DE102020132957A1

DE102020132957A1 - Steuervorrichtung, messsystem und messverfahren

Info

Publication number: DE102020132957A1
Application number: DE102020132957.1A
Authority: DE
Inventors: Shinichirou ITAKURA
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2021-06-17
Also published as: CN112987646A; JP7414507B2; US11740062B2; JP2021096561A; US20210180932A1

Abstract

Eine Bedienperson bedient manuell den Fühler einer Werkzeugmaschine, um ihn zu einem Werkstück zu bewegen. Eine Bewegungshistorie der manuellen Bedienung der Bedienperson wird aufgezeichnet. Das Positionsverhältnis zwischen einem Werkstück und dem Fühler wird basierend auf der Historie der Bewegung des Fühlers durch die manuelle Bedienung geschätzt. Die Steuerung stellt einen Kandidat für die Richtung des Fühlers, der bei der automatischen Messung des Werkstücks bewegt werden soll, dar. Die Bedienperson gibt die Bewegungsrichtung des Fühlers mit Bezug auf den Inhalt der Darstellung ein.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung, ein Messsystem und ein Messverfahren für eine Industriemaschine.
BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
Verschiedene Industriemaschinen, wie zum Beispiel Werkzeugmaschinen und Industrieroboter, werden auf einer Produktionsfläche verwendet. Die Werkzeugmaschine ist eine der Industriemaschinen, die ein Werkstück gemäß einem Programm bearbeitet. Um ein Programm auszuführen, muss eine Referenzposition des Werkstücks in der Steuerung der Werkzeugmaschine festgelegt werden. Um die Referenzposition des Werkstücks zu detektieren, kann ein Fühler auf einer Spindel in der Werkzeugmaschine montiert sein. Der Fühler detektiert Berührung zwischen dem Fühler selbst und dem Werkstück. Die Steuerung berechnet die Position und Abmessung des Werkstücks basierend auf der Position, an der der Fühler Berührung detektiert.
Üblicherweise gab es mehrere Messungsarten, wie zum Beispiel „Lochmessung“, „Punktmessung“, „Eckmessung“, „Werkzeuglängenmessung“ und „Werkzeugdurchmessermessung“. Wenn eine der Messungsarten ausgewählt wird, werden ein Messprogramm und ein Messvorgangsprozess entsprechend der ausgewählten Messungsart aufgerufen. Notwendige Betriebstasten für die Messungen und Messergebnisse werden auf einer Anzeigeeinheit angezeigt und eine Bedienperson kann ein Werkstückkoordinatensystem durch Bedienen des Fühlers gemäß einem Anzeigebildschirm festlegen (siehe japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-111770, zum Beispiel).
Bei Bedienung des Fühlers, wie oben beschrieben, wird die Bewegungsrichtung des Fühlers durch ein positives oder negatives Zeichen und einen Achsennamen, wie zum Beispiel „+X“ oder „-X“, dargestellt. Das Koordinatensystem, das in der Werkzeugmaschine festgelegt wird, ist nicht sichtbar, sodass eine Bedienperson sich das Koordinatensystem und die Achsen und die Richtung vorstellen muss, um den Fühler zu bedienen.
Es gibt ein anderes Verfahren, um ein Werkstückkoordinatensystem festzulegen. Bei diesem Verfahren speichert eine numerische Steuerung Vorlagen zum Messen eines Werkstücks. Eine geschätzte Größe des Werkstücks und die Bewegungsrichtung des Fühlers werden in die Vorlage eingegeben. Die Bedienperson bewegt den Fühler an eine Position, die von der Vorlage vorgegeben wird, und führt das Programm aus, um einen Referenzpunkt des Werkstücks automatisch zu messen. Der Referenzpunkt wird verwendet, um ein Werkstückkoordinatensystem zu erstellen.
Bei der automatischen Messung von Referenzpunkten eines Werkstückkoordinatensystems muss die erste Bewegungsrichtung des Fühlers (die Bewegungsrichtung des Fühlers von der vorgegebenen Messstartposition) in die numerische Steuerung eingegeben werden. Wenn dies getan ist, kann sich der Fühler in eine unerwartete Richtung bewegen, außer die Bewegungsrichtung des Fühlers ist korrekt eingegeben.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Um diese Probleme zu beheben, wird ein Mechanismus benötigt, um Erkennung der Bewegungsrichtung eines Fühlers in einer Industriemaschine zu ermöglichen.
