探针单元以及测定系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911191667.3 (22)申请日 2019.11.28 (30)优先权数据 2018-222917 2018.11.28 JP (71)申请人 株式会社三丰 地址 日本神奈川县 (72)发明人 古贺聪斋藤章宪金森宏之 (74)专利代理机构 北京林达刘知识产权代理事 务所(普通合伙) 11277 代理人 刘新宇 (51)Int.Cl. G01B 21/20(2006.01) (54)发明名称 探针单元以及测定系统 (57)摘要 提供一种探针单元以及测定系统。 在具有测 。

2、定探针的探针单元中， 信号处理电路具备： 信号 合成部， 其对检测元件的输出进行处理并输出将 接触部的在互相正交的3个方向中的各个方向上 的位移成分进行合成所得到的合成信号； 以及信 号输出部， 其在合成信号满足了阈值条件时， 将 数字触摸信号输出到探针单元的外部， 其中， 信 号输出部具备将阈值条件与合成信号进行比较 的3个比较部， 在进行被测定物的测定时， 信号输 出部输出与第一比较部的输出及第二比较部的 输出相应的数字触摸信号。 由此， 提供一种能够 在确保高的抗噪声性的同时稳定地进行高精度 的测定的测定探针以及测定系统。 权利要求书2页 说明书11页 附图9页 CN 111238433。

3、 A 2020.06.05 CN 111238433 A 1.一种探针单元， 具有测定探针， 该测定探针具备信号处理电路的至少一部分、 触针以 及检测元件， 其中， 所述触针具有与被测定物接触的接触部， 所述检测元件能够检测该接触 部的移动， 所述信号处理电路对该检测元件的输出进行处理并输出数字触摸信号， 所述探针单元的特征在于， 所述信号处理电路具备： 信号合成部， 其对所述检测元件的输出进行处理并输出将所 述接触部的在互相正交的3个方向中的各个方向上的位移成分进行合成所得到的合成信 号； 以及信号输出部， 其在该合成信号满足了规定的阈值条件时， 将所述数字触摸信号输出 到该探针单元的外部，。

4、 该信号输出部具备将所述规定的阈值条件的至少一部分与所述合成信号进行比较的 多个比较部， 在进行所述被测定物的测定时， 所述信号输出部输出与所述多个比较部中的2个以上 的比较部的输出相应的所述数字触摸信号。 2.根据权利要求1所述的探针单元， 其特征在于， 所述信号输出部还具备条件存储部， 该条件存储部存储多个能够改写在所述比较部中 初始设定的所述规定的阈值条件的其它阈值条件。 3.根据权利要求1或2所述的探针单元， 其特征在于， 所述数字触摸信号以并行数字数据的形式输出。 4.根据权利要求1或2所述的探针单元， 其特征在于， 所述数字触摸信号以串行数字数据的形式输出。 5.根据权利要求1至4。

5、中的任一项所述的探针单元， 其特征在于， 所述规定的阈值条件具有信号的电平和该电平的持续时间。 6.根据权利要求5所述的探针单元， 其特征在于， 在所述2个以上的比较部中分别设定所述规定的阈值条件中的所述信号的电平， 在所 述2个以上的比较部中将所述电平的持续时间设定为相同， 所述信号输出部还具备探针接口部， 该探针接口部与所述测定探针连接， 分别判定所 述2个以上的比较部的输出的连续时间是否超过了所述规定的阈值条件中的所述电平的持 续时间， 在所述2个以上的比较部的输出的连续时间超过了该电平的持续时间时， 输出所述 数字触摸信号。 7.根据权利要求5或6所述的探针单元， 其特征在于， 在进行。

6、所述被测定物的测定时， 所述信号输出部使用所述信号的电平不同、 且该信号 的电平中的较高的一方的持续时间为该信号的电平中的较低的一方的持续时间以上的2个 所述规定的阈值条件， 来输出所述数字触摸信号。 8.根据权利要求5或6所述的探针单元， 其特征在于， 在进行所述被测定物的测定时， 所述信号输出部使用所述信号的电平相同且该电平的 持续时间不同的2个所述规定的阈值条件， 来输出所述数字触摸信号。 9.根据权利要求7或8所述的探针单元， 其特征在于， 在所述测定探针不测定所述被测定物而仅移动时， 所述信号输出部使用比在进行所述 被测定物的测定时使用的所述信号的电平大的所述规定的阈值条件， 来输出。

