CN111660142A - 具备工具更换时的自动校正功能的机床 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个目的是提供能够自动校正工具更换后的加工程序的机床。所述机床的特征在于，具有：检测更换单元，针对工具被更换这一情况进行检测；拟加工单元，使用更换后的所述工具将工件拟加工成预定的目标尺寸；测量单元，对所述拟加工后的工件的拟加工尺寸进行测量；尺寸差检测单元，对所述拟加工后的实测尺寸与所述目标尺寸的尺寸差进行检测；以及自动校正单元，基于通过所述尺寸差检测单元检测的所述尺寸差对加工程序进行自动校正，所述机床通过所述自动校正后的加工程序进行实际加工。

Description

具备工具更换时的自动校正功能的机床
技术领域
本发明涉及用于进行切削加工等机械加工的被NC(数控)控制的机床，尤其涉及更换工具时的自动校正功能。
背景技术
当使用机床对工件进行机械加工时，使用各种切削工具等。
这些工具由于在切削加工中反复使用而磨损等理由，因此需要进行更换为新品的工具等的更换作业。
在这种情况下，由于需要确认工具更换之后的第一个加工品是否在预定的加工尺寸的公差内，一直以来通过手动操作进行试加工以及加工尺寸的测量确认、程序校正输入等。
这样的话，这期间操作员必须在机床旁，不仅使自动生产的生产率降低，并且在担负多台机床的所谓的负责台数较多的情况下，操作员的负担较大。
专利文献1公开了机床的镗孔直径校正装置，所述镗孔直径校正装置在通过加工中心等进行镗孔加工时，在粗加工后使用接触式传感器预先对孔的内面进行三点接触测量，由此来检测相对于目标尺寸的偏差，并进行自动校正。
然而，同一公报中公开的技术虽然能够适用于镗孔加工，却不能适用于其他的切削加工。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-337787号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的一个目的是提供能够对工具更换后的加工程序进行自动校正的机床。
用于解决技术问题的手段
本发明所涉及的具备工具更换时的自动校正功能的机床的特征在于，具有：更换检测单元，针对工具被更换这一情况进行检测；拟加工单元，使用更换后的所述工具将工件拟加工成预定的目标尺寸；测量单元，对所述拟加工后的工件的拟加工尺寸进行测量；尺寸差检测单元，对所述拟加工后的实测尺寸与所述目标尺寸的尺寸差进行检测；以及自动校正单元，基于通过所述尺寸差检测单元检测的所述尺寸差对加工程序进行自动校正，所述机床通过所述自动校正后的加工程序进行实际加工。
在这里机床指的是车床、铣床、磨床、复合加工机等、使用切削工具等的机床。
工具更换既可以是自动更换也可以是手动更换。
检测工具更换的检测更换单元不仅包括自动检测更换单元，还包括通过手动进行ON(启动)操作的情况。
拟加工指的是根据达到产品等所要求的加工尺寸之前的假定的临时目标尺寸进行的加工。
例如，在外形加工的情况下，指的是加工成比预定的加工公差大的外形尺寸，在内径加工的情况下，指的是拟加工成比预定的加工公差小的内径尺寸。
在本发明中，实际加工指的是加工成处于产品所要求的预定的目标尺寸的公差内，可以是精加工。
在对工件进行精加工之前，有时也进行粗加工、半精加工等前序加工。
所以，本发明也可以是在精加工之前进行包括粗加工等的前序加工，并具有在更换工具时的所述前序加工时进行按照所述精加工的拟加工尺寸而设定的前序加工的拟前加工单元。
在这里，按照精加工的拟加工尺寸进行前序加工的宗旨是与相比于目标尺寸所减少的加工余量相应地来减少前序加工的加工余量。
发明的效果
本发明所涉及的机床在工具被更换之后的初次机械加工中，暂且按照比通过目标的产品尺寸所确定的加工余量少的加工余量进行拟加工，并检测该实测值与程序上的拟加工尺寸的差值，从而基于该差值自动校正执行程序，由此，由于不需要通过操作员所进行的手动动作下的试加工以及校正，因此操作员的负担与此相应地减轻。