Eine Steuervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Steuervorrichtung für eine Industriemaschine, die dazu ausgelegt ist, einen Fühler zum Messen der Position eines Werkstücks zu steuern, wobei die Steuervorrichtung Folgendes aufweist: eine manuelle Bedieneinheit, die dazu ausgelegt ist, eine manuelle Bedienung des Fühlers durch eine Bedienperson anzunehmen; und eine Bewegungshistorienaufzeichnungseinheit, die dazu ausgelegt ist, die Historie der Bewegung des Fühlers durch die manuelle Bedienung aufzuzeichnen; eine Messprogrammerstellungseinheit, um ein Messprogramm für das Werkstück zu erstellen; eine Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit, die dazu ausgelegt ist, einen Kandidat für die Bewegungsrichtung des Fühlers basierend auf der Historie der Bewegung des Fühlers durch die manuelle Bedienung zu schätzen und den Kandidat der Bewegungsrichtung des Fühlers, der bei der Erstellung des Messprogramms für das Werkstück verwendet werden soll, der Bedienperson darzustellen; und eine Eingabeeinheit, die dazu ausgelegt ist, die Eingabe der Bedienperson umfassend die Bewegungsrichtung anzunehmen, wobei die Messprogrammerstellungseinheit dazu ausgelegt ist, das Messprogramm für das Werkstück unter Verwendung der Eingabe der Bedienperson umfassend die Bewegungsrichtung zu erstellen.
Ein Messsystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Messsystem, das dazu ausgelegt ist, einen Fühler zum Messen eines Werkstücks zu steuern, wobei das Messsystem Folgendes aufweist: eine manuelle Bedieneinheit, die dazu ausgelegt ist, eine manuelle Bedienung des Fühlers durch eine Bedienperson anzunehmen; und eine Bewegungshistorienaufzeichnungseinheit, die dazu ausgelegt ist, die Historie der Bewegung des Fühlers durch die manuelle Bedienung aufzuzeichnen; eine Messprogrammerstellungseinheit, um ein Messprogramm für das Werkstück zu erstellen; eine Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit, die dazu ausgelegt ist, einen Kandidat für die Bewegungsrichtung des Fühlers basierend auf der Historie der Bewegung des Fühlers durch die manuelle Bedienung und den Kandidat der Bewegungsrichtung des Fühlers, der bei der Erstellung des Messprogramms für das Werkstück verwendet werden soll, der Bedienperson darzustellen; und eine Eingabeeinheit, die dazu ausgelegt ist, die Eingabe der Bedienperson umfassend die Bewegungsrichtung anzunehmen, wobei die Messprogrammerstellungseinheit dazu ausgelegt ist, das Messprogramm für das Werkstück unter Verwendung der Eingabe der Bedienperson umfassend die Bewegungsrichtung zu erstellen.
Ein Messverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Messverfahren zum Steuern eines Fühlers zum Messen eines Werkstücks, wobei das Messverfahren Folgendes aufweist: Annehmen einer manuellen Bedienung des Fühlers durch eine Bedienperson; Aufzeichnen der Historie der Bewegung des Fühlers durch die manuelle Bedienung; Schätzen eines Kandidaten für die Bewegungsrichtung des Fühlers basierend auf der Bewegungshistorie des Fühlers; Darstellen des Kandidaten der Bewegungsrichtung des Fühlers, der bei der Erstellung des Messprogramms für das Werkstück verwendet werden soll, für die Bedienperson; Annehmen der Eingabe der Bedienperson umfassend die Bewegungsrichtung; und Erstellen des Messprogramms für das Werkstück unter Verwendung der Eingabe der Bedienperson umfassend die Bewegungsrichtung.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Bewegungsrichtung eines Fühlers in einer Industriemaschine einfach erkennbar gemacht.
Figurenliste

1 ist ein Hardwareauslegungsdiagramm einer nummerischen Steuerung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
2 ist ein Blockdiagramm der nummerischen Steuerung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
3 ist ein Diagramm, das ein Auslegungsbeispiel einer Bewegungshistorie zeigt;
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bildschirms, der einen Kandidat für die Bewegungsrichtung eines Fühlers darstellt, zeigt;
5 ist ein Diagramm, das ein Schätzverfahren für die Bewegungsrichtung veranschaulicht; und
6 ist ein Diagramm, das einen Werkstückmessvorgang für die nummerische Steuerung gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es folgt eine Beschreibung einer numerischen Steuerung 100 als eine Steuervorrichtung der vorliegenden Offenbarung. Eine CPU 111 der numerischen Steuerung 100, die in 1 gezeigt ist, ist ein Prozessor für allgemeine Steuerung der numerischen Steuerung 100. Die CPU 111 liest ein Systemprogramm, das in einem ROM 112 gespeichert ist, über einen Bus 122 aus und steuert die gesamte nummerische Steuerung 100 gemäß diesem Systemprogramm. Ein RAM 113 ist temporär mit temporären Berechnungsdaten und Anzeigedaten, verschiedene Dante, die von einer Bedienperson über eine Eingabevorrichtung 71 eingegeben werden, und dergleichen, geladen.
