DE112021002367T5

DE112021002367T5 - Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE112021002367T5
Application number: DE112021002367.5T
Authority: DE
Inventors: Chikara TANGO
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2021-04-12
Publication date: 2023-02-16
Also published as: CN115427190A; CN115427190B; WO2021210521A1; US20230143864A1; JPWO2021210521A1; JP7453353B2

Abstract

Es wird eine Werkzeugmaschine bereitgestellt, die in der Lage ist, den Abstand zwischen einer Spindel einer ersten Einheit und einem Halter einer zweiten Einheit leicht zu erfassen. Eine Werkzeugmaschine (10) gemäß einer Ausführungsform umfasst: Relativbewegungsmechanismen (60, 62, 64), die einen Tisch zum Tragen eines zu bearbeitenden Objekts relativ zu einer Trägereinheit zum Tragen der ersten Einheit und der zweiten Einheit bewegen; eine Bewegungssteuereinheit (80), die die Relativbewegungsmechanismen (60, 62, 64) steuert; eine Relativpositionserfassungseinheit (82), die die Position des Tisches relativ zu der Trägereinheit erfasst und eine Abstandsberechnungseinheit (84), die den Abstand zwischen der ersten Einheit und der zweiten Einheit auf der Grundlage einer relativen Position, wenn die erste Einheit und der Tisch eine erste relative Positionsbeziehung erreichen, und einer relativen Position, wenn die zweite Einheit und der Tisch eine zweite relative Positionsbeziehung erreichen, berechnet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung eines zu bearbeitenden Gegenstandes mit einem Werkzeug.
STAND DER TECHNIK
Eine Werkzeugmaschine, die mit einer Schneideinheit (einem Spindelkopf) mit einer Spindel und einer in deren Nähe angeordneten Dreheinheit ausgestattet ist, wurde vorgeschlagen (siehe z.B. JP 2016-153149 A ). Bei der in JP 2016-153149 A offenbarten Werkzeugmaschine ist eine Positionsbeziehung zwischen der Schneideinheit und der Dreheinheit so festgelegt, dass sie sich nicht ändert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei der in JP 2016-153149 A offenbarten Werkzeugmaschine ist es jedoch jedes Mal, wenn die Bearbeitung mit einem Schneidwerkzeug oder einem Drehbearbeitungswerkzeug eingeleitet wird, erforderlich, den Abstand zwischen einer Spindel der Schneideinheit, an der das Schneidwerkzeug montiert ist, und einem Halter der Dreheinheit, an der das Drehbearbeitungswerkzeug montiert ist, zu messen und den gemessenen Wert in der Werkzeugmaschine einzustellen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Werkzeugmaschine bereitzustellen, die in der Lage ist, den Abstand zwischen einer Spindel einer ersten Einheit und einem Halter einer zweiten Einheit einfach zu erfassen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Werkzeugmaschine bereitgestellt, die umfasst:

eine erste Einheit mit einer Spindel, an der ein erstes Werkzeug montiert ist;
eine zweite Einheit, an der das erste Werkzeug oder ein zweites Werkzeug, das sich von dem ersten Werkzeug unterscheidet, montiert ist;
ein Trägerelement, das so konfiguriert ist, dass es die erste Einheit und die zweite Einheit trägt;
einen Tisch, der so konfiguriert ist, dass er ein zu bearbeitendes Objekt trägt;
einen Relativbewegungsmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er den Tisch dazu veranlasst, sich relativ zu dem Trägerelement zu bewegen;
eine Bewegungssteuereinheit , die so konfiguriert ist, dass sie den Relativbewegungsmechanismus steuert;
eine Relativpositionserfassungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Relativposition des Tisches in Bezug auf das Trägerelement erfasst; und
eine Abstandsberechnungseinheit, die konfiguriert ist, um einen Abstand zwischen der ersten Einheit und der zweiten Einheit zu berechnen, basierend auf der relativen Position, wenn die erste Einheit und der Tisch eine erste relative Positionsbeziehung erreicht haben, und der relativen Position, wenn die zweite Einheit und der Tisch eine zweite relative Positionsbeziehung erreicht haben.

Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Abstand zwischen der Spindel der ersten Einheit und dem Halter der zweiten Einheit auf einfache Weise erfasst werden.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht einer Werkzeugmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Werkzeugmaschine gemäß der Ausführungsform zeigt;
3 ist ein Diagramm, das einen Bewegungszustand einer Schneideinheit und einer Dreheinheit in einer Links/Rechts-Richtung zeigt;
4 ist ein Diagramm, das einen Bewegungszustand der Schneideinheit in einer oben/unten Richtung zeigt;
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf eines Abstandsberechnungsprozesses zeigt;
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer relativen Positionserfassungs-Verarbeitungsroutine zeigt; und
7 ist eine Seitenansicht, die eine Werkzeugmaschine gemäß einer ersten beispielhaften Modifikation zeigt.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail vorgestellt und beschrieben.
1 ist eine Seitenansicht, die eine Werkzeugmaschine 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Werkzeugmaschine 10 dient zur Durchführung von Bearbeitungen an einem zu bearbeitenden Objekt. Die Werkzeugmaschine 10 kann ein Bearbeitungszentrum, eine Drehmaschine oder eine andere Bearbeitungsmaschine als ein Bearbeitungszentrum und eine Drehmaschine sein. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Werkzeugmaschine 10 ein Bearbeitungszentrum.
In der Werkzeugmaschine 10 ist ein Maschinenkoordinatensystem definiert, das eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse umfasst, die sich im rechten Winkel schneiden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine Vorwärtsrichtung (eine +X-Richtung) der X-Achse als eine rechte Richtung (eine rechte Seite) definiert, und eine Rückwärtsrichtung (eine -X-Richtung) entgegengesetzt zur Vorwärtsrichtung wird als eine linke Richtung (eine linke Seite) definiert. Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vorwärtsrichtung (eine +Y-Richtung) der Y-Achse als eine vordere Richtung (eine Vorderseite) definiert, und eine Rückwärtsrichtung (eine -Y-Richtung), die der Vorwärtsrichtung entgegengesetzt ist, wird als eine Rückwärtsrichtung (eine Rückseite) definiert. Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vorwärtsrichtung (eine +Z-Richtung) der Z-Achse als eine Aufwärtsrichtung (eine Oberseite) definiert, und eine Rückwärtsrichtung (eine -Z-Richtung), die der Vorwärtsrichtung entgegengesetzt ist, wird als eine Abwärtsrichtung (eine Unterseite) definiert.
Die Werkzeugmaschine 10 umfasst einen Maschinengrundkörper 12 und eine Steuerung (Controller) 14 zur Steuerung des Maschinengrundkörpers 12. Der Maschinengrundkörper 12 umfasst ein Bett 20, eine Säule 22, einen Tisch 24, eine Schneideinheit (Zerspanungseinheit) 26 und eine Dreheinheit 28.
