WO2005077598A1 - 検出信号伝送装置 - Google Patents

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WO2005077598A1
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detecting
transmission
wireless
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Osamu Kubota
Takayuki Yui
Hideo Hurukawa
Haruhiko Ueno
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Bosch Corporation
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    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/309352Cutter spindle or spindle support

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for detecting a change in state of an observation target and transmitting a detection signal thereof.
  • the present invention relates to a technique for improving the easiness of transmitting a detection signal to a location far from an object to be observed.
  • Patent Document 1 in order to detect an ultrasonic wave generated when a grinding gantry and a workpiece come into contact with each other in a grinding apparatus, a piezoelectric element of the grinding gantry is attached, and a pressure is applied to the piezoelectric element.
  • the first coil is connected in series to the electric element, and the second coil is arranged facing the center axis of the first coil, and the piezoelectric element is connected by electromagnetic coupling between the first coil and the second coil.
  • An ultrasonic signal detected by the second coil can be obtained on the second coil side, and is publicly known.
  • both of the conventional devices are arranged on the same central axis.
  • the configuration power is limited in the place where it is arranged, and the degree of freedom in use is small.
  • the signal at which the second coil force can be obtained a sufficient level that does not hinder subsequent use in signal processing, etc. The number of turns and the size of the first and second coils need to be sufficient, and such a device, in which miniaturization is generally desired, also has a problem that it cannot sufficiently meet the demand.
  • Patent Document 1 European Patent Application Publication No. 446849
  • the present invention has been made in view of the above situation, and can easily transmit a detection signal corresponding to a change in state of an observation target to a desired place, and has a high degree of freedom in installation. Still another object of the present invention is to provide a detection signal transmission device, a detection signal transmission device for a machine tool, an AE signal transmission device for a dressing device, and a dressing device, which require as little adjustment work as possible.
  • Another object of the present invention is to provide a detection signal transmission device, a detection signal transmission device for machine tools, and a dressing device capable of stably and surely obtaining a sufficient signal level while satisfying the demand for miniaturization.
  • a detecting means for detecting a change in state of an object a detecting means for detecting a change in state of an object
  • Transmitting and receiving means for wirelessly transmitting and receiving the output signal of the detecting means
  • a detection signal transmission device comprising:
  • a machine tool detection signal transmission device for detecting and transmitting a state change of a predetermined object of the machine tool required for operation control of the machine tool,
  • a detecting means for detecting a change in the state of the predetermined object, converting the detection signal into a digital signal, and wirelessly transmitting the digital signal;
  • Wireless power supply means for externally supplying power to the detection and wireless transmission means from outside;
  • a detection signal transmission device for a machine tool comprising: a reception unit that receives a transmission signal of the detection / wireless transmission unit and performs demodulation.
  • detection and wireless transmission means for detecting ultrasonic waves generated by the contact between the grinding gantry and the dresser, digitally converting the detection signal, and wirelessly transmitting the detection signal, Wireless power supply means for externally supplying power to the wireless transmission means from outside;
  • An AE signal transmission device for a dressing device comprising: a reception unit that receives a transmission signal of the detection / wireless transmission unit and performs demodulation.
  • a dressing apparatus for dressing a grinding gantry for dressing a grinding gantry
  • An ultrasonic detector for detecting ultrasonic waves generated by the contact between the grinding gantry and the dresser; a digital converter for digitally converting an output signal of the ultrasonic detector; and a radio for wirelessly transmitting an output signal of the digital converter.
  • a wireless power supply that wirelessly supplies power to the digital converter and the wireless transmitter from outside;
  • a receiver that receives a transmission signal of the wireless transmitter and performs demodulation
  • a dressing device comprising: a signal processor that converts a detection signal of the ultrasonic detector demodulated by the receiver into a predetermined signal required for dressing operation control and processes the signal. .
  • installation can be performed without performing complicated installation adjustment work, and a detection signal can be reliably and easily transmitted to a location distant from the detection location. And!
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a first configuration example of a detection signal transmission device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a signal transmission unit and a signal transmission unit used in the detection signal transmission device according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a configuration example of a signal reception unit.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing a second configuration example of the detection signal transmission device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing a third configuration example of the detection signal transmission device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line AA in the configuration example shown in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a configuration diagram showing a fourth configuration example of the detection signal transmission device according to the embodiment of the present invention.
  • the first configuration example realizes a detection signal transmission device in a grinding device, and is particularly suitable for detecting contact between the grinding gantry 6 and the power object 5.
  • the grinding apparatus itself has a known / known configuration, and a workpiece holding unit to which the workpiece 5 is attached as described later. 1 and a gantry holder 2 in which a grinding gantry 6 is provided movably with respect to a workpiece 5.
  • the workpiece holder 1 is provided with a main body 3 fixed to a base fixed to an installation surface (not shown), and a rotatable motor in the main body 3 by a motor (not shown).
  • the rotation side chuck 4 is provided.
  • At least a portion of the rotary chuck 4 protruding from the main body 3 is formed in a substantially hollow cylindrical shape, and a workpiece 5 can be detachably attached to a tip portion thereof.
  • the grinding wheel holding unit 2 is configured such that a slide disk 7 to which a grinding wheel 6 is attached is provided as described below.
  • the grinding wheel spindle body 8 to which the grinding wheel 6 is attached is provided on the slide disk 7 so as to be rotatable by a motor (not shown).
  • the grinding gantry 6 is detachably attached to one end of a gantry shaft 9, and the other end of the grinding stone shaft 9 is inserted into a grinding wheel spindle body 8.
  • the slide board 7 is provided on a field table 14 (see FIG. 3) so as to be movable to the workpiece 5 by driving a cutting motor 10.
