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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bearbeitungs-Spannvorrichtung, die ein Werkstück drehbar relativ zu einem Werkzeug einer Werkzeugmaschine hält, und ein Bearbeitungssystem.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Im Allgemeinen wird eine Werkzeugmaschine mit einem Drehtisch, wo ein zu bearbeitendes Werkstück angebracht wird, eine „Werkzeugmaschine vom Drehtischtyp” genannt. Zum präzisen Bearbeiten eines Werkstücks unter Verwendung einer Werkzeugmaschine vom Drehtischtyp ist es erforderlich, das Werkstück auf zuverlässige Art und Weise an dem Tisch zu befestigen. Diesbezüglich schlägt
JP-A-2001-513077 eine Werkzeugmaschine mit einem Halterungstisch des drehbaren Typs vor, der einen Vorsprung, der von unten in einem Mittelloch eines Werkstücks eingerichtet wird, und eine Spanneinrichtung vom Typ einer Reibverbindung aufweist, die eine Schubkraft auf eine obere Fläche eines Werkstücks anwendet, das auf dem Halterungstisch angebracht ist, um das Werkstück stark zu halten. Insbesondere ist die Spanneinrichtung von
JP-A-2011-513077 mit einem armförmigen entgegengesetzten Halter, der sich in Richtung eines Werkstücks bewegen kann, das auf dem Halterungstisch sitzt, einem Vorsprung, der in einem vorderen Ende des entgegengesetzten Halters angebracht ist, um von oben in einem Mittelloch eines Werkstücks eingerichtet zu werden, und einem Halterungsteil zum drehbaren Verbinden dieses Vorsprungs mit dem entgegengesetzten Halter versehen. Wenn der entgegengesetzte Halter in Richtung des Werkstücks bewegt wird, drückt das Halterungsteil die obere Fläche des Werkstücks in Richtung des Halterungstisches und hält das Werkstück drehbar.
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Der Vorsprung des Halterungstisches in der Werkzeugmaschine von
JP-A-2011-513077 ist indes derart bemessen, um eng in dem Mittelloch eines Werkstücks eingerichtet zu werden, und aus diesem Grund ist es schwierig, ein bearbeitetes Werkstück durch einen Roboter oder eine Ladevorrichtung oder eine andere automatische Vorrichtung auszuwerfen. Ferner bewirkt gemäß der Werkzeugmaschine von
JP-A-2011-513077 ein Positionierungsfehler des Zylinders oder einer anderen Antriebsvorrichtung zum Antreiben des entgegengesetzten Halters, dass das Werkstück in einem Zustand gehalten wird, in dem das Mittelloch des Werkstücks nicht konzentrisch mit dem Vorsprung des entgegengesetzten Halters ist. Aufgrund dessen besteht die Wahrscheinlichkeit, dass das Einlassteil des Mittellochs des Werkstücks durch den Vorsprung des entgegengesetzten Halters beschädigt wird. Im Übrigen kann beim Entfernen des Vorsprungs des Halterungstisches zum Verhindern einer Beschädigung des Werkstücks ein Positionierungsfehler der Antriebsvorrichtung des entgegengesetzten Halters einen Versatz der Drehachse des Halterungsteils von der Drehachse des Halterungstisches verursachen. In diesem Fall kann ein Schlupf zwischen der oberen Fläche des Werkstücks und dem Halterungsteil während der Drehung des Halterungstisches auftreten und aus diesem Grund besteht die Wahrscheinlichkeit, dass die obere Fläche des Werkstücks durch das Halterungsteil auf dieselbe Art und Weise beschädigt wird.
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Es wird nach einer Bearbeitungs-Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine gesucht, die den Schlupf zwischen einem sich drehenden Werkstück und einem Spannelement vom drehbaren Typ, das gegen das Werkstück drückt, verringern kann.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Bearbeitungs-Spannvorrichtung bereitgestellt, die ein Werkstück drehbar relativ zu einem Werkzeug einer Werkzeugmaschine hält, die Folgendes umfasst: Ein Sitzteil, auf dem das Werkstück angebracht wird, ein Drehantriebsteil, das das Sitzteil um eine vorbestimmte Drehachse dreht, einen Spannarm, der ein Spannelement vom drehbaren Typ aufweist, das mit dem Sitzteil zusammenwirkt, um ein Werkstück an einer Position zu befestigen, die von dem Sitzteil in einer Richtung entlang der Drehachse des Sitzteils getrennt ist, ein Linearantriebsteil, das den Spannarm in eine Richtung entlang einer Drehachse des Sitzteils bewegt, ein Positionsanpassungsteil, das eine Position des Spannarms in einer Ebene einstellt, die die Drehachse des Sitzteils schneidet, und ein Neigungsanpassungsteil, das eine Neigung des Spannelements derart einstellt, dass eine Drehachse des Spannelements parallel zur Drehachse des Sitzteils wird.