Das Bett 20 ist eine Basis der Werkzeugmaschine 10. Das Bett 20 steht auf einem Fundament, z. B. einer Bodenfläche oder einem Fußboden. Die Säule 22 ist auf einer Installationsfläche des Bettes 20 angeordnet. Außerdem ist die Installationsfläche eine Fläche auf einer Seite, die einer Fläche auf der Seite des Fundaments (einer Unterseite) gegenüberliegt (eine Oberseite).
Die Säule 22 ist eine Tragsäule zum Tragen der Schneideinheit 26 und der Dreheinheit 28. Die Säule 22 erstreckt sich in die Richtung nach oben, die sich mit der Aufstellfläche des Bettes 20 kreuzt. Eine Z-Achsen-Schiene 30, die sich entlang einer Z-Achsen-Richtung (der oben/unten Richtung) erstreckt, ist an der Säule 22 vorgesehen. Ein Trägerelement 32, das die Schneideinheit 26 und die Dreheinheit 28 trägt, ist mit der Z-Achsen-Schiene 30 verbunden, so dass es sich auf der Z-Achsen-Schiene 30 bewegen kann.
Der Tisch 24 dient zur Abstützung des zu bearbeitenden Objekts. Der Tisch 24 ist näher an der Fundamentseite (Unterseite) angeordnet als die Schneideinheit 26 und die Dreheinheit 28. Der Tisch 24 umfasst einen Sattel 34, einen direkt angetriebenen Tisch 36 und einen Drehtisch 38.
Der Sattel 34 ist beweglich mit einer Y-Achsen-Schiene 40 verbunden, die sich entlang einer Y-Achsen-Richtung (einer Vorder-/Rückwärtsrichtung) erstreckt. Die Y-Achsen-Schiene 40 ist auf der Montagefläche des Bettes 20 vorgesehen. Der Direktantriebstisch 36 ist beweglich mit einer X-Achsen-Schiene 42 verbunden, die sich entlang einer X-Achsen-Richtung (der Links/Rechts-Richtung) erstreckt. Die X-Achsen-Schiene 42 befindet sich auf einer Montagefläche des Sattels 34. Der Drehtisch 38 ist auf einer Installationsfläche des Direktantriebstisches 36 vorgesehen und umfasst eine Drehwelle, die sich entlang der Z-Achsen-Richtung (die obere/untere Richtung) erstreckt. Darüber hinaus kann der Drehtisch 38 einen geneigten Abschnitt aufweisen, der bewirkt, dass eine Installationsfläche des Drehtisches 38 geneigt ist. Das zu bearbeitende Objekt wird mit einer vorbestimmten Vorrichtung an der Installationsfläche des Drehtisches 38 befestigt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Sensor 50 an dem Tisch 24 angebracht, indem der Sensor 50 an der Montagefläche des Drehtisches 38 befestigt wird. Der Sensor 50 wird verwendet, um den Abstand zwischen der Schneideinheit 26 und der Dreheinheit 28 zu erfassen. Der Sensor 50 umfasst eine Haltestange 52, die sich von der Installationsfläche des Drehtisches 38 nach oben zur Seite des Trägerelements 32 erstreckt, und einen kugelförmigen Detektor 54, der an einem distalen Ende der Haltestange 52 angeordnet ist. Der Detektor 54 gibt ein Signal aus, das das Vorhandensein oder Fehlen eines Kontakts mit einem Objekt anzeigt.
Die Schneideinheit 26 ist eine Einheit, an der ein Schneidwerkzeug angebracht ist und die an dem Trägerelement 32 angebracht und von diesem gelöst werden kann. Die Schneideinheit 26 entspricht einem Teil, der als Spindelkopf bezeichnet wird. Die Schneideinheit 26 umfasst eine Spindel 26X, ein Gehäuse 26Y, durch das die Spindel 26X eingeführt wird und das an dem Trägerelement 32 befestigt ist, und ein Lager (nicht dargestellt), das die Spindel 26X in Bezug auf das Gehäuse 26Y drehbar lagert. Die Schneideinheit 26 kann mit einem automatischen Revolverwechsler 44 ausgestattet sein.
Die Spindel 26X erstreckt sich in Richtung des Tisches 24. An einem Endteil der Spindel 26X auf der Seite des Tisches 24 ist ein Befestigungs- und Lösemechanismus (ein Halter) vorgesehen, der in der Lage ist, das Schneidwerkzeug zu befestigen und abzunehmen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein erstes zu erfassendes Objekt 56 an der Schneideinheit 26 angebracht, indem das erste zu erfassende Objekt 56 auf dem Befestigungs- und Lösemechanismus installiert wird. Das erste zu erfassende Objekt 56 dient als Erfassungsziel (-objekt) für den Sensor 50 und wird verwendet, um den Abstand zwischen der Schneideinheit 26 und der Dreheinheit 28 zu erfassen.
Bei der Dreheinheit 28 handelt es sich um eine Einheit, an der ein Drehbearbeitungswerkzeug montiert ist und die an dem Trägerelement 32 befestigt und von diesem gelöst werden kann. Die Dreheinheit 28 umfasst ein Gehäuse 28X, das an dem Trägerelement 32 befestigt ist. Ein Befestigungs- und Lösemechanismus (ein Halter), der in der Lage ist, das Drehbearbeitungswerkzeug zu befestigen und abzunehmen, ist an einer vorbestimmten Stelle auf einer Oberfläche des Gehäuses 28X auf der Seite des Tisches 24 vorgesehen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein zweites zu erfassendes Objekt 58 an der Dreheinheit 28 angebracht, indem das zweite zu erfassende Objekt 58 an dem Befestigungs- und Lösemechanismus installiert wird. Das zweite zu erfassende Objekt 58 wird verwendet, um den Abstand zwischen der Schneideinheit 26 und der Dreheinheit 28 zu erfassen. Das zweite zu detektierende Objekt 58 kann die gleiche Form haben wie das erste zu detektierende Objekt 56. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat das zweite zu erfassende Objekt 58 eine zylindrische Form, die mit der Form des ersten zu erfassenden Objekts 56 übereinstimmt.
Das Steuergerät 14 umfasst einen Schneidsteuerungsmodus und einen Drehsteuerungsmodus. Im Fall des Schneidsteuerungsmodus verwendet die Steuerung 14 das Schneidwerkzeug, das auf der Schneideinheit 26 montiert ist, und führt einen Schneidprozess an einem zu bearbeitenden Objekt aus, das auf dem Tisch 24 gelagert ist. In diesem Fall veranlasst die Steuerung 14 in einem Zustand, in dem sich der Drehtisch 38 in einem nicht drehenden Zustand befindet und die Spindel 26X zum Drehen gebracht wird, eine Bewegung des Tisches 24 oder der Schneideinheit 26 relativ zu dem jeweils anderen des Tisches 24 und der Schneideinheit 26 in der X-Achsenrichtung, der Y-Achsenrichtung oder der Z-Achsenrichtung.
