[实用新型]程序化自动测量与手动测量混合的机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控机床，更具体地说，涉及精密加工中实现混合测量的数控机床。 

背景技术

在数控机床上安装在线测量系统，对工件及刀具在加工过程中和结束后对有严格要求的尺寸进行检测，测量系统会自动完成尺寸检测，修正刀具，建立坐标系等工作，这就是数控机床的在线测量系统。在数控机床上的测量可以避免被测零件在数控机床和测量机间反复拆卸、装卡，定位安装基准不一致，切削应力释放等原因造成的测量误差。 

现有技术的数控机床上的测量系统，如图1所示由以下几部分构成： 

测头包括工件测头和刀具测头，是高重复精度位置开关。测头通常采用机械触点与光电开关结合，将机械触碰信号转化为电信号，即形成测头触发信号。测头触发信号通常接入数控系统的快速I/O，从而保证数控系统能够通过周期性地检测，得到测头被触发的信息。对于不指定测头专用I/O点的数控系统而言，测头信号需要通过PLC系统编程转换为对特定机械结构运动坐标反馈的锁存控制信号。 

通常测量动作是令机械结构按特定方向运动，直到测头触发信号被感知，即停止运动。测量动作指令通常是由测量系统软件发出的，测量动作指令可以是用户可编程，或来自用户手动操作，也可以是固化于系统中的。测量动作指令通常会送到数控系统插补器中实现对伺服系统的控制，由伺服系统带动机械传动机构执行测量动作。 

目前，公知的数控系统的自动测量方式采用G代码(例如Fanuc的G31测量指令)描述测量测量运动轨迹；数控系统或PLC系统在执行该代码的时候查询测头信号情况；系统发现测头信号到位后将当前坐标保存到可供用户程序访问的宏变量中；用户测量程序可以应用宏语言提供的运算符，对包括保存测头触发位置坐标的宏变量进行运算，得到被测几何特征尺寸。上述测量过程中，测量动作的行程是程序既定的，难于在测量过程中调整，仅能实现针对特定零件的测量，不能适应相似几何特征的工件族的测量，甚至不能适应工件姿态的 变化，存在较大的工艺局限性。 

目前，公知的数控系统的手动测量方式下，仅能向用户提示被测点的坐标，无法进行程序化的计算，尚需人工记录坐标点，人工计算相关的几何特征尺寸，为实际加工带来许多不便。 

综上所述，现有技术的数控系统自动测量和手动测量都存在较大的工艺局限性。 

发明内容

本发明为了克服现有数控装置自动测量与手动测量的缺陷，拓展数控机床在线测量系统的工艺能力，提出一种程序化自动测量与手动测量混合的数控机床，利用自动测量的执行流程，在测量动作服务器的支持下实现手动测量动作与自动测量流程的同步；既发挥了自动测量的可编程运算的能力，又兼顾了手动点位测量的灵活性，从而拓展了数控机床在线测量的工艺能力。 

为了达到上述目的，本发明提供了一种程序化自动测量与手动测量混合的机床，包括数控加工程序操作器、人机交互单元、程序代码解析器，设有测量运动服务器的插补器；其中，所述数控加工程序操作器与所述程序代码解析器连接，所述程序代码解析器与所述插补器连接，所述人机交互单元与所述插补器连接。 

所述数控加工程序操作器，用于加载测量程序或包含测量工序的自动加工程序，送所述程序代码解析器解析；所述人机交互单元，用于接收操作者要求手动测量操作的指令或参数，送所述插补器；所述程序代码解析器，用于解析测量程序或包含测量工序的自动加工程序；具体说，解析执行用户自动加工程序中的宏指令，包括表达式计算、循环、调转、逻辑判断或系统参数或宏变量的读写操作；尤其对测量程序或包含测量工序的自动加工程序中的测量指令进行解析，并调用所述插补器中的测量运动服务器；同时利用解析执行用户自动加工程序中的宏指令的能力进行被测几何特征的计算；此外，所述程序代码解析器还用于锁定运行的状态，在处理到自动测量指令和手动测量指令时进入锁定状态，等待所述插补器中处理自动测量或手动测量运动服务请求的测量运动服务器执行测量动作完毕后，由所述插补器解除对程序代码解析器的锁定状态，所述程序代码解析器将继续运行； 

 所述插补器，用于执行自所述程序代码解析器和所述人机交互单元的程序或指令，包括直线、圆弧或其他常规几何轨迹运动服务请求程序或指令；此外， 所述插补器中的测量运动服务器，用于处理来自于所述程序代码解析器或所述人机交互单元发出的测量运动请求，包括依据测量运动请求所示的运动方向进行直线插补数据计算和输出，监测测头触发信号；当发现测头触发信号，进行运动请求所示的运动方向的减速插补，运动停止后解除所述程序代码解析器的运行锁定，另其继续运行； 

此外，机床还包括：