專(zhuān)利名稱(chēng)：程序化自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量混合的機(jī)床及其在線測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)控機(jī)床，更具體地說(shuō)，涉及精密加工中實(shí)現(xiàn)混合測(cè)量的數(shù)控機(jī)床。
背景技術(shù)：
在數(shù)控機(jī)床上安裝在線測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)工件及刀具在加工過(guò)程中和結(jié)束后對(duì)有嚴(yán)格要求的尺寸進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)完成尺寸檢測(cè)，修正刀具，建立坐標(biāo)系等工作，這就是數(shù)控機(jī)床的在線測(cè)量系統(tǒng)。在數(shù)控機(jī)床上的測(cè)量可以避免被測(cè)零件在數(shù)控機(jī)床和測(cè)量機(jī)間反復(fù)拆卸、裝卡，定位安裝基準(zhǔn)不一致，切削應(yīng)力釋放等原因造成的測(cè)量誤差?，F(xiàn)有技術(shù)的數(shù)控機(jī)床上的測(cè)量系統(tǒng)，如圖I所示由以下幾部分構(gòu)成 測(cè)頭包括工件測(cè)頭和刀具測(cè)頭，是高重復(fù)精度位置開(kāi)關(guān)。測(cè)頭通常采用機(jī)械觸點(diǎn)與光電開(kāi)關(guān)結(jié)合，將機(jī)械觸碰信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，即形成測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)。測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)通常接入數(shù)控系統(tǒng)的快速1/0，從而保證數(shù)控系統(tǒng)能夠通過(guò)周期性地檢測(cè)，得到測(cè)頭被觸發(fā)的信息。對(duì)于不指定測(cè)頭專(zhuān)用I/o點(diǎn)的數(shù)控系統(tǒng)而言，測(cè)頭信號(hào)需要通過(guò)PLC系統(tǒng)編程轉(zhuǎn)換為對(duì)特定機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)反饋的鎖存控制信號(hào)。通常測(cè)量動(dòng)作是令機(jī)械結(jié)構(gòu)按特定方向運(yùn)動(dòng)，直到測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)被感知，即停止運(yùn)動(dòng)。測(cè)量動(dòng)作指令通常是由測(cè)量系統(tǒng)軟件發(fā)出的，測(cè)量動(dòng)作指令可以是用戶可編程，或來(lái)自用戶手動(dòng)操作，也可以是固化于系統(tǒng)中的。測(cè)量動(dòng)作指令通常會(huì)送到數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)器中實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服系統(tǒng)的控制，由伺服系統(tǒng)帶動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行測(cè)量動(dòng)作。目前，公知的數(shù)控系統(tǒng)的自動(dòng)測(cè)量方式采用G代碼(例如Fanuc的G31測(cè)量指令)描述測(cè)量測(cè)量運(yùn)動(dòng)軌跡；數(shù)控系統(tǒng)或PLC系統(tǒng)在執(zhí)行該代碼的時(shí)候查詢測(cè)頭信號(hào)情況；系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)測(cè)頭信號(hào)到位后將當(dāng)前坐標(biāo)保存到可供用戶程序訪問(wèn)的宏變量中；用戶測(cè)量程序可以應(yīng)用宏語(yǔ)言提供的運(yùn)算符，對(duì)包括保存測(cè)頭觸發(fā)位置坐標(biāo)的宏變量進(jìn)行運(yùn)算，得到被測(cè)幾何特征尺寸。上述測(cè)量過(guò)程中，測(cè)量動(dòng)作的行程是程序既定的，難于在測(cè)量過(guò)程中調(diào)整，僅能實(shí)現(xiàn)針對(duì)特定零件的測(cè)量，不能適應(yīng)相似幾何特征的工件族的測(cè)量，甚至不能適應(yīng)工件姿態(tài)的變化，存在較大的工藝局限性。目前，公知的數(shù)控系統(tǒng)的手動(dòng)測(cè)量方式下，僅能向用戶提示被測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)，無(wú)法進(jìn)行程序化的計(jì)算，尚需人工記錄坐標(biāo)點(diǎn)，人工計(jì)算相關(guān)的幾何特征尺寸，為實(shí)際加工帶來(lái)許多不便。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)量和手動(dòng)測(cè)量都存在較大的工藝局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有數(shù)控裝置自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量的缺陷，拓展數(shù)控機(jī)床在線測(cè)量系統(tǒng)的工藝能力，提出一種程序化自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量混合的數(shù)控機(jī)床在線測(cè)量方法。該方法利用自動(dòng)測(cè)量的執(zhí)行流程，在測(cè)量動(dòng)作服務(wù)器的支持下實(shí)現(xiàn)手動(dòng)測(cè)量動(dòng)作與自動(dòng)測(cè)量流程的同步；既發(fā)揮了自動(dòng)測(cè)量的可編程運(yùn)算的能力，又兼顧了手動(dòng)點(diǎn)位測(cè)量的靈活性，從而拓展了數(shù)控機(jī)床在線測(cè)量的工藝能力。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種程序化自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量混合的機(jī)床，包括數(shù)控加工程序操作器、人機(jī)交互單元、程序代碼解析器，設(shè)有測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器的插補(bǔ)器;其中，所述數(shù)控加工程序操作器，用于加載測(cè)量程序或包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序，送所述程序代碼解析器解析；所述人機(jī)交互單元，用于接收操作者要求手動(dòng)測(cè)量操作的指令或參數(shù)，送所述插補(bǔ)器；所述程序代碼解析器，用于解析測(cè)量程序或包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序；具體說(shuō)，解析執(zhí)行用戶自動(dòng)加工程序中的宏指令，包括表達(dá)式計(jì)算、循環(huán)、調(diào)轉(zhuǎn)、邏輯判斷或系統(tǒng)參數(shù)或宏變量的讀寫(xiě)操作；尤其對(duì)測(cè)量程序或包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序中的測(cè)量指令進(jìn)行解析，并調(diào)用所述插補(bǔ)器中的測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器；同時(shí)利用解析執(zhí)行用戶自動(dòng)加工程序 