JPS58132445A

JPS58132445A - 倣いセンサ

Info

Publication number: JPS58132445A
Application number: JP1099182A
Authority: JP
Inventors: Akira Ebe; 江部　昭
Original assignee: TOWA DENSHI KK
Current assignee: TOWA DENSHI KK
Priority date: 1982-01-28
Filing date: 1982-01-28
Publication date: 1983-08-06

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】本発明は自動溶接機等に用いて好適な倣いセンサに関し
、特に変位検出精度の向上を図った倣いセンナに関する
ものである。

自動溶接機等では、ワークの溶接線に沿ってスタイラス
を追従移動させると共に、このスタイラスの変位量を電
気的に検出することにより溶接線を認識し、これに基づ
いて溶接機アクチュエータを制御作動する倣いセンサが
使用される。

従来のこの種の倣いセンサは、スタイラスと一体の主軸
を後方にまで延長した上でこの主軸の端部にマグネット
を取着し、スタイラスの移動に伴なって移動する主軸端
、つまりマグネットの移動量をマグネットセンサにて検
出することにより前記変位量を検出するようにした構成
となっている。このため、第８図のように、主軸１に取
着したマグネット２１Ｌ、　２ｂに対して一対のマグネ
ットセンサ３ａ、３ｂをｘ、Ｙ方向に設け、マグネツ）
２ｍ、２ｂのＹ方向、Ｙ方向の移動量を夫々のセンサ３
ｍ、３ｂにて検出するようにしているが、同図のように
マグネット２１Ｌ、２ｂの移動と共にマグネット２６゜
２ｂとセンサ３ａ、３ｂ前面との距離１１．’１２（ク
リアランス）が変化してしまい、マグネットの変位量を
正確に検出することが難かしい。

即ち、通常のこの種のセンサ３ａ、３’ｂは第７図に示
すように、変位−・電圧の出力特性がクリアランス量に
依存する特性となっているため、変位置の変化と共にク
リアランスが変化される前述の構成ではセンサ以降の信
号処理が複雑なものになり、処理回路が複雑になると共
に変位の検出精度が上がらないという問題がある。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、スタイラスの
揺動に伴なって移動されるマグネットを夫々対応するマ
グネットセンサに対して等クリアランス状態で移動でき
るように構成する一方、スタイラスと一体の主軸にはス
タイラス揺動−のＸ成分、Ｘ成分を夫々前記マグネット
に伝達するカム手段を設けたことにより、スタイラスの
全周方向の移動にかかわらず各マグネットを等クリアラ
ンス状態で移動させることができ、これによりセンサか
らの信号処理を容易なものにして処理回路の簡易化を図
ると共に変を提供することを目的としている。

以下、本発明を図示の実施例により説明する。

第１図は本発明の倣いセンサ１０の全体外観図であり、
アーム１１等の一端に固持させた本体１２の前端からス
タイラス１３を突設し、スタイラス１３の先端をワーク
１４の倣い部（例えば溶接線）に沿って変位させる一方
、この変位量を電気信号にしてコネクタ１５から出力さ
せるような構成としている。

第２図に全体断面構造を示すように、前記本体１２は円
筒状のケース１６と、このナース１６内に収納されるハ
ウジング１７とがらなり、ハウジング１７は前記ケース
１６の前端がら突出される小内径状のスリーブ１８やこ
のスリーブ１８に複数本のスペーサボルト１９．２０に
て一体的に支持される支持板２１．２枚のプリント回路
基板２２．２３を有している。またケース１６の後端は
前記コネクタ１５を取着したエンドプレート２４によっ
て閉塞されている。

前記ハウジング１７内、換言すればスリーブ１８内には
略同軸位置に丸棒状の主軸２５を延設し、この主軸２５
の前端に設けたボス部２６にはその先端をワーク１４の
倣い部に接触させるスタイラス１３をねじ結合２７とロ
ックナツト２８にて同軸に連結している。また、前記主
軸２５のボス部２６の周囲とスリーブ１８との間にはジ
ンバルリング２９を介装し、ボス部２６とジンバルリン
グ２９およびジンバルリング２９とスリーブ１８とを夫
々一対のジンノくル軸３０゜３１にて直角方向に興なる
円周位置にて枢着しており、これにより主軸２５とスリ
ーブ１８とでジンバル機構を構成し、主軸２５はジンバ
ル機構を中心としてスタイラス先端や主軸後端を全周方
向に揺動することができる。３２はカバー３３を取着す
るためのナツトである。そして、前記主軸２５の後端位
置にはスタイラス１３の先端変位量を検出するセンサ部
３４を配設し、また主軸２５の中間部には主軸２５を一
定位置に復帰させかつ保持させる主軸保持部３５を配設
している。

