CN101351287B - 车床、用于控制车床的方法、及利用车床的机加工方法 - Google Patents

Abstract

在沿X轴方向移动工具(41)时，利用工具(41)对工件(W)进行第一切削，然后对工件(W)进行第二切削。然后，基于进行了第一切削之后所测得的第一直径值(D1)、进行了第二切削之后所测得的第二直径值(D2)、以及所述工具(41)在第一切削和第二切削之间的行进距离，计算工具(41)的切削刃高度和工件(W)的中心线之间的偏差量dy。在校正偏差量之后，恢复对工件(W)的机加工。

Description

车床、用于控制车床的方法、及利用车床的机加工方法 

技术领域

本发明涉及车床、用于车床控制的计算机程序、以及利用车床的机加工方法。 

背景技术

在利用车床机加工工件时，工具相对于工件的位置必须被尽可能准确地确定。为了实施精确和精细地机加工，准确地设定工具相对于工件的切削刃高度是很重要的。例如，在将工件切削成锥形形状时，如果工具的切削刃高度与工件不适配，则经常会发生工件以不完全的切削端部结束的情形。如果出现此种不完全的切削端部，则要调整工具的位置，并再次进行切削以使得不完全的端部消失。这在所需要的机加工步骤的数量等方面是不利的。 

例如未审的日本专利申请特开No.2000-33502公报中所公开的技术可作为关于调整切削刃高度的技术。 

上述专利文献中所公开的设备具有确定工具的相对竖直位置的定位装置和用于固定并旋转工件的主轴单元。 

上述专利文献中的设备可将滚珠丝杠、滑动件、马达、NC单元、编码器、线性标度尺等置于其位。因此，这种设备可有效地调整工具的切削刃高度以匹配工件。 

但是，在机加工工件过程中，这种设备可能会使切削刃偏离相对于工件所设定的高度。然而，这种设备并不关注对应于机加工条件而可能产生的偏差。 

发明内容

鉴于上述情况进行了本发明。本发明的目的是提供一种车床、一种用于车床控制的计算机程序、以及一种利用车床的机加工方法，其在机加工过程的流程中能够适当地设定工具和工件之间的位置关系。

依据本发明的车床包括：主轴，其包括用于握持工件的卡盘；刀架，用于通过抵接在工件上对工件进行机加工的工具附接到刀架；刀架驱动单元，其沿X轴方向和与X轴方向不同的Y轴方向移动刀架，X轴方向是从工具向工件延伸的方向；控制单元，其执行控制以驱动刀架驱动单元，使得工具沿X轴方向和沿Y轴方向移动；以及输入单元，其用于输入所测得的工件的直径值，其中，控制单元：在沿X轴方向移动工具时，经由刀架驱动单元对工件进行第一切削并随后对工件进行第二切削；基于工件在被进行了第一切削之后的第一直径值、工件在被进行了第二切削之后的第二直径值、以及从完成第一切削直到完成第二切削为止工具沿X轴方向的行进距离，计算工具的切削刃高度和工件的中心线之间的沿Y轴方向的偏差量，第一直径值和第二直径值以及行进距离从输入单元输入；并且在校正偏差量之后，经由刀架驱动单元对工件进行第三切削。 

输入单元可包括：输入操作单元，其用于手动地输入所测得的工件的直径；以及馈送单元，其将输入到输入操作单元的第一直径值和第二直径值馈送到控制单元。 

输入单元可包括：测量单元，其自动地测量工件的直径；以及馈送单元，其将由测量单元所测得的第一直径值和第二直径值馈送到控制单元。 

控制单元可在经由刀架驱动单元移动工具以使工具的切削刃高度和工件的中心线相对于彼此位于预定位置关系之后，自动地进行第三切削。 

控制单元可移动工具，以使工具的切削刃高度和工件的中心线齐平。 

所述测量单元可包括：激光发射部，其能够发射激光；光接收部，其能够接收经过工件的激光的经过光；以及测量部，其能够从激光发射部所发射的激光的截面积和从光接收部所接收的经过光的截面积测量工件的第一直径值和工件的第二直径值。 

