JP2011096212A - Position sensor - Google Patents
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Description
本発明は、例えばマシニングセンタに搭載されたATC(自動工具交換装置)機能により、着脱して使用されるため、コードレスで信号伝達を可能とする位置センサに関する。 The present invention relates to a position sensor capable of transmitting a signal cordlessly, for example, by being attached and detached by an ATC (automatic tool changer) function mounted on a machining center.
従来、コードレス位置センサの信号伝達方式としては、電磁誘導(インダクトティブ)方式、電波(ラジオ)方式、及び赤外線(オプティカル)方式が知られている。
以下に各方式の概要と問題点を記す。Conventionally, as a signal transmission method of a cordless position sensor, an electromagnetic induction (inductive) method, a radio wave (radio) method, and an infrared (optical) method are known.
The outline and problems of each method are described below.
電磁誘導方式は、位置センサに設けた発信コイルと機械の主軸周辺に設けた受信コイルで構成され、わずかな隙間をコードレス(非接触)で信号伝達する方式である。位置センサ側に設けられる発信コイルは、位置センサ側面に取付部を要し、受信側コイルは機械主軸周辺の限られたスペースに取り付けなければならず、そのスペースは機械毎に異なるため、互換性に乏しくレトロフィットが難しい。 The electromagnetic induction method is a method in which a transmission coil provided in a position sensor and a reception coil provided in the periphery of a main spindle of a machine are used to transmit a signal through a slight gap in a cordless (non-contact) manner. The transmitter coil provided on the position sensor side requires a mounting part on the side of the position sensor, and the receiver coil must be installed in a limited space around the machine spindle. And retrofit is difficult.
電波方式は、位置センサに組み込んだ送信器と受信器の間を電波で信号伝達する方式である。使用周波数による電波同士の混信、外部ノイズによる電波干渉に問題があり、法的規制もある。また位置センサ内の送信器が要する消費電力が多いため、その電源である電池の寿命によっては保全に手間がかかる。 The radio wave method is a method of transmitting a signal with a radio wave between a transmitter and a receiver incorporated in a position sensor. There are problems with interference between radio waves due to the frequency used, radio interference due to external noise, and there are legal restrictions. In addition, since the transmitter in the position sensor requires a large amount of power, maintenance is troublesome depending on the life of the battery as the power source.
赤外線方式は、位置センサに組み込んだ発光部と受信器の受光部によって、赤外線で信号伝達する方式である。赤外線方式には送受信エリアに限りがあるため、機械内の主軸可動範囲で使用される位置センサにおいては、送受信器が互いに見通しの良い位置にあり、送信エリアが重なるように設置する必要がある。また、送受信器間に障害物がないことが使用条件となる。そのため、位置センサ内蔵の発光部は周囲全周方向に設ける必要があり、受信器は複数台の設置を要する場合もある。また、受発光部の可視面に切粉、ごみ等が付着することにより信号伝達に支障が起る恐れがある。なお、位置センサ内の発光電源は電池であり、その寿命によっては保全に手間がかかる。 The infrared method is a method in which signals are transmitted by infrared light using a light emitting unit incorporated in a position sensor and a light receiving unit of a receiver. Since the infrared transmission system has a limited transmission / reception area, the position sensor used in the main shaft movable range in the machine needs to be installed such that the transmission / reception devices are in positions where the lines of sight are good and the transmission areas overlap. In addition, the use condition is that there is no obstacle between the transceivers. For this reason, it is necessary to provide a light emitting unit with a built-in position sensor in the entire peripheral direction, and a plurality of receivers may be required. Further, there is a risk that signal transmission may be hindered by chips, dust, and the like adhering to the visible surface of the light emitting / receiving unit. The light emitting power source in the position sensor is a battery, and it takes time to maintain depending on its life.
電磁誘導方式、電波方式、赤外線方式以外のコードレス信号伝達方式として、交流信号を感度良く検出する交流信号検出装置がある。(特許文献1) As a cordless signal transmission method other than the electromagnetic induction method, the radio wave method, and the infrared method, there is an AC signal detection device that detects an AC signal with high sensitivity. (Patent Document 1)
位置センサの形態については、一例として出願人が同一である特許文献2に示すタッチセンサがある。請求項2の位置センサは、四角状接触子を被測定物に合わせ球状に変えたもので、この形態に限定されるものではない。 About the form of a position sensor, there exists a touch sensor shown in
本発明は、以上に述べた電磁誘導方式、電波方式、及び赤外線方式における各々の問題点を解決しようとするものである。 The present invention is intended to solve each of the problems in the electromagnetic induction system, radio wave system, and infrared system described above.
