JPS58176709A - 監視装置 - Google Patents

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、多数の・やラメータを監視するに使用する為
の装置に関する。特に、下記のものだけと限らないが、
研磨輪（砥石）を仕上げ又は整頓する為に使用する目的
を有する。

本発明による研磨砥石仕上げ機は、英国特許番号第８４
・４．１４３号に記載されたものに応用できる。

本特許出願明細書中に記載の研磨砥石仕上げ機は、工具
を有するが、これは回転する研磨砥石の端面及び／又は
側面を要求する輪廓にする為に正確に位置せしめられる
べきである。工具を要求する輪廓上に正しく位置せしめ
、かつ動かす為に。

工具の保持器は半径を決定する二次滑動装置上に装着せ
られ、との滑動装置は縦方向に可動な切線方向滑動装置
に載せられ２次いで切線方向滑動装置は、角度決定軸の
廻りに回転することを得る半径アーム（腕）上に取付け
られ、角度決定軸は十字型滑動部上に取付けられた要素
を通っており。

十字型滑動部は深さを管理する滑動部上に動くことを得
しめられている。

半径を決定する二次滑動装置の各々の縦方向の動きは、
又半径アームの回転運動も同じく、夫々の測定物権２例
えばバーニヤ（副尺）式測定物権を使用して行われる。

多数の計測用物権を別々に具えることは、夫々が上記の
特許明細書中に記載した機械の異なった位置に配置せら
れ２作業員は異なった物権の読みを取る為２機械の相当
数の異なった部分に注意を払らうことを必要とされる。

本発明の１つの特徴としては、多数の測定を行なう装置
を異った位置に各々設置し、令名よりはるかに容易に読
取れることにある。

本発明の実施例ば、付属する図面と共に、−例を記載す
ることで説明する。

第１図は、普通の実施状態における電気回路のブロック
ダイアダラムを示しているが、これには例えば電力供給
とか時計信号線の如き結線の詳細についての特徴などを
示していないが、然しその操作については、専門家にと
っては下記の記載事項から、その作用は明らかであろう
。

第１図を参照すれば、その中に４個の変換器１乃至４が
存在し、各々の変換器には２個の電気的出力部５及び６
を有し、夫々の波形は７及び８に示すように位相が９０
°異っている。各々の出力部５及び６は、−次アナログ
スイッチ９及び２次アナログスイッチ１０に結合する。

変換器１乃至３は線状の動きを探知するが、各々の変換
器は１対の格子を有する。各々の一対の格子は、一対の
部品の１個の上に載せられ、それは一つが他に対し相対
的に直線状に動くことが可能である。格子の１個から他
のものに通る電磁輻射は、フリンジ・・母ターン干渉を
生ずる。各々の変換には、７及び８に示した様に、夫々
のフリンジ・・ぐターン信号に対してフリンジ・パター
ンの変化を探知し、かつ２個の９０°位相の異った電気
出力を生ずるようにした探知器な有する。

各々のフリンジ・・ぐターン信号に対する９０°位相の
異った２個の信号出力を使用すれば、各々のフリンジ・
パターン信号の完全サイクルを４個の象限に分割する次
の回路を作成するのは比較的容易である。一対の相対的
に動くことを得る部品間の変位の測定は、フリンジ・・
母ターンが動くことを通じ象限の数を計算し、ついで１
個の象限に対応す−る既知の距離を掛けることが出来る
。２個の可動部品の運動の相対方向は、２個の出力信号
７及び８の相対位相を比較して決定する。

測定用器具中に格子を使用することは、すでによく知ら
れた事であり、かつその使用の歴史は物理学雑誌（ジャ
ーナル・オブ・フィジックス）中の詳論に述べられてい
る：　１９７２年３月、サイエンティフィック・インス
タンツ、第５巻第３号。

