专利名称：数控机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加工中心、卧式镗床、龙门铣床等那样的数控机床。
背景技术：
在加工中心、卧式镗床、龙门铣床等那样的数控机床中，在进行加工之前，以往，通过使用接触式探针等接触式传感器对固定支承于工作台上的工件的规定处部位等进行测量，由此求得加工起点、基准面的倾斜等。现有技术文献专利文献
专利文献I :(日本)特开平6 - 055407号公报专利文献2 :(日本)特开2009 - 163414号公报专利文献3 :(日本)特开2010 - 108292号公报
发明内容
发明要解决的问题但是，在使用接触式探针等接触式传感器对工件的形状进行三维测量时，从精度方面考虑，无不能使接触式探针等接触式传感器的移动速度(进给速度)太快，明显浪费时间。鉴于上述课题，本发明的目的在于，提供一种数控机床，其能够迅速测量经由夹具等安装于工作台上的工件的实际的三维状态。为了解决上述课题，本发明的数控机床的特征在于，具备主轴，其能够拆卸地安装有工具并进行旋转；工作台，其固定支承工件；工具测量装置，其测量安装于所述主轴的所述工具的长度及直径；工件测量装置，其通过非接触的方式对固定支承于所述工作台上的所述工件的三维形状和位置以及朝向进行测量；信息显示装置，其显示信息；控制装置，其基于来自所述工件测量装置的信息求得加工起点的位置及基准面的倾斜后，基于输入的加工程序，根据来自所述工具测量装置及所述工件测量装置的信息以及所述加工起点的位置及所述基准面的倾斜，进行模拟，直至以所述工作台上的所述工件的加工为目的的最终形状，由此，求得有无规定值以上的加工负荷及有无对所述工件的残留中的至少一方，并将求得的结果在所述信息显示装置中显示。另外，本发明的数控机床在所述数控机床的基础上，其特征在于，所述控制装置基于所述加工程序，根据来自所述工具测量装置及所述工件测量装置的信息以及所述加工起点的位置及所述基准面的倾斜，进行模拟，直至达到以对所述工作台上的所述工件的加工为目的的最终形状，进而，求得有无所述工件侧和所述工具侧的干涉，并将求得的结果在所述信息显示装置中显示。另外，本发明的数控机床在所述数控机床的基础上，其特征在于，所述控制装置对求得的所述加工起点的位置及所述基准面的倾斜和由输入的所述加工程序设定的加工起点的位置及基准面的倾斜进行比较，在求得的该加工起点的位置及该基准面的倾斜的至少一方和设定的所述加工起点的位置及所述基准面的倾斜的至少一方不适合的情况下，将该信息在所述信息显示装置中显示。另外，本发明的数控机床在所述数控机床的基础上，其特征在于，所述控制装置对由所述工件测量装置测量的所述工作台上的所述工件的形状和由所述加工程序设定的工件的形状进行比较，在该工作台上的该工件的形状和设定的所述工件的形状不适合的情况下，将该信息在所述信息显示装置中显示。发明效果根据本发明的数控机床，由于能够以非接触方式利用工件测量装置对固定支承于工作台上的工件的三维形状和位置及朝向进行测量，因此，能够迅速地对经由夹具等安装于工作台上的工件的实际的三维状态进行测量。
图I是本发明的数控机床的主实施方式的概略构成图；图2是本发明的数控机床的主实施方式的要部的控制方框图；图3是本发明的数控机床的主实施方式的要部的控制流程图。
具体实施例方式下面，基于附图对本发明的数控机床的实施方式进行说明，但本发明不限于基于
