JPH0525282B2 - - Google Patents

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JPH0525282B2
JPH0525282B2 JP61504898A JP50489886A JPH0525282B2 JP H0525282 B2 JPH0525282 B2 JP H0525282B2 JP 61504898 A JP61504898 A JP 61504898A JP 50489886 A JP50489886 A JP 50489886A JP H0525282 B2 JPH0525282 B2 JP H0525282B2
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JP
Japan
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tool
head
microprocessor
signal
tools
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Jeimuzu Ranserotsuto Cheisu
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Renishaw PLC
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Renishaw PLC
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Publication date
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Publication of JPH0525282B2 publication Critical patent/JPH0525282B2/ja
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Description

請求の範囲 １ 工具保持ヘツドに釈放自在に（作動時に）支
持され、各々がその工具に特有の抵抗値を有する
識別抵抗手段を具えた複数個の工具の内の１個に
接続される回路であつて、 前記工具が前記工具保持ヘツドに支持されたと
き、前記工具の前記識別抵抗手段の抵抗値から前
記工具の同一性を検出すると共に、その同一性を
示す出力信号を発生させる手段を具えたことを特
徴とする座標測定機または工作機械の回路。
２ 前記回路は、さらに前記工具が前記工具保持
ヘツドに支持されたとき、前記それぞれの工具に
より伝送された信号を処理する複数個の処理回路
と、 前記同一性を示す出力信号によつて作動し、識
別した工具に対応する前記処理回路の１つを選択
すると共に、該選択した処理回路に前記工具によ
り伝送された信号を受信させる手段とを有するこ
とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の回路。
３ 前記回路は、さらに前記工具の同一性を示す
出力信号に従い、前記工具保持ヘツドに支持され
た前記工具に電力およびまたは制御信号を配分す
る手段を有することを特徴とする請求の範囲第１
項または第２項に記載の回路。
４ 工具の同一性を検出する前記手段は、ホスト
コンピユータから予想した工具の同一性を表すコ
ードを受信し、該受信コードと検出した工具の同
一性とを比較し、かつ検出した工具の同一性が受
信コードと一致する場合にのみ前記処理回路の選
択、あるいは電力または制御信号を配分する前記
手段の作動を行わせる手段を有することを特徴と
する請求の範囲第２項または第３項に記載の回
路。
５ 前記検出手段は前記抵抗手段に接続される定
電流源と、前記出力信号を発生させるために定電
流により前記抵抗手段間に発生する電圧を測定す
る手段とを有することを特徴とする請求の範囲第
１ないし４項のいずれかに記載の回路。
６ 前記回路は前記工具の少なくとも１つと組合
わされていることを特徴とする請求の範囲第１な
いし５項のいずれかに記載の回路。
７ 前記工具は測定工具であることを特徴とする
請求の範囲第６項に記載の回路。
８ 前記工具は他の工具を釈放自在に支持する手
段を有する延長バーであることを特徴とする請求
の範囲第６項に記載の回路。
９ 前記延長バーは複数本の電線を有しており、
これらの電線をバーの一端における電気的な接合
具からバーの他端における対応する電気的な接合
具まで平行に配置して延在させ、作動時に前記延
長バーにより前記ヘツドを前記他の工具に接続
し、かつ前記延長バーが前記電線の内の２本の電
線間に接続される抵抗の形態の識別手段とを具え
ていることを特徴とする請求の範囲第８項に記載
の回路。
