JPH06185968A - Deformation detector for structure - Google Patents
Deformation detector for structureInfo
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- JPH06185968A JPH06185968A JP26610692A JP26610692A JPH06185968A JP H06185968 A JPH06185968 A JP H06185968A JP 26610692 A JP26610692 A JP 26610692A JP 26610692 A JP26610692 A JP 26610692A JP H06185968 A JPH06185968 A JP H06185968A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、種々の機械や装置を構
成する構造物に生じる変形を検出する構造物の変形検出
器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure deformation detector for detecting a deformation of a structure which constitutes various machines and devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】種々の機械、装置では、それらの構造物
の使用時に当該構造物に生じる変形を検出し、その検出
値に基づいて、機械、装置の精度向上を図り、又は内容
物の重量検出を行っていた。このような例を図により説
明する。2. Description of the Related Art In various machines and devices, the deformation of the structures when they are used is detected, and the accuracy of the machine or device is improved based on the detected value, or the weight of the contents. It was doing detection. Such an example will be described with reference to the drawings.
【0003】図9はプレス機械の側面図である。図で、
1は全体が箱形に形成されたフレーム、2はフレーム1
の底部に固定された油圧シリンダ、3は油圧シリンダ2
のピストン、4は油圧シリンダ2の圧油、5はピストン
3の端部に結合された下厚板、6はフレーム1の上部に
連結され下厚板6と対向する上厚板である。7は下厚板
5と上厚板6との間に載置されるワークを示す。油圧シ
リンダ2に圧油が供給されるとピストン3が上方に伸長
し、ワーク7のプレスが行われる。FIG. 9 is a side view of the press machine. In the figure,
1 is a frame formed entirely in a box shape, 2 is a frame 1
Hydraulic cylinder fixed to the bottom of the
, 4 is pressure oil of the hydraulic cylinder 2, 5 is a lower thick plate coupled to the end of the piston 3, and 6 is an upper thick plate connected to the upper part of the frame 1 and facing the lower thick plate 6. Reference numeral 7 denotes a work placed between the lower thick plate 5 and the upper thick plate 6. When pressure oil is supplied to the hydraulic cylinder 2, the piston 3 extends upward and the work 7 is pressed.
【0004】ワーク7のプレスが行われたとき、下厚板
5には上向きの力、上厚板6には下向きの反力が生じ、
これらの力はフレーム1を通って伝達される。その伝達
経路の一部が一点鎖線8で示されている。この力は図の
左右で均等ではなく、それぞれの経路により大きさが異
なる。特に、ワークの形や置かれる位置によっては片荷
の状態となり、それに応じてフレーム1に左右不均等な
変形が生じ、この変形によってワーク7の加工寸法に微
小な誤差を生じて加工精度が低下する。そこで、フレー
ム1の変形を検出し、この検出値に基づいて適宜補正を
行えば、加工精度の低下を防止することができる。この
ため、フレーム1の力の伝達経路8にひずみゲージを貼
着して伝達される力、ひいてはフレーム1の変形を検出
している。これらひずみゲージが符号S1 〜S4 で示さ
れている。When the work 7 is pressed, an upward force is generated on the lower thick plate 5 and a downward reaction force is generated on the upper thick plate 6,
These forces are transmitted through the frame 1. A part of the transmission path is shown by a chain line 8. This force is not uniform on the left and right of the figure, and the magnitude differs depending on each path. Particularly, depending on the shape of the work and the position where the work is placed, the work is in a unidirectional state, and accordingly, the frame 1 is deformed laterally unevenly, and this deformation causes a minute error in the machining dimension of the work 7 to lower the machining accuracy. To do. Therefore, if the deformation of the frame 1 is detected and appropriate correction is performed based on the detected value, it is possible to prevent the deterioration of the processing accuracy. Therefore, the force transmitted by attaching the strain gauge to the force transmission path 8 of the frame 1, and consequently the deformation of the frame 1, is detected. These strain gauges are designated by the symbols S 1 to S 4 .
【0005】このような力を検出する手段は、機械だけ
でなく静止している構造物にも適用される。その適用例
を図10に示す。図10はホッパの側面図である。9は
ホッパ、10はホッパ9の支持柱、11は台である。各
支持柱10の適所には、ひずみゲージSが貼着され、こ
れらひずみゲージSによりホッパおよびその収納物の重
量による各支持柱10の変形が検出され、その検出値に
基づいて収納物の重量を知ることができる。The means for detecting such a force is applied not only to a machine but also to a stationary structure. An example of its application is shown in FIG. FIG. 10 is a side view of the hopper. 9 is a hopper, 10 is a support pillar for the hopper 9, and 11 is a stand. A strain gauge S is attached to an appropriate place of each support column 10, and the strain gauge S detects the deformation of each support column 10 due to the weight of the hopper and its stored items, and the weight of the stored items is detected based on the detected value. You can know.
【0006】上記ひずみゲージSによる変形の検出は、
変形が極めて微小であるため、満足し得る精度の検出は
困難であり、より高精度の検出器が必要となる。このよ
うな検出器は、本出願人の出願に係る特願平1−234
428号で提案されている。この検出器の概略を図によ
り説明する。Detection of deformation by the strain gauge S is as follows.
Since the deformation is extremely small, it is difficult to detect with satisfactory accuracy, and a detector with higher accuracy is required. Such a detector is disclosed in Japanese Patent Application No. 1-234 filed by the present applicant.
No. 428 is proposed. The outline of this detector will be described with reference to the drawings.
