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{Technisches Gebiet}
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, ein Bearbeitungssystem und eine zusätzliche Tischeinheit.
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{Stand der Technik}
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Herkömmlicherweise sind Werkzeugmaschinen bekannt, bei welchen ein Werkstück an einem Drehtisch abgebracht ist und Bearbeitung an dem Werkstück durchgeführt wird, während die Drehposition des Drehtisches durch einen Servomotor geändert wird. Eine derartige Technik ist zum Beispiel in PTL 1 beschrieben. Eine derartige Werkzeugmaschine weist eine Bremse auf, welche durch Versorgungsluft betätigt wird, um den Drehtisch in einer vorgegebenen Rastposition (Anschlagposition) zu halten.
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{Literaturliste}
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{Patentliteratur}
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[PTL 1] Japanische nicht geprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nummer 2015-155144
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[Kurzdarstellung der Erfindung]
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{Technisches Problem}
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Falls die Bremse nicht richtig mit Luft versorgt wird, können unerwünschter Verschleiß und Schaden am Bremsmechanismus auftreten. Wenn unerwünschter Verschleiß und Schaden am Bremsmechanismus auftreten, wird die Haltekraft in jeder Rastposition reduziert, was die Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks beeinträchtigt. Falls zum Beispiel die Haltekraft reduziert ist, kann der Drehtisch verlagert werden, wenn die Bearbeitung an dem Werkstück erfolgt.
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Falls in einem Beispiel der Luftdruck für die Bremse niedrig ist, kann durch den Servomotor eine Drehung des Drehtisches durchgeführt werden, während die Bremse in Kontakt ist, ohne dass sich die Bremse in einem vollständigen Freigabezustand befindet. In einem derartigen Zustand tritt unerwünschter Verschleiß am Bremsmechanismus auf.
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In Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Umstände ist eine Werkzeugmaschinewünschenswert, welche unerwünschten Verschleiß eines Bremsmechanismus zu vermeiden vermag.
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{Lösung des Problems}
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Eine Werkzeugmaschine eines ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Drehtisch, an welchem ein Werkstück, welches einer Bearbeitung zu unterziehen ist, angebracht ist; einen Motor, welcher den Drehtisch dreht; eine Bremse, welche den Drehtisch in einen Arretierzustand oder einen Freigabezustand versetzt; ein Ventil, welches von einer Fluidversorgungsquelle der Bremse zugeführtes Fluid steuert, um die Bremse in den Arretierzustand oder den Freigabezustand zu versetzen; und eine Steuerung, welche den Motor und das Ventil steuert, wobei die Steuerung auf der Grundlage eines Signals von einem zwischen der Fluidversorgungsquelle und dem Ventil vorgesehenen Druckschalter eines Reglers ermittelt, ob eine Drehung des Drehtisches durch den Motor ausgeführt werden sollte oder nicht.
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Ein Bearbeitungssystem gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Mehrzahl von den vorstehend genannten Werkzeugmaschinen und einen Verwaltungscomputer, welcher die Werkzeugmaschinen steuert, bei welchem der Verwaltungscomputer auf der Grundlage von Information eines von den Werkzeugmaschinen empfangenen Bearbeitungsstatus einige der Werkzeugmaschinen auffordert, die Zeitvorgabe des Bearbeitungsvorgangs zu ändern, wenn ermittelt wird, dass ein Zeitraum besteht, in welchem eine verwendete Menge des Fluids ein vorgegebenes Kriterium überschreitet.
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Ein dritter Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist gerichtet auf an einem X-Y-Tisch einer Werkzeugmaschine montiert ist, wobei die zusätzliche Tischeinheit umfasst: einen Drehtisch, an welchem ein Werkstück, welches einer Bearbeitung zu unterziehen ist, angebracht ist; einen Motor, welcher den Drehtisch dreht; eine Bremse, welche den Drehtisch in einen Arretierzustand oder einen Freigabezustand versetzt; ein Ventil, welches von einer Fluidversorgungsquelle der Bremse zugeführtes Fluid steuert, um die Bremse in den Arretierzustand oder den Freigabezustand zu versetzen; und eine Steuerung, welche den Motor und das Ventil steuert, wobei die Steuerung auf der Grundlage eines Signals von einem zwischen der Fluidversorgungsquelle und dem Ventil vorgesehenen Druckschalter eines Reglers ermittelt, ob eine Drehung des Drehtisches durch den Motor ausgeführt werden sollte oder nicht.
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Figurenliste
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- {1} 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
- {2} 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Tischeinheit der Werkzeugmaschine dieser Ausführungsform.
- {3} 3 ist ein Diagramm, welches eine innere Struktur eines zweiten Tragabschnitts dieser Ausführungsform darstellt.
- {4} 4 ist ein Blockdiagramm einer Steuerung der Werkzeugmaschine dieser Ausführungsform.
- {5} 5 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel der Verarbeitung durch die Steuerung dieser Ausführungsform darstellt.
- {6} 6 ist ein Graph, welcher ein Betriebsbeispiel der Werkzeugmaschine dieser Ausführungsform darstellt.
- {7} 7 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel der Verarbeitung durch die Steuerung dieser Ausführungsform darstellt.
- {8} 8 ist ein schematisches Diagramm eines Bearbeitungssystems, welches die Werkzeugmaschine dieser Ausführungsform und einen Verwaltungscomputer aufweist.