中的宏指令的能力進(jìn)行被測(cè)幾何特征的計(jì)算；此外，所述程序代碼解析器還用于鎖定運(yùn)行的狀態(tài)，在處理到自動(dòng)測(cè)量指令和手動(dòng)測(cè)量指令時(shí)進(jìn)入鎖定狀態(tài)，等待所述插補(bǔ)器中處理自動(dòng)測(cè)量或手動(dòng)測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)請(qǐng)求的測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器執(zhí)行測(cè)量動(dòng)作完畢后，由所述插補(bǔ)器解除對(duì)程序代碼解析器的鎖定狀態(tài)，所述程序代碼解析器將繼續(xù)運(yùn)行；所述插補(bǔ)器，用于執(zhí)行自所述程序代碼解析器和所述人機(jī)交互單元的程序或指令，包括直線、圓弧或其他常規(guī)幾何軌跡運(yùn)動(dòng)服務(wù)請(qǐng)求程序或指令；此外，所述插補(bǔ)器中的測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器，用于處理來(lái)自于所述程序代碼解析器或所述人機(jī)交互單元發(fā)出的測(cè)量運(yùn)動(dòng)請(qǐng)求，包括依據(jù)測(cè)量運(yùn)動(dòng)請(qǐng)求所示的運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行直線插補(bǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算和輸出，監(jiān)測(cè)測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)；當(dāng)發(fā)現(xiàn)測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)請(qǐng)求所示的運(yùn)動(dòng)方向的減速插補(bǔ)，運(yùn)動(dòng)停止后解除所述程序代碼解析器的運(yùn)行鎖定，另其繼續(xù)運(yùn)行；此外，機(jī)床還包括PLC子系統(tǒng)，用于負(fù)責(zé)數(shù)控系統(tǒng)基本的邏輯控制功能外，將快速I(mǎi)/O接口接入的測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)，轉(zhuǎn)化為數(shù)控系統(tǒng)軟件可以訪問(wèn)的系統(tǒng)變量；伺服位置閉環(huán)控制器，用于接收插補(bǔ)器計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)結(jié)果及伺服位置信息對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)進(jìn)行位置閉環(huán)控制，從而控制電機(jī)帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)；所述還伺服位置閉環(huán)控制器設(shè)置有反饋鎖存器，用于在測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)的控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)反饋計(jì)數(shù)器的鎖存。本發(fā)明還提供了上述程序化自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量混合的機(jī)床的在線測(cè)量方法，包括如下步驟SI、機(jī)床根據(jù)測(cè)量程序或者包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序代碼開(kāi)始運(yùn)行；S2、當(dāng)運(yùn)行至所述測(cè)量程序或者包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序代碼中出現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量指令時(shí)，機(jī)床依據(jù)自動(dòng)測(cè)量動(dòng)作指定的運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，直到測(cè)頭被觸碰并產(chǎn)生測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)，進(jìn)行減速停止；由測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)被感知時(shí)刻的機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)被鎖存，并被轉(zhuǎn)存到測(cè)量程序或加工程序訪問(wèn)的系統(tǒng)變量或宏變量中；S3、當(dāng)運(yùn)行至所述測(cè)量程序或者包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序代碼中出現(xiàn)手動(dòng)測(cè)量指令時(shí)，機(jī)床停止運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)運(yùn)行模式被鎖定，手動(dòng)運(yùn)行模式有效，等待用戶手動(dòng)操作機(jī)床；其間測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)一直被監(jiān)控，直到測(cè)頭被觸碰并產(chǎn)生測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)，進(jìn)行減速停止；由測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)被感知時(shí)刻的機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)被鎖存，并被轉(zhuǎn)存到測(cè)量程序或加工程序訪問(wèn)的系統(tǒng)變量或宏變量中；當(dāng)測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)被監(jiān)測(cè)到與手動(dòng)運(yùn)動(dòng)結(jié)束標(biāo)志條件雙重滿足后，自動(dòng)運(yùn)行模式的鎖定狀態(tài)被解除；S4、所述測(cè)量程序或者包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序代碼被繼續(xù)執(zhí)行，包括利用存儲(chǔ)測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)時(shí)刻的坐標(biāo)位置的系統(tǒng)變量或宏變量進(jìn)行運(yùn)算，得到被測(cè)幾何特征的尺寸，或者執(zhí)行修改坐標(biāo)系、刀具幾何參數(shù)；執(zhí)行測(cè)量程序或者包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序中的其他代碼直至程序終止。本發(fā)明一種機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)在線工件及刀具的測(cè)量系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量的混合編程，為程序化的測(cè)量提供了更多調(diào)整機(jī)會(huì)，支持同工藝特征的零件族的測(cè)量，拓展了測(cè)量程序的工件適用范圍，簡(jiǎn)化了被測(cè)工 件安裝調(diào)整時(shí)間。