CN117850343A - 工具机系统 - Google Patents

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CN117850343A
CN117850343A CN202311229310.6A CN202311229310A CN117850343A CN 117850343 A CN117850343 A CN 117850343A CN 202311229310 A CN202311229310 A CN 202311229310A CN 117850343 A CN117850343 A CN 117850343A
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control unit
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CN202311229310.6A
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内山拓治
池谷武史
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Star Micronics Co Ltd
Original Assignee
Star Micronics Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种能早期判定异常发生的工具机系统。本发明的工具机系统(1)具备:主轴(25),能解除固持地固持棒材(W)并能旋转;进给杆(44),从棒材(W)的后端侧向棒材(W)的前端侧对棒材(W)施力,与棒材(W)一起在Z1轴方向移动;及异常判定部(20b),通过监视进给杆(44)在Z1轴方向的移动而判定有无发生异常;主轴(25)能在Z1轴方向移动,异常判定部(20b)在主轴(25)固持着棒材(W)的状态下,在主轴(25)的移动距离与进给杆(44)的移动距离不同的情况下判定为发生了第1异常。

Description

工具机系统
技术领域
本发明涉及一种具备固持棒材并能旋转的主轴的工具机系统。
背景技术
以往,工具机系统中有具备设置着加工工具或主轴的加工装置、与对加工装置供给长条状的棒材的给材机的工具机系统(例如参考专利文献1)。加工装置的主轴能解除固持地固持棒材而旋转。主轴构成为在固持着棒材的状态及解除固持的状态中的任一个状态下都能在棒材的轴心方向移动。此外,也有主轴固定在基台也就是脚的主轴固定型加工装置。加工装置中组入着NC装置。NC装置依照加工装置的操作员等制作的加工程序(NC程序)或使用设置在加工装置的操作面板的输入操作,控制安装着加工工具的刀架或主轴等的动作。通过NC装置依照加工程序控制刀架或主轴的动作,而将棒材的前端部分加工成期望的形状,将经加工后的已加工部分切离。大多情况下,从开始加工工具的加工到切离已加工部分为止,棒材由主轴固持。加工装置切离已加工部分后进行棒材的抓取。在抓取中,解除主轴的固持,主轴移动到棒材的后端侧后,主轴再次固持棒材。通过将加工工具的加工与棒材的抓取重复多个循环,而由1根棒材制造对应于循环数的多个制品。另外,要制造超出主轴能移动距离的长度的制品的情况下,有时在1个循环中包含抓取动作。
给材机与加工装置排列设置在比加工装置更靠棒材的后端侧。给材机具备进给杆、与使进给杆在棒材的轴心方向上移动的进给杆驱动机构。进给杆在前端具备指状卡盘。通过所述指状卡盘抓住棒材的后端部分,进给杆与棒材连结。并且,利用进给杆驱动机构将进给杆向棒材的前端侧送出,由此将投入到给材机的棒材供给到加工装置。进给杆在加工装置进行加工时,以规定的载荷从棒材的后端侧向棒材的前端侧对棒材施力。所述载荷设定为主轴固持棒材时在棒材与主轴间不会产生滑动的相对较微弱的载荷。
[背景技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2005-313267号公报
发明内容
[发明要解决的问题]
以往,具备加工装置与给材机的工具机系统中,各装置独立而判定有无发生各种异常。关于棒材的轴心方向的位置异常,在给材机中存储着1个循环的加工长度,通过在1个循环的加工完成时,比较所述加工长度与1个循环的加工前后的进给杆的移动距离是否一致,而判定加工中是否发生异常。然而,所述判定方法中,存在若非1个循环的加工完成后,否则无法判定发生异常的问题。
本发明是鉴于所述问题而完成的,目的在于提供一种能早期判定发生异常的工具机系统。
[解决问题的技术手段]
解决所述问题的本发明的工具机系统的特征在于,具备:
主轴,能解除固持地固持棒材并能旋转;
进给杆,从所述棒材的后端侧向所述棒材的前端侧对所述棒材施力,与所述棒材一起在所述棒材的轴心方向上移动;及
异常判定部,通过监视所述进给杆在所述轴心方向的移动而判定有无发生异常。
根据所述工具机系统,所述异常判定部通过监视所述进给杆在所述轴心方向的移动,能早期判定所述轴心方向的位置异常的发生。
此处,所述工具机可具备掌握所述进给杆在所述轴心方向的位置的进给杆位置掌握部。所述进给杆可具有能装卸地连结在所述棒材的后端部的指状卡盘。所述主轴能在所述棒材的所述轴心方向上移动,所述异常判定部通过监视相对于所述主轴向所述轴心方向的移动的所述进给杆在所述轴心方向的移动,而判定有无发生异常。另外,相对于向所述主轴向所述轴心方向的移动的所述进给杆在所述轴心方向的移动是包含所述主轴与所述进给杆中的一个不移动的情况的概念。此外,所述异常判定部可在加工时随时判定有无发生所述异常,也可在抓取时随时判定有无发生所述异常。而且,所述异常判定部可根据加工程序中记述的判定开始命令,开始有无发生异常的判定动作,根据所述加工程序中记述的判定结束命令,结束有无发生异常的判定动作。所述情况下,所述异常判定部可在从判定动作的开始到结束期间,执行重复判定。
所述工具机系统中,也可为
所述主轴能在所述轴心方向上移动,且
所述异常判定部在所述主轴固持着所述棒材的状态下,所述主轴的移动距离与所述进给杆的移动距离不同的情况下,判定为发生了第1异常。
在发生第1异常的情况下,由于所述棒材的前端部分被加工成不期望的形状,所以如果继续加工,那么有对加工工具施加过度的负载或工具机系统破损的担忧。相对于此,所述工具机系统中,由于能与第1异常发生的同时进行判定,所以能防止加工工具的过度负载或工具机系统的破损。
此处,也可为所述工具机系统具备:刀架,供加工所述棒材的前端部分的加工工具安装并能移动;及机械控制部,控制所述刀架与所述主轴的动作;且所述机械控制部在所述异常判定部判定为发生了第1异常的情况下,使所述刀架与所述主轴停止。通过停止能确实防止可能因继续加工而产生的加工工具的过度负载或工具机系统的破损。另外,所述刀架与所述主轴的停止也包含在使所述刀架与所述主轴中的至少一个移动后停止,直到所述刀架与所述主轴变为安全状态为止。所述异常判定部也可在所述主轴向所述轴心方向移动时,所述主轴的移动距离与所述进给杆的移动距离不同的情况下,判定为发生了第1异常。此外,所述异常判定部也可在所述主轴固持所述棒材并加工所述棒材时,所述主轴的移动距离与所述进给杆的移动距离不同的情况下,判定为发生了第1异常。
此外,所述工具机系统中,也可为具备:
刀架,供加工所述棒材的前端部分的加工工具安装,能在与所述轴心方向正交的方向移动;及
机械控制部,控制所述刀架与所述主轴的动作;且
所述机械控制部在所述异常判定部判定为发生了所述第1异常的情况下,执行将所述棒材的已加工部分切离,再次开始所述棒材的前端部分的加工的第1重试处理。
通过执行所述第1重试处理,能减少加工停止的担忧。此外,通过在发生所述第1异常时切离所述已加工部分,不仅能防止无用的加工时间或无用的加工的能量消耗,而且能抑制棒材的浪费。
