JP7077450B2 - How to reduce power consumption in wireless communication equipment and wireless communication equipment - Google Patents

How to reduce power consumption in wireless communication equipment and wireless communication equipment Download PDF

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Description

本発明は無線通信装置における消費電力の低減方法および無線通信装置に係り、特に工具や測定具を取り付けた工作機械のセンサに好適な、無線通信装置における消費電力の低減方法および無線通信装置に関する。 The present invention relates to a method for reducing power consumption in a wireless communication device and the wireless communication device, and the present invention relates to a method for reducing power consumption in the wireless communication device and the wireless communication device, which are particularly suitable for sensors of machine tools equipped with tools and measuring tools.

遠隔に配置された無線通信機器を動作させる電池式電源の消費電力を抑制するため、従来、無線通信を必要としない時間帯には無線通信装置を休眠させ、無線通信を必要とする事態が生じたときに無線通信装置を起動するまたは再起動することが知られている。例えば、特許文献１に記載の位置検出センサでは、加工具の代わりにプローブを工作機械のスピンドルに取り付けたのち、プローブを短時間回転させてプローブに内蔵した遠心スイッチを反応させ、位置検出センサを起動している。 In order to suppress the power consumption of the battery-powered power supply that operates the wireless communication device located remotely, the wireless communication device is put to sleep during the time when the wireless communication is not required, and the wireless communication is required. It is known to start or restart the wireless communication device at the time. For example, in the position detection sensor described in Patent Document 1, after attaching the probe to the spindle of the machine tool instead of the machining tool, the probe is rotated for a short time to react with the centrifugal switch built in the probe, and the position detection sensor is used. It is running.

上記特許文献１に記載の位置検出センサはプローブに加わる遠心力を検出するようにしているので、プローブの回転動以外に起因する加速度を検出する恐れがある。そこで、特許文献２に記載の物***置感知プローブでは、工作機械に用いるプローブの動きに応じて電池から電力を供給するために、スイッチまたは他のセンサを備えている。このスイッチは、工作機械のスピンドルにおけるプローブの回転とリニア加速度の双方に反応するが、プローブの回転動とリニア加速度を識別する回路を有しているので、プローブでの測定以外の動作、例えばプローブ取付け動作等による遠心力の検出を無視して、無駄な電池の消費を抑制している。 Since the position detection sensor described in Patent Document 1 detects the centrifugal force applied to the probe, there is a possibility of detecting the acceleration caused by other than the rotational movement of the probe. Therefore, the object position sensing probe described in Patent Document 2 includes a switch or another sensor in order to supply electric power from the battery according to the movement of the probe used in the machine tool. This switch responds to both the rotation and linear acceleration of the probe in the spindle of the machine tool, but because it has a circuit that distinguishes between the rotational movement of the probe and the linear acceleration, operations other than measurement with the probe, such as the probe, Ignoring the detection of centrifugal force due to the mounting operation, etc., wasteful battery consumption is suppressed.

また従来の遠隔に配置された無線通信機器の消費電力を抑制する他の方法が、特許文献３に記載されている。この公報に記載の無線通信デバイスは工作機械等に使用され、ブルートゥース(登録商標)・モジュールなどのスペクトル拡散ＲＦ通信部と補助的ＲＦ受信機部を備える。スペクトル拡散ＲＦ通信部は、補助的ＲＦ受信機部が特徴的なＲＦ信号を受信するとアクティブにされる。補助的ＲＦ受信機部の消費電力はスペクトル拡散ＲＦ通信部の消費電力よりはるかに少ないので、低電力消費の待ち受けモードが可能になる。 Further, Patent Document 3 describes another method of suppressing the power consumption of a conventional wireless communication device arranged remotely. The wireless communication device described in this publication is used for machine tools and the like, and includes a spectral diffusion RF communication unit such as a Bluetooth (registered trademark) module and an auxiliary RF receiver unit. The spread spectrum RF communication unit is activated when the auxiliary RF receiver unit receives a characteristic RF signal. Since the power consumption of the auxiliary RF receiver unit is much lower than the power consumption of the spectral diffusion RF communication unit, a standby mode with low power consumption is possible.

米国特許第４５９９５２４号明細書U.S. Pat. No. 4,599,524 特公表２００６‐５２２９３１号公報Special Publication No. 2006-52293 特公表２０１１‐５０４６７１号公報Special Publication No. 2011-504671

上記特許文献１に記載の位置検出センサは、確かに遠心力が作用するまで電池の消費を抑制できるが、プローブによる測定以外の動作でも遠心力を検出するので、本来の検出作業以外の時間にも通電し、その間の電力消費を無視できない。特に工作機械のスピンドル先端にプローブが取り付けられる場合には、有線で電力を供給することができないので電池を使用せざるを得ず、本来の測定作業時間以外の通電は電池の消耗を速め、交換頻度の増大をもたらす。 The position detection sensor described in Patent Document 1 can certainly suppress the consumption of the battery until the centrifugal force acts, but since the centrifugal force is detected even in an operation other than the measurement by the probe, the time other than the original detection work can be performed. Is energized, and the power consumption during that period cannot be ignored. Especially when the probe is attached to the tip of the spindle of the machine tool, it is not possible to supply power by wire, so the battery must be used, and energization other than the original measurement work time accelerates the consumption of the battery and replaces it. Brings an increase in frequency.

このような本来の測定作業時間以外の通電を抑制するため、測定時の回転動を検出するようにした特許文献２や３では遠心力だけを検出するようにしたため、測定とそれ以外の作業を区別でき電池の消耗を抑制できる。しかしながらこれらの特許文献に記載の位置検出センサでは、測定データを得るために検出部へ通電することと、得られたデータを無線通信するために通信部へ通電することとの間に大きな電力量差があることについては、考慮されていない。一般に測定部の消費電力量は通信部の消費電力量の数倍から数十倍になるので、測定していない通信中は、測定部の電力消費を抑制することが望まれる。 In order to suppress energization other than the original measurement work time, in Patent Documents 2 and 3 that detect the rotational movement at the time of measurement, only the centrifugal force is detected, so that the measurement and other work are performed. It can be distinguished and battery consumption can be suppressed. However, in the position detection sensors described in these patent documents, a large amount of electric power is applied between energizing the detection unit to obtain measurement data and energizing the communication unit to wirelessly communicate the obtained data. Differences are not taken into account. In general, the power consumption of the measuring unit is several to several tens of times the power consumption of the communication unit. Therefore, it is desirable to suppress the power consumption of the measuring unit during unmeasured communication.

本発明は、上記従来技術の不具合に鑑み成されたものであり、その目的は電池を使用する遠隔に配置されたセンサの電池の電力消費量を抑制することにあり、特に、マシニング・センタ等の工作機械に取り付けた測長器や位置検出、温度、振動等の測定または監視センサからの情報を無線で取得する場合に、測長器やセンサが備える電池の電力消費量を抑制または低減することにある。本発明の他の目的は、上記目的に加え、電池寿命を延ばして電池交換の頻度を低減するとともに、市販されている電池を使用しても実質的に交換頻度の不便さを解消できる測長器やセンサを実現することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned defects of the prior art, and an object thereof is to suppress the power consumption of a battery of a remotely arranged sensor that uses a battery, and in particular, a machining center or the like. Suppresses or reduces the power consumption of the battery of the length measuring instrument or sensor when the information from the length measuring instrument or position detection, temperature, vibration, etc. measurement or monitoring sensor attached to the machine tool is acquired wirelessly. There is something in it. Another object of the present invention is to extend the battery life, reduce the frequency of battery replacement, and substantially eliminate the inconvenience of replacement frequency even if a commercially available battery is used. It is to realize a device and a sensor.