本發(fā)明利用自動(dòng)測(cè)量的執(zhí)行流程，在測(cè)量動(dòng)作服務(wù)器的支持下實(shí)現(xiàn)手動(dòng)測(cè)量動(dòng)作與自動(dòng)測(cè)量流程的同步；既發(fā)揮了自動(dòng)測(cè)量的可編程運(yùn)算的能力，又兼顧了手動(dòng)點(diǎn)位測(cè)量的靈活性，從而拓展了數(shù)控機(jī)床在線測(cè)量的工藝能力。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)數(shù)控機(jī)床上測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成結(jié)構(gòu)原理框圖；圖2是本發(fā)明數(shù)控機(jī)床上測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成結(jié)構(gòu)原理框圖；圖3是一種具體實(shí)現(xiàn)本發(fā)明數(shù)控機(jī)床上測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器的算法流程示意圖；圖5是圖4中加速插補(bǔ)算法的流程示意圖；圖6是圖4中勻速插補(bǔ)算法的流程示意圖；圖7是圖4中減速插補(bǔ)算法的流程示意圖；圖8是程序代碼解析器實(shí)現(xiàn)流程的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明一種程序化自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量混合的機(jī)床測(cè)量系統(tǒng)，由以下相關(guān)組成部分構(gòu)成，如圖2所示PLC子系統(tǒng)。本發(fā)明公開(kāi)的PLC子系統(tǒng)除了負(fù)責(zé)數(shù)控系統(tǒng)基本的邏輯控制功能外，還負(fù)責(zé)將快速I(mǎi)/o接口接入的測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)，轉(zhuǎn)化為數(shù)控系統(tǒng)軟件可以訪問(wèn)的系統(tǒng)變量。該系統(tǒng)變量可以被測(cè)量相關(guān)模塊主動(dòng)地周期性地查詢，也可以由PLC子系統(tǒng)通過(guò)消息機(jī)制或回調(diào)函數(shù)機(jī)制主動(dòng)通知測(cè)量相關(guān)模塊。伺服位置閉環(huán)控制器。負(fù)責(zé)接收插補(bǔ)器計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)該結(jié)果及伺服位置信息對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)進(jìn)行位置閉環(huán)，從而控制電機(jī)帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)精確的位置運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明公開(kāi)的伺服位置閉環(huán)控制器除了負(fù)責(zé)上述工作，還具備反饋鎖存器，在測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)的控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)反饋計(jì)數(shù)器的鎖存。程序代碼解析器。負(fù)責(zé)解析用戶編寫(xiě)的自動(dòng)加工程序；為滿足插補(bǔ)器的輸入需要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化；解析執(zhí)行用戶自動(dòng)加工程序中的宏指令，包括表達(dá)式計(jì)算、循環(huán)、調(diào)轉(zhuǎn)、邏輯判斷及系統(tǒng)參數(shù)和宏變量的讀寫(xiě)操作。本發(fā)明公開(kāi)的程序代碼解析器除了負(fù)責(zé)上述工作，還對(duì)測(cè)量程序或包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序中的測(cè)量指令進(jìn)行解析，并調(diào)用插補(bǔ)器中的測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器。本發(fā)明公開(kāi)的程序代碼解析器還利用解析執(zhí)行用戶自動(dòng)加工程序中的宏指令的能力進(jìn)行被測(cè)幾何特征的計(jì)算。為了支持程序化自動(dòng)測(cè)量和手動(dòng)測(cè)量的混合操作，本發(fā)明公開(kāi)的程序代碼解析器具有鎖定運(yùn)行的狀態(tài)，即暫停運(yùn)行直到被外部解除鎖定。在程序代碼解析器處理到自動(dòng)測(cè)量指令和手動(dòng)測(cè)量指令時(shí)進(jìn)入鎖定狀態(tài)，等待插補(bǔ)器中處理自動(dòng)測(cè)量或手動(dòng)測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)請(qǐng)求的測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器執(zhí)行測(cè)量動(dòng)作完畢后，由插補(bǔ)器解除對(duì)程序代碼解析器的鎖定狀態(tài)，程序代碼解析器將繼續(xù)運(yùn)行。插補(bǔ)器。負(fù)責(zé)對(duì)來(lái)自程序代碼解析器和界面手動(dòng)操作的運(yùn)動(dòng)服務(wù)請(qǐng)求。這些運(yùn)動(dòng)服務(wù)請(qǐng)求包括直線、圓弧等常規(guī)幾何軌跡。為了支持程序化自動(dòng)測(cè)量和手動(dòng)測(cè)量的混合操作，本發(fā)明公開(kāi)的插補(bǔ)器中包括測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù) 器，主要負(fù)責(zé)處理來(lái)自于程序代碼解析器或數(shù)控人機(jī)交互子系統(tǒng)發(fā)出的測(cè)量運(yùn)動(dòng)請(qǐng)求，包括依據(jù)測(cè)量運(yùn)動(dòng)請(qǐng)求所示的運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行直線插補(bǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算和輸出，監(jiān)測(cè)測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)；發(fā)現(xiàn)測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)后，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)請(qǐng)求所示的運(yùn)動(dòng)方向的減速插補(bǔ)，運(yùn)動(dòng)停止后解除程序代碼解析器的運(yùn)行鎖定，另其繼續(xù)運(yùn)行。