JPS5841983B2 - 工具とワ−クの接触検出装置 - Google Patents
工具とワ−クの接触検出装置Info
- Publication number
- JPS5841983B2 JPS5841983B2 JP52115723A JP11572377A JPS5841983B2 JP S5841983 B2 JPS5841983 B2 JP S5841983B2 JP 52115723 A JP52115723 A JP 52115723A JP 11572377 A JP11572377 A JP 11572377A JP S5841983 B2 JPS5841983 B2 JP S5841983B2
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- JP
- Japan
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- circuit
- tool
- workpiece
- coil
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
- B23Q17/2233—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は相対運動を行う導電性の工具とワークとの接触
を検出する装置に関するものであり、その目的は前記２
物体の接触を高精度に安定して検出することである。
を検出する装置に関するものであり、その目的は前記２
物体の接触を高精度に安定して検出することである。
従来における接触検出装置は、交流電源に接続されたコ
イルを工具の周囲に装着し、工具とワークが接触すると
誘導電流流路が形成されて前記コイルのインピーダンス
の変化により、前記コイルを流れる電流及び電圧に変化
が生じ、この電流変化或いは電圧変化の電気信号を予め
定めた設定信号と比較して接触の有無を検出していた。
イルを工具の周囲に装着し、工具とワークが接触すると
誘導電流流路が形成されて前記コイルのインピーダンス
の変化により、前記コイルを流れる電流及び電圧に変化
が生じ、この電流変化或いは電圧変化の電気信号を予め
定めた設定信号と比較して接触の有無を検出していた。
この具体例を第１図及び第２図ａ ”−ｃにて説明する
。
。
第１図は相対運動を行う工具１とワーク２を備えた加工
機１０を示し、第２図ａは接触検出の回路構成を示して
いる。
機１０を示し、第２図ａは接触検出の回路構成を示して
いる。
鉄心１１に巻かれたコイル１２には抵抗１３を介して交
流電源１４が接続されており、前記工具１とワーク２と
の接触により誘導電流流路１５が形成される。
流電源１４が接続されており、前記工具１とワーク２と
の接触により誘導電流流路１５が形成される。
１６は前記誘導電流流路１５の全体の抵抗、１７は前記
コイル１２と交流電源１４との間に接続された検出部で
ある。
コイル１２と交流電源１４との間に接続された検出部で
ある。
第２図すは前記検出部１７の詳細を示すブロック線図、
第２図Ｃは各部信号状態を示しており、図において、２
０は前記抵抗１３の両端の電圧イが入力されこの電圧イ
を第２図Ｃの口のように整流する全波整流器、２１は平
滑回路で、これにより前記口はハのように平滑化される
。
第２図Ｃは各部信号状態を示しており、図において、２
０は前記抵抗１３の両端の電圧イが入力されこの電圧イ
を第２図Ｃの口のように整流する全波整流器、２１は平
滑回路で、これにより前記口はハのように平滑化される
。
２２はレベル比較器で、前記ハとレベル設定器２３から
の設定信号二とが比較され、前記工具１とワーク２とが
接触して前記信号ハが設定信号二を越した際に接触検出
信号ホを出力するようになっている。
の設定信号二とが比較され、前記工具１とワーク２とが
接触して前記信号ハが設定信号二を越した際に接触検出
信号ホを出力するようになっている。
ところが、電源電圧の変動、温度ドリフト等により接触
を検出する電圧イが大きく変動して、前記設定信号二の
レベル設定が難しく、正確な接触検出が安定的に行えな
いという欠点があった。
を検出する電圧イが大きく変動して、前記設定信号二の
レベル設定が難しく、正確な接触検出が安定的に行えな
