车床的制作方法

文档序号:12735448阅读:207来源:国知局
车床的制作方法与工艺

本发明涉及一种车床,包括:主轴装置,保持被加工物并使其以轴线为中心而旋转;以及第1及第2移动体,为分别保持工具的两个移动体,以隔着所述主轴装置的轴线而相互相向的方式配设;更详细来讲,本发明涉及一种以如下方式构成的车床,即,在通过保持在一移动体上的工具而加工所述被加工物时,通过保持在另一移动体上的支撑部件而从所述被加工物的加工部位的相反侧来支撑所述被加工物的加工部位。



背景技术:

作为所述车床的其中之一,以往已知有日本专利特开2008-254118号公报(下述专利文献1)中所公开的复合加工车床。该复合加工车床包括:第1主轴,固持工件;第2主轴,与第1主轴对向而配设;上刀架,配设在连结第1主轴与第2主轴的中心线的上方;及下刀架,配设在连结第1主轴与第2主轴的中心线的下方;且下刀架包括从下方支撑工件的工件支撑装置。

而且,所述工件支撑装置例如包含:工件支撑架,以装卸自由的方式安装在下刀架上;及工件支撑部件,安装在该工件支撑架上,且与所述工件接触。而且,工件支撑装置也可在与工件接触的前端部具备球状部,或者也可在工件支撑架与工件支撑部件之间具备弹簧机构。而且,通过控制用于下刀架的轴进给而设置的伺服电动机的转矩,能够控制工件的支撑力。

这样,根据该复合加工车床,通过在下刀架上具备工件支撑装置,能够在尤其是长条工件的研磨加工等时在最佳的位置支撑工件,由此能够防止振颤的产生,而且,通过控制用于下刀架的轴进给而设置的伺服电动机的转矩,能够将工件的支撑力控制为最佳。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2008-254118号公报



技术实现要素:

[发明要解决的问题]

另外,虽在所述专利文献1中未详细地公开,但所述伺服电动机的恰当的转矩控制以往一般是通过对伺服电动机的输出转矩设定上限值(limit)而进行,通过以伺服电动机的输出转矩不超过上限值的方式控制该伺服电动机来避免工件的支撑力过大,换言之,避免因作用过大的支撑力而导致工件变形。另外,输出转矩的上限值是将使刀架移动所需的转矩和与用来恰当地支撑工件的支撑力等价的转矩考虑在内而设定。

但使刀架移动所需的转矩,也就是所述伺服电动机应该输出的恰当的输出转矩,根据经由进给轴而移动的刀架的重量、及引导该刀架的移动的引导部的阻力值也就是作用于伺服电动机的负载而变动,因此无法千篇一律地设定所述输出转矩的值,基于此,存在无法恰当地设定输出转矩的上限值的问题。

例如,安装在刀架上的工具(包括工具固持器)的种类及数量根据工件的加工内容而不同,因此刀架的重量根据所执行的加工而变动。而且,所述引导部的阻力值因引导部的磨损等所导致的引导性能的劣化而经年变化,因此无法千篇一律地设定所述引导部的阻力值。

本发明是鉴于以上的实际情况而完成的,其目的在于提供一种当在加工时通过支撑部件而支撑被加工物的与加工部位为相反侧的部位时能够始终恰当地设定其支撑力的车床。

[解决问题的手段]

用来解决所述问题的本发明涉及一种车床,包括:

主轴装置,具有保持被加工物的主轴,使该被加工物以所述主轴的轴线为中心而旋转;

第1移动体及第2移动体,以隔着所述主轴的轴线而相互相向的方式配设,且以能够在包含与所述主轴的轴线平行的第1轴及与该第1轴正交的第2轴的平面内移动的方式设置,并且能够分别保持工具;

第1进给机构,使所述第1移动体沿着所述第1轴方向及第2轴方向移动;

第2进给机构,使所述第2移动体沿着所述第1轴方向及第2轴方向移动;及

控制装置,控制所述主轴装置、所述第1进给机构及第2进给机构;且

所述第1进给机构及第2进给机构分别包括用来使其沿着所述第1轴方向移动的第1轴伺服电动机和用来使其沿着所述第2轴方向移动的第2轴伺服电动机,

所述控制装置构成为在驱动所述第1进给机构及第2进给机构中的一进给机构,使与该进给机构对应的一移动体移动而通过配设在该一移动体上的工具来加工所述被加工物时,驱动另一进给机构,使与该另一进给机构对应的另一移动体移动而通过配设在该另一移动体上的支撑部件从所述被加工物的加工部位的相反侧来支撑所述被加工物的加工部位;并且在支撑所述被加工物时,对所述另一进给机构的所述第2轴伺服电动机供给预先设定的限制范围内的电流;且

