DE112021006885T5

DE112021006885T5 - Messvorrichtung und Programm

Info

Publication number: DE112021006885T5
Application number: DE112021006885.7T
Authority: DE
Inventors: Kenji KAIHARA
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2021-04-09
Filing date: 2021-04-09
Publication date: 2023-11-02
Also published as: CN116867605A; WO2022215247A1; US20240066654A1; JPWO2022215247A1

Abstract

Bereitgestellt wird eine Messvorrichtung, die in Bezug auf ein Messinstrument zum Messen der Länge eines Schneidwerkzeugs den Abstand von einer Referenzposition einer Werkzeugmaschine zu einer Werkzeugdetektionsposition des Messinstruments misst. Die Messvorrichtung weist auf: eine Bewegungssteuerungseinheit zum Steuern der Bewegung eines an der Werkzeugmaschine angebrachten Standardwerkzeugs; eine Detektionseinheit zum Detektieren eines Detektionssignals, das eine durch Nach-unten-Drücken des Messinstruments ausgegebene Werkzeugdetektionsposition anzeigt; und eine Identifizierungseinheit zum Identifizieren der Werkzeugdetektionsposition des Messinstruments auf Grundlage der Position der Spitze des Standardwerkzeugs zum Zeitpunkt des Detektierens des Detektionssignals. Die Detektionseinheit detektiert das Detektionssignal, das anzeigt, dass die Spitze des Standardwerkzeugs innerhalb eines Werkzeugdetektionsbereichs vorhanden ist, der die Werkzeugdetektionsposition beinhaltet. Die Bewegungssteuerungseinheit bewegt das Standardwerkzeug in eine Richtung weg von dem Messinstrument, um den Zustand, in dem das Detektionssignal von der Detektionseinheit detektiert werden kann, in einen Zustand zu ändern, in dem das Detektionssignal von der Detektionseinheit nicht detektierbar ist, und bewegt dann das Standardwerkzeug in Richtung des Messinstruments, um den Zustand in einen Zustand zu ändern, in dem das Detektionssignal wieder von der Detektionseinheit detektierbar ist. Die Identifizierungseinheit identifiziert die Werkzeugdetektionsposition auf Grundlage der Position des Standardwerkzeugs zu einem Zeitpunkt, bei dem das Detektionssignal wieder detektiert wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung und ein Programm.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Üblicherweise führt eine numerische Steuerungsvorrichtung, die eine Werkzeugmaschine oder dergleichen steuert, eine Bearbeitung oder dergleichen eines Werkstücks gemäß einem Bearbeitungsprogramm aus. In solchen Fällen ist es wünschenswert, die Positionskoordinaten einer Werkzeugspitze exakt zu korrigieren, um einen mechanischen Fehler eines Werkzeugs (zum Beispiel eines Schneidwerkzeugs), das an einer Werkzeugmaschine befestigt ist, zu kalibrieren, um eine präzise spanabhebende Bearbeitung eines Werkstücks zu erreichen. Daher wurde eine Vorrichtung zur Identifizierung der Koordinaten einer Werkzeugspitze bei der tatsächlichen Bearbeitung vorgeschlagen (vgl. zum Beispiel Patentschriften 1 und 2).

Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. H11-138392
Patentschrift 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. H11-99450

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Wenn die Koordinaten einer Werkzeugspitze identifiziert werden, wird zum Beispiel ein Messinstrument eingesetzt, das auf einem Tisch einer Werkzeugmaschine angeordnet ist. Das Messinstrument kann das Nach-unten-Drücken einer gepressten Oberfläche zu einer Werkzeugdetektionsposition durch die Werkzeugspitze detektieren. Das Messinstrument ist konfiguriert, um als Reaktion auf das Nach-unten-Drücken in die Werkzeugdetektionsposition ein Detektionssignal an eine numerische Steuerungsvorrichtung senden zu können. Die numerische Steuerungsvorrichtung misst die Werkzeuglänge des Werkzeugs auf Grundlage der Vorschubposition des Werkzeugs zum Zeitpunkt des Empfangens des Detektionssignals.
Da das Messinstrument auf dem Tisch der Werkzeugmaschine angeordnet ist, kann das Messinstrument während der Bearbeitung des Werkstücks einer Schneidflüssigkeit und Schneidstaub ausgesetzt sein. Daher ist es wünschenswert, bei der Identifizierung der Werkzeugdetektionsposition überprüfen zu können, ob das Messinstrument korrekt arbeitet.