依据本发明的用于控制车床的方法，所述车床包括：主轴，其包括用于握持工件的卡盘；刀架，用于通过抵接在工件上对工件进行机加工的工具附接到刀架；刀架驱动单元，其沿X轴方向和与X轴方向不同的Y轴方向移动刀架，X轴方向是从工具延伸到工件的方向；控制单元，其执行控制以驱动刀架驱动单元，使得工具沿X轴方向和沿Y轴方向移动；以及输入单元，其用于输入所测得的工件的直径值，其中，控制单元执行：前切削过程，其在沿X轴方向移动工具时，经由刀架驱动单元进行对工件的第一切削并随后对工件进行第二切削；计算过程，其基于工件在被进行了第一切削之后的第一直径值、工件在被进行了第二切削之后的第二直径值、以及从完成第一切削直到完成第二切削为止工具沿X轴方向的行进距离，计算工具的切削刃高度和工件的中心线之间的沿Y轴方向的偏差量，第一直径值和第二直径值以及行进距离从输入单元输入，以及后切削过程，其在校正偏差量之后，经由刀架驱动单元对工件进行第三切削。 

依据本发明的一种机加工方法是一种由利用工具切削工件的车床进行机加工的方法，所述方法包括：第一切削步骤，其沿X轴方向移动工具时，对工件进行第一切削；第一测量步骤，其测量第一直径值，第一直径值表示工件在第一切削步骤之后的直径；第二切削步骤，其在第一切削步骤之后沿X轴方向移动工具时，对工件进行第二切削；第二测量步骤，其测量第二直径值，第二直径值表示工件在第二切削步骤之后的直径；偏差量计算步骤，其基于第一直径值、第二直径值、以及从完成第一切削步骤直到完成第二切削步骤为止工具沿X轴方向的行进距离，计算工具的切削刃高度和工件的中心线之间的沿不同于X轴方向的Y轴方向的偏差量；以及第三切削步骤，其在校正偏差量之后，对工件进行第三切削。 

偏差量计算步骤可手动地执行。 

第一测量步骤和第二测量步骤可发射从激光发射部到工件的激光，由光接收部接收经过工件的激光的经过光，以及基于激光发射部所发射的激光的截面积和由光接收部所接收的经过光的截面积测量工件的第一直径值和工件的第二直径值。 

依据本发明的车床基于实际测得值——即第一直径值和第二直径值——来计算偏差量。因此，能够准确地确定偏差的实际状态。因此能够适当地设定工具的切削刃高度。因而，在机加工过程的流程中能够适当地设定工具和工件之间的位置关系。这使得可以对应于机加工的状态消除偏差。 

进一步地，如果工件具有相对较小的直径，则依据本发明的车床可更加显著地对工件进行准确地机加工。原因如下。如果工件具有相对较小的直径，则所需的机加工量也少。因此，即使仅存在较小的切削刃高度偏差也将极大地影响准确和精确的机加工。但是，本发明可对应于机加工条件解决偏差问题。因此，即使机加工量较少，也能够对应于机加工条件校正偏差，因此能够对工件进行适当地机加工。 

附图说明

当研读以下具体描述以及附图时，将会更清楚本发明的这些目的以及其它目的和优点，其中： 

图1是依据本发明实施方式的车床的主视图； 

图2是依据本发明实施方式的车床的俯视图； 

图3是示出图1所示刀架和转塔刀架的结构的示例的图示； 

图4是示出依据本发明实施方式的用于移动车床的刀架支撑件的机构的概要图示； 

图5是示出依据本发明实施方式的车床刀架的修改示例的图示； 

图6是依据本发明实施方式的利用车床进行机加工的示例的解释性图示； 

图7是解释在工具和工件之间所产生的“偏差”的解释性图示； 

图8是示出基于偏差量对工具进行切削刃高度调整的流程的流程图； 

图9是示出第二切削之后的工件形状示例的图示； 

图10是示出在切削刃高度未调整好时所出现的“不完全的切削端部”的形状示例的图示； 

图11是依据本发明实施方式的利用车床进行机加工的示例的解释性图示，该示例不同于图6的示例； 

图12是依据本发明另一实施方式的车床的主视图；以及 

图13是示出依据本发明另一实施方式的基于偏差量对工具进行切削刃高度调整的流程的流程图。 

附图标记的解释说明： 

10    床身 

11    轨道 

12    轨道 

13    Z1轴马达 

15    轨道 

16    轨道 

17    Z2轴马达 

18    X1轴马达 

20    轨道 

21    轨道 

22    Z3轴马达 

24    Z4轴马达 

25    X2轴马达 

30    主轴 

31    工件旋转马达 

40    刀架 

41    工具 

42    Y1轴马达 

43    变向马达 

50    相对主轴 

51    工件旋转马达 

61    工具 

63    Y2轴马达 

101   控制单元 

201   工件直径测量装置 

具体实施方式

以下参照图1至图3解释依据本发明实施方式的车床。 

这种车床是能够对工件W进行复杂机加工的设备。如图1和图2所示，该车床包括床身10、用于握持工件W的主轴30、刀架40、用于握持工件W的相对主轴50、控制单元101、以及工件直径测量装置201。 