上記目的を達成する本発明の特徴は、基地局と工作機械に配置された電池を有するゲージとの間で無線通信する無線通信装置であって、少なくとも前記ゲージに備えられ、前記ゲージが所定大きさ以上の振動または変位を検出したら前記基地局との間で通信する通信部へ前記電池から通電する通電手段と、それと同時かまたはその後に、工作機械に取り付けた測定子で予め定めた物理量を計測する測定部へ通電して測定モードに移行し、前記ゲージの計測が終了した後は前記基地局と前記通信部との間で通信するため前記通信部のみ通電し、前記測定部を非通電とする待機モードへ移行することにある。 A feature of the present invention that achieves the above object is a wireless communication device that wirelessly communicates between a base station and a gauge having a battery arranged in a machine tool, which is provided at least in the gauge and has a predetermined size. When the above vibration or displacement is detected, the energizing means for energizing the communication unit communicating with the base station from the battery and the physical quantity predetermined by the stylus attached to the machine tool at the same time or after that are applied. The measurement unit to be measured is energized to shift to the measurement mode, and after the gauge measurement is completed, only the communication unit is energized to communicate between the base station and the communication unit, and the measurement unit is de-energized. It is to shift to the standby mode.

そしてこの特徴において、前記測定部による計測の終了後または計測の前であって、通信部が通信完了した状態に、通信部と測定部の双方と前記電池との間を非通電とするスリープ・モードを有することである。
そしてまたこの特徴において、前記工作機械は、自動ツール交換可能なマシニング・センタと複合旋盤のいずれかであり、前記ゲージは測長器、位置検出センサ、温度センサ、振動センサ、圧力センサ、湿度センサの少なくともいずれかである。 In this feature, after the measurement by the measuring unit is completed or before the measurement, when the communication unit completes the communication, both the communication unit and the measuring unit and the battery are de-energized. To have a mode.
And also in this feature, the machine tool is either an automated tool replaceable machining center or a compound lathe, and the gauge is a length gauge, position detection sensor, temperature sensor, vibration sensor, pressure sensor, humidity sensor. At least one of.

上記目的を達成する本発明の他の特徴は、基地局と工作機械に配置された電池を有するゲージとの間で無線通信する無線通信装置における消費電力の低減方法において、前記ゲージが所定大きさ以上の振動または変位を検出したら起動手段を作動させて、少なくとも前記ゲージに備えられ、前記基地局との間で通信する通信部へ前記電池から通電し、それと同時かまたはその後に、工作機械に取り付けた測定子で予め定めた物理量を計測する測定部へ通電して測定モードに移行し、前記ゲージの計測が終了した後は前記基地局と前記通信部との間で通信するため前記通信部のみ通電し、前記測定部を非通電とする待機モードへ移行することにある。 Another feature of the present invention that achieves the above object is that the gauge has a predetermined size in a method for reducing power consumption in a wireless communication device that wirelessly communicates between a base station and a gauge having a battery arranged in a machine tool. When the above vibration or displacement is detected, the starting means is activated to energize the communication unit provided at least in the gauge and communicate with the base station from the battery, and simultaneously or thereafter to the machine tool. The attached stylus energizes the measuring unit that measures a predetermined physical quantity to shift to the measurement mode, and after the gauge measurement is completed, the communication unit communicates between the base station and the communication unit. The purpose is to shift to a standby mode in which only the measuring unit is energized and the measuring unit is de-energized.

そしてこの特徴において、前記測定部による計測の終了後または計測の前であって、通信部が通信完了した状態に、通信部と測定部の双方と前記電池との間を非通電とするスリープ・モードを有する。
そしてまたこの特徴において、前記工作機械は、自動ツール交換可能なマシニング・センタと複合旋盤のいずれかであり、前記ゲージは測長器、位置検出センサ、温度センサ、振動センサ、圧力センサ、湿度センサの少なくともいずれかである。 In this feature, after the measurement by the measuring unit is completed or before the measurement, when the communication unit completes the communication, both the communication unit and the measuring unit and the battery are de-energized. Has a mode.
And also in this feature, the machine tool is either an automated tool replaceable machining center or a compound lathe, and the gauge is a length gauge, position detection sensor, temperature sensor, vibration sensor, pressure sensor, humidity sensor. At least one of.

本発明によれば、マシニング・センタや複合旋盤等のオートツールチェンジ可能な工作機械において、無線通信で加工状態をセンシングできる電気マイクロメータや光学スケール等の測長器や、位置検出プローブ、温度センサ、振動センサ、気圧センサ、圧力センサ、湿度センサ等のゲージ類の測定に用いる測定部と通信に用いる通信部への電池からの通電時間を制御したので、電力消費量の多い測定部の測定時間を実質的に必要時間に制限でき電池の消耗を抑制できる。また、電池寿命を延ばすことが可能になったので、電池交換の頻度を低減でき、さらに一般に市販されているＪＩＳ規格電池を使用でき、オートツールチェンジ作業が電池交換頻度の不便さを感じさせないで可能になる。 According to the present invention, in machine tools such as machining centers and compound lathes that can change automatic tools, length measuring instruments such as electric micrometer and optical scale that can sense the machining state by wireless communication, position detection probe, and temperature sensor. Since the energization time from the battery to the measuring unit used for measuring gauges such as vibration sensor, pressure sensor, pressure sensor, humidity sensor and the communication unit used for communication is controlled, the measuring time of the measuring unit that consumes a lot of power is controlled. Can be substantially limited to the required time and battery consumption can be suppressed. In addition, since it is possible to extend the battery life, the frequency of battery replacement can be reduced, and JIS standard batteries that are generally available on the market can be used, so that the auto tool change work does not make you feel the inconvenience of battery replacement frequency. It will be possible.

本発明に係るマシニング・センタおよびそれが備える無線通信装置の一実施例の概略正面図である。It is a schematic front view of an Example of the machining center which concerns on this invention and the wireless communication apparatus provided therein. 本発明に係るマシニング・センタが備えるゲージの一例のブロック図である。It is a block diagram of an example of the gauge provided in the machining center which concerns on this invention. 本発明に係るマシニング・センタのタイム・チャートの一例であり、動作状態を示す図である。It is an example of the time chart of the machining center which concerns on this invention, and is the figure which shows the operation state. 図２に示したゲージのタイム・チャートの一例であり、ゲージ部の各動作モードを説明する図である。It is an example of the time chart of the gauge shown in FIG. 2, and is the figure explaining each operation mode of the gauge part. 本発明に係るマシニング・センタの動作を示すフロー・チャートである。It is a flow chart which shows the operation of the machining center which concerns on this invention. 本発明に係る無線通信装置の動作を示すフロー・チャートである。It is a flow chart which shows the operation of the wireless communication apparatus which concerns on this invention.

以下、本発明に係る無線通信装置１００の一実施例を、図面を用いて説明する。以下の記載においては、工作機械１０の一つであるマシニング・センタに取り付けたボア・ゲージ(内径測定センサ)１２０を用いた内径測定を例に取り説明するが、本発明では、工作機械１０はマシニング・センタに限るものではなく複合旋盤等にも適用できる。また無線通信装置１００のゲージ１２０は内径測定センサを例に取り説明しているが、ゲージ１２０は内径測定センサに限るものではなく、電気マイクロメータや光学スケールからなる各種測長器、および位置検出プローブ、温度センサ、振動センサ、気圧センサ、圧力センサ、湿度センサ等のセンサに適用できる。さらに本発明は、商用電源との配線が困難なために電池１３１、特にＪＩＳ規格の小型の電池を用いるゲージ１２０に好適であり、代表的な電池１３１は容易に入手可能なアルカリ単３乾電池であり、その交換頻度を低減することを意図している。 Hereinafter, an embodiment of the wireless communication device 100 according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, an inner diameter measurement using a bore gauge (inner diameter measuring sensor) 120 attached to a machining center, which is one of the machine tools 10, will be described as an example. However, in the present invention, the machine tool 10 is described. It is not limited to machining centers, but can also be applied to compound lathes and the like. Further, the gauge 120 of the wireless communication device 100 is described by taking an inner diameter measuring sensor as an example, but the gauge 120 is not limited to the inner diameter measuring sensor, but various length measuring instruments including an electric micrometer and an optical scale, and position detection. It can be applied to sensors such as probes, temperature sensors, vibration sensors, pressure sensors, pressure sensors, and humidity sensors. Further, the present invention is suitable for a battery 131, particularly a gauge 120 using a small JIS standard battery because wiring to a commercial power source is difficult, and a typical battery 131 is an easily available alkaline AA battery. Yes, and is intended to reduce the frequency of replacement.

