CN105290879B - 具有旋转工作台的机床 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有旋转工作台的机床，所述机床具有夹紧/松开旋转工作台的旋转的夹紧机构。对在输出松开指令起经过由定时器设定的设定时间后使旋转工作台旋转时的负载进行测定，根据该测定出的负载的大小来进行定时器的设定时间的变更。由此，能够防止在松开完成前进行接下来的指令造成的夹紧机构的破损，能够延迟部件的寿命。

Description

具有旋转工作台的机床
技术领域
本发明涉及具有旋转工作台的加工中心等机床，特别是涉及具有如下功能的机床：自动地对旋转工作台的夹紧机构中的松开定时器进行最佳设定。
背景技术
在加工中心等机床中，分度工作台等旋转工作台被广泛使用。特别是在用于进行机床中的工件的分度动作的各种分度机构(作为一个示例，例如转塔刀架的使用了伺服电动机的分度机构)等中，以在旋转分度之后固定其位置的方式来使用夹紧机构。在这样的夹紧机构中，为了进行可靠性高的分度动作，不只是电动机和控制，夹紧机构也成为重要的要素。在这样的夹紧机构中，当在回转分度后再次进行回转分度时，在松开夹紧机构之后进行回转动作。
这样的旋转工作台中的夹紧机构一般通过气压或液压来进行动作。在这样的夹紧机构中，需要在松开完全进行之后来进行接下来的指令。因此，需要进行是否是完全进行了松开的确认。以往，使用专用的传感器来进行松开完成的确认，或者在发出了松开的指令之后经过了一定的时间之后判断为松开动作完成。
在日本特开2010-17830号公报中公开了关于检测装置的技术，所述检测装置在通过夹紧弹簧的作用力而相对于机床的主轴来紧固或者解除工具的机构中，对该夹紧弹簧的劣化状态进行检测。
在日本特开2007-7735号公报中公开了关于松开确认单元的技术，所述松开确认单元通过利用位置检测单元来检测出机床的夹紧机构中的回转构件的回转方向的位置，来判定固定构件处于松开状态。
在设置以往的松开确认用的专用传感器的情况下、和在日本特开2010-17830号公报以及日本特开2007-7735号公报所公开的技术等的、使用某些传感器来确认松开动作的情况下，虽然能够进行可靠的松开动作的确认，但是传感器的调整产生困难，并且由于需要另外设置传感器，因此成本可能上涨。
在进行松开的指令起经过了预定的时间之后判断为松开动作完成的情况下，想定从数值控制装置等输出松开指令起到机械性地进行松开花费的时间，在经过该时间之后视为松开完成。并且，将从输出该松开指令到松开完成为止的期间(预定时间)设定到定时器只不过，定时器构成为自输出松开指令起等待预定的时间之后接收接下来的指令。
图4是表示所述的松开动作的时间图。
在图4中，(a)表示松开指令，在时刻t1松开指令为开启，在时刻t3松开指令为关闭。从时刻t1到时刻t3的期间由松开定时器设定。并且，(c)表示在松开定时器动作的时刻t1到t3的期间，使联锁为锁定状态。(b)表示机械夹紧器接收时刻t1的松开指令开启而使状态从夹紧状态变化为松开状态，在时刻t2向松开状态的变化完成。
这里，松开定时器的设定时间(时刻t1到时刻t3)设定得比实际的松开时间(时刻t1到时刻t2)长以使得松开完成。因此，即使经过松开时间而松开完成(时刻t2)，松开定时器的动作中(即，时刻t1到时刻t3的期间)，联锁也处于锁定状态而不能执行其他的指令。因此在松开定时器完成之后(即，超过时刻t3之后)执行接下来的指令。
反之，有时在部件的年久老化、通过空压进行动作的夹紧机构的情况下，在空气质量低的情况等，夹紧机构的活塞部的润滑脂劣化，有时从接收到松开指令到机械性地完成松开为止的时间很长。此时，若到松开完成为止的时间花费太多，则在保持原本设定的松开定时器的情况下，在完成机械性的松开之前就可能进行接下来的指令。并且，在松开指令之后，由于旋转动作指令进来的情况居多，因此在实际的松开动作完成之前而开始下一次的旋转动作指令的话，则可能损伤夹紧机构，可能降低夹紧机构的可靠性。
