夹具和加工系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种将工件以能够相对于机床的工具旋转的方式支承的夹具和加工系统。
【背景技术】
[0002]一般，将具有用于加工对象的工件落座的能够旋转的台的机床称为台回转型机床。为了利用台回转型机床对工件进行精密的加工，需要将工件相对于台可靠地固定。与此相关联地，在JP-A-2011-513077中提出了一种机床，该机床具备:旋转式的支承台，其具有从下方嵌入到工件的中心孔的突起；以及摩擦接合式的夹紧机构部，其通过对落座于支承台的工件的上表面附加按压力来坚固地保持工件。更具体地说，专利文献I的夹紧机构部具备:臂状的对方保持件，其能够向落座于支承台的工件移动；突起，其配置于对方保持件的前端，从上方嵌入到工件的中心孔；以及支承部，其将该突起以能够相对于对方保持件旋转的方式进行结合，其中，当对方保持件向工件移动时，支承部将工件的上表面压向支承台来将工件以能够旋转的方式保持。
[0003]但是，JP-A-2011-513077的机床中的支承台的突起具有能够与工件的中心孔嵌合的尺寸，因此难以利用机器人或装载机(loader)等自动装置取出加工后的工件。另外，根据JP-A-2011-513077的机床，存在以下担忧:由于驱动对方保持件的缸等驱动装置的定位误差，导致在工件的中心孔与对方保持件的突起非同心的状态下把持工件，由此工件的中心孔的入口部分被对方保持件的突起损伤。此外，在为了防止工件的损伤而去除了支承台的突起的情况下，有时由于对方保持件的驱动装置的定位误差而导致支承部的旋转轴线偏离于支承台的旋转轴线。在该情况下，在支承台旋转时在工件的上表面与支承部之间产生滑动，因此仍存在工件的上表面被支承部损伤的担忧。
[0004]寻求一种能够降低在旋转中的工件与按压工件的旋转式的夹紧构件之间产生的滑动的机床的夹具。
【发明内容】
[0005]根据本发明的第一方式，提供一种将工件以能够相对于机床的工具旋转的方式支承的夹具，该夹具具备:工件所落座的落座部；旋转驱动部，其使落座部绕规定的旋转轴线旋转；夹紧臂(clamping arm)，其在沿着落座部的旋转轴线的方向上与落座部相离的位置处具有旋转式的夹紧构件，该夹紧构件与落座部协作来固定工件；直线驱动部，其使夹紧臂在沿着落座部的旋转轴线的方向上移动；位置调节部，其将夹紧臂的位置在与落座部的旋转轴线相交的平面内进行调节；以及倾斜度调节部，其调节夹紧构件的倾斜度使得夹紧构件的旋转轴线与落座部的旋转轴线平行。
[0006]根据本发明的第二方式，提供如下的夹具:在第一方式中，夹紧臂具有将夹紧构件以能够旋转的方式支承的臂主体，倾斜度调节部是由设置于夹紧构件和臂主体中的一方的曲面状的凹部以及设置于夹紧构件和臂主体中的另一方的曲面状的凸部构成的滑动接触部。
[0007]根据本发明的第三方式，提供一种加工系统，该加工系统包括:机床，其具有第一方式或第二方式中的夹具；控制装置，其基于规定的加工程序来生成针对机床的动作指令；测定装置，其测定落座于落座部的工件的位置；运算装置，其计算测定装置所测定出的工件的位置相对于在落座部中预先设定的工件落座基准位置的偏离量；以及校正装置，其对动作指令进行校正，使得在通过机床对工件进行加工时偏离量被抵消。
[0008]根据本发明的第四方式，提供如下的加工系统:在第三方式中，还包括工件更换装置，该工件更换装置能够执行使未加工的工件落座于落座部的动作以及将机床加工完成的工件从落座部取出的动作。
[0009]根据本发明的第五方式，提供一种加工系统，该加工系统包括:机床，其具有第一方式或第二方式中的夹具；以及工件更换装置，其能够执行使未加工的工件落座于落座部的动作以及将通过机床加工完成的工件从落座部取出的动作。
[0010]这些以及其它本发明的目的、特征及优点通过参照附图所表现的本发明的例示性的实施方式的详细说明会变得更明确。
【附图说明】
[0011]图1是具备本发明的一个实施方式的夹具的例示性的机床的立体图。
[0012]图2是图1的机床中的夹具的局部放大图，示出了夹具的沿与图1的X方向垂直的平面的截面。
[0013]图3是将图2的夹具中的夹紧构件的附近放大示出的局部放大图。
[0014]图4是与图3同样的局部放大图，示出了夹紧臂的旋转轴线相对于落座部的旋转轴线倾斜的状态。
[0015]图5是表示包括图1的机床的加工系统的结构的框图。
[0016]图6是用于说明图5的加工系统中的校正装置的工件设置误差校正功能的第一概要图。
[0017]图7是用于说明图5的加工系统中的校正装置的工件设置误差校正功能的第二概要图。
[0018]图8是表示图5的加工系统对工件的切削加工的过程的流程图。
【具体实施方式】
[0019]下面，参照附图来详细说明本发明的实施方式。在各附图中，对相同的结构要素标注相同的标记。此外，下面的记载并不限定权利要求书所记载的发明的技术范围、用语的含义等。