Eine Anzeigeeinheit 70 ist ein Monitor oder dergleichen, der an der numerischen Steuerung 100 angebracht ist. Die Anzeigeeinheit 70 zeigt einen Auswahlbildschirm für Vorlagen 17 (später beschrieben), einen Werkstückdateneingabebildschirm und dergleichen an.
Der Eingabeeinheit 71 ist eine Tastatur, ein Berührungsbedienfeld oder dergleichen. Das Berührungsbedienfeld ist integral mit der Anzeigeeinheit 70. Die Bedienperson bedient die Eingabeeinheit 71, um zum Beispiel Eingabe an den Bildschirmen, die auf der Anzeigeeinheit 70 angezeigt werden, durchzuführen.
Ein nichtflüchtiger Speicher 114 ist zum Beispiel ein Speicher, der durch eine Batterie (nicht gezeigt) gesichert ist, sodass sein Speicherzustand beibehalten werden kann, auch wenn die numerische Steuerung 100 abgeschalten ist. Der nichtflüchtige Speicher 114 wird mit Programmen, die durch eine Schnittstelle (nicht gezeigt) von externen Geräten gelesen werden, Programmen, die durch die Anzeigeeinheit 70 eingegeben werden, verschiedenen Daten (zum Beispiel festgelegte Parameter, die von einer Werkzeugmaschine 200 erhalten werden), die von verschiedenen Teilen der numerischen Steuerung 100, der Werkzeugmaschine 200 und dergleichen erhalten werden, gespeichert. Die Programme und die verschiedenen Daten, die in dem nichtflüchtigen Speicher 114 gespeichert sind, können während Ausführung und Verwendung in dem RAM 113 entwickelt werden. Darüber hinaus werden verschiedene Systemprogramme im Voraus in das ROM 112 geschrieben.
Eine Steuerung 40 zum Steuern von Achsen der Werkzeugmaschine 200 wandelt einen Achsenbewegungsbefehl von der CPU 111 in ein Impulssignal um und gibt es an einen Treiber 41 aus. Der Treiber 41 wandelt das Impulssignal in einen Strom um, wodurch ein Motor 42 angetrieben wird.
Ein Fühler 50 ist an einer Antriebseinheit (Spindel, usw.) montiert. Der Motor 42 bewegt den Fühler 50 verhältnismäßig zu einem Werkstück 51. In der vorliegenden Offenbarung bewegen sich der Fühler 50 und das Werkstück 51 verhältnismäßig in die Richtungen von drei Achsen; X-, Y- und Z-Achsen, sie können jedoch derart ausgelegt sein, sich in die Richtungen von vier oder fünf Achsen zu bewegen.
Der Fühler 50 ist eine Vorrichtung zum Detektieren der Position eines Objekts, das gemessen werden soll. Der Fühler 50 der vorliegenden Offenbarung detektiert Berührung mit dem Werkstück 51. Der Fühler 50 kann dazu ausgelegt sein, die Position auf eine berührungslose Weise unter Verwendung von Infrarotstrahlen oder dergleichen zu detektieren.
Eine manuelle Bedieneinheit 10 nimmt eine manuelle Bedienung des Motors 42 an. Bei manueller Bedienung bewegt sich der Fühler 50 entlang der Achsen der Werkzeugmaschine 200. Die Bedienperson bedient den Fühler 50, um ihn in einer Messstartposition MSTR zu positionieren.
Die numerische Steuerung 100 wird mit Bezug auf 2 beschrieben. 2 ist ein Blockdiagramm der numerischen Steuerung 100. Die numerische Steuerung 100 umfasst die manuelle Bedieneinheit 10, die dazu ausgelegt ist, die manuelle Bedienung der Bedienperson anzunehmen, eine Bewegungshistorienaufzeichnungseinheit 11, die dazu ausgelegt ist, die Historie der Bewegung des Fühlers durch die manuelle Bedienung aufzuzeichnen, eine Messprogrammerstellungseinheit 12, die dazu ausgelegt ist, ein Messprogramm für das Werkstück 51 zu erstellen, eine Werkstückdateneingabeeinheit 13, die dazu ausgelegt ist, Eingabe von Werkstückdaten anzunehmen, eine Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit 14, die dazu ausgelegt ist, einen Kandidat für die Bewegungsrichtung des Fühlers 50 einer Bedienperson darzustellen, eine Werkstückmesseinheit 16, die dazu ausgelegt ist, das Werkstück 51 gemäß dem Messprogramm zu messen.
