CN110315391B - 机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机床。机床具有FPGA和CPU，FPGA以第一周期对接触传感器与切削对象是否接触进行检测。在FPGA检测到接触传感器与切削对象接触时，FPGA以第一周期将接触信息“1”存储至高速移位寄存器。在移位寄存器连续地存储规定期间的“1”时，FPGA以比第一周期长的第二周期，将“1”存储至低速移位寄存器。CPU以第三周期读出高速移位寄存器和低速移位寄存器中存储的接触信息。CPU基于第一周期、第二周期和所读出的接触信息，来确定接触传感器与切削对象的接触时机。

Description

机床

技术领域

本发明涉及一种机床。

背景技术

机床具有获取工件的表面形状数据的功能。日本特许公开2010年155333号公报所述的机床具有输入输出单元、伺服放大器、控制部等。输入输出单元具有4位的移位寄存器。由设于机床的主轴的接触传感器输出表示该传感器是否与工件的表面接触的检测信号。4位的移位寄存器按时序存储接触传感器输出的检测信号。伺服放大器检测接触传感器的X轴坐标值、Y轴坐标值和Z轴坐标值。控制部将伺服放大器检测到的X轴坐标值、Y轴坐标值和Z轴坐标值按时序存储至RAM。控制部以规定的通信周期，从输入输出单元的4位的移位寄存器读出最新的检测信号。控制部基于所读出的检测信号，来确定最接近接触传感器与工件的表面接触的时刻的通信周期。控制部基于所确定的通信周期，对接触传感器与工件接触的时刻进行运算，并获取该时刻所对应的X轴坐标值、Y轴坐标值和Z轴坐标值，并将这些坐标值作为接触传感器与工件相接触的位置。

控制部进行读出时的通信周期和4位的移位寄存器按时序进行存储时的周期不同步。因此，机床基于所确定的通信周期的时刻所对应的X轴坐标值、Y轴坐标值和Z轴坐标值获得的表面形状数据的精度降低。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种机床，该机床能够减少检测部与切削对象的接触时机的检测精度的偏差，能够高精度地检测检测部与切削对象的接触位置。

技术方案1的机床通过使设于主轴的检测部进行扫描，来确定该检测部与切削对象接触时所在的位置，该机床的特征在于，该机床具有：第一存储控制部，在以规定的第一周期对所述检测部是否与所述切削对象接触进行检测，且是检测到所述检测部与所述切削对象接触时，该第一存储控制部将表示该检测到的所述检测部与所述切削对象接触的次数的第一结果信息存储至第一存储部；第二存储控制部，在所述第一存储控制部连续地将所述第一结果信息存储至所述第一存储部，且连续地存储第一期间时，该第二存储控制部以比所述第一周期长的第二周期，将表示该检测到的所述检测部与所述切削对象接触的次数的第二结果信息存储至第二存储部；读出部，其以比所述第一周期和所述第二周期都长的第三周期，读出所述第一存储部中存储的所述第一结果信息和所述第二存储部中存储的所述第二结果信息；及确定部，其将往先前倒回基于所述第一周期、所述第二周期、以及所述读出部读出的所述第一结果信息和所述第二结果信息来确定的接触期间的量所得到的时机，确定为所述检测部与所述切削对象的接触时机。机床将往先前倒回根据第一周期、第二周期、以第一周期存储的第一存储部的第一结果信息以及基于第一存储部的第一结果信息以第二周期向第二存储部存储的第二结果信息来确定的接触期间的量所得到的时机，确定为接触时机。因此，机床能够以基于第一周期的范围内的误差，来确定接触时机，从而能够减少接触时机的确定精度的偏差。

也可以是，技术方案2的机床的所述第一存储部具有至少与以所述第一周期在所述第一期间内存储的所述第一结果信息的容量相同的容量，所述机床还具有初始化部，在所述第一存储控制部连续地将所述第一结果信息存储至所述第一存储部，且连续地存储第一期间时，该初始化部使所述第一存储部初始化。机床的第一存储部只要具有至少与以第一周期在第一期间内存储的第一结果信息的容量相同的容量即可。因此，机床能够减小所需的存储容量。机床能够使第一存储部初始化，并能够重新利用被初始化过的第一存储部。

也可以是，技术方案3～4的机床的所述确定部基于所述第一结果信息与所述第一周期的乘积和所述第二结果信息与所述第二周期的乘积之和，来确定所述接触时机。机床基于第一结果信息与第一周期的乘积和第二结果信息与第二周期的乘积之和来确定接触时机，因此，能够简单且高精度地确定接触时机。

