位移检测装置的制作方法

本发明涉及一种位移检测装置，其检测测量目标的形状的位移。

背景技术：

对检测测量目标的外形的位移进行检测的位移检测装置包括：多个传感器头，其检测测量目标的机械位移量并且将位移转换为电信号；以及多个控制单元，从各个传感器头输出的检测信号输入到该多个控制单元。

传感器头包括被可伸缩地支撑到保持器的主轴以及设置在主轴的端部处的接触器。当将测量目标运送到传感器头的安装位置并且接触器抵靠在测量目标上时，利用保持器中的检测单元检测主轴相对于标准位置的位移量，并且将位移量转换为电信号。

在正常的测量操作中，每个控制单元均基于从各个传感器头输出的检测信号来判定位移量是否正常，并且将判定结果显示到各个控制单元中设置的显示器。

在正常测量操作之前，调整传感器头的安装位置。将安装位置调整为使得当接触器抵在基准测量目标上时作为检测信号输出的位移量落入阈值内。

专利文献1公开了一种位移检测装置，其使可移动单元与测量目标进行接触以检测测量目标的位移量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP 2007-240225A

技术实现要素：

技术问题

在上述位移检测装置中，在调节传感器头的安装位置时，将显示器中显示的位移量调节为落入阈值内。然而，未显示出主轴的调节后的位置位于主轴的可移动范围中。

因此，当在主轴的可移动范围的末端处基准测量目标的位移量被设定为落入阈值内时，在正常测量操作时主轴超出可移动范围，并且可能不能进行准确测量。

例如，可能存在测量了以意外位姿被传送的工件的情况，或者测量了意外高度的工件的情况。

已经鉴于以上问题做出本发明，并且本发明的目的是提供一种位移检测装置，其能够容易地调整传感器头的安装位置，并且稳定地进行正常测量操作，从而准确地检测测量目标的位移量。

问题解决方案

解决上述问题的位移检测装置包括：传感器头，所述传感器头使得被可伸缩地支撑到保持器的主轴的端部抵接在测量目标上，从而检测所述测量目标的位移；以及控制单元，所述控制单元包括显示单元，所述显示单元被配置为基于所述传感器头的检测信号显示测量值。所述控制单元包括：比较装置，所述比较装置将所述主轴的位置的测量值与预先设定的阈值进行比较；以及警告信号生成单元，当主轴的测量值超过所述阈值时，所述警告信号生成单元输出警告信号。

利用该配置，当主轴的位置的测量值超过阈值时，输出警告信号。

在位移检测装置中，控制单元可以包括用于设定阈值的阈值设定装置。

利用该配置，利用阈值设定装置设定阈值。

在位移检测装置中，被配置为基于警告信号的输入而显示警告的警告显示单元可以连接至所述控制单元。

利用该配置，当输出警告信号时，在警告显示单元中显示警告。

在位移检测装置中，所述比较装置可以一直将所述主轴的位置的测量值与所述阈值进行比较。

利用该配置，一直进行比较，而不需要重新为比较主轴的位置的测量值与阈值而设定时间。

在位移检测装置中，控制单元包括：用于从预先设定的若干设定模式中选择警告设定模式的按键；以及用于在所述警告设定模式中选择警告设定的开/关(ON/OFF)的按键。当将所述警告设定选择为开时，所述警告信号生成单元可以输出警告信号。

利用该配置，当警告设定被选择为关时，不输出警告信号。

在位移检测装置中，所述按键由设置在所述显示单元的侧方处的多个按键构成。

利用该配置，能够在检查显示单元的同时选择警告设定模式和警告设定的开/关。

发明的有益效果

根据本发明的位移检测装置，能够容易地调节传感器头的安装位置并且稳定地进行测量操作，从而准确地检测测量目标的位移量。

附图说明

图1是示意性地图示出位移检测装置的视图。

图2是图示出位移检测装置的电气配置的方框图。

图3是图示出控制单元的立体图。

图4是图示出控制单元的操作面板的前视图。

图5是图示出显示单元的操作的前视图。

图6是图示出显示单元的操作的前视图。

图7是图示出显示单元的操作的前视图。

图8是图示出控制单元的操作的流程图。

图9是图示出初始设定操作时显示单元的操作的说明图。

图10是图示出初始设定操作时显示单元的操作的说明图。

图11是图示出初始设定操作时显示单元的操作的说明图。

图12是图示出初始设定操作时显示单元的操作的说明图。

图13是图示出初始设定操作时显示单元的操作的说明图。

图14是图示出复制项目设定操作时控制单元的操作的流程图。

图15是图示出复制项目设定操作时控制单元的操作的流程图。

图16是图示出警告设定操作时显示单元的操作的说明图。

图17是图示出警告设定操作时显示单元的操作的说明图。

图18是图示出警告设定操作时显示单元的操作的说明图。

图19是图示出警告设定操作时控制单元的操作的流程图。

图20是图示出警告设定操作时控制单元的操作的流程图。

参考标记列表

1：传感器头；2：保持器；3：主轴；6：控制单元；6a：主设备；6b：从设备；9：比较装置(警告信号生成单元、阈值设定装置和CPU)；MC：主控制器；W：测量目标

