JP2018103286A - Method for reducing power consumption in radio communication device, and radio communication device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress or reduce power consumption of a battery comprised in a length measuring machine or a gauge, when wirelessly acquiring information from the length measuring machine and various kinds of monitoring sensors or a measurement gauge, that are attached to a machine tool such as a machining center.SOLUTION: A radio communication device communicates wirelessly between a base station comprised in a control device of a machine tool and a remotely located gauge including a battery based on JIS standards, and the gauge is attached to a tool of a machining tool. The gauge includes: a communication part and a measuring part driven by a battery; and activation means for activating the communication part and the measuring part. Both the communication part and the measuring part are used in three different modes including: a non-conductive sleep mode; a standby mode in which the communication part is conductive while the measuring part is non-conductive; and a measuring mode in which both the communication part and the measuring part are conductive.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は無線通信装置における消費電力の低減方法および無線通信装置に係り、特に工具や測定具を取り付けた工作機械のセンサに好適な、無線通信装置における消費電力の低減方法および無線通信装置に関する。   The present invention relates to a method for reducing power consumption in a wireless communication device and a wireless communication device, and more particularly to a method for reducing power consumption in a wireless communication device and a wireless communication device suitable for a sensor of a machine tool to which a tool or a measuring tool is attached.

遠隔に配置された無線通信機器を動作させる電池式電源の消費電力を抑制するため、従来、無線通信を必要としない時間帯には無線通信装置を休眠させ、無線通信を必要とする事態が生じたときに無線通信装置を起動するまたは再起動することが知られている。例えば、特許文献1に記載の位置検出センサでは、加工具の代わりにプローブを工作機械のスピンドルに取り付けたのち、プローブを短時間回転させてプローブに内蔵した遠心スイッチを反応させ、位置検出センサを起動している。   Conventionally, in order to reduce the power consumption of a battery-powered power supply for operating a remotely located wireless communication device, the wireless communication device has conventionally been put to sleep in a time zone that does not require wireless communication, and a situation requiring wireless communication has occurred. It is known to start or restart a wireless communication device when For example, in the position detection sensor described in Patent Document 1, after a probe is attached to a spindle of a machine tool instead of a processing tool, the probe is rotated for a short time to react with a centrifugal switch built in the probe, and the position detection sensor is It is running.

上記特許文献1に記載の位置検出センサはプローブに加わる遠心力を検出するようにしているので、プローブの回転動以外に起因する加速度を検出する恐れがある。そこで、特許文献2に記載の物体位置感知プローブでは、工作機械に用いるプローブの動きに応じて電池から電力を供給するために、スイッチまたは他のセンサを備えている。このスイッチは、工作機械のスピンドルにおけるプローブの回転とリニア加速度の双方に反応するが、プローブの回転動とリニア加速度を識別する回路を有しているので、プローブでの測定以外の動作、例えばプローブ取付け動作等による遠心力の検出を無視して、無駄な電池の消費を抑制している。   Since the position detection sensor described in Patent Document 1 detects a centrifugal force applied to the probe, there is a risk of detecting an acceleration caused by other than the rotational movement of the probe. Therefore, the object position detection probe described in Patent Document 2 includes a switch or other sensor in order to supply power from the battery according to the movement of the probe used in the machine tool. This switch responds to both the rotation and linear acceleration of the probe on the spindle of the machine tool, but has a circuit for discriminating the rotational movement and linear acceleration of the probe. Ignoring the detection of the centrifugal force due to the mounting operation, etc., the useless battery consumption is suppressed.

また従来の遠隔に配置された無線通信機器の消費電力を抑制する他の方法が、特許文献3に記載されている。この公報に記載の無線通信デバイスは工作機械等に使用され、ブルートゥース(登録商標)・モジュールなどのスペクトル拡散RF通信部と補助的RF受信機部を備える。スペクトル拡散RF通信部は、補助的RF受信機部が特徴的なRF信号を受信するとアクティブにされる。補助的RF受信機部の消費電力はスペクトル拡散RF通信部の消費電力よりはるかに少ないので、低電力消費の待ち受けモードが可能になる。   Another method for suppressing the power consumption of a conventional wireless communication device disposed remotely is described in Patent Document 3. The wireless communication device described in this publication is used for a machine tool or the like, and includes a spread spectrum RF communication unit such as a Bluetooth (registered trademark) module and an auxiliary RF receiver unit. The spread spectrum RF communication unit is activated when the auxiliary RF receiver unit receives the characteristic RF signal. Since the power consumption of the auxiliary RF receiver unit is much less than the power consumption of the spread spectrum RF communication unit, a standby mode with low power consumption is possible.

米国特許第4599524号明細書US Pat. No. 4,599,524 特公表2006‐522931号公報Publication No. 2006-522931 特公表2011‐504671号公報Japanese Patent Publication No. 2011-504671

上記特許文献1に記載の位置検出センサは、確かに遠心力が作用するまで電池の消費を抑制できるが、プローブによる測定以外の動作でも遠心力を検出するので、本来の検出作業以外の時間にも通電し、その間の電力消費を無視できない。特に工作機械のスピンドル先端にプローブが取り付けられる場合には、有線で電力を供給することができないので電池を使用せざるを得ず、本来の測定作業時間以外の通電は電池の消耗を速め、交換頻度の増大をもたらす。   The position detection sensor described in Patent Document 1 can certainly suppress battery consumption until the centrifugal force is applied, but it detects the centrifugal force even in operations other than the measurement by the probe. Can not be ignored. In particular, when a probe is attached to the spindle tip of a machine tool, power cannot be supplied by wire, so a battery must be used, and energization other than the original measurement work time expedites battery replacement. Resulting in increased frequency.

このような本来の測定作業時間以外の通電を抑制するため、測定時の回転動を検出するようにした特許文献2や3では遠心力だけを検出するようにしたため、測定とそれ以外の作業を区別でき電池の消耗を抑制できる。しかしながらこれらの特許文献に記載の位置検出センサでは、測定データを得るために検出部へ通電することと、得られたデータを無線通信するために通信部へ通電することとの間に大きな電力量差があることについては、考慮されていない。一般に測定部の消費電力量は通信部の消費電力量の数倍から数十倍になるので、測定していない通信中は、測定部の電力消費を抑制することが望まれる。   In order to suppress energization other than the original measurement work time, in Patent Documents 2 and 3 that detect the rotational movement at the time of measurement, only the centrifugal force is detected. It can be distinguished and battery consumption can be suppressed. However, in the position detection sensors described in these patent documents, a large amount of power is consumed between energizing the detection unit to obtain measurement data and energizing the communication unit to wirelessly communicate the obtained data. The difference is not taken into account. Generally, the power consumption of the measurement unit is several to several tens of times the power consumption of the communication unit. Therefore, it is desired to suppress the power consumption of the measurement unit during communication that is not being measured.

本発明は、上記従来技術の不具合に鑑み成されたものであり、その目的は電池を使用する遠隔に配置されたセンサの電池の電力消費量を抑制することにあり、特に、マシニング・センタ等の工作機械に取り付けた測長器や位置検出、温度、振動等の測定または監視センサからの情報を無線で取得する場合に、測長器やセンサが備える電池の電力消費量を抑制または低減することにある。本発明の他の目的は、上記目的に加え、電池寿命を延ばして電池交換の頻度を低減するとともに、市販されている電池を使用しても実質的に交換頻度の不便さを解消できる測長器やセンサを実現することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to suppress the power consumption of a battery of a remotely located sensor that uses a battery, and in particular, a machining center or the like. Control or reduce battery power consumption of length measuring devices and sensors when wirelessly acquiring information from length measuring devices attached to machine tools, position detection, temperature, vibration, etc. or monitoring sensors. There is. In addition to the above object, another object of the present invention is a length measurement that extends the battery life and reduces the frequency of battery replacement, and can substantially eliminate the inconvenience of replacement frequency even when a commercially available battery is used. Is to realize a vessel and sensor.

