PL125761B1 - Method of measuring workpiece position as referred to co-ordinate system of numerically controlled machine tool - Google Patents

Method of measuring workpiece position as referred to co-ordinate system of numerically controlled machine tool Download PDF

Info

Publication number
PL125761B1
PL125761B1 PL20984878A PL20984878A PL125761B1 PL 125761 B1 PL125761 B1 PL 125761B1 PL 20984878 A PL20984878 A PL 20984878A PL 20984878 A PL20984878 A PL 20984878A PL 125761 B1 PL125761 B1 PL 125761B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
workpiece
sensor
machine tool
measuring
coordinate
Prior art date
Application number
PL20984878A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL209848A1 (en
Inventor
Maciej Szafarczyk
Original Assignee
Politechnika Warszawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Warszawska filed Critical Politechnika Warszawska
Priority to PL20984878A priority Critical patent/PL125761B1/en
Publication of PL209848A1 publication Critical patent/PL209848A1/xx
Publication of PL125761B1 publication Critical patent/PL125761B1/en

Links

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru polozenia przedmiotu obrabianego wzgledem ukladu wspólrzednych obrabiarki sterowanej numerycznie, stosowany równiez do pomiaru wymiarów przedmiotu obrabianego.Stan techniki. Znany jest sposób okreslania wymiarów przedmiotu obrabianego na wspólrzednosciowych maszynach pomiarowych, który polega na recznym lub automatycznym dosuwaniu czujnika pomiarowego do wybranego punktu przedmiotu i rejestrowaniu zmierzonej pizez wbudowany zespól pomiarowy wartosci wspólrzednej w chwili wychylenia palca czujnika opierajacego sie o przedmiot obrabiany.Znany jest równiez sposób sprawdzania dokladnosci pozycjonowania na obrabiarkach sterowanych nume¬ rycznie, przy zastosowaniu czujnika o dzialaniu ciaglym, umocowanego w miejscu narzedzia skrawajacego oraz przedmiotu wzorcowego o dokladnie rozmieszczonych bazach pomiarowych. Przy pozycjonowaniu czujnika wzgledem przedmiotu wzorcowego ustawia sie czujnik wzgledem przedmiotu wzorcowego w polozeniu odpowia¬ dajacym bazom pomiarowym. Wskazania czujnika podaja wówczas bledy pozycjonowania.Wada pierwszego sposobu jest koniecznosc przenoszenia i mocowania przedmiotu obrabianego na specjal¬ nej, przystosowanej do tego celu maszynie pomiarowej.Wada drugiego sposobu jest niemozliwosc stosowania do pomiaru wymiarów przedmiotu obrabianego.Istota wynalazku. Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze po zamocowaniu przedmiotu obrabianego na elemencie mocujacym obrabiarki, przed obróbka, w przerwie obróbki, lub po zakonczeniu obróbki dosuwa sie ruchem wzglednym dwustanowy czujnik pomiarowy do mierzonych powierzchni przedmiotu obrabianego.W czasie dosuwania zmienia sie stan sygnalu wysylanego z czujnika pomiarowego do bloku logicznego, po czym przesyla sie do bloku logicznego wartosc wspólrzednej okreslajaca wspólrzedne odniesienia przez czujnik obra¬ biarki i otrzymana na wyjsciu bloku logicznego wartosc okreslajaca polozenie mierzonego punktu przedmiotu obrabianego w ukladzie wspólrzednych obrabiarki podaje sie do rejestru.Korzystne jest, jesli wymiary przedmiotu obrabianego wyznacza sie przez pomiar polozenia co najmniej dwóch punktów tego przedmiotu w ukladzie wspólrzednych obrabiarki.2 125 761 Korzystne jest równiez, jesli przed pomiarem czujnik pomiarowy dosuwa sie do elementu odniesienia kolejno w kierunku osi wspólrzednych i przy kazdym dosunieciu w chwili zmiany sygnalu wysylanego z czujni¬ ka pomiarowego, mierzona wartosc wspólrzednej zmieniajacej sie w czasie ruchu jest nastawiana na z góry okreslona wartosc, wynikajaca z polozenia elementu odniesienia.Korzystne skutki techniczne wynalazku. Sposób zgodnie z wynalazkiem umozliwia automatyczne okresla¬ nie polozenia przedmiotu na obrabiarce wzgledem ukladu wspólrzednych tej obrabiarki przed obróbka i auto¬ matyczne wprowadzenie korekt zwiekszajacych dokladnosc obróbki. Poprzez dosuwanie czujnika pomiarowego w kierunku poszczególnych osi do elementu odniesienia wyeliminowano bledy spowodowane usytuowaniem czujnika pomiarowego wzgledem ukladu wspólrzednych obrabiarki, na