JPH0456322B2 - - Google Patents

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JPH0456322B2
JPH0456322B2 JP59254787A JP25478784A JPH0456322B2 JP H0456322 B2 JPH0456322 B2 JP H0456322B2 JP 59254787 A JP59254787 A JP 59254787A JP 25478784 A JP25478784 A JP 25478784A JP H0456322 B2 JPH0456322 B2 JP H0456322B2
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Program-control systems
    • G05B19/02Program-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/19Numerical 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 positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/21Numerical 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 positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50294Tool offset length by going to a reference and recording distance

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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)
  • Numerical Control (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は数値制御装置の移動距離測定器に関す
る。
従来の技術 数値制御装置の機能の一つに、スキツプ機能が
ある。これは、例えばG31のコード(距離測定機
能コード)に続いて例えばX1000等の移動指令が
与えられると、G01と同様の直線補間を行ない、
機械可動部をX軸方向に移動させ、この指令の実
行途中に外部よりスキツプ信号が入力されると、
指令された移動量1000の残りの移動量を実行する
ことなく次のブロツクを実行したり或は動作を停
止したりする機能をいう。この機能は、移動量が
明確でない場合に使用できるので、タツチセンサ
と組合せて工具長を測定する場合に好適である。
第3図a,bはスキキツプ機能とタツチセンサ
を使用した工具長の測定系の説明図である。
一般に工具長Lは、工具1をチヤツク2に装着
した場合の基準点Oから工具1の先端までの長さ
をいう。今、同図aに示すように基準点Oの実際
の位置をP0′とし、P1の位置に置かれたタツチセ
ンサ3の検出面までの距離をx0とすると、スキツ
プ機能により工具1をX軸方向に移動させ、基準
点Oの実際の位置が同図bに示すようにPx′に達
したときに工具1の先端がタツチセンサ3の検出
面に当接し、タツチセンサ3からスキツプ信号が
発生され工具1の移動が停止されたとすると、
Px′からP0′を引くことにより工具の実際の移動量
P′が求まり、x0からp′を引くことで工具長Lを決
定することができる。
ところで、従来の数値制御装置においては、前
記移動量P′は、スキツプ信号が入力された時の数
値制御装置内部の現在位置Pxからスキツプ機能
実行直前の数値制御装置内部の現在位置P0を引
くことにより求めていた。しかし、スキツプ機能
実行前に機械が停止している場合、P0はP0′に等
しいが、Pxは、サーボの遅れ分や送りに加減速
がかけられた場合にはその加減速分だけPx′より
大きくなる。この為、工具長を正確に測定するこ
とができないという問題点があつた。
そこで、本発明者は、次のような構成によりこ
の問題点を解決した。即ち、送り速度Fm,加減
速時定数TC,サーボ時定数TS,前記スキツプ信
号の受信系の遅れ時間TRを予めメモリに記憶さ
せておき、前記スキツプ信号が入力されたときの
数値制御装置内部の現在位置Px、及び前記Fm,
TC,TS,TRより前記コード実行直前の機械位
置から前記スキツプ信号入力時の機械位置までの
距離Pnを次式により自動的に算出させるもので
ある。
Pn=P−Fm(TC+TS+TR)/60×1000 (1) 但し、P=Px−P0,送り速度Fmの単位はmm/
分,加減速時定数,サーボ時定数,スキツプ信号
