JPH05197410A - 光ファイバを備えた複数の可動要素の位置制御装置 - Google Patents
光ファイバを備えた複数の可動要素の位置制御装置Info
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- JPH05197410A JPH05197410A JP4234253A JP23425392A JPH05197410A JP H05197410 A JPH05197410 A JP H05197410A JP 4234253 A JP4234253 A JP 4234253A JP 23425392 A JP23425392 A JP 23425392A JP H05197410 A JPH05197410 A JP H05197410A
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザーと光ファイバ通信ネットワークを用
いて光信号を機械上の所定の場所へ分配する工作機械案
内システムを提供する。 【構成】 複数のレーザー・ビームを発生するレーザー
源（３５）及びスプリッタ（３６，５３）と、それぞれ
が少なくとも１つの軸に沿って運動可能な機械の複数の
可動要素（３４）に作動的に接続され、レーザー光信号
を受信してそれから位置情報を含むレーザー信号を発生
する手段（３７、５８）を備えた位置モニターと、複数
の要素からの位置信号を処理して各要素の位置を制御す
る制御信号を発生する制御プロセッサ（４４）とより成
り、光ファイバネットワーク（４０、５０）がレーザー
光信号をレーザー源から各要素へ送信し且つ位置変調さ
れたレーザー光信号を各要素から前記制御プロセッサへ
送信する。
いて光信号を機械上の所定の場所へ分配する工作機械案
内システムを提供する。 【構成】 複数のレーザー・ビームを発生するレーザー
源（３５）及びスプリッタ（３６，５３）と、それぞれ
が少なくとも１つの軸に沿って運動可能な機械の複数の
可動要素（３４）に作動的に接続され、レーザー光信号
を受信してそれから位置情報を含むレーザー信号を発生
する手段（３７、５８）を備えた位置モニターと、複数
の要素からの位置信号を処理して各要素の位置を制御す
る制御信号を発生する制御プロセッサ（４４）とより成
り、光ファイバネットワーク（４０、５０）がレーザー
光信号をレーザー源から各要素へ送信し且つ位置変調さ
れたレーザー光信号を各要素から前記制御プロセッサへ
送信する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は装置の運動を制御する案
内システムに関し、さらに詳細には、レーザーと光ファ
イバ通信ネットワークを用いて光信号を機械上の所定の
場所へ分配する工作機械案内システムに関する。
内システムに関し、さらに詳細には、レーザーと光ファ
イバ通信ネットワークを用いて光信号を機械上の所定の
場所へ分配する工作機械案内システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】工作機械の分野では、位置読取り及び信
号処理の精度は依然として大きな改良の必要な領域であ
る。工作機械、特にＮＣ／ＣＮＣ装置では、位置を正確
に測定する能力の向上が強く求められている。例えば、
共通のＮＣ／ＣＮＣ旋盤の較正は、一時的な較正レーザ
ーを作動させレーザーによる距離の読みを機械が実際に
走行した距離の読みと比較することにより行うのが普通
である。レーザーによる距離測定装置で得られる分解能
は機械の読みと比べると格段に大きいため、機械を較正
するにはその機械の読みをレーザーの読みにセットす
る。しかしながら、よく知られているように、このよう
な機械は直ぐに且つ容易に正確に較正された状態から外
れることがある。かくして、レーザー式較正機構の精度
で絶えず作動可能なリアルタイム測定システムに対する
要望が当該技術分野において長い間存在していた。
号処理の精度は依然として大きな改良の必要な領域であ
る。工作機械、特にＮＣ／ＣＮＣ装置では、位置を正確
に測定する能力の向上が強く求められている。例えば、
共通のＮＣ／ＣＮＣ旋盤の較正は、一時的な較正レーザ
ーを作動させレーザーによる距離の読みを機械が実際に
走行した距離の読みと比較することにより行うのが普通
である。レーザーによる距離測定装置で得られる分解能
は機械の読みと比べると格段に大きいため、機械を較正
するにはその機械の読みをレーザーの読みにセットす
る。しかしながら、よく知られているように、このよう
な機械は直ぐに且つ容易に正確に較正された状態から外
