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JPH0369045B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0369045B2
JPH0369045B2 JP59122880A JP12288084A JPH0369045B2 JP H0369045 B2 JPH0369045 B2 JP H0369045B2 JP 59122880 A JP59122880 A JP 59122880A JP 12288084 A JP12288084 A JP 12288084A JP H0369045 B2 JPH0369045 B2 JP H0369045B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
probe
protrusion
contact
contact probe
workpiece
Prior art date
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 - Lifetime
Application number
JP59122880A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6036904A (en
Inventor
Furajaa Kasatsuku Robaato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valenite LLC
Original Assignee
GTE Valeron Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GTE Valeron Corp filed Critical GTE Valeron Corp
Priority to JP12288084A priority Critical patent/JPS6036904A/en
Publication of JPS6036904A publication Critical patent/JPS6036904A/en
Publication of JPH0369045B2 publication Critical patent/JPH0369045B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Turning (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工作物検査システムに関し、特に工
作物と接触してこの工作物に関する情報を提供す
る自動化工作機械におけるプローブの使用技術に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to workpiece inspection systems, and more particularly to techniques for using probes in automated machine tools to contact a workpiece and provide information about the workpiece.

自動化された工作機械装置は、工作物の表面の
位置決めを行なう精巧な装置を必要とする。最も
一般的な方法の1つは、工作機械をしてプローブ
を工作物と接触させて、接触が行なわれる時プロ
ーブの位置を記録することである。この種のプロ
ーブは接触プローブとして示されている。これら
プローブは一般に、工作物と接触するための突起
部と、この突起部が所定部分と接触する時電気的
信号を生じるよう作用する回路とを含んでいる機
械の制御装置は、突起部の接触が電気信号を生じ
る時プローブのX,YおよびZ軸の位置のデータ
から部品の形状または位置についての情報を計算
することができる。
Automated machine tools require sophisticated equipment to position the workpiece surface. One of the most common methods is to have a machine tool contact a probe with the workpiece and record the position of the probe when contact is made. This type of probe is designated as a contact probe. These probes generally include a projection for contacting the workpiece and a circuit operative to produce an electrical signal when the projection contacts a predetermined part. Information about the shape or position of the part can be calculated from the X, Y and Z axis position data of the probe when the probe produces an electrical signal.

これらの形式の検査システムの多くの使用方法
において遭遇する問題の1つは、プローブによる
接触状態を表示する信号が制御装置に対して送戻
される方法にある。この方法はしばしば、電線が
通常の加工作業と干渉するおそれがあるため、信
号を送るため従来の電線に依存することは実用的
ではない。
One of the problems encountered in many uses of these types of inspection systems lies in the manner in which signals indicative of contact by the probe are sent back to the controller. This method is often impractical to rely on traditional wires to transmit signals because the wires can interfere with normal processing operations.

特許文献は、プローブが工具マガジン内に一時
的な格納され、自動工具交換機構によつてスピン
ドルに関して着脱される自動加工センターにおい
て使用されるためのいくつかのプローブ構造につ
いて開示している。これらのプローブを開示する
特許の典型的な事例としては、Ellisの米国特許
第4339714号、Kirkhamの同第4118871号、およ
び本発明の譲受人に対して譲渡された1981年4月
30日出願のJuengelの米国特許出願第259257号
「工作物に関するプローブの位置を検出するため
の装置」が含まれる。
The patent literature discloses several probe configurations for use in automatic processing centers where the probe is temporarily stored in a tool magazine and is loaded and unloaded with respect to the spindle by an automatic tool change mechanism. Typical examples of patents disclosing these probes include U.S. Pat. No. 4,339,714 to Ellis, U.S. Pat.
Juengel, U.S. Patent Application No. 259,257, entitled "Apparatus for Detecting the Position of a Probe with respect to a Workpiece," filed on the 30th.

上記のKirkhamの試みは、その無線周波数の
信号が電磁波の影響を受け易く、比較的短いプロ
ーブと受信機間の距離以内で使用されなければな
らないため不利である。Ellisの特許のプロー
ブ・システムにおける問題としては、その間の無
効結合が適正に作動するためにはプローブとスピ
ンドル・ヘツドにおける特殊な構造の検出装置と
の整合のため非常な注意を必要とすることであ
る。上記のJuengelの特許において開示された赤
外線を透過させる試みは遥かに有利なものであ
る。しかし、これも多くの場合プローブがそれ自
体の電源を保有することを必要とする。
Kirkham's approach is disadvantageous because the radio frequency signal is susceptible to electromagnetic interference and must be used within a relatively short probe-to-receiver distance. A problem with the probe system of the Ellis patent is that the reactive coupling between them requires extreme care in aligning the probe with a specially constructed sensing device in the spindle head for proper operation. be. The infrared transmission approach disclosed in the Juengel patent cited above is far more advantageous. However, this also often requires the probe to have its own power supply.

また、加工センターにおけると同様に、旋盤の
如き旋削センターにおいて接触プローブを使用す
ることが提言されてきた。旋削センターは、工作
物が工具の代りに旋回される点において加工セン
ターまたはフライス・センターとは異なつてい
る。ほとんどの旋削センターにおいては、工具ホ
ルダーは、工作物の加工を行なうため工作物に対
して工具の1つを選択的に前送するように作動す
るターレツトの周囲に隔てられた場所に取付けら
れている。一般に、工作物に対する外形寸法加工
作業を行なうための工具はターレツト内のスロツ
ト内に収容されるが、中ぐり棒の如き内孔工具は
ターレツトに対して取付けられたアダプタ内に保
持されている。
It has also been suggested to use contact probes in turning centers, such as lathes, as well as in machining centers. Turning centers differ from machining or milling centers in that the workpiece is rotated instead of the tool. In most turning centers, tool holders are mounted at spaced locations around a turret that operates to selectively advance one of the tools relative to the workpiece for machining the workpiece. There is. Generally, tools for performing dimensional machining operations on the workpiece are housed in slots in the turret, while bore tools, such as boring bars, are held in adapters mounted to the turret.

旋削センターにおいて使用される接触プローブ
は、制御装置に対してプローブ信号を返送する方
法もまだ一般的な関心を維持しているが、加工セ
ンターにおいて用いられるプローブとはいくらか
異なる克服すべき多くの問題を有する。旋削セン
ターにおける用途に特有の問題の1つは、プロー
ブが使用する必要のある時のみスピンドルに挿入
される加工センターにおける状態とは異なつて使
用されない場合でさえ、プローブがターレツトに
対して固定された状態のままであることである。
その結果、内部の電子回路を付勢するためプロー
ブ挿入操作に依存することはできない。
Contact probes used in turning centers have a number of problems to overcome that are somewhat different from probes used in machining centers, although the method of transmitting probe signals back to the control equipment still maintains general interest. has. One problem specific to applications in turning centers is that the probe is fixed relative to the turret even when not in use, unlike the situation in machining centers, where the probe is inserted into the spindle only when needed to be used. It is to remain as it is.
As a result, the probe insertion operation cannot be relied upon to energize internal electronic circuits.

旋削センターにおける従来の1つの接触プロー
ブ技術は、ターレツトを介して制御装置に対しプ
ローブ信号を送出するため誘導伝達モジユールを
使用することである。例えば、Renishaw
Electrical社のLP2型プローブ・システムの文献
を参照されたい。不都合なことには、この技術は
システムを使用するためにターレツトの実質的な
修正を必要とする。その結果、この試みは、改修
作業を行なうため経費および機械の嫁動停止を必
要とすることなく現存する機械において容易に使
用することを可能にするものではない。
One conventional contact probe technique in turning centers is to use an inductive transfer module to send a probe signal through the turret to a controller. For example, Renishaw
See Electrical's LP2 probe system literature. Unfortunately, this technique requires substantial modification of the turret in order to use the system. As a result, this approach does not allow for easy use on existing machines without the expense and need for machine downtime to perform refurbishment work.

また、本発明とはそれ程直接的ではないが関連
するものとしては、Fougereの米国特許第
3670243号、Amsburyの同第4130941号および
Juengel等の同第4328623号に開示された如き寸法
測定データの無線伝送に関する従来技術がある。
Also, less directly related to the present invention, Fougere U.S. Pat.
No. 3670243, Amsbury No. 4130941 and
There are prior art techniques for wireless transmission of dimensional measurement data, such as that disclosed in Juengel et al. No. 4,328,623.

本発明は、特に旋削センターにおいて使用され
るためのプローブ構造を提供するものである。特
に、このプローブは旋削センターにおけるように
工作物の内径部の作業を行なうため使用される中
ぐり棒等の如き工具の代りに使用されるよう設計
されている。このプローブの一端部は工作物と接
触するための突起部を有するが、プローブ・ハウ
ジングの他端部は円筒状部の形態を呈する。この
円筒状部分は、プローブを工具と同様にターレツ
トに取付けることができるように工具と同じ形態
を有する。
The present invention provides a probe structure particularly for use in turning centers. In particular, the probe is designed to be used in place of tools such as boring bars and the like used for working on the inside diameter of workpieces, such as in turning centers. One end of the probe has a protrusion for contacting the workpiece, while the other end of the probe housing is in the form of a cylindrical section. This cylindrical part has the same configuration as the tool so that the probe can be mounted on the turret in the same manner as the tool.

望ましい実施態様においては、前記プローブ・
ハウジングの中間部分は円錐状であり、円筒状端
部に隣接する直角方向の当接面を提供する。この
当接面は、プローブの突起部を工作機械に対する
既知の場所に迅速に定置するストツパとして使用
することができる。この円筒状端部は中空であつ
て、プローブ・ハウジング内の回路に対して電力
を提供するためのバツテリを収容するようになつ
ている。このプローブは、プローブの作動状態な
らびに対象物との突起部の接触状態と関連する光
信号を送出するための少なくとも1つの光学素子
を使用することが望ましい。また、この光学素子
は、プローブ・ハウジングの傾斜面上に取付けら
れて、機械の装置部に接続される受信ヘツドに対
して赤外線を送出するように作用する。
In a preferred embodiment, the probe
The middle portion of the housing is conical and provides a perpendicular abutment surface adjacent the cylindrical end. This abutment surface can be used as a stop to quickly place the protrusion of the probe in a known location relative to the machine tool. The cylindrical end is hollow and adapted to receive a battery for providing power to circuitry within the probe housing. Preferably, the probe uses at least one optical element for emitting an optical signal related to the operating state of the probe and the contact state of the protrusion with the object. The optical element is also mounted on the inclined surface of the probe housing and serves to transmit infrared radiation to a receiving head that is connected to the equipment section of the machine.