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{Beschreibung von Ausführungsformen}
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Eine Werkzeugmaschine 1 gemäß einer Ausführungsform wird nunmehr nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Die Werkzeugmaschine 1 gemäß dieser Ausführungsform umfasst, wie es in 1 gezeigt ist, einen Werkzeugmaschinenhauptkörper 1a, welcher einen Sockel 2 und einen Ständerabschnitt 3 aufweist, welcher sich aus dem Sockel 2 nach oben erstreckt, eine Spindeleinheit 4, welche durch den Ständerabschnitt 3 derartig getragen wird, dass die Spindeleinheit 4 in einer Aufwärts- und Abwärts-Richtung beweglich ist, und eine Tischeinheit (Bewegungsmechanismus) 5, welche ein Werkstück W trägt. Ein nicht gezeigtes Werkzeugmagazin, welches zum automatischen Wechsel von Werkzeugen T, welche an einer Spindel 4a der Spindeleinheit 4 zu montieren sind, angepasst ist, kann an der Spindeleinheit 4 vorgesehen sein.
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Der Sockel 2 ist an einem Ort, an dem die Werkzeugmaschine 1 verwendet wird, unter Verwendung von zum Beispiel einer Nivellierschraube, einer Ankerschraube oder dergleichen installiert. Wie es in 2 dargestellt ist, ist die Tischeinheit 5 auf dem Sockel 2 angeordnet und das Werkstück W an dem ersten Drehtisch 6 der Tischeinheit 5 durch beliebige geeignete Befestigungsmittel befestigt. Der erste Drehtisch 6 und das Werkstück W sind dafür angepasst, um sich relativ zu der Spindel 4a in einer X-Achsenrichtung, einer Y-Achsenrichtung, um die X-Achse und um eine sich in einer Aufwärts- und Abwärts-Richtung erstreckende Achse mittels einer an der Tischeinheit 5 vorgesehenen Mehrzahl von Servomotoren 13, 23, 31 und 32, welche später beschrieben werden, zu bewegen. Die Spindel 4a und ein Spindelkopf 4b der Spindeleinheit 4 sind oberhalb der Tischeinheit 5 angeordnet.
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Das Werkzeug T ist ein Abschnitt, welcher dafür angepasst ist, um zur Bearbeitung des Werkstücks W mit dem Werkstück W in Kontakt gebracht zu werden undist zum Beispiel ein Werkzeug eines beliebigen geeigneten Typs, wie beispielsweise Bohrer, Gewindeschneider, Fräser, Polierwerkzeuge usw.
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Der Spindelkopf 4b trägt die Spindel 4a drehbar und ein Spindelmotor 5a, welcher dafür angepasst ist, um die Spindel 4a zu drehen, ist an einem oberen Ende des Spindelkopfes 4b befestigt. Der Spindelkopf 4b wird ferner durch den Ständerabschnitt 3 des Werkzeugmaschinenhauptkörpers 1a derartig getragen, dass der Spindelkopf 4b in der Aufwärts- und Abwärts-Richtung beweglich ist.
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Insbesondere ist eine Mehrzahl von sich in einer vertikalen Richtung (Z-Achsenrichtung) erstreckenden Führungsschienen 3a an dem Ständerabschnitt 3 vorgesehen und wird der Spindelkopf 4b durch die Führungsschienen 3a getragen, um in der vertikalen Richtung beweglich zu sein. Ein Z-Achsenmotor 3b ist ferner an dem oberen Ende des Ständerabschnitts 3 befestigt und der Abtrieb von einer Abtriebswelle des Z-Achsenmotors 3b wird über einen Verzögerer 3c und dergleichen an eine Kugelumlaufspindel 3d übertragen. Die Kugelumlaufspindel 3d ist entlang der Führungsschienen 3a angeordnet und die Kugelumlaufspindel 3d ist in Gewindeeingriff mit einer an dem hinteren Flächenabschnitt 4c des Spindelkopfes 4b befestigten Kugelgewindemutter platziert. Durch dieses Merkmal bewegt sich die Spindeleinheit 4 in der vertikalen Richtung mittels der Drehung der Abtriebswelle des Z-Achsenmotors 3b.
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Wie es in 2 dargestellt ist, ist eine Mehrzahl von Führungsschienen 11, welche sich in der Y-Achsenrichtung erstreckt, welche eine horizontale Richtung ist, auf einem oberen Flächenabschnitt des Sockels 2 vorgesehen und wird ein in Y-Richtung beweglicher Abschnitt 12 durch die Führungsschienen 11 getragen, um in der Y-Achsenrichtung beweglich zu sein. Ein Y-Achsenmotor 13 ist ferner an dem oberen Ende des Sockels 2 befestigt und der Abtrieb von einer Abtriebswelle des Y-Achsenmotors 13 wird über einen Verzögerer 13a und dergleichen an eine Kugelumlaufspindel 14 übertragen. Die Kugelumlaufspindel 14 ist entlang der Führungsschienen 11 angeordnet und die Kugelumlaufspindel 14 ist in Gewindeeingriff mit einer Kugelgewindemutter platziert, welche Teil des in Y-Richtung beweglichen Abschnitts 12 ist. Durch dieses Merkmal bewegt sich der in Y-Richtung bewegliche Abschnitt 12 in der Y-Achsenrichtung mittels der Drehung der Abtriebswelle des Y-Achsenmotors 13.
