JPH1094946A - 接触検出装置 - Google Patents

接触検出装置

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JPH1094946A
JPH1094946A JP25025296A JP25025296A JPH1094946A JP H1094946 A JPH1094946 A JP H1094946A JP 25025296 A JP25025296 A JP 25025296A JP 25025296 A JP25025296 A JP 25025296A JP H1094946 A JPH1094946 A JP H1094946A
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JP
Japan
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machine tool
terminal
contact
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touch sensor
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JP25025296A
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English (en)
Inventor
Yasuhiko Uchida
安彦 内田
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Daishowa Seiki Co Ltd
Original Assignee
Daishowa Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 主軸の軸受に非通電性のものが使用される
工作機械においても使用できるスイッチ付きタッチセン
サー使用の接触検出装置を提供すること。 【解決手段】 可動接触子18と常閉スイッチ19とを
備えたタッチセンサー15を工作機械の主軸4に取り付
け、主軸4の周囲にリングセンサー10を設け、工作機
械本体5側に一対の端子27A,27Bを設け、タッチ
センサー15に一対の接触端子20A,20Bを設け、
端子27Aと接触端子20Aと常閉スイッチ19と接触
端子20Bと端子27Bとを経由し、更に前記端子27
Aがリングセンサー10の内側を通り、また端子27B
がリングセンサー10の外側を通って工作機械本体5に
導通するように閉回路31を形成するに必要な配線を施
し、閉回路31の開閉をリングセンサー10で電磁的に
検出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マシニングセンタ
等の工作機械の主軸に取り付けられた接触検出用具を利
用してワークの芯出しや寸法計測を行う接触検出装置に
関し、特にスイッチ付きのタッチセンサーを使用した接
触検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】マシニングセンタでワークの芯出しや寸
法計測を行う接触検出装置には、通電性のあるタッチプ
ローブ(ドリルやタップ等の通電性のあるツールを含
む)を使用するシステムと、可動接触子とこの接触子の
ワークとの接触による運動によって開成する常閉スイッ
チとを備えたスイッチ付きタッチセンサーを使用するシ
ステムとが知られている。
【0003】上記通電性タッチプローブ使用システム
は、通電性のあるタッチプローブを工作機械の主軸に取
り付け、このタッチプローブと通電性のあるワークとが
接触したときに、主軸→タッチプローブ→ワーク→工作
機械本体→主軸を経由する閉回路が形成されるように
し、この閉回路を前記主軸の周囲に配設したリングセン
サー(励磁コイルと検知コイルとからなる)で電磁的に
検出してタッチ信号を出力するタッチ信号出力回路を使
用する方式であるが、このシステムでは、ワークが導電
性のある金属製のものである場合にしか使用できないと
いう欠点がある。尤も、この通電性タッチプローブ使用
システムでは、タッチプローブがワークに接触したとき
に閉回路が形成され、このときにリングセンサーの検知
コイルに検知出力が生じるから、リングセンサーの検知
出力をそのまま増幅してタッチ信号を得ることができる