Mittel zur Lösung der Probleme
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Messvorrichtung zum Messen, in Bezug auf ein Messinstrument zum Messen einer Länge eines Schneidwerkzeugs, das an einer Werkzeugmaschine angebracht ist, eines Abstands von einer Referenzposition der Werkzeugmaschine zu einer Werkzeugdetektionsposition des Messinstruments. Die Messvorrichtung weist eine Bewegungssteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um die Bewegung eines an der Werkzeugmaschine angebrachten Standardwerkzeugs mit einer bekannten Länge zu steuern, eine Detektionseinheit, die konfiguriert ist, um ein Detektionssignal zu detektieren, das die Werkzeugdetektionsposition anzeigt und durch Nach-unten-Drücken des Messinstruments ausgegeben wird, und eine Identifizierungseinheit auf, die konfiguriert ist, um die Werkzeugdetektionsposition des Messinstruments auf Grundlage einer Position einer Spitze des Standardwerkzeugs zu einem Zeitpunkt zu identifizieren, zu dem das Detektionssignal detektiert wird. Die Detektionseinheit ist konfiguriert, um das Detektionssignal zu detektieren, das anzeigt, dass die Spitze des Standardwerkzeugs innerhalb eines Werkzeugdetektionsbereichs vorhanden ist, der die Werkzeugdetektionsposition beinhaltet. Die Bewegungssteuerungseinheit ist konfiguriert, um das Standardwerkzeug in eine Richtung weg von dem Messinstrument zu bewegen, um einen Zustand, in dem das Detektionssignal von der Detektionseinheit detektiert wird, in einen Zustand zu ändern, in dem das Detektionssignal von der Detektionseinheit nicht detektiert wird, und dann das Standardwerkzeug zu dem Messinstrument hin zu bewegen, um in einen Zustand zu wechseln, in dem das Detektionssignal wieder von der Detektionseinheit detektiert wird. Die Identifizierungseinheit ist konfiguriert, um die Werkzeugdetektionsposition auf Grundlage einer Position des Standardwerkzeugs zu einem Zeitpunkt zu identifizieren, zu dem das Detektionssignal wieder detektiert wird.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Offenbarung ein Programm, das einen Computer veranlasst, als Messvorrichtung zu fungieren, um in Bezug auf ein Messinstrument zum Messen einer Länge eines an einer Werkzeugmaschine befestigten Schneidwerkzeugs einen Abstand von einer Referenzposition der Werkzeugmaschine zu einer Werkzeugdetektionsposition des Messinstruments zu messen. Das Programm veranlasst den Computer, zu fungieren als: eine Bewegungssteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um die Bewegung eines an der Werkzeugmaschine angebrachten Standardwerkzeugs mit einer bekannten Länge zu steuern, eine Detektionseinheit, die konfiguriert ist, um ein Detektionssignal zu detektieren, das die Werkzeugdetektionsposition angibt und durch Nach-unten-Drücken des Messinstruments ausgegeben wird; und eine Identifizierungseinheit, die konfiguriert ist, um die Werkzeugdetektionsposition des Messinstruments auf Grundlage einer Position einer Spitze des Standardwerkzeugs zu einem Zeitpunkt zu identifizieren, zu dem das Detektionssignal detektiert wird. Die Detektionseinheit ist konfiguriert, um das Detektionssignal zu detektieren, das anzeigt, dass die Spitze des Standardwerkzeugs innerhalb eines Werkzeugdetektionsbereichs vorhanden ist, der die Werkzeugdetektionsposition beinhaltet. Die Bewegungssteuerungseinheit ist konfiguriert, um das Standardwerkzeug in eine Richtung weg von dem Messinstrument zu bewegen, um einen Zustand, in dem das Detektionssignal von der Detektionseinheit detektiert wird, in einen Zustand zu ändern, in dem das Detektionssignal von der Detektionseinheit nicht detektiert wird, und dann das Standardwerkzeug zu dem Messinstrument hin zu bewegen, um in einen Zustand zu wechseln, in dem das Detektionssignal wieder von der Detektionseinheit detektiert wird. Die Identifizierungseinheit ist konfiguriert, um die Werkzeugdetektionsposition auf Grundlage einer Position des Standardwerkzeugs zu einem Zeitpunkt zu identifizieren, zu dem das Detektionssignal wieder detektiert wird.
Auswirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Messvorrichtung und ein Programm bereitzustellen, die in der Lage sind, zu überprüfen, ob ein Messinstrument korrekt arbeitet.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt eine Skizze einer Werkzeugmaschine in einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 zeigt eine Konfiguration der Messvorrichtung der Ausführungsform;
3A zeigt eine Positionsbeziehung zwischen einem Werkzeug der Werkzeugmaschine und einem Messinstrument in der Messvorrichtung der Ausführungsform;
3B zeigt eine Positionsbeziehung zwischen dem Werkzeug der Werkzeugmaschine und dem Messinstrument in der Messvorrichtung der Ausführungsform;
3C zeigt eine Positionsbeziehung zwischen dem Werkzeug der Werkzeugmaschine und dem Messinstrument in der Messvorrichtung der Ausführungsform;
3D zeigt eine Positionsbeziehung zwischen dem Werkzeug der Werkzeugmaschine und dem Messinstrument in der Messvorrichtung der Ausführungsform; und
4 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betriebsablauf der Messvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform zeigt.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird eine Messvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben. Bevor die Messvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform beschrieben wird, wird zunächst eine Werkzeugmaschine 2 beschrieben, die mit der Messvorrichtung 1 verbunden ist.
Die Werkzeugmaschine 2 kann ein Werkstück 31 mithilfe eines Schneidwerkzeugs 21 bearbeiten, wie es beispielsweise in 1 dargestellt ist. Konkret kann die Werkzeugmaschine 2 das Werkstück 31, das auf einem Tisch 32 befördert wird, mithilfe des Schneidwerkzeugs 21 bearbeiten. Die Werkzeugmaschine 2 bearbeitet das Werkstück 31, indem sie die Spitze des an einem Werkzeughalter (nicht dargestellt) befestigten Schneidwerkzeugs 21 in Kontakt mit dem Werkstück 31 bringt. Die Werkzeugmaschine 2 weist ein Messinstrument 22 auf.
