JP2023018287A - Machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、ワークの形状を確認する技術に関するものである。 The present application relates to a technique for confirming the shape of a workpiece.
従来、加工途中や加工後のワークを計測する方法について種々提案されている。下記特許文献1には、ワークの寸法を計測する外部計測装置を備える工作機械について記載されている。外部計測装置は、計測スタンド及び計測ゲージを備え、主制御部の制御に基づいて、ガントリロボットによって保持したワークの加工寸法を測定する。 Conventionally, various proposals have been made for methods of measuring workpieces during or after machining. Patent Literature 1 listed below describes a machine tool equipped with an external measuring device for measuring dimensions of a work. The external measuring device has a measuring stand and a measuring gauge, and measures the processing dimensions of the workpiece held by the gantry robot under the control of the main control section.
上記した外部計測装置では、ガントリロボットによって外部スタンドの上にワークを一度載置した後、計測ゲージを移動させ外部スタンド上のワークに外部ゲージを接触させることでワークの加工寸法を計測する。このような構成では、ユーザがワークの品質を確認するために計測を指示する操作を行なう度に、外部スタンドの上にワークを載置して計測ゲージを移動させる必要がある。このため、ワークを搬送してから加工結果を判断するまでに必要な時間が長くなる虞があった。 In the external measuring device described above, after the workpiece is once placed on the external stand by the gantry robot, the measurement gauge is moved to bring the external gauge into contact with the workpiece on the external stand, thereby measuring the machining dimensions of the workpiece. In such a configuration, it is necessary to place the work on the external stand and move the measurement gauge every time the user performs an operation to instruct measurement in order to check the quality of the work. For this reason, there is a possibility that it takes a long time to determine the machining result after the work is transported.
本願は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ワークの加工寸法が所望の品質を満たしているか否かを判断するのに必要な時間を短縮できる工作機械を提供することを目的とする。 The present application has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a machine tool capable of shortening the time required to determine whether or not the machining dimensions of a workpiece meet the desired quality. .
上記課題を解決するために、本明細書は、ワークを加工する加工装置と、前記ワークを載置する載置部を有する置台と、前記加工装置と前記置台の間で前記ワークを搬送するローダと、前記ローダの動作を制御する制御装置と、前記ローダが前記加工装置から前記置台の前記載置部まで前記ワークを搬送する際に、前記ワークが通過する位置に設けられ、前記ワークが通過する通過領域を有するゲージ部材と、を備え、前記通過領域は、前記加工装置で加工した後の前記ワークの目標となる加工寸法に応じた幅に設定され、前記制御装置は、前記ローダで保持した前記ワークを前記加工装置から前記載置部まで搬送する際に、前記ローダに保持された前記ワークが前記ゲージ部材の前記通過領域を通過するか否かを、前記ゲージ部材から前記ワークに付与される外力に基づいて判断する、工作機械を開示する。 In order to solve the above problems, the present specification provides a processing apparatus for processing a workpiece, a table having a mounting section for mounting the workpiece, and a loader for transporting the workpiece between the processing apparatus and the table. a controller for controlling the operation of the loader; and a gauge member having a passing area that passes through the workpiece, wherein the passing area is set to a width corresponding to a target machining dimension of the workpiece after machining by the machining device, and the control device holds the workpiece by the loader. When the workpiece held by the loader passes through the passage area of the gauge member when the workpiece is conveyed from the processing device to the placement unit, the gauge member gives the workpiece information as to whether or not the workpiece passes through the passage area of the gauge member. Disclosed is a machine tool that makes decisions based on an applied external force.
本開示の工作機械によれば、制御装置は、ワークを置台の載置部まで搬送する際に、ローダに保持されたワークがゲージ部材の通過領域を通過するか否かを判断する。これにより、ワークを載置部に置きに行く動作の中でワークが通過領域を通過するか否かを判断することで、ワークの加工寸法が所望の品質を満たしているか判断できる。従って、品質を判断するのに必要な時間を短縮できる。 According to the machine tool of the present disclosure, the control device determines whether or not the work held by the loader will pass through the passage area of the gauge member when the work is conveyed to the mounting section of the mounting table. Accordingly, by determining whether or not the work passes through the passage area during the operation of placing the work on the placement section, it is possible to determine whether the machining dimensions of the work satisfy the desired quality. Therefore, the time required to judge quality can be shortened.