【0007】図11は変形検出器の平面図である。図
で、1は図9に示すフレームである。11は第1のブロ
ック体であり、フレーム1に固定された固定部11a、
固定部11aを固定するボルト11b1 、11b2 およ
び延長部11cで構成されている。12は第1のブロッ
ク体11と対向して設けられる第2のブロック体であ
り、フレーム1に固定された固定部12a、固定部12
aを固定するボルト12b1 、12b2 および延長部1
2cで構成されている。各延長部11c、12cは互い
に対向して平行に延びており、フレーム1に対して自由
端となっている。13a、13bは各延長部11c、1
2c間を上下で結合する薄板形状の平板であり、互いに
平行関係にある。14は延長部11c、12c間に連結
された薄いせん断板、15a、15bはひずみゲージで
ある。FIG. 11 is a plan view of the deformation detector. In the figure, 1 is a frame shown in FIG. Reference numeral 11 denotes a first block body, which is a fixed portion 11a fixed to the frame 1,
It is composed of bolts 11b 1 and 11b 2 for fixing the fixing portion 11a and an extension portion 11c. Reference numeral 12 is a second block body that is provided so as to face the first block body 11, and includes a fixing portion 12 a and a fixing portion 12 that are fixed to the frame 1.
bolts 12b 1 and 12b 2 for fixing a and extension 1
2c. The extension portions 11c and 12c extend in parallel to each other and are free ends with respect to the frame 1. 13a and 13b are extension parts 11c and 1
It is a thin plate-like flat plate that connects 2c vertically, and is in parallel relationship with each other. Reference numeral 14 is a thin shear plate connected between the extension portions 11c and 12c, and 15a and 15b are strain gauges.
【0008】フレーム1に力が伝達されると、フレーム
1に伸縮変形が生じ、各延長部11c、12c間に相対
的なずれが生じて平板13a、13bおよびせん断板1
4が変形する。この変形に応じてひずみゲージ15a、
15bに伸びと縮みが生じ、これにより、当該変形に比
例した信号を得ることができる。即ち、当該変形は、各
固定部11a、12a間の距離hの変位として取り出さ
れることとなる。When the force is transmitted to the frame 1, the frame 1 expands and contracts, causing a relative displacement between the extension portions 11c and 12c to cause the flat plates 13a and 13b and the shear plate 1 to move.
4 is deformed. Depending on this deformation, the strain gauge 15a,
Elongation and contraction occur in 15b, whereby a signal proportional to the deformation can be obtained. That is, the deformation is extracted as a displacement of the distance h between the fixed portions 11a and 12a.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上記のようなプレス機
械において、そのフレーム1は左右対象形状であり、か
つ、その変形はほとんど力に起因するものである。した
がって、全体変形は比較的微小な変形となる。しかしな
がら、他の機械では全体変形がプレス機械のように微小
ではなく、相当大きな変形を生じるものがある。これを
マシニングセンタを例示して説明する。In the press machine as described above, the frame 1 has bilaterally symmetrical shapes, and the deformation thereof is almost entirely caused by force. Therefore, the overall deformation is a relatively small deformation. However, in other machines, the total deformation is not as small as that of a press machine, and there is a machine in which considerable deformation occurs. This will be described by exemplifying a machining center.
【0010】図12はマシニングセンタの側面図であ
り、使用中に生じた変形を極端に誇張して描いてある。
図で、20はマシニングセンタを示す。21はベース、
22はコラム、23はヘッド、24は送り台、25は固
定具である。26はヘッド23上に設置されたモータ、
27はモータ26により減速機を介して回転せしめられ
る工具、28は固定具25に固定され工具27により切
削加工されるワークである。FIG. 12 is a side view of the machining center, in which the deformation caused during use is extremely exaggerated.
In the figure, 20 indicates a machining center. 21 is the base,
22 is a column, 23 is a head, 24 is a feed table, and 25 is a fixture. 26 is a motor installed on the head 23,
Reference numeral 27 is a tool that is rotated by a motor 26 through a speed reducer, and 28 is a workpiece that is fixed to a fixture 25 and is cut by the tool 27.
【0011】上記マシニングセンタ20において、ワー
ク28の加工中、工具27からの加工反力はヘッド23
を通ってコラム22に伝達され、一方、ワーク28から
の反力はベース21を通ってコラム22に伝達される。
さらに、これらの力以外に、モータ26で多量の熱が発
生し、この熱はヘッド23からコラム22へ流れる。In the machining center 20, during the processing of the work 28, the processing reaction force from the tool 27 is applied to the head 23.
Through which the reaction force from the work 28 is transmitted to the column 22 through the base 21.
In addition to these forces, a large amount of heat is generated in the motor 26, and this heat flows from the head 23 to the column 22.
【0012】この場合、伝達される熱はその伝達通路の
距離に応じて相対的に、ヘッド23では外側部分23a
が多く、内側部分23bは少なく、又、コラム22では
外側部分22aが少なく、内側部分22bが多い。In this case, the transferred heat is relatively proportional to the distance of the transfer passage, and the outer portion 23a of the head 23 is relatively heated.
, The inner portion 23b is small, and the column 22 has a small outer portion 22a and a large inner portion 22b.
【0013】これら力や熱の他に、マシニングセンタ2
0の片持ち梁形状、室温の上下差、マシニングセンタ2
0の図示しないコントローラ(発熱源)の位置等が影響
し、コラム22とヘッド23に図示例のような全体的な
大きな変形が生じる。この結果、工具27の位置と姿勢
に誤差を生じ、高精度の加工は不可能となる。そこで、
このような変形を検出し、この検出値に基づいて工具2
7の位置と姿勢を正しく補正する必要がある。この場
合、図11に示す変形検出器を用いて当該変形を検出す
ることが可能であるが、図12に示すような全体的な大
きな変形に対しては上記変形検出器を多数個所に設置し
なければならず、この設置に多くの手間と時間を要する
ばかりでなく、多数の変形検出器を用いるのでそれらに
要する費用が増大し、かつ、それら多数の変形検出器か
らの各信号に基づいて全体的な変形を割り出す煩雑なシ
ステムが必要となり、そのための費用も増大する。In addition to these forces and heat, the machining center 2
0 cantilever shape, room temperature difference, machining center 2
The position of the controller (heat source) (not shown) of 0 influences the column 22 and the head 23 to undergo a large overall deformation as shown in the example. As a result, an error occurs in the position and orientation of the tool 27, making it impossible to perform high-precision machining. Therefore,
Such deformation is detected, and the tool 2 is detected based on the detected value.