１０ 信号を発生または伝送する電気回路と、機
械のヘツド上の向かい合う接点と協働する複数の
電気的接点とを有し、前記接点のいくらかは前記
信号を伝送する電気回路に接続されており、かつ
前記接点のいくらかは抵抗に接続されていること
を特徴とする座標測定機または工作機械の工具。
１１ 前記工具は測定工具であることを特徴とす
る請求の範囲第１０項に記載の工具。
１２ 前記工具は前記工具と前記機械のヘツドと
の間に設けられた延長バーによつて釈放自在に支
持されており、前記工具上の電気的接点は延長バ
ー上の向かい合う接点と協働することを特徴とす
る請求の範囲第１０または１１項に記載の工具。
１３ 前記工具は他の工具を釈放自在に支持する
手段を有する延長バーであることを特徴とする請
求の範囲第１０項に記載の工具。
技術分野 本発明は、例えば座標測定機における加工片の
点検用に用いる測定工具交換用、また工作機械用
の工具交換装置に関するものである。
背景技術 斯種工具交換装置の一例は、既に広告されてい
る本願人の国際特許出願WO58／02138号に開示
されている。この出願で例記した装置は複数工具
の内の１個を釈放自在に支持するヘツドを具えて
いる。工具は例えば加工片との接触に応答して信
号を発生するプローブとすることができる。つい
で斯様な信号を工具とヘツドにおける互いに衝合
する電気的な接点を介してコンピユータ（これは
座標測定機または工作機械の一部とすることがで
きる）に伝送する。実際には信号をコンピユータ
に伝送する前に、その信号を調節するのに通常イ
ンターフエースを必要とする。
発明の開示 一種以上の工具をヘツドに接続する必要のある
場合に、これら種々の工具に信号調節、電源およ
び／または制御信号について異なる諸要件を課す
る場合には問題が生ずる。工具を一般的に接続す
るための適当な要件は満足させる必要があり、し
かも例えば工具を不注意で間違つた電源に接続し
た場合には、その工具を破損してしまうことにな
る。
本発明によれば (a) 支持されるべき工具の各々が該工具に特有の
各識別手段を具えており、これら複数個の工具
の内の１個の工具を（作動時に）釈放自在に支
持する支持手段を有している工具保持ヘツド１
０と、 (b) ヘツドによつて前記１個の工具を支持した場
合に、該工具の識別手段から該工具の同一性を
検出すると共に、その同一性を示す出力信号を
発生させる手段と を具えている座標測定機または工作機械用の工具
交換装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
本発明の実施例を添附図面を参照して説明する
に、ここに 第１図は工具交換装置の線図的レイアウトであ
り、 第２図は装置の一部を一層詳細にした概略線図
であり、 第３図は装置の作動を説明する流れ図であり、 第４図は装置に使用する延長バーを線図的に示
したものである。
発明を実施するための最良の形態 第１図を参照するに、座標測定機（これは周知
であり詳細には説明しない）は、テーブル１１に
対して可動自在のヘツド１０を有しており、テー
ブル１１には複数個の種々の工具１２を支持体１
３の各保管位置に配置してある。ヘツド１０は、
種々の工具１２の内のいずれか１つに接続し、か
つその工具を加工片（図示せず）まで動かして、
本願人の前記国際特許出願から一般に周知のよう
に加工片を測定したり、または点検したりするの
に用いられる。
工具１２には本来既知のプローブを設け、これ
により加工片との接触を感知し、かつ加工片に触
れる際にプローブ内の電気的な接点を開くことが
できる。これらの工具には、加工片との接触に応
答するアナログプローブ、近接プローブ、亀裂検
出プローブ、レーザおよび他の光学測定プロー
ブ、ビデオカメラ等を設けて、座標測定機を加工
片の品質面での幅広い変化を点検するための極め
て融通性に富んだ点検装置として用いることがで
きる。
各工具１２は複数個の接点１５，１６に接続さ
れる電気回路１４を有しており、複数個の接点１
５，１６はヘツド１０における衝合接点１５Ａ，
１６Ａと共働して、工具回路１４をヘツド１０に
設けた信号調節ユニツト（“SCU”）１８に接続
する。所定の接点１５は特定工具がヘツド１０に
接続されるのをSCUに認識させるのに用い、ま
た他方の接点１６は操作信号グループ１７を工具
へ、及び工具から伝送するのに用いる。
前記認識には任意のパラメータまたはコードを
用いることができる。本例では、接点１５に接続
される種々の抵抗値の各抵抗１９を工具に設け
る。しかし、工具１２には、例えば種々の値の各
コンデンサを設けたり、または各工具が問合わせ
時に独特のデイジタルコードを伝送し得るように
することもできる。あるいはまた、電気的な接点
１５，１５Ａを介して認識する代りに、各工具に
はヘツド１０における適当なセンサによつて読取
られる独特な光学的または磁気的な認識可能コー