Andererseits verwendet die Steuerung 14 im Fall des Drehsteuerungsmodus das Drehbearbeitungswerkzeug, das auf der Dreheinheit 28 montiert ist, und führt einen Drehvorgang an dem zu bearbeitenden Objekt aus, das auf dem Tisch 24 gelagert ist. In diesem Fall veranlasst die Steuerung 14 in einem Zustand, in dem die Spindel 26X in einen nicht drehenden Zustand versetzt ist und der Drehtisch 38 zum Drehen gebracht wird, dass sich entweder der Tisch 24 oder die Dreheinheit 28 relativ zu dem jeweils anderen des Tisches 24 und der Dreheinheit 28 in der X-Achsenrichtung, der Y-Achsenrichtung oder der Z-Achsenrichtung bewegt.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Werkzeugmaschine 10 gemäß der Ausführungsform zeigt. Der Maschinengrundkörper 12 umfasst einen X-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 60, einen Y-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 62 und einen Z-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 64.
Der X-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 60 dient dazu, den Tisch 24 zu veranlassen, sich relativ zu dem Trägerelement 32 in der X-Achsen-Richtung zu bewegen. Der X-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 60 umfasst einen X-Achsen-Motor, eine Kugelumlaufspindel, die sich in Übereinstimmung mit dem Antrieb des X-Achsen-Motors dreht, und eine Mutter, die mit der Kugelumlaufspindel verschraubt ist, und der X-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 60 bewirkt, dass sich der Direktantriebstisch 36 des Tisches 24 durch die Mutter relativ in der X-Achsen-Richtung bewegt. Folglich bewegt sich der Direktantriebstisch 36 auf der X-Achsen-Schiene 42. Dreht sich der Motor der X-Achse im Uhrzeigersinn (oder gegen den Uhrzeigersinn), bewegt sich der Direktantriebstisch 36 relativ in Richtung nach rechts. Dreht sich der X-Achsen-Motor dagegen gegen den Uhrzeigersinn (oder im Uhrzeigersinn), bewegt sich der Direktantriebstisch 36 relativ nach links.
Der Y-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 62 dient dazu, den Tisch 24 zu veranlassen, sich relativ zum Trägerelement 32 in der Y-Achsen-Richtung zu bewegen. Der Y-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 62 umfasst einen Y-Achsen-Motor, eine Kugelumlaufspindel, die sich in Übereinstimmung mit dem Antrieb des Y-Achsen-Motors dreht, und eine Mutter, die mit der Kugelumlaufspindel verschraubt ist, und der Y-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 62 bewirkt, dass sich der Sattel 34 des Tisches 24 durch die Mutter relativ in der Y-Achsen-Richtung bewegt. Folglich bewegt sich der Sattel 34 auf der Y-Achsen-Schiene 40. Wenn sich der Y-Achsen-Motor im Uhrzeigersinn (oder gegen den Uhrzeigersinn) dreht, bewegt sich der Sattel 34 relativ in Vorwärtsrichtung. Dreht sich der Y-Achsen-Motor dagegen gegen den Uhrzeigersinn (oder im Uhrzeigersinn), bewegt sich der Sattel 34 relativ in die Rückwärtsrichtung.
Der Z-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 64 dient dazu, den Tisch 24 zu veranlassen, sich relativ zum Trägerelement 32 in der Z-Achsen-Richtung zu bewegen. Der Z-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 64 umfasst einen Z-Achsen-Motor, eine Kugelumlaufspindel, die sich in Übereinstimmung mit dem Antrieb des Z-Achsen-Motors dreht, und eine Mutter, die mit der Kugelumlaufspindel verschraubt ist, und der Z-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 64 bewirkt, dass sich das Trägerelement 32 durch die Mutter relativ in der Z-Achsen-Richtung bewegt. Folglich bewegt sich das Trägerelement 32 auf der Z-Achsen-Schiene 30. Wenn sich der Z-Achsen-Motor im Uhrzeigersinn (oder gegen den Uhrzeigersinn) dreht, bewegt sich das Trägerelement 32 relativ in Aufwärtsrichtung. Dreht sich der Z-Achsen-Motor dagegen gegen den Uhrzeigersinn (oder im Uhrzeigersinn), so bewegt sich das Trägerelement 32 relativ in Abwärtsrichtung.
Die Steuerung 14 umfasst einen Prozessor 70, eine Anzeigeeinheit 72, eine Eingabeeinheit 74 und eine Speichereinheit 76. Der Prozessor 70 dient der Verarbeitung von Informationen. Als spezifische Beispiele für den Prozessor 70 können eine CPU, eine GPU oder ähnliches angeführt werden. Die Anzeigeeinheit 72 dient zur Darstellung von Informationen. Als spezifische Beispiele für die Anzeigeeinheit 72 können eine Flüssigkristallanzeige, eine organische EL-Anzeige oder Ähnliches angeführt werden. Die Eingabeeinheit 74 dient zur Eingabe von Informationen. Als spezifische Beispiele für die Eingabeeinheit 74 können eine Tastatur, eine Maus, ein Touchpanel oder Ähnliches genannt werden. Die Speichereinheit 76 dient zum Speichern von Informationen. Als spezifische Beispiele für die Speichereinheit 76 können eine Festplatte, ein tragbarer Speicher oder ähnliches angeführt werden.
In der Speichereinheit 76 sind ein Bearbeitungsprogramm zum Bearbeiten des zu bearbeitenden Objekts, ein Abstandsberechnungsprogramm zum Erfassen des Abstands zwischen der Schneideinheit 26 und der Dreheinheit 28 sowie Forminformationen oder dergleichen gespeichert, die die Formen des ersten zu erfassenden Objekts 56, des zweiten zu erfassenden Objekts 58 und des Detektors 54 angeben. Außerdem werden die Forminformationen von der Eingabeeinheit 74 eingegeben. Im Fall der vorliegenden Ausführungsform umfassen die Forminformationen einen Radius (oder einen Durchmesser) und eine Höhe des ersten zu erfassenden Objekts 56 und des zweiten zu erfassenden Objekts 58, die eine zylindrische Form haben, und einen Radius (oder einen Durchmesser) des Detektors 54, der eine kugelförmige Form hat.
Im Falle der Ausführung des in der Speichereinheit 76 gespeicherten Abstandsberechnungsprogramms fungiert der Prozessor 70 als Bewegungssteuereinheit 80, als Einheit zur Erfassung der relativen Position 82 und als Abstandsberechnungseinheit 84. In diesem Fall drehen sich die Spindel 26X und der Drehtisch 38 nicht.
Die Bewegungssteuereinheit 80 dient zur Steuerung des X-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 60, des Y-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 62 oder des Z-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 64. Im Falle der Steuerung des X-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 60, wie in 3 dargestellt, bewirkt die Bewegungssteuereinheit 80, dass sich der Tisch 24 (der Direktantriebstisch 36) von einer vorbestimmten Ausgangsposition aus relativ in die rechte Richtung (oder die linke Richtung) bewegt, bis der Detektor 54 des Sensors 50 mit dem ersten zu erfassenden Objekt 56 der Schneideinheit 26 in Kontakt kommt. Ferner veranlasst die Bewegungssteuereinheit 80 den Tisch 24 (den Direktantriebstisch 36), sich von einer vorbestimmten Ausgangsposition aus relativ in die linke Richtung (oder die rechte Richtung) zu bewegen, bis der Detektor 54 mit dem zweiten zu erfassenden Objekt 58 der Dreheinheit 28 in Kontakt kommt.