It is necessary to correct the position and orientation of 7 correctly. In this case, it is possible to detect the deformation using the deformation detector shown in FIG. 11. However, for large deformation as a whole as shown in FIG. 12, the deformation detectors are installed in many places. This is not only time-consuming and time-consuming to install, but also uses a large number of deformation detectors, which increases the cost required for them, and based on each signal from the large number of deformation detectors. A complicated system for determining the overall deformation is required, and the cost therefor also increases.
【0014】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、全体的な大きな変形に対しても多数の検出
器を取り付けることなくその変形を検出するとができる
構造物の変形検出器を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above problems in the prior art and to provide a structure deformation detector capable of detecting a large deformation without mounting a large number of detectors. To do.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、力および温度のうちの少なくとも一方が
伝達されることにより変形を生じる構造物に取り付けて
当該構造物の変形を検出する構造物の変形検出器におい
て、この変形検出器を、前記構造物の表面に設定された
第1の点および第2の点を結ぶ線に沿って配置された棒
体と、この棒体の一方端部分を前記第1の点に固定する
固定手段と、前記棒体に対してほぼその軸方向の動きの
みを許し他の方向の動きを抑止する規制手段と、前記棒
体の他端部分の変位量を検出する検出器と、前記第2の
点に固定され前記検出器を支持する支持体とで構成した
ことを特徴とする。To achieve the above object, the present invention detects the deformation of a structure by attaching the structure to a structure which is deformed by the transmission of at least one of force and temperature. In the deformation detector of the structure, the deformation detector includes a rod body arranged along a line connecting the first point and the second point set on the surface of the structure, and the deformation detector of the rod body. A fixing means for fixing one end portion to the first point, a restricting means for allowing the rod body to move substantially in its axial direction and suppressing movement in the other direction, and the other end portion of the rod body. And a support body that is fixed to the second point and supports the detector.
【0016】又、本発明は、変形検出器を、前記構造物
の表面に設定された第1の点および第2の点を結ぶ線に
沿って配置された棒体と、この棒体の一方端部分を前記
第1の点に固定する固定手段と、前記第2の点に固定さ
れた部材と、前記棒体に対してほぼその軸方向の動きの
みを許し他の方向の動きを抑止する規制手段と、前記棒
体の他端部分に結合され前記部材と協動して当該他端部
分の変位量を検出する検出器とで構成したことも特徴と
する。Further, according to the present invention, the deformation detector is arranged along a line connecting the first point and the second point set on the surface of the structure, and one of the rod bodies. The fixing means for fixing the end portion to the first point, the member fixed to the second point, and the rod body to allow only the movement in the axial direction substantially and to restrain the movement in the other direction. It is also characterized in that it is constituted by a restricting means and a detector which is coupled to the other end portion of the rod body and cooperates with the member to detect a displacement amount of the other end portion.
【0017】さらに、本発明は、変形検出器を、前記構
造物の表面に設定された第1の点および第2の点を結ぶ
線に沿って配置された棒体と、この棒体の一方端部分を
前記第1の点に固定する固定手段と、前記棒体に対して
ほぼその軸方向の動きのみを許し他の方向の動きを抑止
するとともに当該棒体の他端部分の変位量を検出する検
出器と、前記第2の点に固定され前記検出器を支持する
支持体とで構成したことも特徴とする。Further, according to the present invention, the deformation detector is arranged along a line connecting the first point and the second point set on the surface of the structure, and one of the rod bodies. A fixing means for fixing the end portion to the first point, and a movement amount in the other direction of the rod body while restricting the movement in the other direction while allowing the rod body to move substantially in the axial direction thereof. It is also characterized in that it is composed of a detector for detecting and a support fixed to the second point and supporting the detector.
【0018】[0018]
【作用】構造物表面の第1の点と第2の点との間に変形
が生じると、両者間の距離が変化し、これに応じて棒体
が変位する。この変位は規制手段自体、又は検出器の構
造が有する機能により、第1の点と第2の点とを結ぶ線
分方向にのみ生じる。検出器は棒体の他端部分の変位を
検出する。本発明の変形検出器では棒体が用いられるの
で、第1の点と第2の点との間隔を大きく設定すること
ができ、これにより、全体的な大きな変形を、多数の変
形検出器を用いることなく、容易に検出することができ
る。When the deformation occurs between the first point and the second point on the surface of the structure, the distance between the two changes and the rod is displaced accordingly. This displacement occurs only in the direction of the line segment connecting the first point and the second point due to the function of the restricting means itself or the structure of the detector. The detector detects the displacement of the other end of the rod. Since the rod body is used in the deformation detector of the present invention, the distance between the first point and the second point can be set to a large value, which makes it possible to reduce the large deformation as a whole by a large number of deformation detectors. It can be easily detected without using.