支撑主轴30的主轴箱30A安装到两个轨道11和12上，轨道11和12沿Z1轴方向铺设在床身10上。通过驱动Z1轴马达13，主轴箱30A沿Z1轴方向移动。主轴箱30A包括工件旋转马达31。工件旋转马达31旋转由附接到主轴30的卡盘所握持的工件W。 

刀架40以可旋转的方式握持工具41，工具41可由另一个工具替换。刀架40由刀架支撑件40A支撑。用于移动刀架支撑件40A的机构在图4中示出。两个轨道15和16沿Z2轴方向铺设在床身10上，Z2轴方向平行于Z1轴方向。 

基座40a安装在轨道15和16上。通过驱动Z2轴马达17，基座40a沿Z2轴方向移动。 

滚珠丝杠40b沿X1轴方向组装进基座40a内，X1轴方向与Z2轴方向垂直。在滚珠丝杠40b的端部处设置有X1轴马达18，X1轴马达18通过旋转滚珠丝杠40b而使刀架支撑件40A沿X1轴方向移动。 

在基座40a上设置立柱40c。与滚珠丝杠40b锁在一起的托架40d附接到立柱40c的底部。当X1轴马达18旋转时，立柱40c沿X1轴方向移动。 

支撑Y1轴马达42的马达托架40e固定在立柱40c的顶部处。Y1轴马达42使沿Y1轴方向延伸的滚珠丝杠40f旋转。滚珠丝杠40f与延伸自壳体40g的托架40h锁在一起。当Y1轴马达42旋转时，滚珠丝杠40f旋转并且壳体40g向上或向下移动。 

主轴40i以能够在壳体40g内旋转的方式结合进壳体40g内。主轴40i的一端通过位于壳体40g顶部上的联接器40j与变向马达43连接。 

刀架支撑件40A的一个端部借助于位于刀架支撑件40A和主轴40i之间的附接板40k附接到主轴40i的另一端部。在刀架支撑件40A的与附接板40k相反的另一端部附连有轴40m。轴40m由立柱40c以可旋转的方式支撑，并且在轴40m和立柱40c之间设置有保持件40n。 

通过旋转变向马达43，刀架支撑件40A与主轴40i和轴40m一起旋转，并且由刀架40所握持的工具41改变其面对的方向。 

相对主轴50握持工件W，同时面向主轴30。相对主轴50由相对主轴箱50A支撑。相对主轴50安装在两个轨道20和21上，轨道20和21沿与Z1轴方向平行的Z3轴方向铺设在床身10上。通过驱动Z3轴马达22，相对主轴箱50A沿Z3轴方向移动。相对主轴箱50A内设置工件旋转马达51。工件旋转马达51旋转由附接到相对主轴50的卡盘所握持的工件W。主轴30和相对主轴50具有在其内所开出的孔，工件W穿过该孔。 

控制单元101包括：处理器；ROM(只读存储器)，其存储限定了由处理器所执行的加工过程的程序；RAM(随机存储器)，其存储在用户输入合适值等时所执行的程序以及必要的信息，这些元件都未示出。控制单元101驱动和控制上述每一个结构构件，即：用于主轴30的Z1 轴马达13和工件旋转马达31；用于相对主轴50的Z3轴马达22和工件旋转马达51；以及用于刀架支撑件40的Z2轴马达17、X1轴马达18、Y1轴马达42；以及用于将在后面描述的转塔刀架60的Z4轴马达24、X2轴马达25、以及Y2轴马达63。因此，工件W和工具41之间的相对位置关系、或者工件W和工具61之间的相对位置关系可适当地设定。 

当刀架40以及附接于其上的工具41通过X1轴马达18沿X1轴方向移动时，控制单元101内的RAM记录行进距离dt。如以后所解释的，行进距离dt用于计算工具41和工件W之间的切削刃高度偏差量。 