而且,所述工具机系统中,也可为具备:
刀架,供加工所述棒材的前端部分的加工工具安装,能在与所述轴心方向正交的方向移动;
移送部件,能移送由所述加工工具加工,并从所述棒材切离的已切断部分;
机械控制部,控制所述刀架、所述主轴及所述移送部件的动作;及
不良品接收部,接收不良品;且
所述机械控制部在所述异常判定部判定为发生了所述第1异常的情况下,将所述棒材的已加工部分切离,并将其排出到所述不良品接收部。
在发生所述第1异常时,通过将所述已加工部分排出到所述不良品接收部,能防止不良品与良品混存。此外,通过在发生所述第1异常时切离所述已加工部分,不仅能防止无用的加工时间或无用的加工的能量消耗,而且能抑制棒材的浪费。
此处,所述移送部件也可将未发生所述第1异常,且使用所述主轴的加工完成的所述已切断部分移送到规定位置。
此外,所述工具机系统中,也可具备:
机械控制部,控制所述主轴的动作,
所述异常判定部在所述机械控制部使所述主轴解除所述棒材的固持的状态下,所述进给杆随着所述主轴向所述轴心方向的移动而移动的情况下,判定为发生了第2异常。
由此,在所述主轴抓取所述棒材时,能早期判定发生异常。此处,所述异常判定部也可在抓取动作时,所述进给杆随着所述主轴向所述轴心方向的移动而移动的情况下,判定为发生了第2异常。
此外,所述工具机系统中,
所述机械控制部也可在所述异常判定部判定为发生了所述第2异常的情况下,执行包含所述主轴的固持动作与固持解除动作的第2重试处理。
通过所述第2重试处理,能减少加工停止的担忧。
此外,所述工具机系统中,也可为具备:
刀架,供加工所述棒材的前端部分的加工工具安装,能在与所述轴心方向正交的方向移动;
所述主轴无法在所述轴心方向移动而固定,
所述异常判定部在所述主轴固持着所述棒材的状态下,所述进给杆移动的情况下,判定为发生了第3异常。
在发生了第3异常的情况下,由于所述棒材的前端部分被加工成不期望的形状,所以如果继续加工,那么有对加工工具施加过度的负载或工具机系统破损的担忧。相对于此,所述工具机系统中,由于能与第3异常发生的同时进行判定,所以能防止加工工具的过度负载或工具机系统的破损。
此外,所述工具机系统中,也可为具备:
机械控制部,控制所述刀架与所述主轴的动作;及
进给杆控制部,控制所述进给杆的动作;
所述机械控制部在所述异常判定部判定为发生了所述第3异常的情况下,执行将所述棒材的已加工部分切离,再次开始所述棒材的前端部分的加工的第3重试处理。
通过执行所述第3重试处理,能减少加工停止的担忧。此外,通过在发生所述第3异常时切离所述已加工部分,不仅能防止无用的加工时间或无用的加工的能量消耗,而且能抑制棒材的浪费。
此外,所述工具机系统中,也可为具备:
刀架,供加工所述棒材的前端部分的加工工具安装,能在与所述轴心方向正交的方向移动;
机械控制部,控制所述刀架与所述主轴的动作;及
进给杆控制部,控制所述进给杆的动作;且
所述主轴在所述轴心方向不可移动而固定,
所述异常判定部在所述机械控制部使所述主轴解除所述棒材的固持的状态下,即使所述进给杆控制部想要使所述进给杆前进,所述进给杆也不移动的情况下,判定为发生了第4异常。
由此,在抓取所述棒材时,能早期判定发生异常。
此外,所述工具机系统中,
所述机械控制部可在所述异常判定部判定为发生了所述第4异常的情况下,执行包含所述主轴的固持动作与固持解除动作的第4重试处理。
通过所述第4重试处理,能减少加工停止的担忧。
[发明的效果]
根据本发明,能提供一种能早期判定异常发生的工具机系统。
附图说明
图1是本实施方式的车床系统的前视图。
图2是简易表示图1所示的车床系统的内部构成的俯视图。
图3是表示图1所示的车床系统的硬件构成的框图。
图4是表示图1所示的车床系统的功能构成的功能框图。
图5是表示图1所示的车床系统的第1监视动作的流程图。
图6是表示图1所示的车床系统的第2监视动作的流程图。
图7是表示图1所示的车床系统的第2监视动作的流程图。
图8是简易表示第2实施方式的车床系统的内部构成的俯视图。
图9是表示图8所示的车床系统的第3监视动作的流程图。
图10是表示图8所示的车床系统的第4监视动作的流程图。
具体实施方式
以下,一边参考附图,一边说明本发明的实施方式。本实施方式中,使用将本发明应用于具备NC车床与给材机的车床系统的例子进行说明。
图1是本实施方式的车床系统的前视图。
如图1所示,本实施方式的车床系统1具备加工装置也就是NC车床2、与材料供给装置也就是给材机4。所述车床系统1相当于工具机的一例。本实施方式的NC车床2是所谓瑞士型车床。NC车床2具备切削室22、主轴室23及车床操作面板24。切削室22是形成加工棒材W(参考图2)的前端部分的空间的房间,从正面侧观察,配置在NC车床2的右侧。主轴室23是配置着主轴25(参考图2)的房间,从正面侧观察,配置在NC车床2的左侧。
车床操作面板24具有车床操作部241与车床显示画面242。车床操作部241包含受理车床系统1的操作员的输入操作的多个按钮或按键等。另外,车床操作部241也可为与车床显示画面242一体化的触控面板。车床系统1的操作员能将使用车床操作部241或外部计算机制作的加工程序存储在后述的存储部203(参考图3)。此外,车床系统1的操作员也能使用车床操作部241进行加工程序的修正,将修正后的加工程序存储在存储部203。而且,车床系统1的操作员也能使用车床操作部241,使车床系统1的各构成要件个别或联合动作。车床显示画面242是显示存储在存储部203的加工程序、车床系统1的各种设定值及错误内容等车床系统1相关的各种信息的显示器。
给材机4对NC车床2供给长条的棒材W(参考图2)。给材机4与NC车床2排列设置。在给材机4存储着多个棒材W。给材机4向NC车床2送出所存储的棒材W中的1根。此外,给材机4将因加工而变短的棒材W也就是剩余材从NC车床2抽出并排出。排出剩余材后,给材机4从所存储的棒材W向NC车床2重新送出1根。在给材机4,设置着用来操作给材机4的输入装置也就是给材机操作面板42。
图2是简易表示图1所示的车床系统的内部构成的俯视图。
如图2所示,NC车床2具备主轴25、导套26、第1刀架27、背面主轴28及第2刀架29。主轴25、导套26、第1刀架27、背面主轴28及第2刀架29配置在基台也就是脚上。主轴25、第1刀架27、背面主轴28及第2刀架29依照加工程序或来自车床操作面板24(参考图1)的输入而动作。
主轴25能在Z1轴方向上移动。另外,主轴25通过主轴台与主轴台一起在Z1轴方向上移动,但主轴台省略图示,也省略说明。Z1轴方向是水平方向,在图2中是左右方向。所述Z1轴方向相当于棒材W的轴心方向。主轴25在前端部分具有用来能解除固持地固持贯通其内部的棒材W的弹簧夹头251。所述弹簧夹头251相当于固持部的一例。主轴25固持棒材W,能以主轴中心线CL为中心旋转。主轴中心线CL的方向与Z1轴方向一致。以下,有时将主轴25朝棒材W的后端侧移动称为后退。
导套26固定在基台也就是脚。导套26的与配置着主轴25的侧为相反侧的端面在切削室22(参考图1)内露出。导套26将贯通主轴25的内部的棒材W的前端侧部分向Z1轴方向滑动自如地支撑。所述导套26的支撑棒材W的部分能与主轴25同步,以主轴中心线CL为中心旋转。从导套26朝切削室22内突出的棒材W的前端部分由安装在第1刀架27的第1工具T1加工。所述第1工具T1相当于加工工具的一例。由于通过导套26抑制加工时的棒材W的挠曲,所以能通过NC车床2高精度加工特别细长的棒材W。
第1刀架27能在与Z1轴方向正交且朝向水平方向的X1轴方向、与朝向垂直方向的Y1轴方向上移动。所述第1刀架27相当于刀架的一例。图2中,上下方向是X1轴方向,与纸面正交的方向是Y1轴方向。在第1刀架27,在Y1轴方向上排列且梳齿状安装着包含切削加工用工具、切断工具等多种第1工具T1。此外,作为第1工具T1,也可将立铣刀或钻头等旋转工具安装在第1刀架27。通过第1刀架27在Y1轴方向移动,而从所述多种第1工具T1选择任意的第1工具T1。并且,通过第1刀架27在X1轴方向上移动,选择的第1工具T1切入由主轴25固持并由导套26支撑的棒材W的前端部分而进行加工,或者切离棒材W的已加工部分。
