机床的制作方法

本发明涉及一种机床，特别涉及一种控制工件的去毛刺的加工路径的机床。

背景技术：

工件中大多会出现一个一个以几毫米为单位而不同的毛刺。因此，在使用机床进行工件的去毛刺加工时，将出毛刺最多的工件作为基准而生成程序。这种情况下，在针对出的毛刺没有作为基准的工件多的工件的加工中，气割(空转动作)多，会产生不进行加工的无用的时间。

进一步，根据产生毛刺的位置和方向，有时从机床的主轴方向难以进行去毛刺加工。这时候，需要通过附加轴工作台倾斜工件来进行去毛刺加工，或者进行重新安排通过其它工序进行去毛刺加工，或者通过手工作业进行去毛刺。

另一方面，作为进行去毛刺加工的现有技术，例如在日本特开2007-021634号公报、日本特开平07-104829号公报以及日本特开平07-121222号公报中公开一种技术，即根据视觉传感器的信息生成加工路径，使用机器人寻求去毛刺加工的自动化。一般来说，机器人与机床相比动作的自由度要大，因此比较容易加工在各种位置和方向上产生的毛刺。

但是，在日本特开2007-021634号公报以及日本特开平07-121222号公报公开的技术中，机器人只持有小的工具，或者机器人能够承受加工的转矩小。因此，在毛刺大的场所，会有需要降低加工条件，加工时间变长的问题。另外，有根据毛刺的大小而不能加工的问题。

另外，在日本特开平07-104829号公报中公开的技术中，机器人能够根据毛刺的大小选择工具和加工条件。这里，机器人需要使用直径比毛刺的大小要大的工具，但是工具越大加工条件越差，会有加工时间变长的问题。另外，会有根据毛刺的大小而不能加工的问题。

技术实现要素：

因此本发明的目的在于提供一种机床，使用视觉传感器确认毛刺的产生状况，判别能够从主轴方向加工的毛刺，优选对于不能够从主轴方向加工的毛刺能够使机器人负责去毛刺。

本发明的一个实施方式，提供对产生毛刺的未加工工件进行去毛刺加工的机床，该机床具有：至少一个视觉传感器，其拍摄上述未加工工件；未加工工件形状信息存储单元，其存储使用上述视觉传感器拍摄的上述未加工工件形状信息；加工完成工件形状信息存储单元，其存储有加工完成工件形状信息；毛刺信息计算单元，其将存储在上述加工完成工件形状信息存储单元中的上述加工完成工件形状信息与存储在上述未加工工件形状信息存储单元中的上述未加工工件形状信息进行比较来识别毛刺；毛刺判别单元，其根据包括上述工件中的上述毛刺的位置和方向中的至少一个的条件来判别上述毛刺；加工方法判断单元，其根据上述毛刺的上述判别结果来决定是否通过上述机床的工具来进行去毛刺加工；以及加工路径生成单元，其生成将被判断为通过上述工具进行去毛刺加工的上述毛刺去除的加工路径。

在本发明的其他的实施方式中，上述毛刺判别单元根据还包括上述毛刺的大小和上述工具的可动范围中的至少一个的条件来判别上述毛刺。

在本发明的其他的实施方式中，上述机床还具备：工具信息存储单元，其存储包括上述工具的形状以及切削条件的工具信息；以及工具选择单元，其根据上述毛刺的大小以及上述工具信息，选择用于去毛刺加工的上述工具，上述毛刺判别单元根据还包括选择出的上述工具的上述工具信息的条件来判别上述毛刺。

在本发明的其他的实施方式中，上述机床还具有能够实施去毛刺加工的机器人，上述加工方法判断单元根据上述毛刺的上述判别结果决定是通过上述工具进行去毛刺加工还是通过上述机器人进行去毛刺加工。

在本发明的其他的实施方式中，上述机床还具备：工具信息存储单元，其存储包括上述工具的形状以及切削条件的工具信息；以及工具选择单元，其根据上述毛刺的大小以及上述工具信息，选择用于去毛刺加工的上述工具，上述加工路径生成单元根据上述毛刺的大小和选择出的上述工具的最大进刀量计算通过几次进刀进行加工的进刀次数并生成加工路径。