具体实施方式

下文中将参考附图描述位移检测装置的实施例。图1所示的位移检测装置被配置为使得从利用DIN导轨预先设置在预定位置处的传感器头1的保持器2向下可伸缩地支撑主轴3。接触器4设置在主轴3的端部处。

传感器头1通过连接电缆5连接到控制单元6。例如，当测量目标W运送到传感器头1的安装位置，并且接触器4抵在目标的表面上时，通过检测主轴3的位移量而获得的检测信号从传感器头1输出到控制单元6。

主控制器MC连接到控制单元6。控制单元6基于从主控制器MC输出的控制信号而运行，并且由控制单元6测量的各种类型的数据被发送到主控制器MC。

如图2所示，多个投光元件7和在面朝各个投光元件7的位置处的多个光接收元件8设置在传感器头1的保持器2中。利用光接收元件8检测由在上下方向上移动的主轴3遮挡的光，从而将主轴3的位移量转换为电信号并且输出。

从光接收元件8输出的检测信号输出到控制单元6中的CPU 9。显示单元10连接到CPU 9，并且进行期望的显示。设定单元11连接到CPU 9，并且被配置为进行期望的设定操作和选择操作。在连接到CPU 9的存储器12中，储存了用于控制CPU 9的操作的程序和基于设定单元11的操作设定的设定值。

如图3所示，控制单元6在形成为长方体外壳的操作面板中设置有显示单元10。移位键13、回车键14和退出键15设置在显示单元10的一侧上，并且各种类型的指示灯16和预设键17作为设定单元11而设置在显示单元10的另一侧上。

如图4所示，移位键13设置有：向上键13a，用以选择向上移位；向下键13b，用以选择向下移位；右键13c，用以选择向右移位；以及左键13d，用以选择向左移位。

连接器18从控制单元6的侧表面凸出，并且连接器孔设置为在另一侧表面中与连接器18配合。若干控制单元6通过连接器18在厚度方向上互相重叠并且互相连接，并且控制单元6通过连接电缆5连接到单独的传感器头1。

控制单元6可以被配置为使得任意一个控制单元被设定为主设备6a并且其他控制单元6被设定为从设备6b。

如图4所示，显示单元10被配置为使得主显示单元19和副显示单元20设置在上级和下级中以点亮多个数字或字母。第一引导标记21设置在副显示单元20的一侧，并且第二引导标记22设置在第一引导标记21的下侧。

第一引导标记21显示四个有效移位键，并且当回车键14有效时第二引导标记22点亮。

圆形仪表23设置在主显示单元19和副显示单元20的另一侧。圆形仪表23显示基于13个区段的点亮的测量值，或者在长按移位键13时依次使区段点亮，从而显示长保持操作的持续时间。

复制标记24设置在圆形仪表23的内侧。复制标记24是在进行复制设定操作时触发的设定项目，并且当选择了从主设备6a向从设备6b的复制时点亮。

[传感器头1的设定操作时控制单元6的操作]

在调节传感器头1的安装位置的情况下，首先按向上键13a并且保持3秒钟。然后，如图5所示，显示设定屏幕显示在显示单元10中，并且出现了选择显示在副显示单元20中的项目的模式。当按下向上键13a并且保持时，圆形仪表23的区段顺次关闭，并且显示长保持操作的持续时间。

当在该状态下重复按右键13c或左键13d时，如图6所示地顺次切换显示在副显示单元20中的项目。显示项目包括正常测量值(NORM.V)、计算值(CALC)、标签(LABEL)、低设定值(LO.SET)、高设定值(HI.SET)以及传感器头测量值(HEAD.V)。

本文中，当在副显示单元20中显示传感器头测量值(HEAD.V)的状态下按下回车键14时，将副显示单元20的显示值确定为传感器头测量值(HEAD.V)。

然后，如图7所示，将显示单元设定为如下模式，其中，表示主轴3的位置是否在可移动范围内的绝对值被显示为主轴测量值。

接着，显示单元切换到传感器头1的安装位置调整操作。如图8所示，当将标准测量目标置于传感器头1的下方以使主轴3的接触器4抵在标准测量目标上时，测量操作开始(步骤1)，并且获取主轴3的主轴测量值(步骤2)。