【0019】[0019]
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図1は本発明の実施例に係る構造物の変形検出器
の側面図である。図で、30は構造物であり、図9、図
11に示すフレーム1、図10に示す支持柱10、図1
2に示すコラム22、ヘッド23に相当する。P1 は構
造物30の表面上に設定された任意の点(以下、標点と
いう。)、P2 は同じく構造物30の表面上に設定され
た他の任意の点(標点)を示す。31は標点P1 におい
て構造物30に固定された固定部材である。32は標点
P1 と標点P2 とを結ぶ線に沿って配置される棒体であ
り、その一端は固定部材31に固定されている。The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a side view of a structure deformation detector according to an embodiment of the present invention. In the figure, 30 is a structure, and the frame 1 shown in FIGS. 9 and 11, the support column 10 shown in FIG.
It corresponds to the column 22 and the head 23 shown in FIG. P 1 indicates an arbitrary point (hereinafter referred to as a reference point) set on the surface of the structure 30, and P 2 indicates another arbitrary point (reference point) also set on the surface of the structure 30. . Reference numeral 31 is a fixing member fixed to the structure 30 at the reference point P 1 . Reference numeral 32 denotes a rod body arranged along a line connecting the gauge points P 1 and P 2 , one end of which is fixed to the fixing member 31.
【0020】33は棒体32の他端と対向して配置され
当該他端の変位を検出するセンサであり、図示の場合、
センサ33には非接触型センサ、例えば、静電容量型セ
ンサ、うず電流型センサ、光の反射を利用するセンサ、
差動変圧器等周知のセンサが用いられる。34はセンサ
33を支持する支持部材であり、標点P2 において構造
物30に固定されている。35は棒体32の動きを規制
する規制手段を示し、棒体32の軸方向の動きのみを許
し、他の方向の動きを抑制する機能を有する。Reference numeral 33 denotes a sensor which is arranged so as to face the other end of the rod 32 and detects the displacement of the other end.
The sensor 33 is a non-contact type sensor, for example, a capacitance type sensor, an eddy current type sensor, a sensor that uses reflection of light,
A well-known sensor such as a differential transformer is used. A support member 34 supports the sensor 33, and is fixed to the structure 30 at the reference point P 2 . Reference numeral 35 denotes a restriction means for restricting the movement of the rod 32, which has a function of allowing only the movement of the rod 32 in the axial direction and suppressing the movement of the rod 32 in the other directions.
【0021】本実施例では、規制手段35は、構造物3
0に固定された支持体35a、およびこの支持体35a
に設けられ棒体32を接触、挿通するすべり軸受35b
で構成されている。すべり軸受35bには、例えばホワ
イトメタル、ベアリング等が用いられる。上記固定部材
31、棒体32、センサ33、支持部材34および規制
手段35により本実施例の変位検出器36が構成されて
いる。In this embodiment, the restricting means 35 is the structure 3
Support 35a fixed to 0, and this support 35a
Bearings 35b provided on the base plate for contacting and inserting the rod body 32b
It is composed of. For the slide bearing 35b, for example, white metal, bearing, or the like is used. The fixed member 31, the rod 32, the sensor 33, the support member 34, and the regulating means 35 constitute a displacement detector 36 of this embodiment.
【0022】次に、本実施例の動作を説明する。今、変
位検出器36を図12に示すマシニングセンタ20のコ
ラム22に適用するものとする。前述のように、マシニ
ングセンタ20の稼働中、コラム22は伝達される力お
よび熱により図12に示すように全体的に大きく変形す
る。そこで、図1に示す標点P1 、P2 を、両者間の間
隔Hがコラム22の上下方向において長くなるように設
定して変位検出器36を設置する。この場合、棒体32
も間隔Hに近い長さのものが用いられる。Next, the operation of this embodiment will be described. Now, it is assumed that the displacement detector 36 is applied to the column 22 of the machining center 20 shown in FIG. As described above, during operation of the machining center 20, the column 22 is largely deformed by the force and heat transmitted thereto as shown in FIG. Therefore, the displacement detector 36 is installed by setting the gauge marks P 1 and P 2 shown in FIG. 1 so that the interval H between them becomes long in the vertical direction of the column 22. In this case, the rod 32
Also, those having a length close to the interval H are used.
【0023】マシニングセンタ20が稼働され、コラム
22に変形が生じると、これに応じて棒体32に変位が
生じる。このとき、規制手段35の機能により、棒体3
2はその軸方向のみに変位し、他方向には変位しない。
棒体32の変位は上記間隔H間の各部に生じている変位
を合計した大きさとなるので、棒体32の先端(センサ
33に対向する部分)の変位は大きな値となる。即ち、
棒体32の先端に対向する構造物30の部分に生じる変
位に比較して、棒体32の先端の変位は格段に大きな変
位となり、変位が拡大されたこととなる。この拡大され
た変位量はセンサ33により検出され、検出された変位
量に基づいて適宜の姿勢の補正が行われ、その結果、工
具27の位置および姿勢は正確に保持され、高精度の加
工が確実に実施されることになる。When the machining center 20 is operated and the column 22 is deformed, the rod 32 is displaced accordingly. At this time, due to the function of the regulating means 35, the rod 3
2 is displaced only in its axial direction, and is not displaced in the other direction.
Since the displacement of the rod 32 is the sum of the displacements generated in the respective portions in the interval H, the displacement of the tip of the rod 32 (the portion facing the sensor 33) has a large value. That is,
The displacement of the tip of the rod 32 is much larger than the displacement of the portion of the structure 30 facing the tip of the rod 32, which means that the displacement is enlarged. The enlarged displacement amount is detected by the sensor 33, and the proper posture is corrected based on the detected displacement amount, and as a result, the position and the posture of the tool 27 are accurately held, and high-precision machining is possible. It will certainly be implemented.
