CN114007787A - 机床、机床的控制方法以及机床的控制程序 - Google Patents

机床、机床的控制方法以及机床的控制程序 Download PDF

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Abstract

机床(100)具备：旋转驱动部(112R)，其用于对主轴进行旋转驱动；第一电动机(112X)，其用于使刀具相对于工件的相对位置在水平方向上变化；第二电动机(112Y)，其用于使该相对位置在重力方向上变化；第三电动机(112Z)，其用于使该相对位置在与水平方向及重力方向这两个方向正交的方向上变化；以及制动机构(110)，其用于锁定第二电动机(112Y)的驱动。机床(100)的控制装置(50)执行以下处理：锁定第二电动机(112Y)的驱动；在维持了第二电动机(112Y)的锁定的状态下执行工件的钻孔加工；在该加工完成后控制第一电动机(112X)，在维持了第二电动机(112Y)的锁定的状态下解除工件与刀具的接触；以及在该处理完成后，在维持了第二电动机(112Y)的锁定的状态下从工件拔出刀具。

Description

机床、机床的控制方法以及机床的控制程序
技术领域
本公开涉及一种用于控制机床中的钻孔(boring)加工的技术。
背景技术
能够进行钻孔加工的机床正在普及。钻孔加工是在工件形成孔的加工、对所形成的孔进行研磨的加工的总称。钻孔加工也称为内径加工。
为了容易理解，以下将水平面上的一个方向称为“Z方向”，将重力方向称为“Y方向”，将与Z方向及Y方向这两个方向正交的方向称为“X方向”。
在水平方向(Z方向)上进行钻孔加工的情况下，机床首先控制X方向用的伺服电动机和Y方向用的伺服电动机，在XY方向上对主轴进行进给驱动。接着，机床控制Z方向用的伺服电动机，在水平方向上对主轴进行进给驱动。由此，在水平方向上切削工件，在工件形成孔。
在钻孔加工中发生了停电的情况下，无法确保重力方向上的主轴的保持力，主轴沿重力方向落下。其结果，安装于主轴的钻孔刀具与工件接触，钻孔刀具破损。
关于用于防止这种破损的技术，专利文献1(日本特开昭61-252041号公报)公开了一种对重力方向用的伺服电动机设置制动机构的机床。该机床在钻孔加工中锁定重力方向的主轴的进给驱动。由此，该机床防止停电时的主轴的落下。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭61-252041号公报
发明内容
发明要解决的问题
另外，在钻孔刀具与工件发生了接触的状态下，如果从工件拔出钻孔刀具，则有可能导致钻孔刀具破损或者工件损伤。因此，钻孔刀具需要在解除了与工件的接触之后被从工件拔出。
作为解除钻孔刀具与工件的接触的方法，能够考虑各种方法。作为一例，机床在解除了制动机构的锁定之后对钻孔刀具进行进给驱动，由此解除钻孔刀具与工件的接触。然而，在该方法中，在解除锁定的过程中有可能发生停电，在该情况下，导致主轴落下。其结果，导致钻孔刀具破损。因而，期望一种能够在锁定了重力方向上的钻孔刀具的进给驱动的状态下将钻孔刀具从工件拔出的技术。
用于解决问题的方案
在本公开的一例中，机床具备：主轴，其能够安装用于工件的钻孔加工的刀具；工作台，其用于固定所述工件；旋转驱动部，其用于对所述主轴进行旋转驱动；以及位置驱动部，其用于通过移动所述主轴和所述工作台中的至少一方的位置来使所述刀具相对于所述工件的相对位置变化。所述位置驱动部包括：第一电动机，其用于使所述相对位置在水平方向上变化；第二电动机，其用于使所述相对位置在重力方向上变化；以及第三电动机，其用于使所述相对位置在与所述水平方向及所述重力方向这两个方向正交的方向上变化。所述机床还具备：制动机构，其用于锁定所述第二电动机的驱动；以及控制装置，其用于控制所述机床。所述控制装置执行以下处理：控制所述第一电动机和所述第二电动机，来将所述刀具移动到规定的加工开始位置；在将所述刀具移动到所述加工开始位置的处理完成后，控制所述制动机构，来锁定所述第二电动机的驱动；在维持了所述第二电动机的锁定的状态下控制所述旋转驱动部和所述第三电动机，来执行所述工件的钻孔加工；解除处理，在所述工件的钻孔加工完成后控制所述第一电动机，在维持了所述第二电动机的锁定的状态下解除所述工件与所述刀具的接触；以及在所述解除处理完成后控制所述第三电动机，在维持了所述第二电动机的锁定的状态下从所述工件拔出所述刀具。
