(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
数値制御工作機械を制御するためのシステムであって、該システムが、制御ユニット（７）と、機械部品（５）と協働するようになっているセンサ装置（９）であって、該センサ装置（９）と機械部品（５）との間の相互の位置に関連する測定信号を供給するようになっているセンサ装置（９）と、センサ装置（９）と制御ユニット（７）とに対して電気的に接続されるインタフェースユニット（１５）と、インタフェースユニット（１５）と制御ユニット（７）との間の電気的接続のためのデジタルチャンネル（２０）とを含み、
前記制御ユニット（７）が、前記センサ装置（９）による測定を指示するための測定命令（Ｉ）の実行を制御し、その結果として所定の時間間隔（ｔF〜ｔＩ）内に電気的接続のための前記デジタルチャンネル（２０）を介して受信されるデジタル測定信号を検出し、前記測定命令（Ｉ）の実行は前記センサ装置（９）と前記工作機械の少なくとも１つの構成部品（３，５）との間の相互移動を含む、システムにおいて、
インタフェースユニット（１５）は、前記デジタル測定信号または確認信号（ＡＣＫ）の前記デジタルチャンネル（２０）を介した送信を選択的に有効にする（２６，２８）ようになっている選択手段（２４）を含み、
前記確認信号（ＡＣＫ）はイエス信号またはノー信号からなりメッセージ（Ｍ）への応答であり、前記メッセージ（Ｍ）は前記デジタルチャンネル（２０）とは異なる通信チャンネル（３０）を介して前記制御ユニット（７）から前記インタフェースユニット（１５）へ送信される要求あるいは情報を含む
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
インタフェースユニット（１５）は、前記選択手段（２４）を制御するようになっている処理ユニット（２２）を含む請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
処理ユニット（２２）は、前記確認信号（ＡＣＫ）の生成および送信を制御するようになっている請求項２に記載の制御システム。
【請求項４】
処理ユニット（２２）がプログラマブル論理装置を含む請求項２または請求項３に記載の制御システム。
【請求項５】
処理ユニット（２２）がマイクロプロセッサを含む請求項２または請求項３に記載の制御システム。
【請求項６】
制御ユニット（７）とインタフェースユニット（１５）との間に通信チャンネル（３０）を含み、制御ユニット（７）は、前記通信チャンネル（３０）を介してメッセージ（Ｍ）をインタフェースユニット（１５）へ送信するようになっており、前記メッセージは、確認信号（ＡＣＫ）の送信を有効にする（２８）ための選択手段（２４）を制御するようになっている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の制御システム。
【請求項７】
前記通信チャンネル（３０）がシリアルチャンネルである請求項６に記載の制御システム。
【請求項８】
前記通信チャンネル（３０）が一方向チャンネルである請求項６または請求項７に記載の制御システム。
【請求項９】
センサ装置は、光ビーム（１０）の遮断を検出する光電子機器（９）である請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の制御システム。
【請求項１０】
前記光電子機器（９）は、光ビーム（１０）の発光および受光のそれぞれを行なうようになっている発光部（１１）および受光部（１３）を含む請求項９に記載の制御システム。
【請求項１１】
インタフェースユニット（１５）がセンサ装置（９）に組み込まれる請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の制御システム。
【請求項１２】
システムによって数値制御工作機械を制御するための方法であって、前記システムは、センサ装置（９）と、制御ユニット（７）と、センサ装置（９）と制御ユニット（７）とに対して電気的に接続されるインタフェースユニット（１５）と、インタフェースユニット（１５）と制御ユニット（７）との間の電気的接続のためのデジタルチャンネル（２０）とを有し、