的实施方式。〈主实施方式〉基于图I 3对本发明的数控机床的主实施方式进行说明。如图I所示，本实施方式的数控机床100具备可装卸地安装工具101并旋转的主轴102、固定支承工件I的工作台103、对安装于主轴102的工具101的长度及直径的二维形状进行测量的工具测量装置即工具测量传感器104和以非接触方式利用激光等对固定支承于工作台103上的工件I的与夹具合在一起的三维形状进行测量的工件测量装置即工件测量传感器105。而且，如图2所示，上述工具测量传感器104及上述工件测量传感器105电连接于作为控制装置的控制装置106的输入部。另外，输入加工程序等各种加工条件的输入装置即输入装置107电连接于控制装置106的输入部。另一方面，控制装置106的输出部分别电连接于使安装于上述主轴102的上述工具101旋转的驱动电机108、按照使上述工具101和上述工件I相对地向X、Y、Z轴方向移动的方式使上述主轴102及上述工作台103移动的驱动电机109 111、将各种信息利用声音、视频等表示的扬声器、监视器等信息显示装置即显示装置112，该控制装置106基于来自上述传感器104，105的信息及从上述输入装置107输入的信息，控制上述监视器108 111的动作，同时，能够将各种信息利用上述显示装置112显示(详细说明如后所述)。下面，对该种本实施方式的数控机床100的动作进行说明。首先，利用输入装置107将加工程序等各种加工条件输入控制装置106 (图3中，SI)，在主轴102上安装工具101时，上述控制装置106按照利用工具测量传感器104对该工具101的长度及直径的二维外形的尺寸进行测量的方式使上述监视器109 111进行动作，使该工具101和该工具测量传感器104相对地向X、Y、Z轴方向移动(图3中，S2)。由此，上述控制装置106基于来自上述工具测量传感器104的信息，求得主轴端和上述工具101的前端之间的长度及前端侧的直径等该工具101的实际的二维外形尺寸。接着，经由夹具在工作台103上固定支承工件I时，上述控制装置106按照由上述工件测量传感器105对上述工作台103上的与上述夹具合在一起的工件I的三维外形和位置及朝向进行测量的方式使上述监视器109 111进行动作，使该工件测量传感器105和该工件I相对地向X、Y、Z轴方向移动(图3中，S3)。由此，上述控制装置106基于来自上述工件测量传感器105的信息求得上述工作台103上的与上述夹具合在一起的上述工件I的实际的三维外形和位置及朝向。
接着，上述控制装置106基于如上述求得的上述工具101的实际的外形及上述工件I的实际的外形和位置及朝向，求得输入的上述加工程序和上述工件I的适合性。具体来说，上述控制装置106，首先，基于上述工件I的实际的外形，对由从上述输入装置107输入的加工程序设定的工件的形状、工作台103上的实际的工件I的形状进行比较，对要实施的加工内容和进行加工的工件I是否相适合进行判断(图3中，S4)，在由该加工程序设定的工件的形状和工作台103上的上述工件I的形状不适合的情况，即要实施的加工内容和进行加工的工件I不同的情况下，将其情况显示于上述显示装置112，对作业者进行警告(图3中，S5)。在由上述加工程序设定的工件的形状和工作台103上的上述工件I的形状相符的情况，即要实施的加工内容和进行加工的工件I 一致的情况下，上述控制装置106接着基于上述工件I的位置及朝向，求得加工起点的位置及基准面的倾斜等加工基准值(图3中，S6)。而且，将求得的上述加工起点的位置及上述基准面的倾斜等实际的加工基准值与由输入的上述加工程序设定的加工起点的位置及基准面的倾斜等设定的加工基准值进行比较，判断上述工作台103上的上述工件I的实际的位置及朝向是否适合正常的范围(图3中，S7)，在实际的上述加工基准值和设定的上述加工基准值不适合的情况下，即上述工作台103上的上述工件I的实际的位置及朝向偏离的情况下，上述控制装置106将其消息显示于上述显示装置112，对作业者进行警告，同时，显示不适合的该工件I的位置及朝向的信息(图3中，S8)。