上記目的を達成する本発明の特徴は、基地局と遠隔に配置された電池を有するゲージとの間で無線通信する無線通信装置であって、前記ゲージは工作機械に取り付けられるものにおいて、前記ゲージは、前記電池で駆動される通信部と測定部、および前記通信部と前記測定部を起動させる起動手段を備え、前記通信部と前記測定部がともに非通電のスリープ・モードと、前記通信部は通電しかつ前記測定部が非通電の待機モードと、前記通信部と前記測定部の双方が通電している測定モードの3つの異なる運転モードで使用されることにある。   A feature of the present invention that achieves the above object is a wireless communication device that wirelessly communicates between a base station and a gauge having a battery disposed remotely, wherein the gauge is attached to a machine tool. Comprises a communication unit and a measurement unit driven by the battery, and an activation means for activating the communication unit and the measurement unit, wherein the communication unit and the measurement unit are both in a non-energized sleep mode, and the communication unit Is used in three different operation modes: a standby mode in which the energization is performed and the measurement unit is not energized, and a measurement mode in which both the communication unit and the measurement unit are energized.

そしてこの特徴において、前記工作機械は、自動ツール交換可能なマシニング・センタと複合旋盤のいずれかであり、前記ゲージは測長器、位置検出センサ、温度センサ、振動センサ、圧力センサ、湿度センサの少なくともいずれかである。   In this feature, the machine tool is one of a machining center and a composite lathe capable of automatic tool change, and the gauge includes a length measuring device, a position detection sensor, a temperature sensor, a vibration sensor, a pressure sensor, and a humidity sensor. At least one.

上記目的を達成する本発明の他の特徴は、基地局と工作機械に配置された電池を有するゲージとの間で無線通信する無線通信装置における消費電力の低減方法において、前記ゲージが所定大きさ以上の振動または変位を検出したら起動手段を作動させて、少なくとも前記ゲージに備えられ、前記基地局との間で通信する通信部へ前記電池から通電し、それと同時かまたはその後に、工作機械に取り付けた測定子で予め定めた物理量を計測する測定部へ通電して測定モードに移行し、前記ゲージの計測が終了した後は前記基地局と前記通信部との間で通信するため前記通信部のみ通電し、前記測定部を非通電とする待機モードへ移行することにある。   Another feature of the present invention that achieves the above object is to provide a method for reducing power consumption in a wireless communication apparatus that wirelessly communicates between a base station and a gauge having a battery disposed in a machine tool, wherein the gauge has a predetermined size. When the above vibration or displacement is detected, the starting means is operated, and the battery is energized to at least the communication unit that is provided in the gauge and communicates with the base station. The communication unit is used to communicate between the base station and the communication unit after the measurement of the gauge is completed by energizing the measurement unit that measures a predetermined physical quantity with the attached measuring element and shifting to the measurement mode. Only to energize and to shift to a standby mode in which the measurement unit is de-energized.

そしてこの特徴において、前記測定部による計測の終了後または計測の前であって、通信部が通信完了した状態に、通信部と測定部の双方と前記電池との間を非通電とするスリープ・モードを有するのが望ましく、前記工作機械は、自動ツール交換可能なマシニング・センタと複合旋盤のいずれかであり、前記ゲージは測長器、位置検出センサ、温度センサ、振動センサ、圧力センサ、湿度センサの少なくともいずれかであってもよい。   And in this feature, after the measurement by the measurement unit is completed or before the measurement, the communication unit is in a state where the communication is completed, and the sleep / non-energization is performed between both the communication unit and the measurement unit and the battery. Preferably, the machine tool is an automatic tool changeable machining center or a combined lathe, and the gauge is a length measuring device, a position detection sensor, a temperature sensor, a vibration sensor, a pressure sensor, a humidity It may be at least one of the sensors.

本発明によれば、マシニング・センタや複合旋盤等のオートツールチェンジ可能な工作機械において、無線通信で加工状態をセンシングできる電気マイクロメータや光学スケール等の測長器や、位置検出プローブ、温度センサ、振動センサ、気圧センサ、圧力センサ、湿度センサ等のゲージ類の測定に用いる測定部と通信に用いる通信部への電池からの通電時間を制御したので、電力消費量の多い測定部の測定時間を実質的に必要時間に制限でき電池の消耗を抑制できる。また、電池寿命を延ばすことが可能になったので、電池交換の頻度を低減でき、さらに一般に市販されているJIS規格電池を使用でき、オートツールチェンジ作業が電池交換頻度の不便さを感じさせないで可能になる。   According to the present invention, in a machine tool capable of changing an automatic tool such as a machining center or a composite lathe, a length measuring device such as an electric micrometer or an optical scale capable of sensing a machining state by wireless communication, a position detection probe, a temperature sensor The measurement time of the measuring unit with high power consumption is controlled because the current-carrying time from the battery to the measuring unit used for measuring gauges such as vibration sensor, barometric sensor, pressure sensor, humidity sensor and the communication unit used for communication is controlled. Can be substantially limited to the required time, and battery consumption can be suppressed. In addition, since it has become possible to extend the battery life, the frequency of battery replacement can be reduced, and JIS standard batteries that are generally available on the market can be used, so that the auto tool change work does not feel the inconvenience of battery replacement frequency. It becomes possible.

本発明に係るマシニング・センタおよびそれが備える無線通信装置の一実施例の概略正面図である。1 is a schematic front view of an embodiment of a machining center according to the present invention and a wireless communication device included in the machining center. 本発明に係るマシニング・センタが備えるゲージの一例のブロック図である。It is a block diagram of an example of the gauge with which the machining center concerning the present invention is provided. 本発明に係るマシニング・センタのタイム・チャートの一例であり、動作状態を示す図である。It is an example of the time chart of the machining center which concerns on this invention, and is a figure which shows an operation state. 図2に示したゲージのタイム・チャートの一例であり、ゲージ部の各動作モードを説明する図である。It is an example of the time chart of the gauge shown in FIG. 2, and is a figure explaining each operation mode of a gauge part. 本発明に係るマシニング・センタの動作を示すフロー・チャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the machining center which concerns on this invention. 本発明に係る無線通信装置の動作を示すフロー・チャートである。3 is a flowchart showing the operation of the wireless communication apparatus according to the present invention.

