JP7043660B1 - Information processing equipment and machine tools - Google Patents
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Abstract
【課題】 工作機械等における測定対象物の測定精度を高める。【解決手段】 情報処理装置は、計測装置から、測定対象物までの距離を示す測定値を受信する第1受信部と、加工制御部から、計測装置の位置を示す座標値および座標値の取得タイミングを示す位置時刻値を受信する第2受信部と、測定タイミングを示す測定時刻値および位置時刻値の差分に基づいて測定値および座標値の双方または一方を補正することにより、同一時刻における測定値および座標値を特定する調整部を備える。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the measurement accuracy of a measurement object in a machine tool or the like. SOLUTION: The information processing apparatus acquires a coordinate value indicating a position of the measuring apparatus and a coordinate value from a first receiving unit for receiving a measured value indicating a distance from the measuring apparatus to a measurement object and a machining control unit. Measurement at the same time by correcting both or one of the measured value and the coordinate value based on the difference between the second receiver that receives the position time value indicating the timing and the measured time value and the position time value indicating the measurement timing. It is provided with an adjustment unit that specifies values and coordinate values. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本発明は、工作機械等における測定技術、に関する。 The present invention relates to a measuring technique in a machine tool or the like.
工作機械は、ワークを所望の形状に切削加工する装置や、金属粉末などを積層してワークを作る装置がある。切削加工する工作機械には、回転するワークに切削用の工具を当てることでワークを加工するターニングセンタと、回転する工具をワークに当てることでワークを加工するマシニングセンタ、これらの機能を複合的に備える複合加工機などがある。 Machine tools include a device for cutting a work into a desired shape and a device for laminating metal powder or the like to make a work. Machine tools for cutting include a turning center that processes a workpiece by applying a cutting tool to a rotating work, and a machining center that processes a workpiece by applying a rotating tool to the workpiece. There is a multi-tasking machine equipped.
主軸あるいは刃物台などの工具保持部に工具は固定される。工作機械は、あらかじめ用意された加工プログラムにしたがって、工具を交換しつつ、工具保持部を動かしながらワークを加工する(特許文献1,2参照)。 The tool is fixed to the tool holding part such as the spindle or the tool post. The machine tool processes the work while moving the tool holding portion while exchanging tools according to a machining program prepared in advance (see Patent Documents 1 and 2).
主軸には、工具の代わりに計測装置(測定ヘッド)を取り付けることもできる。計測装置はプローブを搭載し、計測装置の直下にある測定対象物としてのワークまでの距離を測定する。接触型に限らず、光センサにより非接触にてワークまでの距離を測定する計測装置もある。工作機械は、計測装置およびワークの相対位置を変化させながらワーク各部を測定し、ワーク各部における測定値の集合に基づいてワークの三次元形状を再現する(特許文献3,4参照)。
A measuring device (measuring head) can be attached to the spindle instead of a tool. The measuring device is equipped with a probe and measures the distance to the work as a measurement object directly under the measuring device. Not limited to the contact type, there are also measuring devices that measure the distance to the work in a non-contact manner using an optical sensor. The machine tool measures each part of the work while changing the relative positions of the measuring device and the work, and reproduces the three-dimensional shape of the work based on the set of measured values in each part of the work (see
計測装置とワークの相対的な位置関係は高速で変化する。ワークの三次元形状を再現するには、ワークの各地点の座標値である位置情報と測定値を正確に対応づける必要がある。そのためには、ワークの位置情報を取得した時刻(以下、「位置時刻」とよぶ)と、測定値を取得した時刻(以下、「測定時刻」とよぶ)のずれをできるかぎり小さくする必要がある。 The relative positional relationship between the measuring device and the work changes at high speed. In order to reproduce the three-dimensional shape of the work, it is necessary to accurately associate the position information, which is the coordinate value of each point of the work, with the measured value. For that purpose, it is necessary to make the difference between the time when the position information of the work is acquired (hereinafter referred to as "position time") and the time when the measured value is acquired (hereinafter referred to as "measurement time") as small as possible. ..
たとえば、測定時刻t1における測定値V(t1)と、測定時刻t1よりもわずかに遅い位置時刻t1+Δtにおける位置情報P(t1+Δt)を組み合わせてしまうと、測定値V(t1)は本来の測定地点とは異なる地点の測定値とみなされてしまうことになる。 For example, if the measured value V (t1) at the measurement time t1 and the position information P (t1 + Δt) at the position time t1 + Δt slightly later than the measurement time t1 are combined, the measured value V (t1) becomes the original measurement point. Will be considered as a measurement at a different point.
本発明のある態様における情報処理装置は、機械の計測装置から、測定対象物までの距離を示す測定値および測定値の取得タイミングを示す第1時刻値を受信する第1受信部と、機械の数値制御部から、計測装置の位置を示す座標値および座標値の取得タイミングを示す第2時刻値を受信する第2受信部と、第1時刻値および第2時刻値の差分に基づいて測定値および座標値の双方または一方を補正することにより、同一時刻における測定値および座標値を特定する調整部と、を備える。 The information processing device according to an embodiment of the present invention includes a first receiving unit that receives a measured value indicating a distance from a measuring device of a machine to a measured object and a first time value indicating an acquisition timing of the measured value, and a machine. A measured value based on the difference between the second receiving unit that receives the coordinate value indicating the position of the measuring device and the second time value indicating the acquisition timing of the coordinate value from the numerical control unit, and the difference between the first time value and the second time value. And an adjustment unit for specifying the measured value and the coordinate value at the same time by correcting both or one of the coordinate values.
本発明のある態様における工作機械は、パルス発生装置と接続される。
この工作機械は、計測装置と、工具または計測装置を保持する工具保持部と、ワークを加工する加工制御部と、を備える。
パルス発生装置は、加工制御部にパルス信号を定期的に送信する。計測装置は、計測装置からワークまでの距離を示す測定値および測定タイミングを示すタイミング信号を送信する。加工制御部は、工具保持部の位置を示す座標値および座標値の取得までに受信したパルス信号の数を示すカウント信号を送信する。
The machine tool in certain aspects of the invention is connected to a pulse generator.
This machine tool includes a measuring device, a tool holding unit for holding a tool or a measuring device, and a machining control unit for machining a work.
The pulse generator periodically transmits a pulse signal to the machining control unit. The measuring device transmits a measured value indicating the distance from the measuring device to the work and a timing signal indicating the measurement timing. The machining control unit transmits a coordinate value indicating the position of the tool holding unit and a count signal indicating the number of pulse signals received until the coordinate value is acquired.
本発明によれば、工作機械等における測定対象物の測定精度を高めやすくなる。 According to the present invention, it becomes easy to improve the measurement accuracy of a measurement object in a machine tool or the like.
位置情報を取得するタイミングの周期性に基づいて第1実施形態および第2実施形態に分けて説明する。第1実施形態および第2実施形態をまとめていうときや特に区別しないときには「本実施形態」とよぶ。 The first embodiment and the second embodiment will be described separately based on the periodicity of the timing for acquiring the position information. When the first embodiment and the second embodiment are collectively referred to, or when there is no particular distinction, they are referred to as "the present embodiment".
