JPS58132444A

JPS58132444A - 倣いセンサ

Info

Publication number: JPS58132444A
Application number: JP1099082A
Authority: JP
Inventors: Akira Ebe; 江部　昭
Original assignee: TOWA DENSHI KK
Current assignee: TOWA DENSHI KK
Priority date: 1982-01-28
Filing date: 1982-01-28
Publication date: 1983-08-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は自動溶接機等に用いて好適な倣いセンサに関し
、特に変位検出精度の向上を図った倣いセンサに関する
ものである。

自動溶接機等では、ワークの溶接線に沿ってスタイラス
を追従移動させると共に、このスタイラスの変位量を電
気的に検出することにより溶接線を認識し、これに基づ
いて溶接機アクチュエータを制御作動する倣いセンサが
使用される。

従来のこの種の倣いセンサは、スタイラスと一体の主軸
を後方にまで延長した上でこ−の主軸の端部にマグネッ
トを取着し、スタイラスの移動に伴なって移動する主軸
端、つまりマグネットの移動量をマグネットセンサにて
検出することにより前記変位量を検出するようにしてい
る。

このため、第８図のように、主軸１に取着したマグネッ
ト２　＆　Ｔ　２ｂに対して一対のマグネットセンサ３
ａ、３ｂをＸ、Ｙ方向に設け、マグネツ）２ｍ、２ｂの
Ｘ方向、Ｙ方向の移動量を夫々のセンサ３ａ、３ｂにて
検出する構成が採用されている。

ところで、この種の構成を採用する場合にはマグネツ）
２ａ、３ａの初期位置を一定位置に設定しておく必要が
あり、このため従来では同図のように主軸１とケース４
との間に２本のスプリング５ａ、５ｂを掛装し、これら
スプリング５ｍ、５ｂ力にて主軸１をケース４の内周面
一部に引き付けることにより主軸１に復帰習性を付与す
るような構成としている。しかしながら、この構成では
主軸１とケース４との接触面の形状、面の加工精度等に
よって特にスプリング力が小さい場合には主軸の復帰位
置にばらつきが生じ易く、このように復帰位置、つまり
初期位置がばらついたときには正確な変位量の検出を行
なうことができなくなる。この場合、スプリング５ａ、
５ｂ力を強くすればばらつきは低減すると考えられるが
、これでは主軸やスタイラスを変位作動させる力（倣い
作用力）に大きなものが必要となり、取扱いが不便なも
のになると共に微細形状の倣い作用が不能になる等の問
題がある。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、スタイラスと
一体の主軸に少なくとも２つのガイド面を有するストッ
パを取着すると共にこれら各ガイド面に対向して当接し
得る調整部材を本体に設け、スタイラスがスプリング力
によって常態位置へ付勢されたときには前記ガイド面と
調整部材とが当接してスタイラスの初期常態位置を決定
するように構成することにより、スプリング力を小さく
してもスタイラスを確実に初期常態位置に復帰させるこ
とができ、これにより変位検出精度の向上および微少倣
いを可能にする倣いセンサを提供することを目的として
いる０以下、本発明を図示の実施例により説明すも第１図は本
発明の倣いセンサ１０の全体外観図であり、アーム１１
等の一端に固持させた本体１２の前端からスタイラス１
３を突設し、スタイラス１３の先端をワーク１４の倣い
部（例えば溶接線）に沿って変位させる一方、この変位
量を電気信号にしてコネクタ１５から出力させるような
構成としている。

第２図に全体断面構造を示すように、前記本体１２は円
筒状のケース１６と、このナース１６内に収納されるハ
ウジング１７とからなり、ハウジング１７は前記ケース
１６の前端から突出される小内径状のスリーブ１８やこ
のスリーブ１８に複数本のスペーサポル）１９．２０に
て一体的に支持される支持板２１．２枚のプリント回路
基板２２．２３を有している。またケース１６の後端は
前記コネクタ１５を取着したエンドプレート２４によっ
て閉塞されている。

前記ハウジング１７内、換言すればスリーブ１８内には
略同軸位置に丸棒状の主軸２５を延設し、この主軸２５
の前端に設けたボス部２６にはその先端をワーク１４の
倣い部に接触させるスタイラス１３をねじ結合２７とロ
ックナツト２８にて同軸に連結している。また、前記主
軸２５のボス部２６の周囲とスリーブ１８との間にはジ
ンバルリング２９を介装し、ボス部２６とジンバルリン
グ２９およびジンバルリング２９とスリーブ１８とを夫
々一対のジンバル軸３０゜３１にて直角方向に異なる円
周位置にて枢着しており、これにより主軸２５とスリー
ブ１８とでジンバル機構を構成し、主軸２５はジンバル
機構を中心としてスタイラス先端や主軸後端を全周方向
に揺動することができる。３２はカバー３３を取着する
ためのナツトである。そして、前記主軸２５の後端位置
にはスタイラス１３の先端変位量を検出するセンサ部３
４を配設し、また主軸２５の中間部には主軸２５を一定
位置に復帰させかつ保持させる主軸保持部３５を配設し
ている。