以下、本願の工作機械を具体化した一実施形態について、図を参照しつつ詳しく説明する。図1に示すように、本実施形態の工作機械10は、本体装置11と、ローダ13と、入口装置15と、出口装置17と、ワーク置台(以下、「置台」という)18を備えている。尚、図1は、各装置内に設けられた装置や機器(レール台47など)の一部を透過的に図示している。また、以下の説明では、図1に示すように、工作機械10を正面から見た方向を基準として、機械幅方向であって装置の設置面19に水平な方向を左右方向、装置の設置面19に平行で左右方向に垂直な方向を前後方向、左右方向及び前後方向に垂直な方向を上下方向と称して説明する。
An embodiment embodying the machine tool of the present application will be described in detail below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a
(工作機械10の構成について)
工作機械10は、左右方向において左から順番に出口装置17、置台18、本体装置11、入口装置15の順に配置されている。図2は、工作機械10のブロック図を示している。図2に示すように、工作機械10の制御装置21は、PU(プロセッシングユニット)23、ROM25、RAM27を有するコンピュータを主体とするものであり、数値制御やシーケンス制御を実行する。ROM25には、工作機械10の動作を制御するための制御プログラム29や各種のデータが格納されている。RAM27は、ユーザによって入力された情報、加工したワークの数などの生産情報等を記憶する。
(Regarding the configuration of the machine tool 10)
The
図1及び図2に示すように、本体装置11の装置カバー11A内には、ワークWを保持して回転する主軸装置32、工具を保持してワークWの加工を実行する刃物台33等を有する加工装置31が設けられている。主軸装置32及び刃物台33は、駆動部34を介して制御装置21に接続されている。駆動部34は、例えば、主軸装置32の駆動源であるモータを制御するアンプ、加工装置31に取り付けられた各種センサと接続されるインタフェース等を備えている。主軸装置32は、制御装置21の制御に基づいてワークWの回転速度等を変更される。刃物台33は、制御装置21の制御に基づいて回転角度の変更(角度の割り出し)等を実行する。また、装置カバー11Aの前面には、操作部35が設けられている。操作部35は、例えば、タッチパネルやスイッチ等を備え、制御装置21の制御に基づいて、工作機械10に関する情報の表示や動作指示の受け付けなどを行う。
As shown in FIGS. 1 and 2, inside the
ローダ13は、入口装置15、本体装置11の主軸装置32、置台18、出口装置17の間でワークWの受け渡しを実行する。ローダ13は、例えば、ガントリ式のワーク搬送装置であり、X軸スライド41、Z軸スライド43、ヘッド45を備えている。X軸スライド41は、装置カバー11A内に設けられたフレーム部材(図示略)の上部に固定されたレール台47を有する。レール台47の上面には、例えば、走行レール及び走行ラック(図示略)が設けられている。X軸スライド41は、走行レールに沿って摺動可能に構成された走行部48を有し、制御装置21の制御に基づいて走行部48に内蔵されたX軸モータ49を駆動する。X軸モータ49は、例えば、サーボモータであり、ローダ13の駆動源として機能し、出力軸に固定されたピニオンをレール台47の走行用ラックの歯部に噛合させることで、走行部48を左右方向における任意の位置へ移動させる。
The
Z軸スライド43は、X軸スライド41の走行部48に取り付けられている。従って、Z軸スライド43は、X軸スライド41の駆動に基づいて左右方向へ移動する。Z軸スライド43は、例えば、上下方向に沿った昇降アームを有している。その昇降アームの下端にはヘッド45が取り付けられている。また、Z軸スライド43は、駆動源としてZ軸モータ51を有している。Z軸モータ51は、例えば、サーボモータである。Z軸モータ51の出力軸は、昇降アームに形成されたラックに駆動連結されている。Z軸スライド43は、制御装置21の制御に基づいてZ軸モータ51を駆動し、昇降アームの上下方向における位置を変更する。これにより、ヘッド45は、Z軸スライド43の駆動に基づいて上下方向における位置を変更される。従って、ヘッド45は、X軸スライド41及びZ軸スライド43の駆動に基づいて、左右方向及び上下方向における任意の位置へ移動する。尚、X軸モータ49及びZ軸モータ51は、サーボモータに限らず、リニアモータ等の他の種類のモータでも良い。
The Z-
ヘッド45には、一対のチャック機構53(図3参照)が取り付けられている。一対のチャック機構53は、ヘッド45から後方に突出したチャック本体部55に対して互いに異なる方向(図3では上方と下方)を向いた状態で取り付けられている。また、ヘッド45には、例えば、エアを用いたロータリー式のアクチュエータ54(図3参照)が内蔵されている。ヘッド45は、制御装置21の制御に基づいてアクチュエータ54を駆動することで、チャック本体部55を所定の回転軸(例えば、前後方向に沿った回転軸)を中心に旋回させる。これにより、一対のチャック機構53は、互いの位置を変更され、主軸装置32や置台18との間でワークWを受け渡すチャック機構53が入れ替えられる。