在本公开的一例中，所述控制装置还执行以下处理：在从所述工件拔出所述刀具的处理结束后且在所述工件的下次的钻孔加工开始之前，在所述工件的上次的加工位置与所述工件的下次的加工位置在重力方向上不同的情况下，解除所述第二电动机的锁定。
在本公开的一例中，所述控制装置还执行以下处理：在从所述工件拔出所述刀具的处理结束后且在所述工件的下次的钻孔加工开始之前，在所述工件的上次的加工位置与所述工件的下次的加工位置在重力方向上相同的情况下，维持所述第二电动机的锁定。
在本公开的一例中，所述控制装置还执行以下处理：在所述工件的钻孔加工中所述机床发生了异常停止的情况下，维持所述第二电动机的锁定。
在本公开的一例中，所述控制装置执行以下处理：在所述工件的钻孔加工完成后且在控制所述第一电动机之前，使所述刀具的刀刃朝向与重力方向不同的方向。
在本公开的另一例中，提供一种机床的控制方法。所述机床具备：主轴，其能够安装用于工件的钻孔加工的刀具；工作台，其用于固定所述工件；旋转驱动部，其用于对所述主轴进行旋转驱动；以及位置驱动部，其用于通过移动所述主轴和所述工作台中的至少一方的位置来使所述刀具相对于所述工件的相对位置变化。所述位置驱动部包括：第一电动机，其用于使所述相对位置在水平方向上变化；第二电动机，其用于使所述相对位置在重力方向上变化；以及第三电动机，其用于使所述相对位置在与所述水平方向及所述重力方向这两个方向正交的方向上变化。所述机床还具备制动机构，所述制动机构用于锁定所述第二电动机的驱动。所述控制方法包括以下步骤：移动步骤，控制所述第一电动机和所述第二电动机，来将所述刀具移动到规定的加工开始位置；在所述移动步骤完成后控制所述制动机构，来锁定所述第二电动机的驱动；在维持了所述第二电动机的锁定的状态下控制所述旋转驱动部和所述第三电动机，来执行所述工件的钻孔加工；解除步骤，在所述工件的钻孔加工完成后控制所述第一电动机，在维持了所述第二电动机的锁定的状态下解除所述工件与所述刀具的接触；以及在所述解除步骤完成后控制所述第三电动机，在维持了所述第二电动机的锁定的状态下从所述工件拔出所述刀具。
在本公开的另一例中，提供一种机床的控制程序。所述机床具备：主轴，其能够安装用于工件的钻孔加工的刀具；工作台，其用于固定所述工件；旋转驱动部，其用于对所述主轴进行旋转驱动；以及位置驱动部，其用于通过移动所述主轴和所述工作台中的至少一方的位置来使所述刀具相对于所述工件的相对位置变化。所述位置驱动部包括：第一电动机，其用于使所述相对位置在水平方向上变化；第二电动机，其用于使所述相对位置在重力方向上变化；以及第三电动机，其用于使所述相对位置在与所述水平方向及所述重力方向这两个方向正交的方向上变化。所述机床还具备制动机构，所述制动机构用于锁定所述第二电动机的驱动。所述控制程序使所述机床执行以下步骤：移动步骤，控制所述第一电动机和所述第二电动机，来将所述刀具移动到规定的加工开始位置；在所述移动步骤完成后控制所述制动机构，来锁定所述第二电动机的驱动；在维持了所述第二电动机的锁定的状态下控制所述旋转驱动部和所述第三电动机，来执行所述工件的钻孔加工；解除步骤，在所述工件的钻孔加工完成后控制所述第一电动机，在维持了所述第二电动机的锁定的状态下解除所述工件与所述刀具的接触；以及在所述解除步骤完成后控制所述第三电动机，在维持了所述第二电动机的锁定的状态下从所述工件拔出所述刀具。
本发明的上述目的、特征、方面及优点以及其它目的、特征、方面及优点通过结合所附附图来理解的与本发明有关的下面的详细说明而变得明确。
附图说明
图1是示出机床的装置结构的一例的图。
图2是按时间序列示出钻孔加工的工序的图。
图3是按时间序列示出继图2之后的钻孔加工的工序的图。
图4是示出第N次钻孔加工时的钻孔位置与第N+1次钻孔加工时的钻孔位置在重力方向上相同的情况下的钻孔加工的流程的图。
图5是示出第N次钻孔加工时的钻孔位置与第N+1次钻孔加工时的钻孔位置在重力方向上不同的情况下的钻孔加工的流程的图。
图6是示出CPU(central processing unit：中央处理单元)单元的硬件结构的一例的示意图。
图7是示出CNC(computer numerical control：计算机数字控制)单元的硬件结构的一例的示意图。
图8是示出机床的功能结构的一例的图。
图9是示出钻孔加工的流程的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。在以下的说明中，对相同的部件以及构成要素标注同一附图标记。它们的名称和功能也相同。因而，不重复进行它们的详细说明。此外，以下要说明的各实施方式以及各变形例也可以适当选择性地组合。