ベージ１９３乃至１９８２発行所インスティテーートオ
ブフィジックス、英国ロンドン、題目：「度量商学にお
ける格子」に記載されている。

第１図に示した特別な実施例中では、変換器４は他のも
のと相対的な部材の回転運動を探知し。

かつ上記に番号を付した特許申請文書中に示した型式の
砥石仕上げ器具を使用した時は、それは半径アームの回
転運動を探知する。変換器４は、相互に２個の部材の１
個に載せられた一対の格子を有し、それは互いに相対的
に回転することを得。

かつ７及び８に示す如く、格子の間を通過する光の結果
として、２個の９００位相の異った電気的出力を有し、
各々のフリンジ・パターン信号の象限を比較的容易に設
立せしめる。

変換器４の格子は、放射方向に延長する直線の連続によ
シ構成され、光の通過の際モワレ・フリンジ（波形模様
のヘシ）を生ずる様に累ねて配置しである。

上記の様に砥石仕上機に変換器１乃至３を使用すること
は評価すべきであり、それ等は夫々の縦方向に可動な滑
動器の動きを探知する。

２個の周辺に面したアダプタ１１及び１２は。

計算器１３及び回路の残留部との間の結線を有する。計
算器１３は、アダプタ１１及び１２と、コントロール路
線１５，１６，１７及び１８を通じ制する。１個の５デ
ジツト、７セグメントＬＥＤ（発光ダイオード）１９は
、変換器１乃至４の選択した１個からの出力測定値の展
示に使用されるが、計算器１３の管理の下に、路線２０
を通じてアダプタ１１よシの多重通信信号が供給される
。

手で操作されるチャンネル選択スイッチは、路線２３を
通じてアダプタ１２と、かつ路線１５を通じて計算器１
３とに結合されるが、その操作は。

どの変換器の出力が１９に展示されるかを決定する為に
使用される。又アダプタ１１と路線２４を経由して結合
するスイッチは２５で示され、計算器１３が特に選択し
た変換器１乃至４に関しである資料を２例えば変換器４
に対応する回転チャンネルについてはゼロであると言う
様な展示を１９に行なわしめる様に働らく。ブロック２
５によシ示された他のスイッチは、１９における展示を
。

特別な単位のシステム、例えば線状の測定においては１
メートル式か又はインチ式かを示す様にする。

チャンネル指示器は、　ＩＪＤのシリーズの形で。

ブロック２６により表現される。ここに描かれている特
殊な器具のうちに、ブロック２６により表わされている
チャンネル指示器は、ブロック２２により示されるチャ
ンネル選択スイッチのうちの１個としてパネル上に配置
されているから２選択されたチャンネルは、明瞭に作業
員に指示されることとなる。

ライン５及び６上にある変換器１乃至４からの出力のセ
ットのうちの１個は、展示する為に選択されたものであ
るが、２２に示されているチャンネル選択スイッチの操
作によるか、又は下記に記述される自動選択処理による
かのいづれかによるものであるが、ライン２９及び３０
上の夫々の比較装置２７及び２８と、−次アナログスイ
ッチ９により結合する。又比較装置２７及び２８は線３
２と結合するが、参照レベルの信号の為である。参照レ
ベル信号は、路線１５．アダプタ１２及び路線３４を経
由し、計算器１３の管制の下に、デジタル・アナログ変
換器３３を経て得られる。ライン３５上にあるデジタル
・アナログ変換器３３の出力よりする参照レベル信号は
、サンプル及びホールド（標本及びそれを保持する）回
路３６を経て、計算器１３の制御の下にライン３２を通
過するが、この計算器は、ライン３７．アダプタ１２及
び路線１５を経由して作動する。サンプル及びホールド
回路３６は、デジタル・アナログ変換器３３がアナログ
信号測定に使用される時、その作用時間中、ライン３２
にある参照レベルを事前決定値に維持する。

ライン３２上の参照レベルは、４０及び４２に示す様に
、比較装置２７及び２８がライン３８及び３９上に方形
波出力信号を発生せしめる値にセットしておく。ここで
了解すべき事は、ライン５及び６上にある出力信号７及
び８は２位相が９００ちがっているから、方形波出力信
号４０及び４２も同様な９０°位相の異った値にあるこ
とである。

