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 Patent Documents 3 and 4).

特開平10-143216号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-143216 特開2017-21472号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-21472 特許第5283563号公報Japanese Patent No. 5283563 国際公開第2005/065884号公報International Publication No. 2005/065884

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.

工作機械の外観図である。It is an external view of a machine tool. 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。It is a conceptual diagram for demonstrating the acquisition method of the measured value and the position information in this embodiment. パルス発生装置、計測装置、情報処理装置および加工制御部についてのより具体的な構成を示す図である。It is a figure which shows the more specific configuration about a pulse generator, a measuring apparatus, an information processing apparatus, and a processing control unit. パルス発生装置、計測装置、情報処理装置および加工制御部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of a pulse generator, a measuring device, an information processing device, and a processing control unit. 加工制御部から位置情報Pを送信するときのタイミングチャートである。It is a timing chart when the position information P is transmitted from a machining control unit. 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。It is a time chart which shows the relationship between the measurement timing signal MS and the position acquisition signal GP. 工作機械およびパルス発生装置、情報処理装置のハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram of a machine tool, a pulse generator, and an information processing apparatus. 情報処理装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an information processing apparatus. 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。It is a timing chart which shows the transmission timing of the measured value and the position information. 第1実施形態における位置情報履歴のデータ構造図である。It is a data structure diagram of the position information history in 1st Embodiment. 第1実施形態における測定履歴のデータ構造図である。It is a data structure diagram of the measurement history in 1st Embodiment. 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。It is a schematic diagram for demonstrating the adjustment method of the measured value and the position information in 1st Embodiment. 第2実施形態における位置情報履歴のデータ構造図である。It is a data structure diagram of the position information history in 2nd Embodiment. 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。It is a schematic diagram for demonstrating the adjustment method of the measured value and the position information in 2nd Embodiment.

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 machine tool 100.
The machine tool 100 in this embodiment is a vertical machining center. The machine tool 100 has a bed 102 and a column 104 installed on the bed 102. A spindle head 106 is attached to the column 104. The spindle head 106 is movable in the Z-axis direction (vertical direction). A spindle 108 is attached to the spindle head 106. The spindle 108 is rotatably attached to the spindle head 106 about the Z axis. A tool (not shown) is attached to the tip of the spindle 108. A measuring device 112 (measurement head) can also be attached to the spindle 108.

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 bed 102 is equipped with a saddle 110 that can be moved in the Y direction. A table 114 movable in the X direction is installed on the saddle 110. The work W to be machined and measured is placed on the table 114. The machine tool 100 changes the relative position of the work W and the measuring device 112, in other words, the measuring point of the work W, by moving the saddle 110 and the table 114 in the XY direction by the machining control unit (described later). Similarly, the machining control unit changes the distance between the work W and the spindle 108 by moving the spindle head 106 up and down.

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 measuring device 112 periodically measures the distance from the measuring device 112 to the work W, and transmits a measured value V indicating the distance to the information processing device (described later). The information processing apparatus periodically accesses the machining control unit of the machine tool 100, and acquires the position information P commanded by the machining control unit to the saddle 110 or the like. The position information P referred to here is a set of X coordinate values, Y coordinate values, and Z coordinate values. The information processing apparatus recognizes the measurement point of the work W by the X coordinate value and the Y coordinate value. Further, the information processing apparatus recognizes the height of the work W from the Z coordinate value and the measured value V.

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 measuring device 112 executes the distance measurement every 6 milliseconds, and continuously transmits the obtained measured value V to the measuring device. Further, the information processing apparatus accesses the machine tool 100 every 4 milliseconds and acquires the set position information P.

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 measuring device 112 and the acquisition of the position information P by the information processing device are executed asynchronously. Therefore, the measurement time and the position time usually do not match. A method of executing the distance measurement in synchronization with the acquisition timing of the position information P is conceivable, but in order to realize the precise measurement, it is necessary to match the two timings with high accuracy, and the saddle 110 and the table 114 have Such control is very difficult due to the high speed movement.

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 pulse generator 116 is a timing generator that periodically generates a pulse signal. The pulse generator 116 in the present embodiment simultaneously transmits a pulse signal to the measuring device 112 and the machining control unit 118 every 1 microsecond. The machining control unit 118 is a numerical control device that controls the saddle 110, the table 114, the spindle head 106, and the like in the machine tool 100.