Die manuelle Bedieneinheit 10 nimmt die manuelle Bedienung des Fühlers 50 an. Die Bedieneinheit 10 kann eine Taste, ein Stiel, eine Berührungsbedienfläche, eine Tastatur, ein Hebel, ein Einstellrad oder dergleichen sein. Die Arten der Bedieneinheit 10 sind nicht eingeschränkt. Der Fühler 50 ist an der Antriebseinheit der Werkzeugmaschine 200 montiert. Bei der manuellen Bedienung bewegt sich der Fühler 50 entlang der Achsen der Werkzeugmaschine 200. In der Werkzeugmaschine 200 aus 2 bewegt sich der Fühler in die Richtungen der drei Achsen; der X-, Y- und Z-Achse. Das Bewegungsmaß des Fühlers 50 kann basierend auf einem Befehlsmaß, das an die Steuerung 40 ausgegeben wird, berechnet werden. Die manuelle Bedieneinheit 10 kann alternativ auf der Werkzeugmaschine 200 vorgesehen sein.
Die Bewegungshistorienaufzeichnungseinheit 11 zeichnet die Bewegungshistorie des Fühlers 50 bei manueller Bedienung in einer Speichereinheit 52 auf. Es soll gewünscht sein, dass die Bewegungshistorie des Fühlers 50 für jede Achse der Werkzeugmaschine 200 aufgezeichnet wird. Als die Bewegungshistorie des Fühlers 50 kann nur die letzte Bewegung aufgezeichnet werden, wie in der Tabelle in 3A gezeigt, oder es können alle Bewegungen des Fühlers 50 von Beginn der Bewegung bis zum Ende aufgezeichnet werden, wie in der Tabelle in 3B gezeigt. Es soll nur die Bewegungsrichtung aufgezeichnet werden, wie in der Tabelle in 3C gezeigt. Unbeabsichtigte Bewegungen, die aus ungewünschten Handbewegungen oder fehlerhaften Eingaben resultieren, sollen von den Historiendaten, die aufgezeichnet werden, ausgeschlossen werden. In der vorliegenden Offenbarung sortiert die Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit 14 Daten aus (später beschrieben).
Die Messprogrammerstellungseinheit 12 weist die Vorlagen 17, die Werkstückdateneingabeeinheit 13 und die Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit 14 auf. Jede der Vorlagen 17 ist für die Form jedes Werkstücks, das gemessen werden soll, und jedes Messverfahren bereitgestellt.
Die Werkstückdateneingabeeinheit 13 zeigt einen Eingabebildschirm, der einer ausgewählten Vorlage 17 entspricht, auf der Anzeigeeinheit 70 an. Dieser Eingabebildschirm (im Folgenden als der Werkstückdateneingabebildschirm bezeichnet) nimmt Eingabe der Abmessungen des Werkstücks 51, die Bewegungsrichtung des Fühlers 50, das Bewegungsmaß des Fühlers 50 und dergleichen an.
In der vorliegenden Offenbarung wird ein Kandidat für die Bewegungsrichtung des Fühlers 50 auf dem Werkstückdateneingabebildschirm dargestellt. Die Bedienperson gibt die Bewegungsrichtung mit Bezug auf den dargestellten Kandidaten ein.
Die Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit 14 schätzt die nächste Bewegungsrichtung des Fühlers 50 basierend auf der Bewegungshistorie des Fühlers 50, der bislang durch die Bedienperson bewegt wurde, und stellt der Bedienperson die geschätzte Bewegungsrichtung als einen Bewegungsrichtungskandidat dar. Es folgt eine Beschreibung eines Schätzverfahrens für die Bewegungsrichtung. In diesem Beispiel, das beschrieben wird, wird ein quaderförmiges Werkstück 51 gemessen und eine Stirnfläche des Werkstücks wird als eine Bezugsebene, um ein Werkstückkoordinatensystem festzulegen, verwendet.
Als erstes wählt eine Bedienperson eine Vorlage aus. Eine Vorlage wird unter Maßgaben, wie zum Beispiel, dass das Werkstück 51 quaderförmigen ist, das Messobjekt die Stirnfläche in Y-Richtung ist und das Messziel Festlegen des Werkstückkoordinatensystems ist, bestimmt. Die Werkstückdateneingabeeinheit 13 zeigt einen Werkstückdateneingabebildschirm, der der Vorlage entspricht, an.
4 ist ein Beispiel des Werkstückdateneingabebildschirms. Eine Startposition I_STR für manuelle Bewegung des Fühlers 50 und eine aktuelle Position Icrt des Fühlers 50 werden auf der rechten Seite des Werkstückdateneingabebildschirms angezeigt. Auf diesem Bildschirm wird eine Zeichenfolge „Bewegungskandidat:J.(-Y-Richtung)“ in einem oberen rechten Abschnitt angezeigt und ein Kandidat für die Bewegungsrichtung des Fühlers 50 wird dargestellt.