の受信系の遅れの単位はそれぞれmsecである。
このような構成によれば、加減速やサーボの遅
れ等による測定誤差を自動的に補正することがで
きる、比較的正確な移動量を求めることができ
る。
しかしながら、このような構成によつてもなお
解消されない誤差がある。それはスキツプ信号の
検知遅れが原因となるもので、従来、スキツプ信
号の受信回路の出力を2msの周期でソフトウエア
で監視することによりスキツプ信号が入力された
か否かを検知していた為、2ms以下の精度でスキ
ツプ信号の立上がりを検知できないことによる。
このスキツプ信号の検知遅れはその時々により変
化するため前記(1)式には含めえないものであり、
従来よりその改善が望まれていた。勿論、スキツ
プ信号の監視周期を速めれば検知遅れは短くなる
が、ソフトウエアの負荷が増大する問題点があ
る。
発明が解決しようとする問題点 本発明はこのような従来の問題点を解決したも
ので、その目的は、ソフトウエアの負荷を増大さ
せることなく、スキツプ信号の検知遅れを減少さ
せ、もつて移動距離測定精度を高めることにあ
る。
問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、距離測
定機能コードによる移動指令が与えられると直線
補間を実行し、この実行中に外部よりスキツプ信
号が入力されると前記コードにより与えられた移
動量の残りの移動量の実行を中止する機能を有す
る数値制御装置に次のような手段を設ける。
(1) 前記コードによる移動指令を実行するために
所定周期毎に発生される分配指令値を累積する
位置記憶手段 (2) 前記コードを実行する直前の前記位置記憶手
段の記憶値P0を記憶する記憶手段 (3) 前記所定周期毎にクリアされる時間カウンタ (4) 前記所定周期より短い周期のパルスを発生す
るパルス発生回路 (5) 該パルス発生回路の出力パルスを前記スキツ
プ信号が入力されるまで前記時間カウンタにカ
ウントアツプ用パルスとして印加するゲート回
路 (6) 前記スキツプ信号が入力されたときの前記位
置記憶手段の記憶値Aと前記記憶値P0との差
Pを求める演算手段 (7) 前記スキツプ信号が入力されたときの前記時
間カウンタのカウント値β,前記時間カウンタ
の前記所定周期間の最大カウント数γ,前記位
置記憶手段の所定周期間の変動分α,前記差P
から前記スキツプ信号入力時の移動量Pnを求
める演算手段 作 用 位置記憶手段の内容は所定周期毎に更新され、
ある所定周期の途中でスキツプ信号が入力された
場合、位置記憶手段の記憶値は直前の所定周期の
終了時点の位置を示す。そして、直前の所定周期
の終了からスキツプ信号が入力されるまでの時間
は時間カウンタの内容から判明し、この時間と前
記位置記憶手段の所定周期の変動分αとから残り
の移動量を求める。
実施例 第1図は本発明の移動距離測定器を有する数値
制御装置の実施例の要部ブロツク図であり、説明
の便宜上駆動軸系はX軸系のみを示す。
同図において、10はCPUで、周辺回路とは
データバス,アドレスバス,コントロールバスを
含むバス11により相互に接続される。ROM1
2は読出し専用メモリで、CPU10のシステム
プログラム等を記憶する。また、RAM13は書
込み読出し可能なメモリで、送り速度Fm,加減
速時定数TC,サーボ時定数TS,スキツプ信号の
受信系の遅れ時間TRを記憶する領域や演算領域
等を有する。キーボード14は数字キーやアルフ
アベツトキー等の各種のキーを有し、前記送り速
度Fm等はここから入力される。CRT15はプロ
グラムの内容や後述する移動量Pn′を表示する為
の表示器である。NC加工プログラムは磁気バブ
ルメモリやバツクアツプ電源付CMOSメモリ等
で構成される外部メモリ16に記憶される。
移動指令はCPU10で解読され、所定時間毎
例えば8ms毎の移動量が分配回路17に与えられ
る。分配回路17の出力は、所定の加減速を付加
するために加減速回路18に与えられ、加減速回
路18の出力がエラレジスタ19に入力される。
このエラレジスタ19は、X軸モータ20の回転
位置を検出する位置検出器21からのフイードバ
ツク信号と加減速回路18からの出力信号との差
分を求め、この差分に比例した電圧をアンプ22
で発生させてX軸モータ20を駆動する。X軸モ
ータ20には速度検出器23が取付けられ、速度
フイードバツク信号がアンプ22にフイードバツ
クされる。なお、X軸モータ20が回転すること
により図示しないX軸テーブルが移動し、第3図
に示したチヤツク2に装着された工具1がX軸方
向へ移動する。
分配回路17の出力は、位置カウンタ24にも
入力され、ここで所定周期毎の移動量が累積され
る。この位置カウンタ24の値は数値制御装置側
から見たX軸の現在位置(数値制御装置内部の現
在位置)を表し、CPU10から読取り可能であ