【0024】図2は図1に示す規制手段35の他の具体
例を示す一部破断側面図である。この図で、図1に示す
部分と同一又は等価な部分には同一符号が付してある。
本具体例においては、支持体35aが支持部材34と一
体に形成されている。又、すべり軸受35bとしてベア
リングが示されている。支持体35aが支持部材34と
一体に形成されることにより、支持体35aを構造物3
0に取り付ける場合における調整の手間を省くことがで
きる。なお、支持体35aは支持部材34ではなく、セ
ンサ33の外壁に取り付けることもできる。FIG. 2 is a partially cutaway side view showing another specific example of the regulating means 35 shown in FIG. In this figure, the same or equivalent parts as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
In this specific example, the support 35 a is formed integrally with the support member 34. Further, a bearing is shown as the slide bearing 35b. By forming the support body 35 a integrally with the support member 34, the support body 35 a is attached to the structure 3.
It is possible to save the trouble of adjustment when attaching to 0. The support body 35a can be attached to the outer wall of the sensor 33 instead of the support member 34.
【0025】このように、本実施例では、棒体32を用
いるようにしたので、全体的な大きな変位に対しても1
つの変形検出器36を設置するだけでよく、従来におけ
る多数の変形検出器の設置のための手間と時間、および
それら変形検出器自体の費用を省くことができ、かつ、
それら多数の変形検出器の検出信号処理に要する煩雑な
システムの構築を不要とすることができるので、そのた
めの費用も不要とすることができる。又、棒体32の先
端に拡大された変位が生じるので、精度の高い検出を行
うことができる。As described above, in the present embodiment, since the rod body 32 is used, even if the overall large displacement is 1.
Only one deformation detector 36 needs to be installed, the labor and time for installation of a large number of deformation detectors in the related art, and the cost of the deformation detectors themselves can be saved, and
Since it is not necessary to construct a complicated system required to process the detection signals of the large number of deformation detectors, it is possible to eliminate costs for that. In addition, since an enlarged displacement occurs at the tip of the rod 32, highly accurate detection can be performed.
【0026】図3は本発明の他の実施例に係る変形検出
器の側面図である。図で、図1に示す部分と同一又は等
価な部分には同一符号が付してある。図1に示す実施例
では、規制手段35にすべり軸受35bが用いられてい
るが、本実施例では、すべり軸受35bは用いられず、
棒体32は2つの互いに平行なばね板35cを備えた規
制手段に固定される。即ち、棒体32は支持体35aの
先端部分に固定され、支持体35aの一部(棒体32の
固定部分と支持部材34との間)に各ばね板35cが形
成される。換言すれば、棒体32が各ばね板35cを介
して支持体35aに固定された構成となっている。棒体
32が変位すると、各ばね板35cがたわみ、棒体32
は支障なく変位することができる。この場合、各ばね板
35cが平行に2つ存在するので、棒体32の他方向へ
の変位(傾き)はほとんどない。FIG. 3 is a side view of a deformation detector according to another embodiment of the present invention. In the figure, the same or equivalent parts as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. In the embodiment shown in FIG. 1, the sliding bearing 35b is used as the regulating means 35, but in this embodiment, the sliding bearing 35b is not used,
The rod 32 is fixed to a restricting means having two spring plates 35c which are parallel to each other. That is, the rod 32 is fixed to the tip portion of the support 35a, and each spring plate 35c is formed on a part of the support 35a (between the fixed portion of the rod 32 and the support member 34). In other words, the rod body 32 is fixed to the support body 35a via each spring plate 35c. When the rod body 32 is displaced, each spring plate 35c bends and the rod body 32
Can be displaced without hindrance. In this case, since the two spring plates 35c exist in parallel, there is almost no displacement (tilt) in the other direction of the rod 32.
【0027】なお、本実施例の場合、支持体35aが支
持部材34と一体に構成されているが、当該支持体35
aは、構造物30に固定されてもよいし、センサ33の
外壁に固定されてもよい。又、ばね板35cは2つでは
なく1つであってもよいし、互いに平行に3つ以上設け
てもよい。In this embodiment, the support 35a is formed integrally with the support member 34, but the support 35a
The a may be fixed to the structure 30 or may be fixed to the outer wall of the sensor 33. Further, the number of spring plates 35c may be one instead of two, or three or more may be provided in parallel with each other.
【0028】図4は図3に示す実施例の規制手段35の
他の具体例を示す側面図である。図で、図3に示す部分
と同一又は等価な部分には同一符号が付してある。図3
に示す例では、互いに平行なばね板35cが一組用いら
れているが、本具体例では、棒体32の固定部分の両側
に一組ずつ、合計二組設けられている。これにより、棒
体32の変位時、その他の方向への変位は完全に規制さ
れる。なお、上記支持体35aは、棒体32の固定部分
に対して二組のばね板35cの位置関係を保持したま
ま、支持部材34又は構造物30のいずれかに固定する
こともできる。又、各組のばね板35cは1つ又は3つ
以上とすることもできる。図3および図4に示す本実施
例の効果もさきの実施例の効果と同じである。FIG. 4 is a side view showing another specific example of the regulating means 35 of the embodiment shown in FIG. In the figure, the same or equivalent parts as those shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals. Figure 3
In the example shown in (1), one set of spring plates 35c parallel to each other is used, but in this specific example, two sets are provided, one set on each side of the fixed portion of the rod body 32. As a result, when the rod 32 is displaced, displacement in other directions is completely restricted. The support 35a may be fixed to either the support member 34 or the structure 30 while maintaining the positional relationship of the two sets of spring plates 35c with respect to the fixed portion of the rod 32. The number of spring plates 35c in each set may be one or three or more. The effects of this embodiment shown in FIGS. 3 and 4 are the same as the effects of the previous embodiment.