制御ユニット（７）が、前記センサ装置（９）による測定を指示するための測定命令（Ｉ）の実行を制御し、その結果として所定の時間間隔（ｔF〜ｔＩ）内に電気的接続のための前記デジタルチャンネル（２０）を介して受信されるデジタル測定信号を検出し、前記測定命令（Ｉ）の実行は前記センサ装置（９）と前記工作機械の少なくとも１つの構成部品（３，５）との間の相互移動を含む
数値制御工作機械を制御するための方法であって、
制御ユニット（７）は、
・要求あるいは情報を含むメッセージ（Ｍ）を前記デジタルチャンネル（２０）とは異なる通信チャンネル（３０）を介してインタフェースユニット（１５）へ送信し（４１）、
・前記センサ装置（９）と前記工作機械の少なくとも１つの構成部品（３，５）との間の相互移動を含む前記測定命令（Ｉ）の実行を制御し（４３）、
インタフェースユニット（１５）は、
・前記メッセージ（Ｍ）を受信し（５１）、
・メッセージ（Ｍ）の内容の結果である動作（Ｖ）を実行し（５３）、
・イエス信号またはノー信号からなり前記メッセージ（Ｍ）への応答であるデジタル確認信号（ＡＣＫ）を生成してそれを電気的接続のための前記デジタルチャンネル（２０）を介して送信し（５５）、
制御ユニット（７）は、
・デジタル確認信号（ＡＣＫ）が前記所定の時間間隔（ｔF〜ｔＩ）内に受信されたことを検出する（４４）、
工程を備えることを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記動作（Ｖ）は前記メッセージ（Ｍ）の内容に要求される確証動作（Ｖ）であり、前記デジタル確認信号（ＡＣＫ）が前記確証動作（Ｖ）の肯定的結果を示す請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記デジタル確認信号（ＡＣＫ）は、メッセージ（Ｍ）の内容で要求される検証動作（Ｖ）の肯定的な結果を示す請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記デジタル測定信号およびデジタル確認信号（ＡＣＫ）の生成および送信（５５）は、メッセージ（Ｍ）の受信に引き続いて、インタフェースユニット（１５）でそれぞれ無効にされ（５２）および有効にされる（５４）請求項１２から請求項１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
数値制御工作機械を制御するために、前記システムのセンサ装置は、光ビーム（１０）の遮断を検出しかつ前記光ビーム（１０）の発光部（１１）および受光部（１３）を含む光電子機器（９）である請求項１２から請求項１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記メッセージ（Ｍ）は、センサ装置（９）と前記インタフェースユニット（１５）と前記デジタルチャンネル（２０）を含む測定チェーンの適切な動作のチェックを求める要求であり、前記デジタル確認信号（ＡＣＫ）は、測定チェーンの適切な動作の前記チェックの肯定的な結果を示す請求項１２から請求項１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
数値制御工工作機械を制御するために、前記システムのセンサ装置は、光ビーム（１０）の遮断を検出しかつ前記光ビーム（１０）の発光部（１１）および受光部（１３）を含む光電子機器（９）であり、前記デジタル確認信号（ＡＣＫ）は、メッセージ（Ｍ）の内容で要求される検証動作（Ｖ）の肯定的な結果を示し、メッセージ（Ｍ）の内容で要求される前記検証動作（Ｖ）は、発光部（１１）の電源オンおよびスイッチオフ制御の適切なシーケンスの生成と、受光部（１３）の状態の同時観察とを含む（５３）請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
測定命令（Ｉ）の性能は、センサ装置（９）と工作機械の工具ホルダ（３）との間の相互移動を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