7、所述数字触摸 信号。 权利要求书 1/2 页 2 CN 111238433 A 2 10.一种测定系统， 具备： 测定探针， 其具备触针、 检测元件以及信号处理电路， 所述触针具有与被测定物接触的 接触部， 所述检测元件能够检测该接触部的移动， 所述信号处理电路对该检测元件的输出 进行处理并输出数字触摸信号； 以及 主体装置， 其将该测定探针以能够移动的方式支承， 根据该信号处理电路的输出求出 所述被测定物的形状， 所述测定系统的特征在于， 所述信号处理电路具备： 信号合成部， 其对所述检测元件的输出进行处理并输出将所 述接触部的在互相正交的3个方向中的各个方向上的位移成分进行合成所得到的合成。

8、信 号； 以及信号输出部， 其在该合成信号满足了规定的阈值条件时， 将所述数字触摸信号输出 到所述主体装置， 该信号输出部具备将所述规定的阈值条件与所述合成信号进行比较的多个比较部， 在进行所述被测定物的测定时， 所述信号输出部输出与所述多个比较部中的2个以上 的比较部的输出相应的所述数字触摸信号， 所述主体装置接收所述数字触摸信号， 根据所述2个以上的比较部的输出满足了所述 规定的阈值条件来求出所述被测定物的形状。 11.一种测定系统， 具备： 测定探针， 其具备触针、 检测元件以及信号处理电路， 所述触针具有与被测定物接触的 接触部， 所述检测元件能够检测该接触部的移动， 所述信号处理电路。

9、对该检测元件的输出 进行处理并输出数字触摸信号； 以及 主体装置， 其将该测定探针以能够移动的方式支承， 根据该信号处理电路的输出求出 所述被测定物的形状， 所述测定系统的特征在于， 所述信号处理电路具备： 信号合成部， 其对所述检测元件的输出进行处理并输出将所 述接触部的在互相正交的3个方向中的各个方向上的位移成分进行合成所得到的合成信 号； 以及信号输出部， 其在该合成信号满足了规定的阈值条件的一部分时， 将所述数字触摸 信号输出到所述主体装置， 该信号输出部具备将所述规定的阈值条件的一部分与所述合成信号进行比较的多个 比较部， 在进行所述被测定物的测定时， 所述信号输出部输出与所述多个比。

10、较部中的2个以上 的比较部的输出相应的所述数字触摸信号， 所述规定的阈值条件具有信号的电平和该电平的持续时间， 所述比较部中的所述规定的阈值条件的一部分被设为该信号的电平， 且所述电平的持 续时间被设为全部相同， 所述主体装置在接收到所述数字触摸信号时， 对该数字触摸信号应用所述规定的阈值 条件中的所述电平的持续时间， 根据所述2个以上的比较部的输出满足了所述规定的阈值 条件， 来求出所述被测定物的形状。 12.根据权利要求10或11所述的测定系统， 其特征在于， 通过从所述主体装置输出的改写信号将所述规定的阈值条件改写为其它阈值条件。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111238433 A。

11、 3 探针单元以及测定系统 0001 相关申请的交叉参考 0002 在此通过引用将2018年11月28日提交的日本专利申请2018-222917的公开内容 (包括说明书、 附图以及权利要求书)全部并入本申请。 技术领域 0003 本发明涉及一种探针单元以及测定系统， 特别是涉及一种能够在确保高的抗噪声 性的同时稳定地进行高精度的测定的探针单元以及测定系统。 背景技术 0004 以往， 提出了一种如专利文献1所示的测定探针。 该测定探针具备： 触针， 其具有与 被测定物接触的接触部； 检测元件， 其能够检测接触部的移动； 以及信号处理电路， 其对检 测元件的输出进行处理。 信号处理电路通过对模拟。

12、的检测元件的输出进行处理， 来将数字 触摸信号输出到外部。 因此， 具有在从测定探针输出的数字触摸信号中混入噪声的可能性 小的高的抗噪声性。 发明内容 0005 发明要解决的问题 0006 然而， 在日本专利6212148号公报的测定探针中， 用1个阈值判定出的结果为数字 触摸信号。 因此， 在专利文献1的测定探针中， 虽然根据预备的测定结果确定该阈值， 但有可 能产生以下的测定结果： 该阈值过低， 导致尽管接触部没有接触被测定物也输出数字触摸 信号， 或者相反地， 该阈值过高， 导致即使接触部接触了被测定物也不输出数字触摸信号。 0007 本发明是为了解决所述问题点而完成的， 其课题在于提供。

