JPH03228551A - タッチセンサの接触方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、タッチセンサを用いて物体の位置を計測する
場合に適用されるタッチセンサの接触方法に関する。

〔従来の技術〕

ＣＮＣ制御される加工機械においては、刃具の寸法やワ
ークの加工寸法を計測するために、いわゆるタッチセン
サを用いて刃具の刃面やワークの加工面の位置を検出す
る処理が実行される。

上記刃具やワーク（以下、これらを物体と略称する）に
タッチセンサを接触させる場合、第６図に示すような手
順を実行し、これによってタッチセンサの破損防止と位
置検出精度の向上を図っている。

第６図の手順においては、位置Ｐ４に固定配置されたタ
ッチセンサ１に対して上記物体２が左方向に移動される
。

すなわち、物体２はまず移動原点位置ＰＱから早送り速
度Ｖ１て位置Ｐ、まて移動される。そして、位置Ｐ、か
らは普通送り速度Ｖ２て位置Ｐ２まて移動され、そのの
ち微小送り速度■３て位置Ｐ４に向けて移動される。

なお、上記位置Ｐ１は物体２かタッチセンサ１に絶対接
触することかないと見込まれる位置である。

−１：、記物体２は、」二紀微小送り速度Ｖ３ての移動
中にタッチセンサ１と接触し、そのさい該センサ１かタ
ッチ信号を出力する。そこで、このタッチ信号の出力時
点での物体２の位置か接触位置として記憶され、この位
置は上記物体が上記刃具の場合には該刃具の寸法を計測
するためのデータとして、また上記物体か−［記ワーク
の場合には該ワクの加圧寸法を計測するためのデータと
してそれぞれ使用される。

上記普通送り速度Ｖ２は、仮にこの速度Ｖ２て物体２か
タッチセンサ１に接触しても該センサか破損しない大き
さに設定され、上記微小送り速度Ｖ３はタッチセンサ１
の仕様や要求される位置検出精度に基ついて適宜設定さ
れる。

また上記手順は、加工機械の制御手段に予めプログラム
される。

なお、上記においては固定配置されたタッチセンサ１に
対して物体２を移動させているか、これとは逆に物体２
を固定配置して夕・ソチセンサ１を移動させる場合でも
上記手順は適当可能である。

〔発明か解決しようとする課題〕

第６図において、位置Ｐ３と位置Ｐ、は夕・ソチセンサ
１がタッチ信号を出力すると予想される範囲り、を規定
している。そして前記位置Ｐ２は、位置Ｐ３との間に位
置計測のための必要最小距離Ｌ２か確保されるように設
定される。

上記範囲Ｌ１は、物体２の形状か大きいほど広く設定す
る必要かあり、該物体２の形状が広範囲に亘っている現
状においては相当に大きく設定されている。

この範囲Ｌ１大きく設定することは、位置Ｐ２と位置２
１間の距離り、＋Ｌ２の拡大、つまり点線で示した微小
速度移動区間の拡大をｔまたらし、結束的には位置＝１
側のサイクルタイムを長くすることになる。

本発明の［−１的は、かかる点に鑑み、上記位置計測の
サイクルタイムを短縮することができるタッチセンサの
接触方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

そのため本発明では、タッチセンサと物体のうちの一方
側を他方側に向けて移動させる行程と、上記タッチセン
サのタッチ信号出力時点で上記−刃側の移動位置を暫定
接触位置として検出する行程と、上記暫定接触位置に基
づき、該暫定接触位置よりも所定距離たけ手前の微速移
動開始基準位置を設定する行程と、上記−刃側を上記暫
定接触位置から上記微速移動開始基準位置まで後退させ
る行程と、上記−刃側を上記微速移動開始基準位置から
微小速度で上記他方側に向けて移動させる行程とか実施
される。

〔作用〕

接触方法では、タッチセンサと物体とか一旦、暫定的に
接触され、その暫定接触位置に基づいて該位置よりも所
定距離たけ手前の微速移動開始基準位置か設定される。

そして上記微速移動開始基準位置から移動体か微小速度
で移動される。

〔実施例〕

以下、図面を参照しなから本発明の実施例について説明
する。

第２図は、ＣＮＣ制御の加工機械における刃具１０の寸
法計測の態様を、また第３図は該加工機械における被加
工物１１（以下、ワークと略称する）の加工寸法の計測
態様をそれぞれ示している。

第２図の場合、予設定位置に配置されたタッチセンサ１
２〜１４に刃具１０を接触させるべく、該刃具１０がＸ
軸およびＹ軸方向に移動される。

そして、タッチセンサ１２〜１４に対する刃具１０の接
触位置に基づいて該刃具１０の寸法か計測される。

また、第３図の場合には、予設定位置に配置されたワー
ク１１にタッチセンサ１５を接触させるべく、該タッチ
センサ１５がワーク１１の径方向（同図の上下方向）に
移動される。そして、ワり１１の加工面１１　ａに対す
るタッチセンサ１５の接触位置に基づいて該ワーク１］
の加工寸法が計測される。