Das Messinstrument 22 dient zum Messen der Länge (Werkzeuglänge) des an der Werkzeugmaschine 2 angebrachten Schneidwerkzeugs 21. Das Messinstrument 22 wird zum Beispiel verwendet, um die tatsächliche Länge des Schneidwerkzeugs 21 zu messen, bei dem es durch die Bearbeitung des Werkstücks 31 zu Verschleiß o.ä. kommt. Das Messinstrument 22 dient zum Beispiel dazu, die tatsächliche Länge des Schneidwerkzeugs 21 vor der Bearbeitung des Werkstücks 31 zu messen. Das Messinstrument 22 detektiert das Nach-unten-Drücken des Schneidwerkzeugs 21. Das Messinstrument 22 gibt als Reaktion auf die Detektion des Nach-unten-Drückens ein Signal aus.
Das Messinstrument 22 ist zum Beispiel auf einer Oberseite (im Folgenden auch als Referenzposition F bezeichnet; die Oberseite des Tisches 32 ist ein Beispiel für die Referenzposition F) des Tisches 32 angeordnet. Das Messinstrument 22 hat eine vorgegebene Höhe. Das Messinstrument 22 weist einen Schalter S auf, der von der Spitze des Schneidwerkzeugs 21 nach unten gedrückt wird, und zwar in einem oberen Bereich mit einer gepressten Oberfläche U (Oberseite). Obwohl es sich bei der gepressten Oberfläche U im Allgemeinen um eine obere Fläche in vertikaler Richtung handelt, kann die gepresste Oberfläche U je nach Einbaurichtung des Messinstruments 22 einer anderen Seite als der vertikal oberen Seite zugewandt sein. Wenn der Schalter S in eine vorgegebene Position heruntergedrückt wird, gibt das Messinstrument 22 ein Signal aus, das anzeigt, dass das Nach-unten-Drücken an der vorgegebenen Position detektiert wurde. Das bedeutet, dass wenn der Schalter S in eine Werkzeugdetektionsposition P (vgl. 3D) gedrückt wird, die an einer vorgegebenen Position vorgesehen ist, in die die gepresste Oberfläche U nach unten gedrückt wird, das Messinstrument 22 ein Signal ausgibt, das das Nach-unten-Drücken durch das Schneidwerkzeug 21 oder ein Standardwerkzeug 23 anzeigt.
Nachfolgend wird die Messvorrichtung 1 in groben Zügen beschrieben. Die Messvorrichtung 1 ist zum Beispiel als Teil einer numerischen Steuerungsvorrichtung konfiguriert. Die Messvorrichtung 1 steuert den Betrieb des Schneidwerkzeugs 21 in Bezug auf die Werkzeugmaschine 2. Außerdem misst die Messvorrichtung 1 die Werkzeuglänge des Schneidwerkzeugs 21, indem sie ein Signal aus dem Messinstrument 22 erfasst.
In der folgenden Ausführungsform identifiziert die Messvorrichtung 1 die im Messinstrument 22 eingestellte Werkzeugdetektionsposition P vor der Messung der Werkzeuglänge des Schneidwerkzeugs 21. Beispielsweise verwendet die Messvorrichtung 1 anstelle des Schneidwerkzeugs 21 das Standardwerkzeug 23 mit einer bekannten Länge, um die Werkzeugdetektionsposition P zu identifizieren. Insbesondere identifiziert die Messvorrichtung 1 die Werkzeugdetektionsposition P in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs 21 , die im Voraus vom Benutzer der Werkzeugmaschine 2 oder dergleichen eingestellt wurde. Die Messvorrichtung 1 kann den Abstand zwischen der Referenzposition F der Werkzeugmaschine 2 und der Werkzeugdetektionsposition P des Messinstruments 22 messen. Somit optimiert die Messvorrichtung 1 die Werkzeugdetektionsposition P in Abhängigkeit von der vom Benutzer eingestellten Vorschubgeschwindigkeit o.ä. in Bezug auf die Detektion der Werkzeugdetektionsposition P bei gleichzeitiger mechanischer Betätigung des Messinstrumentes 22. Daher kann die Genauigkeit der Messung der Länge des Schneidwerkzeugs 21 verbessert werden.
Außerdem wird in der folgenden Ausführungsform die Werkzeugdetektionsposition P identifiziert, während überprüft wird, ob das Messinstrument 22 arbeitet. Somit können das Messinstrument 22 und das Standardwerkzeug 23 geschützt werden.
Nachfolgend werden eine Messvorrichtung 1 und ein Programm gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben. Wie in 2 gezeigt, ist die Messvorrichtung 1 konfiguriert, um mit einer Werkzeugmaschine 2 kommunizieren zu können. Die Messvorrichtung 1 weist eine Geschwindigkeitserfassungseinheit 11, eine Bewegungssteuerungseinheit 12, eine Detektionseinheit 13 und eine Identifizierungseinheit 14 auf.