このように、プローブは現存する旋削センター
の如何なる改修も行なうことなく容易に使用する
ことができる。本プローブは、工作物その他の検
出の対象物との突起部の接触と関連する情報を送
出するため全ての必要な電源および回路を保有す
る。プローブ・ハウジングの形状は受信ヘツドの
取付け位置における実質的な許容度を与えると同
時に、必要とされる光学的伝達素子数を最少限度
に抑えるものである。
In this way, the probe can be easily used without any modification of existing turning centers. The probe has all the necessary power supplies and circuitry to transmit information associated with contact of the protrusion with a workpiece or other object of detection. The shape of the probe housing provides substantial latitude in the mounting location of the receiving head while minimizing the number of optical transmission elements required.

本発明の上記および他の色々な長所について
は、当業者ならば以下の記述および図面を照合す
れば明らかになるであろう。
These and various other advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art upon reviewing the following description and drawings.

( 概要) 第1図は、簡素化された形態において以下に述
べる進歩性を有する色々な特質を用いた典型的な
旋盤装置を示している。数値制御による旋削セン
ター10は、その内部においてプログラムされた
命令に従つて工作物14に対する旋削作業を自動
的に制御するための制御部12と共に示されてい
る。旋削センター10は、一般に、工作物14を
保持するための顎部18をその上に有する回転チ
ヤツク16を有する。ターレツト20に対して
は、工作物14の内径(ID)部に対する作業を
行なうための複数の工具22乃至24が取付けら
れている。一般に、この種の内径工具は、アダプ
タ26乃至28によりターレツト20の所定位置
に保持される長い柄部を有する。本発明によれ
ば、工作物挿入プローブ30が工具22乃至24
と同じ方法でターレツト20に対して取付けられ
る。本実施例においては、プローブ30は、アダ
プタ26乃至28と同じアダプタ32によつてタ
ーレツト20に対して取付けられる。
SUMMARY FIG. 1 shows a typical lathe apparatus in simplified form employing various features of the inventive step described below. A numerically controlled turning center 10 is shown with a control 12 for automatically controlling turning operations on a workpiece 14 according to instructions programmed therein. The turning center 10 generally has a rotary chuck 16 having jaws 18 thereon for holding a workpiece 14. A plurality of tools 22-24 are attached to the turret 20 for performing operations on the inner diameter (ID) portion of the workpiece 14. As shown in FIG. Typically, this type of internal diameter tool has a long handle that is held in place on the turret 20 by adapters 26-28. According to the present invention, the workpiece insertion probe 30 is connected to the tools 22-24.
It is attached to the turret 20 in the same manner as. In this embodiment, probe 30 is attached to turret 20 by an adapter 32 that is the same as adapters 26-28.

当技術において周知の如く、制御部12は、就
中、ターレツト20を回転させて所要の工具を適
当な作業位置に置き、次いで工具が工作物と接触
してその所要の加工作業を行なうまでターレツト
20を移動させるように作用する。一方、プロー
ブ30は、工作物14の検査のため使用される。
本実施例においては、プローブ30は、プローブ
の突起部が工作物その他の対象物の表面と接触す
る時出力信号を生成する接触プローブとして当業
界において周知である。プローブ30の位置を表
示する信号を制御部12に対して提供するため適
当な分離器、デイジタイザ等が用いられる。その
結果、プローブ30からの信号が工作物との接触
状態を表示する時、制御部12は工作物の寸法、
チヤツク内のその適当な位置決め等に関する有用
な情報を得ることができる。
As is well known in the art, the controller 12, among other things, rotates the turret 20 to place the required tool in the appropriate working position and then rotates the turret until the tool contacts the workpiece to perform the required machining operation. It acts to move 20. Meanwhile, the probe 30 is used for inspecting the workpiece 14.
In this embodiment, probe 30 is well known in the art as a contact probe that produces an output signal when a protrusion of the probe contacts the surface of a workpiece or other object. Appropriate separators, digitizers, etc. are used to provide signals to the controller 12 indicative of the position of the probe 30. As a result, when the signal from the probe 30 indicates the state of contact with the workpiece, the control unit 12 determines the size of the workpiece,
Useful information regarding its proper positioning within the chuck, etc. can be obtained.

(A フラツシユ投入法) プローブ30は、その信号伝送回路に対してエ
ネルギを供給するためそれ自体のバツテリ電源を
有する。不都合にも、バツテリは有効寿命が限ら
れている。このため、バツテリの寿命をできるだ
け長く維持するなんらかの手段に対する現実の需
要が存在する。このことは、旋削センターにおい
て使用される小型のプローブの場合に特に妥当す
る。小型のプローブはまたこれが使用できるバツ
テリ寸法でも制約され、このためエネルギの保存
は非常に重要となる。
(A. Flash-on Method) The probe 30 has its own battery power supply to supply energy to its signal transmission circuit. Unfortunately, batteries have a limited useful life. Therefore, there is a real need for some means of maintaining battery life as long as possible. This is particularly true for small probes used in turning centers. Small probes are also limited by the battery size they can be used with, making energy conservation very important.

本発明の一つの特質は、プローブ30とフラツ
シユ/受信ヘツド40間に2つの光学的な通信を
提供する。ヘツド40は、インターフエース42
を介して制御部12に対して接続されている。制
御部12は検出操作のためプローブ30を使用す
る時であることを判定すると、インターフエース
42に対する回線44上に信号を生成し、これが
更に回線46上に制御信号を生成してヘツド40
をしてある光学的信号をプローブ30に対して送
出させる。望ましい実施態様においては、この光
信号は赤外線送信の強いフラツシユである。この
フラツシユは、プローブ30における適当な検出
装置48(第2図参照)によつて検出される。こ
のフラツシユは、検出装置48をしてバツテリの
電力をプローブ伝送回路に対して接続させる。プ
ローブ30は、発光ダイオード(LED)50乃
至54を介してある周波数の赤外線をヘツド40
に対し伝送することによりフラツシユに応答す
る。この赤外線はフラツシユ/受信ヘツド40に
より受取られ、このヘツドは更にインターフエー
ス42を介し制御部12に対してプローブ30が
適正に作動しておりかつその検査動作を行なう用
意がある旨の信号を与える。
One feature of the present invention is to provide two optical communications between probe 30 and flash/receive head 40. The head 40 has an interface 42
It is connected to the control unit 12 via. When controller 12 determines that it is time to use probe 30 for a sensing operation, it generates a signal on line 44 to interface 42, which in turn generates a control signal on line 46 to control head 40.
to transmit a certain optical signal to the probe 30. In a preferred embodiment, this optical signal is a strong flash of infrared transmission. This flash is detected by a suitable detection device 48 (see FIG. 2) in probe 30. This flash causes the detection device 48 to connect battery power to the probe transmission circuit. The probe 30 emits infrared rays of a certain frequency to the head 40 via light emitting diodes (LEDs) 50 to 54.
respond to the flash by transmitting to the flash. This infrared radiation is received by flash/receive head 40, which in turn provides a signal to controller 12 via interface 42 that probe 30 is operating properly and is ready to perform its test operation. .

次に、制御部12は突起部56が工作物14と
接触するまでプローブ30を前送させる。プロー
ブ30は、LED50乃至54によつて送られる
赤外線の周波数における変化を生じることにより
突起部の接触に対し応答する。この周波数の変化
はインターフエース42によつて検出されて、制
御部12に対して送られる。工作物の検査操作は
必要に応じて継続し、突起部が接触する度にプロ
ーブ30が周波数の変化した赤外線をフラツシ
ユ/受信ヘツド40に対して送出する。
Next, the control unit 12 advances the probe 30 until the protrusion 56 comes into contact with the workpiece 14. Probe 30 responds to protrusion contact by producing a change in the frequency of the infrared radiation transmitted by LEDs 50-54. This frequency change is detected by the interface 42 and sent to the control section 12. The workpiece inspection operation continues as necessary, with each protrusion contact causing the probe 30 to transmit infrared radiation of varying frequency to the flash/receive head 40.

プローブ30は、予め定めた期間経過後にバツ
テリ電源を伝送回路から遮断するタイミング装置
を含んでいる。この期間は、バツテリ電力が最初
に前記回路に対して与えられる時開始し、突起部
が工作物と接触する毎にリセツトされる。このよ
うに、検出操作が完了した後この期間は経過し、
バツテリ電力は伝送回路から遮断される。従つ
て、バツテリ電力は予期されるプローブの使用期
間中のみ使用されるのである。プローブが使用さ
れない時は常にバツテリ電力は遮断され、このた
めエネルギの節減を行なつてバツテリ交換期間を
延長することになる。
Probe 30 includes a timing device that disconnects battery power from the transmission circuit after a predetermined period of time. This period begins when battery power is first applied to the circuit and is reset each time the protrusion contacts the workpiece. Thus, this period elapses after the discovery operation is completed and
Battery power is cut off from the transmission circuit. Therefore, battery power is used only during the expected period of use of the probe. Battery power is shut off whenever the probe is not in use, thus conserving energy and extending battery replacement intervals.