<A.机床10的结构>
首先，参照图1来说明机床10的装置结构。图1是示出机床10的装置结构的一例的图。
在图1中示出了作为加工中心的机床10。下面，对作为加工中心的机床10进行说明，但机床10不限定于加工中心。例如，机床10既可以是车床，也可以是其它切削机械、磨削机械。机床10典型的是在水平方向上安装刀具的横形的加工中心。
如图1所示，机床10包括控制装置50、制动机构110、伺服驱动器111R、111X～111Z、伺服电动机112R、112X～112Z、移动体113、主轴头131、钻孔刀具134、以及工作台136。
本说明书中所说的“控制装置50”是指控制机床10的装置。控制装置50的装置结构是任意的。控制装置50既可以由单独的控制单元构成，也可以由多个控制单元构成。在图1的例子中，控制装置50由作为PLC(Programmable Logic Controller：可编程逻辑控制器)的CPU单元20、CNC单元30以及I/O(Input Output：输入输出)单元40构成。CPU单元20、CNC单元30、I/O单元40与现场总线B连接，经由现场总线B相互进行通信。
另外，在以下的说明中，将钻孔刀具134开孔的方向(即，纸面的左右方向)称为“Z方向”，将重力方向(即，纸面的上下方向)称为“Y方向”，将与Z方向及Y方向这两个方向正交的方向称为“X方向”。
主轴头131由主轴132和壳体133构成。主轴132配置在壳体133的内部。在主轴132上安装有用于对作为被加工物的工件W进行加工的刀具。在图1的例子中，用于工件W的钻孔加工的钻孔刀具134安装于主轴132。钻孔刀具134具有从刀具轴突出的一个刀刃。
CPU单元20按照预先准备的PLC程序来控制构成控制装置50的各种单元。该PLC程序例如用梯形图程序描述。
CNC单元30基于接收到来自CPU单元20的加工开始指令，开始执行预先准备的加工程序，按照该加工程序来控制伺服驱动器111R、111X～111Z，由此对被固定在工作台136的工件W进行加工。该加工程序例如用NC(Numerical Control：数字控制)程序描述。
伺服驱动器111R从CNC单元30逐次接受目标旋转速度的输入，来控制伺服电动机112R(旋转驱动部)。伺服电动机112R以Z方向的轴为中心对主轴132进行旋转驱动。更为具体地说，伺服驱动器111R根据用于探测伺服电动机112R的旋转角度的编码器(未图示)的反馈信号，来计算伺服电动机112R的实际旋转速度，在该实际旋转速度小于目标旋转速度的情况下，提高伺服电动机112R的旋转速度，在该实际旋转速度大于目标旋转速度的情况下，降低伺服电动机112R的旋转速度。这样，伺服驱动器111R一边逐次接受伺服电动机112R的旋转速度的反馈，一边使伺服电动机112R的旋转速度接近目标旋转速度。
伺服驱动器111X从CNC单元30逐次接受目标位置的输入，来控制伺服电动机112X(第一电动机)。伺服电动机112X通过滚珠丝杠(未图示)对安装有主轴头131的移动体113进行进给驱动，将主轴132进给驱动到X方向上的任意位置。更具体地说，伺服驱动器111X根据用于探测伺服电动机112X的旋转角度的编码器(未图示)的反馈信号来计算移动体113的实际位置，在该实际位置小于目标位置的情况下，提高伺服电动机112X的实际位置，在该实际位置大于目标位置的情况下，降低伺服电动机112X的实际位置。这样，伺服驱动器111X一边逐次接受伺服电动机112X的实际位置的反馈，一边使伺服电动机112X的实际位置接近目标位置。由此，伺服驱动器111X将主轴132进给驱动到X方向上的任意位置。
伺服驱动器111Y从CNC单元30逐次接受目标位置的输入，来控制伺服电动机112Y(第二电动机)。伺服电动机112Y通过滚珠丝杠(未图示)对安装有主轴头131的移动体113进行进给驱动，将主轴132进给驱动到Y方向上的任意位置。由伺服驱动器111Y控制伺服电动机112Y的控制方法与伺服驱动器111X的情况相同，因此不重复其说明。
伺服驱动器111Z从CNC单元30逐次接受目标位置的输入，来控制伺服电动机112Z(第三电动机)。伺服电动机112Z通过滚珠丝杠(未图示)对安装有主轴头131的移动体113进行进给驱动，将主轴132进给驱动到Z方向上的任意位置。由伺服驱动器111Z控制伺服电动机112Z的控制方法与伺服驱动器111X的情况相同，因此不重复其说明。