なお、上記タッチセンサ１２〜１４に対する刃具１０の
接触位置および上記ワーク１１の加工面１、１　ａに対
するタッチセンサ１５の接触位置は、加工機械に備えら
れたパルスエンコーダ等の位置検出手段によってそれぞ
れ検出される。

第１図は、本発明の実施例を示し、この実施例を第２図
および第３図に例示した寸法計測に適用する場合には、
第４図のフローチャートに示す手順か第５図に示すマイ
クロプロセッサ１６によって実行される。

いま、第２図に示した刃具］０の寸法計測を行う場合を
想定すると、この場合には第１図の位置Ｐ１４にタッチ
センサ１２〜１４が固定設置され、かつ刃具１０が移動
原点位置ＰＩＯに位置される。

移動原点位置ＰＩＯに位置された刃具］−〇は、まず第
４図のステップ１００に示すように前進方向に速度ＶＩ
Ｉで早送りされる（第１図の太矢印参照）なお、刃具］
０の移動は、第５図に示す各軸周の駆動モータ１７によ
って行われ、また刃具１０ノ移動位置は同図に示すパル
スエンコーダ１８の出力パルスに基づいて常時検出され
る。

第４図のステップ１０１では、刃具１０が第１図に示し
た位置Ｐ１□に到達したか否かが判断され、その判断結
果がＮＯである間は上記早送り移動が継続される。

位置Ｐｌ＋への刃具１０の到達かステップ１０１て判断
されると、ステップ１０２に示すように普通送り速度Ｖ
Ｉ２て刃具１０が前進方向に移動される（第１図の実線
矢印参照）。

第１図に示した位置Ｐ１２および位置ｐｕ、は、タッチ
センサ１２〜１４がオンすると予想される範囲Ｌ１１を
規定するために予設定された位置である。

次のステップ１０３ては、刃具１０か上記位置Ｐ１２に
到達したか否がか判断され、その判断結果がＹＥＳであ
る場合には、ステップ］０４に示すように上記普通送り
速度Ｖ１２での刃具１０の移動が継続される。

いま、刃具１０か第２図に示したタッチセンサ１２に向
かって移動されているとすると、次のステップ１０５に
おいてはこのタッチセンサ１２がオンしたか否かが判断
される。そしてセンサ１２のオン動作が判断された場合
には、刃具１０の移動か停止されるとともに、上記オン
時点での刃具１０の位置が暫定接触位置として第５図に
示すメモリ１９に記憶される（ステップ１０６）。

上記メモリ１９には、位置計測のための必要最小距離Ｌ
＋２が予め格納されており、次のステップ１０７では上
記暫定接触位置から上記必要最小距離Ｌ＋２を減じて、
第１図に示す微速移動開始基準位置Ｐ１３を求める演算
が実行される。

次のステップ１０８では、刃具１０を上記普通送り速度
ｖ１２て上記微速移動開始基準位置Ｐ１３に向けて後退
移動（第１図の一点鎖線矢印を参照）させる処理が実行
され、この後退移動は位置Ｐ１３への刃具１０の到達が
ステップ１０９で判断されるまで続行される。なお、上
記後退移動は上記普通送り速度Ｖ１□で行われる。

ステップ１０９て位置Ｐ１３に刃具１０か到達したと判
断された場合、第１図に点線で示したように刃具１０か
微小送り速度Ｖ１３てタッチセンサ１２に向けて前進移
動され（ステップ１１ｏ）　この前進移動はステップ１
１１てタッチセンサ１２のオン動作が判断されるまで続
行される。

そして、ステップ１１１てタッチセンサ１２のオン動作
が判断されると、刃具１０の移動が停止されるとともに
、そのオン時点での刃具１０の位置が正式接触位置とし
て第５図に示すメモリ１９に記憶される（ステップ１１
２）。

以上の説明から明らかなように、この実施例では必要最
小計測距離Ｌｌｌと微速移動距離とが一致することにな
る。

なお、上記普通送り速度ｖ１２は、仮にこの速度ＶＩ２
で物体２がタッチセンサ１２に接触しても該センサが破
損しない大きさに設定され、上記微小送り速度ｖ、３は
タッチセンサ１２の仕様や要求される位置検出精度に基
づいて適宜設定される。