przyklad bledy spowodowane umiesz¬ czeniem czujnika w gniezdzie narzedzia. Dzieki wynalazkowi uzyskano automatyczne okreslenie wymiarów i ksztaltów przedmiotu przed obróbka w celu korzystnego rozdzielenia naddatków obróbkowych lub okreslenie wymiarów przedmiotu po obróbce w celu sprawdzenia ich prawidlowosci. W sposobie wedlug wynalazku dzieki wykorzystaniu elementów ukladu sterujacego obrabiarki sterowanej numerycznie realizacja wynalazku nie wyma¬ ga dodatkowych kosztów. Ponadto sposób wedlug wynalazku eliminuje wplyw odksztalcen wywolanych silami skrawania oraz wplyw serwomechanizmów.Objasnienie figur rysunku. Przyklad stosowania sposobu jest blizej objasniony w oparciu o rysunek pozwa¬ lajacy lepiej zrozumiec proces jego stosowania, przedstawiajacy na fig. 1 schemat blokowy ukladu pomiarowego wzdluz osi podluznej obrabiarki, zas na fig. 2 przedmiot obrabiany w ukladzie wspólrzednych obrabiarki.Przyklady wykonania. Jak uwidoczniono na fig. 1 przedmiot 1 obrabiany umocowany na elemencie 2 mocujacym obrabiarki stanowiacy stól obrabiarki, przesuwa sie przez silnik 4 zasilany przez wzmacniacz 5 w zaleznosci od sygnalu uchybu e uzyskanego z komparatora 6 w,wyniku odjecia zmierzonej wartosci wspólrzednej Xm, która podaje czujnik 7 obrabiarki od wartosci zadanej Xz, która podaje sie na drugie wejscie komparatora 6. W celu pomiaru polozenia przedmiotu 1 obrabianego, przesuwa sie przedmiot 1 do zetkniecia z palcem dwustanowego czujnika 3 pomiarowego. W chwili wychylenia palca czujnika 3 zmienia sie stan sygnalu t wysylanego z tego czujnika, który podaje sie do bloku 8 logicznego, przy czym do drugiego wejscia tego bloku podaje sie wartosc wspólrzednej Xm. Otrzymany na wyjsciu bloku 8 logicznego sygnal odpowiadajacy aktualnej wartosci wspólrzednej Xm podaje sie do rejestru 9. Wartosc wspólrzednej Xm okreslajaca polozenie punktu przedmiotu 1, w,którym nastapilo zetkniecie z palcem czujnika 3, wzgledem ukladu wspólrzednych obrabiarki, przesylane jest do dalszego przetwarzania, wyswietlania, lub rejestracji.W przypadku okreslenia wymiaru przedmiotu 1 obrabianego, mierzy sie wspólrzedne wybranych punktów przedmiotu i oblicza sie odleglosc.W uwidocznionym na fig. 2 rysunku, korekcje wzajemnego polozenia czujnika 3 pomiarowego oraz ukladu XYZ wspólrzednych obrabiarki uzyskuje sie poprzez zastosowanie elementu 10 odniesienia, którego polozenie w ukladzie XYZ wspólrzednych jest z góry okreslone.W celu korekcji bledów polozenia czujnika 3 przesuwa sie ten czujnik w kierunku osi Z do zetkniecia palca z elementem 10 i w chwili zmiany sygnalu t z czujnika 3 mierzona wartosc wspólrzednej Zm zmienia sie na znana wartosc Zk okreslajaca polozenie elementu 10 odniesienia. Nastepnie przesuwa sie czujnik 3 w kierun¬ ku osi X do zetkniecia palca z elementem 10 i w chwili zmiany sygnalu t z czujnika 3 mierzona wartosc wspólrzednej Xm zmienia sie na znana wartosc wspólrzednej Xk, okreslajaca polozenie elementu 10 odniesienia w kierunku osi X. W celu okreslenia wspólrzednej Yk, przesuwa sie czujnik 3 w kierunku osi Y do zetkniecia palca tego czujnika z elementem 10 odniesienia i w chwili zmiany sygnalu t z czujnika 3 pomiarowego, mierzona wartosc wspólrzednej Ym zmienia sie na znana wartosc wspólrzednej Yk okreslajaca polozenie elementu 10 w kierunku osiY.Z opisu przykladów wykonania wynika, ze wynalazek nie ogranicza sie tylko do pomiaru polozenia przedmiotu 1 obrabianego, które zostalo opisane, ale moze byc zastosowany do szybkiego sprawdzania doklad¬ nosci geometrycznej obrabiarki i dokladnosci zespolów pomiarowych przez pomiar wykonanego z duza doklad¬ noscia przedmiotu wzoreowego.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób pomiaru polozenia przedmiotu obrabianego wzgledem ukladu wspólrzednych obrabiarki stero¬ wanej numerycznie, stosowany równiez do pomiaru wymiarów przedmiotu obrabianego, za pomoca czujników pomiarowych, polegajacy na dosuwaniu czujnika do wybranego punktu przedmiotu i rejestrowaniu zmierzonej wartosci wspólrzednej, znamienny tym, ze po zamocowaniu przedmiotu (1) obrabianego na elemencie (2) mocujacym obrabiarki, przed obróbka, w przerwie obróbki, lub po zakonczeniu obróbki dosuwa sie ruchem125 761 3 wzglednym dwustanowy czujnik (3) pomiarowy do mierzonych powierzchni przedmiotu (1), przy czym w czasie dosuwania zmienia sie stan sygnalu (t) wysylanego z czujnika (3) pomiarowego do bloku (8) logicznego, po czym przesyla sie do bloku (8) logicznego wartosc wspólrzednej (Xm) okreslajaca wspólrzedne odniesienia przez czujnik (7) obrabiarki i otrzymana na wyjsciu bloku (8) wartosc wspólrzednej (X^) okreslajaca polozenie mierzonego punktu przedmiotu (1) w ukladzie Wspólrzednych obrabiarki podaje sie do rejestru (9). 