Die Geschwindigkeitserfassungseinheit 11 ist beispielsweise durch einen CPU-Betrieb verwirklicht. Die Geschwindigkeitserfassungseinheit 11 erfasst eine voreingestellte Vorschubgeschwindigkeit, mit der ein Schneidwerkzeug 21 auf ein Messinstrument 22 zubewegt wird, wenn die Länge des Schneidwerkzeugs 21 gemessen wird. Die Geschwindigkeitserfassungseinheit 11 erfasst beispielsweise eine Vorschubgeschwindigkeit, die bei der Messung der Werkzeuglänge des Schneidwerkzeugs 21 voreingestellt ist und mit der das Schneidwerkzeug 21 von einer Position oberhalb des Messinstruments 22 zum Messinstrument 22 bewegt wird. Die Geschwindigkeitserfassungseinheit 11 erfasst die Vorschubgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs 21, beispielsweise durch Auslesen der Vorschubgeschwindigkeit aus einer Programmspeichereinheit (nicht dargestellt) zum Speichern der Vorschubgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs 21, wenn die Werkzeuglänge gemessen wird.
Die Bewegungssteuerungseinheit 12 ist beispielsweise durch den CPU-Betrieb verwirklicht. Die Bewegungssteuerungseinheit 12 steuert beispielsweise die Bewegung eines an der Werkzeugmaschine 2 angebrachten Standardwerkzeugs 23 mit bekannter Länge. Die Bewegungssteuerungseinheit 12 bewegt die Spitze des an der Werkzeugmaschine 2 angebrachten Standardwerkzeugs 23 mit bekannter Länge beispielsweise in axialer Richtung auf das Messinstrument 22 zu. Die Bewegungssteuerungseinheit 12 bewegt das Standardwerkzeug 23 mit einer von der Geschwindigkeitserfassungseinheit 11 erfassten Vorschubgeschwindigkeit, wodurch das Standardwerkzeug 23 veranlasst wird, eine gepresste Oberfläche U des Messinstruments 22 nach unten zu drücken. Die Bewegungssteuerungseinheit 12 bewegt die Spitze des an der Werkzeugmaschine 2 angebrachten Standardwerkzeugs 23 mit einer bekannten Länge beispielsweise in axialer Richtung (Bewegungsrichtung D) in Richtung einer gepressten Oberfläche U des Messinstruments 22. Die Bewegungssteuerungseinheit 12 bewegt die Spitze des Standardwerkzeugs 23 in Richtung der Werkzeugdetektionsposition P des Messinstruments 22, während sie die gepresste Oberfläche U des Messinstruments 22 mit der an der Werkzeugmaschine 2 befestigten Spitze des Standardwerkzeugs 23 presst und bewegt. Die Bewegungssteuerungseinheit 12 bewegt die Spitze des Standardwerkzeugs 23 zu der Werkzeugdetektionsposition P. Die Bewegungssteuerungseinheit 12 bewegt die Spitze des Standardwerkzeugs 23 in eine Richtung weg von dem Zustand, in dem die gepresste Oberfläche U des Messinstruments 22 nach heruntergedrückt wird
Die Detektionseinheit 13 ist beispielsweise durch den CPU-Betrieb verwirklicht. Die Detektionseinheit 13 detektiert ein Signal, das die Werkzeugdetektionsposition P anzeigt, die durch das Nach-unten-Drücken des Messinstruments 22 ausgegeben wird. Die Detektionseinheit 13 detektiert beispielsweise die Ausgabe eines Signals von dem Messinstrument 22, das anzeigt, dass die Werkzeugdetektionsposition P erreicht wurde, durch eine weitere Bewegung der Spitze des Standardwerkzeugs 23 in Kontakt mit der gepressten Oberfläche U eines Schalters S. Bei der vorliegenden Ausführungsform detektiert die Detektionseinheit 13 ein Detektionssignal, das anzeigt, dass sich die Spitze des Standardwerkzeugs 23 innerhalb eines Werkzeugdetektionsbereichs R befindet, der die Werkzeugdetektionsposition P beinhaltet. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Messinstrument 22 so konfiguriert, dass es in der Lage ist, eine an einer Seitenfläche des Gehäuses des Messinstruments 22 angeordnete Lampe 24 (vgl. 3A) während des Detektierens des Kontakts mit dem Standardwerkzeug 23 einzuschalten.
Die Identifizierungseinheit 14 ist beispielsweise durch den CPU-Betrieb verwirklicht. Die Identifizierungseinheit 14 identifiziert die Werkzeugdetektionsposition P des Messinstruments 22 auf Grundlage der Position der Spitze des Standardwerkzeugs 23 zu dem Zeitpunkt, zu dem das Signal detektiert wird. In der vorliegenden Ausführungsform identifiziert die Identifizierungseinheit 14 als Werkzeugdetektionsposition P eine Position, auf die die gepresste Oberfläche U des Messinstruments 22 um eine vorgegebene Strecke heruntergedrückt wird. Die Identifizierungseinheit 14 identifiziert beispielsweise die Höhe (den Abstand) von der Referenzposition F zur Werkzeugdetektionsposition P auf Grundlage der Position, die zum Zeitpunkt des Detektierens des Signals aus der Befestigungsposition des Standardwerkzeugs 23 und der bekannten Länge des Standardwerkzeugs 23 erlangt wird.
