用于检查机械部件的可编程系统 【技术领域】
本发明涉及用于检查机械零件的位置和/或尺寸的系统，包括：具有检测装置的检查探测器、电源装置、处理电路、和至少一个用于信号的无线传输和接收的远程收发信机单元、用于向所述远程收发信机单元无线传输信号和无线接收来自所述远程收发信机单元的信号的基部单元、显示装置、以及连接到所述基部单元并包括控制装置的接口单元。
背景技术
存在着已知的例如应用于数控机床的系统和方法，采用安装在所述机床上的接触检测探测器来确定机械零件的位置和/或尺寸。在检查循环过程中，这种探测器中的其中一个探测器相对于所述零件移动，接触要被检查的表面并向基部单元无线发射表示接触的信号，所述基部单元通常与所述探测器分开布置。而该基部单元连接到数控单元，该数控单元处理由所述探测器所发送的信号。
接触检测探测器可以包括电池，这些电池用于为接触检测电路以及以光或射频类型的电磁波的方式无线传输信号的电路供电。由于在相关联的机床的加工循环期间，仅在短的间隔使用所述探测器，所以前述的接触检测电路和传输电路通常保持在低功耗状态，并仅当需要执行检查循环即接触检测和传输时才被完全地加电；这样设置的目的是尽可能地延长电池的寿命。可以通过从所述基部单元无线发射的适当的信号的方式来产生从低功耗状态向正常操作状况的切换。当检查循环结束时，进一步通过所述基部单元无线发送的显式消息或者可替换地在预定时间周期逝去之后，所述探测器电路返回到低功耗状态。该时间周期可以从检查循环开始时计算，或者可替换地，从所述探测器的上一个接触信号开始计算。
经常出现的是，如果有不止一个探测器在相同的工作区中工作，那么有必要预见从多个探测器中选择一个探测器的可能性。
通常，每个探测器的特征是由某些参数所采取的值来描述，例如，这些参数涉及传输频率(通过射频信号传输的情况)、探测器标识、操作/关闭时间、计时生成器或关闭计时器的计算模式。可替换地，对传输而言不是必要的某些参数可以存储在所述基部单元中。例如，所述操作/关闭时间可以存储在所述基部单元中，使得一旦预定时间周期逝去，通过无线发送的适当的控制使所述探测器进入低功耗状态。
此外，可能必须的是所述基部单元存储一些与其操作相关的参数。例如，如果通过固态继电器(SSR)来执行面向所述数控的输出，那么对休止状态对应于闭合输出(NC：常闭)还是开放式输出(NO：常开)进行编程通常是有用的。存储的另一参数可以是例如传输频率(通过射频信号传输的情况)。其它参数也可以被存储和使用。
在已知的系统中，这些不同参数的值在探测器中被定义并通过存储设备存储在基部单元中，所述存储设备可以用不同的方法编程并通常在相关联的机床中组装时被启动。以下是可能的，例如，采用设置在探测器中和基部单元中的机械微开关，或者使用位于探测器中的按钮来对探测器进行编程以及使用位于基部单元中的按钮和符号观察器或显示器来对基部单元进行编程。此外，可以采用通过适当的收发信机系统发送给探测器的光或射频电磁信号来无线地编程探测器参数。在这种情况中，位于基部单元中的按钮和显示器可以被用于对探测器进行编程，如例如公布号WO-A-2005/013021的国际专利申请中所公开的。
目前用于对探测器进行编程地方案具有若干局限性。放置在探测器中的机械微开关的使用不仅使探测器的制造更复杂从而使探测器庞大，而且还影响电池消耗。此外，在安装之后应该对参数进行更改的情况中，必须移除探测器。另一方面，放置在探测器中的可编程按钮的使用具有某些局限性。实际上，通过这种按钮以及用作位于探测器中的反馈发光二极管(LED)，必须执行两种不同的操作，即“流动(stream)”预定义序列值并选择期望选项：在复杂参数(例如，频率传输的设置)的情况中，对于用户任务和电池消耗而言，这些操作是非常繁重的。在这种情况中，为了便于可编程操作而在探测器中插入显示器在消耗和空间方面造成成本的增加。这些方面在包含通过基部单元进行远程编程的方案中得到改善，例如，在上文提到的公布号WO-A-2005/013021的国际专利申请中描述的方案。当基部单元或者基部单元的部分被放置于不需要液封并且操作者能够容易地达到的位置处时，例如在机柜内或者在数控面板附近时，已知的方案并没有任何特别的问题。