13、一种能够在确保高的抗 噪声性的同时稳定地进行高精度的测定的探针单元以及测定系统。 0008 用于解决问题的方案 0009 本申请的方式1所涉及的发明通过如下的探针单元解决了所述课题， 该探针单元 具有测定探针， 该测定探针具备信号处理电路的至少一部分、 触针以及检测元件， 其中， 所 述触针具有与被测定物接触的接触部， 所述检测元件能够检测该接触部的移动， 所述信号 处理电路对该检测元件的输出进行处理并输出数字触摸信号， 在所述探针单元中， 所述信 号处理电路具备： 信号合成部， 其对所述检测元件的输出进行处理并输出将所述接触部的 在互相正交的3个方向中的各个方向上的位移成分进行合成所得到的合。

14、成信号； 以及信号 输出部， 其在该合成信号满足了规定的阈值条件时， 将所述数字触摸信号输出到该探针单 元的外部， 该信号输出部具备将所述规定的阈值条件的至少一部分与所述合成信号进行比 较的多个比较部， 在进行所述被测定物的测定时， 所述信号输出部输出与所述多个比较部 中的2个以上的比较部的输出相应的所述数字触摸信号。 0010 关于本申请的方式2所涉及的发明， 所述信号输出部还具备条件存储部， 该条件存 储部存储多个能够改写在所述比较部中初始设定的所述规定的阈值条件的其它阈值条件。 说明书 1/11 页 4 CN 111238433 A 4 0011 关于本申请的方式3所涉及的发明， 将所述。

15、数字触摸信号以并行数字数据的形式 输出。 0012 关于本申请的方式4所涉及的发明， 将所述数字触摸信号以串行数字数据的形式 输出。 0013 关于本申请的方式5所涉及的发明， 所述规定的阈值条件具有信号的电平和该电 平的持续时间。 0014 关于本申请的方式6所涉及的发明， 在所述2个以上的比较部中分别设定所述规定 的阈值条件中的所述信号的电平， 在所述2个以上的比较部中将所述电平的持续时间设定 为相同， 所述信号输出部还具备探针接口部， 该探针接口部与所述测定探针连接， 分别判定 所述2个以上的比较部的输出的连续时间是否超过了所述规定的阈值条件中的所述电平的 持续时间， 在所述2个以上的比。

16、较部的输出的连续时间超过了该电平的持续时间时， 输出所 述数字触摸信号。 0015 关于本申请的方式7所涉及的发明， 在进行所述被测定物的测定时， 所述信号输出 部使用所述信号的电平不同、 且该信号的电平中的较高的一方的持续时间为该信号的电平 中的较低的一方的持续时间以上的2个所述规定的阈值条件， 来输出所述数字触摸信号。 0016 关于本申请的方式8所涉及的发明， 在进行所述被测定物的测定时， 所述信号输出 部使用所述信号的电平相同且该电平的持续时间不同的2个所述规定的阈值条件， 来输出 所述数字触摸信号。 0017 关于本申请的方式9所涉及的发明， 在所述测定探针不测定所述被测定物而仅移 。

17、动时， 所述信号输出部使用比在进行所述被测定物的测定时使用的所述信号的电平大的所 述规定的阈值条件， 来输出所述数字触摸信号。 0018 本申请的方式10所涉及的发明通过如下的测定系统来解决所述课题， 该测定系统 具备： 测定探针， 其具备触针、 检测元件以及信号处理电路， 所述触针具有与被测定物接触 的接触部， 所述检测元件能够检测该接触部的移动， 所述信号处理电路对该检测元件的输 出进行处理并输出数字触摸信号； 以及主体装置， 其将该测定探针以能够移动的方式支承， 根据该信号处理电路的输出来求出所述被测定物的形状， 其中， 所述信号处理电路具备： 信 号合成部， 其对所述检测元件的输出进行。

18、处理并输出将所述接触部的在互相正交的3个方 向中的各个方向上的位移成分进行合成所得到的合成信号； 以及信号输出部， 其在该合成 信号满足了规定的阈值条件时， 将所述数字触摸信号输出到所述主体装置， 该信号输出部 具备将所述规定的阈值条件与所述合成信号进行比较的多个比较部， 在进行所述被测定物 的测定时， 所述信号输出部输出与所述多个比较部中的2个以上的比较部的输出相应的所 述数字触摸信号， 所述主体装置接收所述数字触摸信号， 根据所述2个以上的比较部的输出 满足了所述规定的阈值条件， 来求出所述被测定物的形状。 0019 本申请的方式11所涉及的发明通过如下的测定系统来解决所述问题， 该测定系。

