TWI628526B - 用於數控機床的軸的復位與定位的裝置與方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種用於數控機床的軸的復位與隨後定位的裝置，包括：運動致動裝置（13），其可操作地連接到電機裝置以便移動所述裝置機床工作臺；控制單元（14）；輸入/輸出單元（15），其可操作地連接到所述控制單元（14）以便限定至少一個工作軸，其中所述裝置包括感應式或電容式的至少一個切換傳感器（12，21，22）；至少一個切換桿（10，30），其用於限定通過所述至少一個切換傳感器（12，21，22）在所述至少一個工作臺上識別的至少一個切換點（11，34），所述切換傳感器（12，21，22）與切換點（11，34）是固定的或可移動的，所述至少一個切換桿（10，30）包括用於所述至少一個切換傳感器（12，21，22）的探測區域，所述區域分為相應的第一探測部分（18，31）與第二探測部分（17，32）中，以及多個保護與緊固區域（16），以及用於一個或多個切換傳感器的插入、保護與滑動的傳感器殼體（20）。

Description

用於數控機床的軸的復位與定位的裝置與方法
本發明涉及用於電腦數控(CNC)機床的軸的復位與定位的裝置。
此外，本發明涉及用於利用所述裝置的CNC機床的軸的復位與隨後定位的方法。
具體地說，如由此描述的，對於數控機床來說，期望是加工中心、銑床、車床、機器人以及通過使用電腦系統控制其部件中至少一個的自動移動的大體上任意機床。
術語“復位”通常地表示包括重置數控機床軸的位置的操作並且其設定到限定為“零點”的位置，以及限定允許探測在軸的各點處的位置、速度與加速度和工作空間內的相關工具的絕對參考系統。
更具體地說，用於限定切換點的軸位置的重置的所述操作(稱作為“復位”)，在所述操作未結束以前通常指的是相對定位。
此後，當通過上面的“復位”操作限定所述切換點時，每個隨後的軸都定位成為絕對並且利用增量測量系統來提供運動控制。
因此不要求使用絕對測量系統。
顯而易見的是所述復位方法的準確性與可重複性是用於執行測量的主要方面並且以高準確度掃描，尤其在由於電能故障或者無論何時將需要重複或者重啟中斷的操作的阻擋系統的情形中式有用的，以在電子裝置(USB，HD，...)上保存它們，以在視頻裝置(平板、智慧手機...)上顯示它們，以通過週邊設 備(鍵盤、滑鼠...)使用它們，共用它們(網路，網)，在無需手動地限定裝置的起始位置的情況下，在相同或其它工作空間中修改它們(CAD-CAM軟體)與複製它們。
應用在各軸上的準確復位構造對於探測系統的任何硬體故障也是有用的。
根據現有技術，用於數控機床中的軸定位與相應工具的所述操作與主要地利用以用作參照系統的軸的端位置點為基礎工作的機械傳感器來實現。
專利n.US4225928A描述了用於通過機械傳感器定位CNC機床的軸的裝置。
然而，由於所述裝置的清楚的結構限制，應該指出的是通過機械傳感器的軸定位操作涉及顯著高的位置誤差，致使有必要使用第二傳感器以修正所述位置誤差。因此，清楚的是所述已知的裝置示出了必要的，基本上複雜結構並且不具有簡單的維護。
考慮所述已知裝置的結構特徵，在通常不提供顯著準確性與可重複性等級的情況下，軸定位操作需要長的時間。
通過下面的專利已知用於數控機床的軸的重置方法與定位的裝置：1995年10月10日提交的標題為“數字探針”的US6076953A，2004年2月24日提交的標題為“位置探測系統”的GB2411475B，2012年4月5日提交的標題為“用於CNC機床的誤差修正的設備”EP2647477A1。
所述裝置的其它缺點包括由於使用的部件與材料的磨損的機械傳感器的基本上快速的變差。
