JPH03184B2 - - Google Patents
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- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- touch sensor
- length
- reference position
- distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- 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。
長測定方法に関する。
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。
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。
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。
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。
以下にこの発明を説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
動作を説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (1)
- １ NC工作機械の工具の長さをNC装置自体が
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11739882A JPS597546A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 工具長測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11739882A JPS597546A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 工具長測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS597546A JPS597546A (ja) | 1984-01-14 |
| JPH03184B2 true JPH03184B2 (ja) | 1991-01-07 |
Family
ID=14710658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11739882A Granted JPS597546A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 工具長測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS597546A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6328542A (ja) * | 1986-07-16 | 1988-02-06 | Fuaasuto Giken:Kk | 工作機械における工具長設定方法 |
| EP3294503B1 (en) * | 2015-05-13 | 2020-01-29 | Shaper Tools, Inc. | Systems, methods and apparatus for guided tools |
| CN109643098B (zh) | 2016-08-19 | 2022-06-03 | 整形工具股份有限公司 | 一种用于跟踪钻机的使用的系统、方法及介质 |
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/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS597546A (ja) | 1984-01-14 |
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