れることがある。かくして、レーザー式較正機構の精度
で絶えず作動可能なリアルタイム測定システムに対する
要望が当該技術分野において長い間存在していた。
【０００３】旋盤のような工作機械用の連続式レーザー
測定システムを設計しようとすると、克服困難な問題が
種々発生する。このような機械にはかなりの振動があ
り、例えば、幾つかの直線軸に沿うアラインメント及び
位置を維持する目的で複数のレーザーを旋盤上の種々の
位置に取り付けるのは不可能である。運動する部分上に
レーザーを正確に取り付けそれを維持するのは実際もっ
て不可能である。同様に、レーザーが発生した光を種々
の所定パスに導くため、振動する機械の上に鏡及びプリ
ズムを取り付けたシステムは高価であり、また機械の融
通性が失われるほど大型であり、またそのコストも途方
もなく大きい。さらに、ビームをそれぞれ異なる場所へ
送るには、光のパスに対する外部からの妨害を排除する
ため複雑な遮蔽を行う必要がある。従って、種々の実際
的な工学上及びコスト上の理由により、可動要素の距離
及びアラインメントを制御するレーザーの能力を工作機
械のような分野に容易に拡張して利用することは行われ
ていない。
測定システムを設計しようとすると、克服困難な問題が
種々発生する。このような機械にはかなりの振動があ
り、例えば、幾つかの直線軸に沿うアラインメント及び
位置を維持する目的で複数のレーザーを旋盤上の種々の
位置に取り付けるのは不可能である。運動する部分上に
レーザーを正確に取り付けそれを維持するのは実際もっ
て不可能である。同様に、レーザーが発生した光を種々
の所定パスに導くため、振動する機械の上に鏡及びプリ
ズムを取り付けたシステムは高価であり、また機械の融
通性が失われるほど大型であり、またそのコストも途方
もなく大きい。さらに、ビームをそれぞれ異なる場所へ
送るには、光のパスに対する外部からの妨害を排除する
ため複雑な遮蔽を行う必要がある。従って、種々の実際
的な工学上及びコスト上の理由により、可動要素の距離
及びアラインメントを制御するレーザーの能力を工作機
械のような分野に容易に拡張して利用することは行われ
ていない。
【０００４】従来技術の一般的なレーザーの用途とし
て、距離を測定したり車両のような可動物体を所定のパ
スに沿って誘導することがある。その代表的な米国特許
第４，７０６，７７３号（発明者：Reinaud)には、トラ
クター或いは他のタイプの車両の頂部に取り付けられた
レーザーがビームを車両の運動方向に沿う反射性目標へ
向け、案内システムが反射ビームにより位置信号を発生
させて車両を所定のパスに沿って案内する。これらのシ
ステムは全て上述した問題、即ち、レーザーが振動を受
けやすい運動部分上に直接取り付けられることに起因す
る問題点を有する。また、制御の目的で複数の反射性目
標を利用するにはビーム走査・回転のようなさらに別の
技術を普通用いる必要がある。かかる大型ハードウエア
はある特定の大型車両及び大型機械には使用可能であろ
うが、小型の工作機械、特にアラインメント及び距離の
許容誤差が格段に小さい用途には不適当である。
て、距離を測定したり車両のような可動物体を所定のパ
スに沿って誘導することがある。その代表的な米国特許
第４，７０６，７７３号（発明者：Reinaud)には、トラ
クター或いは他のタイプの車両の頂部に取り付けられた
レーザーがビームを車両の運動方向に沿う反射性目標へ
向け、案内システムが反射ビームにより位置信号を発生
させて車両を所定のパスに沿って案内する。これらのシ
ステムは全て上述した問題、即ち、レーザーが振動を受
けやすい運動部分上に直接取り付けられることに起因す
る問題点を有する。また、制御の目的で複数の反射性目
標を利用するにはビーム走査・回転のようなさらに別の
技術を普通用いる必要がある。かかる大型ハードウエア
はある特定の大型車両及び大型機械には使用可能であろ
うが、小型の工作機械、特にアラインメント及び距離の
許容誤差が格段に小さい用途には不適当である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、それぞれのパス沿って運動するがかなりの振動
を受けやすい複数の要素を備えた工作機械及び他の物体
にとって有用な案内または制御システムを提供すること
にある。
目的は、それぞれのパス沿って運動するがかなりの振動
を受けやすい複数の要素を備えた工作機械及び他の物体
にとって有用な案内または制御システムを提供すること
にある。
【０００６】上記目的に鑑みて、本発明は、複数のレー
ザー・ビームを発生するレーザー源と、それぞれが少な
くとも１つの軸に沿って運動可能な複数の可動要素に作
