(57)【要約】      （修正有）【課題】被加工ワークのクランプ状態をエアー配管や信号配線を用いずに検出可能とする無線近接センサ装置を提供する。【解決手段】本無線近接センサ装置２２は、被加工ワークに非接触でその加工基準位置の検出が可能な位置に配置される非接触検出部と、上記検出出力に電波送信するための処理をする処理部と、上記処理部の出力を電波送信する送信アンテナ４８と、上記送信アンテナが放射する送信電波ＴＥを特定箇所に向けて反射する電波反射部と、を備えた構成。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工ワークに非接触でその加工基準位置の検出が可能な位置に配置される非接触検出部と、
上記検出出力に電波送信するための処理をする処理部と、
上記処理部の出力を電波送信する送信アンテナと、
上記送信アンテナが放射する送信電波を特定方向に向けて反射する電波反射部と、
を具備したことを特徴とする無線近接センサ装置。
【請求項２】
上記電波反射部が、送信電波を反射可能な凹面を有する部材からなり、上記送信アンテナは上記電波反射部の凹面内に設置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の無線近接センサ装置。
【請求項３】
上記電波反射部の凹面が特定箇所に焦点を持つ放物面をなしている、ことを特徴とする請求項２に記載の無線近接センサ装置。
【請求項４】
上記非接触検出部、処理部および送信アンテナが筐体に収納され、上記電波反射部が、上記筐体外部または内部に設けられている、ことを特徴とする請求項２に記載の無線近接センサ装置。
【請求項５】
機械加工装置に配設されて被加工ワークをワーク台座の台座面上の加工基準位置にクランプするものでかつ上記機械加工装置における加工に際しては上記被加工ワークと共に回転可能とされたワーククランプ装置であって、
上記ワーク台座の台座面に請求項１に記載の無線近接センサ装置が配置されている、ことを特徴とするワーククランプ装置。
【請求項６】
上記ワーク台座の台座面に上記電波反射部としての凹面を備えた凹部を備え、この凹部の凹面内に上記無線近接センサ装置が収納されている、ことを特徴とする請求項５に記載のワーククランプ装置。
【請求項７】
被加工ワークを加工基準位置でクランプして該被加工ワークに所定の加工を施す機械加工装置において、
請求項１ないし４のいずれかに記載の無線近接センサ装置と、その無線近接センサ装置の電波反射部で反射された送信電波を受信可能な位置に配置された受信アンテナとを備える、ことを特徴とする機械加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係る無線近接センサ装置は、被加工ワークを加工基準位置に配置してこの加工基準位置に従い加工工具を数値制御して被加工ワークを加工する機械加工装置等に適用することができる。
【０００２】
また、本発明に係る無線近接センサ装置は、被加工ワークを回転させながら加工する機械加工装置に配設されて該被加工ワークを所要位置でクランプするためのワーククランプ装置等に適用することができる。
【背景技術】
【０００３】
被加工ワークを研削や切削機械加工装置等の機械加工装置で加工する場合、被加工ワークをその機械加工装置の加工基準に適合した位置にクランプする必要がある。そのクランプのためにワーククランプ装置が用いられる。
【０００４】
被加工ワークには、自動車用レシプロエンジンを一例にとれば、カム軸のカム、そのジャーナル、ピストンピン、クランクジャーナル、クランクピン等、種々の部分がある。このような被加工ワークに研削加工を、数値データやプログラムに従い加工制御する機械加工装置が提案されている。（特許文献１参照。）
このような機械加工装置を用いて被加工ワークを加工する場合、被加工ワークをクランプする上記ワーククランプ装置には、被加工ワークの着座位置にエアー流出口を設け、このエアー流出口にエアー配管の一端側を連通接続すると共にエアー配管の他端側をエアー供給源に連通接続し、このエアー配管を介してエアー供給源から所定圧力のエアーをエアー流出口に流し込んで、エアー流出口からエアーの漏れが生じているか否かを圧力センサで検出することにより、被加工ワークのクランプ状態を判定するようにしたものがある。（特許文献２参照。）