[第1実施形態]
図1は、工作機械100の外観図である。
本実施形態における工作機械100は、立形マシニングセンタである。工作機械100は、ベッド102と、ベッド102上に設置されるコラム104を有する。コラム104には主軸頭106が取り付けられる。主軸頭106は、Z軸方向(上下方向)に移動可能である。主軸頭106には主軸108が取り付けられる。主軸108は、Z軸を中心として回転可能に主軸頭106に取り付けられる。主軸108の先端に工具(図示せず)が取り付けられる。主軸108には計測装置112(測定ヘッド)を取り付けることもできる。
[First Embodiment]
FIG. 1 is an external view of the
The
ベッド102は、Y方向に移動可能なサドル110を搭載する。サドル110の上には、X方向に移動可能なテーブル114が設置される。テーブル114の上に、加工対象および測定対象となるワークWが載せられる。工作機械100は、加工制御部(後述)により、サドル110およびテーブル114をXY方向に移動させることで、ワークWと計測装置112の相対位置、いいかえれば、ワークWの測定地点を変化させる。同様にして、加工制御部は、主軸頭106を上下動させることにより、ワークWと主軸108の距離を変化させる。
The
計測装置112は、定期的に計測装置112からワークWまでの距離を測定し、距離を示す測定値Vを情報処理装置(後述)に送信する。情報処理装置は、工作機械100の加工制御部に定期的にアクセスし、加工制御部がサドル110等に指令した位置情報Pを取得する。ここでいう位置情報Pとは、X座標値、Y座標値およびZ座標値の集合である。情報処理装置は、X座標値およびY座標値によりワークWの測定地点を認識する。また、情報処理装置は、Z座標値および測定値Vにより、ワークWの高さを認識する。
The
本実施形態においては、計測装置112は6ミリ秒ごとに距離測定を実行し、得られた測定値Vを継続的に計測装置に送信する。また、情報処理装置は、4ミリ秒ごとに工作機械100にアクセスして設定された位置情報Pを取得する。
In the present embodiment, the
上述したように、計測装置112による測定値Vの取得と、情報処理装置による位置情報Pの取得は非同期的に実行される。このため、測定時刻と位置時刻は通常一致しない。位置情報Pの取得タイミングに同期させて距離測定を実行する方法も考えられるが、精密計測を実現させるためには2つのタイミングを高精度で一致させる必要があり、また、サドル110およびテーブル114は高速移動するため、このような制御は非常に難しい。
As described above, the acquisition of the measured value V by the
図2は、本実施形態における測定値および位置情報の取得方法を説明するための概念図である。
パルス発生装置116は、定期的にパルス信号を発生させるタイミングジェネレータである。本実施形態におけるパルス発生装置116は1マイクロ秒ごとにパルス信号を計測装置112および加工制御部118に同時に送信する。加工制御部118は、工作機械100においてサドル110、テーブル114、主軸頭106等を制御する数値制御(Numerical Control)装置である。
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a method of acquiring measured values and position information in the present embodiment.
The
パルス発生装置116から送信されたパルス信号は、計測装置112と加工制御部118により受信される。パルス信号は専用線を介して送信されるため、計測装置112および加工制御部118は実質的に同一のタイミングにて、少なくともマイクロ秒単位においては同一とみなせる程度の同時性を確保しつつパルス信号を受信する。
The pulse signal transmitted from the
計測装置112は、第1時刻値としてのカウンタ値CMを有する。カウンタ値CMは測定時刻を示す情報となる(後述)。計測装置112は、パルス信号を受信するごとにカウンタ値CMをカウントアップする。カウンタ値CMは、計測装置112がパルス信号を受信した回数を示す。
The measuring
加工制御部118は、第2時刻値としてのカウンタ値CNを有する。カウンタ値CNは位置時刻を示す情報となる(後述)。加工制御部118は、パルス信号を受信するごとにカウンタ値CNをカウントアップする。カウンタ値CNは、加工制御部118がパルス信号を受信した回数を示す。
The
計測装置112および加工制御部118はカウンタ値CMとカウンタ値CNをそれぞれ独自にカウントアップするが、計測装置112および加工制御部118は同時にパルス信号を受信するため、カウンタ値CMとカウンタ値CNは同一タイミングにてカウントアップすることになる。
The measuring
計測装置112は、6ミリ秒ごとに、ワークWまでの距離を測定する。計測装置112は、測定時点のカウンタ値CM、すなわち、測定時刻を示すカウンタ値CM(以下、「測定時刻値CM」と表記する)を測定値Vとともに情報処理装置120に送信する。加工制御部118は、サドル110のY座標、テーブル114のX座標、主軸頭106のZ座標を設定する。情報処理装置120は、4ミリ秒ごとに、加工制御部118が設定している位置情報Pを取得する。このとき、情報処理装置120は、位置情報Pの取得時点のカウンタ値CN、すなわち、位置時刻を示すカウンタ値CN(以下、「位置時刻値CN」と表記する)も位置座標P(XYZ座標値)とともに取得する。
The measuring
以上のように、情報処理装置120は、測定値Vと測定時刻値CMを定期的に取得する。また、情報処理装置120は、位置情報Pと位置時刻値CNも定期的に取得する。情報処理装置120は、それぞれ非同期的に得られる測定値Vと位置情報Pを測定時刻値CM、位置時刻値CNに基づいて調整することにより、測定時刻における位置情報Pを算出する(以下、このような処理を「時刻調整」とよぶ)。時刻調整の詳細は図9以降に関連して後述する。
As described above, the
図3は、パルス発生装置116、計測装置112、情報処理装置120および加工制御部118についてのより具体的な構成を示す図である。
計測装置112は、上述したように、定期的にワークWまでの距離を測定する。計測装置112は「測定タイミング信号MS」を定期的にアサートする。測定タイミング信号MSがアサートされたときに距離測定を実行し、測定値Vを測定時刻値CMとともに情報処理装置120に送信する。なお、計測装置112は測定タイミング信号MSがアサートされるときに測定値Vおよび測定時刻値CMをパルス発生装置116に送信し、パルス発生装置116が測定値Vおよび測定時刻値CMを情報処理装置120に送信するとしてもよい。すなわち、計測装置112は、測定値Vを情報処理装置120に直接送信してもよいし、パルス発生装置116を経由して情報処理装置120に送信してもよい。
FIG. 3 is a diagram showing a more specific configuration of the
As described above, the measuring
加工制御部118は、第1軸リニアスケール180、第2軸リニアスケール182および第3軸リニアスケール184と接続される。第1軸リニアスケール180により、X座標値を計測する。第2軸リニアスケール182により、Y座標値を計測する。第3軸リニアスケール184により、Z座標値を計測する。情報処理装置120は、加工制御部118において実行されるラッチプログラムにアクセスすることにより、位置座標P(X座標値、Y座標値およびZ座標値)とともに位置測定値CNを取得する。
The
図4は、パルス発生装置116、計測装置112、情報処理装置120および加工制御部118の構成の一例を示す図である。
第1軸モータ186は、テーブル114をX軸方向に移動させるモータである。加工制御部118は、テーブル114のX軸移動量をサーボモジュール192に指示する。サーボモジュール192は、指示された移動量にしたがって第1軸モータ186を回転させる。第1軸モータ186の回転量は第1軸リニアスケール180のエンコーダにより計測される。サーボモジュール192は、第1軸リニアスケール180のエンコーダからX軸移動量を示すカウント値を取得する。加工制御部118は、サーボモジュール192から取得されるカウント値に基づいてテーブル114のX座標値を取得する。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the
The
