CN107433493B - 工件加工方法、主轴角度校正装置和复合车床 - Google Patents

工件加工方法、主轴角度校正装置和复合车床 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种工件加工方法、主轴角度校正装置和复合车床。一种使简单形状的刚性部件(检测用具)与被送入机床上的工件抵接以检测其尺寸及姿态、并根据检测结果进行工件加工的技术，其中，能够根据重视工件的尺寸及姿态的检测精度的情况或重视生产性的情况等而更适当地设定抵接时的速度。作为使工件(w)与安装于刀架上的检测用具(t)抵接以检测工件(w)的位置及姿态时的抵接速度，可设定第一速度和比该第一速度慢的第二速度，按第一速度使工件与检测用具抵接，使抵接的检测用具与工件隔开规定距离，使隔开的工件与检测用具按第二速度抵接于同一位置，根据第二次抵接时的刀架的位置及主轴角度来求出校正值δ。

Description

工件加工方法、主轴角度校正装置和复合车床
技术领域
本发明涉及检测被送入机床上的工件的尺寸及姿态以根据该检测值对该工件进行加工的方法、适于实施该方法的装置和具备该装置的复合车床。
背景技术
在利用机床对工件进行加工时，广泛地进行如下工作：检测被送入(装载)到机床上的各个工件的位置及姿态，根据该检测值对刀架的基准坐标或主轴的基准角度进行校正而开始该工件的加工。
作为不使用接触式探头或机内摄像头等测量仪器来对工件的位置及姿态进行检测的手段，实际使用了如下的手段：将圆杆等简单形状的刚性部件(下面，称为“检测用具”)安装于刀架，根据该检测用具与工件抵接时的刀架的位置来检测工件的位置及姿态。该手段对具备转塔刀架的机床特别有用。
安装于刀架的检测用具与工件的抵接可以通过检测对刀架、主轴、工作台等进行驱动的马达的载荷上升来检测出。马达的载荷上升可以根据在马达中流动的电流值的上升来检测出。专利文献1及专利文献2中公开了如下内容：若机床是NC(数控)机床，则通过检测给予马达的刀架位置指令与从马达返回的反馈信号之间的差信号即位置偏差的上升，从而能够更高精度地检测出检测用具与工件的抵接。
此外，在专利文献2中提出：作为车床的工件的加工方法，以将圆筒的周面的一部分削成平面而成为D形截面的工件为例，在进行主轴角度的基准位置的设定时，使主轴正转反转而根据D形截面部分处的检测用具与工件的两处的抵接角度来设定主轴的基准角度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-55415号公报
专利文献2：日本特开平11-165241号公报
专利文献3：日本特开平4-330504号公报
专利文献4：日本特开平2-292147号公报
专利文献5：日本特公平6-71692号公报
发明内容
发明要解决的课题
在使工件与检测用具抵接而检测工件的位置及姿态的情况下，需要将抵接时的工件与检测用具的接近速度(下面，称为“抵接速度”)设定成适当的速度。即使工件与检测用具的抵接(碰撞)重复，也需要在不损伤工件及机床的速度范围内根据工件的形状及要求的加工精度来变更抵接速度，但该抵接速度的设定存在技术困难。
即，在重视检测精度时，需要减慢抵接速度，但在检测所需的移动距离长的情况下，产生这样的问题：检测所需的时间长，生产性降低。另一方面，在重视生产性的情况下，需要加快抵接速度，但产生这样的问题：抵接时的碰撞声音变大，检测精度差。
在利用车床对许多工件连续加工的情况下，尤其成问题的是检测被装载机及棒料进给器送入的工件的绕主轴的角度。即，在利用工件装载机将工件送入的情况下，通过使工件的端部与卡盘的里端抵接，从而能够规定工件的主轴方向的位置。此外，在利用棒料进给器将工件送入的情况下，将止挡件安装于刀架，使被送入到机器内的棒料的前端在规定位置与待机的刀架的止挡件抵接，从而能够规定主轴方向的位置。
