CN116507441A - 机床、机床的工件支撑件、机床的动作方法和程序 - Google Patents

机床、机床的工件支撑件、机床的动作方法和程序 Download PDF

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Abstract

本发明提供机床、机床的工件支撑件、机床的动作方法和程序。机床包括:工作台装置,支撑工件;第一加工头,在线材的前端露出的状态下支撑线材,将从线材的前端生成的熔融物附加到由工作台装置支撑的工件;第二加工头,支撑刀具,所述刀具切削由工作台装置支撑的工件;电源装置,向线材供给电流;导电块,配置于工作台装置,确定线材的前端的位置;驱动装置,使第一加工头相对于工作台装置相对移动,以使从第一加工头露出的线材的前端与配置于工作台装置的导电块接触;以及第一电路,由于从第一加工头露出的线材的前端与配置于工作台装置的导电块接触,而从开路状态切换为闭路状态。

Description

机床、机床的工件支撑件、机床的动作方法和程序
技术领域
本发明涉及机床、机床的工件支撑件、机床的动作方法和程序。
背景技术
利用电弧放电等进行对工件附加材料的增材加工的技术已被公众所知。
作为相关技术,专利文献1中公开了一种复合加工装置。专利文献1记载的复合加工装置具备:增材制造部,在加工区域对工件照射能量而进行增材制造;切削加工部,在加工区域对工件进行切削加工;罩部,覆盖加工区域;以及遮光滤波器,设置于罩部的至少一个面,对应于从加工区域接收的光而改变遮光的程度。
专利文献1:日本专利公报第6100449号
发明内容
本发明的目的在于提供一种在进行增材加工和切削加工的机床中,确定进行增材加工的第一加工头所支撑的线材的前端位置的技术。
几个实施方式中的机床包括:工作台装置,支撑工件;第一加工头,在线材的前端露出的状态下支撑所述线材,将从所述线材的所述前端生成的熔融物附加到由所述工作台装置支撑的所述工件;第二加工头,支撑刀具,所述刀具切削由所述工作台装置支撑的所述工件;电源装置,向所述线材供给电流;导电块,配置于所述工作台装置,确定所述线材的所述前端的位置;驱动装置,使所述第一加工头相对于所述工作台装置相对移动,以使从所述第一加工头露出的所述线材的所述前端与配置于所述工作台装置的所述导电块接触;以及第一电路,由于从所述第一加工头露出的所述线材的所述前端与配置于所述工作台装置的所述导电块接触,而从开路状态切换为闭路状态。
几个实施方式中的机床的工件支撑件是具备第一加工头的机床用的工件支撑件,所述第一加工头在线材的前端露出的状态下支撑所述线材,将从所述线材的所述前端生成的熔融物附加于工件。所述工件支撑件包括:随行夹具,构成所述机床的工作台装置的一部分并支撑所述工件;以及导电块,确定支撑于所述第一加工头的所述线材的所述前端的位置。所述导电块安装于所述随行夹具,或者所述导电块与所述随行夹具一体形成。所述导电块具有:第一面,确定所述线材从所述第一加工头突出的突出长度;以及倾斜面,相对于所述第一面倾斜配置,确定所述线材的所述前端从所述线材的虚拟中心轴位移的位移量。
在几个实施方式中的机床的动作方法中,所述机床包括:工作台装置,支撑工件;第一加工头,在线材的前端露出的状态下支撑所述线材,将从所述线材的所述前端生成的熔融物附加到由所述工作台装置支撑的所述工件;第二加工头,支撑刀具,所述刀具切削由所述工作台装置支撑的所述工件;电源装置,向所述线材供给电流;导电块,配置于所述工作台装置,确定所述线材的所述前端的位置;驱动装置,使所述第一加工头相对于所述工作台装置相对移动,以使从所述第一加工头露出的所述线材的所述前端与配置于所述工作台装置的所述导电块接触;以及第一电路,由于从所述第一加工头露出的所述线材的所述前端与配置于所述工作台装置的所述导电块接触,而从开路状态切换为闭路状态。此外,所述动作方法包括:移动工序,使所述第一加工头相对于所述导电块相对移动,以使所述线材的所述前端与所述导电块接触;时机确定工序,确定所述第一电路从所述开路状态切换为所述闭路状态的时机;以及位置偏移量算出工序,根据所述时机的所述第一加工头的实际位置和所述导电块的位置,算出所述线材的所述前端的实际位置与所述线材的所述前端的虚拟位置之间的位置偏移量。
几个实施方式中的程序使包含第一加工头、第二加工头和工作台装置的机床执行包含下述步骤的动作:使支撑线材的所述第一加工头相对于配置于所述工作台装置的导电块相对移动,以使从支撑所述线材的所述第一加工头露出的所述线材的前端与配置于所述工作台装置的所述导电块接触;确定由于所述线材的所述前端与所述导电块接触而引起第一电路从开路状态切换为闭路状态的时机;根据所述时机的所述第一加工头的实际位置和所述导电块的位置,算出所述线材的所述前端的实际位置与所述线材的所述前端的虚拟位置之间的位置偏移量;根据算出的所述位置偏移量,修正所述线材的所述前端的位置,或者修正所述第一加工头相对于所述线材的所述前端的推断相对位置;在修正所述线材的所述前端的位置或者修正所述第一加工头相对于所述线材的所述前端的推断相对位置之后,将从所述第一加工头露出的所述线材的所述前端生成的熔融物附加到由所述工作台装置支撑的工件;以及通过驱动支撑于所述第二加工头的刀具,从而切削由所述工作台装置支撑的所述工件。
按照本发明,可以提供一种在进行增材加工和切削加工的机床中,确定进行增材加工的第一加工头所支撑的线材的前端位置的技术。
附图说明
图1是示意性表示线材被支撑于第一加工头的状况的简要截面图。
图2是示意性表示第一实施方式中的机床的图。
图3是示意性表示第一实施方式中的机床的图。
图4是示意性表示使用第一加工头进行增材加工的状况的简要截面图。
图5是示意性表示使用导电块确定线材的前端位置的状况的一例的简要截面图。
图6是示意性表示使用导电块确定线材的前端位置的状况的另一例的简要截面图。
图7是示意性表示使用导电块确定线材的前端位置的状况的又一例的简要截面图。
图8是示意性表示使用导电块确定线材的前端位置的状况的再一例的简要截面图。
图9是示意性表示导电块的变形例的简要截面图。
图10是示意性表示导电块的形状的一例的简要立体图。
图11是示意性表示导电块的形状的另一例的简要立体图。
图12是示意性表示第一实施方式中的机床的图。
图13是示意性表示第一实施方式中的机床的图。
图14是示意性表示第一实施方式中的机床的图。
图15是示意性表示放大第一实施方式中的机床的一部分的图。
图16是示意性表示放大第一实施方式中的机床的一部分的图。
图17是示意性表示放大第一实施方式中的机床的一部分的图。
图18是示意性表示使用导电块确定线材的前端位置的状况的一例的简要截面图。
图19是示意性表示使用导电块确定线材的前端位置的状况的一例的简要截面图。
图20是示意性表示第一实施方式中的机床的结构的一例的简要立体图。
图21是示意性表示第二实施方式中的机床的工件支撑件的一例的简要立体图。
图22是示意性表示对实施方式中的机床的动作方法的一个工序进行实施的状况的简要立体图。
图23是示意性表示对实施方式中的机床的动作方法的一个工序进行实施的状况的简要立体图。
图24是表示实施方式中的机床的动作方法的一例的流程图。
图25是表示实施方式中的机床的动作方法的一例的流程图。
图26是表示实施方式中的机床的动作方法的一例的流程图。
图27是表示实施方式中的机床的动作方法的一例的流程图。
图28是示意性表示其他实施方式中的机床的图。
具体实施方式
以下参照附图,说明几个实施方式中的机床1、机床1的工件支撑件B、机床1的动作方法和程序。另外,在以下的实施方式的说明中,针对具有相同功能的部位、构件标注相同的附图标记,并省略针对标注有相同附图标记的部位、构件的重复说明。
(术语的说明)
如图1中例示的那样,在本说明书中,“线材W的虚拟中心轴AX”是指经过线材W从第一加工头3伸出的位置并沿着线材W从第一加工头3伸出的方向的轴。换言之,线材W的虚拟中心轴AX是指在直线形状的线材W从第一加工头3伸出时,沿着所述直线形状的线材W所穿通的路径的轴。线材W的虚拟中心轴AX例如与第一加工头3的长边方向平行。线材W的虚拟中心轴AX也可以与第一加工头3的长边方向中心轴一致。
如图1中例示的那样,在本说明书中,“线材的突出长度L1”是指线材W沿着虚拟中心轴AX从第一加工头3突出的长度。
如图1中例示的那样,在本说明书中,“线材的突出长度的目标值Lt”是指线材W沿着虚拟中心轴AX从第一加工头3突出的长度的目标值。线材的突出长度的目标值Lt例如由用户预先设定。线材的突出长度的目标值Lt例如存储于存储装置73(必要时参照图2)。
如图1中例示的那样,在本说明书中,“线材W的前端的虚拟位置P0”是指理想的直线形状的线材W从第一加工头3突出目标值Lt时,所述理想的直线形状的线材W的前端的位置。换言之,“线材W的前端的虚拟位置P0”是指从第一加工头3的位置沿着虚拟中心轴AX离开线材的突出长度的目标值Lt的位置。
如图1中例示的那样,在本说明书中,“第一加工头3相对于线材W的前端的推断相对位置F0”是指以支撑于第一加工头3的线材W的前端P为基准的第一加工头3的推断位置。在初始状态下,“第一加工头3相对于线材W的前端的推断相对位置F0”是从线材W的前端P沿着第三方向DR3离开线材的突出长度L1(或者在线材的突出长度L1不明的情况下,为线材的突出长度的目标值Lt)的位置。在图1中还表示了修正后的“第一加工头3相对于线材W的前端的推断相对位置F0’”。
如图1中例示的那样,在本说明书中,将垂直于虚拟中心轴AX的方向定义为“第一方向DR1”,将垂直于虚拟中心轴AX和第一方向DR1双方的方向定义为“第二方向DR2”。此外,将与线材W的虚拟中心轴AX平行且从第一加工头3的前端朝向第一加工头3的基端的方向定义为“第三方向DR3”。在图1中,第一方向DR1与X轴的正向(+X方向)一致,第二方向DR2与Y轴的正向(+Y方向)一致,第三方向DR3与Z轴的正向(+Z方向)一致。
(第一实施方式)
参照图1至图20,说明第一实施方式中的机床1A。图1是示意性表示线材W被支撑于第一加工头3的状况的简要截面图。图2和图3是示意性表示第一实施方式中的机床1A的图。图4是示意性表示使用第一加工头3进行增材加工的状况的简要截面图。图5至图8是示意性表示使用导电块5确定线材W的前端P的位置的状况的简要截面图。图9是示意性表示导电块5的变形例的简要截面图。图10是示意性表示导电块5的形状的一例的简要立体图。图11是示意性表示导电块5的形状的另一例的简要立体图。图12至图14是示意性表示第一实施方式中的机床1A的图。图15至图17是示意性表示放大第一实施方式中的机床1A的一部分的图。图18和图19是示意性表示使用导电块5确定线材W的前端P的位置的状况的简要截面图。图20是示意性表示第一实施方式中的机床1A的结构的一例的简要立体图。
如图2中例示的那样,第一实施方式中的机床1A具备工作台装置2、第一加工头3、第二加工头4、驱动装置11、电源装置13、导电块5和第一电路C1。机床1A也可以具备向第一加工头3供给线材W的线材供给装置6,和/或向第一加工头3供给保护气体的保护气体供给装置15。
