CN105592978A - 机床 - Google Patents

Abstract

一种具备运算控制装置的机床，所述运算控制装置以通过保持于主轴的摄影相机分别计测动臂的原料孔的位置的方式控制电动机(S111～S113)，基于由摄影相机拍摄到的原料孔的位置信息而分别算出原料孔的中心轴的位置(S114、S115)，分别算出作为目标的两个中心轴之间的距离(S116)，在算出的距离中的至少一个不满足规定值的情况下(S117)，基于式(1101)、(1111)～(1114)、(1141)～(1144)，由满足式(1111-1)～(1114-1)、(1141-1)～(1144-1)的最小化值算出加工孔的最优化位置(S121)，以在算出的加工孔的最优化位置形成加工孔的方式控制电动机而进行保持于主轴的工具对原料孔的切削加工(S122、S123)。

Description

机床

技术领域

本发明涉及机床。

背景技术

例如，在铲车的动臂中，包括将在规定的位置形成有多个用于对斗杆、液压缸等进行轴支承的孔的成对的板材相对配置并利用连结构件进行连结固定的结构。在这样的动臂中，当相对的上述孔的轴心位置相互偏离时，无法使轴贯通进行支承，因此在将上述板材相对配置并利用连结构件进行了连结固定之后，例如，通过对置型卧式镗铣床等，对上述板材的相对的原料孔进行切削加工而将其扩径，由此调整加工成位于同轴上的加工孔。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-102843号公报

发明内容

发明要解决的课题

在前述那样的铲车的动臂中，将相对的上述原料孔调整加工成位于同轴上的加工孔时，若某加工孔的轴心与其他的加工孔的轴心之间的距离(间距)产生规定值(容许值)以上的误差，则无法在该加工孔间连结液压缸等，成为不合格品。

这样的问题并不局限于前述那样通过对置型的卧式镗铣床等对铲车的动臂的相对的原料孔进行切削加工而调整加工成扩径的加工孔的情况，只要是通过机床对形成有n个(其中，n为3以上的整数)原料孔的工件的该原料孔进行切削加工而调整加工成扩径的加工孔的情况，就会与上述的情况同样地产生。

根据这样的情况，本发明的目的在于提供一种在对形成有n个(其中，n为3以上的整数)原料孔的工件的该原料孔进行切削加工而调整加工成扩径的加工孔时，能够将原料孔调整加工于加工孔间的间距误差收敛于容许值以下的最优化位置的机床。

用于解决课题的手段

用于解决前述的课题的本发明的机床对形成有n个原料孔的工件的该原料孔进行切削加工而调整加工成扩径的加工孔，其中，n为3以上的整数，所述机床的特征在于，具有：工作台，载置所述工件；主轴，能够以能够更换对所述工件的所述原料孔进行切削加工的工具和计测该工件的该原料孔的位置的计测单元的方式将该工具及该计测单元保持为能够拆装；主轴驱动单元，驱动所述主轴旋转；及相对移动单元，以使所述工具及所述计测单元相对于所述工件沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动的方式使所述工作台及所述主轴中的至少一方移动，并且，所述机床具备运算控制单元，所述运算控制单元以通过保持于所述主轴的所述计测单元分别计测所述工件的所述原料孔的位置的方式控制所述相对移动单元，所述运算控制单元基于由所述计测单元计测到的所述原料孔的位置信息而分别算出该原料孔的中心轴的位置，所述运算控制单元分别算出作为目标的两个所述中心轴之间的距离，所述运算控制单元在算出的所述距离中的至少一个不满足规定值的情况下，基于下述式(100)、(110)、(120)、(130)、(140)、(150)，由满足下述式(110-1)、(120-1)、(130-1)、(140-1)、(150-1)的最小化值算出所述加工孔的最优化位置，所述运算控制单元以在算出的所述加工孔的最优化位置形成该加工孔的方式控制所述主轴驱动单元及所述相对移动单元而进行保持于所述主轴的所述工具对所述原料孔的切削加工。

其中，在下述式中，MX_ki是原料孔G_k的中心轴的X轴方向的位置，MY_ki是原料孔G_k的中心轴的Y轴方向的位置，MX_ko是基于原料孔G_k的调整加工的加工孔H_k能够形成的圆形状的范围的中心轴的X轴方向的位置，MY_ko是基于原料孔G_k的调整加工的加工孔H_k能够形成的圆形状的范围的中心轴的Y轴方向的位置，OX_k是加工孔H_k的轴心的X轴方向的位置，OY_k是加工孔H_k的轴心的Y轴方向的位置，OX_ks是设计上的加工孔H_k的轴心的X轴方向的位置，OY_ks是设计上的加工孔H_k的轴心的Y轴方向的位置，OX_ms是设计上的加工孔H_m的中心轴的X轴方向的位置，OY_ms是设计上的加工孔H_m的中心轴的Y轴方向的位置，P_km是设计上的加工孔H_k、H_m间的间距，ΔP_km是算出的加工孔H_k、H_m间的间距误差，ΔX_km是加工孔H_k、H_m的X轴方向的轴心间误差，ΔY_km是加工孔H_k、H_m的Y轴方向的轴心间误差，ΔQ_k是原料孔G_k的中心轴与算出的加工孔H_k的轴心之间的偏离量，ΔT_k是加工孔H_k能够形成的圆形状的范围的中心轴与算出的加工孔H_k的轴心之间的长度，EP_km是加工孔H_K、H_m间的间距误差的容许值，EX_km是加工孔H_k、H_m的X轴方向的轴心间误差的容许值，EY_km是加工孔H_k、H_m的Y轴方向的轴心间误差的容许值，EQ_k是原料孔G_k的中心轴与加工孔H_k的轴心之间的偏离量的容许值，ET_k是加工孔H_k能够形成的圆形状的范围的中心轴与加工孔H_k的轴心之间的长度的容许值，WP_km是ΔP_km的加权系数，WX_km是ΔX_km的加权系数，WY_km是ΔY_km的加权系数，WQ_A是ΔQ_k的加权系数，WT_k是ΔT_k的加权系数。

[数学式1]