所述控制装置构成为,预先执行驱动所述另一进给机构的第2轴伺服电动机而使所述另一移动体沿着所述第2轴方向移动的负载检测动作,并且进行检测此时对该第2伺服电动机供给的电流值且基于所检测出的电流值来设定所述限制范围的处理。

根据具备所述构成的本发明的车床,于在所述控制装置的控制下执行加工之前,首先,通过该控制装置而预先设定对所述另一进给机构的第2轴伺服电动机供给的电流的限制范围。也就是说,该控制装置执行驱动所述另一进给机构的第2轴伺服电动机而使所述另一移动体沿着所述第2轴方向移动的动作(负载检测动作),并且检测此时对该第2伺服电动机供给的电流值,且基于所检测出的电流值来设定所述限制范围。

在所述负载检测动作时检测出的电流值是与在使所述另一移动体沿着所述第2轴方向移动时所述第2伺服电动机应该输出的转矩对应的值,换言之是与输出转矩等价的值。然后,将该输出转矩(与检测电流值等价)和与用来恰当地支撑工件的支撑力等价的转矩(与支撑力匹配的电流值(支撑电流值))考虑在内而设定所述限制范围。具体来讲,例如,所述另一移动体能够沿着上下方向移动,在通过使所述另一移动体向上方移动而将所述被加工物朝向上方予以支撑的情况下,所述检测电流值加上支撑电流值所得的值被设定为上限值,在通过使所述另一移动体向下方移动而将所述被加工物朝向下方予以支撑的情况下,检测电流值减去支撑电流值所得的值被设定为下限值。

而且,在按照以上方式通过所述控制装置而预先设定好对所述另一进给机构的第2轴伺服电动机供给的电流的限制范围之后,在该控制装置的控制下,通过所述第1进给机构及第2进给机构中的一进给机构而驱动与该一进给机构对应的一移动体,从而通过配设在该移动体上的工具来加工被加工物,并且通过另一进给机构而驱动与该另一进给机构对应的另一移动体,从而通过配设在该另一移动体上的支撑部件从所述被加工物的加工部位的相反侧来支撑所述被加工物的加工部位,此时对所述另一进给机构的第2轴伺服电动机供给预先设定的限制范围内的电流。

这样,根据本发明的车床,在通过配设在一移动体上的工具而加工被加工物时,通过配设在另一移动体上的支撑部件而从该被加工物的加工部位的相反侧来支撑该被加工物的加工部位,因此与以往同样地,能够防止工件产生振颤等。

而且,在通过配设在所述另一移动体上的支撑部件而支撑被加工物时,能够在即将执行加工之前预先设定对所述另一进给机构的第2轴伺服电动机供给的电流的限制范围,因此通过将以这样的方式设定的限制范围内的电流供给到所述另一进给机构的第2轴伺服电动机,能够以恰当的支撑力支撑被加工物,能够防止因以过大的支撑力支撑工件而发生工件变形等不良情况。

也就是说,如上所述,根据工件的加工内容,安装在所述另一移动体上的工具(包括工具固持器)的种类及数量不同,因此该另一移动体的重量根据工件的加工内容而不同,而且,引导所述另一移动体的引导部的阻力值经年变化,因此对所述另一进给机构的第2轴伺服电动机供给的限制范围,优选在即将执行加工之前适当地设定。根据本发明的车床,如上所述,能够在即将执行加工之前设定该限制范围,因此能够以恰当的支撑力支撑所述被加工物。

在本发明中,所述控制装置也可设为如下构成,即包括:

负载检测动作执行部,使所述另一进给机构的第2轴伺服电动机动作,从而使所述另一移动体沿着所述第2轴方向移动;

负载检测部,在所述负载检测动作执行部所执行的操作中,检测对所述第2轴伺服电动机供给的电流值;及

限制范围设定部,基于所述负载检测部检测出的电流值而设定所述限制范围。

根据这种构成的控制装置,通过所述负载检测动作执行部而执行使所述另一进给机构的第2轴伺服电动机动作而使所述另一移动体沿着所述第2轴方向移动的负载检测动作,在该负载检测动作中,通过所述负载检测部而检测对所述第2轴伺服电动机供给的电流值,且基于所检测出的电流值,通过所述限制范围设定部而设定所述限制范围。