工作台装置2支撑作为加工对象物的工件D。工作台装置2也可以是在机床1A加工工件D时能使工件D移动的装置。可替代的是,工作台装置2也可以是在机床1A加工工件D时不能使工件D移动的装置。
第一加工头3是执行增材加工的加工头。第一加工头3在线材W的前端P从第一加工头3露出的状态下支撑线材W。在图4记载的例子中,第一加工头3以使线材W横穿第一加工头3的前端开口OP的方式支撑线材W,线材W的一部分从第一加工头3的前端部突出。而且,线材W的前端P露出到第一加工头3的外部。
第一加工头3将从线材W的前端P生成的熔融物附加到由工作台装置2支撑的工件D。例如图4中所示的那样,利用线材W的前端P与工件D之间产生的电弧放电J使线材W熔融,从线材W的前端P生成的熔融物K被附加于工件D。另外,在第一实施方式中,支撑于第一加工头3的线材W可以使用任意的导电性线材。线材W例如为金属制品。支撑于第一加工头3的线材W的直径没有限制。换言之,在第一实施方式中,可以使用任意直径的线材W。
在图2记载的例子中,第二加工头4是支撑用于执行切削加工的刀具41的加工头。第二加工头4支撑用于切削工件D(更具体为由工作台装置2支撑的工件D)的刀具41。机床1A在具备第一加工头3和第二加工头4的情况下,能够使用第一加工头3对工件D附加材料,且可以使用支撑于第二加工头4的刀具41来切削附加于工件D的附加物。另外,在本说明书中,附加于工件D并与工件D一体化的附加物被视为所述工件D的一部分。因此,切削附加于工件D的附加物被视为切削工件D的一个方式。
电源装置13向线材W供给电流。在增材加工时,利用向线材W供给的电流使线材W熔融。更具体而言,利用线材W的前端P与工件D之间产生的电弧放电,使线材W的前端P熔融。在确定线材W的前端P的位置的位置确定时,向线材W供给的电流用于检测线材W的前端P与导电块5是否接触。
导电块5配置于工作台装置2。导电块5确定线材W的前端P的位置。更具体而言,如图5中例示的那样,通过线材W的前端P与导电块5接触,从而确定线材W的前端P的位置处于导电块5的表面上。
在图3记载的例子中,驱动装置11使第一加工头3相对于工作台装置2相对移动。驱动装置11能使第一加工头3相对于工作台装置2相对移动,以使从第一加工头3露出的线材W的前端P与配置于工作台装置2的导电块5接触。驱动装置11也可以是使第一加工头3和工作台装置2中的一方相对于第一加工头3和工作台装置2中的另一方移动的装置。可替代的是,驱动装置11也可以是能使第一加工头3和工作台装置2双方移动的装置。
在图3记载的例子中,通过从第一加工头3露出的线材W的前端P与配置于工作台装置2的导电块5接触,从而第一电路C1从开路状态切换为闭路状态。在第一电路C1处于闭路状态时,向线材W供给的电流流通包含线材W和导电块5的第一电路C1。另一方面,在第一电路C1处于开路状态时,包含线材W和导电块5的第一电路C1中不流通电流。因此,根据第一电路C1是开路状态还是闭路状态,换言之,根据第一电路C1中是否流通电流,可以检测出线材W的前端P与导电块5是否接触。
上述的第一电路C1除了包含线材W和导电块5以外,也可以包含电源装置13。换言之,也可以从电源装置13向第一电路C1供给电流。此外,第一电路C1除了包含线材W和导电块5以外,也可以包含将工作台装置2与电源装置13电连接的电缆14。在这种情况下,从电源装置13供给的电流流通包含线材W、导电块5和电缆14的第一电路C1。
在图2至图5记载的例子中,根据第一电路C1是开路状态还是闭路状态(第一电路C1中流通电流的闭路状态),可以检测出线材W的前端P与导电块5是否接触。因此,通过检测出第一电路C1处于闭路状态(第一电路C1中流通电流的闭路状态),从而确定线材W的前端P的位置处于导电块5的表面上。
如上所述,在第一实施方式中提供如下的技术:在进行增材加工和切削加工的机床1A中,确定由进行增材加工的第一加工头3支撑的线材W的前端P的位置。
第一实施方式中的机床1A中,确定线材W的前端P的位置的导电块5配置于支撑工件D的工作台装置2。在这种情况下,在使线材W的前端P与导电块5接触时,不必使第一加工头3移动到大幅离开通常的加工区域的位置。因此,可以迅速地执行确定线材W的前端P的位置的工序。此外,不必为了执行确定线材W的前端P的位置的工序,而扩大第一加工头3的可移动范围。
此外,在导电块5配置于支撑工件D的工作台装置2的情况下,不必与工作台装置2独立地设置支撑导电块5的专用台。此外,在不必设置支撑导电块5的专用台的情况下,可以使机床1A的整体尺寸紧凑。
在第一实施方式中,在确定了线材W的前端P的位置之后,也可以修正线材W的前端P的位置。在后面说明修正线材W的前端P的位置的方法。通过修正线材W的前端P的位置,从而附加于工件D的附加物(换言之,从线材W的前端P生成的熔融物)的位置或者形状的精度提高。此外,第一实施方式中,对工件D实施增材加工时支撑工件D的工作台装置2以及对工件D实施切削加工时支撑工件D的工作台装置2相同。在这种情况下,在附加于工件D的附加物的位置或者形状的精度提高的基础上,在增材加工后执行的切削加工中,可以将附加于工件D的附加物的表面高精度地切削为所期望的形状。换言之,在增材加工工序后执行的切削加工工序中,抑制了产生过量切削或者切削不足。
(任意附加结构)
接下来,参照图1至图20,说明第一实施方式中的机床1A中可采用的任意附加结构。
(导电块5的第一面51)
在图5记载的例子中,导电块5具有确定线材W从第一加工头3突出的突出长度L1的第一面51(更具体为平面状的第一面51)。在图5记载的例子中,第一面51是与支撑于第一加工头3的线材W的虚拟中心轴AX垂直的面。
如图5中例示的那样,假设线材W的前端P与导电块5的第一面51接触的情况。在这种情况下,沿着线材W的虚拟中心轴AX的方向上的第一加工头3的实际位置F(更具体为第一加工头3的前端31的实际位置)与沿着线材W的虚拟中心轴AX的方向上的第一面51的位置的差值,对应于线材W的突出长度L1。
可以由控制装置7(参照图2)根据第一电路C1的状态(更具体而言,根据第一电路C1中是否流通电流),来判定线材W的前端P是否与导电块5的第一面51接触。此外,能够由控制装置7算出沿着线材W的虚拟中心轴AX的方向上的第一加工头3的实际位置F(Z坐标:Z1)以及沿着线材W的虚拟中心轴AX的方向上的第一面51的位置(Z坐标:Ze)。
(导电块5的倾斜面52)
在图6记载的例子中,导电块5具有相对于第一面51倾斜配置的倾斜面52。如图6中例示的那样,在线材W的虚拟中心轴AX配置成与第一面51垂直时,倾斜面52相对于虚拟中心轴AX倾斜。在图6记载的例子中,导电块5的第一面51配置在导电块5的顶部,导电块5的倾斜面52配置在导电块5的侧部。在图6记载的例子中,倾斜面52是平面状的倾斜面。
倾斜面52是确定线材W的前端P从线材W的虚拟中心轴AX位移的位移量的面。例如,第一倾斜面52a是确定第一位移量的面,所述第一位移量表示线材W的前端P从虚拟中心轴AX向第一方向DR1位移的程度。
控制装置7可以根据线材W的前端P与第一倾斜面52a接触的状态下的第一加工头3的实际位置F和导电块5的位置(例如第一倾斜面52a的位置或者第二面PL2的位置),算出上述的第一位移量。具体后述。另外,可以由控制装置7根据第一电路C1的状态(更具体而言,根据第一电路C1中是否流通电流),来判定线材W的前端P是否与导电块5的第一倾斜面52a接触。
(导电块5的第二倾斜面52b)
在图7记载的例子中,导电块5的倾斜面52除了具有第一倾斜面52a(参照图6)以外,还具有第二倾斜面52b。在图6记载的例子中,第一倾斜面52a是确定第一位移量的面,所述第一位移量表示线材W的前端P从虚拟中心轴AX向第一方向DR1位移的程度。另一方面,在图7记载的例子中,第二倾斜面52b是确定第二位移量的面,所述第二位移量表示线材W的前端P从虚拟中心轴AX向第二方向DR2位移的程度。另外,第二方向DR2与第一方向DR1垂直。
在导电块5的倾斜面52具有第一倾斜面52a和第二倾斜面52b的情况下,可以确定线材W的前端P从虚拟中心轴AX向第一方向DR1位移的程度、以及线材W的前端P从虚拟中心轴AX向第二方向DR2位移的程度双方。
控制装置7可以根据线材W的前端P与第二倾斜面52b接触的状态下的第一加工头3的实际位置F和导电块5的位置(例如第二倾斜面52b的位置或者第三面PL3的位置),算出上述的第二位移量。具体后述。另外,可以由控制装置7根据第一电路C1的状态(更具体而言,根据第一电路C1中是否流通电流),来判定线材W的前端P是否与导电块5的第二倾斜面52b接触。
(导电块5)
如图6中例示的那样,在确定线材W的前端P从虚拟中心轴AX位移的位移量的面为倾斜面52的情况下,通过使支撑线材W的第一加工头3在垂直于虚拟中心轴AX的方向(图6中箭头AR所示的方向)上移动,从而可以更可靠地使线材W的前端P与导电块5接触。在这种情况下,可以准确地确定线材W的前端P的位置。
另一方面,如图8中例示的那样,假设确定线材W的前端P从虚拟中心轴AX位移的位移量的面是与线材W的虚拟中心轴AX平行的面PL的情况。在这种情况下,当使支撑线材W的第一加工头3在垂直于虚拟中心轴AX的方向(图8中箭头AR所示的方向)上移动时,存在着线材W的前端P以外的部分与导电块5的面PL接触的可能性。在这种情况下,不能准确地确定线材W的前端P的位置。
综上,确定线材W的前端P从虚拟中心轴AX位移的位移量的面优选为倾斜面52。但是,在第一实施方式中,确定线材W的前端P从虚拟中心轴AX位移的位移量的面不限于倾斜面52。换言之,图8中所示的方式也包含于第一实施方式。
如图6中例示的那样,倾斜面52(例如第一倾斜面52a)相对于第一面51的倾斜角度α优选大于90度。此外,从降低线材W的前端P以外的部分与导电块5接触的可能性的观点出发,倾斜面52(例如第一倾斜面52a)相对于第一面51的倾斜角度α优选大于100度。在图6记载的例子中,倾斜面52(例如第一倾斜面52a)相对于第一面51的倾斜角度α大于100度且小于180度。在图6记载的例子中,第一面51和倾斜面52直接连接,但是第一面51和倾斜面52也可以彼此分开。在图6记载的例子中,第一倾斜面52a相对于第一面51的倾斜角度α在沿着虚拟中心轴AX的方向上不变化,而是恒定。
如图7中例示的那样,第二倾斜面52b相对于第一面51的倾斜角度β优选大于90度。此外,从降低线材W的前端P以外的部分与导电块5接触的可能性的观点出发,第二倾斜面52b相对于第一面51的倾斜角度β优选大于100度。在图7记载的例子中,第二倾斜面52b相对于第一面51的倾斜角度β大于100度且小于180度。第二倾斜面52b相对于第一面51的倾斜角度β可以与第一倾斜面52a相对于第一面51的倾斜角度α(参照图6)相同,也可以不同。
接下来,参照图9,说明导电块5的形状的又一变形例。
如图9中例示的那样,导电块5A的倾斜面52也可以是曲面状的倾斜面(例如凸面状的倾斜面或者凹面状的倾斜面)。换言之,倾斜面52相对于第一面51的倾斜角度也可以在沿着虚拟中心轴AX的方向上变化。
