JPH0756442B2 - 容量性距離測定用センサ装置 - Google Patents
容量性距離測定用センサ装置Info
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- JPH0756442B2 JPH0756442B2 JP3291310A JP29131091A JPH0756442B2 JP H0756442 B2 JPH0756442 B2 JP H0756442B2 JP 3291310 A JP3291310 A JP 3291310A JP 29131091 A JP29131091 A JP 29131091A JP H0756442 B2 JPH0756442 B2 JP H0756442B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- G—PHYSICS
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- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、センサボディとセン
サエレメントと、制御ユニットと、ケーブルとを備えた
非接触距離測定用センサ装置に関する。
サエレメントと、制御ユニットと、ケーブルとを備えた
非接触距離測定用センサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、センサボディ、このセンサボ
ディに設けられて自己と測定対象との間の距離を非接触
計測するセンサエレメント、このセンサエレメントに測
定電圧を供給すると共に距離を決定するために測定電圧
を評価する制御手段としての制御ユニット、及び前記セ
ンサボディと制御ユニットとの間に設けられて測定電圧
を伝えるために用いられるケーブルとを備えたセンサ装
置が知られている。
ディに設けられて自己と測定対象との間の距離を非接触
計測するセンサエレメント、このセンサエレメントに測
定電圧を供給すると共に距離を決定するために測定電圧
を評価する制御手段としての制御ユニット、及び前記セ
ンサボディと制御ユニットとの間に設けられて測定電圧
を伝えるために用いられるケーブルとを備えたセンサ装
置が知られている。
【０００３】このセンサ装置は、センサエレメントと測
定対象との間の距離を測定することができる。例えば、
測定対象が金属である場合は、容量性または誘導性手
段、すなわち、センサエレメントおよび測定対象を電極
とするコンデンサの容量またはインダクタンスを計測す
る手段が用いられる。その他、装置の構成によって光学
的または音響学的手段が用いられる場合もある。
定対象との間の距離を測定することができる。例えば、
測定対象が金属である場合は、容量性または誘導性手
段、すなわち、センサエレメントおよび測定対象を電極
とするコンデンサの容量またはインダクタンスを計測す
る手段が用いられる。その他、装置の構成によって光学
的または音響学的手段が用いられる場合もある。
【０００４】センサ装置のセンサ本体が工具に固定され
ていれば、測定対象であるワークピース（加工片）に対
して工具を位置決めすることができ、それによってワー
クピースを好適な態様で加工することができる。この位
置決めを行う制御装置は、実測値を受信して、この実測
値と予め決められたセット値とを比較してセンサ本体ま
たは工具の位置を制御する。
ていれば、測定対象であるワークピース（加工片）に対
して工具を位置決めすることができ、それによってワー
クピースを好適な態様で加工することができる。この位
置決めを行う制御装置は、実測値を受信して、この実測
値と予め決められたセット値とを比較してセンサ本体ま
たは工具の位置を制御する。
【０００５】工具として、例えば、レーザビームを発生
し、そのビームによってワークピースを切断したり、そ
の他の処理を施すレーザ切断装置がある。
し、そのビームによってワークピースを切断したり、そ
の他の処理を施すレーザ切断装置がある。
【０００６】上記型式のセンサ装置の開発の当初、セン
サエレメントばかりでなく、センサ用電子回路の大部分
はセンサ本体内に配設されていた。従って、ケーブルが
外れセンサ本体が制御ユニットから分断された場合、制
御ユニットはその分断を検出することができた。このよ
うな場合、制御ユニットが警告信号を発し、これによっ
てセンサ本体を位置決めする制御装置を動作不能とした
り、その動作を停止したりしていた。
サエレメントばかりでなく、センサ用電子回路の大部分
はセンサ本体内に配設されていた。従って、ケーブルが
外れセンサ本体が制御ユニットから分断された場合、制
御ユニットはその分断を検出することができた。このよ
うな場合、制御ユニットが警告信号を発し、これによっ
てセンサ本体を位置決めする制御装置を動作不能とした
り、その動作を停止したりしていた。
【０００７】しかしながら、センサ本体内にセンサ用電
子回路をまとめると、数々の不利益が伴う。例えば、セ
ンサ本体の内部には、電子部品を取り付けるための空間
がほんのわずかしかない。このため、かかる電子部品の
取り付けや較正の作業に長時間を要し、これがかなりの
コスト上昇の要因となった。また、電子部品の取り付け
る必要性から、センサ本体（これらがノズル状であれば
ノズル本体）を精巧に設計しなければならず、それがま
たコストがかさむ要因となった。特に、ワークピースや
測定対象を限られた空間の中で三次元加工する場合に
は、できる限りセンサボディを細くすることが要求され
るが、電子部品をセンサボディ内にまとめることはセン
サボディ極細化の障害となる。さらに、レーザ切断工具
とともに作動し、切断路のすぐ近辺にセンサボディが位
置する場合、センサボディは大量の熱に曝されるため、
センサボディの内部ではセンサ用電子部品が非常に加熱
され、その結果、センサボディから供給される計測値
（実際の値）は温度により変化してしまう危険があっ
た。
子回路をまとめると、数々の不利益が伴う。例えば、セ
ンサ本体の内部には、電子部品を取り付けるための空間
がほんのわずかしかない。このため、かかる電子部品の
取り付けや較正の作業に長時間を要し、これがかなりの
コスト上昇の要因となった。また、電子部品の取り付け