しかしながら、機械加工装置での機械加工で生じた加工屑が、ワーククランプ装置に付着したり堆積したりして、被加工ワークをワーククランプ装置から取り外した後、加工屑がエアー流出口からエアー配管内に侵入しやすく、エアー流出口を塞ぐ可能性がある。このような可能性は被加工ワークの加工不良率をアップさせてしまう。また、エアー配管を塞いでいる加工屑を清掃する作業が頻繁に要求されてしまい、作業コストが高くつく。さらに、エアー配管を上記ワーククランプ装置内に引き回し設置する必要があるから配管コストが高くつく上、そのエアー配管のメンテナンスのためのコストも高くつく。さらには、ワーククランプ装置を被加工ワークと共に一体回転させる必要があるので、加工前はエアーを供給（オン）して被加工ワークの着座状態を検出し、加工中はエアー供給を停止（オフ）する必要があり、エアー供給のオンオフ制御が複雑となる。さらには、加工中はエアーの供給をオフすると、被加工ワークが正常な着座位置に存在しているはずであるのに実際は正常な着座位置からずれた位置でクランプされた状態で加工されてしまう可能性があり、このことも被加工ワークの加工不良率をアップさせてしまう。
【０００５】
そこで、本出願人は、鋭意研究した結果、ワーククランプ装置に従来一般の近接センサを設置することを考えた。近接センサは、被加工ワークに非接触の状態で被加工ワークの着座状態を検出することができるものと考えられる。
【０００６】
しかしながら、従来一般の近接センサではその検出出力を出力するために信号配線が必要であり、被加工ワークと共に一体回転するワーククランプ装置に近接センサを取り付けたのでは、上記信号配線が難しい。例えば、信号配線をワーククランプ装置側と近接センサ出力を受信処理して機械加工装置のサーボモータ制御を行う制御側とで分割配線し、分割した信号配線間をスリップリングで摺接させる方式がある。
【０００７】
このような方式は、機械加工装置が多数台数になると、機械加工装置設置床面上に多数の信号配線が引き回されてしまう、等により好ましくない。
【特許文献１】特開２００２−１０３２１９（２００２年４月９日公開）
【特許文献２】特開平７−４０１６９（１９９５年２月１０日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本出願人はさらに研究を重ね、信号配線を要する近接センサではなく、その信号を無線で送信することができる無線近接センサを開発した。
【０００９】
しかしながら、無線近接センサの場合では、信号配線で信号を送信せず、無線で送信するために、同一機械加工装置内部に複数の無線近接センサが存在する場合でも、複数の機械加工装置内部に無線近接センサを配置した場合でも、無線近接センサそれぞれからの信号電波の相互干渉が問題となる。
【００１０】
したがって、本発明により解決すべき課題は、被加工ワークのクランプ状態をエアー配管や信号配線を用いずに検出可能とするとともに、上記信号電波の相互干渉が起こらないかまたは起こりにくい無線近接センサ装置ならびにその無線近接センサ装置を用いたワーククランプ装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による無線近接センサ装置は、被加工ワークに非接触でその加工基準位置の検出が可能な位置に配置された非接触検出部と、上記検出出力に電波送信するための処理をする処理部と、上記処理部の出力を電波で送信する送信アンテナと、上記送信アンテナからの送信電波を特定方向に向けて反射する電波反射部とを具備したことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の好適な一態様は、上記電波反射部が、送信電波を反射可能な凹面を有する部材からなり、上記送信アンテナは上記電波反射部の凹面内に設置されていることである。
【００１３】
本発明のさらに好適な一態様は、上記電波反射部の凹面が特定箇所に焦点を持つ放物面をなしていることである。
【００１４】
本発明のさらに好適な一態様は、上記非接触検出部、処理部および送信アンテナが筐体に収納され、上記電波反射部が、上記筐体外部または内部に設けられていることである。
【００１５】
上記樹脂製の筐体は、筐体全体または一部がセンサデータを筐体内から筐体外に放射できる材料例えば樹脂材から構成されていることが好ましい。
【００１６】
非接触検出部は、その検出方式に限定されるものではなく、電磁誘導方式型、静電容量方式、磁気方式、超音波方式、光電方式、その他の検出方式を含むことができる。
【００１７】
無線近接センサ装置には、物体の存在位置を連続的に検出することができるセンサだけでなく、物体がある距離内に近づいたときにオンまたはオフするセンサ装置も含むことができる。
【００１８】
上記電波の送信形態は、特に限定しないが、電波反射部で反射させた送信電波を特定箇所（電波焦点）に集束させるにはマイクロ波やミリ波の極超短波等が好ましい。また、単に送信電波を特定方向に反射するのであれば、例えば特定小電力無線とすることができる。
【００１９】