以下、本発明に係る無線通信装置100の一実施例を、図面を用いて説明する。以下の記載においては、工作機械10の一つであるマシニング・センタに取り付けたボア・ゲージ(内径測定センサ)120を用いた内径測定を例に取り説明するが、本発明では、工作機械10はマシニング・センタに限るものではなく複合旋盤等にも適用できる。また無線通信装置100のゲージ120は内径測定センサを例に取り説明しているが、ゲージ120は内径測定センサに限るものではなく、電気マイクロメータや光学スケールからなる各種測長器、および位置検出プローブ、温度センサ、振動センサ、気圧センサ、圧力センサ、湿度センサ等のセンサに適用できる。さらに本発明は、商用電源との配線が困難なために電池131、特にJIS規格の小型の電池を用いるゲージ120に好適であり、代表的な電池131は容易に入手可能なアルカリ単3乾電池であり、その交換頻度を低減することを意図している。   Hereinafter, an embodiment of a wireless communication apparatus 100 according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, an inner diameter measurement using a bore gauge (an inner diameter measurement sensor) 120 attached to a machining center which is one of the machine tools 10 will be described as an example. In the present invention, the machine tool 10 is The present invention is not limited to machining centers and can be applied to compound lathes. The gauge 120 of the wireless communication apparatus 100 is described by taking an inner diameter measurement sensor as an example. However, the gauge 120 is not limited to the inner diameter measurement sensor, and various length measuring devices such as an electric micrometer and an optical scale, and position detection. The present invention can be applied to sensors such as a probe, a temperature sensor, a vibration sensor, an atmospheric pressure sensor, a pressure sensor, and a humidity sensor. Furthermore, the present invention is suitable for the battery 131, particularly the gauge 120 using a small JIS standard battery because wiring with a commercial power source is difficult, and the representative battery 131 is an easily available alkaline AA battery. It is intended to reduce the frequency of replacement.

図1は、工作機械の一例としてのマシニング・センタ10をその機能を明確にするために模式的に示した正面図である。マシニング・センタ10では、主軸を構成する主軸ハウジング15の先端に加工用のドリルやエンド・ミル等の工具が取り付けられるシャンク部18a(図1には不図示)と、加工後に加工内容をチェックするために測定プローブまたはゲージ120が取り付けられたシャンク部18a(図2a参照)(以後これらを総称してツール18と称す)を自動で交換可能な、自動ツール交換部30を備える。   FIG. 1 is a front view schematically showing a machining center 10 as an example of a machine tool in order to clarify its function. In the machining center 10, a shank portion 18 a (not shown in FIG. 1) in which a tool such as a machining drill or an end mill is attached to the tip of a spindle housing 15 constituting the spindle, and the machining content is checked after machining. For this purpose, an automatic tool changer 30 is provided which can automatically change the shank part 18a (see FIG. 2a) to which the measurement probe or gauge 120 is attached (hereinafter collectively referred to as the tool 18).

マシニング・センタ10は、大別して加工・測定部20とツール交換部30、加工・測定具取付け部40、およびそれら各部を制御する制御装置11を備える。加工・測定部20は、加工対象であるワークWを取り付け、水平なX‐Y平面で動かすために、長手方向に延びる突起が形成されたベース部材としてベッド27と、このベッド27上に載置され上面に長手方向に直角な方向の突起が形成されたサドル25と、サドル25上に載置され、ワークWを固定保持するテーブル24を備える。   The machining center 10 includes a processing / measuring unit 20 and a tool changing unit 30, a processing / measuring tool mounting unit 40, and a control device 11 that controls these units. The processing / measurement unit 20 is mounted on the bed 27 as a base member on which a protrusion extending in the longitudinal direction is formed in order to attach the workpiece W to be processed and move it in the horizontal XY plane. A saddle 25 having a protrusion in the direction perpendicular to the longitudinal direction formed on the upper surface, and a table 24 mounted on the saddle 25 and fixedly holding the workpiece W are provided.

加工・測定具取付け部40は、垂直に延びる平面を形成するコラム12と、この垂直に延びる平面上に取り付けられた主軸頭14を主構成品とし、主軸頭14には垂直に図示しない主軸が形成されており、主軸の下端側には主軸ハウジング15が設けられている。主軸ハウジング15の下部には、加工具やゲージ120を取り付けたシャンクからなるツール18を嵌合可能である。主軸頭14の上端部には、主軸を回転駆動する駆動手段13が取り付けられている。主軸頭14はコラム12に沿って上下方向(Z方向)に移動可能である。   The machining / measuring tool mounting portion 40 includes a column 12 forming a vertically extending plane and a spindle head 14 mounted on the vertically extending plane. The spindle head 14 has a spindle (not shown) vertically. A main shaft housing 15 is provided on the lower end side of the main shaft. A tool 18 made of a shank to which a processing tool and a gauge 120 are attached can be fitted to the lower part of the spindle housing 15. Drive means 13 for rotating the spindle is attached to the upper end of the spindle head 14. The spindle head 14 is movable in the vertical direction (Z direction) along the column 12.

自動ツール交換部30は、測定プローブまたはゲージ120を備える汎用シャンクからなるツール18を、種々のドリルやエンド・ミル等の加工具が取り付けられた汎用シャンクからなるツール18とともに、工具マガジン21に取り出し可能に保持している。本実施例では、ツール18は、水平円板製の工具マガジン21の外周部に、周方向に間隔を置いて開けられた複数個の工具ポット21aに、上方から垂直に貫挿されている。工具マガジン21は支柱22bを介して回転可能なロータリ・テーブル22に固定されている。ロータリ・テーブル22は、テーブル23に載置されており、テーブル23は、加工・測定部20のベッド27と一体化されたベッド27a上をX方向に移動可能である。   The automatic tool changer 30 takes out the tool 18 made of a general-purpose shank equipped with a measuring probe or gauge 120 together with the tool 18 made of a general-purpose shank to which various tools such as various drills and end mills are attached to the tool magazine 21. Hold it possible. In this embodiment, the tool 18 is vertically inserted from above into a plurality of tool pots 21a opened at intervals in the circumferential direction on the outer peripheral portion of a tool magazine 21 made of a horizontal disk. The tool magazine 21 is fixed to a rotatable rotary table 22 via a support 22b. The rotary table 22 is placed on a table 23, and the table 23 can move in the X direction on a bed 27 a integrated with the bed 27 of the processing / measurement unit 20.

したがって、ツール18交換時には、テーブル22をベッド27a、27上でX方向に所定位置まで移動し、その後ロータリ・テーブル22を所定角度だけ回転させる。そして、使用済みのツール18を主軸ハウジング15から取り外したのち空いている工具ポット21aへ置き、さらにロータリ・テーブル22を所定角度だけ回転して、工具ポット21aから所定のツール18をつかみ取り、主軸ハウジング15に取り付ける。マシニング・センタ10では、これらの動作は予め制御装置11に備えられたプログラムにより自動で実行されるので、自動ツール交換が可能になる。   Therefore, when exchanging the tool 18, the table 22 is moved to a predetermined position in the X direction on the beds 27a and 27, and then the rotary table 22 is rotated by a predetermined angle. Then, after the used tool 18 is removed from the spindle housing 15, it is placed in an empty tool pot 21a, the rotary table 22 is further rotated by a predetermined angle, and the predetermined tool 18 is grasped from the tool pot 21a. 15 is attached. In the machining center 10, these operations are automatically executed by a program provided in advance in the control device 11, so that automatic tool change is possible.

なお上記実施例では、ロータリ・テーブル22とX軸移動可能なベッド27、27a及びテーブル22を組み合わせてツール18を交換しているが、これはあくまでも一例であり、チェーンによるツール18の搬送や、主軸頭14を含む主軸部を自動交換位置まで移動させる等種々の方法がある。いずれにしても交換に要する時間を低減できる方法が望ましい。   In the above embodiment, the rotary table 22 is combined with the X-axis movable beds 27, 27a and the table 22, and the tool 18 is exchanged. However, this is only an example, and the conveyance of the tool 18 by a chain, There are various methods such as moving the main shaft portion including the main shaft head 14 to the automatic replacement position. In any case, a method that can reduce the time required for replacement is desirable.