工作機械を制御するために、センサ装置は、光ビーム（１０）の遮断を検出しかつ前記光ビーム（１０）の発光部（１１）および受光部（１３）を含む光電子機器（９）であり、前記制御ユニット（７）は、測定命令（Ｉ）の性能を制御する（４３）前に、測定命令（Ｉ）に含まれる前記相互移動の過程で工具ホルダ（３）、前記工具ホルダ（３）に接続される工具（５）、または、機械の他の可動構成部品が光ビーム（１０）を連続して妨げないような位置（Ａ）への工具ホルダ（３）の移動を制御する（４０）請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御ユニットと、機械部品と協働するようになっているセンサ装置であって、該センサ装置と機械部品との間の相互の位置に関連する測定信号を供給するようになっているセンサ装置と、センサ装置と制御ユニットとに対して電気的に接続されるインタフェースユニットと、インタフェースユニットと制御ユニットとの間の電気的接続のためのデジタルチャンネルとを含む数値制御工作機械を制御するためのシステムに関する。
【０００２】
また、本発明は、センサ装置と、制御ユニットと、センサ装置と制御ユニットとに対して電気的に接続されるインタフェースユニットと、インタフェースユニットと制御ユニットとの間の電気的接続のためのデジタルチャンネルとを有する数値制御工作機械を制御するための方法であって、制御ユニットが、測定命令の性能を実行し、その結果として所定の時間間隔内に電気的接続のための前記デジタルチャンネルを介して受信されるデジタル測定信号を検出するようになっている方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
工作機械、例えば複合工作機械の数値制御器（「ＮＣ」）が、工具と工作物との間の相互移動を非常に高い精度で制御することにより機械工作物の自動機械加工作業を行なうことができることは知られている。制御は、既に取得された数値データに基づいて、適切な命令によって行なわれる。
【０００４】
チェックユニットまたは測定ユニットなどのセンサ装置を使用して、機械加工されるべき機械工作物および／または利用される工具または機械の他の構成部品の寸法または位置を検出するとともに、関連する信号を数値制御器へ供給することも知られている。数値制御器は、前記信号に基づいて得られる新たなデータを使用して、制御および工作物機械加工を向上させる。
【０００５】
センサ装置の介入であっても、適切な命令により自動でまたは手動でＮＣによって制御される。例えば、数値制御器では、外部センサ装置によって生成されるデジタル信号（トリガ）を使用して測定命令を利用できる。この測定命令は、一般に、機械の構成部品とセンサとの間の移動を要求するとともに、センサ装置の制御下で（適切な装置により検出される）機械軸の位置を「撮影する」。移動は、センサ信号が受信される場合に終了し、または、センサ信号が不受信の場合には可動構成部品が安全ボーダーライン位置に達すると終了する。
【０００６】
センサ装置は、例えば、タッチプローブ、または、光ビーム送信器および光ビーム受信器と前記ビームの遮断を信号で伝えるための手段とを含む光電子装置（「レーザプローブ」）であってもよい。いずれのケースでも、一般的には接続ケーブルによって形成される測定チャンネルを介してトリガ信号をＮＣへ送信するためにインタフェースユニットが含まれる。
【０００７】
時として、センサ装置の正確な動作を示す信号を送信するために、第２のケーブルがセンサ装置または関連するインタフェースユニットをＮＣに結合する。例えば、「レーザプローブ」が使用される場合、信号は、光ビームが受信器に正確に到達することを示す。
【０００８】
既知の装置の課題は、誤った信号送信と工作機械の構成部品の危険な制御されていない移動とを回避するためにセンサ装置の正確な動作を非常に信頼できる方法でチェックできる可能性に関連している。
【０００９】
実際に、前述した第２の接続ケーブルのためのＮＣの第２の物理的な入力を常に利用できるとは限らない。また、第２の接続が利用できる場合であっても、例えばインタフェースまたは第２の接続における故障が、誤った肯定的な信号送信を引き起こし得る可能性を無視できない。最後に、チェックは、いかなる場合でも部分的である。これは、遮断される可能性があるまたは他の導体と短絡し得る測定チャンネルの状態が考慮に入れられないからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、既知のシステムの問題を克服し、ＮＣに接続されるセンサ装置の性能に関して簡単で信頼できる適合性のあるチェックプロセスを可能にする、より一般的には、センサ装置から数値制御器への簡単で適合性のある情報送信を可能にする、数値制御工作機械を制御するためのシステムおよび方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的および他の目的は、請求項１に係る制御システムおよび請求項１２に係る制御方法によって達成される。