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 pulse generator 116 is received by the measuring device 112 and the machining control unit 118. Since the pulse signal is transmitted via a dedicated line, the measuring device 112 and the machining control unit 118 ensure the same simultaneity at least in microsecond units at substantially the same timing, while ensuring the simultaneity of the pulse signal. To receive.

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 device 112 has a counter value CM as a first time value. The counter value CM is information indicating the measurement time (described later). The measuring device 112 counts up the counter value CM each time a pulse signal is received. The counter value CM indicates the number of times that the measuring device 112 has received the pulse signal.

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 machining control unit 118 has a counter value CN as a second time value. The counter value CN is information indicating the position and time (described later). The machining control unit 118 counts up the counter value CN each time a pulse signal is received. The counter value CN indicates the number of times the machining control unit 118 has received the pulse signal.

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 device 112 and the machining control unit 118 count up the counter value CM and the counter value CN independently, but since the measuring device 112 and the machining control unit 118 receive the pulse signal at the same time, the counter value CM and the counter value CN are It will be counted up at the same timing.

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 device 112 measures the distance to the work W every 6 milliseconds. The measuring device 112 transmits the counter value CM at the time of measurement, that is, the counter value CM indicating the measurement time (hereinafter, referred to as “measurement time value CM”) to the information processing device 120 together with the measurement value V. The machining control unit 118 sets the Y coordinate of the saddle 110, the X coordinate of the table 114, and the Z coordinate of the spindle head 106. The information processing apparatus 120 acquires the position information P set by the machining control unit 118 every 4 milliseconds. At this time, in the information processing apparatus 120, the counter value CN at the time of acquisition of the position information P, that is, the counter value CN indicating the position time (hereinafter referred to as “position time value CN”) is also the position coordinate P (XYZ coordinate value). ) And get it.

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 information processing apparatus 120 periodically acquires the measured value V and the measured time value CM. Further, the information processing apparatus 120 also periodically acquires the position information P and the position time value CN. The information processing apparatus 120 calculates the position information P at the measurement time by adjusting the measured value V and the position information P obtained asynchronously based on the measurement time value CM and the position time value CN (hereinafter, this). Such processing is called "time adjustment"). The details of the time adjustment will be described later in relation to FIGS. 9 and later.

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 pulse generator 116, the measuring device 112, the information processing device 120, and the machining control unit 118.
As described above, the measuring device 112 periodically measures the distance to the work W. The measuring device 112 periodically asserts the "measurement timing signal MS". When the measurement timing signal MS is asserted, the distance measurement is executed and the measured value V is transmitted to the information processing apparatus 120 together with the measured time value CM. The measuring device 112 transmits the measured value V and the measured time value CM to the pulse generator 116 when the measurement timing signal MS is asserted, and the pulse generator 116 transmits the measured value V and the measured time value CM to the information processing device. It may be transmitted to 120. That is, the measuring device 112 may directly transmit the measured value V to the information processing device 120, or may transmit the measured value V to the information processing device 120 via the pulse generating device 116.

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 machining control unit 118 is connected to the first axis linear scale 180, the second axis linear scale 182, and the third axis linear scale 184. The X coordinate value is measured by the first axis linear scale 180. The Y coordinate value is measured by the second axis linear scale 182. The Z coordinate value is measured by the third axis linear scale 184. The information processing apparatus 120 acquires the position measurement value CN together with the position coordinate P (X coordinate value, Y coordinate value and Z coordinate value) by accessing the latch program executed by the machining control unit 118.

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 pulse generator 116, the measuring device 112, the information processing device 120, and the machining control unit 118.
The first axis motor 186 is a motor that moves the table 114 in the X-axis direction. The machining control unit 118 instructs the servo module 192 of the X-axis movement amount of the table 114. The servo module 192 rotates the first axis motor 186 according to the instructed movement amount. The amount of rotation of the first-axis motor 186 is measured by the encoder of the first-axis linear scale 180. The servo module 192 acquires a count value indicating the amount of movement on the X-axis from the encoder of the first-axis linear scale 180. The machining control unit 118 acquires the X coordinate value of the table 114 based on the count value acquired from the servo module 192.