CPU单元20经由I/O单元40向制动机构110输出控制指令，来锁定重力方向用的伺服电动机112Y的进给驱动，或者解除伺服电动机112Y的锁定。制动机构110例如是电磁制动器、电磁离合器或者能够锁定伺服电动机112Y的进给驱动的其它硬件机构。在制动机构110锁定了伺服电动机112Y的进给驱动的情况下，即使发生了停电，移动体113也不会落下。由此，能够防止钻孔刀具134的破损。
此外，上述对机床10通过对主轴132进行进给驱动来改变工件W相对于钻孔刀具134的相对位置的结构进行了说明，但机床10既可以通过对作为工件W的固定装置的工作台136进行进给驱动来改变该相对位置，也可以通过对主轴132和工作台136这两方进行进给驱动来改变该相对位置。即，伺服电动机112X既可以构成为在X方向上对主轴132进行进给驱动，也可以构成为在X方向上对工作台136进行进给驱动。伺服电动机112Y既可以构成为在Y方向上对主轴132进行进给驱动，也可以构成为在Y方向上对工作台136进行进给驱动。伺服电动机112Z既可以构成为在Z方向上对主轴132进行进给驱动，也可以构成为在Z方向上对工作台136进行进给驱动。
<B.钻孔加工>
参照图2和图3对钻孔加工的工序进行说明。图2和图3是按时间序列示出钻孔加工的工序的图。
在步骤S1中，机床10的控制装置50解除制动机构110对伺服电动机112Y的锁定，使得成为能够在重力方向(Y方向)上对主轴132进行进给驱动的状态。之后，控制装置50控制伺服电动机112X、112Y，在XY方向上对钻孔刀具134进行进给驱动。由此，钻孔刀具134移动到规定的加工开始位置。
在步骤S2中，设为控制装置50完成了将钻孔刀具134移动到规定的加工开始位置的处理。基于此，控制装置50控制制动机构110来锁定伺服电动机112Y的进给驱动。由此，使得钻孔刀具134在重力方向(Y方向)上不动。
在步骤S3中，控制装置50在维持了伺服电动机112Y的锁定的状态下控制伺服电动机112R和伺服电动机112Z，来执行工件W的钻孔加工。由此，钻孔刀具134一边旋转一边沿Z方向挖掘工件W。
在步骤S4中，设为完成了对工件W进行的钻孔加工。在此所说的“钻孔加工的完成”是指一个内径(孔)的形成已完成。由于钻孔刀具134的刀刃从刀具轴突出，因此在钻孔加工完成的时间点，只有刀刃部分与工件W接触。为了解除该接触，需要对钻孔刀具134进行进给驱动，但由于Y方向(重力方向)的进给驱动被施加锁定，因此控制装置50仅通过X方向的进给驱动来解除钻孔刀具134与工件W的接触。即，控制装置50在工件W的钻孔加工完成后控制伺服电动机112X，在维持了伺服电动机112Y的锁定的状态下解除工件W与钻孔刀具134的接触。此时，控制装置50向钻孔刀具134的刀刃离开工件W的内径表面的方向对伺服电动机112X进行进给驱动。
此外，根据规格不同，在钻孔加工完成时，钻孔刀具134的刀刃有时朝向Y方向(重力方向)。在该情况下，仅通过在X方向上对钻孔刀具134进行进给驱动，无法解除钻孔刀具134与工件W的接触。因此，在钻孔刀具134的刀刃朝向Y方向(重力方向)的情况下，控制装置50使钻孔刀具134的刀刃朝向与Y方向(重力方向)不同的方向，在此之后在X方向上对钻孔刀具134进行进给驱动，来解除钻孔刀具134与工件W的接触。典型地说，控制装置50使钻孔刀具134的刀刃朝向X方向的正侧，在此之后使钻孔刀具134向X方向的负侧移动。或者，控制装置50使钻孔刀具134的刀刃朝向X方向的负侧，在此之后使钻孔刀具134向X方向的正侧移动。由此，钻孔刀具134与工件W的接触被更可靠地解除。
在步骤S5中，控制装置50控制伺服电动机112Z，在维持了伺服电动机112Y的锁定的状态下从工件W拔出钻孔刀具134。
如上所述，控制装置50在钻孔加工结束时，在X方向上对钻孔刀具134进行进给驱动，来解除工件W与钻孔刀具134的接触。由此，在将钻孔刀具134从工件W拔出时，不需要解除伺服电动机112Y的锁定。其结果，机床10能够缩短加工时间，并且能够可靠地防止伴随停电、错误等引起的钻孔刀具134的落下。
另外，由于在解除了钻孔刀具134与工件W的接触之后将钻孔刀具134从工件W拔出，因此钻孔刀具134不会损伤工件W，并且还能够防止钻孔刀具134的破损。
<C.连续的钻孔加工>
下面，参照图4和图5对从第N次钻孔加工转移到第N+1次钻孔加工时的制动机构110的控制进行说明。此外，“N”表示1以上的整数。
图4是示出第N次钻孔加工时的钻孔位置与第N+1次钻孔加工时的钻孔位置在重力方向上相同的情况下的钻孔加工的流程的图。
在步骤S11中，设为从工件W拔出钻孔刀具134的处理结束，第N次钻孔加工结束。在图4的例子中，通过第N次钻孔加工，在工件W的加工位置P处形成孔。
