CN103567813A - 具备旋转工作台的机床 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具备旋转工作台的机床。该机床具有安装工件的旋转工作台、对该旋转工作台的旋转进行夹紧的夹紧机构、以及对由该夹紧机构进行的夹紧动作的完成进行检测的传感器。在控制机床的数值控制装置中，事先考虑传感器的反馈信号的处理时间和至机床的下一动作的时间，计算出夹紧机构实质上需要的动作的所需时间。并且，基于该计算出的所需时间控制夹紧机构，从而缩短夹紧或松开动作的周期。

Description

具备旋转工作台的机床
技术领域
本发明涉及具备旋转工作台的机床。
背景技术
为了将旋转工作台的相位分度后保持该相位而在具备该旋转工作台的机床上设置有夹紧机构。例如，如日本特开2009-83013号公报所记载的那样，该夹紧机构是通过利用按压部件等按压与旋转工作台成为一体的圆板来保持（夹紧）分度后的相位，另外与其相反，能够开放（松开）利用该按压部件夹持的圆板的夹持而使旋转工作台旋转的机构。
另外，在日本特开2009-248242号公报中已知有在旋转工作台所具备的夹紧装置中，通过基于位置偏差信息进行夹紧状态的判定来进行夹紧动作后的夹紧的确认。
在以往的夹紧机构中，使用传感器确认夹紧以及松开动作的完成，确认后进行下一动作。使用图4的流程图对与该夹紧机构相关联的动作（夹紧（松开）处理）的顺序进行说明。
（1）从机床的数值控制装置输出夹紧（或松开）开始指令信号。
（2）开始夹紧机构的机构式夹紧（或松开）动作。
（3）利用传感器检测夹紧机构的机构式夹紧（或松开）动作的完成。
（4）从数值控制装置输出机床的下一动作的指令信号。
如图4所示，从（1）的输出夹紧（或松开）开始指令信号的时点至（4）的从数值控制装置输出机床的下一动作的指令信号的时点的时间（即夹紧机构动作时间）是Ta。在当前的夹紧机构中，由于该夹紧机构动作时间Ta不恒定，所以利用传感器以及机床的数值控制装置测定求出。然而，用于夹紧（松开）的实际的动作时间（实际夹紧机构动作时间）是从（1）的输出夹紧（或松开）开始指令信号至（2）的夹紧机构的夹紧（松开）动作开始的时间Tb。
因此，可以说夹紧（松开）处理多花费了从夹紧机构动作时间Ta减去实际夹紧机构动作时间Tb后的处理时间Tc（=Ta-Tb）。由于该处理时间Tc基本取决于设备的处理能力（信号传输所花费的时间、信号处理所花费的时间），所以是几乎恒定的时间。对于高速地进行夹紧（松开）的高速夹紧机构来说，该处理时间Tc在夹紧机构动作时间Ta中所占的比例较大，是不能忽略的时间长度。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供，事先考虑传感器的反馈信号的处理时间和至机床的下一动作的时间，利用机床的数值控制装置计算出夹紧机构实质上需要的动作的所需时间，基于求出的实质的动作的所需时间来控制夹紧机构，从而能够缩短夹紧或松开动作的周期的具备旋转工作台的机床。
基于本发明的具备旋转工作台的机床通过数值控制装置控制，并具有：安装工件的旋转工作台；对该旋转工作台的旋转进行夹紧的夹紧机构；检测该夹紧机构进行的夹紧动作或松开动作的完成并输出完成信号的传感器。另外，该机床具备：夹紧机构动作时间计时部，其在执行加工程序，从上述数值控制装置输出夹紧指令或松开指令时，对输出该指令后，至利用上述传感器检测出夹紧完成或松开完成而使上述机床开始下一动作的夹紧机构动作时间进行计时；夹紧机构动作时间存储部，其存储上述计时后的夹紧机构动作时间；以及实际夹紧机构动作时间计算部，其求出从上述存储的夹紧机构动作时间减去预先设定的从夹紧机构动作完成至机床开始下一动作的时间而得的实际夹紧机构动作时间。并且，上述控制装置以利用上述夹紧机构动作时间计算部求出的实际夹紧机构动作时间的周期输出夹紧指令或松开指令，开始下一动作。