A pair of chuck mechanisms 53 (see FIG. 3) are attached to the
また、一対のチャック機構53の各々は、ワークWを挟持する爪などを備え、他の装置との間でワークWの受け渡しを実行する。一対のチャック機構53の各々には、爪を開閉する駆動源としてエアシリンダ56(図2参照)が内蔵されている。チャック機構53は、制御装置21の制御に基づいてエアシリンダ56を駆動することでワークWを把持する、又はワークWの把持を解除する。
Also, each of the pair of
また、図2に示すように、X軸スライド41には、左右方向における走行部48の位置情報を出力するリニアスケール57が設けられている。制御装置21は、リニアスケール57から取得した位置情報(スケール値)に基づいてX軸モータ49を制御し、左右方向における走行部48(ヘッド45)の位置を変更する。例えば、制御装置21は、制御プログラム29に基づいて走行部48の次の移動先の位置(左右方向における座標(X座標))を決定する。制御装置21は、決定した移動先位置と走行部48の現在位置に基づいてX軸モータ49を動作させる目標トルクを決定する。制御装置21は、決定した目標トルクを駆動部34のアンプへ出力する。駆動部34は、制御装置21から取得した目標トルクに基づいてX軸モータ49へ供給する電力(三相電力の電流値や周期など)を変更し、走行部48を目標トルクで移動させる。駆動部34は、所定の周期毎にリニアスケール57の位置情報(スケール値)を取得し、目標トルクと位置情報に基づいてX軸モータ49に供給する電力をフィードバック制御し走行部48の移動速度や加速度等を変更する。
Further, as shown in FIG. 2, the
同様に、Z軸スライド43には、上下方向におけるヘッド45の位置情報を出力するエンコーダ59が設けられている。制御装置21は、エンコーダ59から取得した位置情報(エンコーダ値)に基づいてZ軸モータ51を制御し、上下方向におけるヘッド45の位置を変更する。制御装置21は、例えば、駆動部34のアンプを介してZ軸モータ51に供給する電力をフィードバック制御する。
Similarly, the Z-
また、制御装置21は、ワークWを保持したローダ13を移動させる際に、ワークWやチャック機構53に付与される外力に基づいた制御を実行する。具体的には、制御装置21は、例えば、ワークWに付与される外力(外部付加トルク)に応じてX軸モータ49やZ軸モータ51に発生するトルクによるトルク制限を実行する。制御装置21は、ローダ13の移動中においてX軸モータ49やZ軸モータ51に発生するトルクを算出する。トルクを算出する方法は特に限定されないが、例えば、制御装置21は、駆動部34のアンプに発生する電流値やX軸モータ49の回転速度等に基づいてX軸モータ49に発生するトルク(左右方向の外力)を算出する。同様に、制御装置21は、駆動部34のアンプに発生する電流値やZ軸モータ51の回転速度等に基づいてZ軸モータ51に発生するトルク(上下方向の外力)を算出する。あるいは、工作機械10は、走行部48、ヘッド45、チャック機構53、ワークW等に付加される外力を検出するセンサ(トルクセンサや荷重センサ)などを備えても良い。そして、制御装置21は、トルクセンサに基づいてワークWやチャック機構53に付与される外力を検出しても良い。
Further, the
図2に示すように、ROM25には、閾値トルクT1と、搬送時トルクT2とが記憶されている。閾値トルクT1は、後述する通過領域をワークWが通過するか否かを判断する閾値である。搬送時トルクT2は、閾値トルクT1を用いない場合において、ローダ13によって搬送されるワークWやチャック機構53に付与される外力を判断する閾値である。閾値トルクT1及び搬送時トルクT2の詳細については後述する。
As shown in FIG. 2, the
また、図1に示す入口装置15は、ユーザや前工程の装置(図示略)からワークWを受けとってローダ13に受け渡す装置である。また、入口装置15とローダ13とがワークWを受け渡す位置は、右側フェンス61によって前面を覆われている。また、出口装置17は、ユーザや後工程の装置(図示略)との間でワークWを受け渡す装置である。出口装置17とローダ13とがワークWを受け渡す位置は、左側フェンス62によって前面を覆われている。左側フェンス62は、工作機械10の前面を覆う装置カバーであり、装置カバー11Aの左端部に固定され、出口装置17の一部を覆っている。左側フェンス62には、出口装置17とローダ13のワークWの受け取り位置にアクセス可能な扉63が設けられている。左右方向における扉63と本体装置11との間には、置台18が配置されている。
The
(置台18について)
図3は、本体装置11及び置台18を左側から見た模式図である。図4は、置台18の上面図である。図1、図3及び図4に示すように、置台18は、置台本体部71、フレーム部材72、スライド部材73を有している。尚、図3及び図4は、置台本体部71内に収納される収納位置P1まで押し込んだスライド部材73と、ワークWを取り出し可能な取り出し位置P2まで引き出したスライド部材73の両方を図示している。置台18は、複数(例えば、4本)のフレーム部材72によって設置面19に対して立った(立設した)状態で配置されている。置台本体部71は、フレーム部材72によって設置面19から所定の高さの位置に保持されている。フレーム部材72は、前方に配置された左側フェンス62によってその一部を覆われている。