Ein Eingabebereich 21 für die Bewegungsrichtung des Fühlers 50 und ein Eingabebereich 22 für die Bewegungsdistanz des Fühlers 50 sind auf der linken Seite des Messdateneingabebildschirms vorhanden. Ein Popup-Bildschirm 23 wird in dem Bewegungsrichtungseingabebereich 21 auf eine überlagerte Weise angezeigt und ein Kandidat für die Bewegungsrichtung des Fühlers, „Hinweis: In -Y-Achsenrichtung zu messen?“, wird auf dem Popup-Bildschirm 23 dargestellt. Die Bedienperson kann eine tatsächliche Bewegungsrichtung des Fühlers 50 mit Bezug auf diese Anzeige bestimmen.
Wie oben beschrieben stellt die numerische Steuerung 100 der vorliegenden Offenbarung den Kandidaten für die Bewegungsrichtung dar. Darstellen des Kandidaten hilft der Bedienperson, sich das Koordinatensystem vorzustellen, und verhindert Bedienung des Fühlers 50 in die falsche Richtung. Wenn das Werkstück 51 in die Werkzeugmaschine 200 eingesetzt wird, hat die numerische Steuerung keine Informationen über die Position des Werkstücks 510. Deshalb muss die numerische Steuerung 100 lernen, in welche Richtung und wie weit der Fühler 50 bewegt werden soll, um das Werkstück 51 zu messen. Das Maschinenkoordinatensystem ist für die Bedienperson, die das Positionsverhältnis zwischen dem Werkstück 51 und dem Fühler 50 eingibt, nicht sichtbar. Dies kann es für die Bedienperson schwierig machen, sich das Maschinenkoordinatensystem richtig vorzustellen, und kann dazu führen, dass die Bedienperson eine falsche Richtung auswählt. Die numerische Steuerung 100 der vorliegenden Offenbarung zeichnet die Historie der manuellen Bewegung des Fühlers 50 auf und schätzt das Positionsverhältnis zwischen dem Fühler 50 und dem Werkstück 51 und stellt der Bedienperson das Ergebnis der Schätzung dar, wodurch fehlerhafte Eingabe zu Beginn der automatischen Werkstückmessung verhindert wird.
Folgend wird das Schätzverfahren für die Fühlerbewegungsrichtung beschrieben. In diesem Beispiel misst der Fühler die Y-Achsenstirnfläche des Werkstücks 51, sodass nur die Bewegung in der Y-Achsenrichtung der Bedienperson dargestellt wird. M_STR ist die automatische Messstartposition des Fühlers 50. Um die Position M_STR zu erreichen, bewegt die Bedienperson den Fühler 50 manuell. Einige Pfade sind in 5A bis 5C gezeigt. In dem Pfad aus 5A wird der Fühler 50 in eine [1] positive X-Achsenrichtung, [2] negative Y-Achsenrichtung, [3] positive X-Achsenrichtung, [4] negative Y-Achsenrichtung, [5] positive X-Achsenrichtung, [6] negative Y-Achsenrichtung, [7] negative X-Achsenrichtung und [8] negative Y-Achsenrichtung bewegt, um in der Messstartposition M_STR positioniert zu werden. In dem Pfad aus 5B wird der Fühler 50 in die [1] positive Y-Achsenrichtung, [2] positive Y-Achsenrichtung, [3] negative Y-Achsenrichtung, [4] negative X-Achsenrichtung und [5] negative Y-Achsenrichtung bewegt, um in der Messstartposition M_STR positioniert zu werden. In dem Pfad aus 5C wird der Fühler 50 in die [1] positive X-Achsenrichtung, [2] negative Y-Achsenrichtung, [3] negative X-Achsenrichtung und [4] positive Y-Achsenrichtung bewegt, um in der Messstartposition M_STR positioniert zu werden.