動的に接続され、レーザー光信号を受信してそれから位
置情報を含むレーザー信号を発生する手段を備えた位置
モニター手段と、複数の要素からの位置信号を処理して
各要素の位置を制御する制御信号を発生する制御プロセ
ッサとより成り、光ファイバ回路がレーザー光信号を前
記レーザー源から各要素へ送信し且つ位置変調されたレ
ーザー光信号を各要素から前記制御プロセッサへ送信す
ることを特徴とする、複数の可動要素の位置制御装置を
提供する。
ザー・ビームを発生するレーザー源と、それぞれが少な
くとも１つの軸に沿って運動可能な複数の可動要素に作
動的に接続され、レーザー光信号を受信してそれから位
置情報を含むレーザー信号を発生する手段を備えた位置
モニター手段と、複数の要素からの位置信号を処理して
各要素の位置を制御する制御信号を発生する制御プロセ
ッサとより成り、光ファイバ回路がレーザー光信号を前
記レーザー源から各要素へ送信し且つ位置変調されたレ
ーザー光信号を各要素から前記制御プロセッサへ送信す
ることを特徴とする、複数の可動要素の位置制御装置を
提供する。
【０００７】好ましい実施例では、単一のレーザーの出
力を複数のレーザー・ビーム信号に分割し、そのうちの
任意のものまたは全てを光ファイバ・ケーブルに結合し
て機械上の所定の場所へ導き、そこでビームを測定或い
はアラインメントのために所定の目標へ向ける。同様
に、位置またはアラインメント情報を含んだ受信光信号
を光ファイバを介して中央制御ユニットへ結合する。こ
のようにすると、任意の数の可動要素をその位置及びア
ラインメントにつきモニターすることが可能であり、光
ビーム自体のアラインメントも維持することができる。
力を複数のレーザー・ビーム信号に分割し、そのうちの
任意のものまたは全てを光ファイバ・ケーブルに結合し
て機械上の所定の場所へ導き、そこでビームを測定或い
はアラインメントのために所定の目標へ向ける。同様
に、位置またはアラインメント情報を含んだ受信光信号
を光ファイバを介して中央制御ユニットへ結合する。こ
のようにすると、任意の数の可動要素をその位置及びア
ラインメントにつきモニターすることが可能であり、光
ビーム自体のアラインメントも維持することができる。
【０００８】以下、添付図面を参照して本発明を実施例
につき詳細に説明する。
につき詳細に説明する。
【０００９】
【実施例】この好ましい実施例は、本発明を数値コンピ
ュータ制御式普通旋盤へ利用したものである。しかしな
がら、本発明は他の種類の工作機械、及び機械化要素並
びに直線及び曲線の両方の所定のパスに沿って運動する
よう制御される１または２以上の可動要素を含んだ他の
システムにも利用可能なことを理解されたい。
ュータ制御式普通旋盤へ利用したものである。しかしな
がら、本発明は他の種類の工作機械、及び機械化要素並
びに直線及び曲線の両方の所定のパスに沿って運動する
よう制御される１または２以上の可動要素を含んだ他の
システムにも利用可能なことを理解されたい。
【００１０】図１は、一端にテール・ストック２６を、
反対端にヘッド・ストック２８を有する旋盤ベッド２５
を概略的に示す。図示のクロス・スライド３０は駆動機
構３１により公知の態様でＺ方向に運動する。このクロ
ス・スライドはツール・ホルダー３４を支持しており、
このホルダーはＸ方向において運動可能であって公知の
態様で動作する。ＣＮＣユニット４４は、駆動機構を制
御してツール・ホルダー３４のＸ及びＹ方向の位置を従
来技術に従って制御する。
反対端にヘッド・ストック２８を有する旋盤ベッド２５
を概略的に示す。図示のクロス・スライド３０は駆動機
構３１により公知の態様でＺ方向に運動する。このクロ
ス・スライドはツール・ホルダー３４を支持しており、
このホルダーはＸ方向において運動可能であって公知の
態様で動作する。ＣＮＣユニット４４は、駆動機構を制
御してツール・ホルダー３４のＸ及びＹ方向の位置を従
来技術に従って制御する。
【００１１】本発明のレーザー／光ファイバ制御システ
ムは、距離及びアラインメントを得る公知の技術を利用
する。かかる技術は当該技術分野において知られてお
り、従ってそれ自体本発明の一部を形成するものではな
い。かくして、従来技術では、反射性目標へ向けたレー
ザー・ビームが反射して光レシーバに戻ってきたとき反
射レーザー・ビームの位相または他の情報を検出して距
離を測定することが知られている。通常、かかるシステ
ムは何等かの変調及び復調を行う。同様に、レーザーに
よるアラインメントの確立は通常、光検出器をビームの
パスに関して複数個配置し、ビームのアラインメントが
ずれると光検出器がオフセット信号を発生するようにし
