Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7012541B2 - Sensor system for machine elements - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7012541B2 - Sensor system for machine elements - Google Patents

Sensor system for machine elements Download PDF

Info

Publication number
JP7012541B2
JP7012541B2 JP2018007787A JP2018007787A JP7012541B2 JP 7012541 B2 JP7012541 B2 JP 7012541B2 JP 2018007787 A JP2018007787 A JP 2018007787A JP 2018007787 A JP2018007787 A JP 2018007787A JP 7012541 B2 JP7012541 B2 JP 7012541B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
moving member
sensors
master device
cable
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.)
Active
Application number
JP2018007787A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019127951A (en
Inventor
祐次 久保田
祐介 浅野
篤史 上野
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.)
THK Co Ltd
Original Assignee
THK Co Ltd
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 THK Co Ltd filed Critical THK Co Ltd
Priority to JP2018007787A priority Critical patent/JP7012541B2/en
Publication of JP2019127951A publication Critical patent/JP2019127951A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7012541B2 publication Critical patent/JP7012541B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)

Description

本発明は、軌道部材に転動体を介して移動部材が相対移動可能に組み付けられる機械要素用のセンサシステムに関する。 The present invention relates to a sensor system for a mechanical element in which a moving member is relatively movablely attached to a track member via a rolling element.

軌道部材に転動体を介して移動部材が相対移動可能に組み付けられる機械要素として、運動案内装置が知られている。運動案内装置は、例えば工作機械のテーブル等の直線運動を案内するのに用いられる。運動案内装置には、軌道部材と移動部材との間に転動体を介在させるので、テーブル等を高精度にかつ高剛性に案内できるという特徴がある。 A motion guide device is known as a mechanical element in which a moving member is relatively movablely attached to a track member via a rolling element. The motion guide device is used to guide a linear motion of, for example, a table of a machine tool. Since the motion guide device has a rolling element interposed between the track member and the moving member, it has a feature that it can guide a table or the like with high accuracy and high rigidity.

近年、運動案内装置の寿命や故障を予測するために、運動案内装置にセンサを取り付け、運動案内装置の変位、歪み、振動、温度等の物理量を検出する試みがなされている。例えば特許文献1には、運動案内装置の移動部材に複数の変位センサを取り付け、移動部材の変位5成分(すなわち、上下方向、左右方向、ピッチング方向、ローリング方向及びヨーイング方向の変位)を算出する試みがなされている。移動部材の変位5成分を算出することによって、移動部材にかかる荷重を算出し、最終的には運動案内装置の寿命や故障を予測している。 In recent years, in order to predict the life and failure of a motion guide device, an attempt has been made to attach a sensor to the motion guide device and detect physical quantities such as displacement, strain, vibration, and temperature of the motion guide device. For example, in Patent Document 1, a plurality of displacement sensors are attached to a moving member of a motion guidance device, and five displacement components of the moving member (that is, displacements in the vertical direction, the left-right direction, the pitching direction, the rolling direction, and the yawing direction) are calculated. Attempts have been made. By calculating the five displacement components of the moving member, the load applied to the moving member is calculated, and finally the life and failure of the motion guidance device are predicted.

特開2012-013469号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-013469

しかし、運動案内装置の移動部材に複数のセンサを取り付けると、センサの数だけ上位システムにデータを送信するための信号線の数が増えるという課題がある。軌道部材に対して相対移動する移動部材の信号線の数が増えると、信号線を処理するのに手間がかかるし、場合によってはセンサを配置できないこともある。 However, if a plurality of sensors are attached to the moving member of the motion guidance device, there is a problem that the number of signal lines for transmitting data to the host system increases by the number of sensors. If the number of signal lines of the moving member that moves relative to the track member increases, it takes time and effort to process the signal lines, and in some cases, the sensor cannot be arranged.

そこで本発明は、機械要素に複数のセンサを取り付けても、信号線の数を減らすことができる機械要素用のセンサシステムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a sensor system for a machine element that can reduce the number of signal lines even if a plurality of sensors are attached to the machine element.

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、軌道部材に転動体を介して移動部材が相対移動可能に組み付けられる機械要素用のセンサシステムであって、前記移動部材に配置される第1センサと、前記移動部材に配置される第2センサと、前記移動部材に配置され、前記第1センサが出力するデータと前記第2センサが出力するデータを受信し、受信した前記データを出力するマスターデバイスと、を備える機械要素用のセンサシステムである。 In order to solve the above problems, one aspect of the present invention is a sensor system for a mechanical element in which a moving member is relatively movablely assembled to a track member via a rolling element, and is arranged on the moving member. The 1 sensor, the second sensor arranged on the moving member, the data arranged on the moving member and output by the first sensor and the data output by the second sensor are received, and the received data is output. It is a sensor system for mechanical elements equipped with a master device.

本発明によれば、移動部材に第1センサが出力するデータと第2センサが出力するデータを受信し、受信したデータを出力するマスターデバイスを設けるので、機械要素に複数のセンサを取り付けても、上位システムにデータを送信するための信号線の数を減らすことができる。また、マスターデバイスと第1センサ及び第2センサの少なくとも一方とで通信を行うためのケーブルを、軌道部材と移動部材との間に配置するので、機械要素の外形が大きくなるのを防止できる。 According to the present invention, since the moving member is provided with a master device that receives the data output by the first sensor and the data output by the second sensor and outputs the received data, even if a plurality of sensors are attached to the mechanical element, the moving member is provided with a master device. The number of signal lines for transmitting data to the host system can be reduced. Further, since the cable for communicating between the master device and at least one of the first sensor and the second sensor is arranged between the track member and the moving member, it is possible to prevent the outer shape of the machine element from becoming large.