【００１２】
本発明に係る制御システムは、制御ユニットと、工具もしくは機械加工されたまたは機械加工されるべき工作物などの機械部品と協働するためのセンサ装置とを含む。センサ装置、例えば光ビーム、一般的にはレーザビームの遮断を検出する光電子機器は、センサ装置と機械部品との間の相互の位置に関連する測定信号を、制御ユニットに電気的に接続されるインタフェースユニットへ電気的接続のためのデジタルチャンネルを介して供給する。インタフェースユニットは、測定信号および確認信号のデジタル接続チャンネルを介した送信を選択的に有効にするようになっている選択手段を含む。インタフェースユニットは、有効化手段による異なる信号の選択的有効化プロセスと確認信号の生成および送信とを制御するために、マイクロプロセッサなどの処理ユニットを含む。そのような選択的有効化プロセスは、例えば一方向シリアルタイプであってもよい汎用通信チャンネルを介して制御ユニットからインタフェースユニットへ送信されるメッセージにより制御される。インタフェースユニットをセンサ装置に組み込むことができる。
【００１３】
本発明に係る制御方法−測定命令の性能を制御しかつ電気的な接続チャンネルを介して所定の時間間隔内に結果として受信されるデジタル測定信号を検出する制御ユニットを用いる−において、制御ユニットは、メッセージを、通信チャンネル、例えば一連のデジタル信号または一方向シリアル接続を介して、インタフェースユニットへ送信するとともに、測定命令を制御する。そのようなメッセージを受けるインタフェースユニットは、メッセージの内容に応じた動作を実行し、例えば、作動性検証を実行することができ、および／または、特定の測定方策の実施に備えることができ、また、デジタル確認信号を生成してそれを電気的な接続チャンネルを介して送信する。制御ユニットは、前述した所定の時間間隔内でのデジタル確認信号の受信を検出する。
【００１４】
本発明に係る制御方法は、例えば、センサ装置を含む測定チェーンの正確な作動性のチェック、および、関連する信号を制御ユニットへ送信するための手段に関連することができる。センサ装置が光ビームと関連する発光部および受光部とを含む光電子機器である場合、そのようなチェックは、発光部の電源オンおよびスイッチオフ制御の適切なシーケンスの生成と、受光部の状態の同時観察とによって実行できる。測定命令の性能は、センサ装置と工作機械の構成部品、例えば関連するスピンドルに固定される工具との間の相互移動を含むことができる。
【００１５】
ここで、非限定的な一例として与えられる添付図面を参照して本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る数値制御工作機械の制御システムのブロック図である。
【図２ａ】本発明に係る制御方法のフローチャートである。
【図２ｂ】本発明に係る制御方法のフローチャートである。
【図３ａ】図２ａおよび図２ｂの方法の幾つかのステップのグラフ図である。
【図３ｂ】図２ａおよび図２ｂの方法の幾つかのステップのグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に概略的に示されるように、工作機械１は、工具ホルダ、例えば工具５を支持するスピンドル３を含む。工作機械の数値制御器（「ＮＣ」）７は、軸方向回転および並進などのスピンドル３の移動を管理する（矢印１７）。
【００１８】
センサ装置９は、例えば、光ビーム１０、例えばレーザビームの発光部１１および受光部１３と、ビーム１０の遮断を検出するための手段とを有する「レーザプローブ」を含む光電子機器である。光電子機器は、それ自体知られているためにここでは詳しく図示されない実施形態にしたがい、図１に概略的に示されるように発光部１１および受光部１３の両方を支持する支持フレーム１２、または、発光部１１および受光部１３をそれぞれ含む別個の要素を含むことができる。
【００１９】
センサ装置９には、特に受光部１３には、インタフェースユニット１５が電気的に接続される。インタフェースユニット１５は、センサ装置９のケーシングに物理的に組み込むことができ、または、離間されて例えば電気ケーブルを介して接続することができる。