る必要性から、センサ本体（これらがノズル状であれば
ノズル本体）を精巧に設計しなければならず、それがま
たコストがかさむ要因となった。特に、ワークピースや
測定対象を限られた空間の中で三次元加工する場合に
は、できる限りセンサボディを細くすることが要求され
るが、電子部品をセンサボディ内にまとめることはセン
サボディ極細化の障害となる。さらに、レーザ切断工具
とともに作動し、切断路のすぐ近辺にセンサボディが位
置する場合、センサボディは大量の熱に曝されるため、
センサボディの内部ではセンサ用電子部品が非常に加熱
され、その結果、センサボディから供給される計測値
（実際の値）は温度により変化してしまう危険があっ
た。
【０００８】上記の欠点を解消するため、センサボディ
から距離の離れた位置にセンサ用電子回路を配設するこ
ととした。より正確には、センサ用電子回路は、長さ数
メートルのケーブルによってセンサボディに接続され
る。ケーブルは遮蔽（シールド）することもできる。例
えば、遮蔽を能動的に行うには、センサエレメントに表
れる計測信号をコンデンサ及び利得Ｖ＝１の増幅器を介
して遮蔽導体（シールディング）に供給すればよい。
から距離の離れた位置にセンサ用電子回路を配設するこ
ととした。より正確には、センサ用電子回路は、長さ数
メートルのケーブルによってセンサボディに接続され
る。ケーブルは遮蔽（シールド）することもできる。例
えば、遮蔽を能動的に行うには、センサエレメントに表
れる計測信号をコンデンサ及び利得Ｖ＝１の増幅器を介
して遮蔽導体（シールディング）に供給すればよい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ケーブルが外れセンサ
用電子回路がセンサボディから分断されると、制御ユニ
ットは実測値を誤って認識してしまう。すなわち、制御
ユニットは、正常動作時の距離ではあり得ない程の非常
に大きな実測値（距離）を検出する。その結果、制御ユ
ニットは距離を減じるための動作を行う。このことは、
センサエレメントおよびセンサボディを測定対象（加工
片）に対して移動させる危険性が非常に強く、センサ装
置を損傷させる恐れがある。
用電子回路がセンサボディから分断されると、制御ユニ
ットは実測値を誤って認識してしまう。すなわち、制御
ユニットは、正常動作時の距離ではあり得ない程の非常
に大きな実測値（距離）を検出する。その結果、制御ユ
ニットは距離を減じるための動作を行う。このことは、
センサエレメントおよびセンサボディを測定対象（加工
片）に対して移動させる危険性が非常に強く、センサ装
置を損傷させる恐れがある。
【００１０】例えば、容量性距離測定用センサ装置で
は、ケーブルがセンサボディから外れると、ケーブルの
信号路がどこにも接続されないので、制御ユニットは大
きな容量の減少を計測することになる。しかし、この現
象は、センサボディまたはセンサエレメントと測定対象
（加工片）との間の距離が、正常動作距離よりも非常に
大きくなった場合にも生じる。このため、計測信号に基
づいて明瞭な警報信号を発生することは不可能である。
は、ケーブルがセンサボディから外れると、ケーブルの
信号路がどこにも接続されないので、制御ユニットは大
きな容量の減少を計測することになる。しかし、この現
象は、センサボディまたはセンサエレメントと測定対象
（加工片）との間の距離が、正常動作距離よりも非常に
大きくなった場合にも生じる。このため、計測信号に基
づいて明瞭な警報信号を発生することは不可能である。
【００１１】この発明は、前述の形式のセンサ装置を改
良して、全てのセンサ用電子回路がセンサボディ外に配
設され、センサボディが制御ユニットから分断されたか
否かを感知することができるセンサ装置を提供すること
を目的とする。
良して、全てのセンサ用電子回路がセンサボディ外に配
設され、センサボディが制御ユニットから分断されたか
否かを感知することができるセンサ装置を提供すること
を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明による
センサ装置は、センサボディに確認抵抗器が取り付けら
れ、確認抵抗器はケーブルに接続され、制御手段たる制
御ユニットは、測定電圧に影響を及ぼさない審問電圧を
ケーブルを介して確認抵抗器に与え、確認抵抗器の抵抗
値を審問するように形成されることを特徴とする。
センサ装置は、センサボディに確認抵抗器が取り付けら
れ、確認抵抗器はケーブルに接続され、制御手段たる制
御ユニットは、測定電圧に影響を及ぼさない審問電圧を
ケーブルを介して確認抵抗器に与え、確認抵抗器の抵抗
値を審問するように形成されることを特徴とする。
【００１３】確認抵抗器の抵抗値を予め知っておけば、
確認抵抗器すなわちセンサボディが制御ユニットに接続
されているか否かは、審問電圧に伴う審問電流の値をモ
ニタすることにより判定することが可能である。従っ
て、例えば、センサボディと制御ユニットとが分離し、
審問電流の流れが途切れると、警告信号を簡単に発生す
ることができる。これによって、センサボディやセンサ
エレメントが誤って測定対象または加工片に対して位置
決めされることを防ぐことができる。
確認抵抗器すなわちセンサボディが制御ユニットに接続
されているか否かは、審問電圧に伴う審問電流の値をモ
ニタすることにより判定することが可能である。従っ
て、例えば、センサボディと制御ユニットとが分離し、
審問電流の流れが途切れると、警告信号を簡単に発生す
ることができる。これによって、センサボディやセンサ
エレメントが誤って測定対象または加工片に対して位置
決めされることを防ぐことができる。
【００１４】また、制御ユニットは、確認抵抗器の審問
抵抗値が予め設定された抵抗値に一致しない場合や、予
め設定された抵抗値から一定値（閾値）ずれた場合にも
警報信号を発生することができる。審問抵抗値は、審問
電圧と審問電流とから計算される。マイクロプロセッサ
をこのために用いることができる。すなわち、審問抵抗
値と予め設定された抵抗値や予め設定された閾値との比
較は、対応して設けられた比較器またはマイクロコンピ
ュータを用いたソフトウェア処理によって行われる。
抵抗値が予め設定された抵抗値に一致しない場合や、予