而且,所述限制范围设定部也可是以通过使利用所述负载检测部检测出的电流值加上或减去预先设定的值而计算出所述限制范围的方式构成。

如上所述,例如,所述另一移动体能够沿着上下方向移动,在通过使所述另一移动体向上方移动而将所述被加工物朝向上方予以支撑的情况下,所述检测电流值加上预先设定的值所得的值被设定为上限值(限制范围),在通过使所述另一移动体向下方移动而将所述被加工物朝向下方予以支撑的情况下,检测电流值减去预先设定的值所得的值被设定为下限值(限制范围)。

而且,在本发明中,所述控制装置优选以如下方式构成:在驱动所述另一进给机构,而通过所述支撑部件来支撑所述被加工物时,检测所述另一移动体在所述第2轴方向上的相对于移动目标位置的误差量,当所检测出的误差量超过预先设定的允许值时,以使所述另一移动体停止在当前位置的方式控制所述另一进给机构的第2轴伺服电动机。

在本发明中,对所述另一进给机构的第2轴伺服电动机供给的电流值被限制在所述限制范围内,因此如果所述支撑部件抵接于所述被加工物,那么所述另一移动体便无法再沿着所述第2轴方向进一步移动,因此相对于移动目标位置的误差量会慢慢增大。在该情况下,如果依旧继续向第2轴伺服电动机供给电流,那么能量浪费。因此,如果在所述误差量超过预先设定的允许值时,以使另一移动体停止在当前位置的方式进行控制,便能够抑制所述能量的浪费。

[发明的效果]

如以上说明的那样,根据本发明的车床,在通过配设在一移动体上的工具而加工被加工物时,通过配设在另一移动体上的支撑部件而从该被加工物的加工部位的相反侧来支撑该被加工物的加工部位,因此能够防止工件产生振颤等。

而且,在通过配设在所述另一移动体上的支撑部件而支撑被加工物时,能够在即将执行加工之前预先设定对所述另一进给机构的第2轴伺服电动机供给的电流的限制范围,因此通过将以这样的方式设定的限制范围内的电流供给到所述另一进给机构的第2轴伺服电动机,能够以恰当的支撑力支撑被加工物,能够防止因以过大的支撑力支撑工件而发生工件变形等不良情况。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的车床的概略构成的说明图;

图2是表示第1实施方式的控制装置的概略构成的框;

图3a和图3b是用来说明第1实施方式的电流限制范围的设定的说明图;

图4是表示本发明的第2实施方式的车床的概略构成的说明图;

图5是表示第2实施方式的控制装置的概略构成的框图;

图6a和图6b是用来说明第2实施方式的电流限制范围的设定的说明图。

附图标记说明:1-车床;2-主轴装置;3-主轴架;4-主轴;5-夹盘;10-第1刀架;11-第1进给机构;12-第1X轴进给机构;13-X轴进给轴;14-X轴伺服电动机;15-第1Z轴进给机构;16-Z轴进给轴;17-Z轴伺服电动机;20-第2刀架;21-第2进给机构;22-第2X轴进给机构;23-X轴进给轴;24-X轴伺服电动机;25-第2Z轴进给机构;26-Z轴进给轴;27-Z轴伺服电动机;30-控制装置;31-加工程序执行部;32-位置指令生成部;33-位置控制部;34-速度控制部;35-电流控制部;36-负载检测动作执行部;37-负载检测部;38-限制范围设定部。

具体实施方式

以下,一面参照附图,一面对本发明的具体的实施方式进行说明。

[第1实施方式]

首先,对本发明的第1实施方式进行说明。图1是表示本发明的第1实施方式的车床的概略构成的说明图,图2是表示第1实施方式的控制装置的概略构成的框图。

如图1所示,本例的车床1包含主轴装置2、第1刀架10及第2刀架20、使第1刀架10移动的第1进给机构11、使第2刀架20移动的第2进给机构21、以及控制所述主轴装置2、第1进给机构11及第2进给机构21的控制装置30等。

所述主轴装置2包括主轴4、将该主轴4以自由旋转的方式保持的主轴架3、安装在主轴4的前端面而固持工件W的夹盘5、及使所述主轴4以其轴线L为中心而旋转的主轴电动机(未图示)。

