JPS60501626A - 位置検出装置 - 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】 位　置　検　出　装　置 技　術　分　野 本発明は位置検出装置に関するものである。

背　景　技　術 支持体にて支持されるセンサを設け、支持体を物体に対し動かして、センサを物 体と検出関係に持たらし、センサの出力を前記検出関係の達成に応答させて、物 体の位置を検出することは既知である。センサの出力は支持体を介して制御系に 伝送する必要がある。センサを支持体に自動的に取刊けたり、支持体からセンサ を取外したりする必要のある場合には、センサの出力を無線伝送するのが望まし い。前記センサ出力をセンサ個所における送信機と支持体個所における受信機と の間にて光学的に伝送することは既に提案されているが、これには受信機を送信 機に対して比較的正確に位置付ける必要がある。

発　明　の　開　示 本発明によれば、被検出物体に対して可動自在の支持体に釈放自在に連結される センサを具えている位置検出装置が提供され、前記センサはそれが前記物体と検 出関係に持たらされるのに応答してセンサ信号を発生せしめる超音波送信機を具 え、該送信機を支持体に超音波−伝送掛合させ、かつ前記送信機から遠く離れた 位置にて前記支持体に前記センサ信号を受信するための受信機を超音波−伝送掛 合にて連結させる。

超音波の使用によって、支持体を介して信号を伝送したり、受信機を支持体の比 較的任意の選定位置に設定することができるため、光伝送の場合における位置問 題を克服することができる。

本発明による装置の実施例を添付図面につき説明するに、ここに： 第１図は工作機械の一部分の断面図； 第２図は送信機−受信機システムのブロック線図； 第３図は上記システムによって処理される信号の波形図である。

発明を実施するための最良の形態 第１図を参照するに、ここには工作機械のスピンドル１０の一端部を示してあり 、このスピンドルは通常例えばフライスのような切断機を支持するが、その内部 、即ち切断機の個所にはセンサー２を挿入しており、スピンドルを動かしてセン サを加工片１８の表面と検出関係に持たらす際にセンサが加工片１Ｇの表面１４ を検出するようになっている。この装荷の目的は表面１４の位置を測定すること にある。

本例ではセンサー２にスタイラス２０を設け、これをハウジング１８内に配置し た電気接点に支持させてハウジングから突出させる。スタイラスが表面１４と掛 合する場合にセンサは表面１４と検出関係にあると云えるのであり、このような 掛合によってスタイラスが接点２２の少なくとも一方から変位して電気回路２４ を開くと、一般にセンサ信号と称される一連の信号が発生し始める。

第２図も参照するに、回路２４はっぎのように配置される蓄電池を電源とした回 路であり、前記接点２２が開くと、シュミットトリガ回路２８は単安定信号２８ Ａである一次信号をエンコーダ３０に出力し、このエンコーダはトランスジュー サ駆動ユニット３２に二次、即ちコードｉ号３０Ａを発生せしめ、前記駆動ユニ ット３２は超音波トランスジューサ３４Ａを駆動させ、このトランスジューサは 前記コード信号に対応する超音波の伝送信号３４Ａを発生する。回路２４の構成 素子は送信機３５を構成スる。トランスジューサ３４はハウシング１８と超音波 −伝送関係を保つべく接地する。好ましくは、図示のようにトランスジューサ３ ４を円錐状のスチール製スヒコット３６の一端に接地させ、このスピゴットにハ ウジング１８を固定させると共にスピゴットをセンサの一部とする。スピゴット ３６をスピンドル１０の隣接端部に形成した円錐状のソケット３８内に確実に引 き入れるも、釈放自在に掛合させ、その掛合は切断機をスピンドルに釈放自在に 連結するのに知られている方法である引抜き機構４０によって行う。スピゴット 及びスピンドルは双方共スチール製とし、これらを堅牢に掛合させることによっ てセンサ１２からの信号エネルギ−３４Ａの少なくとも重要な部分をスピンドル １ｏに伝送せしめる。スピンドルは転り素子の軸受４４によって軸受ハウジング ４２にて回転支持される。信号３４Ａは軸受４４を横切り、ハウジング４２を経 て受信機４５へと通過し、この受信機４５はトランスジューサ４６と、増幅器兼 フィルタユニット４８と、デコーダ５０と、ディスプレイ即ち出力装着５２とを 具えている。

第３図を参照するに、二次、即ちコード信号３０Ａはセンサ１２からの信号３４ Ａと、スピンドル１０又は工作機械のいずれかの他の部分からのエコー又は他の 雑音とを区別・するためのものである。本来このコード信号は信号２８Ａの立上 り縁に応答する伝送パルスＴｌと、信号２８Ａの持続期間中の所定時間に発生す る少なくとも１個の伝送確認パルスＴ２とを含んでいる。デコーダ５０は伝送始 動パルスＴ１に応答して受信始動パルスＲ１を発生すると共に、この受信始動パ ルスに応答して確認パルスウィンドウＷｌを発生するように設計されており１． 受信始動パルスＲ１に対する上記パルスウィンドウＷｌの位置はパルスＴｌに対 するパルスＴ２の位置に対応する。