在本发明的其他的实施方式中，上述机床通过上述视觉传感器从2个以上方向拍摄上述工件。

在本发明的其他的实施方式中，上述机床具备多个上述视觉传感器，分别从不同的方向拍摄上述工件，从而从2个以上方向拍摄上述工件。

在本发明的其他的实施方式中，上述视觉传感器被设置在机器人上，通过改变该机器人的姿势而从2个以上方向拍摄上述工件。

根据本发明，能够判别机床能够从主轴方向加工的毛刺和无法从主轴方向加工的毛刺。因此，能够在机床只对能够从主轴方向加工的毛刺进行加工，通过其他单元加工其他毛刺等方面下功夫，从而能够提高作为去毛刺加工工序整体的效率。

即，当在主轴方向以外产生毛刺时、或者当即使是主轴方向的毛刺也在偏离工具可动范围的位置存在毛刺时，如果只通过机床进行去毛刺加工，则需要通过附加轴工作台使工件的姿势改变或者改变工件的方向并重新固定后通过其他工序进行加工。另一方面，如果不通过机床进行主轴方向以外的去毛刺和工具可动范围外的去毛刺而优选使机器人进行去毛刺，则不进行工件的姿势变更等而通过一个工序来完成加工。

一般，机器人进行的去毛刺加工与机床进行的情况相比，加工效率大多比较低。但是，如果与在机床中使工件的姿势发生变化或改变工件的方向后重新固定造成的效率低下相比，则适用本发明来负责去毛刺加工，减少加工工序作为整体会提高效率。

附图说明

通过参照附图说明以下的实施例，能够更加明确本发明的上述以及其他目的以及特征。这些图中：

图1是说明本发明中使用了2个以上视觉传感器的工件形状取得的图。

图2是说明本发明中使用了安装在机器人上的视觉传感器的工件形状取得的图。

图3是进行本发明的去毛刺加工时的流程图。

图4A是表示本发明的工件上面(Z轴方向)的去毛刺加工的例子的图。

图4B是表示本发明的工件侧面(XY轴方向)的去毛刺加工的例子的图。

图4C是表示本发明的Z轴方向下面(下挖)的去毛刺加工的例子的图。

图4D是表示本发明的工具可动范围外的去毛刺加工的例子的图。

图5是表示本发明的机床100的结构的框图。

具体实施方式

以下，结合附图说明本发明的实施方式。

本发明的机床在进行工件的去毛刺加工时，取得成为去毛刺加工对象的工件的三位模型形状，通过与事前登记的产品数据进行比较来分析毛刺的产生状况。然后，根据工件的形状和分析后的毛刺的产生状况来选择工具，根据选择出的工具来生成加工路径，实施去毛刺加工。

首先，说明构成本发明的机床的功能单元。

如图5所示，机床100具有视觉传感器1、未加工工件形状信息存储单元102、加工完成工件形状信息存储单元103、工具信息存储单元104、毛刺信息计算单元105、毛刺判别单元106、加工方法判断单元107、工具选择单元108以及加工路径生成单元109。以下，按照顺序说明各个要素的功能。

<关于工件的毛刺产生状况的取得单元>

在进行工件的去毛刺加工时，需要确认毛刺的产生状况。本发明中，通过比较去毛刺完成后的工件的形状和去毛刺前的工件的形状来识别毛刺的产生状况。

首先，如图1所示，照相机等视觉传感器1(1a，1b)从2个方向以上拍摄设置在机床100内的加工用夹具3上的预先完成去毛刺的完成工件2a，并取得完成工件2a的形状信息(加工完成工件形状信息)。所谓上述2个方向可以通过2个以上的视觉传感器1进行拍摄，也可以如图2所示，使用安装在机器人4上的一个视觉传感器1控制机器人臂并从多个角度拍摄。加工完成工件形状信息被记录在设置在机床所具备的存储器上的加工完成工件形状信息存储单元103中。另外，作为视觉传感器1可以使用照相机以外的形状测量传感器。

接着，视觉传感器1从2个方向以上拍摄设置在机床内的加工用夹具上的去毛刺加工前的工件，并取得其形状信息(未加工工件形状信息)。未加工工件形状信息被记录在设置在机床100所具备的存储器上的未加工工件形状信息存储单元102中。