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Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung ist im ersten Gesichtspunkt eine Bearbeitungs-Spannvorrichtung bereitgestellt, wobei der Spannarm einen Armkörper aufweist, der das Spannelement drehbar hält, und das Neigungsanpassungsteil ist ein Gleitkontaktteil, das ein gekrümmtes Vertiefungsteil, das auf einem von dem Spannelement und dem Armkörper bereitgestellt ist, und ein gekrümmtes konvexes Teil umfasst, das auf dem anderen von dem Spannelement und dem Armkörper bereitgestellt ist.
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Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Bearbeitungssystem bereitgestellt, das Folgendes umfasst: Eine Werkzeugmaschine, die eine Bearbeitungs-Spannvorrichtung gemäß dem ersten oder zweiten Gesichtspunkt, eine Steuereinrichtung, die einen Betriebsbefehl für die Werkzeugmaschine auf der Grundlage eines vorbestimmten Bearbeitungsprogramms erzeugt, eine Messvorrichtung, die eine Position eines Werkstücks misst, das auf einem Sitzteil angebracht ist, eine Rechenvorrichtung, die einen Betrag des Versatzes der Position eines Werkstücks, die durch die Messvorrichtung gemessen wird, von einer Werkstücksitz-Referenzposition, die in dem Sitzteil im Voraus eingestellt wird, berechnet, und eine Korrekturvorrichtung aufweist, die den Betriebsbefehl derart korrigiert, dass der Versatzbetrag aufgehoben wird, während die Werkzeugmaschine ein Werkstück bearbeitet.
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Gemäß einem vierten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Bearbeitungssystem bereitgestellt, das Folgendes umfasst: Eine Werkzeugmaschine, die eine Bearbeitungs-Spannvorrichtung gemäß dem ersten oder zweiten Gesichtspunkt und einen Werkstückwechsler aufweist, der einen Arbeitsvorgang zum Anbringen eines unbearbeiteten Werkstücks, das auf dem Sitzteil zu sitzen hat, und einen Arbeitsvorgang zum Auswerfen eines bearbeiteten Werkstücks von dem Sitzteil durch die Werkzeugmaschine durchführen kann.
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Gemäß einem fünften Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Bearbeitungssystem gemäß dem dritten Gesichtspunkt bereitgestellt, das ferner einen Werkstückwechsler umfasst, der einen Arbeitsvorgang zum Anbringen eines unbearbeiteten Werkstücks auf dem Sitzteil und einen Arbeitsvorgang zum Auswerfen eines bearbeiteten Werkstücks von dem Sitzteil durch die Werkzeugmaschine durchführen kann.
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die detaillierte Beschreibung von veranschaulichenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung deutlicher, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden Werkzeugmaschine, die eine Bearbeitungs-Spannvorrichtung von einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst.
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2 ist eine vergrößerte Teilansicht einer Bearbeitungs-Spannvorrichtung in einer Werkzeugmaschine von 1 und zeigt einen Querschnitt einer Bearbeitungs-Spannvorrichtung entlang einer Ebene vertikal zur X-Richtung von 1.
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3 ist eine vergrößerte Teilansicht, die das Spannelement und seine Umgebung in der Bearbeitungs-Spannvorrichtung von 2 zeigt.
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4 ist eine vergrößerte Teilansicht, die 3 ähnlich ist, und den Zustand zeigt, in dem die Drehachse des Spannarms relativ zur Drehachse des Sitzteils geneigt ist.
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5 ist ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung eines Bearbeitungssystems zeigt, das die Werkzeugmaschine von 1 umfasst.
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6 ist ein erstes Diagramm zum Erklären einer Werkstückanbringungsfehler-Korrekturfunktion einer Korrekturvorrichtung in dem Bearbeitungssystem von 5.
