(57)【要約】工作機械のような位置判定装置のプローブが、光測定信号を受信機モジュールに伝送する。本プローブは、電池駆動であり、電池が発光ダイオードに電力を供給し、この発光ダイオードが光測定信号を伝送する。光測定信号はシリアルに伝送されるコードワードを含み、このコードワードは汎用同期／非同期受信機送信機（ＵＳＡＲＴ）で生成される。ＵＳＡＲＴの出力は、ＵＳＡＲＴの出力と同じ形であるが各パルスの継続時間が減少した出力を有するパルス幅変調器と組み合わされ、発光ダイオードに電力を供給する電池の寿命を増加させる。パルス幅変調器は、ＵＳＡＲＴのタイミングを設定するようにも使用することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を生成する信号生成手段と、
前記信号生成手段によって生成された信号を光パルスの形で受信機モジュールに伝送する信号伝送手段と
を備えた位置判定装置用プローブにおいて、
パルス幅変調器が各パルスの継続時間を減少するように設けられた
ことを特徴とするプローブ。
【請求項２】
前記信号生成手段は、汎用同期／非同期受信機送信機を含むことを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項３】
前記パルス幅変調器は、汎用同期／非同期受信機送信機のタイミングを制御することを特徴とする請求項２に記載のプローブ。
【請求項４】
前記プローブは、電池駆動であることを特徴とするいずれかの先行する請求項に記載のプローブ。
【請求項５】
前記光パルスは、発光ダイオードによって生成されることを特徴とするいずれかの先行する請求項に記載のプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標測定機械、測定ロボット、および特に工作機械のような位置判定装置で使用するプローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
そのようなプローブの例は特許文献１に示されている。プローブと工作機械のコントローラとの間に無線信号伝送がある工作機械で使用するためのプローブは、特許文献２および特許文献３に示されている。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第４，１５３，９９８号明細書
【特許文献２】
欧州特許第３３７６６９号明細書
【特許文献３】
欧州特許第３３７６７０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
工作機械で使用するとき、そのようなプローブは一般に電池駆動である。このプローブは測定信号を受信機モジュールに光学的に伝送することができるが、この光学的な情報送信時の電力消費のために、電池寿命は短くなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、
信号を生成する信号生成手段と、
信号生成手段で生成された信号を光パルスの形で受信機モジュールに伝送する信号伝送手段と
を備えた位置判定装置用プローブにおいて、
パルス幅変調器が各パルスの継続時間を減少するように設けられた
ことを特徴とするプローブを提供する。
【０００６】
好ましくは、信号生成手段は、汎用同期／非同期受信機送信機を含む。パルス幅変調器は、汎用同期／非同期受信機送信機（ＵＳＡＲＴ）のタイミングを制御することができる。
【０００７】
好ましくは、プローブは電池駆動である。光パルスは、ＬＥＤによって生成することができる。
【０００８】
以下、添付の図面を参照して、本発明の好適実施形態を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１を参照すると、プローブ１０は、通常の切削工具と交換可能に工作機械のスピンドル１２に取り付けられている。スピンドル１２は、工作機械のテーブルまたはベッド２２にクランプ（clamp）された被加工物（workpiece）１４に対して、プローブを３次元のｘ、ｙ、ｚで動かすことができる。プローブのスタイラス１１と被加工物との間の接触で測定を行う。プローブからの測定信号は、矢印１６で示すように、工作機械の固定構造２０に取り付けられた受信機モジュール１９に光学的に伝送される。プローブ１０は、電池駆動である。光測定信号を伝送するために使用される窓１８の内側にあるＬＥＤに、電池が電力を供給する。
【００１０】
図１に矢印１６で示す光測定信号は、シリアルに伝送されるコードワード（codeword）を含む。各コードワードは８ビット長であり、一連のオン／オフのパルスを含む。これらのコードワードは、汎用同期／非同期受信機送信機（ＵＳＡＲＴ）を備える信号生成手段で生成される。このようにして形成されたコードワードの一部を図２Ａに示す。一般に、各パルスは８マイクロ秒の長さであり、１６ミリ秒ごとに新しいコードワードを伝送することができる。
【００１１】
汎用同期／非同期受信機送信機（ＵＳＡＲＴ）だけを使用してコードワードを生成することには、各パルスが比較的長いので高電力消費となり、したがって電池寿命が短くなるという不都合がある。
【００１２】
この不都合を克服するために、汎用同期／非同期受信機送信機（ＵＳＡＲＴ）をパルス幅変調器と組み合わせる。図２Ｂに示すように、パルス幅変調器によって、汎用同期／非同期受信機送信機（ＵＳＡＲＴ）で生成されるものに比べて、パルス長がより短くかつパルス間の時間間隔がより短い規則的な一連のパルスが生成される。パルス間の時間は一般に８マイクロ秒であり、パルス長は一般に２マイクロ秒である。汎用同期／非同期受信機送信機（ＵＳＡＲＴ）の出力をパルス幅変調器の出力と組み合わせて、伝送用の細かく切られた（chopped）出力を供給する。図２Ｃに示すように、この結果として得られる出力の形は、図２Ａに示す汎用同期／非同期受信機送信機（ＵＳＡＲＴ）の出力の形と同じであるが、各オンパルスの継続時間は、パルス幅変調器の継続時間に等しいように減少している。これによって、各ＬＥＤのフラッシュの継続時間が減少し、したがってシステムの電力消費が減少する。その結果、電池寿命は増す。
【００１３】
汎用同期／非同期受信機送信機（ＵＳＡＲＴ）と組み合わせてパルス幅変調器を使用することには、第２の有利点がある。パルス幅変調器の無い以前のシステムでは、マイクロプロセッサがタイミングとパルスの連続の両方を制御しなければならないが、システムにパルス幅変調器が組み込まれるとき、これを使用して汎用同期／非同期受信機送信機（ＵＳＡＲＴ）のタイミングを設定することができる。すなわち、パルス幅変調器はタイミング用のシリアルクロックとして動作する。マイクロプロセッサは汎用同期／非同期受信機送信機（ＵＳＡＲＴ）にオン／オフ情報を送るために必要とされるだけであるので、マイクロプロセッサの使用はより少なくなり、したがってマルチタスキング（multi-tasking）が改善される。
【００１４】
パルス幅変調器は、モータ制御またはディジタル／アナログ変換のような他の用途のために、プローブにすでに組み込まれているかもしれない。したがって、プローブ中の既存の部品をシステムに使用することで、部品コストが低減される。
【００１５】
図３は、シリアルコードワードの形成を示す説明図である。プローブのマイクロプロセッサ３０は、パルス幅変調器３２と汎用同期／非同期受信機送信機（ＵＳＡＲＴ）３４の形の信号生成手段とを内蔵している。パルス幅変調器３２からの出力３６が、汎用同期／非同期受信機送信機（ＵＳＡＲＴ）のタイミングを制御する。パルス幅変調器３２および汎用同期／非同期受信機送信機（ＵＳＡＲＴ）３４の出力３８、４０は、シリアルコードワード４４を形成するようにＡＮＤゲート４２で組み合わされる。このシリアルコードワードは、ＬＥＤまたは他の信号伝送手段から外部受信機に伝送される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】工作機械のプローブを示す概略図である。
【図２】図２Ａは汎用同期／非同期受信機送信機（ＵＳＡＲＴ）で形成される光パルスのコードワードの一部、図２Ｂはパルス幅変調器の出力、図２Ｃは組み合わされた汎用同期／非同期受信機送信機（ＵＳＡＲＴ）およびパルス幅変調器の出力を示す図である。
【図３】シリアルコードワードの形成を示す説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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