JPS61283884A - プロ−ブの操作試験装置及びその方法 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、プローブの操作試験方法とその装置に関す
るもので、特に物体と接触する自動式工作機械のプロー
ブをテストしそれに関する情報を提供しようとするもの
である。

従来の技術 自動工作機械システムは、被加工物体（物体）の表面を
突き止めるための精密な機構を必要とする。最もありふ
れた方法の一つは、工作機械のプローブ（探り針）を物
体と接触させ、そして接触が行なわれるとプローブの位
置を記録することである。このような方法で使用される
プローブは。

物体に接触する針と、その針が物体と接触する時。

電気信号を発信させる回路をもつ、この時、工作機械の
制御装置は、針の接触が電気信号を発生させる時にプロ
ーブのｘ、Ｙ及びＺ軸の位置データからその接触部分の
形状や位置の情報を計算することができる。

このような装置とそのプローブは、′接触プローブ（Ｔ
ｏｕｃｈ　　Ｐｒｏｂｅ）と称する米国特許第４．５０
９，２２６号に開示されている。

この特許に開示された制御装置は、工作機械の適宜の位
置に配設したヘッドから光信号を発信する。

その結果１．プローブの発信回路が作動し、そしてプロ
ーブが適切に操作され且つ使用準備が整っていることを
表示するため一定の特性をもつ赤外線信号を発生する。

この時、制御装置は、検査処理を実行する。プローブの
針が物体と接触する時、赤外線信号の特性は変化する。

この変化は、物体について有益な情報を引き出すため制
御装置によってリモートコントロールされて利用される
。プローブはそれ自体完備の電位源で、且つそれは予め
設定した時間が最初の出力上昇サイクル又は針の接触か
ら経過した後、回路構成要素への出力をきるタイマーを
もっている。

このタイプのプローブの利用上遭遇する問題点の一つは
、今までプローブの操作性を簡単便利な方法で決定する
ことができなかったことである。

例えば、赤外線信号の送受信用に設計された回路が適切
に機能しているかどうか、又プローブ中のバッテリの放
電の程度を決定することは困難であった。過去に利用さ
れてきたテスト方式は、制御装置を作動させることを含
むもので、もし多数のプローブがテストされる場合は、
この方式は、極めて大きな時間浪費となる。更に、プロ
ーブが使用された時間数に依存しながら、プローブから
プローブへ本来的に変化するプローブのバッテリの残り
の寿命時間を評価することは不可能であった。

これらの問題点は、製造工程での製造時間の損失をまね
くことになる。

問題点を解決するための手段 この発明によれば、試験装置は第１信号を発信させるた
めの第１回路を備え、前記第１信号は第２信号が発信す
るようプローブを誘導する。第２回路’ｔｔ、第２信号
を受信するためのものである。

第２＠路は、第２信号を受信する時プローブの操作を表
示する第３信号を発信できるようになっている。

この発明の望ましい実施例によれば、試験装置は工作機
械に簡単に取り付ける事ができる小型軽量のハウジング
の形式をもち、装置はプローブをもち、第１回路は赤外
線光信号を発信できるようになっている。プローブは、
所定の特性をもつ赤外線信号を発信することによって、
この信号°に応答できるようになっている。第３信号は
、試験装置のハウジングに視覚表示装置を起電させるよ
うになっており、プローブが正しく操作可能であること
を使用者に表示する。

望ましくは、プローブは実際の又はシミュレートした物
体と未接触である時、プローブの操作を表示できる”搬
送”信号を発信することができる。更に、プローブはそ
の針と実際の又はシミュレートした物体との物理的接触
に一致する”プローブの状態”信号を発信可能である。

この発明の更に別の実施例によれば、試験装置は”搬送
″信号及び”プローブの状態”信号を光に解読可能であ
り、且つそれらの信号の存在の視覚表示を発生させるこ
とも可能である。

この発明の更に他の実施例によれば、第１回路は、プロ
ーブが正しい操作状態にある時に第２信号を発生するよ
うプローブを誘導するために配設される。第２回路は、
第２信号をプローブから受信するためのもので、第２信
号を受信する時プローブの操作性を表示できる第３信号
を発信するためのものである。

実施例 以下、添付図面に基づいて三の発明の実施例を詳述する
。

第１図は、この発明が実際に利用されている状態を示す
プローブの操作試験装置の概略正面図を示す、数値制御
旋回センター１０がプログラム指令し、従って被加工物
（物体）１４の旋回操作を自動的に制御するための制御
装置１２と並列して図示されている。旋回センター１０
は、物体１４を保持するため回転ジョーチャックを備え
る。

物体１４の内径について作業を遂行させるため複数の工
具２２〜２４がタレット２０に装着されている。この種
の内径工具はアダプタ２６〜２８を介し、タレット２０
内で適宜保持されている延伸胴体部を備える。加えて、
物体検査プローブ３０は、工具２２〜２４を装着するた
めに使用されているアダプタ２６〜２８と同一のアダプ
タ３２によりタレット２０に取り付けられている。

従来公知のように、制御装置１２はタレット２０を回転
させ必要とした工具を適切な作業位置に配置し、そして
工具が物体に接触して望ましい機械加工を行うまでタレ
ット２０ｔｉ’可動させる。

一方、プローブ３０は、物体１４を検査するために使用
される。この実施例のプローブ３０は、タッチプローブ
（ｔｏｕｃｈ　　ｐｒｏｖｅ）として業界では公知であ
る。即ち、プローブの針が物体の表面に接触する時出力
信号を発生させる。好ましいりシルバー又は数字式計器
（ディジタイザ）等がプローブ３０の位置を示す制御装
置に信号を発信するために使用されている。その結果、
プローブ３０からの信号が物体との接触を示す時、制御
装置１２は、物体の寸法、チャック内での適正な位置等
について有益な情報を引き出すことができる。