[0020]参照图1?图4来说明基于本发明的一个实施方式的机床的夹具。图1是具备本实施方式的夹具的例示性的机床MT的立体图。本例的机床MT是所谓的台回转型的机床，具备主轴头SH和夹具MJ，该主轴头SH通过伺服电动机等驱动单元在图1的Z方向上移动，该夹具MJ将加工对象的工件W以能够绕规定的旋转轴线旋转的方式支承。如图1那样，在主轴头SH上安装有立铣刀(end mill)等各种切削工具TL，机床MT通过使切削工具TL相对于被夹具MJ支承的工件W进行相对移动来将工件W加工成期望的形状。
[0021]图2是图1的机床MT中的夹具MJ的局部放大图，示出了夹具MJ的沿与图1的X方向垂直的平面的截面。如图2那样，本例的夹具MJ具备:工件台10，其能够绕旋转轴线RAl旋转；落座部11，其设置在工件台10上；以及旋转驱动部RD，其隔着工件台10配置于与落座部11相反一侧。本例的旋转驱动部RD是各种伺服电动机，对设置在工件台10上的落座部11进行驱动使得该落座部11以所指示的旋转速度绕旋转轴线RAl旋转至所指示的旋转位置。因此，为了便于说明，下面有时将旋转驱动部RD的旋转轴线RAl称为落座部11的旋转轴线RA I。
[0022]如图2那样，被本例的夹具MJ支承的工件W具有形成有贯通式的中心孔的圆盘状的形态。另外，本例的落座部11具有与加工对象的工件W对应的尺寸的圆盘状的形态，工件W落座于其上表面。而且，在本例的落座部11的上表面形成有用于插入到工件W的中心孔的圆柱状的定位突起LP，通过该定位突起LP将工件W相对于落座部11进行定位。此外，定位突起LP的径向尺寸稍微小于工件W的中心孔的径向尺寸，使得加工后的工件W能够容易地从落座部11脱离。
[0023]如图2那样，本例的夹具MJ具备:夹紧臂12，其在沿着旋转轴线RAl的方向上与落座部11相离的位置处具有旋转式的夹紧构件CL ;直线驱动部LD，其使夹紧臂12在沿着旋转轴线RAl的方向上移动；以及引导部13，其引导被直线驱动部LD驱动的夹紧臂12。在后面叙述本例的夹紧臂12的详细构造。另外，本例的直线驱动部LD是各种直线运动致动器，其可动部与夹紧臂12的基端部连结。而且，本例的夹具MJ还具备位置调节部14，该位置调节部14介于夹紧臂12与直线驱动部LD之间，将夹紧臂12的位置在与旋转轴线RAl相交的平面内进行调节。
[0024]如图1和图2那样，本例的位置调节部14设置于夹紧臂12的基端部，具有多个贯通孔TH，将夹紧臂12与直线驱动部LD连结的多个安装螺钉(未图示)分别插通至该多个贯通孔TH。而且，本例的位置调节部14的贯通孔TH的径向尺寸大于插通至该贯通孔TH的安装螺钉的径向尺寸。这样，本例的位置调节部14的贯通孔TH具有所谓的自由尺寸孔(日语:《；''扣穴)的形态，因此位置调节部14能够在与旋转轴线RAl相交的平面上的固定范围内移动。因而，本例的夹具MJ的使用者通过在拧松位置调节部14的安装螺钉后使夹紧臂12在图2的箭头A20的方向以及与纸面垂直的方向上移动，由此能够将夹紧臂12的位置在与旋转轴线RAl相交的平面内进行调节。
[0025]接着，详细说明本例的夹紧臂12。如图2那样，本例的夹紧臂12具有与工件台10的上表面平行地延伸的臂主体121以及从臂主体121的前端部向落座部11突出的突出部122。在此，本例的突出部122以能够绕沿其突出方向延伸的旋转轴线RA2旋转的方式与臂主体121连结。为了便于说明，下面有时将突出部122的旋转轴线RA2称为夹紧臂12的旋转轴线RA2。而且，在本例的突出部122的突出方向的前端部安装有上述夹紧构件CL，当突出部122绕旋转轴线RA2旋转时夹紧构件CL也与突出部122 —起旋转。此外，本例的夹具MJ被设计成落座部11的旋转轴线RAl与夹紧臂12的旋转轴线RA2相互平行。但是，如上所述，本例的夹紧臂12具有从位置调节部14延伸的悬臂梁的形态，因此存在以下情况:由于夹紧臂12自身的重量、直线驱动部LD的定位误差或者在夹紧构件CL按压工件W时从工件W作用于夹紧构件CL的反作用力等，夹紧臂12的旋转轴线RA2相对于落座部11的旋转轴线RAl略微倾斜。在图4中例示出这样的夹紧臂12的旋转轴线RA2倾斜的状态。
[0026]接着，详细地说明本例的夹紧构件CL。如图1和图2那样，本例的夹紧构件CL具有与落座部11协作来将加工对象的工件W相对于夹具MJ固定的功能。更具体地说，当夹紧臂12通过直线驱动部LD的驱动力而向落座部11移动时，夹紧构件CL与工件W接触并将工件W压向落座部11。由此，工件W在被夹持在落座部11与夹紧构件CL之间的状态下被稳定地固定。而且，如图2那样，对夹紧构件CL相对于突出部122的倾斜度进行调节的倾斜度调节部15介于夹紧构件CL与夹紧臂12的突出部122之间。本例的倾斜度调节部15是各种万向节(universal joint)，对夹紧构件CL的倾斜度进行调节，使得与突出部122一起旋转的夹紧构件CL的旋转轴线与落座部11的旋转轴线RAl平行。下面说明倾斜度调节部15的具体构造。
[0027]图3是将图2的夹具MJ中的夹紧构件CL的附近放大示出的局部放大图。另外，图4是与图3同样的局部放大图，夸张地示出了夹紧臂12的旋转轴线RA2相对于落座部11的旋转轴线