然而，通常需要基部单元的收发信机单元位于机床的工作区内，使得无线连接是可靠的。因此，基部单元必须进行液封，会遭受灰尘并且会难于被操作者接触到。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种没有已知系统的相同问题的系统，并且其中表征每个探测器和基部单元的可编程参数的值能够用简单可靠的方式进行修改。
根据权利要求1或权利要求16或权利要求23，检查系统能够实现这个和其它的目的和优点。
【附图说明】
现在参照以非限制性示例的方式给出的所附附图来描述本发明，其中：
图1以简化的方式示出了根据本发明的检查系统；
图2是与图1的基部单元相关联的电路的框图；
图3示出了根据本发明的用于对系统进行编程的可能的远程控制器的结构；以及
图4和图5是示出可能的编程循环的流程图。
【具体实施方式】
图1以简化的方式图示了用于检测机床(例如，图1中示意性地示出并用标号2标识的加工中心)中的零件1的线性尺寸的系统。该系统包括管理机床2的操作的计算机数控3、包含检查探测器4的检测装置、以及基部单元11，基部单元11具有通过电线连接到数控3的集成接口(如将在下文描述的)。检查探测器4(例如，接触检测探测器)具有连接到机床2的滑板的支撑和基准部分5、触头6和臂7，臂7携带触头6并可相对于支撑和基准部分5移动。此外，探测器4包括检测装置，例如，微开关13、包含电池的电源装置12、用于向基部单元11远程并无线地传送信号和接收来自基部单元11的信号的一个(或多个)远程收发信机单元8、以及处理电路(例如，逻辑或存储单元，在图1中示意性地示出并用标号9表示)。能够以不同的方式实现并能够在其它部件(things)中用于对探测器4的参数进行编程的处理电路9的类型在本文没有详细概述，其参考在已经提到的公布号WO-A-2005/013021的专利申请中有详细描述。基部单元11(最好是静止的)依次包括用于与探测器4通信的一个或多个收发信机装置10。远程收发信机单元8和基部单元11的收发信机装置10定义了单个的无线双向通信链路14，例如，用于单个信道上的射频传输，或者用于通过根据不同技术的光或声音信号或无线方式来传输信息。基部单元11的收发信机装置10用于发送，进一步用于将计算机数控3发送的请求以及编码信号通过例如射频信道发送给探测器4的远程收发信机单元8，以请求使探测器4进入正常操作状况或进入低功耗状态。收发信机装置10还用于从探测器4的远程单元8接收编码信号(例如，也是射频类型的)，这些编码信号能够指示触头6相对于支撑5的空间位置、探测器4的电池12的电荷水平、在选择性启动的情况中探测器4的身份、或者其它信息。
具有高密封程度并连接到基部单元11(优选但不是必须地与基部单元11集成)的接口单元34(可在图2中更详细地见到)包括一个或多个控制装置。这种控制装置中的两个，即两个收发信机，优选红外收发信机20和21，在图1中示出。这种控制装置可以起无接触开关尤其是光开关的作用，用于发射射线并检测接近物体(例如，操作者的手指)所导致的反射。可替换地，相同的控制装置20和21可以检测通过红外远程控制器37所给出的指令，红外远程控制器37可以是专用或通用型。通过反射或者上述指令的检测所产生的信号由控制装置20和21发送给逻辑单元29，逻辑单元29将在下文进行说明。接口单元34还可以包括指示装置，例如，符号观察器或显示器22和/或也能够在不同的操作状况(探测器4的状态和电源或正常操作状况下的错误、编程阶段的“选择”和“进入”…)下提供不同的指示的发光二极管30，31，32。如下文将公开的，专用远程控制器37(图3)可以包括这些指示装置。