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 second axis motor 188 is a motor that moves the saddle 110 in the Y-axis direction. The machining control unit 118 instructs the servo module 194 of the Y-axis movement amount of the saddle 110. The servo module 194 rotates the second axis motor 188 according to the instructed movement amount. The amount of rotation of the second-axis motor 188 is measured by the encoder of the second-axis linear scale 182. The servo module 194 acquires a count value indicating the amount of Y-axis movement from the encoder of the second-axis linear scale 182. The machining control unit 118 acquires the Y coordinate value of the saddle 110 based on the count value acquired from the servo module 194.

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 third shaft motor 190 is a motor that moves the spindle head 106 in the Z-axis direction. The machining control unit 118 instructs the servo module 196 of the Z-axis movement amount of the third-axis motor 190. The servo module 196 rotates the third axis motor 190 according to the instructed movement amount. The amount of rotation of the third axis motor 190 is measured by the encoder of the third axis linear scale 184. The servo module 196 acquires a count value indicating the Z-axis movement amount from the encoder of the third-axis motor 190. The machining control unit 118 acquires the Z coordinate value of the spindle head 106 based on the count value acquired from the servo module 196.

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 processing control unit 118 acquires the position information P (X coordinate value, Y coordinate value and Z coordinate value) at the timing when the "position acquisition signal GP" is received from the information processing device 120, and processes the position information P. It is transmitted to the device 120. Further, the machining control unit 118 transmits the position measurement value CN from the dummy signal line to the information processing apparatus 120 when the position information P is acquired. The information processing apparatus 120 periodically transmits the position acquisition signal GP to the machining control unit 118, the machining control unit 118 acquires the position information P and transmits it to the information processing apparatus 120, and is a dummy of the dummy axis linear scale counter 198. The position / time value CN is transmitted to the information processing device 120 via the pulse generator 116 by the signal line.

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 linear scale counter 198 is a linear scale encoder that is not used when measuring the measured value V among the linear scales included in the machine tool 100. For example, if there is a surplus servo module, the linear scale encoder in the surplus servo module may be used. There is a removable substage, and when this substage is removed, the linear scale signal line corresponding to the substage may be used as a dummy signal line.

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 device 112 transmits the measured value V together with the measured time value CM to the information processing device 120. The measuring device 112 may transmit the measured value V to the pulse generating device 116, and the pulse generating device 116 may transmit the measured time value CM together with the measured value V to the information processing device 120.

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 machining control unit 118.
The measuring device 112 periodically asserts the measurement timing signal MS. The measuring device 112 acquires the measured value V when the measurement timing signal MS is asserted. Apart from the distance measurement, the information processing apparatus 120 first transmits the reset signal Z to the dummy axis linear scale 198. The reset signal Z is an initialization signal for resetting the count of the position / time value CN in the machining control unit 118.

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 pulse generator 116 to the machining control unit 118. Each time the rising edge and falling edge of the pulse signal A and the rising edge and falling edge of the pulse signal B are detected, the position-time value CN of the machining control unit 118 is counted up. The processing control unit 118 transmits the position / time value CN to the information processing apparatus 120 as the D signal of FIG.

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 machining control unit 118 controls the first shaft motor 186 and the like to move the table 114, the saddle 110 and the spindle head 106 by a designated distance in a designated direction. Apart from moving the table 114 and the like, the information processing apparatus 120 periodically transmits the position acquisition signal GP. After the position acquisition signal GP is transmitted, the information processing apparatus 120 receives the position information P together with the position time value CN from the processing control unit 118. Similarly, the measuring device 112 periodically asserts the measurement timing signal MS. When the measurement timing signal MS is asserted, the measuring device 112 executes the distance measurement to acquire the measured value V, and transmits the measured value V together with the measured time value CM to the information processing device 120.

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 machine tool 100, the pulse generator 116, and the information processing device 120.
The machine tool 100 includes an operation control device 122, a machining control unit 118 (numerical control unit), a machining device 124, a tool changing unit 126, and a tool storage unit 128. The processing apparatus 124 corresponds to the machine configuration of the machine tool 100 including the bed 102, the column 104, the saddle 110, the table 114, the spindle head 106, and the like. The machining control unit 118, which functions as a numerical control device, transmits a control signal to the machining device 124 according to the machining program. The machining apparatus 124 moves the spindle head 106, the saddle 110, the table 114, and the spindle head 106 according to the instruction from the machining control unit 118 to machine the workpiece.