背面主轴28能在X2軸方向及Z2轴方向上移动。所述背面主轴28相当于移送部件的一例。另外,背面主轴28通过背面主轴台与背面主轴台一起在X2轴方向及Z2轴方向上移动,但背面主轴台省略图示,也省略说明。X2轴方向是与所述的X1轴方向相同的方向,Z2轴方向是与所述Z1轴方向相同的方向。此外,Z2轴方向相当于背面主轴28的轴线方向。图2表示出背面主轴28隔着导套26位于与主轴25对向的位置的状况。所述位置上,背面主轴28的旋转中心也就是背面主轴中心线配置在与主轴中心线CL同一线上。背面主轴中心线的方向与Z2轴方向一致。使用主轴25的加工完成的棒材W的已加工部分由切断加工用的第1工具T1切离并交接给背面主轴28。以下,将切离的已加工部分称为已切断部分。背面主轴28能解除固持地固持从主轴25交接的已切断部分。此外,背面主轴28通过在X2轴方向及Z2轴方向移动而移送固持的已切断部分。
第2刀架29能向Y2轴方向移动。另外,第2刀架29也可构成为能在X2轴方向上移动。Y2轴方向是与所述Y1轴方向相同的方向。在第2刀架29,安装着加工已切断部分的钻头或立铣刀等第2工具T2。另外,第2工具T2在Y2轴方向上排列,在第2刀架29上安装着多个。通过第2刀架29在Y2轴方向的移动,从所述多个第2工具T2选择任意的第2工具T2。并且,通过背面主轴28在X2轴方向或Z2轴方向上移动,加工固持在背面主轴28的已切断部分的切断端侧。所述切断端侧的加工完成的已切断部分成为由车床系统1制造的制品。另外,也有不进行使用背面主轴28的加工的情况。所述情况下,已切断部分直接成为制品。在第2刀架29,设置着接收制品的制品接收口291与未图示的卸料槽。卸料槽设置在第2刀架29内。背面主轴28在将制品插入到制品接收口291后,解除固持,通过设置在背面主轴28的气缸推出,由此对卸料槽投下制品。投下的制品通过未图示的输送机移送到规定位置,排出到设置在车床系统1外部的制品贮存部。
在切削室22(参考图1)的下端,设置着接收通过使用主轴25或背面主轴28的加工而产生的切屑或不良品的切屑接收部221。所述切屑接收部221相当于不良品接收部的一例。使用主轴25的加工完成的棒材W的已加工部分通过在与主轴25对向的位置与主轴25同步旋转的背面主轴28及主轴25分别固持棒材W的状态下,由切断加工用的第1工具T1切离已加工部分而交接给背面主轴28。另一方面,在背面主轴28未固持已加工部分的状态下切离已加工部分的情况下,所述已加工部分通过落下而排出到切屑接收部221。
给材机4除所述给材机操作面板42(参考图1)外,还具有进给杆44、进给杆驱动机构45、进给杆电动机46、前端传感器47及原点传感器48。进给杆44由未图示的导件在Z1轴方向上移动自如地受引导。在进给杆44的前端,设置着固持棒材W的后端的指状卡盘441。所述指状卡盘441通过旋转自如地安装于进给杆44的其它部分,而以主轴中心线CL为旋转中心轴旋转自如。通过指状卡盘441固持棒材W的后端,进给杆44连结在棒材W。也就是说,在指状卡盘441固持棒材W的期间,进给杆44与棒材一起在Z1轴方向上移动。
进给杆驱动机构45由分别设置在给材机4的前端侧与后端侧的未图示的滑轮、与架设在所述滑轮上的驱动皮带构成。在驱动皮带固定着连结部451。通过所述连结部451,将驱动皮带与进给杆44的后端部分连结。设置在给材机4的后端侧的滑轮固定在进给杆电动机46的输出轴。
当进给杆电动机46的输出轴朝一个方向旋转时,通过进给杆驱动机构45与连结部451,进给杆44沿Z1轴向NC车床2移动。相反,当进给杆电动机46的输出轴朝另一个方向旋转时,通过进给杆驱动机构45与连结部451,进给杆44沿Z1轴朝离开NC车床2的方向移动。存储在给材机4内的多个棒材W中轴心位于与主轴中心线CL一致的位置上的棒材W由指状卡盘441固持。并且,通过进给杆44移动,固持在指状卡盘441的棒材W在棒材W的轴心方向上移动。也就是说,当进给杆电动机46的输出轴朝一个方向旋转时,棒材W朝其前端侧移动,当进给杆电动机46的输出轴朝另一个方向旋转时,棒材W朝其后端侧移动。进给杆电动机46具有进给杆编码器461。另外,进给杆编码器461也可与进给杆电动机46分开设置。通过进给杆编码器461,检测进给杆电动机46的转速与旋转量。将进给杆编码器461的检测结果发送到第2控制装置40(参考图3)。
前端传感器47检测棒材W的前端。此外,原点传感器48检测进给杆44是否位于原点。进给杆44的原点位于进给杆44的移动范围中的最后端侧。将所述前端传感器47与原点传感器48的检测结果分别发送到第2控制装置40(参考图3)。第2控制装置40通过前端传感器47的检测结果与进给杆编码器461的检测结果,掌握加工前的棒材W的前端位置在哪个位置。此外,第2控制装置40通过原点传感器48的检测结果与进给杆编码器461的检测结果,掌握进给杆44的位置。所述进给杆编码器461及原点传感器48相当于进给杆位置检测机构的一例。
图3是表示图1所示的车床系统的硬件构成的框图。另外,所述图3中,车床系统1的硬件构成中与本发明的关联性较低的,即便是使目前为止说明的构成要件动作的,也省略图示。
如图3所示,NC车床2具有第1控制装置20、所述车床操作面板24、Z1轴电动机252、主轴电动机253、主轴致动器254、X2轴电动机281及Z2轴电动机282。第1控制装置20是所谓NC(Numerical Control:数值控制)装置,具有CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)201、PLC(Programmable Logic Controller:可编程逻辑控制器)202及存储部203。所述第1控制装置20相当于控制装置的一例。第1控制装置20是具有CPU201的运算功能的计算机。第1控制装置20依照存储在存储部203的加工程序或来自车床操作面板24的输入,控制图2所示的主轴25、第1刀架27、背面主轴28及第2刀架29等各构成要件的动作。图3表示出驱动所述构成要件的电动机或致动器中的一部分。第1控制装置20主要对设置在NC车床2的伺服电动机进行数值控制。此外,第1控制装置20具有的PLC202主要对设置在NC车床2的气缸或阀等伺服电动机以外机器的动作进行顺序控制。存储部203由ROM(Read-Only Memory:只读存储器)、HDD(Hard Disk Drive:硬盘驱动器)及SSD(Solid State Disk:固态硬盘)等非易失性存储器与RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等易失性存储器构成。
Z1轴电动机252是接收来自第1控制装置20的指令而旋转的伺服电动机。通过Z1轴电动机252旋转,主轴25(参考图2)在Z1轴方向上移动。另外,在第1控制装置20与Z1轴电动机252之间,设置着未图示的放大器,第1控制装置20通过将指令发送到放大器而控制Z1轴电动机252。以下,关于放大器,省略说明。Z1轴电动机252具有Z1轴编码器2521。通过将Z1轴编码器2521的输出反馈到第1控制装置20,第1控制装置20始终掌握主轴25(参考图2)在Z1轴上的位置。所述Z1轴编码器2521相当于主轴位置检测机构的一例。