在另一方面，在所述已知裝置中使用的用於控制機加工並且用於定位軸與相應工具，並且更通常地，用於定位裝置的移動部件的傳感器受到相當大的應力，快速磨損與汙物，例如通過機加工殘餘物或者潤滑冷卻劑。
當前發明旨在修補上述缺點。
本發明的目的是提供用於CNC機床的軸的復位與隨後定位的裝置，其允許在基本上較少時間內的高的準確等級。
本發明的此外目的是提供允許所述操作的顯著可重複等級的裝置。
本發明的此外目的提供適當地保護傳感器免受電磁噪音、振動、衝擊、灰塵、污垢、機械加工殘留物和濕氣的裝置，以便保持裝置的功能性與操作。
本發明的另一個目的是提供如此公開的裝置，其允許從工作空間移除由機械傳感器使用的空間。
本發明的另一個目的是提供具有高度靈活性的裝置，其允許在CNC機床的工作區域內部容易地探測位移、執行計數操作以及其它類似操作。
在另一個方面本發明的目的是提供如此公開的裝置，其特徵基本上在於簡單結構、容易維護與相對便宜。
此外，本發明的目的是提供用於通過上述裝置重置與隨後定位CNC機床的軸的方法情形。
為了實現這些目的，本發明公開了用於在CNC機床中的軸的復位與定位的裝置，其基本特徵提供了主權利要求的目的。
在從2到15的附屬項中描述了本發明的其它有利特徵。所述切換桿包括限定所述探測部分的凹槽。所述至少一個切換桿由鐵磁材料製成，並且包括 所述保護與緊固區域以及相應地所述第一探測部分、第二探測部分。所述至少一個切換桿由介電材料製成，並且包括所述保護與緊固區域以及相應地所述第一探測部分和所述第二探測部分。相應地所述第一探測部分和第二探測部分由不同材料製成。所述切換桿具有基本上圓形形狀。所述切換桿包括由不同材料製成的多層。所述切換桿由柔性介電材料製成。所述部分和是相鄰的，具有不同高度，並且使它們的垂直於所述至少一個傳感器的所述探測軸的相關表面，相對於所述至少一個傳感器的所述探測軸以垂直方式安裝。所述至少一個切換傳感器相對於垂直於所述至少一個傳感器的所述探測軸的所述第一探測部分的所述表面的距離，小於所述至少一個傳感器的最大探測距離。所述至少一個切換桿由多種材料製成，每種材料都具有適當鐵磁特徵，所述切換桿包括第一材料部分、第二材料部分、接觸表面、切換點、保護與支撐材料部分，所述部分和的厚度包括在1mm與10mm之間。所述切換桿具有等於將其安裝在之上的工作臺的衝程的最小長度。所述傳感器殼體包括用於調節各傳感器和的位置的擰緊部件與配線。傳感器殼體，所述至少一個切換傳感器相應地包括無線接收/傳送部件，以便相應地相對於所述控制單元、所述輸入/輸出單元可操作相互作用。控制單元包括：電機驅動件；通過脈衝序列信號與模擬信號的電機控制板；FPGA板；所述控制單元的特徵在於：其接收來自全部所述切換傳感器的數據，如果需要的話執行數據處理，並且將數據傳送到所述輸入/輸出單元。
獨立權利要求16涉及使用上述裝置的CNC機床的軸的復位與定位的方法。所述方法保護下數步驟：探測所述至少一個傳感器與相對於所述至少一個傳感器的所述探測軸垂直的切換桿的部分的表面之間存在/不存在接觸；快速移動工作臺直到與所述至少一個傳感器和相對於所述至少一個傳感器的探測軸垂直的部分的表面失去/發現再次接觸；沿著與先前相反方向緩慢移動工作臺直到與所述至少一個傳感器和相對於所述至少一個傳感器的探測軸垂直的部分的表面發現再次/失去接觸；沿著與先前相對方向緩慢移動工作臺直到與所述至少一個傳感器與相對於所述至少一個傳感器的探測軸垂直的部分的表面失去/發現再次接觸；保存切換點的座標；基於探測到的切換點設定所述工作臺的衝程左 端與衝程右端；將所述工作臺定位在預先確認的工作區域中。
10‧‧‧切換桿
11‧‧‧切換點
12‧‧‧切換傳感器
13‧‧‧運動致動裝置
14‧‧‧控制單元
15‧‧‧輸入/輸出單元
16‧‧‧保護與緊固區域
17‧‧‧第二探測部分
18‧‧‧第一探測部分