接着，将显示值调节为通过对显示在主显示单元19中的测量值被标准化的测量目标进行测量而获得的标准值(步骤3)。当测量标准测量目标时(步骤4)，标准测量目标的测量值显示在主显示单元19中，并且主轴测量值显示在副显示单元20中(步骤5)。

因此，重复进行从步骤1到步骤5的处理，以将传感器头1的安装位置调节为使得主轴测量值落入主轴3的可移动范围的中心。此外，易于将测量值调节为标准测量值。

[控制单元6的初始设定操作]

接着将说明在利用作为主设备的控制单元6a进行各种类型的初始设定的情况下的操作。

如图9所示，在进行各种类型的初始设定的情况下，按下右键13c并且保持三秒以上。然后，副显示单元20显示作为设定菜单屏之一的BASIC屏25a以选择基本设定。在该状态下，按下向下键13b，并且操作右键13c和左键13d。然后，可以顺次选择属于BASIC屏25a的下级层的12个项目的基本设定项目26中的任意一个基本设定项目。

选择每个基本设定项目26，并且可以使用向上键13a、向下键13b和回车键14为各个项目设定期望的设定值。

在全部设定了属于BASIC屏25a的下级层的项目之后，显示返回到BASIC屏25a。当操作右键13c或左键13d时，显示可以切换到处于与BASIC屏25a相同层中的菜单屏25b至25h。

若干设定项目链接到菜单屏25b至25h的下级层，并且类似于基本设定项目26地进行设定项目的设定。

当设定基本设定项目26和属于菜单屏25b至25h的下级层的设定项目时，判定是否将设定项目的设定值复制到充当从设备的控制单元6b。

如图10所示，当在完成设定项目的设定时按下预设键17时，如图11所示地显示复制标记24，并且将设定项目设定为从主设备6a复制到从设备6b。当未按下预设键17时，不显示复制标记24，如图12所示。

如图13所示，当从处于与BASIC屏25a相同层中的菜单屏25b至25h中选择复制设定屏25d时，可以顺次选择复制项目选择屏27a、复制全选设定屏27b和复制执行屏27c中的任意一者。

在复制项目选择屏27a中，可以在BASIC屏25a以及其他菜单屏25b至25h的下级层的项目之中单独选择待复制的项目。在该操作中，可以利用预设键17改变复制选择操作。

在复制全选设定屏27b中，可以设定BASIC屏25a和其它菜单屏25b至25h的下级层的所有项目。可以处理在复制执行屏27c中选择的项目。

在从设备6b的情况下，复制锁定设定屏28显示在复制设定屏25d的下级层中，以拒绝从主设备6a复制。

接着，将说明在上述初始设定操作时主设备6a的CPU 9的处理操作。

如图14所示，当按下并保持右键13c时，在副显示单元20中显示BASIC屏25a和其它菜单屏25b至25h(步骤11)。

接着，选择BASIC屏25a和其它菜单屏25b至25h中的任意一个屏，并且选择设定项目(步骤12)。然后，例如如图10所示，显示在主显示单元19中的设定值点亮，并且可以通过向上键13a、向下键13b、右键13c和左键13d的操作来选择该设定值(步骤13、14、15和16)。

当在步骤15中按下预设键17时，检查复制标记24(步骤17和18)。在未按下预设键17的情况下，不检查复制标记24(步骤19)。通过重复这样的操作，进行了属于BASIC屏25a和菜单屏25b至25h的下级层的若干项目的初始设定操作，并且进行是否将主设备6a中的各项目中设定的值复制到从设备6b的选择操作。

当在步骤15中按下回车键14时，确定设定值(步骤20)，并且初始设定操作结束。

图15图示出在主设备6a选择了复制设定屏25d的情况下的操作。当选择了菜单屏之中的复制设定屏25d时(步骤21)，显示复制项目选择屏27a(步骤22)。

此处，当按下右键13a或左键13d时，在主显示单元19和副显示单元20中顺次显示菜单屏的下级层的项目的初始设定值(步骤23至25)。当在显示期望的项目的状态下按下回车键14时，选择从主设备6a到从设备6b的项目的设定值的复制(步骤26和27)。在步骤26中未按下回车键14的情况下，未选择到从设备6b的复制(步骤28)。

当在步骤24中按下退出键15时，确定输入复制设定(步骤29)，并且结束设定操作。

[当控制单元6设定警告时的操作]