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wymiary przedmiotu (1) obrabianego wyznacza sie przez pomiar polozenia co najmniej dwóch punktów tego przedmiotu w ukladzie wspólrzednych obrabiarki. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przed pomiarem czujnik (3) pomiarowy dosuwa sie do elementu (10) odniesienia kolejno w kierunku osi wspólrzednych (XYZ) i przy kazdym dosunieciu w chwili zmiany sygnalu (t) wysylanego z czujnika (3), mierzona wartosc wspólrzednej zmieniajacej sie w czasie ruchu nastawia sie na z góry okreslona wartosc, wynikajaca z.polozenia elementu (10) odniesienia.Fig. 1 PLThe subject of the invention is a method of measuring the position of a workpiece with respect to a coordinate system of a numerically controlled machine tool, also used to measure the dimensions of a workpiece. State of the art. There is a known method of determining the dimensions of the workpiece on coordinate measuring machines, which consists in manually or automatically advancing the measuring sensor to the selected point of the workpiece and recording the measured pizza with the built-in measuring unit of the coordinate value at the moment of deflection of the sensor finger resting on the workpiece. The method of checking is also known. positioning accuracy on numerically controlled machine tools, with the use of a continuous-action sensor, fixed in place of the cutting tool and a reference workpiece with precisely positioned datums. When positioning the sensor with respect to the reference object, the sensor is positioned with respect to the reference object in a position corresponding to the measuring bases. The sensor readings then give positioning errors. The disadvantage of the first method is the necessity to transfer and clamp the workpiece on a special measuring machine adapted for this purpose. The disadvantage of the second method is that it cannot be used to measure the dimensions of the workpiece. The invention. The method according to the invention consists in the fact that after mounting the workpiece on the machine tool mounting element, before machining, during machining pause, or after completion of machining, a two-state measuring sensor is moved in a relative motion to the measured surfaces of the workpiece. During the approach, the state of the signal sent from sensor to the logic block, then the machine sensor sends the coordinate value specifying the reference coordinates to the logic block and the value obtained on the output of the logic block, specifying the position of the workpiece point to be measured in the machine tool coordinate system, is entered into the register. The workpiece is determined by measuring the position of at least two points of the workpiece in the coordinate system of the machine tool. 2 125 761 It is also advantageous if the measuring probe approaches the reference element successively in the direction of the coordinate axes and each time before measuring. When the signal sent from the measuring sensor changes, the measured value of the coordinate changing with the movement is set to a predetermined value resulting from the position of the reference element. Advantageous technical effects of the invention. The method according to the invention makes it possible to automatically determine the position of the workpiece on the machine tool in relation to the coordinate system of this machine tool before machining and to automatically introduce corrections increasing the accuracy of machining. By moving the measuring sensor in the direction of individual axes to the reference element, errors caused