专利名称：加工方法
技术领域：
本发明涉及加工中心等机床的加工方法，其使可拆卸地安装于主轴的工具和固定支承于工作台上的工件相对地移动，对该工件实施加工。
背景技术：
在使可拆卸地安装于主轴的工具和固定支承于工作台上的工件相对地移动，对该工件实施加工的加工中心等机床中，为了对工件实施高精度的加工，首先，在分别测量并求出安装于主轴的工具的实际长度及工作台上的工件的实际的高度位置(上下方向的长度)后，基于该工具的长度及该工件的高度位置(上下方向的长度)对该工件进行加工。这种工具的长度及工件的高度位置(上下方向的长度)目前通过以下的方法求出。(I)在主轴上安装指示器，根据使该指示器与工作台的上面接触时的主轴端的位置和使之与工件的上面接触时的主轴端的位置的差值，求工件的高度位置(上下方向的长度)，并且，在主轴上安装工具，使上述工具与载置于工作台上的接触式(或激光式)的工具测定装置的检测部接触(或遮断激光)，从用该工具测定装置的检测部检测时的主轴端的位置减去该工具测定装置的高度，由此，求出该工具的长度。(2)在主轴上安装接触式触针，使该接触式触针与工件的上面接触并从用该接触式触针检测时的主轴端的位置减去该接触式触针长度，由此，求出该工件的高度位置(上下方向的长度)，并且，在主轴上安装工具，与上述(I)的情况同样地求工具的长度。(3)在主轴上安装接触式触针，使该接触式触针与载置于工作台上的基准块的上面接触并从用该接触式触针检测时的主轴端的位置减去上述基准块的高度，由此，计算该接触式触针的实际的长度，使该接触式触针与工件的上面接触，并从用该接触式触针检测时的主轴端的位置减去上述接触式触针的实际的长度，由此，求出该工件的高度位置(上下方向的长度)，并且，在主轴上安装工具，与上述(I)的情况同样求出工具的长度。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2006-289608号公报
发明内容
发明解决的问题但是，在如上述求工具的长度及工件的高度位置(上下方向的长度)时，随着周边环境的温度变化，在上述(I)中工具测定装置的温度变化长，在上述(2)中工具测定装置及接触式触针的温度变化长，在上述(3 )中工具测定装置及基准块的温度变化长增加，难以高精度地加工。因此，例如认为，(4)在主轴上安装接触式触针，使上述接触式触针与载置于工作台上的接触式(或激光式)的工具测定装置的检测部接触(或遮断激光)并从用该工具测定装置的检测部检测时的主轴端的 位置减去该工具测定装置的高度，由此，计算该接触式触针的实际的长度，且使工件的上面与该接触式触针接触，从用该接触式触针检测时的主轴端的位置减去该接触式触针的实际的长度，由此，求该工件的高度位置(上下方向的长度)，并且，在主轴上安装工具，与上述(I)的情况同样求工具的长度，即，工具及接触式触针两者同时用工作台上的同一上述测定装置测定，由此，能够消除该测定装置的温度变化长。但是，如上述(4)那样用接触式(或激光式)的工具测定装置求接触式触针的实际的长度时，对该接触式触针的死区长(接触后直到成为接通的期间变化的长度)进行加法计算，难以进行高精度的加工。根据这种问题，本发明的目的在于提供一种加工方法，能够比目前更高精度地进行加工。解决问题的技术方案为解决所述课题，本发明提供一种机床的加工方法，其是机床的加工方法，该方法使可拆卸地安装于主轴的工具和固定支承于工作台上的工件相对移动并对该工件实施加工，其特征在于，进行如下工序接触式触针死区长计算工序，在所述主轴上安装接触式触针，光学地分别测量使该主轴的轴端位于规定的位置Psl时的该接触式触针的接通状态的前端部的位置Ppl及断开状态的前端部的位置Pp2，基于该位置Ppl、Pp2计算该接触式触针的死区长Lp2 ;接触式触针长计算工序，基于所述主轴的所述轴端的所述位置Psl及所述接触式触针的断开状态的所述前端部的所述位置Pp2，计算该接触式触针的外观的长度Lpl，通过在该长度Lpl中，还考虑所述死区长Lp2的因素，计算该接触式触针的实质的长度Lp3 ;工件高度计算工序，使安装于所述主轴的所述接触式触针的前端部与所述工作台上的所述工件的上面接触，且基于该接触式触针成为接通状态时的该主轴的轴端的位置Ps2及所述接触式触针的实质的长度Lp3求出该工件的实际的高度Lw ;工具长度计算工序，在所述主轴上安装所述工具，光学地测量使该主轴的轴端位于规定的位置Ps3时的该工具的前端部的位置Ptl，基于所述主轴的所述轴端的所述位置Ps3及所述工具的所述前端部的所述位置Ptl计算该工具的实际的长度Lt ;主加工工序，基于在所述工件高度计算工序中计算出的所述工件的所述高度Lw及所述工具长度计算工序中计算出的所述工具的所述长度Lt，使所述工件和所述工具相对地移动，对该工件实施加工。发明效果根据本发明的加工方法，通过光学的测量接触式触针的接通状态的前端部的位置Ppl及断开状态的前端部的位置Pp2，计算接触式触针的死区长Lp2，从接触式触针的外观的长度Lpl求实质的长度Lp3，并且，光学的测量工具的前端部的位置Ptl，由此，求工具的长度Lt，因此，能够消除随着温度变化的测量误差，并且，也能够消除接触式触针的死区长Lp2导致的测量误差，因此，能够容易地对工件进行比目前更高精度的加工。
