CN1161260A

CN1161260A - 加工装置

Info

Publication number: CN1161260A
Application number: CN96121982A
Authority: CN
Inventors: 川地博司; 渡边和男
Original assignee: TOYOKATA INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: TOYOKATA INDUSTRY Co Ltd; Howa Machinery Ltd
Priority date: 1995-10-27
Filing date: 1996-10-26
Publication date: 1997-10-08
Anticipated expiration: 2016-10-26
Also published as: KR970020304A; CN1079312C; TW332790B; KR100235904B1; JPH09123038A

Abstract

一种适于提供高速加工的加工装置，在机械加工中心通过利用安装在主轴上的端铣刀的自转和公转来进行孔的加工。该装置能够计算出加工轨迹数据23，该数据23包括表示端铣刀每隔4msed的X轴和Y轴移动量的数据信息23b，在采用G05指令进行高速加工的过程中，直接采用加工轨迹数据23的数据信息23b来控制端铣刀T的移动。

Description

加工装置

本发明涉及一种利用安装在主轴上的工具(端铣刀)的自转和公转来进行镗孔加工的加工装置。

日本专利申请公开特开平6-8105披露了一种已知的加工装置，它将被加工圆筒形工件的外圆周以规定的角度(15度)分割成多个区间，在试加工结束时用圆度测定装置来检测工件外圆周上各个分割点处法线方向上的偏差，并根据这一检测结果求出与各个分割区间相对应的工具移动半径，让工具在每一个分割区间上以上述移动半径进行圆弧移动，从而防止由工件的变形等原因而导致的正圆度降低。

在上述已知技术中，在工件的外圆周的各个分隔区间上，利用G02(G03)指令，让工具以对应于该分割区间的移动半径进行圆弧移动，在采用上述G02(G03)指令的情况下，由设置在加工装置中的NC控制装置在加工过程中根据上述移动半径，计算出工具每隔预定时间的X轴和Y轴移动量，根据计算出来的移动量来控制工具的移动，这样，在确定工具的进给速度时就必须考虑NC控制装置的运算时间，因而不适于工具以例如每分钟8000mm这样的移动速度进行高速加工。此外，由于将工件外圆周每隔15度进行分割会形成较大的分割区间，因此在根据圆度测定装置的检测结果来求出平均移动半径，而在以此进行圆度修正的改进过程中，存在着无法进行简单修正的问题。

本发明的目的在于提供一种能够适于进行高速加工，并能够提高加工孔正圆度精度的加工装置。为了实现本发明的上述目的，本发明的加工装置如权利要求1所述，其特征在于包括计算装置，用于根据加工孔形状，计算出由工具每隔预定时间的移动量组所构成的加工轨迹数据，以及传送装置，用于将上述计算装置计算出的加工轨迹数据送到设置在加工装置本体中的NC控制装置，所述NC控制装置直接采用送来的加工轨迹数据，对工具的移动进行控制；如权利要求2所述，其特征在于还包括圆度测定装置，根据该圆度测定装置的检测数据来求出新的加工轨迹数据，所述NC控制装置直接采用该新加工轨迹数据来控制工具的移动；如权利要求3所述，其特征在于还包括传送装置，用于将所述圆度测定装置的检测数据输送至所述计算装置，所述计算装置根据被传送的检测数据来计算出新的加工轨迹数据。

下面结合附图对本发明的加工装置在机械加工中的应用实施例加以说明。其中：

图1为本发明的加工装置的总体视图；

图2所示为NC控制装置的存储区域；

图3为用于说明高速循环加工动作的视图；

图4所示为检测数据；

图5所示为检测数据；

图6所示为加工轨迹数据；

图7所示为加工轨迹数据的计算方法；

图8所示为修正数据；

图9所示为加工轨迹数据的修正计算方法；

图10是用于说明本发明加工装置工作方式的流程图。

首先，如图1所示，在机械加工中心1的机床2上，安装有能够在前后方向上自由移动的一移动机身3。在上述移动机身3上安装有一个能够自由上下移动的主轴头4，在该主轴头4中安装了能够自由旋转的主轴5。在上述机械加工中心1处还设置了装有多种工具的工具库6，以及将该工具库6中的工具与主轴5上的工具进行交换的工具更换装置(图中未示)，对移动机身3和主轴头4的移动、主轴5的旋转以及工具交换操作进行控制的NC控制装置7。