接着，毛刺信息计算单元105将保存在未加工工件形状信息存储单元102中的未加工工件形状信息和保存在加工完成工件形状信息存储单元103中的加工完成工件形状信息进行比较。这里，毛刺信息计算单元105当两形状信息间的形状误差在机床100所具备的存储器上所设置的测定误差保存区域中所预先设定的误差数据以内的情况下，判断为没有产生毛刺。另一方面，当超过误差数据时判断为产生毛刺。

当判断为产生毛刺时，毛刺信息计算单元105输出表示在未加工工件上的哪个位置、在哪个方向、以多大的宽度产生多深的毛刺的数据(毛刺数据)，并保存在设置在机床100所具备的存储器上的毛刺数据保存区域中。这里，能够根据机床的XYZ轴典型地表现毛刺的方向。在本说明书中，将机床的主轴方向设为Z轴，将与Z轴垂直的方向分别设为X、Y轴来说明实施例。但是，毛刺数据当然不限定于此而能够通过任意的参数进行表现。

另外，当在多个场所产生毛刺时，将数据分开保存为毛刺数据1、毛刺数据2等。

<关于工具的选择单元>

优选在去毛刺时，为了去除毛刺而选择适当的工具。本发明中，机床100根据表示毛刺的宽度、毛刺的深度、毛刺的位置等的毛刺数据和未加工工件的形状，选择用于去毛刺加工的适当的工具。

为此，本发明的机床100关于用于去毛刺的多个工具，将每个工具的工具信息(工具直径、工具长度、切削条件)预先保存在设置在存储器上的工具信息存储单元104中。这里，切削条件是指主轴转速、进给速度、进刀宽度、进刀深度等参数。

工具选择单元108根据保存在毛刺数据保存区域中的毛刺数据、即毛刺的宽度、毛刺的深度、毛刺的位置等信息，另外根据需要考虑未加工工件的形状，从保存在工具信息存储单元104中的工具数据中选择适当的工具。

表示工具的选择方法的一例。工具选择单元108首先根据记录在毛刺数据保存区域中的毛刺的位置，从保存在工具信息存储单元104中的工具数据中提取具有能够高效地加工毛刺的工具直径的工具(例如能够同时加工的毛刺数量在预定数以上的大工具直径的工具)。接着，工具选择单元108从提取出的工具中选择工具直径最小的工具(加工中的负荷变小的工具)。

表示工具的选择方法的其他例子。工具选择单元108首先根据记录在毛刺数据保存区域中的毛刺的位置和未加工工件的形状，从保存在工具信息存储单元104中的工具数据中提取具有不干扰未加工工件且能够高效地加工毛刺的工具直径的工具(例如能够同时加工的毛刺数量在预定数以上的大工具直径的工具)。接着，工具选择单元108从提取出的工具中选择工具直径最小的工具(加工中的负荷变小的工具)。

表示工具的选择方法的又一个其他例子。工具选择单元108首先根据记录在毛刺数据保存区域中的毛刺的位置和未加工工件的形状，从保存在工具信息存储单元104中的工具数据中提取具有能够不干扰未加工工件地加工毛刺的工具直径的工具。接着，工具选择单元108根据提取出的工具的切削条件、毛刺数据的毛刺宽度以及毛刺的深度来计算加工时产生的负荷，选择计算出的负荷成为预定值以下的最大工具直径的工具。

另外，本发明的机床100可以不必具备这里所说明的工具选择单元108。此时，机床100使用任意的预定工具来实施去毛刺加工。

<关于加工对象的毛刺的决定单元>

这里，毛刺判别单元106根据毛刺的产生位置以及毛刺的XYZ轴方向的大小，将毛刺数据判别为

·Z轴方向即工件的上面方向的毛刺

·XY轴方向即工件的侧面方向的毛刺

·位于Z轴方向下面(下挖的位置)的毛刺

·位于加工工具的可动范围外工具达不到的位置的毛刺。

接着，加工方法判断单元107将所保存的毛刺数据中Z轴方向即工件上面方向的毛刺并且去除了位于加工工具的可动范围外工具达不到的位置上的毛刺后的毛刺判断为能够通过机床100加工的毛刺。换言之，将Z轴方向的毛刺即位于加工工具的可动范围内的毛刺判断为能够加工的毛刺。

另一方面，关于XY轴方向即工件的侧面方向的毛刺、位于Z轴方向下面(下挖的位置)的毛刺以及位于加工工具的可动范围外工具达不到的位置的毛刺，加工方法判断单元107判断为通过机器人进行去毛刺的毛刺。即，判断为不通过机床100进行加工的毛刺。