図１は、工作機械の一例としてのマシニング・センタ１０をその機能を明確にするために模式的に示した正面図である。マシニング・センタ１０では、主軸を構成する主軸ハウジング１５の先端に加工用のドリルやエンド・ミル等の工具が取り付けられるシャンク部１８ａ（図１には不図示）と、加工後に加工内容をチェックするために測定プローブまたはゲージ１２０が取り付けられたシャンク部１８ａ（図２ａ参照）（以後これらを総称してツール１８と称す）を自動で交換可能な、自動ツール交換部３０を備える。 FIG. 1 is a front view schematically showing a machining center 10 as an example of a machine tool in order to clarify its function. In the machining center 10, a shank portion 18a (not shown in FIG. 1) to which tools such as a drill for machining and an end mill are attached to the tip of the spindle housing 15 constituting the spindle, and the machining contents are checked after machining. Therefore, an automatic tool switching unit 30 is provided which can automatically replace the shank portion 18a (see FIG. 2a) to which the measuring probe or the gauge 120 is attached (hereinafter collectively referred to as the tool 18).

マシニング・センタ１０は、大別して加工・測定部２０とツール交換部３０、加工・測定具取付け部４０、およびそれら各部を制御する制御装置１１を備える。加工・測定部２０は、加工対象であるワークＷを取り付け、水平なＸ‐Ｙ平面で動かすために、長手方向に延びる突起が形成されたベース部材としてベッド２７と、このベッド２７上に載置され上面に長手方向に直角な方向の突起が形成されたサドル２５と、サドル２５上に載置され、ワークＷを固定保持するテーブル２４を備える。 The machining center 10 is roughly divided into a machining / measuring section 20, a tool changing section 30, a machining / measuring tool mounting section 40, and a control device 11 for controlling each section. The processing / measuring unit 20 mounts the work W to be processed on the bed 27 as a base member having protrusions extending in the longitudinal direction and placed on the bed 27 in order to move the work W in a horizontal XY plane. It is provided with a saddle 25 having a protrusion formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction on the upper surface thereof, and a table 24 which is placed on the saddle 25 and holds the work W in a fixed manner.

加工・測定具取付け部４０は、垂直に延びる平面を形成するコラム１２と、この垂直に延びる平面上に取り付けられた主軸頭１４を主構成品とし、主軸頭１４には垂直に図示しない主軸が形成されており、主軸の下端側には主軸ハウジング１５が設けられている。主軸ハウジング１５の下部には、加工具やゲージ１２０を取り付けたシャンクからなるツール１８を嵌合可能である。主軸頭１４の上端部には、主軸を回転駆動する駆動手段１３が取り付けられている。主軸頭１４はコラム１２に沿って上下方向(Ｚ方向)に移動可能である。 The processing / measuring tool mounting portion 40 has a column 12 forming a vertically extending plane and a spindle head 14 mounted on the vertically extending plane as main components, and the spindle head 14 has a spindle not shown vertically. It is formed, and a spindle housing 15 is provided on the lower end side of the spindle. A tool 18 made of a shank to which a processing tool and a gauge 120 are attached can be fitted to the lower portion of the spindle housing 15. A driving means 13 for rotationally driving the spindle is attached to the upper end of the spindle head 14. The spindle head 14 can move in the vertical direction (Z direction) along the column 12.

自動ツール交換部３０は、測定プローブまたはゲージ１２０を備える汎用シャンクからなるツール１８を、種々のドリルやエンド・ミル等の加工具が取り付けられた汎用シャンクからなるツール１８とともに、工具マガジン２１に取り出し可能に保持している。本実施例では、ツール１８は、水平円板製の工具マガジン２１の外周部に、周方向に間隔を置いて開けられた複数個の工具ポット２１ａに、上方から垂直に貫挿されている。工具マガジン２１は支柱２２ｂを介して回転可能なロータリ・テーブル２２に固定されている。ロータリ・テーブル２２は、テーブル２３に載置されており、テーブル２３は、加工・測定部２０のベッド２７と一体化されたベッド２７ａ上をＸ方向に移動可能である。 The automatic tool changing unit 30 takes out a tool 18 made of a general-purpose shank provided with a measuring probe or a gauge 120 into a tool magazine 21 together with a tool 18 made of a general-purpose shank to which processing tools such as various drills and end mills are attached. Holds possible. In this embodiment, the tool 18 is vertically inserted from above into a plurality of tool pots 21a opened at intervals in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the tool magazine 21 made of a horizontal disk. The tool magazine 21 is fixed to the rotary table 22 which can be rotated via the support column 22b. The rotary table 22 is placed on the table 23, and the table 23 can move in the X direction on the bed 27a integrated with the bed 27 of the processing / measuring unit 20.

したがって、ツール１８交換時には、テーブル２２をベッド２７ａ、２７上でＸ方向に所定位置まで移動し、その後ロータリ・テーブル２２を所定角度だけ回転させる。そして、使用済みのツール１８を主軸ハウジング１５から取り外したのち空いている工具ポット２１ａへ置き、さらにロータリ・テーブル２２を所定角度だけ回転して、工具ポット２１ａから所定のツール１８をつかみ取り、主軸ハウジング１５に取り付ける。マシニング・センタ１０では、これらの動作は予め制御装置１１に備えられたプログラムにより自動で実行されるので、自動ツール交換が可能になる。 Therefore, when the tool 18 is replaced, the table 22 is moved to a predetermined position in the X direction on the beds 27a and 27, and then the rotary table 22 is rotated by a predetermined angle. Then, the used tool 18 is removed from the spindle housing 15 and then placed in an empty tool pot 21a. Further, the rotary table 22 is rotated by a predetermined angle to grab the predetermined tool 18 from the tool pot 21a and to grab the predetermined tool 18 from the spindle housing. Attach to 15. In the machining center 10, these operations are automatically executed by a program provided in the control device 11 in advance, so that automatic tool exchange becomes possible.

なお上記実施例では、ロータリ・テーブル２２とＸ軸移動可能なベッド２７、２７ａ及びテーブル２２を組み合わせてツール１８を交換しているが、これはあくまでも一例であり、チェーンによるツール１８の搬送や、主軸頭１４を含む主軸部を自動交換位置まで移動させる等種々の方法がある。いずれにしても交換に要する時間を低減できる方法が望ましい。 In the above embodiment, the rotary table 22, the beds 27, 27a and the table 22 that can move on the X-axis are combined to replace the tool 18, but this is only an example, and the tool 18 can be transported by a chain or the tool 18 can be transported. There are various methods such as moving the spindle portion including the spindle head 14 to the automatic replacement position. In any case, a method that can reduce the time required for replacement is desirable.

次に、図２に本発明に係る無線通信装置１００の概略を示す。図２(ａ)は、無線通信装置１００の測定手段であるゲージ１２０を内蔵するツール１８の部分断面正面図である。図２(ｂ)は、無線通信装置１００のブロック図である。ツール１８は、工作機械１０の主軸ハウジング１５に取り付け可能なように、上端側に汎用のシャンク部１８ａを有している。シャンク部１８ａの下方には、シャンク部１８ａと一体化したまたはシャンク部１８ａに取り付けられたゲージ１２０が設けられている。本実施例ではゲージ１２０は内径加工後の検測に用いるボア・ゲージである。 Next, FIG. 2 shows an outline of the wireless communication device 100 according to the present invention. FIG. 2A is a partial cross-sectional front view of a tool 18 incorporating a gauge 120 which is a measuring means of the wireless communication device 100. FIG. 2B is a block diagram of the wireless communication device 100. The tool 18 has a general-purpose shank portion 18a on the upper end side so that it can be attached to the spindle housing 15 of the machine tool 10. Below the shank portion 18a, a gauge 120 integrated with the shank portion 18a or attached to the shank portion 18a is provided. In this embodiment, the gauge 120 is a bore gauge used for inspection after processing the inner diameter.

