JPH0532188B2 - - Google Patents

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JPH0532188B2
JPH0532188B2 JP58162482A JP16248283A JPH0532188B2 JP H0532188 B2 JPH0532188 B2 JP H0532188B2 JP 58162482 A JP58162482 A JP 58162482A JP 16248283 A JP16248283 A JP 16248283A JP H0532188 B2 JPH0532188 B2 JP H0532188B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、機械加工機構、特に機械加工機構
に使用して無線送信する技術に関するものであ
る。
数値制御（NC）工作機械に使用しているごと
き自動機械加工方式において、部品の状態および
部品の被加工片に関する各種情報により電子制御
装置を備える必要があつた。従来、これらの情報
は、有線により工作機械の制御装置に電気信号の
形で送信されていた。
比較的簡単な機械においては、機械加工中電線
が可動部品に絡まないよう容易に配線することが
可能であつたが、大量の可動部品が使用されそれ
らの状態を監視する必要がある複雑な構造の機械
においては、この電線の配線が非常に厄介になつ
ていた。この問題は、特に、作動手順に各種工程
を達成するため異種の加工片を遠隔に隔離して配
置した機械においては、複雑であつた。マシニン
グ・センターの割出しテーブル上において被加工
片をコンベヤーより被加工片保持器に移送するた
めにロボツトまたは他の自動化機構が使用されて
いる場合、機械加工機構全体が適宜な手順により
作動するためには、情報をロボツトの制御装置に
送信する必要がある。例えば、工具保持器が機械
加工すべき新しい部分を受け入れる状態にあるこ
とをロボツトに知らせるかまたは機械加工部分を
取り外せる状態にあることをロボツトに連絡する
必要がある。従来では、被加工片保持器とロボツ
トの制御装置との間に接続されている可撓性ケー
ブルを使用する必要があつた。このケーブルは、
マシニング・センターにおいて、工具に対して割
出しテーブルにより移動されるので、被加工片保
持器の移動経路に十分対応する長さを必要として
いた。これらの長いケーブルは、機械加工機構の
作動またはその使用者に干渉しないようロボツト
にケーブルを便宜的に配設することは困難である
ので、問題であつた。また、このケーブルは、摩
耗または破損し、特にケーブルのコネクタはしば
しばケーブルの移動により移設する必要があつ
た。
この発明によれば、マシニング・センターにお
ける部品の状態またはこれらの部品に対する被加
工片の位置に関する情報は、赤外線により遠隔の
受信器に無線で送信されている。前記受信器は、
赤外線を機械加工機構の作動手順を制御する電気
信号に変換している。赤外線送信は、機械加工方
式の周囲で通常起る電磁干渉に影響され難いの
で、有利である。
本発明の実施例において、機械加工機構は、マ
シニング・センターおよび可動割出しテーブル上
に装着されている保持器に順次被加工片を移送す
るロボツトを備えている。前記保持器は、液圧作
動バイスの形を採つている。前記バイスに連接さ
れている２個のトランスデユーサは、バイスにお
ける被加工片の位置およびバイスのジヨーの開閉
を示す電気信号を発生し、前記バイス上に装着さ
れている赤外線送信機に接続され、かつ前記割出
しテーブルが、被加工片を機械加工する工具に対
して被加工片を動かすと共に移動可能である。前
記受信器は、送信機より赤外線を受信する位置に
割出しテーブルより遠隔に装着されている。
前記送信機は、好ましくは、トランスデユーサ
よりの信号に応答して赤外線信号の特性を変更す
る手段を備えている。前記受信機は、赤外線をデ
コードしかつロボツトの制御装置に情報を与える
複数個の異種電気信号を発生するよう設計されて
いる。本発明の好しい実施例では、送信機は、前
記トランスデユーサの１方よりの信号を受けて赤
外線の送信を初期化し、前記トランスデユーサの
他方よりの信号により送信機が赤外線の周波数を
変化せしめる。
前記したごとく、状態情報を無線で送信して厄
介な可撓性ケーブルを不必要とし、同時に経済的
かつ正確に各種情報を送信することが可能であ
る。
以下、この発明の実施例について図面により説
明する。第１図は、この発明による機械加工機構