これ等の、ライン３８及び３９上の２位相の異なる信号
４０及び４２は、論理回路４３中に印加され、その回路
のケ゛−トでは、信号は、出力がライン４４上で信号４
５の形で与えられ、これは・ぐルスのシリーズより成シ
、各々のパルスは、信号７又は８のうちの１個の各々の
サイクルの象限の１個の始まシに対応するものである。

パルス・トレーン（列）４５の各々のパルスは、もとの
フリンジ・・ぐターンの特別な部分に対応すると評価す
べきであろう。ライン４４上にあるパルス信号４５は、
中断パルスと考がえるべきであり、アダプタ１１に供給
されるが、このアダプタよ多信号４０及び４２がライン
４６及び４７上に供給され、ライン４４．４６及び４７
上の情報はアダプタ１１及び路線１６と１５を経由して
計算器１３に供給されるが、これは中断ノヤルス４５が
発生する時は常にライン４６及び４７上の信号に作用し
、かつ中断・やルスの発生による象限に従がって計算器
は。

変換器１乃至４の出力の読み取りれる信号に対応するチ
ャンネルの計算器４９ａ乃至４９ｄのうちの１個につい
て共働して増量又は減量する。特別な計算器の内容物は
１１及び２０を経由して絶えず１９上に展示される。２
次アナログスイッチ１０の出力はライン５０及び５１に
結合し、出力を第２の対をなす比較装置５２及び５３に
送るが、その入力はデジタル・アナログ変換器３３から
のレベル信号がライン３５から送られる。比較装置５２
及び５３からの出力は路線５４に印加されアダプタ１２
にゆく。計算器１３は路線１５．アダプタ１２及び路線
１８を経由して反復したスイッチ指令を２次アナログス
イッチ１０に与えるが、これは変換器１乃至４の各々か
らの出力を２次アナログスイッチが絶えず走査する如く
せしめる。この様に計算器は絶えず比較装置５２及び５
３の各々の出力を監視しており、これは比較装置２７及
び２８の出力に対応するものであって、かつ計算器１３
は特別なチャンネルの出力の変化を探知すべきであり、
チャンネルの出力において、ある特別な時間に展示され
なかったものに対してであるが。

夫々の計算器の１乃至４についている）がそれにより増
量又は減量された事を確かめるものである。

たとえ比較装置５２又は５３のどちらかの出力が変換器
からの出力信号のサイクル２象限以上変化しても、−次
アナログスイッチはスイッチ作用をして、その特別な変
換器からのチャンネルの出力をＬＥＤ　１９に展示しか
つ２６に指示せしめる様にする。それ故に作り楽員は特
別な変換器の出力が変化している事実を警告せられるで
あろう。ここで好ましい“ことは、ノイズ又はその他の
干渉の結果不必要なスイッチ作用を起こす事を避ける為
に。

１サイクルの２象限以内の変化が起っても、−次アナロ
グスイッチ９の自動的転換を生ぜしめない様にすること
である。

この装置の配置は自動的に作動する様に設計しである。

然しなから、それが必要であれば１例えば作業する手順
の間中に、展示すべきものを手で選択する様な場合では
、計算器１３は、若し変換器の運動部分が事前決定速度
以下に動く時は９手による制御指示をも可能にしである
。中断・ぐルス４５の周波数は、計算器により監視され
、かつ若しその周期が単一安定式装置のそれを超過する
ならば、これは特別な実施例では１０ヘルツ（Ｈｚ）の
中断パルスの周波数に対応するものであるが。

計算器１３はチャンネル選択スイッチ２５とデータスイ
ンチ２５とを走査し、かつこれ等のスイッチに対し特別
なチャンネルを展示するか、又は特別なデータを展示す
る様にセットせよと言う指令に従かわしめる。

測定値の鮮明（明確）度を増進する為に２回転式チャジ
ネル変換器４を使用した時は、変換器４からの出力信号
７及び８の各々の９０°のセグメントが分割され、事実
上１８°の５個のセグメントに分ける。計算器１３には
、物損となるサイン（正弦）見出し表が貯蔵されておシ
、この表から情報が比較装置５２及び５３に、アナログ
信号の形で。

