JPH03184B2 - - Google Patents
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- JPH03184B2 JPH03184B2 JP57117398A JP11739882A JPH03184B2 JP H03184 B2 JPH03184 B2 JP H03184B2 JP 57117398 A JP57117398 A JP 57117398A JP 11739882 A JP11739882 A JP 11739882A JP H03184 B2 JPH03184 B2 JP H03184B2
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- tool
- touch sensor
- length
- reference position
- distance
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/182—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37383—Tool length
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37405—Contact detection between workpiece and tool, probe, feeler
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、NC(数値制御)工作機械の工具
長測定方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a tool length measurement method for an NC (numerically controlled) machine tool.
従来、NC工作機械を運転する場合、工具を取
換えるごとにたとえばレーザビーム測定器によつ
てその工具の長さを測定し、得られた測定データ
をNC工作機械に入力するようにしている。その
ため、工具を取換えて使用する場合には、その工
具長の測定に多大な労力と時間を要することにな
り、NC工作機械の稼動効率が非常に悪くなると
いつた欠点があつた。 Conventionally, when operating an NC machine tool, each time the tool is replaced, the length of the tool is measured using, for example, a laser beam measuring device, and the obtained measurement data is input into the NC machine tool. Therefore, when a tool is replaced and used, a great deal of effort and time is required to measure the length of the tool, resulting in a disadvantage that the operating efficiency of the NC machine tool becomes extremely poor.
よつて、この発明の目的は、NC装置自体が正
確かつ高速度に工具の長さを測定し得るようにし
た工具長測定方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a tool length measuring method that allows the NC device itself to measure the length of a tool accurately and at high speed.
以下にこの発明を説明する。 This invention will be explained below.
この発明は、NC工作機械の工具の長さをNC
装置自体が測定する方法に関し、工具の移動領域
にタツチセンサを設けると共に、基準位置からタ
ツチセンサまでの距離を測定し、基準位置から工
具を所定の送り速度で前進させてタツチセンサを
オンし、NCサンプリング時点の検知後にNC装
置のドループ分だけ高速で後退させると共に、そ
の後、タツチセンサがオフとなるまで最微速で後
退させてシヤフトエンコーダの値から直接前記工
具の先端から前記タツチセンサまでの実際の距離
を測定することによつて工具の長さを正確かつ高
速度に測定し得るものにしたものである。 This invention allows the tool length of NC machine tools to be adjusted by NC.
Regarding the method of measurement by the device itself, a touch sensor is installed in the tool movement area, the distance from the reference position to the touch sensor is measured, the tool is advanced from the reference position at a predetermined feed rate, the touch sensor is turned on, and the touch sensor is turned on at the NC sampling point. After detection, the tool is moved back at high speed by the droop of the NC device, and then moved back at the slowest speed until the touch sensor turns off, and the actual distance from the tip of the tool to the touch sensor is directly measured from the value of the shaft encoder. In particular, the length of the tool can be measured accurately and at high speed.
すなわち、第1図はこの発明によるタツチセン
サ1と工具2の関係を概略的に示すものであり、
工具2は送り軸3の所定個所に取付けられるよう
になつている。そして、この工具2の基準位置Pr
に対する現在位置は、送り軸3に連結されたシヤ
フトエンコーダ4によつて測定され、その位置信
号がNC装置5に入力することによつて監視され
るようになつている。また、タツチセンサ1は工
具2の移動領域の最大範囲位置の固定部に配設さ
れており、工具2を前進させた時に工具2の先端
がタツチセンサ1に接触するようになつており、
タツチセンサ1からのオンオフ信号CSがNC装置
5に入力されるようになつている。しかして、工
具2の基準位置PrはNC装置5との関連で予め定
められており、この基準位置Prからタツチセンサ
1までの距離l1も予め測定しておくことができる
ので、工具2の長さl2は工具先端からタツチセン
サ1までの距離l3、つまり基準位置Prからの送り
軸3の移動量を測定することによつて求めること
ができるのである。 That is, FIG. 1 schematically shows the relationship between the touch sensor 1 and the tool 2 according to the present invention.