１０である。機械加工機構１０は、フライス削
り、孔あけ等被加工片に各種機械加工をすること
が可能なマシニング・センター１２を有する。前
記マシニング・センター１２の例は、モナーク
（Monark）垂直マシニング・センターであるが、
他の各種工作機械が使用可能である。
マシニング・センター１２は、割出しテーブル
１６上に固着されている液圧作動バイス１４を有
する。前記バイス１４は、固定ジヨー１８および
適宜液圧バイス制御装置２４により制御されるシ
リンダ２２に連接されている可動ジヨー２０を有
する。バイス１４は、本実施例では、市販のポウ
ルジヨー（PowRjaw）液圧バイスであるが、他
の各種被加工片保持器が使用可能である。バイス
１４のジヨーが開放されていると、被加工片２６
を受入れ可能である。本実施例においては、機械
加工機構１０は、被加工片２６をバイス１４の開
放ジヨーに自動的に配置するためオートメイトン
またはロボツト２８を使用する。被加工片２６
は、可動コンベヤー３２上に載設されているパレ
ツト３０によりロボツト２８に隣接している台に
順次配設される。
被加工片２６が適所にあると、バイス１４のジ
ヨーが閉じて被加工片を強固に保持する。次い
で、割出しテーブル１６が、工具３４が被加工片
２６を機械加工する位置へ右方に移動され、機械
加工が終了後、割出しテーブル１６は、バイス１
４のジヨーが開放されかつロボツト２８が被加工
片２６を外す元の位置へ割り出される。
前記した作動手順を実施するため、バイス１４
の状態（すなわち、締着または解放）および被加
工片２６の状態（すなわち、バイスが適所かまた
は不適格な場所にあるか）に関する情報がロボツ
ト２８およびマシニング・センター１２に連絡さ
れ、適宜逐次動作する。この発明によれば、この
情報は、赤外線として送信機３６により受信器３
８へ無線で送信される。送信機３６は、バイス１
４に接続され、バイス１４と共に移動し、受信器
３８は、可動割出しテーブル１６より遠隔に離隔
された便宜上固定位置に配置されている。好しい
実施例において、送信機３６は、送信機箱ハウジ
ングの隣接面に２個の投光ダイオード３７，３９
を有する。投光ダイオード３７，３９は、赤外周
波数範囲の光を送信する。複数個のダイオードを
使用して、送信機３６が各種位置に移動すると、
受信機３８のハウジングにおける受光器により収
集されるよう十分な強さの広角送信赤外線を発生
する。受信器３８の出力は、ロボツト２８の移動
を制御するため受信した信号を使用するロボツト
制御装置４０に接続されている。また、ロボツト
制御装置４０は、計算機数値制御（CNC）制御
装置４２およびバイス制御装置２４へ接続され、
マシニング・センター１２およびバイス１４の作
動を制御している。
バイスのジヨーの位置は、可動ジヨーに連接さ
れ、且つジヨーが被加工片を締着した際固定ジヨ
ー１８にあるプレート４８と接触するプローブ４
６を有するマイクロスイツチの形のトランスデユ
ーサすなわちマイクロスイツチ４４により検出さ
れる。トランスデユーサすなわちマイクロスイツ
チ４４の出力は、従来通りの配線により送信機３
６の入力に接続されているが、マイクロスイツチ
４４および送信機３６は、一体で移動し、静的に
配線することが可能である。
被加工片２６の位置は、バイス支持構造にも接
続されているトランスデユーサ５０により検出さ
れる。支点５４に枢着されているレバーアーム５
２は、バイス１４の開放ジヨー内に配置される
と、被加工片２６の下部と接触する。レバーアー
ム５２の反対端は、トランスデユーサ５０の形の
マイクロスイツチのフイーラー・フローブ５６に
連接されており、レバーアーム５２が、被加工片
により下方に押圧されると、フイーラー・プロー
ブ５６は、レバーの反対端の上方移動を検出し
て、送信機３６の他の入力に接続される電気信号
を発生する。
この発明により、各種のトランスデユーサが前
記トランスデユーサの代りに使用可能である。
第２図に、好ましい実施例の送信機３６に使用
される回路が示されている。発振回路６０は、本
実施例で3.484MHzの周波数を発振する互換性水
晶６２を有する。発振回路６０の出力は、インバ
ータ６８を介して分周器６６の入力へ接続されて
いる。分周器６６は、本実施例において、配線７
０および７２の符号により12または13の素子によ
り発振回路６０よりの周波数を分周するよう配線
された74HC161のごとき従来通りの部品である。
配線７０，７２の符号は、バイス１４のジヨーの
位置を示すマイクロスイツチ４４の状態により定