除了上述控制之外，控制单元101也执行对于后述的工具更换机构80的控制。控制单元101也执行对于后述的工件直径测量装置201的控制。 

工件直径测量装置201包括激光测量装置。工件直径测量装置201根据控制单元101的控制而自动地测量工件W的直径。对工件W直径的自动测量节省了操作人员的测量时间和精力。在图3中，工件直径测量装置201从其激光发射部向上发射激光。未示出的光接收部接收经过工件W的光。工件W的直径可根据由激光发射部发射的激光的截面积和由光接收部接收的经过光的截面积测得。通过利用激光，可以准确的测量工件W的直径。由工件直径测量装置201实际测得的值送至控制单元101。工件直径测量装置201测量工件W直径的时间由控制单元101确定。工件直径测量装置201可为基于其它原理而非上述接收经过光的原理进行工作的其它类型的装置。 

依据本发明实施方式的车床进一步包括转塔刀架60、刀具库70、工具更换机构80、以及导引套筒90。 

转塔刀架60安装在轨道20和21上。通过驱动Z4轴马达24，转塔刀架60沿与Z2轴方向平行的Z4轴方向移动。在转塔刀架60的侧部附接X2轴马达25，X2轴马达25使转塔刀架60沿与X1轴方向平行的X2轴方向移动。 

转塔刀架60固定多个用于机加工工件W的工具61。转塔刀架60 包括旋转本体62，如图3所示。工具61设定在旋转本体62内。依据旋转本体62的旋转角选定工具61中的任一个。在转塔刀架60的顶部上附接Y2轴马达63，Y2轴马达63沿与Y1轴方向平行的Y2轴方向(高度方向)改变转塔刀架60位置。 

导引套筒90设置在主轴30的靠近相对主轴50的一侧处。导引套筒90以工件W能够滑动的方式支撑从主轴30出来的工件W。 

转塔刀架60是包括旋转本体62的转塔形状的刀架。转塔刀架60并不局限于此。例如，转塔刀架60可为排刀架，其上如图5所示地顺序设置有多个工具66。 

刀具库70容纳所需数量的待附接到刀架40的工具41。工具更换机构80是用于用刀具库70内所容纳的工具41更换附接到刀架40上的工具41的机构。 

接下来，将解释依据本发明实施方式的车床的操作。在以下解释中，主轴30的移动、第一直径值D1和第二直径值D2的测量、切削刃高度偏差量dy的计算、基于值dy的工具41的移动等操作全都依据存储在控制单元101的RAM内的程序自动地执行。 

图6是机加工示例的解释性图示，其中对主轴30所握持的工件W进行外径机加工。工件W由主轴30的卡盘握持。通过驱动Z1轴马达13和Z2轴马达17，将工件W的待被机加工的部分定位在刀架40的前方。当通过驱动工件旋转马达31而旋转工件W时，Z1轴马达13和X1轴马达18也被驱动。这使得工具41抵接在工件W上，然后对主轴30所握持的工件W的外周进行机加工。通过这种机加工，工件W的外周可形成为所需形状，包括直线形状、锥形形状、弧形形状等。 

在当前实施方式中，在开始机加工工件W之后，在机加工过程中对工具41的切削刃高度和工件W的中心线之间的偏差量进行检查。然后，在完成为校正偏差而进行的切削刃高度调整之后，恢复机加工。以下将参照图7和图8解释这种调整。 

首先，通过驱动X1轴马达18使工具41向前移动预定距离。然后，对工件W进行切削，直到工件W的外周达到Wf所指示的线为止，如 图7所示(图8的步骤S1)。当完成第一切削时，由工件直径测量装置201测得第一直径值D1，即工件Wf的直径的实际值(图8的步骤S2)。在图7中，由虚线标示出机加工之前的工件W。 

然后，通过沿Z2轴方向移动刀架40或沿Z1轴方向移动主轴30，改变工具41与工件W的相对位置(图8的步骤S3)。然后，进行切削，直到工件Wf的外周达到图7中的Ws所指示的线为止(图8的步骤S4)。当完成该第二切削时，由工件直径测量装置201测得第二直径值D2，即工件Ws的直径的实际值(图8的步骤S5)。图9示出工件W在经过第一切削和第二切削之后的形状的示例。 

在上述过程中，分别在第一切削完成和第二切削完成之后测得第一直径值D1和第二直径值D2。在图9所示的形状示例中，可以在完成第二切削时对第一直径值D1和第二直径值D2同时测量。 