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Wie es in 2 dargestellt ist, ist eine Mehrzahl von Führungsschienen 21, welche sich in der X-Achsenrichtung erstreckt, welche eine horizontale Richtung ist, auf einem oberen Flächenabschnitt des in Y-Richtung beweglichen Abschnitts 12 vorgesehen und wird ein X-Y-Tisch 22 durch die Führungsschienen 21 getragen, um in der X-Achsenrichtung beweglich zu sein. Ein X-Achsenmotor 23 ist ferner an dem oberen Flächenabschnitt des in Y-Richtung beweglichen Abschnitts 12 befestigt und der Abtrieb von einer Abtriebswelle des X-Achsenmotors 23 wird über einen Verzögerer 23a und dergleichen an eine Kugelumlaufspindel 24 übertragen. Die Kugelumlaufspindel 24 ist entlang der Führungsschienen 21 angeordnet und die Kugelumlaufspindel 24 ist in Gewindeeingriff mit einer Kugelgewindemutter platziert, welche Teil des X-Y-Tisches 22 ist. Durch dieses Merkmal bewegt sich der X-Y-Tisch 22 in der X-Achsenrichtung mittels der Drehung der Abtriebswelle des X-Achsenmotors 23.
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Durch das vorstehend beschriebene Merkmal bewegt sich der X-Y-Tisch 22 relativ zu der Spindel 4a in der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung.
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Der X-Y-Tisch 22 ist üblicherweise ein Tisch, an welchem das Werkstück W angebracht wird, oder eine Spannvorrichtung, welche zum Befestigen des Werkstücks W verwendet wird. Eine Mehrzahl von Nuten 22a ist auf der oberen Fläche des X-Y-Tisches 22 vorgesehen und die Nuten 22a werden verwendet, um das Werkstück W oder die Spannvorrichtung zur Befestigung des Werkstücks W zu befestigen. Die Nut 22a weist zum Beispiel ein oberes Ende auf, dessen Breite geringer als die des unteren Abschnitts der Nut 22a ist. Eine Schraube, welche in das Werkstück W oder die Spannvorrichtung eingesetzt worden ist, um sich dort hindurch zu erstrecken, wird in einem in der Nut 22a angeordneten Aufnahmeteil festgeschraubt, wodurch das Werkstück W oder die Spannvorrichtung zur Befestigung des Werkstücks W an dem X-Y-Tisch 22 befestigt wird.
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In einem Fall, dass das Werkstück W oder die Spannvorrichtung zur Befestigung des Werkstücks an dem X-Y-Tisch 22 befestigt ist, bewegt die Werkzeugmaschine 1 das Werkzeug T in der Aufwärts- und Abwärts-Richtung durch den Z-Achsenmotor 3b, während das Werkstück W in der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung durch den X-Achsenmotor 23 und Y-Achsenmotor 13 bewegt wird. Infolgedessen wird eine vorgegebene Bearbeitung an dem Werkstück W durchgeführt.
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Bei dieser Ausführungsform ist eine zusätzliche Tischeinheit AU an dem X-Y-Tisch 22 befestigt. Die zusätzliche Tischeinheit AU ist dafür ausgelegt, um das Werkstück um die X-Achse und um eine sich in einer Aufwärts- und Abwärts-Richtung erstreckende Achse zusätzlich zu der Bewegung in der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung zu drehen.
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Die zusätzliche Tischeinheit AU weist einen ersten, an dem X-Y-Tisch 22 befestigten Tragabschnitt 30 und einen zweiten, an dem X-Y-Tisch 22 befestigten Tragabschnitt 40 auf. Wie es in 1 und 2 dargestellt ist, können der erste Tragabschnitt 30 und der zweite Tragabschnitt 40 durch ein plattenartiges Verbindungselement miteinander verbunden sein. Wenn die vorstehend genannte Befestigung vorgenommen ist, sind der erste Tragabschnitt 30 und der zweite Tragabschnitt 40 in der X-Achsenrichtung ausgerichtet. Schrauben zum Beispiel, welche in einen Teil des ersten Tragabschnitts 30 und des zweiten Tragabschnitts 40 eingesetzt worden sind, um sich dort hindurch zu erstrecken, werden in einem in der Nut 22a angeordneten Aufnahmeteil festgeschraubt, wodurch der erste Tragabschnitt 30 und der zweite Tragabschnitt 40 an dem X-Y-Tisch 22 befestigt werden. Es ist zu beachten, dass in einem Fall, bei welchem der erste Tragabschnitt 30 und der zweite Tragabschnitt 40 in der Y-Achsenrichtung ausgerichtet sind, wenn die vorstehend genannte Befestigung vorgenommen ist, die zusätzliche Tischeinheit AU das Werkstück W um die Y-Achse und um die sich in der Aufwärts- und Abwärts-Richtung erstreckende Achse drehen wird.
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Die zusätzliche Tischeinheit AU weist einen ersten Drehtisch 6 auf, welcher durch den ersten Tragabschnitt 30 und den zweiten Tragabschnitt 40 getragen wird. Der erste Drehtisch 6 weist eine durch den ersten Tragabschnitt 30 getragene Welle 51, um um die X-Achse drehbar zu sein, eine durch den zweiten Tragabschnitt 40 getragene Welle 52, um um die X-Achse drehbar zu sein, und ein Plattenelement 53 auf, dessen beiden Enden an den Wellen 51, 52 jeweils befestigt sind. Der erste zusätzliche Wellenmotor 31 ist an dem ersten Tragabschnitt 30 befestigt und die Abtriebswelle des ersten zusätzlichen Wellenmotors 31 ist direkt an der Welle 51 befestigt. Mit anderen Worten wird die Drehkraft des ersten zusätzlichen Wellenmotors 31 an die Welle 51 ohne Eingriff eines Zahnrads eines Verzögerers oder dergleichen übertragen. Ein solcher Mechanismus wird manchmal Direktantrieb genannt.