(Regarding the stand 18)
FIG. 3 is a schematic diagram of the
置台本体部71は、例えば、上下方向に薄く、左右方向に所定の幅を有し、前後方向に長い長方形の略板状の部材である。スライド部材73は、置台本体部71に対して前後方向へスライド可能に保持されている。例えば、置台本体部71には、ベアリング式のスライド機構75や回転部材77(ワッシャーなど)が設けられ、スライド部材73を下方からスライド可能(引き出し可能)に保持している。スライド部材73の前端には、前面カバー79が取り付けられている。置台18は、収納位置P1において、左側フェンス62に設けられた開口62A(図1参照)から前面カバー79を露出させている。ユーザは、前面カバー79のハンドル81を引っ張ることで、スライド部材73を前方側へ引き出すことができる。
The table
また、スライド部材73には、ワークWを載置可能な載置部85が設けられている。載置部85は、底板87と、複数の支持部材89を有している。底板87は、板状の金属部材であり、スライド部材73の上面に固定されている。底板87の上面には、例えば、3つの支持部材89が左右方向に並んで配置されている。支持部材89は、ワークWの外周形状に合わせた溝が上端部に形成され、この溝に上方から挿入されたワークWを下方から支持する。工作機械10は、例えば、軸方向の長さが異なるワークWを加工可能となっている。工作機械10は、ワークWの軸方向の長さに応じて、3つの支持部材89のうち、例えば、2つ(図4の左側2つ)の支持部材89のみを使用する場合や、3つの支持部材89を全て使用する場合がある。尚、図4は、取り出し位置P2の底板87や支持部材89の図示を省略している。
Further, the
図5は、置台18の載置部85を正面から見た模式図である。図3~図5に示すように、スライド部材73には、第1側壁101と、第2側壁102とが設けられている。第2側壁102は、左右方向の間に載置部85を間に挟んで第1側壁101とは反対側に配置されている。第1側壁101は、例えば、左右方向に薄い金属製の板部材であり、スライド部材73の左側の端部(縁部)に沿って固定されている。また、第2側壁102は、左右方向に薄い金属製の板部材であり、スライド部材73の右側の端部(縁部)に沿って固定されている。載置部85に配置されたワークWは、第1及び第2側壁101,102の左右方向の間に配置される。
FIG. 5 is a schematic diagram of the mounting
また、置台18は、ワークWを通過させる通過領域111(図5参照)を有するゲージ部材104が設けられている。ゲージ部材104は、第1ゲージ部材105、第2ゲージ部材106、スライド基部107、レール部108、固定部材109を有している。第1及び第2ゲージ部材105,106は、例えば、金属製の部材であり、左右方向において互いに対向する平面を有している。通過領域111は、第1及び第2ゲージ部材105,106の対向する平面で挟まれた部分に形成されている。換言すれば、第1及び第2ゲージ部材105,106は、互いに対向する平面間に、ワークWの加工寸法を検査するための通過領域111を形成している。
Further, the mounting table 18 is provided with a
第1ゲージ部材105は、第1側壁101によって載置部85の上方に保持されている。また、スライド基部107は、第2側壁102の上部に固定されている。スライド基部107の上には、左右方向に沿ってレール部108が設けられている。第2ゲージ部材106は、レール部108に取り付けられ、スライド基部107に対して左右方向へスライド移動可能に保持されている。従って、第2ゲージ部材106は、第2側壁102、スライド基部107及びレール部108によって載置部85の上方に保持されている。第2ゲージ部材106は、通過領域111を間に挟んで第1ゲージ部材105とは反対側に配置されている。
The
上記したように、ゲージ部材104は、第1及び第2側壁101,102を介してスライド部材73に取り付けられている。ゲージ部材104、第1及び第2側壁101,102は、スライド部材73とともに前後方向にスライド移動し、左側フェンス62(装置)の外側に引き出される。尚、ゲージ部材104、第1及び第2側壁101,102を、例えば、置台本体部71に取り付け、スライド部材73を左側フェンス62から引き出してもスライド部材73とともに引き出されない構成(左側フェンス62の後方に収納されたままの構成)としても良い。
As noted above, the
ユーザは、スライド基部107に対して第2ゲージ部材106をスライド移動させることで、第1及び第2ゲージ部材105,106の間の距離、即ち、通過領域111の左右方向の幅を変更できる。また、第2ゲージ部材106は、固定部材109によってスライド基部107に対して固定可能となっている。固定部材109は、例えば、第2ゲージ部材106に挿入されたボルトであり、スライド基部107に設けられた雌ネジに対して螺合される。第2ゲージ部材106は、固定部材109を締め付けることでスライ位置を固定され、固定部材109を緩めることでスライド位置を変更可能となる。スライド基部107及びレール部108は、本開示のスライド機構の一例である。