19‧‧‧保護蓋
21、22‧‧‧切換傳感器
23‧‧‧特定孔
24、25‧‧‧配線
26‧‧‧使用安裝點
27‧‧‧第二部分
28‧‧‧第一部分
30‧‧‧切換桿
34‧‧‧切換點
31‧‧‧第一探測部分
32‧‧‧第二探測部分
33‧‧‧邊界表面
34‧‧‧切換點
35‧‧‧保護與支撐材料
36‧‧‧切換傳感器
100‧‧‧工作臺的機動工作空間
101、102‧‧‧限定點
108、109‧‧‧通過點
120‧‧‧通過輸入/輸出單元顯示的機動的工作臺移動
130‧‧‧工作臺
200‧‧‧控制單元
300‧‧‧輸入/輸出單元
參照附圖通過僅僅是描述性的並且由此是非限定的下面的描述，本發明的其它優點與特徵將變得顯而易見，其相應地示出了：[圖1]示出了用於CNC機床的復位與定位的裝置的第一優選實施方式；[圖2]示出了以切換桿(2a)的實施方式的剖面的等距圖以及圖1中裝置的切換槓(2b)的構造細節；[圖3]示出了切換桿的另一個實施方式上的細節；[圖4]以等距視圖(4b)、前剖面(4a)與橫截面(4c)示出了傳感器殼體的優選實施方式；[圖5]示出了在軸的復位與定位中涉及的元件的示意圖；[圖6a]和[圖6b]示出了通過使用在本發明中描述的裝置，應用到CNC機床的X軸的復位與定位程序的兩個實施方式的示意圖。
將上述附圖作為參考，下文提供了根據本發明的用於CNC機床的軸的復位與定位的裝置的第一實施方式與第二實施方式。
所述裝置包括：運動致動裝置13，其可操作地連接到電機部件以便移動所述裝置的工作臺；控制單元14；輸入/輸出單元15，其可操作地連接到所述控制單元14以便限定至少一個工作軸。
有利地，根據本發明，此裝置包括：感應式或電容式的至少一個切換傳感器12、21、22，至少一個切換桿10，30，其用於限定通過所述至少一個切換傳感測12，21，22在所述至少一個工作臺上識別的至少一個切換點11，34，所述切換傳感器12，21，22與切換點11，34是固定或可移動的，所述至少一個 切換桿10，30包括用於所述至少一個切換傳感器12，21，22的探測區域，所述區域分為相應的第一探測部分18，31與第二探測部分17，32中，以及多個保護與緊固區域16，以及用於一個或多個切換傳感器的插入、保護與滑動的傳感器殼體20。
通過此種方式，通過由用於至少一個軸以及用於所述至少一個傳感器12，21，22發射的信號的高換向頻率以及由於所述至少一個傳感器12，21，22的高可靠性等級，其在不接觸並且以基本上不受電磁噪音、振動、衝擊、灰塵、汙物、機加工殘餘物與濕氣環境影響的情況下，以高等級準確性與可重複性實現了所述至少一個軸的復位與定位。
適當地，在如示出的優選實施方式(圖2a和圖2b)中，所示切換桿10具有限定所述第二探測部分17的凹槽。
還應該指出的是感應或電容的所述至少一個切換傳感器12、21、22的使用，允許略微地減小工作空間內的全部空間，以允許通過軟體方式操作來限定工作空間中的端部極限，從由通過所述至少一個接近傳感器發射的信號的切換識別的已知點開始，定位現有技術的缺點。
根據本發明，其可以使用任何類型的接近傳感器、感應傳感器或電容傳感器。
優選地所述感應或電容式的至少一個傳感器12、21、22是NC式傳感器(其是能夠持續地發射信號的傳感器，如果此傳感器定位在距離金屬物體的最小距離處就被干擾)或者NO類型(這是當佈置在距離金屬物體最大距離處時發射信號並且當遠離移動時干擾它的的傳感器)；所述傳感器根據工業應用與工作條件的需要以不同的形狀、尺寸、材料在要求的裝置中使用。
基於傳感器的類型，能夠修改定向、強度、頻率、尺寸、與表面探測的精度。
所述至少一個切換點11、34是定位在所述軸上的已知點，代表其中所述至少一個切換傳感器12、21、22改變其狀態的點，以便允許限定此點的座標將其作為用於相應軸的參考。