この種のタイプの工作機械の特徴は、プローブ３０と閃
光／受信器ヘッド４０との間の送受信兼用の光通信の構
成となっていることである。ヘッド４０は、インターフ
ェース４２を介し制御装置１２に接続している。制御装
置１２が精査操作のためプローブ３０を使用する時であ
ると決定する時、制御装置１２はインターフェース４２
にライン４４を介し信号を発生させ、順次ライン４６に
制御信号を発生させてヘッド４０がプローブ３０に光信
号を発信できるようにする。強度の閃光である赤外線放
射によるこの光通信は、プローブ３ｏ内の検知器４８に
よって感知される。この閃光により検知器４８はプロー
ブのバッテリ源をプローブの発信回路に接続させること
ができる。望ましくは、プローブ３０は、所定の周波数
の赤外線放射を光発光ダイオード（ＬＥＤ）５０〜５４
を介してヘッド４０に送信バックさせることによって閃
光に応答する。この赤外線放射は制御装置１２に信号を
供給するヘッド４０によって受信され、プローブ３０が
その検査操作を適切に実行する用意があることを示す。

この時、制御装置１２により、針５６が物体１４と接触
するまでタレット２０はプローブ３０を前進させること
ができる。プローブ３０は、異なった特性の光信号を発
信するＬＥＤ５０〜５４を使用することによって、例え
ば、赤外線放射の周波数のシフトによって針の接触に応
答する。周波数のシフトキー（ＦＳＸ）として一般に知
られている周波数のシフトは、インターフェース４２に
よって検知されて制御装置１２に連絡される。

物体検査は、針が接触する度に１周波数シフトの赤外線
放射をヘッド４０に発信するプローブ３０によって継続
される。

プローブ３０は、予め設定した時間後発倍回路からバッ
テリの電力供給を断絶させる時限装置を備える。この時
間は、バッテリの電力が最初に回路に伝えられる時に始
まり、そして針が物体に接触する度毎にリセットされる
。かくて、プローブ精査操作が連動された後、時間は結
果的に消滅し、バッテリの電力は、送信回路から断絶さ
れる。

従って、バッテリの電力は予想されたプローブの使用時
間の間に使用されるだけである。プローブが未使用の場
合、バッテリの電力はバッテリ交換物との間の蓄積する
エネルギと延長時間を断絶させる。

第４図と第５図は、プローブ３０の構成を詳細に示して
いる。プローブのハウジングは、一般に円錐形の中間部
５８と断面縮小径の後部突出軸部又は円筒部６０を有し
ている点に特徴をもつ。

この実施例では１円筒部６０は、約４−１／４の長さを
中空測定し、外側の外径は約１，４インチである。

円筒部６０の外側寸法は、工具２２〜２４の本体又は胴
部２２〜２４の寸法と合致する。結果として、プローブ
３０はタレット２ｏの工具の一つに代って使用でき、そ
して同じ方法でアダプタ内に把持可能である。プローブ
３ｏのこの位置は、針５６の先端はタレット２ｏに対し
公知の位置でスペースを置いていることを保障する。制
御装置１２は、その時正確にプローブの検査作業中針５
６の位置に依存する。勿論、その他の通常の装置は、適
切な間隔で針先端５６の位置を決めるために使用可能で
ある０例えば、ある種の工作機械は針の間隔を調節する
ためアダプタ３２のポケットの後部内に止ネジ（図示せ
ず）又は他の手段を利用する。

円筒部６０は、バッテリのコンパートメントと共に取付
は部材を使用するため小゛スペースを兼ねそなえる２つ
の目的をもつことが望ましい。円筒部６０の延伸した円
筒形状は、プローブ送信回路を起電するため形状的に閃
光バッテリと似ている耐久性のある円筒バッテリの使用
を可能とする。

望ましくは、各バッテリ６２は”Ｃ″セルリチウムタイ
プある。ボタンセル又はディスクセルの如き小型バッテ
リの代りに、円筒バッテリを使用できるということは、
低コストで極めて長期の操作寿命をもつプローブを提供
する。

各バッテリ６２は、円筒部６ｏの内部にスライドさせる
。スプリング付きキャップ６４がこの時円筒部６０の端
にねじ係合され、正また雄タイプの端子６６をボード６
８と係合させる。ボード６８の下面は、バッテリ８０を
電気的に制御する円形導電層（図示せず）を備える。ボ
ード６８はねじを介し、内部壁面７０に固定される。絶
縁リード線７４がボード６８のメッキされた孔を介しボ
ード６５の導電層との電気接続を行なう。リード線７４
の反対側は、プローブの回路を含む回路板に接続される
。プローブの回路については、前述した米国特許第４，
５０９，２６６号に説明されている１回路板７６は、全
体的に円形で、その両側に配設した電気構成要素を含む
。回路板７６は、釣合せ部材８０を通過する締結具７８
を介し中間部５８の内部に配設される。ボード７８はま
た、中央に位置した孔８２を含み、その孔を種々のリー
ド線が通過でき、回路板７６の適切な領域への接続を行
なう。

光検出器４８とその関連副部材は、中央ハウジング部５
８の外側摺動面８４に配設されている。

この実施例では、光検出器４８としてＴ　ａ　ｌ　ｅ　
ｆｕｎｋａｎ社のＮｏ、ＤＰ１０４のＰＩＮダイオード
を使用できる。光検出器４８はさら穴内に嵌合し、窓を
もつ受は皿８６を介し把持される。受は皿８６と光検知
器４８との間に位置しているのは、透明プラスチック部
材８８と、赤外線濃過層９ｏと０リング９２である。締
結具９４は、これら全ての構成要素をさら穴に配設した
副構成部にサンドインチ状にはさむ、光検出器４８から
のリード線は、孔８４を通過し、回路板７６の適当なポ
イントに接続される。