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 operation control device 122 includes an operation panel (not shown) that provides a user interface function to the operator. The operator controls the machining control unit 118 via the operation control device 122. The tool storage unit 128 stores the tool. The tool changing unit 126 corresponds to a so-called ATC (Automatic Tool Changer). The tool changing unit 126 takes out the tool from the tool storage unit 128 according to the changing instruction from the machining control unit 118, and exchanges the tool on the spindle 108 with the taken out tool. Further, the tool changing unit 126 can attach / detach the measuring device 112 to / from the spindle 108 instead of the tool.

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 pulse generator 116 is connected to both the machining control unit 118 and the measuring device 112, and transmits a pulse signal at regular intervals. As described above, the pulse generator 116 in the present embodiment transmits a pulse signal at a high frequency of 1 microsecond.

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 information processing device 120 periodically receives the measured value V and the measured time value CM from the measuring device 112. Further, the information processing apparatus 120 periodically receives the position coordinate P and the position time value CN from the machining control unit 118. The information processing device 120 may be configured as a part of the operation control device 122. The information processing apparatus 120 may be a general laptop PC (Personal Computer) or a tablet computer.
The machine tool 100 may include both or one of the pulse generator 116 and the information processing apparatus 120.

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 information processing apparatus 120.
Each component of the information processing device 120 includes a CPU (Central Processing Unit), a computing unit such as various computer processors, a storage device such as a memory and a storage, hardware including a wired or wireless communication line connecting them, and a storage device. It is stored in the computer and realized by software that supplies processing instructions to the computer. The computer program may be composed of a device driver, an operating system, various application programs located on the upper layer thereof, and a library that provides common functions to these programs. Each block described below shows a block for each function, not a configuration for each hardware.

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 operation control device 122 and the processing control unit 118 are also stored in a computer such as a processor, a storage device such as a memory and a storage device, hardware including a wired or wireless communication line connecting them, and a storage device. The software or program that supplies the processing instructions may be realized on an operating system separate from the information processing unit 120.

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 information processing apparatus 120 includes a user interface processing unit 130, a data processing unit 132, a communication unit 134, and a data storage unit 136.
The user interface processing unit 130 accepts operations from the operator and is in charge of processing related to the user interface such as image display and audio output. The communication unit 134 is in charge of communication with external devices such as the processing control unit 118 and the processing device 124. The data processing unit 132 executes various processes based on the data acquired by the communication unit 134 and the user interface processing unit 130 and the data stored in the data storage unit 136. The data processing unit 132 also functions as an interface for the user interface processing unit 130, the communication unit 134, and the data storage unit 136. The data storage unit 136 stores various programs and setting data.

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 interface processing unit 130 includes an input unit 138 and an output unit 140.
The input unit 138 receives input from the user via a hard device such as a touch panel, a mouse, and a keyboard. The output unit 140 provides various information to the user via an image display or an audio output.

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 communication unit 134 includes a reception unit 144 that receives data from an external device and a transmission unit 142 that transmits data to the external device.
The receiving unit 144 includes a first receiving unit 146 and a second receiving unit 148. The first receiving unit 146 periodically receives the measured value V together with the measured time value CM from the measuring device 112. The second receiving unit 148 periodically receives the position information P together with the position / time value CN from the machining control unit 118. In the present embodiment, the transmission unit 142 periodically transmits the position acquisition signal GP to the processing control unit 118, and the second receiving unit 148 returns the position information P from the processing control unit 118 in response to the position acquisition signal GP. And receive the location time value CN.

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 data processing unit 132 includes an adjusting unit 150 and a shape reproducing unit 152. The adjusting unit 150 calculates the position information P at the measurement time based on the measurement time value CM and the position time value CN. The shape reproduction unit 152 generates three-dimensional data of the work W by reproducing the surface shape of the work W by a known method based on the position coordinates P and the measured value V after adjusting the time.

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 pulse generator 116 transmits a pulse signal to the machining control unit 118 and the measuring device 112. In FIG. 9, the measured time value CM = 129, that is, when the measuring device 112 receives the 129th pulse signal, the measuring device 112 measures the distance to the work W directly underneath, and the measured value V is set as the data number M1. (Hereinafter referred to as "measured value (M1)") is transmitted to the information processing apparatus 120 together with the measured time value CM. The first receiving unit 146 of the information processing apparatus 120 receives the measured time value CM (hereinafter, referred to as “measured time value CM (M1)”) together with the measured value V (M1).