【0029】なお、上記図1〜図4に示す実施例におい
ては、棒体32の先端の変位を支持部材34に支持され
たセンサ33で検出する例について説明した。しかし、
センサ33を棒体32の先端に固定しても棒体32の先
端の変位を検出することは可能である。即ち、棒体32
の先端にセンサ33を固定し、標点P2 に適宜の部材を
固定し、この部材に対するセンサ33の変位(棒体32
の先端の変位と同一の変位)をセンサ33で検出するこ
ともできる。この場合においても、上記各実施例で用い
られているものと同じセンサ33を使用することができ
る。In the embodiments shown in FIGS. 1 to 4, the displacement of the tip of the rod 32 is detected by the sensor 33 supported by the support member 34. But,
Even if the sensor 33 is fixed to the tip of the rod 32, the displacement of the tip of the rod 32 can be detected. That is, the rod 32
A sensor 33 is fixed to the tip of the sensor 33, an appropriate member is fixed to the reference point P 2, and the displacement of the sensor 33 relative to this member (the rod 32
It is also possible to detect the same displacement as the displacement of the tip of the sensor 33) by the sensor 33. Also in this case, the same sensor 33 as that used in each of the above-described embodiments can be used.
【0030】図5は本発明のさらに他の実施例に係る変
形検出器の側面図である。図で、図1に示す部分と同一
部分には同一符号が付してある。38は支持部材34に
支持されたセンサ、37はセンサ331に固定されると
ともに棒体32を固定する固定部である。センサ38は
棒体32の変位量を検出するとともに、後述するよう
に、さきの各実施例における規制手段35の機能も有す
る。又、さきの各実施例におけるセンサ33が非接触型
であるのに対し、本実施例のセンサ38には棒体32が
固定部37を介して連結されており、その意味で本実施
例のセンサ38は接触型である。FIG. 5 is a side view of a deformation detector according to still another embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. Reference numeral 38 denotes a sensor supported by the support member 34, and 37 denotes a fixing portion fixed to the sensor 331 and fixing the rod body 32. The sensor 38 detects the amount of displacement of the rod 32, and also has the function of the regulation means 35 in each of the above-described embodiments, as will be described later. Further, while the sensor 33 in each of the above-described embodiments is a non-contact type, the rod body 32 is connected to the sensor 38 of this embodiment through the fixing portion 37, which is the meaning of this embodiment. The sensor 38 is a contact type.
【0031】本実施例の動作を図6、図7、図8および
図9に示すセンサ38の具体例の側面図を参照して説明
する。図6で、38aは図5に示す固定部37に連結さ
れる第1の連結部、38bは支持部材34に連結される
第2の連結部、38cは第1の連結部38aと第2の連
結部38bとの間に介在する二組のばね板である。各ば
ね板38cは図4に示す二組のばね板35cと同様に、
互いに平行な2つのばね板で構成されている。38dは
第1の連結部38aに固定されたコア、38eは第2の
連結部38bに固定されたコイルである。The operation of the present embodiment will be described with reference to the side views of the specific example of the sensor 38 shown in FIGS. 6, 7, 8 and 9. 6, 38a is a first connecting part connected to the fixing part 37 shown in FIG. 5, 38b is a second connecting part connected to the support member 34, and 38c is a first connecting part 38a and a second connecting part. These are two sets of spring plates that are interposed between the connecting portions 38b. Each spring plate 38c is similar to the two spring plates 35c shown in FIG.
It is composed of two spring plates that are parallel to each other. 38d is a core fixed to the first connecting portion 38a, and 38e is a coil fixed to the second connecting portion 38b.
【0032】棒体32が変位すると、その変位は固定部
37を介して第1の連結部38aに伝達され、コア38
dを同量だけ変位させ、コア38dのコイル38eへの
挿入量を変化させ、これにより、コイル38eから変位
分に比例した電圧を取り出すことができる。この場合、
第1の連結部38aの変位、ひいてはコア38dの変位
は、二組のばね板38cにより完全に所定方向のみに規
制される。When the rod 32 is displaced, the displacement is transmitted to the first connecting portion 38a via the fixing portion 37, and the core 38
By displacing d by the same amount, the insertion amount of the core 38d into the coil 38e is changed, whereby a voltage proportional to the displacement can be taken out from the coil 38e. in this case,
The displacement of the first connecting portion 38a, and thus the displacement of the core 38d, is completely restricted only in a predetermined direction by the two sets of spring plates 38c.
【0033】図7はセンサ38の他の具体例を示し、図
6と同一部分には同一符号が付してある。Sは各組の各
ばね板38cの端部に貼着されたひずみゲージである。
図6に示す具体例と同じく、棒体32が変位するとその
変位は固定部37を介して第1の連結部38aに伝達さ
れる。この第1の連結部38aの変位は各ばね板38c
を撓ませ、この撓みの大きさはひずみゲージSの抵抗値
の変化分(変位量に比例する)として取り出される。FIG. 7 shows another specific example of the sensor 38, and the same parts as those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals. S is a strain gauge attached to the end of each spring plate 38c of each set.
Similar to the specific example shown in FIG. 6, when the rod 32 is displaced, the displacement is transmitted to the first connecting portion 38 a via the fixing portion 37. The displacement of the first connecting portion 38a is caused by each spring plate 38c.
Is deflected, and the amount of this deflection is taken out as a change amount (proportional to the displacement amount) of the resistance value of the strain gauge S.