以此方式获得的第一直径值D1和第二直径值D2、以及从完成第一切削直到完成第二切削为止工具41沿X1轴方向所行进的距离dt均存储在控制单元101的RAM内。 

在此，值D1、D2和dt具有如下等式1所表达的关系： 

【等式1】 

r2²＝r1²+dt²-2·r1·dtcosθ 

以上公式是根据图7以及公知的三角公式导出。在该等式中，r1和r2分别是r1＝D1/2以及r2＝D2/2。值θ表示角度——当如图7所示在工具41的切削刃高度和工件W的中心线之间出现“偏差”时，即工具41相对于工件W的切削刃高度不正确时，该角度θ具有预定大小。例如，在将工件W的前端切削成锥形形状时，如果在工具41的切削刃高度和工件W的中心线之间出现“偏差”，则切削工件W所得的锥形不会具有所需长度的母线。或者，它可能导致产生不完全的切削端部G，如图10所示。不完全的切削端部G的产生意味着出现了前端未被削尖的状态，从而与锥形形状的要求不符。 

因为第一直径值D1、第二直径值D2以及工具的行进距离dt具有 上述所给等式所表达的关系，所以可以通过将该等式变换成如下等式来计算出cosθ： 

【等式2】 

$\cos \mathrm{\θ}=\frac{{r1}^2+{\mathrm{dt}}^2-{r2}^2}{2\·r1\·\mathrm{dt}}---\left(1\right)$

切削刃高度的偏差量dy、以及工件中心和刀尖之间的距离dx可分别如下计算： 

dy＝r1·sinθ 

dx＝r1·cosθ 

(图8的步骤S6) 

然后，通过驱动Y1轴马达42使得工具41沿Y1轴方向移动等于所得值dy的距离(图8的步骤S7)。这能够使工具41的切削刃高度相对于工件W被准确地调整。通过移动工具41使得工具41的切削刃高度和工件W的中心线位于共同的平面上，完成机加工工件W时的偏差校正。通过以此方式移动工具41，可以容易地校正偏差。虽然描述了这些，但也可以校正机加工工件W时的偏差使得工具41的切削刃高度和工件W的中心线之间确保有预定偏移。 

当完成切削刃高度调整之后，恢复对工件W的机加工(图8的步骤S8)。当从上述的第一切削和第二切削开始算起的话，这种机加工相当于第三切削。在第三切削中，通过驱动Z1轴马达13和Z2轴马达17，握持工件W的主轴30移动，使得工件W待被机加工的部分定位在刀架40的前方。当通过驱动工件旋转马达31旋转工件W时，Z1轴马达13和X1轴马达18也被驱动。这使得工具41向前前进以抵接在工件W上，并对主轴30所握持的工件W的外周进行机加工。当完成对工件W的机加工时，驱动X1轴马达18以退回刀架40。 

如上所述，依据当前实施方式的车床，反映实际状态的切削刃高度偏差量dy由实际测得的第一直径值D1和第二直径值D2、以及工具41的行进距离dt计算得到。然后，在校正切削刃高度偏差量dy之后进行机加工。因此，能够对工件W实施准确和精确的机加工，而不会产生 不完全的切削端部或类似缺陷。 

特别地，当前实施方式的车床在机加工具有相对较小直径的工件时能获得显著的效果。这是因为，由于具有相对较小直径的工件需要的机加工很少，所以即使存在的较小的切削刃高度偏差量也将会对准确和精确的机加工造成较大的影响。例如，在材料直径为1mm并且最终直径为0.06mm的情况下，如果工具的切削刃高度低0.03mm或更多，则想得到0.06mm最终直径的机加工是不可能的。即使在此种情况下，当前实施方式的车床也可适当地校正切削刃高度偏差量。因此，该车床能够对工件进行准确和精确的机加工。 

在依据当前实施方式校正切削刃高度偏差量时，切削刃高度偏差量dy由上述【等式2】的等式(1)以及dy＝r1·sinθ计算出。然后，通过在较小程度上实施参照图7所解释的第二切削，可以适当地设定切削刃高度。用于计算上述【等式2】的等式(1)中的值r1和r2的第一直径值D1和第二直径值D2通过实际测量得到。为了进行实际测量，优选地，第二切削量(以及还有第一切削量)应该尽可能地小(反过来说，优选地，工件在第一切削和第二切削之后的轮廓(Wf和Ws)应该尽可能地大)。 