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 device 112 measures the distance to the work W again. The data number at the time of measurement at this time is M2. The measured time value CM (M2) is "6200". The measuring device 112 measures the distance to the work W every 6 milliseconds, but the timing of the measurement may fluctuate by several microseconds due to fluctuations in the processing load of the measuring device 112 or the like. Logically, the next measurement time value CM (M2) of the measurement time value CM (M1) = 129 is 6129 (= 129 + 6000), but as shown in FIG. 9, the actual measurement time value CM (M2) = 6200. It has become slightly fluctuating. The measuring device 112 transmits the measured value V (M2) and the measured time value CM (M2) to the information processing device 120. Subsequently, the measuring device 112 transmits the measured value V (M3) and the measured time value CM (M2) = 12105 after about 6 milliseconds.

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 information processing apparatus 120 periodically accesses the machining control unit 118 and acquires the position coordinates P from the machining control unit 118. In FIG. 9, as the data number N1, the measurement time value CN = 223, that is, the position coordinate P (N1) when the machining control unit 118 receives the 223rd pulse signal is the second reception unit of the information processing apparatus 120. 148 is received together with the position time value CN (N1).

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 information processing apparatus 120 accesses the machining control unit 118 again and acquires the position coordinate P (N2) and the position time value CN (N2) = 4229. After that, the information processing apparatus 120 acquires the position coordinate P (N3) and the position time value CN (N3) = 8501, and the position coordinate P (N4) and the position time value CN (N4) = 12387.

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 position information history 160 in the first embodiment.
The position information history 160 is stored in the data storage unit 136 of the information processing apparatus 120. The position information history 160 indicates the position information P and the position time value CN periodically acquired by the second receiving unit 148 from the machining control unit 118. The position information P includes an X coordinate value, a Y coordinate value, and a Z coordinate value.

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 machining control unit 118 receives the 4229th pulse signal from the pulse generator 116. More specifically, the position information P (N2) indicates the X coordinate value, the Y coordinate value, and the Z coordinate value of the spindle head 106 at the measurement point (below the spindle head 106) at the position time value CN (N2).

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 measurement history 170 according to the first embodiment.
The measurement history 170 is stored in the data storage unit 136 of the information processing apparatus 120. The measurement history 170 shows the measured value V and the measured time value CM periodically received by the first receiving unit 146 from the measuring device 112. As described above, the measured value V indicates the distance from the tip position of the measuring device 112 to the surface of the work W.

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 device 112 to the work W when the measuring device 112 receives the 6200th pulse signal from the pulse generating device 116.

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 unit 150 is the difference between the position time value CN (N1) = 223 and the position time value CN (N2) = 4229 obtained after the measurement time value CM (M1) = 129, that is, {CN (N2)-. Based on CN (N1)} = 4006, the time change rate d1 of the X coordinate value is calculated. The X coordinate value corresponding to the position time value CN (N1) = 223 is X (N1) = 453.444, and the X coordinate value corresponding to the position time value CN (N2) = 4229 is X (N2) = 475.534. Then,
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 unit 150 is the difference between the position time value CN (N2) = 4228 and the position time value CN (N3) = 8501 before and after the measurement time value CM (M2) = 6200, that is, {CN (N3) -CN (N2). )} = 4273, the time change rate d2 of the X coordinate value is calculated.
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 unit 150 has X coordinates based on the difference between the position time value CN (N1) = 223 and the measured time value CM (M1) = 129, that is, {CN (N1) -CM (M1)} = 94. Calculate the time change rate du of the value.
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 information processing apparatus 120 of the first embodiment has been described as acquiring the position information P from the machining control unit 118 about every 4 milliseconds. Actually, it is conceivable that the timing at which the information processing apparatus 120 acquires the position coordinates P from the machining control unit 118 becomes unstable. For example, when a part of the function of the communication unit 134 is configured as software for transmitting a position acquisition request every 4 milliseconds, an overhead is generated due to periodical release (starting) of the software. In addition, the time until the position acquisition request reaches the machining control unit 118 via a wired cable such as Ethernet (registered trademark) and the machining control unit 118 completes reading the position information P from the built-in memory is also in microseconds. When you look at it, there are variations. In the second embodiment, the time adjustment when the position time value CN does not have the periodicity as in the first embodiment will be described.