め設定された抵抗値から一定値（閾値）ずれた場合にも
警報信号を発生することができる。審問抵抗値は、審問
電圧と審問電流とから計算される。マイクロプロセッサ
をこのために用いることができる。すなわち、審問抵抗
値と予め設定された抵抗値や予め設定された閾値との比
較は、対応して設けられた比較器またはマイクロコンピ
ュータを用いたソフトウェア処理によって行われる。
【００１５】形式の相違するセンサボディごとに異なる
抵抗値の確認抵抗器を割り当てれば、審問電流の絶対値
に基づいてセンサを識別することができる。このため
に、確認抵抗器の審問抵抗値（または電流）と一以上の
予め設定された抵抗値（または電流）とを比較する比較
器を設ける。そして、審問抵抗値（電流）を一以上の予
め設定された抵抗値（電流）と比較していき、その中で
対応する抵抗値（電流）を発見する。
抵抗値の確認抵抗器を割り当てれば、審問電流の絶対値
に基づいてセンサを識別することができる。このため
に、確認抵抗器の審問抵抗値（または電流）と一以上の
予め設定された抵抗値（または電流）とを比較する比較
器を設ける。そして、審問抵抗値（電流）を一以上の予
め設定された抵抗値（電流）と比較していき、その中で
対応する抵抗値（電流）を発見する。
【００１６】この発明の好適な実施例によれば、制御装
置は、距離計測に先立って、あるいは距離計測の間連続
して、あるいは距離計測の間に間欠的に、確認抵抗器の
抵抗値または電流を審問するように構成される。この結
果、何らかの理由によってセンサボディと制御ユニット
の間のケーブル接続が外れてしまっても、距離計測中に
センサボディと加工片（または測定対象）とが相互に誤
って位置決めされることがなくなる。
置は、距離計測に先立って、あるいは距離計測の間連続
して、あるいは距離計測の間に間欠的に、確認抵抗器の
抵抗値または電流を審問するように構成される。この結
果、何らかの理由によってセンサボディと制御ユニット
の間のケーブル接続が外れてしまっても、距離計測中に
センサボディと加工片（または測定対象）とが相互に誤
って位置決めされることがなくなる。
【００１７】この発明による図示実施例によれば、測定
電圧として交流電圧が用いられ、審問電圧としては直流
電圧が用いられる。交流測定電圧は、例えば容量性及び
誘導性センサ装置用として、直流電圧は、制御ユニット
とセンサボディとの間の接続状態を検出するために簡単
に測定できるので、審問電圧として有利である。
電圧として交流電圧が用いられ、審問電圧としては直流
電圧が用いられる。交流測定電圧は、例えば容量性及び
誘導性センサ装置用として、直流電圧は、制御ユニット
とセンサボディとの間の接続状態を検出するために簡単
に測定できるので、審問電圧として有利である。
【００１８】この発明の他の非常に有利な例によれば、
直流電圧と交流測定電圧とは同軸ケーブルの同じ中心部
導体を介して伝えられ、確認抵抗器は同軸ケーブルの中
心部導体とシールド導体との間に接続される。従って、
測定電圧と審問電圧とを両方とも伝えるにも、２つの導
線部を有する単一のケーブルが必要なだけである。しか
も、このケーブルは測定電圧だけを伝える時にも使用し
なければならず、従って、新たに、他の電線やケーブル
といった審問電圧を伝える手段を付加する必要がない。
直流電圧と交流測定電圧とは同軸ケーブルの同じ中心部
導体を介して伝えられ、確認抵抗器は同軸ケーブルの中
心部導体とシールド導体との間に接続される。従って、
測定電圧と審問電圧とを両方とも伝えるにも、２つの導
線部を有する単一のケーブルが必要なだけである。しか
も、このケーブルは測定電圧だけを伝える時にも使用し
なければならず、従って、新たに、他の電線やケーブル
といった審問電圧を伝える手段を付加する必要がない。
【００１９】この実施例では、例えば容量性または誘導
性センサ装置が用いられる。この構成において、確認抵
抗器は距離測定値には何ら影響しない。例えば、容量性
センサ装置における測定容量は同軸ケーブルの中心部導
体（またはコア）とアース（加工片）との間の容量であ
る。これに対し、確認抵抗器は同軸ケーブルの中心部導
体とシールド導体との間に設けられる。アクティブシー
ルド（active shielding）を用いる場合、シールド導体
と中心部導体とは同電位からなり、その結果制御ユニッ
トとセンサボディとの間が正確に接続されているなら
ば、確認抵抗器には電流が流れない。距離測定値は交流
測定電圧から例えばフィルタ等を用いて発生されるだけ
であるので、直流電圧または審問電圧はやはり距離測定
値には影響がない。誘導性センサ装置の場合には、確認
抵抗器はセンサエレメントまたはコイル装置と直列に接
続される。
性センサ装置が用いられる。この構成において、確認抵
抗器は距離測定値には何ら影響しない。例えば、容量性
センサ装置における測定容量は同軸ケーブルの中心部導
体（またはコア）とアース（加工片）との間の容量であ
る。これに対し、確認抵抗器は同軸ケーブルの中心部導
体とシールド導体との間に設けられる。アクティブシー
ルド（active shielding）を用いる場合、シールド導体
と中心部導体とは同電位からなり、その結果制御ユニッ
トとセンサボディとの間が正確に接続されているなら
ば、確認抵抗器には電流が流れない。距離測定値は交流
測定電圧から例えばフィルタ等を用いて発生されるだけ
であるので、直流電圧または審問電圧はやはり距離測定
値には影響がない。誘導性センサ装置の場合には、確認
抵抗器はセンサエレメントまたはコイル装置と直列に接
続される。
【００２０】この発明による非常に有利なさらに他の例
によれば、確認抵抗器はセンサボディに取り付けられた
ソケット内に配置され、このソケットにケーブルがプラ
グを介して接続される。この型式の確認抵抗器の装着に
よってセンサボディの組立が簡単になることは明らかで
ある。ソケットをセンサボディ内に挿入する前に確認抵
抗器をソケットに接続することができるからである。ソ
ケットがセンサボディに固定されるということは、確認
抵抗器も同様にセンサボディに取り付けられる。誘導性
センサ装置が用いられた場合は、確認抵抗器は、コネク
タソケット内に絶縁体によって保持されたコネクタソケ
ットの二つに分割されたの中心部導体間に接続されるよ
