JPS61108907A

JPS61108907A - 自動計測装置

Info

Publication number: JPS61108907A
Application number: JP23088584A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Matsumoto; 敬一松本
Original assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Priority date: 1984-11-01
Filing date: 1984-11-01
Publication date: 1986-05-27
Also published as: JPH045326B2

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、ワーク形状の自動針−ルリ機能を有する数値
制御装置に関し、特に、表面に起状や凹凸のあるワーク
を連続的に計測し、最大値や最小値の判断、それらの位
置の決定、設定されたしきい値範囲の判断などを容易に
実行できる自動計測機能を有する数値制御装置に関する
。

〔従来の技術〕

表面に起状や凹凸のあるワークの加工に先立って、第２
図に示されるような断面形状の最大値Ｘｐやその位置Ｚ
ｐなどのデータを数値側ｔｅｌ！装置で処理する必要が
ある場合、従来は、タノチセンナを使用して、第３図に
示されるように、計測送り（ａ）−数値読取り（ｂ）−
後退（ｃ）−計測点移動（ｄ）を繰返し、数値制御装置
のスキップ機能を頼りに計測値をサンプリングしていた
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記の手段では、センサの当接した点を読取る
だけで、計測は断続的かつ密度も粗（、計測点間の移動
に無駄な操作と冗長な時間を浪費するうえに、計測点の
位置は偶発的なサンプリング次第になり、最大値を逸す
るおそれも大きかった。また、しきい値を設定して、そ
の値より大なる値の範囲もしくは小なる値の範囲を収集
する計測法も困難であった。

〔目　的〕

本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、ワークの形状
を連続的に計測し、最大もしくは最小のピーク値とその
位置、設定されたしきい値を基準とする範囲領域などを
′＃Ｉ習かつ迅速に判断する自動計測機能を有する数値
制御装置を提供することにある。

〔問題を解決するための手段と作用〕

本発明は、上記の目的を達成するために、差動トランス
またはマグネスケール等の計測器のプローブをワークの
表面に接触させて移動させながら、測定値およびその２
軸位置制御のフィードバック信号を計測値データとして
入力させる手段を備え、ワーク形状に関する計測値を比
較基準値と比較する主判断回路と、前・回計測値を比較
基準値として入力させることにより最大値もしくは最小
値へ帰納させるピーク値判断回路と、所定しきい値を前
記比較基準として入力させることにより一定値を基準と
する範囲判断回路とを設け、これらの判断回路にピーク
値もしくは範囲を判断させることを特徴とする。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面によって詳細に説明する
。

第４図は、本発明を実施した数値制御装置の計測器を説
明する座標図である。第４図において、計測器５１は工
具取付用の取付台ｌ（に取付けられ、ＸおよびＺの２軸
をそれぞれ駆動するモータにより、ワークＷとの接触表
面に沿って移動させられる。Ｘ軸のデータがワークＷの
表面形状を示し、Ｚ軸のデータがその計測位置を示すも
のとなるが、ここで注意しなければならないのは、Ｘ軸
のデータは前記取付台Ｈのモータ軸による移動量と、計
測器プローブＰの伸縮量との和であることで、プローブ
Ｐの伸縮だけでは計測限界にオーバースケールを生じる
ので、モータ軸によるシフト量で補うことになる。

上記の計測器を備えて自動計測機能を有する本発明の数
値制御装置の一実施例を示す回路構成図が、第１図であ
る。第１図において、本発明を実施した自動計測機構は
下記の如く構成される。すなわち、ＣＰＵ　（中央処理
装置）１のメインバスにＣＲＴディスプレイ２およびキ
ーボード３が、入出力用インクフェイス４を介して接続
され、更に、前記Ｘ軸駆動用モータ５がアンプ６を介し
て第１の位置制御回路７により駆動され、Ｘ軸駆動用モ
ータ８がアンプ９を介して第２の位置制御回路１０によ
り駆動されるが、これらの２つの位置制御回路７および
１０も前記メインハスに接続されていて、ＣＰＵＩの指
示を受ける。また、前記計測器５１も計測器インクフェ
イス５２を介してメインバスに接続され、前記プロ・−
ブの計測値をＣＰＵ側へ送る。計測器５１は、差動トラ
ンスもしくはマグネスケールが適当である。装置全体の
動作は、装置制御用メモリ１１に格納された基本プログ
ラムに基づいて行われ、計測動作は計測器　′作用メモ
リ１２に格納された計測動作プログラムに基づいて行わ
れる。