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 position information history 160 in the second embodiment.
In the position information history 160 shown in FIG. 13, the position / time value CN (N1) = 1705, the position / time value (N2) = 2505, and the position / time value (N3) = 5505. That is, the position information P (N2) is acquired 800 microseconds (= 2505-1705) after the acquisition of the position information P (N1), and the position information P (N3) is acquired 300 microseconds after the acquisition of the position information P (N2). ) Has been acquired. The measurement history 170 is the same as that of the first embodiment.

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 unit 150 sets the difference between the position time value CN (N1) and the position time value CN (N2) obtained after the measurement time value CM (M1), that is, {CM (N2) -CM (N1)}. Based on this, when the time change rate d3 of the X coordinate value is calculated,
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 unit 150 is based on the difference between the position time value CN (N3) and the position time value CN (N4) before and after the measurement time value CM (M2), that is, {CN (N4) -CN (N3)}. The time change rate d4 of the X coordinate value is calculated.
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 machine tools 100 and 120 have been described above based on the embodiments.
In the present embodiment, the pulse generator 116 transmits a pulse signal to the machining control unit 118 and the measuring device 112 synchronously and at a constant cycle. The measuring device 112 acquires the measured value V at its own pace and transmits the measured value V together with the measured time value CM to the information processing device 120. The measured time value CM becomes a so-called time stamp, and the information processing apparatus 120 can accurately recognize the timing at which the measured value V is actually acquired. Similarly, the information processing apparatus 120 also receives the position information P from the machining control unit 118 together with the position time value CN at its own pace. Also in this case, the position / time value CN becomes a time stamp, and the information processing apparatus 120 can accurately recognize the timing at which the position information P is actually set. Since the information processing apparatus 120 can interpolate and calculate the position information P (coordinate value) at the measurement time based on the measurement time value CM and the position time value CN, the measurement value V and the position information P can be calculated with an accuracy of microseconds. Can be aligned.

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 measuring device 112 and the machining control unit 118, it is not necessary to introduce a control mechanism for synchronizing the measuring device 112 and the machining control unit 118.

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 machine tool 100 in the present embodiment has been described as being a machining center. The machine tool 100 is not limited to a machining center, but can be applied to a turning center or a multi-tasking machine.

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 unit 150 may calculate a linear regression equation from a plurality of positional information by the least squares method, and calculate the positional information P at the measurement time based on the linear regression equation.

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 unit 150 may calculate the measured value V at the position time instead of calculating the position information P at the measurement time. For example, in the case of FIG. 12, based on the measured value V (M1) and the measured value V (M2), the measured value V (N1) in the middle may be calculated by a linear interpolation formula.

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 unit 150 may also calculate the measured value V and the position information P at any time point such as the count value CN, CM = 1000, 2000 by a linear interpolation formula or the like. For example, the adjusting unit 150 calculates the position information P at the count value CN = 1000 in FIG. 8 based on the position information P (N1) and the position information P (N2), and measures the measured value V at the same time as the measured value V ( It may be calculated based on M1) and the measured value V (M2).

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 information processing apparatus 120 acquires the position time value CN in addition to the three types of position information P (X, Y, Z) from the processing control unit 118. The position-time value CN may be received from an unused signal line among a plurality of signal lines included in the machining control unit 118. For example, the angle of rotation of the spindle 108 may not be needed when using the measuring device 112. Therefore, when the work W is measured by the measuring device 112, if it is not necessary to send and receive the rotation angle, the information processing device 120 sets the position and time via the signal line for transmitting and receiving the rotation angle of the machining control unit 118. You may get the value CN. By acquiring the position-time value CN via an existing and unused signal line, the present invention can be easily applied to the existing machine tool 100.

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 information processing apparatus 120 periodically accesses the machining control unit 118, and the machining control unit 118 acquires the position information P designated by the machining apparatus 124 by a so-called polling method. As a modification, the machining control unit 118 may periodically transmit the position information P to the information processing device 120 in the same manner as the measuring device 112. Similarly, the information processing device 120 may periodically access the measuring device 112 and acquire the measured value V detected by the measuring device 112 by a polling method.

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 pulse generator 116 and the information processing apparatus 120 can be applied to other than machine tools. For example, the robot may be equipped with a measuring device 112, and the information processing device 120 may recognize the shape of an obstacle by acquiring both the position information of the robot and the measured value indicating the distance from the robot to the obstacle. ..