ドを与える素子を持たせることもできる。
本例のSCU１８は、工具１２がヘツドに接続
される際に常に抵抗の抵抗値を求め、これにより
工具を正しく識別するための手段（下記に説明す
る）を具えている。本例ではこの目的のために、
SCUにマイクロプロセツサシステム２０（これ
についても下記に説明する）を用い、かつこれを
適用して各工具１２に対する個別の識別信号２１
を発生させる。しかし、所要に応じ、マイクロプ
ロセツサ以外の回路によつて同じ目的を達成し得
ることは明らかである。
前記他方の接点１６ＳはCCU１８を介してマ
ルチプレクサ２２に接続して、これにより工具１
２からの操作信号グループを各インターフエース
ユニツト２３に伝送し、これらのユニツトにて操
作信号を処理し、これらの信号をコンピユータに
よつてさらに処理するか、または表示させるのに
有効な形態、例えば印刷文字の形態で25の個所に
出現させる。インターフエース２３は適当な電力
および／または制御信号をマルチプレクサを介し
て各工具１２に供給することもできる。
マルチプレクサ２２をSCUによる識別信号２
１に応答して作動させて、SCU１８によつて識
別したいずれか１個の工具の操作信号グループ１
７をマルチプレクサ２２によつて適切なインター
フエースユニツト２３に接続する。SCU１８は、
各信号２１に応答して各インターフエースユニツ
ト２３に供給する信号２４を発生し、かつこれら
ユニツトにマルチプレクサにより供給される操作
信号１７の処理を開始させるのにも適用する。斯
様な処理にはアナログ値のデイジタル化を含める
ことができる。SCUそのものには任意の斯様な
アナログ値を伝送に先がけて増幅する増幅器を設
けることができる。さらに、マイクロプロセツサ
２０はチヤネル２６を介して座標測定機のホスト
コンピユータと通信し、このホストコンピユータ
は測定機全体を制御すると共に、ヘツド１０によ
る工具のピツクアツプ、使用及び取外しを制御す
る。
第２図はSCU１８の部分を一層詳細に示し、
第３図はマイクロプロセツサ２０によつて実行さ
せる操作順序を示したものである。第３図のステ
ツプ３０では、マイクロプロセツサがホストコン
ピユータからの信号を待機している。ステツプ３
２ではホストコンピユータから通信チヤネル２６
を介して信号を受信し、この信号はホストコンピ
ユータがヘツド１０に支持体における所定位置か
ら（上述した国際特許出願に記載されている方法
で）工具１２をピツクアツプさせたことをマイク
ロプロセツサに知らせる。前記信号は関連する工
具を識別するためのコードを含んでいる。この信
号の受信時にステツプ３４にてマイクロプロセツ
サはピツクアツプした工具１２に問合わせをす
る。マイクロプロセツサはSCU内の定電流源２
７をスイツイ・オンさせて、既知の定電流を接点
１５，１５Ａを介して工具の抵抗１９に通電させ
て、斯る問合わせを行なう。ついでマイクロプロ
セツサはアナログ・デイジタル変換器２８から定
電流によつて抵抗１９間に発生した電圧を示す入
力値を受信する。この入力値はピツクアツプした
工具に特有の値であることは勿論である。この入
力値を受信したら電流源２７をスイツチ・オフさ
せる。
ついでステツプ３６にてマイクロプロセツサ２
０は、ステツプ３２にてホストコンピユータから
受信した工具識別コードを受信し、かつそのメモ
リ２９に記憶させてある表をアドレスする。表か
らマイクロプロセツサは対応する電圧を獲得し、
この電圧値はホストコンピユータがピツクアツプ
させようとした工具によつて変換器２８に発生さ
せようとする値である。マイクロプロセツサは、
斯る予想値をステツプ３４にて実際に受信した値
と比較して、正しい工具が実際にピツクアツプさ
れたか否かを決定する。双方の値が（或る特定の
公差内にて）一致しない場合に、マイクロプロセ
ツサはステツプ２８に進め、ここでマイクロプロ
セツサはホストコンピユータに誤り状態を知らせ
る。そこで、ホストコンピユータは測定機の作動
を一時停止させるか、場合によつてはホストコン
ピユータにより誤りを補正させることができる。
斯様な誤りは、例えば測定機のオペレータが支持
体１３の所定位置に間違つた工具を置いた場合
か、または工具が何等かの理由で首尾良くピツク
アツプされなかつた場合に生ずる。斯様にして誤
りを知らせることは、ホストコンピユータがその
サイクルを誤つた工具で続行して、工具と加工片
との間に衝突損傷を起したりすることを防止す
る。
正しい工具が識別されたものとすると、マイク
ロプロセツサはマルチプレクサ２２に信号２１を
送つて、対応するインターフエース２３を工具１
２に接続する（ステツプ４０）。信号２４を適切
なインターフエースに送給して、これを動作させ
る。この時点の前にはいずれのインターフエース
も工具に接続されていない。このことは、工具を
破損してしまうような誤つた電源にその工具をう