所述第1刀架10及第2刀架20配设在铅垂方向的上下,所述第1刀架10配设在比所述主轴4的轴线L靠上方,第2刀架20配设在比所述主轴4的轴线L靠下方。在本例中,在所述第1刀架10上安装有工具T1,在第2刀架20上安装有工具T2、T3,通过所述工具T1、T2及T3加工工件W,当然,这只是一个例子,并不限定于此。而且,在所述第2刀架20上,除了所述工具T2及T3以外还安装有支撑部件28。

所述第1进给机构11包含具有X轴进给轴13及X轴伺服电动机14的第1X轴进给机构12、以及具有Z轴进给轴16及Z轴伺服电动机17的第1Z轴进给机构15,通过该第1X轴进给机构12使所述第1刀架10在沿着铅垂方向的X轴方向上移动,并且通过所述第1Z轴进给机构15使所述第1刀架10在与所述X轴正交且沿着所述主轴4的轴线L的Z轴方向上移动。

同样地,所述第2进给机构21包含具有X轴进给轴23及X轴伺服电动机24的第2X轴进给机构22、以及具有Z轴进给轴26及Z轴伺服电动机27的第2Z轴进给机构25,通过该第2X轴进给机构22使所述第2刀架20在所述X轴方向上移动,并且通过所述第2Z轴进给机构25使所述第2刀架20在所述Z轴方向上移动。所述X轴进给轴13、23及Z轴进给轴16、26分别包含公知的滚珠螺杆机构等。

这样一来,所述第1刀架10通过所述第1进给机构11而在X轴-Z轴平面内移动,同样地,所述第2刀架20通过所述第2进给机构21而在X轴-Z轴平面内移动。

所述控制装置30控制所述主轴装置2的主轴电动机(未图示)、所述第1进给机构11的X轴伺服电动机14及Z轴伺服电动机17、以及所述第2进给机构21的X轴伺服电动机24及Z轴伺服电动机27。

如图2所示,本例的控制装置30包括加工程序执行部31、位置指令生成部32、位置控制部33、速度控制部34、电流控制部35、负载检测动作执行部36、负载检测部37及限制范围设定部38等。

图2所示的位置控制部33、速度控制部34及电流控制部35是控制第2X轴进给机构22的X轴伺服电动机24的功能部,对于第1X轴进给机构12的X轴伺服电动机14、第1Z轴进给机构15的Z轴伺服电动机17及第2Z轴进给机构25的Z轴伺服电动机27来说,当然也需要相当于所述多个控制部的功能部,但在本例中,为方便起见,省略这些功能部的图示与说明。同样地,当然也需要用来控制所述主轴装置2的主轴电动机(未图示)的功能部,对此,为方便起见,也省略其图示与说明。

所述加工程序执行部31是通过接收合适的执行指令而开始处理来执行合适的加工程序的功能部,其进行如下处理:解析该加工程序,识别与所述第1X轴进给机构12、第1Z轴进给机构15、第2X轴进给机构22及第2Z轴进给机构25相关的各移动位置及进给速度等,并将所述各移动位置及进给速度等发送到所述位置指令生成部32。而且,该加工程序执行部31对与所述主轴电动机(未图示)相关的指令,也进行将所识别的指令发送到控制所述主轴电动机(未图示)的功能部(未图示)的处理。

由该加工程序执行部31所执行的加工动作中包含支撑动作,该支撑动作通过所述第1进给机构11驱动所述第1刀架10,从而通过安装在该第1刀架10上的工具T1来加工工件W时,通过所述第2进给机构21使所述第2刀架20向X轴负方向移动,使安装在该第2刀架20上的支撑部件28抵接于通过所述工具T1而加工的工件W的加工部位的相反侧,从而支撑该工件W。

所述位置指令生成部32基于从所述加工程序执行部31接收到的与所述第1X轴进给机构12、第1Z轴进给机构15、第2X轴进给机构22及第2Z轴进给机构25相关的移动位置及进给速度等,从而生成第1X轴进给机构12、第1Z轴进给机构15、第2X轴进给机构22及第2Z轴进给机构25的各位置指令,并将所生成的与第2X轴进给机构22相关的位置指令发送到位置控制部33,且将与第1X轴进给机构12、第1Z轴进给机构15及第2Z轴进给机构25相关的各位置指令分别发送到对应的位置控制部(未图示)。