By sliding the
例えば、ユーザは、加工装置31で加工するワークWの目標となる加工寸法を、操作部35を操作して設定する。制御装置21は、ユーザによって設定された加工寸法に応じて加工装置31を制御し、ワークWを設定された加工寸法に加工する。また、ユーザは、加工を開始する前や品質チェックを実施する前に、固定部材109を緩めて第2ゲージ部材106をスライド移動させる。ユーザは、操作部35で設定した加工寸法(目標寸法)に応じた幅の通過領域111となる位置に第2ゲージ部材106を配置し固定部材109を締め付けて固定する。これにより、加工後のワークWの加工寸法に応じた幅に通過領域111を設定できる。ここでいう加工寸法に応じた幅とは、例えば、操作部35で設定した目標となる加工寸法の値に、加工誤差を加算した幅である。加工誤差は、例えば、ワークWの加工で許容される寸法の誤差であり、加工装置31の加工精度等に応じた距離である。加工誤差は、予め工作機械10のベンダーが設定した値でも良く、使用するユーザが加工作業の結果や経験に基づいて設定した値でも良い。
For example, the user operates the
また、図4に示すように、置台本体部71には、光電センサ91と、近接センサ92とが設けられている。光電センサ91は、投光部と受光部を結ぶ光軸の間に載置部85のワークWを配置する構成となっている。このため、工作機械10は、光電センサ91の検出信号に基づいて、載置部85におけるワークWの有無を検出できる。第1及び第2側壁101,102の各々には、光電センサ91の光軸に合わせて貫通孔が形成されている。これにより、ゲージ部材104を載置部85の上方に配置しつつ、載置部85に配置されたワークWを検出できる。
Further, as shown in FIG. 4 , a
また、近接センサ92は、例えば、誘導形の近接センサであり、載置部85に載置されたワークWの軸方向において、ワークWの先端から所定の距離だけ離れた位置に配置されている。近接センサ92は、例えば、ワークWの先端に向けて検出方向を固定された状態で第2側壁102に固定されている。近接センサ92は、3つの支持部材89を使用する長いワークWが載置部85に載置された場合と、2つの支持部材89を使用する短いワークWが載置部85に載置された場合で、ワークWの先端との距離が変り、異なる検出信号を出力する。これにより、工作機械10は、近接センサ92の検出信号に基づいて、載置部85に載置されたワークWの種類を判定できる。
The
(ワークWを置台18に載置する動作)
次に、ローダ13が置台18にワークWを載置する際の動作について説明する。本実施形態の制御装置21は、載置部85にワークWを載置する際に、載置部85の上方に設けられたゲージ部材104によって加工後のワークWの外径寸法を検査する。詳述すると、例えば、制御装置21は、操作部35の品質チェックボタンをタッチ操作されると、ローダ13を制御して、主軸装置32に配置されたワークWを、即ち、加工後のワークWを置台18の載置部85まで移動させる制御を実行する。制御装置21は、ワークWを載置部85に載置する作業が完了すると、載置が完了したことを示すメッセージを操作部35に表示等する。ユーザは、スライド部材73を引き出すことで、載置部85のワークW、即ち、加工後のワークWの加工品質等を確認することができる。
(Operation of placing workpiece W on table 18)
Next, the operation when the
本実施形態では、載置部85の上方には、通過領域111を有するゲージ部材104が設けられている。ユーザは、例えば、品質チェックボタンの操作をする前に、第2ゲージ部材106をスライド移動させ、加工装置31で加工した後のワークWの目標となる加工寸法(上記した加工寸法の設定値など)に応じた幅に通過領域111の左右方向の幅を設定する。ユーザは、例えば、軸方向に長いワークWの基端部と先端部の間の距離に、上記した加工誤差を加算した幅に通過領域111を設定する。そして、制御装置21は、ワークWが通過領域111を下方に向かって通過するか否かを、ゲージ部材104(第1及び第2ゲージ部材105,106)からワークWに付与される外力に応じてZ軸モータ51に発生するトルクが閾値トルクT1以上となるか否かに基づいて判断する。これにより、加工後のワークWが、所望の加工寸法に加工されたか否かを、ワークWの通過の有無で判断できる。
In this embodiment, a
図5に示すように、制御装置21は、品質チェックの動作において、ローダ13のヘッド45を加工装置31から置台18の上方まで移動させた後、ヘッド45を載置部85に向かって下方へ移動させる。制御装置21は、例えば、置台18(載置部85)から上下方向に沿って所定の距離だけ上方となる位置(図5の破線で示す位置)からヘッド45を載置部85に向かって下降させる。制御装置21は、ヘッド45を上方の位置から下降させる際に、載置部85から所定の距離Lだけ離れた切替位置P3までヘッド45を第1速度V1で下降させる。制御装置21は、置台18の上方の位置から第1速度V1でヘッド45を上下方向に沿って下降させる。制御装置21は、例えば、X軸モータ49の回転を停止し、Z軸モータ51を制御してヘッド45を第1速度V1で下降させる。