Im Folgenden wird der Betriebsablauf der Messvorrichtung 1 unter Bezugnahme auf die 3A bis 4 beschrieben. Zunächst erfasst die Geschwindigkeitserfassungseinheit 11 eine voreingestellte Vorschubgeschwindigkeit (Schritt S1). Als nächstes wird die Spitze des Standardwerkzeugs 23 an einer Position angeordnet, an der sie die gepresste Oberfläche U des Messinstruments 22 nach unten drückt (Schritt S2). Konkret wird, wie in 3A gezeigt, die Spitze des Standardwerkzeugs 23 an einer Position angeordnet, an der das Detektionssignal, das anzeigt, dass die Spitze des Standardwerkzeugs 23 innerhalb des Werkzeugdetektionsbereichs R detektiert wird, der die Werkzeugdetektionsposition P beinhaltet. In der vorliegenden Ausführungsform detektiert die Detektionseinheit 13 das Detektionssignal, das durch das Standardwerkzeug 23 verursacht wird, das manuell in den Werkzeugdetektionsbereich R bewegt wird. Der Werkzeugdetektionsbereich R bezieht sich hier auf einen Bereich, in dem das Messinstrument 22 das Detektionssignal in Bezug auf den Kontakt mit der Spitze des Standardwerkzeugs 23 ausgibt. Der Bereich erstreckt sich von einer Startposition, in der die gepresste Oberfläche U des Schalters S von dem Standardwerkzeug 23 niedergedrückt wird, mit der Ausgabe des Detektionssignals begonnen werden kann, wenn die gepresste Oberfläche U des Schalters von dem Standardwerkzeug 23 nach unten gedrückt wird, bis zu einer Endposition, die näher am Messinstrument 22 liegt als die Startposition (zum Beispiel typischerweise niedriger), in der das Standardwerkzeug 23 die gepresste Oberfläche U des Schalters S noch Nach-unten-Drücken kann und das Detektionssignal dennoch ausgegeben werden kann.
Als nächstes bewegt (typischerweise hebt sie es an) die Bewegungssteuerungseinheit 12 das Standardwerkzeug 23 aus dem Zustand, in dem das Detektionssignal von der Detektionseinheit 13 detektiert wird (Schritt S3), in eine Richtung weg von dem Messinstrument 22 (Als nächstes detektiert die Detektionseinheit 13 den Zeitpunkt des Umschaltens in einen Zustand, in dem das Detektionssignal von der Detektionseinheit 13 bei der Bewegung des Standardwerkzeugs 23 in der Richtung weg von dem Messinstrument 22 nicht detektiert wird (Schritt S4). Die Detektionseinheit 13 detektiert beispielsweise den Zeitpunkt, zu dem ein AN-Zustand, in dem der Schalter S den Kontakt mit der Spitze des Standardwerkzeugs 23 detektiert, in einen Zustand geändert wird, in dem der Kontakt mit der Spitze des Standardwerkzeugs 23 nicht detektiert werden kann. Wie in 3B gezeigt, identifiziert die Identifizierungseinheit 14 die Position der Spitze des Standardwerkzeugs 23 zum Zeitpunkt des Umschaltens als eine erste Detektionsgrenzposition L (typischerweise die obere Grenzposition).
Als nächstes, wie in 3C gezeigt, fährt die Bewegungssteuerungseinheit 12 damit fort, das Standardwerkzeug 23 in Richtung weg von dem Messinstrument 22 zu bewegen, so dass das Detektionssignal nicht von der Detektionseinheit 13 detektiert wird. Die Bewegungssteuerungseinheit 12 bewegt das Standardwerkzeug 23 in eine willkürlich bestimmte Position (Schritt S5). Als nächstes bewegt die Bewegungssteuerungseinheit 12 das Standardwerkzeug 23 in Richtung des Messinstruments 22 (typischerweise nach unten). Konkret bewegt die Bewegungssteuerungseinheit 12, wie in 3D gezeigt, die Spitze des Standardwerkzeugs 23 mit der von der Geschwindigkeitserfassungseinheit 11 erfassten Vorschubgeschwindigkeit zum Messinstrument 22 (Schritt S6).
Anschließend wird ermittelt, ob die Detektionseinheit 13 das Detektionssignal wieder detektiert (Schritt S7). In einem Fall, in dem das Detektionssignal detektiert wird (Schritt S7: JA), schreitet die Verarbeitung zu Schritt S8 voran. In einem Fall hingegen, in dem das Detektionssignal nicht detektiert wird (Schritt S7: NEIN), schreitet die Verarbeitung zu Schritt S9 voran.
In Schritt S8 identifiziert die Identifizierungseinheit 14 die Werkzeugdetektionsposition P auf Grundlage der Position des Standardwerkzeugs 23 zu einem Zeitpunkt, zu dem das Detektionssignal wieder detektiert wird. Konkret identifiziert die Identifizierungseinheit 14 die Werkzeugdetektionsposition P auf Grundlage der Position der Spitze des Standardwerkzeugs 23 zu dem Zeitpunkt, zu dem das Detektionssignal wieder detektiert wird. Somit ist die Verarbeitung dieses Ablaufs beendet.
In Schritt S9 (Schritt S7: NEIN) bewegt die Bewegungssteuerungseinheit 12 das Standardwerkzeug 23 um eine beliebige Strecke von den Koordinatenwerten, bei denen das Timing in Schritt S4 detektiert wurde, in Richtung des Messinstruments 22 (in -Z-Richtung). In einem Fall, bei dem das Detektionssignal immer noch nicht detektiert wird, hebt die Bewegungssteuerungseinheit 12 das Standardwerkzeug 23 auf die Position von Schritt S5 an und stoppt dann das Standardwerkzeug 23 und gibt einen Stoppalarm aus (Schritt S10). Somit ist die Verarbeitung dieses Ablaufs beendet.