如图9中例示的那样,在导电块5B具有凹部5b的情况下,导电块5B的第一面51也可以是凹部5b的底面。此外,导电块5B的倾斜面52也可以是凹部5b的侧面。在图9记载的例子中,倾斜面52相对于第一面51的倾斜角度大于100度且小于180度。
如图9中例示的那样,导电块5C包括具有第一面51的第一块5C-1和具有倾斜面52的第二块5C-2。
在图9记载的例子中,在工作台装置2配置有多个导电块(5A、5B、5C-1、5C-2),但是配置于工作台装置2的导电块的数量当然也可以是一个。
在图5至图9记载的例子中,导电块5固定于工作台装置2(例如工作台装置2的随行夹具212)。从能够更换导电块5的观点出发,导电块5也可以可装拆地固定于工作台装置2。例如图5中例示的那样,导电块5也可以通过紧固件等固定构件55固定于工作台装置2。在图5记载的例子中,固定构件55插入导电块5的通孔和工作台装置2的螺纹孔,固定构件55的外螺纹部与工作台装置2的内螺纹部螺纹连接。另外,在不必更换导电块5的情况下,导电块5也可以与工作台装置2(例如工作台装置2的随行夹具212)一体成形。在图5记载的例子中,导电块5的第一接触面50s与工作台装置2的第二接触面2s接触。此外,第一接触面50s为平面,第二接触面2s为平面。在第一接触面50s和第二接触面2s为平面的情况下,导电块5被工作台装置2稳定地支撑。
导电块5的材质可以与工作台装置2中的接触工件D的构件(例如安装工件D的随行夹具212)的材质相同,也可以与工作台装置2中的接触工件D的构件的材质不同。导电块5的材质与工作台装置2中的接触工件D的构件(例如安装工件D的随行夹具212)的材质相比,优选为针对电弧放电的耐磨损性高的材质。在这种情况下,抑制了使用导电块5进行线材W的前端P的位置确定时的导电块5的磨损。因此,即使在重复使用导电块5的情况下,线材W的前端P的位置确定精度也不容易降低。作为针对电弧放电的耐磨损性高的材质,例示了含钨合金(例如含有铜和钨的合金)。因此,导电块5也可以由含钨合金(例如含有铜和钨的合金)形成。
此外,从高精度地进行线材W的前端P的位置确定的观点(或者,抑制伴随线材W的前端P接触导电块5而产生的导电块5磨损的观点)出发,导电块5的材质与工作台装置2中的接触工件D的构件(例如安装工件D的随行夹具212)的材质相比,也可以是硬度(例如肖氏硬度)高的材质。
在图10记载的例子中,导电块5具有第三倾斜面52c,所述第三倾斜面52c以第二面PL2(更具体而言,与第一方向DR1垂直的导电块5的中心面)为基准与第一倾斜面52a对称。更具体而言,导电块5具有第三倾斜面52c,所述第三倾斜面52c和第一倾斜面52a相对于与第一面51垂直的第二面PL2对称配置。在导电块5具有第一倾斜面52a和第三倾斜面52c的情况下,可以使用第一倾斜面52a和第三倾斜面52c双方来确定第一位移量,所述第一位移量表示线材W的前端P从虚拟中心轴AX向第一方向DR1位移的程度。在这种情况下,由控制装置7算出的第一位移量的精度提高。
在图10记载的例子中,导电块5具有第四倾斜面52d,所述第四倾斜面52d以第三面PL3(更具体而言,与第二方向DR2垂直的导电块5的中心面)为基准与第二倾斜面52b对称。更具体而言,导电块5具有第四倾斜面52d,所述第四倾斜面52d和第二倾斜面52b相对于与第一面51和第二面PL2双方垂直的第三面PL3对称配置。在导电块5具有第二倾斜面52b和第四倾斜面52d的情况下,可以使用第二倾斜面52b和第四倾斜面52d双方来确定第二位移量,所述第二位移量表示线材W的前端P从虚拟中心轴AX向第二方向DR2位移的程度。在这种情况下,由控制装置7算出的第二位移量的精度提高。
在图10记载的例子中,在与第一面51垂直的方向上观察(换言之,在沿着线材W的虚拟中心轴AX的方向上观察)时,倾斜面52配置成四边框状。可替代的是,如图11中例示的那样,在与第一面51垂直的方向上观察(换言之,在沿着线材W的虚拟中心轴AX的方向上观察)时,倾斜面52也可以配置为圆环状。在图11记载的例子中,导电块5具有大致圆锥台形状。
(工作台装置2)
在图12记载的例子中,工作台装置2具有安装工件D的上表面2u、以及配置导电块5的侧面2t。在安装工件D的面与安装导电块5的面彼此不同的情况下,当将工件D安装于工作台装置2时,导电块5不会产生妨碍。此外,在安装工件D的面与安装导电块5的面彼此不同的情况下,安装于工作台装置2的工件D的形状或大小不受导电块5的存在的制约。
在图12和图13记载的例子中,配置有导电块5的工作台装置2能够围绕第一轴AX1倾斜(换言之,能倾斜动作),以使导电块5接近第一加工头3。在图13记载的例子中,通过使工作台装置2围绕第一轴AX1倾斜动作,从而导电块5接近支撑于第一加工头3的线材W的前端P。在这种情况下,不使第一加工头3大幅移动,就能使线材W的前端P接触导电块5。此外,在确定了线材W的前端P的位置之后,通过使工作台装置2围绕第一轴AX1旋转而使工作台装置2返回原位置,从而可以使导电块5移动到与第一加工头3相对分离的退避位置(参照图12)。在这种情况下,当使用第一加工头3执行增材加工时,导电块5不会产生妨碍。此外,防止或抑制了从线材W的前端P生成的熔融物附着于导电块5。
在图15记载的例子中,机床1A具备:第一支撑部23,支撑工作台装置2;第二支撑部25,将第一支撑部23支撑成能围绕第一轴AX1倾斜;以及第一驱动装置113a,使第一支撑部23围绕第一轴AX1倾斜。
此外,在图15记载的例子中,工作台装置2具备:移动部21,与工件D一起移动;第一支撑部23,将移动部21支撑成能围绕第二轴AX2旋转;以及轴承24,配置在移动部21与第一支撑部23之间。另外,在图15记载的例子中,第二轴AX2与第一轴AX1垂直。
在图15记载的例子中,当线材W的前端P与导电块5接触时,从电源装置13供给的电流旁通配置在移动部21与第一支撑部23之间的轴承24。在这种情况下,防止或抑制了轴承24的电腐蚀。在图15记载的例子中,当线材W的前端P与导电块5接触时,从电源装置13供给的电流流通线材W、导电块5、随行夹具212、滑环26和电缆14,电流不流通轴承24。
在图15记载的例子中,导电块5配置于工作台装置2的移动部21。在这种情况下,如果安装有工件D的移动部21相对于第一支撑部23相对移动,则导电块5也与移动部21一起相对于第一支撑部23相对移动。例如,如果移动部21相对于第一支撑部23围绕第二轴AX2旋转,则导电块5也相对于第一支撑部23围绕第二轴AX2旋转。
在图15记载的例子中,工作台装置2具备滑环26,所述滑环26与电缆14的末端(例如电刷)接触,且相对于电缆14的末端相对旋转。滑环26通过中心罩等固定构件27安装于随行夹具212。在图15记载的例子中,滑环26通过固定构件27安装于随行夹具212的中央部。
在图15记载的例子中,移动部21具备由第一支撑部23支撑成能围绕第二轴AX2旋转的工作台构件210、以及安装于工作台构件210的随行夹具212。工件D安装于随行夹具212(更具体为随行夹具212的上表面)。在图15记载的例子中,导电块5配置于工作台装置2的随行夹具212(更具体为随行夹具212的侧面)。可替代的是,导电块5也可以配置于工作台构件210(例如工作台构件210的侧面)。
(线材供给装置6)
如图12中例示的那样,机床1A也可以具备线材供给装置6。线材供给装置6通过供给线材W,从而变更线材W从第一加工头3突出的突出长度。线材供给装置6在增材加工时供给线材W,以便不会因线材W的前端P熔融而导致线材W的突出长度变短。
线材供给装置6也可以在确定线材W的前端P的位置的位置确定之后供给线材W,以便修正线材W的前端P的位置。此外,线材供给装置6也可以在确定线材W的前端P的位置的位置确定之后,拉回线材W以便修正线材W的前端P的位置。换言之,线材供给装置6能够可选地执行线材W的供给和线材W的拉回,以便修正线材W的前端P的位置。
在机床1A具备线材供给装置6的情况下,通过供给线材W或拉回线材W,从而能够以物理方式修正线材W的前端P的位置。
在图12记载的例子中,线材供给装置6配置在第一加工头3的外部。可替代的是,线材供给装置6的至少一部分也可以配置在第一加工头3的内部。可替代或者可附加的是,线材供给装置6的至少一部分也可以配置于管T,所述管T规定线材W所穿通的内部空间。
在图12记载的例子中,线材供给装置6和第一加工头3通过至少一部分具有弯曲部的管T连接。在这种情况下,当线材W穿通管T被供给到第一加工头3时,存在线材W带有弯曲趋势的可能性。此外,在向第一加工头3供给卷绕于线轴的线材W的情况下,线材W已经带有弯曲趋势。
(第一加工头3)
在图4记载的例子中,第一加工头3具有线材W所穿通的第一通道33。在图4记载的例子中,第一通道33的中心轴与线材W的虚拟中心轴AX一致。在配置于第一加工头3的第一通道33为直线状的通道的情况下,线材W的弯曲趋势得到缓和。换言之,线材W穿通直线状的第一通道33,由此将线材W矫正成使线材W的弯曲变小。在图4记载的例子中,第一加工头3具有前端开口OP。由第一加工头3支撑的线材W的一部分经由所述前端开口OP向第一加工头3的外部突出。
在图4记载的例子中,第一加工头3具有保护气体所流通的第二通道35。第二通道35配置成包围第一通道33。优选第二通道35是与第一通道33同心状配置的环状通道。在图4记载的例子中,前端开口OP作为释放保护气体(例如惰性气体)的气体释放开口发挥功能。保护气体保护从线材W的前端P生成的熔融物,典型的是防止所述熔融物氧化。在图12记载的例子中,保护气体从保护气体供给装置15经由气体供给管151供给到第一加工头3。
在图12记载的例子中,第一加工头3安装于头部托架E。在图12记载的例子中,头部托架E将第一加工头3支撑成使第一加工头3能在前进位置与退避位置之间相对于第二加工头4相对移动。在第一加工头3处于前进位置(参照图12)的状态下,机床1A可以使用第一加工头3进行增材加工。另一方面,在第一加工头3处于退避位置(参照图14)的状态下,机床1A可以使用支撑于第二加工头4的刀具41进行切削加工。通过在将第一加工头3维持于退避位置的状态下使用第二加工头4进行切削加工,从而在切削加工时第一加工头3不会产生妨碍。此外,防止了切削屑附着于第一加工头3。也可以在头部托架E设置用于收容处于退避位置的第一加工头3的壳体88。如果第一加工头3从退避位置移动到前进位置,则第一加工头3的前端部(或者第一加工头3整体)露出到壳体88的外部。
(冷却装置9)
如图12中例示的那样,机床1A也可以具备用于冷却第一加工头3的冷却装置9。冷却装置9通过配置在冷却装置9与第一加工头3之间的冷却液供给管,向第一加工头3供给冷却液。
(第二加工头4)
在图14记载的例子中,第二加工头4将刀具41支撑成能围绕第三轴AX3旋转。此外,机床1A具备刀具驱动装置115,所述刀具驱动装置115使刀具41围绕第三轴AX3旋转。通过在刀具41与工件D接触的状态下使刀具41围绕第三轴AX3旋转,从而由刀具41切削工件D。
在图14记载的例子中,由头部托架E支撑第一加工头3和第二加工头4双方。在这种情况下,通过使头部托架E移动,从而可以使第一加工头3和第二加工头4双方移动。因此,不必分别准备用于使第一加工头3移动的驱动系统和用于使第二加工头4移动的驱动系统。但是,在第一实施方式中,不排除分别准备用于使第一加工头3移动的驱动系统以及用于使第二加工头4移动的驱动系统的方式。
