机床的制作方法

文档序号:10552337阅读:325来源:国知局
机床的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种机床,对产生了飞边的工件进行去飞边加工,其通过视觉传感器拍摄工件来取得工件的形状信息,对该工件的形状信息和预先存储的去飞边加工后的工件的形状信息进行比较,计算包含飞边的宽度、飞边的深度、飞边的位置的飞边信息。然后,根据该计算出的飞边信息制作对工件去除飞边的加工路径。
【专利说明】
机床
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种机床,特别涉及控制对铸造工件的去飞边的加工路径的机床。
【背景技术】
[0002]在使用机床进行铸造工件的去飞边加工时,一个一个的铸造物以数毫米为单位出现不同的飞边,因此以飞边最突出的工件为基准来制作程序、或制作使路径增加了一个路径量的程序。在这样的情况下,在针对飞边相对于作为基准的工件不突出的工件的加工中,空程(无效动作)多,产生了不进行加工的浪费时间。
[0003]作为进行去飞边加工的现有技术,例如在日本特开2007-021634号公报、日本特开平07-104829号公报、日本特开平07-121222号公报中,公开了根据视觉传感器的信息生成加工路径并使用机器人谋求去飞边加工的自动化的技术。
[0004]但是,在上述日本特开2007-021634号公报和日本特开平07-121222号公报所公开的技术中,机器人只具有小的工具,另外,机器人可耐受加工的转矩小,因此在飞边大的地方的加工中必须降低加工条件,因此存在加工时间变长的问题。另外,存在根据飞边的大小而无法进行加工的问题。
[0005]另外,在上述日本特开平07-104829号公报所公开的技术中,能够与飞边的大小对应地选择工具、加工条件,但必须与飞边的大小对应地使用直径比飞边的大小大的工具。如果使用大的工具则加工负荷大,因此必须减慢进给速度,或机器人能够耐受的加工负荷比机床大幅小,因此存在花费加工时间或无法进行加工的问题。

【发明内容】

[0006]因此,本发明的目的在于提供一种机床,其能够使用视觉传感器确认飞边的产生状况,选择最适合加工该飞边的工具,选择最适合的切入次数,生成加工路径。
[0007]本发明的机床是对产生了飞边的未加工工件进行去飞边加工的机床,具备: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所得的上述未加工工件的形状信息;加工完成工件形状信息记录单元,其存储有已加工工件的形状信息;工具信息存储单元,其存储工具的形状和切削条件;飞边信息计算单元,其对存储在上述加工完成工件形状信息记录单元中的已加工工件的形状信息、和存储在上述未加工工件形状信息存储单元中的未加工工件的形状信息进行比较,计算包含飞边的宽度、飞边的深度、飞边的位置的飞边信息;加工路径生成单元,其根据通过上述飞边信息计算单元计算出的飞边信息制作去除飞边的加工路径。
[0008]上述机床可以还具备:工具选择单元,其与通过上述飞边信息计算单元计算出的飞边信息对应地选择去飞边所使用的工具,其中,上述加工路径生成单元根据通过上述飞边信息计算单元计算出的飞边的大小和选择出的工具数据的最大切入量,计算通过几次切入进行加工即切入次数,来制作加工路径。
[0009]也可以通过上述视觉传感器从2个以上的方向拍摄上述工件。在该情况下,也可以具备多个上述视觉传感器,各个视觉传感器从不同的方向拍摄上述工件,由此从2个以上的方向拍摄上述工件。或者,也可以代替该方式,将上述视觉传感器设置在机器人上,通过改变该机器人的姿势,从2个以上的方向拍摄上述工件。
[0010]根据本发明,能够提供一种机床,其能够使用视觉传感器确认飞边的产生状况,选择最适合加工该飞边的工具,选择最适合的切入次数来生成加工路径,而自动地生成程序,因此能够消除在自动进行去飞边作业时成为难以进入市场的因素的编程的繁琐。另外,能够生成最佳的加工程序,因此能够缩短加工时间,具有生产效率提高的效果。