(B 接触投入法) 第3図は、別のバツテリ寿命の延長法を示して
いる。本実施例においては、バツテリ電力は、プ
ローブの突起部56を既知の基準面60に対して
接触させることによりプローブ伝送回路に対して
最初に接続される。基準面60は、その位置は制
御部12にとつて既知である機械10の内部のど
の固定点でもよい。面60とのプローブの接触
は、バツテリをプローブ伝送回路に対して接続さ
せ、LED50乃至54からフラツシユ/受信ヘ
ツド40に対する伝送を開始する。フラツシユ/
受信ヘツド40′は、内部フラツシユ送置を必要
とすずあるいはプローブ30′も光検出装置48
を必要としない点を除いて、前に神べたフラツシ
ユ/受信ヘツド40と類似している。この点を除
けば、2つの実施例は略々同様な作動を行なう。
初期動作の後、プローブは工作物14を検査する
ための位置に移動され、プローブ30′は突起部
の接触が行なわれる時はフラツシユ/受信ヘツ
ド′に対して周波数が変化した信号を伝送する。
最後の突起部の接触から予め定めた期間の後、バ
ツテリはプローブ伝送回路から遮断される。
(B Contact charging method) Figure 3 shows another method for extending battery life. In this embodiment, battery power is first connected to the probe transmission circuit by contacting the protrusion 56 of the probe against a known reference surface 60. Reference plane 60 may be any fixed point inside machine 10 whose position is known to control 12 . Probe contact with surface 60 connects the battery to the probe transmission circuit and initiates transmission from LEDs 50-54 to flash/receive head 40. Fratshyu/
The receiving head 40' may also be equipped with an optical detection device 48, which may require an internal flash drive or probe 30'.
It is similar to the previous flash/receive head 40, except that it does not require a flash/receive head. Other than this, the two embodiments operate in substantially the same way.
After initial operation, the probe is moved into position for inspecting the workpiece 14, and the probe 30' transmits a frequency-changed signal to the flash/receive head' when projection contact is made.
After a predetermined period of time since the last protrusion contact, the battery is disconnected from the probe transmission circuit.

( プローブの構造) 第4図乃至第6図は、プローブ30の構造を詳
細に示している。プローブ・ハウジングは、略々
円錐形状の中間部分70と、小さな断面径の後方
に突出する柄部即ち円筒状部分72とを特徴とす
る。本実施例においては、円筒状部分72は長さ
が約108mm(41/4インチ)で外径が約36mm(1.4
インチ)の寸法の中空のものである。
(Probe Structure) FIGS. 4 to 6 show the structure of the probe 30 in detail. The probe housing features a generally conically shaped intermediate portion 70 and a rearwardly projecting shank or cylindrical portion 72 of small cross-sectional diameter. In this embodiment, the cylindrical portion 72 has a length of approximately 108 mm (41/4 inches) and an outer diameter of approximately 36 mm (1.4 inches).
It is hollow and has dimensions of inches.

円筒状部分72の外形寸法は、工具22乃至2
4の胴部即ち柄部の寸法と略々対応するように選
択されている。その結果、プローブ30はターレ
ツト20内部の工具の1つの代りに使用すること
ができ、また同様にアダプタ32に保持される。
第4図に最も明瞭に示されるように、これはハウ
ジング部70の後壁面76がアダプタ32の前面
78と当接するまでアダプタのポケツト74内に
円筒状部分72を滑り込ませことによつて行なう
ことができる。この手順はこれにより、突起部5
6の尖端部がターレツト20に対して既知の位置
に隔てられることを保証する。その結果、プロー
ブ検査操作の間制御部12は突起部56の位置に
正確に静置することができる。無論、突起部の尖
端部56を適当な間隔を置いて定置するため他の
従来周知の手段を使用することもできる。例え
ば、ある工作機械装置は突起部の間隔の調整を行
なうためポケツト74の後部内に固定ねじ(図示
せず)または他の手段を使用する。
The outer dimensions of the cylindrical portion 72 are the same as those of the tools 22 to 2.
The dimensions are selected to approximately correspond to the dimensions of the body or handle of No. 4. As a result, the probe 30 can be used in place of one of the tools inside the turret 20 and is held in the adapter 32 as well.
As shown most clearly in FIG. 4, this is accomplished by sliding the cylindrical portion 72 into the pocket 74 of the adapter until the rear wall 76 of the housing portion 70 abuts the front surface 78 of the adapter 32. I can do it. This procedure allows the protrusion 5
6 ensures that the tips of the turrets 6 are spaced at known positions relative to the turret 20. As a result, the control unit 12 can be accurately placed at the position of the protrusion 56 during the probe testing operation. Of course, other conventional means for appropriately spacing the tips 56 of the projections may be used. For example, some machine tools use a set screw (not shown) or other means in the rear of pocket 74 to effect spacing adjustment of the protrusions.

円筒状部分72は、バツテリ領域を提供すると
共に取扱いの容易な支持部材を提供するという二
重の目的に役立つことが望ましい。部分72の長
い円筒形状は、プローブ伝送回路を付勢するため
形状が典型的な懐中電灯と類似する長寿命の「円
筒状の」バツテリの使用を可能にする。2個の
「C」型リチウム・バツテリ80,82を用いる
ことが望ましい。ボタン型もしくは円板型電池の
如き比較的小さなバツテリの代りに円筒状のバツ
テリを使用することができるため、プローブに低
コストで非常に長い有効寿命を提供する。
The cylindrical portion 72 desirably serves the dual purpose of providing a battery area as well as providing an easily handled support member. The long cylindrical shape of section 72 allows the use of a long-life "cylindrical" battery, similar in shape to a typical flashlight, to energize the probe delivery circuit. Preferably, two "C" type lithium batteries 80,82 are used. A cylindrical battery can be used instead of a relatively small battery such as a button or disk type battery, providing the probe with a very long useful life at low cost.

バツテリ80,82は部分72の内側に滑らせ
て挿入される。次にばねが装填したキヤツプ84
を部分72の端部に螺合され、ばね86が正即め
すターミナル88を板90に対して押付ける。板
90の下面は丸い導電層92を有する。板90
は、ねじ96により壁面76の内側面の凹部94
内に固定される。絶縁されたリード線98が板9
0のメツキを施した貫通孔によつて導通層92と
の電気的接続を行なう。リード線98の反対側端
部はプローブ回路を含む回路板100に対して接
続されている。この回路に対する電気的な概要説
明は以下本文において行なうことにする。回路板
100は形状が略々円形であり、その両面に取付
けられた電気的構成要素を保有する。回路板10
0は、隔離脚104を貫通する適当な固定具10
2により中間部分70の内側に取付けられる。板
100もまた、その内部に種々のリード線が通過
することができる中心部に位置して回路板100
の適当な部分に対する接続を容易にする開口10
6を有する。
Batteries 80, 82 are slid inside portion 72. Next, the spring loaded cap 84
is threaded onto the end of portion 72, and spring 86 forces biased terminal 88 against plate 90. The lower surface of plate 90 has a round conductive layer 92 . Board 90
The recess 94 on the inner surface of the wall surface 76 is inserted by the screw 96.
fixed inside. The insulated lead wire 98 is connected to the plate 9.
Electrical connection to the conductive layer 92 is made through a through hole plated with zero. The opposite end of lead wire 98 is connected to a circuit board 100 containing probe circuitry. An electrical overview of this circuit will be given in the text below. Circuit board 100 is generally circular in shape and has electrical components mounted on both sides thereof. circuit board 10
0 is a suitable fastener 10 passing through the isolation leg 104.
2 to the inside of the intermediate section 70. The board 100 also has a circuit board 100 located centrally through which the various leads can pass.
an opening 10 to facilitate connection to a suitable part of the
It has 6.

光検出装置48及びその関連する小組立体が中
間ハウジング部分70の外側の傾斜面110に取
付けられる。本例においては、光検出装置48は
Telefunken社から入手可能な部品番号DP104の
如きPIN型ダイオードである。検出装置48は、
もみ下げ穴内に嵌合し、窓部を有する斜面112
により所定位置に保持される。斜面112と検出
装置48間には、透明プラスチツク層114と、
赤外線フイルタ層116と、Oリング118が挿
入されている。適当な固定具120がこれら全て
の構成要素をもみ下げ穴内に取付けられた小組立
体に挾持する。検出装置48からのリード線は開
口106を貫通して、回路板100上の適当な位
置に接続される。
A photodetector device 48 and its associated subassemblies are mounted on the outer ramped surface 110 of the intermediate housing portion 70 . In this example, the photodetector 48 is
A PIN type diode such as part number DP104 available from Telefunken. The detection device 48 is
A slope 112 that fits into the milling hole and has a window portion
is held in place by the Between the slope 112 and the detection device 48 is a transparent plastic layer 114;
An infrared filter layer 116 and an O-ring 118 are inserted. Suitable fasteners 120 clamp all of these components into a subassembly mounted within the kneading hole. Lead wires from detection device 48 pass through opening 106 and are connected to appropriate locations on circuit board 100.

LED50乃至54は検出装置48に隣接する
位置に取付けられる。LED50乃至54は赤外
線帯域内即ち人間の目にとつて通常見ることので
きない光の信号を発するように構成されている。
例えば、LED50乃至54はTRW社から入手可
能な部品番号OP290でよい。ここにおいて、
LED50乃至54および検出装置48の構成は、
これらが取付けられる傾斜したプローブ面の形態
と共に、いくつかの重要な長所を最適化するよう
に組合わされることを留意されたい。例えば、
LED50乃至54をプローブの傾斜面110に
対して取付けことによつて、これにより発光され
る赤外線はこれがフラツシユ/受信ヘツド40の
色々な位置において容易に検出することができる
角度においてターレツト20の前方に指向され
る。このプローブの構造は、ユーザがLED50
乃至54および検出装置48が略々フラツシユ/
受信ヘツド40の方向に向けられる位置にプロー
ブを回転することを可能にする。このため、フラ
ツシユ/受信ヘツド40をプローブ30に対して
絶対的な空間位置に取付けることは必要でなく、
異なる工作機械装置における使用においてシステ
ムの大きな柔軟性を提供するものである。プロー
ブ30とフラツシユ/受信ヘツド40間の信頼度
の大きな光学的通信がこれにより得られると同時
に、プローブ30内の発光素子数を最少限度に抑
えるものである。発光素子を最少限度に抑えるこ
とにより、バツテリからのエネルギ・ドレーンが
できるだけ小さく維持され、これによつてバツテ
リの寿命を更に延長するのである。
LEDs 50 - 54 are mounted adjacent detection device 48 . The LEDs 50-54 are configured to emit light signals in the infrared range, ie, not normally visible to the human eye.
For example, LEDs 50-54 may be part number OP290 available from TRW. put it here,
The configuration of the LEDs 50 to 54 and the detection device 48 is as follows:
Note that these, along with the configuration of the inclined probe surface to which it is mounted, combine to optimize several important advantages. for example,
By mounting the LEDs 50-54 against the probe's inclined surface 110, the infrared light emitted thereby is directed forward of the turret 20 at an angle that allows it to be easily detected at various positions on the flash/receive head 40. be directed. The structure of this probe allows the user to
54 and the detection device 48 are approximately flashed/
This allows the probe to be rotated into a position pointing towards the receiving head 40. Therefore, it is not necessary to mount the flash/receive head 40 in an absolute spatial position relative to the probe 30;
This provides great flexibility of the system in its use in different machine tool installations. This provides highly reliable optical communication between probe 30 and flash/receive head 40 while minimizing the number of light emitting elements within probe 30. By minimizing the number of light emitting elements, the energy drain from the battery is kept as small as possible, thereby further extending battery life.