て行っている。この技術は本発明の一部を形成するもの
であり、さらに詳細に立入ることなく以下に説明する。
ムは、距離及びアラインメントを得る公知の技術を利用
する。かかる技術は当該技術分野において知られてお
り、従ってそれ自体本発明の一部を形成するものではな
い。かくして、従来技術では、反射性目標へ向けたレー
ザー・ビームが反射して光レシーバに戻ってきたとき反
射レーザー・ビームの位相または他の情報を検出して距
離を測定することが知られている。通常、かかるシステ
ムは何等かの変調及び復調を行う。同様に、レーザーに
よるアラインメントの確立は通常、光検出器をビームの
パスに関して複数個配置し、ビームのアラインメントが
ずれると光検出器がオフセット信号を発生するようにし
て行っている。この技術は本発明の一部を形成するもの
であり、さらに詳細に立入ることなく以下に説明する。
【００１２】レーザー装置３５はヘッド・ストックに接
続されている。しかしながら、このレーザーは振動性衝
撃または光或いは他の種類の妨害を最小限に抑えるため
機械から完全に分離させて取り付けることが可能であ
る。図示の構成では、レーザーの出力はＺ軸ビーム・ス
プリッタ３６を介して直接取り出され、Ｚ軸アラインメ
ント・ビーム３２とＺ軸位置ビーム３３が発生される。
特にレーザーが機械の上に取り付けられていない場合、
別の方法として、レーザー３５の出力を光ファイバによ
りスプリッタ３６に結合することが可能である。Ｚ軸ア
ラインメント・ビーム３２はＺ軸アラインメント検出器
３８に向けられるが、その出力は連結ケーブル（図示せ
ず）により入力ブロック４３へ適宜接続されている。Ｘ
軸ビーム・スプリッタ３６により分割されるビームの別
の部分はＺ軸位置リフレクタ３７へ向けられ、反射ビー
ムがＺ軸位置レシーバ３９により検出される。検出され
た光ビームはＺ軸光ファイバ・ケーブル４０により図示
のごとく入力ブロック４３に結合される。
続されている。しかしながら、このレーザーは振動性衝
撃または光或いは他の種類の妨害を最小限に抑えるため
機械から完全に分離させて取り付けることが可能であ
る。図示の構成では、レーザーの出力はＺ軸ビーム・ス
プリッタ３６を介して直接取り出され、Ｚ軸アラインメ
ント・ビーム３２とＺ軸位置ビーム３３が発生される。
特にレーザーが機械の上に取り付けられていない場合、
別の方法として、レーザー３５の出力を光ファイバによ
りスプリッタ３６に結合することが可能である。Ｚ軸ア
ラインメント・ビーム３２はＺ軸アラインメント検出器
３８に向けられるが、その出力は連結ケーブル（図示せ
ず）により入力ブロック４３へ適宜接続されている。Ｘ
軸ビーム・スプリッタ３６により分割されるビームの別
の部分はＺ軸位置リフレクタ３７へ向けられ、反射ビー
ムがＺ軸位置レシーバ３９により検出される。検出され
た光ビームはＺ軸光ファイバ・ケーブル４０により図示
のごとく入力ブロック４３に結合される。
【００１３】別の光出力がレーザー３５から取り出され
Ｘ軸光カップラ４８を介してＸ軸光ファイバ・ケーブル
５０に結合されるように図示してある。ここで注目すべ
きは、この光信号をビーム・スプリッタから取り出して
光ファイバ５０に結合することもできることである。光
ファイバ・ケーブル５０は光をデカップラ５２へ送り、
このデカップラからの光がＸ軸ビーム・スプリッタ５３
へ入るとＸ軸位置ビーム５５とＸ軸アラインメント・ビ
ーム５７が発生する。このＸ軸位置ビームはＸ軸リフレ
クタ５８へ向けられ、反射した戻りの信号がレシーバ
（図示せず）によりピックアップされてケーブル６０に
より入力ブロック４３へ結合される。同様に、アライン
メント・ビーム５７がＸ軸アラインメント・ディテクタ
５９へ向けられ、その出力信号が同様にケーブル（図示
せず）により入力ブロックへ結合される。ビームのアラ
インメントがずれたことが検出されると、オペレータへ
警告を与えるメッセージが発生する。或いは、例えばビ
ーム・スプリッタを動かすことによりアラインメントを
補正するアラインメント手段を機械に具備することも可
能である。
Ｘ軸光カップラ４８を介してＸ軸光ファイバ・ケーブル
５０に結合されるように図示してある。ここで注目すべ
きは、この光信号をビーム・スプリッタから取り出して
光ファイバ５０に結合することもできることである。光
ファイバ・ケーブル５０は光をデカップラ５２へ送り、
このデカップラからの光がＸ軸ビーム・スプリッタ５３
へ入るとＸ軸位置ビーム５５とＸ軸アラインメント・ビ
ーム５７が発生する。このＸ軸位置ビームはＸ軸リフレ
クタ５８へ向けられ、反射した戻りの信号がレシーバ
（図示せず）によりピックアップされてケーブル６０に