ＬＥＤ５０〜５４は、光検出器に隣接して配設される。

ＬＥ０５０〜５４は、通常人間の目に見えない赤外線放
射帯に光信号を発するように設計されている。ＬＥＤ５
０〜５４は、例えばＴＲＷ社製（７）ＯＰ２９０がよい
、この点で、注目すべきことは、摺動プローブ面の形状
に従うＬＥＤ５０〜５４及び光検出器４８の配設は、い
くつかの利点を最適化しようとする。例えば、ＬＥＤ５
０〜５４をプローブの摺動面に配設することによって、
発光される赤外線放射は、放射がヘッドの種々の場所に
よって簡単にピックアップできる角度でタレット２０の
前方に向けられる。プローブの構造は、使用者に対しＬ
ＥＤ５０〜５４と光検出器４８がヘッド４０の全般的方
向に指示する位置にプローブを回転できるように構成し
ている。かくて、プローブ３０に対する絶対的空間位置
でヘッド４０を配設することは不要であり、異なった工
作機械に対して適用できるという大きな柔軟性をもつ。

プローブ３０とヘッド４０との間の確実な光通信はかく
て得られ、−右同時にプローブ３０内のＬＥＤの数を軽
減する。ＬＥＤの数を最小限に保つことによって、バッ
テリからの電荷の消費はできるだけ少なく保たれるので
、バッテリの寿命を延長することができる。

中央部５８の組立部を完成しながら、壁面７０は締結具
９６を介し、中央部５８の後方に取り付けられる。０リ
ング９８は、プローブが工作機械の使用中に遭遇する何
等かの不利益な状態からプローブ３０の内面をシールす
るためのものである。

環状突起部材１００は、ハウジングの中間部５８の前面
の孔１０４に形成したねじ部と噛合する雄ねじ部材１０
２をもつ。０リング１０６は、シール目的で使用される
。突起部材１００は、針５６の端部の相対間隔を増減す
るため種々の長さに形成できる。中間部５８とのねじ締
結により、突起部材は９種々変更互換可能である。

スイッチ装置１０８は、突起部材１００に取り外し自在
に取り付けられる；スイ・ツチ装置１０８は、突起部材
１００内の内部通路１１４内に嵌合する０リング１１２
を含む円形ノツチ端構成部１１０を備える。突起部材１
００を直通に延伸するか又はそれ以上のねじ１１６はス
イッチ装置１０８を所定位置に締結する。スイッチ装置
１０８は、針５６が休止位置から移動する時に、又はそ
れ以上の電気的コンタクトを開放したり中断する種々の
構成を備える。当業者にとってはこの全般的目的を遂行
する種々の構成は周知である。一つの好ましいスイッチ
構造が米国特許４，４５１゜９８７に詳細に開示されて
いる。簡単に説明すると、この特許は、３つの等しい間
隔をおいたボ−ル接触子をもつ振動板を利用する。振動
板は、スプリング偏倚し、それによってボールか３つの
導電インサートに対し正常に押し出される。３つのボー
ルインサートのペアはスイッチとして働き。

互いに連接されている。振動板は針５６に接続している
。針５６が動くと、振動板は傾斜し、ボール接触子の一
つをそれに対応するインサートから持ち上げ、それによ
って電気的接続を断絶させる。

スイッチ装置１０８の３つのスイッチは、電線１１８を
介し−ボード７６の回路に接続されている。電線１１８
の他端は、交換可能なスイッチ装置１０８の端のコネク
タと合致する小型の回転コネクタ１２０又は他の望まし
いコネクタをもつ。

当業者は、これらのタイプのスイッチ装置が極めて感度
が強く、そして交換される必要があるということを理解
している。この発明は、かかる交換を迅速かつ簡単に行
なえるようにするものである。

プローブ３０には、種々の形状サイズの針を用いること
ができる０例えば、第２図に示す直線針５６の代りに、
針の先端がプローブ３０の主縦軸から分岐される針を使
用してもよい。種々の針がスイッチ装置１０８と互換可
能であり、ねじなどの適当な締結手段を用いて取り付け
てもよい。

プローブ３０の操作性をテストするため、手で把持可能
な試験装置１２２が第１図と第４図、その関連回路が第
５図、６図、７図に示されている。テスト信号を発信す
るため、試験装置１２２は、９ボルトアルカリタイプの
バッテリ１２４（第５図）をもつ閃光管回路を備える。

プローブのテストを開始するため、変圧器Ｔ１の端子２
は、手動スイッチ１２６を介してバッテリ１２４に接続
され、変換器Ｔ１の端子１と３は一対のＮＰＮトランジ
スタＱ６とＱ７それぞれのコレクタに接続されている。

トランジスタＱ６とＱ７は振動回路を形成し、その操作
は後述する。変圧器Ｔ１の端子２はバイパスキャパシタ
Ｃ１５を経由して接地される。変圧器Ｔ１の端子４と６
はトランジスタＱ７とＱ６それぞれの基板に接続される
。変圧器Ｔ１の端子５はレジスタＲ１６を介してＳｌを
切り換えるよう接続され、そしてレジスタＲ２１を介し
接地される。更に、トランジスタＱ６とＱ７のエミッタ
も又接地される。