19、统 具备： 测定探针， 其具备触针、 检测元件以及信号处理电路， 所述触针具有与被测定物接触 的接触部， 所述检测元件能够检测该接触部的移动， 所述信号处理电路对该检测元件的输 出进行处理并输出数字触摸信号； 以及主体装置， 其将该测定探针以能够移动的方式支承， 根据该信号处理电路的输出求出所述被测定物的形状， 所述信号处理电路具备： 信号合成 部， 其对所述检测元件的输出进行处理并输出将所述接触部的在互相正交的3个方向中的 说明书 2/11 页 5 CN 111238433 A 5 各个方向上的位移成分进行合成所得到的合成信号； 以及信号输出部， 其在该合成信号满 足了规定的阈值条件的一部分。

20、时， 将所述数字触摸信号输出到所述主体装置， 该信号输出 部具备将所述规定的阈值条件的一部分与所述合成信号进行比较的多个比较部， 在进行所 述被测定物的测定时， 所述信号输出部输出与所述多个比较部中的2个以上的比较部的输 出相应的所述数字触摸信号， 所述规定的阈值条件具有信号的电平和该电平的持续时间， 所述比较部中的所述规定的阈值条件的一部分被设为该信号的电平， 且所述电平的持续时 间被设为全部相同， 所述主体装置在接收到所述数字触摸信号时， 对该数字触摸信号应用 所述规定的阈值条件中的所述电平的持续时间， 根据所述2个以上的比较部的输出满足了 所述规定的阈值条件， 来求出所述被测定物的形状。。

21、 0020 关于本申请的方式12所涉及的发明， 通过从所述主体装置输出的改写信号将所述 规定的阈值条件改写为其它阈值条件。 0021 根据本发明， 能够实现一种能够在确保高的抗噪声性的同时稳定地进行高精度的 测定的测定探针以及测定系统。 0022 根据以下优选的实施方式的详细说明， 本发明的这些以及其它新颖的特征和优点 变得显而易见。 附图说明 0023 参照附图说明优选的实施方式， 在所有的附图中， 对相同的结构标注相同的附图 标记并示出， 0024 图1是示出使用了本发明的第一实施方式所涉及的测定探针的测定系统的一例的 示意图。 0025 图2是示出图1的测定探针的截面的示意图。 0026。

22、 图3是示出图2的测定探针和主体装置的一部分结构的框图。 0027 图4A是示出向图3的比较部输入的测定时的合成信号与信号的电平不同的2个阈 值之间的关系的图。 0028 图4B是示出由图3的第二比较部获得的数字触摸信号的图。 0029 图4C是示出由图3的第一比较部获得的数字触摸信号的图。 0030 图5A是示出向图3的比较部输入的测定时的合成信号、 持续时间不同的2个阈值条 件以及触摸信号之间的关系的图。 0031 图5B是示出由图3的第二比较部获得的数字触摸信号的图。 0032 图5C是示出由图3的第一比较部获得的数字触摸信号的图。 0033 图6A是示出向图3的比较部输入的移动时的合成。

23、信号与阈值之间的关系的图。 0034 图6B是示出由图3的第三比较部获得的数字触摸信号的图。 0035 图7是示出本发明的第二实施方式所涉及的测定探针和主体装置的一部分结构的 框图。 0036 图8是示出本发明的第三实施方式所涉及的测定探针和主体装置的一部分结构的 框图。 0037 图9是示出本发明的第四实施方式所涉及的测定探针和主体装置的一部分结构的 框图。 说明书 3/11 页 6 CN 111238433 A 6 具体实施方式 0038 以下， 参照附图来详细地说明本发明的实施方式的一例。 0039 参照图1图6来说明本发明的测定系统所涉及的第一实施方式。 0040 最先说明测定系统10。

24、0的整体结构。 0041 如图1所示， 测定系统100具备： 三维测定机200， 其使测定探针300移动； 操作部 110， 其具有用于进行手动操作的操纵杆111； 以及运动控制器700， 其控制三维测定机200的 动作。 另外， 测定系统100具备： 主计算机800， 其通过运动控制器700使三维测定机200进行 动作， 并且对由三维测定机200获取到的测定数据进行处理来求出被测定物W的尺寸、 形状 等； 输入部件120， 其用于输入测定条件等； 以及输出部件130， 其用于输出测定结果等。 0042 在此， 如图1所示， 三维测定机200具有测定探针300、 平台210、 立设于平台210。

25、上的 使测定探针300三维地移动的驱动机构220以及检测驱动机构220的驱动量的驱动传感器 (未图示)。 此外， 将测定系统100中的除测定探针300以外的部分也称为主体装置101。 0043 接着， 说明测定探针300的概要结构。 0044 如图2所示， 测定探针300具备： 触针336， 其具有与被测定物W接触的接触部362； 探 针外壳306， 其能够将触针336支承在轴心O上； 检测元件325， 其能够检测接触部362的从轴 心O起的移动以及在轴心O上的移动； 以及信号处理电路320， 其对检测元件325的输出进行 处理并输出数字触摸信号CP(也就是说， 测定探针300被设为触摸信号探。