In dem Beispiel von 5A wird der Fühler 50 derart manuell in die negative Richtung in all den Y-Achsenrichtungshuben [2], [4], [6] und [8] bewegt, dass die Position des Werkstücks 51 in der negativen Y-Achsenrichtung bezüglich des Fühlers 50 geschätzt werden kann. In dem Beispiel von 5B bewegt sich der Fühler 50 in hohem Maß in die positive Y-Achsenrichtung bei dem Hub [1], während er sich bei den Huben [3] und [5] danach in die negative Y-Achsenrichtung bewegt. Da der Fühler 50 bei dem letzten Bewegungshub bzw. dem Bewegungshub der letzten Stufe in die negative Y-Achsenrichtung bewegt wird, kann die Position des Werkstücks 51 in der negativen Y-Achsenrichtung bezüglich des Fühlers 50 geschätzt werden. In dem Beispiel von 5C wird der Fühler 50 in die positive X-Achsenrichtung bei dem Hub [4] bewegt, nachdem er bei dem Hub [2] in die negative Y-Achsenrichtung bewegt wurde. Auch wenn sich der letzte Bewegungshub in die positive Y-Achsenrichtung erstreckt, ist das Bewegungsmaß dabei gering. Wenn die Summe der Bewegungsmaße bei den Huben [2] und [4] erhalten wird, zeigt dies an, dass der Fühler 50 in die negative Y-Achsenrichtung bewegt wird, und es kann angenommen werden, dass das Bewegungsmaß bei dem Hub [2] ausgeglichen wird.
Auf diese Weise wird geschätzt, ob sich das Werkstück 51 in einer positiven oder negativen Richtung in der Y-Achse bezüglich des Fühlers 50 befindet. In dem Fall von 5A kann die gesamte Richtung der manuellen Bedienung eine Basis der Schätzung sein. In dem Fall von 5B kann die letzte bzw. die Richtung der letzten Stufe der manuellen Bedienung eine Basis der Schätzung sein. In dem Fall von 5C kann die Richtung der letzten Stufe und das Maß der manuellen Bedienung eine Basis der Schätzung sein.
Die Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit 14 schätzt die Bewegungsrichtung des Fühlers 50, das heißt die Richtung des Werkstücks 51 bezüglich des Fühlers 50, von der zuvor genannten gesamten Bewegungsrichtung, der letzten bzw. Bewegungsrichtung der letzten Stufe, der Summe der Bewegungsrichtungen und der Bewegungsmaße und dergleichen. Kandidaten für die geschätzte Bewegungsrichtung werden auf dem Werkstückdateneingabebildschirm und dem Popup-Bildschirm 23, wie oben erwähnt, angezeigt.
Bei Schätzung der Bewegungsrichtung schließt die Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit 14 Daten mit geringem Bewegungsmaß von den Daten, die geschätzt werden sollen, aus. Wenn der Fühler 50 manuell bewegt wird, kann die Bedienung des Fühlers 50 manchmal aufgrund ungewünschter Handbewegung, Reaktionsverzögerung oder dergleichen fluktuieren. Die Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit 14 kann das Bewegungsmaß mit einem bestimmten Schwellenwert oder dergleichen vergleichen und nur Bedienungen mit genügend großem, dass sie als beabsichtigte Bewegungen der Bedienperson angenommen werden, übernehmen.
Die Messprogrammerstellungseinheit 12 erstellt das Messprogramm für das Werkstück 51 basierend auf der Vorlage 17, die von der Bedienperson ausgewählt wird, und den Informationen, die in den Werkstückdateneingabebildschirm eingegeben werden. Die Werkstückmesseinheit 16 misst das Werkstück 51 gemäß dem Werkstückmessprogramm. Bei dem zuvor erwähnten Beispiel des Festlegens des Werkstückkoordinatensystems wird die Stirnfläche als die Bezugsebene gemessen, die Bezugslinie des Werkstücks 51 wird gemessen, die Abweichung des Werkstücks 51 von dem Maschinenkoordinatensystem wird ausgeglichen und der Ausgangspunkt des Werkstückkoordinatensystems wird festgelegt.
Nun wird ein Messverfahren für das Werkstück 51 mit Bezug auf das Flussdiagramm von 6 beschrieben.
Als erstes wird das Werkstück 51, das gemessen werden soll, auf der Werkzeugmaschine 200 montiert (Schritt S11). Nachdem das Werkstück 51 auf der Werkzeugmaschine 200 montiert ist, wird der Beginn der Messung des Werkstücks 51 bestimmt. Die Bestimmung des Messstarts kann durch Umschalten in einen manuellen Modus ersetzt werden (Schritt S12).
Dann bedient die Bedienperson den Fühler 50 manuell, um ihn mit der manuellen Bedieneinheit 10 zu einer Position nahe dem Werkstück 51 zu bewegen (Schritt S13). Während dies durchgeführt wird, zeichnet die Bewegungshistorienaufzeichnungseinheit 11 das Bewegungsmaß der manuellen Bedieneinheit 10 auf und zeichnet die Bewegungshistorie des Fühlers 50 in der Speichereinheit 52 auf (Schritt S14).