次に、前記ステップ１０３ての判断結果がＮ。

である場合について、つまり刃具１０か位置Ｐと位置Ｐ
１２の間を移動している場合について説明する。

この場合には、手順かステップ１１３に移行される。そ
してこのステップ１１３では、タッチセンサ１２がオニ
フシたか否かか判断され、その判断活用がＮＯである場
合には手順がステップ１０２に戻される。この結果、位
置Ｐｌ＋より位置Ｐ、２に至る区間を刃具］Ｏか移動移
動している際のタッチセンサ１２のオン動作かチエツク
される。

そして、通常タッチセンサ１２がオンすることのない上
記区間ｐＨ〜Ｐ１２において、何らかの要因でタッチセ
ンサ１２がオンし、それによってステップ１１３の判断
結果がＹＥＳになった場合には、刃具１０か異常停止さ
れるとともに（ステップ１．１４　）　、第５図に示し
た異常表示器２０にアラーム信号が出力される（ステッ
プ１１５）。

なお、異常表示器２０には警報ランプやブサなどが用い
られる。

一方、前記ステップ１０５ての判断結果かＮ。

である場合には、手順かステップ】１６に移行される。

そしてステップ１］６ては、タッチセンサ１２か前記位
置Ｐ１９に到達したが否がか判断され、その判断結果が
ＮＯである場合には手順がλテｌプ］０４に戻される。

かくして、位置Ｐ１２から位置Ｐ１５にいたる区間Ｌ１
□てのタッチセンサ１２のオン動作がチエツクされる。

そして何らかの要因により同区間Ｌ１１でタッチセンサ
１２がオン動作しなかった場合には、つまり刃具１０か
位置Ｐ１５に到達してステップ］１６の判断結果かＹＥ
Ｓになった場合には、刃具１０を異常停止させる処理と
異常表示器２ｏにアラーム信号を出力させる処理とが実
行される（ステップ１１４，１１５）。

以上の説明から明らかなように、上記実施例によれば、
刃具１０か一旦タッチセンサ１２に接触され、その接触
位置か記憶される。そして、この接触位置から前記必要
最小針側距離Ｌｌまたけ手前の微速移動開始基準位置Ｐ
１３か演算され、この位置Ｐ１３からタッチセンサ１２
に向けて刃具１ｏが微小速度で移動される。

それゆえ、従来のように最大形状の刃具１０の大きさを
見越して微速移動距離を大きく設定しておく必要がなく
、それたけ計測のサイクルタイムを短くすることかでき
る。

なお、第２図に示したタッチセンサ１Ｂ、１４こ対して
刃具１０を接触させる場合にも上記と同様の手順が実行
される。そしてそれらのセンサ１３１４の接触位置およ
び前記センサ１２の接触位置は、刃具１０の寸法を計測
するためのデータとして用いられる。

また、第３図に示した態様でワーク１１の加工寸法（内
径寸法）を計測する場合には、第１図の位置Ｐ１４に該
ワーク１１か固定配置され、タッチセンサ１５か同図の
位置Ｐ、。から移動される。

上記実施例に係るタッチセンサの接触方法は、上記刃具
１０なとの位置認識たけてなく、−船釣な物体の位置認
識に幅広く適用することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来の方法に比して微速移動距離か短
縮されるので、計測のサイクルタイムを短くすることが
できる。それゆえ、実施例に示したような刃具やワーク
の寸法計測に適用した場合、従来、加工機械の加工サイ
クルタイムの制約で不可能であった個々の加工サイクル
毎の寸法計測か可能になり、これによって加工物品の品
質向上と不良品の流出防止を図ることができる。

また、時間的な制約から従来実施されていない鋳鍛造品
の取り代管理や荒歯初品の寸法管理にも有効に適用する
ことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における刃具等の移動態様を例
示した概念図、第２図は刃具の寸法計測の態様を示した
概念図、第３図はワークの加工寸法の計測態様を示した
概念図、第４図は本発明の実施例において実行される手
順を示したフローチャート、第５図は第４図の手順を実
行する制御系を概念的に示したブロック図、第６図は従
来のりソチセンサの接触方法を示した概念図である。 １０・・刃具、１１・・・ワーク、１２．１３，１４゜
１５　タッチセンサ、１６・・マイクロプロセッサ、１
つ・　メモリ、２０・・異常表示器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 タッチセンサと物体のうちの一方側を他方側に向けて移
   動させる行程と、 上記タッチセンサのタッチ信号出力時点で上記一方側の
   移動位置を暫定接触位置として検出する行程と、 上記暫定接触位置に基づき、該暫定接触位置よりも所定
   距離だけ手前の微速移動開始基準位置を設定する行程と
   、 上記一方側を上記暫定接触位置から上記微速移動開始基
   準位置まで後退させる行程と、 上記一方側を上記微速移動開始基準位置から微小速度で
   上記他方側に向けて移動させる行程とを含むことを特徴
   とするタッチセンサの接触方法。