うにコネクタソケット内に配設することができる。絶縁
体はその場合確認抵抗器をも収容する。
によれば、確認抵抗器はセンサボディに取り付けられた
ソケット内に配置され、このソケットにケーブルがプラ
グを介して接続される。この型式の確認抵抗器の装着に
よってセンサボディの組立が簡単になることは明らかで
ある。ソケットをセンサボディ内に挿入する前に確認抵
抗器をソケットに接続することができるからである。ソ
ケットがセンサボディに固定されるということは、確認
抵抗器も同様にセンサボディに取り付けられる。誘導性
センサ装置が用いられた場合は、確認抵抗器は、コネク
タソケット内に絶縁体によって保持されたコネクタソケ
ットの二つに分割されたの中心部導体間に接続されるよ
うにコネクタソケット内に配設することができる。絶縁
体はその場合確認抵抗器をも収容する。
【００２１】マイクロメタルフィルム抵抗器（micromel
f resistor）は確認抵抗器として好適に用いられ、特に
寸法が小さく、従って極めて簡単な方法によってコネク
タソケット内に組み込むことができる。
f resistor）は確認抵抗器として好適に用いられ、特に
寸法が小さく、従って極めて簡単な方法によってコネク
タソケット内に組み込むことができる。
【００２２】すでに述べたように、センサ装置は容量的
に作動させることができ、その場合センサエレメントは
容量性エレメントであり、実質的にコンデンサの一個の
電極を形成し、他の電極は測定対象（または加工片）に
よって形成される。
に作動させることができ、その場合センサエレメントは
容量性エレメントであり、実質的にコンデンサの一個の
電極を形成し、他の電極は測定対象（または加工片）に
よって形成される。
【００２３】また、センサ装置は誘導的に作動させるこ
とができ、この場合センサエレメントは誘導性エレメン
トである。例えば、測定対象（または加工片）からの距
離の関数としてインダクタンスが変化する一個または一
組の誘導コイルが誘導エレメントとして用いられる。
とができ、この場合センサエレメントは誘導性エレメン
トである。例えば、測定対象（または加工片）からの距
離の関数としてインダクタンスが変化する一個または一
組の誘導コイルが誘導エレメントとして用いられる。
【００２４】個々の計測信号は容量またはインダクタン
スの変化の情報を含み、その結果制御ユニットはセンサ
ボディまたはセンサエレメントの測定対象または加工片
からの距離をこの情報に基づいて決定することができ
る。
スの変化の情報を含み、その結果制御ユニットはセンサ
ボディまたはセンサエレメントの測定対象または加工片
からの距離をこの情報に基づいて決定することができ
る。
【００２５】
【実施例】次に図によってこの発明を詳細に説明する。
【００２６】図１に示された容量性距離測定用センサ装
置は、センサボディ１を含み、その先端にはセンサエレ
メント２が設けられる。センサエレメント２は、例えば
銅等の導電材料からなり、センサボディ１から電気的に
絶縁される。加工片（ワークピース）３はアースに接続
される。センサエレメント２と加工片３はコンデンサを
形成し、その容量は２つの部材２と３の間の距離に対応
する。
置は、センサボディ１を含み、その先端にはセンサエレ
メント２が設けられる。センサエレメント２は、例えば
銅等の導電材料からなり、センサボディ１から電気的に
絶縁される。加工片（ワークピース）３はアースに接続
される。センサエレメント２と加工片３はコンデンサを
形成し、その容量は２つの部材２と３の間の距離に対応
する。
【００２７】同軸コネクタソケット４がセンサボディ１
の側壁に配設され、センサボディ１から電気的に絶縁さ
れる。図示しない同軸プラグが同軸ケーブル５の一端に
接続され、このプラグが同軸ソケット４に接続される。
また、この同軸ケーブル５の他端は制御ユニット６に接
続される。同軸ケーブル５は、中心部導体（コア）７と
外部導体（シールド導体）８とを含む。外部導体８は、
例えばアースに接続される。同軸コネクタソケット４
は、中心部導体９と、これに対して同軸状に配設される
外側環状導体１０を有している。中心部導体９と外側環
状導体１０の間には絶縁材料１１が配設されている。外
側環状導体１０はセンサボディ１に電気的に接続されて
いる。
の側壁に配設され、センサボディ１から電気的に絶縁さ
れる。図示しない同軸プラグが同軸ケーブル５の一端に
接続され、このプラグが同軸ソケット４に接続される。
また、この同軸ケーブル５の他端は制御ユニット６に接
続される。同軸ケーブル５は、中心部導体（コア）７と
外部導体（シールド導体）８とを含む。外部導体８は、
例えばアースに接続される。同軸コネクタソケット４
は、中心部導体９と、これに対して同軸状に配設される
外側環状導体１０を有している。中心部導体９と外側環
状導体１０の間には絶縁材料１１が配設されている。外
側環状導体１０はセンサボディ１に電気的に接続されて
いる。
【００２８】出力端において中心部導体９は図示されな
い同軸プラグによって同軸ケーブル５のコア７に着脱自
在に接続される。そして外側環状導体１０は同軸ケーブ
ル５のシールド導体８に接続される。
い同軸プラグによって同軸ケーブル５のコア７に着脱自
在に接続される。そして外側環状導体１０は同軸ケーブ
ル５のシールド導体８に接続される。
【００２９】また、中心部導体９は遮蔽線（シールドさ
れた線）１２を介してセンサボディ１の内部でセンサエ
レメント２に電気的に接続されている。中心部導体９
は、確認抵抗器１３を介してセンサボディ１の内部で同
軸コネクタソケット４の外側環状導体１０に電気的に接
続されている。確認抵抗器１３はセンサボディ１がおか
れる温度範囲においてほんの少ししか変化せず実質的に
一定と考えられ予め分っている（または規定された）抵
抗値を示す。
れた線）１２を介してセンサボディ１の内部でセンサエ
レメント２に電気的に接続されている。中心部導体９
は、確認抵抗器１３を介してセンサボディ１の内部で同
軸コネクタソケット４の外側環状導体１０に電気的に接
続されている。確認抵抗器１３はセンサボディ１がおか
れる温度範囲においてほんの少ししか変化せず実質的に
一定と考えられ予め分っている（または規定された）抵
抗値を示す。