本発明の第1の実施形態のセンサシステムが適用される運動案内装置を示す図である(図1(a)が平面図、図1(b)が側面図、図1(c)が正面図である)。It is a figure which shows the motion guidance apparatus to which the sensor system of 1st Embodiment of this invention is applied (FIG. 1 (a) is a plan view, FIG. 1 (b) is a side view, and FIG. 1 (c) is a front view. Is). 本実施形態の移動部材の循環路に沿った断面図である。It is sectional drawing along the circulation path of the moving member of this embodiment. 本実施形態の移動部材の斜視図である。It is a perspective view of the moving member of this embodiment. 本実施形態の第1ケースの内部を示す斜視図(遠近法を用いた斜視図)である。It is a perspective view (perspective view using the perspective method) which shows the inside of the 1st case of this embodiment. 本実施形態の移動部材の底面図である。It is a bottom view of the moving member of this embodiment. 本実施形態の運動案内装置の正面図である。It is a front view of the motion guidance device of this embodiment. 本実施形態のセンサシステムのブロック構成図である。It is a block block diagram of the sensor system of this embodiment. 本発明の第2の実施形態のセンサシステムが適用される移動部材の斜視図である。It is a perspective view of the moving member to which the sensor system of 2nd Embodiment of this invention is applied. 本発明の第3の実施形態のセンサシステムが適用される移動部材の斜視図である。It is a perspective view of the moving member to which the sensor system of 3rd Embodiment of this invention is applied.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態の機械要素用のセンサシステムを詳細に説明する。ただし、本発明の機械要素用のセンサシステムは種々の形態で具体化することができ、明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明の範囲を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。
(第1の実施形態)
Hereinafter, the sensor system for the mechanical element of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the sensor system for mechanical elements of the present invention can be embodied in various forms, and is not limited to the embodiments described in the specification. The present embodiment is provided with the intention of allowing those skilled in the art to fully understand the scope of the invention by adequately disclosing the specification.
(First Embodiment)

図1は、本実施形態のセンサシステムが適用される機械要素としての運動案内装置3を示す。図1(a)は平面図、図1(b)は側面図、図1(c)は正面図である。1は軌道部材、2は移動部材である。移動部材2は、軌道部材1にその長手方向に相対移動可能に組み付けられる。軌道部材1は、例えば工作機械等のベースに取り付けられる。移動部材2は、例えば工作機械等のテーブルに取り付けられる。 FIG. 1 shows a motion guidance device 3 as a mechanical element to which the sensor system of the present embodiment is applied. 1 (a) is a plan view, FIG. 1 (b) is a side view, and FIG. 1 (c) is a front view. 1 is a track member and 2 is a moving member. The moving member 2 is assembled to the track member 1 so as to be relatively movable in the longitudinal direction thereof. The track member 1 is attached to a base of, for example, a machine tool. The moving member 2 is attached to a table such as a machine tool.

以下では、説明の便宜上、軌道部材1を水平面に配置し、軌道部材1の長さ方向から見たときの方向、すなわち図1(c)の左右方向、上下方向、図1(b)の前後方向を用いて運動案内装置3の構成を説明する。もちろん、運動案内装置3の配置は、これに限られるものでなく、例えば運動案内装置3を垂直面に配置することもできるし、上下をひっくり返して配置することもできる。 In the following, for convenience of explanation, the track member 1 is arranged on a horizontal plane, and the direction when viewed from the length direction of the track member 1, that is, the left-right direction and the vertical direction of FIG. 1 (c), and the front-back direction of FIG. 1 (b). The configuration of the motion guidance device 3 will be described using directions. Of course, the arrangement of the motion guide device 3 is not limited to this, and for example, the motion guide device 3 may be arranged on a vertical surface, or may be arranged upside down.

軌道部材1は、前後方向に延びる。軌道部材1の上面には、軌道部材1をベースに取り付けるための複数の通し孔1bが形成される。軌道部材1の側面には、前後方向に延びる転動体転走部1aが形成される。この実施形態では、軌道部材1の左右側面それぞれに、2条の転動体転走部1aが形成される。 The track member 1 extends in the front-rear direction. A plurality of through holes 1b for attaching the track member 1 to the base are formed on the upper surface of the track member 1. A rolling element rolling portion 1a extending in the front-rear direction is formed on the side surface of the track member 1. In this embodiment, two rolling element rolling portions 1a are formed on the left and right side surfaces of the track member 1.

移動部材2は、正面視で略逆U字状であり、軌道部材1の上面に対向する中央部2-1と、軌道部材1の左右側面に対向する一対の袖部2-2と、を有する。 The moving member 2 has a substantially inverted U shape when viewed from the front, and has a central portion 2-1 facing the upper surface of the track member 1 and a pair of sleeve portions 2-2 facing the left and right side surfaces of the track member 1. Have.