在加工程序中，假设规定为继续进行钻孔加工。在该情况下，控制装置50从加工程序获取下次的加工位置PX(坐标值)，将第N次钻孔加工时的加工位置P与第N+1次钻孔加工时的加工位置PX在重力方向(Y方向)上进行比较。在本例中，设为加工位置P与加工位置PX在重力方向上相同。在该情况下，在步骤S12中，控制装置50仍维持伺服电动机112Y的锁定状态，仅在X方向上进行钻孔刀具134的位置对准。
之后，在步骤S13中，控制装置50开始进行第N+1次钻孔加工，在工件W的加工位置PX处形成孔。
如上所述，在从工件W拔出钻孔刀具134的处理结束后且在工件W的下次的钻孔加工开始之前，在工件W的上次的加工位置与工件W的下次的加工位置在重力方向上相同的情况下，控制装置50维持制动机构110对伺服电动机112Y锁定的锁定状态。由此，控制装置50在从第N次钻孔加工转移到第N+1次钻孔加工时不解除制动机构110的锁定即可，能够缩短加工时间。
图5是示出第N次钻孔加工时的钻孔位置与第N+1次钻孔加工时的钻孔位置在重力方向上不同的情况下的钻孔加工的流程的图。
在步骤S21中，设为从工件W拔出钻孔刀具134的处理结束，第N次钻孔加工结束。在图5的例子中，通过第N次钻孔加工，在工件W的加工位置P处形成孔。
在加工程序中，假设规定为继续进行钻孔加工。在该情况下，控制装置50从加工程序获取下次的加工位置PY(坐标值)，将第N次钻孔加工时的加工位置P与第N+1次钻孔加工时的加工位置PY在重力方向上进行比较。在本例中，加工位置P与加工位置PY在重力方向上不同。在该情况下，控制装置50解除伺服电动机112Y的锁定。
之后，在步骤S22中，控制装置50在X方向和Y方向上进行钻孔刀具134的位置对准。控制装置50基于该位置对准已结束的情况，来再次锁定伺服电动机112Y的进给驱动。
之后，在步骤S23中，控制装置50开始进行第N+1次钻孔加工，在工件W的加工位置PY处形成孔。
如上所述，在从工件W拔出钻孔刀具134的处理结束后且在工件W的下次的钻孔加工开始之前，在工件W的上次的加工位置与工件W的下次的加工位置在重力方向上不同的情况下，控制装置50解除制动机构110对伺服电动机112Y锁定的锁定状态。由此，控制装置50能够在从第N次钻孔加工转移到第N+1次钻孔加工时在重力方向上任意地改变钻孔位置。
<D.CPU单元20的硬件结构>
接着，参照图6对CPU单元20的硬件结构进行说明。图6是示出CPU单元20的硬件结构的一例的示意图。
CPU单元20包括处理器51、ROM(Read Only Memory：只读存储器)52、RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)53、通信接口54、现场总线控制器55以及存储装置70。这些组件与内部总线59连接。
处理器51例如由至少一个集成电路构成。集成电路例如能够由至少一个CPU(central processing unit：中央处理单元)、至少一个GPU(Graphics Processing Unit：图形处理单元)、至少一个ASIC(application specific integrated circuit：专用集成电路)、至少一个FPGA(field programmable gate array：现场可编程门阵列)或它们的组合等来构成。
处理器51通过执行PLC程序72等各种程序来控制CPU单元20的动作。PLC程序72规定了用于控制机床10内的各种装置的命令。处理器51基于接收到PLC程序72的执行命令，来从存储装置70或ROM 52将PLC程序72读出到RAM 53。RAM 53作为工作存储器发挥功能，用于暂时存储执行PLC程序72所需的各种数据。
LAN(local area network：局域网)、天线等连接于通信接口54。CPU单元20经由通信接口54与外部设备(例如，服务器)交换数据。CPU单元20也可以构成为能够从该外部设备下载PLC程序72。
现场总线控制器55是用于实现与连接于现场总线的各种单元之间的通信的接口。作为连接于该现场总线的单元的一例，能够列举CNC单元30、I/O单元40等。
存储装置70例如是硬盘、快闪存储器等存储介质。存储装置70存储PLC程序72等。PLC程序72的存储位置不限定于存储装置70，也可以被存储在处理器51的存储区域(例如，高速缓冲存储器等)、ROM 52、RAM 53、外部设备(例如，服务器)等中。