发明内容
因此本发明鉴于上述的问题，其目的在于提供一种机床，能够通过调整松开定时器的设定来防止夹紧机构的破损从而延长部件的寿命，所述夹紧机构用于夹紧机床具有的旋转工作台的旋转。
本发明涉及的机床具有：旋转工作台，其用于安装加工物；电动机，其用于驱动该旋转工作台；夹紧机构，其用于夹紧该旋转工作台的旋转；以及定时器，其将从解除该夹紧机构的夹紧动作的松开指令到能够指示下一指令为止的时间设定为设定时间，还具有：负载测定部，其用于测定所述电动机的输出轴的负载；基准负载存储部，其预先存储所述旋转工作台的基准负载；暂定负载存储部，其将在输出所述旋转工作台的松开指令并经过所述定时器设定的设定时间后使所述旋转工作台旋转时的负载测定为暂定负载并进行存储；负载比较部，其用于将存储于所述基准负载存储部的基准负载与存储于所述暂定负载存储部的暂定负载进行比较；以及定时器变更部，在所述负载比较部的比较结果为所述暂定负载超过所述基准负载时，所述定时器变更部进行所述定时器的设定时间的变更。
所述基准负载存储部能够对从输出所述松开指令起到经过了可靠地成为松开状态的预定时间之后的期间中的、所述旋转工作台的旋转中的负载进行测定，对该测定出的负载的最大值进行存储。
所述暂定负载存储部能够对经过所述定时器设定的设定时间后的期间中的、所述旋转工作台的旋转中的负载进行测定，对该测定出的负载的最大值进行存储。
所述负载比较部也可以构成为，对所述暂定负载相对于所述基准负载是否收纳于预定的比例以内进行比较，并且，所述定时器变更部根据所述负载比较部的结果，来变更所述定时器的设定时间。
通过本发明，提供一种机床，能够通过调整松开定时器的设定来防止夹紧机构的破损从而延长部件的寿命，所述夹紧机构用于夹紧机床具有的旋转工作台的旋转。
附图说明
根据参照附图进行的以下的实施例的说明，可以明确本发明的上述以及其它目的以及特征。这些附图中：
图1是表示用于本发明涉及的机床的、具有直接传动机构的分度工作台(旋转工作台)的剖视图。
图2A以及图2B是表示松开定时器时间的设定处理的过程的流程图。
图3是松开定时器时间的设定中的时间图。
图4是表示松开动作的时间图。
具体实施方式
使用图1来对用于本发明涉及的机床的、具有直接传动机构的分度工作台(旋转工作台)进行说明。
外壳3固定于壳体2。在外壳3内，轴1经由主轴承4a、4b被支承为能够旋转。电动机的定子5a固定于壳体2。另一方面，该电动机的转子5b安装于在轴1固定的转子支架，并被支承为能够相对于壳体2旋转。
并且，编码器6、气缸7、以及后板8均固定于壳体2。制动盘9与轴1结合，并能够相对于壳体2旋转。活塞10经密封件11a、11b、11c能够在气缸内部前后动作。所述密封件11a、11b、11c均防止来自外部的切削屑和切削液的侵入。并且，活塞10被弹簧12以向夹紧的方向动作的方式施力。
在夹紧旋转工作台的旋转时，通过电磁阀来控制空气的流路以使压缩空气流入到夹紧用的空气室13a中，在松开时通过电磁阀来控制空气的流路以使压缩空气流入到松开用的空气室13b中。
在对分度工作台输入夹紧指令时，压缩空气流入到夹紧用的空气室13a中，活塞10向制动盘9侧动作，通过活塞10和后板8来夹住制动盘9，由此，轴1成为不能旋转的状态。反之，在对分度工作台输入松开指令时，压缩空气流入到松开用的空气室13b中，活塞10向与制动盘9相反方向活动，制动盘9被从活塞10开放，轴1成为能够旋转的状态。