(驱动装置11和控制装置7)
机床1A具备驱动装置11和控制驱动装置11的控制装置7。
在图12记载的例子中,驱动装置11具备用于使第一加工头3(或者安装有第一加工头3和第二加工头4的头部托架E)移动的加工头驱动装置111、以及使工作台装置2整体或工作台装置2的一部分移动的工作台驱动装置113。可替代的是,驱动装置11也可以仅具备加工头驱动装置111和工作台驱动装置113中的一方。
在图12记载的例子中,加工头驱动装置111也可以是能使第一加工头3(或者头部托架E)三维移动的驱动装置。更具体而言,加工头驱动装置111也可以使第一加工头3可沿着Z轴移动,且使第一加工头3可沿着X轴移动,并且使第一加工头3可沿着Y轴移动。
如图15中例示的那样,工作台驱动装置113具备使工作台装置2整体或者工作台装置2的一部分围绕第一轴AX1倾斜动作的第一驱动装置113a、以及使工作台装置2整体或工作台装置2的一部分围绕第二轴AX2转动的第二驱动装置113b。可替代的是,工作台驱动装置113也可以仅具备第一驱动装置113a和第二驱动装置113b中的一方。第一驱动装置113a也可以具备配置于第二支撑部25的定子、以及配置于第一支撑部23的转子。此外,第二驱动装置113b也可以具备配置于第一支撑部23的定子、以及配置于移动部21(更具体为工作台构件210)的转子。
在图12记载的例子中,控制装置7控制机床1A的动作。例如,控制装置7控制加工头驱动装置111,使第一加工头3移动。可替代或者可附加的是,控制装置7控制工作台驱动装置113,使工作台装置2的移动部21围绕第一轴AX1或者第二轴AX2转动。
控制装置7也可以控制线材供给装置6而从第一加工头3放出线材W。此外,控制装置7也可以控制线材供给装置6而从第一加工头3拉回线材W。此外,控制装置7也可以控制电源装置13来变更作用在线材W与工作台装置2之间的电压。
在图12记载的例子中,控制装置7具备控制驱动装置11的第一控制装置7a、以及控制线材供给装置6的第二控制装置7b。可替代的是,驱动装置11和线材供给装置6也可以由一个控制装置控制。换言之,控制机床1A的多个结构要素的控制装置的数量可以是一个,也可以是两个以上。
控制装置7具备执行程序的计算机71和存储装置73。存储装置73例如存储由计算机71执行的程序。可附加的是,存储装置73也可以存储数据。
(控制模式以及机床1A的动作方法的概要)
在图16和图17记载的例子中,控制装置7可选地执行第一控制模式和第二控制模式。图16中表示了控制装置7执行第一控制模式的状况,图17中表示了控制装置7执行第二控制模式的状况。
(第一控制模式)
第一控制模式是如下的模式:响应包含线材W、导电块5和电缆14的第一电路C1中流通电流(以下将第一控制模式的执行中流通第一电路C1的电流称为“第一电流”)的情况,检测出线材W的前端P与导电块5的接触。第一电路C1例如包含电源装置13、线材W、导电块5、随行夹具212、滑环26(必要时参照图15)和电缆14。
根据包含线材W和导电块5的第一电路C1中流通第一电流(换言之,短路电流),来进行线材W的前端P与导电块5的接触的检测。例如,也可以是对应于监视电源装置13的控制装置7从电源装置13接收到表示第一电路C1中流通第一电流(换言之,短路电流)的信号,控制装置7检测出线材W的前端P与导电块5的接触。可替代的是,也可以对应于控制装置7从配置于第一电路C1的电流传感器等传感器S(必要时参照图15)接收到表示第一电路C1中流通第一电流(换言之,短路电流)的信号,控制装置7检测出线材W的前端P与导电块5的接触。
在第一控制模式的执行中,控制装置7也可以通过信号线76a向驱动装置11发送控制指令。从控制装置7接收到控制指令的驱动装置11使第一加工头3相对于导电块5相对移动(移动工序),以使支撑于第一加工头3的线材W的前端P与导电块5接触。例如,驱动装置11使第一加工头3在图16中的箭头AR1所示的方向上移动。对应于从第一电路C1(更具体为电源装置13或上述的传感器S)接收到表示第一电路C1中流通第一电流的信号,控制装置7检测出支撑于第一加工头3的线材W的前端P与导电块5接触。更具体而言,在从支撑于第一加工头3的线材W的前端P未接触导电块5的第一状态切换为支撑于第一加工头3的线材W的前端P接触导电块5的第二状态时,控制装置7从第一电路C1接收到的信号改变。控制装置7根据所述信号的改变,判定支撑于第一加工头3的线材W的前端P已接触导电块5。控制装置7也可以在执行第一控制模式时,向电源装置13发送控制指令。接收到控制指令的电源装置13向线材W与电缆14之间施加第一电压。
在第一控制模式的执行中,控制装置7确定第一电路C1从开路状态切换为闭路状态的时机,换言之,线材W的前端P与导电块5接触的时机(时机确定工序)。此外,在第一控制模式的执行中,控制装置7算出上述时机的第一加工头3的实际位置(位置算出工序)。控制装置7将算出的第一加工头3的实际位置(换言之,位置数据)存储于存储装置73。
(位置偏移量算出工序)
在执行了第一控制模式之后,控制装置7也可以根据上述时机的第一加工头3的实际位置F和导电块5的位置,算出线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的位置偏移量(位置偏移量算出工序)。
参照图5,说明位置偏移量算出工序的第一例。
在图5记载的例子中,线材W的前端P与导电块5的第一面51接触。在这种情况下,在上述的时机确定工序中,确定线材W的前端P与导电块5的第一面51接触的第一时机。此外,控制装置7算出第一时机的第一加工头3的实际位置F,并将所述实际位置F存储于存储装置73。
在图5记载的例子中,控制装置7根据第一时机的第一加工头3的实际位置F和第一时机的导电块5的第一面51的位置,算出沿着虚拟中心轴AX的方向(换言之,与第一面51垂直的方向)上的线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的位置偏移量V。
例如,在图5记载的例子中,控制装置7根据第一时机的第一加工头3的实际位置F(Z坐标:Z1)以及第一时机的第一面51的位置(Z坐标:Ze),算出沿着线材W的虚拟中心轴AX的方向上的线材W的突出长度L1(=Z1-Ze)。
此外,在图5记载的例子中,控制装置7根据线材的突出长度的目标值Lt与算出的线材W的突出长度L1的差值,算出沿着虚拟中心轴AX的方向上的线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0的位置偏移量V(=Lt-L1)。
参照图6,说明位置偏移量算出工序的第二例。
在图6记载的例子中,线材W的前端P与导电块5的第一倾斜面52a接触。在这种情况下,在上述的时机确定工序中,确定线材W的前端P与导电块5的第一倾斜面52a接触的第二时机。此外,控制装置7算出第二时机的第一加工头3的实际位置F,并将所述实际位置F存储于存储装置73。
在图6记载的例子中,控制装置7根据第二时机的第一加工头3的实际位置F和第二时机的导电块5的位置(更具体为第一倾斜面52a的位置),算出与第一方向DR1平行的方向上的线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的第一位置偏移量V1(换言之,表示线材W的前端P从虚拟中心轴AX向第一方向DR1位移的程度的第一位移量)。
在图6记载的例子中,第二时机的第一加工头3的实际位置F的坐标为(X2、Y2、Z2)。
控制装置7根据第一加工头3的实际位置F的坐标和线材的突出长度的目标值Lt,算出线材W的前端的虚拟位置P0的坐标(X2、Y2、Z2-Lt)。控制装置7算出经过虚拟位置P0且平行于X轴的直线N1与第一倾斜面52a的交点的坐标(Xc、Y2、Z2-Lt)。
控制装置7根据上述的交点的X坐标(Xc)与第一加工头3的实际位置F的X坐标(X2)或线材W的前端的虚拟位置P0的X坐标(X2)的差值,算出与第一方向DR1平行的方向上的线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的第一位置偏移量V1(=Xc-X2)。另外,在线材W的突出长度L1被预先算出的情况下(参照上述的第一例),在所述第二例中的第一位置偏移量V1的算出中,也可以使用“线材W的突出长度L1”来代替“线材的突出长度的目标值Lt”。
参照图7,说明位置偏移量算出工序的第三例。
在图7记载的例子中,线材W的前端P与导电块5的第二倾斜面52b接触。在这种情况下,在上述的时机确定工序中,确定线材W的前端P与导电块5的第二倾斜面52b接触的第三时机。此外,控制装置7算出第三时机的第一加工头3的实际位置F,并将所述实际位置F存储于存储装置73。
在图7记载的例子中,控制装置7根据第三时机的第一加工头3的实际位置F和第三时机的导电块5的位置(更具体为第二倾斜面52b的位置),算出与第二方向DR2平行的方向上的线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的第二位置偏移量V2(换言之,表示线材W的前端P从虚拟中心轴AX向第二方向DR2位移的程度的第二位移量)。
在图7记载的例子中,第三时机的第一加工头3的实际位置F的坐标为(X3、Y3、Z3)。
控制装置7根据第一加工头3的实际位置F的坐标和线材的突出长度的目标值Lt,算出线材W的前端的虚拟位置P0的坐标(X3、Y3、Z3-Lt)。控制装置7算出经过虚拟位置P0且平行于Y轴的直线N2与第二倾斜面52b的交点的坐标(X3、Yc、Z3-Lt)。
控制装置7根据上述的交点的Y坐标(Yc)与第一加工头3的实际位置F的Y坐标(Y3)或线材W的前端的虚拟位置P0的Y坐标(Y3)的差值,算出与第二方向DR2平行的方向上的线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的第二位置偏移量V2(=Yc-Y3)。另外,在线材W的突出长度L1被预先算出的情况下(参照上述的第一例),在所述第三例中的第二位置偏移量V2的算出中,也可以使用“线材W的突出长度L1”来代替“线材的突出长度的目标值Lt”。
参照图18,说明位置偏移量算出工序的第四例。
在图18记载的例子中,线材W的前端P与导电块5的第一倾斜面52a接触,随后,线材W的前端P与导电块5的第三倾斜面52c接触。在这种情况下,在上述的时机确定工序中,确定线材W的前端P与导电块5的第一倾斜面52a接触的第二时机,并且确定线材W的前端P与导电块5的第三倾斜面52c接触的第四时机。此外,控制装置7算出第二时机的第一加工头3的实际位置F和第四时机的第一加工头3的实际位置F’,并将所述实际位置F和实际位置F’存储于存储装置73。