一方で、判断回路側には、まずメインハスから直接入出
力されるメモリとして、ｉｉｉ記プローブがスケールオ
ーバーした場合に計測器自体をＸｉ！ＩＩ移動させるシ
フト量を記憶するシフト量設定メモリ１０１と、計測器
インクフェイス５２からの測定値をそのまま入力される
測定値メモリ１０２と、計測器取付ヘッドの前記Ｚ軸現
在値を位置制御回路１０から代入される軸現在値メモリ
１０３と、所定の値より大きいか、または小さい値であ
る領域の範囲を判断したい場合にその所定値をしきい値
として設定する設定値メモリ１０４とが設けられている
。測定値メモリ１０２には、スケールオーバー判別器１
０６が接続されていて、計測器から入力される測定値が
プローブの機能よりもスケールオーバーであると判断さ
れるとビット信号ＳＯＶをＣＰＵ　１へ送り、スケール
オーバー処理を起動させる。ＣＰＵＩは、測定器５１に
シフト動作を行わせると共に、そのシフト量Ｍ、Ｆを前
記シフ）Ｉ設定メモリ１０１から出力させ、前記測定値
メモリ１０２から出力される測定値ＭｖＡと、両出力端
に接続された加算器１０５において加算し、計測値Ｍ。

Ｕ、を出力する。スケールオーバーが起らない場合は、
シフト量がＯであり、従って、測定値Ｍｖ、がそのまま
測定値Ｍ。ｕ７になる。このスケールオーバー処理は、
判断処理と別個に、本発明の自動計測機構の計測機能を
強化するもので、実施例としての効果がある。

さて、加算器１０５および前記設定値メモリ１０４の出
力端には、それぞれアンド・ゲート２０１および２０９
が接続されていて、それらのアンド・ゲートへ押釦等か
ら入力されるピーク値判断指令もしくは範囲判断指令の
ビット信号と“１”アンド“１″の関係にならなければ
、前記計測値Ｍ。Ｕアもしくは前記設定値Ｍ３１．を通
過させない。２つのアンド・ゲート２０１および２０９
の出力は、同一のオア・ゲート２０２へ入力され、計測
値Ｍ。ＵＴもしくは設定値ＭＳＥ□のいずれかが比較基
準値Ｍ　ＲＥ、として、比較値メモリ１０７へ登録され
る。

加算器１０５の出力端は、更に分流して、２つの比較器
へ並列に接続されている。２つの比較器は計測値Ｍ。Ｌ
ＩＴと比較基準値Ｍ　ＩＩ　Ｅ　Ｆとを比較し、第１の
比較器°１０９はＭ。ｕ１≧Ｍ　ＲＥ　ｒの場合にビッ
ト信号“１”を出力し、第２の比較２３１１０はＭｏＬ
＋７≦Ｍ　ＲＥ　ｙの場合に“１”を出力する。前者は
アンド・ゲート２０４によって、大比較指定（最大値判
断）信号が起動されている場合にのみ“１″を伝達し、
後者はアンド・ゲート２０５によって、小比較指定（最
小値判断）信号が起動されている場合にのみ“１′を伝
達する。そして、この両者はオア・ゲート２０６へ入力
されるので、該オア・ゲート２０６はいずれかの入力が
“１”であれば、“１”を出力する。（オア・ゲートは
双方が“１”でも“１”を出力するが、普通オペレータ
は大比較か小比較かのいずれかを選択する）。

出力された“１”は分流されて、２つのアンド・ゲート
２０７および２０８の双方へ入力される。

一方のアンド・ゲー）２０７には範囲判断の指示信号が
人力されるようになっていて、範囲判断が指示されれば
、信号Ｈｎを後記する範囲データ判断回路へ出力し、他
方のアンド・ゲート２０８にはピーク値判断の指示信号
が入力されるようになっていて、ピーク値判断が指示さ
れれば、ビット信号“ｌ”を出力する。このビット信号
“１”は２つの回路で使用される。第１の回路は、加算
器１０５の直後の前記アンド・ゲート２０１の入力側へ
接続されて、計測値Ｍ。ＬＩＴを比較値メモリ１０７へ
人力させるか否かの判断に使用される。