在主轴25(参考图2)设置着内置电动机等主轴电动机253。主轴电动机253从第1控制装置20接收指令而旋转。通过主轴电动机253旋转,主轴25及固持在主轴25的棒材W(参考图2)以主轴中心线CL(参考图2)为中心旋转。另外,与主轴25同样,在背面主轴28也设置着背面主轴电动机,但省略说明。主轴致动器254是用来使弹簧夹头251(参考图2)动作的液压缸等致动器。利用主轴致动器254使未图示的夹头套筒移动到前端侧,由此弹簧夹头251关闭,由主轴25固持棒材W。此外,通过夹头套筒移动到后端方,弹簧夹头251打开,解除主轴25对棒材W的固持。
X2轴电动机281是接收来自第1控制装置20的指令而旋转的伺服电动机。通过X2轴电动机281旋转,背面主轴28(参考图2)在X2轴方向上移动。同样,Z2轴电动机282是接收来自第1控制装置20的指令而旋转的伺服电动机。通过Z2轴电动机282旋转,背面主轴28在Z2轴方向上移动。另外,在X2轴电动机281及Z2轴电动机282也设置着未图示的编码器。
给材机4除所述给材机操作面板42、进给杆电动机46、前端传感器47及原点传感器48外,还具有第2控制装置40。第2控制装置40是对给材机4的各构成要件进行顺序控制的控制装置。第2控制装置40基于从各传感器或进给杆编码器461等接收到的信息,控制设置在进给杆电动机46或给材机4的未图示的致动器的动作。此外,第2控制装置40根据来自第1控制装置20的动作请求,控制给材机4的动作。
进给杆电动机46是接收来自第2控制装置40的指令而旋转的伺服电动机。通过进给杆电动机46旋转,进给杆44(参考图2)在Z1轴方向上移动。如上所述,第2控制装置40通过原点传感器48的检测结果与进给杆编码器461的检测结果掌握进给杆44距离原点的移动距离,由此始终掌握进给杆44在Z1轴方向的位置,作为给材机4相关的信息发送到第1控制装置20。此外,第2控制装置40将新供给的棒材W的前端或接入电源后最先送出到NC车床2的棒材W的前端在Z1轴方向的位置发送到第1控制装置20。NC车床2开始加工后,由第2控制装置40以进给杆电动机46基本上以一定的转矩在一个方向旋转的方式进行控制,直到开始抽出剩余材为止。由此,棒材W中,由进给杆44以设定的载荷向棒材W的前端侧施力。所述载荷设定为在主轴25固持棒材W时无需担心会在棒材W与主轴25间产生滑动的相较微弱的载荷。
给材机操作面板42是操作部与显示画面一体化的触控面板。另外,在给材机4,除给材机操作面板42外,还设置着紧急停止按钮或进给杆电动机46的转矩设定开关等。车床系统1的操作员能使用给材机操作面板42,手动使进给杆44(参考图2)在Z1轴方向上移动,或输入给材机4的各种设定值。此外,在给材机操作面板42上,显示给材机4的各种设定值及错误内容等与给材机4相关的各种信息以及给材机4的操作按钮。
第1控制装置20与第2控制装置40以信号线连接。第1控制装置20经由信号线对第2控制装置40发送动作请求等。此外,第2控制装置40经由信号线对第1控制装置20随时发送包含进给杆44的位置信息的与给材机4相关的各种信息。
图4是表示图1所示的车床系统的功能构成的功能框图。另外,图4中仅示出与本发明关联性特别高的功能构成,车床系统1具有的其它功能构成省略图示,也省略说明。
如图4所示,由第1控制装置20构成机械控制部20a与异常判定部20b。机械控制部20a是主要由图3所示的CPU201、PLC202及存储部203达成的功能构成。此外,异常判定部20b是主要由CPU201与存储部203达成的功能构成。此外,由第2控制装置40构成进给杆控制部40a与进给杆位置掌握部40b。
机械控制部20a控制NC车床2的各构成要件的动作。此外,有时机械控制部20a也对第2控制装置40发送动作请求或信息发送请求。异常判定部20b通过监视进给杆44在Z1轴方向的移动而判定有无发生车床系统1的异常。
进给杆控制部40a依照来自设置在给材机4的各种传感器的输出、来自给材机操作面板42的输入及来自第1控制装置20的动作请求,控制进给杆电动机46等的动作。进给杆位置掌握部40b通过使用原点传感器48的检测结果与进给杆编码器461的检测结果,运算来自原点传感器48的进给杆44在Z1轴方向的位置,而掌握进给杆44(参考图2)的后端位置。第2控制装置40具有的未图示的存储器中保存着进给杆44(参考图2)的长度信息。进给杆位置掌握部40b通过对进给杆44的后端位置加上进给杆44的长度,也掌握了前端位置。
图5是表示图1所示的车床系统的第1监视动作的流程图。图5所示的第1监视动作是主要通过由图4所示的机械控制部20a与异常判定部20b控制车床系统1的动作而执行的动作。详细来说,基于存储在存储部203的程序,机械控制部20a与异常判定部20b执行与所述动作关联的运算或判定。并且,基于所述运算结果或判定结果,机械控制部20a控制NC车床2的各构成要件的动作,此外,对第2控制装置40发送动作请求。
第1监视动作通过执行指示加工程序中记述的第1监视动作的命令而开始。指示所述第1监视动作的命令相当于判定开始命令的一例。第1监视动作是使用主轴25的加工时使用的监视动作。第1监视动作中,首先,机械控制部20a将存储在存储部203的第1计数器C1设为0(S11)。之后,异常判定部20b根据自身掌握的主轴25的固持信息及主轴25的位置信息、与从进给杆位置掌握部40b接收到的进给杆44的位置信息,在主轴25固持棒材W的状态下,监视主轴25的移动距离与进给杆44的移动距离是否一致(步骤S12)。对所述监视进一步详细说明。异常判定部20b将主轴25移动开始前等特定时序下的主轴25的位置作为主轴基准位置,存储在存储部203,且将所述时序下进给杆44的位置作为进给杆基准位置,存储在存储部203。并且,异常判定部20b在主轴25固持棒材W时,运算进给杆44从进给杆基准位置移动与主轴25距离主轴基准位置的移动距离一致的距离时的进给杆44的位置。而且,异常判定部20b通过将所述运算结果中的进给杆44的位置信息与从进给杆位置掌握部40b接收到的进给杆44的位置信息进行比较,而比较主轴25与进给杆44的移动距离,监视是否一致。另外,步骤S12的判定也可仅在主轴25移动时实施。但是,由于在主轴25未移动时,也考虑棒材W因施加在棒材W的加工负载而在Z1轴方向上移动,所以优选为无关于主轴25的移动,而在主轴25固持棒材W时随机执行。异常判定部20b在所述移动距离不同的情况(步骤S12中否(NO))下,判定为发生第1异常。另外,也可构成为对移动距离的差设置阈值,在移动距离不完全一致的情况下,只要是所述阈值内的差,那么判断为移动距离一致。此外,所述构成中,也可为能通过车床操作面板24或NC程序来指定阈值或变更阈值。此处,主轴25的移动及进给杆44的移动都是指Z1轴方向的移动,以下的说明中也同样。此外,主轴25的移动距离及进给杆44的移动距离是包含移动距离为零,也就是未移动的情况的概念。
异常判定部20b在进给杆44的移动距离与主轴25的移动距离一致的情况(步骤S12中是)下,判定接着执行的命令是否为指示第1监视动作结束的命令(步骤S13)。指示所述第1监视动作结束的命令相当于判定结束命令的一例。在是指示第1监视动作结束的命令的情况(步骤S13中是)下,结束第1监视动作。在非指示第1监视动作结束的命令的情况(步骤S13中否)下,回到步骤S12,接着继续监视。通过重复步骤S12与步骤S13,在加工时随时执行步骤S12的判定。另外,步骤S13中,可判定1个循环的加工中使用主轴25的加工是否完成,也可判定是否已执行解除主轴25对棒材W的固持的命令,来取代判定是否为指示第1监视动作结束的命令。此处,1个循环是指主轴25解除棒材W的固持,开始抓取棒材W后,直到切离棒材W的已加工部分为止。此外,使用主轴25的加工是指在主轴25固持棒材W的状态下,对棒材W的前端部分实施的一连串加工。另外,所述一连串加工包含切离已加工部分的切断加工。
