个台肩20。该端部也有一个带螺纹的中心孔，在该中心孔中拧入一个螺钉21，该螺钉21的头部固定一个环形件22。一个成形件24通过螺钉23而固定在该成形件22上；该成形件24的功能下面将更详细的加以说明。

该移动件10同轴的配置着并且以宽的间隙位于上述的管形外壳中，并自它那里弹性地以一种方式悬挂下来，这种方式将在下面说明，例如可以相对于该外壳，沿着图1所示的正交轴X、Y和Z有限移动的方式进行。该Z轴与该探头装置的纵轴相重合。