As shown in FIG. 5, in the quality check operation, the
図5に示す例では、切替位置P3は、載置部85の底板87の上面を基準として、上面から上下方向に沿って距離Lだけ上方となる位置に設定されている。切替位置P3は、ゲージ部材104(第1及び第2ゲージ部材105,106)の上面から若干だけ上方の位置となっている。換言すれば、距離Lは、底板87の上面からゲージ部材104よりも若干だけ上方となる位置までの距離となっている。この若干だけ上方となる位置・距離は、例えば、切替位置P3でヘッド45の移動速度を第1速度V1から後述する第2速度V2に切替える切替え制御を開始した場合に、速度の変更が完了するまでにワークWが通過領域111に進入しない距離である。即ち、切替位置P3の位置は、速度の変更前にワークWが通過領域111に進入しないように、速度の切替えを実行するのに必要な移動距離だけゲージ部材104から上方となる位置に設定されている。従って、切替位置P3は、ヘッド45の速度制御の制御誤差、第1速度V1、第2速度V2などに応じて設定することができる。このため、距離Lを上記の条件に従って可能な限り短くすることで、切替位置P3までの搬送時間を短縮しつつ、ワークWの品質チェックを適切に開始できる。尚、制御装置21は、ヘッド45の速度を変更しつつ(減速させつつ)、ヘッド45を通過領域111内に進入させても良い。また、制御装置21は、ヘッド45を第2速度V2で通過領域111に進入させた後、載置部85に向かうに従ってヘッド45を徐々に減速させても良い。
In the example shown in FIG. 5, the switching position P3 is set at a position above the upper surface of the
また、制御装置21は、加工装置31から切替位置P3までローダ13を移動させるまでの間、Z軸モータ51に発生するトルクが搬送時トルクT2以上となるか否かを判断する。例えば、制御装置21は、図5に示す上方の位置からヘッド45を下降させる際に、Z軸モータ51に発生したトルクが搬送時トルクT2以上となった場合、異常処理を実行する。制御装置21は、例えば、ローダ13の停止処理、ヘッド45を退避位置まで移動させる処理、操作部35にアラームを表示する処理、アラーム音を鳴らす処理などを実行する。ユーザは、操作部35の表示等により異常を認識し、ワークWの通過経路に異物がないかなどの点検を行なうことができる。
Further, the
尚、制御装置21は、加工装置31から置台18に向かう他の経路においても搬送時トルクT2による判断を実行しても良い。制御装置21は、例えば、加工装置31から上方へヘッド45を上昇させる際にZ軸モータ51に発生するトルクを搬送時トルクT2で判断しても良い。また、制御装置21は、加工装置31から上昇させた後、ヘッド45を置台18側(左方向)へ移動させる際にX軸モータ49に発生するトルクを搬送時トルクT2で判断しても良い。この場合、上記した異常処理を同様に実行しても良い。また、制御装置21のROM25に、X軸モータ49用の搬送時トルクT2やZ軸モータ51用の搬送時トルクT2を設定し判断に用いても良い。
Note that the
図5及び図6に示すように、制御装置21は、例えば、ヘッド45に保持したワークWの下端が切替位置P3に到達すると、Z軸モータ51のトルクを判断する上限トルクを搬送時トルクT2から閾値トルクT1に切替える。また、制御装置21は、ヘッド45のワークWが切替位置P3に到達すると、Z軸モータ51を制御してヘッド45の下降速度を第1速度V1から第2速度V2に変更する。第2速度V2は、例えば、第1速度V1よりも遅い速度である。制御装置21は、ワークWが通過領域111を通過する際のZ軸モータ51に発生するトルクが閾値トルクT1以上となるか否かを判断する。尚、制御装置21は、ワークWが切替位置P3に到達する前、あるいは切替位置P3を通過した後から速度の変更を開始しても良い。
As shown in FIGS. 5 and 6, for example, when the lower end of the workpiece W held by the
図7に示すように、ワークWが第1及び第2ゲージ部材105,106の両方と接触することなく通過領域111を通過すると、Z軸モータ51に発生するトルクは、所望の目標トルクに維持等され、閾値トルクT1以上とならない。制御装置21は、目標となる載置部85(支持部材89)の位置までワークWを搬送すると、ヘッド45を停止させ、チャック機構53を制御してワークWを支持部材89に載置する。制御装置21は、ヘッド45を置台18から退避させ、ワークWの載置が完了したことを操作部35に表示する。ユーザは、スライド部材73を引き出してワークWの品質を確認できる。また、ワークWが載置部85に載置されていることから、通過領域111を通過してワークWが載置された、即ち、ワークWがゲージ部材104で設定した通過領域111の幅(加工寸法)を満たしていることをユーザに認識させることができる。