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7 ist ein zweites Diagramm zum Erklären einer Werkstückanbringungsfehler-Korrekturfunktion einer Korrekturvorrichtung in dem Bearbeitungssystem von 5.
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8 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Schneidverfahren zeigt, das auf einem Werkstück gemäß dem Bearbeitungssystem von 5 durchgeführt wird.
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DETAILIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In der Folge werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. Es sei erwähnt, dass die folgende Erklärung den technischen Schutzbereich der Erfindungen, die in den Ansprüchen beschrieben sind, oder die Bedeutung von Begriffen usw. nicht einschränkt.
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Unter Bezugnahme auf 1 bis 4 wird eine Bearbeitungs-Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden Werkzeugmaschine MT, die mit einer Bearbeitungs-Spannvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform versehen ist. Die Werkzeugmaschine MT des vorliegenden Beispiels ist eine Werkzeugmaschine des sogenannten Drehtischtyps und ist mit einem Spindelkopf SH, der durch einen Servomotor oder ein anderes Antriebsmittel in die Z-Richtung von 1 bewegt wird, und einer Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ versehen, die ein Werkstück W drehbar um eine vorbestimmte Drehachse hält. Wie in 1 gezeigt, weist der Spindelkopf SH einen Stirnfräser oder andere von verschiedenen Schneidwerkzeigen TL auf, die daran angebracht sind. Die Werkzeugmaschine MT ist ausgestaltet, um das Werkstück W durch Bewegen des Schneidwerkzeugs TL relativ zu dem Werkstück W, das durch die Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ gehalten wird, in eine gewünschte Form zu bearbeiten.
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2 ist eine vergrößerte Teilansicht einer Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ in der Werkzeugmaschine MT von 1 und zeigt einen Querschnitt der Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ entlang der Ebene vertikal zur X-Richtung von 1. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ des vorliegenden Beispiels einen Werkstücktisch 10 um die Drehachse RA1, ein Sitzteil 11, das auf dem Werkstücktisch 10 eingestellt ist, und ein Drehantriebsteil RD, das an der dem Sitzteil 11 quer durch den Werkstücktisch 10 entgegengesetzten Seite angeordnet ist. Das Drehantriebsteil RD des vorliegenden Beispiels ist einer von verschiedenen Servomotoren und ausgestaltet, um das Sitzteil 11, das auf dem Werkstücktisch 10 angebracht ist, in eine befohlene Drehposition um die Drehachse RA1 bei der befohlenen Drehzahl zu drehen. Aus diesem Grund kann die Drehachse RA1 des Drehantriebsteils RD in der Folge der Einfachheit halber als die „Drehachse RA1 des Sitzteils 11” bezeichnet werden.
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Wie in 2 gezeigt, weist das Werkstück W, das durch die Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ des vorliegenden Beispiels gehalten wird, eine Scheibenform auf, die mit einem Mittelloch des durchgehenden Typs versehen ist. Ferner weist das Sitzteil 11 des vorliegenden Beispiels eine Scheibenform mit Abmessungen auf, die dem zu bearbeitenden Werkstück W entsprechen, und es wird beabsichtigt, das Werkstück W auf einer oberen Fläche des Sitzteils 11 anzubringen. Ferner ist die obere Fläche des Sitzteils 11 des vorliegenden Beispiels mit einem säulenförmigen Positionierungsvorsprung LP versehen, der in ein Mittelloch des Werkstücks W eingeführt wird. Dieser Positionierungsvorsprung LP wird verwendet, um das Werkstück W relativ zu dem Sitzteil 11 zu positionieren. Es sei erwähnt, dass, um ein einfaches Lösen des bearbeiteten Werkstücks W von dem Sitzteil 11 zu ermöglichen, die Abmessung des Positionierungsvorsprungs LP in der diametralen Richtung etwas kleiner als die Abmessung des Mittellochs des Werkstücks W in der diametralen Richtung ist.