より入力ブロック４３へ結合される。同様に、アライン
メント・ビーム５７がＸ軸アラインメント・ディテクタ
５９へ向けられ、その出力信号が同様にケーブル（図示
せず）により入力ブロックへ結合される。ビームのアラ
インメントがずれたことが検出されると、オペレータへ
警告を与えるメッセージが発生する。或いは、例えばビ
ーム・スプリッタを動かすことによりアラインメントを
補正するアラインメント手段を機械に具備することも可
能である。
【００１４】別々の、または直交直線軸に沿う運動を制
御するための好ましい実施例につき説明したが、本発明
のシステムはそれに限定されるものではない。運動が直
線状である場合、３次元の系内の任意の相対角度を有す
る軸に沿わせることが可能である。さらに、任意の数の
要素を単一のレーザー及びビーム・スプリッタまたは複
数のレーザーで制御することが可能であり、この光源は
振動の悪い影響に露されない任意の安定な場所に配置す
る。各々がレーザー光を結合するための関連のカップラ
とそれから光を取り出すためのデカップラを有する複数
の光ファイバより成るネットワークを用いることによ
り、安定な光源を複数位置において工作機械システム整
列させることが可能である。光ファイバ・ケーブル４
０、５０を概略的に示したが、これらのケーブルは実際
にはいかなる態様にあっても機械の動作或いは運動を妨
害しないように機械に固着される。振動に起因する問題
はレーザーを機械上またはそれから外れたしっかりした
基礎の上に取り付け、ビーム・スプリッタ及び／または
ケーブルから光を分離するデカップラをしっかりと固着
し、ビームのアラインメントを保持するアラインメント
手段を設けることにより最小限に抑えることができる。
御するための好ましい実施例につき説明したが、本発明
のシステムはそれに限定されるものではない。運動が直
線状である場合、３次元の系内の任意の相対角度を有す
る軸に沿わせることが可能である。さらに、任意の数の
要素を単一のレーザー及びビーム・スプリッタまたは複
数のレーザーで制御することが可能であり、この光源は
振動の悪い影響に露されない任意の安定な場所に配置す
る。各々がレーザー光を結合するための関連のカップラ
とそれから光を取り出すためのデカップラを有する複数
の光ファイバより成るネットワークを用いることによ
り、安定な光源を複数位置において工作機械システム整
列させることが可能である。光ファイバ・ケーブル４
０、５０を概略的に示したが、これらのケーブルは実際
にはいかなる態様にあっても機械の動作或いは運動を妨
害しないように機械に固着される。振動に起因する問題
はレーザーを機械上またはそれから外れたしっかりした
基礎の上に取り付け、ビーム・スプリッタ及び／または
ケーブルから光を分離するデカップラをしっかりと固着
し、ビームのアラインメントを保持するアラインメント
手段を設けることにより最小限に抑えることができる。
【００１５】さらに、複数の別個の可動要素、例えば機
械、車両、キャリア等を協調的に位置制御するのも本発
明の範囲内にある。図２から分かるように、工業システ
ムは協調させる必要のある複数の可動要素６３よりな
る。各要素は２または３次元の中で運動可能であり、各
要素の位置は相互に依存しているため互いに制御する必
要がある。この構成では、中央のレーザー・ビーム発生
源６５を用いて１個または２個以上の光ビームを発生さ
せ、これらのビームを光ファイバのネットワーク６６を
介して各要素に送り、戻りの信号を同じネットワークを
介してＣＮＣユニットまたは他の適当なコンピュータ制
御装置６８へ送る。コンピュータ制御ユニットにより発
生される制御信号を普通のケーブルを介して各可動要素
に関連する駆動機構へ結合し、これにより協調的な制御
を行う。かくして、複数の要素のうちの第１のものの位
置が第２のものの位置を求めるに当たり制御装置６８に
より利用される。或いは、各要素６３は旋盤のように独
立型の機械であってもよい。
械、車両、キャリア等を協調的に位置制御するのも本発
明の範囲内にある。図２から分かるように、工業システ
ムは協調させる必要のある複数の可動要素６３よりな
る。各要素は２または３次元の中で運動可能であり、各
要素の位置は相互に依存しているため互いに制御する必
要がある。この構成では、中央のレーザー・ビーム発生
源６５を用いて１個または２個以上の光ビームを発生さ
せ、これらのビームを光ファイバのネットワーク６６を
介して各要素に送り、戻りの信号を同じネットワークを
介してＣＮＣユニットまたは他の適当なコンピュータ制
御装置６８へ送る。コンピュータ制御ユニットにより発
生される制御信号を普通のケーブルを介して各可動要素