次に、図2に本発明に係る無線通信装置100の概略を示す。図2(a)は、無線通信装置100の測定手段であるゲージ120を内蔵するツール18の部分断面正面図である。図2(b)は、無線通信装置100のブロック図である。ツール18は、工作機械10の主軸ハウジング15に取り付け可能なように、上端側に汎用のシャンク部18aを有している。シャンク部18aの下方には、シャンク部18aと一体化したまたはシャンク部18aに取り付けられたゲージ120が設けられている。本実施例ではゲージ120は内径加工後の検測に用いるボア・ゲージである。   Next, FIG. 2 shows an outline of the wireless communication apparatus 100 according to the present invention. FIG. 2A is a partial cross-sectional front view of the tool 18 having a built-in gauge 120 that is a measuring unit of the wireless communication device 100. FIG. 2B is a block diagram of the wireless communication device 100. The tool 18 has a general-purpose shank portion 18 a on the upper end side so that it can be attached to the spindle housing 15 of the machine tool 10. Below the shank portion 18a, a gauge 120 that is integrated with or attached to the shank portion 18a is provided. In this embodiment, the gauge 120 is a bore gauge used for inspection after inner diameter processing.

無線通信装置100は、工作機械10の制御装置11に内蔵されるまたは工作機械10の遠隔の管理室等に配置される通信基地局110と、この通信基地局110と無線通信するゲージ120とから構成される。図2(b)に示すように、通信基地局110は送受信可能なトランスミッタ・レシーバ(以下レシーバと称す)112を備え、レシーバ112に付設したアンテナ手段115を介してゲージ120へ指令信号を送信するとともに、ゲージ120からデータ信号を受信する。レシーバ112には、インターフェース(I/F)111を介してディスプレイ113や通信バス114が接続されている。バス114は、RS232Cやイーサネット(登録商標)、I/O接点(信号のやり取り)、CCLink、Profibus、Devicenet等の工業用ネットワークを使用する。ディスプレイ113は、ゲージ120から送信されたデータ等を表示するのに用いられる。   The wireless communication device 100 includes a communication base station 110 built in the control device 11 of the machine tool 10 or disposed in a remote management room or the like of the machine tool 10, and a gauge 120 that wirelessly communicates with the communication base station 110. Composed. As shown in FIG. 2B, the communication base station 110 includes a transmitter / receiver (hereinafter referred to as a receiver) 112 capable of transmitting and receiving, and transmits a command signal to the gauge 120 via the antenna means 115 attached to the receiver 112. At the same time, a data signal is received from the gauge 120. A display 113 and a communication bus 114 are connected to the receiver 112 via an interface (I / F) 111. The bus 114 uses an industrial network such as RS232C, Ethernet (registered trademark), I / O contact (signal exchange), CCLink, Profibus, and Devicenet. The display 113 is used to display data transmitted from the gauge 120.

ゲージ120は、通信基地局110とアンテナ手段125を介して通信し、ツールのシャンク部18aのすぐ下に配置した通信部123を備える。ゲージ120はゲージの先端部に設けられ、ワークWの内径を測定・検出する測定部124も備える。通信部123と測定部124は、回路上並列に配置されており、スイッチ122、134を介して電源部130に接続されている。スイッチ134には、その機能を後述する加速度センサ133が接続されている。電源部130は、ツール18の通信部123と測定部124間に配置され、スイッチ122、134の入り/切り等を制御する電源回路132を有しており、電源回路132は電池131に接続されている。上述したように、電池は単3アルカリ電池である。   The gauge 120 includes a communication unit 123 that communicates with the communication base station 110 via the antenna unit 125 and is arranged immediately below the shank portion 18a of the tool. The gauge 120 is provided at the tip of the gauge and also includes a measuring unit 124 that measures and detects the inner diameter of the workpiece W. The communication unit 123 and the measurement unit 124 are arranged in parallel on the circuit, and are connected to the power supply unit 130 via the switches 122 and 134. An acceleration sensor 133 whose function will be described later is connected to the switch 134. The power supply unit 130 is disposed between the communication unit 123 and the measurement unit 124 of the tool 18 and includes a power supply circuit 132 that controls on / off of the switches 122 and 134. The power supply circuit 132 is connected to the battery 131. ing. As described above, the battery is an AA alkaline battery.

このように構成した本発明の無線通信装置100の動作を、図3Aないし図5に示すタイム・チャートとフロー・チャートを用いて説明する。図3A及び図3Bは、工作機械10の動作(図3A(a))と、工作機械10及びレシーバ112、ゲージ120の動作(図3A(b))、ゲージ120の動作とその各部の出力電流を表した図(図3B)である。これらの図において、Hiは最左欄に記載した事項がなされている状態(稼働中)であることを示し、Loは最左欄に記載した事項がなされていない状態(非稼働中)であることを示す。また、図3Bの(a)図と(b)図の横軸は、同一の時間経過を示す。横軸の時間tは、本無線通信装置100の動作基準時を示し、t〜t23は何らかの事象に変化が起きる切換タイミングを示す。 The operation of the wireless communication apparatus 100 of the present invention configured as described above will be described using the time chart and flow chart shown in FIGS. 3A to 5. 3A and 3B show the operation of the machine tool 10 (FIG. 3A (a)), the operation of the machine tool 10, the receiver 112, and the gauge 120 (FIG. 3A (b)), the operation of the gauge 120, and the output current of each part thereof. It is the figure (FIG. 3B) showing this. In these figures, Hi indicates that the items described in the leftmost column are being performed (in operation), and Lo is in a state in which the items described in the leftmost column are not being performed (not operating). It shows that. Moreover, the horizontal axis of the (a) figure of FIG. 3B and the (b) figure shows the same time passage. A time t 0 on the horizontal axis indicates the operation reference time of the wireless communication apparatus 100, and t 1 to t 23 indicate switching timings at which a change occurs in some event.

工作機械10が実際に加工に着手して加工を終了するまでを工作機械の加工、工作機械10を用いて測定に着手してから測定を終了するまでを工作機械の測定、工作機械の測定が終了してから次の加工に着手するまでを工作機械の待機、と呼ぶことにする。なお、測定を終了してすぐに次の加工に着手する場合は、工作機械の待機はない。
図3A(a)は、工作機械の加工から工作機械の測定へ移る場合の各事象の変化を示す図である。この図では、事象(1)ワーク搬送から(4)ゲージ起動が発生し、t1〜t11において、これらの事象に対応した変化が生じている。その際、ゲージ120は後述するスリープ・モードにあり、電源部130にのみ通電されている。
Machining of the machine tool until the machine tool 10 actually starts machining and finishes machining, measurement of the machine tool, measurement of the machine tool from the start of measurement using the machine tool 10 to completion of measurement The process from the end to the start of the next processing is called a machine tool standby. Note that when the next machining is started immediately after the measurement is completed, there is no waiting for the machine tool.
FIG. 3A (a) is a diagram illustrating changes in each event when moving from machining of the machine tool to measurement of the machine tool. In this figure, the event (1) from the work conveyance (4) gauge boot occurs at t 1 ~t 11, changes corresponding to these events has occurred. At that time, the gauge 120 is in a sleep mode, which will be described later, and only the power supply unit 130 is energized.

その詳細は、加工のためにワークWを時間t〜tの間に主軸位置まで搬送する((1)ワーク搬送)。次に加工のために加工具(ドリルA、ドリルB)を時間t〜t、t〜tで設定し((2)ツール交換)、時間t〜t、t〜tに加工する((3)加工)。図示したように工具を2種類使用し、ワークは両作業時とも同じ位置に設定されている。 More specifically, the workpiece W is transferred to the main spindle position between times t 1 and t 2 for machining ((1) workpiece transfer). Next, the processing tools (drill A, drill B) are set for processing at times t 3 to t 4 and t 5 to t 6 ((2) tool replacement), and times t 4 to t 5 and t 6 to t are set. 7 is processed ((3) processing). As shown in the figure, two types of tools are used, and the workpiece is set at the same position during both operations.