中間部分70の組立体の全周にわたり、壁面7
6は適当な固定具122によつて部分70の後方
部分に対し取付けられている。リング124の如
きOリングは、プローブ30の内部をプローブが
工作機械装置における使用の間遭遇するおそれが
ある何等かの悪条件から封止するため使用される
ことが望ましい。
Around the entire circumference of the assembly of the intermediate section 70, the wall surface 7
6 is attached to the rear portion of section 70 by suitable fasteners 122. An O-ring, such as ring 124, is preferably used to seal the interior of probe 30 from any adverse conditions that the probe may encounter during use in machine tool equipment.

環状のノーズピース130は、中間ハウジング
部分70の前面の内孔134に形成されたねじ部
と螺合するおすねじ部132を有する。封止の目
的のためOリング136が再び用いられる。ノー
ズピース130は、必要に応じて突起部の尖端部
56の相互の空間を増減するため種々の長さにす
ることができる。中間ハウジング部70との螺合
状態のため、色々なこのようなノーズピースを作
つて、異なる用途のため互に交換することができ
る。
The annular nosepiece 130 has male threads 132 that mate with threads formed in a bore 134 in the front face of the intermediate housing portion 70 . O-ring 136 is again used for sealing purposes. The nosepiece 130 can be of various lengths to increase or decrease the spacing between the tips 56 of the projections as desired. Due to the threaded engagement with the intermediate housing part 70, a variety of such nosepieces can be made and interchanged for different applications.

スイツチ装置140がノーズピース130に対
して取外し自在に取付けられている。スイツチ装
置140は、ノーズピース130の内部通路14
5に対して締り嵌めとなる周囲のOリング146
を含む円形の端部構造部142を有する。ノーズ
ピース130に対して直角方向に貫通する1本以
上の固定ねじ148が前記スイツチ装置140を
所定位置に緊締する。スイツチ装置140は、突
起部56がその静置位置から動かされる時、1つ
以上の電気的な接点を開路する即ち遮断するよう
に作用する色々な構造部とすることができる。当
業者ならば、このような一般的な目的を果す色色
な構造について知ることであろう。1つの適当な
スイツチ構造については、本発明の譲受人に譲渡
されたR.F.Cusackの1982年6月14日出願の米国
特許出願第388187号において詳細に開示されてい
る。この特許出願については本文に参考のため触
れておく。要約すれば、この構造は、3個の等間
隔に隔てられたボール接点を有する揺れ板を使用
している。こね揺れ板は、ボールが3個の対応す
る通電用挿入子に対して常に押圧されるようにば
ねにより偏倚されている。この3個のボールを有
する挿入子対がスイツチ(以下本文においては、
スイツチS1〜S3と呼ぶ)として作用し、相互
に直列に接続されている。この揺れ板は突起部5
6によつて接続される。突起部56が運動する時
は常に、揺れ板は傾斜して前記ボール接点をその
対応する挿入子から揚上させることにより、その
間の電気的接続を遮断する。
A switch device 140 is removably attached to the nosepiece 130. The switch device 140 is connected to the internal passage 14 of the nosepiece 130.
The surrounding O-ring 146 is an interference fit against 5.
It has a circular end structure 142 that includes. One or more locking screws 148 extending perpendicularly to the nosepiece 130 tighten the switch device 140 in place. Switch device 140 can be a variety of structures that act to open or break one or more electrical contacts when protrusion 56 is moved from its resting position. Those skilled in the art will be aware of a variety of structures that serve such general purposes. One suitable switch structure is disclosed in detail in commonly assigned U.S. patent application Ser. No. 388,187 to RFC Sacks, filed June 14, 1982. This patent application is mentioned in the text for reference. In summary, this structure uses a rocker plate with three equally spaced ball contacts. The kneading rocker plate is biased by a spring so that the balls are always pressed against the three corresponding current-carrying inserts. This inserter pair having three balls is the switch (in the following text,
The switches S1 to S3 function as switches S1 to S3, and are connected in series. This rocking plate has a protrusion 5
connected by 6. Whenever the protrusion 56 moves, the rocker plate tilts and lifts the ball contact from its corresponding inserter, thereby breaking the electrical connection therebetween.

装置140における3個のスイツチは、電線1
50により板100上の回路に接続されている。
電線150の他端部は、交換可能なスイツチ装置
140の端部におけるコネクタと係合する小型の
同軸コネクタ152または他の適当なコネクタを
有する。当業者ならば、これらの形式のスイツチ
装置が非常に感度が高く、交換を必要とする場合
があり得る。本発明の構造は、このような交換を
迅速かつ容易に行なうことを可能にするものであ
る。
The three switches in device 140 are connected to wire 1
50 to the circuit on board 100.
The other end of wire 150 has a small coaxial connector 152 or other suitable connector that mates with the connector on the end of replaceable switch device 140. Those skilled in the art will appreciate that these types of switch devices can be very sensitive and may require replacement. The structure of the present invention allows such exchanges to be made quickly and easily.

色々な形状および寸法の突起部がプローブ30
との関連において使用することができる。例え
ば、図面に示される直線状の突起部56の代り
に、その先端部がプローブ30の主な長手方向軸
心から反れた突起部を使用することもできる。
色々な突起部がスイツチ装置140と交換可能で
あり、またこれに対して固定ねじの如き適当な固
定具の使用により取付けることができる。
The probe 30 has protrusions of various shapes and dimensions.
can be used in connection with For example, instead of the straight protrusion 56 shown in the figures, a protrusion whose tip is deviated from the main longitudinal axis of the probe 30 could be used.
Various protrusions are interchangeable with switch device 140 and may be attached thereto through the use of suitable fasteners, such as set screws.

( フラツシユ投入法) A フラツシユ/受信ヘツド フラツシユ/受信ヘツド40の機械的な構造の
詳細は第7図乃至第9図において最も明瞭に示さ
れている。フラツシユ/受信ヘツド40は、その
前面164に検出された開口を有する略々矩形状
の容器160を使用する。1つ以上の回路板16
6が容器160内に取付けられている。回路板1
66は、以下に詳細に述べる諸機能を実施するた
めの色々な電気的構成要素をその上に具有する。
2つの最も重要な構成要素がこれらの図に示され
ている。これらの要素とは、キセノン閃光管16
8および光検出装置170である。前述の如く、
閃光管168の目的はプローブの作動を開始する
ため短い期間強い光パルスを生じることである。
キセノンは赤外線に富んだ光を生じるため望まし
い。望ましい実施態様においては、閃光管168
はSiemens社から入手可能な部品番号BUB0641
である。これは、100ワツト/秒の強さで約50μ
秒間継続する閃光即ち光パルスを生じることがで
きる。無論、他の形式の適当な光源も使用するこ
とができる。
(Flash Loading Method) A. Flash/Receive Head The details of the mechanical structure of the flash/receive head 40 are most clearly shown in FIGS. 7-9. Flash/receive head 40 utilizes a generally rectangular container 160 having a detected opening in its front face 164. one or more circuit boards 16
6 is mounted within the container 160. circuit board 1
66 has various electrical components thereon for performing functions described in detail below.
The two most important components are shown in these figures. These elements are the xenon flash tube 16
8 and a photodetector 170. As mentioned above,
The purpose of flash tube 168 is to produce a short, intense pulse of light to initiate probe operation.
Xenon is desirable because it produces light that is rich in infrared radiation. In a preferred embodiment, flash tube 168
Part number BUB0641 available from Siemens
It is. This is approximately 50μ at a power of 100 watts/second.
A flash or light pulse lasting for seconds can be produced. Of course, other types of suitable light sources can also be used.

絶対に必要ではないが、閃光管168により生
成される可視光は、工作機械10が使用されつつ
ある作業場内のオペレータその他の人員の混乱を
避けるため排除することが望ましい。このために
は、開口162を覆う赤外線フイルタ172が使
用される。赤外線フイルタ172は、可視光は遮
断するが、閃光管168により生成される赤外線
はこれを透過させるものである。
Although not absolutely necessary, it is desirable that the visible light produced by flash tube 168 be eliminated to avoid confusion for operators and other personnel in the work area where machine tool 10 is being used. For this purpose, an infrared filter 172 covering the aperture 162 is used. The infrared filter 172 blocks visible light but allows the infrared light generated by the flash tube 168 to pass therethrough.

一方、光検出装置170の目的は、プローブ3
0により伝送される赤外線を検出することであ
る。本実施例においては、光検出装置170は
PIN型ダイオードであり、プローブ30における
検出装置48と同様に作動する。凸レンズ174
は、プローブ30からの赤外線をこのレンズ17
4の焦点に配置される光検出装置170に対して
収束するため開口162において使用されること
が望ましい。フラツシユ/受信ヘツド40の構造
の締めくくりとして、透明な面板176が設けら
れている。面板176は開口162を覆い、その
間にガスケツト178を挾持して前面部164に
対して適当に取付けられている。
On the other hand, the purpose of the photodetector 170 is to
The purpose is to detect the infrared rays transmitted by 0. In this embodiment, the photodetector 170 is
It is a PIN type diode and operates similarly to the detection device 48 in the probe 30. convex lens 174
The infrared rays from the probe 30 are transmitted through this lens 17.
Preferably, the aperture 162 is used to focus on the photodetector 170, which is located at the focal point of the photodetector 170. Rounding out the structure of flash/receive head 40 is a transparent faceplate 176. A face plate 176 covers the opening 162 and is suitably attached to the front portion 164 with a gasket 178 therebetween.

B フラツシユ/受信ヘツド回路 第10図は、望ましい実施態様のフラツシユ/
受信ヘツド40において使用される回路を示して
いる。前述の如く、ヘツド40は、照合番号46
で全体的に示される一本以上の電線上のインター
フエー42に対して接続されている。
B Flash/Receive Head Circuit FIG. 10 shows the flash/receive head circuit of the preferred embodiment.
The circuitry used in the receiving head 40 is shown. As mentioned above, the head 40 has the reference number 46.
Connected to an interface 42 on one or more electrical wires shown generally at .