に関連する駆動機構へ結合し、これにより協調的な制御
を行う。かくして、複数の要素のうちの第１のものの位
置が第２のものの位置を求めるに当たり制御装置６８に
より利用される。或いは、各要素６３は旋盤のように独
立型の機械であってもよい。
【図１】図１はレーザー及び光ファイバ制御システムを
有する旋盤の頂面概略図である。
有する旋盤の頂面概略図である。
【図２】図２は複数の別個のしかしながら相互に依存す
る要素或いは機械に本発明を利用する態様を説明するた
めの概略図である。
る要素或いは機械に本発明を利用する態様を説明するた
めの概略図である。
２５ 旋盤 ２６ テール・ストック ２８ ヘッド・ストック ３０ クロス・スライド ３１ 駆動機構 ３２ Ｚ軸アラインメント・ビーム ３３ Ｚ軸位置ビーム ３４ ツール・ホルダ ３５ レーザ装置 ３６ Ｚ軸ビーム・スプリッタ ３７ Ｚ軸ビーム・レフレクタ Ｚ軸位置リフレクタ ３８ Ｚ軸アラインメント・ディテクタ ４０、５０ 光ファイバ・ケーブル ４３ 入力ブロック ４４ ＣＮＣユニット ５０ Ｘ軸光ファイバ・ケーブル ５２ デカップラ ５３ Ｘ軸ビーム・スプリッタ ５７ Ｘ軸アラインメント・ビーム ５８ Ｘ軸ビーム・リフレクタ
Claims (6)
- 【請求項１】 複数のレーザー・ビームを発生するレー
ザー源と、それぞれが少なくとも１つの軸に沿って運動
可能な複数の可動要素に作動的に接続され、レーザー光
信号を受信してそれから位置情報を含むレーザー信号を
発生する手段を備えた位置モニター手段と、複数の要素
からの位置信号を処理して各要素の位置を制御する制御
信号を発生する制御プロセッサとより成り、光ファイバ
回路がレーザー光信号を前記レーザー源から各要素へ送
信し且つ位置変調されたレーザー光信号を各要素から前
記制御プロセッサへ送信することを特徴とする、複数の
可動要素の位置制御装置。 - 【請求項２】 各要素に接続されその要素に関連するレ
ーザー・ビームのアラインメントをモニターする手段
と、任意の各要素においてミスアラインメントを調整す
る手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載に制
御装置。 - 【請求項３】 前記可動要素が相互依存関係にあり、前
記制御プロセッサが前記要素の少なくとも１つの位置を
別の要素の感知位置の関数として制御することを特徴と
する請求項２に記載の制御装置。 - 【請求項４】 前記可動要素が旋盤の可動部分のうちの
調節可能な種々の部分であることを特徴とする請求項１
乃至３に記載の制御装置。 - 【請求項５】 前記レーザー源が旋盤の任意の振動部分
から離れて取り付けられていることを特徴とする請求項
４に記載の制御装置。 - 【請求項６】 ２つの方向で運動可能な要素を有する機
械装置であって、前記装置が前記要素の運動を制御する
制御システムを有し、前記システムが前記２つの方向の
うちの第１の方向における運動を検出する第１の位置手
段と、前記方向のうちの第２の方向における運動を検出
する第２の位置手段と、位置データを処理して前記要素
の位置を制御するプロセッサ手段と、複数の光ビームを
発生するレーザー源とより成り、第１の光結合手段が少
なくとも１つの光ファイバを有し、レーザー源からの光
ビームを前記第１及び第２の位置手段のそれぞれに結合
し、前記第１の光結合手段と第２の結合手段が前記第１
及び第１の位置手段のそれぞれから位置データを含む光
ビームを前記プロセッサ手段へ結合することを特徴とす
る機械装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/749243 | 1991-08-23 | ||
| US07/749,243 US5164602A (en) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | Machine guidance system utilizing fiber optics |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05197410A true JPH05197410A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=25012902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4234253A Withdrawn JPH05197410A (ja) | 1991-08-23 | 1992-08-10 | 光ファイバを備えた複数の可動要素の位置制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5164602A (ja) |