Darüber hinaus erkennt die Bewegungssteuereinheit 80 den Kontakt des Detektors 54 auf der Grundlage eines vom Detektor 54 ausgegebenen Signals. Ferner können die Ausgangsposition, wenn der Tisch 24 relativ so bewegt wird, dass der Detektor 54 mit dem ersten zu erfassenden Objekt 56 in Kontakt kommt, und die Ausgangsposition, wenn der Tisch 24 relativ so bewegt wird, dass der Detektor 54 mit dem zweiten zu erfassenden Objekt 58 in Kontakt kommt, gleich oder voneinander verschieden sein.
Obwohl nicht dargestellt, ist der Fall der Steuerung des Y-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 62 der gleiche wie der Fall der Steuerung des X-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 60. Genauer gesagt veranlasst die Bewegungssteuereinheit 80 den Tisch 24 (oder den Sattel 34), sich relativ in die Vorwärtsrichtung oder in die Rückwärtsrichtung zu bewegen, und zwar so, dass der Detektor 54 mit dem ersten zu erfassenden Objekt 56 und dem zweiten zu erfassenden Objekt 58 in Kontakt kommt, und zwar von einer vorbestimmten Ausgangsposition aus, bis ein Kontakt des Detektors 54 festgestellt wird.
Im Falle der Steuerung des Z-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 64, wie in 4 dargestellt, veranlasst die Bewegungssteuereinheit 80 das Trägerelement 32, sich von einer vorbestimmten Ausgangsposition aus relativ in die Abwärtsrichtung zu bewegen, bis der Detektor 54 mit dem ersten zu erfassenden Objekt 56 in Kontakt kommt. Darüber hinaus veranlasst die Bewegungssteuereinheit 80, obwohl nicht dargestellt, das Trägerelement 32, sich von der vorbestimmten Ausgangsposition in die Abwärtsrichtung zu bewegen, bis der Detektor 54 mit dem zweiten zu erfassenden Objekt 58 in Kontakt kommt. Darüber hinaus können die Ausgangsposition, in der das Trägerelement 32 relativ so bewegt wird, dass der Detektor 54 mit dem ersten zu erfassenden Objekt 56 in Kontakt kommt, und die Ausgangsposition, in der das Trägerelement 32 relativ so bewegt wird, dass der Detektor 54 mit dem zweiten zu erfassenden Objekt 58 in Kontakt kommt, gleich oder verschieden voneinander sein.
Die Relativpositionserfassungseinheit 82 erfasst die relative Position des Tisches 24 in Bezug auf das Trägerelement 32. Auf der Grundlage von Signalen, die von dem Detektor 54 des Sensors 50 ausgegeben werden, erfasst die Relativpositionserfassungseinheit 82 die Relativposition der Achsen in Übereinstimmung mit der Steuerung der Bewegungssteuereinheit 80.
Genauer gesagt, in dem Fall, dass die Bewegungssteuereinheit 80 den X-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 60 steuert, erfasst die Relativpositionserfassungseinheit 82 auf der Grundlage von Drehpositionsinformationen, die von einem Encoder erfasst werden, die Relativposition des Tisches 24 (des Direktantriebstisches 36), der sich relativ zu dem Trägerelement 32 bewegt. Es sollte beachtet werden, dass ein solcher Encoder in dem X-Achsen-Motor des X-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 60 vorgesehen ist.
Andererseits, wenn die Bewegungssteuereinheit 80 den Y-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 62 steuert, erfasst die Relativpositionserfassungseinheit 82 auf der Grundlage von Drehpositionsinformationen, die von einem Encoder erfasst werden, die Relativposition des Tisches 24 (des Sattels 34), der sich relativ zu dem Trägerelement 32 bewegt. Es sollte beachtet werden, dass ein solcher Encoder in dem Y-Achsen-Motor des Y-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 62 vorgesehen ist.
Für den Fall, dass die Bewegungssteuereinheit 80 den Z-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 62 steuert, erfasst die Relativpositionserfassungseinheit 82 auf der Grundlage von Drehpositionsinformationen, die von einem Encoder erfasst werden, die Relativposition des Trägerelements 32, das sich relativ zu dem Tisch 24 bewegt. Es sollte beachtet werden, dass ein solcher Encoder in dem Z-Achsen-Motor des Z-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 64 vorgesehen ist.
Die Abstandsberechnungseinheit 84 dient zur Berechnung des Abstands zwischen der Schneideinheit 26 und der Dreheinheit 28. Die Abstandsberechnungseinheit 84 berechnet den axialen Abstand in Übereinstimmung mit der Steuerung der Bewegungssteuereinheit 80 auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses der Relativpositionserfassungseinheit 82 und der in der Speichereinheit 76 gespeicherten Forminformationen.
Genauer gesagt, in dem Fall, dass die Bewegungssteuereinheit 80 den X-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 60 steuert, berechnet die Abstandsberechnungseinheit 84 einen Abstand DT in der X-Achsen-Richtung (siehe 3) zwischen dem Zentrum des ersten zu erfassenden Objekts 56 der Schneideinheit 26 und dem Zentrum des zweiten zu erfassenden Objekts 58 der Dreheinheit 28. In diesem Fall berechnet die Abstandsberechnungseinheit 84 den Abstand DT in der X-Achsenrichtung auf der Grundlage der Ausgangsposition, wenn die Bewegungssteuereinheit 80 den Direktantriebstisch 36 veranlasst, sich relativ zu bewegen, der relativen Position des Direktantriebstisches 36, wenn der Detektor 54 mit jedem des ersten zu erfassenden Objekts 56 und des zweiten zu erfassenden Objekts 58 in Kontakt kommt, und der Forminformation.
Wie bereits erwähnt, umfasst die Forminformation außerdem einen Radius (oder einen Durchmesser) und eine Höhe des ersten zu erfassenden Objekts 56, das eine zylindrische Form hat, einen Radius (oder einen Durchmesser) und eine Höhe des zweiten zu erfassenden Objekts 58, das eine zylindrische Form hat, und einen Radius (oder einen Durchmesser) des Detektors 54, der eine Kugelform hat. Ferner sind die Zentren des ersten zu erfassenden Objekts 56 und des zweiten zu erfassenden Objekts 58 Zentren (zylindrische Achsen) in Richtung der Z-Achse.
Andererseits, wenn die Bewegungssteuereinheit 80 den Y-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 62 steuert, berechnet die Abstandsberechnungseinheit 84 einen Abstand in der Y-Achsen-Richtung zwischen dem Zentrum des ersten zu erfassenden Objekts 56 der Schneideinheit 26 und dem Zentrum des zweiten zu erfassenden Objekts 58 der Dreheinheit 28. In diesem Fall berechnet die Abstandsberechnungseinheit 84 den Abstand in der Y-Achsenrichtung auf der Grundlage der Startposition, wenn die Bewegungssteuereinheit 80 den Sattel 34 veranlasst, sich relativ zu bewegen, der relativen Position des Sattels 34, wenn der Detektor 54 mit jedem des ersten zu erfassenden Objekts 56 und des zweiten zu erfassenden Objekts 58 in Kontakt kommt, und der Forminformation.