$\begin{array}{c}Fn\left({\mathrm{OX}}_1,{\mathrm{OX}}_2,\mathrm{...},OXn,{\mathrm{OY}}_1,{\mathrm{OY}}_2,\mathrm{...}OYn\right)\\ =\frac{1}{2}*\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m\≠k}{\overset{n}{\underset{m=1}{\mathrm{\Σ}}}}\left({\mathrm{WP}}_{km}*{{\mathrm{\ΔP}}_{km}}^2+{\mathrm{WX}}_{km}*{{\mathrm{\ΔX}}_{km}}^2+{\mathrm{WY}}_{km}*{{\mathrm{\ΔY}}_{km}}^2\right)\\ +\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\left({\mathrm{WQ}}_k*{{\mathrm{\ΔQ}}_k}^2+{\mathrm{WT}}_k*{{\mathrm{\ΔT}}_k}^2\right)\end{array}\mathrm{...}\left(100\right)$

${\mathrm{\ΔP}}_{km}=\sqrt{{({\mathrm{OX}}_m-{\mathrm{OX}}_k)}^2+{({\mathrm{OY}}_m-{\mathrm{OY}}_k)}^2}-P_{km}...\left(110\right)$

ΔP_km≦EP_km···(110-1)

ΔX_km＝(OX_m-OX_k)-(OX_ms-OX_ks)···(120)

ΔX_km≦EX_km···(120-1)

ΔY_km＝(OY_m-OY_k)-(OY_ms-OY_ks)···(130)

ΔY_km≦EY_km···(130-1)

${\mathrm{\ΔQ}}_k=\sqrt{{({\mathrm{OX}}_k-{\mathrm{MX}}_{ki})}^2+{({\mathrm{OY}}_k-{\mathrm{MY}}_{ki})}^2}...\left(140\right)$

ΔQ_k≦EQ_k···(140-1)

${\mathrm{\ΔT}}_k=\sqrt{{({\mathrm{OX}}_k-{\mathrm{MX}}_{ko})}^2+{({\mathrm{OY}}_k-{\mathrm{MY}}_{ko})}^2}...\left(150\right)$

ΔT_k≦ET_k···(150-1)

另外，本发明的机床以上述的机床为基础，其特征在于，所述工件是铲车的动臂。

另外，本发明的机床以上述的机床为基础，其特征在于，所述机床是对置型卧式镗铣床。

另外，本发明的机床以上述的机床为基础，其特征在于，所述计测单元是摄影相机或接触式传感器。

发明效果

根据本发明的机床，即便是在加工孔间产生容许值以上的间距误差的工件，也能够将加工孔调整加工于所有的间距误差收敛于容许值以下的最优化位置，因此能够较大地减少不合格品的产生。

附图说明

图1是表示将本发明的机床应用于对置型卧式镗铣床的情况下的第一实施方式的主要部分的概略结构的俯视图。

图2是表示图1的对置型卧式镗铣床的主要部分的概略结构的主视图。

图3是图1的对置型卧式镗铣床的主要部分的控制框图。

图4是铲车的动臂的概略构造图。

图5是第一实施方式的对置型卧式镗铣床的主要工作的流程图。

图6是加工孔的中心轴的说明图。

图7是形成于凸缘部的加工孔的位置的说明图。

图8是将本发明的机床应用于对置型卧式镗铣床的情况下的第二实施方式的主要部分的控制框图。

图9是第二实施方式的对置型卧式镗铣床的主要工作的流程图。

图10是突起部的中心轴的说明图。

图11是凸缘部的圆弧部及其中心轴的说明图。

具体实施方式

基于附图来说明本发明的机床的实施方式，但是本发明没有仅限定为基于附图而说明的以下的实施方式。

<第一实施方式>

基于图1～7，说明本发明的机床的第一实施方式。

如图1、2所示，在机座111的上部设有沿着X轴方向(图1中为上下方向，图2中为纸面垂直方向)能够滑动移动的工作台112。在所述工作台112的宽度方向(图1、2中的左右方向)两侧分别载置的机座121、131上分别竖立设置有支柱122、132。

在所述支柱122、132的所述工作台112侧的面上，主轴头123、133以相对于该支柱122、132的上述面能够沿着作为上下方向的Y轴方向(图1中为纸面垂直方向，图2中为上下方向)分别移动的方式设置。主轴124、134以前端朝向该工作台112侧的方式分别设置在所述主轴头123、133的所述工作台112侧的面上，该主轴124、134相对于该主轴头123、133在作为轴心方向的Z轴方向(图1、2中为左右方向)上分别能够进退移动。

作为计测单元的摄影相机125、135以能够拆装的方式分别安装于所述主轴124、134，该主轴124、134能够以能够更换该摄影相机125、135和铣刀等切削加工用等的未图示的工具的方式保持该摄影相机125、135和该工具中的任一方。

如图3所示，所述摄影相机125、135与作为运算控制单元的运算控制装置140的输入部电连接。所述运算控制装置140的输出部与使所述工作台112沿着X轴方向移动的驱动电动机113、使所述主轴头123、133沿着Y轴方向分别移动的驱动电动机126、136、使所述主轴124、134在Z轴方向上分别进退移动的驱动电动机127、137、分别驱动所述主轴124、134旋转的驱动电动机128、138分别电连接。

在所述运算控制装置140的输入部上电连接有输入各种指令的输入装置141，该运算控制装置140基于来自所述输入装置141的信息及预先输入的信息，能够对所述驱动电动机113、126～128、136～138进行工作控制，并且基于来自所述摄影相机125、135的信息及预先输入的信息，能够进行用于对所述驱动电动机113、126、127、136、137进行工作控制的运算(详情在后文叙述)。

如图4所示，作为工件的铲车的动臂10将成对的板材11、12相对配置并利用连结件13进行连结固定。在板材11、12上，用于对斗杆、液压缸等进行轴支承的原料孔11A～11D、12A～12D分别在规定的位置形成多个(在本实施方式中为4个)。