进给杆44的移动距离与主轴25的移动距离不一致的情况(步骤S12中否)下,机械控制部20a判定第1重试功能是否有效(步骤S14)。第1重试功能的有效/无效在指示第1监视动作的命令中指定,并存储在存储部203。另外,第1重试动能的有效/无效也可与指示第1监视动作的命令分开指定。
在第1重试动能有效的情况(步骤S14中是)下,机械控制部20a将存储在存储部203的第1计数器C1改写为C1+1(步骤S15)。并且,判定改写后的第1计数器C1是否为第1重试设定数以下(步骤S16)。第1重试设定数在指示第1监视动作的命令中指定,并存储在存储部203。另外,第1重试设定数也可与指示第1监视动作的命令分开指定。
第1计数器C1为第1重试设定数以下的情况(步骤S16中是)下,机械控制部20a运算步骤S12的监视结果而得的主轴25的移动距离与进给杆的移动距离的偏差量,及用来从在所述时点下已实施加工的已加工部分的长度切离所述已加工部分的全部的主轴25的位置。并且,机械控制部20a使主轴25移动到所述位置,使用切断加工用的第1工具T1将已加工部分切离(步骤S17)。进给杆44的移动距离与主轴25的移动距离不一致的情况下,加工期间,在棒材W与主轴25的弹簧夹头251之间会产生Z1轴方向的滑动。所述情况下,在所述时点之前加工的已加工部分成为不期望的形状的不良品。所述步骤S17中,由于在背面主轴28未固持已加工部分的状态下,将已加工部分切离,所以切离的已加工部分落下,排出到切屑接收部221。之后,机械控制部20a从加工程序中的1个循环的开头再次执行处理(步骤S18)。所述步骤S17及步骤S18相当于第1重试处理的一例。
另一方面,第1重试功能无效的情况(步骤S14中否)或第1计数器C1超出第1重试设定数的情况(步骤S16中否)下,机械控制部20a以第1工具T1从棒材W离开的方式使第1刀架27移动后,使主轴25、第1刀架27、进给杆44等车床系统1中的各驱动部的动作停止,将进给杆44的移动距离与主轴25的移动距离产生偏差的主旨显示在车床显示画面242(步骤S19)。另外,步骤S19中,第1控制装置20也可不使第1刀架27移动而停止各驱动部的动作。
图6及图7是表示图1所示的车床系统的第2监视动作的流程图。图6及图7所示的第2监视动作与第1监视动作同样,也是主要通过图4所示的机械控制部20a与异常判定部20b执行的动作。详细来说,基于存储在存储部203的程序,机械控制部20a与异常判定部20b执行与所述动作关联的运算或判定。并且,基于所述运算结果或判定结果,机械控制部20a控制NC车床2的各构成要件的动作,而且对第2控制装置40发送动作请求。
第2监视动作通过执行指示加工程序中记述的第2监视动作的命令而开始。指示所述第2监视动作的命令相当于判定开始命令的一例。第2监视动作是主轴25对棒材W的抓取时使用的监视动作。第2监视动作中,首先,机械控制部20a将存储在存储部203的第2计数器C2设为0(步骤S31)。之后,异常判定部20b根据自身掌握的主轴25的固持信息及主轴25的位置信息、与从进给杆位置掌握部40b接收到的进给杆44的位置信息,在使主轴25解除棒材W的固持的状态下,监视进给杆44是否随着主轴25的移动而移动(步骤S32)。对所述监视进一步详细说明。异常判定部20b将主轴25移动开始前的规定时序下进给杆44的位置存储在存储部203,将存储的进给杆44的位置信息与在主轴25移动期间从进给杆位置掌握部40b接收到的进给杆44的位置信息进行比较,由此监视进给杆44是否在移动。并且,异常判定部20b在进给杆44移动的情况(步骤S32中否)下,判定为发生第2异常。另外,也可构成为对进给杆44的移动距离设置阈值,在移动距离不完全为零的情况下,只要是所述阈值内的移动距离,那么判断为进给杆44未在移动。此外,所述构成中,也可为能通过车床操作面板24或NC程序来指定阈值或变更阈值。
异常判定部20b在进给杆44未移动的情况(步骤S32中是)下,判定接着执行的命令是否为指示第2监视动作结束的命令(步骤S33)。指示所述第2监视动作结束的命令相当于判定结束命令的一例。在是指示第2监视动作结束的命令的情况(步骤S33中是)下,结束第2监视动作。在非指示第2监视动作结束的命令的情况(步骤S33中否)下,回到步骤S32,接着继续监视。另外,步骤S33中,可判定主轴25是否后退到抓取位置,也可判定是否已执行将棒材W固持在主轴25的命令,来取代判定是否为指示第2监视动作结束的命令。通过重复步骤S32与步骤S33,在抓取使随时执行步骤S32的判定。
在进给杆44移动的情况(步骤S32中否)下,机械控制部20a判定第2重试功能是否有效(步骤S34)。第2重试功能的有效/无效在指示第2监视动作的命令中指定,存储在存储部203。另外,第2重试动能的有效/无效也可与指示第2监视动作的命令分开指定。
第2重试动能有效的情况(步骤S34中是)下,机械控制部20a将存储在存储部203的第2计数器C2改写为C2+1(步骤S35)。并且,判定改写后的第2计数器C2是否为第2重试设定数以下(步骤S36)。第2重试设定数在指示第2监视动作的命令中指定,存储在存储部203。另外,第2重试设定数也可与指示第2监视动作的命令分开指定。
第2计数器C2为第2重试设定数以下的情况(步骤S36中是)下,为了确认弹簧夹头251的开闭机构及主轴致动器254等弹簧夹头251的开闭相关的构成要件、及进给杆驱动机构45或进给杆编码器461等进给杆44相关的构成要件有无故障,执行以下说明的步骤S37与步骤S38的动作。如果弹簧夹头251的开闭相关的构成要件或进给杆44相关的构成要件等无故障,那么在棒材W固持在主轴25的状态下,即便使主轴25在Z1轴方向上移动,也进行期望的动作,因而不会产生问题。但是,有故障的情况下,如果在机械控制部20a对主轴25指示固持的状态下使主轴25移动,那么有主轴25与棒材W在Z1轴方向的移动产生偏差,棒材W进行未预期的移动,而担心棒材W与NC车床的构成要件会碰撞。因此,通过步骤S37与步骤S38确认在棒材W固持在主轴25的状态下,使主轴25在Z1轴方向移动较长距离之前,在所述状态下主轴25与棒材W是否进行在Z1轴方向上移动同一距离的正常动作。但是,也可省略步骤S37与步骤S38的动作。
机械控制部20a将棒材W固持在主轴25并使主轴25微动(步骤S37)。另外,在进行长条制品的制造等在1个循环内执行抓取的情况下,有时会由背面主轴28固持棒材W的前端。在背面主轴28固持棒材W的前端的情况下,步骤S37中,主轴25固持棒材W后,解除背面主轴28的固持后使主轴25微动。并且,机械控制部20a确认主轴25微动时的主轴25的移动距离与进给杆44的移动距离是否一致(步骤S38)。主轴25的移动距离与进给杆44的移动距离一致的情况(步骤S38中是)下,机械控制部20a在棒材W固持在主轴25的情况下进行正常动作。因此,在将棒材W固持在主轴25的状态下,即便使主轴25移动较长距离也不会产生问题。另一方面,不一致的情况(步骤S38中否)下,弹簧夹头251的开闭相关的构成要件或进给杆44相关的构成要件等发生故障的可能性较高。因此,如果在将棒材W固持在主轴25的状态下,使主轴25移动较长距离,那么担心棒材W与NC车床的构成要件会碰撞。
第2重试功能无效的情况(步骤S34中否)、第2计数器C2超出第2重试设定数的情况(步骤S36中否)或主轴25微动时,主轴25的移动距离与进给杆44的移动距离不一致的情况(步骤S38中否)下,机械控制部20a停止主轴25、第1刀架27、进给杆44等车床系统1的各驱动部的动作,将抓取失败的主旨显示在车床显示画面242(步骤S39)。另外,步骤S39中显示在车床显示画面242的内容在步骤S34中为否的情况、步骤S36中为否的情况、步骤S38中为否的情况中的每一个情况下,可使显示内容不同。例如,可为在步骤S34中为否的情况显示主轴25的固持解除失败的主旨,在步骤S36中为否的情况显示第2重试数达到规定数的主旨,在步骤S38中为否的情况显示车床系统1的抓取相关的机构发生故障的主旨。