但在哪种情况下均无法规定绕主轴的工件的姿态(角度)。若仅进行车削加工，则这不成问题，但在要利用安装于刀架的钻头及铣刀等旋转刀具进行对工件的周面的开孔加工及平面加工的复合车床中，在对周面的一部分被切口的工件及多边形截面的工件进行加工时，需要短时间且高精度地检测被送入车床上的工件的绕主轴的姿态。
因此，本发明的课题在于，对专利文献2提出的技术进行改进以在重视检测精度的情况或重视生产性的情况下均能够根据工件的形状及要求的检测精度来更适当地设定抵接速度。
用于解决课题的手段
本发明能够设定第一速度和比该第一速度慢的第二速度作为使被送入机床上的工件w与安装到刀架12上的检测用具t抵接而检测工件w的位置及姿态时的抵接速度，并且，通过两个阶段的抵接动作来检测抵接位置，从而解决上述课题。
本发明的工件加工方法涉及如下的车床的工件加工方法的改进：通过车床的刀架12的移动或主轴11的转动使作为安装于刀架12的刚性部件的检测用具t与安装于主轴11的工件w抵接，根据该抵接时的刀架12的位置或主轴11的角度对刀架12的位置或主轴11的角度进行校正以对工件w进行加工。
在本发明中，其特征在于，通过按设定器中设定的第一速度驱动刀架或主轴而使工件w与检测用具t抵接的第一抵接动作、在第一抵接动作后使检测用具t与工件w隔开规定距离的返回动作、在该隔开后使工件与检测用具按比第一速度慢的第二速度在同一位置上抵接的第二抵接动作进行所述抵接，根据第二次抵接时的刀架12的位置或主轴角度来求出校正值δ而进行所述校正。
在移动刀架12而使工件w与检测用具t抵接以根据该抵接时的刀架的位置对工件加工时的刀架12的位置进行校正的情况下，也可以采用本发明。但是，根据上述原因，在转动主轴11而使工件w与检测用具t抵接以根据该抵接时的主轴角度对工件加工时的主轴角度进行校正的情况下特别有用。
在主轴角度校正时用于实施本发明的方法的优选的主轴角度校正装置是如下装置：其具备：刀架移动单元51，该刀架移动单元具备：检测位置设定器，其对进行工件w的检测动作时的检测用具t的位置进行设定；碰撞载荷设定器；和退避位置设定器及转动角设定器，它们对检测到碰撞后的重试时的刀架的退避位置和主轴的转动角进行设定；主轴转动单元52，其具备第一速度设定器、第二速度设定器和返回角设定器；抵接检测单元53，其具备抵接载荷设定器；和校正值运算单元54，其根据检测到抵接时的主轴角度来运算加工时的主轴角度的校正值δ。
该装置的刀架移动单元51在从装载机或棒料进给器的控制器6接收到工件的送入完毕信号d时使NC装置2将刀架移动到工件检测位置。并且，每当刀架12移动时刀架的进给马达载荷达到碰撞载荷设定器中设定的载荷时，进行这样的重试动作：使刀架12退避到退避位置设定器中设定的位置后使主轴转动转动角设定器中设定的角度而使刀架移动到检测位置设定器设定的位置。
在从NC装置2的刀架控制部21接收到刀架12向刀架移动单元51的检测位置设定器设定的位置e的移动完毕信号h时，主轴转动单元52和抵接检测单元53发送按第一速度设定器设定的速度使主轴转动的低速转动指令i。在该转动时在主轴马达载荷达到抵接载荷设定器设定的载荷时发送如下的微速转动指令j：使主轴返回转动返回角设定器中设定的角度，之后按第二速度设定器中设定的速度使主轴转动。然后，在主轴马达载荷达到抵接载荷设定器中设定的载荷时输出抵接检测信号k。
校正值运算单元54根据输出了抵接检测信号k时的主轴角度θ来运算主轴角度的校正值δ并设定于NC装置的校正值存储器23中。
发明效果
根据工件的材质及形状和机械的结构及精度来设定如下速度作为第一速度：该速度是在即使工件w与检测用具t抵接时产生的碰撞反复发生也不损伤工件及机床的速度范围内较快的速度。根据要求的加工精度及检测用具抵接的工件表面的精度，设定可实现所要求的检测精度的速度作为第二速度。