在实际的上述加工基准值和设定的上述加工基准值相符的情况下，即上述工作台103上的上述工件I的实际的位置及朝向相符的情况下，上述控制装置106基于输入的上述加工程序等各种加工条件、测量的工具101的长度及直径的实际的二维形状、测量的工件I的实际的三维形状、求得的加工起点的位置及基准面的倾斜等实际的上述加工基准值，进行模拟，直至达到以对工作台103上的包含夹具的实际的工件I的加工为目的的最终形状(图 3 中，S9)。实施直至成为这种实际的工件I的目的的最终形状的加工模拟，并对有无以下那样的加工不良进行确认(图3中，S10)。(I)有无包含夹具等的工件I侧和进给台(滑座)等工具101侧的干涉。(2)有无规定值以上的加工负荷(规定值以上的尺寸的加工余量)。
(3)有无工件I的残留。而且，在产生上述加工不良的情况下，上述控制装置106将其情况显示于上述显示装置112，并对作业者进行警告，同时显示不良的内容(位置及大小等)(图3中，S11)。另外，在上述加工没有出现不良的情况下，上述控制装置106与上述加工模拟的情况相同，按照对工作台103上的工件I实施实际的加工的方式开始上述监视器108 111的动作控制(图3中，S12)。而且，上述控制装置106基于上述加工模拟进行实际的加工，在工具101与工件I接触的加工区域时(图3中，S13)，按照由上述加工程序规定那样使上述主轴102及上述工作台103相对移动的方式，控制上述监视器109 111的动作(图3中，S14)，另一方面，在工具101不与工件I接触而移动的非加工区域时，按照以比由上述加工程序规定的该工具101的进给速度等移动速度快的速度使该工具101相对该工件I移动的方式，控制上述监视·器109 111的动作(超驰控制)(图3中，S15)。而且，通过上述加工程序的结束(图3中，S16)，结束对上述工件I的实际的加工。S卩，本实施方式的数控机床100通过利用激光等以非接触式进行测量的工件测量传感器105，求得包含夹具等的工件I的三维的实际的形状。因此，根据本实施方式的数控机床100，能够迅速地对经由夹具等安装于工作台103上的工件I的实际的三维状态进行测量，同时，能够实现如下效果。(I)目前，在对工件I实施实际加工之前，作业者后退主轴102，实施加工程序，目视检测主轴102相对工件I的动作位置关系(例如，有无干涉、加工余量的不均偏差、有无残留等)，由于能够以在实际的加工时反映其结果的方式使作业者调整的所谓的调试作业显著简易，因此，能够大幅降低作业者的负担，同时，能够避免因作业者的经验差引起的偏差。(2)在实际加工中的非加工区域时，工具101的进给速度等移动速度被超驰控制，因此能够大幅缩短加工时间。〈其它实施方式〉另外，在上述实施方式中，对具备利用激光等以非接触方式测量工件I的三维形状等的工件测量传感器105的情况进行了说明，但代替之，作为其它实施方式，例如也可以具备对工件I的三维形状等进行拍摄的CCD照相机。另外，在上述实施方式中，分别具备对工具101的长度及直径等形状进行测量的工具测量传感器104、以非接触方式对工件I的三维形状等进行测量的工件测量传感器105，但作为其它实施方式，例如也可以具备按照工具测量传感器104和工件测量传感器105的方式对工具101的长度及直径等形状进行测量，同时对工件I的三维形状等进行测量的测量装置。另外，在上述的实施方式中，在实际加工前的加工模拟中实施包含夹具等的工件I侧和进给台(滑座)等工具101侧的干涉，但代替之，作为其它实施方式，例如也可以在实际加工中一边模拟比加工点靠前的状态(例如5秒后)边实施加工，且在预测到产生包含夹具等的工件I侧和进给台(滑座)等工具101侧的干涉时，控制装置将其消息由显示装置显示，对作业者进行警告，同时显示干涉的部位，同时，设定使加工暂时停止即防撞击功能(例如，参照上述专利文献I等)。