Sistema y método para controlar una máquina herramienta.

Un método para controlar una máquina herramienta de control numérico por medio de un sistema con un dispositivo

(9) sensor, una unidad (7) de control, una unidad (15) de interfaz conectada eléctricamente al dispositivo (9) sensor y a la unidad (7) de control para proporcionar una señal de disparo a la unidad de control, y un canal (20) digital que incluye un cable de conexión para la conexión eléctrica entre la unidad (15) de interfaz y la unidad (7) de control, estando la unidad (7) de control adaptada para controlar la ejecución de las instrucciones (I) de medición y para detectar las señales de medición digitales recibidas en consecuencia dentro de un intervalo (tF-tI) de tiempo determinado a través de dicho canal (20) digital, caracterizado por las siguientes etapas:

la unidad (7) de control

• transmite (41) un mensaje (M) a la unidad (15) de interfaz a través de un canal (30) de comunicación diferente de dicho canal (20) digital, y

• controla (43) la ejecución de una instrucción (I) de medición,

la unidad (15) de interfaz

• recibe (51) dicho mensaje (M),

• deshabilita (52) la transmisión de dichas señales de medición digitales a través de dicho canal (20) digital,

• realiza (53) operaciones (V) consecuentes con los contenidos del mensaje (M), y

• genera y transmite (55) una señal de confirmación digital (ACK), en relación con las operaciones (V) realizadas, a través de dicho canal (20) digital para la conexión eléctrica, y

la unidad (7) de control

• finaliza (48) la instrucción (I) de medición, debido a la recepción (45) de la señal de confirmación digital (ACK) o, en el caso de la no recepción (47) de esta última, después del transcurso de dicho intervalo (tF-tI) de tiempo determinado.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/067601.

Solicitante: MARPOSS SOCIETA PER AZIONI.

Inventor/es: TURRINI,ANDREA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE LA LONGITUD, ESPESOR O DIMENSIONES LINEALES... > Disposiciones de medida o sus detalles en caso de... > G01B21/04 (mediante la medida de coordenadas de puntos)
  • SECCION G — FISICA > CONTROL; REGULACION > SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION EN GENERAL; ELEMENTOS... > Sistemas de control por programa (aplicaciones específicas,... > G05B19/4063 (Monitorización del sistema de control general (G05B 19/4062 tiene prioridad))
  • SECCION G — FISICA > CONTROL; REGULACION > SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION EN GENERAL; ELEMENTOS... > Sistemas de control por programa (aplicaciones específicas,... > G05B19/401 (caracterizado por disposiciones de control para la medida, p. ej. calibración e inicialización, medida de la pieza de trabajo con fines de mecanizado (G05B 19/19 tiene prioridad))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE LA LONGITUD, ESPESOR O DIMENSIONES LINEALES... > Disposiciones de medida caracterizadas por la utilización... > G01B11/02 (para la medida de la longitud, la anchura o el espesor (G01B 11/08 tiene prioridad))

PDF original: ES-2463721_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema y método para controlar una máquina herramienta Campo técnico La presente invención se refiere a un método para controlar una máquina herramienta de control numérico por medio de un sistema con un dispositivo sensor, una unidad de control, una unidad de interfaz conectada eléctricamente al dispositivo sensor y a la unidad de control para proporcionar una señal de disparo a la unidad de control, y un canal digital que incluye un cable de conexión para la conexión eléctrica entre la unidad de interfaz y la unidad de control, estando la unidad de control adaptada para controlar la ejecución de las instrucciones de medición y para detectar las señales de medición digitales recibidas en consecuencia dentro de un intervalo de tiempo determinado a través del canal digital.

Antecedentes de la técnica Se sabe que el control numérico (“NC”) de una máquina herramienta, por ejemplo un centro de mecanizado, permite realizar las operaciones de mecanizado automáticas de una pieza mecánica controlando los desplazamientos recíprocos entre la herramienta y la pieza con una precisión muy alta. El control se realiza por medio de las instrucciones adecuadas, en base a datos numéricos adquiridos previamente.

También se conoce el uso de dispositivos sensores, tales como unidades de comprobación o medición para detectar las dimensiones o la posición de la pieza mecánica que se está mecanizando y/o de la herramienta utilizada u otras partes componentes de la máquina, y para proporcionar señales asociadas al control numérico. El control numérico emplea nuevos datos obtenidos en base a dichas señales con el fin de mejorar los controles y el mecanizado de la pieza. La patente de Estados Unidos Nº 6.115.674 muestra un sistema que incluye dispositivos sensores con sondas de detección de contacto, y describe un método para activar selectivamente una sonda específica por medio de señales de radiofrecuencia inalámbricas. La secuencia de señales de activación y habilitación enviadas de manera inalámbrica desde una interfaz de base, y de señales de identificación devueltas de manera inalámbrica desde las sondas individuales, permite encender solo la sonda específica de entre una pluralidad de sondas que pueden recibir las señales de interfaz.