【0034】図8はセンサ38の他の具体例を示し、図
5と同一部分には同一符号が付してある。38fはリン
グ状のばね体、Sは棒体32の軸方向と直交する方向に
おいて互いに対向してばね体38fの表裏に貼着された
ひずみゲージである。棒体32の変位によりばね体38
fが変形し、これに応じてひずみゲージSにひずみが生
じ、その抵抗値を変化させ、抵抗値の変化分を棒体32
の変位量として取り出される。本具体例において、ばね
体38fは直接には図で横方向の移動を規制してはいな
いが、全体として当該移動を規制したのと同等の効果を
生じる。FIG. 8 shows another specific example of the sensor 38, and the same parts as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals. 38f is a ring-shaped spring body, and S is a strain gauge attached to the front and back surfaces of the spring body 38f so as to face each other in the direction orthogonal to the axial direction of the rod body 32. Due to the displacement of the rod 32, the spring 38
f is deformed, strain is generated in the strain gauge S in response to the deformation, and the resistance value is changed.
Is taken out as the displacement amount of. In this example, the spring body 38f does not directly regulate the lateral movement in the drawing, but the same effect as regulating the movement as a whole is produced.
【0035】図9は同じくセンサ38のさらに他の具体
例を示し、図5と同一部分には同一符号が付してある。
38gは半円状のばね体、Sはばね体38gの所定個所
の表裏に貼着されたひずみゲージである。この具体例の
動作も図8に示す具体例の動作と同じである。又、ばね
板38gもばね体38fとほぼ同じ機能を果たしてい
る。図6、図7、図8および図9に示す具体例のセンサ
を用いた図5に示す変形検出器の効果もさきの各実施例
の効果と同じである。FIG. 9 also shows another specific example of the sensor 38, and the same parts as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals.
38 g is a semi-circular spring body, and S is a strain gauge attached to the front and back of a predetermined portion of the spring body 38 g. The operation of this specific example is also the same as the operation of the specific example shown in FIG. The spring plate 38g also has substantially the same function as the spring body 38f. The effect of the deformation detector shown in FIG. 5 using the sensor of the specific example shown in FIGS. 6, 7, 8 and 9 is also the same as the effect of each of the embodiments described above.
【0036】なお、上記各実施例において、棒体32と
して構造物30と同一物質又は熱膨張係数が近似した物
質のものを用い、かつ、棒体32を構造物30とともに
カバーで囲うようにすれば、力による変形のみを検出す
ることができ、又、熱膨張係数が0に近い物質(例えば
インバー合金)を用いれば力および熱の両者による変形
を検出することができる。さらに、上記実施例の説明で
は、変形検出器36をマシニングセンタ20に適用する
例について説明したが、プレス機械のフレーム、ホッパ
の支持柱、その他種々の構造物に適用可能であるのは明
らかである。In each of the above embodiments, the rod 32 is made of the same material as the structure 30 or a substance having a similar thermal expansion coefficient, and the rod 32 is surrounded by the structure 30 by a cover. For example, it is possible to detect only the deformation due to the force, and it is possible to detect the deformation due to both the force and the heat by using a substance having a coefficient of thermal expansion close to 0 (for example, Invar alloy). Further, in the above description of the embodiment, an example in which the deformation detector 36 is applied to the machining center 20 has been described, but it is obvious that it can be applied to a frame of a press machine, a support column of a hopper, and various other structures. .
【0037】[0037]
【発明の効果】以上述べたように、本発明では、棒体の
一端を構造物の第1の点に固定し、当該棒体の変位を検
出するようにしたので、全体的な大きな変位に対しても
1つの変形検出器を設置するだけでよく、従来における
多数の変形検出器の設置のための手間と時間、および多
数の変形検出器自体の費用とシステム構築のための費用
を省くことができる。又、棒体の先端に、拡大された変
位が生じるので、精度の高い検出を行うことができる。As described above, according to the present invention, one end of the rod is fixed to the first point of the structure, and the displacement of the rod is detected. On the other hand, only one deformation detector needs to be installed, and the labor and time for installing many deformation detectors in the past, and the cost of many deformation detectors themselves and the cost for system construction are saved. You can Further, since an enlarged displacement is generated at the tip of the rod body, highly accurate detection can be performed.
【図1】本発明の実施例に係る構造物の変形検出器の側
面図である。FIG. 1 is a side view of a deformation detector for a structure according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す規制手段の具体例の側面図である。FIG. 2 is a side view of a specific example of the regulating means shown in FIG.
【図3】本発明の他の実施例に係る構造物の変形検出器
の側面図である。FIG. 3 is a side view of a deformation detector for a structure according to another embodiment of the present invention.
【図4】図3に示す規制手段の具体例の側面図である。FIG. 4 is a side view of a specific example of the regulating means shown in FIG.
【図5】本発明のさらに他の実施例に係る構造物の変形
検出器の側面図である。FIG. 5 is a side view of a structure deformation detector according to still another embodiment of the present invention.
【図6】図5に示すセンサの具体例の側面図である。6 is a side view of a specific example of the sensor shown in FIG.
【図7】図5に示すセンサの具体例の側面図である。7 is a side view of a specific example of the sensor shown in FIG.
【図8】図5に示すセンサの具体例の側面図である。8 is a side view of a specific example of the sensor shown in FIG.
【図9】図5に示すセンサの具体例の側面図である。9 is a side view of a specific example of the sensor shown in FIG.
【図10】プレス加工機の側面図である。FIG. 10 is a side view of a press machine.
【図11】ホッパの側面図である。FIG. 11 is a side view of the hopper.
【図12】従来の変形検出器の平面図である。FIG. 12 is a plan view of a conventional deformation detector.
【図13】マシニングセンタの側面図である。FIG. 13 is a side view of the machining center.