本発明では、非接触検出部や処理部等に電源を供給する形態は特に限定しないが、例えば筐体内に電池搭載室を設け、この電池搭載室に搭載した電池で無線送信部等に電源を供給するようにして電源供給のための電源ケーブルの配線を省略可能としてもよい。
【００２０】
本発明の無線近接センサ装置を、機械加工装置における被加工ワークの加工基準位置に組み込んで使用すると、その無線近接センサ装置の非接触検出部により被加工ワークが加工基準位置にセットされているかを当該被加工ワークに接触することなく検出することができる。そして、その非接触検出部の検出出力を無線近接センサ装置の処理部により無線で送信することができる形態に処理した後、無線近接センサ装置の送信アンテナから送信することができる。
【００２１】
そのため、被加工ワークの加工基準位置でのセット状態を検出するために、従来のようにワーク台座にエアー流出口を設けると共にワーク台座にエアー流出口に連通するエアー配管一端側を配管しそのエアー配管他端側にエアー供給源を接続し、エアー配管途中に配置した圧力センサでエアーの圧力状態を検出するシステムをとる必要がなくなる。
【００２２】
以上から本発明の無線近接センサ装置を機械加工装置に組み込んだ場合、上記従来システムによる被加工ワークの加工不良率のアップとか、加工屑の清掃作業とか、エアー配管の引き回し設置とか、等を無くすことができる。
【００２３】
また、本発明の無線近接センサ装置は、無線で非接触検出部の検出出力を送信することができるので、上記検出出力を出力させる信号配線が必要で無くなる。
【００２４】
以上において、本発明の無線近接センサ装置では、上記送信アンテナが送信する電波を反射して特定箇所に集束させることができる電波反射部を有するので、例えば同一の機械加工装置内部に複数の無線近接センサが存在する場合でも、また、複数の機械加工装置内部に無線近接センサを配置した場合でも、上記特定箇所に受信アンテナを配置すれば、上記送信電波の相互干渉が起こらせないかまたは起こりにくくすることができる。
【００２５】
本発明によるワーククランプ装置は、機械加工装置に配設されて被加工ワークをワーク台座の台座面にクランプするものでかつ上記機械加工装置における加工に際しては上記クランプした被加工ワークと共に回転可能とされたワーククランプ装置であって、上記ワーク台座の台座面に上記無線近接センサ装置が配置されている、ことを特徴とするものである。
【００２６】
本発明の好適な一態様は、上記無線近接センサ装置の非接触検出部、処理部および送信アンテナが筐体に収納され、この筐体が上記ワーク台座に形成した凹部に収納され、この凹部は上記特定箇所に焦点を持ち内面が電波反射面をなす放物面とされ、上記送信アンテナは上記凹部内面の対称軸方向と平行に送信電波を放射する構成を備える、ことである。
【００２７】
本発明によるワーククランプ装置は、機械加工装置に配設されて被加工ワークをワーク台座の台座面にクランプするものでかつ上記機械加工装置における加工に際しては上記クランプした被加工ワークと共に回転可能とされたワーククランプ装置であって、上記ワーク台座の台座面に凹部を設けると共にこの凹部内部に上記無線近接センサ装置を配置したことを特徴とするものである。なお、ワーククランプ装置のワーククランプに上記凹部を設け、この凹部に上記無線近接センサを収納するようにしてもよい。
【００２８】
本発明のワーククランプ装置を組み込んだ機械加工装置では、該機械加工装置が多数になって各機械加工装置ごとのワーククランプ装置が多数となっても、設置床面上に多数の信号配線等を引き回すようなことがなくなり、多数の機械加工装置からなる加工システムを安価で高い信頼性のシステムに構築することができるようになる。
【００２９】
本発明による機械加工装置は、被加工ワークを加工基準位置でクランプして該被加工ワークに所定の加工を施す機械加工装置において、上記無線近接センサ装置と、その無線近接センサ装置の電波反射部で反射された送信電波を受信可能な位置に配置された受信アンテナとを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の無線近接センサ装置は、被加工ワークの検出に係るセンサデータを無線で筐体外に送信することができるセンサであるので、その無線近接センサ装置を機械加工装置のセンサ取り付け部に取り付けるだけで、被加工ワークのクランプ状態等をエアー配管を配管したり、信号配線を用いたりせずに、しかも安価な方式で検出することができる。そのため、エアー配管を例えばワーク台座内に配管する必要が無くなることにより配管コストを削減でき、また、被加工ワークの検出に係るセンサデータを信号配線を引き回して制御装置等に出力する必要がなくなる等、多数の機械加工装置が集約配置された工場等では特に好ましい。
【００３１】