第2軸モータ188は、サドル110をY軸方向に移動させるモータである。加工制御部118は、サドル110のY軸移動量をサーボモジュール194に指示する。サーボモジュール194は、指示された移動量にしたがって第2軸モータ188を回転させる。第2軸モータ188の回転量は第2軸リニアスケール182のエンコーダにより計測される。サーボモジュール194は、第2軸リニアスケール182のエンコーダからY軸移動量を示すカウント値を取得する。加工制御部118は、サーボモジュール194から取得されるカウント値に基づいてサドル110のY座標値を取得する。
The
第3軸モータ190は、主軸頭106をZ軸方向に移動させるモータである。加工制御部118は、第3軸モータ190のZ軸移動量をサーボモジュール196に指示する。サーボモジュール196は、指示された移動量にしたがって第3軸モータ190を回転させる。第3軸モータ190の回転量は第3軸リニアスケール184のエンコーダにより計測される。サーボモジュール196は、第3軸モータ190のエンコーダからZ軸移動量を示すカウント値を取得する。加工制御部118は、サーボモジュール196から取得されるカウント値に基づいて主軸頭106のZ座標値を取得する。
The
加工制御部118は、情報処理装置120から「位置取得信号GP」を受信したタイミングにて、位置情報P(X座標値、Y座標値およびZ座標値)を取得し、位置情報Pを情報処理装置120に送信する。また、加工制御部118は、位置情報Pの取得に際して、ダミー信号線から位置測定値CNを情報処理装置120に送信する。情報処理装置120は、位置取得信号GPを加工制御部118に定期的に送信し、加工制御部118は位置情報Pを取得して情報処理装置120に送信し、ダミー軸リニアスケールカウンタ198のダミー信号線により、パルス発生装置116を経由して位置時刻値CNを情報処理装置120に送信する。
The
ダミー軸リニアスケールカウンタ198は、工作機械100が備えるリニアスケールのうち、測定値Vの計測時において使用しないリニアスケールのエンコーダである。たとえば、余剰のサーボモジュールがある場合には、余剰のサーボモジュールにあるリニアスケールのエンコーダを用いてもよい。取り外し可能なサブステージがあり、このサブステージを取り外しているときには、サブステージに対応するリニアスケールの信号線をダミー信号線として利用してもよい。
The dummy axis
計測装置112は、測定時刻値CMとともに測定値Vを情報処理装置120に送信する。計測装置112は、測定値Vをパルス発生装置116に送信し、パルス発生装置116は測定値Vとともに測定時刻値CMを情報処理装置120に送信するとしてもよい。
The measuring
図5は、加工制御部118から位置情報Pを送信するときのタイミングチャートである。
計測装置112は、定期的に測定タイミング信号MSをアサートする。計測装置112は測定タイミング信号MSがアサートされたときに測定値Vを取得する。距離測定とは別に、情報処理装置120はダミー軸リニアスケール198に対して最初にリセット信号Zを送信する。リセット信号Zは、加工制御部118における位置時刻値CNのカウントをリセットするための初期化信号である。
FIG. 5 is a timing chart when the position information P is transmitted from the
The measuring
パルス発生装置116から加工制御部118には、半周期だけずれたパルス信号Aおよびパルス信号Bが送信される。パルス信号Aの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジ、パルス信号Bの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出するごとに、加工制御部118の位置時刻値CNはカウントアップされる。加工制御部118は、位置時刻値CNを図5のD信号として情報処理装置120に送信する。
A pulse signal A and a pulse signal B deviated by a half cycle are transmitted from the
図6は、測定タイミング信号MSおよび位置取得信号GPの関係を示すタイムチャートである。
加工プログラム等により移動コマンドCMDが実行されるとき、加工制御部118は第1軸モータ186等を制御して、テーブル114、サドル110および主軸頭106を指定方向に指定距離だけ移動させる。テーブル114等の移動とは別に、情報処理装置120は定期的に位置取得信号GPを送信する。位置取得信号GPが送信されたあと、情報処理装置120は位置時刻値CNとともに位置情報Pを加工制御部118から受信する。同様にして、計測装置112は定期的に測定タイミング信号MSをアサートする。測定タイミング信号MSがアサートされたとき、計測装置112は距離測定を実行して測定値Vを取得し、測定時刻値CMとともに測定値Vを情報処理装置120に送信する。
FIG. 6 is a time chart showing the relationship between the measurement timing signal MS and the position acquisition signal GP.
When the movement command CMD is executed by the machining program or the like, the
図7は、工作機械100およびパルス発生装置116、情報処理装置120のハードウェア構成図である。
工作機械100は、操作制御装置122、加工制御部118(数値制御部)、加工装置124、工具交換部126および工具格納部128を含む。加工装置124は、ベッド102、コラム104、サドル110、テーブル114、主軸頭106等を含む工作機械100の機械構成に対応する。数値制御装置として機能する加工制御部118は、加工プログラムにしたがって加工装置124に制御信号を送信する。加工装置124は、加工制御部118からの指示にしたがって主軸頭106、サドル110、テーブル114および主軸頭106を動かしてワークを加工する。
FIG. 7 is a hardware configuration diagram of the
The
操作制御装置122は、作業者にユーザインタフェース機能を提供する操作盤(不図示)を含む。作業者は操作制御装置122を介して加工制御部118を制御する。工具格納部128は工具を格納する。工具交換部126は、いわゆるATC(Automatic Tool Changer)に対応する。工具交換部126は、加工制御部118からの交換指示にしたがって、工具格納部128から工具を取り出し、主軸108にある工具と取り出した工具を交換する。また、工具交換部126は、工具の代わりに計測装置112を主軸108に着脱することもできる。
The
パルス発生装置116は、加工制御部118および計測装置112の双方と接続され、一定周期にてパルス信号を送信する。上述したように本実施形態におけるパルス発生装置116は1マイクロ秒という高頻度にてパルス信号を送信する。
The
情報処理装置120は、計測装置112から定期的に測定値Vおよび測定時刻値CMを受信する。また、情報処理装置120は、加工制御部118から定期的に位置座標Pおよび位置時刻値CNを受信する。情報処理装置120は、操作制御装置122の一部として構成されてもよい。情報処理装置120は、一般的なラップトップPC(Personal Computer)あるいはタブレット・コンピュータであってもよい。
なお、工作機械100は、パルス発生装置116および情報処理装置120の双方または一方を内蔵してもよい。
The
The
図8は、情報処理装置120の機能ブロック図である。
情報処理装置120の各構成要素は、CPU(Central Processing Unit)および各種コンピュータプロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。コンピュータプログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。
FIG. 8 is a functional block diagram of the
Each component of the
なお、操作制御装置122および加工制御部118も、プロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され演算器に処理命令を供給するソフトウェアやプログラムを情報処理装置120とは別個のオペレーティングシステム上で実現される形態でもよい。
The
情報処理装置120は、ユーザインタフェース処理部130、データ処理部132、通信部134およびデータ格納部136を含む。
