JPS5835821A

JPS5835821A - タツチセンサ

Info

Publication number: JPS5835821A
Application number: JP56134282A
Authority: JP
Inventors: 稲葉　肇; 平泉　満男
Original assignee: Fujitsu Fanuc Ltd
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1981-08-28
Filing date: 1981-08-28
Publication date: 1983-03-02

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】本発明はタッチセンサの改良に関する。

タッチセンチとは、框体に対し三次元いずれの方向にも
変位し、強制力の解除によって高ａＩ＆に原位置に復帰
しうる構造を有する棒状のプローブが框体に支持されて
設けており、この棒状のプローブが框体に対し棲めて僅
少な変位通常は２〜３μｍの変位をなすと接触検出信号
を発する機能を有する器具をいうつその通常の使用法は
、ある基準潰から被検出対象物に向ってタッチセンサを
移動させ、接触検出信号の発生をもってこのタッチセン
ナの移動を停止せしめ、この移動距離をもっである基準
点と被検出対象物との距離を無人的（＝計測するもので
ある。例えば、自動制御工作機械における刃物の切り込
み距離の決定や、刃物の摩耗状態の計測、損傷状態等の
判定等に使用される。

もつと本、タッチセンサは、棒状プローブが被検出対象
物と接触した後可及的に速やかにその移動を停止するこ
とが必要ｔあり、さもないと、損傷の原因となるから、
当初早送り″？％棒状棒状−ローブ検出対象物の近傍ま
で接蓮させた後、送り速度を減少して棒状プローブと被
検出対象物とを接触させ、その後、速やかに棒状プロー
ブの送りを停止することが通常である。

現用されているタッチセンサには、（イ）弾性体よりな
る電体の倫少な弾性変形によプ導通を解除する物、（ロ
）弾性体よりなる電極の僅少な弾性変形により導電路開
閉装置のワイプを確保する物、（ハ）弾性体による僅少
な変位によって差動トランス等を動作させる物等種々と
あるが、縦来技術におけるタッチセンサはいずれも、タ
ッチプローブのｍ少な変位（幾何学的移動）を原始信号
としている。

しかも、この変位は通常２〜３μｍであ抄極めて僅少〒
あるから、その機構は極めて精巧複雑〒あり、微妙な調
整を必要とするため、誤動作の頻度も高く、又、一般に
可動部が導電路を兼ねているため、ス、ｅ−りによる消
耗も比較的大きく、寿命も短いという欠点があった。

本発明の目的は、これらの欠点ｆ：′ｐｋ消することに
あり、（イ）接触検出信号発生のためには如何なる部材
も変位（幾何学的移動）をなす必要がなく、その結果、
機構が極めて簡易１あり、調整金必要とする部材本存在
しないため誤動作の確率も少なく、（ロ）導電路にスパ
ークを発するような部分が存在しないため消耗の問題も
なく、又、（ハ）タッチプローブを三次元的に移動可能
にする機構も簡易１あり、その結果堅牢であり、轡命も
長いタッチセンサを提供することにある。

その要旨は、（イ）タッチプローブが導電性を有する材
料よりなる被検出対象物と接触していない状態において
発振条件を充足する発振回路を設けておき、タッチプロ
ーブが導電性を有する材料よりなる被検出対象物と接触
することに起因するインピーダンスの変化によって発振
条件を解除し、発振−の停止または減少を検出して接触
検出信号を発生することとして、接触検出信号の発生に
タッチプローブの変位は不必要とし、一方、（ロ）タッ
チプローブの支持体は、タッチプローブの長手方向にの
み一定の範囲移動可能の状態に３点〒框体をもって支持
し、結果的に、タッチプローブの先端は三次元的に移動
可能″ｔ％あり、強制力の解除によって高精度に原位置
に復帰するが、その機構を極めて簡易になしたことにあ
る。タッチプローブ支持体の具体的機構は、タッチプロ
ーブ支持体がタッチプローブを支持している面には、タ
ッチプローブ９支持点を中心としておおよそ正三角形の
各頂点に対応する位置（二夫々１箇の凹部を設けておき
、椎体上蓋の内面のこれら３箇の凹部に対応する位置に
これらの凹部と対向する３箇の凹部を設けておき、これ
らの対向する凹部間に夫々１箇の球を入れておき、タッ
チプローブ支持体を弾性体によって框体上蓋に向って押
圧しておくものである。

なお、これら上下の凹部の構造は、一方を円形Ｖ溝とし
他方を放射状Ｖ溝となし、その交点に球を支持するよう
になすことが現実的に有利″ｔ％ある。

以下、図面を参照しつつ、本発明の−ｓｊ！施例（＝係
るタッチセンサについて説明し、本発明の構成と特有の
効果とを明らかにする０第１図は本発明の一実施例に係
るタッチセンサの、タッチプローブ長手方向の断面図で
あり、第ｉ図はそのＡ−ム断面図１ある０図において、
ｌは框体１あり、２は導電性材料よねなるタッチプロー
ブであり、絶縁物（図示せず）を介して、または、絶縁
物よりなるタッチプローブ支持体３１＝より支持されて
いる。タッチプローブ支持体３は弾性部材（スプリング
）４により図において上方に押圧されている。

又、タッチプローブ支持体３の、図における上面には、
タッチプローブ２の支持点を中心として円形なＶ　＠　
３’が形成されており、タッチプロー−ｆ２の支持点を
中心としておおむね正三角形の各頂点の位置に夫々１箇
の球５．５’、５″が入れられている。一方、框体１の
上蓋６の下面には６球５・５′・５″に対向する位置を
通過して放射状にＶ溝６′が形成されており、上記の３
箇の球５　、５’　、　５’はとり。