  • the field table 14 is provided with a motor NC (not shown). The movement is controlled by the control.
  • the slide disk 7 is provided rotatably on the field table 14, and the grindstone spindle body 8 is provided rotatably on the slide disk 7 (see FIG. 6).
  • an AE sensor (ultrasonic detector) 21 as a detecting means is fixedly provided, and a signal transmitting unit 101 is provided inside the rotary chuck 4.
  • a signal receiving unit 102 is provided at an appropriate position of the workpiece holding unit 1, for example, at an appropriate position of the main unit 3.
  • one example of the configuration of the signal transmitting unit 101 is analog-to-digital conversion (shown as "AZD” in FIG. 2). 22, a modulation transmitter as a wireless transmitter (denoted as “MOD TX” in FIG. 2) 23, a wireless power supply (denoted as “RF-POWER” in FIG. 2) 24, and a transmitter And a side antenna 25.
  • the analog / digital converter 22 is connected to the AE sensor 21 and converts an analog output signal of the AE sensor 21 into a digital signal.
  • the modulation / transmission section 23 performs modulation necessary for wirelessly transmitting the output signal of the AE sensor 21 converted into a digital signal by the analog / digital conversion 22, and performs wireless transmission.
  • the modulation method, the radio wave format of wireless transmission, and the like need not be limited to a specific format that is known and well-known, and should be arbitrarily selected. It is to be noted that, for example, a so-called microwave band is preferable as the radio transmission frequency in consideration of the desire to reduce the size of the transmitter-side antenna 25 as much as possible.
  • the transmitting unit side antenna 25 may be a known "well-known” that does not need to be limited to a specific format as long as it is suitable for the frequency used for the transmitting unit 23.
  • the wireless power supply unit 24 supplies power necessary for the operation of the above-described analog-to-digital converter 22 and modulation / transmission unit 23, and is transmitted from a signal reception unit 102, which will be described later, via the transmission unit-side antenna 25. It receives the transmitted radio waves, converts the power, generates the necessary power supply voltage, and outputs it.
  • analog 'digital converter 22, modulation' transmitting section 23 and wireless power supply section 24 are suitable in terms of minimizing the occupied space in the power grinding machine in which the IC chip is formed.
  • the signal receiving unit 102 includes a receiving unit-side antenna 31, a receiving / demodulating unit (represented as “RX ⁇ DEM” in FIG. 2) 32 as a receiver, and a power supply unit (in FIG. 2, ⁇ POW-SUP 33).
  • the signal processing unit as a signal processor (indicated as “SIG-PRO” in FIG. 2) 34 outputs the output signal of the AE sensor 21 reproduced by the signal receiving unit 102 to the operation control of this grinding machine.
  • the signal processing section 34 performs signal conversion and various kinds of signal processing necessary for the signal processing.
  • the signal processing section 34 may be provided in the signal receiving section 102, or may be provided outside the signal receiving section 102. Further, the signal transmission unit 101 may be provided. Further, the signal processing section 34 is not shown for controlling the operation of the grinding apparatus, and the control section may have the same function.
  • the reception-side antenna 31 is basically the same as the transmission-side antenna 25 described above.
  • the reception / demodulation unit 32 performs reception and demodulation of a radio signal from the signal transmission unit 101 received by the reception-side antenna 31.
  • the power supply unit 33 supplies power to the reception / demodulation unit 32 and transmits wireless power to the signal transmission unit 101 when the wireless signal is not received from the signal transmission unit 101. I have. Further, the power supply unit 33 may also supply power to the signal processing unit 34 as necessary.
  • reception / demodulation unit 32 and the power supply unit 33 are also formed as IC chips as in the case of the signal transmission unit 101.
  • the grinding cannonball 6 comes into contact with the workpiece 5 and the grinding is performed, an ultrasonic wave is generated, and the ultrasonic wave propagates through the workpiece 5 and the rotary chuck 4 and is detected by the AE sensor 21.
  • the detected ultrasonic wave is used for controlling the position of the grinding gantry 6 and the like. It can be used.
  • the signal detected by the AE sensor 21 is converted into a digital signal by the analog-to-digital converter 22 and is wirelessly transmitted by the modulation / transmission unit 23 via the transmission unit side antenna 25.
  • the radio signal transmitted from the transmitting unit side antenna 25 is input to the receiving / demodulating unit 32 via the receiving unit side antenna 31, and is subjected to demodulation processing after signal amplification and the like.
  • a digital signal of the detected ultrasonic wave is obtained.
  • the ultrasonic digital signal obtained by the reception / demodulation unit 32 is input to a signal processing unit 34 and subjected to signal processing necessary for operation control and the like.
  • the two coils are connected. It is possible to transmit and receive detection signals without the trouble of having to place two coils facing each other on the same axis as in a conventional device that transmits detection signals using electromagnetic induction. It becomes.
  • detection and wireless transmission means are realized by the AE sensor 21, the analog 'digital converter 22, the modulation' transmission unit 23, and the transmission unit side antenna 25, and the wireless power supply unit 24 and the power supply unit 33 implements the wireless power supply means, and the receiving unit antenna 31 and the receiving / demodulating unit 32 implement the receiving means, thereby realizing the detection signal transmission device for the machine. ing.
  • the second configuration example realizes a detection signal transmission device in addition to a grinding device having a dressing device, and is suitable for detecting contact between the grinding gantry 6 and the dresser 41.
  • the grinding machine in this configuration example has basically the same configuration as that in the configuration example shown in FIG. 1 except that a dressing device as described below is provided. .
  • the dressing device mainly includes the dresser motor 40 and the dresser 41.
  • the dresser 41 formed in a disk shape is provided so as to be rotatable by the dresser motor 40.
  • the basic configuration is publicly known.