図2は、移動部材2の循環路に沿った断面図を示す。移動部材2は、軌道部材1に転動体4を介して相対移動可能に組み付けられる。移動部材2は、ブロック5と、ブロック5の移動方向の両端部に取り付けられる一対の蓋部材6a,6bと、を備える。ブロック5には、軌道部材1の転動体転走部1aに対向する転動体転走部5aが形成される。転動体転走部1aと転動体転走部5aとの間の負荷転走路8には、複数の転動体4が転がり運動可能に介在する。ブロック5には、転動体転走部5aと平行に戻し路7が形成される。一対の蓋部材6a,6bそれぞれには、U字状の方向転換路9a,9bが形成される。負荷転走路8、戻し路7、及び一対のU字状の方向転換路9a,9bによって循環路が構成される。軌道部材1に対する移動部材2の相対移動に伴って、転動体4が循環路を循環する。なお、運動案内装置3自体の構成は公知であるので、これ以上の詳しい説明を省略する。 FIG. 2 shows a cross-sectional view of the moving member 2 along the circulation path. The moving member 2 is assembled to the track member 1 so as to be relatively movable via the rolling element 4. The moving member 2 includes a block 5 and a pair of lid members 6a and 6b attached to both ends of the block 5 in the moving direction. The block 5 is formed with a rolling element rolling portion 5a facing the rolling element rolling portion 1a of the track member 1. A plurality of rolling elements 4 are interposed in the load rolling path 8 between the rolling element rolling portion 1a and the rolling element rolling portion 5a so that the rolling elements 4 can roll and move. A return path 7 is formed in the block 5 in parallel with the rolling element rolling portion 5a. A U-shaped turning path 9a, 9b is formed in each of the pair of lid members 6a, 6b. A circulation path is composed of a load turning path 8, a return path 7, and a pair of U-shaped turning paths 9a and 9b. As the moving member 2 moves relative to the orbital member 1, the rolling element 4 circulates in the circulation path. Since the configuration of the motion guidance device 3 itself is known, further detailed description thereof will be omitted.

図3は、移動部材2の斜視図を示す。移動部材2の相対移動方向の一端部には、ねじ等の締結部材によって第1ケース11が取り付けられる。第1ケース11は、箱状の本体11aと、本体11aを開閉可能にする蓋体11bと、を備える。また、第1ケース11は、移動部材2と同様に正面視で略逆U字状であり、軌道部材1の上面に対向する中央部11-1と、軌道部材1の左右側面に対向する一対の袖部11-2と、を有する(図4参照)。 FIG. 3 shows a perspective view of the moving member 2. The first case 11 is attached to one end of the moving member 2 in the relative moving direction by a fastening member such as a screw. The first case 11 includes a box-shaped main body 11a and a lid 11b that can open and close the main body 11a. Further, the first case 11 has a substantially inverted U shape in front view like the moving member 2, and has a central portion 11-1 facing the upper surface of the track member 1 and a pair facing the left and right side surfaces of the track member 1. It has a sleeve portion 11-2 and a sleeve portion 11-2 (see FIG. 4).

移動部材2の相対移動方向の他端部には、ねじ等の締結部材によって第2ケース12が取り付けられる。第2ケース12の構成は、第1ケース11と略同一であるので、同一の符号を附してその説明を省略する。 The second case 12 is attached to the other end of the moving member 2 in the relative moving direction by a fastening member such as a screw. Since the configuration of the second case 12 is substantially the same as that of the first case 11, the same reference numerals are given and the description thereof will be omitted.

第1ケース11には、少なくとも一つの第1センサ14a~14dが収容される。第1センサ14a~14dは、移動部材2の変位、歪み、振動、温度等の物理量を検出するためのセンサである。第1センサ14a~14dは、物理量に応じた電圧信号等のアナログの信号をデジタルのデータに変換し、デジタルのデータを出力する。この実施形態では、第1センサ14a~14dは、移動部材2の変位を検出する変位センサである。第1ケース11には、例えば4つの第1センサ14a~14dが収容される。4つの第1センサ14a~14dは、軌道部材1に対する移動部材2の左右方向及び上下方向の変位を検出する。 At least one first sensor 14a to 14d is housed in the first case 11. The first sensors 14a to 14d are sensors for detecting physical quantities such as displacement, distortion, vibration, and temperature of the moving member 2. The first sensors 14a to 14d convert analog signals such as voltage signals according to physical quantities into digital data, and output digital data. In this embodiment, the first sensors 14a to 14d are displacement sensors that detect the displacement of the moving member 2. For example, four first sensors 14a to 14d are housed in the first case 11. The four first sensors 14a to 14d detect the displacement of the moving member 2 in the left-right direction and the up-down direction with respect to the track member 1.

図4は、蓋体11bを取り外した第1ケース11の本体11aを示す。第1ケース11には4つの第1センサ14a~14dが配置されるが、図4には分かり易くするために1つ第1センサ14aのみを示す。第1ケース11には、基板15が収容される。第1センサ14aのセンサケーブル16は、コネクタ17を介して基板15に接続される。基板15には、マイコン等のマスターデバイス18が搭載される。第1センサ14aとマスターデバイス18とは、基板15のバスを介して通信を行う。また、マスターデバイス18は、外部の上位システムとも通信を行う。19はマスターデバイス18が上位システムと通信を行うためのケーブル、20はコネクタである。 FIG. 4 shows the main body 11a of the first case 11 from which the lid body 11b has been removed. Four first sensors 14a to 14d are arranged in the first case 11, but only one first sensor 14a is shown in FIG. 4 for the sake of clarity. The substrate 15 is housed in the first case 11. The sensor cable 16 of the first sensor 14a is connected to the substrate 15 via the connector 17. A master device 18 such as a microcomputer is mounted on the substrate 15. The first sensor 14a and the master device 18 communicate with each other via the bus of the substrate 15. The master device 18 also communicates with an external host system. Reference numeral 19 is a cable for the master device 18 to communicate with the host system, and reference numeral 20 is a connector.