いという欠点があった。
また、上記のような誘導コイル式の接触検出装置におい
ては、工具１とワーク２とが接触して誘導電流流路１５
に電流が流れると、コイル１２に流れる電流が増加する
だけでなく、電流波形の位相も変化するため、この位相
変化も検出した方がより高感度に接触検出が行なえるが
、従来のものでは、この電流波形の位相変化を全く検出
することができず、高感度な接触検出を行うことはでき
なかった。
ては、工具１とワーク２とが接触して誘導電流流路１５
に電流が流れると、コイル１２に流れる電流が増加する
だけでなく、電流波形の位相も変化するため、この位相
変化も検出した方がより高感度に接触検出が行なえるが
、従来のものでは、この電流波形の位相変化を全く検出
することができず、高感度な接触検出を行うことはでき
なかった。
本発明はかかる従来の欠点をなくすために、工具とワー
クとが接触しないときの検出波形と同一の実効値と位相
を有する基準波形を交流電源から出力される交流電圧よ
り創成し、前記基準波形と検出波形とζこ実高値もしく
は位相のいずれかの違いが生じたことにより前記２物体
の接触を検出するようｌこしたことを特徴とするもので
ある。
クとが接触しないときの検出波形と同一の実効値と位相
を有する基準波形を交流電源から出力される交流電圧よ
り創成し、前記基準波形と検出波形とζこ実高値もしく
は位相のいずれかの違いが生じたことにより前記２物体
の接触を検出するようｌこしたことを特徴とするもので
ある。
以下、本発明の実施例について説明する。
第１図には、主軸頭３のスピンドルに装着された工具１
に対して、ワーク２を載置するテーブル５がベッド４上
を進退運動する加工機の例が示されており、主軸頭３の
端面にコイル１２が鉄心１１に巻かれて装着されている
。
に対して、ワーク２を載置するテーブル５がベッド４上
を進退運動する加工機の例が示されており、主軸頭３の
端面にコイル１２が鉄心１１に巻かれて装着されている
。
このコイル１２は交番電流（こて励磁されるとコイル巻
線の中心部を貫通する環状の閉じた磁束を発生し、この
磁束は工具１の周囲を取巻いているため、工具１の軸線
方向に誘導電流を誘起させる。
線の中心部を貫通する環状の閉じた磁束を発生し、この
磁束は工具１の周囲を取巻いているため、工具１の軸線
方向に誘導電流を誘起させる。
工具１とワーク２が接触することにより、導電性材料か
らなる工具１、ワーク２、主軸頭３、ベッド４、テーブ
ル５等を通じて加工機本体１０内に閉ループ状の誘導電
流流路１５を形成し、また工具１とワーク２が接触して
いなければ閉ループ状の誘導電流流路１５は形成されな
い。
らなる工具１、ワーク２、主軸頭３、ベッド４、テーブ
ル５等を通じて加工機本体１０内に閉ループ状の誘導電
流流路１５を形成し、また工具１とワーク２が接触して
いなければ閉ループ状の誘導電流流路１５は形成されな
い。
よってこのように工具１とワーク２の接触の有無によっ
て誘導電流流路１５が開閉されることによりコイル１２
のインピーダンスが変化する。
て誘導電流流路１５が開閉されることによりコイル１２
のインピーダンスが変化する。
このインピーダンスの変化によりコイル１２を流れる電
流が変化し、これに伴って電圧等の電気信号が変化する
。
流が変化し、これに伴って電圧等の電気信号が変化する
。
上記工具とワークの接触によって生じた電気信号の変化
を検出する回路が第３図ａ 、 ｂ＃こ示されており、
第３図ａ 、 ｂ？こおいて前記第２図ａ、ｂと同一構
成、同一機能のものには同じ符号を付しである。
を検出する回路が第３図ａ 、 ｂ＃こ示されており、
第３図ａ 、 ｂ？こおいて前記第２図ａ、ｂと同一構
成、同一機能のものには同じ符号を付しである。
第３図ａにおいて３０は基準電圧波形を得る第１回路で
、可変抵抗３１と直列に抵抗３２を接続し、この直列回
路を交流電源１４と並列に接続しており、工具１とワー
ク２とが非接触のとき前記可変抵抗３１を調整して抵抗
１３の両端の電圧波形ＶＢの実効値に対して前記可変抵
抗３１の一端と電圧取出口との間の電圧波形ＶＡの実効
値を等しくさせるようにしている。
、可変抵抗３１と直列に抵抗３２を接続し、この直列回
路を交流電源１４と並列に接続しており、工具１とワー
ク２とが非接触のとき前記可変抵抗３１を調整して抵抗