Der Fühler 50 erreicht durch manuelle Bedienung die Starposition M_STR (Schritt S15) und die Bedienperson wählt eine Vorlage 17 aus. Die Messprogrammerstellungseinheit 12 zeigt einen Werkstückdateneingabebildschirm, der der Vorlage 17, die von der Bedienperson ausgewählt wurde, entspricht, an (Schritt S16). Die Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit 14 schätzt einen Kandidaten für die Bewegungsrichtung des Fühlers 50 (Schritt S17). Die Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit 14 stellt die Kandidatrichtung für die automatische Messung auf dem Werkstückdateneingabebildschirm dar (Schritt S18). In dem Beispiel von 4 werden die Bewegungsstartposition I_STR des Fühlers 50 und die aktuelle Position Icrt des Fühlers 50 auf der rechten Seite des Werkstückdateneingabebildschirms dargestellt und der Kandidat für die Bewegungsrichtung, der durch die Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit 14 geschätzt wird, wird durch den „Bewegungskandidat:j(-Y-Richtung)‟ in dem oberen rechten Abschnitt des Bildschirms dargestellt. Auf der anderen Seite befinden sich der Eingabebereich 21 für die Bewegungsrichtung des Fühlers 50 und der Eingabebereich 22 für die Distanz zwischen dem Werkstück 51 und dem Fühler 50 auf der linken Seite des Messdateneingabebildschirms. Der Popup-Bildschirm 23 wird in dem Bewegungsrichtungseingabebereich 21 für die Bewegungsrichtung des Fühlers 50 auf eine überlagerte Weise angezeigt und der Kandidat für die Bewegungsrichtung des Fühlers 50, „Darstellungsinhalt: In -Y-Achsenrichtung zu bewegen?“, wird auf dem Popup-Bildschirm 23 dargestellt.
Die Bedienperson gibt die Bewegungsrichtung und das Bewegungsmaß des Fühlers 50 ein und bestätigt gleichzeitig die Anzeige des Werkstückdateneingabebildschirms, die tatsächliche Anordnung der Werkzeugmaschine 200 und dergleichen (Schritt S19). Die Messprogrammerstellungseinheit 12 erstellt das Messprogramm basierend auf der Dateneingabe in den Werkstückdateneingabebildschirm, der Werkstückabmessungen, der Bewegungsrichtung des Fühlers 50 und dergleichen (Schritt S20). Die Werkstückmesseinheit 16 misst das Werkstück 51 gemäß dem Messprogramm, das durch die Messprogrammerstellungseinheit 12 erstellt wird, (Schritt S21).
Auch wenn soweit die numerische Steuerung 100 zum Messen des Werkstücks 51 und das Messverfahren für das Werkstück 51 beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt und kann auf verschiedene Weisen geeignet modifiziert und umgesetzt werden.
Auch wenn das Werkstückkoordinatensystem zum Beispiel mit der Stirnfläche in der Y-Achsenrichtung, die als die Bezugsebene gesehen wird, in der oben beschriebenen Offenbarung festgelegt wird, ist die Form des Werkstücks 51 nicht auf dies beschränkt und kann auch für Werkstücke 51 mit anderen Formen, wie zum Beispiel kugel-, zylinder-, loch-, schrägförmige und dergleichen, angewendet werden. Der Messteil des Werkstücks 51 ist nicht auf die Stirnfläche beschränkt und kann auch an Innenflächen eines Zylinders, eines Lochs oder dergleichen angewendet werden. Das Verfahren der Darstellung der Bewegungsrichtung des Fühlers 50 ist nicht auf die oben beschriebene beschränkt. Des Weiteren, auch wenn ein Bearbeitungszentrum mit drei oder mehr Steuerachsen als ein Beispiel der Werkzeugmaschine der vorliegenden Offenbarung angegeben ist, sind die Anzahl der Steuerachsen und der Maschinentyp nicht beschränkt, zum Beispiel kann auch eine Drehbank mit zweiachsiger Steuerung angewendet werden.
In der oben beschriebenen Offenbarung wird der Messvorgang mit der Reihenfolge der manuellen Fühlerbedienung, Auswahl der Vorlage 17, Eingabe der Werkstückdaten und dem Start der automatischen Messung ausgeführt. Die Reihenfolge der Verarbeitung ist jedoch nicht darauf beschränkt und die Vorlage 17 kann vor der manuellen Bedienung des Fühlers 50 ausgewählt werden oder die Werkstückabmessungen können gleichzeitig mit der Auswahl der Vorlage 17 eingegeben werden. Die Hauptaufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, das Positionsverhältnis zwischen dem Werkstück 51 und dem Fühler 50 basierend auf der Historie der Bewegung des Werkstücks 51 während manueller Bedienung zu schätzen und es der Bedienperson darzustellen. Schritte, die sich nicht auf die Hauptaufgabe beziehen, können auf geeignete Weise geändert werden.