26、针)。 此外， 触针336 包括在触针组件304中， 并且探针外壳306和检测元件325包括在探针主体302中。 探针主体 302被驱动机构220的主轴224支承。 而且， 触针组件304是运动接头(后述)， 以高的位置再现 性且能够装卸的方式连结于探针主体302。 0045 以下， 详细地说明测定探针300。 此外， 为了以下的说明， 将图2的纸面左右方向设 为X方向， 将纸面垂直方向设为Y方向， 将纸面上下方向设为Z方向。 因此， 测定探针300的轴 心O的方向(轴向O)与Z方向相同。 此外， 在本实施方式中， 设为测定探针300与探针单元301 相同。 0046 如图2所示， 所述探针主。

27、体302具备探针外壳306、 信号处理电路320、 支承构件322、 324、 检测元件325、 连结轴326、 凸缘构件328、 永磁体330以及球332。 0047 如图2所示， 探针外壳306具备安装部308、 电路配置部310、 固定构件314、 下部构件 316以及主体罩318。 0048 如图2所示， 安装部308是在测定探针300的上端部被安装于主轴224的部位， 例如 设置有被插入在主轴224设置的嵌合部的头部(此外， 也可以与安装部分开地使用用于进行 电连接的线缆和连接器)。 另外， 安装部308也被设为能够与运动控制器700电连接的1个连 接端子。 电路配置部310配置在安。

28、装部308的下端。 关于电路配置部310， 除了圆盘形状的上 端部310A和设置于下端的圆盘形状的下凸缘312之外， 与轴心O正交的截面为大致三角形形 状。 在该大致三角形形状的外周配置有信号处理电路320。 电路配置部310配置在支承构件 322、 324的上侧。 0049 如图2所示， 在下凸缘312的下端周边部312B处隔着支承构件322固定有固定构件 314。 固定构件314为在轴心O上设置有开口部314A的圆筒形状。 在固定构件314的下端内表 面， 以四个对称的方式设置有4个凹部314C。 而且， 在固定构件314的下端的周边部隔着支承 构件324固定有下部构件316。 下部构件3。

29、16形成为圆环形状。 主体罩318为圆筒形状， 以完全 说明书 4/11 页 7 CN 111238433 A 7 覆盖信号处理电路320的方式配置在电路配置部310、 下凸缘312、 固定构件314、 下部构件 316的外周。 主体罩318通过螺栓被固定于固定构件314。 0050 如图3所示， 信号处理电路320是对检测元件325的输出进行处理并输出用于通知 被测定物W接触到接触部362的数字触摸信号(接触感测信号)CP的电路。 简单地说明时， 信 号处理电路320为以下结构(具体的结构后述)： 根据4个检测元件325的输出求出XYZ的3个 方向上的挠曲量， 将该3个方向上的挠曲量进行合成。

30、， 在接触部362达到固定的位移以上时， 输出数字触摸信号CP。 0051 如图2所示， 支承构件322、 324是沿探针外壳306的轴向O配置且容许触针336的姿 势变化的能够弹性变形的构件， 作为材质， 是SUS(SST)系等(也可以是其它材料)。 具体地 说， 如图3所示， 支承构件324是在周向上(绕轴心O)角度相互错开90度的位置处具备4个全 部能够变形的臂部324B的旋转对称形状， 这4个臂部324B形成在同一平面上。 支承构件322、 324是同一厚度的相同的构造， 只是臂部324B的宽度互不相同(不限于此， 既可以设为臂部 324B的厚度、 长度、 形状互不相同， 也可以将支承。

31、构件322、 324整体设为互不相同的形状)。 因此， 以下对配置有检测元件325的支承构件324进行说明， 省略关于支承构件322的重复的 说明。 此外， 支承构件的构造并不限定于本实施方式所示的形状。 0052 如图3所示， 支承构件324是大致圆板形状的构件， 除了矩形的臂部324B之外， 还具 备中心部324A和周边部324C， 其中， 该中心部324A与连结轴326连接， 该周边部324C利用臂 部324B与中心部324A连结， 且与探针外壳306连接。 周边部324C位于支承构件324的最外周， 臂部324B沿径向直线地延伸， 且配置在周边部324C的内侧。 中心部324A配置在臂。