【附图说明】
[0011 ]根据参照附图的以下的实施例的说明,能够了解本发明的上述和其他目的和特征。
[0012]图1是说明使用2个以上的视觉传感器取得工件形状的本发明的机床的第一实施方式的图。
[0013]图2是说明使用安装在机器人上的视觉传感器取得工件形状的本发明的机床的第二实施方式的图。
[0014]图3是说明使用本发明的机床进行去飞边加工时的处理的流程的流程图。
[0015]图4A和图4B是用于说明去飞边加工的第一动作例子的、表示去飞边完成后的工件的图。
[0016]图5A和图5B是用于说明去飞边加工的第一动作例子的、表示产生了飞边的工件的图。
[0017]图6A和图6B是说明用于生成用于对图5A和图5B所示的工件实施去飞边加工的加工路径的处理的图。
[0018]图7A和图7B是用于说明去飞边加工的第二动作例子的、表示去飞边完成后的工件的图。
[0019]图8A和图SB是用于说明去飞边加工的第二动作例子的、表示产生了飞边的工件的图。
[0020]图9A和图9B是说明用于生成用于对图8A和图8B所示的工件实施去飞边加工的加工路径的处理的图。
[0021]图1OA和图1OB是用于说明去飞边加工的第三动作例子的、表示产生了飞边的工件的图。
[0022]图11是说明用于生成用于对图1OA和图1OB所示的工件实施去飞边加工的加工路径的处理的图。
[0023]图12是表示构成本发明的机床的要素的框图。
【具体实施方式】
[0024]在本发明中,在进行工件的去飞边加工时,取得成为去飞边加工对象的工件的三维模型形状,将该三维模型形状与事前登记的产品数据进行比较,由此分析飞边的产生状况。然后,根据工件的形状和分析出的飞边的产生状况选择工具,根据选择出的工具生成加工路径,实施去飞边加工。
[0025]以下,说明构成本发明的机床的功能单元。
[0026]〈关于工件的飞边产生状况的取得单元〉
[0027]在进行工件的去飞边加工时,必须确认飞边的产生状况。在本发明中,预先将完成了去飞边的完成工件2a设置到机床内的加工用夹具3,如图1所示那样通过照相机等视觉传感器la、lb从2个方向以上进行拍摄,取得完成工件2a的形状信息,记录到设置于机床所具备的存储器上的加工完成工件形状信息保存区域中。上述2个方向既可以如图1那样通过2个以上的视觉传感器I进行拍摄,也可以如图2所示那样使用安装在机器人4上的一个视觉传感器I,控制机器人臂而从多个角度进行拍摄。另外,还可以使用照相机以外的形状测量传感器。
[0028]在确认飞边产生状况时,将去飞边加工前的工件设置到机床内的加工用夹具3,与上述同样地通过照相机等视觉传感器I进行拍摄而取得未加工工件的形状信息,记录到设置于机床所具备的存储器上的未加工工件形状信息保存区域中。
[0029]然后,对保存在未加工工件形状信息保存区域中的未加工工件的形状信息、和保存在加工完成工件形状信息保存区域中的完成工件的形状信息进行比较,求出两个形状信息之间的形状误差,判断该求出的形状误差是否收敛到预先在设置于机床所具备的存储器上的测定误差保存区域中设定的误差数据以内,在收敛于误差数据以内的情况下,判断为没有产生飞边,另一方面,在超过了误差数据的情况下,判断为产生了飞边。
[0030]在如上述那样判断为在工件中产生了飞边的情况下,输出表示在未加工工件上的哪个位置产生了怎样宽度的怎样深度的飞边的数据,将该输出数据保存到设置于机床所具备的存储器上的飞边数据保存区域中。
[0031]此外,在多个位置产生了飞边的情况下,作为飞边数据1、飞边数据2等对每个飞边产生位置分开地保存数据。
[0032]〈关于工具的选择单元〉
[0033]在确认了工件产生了飞边的情况下,在开始去飞边加工之前,必须选择适合于去除该产生的飞边的工具。在本发明中,根据表示飞边的宽度、飞边的深度、飞边的位置等的飞边数据、未加工工件的形状,选择适合于去飞边加工所使用的工具。