也可以是，技术方案5的机床的所述第一存储部和所述第二存储部都为移位寄存器。机床使用的是移位寄存器，因此，能够利用简单的结构来减少接触时机的确定精度的偏差。

附图说明

图1是表示机床1的内部结构的立体图。

图2是表示机床1的电气结构的图。

图3是表示FPGA68的内部结构的图。

图4是表示接触传感器58输出ON信号的情况下的时序的图。

图5是表示接触传感器58输出OFF信号的情况下的时序的图。

图6是第一主处理的流程图。

图7是第二主处理的流程图。

具体实施方式

机床1的概况

参照附图，说明本发明的一实施方式的机床1。下面的说明中使用附图中用箭头表示的左右、前后、上下。机床1的左右方向即为机床1的X轴方向，机床1的前后方向即为机床1的Y轴方向，机床1的上下方向即为机床1的Z轴方向。

如图1所示，机床1具有底座2、机床主体3、换刀装置20、罩(省略图示)等。机床主体3位于铸铁制的底座2的上部，其能够对切削对象进行切削。换刀装置20位于机床主体3的上部，其能够进行主轴9上装配的刀具和后述的接触传感器58的交换。在罩的前表面具有输入部24和显示器25(参照图2)。操作者能够确认显示器25中显示的信息，并能够利用输入部24来输入确定程序、加工程序、刀具种类、刀具信息、各种参数等。确定程序是用于确定在执行加工程序之后的切削对象的表面形状数据的程序。加工程序是利用多个块来定义针对切削对象的加工内容的程序。该块由预先定好的指令(G代码、M代码)构成。

机床主体3具有立柱5、主轴头(省略图示)、主轴9、工作台10、控制箱6等。立柱5固定在底座2的上部靠后方处，其在前表面侧具有一对上下延伸的Z轴输送引导部(未图示)。一对Z轴输送引导部以主轴头能够升降的方式支承该主轴头。主轴头在Z轴马达53(参照图2)的驱动下沿Z轴方向移动。在主轴头的上部固定有能够使主轴9旋转的主轴马达54。主轴9设在主轴头的下部。刀具能够装配于主轴9且能够在主轴马达54的驱动下旋转。工作台10设在底座2的上部中央处。工作台10能够在X轴马达51(参照图2)、Y轴马达52(参照图2)和引导机构(省略图示)的作用下沿X轴方向和Y轴方向移动。控制箱6设在立柱5的背面侧，其收纳有数控装置30(参照图2)等。

支承座12呈长方体状且设在工作台10的下部(参照图1)。支承座12在上表面具有一对沿X轴方向延伸的X轴输送引导部(省略图示)。一对X轴输送引导部以工作台10能够沿X轴方向移动的方式支承该工作台10。支承座12在上部具有X轴马达51(参照图2)。X轴马达51以能够使工作台10沿着X轴输送引导部沿X轴方向移动的方式进行驱动。底座2在上部具有一对沿Y轴方向延伸的Y轴输送引导部(省略图示)。一对Y轴输送引导部沿着底座2的前后方向延伸。一对Y轴输送引导部以支承座12能够沿Y轴方向移动的方式支承该支承座12。底座2在上部具有Y轴马达52(参照图2)，Y轴马达52以能够使工作台10沿着Y轴输送引导部沿Y轴方向移动的方式进行驱动。

参照图2，说明机床1的电气结构。如图2所示，机床1具有数控装置30、输入部24、显示器25、驱动电路201～驱动电路205、X轴马达51、Y轴马达52、Z轴马达53、主轴马达54、刀库马达55、接触传感器58、FPGA68等。数控装置30具有CPU31、ROM32、RAM33、接口34、接口35和接口36。CPU31负责控制机床1。ROM32用于存储进行后述的第二主处理的确定程序。RAM33用于临时存储对切削对象进行加工时要用的加工程序、各种数据等。输入部24、显示器25借助接口34与CPU31相连接。CPU31借助接口36与PHY49相连接。FPGA68与PHY49相连接，且FPGA68与接触传感器58相连接。CPU31借助接口35与驱动电路201～驱动电路205相连接。驱动电路201与作为控制对象的X轴马达51相连接，驱动电路202与作为控制对象的Y轴马达52相连接，驱动电路203与作为控制对象的Z轴马达53相连接，驱动电路204与作为控制对象的主轴马达54相连接，驱动电路205与作为控制对象的刀库马达55相连接。X轴马达51具有编码器51a，Y轴马达52具有编码器52a，Z轴马达53具有编码器53a，主轴马达54具有编码器54a，刀库马达55具有编码器55a。