これで加工が終了したので、工作機械10は、工作機械の運転から工作機械の測定に移り、加工後の検測が実行される。時間tでツール交換部30を用いてツール18の自動交換を行う。すなわち、時間tまでにドリルBからボア・ゲージ120に取り換える((2)ツール交換)。ツール18の交換が完了した時点t9で、主軸ハウジング15に取り付けたゲージ120と工作機械10の制御装置11が内蔵する通信基地局110との通信を開始する。初めに両者の間の通信ができるようにするため、時間t〜t11の間の時間t10における、加速度センサ133の割り込み出力を待ち、ゲージ120を使用できる状態にする。すなわち、ゲージ120に加わる加速度を加速度センサ133が検出し、その出力によりゲージ120を使用可能状態にする。(図3A(b)(11)加速度センサ検出信号出力の事象参照)。これにより、ゲージ・モードはスリープ・モードから待機モードに移る((4)ゲージ起動動作)。以上が工作機械を主とする加工及び測定前段階である。 Since the machining is completed, the machine tool 10 moves from the operation of the machine tool to the measurement of the machine tool, and the inspection after the machining is executed. Perform an automatic exchange of the tool 18 by using the tool exchange unit 30 at time t 8. In other words, replacing the bore gauge 120 from the drill B until the time t 9 ((2) tool exchange). Once t 9 to replace the tool 18 has been completed, and starts communication with the gauge 120 and the communication base station 110 to the control device 11 is incorporated in the machine tool 10 attached to the spindle housing 15. To be able to communicate between them in the beginning, at time t 10 between the time t 9 ~t 11, waits for the interrupt output of the acceleration sensor 133, is ready to use a gauge 120. That is, the acceleration sensor 133 detects the acceleration applied to the gauge 120, and makes the gauge 120 usable by the output. (See FIG. 3A (b) (11) Acceleration sensor detection signal output event). As a result, the gauge mode shifts from the sleep mode to the standby mode ((4) gauge activation operation). The above is the stage before machining and measurement mainly for machine tools.

次に図3A(b)に移ると、ゲージ120の設定が完了する時間t以後には、(5)ゲージ移動〜(16)電源部までの事象が発生する。この中で事象(8)〜(10)はレシーバ112に関する事象であり、事象(11)〜(16)はゲージに関する。 Turning now to FIG. 3A (b), the time t 9 after the setting of the gauge 120 is completed, (5) events to gauge movement to (16) the power supply unit is generated. Among them, events (8) to (10) are events related to the receiver 112, and events (11) to (16) are related to the gauge.

ゲージ120を主軸ハウジング15に取り付けた後、ゲージ120を用いて内径を測定するためにゲージ120を動かすと、ゲージ120の電源部130に内蔵される加速度センサ133が加速度を検出し、検出信号(加速度信号)を出力する。この出力信号は、所定時間(t10〜t12)だけ機械的にまたは電気的にスイッチ134を入れる。 When the gauge 120 is moved in order to measure the inner diameter using the gauge 120 after the gauge 120 is attached to the spindle housing 15, the acceleration sensor 133 built in the power supply unit 130 of the gauge 120 detects the acceleration, and the detection signal ( Acceleration signal) is output. This output signal switches on mechanically or electrically for a predetermined time (t 10 to t 12 ).

ゲージ120で加速度信号が発生すると、通信基地局110のレシーバ112とゲージ120間で、指令とデータの送信を可能にするため、ゲージ120はレシーバ112と同期する信号を出力して通信を確立する((12)同期確立)。一旦通信が確立すると、外乱がない限り、工作機械10の制御装置11に予め設定されている測定プログラムが終了する時間t23まで、通信は確立状態になる。 When an acceleration signal is generated in the gauge 120, the gauge 120 outputs a signal synchronized with the receiver 112 to establish communication in order to enable transmission of commands and data between the receiver 112 of the communication base station 110 and the gauge 120. ((12) Synchronization establishment). Once the communication is established, unless disturbance to the time t 23 to the measurement program previously set in the control unit 11 of the machine tool 10 is completed, communication becomes established state.

次にゲージ120をワークWの測定位置まで移動する。この移動には、ワークWにゲージ120を当接または近接する作業を含む。事象(5)のゲージ移動において、時間t13〜t14の間にゲージ120をワークWまで移動させ、測定準備完の状態に設定する。
測定準備ができた時間t14では、工作機械10の制御装置11に予め設定された測定プログラムの実行とその測定の実行に応じて得られるデータの送信要求がレシーバ112に送信される。工作機械10は、運転状態が工作機械の測定であり続ける時間t24まで測定を継続する。なお、これらの要求は、ヘッダ付きで送られる((6)通信確立)。さらに、これらの要求は、レシーバ112からゲージ120に送信される((8)測定指示)。この測定指示は、ゲージ120からレシーバ112へのデータ送信が継続する間、つまり時間t15〜t19の間継続する。
Next, the gauge 120 is moved to the measurement position of the workpiece W. This movement includes an operation of bringing the gauge 120 into contact with or approaching the workpiece W. In the gauge movement event (5), a gauge 120 is moved to the workpiece W during the time t 13 ~t 14, it sets the state of the measurement preparation completed.
In the measurement ready time t 14, the transmission request of the data obtained in response to the execution of the execution of a preset measurement program to the control unit 11 of the machine tool 10 and the measurement is sent to the receiver 112. The machine tool 10 continues the measurement until time t 24 when the operating state continues to be the measurement of the machine tool. These requests are sent with a header ((6) communication establishment). Further, these requests are transmitted from the receiver 112 to the gauge 120 ((8) measurement instruction). The measurement instruction continues during between, that is, the time t 15 ~t 19 that data transmission from the gauge 120 to the receiver 112 continues.

レシーバ112からの測定指示信号を時間t16で受信((13)測定指示受信)すると、ゲージ120はそれまでの待機モードから測定モードに移行する。そしてゲージ120は、工作機械10にプログラミングされた測定手順に基づいて自動で測定を開始し、測定指示信号で指定された送信データフォーマットに従い、測定データをレシーバ112へ送信する((14)データ送信)。なお、事象(13)測定指示受信と事象(14)のデータ送信は、実際の測定が終了する時間t19まで継続する。 Receiving a measurement instruction signal from the receiver 112 at time t 16 ((13) measurement instruction received), the gauge 120 is shifted from the standby mode until it measurement mode. The gauge 120 automatically starts measurement based on the measurement procedure programmed in the machine tool 10, and transmits the measurement data to the receiver 112 according to the transmission data format specified by the measurement instruction signal ((14) Data transmission) ). The data transmission event (13) Measurement instruction receiving an event (14) continues until the time t 19 where the actual measurement is completed.