と云う利点もある。
【0004】他方、従来のスイッチ付きタッチセンサー
使用システムは、図4に示すように、可動接触子1と、
この可動接触子1のワーク(図示せず)との接触による
運動によって開成する常閉スイッチ2とを備えたタッチ
センサー3を工作機械の主軸4に取り付け、このタッチ
センサー3に工作機械本体5側の端子(導電性ブロッ
ク)6と接続する接触端子7を設けると共に、この両端
子6,7、工作機械本体5、前記主軸4、前記タッチセ
ンサー3、及び前記常閉スイッチ2を経由する閉回路8
を形成するための必要な配線9を施し、この閉回路8の
開閉を前記主軸4の周囲に配設したリングセンサー10
により電磁的に検出し、当該センサー10に接続したタ
ッチ信号出力回路11によってタッチ信号14を出力す
るようにしたもので、このようなスイッチ2付きタッチ
センサー3の使用による接触検出装置では、ワークを閉
回路の一部として利用しないので、ワークの材質に関係
なく使用することができる。尚、リングセンサー10
は、前記閉回路8に誘導電流を流す励磁コイル12と、
前記閉回路8を流れる誘導電流を検出する検出回路13
とからなるもので、前記通電性通電性タッチプローブ使
用システムに用いられるリングセンサーと同様のもので
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、主軸
の回転を出来るだけ高速にして、加工時間の短縮を期す
るようにした工作機械が増えてきており、これに伴い主
軸を受ける軸受には、耐磨耗性及び耐熱性に優れたセラ
ミック製のものが、従来の金属製軸受に代わって使用さ
れるようになっている。然るに、セラミックは導電性が
ないため、主軸の軸受としてセラミック製のものを使用
した場合、上述したような接触検出装置では、主軸4と
工作機械本体5との間で導通が途絶えてしまい、閉回路
8を形成できなくなる。
【0006】本発明は、ワークの材質に関係なく使用で
きると共に、上記のように主軸の軸受に導電性のないも
のが使用されている工作機械においても使用が可能な、
スイッチ付きタッチセンサー使用の接触検出装置を提供
することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
可動接触子18と、この接触子18のワークとの接触に
よる運動によって開成する常閉スイッチ19とを備えた
タッチセンサー15を工作機械の主軸4に取り付け、こ
の主軸4の周囲に励磁コイル12と検知コイル13とか
らなるリングセンサー10を設け、工作機械本体5側に
一対の端子27A,27Bを設けると共に、タッチセン
サー15には工作機械本体5側の両端子27A,27B
にそれぞれ接続する一対の接触端子20A,20Bを設
け、工作機械本体5側の一方の端子27Aと、これに接
続するタッチセンサー15側の一方の接触端子20A
と、前記常閉スイッチ19と、タッチセンサー15側の
他方の接触端子20Bと、これに接続する工作機械本体
5側の他方の端子27Bとを経由し、更に工作機械本体
5側の一方の端子27Aがリングセンサー10の内側を
通って、また他方の端子27Bがリングセンサー10の
外側を通って工作機械本体5に導通するように閉回路3
1を形成するための必要な配線を施し、この閉回路31
の開閉を前記リングセンサー10で電磁的に検出するよ
うにした構成を採用するものである。
【0008】請求項2に係る発明は、可動接触子18
と、この接触子18のワークとの接触による運動によっ
て開成する常閉スイッチ19と、電源形成用のトランス
32と、前記常閉スイッチ19が開成したとき前記トラ
ンス32の二次側コイルl2 の消費電流を増大させる制
御回路33とを内蔵したタッチセンサー15を工作機械
の主軸4に取り付け、この主軸4の周囲に励磁コイル1
2と検知コイル13とからなるリングセンサー10を設
け、工作機械本体5側に一対の端子27A,27Bを設
けると共に、タッチセンサー15には工作機械本体5側
の両端子27A,27Bにそれぞれ接続する一対の接触
端子20A,20Bを設け、工作機械本体5側の一方の
端子27Aと、これに接続するタッチセンサー15側の
一方の接触端子20Aと、前記トランス32、タッチセ
ンサー15側の他方の接触端子20Bと、これに接続す
る工作機械本体5側の他方の端子27Bとを経由し、更
に工作機械本体5側の一方の端子27Aがリングセンサ
ー10の内側を通って、また他方の端子27Bがリング