本發(fā)明還公開(kāi)了一種程序化自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量混合的機(jī)床測(cè)量系統(tǒng)的運(yùn)行方法，包括如下步驟SI、數(shù)控機(jī)床根據(jù)測(cè)量程序或者包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序代碼開(kāi)始運(yùn)行；S2、當(dāng)運(yùn)行至所述測(cè)量程序或者包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序代碼中出現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量指令時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)控制下數(shù)控機(jī)床依據(jù)自動(dòng)測(cè)量動(dòng)作指定的運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，直到測(cè)頭被觸碰并產(chǎn)生測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)，進(jìn)行減速停止。由測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)被感知時(shí)刻的機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)被鎖存，并被轉(zhuǎn)存到測(cè)量程序或加工程序可以訪問(wèn)的系統(tǒng)變量或宏變量中。S3、當(dāng)運(yùn)行至所述測(cè)量程序或者包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序代碼中出現(xiàn)手動(dòng)測(cè)量指令時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)控制下的數(shù)控機(jī)床停止運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)運(yùn)行模式被鎖定，手動(dòng)運(yùn)行模式有效，等待用戶手動(dòng)操作機(jī)床；其間測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)一直被監(jiān)控，直到測(cè)頭被觸碰并產(chǎn)生測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)，進(jìn)行減速停止。由測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)被感知時(shí)刻的機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)被鎖存，并被轉(zhuǎn)存到測(cè)量程序或加工程序可以訪問(wèn)的系統(tǒng)變量或宏變量中。當(dāng)測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)被監(jiān)測(cè)到與手動(dòng)運(yùn)動(dòng)結(jié)束標(biāo)志條件雙重滿足后，自動(dòng)運(yùn)行模式的鎖定狀態(tài)被解除。S4、所述測(cè)量程序或者包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序代碼被繼續(xù)執(zhí)行，包括利用存儲(chǔ)測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)時(shí)刻的坐標(biāo)位置的系統(tǒng)變量或宏變量進(jìn)行運(yùn)算，得到被測(cè)幾何特征的尺寸，或者執(zhí)行修改坐標(biāo)系、刀具幾何參數(shù)。執(zhí)行測(cè)量程序或者包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序中的其他代碼直至程序終止。本發(fā)明的技術(shù)方案主要利用自動(dòng)測(cè)量的執(zhí)行流程，在測(cè)量動(dòng)作服務(wù)器的支持下實(shí)現(xiàn)手動(dòng)測(cè)量動(dòng)作與自動(dòng)測(cè)量流程的同步。自動(dòng)測(cè)量程序的運(yùn)行機(jī)制與自動(dòng)加工程序基本相同，均能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)所需的運(yùn)算(宏變量的可編程運(yùn)算)和對(duì)系統(tǒng)變量的訪問(wèn)和修改操作。與通常意義上的自動(dòng)加工程序不同的是自動(dòng)測(cè)量程序支持測(cè)量的專(zhuān)用指令，包括自動(dòng)測(cè)量指令和手動(dòng)測(cè)量指令。自動(dòng)測(cè)量指令，主要行為是指令向測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器發(fā)出測(cè)量運(yùn)動(dòng)請(qǐng)求，并指定方向的運(yùn)動(dòng)。測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器屬于插補(bǔ)器的一部分。測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器依據(jù)運(yùn)動(dòng)方向，執(zhí)行測(cè)量運(yùn)動(dòng)必須的插補(bǔ)運(yùn)算，同時(shí)監(jiān)控測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)測(cè)頭到位信號(hào)后即實(shí)現(xiàn)減速停止運(yùn)動(dòng)，將檢測(cè)到測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)瞬間的坐標(biāo)值計(jì)入自動(dòng)測(cè)量程序可以訪問(wèn)的系統(tǒng)變量存儲(chǔ)區(qū)域或宏變量存儲(chǔ)區(qū)。手動(dòng)測(cè)量指令，主要行為是令自動(dòng)測(cè)量程序暫停并鎖定，等待手動(dòng)測(cè)量。此后測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器接受的運(yùn)動(dòng)請(qǐng)求執(zhí)行過(guò)程中均監(jiān)控測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)。當(dāng)手動(dòng)服務(wù)器發(fā)現(xiàn)測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)后即實(shí)現(xiàn)減速停止運(yùn)動(dòng)，將檢測(cè)到測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)瞬間的坐標(biāo)值計(jì)入自動(dòng)測(cè)量程序可以訪問(wèn)的系統(tǒng)變量存儲(chǔ)區(qū)域或宏變量存儲(chǔ)區(qū)。隨后運(yùn)動(dòng)服務(wù)器即解除對(duì)測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)的監(jiān)控，并，令原測(cè)量程序可以繼續(xù)解析執(zhí)行。上述指令的格式可以參考標(biāo)準(zhǔn)的G代碼格式進(jìn)行擴(kuò)展，也便于與自動(dòng)加工程序中其他數(shù)控功能G代碼采用同樣的解析處理流程(包括詞法分析與語(yǔ)法檢查)。通過(guò)上述指令可以實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量的基本動(dòng)作。此后，由宏變量接受測(cè)頭觸發(fā)時(shí)數(shù)控系統(tǒng)查詢到的實(shí)時(shí)坐標(biāo)信息，通過(guò)自動(dòng)測(cè)量程序支持的可編程運(yùn)算，得到所需的幾何特征信息，即得到測(cè)量結(jié)果。