The tool 2 is adapted to be attached to a predetermined location on the feed shaft 3. Then, the reference position P r of this tool 2
The current position of the shaft is measured by a shaft encoder 4 connected to the feed shaft 3, and the position signal is input to the NC device 5 to be monitored. Further, the touch sensor 1 is arranged at a fixed part at the maximum range position of the movement range of the tool 2, so that when the tool 2 is moved forward, the tip of the tool 2 comes into contact with the touch sensor 1.
An on/off signal CS from the touch sensor 1 is input to the NC device 5. Therefore, the reference position P r of the tool 2 is predetermined in relation to the NC device 5, and the distance l 1 from this reference position P r to the touch sensor 1 can also be measured in advance. The length l 2 can be determined by measuring the distance l 3 from the tool tip to the touch sensor 1, that is, the amount of movement of the feed shaft 3 from the reference position Pr .
次に、第2図のフローチヤートを参照してその
動作を説明する。 Next, the operation will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.
先ず、第1図のような状態から送り軸3を所定
の送り速度で前進させ、送り軸3に取付られた工
具2の先端がタツチセンサ1に接触するように移
動させる(ステツプS1,S2)。しかして、タ
ツチセンサ1が工具2によつてオンされると(ス
テツプS3)、そのオンオフ信号CSがNC装置5
に入力されるので、NC装置5はこのオンオフ信
号CSに基いて最優先の割込処理の動作ルーチン
とする(ステツプS4)。なお、工具2がタツチ
センサ1に接触して、その出力CSをオンとする
位置を第3図の位置P0とする。しかるに、この
タツチセンサ1のオン位置は必らずしもNC装置
5のサンプリング時点(たとえば6.4ミリ秒毎)
とは一致せず、通常NC装置5がタツチセンサ1
がオンしたことを位置情報で検出するのは、次の
サンプリング時点まで遅らされることになる(第
3図のP1)。つまり、タツチセンサ1がオンして
からNC装置5がタツチセンサ1のオンを知つて
停止指令を出すまでの間、送り軸3がΔt・vだ
け移動されてしまうのである。さらに、NC装置
はドループと称される固有の遅れを有し、このド
ループDだけ移動して後(第3図のP2)、工具2
は停止することになる(ステツプS5,S6)。
なお、NC装置5のドループDは送り軸3の速度
をF〔mm/秒〕とし、NC装置5のゲインをω0と
した場合、
D=F/ω0〔mm〕 ……(1)
となる。 First, from the state shown in FIG. 1, the feed shaft 3 is advanced at a predetermined feed speed, and the tip of the tool 2 attached to the feed shaft 3 is moved so as to come into contact with the touch sensor 1 (steps S1 and S2). When the touch sensor 1 is turned on by the tool 2 (step S3), the on/off signal CS is transmitted to the NC device 5.
Based on this on/off signal CS, the NC device 5 sets the interrupt processing operation routine to have the highest priority (step S4). Note that the position where the tool 2 contacts the touch sensor 1 and turns on its output CS is defined as position P 0 in FIG. 3. However, the ON position of the touch sensor 1 does not necessarily correspond to the sampling time of the NC device 5 (for example, every 6.4 milliseconds).
does not match, and normally NC device 5 is touch sensor 1.
Detection of the on-state using position information is delayed until the next sampling point (P 1 in FIG. 3). In other words, the feed shaft 3 is moved by Δt·v from when the touch sensor 1 is turned on until the NC device 5 recognizes that the touch sensor 1 is turned on and issues a stop command. Furthermore, the NC device has an inherent delay called droop, and after moving by this droop D (P 2 in Figure 3), the tool 2
will be stopped (steps S5 and S6).
In addition, the droop D of the NC device 5 is as follows: D=F/ω 0 [mm] ...(1) where the speed of the feed shaft 3 is F [mm/sec] and the gain of the NC device 5 is ω 0 . Become.