すなわち、大比較の場合は前回計測値よりも今回計測値
が大であるか同一であれば比較値メモリ１０７を更新し
て今回計測値を代入し、小比較の場合は逆に今回計測値
が小か同一であれば比較値メモリ１０７を更新するわけ
で、比較値メモリ１０７の内容が大小いずれかのピーク
値に達するまでこの判断が続けられる。比較基準値Ｍ　
ＲＥ　ｒがピーク値に達すると、前記比較器１０９もし
くは１１０に接続されたアンド・ゲート２０４もしくは
２０５からは“１″が出力されなくなるので、メモリの
更新は行われなくなる。前記アンド・ゲート２０８から
ビット信号を入力される第２の回路は、前記軸現在値メ
モリ１０３の出力を登録するために配設されたピーク時
座標値メモリ１０Ｂの入口のアンド・ゲート２０３に接
続されていて、前記ビット信号が“１”である限り、ピ
ーク時座標値メモリ１０８が軸現在値を更新し続けるが
、ビット信号が“０”になると、更新されなくなる。

すなわち、前記比較基準値Ｍ、ｌＥＦがピーク値に達し
た瞬間の軸現在値が、該ピーク時座標値メモリ１０８に
残されるわけである。従って、比較値メモリ１０７およ
びピーク時座標メモリ１０８の更新が行われなくなり、
この２つのメモリに残された値がピーク値およびその座
標位置で、前記ＣＲＴ２へ読み出される。なお、前記ア
ンド・ゲート２０８からのビット信号は、当初値は“０
”であって、そのままでは比較値メモリへ入力が開始さ
れないことになるので、オア・ゲート２１３を介設し、
該オア・ゲート２１３へ比較開始信号１“を人力する手
段を接続して、イニシャライズを行うものである。また
、比較器１０９，１１０において、計測値Ｍ。ＬＩＴと
比較基準値ＭＲＥＦが同一（Ｍｏｕｔ　＝ＭＲＥＦ　）
である場合でもビット信号“１”を出力するが、この場
合、同一ピーク値が複数あっても、それぞれのピーク時
座標値が得られ、以後の処理に適用できるものである。

一方で、範囲判断の場合は、前記アンド・ゲート２０７
からビット信号Ｈｎが出力され、範囲判断回路へ入力さ
れるが、その入力ルートは下記の３ルートへ分流される
。第１のルートは、メモリセット用のアシド・ゲート２
１０を介して、判断結果メモリ１１１へ人力されるもの
で、１：１測開始時は今回信号Ｈｎが格納され、以後の
比較１８号である前回信号Ｈ，，−，として出力される
。判断結果メモリ１１１は、今回信号Ｈ，による範囲判
断終了の時点で、メモリセット信号が自動的に出力され
、今回信号Ｈｈの１かＯかの信号を、前回判定結果の比
較信号Ｈｎ−１として毎回記・１ａする。第２のルート
は排他オア・ゲート２１１へ入力されるもので、該排他
オア・ゲート２１１のもう１つの入力は前記判断結果メ
モリ１１１がらの前回信号Ｈｒ＋−＋になっていて、該
排他オア・ゲート２１１からの出力は、今回信号Ｈｎと
前回に号Ｈｏ−１とが同一ビットならば“０”、互に異
なるビア１−一らば“１”である。ところで、前記のと
おり、範囲判断の場合は、比較値メモリ１０７には設定
ＭＳＥＴが入力されているので、前回信号ｔｌ、、−，
と今回信号Ｈ，，とが異なるということは、計測値Ｍ０
，１が設定値ＭｓＥアより領域から小なる領域へ通過し
たか、小なる領域から大なる領域へ通過したかのいずれ
かを示し、前記排他オア・ゲート２１１がら“Ｉ”が出
力されるのは、しきい値通過を示すことにある。第３の
ルートは、計測開始もしくは終了の起動信号用アンド・
ゲート２１４を介して、オア・ゲート２１５へ入力され
るもので、該オア・ゲート２１５のもう１つの入力は、
前記排他オア・ゲート２１５からの出力で、たとえ排他
オア・ゲート２１５からの出力が“０”であっても、第
３のルートからのビット信号が“１”であれば、オア・
ゲートからの出力は“１”になるよう優先させることに
なって、これは前記大比較もしくは小比較を指定するこ
とにより、しきい値よりも大もしくは小の領域に対する
軸位置中を判断させるためのものである。通過点のみを
判断させたい場合は、前記起動信号用アンド・ゲート２
１４へ入力する計測開始・終了の信号を“０”にすれば
、前記排他オア・ゲート２１１からの信号により、該オ
ア・ゲート２１５の信号が決定されることになる。そし
て、その出力は、前記軸現在値メモリ１０３に接続され
た範囲データ・メモリ１１２の入力端に介設されたアン
ド・ゲート２１２のもう１つの入力となり、軸現在値メ
モリ１０３から連続的に出力される位置データの通過を
判断し、通過点もしくは範囲のデータを１・ｎ量データ
・メモリ１１２へ登録させる。