實(shí)施例本發(fā)明提出的控制方法依據(jù)數(shù)控系統(tǒng)選用的不同的操作系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)工具有多種實(shí)現(xiàn)方式。圖3展示了本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)方式。系統(tǒng)由數(shù)控系統(tǒng)硬件、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)軟件三大部分構(gòu)成。數(shù)控系統(tǒng)硬件，可以有多種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，例如X86PC構(gòu)架、ARM處理器構(gòu)架、DSP處理器構(gòu)架、單片機(jī)構(gòu)架以及多個(gè)上述處理器構(gòu)成的多CPU構(gòu)架。中央處理器CPU通過(guò)內(nèi)部計(jì)算機(jī)總線與其他設(shè)備連接，包括數(shù)控系統(tǒng)所必需的實(shí)時(shí)鐘、伺服及I/o設(shè)備接口、存儲(chǔ)介質(zhì)和顯示設(shè)備及輸入設(shè)備。采用X86PC構(gòu)架的硬件系統(tǒng)可以用機(jī)內(nèi)8253或其兼容時(shí)鐘體系作實(shí)時(shí)鐘；可通過(guò)PCI總線或ISA總線接口模擬量輸出卡和數(shù)字量輸入輸出卡實(shí)現(xiàn)伺服及I/O設(shè)備接口，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)總線接口的伺服及I/O設(shè)備，可采用相應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊接口卡實(shí)現(xiàn)伺服及I/O設(shè)備接口 ；可采用標(biāo)準(zhǔn)硬盤(pán)或SD卡、CF卡作為文件系統(tǒng)存儲(chǔ)介質(zhì)。本發(fā)明涉及的測(cè)頭類(lèi)設(shè)備，包括工件測(cè)頭和刀具測(cè)頭的測(cè)頭觸發(fā)電氣信號(hào)可被處理為高速數(shù)字輸入信號(hào)量，通過(guò)I/O設(shè)備接口接入數(shù)控系統(tǒng)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可以選用VxWorks, RTLinux等專(zhuān)業(yè)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，也可以選用Windows結(jié)合實(shí)時(shí)擴(kuò)展RTX,或在系統(tǒng)性能要求較低時(shí)選擇Windows CE等具有一定軟實(shí)時(shí)特征的操作系統(tǒng)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中除了支持常規(guī)的文件管理及存儲(chǔ)介質(zhì)驅(qū)動(dòng)和圖形用戶接口 GUI，主要通過(guò)實(shí)時(shí)鐘定時(shí)中斷處理程序作為實(shí)現(xiàn)周期性地實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度。數(shù)控設(shè)備驅(qū)動(dòng)可以采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)框架，封裝對(duì)伺服及I/O設(shè)備接口的數(shù)據(jù)操作，這些數(shù)據(jù)包括對(duì)伺服的指令及對(duì)I/O的指令，也包括采集來(lái)自伺服的反饋數(shù)據(jù)及I/O的數(shù)據(jù)，也包括本發(fā)明涉及的測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)。數(shù)控系統(tǒng)軟件可用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)支持的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具來(lái)開(kāi)發(fā)，例如RTLinux操作系統(tǒng)支持的GCC開(kāi)發(fā)環(huán)境，對(duì)于選擇Windows+RTX作為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的選擇VC開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)。數(shù)控系統(tǒng)軟件主要包括多個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)程序代碼解析器、插補(bǔ)器、PLC子系統(tǒng)。依據(jù)不同的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的工作方式，上述實(shí)時(shí)任務(wù)可以是實(shí)時(shí)線程，也可以是能夠被實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)加載運(yùn)行的循環(huán)函數(shù)體。數(shù)控軟件各部分實(shí)現(xiàn)的原理如下數(shù)控加工程序文件操作器，負(fù)責(zé)從數(shù)控系統(tǒng)得文件系統(tǒng)中打開(kāi)被選擇的文件，也包括測(cè)量程序文件或包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工文件。數(shù)控加工程序大多以回車(chē)換行字符作為行結(jié)束的標(biāo)志。通常數(shù)控加工程序文件操作器處于被調(diào)用的運(yùn)行方式，不具備自主運(yùn)行的要求，即可以一組服務(wù)函數(shù)的形式實(shí)現(xiàn)，也可以具有一組服務(wù)接口的對(duì)象實(shí)現(xiàn)。、數(shù)控人機(jī)交互子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)接受來(lái)自鍵盤(pán)等輸入設(shè)備的用戶操作信息，也包括本發(fā)明涉及的來(lái)自用戶的手動(dòng)測(cè)量操作；同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)其他構(gòu)成單元的信息顯示。在操作系統(tǒng)圖形用戶接口的支持下，數(shù)控人機(jī)交互子系統(tǒng)可以進(jìn)程的形式實(shí)現(xiàn)，與數(shù)控系統(tǒng)軟件的其他構(gòu)成部分以進(jìn)程通信的方式進(jìn)行信息交互，包括共享內(nèi)存、管道、Socket等；數(shù)控人機(jī)交互子系統(tǒng)也可以與數(shù)控系統(tǒng)軟件的其他部分共用一個(gè)進(jìn)程，以線程的形式實(shí)現(xiàn)，則與其它部分共享進(jìn)程內(nèi)存空間。在Windows族類(lèi)操作系統(tǒng)支持下，數(shù)控人機(jī)交互子系統(tǒng)可以采用MFC提供的Doc/View模式開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)。不論何種方式，數(shù)控人機(jī)交互子系統(tǒng)均采用主動(dòng)運(yùn)行的工作方式，包括查詢操作輸入和周期性的數(shù)據(jù)顯示刷新。在Windows族類(lèi)操作系統(tǒng)支持下，輸入可以采用Windows消息實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)顯示刷新可以在timer或多媒體定時(shí)器的周期任務(wù)中實(shí)現(xiàn)刷新觸發(fā)。