無線通信装置１００は、工作機械１０の制御装置１１に内蔵されるまたは工作機械１０の遠隔の管理室等に配置される通信基地局１１０と、この通信基地局１１０と無線通信するゲージ１２０とから構成される。図２（ｂ）に示すように、通信基地局１１０は送受信可能なトランスミッタ・レシーバ(以下レシーバと称す)１１２を備え、レシーバ１１２に付設したアンテナ手段１１５を介してゲージ１２０へ指令信号を送信するとともに、ゲージ１２０からデータ信号を受信する。レシーバ１１２には、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１１１を介してディスプレイ１１３や通信バス１１４が接続されている。バス１１４は、ＲＳ２３２Ｃやイーサネット(登録商標)、Ｉ/Ｏ接点(信号のやり取り)、ＣＣＬｉｎｋ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、Ｄｅｖｉｃｅｎｅｔ等の工業用ネットワークを使用する。ディスプレイ１１３は、ゲージ１２０から送信されたデータ等を表示するのに用いられる。 The wireless communication device 100 is composed of a communication base station 110 built in the control device 11 of the machine tool 10 or arranged in a remote control room of the machine tool 10, and a gauge 120 that wirelessly communicates with the communication base station 110. It is composed. As shown in FIG. 2B, the communication base station 110 includes a transmit / receive transmitter / receiver (hereinafter referred to as a receiver) 112, and transmits a command signal to the gauge 120 via the antenna means 115 attached to the receiver 112. At the same time, a data signal is received from the gauge 120. A display 113 and a communication bus 114 are connected to the receiver 112 via an interface (I / F) 111. Bus 114 uses industrial networks such as RS232C, Ethernet®, I / O contacts (signal exchange), CCLink, Profibus, and Devichenet. The display 113 is used to display data or the like transmitted from the gauge 120.

ゲージ１２０は、通信基地局１１０とアンテナ手段１２５を介して通信し、ツールのシャンク部１８ａのすぐ下に配置した通信部１２３を備える。ゲージ１２０はゲージの先端部に設けられ、ワークＷの内径を測定・検出する測定部１２４も備える。通信部１２３と測定部１２４は、回路上並列に配置されており、スイッチ１２２、１３４を介して電源部１３０に接続されている。スイッチ１３４には、その機能を後述する加速度センサ１３３が接続されている。電源部１３０は、ツール１８の通信部１２３と測定部１２４間に配置され、スイッチ１２２、１３４の入り／切り等を制御する電源回路１３２を有しており、電源回路１３２は電池１３１に接続されている。上述したように、電池は単３アルカリ電池である。 The gauge 120 communicates with the communication base station 110 via the antenna means 125, and includes a communication unit 123 arranged immediately below the shank unit 18a of the tool. The gauge 120 is provided at the tip of the gauge, and also includes a measuring unit 124 that measures and detects the inner diameter of the work W. The communication unit 123 and the measurement unit 124 are arranged in parallel on the circuit and are connected to the power supply unit 130 via switches 122 and 134. An acceleration sensor 133 whose function will be described later is connected to the switch 134. The power supply unit 130 is arranged between the communication unit 123 and the measurement unit 124 of the tool 18, has a power supply circuit 132 that controls on / off of switches 122 and 134, and the power supply circuit 132 is connected to the battery 131. ing. As mentioned above, the battery is an AA alkaline battery.

このように構成した本発明の無線通信装置１００の動作を、図３Ａないし図５に示すタイム・チャートとフロー・チャートを用いて説明する。図３Ａ及び図３Ｂは、工作機械１０の動作（図３Ａ（ａ））と、工作機械１０及びレシーバ１１２、ゲージ１２０の動作（図３Ａ（ｂ））、ゲージ１２０の動作とその各部の出力電流を表した図（図３Ｂ）である。これらの図において、Ｈｉは最左欄に記載した事項がなされている状態（稼働中）であることを示し、Ｌｏは最左欄に記載した事項がなされていない状態（非稼働中）であることを示す。また、図３Ｂの（ａ）図と（ｂ）図の横軸は、同一の時間経過を示す。横軸の時間ｔ０は、本無線通信装置１００の動作基準時を示し、ｔ１～ｔ２３は何らかの事象に変化が起きる切換タイミングを示す。 The operation of the wireless communication device 100 of the present invention configured in this way will be described with reference to the time chart and the flow chart shown in FIGS. 3A to 5. 3A and 3B show the operation of the machine tool 10 (FIG. 3A (a)), the operation of the machine tool 10, the receiver 112, and the gauge 120 (FIG. 3A (b)), the operation of the gauge 120, and the output current of each part thereof. It is a figure (FIG. 3B) showing. In these figures, Hi indicates that the items described in the leftmost column are in the state (in operation), and Lo indicates that the items described in the leftmost column are not made (in operation). Show that. Further, the horizontal axis of FIGS. 3B (a) and (b) shows the same time lapse. The time t 0 on the horizontal axis indicates the operation reference time of the wireless communication device 100, and t 1 to t 23 indicate the switching timing at which a change occurs in some event.

工作機械１０が実際に加工に着手して加工を終了するまでを工作機械の加工、工作機械１０を用いて測定に着手してから測定を終了するまでを工作機械の測定、工作機械の測定が終了してから次の加工に着手するまでを工作機械の待機、と呼ぶことにする。なお、測定を終了してすぐに次の加工に着手する場合は、工作機械の待機はない。
図３Ａ（ａ）は、工作機械の加工から工作機械の測定へ移る場合の各事象の変化を示す図である。この図では、事象（１）ワーク搬送から（４）ゲージ起動が発生し、ｔ1～ｔ１１において、これらの事象に対応した変化が生じている。その際、ゲージ１２０は後述するスリープ・モードにあり、電源部１３０にのみ通電されている。 Machine tool processing is performed until the machine tool 10 actually starts processing and processing is completed, and machine tool measurement and machine tool measurement are performed from the start of measurement using the machine tool 10 to the end of measurement. The process from the end to the start of the next machining is called the machine tool standby. If the next machining is started immediately after the measurement is completed, there is no waiting for the machine tool.
FIG. 3A (a) is a diagram showing changes in each event when shifting from machine tool processing to machine tool measurement. In this figure, events ( 1 ) work transfer to (4) gauge activation occur, and changes corresponding to these events occur in t1 to t11 . At that time, the gauge 120 is in the sleep mode described later, and only the power supply unit 130 is energized.

その詳細は、加工のためにワークＷを時間ｔ１～ｔ２の間に主軸位置まで搬送する（（１）ワーク搬送）。次に加工のために加工具（ドリルＡ、ドリルＢ）を時間ｔ３～ｔ４、ｔ５～ｔ６で設定し（（２）ツール交換）、時間ｔ４～ｔ５、ｔ６～ｔ７に加工する（（３）加工）。図示したように工具を２種類使用し、ワークは両作業時とも同じ位置に設定されている。 The details are such that the work W is conveyed to the spindle position during the time t 1 to t 2 for machining ((1) workpiece transfer). Next, for machining, the machining tools (drill A, drill B) are set at times t 3 to t 4 , t 5 to t 6 ((2) tool replacement), and the times t 4 to t 5 , t 6 to t. Process to 7 ((3) processing). As shown in the figure, two types of tools are used, and the work is set to the same position during both operations.

