JPH0771907A - 着脱式測定装置における信号伝達装置 - Google Patents

着脱式測定装置における信号伝達装置

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JPH0771907A
JPH0771907A JP15033093A JP15033093A JPH0771907A JP H0771907 A JPH0771907 A JP H0771907A JP 15033093 A JP15033093 A JP 15033093A JP 15033093 A JP15033093 A JP 15033093A JP H0771907 A JPH0771907 A JP H0771907A
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JP
Japan
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signal
measurement
coil
power
primary coil
Prior art date
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Pending
Application number
JP15033093A
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English (en)
Inventor
Teruyuki Ito
輝之 伊藤
Yoshio Fukaya
良男 深谷
Okitsugu Tanaka
意継 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
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  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 [目的]測定ヘッドから主軸側への信号伝達を確実に行
うことができ、また、装置の構成を簡単にする。 [構成]電源手段51から一次コイル50には常時電力
信号が出力されている。この電力信号は一次コイル50
から二次コイル34に電磁誘導によって伝達され、2次
コイル34に接続された周波数信号変換手段32および
測定信号出力手段31に電力が供給される。一方、測定
子によって検出された被測定物の径は測定値出力手段3
1によって測定信号として出力され、この出力された測
定信号は、周波数信号変換手段32により測定値に応じ
た周波数信号に変換され、信号合成手段35にて測定値
に応じた周波数信号が前記二次コイル34に印加され電
力信号に測定信号が合成される。そして、この測定信号
が二次コイル34から一次コイル50を介して主軸側に
伝達され、信号分離手段52によって測定信号が電力信
号と分離されることで、測定ヘッドから主軸側に測定信
号が伝達される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被測定物に当接する測
定子を備えた測定ヘッドと、この測定ヘッドを挿着する
主軸を備えた着脱式測定装置の測定信号を測定ヘッドか
ら主軸側へ伝達する信号伝達装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、測定子を備えた測定ヘッドと、こ
の測定ヘッドを着脱可能に把持した主軸側とを有するよ
うな着脱式測定装置においては、測定信号を測定ヘッド
から主軸側に伝達し、表示装置等に測定値を表示させて
いた。係る装置においては、測定信号を測定ヘッドから
主軸側に伝達するために、1次コイルと2次コイルをそ
れぞれ測定ヘッドと主軸側に設け、電磁誘導にて行って
いた。また、測定ヘッドにて測定信号を出力させるため
には、増幅回路を使用し、実際に測定された信号を増幅
してコイルに出力する必要がある。
【0003】このため、増幅回路を駆動するための電力
が必要になるが、従来はこの増幅回路を駆動するための
電力についても、別のコイルを使用して電磁誘導にて主
軸側から測定ヘッドに供給する構成をとっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、電磁誘
導にて測定信号を測定ヘッドから主軸側に伝達するため
または、主軸側から測定ヘッドに電力を供給するために
は、1次コイルと2次コイルを対向した位置に配置する
必要があった。しかしながら、測定信号を伝達するため
のコイルと電力供給用のコイルをそれぞれ設けた場合、
その配置スペースを確保するために測定ヘッドが大型化
してしまう問題があった。しかも、この2組のコイルに
ついて主軸側のコイルとの結合度を良好にすることは非
常に困難であった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した問題を
解決するためになされたもので、測定ヘッドには、前記
測定子の変位を検出して測定信号を出力する測定値出力
手段と、この測定値出力手段から出力された測定信号を
測定値に応じた周波数信号に変換する周波数信号変換手
段と、この周波数信号変換手段および測定値出力手段に
電力を供給するために接続された二次コイルと、この二
次コイルの電力信号に周波数信号に変換された測定信号
を合成する信号合成手段を備え、前記主軸側には前記二
次コイルに対向した一次コイルと、この一次コイルに電
力を供給する電源手段と、前記一次コイルに接続され前
記電力信号から測定信号を分離する信号分離手段とを備
えたものである。
【0006】
【作用】上述のような構成において、電源手段から一次
コイルには常時電力信号が出力されている。この電力信
号は一次コイルから二次コイルに電磁誘導によって伝達