図3に示すように、第2ケース12には、少なくとも1つの第2センサ22a~22dが収容される。第2センサ22a~22dも、移動部材2の変位、歪み、振動、温度等の物理量を検出するためのセンサである。第2センサ22a~22dも、物理量に応じた電圧信号等のアナログの信号をデジタルのデータに変換し、デジタルのデータを出力する。この実施形態では、第2センサ22a~22dは、移動部材2の変位を検出する変位センサである。第2ケース12には、例えば4つの第2センサ22a~22dが収容される。4つの第2センサ22a~22dは、軌道部材1に対する移動部材2の左右方向及び上下方向の変位を検出する。 As shown in FIG. 3, the second case 12 accommodates at least one second sensor 22a to 22d. The second sensors 22a to 22d are also sensors for detecting physical quantities such as displacement, distortion, vibration, and temperature of the moving member 2. The second sensors 22a to 22d also convert analog signals such as voltage signals according to physical quantities into digital data and output digital data. In this embodiment, the second sensors 22a to 22d are displacement sensors that detect the displacement of the moving member 2. For example, four second sensors 22a to 22d are housed in the second case 12. The four second sensors 22a to 22d detect the displacement of the moving member 2 in the left-right direction and the up-down direction with respect to the track member 1.

第2ケース12には、基板21が収容される。第2センサ22a~22dのセンサケーブル(図示せず)は、コネクタ(図示せず)を介して基板21に接続される。ただし、第1ケース11の基板15と異なり、第2ケース12の基板21には、マスターデバイス18は搭載されていない。 The substrate 21 is housed in the second case 12. The sensor cables (not shown) of the second sensors 22a to 22d are connected to the substrate 21 via a connector (not shown). However, unlike the substrate 15 of the first case 11, the master device 18 is not mounted on the substrate 21 of the second case 12.

図3に示すように、第1ケース11に収容される基板15と第2ケース12に収容される基板21とは、フラットケーブル、フレキシブルケーブル等のケーブル24で接続される。図4に示すように、ケーブル24の両端部は、コネクタ25を介して基板15,21に着脱可能に接続される。第2センサ22a~22dとマスターデバイス18とは、このケーブル24を介して通信を行う。 As shown in FIG. 3, the substrate 15 housed in the first case 11 and the board 21 housed in the second case 12 are connected by a cable 24 such as a flat cable or a flexible cable. As shown in FIG. 4, both ends of the cable 24 are detachably connected to the boards 15 and 21 via the connector 25. The second sensors 22a to 22d and the master device 18 communicate with each other via the cable 24.

図5は、移動部材2の底面図を示す。ケーブル24は、第1ケース11から第2ケース12に渡る。第1ケース11と第2ケース12には、ケーブル24を通すための四角形状の開口26(図4も参照)が形成される。開口26から異物が第1ケース11及び第2ケース12の内部に侵入するのを防止するために、開口26はシール材27で塞がれる。シール材27には、例えば樹脂を主成分としたものを用いることができる。 FIG. 5 shows a bottom view of the moving member 2. The cable 24 extends from the first case 11 to the second case 12. A square opening 26 (see also FIG. 4) for passing the cable 24 is formed in the first case 11 and the second case 12. The opening 26 is closed with a sealing material 27 in order to prevent foreign matter from entering the inside of the first case 11 and the second case 12 from the opening 26. As the sealing material 27, for example, a material containing a resin as a main component can be used.

図6は、運動案内装置3の正面図を示す。ケーブル24は、軌道部材1と移動部材2との間に配置される。詳しくは、ケーブル24は、軌道部材1の上面と移動部材2の中央部2-1との間に配置される。移動部材2の中央部2-1の下面には、支持部材28が取り付けられる。ケーブル24は、支持部材28に支持される。この実施形態では、移動部材2の中央部2-1の下面に異物が移動部材2に侵入するのを防止するシール部材が取り付けられており、このシール部材を支持部材28として利用する。 FIG. 6 shows a front view of the motion guidance device 3. The cable 24 is arranged between the track member 1 and the moving member 2. Specifically, the cable 24 is arranged between the upper surface of the track member 1 and the central portion 2-1 of the moving member 2. A support member 28 is attached to the lower surface of the central portion 2-1 of the moving member 2. The cable 24 is supported by the support member 28. In this embodiment, a seal member for preventing foreign matter from entering the moving member 2 is attached to the lower surface of the central portion 2-1 of the moving member 2, and this sealing member is used as the support member 28.

図7は、本実施形態のセンサシステムのブロック構成図を示す。30はセンサシステム、31は上位システム、18はマスターであるマスターデバイス、14a~14dはスレーブである第1センサ、22a~22dはスレーブである第2センサである。通信はマスターデバイス18と1つの第1センサ14a~14d又は1つの第2センサ22a~22dとの間で行われる。マスターデバイス18は、同時には1つの第1センサ14a~14d又は1つの第2センサ22a~22dとしか通信できない。なお、第1センサ14c,14d、第2センサ22c、22dは省略している。 FIG. 7 shows a block configuration diagram of the sensor system of the present embodiment. 30 is a sensor system, 31 is an upper system, 18 is a master device which is a master, 14a to 14d are first sensors which are slaves, and 22a to 22d are second sensors which are slaves. Communication is performed between the master device 18 and one first sensor 14a to 14d or one second sensor 22a to 22d. The master device 18 can communicate with only one first sensor 14a to 14d or one second sensor 22a to 22d at the same time. The first sensors 14c and 14d and the second sensors 22c and 22d are omitted.

マスターデバイス18と各第1センサ14a~14d又は各第2センサ22a~22dとは、チップセレクト(CS)、シリアルクロック(SCLK)、データ出力(MOSI)、データ入力(MISO)の4種類の信号線で接続される。 The master device 18 and the first sensors 14a to 14d or the second sensors 22a to 22d are four types of signal lines: chip select (CS), serial clock (SCLK), data output (MOSI), and data input (MISO). Connected with.