若将第二速度设定得更低，则能够以更高精度检测工件。例如，在通过每4毫秒发出检测脉冲的NC装置2控制的机床中，在将第二速度设定为200mm/min时，200/60/1000×4＝0.013mm，能够按13μ(微米)的精度检测出抵接位置，若将第二速度设定为100mm/min，则能够以6.5μ的精度检测出抵接位置。
在通过第一速度和第二速度这两个阶段检测抵接的情况下，在第一次抵接与第二次抵接之间需要进行返回动作，但即使考虑驱动系统，也由于工件和检测用具均为刚体，因此，其返回动作是可实现的加工水平程度的极其微小的距离即可，返回动作和按第二速度的抵接动作所需的时间越可忽视，则越能够设为较短的时间。
因此，例如，若设第一速度为600mm/min，则与仅按200mm/min的一个阶段进行的情况相比，能够将检测所需的时间缩短为大致1/3。以往，由于将抵接速度设定为200mm/min左右，因此，通过将第一速度设定为500～800mm/min而使第二速度为200mm/min左右，从而能够缩短检测时间，通过将第二速度设定成比200mm/min慢的值、例如100～50mm/min，从而能够进行高精度检测。
此外，在借助于精度高的机械进行高精度检测的情况下，在不愿有抵接时的碰撞的情况下，也可以将第一速度设定成200mm/min左右、将第二速度设定成100～50mm/min，从而能够进行与机械及工件对应的多样的设定，由此，具有能够实现高检测精度且能够缩短检测时间这样的效果。
附图说明
图1是示出复合车床的要部和主轴角度校正装置的框图。
图2是示出单侧检测工件的示例的立体图。
图3是示出两侧检测工件的示例的立体图。
图4是示出两侧检测中的工件与检测用具之间的关系的主视图。
图5是示出控制步骤的流程图。
图6是示出检测用具的定位动作的子程序。
图7是示出抵接检测动作的子程序。
具体实施方式
图1是示出复合车床的要部的图，所述复合车床具备可安装旋转刀具1的转塔刀架12。车床的主轴11被轴支于与未图示的床身实质上一体的主轴箱16，在其基端连结有主轴马达13，在前端安装有卡盘17。
具备转塔18的刀架12沿主轴直角方向(X轴向)滑动自如地被安装于沿主轴方向(Z轴方向)滑动自如的滑台19，在滑台19和刀架12上螺合有进给丝杠15z和15x，所述进给丝杠15z和15x分别通过Z轴进给马达14z和X轴进给马达14x被驱动进行正转反转。在转塔18的刀具安装处所的一处安装有检测用具(工件检测部件)t，该检测用具由加工成准确的外径尺寸的圆杆构成。
Z轴进给马达14z、X轴进给马达14x和主轴马达13经由伺服控制装置3(3z、3x)和主轴马达控制装置4而被NC装置2的刀架控制部21和主轴控制部22控制。
针对各马达的位置指令a(ax、az、as)和来自接收到该指令的进给马达的位置反馈信号b(bx、bz、bs)被提供给伺服控制装置3和主轴马达控制装置4，输出作为其差信号的位置偏差c(cx、cz、cs)。由于位置偏差c为与各马达的载荷成比例的值，因此，能够根据位置偏差c检测出各马达的载荷。
本发明的主轴角度校正装置5具备刀架移动单元51、主轴转动单元52、抵接检测单元53和校正值运算单元54。刀架移动单元51具备检测位置设定器、碰撞检测单元55和重试单元56。
在从装载机或棒料进给器的控制器6接收到工件送入完毕信号d时，刀架移动单元51向NC装置的刀架控制部21发送使刀架12移动到检测位置设定器中设定的位置的定位指令e。刀架移动单元51向轴向切换器7发送将检测用具t插入工件的凹处31、33(图2和图3)中时的方向信号f(X轴方向或Z轴方向)。轴向切换器7根据被发送的轴向而将送至碰撞检测单元55的位置偏差(载荷信号)切换为cx或cz。