另外，关于例如设置在Z轴方向即工件上面方向的孔和切口等、从Z轴方向即工件的上面方向看得到的位置上所产生的毛刺，当该毛刺位于通过选择出的工具能够与未加工工件不干扰地进行加工的位置时，加工方法判断单元107判断为能够通过机床100进行加工的毛刺。例如，如果选择出的工具的工具直径比产生毛刺的孔的直径或切口的宽度要小，则能够不干扰未加工工件地进行加工，所以判断为该毛刺能够通过机床100进行加工。

<关于加工路径的生成单元>

接着，加工路径生成单元109生成在使用了由工具选择单元108选择出的工具的情况下的去毛刺加工的加工路径。另外，当机床100不具有工具选择单元108时，加工路径生成单元109使用任意的预定工具，使用该工具的工具数据生成加工路径即可。

加工路径生成单元109根据毛刺的位置和长度等，执行一般的加工模拟等，由此能够生成去毛刺加工的加工路径。本发明中，除了这些，加工路径生成单元109还将加工方法判断单元107判断为能够加工的毛刺的宽度与所使用的工具的工具数据内的最大进刀宽度进行比较，能够计算出在工具的直径方向进刀几次进行加工即可。并且，加工路径生成单元109将加工方法判断单元107判断为能够加工的毛刺数据内的毛刺深度与所使用的工具的工具数据内的最大进刀深度进行比较，能够计算出在工具的深度方向进刀几次进行加工即可。然后，加工路径生成单元109将计算出的工具直径方向的进刀次数和工具深度方向的进刀次数组合后生成加工路径。

使用图3说明在本发明的机床100中实施去毛刺加工时的流程。

[步骤SA01]

视觉传感器1取得未加工工件的形状信息，并记录在未加工形状信息存储单元102中。

[步骤SA02]

毛刺信息计算单元105将记录在加工完成工件形状信息存储单元103中的加工完成工件形状信息与记录在未加工工件形状信息存储单元102中的未加工工件形状信息进行比较并计算形状误差，判定形状误差是否超过预先设定的误差数据。如果超过误差数据，则毛刺信息计算单元105判定为产生了毛刺。毛刺信息计算单元105根据计算出的形状误差来生成毛刺数据，进入步骤SA03。

另一方面，当形状误差在误差数据以内时完成处理。即，完成去毛刺加工。

[步骤SA03]

工具选择单元108根据记录在毛刺数据保存区域中的毛刺数据来选择最适合去毛刺加工的工具。

另外，当机床100不具有工具选择单元108时，跳过步骤SA03，进入步骤SA04。

[步骤SA04]

毛刺判别单元106以毛刺产生的方向以及位置作为基准来判别毛刺数据。加工方法判断单元107对于各个毛刺数据判断其是能够通过机床100加工的毛刺还是不是。

对于被判断为能够通过机床100进行加工的毛刺，生成用于通过机床100实施加工的加工路径(步骤SA05)。对于这以外的毛刺，不通过机床100进行加工，因此不实施加工路径的生成而使机器人实施去毛刺加工(步骤SA06)。

[步骤SA05]

加工路径生成单元109根据在步骤SA03选择出的工具、记录在毛刺数据保存区域中的毛刺数据以及未加工工件形状信息等来生成加工路径，根据所生成的加工路径来生成加工程序。

另外，当机床100不具有工具选择单元108时，生成使用任意的预定工具时的加工路径，并根据所生成的加工路径来生成加工程序。

[步骤SA06]

机器人对未加工工件实施去毛刺加工。

[步骤SA07]

机床100按照在步骤SA05生成的加工程序对未加工工件实施去毛刺加工。

[步骤SA08]

视觉传感器1取得在步骤SA06或在步骤SA07进行去毛刺加工后的工件的形状信息，记录在未加工工件形状信息存储单元102中。以后，返回步骤SA02并重复处理。

接着，表示本发明的机床100的动作例子。

<实施例1>

在实施例1中，说明对于产生图4A所示的毛刺的工件的去毛刺加工的例子。如图4A所示，在装载在加工用夹具3上的未加工工件中，在机床100的主轴方向即Z轴方向的工件上面产生毛刺。