チップセレクト(CS)の信号線は、マスターデバイス18が通信相手の第1センサ14a~14d又は第2センサ22a~22dを選択するための信号線である。チップセレクト信号がアクティブ(Lレベル)になった1つの第1センサ14a~14d又は1つの第2センサ22a~22dがマスターデバイス18と通信を行う。シリアルクロック(SCLK)の信号線は、データを転送するための信号線である。データは、シリアルクロック信号の立ち上がり又は立ち下りに同期して転送される。データ出力(MOSI)の信号線は、マスターデバイス18から第1センサ14a~14d、第2センサ22a~22dに転送するデータを伝える信号線である。データ入力(MISO)の信号線は、第1センサ14a~14d、第2センサ22a~22dからマスターデバイス18に転送するデータを伝える信号線である。 The chip select (CS) signal line is a signal line for the master device 18 to select the first sensor 14a to 14d or the second sensor 22a to 22d of the communication partner. One first sensor 14a to 14d or one second sensor 22a to 22d in which the chip select signal becomes active (L level) communicates with the master device 18. The signal line of the serial clock (SCLK) is a signal line for transferring data. The data is transferred synchronously with the rising and falling edges of the serial clock signal. The data output (MOSI) signal line is a signal line that transmits data to be transferred from the master device 18 to the first sensors 14a to 14d and the second sensors 22a to 22d. The data input (MISO) signal line is a signal line that transmits data to be transferred from the first sensors 14a to 14d and the second sensors 22a to 22d to the master device 18.

チップセレクト(CS)の信号線は、各第1センサ14a~14d用、各第2センサ22a~22d用として別個に設けられる。一方、シリアルクロック(SCLK)の信号線は、4つの第1センサ14a~14dで共用され、4つの第2センサ22a~22dで共用される。すなわち、マスターデバイス18のシリアルクロック(SCLK)の信号線が、4つの第1センサ14a~14dに共通接続され、4つの第2センサ22a~22dに共通接続される。同様に、データ出力(MOSI)の信号線、データ入力(MISO)の信号線も、4つの第1センサ14a~14dで共用され、4つの第2センサ22a~22dで共用される。データ出力(MOSI)の信号線、データ入力(MISO)の信号線が、4つの第1センサ14a~14dに共通接続され、4つの第2センサ22a~22dに共通接続される。 Chip select (CS) signal lines are provided separately for each of the first sensors 14a to 14d and for each of the second sensors 22a to 22d. On the other hand, the signal line of the serial clock (SCLK) is shared by the four first sensors 14a to 14d and shared by the four second sensors 22a to 22d. That is, the signal line of the serial clock (SCLK) of the master device 18 is commonly connected to the four first sensors 14a to 14d and commonly connected to the four second sensors 22a to 22d. Similarly, the data output (MOSI) signal line and the data input (MISO) signal line are also shared by the four first sensors 14a to 14d and are shared by the four second sensors 22a to 22d. The data output (MOSI) signal line and the data input (MISO) signal line are commonly connected to the four first sensors 14a to 14d and commonly connected to the four second sensors 22a to 22d.

マスターデバイス18が第1センサ14aが出力するデータを読み出す場合には、まず、第1センサ14a用のチップセレクト信号をアクティブ(Lレベル)にし、他のチップセレクト信号をHレベルにする。これにより、第1センサ14aが選択状態になり、残りの第1センサ14b~14d、第2センサ22a~22dが非選択状態になる。次に、マスターデバイス18は、データ出力信号を用いて、リードコマンドを第1センサ14aに出力する。次に、マスターデバイス18は、シリアルクロック信号とデータ入力信号を用いて、第1センサ14aからデータを受信する。リードコマンドを受けた第1センサ14aは、マスターデバイス18からのクロック信号に同期して、マスターデバイス18にデータを送信する。 When the master device 18 reads out the data output by the first sensor 14a, first, the chip select signal for the first sensor 14a is activated (L level), and the other chip select signals are set to H level. As a result, the first sensor 14a is in the selected state, and the remaining first sensors 14b to 14d and the second sensors 22a to 22d are in the non-selected state. Next, the master device 18 outputs a read command to the first sensor 14a using the data output signal. Next, the master device 18 receives data from the first sensor 14a using the serial clock signal and the data input signal. Upon receiving the read command, the first sensor 14a transmits data to the master device 18 in synchronization with the clock signal from the master device 18.

その後、マスターデバイス18が第1センサ14b~14d、第2センサ22a~22dのデータを読み出す場合には、上記と同様の動作を行う。 After that, when the master device 18 reads the data of the first sensors 14b to 14d and the second sensors 22a to 22d, the same operation as described above is performed.

マスターデバイス18と上位システム31とは、RS422等で接続される。マスターデバイス18は、第1センサ14b~14d、第2センサ22a~22dから受信したデータを上位システム31に送信する。マスターデバイス18と上位システム31とは、有線で接続されても無線で接続されてもよい。 The master device 18 and the host system 31 are connected by RS422 or the like. The master device 18 transmits data received from the first sensors 14b to 14d and the second sensors 22a to 22d to the host system 31. The master device 18 and the host system 31 may be connected by wire or wirelessly.