26ボルトの交流(AC)信号が昇圧変成器T1
の一次側に与えられる。変成器T1からのエネル
ギは、更にキセノン閃光管168の正と負の電極
の両端に接続されるコンデンサC8およびC9に
おいて蓄えられる。本実施例においては、コンデ
ンサC8およびC9は、完全に充電された時は約
250乃至300ボルトDCを蓄える。
The 26 volt alternating current (AC) signal is connected to step-up transformer T1
is given to the primary side of Energy from transformer T1 is further stored in capacitors C8 and C9 connected across the positive and negative electrodes of xenon flash tube 168. In this example, capacitors C8 and C9 are approximately
Stores 250 to 300 volts DC.

管168を閃光させるため、制御装置12はイ
ンターフエース42を介して「制御」と表わされ
た回線上に適当な信号レベルを生じて、LED1
71を導通状態にして発光させる。LED171
は、シリコン制御整流器(SCR)173を含む
遮光パツケージの一部である。SCR173は変
成器T2の一次側とコンデンサC10に対して直
列回路をなすように接続されている。コンデンサ
C10は、コンデンサC8およびコンデンサC9
と同様に、変成器T1の作用のため充電される。
LED171が付勢状態になると、SCR173は
導通状態となつて、変成器T2の一次側にコンデ
ンサC10の電荷を放出させる。この電荷は変成
器T2によつて約4000ボルトまで昇圧され、その
二次側は閃光管168のトリガー電極175に対
して接続されている。このトリガー電極175は
管168に対して容量結合され、その高電圧は管
内のガスを無視するに充分である。イオン化され
たガスは、コンデンサC8とC9からのエネルギ
が正と負の電極間で放電して短期間の非常に強い
閃光を生じることを許容するに充分な導通状態と
なる。管168が閃光した後、コンデンサは制御
信号を開始する別の閃光がインターフエース42
から与えられる時まで再び充電を開始する。
To flash tube 168, controller 12 generates an appropriate signal level on the line labeled "CONTROL" via interface 42 to cause LED 1 to flash.
71 is made conductive to emit light. LED171
is part of a light-tight package that includes a silicon controlled rectifier (SCR) 173. SCR 173 is connected in a series circuit with the primary side of transformer T2 and capacitor C10. Capacitor C10 is connected to capacitor C8 and capacitor C9.
Similarly, it is charged due to the action of transformer T1.
When LED 171 is energized, SCR 173 becomes conductive, causing the primary side of transformer T2 to discharge the charge on capacitor C10. This charge is stepped up to approximately 4000 volts by transformer T2, the secondary of which is connected to trigger electrode 175 of flash tube 168. This trigger electrode 175 is capacitively coupled to tube 168, and its high voltage is sufficient to ignore gas within the tube. The ionized gas becomes sufficiently conductive to allow the energy from capacitors C8 and C9 to discharge between the positive and negative electrodes to produce a short period of very intense light flash. After tube 168 is flashed, the capacitor initiates a control signal that causes another flash to interface 42.
Start charging again until the given time.

プローブ30は、フラツシユ/受信ヘツド40
における光検出装置170により取上げられる赤
外線信号を伝送することにより閃光に対して応答
する。光検出装置170は、可変誘導子L1およ
びコンデンサC2からなる同調タンク回路に対し
て接続されている。特定の事例として、プローブ
30は、プローブの接点が対象物と接触してこの
時周波数が約138KHzに変更するまで、約150KHz
の周波数でパルスする赤外線を生じることにな
る。フラツシユ/受信ヘツド40における前記タ
ンク回路はこれら2つの周波数の略々平均値に同
調され、その結果ヘツドの回路がこれらプローブ
の周波数のいずれか一方を検出することはできる
が、ある予め選択された帯域巾から外れた無関係
の周波数を除去することになる。
The probe 30 is connected to the flash/receive head 40.
responds to the flash by transmitting an infrared signal that is picked up by a photodetection device 170 at. Photodetector 170 is connected to a tuned tank circuit consisting of variable inductor L1 and capacitor C2. In a particular case, the probe 30 operates at approximately 150KHz until the probe contacts contact the object, at which time the frequency changes to approximately 138KHz.
This results in pulsed infrared radiation at a frequency of . The tank circuit in the flash/receive head 40 is tuned to approximately the average of these two frequencies, so that the head circuit can detect either of these probe frequencies, but only at some preselected frequency. It will remove irrelevant frequencies that are out of band.

第10図における残りの回路は、「出力1回線
上でインターフエース42に対して接続されるプ
ローブ30から伝送される検出された信号を増幅
するため使用される。要約すれば、ヘツド増幅回
路は、その高い入力インピーダンスが同調された
回路のそれと整合してローデイング問題を避ける
電界効果トランジスタQ1を使用する。トランジ
スタQ2はトランジスタQ1と共働して受取つた
信号を増幅し、これをトランジスタQ3を使用す
るエミツタ・フオロワ回路に対して接続する。増
幅された信号は、トランジスタQ3のエミツタと
接続されたDCフイルタ・コンデンサC6および
抵抗R7を介して出力回線上でインターフエース
42と接続される。
The remaining circuitry in FIG. 10 is used to amplify the detected signal transmitted from the probe 30 connected to the interface 42 on one output line. , uses a field effect transistor Q1 whose high input impedance matches that of the tuned circuit to avoid loading problems.Transistor Q2 cooperates with transistor Q1 to amplify the received signal and transfers it using transistor Q3. The amplified signal is connected to the interface 42 on the output line via a DC filter capacitor C6 and resistor R7 connected to the emitter of transistor Q3.

インターフエース42は、これらの選択された
プローブ信号周波数を検出するよう作用してこれ
に応答して制御部12に対して出力を生じること
になる回路を内蔵している。プローブが適正に作
動しつつあることを表示する第1の信号が生成さ
れ、プローブの突起部がある対象物と接触する時
第2の信号が生成される。周波数の変移を検出す
るため適当な回路については、本発明の譲受人に
譲渡されたJuengelの1982年9月3日制御の米国
特許第414734号「赤外線テレーメータリングを使
用する機械装置|において開示されている。この
特許出願は参考のため本文に触れる。要約すれ
ば、このような回路は受取つた信号に対する周波
数変移キー操作を行なうため位相固定ループ回路
を使用し、接触された周波数のいずれか一方の検
出と同時にリレーを付勢する。しかし、色々な他
のプローブ信号の検出方法が通常の実施者の技術
範囲内に含まれよう。
Interface 42 contains circuitry that operates to detect these selected probe signal frequencies and produces an output to controller 12 in response. A first signal is generated indicating that the probe is operating properly and a second signal is generated when the protrusion of the probe contacts an object. Suitable circuits for detecting frequency shifts are disclosed in Juengel, U.S. Pat. This patent application is incorporated herein by reference. In summary, such circuits use phase-locked loop circuits to perform frequency-shifting keying on a received signal; energizing the relay simultaneously with one detection; however, various other methods of detecting probe signals will be within the skill of one of ordinary skill in the art.

C プローブ回路 第11図は、プローブ30内の回路の配線図で
ある。PNP型トランジスタQ10は電力をバツ
テリ80,82から赤外線をLED50〜54か
ら生成するため使用される構成要素に対する電力
を選択的に断続するスイツチとして作用する。ト
ランジスタQ10は通常は非導通状態にあり、こ
のためバツテリ80,82はエネルギがバツテリ
からドレーンされないように開路状態の回路を有
効に監視する。しかし、閃光の継続中にフラツシ
ユ/受信ヘツド40がその赤外線閃光を生じる
時、検出装置48は電流をバツテリから誘導子L
10に流れさせる。
C Probe Circuit FIG. 11 is a wiring diagram of the circuit inside the probe 30. PNP transistor Q10 acts as a switch to selectively cut off power from batteries 80, 82 to the components used to generate infrared light from LEDs 50-54. Transistor Q10 is normally non-conducting, so batteries 80, 82 effectively monitor the open circuit to prevent energy from being drained from the batteries. However, when the flash/receive head 40 produces its infrared flash during the duration of the flash, the detection device 48 directs the current from the battery to the inductor L.
Let it flow to 10.

キセノン閃光管からの光パルスと関連する非常
に速い立上り時間が工作機械の分野における他の
光源とは容易に識別できる独得な光を生じる。フ
ラツシユ/受信ヘツド40における赤外線フイル
タは、閃光が見えず付近の人員に対するいらだち
の原因となり得ないように可視光スペクトルのほ
とんどを排除する。速い立上り時間の光パルスが
検出装置48に達すると、このパルスは誘導子の
コイルL10の両端において電気的信号に変換さ
れる。このコイルL10は高域フイルタとして作
用し、領域内の螢光が生じる如き安定状態即ち低
い周波数光パルスを排除する。
The very fast rise time associated with the light pulses from the xenon flash tube produces a unique light that is easily distinguishable from other light sources in the machine tool field. An infrared filter in the flash/receive head 40 filters out most of the visible light spectrum so that the flash is not visible and can cause irritation to nearby personnel. When the fast rise time light pulse reaches the detection device 48, it is converted into an electrical signal across the inductor coil L10. This coil L10 acts as a high pass filter, rejecting steady state or low frequency light pulses that would cause fluorescence in the region.