上述实际夹紧机构动作时间计算部求出从存储于上述夹紧机构动作时间存储部的夹紧机构动作时间中最长的时间减去预先设定的从夹紧机构动作完成至上述机床开始下一动作的时间而得的值作为实际夹紧机构动作时间。
上述实际夹紧机构动作时间计算部也可以求出从存储于上述夹紧机构动作时间存储部的从上次的夹紧动作或松开动作至规定次数前的夹紧动作或松开动作的夹紧机构动作时间中最长的时间减去预先设定的从夹紧机构动作完成至上述机床开始下一动作的时间而得的值作为实际夹紧机构动作时间。
上述实际夹紧机构动作时间计算部还可以求出从存储于上述夹紧机构动作时间存储部的上次的夹紧动作或松开动作的夹紧机构动作时间减去预先设定的从夹紧机构动作完成至机床开始下一动作的时间而得的时间作为实际夹紧机构动作时间。
上述夹紧机构动作时间存储部也可以不存储上述机床运转开始后的上述旋转工作台的夹紧机构的第一次动作的上述夹紧机构动作时间。
作为上述传感器，能够使用位置检测传感器、位移传感器、压力传感器、流量传感器的任意一种。
通过本发明，能够提供如下具备旋转工作台的机床，即，事先考虑传感器的反馈信号的处理时间和至机床的下一动作的时间，利用机床的数值控制装置计算出夹紧机构的实质上需要的动作的所需时间，基于求出的实质性动作的所需时间来控制夹紧机构，从而能够缩短夹紧或松开动作的周期。
从参照附图的以下实施例的说明可知本发明的上述以及其他目的以及特点。
附图说明
图1是对具备旋转工作台的机床进行说明的图。
图2是对将图1的旋转工作台的相位分度后保持该相位的夹紧机构进行说明的图。
图3是对图2的夹紧机构的动作进行说明的流程图。
图4是对以往的夹紧机构的动作进行说明的流程图。
具体实施方式
使用图1对具备旋转工作台的机床进行说明。
机床20具备旋转工作台22。控制该机床20的数值控制装置10具备数值控制部11、伺服控制部12以及夹紧控制部13。机床20具备驱动旋转工作台22的马达21。旋转工作台22利用图2所示的夹紧机构固定分度出的相位。
数值控制装置10的数值控制部11具备能够进行高速运算处理的微处理器（CPU），解析用于加工工件的NC程序，按照每1块处理解析后的NC程序。若由数值控制部11处理后的NC程序的块包括夹紧指令，则数值控制部11将该夹紧指令发送给夹紧控制部13。夹紧控制部13将夹紧（松开）动作的指令指示给动作设备20的夹紧机构，进行夹紧机构的夹紧（松开）的控制。另外，数值控制装置10具备计时器功能和存储各种数据的存储器。
以下，使用图2以及图3，对用于保持图1的分度后的旋转工作台的相位的夹紧机构的夹紧（或松开）的控制进行说明。
如图2所示，利用圆板支架3保持夹紧圆板2，旋入螺栓4，从而将夹紧圆板2固定在马达21（图1）的轴1上。将传感器6固定在圆柱5上。利用螺栓9将背板8固定在该圆柱5上。
在对夹紧圆板2进行夹紧时，按压至夹紧圆板2的按压部件7上升，利用该按压部件7和背板8夹住夹紧圆板2。利用传感器6检测该按压部件7上升而按压了夹紧圆板2的情况（即利用按压部件7和背板8夹紧了夹紧圆板2的情况）。另外，还利用该传感器6检测按压部件7下降，解除了夹紧圆板2的按压。
与以往公知的夹紧机构相同，利用空气等的驱动力进行按压部件7的上升和下降。另外，上升传感器6能够使用位置检测传感器、位移传感器、压力传感器、流量传感器的任意一种。
接下来，使用图3对图2的夹紧机构的夹紧动作进行说明。