在图18记载的例子中,控制装置7至少根据第二时机的第一加工头3的实际位置F和导电块5的位置(更具体而言,根据第二时机的第一加工头3的实际位置F、第四时机的第一加工头3的实际位置F’和导电块5的第二面PL2的位置),算出与第一方向DR1平行的方向上的线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的第一位置偏移量V1。另外,在图18中,第二面PL2是规定第一倾斜面52a与第三倾斜面52c之间的对称关系的对称面。
在图18记载的例子中,第二时机的第一加工头3的实际位置F的坐标为(X2、Y2、Z2),第四时机的第一加工头3的实际位置F’的坐标为(X2’、Y2、Z2)。此外,在图18记载的例子中,第二面PL2的X坐标为Xe。
在图18记载的例子中,控制装置7算出第二时机的第一加工头3的实际位置F与第四时机的第一加工头3的实际位置F’的中间点亦即第一中间点的X坐标(=(X2+X2’)/2)。所述第一中间点的X坐标与第一加工头3处于所述第一中间点时的线材W的前端的虚拟位置P0的X坐标一致。
此外,第二时机的线材W的前端P的实际位置与第四时机的线材W的前端P的实际位置的中间点亦即第二中间点的X坐标,与第二面PL2的X坐标(Xe)相同。而且,所述第二中间点的X坐标与第一加工头3处于上述的第一中间点时的线材W的前端P的实际位置的X坐标一致。
综上,控制装置7根据上述的第二中间点的X坐标(Xe)与上述的第一中间点的X坐标(=(X2+X2’)/2)的差值,算出与第一方向DR1平行的方向上的线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的第一位置偏移量V1(=Xe-(X2+X2’)/2)。
参照图19,说明位置偏移量算出工序的第五例。
在图19记载的例子中,线材W的前端P与导电块5的第二倾斜面52b接触,随后,线材W的前端P与导电块5的第四倾斜面52d接触。在这种情况下,在上述的时机确定工序中,确定线材W的前端P与导电块5的第二倾斜面52b接触的第三时机,并且确定线材W的前端P与导电块5的第四倾斜面52d接触的第五时机。此外,控制装置7算出第三时机的第一加工头3的实际位置F和第五时机的第一加工头3的实际位置F’,并将所述实际位置F和实际位置F’存储于存储装置73。
在图19记载的例子中,控制装置7至少根据第三时机的第一加工头3的实际位置F和导电块5的位置(更具体而言,根据第三时机的第一加工头3的实际位置F、第五时机的第一加工头3的实际位置F’和导电块5的第三面PL3的位置),算出与第二方向DR2平行的方向上的线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的第二位置偏移量V2。另外,在图19中,第三面PL3是规定第二倾斜面52b与第四倾斜面52d之间的对称关系的对称面。
在图19记载的例子中,第三时机的第一加工头3的实际位置F的坐标为(X3、Y3、Z3),第五时机的第一加工头3的实际位置F’的坐标为(X3、Y3’、Z3)。此外,在图19记载的例子中,第三面PL3的Y坐标为Ye。
在图19记载的例子中,控制装置7算出第三时机的第一加工头3的实际位置F与第五时机的第一加工头3的实际位置F’的中间点亦即第三中间点的Y坐标(=(Y3+Y3’)/2)。所述第三中间点的Y坐标与第一加工头3处于所述第三中间点时的线材W的前端的虚拟位置P0的Y坐标一致。
此外,第三时机的线材W的前端P的实际位置与第五时机的线材W的前端P的实际位置的中间点亦即第四中间点的Y坐标,与第三面PL3的Y坐标(Ye)相同。而且,所述第四中间点的Y坐标与第一加工头3处于上述的第三中间点时的线材W的前端P的实际位置的Y坐标一致。
综上,控制装置7根据上述的第四中间点的Y坐标(Ye)与上述的第三中间点的Y坐标(=(Y3+Y3’)/2)的差值,算出与第二方向DR2平行的方向上的线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的第二位置偏移量V2(=Ye-(Y3+Y3’)/2)。
以上说明了关于位置偏移量算出工序的五个例子(换言之,五个算法)。但是,位置偏移量算出工序中的算法不限于上述的第一例至第五例。换言之,也可以采用上述的第一例至第五例以外的算法作为位置偏移量算出工序中的算法。
(第一位置修正工序)
在算出上述的位置偏移量V之后,控制装置7也可以根据算出的位置偏移量V,执行用于修正线材W的前端P的位置的第一位置修正工序。例如,控制装置7向线材供给装置6发送与算出的位置偏移量V对应的控制指令。从控制装置7接收到控制指令的线材供给装置6供给与位置偏移量V对应的量的线材W,或拉回与位置偏移量V对应的量的线材W。如此,以与位置偏移量V对应的量修正线材W从第一加工头3突出的突出长度L1。
(第二位置修正工序和第三位置修正工序)
在算出上述的第一位置偏移量V1之后,控制装置7也可以根据算出的第一位置偏移量V1,在与第一方向DR1平行的方向上修正第一加工头3相对于线材W的前端P的推断相对位置F0(第二位置修正工序)。在图1记载的例子中,假设以第一位置偏移量V1在与第一方向DR1相反的方向上修正推断相对位置F0。在这种情况下,由控制装置7控制的第一加工头3的控制目标位置相比于线材W的前端P未从虚拟中心轴AX向第一方向DR1发生位置偏移的状态下的第一加工头3的控制目标位置,向与第一方向DR1相反的方向偏移第一位置偏移量V1。换言之,修正后的推断相对位置F0’接近第一加工头3的实际位置F。如此,控制装置7可以考虑线材W的前端P从虚拟中心轴AX向第一方向DR1偏移第一位置偏移量V1的情况,来执行第一加工头3的位置控制。
可替代或者可附加的是,在算出上述的第二位置偏移量V2之后,控制装置7也可以根据算出的第二位置偏移量V2,在与第二方向DR2平行的方向上修正第一加工头3相对于线材W的前端P的推断相对位置F0(第三位置修正工序)。
(第二控制模式)
第二控制模式是如下的模式:通过从电源装置13向包含线材W、线材W的前端P与工件D之间的间隙G(参照图17)、以及电缆14的第二电路C2供给电流(以下将第二控制模式的执行中流通第二电路C2的电流称为“第二电流”),从而对工件D进行增材加工。控制装置7也可以在执行第二控制模式时,向电源装置13发送控制指令。接收到控制指令的电源装置13对线材W与电缆14之间施加第二电压。另外,也可以使控制装置7执行第二控制模式时电源装置13向线材W与电缆14之间施加的第二电压,大于控制装置7执行第一控制模式时电源装置13向线材W与电缆14之间施加的第一电压。
第二电路C2包含电源装置13、线材W、线材W的前端P与工件D之间的间隙G、工件D、随行夹具212、滑环26(必要时参照图15)和电缆14。另外,第二电路C2不包含导电块5。换言之,在第二控制模式的执行中,导电块5中不流通电流。
在第二控制模式的执行中,从电源装置13供给的第二电流流通线材W、线材W的前端P与工件D之间的间隙G、以及电缆14。利用线材W的前端P与工件D之间的放电现象来实现第二电流通过间隙G流通。放电时产生的热量使线材W熔融,从线材W的前端P生成的熔融物附加于工件D。
在第二控制模式的执行中,控制装置7也可以向驱动装置11发送控制指令。从控制装置7接收到控制指令的驱动装置11使第一加工头3相对于工件D(换言之,支撑工件D的工作台装置2)相对移动。如此,可以对工件D附加所期望的形状的附加物。在第二控制模式的执行中,控制装置7也可以向线材供给装置6发送控制指令。从控制装置7接收到控制指令的线材供给装置6向第一加工头3供给线材W,以便从第一加工头3放出线材W。在这种情况下,从第一加工头3放出与增材加工中消耗的线材W的量对应的量的线材W。
在图16和图17记载的例子中,控制装置7执行第一控制模式时作为第一电流的返回路径发挥功能的电缆14,与控制装置7执行第二控制模式时作为第二电流的返回路径发挥功能的电缆14相同。因此,不必设置用于执行第一控制模式的专用配线,或者用于执行第一控制模式的专用配线较短即可。
在修正了线材W的前端P的位置之后(换言之,在执行了上述的第一位置修正工序之后),也可以通过执行上述的第二控制模式,从而将从第一加工头3露出的线材W的前端P生成的熔融物附加于由工作台装置2支撑的工件D。在修正了线材W的前端P的位置之后执行第二控制模式的情况下,提高了附加于工件D的附加物的位置或者形状的精度。
可替代或者可附加的是,在修正了第一加工头3相对于线材W的前端P的推断相对位置F0之后(换言之,在执行了上述的第二位置修正工序和/或上述的第三位置修正工序之后),也可以通过执行上述的第二控制模式,从而将从第一加工头3露出的线材W的前端P生成的熔融物附加于由工作台装置2支撑的工件D。在修正了第一加工头3相对于线材W的前端P的推断相对位置F0之后执行第二控制模式的情况下,提高了附加于工件D的附加物的位置或者形状的精度。
(第三控制模式)
控制装置7也可以执行第三控制模式。例如在执行了第二控制模式之后执行第三控制模式。
第三控制模式是通过驱动支撑于第二加工头4的刀具41来切削工件D的模式。通过执行第三控制模式,从而支撑于第二加工头4的刀具41被驱动,利用被驱动的刀具41切削由工作台装置2支撑的工件D(更具体而言,利用增材加工而附加于工件D的附加物)。
在第三控制模式的执行中,控制装置7向驱动装置11发送控制指令。从控制装置7接收到控制指令的驱动装置11使第二加工头4(例如安装有第二加工头4的头部托架E)相对于工件D(换言之,支撑工件D的工作台装置2)相对移动。此外,在第三控制模式的执行中,控制装置7向刀具驱动装置115发送控制指令。从控制装置7接收到控制指令的刀具驱动装置115使刀具41围绕第三轴AX3旋转。如此,工件D(例如附加于工件D的附加物)被刀具41切削。
(机床1A的结构)
在图20记载的例子中,机床1A具备:基座80;第二支撑部25,支撑工作台装置2;第一框架82,能相对于基座80在与Y轴方向平行的方向上移动;第二框架84,能相对于基座80在与X轴方向平行的方向上移动;头部托架E,能相对于基座80在与Z轴方向平行的方向上移动。
在图20记载的例子中,第二支撑部25固定于基座80。此外,第二支撑部25将第一支撑部23支撑成能围绕第一轴AX1倾斜动作。在图20记载的例子中,第一支撑部23将工作台装置2支撑成能围绕第二轴AX2旋转。在图20记载的例子中,机床1A的支撑工件D的机构具有二轴的自由度。
在图20记载的例子中,基座80将第一框架82支撑成能在与Y轴方向平行的方向上相对移动。第一框架82将第二框架84支撑成能在与X轴方向平行的方向上相对移动。第二框架84将头部托架E支撑成能在与Z轴方向平行的方向上相对移动。在图20记载的例子中,机床1A的支撑第一加工头3(或者头部托架E)的机构具有三轴的自由度。
在图20记载的例子中,机床1A具有五轴的自由度。此外,机床1A为加工中心。但是,在第一实施方式的机床1A中,自由度的数量不限于五轴。此外,第一实施方式中的机床1A也可以是加工中心以外的机床。
(机床的工件支撑件B)
接下来,参照图1至图21,说明第二实施方式中的机床1的工件支撑件B。图21是示意性表示第二实施方式中的机床1的工件支撑件B的一例的简要立体图。