Als nächstes wird das Programm der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Jedes der in der Messvorrichtung 1 enthaltenen Merkmale kann durch Hardware, Software oder eine Kombination davon implementiert werden. Hier bedeutet „durch Software implementiert“, dass es durch einen Computer implementiert wird, der ein Programm liest und ausführt.
Das Programm kann auf verschiedenen Arten von nichtübertragbaren, computerlesbaren Medien gespeichert und dem Computer zur Verfügung gestellt werden. Zu den nichttransitorischen computerlesbaren Medien gehören verschiedene Arten von physikalischen Speichermedien. Beispiele für nicht übertragbare computerlesbare Medien sind magnetische Aufzeichnungsmedien (zum Beispiel flexible Platten, Magnetbänder, Festplattenlaufwerke), magneto-optische Aufzeichnungsmedien (zum Beispiel magneto-optische Platten), CD-ROMs (Nur-Lese-Speicher), CD-Rs, CD-R/Ws und Halbleiterspeicher (zum Beispiel Masken-ROMs, PROMs (programmierbare ROMs), EPROMs (erasable PROMs), Flash-ROMs und RAMs (Direktzugriffsspeicher)). Das Programm kann dem Computer auch durch verschiedene Arten von übertragbaren, computerlesbaren Medien bereitgestellt werden. Beispiele für übertragbare computerlesbare Medien sind elektrische Signale, optische Signale und elektromagnetische Wellen. Die übertragbaren computerlesbaren Medien können dem Computer das Programm über drahtgebundene Kommunikationspfade, wie etwa elektrische Drähte und optische Fasern, oder über Drahtlos-Kommunikationspfade bereitstellen.
Wie eingangs beschrieben, werden mit der Messvorrichtung 1 und dem Programm der Ausführungsform die folgenden Wirkungen erzielt.

(1) Eine Messvorrichtung 1, um in Bezug auf ein Messinstrument 22 zum Messen einer Länge eines Schneidwerkzeugs 21, das an einer Werkzeugmaschine 2 angebracht ist, einen Abstand von einer Referenzposition der Werkzeugmaschine 2 zu einer Werkzeugdetektionsposition P des Messinstruments 22 zu messen. Die Messvorrichtung weist eine Bewegungssteuerungseinheit 12 auf, die konfiguriert ist, um die Bewegung eines an der Werkzeugmaschine 2 angebrachten Standardwerkzeugs mit einer bekannten Länge zu steuern, eine Detektionseinheit 13, die konfiguriert ist, um ein Detektionssignal zu detektieren, das die Werkzeugdetektionsposition P anzeigt und durch Nach-unten-Drücken des Messinstruments 22 ausgegeben wird und eine Identifizierungseinheit 14, die konfiguriert ist, um die Werkzeugdetektionsposition P des Messinstruments 22 auf Grundlage einer Position einer Spitze des Standardwerkzeugs 23 zu einem Zeitpunkt zu identifizieren, zu dem das Detektionssignal detektiert wird. Die Detektionseinheit 13 ist konfiguriert, um ein Detektionssignal zu detektieren, das anzeigt, dass die Spitze des Standardwerkzeugs 23 innerhalb eines Werkzeugdetektionsbereichs R vorhanden ist, der die Werkzeugdetektionsposition P beinhaltet. Die Bewegungssteuerungseinheit 12 ist konfiguriert, um das Standardwerkzeug 23 in eine Richtung weg von dem Messinstrument 22 zu bewegen, um einen Zustand, in dem das Detektionssignal von der Detektionseinheit 13 detektiert wird, in einen Zustand zu ändern, in dem das Detektionssignal von der Detektionseinheit 13 nicht detektiert wird, und dann das Standardwerkzeug 23 zu dem Messinstrument hin zu bewegen, um in einen Zustand zu wechseln, in dem das Detektionssignal wieder von der Detektionseinheit 13 detektiert wird. Die Identifizierungseinheit 14 ist konfiguriert, um die Werkzeugdetektionsposition P auf Grundlage einer Position des Standardwerkzeugs 23 zu einem Zeitpunkt zu identifizieren, zu dem das Detektionssignal wieder detektiert wird.

Auf diese Weise kann die Werkzeugdetektionsposition P identifiziert werden, während vom Zustand, in dem das Detektionssignal detektiert wird, in den Zustand gewechselt wird, in dem das Detektionssignal nicht detektiert wird. Somit ist es möglich, zu überprüfen, ob das Messinstrument 22 bei der Messung zweckmäßig arbeitet.