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Wie in 2 gezeigt, weist die Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ des vorliegenden Beispiels einen Spannarm 12, der ein Spannelement CL des Drehtyps an einer Position aufweist, die von dem Sitzteil 11 in eine Richtung entlang der Drehachse RA1 getrennt ist, ein Linearantriebsteil LT, das den Spannarm 12 in eine Richtung entlang der Drehachse RA1 bewegt, und ein Führungsteil 13 auf, das einen Spannarm 12 führt, der durch das Linearantriebsteil LD angetrieben wird. Die detaillierte Struktur des Spannarms 12 des vorliegenden Beispiels wird in der Folge beschrieben. Ferner ist das Linearantriebsteil LD des vorliegenden Beispiels eines von verschiedenen Stellgliedern und weist ein bewegliches Teil auf, das mit dem Basisendteil des Spannarms 12 verbunden ist. Ferner umfasst die Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ des vorliegenden Beispiels ein Positionsanpassungsteil 14, das zwischen dem Spannarm 12 und dem Linearantriebsteil LD angeordnet ist und ausgestaltet ist, um die Position des Spannarms 12 in einer Ebene einzustellen, die die Drehachse RA1 schneidet.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, ist das Positionsanpassungsteil 14 des vorliegenden Beispiels auf einem Basisendteil des Spannarms 12 angebracht und weist mehrere Durchgangslöcher TH auf, durch die mehrere Befestigungsschrauben (nicht gezeigt) eingeführt werden können, um den Spannarm 12 und das Linearantriebsteil LD zu verbinden. Ferner sind die Abmessungen der Durchgangslöcher TH des Positionsanpassungsteils 14 des vorliegenden Beispiels in der diametralen Richtung größer als die Abmessungen der in der diametralen Richtung einzuführenden Befestigungsschrauben. Auf diese Weise weisen die Durchgangslöcher TH des Positionsanpassungsteils 14 des vorliegenden Beispiels die Form sogenannter unbelasteter Löcher auf und aus diesem Grund kann das Positionsanpassungsteil 14 sich in einem gewissen Bereich in der Ebene bewegen, die die Drehachse RA1 schneidet. Aus diesem Grund kann der Benutzer der Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ des vorliegenden Beispiels die Befestigungsschrauben des Positionsanpassungsteils 14 lösen, dann bewirken, dass der Spannarm 12 sich in die Richtung der Pfeilmarkierung A20 von 2 und eine Richtung vertikal zur Papierfläche bewegt, um die Position des Spannarms 12 in der Ebene anzupassen, die die Drehachse RA1 schneidet.
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Als Nächstes wird ein Spannarm 12 des vorliegenden Beispiels im Detail beschrieben. Wie in 2 gezeigt, weist der Spannarm 12 des vorliegenden Beispiels einen Armkörper 121, der sich parallel zur oberen Fläche des Werkstücktisches 10 erstreckt, und ein vorspringendes Teil 122 auf, das von dem vorderen Endteil des Armkörpers 121 in Richtung des Sitzteils 11 vorspringt. Hier ist das vorspringende Teil 122 des vorliegenden Beispiels mit dem Armkörper 121 um die Drehachse RA2 drehbar verbunden, die sich entlang der Vorsprungsrichtung erstreckt. In der Folge kann die Drehachse RA2 des vorspringenden Teils 122 der Einfachheit halber die „Drehachse RA2 des Spannarms 12” genannt werden. Ferner ist in dem vorliegenden Beispiel das obere Spannelement CL an dem vorderen Endteil des vorspringenden Teils 122 in der Vorsprungsrichtung angebracht. Wenn das Vorsprungsteil 122 sich um die Drehachse RA2 dreht, dreht sich auch das Spannelement CL zusammen mit dem vorspringenden Teil 122. Es sei erwähnt, dass die Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ des vorliegenden Beispiels derart ausgelegt ist, dass die Drehachse RA1 des Sitzteils 11 und die Drehachse RA2 des Spannarms 12 parallel zueinander sind. Der Spannarm 12 des vorhergehenden Beispiels weist indes, wie vorhergehend erklärt, die Form eines Auslegers auf, der sich von dem Positionsanpassungsteil 14 erstreckt. Aufgrund des Gewichts des Spannarms 12 selbst, des Positionsfehlers des Linearantriebsteils LD, der Reaktionskraft, die von dem Werkstück W auf das Spannelement CL wirkt, während das Spannelement CL gegen das Werkstück W drückt, usw. kann die Drehachse RA2 des Spannarms 12 leicht von der Drehachse RA1 des Sitzteils 11 geneigt sein. Der geneigte Zustand der Drehachse RA2 des Spannarms 12 ist in 4 veranschaulicht.