伝送信号が確かなものである場合には、パルスウィンドウＷｌと一致する受信確 認パルスＲ２が発生する。デコーダは斯かる一致に応答してディスプレイユニッ ト５２に単安定信号５０Ａ１を出力すべく設計する。伝送信号が゛誤り″である 場合、即ちデコーダが確認パルスＲ２を受信しないか、又は受信始動パルスＲ１ とパルスウィンドウＷ＋との間の時間間隔内に何等かの妨害パルスが生じた場合 には、デコーダはディスプレイユニットに誤り信号５０ＡＯを出力する。

送信機３５はクロック３３も具えており、これは受信機４５に信号を伝送するた めの駆動ユニット３２にクロック信号３３Ａを出力させるのに用いられる。信号 ３３Ａはスタイラス２０が接点２２に据えられており、しかも送−受信機リンク が作動状態にあることをディスプレイに指示させる正規のパルス信号である。エ ンコーダ３０はコード信号３０Ａよりも多少長い期間クロックを停止させて、そ の後にクロックの作動ゝを再開させるように配置する。前記クロック信号の受信 に応答して、デコーダはつぎのクロック信号と一致するパルスウィンドウＷ２を 発生する。デコーダは所定のパルスウィンドウＷ２の個所に前記クロック信号が ないことに応答して信号国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．被検出物体（１６）に対して可動自在の支持体（１０，４２）に釈放自在に 連結されるセンサ（１２）を具えている位置検出装置において、前記センサ（１ ２）に、該センサが前記物体（１６）と検出関係に持たらされるのに応答してセ ンサ信号（３４Ａ）を発生せしめる超音波送信機（３５）を設け、該送信機を前 記支持体（１０，４２）に超音波−伝送掛合させ、前記送信機から遠く離れた個 所における前記支持体（＋ｏ、４２）に受信機（４５）を超音波−伝送掛合にて 連結させて、前記センサ信号（３４）を受信するようにしたことを特徴とする位 置検出装置。 ２、前記センサ（１２）がハウジング（１８）と、該ハウジングから突出し、か つ位置検出のために前記物体（１６）に掛合させるスタイラス（２０）とを具え 、前記送信機（３５）を、前記物体と前記スタイラスとの掛合に応答して前記セ ンサ信号（３４Ａ）を発生するように配置したことを特徴とする請求の範囲第１ 項記載の位置検出装置。 ３、前記センサ（１２）を支持体（１０，４２）にそれと超音波−伝送関係にて 釈放自在に連結したことを特徴とする請求の範囲第１項記載の位置検出装置。 ４、前記センサ（１２）が送信機（３５）を給電用の電源（２６）を具えること を特徴とする請求の範囲第３項記載の位置検出装置。 ５、前記センサ（１２）が、支持体（１０，４２）における円錐状のンケッ）　 （３８）と釈放自在に掛合して該ソケットと確実に機械的及び超音波−伝送すべ く掛合する円錐状のスピゴッ）　（３６）を具えることを特徴とする請求の範囲 第３項記載の位置検出装置。 ６、前記送信機（３５）が電源（２６）を含む電気回路（２４）と、前記センサ （１２）が前記検出関係に持たらされるのに応答して前記回路の状態を変化させ 、これにより前記回路に一次センサ信号（２８＾）を確立させる手段と、前記− 次信号をコード化して二次信号（３０Ａ）を確立させる手段（３０）と、前記二 次信号を超音波の伝送信号（３４Ａ）として支持体に伝送する超音波トランスジ ューサ（３４）とを具えるようにしたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の 位置検出装置。 ７、前記受信機（４５）が前記伝送信号（３４Ａ）を前記二次信号（３０Ａ）に 対応する電気信号（４８Ａ）に変換する超音波トランスジューサ（４８）と、前 記電気信号（４８Ａ）をデコードする手段（５０）とを具えるようにしたことを 特徴とする請求の範囲第６項記載の位置検出装置。 ８、前記電源に蓄電池（２６）を設け、該蓄電池に前記エンコーダ（３０）に接 続される蓄電池の電荷状態測定手段を設け、前記エンコーダ（３０）を前記電荷 状態に応答させて、該電荷状態を識別する個別コードを発生させて受信機（４５ ）に伝送するようにしたことを特徴とする請求の範囲第７項記載の位置検出装置 。 ９、前記支持体（１０，４２）が軸受（４４）によってハウジング（４２）に回 転支持されるスピンドル（１ｏ）を具え、前記センサ信号（３４Ａ）を前記軸受 （４４）を介して伝送し得るようにしたことを特徴とする請求の範囲第１項記載 の