在上述NC控制装置7中配有微处理器8和存储器9，所述微处理器8是已知的，用于将下面将要说明的由计算机生成的加工轨迹数据送入所述NC控制装置7，所述存储区域9用于存储送到NC控制装置7的加工轨迹数据。如图2所示，在上述存储区域9的变量号码为#20000的地址中存储了加工轨迹数据的标题信息，在该标题信息所指示的变量号码中存储了加工轨迹数据的数据信息。在NC控制装置7的控制程序中设置了用于实现工具移动的G05指令，当执行该G05指令时，如图3所示，工具T(端铣刀)从a点开始依次沿着a点、b点、c点、d点、c点、e点所描绘的轨迹进行高速循环加工。

其次，如图1所示的圆度测定装置11对试加工结束后所获得的工件加工孔的正圆度进行检测，并将每隔预定角度(例如1度)与目标加工轨迹(正圆)法线方向之间的偏差作为检测数据12予以输出(如图4、5所示)。通过软盘(传送装置)将上述圆度测定装置11的输出数据12传送到下面将要说明的计算机。

其次，图1中作为计算装置示出的个人计算机21(以下称计算机)由键盘22予以输入，并装有根据加工孔径、工具进给速度等与被加工孔形状有关的初始值来计算加工轨迹数据23(如图6所示)的程序。通过盒式ROM20(传送装置)，将上述加工轨迹数据23送到NC控制装置的存储区域9中，在加工轨迹数据23的标题信息部分23a中，例如，N20000P1表示“在上述存储区域9的#20000高速循环加工编目数中存储1”，N20001P1表示“将存储区域9的#20001循环次数中存储1”。

下面对计算加工轨迹数据23的数据信息23b的程序进行说明，其中仅仅对图3中从c点开始到c点为止的圆弧移动中的数据信息23b的计算方式加以说明。当加工孔径为80mm，以8000mm/min的工具进给速度进行高速循环加工时，工具T每隔4msec的移动距离为：

(8000/60)*(4/1000)＝0.533mm根据这一移动距离，加工孔的圆周周长被分割成分割区间数目为：

(80*π)/0.533＝471个将360度以上述区间数目予以分割，从而计算出工具T每隔4msec中的移动角度为：

360度/471＝0.764度这样，计算机21的计算程序就如图7所示，求出作为目标轨迹的加工孔轨迹(正圆)与每隔0.764度移动角度的法线的交点的座标值(Xn、Yn)(n＝0、1、2…)，根据上述座标值(Xn、Yn)，计算出工具T每隔4msec在X轴和Y轴方向上的移动量，以这样计算出的移动量组作为加工轨迹数据23的数据信息23B。在图6所示的加工轨迹数据23的数据信息23b中，例如，N30100P0和N31100 P0表示“将存储区域9的#30100的X轴移动量、#31100的Y轴移动量存储为(0，0)”。

在上述计算机21中设置了修正程序，该修正程序根据圆度测定装置11所传送的检测数据12，产生与该检测数据12的正负值反向的修正数据31(如图8所示)，然后计算出用上述秀正数据31进行修正后的新加工轨迹数据23。如图9所示，根据修正数据31的偏差值dH求出座标值(X′1、Y′1)，然后求出该座标值与座标值(X0、Y0)之间的连线和所述工具T的4msec移动角度0.764度的法线的交点座标值(X″1、Y″1)，根据这一座标值(X″1、Y″1)，计算出工具T在4msec移动时的X轴和Y轴移动量。此后，以同样的方式，依次求出座标值(X″n、Y″n)与座标值(X′n＋1、Y′n＋1)(n＝1、2…)的连线与法线的交点座标值(X″n＋1、Y″n＋1)，从而求出工具T在每隔4msec移动时的X轴和Y轴移动量，这样计算出来的移动量组就构成了新的加工轨迹数据23的数据信息23b。

上述计算机21的修正程序还用于判断由正圆度测定装置11输送的检测数据12是否在预定的允许范围之内，如果超过该允许范围，则对加工轨迹数据23进行修正；如果没有超过该允许范围，便开始进行正常加工。

下面根据图10给出的流程图，对具有上述结构的加工装置的工作方式进行说明。首先，由操作者操作计算机21键盘22，输入与高速循环加工的加工孔径(80mm)、工具进给速度(8000mm/min)等有关加工形状的初始值(S1)。此后，根据上述初始值，由计算机21的计算程序计算出工具T每隔4msec的X轴和Y轴移动量组所构成的加工轨迹数据23(S2)，然后通过盒式ROM20，将上述加工轨迹数据23输送至机械加工中心1的NC控制装置7(S3)。当NC控制装置7的控制程序发出G05指令时，NC控制装置7根据加工轨迹数据23的标题信息23a，直接采用存储区域中的#30100以后所存储的数据信息23b作为工具T每隔4msec的X轴和Y轴移动量，让工具依次沿着a点、b点、c点、d点、c点、e点、a点所表示的轨迹进行高速循环加工(S4)。