數(shù)控人機(jī)交互子系統(tǒng)作為主動(dòng)運(yùn)行的子系統(tǒng)因其實(shí)時(shí)性要求比較低，通?？梢圆患{入到實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度中，或以較低的優(yōu)先級(jí)參與任務(wù)調(diào)度。插補(bǔ)器，負(fù)責(zé)接受來(lái)自程序代碼解析器解析和預(yù)處理過(guò)的宏觀運(yùn)動(dòng)指令(直線、圓弧、NURBS曲線等)；將運(yùn)動(dòng)指令插值為伺服設(shè)備能夠執(zhí)行的微觀增量指令，并且嚴(yán)格周期(lms，2ms，4ms等)方式通過(guò)數(shù)控設(shè)備驅(qū)動(dòng)向伺服位置閉環(huán)控制器輸出。由于對(duì)插補(bǔ)器具有嚴(yán)格周期輸出的需求，通常插補(bǔ)器以實(shí)時(shí)線程或?qū)崟r(shí)任務(wù)的形式，納入實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度。通常插補(bǔ)器的核心插補(bǔ)算法可以是經(jīng)典的逐點(diǎn)比較法、數(shù)值積分法，也可以其他具有微分功 能的參數(shù)方程等算法。本發(fā)明公開(kāi)的插補(bǔ)器中包括測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器，主要負(fù)責(zé)處理來(lái)自于程序代碼解析器或數(shù)控人機(jī)交互子系統(tǒng)發(fā)出的測(cè)量運(yùn)動(dòng)請(qǐng)求，包括依據(jù)測(cè)量運(yùn)動(dòng)請(qǐng)求所示的運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行直線插補(bǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算和輸出，監(jiān)測(cè)測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)；發(fā)現(xiàn)測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)后，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)請(qǐng)求所示的運(yùn)動(dòng)方向的減速插補(bǔ)，運(yùn)動(dòng)停止后解除程序代碼解析器的運(yùn)行鎖定，令其繼續(xù)運(yùn)行。測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器的插補(bǔ)算法同直線插補(bǔ)，可以采用逐點(diǎn)比較法、數(shù)值積分法，也可以采用其他具有微分功能的參數(shù)方程等算法。測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)請(qǐng)求的輸入包括以下信息■測(cè)量運(yùn)動(dòng)方向，即進(jìn)行測(cè)頭觸碰運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向?！鰷y(cè)量運(yùn)動(dòng)速度，即進(jìn)行測(cè)量運(yùn)動(dòng)的速度■測(cè)量運(yùn)動(dòng)極限，給定一個(gè)測(cè)頭觸碰運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向的距離，如果超過(guò)上述距離沒(méi)有檢到測(cè)頭觸碰信號(hào)則測(cè)量動(dòng)作終止，并報(bào)警測(cè)量觸碰失敗?！鰷y(cè)量信號(hào)到位，來(lái)自PLC轉(zhuǎn)化的測(cè)量信號(hào)到位標(biāo)志。測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器根據(jù)此標(biāo)志進(jìn)入減速，直至停止。測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器輸出沿測(cè)頭運(yùn)動(dòng)方向插補(bǔ)計(jì)算的微觀運(yùn)動(dòng)增量(每個(gè)位置閉環(huán)周期的各坐標(biāo)位置增量)；在測(cè)頭減速停止后還將向程序代碼解析器輸出解除鎖定的標(biāo)志。測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器的算法流程如圖4-7所示。 系統(tǒng)變量及用戶宏變量存儲(chǔ)及管理器，負(fù)責(zé)數(shù)控系統(tǒng)軟件中各組成部分信息交互必需的系統(tǒng)變量進(jìn)行統(tǒng)一的注冊(cè)(含內(nèi)存分配)、訪問(wèn)操作。系統(tǒng)變量及用戶宏變量存儲(chǔ)及管理器屬于被調(diào)用的運(yùn)行方式，不具備自主運(yùn)行的要求，即可以一組服務(wù)函數(shù)的形式實(shí)現(xiàn)，也可以具有一組服務(wù)接口的對(duì)象實(shí)現(xiàn)。注冊(cè)服務(wù)接口將為新的系統(tǒng)變量分配內(nèi)存，并建立一個(gè)變量名到內(nèi)存地址的索引，其間可以包括變量的類(lèi)型、讀寫(xiě)屬性、數(shù)據(jù)范圍等信息以供數(shù)據(jù)訪問(wèn)時(shí)進(jìn)行必要的校驗(yàn)；內(nèi)存分配可以是連續(xù)的，也可以是分散的；注冊(cè)完畢后可以返回參數(shù)的地址，以供高速實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)。訪問(wèn)操作服務(wù)接口及實(shí)現(xiàn)通過(guò)變量字符串名稱(chēng)訪問(wèn)變量的服務(wù)，系統(tǒng)變量及用戶宏變量存儲(chǔ)及管理器根據(jù)注冊(cè)服務(wù)生成的索引，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)變量訪問(wèn)和修改操作。
伺服位置閉環(huán)控制器。負(fù)責(zé)接收插補(bǔ)器計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)該結(jié)果及伺服位置信息對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)進(jìn)行位置閉環(huán)，從而控制電機(jī)帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)精確的位置運(yùn)動(dòng)。伺服位置閉環(huán)控制器具有運(yùn)行調(diào)度接口，在實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度子系統(tǒng)調(diào)度下嚴(yán)格周期性(1ms，2ms, 4ms等)循環(huán)運(yùn)行。位置閉環(huán)控制器可以采用常規(guī)的PID調(diào)節(jié)結(jié)合前饋控制算法，以給定位置為控制目標(biāo)，以來(lái)自數(shù)控設(shè)備驅(qū)動(dòng)的電機(jī)位置/角度反饋為反饋信息，以伺服驅(qū)動(dòng)的速度控制量為控制輸出；計(jì)算得到的速度控制量通過(guò)數(shù)控設(shè)備驅(qū)動(dòng)，最終送達(dá)伺服執(zhí)行。本發(fā)明公開(kāi)的伺服位置閉環(huán)控制器除了負(fù)責(zé)上述工作，還具備反饋鎖存器，在測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)的控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)反饋計(jì)數(shù)器的鎖存。