る。
タツチセンサ3は、工具が当接されたことを検
出すると、スキツプ信号を出力するもので、機械
的構造のものや圧電効果素子を使用したもの等各
種のものが採用し得る。工具長を測定する場合、
タツチセンサ3は工具の移動方向側の所定の位置
に配置される。タツチセンサ3から出力されるス
キツプ信号は受信回路25で受信され、受信回路
25はスキツプ信号を受信すると、割込み信号
INT1をバス11を介してCPU10に送出すると
共に、ゲート回路27を閉じる。
ゲート回路27の他方の入力には8msより十分
に短い周期例えば約2μs周期のパルスを発生する
パルス発生回路26の出力が印加されており、ゲ
ート回路27が開かれているときこのパルスは時
間カウンタ28にカウントアツプ用パルスとして
印加される。時間カウンタ28は、上記ゲート回
路27の出力パルスを計数するものであるが、ゲ
ート回路30を介してパルス発生器29から8ms
毎に発生されるパルスによりクリアされる。ゲー
ト回路30を介したパルス発生器29の出力パル
スは、また割込み信号INT2としてバス11を
介してCPU10に印加される。
工具長を測定しようとする場合、先ず、キーボ
ード14から工具長測定時に使用する送り速度
Fm,加減速回路18の加減速時定数TC,サー
ボ系のサーボ時定数TS,受信回路25等の受信
系の遅れ時間TCをパラメータとしてRAM13
に記憶する。単位は、例えば送り速度Fmはmm/
分,加減速時定数,サーボ時定数,スキツプ信号
の受信系の遅れがそれぞれmsecである。
次に、距離測定機能コードによる移動指令を例
えばキーボード14から与える。例えば第3図に
示したように、測定前の工具の基準点Oからタツ
チセンサ3までの距離がx0である場合、x0以上の
移動量を含む例えば下記のような指令を入力す
る。
G31X1000Fm; ここで、G31はスキツプ機能を実行する距離測
定機能コード、X1000は移動量、Fmは送り速度
である。
次にキーボード14から実行指令を入力する
と、CPU10はG31の処理に関し、そのメイン処
理において例えば第2図aに示すようにG31実行
の為の前処理を行ない(S1)、次に測定前の位置
カウンタ24の内容つまり基準点Oの位置P0
読取る(S2)。そして、割込み信号INT1,INT
2による割込みを許可し(S3)、スキツプ信号割
込み処理の終了を待つ(S4)。
割込みが許可された後は、パルス発生回路29
から発生する8ms周期のパルス毎に第2図bに示
すように8ms割込み処理を実行する。この割込み
処理では、先ず、割込み時の位置カウント24の
内容を内部レジスタAに記憶し(S10)、次いで
前回の割込み時の内部レジスタAの値との差分を
求めることで位置カウンタ24の8ms間の変動分
αを求める(S11)。次に今回の割込み分のパル
ス分配を分配回路17に命ずる(S12)。これに
より、分配指令値が分配回路17より加減速回路
18に与えられ、第3図に示したように工具1は
X軸方向に送り速度Fmで移動していく。また、
分配回路17の出力を位置カウンタ24が計数す
ることで数値制御装置側から基準点Oの位置が更
新される。ここで注意したいのは、移動中は位置
カウンタ24の内容が基準点Oの実際の位置を正
確に示していないことである。即ち、分配回路1
7の出力は加減速回路18において加減速がかけ
られているので、加減速制御分だけの溜り量が加
減速回路18にあり、また、エラレジスタ18に
も送り速度に応じた溜り量があるので、基準点O
の実際の位置は位置カウンタ24で示された位置
より手前にある。なお、CPU10はステツプS12
の後、割込み信号INT1により割込みが発生し
たか否かの判別し(S13)、割込みが発生すれば
パルス分配を中止し(S14)、ゲート回路30を
閉じて時間カウンタ28がクリアされるのを阻止
する(S15)。
8ms毎に上記パルス分配が続行され、工具1の
先端がタツチセンサ3に当接すると、タツチセン
サ3からスキツプ信号が送出される。そして、ス
キツプ信号が受信回路26で受信されるとその出
力によりゲート回路27が閉じられて時間カウン
タ28へのカウンタアツプ用信号の供給が停止さ
れ、また割込み信号INT1がCPU10に入力さ
れる。ここで、計数を停止した時間カウンタ28
の計数値βは、直前の8ms周期の終了からスキツ
プ信号が入力されるまでの時間を示すが、工具1
の先端がタツチセンサ3に当接してから受信回路
25から信号が発生されるまでには多少の遅れ時
間があるので、βは、工具1の先端がタツチチセ
ンサ3に当接した時よりVRだけ進んだ値とな
る。
CPU10は割込み信号INT1により割込み処
理においては、例えば第2図cに示すように、先
ず内部レジスタAの値(直前の8ms周期終了時点
の位置カウンタ24の値)から測定開始時点の位