32、部324B的 更内侧。 支承构件324为以下构造： 由于连结轴326相对于探针外壳306的位移， 而中心部 324A上下左右地移动， 臂部324B弹性变形。 0053 检测元件325例如是粘贴型的应变仪， 对如图3所示那样配置有检测元件325的支 承构件324的应变量进行检测。 检测元件325分别配置在支承构件324的臂部324B， 例如通过 粘接剂进行固定。 0054 如图2、 图3所示， 连结轴326形成为大致圆柱形状， 用于将2个支承构件322、 324连 结。 连结轴326通过2个支承构件322、 324与下凸缘312、 固定构件314及下部构件316非接触 地保持在轴心O上。 连接轴。

33、326一体地支承着凸缘构件328。 0055 如图2所示， 凸缘构件328为大致圆盘形状， 在轴向O上与下部构件316非接触地对 置， 且在径向上与主体罩318非接触地对置。 而且， 凸缘构件328支承着触针组件304。 在此， 在下部构件316与凸缘构件328之间的至少一部分间隙中填充有润滑油等粘性材料。 由此， 至少粘性材料能够使凸缘构件328相对于下部构件316的位移衰减， 从而能够减轻伴随测定 探针300的移动而产生的在XY方向和Z方向上的不必要的振动， 能够防止伴随测定探针300 的高灵敏度化而引起的噪声的增大。 在凸缘构件328下表面的轴心O上固定有永磁体330， 在 凸缘构件32。

34、8的下端外周， 以包围该永磁体330的方式在周向上每隔120度旋转对称地配置 有3个球332。 0056 如图2所示， 所述触针组件304具备超程(over travel)机构334和被超程机构334 支承的触针336。 0057 如图2所示， 超程机构334是如下的机构： 在施加了比输出数字触摸信号CP时的测 定力F大的力的情况下使触针336的位置变化， 在大的力消失时自动地恢复触针336的位置。 说明书 5/11 页 8 CN 111238433 A 8 也就是说， 超程机构334发挥如下功能： 在对触针336施加大的力时， 在触针组件304处于探 针主体302外之前使触针336的位置变化。

35、。 具体地说， 超程机构334包括凸缘部338、 延伸部 344、 触针保持件346以及螺旋弹簧350。 0058 如图2所示， 凸缘部338是与凸缘构件328对应的构件。 即， 以与球332接触的方式在 凸缘部338的周向上每隔120度配置有3个V槽340。 而且， 在凸缘部338中， 与永磁体330相向 地配置有与永磁体330相互吸引的磁性构件(也可以是永磁体)342。 0059 在此， 如图2所示， V槽340分别与对应的球332的表面接触。 因此， 在永磁体330与磁 性构件342以规定的磁力相互吸引的状态下， 成为凸缘部338以六点落位(接触)于凸缘构件 328的状态。 也就是说， 。

36、能够实现高定位精度， 并且能够将凸缘构件328与凸缘部338连结。 即， 凸缘部338和凸缘构件328处于构成了作为能够装卸的连结机构的运动接头的状态。 即 使探针主体302和触针组件304反复进行装卸， 也能够利用该运动接头实现高定位再现性。 0060 如图2所示， 延伸部344与凸缘部338的外周一体地形成， 在延伸部344的内侧收纳 有能够沿轴向O伸缩的螺旋弹簧350。 触针保持件346设置在延伸部344的轴向O端部， 利用螺 栓与延伸部344连接。 而且， 触针保持件346在其螺旋弹簧侧上表面将被螺旋弹簧350按压的 触针336的凸缘部356以能够移动的方式支承。 在触针保持件346的。

37、螺旋弹簧侧上表面， 沿周 向每隔120度配置有3个球348。 而且， 在凸缘部356的下表面， 与球348对应地沿周向每隔120 度设置有3个V槽358。 此外， V槽358的轴向与朝向轴心O的大致径向相同。 即， 可以说触针保 持件346和凸缘部356处于构成了上述运动接头的状态。 0061 因此， 在利用螺旋弹簧350以规定的弹簧力按压了凸缘部356的状态下， 成为凸缘 部356以六点落位(接触)于触针保持件346的状态， 且被定位于固定的位置。 也就是说， 在不 超过螺旋弹簧350的按压力的测定力F的范围内， 能够利用超程机构334实现触针336相对于 凸缘部338的再现性高的定位。 而。