所述的夹紧和松开的动作完成需要预定的时间。还能够使用移位传感器、力传感器、流量传感器等来检测出松开完成，而在不设置所述机构的情况下，设定输出松开指令起的预定时间，在经过了该设定时间之后认为松开完成。以下，将输出松开指令起的设定时间称为“松开定时器时间”，并且，将到机构实际松开为止的时间称为“松开时间”。
由于松开定时器时间是视为松开完成而设定的时间，因此在该松开定时器时间中，将联锁设为锁定状态，从而不能执行其他的指令。因此，在松开定时器时间完成之后执行接下来的指令。
另外，若将松开定时器时间设定得长，则松开可靠地完成而能够保证可靠性，但是从松开动作到向接下来的动作转移则需要时间。反之，若将松开定时器时间设定得短，则能够迅速地执行松开动作的接下来进行的动作，但是由于年久老化等，实际的松开时间变长，而若为比松开定时器时间长的时间，则由于在松开完成之前就进行接下来的动作的执行，因此在接下来的动作的执行时制动盘9可能与活塞10或后板接触。
因此，需要适当地设定松开定时器时间。接下来，对使用了本实施方式的分度工作台的负载检测功能的松开定时器时间的最佳化的方法进行说明。
当在松开机械性地完成的状态下使轴1旋转时，电动机承受的负载为固定于旋转工作台上的工件和夹具的惯性，但是在松开没有机械性地完成的状态下，若使轴旋转，则除了该惯性之外还会检测出施加了制动盘9与活塞10或后板接触而产生的负载。在本实施方式中，利用当处于松开没有完成的状态时电动机承受的负载变大这一情况，来设定松开定时器时间。
接下来，根据图2A、图2B以及图3，对具体的松开定时器时间的设定方法进行说明。图2A以及图2B是说明松开定时器时间的设定处理的过程的流程图，图3是松开定时器时间的设定中的时间图。以下，按步骤来说明图2A以及图2B的流程图。
·(步骤S100)通过操作员的起动等，起动松开定时器时间的最佳化程序，开始松开定时器时间自动设定处理。
·(步骤S101)对松开定时器时间t、成为旋转中负载的限度值的最大负载Pmax、将暂定负载与基准负载进行比较时所使用的比例r、成为松开定时器时间的限度值的最大定时器时间tmax、以及松开定时器时间的最大调整次数N进行设定。
·(步骤S102)设定为n＝0。
·(步骤S103)开始基准负载存储过程(图3(a))
·(步骤S104)进行松开指令
·(步骤S105)等待超过松开定时器时间t，且可靠地进行松开的充足的时间。
·(步骤S106)进行预定的旋转动作指令。
·(步骤S107)将旋转动作中的负载的最大值作为基准负载P0而存储到存储器中。
·(步骤S108)判定P0是否超过Pmax。在超过的情况下(是)向步骤S109前进，在没超过的情况下(否)向步骤S200前进。
·(步骤S109)发出催促保养的警报
·(步骤S200)开始暂定负载存储过程(参照图3的(b))
·(步骤S201)进行夹紧指令。
·(步骤S202)经过预定时间后，进行松开指令。
·(步骤S203)针对工作台进行预定的旋转动作指令。
·(步骤S204)将设定于松开定时器的设定时间t经过后的、旋转动作中的负载的最大值作为暂定负载P1而存储到存储器中。
·(步骤S300)判定暂定负载P1除以基准负载P0而得的值(P1/P0)是否比预定的值r大。大的情况下(是)向步骤S400前进，不大的情况下(否)向步骤S500前进，完成松开定时器自动设定。
·(步骤S400)对n是否是最大调整次数N以上，或者，t是否是松开定时器时间的限度值tmax以上进行判定。在满足其中一个的情况下(是)向步骤S501前进，在都不满足的情况下(否)向步骤S401前进。
·(步骤S401)通过对t增加预定的值△t而更新t。
·(步骤S402)通过对n的值增加1而更新n。
·(步骤S501)发出夹紧机构的更换等催促保养的警报。
图3表示松开定时器时间的自动设定昨日的时间图。