图1是使用本发明的加工方法的机床的主要实施方式的概略构成图；图2是图1的机床的主要部分的概略构成图；图3是图1的机床的主要部分的控制框图；图4是接触式触针的实际的长度的求取方法的说明图；图5是工件的实际高度位置(上下方向的长度)的求取方法的说明图6是工具的实际的长度的求取方法的说明图。
具体实施例方式下面，基于
本发明的加工方法的实施方式，但是，本发明不限于基于
的以下的实施方式。〈主要实施方式〉基于图1 6说明本发明的加工方法的主要实施方式。如图1所示，本实施方式的机床100在床111上的Y轴方向一方侧(图1中右侧)立设有立柱112。在立柱112的前面沿X轴方向(图1中纸面垂直方向)可移动地支承有鞍座113。在鞍座113的前面沿Z轴方向(图1中上下方向)可移动地支承有主轴头部114。在主轴头部114设有绕C轴(图1中绕上下方向的垂直轴)可旋转的主轴115。在上述主轴115的轴端可拆卸地安装有工具、接触式触针等配件101。在上述立柱112的侧部设有自动工具交换装置117，该自动工具交换装置117从储存于仓库内的多个配件101中取出作为目的的配件101，拆下安装于主轴115的轴端的配件101将上述配件101重新安装于该主轴115的该轴端，将拆下的上述配件101能够自动地储存于仓库内。在上述床111上的Y轴方向另一侧(图1中左侧)，沿Y轴方向(图1中左右方向)可移动地设有固定支承工件I的工作台116。在工作台116上，在上述工件I加工时不成为障碍的位置载置有光学地测量安装于上述主轴115的轴端的上述配件101的前端部的高度方向(Z轴方向)的位置的配件测量装置即配件测量装置120。如图2所示，上述配件测量装置120具备设于上述工作台116上且以具有凹陷部121a的方式成为凹形的支承台121、支承于该支承台121的一方的上端部的光源122、以与该光源122相对的方式支承于支承台121的另一方的上端部的摄像装置即CXD照相机123。另外，124为可设置于上述支承台121的凹陷部121a的按压台124。另外，如图3所示，上述配件测量装置120的上述CXD照相机123与控制装置即控制装置130的输入部电连接。在该控制装置130的输入部还电连接有向该控制装置130输入各种数据的输入装置即输入装置131。在控制装置130的输出部分别电连接有上述自动工具交换装置117、以使上述主轴115向X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动的方式使上述鞍座113、上述主轴头部114、上述工作台116分别移动的各种驱动电动机118、使上述主轴115旋转的驱动电动机119和上述光源122，该控制装置130基于从上述输入装置131输入的信息及用上述CCD照相机123拍摄的信息等，能够分别控制上述自动工具交换装置117、上述驱动电动机118、119及上述光源122等的动作(详细后述)。下面，对使用这样的本实施方式的机床100的加工方法进行说明。首先，在执行本机床100的开动运转之前，进行以下说明的事前设定工序。首先，在上述主轴105的轴端安装上述接触式触针102，并且，在上述配件测量装置120的上述支承台121的上述凹陷部121a设置了上述按压台124后，使上述控制装置130动作时，如图4 A所示，该控制装置130以使上述接触式触针102的前端部102a与上述配件测量装置120的上述按压台124的上面接触并将该接触式触针102设为接通状态的方式，使上述电动机118动作并使上述鞍座113、上述主轴头部114及上述工作台116等移动。