Incluso la intervención de los dispositivos sensores se controla mediante el NC de una manera automática o manual por medio de las instrucciones adecuadas. Por ejemplo, en el control numérico no hay disponible una instrucción de medición que use una señal digital (disparo) producida por el dispositivo sensor externo. Esta instrucción de medición requiere, en general, un desplazamiento entre las partes componentes de la máquina y el sensor, y unas “fotografías” de las posiciones de los ejes de la máquina (detectadas por dispositivos adecuados) bajo el control del dispositivo sensor. El desplazamiento finaliza si se recibe la señal del sensor o, en el caso de la no recepción de esta última, si las partes componentes móviles alcanzan una posición de seguridad límite.

El dispositivo sensor puede ser, por ejemplo, una sonda de contacto o un dispositivo optoelectrónico (“sonda láser”) que incluye un transmisor de haz de luz y un receptor de haz de luz y medios para señalizar la interrupción de dicho haz. En ambos casos, se incluye una unidad de interfaz para enviar las señales de disparo al NC a través de un canal de medición, que se define, en general, por un cable de conexión.

A veces, un segundo cable acopla el dispositivo sensor o la unidad de interfaz asociada al NC para enviar una señal indicativa del funcionamiento correcto del dispositivo sensor. Por ejemplo, en el caso de que se emplee una “sonda láser”, la señal indica que el haz de luz alcanza correctamente el receptor.

Un problema de los aparatos conocidos se refiere a la posibilidad de comprobar el funcionamiento correcto del dispositivo sensor de una manera muy fiable con el fin de evitar la señalización errónea y los desplazamientos incontrolados peligrosos de las partes componentes de la máquina herramienta.

De hecho, no siempre puede disponerse de una segunda entrada física en el NC para el segundo cable de conexión 55 mencionado anteriormente. Además, incluso cuando puede disponerse de la segunda conexión, la posibilidad de un fallo, por ejemplo, en la interfaz o en la segunda conexión, hace que no sea desestimable una señalización positiva errónea. Finalmente, la comprobación es, en cualquier caso, parcial, ya que no se tiene en cuenta la condición del canal de medición, que podría interrumpirse o entrar en cortocircuito con otros conductores.

Divulgación de la invención Un objeto de la presente invención es proporcionar un método para controlar una máquina herramienta de control numérico que supere los problemas de los sistemas conocidos y habilitar unos procesos de comprobación simples, fiables y adaptables con respecto al funcionamiento de los dispositivos sensores conectados al NC y, más en 65 general, una transmisión de información simple y adaptable desde el dispositivo sensor al control numérico.

Este y otros objetos se logran mediante un método de control de acuerdo con la reivindicación 1.

Un sistema de control para realizar un método de control de acuerdo con la presente invención incluye una unidad de control y un dispositivo sensor para cooperar con una parte mecánica, tal como una herramienta o una pieza que 5 se ha mecanizado o tiene que mecanizarse. El dispositivo sensor, por ejemplo un aparato optoelectrónico que detecta la interrupción del haz de luz, habitualmente un haz láser, proporciona señales de medición, relativas a la posición recíproca entre el dispositivo sensor y la parte mecánica, a una unidad de interfaz, que está conectada eléctricamente a la unidad de control a través de un canal digital para la conexión eléctrica. La unidad de interfaz incluye medios de selección adaptados para habilitar selectivamente la transmisión de las señales de medición y de las señales de confirmación a través del canal de conexión digital. La unidad de interfaz incluye una unidad de procesamiento, tal como un microprocesador, para controlar los procesos de habilitación selectiva de las diferentes señales por los medios de habilitación, y la generación y la transmisión de las señales de confirmación. Dichos procesos de habilitación selectiva se controlan mediante mensajes que se transmiten desde la unidad de control a la unidad de interfaz a través de un canal de comunicación genérico, que podría ser, por ejemplo, del tipo serie unidireccional. La unidad de interfaz puede integrarse en el dispositivo sensor.