路線１５．アダプタ１２．路線３４及びデジタル・アナ
ログ変換器３３を経由して送られる。同時に、計算器１
３は、中断信号４５から特別な１８゜のセグメントを計
算し、これは２次アナログスイ゛ノチ１０からの出力と
、ライン３５上の信号との間の比較が、比較装置５２と
５３とにより行なわれる。比較装置５２及び５３の出力
は、計算器１３により、路線５４．アダプタ１２及び路
線１５ｔ−経由して監視され、かつライン５０及び５１
上の変換器の信号が、ライン３５上のデジタル・アナロ
グ変換器からの信号よシ上にあるか又は下であるかを決
定する。正弦見出し表中の値は次々にライン３５中に送
シ出され正しい１８°の値が見付かる迄続く。計算器１
３からのＬＥＤ　１９への展示情報は、この様にして、
測定を行つ（ている場所の特別な１８°を計算すること
、かつ次いでセグメン１の特別な角度値の比較を含む技
法の結合によって得られる。

装置を先ずスイッチオンすれば、特別な修正の道程が作
用し始める。

修正道程では夫々の負荷の抵抗の値を、その抵抗の１個
を６０で示しているが、変換器１乃至４の各々の出力５
及び６に結合して調整することを可能にする。修正のモ
ードでは、変換器は、その負荷抵抗は調整されるべきで
あるが２選択スイッチ（図示せず）によって選択される
。選択された２個の信号の１個を経由して、計算器１３
に、繰返し測定を行なわしめる。

信号は数サイクル以上測定され、最大値から最小値迄測
定して、計算器は平均信号レベルを確立する。この平均
レベルとデジタル・アナログ変換器３３の範囲の中間点
との差が１９に展示される。

ある特別な実施例では、デジタル・アナログ変換器の範
囲の中間点が１．２５　、ｔ”ルトであって、かつ転換
器出力チャンネルは、適当な負荷抵抗６０を手で調整し
て展示した読みがゼロになる迄修正する。

次いで、すべての出力が修正される為に９手動によるス
イッチが使用され、各々の変換器の出力間のスイッチを
行なう。

本発明では、測定を行なう為に２個の異った技法を使用
している。

第１は、すべての軸に対し測定を行なうあたり。

デジタル計算技法を使用している。中断信号４５は、変
換器１乃至４の出力に直接に関連がある故に、モワレ・
フリンジパターンの動きが、各々の場合に生ずる。

第２図は、余弦波７と正弦波８との間の相関性を示すも
のであり　これは変換器の出力において。

両者に一方向の相対運動がある時生ずる。第２図中の６
１は２反対方向の相対運動から生じた出力波形を示して
いる。位相の逆転が連動方向の変更を探知する為に使用
される。第２図において、比較装置２８及び２７の出力
において現われる信号４２及び４０を、夫々正弦波８及
び余弦波７を基にして点線を以って示しである。中断パ
ルス４５は、中断論理回路４３中で信号４２及び４０の
前後端から発生する。

計算することは計算器のソフトウェアによシ影響があシ
、これは事実上計算器１３のＲＡＭの位置によって構成
されるもので、かつ変換器からの信号の位相関連により
決定される動きの方向により。

そこには必らず中断・ぐルスがある故に増量又は減量す
る。直線状の軸を測定する時は、変換器の部品間の相対
運動が、一対の中断信号間の間隔に対応しており、５ミ
クロン（μ声）である。回転を測定する時は、中断信号
４５の間の間隔は、弧の５分（即ち１／１２度）の動き
に対応する。

測定作業に使用する第２の技法は１回転測定に関連する
方式を使用し２間挿法の技法を用いる。

間挿法の技法は第３図を参照して一層詳細に記載される
が、この図における７及び８は変換器４からの出力信号
である。ここで注意することは。

正弦波８の頂面から頂面えの値はＡであり、余弦波７の
それはＢである。間挿法は、波形の線状部分について行
なわれ、夫々凡そ０点及びＤ点である。

ここで注意すべきことは、波型８及び７の振巾で点Ｃ及
びＤに対し３６°及び１８°後と、１８°及び３６°前
とは夫々頂面から頂面えの値Ａ　＆　Ｈの０、２０５　
、０．３４５　、０．６５５及び０．７９２である。こ
れ等の振巾の値は具合よい位置をためているが。