其次，上述控制装置130基于来自上述接触式触针102的信息，在检测出该接触式触针102成为接通状态时，在记录上述主轴115的轴端的Z轴方向(上下方向)的位置Psl的同时，以从上述光源122照射光的方式使该光源122动作，并且，用上述CCD照相机123拍摄上述接触式触针102的前端部102a的Z轴方向(上下方向)的位置Ppl进行记录。这样，用上述CXD照相机123拍摄记录了上述接触式触针102的前端部102a的Z轴方向(上下方向)的位置Ppl后，从上述配件测量装置120的上述支承台121上拆下上述按压台124后，如图4B所示，上述接触式触针102的前端部102a延伸到自然长而成为断开状态，因此，上述控制装置130基于来自该接触式触针102的信息，检测该接触式触针102成为断开状态，以从上述光源122照射光的方式使该光源122动作，并且，用上述CCD照相机123拍摄记录上述接触式触针102的前端部102a的Z轴方向(上下方向)的位置Pp2。其次，上述控制装置130根据上述接触式触针102的接通状态的前端部102a的Z轴方向(上下方向)的位置PpI和断开状态的前端部102a的Z轴方向(上下方向)的位置Pp2的差值，计算该接触式触针102的死区长Lp2 (= Pp2-Ppl)，将此进行存储。而且，通过从上述主轴105的轴端拆下上述接触式触针102，结束事前设定工序(以上，接触式触针死区长计算工序)。在这样结束事前设定工序后，在开动本机床100实际进行工件I的加工时，进行以下的工序。首先，在上述工作台116上载置并固定支承工件1，并且，向上述输入装置131输入该工件I的条件及加工条件等各种条件后，上述控制装置130从存储于上述自动工具交换装置117的仓库内的配件101中选择接触式触针102并以向上述主轴115的轴端安装的方式使上述电动机118动作，使上述鞍座113及上述主轴头部114等移动，并且使上述自动工具交换装置117动作。其次，上述控制装置130以使上述主轴115位于上述配件测量装置120的上述支承台121的上方的规定位置Psl且使上述接触式触针102的前端部102a位于该支承台121的上述凹陷部121a的方式使上述电动机118动作，使上述鞍座113、上述主轴头部114及上述工作台116等移动。接着，上述控制装置130以从上述光源122照射光的方式使该光源122动作，并且，用上述CXD照相机123拍摄记录上述接触式触针102的前端部102a的Z轴方向(上下方向)的位置Pp2，由此，求出该接触式触针102的外观的Z轴方向(上下方向)的长度Lpl(=Pp2_Psl)。而且，上述控制装置130通过相对于新求出的上述接触式触针102的上述长度Lpl中，还考虑在上述事前设定工序中存储的上述死区长Lp2的因素，求出实际的加工环境下的该接触式触针102的实质的长度Lp3 (= Lpl-Lp2)(以上，接触式触针长计算工序)。这样，在求上述接触式触针102的实质的长度Lp3时，上述控制装置130以使该接触式触针102的前端部102a与上述工作台116上的上述工件I的上面接触而成为接通状态的方式使上述电动机118动作，使上述鞍座113、上述主轴头部114及上述工作台116等移动。上述控制装置130基于来自上述接触式触针102信息，在检测出该接触式触针102成为接通状态时，如图5所示，根据这时的上述主轴115的Z轴方向(上下方向)的轴端的位置Ps2，即上述主轴115的轴端与上述工作台116的上面间的长度Ls2及该接触式触针102的实质的长度Lp3，求上述工件I的实际的高度(上下方向的长度)Lw (= Ls2-Lp3)(以上，工件高度计算工序)。在这样求工件I实际的高度(上下方向的长度)Lw时，上述控制装置130以交换从储存于上述自动工具交换装置117的仓库内的配件101中选择的工具103和上述主轴115的上述接触式触针102的方式，使上述电动机118动作，使上述鞍座113、上述主轴头部114等移动，并且，使上述自动工具交换装置117动作。接下来，如图6所示，上述控制装置130以使上述主轴115的轴端位于规定位置Ps3并使上述工具103的前端部103a位于上述配件测量装置120的上述支承台121的上述凹陷部121a内的方式使上述电动机118动作，使上述鞍座113、上述主轴头部114及上述工作台116等移动后，以从上述光源122照射光的方式使该光源122动作，并且，用上述CXD照相机123拍摄求出上述工具103的前端部103a的Z轴方向(上下方向)的位置PU。而且，上述控制装置130根据上述主轴115的轴端的Z轴方向(上下方向)的位置Ps3及上述工具103的前端部103a的Z轴方向(上下方向)的上述位置Ptl，计算该工具103的实际的长度Lt (= Ptl-Ps3)(以上，工具长度计算工序)。在这样求工件I的实际的高度(上下方向的长度)Lw及工具103的实际的长度Lt时，上述控制装置130基于从上述输入装置131输入的各种的条件及工件I的实际高度(上下方向的长度)Lw及工具103的实际长度Lt，以一边使该工件I和该工具103相对地移动一边对该工件I实施加工的方式，使上述电动机118，119动作并使上述主轴115旋转，同时使上述鞍座113、上述主轴头部114及上述工作台116等移动(以上，主加工工序)。