En un método de control de acuerdo con la presente invención, con una unidad de control que controla la ejecución de una instrucción de medición y detecta una señal de medición digital que se recibe, en consecuencia, dentro de un intervalo de tiempo determinado a través del canal de conexión eléctrica, la unidad de control transmite un mensaje a la unidad de interfaz a través de un canal de comunicación, por ejemplo una secuencia de señales digitales o una conexión serie unidireccional, y controla una instrucción de medición. La unidad de interfaz que recibe dicho mensaje realiza operaciones en función de los contenidos de este último, por ejemplo puede realizarse una verificación de la operatividad y/o prepararse para implementar una estrategia de medición específica, y genera y transmite una señal de confirmación digital a través del canal de conexión eléctrica. La unidad de control detecta la recepción de la señal de confirmación digital dentro del intervalo de tiempo determinado mencionado anteriormente.

Un método de control de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para controlar una máquina herramienta de control numérico por medio de un sistema con un dispositivo (9) sensor, una unidad (7) de control, una unidad (15) de interfaz conectada eléctricamente al dispositivo (9) sensor y a la unidad (7) de control para proporcionar una señal de disparo a la unidad de control, y un canal (20) digital que incluye un cable de conexión para la conexión eléctrica entre la unidad (15) de interfaz y la unidad (7) de control, estando la unidad (7) de control adaptada para controlar la ejecución de las instrucciones (I) de medición y para detectar las señales de medición digitales recibidas en consecuencia dentro de un intervalo (tF-tI) de tiempo determinado a través de dicho canal (20) digital, caracterizado por las siguientes etapas:

la unidad (7) de control

• transmite (41) un mensaje (M) a la unidad (15) de interfaz a través de un canal (30) de comunicación diferente de dicho canal (20) digital, y 15 • controla (43) la ejecución de una instrucción (I) de medición,

la unidad (15) de interfaz

• recibe (51) dicho mensaje (M) ,

• deshabilita (52) la transmisión de dichas señales de medición digitales a través de dicho canal (20) digital,

• realiza (53) operaciones (V) consecuentes con los contenidos del mensaje (M) , y

• genera y transmite (55) una señal de confirmación digital (ACK) , en relación con las operaciones (V) realizadas, a través de dicho canal (20) digital para la conexión eléctrica, y

la unidad (7) de control

• finaliza (48) la instrucción (I) de medición, debido a la recepción (45) de la señal de confirmación digital (ACK) o, en el caso de la no recepción (47) de esta última, después del transcurso de dicho intervalo (tF-tI) de tiempo determinado.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha señal de confirmación digital (ACK) es indicativa de la recepción correcta del mensaje (M) .

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichas operaciones (V) son operaciones (V) de

verificación requeridas en los contenidos del mensaje (M) , siendo la señal de confirmación digital (ACK) indicativa del resultado positivo de dichas operaciones (V) de verificación.

4. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que, después de la generación y la transmisión (55) de dicha señal de confirmación digital (ACK) , la unidad (15) de interfaz deshabilita la transmisión de otra señales de confirmación y habilita (56) la transmisión de señales de medición digitales.

5. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, para controlar una máquina herramienta de control numérico, en el que el dispositivo sensor de dicho sistema es un aparato (9) optoelectrónico que detecta la interrupción de un haz (10) de luz e incluye un emisor (11) y un receptor (13) de dicho haz (10) de luz.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en el que dicho mensaje (M) es una solicitud para comprobar la eficiencia de una cadena de medición que incluye dicho emisor (11) , dicho receptor (13) , la unidad (15) de interfaz y el cable de conexión del canal (20) digital, siendo dicha señal de confirmación digital (ACK) indicativa de la conclusión positiva de dicha comprobación de la eficiencia de la cadena de medición.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 6 que depende de la reivindicación 3, en el que dichas operaciones (V) de verificación requeridas en los contenidos del mensaje (M) incluyen (53) la generación de una secuencia adecuada de controles de encendido y de apagado para el emisor (11) , y la observación simultánea del estado del receptor (13) .

8. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la ejecución de la instrucción (I) de medición incluye desplazamientos recíprocos entre el dispositivo (9) sensor y al menos una parte (3, 5) componente de la máquina herramienta.

9. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la ejecución de la instrucción (I) de medición incluye desplazamientos recíprocos entre el dispositivo (9) sensor y un portaherramientas (3) de la máquina herramienta.

10. El método de acuerdo con la reivindicación 9 que depende de una de las reivindicaciones 5, 6 o 7, en el que

dicha unidad (7) de control, antes de controlar (43) la ejecución de la instrucción (I) de medición, controla (40) un desplazamiento del portaherramientas (3) a una posición (A) tal que, en el curso de dichos desplazamientos recíprocos incluidos en la instrucción (I) de medición, el portaherramientas (3) , una herramienta (5) conectada a dicho portaherramientas (3) , u otras partes componentes móviles de la máquina no interfieren con el haz (10) de luz de una manera continua.