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JPH074735B2 - 接触検出装置 - Google Patents

接触検出装置

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Publication number
JPH074735B2
JPH074735B2 JP1012584A JP1258489A JPH074735B2 JP H074735 B2 JPH074735 B2 JP H074735B2 JP 1012584 A JP1012584 A JP 1012584A JP 1258489 A JP1258489 A JP 1258489A JP H074735 B2 JPH074735 B2 JP H074735B2
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JP
Japan
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transformer
contact
sensor
coil
touch sensor
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JP1012584A
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JPH02190240A (ja
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譲 田中
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Big Daishowa Seiki Co Ltd
Original Assignee
Big Daishowa Seiki Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP89123473A priority patent/EP0384029B1/en
Priority to DE8989123473T priority patent/DE68905462T2/de
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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/002Constructional details of contacts for gauges actuating one or more contacts

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、マシニングセンサー等の工作機械の主軸に取
り付けられた接触検出用具を利用してワークの芯出しや
寸法計測を行う接触検出装置、特にスイッチ付きタッチ
センサーを併用する接触検出装置に関するものである。
(従来の技術) マシニングセンターでワークの芯出しや寸法計測を行う
ためのシステムとしては、通電性のあるタッチプローブ
等(ドリルやタップ等の通電性のあるツールを含む)を
使用するシステムと、可動接触子と当該可動接触子のワ
ークとの接触による運動によって開成する常閉スイッチ
とを備えたスイッチ付きタッチセンサーを使用するシス
テムとが知られている。
即ち、前者の通電性タッチプローブ使用システムは、第
3図に示すように通電性のあるタッチプローブ1(又は
ドリルやタップ等の通電性のあるツール)を工作機械の
主軸2に取り付け、当該タッチプローブ1と導電性のあ
るワーク3とが接触したときに、前記主軸2→タッチプ
ローブ1→ワーク3→工作機械本体4→主軸2を経由す
る閉回路5が形成されるようにし、この閉回路5を前記
主軸2の周囲に配設したセンサー6で電磁的に検出して
タッチ信号7を出力するタッチ信号出力回路8を使用す
る方式である。9は前記タッチ信号7によって主軸2等
を制御するNC装置である。
又、後者のスイッチ付きタッチセンサー使用システム
は、第4図に示すように可動接触子10と当該可動接触子
10のワークとの接触による運動によって開成する常閉ス
イッチ11とを備えたスイッチ付きタッチセンサー12を工
作機械の主軸2に取り付け、このタッチセンサー12に前
記工作機械本体4側の端子(導電性ブロック)13と接続
する接触端子14を設けると共に、この両端子13,14、工
作機械本体4、前記主軸2、前記タッチセンサー12、及
び前記常閉スイッチ11を経由する閉回路15を構成するた
めの必要な配線16を施し、前記閉回路15の開閉を前記主
軸2の周囲に配設したセンサー6で電磁的に検出してタ
ッチ信号7を出力するタッチ信号出力回路17を使用する
方式である。尚、何れのシステムにも使用されている前
記センサー6は、第4図に示すように前記閉回路5又は
15に誘導電流を流す励磁コイル18と、前記閉回路5又は
15を流れる誘導電流を検出する検知コイル19とを備えて
いる。
以上のように、通電性タッチプローブ使用システムは、
ワーク3が導電性のある金属製のものである場合にのみ
使用され、スイッチ付きタッチセンサー使用システム
は、ワークを閉回路の一部として利用しないので、ワー
クの材質に関係なく使用することが出来るものである
が、従来のスイッチ付きタッチセンサー使用システムで
は次のような問題点があった。
(発明が解決しようとする課題) 即ち、通電性タッチプローブ使用システムでは、タッチ
プローブ1がワークに接触したときに閉回路5が形成さ
れ、このときにセンサー6の検知コイルに検知出力が生