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Als Nächstes wird ein Spannelement CL des vorliegenden Beispiels im Detail erklärt. Wie in 1 und 2 gezeigt, weist das Spannelement CL des vorliegenden Beispiels die Funktion des Befestigens des zu bearbeitenden Werkstücks W an der Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ zusammenwirkend mit dem Sitzteil 11 auf. Genauer gesagt, wenn der Spannarm 12 durch die Antriebskraft des Linearantriebsteils LD in Richtung des Sitzteiles 11 bewegt wird, berührt das Spannelement CL das Werkstück W und drückt das Werkstück W in Richtung des Sitzteils 11. Aufgrund dessen ist das Werkstück W stabil in einem gespannten Zustand zwischen dem Sitzteil 11 und dem Spannelement CP befestigt. Ferner ist, wie in 2 gezeigt, zwischen dem Spannelement CL und dem vorspringenden Teil 122 des Spannarms 12 ein Neigungsanpassungsteil 15 angeordnet, das die Neigung des Spannelements CL von dem vorstehenden Teil 122 anpasst. Das Neigungsanpassungsteil 15 des vorliegenden Beispiels ist eines von verschiedenen Kardangelenken und ist ausgestaltet, um die Neigung des Spannelements CL derart anzupassen, dass die Drehachse des Spannelements CL, das sich zusammen mit dem vorstehenden Teil 122 dreht, parallel zur Drehachse RA1 des Sitzteils 11 wird. Die spezifische Struktur des Neigungsanpassungsteils 15 wird in der Folge erklärt.
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3 ist eine vergrößerte Teilansicht, die das Spannelement CL und seine Umgebung in der Bearbeitungs-Spannvorrichtung MG von 2 zeigt. Ferner ist 4 eine vergrößerte Teilansicht, die 3 ähnlich ist, und übertrieben den Zustand zeigt, in dem die Drehachse RA2 des Spannarms 12 relativ zur Drehachse RA1 des Sitzteils 11 geneigt ist. Wie in 3 und 4 gezeigt, ist das Neigungsanpassungsteil 15 des vorliegenden Beispiels ein Gleitkontaktteil, das ein gekrümmtes Vertiefungsteil DP, das an dem hervorspringenden Teil 122 des Spannarms 12 bereitgestellt ist, und ein gekrümmtes konvexes Teil CP umfasst, das an dem Spannelement CL bereitgestellt ist. Anders als im Beispiel von 3 und 4 kann das gekrümmte Vertiefungsteil DP indes auch an dem Spannelement CL bereitgestellt sein und das gekrümmte konvexe Teil CP kann auch an dem hervorspringenden Teil 122 bereitgestellt sein. Die Kontaktflächen des gekrümmten Vertiefungsteils DP und des konvexen Teils CP sind vorzugsweise mit irgendeinem von verschiedenen Schmiermitteln beschichtet, um die Reibung zwischen ihnen zu vermindern. Wie beim Vergleich von 3 und 4 verständlich ist, kann, sogar wenn die Drehachse RA2 des Spannarms 12 relativ zur Drehachse RA1 des Sitzteils 11 geneigt ist, das Neigungsanpassungsteil 15 die Neigung des Spannelements CL frei ändern und aus diesem Grund kann die Drehachse RA3 des Spannelements CL parallel zur Drehachse RA1 des Sitzteils 11 gemacht werden. Ferner ist es, wenn die Position des Spannarms 12 auf zweckmäßige Art und Weise durch das vorhergehende Positionsanpassungsteil 14 angepasst wird, möglich, die Drehachse RA3 des Spannelements CL mit der Drehachse RA1 des Sitzteils 11 auszurichten, wie in 4 gezeigt.
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Wie vorhergehend erklärt, kann die Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ des vorliegenden Beispiels die Position des Spannelements CL in der Ebene, die die Drehachse RA1 schneidet, mittels des Positionsanpassungsteils 14 anpassen und die Neigung des Spannelements CL von dem hervorspringenden Teil 122 des Spannarms 12 mittels des Neigungsanpassungsteils 15 anpassen. Aus diesem Grund ist es gemäß der Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ des vorliegenden Beispiels, sogar wenn die Drehachse RA2 des Spannarms 12 relativ zur Drehachse RA1 des Sitzteils 11 geneigt ist, möglich, die Drehachse RA3 des Spannelements CL mit der Drehachse RA2 des Sitzteils 11 auszurichten (siehe 4). Folglich ist es möglich, das Werkstück W in dem Zustand, in dem das Spannelement CL das Werkstück W eng berührt, zu drehen und aus diesem Grund ist es möglich, das Auftreten von Schlupf zwischen dem Werkstück W und dem Spannelement CL während der Drehung des Werkstücks W zu verhindern, und es ist somit möglich, zu verhindern, dass das Werkstück W durch das Spannelement CL beschädigt wird. Ferner ist es möglich, den Übertragungsverlust der Drehantriebskraft von dem Drehantriebsteil RD auf das Werkstück W zu verringern und somit die Bearbeitungspräzision des Schneidwerkzeugs TL auf dem Werkstück W zu verbessern.