在图3中，（a）表示控制机床20的数值控制装置10输出了夹紧（或松开）开始指令的时点。（b）表示接受了夹紧（或松开）开始指令的夹紧机构开始夹紧（或松开）动作，并继续执行。（c）表示传感器6检测出夹紧机构的机构式夹紧（或松开）动作的完成，并将完成信号输出给数值控制装置10的时点。另外，（d）表示从数值控制装置输出机床的下一动作的开始指令信号的时点。
首先，事先利用实验分别测定求出检测夹紧（或松开）的完成的传感器6的反馈信号的处理时间Tc1、和从该传感器6的夹紧（或松开）的完成检测至机床20的下一动作开始的处理时间Tc2。并且，将该合计处理时间Tc（=Tc1+Tc2）存储至数值控制装置10的存储器15。另外，该处理时间Tc是固定值，在图3中指从（b）的夹紧机构的机构式夹紧（或松开）动作完成至（d）的从数值控制装置10输出机床20的下一动作的开始指令信号的时点的期间。另外，在能够没有时间延迟地对从（b）的夹紧（松开）动作的完成的时点至（d）的从数值控制装置10输出机床20的下一动作的开始指令信号的时点进行测定的条件下进行该实验。
接下来，实际使用机床20进行工件的加工，且执行图3（a）到（d）的工序，对从输出了（a）的夹紧（或松开）开始指令信号的时点至（d）的从数值控制装置10输出机床20的下一动作的指令信号的时点的时间（即夹紧机构夹紧或松开所花费的时间亦即夹紧机构动作时间）Ta进行测定，并存储于存储器15。另外，所谓“从数值控制装置10输出机床20的下一动作的指令信号的时点”也可以为“接受来自传感器6的夹紧（松开）信号，数值控制装置10输出了控制轴的联锁解除信号等的时点”。
测定n次夹紧机构动作时间Ta，将其测定结果Ta1、Ta2、Ta3……Tan存储于存储器15。并且，求出存储于存储器15的n个夹紧机构动作时间（Ta1、Ta2、Ta3……Tan）中最长的时间作为最大夹紧机构动作时间Ta·max。根据在夹紧机构的动作稳定前所需的时间决定该测定夹紧机构动作时间Ta的次数‘n’。在夹紧机构的动作的稳定性好的情况下，‘n’可以是较小的数，相反，在夹紧机构的动作的稳定性差的情况下，使‘n’为较大的数。
机床所具有的“实际夹紧机构动作时间计算部”提取存储于存储器15的n个夹紧机构动作时间中最长的时间作为最大夹紧机构动作时间Ta·max。该“实际夹紧机构动作时间计算部”还根据提取出的最大夹紧机构动作时间Ta·max和处理时间Tc计算出夹紧（松开）动作的实际夹紧动作时间Tb，（=Ta·max-Tc）。
如上所述那样计算出了实际夹紧动作时间Tb，之后，从数值控制装置10输出夹紧（松开）开始指令信号（图3（a））。并且，在输出夹紧（松开）开始指令信号后经过了实际夹紧动作时间Tb，的时点，数值控制装置10输出夹紧（松开）的动作信号，且如图3（e）所示那样，输出机床20的下一动作的开始指令。这样，由于能够提前处理时间Tc（是固定值，是从夹紧机构的机构式夹紧或松开动作的完成至从数值控制装置输出下一动作的开始指令信号的时点的期间）进行机床20的下一动作的开始，所以相应地能够缩短周期。
另外，虽然上述的“实际夹紧机构动作时间计算部”将图3（e）所示的用于计算输出机床20的下一动作的开始指令的时点的上述最大夹紧机构动作时间Ta·max设为存储在存储器15中的n个夹紧机构动作时间（Ta1、Ta2、Ta3……Tan）最长的时间，但也可以对其进行替换，将前一次（之前）的夹紧（或松开）动作至前m（m为固定值，1＜m＜n）次的夹紧动作的m个夹紧机构动作时间中最长的时间作为最大夹紧机构动作时间Ta·max。即，通过从这样求出的Ta·max减去上述处理时间Tc，来求出输出机床20的下一动作的开始指令的时点。
上述的“实际夹紧机构动作时间计算部”还可以将图3（e）所示的、用于计算输出机床20的下一动作的开始指令的时点的上述最大夹紧机构动作时间Ta·max设为上次（之前）的夹紧（或松开）动作的夹紧机构动作时间。即，通过从这样求出的Ta·max减去上述处理时间Tc，来求出输出机床20的下一动作的开始指令的时点。