これで加工が終了したので、工作機械１０は、工作機械の運転から工作機械の測定に移り、加工後の検測が実行される。時間ｔ８でツール交換部３０を用いてツール１８の自動交換を行う。すなわち、時間ｔ９までにドリルＢからボア・ゲージ１２０に取り換える（（２）ツール交換）。ツール１８の交換が完了した時点ｔ9で、主軸ハウジング１５に取り付けたゲージ１２０と工作機械１０の制御装置１１が内蔵する通信基地局１１０との通信を開始する。初めに両者の間の通信ができるようにするため、時間ｔ９～ｔ１１の間の時間ｔ１０における、加速度センサ１３３の割り込み出力を待ち、ゲージ１２０を使用できる状態にする。すなわち、ゲージ１２０に加わる加速度を加速度センサ１３３が検出し、その出力によりゲージ１２０を使用可能状態にする。（図３Ａ（ｂ）（１１）加速度センサ検出信号出力の事象参照）。これにより、ゲージ・モードはスリープ・モードから待機モードに移る（（４）ゲージ起動動作）。以上が工作機械を主とする加工及び測定前段階である。 Now that the machining is completed, the machine tool 10 moves from the operation of the machine tool to the measurement of the machine tool, and the inspection after the machining is executed. At time t8, the tool 18 is automatically replaced using the tool replacement unit 30. That is, the drill B is replaced with the bore gauge 120 by the time t9 (( 2 ) tool replacement). At t9 when the replacement of the tool 18 is completed, communication between the gauge 120 attached to the spindle housing 15 and the communication base station 110 built in the control device 11 of the machine tool 10 is started. First, in order to enable communication between the two, the gauge 120 is ready to be used by waiting for the interrupt output of the accelerometer 133 at the time t 10 between the times t 9 and t 11 . That is, the acceleration sensor 133 detects the acceleration applied to the gauge 120, and the output thereof makes the gauge 120 usable. (See FIG. 3A (b) (11) Event of acceleration sensor detection signal output). As a result, the gauge mode shifts from the sleep mode to the standby mode ((4) gauge activation operation). The above is the pre-processing and measurement stage mainly for machine tools.

次に図３Ａ（ｂ）に移ると、ゲージ１２０の設定が完了する時間ｔ９以後には、（５）ゲージ移動～（１６）電源部までの事象が発生する。この中で事象（８）～（１０）はレシーバ１１２に関する事象であり、事象（１１）～（１６）はゲージに関する。 Next, moving to FIG. 3A (b), after the time t9 when the setting of the gauge 120 is completed, the events from (5) gauge movement to (16) power supply unit occur. Among them, the events (8) to (10) are related to the receiver 112, and the events (11) to (16) are related to the gauge.

ゲージ１２０を主軸ハウジング１５に取り付けた後、ゲージ１２０を用いて内径を測定するためにゲージ１２０を動かすと、ゲージ１２０の電源部１３０に内蔵される加速度センサ１３３が加速度を検出し、検出信号(加速度信号)を出力する。この出力信号は、所定時間（ｔ１０～ｔ１２）だけ機械的にまたは電気的にスイッチ１３４を入れる。 After attaching the gauge 120 to the spindle housing 15, when the gauge 120 is moved to measure the inner diameter using the gauge 120, the acceleration sensor 133 built in the power supply unit 130 of the gauge 120 detects the acceleration and the detection signal ( Accelerometer signal) is output. This output signal is switched on mechanically or electrically for a predetermined time (t 10 to t 12 ).

ゲージ１２０で加速度信号が発生すると、通信基地局１１０のレシーバ１１２とゲージ１２０間で、指令とデータの送信を可能にするため、ゲージ１２０はレシーバ１１２と同期する信号を出力して通信を確立する（（１２）同期確立）。一旦通信が確立すると、外乱がない限り、工作機械１０の制御装置１１に予め設定されている測定プログラムが終了する時間ｔ２３まで、通信は確立状態になる。 When an acceleration signal is generated by the gauge 120, the gauge 120 outputs a signal synchronized with the receiver 112 to establish communication in order to enable transmission of commands and data between the receiver 112 of the communication base station 110 and the gauge 120. ((12) Synchronous establishment). Once the communication is established, the communication is established until the time t 23 when the measurement program preset in the control device 11 of the machine tool 10 ends, unless there is a disturbance.

次にゲージ１２０をワークＷの測定位置まで移動する。この移動には、ワークＷにゲージ１２０を当接または近接する作業を含む。事象（５）のゲージ移動において、時間ｔ１３～ｔ１４の間にゲージ１２０をワークＷまで移動させ、測定準備完の状態に設定する。
測定準備ができた時間ｔ１４では、工作機械１０の制御装置１１に予め設定された測定プログラムの実行とその測定の実行に応じて得られるデータの送信要求がレシーバ１１２に送信される。工作機械１０は、運転状態が工作機械の測定であり続ける時間ｔ２４まで測定を継続する。なお、これらの要求は、ヘッダ付きで送られる（（６）通信確立）。さらに、これらの要求は、レシーバ１１２からゲージ１２０に送信される（（８）測定指示）。この測定指示は、ゲージ１２０からレシーバ１１２へのデータ送信が継続する間、つまり時間ｔ１５～ｔ１９の間継続する。 Next, the gauge 120 is moved to the measurement position of the work W. This movement includes the work of abutting or approaching the gauge 120 to the work W. In the gauge movement of the event (5), the gauge 120 is moved to the work W during the time t13 to t14 , and the measurement ready state is set.
At the measurement ready time t14, the execution of the measurement program preset in the control device 11 of the machine tool 10 and the transmission request of the data obtained in response to the execution of the measurement are transmitted to the receiver 112. The machine tool 10 continues the measurement until the time t 24 when the operating state continues to be the measurement of the machine tool. These requests are sent with a header ((6) Communication establishment). Further, these requests are transmitted from the receiver 112 to the gauge 120 ((8) measurement instruction). This measurement instruction continues while the data transmission from the gauge 120 to the receiver 112 continues, that is, during the time t15 to t19 .

レシーバ１１２からの測定指示信号を時間ｔ１６で受信（（１３）測定指示受信）すると、ゲージ１２０はそれまでの待機モードから測定モードに移行する。そしてゲージ１２０は、工作機械１０にプログラミングされた測定手順に基づいて自動で測定を開始し、測定指示信号で指定された送信データフォーマットに従い、測定データをレシーバ１１２へ送信する（（１４）データ送信）。なお、事象（１３）測定指示受信と事象（１４）のデータ送信は、実際の測定が終了する時間ｔ１９まで継続する。 When the measurement instruction signal from the receiver 112 is received at time t16 (( 13 ) measurement instruction reception), the gauge 120 shifts from the standby mode up to that point to the measurement mode. Then, the gauge 120 automatically starts the measurement based on the measurement procedure programmed in the machine tool 10, and transmits the measurement data to the receiver 112 according to the transmission data format specified by the measurement instruction signal ((14) data transmission. ). The reception of the measurement instruction for the event (13) and the data transmission for the event (14) continue until the time t19 when the actual measurement ends.