| EP (1) | EP0529311A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05197410A (ja) |
| CA (1) | CA2076478A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220089202A1 (en) * | 2018-12-17 | 2022-03-24 | Westinghouse Air Brake Technologies Corporation | Device, system, and method for monitoring a distance between rail cars during coupling |
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| DE1913398C3 (de) * | 1969-03-17 | 1974-12-12 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Anordnung zur gesteuerten Führung einer Arbeitsmaschine mit Hilfe von Laserstrahlen |
| DE2009360B2 (de) * | 1970-02-27 | 1973-10-18 | Siemens Ag, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen | Anordnung zur gesteuerten Führung einer Arbeitsmaschine mit Laserstrahlen.- |
| SE354115B (ja) * | 1971-10-13 | 1973-02-26 | Lasergruppen Konsuit Ab | |
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| US4644146A (en) * | 1983-06-29 | 1987-02-17 | Calspan Corporation | Robotic vehicle optical guidance system |
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| SE445779B (sv) * | 1984-11-29 | 1986-07-14 | Santrade Ltd | Givare for metning av ett avlangt maskinelements utbojning och/eller vridning |
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| US5130523A (en) * | 1991-04-22 | 1992-07-14 | Raleigh Freddie L | Coordinate measuring machine with improved flexure and clamp for fiber optic connection |
-
1991
- 1991-08-23 US US07/749,243 patent/US5164602A/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-07-23 EP EP92112609A patent/EP0529311A1/en not_active Withdrawn
- 1992-08-10 JP JP4234253A patent/JPH05197410A/ja not_active Withdrawn
- 1992-08-21 CA CA002076478A patent/CA2076478A1/en not_active Abandoned
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0529311A1 (en) | 1993-03-03 |
| US5164602A (en) | 1992-11-17 |
| CA2076478A1 (en) | 1993-02-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991102 |