ユーザインタフェース処理部130は、作業者からの操作を受け付けるほか、画像表示や音声出力など、ユーザインタフェースに関する処理を担当する。通信部134は、加工制御部118、加工装置124等の外部装置との通信を担当する。データ処理部132は、通信部134、ユーザインタフェース処理部130により取得されたデータおよびデータ格納部136に格納されているデータに基づいて各種処理を実行する。データ処理部132は、ユーザインタフェース処理部130、通信部134およびデータ格納部136のインタフェースとしても機能する。データ格納部136は、各種プログラムと設定データを格納する。
The
The user
ユーザインタフェース処理部130は、入力部138および出力部140を含む。
入力部138は、タッチパネル、マウス、キーボード等のハードデバイスを介してユーザからの入力を受け付ける。出力部140は、画像表示あるいは音声出力を介して、ユーザに各種情報を提供する。
The user
The
通信部134は、外部装置からデータを受信する受信部144と、外部装置にデータを送信する送信部142を含む。
受信部144は、第1受信部146および第2受信部148を含む。第1受信部146は、計測装置112から測定時刻値CMとともに測定値Vを定期的に受信する。第2受信部148は、加工制御部118から定期的に位置時刻値CNとともに位置情報Pを受信する。本実施形態においては、送信部142は定期的に位置取得信号GPを加工制御部118に送信し、第2受信部148は位置取得信号GPに応じて加工制御部118から返信される位置情報Pおよび位置時刻値CNを受信する。
The
The receiving
データ処理部132は、調整部150および形状再現部152を含む。調整部150は、測定時刻値CMおよび位置時刻値CNに基づいて、測定時刻における位置情報Pを計算する。形状再現部152は、時刻調整後の位置座標Pおよび測定値Vに基づいて、既知の方法によりワークWの表面形状を再現することにより、ワークWの三次元データを生成する。
The
図9は、測定値および位置情報の送信タイミングを示すタイミングチャートである。
パルス発生装置116は、パルス信号を加工制御部118および計測装置112に送信する。図9においては測定時刻値CM=129、すなわち、計測装置112が129回目のパルス信号を受信したとき計測装置112は、直下にあるワークWまでの距離を測定し、データ番号M1として測定値V(以下、「測定値(M1)」のように表記する)を測定時刻値CMとともに情報処理装置120に送信する。情報処理装置120の第1受信部146は、測定値V(M1)とともに測定時刻値CM(以下、「測定時刻値CM(M1)」と表記する)を受信する。
FIG. 9 is a timing chart showing the transmission timing of the measured value and the position information.
The
約6ミリ秒後に、計測装置112は再びワークWまでの距離を測定する。このときの測定時のデータ番号をM2とする。測定時刻値CM(M2)は「6200」である。計測装置112は6ミリ秒ごとにワークWまでの距離を測定するが、計測装置112の処理負荷の変動等により、測定のタイミングが数マイクロ秒程度変動することがある。論理的には測定時刻値CM(M1)=129の次回の測定時刻値CM(M2)は6129(=129+6000)であるが、図9に示すように実際の測定時刻値CM(M2)=6200となっておりわずかに変動している。計測装置112は、情報処理装置120に対して測定値V(M2)と測定時刻値CM(M2)を送信する。計測装置112は、更に続いて、約6ミリ秒後に測定値V(M3)と測定時刻値CM(M2)=12105を送信する。
After about 6 milliseconds, the measuring
一方、情報処理装置120は、加工制御部118に定期的にアクセスし、加工制御部118から位置座標Pを取得する。図9においては、データ番号N1として、測定時刻値CN=223、すなわち、加工制御部118が223回目のパルス信号を受信したときの位置座標P(N1)を情報処理装置120の第2受信部148は位置時刻値CN(N1)とともに受信する。
On the other hand, the
約4ミリ秒後に、情報処理装置120は再び加工制御部118にアクセスして位置座標P(N2)と位置時刻値CN(N2)=4229を取得する。以後、情報処理装置120は位置座標P(N3)と位置時刻値CN(N3)=8501、位置座標P(N4)と位置時刻値CN(N4)=12387を取得する。
After about 4 milliseconds, the
図10は、第1実施形態における位置情報履歴160のデータ構造図である。
位置情報履歴160は、情報処理装置120のデータ格納部136に格納される。位置情報履歴160は、第2受信部148が加工制御部118から定期的に取得した位置情報Pと位置時刻値CNを示す。位置情報PはX座標値、Y座標値およびZ座標値を含む。
FIG. 10 is a data structure diagram of the
The
たとえば、位置情報P(N2)は、X座標値は「475.534」、Y座標値は「937.986」、Z座標値は「-480.210」であり、位置時刻値CN(N2)=4229である。すなわち、位置情報P(N2)は、加工制御部118がパルス発生装置116から4229回目のパルス信号を受信したときのワークWの位置を示す。より具体的には、位置情報P(N2)は、位置時刻値CN(N2)における測定地点(主軸頭106の下)のX座標値、Y座標値および主軸頭106のZ座標値を示す。
For example, in the position information P (N2), the X coordinate value is "475.534", the Y coordinate value is "937.986", the Z coordinate value is "-480.210", and the position time value CN (N2). = 4229. That is, the position information P (N2) indicates the position of the work W when the
図11は、第1実施形態における測定履歴170のデータ構造図である。
測定履歴170は、情報処理装置120のデータ格納部136に格納される。測定履歴170は、第1受信部146が計測装置112から定期的に受信した測定値Vと測定時刻値CMを示す。測定値Vは、上述したように、計測装置112の先端位置からワークW表面までの距離を示す。
FIG. 11 is a data structure diagram of the
The
たとえば、測定値(M2)は「207.244」であり、測定時刻値CM(M2)=6200である。これは計測装置112がパルス発生装置116から6200回目のパルス信号を受信したときの計測装置112からワークWまでの距離を示す。
For example, the measured value (M2) is "207.244", and the measured time value CM (M2) = 6200. This indicates the distance from the measuring
図12は、第1実施形態における測定値と位置情報の調整方法を説明するための模式図である。
横軸は時間、縦軸は位置情報Pの代表としてX座標値を示す。上述したように、測定時刻と位置時刻は、通常、一致しない。本実施形態においては、測定時刻における位置座標P(想定値)を線形補間式により算出することで、位置座標Pを時間調整する。
FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a method of adjusting the measured value and the position information in the first embodiment.
The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the X coordinate value as a representative of the position information P. As mentioned above, the measurement time and the position time usually do not match. In the present embodiment, the position coordinate P (assumed value) at the measurement time is calculated by a linear interpolation formula to adjust the position coordinate P in time.