１３の両端の電圧波形ＶＢの実効値に対して前記可変抵
抗３１の一端と電圧取出口との間の電圧波形ＶＡの実効
値を等しくさせるようにしている。
尚前記可変抵抗３１を前記コイル１２と同じ仕様のコイ
ルに代えても良い。
ルに代えても良い。
このようにした場合には第１回路３０から出力される交
流波形の位相が、工具１とワーク２とが接触しない時に
電流検出用の抵抗１３の両端に発生する電圧波形の位相
とほぼ一致するため、後述する第２回路３４は不要とな
る。
流波形の位相が、工具１とワーク２とが接触しない時に
電流検出用の抵抗１３の両端に発生する電圧波形の位相
とほぼ一致するため、後述する第２回路３４は不要とな
る。
第３図すは検出部及び基準電圧を得る第２回路のブロッ
ク線図、第３図Ｃはその信号状態を示す。
ク線図、第３図Ｃはその信号状態を示す。
３３はノイズフィルタ、３４は基準電圧波形を得る第２
回路で、この回路３４には可変抵抗３５が接続されてお
り、工具１とワーク２とが非接触のとき前記可変抵抗３
５を調整してコイル１２を含むため位相遅れを生じてい
る前記電圧波形■Ｂに対して前記電圧波形ＶＡの位相を
遅らせ両者の位相を合致させるようにしている。
回路で、この回路３４には可変抵抗３５が接続されてお
り、工具１とワーク２とが非接触のとき前記可変抵抗３
５を調整してコイル１２を含むため位相遅れを生じてい
る前記電圧波形■Ｂに対して前記電圧波形ＶＡの位相を
遅らせ両者の位相を合致させるようにしている。
前記電圧波形ＶＢと遅相用の第２回路３４を通過後の電
圧波形ＶＡ１とは比較器３６に入力さへこの比較器３６
の出力ＶＢ−ＶＡ、はピーク検出回路３γへ入力される
。
圧波形ＶＡ１とは比較器３６に入力さへこの比較器３６
の出力ＶＢ−ＶＡ、はピーク検出回路３γへ入力される
。
このピーク検出回路３７は交流電圧波形の最高値を検出
ホールドするものである。
ホールドするものである。
２２はレベル比較器で、前記ピーク検出回路３１からの
入力■Ｘとレベル設定器２３からの設定信号二とが比較
され、前記工具１とワーク２とが接触して前記ピーク検
出回路３７の出力ｖＸが設定信号二を越した際に接触検
出信号ｖＺを出力するようにしている。
入力■Ｘとレベル設定器２３からの設定信号二とが比較
され、前記工具１とワーク２とが接触して前記ピーク検
出回路３７の出力ｖＸが設定信号二を越した際に接触検
出信号ｖＺを出力するようにしている。
次に上記実施例の作動について説明する。
交流電源１４により抵抗１３ｃこは検出電圧波形ＶＢが
発生する。
発生する。
工具１とワーク２とが非接触のとき可変抵抗３１を調整
して前記検出電圧波形ＶＢの実効値と等しい電圧波形Ｖ
Ａ且つ可変抵抗３５を調整して前記検出電圧波形ＶＢと
同位相の電圧波形■Ａ１を形成する。
して前記検出電圧波形ＶＢの実効値と等しい電圧波形Ｖ
Ａ且つ可変抵抗３５を調整して前記検出電圧波形ＶＢと
同位相の電圧波形■Ａ１を形成する。
このようにして前記検出電圧波形ＶＢと同じ電圧（実効
値）且つ同位相の基準電圧波形ｖＡ１を形成、準備する
。
値）且つ同位相の基準電圧波形ｖＡ１を形成、準備する
。
工具１とワーク２とが接触しない場合にはＶＢとＶＡｌ
は同じ電圧波形となり比較器３６からの出力はＯ■とな
り出力は出ない。
は同じ電圧波形となり比較器３６からの出力はＯ■とな
り出力は出ない。
工具１とワーク２とが接触した場合には両者間の抵抗は
小さくなり、誘導電流流路１５に大きな誘導電流が流れ
、これにより前記コイル１２に流れる電流が増加すると
同時に、この時に増加するのは有効電流分のみであるの
で電流の位相も変化する。
小さくなり、誘導電流流路１５に大きな誘導電流が流れ
、これにより前記コイル１２に流れる電流が増加すると
同時に、この時に増加するのは有効電流分のみであるの
で電流の位相も変化する。
従って前記検出電圧波形ＶＢは急激に増大するととも（
こその位相も変化し、その結果、検出電圧波形ＶＢと基
準電圧波形ＶＡ１との間に実効値と位相の両方の差が生
じ、その差に応じた出力ＶＢ−ＶＡ１が比較器３６から
出力される。
こその位相も変化し、その結果、検出電圧波形ＶＢと基
準電圧波形ＶＡ１との間に実効値と位相の両方の差が生
じ、その差に応じた出力ＶＢ−ＶＡ１が比較器３６から
出力される。