编码器51a能够检测X轴马达51的驱动轴的旋转位置等，并能够向驱动电路201输出检测结果，编码器52a能够检测Y轴马达52的驱动轴的旋转位置等，并能够向驱动电路202输出检测结果，编码器53a能够检测Z轴马达53的驱动轴的旋转位置等，并能够向驱动电路203输出检测结果，编码器54a能够检测主轴马达54的驱动轴的旋转位置等，并能够向驱动电路204输出检测结果，编码器55a能够检测刀库马达55的驱动轴的旋转位置等，并能够向驱动电路205输出检测结果。驱动电路201在伺服放大器时钟(参照图4)的每125μsec的上升沿，获取编码器51a所检测到的位置信息等检测结果，驱动电路202在伺服放大器时钟的每125μsec的上升沿，获取编码器52a所检测到的位置信息等检测结果，驱动电路203在伺服放大器时钟的每125μsec的上升沿，获取编码器53a所检测到的位置信息等检测结果，驱动电路204在伺服放大器时钟的每125μsec的上升沿，获取编码器54a所检测到的位置信息等检测结果，驱动电路205在伺服放大器时钟的每125μsec的上升沿，获取编码器55a所检测到的位置信息等检测结果。CPU31以每0.5msec的伺服放大器通信周期(参照图4)，经接口35，从驱动电路201获取驱动电路201所获取的检测结果，从驱动电路202获取驱动电路202所获取的检测结果，从驱动电路203获取驱动电路203所获取的检测结果，从驱动电路204获取驱动电路204所获取的检测结果，从驱动电路205获取驱动电路205所获取的检测结果(参照图4)。

CPU31能够基于驱动电路201所获取的、由编码器51a检测到的旋转位置等检测结果，来检测X轴马达51的X轴坐标值，CPU31能够基于驱动电路202所获取的、由编码器52a检测到的旋转位置等检测结果，来检测Y轴马达52的Y轴坐标值，CPU31能够基于驱动电路203所获取的、由编码器53a检测到的旋转位置等检测结果，来检测Z轴马达53的Z轴坐标值。CPU31将所检测到的X轴坐标值作为工作台10的X轴坐标值，将所检测到的Y轴坐标值作为工作台10的Y轴坐标值，将所检测到的Z轴坐标值作为主轴9(接触传感器58)的Z轴坐标值，并将这些坐标值作为接触传感器58的位置存储至RAM33。

在执行确定程序时，由换刀装置20将接触传感器58安装于主轴9，接触传感器58与主轴9的升降一起沿Z轴方向移动。当主轴9在Z轴马达53的驱动下下降时，就会使接触传感器58与切削对象接触。接触传感器58向FPGA68输出表示是否与切削对象接触的信号即后述的接触信号S(参照图3)。

FPGA68执行后述的第一主处理(参照图6)。在第一主处理中，FPGA68检测接触传感器58的接触信号S，并立即将该接触信号作为接触信息存储至高速移位寄存器41和低速移位寄存器48。FPGA68在经接口36从数控装置30接收规定周期(作为一例，每1msec)的轮询信号时，向数控装置30发送所存储的接触信息。FPGA68的详细内容将在后面叙述。PHY49在接触信息等与其他信息发生冲突时，向数控装置30传达发生了冲突。在该情况下，数控装置30识别到发生了通信故障。

CPU31基于确定程序，执行后述的第二主处理(参照图7)。CPU31使固定有切削对象的工作台10沿X轴方向和Y轴方向移动规定距离，并且，使主轴9沿Z轴方向移动，使接触传感器58与切削对象接触。此时，CPU31基于所接收的接触信息，来确定接触传感器58与切削对象接触的时机。CPU31获取所确定的接触时机所对应的接触传感器58的X轴坐标值、Y轴坐标值和Z轴坐标值(工作台10的X轴坐标值、工作台10的Y轴坐标值和主轴9的Z轴坐标值)，并将这些坐标值作为切削对象的表面形状数据存储至RAM33。