所述动臂10的所述原料孔11A、11B、11D、12A、12B、12D分别形成于所述板材11、12的向厚度方向外侧突出的圆柱状(圆筒状)的突起部11a、11b、11d、12a、12b、12d。所述动臂10的所述原料孔11C、12C分别形成于以与所述板材11、12的表面齐面的方式突出的托架部11c、12c的呈圆弧状的突出端侧。

需要说明的是，在本实施方式中，由所述支柱122、132、所述主轴头123、133、所述驱动电动机113、126、127、136、137等构成相对移动单元，由所述驱动电动机128、138等构成主轴驱动单元。

接下来，说明这样的本实施方式的机床100的对所述动臂10的所述原料孔11A～11D、12A～12D进行切削加工而调整加工成扩径的加工孔10A～10D的工作。

首先，在所述工作台112上的规定位置载置所述动臂10(图5中的S111)，并且向所述主轴124、134上安装所述摄影相机125、135(图5中的S112)。

接下来，为了利用所述摄影相机125、135拍摄所述动臂10的所述板材11、12的所述原料孔11A～11D、12A～12D而通过所述输入装置141向所述运算控制装置140输入信息时，该运算控制装置140使所述驱动电动机113、126、127、136、137工作而使所述工作台112沿X轴方向移动，并且使所述主轴124、134沿Y轴方向及Z轴方向移动，从而利用所述摄影相机125、135拍摄所述动臂10的所述板材11、12的所述原料孔11A～11D、12A～12D(图5中的S113)。

所述运算控制装置140基于来自所述摄影相机125、135的信息，分别求出所述动臂10的所述板材11、12的所述原料孔11A～11D、12A～12D的X轴方向及Y轴方向的位置(图5中的S114)。

并且，所述运算控制装置140分别算出能够以使所述板材11、12的相对的所述原料孔11A～11D、12A～12D彼此的X轴方向及Y轴方向的位置一致即消除偏芯的方式，以最少的移动量使相对的上述原料孔11A～11D、12A～12D的轴心位置位于同轴上的中心轴10ai～10di的X轴方向及Y轴方向的位置(参照图6)(图5中的S115)。

接下来，所述运算控制装置140分别算出作为目标的两个所述中心轴10ai～10di之间的距离(间距)，具体而言，所述中心轴10ai、10bi间的间距、所述中心轴10bi、10ci间的间距、所述中心轴10ci、10di间的间距、所述中心轴10ai、10di间的间距这总计4个间距(图5中的S116)，并判断这些间距是否全部在规定值(容许值)以内(图5中的S117)。

在所有的所述间距处于规定值(容许值)以内的情况下，将安装于所述主轴124、134的所述摄影相机125、135与铣刀等切削加工用等的工具进行更换(图5中的S118)。

并且，所述运算控制装置140为了利用所述工具对所述原料孔11A～11D、12A～12D进行切削并调整加工成以所述中心轴10ai～10di为轴心的加工孔10A～10D，通过对所述驱动电动机113、126、127、136、137进行工作控制，使所述工作台112沿X轴方向移动并且使所述主轴124、134沿Y轴方向及Z轴方向移动，同时通过对所述驱动电动机128、138进行工作控制来驱动所述主轴124、134旋转(图5中的S119)。

另一方面，在即便所述间距中的一个不满足规定值(容许值)的情况下，所述运算控制装置140基于下述式(1101)、(1111)～(1114)、(1141)～(1144)，算出满足下述式(1111-1)～(1114-1)、(1141-1)～(1144-1)的最小化值，即将各中心轴10ai～10di的X轴方向及Y轴方向最优化后的位置，换言之，算出各加工孔10A～10D的轴心的最优化位置(图5中的S121)。

F(OX_a，OX_b，OX_c，OX_d，OY_a，OY_b，OY_c，OY_d)

＝(WP_AB×ΔP_AB ²)+(WP_BC×ΔP_BC ²)+(WP_CD×ΔP_CD ²)

+(WP_AD×ΔP_AD ²)+(WQ_A×ΔQ_A ²)+(WQ_B×ΔQ_B ²)

+(WQ_C×ΔQ_C ²)+(WQ_D×ΔQ_D ²)…(1101)

ΔP_AB＝{(OX_b-OX_a)²+(OY_b-OY_a)²}^1/2-P_AB…(1111)

ΔP_BC＝{(OX_c-OX_b)²+(OY_c-OY_b)²}^1/2-P_BC…(1112)

ΔP_CD＝{(OX_d-OX_c)²+(OY_d-OY_c)²}^1/2-P_CD…(1113)

ΔP_AD＝{(OX_a-OX_d)²+(OY_a-OY_d)²}^1/2-P_AD…(1114)

ΔP_AB≦EP_AB…(1111-1)

ΔP_BC≦EP_BC…(1112-1)

ΔP_CD≦EP_CD…(1113-1)

ΔP_DA≦EP_DA…(1114-1)

ΔQ_A＝{(OX_a-MX_ai)²+(OY_a-MY_ai)²}^1/2…(1141)

ΔQ_B＝{(OX_b-MX_bi)²+(OY_b-MY_bi)²}^1/2…(1142)

ΔQ_C＝{(OX_c-MX_ci)²+(OY_c-MY_ci)²}^1/2…(1143)

ΔQ_D＝{(OX_d-MX_di)²+(OY_d-MY_di)²}^1/2…(1144)

ΔQ_A≦EQ_A…(1141-1)

ΔQ_B≦EQ_B…(1142-1)

ΔQ_C≦EQ_C…(1143-1)

ΔQ_D≦EQ_D…(1144-1)

在此，对上述各值进行说明。

MX_ai是所述中心轴10ai的X轴方向的位置，MY_ai是所述中心轴10ai的Y轴方向的位置，MX_bi是所述中心轴10bi的X轴方向的位置，MY_bi是所述中心轴10bi的Y轴方向的位置，MX_ci是所述中心轴10ci的X轴方向的位置，MY_ci是所述中心轴10ci的Y轴方向的位置，MX_di是所述中心轴10di的X轴方向的位置，MY_di是所述中心轴10di的Y轴方向的位置，如先前说明那样，是基于来自所述摄影相机125、135的信息，以使相对的所述原料孔11A～11D、12A～12D的轴心位置一致的方式通过所述运算控制装置140算出的值。