反饋鎖存數(shù)據(jù)送系統(tǒng)變量及用戶宏變量存儲(chǔ)及管理器，以供程序代碼解析器進(jìn)行被測(cè)幾何特征計(jì)算使用。 · PLC子系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)設(shè)備(數(shù)控機(jī)床)控制所必需的輔助功能，包括冷卻、潤(rùn)滑、主軸開(kāi)關(guān)等。PLC子系統(tǒng)可以采用梯形圖掃描方式執(zhí)行，也可以將梯形圖轉(zhuǎn)化為布爾助記符語(yǔ)言、功能表圖語(yǔ)言、功能模塊圖語(yǔ)言及結(jié)構(gòu)化語(yǔ)句描述語(yǔ)言解釋執(zhí)行，或?qū)⑦壿嬚Z(yǔ)言最終編譯為機(jī)器語(yǔ)言運(yùn)行。為了響應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)加工程序中的^3\1'指令，PLC子系統(tǒng)為程序代碼解析器提供M\S\T指令的服務(wù)接口 ；PLC子系統(tǒng)將接受到的M\S\T指令作為觸發(fā)相應(yīng)邏輯子程序的開(kāi)關(guān)，一旦接受來(lái)自程序代碼解析器的服務(wù)請(qǐng)求則啟動(dòng)相應(yīng)的邏輯功能子程序。本發(fā)明公開(kāi)的PLC子系統(tǒng)除了負(fù)責(zé)數(shù)控系統(tǒng)基本的邏輯控制功能外，還負(fù)責(zé)將快速I(mǎi)/O接口接入的測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)，轉(zhuǎn)化為數(shù)控系統(tǒng)軟件可以訪問(wèn)的系統(tǒng)變量。該系統(tǒng)變量可以被測(cè)量相關(guān)模塊主動(dòng)地周期性地查詢，也可以由PLC子系統(tǒng)通過(guò)消息機(jī)制或回調(diào)函數(shù)機(jī)制主動(dòng)通知測(cè)量相關(guān)模塊。 程序代碼解析器，主要負(fù)責(zé)調(diào)用數(shù)控加工程序文件操作器服務(wù)接口，為插補(bǔ)器提供宏觀數(shù)據(jù)，具有一定的實(shí)時(shí)輸出的需求，通常程序代碼解析器以優(yōu)先級(jí)較低的實(shí)時(shí)線程或?qū)崟r(shí)任務(wù)的形式，納入實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度。程序代碼解析器以行為單位獲取數(shù)控加工程序；將字符串型的數(shù)控加工程序行經(jīng)過(guò)詞法分析(可以選用Lex)。指令類(lèi)別甄別器在語(yǔ)法分析(可以選用Yacc)的基礎(chǔ)上，針對(duì)每個(gè)解析出的關(guān)鍵字進(jìn)行分類(lèi)處理，例如對(duì)G代碼的逐一處理，對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)的逐一處理，對(duì)M、S、T代碼的逐一處理，上述工作由常規(guī)運(yùn)動(dòng)指令解析器完成，處理結(jié)果主要是根據(jù)G代碼表征的運(yùn)動(dòng)請(qǐng)求結(jié)合坐標(biāo)信息，轉(zhuǎn)化為與插補(bǔ)器約定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過(guò)插補(bǔ)器對(duì)程序代碼解析器的接口調(diào)用送入插補(bǔ)器。對(duì)于指令類(lèi)別甄別器識(shí)別的測(cè)量指令，則送入測(cè)量指令解析器進(jìn)行處理。測(cè)量指令解析器對(duì)測(cè)量程序或包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序中的測(cè)量指令進(jìn)行解析，并調(diào)用插補(bǔ)器中的測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器接口。為了支持程序化自動(dòng)測(cè)量和手動(dòng)測(cè)量的混合操作，本發(fā)明公開(kāi)的程序代碼解析器具有鎖定運(yùn)行的狀態(tài)，即暫停運(yùn)行直到被外部解除鎖定。在程序代碼解析器處理到自動(dòng)測(cè)量指令和手動(dòng)測(cè)量指令時(shí)進(jìn)入鎖定狀態(tài)，等待插補(bǔ)器中處理自動(dòng)測(cè)量或手動(dòng)測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)請(qǐng)求的測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器執(zhí)行測(cè)量動(dòng)作完畢后，由插補(bǔ)器解除對(duì)程序代碼解析器的鎖定狀態(tài)，程序代碼解析器將繼續(xù)運(yùn)行。程序代碼解析器的算法流程如圖8所示。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種程序化自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量混合的機(jī)床，其特征在于，包括數(shù)控加工程序操作器、人機(jī)交互單元、程序代碼解析器，設(shè)有測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器的插補(bǔ)器；其中， 所述數(shù)控加工程序操作器，用于加載測(cè)量程序或包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序，送所述程序代碼解析器解析； 所述人機(jī)交互單元，用于接收操作者要求手動(dòng)測(cè)量操作的指令或參數(shù)，送所述插補(bǔ)器； 所述程序代碼解析器，用于解析測(cè)量程序或包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序；具體說(shuō)，解析執(zhí)行用戶自動(dòng)加工程序中的宏指令，包括表達(dá)式計(jì)算、循環(huán)、調(diào)轉(zhuǎn)、邏輯判斷或系統(tǒng)參數(shù)或宏變量的讀寫(xiě)操作；尤其對(duì)測(cè)量程序或包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序中的測(cè)量指令進(jìn)行解析，并調(diào)用所述插補(bǔ)器中的測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器；同時(shí)利用解析執(zhí)行用戶自動(dòng)加工程序中的宏指令的能力進(jìn)行被測(cè)幾何特征的計(jì)算；此外，所述程序代碼解析器還用于鎖定運(yùn)行的狀態(tài)，在處理到自動(dòng)測(cè)量指令和手動(dòng)測(cè)量指令時(shí)進(jìn)入鎖定狀態(tài)，等待所述插補(bǔ)器中處理自動(dòng)測(cè)量或手動(dòng)測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)請(qǐng)求的測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器執(zhí)行測(cè)量動(dòng)作完畢后，由所述插補(bǔ)器解除對(duì)程序代碼解析器的鎖定狀態(tài)，所述程序代碼解析器將繼續(xù)運(yùn)行； 