また、本発明の無線近接センサ装置では、被加工ワークのクランプ状態等を検出することができるので、従来のように正常なクランプ位置からずれた状態で被加工ワークを加工してしまう可能性が大きく軽減される結果、被加工ワークの加工不良率を飛躍的に低下させることができるようになる。
【００３２】
さらに、本発明の無線近接センサ装置では、送信アンテナが送信する電波を特定方向に反射させることができる電波反射部を有するので、例えば同一の機械加工装置内部に複数の無線近接センサが存在する場合でも、また、複数の機械加工装置内部に無線近接センサを配置した場合でも、それぞれの無線近接センサ装置の送信アンテナが送信する電波が反射されてくる特定方向任意の箇所に受信アンテナを配置すれば、上記送信電波の相互干渉が起こらないかまたは起こりにくくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図１に実施の形態の機械加工装置の概略構成を示す。同図を参照して、この機械加工装置では、図示略のベッド上に配置されたテーブル２が移動モータ４によりｘ方向に摺動可能に配置されている。テーブル２上に回転主軸６，８が対向配置されている。両回転主軸６，８の対向面からワーククランプ装置１０，１２が突設されている。被加工ワーク１４はその被加工面がｘ方向に直径が一定である長い円筒面状をなす丸棒である。この被加工ワーク１４はその両軸端が両ワーククランプ装置１０，１２にそれぞれクランプされて軸線ｃ１回りに回転主軸６，８と一体回転可能になっている。回転主軸６は主軸モータ１５により回転駆動させられる。実施の形態の被加工ワーク１４は理解の都合で被加工ワーク１４を上記で説明するが、本発明が対象とする被加工ワーク１４は上記形状に限定されず、外周面のプロフィールが偏心カム軸のような非円形であったり、長手方向に凹凸、あるいは円錐形状、等を含む。例えば自動車用レシプロエンジンにおけるカム軸のカム、そのジャーナル、ピストンピン、クランクジャーナル、クランクピン等、種々の形状を有するものを被加工ワーク１４に適用することができる。
【００３４】
加工工具の一例である回転砥石１６は砥石モータ２１により軸線ｃ２回りに回転駆動される。回転砥石１６の外周部分に砥石が装着されており、この砥石により被加工ワーク１４の外周面である被加工面に研削等の加工が施される。テーブル２０は図示略の上記ベッドに配置されモータ１８によりｙ方向に駆動されるようになっている。回転砥石１６は、このテーブル２０によりｙ方向に自在に進退して被加工ワーク１４を加工することが可能になっている。
【００３５】
被加工ワーク１４の両軸端それぞれのワーククランプ装置１０，１２には無線近接センサ装置２２，２４が内蔵されている。無線近接センサ装置２２，２４を被加工ワーク１４の両軸端側に配置する必要は必ずしもなく一方の軸端側にのみ無線近接センサ装置２２または２４を配置してもよい。ただし、被加工ワーク１４のクランプ位置ずれ検出の場合は近接センサ装置２２，２４を被加工ワーク１４の両軸端側に配置する必要がある。
【００３６】
両無線近接センサ装置２２，２４は、被加工ワーク１４に接触しないで被加工ワーク１４の軸端におけるクランプ状態をそれぞれ検出してその検出に係るそれぞれのセンサデータを後述する内蔵送信アンテナにより無線で無線受信機２６，２８に送信する構成になっている。
【００３７】
この被加工ワーク１４は、ワーククランプ装置１０，１２により機械加工装置における加工基準位置に適合した位置で加工中はそのクランプ状態を維持されることが必要である。
【００３８】
そのため、被加工ワーク１４の両軸端がワーククランプ装置１０，１２で加工基準位置に適合した位置でクランプされているか否かのセンサデータが加工開始前において無線近接センサ装置２２，２４それぞれから無線受信機２６，２８に送信されるようになっている。
【００３９】
無線近接センサ装置２２，２４それぞれのセンサデータは両無線受信機２６，２８で受信させる必要は必ずしもなく、一方の無線受信機２６，２８に受信させてもよい。
【００４０】
これは無線近接センサ装置２２，２４それぞれのセンサデータには送信ＩＤコードが含まれているので、いずれの無線近接センサ装置２２，２４からのセンサデータであるかを判定することができるからである。
【００４１】
また、無線受信機２６，２８は、一旦、加工開始前に無線近接センサ装置２２，２４それぞれのセンサデータから被加工ワーク１４のクランプ状態に関するセンサデータを得る以外に、加工中でも無線近接センサ装置２２，２４それぞれのセンサデータから被加工ワーク１４のクランプ状態に関するセンサデータを得ることができるようになっている。
【００４２】