(2) Die Detektionseinheit 13 ist konfiguriert, um sie einen Zeitpunkt des Umschaltens in einen Zustand zu detektieren, in dem das Detektionssignal von der Detektionseinheit 13 bei der Bewegung des Standardwerkzeugs 23 in der Richtung weg von dem Messinstrument 22 nicht detektiert wird. Die Identifizierungseinheit 14 ist so konfiguriert, um eine Position der Spitze des Standardwerkzeugs 23 zum Zeitpunkt des Umschaltens als eine erste Detektionsgrenzposition L zu identifizieren. Die Bewegungssteuerungseinheit 12 ist konfiguriert, um dann, wenn das Standardwerkzeug in Richtung des Messinstruments 22 bewegt wird, die Spitze des Standardwerkzeugs 23 daran zu hindern, sich über die erste Detektionsgrenzposition L hinaus und um einen ersten vorgegebenen Abstand oder mehr zu bewegen. Wenn somit das Detektionssignal aufgrund eines Kontaktfehlers des Messinstruments 22 oder Ähnlichem nicht detektiert werden kann, ist es möglich, ein Sich-Bewegen der Spitze des Standardwerkzeugs 23 zu beschränken, sich um den ersten vorbestimmten Abstand oder mehr zu bewegen. Daher können das Messinstrument 22 und das Standardwerkzeug 23 geschützt werden.
(3) Die Messvorrichtung 1 weist ferner eine Geschwindigkeitserfassungseinheit 11 auf, die konfiguriert ist, um eine voreingestellte Vorschubgeschwindigkeit zu erfassen, mit der das Schneidwerkzeug 21 in Richtung des Messinstruments 22 bewegt wird, wenn die Länge des Schneidwerkzeugs 21 gemessen wird. Die Bewegungssteuerungseinheit 12 ist konfiguriert, dass sie das Standardwerkzeug 23 mit der von der Geschwindigkeitserfassungseinheit 11 erfassten Vorschubgeschwindigkeit auf das Messinstrument 22 zuzubewegen. Dies ermöglicht es, die Werkzeugdetektionsposition P anhand der Vorschubgeschwindigkeit zu identifizieren, mit der die Werkzeuglänge des Schneidwerkzeugs 21 gemessen wird. Da die Abweichung des Ausgangszeitpunkts des Detektionssignals aufgrund der Differenz bei der Vorschubgeschwindigkeit berücksichtigt werden kann, kann die Genauigkeit der Messung der Werkzeuglänge des Schneidwerkzeugs 21 in dem Kontaktmessinstrument 22 verbessert werden.
Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der Messvorrichtung und des Programms der vorliegenden Offenbarung eingangs beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann nach Bedarf modifiziert werden. Beispielsweise kann in den oben beschriebenen Ausführungsformen die Messvorrichtung 1 als Teil einer Kalibrierungsvorrichtung zur Kalibrierung der Koordinaten der Werkzeugdetektionsposition P des Messinstruments 22 konfiguriert werden. Auf diese Weise ist es möglich, bei der eigentlichen Messung der Werkzeuglänge des Schneidwerkzeugs 21 die Genauigkeit der Messung der Werkzeuglänge zu verbessern.
Ferner kann die Identifizierungseinheit 14 bei der obigen Ausführungsform die Identifizierung der Werkzeugdetektionsposition P beenden, während das Standardwerkzeug 23 in der Richtung weg von dem Messinstrument 22 bewegt wird, wenn der Zustand, in dem das Detektionssignal nicht detektiert wird, in Bezug auf eine Bewegung um eine zweite vorbestimmte Strecke oder mehr ausbleibt. Beispielsweise kann die Identifizierungseinheit 14 aufhören, die Werkzeugdetektionsposition P zu identifizieren, wenn das Detektionssignal nicht ausgeschaltet wird, selbst wenn sich die Spitze des Standardwerkzeugs 23 über die erste Detektionsgrenzposition L und um den zweiten vorbestimmten Abstand oder mehr bewegt. Dabei ist der zweite vorbestimmte Abstand bevorzugt zum Beispiel größer als die Länge des Werkzeugdetektionsbereichs R. Dies ermöglicht das Detektieren von Fehlfunktionen des Messinstruments 22, wie etwa das Verkleben des Schalters S des Messinstruments 22, der sich dann mechanisch nicht bewegt.