閃光の間検出装置48に流れる電流サージは、
当技術において周知の如く誘導子L10における
「リンギング」現象を生じる。このリンギング現
象は、基本的には約50μ秒の閃光パルスに応答し
て約500μ秒継続する減衰状態の振動である。誘
導子L10からの振動は増幅され、反転増幅器2
00によつて反転される。増幅器200の出力は
トランジスタQ10のベースと接続される。閃光
により生じる誘導子L10における瞬間的なシン
ギングは、トランジスタQ10のベース/エミツ
タ接合点の両側の順バイアスを生じてこれを導通
状態にさせる。トランジスタQ10の導通状態に
より、電力をバツテリ80,82から図面におい
て+Vと表わされた回路要素の入力側に接続す
る。電力が発振器202に対して加えられる時、
この発振器はパルスを時間切れカウンタ204に
対して供給を開始する。カウンタ204は、閃光
がフラツシユ/受信ヘツド40から受取られる
と、その時間切れ期間を開始するためリセツトさ
れる。これは、増幅器202の出力をコンデンサ
C20および抵抗R20のRC時定数により1つ
のパルスに整形される正の信号に反転するインバ
ータ206によつて行なわれる。このパルスは、
ORゲート装置208を介してカウンタ204の
リセツト入力側に接続される。以下において明ら
かになるように、プローブの突起部56がスイツ
チS1乃至S3の開路により表される対象物との
接触が生じる時常に、時間切れカウンタ204も
またリセツトされる。
The current surge flowing through the detection device 48 during the flash is
This results in a "ringing" phenomenon in inductor L10, as is well known in the art. This ringing phenomenon is essentially a damped oscillation lasting about 500 μsec in response to a flash pulse of about 50 μsec. The vibrations from the inductor L10 are amplified and transferred to the inverting amplifier 2.
Inverted by 00. The output of amplifier 200 is connected to the base of transistor Q10. The instantaneous singing in inductor L10 caused by the flash of light creates a forward bias on both sides of the base/emitter junction of transistor Q10, causing it to conduct. The conduction state of transistor Q10 connects power from batteries 80, 82 to the input side of the circuit element designated +V in the drawing. When power is applied to the oscillator 202,
This oscillator begins providing pulses to timeout counter 204 . Counter 204 is reset to begin its timeout period when a flash is received from flash/receive head 40. This is accomplished by an inverter 206 which inverts the output of amplifier 202 to a positive signal that is shaped into a single pulse by the RC time constant of capacitor C20 and resistor R20. This pulse is
It is connected to the reset input of counter 204 via OR gate device 208. As will become clear below, whenever contact of the protrusion 56 of the probe with an object, represented by the opening of switches S1-S3, the timeout counter 204 is also reset.

時間切れカウンタ204は、カウント中である
即ち時間切れの状態にない限りその出力回線21
0に対して論理的にローの状態の信号を与えるよ
うに構成されている。この回線210上の論理値
ローの信号はインバータ212によつて反転さ
れ、このインバータは更にダイオードD20を介
して増幅器200の入力側に接続される。その結
果、増幅器200の出力はローの状態にラツチさ
れ、これによりトランジスタQ10を導通状態に
維持して、カウンタ204が時間切れとなる時ま
で回路構成要素に対して給電する。カウンタ20
4における満了期間は、制御部12が工作物と接
触するプローブによる実際の検査過程を開始する
ことを許容するに充分な長さになるように選択さ
れている。一般に、このような目的のためには数
分間の長さで充分である。満了期間は、時間遅延
発振器202に対する発振周波数を規定するポテ
ンシヨメータP20により調整することができ
る。発振器202からのこれより高い周波数の発
振は、カウンタ204をして更に速くカウントさ
せることになり、このため時間切れが速く起り、
また反対の場合はその逆となる。無論、色々な時
間間隔を生成することは、充分に通常の技術の習
熟者の能力の範囲内にあることである。
The time-out counter 204 is connected to its output line 21 unless it is counting, that is, is not in a time-out state.
It is configured to provide a signal in a logically low state relative to 0. The logic low signal on line 210 is inverted by an inverter 212, which is further connected to the input of amplifier 200 via diode D20. As a result, the output of amplifier 200 is latched low, thereby maintaining transistor Q10 conductive and powering the circuit components until such time as counter 204 times out. counter 20
The expiration period at 4 is selected to be long enough to allow the control 12 to begin the actual inspection process with the probe in contact with the workpiece. Generally, a length of several minutes is sufficient for such purposes. The expiration period can be adjusted by potentiometer P20, which defines the oscillation frequency for time delay oscillator 202. Higher frequency oscillations from oscillator 202 will cause counter 204 to count faster, causing timeout to occur faster.
In the opposite case, the opposite is true. Of course, generating various time intervals is well within the abilities of those of ordinary skill in the art.

搬送波発振器220および分周器222は共働
して、LED50〜54がその赤外線をフラツシ
ユ/受信ヘツド40に対して返送する周波数を規
定する。これまでは、発振器220はマスター・
クロツクとして既知の共振周波数を有するクリス
タル224を使用する。発振器220は、クリス
タル224からの発振状態を分周器222の如き
従来周知のデイジタル分割器に対してクロツク・
パルスを与えるのに好適な形態に整形するように
作用する。本実施例においては、分周器222
は、搬送送波発振器220からの1.8MHzのパル
スを数12で除すように作用し、これによりその出
力信号の周波数を約150KHzとする。分周器22
2の出力は、分周器の出力により規定される周波
数においてLED50〜54を付勢するための駆
動トランジスタQ12または他の適当な回路に対
して接続されている。このように、本例において
は、フラツシユ/受信ヘツド40がフラツシユ投
入シーケンスを開始する時、プローブ30はある
周波数における赤外線の送出を開始することによ
り応答する。プローブの送出状態はフラツシユ/
受信ヘツド40における光検出装置170により
検出され、このヘツドは更に、プローブ30が適
正に作動中であつて検出シーケンスを開始する用
意があることを制御部12に対して表示を与え
る。もしプローブ30がこのように応答しなけれ
ば、適当な警告手段を用いることができる。
Carrier oscillator 220 and frequency divider 222 work together to define the frequency at which LEDs 50-54 transmit their infrared radiation back to flash/receive head 40. Until now, oscillator 220 has been the master
A crystal 224 with a known resonant frequency is used as a clock. Oscillator 220 clocks the oscillation state from crystal 224 to a conventional digital divider, such as frequency divider 222.
It acts to shape the pulse into a shape suitable for giving pulses. In this embodiment, the frequency divider 222
acts to divide the 1.8 MHz pulse from the carrier transmitter oscillator 220 by the number 12, thereby making the frequency of its output signal approximately 150 KHz. Frequency divider 22
The output of 2 is connected to a drive transistor Q12 or other suitable circuitry for energizing the LEDs 50-54 at a frequency defined by the output of the frequency divider. Thus, in this example, when flash/receive head 40 begins a flash injection sequence, probe 30 responds by beginning to transmit infrared radiation at a certain frequency. The probe delivery status is flash/
Detected by photodetection device 170 in receiving head 40, which also provides an indication to controller 12 that probe 30 is properly operating and ready to begin a detection sequence. If probe 30 does not respond in this manner, appropriate warning means may be used.

プローブ突起部56が対象物と接触する時、プ
ローブ装置140の3個のスイツチS1〜S3の
1つが開始する。スイツチS1〜S3の1つの開
路の状態は、2つの事柄を生じさせる。第1に、
この状態は時間切れカウンタ204をその時間切
れシーケンスの初めにリセツトする。第2に、こ
の状態は、LED50〜54によつて伝送される
周波数における変移を生じる。これは、色々な方
法で行なわれる。しかし、望ましい実施態様にお
いては、スイツチS1〜S3の1つの開路状態は
コンパレータ228をしてハイの状態に行かせ
る。コンパレータ228の出力は、ORゲート2
08を介してカウンタ204のリセツト入力側に
対して接続され、このためカウンタをリセツトす
る。更に、コンパレータ228の出力は回線22
9上の分周器222の周波数変移キー(FSK)
入力側に対して接続されて、これを異なる数、本
例においては13により搬送波発振器220からの
クロツク・パルスを除算させる。分周器222か
らの出力信号は、これにより周波数において約
138KHzに変移される。このため、LED50〜5
4により伝送される赤外線の周波数は、プローブ
が最初に投入された時伝送される周波数と比較し
て変移させられる。この周波数の変移は光検出装
置170によつて検出されて制御部12に対して
伝送され対象物、通常は工作物の表面に対する突
起部の接触を表示する。制御部12は、この信号
が受取られる時、突起部56の位置を知ることに
よつて、工作物の寸法を正確に計算するかあるい
は他の有効な情報を得ることができる。
When the probe projection 56 contacts the object, one of the three switches S1-S3 of the probe device 140 is activated. An open condition of one of switches S1-S3 causes two things to occur. Firstly,
This condition resets the timeout counter 204 to the beginning of the timeout sequence. Second, this condition causes a shift in the frequency transmitted by LEDs 50-54. This can be done in various ways. However, in the preferred embodiment, an open condition of one of switches S1-S3 causes comparator 228 to go to a high condition. The output of comparator 228 is OR gate 2
08 to the reset input of the counter 204, thus resetting the counter. Additionally, the output of comparator 228 is connected to line 22.
Frequency shifting key (FSK) of frequency divider 222 on 9
is connected to the input side to cause it to divide the clock pulses from carrier oscillator 220 by a different number, thirteen in this example. The output signal from frequency divider 222 is thereby approximately
Shifted to 138KHz. For this reason, LED50~5
The frequency of the infrared radiation transmitted by 4 is shifted compared to the frequency transmitted when the probe is first deployed. This frequency shift is detected by photodetector 170 and transmitted to control 12 to indicate contact of the protrusion with the surface of the object, typically a workpiece. By knowing the position of the protrusion 56 when this signal is received, the control unit 12 can accurately calculate the dimensions of the workpiece or obtain other useful information.

プローブがこれから伝送された赤外線における
変移により応答する毎に、制御部12は、プロー
ブ30を運動させて他の工作物の表面と接触させ
ることができる。時間切れカウンタ204の時間
満了期間は、突起部が接触する間に経過する期間
よりも長くなるように選択される。検出操作が完
了した時、制御部12は必要に応じて他の加工操
作により前方に進むことができる。バツテリから
のエネルギは一旦カウンタ204が時間切れにな
ると自動的に遮断されるため、プローブの遮断の
ためこれ以上の信号を生じる必要はない。このよ
うな場合には、その出力回線210は最後にハイ
の状態となつて、トランジスタQ10のベース/
エミツタ接合点の逆バイアスを生じる結果とな
る。このため、トランジスタQ10を非導通状態
に置く。このように、バツテリ80,82におけ
るドレーンのみが半導体の漏洩電流および光検出
装置の光電流となる。一般に、この電流は非常に
小さく、しばしば300μアンペア以下であり得る。
その結果、実際に予期されるプローブの使用のた
め必要とされるまで、バツテリ電源から更に電流
を要する構成要素が切離される。これらの要素
は、更に使用の際バツテリにおいてドレーンを節
減するため、CMOS型半導体技術により作られ
ることが望ましい。
Each time the probe responds with a shift in the infrared radiation transmitted therefrom, the controller 12 can move the probe 30 into contact with another workpiece surface. The expiry period of timeout counter 204 is selected to be longer than the period that elapses while the protrusions are in contact. When the detection operation is completed, the control unit 12 can proceed forward with other processing operations as needed. Since the energy from the battery is automatically shut off once the counter 204 times out, no further signal needs to be generated to shut off the probe. In such a case, its output line 210 will end up in a high state, connecting the base/base of transistor Q10.
This results in reverse biasing of the emitter junction. Therefore, transistor Q10 is placed in a non-conductive state. In this way, only the drains in the batteries 80 and 82 become the leakage current of the semiconductor and the photocurrent of the photodetector. Generally, this current can be very small, often less than 300 μamps.
As a result, components requiring more current are disconnected from the battery power supply until actually needed for anticipated use of the probe. These elements are preferably made in CMOS type semiconductor technology to further save drain on the battery during use.