かくして、工具2が実際に停止する位置P2は、
工具2がタツチセンサ1に接触してオンした位置
P0から惰走で位置P1を経て移動した位置P2とな
る。 Thus, the position P 2 where the tool 2 actually stops is
Position where tool 2 contacts touch sensor 1 and turns on
The position P 2 is reached by coasting from P 0 via the position P 1 .
以上のことから、この発明ではこの停止位置
P2から先ずドループD分だけ送り軸3を一律に
後退させ(ステツプS7)、位置P1まで引戻す。
そして、このP1位置から最微速(たとえば毎秒
1μ)で更に後退させ(ステツプS8)、タツチセ
ンサ1がオフする位置P0を検出する(ステツプ
S9)。かくして、タツチセンサ1がオフする位
置では送り軸3は最微速で移動されているので、
このオフ位置では送り軸3のドループ量は無視で
きる程度であり、NC装置5も正確にP0位置を検
知することができる。 From the above, in this invention, this stopping position
From P2 , the feed shaft 3 is first uniformly retracted by the amount of droop D (step S7), and then pulled back to position P1 .
Then, from this P 1 position, the slowest speed (for example, per second
1μ) and further retreats (step S8), and detects the position P0 where the touch sensor 1 turns off (step S9). Thus, since the feed shaft 3 is being moved at the slowest speed at the position where the touch sensor 1 is turned off,
At this off position, the amount of droop of the feed shaft 3 is negligible, and the NC device 5 can also accurately detect the P 0 position.
一方、NC装置5はシヤフトエンコーダ4を介
して常に工具2の現在位置を知り得る状態となつ
ており、よつてNC装置5は初期位置からタツチ
センサ1がオフする位置P0までの距離l3を演算す
ることができ、基準位置Prからタツチセンサ1ま
での距離l1を予め記憶していることから、l1から
l3を引算することによつてl2、つまり工具2の長
さを測定することができる。かくして、NC装置
5は工具2の長さl2を演算測定し(ステツプS1
0)、NC装置5における割込動作を終了し動作
を終了する(ステツプS11,S12)。なお、
第4図Aはタツチセンサ1のオンオフ信号CSの
様子を示し、これに対応する同図BはNC装置5
における割込処理の動作を示している。つまり、
NC装置5はタツチセンサ1のオン信号に割込動
作とし、オフ信号によつて割込動作を終了するの
である。 On the other hand, the NC device 5 is always able to know the current position of the tool 2 via the shaft encoder 4, so the NC device 5 calculates the distance l 3 from the initial position to the position P 0 where the touch sensor 1 turns off. Since the distance l 1 from the reference position P r to the touch sensor 1 is stored in advance, from l 1
By subtracting l 3 , l 2 , ie the length of the tool 2, can be determined. Thus, the NC device 5 calculates and measures the length l2 of the tool 2 (step S1).
0), the interrupt operation in the NC device 5 is terminated, and the operation is terminated (steps S11 and S12). In addition,
FIG. 4A shows the state of the on/off signal CS of the touch sensor 1, and the corresponding figure B shows the state of the on/off signal CS of the touch sensor 1.
This figure shows the operation of interrupt processing in . In other words,
The NC device 5 performs an interrupt operation in response to an ON signal from the touch sensor 1, and terminates the interrupt operation in response to an OFF signal.
NC装置5は、このようにして求められた工具
2の長さデータをNC指令と突き合せ、所望の作
案を実行することになる。 The NC device 5 compares the thus obtained length data of the tool 2 with the NC command and executes the desired design.
以上のようにこの発明の測定方法によれば、タ
ツチセンサを固定して工具の方を移動するように
していると共に、高速で工具を一旦タツチセンサ
に接触させて後、微速で後退させてタツチセンサ
がオフする実際の位置をシヤフトエンコーダによ
り正確に検知するようにしているので、高速かつ
正確に工具の長さを測定することが可能となる。 As described above, according to the measuring method of the present invention, the touch sensor is fixed and the tool is moved, and the tool is brought into contact with the touch sensor at high speed, and then moved back at a very slow speed to turn off the touch sensor. Since the actual position of the tool is accurately detected by the shaft encoder, the length of the tool can be measured quickly and accurately.