  • the dresser 41 in this configuration example is configured such that a disc-shaped dresser main body 4 la is joined so as to be sandwiched by disc-shaped holding members 41b and 41c. Then, for example, one holding member 41b is located on the opposite side of the dresser motor 40, and The other holding member 41c is attached to the dresser motor 40 so as to be located on the dresser motor 40 side, respectively.
  • the AE sensor 21c Is provided, and a signal transmitting unit 101 is provided near the center thereof.
  • a signal receiving unit 102 is provided at an appropriate position outside the case 40a of the dresser motor 40.
  • the signal transmitting unit 101 and the signal receiving unit 102 are the same as those in the configuration example shown in FIG. 2 above, and therefore, detailed description thereof will not be repeated here.
  • the signal detected by the AE sensor 21 is converted into a digital signal by the analog-to-digital converter 22, and is wirelessly transmitted by the modulation-to-transmission unit 23 via the transmission-side antenna 25.
  • the radio signal transmitted from the transmitting unit side antenna 25 is input to the receiving / demodulating unit 32 via the receiving unit side antenna 31, and after signal amplification and the like, is demodulated and detected by the AE sensor 21.
  • the digital signal of the ultrasonic wave obtained is obtained.
  • the ultrasonic digital signal obtained by the reception / demodulation unit 32 is input to a signal processing unit 34 and subjected to signal processing necessary for operation control and the like.
  • detection and wireless transmission means are realized by the AE sensor 21, the analog 'digital converter 22, the modulation'
  • the power supply unit 24 and the power supply unit 33 implement a wireless power supply unit
  • the reception unit antenna 31 and the reception / demodulation unit 32 implement a reception unit. Has been realized.
  • the AE sensor 21, the analog 'digital converter 22, the modulation' transmitting unit 23, and the transmitting unit side antenna 25 realize detection and wireless transmitting means, and the wireless power supply unit 24 and the power supply unit 33 provide wireless power supply.
  • Supply means is realized, and receiving means is realized by the reception-side antenna 31 and the reception / demodulation section 32, thereby realizing an AE signal transmission device for a dressing device.
  • a wireless power supply is realized by the wireless power supply unit 24 and the power supply unit 33.
  • FIGS. 4 and 5 The same components as those in the configuration example shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, different points will be mainly described.
  • the third configuration example realizes a detection signal transmission device particularly suitable for detecting the radius of the gantry shaft 9 in a grinding machine.
  • the grinding apparatus in this configuration example has basically the same configuration as that in the configuration example shown in FIG.
  • a radius detection element 51 for detecting the radius of the gantry shaft 9 is attached to an appropriate position on the outer peripheral surface of the grindstone shaft 9 (see FIG. 4 and FIG. 4). See Figure 5).
  • the radius detection element 51 is preferably, for example, a piezoelectric element or a strain gauge.
  • the gantry shaft 9 is provided with a signal transmission unit 101 at an appropriate position on the outer peripheral surface near the radius detection element 51.
  • an appropriate portion of the gantry spindle body 8 is provided with a signal receiving unit 102.
  • the installation position of the signal receiving unit 102 does not need to be limited to the gantry spindle main body 8, and may be provided at an appropriate position on the slide board 7, for example.
  • the radio signal transmitted from the transmitting unit side antenna 25 is input to the receiving / demodulating unit 32 via the receiving unit side antenna 31, and is subjected to demodulation processing after signal amplification etc.
  • a digital signal according to the condition can be obtained.
  • the digital signal corresponding to the radius obtained by the reception / demodulation unit 32 is input to the signal processing unit 34 and subjected to signal processing necessary for operation control and the like.
  • detection and wireless transmission means are realized by the radius detection element 51, the analog / digital conversion 22, the modulation / transmission unit 23 and the transmission unit side antenna 25, and the wireless power supply unit 24 and the power supply
  • the wireless power supply means is realized by the section 33, and the receiving means is realized by the receiving-side antenna 31 and the receiving / demodulating section 32, thereby realizing the detection signal transmission device for machine tools. ing.
  • the fourth configuration example realizes a detection signal transmission device that is particularly suitable for detecting the temperature of the gantry shaft 9 in a grinding device.
  • the grinding apparatus in this configuration example has basically the same configuration as that in the configuration example shown in FIG.
  • the rotation of the grinding wheel shaft 9 causes the bearing 11 of the grinding wheel spindle body 8 to generate heat.
  • the thrust direction Such variation in the thrust position of the grinding wheel 6 greatly affects the finishing accuracy, particularly when the hollow portion 12 is formed in the workpiece 5 and the conical sheet 13 is formed. Exert. for that reason, For example, temperature detection of the grinding wheel shaft 9 may be required as one parameter for controlling the position of the grinding wheel 6.
  • the configuration shown in FIG. 6 is suitable for detecting the temperature of the gantry shaft 9 in such a case.
  • a temperature sensor 61 is attached at an appropriate position.
  • a signal transmitting unit 101 is provided near the end of the grinding wheel spindle body 8 on the side opposite to the grinding wheel 6.
  • a signal receiving unit 102 is provided at an appropriate position on the slide board 7. Note that the signal transmitting unit 101 and the signal receiving unit 102 are the same as those in the configuration example shown in FIG. 2 above, and therefore, detailed description thereof will not be repeated here.
  • the digital temperature signal received and demodulated in the signal receiving unit 102 is input to the signal processing unit 34 and subjected to signal processing necessary for operation control and the like.
  • the temperature sensor 61, the analog / digital conversion 22, the modulation / transmission unit 23 and the transmission unit side antenna 25 realize detection / wireless transmission means
  • the wireless power supply unit 24 and the power supply unit 33 realizes a wireless power supply means, and realizes a receiving means by a receiving-side antenna 31 and a receiving / demodulating section 32, thereby realizing a detection signal transmission device for a machine. ing.