BEZUGSZEICHEN

1: Messvorrichtung
2: Werkzeugmaschine
11: Geschwindigkeitserfassungseinheit
12: Bewegungssteuerungseinheit
13: Detektionseinheit
14: Identifizierungseinheit
21: Schneidwerkzeug
23: Standardwerkzeug
22: Messinstrument
32: Tisch
F: Referenzposition
L: erste Detektionsgrenzposition
P: Werkzeugdetektionsposition
Q: vorgegebene Position
R: Werkzeugdetektionsbereich
S: Schalter
U: gepresste Oberfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP H11138392 [0002]
JP H1199450 [0002]

Claims

Messvorrichtung zum Messen, in Bezug auf ein Messinstrument zum Messen einer Länge eines Schneidwerkzeugs, das an einer Werkzeugmaschine angebracht ist, eines Abstands von einer Referenzposition der Werkzeugmaschine zu einer Werkzeugdetektionsposition des Messinstruments, wobei die Messvorrichtung aufweist: eine Bewegungssteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um Bewegung eines an der Werkzeugmaschine angebrachten Standardwerkzeugs mit einer bekannten Länge zu steuern; eine Detektionseinheit, die konfiguriert ist, um ein Detektionssignal zu detektieren, das die Werkzeugdetektionsposition angibt und durch Nach-unten-Drücken des Messinstruments ausgegeben wird; und eine Identifizierungseinheit, die konfiguriert ist, um die Werkzeugdetektionsposition des Messinstruments auf Grundlage einer Position einer Spitze des Standardwerkzeugs zu einem Zeitpunkt zu identifizieren, an dem das Detektionssignal detektiert wird, wobei die Detektionseinheit konfiguriert ist, um das Detektionssignal zu detektieren, das angibt, dass die Spitze des Standardwerkzeugs innerhalb eines Werkzeugdetektionsbereichs vorhanden ist, der die Werkzeugdetektionsposition beinhaltet, die Bewegungssteuerungseinheit konfiguriert ist, das Standardwerkzeug in eine Richtung weg von dem Messinstrument zu bewegen, um einen Zustand, in dem das Detektionssignal von der Detektionseinheit detektiert wird, in einen Zustand zu ändern, in dem das Detektionssignal von der Detektionseinheit nicht detektiert wird, und dann das Standardwerkzeug zu dem Messinstrument hin zu bewegen, um in einen Zustand zu wechseln, in dem das Detektionssignal wieder von der Detektionseinheit detektiert wird, und die Identifizierungseinheit konfiguriert ist, um die Werkzeugdetektionsposition auf Grundlage einer Position des Standardwerkzeugs zu einem Zeitpunkt zu identifizieren, an dem das Detektionssignal wieder detektiert wird.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Detektionseinheit konfiguriert ist, um einen Zeitpunkt des Umschaltens in einen Zustand zu detektieren, in dem das Detektionssignal von der Detektionseinheit bei der Bewegung des Standardwerkzeugs in der Richtung weg von dem Messinstrument nicht detektiert wird, die Identifizierungseinheit konfiguriert ist, um zu dem Zeitpunkt des Umschaltens als eine erste Detektionsgrenzposition L eine Position der Spitze des Standardwerkzeugs zu identifizieren, und die Bewegungssteuerungseinheit konfiguriert ist, die Spitze des Standardwerkzeugs daran zu hindern, sich über die erste Detektionsgrenzposition L hinaus und um einen ersten vorgegebenen Abstand oder mehr zu bewegen, wenn das Standardwerkzeug in Richtung des Messinstruments bewegt wird.
Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend eine Geschwindigkeitserfassungseinheit, die konfiguriert ist, eine voreingestellte Vorschubgeschwindigkeit zu erfassen, mit der das Schneidwerkzeug in Richtung des Messinstruments bewegt wird, wenn die Länge des Schneidwerkzeugs gemessen wird, wobei die Bewegungssteuerungseinheit konfiguriert ist, das Standardwerkzeug mit der von der Geschwindigkeitserfassungseinheit erfassten Vorschubgeschwindigkeit in Richtung des Messinstruments zu bewegen.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Detektionseinheit konfiguriert ist, das Detektionssignal zu detektieren, das durch das Standardwerkzeug hervorgerufen wird, das manuell in den Werkzeugdetektionsbereich bewegt wird.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Identifizierungseinheit konfiguriert ist, die Identifizierung der Werkzeugdetektionsposition zu stoppen, während das Standardwerkzeug in der Richtung weg von dem Messinstrument bewegt wird, wenn der Zustand, in dem das Detektionssignal in Bezug auf eine Bewegung um eine zweite vorgegebene Strecke oder mehr nicht detektiert wird, ausbleibt.
Programm, das einen Computer veranlasst, als Messvorrichtung zum Messen, in Bezug auf ein Messinstrument zum Messen einer Länge eines an einer Werkzeugmaschine befestigten Schneidwerkzeugs, eines Abstands von einer Referenzposition der Werkzeugmaschine zu einer Werkzeugdetektionsposition des Messinstruments zu fungieren, wobei das Programm den Computer veranlasst, zu fungieren als: eine Bewegungssteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um Bewegung eines an der Werkzeugmaschine angebrachten Standardwerkzeugs mit einer bekannten Länge zu steuern; eine Detektionseinheit, die konfiguriert ist, um ein Detektionssignal zu detektieren, das die Werkzeugdetektionsposition anzeigt und durch Nach-unten-Drücken des Messinstruments ausgegeben wird; und eine Identifizierungseinheit, die konfiguriert ist, um die Werkzeugdetektionsposition des Messinstruments auf Grundlage einer Position einer Spitze des Standardwerkzeugs zu einem Zeitpunkt zu identifizieren, an dem das Detektionssignal detektiert wird, wobei die Detektionseinheit konfiguriert ist, um das Detektionssignal zu detektieren, das angibt, dass sich die Spitze des Standardwerkzeugs innerhalb eines Werkzeugdetektionsbereichs befindet, der die Werkzeugdetektionsposition beinhaltet, die Bewegungssteuerungseinheit konfiguriert ist, das Standardwerkzeug in eine Richtung weg von dem Messinstrument zu bewegen, um einen Zustand, in dem das Detektionssignal von der Detektionseinheit detektiert wird, in einen Zustand zu ändern, in dem das Detektionssignal von der Detektionseinheit nicht detektiert wird, und dann das Standardwerkzeug zu dem Messinstrument hin zu bewegen, um in einen Zustand zu wechseln, in dem das Detektionssignal wieder von der Detektionseinheit detektiert wird, und wobei die Identifizierungseinheit konfiguriert ist, die Werkzeugdetektionsposition auf Grundlage einer Position des Standardwerkzeugs zu einem Zeitpunkt zu identifizieren, an dem das Detektionssignal wieder detektiert wird.