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Ein zweiter Drehtisch 54 ist auf dem Plattenelement 53 vorgesehen und der zweite Drehtisch 54 wird durch das Plattenelement 53 getragen, um um eine sich in einer Richtung senkrecht zu der X-Achse erstreckende Achse drehbar zu sein. Ein zweiter zusätzlicher Wellenmotor 32 ist an dem Plattenelement 53 befestigt und eine Abtriebswelle des zweiten zusätzlichen Wellenmotors 32 ist direkt an der Befestigungseinheit 54 befestigt. Mit anderen Worten wird die Drehkraft des zweiten zusätzlichen Wellenmotors 32 an den zweiten Drehtisch 54 ohne Eingriff eines Zahnrads eines Verzögerers und dergleichen übertragen. Die Struktur ist auch ein Direktantriebsmechanismus.
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Im Inneren des zweiten Tragabschnitts 40 ist eine Bremse 41 zum Stoppen der Drehung des ersten Drehtisches 6 vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform ist die Bremse 41 dafür ausgelegt, die Drehung der Welle 52 durch Reibungskraft zu stoppen, sie kann jedoch auch eine Bremse beliebiger anderer Arten sein.
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3 stellt die Struktur der Bremse 41 dar. Die Bremse 41 dieser Ausführungsform weist ein an dem Gehäuse 40a des zweiten Tragabschnitts 40 befestigtes Arretierelement 42, eine auf der Welle 52 befestigte Bremsscheibe 43, eine in dem Gehäuse 40a vorgesehene Kolbenkammer 44 und einen innerhalb der Kolbenkammer 44 angeordneten und in einer axialen Richtung der Welle 52 beweglichen Kolben 45 auf.
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Die Kolbenkammer 44 weist eine Arretierkammer 44a, welche an der Seite des Kolbens 45 weg von der Bremsscheibe 43 ausgebildet ist, und eine Freigabekammer 44b auf, welche auf der Seite des Kolbens 45 dicht an der Bremsscheibe 43 ausgebildet ist.
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Die Bremse 41 weist einen Fluidkanal 46, dessen eines Ende mit der Arretierkammer 44a verbunden ist und dessen anderes Ende an der Außenseite des Gehäuses 40a geöffnet ist, und ein Ventil 46a auf, wie beispielsweise ein Magnetventil, welches an dem anderen Ende des Fluidkanals 46 montiert ist. Die Bremse 41 weist ferner einen Fluidkanal 47, dessen eines Ende mit der Freigabekammer 44b verbunden ist und dessen anderes Ende an der Außenseite des Gehäuses 40a geöffnet ist, und ein Ventil 47a auf, wie beispielsweise ein Magnetventil, welches an dem anderen Ende des Fluidkanals 47 montiert ist.
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Die Bremse 41 weist ferner eine Metallfeder 48 auf, wie beispielsweise eine Tellerfeder, welche den Kolben 45 in der vorstehend genannten axialen Richtung und in der Richtung weg von der Bremsscheibe 43 und dem Arretierelement 42 vorspannt.
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Wie es in 3 dargestellt ist, sind das Ventil 46a und das Ventil 47a über einen Regler 110 mit dem Kompressor 100, welcher eine Fluidversorgungsquelle ist, verbunden. Wenn die Luft (Fluid) von dem Kompressor 100 über die Rohrleitung 101 und den Fluidkanal 46 der Arretierkammer 44a zugeführt wird, wird der Kolben 45 gegen die Feder 48 in Richtung auf die Seite der Bremsscheibe 43 bewegt. Daraus ergibt sich, dass der äußere Umfangsabschnitt der Bremsscheibe 43 durch den Kolben 45 und das Arretierelement 42 gehalten und zwischen diesen eingeklemmt und die Welle 52 durch die Reibungskraft arretiert wird.
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Wenn indessen die Luft von dem Kompressor 100 über die Rohrleitung 101 und den Fluidkanal 47 der Freigabekammer 44b zugeführt wird, wird der Kolben 45 dann in einer Richtung weg von der Bremsscheibe 43 bewegt. Daraus ergibt sich, dass die Welle 52 in einen freigegebenen Zustand versetzt wird.