  • the transmission / reception means is configured by the analog “digital converter 22, the modulation” transmission unit 23, the transmission unit side antenna 25, the reception unit side antenna 31, and the reception / demodulation unit 32.
  • the detecting means is realized by the AE sensor 21, the deflection detecting element 51, and the temperature sensor 61, respectively, thereby realizing a detection signal transmission device.
  • a transmitting / receiving means is realized by the analog / digital converter 22, the modulation / transmission unit 23, the transmission unit side antenna 25, the reception unit side antenna 31, and the reception / demodulation unit 32, and the wireless power supply unit 24 and the power supply unit 33
  • a wireless power supply means is realized, and thereby, a detection signal transmission device is realized.
  • the above configuration example has been described taking a grinding apparatus as an example, but the present invention does not need to be limited to such an apparatus.
  • the present invention can be similarly applied to an apparatus such as a cutting apparatus. It is.
  • the detection signal transmission device is suitable for detecting a grinding state of a workpiece in various processing devices, for example, a dressing device.

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Abstract

 観測対象物における状態変化に対応した検出信号を、使用の際の煩雑な設置調整を行うことなく、所望の場所へ容易に伝送可能とする。  加工物5が取着される回転側チャック4の外周面の適宜な位置には、AEセンサ21が設けられると共に、回転側チャック4の中空部分には信号送信部101が設けられる一方、回転側チャック4が設けられた本体部3の適宜な部位には、信号受信部102が設けられており、信号送信部101により無線送信されたAEセンサ21の検出信号が信号受信部102により受信、復調され、信号処理等に供することができるようになっている。

Description

明 細 書
検出信号伝送装置
技術分野
[0001] 本発明は、観測対象物の状態変化を検出し、その検出信号を伝送する装置に係り
、特に、観測対象物力 離れた箇所への検出信号の伝送の容易性向上等を図った ものに関する。
背景技術
[0002] 各種の電子装置などにお!、て、その動作制御などのために、種々の観測対象物の 状態変化の検出を要し、さらに、その検出信号を所望する箇所へ伝送することが必 要とされる場合がある。
より具体的には、例えば、研削加工装置等においては、研削砲石と加工物の接触 状態が知ることが、研削砲石の位置制御のために所望される。研削砲石と加工物と が接触した際には、超音波が生ずることが良く知られており、そのため、研削砲石と 加工物の接触により生ずる超音波を検出し、その信号レベルによって研削砲石とカロ ェ物の接触状態を認識することが可能となることから、超音波の検出、伝送のための 装置が種々提案されている。
[0003] 例えば、特許文献 1には、研削加工装置における研削砲石と加工物との接触の際 に生ずる超音波を検出するために、研削砲石の圧電素子を取着すると共に、この圧 電素子に直列に第 1のコイルを接続する一方、この第 1のコイルの中心軸上に第 2の コイルを対向配置し、第 1のコイルと第 2のコイル間の電磁結合によって、圧電素子に より検出された超音波信号を第 2のコイル側に得ることができるようにしたものが開示 され、公知 '周知となっている。
[0004] し力しながら、上記従来装置においては、第 1のコイルと第 2のコイル間の電磁結合 の効率を良好なものとするためには、双方が同一の中心軸線上に配置されるよう正 確な設置調整が必要となるばかりか、その構成力も配置場所が限定され、使用に際 しての自由度が小さいという問題がある。さらには、第 2のコイル力も得られる信号を、 その後、信号処理等において用いるに支障の無い十分なレベルとするためには、第 1及び第 2のコイルを卷数及び大きさが十分ものとする必要があり、一般的に小型化 が望まれるこのよう装置にあっては、その要請に十分応えることができないという問題 もめる。
特許文献 1:欧州特許出願公開第 446849号明細書
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、観測対象物における状態変化に対 応した検出信号を、所望の場所へ容易に伝送することができ、その設置に自由度が 高ぐさらに、使用の際の調整の手間が極力少なくて済む検出信号伝送装置、工作 機械用検出信号伝送装置、ドレッシング装置用 AE信号伝送装置及びドレッシング 装置を提供するものである。
本発明の他の目的は、小型化の要請を満たしつつ、安定、確実に十分な信号レべ ルの検出信号を得ることのできる検出信号伝送装置、工作機械用検出信号伝送装 置、ドレッシング装置用 AE信号伝送装置及びドレッシング装置を提供することにある 課題を解決するための手段