まず、測定時刻値CM(M1)におけるX座標値(想定値)を計算する。調整部150は、測定時刻値CM(M1)=129よりも後に得られた位置時刻値CN(N1)=223と位置時刻値CN(N2)=4229の差分、すなわち、{CN(N2)-CN(N1)}=4006に基づいて、X座標値の時間変化率d1を計算する。位置時刻値CN(N1)=223に対応するX座標値をX(N1)=453.444、位置時刻値CN(N2)=4229に対応するX座標値をX(N2)=475.534とすると、
d1={X(N2)-X(N1)}/{CN(N2)-CN(N1)}
=(475.534-453.444)/4006
=0.00551
となる。上式により得られた傾きd1により、位置時刻値CN(N1)=223と測定時刻値CM(M1)=129の差分、すなわち、{CN(N1)-CM(M1)}=94に基づいて、測定時刻値CM(M1)における想定値としてのX(M1)を計算すると、
X(M1)=X(N1)-d1×{CN(N1)-CM(M1)}
=453.444-0.00551×94
=452.926
となる。
First, the X coordinate value (assumed value) in the measurement time value CM (M1) is calculated. The adjusting
d1 = {X (N2) -X (N1)} / {CN (N2) -CN (N1)}
= (475.534-453.444) / 4006
= 0.00551
Will be. Based on the difference d1 between the position time value CN (N1) = 223 and the measured time value CM (M1) = 129, that is, {CN (N1) -CM (M1)} = 94, based on the slope d1 obtained by the above equation. , When X (M1) as an assumed value in the measured time value CM (M1) is calculated,
X (M1) = X (N1) -d1 x {CN (N1) -CM (M1)}
= 453.444-0.00551 × 94
= 452.926
Will be.
したがって、測定時刻値CM(M1)におけるX座標値(想定値)を、他の位置時刻値CNにおけるX(N1)=453.444、X(N2)=475.534に基づいて外挿法により求めることができる。 Therefore, the X coordinate value (assumed value) in the measured time value CM (M1) is extrapolated based on X (N1) = 453.444 and X (N2) = 475.534 in the other position time value CN. You can ask.
次に、測定時刻値CM(M2)におけるX座標値(想定値)を計算する。調整部150は、測定時刻値CM(M2)=6200の前後の位置時刻値CN(N2)=4228と位置時刻値CN(N3)=8501の差分、すなわち、{CN(N3)-CN(N2)}=4273に基づいて、X座標値の時間変化率d2を計算する。
d2={X(N3)-X(N2)}/{CN(N3)-CN(N2)}
=(498.214-475.534)/4273
=0.0053
となる。上式より得られた傾きd2により、測定時刻値CM(M2)=6200と位置時刻値CN(N2)=4229の差分、すなわち、{CM(M2)-CN(N2)}=1971に基づいて、X(M2)を計算すると、
X(M2)=X(N2)+d2×{CM(M2)-CN(N2)}
=475.534+0.0053×1971
=485.980
となる。
Next, the X coordinate value (assumed value) in the measurement time value CM (M2) is calculated. The adjusting
d2 = {X (N3) -X (N2)} / {CN (N3) -CN (N2)}
= (498.214-475.534) / 4273
= 0.0053
Will be. Based on the difference d2 between the measured time value CM (M2) = 6200 and the position time value CN (N2) = 4229, that is, {CM (M2) -CN (N2)} = 1971 by the slope d2 obtained from the above equation. , X (M2) is calculated
X (M2) = X (N2) + d2 × {CM (M2) -CN (N2)}
= 475.534 + 0.0053 × 1971
= 485.980
Will be.
したがって、測定時刻値CM(M2)におけるX座標値を、他の位置時刻値CNにおけるX(N2)、X(N3)に基づいて線形補間式により求めることができる。 Therefore, the X coordinate value in the measured time value CM (M2) can be obtained by a linear interpolation formula based on X (N2) and X (N3) in the other position time value CN.
Y座標値、Z座標値についても同様の方法にて計算可能である。このような制御方法によれば、測定値Vが得られたときの測定時刻値CMにおける位置座標Pを近隣のデータから合理的に求めることができるので、測定時刻と位置時刻が非同期であっても、ワークWの位置座標P(測定地点)と測定値Vを整合させることができる。 The Y coordinate value and the Z coordinate value can be calculated by the same method. According to such a control method, the position coordinate P in the measured time value CM when the measured value V is obtained can be reasonably obtained from the neighboring data, so that the measurement time and the position time are asynchronous. Also, the position coordinate P (measurement point) of the work W and the measured value V can be matched.
なお、位置時刻値CN(N1)=223におけるX(N1)=453.444と、測定時刻値CM(M1)=129におけるX(M1)=452.926(想定値)に基づいて、カウント値CN,CM=200におけるX(200)を求めることも可能である。 The count value is based on X (N1) = 453.444 at the position time value CN (N1) = 223 and X (M1) = 452.926 (assumed value) at the measurement time value CM (M1) = 129. It is also possible to obtain X (200) at CN, CM = 200.
まず、調整部150は、位置時刻値CN(N1)=223と測定時刻値CM(M1)=129の差分、すなわち、{CN(N1)-CM(M1)}=94に基づいて、X座標値の時間変化率duを計算する。
du={X(N1)-X(M1)}/{CN(N1)-CM(M1)}
=453.444-452.926/94
=0.518/94
=0.00551
となる。上式より得られた傾きduにより、時刻値CN、CM(200)と測定時刻値CM(M1)=129の差分、すなわち、{200-CM(M1)}=71に基づいて、X(200)を計算すると、
X(200)=X(M1)+du×{200-CM(M1)}
=452.926+0.00551×71
=453.317
となる。
First, the adjusting
du = {X (N1) -X (M1)} / {CN (N1) -CM (M1)}
= 453.444-452.926 / 94
= 0.518 / 94
= 0.00551
Will be. With the slope du obtained from the above equation, X (200) is based on the difference between the time value CN, CM (200) and the measured time value CM (M1) = 129, that is, {200-CM (M1)} = 71. ),
X (200) = X (M1) + du × {200-CM (M1)}
= 452.926 + 0.00551 × 71
= 453.317
Will be.
したがって、時刻値CN、CM(200)におけるX座標値の想定値を、他の位置時刻値CNあるいは測定時刻値CMにおけるX座標値に基づいて線形補間式により求めることができる。このように、位置時刻値、測定時刻値の双方を調整することにより、任意の時刻値(例:200)におけるX座標値を計算できる。 Therefore, the assumed value of the X coordinate value in the time value CN and CM (200) can be obtained by a linear interpolation formula based on the X coordinate value in the other position time value CN or the measured time value CM. By adjusting both the position time value and the measurement time value in this way, the X coordinate value at an arbitrary time value (example: 200) can be calculated.
[第2実施形態]
第1実施形態の情報処理装置120は約4ミリ秒ごとに加工制御部118から位置情報Pを取得するとして説明した。実際には情報処理装置120が加工制御部118から位置座標Pを取得するタイミングは不安定になることも考えられる。たとえば、通信部134の機能の一部を4ミリ秒ごとに位置取得要求を送信するソフトウェアとして構成する場合、ソフトウェアの定期的なウェイト解除(起動)にともなうオーバーヘッドが発生する。また、位置取得要求がイーサネット(登録商標)等の有線ケーブルを介して加工制御部118に到達し、加工制御部118が内蔵メモリから位置情報Pの読み出しを完了するまでの時間もマイクロ秒単位で見るとばらつきを生じる。第2実施形態においては位置時刻値CNに第1実施形態ほどの周期性がない場合の時刻調整について説明する。
[Second Embodiment]
The
図13は、第2実施形態における位置情報履歴160のデータ構造図である。
図13に示す位置情報履歴160においては、位置時刻値CN(N1)=1705、位置時刻値(N2)=2505、位置時刻値(N3)=5505となっている。すなわち、位置情報P(N1)の取得から800マイクロ秒後(=2505-1705)に位置情報P(N2)が取得され、位置情報P(N2)の取得から300マイクロ秒後に位置情報P(N3)が取得されている。なお、測定履歴170については第1実施形態と同様であるとする。
FIG. 13 is a data structure diagram of the
In the
図14は、第2実施形態における測定値と位置情報の調整方法を説明するための模式図である。
位置情報Pの取得タイミングに周期性がほとんどなくなった場合でも、位置情報Pの時刻調整方法は同じである。
FIG. 14 is a schematic diagram for explaining a method of adjusting the measured value and the position information in the second embodiment.