OX_a是所述加工孔10A的轴心的X轴方向的位置，OY_a是所述加工孔10A的轴心的Y轴方向的位置，OX_b是所述加工孔10B的轴心的X轴方向的位置，OY_b是所述加工孔10B的轴心的Y轴方向的位置，OX_c是所述加工孔10C的轴心的X轴方向的位置，OY_c是所述加工孔10C的轴心的Y轴方向的位置，OX_d是所述加工孔10D的轴心的X轴方向的位置，OY_d是所述加工孔10D的轴心的Y轴方向的位置，是基于上述式(1101)、(1111)～(1114)、(1141)～(1144)、(1111-1)～(1114-1)、(1141-1)～(1144-1)，通过所述运算控制装置140算出的值。

P_AB是设计上的所述加工孔10A与所述加工孔10B的轴心间距离(间距)，P_BC是设计上的所述加工孔10B与所述加工孔10C的轴心间距离(间距)，P_CD是设计上的所述加工孔10C与所述加工孔10D的轴心间距离(间距)，P_AD是设计上的所述加工孔10A与所述加工孔10D的轴心间距离(间距)，是向所述运算控制装置140预先输入的值。

ΔP_AB是算出的所述加工孔10A的轴心和所述加工孔10B的轴心之间的轴心间距离(间距)与上述P_AB的差分(间距误差)，ΔP_BC是算出的所述加工孔10B的轴心和所述加工孔10C的轴心之间的轴心间距离(间距)与上述P_BC的差分(间距误差)，ΔP_CD是算出的所述加工孔10C的轴心和所述加工孔10D的轴心之间的轴心间距离(间距)与上述P_CD的差分(间距误差)，ΔP_AD是算出的所述加工孔10A的轴心和所述加工孔10D的轴心之间的轴心间距离(间距)与上述P_AD的差分(间距误差)，是通过所述运算控制装置140算出的值。

ΔQ_A是所述中心轴10ai和算出的所述加工孔10A的轴心之间的长度(偏离量)，ΔQ_B是所述中心轴10bi和算出的所述加工孔10B的轴心之间的长度(偏离量)，ΔQ_C是所述中心轴10ci和算出的所述加工孔10C的轴心之间的长度(偏离量)，ΔQ_D是所述中心轴10di和算出的所述加工孔10D的轴心之间的长度(偏离量)，是通过所述运算控制装置140算出的值。

EP_AB是所述加工孔10A、10B间的间距误差的容许值，EP_BC是所述加工孔10B、10C间的间距误差的容许值，EP_CD是所述加工孔10C、10D间的间距误差的容许值，EP_AD是所述加工孔10A、10D间的间距误差的容许值，是向所述运算控制装置140预先输入的值。

EQ_A是所述中心轴10ai与所述加工孔10A的轴心的偏离量的容许值，EQ_B是所述中心轴10bi与所述加工孔10B的轴心的偏离量的容许值，EQ_C是所述中心轴10ci与所述加工孔10C的轴心的偏离量的容许值，EQ_D是所述中心轴10di与所述加工孔10D的轴心的偏离量的容许值，是向所述运算控制装置140预先输入的值。

WP_AB是所述ΔP_AB的加权系数，WP_BC是所述ΔP_BC的加权系数，WP_CD是所述ΔP_CD的加权系数，WP_AD是所述ΔP_AD的加权系数，是根据各种条件而适当设定的0以上的值。

WQ_A是所述ΔQ_A的加权系数，WQ_B是所述ΔQ_B的加权系数，WQ_C是所述ΔQ_C的加权系数，WQ_D是所述ΔQ_D的加权系数，是根据各种条件而适当设定的0以上的值。

在此，例如，所述间距误差的容许值E_AB、E_BC、E_CD、E_AD分别为±5mm，所述偏离量的容许值E_A、E_B、E_C、E_D分别为2.5mm，基于来自所述摄影相机124、134的信息，算出所述MX_ai～MX_di、MY_ai～MY_di，并且将所述加权系数W_AB、W_BC、W_CD、W_AD、W_A～W_D分别设为“1”，算出所述式(1101)、(1111)～(1114)、(1141)～(1144)，在产生了不满足所述式(1111-1)～(1114-1)、(1141-1)～(1144-1)的所述间距误差ΔAB、ΔBC、ΔCD、ΔAD及所述偏离量ΔA～ΔD时，使不满足的所述间距误差ΔAB、ΔBC、ΔCD、ΔAD及所述偏离量ΔA～ΔD的所述加权系数W_AB、W_BC、W_CD、W_AD、W_A～W_D分别逐渐(例如，每次0.1)增加直至不满足的所述式(1111-1)～(1114-1)、(1141-1)～(1144-1)满足为止，由此算出上述各值(参照下述表1～4的最优化例1)。

并且，例如，在想要尽量减小所述偏离量ΔA～ΔD的情况下，换言之，在想要尽量大地保留所述应得部分的情况下，将该偏离量ΔA～ΔD的所述加权系数W_A～W_D分别设为“1”，而将所述间距误差ΔAB、ΔBC、ΔCD、ΔAD的加权系数W_AB、W_BC、W_CD、W_AD设为“0”，算出所述式(1101)、(1111)～(1114)、(1141)～(1144)，在产生了不满足所述式(1111-1)～(1114-1)、(1141-1)～(1144-1)的所述间距误差ΔAB、ΔBC、ΔCD、ΔAD及所述偏离量ΔA～ΔD时，使不满足的所述间距误差ΔAB、ΔBC、ΔCD、ΔAD的所述加权系数W_A～W_D分别逐渐(例如，每次0.1)增加直至不满足的所述式(1111-1)～(1114-1)、(1141-1)～(1144-1)满足为止，由此算出上述各值(参照下述表1～4的最优化例2)。