38、且， 在对触针336施加了比由螺旋弹簧350提供的规定的弹 力大的力时， 凸缘部356从触针保持件346脱落， 从而能够防止触针组件304从探针主体302 脱落。 0062 如图2所示， 触针336具有如上所述那样被触针保持件346支承的凸缘部356、 从凸 缘部356起沿轴向O延伸的杆部360以及设置于杆部360的前端的接触部362。 0063 如图2所示， 杆部360的基端安装于凸缘部356。 在杆部360的前端设置有与被测定 物W接触的球形的接触部362(即， 触针336具有与被测定物W接触的接触部362)。 此外， 在触 针336在XY方向上没有位移的状态下， 触针336的中心轴的方向。

39、为Z方向(轴向O)。 0064 接着， 主要使用图3图6来说明信号处理电路320和主体装置101的一部分。 0065 如图3所示， 信号处理电路320具备信号合成部364和信号输出部366。 0066 如图3所示， 信号合成部364对检测元件325的输出进行处理， 并输出将接触部362 的在互相正交的XYZ这3个方向中的各个方向上的位移成分进行合成所得到的合成信号Sc。 0067 如图3所示， 在合成信号Sc满足了规定的阈值条件时， 信号输出部366将数字触摸 信号CP输出到测定探针300的外部、 即主体装置101。 具体地说， 如图3所示， 信号输出部366 具备存储5个(是多个即可)规定的。

40、阈值条件的条件存储部368以及将规定的阈值条件与合 成信号Sc进行比较的3个(是多个即可)比较部370(第一比较部370A、 第二比较部370B、 第三 比较部370C)。 而且， 在进行被测定物W的测定时， 信号输出部366输出与3个比较部370中的2 个(也可以是2个以上)比较部370A、 370B的输出相应的数字触摸信号CP。 在本实施方式中， 说明书 6/11 页 9 CN 111238433 A 9 在进行被测定物W的测定时， 数字触摸信号CP为第一比较部370A的输出CP1和第二比较部 370B的输出CP2。 另外， 在不测定被测定物W而仅移动被测定物W时， 数字触摸信号CP为第三。

41、 比较部370C的输出CP3。 也就是说， 关于数字触摸信号CP， 第一比较部370A、 第二比较部370B 以及第三比较部370C的输出以并行数字数据的形式输出。 在第一比较部370A、 第二比较部 370B以及第三比较部370C中分别初始设定了某个阈值条件。 数字触摸信号CP既可以经由安 装部308以有线方式被传递至主体装置101， 也可以经由安装部308以无线方式被传递至主 体装置101。 0068 条件存储部368存储有多个能够改写在比较部370中初始设定的阈值条件(规定的 阈值条件)的其它阈值条件。 例如， 在进行被测定物W的测定时， 条件存储部368存储了作为4 个信号的电平SL1。

42、、 SL2、 SL3、 SL4与3个电平的持续时间0、 T0(0)、 T1(0、 T0)的组合的、 最多12个阈值条件(作为规定的阈值条件的在比较部370中初始设定的阈值条件与其它阈 值条件的总和)。 另外， 例如在不进行被测定物W的测定而仅移动被测定物W时， 条件存储部 368存储了作为1个信号的电平SL5与3个电平的持续时间0、 T0(0)、 T1(0、 T0)的组合 的、 最多3个阈值条件(作为规定的阈值条件的在比较部370中初始设定的阈值条件与其它 阈值条件的总和)(并不限于此， 在条件存储部368中存储有多个阈值条件即可)。 也就是说， 规定的阈值条件具有信号的电平和该电平的持续时间。

43、。 另外， 如图3所示， 构成为根据主体 装置101的改写信号SS来选择在3个第一比较部370A、 第二比较部370B以及第三比较部370C 中设定的阈值。 也就是说， 构成为通过从主体装置101输出的改写信号SS将规定的阈值条件 改写为其它阈值条件。 此外， 也能够从主体装置101改写条件存储部368的阈值条件。 0069 各个比较部370将作为信号合成部364的输出的合成信号Sc与在条件存储部368中 设定的阈值条件进行比较， 在合成信号Sc满足阈值条件的情况下， 输出H电平(1)， 在除此 以外的情况下输出L电平(0)。 即， 在合成信号Sc满足阈值条件的情况下， 数字触摸信号CP 连续。

44、地处于H电平(并不限于此， 也可以在合成信号Sc为阈值条件以上时， 持续地输出脉冲 式的数字触摸信号CP)。 此外， 虽然比较部370可以在硬件中设置3个， 但也可以在1个FPGA中 利用软件来构成所有的比较部370。 0070 如图3所示， 主体装置101表示测定系统100中的除测定探针300以外的整体结构。 即， 主体装置101为以下结构： 将测定探针300以能够移动的方式支承， 根据信号处理电路 320的输出来求出被测定物W的形状。 此外， 在图3中， 主体装置101仅示出了与数字触摸信号 CP有关的部分。 0071 如图3所示， 主体装置101具备主体处理部102。 主体处理部102具。