され、2次コイルに接続された周波数信号変換手段およ
び測定値出力手段に電力が供給される。
【0007】一方、測定子によって検出された被測定物
の径は測定値出力手段によって測定信号として出力さ
れ、この出力された測定信号は、周波数信号変換手段に
より測定値に応じた周波数信号に変換され、信号合成手
段にて測定値に応じた周波数信号が前記二次コイルに印
加され電力信号に測定信号が合成される。そして、この
測定信号が二次コイルから一次コイルを介して主軸側に
伝達され、信号分離手段によって測定信号が電力信号と
分離されることで、測定ヘッドから主軸側に測定信号が
伝達される。
【0008】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第1図において、10は自動工具交換装置を備えた
工作機械の主軸頭、11はこの主軸頭10に軸受12に
て回転可能に軸承された主軸、この主軸11の中心に貫
通穴13が穿設され、この貫通穴13の一端には工具T
を着脱可能に受入れる工具受口14が形成されている。
【0009】前記貫通穴13にはクランプバー15が挿
通され、このクランプバー15の一端には工具Tの端部
に突設されたプルスタッド16と係合する係合部15a
が設けられ、他端には前記プルスタッド16と係合部1
5aとのクランプ、アンクランプを行う図略の工具着脱
機構が設けられている。前記主軸11の先端には、工具
Tとの位相合わせを行うキー17が設けられ、工具Tに
は、このキー17と係合する係合溝18が形成されてい
る。また、工具Tは先端に測定部19を有しており、こ
の測定部19は前記プルスタッド16と一体的に構成さ
れた工具ホルダ20に弾性部材21を介して揺動自在に
取付けられている。
【0010】この測定部19の先端円周面には一対の測
定子19aが設けられており、この測定子19aが工作
物Wの穴の内周面に当接することで、穴径が検出され
る。一方、工具Tの側方には測定子19aにて検出され
た測定値を処理する第1処理装置22が取付けられ、こ
の第1処理装置22と対向する位置には第2処理装置2
3が主軸頭10に取付けられている。
【0011】この第1処理装置22は図2に示すよう
に、測定子19aに動きに連動する差動コイル30と、
この差動コイル30の動きを移動量に応じた電圧信号に
変換する測定値出力装置31と、この移動量に応じた電
圧信号を周波数変換するV/F変換回路32と、このV
/F変換回路32および測定値出力回路31に直流電圧
を印加する直流電源33と、この直流電源33に交流信
号にて電力を供給する二次コイル34および、この二次
コイル34を流れる交流信号に周波数変換された測定信
号を合成する信号合成回路35とで構成されている。
【0012】差動コイル30は図3に示すようにコアC
Rとその変位に応じて各々のインピーダンスが増減する
直列接続された一対のコイルCL1,CL2とから構成
される。この差動コイル30のコイルCL1の一端に
は、図3に示すように、正弦波を発生させ印加する正弦
波発振回路40が接続されている。また、コイルCL2
の一端には、正弦波発振回路40にて発生された正弦波
を位相反転させ印加する位相反転回路41が接続されて
いる。そして、一対のコイルCL1,CL2の接続点に
は差動増幅回路42が接続され、その差動増幅回路42
の後段には、交流成分から成る差動増幅回路42の出力
信号を同期整流する同期整流回路43と、その整流され
た出力信号を平滑化する平滑回路44と、その平滑化さ
れた出力信号に零点調整電圧を加算する調整電圧加算回
路45とが接続されている。
【0013】この正弦波発振回路40と位相反転回路4
1と差動増幅回路42と同期整流回路43と平滑化回路
44および調整電圧加算回路45にて測定値出力装置3
1を構成している。一方、第1処理装置22に対向して
配置された第2処理装置23は、図2に示すように、二
次コイル34に対向する位置に一次コイル50が配置さ
れており、この一次コイル50には交流電力を供給する
交流電源51と、この一次コイル50に伝送される測定
値信号を電源波形と分離する波形分離回路52および、
この波形分離回路52に接続され周波数に応じた電圧波
形を出力するF/V変換回路53にて構成されている。
【0014】以上のような構成にて測定時の第1処理装
置22および第2処理装置23の動作について説明す
る。交流電源51から出力された交流信号は、一次コイ
ル52に供給され、この一次コイル52から電磁誘導に
て二次コイル34に起電力が発生する。このとき、一次
コイル52と二次コイル34の巻線比によって二次コイ
ル34に発生する起電力が変化するが、本実施例では巻
線比は同数として考え、二次コイル34にて発生する起
電力は、一次コイル52に供給されたものと同等とす
る。
【0015】そして、この二次コイル34に接続された
直流電源33では、この供給された交流信号を直流電力
に変換してV/F変換回路32および測定値出力回路3
1に電力を供給し、それぞれを駆動する。一方、測定信
号は、コイルCL1のインピーダンスをZ1、CL2の
インピーダンスをZ2とし、コアCRが一対のコイルC
L1、CL2の中間位置にある時、インピーダンスZ
1、Z2の値は等しく、その値をZOとする。
【0016】正弦波発振回路40からの出力EmSin
ωtは一方のコイルCL1に電圧Etとして印加され
る。また、正弦波発振回路40からの出力EmSinω
tは、位相反転回路41により−EmSinωtとな
り、他方のコイルCL2に電圧E2として印加される。
ここで、コアCRが一対のコイルCL1、CL2の中間
位置から移動され、インピーダンスZ1がZ0−ΔZ、
インピーダンスZ2がZ0+ΔZになると、出力電圧E
Cは、 EC=〔(Z0+ΔZ)/{(Z0−ΔZ)+(Z0+
ΔZ)}〕・2EmSinωt−EmSinωt =(ΔZ/Z0)EmSinωt となる。