所述位置控制部33按照从所述位置指令生成部32接收到的位置指令而生成速度指令,并将所生成的速度指令发送到速度控制部34,速度控制部34按照所接收到的速度指令而生成电流指令,并将所生成的电流指令发送到电流控制部35,电流控制部35按照所接收到的电流指令而生成驱动电流,并将所生成的驱动电流供给到X轴伺服电动机24。这样一来,X轴伺服电动机24通过以这样的方式供给的驱动电流而被驱动。

而且,在X轴伺服电动机24附设有旋转编码器,通过该旋转编码器检测出的实际位置与指令位置的偏差(误差)被反馈给所述位置指令,并且该偏差也被发送到位置指令生成部32。在本例中,如果所发送的偏差超过允许值,那么停止利用位置指令生成部32生成位置指令,并且通过合适的制动机构锁住X轴进给轴23的旋转。

所述负载检测动作执行部36是通过接收合适的执行指令而开始处理,对所述负载检测部37发送检测开始信号,并且执行负载检测用的动作程序的功能部。该负载检测用的动作程序是用来进行如下动作的程序,所述动作首先使所述第2刀架20移动至在配放到所述支撑部件28能够支撑工件W的旋转位置的状态下该支撑部件28与工件W具有充足的裕度而不会干涉的初始位置,其次是使该第2刀架20从所述初始位置以指定速度移动到设定在X轴负方向上的位置且该支撑部件28与工件W不接触的检测位置。

所述负载检测动作执行部36执行所述负载检测用的动作程序,将与第2X轴进给机构22及第2Z轴进给机构25相关的移动位置及进给速度等发送到所述位置指令生成部32。然后,位置指令生成部32基于从负载检测动作执行部36接收到的移动位置及进给速度等生成第2X轴进给机构22及第2Z轴进给机构25的各位置指令,并将所生成的与第2X轴进给机构22相关的位置指令发送到位置控制部33,且将与第2Z轴进给机构25相关的位置指令发送到对应的位置控制部(未图示)。

所述负载检测部37是在所述负载检测动作执行部36执行负载检测用的动作程序,从而第2刀架20从所述初始位置向X轴负方向(上方向)移动至检测位置为止的期间,检测从所述电流控制部35对X轴伺服电动机24供给的电流值的功能部。

所述限制范围设定部38是基于通过所述负载检测部37检测出的电流值,而设定对从所述电流控制部35供给至X轴伺服电动机24的电流值加以限制的范围的功能部。该限制范围是为了限制对X轴伺服电动机24供给的电流值以在进行支撑动作时避免支撑部件28以过大的力量按压工件W而设定,所述支撑动作是通过所述第2进给机构21的第2X轴进给机构22而使所述第2刀架20向X轴负方向(上方向)移动,从而通过安装在该第2刀架20上的支撑部件28来支撑工件W。

通过所述负载检测部37检测出的电流值是与在使所述第2刀架20向X轴负方向移动时所述X轴伺服电动机24应该输出的转矩对应的值,也就是与输出转矩等价的值。所述限制范围设定部38是将该输出转矩(与检测电流值等价)和与用来恰当地支撑工件W的支撑力等价的转矩(和与支撑力匹配的电流值(支撑电流值)等价)考虑在内而设定所述限制范围。

另外,在使所述第2刀架20从所述初始位置向X轴负方向(上方向)移动至所述检测位置为止的期间,通过所述负载检测部37而检测出的电流值根据第2刀架20的重量、及其引导部的摩擦阻力等而不同。

例如,当如图3a所示,在第2刀架20上仅安装有所述支撑部件28时,如果将支撑第2刀架20的重力所需的转矩设为“3”,将相当于引导部的动摩擦的转矩设为“1”,将使第2刀架20移动所需的转矩设为“1”,那么在使第2刀架20向X轴负方向(上方向)移动时X轴伺服电动机24应该输出的转矩,是将与重力等价的转矩“3”、与动摩擦等价的转矩“1”、及移动所需的转矩“1”相加而成为“5”。另一方面,如果如图3b所示,在第2刀架20上除了所述支撑部件28以外还安装有工具T2及T3,从而与其重力等价的转矩增加到“4”,那么X轴伺服电动机24应该输出的转矩是与该重力等价的转矩“4”加上与动摩擦等价的转矩“1”及移动所需的转矩“1”而成为“6”。图3a和图3b所示的例子只是用来说明应该向X轴伺服电动机24供给的电流根据第2刀架20的重量及引导部的摩擦阻力不同的概念性的例子。