なお、上述ではタツチセンサ1の特性にヒステ
リシスがないものとしていたが、ヒステリシス特
性がある場合には同一方向から長さを測定する必
要があるので、工具移動が停止してからドループ
+定量(たとえば1サンプリング時間に相当する
工具の移動量)だけ一律に後退させ、この位置か
ら最微速で前進させ、タツチセンサ1がオンする
位置を測定するようにすれば良い。 Note that in the above, it is assumed that there is no hysteresis in the characteristics of the touch sensor 1, but if there is a hysteresis characteristic, it is necessary to measure the length from the same direction. It is sufficient to uniformly move the tool backward by the amount of tool movement corresponding to the sampling time, move it forward from this position at the slowest speed, and measure the position where the touch sensor 1 turns on.
第1図はこの発明の測定の様子を示す図、第2
図はこの発明の動作例を示すフローチヤート、第
3図及び第4図A,Bはそれぞれこの発明の動作
を説明するための図である。
1…タツチセンサ、2…工具、3…送り軸、4
…シヤフトエンコーダ、5…NC装置。
Fig. 1 is a diagram showing the state of measurement according to the present invention;
The figure is a flowchart showing an example of the operation of the present invention, and FIGS. 3 and 4A and 4B are diagrams for explaining the operation of the invention, respectively. 1...Touch sensor, 2...Tool, 3...Feed axis, 4
...Shaft encoder, 5...NC device.
Claims (1)
測定する方式において、前記工具の移動領域にタ
ツチセンサを設けると共に、基準位置から前記タ
ツチセンサまでの距離を測定し、前記基準位置か
ら前記工具を所定の送り速度で前進させて前記タ
ツチセンサをオンし、NCサンプリング時点の検
知後にドループ分だけ高速で後退させると共に、
その後、前記タツチセンサがオフとなるまで最微
速で後退させてシヤフトエンコーダの値から直接
前記工具の先端から前記タツチセンサまでの実際
の距離を測定することによつて前記工具の長さを
正確かつ高速度に測定し得るようにしたことを特
徴とする工具長測定方法。1 In a method in which the NC device itself measures the length of the tool of an NC machine tool, a touch sensor is provided in the movement area of the tool, the distance from the reference position to the touch sensor is measured, and the tool is moved from the reference position to a predetermined position. The touch sensor is turned on by moving it forward at a feed rate of
Thereafter, the length of the tool is determined accurately and quickly by retracting the tool at the slowest speed until the touch sensor turns off and measuring the actual distance from the tip of the tool to the touch sensor directly from the value of the shaft encoder. A tool length measuring method characterized by being able to measure tool length.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11739882A JPS597546A (en) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | Measuring method of tool length |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11739882A JPS597546A (en) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | Measuring method of tool length |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS597546A JPS597546A (en) | 1984-01-14 |
| JPH03184B2 true JPH03184B2 (en) | 1991-01-07 |
Family
ID=14710658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11739882A Granted JPS597546A (en) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | Measuring method of tool length |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS597546A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6328542A (en) * | 1986-07-16 | 1988-02-06 | Fuaasuto Giken:Kk | Setting of tool length in machine tool |
| EP3294503B1 (en) * | 2015-05-13 | 2020-01-29 | Shaper Tools, Inc. | Systems, methods and apparatus for guided tools |
| CN109643098B (en) | 2016-08-19 | 2022-06-03 | 整形工具股份有限公司 | System, method and medium for tracking use of a drilling rig |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57138560A (en) * | 1981-02-19 | 1982-08-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method of measuring tool length in numerically controlled machine tool |
-
1982
- 1982-07-06 JP JP11739882A patent/JPS597546A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS597546A (en) | 1984-01-14 |
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