在图7中，为了能够清楚地表现出r1、r2和dt或dy之间的关系，以比实际夸张的方式示出了工件W在切削之前的尺寸、以及工件在第一切削和第二切削之后的轮廓的尺寸(Wf和Ws)。但是，从前述讨论中可清楚，这些测量尺寸可能非常小。 

如上所述，当前实施方式的车床在机加工具有相对较小直径的工件时示出较为显著的效果。 

进一步地，依据当前实施方式，在机加工过程的流程中计算偏差量并执行切削刃高度调整。因此，该机加工在步骤数量等方面并未产生不利影响。进一步地，通过在机加工过程的流程中适当地采用切削刃高度调整，可以实现高度精确的机加工。 

进一步地，依据当前实施方式，从测量第一直径值D1和第二直径值D2，到校正工具41的切削刃高度与工件W的中心线之间的偏差， 再到恢复机加工的一系列步骤流程均自动地执行。因此，可以提高工作效率。 

进一步地，依据当前实施方式，特别地，也可实现如下的这种效果。也就是说，第一，依据当前实施方式的车床包括用于旋转工具41的机构，该机构包括相对主轴50以及变向马达43等。因此，在完成对附接到主轴30的工件W的机加工之后，可以通过使刀架40上的工具旋转所需角度并驱动Z3轴马达22和Z2轴马达17，对相对主轴50所握持的工件W进行机加工。 

此时，也能够针对相对主轴50所握持的工件W进行切削刃高度调整。也就是说，依据当前实施方式，可以连续地机加工由主轴30和相对主轴50所握持的工件W，同时对两个工件W进行切削刃高度调整，并因此能够使两个工件W均被准确地机加工。 

第二，当前实施方式的车床包括导引套筒90。因此，即使机加工很长的工件W时，该车床也能够防止由于工件W下垂而出现偏差。这就有利地用于工具41相对于工件W的切削刃高度调整。也就是说，因为工件W不容易下垂，所以当准确地设定切削刃高度以匹配工件W的一给定部分时，几乎不需要针对纵向上的其它部分重复切削刃高度调整。 

第三，当前实施方式的车床包括转塔刀架60、用于驱动转塔刀架60的X2轴马达25等。因此，如图11所示，通过使附接到转塔刀架60的工具61和附接到刀架40的工具41分别同时抵接到工件W的两侧上，可以平行地机加工两侧。 

此时也可对工具61进行与上述类似的切削刃高度调整。在调整工具61的切削刃高度时，利用由X2轴马达25所驱动的工具61的行进距离而不是在工具41的情况下所利用的行进距离dt。通过对工具41和工具61两者进行切削刃高度调整，可以更准确和更精确地机加工工件W。 

第四，当前实施方式的车床包括刀具库70和工具更换机构80。当需要将任何类型的任何工具附接到刀架40时，可对工具执行与上述相似的切削刃高度调整。 

本发明并不局限于上述实施方式，而是可以以各种方式修改。修改 示例包括如下： 

(1)在上述实施方式中，第一直径值D1和第二直径值D2由工件直径测量装置201自动地测得。这些值也可手动地测得。 

在这种情况下，如图12所示，依据这种实施方式的车床包括例如用于将手动测得值D1和D2送至控制单元101的输入操作面板202。依据这种实施方式的车床如图13所示进行切削刃高度调整。在图13中，第一切削、工具41沿Z2轴方向的移动、以及第二切削与参照图7至图9所述的那些步骤相同(图13的步骤S11至步骤S23)。例如借助于千分尺或显微镜手动地测得第一直径值D1和第直径值D2(图13的步骤S14)。然后，将所得值D1和D2通过输入操作面板202输入控制单元101(图13的步骤S15)。控制单元101由D1和D2以及工具41的行进距离dt计算出切削刃高度偏差量dy(图13的步骤S16)。然后，通过自动地驱动Y1轴马达42移动工具41(图13的步骤S17)。然后，恢复机加工(图13的步骤S18)。 

在前面的描述中，通过输入操作面板202输入直径值D1和D2。但是也可输入D1/2和D2/2，即半径值。 

依据借助于手动测量的此种模式，可肉眼观察和检查工件的实际状态，并可准确地执行随后的机加工。 

(2)无论第一直径值D1和第二直径值D2是自动地还是手动地测得，切削刃高度偏差量dy均可由D1和D2以及工具41的行进直径dt计算出，并且Y1轴马达42可被手动地驱动而不是由控制单元101基于量值dy驱动，以移动工具41。 