電流を変圧器Ｔ１の２次巻線に誘導し、試験装置１２２
に閃光を発生させるため、スイッチ１２６は閉止され、
バッテリ１２４からの電流を変圧器Ｔ１の端子４．５．
６を介しトランジスタＱ６とＱ７の基板にレジスタＲ１
６を経て流すことができるように構成されている。トラ
ンジスタＱ６とＱ７の基板に流れた電流とトランジスタ
Ｑ６とＱ７のコレクタ上の電圧の電位は、キャパシタ１
５の電荷が増加するにつれ増大する。結果として、トラ
ンジスタＱ６とＱ７の基板接合は、十分にバイアスされ
、トランジスタＱ６とＱ７を巻線２−１及び２−３を介
してバッテリ１２４から接地へ電流を伝達できるように
し、変圧器Ｔ１の２次巻線に前進電流を誘導する。トラ
ンジスタＱ６とＱ７が作動開始すると、中断した振動は
Ｑ６とＱ７の交流伝達によって保持され、互いに位相か
ら１８０＠離れたＱ６とＱ７の基板に電流パルスを伝え
る変圧器Ｔ１のフィードバック巻線１−３によって生成
される。それ故明らかなことは、巻線５−４と５−６を
流れる電流は繰り返し増減し。

それによって１次巻線が変圧器Ｔ１の２次巻線に前進及
び逆電流を誘導できる構成とする。

スイッチ１２６が作動する時閃光管１２８を駆動させる
ため、変圧器Ｔ１の２次巻線が閃光管１２８の正負の電
極に接続される。閃光管１２８は、プローブの操作を始
めるため短時間の高い強度の光パルスを発生させるため
に使用する。閃光管１２８は、望ましくはキセノンガス
を使用するのがよい。例えば、Ｎｏｕｓｅｒ　Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎｉｃｓの部品番号３５　ＦＴＯ５０に示すキセ
ノン閃光管は、赤外線放射の豊かな光を発生させる。閃
光管１２８は、約１．５ワット／秒の強度をもって約５
０マイクロセカンド継続する閃光又は光のパルスを発生
可能である。勿論、他のタイプの光源も使用可能である
。閃光を発生させる必要がある閃光管１２８の電極をへ
て電圧をもたらすため、ダイオードＤ６は２次巻線の端
子８を閃光管１２８の正の端子に接続する。ダイオード
Ｄ６は端子８から閃光管１２８の正の電極に電流を接続
するため極を形成している。加えて、ダイオードＤ５は
、閃光管１２８の負の電極を変圧器Ｔ１の２次巻線の端
子８に接続しており、電流を前記端子に通すことができ
る構成としている。キャパシタＣ１６とＣ１７と協働す
るダイオードＤ５とＤ６は、次の方法で操作される電圧
二重回路を形成する。変圧器Ｔ１の１次巻線内の電流が
２次巻線の前進電流を誘導する時（即ち端子７から電子
８へ流れる時）、電流はダイオードＤ６とキャパシタＣ
１６を電荷させるキャパシタＣ１６を通過する。キャパ
シタ０１６の陽極板がキャパシタＣ１７の陰極板に接続
する時、閃光管１２８の電極に供給された電圧は、キャ
パシタＣ１６とＣ１７の電位の合計である。

この発明の一実施例によれば、キャパシタＣ１６とＣ１
７の蓄電を越える電位は、完全に荷電された時２５０〜
３００ボルトである。キャパシタＣ１６とＣ１７と平行
して接続されるレジスタＲ２４は、キャパシタＣ１６と
Ｃ１７の比較的遅い放電を引き起こす補助抵抗器として
使用される。

閃光管１２８を引金するためのトリガ信号を引き出すた
め、レジスタＲ２５とキャパシタ０１６は、閃光管１２
８の電極を経て連接されている。

トリガ管１３０の第１リード線はレジスタＲ２５とキャ
パシタＣ１８の接合部に接続されており、トリガ管１３
０の第２リード線は変圧器Ｔ２の１次巻線の端子に接続
されている。変圧器Ｔ２の１次巻線の端子２と２次巻線
の端子３は閃光管１２８の陰極に接続されている。加え
て、トランジスタＴ２の２次巻線の端子４は閃光管１２
８のトリガ電極１３２に接続されている。キャパシタＣ
１８の電荷の形成は、電流がトリガ管１３０を経て伝達
できるトリガ管１３０の限界電位に屈くと。

キャパシタＣ１８は変圧器Ｔ７２の一次巻線から放電す
る。変圧器Ｔ２の２次巻線は一次巻線から受は取った電
圧を上昇させ、約４，０００ボルトの電位をトリガ電極
１３２におく、トリガ電極１３２は容量的に閃光管１２
８に接続されており、そして変圧器Ｔ２によって引き出
された電位はガスを管１２８内でイオン化するに十分大
きな値である。イオン化されたガスは、キャパシタＣ１
６とＣ１７からのエネルギを閃光管１２８の電極を経て
放電させ、短時間の非常に高い強度の閃光を生成するに
十分の導電性をもつ、管１２８がキャパシタＣ１６と０
１７を放電しながら閃光した後、キャパシタＣ１６とＣ
１７はスイッチ１２６が再作用するまで空転したままで
ある。

１８Ｖと１２Ｖの電位源を提供するため、バッテリ１２
４の正の端子は、更に望ましくは９ｖのアルカリタイプ
のバッテリ１３４の負の端子に接続している。それ故、
バッテリ１３４の正の端子は、１８Ｖのバス（図示せず
）を介し配電される１８Ｖの電位源を備える。更にバッ
テリ１３４の正の端子は、１２ｖのバス（図示せず）に
接続している１２Ｖの調整器に接続している。また。