[0006] 本発明の第 1の形態によれば、対象物の状態変化を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力信号を無線により送受信する送受信手段と、
を具備してなる検出信号伝送装置が提供される。
[0007] 本発明の第 2の形態によれば、工作機械の動作制御に必要とされる当該工作機械 の所定対象物の状態変化を検出、伝送する工作機械用検出信号伝送装置であって 前記所定対象物の状態変化を検出すると共に、当該検出信号をディジタル変換し て無線送信する検出'無線送信手段と、
前記検出 ·無線送信手段に対して外部から無線による電源供給を行う無線電源供 給手段と、
前記検出 ·無線送信手段の送信信号を受信し、復調を行う受信手段と、を具備して なる工作機械用検出信号伝送装置が提供される。 [0008] 本発明の第 3の形態によれば、研削砲石とドレッサの接触により生ずる超音波を検 出し、当該検出信号をディジタル変換して無線送信する検出,無線送信手段と、 前記検出 ·無線送信手段に対して外部から無線による電源供給を行う無線電源供 給手段と、
前記検出 ·無線送信手段の送信信号を受信し、復調を行う受信手段と、を具備して なるドレッシング装置用 AE信号伝送装置が提供される。
[0009] 本発明の第 4の形態によれば、研削砲石のドレッシングを行うドレッシング装置であ つて、
前記研削砲石とドレッサの接触により生ずる超音波を検出する超音波検出器と、 前記超音波検出器の出力信号をディジタル変換するディジタル変換器と、 前記ディジタル変換器の出力信号を無線送信する無線送信機と、
前記ディジタル変換器及び無線送信機に対して外部から無線による電源供給を行 う無線電源供給器と、
前記無線送信機の送信信号を受信し、復調を行う受信機と、
前記受信機により復調された前記超音波検出器の検出信号を、ドレッシングの動 作制御に必要な所定の信号に変換、処理する信号処理器と、を具備してなるドレッ シング装置が提供される。
発明の効果
[0010] 本発明によれば、従来と異なり、煩雑な設置調整作業を行うことなく設置することが でき、しかも検出信号を、その検出箇所から離れた箇所へ確実、容易に伝送すること ができると!、う効果を奏するものである。
また、本発明によれば、従来と異なり、小型化の要請を十分に満たしつつ、安定、 かつ、確実な検出信号を所望する箇所へ伝送することができるという効果を奏するも のである。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]本発明の実施の形態における検出信号伝送装置の第 1の構成例を示す構成 図である。
[図 2]本発明の実施の形態における検出信号伝送装置に用いられる信号送信部及 び信号受信部の構成例を示す構成図である。
[図 3]本発明の実施の形態における検出信号伝送装置の第 2の構成例を示す構成 図である。
[図 4]本発明の実施の形態における検出信号伝送装置の第 3の構成例を示す構成 図である。
[図 5]図 4に示された構成例における AA線断面を示す断面図である。
[図 6]本発明の実施の形態における検出信号伝送装置の第 4の構成例を示す構成 図である。
符号の説明
[0012] 1…加工物保持部
2…砥石保持部
5…加工物
6…研削砥石
9…砥石軸
21 · ··ΑΕセンサ
22· · 'アナログ ·ディジタル変換器
23…変調,送信部
24…無線電源部
25…送信部側アンテナ
31…受信部側アンテナ
32· ··受信 ·復調部
33…電源供給部
34· ··信号処理部
41 · ··ドレッサ
51…橈み検出素子
61…温度センサ
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、本発明の実施の形態について、図 1乃至図 6を参照しつつ説明する。 なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなぐ本発明の 趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における検出信号伝送装置の第 1の構成例につい て、図 1及び図 2を参照しつつ説明する。
この第 1の構成例は、研削加工装置において検出信号伝送装置を実現したもので あり、特に、研削砲石 6と力卩ェ物 5との接触検出に適するものである。
以下、具体的にその構成について説明すれば、まず、研削加工装置それ自体は、 公知 ·周知の構成を有してなるもので、加工物 5が後述するように取着される加工物 保持部 1と、研削砲石 6が加工物 5に対して移動可能に設けられる砲石保持部 2とを 有してなるものである。
[0014] 加工物保持部 1は、図示されない設置面に対して固定された基台部に固定されて 設けられた本体部 3と、この本体部 3において図示されないモータによって回転可能 に設けられた回転側チャック 4と具備して構成されている。
回転側チャック 4は、少なくとも本体部 3から突出した部分が概略中空円筒状に形 成されており、その先端部分に加工物 5が着脱自在に取り付けられるようになって!/、 る。
[0015] 一方、砥石保持部 2は、研削砥石 6が取着されるスライド盤 7が次述するように設け られ構成されたものとなっている。
すなわち、まず、スライド盤 7には、研削砥石 6が取着される砥石スピンドル本体 8が 図示されないモータにより回転可能に設けられている。研削砲石 6は、砲石軸 9の一 端側に着脱可能に取着されており、この砥石軸 9の他端側が砥石スピンドル本体 8に 挿入されたものとなって 、る。
[0016] スライド盤 7は、フィールドテーブル 14 (図 3参照)上において、切り込みモータ 10の 駆動により、加工物 5へ移動可能に設けられているもので、フィールドテーブル 14は 、図示されないモータの NC制御により移動制御されるようになっている。さらに、スラ イド盤 7はフィールドテーブル 14上で回動可能に設けられると共に、砥石スピンドル 本体 8はスライド盤 7上で回動可能に設けられたものとなっている(図 6参照)。
[0017] 力かる構成を有する研削加工装置において、回転側チャック 4の外周面の適宜な 位置には、検出手段としての AEセンサ (超音波検出器) 21が固着されて設けられて いると共に、回転側チャック 4の内部には、信号送信部 101が設けられている。
また、加工物保持部 1の適宜な部位、例えば、本体部 3の適宜な箇所には、信号受 信部 102が設けられている。