【００３０】センサエレメント２と加工片３との間の距
離を計測するため、従来から知られている方法で数値を
定められた交流測定信号が制御ユニット６から同軸ケー
ブル５の中心部導体７、中心部導体９、及び遮蔽線１２
を介してセンサエレメント２に伝えられる。例えば、交
流測定信号が固定された周波数を持っているならば、そ
の振幅が距離の決定に用いられる。
離を計測するため、従来から知られている方法で数値を
定められた交流測定信号が制御ユニット６から同軸ケー
ブル５の中心部導体７、中心部導体９、及び遮蔽線１２
を介してセンサエレメント２に伝えられる。例えば、交
流測定信号が固定された周波数を持っているならば、そ
の振幅が距離の決定に用いられる。
【００３１】加えて、制御ユニット６は、確認抵抗器１
３の抵抗値を測定することによって制御ユニット６が同
軸ケーブル５を介してセンサボディ１に接続されている
か否かを確認する。このために、同軸ケーブル５の中心
部導体７と中心部導体９を介して確認抵抗器１３に審問
電圧としての直流電圧を供給する。
３の抵抗値を測定することによって制御ユニット６が同
軸ケーブル５を介してセンサボディ１に接続されている
か否かを確認する。このために、同軸ケーブル５の中心
部導体７と中心部導体９を介して確認抵抗器１３に審問
電圧としての直流電圧を供給する。
【００３２】上述の通り、直流電圧と交流測定信号とは
相互の影響はない。これは測定容量は中心部導体７また
は中心部導体９とアースまたは加工片３の間にあり、こ
れに対して確認抵抗器は中心部導体７または中心部導体
９とシールド導体８または外側環状導体１０との間にあ
るからである。距離測定値は適当に濾波（フィルタリン
グ）した交流測定電圧のみから発生するので、中心部導
体７に存在する直流電圧または審問電圧には影響されな
い。この瀘波は、例えばコンデンサを経路中に配置し、
直結部分をカットすることにより達成される。
相互の影響はない。これは測定容量は中心部導体７また
は中心部導体９とアースまたは加工片３の間にあり、こ
れに対して確認抵抗器は中心部導体７または中心部導体
９とシールド導体８または外側環状導体１０との間にあ
るからである。距離測定値は適当に濾波（フィルタリン
グ）した交流測定電圧のみから発生するので、中心部導
体７に存在する直流電圧または審問電圧には影響されな
い。この瀘波は、例えばコンデンサを経路中に配置し、
直結部分をカットすることにより達成される。
【００３３】制御ユニット６が、例えば図示しない同軸
プラグが同軸コネクタソケット４からはずれる等してセ
ンサボディ１から電気的に分離されてしまうと、直流ま
たは審問電圧は中心部導体７に供給されるだけなので、
直流は中心部導体７からシールド導体８には流れない。
制御ユニット６がこの状態を直流電流を測定することに
よって検知すると、センサボディ１を加工片３に対して
位置決めする制御装置を不作動状態としまたは停止する
ための警報信号を発生する。センサボディ１はこのよう
にして加工片３に対して間違って運転されなくなる。
プラグが同軸コネクタソケット４からはずれる等してセ
ンサボディ１から電気的に分離されてしまうと、直流ま
たは審問電圧は中心部導体７に供給されるだけなので、
直流は中心部導体７からシールド導体８には流れない。
制御ユニット６がこの状態を直流電流を測定することに
よって検知すると、センサボディ１を加工片３に対して
位置決めする制御装置を不作動状態としまたは停止する
ための警報信号を発生する。センサボディ１はこのよう
にして加工片３に対して間違って運転されなくなる。
【００３４】一方、制御ユニット６とセンサボディ１と
が同軸ケーブル５を介して相互に電気的に接続されてい
ると、直流電流は、中心部導体７に供給される審問電圧
及び確認抵抗器１３の抵抗値に応じて、中心部導体７か
らシールド導体８に流れる。その結果制御ユニット６は
この場合は警報信号を発生せず、加えて測定した直流電
流値からセンサボディ１の型式を認識することができ
る。すなわち、センサボディ１の型式に基づいて、確認
抵抗器１３は異なる所定の抵抗値のものを用いているた
め、検出した抵抗値によって型式を認識できる。例え
ば、センサボディ１を加工片３に関係して位置決めする
ための制御プログラムをセンサボディ１の型式に応じて
選択することができる。
が同軸ケーブル５を介して相互に電気的に接続されてい
ると、直流電流は、中心部導体７に供給される審問電圧
及び確認抵抗器１３の抵抗値に応じて、中心部導体７か
らシールド導体８に流れる。その結果制御ユニット６は
この場合は警報信号を発生せず、加えて測定した直流電
流値からセンサボディ１の型式を認識することができ
る。すなわち、センサボディ１の型式に基づいて、確認
抵抗器１３は異なる所定の抵抗値のものを用いているた
め、検出した抵抗値によって型式を認識できる。例え
ば、センサボディ１を加工片３に関係して位置決めする
ための制御プログラムをセンサボディ１の型式に応じて
選択することができる。
【００３５】確認抵抗器１３はマイクロメタルフィルム
抵抗器を用いると有利であり、それは非常に小さく、従
って直接コネクタソケット４の内部に装着できる。
抵抗器を用いると有利であり、それは非常に小さく、従
って直接コネクタソケット４の内部に装着できる。
【００３６】図２は容量性センサボディの実施例を示
す。このセンサボディは中空であり、その下端より加工
用のレーザを放射するのに適している。
す。このセンサボディは中空であり、その下端より加工
用のレーザを放射するのに適している。
【００３７】センサボディ１は、導電材料からなるセン
サエレメント２を先端部に備え、ノズル１４を持ってい
る。このノズル１４は、導電材料からなりセンサエレメ
ント２と導電接触する前端部１５を備えている。しかし
ながら、この前端部１５はノズル１４の残余部１６とは
電気的に絶縁されており、例えば適当なセラミック接着
剤によって前端部１５と残余部１６とが永久的に相互連
結されている。この残余部１６はやはり導電材料からな
り遮蔽機能を持っている。導電スリーブ１７がノズルを
同心状に包囲し、このノズルに接続されている。導電材
料からなるカップナット１８は、センサエレメント２の
フランジ２ａを包囲してスリーブ１７にねじ込まれ、セ