[0034]在本发明中,针对去飞边所使用的多个工具,将每个工具的工具信息(工具直径、工具长度、切削条件)预先保存在设置于机床所具备的存储器的工具数据保存区域中。在此,切削条件是指主轴转速、进给速度、切入宽度、切入深度等参数。在选择工具时,根据保存在飞边数据保存区域中的飞边数据,与飞边的宽度、飞边的深度、飞边的位置对应地,或者根据需要考虑到未加工工件的形状而从保存在工具数据保存区域中的工具数据中选择适当的工具。
[0035]作为工具的选择方法的一个例子,可以考虑以下的方法,即根据记录在飞边数据保存区域中的飞边数据的飞边的位置,从工具数据保存区域所保存的工具数据中提取出具有能够高效地加工飞边的工具直径的工具(例如能够同时加工的飞边的个数为预定个数以上的、工具直径大的工具),从该提取出的工具中选择工具直径最小的工具(加工中的负荷减小的工具)。
[0036]另外,作为选择工具的方法的其他例子,还考虑以下的方法,即根据记录在飞边数据保存区域中的飞边数据的飞边的位置、未加工工件的形状,从保存在工具数据保存区域中的工具数据中,提取出与未加工工件不干扰、并且具有能够高效地加工飞边的工具直径的工具(例如能够同时加工的飞边的个数为预定个数以上的、工具直径大的工具),从该提取出的工具中选择工具直径最小的工具(加工中的负荷减小的工具)。
[0037]作为另外的例子,也可以导入以下的方法等,即根据记录在飞边数据保存区域中的飞边数据的飞边的位置、未加工工件的形状,从保存在工具数据保存区域中的工具数据中,提取出具有能够与未加工工件不干扰地加工飞边的工具直径的工具,根据该提取出的工具的切削条件、飞边数据的飞边的宽度、飞边的深度,计算加工时产生的负荷,选择该计算出的负荷为预定值以下的最大工具直径的工具。
[0038]〈关于加工路径的生成单元〉
[0039]如果选择了去飞边加工所使用的工具,则生成使用了选择出的工具的去飞边加工的加工路径。
[0040]根据飞边的位置、长度等执行普通的加工模拟等,由此能够生成去飞边加工的加工路径,但在本发明中,除此以外,在生成加工路径时,(I)对保存在飞边数据保存区域中的飞边数据内的飞边的宽度、选择出的工具数据内的最大切入宽度进行比较,计算在工具的直径方向上通过几次切入来进行加工即可,进而,(2)对保存在飞边数据保存区域中的飞边数据内的飞边的深度和选择出的工具数据内的最大切入深度进行比较,计算在工具的深度方向上通过几次切入来进行加工即可。然后,组合计算出的上述(I)的工具直径方向的切入次数和上述(2)的工具深度方向的切入次数来生成加工路径。
[0041]使用图3的流程图说明使用本发明的机床进行去飞边加工时的处理的流程。
[0042][步骤SA01]通过视觉传感器取得未加工工件的形状信息,记录到未加工工件形状信息保存区域中。
[0043][步骤SA02]对记录在加工完成工件形状信息保存区域中的完成工件的形状信息、和记录在未加工工件形状信息保存区域中的未加工工件的形状信息进行比较来计算形状误差,判定该计算出的形状误差是否超过预先设定的误差数据。在超过了误差数据的情况下,判断为产生了飞边,前进到步骤SA03,在误差数据以内的情况下结束本处理。
[0044][步骤SA03]根据在步骤SA03中计算出的形状误差制作飞边数据,根据该飞边数据来选择最佳的工具。
[0045][步骤SA04]根据在步骤SA03中选择出的工具、制作出的飞边数据、以及未加工工件的形状生成加工路径,根据该加工路径制作加工程序。
[0046][步骤SA05]依照在步骤SA04中制作的加工程序,对未加工工件执行去飞边加工。
[0047][步骤SA06]通过视觉传感器取得在步骤SA05中进行了去飞边加工的加工后的工件的形状信息,记录到未加工工件形状信息保存区域中,返回到步骤SA02。
[0048]以下表示去飞边加工时的上述工具选择单元和加工路径生成单元的几个动作例子。
