[發明專利]用于坐標定位機器的定位裝置

有效

• 申請號: 01800124.6
• 申請日: 2001-01-26
• 公開（公告）號: CN1380968A
• 公開（公告）日: 2002-11-20
• 發明（設計）人: 維克托·戈登·斯廷普森;喬納森·保羅·佛格;戴維·約翰·羅杰斯
• 申請（專利權）人: 瑞尼斯豪公司
• 主分類號: G01B21/04
• 分類號: G01B21/04
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 余剛

技術領域

本發明涉及一種使坐標定位機器(如機床)確定物體相對于參照點的位置的裝置。例如，它可以用于機床上刀具調整的操作。

背景技術

已知的用于機床上的刀具調整裝置包括有光源，其產生射入檢測器的靈敏的光束。在刀具調整操作中，開動機器使得刀具在與光束傳播方向相切的方向運動，直到刀具的一部分擋住光束。對這一遮擋的檢測引起檢測器中產生一個激發信號，機器根據活動部件的相對位置，決定刀具尺寸的大小。例如，這種裝置可見于德國DE?42385?04號和DE?42?448?69號專利、法國2,343,555號專利、歐洲98,930號專利以及美國4,518,257號專利。

由上述專利說明書公開的裝置使用一狹窄光束照射到或穿過刀具所經之處，當光束受到刀具阻擋時，檢測器根據所接收的光強度的降低進行檢測。

該裝置還可以用來測量刀具的長度或直徑，以監測刀具的磨損程度。

這一附加功能通過來自裝置的單獨與機器控制器輸入端口連接的一組輸出獲得。

然而，問題在于有些控制器沒有足夠多的輸入端口接收所有的輸出，因而使得一個多功能的裝置由于控制器的原因喪失了許多功能。

發明內容

本發明的目的在于克服這一難題，提供一種裝置，可對輸入端口少于裝置輸出數量的控制器、甚至是只有一個輸入端口的控制器改型，同時裝置保持所有功能。

根據本發明，為具有控制器的機床提供了一種測量系統，其中，測量系統包括一臺程控裝置，它能產生一組不同的輸出信號，控制器接收來自程控裝置輸出信號的輸入端口數少于程控裝置所產生的輸出信號的個數，其中控制器會受程序控制產生一組信號，作為輸入信號有選擇地發送到測量系統的程控裝置，所述程控裝置響應所接收的特定的輸入信號，使相應的輸出信號與控制器的輸入信號相對應。

下面參照附圖給出本發明的具體實施例。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例的光學刀具調整裝置整體示意圖；

圖2a至2d顯示了送往以及來自圖1中刀具調整裝置的程控裝置的輸入信號和輸出信號。

具體實施方式

參見圖1，刀具調整裝置可用于諸如包括有一個發射光束12的光發射單元10和一個檢測光束12的光檢測單元14的機床上。從機器控制器15至光發射單元10及檢測單元14的電源和信號控制纜線17通過輸入端口16布線，單元10和14通過支柱18方便地安裝在機器基座上，既可以通過一個二者均已固定其上的中間基座20，也可以直接固定在使用這兩個單元的機器的基座上。

在操作時，安裝有該裝置的機器根據控制器的指令在與光束12傳播方向相切的方向移動刀具。當達到預先設定的光束受阻水平時，檢測單元14發出一個激發信號，機器由此確定與之相對可移動部件的相對位置，由此確定刀具的各參數。

對于該裝置的進一步的機械與電學細節，可參閱我們的歐洲專利申請第1050368A1號。

檢測單元14的啟始水平由啟動檢測器所提供的激發信號設定，取值為照射在上面的光強度下降到未受阻光強的50％。

為了使裝置具有多項功能，來自檢測器的激發信號要通過一個程控裝置，例如一個微處理器，該設備根據接收的激發信號產生一組輸出信號(本例中為4個)，發送到機器控制器15。

這4個輸出為：

1.狀態輸出(見圖2a)—表示光束強度在50％的水平之上或之下。當光束強度下降到低于50％的水平，這一輸出走高，表示已經產生了一個激發信號，當光束恢復時，輸出回復為低。為了確保激發信號一產生，不論多么短，控制器都能夠響應，狀態輸出在高處維持最短的時間，如100ms。例如在刀具旋轉而一個齒與光束非常短暫相切時，就會產生非常短的信號。

2.反轉狀態(見圖2b)—當狀態輸出為高時走低，狀態輸出為低時走高。

3.鎖存輸出(見圖2c)—初選擇時為低，然后當狀態輸出從高到低時走高，也即光束由被阻擋變為不被阻擋。隨后無論狀態輸出怎樣變化，這一輸出一直為高。

4.跳躍輸出(見圖2d)—在狀態輸出發生任何變化時走高一個預定的時段，然后回復為低，實際上是向控制器發送一個預定長度的脈沖。因此這一輸出也可以用于當刀具開始阻擋光束以及光束恢復時獲得激發信號。

控制器可以使用各種各樣的動作指令，指導機器完成特定的動作。在機器的刀具測量模式中，經常會用到一種被稱為G31的指令。這一指令指示機器直線運動至一個給定點。如果運動中收到一個激發信號，就發送高輸出，記錄下機器的位置，并且機器停止。這樣如果發布G31指令時輸出已經為高，機器僅僅報告其位置而不做運動。