CN1187572C - 机床的测量控制系统 - Google Patents

Abstract

一种产生多个输出的程控装置与一个控制器相连接，该控制器的输入端口少于控制器所要接收的输出个数。为了克服这一难题，控制器通过程序控制向装置每次发送不同的信号。装置根据收到的不同信号，送回与输出相对应的信号。在所述的特例中，信号为不同序列的时间脉冲。

Description

机床的测量控制系统

技术领域

本发明涉及一种使坐标定位机器(如机床)确定物体相对于参照点的位置的装置。例如，它可以用于机床上刀具调整的操作。

背景技术

已知的用于机床上的刀具调整装置包括有光源，其产生射入检测器的灵敏的光束。在刀具调整操作中，开动机器使得刀具在与光束传播方向相切的方向运动，直到刀具的一部分挡住光束。对这一遮挡的检测引起检测器中产生一个激发信号，机器根据活动部件的相对位置，决定刀具尺寸的大小。例如，这种装置可见于德国DE 42385 04号和DE 42 448 69号专利、法国2,343,555号专利、欧洲98,930号专利以及美国4,518,257号专利。

由上述专利说明书公开的装置使用一狭窄光束照射到或穿过刀具所经之处，当光束受到刀具阻挡时，检测器根据所接收的光强度的降低进行检测。

该装置还可以用来测量刀具的长度或直径，以监测刀具的磨损程度。

这一附加功能通过来自装置的单独与机器控制器输入端口连接的一组输出获得。

然而，问题在于有些控制器没有足够多的输入端口接收所有的输出，因而使得一个多功能的装置由于控制器的原因丧失了许多功能。

发明内容

本发明的目的在于克服这一难题，提供一种装置，可对输入端口少于装置输出数量的控制器、甚至是只有一个输入端口的控制器改型，同时装置保持所有功能。

根据本发明，为具有控制器的机床提供了一种测量系统，其中，测量系统包括一台程控装置，它能产生一组不同的输出信号，控制器接收来自程控装置输出信号的输入端口数少于程控装置所产生的输出信号的个数，其中控制器会受程序控制产生一组信号，作为输入信号有选择地发送到测量系统的程控装置，所述程控装置响应所接收的特定的输入信号，使相应的输出信号与控制器的输入信号相对应。

下面参照附图给出本发明的具体实施例。

附图说明

图1为本发明一个实施例的光学刀具调整装置整体示意图；

图2a至2d显示了送往以及来自图1中刀具调整装置的程控装置的输入信号和输出信号。

具体实施方式

参见图1，刀具调整装置可用于诸如包括有一个发射光束12的光发射单元10和一个检测光束12的光检测单元14的机床上。从机器控制器15至光发射单元10及检测单元14的电源和信号控制缆线17通过输入端口16布线，单元10和14通过支柱18方便地安装在机器基座上，既可以通过一个二者均已固定其上的中间基座20，也可以直接固定在使用这两个单元的机器的基座上。

在操作时，安装有该装置的机器根据控制器的指令在与光束12传播方向相切的方向移动刀具。当达到预先设定的光束受阻水平时，检测单元14发出一个激发信号，机器由此确定与之相对可移动部件的相对位置，由此确定刀具的各参数。

对于该装置的进一步的机械与电学细节，可参阅我们的欧洲专利申请第1050368A1号。

检测单元14的启始水平由启动检测器所提供的激发信号设定，取值为照射在上面的光强度下降到未受阻光强的50％。

为了使装置具有多项功能，来自检测器的激发信号要通过一个程控装置，例如一个微处理器，该设备根据接收的激发信号产生一组输出信号(本例中为4个)，发送到机器控制器15。

这4个输出为：

1.状态输出(见图2a)—表示光束强度在50％的水平之上或之下。当光束强度下降到低于50％的水平，这一输出走高，表示已经产生了一个激发信号，当光束恢复时，输出回复为低。为了确保激发信号一产生，不论多么短，控制器都能够响应，状态输出在高处维持最短的时间，如100ms。例如在刀具旋转而一个齿与光束非常短暂相切时，就会产生非常短的信号。