参照图3～图5，详细地对如何确定接触传感器58与切削对象接触的时机进行说明。接触传感器58向FPGA68输出作为该传感器与切削对象之间的接触信息的接触信号S(参照图4)。接触信号S为ON/OFF信号。在接触传感器58未与切削对象接触时，接触信号S呈OFF状态(低)。在接触传感器58与切削对象接触时，接触信号S呈ON状态(高)。

FPGA68具有高速移位寄存器41、低速移位寄存器48、控制部45和ECAT_IP47。高速移位寄存器41具有8位的存储区域，其以15.62μsec的周期存储接触信号S的接触信息。高速移位寄存器41与FPGA68创建的、每15.62μsec的时钟的上升沿同步地，存储作为接触信息的接触信号S。在接触信号S呈ON状态时，高速移位寄存器41在移位之后，将“1”作为表示ON状态的接触信息存储至存储区域的LSB。在接触信号S呈OFF状态时，高速移位寄存器41在移位之后，将“0”作为表示OFF状态的接触信息存储至存储区域的LSB。在移位时，之前存储在存储区域的MSB的信息会被删除。高速移位寄存器41在从数控装置30接收规定周期的轮询信号时，向控制部45发送高速移位寄存器41中存储的接触信息。

低速移位寄存器48具有8位的存储区域，其以125μsec的周期存储由FPGA68输出的信号W的ON状态、OFF状态，将所存储的信号W的ON状态、OFF状态作为接触信息。低速移位寄存器48与FPGA68创建的、每125μsec的时钟的上升沿同步地存储接触信息。就低速移位寄存器48的125μsec的时钟和伺服放大器时钟的125μsec的时钟而言，由于生成时钟的基板不同，因此，上述两个时钟不同步。信号W为ON/OFF信号，FPGA68基于高速移位寄存器41的状态，来使信号W为ON信号、OFF信号。在高速移位寄存器41中存储的接触信息全都为“1”时，信号W变为ON状态，在高速移位寄存器41中存储的接触信息全都为“0”时，信号W变为OFF状态。FPGA68使信号W为ON信号的周期和使信号W为OFF信号的周期在即将到达每125μsec的时钟的上升沿之前进行。在信号W呈ON状态时，低速移位寄存器48在移位之后，将“1”作为表示ON状态的接触信息存储至存储区域的LSB。在信号W呈OFF状态时，低速移位寄存器48在移位之后，将“0”作为表示OFF状态的接触信息存储至存储区域的LSB。移位时，之前存储在存储区域的MSB的信息会被删除。低速移位寄存器48存储接触信息的方法的详细内容将在后面叙述。低速移位寄存器48在从数控装置30接收规定周期的轮询信号(见后述)时，向控制部45发送存储区域中存储的接触信息。

控制部45接收高速移位寄存器41和低速移位寄存器48中存储的接触信息。控制部45在经ECAT_IP47从数控装置30接收轮询信号时，经ECAT_IP47，向数控装置30发送从高速移位寄存器41和低速移位寄存器48接收的接触信息。ECAT_IP47是控制部45与数控装置30进行通信时所用的通信接口。

如图4所示，接触信号S在时机A上升，一直到变为OFF状态的时机B为止的期间里，接触信号S一直维持表示接触传感器58与切削对象接触的ON状态(高)。此时，接触传感器58和切削对象呈相接触的状态。在时机B之后，接触信号S维持OFF状态(低)。此时，接触传感器58和切削对象呈不接触的状态。高速移位寄存器41在接触信号S呈ON状态时(时机A～时机R1)，与每15.62μsec的时钟的上升沿同步地移1位，并将“1”存储至存储区域的LSB。图4中的接触信号S的从时机A一直到时机R1为止的期间里，高速移位寄存器41一直持续地将“1”存储至LSB。在即将到达时机R1之前，高速移位寄存器41中的8位的存储区域存储的都是“1”，为“11111111”。在高速移位寄存器41中的8位的存储区域全都是“1”时，FPGA68向高速移位寄存器41发送重置信号。当高速移位寄存器41接收到重置信号时就会被重置，变为“00000000”。在高速移位寄存器41被重置之后，高速移位寄存器41与每15.62μsec的时钟的上升沿同步地，将“1”存储至8位的存储区域的LSB(“00000001”)。高速移位寄存器41在从时机R1开始一直到8位的存储区域中的接触信息再次全变为“1”的时机为止的期间里，每15.62μsec移1位，并重复地将“1”存储至LSB。