ら２つのＶ溝３１．、；の交点に支持される。そして、
タッチプローブ２が直上方向を除くいずれかの方向から
僅少な強制力を受けた場合、これらの球５゜５′、５″
の１箇または２箇を支点としてタッチプローブ２が回動
するが、強制力の解除とともに高精度に原位置に復帰す
る。

ただ、上記の２種のＶ溝は上記の３箇の球５・５’、５
’の移動に対する支点を与えるためのものｔあるから、
必ずしもＶ溝ｔある必要のないことは上記のとお妙であ
る。

第３図は、本発明の一実施例に係るタッチセンサのブロ
ックダイヤグラムを示す。タッチプローブ２の任意の点
Ａからは導線が導出されており、発振回路７に接続され
ており、発振回路７の出力は検波回路８に接続されてお
り、検波回路８の出力はスイッチング回路９に接続され
ている。１０はスイッチング回路９の出力端子１ある。

発振回路７はその一例を第４図に示すように、導電性材
料よりなるタッチプローブ２が導電性材料よりなる被検
出対象物と接触していない場合発振条件を充足するよう
に各回路定数を選定しであるｏしたがって、タッチプロ
ーブ２が導電性を有する被検出対象物と接触していない
場合は発振回路７は発振状態にあり、その出力が入力さ
れている検波回路８は出力信号をスイッチング回路９に
与えてお）、この状態１スイッチング回路９は接触検出
信号をその出力端子１０から出力しないようにされてい
る０導電性材料よりなるタッチプローブ２が導電性材料
よりなる被検出対象物に接触すると、第３図に示すＡ部
を通過する導電路を含むタッチプローブのインピーダン
スが変化して発振回路７の発振条件が解除されるので、
検波回路８はその出力信号を停止し、スイッチング回路
９は接触検出信号をその出力端子１０から出力すること
になる。

以上説明せるとおり、本発明によれば、（イ）接触検出
信号は導電性を有する被検出対象物と導電性を有するタ
ッチプローブとが接触することに起因する、タッチプロ
ーブのインピーダンスの変化を原始信号とし、この原始
信号に起因する電気回路の発振状態の変化を利用して発
せられるの１１接触検出信号発生の目的のためには如何
なる部材も幾何学的に移動することを必要としないため
、機構が極めて簡易であり、堅牢！あり、信頼性も高く
、（ロ）タッチプローブと被検出対象物との間取外には
導電路にス、ｅ−りを発生する部分がないため消耗の問
題がなく、（ハ）タッチプローブを三次元的に移動する
機構は簡易″１％あり、かつ、タッチプローブと被検出
対象物との接触仮置ちにタッチプローブの移動を停止し
なくても破損のおそれが少なく、長寿命！あり、かつ、
高信頼性を有するタッチセンサを提供することが１きる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るタッチセンサの、タッ
チプローブ長手方向の断面図″ｔｓあり、第２図はその
ムー＾断面図である。第３図は本発明の一実施例に係る
タッチセンサのブロックダイヤグラムであり、第４図は
、上記のブロックダイヤグラムを構成する発振回路の１
例を示す回路図であるＯ１・・・框体、２・・・導電性材料よりなるタッチプロ
ーブ、３・・・タッチプローブ支持体（絶縁物）、３′
・・・タッチプローブの支持点を中心とする円形なＶ溝
、４・・・弾性部材、５．５’、５″・・・球、６・・
・框体の上蓋、６′・・・タッチプローブの支持点を中
心とする放射状Ｖ溝、Ａ・・・タッチプローブからの導
出線導出部、７・・・発振回路、８・・・検波回路、９
・・・スイッチング回路、１０・・・スイッチング回路
の出力端子、Ｒ１＋　Ｒ２，ＲＬ−・・抵抗、０１＋　
０２＋　０３　、Ｃ４＋　０５・・・キャノ々シタンス
、Ｌ・・・インダクタンス０

Claims

【特許請求の範囲】＋１）（イ）導電性材料よりなり、絶縁物よりなる部材
を介して、または、絶縁物よりなるタッチブロー！支持
体によって、支持されているタッチプローゾを有し、−
（ロ）該タッチプローブ支持体の前記タッチプローゾを
支持する面祉前記タッチプローブを支持する点を中心と
しておおむね正三角形の各頂点の位置に夫々１箇の凹部
を有して該凹部に夫々１箇の球を支承し、ｅう曲記タッ
チプローゾ支持体は框体によって支承された弾性部材に
よって前記タッチプローゾの方向に押圧されており、に
）前記球は、前記框体の上蓋の一つの面に前記タッチプ
ローブ支持体の凹部に対向して設けられた凹部に支承さ
れており、（ホ）前記タツテプローゾからは導線が導出
されており、（へ）該導線は発振回路の入力端子に接続
されており、（ト）該発振回路の出力端子は検波回路に
入力され、（ホ）該検波回路の出力によって動作され、
前記タノチゾローゾの接触検出信号ｔ−発するスイッチ
ング回路を有する、タッチセンサ。（２）繭記タッチゾロープ支持体の有する凹部は前記タ
ッチプローブを支持する点を中心とする円形のＶ溝より
なり、前記框体の上蓋の他の面に設けられた四部は前記
タッチゾローブを支持する点を中心として放射状に延在
するＶ溝よ抄なる、特許請求の範囲第１項記載のタッチ
センサ０