限定されない事例においては、搬送波発振器2
20は水晶制御トランジスタ素子2N2222により
形成されるが、分周器222はNational
Semiconductor社から入手可能なLM4526であ
り、発振器202はNational Semiconductor社
から入手可能な集積回路LM2903の半分から形成
され、時間切れカウンタ204はこれもまた
National Semiconductor社から入手できる
LM4040である。
In a non-limiting example, the carrier oscillator 2
20 is formed by a crystal controlled transistor element 2N2222, while the frequency divider 222 is a National
The oscillator 202 is a LM4526 available from National Semiconductor, and the oscillator 202 is formed from half of an LM2903 integrated circuit, also available from National Semiconductor.
Available from National Semiconductor
It is LM4040.

( 接触投入法) 第3図に関連して前に説明された接触投入法は
章において記述したフラツシユ投入法に代るも
のとして使用することができる。両方の手法は共
に同じ共通の目的即ちバツテリ寿命の延長という
目的を有する。これら両手法のためのプローブ構
造および回路は著しく類似する。接触投入法のた
めのプローブ回路の概略図は第12図において示
されている。この回路は第11図の場合と類似
し、このため共通の構成要素の照合には同じ照合
番号が使用される。
(Contact Loading Method) The contact loading method previously described in connection with FIG. 3 can be used as an alternative to the flash loading method described in Chap. Both approaches have the same common goal: extending battery life. The probe structures and circuitry for both of these approaches are strikingly similar. A schematic diagram of the probe circuit for the contact injection method is shown in FIG. This circuit is similar to that of FIG. 11, so that the same reference numbers are used to match common components.

上記の2つの図を比較すれば、抵抗R50およ
びコンデンサC50のため、主な相違は検出装置
48および関連する誘導コイルL10を欠くこと
である。この回路はまた、これがプローブ・スイ
ツチS1〜S3と反転増幅器200の入力側に接
続された節点N1との間に接続された回線231
を含む点で異なつている。突起部56の基準面6
0(第3図)との接触の結果スイツチS1〜S3
の1つが開路する如き時まで、トランジスタQ1
0は非導通状態に保持される。これは、スイツチ
S1〜S3が閉路される限り、即ちプローブ突起
部が何に対しても接触していない限り、これらス
イツチが増幅器200に対する入力を略々接地レ
ベルに維持するためである。しかし、突起部56
が基準面60と接触する時、スイツチS1〜S3
の1つは開路してコンデンサC50に充電を開始
させる。抵抗R50およびR18、ならびにコン
デンサC50の値は、増幅器200によつて反転
された後にコンデンサC50がトランジスタC1
0をONにするため充分な電圧まで充電される時
間を遅らせるRC時定数を提供するように選択さ
れることが望ましい。このためには、制御部12
がプローブ突起部56をある特定の時間、例えば
約1秒間基準面60に対して押付けることを必要
とする。この手順は、プローブの突起部に対する
偶発的な衝突もしくは電気的ノイズの如き他の余
計な要因が誤つてプローブの作動を開始すること
のないように保証することになる。
Comparing the two figures above, the main difference is the lack of sensing device 48 and associated induction coil L10, due to resistor R50 and capacitor C50. This circuit also includes a line 231 connected between the probe switches S1-S3 and a node N1 connected to the input side of the inverting amplifier 200.
They differ in that they include Reference plane 6 of protrusion 56
0 (FIG. 3) results in switches S1 to S3.
until such time as one of the transistors Q1 opens.
0 is held non-conducting. This is because as long as switches S1-S3 are closed, ie, as long as the probe prongs are not touching anything, these switches maintain the input to amplifier 200 at approximately ground level. However, the protrusion 56
comes into contact with the reference surface 60, switches S1 to S3
One of them opens, causing capacitor C50 to begin charging. The values of resistors R50 and R18 and capacitor C50 are inverted by amplifier 200 before capacitor C50 connects to transistor C1.
Preferably, the RC time constant is selected to provide an RC time constant that delays the time it takes to charge up to a sufficient voltage to turn 0 ON. For this purpose, the control unit 12
requires that the probe protrusion 56 be pressed against the reference surface 60 for a certain period of time, for example about 1 second. This procedure will ensure that accidental bumps on the prongs of the probe or other extraneous factors such as electrical noise will not falsely trigger the probe.

一旦コンデンサC50が充分に充電された後、
トランジスタQ10がONの状態となり、バツテ
リ80,82からプローブ伝送要素に対する電力
の供給を行なう。カウンタ204がリセツトさ
れ、トランジスタQ10を導通状態にラツチする
ためその出力信号を回線210上に供給する。本
実施例においては、プローブの突起部56が基準
面と接触中のコンパレータ228のトリツプ動作
の故に、分周器は最初に2つの出力周波数の内低
い方や生じることになる。しかし、制御部12
は、プローブが適正に投入されかつ工作物の検査
に進む用意がある旨の指標としてこの初期のプロ
ーブ信号を見做すように適当にプログラムするこ
とができる。
Once capacitor C50 is sufficiently charged,
Transistor Q10 is turned on, and power is supplied from batteries 80 and 82 to the probe transmission elements. Counter 204 is reset and provides its output signal on line 210 to latch transistor Q10 conductive. In this embodiment, due to the tripping of the comparator 228 while the protrusion 56 of the probe is in contact with the reference surface, the frequency divider will initially occur at the lower of the two output frequencies. However, the control unit 12
can be suitably programmed to view this initial probe signal as an indication that the probe has been properly loaded and is ready to proceed to inspect the workpiece.

プローブ30′が適正に作動中であるものとし
て、制御部12はこの時工作物検査工程に進み、
突起部56が工作物の表面と接触する。一旦突起
部56が基準面60から遠去ると、スイツチS1
〜S3は閉路して分周器222をしてLED50
〜54を他の周波数で駆動させる。突起部が工作
物の表面に接触すると直ちに、スイツチS1〜S
3の1つが再び開路してコンパレータ228をト
リツプする。その結果、時間切れカウンタ204
のリセツト状態をもたらす。コンパレータ228
のトリツプ動作もまた回線229上を分周器22
2に対して出力を送つてその出力を、また従つて
LED50〜54の出力の周波数の変移を生じる。
この手順は、工作物検査工程が完了し、一旦タイ
マー204が時間切れとなると、バツテリ電源が
自動的にプローブの回路から遮断されるような時
まで継続する。
Assuming that the probe 30' is operating properly, the controller 12 then proceeds to the workpiece inspection step;
A protrusion 56 contacts the surface of the workpiece. Once the protrusion 56 moves away from the reference surface 60, the switch S1
~ S3 is closed and the frequency divider 222 is connected to the LED 50.
~54 is driven at another frequency. As soon as the protrusion comes into contact with the surface of the workpiece, switches S1 to S are activated.
3 opens again and trips comparator 228. As a result, the timeout counter 204
brings about a reset state. Comparator 228
The trip operation of
Send the output to 2 and send the output to
This produces a shift in the frequency of the outputs of the LEDs 50-54.
This procedure continues until such time as the workpiece inspection process is complete and battery power is automatically disconnected from the probe's circuitry once the timer 204 expires.