所述插補(bǔ)器，用于執(zhí)行自所述程序代碼解析器和所述人機(jī)交互單元的程序或指令，包括直線、圓弧或其他常規(guī)幾何軌跡運(yùn)動(dòng)服務(wù)請(qǐng)求程序或指令；此外，所述插補(bǔ)器中的測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器，用于處理來(lái)自于所述程序代碼解析器或所述人機(jī)交互單元發(fā)出的測(cè)量運(yùn)動(dòng)請(qǐng)求，包括依據(jù)測(cè)量運(yùn)動(dòng)請(qǐng)求所示的運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行直線插補(bǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算和輸出，監(jiān)測(cè)測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)；當(dāng)發(fā)現(xiàn)測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)請(qǐng)求所示的運(yùn)動(dòng)方向的減速插補(bǔ)，運(yùn)動(dòng)停止后解除所述程序代碼解析器的運(yùn)行鎖定，另其繼續(xù)運(yùn)行； 此外，機(jī)床還包括 PLC子系統(tǒng)，用于負(fù)責(zé)數(shù)控系統(tǒng)基本的邏輯控制功能外，將快速I(mǎi)/O接口接入的測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)，轉(zhuǎn)化為數(shù)控系統(tǒng)軟件可以訪問(wèn)的系統(tǒng)變量； 伺服位置閉環(huán)控制器，用于接收插補(bǔ)器計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)結(jié)果及伺服位置信息對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)進(jìn)行位置閉環(huán)控制，從而控制電機(jī)帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)；所述還伺服位置閉環(huán)控制器設(shè)置有反饋鎖存器，用于在測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)的控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)反饋計(jì)數(shù)器的鎖存。
2.一種程序化自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量混合的機(jī)床的在線測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟 、 51、機(jī)床根據(jù)測(cè)量程序或者包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序代碼開(kāi)始運(yùn)行； 、52、當(dāng)運(yùn)行至所述測(cè)量程序或者包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序代碼中出現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量指令時(shí)，機(jī)床依據(jù)自動(dòng)測(cè)量動(dòng)作指定的運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，直到測(cè)頭被觸碰并產(chǎn)生測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)，進(jìn)行減速停止；由測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)被感知時(shí)刻的機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)被鎖存，并被轉(zhuǎn)存到測(cè)量程序或加工程序訪問(wèn)的系統(tǒng)變量或宏變量中； 、53、當(dāng)運(yùn)行至所述測(cè)量程序或者包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序代碼中出現(xiàn)手動(dòng)測(cè)量指令時(shí)，機(jī)床停止運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)運(yùn)行模式被鎖定，手動(dòng)運(yùn)行模式有效，等待用戶手動(dòng)操作機(jī)床；其間測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)一直被監(jiān)控，直到測(cè)頭被觸碰并產(chǎn)生測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)，進(jìn)行減速停止；由測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)被感知時(shí)刻的機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)被鎖存，并被轉(zhuǎn)存到測(cè)量程序或加工程序訪問(wèn)的系統(tǒng)變量或宏變量中；當(dāng)測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)被監(jiān)測(cè)到與手動(dòng)運(yùn)動(dòng)結(jié)束標(biāo)志條件雙重滿足后，自動(dòng)運(yùn)行模式的鎖定狀態(tài)被解除；·S4、所述測(cè)量程序或者包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序代碼被繼續(xù)執(zhí)行，包括利用存儲(chǔ)測(cè)頭觸發(fā)信號(hào)時(shí)刻的坐標(biāo)位置的系統(tǒng)變量或宏變量進(jìn)行運(yùn)算，得到被測(cè)幾何特征的尺寸，或者執(zhí)行修改坐標(biāo)系、刀具幾何參數(shù)；執(zhí)行測(cè)量程序或者包含測(cè)量工序的自動(dòng)加工程序中的其他代碼直至程序終止。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種程序化自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量混合的機(jī)床，其特征在于，包括數(shù)控加工程序操作器、人機(jī)交互單元、程序代碼解析器，設(shè)有測(cè)量運(yùn)動(dòng)服務(wù)器的插補(bǔ)器；還包括PLC子系統(tǒng)和伺服位置閉環(huán)控制器。本發(fā)明機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)在線工件及刀具的測(cè)量系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量的混合編程，為程序化的測(cè)量提供了更多調(diào)整機(jī)會(huì)，支持同工藝特征的零件族的測(cè)量，拓展了測(cè)量程序的工件適用范圍，簡(jiǎn)化了被測(cè)工件安裝調(diào)整時(shí)間。本發(fā)明利用自動(dòng)測(cè)量的執(zhí)行流程，在測(cè)量動(dòng)作服務(wù)器的支持下實(shí)現(xiàn)手動(dòng)測(cè)量動(dòng)作與自動(dòng)測(cè)量流程的同步；既發(fā)揮了自動(dòng)測(cè)量的可編程運(yùn)算的能力，又兼顧了手動(dòng)點(diǎn)位測(cè)量的靈活性，從而拓展了數(shù)控機(jī)床在線測(cè)量的工藝能力。
文檔編號(hào)G05B19/401GK102789198SQ201110131129
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者于德海, 劉慶宏, 劉沛, 林猛, 湯洪濤, 王聲文, 王大偉, 白彥慶, 耿文劍, 董大鵬, 陳虎 申請(qǐng)人:大連光洋科技工程有限公司