另外，由于第二次以后的机械加工通过自动校正后的加工程序能够进行通常的连续加工，因此加工生产率也增高。
附图说明
图1示出本发明所涉及的工具更换后的加工的流程，图1的(a)示出拟加工的步骤，图1的(b)示出拟加工尺寸的测量步骤，图1的(c)示出实际加工的步骤。
图2示出工具更换的流程。
具体实施方式
虽然以下通过车削加工对适用了本发明所涉及的技术的机床的例子进行说明，但是机械加工不受限制。
在图1的(a)中示意性示出拟加工的状态，在图1的(b)中示意性示出拟加工尺寸的测量状态，在图1的(c)中示意性示出实际加工的状态，其流程图在图2中示出。
若通过ATC(Auto Tool Change，自动换刀装置)等自动更换工具、或操作员通过手动将工具更换为新品等，则输出工具更换信号(步骤S1)。
然后，输出拟加工指令(步骤S2)。
若输出了拟加工指令，则替代到当时为止连续地按照工件的产品尺寸来执行实际加工的程序，而执行比其加工余量少的拟加工程序。
使用图1的(a)对其状态进行说明。
图1的(a)示出了使被旋转控制的主轴1的夹头2把持工件W，并用工具3在NC控制之下对其外径进行车削加工的例子。
外径尺寸被设定为比工件所要求的产品的实际加工尺寸d0稍大的拟加工尺寸d1。
需要说明的是，在内径加工的情况下，拟加工成比实际加工稍小的内径尺寸。
当在精加工前进行粗加工时，也要对应拟精加工尺寸来设定进行粗加工的工具的拟加工余量。
在图2中将其表示成了(1)拟粗加工余量设定、以及(2)拟精加工余量设定。
拟粗加工可以被省略，或者也可以进一步被分成多个前序加工。
也能够通过在机床的操作盘等中按照被更换的工具的种类、实际加工的图案来设置拟加工条件的设定画面以使得能够预先选择设定拟加工的加工余量。
若设定了拟加工余量，则执行拟加工(步骤S3)。
若完成了拟加工，则如图1的(b)所示，通过触针等自动的测量单元4来测量拟加工P0的外径尺寸(步骤S4)。
自动检测拟加工后的P0的实测尺寸与拟加工的目标尺寸P的差值(步骤S5)。
对于该差值，预先设定有阈值，若在该阈值内，则基于该差值自动校正实际加工的程序以成为作为产品尺寸的实际加工的目标尺寸d0(步骤S6)。
另一方面，若该差值超出阈值，则输出异常信号，并通知给操作员。
若差值的数值在阈值内，并按照该数值自动校正了实际加工的加工余量，则粗加工恢复至原来的加工余量，精加工基于自动校正后的程序来执行实际加工(步骤S7)。
若按照工件的目标尺寸完成了实际加工，则自动测量实际加工P1的外径尺寸(步骤S8)，若在预定的尺寸公差内，则从下一个工件开始省略该拟加工的步骤，并遵照实际加工的程序执行连续加工(步骤S9)。
如上述，当实际加工之后的加工尺寸不在预定的公差内时，输出异常信号，通过通知给操作员而由操作员来应对。
附图标记说明
1…主轴；2…夹头；3…工具；4…测量单元；P0…拟加工；P1…实际加工(产品加工)；W…工件。

Claims (3)

1.一种具备工具更换时的自动校正功能的机床，其特征在于，具有：
更换检测单元，针对工具被更换这一情况进行检测；
拟加工单元，使用更换后的所述工具将工件拟加工成预定的目标尺寸；
测量单元，对所述拟加工后的工件的拟加工尺寸进行测量；
尺寸差检测单元，对所述拟加工后的实测尺寸与所述目标尺寸的尺寸差进行检测；以及
自动校正单元，基于通过所述尺寸差检测单元检测的所述尺寸差对加工程序进行自动校正，
所述机床通过所述自动校正后的加工程序进行实际加工。
2.根据权利要求1所述的具备工具更换时的自动校正功能的机床，其特征在于，
所述实际加工是工件的精加工。
3.根据权利要求2所述的具备工具更换时的自动校正功能的机床，其特征在于，
在所述精加工之前进行包括粗加工的前序加工，所述机床具有拟前序加工单元，所述拟前序加工单元在更换工具时的所述前序加工时，进行按照所述精加工的拟加工尺寸而设定的前序加工。
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