另外，在圆柱这样的夹紧机构中，在暂且停止后的第一次运转中，其动作时间比通常的情况长，所以该动作时间不用于实际夹紧动作时间Tb的计算。在该情况下，将在第二次或其以后的运转中得到的夹紧机构动作时间用于实际夹紧动作时间Tb，的计算。
另外，也可以假定夹紧机构动作未顺利进行，在考虑设备动作图案的基础上，预先决定机床的控制装置进行夹紧机构动作指令后至得到夹紧机构动作完成信号的时间的最大允许时间Tm。但使该最大允许时间Tm比实际夹紧动作时间Tb，长。在机床的控制装置进行了夹紧机构动作开始指令后，即便经过了上述最大允许时间Tm，若得不到夹紧机构动作完成信号，则也不进行机床20的下一动作。
通过本发明，能够提供如下具备旋转工作台的机床，即，事先考虑传感器的反馈信号的处理时间和至下一动作的时间，利用机床的数值控制装置计算出夹紧机构实质需要的动作的所需时间，基于这样求出的实质性动作的所需时间来控制夹紧机构，从而能够缩短夹紧或松开动作的周期。

Claims (6)

1.一种具备旋转工作台的机床，通过数值控制装置控制，其特征在于，
上述机床具有：安装工件的旋转工作台；对该旋转工作台的旋转进行夹紧的夹紧机构；以及检测该夹紧机构进行的夹紧动作或松开动作的完成并输出完成信号的传感器，还具备：
夹紧机构动作时间计时部，其在执行加工程序，从上述数值控制装置输出夹紧指令或松开指令时，对输出该指令后至利用上述传感器检测出夹紧完成或松开完成而使上述机床开始下一动作的夹紧机构动作时间进行计时；
夹紧机构动作时间存储部，其存储上述计时后的夹紧机构动作时间；以及
实际夹紧机构动作时间计算部，其求出从上述存储的夹紧机构动作时间减去预先设定的从夹紧机构动作完成至机床开始下一动作的时间而得的实际夹紧机构动作时间，
上述控制装置以利用上述夹紧机构动作时间计算部求出的实际夹紧机构动作时间的周期输出夹紧指令或松开指令，开始下一动作。
2.根据权利要求1所述的具备旋转工作台的机床，其特征在于，
上述实际夹紧机构动作时间计算部求出从存储于上述夹紧机构动作时间存储部的夹紧机构动作时间中最长的时间减去预先设定的从夹紧机构动作完成至上述机床开始下一动作的时间而得的值作为实际夹紧机构动作时间。
3.根据权利要求1所述的具备旋转工作台的机床，其特征在于，
上述实际夹紧机构动作时间计算部求出从存储于上述夹紧机构动作时间存储部的、从上次的夹紧动作或松开动作至规定次数前的夹紧动作或松开动作的夹紧机构动作时间中最长的时间减去预先设定的从夹紧机构动作完成至上述机床开始下一动作的时间而得的值作为实际夹紧机构动作时间。
4.根据权利要求1所述的具备旋转工作台的机床，其特征在于，
上述实际夹紧机构动作时间计算部求出从存储于上述夹紧机构动作时间存储部的上次的夹紧动作或松开动作的夹紧机构动作时间减去预先设定的从夹紧机构动作完成至机床开始下一动作的时间而得的时间作为实际夹紧机构动作时间。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的具备旋转工作台的机床，其特征在于，
上述夹紧机构动作时间存储部不存储上述机床运转开始后的上述旋转工作台的夹紧机构的第一次的上述夹紧机构动作时间。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的具备旋转工作台的机床，其特征在于，
作为上述传感器，使用位置检测传感器、位移传感器、压力传感器、流量传感器的任意一种。
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