ンサエレメント２をノズルの前端部１５の先端に保持す
るために用いられる。カップナット１８は、センサエレ
メント２または外側フランジ２ａと接続する領域で電気
的に絶縁され、その結果センサエレメント２とカップナ
ット１８とは相互に何らの電気的接触もない。一方、カ
ップナット１８はスリーブ１７と導電接続され、スリー
ブ１７を介してノズル１４の残余部１６と導電接続され
る。
サエレメント２を先端部に備え、ノズル１４を持ってい
る。このノズル１４は、導電材料からなりセンサエレメ
ント２と導電接触する前端部１５を備えている。しかし
ながら、この前端部１５はノズル１４の残余部１６とは
電気的に絶縁されており、例えば適当なセラミック接着
剤によって前端部１５と残余部１６とが永久的に相互連
結されている。この残余部１６はやはり導電材料からな
り遮蔽機能を持っている。導電スリーブ１７がノズルを
同心状に包囲し、このノズルに接続されている。導電材
料からなるカップナット１８は、センサエレメント２の
フランジ２ａを包囲してスリーブ１７にねじ込まれ、セ
ンサエレメント２をノズルの前端部１５の先端に保持す
るために用いられる。カップナット１８は、センサエレ
メント２または外側フランジ２ａと接続する領域で電気
的に絶縁され、その結果センサエレメント２とカップナ
ット１８とは相互に何らの電気的接触もない。一方、カ
ップナット１８はスリーブ１７と導電接続され、スリー
ブ１７を介してノズル１４の残余部１６と導電接続され
る。
【００３８】スリーブ１７の側部において、同軸コネク
タソケット４がねじ込まれ、このソケット４に図１に示
した同軸ケーブル５が図示しない同軸プラグを介して接
続することができる。同軸コネクタソケット４の外側環
状導体１０はスリーブ１７に導電接触し、このスリーブ
１７は遮蔽電位となる。遮蔽電位はまたアース電位、ま
たはアクティブシールドの場合は計測電位である。同軸
コネクタソケット４の中心部導体９は、絶縁体１１によ
って外側環状導体１０から電気的に絶縁され、中心部導
体９はセンサボディ１の内部において遮蔽線１２を介し
てノズル１４の前端部１５に電気的に接続されている。
制御ユニット６から供給された交流測定信号は従って、
中心部導体９と遮蔽線１２を介して前端部１５に至り、
そこからセンサエレメント２に至る。部材１６、１７、
１８はまた、遮蔽要素としても用いられている。
タソケット４がねじ込まれ、このソケット４に図１に示
した同軸ケーブル５が図示しない同軸プラグを介して接
続することができる。同軸コネクタソケット４の外側環
状導体１０はスリーブ１７に導電接触し、このスリーブ
１７は遮蔽電位となる。遮蔽電位はまたアース電位、ま
たはアクティブシールドの場合は計測電位である。同軸
コネクタソケット４の中心部導体９は、絶縁体１１によ
って外側環状導体１０から電気的に絶縁され、中心部導
体９はセンサボディ１の内部において遮蔽線１２を介し
てノズル１４の前端部１５に電気的に接続されている。
制御ユニット６から供給された交流測定信号は従って、
中心部導体９と遮蔽線１２を介して前端部１５に至り、
そこからセンサエレメント２に至る。部材１６、１７、
１８はまた、遮蔽要素としても用いられている。
【００３９】図２に見られるように、確認抵抗器１３
は、中空シリンダ状に形成された外側環状導体１０の内
側に配設され、こうして損傷から保護されている。確認
抵抗器１３の一端は中心部導体９に接続され、一方確認
抵抗器１３の他端は外側環状導体１０に接続されてい
る。この確認抵抗器１３は、同軸コネクタソケット４を
スリーブ１７にねじ込む前に、同軸コネクタソケット４
内に装着することができる。一方、絶縁体１１が外側環
状導体１０の中空空間を全部満している場合は、外側環
状導体１０の内部に確認抵抗器１３を配設する代りに、
絶縁体１１の端面上に配設することになる。なお、図２
における確認抵抗器１３の動作モードは、図１の確認抵
抗器１３の動作モードに相当する。
は、中空シリンダ状に形成された外側環状導体１０の内
側に配設され、こうして損傷から保護されている。確認
抵抗器１３の一端は中心部導体９に接続され、一方確認
抵抗器１３の他端は外側環状導体１０に接続されてい
る。この確認抵抗器１３は、同軸コネクタソケット４を
スリーブ１７にねじ込む前に、同軸コネクタソケット４
内に装着することができる。一方、絶縁体１１が外側環
状導体１０の中空空間を全部満している場合は、外側環
状導体１０の内部に確認抵抗器１３を配設する代りに、
絶縁体１１の端面上に配設することになる。なお、図２
における確認抵抗器１３の動作モードは、図１の確認抵
抗器１３の動作モードに相当する。
【００４０】
【発明の効果】この発明によれば、センサボディ内に確
認抵抗器を配し、制御ユニットからケーブルを介して前
記確認抵抗器に測定電圧に影響を及ぼさない審問電圧を
与えてその抵抗値を審問して距離測定を行う構成とした
ことにより、審問抵抗値が設定値からはずれた場合には
少なくとも警報を発生することができ、位置の確認によ
る制御を伴う装置に損傷を生ずることを防止できる。
認抵抗器を配し、制御ユニットからケーブルを介して前
記確認抵抗器に測定電圧に影響を及ぼさない審問電圧を
与えてその抵抗値を審問して距離測定を行う構成とした
ことにより、審問抵抗値が設定値からはずれた場合には
少なくとも警報を発生することができ、位置の確認によ
る制御を伴う装置に損傷を生ずることを防止できる。
【図１】センサボディと制御ユニットとが同軸ケーブル
によって接続された、この発明による容量性センサ装置
の概略構成図である。
によって接続された、この発明による容量性センサ装置
の概略構成図である。
【図２】この発明による容量性距離計測用センサボディ
の一部縦断正面図である。
の一部縦断正面図である。