而且，例如图7所示，在所述托架部11c、12c中，若在X轴方向或Y轴方向上比所述原料孔11C、12C靠正侧(图7中，右方向或上方向)处形成所述加工孔10C，则可能会引起强度的下降的情况下，进而，以也满足下述式(1143-2)、(1143-3)的方式算出所述各值(参照下述表1～4的最优化例3)。

OX_c≦MX_ci…(1143-2)

OY_c≦MY_ci…(1143-3)

[表1]

单位：mm

[表2]

单位：mm

[表3]

单位：mm

[表4]

单位：mm

从上述表1～4可知，即使在所述加工孔10A、10B间的间距误差(6.860mm)超过容许值(±5mm)的情况下，如上述最优化例1所示，能够将所述偏离量抑制在容许值(2.5mm)内并将所述间距误差也抑制在容许值以下(3.513mm)。

另外，如上述最优化例2所示，将所述加工孔10A、10B间的间距误差(6.860mm)抑制为容许值以下(4.740mm)的情况自不必说，与最优化例1的情况相比，还能够将所述偏离量抑制得更小。

此外，如上述最优化例3所示，没有使所述加工孔10C在X轴方向或Y轴方向上位于比所述原料孔11C、12C靠正侧(图7中的右方向或上方向)处，即没有使OX_c-MX_ci及OY_c-MY_ci为正数，而能够将所述加工孔10A、10B间的间距误差(6.860mm)抑制成容许值以下(4.668mm)，能够抑制所述加工孔10C的强度下降。

这样通过所述运算控制装置140算出了各加工孔10A～10D的最优化位置之后，将安装于所述主轴124、134的所述摄影相机125、135与铣刀等切削加工用等的工具进行更换(图5中的S122)。

并且，所述运算控制装置140基于算出的上述结果以利用所述工具对所述原料孔11A～11D、12A～12D进行切削加工而使其扩径的方式使所述驱动电动机113、126、127、128、136、137、138工作，由此在所述动臂10上调整加工所述加工孔10A～10D(图5中的S123)。

这样将所述原料孔11A～11D、12A～12D调整加工成所述加工孔10A～10D之后的所述动臂10由于所述间距误差全部成为容许值以下，因此在所述加工孔10A～10D间能够没有任何问题地连结液压缸等。

因此，根据本实施方式的机床100，即便是产生容许值以上的间距误差那样的动臂10，也能够将所述加工孔10A～10D调整加工于全部的间距误差收敛于容许值以下的最优化位置，因此能够较大地减少不合格品的产生。

<第二实施方式>

基于图8～11，说明本发明的机床的第二实施方式。需要说明的是，对于与前述的实施方式同样的部分，使用与前述的实施方式的说明中使用的标号同样的标号，由此省略与前述的实施方式中的说明重复的说明。

如图8所示，所述摄影相机125、135及所述输入装置141与作为运算控制单元的运算控制装置240的输入部电连接。所述运算控制装置240的输出部与所述驱动电动机113、126～128、136～138分别电连接。

并且，所述运算控制装置240能够基于来自所述输入装置141的信息及预先输入的信息，对所述驱动电动机113、126～128、136～138进行工作控制，并且能够基于来自所述摄影相机125、135的信息及预先输入的信息，进行用于对所述驱动电动机113、126、127、136、137进行工作控制的运算(详情在后文叙述)。

接下来，说明具有这样的上述运算控制装置240的本实施方式的机床的工作。

与前述的实施方式的情况同样，在进行了所述步骤S111、S112之后，若通过所述输入装置141向所述运算控制装置240输入信息，以利用所述摄影相机125、135拍摄所述动臂10的所述板材11、12的所述突起部11a、11b、11d、12a、12b、12d及所述托架部11c、12c以及所述原料孔11A～11C、12A～12D，则该运算控制装置240使所述驱动电动机113、126、127、136、137工作，使所述工作台112沿X轴方向移动并使所述主轴124、134沿Y轴方向及Z轴方向移动，以利用所述摄影相机125、135拍摄所述动臂10的所述板材11、12的所述突起部11a、11b、11d、12a、12b、12d及所述托架部11c、12c以及所述原料孔11A～11D、12A～12D(图9中的S213)。

所述运算控制装置240基于来自所述摄影相机125、135的信息，分别求出所述动臂10的所述板材11、12的所述原料孔11A～11D、12A～12D的X轴方向及Y轴方向的位置，并且分别求出所述突起部11a、11b、11c、12a、12b、12c的X轴方向及Y轴方向的位置，进而，分别求出与所述托架部11c、12c的突出端的圆弧部11ca、12ca对应的轴心的X轴方向及Y轴方向的位置(图9中的S214)。

并且，与前述的实施方式的情况同样，所述运算控制装置240算出所述中心轴10ai～10di的X轴方向及Y轴方向的位置，并且分别算出能够使所述板材11、12的相对的所述突起部11a、11b、11d、12a、12b、12d的轴心以最少的移动量位于同轴上的中心轴，即能够形成所述加工孔10A、10B、10D的圆形状的范围的中心轴10ao、10bo、10do的X轴方向及Y轴方向的位置(参照图10)，而且，分别算出能够使与相对的所述托架部11c、12c的突出端的圆弧部11ca、12ca对应的轴心以最少的移动量位于同轴上的中心轴，即能够形成所述加工孔10C的圆形状的范围的中心轴10co的X轴方向及Y轴方向的位置(参照图11)(图9中的S215)。

接下来，与前述的实施方式的情况同样，所述运算控制装置240分别算出作为目标的两个所述中心轴10ai～10di的间距(图9中的S116)，并判断上述间距是否全部在规定值(容许值)以内(图9中的S117)。

在所有的所述间距在规定值(容许值)以内的情况下，与前述的实施方式的情况同样，进行所述步骤S118、S119。

另一方面，在即便所述间距的一个不满足规定值(容许值)的情况下，所述运算控制装置240基于下述式(2101)及所述式(1111)～(1114)、(1141)～(1144)以及下述式(2151)～(2154)，算出满足所述式(1111-1)～(1114-1)、(1141-1)～(1144-1)及下述式(2151-1)～(2154-1)的最小化值，即将各中心轴10ai～10di的X轴方向及Y轴方向最优化后的位置，换言之，算出各加工孔10A～10D的轴心的最优化位置(图9中的S221)。