Für den Fall, dass die Bewegungssteuereinheit 80 den Z-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 62 steuert, berechnet die Abstandsberechnungseinheit 84 ferner einen Abstand in der Z-Achsen-Richtung zwischen der Endfläche des ersten zu erfassenden Objekts 56 der Schneideinheit 26 und der Endfläche des zweiten zu erfassenden Objekts 58 der Dreheinheit 28. In diesem Fall berechnet die Abstandsberechnungseinheit 84 den Abstand in der Z-Achsenrichtung auf der Grundlage der Ausgangsposition, wenn die Bewegungssteuereinheit 80 eine Relativbewegung des Trägerelements 32 veranlasst, der relativen Position des Trägerelements 32, wenn der Detektor 54 mit jedem des ersten zu erfassenden Objekts 56 und des zweiten zu erfassenden Objekts 58 in Kontakt kommt, und der Forminformation. Darüber hinaus sind die Endflächen des ersten zu erfassenden Objekts 56 und des zweiten zu erfassenden Objekts 58 Endflächen der Endteile davon auf der Seite des Tisches 24.
Als nächstes wird der Abstandsberechnungsprozess der Steuereinheit 14 beschrieben, in dem das Abstandsberechnungsprogramm ausgeführt wird. Da der Verarbeitungsinhalt des Abstandsberechnungsprozesses zum Berechnen des Abstands DT in der X-Achsenrichtung, des Abstandsberechnungsprozesses zum Berechnen des Abstands in der Y-Achsenrichtung und des Abstandsberechnungsprozesses zum Berechnen des Abstands in der Z-Achsenrichtung derselbe ist, wird in der Beschreibung des Abstandsberechnungsprozesses nur der Abstandsberechnungsprozess zum Berechnen des Abstands DT in der X-Achsenrichtung erläutert. 5 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf des Abstandsberechnungsprozesses zeigt.
In Schritt S1 führt der Prozessor 70 eine Verarbeitungsroutine zur Erfassung der relativen Position aus, um den Direktantriebstisch 36 zu veranlassen, sich so zu bewegen, dass der Detektor 54 des Sensors 50 in Kontakt mit dem ersten zu erfassenden Objekt 56 der Schneideinheit 26 oder dem zweiten zu erfassenden Objekt 58 der Dreheinheit 28 kommt. Für den Fall, dass der Direktantriebstisch 36 relativ so bewegt wird, dass der Detektor 54 mit dem ersten zu erfassenden Objekt 56 in Kontakt kommt, erfasst der Prozessor 70 die relative Position des Direktantriebstisches 36, wenn der Detektor 54 mit dem ersten zu erfassenden Objekt 56 in Kontakt gebracht wird. Andererseits, wenn der Direktantriebstisch 36 in einer Weise relativ bewegt wird, dass der Detektor 54 mit dem zweiten zu erfassenden Objekt 58 in Kontakt kommt, erfasst der Prozessor 70 die relative Position des Direktantriebstisches 36, wenn der Detektor 54 in Kontakt mit dem zweiten zu erfassenden Objekt 58 gebracht wird. Wenn die relative Position des Direktantriebstisches 36 zu dem Zeitpunkt, zu dem der Detektor 54 in Kontakt mit dem ersten zu erfassenden Objekt 56 oder dem zweiten zu erfassenden Objekt 58 gebracht wird, erfasst wird, geht der Abstandsberechnungsprozess zu Schritt S2 über.
In Schritt S2 bestimmt der Prozessor 70, ob sowohl die relative Position des Direktantriebstisches 36, wenn der Detektor 54 in Kontakt mit dem ersten zu erfassenden Objekt 56 gebracht wird, als auch die relative Position des Direktantriebstisches 36, wenn der Detektor 54 in Kontakt mit dem zweiten zu erfassenden Objekt 58 gebracht wird, erfasst worden sind oder nicht. In diesem Fall kehrt der Entfernungsberechnungsprozess zu Schritt S1 zurück, wenn die beiden relativen Positionen nicht erfasst wurden. Andererseits, wenn beide relativen Positionen erfasst wurden, geht der Abstandsberechnungsprozess zu Schritt S3 über.
In Schritt S3 berechnet der Prozessor 70 den Abstand DT in Richtung der X-Achse (siehe 3) auf der Grundlage der in Schritt S1 erfassten relativen Position, der Ausgangsposition, wenn der Direktantriebstisch 36 relativ bewegt wird, und der in der Speichereinheit 76 gespeicherten Forminformationen. Wenn der Abstand DT in Richtung der X-Achse berechnet ist, wird der Abstandsberechnungsprozess beendet.
Als nächstes wird eine Verarbeitungsroutine zur Erfassung der relativen Position beschrieben. Es ist zu beachten, dass in der Beschreibung der Verarbeitungsroutine zur Erfassung der relativen Position nur die Verarbeitungsroutine zur Erfassung der relativen Position im Falle der Ausführung des Abstandsberechnungsprozesses zur Berechnung des Abstands DT in Richtung der X-Achse erläutert wird. 6 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf der Verarbeitungsroutine zur Erfassung der relativen Position zeigt.
In Schritt S11 steuert der Prozessor 70 jeden der Relativbewegungsmechanismen 60, 62 und 64 in geeigneter Weise, so dass die Schneideinheit 26 oder die Dreheinheit 28 und der Tisch 24 in ihren Ausgangspositionen angeordnet sind. In einem Zustand, in dem die Schneideinheit 26 in der Ausgangsposition angeordnet ist, wird das erste zu erfassende Objekt 56, das an der Schneideinheit 26 angebracht ist, in einer vorbestimmten festen Position positioniert. Ferner wird in einem Zustand, in dem die Dreheinheit 28 in der Ausgangsposition angeordnet ist, das zweite zu erfassende Objekt 58, das an der Dreheinheit 28 angebracht ist, in einer vorbestimmten festen Position positioniert. Ferner wird in einem Zustand, in dem der Tisch 24 in der Ausgangsposition angeordnet ist, der Detektor 54 des Sensors 50 in der vorbestimmten Startposition positioniert. Wenn die Schneideinheit 26 oder die Dreheinheit 28 und der Tisch 24 in ihren Ausgangspositionen angeordnet sind, geht die Verarbeitungsroutine zur Erfassung der relativen Position zu Schritt S12 über.
In Schritt S12 steuert der Prozessor 70 den X-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 60 so, dass sich der Direktantriebstisch 36 in Richtung der Schneideinheit 26 oder der Dreheinheit 28 bewegt. Folglich nähert sich der Detektor 54 dem ersten zu detektierenden Objekt 56 oder dem zweiten zu detektierenden Objekt 58, das an der festen Position positioniert ist. Wenn die Steuerung des X-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 60 eingeleitet wird, geht die Verarbeitungsroutine zur Erfassung der Relativposition zu Schritt S13 über.
In Schritt S13 bestimmt der Prozessor 70 auf der Grundlage eines von dem Detektor 54 ausgegebenen Signals, ob das erste zu erfassende Objekt 56 oder das zweite zu erfassende Objekt 58 mit dem Detektor 54 in Kontakt gekommen ist oder nicht.