位移检测装置的控制单元6具有警告功能，在警告功能中，在调整了传感器头1的安装位置之后判定传感器头1的安装位置不合适的情况下，输出警告信号。

首先，将描述警告功能的设定操作。如图16和19所示，首先当按下右键13c并且保持3秒(步骤31)时，BASIC屏(基本设定模式)25a显示在显示单元10中(步骤32)。

接着，当按下右键13c时(步骤33)，能够选择菜单屏25b(即，进阶设定模式)(步骤34)。当按下向上键13a(步骤35)时，能够选择属于菜单屏25b的下级层的若干设定模式29之中的任意一种设定模式(步骤36)。

接着，当按两次左键13d(步骤37)时，选择警告设定屏(警告设定模式)29a，并且激活警告设定模式(步骤38)。此处，当按下回车键14(步骤39)并且然后按下右键13c时，如图17所示，显示通过延迟计数设定屏30a而转移到警告用设定屏30b(步骤40、41和42)。

接着，当按下回车键14(步骤43)并且然后按下右键13c或左键13d时，显示用于警告使用的ON/OFF设定屏31a和31b中的任意一个设定屏(步骤44至46)。

当在ON/OFF设定屏31a和31b中的任意一个设定屏处按下回车键14(步骤47)时，设定了指示警告设置的ON/OFF的标志(步骤48)。

当在步骤41中按下右键13c(步骤49)时，显示警告阈值设定屏30c，如图18所示(步骤50)。此处，当按下回车键14(步骤51)时，显示警告初始值设定屏32(步骤52)。

通过按下键13a至13c而将主显示单元19中显示的值设定为期望值(步骤53)。当按下回车键14(步骤54)时，设定警告阈值(步骤55)。警告阈值是判定主轴位置处的主轴的测量值是否正常的值。

将参考图20描述在设置警告阈值的状态下调整传感器头1的安装位置的情况，或者在正常操作中确定警告的控制单元6的操作。

控制单元6测量主轴3的位置(步骤61)，并且获取主轴的位置的测量值(步骤62)。控制单元一直比较主轴的测量值与警告阈值(步骤63)。在主轴的测量值超过阈值的情况下，控制单元向主控制器MC输出警告信号(步骤64和65)。主控制器MC基于接收到的警告信号显示警告。控制单元6的显示单元10也显示警告。

在主轴的测量值不超过阈值的情况下，过程从步骤66进行到步骤61，从而重复比较主轴的测量值与阈值。

在位移检测装置中，能够获得以下效果。

(1)在测量标准测量目标的位移量以调节传感器头1的安装位置的情况下，测量目标的位移量的测量值和表示主轴3的可移动范围内的位置的绝对值可以作为主轴测量值而同时显示在控制单元6的主显示单元19和副显示单元20中。因此，能够容易地将传感器头1的安装位置调节为使得能够在主轴3的可移动范围的中央部中检测测量目标的位移量。

(2)在利用控制单元6的主设备6a为各个项目设定的初始设定值被复制到从设备6b的情况下，能够在各个项目的初始设定操作时预先设定是否复制该项目的初始设定值。因此，不需要在设定初始设定值之后在复制项目选择屏27a中预先选择是否复制各个项目，从而能够容易地进行复制项目设定操作。

(3)在复制项目的选择操作时，在选择了复制的项目中显示复制标记24，从而能够容易地识别复制选择的存在/不存在。

(4)在调整传感器头1的安装位置的情况下，或者在正常操作中基于测量值是否落入阈值内的判定而得到主轴3的位置的测量值超过阈值的情况下，主控制器MC能够显示警告。因此，易于使主轴3的位置保持在适当位置。

(5)即使在主轴3的位置由于正常操作时的障碍而偏移的情况下，也可以通过将主轴3的位置的正常检测到的测量值与阈值进行比较，而检测出主轴的测量值的异常并显示警告。因此，再次调整调整传感器头1的安装位置或主轴3的位置以便于返回，从而在正常条件下执行测量目标W的位移测量。

(6)在警告设置模式下，警告设置也可以选择为关闭。因此，在不需要输出警告的情况下，能够消除警告信号的浪费输出。

可以如下修改实施例。

在调整传感器头1的安装位置时，可以基于预设计算处理获取在步骤4中获取的测量值。

已经详细地或使用具体实施例描述了本发明。然而，本领域技术人员当然可以在不脱离本发明的精神的范围内进行各种修改和变化。

本申请基于2015年10月19日提交的日本专利申请No.2015-205519并要求其优先权，并且其全部内容通过引用并入本文。