此后，当上述高速循环加工结束时，采用圆度测定装置11来检测该工件加工孔的正圆度(S5)，并将检测数据12通过软盘13送到计算机21(S6)。采用计算机21的修正程序来判断由送来的检测数据12所表示的正圆度是否在允许的范围之内(S7)。如果上述正圆度在允许范围之内，就原样不动地使用在上述步骤S2中所计算出来的加工轨迹数据23进来行正常的高速循环加工(S10)。如果在步骤S7中发现检测数据12所表示的正圆度超过了允许的范围，则由计算机21的修正程序根据检测数据12产生补正数据31(S8)，然后利用上述补正数据31进行修正，计算出新的加工轨迹数据23(S9)，将这一新的加工轨迹数据23送至机械加工中心1的NC控制装置7(S3)。此后，以与上述步骤S4-S7相同的方式，直接采用该新的加工轨迹数据23进行高速循环加工，并对经过加工之后的加工孔的正圆度进行检测，判断该正圆度是否符合要求，然后再重复进行上述操作。

在上述实施例中，由于可能够利用工具T(端铣刀)以其自转和公转方式进行孔的加工，所以即使仅使用一个端铣刀T就能够加工出多个具有不同孔径的孔。此外，由于不需要采用特殊的镗孔刀杆，因而能够为顾客提供较短的加工周期和较低的加工价格。此外，由NC控制装置7发出的G05指令，直接利用根据端铣刀T每隔4msec的X轴和Y轴移动量组所生成的数据信息23b来控制端铣刀T的移动，而在过去所采用G02指令的加工过程中，NC控制装置需要一边计算工具的移动量，一边对端铣刀的移动进行控制，与之相比，本发明能够使得端铣刀以相对较高的进给速度进行移动，从而实现工具以高达8000mm/min的进给速度进行高速加工。此外，因通过对具有端铣刀T每隔4msec移动量的加工轨迹数据23的数据信息23b进行了修正，从而提高了正圆度，与过去将工件外圆周分割成15度的区间，对这些分割区域进行修正的方式相比较，能够提高正圆度的精度。另外，由于利用了计算机21来自动对加工轨迹数据23进行计算及修正，与通过人工计算加工轨迹及修正相比，具有节约数据的产生时间并提高数据精度的效果。

由于本发明的加工装置如权利要求1所述，包括计算装置，用于根据加工孔形状，计算出由工具每隔预定时间的移动量组所构成的加工轨迹数据，以及传送装置，用于将上述计算装置计算出的加工轨迹数据送到设置在加工装置本体中的NC控制装置，所述NC控制装置直接利用送来的加工轨迹数据对工具的移动进行控制，因而提供了一种适于进行高速加工的加工装置。由于本发明的加工装置如权利要求2所述，还包括圆度测定装置，根据该圆度测定装置的检测数据来求出新的加工轨迹数据，所述NC控制装置直接采用该新的加工轨迹数据来控制工具的移动，因而能够提高加工孔的正圆度。由于本发明的加工装置如权利要求3所述，还包括传送装置，用于将所述正圆度测定装置的检测数据送到所述计算装置，所述计算装置根据被传送的检测数据来计算出新的加工轨迹数据，因而不但能够在较短时间内产生加工轨迹数据，而且同时还能够提高数据的精度。

Claims

1、一种加工装置，利用安装在其主轴上工具的自转和公转来进行孔的加工，其特征在于包括计算装置，用于根据加工孔形状，计算出根据工具每隔预定时间的移动量组所构成的加工轨迹数据；传送装置，用于将上述计算装置计算出的加工轨迹数据送到设置在加工装置本体中的NC控制装置；所述NC控制装置直接采用送来的加工轨迹数据，对工具的移动进行控制。

2、如权利要求1所述的加工装置，其特征在于还包括圆度测定装置，根据该圆度测定装置的检测数据来求出新的加工轨迹数据，所述NC控制装置直接采用该新的加工轨迹数据来控制工具的移动。

3、如权利要求2所述的加工装置，其特征在于还包括传送装置，用于将所述圆度测定装置的检测数据送到所述计算装置，所述计算装置根据被传送的检测数据来计算出新的加工轨迹数据。