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Eine Luftversorgungsbohrung 49 ist ferner in dem Gehäuse 40a vorgesehen und ein Ende der Luftversorgungsbohrung 49 ist in den Raum an der äußeren Seite in der radialen Richtung der Welle 52 geöffnet und der Raum befindet sich innerhalb des Gehäuses 40a. Das andere Ende der Luftversorgungsbohrung 49 ist ferner an einem Ende des Gehäuses 40a geöffnet und das Ventil 49a, wie beispielsweise ein Magnetventil, ist an dem anderen Ende davon montiert. Das Ventil 49a ist über den Regler 110 mit dem Kompressor 100 verbunden. Wenn das Ventil 49a geöffnet ist, wird die Luft von dem Kompressor 100 dem Inneren des Gehäuses 40a zugeführt und entweicht über einen Spalt des Gehäuses 40a. Das Ventil 49a wird durch eine Steuerung 60 gesteuert, welche später beschrieben werden wird. Die entweichende Luft verhindert, dass Schneidöl, Schneidabfall usw. in das Innere des Gehäuses 40a gelangen. Luft zum Verhindern des Eindringens von Schneidöl, Schneidabfall usw. wird auch anderen Abschnitten des ersten Tragabschnitts 30, der Spindeleinheit 4 usw. zugeführt
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Es sollte festgestellt werden, dass der Regler 110 den Druck der Luft aus dem Kompressor 100 so einstellt, dass er ein für die Verwendung in der Werkzeugmaschine 1 geeigneter Druck ist. Der Regler 110 weist einen bekannten Druckschalter 111 auf. Falls der Druck der Luft von dem Kompressor 100 gleich oder größer als ein vorgegebener Sollwert ist, sendet der Druckschalter 111 dann periodisch oder kontinuierlich ein Druckzufriedenheitssignal, welches angibt, dass er gleich oder größer als der Sollwert ist, an die Steuerung 60, welche später beschrieben werden wird. Falls der Druck der Luft aus dem Kompressor 100 niedriger als der vorgegebene Sollwert ist, sendet der Druckschalter 111 dann periodisch oder kontinuierlich ein Druckunzulänglichkeitssignal, welches angibt, dass er niedriger als der Sollwert ist, an die Steuerung 60.
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Es sollte festgestellt werden, dass die Feder 48 dafür ausgelegt sein kann, den Kolben 45 in Richtung auf die Seite der Bremsscheibe 43 vorzuspannen. In diesem Fall kann die Feder 48 auf der Seite des Kolbens 45 weg von der Bremsscheibe 43 angeordnet sein. Falls dieses Merkmal verwendet wird, wird der Kolben 45 durch die Feder 48 gegen die Bremsscheibe 43 gedrückt und die Welle 52 in arretiertem Zustand gehalten, solange keine Luft der Freigabekammer 44b zugeführt wird.
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Die Spannvorrichtung J zur Befestigung des Werkstücks ist an dem zweiten Drehtisch 54 und das Werkstück W an der Spannvorrichtung J befestigt. Das Werkstück W kann auch direkt an dem zweiten Drehtisch 54 befestigt sein.
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Es sollte festgestellt werden, dass die zusätzliche Tischeinheit AU von dem X-Y-Tisch 22 nach Bedarf abgebaut werden kann. Der Abbau und Anbau kann in einigen Fällen durch einen Benutzer der Werkzeugmaschine 1 durchgeführt werden.
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In einem Fall, bei welchem die zusätzliche Tischeinheit AU an dem X-Y-Tisch 22 angebaut ist und die Spannvorrichtung J oder das Werkstück W an dem zweiten Drehtisch 54 der zusätzlichen Tischeinheit AU befestigt ist, kann die Werkzeugmaschine 1 das Werkstück W nicht nur in der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung sondern auch um die X-Achse und um eine sich in der Aufwärts- und Abwärts-Richtung erstreckende Achse drehen. Dieses Merkmal ermöglicht eine anspruchsvolle und genaue Bearbeitung des Werkstücks W.
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Der Spindelmotor 5a, der Z-Achsenmotor 3b, der Y-Achsenmotor 13, der X-Achsenmotor 23, der erste zusätzliche Wellenmotor 31 und der zweite zusätzliche Wellenmotor 32 sind Servomotoren, wie beispielsweise Synchronmotoren. Es ist zu beachten, dass diese Motoren andere Servomotoren als Synchronmotoren sein können.
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Der Spindelmotor 5a, der Z-Achsenmotor 3b, der Y-Achsenmotor 13, der X-Achsenmotor 23, der erste zusätzliche Wellenmotor 31 und der zweite zusätzliche Wellenmotor 32 weisen jeweils eine Betriebspositionserfassungseinrichtung, wie beispielsweise einen Impulsgeber, auf und die Erfassungsergebnisse der Betriebspositionserfassungseinrichtung werden an die Steuerung 60 der Werkzeugmaschine 1 gesendet.
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Der Spindelmotor 5a, der Z-Achsenmotor 3b, der Y-Achsenmotor 13, der X-Achsenmotor 23, der erste zusätzliche Wellenmotor 31 und der zweite zusätzliche Wellenmotor 32 sind mit der Steuerung 60 der Werkzeugmaschine 1 verbunden und die Steuerung 60 steuert diese Motoren 5a, 3b, 13, 23, 31 und 32.
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Die Steuerung 60 umfasst, wie es in 4 dargestellt ist, einen Prozessor 61, welcher eine CPU und dergleichen aufweist, eine Anzeigeeinrichtung 62, wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, eine Speichereinheit 63, welche nicht flüchtigen Speicher, ROM, RAM usw. aufweist; Servosteuerungen 64a, 64b, 64c, 64d, 64e und 64f, welche jeweils dem Spindelmotor 5a, dem Z-Achsenmotor 3b, dem Y-Achsenmotor 13, dem X-Achsenmotor 23, dem ersten zusätzlichen Wellenmotor 31 und dem zweiten zusätzlichen Wellenmotor 32 entsprechen; eine Eingabeeinheit 65, wie beispielsweise ein Bedienfeld; und eine Sende- und Empfangseinheit 66 und einen Lautsprecher 67. In einem Fall, bei welchem die Anzeigeeinrichtung 62 eine Berührungsbildschirm-Funktion aufweist, fungiert die Anzeigeeinrichtung 62 auch als die Eingabeeinheit.