Even when the acquisition timing of the position information P has almost no periodicity, the time adjustment method of the position information P is the same.
まず、測定値V(M1)が取得されたときの測定時刻値CM(M1)におけるX座標値を計算する。調整部150は、測定時刻値CM(M1)よりも後に得られた位置時刻値CN(N1)と位置時刻値CN(N2)の差分、すなわち、{CM(N2)-CM(N1)}に基づいて、X座標値の時間変化率d3を計算すると、
d3={X(N2)-X(N1)}/{CM(N2)-CM(N1)}
となる。上式により得られた傾きd3により、位置時刻値CN(N1)と測定時刻値CM(M1)の差分、すなわち、{CN(N1)-CM(M1)}に基づいて、測定時刻値CM(M1)におけるX(M1)を計算すると、
X(M1)=X(N1)-d3×{CN(N1)-CM(M1)}
となる。
実際の数値を当てはめると、d3=0.0015となり、X(M1)=-1.21となる。
First, the X coordinate value in the measured time value CM (M1) when the measured value V (M1) is acquired is calculated. The adjusting
d3 = {X (N2) -X (N1)} / {CM (N2) -CM (N1)}
Will be. Based on the slope d3 obtained by the above equation, the difference between the position time value CN (N1) and the measurement time value CM (M1), that is, based on {CN (N1) -CM (M1)}, the measurement time value CM ( When X (M1) in M1) is calculated,
X (M1) = X (N1) -d3 x {CN (N1) -CM (M1)}
Will be.
When the actual numerical value is applied, d3 = 0.0015 and X (M1) = −1.21.
次に、測定時刻値CM(M2)におけるX座標値を計算する。調整部150は、測定時刻値CM(M2)の前後の位置時刻値CN(N3)と位置時刻値CN(N4)の差分、すなわち、{CN(N4)-CN(N3)}に基づいて、X座標値の時間変化率d4を計算する。
d4={X(N4)-X(N3)}/{CN(N4)-CN(N3)}
となる。上式より得られた傾きd4により、測定時刻値CM(M2)と位置時刻値CN(N3)の差分、すなわち、{CM(M2)-CN(N3)}に基づいて、X(M2)を計算すると、
X(M2)=X(N3)+d4×{CM(M2)-CN(N3)}
となる。
実際の数値を当てはめると、d4=0.0015となり、X(M2)=7.89となる。
Next, the X coordinate value in the measurement time value CM (M2) is calculated. The adjusting
d4 = {X (N4) -X (N3)} / {CN (N4) -CN (N3)}
Will be. With the slope d4 obtained from the above equation, X (M2) is calculated based on the difference between the measured time value CM (M2) and the position time value CN (N3), that is, {CM (M2) -CN (N3)}. When calculated,
X (M2) = X (N3) + d4 × {CM (M2) -CN (N3)}
Will be.
When the actual numerical value is applied, d4 = 0.0015 and X (M2) = 7.89.
[総括]
以上、実施形態に基づいて工作機械100および120について説明した。
本実施形態においては、パルス発生装置116は加工制御部118および計測装置112に対して同期的かつ一定周期にてパルス信号を送信する。計測装置112は、独自のペースにて測定値Vを取得し、測定時刻値CMとともにこれを情報処理装置120に送信する。測定時刻値CMがいわばタイムスタンプとなり、情報処理装置120は測定値Vが実際に取得されたタイミングを正確に認識できる。同様にして、情報処理装置120も、独自のペースにて位置情報Pを加工制御部118から位置時刻値CNとともに受信する。この場合も、位置時刻値CNがタイムスタンプとなり、情報処理装置120は位置情報Pが実際に設定されたタイミングを正確に認識できる。情報処理装置120は、測定時刻値CMおよび位置時刻値CNに基づいて、測定時刻における位置情報P(座標値)を補間計算できるため、マイクロ秒単位の精度にて測定値Vと位置情報Pが整合させることができる。
[Summary]
The
In the present embodiment, the
本実施形態によれば、計測装置112と加工制御部118を同期させる必要がないので、計測装置112および加工制御部118を同期させるための制御機構を導入する必要がない。
According to this embodiment, since it is not necessary to synchronize the
なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment or modification, and the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist. Various inventions may be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the above-described embodiments and modifications. In addition, some components may be deleted from all the components shown in the above embodiments and modifications.
[変形例]
本実施形態における工作機械100は、マシニングセンタであるとして説明した。工作機械100は、マシニングセンタに限らず、ターニングセンタあるいは複合加工機であっても応用可能である。
[Modification example]
The
本実施形態においては、測定時刻における位置情報Pの想定値を、測定時刻に最も近い位置時刻と2番目に近い位置時刻それぞれの位置情報Pに基づいて線形補間式により求めるとして説明した。時刻調整における補正方法は線形補間式以外の方法も考えられる。たとえば、調整部150は、複数の位置情報から最小二乗法により線形回帰式を計算し、この線形回帰式に基づいて測定時刻における位置情報Pを算出してもよい。
In the present embodiment, it has been described that the assumed value of the position information P at the measurement time is obtained by a linear interpolation formula based on the position information P of each of the position time closest to the measurement time and the position time closest to the measurement time. As a correction method in time adjustment, a method other than the linear interpolation method can be considered. For example, the adjusting
時間調整に際しては、測定時刻と同一時刻における位置情報Pを算出することが望ましいが、ここでいう「同一時刻」とは、たとえば、1~100マイクロ秒程度の所定の許容範囲内において同一とみなせる程度の同一性があればよい。 When adjusting the time, it is desirable to calculate the position information P at the same time as the measurement time, but the "same time" here can be regarded as the same within a predetermined allowable range of, for example, about 1 to 100 microseconds. It suffices if there is a degree of identity.
調整部150は、測定時刻における位置情報Pを計算するのではなく、位置時刻における測定値Vを算出してもよい。たとえば、図12の場合、測定値V(M1)と測定値V(M2)に基づいて、線形補間式によりその中間にある測定値V(N1)を算出してもよい。
The adjusting
調整部150は、カウント値CN、CM=1000,2000のように任意の時点における測定値Vおよび位置情報Pも線形補間式等により算出してもよい。たとえば、調整部150は、図8においてカウント値CN=1000における位置情報Pを位置情報P(N1)、位置情報P(N2)に基づいて算出し、同時刻における測定値Vを測定値V(M1)および測定値V(M2)に基づいて算出すればよい。
The adjusting
より具体的には、たとえば、位置時刻値CN(N2)=4229、測定時刻値CM(M2)=6200であるとする(図12参照)。ここで時刻値CN、CM=5000における位置情報P(5000)、測定値V(5000)を算出することも可能である。位置時刻値CN(N2)におけるX座標値をP(N2)、測定値をV(N2)、測定時刻値CM(M2)におけるX座標値をP(M2)、測定値をV(M2)とする。測定値V(N2)およびX座標値P(M2)は上述のアルゴリズムにより算出される推定値である。 More specifically, for example, it is assumed that the position time value CN (N2) = 4229 and the measurement time value CM (M2) = 6200 (see FIG. 12). Here, it is also possible to calculate the position information P (5000) and the measured value V (5000) at the time value CN and CM = 5000. The X coordinate value in the position time value CN (N2) is P (N2), the measured value is V (N2), the X coordinate value in the measured time value CM (M2) is P (M2), and the measured value is V (M2). do. The measured values V (N2) and the X coordinate value P (M2) are estimated values calculated by the above algorithm.