by the position of the measuring sensor in relation to the coordinate system of the machine tool, for example errors caused by the positioning of the sensor in the tool seat, are eliminated. Thanks to the invention, an automatic determination of the dimensions and shapes of the object before machining was obtained in order to advantageously separate machining allowances or the determination of the dimensions of the item after machining in order to check their correctness. In the method according to the invention, thanks to the use of the control system elements of a numerically controlled machine tool, the implementation of the invention does not require additional costs. Moreover, the method according to the invention eliminates the influence of deformations caused by cutting forces and the influence of servomechanisms. Explanation of figures. An example of the application of the method is explained in more detail on the basis of a drawing which allows a better understanding of the process of its application, shown in Fig. 1 a block diagram of a measuring system along a longitudinal axis of a machine tool, and in Fig. 2, a workpiece in a coordinate system of a machine tool. As shown in Fig. 1, the workpiece 1 mounted on the machine tool mounting element 2, which is the machine table, moves through the motor 4 powered by the amplifier 5 depending on the error signal e obtained from the comparator 6 w, as a result of subtracting the measured coordinate value Xm, which is given by the sensor 7 of the machine tools from the set value Xz, which is fed to the second input of the comparator 6. In order to measure the position of the workpiece 1, the workpiece 1 is moved until it comes into contact with the finger of the two-state measuring sensor 3. When the finger of the sensor 3 is deflected, the state of the signal t sent from this sensor, which is fed to the logic block 8, changes, and the coordinate value Xm is given to the second input of this block. The signal obtained at the output of logic block 8, corresponding to the current coordinate value Xm, is sent to the register 9. The coordinate value Xm specifying the position of the workpiece point 1, in which the contact with the finger of the sensor 3 occurred, with respect to the coordinate system of the machine tool, is sent for further processing, displaying, In the case of determining the dimension of the workpiece 1, the coordinates of the selected points of the workpiece are measured and the distance is calculated. In the drawing shown in Fig. 2, the corrections of the mutual position of the measuring sensor 3 and the XYZ coordinate system of the machine tool are obtained by using a reference element, which the position of the coordinates in the XYZ system is predetermined. In order to correct errors in the position of sensor 3, this sensor is moved in the direction of the Z axis until the finger touches the element 10 and when the signal t from sensor 3 changes, the measured value of the coordinate Zm changes to the known value Zk defining the position element 10 references here. The sensor 3 is then moved in the direction of the X axis until the finger touches the element 10, and when the signal t from sensor 3 changes, the measured coordinate value Xm changes to the known coordinate value Xk, defining the position of the reference element 10 in the direction of the X axis. To determine the coordinate Yk, the sensor 3 moves in the direction of the Y axis until the finger of this sensor touches the reference element and when the signal t from the measurement sensor 3 changes, the measured coordinate value Ym changes to the known coordinate value Yk defining the position of the element 10 in the direction of the Y axis. The embodiment shows that the invention is not limited only to measuring the position of the workpiece 1 that has been described, but can be used to quickly check the geometric accuracy of the machine tool and the accuracy of the measuring assemblies by measuring the accuracy of a reference workpiece with great accuracy. Method of measuring the position of the workpiece w I looked at the coordinate system of a