第二实施方式中的机床1的工件支撑件B是具备第一加工头3的机床用的工件支撑件,所述第一加工头3将从线材W的前端P生成的熔融物附加于工件D。所述机床1的第一加工头3在线材W的前端P露出的状态下支撑线材W。所述机床1可以是第一实施方式中的机床1A,也可以是其他机床。其他机床例如包括:第一加工头3,将从线材W的前端P生成的熔融物附加于工件D;第二加工头4,支撑用于切削工件D的刀具41;驱动装置11,使第一加工头3和/或第二加工头4移动;以及电源装置13,向线材W供给电流。
如图21中例示的那样,第二实施方式中的机床1的工件支撑件B具备随行夹具212和导电块5。第二实施方式中的机床1的工件支撑件B也可以除了包含随行夹具212和导电块5以外,还包含随行夹具212和导电块5以外的结构要素。
随行夹具212构成机床1的工作台装置2的一部分,支撑作为加工对象物的工件D。在图21记载的例子中,随行夹具212具有支撑工件D的主面212u(例如上表面)、以及配置导电块5的侧面212t。可替代的是,如图28中例示的那样,在工件支撑件B中,也可以是导电块5配置于随行夹具212的主面(例如上表面)。
导电块5确定支撑于第一加工头3的线材W的前端P的位置。导电块5也可以安装于随行夹具212。换言之,构成导电块5的第一部件也可以安装于构成随行夹具212的第二部件。在这种情况下,第一部件可以在与第二部件分离的状态下提供(在这种情况下,事后将第一部件安装于第二部件),第一部件也可以在安装于第二部件的状态下提供。可替代的是,导电块5也可以与随行夹具212一体形成。
导电块5具有确定线材W从第一加工头3突出的突出长度L1的第一面51、以及相对于第一面51倾斜配置且确定线材W的前端P从线材W的虚拟中心轴AX位移的位移量的倾斜面52。倾斜面52也可以包括:第一倾斜面52a,确定第一位移量,所述第一位移量表示线材W的前端P从线材W的虚拟中心轴AX向第一方向DR1位移的程度;以及第二倾斜面52b,确定第二位移量,所述第二位移量表示线材W的前端P从线材W的虚拟中心轴AX向第二方向DR2位移的程度。
关于第一加工头3、随行夹具212、导电块5、工作台装置2、第一面51和倾斜面52,已在第一实施方式中进行了详细说明。因此,针对上述的部位、构件省略重复说明。另外,图21中例示的导电块5也可以置换为图5至图11的任意的图中例示的导电块5。
在第二实施方式中的机床1的工件支撑件B安装于机床1的其他结构要素(例如工作台构件210)的状态下,导电块5作为第一电路C1的一部分发挥功能,所述第一电路C1由于线材W的前端P与导电块5接触,而从开路状态切换为闭路状态。因此,第二实施方式中的组装有工件支撑件B的机床1可以获得与第一实施方式中的机床1A同样的效果。
此外,第二实施方式中的机床1的工件支撑件B具备随行夹具212和导电块5。因此,所述工件支撑件B具备支撑工件D的第一功能和确定线材W的前端P的位置的第二功能。此外,在第二实施方式中,由于工件D和导电块5双方配置于随行夹具212,所以将随行夹具212作为基准的导电块5的位置信息与将随行夹具212作为基准的工件D的位置信息之间不容易产生不匹配。
此外,在第二实施方式中,由于导电块5配置于随行夹具212,所以通过更换随行夹具212,从而也自动地更换导电块5。
第二实施方式中的机床1的工件支撑件B是具备上述的第一加工头3和支撑用于切削工件D的刀具41的第二加工头4的机床用的工件支撑件。在这种情况下,在使用第一加工头3对工件D进行的增材加工中以及使用第二加工头4对工件D进行的切削加工中,随行夹具212一贯地支撑工件D。
在增材加工中支撑工件D的随行夹具212与切削加工中支撑工件D的随行夹具212相同的情况下,在增材加工后执行的切削加工中,可以将工件D的表面(更具体而言,附加于工件D的附加物的表面)高精度地切削为所期望的形状。
(关于机床1A的动作方法的进一步说明)
接下来,参照图1至图27,说明实施方式中的机床1的动作方法。图22和图23是示意性表示对实施方式中的机床1的动作方法的一个工序进行实施的状况的简要立体图。图24至图27是表示实施方式中的机床1的动作方法的一例的流程图。
在实施方式中的机床1的动作方法中,机床1可以是第一实施方式中的机床1A,也可以是其他机床。
机床1包括:工作台装置2,支撑工件D;第一加工头3,在线材W的前端P露出的状态下支撑线材W,将从线材W的前端P生成的熔融物附加于由工作台装置2支撑的工件D;第二加工头4,支撑刀具41,所述刀具41切削由工作台装置2支撑的工件D;电源装置13,向线材W供给电流;导电块5,配置于工作台装置2,确定线材W的前端P的位置;驱动装置11,使第一加工头3相对于工作台装置2相对移动,以使从第一加工头3露出的线材W的前端P与配置于工作台装置2的导电块5接触;以及第一电路C1,由于从第一加工头3露出的线材W的前端P与配置于工作台装置2的导电块5接触,而从开路状态切换为闭路状态。
如图16中例示的那样,在第1步骤ST1中,使第一加工头3相对于导电块5相对移动(参照图16中的箭头AR1),以使线材W的前端P与导电块5(更具体为导电块5的第一面51)接触。第1步骤ST1是第一移动工序。
第1步骤ST1(第一移动工序)也可以包括使第一加工头3向第一待机位置移动(子步骤ST1-1)。第一待机位置例如是由控制装置7预先设定的位置,使得支撑于第一加工头3的线材W的虚拟中心轴AX的延长线与导电块5的第一面51相交。
此外,第1步骤ST1(第一移动工序)也可以包括使第一加工头3从第一待机位置朝向导电块5的第一面51在与线材W的虚拟中心轴AX平行的方向上移动(子步骤ST1-2)。在子步骤ST1-2中,控制装置7向驱动装置11发送第一控制指令。从控制装置7接收到第一控制指令的驱动装置11使第一加工头3从第一待机位置朝向第一面51在与线材W的虚拟中心轴AX平行的方向上移动。
如图15中例示的那样,在配置有导电块5的工作台装置2能围绕第一轴AX1倾斜的情况下,在执行第1步骤ST1(第一移动工序)之前,控制装置7也可以向驱动装置11(更具体为第一驱动装置113a)发送倾斜指令。从控制装置7接收到倾斜指令的第一驱动装置113a使工作台装置2围绕第一轴AX1倾斜动作。利用所述倾斜动作,配置于工作台装置2的导电块5接近第一加工头3。从控制装置7接收到倾斜指令的第一驱动装置113a也可以使工作台装置2围绕第一轴AX1倾斜动作,以使配置在工作台装置2的侧面的导电块5向上方移动。
如图13和图14中例示的那样,在第一加工头3能在壳体88内的退避位置(参照图14)与从壳体88突出的前进位置(参照图13)之间移动的情况下,在执行第1步骤ST1(第一移动工序)之前,控制装置7也可以向头部托架E发送控制指令。从控制装置7接收到控制指令的头部托架E使第一加工头3从退避位置向前进位置移动。
在第2步骤ST2中,确定第一电路C1从开路状态切换为闭路状态的第一时机。第2步骤ST2是第一时机确定工序。
在第2步骤ST2(第一时机确定工序)中,控制装置7确定由于线材W的前端P与导电块5(更具体为第一面51)接触而引起第一电路C1从开路状态切换为闭路状态的第一时机。更具体而言,控制装置7根据从第一电路C1(例如电源装置13、传感器S等)接收到的信号的变化,确定第一电路C1从开路状态切换为闭路状态的第一时机。例如,控制装置7对应于从第一电路C1(例如电源装置13、传感器S等)接收到表示第一电路C1中流通第一电流的信号,确定第一电路C1从开路状态切换为闭路状态的第一时机。
在第1步骤ST1(第一移动工序)的执行中实施第2步骤ST2(第一时机确定工序)。例如,在第2步骤ST2中,也可以构成为如果由控制装置7确定第一时机,则结束第1步骤ST1(第一移动工序)。换言之,也可以利用线材W的前端P与导电块5的接触,第一加工头3的移动自动停止,或者,接通第一加工头3自动返回第一待机位置的功能(换言之,也可以接通跳过功能)。
在第3步骤ST3中,控制装置7执行用于算出第一时机的第一加工头3的实际位置(即,第一加工头3的位置坐标)的工序(第一位置算出工序)。控制装置7将第一时机的第一加工头3的位置存储于存储装置73。
另外,优选在执行第3步骤ST3之后或者在执行第3步骤ST3之前,第一加工头3返回第一待机位置。
在第4步骤ST4中,算出沿着虚拟中心轴AX的方向上的线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的位置偏移量V。第4步骤ST4是位置偏移量算出工序。
在第4步骤ST4(位置偏移量算出工序)中,控制装置7根据第一时机的第一加工头3的实际位置F和第一时机的导电块5的位置(更具体为第一面51的位置),算出沿着虚拟中心轴AX的方向上的线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的位置偏移量V。
关于算出位置偏移量V的算法,在上述的“位置偏移量算出工序的第一例”中已经进行了说明。因此,针对算出位置偏移量V的算法省略重复说明。另外,从图5可知,位置偏移量V对应于线材的突出长度的目标值Lt与线材的突出长度L1之差。
控制装置7也可以将算出的位置偏移量V作为第一修正量Q。在这种情况下,利用后述的第一位置修正工序的执行,修正线材W的前端P的位置,以使线材W从第一加工头3突出的突出长度L1接近目标值Lt。
可替代的是,如图24中例示的那样,上述的位置偏移量V在第一阈值TH1以上且第二阈值TH2以下的情况下,换言之,线材的突出长度的目标值Lt与线材的突出长度L1之差处于预定的范围内的情况下,控制装置7不执行修正线材W的前端P的位置的处理(换言之,后述的第5步骤ST5),而是执行下一处理(例如后述的第6步骤ST6)。另外,在图24记载的例子中,第一阈值TH1为负值,第二阈值TH2为正值。
在图24记载的例子中,在上述的位置偏移量V小于第一阈值TH1的情况下,控制装置7也可以将所述位置偏移量V作为第一修正量Q。此外,在上述的位置偏移量V大于第二阈值TH2的情况下,控制装置7也可以将所述位置偏移量V作为第一修正量Q。
在第5步骤ST5中,修正沿着线材W的虚拟中心轴AX的方向上的线材W的前端P的位置。第5步骤ST5是第一位置修正工序。
在第5步骤ST5(第一位置修正工序)中,控制装置7向线材供给装置6发送与第一修正量Q对应的控制指令。从控制装置7接收到控制指令的线材供给装置6供给与第一修正量Q对应的量的线材W,或拉回与第一修正量Q对应的量的线材W。如此,以与位置偏移量V对应的量修正线材W从第一加工头3突出的突出长度L1。
在上述的第5步骤ST5中,在位置偏移量V(=Lt-L1)为正值的情况下,接收到与第一修正量Q对应的控制指令的线材供给装置6也可以在与第一修正量Q的绝对值呈比例的时间向第一加工头3供给线材W。如此,线材W从第一加工头3突出的突出长度L1接近线材的突出长度的目标值Lt。
另一方面,在上述的第5步骤ST5中,在位置偏移量V(=Lt-L1)为负值的情况下,线材供给装置6也可以在与第一修正量Q的绝对值呈比例的时间从第一加工头3拉回线材W。如此,线材W从第一加工头3突出的突出长度L1接近线材的突出长度的目标值Lt。
在第5步骤ST5中,在修正了线材W的前端P的位置之后,控制装置7也可以再次执行第1步骤ST1至第4步骤ST4。可替代的是,在第5步骤ST5中,在修正了线材W的前端P的位置之后,控制装置7也可以执行第6步骤ST6。