(要約) 以上の記述を読めば、当業者ならば本文が工作
物の検査技術においていくつかの重要な改善を開
示するものであることが明らかであろう。各実施
態様は、その発明思想を実施するため現在考えら
れる最善の方法に関連して記述した。しかし、本
発明の全般的な概念に対する代替例または変更例
の全てを列挙する試みは行なわなかつた。かかる
変更例即ち改善は、当業者にとつて、図面、本文
および頭書の特許請求の範囲を検討すれば明らか
となるであろう。例えば、フラツシユ投入法また
は接触投入法は本文に示したもの以外の異なる形
式のプローブを用いて行なうことができるである
ことは明らかであろう。従つて、本発明について
はその特定の事例に関して記述したが、その真の
範囲は頭書の特許請求の範囲およびその相等内容
に照して計られるべきものである。
SUMMARY After reading the above description, it will be apparent to those skilled in the art that this text discloses several important improvements in the art of inspecting workpieces. Each embodiment has been described in connection with the best presently contemplated method for carrying out the inventive idea. However, no attempt has been made to list all alternatives or modifications to the general concept of the invention. Such modifications and improvements will become apparent to those skilled in the art upon consideration of the drawings, text, and appended claims. For example, it will be apparent that flash or contact loading methods can be performed using different types of probes than those shown herein. Therefore, while the invention has been described with respect to particular instances thereof, its true scope should be gauged in light of the following claims and equivalents thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は自動旋盤において使用される本発明の
教示内容に従つて提供される検出システムを示す
使用環境図、第2図は本発明の一実施例によるフ
ラツシユ投入方法を用いる検出システムを示す斜
視図、第3図は別の実施例による接触投入法によ
る検出システムの使用方法を示す斜視図、第4図
は本発明の一実施例によるプローブ構造の第2図
の線4−4に関する断面図、第5図は第4図の線
5−5に関する断面図、第6図は第4図に示され
たプローブの分解斜視図、第7図は本発明の一実
施例において使用されるフラツシユ/受信ヘツド
の斜視図、第8図は第7図の線8−8に関する断
面図、第9図は第7図のフラツシユ/受信ヘツド
において使用される回路板を示す平面図、第10
図はフラツシユ/受信ヘツドにおいて使用される
回路の概略図、第11図はフラツシユ投入法を使
用する本発明の一実施例のプローブにおいて使用
される回路の概略図、および第12図は接触投入
法を使用するプローブにおいて使用される回路の
概略図である。 10……旋削センター、12……制御部、14
……工作物、16……回転チヤツク、18……顎
部、20……ターレツト、22〜24……工具、
26〜28……アダプタ、30……プローブ、3
2……アダプタ、40……フラツシユ/受信ヘツ
ド、42……インターフエース、44,46……
回線、48……光検出装置、50……LED、5
2……LED、54……LED、56……突起部、
60……基準面、70……中間ハウジング部分、
72……円筒状部分、74……ポケツト、76…
…後壁面、78……前面、80,82……バツテ
リ、84……キヤツプ、86……ばね、88……
ターミナル、90……板、92……導電層、94
……凹部、96……ねじ、98……リード線、1
00……回路板、102……固定具、104……
隔離脚、106……開口、110……傾斜面、1
12……斜面、114……透明プラスチツク層、
116……赤外線フイルタ層、118……Oリン
グ、120,122……固定具、124……リン
グ、130……ノーズピース、132……おすね
じ部、134……内孔、136……Oリング、1
40……スイツチ装置、142……鉤状の端部構
造部、145……通路、146……Oリング、1
50……電線、152……同軸コネクタ、160
……矩形状の容器、162……開口、164……
前面部、166……回路板、168……キセノン
閃光管、170……光検出装置、171……
LED、172……赤外線フイルタ、173……
SCR、174……凸レンズ、175……トリガ
ー電極、176……透明な面板、200……反転
増幅器、201,204……時間切れカウンタ、
202……発振器、206,212……インバー
タ、208……ORゲート装置、210……出力
回線、220……搬送波発振器、222……分周
器、224……クリスタル、228……コンパレ
ータ、229,231……回線。
FIG. 1 is a usage environment diagram showing a detection system provided according to the teachings of the present invention used in an automatic lathe, and FIG. 2 is a perspective view showing a detection system using a flash charging method according to an embodiment of the present invention. 3 is a perspective view illustrating a method of using a detection system using a contact injection method according to another embodiment, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4--4 of FIG. 2 of a probe structure according to an embodiment of the present invention. , FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5--5 in FIG. 4, FIG. 6 is an exploded perspective view of the probe shown in FIG. 4, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the probe shown in FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line 8--8 of FIG. 7; FIG. 9 is a top view of the circuit board used in the flash/receive head of FIG. 7; FIG.
Figure 11 is a schematic diagram of the circuit used in the flash/receiver head, Figure 11 is a schematic diagram of the circuit used in the probe of one embodiment of the invention using the flash input method, and Figure 12 is the contact input method. FIG. 1 is a schematic diagram of a circuit used in a probe using. 10...Turning center, 12...Control unit, 14
... Workpiece, 16 ... Rotating chuck, 18 ... Jaw, 20 ... Turret, 22 to 24 ... Tool,
26-28...adapter, 30...probe, 3
2...Adapter, 40...Flash/reception head, 42...Interface, 44, 46...
Line, 48...Photodetection device, 50...LED, 5
2...LED, 54...LED, 56...protrusion,
60...Reference surface, 70...Intermediate housing part,
72...Cylindrical portion, 74...Pocket, 76...
...Rear wall, 78...Front, 80, 82...Battery, 84...Cap, 86...Spring, 88...
Terminal, 90...Plate, 92...Conductive layer, 94
... recess, 96 ... screw, 98 ... lead wire, 1
00...Circuit board, 102...Fixing tool, 104...
Isolation leg, 106... Opening, 110... Inclined surface, 1
12...Slope, 114...Transparent plastic layer,
116... Infrared filter layer, 118... O ring, 120, 122... Fixture, 124... Ring, 130... Nose piece, 132... Male thread, 134... Inner hole, 136... O ring, 1
40... Switch device, 142... Hook-shaped end structure, 145... Passage, 146... O-ring, 1
50...Electric wire, 152...Coaxial connector, 160
... Rectangular container, 162 ... Opening, 164 ...
Front section, 166... Circuit board, 168... Xenon flash tube, 170... Photodetector, 171...
LED, 172...Infrared filter, 173...
SCR, 174... Convex lens, 175... Trigger electrode, 176... Transparent face plate, 200... Inverting amplifier, 201, 204... Time-out counter,
202... Oscillator, 206, 212... Inverter, 208... OR gate device, 210... Output line, 220... Carrier wave oscillator, 222... Frequency divider, 224... Crystal, 228... Comparator, 229, 231...Line.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 工作物との接触を検出するための接触プロー
ブにおいて、 前記工作物と接触するようにその一端部から突
出する突起部と、前記突起部に向かつて収束する
略々円錐形状の外表面を設けた中間部分と、細長
い中空の略々円筒部分とを有するハウジングを設
け、 前記中間部分は前記突起部から離れ且つより大
きい断面寸法の端部に後壁を有し、該後壁は前記
突起部の軸に対して略々直角に延在し、前記円筒
部分は前記中間部分の最大断面寸法に対して低減
した断面寸法を有し且つ前記後壁から延在し、 前記接触プローブは更に、 前記ハウジング内にあつて前記突起部の前記工
作物との接触に関連する信号を発生する回路装置
と、 前記円筒部分にあつて前記回路装置に給電する
少なくとも一つのバツテリと、 前記ハウジングの中間部分の前記収束する外表
面に設けられ、前記突起部の前記工作物への接触
に関連する光学的信号を、離れた受信器に提供す
る少なくとも一つの光学的送信装置とを備えるこ
とを特徴とする接触プローブ。 2 前記光学的送信装置は、赤外線を送るよう動
作する赤外線送信装置を含むことを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の接触プローブ。 3 前記中空の円筒部分は、直列に接続された複
数の円筒形のバツテリを含むことを特徴とする特
許請求の範囲第1項又は第2項に記載の接触プロ
ーブ。 4 前記円筒部分は、前記バツテリを前記円筒部
分の内部に滑り込ませることができるための取り
外し自在のキヤツプを前記円筒部分の端部に含む
ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の接
触プローブ。 5 前記回路装置は、前記赤外線送信装置を駆動
し前記接触プローブの適正な動作状態を表示する
ため所与の周波数を生成し、且つ前記突起部が前
記工作物と接触する時前記周波数をシフトするこ
とを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の接
触プローブ。 6 前記赤外線送信装置に隣接して取り付けられ
た光検出器を更に設け、前記バツテリからの電力
が、前記光検出器により所与の光信号が検出され
る際に前記回路装置に選択的に結合されることを
特徴とする特許請求の範囲第5項記載の接触プロ
ーブ。 7 前記ハウジングの中間部分の一端部に螺合さ
れる環状のノーズピースと、 該ノーズピース内に挿入されてこれに対して取
り外し自在に取り付けられる突起部材を有するス
イツチ装置と、 該スイツチ装置を前記回路装置に接続するケー
ブルと を更に含むことを特徴とする特許請求の範囲第5
項又は第6項に記載の接触プローブ。 8 一つのバツテリの一方のターミナルが、前記
円筒部分の一端部から離れて閉鎖する部材上の導
通領域に対して押し付けられ、該導通領域は前記
回路装置に電気的に接続されることを特徴とする
特許請求の範囲第4項乃至第8項のいずれか一項
に記載の接触プローブ。 9 前記部材は前記後壁に取り付けられた回路基
板であることを特徴とする特許請求の範囲第8項
記載の接触プローブ。 10 前記光学的送信装置は、前記ハウジングの
中間部分の扇形部分であつて前記ハウジングの中
間部分の周囲の周りに180度より小さく延在する
扇形部分に配置されることを特徴とする特許請求
の範囲第4項乃至第9項のいずれか一項に記載の
接触プローブ。
[Scope of Claims] 1. A contact probe for detecting contact with a workpiece, comprising: a protrusion projecting from one end thereof so as to come into contact with the workpiece; and a substantially conical convergence toward the protrusion. a housing having an intermediate portion having a shaped outer surface and an elongated hollow generally cylindrical portion, the intermediate portion having a rear wall at an end of a larger cross-sectional dimension remote from the protrusion; a rear wall extends generally perpendicular to the axis of the protrusion, the cylindrical portion having a reduced cross-sectional dimension relative to a maximum cross-sectional dimension of the intermediate portion and extending from the rear wall; The contact probe further includes: a circuit arrangement within the housing for generating a signal related to contact of the protrusion with the workpiece; and at least one battery in the cylindrical portion for powering the circuit arrangement. at least one optical transmitting device disposed on the converging outer surface of the intermediate portion of the housing for providing an optical signal associated with contact of the protrusion with the workpiece to a remote receiver. A contact probe characterized by: 2. The contact probe of claim 1, wherein the optical transmitter comprises an infrared transmitter operative to transmit infrared radiation. 3. The contact probe according to claim 1 or 2, wherein the hollow cylindrical portion includes a plurality of cylindrical batteries connected in series. 4. A contact according to claim 3, wherein the cylindrical part includes a removable cap at the end of the cylindrical part for allowing the battery to be slid into the interior of the cylindrical part. probe. 5. The circuit arrangement generates a predetermined frequency to drive the infrared transmitting device to indicate proper operating status of the contact probe, and shifts the frequency when the protrusion contacts the workpiece. The contact probe according to claim 2, characterized in that: 6. A photodetector mounted adjacent to the infrared transmitting device is further provided, and power from the battery is selectively coupled to the circuit device when a given optical signal is detected by the photodetector. The contact probe according to claim 5, characterized in that: 7. A switch device comprising: an annular nosepiece screwed onto one end of the intermediate portion of the housing; and a protrusion member inserted into the nosepiece and removably attached to the nosepiece; Claim 5 further comprising a cable connecting to the circuit device.
The contact probe according to item 6 or item 6. 8. One terminal of one battery is pressed against a conductive region on a member that closes away from one end of the cylindrical portion, and the conductive region is electrically connected to the circuit device. A contact probe according to any one of claims 4 to 8. 9. The contact probe according to claim 8, wherein the member is a circuit board attached to the rear wall. 10. The optical transmitting device is arranged in a sector of the middle part of the housing, the sector extending less than 180 degrees around the circumference of the middle part of the housing. The contact probe according to any one of the ranges 4 to 9.
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