考虑到各种实际因素，例如所需的机加工精度、工件的实际状态等，可基于操作人员的判断实施上述(1)和(2)中的模式。无论如何，通过选定合适方法，可以更有利地机加工工件W。 

依据前面所述，由控制单元101基于D1、D2和dt完成对切削刃高度偏差量dy的计算。但是，这种计算可借助于计算器、表格计算等手动地完成。在这种情况下，手动计算出的切削刃高度偏差量dy通过输入操作面板202直接反馈送车床。 

(3)在上述实施方式中，工具41的切削刃高度和工件W的中心线之间的偏差角θ由【等式2】中的等式(1)得到，并且根据dy＝r1·sinθ由该角θ得到切削刃高度偏差量dy。由于用于设置在主轴30上的工件W的握持系统和旋转系统的“性质”或特性以及各种其它因素，在工具41和工件W之间可能会产生独特的“偏差”。因此，【等式2】中的等式(1)或等式dy＝r1·sinθ可根据此种独特的“偏差”视情况而定而适当地修改，并且可由经过修改的等式计算出切削刃高度偏差量。 

(4)在上述实施方式中，X1和X2轴方向，Z1、Z2、Z3轴方向以及Z4轴方向、以及Y1和Y2轴方向互相垂直。但是，它们可以不垂直，只要它们取向不同即可。 

(5)在上述实施方式中，X1轴方向和X2轴方向互相平行，并且Y1轴方向和Y2轴方向互相平行。不过，它们可以彼此并不平行。例如，刀架40可斜向下地移动以使工具41前进，并且转塔刀架60可对称地斜向下移动以使工具61前进。 

(6)可以通过移动主轴30或相对主轴50同时固定刀架40或转塔刀架60的位置来执行对工件W的机加工。相反，可以通过移动刀架40或转塔刀架60同时固定主轴30或相对主轴50的位置来可执行机加工。 

(7)在上述实施方式中，设置有导引套筒90。但是，该构件可略去。 

依据上述实施方式，在开始机加工之后，校正工具的切削刃高度和工件的中心线之间的偏差，然后恢复机加工。但是，可实验性地进行第一切削和第二切削，其后可校正任何偏差，并可开始对工件进行机加工(非初步机加工)。这种非初步机加工示为图8步骤S8处的开始机加工、以及图13步骤S18处的开始机加工。 

本申请基于2006年10月6日提交的日本专利申请案No.2006-274789，并包括说明书、权利要求书、附图以及摘要。上述日本专利中请案的所有公开内容通过援引并入本文中。 

工业实用性 

本发明可用于对工件进行准确机加工的车床中。本发明可用于准确机加工工件的机加工方法中。 

Claims (12)

1.一种车床，其包括：

主轴(30)，其包括用于握持工件(W)的卡盘；

刀架(40)，通过抵接在所述工件(W)上对所述工件(W)进行机加工的工具(41)附接到所述刀架(40)；

刀架驱动单元，其沿X轴方向和与所述X轴方向不同的Y轴方向移动所述刀架(40)，所述X轴方向是从所述工具(41)向所述工件(W)延伸的方向；

控制单元，其执行控制以驱动所述刀架驱动单元，使得所述工具(41)沿所述X轴方向和沿所述Y轴方向移动；以及

输入单元，其用于输入所测得的所述工件(W)的直径值，

其中所述控制单元：

在沿所述X轴方向移动所述工具(41)时，经由所述刀架驱动单元对所述工件(W)进行第一切削并随后对所述工件(W)进行第二切削，

基于所述工件(W)在被进行了所述第一切削之后的第一直径值、所述工件(W)在被进行了所述第二切削之后的第二直径值、以及从完成所述第一切削直到完成所述第二切削为止所述工具(41)沿所述X轴方向的行进距离，计算所述工具(41)的切削刃高度和所述工件(W)的中心线之间的沿所述Y轴方向的偏差量，所述第一直径值和所述第二直径值以及所述行进距离从所述输入单元输入，以及

在校正所述偏差量之后，经由所述刀架驱动单元对所述工件(W)进行第三切削。

2.如权利要求1所述的车床，

其中，所述输入单元包括：

输入操作单元，其用于手动地输入所测得的所述工件(W)的直径；以及

馈送单元，其将输入到所述输入操作单元中的所述第一直径值和所述第二直径值馈送到所述控制单元。

3.如权利要求1所述的车床，

其中，所述输入单元包括：

测量单元，其自动地测量所述工件(W)的直径；以及

馈送单元，其将由所述测量单元所测得的所述第一直径值和所述第二直径值馈送到所述控制单元。

4.如权利要求2所述的车床，

其中，所述控制单元在经由所述刀架驱动单元移动所述工具(41)以使所述工具(41)的切削刃高度和所述工件(W)的中心线相对于彼此位于预定的位置关系之后，自动地进行所述第三切削。