系统的基部单元11的电路构件的一般结构如图2所示。上述逻辑控制单元29(例如微控制器)监督并管理基部单元11的所有活动。逻辑控制单元29是包含寄存器36和非易失性存储器35的可编程单元，非易失性存储器35能够永久地存储编程数据和参数。还可以包括外部存储器28，例如，EEPROM。逻辑单元29与接口单元34通信，用于接收信号并产生与系统编程(基部单元11和/或探测器4的编程)相关的控制，并且逻辑单元29能够通过适当的显示装置(例如，上述显示器22和/或发光二极管30，31，32)来显示各种信息。图2还示出两个已经提到的收发信机装置10，在接收期间，即当基部单元11被设置为用于接收信号时，两个收发信机装置10都能够运行以补偿因多路径而导致的可能有的问题。相反地，在传输期间，即当基部单元11被设置为用于发射信号时，这两个收发信机装置10只能够一个一个地运行，两者相互排斥。基部单元11的所有元件由适当的电源系统23供电。
如前所述，接口单元34包括红外收发信机20和21，即接收机(26和27用于接收红外信号)和发射器(24和25用于发射红外信号)对24-25和26-27。如前所述，收发信机20和21定义两个无接触开关，特别是光开关。各个发射器24和25，例如红外二极管，产生并发射编码的红外信号：如果障碍物例如操作者的手指接近一个或两个光开关，那么发射器24和25所发射的红外信号被反射并然后并接收机26和27检测到，从而实现“压键”的条件。这种条件使逻辑单元29产生能够被用于对基部单元11和/或探测器4进行编程的控制信号，以及该控制信号能够通过位于基部单元11中的显示装置(显示器22和/或一些发光二极管，例如二极管30和32)发送，其目的是通知操作者某个键已经被按下。显示器22指示正在被设置的参数(例如，传输信道)以及该参数的值。在正常操作状况下以及编程范围之外，显示装置也能够被用于用信号发送，例如触头6和零件1之间的接触已经发生、或者探测器4中的电池几乎耗尽、或者基部单元11和探测器4之间的无线链接下降、或者其它信息。
根据该系统的不同操作模式，其中一个红外接收机(例如，接收机26)被用于接收存在于编码信号中的指令，所述编码信号通过第二无线链路48由远程控制器37提供。在这种情况中，所述显示装置可以是已经提到的、位于基部单元11中的显示装置(显示器22/LED 30，31，32)或者放置于远程控制器37中的显示器38和某些LED 39，40，41。
所述检查系统的操作一般而言本质上是已知的。简言之，为了进一步的探测器4的触头6和要被检查的零件1的表面之间的接触，微开关13检测臂7的位移并产生检测信号，所述检测信号被处理并通过无线链路14从远程单元8被发送到基部单元11的收发信机装置10。
可如上述公布号WO-A-2005/013021的国际专利申请所公开的那样执行探测器的编程阶段。参照该专利申请所示出的系统，包含所述接口单元的键的控制装置由基部单元11的收发信机20和21替代、或者由各个接收机26和27替代、或者由至少一个这种接收机替代，它们的启动模式将在下文描述。
就接口单元34的操作而言，发射红外光束的这两个发射器24和25可以由逻辑单元29通过适当的编码信号来驱动，它们的电源可以通过适当的产生技术来设置。
当反射体(例如操作者的手指)接近一个或两个光开关20和21时，接收机26和27提供可以由逻辑单元29读取的响应信号，从而逻辑单元29能够检测到一个或两个开关20和21已经被“按下”。