本発明は、上記目的を達するために信号伝達方式として、在来方式の電磁誘導方式、電波方式、赤外線方式を採用せず、機械の連結された構造物(主として工作機械)を浮遊導体と解し、その浮遊導体を媒体として信号伝達を行うことにしたものである。 In order to achieve the above object, the present invention does not adopt a conventional electromagnetic induction method, radio wave method, or infrared method as a signal transmission method, and interprets a structure (mainly a machine tool) connected to a machine as a floating conductor. However, signal transmission is performed using the floating conductor as a medium.
上述したように本発明の位置センサでは、受信器の設置場所の制約がないこと。位置センサに多数の発光部を設ける必要がないこと。障害物の影響を回避できること。切粉、ごみ等の影響を受けないこと。消費電力を抑えることにより、内蔵する電池の長寿命化が図れるなどの利点がある位置センサを提供できる。また非常に微弱な交流信号を利用した通信を採用することにより、通信範囲の限定を実現できる。交流信号の周波数や磁気結合条件を適正に選択することで、工場環境におけるノイズに強いといった従来の通信方式にないメリットが得られる。 As described above, in the position sensor of the present invention, there is no restriction on the installation location of the receiver. There is no need to provide a large number of light emitting units in the position sensor. The effect of obstacles can be avoided. Do not be affected by chips, dust, etc. By suppressing power consumption, it is possible to provide a position sensor having advantages such as extending the life of a built-in battery. In addition, the communication range can be limited by adopting communication using a very weak AC signal. By appropriately selecting the frequency of the AC signal and the magnetic coupling conditions, it is possible to obtain advantages not found in conventional communication methods such as being resistant to noise in the factory environment.
上述の効果はATC(自動工具交換方式)を搭載した工作機械における三次元タッチプローブにおいて顕著な効果が認められる。 The above-mentioned effect is noticeable in a three-dimensional touch probe in a machine tool equipped with an ATC (automatic tool change system).
以下本発明の形態を図1および図2に基いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の全体構成を示すイメージ図である。1は機械装置で例としてマシニングセンタを示す。2は連結された構造物であり、工具や三次元タッチプローブ3を保持、回転する主軸部で、ATC装置(図示せず)により着脱する必要からタッチプローブ3の入出力にはコードを使用することができない。タッチプローブ3に装着されたフィンガ(接触子)4で、加工物5に接触して出力信号を発信する。6は受信器で、機械装置1に固定される。7は機械装置の数値制御装置である。 FIG. 1 is an image diagram showing the overall configuration of the present invention.
図2は位置センサの断面図であり、ここでは請求項2に記した三次元タッチプローブの内部構成を示す。図1に示すように、三次元タッチプローブ3は、マシニングセンタや旋盤等の連結された構造物2の主軸にシャンク8を介して取り付けられ、加工物5の芯出しや寸法計測、寸法確認に使用される。それらの値は、フィンガ4が加工物や工具に接触し、三次元タッチプローブ内蔵のスイッチ接点部9が開閉することで生じる電気信号によって得られる。接点部9を送信回路10と接続することで、三次元タッチプローブと機械装置に取り付けた受信機2との通信を行う。送信回路の電源は、三次元タッチプローブに内蔵された電池11より供給される。三次元タッチプローブに内蔵するスイッチは、接点式センサ、無接点式センサ、非接触式センサ等、位置センサの形式に限定されない。 FIG. 2 is a sectional view of the position sensor, and shows the internal configuration of the three-dimensional touch probe described in
1 機械装置
2 連結された構造物(主軸部)
3 三次元タッチプローブ
4 フィンガ
5 加工物
6 受信器
7 数値制御装置
8 テーパーシャンク
9 接点部
10 送信回路
11 電池1
3 Three-
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009264362A JP2011096212A (en) | 2009-10-29 | 2009-10-29 | Position sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009264362A JP2011096212A (en) | 2009-10-29 | 2009-10-29 | Position sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2011096212A true JP2011096212A (en) | 2011-05-12 |
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ID=44113012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009264362A Pending JP2011096212A (en) | 2009-10-29 | 2009-10-29 | Position sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2011096212A (en) |
-
2009
- 2009-10-29 JP JP2009264362A patent/JP2011096212A/en active Pending
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