如上所述,在使所述第2刀架20向X轴负方向(上方向)移动时对X轴伺服电动机24供给的电流根据第2刀架20的重量、及其引导部的摩擦阻力等而不同,但在本例中,实际上是通过所述负载检测部37而检测在使第2刀架20向X轴负方向(上方向)移动时从所述电流控制部35对X轴伺服电动机24供给的电流,因此能够准确地确认出在使该第2刀架20向X轴负方向(上方)移动时应该对X轴伺服电动机24供给的电流。

而且,所述限制范围设定部38是使以这样的方式准确地识别的、使所述第2刀架20向X轴负方向(上方向)移动时所需的电流值加上与用来通过支撑部件28而恰当地支撑工件W的支撑力等价的支撑电流值,来设定作为所述限制范围的上限值。

根据具备以上构成的本例的车床1,在通过所述加工程序执行部31而执行加工之前,首先,通过所述负载检测动作执行部36而执行负载检测用的动作程序,并且在所述第2刀架20通过该动作程序的执行而从所述初始位置向X轴负方向(上方向)移动至所述检测位置为止的期间,通过所述负载检测部37而检测从所述电流控制部35对X轴伺服电动机24供给的电流值。然后,利用所述限制范围设定部38,通过使检测电流值加上所述支撑电流值而设定作为所述限制范围的上限电流值。

然后,在以这样的方式设定好从所述电流控制部35对X轴伺服电动机24供给的电流的上限值之后,通过所述加工程序执行部31而执行加工。也就是说,按照加工程序,驱动所述第1进给机构11、第2进给机构21及主轴电动机(未图示),通过安装在第1刀架10上的工具T1以及安装在第2刀架20上的工具T2及T3加工被夹盘5固持的工件W。

而且,在该加工动作中,执行支撑动作,该支撑动作通过所述第1进给机构11驱动所述第1刀架10,从而通过安装在该第1刀架10上的工具T1来加工工件W时,通过所述第2进给机构21使所述第2刀架20向X轴负方向(上方向)移动,使安装在该第2刀架20上的支撑部件28抵接于通过所述工具T1而加工的工件W的加工部位的相反侧的部位,从而支撑该工件W。

而且,如果在执行该支撑动作的过程中,也就是在第2刀架20到达作为支撑位置而设定的目标位置之前,所述支撑部件28抵接于工件W,那么定位误差增大,因此所述电流控制部35为了修正该定位误差而使对X轴伺服电动机24供给的电流慢慢增加,但该电流控制部35通过所述限制范围设定部38而限制对X轴伺服电动机24供给的电流的大小,将通过所述限制范围设定部38而设定的上限值以下的电流供给到所述X轴伺服电动机24。

这样,根据本例的车床1,在通过安装在第1刀架10上的工具T1而加工工件W时,通过安装在第2刀架20上的支撑部件28而从该工件W的加工部位的相反侧来支撑该工件W的加工部位,因此能够防止工件W产生振颤等。

而且,在通过安装在第2刀架20上的支撑部件28而支撑工件W时,能够在即将执行加工之前设定对驱动该第2刀架20的X轴伺服电动机24供给的电流的上限值,因此通过将以这样的方式设定的上限值以下的电流供给到所述X轴伺服电动机24,能够以恰当的支撑力支撑工件W,能够防止过大的支撑力支撑工件W而发生工件变形等不良情况。

如上所述,根据工件W的加工内容而使安装在所述第2刀架20上的工具的种类及数量不同,因此该第2刀架20的重量根据工件W的加工内容而不同,而且,引导第2刀架20的移动的引导部的阻力值经年变化,因此对所述X轴伺服电动机24供给的电流的上限值优选在即将执行加工之前适当地设定。根据本例的车床1,如上所述,能够在即将执行加工之前设定该上限值,因此能够以恰当的支撑力支撑工件W。

而且,如上所述,如果在第2刀架20到达作为支撑位置而设定的目标位置之前,所述支撑部件28抵接于工件W,那么定位误差(偏差)增大,但在本例的车床1中,如果该偏差超过允许值,那么停止位置指令生成部32对位置指令的生成,并且通过合适的制动机构而锁住所述X轴进给轴23的旋转,从而使该第2刀架20停止在该位置。