【００２０】
電気的接続のためのデジタルチャンネル２０がケーブルによって設けられることが好ましく、該ケーブルは、インタフェースユニット１５を制御ユニット７に結合するとともに、光ビーム１０の遮断の結果として生じるデジタル測定信号の制御ユニット７への送信を可能にする。ケーブルに代わる手段として、例えば、既知のタイプの無線送信システムによってデジタルチャンネル２０を実現することができる。機械加工されるべき機械部品（図１の図では見えない）に対するまたは工具５の寸法もしくは完全性をチェックするためのセンサ装置９に対するスピンドル３の移動は、ＮＣ７によって制御されてチェックされる。特に、工具５の完全性をチェックするため、または、工具の寸法を測定するために、既知のタイプの測定命令が使用される。測定命令が、センサ装置９へ向かうスピンドル３の移動を引き起こし、また、ビーム１０の遮断が、検出された後に、デジタルチャンネル２０を介して制御ユニット７へ送信される。測定命令に引き続いて、スピンドル３の移動が所定の経過時間にわたって続き、ビーム１０の遮断が検出されない場合には、そのような移動が安全ボーダーライン位置で停止される。
【００２１】
インタフェースユニット１５は、例えばマイクロセッサ、または、マイクロコントローラ、または、適切な処理ソフトウェアを含むプログラマブル論理装置などの処理ユニット２２を含む。処理ユニット２２は、とりわけ、図１に参照符号２４を用いて概略的に示される選択手段をチェックし、該選択手段は、測定パルス信号（ブロック２６が受光部１３に接続される図１に簡略化された形態で示される状況）および他の性質のパルス信号（ブロック２８が処理ユニット２２に対して機能的に接続される図１に簡略化された形態で示される状況）、例えば後述するような確認信号のデジタルチャンネル２０を介した送信を可能にする。
【００２２】
図１に矢印によって簡略化して表わされて参照符号３０で示されるとともに例えばシリアル接続または一群のデジタル信号０〜２４Ｖを含む一方向通信チャンネルは、制御ユニット７からインタフェースユニット１５への、特に処理ユニット２２に機能的に接続されるゲート３１へのメッセージの送信を可能にする。
【００２３】
ここで、制御ユニット７およびインタフェースユニット１５のそれぞれに関して図２ａおよび図２ｂのフローチャートを参照して本発明に係る方法について説明する。特に、前記方法は、それ自体知られており前述した測定信号の検出に付加的な、インタフェースユニット１５から制御ユニット７へ送信されるパルス信号を管理する新規な方法に関する。
【００２４】
図２ａおよび図２ｂのフローチャートのブロックは以下の意味をもつ。
【００２５】
ブロック４０−制御ユニット７により行なわれる手続きの開始；
ブロック４１−制御ユニット７からの一方向チャンネル３０を介したメッセージの送信；
ブロック４２−整定時間の終了に関する試験；
ブロック４３−測定命令の性能；
ブロック４４−パルス信号の受信に関する試験；
ブロック４５−応答信号の受信が記録される；
ブロック４６−ボーダーライン安全限度の達成に関する試験；
ブロック４７−応答信号の不受信が記録される；
ブロック４８−制御ユニット７により行なわれる手続きの終了；
ブロック５１−一方向チャンネル３０およびゲート３１を介した有効なメッセージの受信に関する試験；
ブロック５２−デジタルチャンネル２０を介した測定パルス信号の送信が無効にされる；
ブロック５３−受信信号によって要求される想定し得る動作の性能；
ブロック５４−受信信号に応じたパルス信号のデジタルチャンネル２０を介した送信が有効にされる。  
ブロック５５−パルス信号（または、「スキップ」）が生成されてデジタルチャンネル２０を介して送信される。  
ブロック５６−デジタルチャンネル２０を介した測定パルス信号の送信が再び有効にされる。
【００２６】
本発明に係る方法では、メッセージが制御ユニット７から一方向チャンネルを介して送られる（ブロック４１）。メッセージとしては、例えば、
（ａ）センサ装置９を含む測定チェーンの効率および作動性を検証するための要求
（ｂ）センサ装置９を使用する特定の方策を作動させるための要求（例えば、レーザプローブを使用する場合、そのような方策は、実質的に、工具５の長さ測定すること、または、工具５の完全性を検証すること、または、偏心度もしくは「ランアウト」の存在を検証すること等から成っていてもよい）