刀架控制部21使刀架12移动到通过定位指令e指示的位置。由于被送入到卡盘17中的工件的绕主轴的角度不清楚，因此，可能发生在该移动时检测用具t未被插入到工件w的凹处31、33(图2、图3)中而与工件w的端面或周面碰撞(工件w与检测用具t的不理想的抵接)的情况。在刀架12的移动中对刀架进给马达14(14x或14z)的载荷与碰撞检测单元55的碰撞载荷设定器设定的载荷进行比较，当进给马达14的载荷超过设定载荷时，碰撞检测单元55向重试单元56发送碰撞检测信号g。
接收到碰撞检测信号g的重试单元56使NC装置2将刀架12移动到退避位置设定器中设定的位置，接着，使主轴11转动了转动角设定器中设定的角度后，再次开始刀架12的向刀架移动单元51的检测位置设定器设定的位置的移动动作。每当接收到碰撞检测信号时，重试单元56进行上述动作。
当避免碰撞而刀架12向检测位置设定器设定的位置(在图2、图3的示例中，检测用具t被插入到工件的凹处31、33内的位置)的移动完毕时，NC装置2向主轴转动单元52发送移动完毕信号h。接收到该完毕信号h的主轴转动单元52向NC装置的主轴控制部22发送低速转动指令i，使主轴11按第一速度设定器设定的速度向转动方向设定器设定的方向转动。主轴转动单元52具备模式设定器。模式设定器是设定两侧检测或单侧检测的设定器。
抵接检测单元53具备抵接载荷设定器和指定高精度检测还是通常检测的检测类别设定器。来自主轴马达控制装置4的位置偏差cs被输入到抵接检测单元53中，若主轴马达13的载荷增加，则位置偏差cs也增加。
在来自主轴马达控制装置4的位置偏差cs达到抵接载荷设定器设定的载荷时，抵接检测单元53向NC装置的主轴控制部22发送主轴停止信号。在检测类别设定器指定了通常检测时，同时地将抵接检测信号k发送至校正值运算单元54。
另一方面，在检测类别设定器指定了高精度检测时，在位置偏差cs达到抵接载荷设定器设定的载荷时，抵接检测单元53将高精度检测指令m发送至主轴转动单元52。
接收到高精度检测指令m的主轴转动单元52向主轴控制部22发送微速转动指令j，在使主轴11向与转动方向设定器设定的方向相反的方向转动了返回角设定器设定的角度后，使主轴11按第二速度设定器设定的速度向转动方向设定器设定的方向转动。第二速度设定器设定了低于第一速度设定器设定的速度(第一速度)的速度(第二速度)。
在主轴马达按第二速度转动的状态下位置偏差cs达到抵接载荷设定器设定的载荷时，抵接检测单元53向NC装置2发送主轴停止信号，并将抵接检测信号k向校正值运算单元54发送。
接收到抵接检测信号k的校正值运算单元54从NC装置2收到那时的主轴角度θ而主轴转动单元52的模式设定器指定了单侧检测时，计算与基准角度设定器的角度之差即校正值δ而设定在NC装置2的校正值存储器中。
在模式设定器指定了两侧检测、且角度存储器是空的时，将此时的主轴角度θ存储在角度存储器中，并向主轴转动单元52发送反侧检测指令n。
从校正值运算单元54接收到反侧检测指令n的主轴转动单元52使转动方向设定器的设定为逆向而发送低速转动指令i，与抵接检测单元53协作而按与上述相同的步骤检测出反向转动时的工件w与检测用具t的抵接而将抵接检测信号k发送至校正值运算单元54。
在角度存储器中登记有值的状态下接收到抵接检测信号k的校正值运算单元54根据那时的主轴角度θ、存储在角度存储器中的角度和基准角设定器设定的基准角度，运算校正值δ并设定在NC装置2的校正值存储器23中，并使转动方向设定器的设定方向回到原方向。
校正值存储器23中设定有校正值δ的NC装置2以使主轴转动根据基准角度而设定出的值的位置为基准角度、或按设定有按加工程序指示的主轴角度的校正值进行校正，以对工件进行加工。
在加工的工件以图2所示的凹处31的单侧的壁面32为基准而被加工的情况下，模式设定器设定单侧检测，转动方向设定器设定使定位于凹处31内的检测用具与该壁面32抵接的方向的主轴旋转方向。并且，在希望以高精度进行检测时，对精度类别设定器指定高精度检测，在通常精度的检测即可时，对精度类别设定器指定通常检测。