まる。例えば、バイスが閉じマイクロスイツチ４
４が開放されると、分周器６６は、発振回路の周
波数を13で割り、約267KHzの周波数でトランジ
スタＱ１のベースを駆動する出力を発生する。バ
イスが開放されると、マイクロスイツチ４４は閉
じて、配線７０，７２に異なつた符号を与えるこ
とにより、分周器６６が発振回路の周波数を12で
割り、トランジスタＱ１に290KHzの駆動信号を
発生する。
投光ダイオード３７および３９は、テレフンケ
ン社のCQY99型投光ダイオード（LED）の形を
使用している。トランジスタＱ１のベースに加え
られる周波数は、投光ダイオード３７および３９
を介して導通する電流の周波数を定め、それによ
り発生する赤外線信号の周波数を定める赤外線送
信は、送信機と受信機間の距離が比較的短い場合
に用いられる無線周波信号より他の周波数との電
磁干渉が少ないので、有利である。
被加工片検出マイクロスイツチ５０であるトラ
ンスデユーサは、送信機の電池７８および他の回
路部品間に接続されている。バイス１４内に被加
工片が存在しないと、マイクロスイツチ５０が開
放され、投光ダイオード３７，３９により赤外線
が送信されない。被加工片が適所にあると、マイ
クロスイツチ５０が閉じて、赤外線が受信器に送
信される。
送信される赤外線信号の周波数は、マイクロス
イツチ４４の状態により定まり、この発明の実施
例においては、投光ダイオード３７，３９よりの
FM赤外線信号が、約279KHzの中心周波数より変
化する周波数偏移キーイング技術を採用してい
る。前記したごとく、バイスが開放され、且つ被
加工片が存在していると、送信された赤外線信号
は約290KHzの周波数に偏移されるが、バイスが
閉じ、且つ被加工片が存在していると、赤外線信
号は約267KHzの周波数に偏移される。この発明
の特に有用な特徴は、被加工片およびバイスの位
置に関する情報が、信号の存在または不存在を利
用して簡単に送信され、有効なデータを送信しか
つ中心搬送波周波数を変調することである。但
し、赤外線信号の特性を変更する他の技術、例え
ば、パルス符号変調を採用することも可能であ
る。
第３図は、受信器のヘツド３８の好しい実施例
に使用される回路を示している。送信機の投光ダ
イオード３７，３９より受信した赤外線信号は、
赤外線フイルタ・プレート８０により光学的にろ
波され、ろ波された信号は、市販のDPM−
34PIN型ダイオードを有するホトダイオードＤ１
に投光される。
可変誘導子Ｌ１とコンデンサＣ９の並列接続よ
りなるタンク回路は、受信器のヘツドに低周波雑
音抵抗を設けるため受信したFM光学的信号の中
心周波数に同調される。この同調のため、光学的
抵抗体８２を用いてもよい。この発明によれば、
同調可能なタンク回路により各種送信機の予め選
択された中心周波数に各別に同調される共通の受
信器のヘツドを容易に製造することが可能であ
り、異種のチヤンネルの周波数を発生するため第
２図の送信機３６の回路の結晶６２を単に交換す
ればよい。
ホトダイオードＤ１は、光学的赤外線信号を、
電界効果トランジスタＱ２およびNPN型トラン
ジスタＱ３を有する同調入力増幅器に接続される
電気信号へ変換する。増幅されたFM電気信号
は、同調増幅器の出力より、トランジスタＱ４を
有するエミツタホロアラインドライバ回路に接続
される。トランジスタＱ３のコレクタ電極の増幅
された出力は、ラインドライバトランジスタＱ４
のベースへ接続され、トランジスタＱ４のエミツ
タ出力はポテンシオメーターＲ７、抵抗体Ｒ８お
よび結合コンデンサＣ１１を介してロボツトの制
御装置４０へ接続されているケーブル４１の出力
線へ接続される。
第４図は、受信器のヘツド３８によりFM電気
信号へ変換される送信情報をデコードするロボツ
ト制御回路４０の一部を示している。ケーブル４
１は、入力信号の振幅を増幅しかつ制限する条件
増幅器８８，９０を介して位相ロツクループ
PLLの入力へ送信信号が接続されるようにコネ
クタブロツク８４の端子へケーブル４１が接続さ
れる。この実施例における位相ロツクループ回路
８６は、エクサル社（EXAR、Incorporated）
製XR2211型である。受信したFM信号の中心周
波数にキヤプチヤレンジを形成するためコンデン
サＣ２１ならびに抵抗体Ｒ１６ないしＲ１８およ
びコンデンサＣ２３を有する抵抗・コンデンサ回
路が使用される。この形成されたキヤプチヤレン
ジ内の周波数が位相ロツクループ８６に受信され
ると、位相ロツクループの出力線に出力信号が
発生する。この条件は、被加工片がバイス１４内