在图3中，
(a)是基准负载存储过程，输出松开指令，在经过进行松开所需充足的松开定时器时间之后输出旋转动作指令，将旋转负载动作中的最大值设为P0。
(b)是暂定负载存储过程，将经过松开定时器时间t后的旋转负载动作中的最大值设为P1。该情况下，因部件的年久老化等松开在松开定时器时间t内没有完成，因此P1比P0的预定比例r大，该情况下进行松开定时器时间的修正。
(c)是松开定时器时间修正后的暂定负载存储过程。与(b)的暂定负载存储过程的情况相比，以松开定时器时间变长的方式进行修正，由此，松开在松开定时器时间t内完成，因此，旋转负载动作中的最大值与基准负载存储过程中存储的基准负载P0的值大致相等，在该时间点完成松开定时器时间的设定。
另外，在本实施方式中，对暂定负载P1是否比基准负载P0的预定比例r大进行判定，在大的情况下使松开定时器时间t增加预定的时间△t来进行松开定时器时间的调整，但是有时根据预定的时间△t的大小的不同，松开定时器时间t的值过大。因此，还可以在使松开定时器时间t分阶段地增加而进行了调整之后，将变更的预定时间的值设为小的值，分阶段地使其减少而调整为最佳的松开定时器时间。并且，本实施方式使用设置于机床内的分度工作台作为旋转工作台进行了说明，但是在从工作台的相反侧进行支承的摇篮式分度工作台中也能够同样适用。

Claims (4)

1.一种机床，具有：旋转工作台，其用于安装加工物；电动机，其用于驱动该旋转工作台；夹紧机构，其用于夹紧所述旋转工作台的旋转；以及定时器，其将从解除该夹紧机构的夹紧动作的松开指令到能够指示下一指令为止的时间设定为设定时间，其特征在于，所述机床具有：
负载测定单元，其用于测定所述电动机的输出轴的负载；
基准负载存储单元，其预先存储所述旋转工作台的基准负载；
暂定负载存储单元，其将输出所述旋转工作台的松开指令且经过所述定时器设定的设定时间后使所述旋转工作台旋转时的负载测定为暂定负载并进行存储；
负载比较单元，其用于将所述基准负载与所述暂定负载进行比较；以及定时器变更单元，在所述负载比较单元的比较结果为所述暂定负载超过所述基准负载时，该定时器变更单元进行使所述定时器的设定时间增长的变更。
2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，
所述基准负载存储单元对从输出所述松开指令起经过了可靠地成为松开状态的预定时间之后的期间的、所述旋转工作台的旋转中的负载进行测定，并对该测定的负载的最大值进行存储。
3.根据权利要求1或2所述的机床，其特征在于，
所述暂定负载存储单元对经过所述定时器设定的设定时间后的期间中的、所述旋转工作台的旋转中的负载进行测定，并对该测定的负载的最大值进行存储。
4.一种机床，具有：旋转工作台，其用于安装加工物；电动机，其用于驱动该旋转工作台；夹紧机构，其用于夹紧所述旋转工作台的旋转；以及定时器，其将从解除该夹紧机构的夹紧动作的松开指令到能够指示下一指令为止的时间设定为设定时间，其特征在于，所述机床具有：
负载测定单元，其用于测定所述电动机的输出轴的负载；
基准负载存储单元，其预先存储旋转动作中的负载的最大值作为所述旋转工作台的基准负载；
暂定负载存储单元，其将输出所述旋转工作台的松开指令且经过所述定时器设定的设定时间后使所述旋转工作台旋转时的负载测定为暂定负载并进行存储；
负载比较单元，其用于将所述基准负载与所述暂定负载进行比较；以及定时器变更单元，在所述负载比较单元的比较结果为所述暂定负载超过所述基准负载的预定比例时，该定时器变更单元进行使所述定时器的设定时间增长的变更。
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