參照圖2a和圖2b，它們相應地示出了切換桿的所述優選實施方式的等距剖面圖(圖2a)以及切換桿10的其它結構細節(圖2b)。
適當地，根據示出的實施方式(通常參照圖1)，切換桿10由鐵磁材料製成，包括所述保護與緊固區域16以及所述第一探測部分18與相應地第二探測部分17。
在此情形中，切換點11限定在其中至少一個切換傳感器12改變其狀態的點處。
切換點11與第二探測部分17與第一探測部分18之間的邊界相應。
此外，使用當它們足夠靠近鐵磁材料或者以介電特性為特徵的材料時能夠靠近電路的感應或電容接近傳感器，能夠提供可測量信號、限定用於各軸的絕對參考點、允許瞭解軸在工作空間中以及由此工作臺的精確位置。
在另一個實施方式中(未示出)所述至少一個切換桿由介電材料製成，包括所述保護與緊固區域以及所述的第一探測部分，相應地第二探測部分。
所述介電材料例如可以是聚合物材料、木材、紙、玻璃或者通過電容傳感器可探測的任意其它類型的材料。
有利地，所述切換桿可以由柔性介電材料(例如柔性聚合物材料)製成。
有利地，根據本發明，所述第一探測部分18、以及相應地第二探測部分17可以適當地由不同材料製成。
適當地，在未示出的另一個實施方式中，可以在無需替換所述切換桿的情況下有效地移動所述切換點。
在根據本發明的裝置的另一個實施方式(未示出)中，所述切換桿具有基本上圓形形狀。
此外，在本發明的另一個實施方式中(未示出)，根據需要切換桿包括多層不同材料。
值得注意的是，多層結構允許同時使用多個感應接近傳感器。
適當地，根據本發明的實施方式，所述第二探測部分17和第一探測部分18是鄰近的，其特徵在於不同高度，並且使其表面垂直于所述至少一個傳感器12的探測軸的表面相對於所述至少一個傳感器12的探測軸以垂直方式安裝。
本發明的當前實施方式特徵在於：垂直於所述至少一個傳感器12的探測軸的所述第一探測部分18的表面，示出了所述至少一個傳感器12的距離小於所述至少一個傳感器12的最大探測距離；垂直於所述至少傳感器12的探測軸的第二探測部分17的表面與垂直於所述至少一個傳感器12的探測軸的第一探測部分18的表面之間的高度差優選地至少為5mm。
垂直與所述至少一個傳感器12的探測軸的第二探測部分17的表面與所述至少一個切換傳感器之間的距離至少是7mm。
第一探測部分18的表面最接近傳感器12。
此外，值得注意的是，垂直於所述至少一個傳感器12的探測軸的第一探測部分18的所述表面被探測，而更加遠離所述至少一個傳感器12的第二探測部分17的表面未被探測。
應該理解的是，參照本實施方式指示的上述距離與尺寸，被視為純指示性的而非限制性的，因為可以基於使用的切換傳感器的類型及其構造特徵方便地使用不同的參數。
如前面指出的，所述切換桿10包括保護與緊固區域16，以保護所述至少一個切換傳感器12遠離汙物。
所述保護與緊固區域16未由所述至少一個傳感器12探測到。此外，所述保護區域用於簡化切換桿10的安裝，以及此外固定保護蓋19。
所述保護蓋19是容易移除的，並且除了防止汙物與外部介質的功能以外，允許在不需要執行平行度校準的情況下快速維護裝置。
在不需要對機床進行任何結構修改的情況下，所述切換桿10優選地利用在十字台(cross-table)上的凹槽固定到工作臺。
在此實施方式中，所述切換桿10具有等於軸的行走長度的最小長度，出於美觀與方便裝配的原因，所述切換桿10優選地由其安裝在之上的具有相同長度L的軸製成。
例如，切換桿10的長度等於軸行走長度並且材料是鋁ANTICORODAL (6060T6)。
這允許實現合理的技術效果，由此當必要時完全自主地執行“機床零位置”的計算。
圖3示出了本發明的第二實施方式其中切換桿30不具有凹槽，並且與此同時，其特徵在於材料具有不同鐵磁特徵，所述材料可以以多層形式存在。