上位システム31は、例えば寿命計算プログラムがインストールされたコンピュータである。上位システム31は、マスターデバイス18から受信したデータに基づいて、移動部材2の変位5成分(すなわち、上下方向、左右方向、ピッチング方向、ローリング方向及びヨーイング方向の変位)を算出し、移動部材2の変位5成分から移動部材2にかかる荷重を算出し、最終的には運動案内装置3の寿命や故障を予測する。 The host system 31 is, for example, a computer in which a life calculation program is installed. The host system 31 calculates the displacement 5 components of the moving member 2 (that is, the displacements in the vertical direction, the horizontal direction, the pitching direction, the rolling direction, and the yawing direction) based on the data received from the master device 18, and the moving member 2 The load applied to the moving member 2 is calculated from the displacement 5 component, and finally the life and failure of the motion guidance device 3 are predicted.

なお、上位システム31として、ハードディスク等の記憶装置を用い、マスターデバイス18から送信されるデータを記憶することもできる。また、センサとして、移動部材2の歪み、振動、温度等を検出するセンサを用いた場合、上位システム31として、これらの検出データを解析するプログラムがインストールされたコンピュータを用いることができる。 As the host system 31, a storage device such as a hard disk can be used to store the data transmitted from the master device 18. Further, when a sensor for detecting distortion, vibration, temperature, etc. of the moving member 2 is used as the sensor, a computer in which a program for analyzing these detection data is installed can be used as the host system 31.

以上に本発明の実施形態のセンサシステムを説明した。本実施形態のセンサシステム30によれば、以下の効果を奏する。 The sensor system of the embodiment of the present invention has been described above. According to the sensor system 30 of the present embodiment, the following effects are obtained.

運動案内装置3の移動部材2に、第1センサ14a~14dが出力するデータと第2センサ22a~22dが出力するデータを受信し、受信したデータを出力するマスターデバイス18を設けるので、運動案内装置3に複数のセンサ14a~14d,22a~22dを取り付けても、上位システム31にデータを送信するための信号線の数を減らすことができる。 Since the moving member 2 of the motion guidance device 3 is provided with a master device 18 that receives the data output by the first sensors 14a to 14d and the data output by the second sensors 22a to 22d and outputs the received data, the motion guidance device 3 is provided. Even if a plurality of sensors 14a to 14d and 22a to 22d are attached to 3, the number of signal lines for transmitting data to the host system 31 can be reduced.

移動部材2の相対移動方向の両端部に配置される第1センサ14a~14dと第2センサ22a~22dのデータを、1箇所のマスターデバイス18でまとめて出力することができる。 The data of the first sensors 14a to 14d and the second sensors 22a to 22d arranged at both ends of the moving member 2 in the relative moving direction can be collectively output by one master device 18.

マスターデバイス18と第2センサ22a~22dとで通信を行うためのケーブル24を、軌道部材1と移動部材2との間に配置するので、運動案内装置3の外形が大きくなるのを防止できる。 Since the cable 24 for communicating between the master device 18 and the second sensors 22a to 22d is arranged between the track member 1 and the moving member 2, it is possible to prevent the outer shape of the motion guidance device 3 from becoming large.

マスターデバイス18と第2センサ22a~22dとで通信を行うためのケーブル24を軌道部材1の上面と移動部材2の中央部2-1との間に配置するので、ケーブル24が転動体4に接触するのを防止できる。 Since the cable 24 for communicating between the master device 18 and the second sensors 22a to 22d is arranged between the upper surface of the track member 1 and the central portion 2-1 of the moving member 2, the cable 24 comes into contact with the rolling element 4. Can be prevented.

マスターデバイス18と第2センサ22a~22dとで通信を行うためのケーブル24を移動部材2に取り付けられる支持部材28で支持するので、ケーブル24が撓んで軌道部材1に接触するのを防止できる。 Since the cable 24 for communicating between the master device 18 and the second sensors 22a to 22d is supported by the support member 28 attached to the moving member 2, it is possible to prevent the cable 24 from bending and coming into contact with the track member 1.

マスターデバイス18と第2センサ22a~22dとで通信を行うためのケーブル24が基板15,21に着脱可能に接続されるので、型番によって移動部材2の寸法が変わっても、移動部材2の寸法の変化に柔軟に対応できる。例えば、最大型番の移動部材2に合わせたケーブル24を用意すれば、全ての型番の移動部材2に対応できる。移動部材2に比べてケーブル24が長い場合でも、ケーブル24を折り畳んで支持部材28で支持すればよい。 Since the cable 24 for communicating between the master device 18 and the second sensors 22a to 22d is detachably connected to the boards 15 and 21, even if the dimensions of the moving member 2 change depending on the model number, the dimensions of the moving member 2 Can flexibly respond to changes. For example, if a cable 24 suitable for the moving member 2 having the maximum model number is prepared, the moving member 2 having all the model numbers can be supported. Even if the cable 24 is longer than the moving member 2, the cable 24 may be folded and supported by the support member 28.