在加工的工件如以图3、图4所示的凹处(周面的倒角部)的倒角面34为基准而被加工的工件那样以凹处的两侧的抵接位置A、B为基准而进行加工的情况下，对模式设定器设定两侧检测，转动方向设定器指定使定位于凹处33内的检测用具最初抵接的方向的主轴旋转方向。在希望以高精度进行检测时，对精度类别设定器指定高精度检测，在通常精度的检测即可时，对精度类别设定器指定通常检测的情况与单侧检测的情况相同。
接着，参照图5至图7所示的流程图对借助于图1所示的主轴角度校正装置进行的工件加工方法进行说明。
将圆筒形状的检测用具t装填于车床的转塔18上。工件w被送入到卡盘17上后，调用图6所示的检测用具定位子程序。在检测用具定位子程序中，转动转塔18而推断出检测用具t在工件w侧，使检测用具t的前端接近移动开始位置。该移动开始位置考虑了工件w的尺寸的偏差而设定在尺寸偏差的范围外、且尽可能接近工件的位置。刀架12高速接近该检测位置。
接着，限制进给马达14的扭矩，监视进给马达14的载荷并使转塔18朝向工件w而低速移动刀架12。在刀架移动到检测位置之前进给马达载荷达到碰撞载荷设定器中设定的载荷时，使检测用具(刀架)退避到退避位置设定器中设定的位置，并使主轴1转动旋转角设定器中设定的角度后，再次开始向检测位置移动。
并且，刀架移动到检测位置后，停止进给马达14，并解除进给马达的扭矩限制。通过以上动作使检测用具t被定位于工件检测位置。
接着，对主轴马达13进行扭矩限制，使旋转方向为主轴旋转方向设定器中设定的方向，调用图7所示的抵接检测子程序。在抵接检测子程序中，对按位置偏差cs检测出的主轴马达的载荷进行监视，并且使主轴向设定的方向按第一速度旋转直到主轴马达的载荷达到抵接载荷设定器设定的载荷(工件与检测用具抵接)。在检测类别设定器指定了通常检测时，在检测到抵接时停止主轴马达，读取主轴角度。
另一方面，在检测类别设定器中指定了高精度检测时，使主轴角度返回了返回角设定器中设定的角度后，按第二速度设定器中设定的速度转动主轴马达12。并且，在按第二速度转动时检测到抵接后，停止主轴马达，回到图5的控制，读取A点的主轴角度。在马达设定器中指定了单侧检测时，根据读取的主轴角度和基准角度运算主轴角度的校正值δ并设定在NC装置的校正值存储器23中。并且，解除主轴扭矩限制，并退避检测用具而开始加工。
在模式设定器指定了两侧检测时，将读取的第一主轴角度(A点的主轴角度)存储在角度存储器中。并且，将转动方向设定器中设定的方向翻转，按同样的步骤检测相反侧的抵接而读取第二主轴角度(B点的主轴角度)。并且，根据存储在角度存储器中的第一主轴角度以及读取的第二主轴角度和基准角度算出校正值δ，并设定在NC装置的校正值存储器23中。并且，解除主轴马达的扭矩限制，并对刀具1进行分度，从而退避检测用具，并开始工件w的加工。
以上的实施例是可选择两侧检测和单侧检测、并且还可选择基于以往方法的通常精度检测和基于本发明的高精度检测的示例，但只要是可仅进行单侧检测或两侧检测中的任一方即可的机械，则无需模式设定器，若是仅进行高精度检测的机械，则可以还适当地省略图7所示的控制的分支步骤以简化装置和控制步骤。
标号说明
3 伺服控制装置
4 主轴马达控制装置
5 主轴角度校正装置
6 装载机的控制器
13 主轴马达
14 刀架进给马达
31、33 凹处
A、B 抵接位置
c、cx 位置偏差
d 送入完毕信号
e 定位指令
f 刀架的移动方向信号
g 碰撞检测信号
h 移动完毕信号
i 低速转动信号
j 微速转动信号
k 抵接检测信号
m 高精度检测指令
t 检测用具
w 工件
θ 主轴角度
δ 校正值

Claims (5)