ゲージ120から送信された測定データは、レシーバ112で時間t18に初めて受信され、以後実際の計測が終了する時間t19まで断続的もしくは連続的に受信される。工作機械10に予めプログラミングされた計測がすべて終了した時間t19では、ゲージ120は再び待機モードに移る。ゲージ120が待機モードに入ると、工作機械10は時間t20〜t21の間、スリープ信号を発生し((7)スリープ信号)、レシーバ112を介して時間t21〜t22の間((10)スリープ信号)、ゲージ120にスリープ信号を送信する。ゲージ120はスリープ信号を時間t22〜t23の間受信し((15)スリープ信号)、時間t24で工作機械10の運転状態を、工作機械の測定から工作機械の待機に移す。この工作機械の待機では、次のワークWまたは同一ワークWの異なる部位の加工のために、ツール18の自動交換が必要となるので、ツール18は初期位置へ戻される。工作機械10の状態が工作機械の待機になると同時に、ゲージ120は、待機モードからスリープ・モードに移る。なお、以上の一連の事象の間、ゲージ120の電源部130は常時稼働状態にある((16)電源部)。 Measurement data transmitted from the gauge 120 is received for the first time to the time t 18 in the receiver 112, they are received intermittently or continuously until time t 19, hereinafter the actual measurement is terminated. In the machine tool 10 preprogrammed measurement time has ended all t 19, gauge 120 moves to the standby mode again. When the gauge 120 enters the standby mode, the machine tool 10 generates a sleep signal during the time t 20 to t 21 ((7) sleep signal), and passes through the receiver 112 during the time t 21 to t 22 (( 10) Sleep signal), a sleep signal is transmitted to the gauge 120. Gauge 120 receives between a sleep signal time t 22 ~t 23 ((15) sleep signal), the operating state of the machine tool 10 at time t 24, transferred to the standby machine tool from the measurement of the machine tool. In this standby of the machine tool, the tool 18 is returned to the initial position because automatic replacement of the tool 18 is necessary for processing the next workpiece W or a different part of the same workpiece W. At the same time as the state of the machine tool 10 becomes standby of the machine tool, the gauge 120 shifts from the standby mode to the sleep mode. During the series of events described above, the power supply unit 130 of the gauge 120 is always in operation ((16) power supply unit).

工作機械10とそれが備える通信基地局110としてのレシーバ112およびゲージ120間の通信の概要は、上記に説明したとおりであるが、本発明のゲージ120ではその間、各部に電力を供給する電池の消耗を抑制するため各部への通電を選択的に停止している。この詳細を図3Bにより説明する。図3B(a)はゲージ120を構成する主要部の電源部130、通信部123、測定部124の可動、非稼働状態を、図3Aに示したタイム・チャートに合わせて記載した図である。最上段の電源部130は、常時稼働状態であり、中段の通信部123は、工作機械10の状態が工作機械の測定にある一時期に稼働し、工作機械の加工と工作機械の待機状態では稼働しない。また測定部124は、通信部123が稼働する測定状態中の時間であってそれよりもさらに短い時間だけ稼働し、通信部123と同様に工作機械の加工と工作機械の待機では稼働しない。   The outline of the communication between the machine tool 10 and the receiver 112 and the gauge 120 as the communication base station 110 provided in the machine tool 10 is as described above. In the gauge 120 of the present invention, a battery for supplying power to each unit during that time is described. Energization to each part is selectively stopped to suppress wear. The details will be described with reference to FIG. 3B. FIG. 3B (a) is a diagram illustrating the movable and non-operating states of the power supply unit 130, the communication unit 123, and the measurement unit 124 that constitute the gauge 120 according to the time chart shown in FIG. 3A. The uppermost power supply unit 130 is always in an operating state, and the middle communication unit 123 operates at a time when the state of the machine tool 10 is in the measurement of the machine tool, and operates in the machine tool processing and the machine tool standby state. do not do. The measuring unit 124 is operated for a shorter time than the time during which the communication unit 123 is in the measurement state, and, like the communication unit 123, is not operated during machining of the machine tool and standby of the machine tool.

一方、図3B(b)は、図3B(a)に対応するレシーバ112の各部の出力電流状態を示す図である。図3B(a)では電源部130は常時稼働状態にあるので、その出力電流は常時流れているが、通信部123および測定部124の消費電流を加えた値であるから、測定部124が稼働中の、ゲージ120の状態が測定モードにあるときは、消費量が甚だしく大きくなる。一方、測定部124が稼働しないときには、通信部123が通信中の待機モード状態であっても、その電流消費量は測定部の稼働中に比べて少ない。なお、通信部123が稼働中でない場合には、スイッチ134、122を切り替えて、測定部124に加えて通信部123へも通電を停止している。この状態をゲージ120のスリープ・モードと呼ぶ。   On the other hand, FIG. 3B (b) is a diagram showing an output current state of each part of the receiver 112 corresponding to FIG. 3B (a). In FIG. 3B (a), since the power supply unit 130 is always in an operating state, its output current is always flowing, but since the current consumption of the communication unit 123 and the measuring unit 124 is added, the measuring unit 124 is in operation. When the state of the gauge 120 is in the measurement mode, the amount of consumption is significantly increased. On the other hand, when the measurement unit 124 is not in operation, even if the communication unit 123 is in a standby mode state during communication, the current consumption is small compared to when the measurement unit is in operation. When the communication unit 123 is not in operation, the switches 134 and 122 are switched to stop energization of the communication unit 123 in addition to the measurement unit 124. This state is called a sleep mode of the gauge 120.

従来は、図中クロス・ハッチングで示したように、測定部124が測定していないときにも測定部124に通電していたため、消費電流が全体として多くなっている。本発明ではこのクロス・ハッチング部の電力消費を抑制して電池の寿命を高め、電池交換頻度を低減している。なお、IPSmaxは、電源部の最大出力電流(消費電流)であり、ICOMmaxは通信部の最大出力電流(消費電流)であり、IMSmaxは測定部の最大出力電流(消費電流)である。 Conventionally, as indicated by cross-hatching in the figure, since the measurement unit 124 is energized even when the measurement unit 124 is not measuring, the current consumption increases as a whole. In the present invention, the power consumption of the cross-hatching portion is suppressed, the battery life is increased, and the battery replacement frequency is reduced. Incidentally, I Psmax is the maximum output current of the power supply unit (supply current), I COMmax is the maximum output current of the communication unit (current consumption) is the I MSmax the maximum output current of the measuring section (current consumption) .

図4に、マシニング・センタ10を用いた加工及び加工後の測定のフロー・チャートを示す。マシニング・センタ10の制御装置11に予め格納されたブログラムに従い、ワークの加工及び検測が指示されると、初めにステップS410で、ワークWがテーブル23に配置され、主軸の下方の加工位置に設定される。マシニング・センタ10に格納されたプログラムに従って加工ステップS412に進み、自動ツール交換部30を用いて自動で加工内容に応じたツール18に交換する。そしてステップS414で予め定められた形状に加工する。   FIG. 4 shows a flow chart of processing using the machining center 10 and measurement after processing. When machining and inspection of a workpiece are instructed according to a program stored in advance in the control device 11 of the machining center 10, first, in step S410, the workpiece W is placed on the table 23, and the machining position below the spindle is processed. Set to In accordance with a program stored in the machining center 10, the process proceeds to machining step S 412, and the tool 18 corresponding to the machining content is automatically exchanged using the automatic tool exchange unit 30. In step S414, the shape is processed in advance.