As shown in FIG. 7, when the workpiece W passes through the
一方、例えば、刃物台33の工具不良、ヘッド45のチャックミス、主軸装置32のワークWを保持する位置の誤差などが発生すると、ワークWの加工寸法に許容できない誤差、即ち、通過領域111の幅を超える誤差が生じる。この場合、図8に示すように、ワークWが第1及び第2ゲージ部材105,106の少なくとも一方に接触する。ワークWは、下方に移動しながらゲージ部材104に接触することで、ゲージ部材104から外力(反力)Fを付与される。ヘッド45の下降に伴ってZ軸モータ51に発生するトルクは、閾値トルクT1以上となる。この場合、制御装置21は、図8に示すように、チャック機構53を制御してワークWをゲージ部材104の上に載置する制御を実行する。制御装置21は、ワークWをチャック機構53から離すと、ヘッド45を置台18から退避させる。制御装置21は、ワークWの載置が完了したことを操作部35に表示するとともに、ワークWの加工寸法の検査でエラーが発生したことを表示する。これより、ユーザは、載置部85に載置されたワークWが所望の品質(加工寸法)を満たしていないことを認識できる。また、引き出したスライド部材73のゲージ部材104の上にワークWが載置されている、即ち、ワークWが図7に示す正しい位置に載置されていない(支持部材89の上に載っていない)ことからもワークWがゲージ部材104に設定した加工寸法を満たしていないことを認識できる。
On the other hand, if, for example, a tool failure of the
また、制御装置21は、切替位置P3より後の速度、即ち、通過領域111を通過する際の第2速度V2として、切替位置P3より前の第1速度V1に比べて遅い速度を用いて制御する。また、制御装置21は、通過領域111の閾値トルクT1として、搬送時トルクT2よりも小さいトルクを用いる。これにより、速度を遅くすることで通過領域111を通過させる際にワークWに発生する振動等を抑制でき、より小さい閾値トルクT1を用いてトルクの上昇を精度良く検出できる。また、仮にワークWとゲージ部材104とが接触する場合に、ワークWをゲージ部材104に対してゆっくり当てることができ、ゲージ部材104の変形等を抑制できる。例えば、第2速度V2として、ヘッド45を下方へ移動可能な速度のうち、最も遅い速度を採用することでトルクの上昇をより精度良く検出できる。
In addition, the
また、制御装置21は、ヘッド45が切替位置P3まで移動するまでの間、搬送時トルクT2でZ軸モータ51のトルクを判断し、切替位置P3に到達すると判断に用いるトルクを搬送時トルクT2から閾値トルクT1に切替える。これにより、切替位置P3までの搬送時と、通過領域111を通過させる際の検査時とで判断に用いるトルクを変更することで適切な搬送と検査を実行できる。例えば、搬送時トルクT2をより大きくすることで、搬送時のトルクの変動をある程度まで許容し第1速度V1を速くできる。また、閾値トルクT1をより小さくすることで、トルクによるワークWの検査条件をより厳しくできる。
In addition, the
尚、閾値トルクT1は、搬送時トルクT2と同一値でも良く、搬送時トルクT2よりも大きい値でも良い。また、第2速度V2は、第1速度V1と同一速度でも良く、第1速度V1よりも速い速度でも良い。また、制御装置21は、ワークWを加工装置31から切替位置P3まで搬送する間、搬送時トルクT2によるトルクの判断を実行しなくとも良い。
The threshold torque T1 may be the same value as the transfer torque T2, or may be a value larger than the transfer torque T2. Also, the second speed V2 may be the same speed as the first speed V1, or may be a speed higher than the first speed V1. In addition, the
また、制御装置21は、ワークWが通過領域111を通過するか否かを、ゲージ部材104からワークWに付与される外力Fに応じてZ軸モータ51に発生するトルクが閾値トルクT1以上となるか否かに基づいて判断する。このような構成では、Z軸モータ51に発生したトルクによってワークWの品質を判断できる。また、トルクセンサなどのセンサを別途設けずに、駆動部34のアンプに発生する電流値等に基づくトルクと閾値トルクT1を比較することでワークWの品質を判断できる。
Further, the
また、ゲージ部材104は、第2ゲージ部材106を左右方向にスライドさせることで通過領域111の大きさを変更するスライド機構(スライド基部107やレール部108)と、第2ゲージ部材106のスライド位置を固定する固定部材109を有している。これによれば、ユーザは、第2ゲージ部材106の位置を変更しスライド位置を固定することで、所望の加工寸法に合った、即ち、目的のワークWの外径形状に合った大きさに通過領域111の大きさを変更し検査できる。
In addition, the