1.一种车床的工件加工方法，通过车床的刀架的移动以及主轴的转动使作为安装于该刀架的转塔上的刚性部件的检测用具与安装于主轴的工件抵接，根据该抵接时的主轴的角度对主轴的角度进行校正而对工件进行加工，所述工件加工方法的特征在于，
通过使所述刀架高速接近至检测位置的动作、使所述刀架低速移动至检测位置的动作、按第一速度转动主轴而使工件与检测用具抵接的第一抵接动作、在第一抵接动作后使检测用具与工件隔开规定距离的返回动作、在隔开后使工件与检测用具按比第一速度慢的第二速度在同一位置处抵接的第二抵接动作来进行所述抵接，根据第二抵接时的主轴角度来求出主轴角度的校正值而进行所述校正，
碰撞检测单元在所述刀架的移动中对刀架进给马达的载荷与所述碰撞检测单元的碰撞载荷设定器中设定的载荷进行比较，当所述刀架进给马达的载荷超过所述设定的载荷时，向重试单元发送碰撞检测信号，接收到所述碰撞检测信号的所述重试单元使所述刀架移动到退避位置设定器中设定的位置。
2.根据权利要求1所述的工件加工方法，其中，
所述检测用具是圆筒形的检测用具，所述工件是具备凸部或凹部的工件，所述凸部或凹部通过主轴的转动而回转移动，所述第一抵接动作和第二抵接动作是该检测用具的圆筒面与所述凸部或凹部的壁面之间的抵接动作，所述校正值是主轴角度的校正值。
3.根据权利要求2所述的工件加工方法，其中，
根据使所述主轴向一个方向转动而检测出工件与检测用具的抵接时的主轴角度和使该主轴向相反方向转动而检测出工件与检测用具的抵接时的主轴角度来运算所述校正值。
4.一种车床的主轴角度校正装置，该主轴角度校正装置具备：
刀架移动单元，该刀架移动单元具备：检测位置设定器，其对进行工件的检测动作时的检测用具的位置进行设定；具有碰撞载荷设定器的碰撞检测单元；和退避位置设定器及转动角设定器，它们对检测到碰撞后的重试时的刀架的退避位置和主轴的转动角进行设定；
主轴转动单元，其具备第一速度设定器、设定比该第一速度设定器设定的速度慢的速度的第二速度设定器和返回角设定器；
抵接检测单元，其具备抵接载荷设定器；以及
校正值运算单元，其根据检测到抵接时的主轴角度来运算加工时的主轴角度的校正值，
刀架移动单元在接收到工件的供给完毕信号时使NC装置将刀架移动到工件检测位置，
主轴转动单元与抵接检测单元协作，在接收到来自NC装置的移动完毕信号时按第一速度设定器中设定的速度使主轴转动，在该转动时在主轴马达载荷达到抵接载荷设定器中设定的载荷时，使主轴返回转动返回角设定器中设定的角度，之后按第二速度设定器中设定的速度使主轴转动，然后，在主轴马达载荷达到抵接载荷设定器中设定的载荷时输出抵接检测信号，
校正值运算单元根据输出了抵接检测信号时的主轴角度来运算主轴角度的校正值并设定在NC装置的校正值存储器中，
每当在对NC装置指示的刀架移动中刀架的进给马达载荷达到碰撞载荷设定器中设定的载荷时，使刀架退避到退避位置设定器中设定的位置后，使主轴转动转动角设定器中设定的角度而使刀架移动到检测位置设定器中设定的位置，
所述碰撞检测单元在所述刀架的移动中对刀架进给马达的载荷与所述碰撞载荷设定器中设定的载荷进行比较，当所述刀架进给马达的载荷超过所述设定的载荷时，向重试单元发送碰撞检测信号，接收到所述碰撞检测信号的所述重试单元使所述刀架移动到所述退避位置设定器中设定的位置。
5.一种复合车床，其具备权利要求4所述的主轴角度校正装置。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH714509B1 (fr) * 2017-12-22 2021-07-15 Willemin Macodel Sa Méthode de mesure dimensionnelle d'une pièce et outil de mesure pour mettre en oeuvre la méthode.