[0049]首先,使用表示去飞边完成后的工件(完成工件)的图4A和图4B、以及表示产生了飞边的工件(成为去飞边加工的对象的工件)的图5A和图5B,说明去飞边加工时的工具选择单元和加工路径生成单元的第一动作例子。
[0050]完成工件2a如图4A的平面图和图4B的立体图所示那样,具有将截面长方形的箱形的其4个角部加工为圆形的形状,具备上下贯通的4个孔部5a。
[0051]在从原材料加工成这样的形状的工件的情况下,有时在工件的边缘、孔的边缘等形成角的位置产生飞边。图5A和图5B表示在未加工工件(成为去飞边加工的对象的工件)2b的边缘和孔部5b的边缘分别出现飞边6b、7b。此外,在图5B中,这些飞边6b、7b都向上方向延伸。
[0052]在本发明的机床对图5A和图5B所示的未加工工件2b进行去飞边加工时,针对该未加工工件2b使用视觉传感器(未图示)取得形状信息,对该取得的形状信息和预先保存在加工完成工件形状信息保存区域中的完成工件2a的形状信息进行比较,针对各个飞边6b、7b制作飞边数据并记录到飞边数据保存区域中。
[0053]使用图6A和图6B说明生成用于对图5A和图5B所示的工件实施去飞边加工的加工路径的处理。
[0054]接着,为了生成加工路径,根据记录在飞边数据保存区域中的飞边数据,根据图6A所示的工件的截面的长方形的短边的长度X1、长边的长度Yl的长度确定产生了飞边的范围,根据该确定的范围从保存在工具数据内的工具中选择适当的工具。例如,在Xl的长度是75mm,Yl的长度是120mm,保存在工具数据中的工具直径是Φ 40、Φ 60、Φ 80的情况下,例如如果是上述工具的选择方法的例子,则如果有75mm以上的工具直径则能够高效地加工飞边,因此选择Φ 80的工具,如图6B所示生成使工具以贴着未加工工件2b的上表面的方式在长度方向上移动的加工路径。
[0055]接着,使用表示去飞边完成后的工件(完成工件)的图7A和图7B、以及表示产生了飞边的工件(成为去飞边加工的对象的工件)的图8A和图8B,说明去飞边加工时的工具选择单元和加工路径生成单元的第二动作例子。
[0056]在该动作例子中,如图7A和图7B所示,将在图4A和图4B所示的完成工件上设置了凸部8c(障碍物)的结构作为去飞边加工的对象。
[0057]图8A和图8B表示出在未加工工件(成为去飞边加工的对象的工件)2d的边缘和孔部的边缘分别出现飞边6d、7d ο此外,在图8B中,这些飞边6d、7d都向上方向延伸。
[0058]在本发明的机床对图8A和图8B所示的未加工工件2d进行去飞边加工时,针对该未加工工件2d使用视觉传感器(未图示)取得形状信息,对该取得的形状信息和预先保存在加工完成工件形状信息保存区域中的完成工件2c的形状信息进行比较,针对各个飞边6d、7d制作飞边数据并记录到飞边数据保存区域中。
[0059]使用图9A和图9B说明生成用于对图8A和图8B所示的工件实施去飞边加工的加工路径的处理。
[0060]接着,生成加工路径,但在对未加工工件2d实施去飞边加工时,必须避开凸部8d进行加工。因此,根据所记录的飞边数据中的信息、工件的形状,计算从图9A所示的工件的截面的长方形的短边到凸部的侧面的距离X2、X3、和从该长方形的长边到凸部的侧面的距离Y2、Y3,确定产生了飞边的范围,根据该确定的范围从保存在工具数据内的工具中选择适当的工具。例如,在Χ2、Χ3的长度是30mm,Y2、Y3的长度是50mm,保存在工具数据中的工具直径是Φ 40、Φ 60、Φ 80的情况下,例如如果是上述工具的选择方法的例子,则如果有60mm以上的工具直径则能够高效地加工飞边,因此提取出工具直径Φ 60的工具和工具直径Φ 80的工具,从其中选择工具直径小的Φ 60的工具,如图9B所示生成避开凸部Sd那样的加工路径。
[0061]在此,说明以下的情况下的去飞边加工的具体例子,即在图8A和图SB所示的未加工工件2d中,飞边6d、7d在图8B中向上方向延伸14mm(z = 14mm)。