の適所に配置される毎に満足されて周波数偏移赤
外線信号の１つが受信器に送信される。位相ロツ
クループ８６の出力線は、被加工片が適所に配
置される毎に励磁されるリレーＫ１に接続され
る。リレーＫ１の出力は、バイスに対する被加工
片の状態を示す入力としてこの情報を使用するロ
ボツトの制御装置４０の他の部品に接続される端
子９４，９６に接続される。
位相ロツクループ８６は、また、受信した信号
の周波数が中心周波数以上または以下であるかど
うかを検出する。この検出によりバイスのジヨー
の状態を示す。バイスが閉じると、約267KHz
（中心周波数以下）の周波数を発生し、バイスが
開放すると、約290KHzの周波数を発生する。位
相ロツクループの出力の「FSK OUT」は、バ
イスが閉じた際に、信号が発生する。この信号
は、リレーＫ２を励磁するため使用される。リレ
ーＫ２の出力は、端子１００，１０２を介してロ
ボツトの制御装置４０の他の部品に接続され、バ
イスの位置に関する情報を発生する。
この発明の他の特長は、リレーＫ１が励磁され
る毎に作動するタイマ１０４にある。前記タイマ
１０４は、送信機に使用される電池の経過時間の
表示に使用される。同様にして、カウンタ（図示
せず）が、機械加工を完了した部品または被加工
片の数を計数するためリレーＫ２に接続されう
る。要すれば、タイマ１０４およびカウンタを締
着または解放指示器と共にロボツトの制御装置４
０に接続された並列制御箱に設けることも可能で
ある。
第１図に戻つて、機械加工方式の作動を説明す
る。ロボツト２８は、コンベヤー３２上の被加工
片２６を把持し始める。ロボツトのアームが持ち
上げられ、被加工片２６をパレツト３０より外
し、バイス１４の開放したジヨー内の適所に被加
工片を配置する。被加工片がレバーアーム５２に
接触すると、送信機３６が赤外線信号を受信器３
８に送信する。受信器３８の回転で、赤外線信号
を対応周波数の電気信号に変換し、前記信号をケ
ーブル４１を介してロボツトの制御装置４０へ移
送する。位相ロツクループ８６（第４図）は、バ
イスの制御装置２４により使用されるリレーＫ１
を励磁して応答して被加工片にバイスのジヨーを
締着する。
マイクロスイツチ４４が励磁されると、前記し
たごとく送信された赤外線信号の周波数が偏移さ
れ、位相ロツクループ８６が、リレーＫ２を励磁
して応答する。リレーＫ２が励磁されると、部品
が締着されたことをロボツトの制御装置４０に指
示する。次いで、ロボツト２８が被加工片を解放
する。
被加工片が適所に配置され、バイスが締着する
と、ロボツトの制御装置４０が信号をCNC制御
装置４２に与え、割出しテーブル１６が右方に動
き、被加工片を工具３４の下に配置する。被加工
片が機械加工されると、割出しテーブル１６が左
方定位置に戻り、バイスのジヨーが解放される。
マイクロスイツチ４４が開放されると、送信され
た赤外線信号の周波数が中心周波数以上に偏移す
る。この偏移が位相ロツクループ８６により検出
され、リレーＫ２が減勢されてロボツトの制御装
置４０に被加工片が解放されたことを指示する。
次いで、ロボツト２８は、被加工片を把持し、バ
イスより外し、必要なら被加工片に他の機械加工
するため他の台へ移送する。次いで、このサイク
ルが順次被加工片に繰返し継続される。
前記した特別の実施例は、当業者に明瞭なごと
く各種変形、改良が可能であり、この発明は、特
別の実施例に関して述べたが、これらに限定され
るものでなく、特許請求の範囲に規定されている
通りである。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明が教示する機械加工機構の斜
視図、第２図は好しい実施例の送信機に使用され
る回路の概略回路図、第３図は好しい実施例の受
信器に使用される回路の概略回路図、第４図は送
信機より受信した赤外線の特性を複写するため使
用される回路の概略回路図である。 １０……加工機構、１２……マシニングセン
タ、１４……バイス、１６……割出しテーブル、
２６……被加工片、２８……ロボツト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 被加工片をコンベヤー上に配置して、前記被
    加工片を所定の台に移送し、 自動化ロボツトにより前記被加工片を持ち上げ
    て被加工片保持器に配置し、 前記被加工片が前記被加工片保持器の適所にあ
    ることを指示する第１の周波数帯域の赤外線信号
    を離れた位置にある受信手段に送信し、 前記赤外線信号の存在に応答して前記被加工片