【0017】そして、この出力信号ECを差動増幅回路
42にて増幅した後、同期整流回路にて同期整流し、平
滑回路44にて平滑化して調整電圧加算回路45にて零
点調整電圧を加算すれば、コアCRが一対のコイルCL
1、CL2の中間位置にある時の変位を零として、この
中間位置を基準とした変位に比例した直流電圧が得られ
る。
【0018】今、この変位に比例した直流電圧として得
られた測定信号を図4(a) に示すように検出されたとす
ると、V/F変換回路32では、この直流電圧にて与え
られた測定信号を電圧に比例した周波数信号(図4(b))
に変換して信号合成回路35にて2次コイル34に供給
され、2次コイル34での交流波形は、前述した一次コ
イル52側から与えられた交流信号と合成され図4(c)
に示すような波形が現れる。
【0019】このとき、この二次コイル34と一次コイ
ルの間では、この合成された測定信号が一次コイル52
側に誘導され、この一次コイル52に誘導された測定信
号が、今度は波形分離回路52によって電源信号から分
離され、F/V変換回路53にて周波数に応じた電圧波
形が出力され、工具Tから主軸頭10に測定信号が伝達
される。
【0020】なお、上記実施例の中では信号合成回路3
5および波形分離回路52は1次コイル52と2次コイ
ル34と同様に電磁誘導によって行うようにしていた
が、これに限られるものでなく、例えば図5に示すよう
にコンデンサを用いてもよい。また、本実施例では、着
脱式測定装置としてマシニングセンタ等の主軸に測定ヘ
ッドを着脱可能に挿着したものを開示したが、これ以外
に3次元測定機等の専用測定機にも使用できるものであ
る。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明は、測定ヘッドに測
定信号を測定値に応じた周波数信号に変換する周波数信
号変換手段と、電力を供給するために接続された二次コ
イルと、この二次コイルの電力信号に周波数信号に変換
された測定信号を合成する信号合成手段を備え、主軸側
には二次コイルに対向した一次コイルと、一次コイルに
接続され前記電力信号から測定信号を分離する信号分離
手段とを備えたので、測定信号を伝達するためのコイル
と測定ヘッドに電力を供給するためのコイルをそれぞれ
設ける必要がないため、コイルの結合度を容易に高める
ことができ、測定ヘッドから主軸側への信号伝達を確実
に行うことができる。また、一組のコイルにて測定信号
と電力の授受が行えるので、装置の構成を簡単にするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる工作機械の主軸部分の断面図で
ある。
【図2】第1処理装置および第2処理装置のブロック図
である。
【図3】測定値出力装置の詳細ブロック図である。
【図4】伝達される信号の波形を示した図である。
【符号の説明】
10 主軸頭 11 主軸 19 測定部 19a 測定子 30 差動コイル 31 測定値出力装置(測定値出力手段) 32 V/F変換回路(周波数信号変換手段) 33 直流電源 34 二次コイル 35 信号合成回路(信号合成手段) 50 一次コイル 51 交流電源(電源手段) 52 信号分離回路(信号分離手段) 53 F/V変換回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定物に当接する測定子を備えた測定
    ヘッドと、この測定ヘッドを着脱可能に挿着する主軸を
    備えた着脱式測定装置において、前記測定ヘッドには、
    前記測定子の変位を検出して測定信号を出力する測定値
    出力手段と、この測定値出力手段から出力された測定信
    号を測定値に応じた周波数信号に変換する周波数信号変
    換手段と、この周波数信号変換手段および測定値出力手
    段に接続された二次コイルと、この二次コイルの電力信
    号に周波数信号に変換された測定信号を合成する信号合
    成手段を備え、前記主軸側には前記二次コイルに対向し
    た一次コイルと、この一次コイルに電力を供給する電源
    手段と、前記一次コイルに接続され前記電力信号から測
    定信号を分離する信号分離手段とを備えたことを特徴と
    する着脱式測定装置における信号伝達装置。
JP15033093A 1993-06-22 1993-06-22 着脱式測定装置における信号伝達装置 Pending JPH0771907A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6848315B2 (en) 2001-02-14 2005-02-01 Mitutoyo Corporation Vibration detecting system of resilient body and vibrating contact detection probe

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6848315B2 (en) 2001-02-14 2005-02-01 Mitutoyo Corporation Vibration detecting system of resilient body and vibrating contact detection probe
DE10206146B4 (de) * 2001-02-14 2021-07-08 Mitutoyo Corporation Vibrationsnachweissystem eines elastischen Körpers und Vibrationskontakt-Nachweissonde

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