つかり接続しないようにするために重要なことで
ある。マルチプレクサ及び対応するインターフエ
ースに命令したら、マイクロプロセツサはこのこ
とをホストコンピユータに確認させる。
このステツプの後に、マイクロプロセツサはホ
ストコンピユータからの他の信号を単に待機し
（ステツプ４２）、この待機時間中にホストコンピ
ユータは選択した工具１２を用いて加工片につい
ての測定または点検操作を制御する。この操作が
完了すると、ホストコンピユータは工具を支持体
１３におけるその保管位置に戻し、かつ工具をヘ
ツド１０か取外す直前にあることを再びマイクロ
プロセツサ２０に知らせる（ステツプ４４）。つ
いでマイクロプロセツサは、選択したインターフ
エース２３を不作動とする信号２４と、マルチプ
レクサ２２によりインターフエースを接点１６か
ら遮断させる信号２１とを発生する。そのように
してからマイクロプロセツサは、このことをホス
トコンピユータに確認させ、ホストコンピユータ
はヘツドから工具の取外しをさせるようにする。
そこで、マイクロプロセツサは直接ステツプ３０
に戻つて、つぎの選択工具に対する全体の処置を
繰返させることができる。
第４図は他のタイプの工具を示し、この工具の
１個以上を支持体１３に設けることができる。こ
れはいずれか１個の測定工具１２と共にアクセサ
リとして用いることができる延長バー工具５０で
ある。このバーの一端５０には工具１２と同一の
機械的で、しかも電気的な接合具を設けて、その
接合具をヘツド１０がピツクアツプできるように
する（しかし、機械的な接合具は図示していな
い）。他端５４もヘツド１０と同一の機械的で、
しかも電気的な接合部を有しているため、バーを
ヘツド１０が一旦ピツクアツプすると、そのヘツ
ドは選択工具または他の延長バー５０のいずれか
を順次ピツクアツプすることができる。延長バー
を用いることは本来既知であり、その使用によつ
て測定工具を加工片の到達し難い個所、例えば穴
の内面を点検するのに用いることができる。最大
の融通性を持たせるために、種々の長さの数個の
延長バー５０を支持体１３に備えさせることもし
ばしばある。
複数の工具を上述したと同じようにして正確に
識別し、かつ信号及び電力を工具へ、及び工具か
ら伝送させるために、一連の平行な電線１５Ｂ，
１６Ｂを延長バー５０の長さ全体に延在させ、こ
れらの電線で一端の接点１５，１６を他端の各接
点１５Ａ，１６Ａと接続する。さらに、既に接続
してある延長バーまたはバーの組合わせを識別可
能とするのが望ましい。このために、各バーには
電線１５Ｂの一端と電線１６Ｂの一端との間に接
続する独特な値を有する抵抗５６を設ける。マイ
クロプロセツサ２０はスイツチ３１を制御して、
定電流源２７及びアナログ・デイジタル変換器２
８を対応する接点１５Ａ，１６Ａ間に接続する。
識別抵抗５６は抵抗１９につき上述したと全く同
じ方法で問合わせをする。２個以上の延長バー５
０を直列に接続する場合には、それらの抵抗が並
列に接続されて、アナログ・デイジタル変換器に
よつて測定される電圧を低下させる。バーの組合
わせは、各抵抗値を適当に選定して、例えば各バ
ーのコンダクタンスがそのバーの長さに比例する
か、または100μs、200μs、400μs、800μs等のよう
な２進系列となるようにすれば独特に識別するこ
とができる。
抵抗５６は、２本の電線１５間よりもむしろ電
線１５Ｂと１６Ｂとの間に接続して、測定工具を
延長バー工具５０とは別個に識別し易くする。こ
れにより信号及び電力伝送目的に利用し得る電線
１６，１６Ａの本数が減り、しかもこれらの目的
に利用し得るピン数も同様に減るため、双方の識
別機能に対しては２本の接続線１５，１５Ａを利
用するのが望ましいと云える。これは各延長バー
（例えば）を独特な抵抗値の代りに独特な容量値
で各々識別する場合に可能であるが、このように
すると装置が非常に複雑となるため好ましくな
い。
上述した工具交換装置は座標測定機における測
定及び点検工具と一緒に用いるのが特に有効であ
り、しかも自動工作機械における測定及び点検工
具と一緒に用いることもできる。また、上記工具
交換装置は正しいインターフエースを選択するこ
とができ、しかも誤つた工具をピツクアツプした
場合に起る電気的及び機械的な損傷を防止する。
しかし、斯る装置は前述したアクセサリ延長バー
を含んでいる測定または点検用に意図したもので
ない工具及び（所要に応じ）適当な識別手段を取
付けることができれば、工作機械の切断工具で
も、それらの同一性を確認するのにも有効であ
る。
JP50489886A 1985-09-17 1986-09-17 座標測定機または工作機械の回路および工具 Granted JPS62502569A (ja)

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