[0018] 信号送信部 101は、より具体的には、例えば、図 2に一構成例が示されたように、ァ ナログ'ディジタル変翻(図 2にお ヽては「AZD」と表記) 22と、無線送信機として の変調 ·送信部(図 2においては「MOD · TX」と表記) 23と、無線電源部(図 2におい ては「RF-POWER」と表記) 24と、送信部側アンテナ 25とを有して構成されたものとな つている。
[0019] アナログ ·ディジタル変^^ 22は、 AEセンサ 21と接続されており、 AEセンサ 21の アナログ出力信号をディジタル信号に変換するためのものである。
変調 ·送信部 23は、アナログ ·ディジタル変翻 22によりディジタル信号に変換さ れた AEセンサ 21の出力信号を無線送信するに必要な変調を施して無線送信を行う ものである。ここで、変調方式や無線送信の電波形式などは、公知 '周知のもので良 ぐ特定の形式に限定される必要はなく任意に選択されるべきものである。なお、無 線送信周波数としては、送信部側アンテナ 25を可能な限り小型化するのが望ま ヽ ことを考慮すると、例えば、いわゆるマイクロ波帯が好適である。
[0020] 送信部側アンテナ 25は、変調'送信部 23に使用される周波数に適したものであれ ば、特定の形式に限定される必要はなぐ公知'周知のもので良い。
無線電源部 24は、上述のアナログ ·ディジタル変換器 22及び変調 ·送信部 23の動 作に必要な電源供給を行うもので、先の送信部側アンテナ 25を介して後述する信号 受信部 102から送信された無線電波を受信し、電力変換して必要な電源電圧を生成 、出力するようになっているものである。
なお、上述のアナログ 'ディジタル変換器 22、変調'送信部 23及び無線電源部 24 は、 ICチップィ匕したものとするの力 研削加工装置における占有空間を極力小さくす るという観点力 好適である。
[0021] 一方、信号受信部 102は、受信部側アンテナ 31と、受信機としての受信'復調部( 図 2においては「RX · DEM」と表記) 32と、電源供給部(図 2においては「POW-SUP 」と表記) 33とを有して構成されたものとなっている。なお、信号処理器としての信号 処理部(図 2においては「SIG-PRO」と表記) 34は、この信号受信部 102で再生され た AEセンサ 21の出力信号を、この研削加工装置の動作制御に供するために必要 な信号変換や種々の信号処理を行うものであるが、この信号処理部 34は、信号受信 部 102に設けても良いし、また、信号受信部 102の外部に設けても良ぐさらには、信 号送信部 101に設けるようにしても良い。さらに、この信号処理部 34は、研削加工装 置の動作制御を行う図示されな!、制御部がその機能を兼ねるようにしても良 、もので ある。
[0022] 受信部側アンテナ 31は、基本的には、先の送信部側アンテナ 25と同一のものであ る。
受信'復調部 32は、受信部側アンテナ 31により受信された信号送信部 101からの 無線信号の受信、復調を行うものである。電源供給部 33は、受信'復調部 32へ電源 供給を行うと共に、信号送信部 101からの無線信号の受信状態にない場合に、信号 送信部 101へ対する無線電力の送信を行うようになっている。また、電源供給部 33 は、必要に応じて信号処理部 34へも電源供給を行うようにしても良 ヽ。
なお、受信,復調部 32及び電源供給部 33も、信号送信部 101の場合と同様に、 IC チップ化したものとするのが好適である。
[0023] 次に、かかる構成における動作について図 1及び図 2を参照しつつ説明する。
研削砲石 6が加工物 5に接触し、研削が行われると超音波が発生し、その超音波は 加工物 5及び回転側チャック 4を伝搬して AEセンサ 21によって検出されることとなる 。この際、発生する超音波のレベルは、研削砲石 6による加工物 5の削りの深さによつ て変化するものであるため、検出された超音波を研削砲石 6の位置制御などに用い ることがでさる。
AEセンサ 21によって検出された信号は、アナログ 'ディジタル変換器 22によって ディジタル信号に変換され、変調 ·送信部 23によって送信部側アンテナ 25を介して 無線送信されることとなる。
[0024] 送信部側アンテナ 25から送信された無線信号は、受信部側アンテナ 31を介して受 信'復調部 32に入力され、信号増幅等の後、復調処理されて AEセンサ 21によって 検出された超音波のディジタル信号が得られることとなる。受信'復調部 32で得られ た超音波のディジタル信号は、信号処理部 34へ入力され動作制御等に必要な信号 処理が施されることとなる。
このように、上記構成においては、研削砲石 6と力卩ェ物 5との接触、研削により生じ た超音波の検出信号を、受信側へ無線によって伝送するため、例えば、 2つのコイル 間の電磁誘導を利用して検出信号の伝送を行うような従来装置のように、 2つのコィ ルを同一の軸線上で対向配置させる等の手間を掛けることなぐ検出信号の送信及 び受信が可能となるものである。
[0025] 上述した構成例においては、 AEセンサ 21、アナログ 'ディジタル変換器 22、変調' 送信部 23及び送信部側アンテナ 25によって検出 ·無線送信手段が実現され、無線 電源部 24及び電源供給部 33によって無線電源供給手段が実現され、受信部側ァ ンテナ 31及び受信 ·復調部 32によって受信手段が実現されており、これによつてェ 作機械用検出信号伝送装置が実現されたものとなっている。
[0026] 次に、第 2の構成例について、図 3を参照しつつ説明する。なお、図 1に示された構 成例と同一の構成要素については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略し、 以下、異なる点を中心に説明する。
この第 2の構成例は、ドレッシング装置を有する研削加工装置にぉ 、て検出信号伝 送装置を実現したものであり、研削砲石 6とドレッサ 41との接触検出に適するもので ある。
この構成例における研削加工装置は、次述するようなドレッシング装置を具備した 点を除けば、基本的には図 1に示された構成例におけるものと同一の構成を有して なるものである。
[0027] すなわち、ドレッシング装置は、ドレッサ用モータ 40とドレッサ 41とを主たる構成要 素としてなるもので、円盤状に形成されたドレッサ 41は、ドレッサ用モータ 40により回 転駆動可能に設けられてなり、その基本的な構成は公知 ·周知のものである。