ゲージ１２０から送信された測定データは、レシーバ１１２で時間ｔ１８に初めて受信され、以後実際の計測が終了する時間ｔ１９まで断続的もしくは連続的に受信される。工作機械１０に予めプログラミングされた計測がすべて終了した時間ｔ１９では、ゲージ１２０は再び待機モードに移る。ゲージ１２０が待機モードに入ると、工作機械１０は時間ｔ２０～ｔ２１の間、スリープ信号を発生し（（７）スリープ信号）、レシーバ１１２を介して時間ｔ２１～ｔ２２の間（（１０）スリープ信号）、ゲージ１２０にスリープ信号を送信する。ゲージ１２０はスリープ信号を時間ｔ２２～ｔ２３の間受信し（（１５）スリープ信号）、時間ｔ２４で工作機械１０の運転状態を、工作機械の測定から工作機械の待機に移す。この工作機械の待機では、次のワークＷまたは同一ワークＷの異なる部位の加工のために、ツール１８の自動交換が必要となるので、ツール１８は初期位置へ戻される。工作機械１０の状態が工作機械の待機になると同時に、ゲージ１２０は、待機モードからスリープ・モードに移る。なお、以上の一連の事象の間、ゲージ１２０の電源部１３０は常時稼働状態にある（（１６）電源部）。 The measurement data transmitted from the gauge 120 is received by the receiver 112 for the first time at time t18 , and then intermittently or continuously until the time t19 when the actual measurement ends. At time t19, when all pre-programmed measurements on the machine tool 10 have been completed, the gauge 120 again transitions to standby mode. When the gauge 120 enters the standby mode, the machine tool 10 generates a sleep signal during the time t 20 to t 21 ((7) sleep signal) and via the receiver 112 during the time t 21 to t 22 (((7) sleep signal). 10) Sleep signal), a sleep signal is transmitted to the gauge 120. The gauge 120 receives the sleep signal during the time t 22 to t 23 ((15) sleep signal), and at the time t 24 , shifts the operating state of the machine tool 10 from the measurement of the machine tool to the standby of the machine tool. In this machine tool standby, the tool 18 needs to be automatically replaced in order to machine the next work W or different parts of the same work W, so that the tool 18 is returned to the initial position. At the same time that the state of the machine tool 10 becomes the machine tool standby, the gauge 120 shifts from the standby mode to the sleep mode. During the above series of events, the power supply unit 130 of the gauge 120 is always in an operating state ((16) power supply unit).

工作機械１０とそれが備える通信基地局１１０としてのレシーバ１１２およびゲージ１２０間の通信の概要は、上記に説明したとおりであるが、本発明のゲージ１２０ではその間、各部に電力を供給する電池の消耗を抑制するため各部への通電を選択的に停止している。この詳細を図３Ｂにより説明する。図３Ｂ（ａ）はゲージ１２０を構成する主要部の電源部１３０、通信部１２３、測定部１２４の可動、非稼働状態を、図３Ａに示したタイム・チャートに合わせて記載した図である。最上段の電源部１３０は、常時稼働状態であり、中段の通信部１２３は、工作機械１０の状態が工作機械の測定にある一時期に稼働し、工作機械の加工と工作機械の待機状態では稼働しない。また測定部１２４は、通信部１２３が稼働する測定状態中の時間であってそれよりもさらに短い時間だけ稼働し、通信部１２３と同様に工作機械の加工と工作機械の待機では稼働しない。 The outline of communication between the machine tool 10 and the receiver 112 and the gauge 120 as the communication base station 110 provided therein is as described above, but in the gauge 120 of the present invention, the battery that supplies electric power to each part during that time is used. Energization to each part is selectively stopped in order to suppress wear. This detail will be described with reference to FIG. 3B. FIG. 3B (a) is a diagram showing the movable and non-operating states of the power supply unit 130, the communication unit 123, and the measurement unit 124 of the main unit constituting the gauge 120, in accordance with the time chart shown in FIG. 3A. The power supply unit 130 in the uppermost stage is always in operation, and the communication unit 123 in the middle stage is in operation for a period of time when the state of the machine tool 10 is in the measurement of the machine tool, and is in operation in the machining of the machine tool and the standby state of the machine tool. do not do. Further, the measuring unit 124 operates for a shorter time than the time during the measurement state in which the communication unit 123 operates, and does not operate in the processing of the machine tool and the standby of the machine tool like the communication unit 123.

一方、図３Ｂ（ｂ）は、図３Ｂ（ａ）に対応するレシーバ１１２の各部の出力電流状態を示す図である。図３Ｂ（ａ）では電源部１３０は常時稼働状態にあるので、その出力電流は常時流れているが、通信部１２３および測定部１２４の消費電流を加えた値であるから、測定部１２４が稼働中の、ゲージ１２０の状態が測定モードにあるときは、消費量が甚だしく大きくなる。一方、測定部１２４が稼働しないときには、通信部１２３が通信中の待機モード状態であっても、その電流消費量は測定部の稼働中に比べて少ない。なお、通信部１２３が稼働中でない場合には、スイッチ１３４、１２２を切り替えて、測定部１２４に加えて通信部１２３へも通電を停止している。この状態をゲージ１２０のスリープ・モードと呼ぶ。 On the other hand, FIG. 3B (b) is a diagram showing an output current state of each part of the receiver 112 corresponding to FIG. 3B (a). In FIG. 3B (a), since the power supply unit 130 is always in the operating state, its output current is constantly flowing, but since it is a value obtained by adding the current consumption of the communication unit 123 and the measuring unit 124, the measuring unit 124 is operating. When the state of the gauge 120 inside is in the measurement mode, the consumption amount becomes extremely large. On the other hand, when the measuring unit 124 is not operating, even if the communication unit 123 is in the standby mode during communication, its current consumption is smaller than that during the operation of the measuring unit. When the communication unit 123 is not in operation, the switches 134 and 122 are switched to stop energization of the communication unit 123 in addition to the measurement unit 124. This state is called the sleep mode of the gauge 120.

従来は、図中クロス・ハッチングで示したように、測定部１２４が測定していないときにも測定部１２４に通電していたため、消費電流が全体として多くなっている。本発明ではこのクロス・ハッチング部の電力消費を抑制して電池の寿命を高め、電池交換頻度を低減している。なお、ＩＰＳｍａｘは、電源部の最大出力電流（消費電流）であり、ＩＣＯＭｍａｘは通信部の最大出力電流（消費電流）であり、ＩＭＳｍａｘは測定部の最大出力電流（消費電流）である。 Conventionally, as shown by cross-hatching in the figure, since the measuring unit 124 is energized even when the measuring unit 124 is not measuring, the current consumption is large as a whole. In the present invention, the power consumption of the cross-hatched portion is suppressed, the battery life is extended, and the battery replacement frequency is reduced. IPSmax is the maximum output current (current consumption) of the power supply unit, ICOMmax is the maximum output current (current consumption) of the communication unit, and IMSmax is the maximum output current (current consumption) of the measurement unit. ..

図４に、マシニング・センタ１０を用いた加工及び加工後の測定のフロー・チャートを示す。マシニング・センタ１０の制御装置１１に予め格納されたブログラムに従い、ワークの加工及び検測が指示されると、初めにステップＳ４１０で、ワークＷがテーブル２３に配置され、主軸の下方の加工位置に設定される。マシニング・センタ１０に格納されたプログラムに従って加工ステップＳ４１２に進み、自動ツール交換部３０を用いて自動で加工内容に応じたツール１８に交換する。そしてステップＳ４１４で予め定められた形状に加工する。 FIG. 4 shows a flow chart of machining using the machining center 10 and measurement after machining. When machining and inspection of the work are instructed according to the program stored in advance in the control device 11 of the machining center 10, the work W is first arranged on the table 23 in step S410, and the machining position below the spindle is set. Is set to. The process proceeds to the machining step S412 according to the program stored in the machining center 10, and the tool 18 is automatically replaced with the tool 18 according to the machining content by using the automatic tool switching unit 30. Then, it is processed into a predetermined shape in step S414.