その理由は、これ等は波形の比較的直線をなす部分で起
きておシ、容易に決定することができるからである。波
形７及び８０間に転換すれば、波形の比較的直線部分と
して、９０°の象限の中で各々の１８°の点を認証する
ことは可能である。中断信号間の各々の発生する象限が
弧の５分に対応するものであるが故に、信号振巾を計算
器１３内に貯蔵されている正弦見取り表の値と、対応す
る各々の象限の中の５個の１８度の間隔の値とを比較す
ることで、変換器の位置を、弧の１分以内に決めること
が可能である。

間挿法手順は、最大４個の計算ができるソフトウェア計
算器を増量する。このソフトウェア計算器中での計算値
は、全計算値が展示する前に、中断信号４５の主計算器
中の計算値に追加される。

原理としては２回転式変換器４からの信号のうちの只１
個が間挿法に使用するに必要としている。

然しなか、ら２間挿法の正確度を改良せんが為に。

両方の信号を使用する。２個の信号の間の関係が正弦と
余弦であるから、１個の信号がその頂面に近付くと、そ
の振巾の変化の割合は急速に減少し。

他の信号の振巾の変化の割合は最大値に近づく。

この様にして、象限を通じて半途にある信号間に変換す
ることにより２間挿法は信号上に、振巾の最大の変化の
割合を以て行なわれる。この変換は。

見出し表からの値がＤＡＣ（デジタルアナログ変換器）
３３に出力として送られた後、どちらの２次比較装置の
出力が監視されたかを選択することで達成される。

１軸から他の軸に自動的に変換することの特色に関して
は、上記に述べた事、即わち手動又は自動的のどちらか
によりチャンネルが選択された時。

−次回路９．２７．２８及び４３はそのチャンネルに転
換され、かつそのチャンネルに対する計算は中断信号４
５により管制されると言う事は評価すべきであろう。他
のチャンネルは、２次アナログスイッチ１０及び２次比
較装置５２及び５３により、計算器１３のプログラムル
ーゾ中で監視される。

各々のチャンネルに対する主ソフトウェア計算器は、適
当な変換器の一対の信号が一象限から他の象限に動く時
は常に増量し又は減量する。ソフトウェア計算器が増量
又は減量するごとに、新らしい象限の情報が貯蔵され、
即わち、２個の一次比較装置２７．２８が貯蔵する。こ
れ等の出力は。

前の象限に対する運動の方向を決める為に、比較装置２
７．２８の値と比較される。

２次回路１０’、　５２及び５３を使用して他のチャン
ネルを監視を行なっている間中、各々のチャンネル中に
存在する一対の信号の各々における象限に関する情報は
、適当な計算器が増量又は減量している時に貯蔵された
夫々の象限の信号と比較される。若し現在の象限の情報
が、夫々の貯蔵された象限の情報と異なる時は、適当な
計算器（４個あるうちの）は増量又は減量し、かつ新ら
しい象限の情報が貯蔵される。計算器が、２次アナログ
スイッチ１０及び２次比較装置５２．５３により、チャ
ンネル上の信号が２象限を通じて動いた事を探知した時
は、−次アナログスイッチ９は動いているチャンネルを
選択するため変更し、かつＬＥＤ　１９はそのチャンネ
ルに関連した情報を示すために変換し、その上そのチャ
ンネルに対する閾値がＤＡＣ３３上に成立する。運動の
探知されたチャンネルが主チャンネルとなシ、これから
中断パルスが発生する。

手動又は自動的にチャンネルが選択された時は常に、−
次回路９．２７．２８及び４３と、　ＬＥＤ１９とはそ
のま＼セットされており、他のチャンネルが選択される
迄変らない。