（ｃ）補助測定パラメータの送信（例えば、回転速度や刃先の数などの工具５の特徴；レーザビーム１０の強度など）
（ｄ）検証の結果に関する要求（例えば、工具５が完全である／損傷している、または、工具が正確に装着される、または、工具が「ランアウト」に見舞われる、など）
を挙げることができる。
【００２７】
必要に応じて、「臨界ストローク」を避けるための所定の時間、すなわち、制御ユニット７およびインタフェースユニット１５が整定状態に達するようにするのに十分な時間が経過すると（ブロック４２）、制御ユニット７は、結果として生じるスピンドル３の移動を所定の長さの経路内で引き起こす測定命令を送信する（ブロック４３）。図１において、文字Ａ，Ｂは、前記経路の限界位置を概略的に示している。ここで、Ｂは安全ボーダーライン位置を表している。以下で開示されるように、測定命令は、確認パルス信号の受信によって終了し、または、確認パルス信号の不受信の場合には、所定の時間間隔の経過後の安全ボーダーライン位置Ｂの到達によって終了する。
【００２８】
有効なメッセージがインタフェースユニット１５により受信されて（ブロック５１）ゲート３１を介して処理ユニット２２に到達する場合には、デジタルチャンネル２０を介した測定パルス信号の送信が選択手段２４によって無効にされる（ブロック５２）。レーザプローブ９を含む図１の例では、前記測定パルス信号が光ビーム１０の遮断に応じたものであることを指摘しておく。受信されるメッセージにより要求される想定し得る動作−例えば前述したように、レーザプローブ９の作動性の検証、または、特定の測定方策の作動−は、処理手段２２の制御下で行なわれる（ブロック５３）。デジタルチャンネル２０を介した送信が有効にされると（選択手段２４、ブロック５４）、そのようなメッセージに応じた確認パルス信号が、依然として処理手段２２の制御下で生成されて送信される（ブロック５５）。パルス信号によってＮＣ７へ供給される応答の意味は、ケースバイケースで変わる。前述したメッセージの例を参照すると、そのような意味は以下のようになる。  
（ａ）測定チェーンの効率および作動性に関する検証の肯定的な結果；
（ｂ）要求が受信された；
（ｃ）パラメータが受信された；
（ｄ）要求された検証の肯定的な結果（例えば、工具５が完全である、または、正確に装着される、または、「ランアウト」に見舞われていない）。
【００２９】
確認パルス信号の送信後、処理ユニット２２は、選択手段２４によって他の確認信号の送信を無効にするとともに、測定パルス信号の送信を再び有効にして（ブロック５６）、ＮＣ７のための想定し得る新たなメッセージを待つようになっている。
【００３０】
既に開示された測定命令の送信後、数値制御器７は、デジタルチャンネル２０を介して確認信号が受信されるかどうか（ブロック４４）または所定の時間間隔の経過後に安全ボーダーライン位置Ｂに達したかどうか（ブロック４６）を任意の信号を受信せずにチェックする。前者および後者の場合には、確認信号の受信が記録され（ブロック４５）、または、確認信号の不受信が記録される（ブロック４７）。後者の場合には、メッセージを再び送ることができる（図２ａの破線）。
【００３１】
要するに、ＮＣ７の動作およびインタフェースユニット１５の動作のそれぞれに関する図３ａおよび図３ｂのグラフ図を参照すると、ＮＣ７は、瞬間ｔ０で、要求および／または命令を含むメッセージＭをインタフェースユニット１５へ送信するとともに、短い時間間隔Δｔの経過後に測定命令Ｉを送信する。インタフェースユニット１５がメッセージを認識せず、したがって、それを無視する場合には、安全ボーダーライン位置Ｂに達する時間間隔ｔF〜ｔＩの経過後に測定命令が終了する。逆に、メッセージが認識される場合（図３ｂ、参照符号Ｒ）には、ＮＣ７によって要求される動作Ｖが行なわれ、ＮＣと整合して、適切な「情報」が確認信号ＡＣＫによりデジタルチャンネル２０を介して送信される。確認信号ＡＣＫは、静的な信号レベルを含む別の解決策に対して、接続遮断または短絡に起因する誤った信号送信に対するより良い保護を確保する適切な継続時間を有するパルスから成ることが好ましい。
【００３２】
本発明に係るシステムおよび方法の使用は、既知のシステムおよび方法に対して様々な利点を与え、そのうちの幾つかが以下のとおりである。  