マスターデバイス18を移動部材2に取り付けられる第1ケース11に収容するので、移動部材2にマスターデバイス18を容易に配置することができる。
(第2の実施形態)
Since the master device 18 is housed in the first case 11 attached to the moving member 2, the master device 18 can be easily arranged on the moving member 2.
(Second embodiment)

図8は、本発明の第2の実施形態のセンサシステムが適用される移動部材2の斜視図を示す。第1の実施形態では、マスターデバイス18と第2センサ22a~22dとが通信するためのケーブル24が、移動部材2と軌道部材1との間に配置されるのに対し、第2の実施形態では、このケーブル24が移動部材2の側面に設けた導管41に収容される。その他の構成は、第1実施形態のセンサシステムと同一である。その他の構成は、第1の実施形態と同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。
(第3の実施形態)
FIG. 8 shows a perspective view of the moving member 2 to which the sensor system of the second embodiment of the present invention is applied. In the first embodiment, the cable 24 for communicating between the master device 18 and the second sensors 22a to 22d is arranged between the moving member 2 and the track member 1, whereas in the second embodiment, the cable 24 is arranged. The cable 24 is housed in a conduit 41 provided on the side surface of the moving member 2. Other configurations are the same as the sensor system of the first embodiment. Since the other configurations are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given and the description thereof will be omitted.
(Third embodiment)

図9は、本発明の第3の実施形態のセンサシステムが適用される移動部材2の斜視図を示す。第1の実施形態では、マスターデバイス18と第2センサ22a~22dとを有線のケーブル24で接続するのに対し、第3の実施形態では、マスターデバイス18と第2センサ22a~22dとをトランシーバ43を用いて無線で接続する。また、マスターデバイス18と上位システム31とをトランシーバ42を用いて無線で接続する。その他の構成は、第1の実施形態と同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。 FIG. 9 shows a perspective view of the moving member 2 to which the sensor system of the third embodiment of the present invention is applied. In the first embodiment, the master device 18 and the second sensors 22a to 22d are connected by a wired cable 24, whereas in the third embodiment, the master device 18 and the second sensors 22a to 22d are connected to the transceiver 43. Use to connect wirelessly. Further, the master device 18 and the host system 31 are wirelessly connected to each other by using the transceiver 42. Since the other configurations are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given and the description thereof will be omitted.

なお、本発明は、上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で他の実施形態に具現化可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be embodied in other embodiments without changing the gist of the present invention.

例えば、センサとして、移動部材の歪み、振動、温度等を検出するセンサを用いることもできるし、センサを移動部材のブロック及び/又は蓋部材に配置することもできる。 For example, as the sensor, a sensor that detects distortion, vibration, temperature, etc. of the moving member can be used, or the sensor can be arranged on the block and / or the lid member of the moving member.

本発明のセンサシステムは、上記実施形態の運動案内装置に限らず、ボールねじ、ボールスプラインにも適用することができる。 The sensor system of the present invention can be applied not only to the motion guidance device of the above embodiment but also to a ball screw and a ball spline.

ボールねじは、ねじ軸と、ナットと、ねじ軸の溝とナットの溝との間に介在する転動体としてのボールと、を備える。ボールが循環できるように、ナットには循環路が設けられる。ねじ軸を回転させると、ナットが相対的に直線運動する。 The ball screw includes a screw shaft, a nut, and a ball as a rolling element interposed between the groove of the screw shaft and the groove of the nut. The nut is provided with a circulation path so that the ball can circulate. When the screw shaft is rotated, the nut moves relatively linearly.

ボールスプラインは、スプライン軸と、スプライン外筒と、スプライン軸とスプライン外筒との間に介在する転動体としてのボールと、を備える。ボールが循環できるように、スプライン外筒には循環路が設けられる。スプライン軸に対してスプライン外筒を軸方向に相対移動させると、ボールが循環路を循環する。 The ball spline comprises a spline shaft, a spline outer cylinder, and a ball as a rolling element interposed between the spline shaft and the spline outer cylinder. A circulation path is provided in the spline outer cylinder so that the ball can circulate. When the spline outer cylinder is moved relative to the spline axis in the axial direction, the ball circulates in the circulation path.

1…軌道部材、2…移動部材、2-1…中央部、2-2…袖部、3…運動案内装置(機械要素)、4…転動体、11…第1ケース、12…第2ケース、14a~14d…第1センサ、15,21…基板、18…マスターデバイス、22a~22d…第2センサ、24…ケーブル、25…コネクタ、28…支持部材、30…センサシステム、31…上位システム 1 ... Track member, 2 ... Moving member, 2-1 ... Central part, 2-2 ... Sleeve part, 3 ... Motion guidance device (mechanical element), 4 ... Rolling element, 11 ... First case, 12 ... Second case , 14a-14d ... 1st sensor, 15, 21 ... Board, 18 ... Master device, 22a-22d ... 2nd sensor, 24 ... Cable, 25 ... Connector, 28 ... Support member, 30 ... Sensor system, 31 ... Upper system

Claims (6)