この構成例におけるドレッサ 41は、円盤状のドレッサ本体 4 laが同じく円盤状の保 持部材 41b, 41cによって挟持されるように接合されて構成されたものとなっている。 そして、例えば、一方の保持部材 41bは、ドレッサ用モータ 40と反対側に、また、他 方の保持部材 41cは、ドレッサ用モータ 40側に、それぞれ位置するようにしてドレツ サ用モータ 40に取着され、一方の保持部材 4 lbの外周面の適宜な位置には、 AEセ ンサ 21が設けられると共に、その中央部付近には、信号送信部 101が設けられたも のとなつている。そして、ドレッサ用モータ 40のケース 40a外側の適宜な位置には、 信号受信部 102が設けられたものとなっている。
なお、信号送信部 101及び信号受信部 102は、先に図 2に示された構成例と同一 のものであるので、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。
[0028] 次に、力かる構成における動作について図 2及び図 3を説明すれば、まず、ドレッサ 41が研削砲石 6に接触し、ドレッシングが行われると超音波が発生し、その超音波は ドレッサ 41を伝搬して AEセンサ 21によって検出されることとなる。この際、発生する 超音波のレベルは、ドレッサ 41による研削砥石 6のドレッシング量によって変化するも のであるため、検出された超音波をドレッサ 41の位置制御などに用いることができる
AEセンサ 21によって検出された信号は、アナログ 'ディジタル変換器 22によって ディジタル信号に変換され、変調'送信部 23にって送信部側アンテナ 25を介して無 線送信されることとなる。
[0029] 送信部側アンテナ 25から送信された無線信号は、受信部側アンテナ 31を介して受 信'復調部 32に入力され、信号増幅等の後、復調処理されて AEセンサ 21によって 検出された超音波のディジタル信号が得られることとなる。受信'復調部 32で得られ た超音波のディジタル信号は、信号処理部 34へ入力され動作制御等に必要な信号 処理が施されることとなる。
このように、上記構成においては、ドレッサ 41と研削砲石 6との接触により生じた超 音波の検出信号を、受信側へ無線によって伝送するため、例えば、 2つのコイル間の 電磁誘導を利用して検出信号の伝送を行うような従来装置のように、 2つのコイルを 同一の軸線上で対向配置させる等の煩雑な設置調整作業を行うことなぐ検出信号 の送信及び受信が可能となるものである。
[0030] 上記した構成例においては、 AEセンサ 21、アナログ 'ディジタル変換器 22、変調' 送信部 23及び送信部側アンテナ 25によって検出 ·無線送信手段が実現され、無線 電源部 24及び電源供給部 33によって無線電源供給手段が実現され、受信部側ァ ンテナ 31及び受信 ·復調部 32によって受信手段が実現されており、これによつてェ 作機械用検出信号伝送装置が実現されたものとなっている。
[0031] また、 AEセンサ 21、アナログ 'ディジタル変換器 22、変調'送信部 23及び送信部 側アンテナ 25によって検出 ·無線送信手段が実現され、無線電源部 24及び電源供 給部 33によって無線電源供給手段が実現され、受信部側アンテナ 31及び受信 '復 調部 32によって受信手段が実現されており、これによつてドレッシング装置用 AE信 号伝送装置が実現されたものとなっている。
さらに、上述した構成例のドレッシング装置においては、無線電源部 24及び電源 供給部 33によって無線電源供給器が実現されたものとなっている。
[0032] 次に、第 3の構成例について、図 4及び図 5を参照しつつ説明する。なお、図 1に示 された構成例と同一の構成要素については、同一の符号を付してその詳細な説明を 省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
この第 3の構成例は、研削加工装置において、特に、砲石軸 9の橈み量検出に適 する検出信号伝送装置を実現したものである。
この構成例における研削加工装置は、基本的に図 1に示された構成例におけるも のと同一の構成を有してなるものである。
力かる研削加工装置において、砥石軸 9の外周面の適宜な位置には、この砲石軸 9の橈みを検出する橈み検出素子 51が貼着されたものとなっている(図 4及び図 5参 照)。ここで、橈み検出素子 51は、例えば、圧電素子や歪みゲージなどが好適である
[0033] また、砲石軸 9には、橈み検出素子 51の近傍の外周面の適宜な位置に、信号送信 部 101が設けられている。
一方、砲石スピンドル本体 8の適宜な部位には、信号受信部 102が設けられている 。なお、信号受信部 102の設置位置は、砲石スピンドル本体 8に限定される必要はな ぐ例えば、スライド盤 7の適宜な位置に設けるようにしても良い。
ここで、信号送信部 101及び信号受信部 102は、先に図 2に示された構成例と同 一のものであるので、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。 [0034] 次に、力かる構成における動作について図 2及び図 4を参照しつつ説明する。 研削加工が開始されると研削砲石 6と力卩ェ物 5との研削状態に応じて砲石軸 9には 橈みが生ずる。この橈みは、橈み検出素子 51によって検出され、橈み量に応じた大 きさのアナログ信号が橈み検出素子 51からアナログ 'ディジタル変 22へ入力さ れて、ディジタル信号に変換されて、変調'送信部 23によって送信部側アンテナ 25 を介して無線送信されることとなる。
[0035] 送信部側アンテナ 25から送信された無線信号は、受信部側アンテナ 31を介して受 信'復調部 32に入力され、信号増幅等の後、復調処理されて砲石軸 9の橈みに応じ たディジタル信号が得られることとなる。受信'復調部 32で得られた橈み量に応じた ディジタル信号は、信号処理部 34へ入力され動作制御等に必要な信号処理が施さ れることとなる。
[0036] 上記構成においては、橈み検出素子 51、アナログ ·ディジタル変翻 22、変調'送 信部 23及び送信部側アンテナ 25によって検出 ·無線送信手段が実現され、無線電 源部 24及び電源供給部 33によって無線電源供給手段が実現され、受信部側アン テナ 31及び受信 ·復調部 32によって受信手段が実現されており、これによつて工作 機械用検出信号伝送装置が実現されたものとなっている。