Claims

Steuervorrichtung für eine Industriemaschine, die dazu ausgelegt ist, einen Fühler zum Messen der Position eines Werkstücks zu steuern, wobei die Steuervorrichtung Folgendes aufweist: eine manuelle Bedieneinheit 10, die dazu ausgelegt ist, eine manuelle Bedienung des Fühlers durch eine Bedienperson anzunehmen; eine Bewegungshistorienaufzeichnungseinheit, die dazu ausgelegt ist, die Historie der Bewegung des Fühlers durch die manuelle Bedienung aufzuzeichnen; eine Messprogrammerstellungseinheit, die dazu ausgelegt ist, ein Messprogramm für das Werkstück zu erstellen; eine Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit, die dazu ausgelegt ist, einen Kandidaten für die Bewegungsrichtung des Fühlers basierend auf der Historie der Bewegung des Fühlers durch die manuelle Bedienung zu schätzen und den Kandidat der Bewegungsrichtung des Fühlers, der bei der Erstellung des Messprogramms für das Werkstück verwendet werden soll, der Bedienperson darzustellen; und eine Eingabeeinheit, die dazu ausgelegt ist, die Eingabe der Bedienperson umfassend die Bewegungsrichtung anzunehmen, wobei die Messprogrammerstellungseinheit dazu ausgelegt ist, das Messprogramm für das Werkstück unter Verwendung der Eingabe der Bedienperson umfassend die Bewegungsrichtung zu erstellen.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bewegungshistorienaufzeichnungseinheit die Bewegungshistorie der manuellen Bedienung aufzeichnet, während der Fühler zu einer Messstartposition für das Werkstück bewegt wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Industriemaschine eine Vielzahl an Achsen aufweist, die Bewegungshistorienaufzeichnungseinheit eine Bewegungshistorie für jede der Achsen aufzeichnet und die Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit einen Kandidat für die Bewegungsrichtung für jede Achse der Bedienperson darstellt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit den Kandidat für die Bewegungsrichtung des Fühlers basierend auf der letzten bzw. Bewegungsrichtung der letzten Stufe in der Bewegungshistorie der Bedienperson darstellt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit den Kandidat für die Bewegungsrichtung des Fühlers basierend auf dem Bewegungsmaß des Fühlers in der Bewegungshistorie der Bedienperson darstellt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bewegungshistorienaufzeichnungseinheit das Bewegungsmaß des Fühlers aufzeichnet und die Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit nur Bewegungshistorien mit genügend großen Bewegungsmaßen zum Schätzen der Bewegungsrichtung verwendet.
Messsystem, das dazu ausgelegt ist, einen Fühler zum Messen eines Werkstücks zu steuern, wobei das Messsystem Folgendes aufweist: eine manuelle Bedieneinheit, die dazu ausgelegt ist, eine manuelle Bedienung des Fühlers durch eine Bedienperson anzunehmen; eine Bewegungshistorienaufzeichnungseinheit, die dazu ausgelegt ist, die Historie der Bewegung des Fühlers durch die manuelle Bedienung aufzuzeichnen; eine Messprogrammerstellungseinheit, die dazu ausgelegt ist, ein Messprogramm für das Werkstück zu erstellen; eine Bewegungsrichtungsdarstellungseinheit, die dazu ausgelegt ist, einen Kandidat für die Bewegungsrichtung des Fühlers basierend auf der Historie der Bewegung des Fühlers durch die manuelle Bedienung zu und den Kandidat der Bewegungsrichtung des Fühlers, der bei der Erstellung des Messprogramms für das Werkstück verwendet werden soll, der Bedienperson darzustellen; und eine Eingabeeinheit, die dazu ausgelegt ist, die Eingabe der Bedienperson umfassend die Bewegungsrichtung anzunehmen, wobei die Messprogrammerstellungseinheit dazu ausgelegt ist, das Messprogramm für das Werkstück unter Verwendung der Eingabe der Bedienperson umfassend die Bewegungsrichtung zu erstellen.
Messverfahren zum Steuern eines Fühlers zum Messen eines Werkstücks, wobei das Messverfahren Folgendes aufweist: Annehmen einer manuellen Bedienung des Fühlers durch eine Bedienperson; Aufzeichnen der Historie der Bewegung des Fühlers durch die manuelle Bedienung; Schätzen eines Kandidaten für die Bewegungsrichtung des Fühlers basierend auf der Bewegungshistorie des Fühlers; Darstellen des Kandidaten für die Bewegungsrichtung des Fühlers, der bei der Erstellung des Messprogramms für das Werkstück verwendet werden soll, für die Bedienperson; Annehmen der Eingabe der Bedienperson umfassend die Bewegungsrichtung; und Erstellen des Messprogramms für das Werkstück unter Verwendung der Eingabe der Bedienperson umfassend die Bewegungsrichtung.