主轴25的移动距离与进给杆44的移动距离一致的情况(步骤S38中为是)下,机械控制部20a判定执行的第2监视动作是否为用来执行下一个加工的抓取动作(步骤S40)。所述判定中,如果是1个循环的最初执行的抓取动作,那么判定为是用来执行下一个加工的抓取动作。或者,如果是监视伴随通过切断加工用的第1工具T1切离棒材W后的主轴25的固持解除状态下的移动的进给杆44的移动的动作,那么也可判定为是用来执行下一个加工的抓取动作。另外,是用来执行下一个加工的抓取动作的情况(步骤S40中是)下,通常,切断加工用的第1工具T1作为用来不使棒材W移动到前端侧的止挡件发挥功能。另外,也可将与切断加工用的第1工具T1不同的止挡件安装在第1刀架27,在切离已加工部分后,将所述不同的止挡件配置在与棒材W的前端抵接的位置。
正在执行的第2监视动作是用来执行下一个加工的抓取动作的情况(步骤S40中是)下,机械控制部20a使主轴25移动,直到进给杆44位于相对于存储在存储部203的主轴25移动开始前的进给杆44的位置略微后端侧为止(步骤S41)。由此,在与作为止挡件发挥功能的切断用的第1工具T1间空出微小间隙,将棒材W的前端配置在与切断加工用的第1工具T1对向的位置。
之后,机械控制部20a控制主轴致动器254,使主轴25执行固持解除动作与固持动作(步骤S42)。作为导致步骤S32中进给杆44随着主轴25的移动而移动的原因之一,有弹簧夹头251陷入棒材W。在因所述陷入引起的情况下,可能能通过使主轴25进行固持解除动作与固持动作,而消除弹簧夹头251陷入棒材W。另外,步骤S42中,使固持解除动作与固持动作各执行1次,但也可使所述动作执行多次。在已消除陷入的情况下,棒材W通过进给杆44的施力,前端与作为止挡件发挥功能的切断加工用的第1工具T1抵接而在所述位置停止。
接着,机械控制部20a在解除主轴25的固持后,开始使主轴25向抓取位置移动(步骤S43)。与所述移动开始的同时回到步骤S32,重新开始监视。所述步骤S42及步骤S43相当于第2重试处理的一例。
正在执行的第2监视动作并非用来执行下一个加工的抓取动作的情况(步骤S40中否)是1个循环内正在执行抓取动作的情况。这是制造超出主轴25的能移动距离的长条制品时使用的动作,是在将棒材W的前端部分插入到背面主轴28,由背面主轴28固持棒材W的前端部分的状态下实施的抓取动作。所述情况下,机械控制部20a再次将棒材W固持在步骤S37中已解除固持的背面主轴28后,使主轴25执行固持解除动作与固持动作(步骤S44)。所述步骤S44中,通过背面主轴28防止棒材W移动,且可能能通过使主轴25执行固持解除动作与固持动作而消除弹簧夹头251陷入棒材W。
接着,机械控制部20a判定是从最初开始再执行加工,还是继续加工(步骤S45)。所述选择在指示第2监视动作的命令中指定,存储在存储部203。另外,所述选择也可与指示第2监视动作的命令分开指定。
步骤S45中判定为从最初开始再执行加工的情况下,机械控制部20a根据进给杆44的偏差量运算用来切离所述时点已实施加工的已加工部分的全部的主轴25与背面主轴28的位置。并且,使主轴25与背面主轴28同步移动到所述位置,使用切断加工用的第1工具T1将已加工部分切离(步骤S46)。此外,机械控制部20a使背面主轴28解除固持,使用设置在背面主轴28的气缸,将切离的已加工零件从背面主轴28推出。由此,所述已加工零件落下,排出到切屑接收部221。
之后,机械控制部20a与异常判定部20b结束第2监视动作。并且,机械控制部20a从加工程序的1个循环的开头再次执行处理(步骤S47)。
步骤S45中判定为继续加工的情况下,机械控制部20a考虑进给杆44的偏差量,运算主轴25与背面主轴28的移动位置(步骤S48)。例如,主轴25的移动位置是使抓取位置偏移存储在存储部203的主轴25移动开始前的进给杆44的位置与步骤S48的开始时点的进给杆44的位置的差量的位置。背面主轴28的移动位置是从抓取开始时的位置偏移所述差量的位置。
并且,机械控制部20a解除背面主轴28的固持后,使背面主轴28移动到运算出的移动位置后,由背面主轴28固持棒材W(步骤S49)。接着,解除主轴25的固持后,开始使主轴25移动到运算出的移动位置(步骤S50)。与所述移动开始的同时回到步骤S32,重新开始监视。所述步骤S44~S50也相当于第2重试处理的一例。
根据以上说明的车床系统1,异常判定部20b通过监视进给杆44的移动,能早期判定Z1轴方向的位置异常的发生。尤其,由于异常判定部20b在加工动作中随时监视相对于主轴25的Z1轴方向移动的进给杆44的Z1轴方向的移动,所以能判定在加工动作中发生第1异常。发生第1异常的情况下,加工中,棒材W与主轴25间产生滑动,所述时点为止加工的已加工部分被加工成不期望的形状。此外,导致主轴25固持的棒材W的位置偏移。因此,如果保持原状不变而继续加工,那么有第1工具T1在设想外的位置与棒材W接触,而对第1工具T1施加过度的负载,或第1工具T1的刀尖以外的部位与棒材W接触,而担心工具机系统破损。以上说明的车床系统1中,由于在加工动作中随时判定第1异常的发生,所以能防止对第1工具T1的过度负载或工具机系统的破损。此外,通过早期判定异常,能抑制加工时间或棒材W的浪费。
而且,通过执行第1重试处理,能减少加工停止的担忧。由此,尤其夜间等操作员长时间不在所述车床系统1附近的情况下,能降低制品的制造数大幅降低的可能性。此外,第1重试处理中,由于将加工成不期望的形状的不良品也就是已加工部分切离,所以能防止对不良品进行无用的加工,从而防止加工时间或加工能量的无用消耗,能抑制棒材W的浪费。此外,由于发生第1异常时,将不良品也就是已加工部分排出到切屑接收部221,所以能防止不良品与良品混存。
此外,通过判定第2异常的发生,能判定所述主轴的抓取中发生异常。由此,能防止在抓取失败的状态下开始下一个加工。尤其,由于异常判定部20b在抓取动作中随时监视进给杆44在Z1轴方向的移动,所以能使第2异常在抓取中的早期发生。通过早期判定,能在第2异常发生后不进行继续抓取动作的无用动作,防止加工时间或加工能量的无用消耗。并且,通过执行第2重试处理,能减少加工停止的担忧。由此,尤其夜间等操作员长时间不在所述车床系统1附近的情况下,能降低制品的制造数大幅降低的可能性。
接着,对第2实施方式的车床系统1进行说明。之后的说明中,有时对与目前为止说明的构成要件的名称相同名称的构成要件,标注目前为止使用的符号进行说明,省略重复说明。
图8是简易表示第2实施方式的车床系统的内部构成的俯视图。
图8所示的车床系统1与之前的实施方式所示的车床系统1不同,不同点在于支撑主轴25的主轴台为固定,第1刀架27构成为也能在Z1轴方向上移动。图8所示的主轴25在X1轴方向、Y1轴方向及Z1轴方向中的所有方向上都无法移动而固定。另外,与之前的实施方式同样,主轴25固持棒材W,能以主轴中心线CL为中心旋转。另一方面,第1刀架27构成为能在X1轴方向、Y1轴方向及Z1轴方向中的所有方向上移动。也就是说,图3所示的Z1轴电动机252作为使第1刀架27移动的电动机作用。此外,图8所示的车床系统1与之前的实施方式所示的车床系统1的不同点在于,进行第3监视动作而取代第1监视动作,进行第4监视动作而取代第2监视动作。
图9是表示图8所示的车床系统的第3监视动作的流程图。图9所示的第3监视动作是主要通过由图4所示的机械控制部20a与异常判定部20b控制车床系统1的动作而执行的动作。详细来说,基于存储在存储部203的程序,机械控制部20a与异常判定部20b执行与所述动作关联的运算或判定。并且,基于所述运算结果或判定结果,机械控制部20a控制NC车床2的各构成要件的动作,此外,对第2控制装置40发送动作请求。