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Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 5 bis 8 ein Bearbeitungssystem erklärt, das die vorhergehende Werkzeugmaschine MT umfasst. 5 ist ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung eines veranschaulichenden Bearbeitungssystems MS zeigt, das eine Werkzeugmaschine MT von 1 umfasst. Das Bearbeitungssystem MS des vorliegenden Beispiels ist in der Lage, das Schneiden auf dem Werkstück W gemäß einem im Voraus vorbereiteten Bearbeitungsprogramm durchzuführen. Wie in 5 gezeigt, umfasst das Bearbeitungssystem MS des vorliegenden Beispiels nicht nur die Werkzeugmaschine MT, sondern auch eine Steuereinrichtung NC, Messvorrichtung MD, Rechenlogikvorrichtung AD, Korrekturvorrichtung CD und einen Werkstückwechsler WC. Diese Vorrichtungen werden in der Folge der Reihe nach beschrieben.
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Die Steuereinrichtung NC des vorliegenden Beispiels ist eine numerische Steuereinrichtung einer Werkzeugmaschine MT und in der Lage, Betriebsbefehle für die Antriebsteile der Werkzeugmaschine MT auf der Grundlage eines im Voraus vorbereiteten Bearbeitungsprogramms zu erzeugen. Die hier erwähnten „Antriebsteile” geben Servomotoren der verschiedenen Achsen der Werkzeugmaschine MT an. Als Nächstes ist die Messvorrichtung MD des vorliegenden Beispiels eine Berührungssonde oder ein optischer Sensor oder ein anderer Positionsdetektor und ausgestaltet, um die Position des Werkstücks W zu messen, das auf dem Sitzteil 11 der vorhergehend erwähnten Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ angebracht wurde. Als Nächstes ist die Rechenlogikvorrichtung AD des vorliegenden Beispiels ausgestaltet, um den Betrag des Versatzes der Position des Werkstücks W, die durch die Messvorrichtung MD gemessen wurde, von der Werkstücksitz-Referenzposition zu berechnen, die im Voraus auf dem Sitzteil 11 eingestellt wurde. Der Betrag des Versatzes der Position des Werkstücks W, der hier erwähnt ist, ist ein Gedanke, der nicht nur den Betrag des Versatzes in der vertikalen Richtung entlang der Achsen der X-Achse, Y-Achse und Z-Achse von 1, sondern auch den Betrag des Versatzes in die Drehrichtung um die Achsen der X-Achse, Y-Achse und Z-Achse von 1 umfasst.
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Als Nächstes ist die Korrekturvorrichtung CD des vorliegenden Beispiels ausgestaltet, um die Betriebsbefehle zu korrigieren, die durch die Steuereinrichtung NC erzeugt werden, derart, dass der vorhergehend erwähnte Betrag des Versatzes aufgehoben wird, während die Werkzeugmaschine MT das Schneiden auf dem Werkstück W durchführt. Diese Funktion wird in der Folge als die „Werkstückanbringungsfehler-Korrekturfunktion” bezeichnet. 6 und 7 sind schematische Ansichten zum Erklären der Werkstückanbringungsfehler-Korrekturfunktion der Korrekturvorrichtung CD des vorliegenden Beispiels. Hier zeigt 6 die Position des Schneidwerkzeugs TL in einem Werkstück-Koordinatensystem in dem Fall, in dem das Werkstück W auf der Werkstücksitz-Referenzposition angebracht ist. Andererseits zeigt 7 die Position des Schneidwerkzeugs TL in dem Werkstück-Koordinatensystem in dem Fall, in dem das Werkstück W in einer von der Werkstücksitz-Referenzposition versetzten Art und Weise angebracht ist. Der Betrag des Versatzes in 7 ist durch die Pfeilmarkierung A70 ausgedrückt. Das x-y-Koordinatensystem in 6 und 7 entspricht dem Werkstück-Koordinatensystem. Wie aus 6 und 7 verständlich, korrigiert die Korrekturvorrichtung CD des vorliegenden Beispiels die Betriebsbefehle, die durch die Steuereinrichtung NC erzeugt werden, derart, dass die befohlene Position des Schneidwerkzeugs TL in dem Bearbeitungsprogramm gemäß dem Betrag des Versatzes geändert wird, der durch die Rechenlogikvorrichtung AD berechnet wurde. Aus diesem Grund ist es gemäß der Werkstückeinstellungsfehler-Korrekturfunktion der Korrekturvorrichtung CD des vorliegenden Beispiels möglich, die Bearbeitung gemäß dem anfänglichen Bearbeitungsprogramm sogar dann durchzuführen, wenn ein Werkstück W derart angebracht ist, dass es von der Werkstücksitz-Referenzposition versetzt ist.