這裡不再進一步描述本發明的第二實施方式的與所述第一實施方式共有的其它結構特徵。
特別地，根據本發明的實施方式，所述切換桿30由每一種材料都具有鐵磁特徵，所述切換桿包括的第一材料部分31、第二材料部分32、邊界表面33、切換點34、保護與支撐材料35的部分，部分31和32的寬度包括在1mm與10mm之間。
在切換桿30中，在通過接觸表面33而使材料部份31與材料部份32接觸而獲得的切換點34處發生所述至少一個切換傳感器36的切換，並且所述材料具有不同的鐵磁特徵。
傳感器21和22安裝在傳感器殼體20中獲得的特定孔中，所述孔具有螺紋；通過旋轉移動，擰緊與鬆開上下調節傳感器位置。
此調節允許相對於切換點升高與降低傳感器的高度。
必要時，所述傳感器殼體20包括將傳感器連接到控制單元14以及到輸入/輸出單元15的配線24和25。
通過使用安裝點26將傳感器殼體20安裝在工作臺上。
特別地，圖4c中的橫截面示出了傳感器殼體20的細節，包括切換傳感器21和22以及配線24和25。
在傳感器殼體20上方具有受到保護蓋19保護的所述切換桿10。
傳感器殼體20包括第一部分28與在第二部分27內部滑動，所述第二部分27的厚度大於所述第一部分28的厚度(參見圖4c)。
所述優選實施方式允許包括在傳感器殼體20中並且包括沿著第一部分28(圖4c)的感應傳感器22沿著相對於第二探測部分17和第一探測部分18的平行方向滑動。
傳感器殼體20包括切換傳感器遠離汙物，簡化了傳感器的裝配並且減小了數控機床中的空間。
在所述傳感器殼體的一個實施方式中，通過非鐵磁材料保護執行測量的傳感器21和22的暴露端。
有利地，所述傳感器殼體20包括配線24和25與擰緊裝置23以調節各傳感器21和22的位置；由此通過擰緊或鬆開將感應切換傳感器22調節到距離表面18小於5mm的距離，優選地距離所述表面小於或等於3mm。
在本發明的另一個實施方式中(未示出)所述傳感器殼體，所述至少一個切換傳感器，相應的包括以無線模式的接收/傳送部件，以便相應的關於作為控制單元的所述單元，作為輸入/輸出單元的所述單元可操作的相互作用。
特別地，這允許克服與配線或不同物理連接的存在相關的問題。
在本發明的其它實施方式中(未示出)，所述控制單元，相應地所述輸入/輸出控制單元，可以包括在傳感器殼體中。
圖5示出了涉及軸的定位程序的元件的示意圖。
根據所述附圖限定包括在用於定位根據本發明的CNC機床的軸的裝置的以下元件，根據本發明：100：工作臺的機動工作空間；200：控制單元；300：輸入/輸出單元；101：移動感應傳感器或移動切換點；102：固定感應傳感器或固定切換點；104：由輸入/輸出單元限定的左端極限；105：由輸入/輸出單元限定的右端極限；106：由硬體限定的左端極限；107：由硬體限定的右端極限；108：工作臺130的物理左端極限； 109：工作臺130的物理右端極限；110：機床的安全區域的左側；111：機床的安全區域的右側；區域1：其中能夠限定點101的區域；區域2：其中能夠限定點102的區域；區域3：通過點108和109界定的工作臺130的工作空間限制內的區域；區域4：通過點108、110、109和111界定的工作臺130的工作空間限定外部的安全區域；120：通過輸入/輸出單元顯示的機動的工作臺移動；130：工作臺長度；140：先驗已知的點102的絕對位置；150：相對於點102的右端極限的位置。例如輸入/輸出單元限定此位置；160：相對於點102的左端極限的位置。例如輸入/輸出單元限定此位置；170：區域1與區域2之間的空間具有小於10mm的尺寸，優選地在2mm與3mm之間的範圍，這取決於使用的感應傳感器的特徵。