低速移位寄存器48检测到在高速移位寄存器41被重置的时机(R1)输出的信号W的ON状态，低速移位寄存器48每125μsec移1位，并将“1”存储至8位的存储区域的LSB。此时，FPGA68输出的信号W维持ON状态。在时机R1时，低速移位寄存器48的存储区域中存储的是“00000001”。低速移位寄存器48在接触信号S变为OFF状态的时机B之前的期间里，一直是每125μsec移1位，并基于信号W呈的ON状态，持续地将“1”存储至LSB。向低速移位寄存器48输入时的时钟的上升沿周期(125μsec)是向高速移位寄存器41输入时的时钟的上升沿周期(15.62μsec)的大约八倍，因此，向低速移位寄存器48输入时的时钟的上升沿周期与向高速移位寄存器41输入时的时钟的上升沿周期大致同步。

高速移位寄存器41在接触传感器58不与切削对象接触时，即在接触信号S呈OFF状态时(时机B及该时机之后)，与每15.62μsec进行一次输入的时钟的上升沿同步地移1位，并将“0”存储至存储区域的LSB。一直到时机R2为止的期间里，高速移位寄存器41每15.62μsec移1位，并重复地将“0”存储至LSB。在时机R2时，高速移位寄存器41中的8位的存储区域中存储的都是“0”，为“00000000”。在高速移位寄存器41中的8位的存储区域中存储的都是“0”时，低速移位寄存器48接收FPGA68输出的重置信号，来进行重置，低速移位寄存器48中变为“00000000”。FPGA68输出的信号W在经过时机R2之后，维持OFF状态。

对按照数控装置30的指示进行轮询的情况进行说明(参照图4)。轮询以规定周期(作为一例，每1msec)进行。在轮询时，数控装置30向FPGA68的控制部45输出轮询信号。如图4所示，轮询在时机P进行。在时机P时，高速移位寄存器41中存储的接触信息为“00000011”，低速移位寄存器48中存储的接触信息为“00000001”。在接收轮询信号时，FPGA68的控制部45向数控装置30发送高速移位寄存器41中存储的接触信息和低速移位寄存器48中存储的接触信息。

数控装置30接收进行轮询的时机P所对应的、高速移位寄存器41和低速移位寄存器48中存储的8位的接触信息。此时，数控装置30针对所接收的接触信息进行接触信息判定处理。接触信息判定处理是指：对所接收的8位的接触信息中的自低位的位开始连续的接触状态即“1”进行计数。针对时机P而言，高速移位寄存器41的接触信息判定处理的判定结果为“2”，低速移位寄存器48的接触信息判定处理的判定结果为“1”。

说明数控装置30的接触时机确定处理。数控装置30基于在时机P接收的高速移位寄存器41中的接触信息“00000011”和低速移位寄存器48中的接触信息“00000001”的判定结果，算出时机A。如图4所示，由于低速移位寄存器48以125μsec的周期存储接触信息，因此，数控装置30基于判定结果“1”，确定出125μsec(125×1μsec)前的时机C。数控装置30基于高速移位寄存器41中的接触信息“00000011”，在时机C的基础上更详细地确定出接触时机(时机A)。由于高速移位寄存器41以15.62μsec的周期存储接触信息，因此，数控装置30基于接触信息判定处理的判定结果“2”，在时机C的基础上确定出31.24μsec(15.62×2μsec)前的时机A。即，数控装置30通过接触时机确定处理，将接触传感器58与切削对象接触的时机A确定为是：从轮询的时机P开始，往先前倒回125×1+15.62×2＝156.24μsec之后得到的时机。因此，数控装置30能够通过接触时机确定处理，根据进行轮询的时机P，来确定接触传感器58与切削对象接触的时机A。

参照图4和图5，对如何获取接触传感器58的坐标值P1～坐标值P11(其中，附图中省略了P4～P8)进行说明。驱动电路201～驱动电路203与每125μsec的伺服放大器时钟的上升沿同步地获取工作台10的X轴坐标值、工作台10的Y轴坐标值和主轴9的Z轴坐标值。图4和图5中，驱动电路201所获取的X轴坐标值、驱动电路202所获取的Y轴坐标值和驱动电路203所获取的主轴9的Z轴坐标值与坐标值P1～坐标值P11相对应。轮询信号的上升沿、伺服放大器时钟的上升沿和伺服放大器通信周期的上升沿相互同步。