2.反转状态(见图2b)—当状态输出为高时走低，状态输出为低时走高。

3.锁存输出(见图2c)—初选择时为低，然后当状态输出从高到低时走高，也即光束由被阻挡变为不被阻挡。随后无论状态输出怎样变化，这一输出一直为高。

4.跳跃输出(见图2d)—在状态输出发生任何变化时走高一个预定的时段，然后回复为低，实际上是向控制器发送一个预定长度的脉冲。因此这一输出也可以用于当刀具开始阻挡光束以及光束恢复时获得激发信号。

控制器可以使用各种各样的动作指令，指导机器完成特定的动作。在机器的刀具测量模式中，经常会用到一种被称为G31的指令。这一指令指示机器直线运动至一个给定点。如果运动中收到一个激发信号，就发送高输出，记录下机器的位置，并且机器停止。这样如果发布G31指令时输出已经为高，机器仅仅报告其位置而不做运动。

运动指令代码和特定的输出相结合，可以形成下列的各种功能选择。

为了测量刀具直径，可使刀具向光束运动，光束被阻挡亦即刀具进入光束时得到一个激发信号。一旦收到激发信号，状态输出就保持为高，当这一输出被选择时，机器在控制器发布下一个G31指令前将不运动。

转换到反转状态输出线，此处输出为低使得机器在G31指令下开始新的运动，当刀具移出光束时获得第二个激发信号。

锁存输出可用于多种功能。当这一输出被选择时，机器在激发信号产生时不停下，然而一旦激发，输出就保持为高。

这一模式的功能之一是高速刀具的破损检测。刀具使用完毕返回收存装置时，机器收到指令驱动刀具穿过光束，这一动作在高速下进行。如果刀具没有破损，必将阻挡光束，产生一个激发信号使锁存输出走高。刀具在收存装置附近停下来后，控制器指示机器再执行一个小G31移动。如果机器不能将它移动，意味着锁存输出已经走高，刀具阻挡了光束。如果机器完成了其移动，则意味着刀具没有阻挡光束，已经破损。

使用这一输出还能进行齿边缘的检测。机器移动刀具直到它刚刚遮挡光束，机器受到指令使刀具沿齿边缘移动，保持光束在刀具边缘闪烁。如果在任一点光束能够通过，就产生一个激发信号，锁存输出走高，表示齿的边缘有缺损。在绕边缘移动后再按指令做一个小G31移动，如果机器没有移动，表示锁存输出已经走高，刀具已经破损。在对各种机器上刀具调整装置改型时，有时控制器只有一个接收测量装置输出的输入端口，来自装置的输出只能有一个，通常是状态输出，可以被连接到这样的控制器上。

本发明解决了这一难题。

控制器输出连接到机器的各个部件上，包括本发明的装置，并由程序控制向这些机器部件发送适当的指令，以执行不同的动作。

本发明利用了这一优点，通过程控使控制器向装置发送不同的输入信号，装置的微处理器受程控根据特定的输入信号选择其中一种输出返回到控制器。

在本实施例中，图2所示的输入为下列时钟信号：

输入1.如果输入信号走低，状态输出被选择。

输入2.如果输入信号已经在低位大于3秒钟，然后走高，反转状态输出被选择。

输入3.在小于3秒钟的时间内，如果输入有两个上升段(即走高两次)，锁存输出被选择，微处理器中的时钟被重置。

输入4.在小于3秒钟内，如果输入有两个上升段，在下一个3秒钟内又有一个上升段，跳跃输出被选择。

利用此方法，即使用一个只有单一输入端口接收来自测量装置输出信号的控制器，也能获得装置具有四个输出时的全部功能。

Claims (2)

1.一种用于带有控制器的机床的测量系统，其中，测量系统包括产生多个不同输出信号的程控装置，控制器接收来自程控装置输出信号的输入端口少于程控装置产生的输出信号个数，同时控制器由程序产生一组信号有选择地送到测量系统的程控装置作为输入信号，所述的程控装置响应所接收的特定输入信号，使相应的输出信号与控制器的输入信号相对应。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其中，控制器包括一个按不同时序产生信号脉冲的时钟装置，同时程控装置响应序列中的信号，向控制器发送不同的输出。

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