[发明专利]测量机器上物体的光测量装置

说明书

本发明涉及光测量装置，它能配合定位机器(如机床)判定物体相对参照点的位置。例如，用于机床的工具(刀具)设定。

已知的用于机床上的工具(刀具)设定装置包括产生注入检测器上的优良光束的光源。在工具设定运行期间，运行机器以在横截于光束传播的方向移动工具到工具的一部分挡住光束。检测该遮挡以在检测单元产生触发信号，建立机器移动件相对机器的相对位置，判定工具尺寸。DE4238504和DE4244869和法国专利2343555，EP98930和US4518257公开了这种装置。该装置可用于测量工具的长度或直径，以监控工具的破损和磨损。

上述专利公开的装置利用窄光束于工具通过的路程中。检测单元通过检测光束通过检测光密度的降低检测何时被工具遮挡。触发信号在光密度的降低到一定量时产生。

问题是这种光测量装置的光束在测量中可能被机器所用的冷却液遮挡，导致误触发信号。

当前所用的克服该问题的方法之一是在机器控制器中编程，以进行多次测量直到预定次数的测量结果落入给定公差。工具的位置被认为是它们的平均值。问题是如果需测量许多次，增加了测量周期，难以被用户接受。

本发明的方法试图通过使用能区分工具和冷却液的测量来解决这些问题。

根据本发明的一个方面，利用包括产生注入在检测器上的光束的光源的光测量装置进行测量的方法，所述方法包括步骤：

每次光束被遮挡时，在检测器内产生检测信号；

评估所述检测信号的发生频率和/或时间长度；

仅在产生较早的检测信号的特定时间间隔内又在检测器内出现检测信号时，检测器发出输出信号。

检测信号的定时能以多种方法实现。

在一实施例中，工具优选以已知的特定速度旋转。在工具的切割边(或边)遮挡光束时，增加在检测器内产生规则序列的所述信号。产生的所述信号的第一个用于启动检测器内的定时序列，设定实际等于工具旋转一圈的时间的时间间隔(t1)，和短于t1的时间间隔的第二时间间隔(t2)。如果是工具在检测器中产生信号，其后，在工具的切割边再次转过时，第二信号在时间间隔(t2)产生，如果这样，检测器输出信号。

另外，检测器内产生的信号能用于启动输出同步于工具转速的短脉冲时钟。如果在这种脉冲期内产生检测器内的第二检测信号，检测器输出输出信号。还可在检测器产生其检测信号时，顺序启动许多时钟，如果未在其下一个脉冲期间内，在检测器内产生第二检测信号，则这些时钟的每个停止。

发明也包括用于执行所述方法的光测量装置，包括：光源，用于产生光束；检测器，用于接收所述光束并在光束被遮挡时产生信号；其中，所述检测器包括检测电路，在每次光束被遮挡时产生检测信号，和信号处理装置，用于评估所述检测信号发生的频率和/或间隔，并仅在检测电路在出现前一个检测信号后特定时间间隔内产生第二信号的情况下才输出输出信号。

现参照附图描绘发明实施例。

图1为实现本发明的光测量装置的透视图；

图2为图1的检测器的输出的代表；

图3为代表装置的基本元件的框图；

图4为在线4a到4f中，检测器的信号处理电路的不同部分产生的信号。

参照图1，所示的光测量装置设置为运行机床设置装置。装置包括光发射单元10，输出光束12，光检测单元14，检测光束12。到光发射单元10和光检测单元14的电源和信号控制电缆通过输入口16布线，光发射单元10和光检测单元14事先通过柱18安装在机器座上，通过中间座20或直接安装在机器座上。

运行中，通过运行其上安装有装置的机器以在横截光束12传播的方向的方向移动工具，装置被用于工具设置。当光束被遮挡预定量时，检测单元14输出触发信号，以由机器判定其相对移动部件的相对位置，因此，能判定工具的尺寸。

欧洲专利申请00303749.6详细描绘了这种装置的机械和光结构。

图2示出检测器在不同情况下的输出。当光束被遮挡预定量时，检测器如电压脉冲所示输出变高(即：产生检测信号)。如图左端的第一脉冲S1，可见这可发生在冷却液落下通过光束时。

然而，在第一种情况，冷却液落下是单独发生的，产生单个短期间的脉冲。

当旋转切割工具的边切断光束，也有短期间的脉冲S2，但其后还有当同一边或多边工具的其它边依次再次切断光束时的脉冲S3(仅示出一个)。