另外，在上述实施方式中，对确认有无规定值以上的加工负荷(规定值以上的尺寸的加工余量)及工件I的残留这两者的加工不良的情况进行了说明，但也可以根据伴随工件I的制造履历的精度等各种条件，仅确认有无规定值以上的加工负荷(规定值以上的尺寸的加工余量)及工件I的残留的任一方的加工不良。另外，本发明如果是加工中心或卧式镗床或龙门式铣床等那样的数控机床，则如上述实施方式那样可以适用。工业上的可利用性本发明的数控机床可迅速地测量经由夹具等安装于工作台上的工件的实际的三维状态，因此，在金属加工工业等中，可极有利地进行使用。标记说明I 工件
100数控机床101 工具102 主轴103 工作台104工具测量传感器105工件测量传感器106控制装置107输入装置108 111 驱动电机112显示装置
权利要求
1.一种数控机床，其特征在于，具备 主轴，其能够拆卸地安装有工具并进行旋转； 工作台，其固定支承工件； 工具测量装置，其测量安装于所述主轴的所述工具的长度及直径； 工件测量装置，其通过非接触的方式对固定支承于所述工作台上的所述工件的三维形状和位置以及朝向进行测量； 信息显示装置，其显示信息； 控制装置，其基于来自所述工件测量装置的信息求得加工起点的位置及基准面的倾斜后，基于输入的加工程序，根据来自所述工具测量装置及所述工件测量装置的信息以及所述加工起点的位置及所述基准面的倾斜，进行模拟，直至达到以对所述工作台上的所述工件的加工为目的的最终形状，由此，求得有无规定值以上的加工负荷及有无对所述工件的残留中的至少一方，并将求得的结果在所述信息显示装置中显示。
2.如权利要求I所述的数控机床，其特征在于，所述控制装置基于所述加工程序，根据来自所述工具测量装置及所述工件测量装置的信息以及所述加工起点的位置及所述基准面的倾斜，进行模拟，直至达到以对所述工作台上的所述工件的加工为目的的最终形状，进而，求得有无所述工件侧和所述工具侧的干涉，并将求得的结果在所述信息显示装置中显/Jn ο
3.如权利要求I所述的数控机床，其特征在于，所述控制装置对求得的所述加工起点的位置及所述基准面的倾斜和由输入的所述加工程序设定的加工起点的位置及基准面的倾斜进行比较，在求得的该加工起点的位置及该基准面的倾斜的至少一方和设定的所述加工起点的位置及所述基准面的倾斜的至少一方不适合的情况下，将该信息在所述信息显示装置中显示。
4.如权利要求I所述的数控机床，其特征在于，所述控制装置对由所述工件测量装置测量的所述工作台上的所述工件的形状和由所述加工程序设定的工件的形状进行比较，在该工作台上的该工件的形状和设定的所述工件的形状不适合的情况下，将该信息在所述信息显示装置中显示。
全文摘要
本发明提供一种数控机床(100)，其具备测量工具(101)的长度及直径的工具测量传感器(104)；以非接触的方式利用激光等对工件(1)的三维形状和位置及朝向进行测量的工件测量传感器(105)；基于来自工件测量传感器(105)的信息求得加工起点的位置及基准面的倾斜后，基于输入的加工程序，根据来自传感器(104、105)的信息以及所述加工起点的位置及所述基准面的倾斜，进行模拟，直至达到以对工件(1)的加工为目的的最终形状，由此，求得有无规定值以上的加工负荷及有无对工件(1)的残留，并将求得的结果在显示装置(112)中显示的控制装置(106)。
文档编号G05B19/18GK102870054SQ20118002195
公开日2013年1月9日 申请日期2011年7月25日 优先权日2010年8月31日
发明者吉柳秀威, 松下裕一, 久良贤二, 松村昭彦, 山本英明, 大石浩史 申请人:三菱重工业株式会社