[0062]如果假设为了进行该Z = 14mm的去飞边加工而由工具选择单元选择出的去飞边工具的最大切削深度是5mm,则必须通过该去飞边工具在深度方向上进行3次去飞边加工。在该情况下,生成第一次的加工深度是加工到5mm、第二次的加工深度是加工到10mm、第三次的加工深度是加工到14mm的深度的加工路径。
[0063]接着,使用表示产生了飞边的工件(成为去飞边加工的对象的工件)的图1OA和图10B,说明去飞边加工时的工具选择单元和加工路径生成单元的第三动作例子。
[0064]如图1OA和图1OB所示,在未加工工件(成为去飞边加工的对象的工件)2e的边缘产生了飞边6e,在图1OA中,该飞边6e向上下左右的方向延伸最大宽度10mm(a = 10mm)。
[0065]在此,如果假设工具选择单元选择出的去飞边工具的直径方向最大切削宽度是3mm,则必须通过该去飞边工具在工具直径方向上进行4次去飞边加工。在该情况下,生成第一次加工到3mm为止、第二次加工到6mm为止、第三次加工到9mm为止、第四次加工到1mm为止的加工路径。各生成的加工路径,如图11所示,沿着未加工工件2e的轮廓而生成。
[0066]在此,使用图12说明构成进行上述动作的本发明的机床的要素。
[0067]机床具备:视觉传感器I,其拍摄未加工工件;未加工工件形状信息存储单元,其存储使用该视觉传感器I拍摄所得的未加工工件的形状信息;加工完成工件形状信息记录单元,其存储有已加工工件的形状信息;飞边信息计算单元,其对存储在加工完成工件形状信息记录单元中的已加工工件的形状信息、存储在未加工工件形状信息存储单元中的未加工工件的形状信息进行比较,计算包含飞边的宽度、飞边的深度、飞边的位置的飞边信息;工具信息存储单元,其存储工具的形状以及切削条件;工具选择单元,其与通过飞边信息计算单元计算出的飞边信息对应地,根据存储在工具信息存储单元中的工具的形状和切削条件,选择去飞边所使用的工具;加工路径生成单元,其根据通过飞边信息计算单元计算出的飞边信息制作去除飞边的加工路径。
【主权项】
1.一种机床,其对产生了飞边的未加工工件进行去飞边加工,该机床的特征在于,具备: 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所得的上述未加工工件的形状信息; 加工完成工件形状信息记录单元,其存储有已加工工件的形状信息; 工具信息存储单元,其存储工具的形状和切削条件; 飞边信息计算单元,其对存储在上述加工完成工件形状信息记录单元中的已加工工件的形状信息、存储在上述未加工工件形状信息存储单元中的未加工工件的形状信息进行比较,计算包含飞边的宽度、飞边的深度、飞边的位置的飞边信息;以及 加工路径生成单元,其根据通过上述飞边信息计算单元计算出的飞边信息制作去除飞边的加工路径。2.根据权利要求1所述的机床,其特征在于, 还具备:工具选择单元,其与通过上述飞边信息计算单元计算出的飞边信息对应地选择去飞边所使用的工具, 上述加工路径生成单元,根据通过上述飞边信息计算单元计算出的飞边信息和选择出的工具数据的最大切入量,计算通过几次切入来进行加工即切入次数,制作加工路径。3.根据权利要求1或2所述的机床,其特征在于, 通过上述视觉传感器从2个以上的方向拍摄上述工件。4.根据权利要求3所述的机床,其特征在于, 具备多个上述视觉传感器, 各个视觉传感器从不同的方向拍摄上述工件,由此从2个以上的方向拍摄上述工件。5.根据权利要求3所述的机床,其特征在于, 将上述视觉传感器设置在机器人上,通过改变该机器人的姿势,从2个以上的方向拍摄上述工件。
【文档编号】G05B19/19GK105911956SQ201610094654
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月19日
【发明人】长田大介
【申请人】发那科株式会社
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