第５図は、上記の範囲判断を示す説明図で、曲線Ａで示
される計測値ＭｏｕＴが点線Ｂで示される設定値Ｍ　Ｉ
Ｉ　Ｅ　Ｆと交叉する都度、前記排他オア・ケート２１
１は信号“１”を出力し、対応する軸位置ＺＡｌ、ＺＡ
２＋　　ＺＡ：ｌ＋　　ＺＡ４を登録させる。大比較を
指定すれば、計測範囲ＺＡｏからＺ　Ａ　ｎ　マでうこ
お２するＺＡｌ−ＺＡ２とＺＡ３〜ＺＡ４と力弓亥当し
、ノド比１：、−を指定すれば、計測開始信号および計
測終了信号Ｑこより得られた計測開始点軸位置ＺＡＯお
よび計１ｊｊｌｌ終了点軸位置ＺＡＮの範囲におりるＺ
Ａｏ−ＺＡｌとＺＡＺ〜ＺＡ３、およびＺ　Ａ４〜ＺＡ
Ｎが工亥当する。

範囲データ・メモリ１１２は、上記の輔現在値ＺＡＩＩ
　　ＺＡ２・・・を順次記憶する記Ｐ手段で、出力側は
メインハスに接続され、格納されたデータを所要に応じ
てＣＲＴ２に表示することができろ。通常、′前記軸現
在値は一対で（たとえばＺＡＩ・ＺＡ７の如く）範囲を
表示される。

第６図は、上記の実施例におけるピーク値判断手順を示
すフローチャートである。ピーク値判断フローは、まず
第０段として、押釦等によりあらかじめピーク値判断で
あることと大小いずれかの比較とを指定する。ピーク値
判断の指定は第１図におけるアンド・ゲート２０１およ
び２０８へ入力され、大比較指定はアンド・ゲート２０
４へ、。

小比較指定はアンド・ゲート２０５へ入力される。

フローの第０段は、計測器５工を測定対象に当接し、第
０段で、測定値ＭｖＡとＺ軸現在値ＺＡＮとをメモリ１
０２および１０３へ読込む。第０段では、判別器１０６
へ指示してスケールオーバーか否かも判別し、第０段と
しての判断結果がスケールオーバーでなければ、第０段
へ進んで、比較開始信号を第１図のオア・ゲート２１３
へ入力する。その後、第０段および第０段と同じ動作が
第■および第０段で繰返される。第０段もしくは第０段
でスケールオーバーと判断された場合は第［相］段で前
記シフト処理を行ない、第０段から再開する。スケール
オーバーでなければ、第０段としてＣＰＵ１へ演算指示
が与えられ、第０段の計Ｊ！ｌＩ柊了に至るまで、Ｚ軸
移動を続けながら計測と判断が実行される。計測が終了
すると、比較値メモリ１０７およびピーク時座標値メモ
リ１０８へ代入されていた最終値を読み取る。

第７図は、同じ実施例の装置における範囲判断手段を示
すフローチャートである。範囲判断フローは、まず第０
段として、押釦等乏より、あらかじめ範囲判断であるこ
とと大小いずれの比較であるかとを指定する。範囲判断
の指定は第１図におけるアンド・ゲート２０７および２
０９へ人力され、大小の比較指定はピーク値指定の場合
と同じアンド・ゲート２０４および２０５へ入力される
。