In diesem Fall, wenn der Detektor 54 mit dem ersten zu erfassenden Objekt 56 oder dem zweiten zu erfassenden Objekt 58 in Kontakt gekommen ist, geht die Verarbeitungsroutine zur Erfassung der relativen Position zu Schritt S14 über. Darüber hinaus ist das erste zu erfassende Objekt 56 an der Schneideinheit 26 angebracht, die von dem Trägerelement 32 getragen wird, und der Sensor 50 ist an dem Direktantriebstisch 36 angebracht, der sich relativ zu dem Trägerelement 32 bewegt. Wenn der Sensor 50 das erste zu erfassende Objekt 56 erfasst hat (wenn der Sensor mit dem ersten zu erfassenden Objekt 56 in Kontakt kommt), haben die Schneideinheit 26 und der Direktantriebstisch 36 daher eine erste relative Positionsbeziehung erreicht. Andererseits ist das zweite zu erfassende Objekt 58 auf der Dreheinheit 28 montiert, die von dem Trägerelement 32 getragen wird, und der Sensor 50 ist auf dem Direktantriebstisch 36 montiert, der sich relativ zu dem Trägerelement 32 bewegt. Wenn der Sensor 50 das zweite zu detektierende Objekt 58 detektiert hat (wenn der Sensor mit dem zweiten zu detektierenden Objekt 58 in Kontakt kommt), haben die Dreheinheit 28 und der Direktantriebstisch 36 daher eine zweite relative Positionsbeziehung erreicht.
In Schritt S14 speichert der Prozessor 70 in der Speichereinheit 76 die relative Position des Direktantriebstisches 36, wenn der Detektor 54 mit dem ersten zu erfassenden Objekt 56 in Kontakt gekommen ist, oder die relative Position des Direktantriebstisches 36, wenn der Detektor 54 mit dem zweiten zu erfassenden Objekt 58 in Kontakt gekommen ist. Wenn die relative Position in der Speichereinheit 76 gespeichert ist, geht die Verarbeitungsroutine für die Erfassung der relativen Position zum oben erwähnten Schritt S2 über (siehe 5).
Für den Fall, dass der Detektor 54 nicht in Kontakt mit dem ersten zu erfassenden Objekt 56 oder dem zweiten zu erfassenden Objekt 58 gebracht wurde, geht die Verarbeitungsroutine zur Erfassung der relativen Position hingegen zu Schritt S15 über. In Schritt S15 stellt der Prozessor 70 fest, ob eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, seit die Steuerung des X-Achsen-Relativbewegungsmechanismus 60 gestartet wurde oder nicht. In diesem Fall kehrt die Verarbeitungsroutine zur Erfassung der relativen Position zu Schritt S13 zurück, falls die vorbestimmte Zeitspanne nicht verstrichen ist. Andererseits besteht in dem Fall, dass die vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der Detektor 54 nicht mit dem ersten zu erfassenden Objekt 56 oder dem zweiten zu erfassenden Objekt 58, das an der festen Position positioniert ist, in Kontakt kommen wird. In diesem Fall geht die Verarbeitungsroutine zur Erfassung der relativen Position zum Schritt S16 über.
In Schritt S16 gibt der Prozessor 70 eine Meldung über eine Anomalie aus, indem er beispielsweise auf der Anzeigeeinheit 72 anzeigt, dass der Abstand mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht berechnet werden kann. Wenn die Meldung einer solchen Anomalie ausgegeben wird, wird die Verarbeitungsroutine zur Erfassung der relativen Position beendet. Darüber hinaus wird in dem Fall, in dem die Verarbeitungsroutine zur Erfassung der relativen Position beendet wurde, auch der Entfernungsberechnungsprozess beendet.
In der Werkzeugmaschine 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Sensor 50 auf der Installationsfläche des Drehtisches 38 montiert, der das zu bearbeitende Objekt trägt. Andererseits wird in der Schneideinheit 26 das erste zu erfassende Objekt 56 auf dem Befestigungs- und Lösemechanismus (dem Halter) der Spindel 26X montiert, auf der das Schneidwerkzeug (Zerspanungswerkzeug) montiert ist, und in der Dreheinheit 28 wird das zweite zu erfassende Objekt 58 auf dem Befestigungs- und Lösemechanismus (dem Halter) montiert, auf dem das Drehbearbeitungswerkzeug montiert ist. Unter Verwendung des Sensors 50, des ersten zu erfassenden Objekts 56 und des zweiten zu erfassenden Objekts 58 berechnet die Werkzeugmaschine 10 den Abstand DT in der X-Achsen-Richtung (siehe 3), den Abstand in der Y-Achsen-Richtung und den Abstand in der Z-Achsen-Richtung zwischen der Schneideinheit 26 und der Dreheinheit 28. Folglich kann der Abstand zwischen der Spindel 26X der Schneideinheit 26 und dem Halter der Dreheinheit 28 leicht erfasst werden.
Darüber hinaus kann bei der vorliegenden Ausführungsform sowohl das erste zu erfassende Objekt 56, das an der Schneideinheit 26 angebracht ist, als auch das zweite zu erfassende Objekt 58, das an der Dreheinheit 28 angebracht ist, von dem einzigen Sensor 50 erfasst werden. Ferner kann in dem Fall, dass das Schneidwerkzeug das erste zu erfassende Objekt 56 und das Drehbearbeitungswerkzeug das zweite zu erfassende Objekt 58 ist, der Abstand zwischen der Schneideinheit 26 und der Dreheinheit 28 auch ohne Wechsel der Werkzeuge berechnet werden.
Die oben beschriebene Ausführungsform kann in der folgenden Weise modifiziert werden.
(Beispielhafte Modifikation 1)
7 ist eine Seitenansicht, die die Werkzeugmaschine 10 gemäß einer ersten beispielhaften Modifikation zeigt. In 7 werden dieselben Bezugsziffern für Konfigurationen verwendet, die den in der Ausführungsform beschriebenen Konfigurationen entsprechen. Darüber hinaus werden in der vorliegenden beispielhaften Abwandlung Beschreibungen, die sich mit den in der Ausführungsform angegebenen überschneiden oder sich wiederholen, weggelassen.
Anstelle des Sensors 50 gemäß der Ausführungsform umfasst die Werkzeugmaschine 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Modifikation einen ersten Sensor 50A und einen zweiten Sensor 50B. Sowohl der erste Sensor 50A als auch der zweite Sensor 50B weisen die gleiche Haltestange 52 und den gleichen Detektor 54 wie in der Ausführungsform auf.
Der erste Sensor 50A ist gemäß der Ausführungsform anstelle des ersten zu erfassenden Objekts 56 angebracht. Mit anderen Worten, in der Schneideinheit 26 ist der erste Sensor 50A am Befestigungs- und Lösemechanismus (dem Halter) der Spindel 26X montiert, an der das Schneidwerkzeug angebracht ist. Andererseits wird der zweite Sensor 50B anstelle des zweiten zu erfassenden Objekts 58 gemäß der Ausführungsform montiert. Mit anderen Worten, in der Dreheinheit 28 ist der zweite Sensor 50B an dem Befestigungs- und Lösemechanismus (dem Halter) montiert, an dem das Drehbearbeitungswerkzeug montiert ist.