<E.CNC单元30的硬件结构>
接着，参照图7对CNC单元30的硬件结构进行说明。图7是示出CNC单元30的硬件结构的一例的示意图。
CNC单元30包括处理器101、ROM 102、RAM 103、通信接口104、现场总线控制器105以及存储装置120。这些组件与内部总线109连接。
处理器101例如由至少一个集成电路构成。集成电路例如能够由至少一个CPU、至少一个GPU、至少一个ASIC、至少一个FPGA或它们的组合等来构成。
处理器101通过执行加工程序122(控制程序)等各种程序来控制CNC单元30的动作。加工程序122规定了用于实现工件的加工的各种命令。处理器101基于接收到加工程序122的执行命令，从存储装置120或ROM 102将加工程序122读出到RAM 103。RAM 103作为工作存储器发挥功能，来暂时存储执行加工程序122所需的各种数据。
LAN、天线等连接于通信接口104。CNC单元30经由通信接口104与外部设备(例如，服务器)交换数据。CNC单元30也可以构成为能够从该外部设备下载加工程序122。
现场总线控制器105是用于实现与连接于现场总线的各种单元之间的通信的接口。作为连接于该现场总线的单元的一例，能够列举CPU单元20、I/O单元40等。
存储装置120例如是硬盘、快闪存储器等存储介质。存储装置120存储加工程序122等。加工程序122的存储位置不限定于存储装置120，也可以被存储在处理器101的存储区域(例如，高速缓冲存储器等)、ROM 102、RAM 103、外部设备(例如，服务器)等中。
加工程序122也可以不作为单独的程序来提供，而被嵌入到任意的程序的一部分来提供。在该情况下，基于加工程序122进行的加工处理与任意的程序相协作来实现。即使是不包含这样的一部分模块的程序，也不会脱离本实施方式所涉及的加工程序122的宗旨。并且，由加工程序122提供的功能的一部分或全部也可以通过专用的硬件来实现。并且，也可以以如所谓的云服务那样的形式来构成机床10，该云服务是至少一个服务器执行加工程序122的处理的一部分。
<F.机床10的功能结构>
参照图8对机床10的功能结构进行说明。图8是示出机床10的功能结构的一例的图。
机床10包括控制装置50、旋转驱动部160、位置驱动部162以及制动机构110，来作为主要的硬件结构。控制装置50例如由CPU单元20和CNC单元30构成。
旋转驱动部160是控制主轴132(参照图1)的旋转的机构。作为一例，旋转驱动部160由上述的伺服驱动器111R(参照图1)和上述的伺服电动机112R(参照图1)构成。
位置驱动部162是通过使主轴132和上述的工作台136(参照图1)中的至少一方的位置移动来改变钻孔刀具134相对于工件的相对位置的机构。作为一例，位置驱动部162由上述的伺服驱动器111X～111Z(参照图1)和上述的伺服电动机112X～112Z(参照图1)构成。
CNC单元30包括加工控制部152和制动控制部154，来作为功能结构。
加工控制部152按照预先决定的加工程序122来控制伺服驱动器111R、111X～111Z，对工件进行加工。
制动控制部154根据以加工程序122执行的过程中的命令，向CPU单元20输出用于使制动机构110有效的锁定指令、用于使制动机构110无效的锁定解除指令等。锁定指令或锁定解除指令例如被输入到CPU单元20中的PLC程序72。
另外，在工件的钻孔加工中机床10发生了异常停止的情况下，制动控制部154使制动机构110的锁定有效，来维持承担重力方向的进给驱动的伺服电动机112Y的锁定。探测对象的异常例如是发生地震或停电等。例如基于搭载于机床10的加速度传感器的输出值超过规定值的情况来探测地震。例如通过搭载于机床10的停电探测电路来探测停电。在发生异常时，通过维持伺服电动机112Y的锁定，能够更可靠地防止钻孔刀具134的落下。
PLC程序72在从CNC单元30接收到锁定解除指令的情况下，使制动机构110对伺服电动机112Y的锁定无效。更为具体地说，CPU单元20开始向制动机构110供给电力，使制动机构110的线圈产生电磁力。通过该电磁力，制动器从伺服电动机112Y脱离，从而伺服电动机112Y能够旋转。
另一方面，PLC程序72在从CNC单元30接收到锁定指令的情况下，使制动机构110对伺服电动机112Y的锁定有效。更为具体地说，CPU单元20停止向制动机构110供给电力，使在制动机构110的线圈中产生的电磁力消失。如果该电磁力消失，则制动器与伺服电动机112Y接触，伺服电动机112Y无法旋转。