センサー10の外側を通って工作機械本体5に導通する
ように閉回路31を形成するための必要な配線を施し、
この閉回路31の開閉を前記リングセンサー10で電磁
的に検出するようにした構成を採用するものである。
【0009】請求項3は、請求項1または2に記載の接
触検出装置において、前記工作機械本体5側の一対の端
子27A,27Bは、工作機械本体5に突設された絶縁
性の端子取付台28に並設されている構成を採用するも
のである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を示す図1に
おいて、15は工作機械の主軸4に取り付けられたタッ
チセンサーであって、主軸4に内嵌固定されるテーパ状
シャンク部16と、マニピュレータ用把持部17、可動
接触子18、常閉スイッチ19、及び一対の接触端子2
0A,20Bを備えている。両接触端子20A,20B
は、タッチセンサー15の本体部に一体に突設された絶
縁性取付アーム21の先端部に並設されていて、それぞ
れ導線22,23によりスイッチ19に接続されてい
る。主軸4は、軸受25を介して工作機械本体5に回転
可能に支承されている。
【0011】前記可動接触子18は、スプリング(図示
せず)の付勢力によって図1に示すようなような中立姿
勢に保持されており、しかして当該接触子18がワーク
との接触により前記付勢力に抗して運動したとき、その
運動方向に如何を問わず前記常閉スイッチ19が開成す
るように構成されている。この可動接触子18と常閉ス
イッチ19との具体的構造は、従来のこの種のタッチセ
ンサーにおいて周知であるため、その図示及び説明は省
略する。工作機械本体5の前面には、軸受25を介して
主軸4を囲繞するような円筒状固定部26が工作機械本
体5と一体に突設され、この円筒状固定部26の外周
に、励磁コイル12と検知コイル13とからなるリング
センサー10が配設され、このリングセンサー10にタ
ッチ信号出力回路11が接続されている。
【0012】また、工作機械本体5の前面には、先端部
に一対の端子27A,27Bを並設した絶縁性の端子取
付台28が突設され、この端子取付台28は、前記タッ
チセンサー15を所定の位相で主軸4に嵌合固定したと
き、当該取付台28上の両端子27A,27Bにタッチ
センサー15の両接触端子20A,20Bがそれぞれ当
接するような位置に取り付けられている。
【0013】上記端子取付台28に並設された工作機械
本体5側の端子27A,27Bのうち、一方の端子27
Aは、図1に示すように、導線29によって、前記リン
グセンサー10の内側に位置する前記円筒状固定部26
の先端面に接続配線され、他方の端子27Bは、前記リ
ングセンサー10の外側を通って延出した導線30によ
って工作機械本体5の前面に接続配線されている。
【0014】しかして、タッチセンサー15を工作機械
の主軸4に取り付けた状態において、このタッチセンサ
ー15と工作機械本体5との間には、図1に示すよう
に、工作機械本体5側の一方の端子27Aと、これに接
続するタッチセンサー15側の一方の接触端子20A
と、タッチセンサー15に内蔵された常閉スイッチ19
と、タッチセンサー15側の他方の接触端子20Bと、
これに接続する工作機械本体5側の他方の端子27Bと
を経由し、更に工作機械本体5側の一方の端子27Aが
リングセンサー10の内側を通って、また他方の端子2
7Bがリングセンサー10の外側を通って工作機械本体
5に導通するような一連の閉回路31が形成されること
になる。
【0015】上記のように構成される接触検出装置にあ
っては、タッチセンサー15の可動接触子18がワーク
に接触していないときは、前記閉回路31が閉成されて
いるので、リングセンサー10の検知コイル13に検知
出力が生じ、しかして可動接触子18がワークに接触す
ると、その接触による接触子18の運動により常閉スイ
ッチ19が開いて前記閉回路31が開成されるので、リ
ングセンサー10からの検知出力が無くなり、タッチ信
号出力回路11によってタッチ信号14が出力される。
【0016】図2及び図3は、本発明に係る接触検出装
置の他の実施形態を示すもので、図1に示した実施形態
とは、タッチセンサー15にトランス32及び制御回路
33を付加した点が異なり、他の構成については先の実
施形態と同じである。
【0017】図2に示すように、制御回路33は、前記
トランス32の二次側コイルl2 を電源とし、コンデン