30 構造物 31 固定部材 32 棒体 33 センサ 34 支持部材 35 規制手段 30 structure 31 fixing member 32 rod 33 sensor 34 support member 35 restricting means
Claims (7)
伝達されることにより変形を生じる構造物に取り付けて
当該構造物の変形を検出する構造物の変形検出器におい
て、この変形検出器を、前記構造物の表面に設定された
第1の点および第2の点を結ぶ線に沿って配置された棒
体と、この棒体の一方端部分を前記第1の点に固定する
固定手段と、前記棒体に対してほぼその軸方向の動きの
みを許し他の方向の動きを抑止する規制手段と、前記棒
体の他端部分の変位量を検出する検出器と、前記第2の
点に固定され前記検出器を支持する支持体とで構成した
ことを特徴とする構造物の変形検出器。1. A deformation detector for a structure, which is attached to a structure which is deformed when at least one of force and temperature is transmitted and detects the deformation of the structure, wherein the deformation detector comprises: A rod arranged along a line connecting the first point and the second point set on the surface of the structure, and a fixing means for fixing one end portion of the rod to the first point, Restricting means for allowing the rod body to move only in its axial direction and restraining movement in other directions, a detector for detecting the amount of displacement of the other end portion of the rod body, and the second point A deformation detector for a structure, comprising: a support that is fixed and supports the detector.
伝達されることにより変形を生じる構造物に取り付けて
当該構造物の変形を検出する構造物の変形検出器におい
て、この変形検出器を、前記構造物の表面に設定された
第1の点および第2の点を結ぶ線に沿って配置された棒
体と、この棒体の一方端部分を前記第1の点に固定する
固定手段と、前記第2の点に固定された部材と、前記棒
体に対してほぼその軸方向の動きのみを許し他の方向の
動きを抑止する規制手段と、前記棒体の他端部分に結合
され前記部材と協動して当該他端部分の変位量を検出す
る検出器とで構成したことを特徴とする構造物の変形検
出器。2. A deformation detector for a structure, which is attached to a structure which is deformed when at least one of force and temperature is transmitted and detects the deformation of the structure, wherein the deformation detector comprises: A rod arranged along a line connecting the first point and the second point set on the surface of the structure, and a fixing means for fixing one end portion of the rod to the first point, A member fixed to the second point, a restricting means for allowing the rod body to move substantially in its axial direction and restraining movement in other directions, and a member connected to the other end portion of the rod body. A deformation detector for a structure, comprising a detector that cooperates with a member to detect the amount of displacement of the other end.
制手段は、前記構造物、前記支持体および前記検出器の
外壁のうちの1つに固定され、前記棒体を移動可能に係
合していることを特徴とする構造物の変形検出器。3. The restricting means according to claim 1 or 2, wherein the restricting means is fixed to one of the structure, the support and the outer wall of the detector, and movably engages the rod. Deformation detector of a structure characterized by being.
制手段は、前記構造物、前記支持体および前記検出器の
外壁のうちの1つに固定され、前記棒体をばね部材を介
して固定していることを特徴とする構造物の変形検出
器。4. The restricting means according to claim 1 or 2, wherein the restricting means is fixed to one of the structure, the support, and the outer wall of the detector, and the rod body is interposed by a spring member. A deformation detector for a structure, which is fixed.
伝達されることにより変形を生じる構造物に取り付けて
当該構造物の変形を検出する構造物の変形検出器におい
て、この変形検出器を、前記構造物の表面に設定された
第1の点および第2の点を結ぶ線に沿って配置された棒
体と、この棒体の一方端部分を前記第1の点に固定する
固定手段と、前記棒体に対してほぼその軸方向の動きの
みを許し他の方向の動きを抑止するとともに当該棒体の
他端部分の変位量を検出する検出器と、前記第2の点に
固定され前記検出器を支持する支持体とで構成したこと
を特徴とする構造物の変形検出器。5. A deformation detector for a structure, which is attached to a structure which is deformed by the transmission of at least one of force and temperature to detect the deformation of the structure. A rod arranged along a line connecting the first point and the second point set on the surface of the structure, and a fixing means for fixing one end portion of the rod to the first point, A detector that allows only the axial movement of the rod body and prevents movement in other directions, and detects the amount of displacement of the other end portion of the rod body; and a detector fixed to the second point, A deformation detector for a structure, comprising: a support that supports the detector.
いて、前記棒体は、前記構造物の熱膨張係数と同一又は
近似の熱膨張係数を有する材料で構成されていることを
特徴とする構造物の変形検出器。6. The rod body according to claim 1, 2 or 5, wherein the rod body is made of a material having a thermal expansion coefficient that is the same as or close to a thermal expansion coefficient of the structure. Deformation detector for structures.
いて、前記棒体は、熱膨張係数がほぼ0である材料で構
成されていることを特徴とする構造物の変形検出器。7. The deformation detector for a structure according to claim 1, 2, or 5, wherein the rod body is made of a material having a coefficient of thermal expansion of substantially zero.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26610692A JP3294334B2 (en) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | Structural deformation detector |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26610692A JP3294334B2 (en) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | Structural deformation detector |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH06185968A true JPH06185968A (en) | 1994-07-08 |
JP3294334B2 JP3294334B2 (en) | 2002-06-24 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3294334B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4947085A (en) * | 1987-03-27 | 1990-08-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Plasma processor |
JP2008130850A (en) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Nikon Corp | Projection optical system, and exposure equipment |
JP2013246108A (en) * | 2012-05-29 | 2013-12-09 | Hazama Ando Corp | Method and device for measuring length change of concrete structure surface |
JP2015094610A (en) * | 2013-11-11 | 2015-05-18 | 株式会社ミツトヨ | Industrial machinery and measuring method of expansion/contraction quantity thereof |
CN118067049A (en) * | 2024-04-25 | 2024-05-24 | 山东万金电器有限公司 | Deformation detection device for conducting rod of high-voltage switch |
-
1992
- 1992-10-05 JP JP26610692A patent/JP3294334B2/en not_active Expired - Fee Related
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