ワークＷの加工が済んだ後、ステップＳ４１６に進み加工部の測定を実行する。測定については、図５で詳述する。測定箇所が複数個所あれば測定が完了する(ステップＳ４１８)まで測定を継続する。なお、測定に関しては予め測定位置や回数等がプログラムで定められているので、通常この判断は不要である。測定が済んだらステップＳ４２０へ進む。次に、次のワークＷの加工及び測定に移るため、ワークＷを次工程へ搬送し、一連の自動加工及び測定を終了する(ステップＳ４２２)。なお、マシニング・センタ１０に格納されたプログラムが測定後待機や加工等の搬送以外を指示している場合には、測定終了ステップＳ４１８後のステップＳ４２０において、待機ルーチンのステップＳ４２４へ移る。その後、割り込み信号等によりマシニング・センタ１０は再稼働し、プログラムに従い(ステップＳ４２６)終了、測定(ステップＳ４１６)、加工(ステップＳ４１２)の各ルーチンに分岐する。 After the work W has been machined, the process proceeds to step S416 to perform measurement of the machined portion. The measurement will be described in detail in FIG. If there are a plurality of measurement points, the measurement is continued until the measurement is completed (step S418). As for the measurement, the measurement position, the number of times, and the like are determined in advance by the program, so this judgment is usually unnecessary. When the measurement is completed, the process proceeds to step S420. Next, in order to move to the processing and measurement of the next work W, the work W is transferred to the next process, and a series of automatic processing and measurement is completed (step S422). If the program stored in the machining center 10 instructs other than waiting after measurement or transporting such as machining, the process proceeds to step S424 of the waiting routine in step S420 after the measurement end step S418. After that, the machining center 10 is restarted by an interrupt signal or the like, and branches to each routine of termination (step S426), measurement (step S416), and machining (step S412) according to the program.

次に図５に、図４のステップＳ４１６で示したワーク測定の詳細を示す。図５（ａ）は主としてレシーバ１１２の動作を説明する図であり、図５（ｂ）は主としてゲージ１２０の動作を説明する図である。マシニング・センタ１０が工作機械の測定の状態になると、ステップＳ５１０において、主軸ハウジング１５に取り付けるツール１８を、ゲージ１２０付きツール１８に交換する。次に、ゲージ１２０と制御装置１１が内蔵するレシーバ１１２の間で無線通信、ここではブルートゥース（登録商標）のようなスペクトル拡散通信が確立されるよう、ゲージ１２０を電源部１３０の加速度センサ１３３で起動する（ステップＳ５１２）。その後、ステップＳ５１４で、工作機械１０は制御装置１１に組み込まれたプログラムに従い、ゲージ１２０をワークＷの測定位置へ移動する。ステップＳ５１６で、レシーバ１１２はゲージ１２０へ測定の指示と所定フォーマットでデータを送信するよう要求する。レシーバ１１２はゲージ１２０から無線送信された測定データを、ステップＳ５１８で受信する。一連のデータ送受信が終わったら、ステップＳ５２０でレシーバ１１２はゲージ１２０へ測定終了の指令信号を送信する。次にステップＳ５２２でさらに他の測定があるか確認し、あればステップＳ５１４に戻り、ステップＳ５１４～Ｓ５２０を繰り返す。無ければステップＳ５２４に進み、測定指示信号の停止で、測定部１２４の通電を停止する。そしてスリープ信号で通信部１２３の通電を停止する。 Next, FIG. 5 shows the details of the work measurement shown in step S416 of FIG. FIG. 5A is a diagram mainly for explaining the operation of the receiver 112, and FIG. 5B is a diagram mainly for explaining the operation of the gauge 120. When the machining center 10 is in the state of measuring the machine tool, in step S510, the tool 18 attached to the spindle housing 15 is replaced with the tool 18 with the gauge 120. Next, the gauge 120 is used by the accelerometer 133 of the power supply unit 130 so that wireless communication, here, spectrum diffusion communication such as Bluetooth (registered trademark), is established between the gauge 120 and the receiver 112 built in the control device 11. Start up (step S512). After that, in step S514, the machine tool 10 moves the gauge 120 to the measurement position of the work W according to the program incorporated in the control device 11. In step S516, the receiver 112 requests the gauge 120 to send measurement instructions and data in a predetermined format. The receiver 112 receives the measurement data wirelessly transmitted from the gauge 120 in step S518. After a series of data transmission / reception is completed, the receiver 112 transmits a measurement end command signal to the gauge 120 in step S520. Next, it is confirmed in step S522 whether there is another measurement, and if there is, the process returns to step S514, and steps S514 to S520 are repeated. If not, the process proceeds to step S524, and when the measurement instruction signal is stopped, the energization of the measurement unit 124 is stopped. Then, the energization of the communication unit 123 is stopped by the sleep signal.

一方ゲージ１２０側では、工作機械１０の状態が工作機械の測定になっていると、ステップＳ５３０で加速度センサ１３３の作動を待ち、加速度センサ１３３が作動したらスイッチ１３４を投入して通信部１２３を通電し、ゲージ１２０の待機モードに移る（ステップＳ５３２）。なお、それまでのゲージ１２０の状態は、スリープ・モードである。その後、ステップＳ５３４で、ゲージ１２０とレシーバ１１２の同期を図って通信を確立する。ステップＳ５３６で、レシーバ１１２からの測定指令及びデータ送信要求を受信するのを待ち、受信次第、ステップＳ５３８でスイッチ１２２を投入して測定部１２４を通電し、ゲージ１２０を待機モードから測定モードに移す。ゲージ１２０が測定モードに移ったので、制御装置１１に格納されたプログラムに従い、測定を実行し（ステップＳ５４０）、レシーバ１１２に定められたフォーマットで測定データを送信する（ステップＳ５４２）。ステップＳ５４４に進み、レシーバ１１２から測定信号を受信中かを確認する。受信中であれば、ステップＳ５４０に戻りステップＳ５４０～Ｓ５４２を繰り返す。受信が完了しておれば、ステップＳ５４６に進み、スイッチ１２２を切断して測定部１２４の通電を止め、ゲージ１２０を待機モードにする。その後スリープ信号がレシーバ１１２から送信されるのを待ち（ステップＳ５４８）、スリープ信号が送られてきたらスイッチ１３４を切断して通信部１２３を非通電にし、ゲージ１２０をスリープ・モードに移す（ステップＳ５５０）。 On the other hand, on the gauge 120 side, when the state of the machine tool 10 is the measurement of the machine tool, the operation of the acceleration sensor 133 is waited in step S530, and when the acceleration sensor 133 operates, the switch 134 is turned on to energize the communication unit 123. Then, the process shifts to the standby mode of the gauge 120 (step S532). The state of the gauge 120 up to that point is the sleep mode. Then, in step S534, the gauge 120 and the receiver 112 are synchronized to establish communication. In step S536, it waits for the measurement command and the data transmission request from the receiver 112 to be received, and as soon as it is received, the switch 122 is turned on in step S538 to energize the measurement unit 124, and the gauge 120 is moved from the standby mode to the measurement mode. .. Since the gauge 120 has moved to the measurement mode, the measurement is executed according to the program stored in the control device 11 (step S540), and the measurement data is transmitted in the format defined in the receiver 112 (step S542). The process proceeds to step S544, and it is confirmed whether the measurement signal is being received from the receiver 112. If it is being received, the process returns to step S540 and steps S540 to S542 are repeated. When the reception is completed, the process proceeds to step S546, the switch 122 is turned off, the energization of the measuring unit 124 is stopped, and the gauge 120 is put into the standby mode. After that, it waits for the sleep signal to be transmitted from the receiver 112 (step S548), and when the sleep signal is sent, the switch 134 is turned off to de-energize the communication unit 123, and the gauge 120 is moved to the sleep mode (step S550). ).

以上説明したように、本発明によれば工作機械の本体側にある制御装置に設けたレシーバと工作機械の主軸先端に取り付けたツールが備えるゲージ間で無線通信する際に、ゲージが、ゲージによる測定時に通信部のみならず測定部へも通電する測定モードと、測定部は通電が停止されているけれども通信部が通電されて通信可能になっている待機モードと、電源部のみ通電されているスリープ・モードを備えているので、通信のみ実行する場合の電力消費が抑制され、リモートに設けられて商用電源を利用できず電池からしか電力を供給されないゲージを長寿命化できる。そのため、自動でツール交換するマシニング・センタ等の自動機械における電池交換の不便さを低減できる。 As described above, according to the present invention, when wireless communication is performed between the gauge provided in the receiver provided in the control device on the main body side of the machine tool and the tool attached to the tip of the spindle of the machine tool, the gauge is based on the gauge. A measurement mode in which not only the communication unit but also the measurement unit is energized during measurement, a standby mode in which the measurement unit is energized but the communication unit is energized and communication is possible, and only the power supply unit is energized. Since it has a sleep mode, power consumption when only communication is executed is suppressed, and the life of a gauge that is remotely installed and cannot use commercial power and is supplied only from a battery can be extended. Therefore, it is possible to reduce the inconvenience of battery replacement in an automatic machine such as a machining center that automatically replaces tools.