如图22中例示的那样,在第6步骤ST6中,第一加工头3相对于导电块5相对移动(参照图22中的箭头AR2),以使线材W的前端P与导电块5的第一倾斜面52a接触。第6步骤ST6是第二移动工序。
第6步骤ST6(第二移动工序)也可以包括使第一加工头3向第二待机位置移动(子步骤ST6-1)。第二待机位置例如是由控制装置7预先设定的位置,使得经过由第一加工头3支撑的线材W的前端P且平行于第一方向DR1的直线与第一倾斜面52a相交。
此外,第6步骤ST6(第二移动工序)也可以包括使第一加工头3从第二待机位置朝向导电块5的第一倾斜面52a在与第一方向DR1平行的方向上移动(子步骤ST6-2)。在子步骤ST6-2中,控制装置7向驱动装置11发送第二控制指令。从控制装置7接收到第二控制指令的驱动装置11使第一加工头3从第二待机位置朝向第一倾斜面52a在与第一方向DR1平行的方向上移动。
在第7步骤ST7中,确定第一电路C1从开路状态切换为所述闭路状态的第二时机。第7步骤ST7是第二时机确定工序。
在第7步骤ST7(第二时机确定工序)中,控制装置7确定由于线材W的前端P与导电块5的第一倾斜面52a接触而引起第一电路C1从开路状态切换为闭路状态的第二时机。
在第6步骤ST6(第二移动工序)的执行中实施第7步骤ST7(第二时机确定工序)。例如,在第7步骤ST7中,也可以是如果由控制装置7确定第二时机,则结束第6步骤ST6(第二移动工序)。换言之,也可以利用线材W的前端P与导电块5的接触,第一加工头3的移动自动停止,或者接通第一加工头3自动返回第二待机位置的功能(换言之,也可以接通跳过功能)。
在第8步骤ST8中,控制装置7执行用于算出第二时机的第一加工头3的实际位置(即,第一加工头3的位置坐标)的工序(第二位置算出工序)。控制装置7将第二时机的第一加工头3的位置存储于存储装置73。
另外,优选在执行第8步骤ST8之后或者执行第8步骤ST8之前,第一加工头3返回第二待机位置。
在第9步骤ST9中,第一加工头3相对于导电块5相对移动(参照图23中的箭头AR3),以使线材W的前端P与导电块5的第三倾斜面52c接触。
第9步骤ST9也可以包括使第一加工头3向第三待机位置移动(子步骤ST9-1)。第三待机位置例如是由控制装置7预先设定的位置,使得经过由第一加工头3支撑的线材W的前端P且平行于第一方向DR1的直线与第三倾斜面52c相交。
此外,第9步骤ST9也可以包括使第一加工头3从第三待机位置朝向导电块5的第三倾斜面52c在与第一方向DR1平行的方向上移动(子步骤ST9-2)。
在第10步骤ST10中,确定第一电路C1从开路状态切换为所述闭路状态的第四时机。第10步骤ST10是第四时机确定工序。
在第10步骤ST10(第四时机确定工序)中,控制装置7确定由于线材W的前端P与导电块5的第三倾斜面52c接触而引起第一电路C1从开路状态切换为闭路状态的第四时机。
在第11步骤ST11中,控制装置7执行用于算出第四时机的第一加工头3的实际位置F’(即,第一加工头3的位置坐标)的工序(第四位置算出工序)。控制装置7将第四时机的第一加工头3的位置存储于存储装置73。
另外,优选在执行第11步骤ST11之后或者执行第11步骤ST11之前,第一加工头3返回第三待机位置。
在第12步骤ST12中,算出与第一方向DR1平行的方向上的线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的第一位置偏移量V1。第12步骤ST12是第一位置偏移量算出工序。
在第12步骤ST12(第一位置偏移量算出工序)中,控制装置7至少根据第二时机的第一加工头3的实际位置F和导电块5的位置,算出与第一方向DR1平行的方向上的线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的第一位置偏移量V1。第一位置偏移量V1对应于表示线材W的前端P从虚拟中心轴AX向第一方向DR1位移的程度的量。
算出第一位置偏移量V1的算法在上述的“位置偏移量算出工序的第二例”或者“位置偏移量算出工序的第四例”中已经进行了说明。因此,对于算出第一位置偏移量V1的算法省略重复说明。另外,在采用上述的“位置偏移量算出工序的第二例”作为算出第一位置偏移量V1的算法的情况下,可以省略上述的第9步骤ST9至第11步骤ST11。
在第13步骤ST13中,第一加工头3相对于导电块5相对移动,以使线材W的前端P与导电块5的第二倾斜面52b接触。
在第14步骤ST14中,确定第一电路C1从开路状态切换为所述闭路状态的第三时机。第14步骤ST14是第三时机确定工序。
在第14步骤ST14(第三时机确定工序)中,控制装置7确定由于线材W的前端P与导电块5的第二倾斜面52b接触而引起第一电路C1从开路状态切换为闭路状态的第三时机。
在第15步骤ST15中,控制装置7执行用于算出第三时机的第一加工头3的实际位置(即,第一加工头3的位置坐标)的工序(第三位置算出工序)。控制装置7将第三时机的第一加工头3的位置存储于存储装置73。
在第16步骤ST16中,第一加工头3相对于导电块5相对移动,以使线材W的前端P与导电块5的第四倾斜面52d接触。
在第17步骤ST17中,确定第一电路C1从开路状态切换为所述闭路状态的第五时机。第17步骤ST17是第五时机确定工序。
在第17步骤ST17(第五时机确定工序)中,控制装置7确定由于线材W的前端P与导电块5的第四倾斜面52d接触而引起第一电路C1从开路状态切换为闭路状态的第五时机。
在第18步骤ST18中,控制装置7执行用于算出第五时机的第一加工头3的实际位置F’(即,第一加工头3的位置坐标)的工序(第五位置算出工序)。控制装置7将第五时机的第一加工头3的位置存储于存储装置73。
在第19步骤ST19中,算出与第二方向DR2平行的方向上的线材W的前端P的实际位置与线材的前端的虚拟位置P0之间的第二位置偏移量V2。第19步骤ST19是第二位置偏移量算出工序。
在第19步骤ST19(第二位置偏移量算出工序)中,控制装置7至少根据第三时机的第一加工头3的实际位置F和导电块5的位置,算出与第二方向DR2平行的方向上的线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的第二位置偏移量V2。第二位置偏移量V2对应于表示线材W的前端P从虚拟中心轴AX向第二方向DR2位移的程度的量。
算出第二位置偏移量V2的算法在上述的“位置偏移量算出工序的第三例”或者“位置偏移量算出工序的第五例”中已经进行了说明。因此,对算出第二位置偏移量V2的算法省略重复说明。另外,在采用上述的“位置偏移量算出工序的第三例”作为算出第二位置偏移量V2的算法的情况下,可以省略上述的第16步骤ST16至第18步骤ST18。
在第20步骤ST20中,控制装置7根据算出的第一位置偏移量V1,在与第一方向DR1平行的方向上修正第一加工头3相对于线材W的前端P的推断相对位置F0。第20步骤ST20是第二位置修正工序。利用所述修正,在后续的增材加工工序中,考虑线材W的前端P从虚拟中心轴AX向第一方向DR1偏移第一位置偏移量V1的情况,来执行第一加工头3的位置控制。
在第21步骤ST21中,控制装置7根据算出的第二位置偏移量V2,在与第二方向DR2平行的方向上修正第一加工头3相对于线材W的前端P的推断相对位置F0。第21步骤ST21是第三位置修正工序。利用所述修正,在后续的增材加工工序中,考虑线材W的前端P从虚拟中心轴AX向第二方向DR2偏移第二位置偏移量V2的情况,来执行第一加工头3的位置控制。
在第22步骤ST22中,将从支撑于第一加工头3的线材W的前端P生成的熔融物附加到由工作台装置2支撑的工件D。第22步骤ST22是增材加工工序。
在第22步骤ST22(增材加工工序)中,通过从电源装置13向包含线材W、线材W的前端P与工件D之间的间隙G、以及电缆14的第二电路C2供给电流,从而在线材W的前端P与工件D之间产生电弧放电。线材W利用电弧放电而熔融,熔融物被附加于工件D。
在第23步骤ST23中,切削由工作台装置2支撑的工件D。第23步骤ST23是切削工序。
在第23步骤ST23(切削工序)中,利用支撑于第二加工头4的刀具41切削工件D(例如附加于工件D的附加物)。
(程序以及存储所述程序的非临时性的计算机可读存储介质)
图12等中例示的存储装置73作为存储程序的非临时性的计算机可读存储介质发挥功能。存储程序的非临时性的计算机可读存储介质可以是硬盘,也可以是可移动式的存储介质(例如CD-ROM)。通过由机床1的控制装置7所含的计算机71(更具体为计算机71的处理器)执行所述程序,来实现实施方式中的机床1的动作方法。
上述程序使具备第一加工头3、第二加工头4和工作台装置2的机床1执行包含下述步骤(1)至(6)的动作。此外,在由机床1的控制装置7所含的计算机71执行上述程序时,具备第一加工头3、第二加工头4和工作台装置2的机床1执行下述步骤(1)至(6)。
(1)使支撑线材W的第一加工头3相对于配置于工作台装置2的导电块5相对移动,以使从支撑线材W的第一加工头3露出的线材W的前端P与配置于工作台装置2的导电块5接触;
(2)确定由于线材W的前端P与导电块5接触而引起第一电路C1从开路状态切换为闭路状态的时机;
(3)根据上述时机的第一加工头3的实际位置和导电块5的位置,算出线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的位置偏移量(例如,与虚拟中心轴AX平行的方向上的位置偏移量,和/或与虚拟中心轴AX垂直的方向上的位置偏移量);
(4)根据算出的位置偏移量(更具体而言,与虚拟中心轴AX平行的方向上的位置偏移量)修正线材W的前端P的位置,和/或根据算出的位置偏移量(更具体而言,与虚拟中心轴AX垂直的方向上的位置偏移量),修正第一加工头3相对于线材W的前端P的推断相对位置;
(5)在执行了上述步骤(4)之后,将从第一加工头3露出的线材W的前端P生成的熔融物附加到由工作台装置2支撑的工件D;以及
(6)在执行了上述步骤(5)之后,通过驱动支撑于第二加工头4的刀具41,从而切削由工作台装置2支撑的工件D(更具体而言,附加于工件D的附加物)。
上述步骤(1)也可以包括以下的步骤(1A)和/或步骤(1B)。
(1A)使第一加工头3相对于导电块5相对移动,以使被机床1的第一加工头3支撑的线材W的前端P与配置在机床1的工作台装置2上的导电块5的第一面51接触。
(1B)使第一加工头3相对于导电块5相对移动,以使被机床1的第一加工头3支撑的线材W的前端P与配置在机床1的工作台装置2上的导电块5的第一倾斜面52a接触。
上述步骤(2)也可以包括以下的步骤(2A)和/或步骤(2B)。
(2A)确定由于线材W的前端P与导电块5的第一面51接触而引起第一电路C1从开路状态切换为闭路状态的第一时机。
(2B)确定由于线材W的前端P与导电块5的第一倾斜面52a接触而引起第一电路C1从开路状态切换为闭路状态的第二时机。