前記センサ部３４は、第３図および第４図に合わせて示
すように、主軸２５の後端に対するＸ、Ｙ方向に沿うよ
うにして夫々一対のマグネットセンサ３６．３７を配設
し、これらセンサ３６．３７を挾持するプラテン）３８
．３９およびポル）４０．４０にて前記支持板２１に固
定している。また、前記主軸２５の他端にはＸ。

Ｙ方向の直角辺４１ｍ、４１ｂを有するカム４１をビス
４２によって一体に固着し、このカム４１の両直角辺４
１　ａ、　４　ｌ　ｂには夫々板ばね４３゜４４を垂直
に弾接させている。この板ばね４３゜４４は略り字状に
折曲形成してその基端を前記スリーブ１８の端面に固定
する一方、その先端にはマグネット４５．４６をホルダ
４７．４８にて取着して翳る。４９はマグネット押えで
ある。したがって、この構成では、主軸２５の後端と共
にカム４１がＸ、Ｙ方向あるいは他の方向へ移動すれば
、これに弾接している板ばね４３゜４４はカムの直角辺
４１ｍ、４１ｂと垂直な方向にのみ変形移動され、板は
ね先端のマグネツ）４５．４６はカム４１の移動量の中
Ｘ方向およびＹ方向の成分量だけ夫々移動されることに
なる。この場合、板ばね４３はカムのＹ方向の移動に対
しては弾接面において滑り、また板ばね４４はカムのＸ
方向の移動に対して同様に滑るため、各板ばね４３，４
４つまりマグネット４５．４６は必ずＸ方向、Ｙ方向に
のみ変位移動寄れる。これにより、マグネット４５，４
６はセンサ３６，３７の前面との間に一定のクリアラン
スを保った状態でセンサ前方を横方向に移動でき、セン
サ３６，３７ではクリアランス変化のない変位の出力を
得ることができる。

前記主軸保持部３５は第５図および第６図に合わせて示
すように、前記スリーブ１８内における主軸中間部に略
短円筒状のストッパ５０を嵌挿し、ビス５１止めしてい
る。このストッパ５０は前記Ｘ、Ｙ方向の局面部位を平
坦に削成して互に直交する４つのガイド面５０ａ−ｄを
形成している。そして、前記スリーブ１８には外周から
内周に向けて螺入させかつその先端をスリーブ１８内に
突出させた４本の調整ボルト５２＆−（ｌを設け、各調
整ボルト５２＆−６の平坦（ボルト軸に対して直角）な
先端面を前記各ガイド面５０　ａ　＝　６に対向させて
いる。一方、前記主軸２５のストッパ５０近傍位置には
軸一部を削成して掛合部５３を形成し、この掛合部５３
には２本の圧縮スプリング５４．５５の各一端を掛止し
ている。これら各圧縮スプリング５４．５５はその他端
をスリーブ１８の端面に植設したポル）５６．５７に掛
止しており、スプリング５７は中Ｘ方向に、またスプリ
ング５６はΦＹ方向に夫々主軸を付勢するようにしてい
る。この結果、主軸２５は中Ｘ方向、ΦＹ方向の合成さ
れた方向へ変位揺動され、前記ガイド面５Ｑａｘｄの中
、ガイド面５Ｑａ、５０ｂが夫々調整ポル）５２ｍ、５
２ｂに当接する位置で停止される。したがって、調整ポ
ル）　５２　ａ。

５２ｂの先端位置を適宜調整すれば、主軸２５の常態位
置（保持位置）を所要位置に設定できる。通常、主軸２
５の位置はスリーブ１８の軸心位置よりも６９Ｘｌ　ｅ
Ｙ方向へ偏よった位置に設定してあり、その量はセンサ
３６，３７の測定範囲に基づいて決定している。

一方、前記ハウジング１７の後端寄りの位置にスペーサ
ボルト２０やカラー５８を用いて取着した２枚のプリン
ト回路基板２２．２３には種々の電子部品５９を実装し
、前記センサ３６゜３７の出力を電気的に処理して前記
コネクタ１５に導出するようにしている。なお、回路の
説明は省略する。

次に本実施例装置の作用を説明する。

常態では圧縮スプリング５４．５５の付勢力によって主
軸２５はｅｘ、ｅｙＹ方向引張されており、主軸はスト
ッパ５０のガイド面５０＆。

５０ｂが夫々調整ポル）５２ａ、５２ｂに当接する位置
にある。この位置は前述のようにスリーブ１８の軸心位
置（原点）よりも若干ｅｘ。

■Ｙ方向に偏倚した位置である。この状態でスタイラス
１３がその先端をワークの倣い部で倣わせると、スタイ
ラス１３および主軸２５はジンバル機構部位を中心とし
て一体的に揺動し、主軸（特に後端）は常態位置からｅ
ｘｔ　ｅ’を方向に変位移動される。この移動量はスト
ッパ５０の他のガイド面５０　ｃ　＋　５０　ｄが夫々
調整ポル）５２ｃ、５２ｄに当接するまでの範囲であり
、その量は調整ボルト５２０．５２（ｌの先端の突出量
を適宜調整することにより変化できる。