１８Ｖと１２Ｖの両バスに対し、バッテリ１３４の正の
端子の選択的接続を可能にする手動式０Ｎ１０ＦＦスイ
ツチ１３８が配設されており、バイパスキャパシタＣ１
とＣ２は、スイッチ１３８が予め閉鎖された位置から開
放される時に回路の容量性の放電を行う。

プローブ内のバッテリに対するテストを行うため、試験
袋［１２２は更に第７図に示すバッテリ試験回路を備え
る。試験されるプローブ３０のバッテリ６２は、プロー
ブから取外され、バッテリソケット１４０に挿入される
。このソケットは、そこから延伸する２つの雌形コネク
タ１４２と１４４をもつ。バッテリ容器内ｔこ入れ゛て
いるのは、いろいろなタイプの（電圧）バッテリをテス
トできる目盛レジスタ（図示せず）である。雌形コネク
タ１４２と１４４は、バッテリの正と負の端子に電気的
に接続しており、試験装置１２２に位置した２つの雌形
コネクタ１４６と１４８と一致できるようになっている
。雌形コネクタ１４２と１４４が試験袋！！１２２の雌
形コネクタ１４６と１４８に挿入される時、バッテリ６
２の正の端子は手動スイッチ１５０の一つの端子に接続
し、バッテリ６２の負の端子は接地される。スイッチ１
５０が閉じられる時、バッテリ６２の正の端子がレジス
タＲ１７を介し接地され、それはバッテリ６２の操作性
を表示できる電位信号を測定することができる負荷を提
供する。レジスタＲ１８とＲ１９は更に処理をするため
に必要とするこの信号の電流と電圧を下げるために使用
される。ダイオードＤ４は、試験装置１２２の雌形コネ
クタ１４６と１４８がソケット１４０の間違った雌形コ
ネクタ１４２と１４４に不注意に接続される場合に回路
を保護するために配設されている。

バッテリ６２の操作を視覚的に表示するために、表示部
１５２と表示駆動部１５４が配設されている。表示部１
５２の端子１−１０は１８Ｖのバスに接続し、又表示部
１５２の端子１１−２０は、表示駆動部１５４の端子１
．１８−１０にそれぞれ接続している。更に、表示駆動
部１５４の端子は１８Ｖのバスに接続しており、一方端
子２は接地している。レジスタＲ２０とＲ２８は１表示
駆動部１５４の分割器レジスタ高ピン６と出力ピン７に
３．８６ボルトの電位をかけ、分割器レジスタ低ピン４
と調整ピン８に２．６０ボルトの電位をかける。上述の
ピン４．６．７．８を配線することにより、表示駆動部
１５４の内部抵抗はしご回路網は１．３８５ボルトの増
加分で表示駆動部１５４を逐次的に照らすように形成さ
れており、これによってバッテリ６２の端子を通過して
電位を表示する。バッテリの端子を通過する電位を測定
することによって、バッテリの操作性及びその残りの有
益な寿命を決めることができる。表示部１５２との互換
性を保障するため１表示駆動部１５４のモードピン９は
表示駆動部１５４のＬＥＤピン１１に接続している。

プローブ３０によって発生した”搬送”信号と”プロー
ブ状態″信号を受信するため、試験装置１２２は更に、
第６図に示す回路を含む。プローブ３０によって発生し
た赤外線信号を電気信号に変換させるため、光検出ダイ
オードＤ１はプローブ３０のＬＥＤ５０−５４からの光
信号を受信するために使用される。光検出器Ｄ１はレジ
スタＲ１５を介して１２Ｖのバスに電気的に接続し。

バイパスキャパシタＣ１ｌを介し接地される。

″搬送”信号及び”プローブ状態”信号を表示できる光
検出器Ｄ１からの電気信号は、レジスタＲ２３゜Ｒ１及
びキャパシタＣ２２をもつフィルタによって濃過される
。フィルタされた後、信号はトランジスタＱ４とＱ５か
らなる増幅回路に入る。

トランジスタＱ５からの増幅した信号を解読するため、
ＰＬＬ回路１５６が連結キャパシタＣ２１を介しトラン
ジスタＱ５のコレクタに接続している。ＰＬＬ回路のＶ
ｃｃピン１は、１２ＶのバスとバイパスキャパシタＣ１
２に接続している。

ロック検出フィルタピン３は、レジスタＲ３とキャパシ
タＣ１９の平行組合せを介し接地される。

これらはロック検出出力でがたがた振動音を軽減するた
めに使用される。加えて、ＰＬＬ回路１５６は、接地す
るため配線ピン４によって接地される。ロック検出出力
ピン５は、ＰＬＬ回路１５６がロック外にある時（すな
わち、″搬送”信号が欠除または予め設定した検出帯の
外にある時）。

論理”Ｈ”状態にあり、一方ＰＬＬ回路１５６が拘束さ
れる時（すなわち、′″搬送信号が検出される時）、論
理”Ｌ　ｕ状態又は導電状態に入る。

ロック検出補充ピン６における出力は、ロック検出出力
ピン５における信号の論理補数である。ＦＳＸデータ出
力ピン７は、開放コレクタ論理段階であり、ＦＳＸ”Ｈ
”信号（プローブの現状を表示できる）がＰＬＬ回路１
５６により受信された時、論理”Ｌ”信号をもつ。ピン
５，６．７は制止レジスタＲ１２、Ｒ５およびＲ１１そ
れぞれを介し１２Ｖのバスに接続している。゛搬送”状
態及び″プローブ状態”の発生を検出する際、ＰＬＬ回
路１５６ののピン５．６．７での出力の利用については
後述する。