[0037] 次に、第 4の構成例について、図 6を参照しつつ説明する。なお、図 1に示された構 成例と同一の構成要素については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略し、 以下、異なる点を中心に説明する。
この第 4の構成例は、研削加工装置において、特に、砲石軸 9の温度検出に適する 検出信号伝送装置を実現したものである。
この構成例における研削加工装置は、基本的に図 1に示された構成例におけるも のと同一の構成を有してなるものである。
[0038] 力かる研削加工装置において、砥石軸 9が回転することにより砥石スピンドル本体 8 のベアリング 11が発熱し、その熱により砲石軸 9が温度上昇して熱膨張を招くため、 研削砥石 6のスラスト方向位置の変動を招くことがある。このような研削砥石 6のスラス ト方向位置の変動は、特に、加工物 5に中空部 12を形成すると共に、円錐状のシー ト 13を形成するような場合に、その仕上がり精度に大きく影響を及ぼす。そのため、 例えば、研削砥石 6の位置制御のための一つのパラメータとして砥石軸 9の温度検 出が必要となる場合がある。
[0039] 図 6に示された構成は、このような場合の砲石軸 9の温度検出に適するものであり、 砥石軸 9の特に、砥石スピンドル本体 8内部に位置する部位の外周面の適宜な位置 には、温度センサ 61が貼着されている。また、砥石スピンドル本体 8の研削砥石 6と 反対側の端部付近には、信号送信部 101が設けられたものとなっている。
そして、スライド盤 7の適宜な位置には、信号受信部 102が設けられている。 なお、信号送信部 101及び信号受信部 102は、先に図 2に示された構成例と同一 のものであるので、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。
[0040] 次に、かかる構成における動作について図 2及び図 6を参照しつつ説明する。
研削加工が開始され、研削砲石 6により加工物 5が研削されることにより、ベアリング 11の回転による発熱が生じ、砲石軸 9の温度上昇を招く。この発熱による砲石軸 9の 温度変化は、砲石軸 9に貼着された温度センサ 61により検出され、検出信号は、既 に説明した先の構成例同様に、信号送信部 101によりディジタル信号として無線送 信されることとなる。
そして、信号受信部 102において、受信、復調され、復調されたディジタル温度信 号は、信号処理部 34へ入力され動作制御等に必要な信号処理が施されることとなる
[0041] 上述した構成例においては、温度センサ 61、アナログ 'ディジタル変翻 22、変調 •送信部 23及び送信部側アンテナ 25によって検出 ·無線送信手段が実現され、無線 電源部 24及び電源供給部 33によって無線電源供給手段が実現され、受信部側ァ ンテナ 31及び受信 ·復調部 32によって受信手段が実現されており、これによつてェ 作機械用検出信号伝送装置が実現されたものとなっている。
[0042] なお、上述したいずれの構成例においても、アナログ 'ディジタル変換器 22、変調' 送信部 23、送信部側アンテナ 25、受信部側アンテナ 31及び受信 ·復調部 32によつ て送受信手段が実現されたものとなっている。また、検出手段は、 AEセンサ 21、撓 み検出素子 51、温度センサ 61によってそれぞれ実現されており、これによつて検出 信号伝送装置が実現されたものとなっている。 また、アナログ ·ディジタル変換器 22、変調 ·送信部 23、送信部側アンテナ 25、受 信部側アンテナ 31及び受信 ·復調部 32によって送受信手段が実現され、無線電源 部 24及び電源供給部 33によって無線給電手段が実現され、これによつて、検出信 号伝送装置が実現されたものとなっている。
さらに、上述した構成例は、研削加工装置を例に採り説明したが、本発明は、かか る装置に限定される必要はなぐ例えば、切削加工装置のようなものにも同様に適用 できるものである。
産業上の利用可能性
本発明に係る検出信号伝送装置は、各種の加工装置、例えば、ドレッシング装置 などにおける加工物の研削状態を検出するのに適したものである。

Claims

請求の範囲
[1] 対象物の状態変化を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力信号を無線により送受信する送受信手段と、
を具備してなることを特徴とする検出信号伝送装置。
[2] 対象物の状態変化を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力信号を無線により送受信する送受信手段と、
前記送受信手段に対して無線により給電を行う無線給電手段と、
を具備してなることを特徴とする検出信号伝送装置。
[3] 工作機械の動作制御に必要とされる当該工作機械の所定対象物の状態変化を検 出、伝送する工作機械用検出信号伝送装置であって、
前記所定対象物の状態変化を検出すると共に、当該検出信号をディジタル変換し て無線送信する検出'無線送信手段と、
前記検出 ·無線送信手段に対して外部から無線による電源供給を行う無線電源供 給手段と、
前記検出,無線送信手段の送信信号を受信し、復調を行う受信手段と、 を具備してなることを特徴とする工作機械用検出信号伝送装置。
[4] 研削砲石とドレッサの接触により生ずる超音波を検出し、当該検出信号をディジタ ル変換して無線送信する検出'無線送信手段と、
前記検出 ·無線送信手段に対して外部から無線による電源供給を行う無線電源供 給手段と、
前記検出,無線送信手段の送信信号を受信し、復調を行う受信手段と、 を具備してなることを特徴とするドレッシング装置用 AE信号伝送装置。
[5] 研削砥石のドレッシングを行うドレッシング装置であって、
前記研削砲石とドレッサの接触により生ずる超音波を検出する超音波検出器と、 前記超音波検出器の出力信号をディジタル変換するディジタル変換器と、 前記ディジタル変換器の出力信号を無線送信する無線送信機と、
前記ディジタル変換器及び無線送信機に対して外部から無線による電源供給を行 う無線電源供給器と、 前記無線送信機の送信信号を受信し、復調を行う受信機と、
前記受信機により復調された前記超音波検出器の検出信号を、ドレッシングの動 作制御に必要な所定の信号に変換、処理する信号処理器と、
を具備してなることを特徴とするドレッシング装置。
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