<G.钻孔加工所涉及的流程图>
参照图9对钻孔加工的流程进行说明。图9是示出钻孔加工的流程的流程图。
通过机床10的控制装置50(典型地说是CNC单元30的处理器101)执行上述的加工程序122(参照图8)来实现图9所示的处理。在其它方面，也可以通过电路元件或其它硬件来执行处理的一部分或全部。
当执行加工程序122中规定的钻孔加工命令时，控制装置50依次执行图9所示的各步骤的处理。
更为具体地说，在步骤S110中，控制装置50判断钻孔刀具134的当前位置与下次的钻孔加工时的工件W的加工位置(即，钻孔位置)在重力方向上是否相同。控制装置50在判断为钻孔刀具134的当前位置与下次的钻孔加工时的钻孔位置在重力方向上相同的情况下(在步骤S110中为“是”)，将控制切换到步骤S112。否则(在步骤S110中为“否”)，控制装置50将控制切换到步骤S114。
在步骤S112中，控制装置50朝向加工程序122的当前执行中规定的加工开始位置对钻孔刀具134进行进给驱动。此时，控制装置50不需要在重力方向(Y方向)上对钻孔刀具134进行进给驱动，因此仅在X方向上对钻孔刀具134进行进给驱动。
在步骤S114中，控制装置50解除制动机构110对伺服电动机112Y的锁定，以成为能够在重力方向上对主轴132进行进给驱动的状态。
在步骤S116中，控制装置50朝向加工程序122的当前执行中规定的加工开始位置对钻孔刀具134进行进给驱动。此时，控制装置50在X方向和Y方向上对钻孔刀具134进行进给驱动。
在步骤S118中，控制装置50控制制动机构110，来锁定伺服电动机112Y的进给驱动。由此，使得钻孔刀具134在重力方向(Y方向)上不动。
在步骤S120中，控制装置50控制伺服电动机112R和伺服电动机112Z，一边对钻孔刀具134进行旋转驱动一边在Z方向上对钻孔刀具134进行进给驱动。由此，开始进行工件的钻孔加工。
在步骤S122中，设为工件的钻孔加工完成。基于此，控制装置50通过控制伺服电动机112X来在X方向上对钻孔刀具134进行进给驱动，从而解除工件W与钻孔刀具134的接触。
在步骤S124中，控制装置50控制伺服电动机112Z，将钻孔刀具134从工件拔出。
<H.总结>
如上所述，机床10在钻孔加工结束时在X方向上对钻孔刀具134进行进给驱动，来解除工件W与钻孔刀具134的接触。由此，在钻孔刀具134被从工件W拔出时，不需要解除伺服电动机112Y的锁定。其结果，机床10能够缩短加工时间，并且能够可靠地防止伴随停电、错误等引起的钻孔刀具134的落下。
另外，由于在解除了钻孔刀具134与工件W的接触之后将钻孔刀具134从工件W拔出，因此钻孔刀具134不会损伤工件W，并且还能够防止钻孔刀具134的破损。
应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示而非限制性的内容。本发明的范围不是通过上述说明来示出而是通过权利要求书来示出，并旨在包含与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。
附图标记说明
10：机床；20：CPU单元；30：CNC单元；40：I/O单元；50：控制装置；51、101：处理器；52、102：ROM；53、103：RAM；54、104：通信接口；55、105：现场总线控制器；59、109：内部总线；70、120：存储装置；72：PLC程序；110：制动机构；111R、111X、111Y、111Z：伺服驱动器；112R、112X、112Y、112Z：伺服电动机；113：移动体；122：加工程序；131：主轴头；132：主轴；133：壳体；134：钻孔刀具；136：工作台；152：加工控制部；154：制动控制部；160：旋转驱动部；162：位置驱动部。

Claims (7)

1.一种机床，具备：
主轴，其能够安装用于工件的钻孔加工的刀具；
工作台，其用于固定所述工件；
旋转驱动部，其用于对所述主轴进行旋转驱动；以及
位置驱动部，其用于通过移动所述主轴和所述工作台中的至少一方的位置来使所述刀具相对于所述工件的相对位置变化，
其中，所述位置驱动部包括：
第一电动机，其用于使所述相对位置在水平方向上变化；
第二电动机，其用于使所述相对位置在重力方向上变化；以及
第三电动机，其用于使所述相对位置在与所述水平方向及所述重力方向这两个方向正交的方向上变化，
所述机床还具备：
制动机构，其用于锁定所述第二电动机的驱动；以及
控制装置，其用于控制所述机床，
其中，所述控制装置执行以下处理：