−  物理的な測定チャンネルなどのベースリソースを使用するプロトコルの利用可能性により、センサ装置／インタフェースユニットアセンブリから得ることができる機能が高まる。  
−  ＮＣとインタフェースユニットとの間を予測するために必要な補助接続信号の数が減少するため、適用がかなり簡略化される。  
−  網羅的でかつ信頼できる方法で測定チェーン全体の動作をチェックできる。特に、この方法では、例えばレーザプローブを使用することにより、測定手続き中に工作機械で衝突が生じる可能性が減少する。
【００３３】
特に、測定チェーンの効率および作動性をチェックするための本発明に係る方法は、以下に開示されるように、図２ａおよび図２ｂのフローチャートにおいて特定され得る幾つかの特定のステップを含むことができる。
【００３４】
初期化段階（ブロック４０）において、ＮＣは、ボーダーライン位置Ｂへと向かうその後の測定動作中に工具５または機械の他の可動構成部品が光ビーム１０を連続して妨げないような位置Ａへの、工具５を支持するスピンドル３の移動を制御する。
【００３５】
その後、ＮＣ７は、−必要に応じて更に２回以上−「測定チェーンの効率の検証」の要求を含むメッセージを送信する（ブロック４１）。インタフェースユニット１５が有効なメッセージを受信する（ブロック５１）と、処理ユニット２２により制御され（ブロック５３）かつ例えば発光部１１の電源オンおよびスイッチオフ制御の適切なシーケンスの生成と受光部１３の状態の同時観察とから成るチェック動作が進行する。
【００３６】
ブロック５３に対応する検証が肯定的な結果を有する場合には（また、この場合にのみ）、送信（ブロック５４）が選択手段２４によって有効にされ、また、処理ユニット２２（ブロック５５）が、確認パルス信号ＡＣＫの生成およびデジタルチャンネル２０を介した送信を引き起こす。
【００３７】
メッセージの送信後、ＮＣ７は、インタフェースユニット１５／センサ装置９アセンブリが前述した効率検証を行なうことができかつ想定し得る確認信号ＡＣＫを送信できるようにするために必要な時間にわたって待ち（ブロック４２）、測定命令を送信する（ブロック４３）。その後、ＮＣ７は、確認信号ＡＣＫを待ち（ブロック４４）、または、時間間隔ｔF〜ｔＩの経過後にボーダーライン位置Ｂへの到達を待つ（ブロック４６）。
【００３８】
このように、ＮＣ７は、測定チェーン全体（発光部１１、受光部１３、インタフェースユニット１５、デジタルチャンネル２０を実現する接続ケーブル、ＮＣ７の構成部品およびソフトウェア）が正確に動作する場合にだけ確認信号ＡＣＫを受信する。この目的のため、測定命令の実行時に光ビーム１０を妨げない位置Ａ，Ｂ間で工具５を移動させるという選択が、ブロック５３に関連して説明したチェック動作を正確にする。
【００３９】
正確な動作に関する情報は、測定信号を送信するチャンネルと同じチャンネルであるチャンネル２０によって送信される。逆に、幾つかの既知のシステムでは、この種の情報は、測定チェーンに関連する故障以外の故障が起こる可能性がありかつそのような故障に起因して誤った応答を送信するので否定的な結果をもたらし得る更なる通信チャンネルによって送信される。
【００４０】
図１の例はレーザプローブを示してはいるが、本発明に係るシステムおよび方法は、ＮＣ７によって制御される工作機械の構成部品の移動に引き続いてチェックされるべき部品（機械加工されたもしくは機械加工されなければならない工具または工作物）の表面と接触しかつ可動アームの撓みに引き続いて関連する信号を送信する異なるタイプのセンサ装置、例えばタッチトリガプローブまたはタッチプローブを含みかつこれらと関連することができる。
【００４１】
タッチプローブを含む測定チェーンの効率および作動性をチェックするための本発明に係る方法は、この検証がレーザプローブを含むケースで実行される検証ほど完全となり得ない場合であっても、優れた結果を得ることができる。実際に、図示の前述したケースでは、インタフェースユニットがセンサ装置と機械部品との間の干渉を自主的にシミュレートすることができ、すなわち、インタフェースユニットが発光部１１をＯＦＦに切り換えることにより光ビーム１０を遮断することができる一方で、機械部品とタッチプローブとの間の接触を同様にシミュレートすることができない、すなわち、可動アームを自主的に撓ませることができない。
【００４２】