Andererseits wird ein zu erfassendes Objekt 90 anstelle des Sensors 50 gemäß der Ausführungsform montiert. Mit anderen Worten wird das zu detektierende Objekt 90 auf der Montagefläche des Drehtisches 38 montiert, der das zu bearbeitende Objekt trägt. Das zu erfassende Objekt 90 dient als Erfassungsziel (-objekt) für den ersten Sensor 50A und den zweiten Sensor 50B, und in der gleichen Weise wie in der Ausführungsform wird das zu erfassende Objekt 90 verwendet, um den Abstand zwischen der Schneideinheit 26 und der Dreheinheit 28 zu erfassen. Die Form des zu erfassenden Objekts 90 kann eine zylindrische Form oder eine polygonale Säulenform wie ein viereckiges Prisma sein. Ferner kann das zu erfassende Objekt 90 der Drehtisch 38 sein.
Auch gemäß der vorliegenden beispielhaften Modifikation kann durch Ausführen des Abstandsberechnungsprozesses in der gleichen Weise wie in der Ausführungsform der Abstand DT in der X-Achsenrichtung (siehe 3), der Abstand in der Y-Achsenrichtung und der Abstand in der Z-Achsenrichtung zwischen der Schneideinheit 26 und der Dreheinheit 28 berechnet werden. Dementsprechend kann der Abstand zwischen der Spindel 26X der Schneideinheit 26 und dem Halter der Dreheinheit 28 auf die gleiche Weise wie in der Ausführungsform einfach ermittelt werden.
Da bei der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform der Sensor nicht an der Seite des Tisches 24 vorgesehen sein muss und außerdem ein vorbestimmter Ort (z.B. der Drehtisch 38) auf dem Tisch 24 als das zu erfassende Objekt 90 verwendet werden kann, wird der Arbeitsraum des Tisches 24 weniger wahrscheinlich eingeschränkt.
(Beispielhafte Modifikation 2)
Der Sensor 50 der Ausführungsform bzw. das zu erfassende Objekt 90 der ersten beispielhaften Modifikation kann an einer anderen Stelle des Tisches 24 als der Aufstellfläche des Drehtisches 38 angebracht werden. In einem solchen Fall ist es notwendig, in der Speichereinheit 76 vorab zusammen mit den Forminformationen Informationen zu speichern, die den Abstand in der X-Achsen-Richtung, der Y-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung zwischen der montierten Position des Sensors 50 oder des zu erfassenden Objekts 90 und einer Referenzposition auf der Installationsoberfläche des Drehtisches 38 angeben. Es ist zu beachten, dass die Referenzposition eine Position ist, die als Referenz innerhalb eines Bereichs bestimmt wird, in dem das zu bearbeitende Objekt auf der Montagefläche des Drehtisches 38 aufliegt. In der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Sensor 50 an der vorgenannten Referenzposition angebracht.
Ferner kann das erste zu erfassende Objekt 56 der Ausführungsform bzw. der erste Sensor 50A der ersten beispielhaften Abwandlung an einer anderen Stelle der Schneideinheit 26 als dem Befestigungs-/Lösemechanismus (dem Halter) der Spindel 26X angebracht sein. Darüber hinaus ist es in einem solchen Fall notwendig, in der Speichereinheit 76 im Voraus zusammen mit den Forminformationen Informationen zu speichern, die den Abstand in der X-Achsen-Richtung, der Y-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung zwischen der montierten Position des ersten zu detektierenden Objekts 56 oder des ersten Sensors 50A und dem Befestigungs- und Lösemechanismus (dem Halter) angeben.
Ferner kann das zweite zu detektierende Objekt 58 der Ausführungsform oder der zweite Sensor 50B der ersten beispielhaften Modifikation an einer anderen Stelle der Dreheinheit 28 als dem Befestigungs-/Lösemechanismus (dem Halter) angebracht sein. Darüber hinaus ist es in einem solchen Fall notwendig, in der Speichereinheit 76 vorab zusammen mit den Forminformationen Informationen zu speichern, die den Abstand in der X-Achsen-Richtung, der Y-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung zwischen der montierten Position des zweiten zu detektierenden Objekts 58 oder des zweiten Sensors 50B und dem Befestigungs- und Lösemechanismus (dem Halter) angeben.
(Beispielhafte Modifikation 3)
Der Sensor 50 der Ausführungsform bzw. der erste Sensor 50A und der zweite Sensor 50B der ersten beispielhaften Modifikation sind Kontaktsensoren, die Sensoren können jedoch auch Laser-Wegsensoren sein. Ein solcher Laserverschiebungssensor strahlt einen Laser von einer lichtemittierenden Einheit in Richtung einer lichtempfangenden Einheit in einem oder mehreren vorbestimmten Einstrahlungswinkeln aus und erkennt die Ankunft eines Objekts anhand eines Schattens, der durch das den Laser blockierende Objekt erzeugt wird. Auch mit einem solchen Laserverschiebungssensor kann durch Ausführen des Abstandsberechnungsprozesses in der gleichen Weise wie in der Ausführungsform der Abstand DT in der X-Achsen-Richtung (siehe 3), der Abstand in der Y-Achsen-Richtung und der Abstand in der Z-Achsen-Richtung zwischen der Schneideinheit 26 und der Dreheinheit 28 berechnet werden. Dementsprechend kann der Abstand zwischen der Spindel 26X der Schneideinheit 26 und der Halterung der Dreheinheit 28 auf die gleiche Weise wie in der Ausführungsform einfach ermittelt werden.
(Beispielhafte Modifikation 4)
Anstelle des Schneidwerkzeugs kann das Drehbearbeitungswerkzeug an dem Befestigungs- und Lösemechanismus (dem Halter) installiert werden, der an dem Endteil der Spindel 26X an der Schneideinheit 26 vorgesehen ist. In dem Fall, dass das Drehbearbeitungswerkzeug installiert ist, wird die Bearbeitung in einem Zustand durchgeführt, in dem die Spindel 26X in einen nicht drehenden Zustand versetzt ist. Darüber hinaus kann anstelle des Schneidwerkzeugs ein anderes Werkzeug als das Drehbearbeitungswerkzeug auf dem Befestigungs- und Lösemechanismus (dem Halter) installiert werden. Mit anderen Worten kann die Schneideinheit 26 als eine erste Einheit bezeichnet werden, die die Spindel 26X umfasst, auf der ein erstes Werkzeug montiert ist.
Andererseits kann anstelle des Drehbearbeitungswerkzeugs das Schneidwerkzeug oder ein kammförmiges Werkzeug mit einer Vielzahl von Schneidkanten oder alternativ ein anderes Werkzeug als das Schneidwerkzeug und das kammförmige Werkzeug an dem Befestigungs- und Lösemechanismus (dem Halter) der Dreheinheit 28 installiert werden. Mit anderen Worten kann die Dreheinheit 28 als eine zweite Einheit bezeichnet werden, auf der das erste Werkzeug, das auf der ersten Einheit installiert ist, oder ein zweites Werkzeug, das sich von dem ersten Werkzeug unterscheidet, montiert ist.