ワークWの加工が済んだ後、ステップS416に進み加工部の測定を実行する。測定については、図5で詳述する。測定箇所が複数個所あれば測定が完了する(ステップS418)まで測定を継続する。なお、測定に関しては予め測定位置や回数等がプログラムで定められているので、通常この判断は不要である。測定が済んだらステップS420へ進む。次に、次のワークWの加工及び測定に移るため、ワークWを次工程へ搬送し、一連の自動加工及び測定を終了する(ステップS422)。なお、マシニング・センタ10に格納されたプログラムが測定後待機や加工等の搬送以外を指示している場合には、測定終了ステップS418後のステップS420において、待機ルーチンのステップS424へ移る。その後、割り込み信号等によりマシニング・センタ10は再稼働し、プログラムに従い(ステップS426)終了、測定(ステップS416)、加工(ステップS412)の各ルーチンに分岐する。   After the workpiece W has been machined, the process proceeds to step S416 to measure the machining portion. The measurement will be described in detail with reference to FIG. If there are a plurality of measurement points, the measurement is continued until the measurement is completed (step S418). Regarding measurement, since the measurement position, the number of times, and the like are determined in advance by the program, this determination is usually unnecessary. When the measurement is completed, the process proceeds to step S420. Next, in order to shift to the processing and measurement of the next workpiece W, the workpiece W is transferred to the next process, and a series of automatic processing and measurement is finished (step S422). Note that if the program stored in the machining center 10 instructs other than conveyance after measurement, such as waiting for measurement or processing, the process proceeds to step S424 of the standby routine in step S420 after the measurement end step S418. Thereafter, the machining center 10 restarts due to an interrupt signal or the like, and branches to the routines of termination, measurement (step S416), and processing (step S412) according to the program (step S426).

次に図5に、図4のステップS416で示したワーク測定の詳細を示す。図5(a)は主としてレシーバ112の動作を説明する図であり、図5(b)は主としてゲージ120の動作を説明する図である。マシニング・センタ10が工作機械の測定の状態になると、ステップS510において、主軸ハウジング15に取り付けるツール18を、ゲージ120付きツール18に交換する。次に、ゲージ120と制御装置11が内蔵するレシーバ112の間で無線通信、ここではブルートゥース(登録商標)のようなスペクトル拡散通信が確立されるよう、ゲージ120を電源部130の加速度センサ133で起動する(ステップS512)。その後、ステップS514で、工作機械10は制御装置11に組み込まれたプログラムに従い、ゲージ120をワークWの測定位置へ移動する。ステップS516で、レシーバ112はゲージ120へ測定の指示と所定フォーマットでデータを送信するよう要求する。レシーバ112はゲージ120から無線送信された測定データを、ステップS518で受信する。一連のデータ送受信が終わったら、ステップS520でレシーバ112はゲージ120へ測定終了の指令信号を送信する。次にステップS522でさらに他の測定があるか確認し、あればステップS514に戻り、ステップS514〜S520を繰り返す。無ければステップS524に進み、測定指示信号の停止で、測定部124の通電を停止する。そしてスリープ信号で通信部123の通電を停止する。   Next, FIG. 5 shows details of the workpiece measurement shown in step S416 of FIG. FIG. 5A is a diagram for mainly explaining the operation of the receiver 112, and FIG. 5B is a diagram for mainly explaining the operation of the gauge 120. When the machining center 10 is in the measurement state of the machine tool, the tool 18 attached to the spindle housing 15 is replaced with the tool 18 with the gauge 120 in step S510. Next, the gauge 120 is connected with the acceleration sensor 133 of the power supply unit 130 so that wireless communication, here, spread spectrum communication such as Bluetooth (registered trademark) is established between the gauge 120 and the receiver 112 built in the control device 11. Start (step S512). Thereafter, in step S514, the machine tool 10 moves the gauge 120 to the measurement position of the workpiece W in accordance with a program incorporated in the control device 11. In step S516, the receiver 112 requests the gauge 120 to transmit a measurement instruction and data in a predetermined format. The receiver 112 receives the measurement data wirelessly transmitted from the gauge 120 in step S518. When a series of data transmission / reception is completed, the receiver 112 transmits a measurement end command signal to the gauge 120 in step S520. Next, in step S522, it is confirmed whether there is another measurement, and if there is, the process returns to step S514, and steps S514 to S520 are repeated. If not, the process proceeds to step S524, and energization of the measurement unit 124 is stopped when the measurement instruction signal is stopped. Then, the energization of the communication unit 123 is stopped by the sleep signal.

一方ゲージ120側では、工作機械10の状態が工作機械の測定になっていると、ステップS530で加速度センサ133の作動を待ち、加速度センサ133が作動したらスイッチ134を投入して通信部123を通電し、ゲージ120の待機モードに移る(ステップS532)。なお、それまでのゲージ120の状態は、スリープ・モードである。その後、ステップS534で、ゲージ120とレシーバ112の同期を図って通信を確立する。ステップS536で、レシーバ112からの測定指令及びデータ送信要求を受信するのを待ち、受信次第、ステップS538でスイッチ122を投入して測定部124を通電し、ゲージ120を待機モードから測定モードに移す。ゲージ120が測定モードに移ったので、制御装置11に格納されたプログラムに従い、測定を実行し(ステップS540)、レシーバ112に定められたフォーマットで測定データを送信する(ステップS542)。ステップS544に進み、レシーバ112から測定信号を受信中かを確認する。受信中であれば、ステップS540に戻りステップS540〜S542を繰り返す。受信が完了しておれば、ステップS546に進み、スイッチ122を切断して測定部124の通電を止め、ゲージ120を待機モードにする。その後スリープ信号がレシーバ112から送信されるのを待ち(ステップS548)、スリープ信号が送られてきたらスイッチ134を切断して通信部123を非通電にし、ゲージ120をスリープ・モードに移す(ステップS550)。   On the other hand, on the gauge 120 side, when the state of the machine tool 10 is the measurement of the machine tool, in step S530, the operation of the acceleration sensor 133 is waited. When the acceleration sensor 133 is activated, the switch 134 is turned on to energize the communication unit 123. Then, the gauge 120 is shifted to the standby mode (step S532). The state of the gauge 120 so far is the sleep mode. Thereafter, in step S534, the gauge 120 and the receiver 112 are synchronized to establish communication. In step S536, it waits for reception of a measurement command and a data transmission request from the receiver 112. Upon receipt, the switch 122 is turned on in step S538 to energize the measurement unit 124, and the gauge 120 is moved from the standby mode to the measurement mode. . Since the gauge 120 has moved to the measurement mode, the measurement is executed according to the program stored in the control device 11 (step S540), and the measurement data is transmitted in the format determined by the receiver 112 (step S542). In step S544, it is confirmed whether a measurement signal is being received from the receiver 112. If reception is in progress, the process returns to step S540 and steps S540 to S542 are repeated. If the reception is completed, the process proceeds to step S546, where the switch 122 is disconnected to stop energization of the measurement unit 124, and the gauge 120 is set to the standby mode. Thereafter, it waits for the sleep signal to be transmitted from the receiver 112 (step S548). When the sleep signal is transmitted, the switch 134 is disconnected to de-energize the communication unit 123, and the gauge 120 is shifted to the sleep mode (step S550). ).

以上説明したように、本発明によれば工作機械の本体側にある制御装置に設けたレシーバと工作機械の主軸先端に取り付けたツールが備えるゲージ間で無線通信する際に、ゲージが、ゲージによる測定時に通信部のみならず測定部へも通電する測定モードと、測定部は通電が停止されているけれども通信部が通電されて通信可能になっている待機モードと、電源部のみ通電されているスリープ・モードを備えているので、通信のみ実行する場合の電力消費が抑制され、リモートに設けられて商用電源を利用できず電池からしか電力を供給されないゲージを長寿命化できる。そのため、自動でツール交換するマシニング・センタ等の自動機械における電池交換の不便さを低減できる。   As described above, according to the present invention, when wireless communication is performed between a receiver provided in a control device on the machine tool body side and a gauge provided on a tool attached to the tip of the spindle of the machine tool, the gauge is based on the gauge. Measurement mode that energizes not only the communication unit but also the measurement unit at the time of measurement, standby mode in which the communication unit is energized and communication is possible, but only the power supply unit is energized Since the sleep mode is provided, power consumption when only communication is executed is suppressed, and a gauge that is provided remotely and cannot use a commercial power source and can be supplied with power only from a battery can be extended in life. Therefore, the inconvenience of battery replacement in an automatic machine such as a machining center that automatically changes tools can be reduced.