在本例的车床1中,从所述电流控制部35对X轴伺服电动机24供给的电流的大小被限制,因此防止了在支撑部件28抵接于工件W之后该支撑部件28以过大的力量按压工件W,由此防止了工件W的变形,但是如果继续对X轴伺服电动机24供给上限值以下的电流,那么该能量浪费。因此,如果在所述偏差超过预先设定的允许值时,停止利用位置指令生成部32生成位置指令,并且通过合适的制动机构而锁住所述X轴进给轴23的旋转使该第2刀架20停止,则能够抑制这种能量的浪费。

[第2实施方式]

其次,对本发明的第2实施方式进行说明。图4是表示本发明的第2实施方式的车床的概略构成的说明图,图5是表示第2实施方式的控制装置的概略构成的框图。

如图4所示,该车床1'是以如下方式构成:在利用安装在下侧的第2刀架20上的工具T1而加工工件W时,通过安装在上侧的第1刀架10上的支撑部件28而支撑工件W。在图4及图5中,对于与所述车床1相同的构成部分标注相同的符号,以下省略其详细的说明。

如图5所示,该车床1'的控制装置30'包括加工程序执行部31'、位置指令生成部32'、位置控制部33'、速度控制部34'及电流控制部35'、负载检测动作执行部36'、负载检测部37'及限制范围设定部38'等。

所述加工程序执行部31'与上例的加工程序执行部31同样地,通过接收合适的执行指令而开始处理,执行合适的加工程序,且所执行的加工动作中包含支撑动作,但该支撑动作是通过所述第2进给机构21而驱动所述第2刀架20,从而通过安装在该第2刀架20上的工具T1来加工工件W时,通过所述第1进给机构11使所述第1刀架10向X轴负方向(下方向)移动,使安装在该第1刀架10上的支撑部件28抵接于通过所述工具T1而加工的工件W的加工部位的相反侧,从而支撑该工件W。

所述位置控制部33'、速度控制部34'及电流控制部35'相当于上例的位置控制部33、速度控制部34及电流控制部35,控制第1X轴进给机构12的X轴伺服电动机14,实质性的处理与上例的位置控制部33、速度控制部34及电流控制部35相同。而且,位置指令生成部32'相当于上例的位置指令生成部32,其实质性的处理与上例的位置指令生成部32相同。

所述负载检测动作执行部36'与上例的负载检测动作执行部36同样地,通过接收合适的执行指令而开始处理,对所述负载检测部37'发送检测开始信号,并且执行负载检测用的动作程序。该负载检测用的动作程序是用来进行如下动作的程序,所述动作首先是使所述第1刀架10移动至在配放到所述支撑部件28能够支撑工件W的旋转位置的状态下该支撑部件28与工件W具有充足的裕度而不会干涉的初始位置,其次是使该第1刀架10从所述初始位置以指定速度移动到设定在X轴负方向上的位置且该支撑部件28与工件W不接触的检测位置。

负载检测动作执行部36'执行所述负载检测用动作程序,将与第1X轴进给机构12及第1Z轴进给机构15相关的移动位置及进给速度等发送到所述位置指令生成部32'。然后,位置指令生成部32'基于从负载检测动作执行部36'接收到的移动位置及进给速度等生成在第1X轴进给机构12及第1Z轴进给机构15中的各位置指令,并将所生成的与第1X轴进给机构12相关的位置指令发送到位置控制部33',且将与第1Z轴进给机构15相关的位置指令发送到对应的位置控制部(未图示)。

所述负载检测部37'在所述负载检测动作执行部36'执行负载检测动作程序,从而第1刀架10从所述初始位置向X轴负方向(下方向)移动至检测位置为止的期间,检测从所述电流控制部35'向X轴伺服电动机14供给的电流值。

然后,所述限制范围设定部38'基于所述负载检测部37'检测出的电流值设定对从所述电流控制部35'向X轴伺服电动机14供给的电流值加以限制的范围。该限制范围是为了限制对X轴伺服电动机14供给的电流值以在进行支撑动作时避免支撑部件28以过大的力量按压工件W而设定,所述支撑动作是通过所述第1进给机构11的第1X轴进给机构12而使所述第1刀架10向X轴负方向移动,从而通过安装在该第1刀架10上的支撑部件28来支撑工件W。

所述负载检测部37'检测出的电流值是与在使所述第1刀架10向X轴负方向移动时所述X轴伺服电动机14应该输出的转矩对应的值,也就是与输出转矩等价的值,限制范围设定部38'是将该输出转矩(与检测电流值等价)和与用来恰当地支撑工件W的支撑力等价的转矩(与支撑力匹配的电流值(支撑电流值))考虑在内而设定所述限制范围。