S卩，在本实施方式中，用CXD照相机123拍摄并光学地测量接触式触针102的接通状态的前端部102a的位置Ppl及断开状态的前端部102a的位置Pp2，由此，计算该接触式触针102的死区长Lp2，根据该接触式触针102的外观的长度Lpl求实质的长度Lp3，并且，用CXD照相机123拍摄并光学地测量工具103的前端部103a的位置Ptl，由此，求出该工具103的长度Lt。因此，在本实施方式中，能够消除伴随温度变化的测量误差，并且，也能够消除接触式触针102的死区长Lp2导致的测量误差。因此，根据本实施方式，能够容易地对工件I进行目前更高精度的加工。(其它实施方式〉另外，在上述的实施方式中，对使用通过光源122及CXD照相机123拍摄并光学地测量上述接触式触针102的前端部102a和工具103的前端部103a的位置的配件测量装置120的情况进行了说明，但是，作为其它实施方式，也可以为例如一边从激光发光器扫描激光一边朝向接触式触针102的前端部102a及工具103的前端部103a发射并利用激光受光器接受光，由此，光学地测量接触式触针102的前端部102a及工具103的前端部103a的位置的配件测量装置。工业上的可利用性本发明的加工方法能够容易地对工件进行比目前更高精度的加工，因此，在以金属加工业等为主的各种产业中可以极其有益地应用。标记说明
I 工件100 机床101 配件102接触式触针102a 前端部103 工具103a 前端部111 床112 立柱113 鞍座114主轴头部115 主轴116工作台117自动工具交换装置118、119驱动电动机120配件测量装置121支承台121a 凹陷部122 光源123 CCD 照相机124按压台130控制装置131输入装置
权利要求
1.一种加工方法，其是机床的加工方法，该方法使可拆卸地安装于主轴的工具和固定支承于工作台上的工件相对移动并对该工件实施加工，其特征在于，进行如下工序: 接触式触针死区长计算工序，在所述 主轴上安装接触式触针，光学地分别测量使该主轴的轴端位于规定的位置Psl时的该接触式触针的接通状态的前端部的位置Ppl及断开状态的前端部的位置Pp2，基于该位置Ppl、Pp2计算该接触式触针的死区长Lp2 ； 接触式触针长计算工序，基于所述主轴的所述轴端的所述位置Psl及所述接触式触针的断开状态的所述前端部的所述位置Pp2，计算该接触式触针的外观的长度Lpl，通过在该长度Lpl中还考虑所述死区长Lp2的因素，计算该接触式触针的实质的长度Lp3 ； 工件高度计算工序，使安装于所述主轴的所述接触式触针的前端部与所述工作台上的所述工件的上面接触，且基于该接触式触针成为接通状态时的该主轴的轴端的位置Ps2及所述接触式触针的实质的长度Lp3求出该工件的实际的高度Lw ； 工具长度计算工序，在所述主轴上安装所述工具，光学地测量使该主轴的轴端位于规定的位置Ps3时的该工具的前端部的位置Ptl，基于所述主轴的所述轴端的所述位置Ps3及所述工具的所述前端部的所述位置Ptl计算该工具的实际的长度Lt ； 主加工工序，基于在所述工件高度计算工序中计算出的所述工件的所述高度Lw及所述工具长度计算工序中计算出的所述工具的所述长度Lt，使所述工件和所述工具相对地移动，对该工件实施加工。
全文摘要
一种加工方法，在主轴(115)上安装接触式触针(102)，用照相机(123)光学地分别测量使主轴(115)的轴端位于规定的位置(Ps1)时的触针(102)的接通状态的前端部(102a)的位置(Pp1)及断开状态的前端部(102a)的位置(Pp2)，基于所述位置(Pp1、Pp2)计算触针(102)的死区长(Lp2)，基于所述位置(Ps1)及所述位置(Pp2)计算触针(102)的外观的长度(Lp1)，在该外观的长度(Lp1)中还考虑死区长(Lp2)的因素，计算触针(102)的实质的长度(Lp3)后，用触针(102)求工件(1)的实际的高度(Lw)，之后，在主轴(115)上安装工具(103)，用照相机(123)光学地测量工具(103)的前端部(103a)的位置(Pt1)，计算工具(103)的实际的长度(Lt)，基于所述高度(Lw)及所述长度(Lt)实施加工。
文档编号B23Q17/24GK103079758SQ201180042298
公开日2013年5月1日 申请日期2011年7月25日 优先权日2010年9月17日
发明者佐藤欣且 申请人:三菱重工业株式会社