首先，机床100的视觉传感器1取得未加工工件形状信息。接着，毛刺信息计算单元105将预先保存在加工完成工件形状信息存储单元103中的加工完成工件形状信息与未加工形状信息进行比较，生成毛刺数据。实施例1的情况下，将毛刺的产生方向(Z轴方向)、位置以及宽度等信息记录为毛刺数据。接着，工具选择单元108根据所保存的毛刺数据来选择最适合去毛刺加工的工具。

这里，毛刺判别单元106根据毛刺数据判别实施例1的毛刺在Z轴方向即工件的上面方向上产生，并且位于选择出的工具的可动范围内。按照该判别结果，加工方法判断单元107判断能够通过机床100加工该毛刺。

根据该判断结果，加工路径生成单元109生成使用了选择出的工具时的加工路径，机床100实施去毛刺加工。这样，机床100对于不需花费改变工件姿势等的时间而能够加工的毛刺，能够以最高效率进行去毛刺加工。

<实施例2>

在实施例2中，说明对于产生如图4B所示那样的毛刺的工件的去毛刺加工的例子。如图4B所示，在装载在加工用夹具3上的未加工工件中在XY轴方向即工件的侧面方向上产生毛刺。

视觉传感器1以及毛刺信息计算单元105与上述实施例1同样地生成毛刺数据。在实施例2的情况下，毛刺的产生方向(XY轴方向)、位置以及宽度等信息被记录为毛刺数据。接着，工具选择单元108与上述实施1同样地进行工具的选择。

这里，毛刺判别单元106判别为在XY轴方向即工件的侧面方向产生实施例2的毛刺。此时，为了通过机床100加工该毛刺需要改变工件的姿势等的功夫。因此，加工方法判断单元107判断为该毛刺不作为机床100的加工对象。

根据该判断结果，机床100不加工该毛刺，而机器人实施去毛刺加工。由此，与花费改变工件姿势等的功夫并通过机床100进行去毛刺加工的情况相比，能够实施机器人进行的高效的去毛刺加工。

<实施例3>

在实施例3，说明对于产生如图4C那样的毛刺的工件的去毛刺加工的例子。如图4C所示，在装载在加工用夹具3上的未加工工件中在Z轴方向下面即下挖的位置上产生毛刺。

视觉传感器1以及毛刺信息计算单元105与上述实施例1同样地生成毛刺数据。在实施例3的情况下，毛刺的产生方向(Z轴方向)、位置(下挖)以及宽度等信息被记录为毛刺数据。接着，工具选择单元108与上述实施1同样地进行工具的选择。

这里，毛刺判别单元106判别为在Z轴方向的下挖的位置产生了实施例3的毛刺。此时，为了通过机床100加工该毛刺而需要改变工件的姿势等的功夫。因此，加工方法判断单元107判断为该毛刺不作为机床100的加工对象。

根据该判断结果，机床100不加工该毛刺，而机器人实施去毛刺加工。由此，与花费改变工件姿势等的功夫并通过机床100进行去毛刺加工的情况相比，能够实施机器人进行的有效的去毛刺加工。

<实施例4>

在实施例4，说明对于产生如图4D那样的毛刺的工件的去毛刺加工的例子。如图4D所示，在装载在加工用夹具3上的未加工工件中在Z轴方向上面但在加工用工具的可动范围外的位置产生毛刺。

视觉传感器1以及毛刺信息计算单元105与上述实施例1同样地生成毛刺数据。在实施例4的情况下，毛刺的产生方向(Z轴方向)、位置(工具可动范围外)以及宽度等信息被记录为毛刺数据。接着，工具选择单元108与上述实施1同样地进行工具的选择。

这里，毛刺判别单元106判别为在Z轴方向但在工具可动范围外的位置产生实施例4的毛刺。此时，为了通过机床100加工该毛刺而需要改变工件的位置等的功夫。因此，加工方法判断单元107判断为该毛刺不作为机床100的加工对象。

根据该判断结果，机床100不加工该毛刺，而机器人实施去毛刺加工。由此，与花费改变工件姿势等的功夫并通过机床100进行去毛刺加工的情况相比，能够实施机器人进行的高效的去毛刺加工。

以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明不限于上述实施方式的例子，能够通过增加适当的变更通过其它的方式来实施。