    保持器を付勢し前記被加工片を締着させ、 前記被加工片保持器が前記被加工片を締着した
    ことを指示する第２の周波数帯域の赤外線信号を
    送信し、 前記被加工片保持器を機械加工のための台に移
    動し、 前記被加工片保持器を付勢して前記被加工片を
    解放し、 前記被加工片保持器が前記被加工片を解放した
    ことを指示するため前記赤外線信号を第１の周波
    数帯域に変更し、 この周波数帯域の変更に応答して前記ロボツト
    手段を作動させ前記被加工片を前記被加工片保持
    器から取り出す ことを特徴とする被加工片を機械加工する方法。 ２ 機械加工中に被加工片を固定する被加工片保
    持器を有するマニシング・センターと、 被加工片を前記被加工片保持器に配置し、且つ
    被加工片が加工された後、被加工片を前記被加工
    片保持器から取り出すロボツトと、 前記被加工片が前記被加工片保持器内に配置さ
    れたか否かを検出し、且つ前記被加工片が前記被
    加工片保持器内で締着されたか否かを検出し、こ
    れらの検出に応答して電気信号を発生するトラン
    スデユーサ手段と、 前記トランスデユーサ手段に接続され、且つ前
    記トランスデユーサ手段からの前記電気信号に応
    答して、前記被加工片が前記被加工片保持器内に
    配置さたとき第１の周波数の赤外線信号を、且つ
    前記被加工片が前記被加工片保持器内で締着され
    たとき第２の赤外線信号を送信する送信手段と、 前記ロボツトの作動を制御するために前記赤外
    線信号を電気信号に変換する遠隔受信手段とを備
    えていることを特徴とする機械加工機構。 ３ 前記被加工片保持器が各種位置に移動可能で
    あり、前記送信手段が、前記被加工片保持器に隣
    接して共に移動可能であるよう装着されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の機
    械加工機構。 ４ 前記被加工片保持器が、前記被加工片を選択
    的に把持するため１対の自動制御可能なジヨーを
    有するバイスを備え、前記トランスデユーサ手段
    が、前記バイス内の被加工片の存在を検出する第
    １のスイツチ手段と前記バイス内のジヨーの位置
    を検出する第２のスイツチ手段を備え、且つ前記
    送信手段が前記第１スイツチ手段に応答して第１
    の周波数の赤外線信号を、且つ第２のスイツチ手
    段に応答して第２の周波数の赤外線信号を送信す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載
    の機械加工機構。 ５ 前記送信手段は、前記被加工片が前記バイス
    内にあることを前記第１のスイツチが検出した際
    に赤外線信号の送信を初期化するように作動し、
    前記赤外線信号の周波数が前記バイスのジヨーが
    被加工片の周囲で閉設されていることを前記第２
    のスイツチにより検出するのに応答して変化する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の
    機械加工機構。 ６ 前記受信手段は、受信した赤外線の存在を検
    出する手段を備え、前記赤外線信号の相対周波数
    を検出するよう作動することにより、前記ロボツ
    ト手段に前記バイス内の被加工片の存在及び接続
    バイスのジヨーの被加工片に対する位置が送信さ
    れ得ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記
    載の機械加工機構。 ７ 前記送信手段を付勢する電池を更に備え、前
    記第１のスイツチが、赤外線信号を発生するため
    前記送信手段の部品に前記電池を選択的に接続す
    るように作動することを特徴とする特許請求の範
    囲第６項に記載の機械加工機構。 ８ 前記赤外線信号を受信している間作動して前
    記電池の使用状態を表示するタイマ手段が前記受
    信手段に設けられたことを特徴とする特許請求の
    範囲第７項に記載の機械加工機構。
JP58162482A 1982-09-03 1983-09-03 機械加工機構および加工方法 Granted JPS5964250A (ja)

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