5.如权利要求3所述的车床，

其中，所述控制单元在经由所述刀架驱动单元移动所述工具(41)以使所述工具(41)的切削刃高度和所述工件(W)的中心线相对于彼此位于预定的位置关系之后，自动地进行所述第三切削。

6.如权利要求4所述的车床，

其中，所述控制单元移动所述工具(41)，使得所述工具(41)的切削刃高度和所述工件(W)的中心线齐平。

7.如权利要求5所述的车床，

其中，所述控制单元移动所述工具(41)，使得所述工具(41)的切削刃高度和所述工件(W)的中心线齐平。

8.如权利要求3所述的车床，

其中，所述测量单元包括：激光发射部，其能够发射激光；光接收部，其能够接收经过所述工件(W)的所述激光的经过光；以及测量部，其能够根据由所述激光发射部所发射的所述激光的截面积和由所述光接收部所接收的所述经过光的截面积来测量所述工件(W)的所述第一直径值和所述工件(W)的所述第二直径值。

9.一种用于控制车床的方法，所述车床包括：

主轴(30)，其包括用于握持工件(W)的卡盘；

刀架(40)，用于通过抵接在所述工件(W)上对所述工件(W)进行机加工的工具(41)附接到所述刀架(40)；

刀架驱动单元，其沿X轴方向和与所述X轴方向不同的Y轴方向移动所述刀架(40)，所述X轴方向是从所述工具(41)向所述工件(W)延伸的方向；

控制单元，其执行控制以驱动所述刀架驱动单元，使得所述工具(41)沿所述X轴方向和沿所述Y轴方向移动；以及

输入单元，其用于输入所测得的所述工件(W)的直径值，

其特征在于，所述控制单元执行：

前切削过程，其在沿所述X轴方向移动所述工具(41)时，经由所述刀架驱动单元对所述工件(W)进行第一切削并随后对所述工件(W)进行第二切削；

计算过程，其基于所述工件(W)在被进行了所述第一切削之后的第一直径值、所述工件(W)在被进行了所述第二切削之后的第二直径值、以及从完成所述第一切削直到完成所述第二切削为止所述工具(41)沿所述X轴方向的行进距离，计算所述工具(41)的切削刃高度和所述工件(W)的中心线之间的沿所述Y轴方向的偏差量，所述第一直径值和所述第二直径值以及所述行进距离从所述输入单元输入，以及

后切削过程，其在校正所述偏差量之后，经由所述刀架驱动单元对所述工件(W)进行第三切削。

10.一种通过车床进行机加工的方法，所述机床利用工具(41)切削工件(W)，包括：

第一切削步骤，其沿X轴方向移动所述工具(41)时，对所述工件(W)进行第一切削；

第一测量步骤，其测量第一直径值，所述第一直径值表示所述工件(W)在所述第一切削步骤之后的直径；

第二切削步骤，其在所述第一切削步骤之后沿所述X轴方向移动所述工具(41)时，对所述工件(W)进行第二切削；

第二测量步骤，其测量第二直径值，所述第二直径值表示所述工件(W)在所述第二切削步骤之后的直径；

偏差量计算步骤，其基于所述第一直径值、所述第二直径值、以及从完成所述第一切削步骤直到完成所述第二切削步骤为止所述工具(41)沿所述X轴方向的行进距离，计算所述工具(41)的切削刃高度和所述工件(W)的中心线之间的沿不同于所述X轴方向的Y轴方向的偏差量；以及

第三切削步骤，其在校正所述偏差量之后，对所述工件(W)进行第三切削。

11.如权利要求10所述的机加工方法，

其中，所述偏差量计算步骤是手动地执行。

12.如权利要求10所述的机加工方法，

其中，所述第一测量步骤和所述第二测量步骤从激光发射部向所述工件(W)发射激光，并由光接收部接收经过所述工件(W)的所述激光的经过光，并且基于由所述激光发射部所发射的所述激光的截面积和由所述光接收部所接收的所述经过光的截面积来测量所述工件(W)的所述第一直径值和所述工件(W)的所述第二直径值。

Images