为了避免因光开关20和21前面的固体的偶然通过或灰尘沉积而导致的误信号发送，如同下文将简单描述的，由于可能设置发射器24和25的信号功率，所以有可能执行自校准循环。采用其它技术来避免误信号发送是可能的，例如，基于最小时间间隔，在该最小时间间隔期间接收机26和27检测稳定的编码信号。
如同已经提到的，由于开关面板前面的累积的灰尘可能增加从而使开关20和21的性能标准逐渐降低，所以有可能周期性地执行自校准或置零循环。出于这个目的，可以对逻辑单元29进行编程以便定期启动——例如，当接口单元34不被用于编程并且探测器4处于低功耗状态时，或者偶尔在编程循环期间——校准过程，所述校准过程能够定义和重定义足够驱动发射器24和25的信号功率的量，以便尽可能地使开关20和21对“压力”的敏感度随着时间保持不变。例如，通过每次检测所发射的红外光束的功率最大值来执行这种测定(gauging)，超过该功率最大值，接收机26和27检测到放置在基部单元11上的简单的透明或半透明盖(例如保护性玻璃)所导致的这种信号的反射。
如已经提到的，根据本系统的不同的操作模式，对逻辑单元29进行编程以便能够通过至少一个红外接收机(例如接收机26)来不仅识别发射器24和/或25所提供的信号(以及适当反射的信号)，而且识别远程控制器37所发射的、并通过第二远程链路48传送的编码信号。远程控制器37可以是商业装置——例如与公共家用电器相关联的远程控制器或者所谓的通用型远程控制器——或者可以是图3所示的专用或“定制的”装置。参照图3，假设该系统的编程树包括能够访问用于参数定义的各种子菜单的主菜单，那么采用远程控制器37的键与系统中相关功能之间的下述匹配是可能的：
键42：从编程阶段进入/退出(ON/OFF)
键43：前进选择(选择+)
键44：后退选择(选择-)
键45：菜单退出(进入-)
键46：菜单进入(进入+)
键47：在线帮助。
特别地，在所示出的示例中以及根据基本上对应于之前提到的公布号WO-A-2005/013021的专利申请的编程方法，前进选择键43和后退选择键44被用于产生关于在主菜单的不同子菜单之间移位的指令以及产生关于在特定参数的一串可能值中选择期望值(它可以是多个值中的一个数值，或者可以是诸如选择常开输出或常闭输出或对请求的是/否型响应这样的两个或多个选项中的一个选项)的指令。依次地，菜单进入键46和菜单退出键45用于产生关于主菜单的子菜单中的前进和后退移位的控制(隐含地确认显示器中显示的参数值)或者用于进入主菜单的某个子菜单。
在编程循环结束时(这可以采用远程控制器37来实现或者采用无接触开关20和21的动作来实现)，以本质上已知的方式来请求显式的参数值的更新确认是可能的。
ON/OFF键42用于启动或结束编程阶段，而键47是可选的并用于在诸如显示器22或集成到远程控制器37的显示器38这样的适当的装置上显示，当前编程阶段的帮助信息。
仅作为一个示例，远程控制器37执行的可能的步骤在图4和5的流程图中示出，图4和图5分别涉及主菜单和子菜单。
在图4中，框50示出通过ON/OFF键42开始所述操作。框52-56示出了不同的子菜单选择，通过前进选择键43和后退选择键44上的动作，这些子菜单选择能够顺序地被显示，而框62-66示出了相应的子菜单。更具体地，根据图4的示例，子菜单选择以及相应的子菜单为：
52/62-编程基部单元11；
53/63-编程探测器4；
54/64-启动探测器4；
55/65-将探测器4链接到基部单元11；以及
56/66-重启动该系统。
如框55和56之间的部分虚线所示，也能够提供其它子菜单以及相关的选择。
为了根据当前显示的选择进入子菜单，操作菜单进入键46。
例如，为了对基部单元11进行编程，在启动所述操作之后(通过键42)，操作键43和44直到选择52被显示。然后，按下键46以进入子菜单62，图5的流程图涉及子菜单62。