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Als Nächstes ist der Werkstückwechsler WC des vorliegenden Beispiels ein Roboter oder eine Ladevorrichtung oder ein anderer automatischer Förderer und ist in der Lage, sowohl einen Werkstückanbringungsarbeitsvorgang zum Greifen eines unbearbeiteten Werkstücks W und seinem Anbringen auf dem Sitzteil 11 der Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ als auch einen Werkstückauswurf-Arbeitsvorgang zum Auswerfen eines bereits bearbeiteten Werkstücks W durch die Werkzeugmaschine MT von dem Sitzteil 11 der Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ durchzuführen. Es sei erwähnt, dass die Abmessung des Positionierungsvorsprungs LP des Sitzteils 11 in der diametralen Richtung etwas kleiner ist als die Abmessung des Mittellochs des Werkstücks W in der diametralen Richtung, derart, dass der Positionierungsvorsprung LP den vorhergehenden Werkstückauswurf-Arbeitsvorgang nicht behindert. Aus diesem Grund ist es gemäß dem Werkstückwechsler WC des vorliegenden Beispiels möglich, ein unbemanntes Werkstückwechselsystem zu erstellen, das in der Lage ist, ein durch eine Werkzeugmaschine MT bearbeitetes Werkstück W aufeinanderfolgend mit einem unbearbeiteten Werkstück W auszuwechseln.
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Als Nächstes wird das spezifische Verfahren zum Schneiden auf dem Werkstück W durch die vorhergehend erwähnte Werkstückeinstellungsfehler-Korrekturfunktion erklärt. 8 ist ein Ablaufdiagramm, das das Schneidverfahren zeigt, das durch das Bearbeitungssystem MS von 5 auf dem Werkstück W durchgeführt wird. Wie in 8 gezeigt, misst in Schritt S801 die Messvorrichtung MD die Position des Werkstücks, das auf dem Sitzteil 11 der Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ angebracht ist.
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Als Nächstes berechnet im Schritt S802 das Rechenteil AD den Betrag des Versatzes der durch die Messvorrichtung MD gemessenen Position des Werkstücks W von der vorhergehend erwähnten Werkstücksitz-Referenzposition. Als Nächstes korrigiert im Schritt S803 die Korrekturvorrichtung CD die Betriebsbefehle an die Werkzeugmaschine MT, die durch die Steuereinrichtung NC erzeugt wurden, derart, dass der vorhergehend erwähnte Versatzbetrag während des Schneidens auf dem Werkstück W durch das Schneidwerkzeug TL der Werkzeugmaschine MT aufgehoben wird (siehe 7). Als Nächstes führt im Schritt S804 die Werkzeugmaschine MT das auf dem Werkstück W durchgeführte Schneiden durch Bewegen des Schneidwerkzeugs TL gemäß den Betriebsbefehlen durch, die durch die Korrekturvorrichtung CD korrigiert wurden. Das Bearbeitungssystem MS des vorliegenden Beispiels beendet danach das Schneiden auf dem Werkstück W.