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Die Eingabeeinheit 65 kann ein tragbares Bedienfeld, ein Tablet-Computer usw. sein. In diesen Fällen wird die gesamte Anzeigeeinrichtung 62 oder ein Teil davon in der Eingabeeinheit 65 vorgesehen sein. Die Anzeigeeinrichtung 62 kann als eine von der Steuerung 60 verschiedene, getrennte Einrichtung vorgesehen sein.
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Ein Systemprogramm 63a ist in der Speichereinheit 63 gespeichert und das Systemprogramm 63a ist für die Basisfunktionalität der Steuerung 60 verantwortlich. Ferner sind eine gemäß dem Werkstück W ausgelegte Mehrzahl von Bearbeitungsprogrammen 63b und ein Bremssteuerungsprogramm 63d in der Speichereinheit 63 gespeichert. Das Bremssteuerungsprogramm 63c kann ein Programm oder ein in dem Bearbeitungsprogramm 63b enthaltener Befehlssatz sein.
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Die Steuerung 60 sendet Steuerbefehle, Steuersignale und dergleichen an die Servosteuerungen 64a, 64b, 64c, 64d, 64e und 64f, gemäß dem Befehlssatz des Bearbeitungsprogramms 63b. Die Steuerung 60 sendet ferner für das Bearbeitungsprogramm 63b Steuerbefehle, Steuersignale und dergleichen an die Ventile auf der Grundlage des Bremssteuerungsprogramms 63c zu einem vorgegebenen Zeitpunkt. Infolgedessen bringt die Steuerung 60, während die Welle 52 zu einem vorgegebenen Zeitpunkt in einen arretierten oder freigegebenen Zustand versetzt wird, das durch den Spindelmotor 5a gedrehte Werkzeug T mit dem Werkstück W in Kontakt, welches sich in der X-Achsenrichtung, der Y-Achsenrichtung, um die X-Achse und um die sich in der Aufwärts- und Abwärts-Richtung erstreckende Achse bewegt. Daraus ergibt sich, dass die Bearbeitung an dem Werkstück W durchgeführt wird.
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Die Steuerung 60 dieser Ausführungsform ermittelt auf der Grundlage des Signals von dem Druckschalter 111 des Reglers 110, ob die Drehung des ersten Drehtisches 6 durch den ersten zusätzlichen Wellenmotor 31 durchgeführt werden sollte oder nicht. Ein Beispiel der Bearbeitung durch die Steuerung 60 wird mit Bezug auf das Flussdiagramm von 5 und den Graph von 6 beschrieben.
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Vor dem Beginn der Steuerung befindet sich der erste Drehtisch 6 in einem Zustand, in welchem er arretiert ist. Wenn ein vorgegebener Zeitpunkt erreicht ist, zu welchem der erste Drehtisch 6 gedreht werden sollte (Schritt S1-1), schließt die Steuerung 60 dann das Ventil 46a und öffnet das Ventil 47a auf der Grundlage des Bremssteuerungsprogramms 63c, um den ersten Drehtisch 6 in einen freigegebenen Zustand zu versetzen (Schritt S1-2). Wenn die Steuerung 60 von dem Druckschalter 111 ferner das vorstehend genannte Druckzufriedenheitssignal empfängt (Schritt S1-3), dreht sie den ersten Drehtisch 6, bis er zum Beispiel eine erste Befehlsposition erreicht, welches die nächste Befehlsposition ist (Schritt S1-4). An diesem Punkt sendet die Steuerung 60 Steuerbefehle, Steuersignale und dergleichen auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms 63b an die Servosteuerung 64e.
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Indessen ermittelt die Steuerung 60 in Schritt S1-3, wenn sie das vorstehend genannte Druckunzulänglichkeitssignal von dem Druckschalter 111 empfängt, dass keine Drehung des ersten Drehtisches 6 stattfinden sollte (Schritt S1-5).
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Die Steuerung 60 führt die vorstehend genannte Steuerung jedes Mal durch, wenn der vorgegebene Zeitpunkt erreicht ist. Wenn zum Beispiel, wie es in 6 dargestellt ist, das vorstehend genannte Druckunzulänglichkeitssignal von dem Druckschalter 111 zu einem Steuerbefehleingabezeitpunkt zum Drehen des ersten Drehtisches 6 empfangen wird, so dass er die zweite Befehlsposition erreicht, führt die Steuerung 60 dann die vorstehend beschriebene Ermittlung durch.
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Bei dieser Ausführungsform ist, wie es in 6 dargestellt ist, der Sollwert des Druckschalters 111 etwas kleiner als der empfohlene Druck der in der Bremse 41 verwendeten Druckluft.