第3监视动作通过执行指示加工程序中记述的第3监视动作的命令而开始。指示所述第3监视动作的命令相当于判定开始命令的一例。第3监视动作是使用主轴25的加工时使用的监视动作。第3监视动作中,机械控制部20a将存储在存储部203的第3计数器C3设为0(S61)。之后,异常判定部20b根据自身掌握的主轴25的固持信息、与从进给杆位置掌握部40b接收到的进给杆44的位置信息,在主轴25固持着棒材W的状态下,监视进给杆44是否在移动(步骤S62)。对所述监视进一步详细说明。异常判定部20b如果在第3监视动作开始时,由主轴25固持棒材W,那么将此时的进给杆44的位置作为进给杆基准位置存储在存储部203。此外,异常判定部20b如果在第3监视动作开始时,主轴25已解除棒材W的固持,那么将紧接于主轴25固持棒材后的进给杆44的位置作为进给杆基准位置存储在存储部203。之后,异常判定部20b根据从进给杆位置掌握部40b接收到的进给杆44的位置信息,在主轴25继续固持着棒材W的状态下,监视进给杆44是否从进给杆基准位置移动。并且,异常判定部20b在进给杆44移动的情况(步骤S62中否)下,判定发生第3异常。另外,也可构成为对进给杆44的移动距离设置阈值,在移动距离不完全为零的情况下,只要是所述阈值内的移动距离,那么判断为进给杆44未移动。此外,所述构成中,也可为能通过车床操作面板24或NC程序指定阈值或变更阈值。
异常判定部20b在进给杆44未移动的情况(步骤S62中是)下,判定接着执行的命令是否为指示第3监视动作结束的命令(步骤S63)。指示所述第3监视动作结束的命令相当于判定结束命令的一例。在是指示第3监视动作结束的命令的情况(步骤S63中是)下,结束第3监视动作。在非指示第3监视动作结束的命令的情况(步骤S63中否)下,回到步骤S62,接着继续监视。通过重复步骤S62与步骤S63,在加工时随时执行步骤S62的判定。另外,步骤S63中,可判定1个循环的加工中使用主轴25的加工是否完成,也可判定是否已执行解除主轴25对棒材W的固持的命令,来取代判定是否为指示第3监视动作结束的命令。
在进给杆44移动的情况(步骤S62中否)下,机械控制部20a判定第3重试功能是否有效(步骤S64)。第3重试功能的有效/无效在指示第3监视动作的命令中指定,存储在存储部203。另外,第3重试动能的有效/无效也可与指示第3监视动作的命令分开指定。
第3重试动能有效的情况(步骤S64中是)下,机械控制部20a将存储在存储部203的第3计数器C3改写为C3+1(步骤S65)。并且,判定改写后的第3计数器C3是否为第3重试设定数以下(步骤S66)。第3重试设定数在指示第3监视动作的命令中指定,存储在存储部203。另外,第3重试设定数也可与指示第3监视动作的命令分开指定。
第3计数器C3为第3重试设定数以下的情况(步骤S66中是)下,机械控制部20a运算步骤S62的监视结果而得的进给杆44距离进给杆基准位置的移动距离、及能从在所述时点下已实施加工的已加工部分的长度切离所述已加工部分的全部的第1刀架27在Z1轴方向的位置。并且,机械控制部20a使第1刀架27移动到所述位置,使用切断加工用的第1工具T1,将已加工部分切离(步骤S67)。另外,已加工部分进入主轴内部的情况下,机械控制部20a以使主轴25解除固持,使进给杆44前进到已加工部分从主轴25朝前端侧突出的位置的方式,对第2控制装置40发送动作请求。并且,进给杆44的前进完成后,将棒材W固持在主轴25,使用切断加工用的第1工具T1将已加工部分切离。
在主轴25固持着棒材W的状态下,进给杆44移动的情况下,在加工期间,在棒材W与主轴25的弹簧夹头251之间会产生Z1轴方向的滑动。所述情况下,在所述时点之前加工的已加工部分成为不期望的形状的不良品。所述步骤S67中,由于在背面主轴28未固持已加工部分的状态下,将已加工部分切离,所以切离的已加工部分落下,排出到切屑接收部221。之后,机械控制部20a从加工程序的1个循环的开头再次执行处理(步骤S68)。所述步骤S67及步骤S68相当于第3重试处理的一例。
另一方面,第3重试功能无效的情况(步骤S64中否)或第3计数器C3超出第3重试设定数的情况(步骤S66中否)下,机械控制部20a以第1工具T1离开棒材W的方式使第1刀架27移动后,停止主轴25、第1刀架27、进给杆44等车床系统1中的各驱动部的动作,将进给杆44在加工期间移动的主旨发送到车床显示画面242(步骤S69)。另外,步骤S69中,第1控制装置20也可不使第1刀架27移动而停止各驱动部的动作。
图10是表示图8所示的车床系统的第4监视动作的流程图。图10所示的第4监视动作与第3监视动作同样,也是通过图4所示的机械控制部20a与异常判定部20b执行的动作。详细来说,基于存储在存储部203的程序,机械控制部20a与异常判定部20b执行与所述动作关联的运算或判定。并且,基于所述运算结果或判定结果,机械控制部20a控制NC车床2的各构成要件的动作,此外,对第2控制装置40发送动作请求。
第4监视动作通过执行指示加工程序中记述的第4监视动作的命令而开始。指示所述第4监视动作的命令相当于判定开始命令的一例。第4监视动作是主轴25对棒材W抓取时使用的监视动作。图8所示的车床系统1中,棒材W的抓取通过在主轴25解除棒材的固持的状态下使进给杆44前进后,由主轴25再次固持棒材而执行。另外,在抓取中,切断加工用的第1工具T1事先退避,棒材W在前端侧移动自如。第4监视动作中,首先,机械控制部20a将存储在存储部203的第4计数器C4设为0(步骤S81)。并且,机械控制部20a对第2控制装置40发送使进给杆44前进的动作请求,同时异常判定部20b使用从进给杆位置掌握部40b接收到的进给杆44的位置信息,在使主轴25解除棒材W的固持的状态下,监视进给杆44是否如动作请求那样移动(步骤S82)。对所述监视进一步详细说明。异常判定部20b根据来自机械控制部20a的动作请求,监视进给杆控制部40a为了使进给杆44前进而驱动进给杆电动机46时从进给杆位置掌握部40b接收到的进给杆44的位置。并且,异常判定部20b在进给杆44未移动的情况(步骤S82中否)下,判定为发生第4异常。另外,异常判定部20b也可在进给杆44未在规定时间内从机械控制部20a移动到第2控制装置40要求的位置的情况下,判定为进给杆44未移动而发生第4异常。
异常判定部20b在进给杆44移动的情况(步骤S82中是)下,判定接着执行的命令是否为指示第4监视动作结束的命令(步骤S83)。指示所述第4监视动作结束的命令相当于判定结束命令的一例。在是指示第4监视动作结束的命令的情况(步骤S83中是)下,结束第4监视动作。在非指示第4监视动作结束的命令的情况(步骤S83中否)下,回到步骤S82,接着继续监视。另外,步骤S83中,可判定进给杆44是否移动到请求的位置,也可判定是否已执行使主轴25固持棒材W的命令,来取代判定是否为指示第4监视动作结束的命令。通过重复步骤S82与步骤S83,在抓取时随时执行步骤S82的判定。
在进给杆44未移动的情况(步骤S82中否)下,机械控制部20a判定第4重试功能是否有效(步骤S84)。第4重试功能的有效/无效在指示第4监视动作的命令中指定,存储在存储部203。另外,第4重试动能的有效/无效也可与指示第4监视动作的命令分开指定。此外,与步骤S84的判定的同时,机械控制部20a将停止进给杆44移动的动作请求发送到第2控制装置40。
第4重试动能有效的情况(步骤S84中是)下,机械控制部20a将存储在存储部203的第4计数器C4改写为C4+1(步骤S85)。并且,判定改写后的第4计数器C4是否为第4重试设定数以下(步骤S86)。第4重试设定数在指示第4监视动作的命令中指定,存储在存储部203。另外,第4重试设定数也可与指示第4监视动作的命令分开指定。