サC1 ,C2 とダイオードD1 ,D2 からなる倍圧整流
回路34と、常閉スイッチ19と、このスイッチ19が
閉じているときに入力端がHレベルとなり且つ常閉スイ
ッチ19が開いたときに入力端がLレベルとなるように
接続された論理否定回路素子35と、この論理否定回路
素子35の出力端に接続された負荷抵抗R1 とを具備し
ている。
【0018】しかして、図1にも示すように、前記タッ
チセンサー15を工作機械の主軸4に取り付け且つ工作
機械本体5側の両端子27A,27Bにタッチセンサー
15側の両接触端子20A,20Bをそれぞれ当接させ
たとき、前記トランス32の一次側コイルl1 、タッチ
センサー15側の一方の接触端子20A、工作機械本体
5側の一方の端子27A、工作機械本体5、工作機械本
体5側の他方の端子27B、タッチセンサー15側の他
方の接触端子20Bを経由する閉回路31が形成される
ように、前記トランス32の一次側コイルl1 の両端が
前記両接触端子20A,20Bに導線22,23により
接続されている。
【0019】従って、前記のように、タッチセンサー1
5が主軸4に取り付けられている状態でリングセンサー
10の励磁コイル12に高周波電源36により高周波電
圧を印加すれば、電磁誘導作用によって前記閉回路31
に誘導電流が誘起される。この誘導電流が前記トランス
32の一次側コイルl1 に流れることにより、このトラ
ンス32の昇圧作用により二次側コイルl2 に高圧の高
周波電流が誘起され、これが倍圧整流回路34によって
整流されると共に更に昇圧されて論理否定回路素子35
を駆動する直流電源となる。このとき、タッチセンサー
15の可動接触子18がワークに接触していないために
常閉スイッチ19が閉じているときは、論理否定回路素
子35の入力端がHレベルとなり、この論理否定回路素
子35の出力端がLレベルとなるため、前記トランス3
2の二次側コイルl2 には数μAの消費電流しか流れな
い。従って、前記トランス32の一次側コイルl1 、即
ち前記閉回路31にも殆ど電流が流れず、あたかも当該
閉回路31が開成しているのと同じ状態となり、前記リ
ングセンサー10の検知コイル13には検知出力が生じ
ない。
【0020】タッチセンサー15の可動接触子18がワ
ークと接触して運動し、スイッチ19が開くと、論理否
定回路素子35の入力端がLレベルとなり、この論理否
定回路素子35の出力端がHレベルとなるので、負荷抵
抗R1 を通って電流が流れることになり、前記トランス
32の二次側コイルl2 を流れる誘導電流が著しく増大
する。従って、前記トランス32の一次側コイルl1
即ち閉回路31を流れる誘導電流も著しく増大し、この
ときに閉回路31に流れる誘導電流を前記リングセンサ
ー10の検知コイル13が検出し、検知出力が生じるこ
とになる。
【0021】即ち、図1に示す先の実施形態における接
触検出装置とは逆に、タッチセンサー15の可動接触子
18がワークに接触して常閉スイッチ19が開いたとき
にリングセンサー10に検知出力が生じることになり、
このリングセンサー10に検知出力が生じるときの条件
が、冒頭に述べた従来の通電性タッチプローブ(ドリル
やタップ等の通電性のあるツールを含む)を主軸4に取
り付けてリングセンサー10により接触検出を行う通電
性タッチプローブ使用システムの場合と同一になる。従
って、上記通電性タッチプローブ使用システムの場合と
同様に、タッチ信号出力回路11により、リングセンサ
ー10の検知出力をそのまま増幅してタッチ信号を得る
ことができる。
【0022】
【発明の効果】請求項1に係る接触検出装置によれば、
タッチセンサーと工作機械本体との間において、工作機
械本体側の一方の端子と、これに接続するタッチセンサ
ー側の一方の接触端子と、タッチセンサーに内蔵された
常閉スイッチと、タッチセンサー側の他方の接触端子
と、これに接続する工作機械本体側の他方の端子とを経
由し、更に工作機械本体側の一方の端子がリングセンサ
ーの内側を通って、また他方の端子がリングセンサーの
外側を通って工作機械本体に導通するような閉回路を形
成するようにしたものであって、従来の接触検出装置の
ように工作機械の主軸を閉回路の一部として利用してい
ないから、主軸の軸受にセラミックのような導電性のな
いものが使用されている工作機械にも使用できるという
格別の効果を奏する。
【0023】請求項2に係る接触検出装置によれば、請
求項1の接触検出装置による上記のような効果の他に、