X座標値(5000)は、X(N2)=475.534とX(M2)=485.980に基づいて算出できる。位置時刻値CN(N2)=4229と測定時刻値CM(M2)=6200の差分、すなわち、{CM(M2)-CN(N2)}=1971に基づいて、X座標値の時間変化率d5を計算すると、
d5={X(M2)-X(N2)}/{CM(M2)-CN(N1)}
=(485.98-475.534)/1971
=0.0053
となる。上式より得られた傾きd5により、位置時刻値CN=5000と測定時刻値CM(M2)=6200の差分、すなわち、{CM(5000)-CN(N2)}=771に基づいて、X(5000)を計算すると、
X(5000)=X(N2)+d5×{CM(M2)-CN(N2)}
=475.534+0.0053×771
=479.62
となる。Y座標値およびZ座標値も同様である。
The X coordinate value (5000) can be calculated based on X (N2) = 475.534 and X (M2) = 485.980. Based on the difference between the position time value CN (N2) = 4229 and the measured time value CM (M2) = 6200, that is, {CM (M2) -CN (N2)} = 1971, the time change rate d5 of the X coordinate value is calculated. When calculated,
d5 = {X (M2) -X (N2)} / {CM (M2) -CN (N1)}
= (485.98-475.534) / 1971
= 0.0053
Will be. Based on the difference d5 between the position time value CN = 5000 and the measured time value CM (M2) = 6200, that is, {CM (5000) -CN (N2)} = 771, X ( If you calculate 5000),
X (5000) = X (N2) + d5 × {CM (M2) -CN (N2)}
= 475.534 + 0.0053 × 771
= 479.62
Will be. The same applies to the Y coordinate value and the Z coordinate value.
同様にして、測定値V(5000)は、測定値V(N2)と測定値V(M2)に基づいて算出できる。位置時刻値CN(N2)と測定時刻値CM(M2)の差分、すなわち、{CM(M2)-CN(N2)}に基づいて、測定値Vの時間変化率d6を計算すると、
d6={V(M2)-V(N2)}/{CM(M2)-CN(N1)}
となる。上式より得られた傾きd6により、位置時刻値CN(N2)と測定時刻値CM(M2)の差分、すなわち、{CM(M2)-CN(N2)}に基づいて、V(5000)を計算すると、
V(5000)=V(N2)+d6×{CM(M2)-CN(N2)}
となる。以上のように、位置および測定がなされていない時点=5000についても、位置座標Pおよび測定値Vの双方を補正することで、位置座標P(5000)および測定値V(5000)を推定できる。
Similarly, the measured value V (5000) can be calculated based on the measured value V (N2) and the measured value V (M2). When the time change rate d6 of the measured value V is calculated based on the difference between the position time value CN (N2) and the measured time value CM (M2), that is, {CM (M2) -CN (N2)},
d6 = {V (M2) -V (N2)} / {CM (M2) -CN (N1)}
Will be. With the slope d6 obtained from the above equation, V (5000) is calculated based on the difference between the position time value CN (N2) and the measured time value CM (M2), that is, {CM (M2) -CN (N2)}. When calculated,
V (5000) = V (N2) + d6 × {CM (M2) -CN (N2)}
Will be. As described above, the position coordinate P (5000) and the measured value V (5000) can be estimated by correcting both the position coordinate P and the measured value V even at the time point = 5000 when the position and the measurement are not performed.
情報処理装置120は、加工制御部118から3種類の位置情報P(X,Y,Z)のほか位置時刻値CNを取得する。位置時刻値CNは、加工制御部118が有する複数の信号線のうち未使用の信号線から受信してもよい。たとえば、主軸108の回転角は、計測装置112を使用するときには不要となる場合がある。そこで、計測装置112によりワークWを計測するときには、回転角の送受信が不要である場合には、加工制御部118の回転角の送受信のための信号線を介して、情報処理装置120は位置時刻値CNを取得してもよい。既存かつ未使用の信号線を介して位置時刻値CNを取得することにより、既存の工作機械100に対しても本発明を応用しやすくなる。
The
本実施形態においては、情報処理装置120が定期的に加工制御部118にアクセスし、加工制御部118が加工装置124に指定する位置情報Pを、いわばポーリング方式にて、取得するとして説明した。変形例として、加工制御部118は、計測装置112と同様にして定期的に位置情報Pを情報処理装置120に送信するとしてもよい。同様にして、情報処理装置120は定期的に計測装置112にアクセスし、計測装置112が検出した測定値Vをポーリング方式にて取得するとしてもよい。
In the present embodiment, it has been described that the
パルス発生装置116および情報処理装置120による計測方法は、工作機械以外への応用も可能である。たとえば、ロボットに計測装置112を搭載し、情報処理装置120はロボットの位置情報およびロボットから障害物までの距離を示す測定値の双方を取得することにより、障害物の形状認識を行ってもよい。
The measurement method by the
ワークWにより形成される物体は任意である。たとえば、ワークWからギア(歯車)を形成するときには、計測装置112によりワークWの各部を測定し、形状再現部152はギアの歯の三次元画像をコンピュータグラフィックスにより再現する。ギアのような複雑な形状の物体を形成するときには、精密な時刻調整は特に重要である。
The object formed by the work W is arbitrary. For example, when a gear is formed from the work W, each part of the work W is measured by the measuring
本実施形態においては、パルス発生装置116から計測装置112および加工制御部118の双方にパルス信号を送信している。計測装置112がパルス信号を受信するごとに、計測装置112の内部に保存される測定時刻値CM(カウント値)はカウントアップされる。また、加工制御部118がパルス信号を受信するごとに、加工制御部118の内部に保存される位置時刻値CN(カウント値)がカウントアップされるとして説明した。
In this embodiment, a pulse signal is transmitted from the
変形例として、パルス発生装置116は加工制御部118のみにパルス信号を送信するとしてもよい。計測装置112は、本実施形態と同様、定期的・自励的に測定タイミング信号MSをアサートする。計測装置112は、測定タイミング信号MSがアサートされたときに測定を実行し、測定値Vを情報処理装置120に送信する。その一方、計測装置112は、アサート時において測定タイミング信号MSをパルス発生装置116にも送信する。
As a modification, the
変形例においては、計測装置112ではなくパルス発生装置116が測定時刻値CM(カウント値)を管理する。パルス発生装置116に内蔵されるカウンタは、パルス信号を送信するごとに測定時刻値CMをカウントアップし、計測装置112から測定タイミング信号MSを受信したときにはそのときの測定時刻値CMを情報処理装置120に送信する。測定タイミング信号MSは6ミリ秒ごとにアサートされるため、パルス発生装置116は約6ミリ秒ごとに測定時刻値CMを情報処理装置120に送信することになる。情報処理装置120の調整部150は、計測装置112から測定値Vを受信し、パルス発生装置116から測定時刻値CMを受信する。また、情報処理装置120は、加工制御部118から位置情報Pと位置時刻値CNを受信する。その後は、本実施形態と同様にして、調整部150は、測定時刻値CMおよび位置時刻値CNに基づいて、時刻調整を実行すればよい。
In the modified example, the
100 工作機械、102 ベッド、104 コラム、106 主軸頭、108 主軸、110 サドル、112 計測装置、114 テーブル、116 パルス発生装置、118 加工制御部、120 情報処理装置、122 操作制御装置、124 加工装置、126 工具交換部、128 工具格納部、130 ユーザインタフェース処理部、132 データ処理部、134 通信部、136 データ格納部、138 入力部、140 出力部、142 送信部、144 受信部、146 第1受信部、148 第2受信部、150 調整部、152 形状再現部、160 位置情報履歴、170 測定履歴、180 第1軸リニアスケール、182 第2軸リニアスケール、184 第3軸リニアスケール、186 第1軸モータ、188 第2軸モータ、190 第3軸モータ、192 サーボモジュール、194 サーボモジュール、196 サーボモジュール、198 ダミー軸リニアスケール
100 machine tools, 102 beds, 104 columns, 106 spindle heads, 108 spindles, 110 saddles, 112 measuring devices, 114 tables, 116 pulse generators, 118 machining controls, 120 information processing devices, 122 operation control devices, 124 machining devices. , 126 Tool change unit, 128 Tool storage unit, 130 User interface processing unit, 132 Data processing unit, 134 Communication unit, 136 Data storage unit, 138 Input unit, 140 Output unit, 142 Transmitter unit, 144 Receiver unit,
Claims (9)