其將點X(“重置”或“復位”)或X(Z)定義為當傳感器切換器狀態時重置軸的點。
有利地，所述控制單元14包括：電機驅動件；同通過脈衝序列信號與模擬信號的電機控制板，FPGA板。
特別地，所述控制單元接收來自全部切換傳感器12的數據，如果需要的話執行數據處理，並且將數據傳送到輸入/輸出單元15。
所述運動致動器13包括用於移動工作臺的電機，例如步進/無刷/直流/交流電機。
輸入/輸出單元15包括電腦為基礎的“運動控制系統”，其操作明確地定義的運動規律的高達九個內插軸。
所述電腦系統與ISO代碼是可相容的並且允許即時執行刺激與操作，以便控制電機參數包括：信號的頻率；梯形進給速率與加速度輪廓；軸運動校準；反向間隙誤差補償。
輸入/輸出單元15監控運動致動器13的回饋與錯誤信號。
有利地，描述的裝置使用切換桿，此切換桿根據使用的復位方法、傳感器的類型、工作臺/工具的定位與控制具有不同的形狀與尺寸。
在執行“復位”以後，能夠在空間中具有本體精確與受控的移動並且形成更加可探測的表面，諸如通過塗料的噴射，通過類似感應或電容的掃描與探測。
用於通過所述裝置復位與隨後定位數控機床的軸的方法。
在下文中描述了用於通過使用所述裝置(圖6a和圖6b)使CNC機床的軸復位與隨後的定位的程序的實施方式。
此程序包括以下步驟：探測所述至少一個傳感器22與相對於所述至少一個傳感器22的所述探測軸垂直的所述切換桿10的第一探測部分18的表面之間存在/不存在接觸；快速移動工作臺直到與所述至少一個傳感器22和相對於所述至少一個傳感器22的探測軸垂直的第一探測部分18的表面失去/發現再次接觸；沿著與先前相反方向緩慢移動工作臺直到與所述至少一個傳感器22與相對於所述至少一個傳感器22的探測軸垂直的所述第一探測部分18的表面發現再次/失去接觸；沿著與先前相對方向緩慢移動工作臺直到與所述至少一個傳感器22和相對於所述至少一個傳感器22的探測軸垂直的所述第一探測部分18的表面發現再次/失去接觸；保存切換點11的座標；基於探測到的切換點11設定所述工作臺的衝程左端與衝程右端， 將所述工作臺定位在優選工作區域中。
值得注意的是，可以通過切換點的適當選擇而在復位以前使定位階段最小化。
此外，通過復位產生了在各單個軸上通過軟體限定左端極限與右端極限的可能性，以便使得在不對裝置進行任何硬體修改的情況下，能夠在可調節工作空間內絕對定位。
在本發明的優選實施方式中，對數控機床的軸的所述復位方法與隨後定位提供了由於磁場的改變通過感應傳感器122的感應信號的切換探測到的所述移動X(Z)
感應傳感器102的信號(來自傳感器的輸出中的感應電流的快速變化)傳送到通過纜線連接到傳感器的控制單元200。
控制單元將信息發送到即時顯示信號獲得值與歷史的輸入/輸出單元300。
當發生切換時復位點限定為X(Z)=101=102。
機床的安全區域內的復位點的位置取決於幾個要素；為了描述性但非限制性目的，這裡列出了這些要素中的一部分；機床的設計、尺寸、裝配、式樣、安全性與配線；機床的移動區域內部與外部的空間。在定位系統的一個實施方式中，具有將所述空間從區域3移動到區域4的延伸部；復位與定位的時間優化。全部執行時間減小以引入切換桿。此外可以根據特定軸的可能分佈將機床的零點定位在其中發生最大數量機加工操作的點處而減少整體時間；需要避免碰撞。在一些軸中切換點的選擇顯著地影響安全性。
在本發明的特定實施方式中，Z軸的復位實現向上移動以避免與其尺寸可能是未知的安裝在工作臺上的物體的潛在碰撞。
在此實施方式中，不存在切換桿，以便避免在用於尋找切換點的通常的復位方法過程中出現的由運動的反向產生的潛在安全問題。
在優選實施方式中，從Z軸開始發生復位方法。