１ センサボディ ２ センサエレメント ３ 加工片 ４ 同軸コネクタソケット ５ 同軸ケーブル ６ 制御手段としての制御ユニット ７ 中心部導体 ８ シールド導体 ９ 中心部導体 １０ 外側環状導体 １１ 絶縁体 １２ 遮蔽線 １３ 確認抵抗器 １４ ノズル １７ スリーブ １８ カップナット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−6469（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−67819（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−190219（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−23669（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−59312（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭59−17441（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (10)
- 【請求項１】 センサボディと、このセンサボディに配
設され自己と測定対象との間の距離を非接触で計測する
センサエレメントと、このセンサエレメントに測定電圧
を供給すると共に距離を決定するために測定電圧を評価
する制御手段と、前記センサボディと制御手段とを接続
して測定電圧を伝えるために用いられるケーブルと、抵
抗値を有して前記センサボディに取り付けられ、前記ケ
ーブルに接続される確認抵抗器とを備え、制御手段は、
測定電圧には影響を与えない審問電圧を前記ケーブルを
介して確認抵抗器に供給して確認抵抗器の審問抵抗値を
検出するように構成される、容量性距離測定用センサ装
置において、前記測定電圧は交流であり、前記審問電圧
は直流であり、前記ケーブルは、中心部導体とシールド
導体とを有する同軸ケーブルであり、交流の測定電圧お
よび直流の審問電圧は中心部導体を伝送され、確認抵抗
器は同軸ケーブルの中心部導体およびシールド導体間に
接続され、前記シールド導体は、与えられるアクティブ
シールド電位に接続され、測定電圧は、増幅器を通じて
シールド導体に案内されることを特徴とする、容量性距
離測定用センサ装置。 - 【請求項２】 制御手段は、確認抵抗器の審問抵抗値
を、少なくとも１つのあらかじめ決定した抵抗値と比較
する比較器を備えることを特徴とする請求項１に記載の
容量性距離測定用センサ装置。 - 【請求項３】 制御手段は、審問抵抗値があらかじめ決
定した抵抗値に一致しないか、あるいはあらかじめ決定
したしきい値よりも大きいときに警報信号を発生するこ
とを特徴とする請求項２に記載の容量性距離測定用セン
サ装置。 - 【請求項４】 制御手段は、距離計測の前、確認抵抗器
の抵抗値を審問することを特徴とする請求項１から３の
いずれかに記載の容量性距離測定用センサ装置。 - 【請求項５】 制御手段は、距離計測中継続して、確認
抵抗器の抵抗値を審問することを特徴とする請求項１か
ら３のいずれかに記載の容量性距離測定用センサ装置。 - 【請求項６】 制御手段は、距離計測中間欠的に、確認
抵抗器の抵抗値を審問することを特徴とする請求項１か
ら３のいずれかに記載の容量性距離測定用センサ装置。 - 【請求項７】 確認抵抗器はセンサボディに取り付けら
れたコネクタソケットに配設され、このソケットにプラ
グを介してケーブルが接続されることを特徴とする請求
項１から６のいずれかに記載の容量性距離測定用センサ
装置。 - 【請求項８】 確認抵抗器はマイクロメタルフィルム抵
抗器であることを特徴とする請求項１から７のいずれか
に記載の容量性距離測定用センサ装置。 - 【請求項９】 センサエレメントは容量性エレメントで
あることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載
の容量性距離測定用センサ装置。 - 【請求項１０】 確認抵抗器はコネクタソケットの中心
部導体の二端間に配設されることを特徴とする請求項１
から９のいずれかに記載の容量性距離測定用センサ装
置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4035403A DE4035403A1 (de) | 1990-11-07 | 1990-11-07 | Sensorsystem zur beruehrungslosen abstandsmessung |
| DE40354032 | 1990-11-07 | ||
| DE4035403:2 | 1990-11-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0518791A JPH0518791A (ja) | 1993-01-26 |
| JPH0756442B2 true JPH0756442B2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=6417814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3291310A Expired - Lifetime JPH0756442B2 (ja) | 1990-11-07 | 1991-11-07 | 容量性距離測定用センサ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0756442B2 (ja) |
| DE (1) | DE4035403A1 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4109567C3 (de) * | 1991-03-22 | 1997-03-13 | Precitec Gmbh | Einrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks mit Hilfe eines Laserstrahls |
| DE10018051B4 (de) * | 2000-04-12 | 2005-03-24 | Balluff Gmbh | Näherungssensor |
| JP2002157671A (ja) * | 2000-11-16 | 2002-05-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | センシングシステム |