じるのに対し、スイッチ付きタッチセンサー使用システ
ムでは、タッチセンサー12の可動接触子10がワークに接
触したときに閉回路15が開成されるので、前記接触子10
がワークに接触していないときにセンサー6の検知コイ
ルに検知出力が生じる。
従って通電性タッチプローブ使用システムでは、センサ
ー6の検知出力をそのまま増幅してタッチ信号7を得る
ことが出来るのに対し、スイッチ付きタッチセンサー使
用システムでは、センサー6からの検知出力が無くなっ
たときにタッチ信号7が出力されるように、センサー6
の検知出力状態を反転させて増幅するタッチ信号出力回
路17を使用するか又は、NC装置9側の入力方式をLレベ
ル入力時にタッチオンと判断させるように変える必要が
あった。換言すれば、通電性タツチプローブ使用システ
ムを使用するときとスイッチ付きタッチセンサー使用シ
ステムを使用するときとで、タッチ信号出力回路を取り
替えるか、NC装置側の入力方式を変えるか、或いはスイ
ッチ付きタッチセンサー使用システムを使用するときに
タッチ信号出力回路の出力状態を反転させる手段を併用
する必要があった。
(課題を解決するための手段) 本発明は上記のような従来の問題点を解決するために、
可動接触子と、当該可動接触子のワークとの接触による
運動によって開成する常閉スイッチと、昇圧トランス
と、この昇圧トランスの二次側コイルを電源とし且つ前
記常閉スイッチが開成したき前記昇圧トランスの二次側
コイルの消費電流を増大させる制御回路とを内蔵したタ
ッチセンサーを工作機械の主軸に取り付け、更にこのタ
ッチセンサーに前記工作機械本体側と導通する接触端子
を設けると共に、この接触端子、工作機械本体、前記主
軸、前記タッチセンサー、及び前記昇圧トリンスの一次
側コイルを経由する閉回路を構成するための必要な配線
を施し、当該閉回路に誘導電流を流す励磁コイルと、前
記変圧トランスの一次側コイルの消費電流が増大したと
きの前記閉回路を流れる誘導電流を検出する検知コイル
とを備えたセンサーを設けて成る接触検出装置を提案す
るものである。
(発明の作用) 上記の構成によれば、前記閉回路は常時形成されている
ので、前記センサーの励磁コイルに高周波電圧を印加し
て電磁誘導作用により前記閉回路に誘導電流を誘起させ
ることにより、当該誘導電流がタッチセンサー内の昇圧
トランスの一次側コイルに流れ、当該昇圧トランスの昇
圧作用により二次側コイルに高圧の高周波電圧が生じ
る。この高周波電圧によって前記タッチセンサー内の制
御回路が駆動されるのであるが、当該制御回路は、前記
常閉スイッチが開いたときに前記昇圧トランスの二次側
コイルの消費電流が増大するように構成されているの
で、前記常閉スイッチが閉じているとき(即ち可動接触
子がワークに接触していないとき)には、前記昇圧トラ
ンスの二次側コイルには前記制御回路中の素子によって
消費される微少電流しか流れない。
従って、可動接触子がワークに接触していないために前
記常閉スイッチが閉じているときには、前記昇圧トラン
スの一次側コイルを含む前記閉回路に殆ど誘導電流が流
れない状態となり、センサーの検知コイルからは検知出
力が生じない。
前記可動接触子がワークに接触して運動し、前記常閉ス
イッチが開くと、前記制御回路によって昇圧トランスの
二次側コイルの消費電流が増大し、これに伴って当該昇
圧トランスの一次側コイルを含む前記閉回路に流れる誘
導電流が増大し、この結果、前記センサーの検知コイル
から検知出力が生じる。
(実施例) 以下に本発明の一実施例を添付の第1図及び第2図に基
づいて説明する。
第1図に於いて、20は前記主軸2に取り付けられたタッ
チセンサーであって、主軸2に内嵌固定されるテーパー
状シャンク部21、マニピュレーター用把持部22、可動接
触子23、接触端子24、常閉スイッチ25、昇圧トランス2
6、及び制御回路27を備えている。前記可動接触子23
は、スプリングの付勢力によって中立姿勢に保持されて
おり、当該可動接触子23がワークとの接触により前記付
勢力に抗して運動したとき、その運動方向の如何を問わ
ず前記常閉スプリング25が開成するように構成されてい
る。この可動接触子23と常閉スイッチ25との具体構造及
び両者の連動構造は、従来のこの種のタッチセンサーに
於いて周知であるから、具体的な図示及び説明は省略す
る。
28は工作機械4側の端子(導電性ブロック)であって、
前記タッチセンサー20を所定の位相で主軸2に嵌合固定
したとき、当該タッチセサンー20の接触端子24が当接す
るように取り付けられている。尚、主軸2の周囲に、第
4図に示すように励磁コイル18と検知コイル19とから成
る前記センサー6が配設され、当該センサー6にタッチ
信号出力回路8が接続されている点は、従来のこの種の
接触検出装置と同一である。
第2図に示すように前記制御回路27は、昇圧トランス26
の二次側コイルl2を電源とし、コンデンサC1,C2とダイ
オードD1,D2から成る倍電圧整流回路29と、前記常閉ス
イッチ25と、当該常閉スイッチ25が閉じているときに入
力端がHレベルとなり且つ前記常閉スイッチ25が開いた
ときに入力端がLレベルとなるように接続された論理否
定回路素子30と、当該論理否定回路素子30の出力端に接
続された負荷抵抗R1とを具備している。
然して第1図にも示すように、前記タッチセンサー20の
テーパー状シャンク部21を主軸2に嵌合固定し且つ工作
機械本体4側の端子28にタッチセンサー20側の接触端子
24を当接させたとき、前記昇圧トランス26の一次側コイ
ルl1、接触端子24、工作機械本体4側の端子28、工作機
械本体4、主軸2、及びタッチセンサー20のテーパー状
シャンク部21を含むケーシングを経由する閉回路31が形