なお上記実施例では縦型のマシニング・センタを例に取り説明したが、横型や門型の場合にも適用できることは言うまでもない。また、ワークやツールの移動は上記実施例に限るものではなく、ツールの自動交換方法も上記実施例に限るものではないことは容易に想像できることである。要するに本発明は、ツールが工作機械の先端に取り付けられるため、データ送信を無線に頼らざるを得なく、センサ側であるゲージに供給する電力が電池にならざるを得ない状況下での電力消費を低減できる方法および装置を提供するものである。 Although the above embodiment has been described by taking a vertical machining center as an example, it goes without saying that it can also be applied to a horizontal type or a gate type. Further, it can be easily imagined that the movement of the work or the tool is not limited to the above embodiment, and the automatic tool replacement method is not limited to the above embodiment. In short, in the present invention, since the tool is attached to the tip of the machine tool, data transmission must be performed wirelessly, and the power supplied to the gauge on the sensor side must be a battery. It provides a method and an apparatus which can reduce the amount of power consumption.

１０…工作機械(マシニング・センタ)、１１…制御装置、１２…コラム、１３…(回転)駆動手段、１４…主軸頭、１５…主軸ハウジング、１８…ツール、１８ａ…シャンク部、２０…加工・測定部、２１…工具マガジン、２１ａ…工具ポット、２２…（ロータリ・）テーブル、２２ｂ…支柱、２３、２４…テーブル、２５…サドル、２７、２７ａ…ベッド、３０…ツール交換部、４０…加工・測定具取付け部、１００…無線通信装置、１１０…通信基地局、１１１…インターフェース(Ｉ/Ｆ)、１１２…（トランスミッタ・）レシーバ、１１３…ディスプレイ、１１４…バス、１１５…アンテナ手段、１２０…ゲージ(測定具)、１２２…スイッチ、１２３…通信部、１２４…測定部、１２５…アンテナ手段、１３０…電源部、１３１…電池、１３２…電源回路、１３３…加速度センサ、１３４…スイッチ、Ｈｉ…稼働中、Ｌｏ…非稼働中、ｔ１～ｔ２４…切換タイミング 10 ... Machine tool (machining center), 11 ... Control device, 12 ... Column, 13 ... (Rotation) drive means, 14 ... Main shaft head, 15 ... Main shaft housing, 18 ... Tool, 18a ... Shank part, 20 ... Machining ... Measuring unit, 21 ... Tool magazine, 21a ... Tool pot, 22 ... (Rotary) table, 22b ... Support, 23, 24 ... Table, 25 ... Saddle, 27, 27a ... Bed, 30 ... Tool replacement unit, 40 ... Machining -Measuring tool mounting part, 100 ... wireless communication device, 110 ... communication base station, 111 ... interface (I / F), 112 ... (transmitter) receiver, 113 ... display, 114 ... bus, 115 ... antenna means, 120 ... Gauge (measuring tool), 122 ... switch, 123 ... communication unit, 124 ... measurement unit, 125 ... antenna means, 130 ... power supply unit, 131 ... battery, 132 ... power supply circuit, 133 ... acceleration sensor, 134 ... switch, Hi ... Operating, Lo ... Not operating, t 1 to t 24 ... Switching timing

Claims (6)

基地局と工作機械に配置された電池を有するゲージとの間で無線通信する無線通信装置であって、
少なくとも前記ゲージに備えられ、前記ゲージが所定大きさ以上の振動または変位を検出したら前記基地局との間で通信する通信部へ前記電池から通電する通電手段と、
それと同時かまたはその後に、工作機械に取り付けた測定子で予め定めた物理量を計測する測定部へ通電して測定モードに移行し、
前記ゲージの計測が終了した後は前記基地局と前記通信部との間で通信するため前記通信部のみ通電し、前記測定部を非通電とする待機モードへ移行することを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication device that wirelessly communicates between a base station and a gauge having a battery arranged in a machine tool.
An energizing means provided in at least the gauge and energizing from the battery to a communication unit that communicates with the base station when the gauge detects vibration or displacement of a predetermined magnitude or more.
At the same time or after that, the measuring unit that measures a predetermined physical quantity with a stylus attached to the machine tool is energized to shift to the measurement mode.
After the measurement of the gauge is completed, in order to communicate between the base station and the communication unit, only the communication unit is energized and the measurement unit is de-energized to shift to the standby mode. Device. 前記測定部による計測の終了後または計測の前であって、通信部が通信完了した状態に、通信部と測定部の双方と前記電池との間を非通電とするスリープ・モードを有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。 After the measurement by the measuring unit is completed or before the measurement, the communication unit has a sleep mode in which both the communication unit and the measuring unit and the battery are de-energized when the communication is completed. The wireless communication device according to claim 1. 前記工作機械は、自動ツール交換可能なマシニング・センタと複合旋盤のいずれかであり、前記ゲージは測長器、位置検出センサ、温度センサ、振動センサ、圧力センサ、湿度センサの少なくともいずれかである請求項１または２に記載の無線通信装置。 The machine tool is either an automated tool replaceable machining center or a compound lathe, and the gauge is at least one of a length gauge, a position sensor, a temperature sensor, a vibration sensor, a pressure sensor, and a humidity sensor. The wireless communication device according to claim 1 or 2. 基地局と工作機械に配置された電池を有するゲージとの間で無線通信する無線通信装置における消費電力の低減方法において、
前記ゲージが所定大きさ以上の振動または変位を検出したら起動手段を作動させて、少なくとも前記ゲージに備えられ、前記基地局との間で通信する通信部へ前記電池から通電し、
それと同時かまたはその後に、工作機械に取り付けた測定子で予め定めた物理量を計測する測定部へ通電して測定モードに移行し、
前記ゲージの計測が終了した後は前記基地局と前記通信部との間で通信するため前記通信部のみ通電し、前記測定部を非通電とする待機モードへ移行することを特徴とする無線通信装置における消費電力の低減方法。 In a method of reducing power consumption in a wireless communication device that wirelessly communicates between a base station and a gauge having a battery arranged in a machine tool.
When the gauge detects vibration or displacement of a predetermined magnitude or more, the starting means is activated to energize at least the communication unit provided in the gauge and communicating with the base station from the battery.
At the same time or after that, the measuring unit that measures a predetermined physical quantity with a stylus attached to the machine tool is energized to shift to the measurement mode.
After the measurement of the gauge is completed, in order to communicate between the base station and the communication unit, only the communication unit is energized and the measurement unit is de-energized to shift to the standby mode. How to reduce power consumption in equipment. 前記測定部による計測の終了後または計測の前であって、通信部が通信完了した状態に、通信部と測定部の双方と前記電池との間を非通電とするスリープ・モードを有することを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置における消費電力の低減方法。 After the measurement by the measuring unit is completed or before the measurement, the communication unit has a sleep mode in which both the communication unit and the measuring unit and the battery are de-energized when the communication is completed. The method for reducing power consumption in the wireless communication device according to claim 4. 前記工作機械は、自動ツール交換可能なマシニング・センタと複合旋盤のいずれかであり、前記ゲージは測長器、位置検出センサ、温度センサ、振動センサ、圧力センサ、湿度センサの少なくともいずれかである請求項４または５に記載の無線通信装置における消費電力の低減方法。 The machine tool is either an automated tool replaceable machining center or a compound lathe, and the gauge is at least one of a length gauge, a position sensor, a temperature sensor, a vibration sensor, a pressure sensor, and a humidity sensor. The method for reducing power consumption in the wireless communication device according to claim 4 or 5.
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