また、しきい値を設定値メモリ１０４に設定するが、そ
の数値はキーボード３から入力される。第０段は、計測
器５１を測定対象に当接し、第０段で測定値ＭｖＡとＺ
軸現在値ＺＡ＋＋をメモリ１０２および１０３へ読込む
。第０段では、判別器１０６ヘスケールオーバーの判別
を指示し、第０段で判別結果がスケールオーバーと判断
された場合は、第０段で前記シフト処理を行ない、第０
段から再開する。スケールオーバーでなければ、第０段
でＣＰＵＩへ演算指示が与えられ、演算処理終了の時点
で第０段で１サイクル毎のメモリリセット信号が与えら
れ、判断結果メモリ１１１へ今回信号Ｈ７の“０か１”
の信号が指示され記憶されたのち、第０段で計測終了に
至るまで、Ｚ軸移動を続けながら計測と判断が実行され
る。計測されたデータは前記範囲データ・メモリ１１２
へその都度代入されるが、２つ毎にデータを読み出して
大小いずれかの領域を表示することができる。

上記の説明で明らかなように、本発明の判断は、第１図
に示される２つの比較器１０９および１１０を中心とす
る主判断回路をピーク値判断および範囲判断の双方に使
用するように構成され、その比較７１．’＜％値を前回
計測値とするか、設定しきい値とするかによって、各種
の運用を可能とするもので、この技術思想を論理ゲート
の組合わせにより、連続的な自動計測機能に実現してい
る。

なお、本実施例では、Ｘ方向をピーク値、方向をその座
標位置として説明したが、如何なる２軸にも適用可能な
ことは言うまでもない。

また、第１図における計測器５２は増分式のものでも差
支えない。その場合、第８図（イ）に示すように、位置
データの明確な基準面りに計測器５２を当接し、その方
向の軸座標値ＸＰＯ５を得、基準面の座標値Ｘ　ＲＥＦ
からパラメータで、ＭＸＱＦ　＝ＸＲＥＦ　　ＸＰＯ３の演算を行い、計測器５２にプリセントすれば、測定対
象物の絶対値測定が可能になる。第８図（ロ）は、その
プリセット手順を示すフローチャートである。

〔発明の効果〕

以上、説明したとおり、本発明によれば、ワーク等の測
定対象物の表面形状を連続的に９１測し、そのデータか
らピーク値とその位置、もしくは設定しきい値に対する
範囲領域などを精密かつ迅速に判断でき、有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による数値制御装置の自動計測機構の回
路構成図、第２図および第３図は従来技術の説明図、第
４図は本発明の詳細な説明図、第５図は範囲判断の説明
図、第６図および第７図は判断手順のフローチャート、
第８図（イ）および（ｒｌ）は増分式計測器の説明図お
よびそのプリセット手順のフローチャートである。１・・・ＣＰＵ　　　　　　２・・・ＣＲＴ３・・・キ
ーボード　　４・・・入出力インタフェース５．８・・
・モータ　　　６，９・・・アンプ７．１０・・・補間
器　　　５１・・・計測器１０１・・・シフト量設定メ
モリ１０２・・・測定メモリ　　１０３・・・軸現在値メモ
リ１０４・・・設定値メモリ　１０５・・・加算器１０
６・・・スケールオーバー判別Ｈ１０７・・・比較値メモリ１０８・・・ピーク時座標値メモリ１０９．１１０・・・比較器　　１１１・・・判断結果
メモリ１１２・・・範囲データ・メモリオ８図（イ）（ロ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面に起状・凹凸のある計測対象物の形状を計測
し、形状データの重要値を判断する自動計測機能を有す
る数値制御装置において、計測器を計測対象物の表面に
当接させて移動させながら連続的に計測し、測定値と計
測器自体の軸座標値とを計測値データとして読み込む計
測手段と、該計測手段により得られる計測値を所定の比
較基準値と比較し、計測値が該比較基準値よりも大もし
くは小の指定領域内にある場合にビット信号“１”を出
力し、計測値が前記指定領域外にある場合にビット信号
“０”を出力する主判断回路と、該主判断回路へ比較基
準値として前記計測値を使用させ、かつ主判断回路がビ
ット信号“１”を出力した次回の新計測値へ更新を繰返
して最大値もしくは最小値へ帰納させる最大・最小値判
断回路とを備えることを特徴とする自動計測機能を有す
る数値制御装置。
（２）主判断回路へ比較基準値として所望のしきい値を
入力させ、主判断回路の出力する今回のビット信号が前
回のビット信号と異なる場合に計測器の軸座標値を所定
のメモリに記憶させる範囲判断回路を備えることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の自動計測機能を有す
る数値制御装置。