F(OX_a，OX_b，OX_c，OX_d，OY_a，OY_b，OY_c，OY_d)

＝(WP_AB×ΔP_AB ²)+(WP_BC×ΔP_BC ²)+(WP_CD×ΔP_CD ²)

+(WP_AD×ΔP_AD ²)+(WQ_A×ΔQ_A ²)+(WQ_B×ΔQ_B ²)

+(WQ_C×ΔQ_C ²)+(WQ_D×ΔQ_D ²)+(WT_A×ΔT_A ²)

+(WT_B×ΔT_B ²)+(WT_C×ΔT_C ²)+(WT_D×ΔT_D ²)…(2101)

ΔT_A＝{(OX_a-MX_ao)²+(OY_a-MY_ao)²}^1/2…(2151)

ΔT_B＝{(OX_b-MX_bo)²+(OY_b-MY_bo)²}^1/2…(2152)

ΔT_C＝{(OX_c-MX_co)²+(OY_c-MY_co)²}^1/2…(2153)

ΔT_D＝{(OX_d-MX_do)²+(OY_d-MY_do)²}^1/2…(2154)

ΔT_A≦E_TA…(2151-1)

ΔT_B≦E_TB…(2152-1)

ΔT_C≦E_TC…(2153-1)

ΔT_D≦E_TD…(2154-1)

MX_ao是所述中心轴10ao的X轴方向的位置，MY_ao是所述中心轴10ao的Y轴方向的位置，MX_bo是所述中心轴10bo的X轴方向的位置，MY_bo是所述中心轴10bo的Y轴方向的位置，MX_co是所述中心轴10co的X轴方向的位置，MY_co是所述中心轴10co的Y轴方向的位置，MX_do是所述中心轴10do的X轴方向的位置，MY_do是所述中心轴10do的Y轴方向的位置，如先前说明那样，是基于来自所述摄影相机124、134的信息，以使相对的所述突起部11a、11b、11d、12a、12b、12d的轴心位置及与所述托架部11c、12c的突出端的圆弧部对应的轴心位置一致的方式，通过所述运算控制装置240算出的值。

ΔT_A是所述中心轴10ao和算出的所述加工孔10A的轴心之间的长度(偏芯量)，ΔT_B是所述中心轴10bo和算出的所述加工孔10B的轴心之间的长度(偏芯量)，ΔT_C是所述中心轴co和算出的所述加工孔10C的轴心之间的长度(偏芯量)，ΔT_D是所述中心轴do和算出的所述加工孔10D的轴心之间的长度(偏芯量)，是通过所述运算控制装置240算出的值。

ET_A是所述中心轴10ao与所述加工孔10A的轴心的偏芯量的容许值，ET_B是所述中心轴10bi与所述加工孔10B的轴心的偏芯量的容许值，ET_C是所述中心轴10ci与所述加工孔10C的轴心的偏芯量的容许值，ET_D是所述中心轴10di与所述加工孔10D的轴心的偏芯量的容许值，是向所述运算控制装置240预先输入的值。

WT_A是所述ΔT_A的加权系数，WT_B是所述ΔT_B的加权系数，WT_C是所述ΔT_C的加权系数，WT_D是所述ΔT_D的加权系数，是根据各种条件而适当设定的0以上的值。

即，在本实施方式中，不仅考虑了所述加工孔10A～10D相对于所述原料孔11A～11D、12A～12D的偏离量，而且也考虑了相对于所述突起部11a、11b、11d、12a12b、12d及所述托架部11c、12c的圆弧部的所述偏芯量。

与前述的实施方式的情况同样地通过这样的所述运算控制装置240算出了各加工孔10A～10D的最优化位置之后，进行所述步骤S122、S123，由此能够在所述动臂10上调整加工所述加工孔10A～10D。

由此，在所述加工孔10A、10B、10D中，能够实现所述突起部11a、11b、11d、12a、12b、12d的径向的偏差量的最优化，并且在所述加工孔10C中，能够实现与所述托架部11c、12c的突出端相对的剩余量的最优化。

因此，根据本实施方式，能够得到与前述的实施方式的情况同样的效果，并且能够更有效地实现与所述加工孔10A～10D的形成相伴的所述突起部11a、11b、11d、12a、12b、12d及所述托架部11c、12c的强度的下降抑制。

<其他的实施方式>

需要说明的是，在前述的实施方式中，通过所述摄影相机125、135，能够将所述动臂10的所述板材11、12的所述原料孔11A～11D、12A～12D的信息、所述突起部11a、11b、11c、12a、12b、12c的信息、所述托架部11c、12c的信息等向所述运算控制装置140、240输入，但是作为其他的实施方式，也可以取代所述摄影相机125、135，通过例如接触式探头等，也能够将所述动臂10的所述板材11、12的所述原料孔11A～11D、12A～12D的信息、所述突起部11a、11b、11c、12a、12b、12c的信息、所述托架部11c、12c的信息等向所述运算控制装置140、240输入。

另外，在前述的实施方式中，说明了应用于工作台移动类型的对置型卧式镗铣床的情况，但是作为其他的实施方式，例如，即使应用于支柱移动类型的对置型卧式镗铣床，也能够得到与前述的实施方式的情况同样的作用效果。

另外，在前述的实施方式中，说明了对铲车的动臂10的板材11、12的相对的原料孔11A～11D、12A～12D进行切削加工而调整加工成扩径的加工孔10A～10D的情况，但是本发明并不局限于此，只要是对形成n个(其中，n为3以上的整数)的原料孔的工件的该原料孔进行切削加工而调整加工成扩径的加工孔的情况，就能够与前述的实施方式的情况同样地应用。

在这样的工件的情况下，运算控制单元基于下述式(100)、(110)、(120)、(130)、(140)、(150)，由满足下述式(110-1)、(120-1)、(130-1)、(140-1)、(150-1)的最小化值算出加工孔的最优化位置。

[数学式2]