主軸２５の後端の移動に伴なってこれと一体のカム４１
もθＸ１ｅＹ方向に移動し、以後スタイラス１３の倣い
動作にしたがってＸ、Ｙ方向はもとより、その合成され
た方向、換言すれば全周方向に移動される。そして、カ
ム４１の移動と共に板はね４３．４４も弾性変形されな
からＸ、Ｙ方向にその先端が移動され、マグネツ）４６
．４７が一体的に移動される。この場合、マグネツ）４
６．４７はカム４１の直角辺４１　ｍ　＋　４　ｌ　ｂ
と板ばね４３，４４との弾接および滑り作用によって夫
々はＸ方向およびＹ方向にのみ移動され、しかもその移
動量はカム４１の移動量のｘｆｉＪ分、Ｙ成分にレバー
比（板ばね４Ｂ、４４における支点、力点、作用点で決
定される比）を乗じた量となる。したがって、マグネッ
ト４５．４６はセンサ３６，３７の前面位置でこれと一
定のクリアランスを保って横方向に移動され、その移動
量がセンサ３６，３７にて検出される。このとき、セン
サ３６，３７の出力特性は例えば第７図に示す通りであ
り、したがって予め設定したクリアランスに相当する特
性曲線のみを検出に利用するだけでよく、マグネットの
移動に伴なってクリアランスが変化するような場合に比
較して検出回路構成を簡単なものにしかつその検出精度
を向上することができる。

ここで、板ばね４３，４４やセンサ３６　、３７の取付
位置は適宜の変更が可能であり、例えば板ばね４３，４
４を支持板２１に一端支持する一方センサ３６．３７を
スリーブ１８に取着するようにしてもよい。また、場合
によってはクリアランスを変化させることによって変位
量を板ばね（マグネット）とセンサとを夫々Ｘ、Ｙ方向
に一直線に配置すればよい。更に、マグネット４５．４
６を支持する板ばね４３．４４の代りにマグネツ）４５
．４６をコイルスプリング等によりＸ方向、Ｙ方向に付
勢し、かつマグネツＦを直接あるいは間接的にカムに摺
接させるようにしてもよい。

以上のように本発明の倣いセンサによれば、マグネット
センサに対してマグネットは常に等クリアラン不状態で
移動できるので、マグネットセンサの等クリアランス特
性出力をそのまま変位検出出力として利用でき、これに
より信号処理回路の簡易化を図ると共に変位検出精度の
向上を達成することができるという効果を奏する０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明センサの使用状態を示す概略構成図、第
２図はその横断面図、第３図は毎ンサ部の部分構成を示
す斜視図、第４図は核部の縦断面図、第５図は主軸保持
部の破断斜視図、第６図は核部の縦断面図、第７図はセ
ンサの特性図、第８図は従来構造を示す模式的な構成図
である。１０・・・倣いセンサ、１２・・・本体、１３・・・ス
タイラス、１４・−・ワーク、１６・・・ケース、１７
・・・ハウジング、１８・・・スリーブ、２１・・・支
持板、２２゜２３・・・プリント回路基板、２５・・・
主軸、ｚ９・・・ジンバルリング、３０．３１・・・ジ
ンバル軸、３４・・・女ンサ部、３５・・・主軸保持部
、３６．３７・・・センサ、４１・−・カム、４３．４
４・・・板ばね、４５゜４６・・・ｉグネツＹ１５０・
・・ストッパ、５０１ＬＮ６・・・ガイド面、５２＆〜
ｄ・・・調整ボルト（部材）、５４．５５・・・スプリ
ング、５９・・・電子部品。３１

Claims

【特許請求の範囲】

（ＩＪ　　［いセンサ本体に揺動可能に支持されたスタ
イラスを備え、このスタイラスの揺動変位量をスタイラ
スの揺動に伴なって移動される一対のマグネットと、こ
れらマグネットの移動量を夫々検出する一対のマグネッ
トセンサとで検出するようにした倣いセンサにおいて、
前記各マグネットは各対応するマグネットセンサに対し
て夫々等クリアランス状態で移動できるように前記本体
に支持する一方、前記スタイラスと一体の主軸にはスタ
イラスの揺動変位量のＸ成分、Ｙ成分を夫々前記マグネ
ットに伝達するカム手段を設けたことを特徴とする倣い
センサ。