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Es kann ein Fall auftreten, dass der Kolben 45 in einem Zustand, in welchem der Druck der Luft von dem Kompressor 100 niedrig ist, nicht ausreichend von der Bremsscheibe 43 weg bewegt wird, selbst wenn das Ventil 47a geöffnet ist. An diesem Punkt kann der erste zusätzliche Wellenmotor 31 die Bremsscheibe 43 zusammen mit der Welle 52 selbst in einem Zustand drehen, in welchem der Kolben 45 nicht von der Bremsscheibe 43 entfernt ist. Daraus ergibt sich, dass unerwünschter Verschleiß an dem Kontaktabschnitt zwischen dem Kolben 45 und der Bremsscheibe 43, dem Kontaktabschnitt zwischen dem Arretierelement 42 und der Bremsscheibe 43, der Bremsscheibe 43 usw. auftreten kann. Der Verschleiß kann zur Abnahme der Arretierkraft des ersten Drehtisches 6 durch die Bremse 41, Erhöhung der Anzahl der Wartungen der Bremse 41 und dergleichen führen. Die vorstehend genannte Situation kann zu einem Ausfall des Mechanismus der Bremse 41 zu einem früheren Zeitpunkt führen. Die Arretierkraft der Bremse 41 oder die Leistung des Mechanismus wirkt sich erheblich auf die Qualität des der Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine 1 unterzogenen Werkstücks W aus.
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Bei dieser Ausführungsform ermittelt die Steuerung 60 auf der Grundlage des Signals von dem Druckschalter 111, ob die Drehung des ersten Drehtisches 6 durch den ersten zusätzlichen Wellenmotor 31 ausgeführt werden sollte oder nicht. Die Steuerung 60 erlaubt zum Beispiel keine Drehung des ersten zusätzlichen Wellenmotors 31, wenn der Druck der Luft von dem Kompressor 100 durch den Druckschalter 111 niedriger als ein vorgegebener Sollwert ist. Dieses Merkmal ist vorteilhaft zur Vermeidung unbeabsichtigter Abnahme der Arretierkraft der Bremse 41, Aufrechterhaltung der Leistung des Mechanismus der Bremse 41, Vermeidung unbeabsichtigter Erhöhung der Anzahl von Wartungen der Bremse 41 und dergleichen. Außerdem ist dieses Merkmal auch vorteilhaft zur Verbesserung oder Aufrechterhaltung der Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks W.
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Es sollte festgestellt werden, dass die Steuerung 60 die durch das Flussdiagramm von 7 dargestellte Steuerung zusammen mit der Steuerung von 5 oder anstelle der Steuerung von 5 durchführen kann. Wie es in 7 dargestellt ist, ermittelt die Steuerung 60 auf der Grundlage des von dem Druckschalter 111 empfangenen Druckzufriedenheitssignals und des Druckunzulänglichkeitssignals, ob der Druck der Luft von dem Kompressor 100 niedriger als der vorstehend genannte, vorgegebene Sollwert über einen einen vorgegebenen Zeitraum überschreitenden Zeitraum ist oder nicht (Schritt S2-1). Der vorgegebene Zeitraum kann mehrere Sekunden und kann ein Dutzend Sekunden oder mehr sein. Wenn sich bei der Ermittlung in Schritt S2-1 „Ja“ ergibt, führt die Steuerung 60 die vorgegebene Benachrichtigungsmaßnahme durch (Schritt S2-2) .
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Die vorgegebene Benachrichtigungsmaßnahme ist zum Beispiel die Ansteuerung der Anzeigeeinrichtung 62 zur Anzeige eines vorgegebenen Bildschirms auf der Anzeigeeinrichtung 62, Ansteuerung des Lautsprechers 67 zum Aussenden eines vorgegebenen Tons aus dem Lautsprecher 67 und dergleichen.
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Durch dieses Merkmal ist es einer Bedienperson der Werkzeugmaschine 1 möglich, nachzuvollziehen, dass der Druck der Luft von dem Kompressor 100 instabil ist. Dies trägt zur Vermeidung unbeabsichtigter Abnahme der Arretierkraft der Bremse 41, Aufrechterhaltung der Leistung des Mechanismus der Bremse 41, Vermeidung unbeabsichtigter Erhöhung der Anzahl von Wartungen der Bremse 41 und dergleichen bei. Dieses Merkmal ist ferner auch vorteilhaft zur Verbesserung oder Aufrechterhaltung der Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks W.
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In dem Schritt S2-1 kann die Steuerung 60 ermitteln, ob das Druckunzulänglichkeitssignal für eine vorgegebene Anzahl von Malen oder mehr während eines vorgegebenen Zeitraums empfangen worden ist oder nicht.
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Wie es in 8 dargestellt ist, können mehrere Werkzeugmaschinen 1 mit einem Verwaltungscomputer 200 verbunden sein, wodurch das Bearbeitungssystem ausgelegt sein kann. Der Verwaltungscomputer 200 ist ein bekannter Computer, welcher einen Prozessor, wie beispielsweise eine CPU, eine RAM, ROM und nicht flüchtigen Speicher umfassende Speichereinheit, eine Anzeigeeinrichtung, eine Eingabeeinheit, wie beispielsweise eine Tastatur, Touchscreen usw. und eine Sende- und Empfangseinheit umfasst.
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Der Verwaltungscomputer 200 empfängt von den mehreren Steuerungen 60 der Werkzeugmaschinen 1 die einzelnen Teile der Information eines Bearbeitungsstatus. Die Information eines Bearbeitungsstatus ist zum Beispiel Information oder dergleichen hinsichtlich des Inhalts des Bearbeitungsprogramms 63b, welches ausgeführt wird, welcher Teilbereich des Bearbeitungsprogramms 63b ausgeführt wird und dergleichen.