そして、その比較器３６からの出力がピーク検出回路３
７０こ入力され、その回路３７からの出力ＶＸが設定信
号二を上回ったことがレベル比較器２２Ｇこより判定さ
れ、接触信号■Ｚが出力される。
７０こ入力され、その回路３７からの出力ＶＸが設定信
号二を上回ったことがレベル比較器２２Ｇこより判定さ
れ、接触信号■Ｚが出力される。
上記したように本発明においては、接触検出用のコイル
とこれを励磁する交流電源との間（こ接触検出用のコイ
ルに流れる交番電流を検出してこれに応じた交流波形を
出力する検出回路を設けるとともに、前記交流電源と並
列して交流電源から出力される交流電圧に対してレベル
調整と位相シフトを行って、工具がワークに接触しない
状態で検出回路から出力される交流波形と同じ実効値で
かつ位相も同一の基準波形を出力する基準波形発生回路
を接続し、この基準波形発生回路から出力される基準波
形と検出波形とを比較して、両者の間に実効値もしくは
位相の差が生じたことを判別する判別回路とを設けた構
成であるので、電源電圧の変動、温度ドリフト等に影響
を受けることなく安定した接触検出が行なえるだけでな
く、工具がワークに接触した際に生じる励磁電流の位相
変化も検出できるので、レベル変化だけで検出するもの
に比べ、検出感度を大幅に向上できる利点がある。
とこれを励磁する交流電源との間（こ接触検出用のコイ
ルに流れる交番電流を検出してこれに応じた交流波形を
出力する検出回路を設けるとともに、前記交流電源と並
列して交流電源から出力される交流電圧に対してレベル
調整と位相シフトを行って、工具がワークに接触しない
状態で検出回路から出力される交流波形と同じ実効値で
かつ位相も同一の基準波形を出力する基準波形発生回路
を接続し、この基準波形発生回路から出力される基準波
形と検出波形とを比較して、両者の間に実効値もしくは
位相の差が生じたことを判別する判別回路とを設けた構
成であるので、電源電圧の変動、温度ドリフト等に影響
を受けることなく安定した接触検出が行なえるだけでな
く、工具がワークに接触した際に生じる励磁電流の位相
変化も検出できるので、レベル変化だけで検出するもの
に比べ、検出感度を大幅に向上できる利点がある。
また、本発明においては、工具がワークに接触しない状
態では加工機上に短絡電流が流れないため、消費電力を
少なくできる上、案内面に悪影響を与える恐れがない利
点もある。
態では加工機上に短絡電流が流れないため、消費電力を
少なくできる上、案内面に悪影響を与える恐れがない利
点もある。
第１図は接触検出を行う加工機を示す図、第２図は従来
例を示し、そのａは接触検出の回路構成を、ｂは検出部
のブロック線図、Ｃは信号状態を示す図、第３図は本発
明の一実施例を示し、そのａは接触検出の回路構成を、
ｂは検出部のブロック線図、Ｃは信号状態を示す図であ
る。 １・・・・・・工具、２・・・・・・ワーク、１０・・
・・・・加工機、１２・・・・・・コイル、１４・・・
・・・交流電源、２２・・・・・・レベル比較器、３０
・・・・・・基準波形を得る第１回路、３４・・・・・
・基準波形を得る第２回路、３６・・・・・・比較器、
ＶＡｌ・・・・・・基準電圧波形、ＶＢ・・・・・・検
出電圧波形。
例を示し、そのａは接触検出の回路構成を、ｂは検出部
のブロック線図、Ｃは信号状態を示す図、第３図は本発
明の一実施例を示し、そのａは接触検出の回路構成を、
ｂは検出部のブロック線図、Ｃは信号状態を示す図であ
る。 １・・・・・・工具、２・・・・・・ワーク、１０・・
・・・・加工機、１２・・・・・・コイル、１４・・・
・・・交流電源、２２・・・・・・レベル比較器、３０
・・・・・・基準波形を得る第１回路、３４・・・・・
・基準波形を得る第２回路、３６・・・・・・比較器、
ＶＡｌ・・・・・・基準電圧波形、ＶＢ・・・・・・検
出電圧波形。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 加工機上に相対的に接近したり離間したりする工具
及びワークを備え、前記工具に近接して主軸軸線を取囲
むように設けたコイルに交流電源を接続して工具とワー
クが接触した場合に前記加工機を介して誘導電流が流れ
るようにし、前記コイルと交流電源との間に前記コイル
に流れる交流電流を検出してこの交流電流に応じた検出