$\begin{array}{c}Fn\left({\mathrm{OX}}_1,{\mathrm{OX}}_2,\mathrm{...},OXn,{\mathrm{OY}}_1,{\mathrm{OY}}_2,\mathrm{...}OYn\right)\\ =\frac{1}{2}*\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{m\&NotEqual;k}{\overset{n}{\underset{m=1}{\mathrm{\&Sigma;}}}}\left({\mathrm{WP}}_{km}*{{\mathrm{\&Delta;P}}_{km}}^2+{\mathrm{WX}}_{km}*{{\mathrm{\&Delta;X}}_{km}}^2+{\mathrm{WY}}_{km}*{{\mathrm{\&Delta;Y}}_{km}}^2\right)\\ +\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left({\mathrm{WQ}}_k*{{\mathrm{\&Delta;Q}}_k}^2+{\mathrm{WT}}_k*{{\mathrm{\&Delta;T}}_k}^2\right)\end{array}\mathrm{...}\left(100\right)$

${\mathrm{\&Delta;P}}_{km}=\sqrt{{({\mathrm{OX}}_m-{\mathrm{OX}}_k)}^2+{({\mathrm{OY}}_m-{\mathrm{OY}}_k)}^2}-P_{km}...\left(110\right)$

ΔP_km≦EP_km···(110-1)

ΔX_km＝(OX_m-OX_k)-(OX_ms-OX_ks)···(120)

ΔX_km≦EX_km···(120-1)

ΔY_km＝(OY_m-OY_k)-(OY_ms-OY_ks)···(130)

ΔY_km≦EY_km···(130-1)

${\mathrm{\&Delta;Q}}_k=\sqrt{{({\mathrm{OX}}_k-{\mathrm{MX}}_{ki})}^2+{({\mathrm{OY}}_k-{\mathrm{MY}}_{ki})}^2}...\left(140\right)$

ΔQ_k≦EQ_k···(140-1)

${\mathrm{\&Delta;T}}_k=\sqrt{{({\mathrm{OX}}_k-{\mathrm{MX}}_{ko})}^2+{({\mathrm{OY}}_k-{\mathrm{MY}}_{ko})}^2}...\left(150\right)$

ΔT_k≦ET_k···(150-1)

其中，在上述式中，MX_ki是原料孔G_k的中心轴的X轴方向的位置，MY_ki是原料孔G_k的中心轴的Y轴方向的位置，MX_ko是基于原料孔G_k的调整加工的加工孔H_k能够形成的圆形状的范围的中心轴的X轴方向的位置，MY_ko是基于原料孔G_k的调整加工的加工孔H_k能够形成的圆形状的范围的中心轴的Y轴方向的位置，OX_k是加工孔H_k的轴心的X轴方向的位置，OY_k是加工孔H_k的轴心的Y轴方向的位置，OX_ks是设计上的加工孔H_k的轴心的X轴方向的位置，OY_ks是设计上的加工孔H_k的轴心的Y轴方向的位置，OX_ms是设计上的加工孔H_m的中心轴的X轴方向的位置，OY_ms是设计上的加工孔H_m的中心轴的Y轴方向的位置，P_km是设计上的加工孔H_k、H_m间的间距，ΔP_km是算出的加工孔H_k、H_m间的间距误差，ΔX_km是加工孔H_k、H_m的X轴方向的轴心间误差，ΔY_km是加工孔H_k、H_m的Y轴方向的轴心间误差，ΔQ_k是原料孔G_k的中心轴与算出的加工孔H_k的轴心的偏离量，ΔT_k是加工孔H_k能够形成的圆形状的范围的中心轴和算出的加工孔H_k的轴心之间的长度，EP_km是加工孔H_K、H_m间的间距误差的容许值，EX_km是加工孔H_k、H_m的X轴方向的轴心间误差的容许值，EY_km是加工孔H_k、H_m的Y轴方向的轴心间误差的容许值，EQ_k是原料孔G_k的中心轴与加工孔H_k的轴心的偏离量的容许值，ET_k是加工孔H_k能够形成的圆形状的范围的中心轴和加工孔H_k的轴心之间的长度的容许值，WP_km是ΔP_km的加权系数，WX_km是ΔX_km的加权系数，WY_km是ΔY_km的加权系数，WQ_A是ΔQ_k的加权系数，WT_k是ΔT_k的加权系数。

在此，上述ΔP_km是加工孔H_k、H_m的轴心间距离的误差，相对于此，上述ΔX_km、ΔY_km是加工孔H_k、H_m的X、Y轴方向的轴心间误差，是在X轴方向及Y轴方向上分别单独考虑加工孔H_k、H_m的轴心间的误差的情况下、或者仅考虑X轴方向及Y轴方向中的任一方即可的情况下应用的值。

即，前述的第一、二实施方式将n设为“4”，省略所述加工孔10A、10C间及所述加工孔10B、10D间的偏离量，并且将WX_km、WY_km设为“0”，而且，前述的第一实施方式是还将WT_k设为“0”的情况。

这样，本发明能够根据需要适当选择想要将间距误差收纳于容许值以内的所述加工孔间来应对，并且能够根据工件的状态而适当选择各种条件(不需要的条件的加权系数设为“0”)来应对。

产业上的可利用性

本发明的机床即使对于在加工孔间产生了容许值以上的间距误差的工件，也能够将加工孔调整加工于所有的间距误差收纳于容许值以下的最优化位置，能够较大地减少不合格品的产生，因此在各种加工产业中能够极其有益地利用。

标号说明

10动臂

10ai～10di、10ao～10do中心轴

10A～10D加工孔

11、12板材

11a、11b、11d、12a、12b、12d突起部

11c、12c托架部

11ca、12ca圆弧部

11A～11D、12A～12D原料孔

13连结件

100机床

111机座

112工作台

113驱动电动机(X轴移动用)

121、131机座

122、132支柱

123、133主轴头

124、134主轴

125、135摄影相机

126、136驱动电动机(Y轴移动用)

127、137驱动电动机(Z轴移动用)

128、138驱动电动机(切削加工用)

140、240运算控制装置

141输入装置

Claims (4)