第4重试功能无效的情况(步骤S84中否)或第4计数器C4超出第4重试设定数的情况(步骤S86中否)下,机械控制部20a停止主轴25、第1刀架27、进给杆44等车床系统1中的各驱动部的动作,将抓取失败的主旨显示在车床显示画面242(步骤S87)。另外,步骤S87中,显示在车床显示画面242的内容可在步骤S84中为否的情况与步骤S86中为否的情况下使显示内容不同。例如,也可为在步骤S84中为否的情况下,显示主轴25的固持解除失败的主旨,在步骤S86中为否的情况下,显示第4重试数达到规定数的主旨。
第4计数器C4为第4重试设定数以下的情况(步骤S86中是)下,机械控制部20a控制主轴致动器254,使主轴25执行固持解除动作与固持动作(步骤S88)。步骤S82中进给杆44无法移动的原因是弹簧夹头251陷入棒材W的情况下,可能能通过使主轴25进行固持解除动作与固持动作而消除所述陷入。另外,步骤S88中,使固持解除动作与固持动作各执行1次,但也可使所述动作执行多次。
接着,机械控制部20a解除主轴25的固持后,将开始进给杆44的移动的动作请求发送到第2控制装置40(步骤S89)。与所述动作请求发送的同时,回到步骤S82重新开始监视。所述步骤S88及步骤S89相当于第4重试处理的一例。
所述第2实施方式的车床系统1中,通过异常判定部20b监视进给杆44的移动,能早期判定Z1轴方向上的位置异常的发生。尤其,通过在加工动作期间随时判定第3异常动作的发生,能防止对第1工具T1的过度负载或工具机系统的破损。此外,通过早期判定异常,能抑制加工时间或棒材W的浪费。
而且,通过执行第3重试处理,能减少加工停止的担忧。由此,尤其夜间等操作员长时间不在所述车床系统1附近的情况下,能降低制品的制造数大幅降低的可能性。此外,第3重试处理中,由于将加工成不期望的形状的不良品也就是已加工部分切离,所以能防止对不良品无用的加工,防止加工时间或加工相关能量的无用消耗,能抑制棒材W的浪费。此外,由于在发生第3异常时,将不良品也就是已加工部分排出到切屑接收部221,所以能防止不良品与良品混存。
此外,通过判定第4异常的发生,能判定所述主轴的抓取中发生异常。由此,能防止在抓取失败的状态下开始下一个加工。尤其,由于异常判定部20b在抓取动作期间随时监视进给杆44在Z1轴方向的移动,所以能使第4异常在抓取中的早期发生。通过早期判定,不会进行在发生第4异常后仍继续抓取动作等无用的动作,能防止加工时间或加工能量的无用消耗。并且,通过执行第4重试动作,能减少加工停止的担忧。由此,尤其夜间等操作员长时间不在所述车床系统1附近的情况下,能降低制品的制造数大幅降低的可能性。
本发明不限定于所述实施方式,在技术方案所记载的范围内,能进行各种变化。例如,本实施方式的说明中,使用设置指示第1监视动作的命令与指示第2监视动作的命令的例子,但也可设置将它们统一的监视命令。并且,在执行所述监视命令时,可在主轴25固持着棒材W的状态下执行第1监视动作,在主轴25解除固持棒材W的状态下,在给材机4使进给杆44移动时以外的时间,执行第2监视动作。或者,在执行所述监视命令时,可为使用主轴25的加工期间执行第1监视动作,抓取动作期间执行第2监视动作。此外,也可构成为除命令以外,还通过来自车床操作面板24的输入,执行第1监视动作与第2监视动作。此外,也可构成为自动执行第1监视动作与第2监视动作,作为车床系统1的标准功能。所述情况下,可在主轴25固持着棒材W时,自动实施第1监视动作,也可在主轴25解除棒材W的固持时,自动实施第2监视动作。
同样,也可设置同时指示第3监视动作与第4监视动作这两个的监视命令。并且,在执行所述监视命令时,可在主轴25固持着棒材W的状态下执行第3监视动作,在主轴25解除固持棒材W的状态下,在给材机4使进给杆44移动时,执行第4监视动作。或者,在执行所述监视命令时,可为使用主轴25的加工期间执行第3监视动作,抓取动作期间执行第4监视动作。此外,也可构成为除命令以外,还通过来自车床操作面板24的输入,执行第3监视动作与第4监视动作。此外,也可构成为自动执行第3监视动作与第4监视动作,作为车床系统1的标准功能。所述情况下,可在主轴25固持着棒材W时,自动实施第3监视动作,也可在主轴25解除棒材W的固持的状态下,在给材机4使进给杆44移动时,自动实施第4监视动作。
另外,即使为仅包含在以上说明的各实施方式或各变化例的记载中的每一个的构成要件,也能将所述构成要件应用于其它实施方式或其它变化例。
[符号说明]
1车床系统(工具机系统)
25主轴
44进给杆
20a 机械控制部
20b 异常判定部
W棒材。

Claims (10)

1.一种工作机系统,其特征在于,具备:
主轴,能解除固持地固持棒材并能旋转;
进给杆,从所述棒材的后端侧向所述棒材的前端侧对所述棒材施力,与所述棒材一起在所述棒材的轴心方向上移动;及
异常判定部,通过监视所述进给杆在所述轴心方向的移动而判定有无发生异常。
2.根据权利要求1所述的工作机系统,其中所述主轴能在所述轴心方向上移动,
所述异常判定部在所述主轴固持着所述棒材的状态下,在所述主轴的移动距离与所述进给杆的移动距离不同的情况下,判定为发生了第1异常。
3.根据权利要求2所述的工作机系统,具备:
刀架,供加工所述棒材的前端部分的加工工具安装,能在与所述轴心方向正交的方向移动;及
机械控制部,控制所述刀架与所述主轴的动作;且
所述机械控制部在所述异常判定部判定为发生了所述第1异常的情况下,执行将所述棒材的已加工部分切离,再次开始所述棒材的前端部分的加工的第1重试处理。
4.根据权利要求2所述的工作机系统,具备:
刀架,供加工所述棒材的前端部分的加工工具安装,能在与所述轴心方向正交的方向移动;
移送部件,能移送由所述加工工具加工,并从所述棒材切离的已切断部分;
机械控制部,控制所述刀架、所述主轴及所述移送部件的动作;及
不良品接收部,接收不良品;且
所述机械控制部在所述异常判定部判定为发生了所述第1异常的情况下,将所述棒材的已加工部分切离,而将其排出到所述不良品接收部。
5.根据权利要求1或2所述的工作机系统,具备控制所述主轴的动作的机械控制部,所述异常判定部在所述机械控制部使所述主轴解除所述棒材的固持的状态下,如果所述进给杆随着所述主轴向所述轴心方向的移动而移动,则判定为发生了第2异常。
6.根据权利要求5所述的工作机系统,其中所述机械控制部在所述异常判定部判定为发生所述第2异常的情况下,执行包含所述主轴的固持动作与固持解除动作的第2重试处理。
7.根据权利要求1所述的工作机系统,具备:
刀架,供加工所述棒材的前端部分的加工工具安装,能在与所述轴心方向正交的方向移动;
所述主轴无法在所述轴心方向移动而固定,
所述异常判定部在所述主轴固持着所述棒材的状态下,如果所述进给杆发生了移动,则判定为发生了第3异常。
8.根据权利要求7所述的工作机系统,具备:
机械控制部,控制所述刀架与所述主轴的动作;及
进给杆控制部,控制所述进给杆的动作;且
所述机械控制部在所述异常判定部判定为发生所述第3异常的情况下,执行将所述棒材的已加工部分切离,再次开始所述棒材的前端部分的加工的第3重试处理。
9.根据权利要求1所述的工作机系统,具备:
刀架,供加工所述棒材的前端部分的加工工具安装,能在与所述轴心方向正交的方向移动;
机械控制部,控制所述刀架与所述主轴的动作;及
进给杆控制部,控制所述进给杆的动作;且
所述主轴在所述轴心方向不可移动而固定,
所述异常判定部在所述机械控制部使所述主轴解除所述棒材的固持的状态下,如果即使所述进给杆控制部想要使所述进给杆前进,所述进给杆也不移动,则判定发生了第4异常。
10.根据权利要求9所述的工作机系统,其中所述机械控制部在所述异常判定部判定为发生了所述第4异常的情况下,执行包含所述主轴的固持动作与固持解除动作的第4重试处理。
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