图5中，框70和80表示不同的参数，而框90和100分别指的是上述更新的确认以及编程循环的结束。作为一个示例，在图5中仅示出了两个参数，但是如框80、81、和82以及框90之间的部分虚线所暗示的，通常有更多的参数。通过操作菜单进入键46和退出键45，参数70和80(以及其它的参数)能够顺序地被显示。框71-73和81-82表示(两个)参数中的每一个参数的可能的值，而框91和92表示与所述更新确认相关的可能的选择。
更具体地，框70可以例如表示最大时间间隔，在该最大时间间隔中或许会有来自探测器4的信号，而框80可以例如表示启用或禁用这种所谓的(本质上是众所周知的)最大时间间隔的“再触发”的可能性，即当接收到表示探测器4的状态变化的信号时重启动对该时间间隔的计时。框71-73表示框70的间隔的一系列可能值。应当注意的是，虽然仅示出了三个框，但是如同框72和73之间的部分虚线所示意性表示的那样，可选值的数目可以更多。框81-82仅表示了用于再触发选项的两个可能的选择：是/启用(81)和否/禁用(82)。
为了定义例如所述时间间隔的参数的期望值，通过操作进入菜单键46和退出菜单键45来选择相关的参数(框70)，然后通过操作前进选择键43和后退选择键44来在框71-73序列中选择相关值，并且这些值的选择通过键46来实现。
然后，以相同的方式对下一个参数进行编程，例如，框80所表示的再触发选项和/或其它未在图5的示意性流程图中示出的选项。应当强调的是，由于某些参数或许会采用多个可能的值，所以虽然理论上不能确定最大数目，但是每个参数的可选值的最小数目为2，例如框81和82的示例(启用或禁用)。
一旦对所有参数的值进行了定义，就可以请求最终的确认(框90)并且可能的选择为是(框91)或否(框90)，这种可选的选择跟随在用于选择每个参数值的相同过程之后。如果选择了“是”选项，就在例如基部单元11的非易失性存储器35中存储更新的、被选择的值，而如果选择了“否”，就中止编程且例如检测所有更新的、被选择的参数值并恢复原始值。在最终确认(或中止)之后，编程循环结束(框100)。
在远程控制器37包括某些指示装置例如已经提到的显示器38和/或发光二极管39、40、41的情况中，基部单元11和远程控制器37之间的通信是能够使用图2中的发射器24和25的双向通信。
根据本发明的检查系统能够通过基部单元11以本质上已知的方式(例如根据上述公布号WO-A-2005/013021的国际专利申请中所公开的方式，但是还根据不同的方法和过程)通过无线双向链路14发送的信号来执行对探测器4的参数进行编程的循环。根据本发明的系统确保了正确的操作，由于完全位于基部单元11中并且没有可移动的机械构件的无接触开关20和21的存在，所述操作随着时间的推移是特别可靠的。这样，简单地实施液封基部单元11并将其布置在工作区中适当的位置中是可能的。执行先前已经公开的自校准的可能性进一步确保了随着时间的推移保持该系统的性能。
除了已经提到的探测器4的编程操作，在基部单元11的参数编程的方面，该系统具有相同的优点。
用于接收远程控制器37(专用或通用)产生的信号的收发信机20、21的至少一个接收机26、27的使用，能够使探测器4和/或基部单元11的编程操作具有进一步的重要优势，即使在基部单元11被布置于操作者难以接触到的位置的情况中。
此外，通用远程控制器37的使用在使用商业对象方面能获得明显的优势，因为通用远程控制器37非常普遍并且成本低。
根据本发明的检查系统可以包括与本文已经描述的实施方式不同的实施方式。例如，采用通过射频电磁信号而不是红外信号进行通信的远程控制器是可能的。在这种情况中，并且根据本文已经描述的优选实施方式，如果基部单元11通过射频链路14与探测器4进行通信，那么也可以使用相同的收发信机装置10以接收可被用于编程的远程控制器信号。