上述步骤(3)也可以包括以下的步骤(3A)和/或步骤(3B)。
(3A)根据第一时机的第一加工头3的实际位置和导电块5的第一面51的位置,算出与第一面51垂直的方向上的线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的位置偏移量V。
(3B)至少根据第二时机的第一加工头3的实际位置和导电块5的位置,算出与垂直于线材W的虚拟中心轴AX的第一方向DR1平行的方向上的线材W的前端P的实际位置与线材W的前端的虚拟位置P0之间的第一位置偏移量V1。
上述步骤(4)也可以包括以下的步骤(4A)和/或步骤(4B)。
(4A)根据在上述步骤(3A)中算出的位置偏移量V,修正线材W的前端P的位置。
(4B)根据在上述步骤(3B)中算出的第一位置偏移量V1,在与第一方向DR1平行的方向上修正第一加工头3相对于线材W的前端P的推断相对位置F0。
此外,上述程序也可以使机床1执行包含下述步骤(7)的动作。此外,由机床1的控制装置7所含的计算机71执行上述程序时,机床1也可以执行下述步骤(7)。
(7)在执行上述步骤(1)之前,通过使工作台装置2围绕第一轴AX1倾斜动作,从而使配置于工作台装置2的导电块5接近第一加工头3。
而且,上述程序也可以使机床1执行包含上述的第1步骤ST1至第23步骤ST23中的至少一个步骤的动作。此外,由机床1的控制装置7所含的计算机71执行上述程序时,机床1也可以执行上述的第1步骤ST1至第23步骤ST23中的至少一个步骤。
本发明不限于上述各实施方式,显然可以在本发明的技术构思的范围内将各实施方式或各变形例适当变形或变更。此外,各实施方式或各变形例中采用的各种技术只要在技术上不产生矛盾,则也可以应用于其他实施方式或其他变形例。而且,各实施方式或各变形例中的任意的附加结构可适当省略。
例如,第一实施方式中说明了工作台装置2能围绕第一轴AX1倾斜动作的例子。可替代的是,如图28中例示的那样,实施方式中的机床1B的工作台装置2也可以相对于基座80不能倾斜动作。此外,第一实施方式中说明了导电块5配置在工作台装置2的侧面的例子。可替代的是,如图28中例示的那样,导电块5也可以配置在工作台装置2的上表面(例如随行夹具212的上表面)。
附图标记说明
1、1A、1B机床,2工作台装置,2s第二接触面,2t侧面,2u上表面,3第一加工头,4第二加工头,5、5A、5B、5C导电块,5C-1第一块,5C-2第二块,5b凹部,6线材供给装置,7控制装置,7a第一控制装置,7b第二控制装置,9冷却装置,11驱动装置,13电源装置,14电缆,15保护气体供给装置,21移动部,23第一支撑部,24轴承,25第二支撑部,26滑环,27固定构件,31第一加工头的前端,33第一通道,35第二通道,41刀具,50s第一接触面,51第一面,52倾斜面,52a第一倾斜面,52b第二倾斜面,52c第三倾斜面,52d第四倾斜面,55固定构件,71计算机,73存储装置,76a信号线,80基座,82第一框架,84第二框架,88壳体,111加工头驱动装置,113工作台驱动装置,113a第一驱动装置,113b第二驱动装置,115刀具驱动装置,151气体供给管,210工作台构件,212随行夹具,212t侧面,212u主面,B工件支撑件,C1第一电路,C2第二电路,D工件,E头部托架,G间隙,K熔融物,OP前端开口,S传感器,T管,W线材。

Claims (15)

1.一种机床,其中包括:
工作台装置,支撑工件;
第一加工头,在线材的前端露出的状态下支撑所述线材,将从所述线材的所述前端生成的熔融物附加到由所述工作台装置支撑的所述工件;
第二加工头,支撑刀具,所述刀具切削由所述工作台装置支撑的所述工件;
电源装置,向所述线材供给电流;
导电块,配置于所述工作台装置,确定所述线材的所述前端的位置;
驱动装置,使所述第一加工头相对于所述工作台装置相对移动,以使从所述第一加工头露出的所述线材的所述前端与配置于所述工作台装置的所述导电块接触;以及
第一电路,由于从所述第一加工头露出的所述线材的所述前端与配置于所述工作台装置的所述导电块接触,而从开路状态切换为闭路状态。
2.根据权利要求1所述的机床,其中,
所述导电块具有:
第一面,确定所述线材从所述第一加工头突出的突出长度;以及
倾斜面,相对于所述第一面倾斜配置,确定所述线材的所述前端从所述线材的虚拟中心轴位移的位移量。
3.根据权利要求2所述的机床,其中,所述第一面与所述倾斜面之间所呈的角度大于90度。
4.根据权利要求2或3所述的机床,其中,
所述倾斜面包括:
第一倾斜面,确定第一位移量,所述第一位移量表示所述线材的所述前端从所述虚拟中心轴朝向第一方向位移的程度;以及
第二倾斜面,确定第二位移量,所述第二位移量表示所述线材的所述前端从所述虚拟中心轴朝向第二方向位移的程度,
所述第二方向与所述第一方向垂直。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的机床,其中,
所述工作台装置具有:
上表面,安装所述工件;以及
侧面,配置所述导电块。
6.根据权利要求5所述的机床,其中,配置有所述导电块的所述工作台装置能围绕第一轴倾斜,以使所述导电块接近所述第一加工头。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的机床,其中,
所述工作台装置具有:
移动部,与所述工件一起移动;
第一支撑部,将所述移动部支撑成能围绕第二轴旋转;以及
轴承,配置在所述移动部与所述第一支撑部之间,
在所述线材的所述前端与所述导电块接触时,所述电流旁通所述轴承。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的机床,其中还包括:
电缆,将所述工作台装置与所述电源装置电连接;以及
控制装置,控制所述驱动装置,
所述控制装置可选地执行:
第一控制模式,响应包含所述线材、所述导电块和所述电缆的所述第一电路中流通第一电流的情况,检测出所述线材的所述前端与所述导电块的接触;以及
第二控制模式,通过从所述电源装置向包含所述线材、所述线材的所述前端与所述工件之间的间隙、以及所述电缆的第二电路供给第二电流,从而对所述工件进行增材加工。
9.根据权利要求1至7中任意一项所述的机床,其中,
还包括控制所述驱动装置的控制装置,
所述控制装置可执行:
移动工序,使所述第一加工头相对于所述导电块相对移动,以使所述线材的所述前端与所述导电块接触;
时机确定工序,确定所述第一电路从所述开路状态切换为所述闭路状态的时机;以及
位置偏移量算出工序,根据所述时机的所述第一加工头的实际位置和所述导电块的位置,算出所述线材的所述前端的实际位置与所述线材的所述前端的虚拟位置之间的位置偏移量。
10.一种机床的工件支撑件,所述机床包括第一加工头,所述第一加工头在线材的前端露出的状态下支撑所述线材,将从所述线材的所述前端生成的熔融物附加于工件,其中,
所述机床的工件支撑件包括:
随行夹具,构成所述机床的工作台装置的一部分并支撑所述工件;以及
导电块,确定支撑于所述第一加工头的所述线材的所述前端的位置,
所述导电块安装于所述随行夹具,或者所述导电块与所述随行夹具一体形成,
所述导电块具有:
第一面,确定所述线材从所述第一加工头突出的突出长度;以及
倾斜面,相对于所述第一面倾斜配置,确定所述线材的所述前端从所述线材的虚拟中心轴位移的位移量。
11.根据权利要求10所述的机床的工件支撑件,其中,
所述机床还包括第二加工头,所述第二加工头支撑用于切削所述工件的刀具,
在使用所述第一加工头对所述工件进行的增材加工中以及使用所述第二加工头对所述工件进行的切削加工中,所述随行夹具一贯地支撑所述工件。
12.一种机床的动作方法,其中,
所述机床包括:
工作台装置,支撑工件;
第一加工头,在线材的前端露出的状态下支撑所述线材,将从所述线材的所述前端生成的熔融物附加到由所述工作台装置支撑的所述工件;
第二加工头,支撑刀具,所述刀具切削由所述工作台装置支撑的所述工件;
电源装置,向所述线材供给电流;
导电块,配置于所述工作台装置,确定所述线材的所述前端的位置;
驱动装置,使所述第一加工头相对于所述工作台装置相对移动,以使从所述第一加工头露出的所述线材的所述前端与配置于所述工作台装置的所述导电块接触;以及
第一电路,由于从所述第一加工头露出的所述线材的所述前端与配置于所述工作台装置的所述导电块接触,而从开路状态切换为闭路状态,
所述动作方法包括:
移动工序,使所述第一加工头相对于所述导电块相对移动,以使所述线材的所述前端与所述导电块接触;
时机确定工序,确定所述第一电路从所述开路状态切换为所述闭路状态的时机;以及
位置偏移量算出工序,根据所述时机的所述第一加工头的实际位置和所述导电块的位置,算出所述线材的所述前端的实际位置与所述线材的所述前端的虚拟位置之间的位置偏移量。
13.根据权利要求12所述的机床的动作方法,其中,
所述导电块具有第一面,
所述时机确定工序包含确定所述线材的所述前端与所述第一面接触的第一时机,
所述位置偏移量算出工序包含根据所述第一时机的所述第一加工头的实际位置和所述导电块的所述第一面的位置,算出与所述第一面垂直的方向上的所述线材的所述前端的实际位置与所述线材的所述前端的虚拟位置之间的位置偏移量,
所述动作方法还包括根据算出的所述位置偏移量修正所述线材的所述前端的位置的工序。
14.根据权利要求12或13所述的机床的动作方法,其中,
所述导电块具有第一倾斜面,
所述时机确定工序包含确定所述线材的所述前端与所述第一倾斜面接触的第二时机,
所述位置偏移量算出工序包含至少根据所述第二时机的所述第一加工头的实际位置和所述导电块的位置,算出与垂直于所述线材的虚拟中心轴的第一方向平行的方向上的所述线材的所述前端的实际位置与所述线材的所述前端的虚拟位置之间的第一位置偏移量,
所述动作方法还包括根据算出的所述第一位置偏移量,在与所述第一方向平行的方向上修正所述第一加工头相对于所述线材的所述前端的推断相对位置的工序。
15.一种程序,其中,使包括第一加工头、第二加工头和工作台装置的机床执行包含下述步骤的动作:
使支撑线材的所述第一加工头相对于配置于所述工作台装置的导电块相对移动,以使从支撑所述线材的所述第一加工头露出的所述线材的前端与配置于所述工作台装置的所述导电块接触;
确定由于所述线材的所述前端与所述导电块接触而引起第一电路从开路状态切换为闭路状态的时机;
根据所述时机的所述第一加工头的实际位置和所述导电块的位置,算出所述线材的所述前端的实际位置与所述线材的所述前端的虚拟位置之间的位置偏移量;
根据算出的所述位置偏移量,修正所述线材的所述前端的位置,或者修正所述第一加工头相对于所述线材的所述前端的推断相对位置;
在修正所述线材的所述前端的位置或者修正所述第一加工头相对于所述线材的所述前端的推断相对位置之后,将从所述第一加工头露出的所述线材的所述前端生成的熔融物附加到由所述工作台装置支撑的工件;以及
通过驱动支撑于所述第二加工头的刀具,从而切削由所述工作台装置支撑的所述工件。
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