異なった周波数又はチャンネルで赤外線信号を発信する
種々のプローブの操作性をテストするため２種々の値の
複数のキャパシタＣ３−Ｃ８が配設されており、これら
は回転スイッチ１５８を介しＰＬＬ回路１５６のキャパ
シタピン１３と１４に選択的に接続することができる。

容量横断ピン１３と１４の値は、レジスタＲ９の値と共
にＰＬＬの内部電圧制御オシレータの中心周波数を確定
するが故に、試験装置１２２は種々の周波数で赤外線信
号を発信するプローブの操作性を決定することができる
。ＰＬＬ回路１５６の内部電圧制御オシレータの中心周
波数は、次の様に定めることができる。

ｆ　ｏ　＝　１　／　Ｒｏ　Ｃｏ　Ｈｚ上記式において
、ｆＯは電圧制御オシレータの望ましい中心周波数、Ｒ
ｏはレジスタＲ９とＲ２７の抵抗の合計、Ｇｏは容量横
断ピン１３．１４の選択された値である。中心周波数は
、キャパシタＣ３−Ｃ８それぞれと平行に接続している
可変キャパシタＴＣＩ−ＴＣ６の調節によって細かく同
調させることができる。レジスタＲ８はＰＬＬ１５６の
検出の帯幅を調整するために使用され。

キャパシタＣＩＯはループフィルタ時間常数とループ減
幅係数を設定する。レジスタＲ７とキャパシタＣ９は、
ピン７からＦＳＫデータ出力信号用の１極ポスト検出フ
イルタを形成するために使用されている。ＦＳＫ比較器
入力ビン１０をＦＳＫデータ出力ビン７に電気的に接続
するレジスタＲ６は、出力論理状態間に急速な変化を促
進するためＰＬＬ回路１５６のＦＳＫ比較器を経由して
正のフィードバックを導入する。最後に、電圧ピン１０
はＰＬＬ回路１５６の適切な操作に必要とするキャパシ
タＣ２０を介しバイパス接地される。

プローブ３０のＬＥＤ５０−５４から”搬送”信号を検
出できるようにするため、ＰＬＬ回路１５６のロック検
出補充ピン６は、トランジスタＱ１の基板に接続する。

ＱｌのコレクタはレジスタＲ４とＬＥＤ　　Ｃ２により
１２Ｖのバスに接続する。′搬送”信号がプローブによ
って発信されかつ試験装置１２２によって検出される時
、ＰＬＬ回路１５６のロック検出補充ピン６における出
力は、論理”Ｈｎ状態に入り、それによってトランジス
タＱ１がＬＥＤ　　Ｃ２からの電流を接地へ伝達できる
ようにする。

”プローブ状態”信号がＬＥＤ５０−５４によって発信
された時間を表示するため、ＰＬＬ回路１５６のデータ
出力ピン７は、レジスタＲ１４を介しトランジスタＱ３
の基板に接続される。Ｑ３のコレクタはトランジスタＱ
８の基板と、レジスタＲ１３を介して１２Ｖのバスに連
結される。

トランジスタＱ３のエミッタは接地される。加えて、ト
ランジスタＱ８のコレクタは１２Ｖのバスに接続し、そ
してトランジスタＱ８のエミッタは、連接したレジスタ
Ｒ２９とＬＥＤ　　Ｃ３を含む第１ブランチと、スピー
カＢＰＩをもつ第２ブランチを備えた平行回路に接続さ
れている０両ブランチは、トランジスタＱ１のコレクタ
に接続しており、一方トランジスタＱ１のエミッタは接
地されている。′プローブ状態”信号をプローブ３０か
ら受信すると、ＦＳＸデータ出力ピン７における出力は
、論理”Ｌ”状態に入り、トランジスタＱ３を導電から
はずし、それによってトランジスタＱ３のコレクタでの
電位を増大させる。トランジスタＱ３のコレクタでの電
位の増大は、トランジスタの基板をバイアスさせ、ＬＥ
Ｄ　　Ｃ３とスピーカＢＰＩを双方を介して１２Ｖのバ
スから電流を導電するようにする。ＬＥＤＤ３とスピー
カＢＰＩが、′搬送”信号を受信する時、導電するため
バイアスされるトランジスタＱ１のコレクタに接続され
るが故に、ＬＥＤ　　Ｃ３は明かるくなリスビー力ＢＰ
Ｉは可聴信号を発生する。

”搬送”信号がＰＬＬ回路１５６によって受信されない
時、ＦＳＸデータ出力ピンに対する接地を行うため、ト
ランジスタＱ２が配設されており、その中のコレクタは
ＦＳＸデータ出力ピン７に接続し、基板はロック検出出
力ピン５に接続し。

エミッタは接地されている。”搬送°”信号がＰＬＬ回
路１５６によって受信されなかった時、ロック検出出力
ピン５は、論理”Ｈ”状態にあり、トランジスタＱ２を
導電させ、データ出力ピン７を接地する。更に、ロック
検出補充ピン６は、″搬送”信号が検出されなかった時
、論理”Ｌ”状態にあるが故に、トランジスタＱ１はＬ
ＥＤ　　Ｃ２とＣ３が明かりをつけるのを防止し、又ス
ピーカＢＰＩが可聴信号を発生するのを防止して導電か
らはずされる。

トンツ一式の表示駆動部としては、ＮａｔｉｏｎａｌＳ
ｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ社のＬＭ３９１４があり、Ｐ
ＬＬ回路としては、Ｅｘａ２Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｓ
ｙｓｔｅｍｓ社製造のＦＳＫ　Ｄａｍｏｄｕｌａｔｏｒ
／Ｔｏｎｅ　Ｄｅｃｏｄｅｒがある。更に、トリガ管１
３０としては、阿ｏｕｓｅｒ社のＰａｒｔ　Ｎｏ。