根據本發明的所述定位程序，允許準確地限定與顯示各數控機床1D、2D或3D的工作空間，以便允許通過幾個參數設定“機床的零位置”其通過軟體端限制限定3D工作空間，在3D工作空間中各軸的插入位置、速度與轉矩包括心軸的旋轉速度。
在復位方法的一個實施方式中，切換點定位在軸行程的中間，其中傳感器切換，以提供復位時間的一半。
已經出於描述性而非限定性目的描述了本發明，但是應該理解的是可以在不脫離如由所附權利要求限定的相關保護範圍的情況下由本領域技術人員作出改變和/或修改。
根據爭論報導，根據本發明的用於CNC機床的軸的復位與定位的此裝置，允許在整體時間顯著減小的情況下高準確性復位。
此裝置允許復位與定位方法的顯著等級的可重複性。所述裝置能夠充分地保護傳感器遠離電磁噪音、振動、衝擊、灰塵、汙物、加工殘留物與濕氣，以保護機械裝置功能性與操作。
此裝置允許從操作區域移除機械傳感器空間。此外此裝置的特徵在於高柔性，以便允許探測移動，計算任意CNC機床內部的操作與類似操作。此裝置的結構本質上是簡單的，容易安裝與保持並且相對便宜。
根據全部先前考慮，本發明以容易且有利的方式實現了已經公開的目的。

Claims (16)

  1. 一種用於數值控制裝置的軸的復位與隨後定位的裝置，包括：運動致動裝置(13)，其可操作地連接到電機裝置以便移動所述裝置機床工作臺的裝置；控制單元(14)；輸入/輸出單元(15)，其可操作地連接到所述控制單元(14)以便限定至少一個工作軸，所述裝置的特徵在於，其包括：感應式或電容式的至少一個切換傳感器(12，21，22)，至少一個切換桿(10，30)，其用於限定通過所述至少一個切換傳感器(12，21，22)在所述至少一個裝置機床工作臺上識別的至少一個切換點(11，34)，所述切換傳感器(12，21，22)與切換點(11，34)是固定或可移動的，所述至少一個切換桿(10，30)包括用於所述至少一個切換傳感器(12，21，22)的探測區域，所述區域分為相應的第一探測部分(18，31)與第二探測部分(17，32)中，以及多個保護與緊固區域(16)；以及用於一個或多個切換傳感器的插入、保護與滑動的傳感器殼體(20)，其中所述切換點對應於第一探測部分與第二探測部分之間的邊界，從而，通過由用於至少一個軸的所述至少一個傳感器(12，21，22)發射的信號的高計算頻率以及由於所述至少一個傳感器(12，21，22)的可靠性等級，其在不接觸並且基本上不受電磁噪音、振動、衝擊、灰塵、汙物、機加工殘餘物與濕氣環境影響的情況下操作，以高等級準確性與可重複性實現了所述至少一個軸的復位與定位。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其特徵在於，所述切換桿(10)包括限定所述第二探測部分(17)和所述至少一個切換點(11、34)的凹槽。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個切換桿(10)由鐵磁材料製成，並且包括所述保護與緊固區域(16)以及相應地所述第一探測部分(18)、第二探測部分(17)。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個切換桿由介電材料製成，並且包括所述保護與緊固區域以及相應地所述第一探測部分和所述第二探測部分。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述的裝置，其特徵在於，相應地所述第一探測部分(18)和第二探測部分(17)由不同材料製成。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述的裝置，其特徵在於，所述切換桿具有基本上圓形形狀。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其特徵在於，所述切換桿包括由不同材料製成的多層。