Die Information eines Bearbeitungsstatus kann Information über den Zeitpunkt, zu welchem die Luft von dem Kompressor 100 verwendet wird, und deren Anwendungen umfassen. Es werden zum Beispiel von der Steuerung 60 der Werkzeugmaschine 1 Information über den Zeitpunkt, zu welchem das Ventil 46a und das Ventil 47a für die Bremse 41 geöffnet werden, und die Information über den Zeitpunkt empfangen, zu welchem das Ventil 49a zum Verhindern des Eindringens von Schneidöl, Schneidabfall usw. geöffnet wird. Ein Beispiel der Information über den Zeitpunkt ist Information der Zeiten, zu welchen die Ventile 46a, 47a und 49a geöffnet und geschlossen werden.
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Die Steuerung 60 und der Verwaltungscomputer 200 umfassen im Allgemeinen eine Kalenderfunktion und die Zeiten ihrer Kalenderfunktionen stimmen miteinander überein. Daraus ergibt sich, dass der Verwaltungscomputer 200 die Zeitpunkte, zu welchen, und die Anwendungen, für welche die Luft in den einzelnen Werkzeugmaschinen 1 verwendet wird, erkennt.
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In einigen Fällen wird Luft von einem einzigen Kompressor 100 Dutzenden, mehreren Zehn oder mehreren Hundert oder mehr Werkzeugmaschinen 1 zugeführt. Wenn an diesem Punkt zum Beispiel das Ventil 46a und das Ventil 47a für die Bremse 41 in mehrere Zehn Werkzeugmaschinen 1 gleichzeitig geöffnet werden, wird der Druck der Luft von dem Kompressor 100 dann voraussichtlich niedriger als der vorstehend genannte, vorgegebene Sollwert werden.
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Wenn auf der Grundlage der vorstehend genannten Information ermittelt worden ist, dass ein Zeitraum besteht, in welchem die durch die mehreren Werkzeugmaschinen 1 verwendete Menge der Luft das vorgegebene Kriterium überschreitet, fordert der Verwaltungscomputer 200 dann einige Werkzeugmaschinen auf, ihren Bearbeitungsvorgang zu ändern. Die Aufforderung gibt an, dass zum Beispiel der Zeitpunkt, zu welchem das Ventil 46a und das Ventil 47a geöffnet werden, für einige Werkzeugmaschinen 1 geändert werden sollte. Für diese Änderung sendet der Verwaltungscomputer 200 an einige Werkzeugmaschinen 1 Steuersignale zum Ändern des Zeitpunkts, zu welchem das Ventil 46a und das Ventil 47a geöffnet werden, oder des Zeitpunkts, zu welchem das Bearbeitungsprogramm 63b ausgeführt wird. Dieses Merkmal verhindert wirkungsvoll, dass der Druck der Luft von dem Kompressor 100 gleich oder niedriger als ein vorgegebenes Kriterium wird, und trägt zur Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks W bei.
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Es sollte festgestellt werden, dass, falls eine zu der Bremse 41 ähnliche Bremse an dem zweiten zusätzlichen Wellenmotor 32 vorgesehen ist, die Steuerung 60 in gleicher oder ähnlicher Weise wie im Fall des ersten zusätzlichen Wellenmotors 31 ermitteln kann, dass für den zweiten zusätzlichen Wellenmotor 32 keine Drehung erfolgen sollte.
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Es sollte festgestellt werden, dass die zusätzliche Tischeinheit AU dafür ausgelegt sein kann, nur den ersten zusätzlichen Wellenmotor 31 oder nur den zweiten zusätzlichen Wellenmotor 32 zu umfassen. Falls die zusätzliche Tischeinheit AU nur den zweiten zusätzlichen Wellenmotor 32 umfasst, dreht die zusätzliche Tischeinheit AU dann das angebrachte Werkstück W und Spannvorrichtung J um die Achse, welche sich in der Aufwärts- und Abwärts-Richtung erstreckt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Werkzeugmaschine
- 1a
- Werkzeugmaschinenhauptkörper
- 2
- Basis
- 3
- Ständerabschnitt
- 4
- Spindeleinheit
- 4a
- Spindel
- 4b
- Spindelkopf
- 5
- Tischeinheit (Bewegungsmechanismus)
- 5a
- Spindelmotor
- 6
- erster Drehtisch
- 12
- in Y-Richtung beweglicher Abschnitt
- 13
- Y-Achsenmotor
- 22
- X-Y-Tisch
- 22a
- Nut
- 23
- X-Achsenmotor
- 30
- erster Tragabschnitt
- 31
- erster zusätzlicher Wellenmotor
- 32
- zweiter zusätzlicher Wellenmotor
- 40
- zweiter Tragabschnitt
- 41
- Bremse
- 44
- Kolbenkammer
- 45
- Kolben
- 46a, 47a
- Ventil
- 51, 52
- Welle
- 53
- Plattenelement
- 54
- zweiter Drehtisch
- 60
- Steuerung
- 61
- Prozessor
- 62
- Anzeigeeinrichtung
- 63
- Speichereinheit
- 63a
- Systemprogramm
- 63b
- Bearbeitungsprogramm
- 43c
- Bremssteuerungsprogramm
- 100
- Kompressor (Fluidversorgungsquelle)
- 110
- Regler
- 111
- Druckschalter
- 200
- Verwaltungscomputer
- T
- Werkzeug
- W
- Werkstück
- J
- Spannvorrichtung
- AU
- zusätzliche Tischeinheit (Bewegungsmechanismus)