如图4所示，驱动电路201～驱动电路203在时机A的前一个的伺服放大器时钟的上升沿(省略图示)获取坐标值P1。驱动电路201～驱动电路203在紧邻时机A的后一个的伺服放大器时钟的上升沿获取坐标值P2，并在紧邻时机R1的后一个的伺服放大器时钟的上升沿获取坐标值P3。驱动电路201～驱动电路203依次在伺服放大器时钟的上升沿获取坐标值P4、坐标值P5……坐标值P8，但这部分并未图示。

如图5所示，驱动电路201～驱动电路203在时机B的前一个的伺服放大器时钟的上升沿(省略图示)获取坐标值P9。驱动电路201～驱动电路203在紧邻时机B的后一个的伺服放大器时钟的上升沿(参照图5)获取坐标值P10。驱动电路201～驱动电路203在紧邻时机R2的后一个的伺服放大器时钟的上升沿获取坐标值P11。

数控装置30在伺服放大器通信周期的每0.5msec的时钟的下降沿，读出驱动电路201～驱动电路203获取的四个坐标值，并将这些坐标值存储至RAM33。数控装置30在时机R1的伺服放大器通信周期(0.5msec)的下降沿(参照图4)，获取坐标值P0(省略图示)～坐标值P3(参照图4)这四个坐标值，并将这些坐标值存储至RAM33。数控装置30在伺服放大器通信周期(0.5msec)的时钟的下降沿，获取坐标值P4～坐标值P7这四个坐标值，并将这些坐标值存储至RAM33，但这部分并未图示。数控装置30在时机R2的伺服放大器通信周期(0.5msec)的时钟的下降沿(参照图5)，获取坐标值P8(省略图示)～坐标值P11(参照图5)这四个坐标值，并将这些坐标值存储至RAM33。因此，数控装置30将坐标值P0～坐标值P11作为接触传感器58的位置，依次四个四个地存储至RAM33。因此，RAM33在从上次进行轮询的时机开始一直到本次进行轮询的时机的期间里，每经过125μsec之后存储一次坐标值。

说明表面形状数据获取处理。在接触时机确定处理中，数控装置30从轮询的时机P开始往先前倒回时间，来确定接触传感器58与切削对象接触的时机A(参照图4)。在表面形状数据获取处理中，数控装置30将从进行轮询的时机P所对应的坐标值P3开始往先前倒回时间的时机A所对应的坐标值P1，作为切削对象的表面形状数据存储至RAM33。数控装置30通过重复上述处理，将切削对象的表面形状数据依次存储至RAM33。因此，数控装置30的表面形状数据的检测精度较高。

参照图6，说明FPGA68进行的第一主处理。当CPU31执行确定程序时，FPGA68执行第一主处理。FPGA68对高速移位寄存器41中存储的接触信息是否都为“1”进行判断(S301)。在FPGA68判断为高速移位寄存器41中存储的接触信息都为“1”时(S301：是)，CPU31使高速移位寄存器41重置，变为“00000000”(S307)。CPU31使处理前进到S309。在FPGA68判断为高速移位寄存器41中存储的接触信息不都为“1”时(S301：否)，FPGA68对高速移位寄存器41中存储的接触信息是否都为“0”进行判断(S303)。在FPGA68判断为高速移位寄存器41中存储的接触信息不都为“0”时(S303：否)，FPGA68使处理前进到S309。在FPGA68判断为高速移位寄存器41中存储的接触信息都为“0”时(S303：是)，FPGA68使低速移位寄存器48重置，变为“00000000”，并使处理前进到S309(S305)。

FPGA68执行存储处理(S309)。在存储处理中，FPGA68执行第一存储处理和第二存储处理。在第一存储处理中，FPGA68对接触传感器58与切削对象是否接触进行检测。FPGA68中的高速移位寄存器41以15.62μsec的周期存储由接触传感器58检测到的接触信息。在接触传感器58输出的接触信号S呈ON(高)状态时，高速移位寄存器41将“1”作为接触信息存储至LSB。在接触传感器58输出的接触信号S呈OFF(低)状态时，高速移位寄存器41将“0”作为接触信息存储至LSB。在第二存储处理中，FPGA68中的低速移位寄存器48基于FPGA68输出的信号W的ON状态、OFF状态，以125μsec的周期，将信号W的ON状态、OFF状态存储至8位的存储区域。在信号W呈ON状态时，低速移位寄存器48将“1”作为接触信息存储至LSB。在信号W呈OFF状态时，低速移位寄存器48将“0”作为接触信息存储至LSB。