Nachfolgend werden die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen beschrieben, die sich aus den oben beschriebenen Ausführungsformen ergeben.
Die vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch die Werkzeugmaschine (10). Die Werkzeugmaschine (10) umfasst die erste Einheit (26) einschließlich der Spindel (26X), auf der das erste Werkzeug montiert ist, die zweite Einheit (28), auf der das erste Werkzeug oder das zweite Werkzeug, das sich von dem ersten Werkzeug unterscheidet, montiert ist, das Trägerelement (32), das die erste Einheit (26) und die zweite Einheit (28) trägt, den Tisch (24), der das zu bearbeitende Objekt trägt, den Relativbewegungsmechanismus (60, 62, 64), der den Tisch (24) veranlasst, sich relativ zu dem Trägerelement (32) zu bewegen, die Bewegungssteuereinheit (80), die den Relativbewegungsmechanismus (60, 62, 64) steuert, die Relativpositionserfassungseinheit (82), die die Relativposition des Tisches (24) in Bezug auf das Trägerelement (32) erfasst, und die Abstandsberechnungseinheit (84), die den Abstand zwischen der ersten Einheit (26) und der zweiten Einheit (28) auf der Grundlage der Relativposition, wenn die erste Einheit (26) und der Tisch (24) die erste Relativpositionsbeziehung erreicht haben, und der Relativposition, wenn die zweite Einheit (28) und der Tisch (24) die zweite Relativpositionsbeziehung erreicht haben, berechnet. In Übereinstimmung mit solchen Merkmalen kann der Abstand zwischen der Spindel (26X) der ersten Einheit (26) und dem Halter der zweiten Einheit (28) leicht erfasst werden.
Die Abstandsberechnungseinheit (84) kann den Abstand basierend auf der relativen Position berechnen, wenn der Sensor (50), der auf dem Tisch (24) montiert ist, das erste zu erfassende Objekt (56), das auf der ersten Einheit (26) montiert ist, erfasst hat, und der relativen Position, wenn der Sensor (50) das zweite zu erfassende Objekt (58), das auf der zweiten Einheit (28) montiert ist, erfasst hat. In Übereinstimmung mit diesen Merkmalen können sowohl das erste zu erfassende Objekt (56) als auch das zweite zu erfassende Objekt (58) von dem einzigen Sensor (50) erfasst werden. Ferner kann in dem Fall, dass das Schneidwerkzeug das erste zu erfassende Objekt (56) und das Drehbearbeitungswerkzeug das zweite zu erfassende Objekt (58) ist, der Abstand zwischen der ersten Einheit (26) und der zweiten Einheit (28) auch ohne Wechsel der Werkzeuge berechnet werden.
Die Abstandsberechnungseinheit (84) kann den Abstand basierend auf der relativen Position berechnen, wenn der erste Sensor (50A), der an der ersten Einheit (26) angebracht ist, das zu erfassende Objekt (90) erfasst hat, das auf dem Tisch (24) angebracht ist, und der relativen Position, wenn der zweite Sensor (50B), der an der zweiten Einheit (28) angebracht ist, das zu erfassende Objekt (90) erfasst hat. Da der Sensor nicht auf der Seite des Tisches (24) bereitgestellt werden muss, und ferner eine vorbestimmte Stelle auf dem Tisch (24) als das zu detektierende Objekt (90) verwendet werden kann, ist in Übereinstimmung mit diesen Merkmalen der Arbeitsraum des Tisches (24) weniger wahrscheinlich eingeschränkt zu werden.
Das Trägerelement (32) kann an der Säule (22) angeordnet sein, die sich von der Seite des Tisches (24) in der Richtung erstreckt, die die Oberfläche des Tisches (24) schneidet, die zweite Einheit (28) kann zwischen der Säule (22) und der ersten Einheit (26) angeordnet sein, und die Abstandsberechnungseinheit (84) kann den Abstand in der Richtung entlang der Oberfläche und den Abstand in der Richtung, die die Oberfläche schneidet, berechnen. In Übereinstimmung mit diesen Merkmalen kann der Abstand zwischen der ersten Einheit (26) und der zweiten Einheit (28) mit hoher Genauigkeit berechnet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016153149 A [0002, 0003]

Claims

Werkzeugmaschine (10), umfassend: eine erste Einheit (26) mit einer Spindel (26X), auf der ein erstes Werkzeug montiert ist; eine zweite Einheit (28), an der das erste Werkzeug oder ein zweites Werkzeug, das sich von dem ersten Werkzeug unterscheidet, montiert ist; ein Trägerelement (32), das so konfiguriert ist, dass es die erste Einheit und die zweite Einheit trägt; einen Tisch (24), der so konfiguriert ist, dass er ein zu bearbeitendes Objekt trägt; einen Relativbewegungsmechanismus (60, 62, 64), der so konfiguriert ist, dass er den Tisch veranlasst, sich relativ zum Trägerelement zu bewegen; eine Bewegungssteuereinheit (80), die so konfiguriert ist, dass sie den Relativbewegungsmechanismus steuert; eine Relativpositionserfassungseinheit (82), die so konfiguriert ist, dass sie eine Relativposition des Tisches in Bezug auf das Trägerelement erfasst; und eine Abstandsberechnungseinheit (84), die so konfiguriert ist, dass sie einen Abstand zwischen der ersten Einheit und der zweiten Einheit berechnet, basierend auf der relativen Position, wenn die erste Einheit und der Tisch eine erste relative Positionsbeziehung erreicht haben, und der relativen Position, wenn die zweite Einheit und der Tisch eine zweite relative Positionsbeziehung erreicht haben.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Abstandsberechnungseinheit den Abstand auf der Grundlage der relativen Position berechnet, wenn ein Sensor (50), der auf dem Tisch angebracht ist, ein erstes zu erfassendes Objekt (56) erfasst hat, das auf der ersten Einheit angebracht ist, und der relativen Position, wenn der Sensor ein zweites zu erfassendes Objekt (58) erfasst hat, das auf der zweiten Einheit angebracht ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Abstandsberechnungseinheit den Abstand auf der Grundlage der relativen Position berechnet, wenn ein erster Sensor (50A), der an der ersten Einheit angebracht ist, ein zu erfassendes Objekt (90) erfasst hat, das auf dem Tisch angebracht ist, und der relativen Position, wenn ein zweiter Sensor (50B), der an der zweiten Einheit angebracht ist, das zu erfassende Objekt erfasst hat.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: das Trägerelement an einer Säule (22) angeordnet ist, die sich von einer Seite des Tisches in eine Richtung erstreckt, die eine Oberfläche des Tisches schneidet; die zweite Einheit zwischen der Säule und der ersten Einheit angeordnet ist; und die Abstandsberechnungseinheit den Abstand in einer Richtung entlang der Oberfläche und den Abstand in der Richtung, die die Oberfläche schneidet, berechnet.