在该车床1'中,例如,当如图6a所示,在第1刀架10上仅安装有支撑部件28时,如果将支撑第1刀架10的重力所需的转矩设为“3”,将相当于引导部的动摩擦的转矩设为“-1”,将使第1刀架10移动所需的转矩设为“-0.5”,那么在使第1刀架10向X轴负方向(下方向)移动时X轴伺服电动机14应该输出的转矩是将与重力等价的转矩“3”、与动摩擦等价的转矩“-1”、及移动所需的转矩“-0.5”相加而成为“1.5”。另一方面,如果如图6b所示,在第1刀架10上除了所述支撑部件28以外还安装有工具T2及T3,从而与其重力等价的转矩增加到“4”,那么X轴伺服电动机14应该输出的转矩是与该重力等价的转矩“4”加上与动摩擦等价的转矩“-1”及移动所需的转矩“-0.5”而成为“2.5”。图6a和图6b所示的例子只是用来说明应该向X轴伺服电动机14供给的电流根据第1刀架10的重量及引导部的摩擦阻力而不同的概念性的例子。

如上所述,在使所述第1刀架10向X轴负方向(下方向)移动时对X轴伺服电动机14供给的电流根据第1刀架10的重量、及其引导部的摩擦阻力等而不同,但在本例中,实际上是通过所述负载检测部37'而检测在使第1刀架向X轴负方向(下方向)移动时从所述电流控制部35'对X轴伺服电动机14供给的电流,因此能够准确地确认出在使该第1刀架10向X轴负方向(下方向)移动时应该向X轴伺服电动机14供给的电流。

而且,所述限制范围设定部38'是使以这样的方式准确地识别的、使所述第1刀架10向X轴负方向(下方向)移动时所需的电流值减去与用来通过支撑部件28而恰当地支撑工件W的支撑力等价的支撑电流值,来设定作为所述限制范围的下限值。

这样,根据该车床1',在通过安装在第2刀架20上的工具T1而加工工件W时,通过安装在第1刀架10上的支撑部件28而从该工件W的加工部位的相反侧来支撑该工件W的加工部位,因此能够防止工件W产生振颤等。

而且,在通过安装在第1刀架10上的支撑部件28而支撑工件W时,能够在即将执行加工之前设定对驱动该第1刀架10的X轴伺服电动机14供给的电流的下限值,因此通过将以这样的方式设定的下限值以上的电流供给到所述X轴伺服电动机14,能够以恰当的支撑力支撑工件W,能够防止过大的支撑力支撑工件W而发生工件变形等不良情况。

在该车床1'中也同样地,于在第1刀架10到达作为支撑位置而设定的目标位置之前,所述支撑部件28抵接于工件W,从而定位误差(偏差)超过允许值的情况下,停止利用位置指令生成部32'生成位置指令,并且通过合适的制动机构而锁住所述X轴进给轴13的旋转,从而使该第1刀架10停止在该位置。而且,通过这样的操作,如上所述,能够抑制能量的浪费。

以上,对本发明的一实施方式进行了说明,但本发明所能够采用的具体的态样完全不限定于此。

例如,在上例的车床1及车床1'中,第1刀架10与第2刀架20配设在铅垂方向上,但并不限于这种构成,也可为第1刀架10与第2刀架20倾斜而配设的所谓倾斜类型的构成,进而,也可为第1刀架10与第2刀架20水平地配设的构成。

在这些情况下,通过所述限制范围设定部38(38')而设定的限制范围,在通过所述支撑部件28而以恰当的支撑力支撑工件W的情况下是根据与该支撑力等价的转矩的正负而决定,在该转矩为正值的情况下,通过使所述负载检测部37(37')检测出的电流值加上与支撑力等价的电流值而设定上限值,在该转矩为负值的情况下,通过从所述负载检测部37(37')检测出的电流值减去与支撑力等价的电流值而设定下限值。

而且,也可为组合第1实施方式与第2实施方式而形成的构成的车床,在该情况下,在第1刀架10及第2刀架20上分别安装支撑部件28,在通过安装在第1刀架10上的工具而加工工件W时,通过安装在第2刀架20上的支撑部件28来支撑工件W,在通过安装在第2刀架20上的工具而加工工件W时,通过安装在第1刀架10上的支撑部件28来支撑工件W。

而且,在所述第1刀架10及第2刀架20上,也包含使工具旋转的主轴,也就是所谓的工具主轴。

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