従来では、加工中はエアー供給源からのエアー供給は停止されているため、ワーク台座のエアー流出口のエアー流出によるエアー配管内圧力の変化を圧力センサで検出することはできず、被加工ワーク１４に対する加工中では被加工ワーク１４はワーククランプ装置１０，１２で正しい位置にクランプされているものとして被加工ワーク１４に加工を施さざるを得なかった。
【００４３】
あるいは、エアー流出口を被加工ワーク１４が位置ずれする方向に複数配置し、被加工ワーク１４のクランプ位置の位置ずれに応じたエアー配管内の圧力変化から被加工ワーク１４のクランプ状態を判定することも可能であるが、連続的な位置ずれの検出はできず、また、複数のエアー流出口を設ける必要があるので、ワーク台座の加工コストが高くつく。
【００４４】
これに対して実施の形態では、無線近接センサ装置２２，２４からクランプ位置の位置ずれを連続的に検出することが可能であり、また、ワーク台座も単に無線近接センサ装置２２，２４を内蔵させるだけでよく、ワーク台座の加工コストはさほど高くつくものとはならない。
【００４５】
こうして両無線受信機２６，２８それぞれが受信したセンサデータは制御装置３０に入力される。この制御装置３０はプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）により構成することができる。制御装置３０は、ＣＰＵ、メモリ等を有し、ＣＰＵは、無線受信機２６，２８からのセンサデータを監視しつつ、メモリに記憶されている制御プログラムに従いモータ等の駆動回路３２を駆動して被加工ワーク１４に対する加工を制御するようになっている。
【００４６】
この制御プログラムはシーケンスプログラムで構成し、被加工ワーク１４に対して種々の加工を実施する場合、ＰＬＣは無線受信機２６，２８からのセンサデータ以外に、図外のセンサ、アクチュエータ等からなる各種の入出力機器３１に接続されて、予め格納されたシーケンスプログラムを実行しながら機械加工装置内の被加工ワーク１４の加工に対するシーケンス制御を行うようにしてもよい。
【００４７】
また、上記メモリに例えば被加工ワーク１４の加工プロフィールデータを記憶させ、ＣＰＵをこの加工プロフィールデータに従い、テーブル２，２０の移動を制御させ、被加工ワーク１４に対して任意の加工を施すと共に、ワーククランプ装置１０，１２に内蔵した無線近接センサ装置２２，２４からのセンサデータに基づいて被加工ワーク１４が加工プロフィールの加工基準位置にクランプされているかを検出しつつ被加工ワーク１４に対する加工を施すようにしてもよい。
【００４８】
図２を参照してワーククランプ装置１０，１２内における無線近接センサ装置２２，２４の設置を説明する。図２は図１のＡ−Ａ線断面構成を示す。ただし、図２中に示す無線近接センサ装置２２の内部構造の詳細は略し、回路ブロックを模式的に示している。
【００４９】
まず、無線近接センサ装置２２の設置について説明する。ワーククランプ装置１０は、ワーククランプ３４と、ワーク台座３６とを備える。ワーク台座３６にはセンサ取り付け部として無線近接センサ装置２２の設置用凹部３８が形成されている。無線近接センサ装置２２はこの凹部３８内に充填した樹脂材３９中に収納設置される。
【００５０】
上記無線近接センサ装置２２は、内部が密封された樹脂製筐体４２を有し、この筐体４２内部に、被加工ワーク１４に非接触で該被加工ワーク１４のクランプ状態を検出する非接触検出部４４と、上記検出に係るセンサデータを無線で送信するためのデータ形態に処理する信号処理部４６と、上記信号処理部４６からのセンサデータを無線送信する送信アンテナ４８と、を内蔵している。この無線近接センサ装置２２は、送信アンテナ４８が放射する送信電波を特定方向に向けて反射する、後述する電波反射部を備える。この電波反射部は上記筐体４２の外側あるいは内側に設けることができる。
【００５１】
筐体４２の樹脂材は、耐熱性を有し強度も高い樹脂が好ましく、この樹脂には例えば、ポリイミド系、ポリアミドイミド系、ポリアミド系、エポキシ系、ポリエステル系（ポリエチレンテレフタレート系やポリエチレンナフタレート系等含む）、ポリスルホン系、ポリカーボネート系、ナイロン系、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの樹脂がある。
【００５２】
図３を参照してワーク台座３６上での被加工ワーク１４のクランプ状態を説明する。図３（ａ）に被加工ワーク１４がその回転中心点Ｏ１がワーク台座３６上の設置点Ｏ２から図示左側にずれたワーク位置Ｐ１においてワーククランプ３４でクランプされている場合を示し、図３（ｂ）に一致したワーク位置Ｐ２でクランプされている場合を示し、図３（ｃ）に図示右側にずれたワーク位置Ｐ３でクランプされている場合を示す。図３ではＰ１−Ｐ３の符号の図示は略している。
【００５３】