1.一种机床，对形成有n个原料孔的工件的该原料孔进行切削加工而调整加工成扩径的加工孔，其中，n为3以上的整数，所述机床的特征在于，具有：

工作台，载置所述工件；

主轴，能够以能够更换对所述工件的所述原料孔进行切削加工的工具和计测该工件的该原料孔的位置的计测单元的方式将该工具及该计测单元保持为能够拆装；

主轴驱动单元，驱动所述主轴旋转；及

相对移动单元，以使所述工具及所述计测单元相对于所述工件沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动的方式使所述工作台及所述主轴中的至少一方移动，

并且，所述机床具备运算控制单元，

所述运算控制单元以通过保持于所述主轴的所述计测单元分别计测所述工件的所述原料孔的位置的方式控制所述相对移动单元，

所述运算控制单元基于由所述计测单元计测到的所述原料孔的位置信息而分别算出该原料孔的中心轴的位置，

所述运算控制单元分别算出作为目标的两个所述中心轴之间的距离，

所述运算控制单元在算出的所述距离中的至少一个不满足规定值的情况下，基于下述式(100)、(110)、(120)、(130)、(140)、(150)，由满足下述式(110-1)、(120-1)、(130-1)、(140-1)、(150-1)的最小化值算出所述加工孔的最优化位置，

所述运算控制单元以在算出的所述加工孔的最优化位置形成该加工孔的方式控制所述主轴驱动单元及所述相对移动单元而进行保持于所述主轴的所述工具对所述原料孔的切削加工，

其中，在下述式中，

MX_ki是原料孔G_k的中心轴的X轴方向的位置，

MY_ki是原料孔G_k的中心轴的Y轴方向的位置，

MX_ko是基于原料孔G_k的调整加工的加工孔H_k能够形成的圆形状的范围的中心轴的X轴方向的位置，

MY_ko是基于原料孔G_k的调整加工的加工孔H_k能够形成的圆形状的范围的中心轴的Y轴方向的位置，

OX_k是加工孔H_k的轴心的X轴方向的位置，

OY_k是加工孔H_k的轴心的Y轴方向的位置，

OX_ks是设计上的加工孔H_k的轴心的X轴方向的位置，

OY_ks是设计上的加工孔H_k的轴心的Y轴方向的位置，

OX_ms是设计上的加工孔H_m的中心轴的X轴方向的位置，

OY_ms是设计上的加工孔H_m的中心轴的Y轴方向的位置，

P_km是设计上的加工孔H_k、H_m间的间距，

ΔP_km是算出的加工孔H_k、H_m间的间距误差，

ΔX_km是加工孔H_k、H_m的X轴方向的轴心间误差，

ΔY_km是加工孔H_k、H_m的Y轴方向的轴心间误差，

ΔQ_k是原料孔G_k的中心轴与算出的加工孔H_k的轴心之间的偏离量，

ΔT_k是加工孔H_k能够形成的圆形状的范围的中心轴与算出的加工孔H_k的轴心之间的长度，

EP_km是加工孔H_K、H_m间的间距误差的容许值，

EX_km是加工孔H_k、H_m的X轴方向的轴心间误差的容许值，

EY_km是加工孔H_k、H_m的Y轴方向的轴心间误差的容许值，

EQ_k是原料孔G_k的中心轴与加工孔H_k的轴心之间的偏离量的容许值，

ET_k是加工孔H_k能够形成的圆形状的范围的中心轴与加工孔H_k的轴心之间的长度的容许值，

WP_km是ΔP_km的加权系数，

WX_km是ΔX_km的加权系数，

WY_km是ΔY_km的加权系数，

WQ_A是ΔQ_k的加权系数，

WT_k是ΔT_k的加权系数，

[数学式1]

$\begin{array}{c}Fn\left({\mathrm{OX}}_1,{\mathrm{OX}}_2,\mathrm{...},OXn,{\mathrm{OY}}_1,{\mathrm{OY}}_2,\mathrm{...}OYn\right)\\ =\frac{1}{2}*\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{m\&NotEqual;k}{\overset{n}{\underset{m=1}{\mathrm{\&Sigma;}}}}\left({\mathrm{WP}}_{km}*{{\mathrm{\&Delta;P}}_{km}}^2+{\mathrm{WX}}_{km}*{{\mathrm{\&Delta;X}}_{km}}^2+{\mathrm{WY}}_{km}*{{\mathrm{\&Delta;Y}}_{km}}^2\right)\\ +\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left({\mathrm{WQ}}_k*{{\mathrm{\&Delta;Q}}_k}^2+{\mathrm{WT}}_k*{{\mathrm{\&Delta;T}}_k}^2\right)\end{array}\mathrm{...}\left(100\right)$

${\mathrm{\&Delta;P}}_{km}=\sqrt{{({\mathrm{OX}}_m-{\mathrm{OX}}_k)}^2+{({\mathrm{OY}}_m-{\mathrm{OY}}_k)}^2}-P_{km}...\left(110\right)$

ΔP_km≤EP_km···(110-1)

ΔX_km＝(OX_m-OX_k)-(OX_ms-OX_ks)···(120)

ΔX_km≤EX_km···(120-1)

ΔY_km＝(OY_m-OY_k)-(OY_ms-OY_ks)···(130)

ΔY_km≤EY_km···(130-1)

${\mathrm{\&Delta;Q}}_k=\sqrt{{({\mathrm{OX}}_k-{\mathrm{MX}}_{ki})}^2+{({\mathrm{OY}}_k-{\mathrm{MY}}_{ki})}^2}...\left(140\right)$

ΔQ_k≤EQ_k···(140-1)

${\mathrm{\&Delta;T}}_k=\sqrt{{({\mathrm{OX}}_k-{\mathrm{MX}}_{ko})}^2+{({\mathrm{OY}}_k-{\mathrm{MY}}_{ko})}^2}...\left(150\right)$

ΔT_k≤ET_k···(150-1)。

2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

所述工件是铲车的动臂。

3.根据权利要求1或2所述的机床，其特征在于，

所述机床是对置型卧式镗铣床。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的机床，其特征在于，

所述计测单元是摄影相机或接触式传感器。