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 device 112, and the shape reproducing unit 152 reproduces a three-dimensional image of the teeth of the gear by computer graphics. Precise time adjustment is especially important when forming objects with complex shapes such as gears.

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 pulse generator 116 to both the measuring device 112 and the machining control unit 118. Each time the measuring device 112 receives a pulse signal, the measured time value CM (count value) stored inside the measuring device 112 is counted up. Further, it has been described that each time the machining control unit 118 receives a pulse signal, the position / time value CN (count value) stored inside the machining control unit 118 is counted up.

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 pulse generator 116 may transmit a pulse signal only to the machining control unit 118. The measuring device 112 periodically and self-excitably asserts the measurement timing signal MS as in the present embodiment. The measuring device 112 executes the measurement when the measurement timing signal MS is asserted, and transmits the measured value V to the information processing device 120. On the other hand, the measuring device 112 also transmits the measurement timing signal MS to the pulse generating device 116 at the time of assertion.

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 pulse generator 116 manages the measurement time value CM (count value) instead of the measurement device 112. The counter built in the pulse generator 116 counts up the measured time value CM each time a pulse signal is transmitted, and when the measurement timing signal MS is received from the measuring device 112, the measured time value CM at that time is information processing device. Send to 120. Since the measurement timing signal MS is asserted every 6 milliseconds, the pulse generator 116 transmits the measurement time value CM to the information processing device 120 about every 6 milliseconds. The adjusting unit 150 of the information processing device 120 receives the measured value V from the measuring device 112, and receives the measured time value CM from the pulse generating device 116. Further, the information processing apparatus 120 receives the position information P and the position time value CN from the processing control unit 118. After that, in the same manner as in the present embodiment, the adjusting unit 150 may perform time adjustment based on the measured time value CM and the position time value CN.

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, 146th Receiver 148 2nd receiver, 150 adjustment unit, 152 shape reproduction unit, 160 position information history, 170 measurement history, 180 1st axis linear scale, 182 2nd axis linear scale, 184 3rd axis linear scale, 186th 1-axis motor, 188 2-axis motor, 190 3-axis motor, 192 servo module, 194 servo module, 196 servo module, 198 dummy axis linear scale

Claims (9)

工作機械に装着される計測装置から、測定対象物までの距離を示す測定値および前記測定値の取得タイミングを示す第1時刻値を取得する第1受信部と、
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2受信部は、
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.
前記第2受信部は、前記第1受信部が前記計測装置から前記測定値および前記第1時刻値を受信するタイミングとは非同期のタイミングにて、前記座標値および前記第2時刻値を取得する、請求項1または2に記載の情報処理装置。 The second receiving unit acquires the coordinate value and the second time value at a timing asynchronous with the timing at which the first receiving unit receives the measured value and the first time value from the measuring device. , The information processing apparatus according to claim 1 or 2. 前記第2時刻値は、数値制御部がパルス発生装置から受信したパルス信号のカウント数を示す数値である、請求項1から3のいずれかに記載の情報処理装置。 The information processing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second time value is a numerical value indicating the count number of pulse signals received from the pulse generator by the numerical control unit . 前記計測装置は、前記工作機械の工具保持部に固定され、
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.
パルス発生装置と接続され、
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.
前記測定値、前記測定タイミング信号により示される第1時刻値、前記座標値および前記第2時刻値を受信する情報処理装置と接続され、
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.
前記情報処理装置は、前記測定タイミングにおける測定値を前記計測装置から受信し、
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.
前記情報処理装置は、補正計算の対象となる測定タイミングにおける座標値を、前記測定タイミングよりも前に取得された座標値である事前座標値および前記事前座標値の取得時における第2時刻値と、前記測定タイミングよりも後に取得された座標値である事後座標値および前記事後座標値の取得時における第2時刻値を変数とする線形補間式により算出する、請求項8に記載の工作機械。 The information processing apparatus sets the coordinate values at the measurement timing to be the target of the correction calculation as the pre-coordinate values which are the coordinate values acquired before the measurement timing and the second time value at the time of acquiring the pre-coordinate values. The operation according to claim 8, wherein the post-coordinate value, which is a coordinate value acquired after the measurement timing, and the second time value at the time of acquisition of the post-coordinate value are used as variables for calculation by a linear interpolation formula. machine.
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