前記センサ部３４は、第３図および第４図に合わせて示
すように、主軸２５の後端に対するＸ、Ｙ方向に沿うよ
うにして夫々一対のマグネットセンサ３６，３７を配設
し、これらセンサ３６．３７を挾持するブラケット３８
．３９およびポル）４０．４０にて前記支持板２１に固
定している。また、前記主軸２５の他端にはＸ。

Ｙ方向の直角辺４１ａ、４１ｂを有するカム４１をビス
４２によって一体に固着し、このカム４１の両直角辺４
１ｍ、４１ｂには夫々板ばね４３゜４４を垂直に弾接さ
せている。この板ばね４３゜４４は略り字状に折曲形成
【７てその基端を前記スリーブｊ８の端面に固定する一
方、その先端にはマグネツ）４５．４６をホルダ４７．
４８にて取着している。４９はマグネット押えである。

したがって、この構成では、主軸２５の後端と共にカム
４１が、Ｘ、Ｙ方向あるいは他の方向へ移動すれば、こ
れに弾接している板ばね４３．４４はカムの直角辺４１
ａ、４１ｂと垂直な方向にのみ変形移動され、板ばね先
端のマグネツ）４５．４６はカム４１の移動量の中Ｘ方
向およびＹ方向の成分量だけ夫々移動されることになる
。この場合、板はね４３はカムのＹ方向の移動に対して
は弾接面において滑り、また板ばね４４はカムのＸ方向
の移動に対して同様に滑るため、各板ばね４３，４４つ
まりマグネツ）４５．４６は必ずＸ方向、Ｙ方向にのみ
変位移動される。これにより、マグネット４５゜４６は
センサ３６，３７の前面との間に一定のクリアランスを
保った状態でセンサ前方を横方向に移動でき、センサ３
６，３７ではクリアランス変化のない変位の出力を得る
ことかできる。

前記主軸保持部３５は第５図および第６図に合わせて示
すように、前記スリーブ１８内における主軸中間部に略
短円筒状のストッパ５０を１挿し、ビス５１止めしてい
る。このストッパ５０は前記Ｘ、Ｙ方向の周面部位を平
坦に削成して互に直交する４つのガイド面５０ａ−ｄを
形成している。そして、前記スリーブ１８には外周から
内周に向けて螺入させかつその先端をスリーブ１８内に
突出させた４本の調整ボルト５２ａ＝ｄを設け、各調整
ボルト５２＆〜ｄの平坦（ボルト軸に対して直角）な先
端面を前記各ガイド面５０＆〜ｄに対向させている。一
方、前記主軸２５のストッパ５０近傍位置には軸一部を
削成して掛合部５３を形成し、この掛合部５３には２本
の圧縮スプリング５４．５５の各一端を掛止している。

これら各圧縮スプリング５４．５５はその他端をスリー
ブ１８の端面に植設したポル）５６．５７に掛止してお
り、スプリング５７はｅｘＸ方向、またスプリング５６
は６９Ｙ方向に夫々主軸を付勢するようにしている。こ
の結果、主軸２５は■Ｘ方向、（９Ｙ方向の合成された
方向へ変位揺動され、前記ガイド面５０＆〜ｄの中、ガ
イド面５０ａ、５０ｂが夫々調整ポル）５２ａ、５２ｂ
に当接する位置で停止される。したがって、調整ポル）
　５２　＆。

５２１）の先端位置を適宜調整すれば、主軸２５の常態
位置（保持位置）を所要位置に設定できる。通常、主軸
２５の位置はスリーブ１８の軸心位置よりも■Ｘ、■Ｙ
方向へ偏よった位置に設定してあり、その量はセンサ３
６，３７の測定範囲に基づいて決定している。

一方、前記ハウジング１７の後端寄りの位置にスペーサ
ボルト２０やカラー５８を用いて取着した２枚のプリン
ト回路基板２２．２３には種々の電子部品５９を実装し
、前記センサ３６゜３７の出力を電気的に処理して前記
コネクタ１５に導出するようにしている。なお、回路の
説明は省略する。

次に本実施例装置の作用を説明する。

常態では圧縮スプリング５４．５５の付勢力によって主
軸２５は■Ｘ、＄Ｙ方向へ引張されており、主軸はスト
ッパ５０のガイド面５０　ａ。

５０ｂが夫々調整ポル）５２ａ、５２ｂに当接する位置
にある。この位置は前述のようにスリーブ１８の細心位
置（原点）よりも若干■Ｘ。

■Ｙ方向に偏倚した位置である。この状態でスタイラス
１３がその先端をワークの倣い部で倣わせると、スタイ
ラス１３および主軸２５はジンバル機構部位を中心とし
て一体的に揺動し、主軸（特に後端）は常態位置からｅ
ｘ、θＹ方向に変位移動される。この移動量はストツノ
ク５０の他のガイド面５０ｃ、５０ｄが夫々調整ポル）
５２ｃ、５２ｄに当接するまでの範囲であり、その量は
調整ポル）５２８．５２（ｉの先端の突出量を適宜調整
することにより変化できる。