第１図に示した装置のその外の特徴とすべきものは、長
期間に亘るドリフト（偏差）の修正を行なう装置を有す
ることである。

装置がスイッチオンされると、−次比較装置２７及び２
８上の閾値は１，２５ポルトにセットされるが。

これはＤＡＣ３３の範囲の中点である。

回転軸の変換器４が数サイクル以上動くと２両信号出力
の最大及び最小値が測定される。これ等の値から、計算
器１３は回転軸に対する新らしい閾値を計算するが、こ
れは測定された４個の最大及び最小値の平均レベルであ
る。電力を入力した後に他の軸の各々が先ず選択された
時、このプロセスが繰返えされ、他の軸の各々にともな
う変換器１，２及び３の出力が測定され、かつ各軸に対
する平均レベルが計算され、かつ貯蔵される迄続く。そ
れに続いて２％別な軸にともなう変換器が選択された時
は常に、ライン３５を経由してＤＡＣ３３によシ適当な
平均閾値が比較装置の上にセット（設置）されるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は電気回路の図的なブレ７クダイヤグラムＯ 第２図及び第３図は、第１図の回路中の諸点に起る電気
的波形を画いた図。 図において。 １．２，３．４・・・変換器、５，６・・・ライン（電
線）、７．８・・・波形、９．１０・・・−次及び二次
アナログスイッチ、１１．１２・・・アダプタ、１３・
・・ンネル選択スイッチ、２５・・・データスイッチ。 ２６・・・チャンネル指示器（ブロック）、２７．２８
・・・比較装置（−次）、３３・・・ＤＡＣ（デジタル
アナログ変換器）、３６・・・サンプル及びホールド回
路。 ４３・・・中断信号論理回路、４５・・・パルス信号。 ５２．５３・・（二次）比較装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）多数の変換器（１乃至４）（を有する多数の／４’
   ラメータを監視する目的に使用する装置において、各々
   の変換器は夫々のＡ’ラメータの変動を探知する如く配
   置せられ、かつそれに対する電気出力信号を供給し、又
   その中に展示器（至）を設置し。 かつ前記変換器（１乃至４）よシの出力である信号を前
   記展示器へ優に選択的に結合する装置α１）翰を有する
   ことを特徴とする監視装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の監視装置において、
   多数の計算器（４９ａ乃至４９ｄ）を具備し。 各々の計算器（４９ａ乃至４９ｄ）は夫々に変換器（１
   乃至４）を有し、各々の関連計算器（４９ａ乃至４９ｄ
   ）は、その関連する変換器（１乃至４）の出力の変動に
   より（信号を）更新せられ、かつ計算器よりの出力は、
   該選択的結合装置０■（イ）により展示器０→に結合せ
   られる監視装置。 ３）特許請求の範囲第２項に記載の監視装置において２
   本装置は変換器（１乃至４）の出力を連続的に走査する
   装置（６）α１を有するが、これは変換器（１乃至４）
   の出力の如何なる変化をも探知することを得、かつ装置
   ０１αηは、展示器α場に結合する特別な変換器にとも
   なわれた計算器（４９ａ乃至４９ｄ）の出力の原因とな
   る特別な変換器（１乃至４）に生じた。事前決定値より
   大なる変化を探知し、これに応じて作動する監視装置。 ４）特許請求の範囲の前項目中におけるどの１項目につ
   いて記載した監視装置において、装置α■ａ３を有し、
   これは変換器より発信する要素の運動の速度を探知せし
   めるが、その運動速度が与えられた値より低くなった時
   ２選択した変換器からの出力による信号を展示する監視
   装置。 ５）特許請求の範囲の前項目中における何れかの１項に
   ついて記載した監視装置において、その中に回転式変換
   器（４）を有し、装置（１０Ｘ５２Ｘ５３Ｘ１２Ｘ１３
   ）は回転式変換器（４）よシの出力をセグメント中に分
   割し、それを既知の値と比較し、ｑ！ｆ別なセグメント
   に関連する回転式変換器（４）からの信号の角度値によ
   りセグメントを計算しかつ決定する監視装置。