成されるように、前記昇圧トランス26の一次側コイルl1
の両端が、前記接触端子24とタッチセンサー20のテーパ
ー状シャンク部21を含むケーシングとに配線32により接
続されている。
従って、前記のようにタッチセンサー20が主軸2に取り
付けられている状態でセンサー6の励磁コイル18に高周
波電源33により高周波電圧を印加すれば、電磁誘導作用
によって前記閉回路31に誘導電流が誘起される。この誘
導電流が昇圧トランス26の一次側コイルl1に流れること
により、当該昇圧トランス26の昇圧作用により二次側コ
イルl2に高圧の高周波電流が誘起され、これが倍電圧整
流回路29によって整流されると共に更に昇圧されて論理
否定回路素子30を駆動する直流電源となる。このとき、
タッチセンサー20の可動接触子23がワークに接触してい
ないために常閉スイッチ25が閉じているときは、論理否
定回路素子30の入力端がHレベルとなり、当該論理否定
回路素子30の出力端がLレベルとなるため、昇圧トラン
ス26の二次側コイルl2には数μAの消費電流しか流れな
い。従って昇圧トランス26の一次側コイルl1、即ち前記
閉回路31にも殆ど電流が流れず、恰も当該閉回路31が開
成していると同一の状態となり、前記センサー6の検知
コイル19には検知出力が生じない。
タッチセンサー20の可動接触子23がワークと接触して運
動し、常閉スイッチ25が開くと、論理否定回路素子30の
入力端がLレベルとなり、当該論理否定回路素子30の出
力端がHレベルとなるので、負荷抵抗R1を通って電流が
流れることになり、昇圧トランス26の二次側コイルl2
流れる消費電流が著しく増大する。従って昇圧トランス
26の一次側コイルl1、即ち前記閉回路31を流れる誘導電
流も著しく増大し、このときに閉回路31に流れる誘導電
流を前記センサー6の検知コイル19が検出し、検知出力
が生じることになる。
即ち、第4図に示す従来のスイッチ付きタッチセンサー
12とセンサー6とを使用するシステムとは逆に、タッチ
センサー20の可動接触子23がワークに接触して常閉スイ
ッチ25が開いたときにセンサー6に検知出力が生じるこ
とになり、センサー6に検知出力が生じるときの条件
が、第3図に示すように通電性タッチプローブ1(ドリ
ルやタップ等の通電性のあるツールを含む)を主軸2に
取り付けてセンサー6により接触検出を行う場合と同一
になる。従って、通電性タッチプローブ使用システムに
於いて使用されるタッチ信号出力回路8により、前記セ
ンサー6の検知出力をそのまま増幅してタッチ信号7を
得ることが出来る。
(発明の効果) 以上のように本発明の接触検出装置によれば、可動接触
子がワークと接触運動することによって開く常閉スイッ
チを内蔵した、所謂スイッチ付きタッチセンサーを使用
するシステムでありながら、導電性のある金属製ワーク
に限定される通電性タッチプローブ使用のシステムと同
様に、ワークとの接触時にセンサーの検知出力を得るこ
とが出来るので、通電性タッチブローブ使用システムを
使用するときと同一のタッチ信号出力回路を利用するこ
とが出来る。勿論、NC装置側の入力方式を変える必要も
ないし、タッチ信号出力回路の出力状態を反転させる手
段を併用する必要もなくなり、その経済的効果は甚大で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す概略側面図、第2図はそ
の要部の詳細を説明する回路図、第3図及び第4図は従
来例を説明する側面図である。 2……工作機械の主軸、4……工作機械本体、6……セ
ンサー、7……タッチ信号、8……タッチ信号出力回
路、18……励磁コイル、19……検知コイル、20……タッ
チセンサー、23……可動接触子、24……接触端子、25…
…常閉スイッチ、26……昇圧トランス、l1……同トラン
スの一次側コイル、l2……同トランスの二次側コイル、
27……制御回路、28……工作機械本体側の端子、29……
倍電圧整流回路、30……論理否定回路素子、31……閉回
路、32……配線、33……高周波電源。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可動接触子と、当該可動接触子のワークと
    の接触による運動によって開成する常閉スイッチと、昇
    圧トランスと、この昇圧トランスの二次側コイルを電源
    とし且つ前記常閉スイッチが開成したき前記昇圧トラン
    スの二次側コイルの消費電流を増大させる制御回路とを
    内蔵したタッチセンサーを工作機械の主軸に取り付け、
    更にこのタッチセンサーに前記工作機械本体側と導通す
    る接触端子を設けると共に、この接触端子、工作機械本
    体、前記主軸、前記タッチセンサー、及び前記昇圧トラ
    ンスの一次側コイルを経由する閉回路を構成するための
    必要な配線を施し、当該閉回路に誘導電流を流す励磁コ
    イルと、前記昇圧トランスの二次側コイルの消費電流が
    増大したときの前記閉回路を流れる誘導電流を検出する
    検知コイルとを備えたセンサーを設けて成る接触検出装
    置。
JP1012584A 1989-01-20 1989-01-20 接触検出装置 Expired - Fee Related JPH074735B2 (ja)

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US07/450,552 US5001464A (en) 1989-01-20 1989-12-14 Contact detecting system in a machine tool
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