FPGA68对是否为轮询的通信周期进行判断(S311)。作为一例，每1msec进行一次轮询。FPGA68在未接收到轮询信号时，判断为不是轮询的通信周期(S311：否)。此时，FPGA68使处理返回到S301。FPGA68在接收到轮询信号时，判断为是轮询的通信周期(S311：是)。此时，FPGA68向数控装置30发送控制部45中存储的高速移位寄存器41中的8位的接触信息和低速移位寄存器48中的8位的接触信息(S313)。FPGA68使处理返回到S301。

参照图7，说明数控装置30的CPU31进行的第二主处理。CPU31读出并执行ROM32中存储的确定程序。当CPU31执行确定程序时，CPU31基于确定程序来执行第二主处理。CPU31对是否为轮询的通信周期进行判断(S601)。在CPU31判断为不是轮询周期时(S601：否)，CPU31使处理返回到S601。在CPU31判断为是轮询周期时(S601：是)，CPU31从FPGA68获取高速移位寄存器41中存储的8位的接触信息(S603)。CPU31从FPGA68获取低速移位寄存器48中存储的8位的接触信息(S605)。CPU31使处理前进到S607。CPU31进行接触信息判定处理(S607)。CPU31基于接触信息判定处理的判定结果，来确定接触传感器58与切削对象接触的时机A(S609)。CPU31进行表面形状数据获取处理，将所确定的时机A所对应的X轴坐标值、Y轴坐标值和Z轴坐标值(例如坐标值P1)作为表面形状数据存储至RAM33(S611)。CPU31使处理返回到S601。

如上面说明的那样，机床1基于接触时机确定处理，来确定接触传感器58与切削对象接触的时机A。时机A基于高速移位寄存器41和低速移位寄存器48中存储的接触信息、高速移位寄存器41存储接触信息的周期(15.62μsec)以及低速移位寄存器48存储接触信息的周期(125μsec)来被确定。因此，机床1能够以基于周期(15.62μsec)的范围内的误差，来确定接触时机，因此，能够减少时机A的确定精度的偏差。因此，机床1所确定的、切削对象的接触位置的精度得到提高。

高速移位寄存器41具有与以每15.62μsec存储规定期间(15.62×8μsec)的接触信息所占的存储区域的存储容量相同的8位的存储容量。在高速移位寄存器41连续规定期间地存储ON状态时(“11111111”)，FPGA68使高速移位寄存器41初始化。因此，对机床1而言，只要将高速移位寄存器41的存储容量设为与低速移位寄存器48的存储容量相同的8位即可。因此，机床1能够减小所需的存储区域的存储容量。机床1能够使高速移位寄存器41初始化，并能够重新利用被初始化过的存储区域。

机床1基于接触信息判定处理的判定结果“2”与15.62μsec的乘积和接触信息判定处理的判定结果“1”与125μsec的乘积之和，来确定接触传感器58与切削对象的接触时机。因此，机床1能够简单且高精度地确定接触时机。

机床1具有高速移位寄存器41和低速移位寄存器48作为存储接触状态的存储区域。机床1通过使用移位寄存器，能够利用简单的结构来减少接触时机的确定精度的偏差。

变形例

本发明不限于上述实施方式。机床1使用的是8位的高速移位寄存器41和8位的低速移位寄存器48，但也可以使用16位的移位寄存器，还可以使用32位的移位寄存器。机床1也可以将8位以下的移位寄存器，例如4位的移位寄存器用作高速移位寄存器41、低速移位寄存器48。高速移位寄存器41的存储区域只要为至少8位即可。在该情况下，对机床1而言，即使低速移位寄存器48的存储区域为8位，只要在高速移位寄存器41的存储区域中存储8位“1”时使高速移位寄存器41重置即可。高速移位寄存器41每15.62μsec存储一次接触传感器58与切削对象的接触状态，但不限于此，既可以以短于15.62μsec的周期进行存储，也可以以长于15.62μsec的周期进行存储。低速移位寄存器48以125μsec的周期存储接触状态，但不限于此。在该情况下，低速移位寄存器48只要以高速移位寄存器41进行存储的周期的整数倍的周期存储接触状态即可。也可以是，存储接触状态的存储区域由计数器构成。在该情况下，机床1能够基于该计数器计数得到的数值，来确定接触传感器58与切削对象的接触时机。