３６ＦＲ２５０１表示装置としては、Ｇｅｎｅｒａｌ　
Ｉｎｓｔｒｕｍａｎｔ社のＰａｒｔ　Ｎｏ、　ＭＶ５７
１６４がある。以上の製品はあくまでも一例であって、
これらの製品に特定する必要は全くない。

試験装置１２２を使用する方法について、以下に説明す
る。工作機械内に配設したプローブ３０のテストを開始
するため、試験装置１２２は手で工作機械に近接される
。スイッチ１５８は、ＬＥＤが試験装置１２２と連絡で
きるように適正なチャンネルに選択される。スイッチ１
３８は、試験装置内の回路に１８Ｖと１２Ｖの電位を与
えるように閉鎖される。この時、スイッチ１２６は作動
し、閃光が閃光管１２８から放射可能とする。プローブ
３０は、ダイオードＤ１によって受信される赤外線信号
を発生させることによって、その閃光に応答する。その
時、ダイオードＤ１によって受信された信号は、プロー
ブの操作性を表示する”搬送”信号に転換される。この
時、針は移動し、プローブ３０はダイオードＤ１によっ
て受信される”プローブ状態信号を発生させる。”プロ
ーブ状態”信号の発生は、この時、ダイオードＤ３とス
ピーカＢＰＩによって発生した可聴信号によって表示さ
れる。

もし、′搬送”信号又は”プローブ状態”信号が上述の
条件で受信されなかった場合、プローブ３０の各バッテ
リ６２は取外され、結果としてソケット１４０に配設さ
れる。この時、雌形コネクタ１４２と１４４は、雌形コ
ネクタ１４６と１４８に挿入される。スイッチ１５０が
作動し、バッテリ６２の操作性は表示部１５２を見なが
ら決定できる。放電がなされたということを表示するバ
ッテリは交換される。プローブ３０の回路が欠陥がある
ということを示し、全ての放電したバッテリが一度交換
されたにもかかわらずプローブがテストに失敗するなら
ば、そのプローブは適切に機能するプローブと交換され
る。一度プローブが正しく機能するならば、試験装置は
そのプローブ３０をテストするため別の工作機械に手動
で載置される。上述の方法がこの時繰り返される。

以上、この発明を望ましい実施例に基づき説明したが、
この発明の具体的構成は上述の実施例に限定されること
はなく、当業者により適宜変更可能であることは言うま
でもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、プローブをもつ工作機械の正面図で、プロー
ブの操作性はこの発明に係るプローブの操作試験装置に
よって試験される。 第２図は、プローブの操作を始動するための光発信技術
を用いたプローブ構造の断面図である。 第３図は、第２図プローブの３−３線断面図である。 第４図は、この発明の一実施例の試験装置の斜視図であ
る。 第５図は、この発明に使用される回路図で、光信号が発
生して、プローブを作動させ試験装置に電位を供給する
。 第６図は、この発明に使用°される回路図で、′搬送”
信号と”プローブ状態”信号の存在を検出する。第７０
１１．ブｂ−ヅや／１電５との初午を積ぬ１３＾１＝硬
円１３１１１海り五）。 １０・・・数値制御旋回センター １２・・・制御装置 １４・・・物体（被加工物体） ３０・・・プローブ　　　　４０・・・ヘッド４２・・
・インターフェース ５６・・・針　　　　　　　６０・・・円筒部６２・・
・バッテリ