波形を出力する検出回路を設け、前記交流電源の出力波
形に対してレベル調整と位相シフトを行って前記工具と
ワークが接触しないときの検出波形と同じ実効値と位相
を有する基準波形を発生する基準波形発生回路を前記交
流電源に対して前記検出回路と前記コイルとによって形
成される直列回路と並列に接続し、且つ前記検出回路お
よび基準波形発生回路の出力を比較して前記検出波形と
基準波形との間に実効値もしくは位相の差異が生じたこ
とにより前記工具とワークの接触を判別する比較回路を
設けたことを特徴とする工具と−クの接触検出装置。 ２ 前記基準波形発生回路は、前記交流電源に対して前
記検出回路と前記コイルとによって形成される直列回路
と並列に接続された直列接続状態の一対の抵抗から成る
分圧回路と、この分圧回路から出力される交流信号の位
相をシフトする位相シフト回路によって構成されること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の工具とワーク
の接触検出装置。 ３ 前記基準波形発生回路は、前記交流電源に対して前
記検出回路と前記コイルとによって形成される直列回路
と並列に接続された抵抗とコイルとより成る直列回路に
よって構成されることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の工具とワークの接触検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52115723A JPS5841983B2 (ja) | 1977-09-27 | 1977-09-27 | 工具とワ−クの接触検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52115723A JPS5841983B2 (ja) | 1977-09-27 | 1977-09-27 | 工具とワ−クの接触検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5449691A JPS5449691A (en) | 1979-04-19 |
| JPS5841983B2 true JPS5841983B2 (ja) | 1983-09-16 |
Family
ID=14669522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52115723A Expired JPS5841983B2 (ja) | 1977-09-27 | 1977-09-27 | 工具とワ−クの接触検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5841983B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63174851A (ja) * | 1987-01-09 | 1988-07-19 | Hitachi Metals Ltd | 工具・ワ−クの接触検知装置 |
| JP7034847B2 (ja) * | 2018-06-21 | 2022-03-14 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | ドライ洗浄装置及び、そのドライ洗浄方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5039107B2 (ja) * | 1971-09-23 | 1975-12-15 | ||
| JPS5139715A (ja) * | 1974-10-02 | 1976-04-02 | Tokyo Shibaura Electric Co | Konkuriitopairuseizono jidokasochi |
-
1977
- 1977-09-27 JP JP52115723A patent/JPS5841983B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5449691A (en) | 1979-04-19 |
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