図４にワーク台座３６上での被加工ワーク１４のワーク位置での無線近接センサ装置２２の非接触検出部４４の検出レベルを示す。図４で横軸に被加工ワーク１４のワーク台座３６上におけるワーク位置をとり、縦軸に無線近接センサ装置２２の非接触検出部４４の検出信号のレベルをとる。
【００５４】
無線近接センサ装置２２の非接触検出部４４は、被加工ワーク１４が図３（ａ）のワーク位置Ｐ１でクランプされている場合は図４の検出レベルでレベルａのセンサデータを出力し、図３（ｂ）のワーク位置Ｐ２でクランプされている場合は図４の検出レベルで最大のレベルｂのセンサデータを出力し、図３（ｃ）のワーク位置Ｐ３でクランプされている場合は図４の検出レベルでレベルｃのセンサデータを出力する。
【００５５】
以上の検出レベルのデータを含むセンサデータが無線近接センサ装置２２の送信アンテナ４８から送信される。このセンサデータは無線受信機２６により受信され、制御装置３０に入力される。制御装置３０はそのセンサデータから被加工ワーク１４がワーク台座３６に対して図３（ａ）や図３（ｃ）で示す位置に位置ずれしている場合では、例えば、テーブル２０の移動量や、あるいは回転砥石１６による加工速度、加工時間等を制御（サーボ制御等）したり、あるいは、テーブル２を図示略のテーブル移動モータでｙ方向に移動制御（サーボ制御等）したりする。これによって、被加工ワーク１４に対して回転砥石１６により正常に加工することができるようになる。
【００５６】
図５を参照して無線近接センサ装置２２の送信アンテナ４８からの送信電波を反射する電波反射部と、この電波反射部で反射した送信電波を受信する無線受信機２６の受信アンテナ２６ａの配置を説明する。図５（ａ）は図２に対応する断面図、図５（ｂ）は図１の図中左側のワーククランプ装置１０を矢印Ｂ方向から見た要部の部分断面図である。
【００５７】
上記凹部３８は、無線近接センサ装置２２を収納するセンサ取り付け部であると同時に上記電波反射部として機能する。
【００５８】
すなわち、上記凹部３８内面は、電波反射性に優れた金属材からなる電波反射部として、ワーク台座３６上方１箇所（特定箇所）に焦点Ｆを持つ放物面とされている。この放物面は微弱な電波を電波反射体の中心に効率よく集めることができるパラボラアンテナ形状とすることが好ましい。
【００５９】
凹部３８内面をパラボラアンテナ形状とすることにより凹部３８内面中央部のメイン反射ビームの両脇に生じするサイドローブが小さくなり、このサイドローブによる他の送信電波との相互干渉を抑制することができる。
【００６０】
上記凹部３８内面と無線近接センサ装置２２外周面との間には非磁性体の一例として樹脂材３９が充填されている。無線近接センサ装置２２の送信アンテナ４８は凹部３８内面（凹面）に向けて送信電波ＴＥを放射し、この送信電波ＴＥを上記焦点Ｆに集束する構成を備える。
【００６１】
無線受信機２６の受信アンテナ２６ａは、上記焦点Ｆに配置されている。２６ｂは受信アンテナ２６ａの配線である。この場合、無線受信機２６の受信アンテナ２６ａは機械加工装置の非回転部位である例えばワーク移動テーブル２上に立設した受信アンテナ固定部２ａの下面に固定配置する。受信アンテナ固定部２ａは図解の都合で図１にはその図示を略している。この受信アンテナ固定部２ａでの受信アンテナ２６ａの設置位置は上記焦点Ｆに設定されている。
【００６２】
無線近接センサ装置２２の送信アンテナ４８からの送信電波ＴＥは凹部３８内面で反射されて上記受信アンテナ２６ａに向けて集束される。そのため、その無線近接センサ装置２２の送信アンテナ４８から送信電波ＴＥが低電力で送信されても受信アンテナ２６ａでその送信電波ＴＥを受信することができると同時に、その送信電波ＴＥは弱いのでその周囲に配置した他の受信アンテナではその送信電波を受信されず電波の相互干渉を起こさずに済むようになる。その結果、無線近接センサ装置２２の送信に要する電力を低減することができ、また、電波の相互干渉を起こさないので、周囲の機械加工装置やその他の機器、機械等に対して悪影響を及ぼさずに済むので好ましい。
【００６３】
なお、無線近接センサ装置２２と受信アンテナ２６ａとの周囲に図示を略するが電波遮蔽構造物を配置して他の無線近接センサ装置からの送信電波との相互干渉をより効果的に遮断ないし抑制するようにしてもよい。
【００６４】
なお、上記凹部３８を電波反射部とする代わりに図６で示すように無線近接センサ装置２２の筐体４２の内部に電波反射部４３を配置し、送信アンテナ４８からの送信電波ＴＥを電波反射部４３で反射して上記受信アンテナ２６ａに向けて集束させるようにしてもよい。この場合は、凹部３８内面は放物面とする必要はなく、任意の内面形状とすることができる。
【００６５】