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Wie vorhergehend erklärt, werden gemäß dem Bearbeitungssystem MS des vorliegenden Beispiels die Betriebsbefehle für die Werkzeugmaschine MT auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses des Betrags des Versatzes der Position des Werkstücks W korrigiert, der durch die Messvorrichtung MD gemessen wurde, und aus diesem Grund ist es möglich, ein Bearbeitungsergebnis gemäß dem Bearbeitungsprogramm zu erhalten, sogar wenn die Position des Werkstücks W von der Werkstücksitz-Referenzposition versetzt ist. Aus diesem Grund ist es möglich, die Zentrierungsanpassung des Positionierungsvorsprungs LP auf dem Sitzteil 11 relativ zur Drehachse RA1 des Drehantriebsteils RD zu beseitigen und somit die Zeit, die für die Vorbereitungsarbeit erforderlich ist, sogar dann zu verkürzen, wenn das Sitzteil 11 der Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ gemäß dem Typ des Werkstücks W ersetzt wird.
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WIRKUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß dem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Position des Spannelements in der Ebene, die die Drehachse des Sitzteils schneidet, anzupassen und die Neigung des Spannelements von dem Spannarm anzupassen. Aus diesem Grund ist es gemäß dem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung möglich, die Drehachse des Spannelements mit der Drehachse des Sitzteils sogar dann auszurichten, wenn die Drehachse des Spannarms von der Drehachse des Sitzteils geneigt ist. Folglich kann das Werkstück in dem Zustand, in dem das Spannelement das Werkstück eng berührt, gedreht werden und aus diesem Grund ist es möglich, Schlupf zwischen dem sich drehenden Werkstück und dem Spannelement vom Drehtyp, das gegen das Werkstück drückt, zu verhindern und somit zu verhindern, dass das Werkstück durch das Spannelement beschädigt wird. Ferner ist es möglich, den Übertragungsverlust der Drehantriebskraft, die von dem Drehantriebsteil auf das Werkstück übertragen wird, zu verringern und somit die Präzision der Bearbeitung des Werkstücks durch die Werkzeugmaschine zu verbessern.
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Gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Neigungsanpassungsteil, das ein gekrümmtes Vertiefungsteil und ein konvexes Gleitkontaktteil umfasst, eingesetzt und aus diesem Grund ist es möglich, Strukturen des Spannarms und des Spannelements zu vereinfachen.
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Gemäß dem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird der Betriebsbefehl für die Werkzeugmaschine auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses des Betrags des Versatzes der Position des Werkstücks, die durch die Messvorrichtung gemessen wird, korrigiert und aus diesem Grund ist es möglich, ein Bearbeitungsergebnis gemäß dem Bearbeitungsprogramm sogar dann zu erhalten, wenn die Position des Werkstücks von der Werkstücksitz-Referenzposition versetzt ist. Aus diesem Grund ist es möglich, das Erfordernis einer Zentrierungsanpassung für den Positionierungsvorsprung des Sitzteils relativ zur Drehachse des Drehantriebsteils zu beseitigen und somit die Zeit, die für die Vorbereitungsarbeit erforderlich ist, sogar dann zu verkürzen, wenn das Sitzteil der Bearbeitungs-Spannvorrichtung gemäß dem Typ des Werkstücks ersetzt wird.
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Gemäß dem vierten und dem fünften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein unbemanntes Werkstückwechselsystem zu erstellen, das in der Lage ist, nacheinander ein bereits durch eine Werkzeugmaschine bearbeitetes Werkstück mit einem unbearbeiteten Werkstück zu ersetzen.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf lediglich die vorhergehenden Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Arten innerhalb des in den Ansprüchen beschriebenen Schutzbereichs geändert werden. Zum Beispiel kann, obgleich ein Gleitkontaktteil, das ein gekrümmtes Vertiefungsteil und ein konvexes Teil umfasst, als das Neigungsanpassungsteil 15 des Spannelements CL in den vorhergehenden Ausführungsformen veranschaulicht wurde, die Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ der vorliegenden Erfindung auch als das Neigungsanpassungsteil 15 irgendein Verbindungselement, einschließlich verschiedener Kardangelenke, einsetzen, das in der Lage ist, die Neigung des Spannelements CL relativ zum Spannarm 12 frei anzupassen. Ferner sind die Abmessungen, Form, das Material usw. der Teile der Bearbeitungs-Spannvorrichtung MJ der vorhergehenden Werkzeugmaschine MT lediglich Beispiele. Es ist unnötig zu erwähnen, dass zum Ausführen der Wirkungen der vorliegenden Erfindung verschiedene Abmessungen, Formen, Materialien usw. eingesetzt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2001-513077 A [0002]
- JP 2011-513077 A [0002, 0003, 0003]