次のような効果を奏する。即ち、この接触検出装置は、
スイッチ付きタッチセンサーを使用するシステムであり
ながら、導電性のある金属製ワークの使用に限定される
通電性タッチプローブ使用のシステムと同様に、ワーク
との接触時にセンサーの検知出力を得ることができるの
で、通電性タッチプローブ使用システムを使用するとき
と同一のタッチ信号出力回路を利用することができる。
もちろん、NC装置側の入力方式を変える必要もない
し、タッチ信号出力回路の出力状態を反転させる手段を
併用する必要もなくなり、その経済的効果は甚大であ
る。
【0024】請求項3によれば、工作機械本体側の一対
の端子を、工作機械本体に突設した絶縁性の端子取付台
に並設しているため、両端子の設置が簡単になると共
に、この両端子と工作機械本体との配線が簡単容易とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態を示す一部断面概略側面
図である。
【図2】 本発明の他の実施形態を示す一部断面概略側
面図である。
【図3】 図2の要部を詳細に示す回路図である。
【図4】 従来例を説明する側面図である。
【符号の説明】
4 工作機械の主軸 5 工作機械本体 10 リングセンサー 11 タッチ信号出力回路 12 リングセンサーの励磁コイル 13 リングセンサーの検知コイル 14 タッチ信号 15 タッチセンサー 18 可動接触子 19 常閉スイッチ 20A タッチセンサー側の一方の接触端子 20B タッチセンサー側の他方の接触端子 22 導線 23 導線 25 軸受 27A 工作機械本体側の一方の端子 27B 工作機械本体側の他方の端子 28 端子取付台 29 導線 30 導線 31 閉回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可動接触子と、この接触子のワークとの
    接触による運動によって開成する常閉スイッチとを備え
    たタッチセンサーを工作機械の主軸に取り付け、この主
    軸の周囲に励磁コイルと検知コイルとからなるリングセ
    ンサーを設け、工作機械本体側に一対の端子を設けると
    共に、タッチセンサーには工作機械本体側の両端子にそ
    れぞれ接続する一対の接触端子を設け、工作機械本体側
    の一方の端子と、これに接続するタッチセンサー側の一
    方の接触端子と、前記常閉スイッチと、タッチセンサー
    側の他方の接触端子と、これに接続する工作機械本体側
    の他方の端子とを経由し、更に工作機械本体側の一方の
    端子がリングセンサーの内側を通って、また他方の端子
    がリングセンサーの外側を通って工作機械本体に導通す
    るように閉回路を形成するための必要な配線を施し、こ
    の閉回路の開閉を前記リングセンサーで電磁的に検出す
    るようにした接触検出装置。
  2. 【請求項2】 可動接触子と、この接触子のワークとの
    接触による運動によって開成する常閉スイッチと、電源
    形成用のトランスと、前記常閉スイッチが開成したとき
    前記トランスの二次側コイルの消費電流を増大させる制
    御回路とを内蔵したタッチセンサーを工作機械の主軸に
    取り付け、この主軸の周囲に励磁コイルと検知コイルと
    からなるリングセンサーを設け、工作機械本体側に一対
    の端子を設けると共に、タッチセンサーには工作機械本
    体側の両端子にそれぞれ接続する一対の接触端子を設
    け、工作機械本体側の一方の端子と、これに接続するタ
    ッチセンサー側の一方の接触端子と、前記トランス、タ
    ッチセンサー側の他方の接触端子と、これに接続する工
    作機械本体側の他方の端子とを経由し、更に工作機械本
    体側の一方の端子がリングセンサーの内側を通って、ま
    た他方の端子がリングセンサーの外側を通って工作機械
    本体に導通するように閉回路を形成するための必要な配
    線を施し、この閉回路の開閉を前記リングセンサーで電
    磁的に検出するようにした接触検出装置。
  3. 【請求項3】 前記工作機械本体側の一対の端子は、工
    作機械本体に突設された絶縁性の端子取付台に並設され
    ている請求項1または2に記載の接触検出装置。
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