CN108490886A (zh) * 2018-03-22 2018-09-04 南京工业大学 一种针对主轴部分区域与工作台位置跟随的实现方法
CN113118301B (zh) * 2019-12-31 2022-08-09 江苏亚威机床股份有限公司 一种转塔冲床旋转工位角度自动补偿方法
TWI790830B (zh) * 2021-11-24 2023-01-21 台中精機廠股份有限公司 自動化拆裝系統
CN117020246B (zh) * 2023-10-09 2023-12-15 中北大学 一种大型筒体姿态调整方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08112754A (ja) * 1994-10-13 1996-05-07 Shin Meiwa Ind Co Ltd 自動研削装置における研削基準面検出装置
JPH11165241A (ja) * 1997-12-05 1999-06-22 Nakamura Tome Precision Ind Co Ltd 旋盤におけるワーク加工方法
JP2007098489A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Incs Inc マシニングセンタ及びマシニングセンタにおけるワーク原点自動取得方法
CN101439410A (zh) * 2007-11-22 2009-05-27 村田机械株式会社 机床、传感器组件、以及测量方法
DE102009011682A1 (de) * 2009-01-16 2010-07-22 Wieland Dental + Technik Gmbh & Co. Kg Verfahren zur automatisierten Vermessung eines Werkzeugs einer Bearbeitungsmaschine
CN202656009U (zh) * 2012-07-30 2013-01-09 广东工业大学 面向数控车床的零件加工精度在线检测系统
CN103962889A (zh) * 2013-02-04 2014-08-06 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 加工机探针测量系统及方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4350939A (en) * 1980-10-03 1982-09-21 The Bendix Corporation Spindle orient device
JP2686141B2 (ja) 1989-05-07 1997-12-08 豊田工機株式会社 位相割出し方法
JP2591367B2 (ja) 1991-05-02 1997-03-19 村田機械株式会社 ローダの教示装置
JPH05293744A (ja) * 1992-04-23 1993-11-09 Hitachi Seiko Ltd 工具測定方法
JP3405744B2 (ja) 1992-08-11 2003-05-12 中村留精密工業株式会社 工作機械におけるワーク及び経時変化の計測方法
JP3308603B2 (ja) 1992-08-28 2002-07-29 太平洋工業株式会社 樹脂製ホイールキャップの製造方法
GB0525306D0 (en) * 2005-12-13 2006-01-18 Renishaw Plc Method of machine tool calibration
EP2192463B1 (de) * 2008-11-28 2014-03-05 Klingelnberg AG Vorrichtung und Verfahren zum Positionieren eines rotationssymmetrischen Präzisionsteiles
JP5276488B2 (ja) * 2009-03-20 2013-08-28 株式会社森精機製作所 工作機械における工作物測定装置およびその方法
JP5372598B2 (ja) * 2009-05-15 2013-12-18 株式会社森精機製作所 加工方法及び加工システム
JP5437891B2 (ja) * 2010-04-12 2014-03-12 Ｄｍｇ森精機株式会社 工作機械における被加工物計測装置およびその方法
CN105378570B (zh) * 2014-07-16 2017-02-22 山崎马扎克公司 车削加工控制装置
JP6301985B2 (ja) * 2016-02-19 2018-03-28 ファナック株式会社 工作機械の主軸位相割出し装置
US10357863B2 (en) * 2016-04-19 2019-07-23 Okuma Corporation Error identification method of machine tool and error identification system of the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08112754A (ja) * 1994-10-13 1996-05-07 Shin Meiwa Ind Co Ltd 自動研削装置における研削基準面検出装置
JPH11165241A (ja) * 1997-12-05 1999-06-22 Nakamura Tome Precision Ind Co Ltd 旋盤におけるワーク加工方法
JP2007098489A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Incs Inc マシニングセンタ及びマシニングセンタにおけるワーク原点自動取得方法
CN101439410A (zh) * 2007-11-22 2009-05-27 村田机械株式会社 机床、传感器组件、以及测量方法
DE102009011682A1 (de) * 2009-01-16 2010-07-22 Wieland Dental + Technik Gmbh & Co. Kg Verfahren zur automatisierten Vermessung eines Werkzeugs einer Bearbeitungsmaschine
CN202656009U (zh) * 2012-07-30 2013-01-09 广东工业大学 面向数控车床的零件加工精度在线检测系统
CN103962889A (zh) * 2013-02-04 2014-08-06 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 加工机探针测量系统及方法

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