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. （１）物体との接触を検出するためのプローブの操作性
   を試験するための装置において、前記装置は、 第１信号を発信するための第１回路を備え、前記第１信
   号は、第２信号が発信するよう前記プローブを誘導し、 更に前記第２信号を受信するための第２回路を備え、前
   記第２回路は第２信号を受信する時前記プローブの操作
   性を表示する第３信号を受信できるようにしたことを特
   徴とするプローブの操作試験装置。
2. （２）前記試験装置は、手で把持出来る十分小寸法のハ
   ウジングに収納される特許請求の範囲第１項記載のプロ
   ーブの操作試験装置。
3. （３）前記ハウジングは、第１回路を起電させるための
   手動装置を備えた特許請求の範囲第２項記載のプローブ
   の操作試験装置。
4. （４）前記第１回路は、第１光信号を発信するようにな
   っており、前記プローブは一定の特性をもつ第２光信号
   を発生することによって第１信号に応答することができ
   、前記第３信号はハウジングの視覚表示装置を起電させ
   ることができ、それによってプローブが正しく操作でき
   るという表示を使用者に提供するようにした特許請求の
   範囲第１項記載のプローブの操作試験装置。
5. （５）第１回路によって発信した光信号は、赤外線放射
   の閃光である特許請求の範囲第４項記載のプローブの操
   作試験装置。
6. （６）前記プローブは、少なくとも一つのバッテリによ
   って作動され、前記装置は、 前記バッテリのうちの一つを受け入れるためのソケット
   と、 前記バッテリの操作性を検知するための第３回路と、 前記ソケットを第３回路に電気的に接続するための回路
   を具備し、前記バッテリの操作が第３回路によって決定
   できる特許請求の範囲第５項記載のプローブの操作試験
   装置。
7. （７）物体との接触を検出するために使用したプローブ
   の操作性を試験するための装置において、前記装置は手
   で把持されるハウジングの形状であり、且つ前記プロー
   ブは電位の自己完備のバッテリ源を含み、前記装置は、 第１信号を発信する第１回路を備え、前記第１信号はプ
   ローブが正しい操作状態にある時に一定の特性の第２信
   号を発生するようプローブを誘導すること、 前記第２信号を受信するための第２回路を備え、前記第
   ２回路は、第２信号を受信する時に前記プローブの操作
   性を表示する第３信号を発信できるようにしたプローブ
   の操作試験装置。
8. （８）前記ハウジングは、第１回路を起電させるための
   手動装置を備えた特許請求の範囲第７項記載のプローブ
   の操作試験装置。
9. （９）前記第１回路は、第１光信号を発信するようにな
   っており、前記プローブは一定の特性をもつ第２信号を
   発生することによって第１信号に応答することができ、
   更に前記第３信号は前記ハウジング上の視覚表示装置を
   起電させるようにし、それによってプローブが正しく操
   作できるという表示を使用者に提供するようにした特許
   請求の範囲第７項記載のプローブの操作試験装置。
10. （１０）前記第１回路によって受信した光信号は、赤外
    線放射の閃光である特許請求の範囲第９項記載のプロー
    ブの操作試験装置。
11. （１１）前記第２回路は、前記第２信号を第１及び第２
    表示信号に解読するためのＰＬＬ回路を備え、前記第１
    表示信号は、最初の特性をもつプローブからの信号受信
    により発生し、前記第２表示信号は物体と接触している
    かどうかを表示し、且つ異なった特性のプローブからの
    信号受信により発生する特許請求の範囲第７項記載のプ
    ローブの操作試験装置。
12. （１２）前記ＰＬＬ回路は、そのＰＬＬ回路をロックし
    た時一定の論理出力状態をもつロック検出補充出力をも
    ち、前記ロック補充出力は第１表示信号の存在を表示す
    るようにした特許請求の範囲第１１項記載のプローブの
    操作試験装置。
13. （１３）前記第１表示信号は、ハウジングの第１視覚表
    示装置に接続し、第２表示信号はハウジング内の第２視
    覚表示装置と可聴装置に接続してなる特許請求の範囲第
    １１項記載のプローブの操作試験装置。
14. （１４）工作機械内に配設し、且つ物体の検査に伴い信
    号を発生するようにした針をもつバッテリ作動プローブ
    の操作性を試験する方法において、前記方法は、 手動把持の試験装置を工作機械に隣接して、手で把持す
    る試験装置を配設すること、 前記プローブが正しい操作状態にある時第２信号を送信
    することによって第１信号に応答するプローブでもって
    、前記試験装置が第１信号をプローブに送信させて試験
    装置上の装置を活動させること、 前記第２信号を試験装置によって受信すること、 前記第２信号の受信に応答して試験装置によって知覚信
    号を受信し、それによってプローブの操作性の表示を提
    供することから成るプローブの操作試験方法。
15. （１５）前記第１及び第２信号は、一定の特性の赤外線
    放射を備えた特許請求の範囲第１４項記載のプローブの
    操作試験方法。
16. （１６）前記第２信号を第１及び第２表示信号に変換す
    る手段を備え、前記第１表示信号は、一定の特性をもつ
    プローブから信号を受信して発生するものと、前記第２
    表示信号は、プローブが物体と接触しているかどうかを
    表示し、異なった特性をもつプローブから信号を受信し
    て発生するものとした特許請求の範囲第１４項記載のプ
    ローブの操作試験方法。
17. （１７）前記試験装置は、第１試験信号を発信させて手
    動で活動させるようにした特許請求の範囲第１４項記載
    のプローブの操作試験方法。
18. （１８）前記バッテリを前記プローブから取り外すこと
    、及び前記バッテリを試験装置と電気的に連絡するソケ
    ットに挿入して、バッテリの操作性を決定できるように
    した特許請求の範囲第１４項記載のプローブの操作試験
    方法。
19. （１９）物体との接触を検知するプローブの操作性を試
    験する装置において、前記プローブは電位の自己完備の
    バッテリ源を有し、ハウジングをもつ手で把持する試験
    装置を有する前記装置は、赤外線信号を前記プローブに
    発生発信させる手段を備え、前記手段は振動回路とそれ
    を電気的に連動した変圧器を有し、前記振動回路は変圧
    器の２次巻線をこえて電流を選択的に誘導できるように
    していること、更に前記赤外線信号発信手段は、変圧器
    の第２次巻線に赤外線閃光チューブ接続子を有し、且つ
    振動回路が第２次巻線をこえて電流を誘導する時、赤外
    線放射の閃光を発生できるように構成したこと、 更に赤外線信号をプローブから受信してプローブの操作
    性を表示する電気信号を発生させる手段と、前記電気信
    号をフィルターにして増幅する手段と、 電気信号を変換し、信号のキャリアとプローブ状態信号
    を発生させるＰＬＬ手段と、 信号のキャリアに応答し、その存在を示す第１表示手段
    と、プローブ状態信号に応答してその存在を示す第２表
    示手段と、 前記バッテリ源を受信するためのソケットと、前記バッ
    テリ源の操作性を決定するための回路手段とを備え、プ
    ローブの操作試験装置。
20. （２０）前記ＰＬＬ手段の中心周波数を決定するための
    異なった値の複数のキャパシタと、該キャパシタの一つ
    にＰＬＬ手段を連結するためのスイッチ手段を備え、そ
    れによってＰＬＬ手段が異なった周波数で赤外線信号を
    発信する複数のプローブの操作性を決定できるようにし
    た特許請求の範囲第１９項記載のプローブの操作試験装
    置。
21. （２１）前記発信手段は、前記変圧器の２次巻線と電気
    的に通信する倍電圧回路を備えた特許請求の範囲第１９
    項記載の操作試験装置。