軌道部材に転動体を介して移動部材が相対移動可能に組み付けられる機械要素用のセンサシステムであって、
前記移動部材に配置される第1センサと、
前記移動部材に配置される第2センサと、
前記移動部材に配置され、前記第1センサが出力するデータと前記第2センサが出力するデータを受信し、受信した前記データを出力するマスターデバイスと、を備え
前記マスターデバイスと前記第1センサ及び前記第2センサの少なくとも一方とで通信を行うためのケーブルが、前記軌道部材と前記移動部材との間に配置される機械要素用のセンサシステム。
A sensor system for mechanical elements in which a moving member is assembled to a track member via a rolling element so that the moving member can move relative to each other.
The first sensor arranged on the moving member and
The second sensor arranged on the moving member and
A master device, which is arranged on the moving member and receives data output by the first sensor and data output by the second sensor, and outputs the received data, is provided .
A sensor system for a mechanical element in which a cable for communicating between the master device and at least one of the first sensor and the second sensor is arranged between the track member and the moving member .
前記第1センサが前記移動部材の相対移動方向の一端部に配置され、
前記第2センサが前記移動部材の前記相対移動方向の他端部に配置されることを特徴とする請求項1に記載の機械要素用のセンサシステム。
The first sensor is arranged at one end of the moving member in the relative moving direction.
The sensor system for a mechanical element according to claim 1, wherein the second sensor is arranged at the other end of the moving member in the relative moving direction.
前記移動部材は、前記軌道部材の上面に対向する中央部と、前記軌道部材の左右一対の側面に対向する左右一対の袖部と、を有し、
前記ケーブルは、前記軌道部材の前記上面と前記移動部材の前記中央部との間に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の機械要素用のセンサシステム。
The moving member has a central portion facing the upper surface of the track member and a pair of left and right sleeve portions facing the pair of left and right side surfaces of the track member.
The sensor system for a mechanical element according to claim 1 or 2 , wherein the cable is arranged between the upper surface of the track member and the central portion of the moving member.
前記ケーブルは、前記移動部材に取り付けられる支持部材に支持されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の機械要素用のセンサシステム。 The sensor system for a mechanical element according to any one of claims 1 to 3 , wherein the cable is supported by a support member attached to the moving member. 前記マスターデバイスが、前記移動部材に取り付けられる第1ケースに収容されることを特徴とする請求項1ないしのいずれか一項に記載の機械要素用のセンサシステム。 The sensor system for a mechanical element according to any one of claims 1 to 4 , wherein the master device is housed in a first case attached to the moving member. 前記第1センサが前記第1ケースに収容され、
前記第2センサが前記移動部材に取り付けられる第2ケースに収容され、
前記マスターデバイスと前記第2センサとで通信を行うためのケーブルが、前記第1ケース及び前記第2ケースそれぞれに収容される基板のコネクタに着脱可能に接続されることを特徴とする請求項に記載の機械要素用のセンサシステム。
The first sensor is housed in the first case.
The second sensor is housed in a second case attached to the moving member.
5. The fifth aspect of the present invention is characterized in that a cable for communicating between the master device and the second sensor is detachably connected to a connector of a substrate housed in each of the first case and the second case. Sensor system for the described mechanical elements.
JP2018007787A 2018-01-22 2018-01-22 Sensor system for machine elements Active JP7012541B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018007787A JP7012541B2 (en) 2018-01-22 2018-01-22 Sensor system for machine elements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018007787A JP7012541B2 (en) 2018-01-22 2018-01-22 Sensor system for machine elements

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019127951A JP2019127951A (en) 2019-08-01
JP7012541B2 true JP7012541B2 (en) 2022-01-28

Family

ID=67472017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018007787A Active JP7012541B2 (en) 2018-01-22 2018-01-22 Sensor system for machine elements

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7012541B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7412152B2 (en) * 2019-12-09 2024-01-12 Thk株式会社 Mounting member and motion guide device including this mounting member
TWI752751B (en) * 2020-12-09 2022-01-11 上銀科技股份有限公司 Device and method for detecting states of linear guideway

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1502700A1 (en) 2003-07-26 2005-02-02 Schneeberger Holding AG Measuring system
JP2017129519A (en) 2016-01-22 2017-07-27 Thk株式会社 MOTION GUIDANCE DEVICE LOAD MEASUREMENT SYSTEM, LOAD MEASUREMENT METHOD, AND MOTION GUIDE DEVICE LIFE LIFE CALCULATION METHOD
JP2017180815A (en) 2016-01-18 2017-10-05 Thk株式会社 Rolling guide device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003011038A (en) * 2001-06-29 2003-01-15 Nsk Ltd Linear motion device with sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1502700A1 (en) 2003-07-26 2005-02-02 Schneeberger Holding AG Measuring system
JP2017180815A (en) 2016-01-18 2017-10-05 Thk株式会社 Rolling guide device
JP2017129519A (en) 2016-01-22 2017-07-27 Thk株式会社 MOTION GUIDANCE DEVICE LOAD MEASUREMENT SYSTEM, LOAD MEASUREMENT METHOD, AND MOTION GUIDE DEVICE LIFE LIFE CALCULATION METHOD

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019127951A (en) 2019-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4523383A (en) Position sensing apparatus
KR102080426B1 (en) Force / torque sensor with instrumentation on less than 4 beam surfaces
JP7012541B2 (en) Sensor system for machine elements
JP4532577B2 (en) Machine tool with numerical control device and on-machine measuring device
WO2002055958A8 (en) Topological and motion measuring tool
JP6936573B2 (en) Robot joint structure
CN105628541A (en) Apparatus for detecting defect of molded product in mold-takeout robot
EP3527931A1 (en) Three-dimensional coordinate measurement apparatus
US11000928B2 (en) Machining center
JP2014238376A (en) Measuring device
CN105229475A (en) The armouring body of sensor unit, sensor assembly, electronic equipment and moving body
JP2010264526A (en) Parallel mechanism and control method therefor
KR20170125088A (en) Robot, control method of robot, mounting method of work, and method of returning work
TW201832456A (en) Workpiece conveyance control system, and motion guiding device
US7350395B2 (en) Apparatus for generating road surface reaction force in a test apparatus for steer-by-wire system
JP6337172B2 (en) Length measuring device
JP2017223574A (en) Industrial machine
KR102791357B1 (en) Structure for sensing external force applied to robot
JP5172556B2 (en) Synchronous moving device and image measuring device
KR102182351B1 (en) Linear actuator and method for identifying the same
JP2006145560A (en) Calibration program and method for copying probe
US20120150348A1 (en) Method for estimating connection orders of modules of modular robot
JP6451942B2 (en) 3D coordinate measuring device
JP3841273B2 (en) Scanning probe calibration apparatus, calibration program, and calibration method
JP2016145823A (en) 3D coordinate measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201218

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210810

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211005

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211203

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211221

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220118

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7012541

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250