図７を参照して無線近接センサ装置２２の構成をさらに詳しく説明する。無線近接センサ装置２２の筐体４２は一例として円筒形状であり、その一端側開口には、コップ形状のキャップ５０が装着され、このキャップ５０の中に、フェライトコア５２が配置されている。フェライトコア５２には検出コイル５４が巻回されている。これらは無線近接センサ装置２２のセンサヘッドを構成することができる。検出コイル５４はその近傍に被加工ワーク１４が存在すると、検出コイル５４と被加工ワーク１４との電磁誘導作用により検出コイル５４の抵抗成分やインダクタンス成分が変化（検出コイル５４のＱ値が変化）する。これにより検出コイルは非接触検出部の一部を構成する。キャップ５０の開口側には基板５６が配置されている。この基板５６の裏面側には回路部品５８が搭載されている。基板５６は、フェライトコア５２の背面側と内装支持基板６０とで支持されている。
【００６６】
基板５６の平坦表面に送信アンテナ４８が図８で示すようにループアンテナ形状で形成されている。この送信アンテナ４８の配置位置は図８で示す位置に限定されるものではなく、凹部３８内面に向けて送信電波ＴＥを放射することに都合が良い位置に配置することが好ましい。そのため、基板５６とは別途のアンテナ設置専用基板を設け、この専用基板の、ループアンテナを形成した基板表面の向きを調整するようにしてもよい。
【００６７】
筐体４２の他端側内周面は電池搭載室６４とされ、この電池搭載室６４に一次電池や二次電池等の各種の電池６６が搭載可能になっている。ワーククランプ装置１０から電源が供給される場合はこの電池搭載室６４は設ける必要がない。
【００６８】
筐体４２の他端側は開口しており、この開口はねじ込み式キャップ６８により閉塞されるようになっている。キャップ６８の内面には電池６６の接点を与えるスプリング７０が設けられている。電池６６は、交換可能であると共に、このキャップ６８の締め付け装着により、そのプラスとマイナス側両接点が非接触検出部４４や信号処理部４６を構成する回路部品５８に対する電源供給ラインに接続され、電池電源を回路部品５８に供給することができるようになっている。
【００６９】
筐体４２はキャップ６８によりその開口を閉塞された状態でその内部が気密封止される構造になっている。この場合、キャップ６８に図示略のＯリングを装着してもよい。また筐体４２の内部には好ましくは耐クーラント性のため樹脂が充填されてもよい。
【００７０】
図９を参照して、無線近接センサ装置２２の回路構成を説明する。無線近接センサ装置２２は、回路として、上記した非接触検出部４４と、信号処理部４６と、送信アンテナ４８と、を備える。上記非接触検出部４４と信号処理部４６には電池６６電源が供給される。
【００７１】
非接触検出部４４は、上記した検出コイル５４と、発振部７２と、検波部７４と、出力部７６とを有する。発振部７２は検出コイル５４のＱの変化により発振振幅や発振周波数が変化する。高周波型にあっては、発振部７２の発振振幅を検波部７４で検出し、この検波部７４の検出出力に応じて被加工ワーク１４の存在や近接を検出することができる。この検出の結果であるセンサデータを出力部７６から信号処理部４６に出力する。
【００７２】
信号処理部４６は、センサデータの演算やその他の制御をするＣＰＵ７８と、他の無線近接センサ装置を識別するＩＤコードやその他のデータを記憶しているＲＡＭ８０と、制御プログラムを記憶しているＲＯＭ８２とからなるマイクロコンピュータ８４と、マイクロコンピュータ８４からのセンサデータ（送信周波数（キャリア）、ＩＤコード（識別コード）、非接触検出部４４の検出出力）を入力し、ＩＤコードと検出出力を上記キャリアで変調して送信信号を生成して出力する送信出力部８６と、を備える。
【００７３】
信号処理部４６からのセンサデータは、ループアンテナ形状の送信アンテナ４８から空中へ電波の形で放射される。この場合、筐体４２は樹脂製であるので、この電波は筐体４２外へ放射することができる。
【００７４】
なお、信号処理部４６のＣＰＵ７８は、電池６６の寿命を長くするため、非接触検出部４４からセンサデータを入力した場合、無線通信を０．５秒間だけワンショット送信し、上記以外は待機状態（ストップモード）にして電池６６の消費を抑制するようになっている。
【００７５】
なお、被加工ワーク１４が例えば図１０で示すように一端側がクランプされるような円盤状あるいは短円筒状でもよい。例えば、鋳造成形されたアルミニウム合金製のホイール等でもよい。このような被加工ワーク１４ではその両端をワーククランプ装置１０，１２でクランプせず図示するように一端側をワーククランプ装置１０のワーククランプ３４とワーク台座３６とでクランプし、図中軸線ｃ４回りに被加工ワーク１４を回転させつつｙ方向に移動制御する一方で、図中軸線ｃ３回りに回転しｘ方向に移動自在な回転砥石１６で上記被加工ワーク１４を加工する形態とすることができる。この場合、無線近接センサ装置２２は、ワーク台座３６のセンサ取り付け部である凹部３８に内蔵するとよい。