本発明に係る方法を有利に使用できる他の適用例は、「ＰＬＣ」などの専用の論理ユニットを使用することなくインタフェースユニット１５に関連する幾つかのリソースを制御ユニット７が直接に管理できる可能性に関与する。例えば、制御ユニット７は、レーザプローブ９を支持する液圧スライドの送り移動または引き込み移動を制御できるとともに、スライドがそのストロークの終端にある端部停止位置に達する時期を認識できる。
【００４３】
そうするために、アプリケーションプログラムがＮＣ７において実行される。このプログラムは、最初に、スライドの送り動作を要求するメッセージを一方向シリアルチャンネル３０を介して送るとともに、レーザの応答を受けるための移動／測定命令を実行する。
【００４４】
インタフェースユニット１５は、メッセージを認識して、例えば電子バルブによってスライドの送り移動を制御するそのデジタル出力のうちの１つを作動させるとともに、デジタルチャンネル２０を介して確認パルス信号ＡＣＫをＮＣ７へ送信する。
【００４５】
ＮＣ７は、パルス信号を受信し、その結果として、送信されるメッセージに含まれる命令の正確な性能に注目する。その後、ＮＣ７は、特定の状況（例えば、「スライドの端部停止位置の到達」）に対応する論理状態をチェックするための要求を含む新たなメッセージを送信し、インタフェースユニット１５の応答を受けるための移動／測定命令を実行する。
【００４６】
インタフェースユニット１５はメッセージを認識し、結果として、値「TRUE」が生成される（すなわち、スライドが端部停止位置に達する）まで処理ユニット２２内で論理方程式が実行される。この時点で、確認信号ＡＣＫがデジタルチャンネル２０を介して送られる。
【００４７】
ＮＣ７が適切な時間経過（移動／測定命令Ｉによって要求される経路全体を実行するために必要な時間間隔ｔF〜ｔＩに等しい）内で確認信号ＡＣＫを受信しない場合には、ＮＣは、要求される移動が正確に行なわれなかったと理解し、したがって、警報メッセージを送信することにより要求を繰り返したりまたはサイクルを中断したりするなどの結果的な措置を講じる。同様に、スライドの引き込み移動に関連して進むことができる。
【００４８】
実際には、ＰＬＣを明確に伴うことなく、すなわち、ＰＬＣとの物理的な接続を実施する必要なく、また、既に存在するプログラムに方程式を付加する必要なく、工作機械内で外部装置（本明細書中で説明される例では、インタフェースユニット１５を伴うセンサ装置９）を使用できる。多くの場合、既に開示されるように、一方向シリアル接続によってＮＣ７をそのような外部装置に接続すれば十分であり、また、ＮＣ７の容易に変更され得るアプリケーションプログラムによってメッセージを完全に管理できる。
【００４９】
本発明に係る制御システムおよび方法は、本明細書中でこれまで説明してきて図示してきた実施形態に対して別の実施形態を含むことができる。
【００５０】
特に、図１に簡略的に示されて参照符号２４で示される選択手段、および、測定信号および応答信号を有効にする／無効にするための関連するブロック２６，２８を、処理ユニット２２および／または回路手段の命令によって、それ自体知られる異なる方法で実施することができる。
【００５１】
既に述べたように、ＮＣ７からインタフェースユニット１５へ送信される要求／命令メッセージは、様々な性質を有することができ、本明細書中で単なる一例として言及されてきた種類のメッセージに限定されない。一般に、そのようなメッセージは、様々な複雑度合いを有することができるとともに、測定信号を送信するために使用されるチャンネルと同じチャンネルであるチャンネル２０を介して簡単なパルス信号を送信することによりインタフェースユニット１５が制御ユニット７と相互作用できるようにする。
【００５２】
幾つかのケースでは、制御ユニットは、測定命令を実行する必要なく、測定入力の状態を読み取ることができる。しかしながら、これらのケースにおいてさえ、測定信号および簡単な確認信号を同じデジタルチャンネルを介してセンサ装置のインタフェースユニットから制御ユニットへ選択的に送信できる本発明に係る制御システムを使用することが有益である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ−３ｂ】
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