主軸２５の後端の移動に伴なってこれと一体のカム４１
もｅＸ、ｅＹ方向に移動し、以後スタイラス１３の倣い
動作にしたがってＸ、Ｙ方向はもとより、その合成され
た方向、換言すれば全周方向に移動される。そして、カ
ム４１の移動と共に板ばね４３，４４も弾性変形されな
がらＸ、Ｙ方向にその先端が移動され、マグネツ）４６
．４７が一体的に移動される。この場合、マグネツ）４
６．４７はカム４１の直角辺４１ｍ、４１ｂと板はね４
３．４４との弾接および滑り作用によって夫々はＸ方向
およびＹ方向にのみ移動され、しかもその移動量はカム
４１の移動量のＸ成分、Ｙ成分にレバー比（板ばね４３
．４４における支点、力点、作用点で決定される比）を
乗じた量となる。したがって、マグネット４５．４６は
センサ３６，３７の前面位置でこれと一定のクリアラン
スを保って横方向に移動され、その移動量がセンサ３６
，３７にて検出される。このとき、センサ３６，３７の
出力特性は例えば第７図に示す通りであり、したがって
予め設定したクリアランスに相当する特性曲線のみを検
出に利用するだけでよく、マグネットの移動に伴なって
クリアランスが変化するような場合に比較して検出回路
構成を簡単なものにしかつその検出精度を向上すること
ができる。

そして、変位検出作用の完了後にスタイラス１３および
主軸２５への倣い作用力が解除されると、スプリング５
４．５５の引張力によって主軸とスタイラスは常態位置
へ復帰されるが、このときストッパ５０のガイド面５０
ａ、５０ｂが調整ポル）５２ａ、５２ｂの先端に夫々当
接しかつこれに案内されるので、ストッパ５０、つまり
主軸２５は確実に初期（常態）位置に復帰されることに
なる。したがって、カム４１およびこれに作動されるマ
グネット４５．４６の初期位置も常に安定に維持され、
変位検出を正確に行なうことができる。この場合、スプ
リング力を小さくしても主軸の安定な復帰が得られるの
で、微細な倣いにも有効に作用することができる。

なお、調整ポル）５２ａ、５２ｂの先端位置の調整によ
って主軸の常態位置を適宜調整できることは言うまでも
ない。また、スプリングはコイルスプリング以外のもの
を使用してもよＩ／％以上のように本発明の倣いセンサ
によれば、スタイラスと一体の主軸に設けたストッパと
、本体に設けた調整部材との当接によりスタイラスを確
実に初期常態位置に復帰させることができるので、変位
検出精度の向上を達成することができると共に、スプリ
ング力の小さいスプリングの使用を可能にして倣い作用
の軽快化や微細倣いを可能にする等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明センサの使用状態を示す概略構成図、第
２図はその横断面図、第３図はセンサ部の部分構成を示
す斜視図、第４図は核部の縦断面図、第５図は主軸保持
部の破断斜視図、第６図は核部の縦断面図、第７図はセ
ンサの特性図、第８図は従来構造を示す模式的な構成図
である。１０・・・倣いセンサ、１２・・・本体、１３・・・ス
タイラス、１４・・・ワーク、１６・・・ケース、１７
・・・ハウジング、１８・・・スリーブ、２１・・・支
持板、２２゜２３・・・プリント回路基板、２５・・・
主軸、２９・・・ジンバルリング、３０．３１・・・ジ
ンバル軸、３４・・・センサ部、３５・・・主軸保持部
、３６．３７・・・センサ、４１・・・カム、４３．４
４・・・板ばね、４５゜４６・・・マグネット、５０・
・・ストッパ、５０ａＮｄ・・・ガイド面、５２　ａ−
ｄ・・・調整ボルト（部材）、５４．５５・・・スプリ
ング、５９・・・電子部品。代理人　弁理士　鈴　木　章　夫２：、　、　＋　、ニ
ー。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　倣いセンサ本体に揺動可能に支持されたスタ
イラスを備え、このスタイラスの揺動変位量を検出して
倣い信号を得るようにした倣いセンナにおいて、前記ス
タイラスと一体の主軸にはスタイラスを初期常態位置方
向へ付勢するスプリングを前記本体との間に掛装すると
共に、主軸の一部には少なくとも２つのガイド面を有す
るストッパを取着し、一方前記本体には前記ガイド面に
当接し得る２つの調整部材を取着してこの調整部材と前
記ストッパとを前記初期常態位置にてスプリング力にて
当接し得るように構成したことを特徴とする倣いセンサ
。