45、有图1所示的运动 控制器700和主计算机800的功能。 主体处理部102接收数字触摸信号CP， 根据第一比较部 370A和第二比较部370B的输出满足了互不相同的阈值条件， 求出被测定物W的形状。 即， 在 图4和图5所示的数字触摸信号CP1、 CP2均为H电平的情况下， 主体处理部102能够以数字触 摸信号CP1的开始时间为接触到被测定物W的时间来求出被测定物W的形状。 0072 接着， 使用图4A、 图4B、 图4C来说明进行被测定物W的测定时的比较部370的动作。 在图4A中， 纵轴表示信号的电平SL， 横轴表示经过时间t(图5A、 图6A也同样)。 例如， 设为向 比较部370输入了图。

46、4A所示的合成信号Sc， 在第一比较部370A中设定了阈值条件(信号的电 平SL1、 电平的持续时间0)， 在第二比较部370B中设定了阈值条件(信号的电平SL2、 电平的 持续时间0)。 于是， 从第一比较部370A输出图4C所示的数字触摸信号CP1。 而且， 从第二比较 说明书 7/11 页 10 CN 111238433 A 10 部370B输出图4B所示的数字触摸信号CP2。 此外， 在本实施方式中， 仅在测定探针300不测定 被测定物W而仅移动时使用第三比较部370C。 即， 在该情况下， 在进行被测定物W的测定时， 信号输出部366使用信号的电平SL1、 SL2不同且这些电平的持续。

47、时间相同的2个阈值条件 (例如电平的持续时间为0)来输出数字触摸信号CP1、 CP2(这种情况实际上为信号的电平 SL2远大于信号的电平SL1(例如， 大几倍)时。 如果信号的电平SL2与信号的电平SL1相比几 乎不变(2倍以下)， 则期望信号的电平SL2的持续时间为0以上。 也就是说， 在进行被测定物W 的测定时， 信号输出部366使用信号的电平SL1、 SL2不同、 且这些信号的电平中的较高的电 平SL2的持续时间为信号的电平中的较低的电平SL1的持续时间以上的2个规定的阈值条 件， 来输出数字触摸信号CP)。 0073 或者， 设为向比较部370输入图5A所示的合成信号Sc， 在第一比较。

48、部370A中设定了 阈值条件(信号的电平SL1、 电平的持续时间0)， 在第二比较部370B中设定了阈值条件(信号 的电平SL1、 电平的持续时间T0)。 于是， 从第一比较部370A输出图5C所示的数字触摸信号 CP1。 而且， 从第二比较部370B输出图5B所示的数字触摸信号CP2。 由于合成信号Sc超过信号 的电平SL1且持续了电平的持续时间T0以上， 因此输出了数字触摸信号CP2。 此外， 在本实施 方式中， 也在测定探针300不测定被测定物W而仅移动时使用第三比较部370C。 即， 在该情况 下， 在进行被测定物W的测定时， 信号输出部366使用信号的电平SL1相同且电平的持续时间 。

49、0、 T0不同的2个阈值条件来输出数字触摸信号CP1、 CP2。 0074 此外， 在测定探针300不测定被测定物W而仅移动时， 信号输出部366使用比在测定 被测定物W时使用的信号的电平大的阈值条件来输出数字触摸信号。 例如， 在测定探针300 不测定被测定物W而仅移动时， 向比较部370输入图6A所示的合成信号Sc， 在第三比较部 370C中设定了阈值条件(信号的电平SL5、 电平的持续时间0)。 于是， 从第三比较部370C输出 图6B所示的数字触摸信号CP3。 在该情况下， 主体处理部102不求出被测定物W的形状， 而是 向驱动机构220输出用于使测定探针300的移动中止的指令。 00。

50、75 这样， 在本实施方式中， 信号处理电路320具备信号合成部364和信号输出部366， 其中， 该信号输出部366在合成信号Sc满足了阈值条件时将数字触摸信号CP输出到主体装 置101。 而且， 信号输出部366具备将阈值条件与合成信号Sc进行比较的3个比较部370。 而 且， 在进行被测定物W的测定时， 信号输出部366输出与第一比较部370A及第二比较部370B 的输出相应的数字触摸信号CP。 即， 从信号输出部366输出阈值条件不同的数字触摸信号 CP。 在此， 由于从测定探针300输出的是数字触摸信号CP， 因此具有高的抗噪声性。 而且， 由 于数字触摸信号CP由阈值条件不同的数字。