控制所述第一电动机和所述第二电动机，来将所述刀具移动到规定的加工开始位置；
在将所述刀具移动到所述加工开始位置的处理完成后，控制所述制动机构，来锁定所述第二电动机的驱动；
在维持了所述第二电动机的锁定的状态下控制所述旋转驱动部和所述第三电动机，来执行所述工件的钻孔加工；
解除处理，在所述工件的钻孔加工完成后控制所述第一电动机，在维持了所述第二电动机的锁定的状态下解除所述工件与所述刀具的接触；以及
在所述解除处理完成后控制所述第三电动机，在维持了所述第二电动机的锁定的状态下从所述工件拔出所述刀具。
2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，
所述控制装置还执行以下处理：在从所述工件拔出所述刀具的处理结束后且在所述工件的下次的钻孔加工开始之前，在所述工件的上次的加工位置与所述工件的下次的加工位置在重力方向上不同的情况下，解除所述第二电动机的锁定。
3.根据权利要求1或2所述的机床，其特征在于，
所述控制装置还执行以下处理：在从所述工件拔出所述刀具的处理结束后且在所述工件的下次的钻孔加工开始之前，在所述工件的上次的加工位置与所述工件的下次的加工位置在重力方向上相同的情况下，维持所述第二电动机的锁定。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的机床，其特征在于，
所述控制装置还执行以下处理：在所述工件的钻孔加工中所述机床发生了异常停止的情况下，维持所述第二电动机的锁定。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的机床，其特征在于，
所述控制装置执行以下处理：在所述工件的钻孔加工完成后且在控制所述第一电动机之前，使所述刀具的刀刃朝向与重力方向不同的方向。
6.一种机床的控制方法，
所述机床具备：
主轴，其能够安装用于工件的钻孔加工的刀具；
工作台，其用于固定所述工件；
旋转驱动部，其用于对所述主轴进行旋转驱动；以及
位置驱动部，其用于通过移动所述主轴和所述工作台中的至少一方的位置来使所述刀具相对于所述工件的相对位置变化，
其中，所述位置驱动部包括：
第一电动机，其用于使所述相对位置在水平方向上变化；
第二电动机，其用于使所述相对位置在重力方向上变化；以及
第三电动机，其用于使所述相对位置在与所述水平方向及所述重力方向这两个方向正交的方向上变化，
所述机床还具备制动机构，所述制动机构用于锁定所述第二电动机的驱动，
所述控制方法包括以下步骤：
移动步骤，控制所述第一电动机和所述第二电动机，来将所述刀具移动到规定的加工开始位置；
在所述移动步骤完成后控制所述制动机构，来锁定所述第二电动机的驱动；
在维持了所述第二电动机的锁定的状态下控制所述旋转驱动部和所述第三电动机，来执行所述工件的钻孔加工；
解除步骤，在所述工件的钻孔加工完成后控制所述第一电动机，在维持了所述第二电动机的锁定的状态下解除所述工件与所述刀具的接触；以及
在所述解除步骤完成后控制所述第三电动机，在维持了所述第二电动机的锁定的状态下从所述工件拔出所述刀具。
7.一种机床的控制程序，
所述机床具备：
主轴，其能够安装用于工件的钻孔加工的刀具；
工作台，其用于固定所述工件；
旋转驱动部，其用于对所述主轴进行旋转驱动；以及
位置驱动部，其用于通过移动所述主轴和所述工作台中的至少一方的位置来使所述刀具相对于所述工件的相对位置变化，
其中，所述位置驱动部包括：
第一电动机，其用于使所述相对位置在水平方向上变化；
第二电动机，其用于使所述相对位置在重力方向上变化；以及
第三电动机，其用于使所述相对位置在与所述水平方向及所述重力方向这两个方向正交的方向上变化，
所述机床还具备制动机构，所述制动机构用于锁定所述第二电动机的驱动，
所述控制程序使所述机床执行以下步骤：
移动步骤，控制所述第一电动机和所述第二电动机，来将所述刀具移动到规定的加工开始位置；
在所述移动步骤完成后控制所述制动机构，来锁定所述第二电动机的驱动；
在维持了所述第二电动机的锁定的状态下控制所述旋转驱动部和所述第三电动机，来执行所述工件的钻孔加工；
解除步骤，在所述工件的钻孔加工完成后控制所述第一电动机，在维持了所述第二电动机的锁定的状态下解除所述工件与所述刀具的接触；以及
在所述解除步骤完成后控制所述第三电动机，在维持了所述第二电动机的锁定的状态下从所述工件拔出所述刀具。
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