前記工作機械の加工制御部に内蔵される複数のスケールカウンタのうち、第1から第3のスケールカウンタから前記計測装置の位置を示す座標値を取得し、第4のスケールカウンタから前記座標値の取得タイミングを示す第2時刻値を取得する第2受信部と、
前記第1時刻値および前記第2時刻値の差分に基づいて前記座標値を補正することにより、前記測定値の取得タイミングにおける前記座標値を計算する調整部と、を備える情報処理装置。 A first receiving unit that acquires a measured value indicating a distance from a measuring device mounted on a machine tool to an object to be measured and a first time value indicating an acquisition timing of the measured value.
Of the plurality of scale counters built in the machining control unit of the machine tool, the coordinate values indicating the positions of the measuring devices are acquired from the first to third scale counters, and the coordinate values of the coordinate values are obtained from the fourth scale counter. The second receiver that acquires the second time value indicating the acquisition timing, and
An information processing device including an adjusting unit for calculating the coordinate value at the acquisition timing of the measured value by correcting the coordinate value based on the difference between the first time value and the second time value.
前記第1から第3のスケールカウンタそれぞれから、前記計測装置の三次元の位置座標値を取得し、
前記工作機械により前記第4のスケールカウンタに書き込まれた前記第2時刻値を、前記第4のスケールカウンタに接続される信号線を介して取得する、請求項1に記載の情報処理装置。 The second receiver is
The three-dimensional position coordinate values of the measuring device are acquired from each of the first to third scale counters, and the three-dimensional position coordinate values are acquired.
The information processing apparatus according to claim 1, wherein the second time value written in the fourth scale counter by the machine tool is acquired via a signal line connected to the fourth scale counter.
前記測定値は、前記計測装置から測定対象物であるワークまでの距離を示す、請求項1から4のいずれかに記載の情報処理装置。 The measuring device is fixed to the tool holding portion of the machine tool.
The information processing device according to any one of claims 1 to 4, wherein the measured value indicates a distance from the measuring device to a work which is a measurement target.
計測装置と、
工具または前記計測装置を保持する工具保持部と、
ワークを加工する加工制御部と、を備え、
前記加工制御部は複数のスケールカウンタを内蔵し、
前記パルス発生装置は、前記加工制御部にパルス信号を定期的に送信し、
前記計測装置は、前記計測装置からワークまでの距離を示す測定値および測定タイミングを示す測定タイミング信号を送信し、
前記加工制御部は、第1から第3のスケールカウンタに前記工具保持部の位置を示す座標値を設定し、第4のスケールカウンタに前記座標値の取得までに受信したパルス信号の数を示す第2時刻値を設定し、第1から第4のスケールカウンタそれぞれに対応する第1から第4の信号線により、前記座標値および前記第2時刻値を送信する、工作機械。 Connected to the pulse generator,
With a measuring device
A tool holder that holds the tool or the measuring device,
Equipped with a machining control unit for machining workpieces
The machining control unit has a built-in multiple scale counters.
The pulse generator periodically transmits a pulse signal to the machining control unit.
The measuring device transmits a measured value indicating the distance from the measuring device to the work and a measurement timing signal indicating the measurement timing.
The machining control unit sets coordinate values indicating the positions of the tool holding units in the first to third scale counters, and indicates the number of pulse signals received until the acquisition of the coordinate values in the fourth scale counter. A machine tool that sets a second time value and transmits the coordinate value and the second time value by the first to fourth signal lines corresponding to the first to fourth scale counters, respectively.
前記情報処理装置は、前記第1時刻値と前記第2時刻値の差分に基づいて前記測定値および前記座標値の双方または一方を補正することにより、同一時刻における前記測定値および前記座標値を計算する、請求項6に記載の工作機械。 It is connected to an information processing device that receives the measured value, the first time value indicated by the measurement timing signal, the coordinate value, and the second time value.
The information processing apparatus corrects both or one of the measured value and the coordinate value based on the difference between the first time value and the second time value to obtain the measured value and the coordinate value at the same time. The machine tool according to claim 6, which is calculated.
前記計測装置は、前記測定タイミング信号を前記パルス発生装置に送信し、
前記パルス発生装置は、前記パルス信号を送信するごとにパルス信号の送信回数を示すカウント値を更新し、前記計測装置から前記測定タイミング信号を受信したときのカウント値を前記第1時刻値として前記情報処理装置に送信し、
前記情報処理装置は、前記加工制御部に定期的に位置取得要求を送信し、
前記加工制御部は、前記位置取得要求を受信したとき前記座標値および前記第2時刻値を前記情報処理装置に送信する、請求項7に記載の工作機械。 The information processing device receives the measured value at the measurement timing from the measuring device, and receives the measured value from the measuring device.
The measuring device transmits the measurement timing signal to the pulse generator, and the measuring device transmits the measurement timing signal to the pulse generating device.
The pulse generator updates the count value indicating the number of times the pulse signal is transmitted each time the pulse signal is transmitted, and the count value when the measurement timing signal is received from the measurement device is used as the first time value. Send to the information processing device,
The information processing device periodically sends a position acquisition request to the processing control unit, and the information processing device periodically sends a position acquisition request.
The machine tool according to claim 7, wherein the machining control unit transmits the coordinate value and the second time value to the information processing apparatus when the position acquisition request is received.
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