numerically controlled machine tool, also used to measure the dimensions of the workpiece, by means of measuring sensors, consisting in advancing the sensor to a selected point of the workpiece and recording the measured coordinate value, characterized in that after mounting the workpiece (1) on the element ( 2) the two-state measuring sensor (3) is moved relative to the measured surface of the workpiece (1), before the machining, during the machining pause, or after the machining is finished, while the signal (t) sent from of the measuring sensor (3) to the logic block (8), and then to the logic block (8) the coordinate value (Xm) that determines the reference coordinates by the machine tool sensor (7) and the coordinate value (X ^) obtained at the output of block (8) determining the position of the measured point of the workpiece (1) in the coordinate system of the machine tool is entered in the register (9). 2. The method according to claim A workpiece according to claim 1, characterized in that the dimensions of the workpiece (1) are determined by measuring the position of at least two points of the workpiece in the coordinate system of the machine tool. 3. The method according to p. 3. The method according to claim 1, characterized in that before the measurement, the measuring sensor (3) moves to the reference element (10) successively in the direction of the coordinate axes (XYZ) and with each approach at the moment of changing the signal (t) sent from the sensor (3), the measured coordinate value a predetermined value resulting from the position of the reference element (10) is set for the time-varying movement. 1 PL

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób pomiaru polozenia przedmiotu obrabianego wzgledem ukladu wspólrzednych obrabiarki stero¬ wanej numerycznie, stosowany równiez do pomiaru wymiarów przedmiotu obrabianego, za pomoca czujników pomiarowych, polegajacy na dosuwaniu czujnika do wybranego punktu przedmiotu i rejestrowaniu zmierzonej wartosci wspólrzednej, znamienny tym, ze po zamocowaniu przedmiotu (1) obrabianego na elemencie (2) mocujacym obrabiarki, przed obróbka, w przerwie obróbki, lub po zakonczeniu obróbki dosuwa sie ruchem125 761 3 wzglednym dwustanowy czujnik (3) pomiarowy do mierzonych powierzchni przedmiotu (1), przy czym w czasie dosuwania zmienia sie stan sygnalu (t) wysylanego z czujnika (3) pomiarowego do bloku (8) logicznego, po czym przesyla sie do bloku (8) logicznego wartosc wspólrzednej (Xm) okreslajaca wspólrzedne odniesienia przez czujnik (7) obrabiarki i otrzymana na wyjsciu bloku (8) wartosc wspólrzednej (X^) okreslajaca polozenie mierzonego punktu przedmiotu (1) w ukladzie Wspólrzednych obrabiarki podaje sie do rejestru (9).Claims 1. The method of measuring the position of a workpiece with respect to the coordinate system of a numerically controlled machine tool, also used to measure the dimensions of the workpiece, with the use of measuring sensors, consisting in moving the sensor to a selected point of the workpiece and recording the measured coordinate value, characterized by the fact that after mounting the workpiece (1) on the mounting element (2) of the machine tools, before machining, during machining break, or after finishing machining, the two-state measuring sensor (3) is moved relative to the measured surface of the workpiece (1) during the the state of the signal (t) sent from the measuring sensor (3) to the logic block (8) changes, and then the coordinate value (Xm) is sent to the logic block (8), which specifies the reference coordinates by the sensor (7) of the machine tool and received at the block output (8) coordinate value (X ^) specifying the position of the measured point of the workpiece (1) in the pattern The coordinate day of the machine tool is entered in the register (9). 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wymiary przedmiotu (1) obrabianego wyznacza sie przez pomiar polozenia co najmniej dwóch punktów tego przedmiotu w ukladzie wspólrzednych obrabiarki.2. The method according to claim A workpiece according to claim 1, characterized in that the dimensions of the workpiece (1) are determined by measuring the position of at least two points of the workpiece in the coordinate system of the machine tool. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przed pomiarem czujnik (3) pomiarowy dosuwa sie do elementu (10) odniesienia kolejno w kierunku osi wspólrzednych (XYZ) i przy kazdym dosunieciu w chwili zmiany sygnalu (t) wysylanego z czujnika (3), mierzona wartosc wspólrzednej zmieniajacej sie w czasie ruchu nastawia sie na z góry okreslona wartosc, wynikajaca z.polozenia elementu (10) odniesienia. Fig. 1 PL3. The method according to p. 3. The method of claim 1, characterized in that before the measurement, the measuring sensor (3) moves to the reference element (10) sequentially in the direction of the coordinate axes (XYZ) and with each approach at the moment of changing the signal (t) sent from the sensor (3), the measured coordinate value the time-varying movement is set to a predetermined value resulting from the position of the reference element (10). Fig. 1 PL
PL20984878A 1978-09-26 1978-09-26 Method of measuring workpiece position as referred to co-ordinate system of numerically controlled machine tool PL125761B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL20984878A PL125761B1 (en) 1978-09-26 1978-09-26 Method of measuring workpiece position as referred to co-ordinate system of numerically controlled machine tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL20984878A PL125761B1 (en) 1978-09-26 1978-09-26 Method of measuring workpiece position as referred to co-ordinate system of numerically controlled machine tool

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL209848A1 PL209848A1 (en) 1980-05-19
PL125761B1 true PL125761B1 (en) 1983-06-30

Family

ID=19991664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL20984878A PL125761B1 (en) 1978-09-26 1978-09-26 Method of measuring workpiece position as referred to co-ordinate system of numerically controlled machine tool

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL125761B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL209848A1 (en) 1980-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0318557B1 (en) Workpiece inspection method
EP1579168B2 (en) Workpiece inspection method and apparatus
US4724525A (en) Real-time data collection apparatus for use in multi-axis measuring machine
US5501096A (en) Calibration method for determining and compensating differences of measuring forces in different coordinate directions in a multi-coordinate scanning system
US4945501A (en) Method for determining position within the measuring volume of a coordinate measuring machine and the like and system therefor
EP0283486B1 (en) A method of calibration for an automatic machine tool
EP0431572A2 (en) Numerical control device for a machine tool
US4575802A (en) Robot/workpiece orientation
US4879817A (en) Checking the setting of a tool
EP1128156A1 (en) Method and apparatus for automatically compensating for measurement error
EP0242869B1 (en) Numerical control equipment
US11163288B2 (en) Measurement method and apparatus
EP0279926B1 (en) Method for determining position within the measuring volume of a coordinate measuring machine and the like and system therefor
Wozniak et al. Wireless communication influence on CNC machine tool probe metrological parameters
PL125761B1 (en) Method of measuring workpiece position as referred to co-ordinate system of numerically controlled machine tool
JPH03287343A (en) Base coordinate system correcting device
JPH1190787A (en) Work shape measuring method and device in machine tool
EP0126388B1 (en) Method of controlling a numerically controlled machine tool
JPS58120109A (en) Coordinate measuring system for numerically controlled machine tool
Hermann Process intermittent measurement of tools and workpieces
JPH0635092B2 (en) Numerical control device with tool file
KR101823052B1 (en) Method of measuring workpiece for correction of cnc machine job
EP3101384B1 (en) Calibration method for calibrating the drive axis of a machine tool
Jankowski et al. Testing of the delay time of wireless communication of CNC machine tools’ probes and controller
JPS59140510A (en) Numerical controller