接触信息判定处理和接触时机确定处理是由CPU31执行的，但也可以由FPGA68在内部执行。在该情况下，FPGA68只要在接收轮询信号时，向数控装置30发送接触时机即可。轮询的周期为1msec，但也可以是1msec以下，还可以是1msec以上。在该情况下，轮询的周期为不会对接触传感器58与切削对象的接触时机确定处理造成影响的周期即可。

高速移位寄存器41在每15.62μsec的时钟的上升沿存储接触信息，但也可以是，例如，以15.62μsec和15.64μsec的上升沿的组合来存储接触信息。在该情况下，也可以是，在每15.62μsec的时钟的上升沿存储6位，在每15.64μsec的时钟的上升沿存储两位。在该情况下，能够以15.62×6(93.72)+15.64×2(31.28)＝125μsec的周期，将8位数据存储至高速移位寄存器，因此，能够使与低速移位寄存器48的125μsec的周期的时钟的上升沿之间的误差更少地来存储接触信息。

驱动电路201～驱动电路203每125μsec获取一次坐标值，但不限于此。伺服放大器时钟的周期也可以短于125μsec。也可以是，例如，驱动电路201～驱动电路203每15.62μsec获取一次坐标值。在该情况下，数控装置30在确定表面形状数据时，能够以更高的精度来反推坐标值。

其他

接触传感器58是本发明的检测部的一例。执行S309的处理中的第一存储处理时的FPGA68是本发明的第一存储控制部的一例。高速移位寄存器41是本发明的第一存储部的一例。高速移位寄存器41中的1位中存储的“1”的总数是本发明的第一结果信息的一例。接触信息判定处理所判定的判定结果“2”是本发明的检测到的次数的一例。执行S309的处理中的第二存储处理时的FPGA68是本发明的第二存储控制部的一例。低速移位寄存器48是本发明的第二存储部的一例。低速移位寄存器48中的1位中存储的“1”的总数是本发明的第二结果信息的一例。接触信息判定处理所判定的判定结果“1”是本发明的检测到的次数的一例。执行S311的处理时的FPGA68和执行S601的处理时的CPU31是本发明的读出部的一例。执行S607、S609的处理时的CPU31是本发明的确定部的一例。执行S307的处理时的FPGA68是本发明的初始化部的一例。15.62μsec是本发明的第一周期的一例。125μsec是本发明的第二周期的一例。8位是本发明的相同容量的一例。

Claims (5)

1.一种机床，该机床(1)通过使设于主轴的检测部(58)进行扫描，来确定该检测部与切削对象接触时所在的位置，

该机床的特征在于，

该机床具有：

第一存储控制部(31)，在以规定的第一周期对所述检测部是否与所述切削对象接触进行检测，且是检测到所述检测部与所述切削对象接触时，该第一存储控制部将表示该检测到的所述检测部与所述切削对象接触的次数的第一结果信息存储至第一存储部(41)；

第二存储控制部，在所述第一存储控制部连续地将所述第一结果信息存储至所述第一存储部，且连续地存储第一期间时，该第二存储控制部以比所述第一周期长的第二周期，将表示该检测到的所述检测部与所述切削对象接触的次数的第二结果信息存储至第二存储部(48)；

读出部，其以比所述第一周期和所述第二周期都长的第三周期，读出所述第一存储部中存储的所述第一结果信息和所述第二存储部中存储的所述第二结果信息；及

确定部，其将往先前倒回接触期间的量所得到的时机，确定为所述检测部与所述切削对象的接触时机，所述接触期间基于所述第一周期、所述第二周期以及所述读出部读出的所述第一结果信息和所述第二结果信息来确定。

2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

所述第一存储部具有至少与以所述第一周期在所述第一期间内存储的所述第一结果信息的容量相同的容量，

所述机床还具有初始化部，在所述第一存储控制部连续地将所述第一结果信息存储至所述第一存储部，且连续地存储第一期间时，该初始化部使所述第一存储部初始化。

3.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

所述确定部基于所述第一结果信息与所述第一周期的乘积和所述第二结果信息与所述第二周期的乘积之和，来确定所述接触时机。

4.根据权利要求2所述的机床，其特征在于，

所述确定部基于所述第一结果信息与所述第一周期的乘积和所述第二结果信息与所述第二周期的乘积之和，来确定所述接触时机。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的机床，其特征在于，

所述第一存储部和所述第二存储部都为移位寄存器。

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