置カウンタ24の値P0を引くことで移動量Pを
求め(S20)、次に計数を停止している時間カウ
ンタ24の計数値βを読取る(S21)。次に、
CPU10は、次式により移動量Pnを求める
(S22)。
Pn=P×α×β/γ …(2) ここで、γは時間カウンタ28が8msの間に計数
し得る最大数である。
そして、次に次式により実際の移動量Pn′を計
算し(S23)、これをCRT15に表示する(S24)。
Pn′=Pn−FmTC+TS+TR)/60×1000 …(3) 上記Pn′の値は工具の加減速時定数等の補正が
加えられていると共に、時間カウンタ28により
スキツプ信号の入力時間をハードウエア的に直ち
に検出しているので、実際の移動量P′に極めて近
い値となる。
なお、以上の実施例では、Pn′を外部に表示し
たが、Pn′とx0からLを求め、Lを外部に表示す
るようにしても良い。また、Pnを外部に表示し、
前記(3)の計算はオペレータによる手計算で行なわ
せても良い。
発明の効果 以上説明したように、本発明は、分配指令を累
積する位置記憶手段の更新周期の途中でスキツプ
信号が入力された場合、直前の所定周期の終了時
点の位置は位置記憶手段の記憶値で検知し、直前
の所定周期の終了からスキツプ信号が入力される
までの距離は時間カウンタの内容βと位置記憶手
段の所定周期間の変動分αとから求めるものであ
り、時間カウンタは前記所定周期より短い周期の
クロツクでカウントアツプされるものであるか
ら、スキツプ信号の立上がりを前記所定周期より
短い周期で検知することができ、その結果として
ソフトウエアの負荷を増大することなく移動距離
の測定精度を高めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の移動距離測定器を有する数値
制御装置の実施例の要部ブロツク図、第2図は
CPU10の処理の一例を示すフローチヤート、
第3図はスキツプ機能とタツチセンサを使用した
工具長の測定系の説明図である。 1は工具、2はチヤツク、3はタツチセンサ、
10はCPU、24は位置カウンタ、26,29
はパルス発生器、27,30はゲート回路、28
は時間カウンタである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 距離測定機能コードによる移動指令が与えら
    れると直線補間を実行し、この実行中に外部より
    スキツプ信号が入力されると前記コードにより与
    えられた移動量の残りの移動量の実行を中止する
    機能を有す数値制御装置において、 前記コードによる移動指令を実行するために所
    定周期毎に発生される分配指令値を累積する位置
    記憶手段、 前記コードを実行する直前の前記位置記憶手段
    の記憶値P0を記憶する記憶手段、 前記所定周期毎にクリアされる時間カウンタ、 前記所定周期より短い周期のパルスを発生する
    パルス発生回路、 該パルス発生回数の出力パルスを前記スキツプ
    信号が入力されるまで前記時間カウンタにカウン
    トアツプ用パルスとして印加するゲート回路、 前記スキツプ信号が入力されたときの前記位置
    記憶手段の記憶値Aと前記記憶値P0との差Pを
    求める演算手段、 前記スキツプ信号が入力されたときの前記時間
    カウンタのカウント値β,前記時間カウンタの前
    記所定周期間の最大カウント数γ,前記位置記憶
    手段の所定周期間の変動分α,前記差Pから前記
    スキツプ信号入力時の移動量Pnを求める演算手
    段とを具備したことを特徴とする数値制御装置の
    移動距離測定器。
JP59254787A 1984-11-30 1984-11-30 数値制御装置の移動距離測定器 Granted JPS61133411A (ja)

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PCT/JP1985/000635 WO1986003309A1 (fr) 1984-11-30 1985-11-14 Dispositif de mesure de la distance de deplacement d'un appareil a commande numerique
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EP (1) EP0204001B1 (ja)
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DE (1) DE3585794D1 (ja)
WO (1) WO1986003309A1 (ja)

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