| ATE356973T1 (de) | 2001-10-12 | 2007-04-15 | Kistler Holding Ag | Sensor |
| DE10244619A1 (de) * | 2002-09-25 | 2004-04-08 | Olympus Biosystems Gmbh | Einrichtung und Verfahren zur optischen Objektuntersuchung |
| ATE408123T1 (de) * | 2005-12-02 | 2008-09-15 | Vibro Meter Ag | Wirbelstromsensor und sensorspule dafür |
| DE102006017497B4 (de) * | 2006-04-13 | 2008-04-17 | Alfing Montagetechnik Gmbh | Positionsbestimmungsvorrichtung und Winkelpositionsbestimmungsvorrichtung |
| DE102007010980B4 (de) | 2007-03-05 | 2023-08-31 | Rechner Industrie-Elektronik Gmbh | Kapazitiver Sensorkopf in Halbkugelform |
| DE102007024288B3 (de) * | 2007-05-23 | 2008-10-16 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Anordnung zur Erkennung einer Laserbearbeitungsdüse beim Einsetzen der Laserbearbeitungsdüse in einen Laserbearbeitungskopf |
| JP5049056B2 (ja) * | 2007-06-05 | 2012-10-17 | 三菱電機株式会社 | 状態検出装置およびレーザ加工装置 |
| AT506091B1 (de) * | 2008-02-21 | 2009-06-15 | Piezocryst Advanced Sensorics | Messanordnung mit zumindest einem piezoelektrischen sensor |
| DE102008053306A1 (de) * | 2008-10-27 | 2010-05-27 | Priamus System Technologies Ag | Vorrichtung zum Ermitteln von Messgrössen in einem Spritzgiesswerkzeug |
| GB201308397D0 (en) * | 2013-05-10 | 2013-06-19 | Rolls Royce Plc | Equipment monitoring system |
| JP5887375B2 (ja) | 2014-03-24 | 2016-03-16 | ファナック株式会社 | 停電検出時に加工ノズルを退避するレーザ加工装置 |
| DE102016115415B4 (de) | 2016-08-19 | 2018-04-12 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Isolationsteil zur isolierten Halterung einer elektrisch leitenden Düse und Laserbearbeitungskopf mit einem Sensor zur Erkennung eines derartigen Isolationsteils |
| WO2018216275A1 (ja) * | 2017-05-24 | 2018-11-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 静電容量式ハイトセンサ及びそれを用いたレーザ加工ノズル、レーザ加工装置 |
| AT522127B1 (de) * | 2019-01-24 | 2023-07-15 | Piezocryst Advanced Sensorics | Kabelanordnung |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5759312U (ja) * | 1980-09-25 | 1982-04-08 | ||
| JPS57190219A (en) * | 1981-05-20 | 1982-11-22 | Nissan Motor Co Ltd | Checker for meter device of vehicle |
| JPH0720618Y2 (ja) * | 1987-07-30 | 1995-05-15 | 株式会社島津製作所 | ブリッジ回路の温度較正回路 |
| DE3812013C2 (de) * | 1988-04-11 | 1995-08-03 | Tensometric Mestechnik Stroehm | Elektronische Meßeinrichtung |
| DE3910297A1 (de) * | 1989-03-30 | 1990-10-04 | Micro Epsilon Messtechnik | Beruehrungslos arbeitendes wegmesssystem |
-
1990
- 1990-11-07 DE DE4035403A patent/DE4035403A1/de active Granted
-
1991
- 1991-11-07 JP JP3291310A patent/JPH0756442B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0518791A (ja) | 1993-01-26 |
| DE4035403A1 (de) | 1992-05-14 |
| DE4035403C2 (ja) | 1993-06-03 |
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