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的裝置，其特徵在於，所述切換桿由柔性介電材料製成。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其特徵在於，所述第二探測部分(17)和所述第一探測部分(18)是相鄰的，具有不同高度，並且使它們的垂直於所述至少一個切換傳感器(12)的一探測軸的相關表面，相對於所述至少一個切換傳感器(12)的所述探測軸以垂直方式安裝。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其特徵在於：所述至少一個切換傳感器(12)相對於垂直於所述至少一個切換傳感器(12)的一探測軸的所述第一探測部分(18)的所述表面的距離，小於所述至少一個傳感器(12)的最大探測距離。
  11. 如申請專利範圍第1或2項所述的裝置，其特徵在於：所述至少一個切換桿(30)由多種材料製成，每種材料都具有適當鐵磁特徵，所述切換桿包括第一材料部分(31)、第二材料部分(32)、接觸表面(33)、切換點(34)、保護與支撐材料部分(35)，所述部分(31)和(32)的厚度包括在1mm與10mm之間，並且特徵在於，所述切換點(34)對應於第一材料部分(31)與第二材料部分(32)之間的邊界。
  12. 如申請專利範圍第1或2項所述的裝置，其特徵在於：所述切換桿(10，30)具有等於將其安裝在之上的工作臺的衝程的最小長度。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其特徵在於：所述傳感器殼體(20)包括用於調節各傳感器(21)和(22)的位置的擰緊部件(23)與配線(24)和(25)。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其特徵在於：所述傳感器殼體，所述至少一個切換傳感器相應地包括無線接收/傳送部件，以便相應地相對於所述控制單元、所述輸入/輸出單元可操作相互作用。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中所述控制單元(14)包括：電機驅動件；通過脈衝序列信號與模擬信號的電機控制板；FPGA板；所述控制單元的特徵在於：其接收來自全部所述切換傳感器(12)的數據，如果需要的話執行數據處理，並且將數據傳送到所述輸入/輸出單元(15)。
  16. 如申請專利範圍第1至15項中任一項之用於數值控制裝置的軸的復位與隨後定位的裝置使數控機床的軸復位與隨後定位的方法，其特徵在於其包括以下步驟：探測所述至少一個傳感器(22)與相對於所述至少一個傳感器(22)的一探測軸垂直的切換桿(10)的第一探測部分(18)的表面之間存在/不存在接觸；首次移動工作臺直到與所述至少一個傳感器(22)和相對於所述至少一個傳感器(22)的探測軸垂直的第一探測部分(18)的表面失去/發現再次接觸；沿著與先前移動方向相反方向再次移動工作臺直到與所述至少一個傳感器(22)和相對於所述至少一個傳感器(22)的探測軸垂直的第一探測部分(18)的表面發現/再次失去接觸；沿著與先前移動方向相反的方向第三次移動工作臺直到與所述至少一個傳感器(22)與相對於所述至少一個傳感器(22)的探測軸垂直的第一探測部分(18)的表面失去/發現再次接觸；保存切換點(11)的座標；基於探測到的切換點(11)設定所述工作臺的衝程左端與衝程右端；將所述工作臺定位在預先確認的工作區域中。
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