なお上記実施例では縦型のマシニング・センタを例に取り説明したが、横型や門型の場合にも適用できることは言うまでもない。また、ワークやツールの移動は上記実施例に限るものではなく、ツールの自動交換方法も上記実施例に限るものではないことは容易に想像できることである。要するに本発明は、ツールが工作機械の先端に取り付けられるため、データ送信を無線に頼らざるを得なく、センサ側であるゲージに供給する電力が電池にならざるを得ない状況下での電力消費を低減できる方法および装置を提供するものである。   In the above embodiment, the vertical machining center has been described as an example, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a horizontal type or a portal type. Moreover, it can be easily imagined that the movement of the workpiece and the tool is not limited to the above-described embodiment, and the automatic replacement method of the tool is not limited to the above-described embodiment. In short, since the tool is attached to the tip of a machine tool, the present invention has to rely on wireless for data transmission, and the power consumption in a situation where the power supplied to the gauge on the sensor side must be a battery. The present invention provides a method and apparatus capable of reducing the above.

10…工作機械(マシニング・センタ)、11…制御装置、12…コラム、13…(回転)駆動手段、14…主軸頭、15…主軸ハウジング、18…ツール、18a…シャンク部、20…加工・測定部、21…工具マガジン、21a…工具ポット、22…(ロータリ・)テーブル、22b…支柱、23、24…テーブル、25…サドル、27、27a…ベッド、30…ツール交換部、40…加工・測定具取付け部、100…無線通信装置、110…通信基地局、111…インターフェース(I/F)、112…(トランスミッタ・)レシーバ、113…ディスプレイ、114…バス、115…アンテナ手段、120…ゲージ(測定具)、122…スイッチ、123…通信部、124…測定部、125…アンテナ手段、130…電源部、131…電池、132…電源回路、133…加速度センサ、134…スイッチ、Hi…稼働中、Lo…非稼働中、t〜t24…切換タイミング DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Machine tool (machining center), 11 ... Control apparatus, 12 ... Column, 13 ... (Rotation) drive means, 14 ... Spindle head, 15 ... Spindle housing, 18 ... Tool, 18a ... Shank part, 20 ... Processing Measuring unit, 21 ... tool magazine, 21a ... tool pot, 22 ... (rotary) table, 22b ... column, 23, 24 ... table, 25 ... saddle, 27, 27a ... bed, 30 ... tool changer, 40 ... machining Measuring instrument mounting part, 100: wireless communication device, 110: communication base station, 111: interface (I / F), 112 ... (transmitter) receiver, 113 ... display, 114 ... bus, 115 ... antenna means, 120 ... Gauge (measuring instrument), 122 ... switch, 123 ... communication section, 124 ... measurement section, 125 ... antenna means, 130 ... power supply section, 131 ... battery, 13 ... power circuit, 133 ... acceleration sensor, 134 ... switch, Hi ... running, Lo ... in non-working, t 1 ~t 24 ... switching timing

Claims (5)

基地局と、遠隔に配置された電池を有するゲージとの間で無線通信する無線通信装置であって、前記ゲージは工作機械に取り付けられるものにおいて、
前記ゲージは、
前記電池で駆動される通信部と測定部、および前記通信部と前記測定部を起動させる起動手段を備え、
前記通信部と前記測定部がともに非通電のスリープ・モードと、
前記通信部は通電しかつ前記測定部が非通電の待機モードと、
前記通信部と前記測定部の双方が通電している測定モードとの3つの異なる運転モードで使用されるものであることを特徴とする無線通信装置。
A wireless communication device that wirelessly communicates between a base station and a gauge having a battery disposed remotely, wherein the gauge is attached to a machine tool.
The gauge is
A communication unit and a measurement unit driven by the battery, and an activation unit that activates the communication unit and the measurement unit,
Sleep mode in which both the communication unit and the measurement unit are de-energized,
A standby mode in which the communication unit is energized and the measurement unit is de-energized;
A wireless communication apparatus, which is used in three different operation modes: a measurement mode in which both the communication unit and the measurement unit are energized.
前記工作機械は、自動ツール交換可能なマシニング・センタと複合旋盤のいずれかであり、前記ゲージは測長器、位置検出センサ、温度センサ、振動センサ、圧力センサ、湿度センサの少なくともいずれかである請求項1に記載の無線通信装置。   The machine tool is an automatic tool changeable machining center or a combined lathe, and the gauge is at least one of a length measuring device, a position detection sensor, a temperature sensor, a vibration sensor, a pressure sensor, and a humidity sensor. The wireless communication apparatus according to claim 1. 基地局と工作機械に配置された電池を有するゲージとの間で無線通信する無線通信装置における消費電力の低減方法において、
前記ゲージが所定大きさ以上の振動または変位を検出したら起動手段を作動させて、少なくとも前記ゲージに備えられ、前記基地局との間で通信する通信部へ前記電池から通電し、
それと同時かまたはその後に、工作機械に取り付けた測定子で予め定めた物理量を計測する測定部へ通電して測定モードに移行し、
前記ゲージの計測が終了した後は前記基地局と前記通信部との間で通信するため前記通信部のみ通電し、前記測定部を非通電とする待機モードへ移行することを特徴とする無線通信装置における消費電力の低減方法。
In a method for reducing power consumption in a wireless communication device that wirelessly communicates between a base station and a gauge having a battery disposed in a machine tool,
When the gauge detects a vibration or displacement of a predetermined size or more, the starting means is activated, and at least the gauge is provided, and the battery is energized to the communication unit that communicates with the base station,
At the same time or after that, the measurement unit that measures a predetermined physical quantity with a probe attached to the machine tool is energized to shift to the measurement mode,
After the measurement of the gauge is completed, wireless communication is performed in which only the communication unit is energized to communicate between the base station and the communication unit, and a transition is made to a standby mode in which the measurement unit is de-energized. A method for reducing power consumption in an apparatus.
前記測定部による計測の終了後または計測の前であって、通信部が通信完了した状態に、通信部と測定部の双方と前記電池との間を非通電とするスリープ・モードを有することを特徴とする請求項3に記載の無線通信装置における消費電力の低減方法。   After the measurement by the measurement unit or before the measurement, the communication unit has a sleep mode in which communication between the communication unit and the measurement unit and the battery is de-energized in a state where communication is completed. The method for reducing power consumption in the wireless communication apparatus according to claim 3. 前記工作機械は、自動ツール交換可能なマシニング・センタと複合旋盤のいずれかであり、前記ゲージは測長器、位置検出センサ、温度センサ、振動センサ、圧力センサ、湿度センサの少なくともいずれかである請求項3または4に記載の無線通信装置における消費電力の低減方法。   The machine tool is an automatic tool changeable machining center or a combined lathe, and the gauge is at least one of a length measuring device, a position detection sensor, a temperature sensor, a vibration sensor, a pressure sensor, and a humidity sensor. A method for reducing power consumption in a wireless communication device according to claim 3 or 4.
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