【００７６】
以上説明したように本実施の形態では、無線近接センサ装置２２を、ワーククランプ装置１０に組み込んで使用すると、その無線近接センサ装置２２の筐体４２内部の非接触検出部４４により被加工ワーク１４のクランプ状態を被加工ワーク１４に接触することなく検出することができる。そして、その検出に係るセンサデータを無線近接センサ装置２２の信号処理部４６により無線で送信することができる形態に処理した後、無線近接センサ装置２２の送信アンテナ４８から送信することができる。そのため、被加工ワーク１４のクランプ状態を従来のようにワーク台座にエアー流出口を設けると共にワーク台座にエアー流出口に連通するエアー配管一端側を配管しそのエアー配管他端側にエアー供給源を接続し、エアー配管途中に配置した圧力センサでエアーの圧力状態を検出するシステムをとる必要がなくなる。
【００７７】
以上から実施の形態の無線近接センサ装置をワーククランプ装置に組み込んだ場合、上記従来システムによる被加工ワークの加工不良率のアップとか、加工屑の清掃作業とか、エアー配管の引き回し設置とか、等を無くすことができる。
【００７８】
また、本発明の無線近接センサ装置は、無線でセンサデータを送信することができるので、センサデータを出力させる信号配線が必要で無くなる。
【００７９】
なお、無線近接センサ装置２２からの送信電波ＴＥを凹部３８内面で反射させて焦点Ｆに集束させることが難しい場合では、図１１で示すように単に受信アンテナ２６ａの方向に反射させるものでもよい。この受信アンテナ２６ａは平面アンテナとして、上記送信電波ＴＥを受信するようにしてもよい。
【００８０】
また、図１２で示すようにワーク台座３６に通常の穴加工による円柱状や四角柱状の加工が容易な凹部３８を形成し、その凹部３８の内面形状に合致した外面形状を有し内面が放物面形状をなす反射面を構成する反射板４１を収納し、この反射板４１の内面側に樹脂材３９を充填すると共にこの樹脂材３９中に無線近接センサ装置２２を埋設することにより、無線近接センサ装置２２の全体を反射板４１、樹脂材３９と共に一体としたユニット型に構成してもよい。このユニット型とした場合、ワーク台座３６への無線近接センサ装置２２の設置作業が容易となり、装置不良の場合の交換作業が容易となる。また、反射板４１の取付位置調整が予め可能となる。
【００８１】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、種々な変更ないしは変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る機械加工装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３はワーク台座に対する被加工ワークのクランプ位置の位置ずれを示す図である。
【図４】図４はワーク台座上での被加工ワークのクランプ位置での無線近接センサ装置からの検出レベルを示す図である。
【図５】図５（ａ）は図２に対応し送信アンテナと、電波反射部と、受信アンテナとの間での電波の送受信を示す断面図、図５（ｂ）は図１の図中左側のワーククランプ装置１０を矢印Ｂ方向から見た要部の部分断面図である。
【図６】図６は図５（ａ）に対応して、送信アンテナと、電波反射部と、受信アンテナとの間での電波の他の送受信を示す図である。
【図７】図７は図１で示す無線近接センサ装置の構成を示す断面図である。
【図８】図８は図１の無線近接センサ装置が備えるループアンテナの構成を示す図である。
【図９】図９は無線近接センサ装置の電気的な概略構成を示す図である。
【図１０】図１０は機械加工装置の他の例を示す図である。
【図１１】図１１は図５（ａ）に対応して送信アンテナと、電波反射部と、受信アンテナとの間での電波のさらに他の送受信を示す図である。
【図１２】図１２は無線近接センサ装置の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
２  テーブル
４  テーブル移動モータ
６，８  主軸
１０，１２  ワーククランプ装置
１５  主軸モータ
１６  回転砥石
２１  砥石モータ
２０  テーブル
２２，２４  無線近接センサ装置
２６，２８  無線受信機
３０  制御装置
３２  駆動回路
４２  筐体
４４  非接触検出部
４６  信号処理部
４８  送信アンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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