また、本実施形態のゲージ部材104の通過領域111は、載置部85の上方に配置されている。これによれば、載置部85に向かって上方から一直線に下降するワークWの品質を、ゲージ部材104の通過の有無によって判断できる。従って、置台18に置きに行く直線移動の過程で品質について判断できる。従来技術のようなワークWを一度載置した後、計測ゲージを移動させ測定するような動作が不要となる。
In addition, the
尚、図3等に示す上記したゲージ部材104の構成は、一例である。例えば、第2ゲージ部材106は、第2側壁102に対して左右方向の位置を固定される構成でも良い。即ち、ゲージ部材104は、スライド基部107やレール部108などのスライド機構を備えなくとも良い。また、第1ゲージ部材105をスライド移動可能に構成し、第1及び第2ゲージ部材105,106の両方が移動する構成としても良い。また、第1及び第2ゲージ部材105,106をスライド部材73(第1及び第2側壁101,102)に取り付けたが、第1及び第2ゲージ部材105,106の少なくとも一方を本体装置11に取り付けても良い。例えば、第1ゲージ部材105を、本体装置11の左側側面11B(図3参照)に取り付けても良い。この場合、第1ゲージ部材105や第1側壁101を置台18に設けなくとも良い。また、ゲージ部材104を載置部85の上方に設置したが、この設置位置は、一例であり、ワークWが通過する他の位置でも良い。例えば、図1のゲージ部材104Aに示すように、加工装置31から受け取ったワークWをローダ13で上方へ搬送する際に、ヘッド45のワークWが通過する位置にゲージ部材104Aを設けても良い。この場合、置台18にゲージ部材104を設けなくとも良い。
Note that the configuration of the
あるいは、図1のゲージ部材104Bに示すように、加工装置31側から置台18側へ左方向にヘッド45を移動させる際に、ワークWが通過する位置にゲージ部材104Bを設けても良い。この場合、制御装置21は、上記したZ軸モータ51のトルクによる判断と同様に、左方向に移動する際のX軸モータ49に発生するトルクを閾値トルクT1や搬送時トルクT2を用いて判断しても良い。また、ROM25に記憶される閾値トルクT1及び搬送時トルクT2として、X軸モータ49及びZ軸モータ51に対応する値をROM25に記憶させても良い。また、制御装置21は、ヘッド45を左下方に移動させながら、即ち、X軸モータ49とZ軸モータ51の両方を駆動させながら各モータに発生するトルクの両方を判断し、通過領域111の通過を判断しても良い。
Alternatively, as shown in the
また、制御装置21は、Z軸モータ51に発生するトルクが閾値トルクT1以上となった場合、即ち、ワークWが通過領域111を通過しないと判断したことに応じて、ワークWをゲージ部材104の上に載置しなくとも良い。例えば、制御装置21は、通過領域111を通過しない加工不良のワークWを所定の不良品置き場等に搬送しても良い。
Further, when the torque generated in the Z-
また、ゲージ部材104の形状、数等は適宜変更可能である。図10は、別例のゲージ部材104Cを示しており、ゲージ部材104Cを上方から見た模式図を示している。図10に示すように、例えば、ゲージ部材104Cの第1及び第2ゲージ部材105,106を、ワークWの外径形状に沿った形状(型抜きした形状)としても良い。第1及び第2ゲージ部材105,106の切り欠いた部分を、ワークWの目標とする加工寸法よりも若干だけ大きくしても良い。この場合、第1及び第2ゲージ部材105,106の切り抜かれた部分の領域は、通過領域111Aとして機能する。
Also, the shape, number, etc. of the
また、図11のゲージ部材104Dに示すように、例えば、環状のワークWを平面が上方を向くようにしてチャック機構53で挟持した場合に、先端の尖った3つのゲージ部材104Dをチャック機構53と干渉しない位置に配置しても良い。この場合、3つのゲージ部材104Dの先端で囲まれた領域は、通過領域111Bとして機能する。従って、本願のゲージ部材は、3つ以上の部材で構成されても良い。あるいは、ゲージ部材は、1つの部材(例えば、図10の第2ゲージ部材106のみ)でも良い。
Further, as shown in the
また、ゲージ部材104は、置台18に対して着脱可能な構成でも良い。ゲージ部材104は、ワークWの形状に応じて、ユーザによって交換可能な構成でも良い。これにより、ユーザは、段取り替えに応じて次に加工するワークWの加工形状に応じたゲージ部材104を置台18に設置することができる。
Also, the
因みに、スライド基部107、レール部108は、スライド機構の一例である。X軸モータ49、Z軸モータ51は、モータの一例である。
Incidentally, the
以上、上記した本実施形態では、以下の効果を奏する。
本願の一態様である工作機械10は、ローダ13のヘッド45で加工装置31から置台18の載置部85までワークWを搬送する際に、ワークWが通過する位置にゲージ部材104が設けられている。制御装置21は、ヘッド45で保持したワークWが通過領域111を通過するか否かを、ゲージ部材104からワークWに付与される外力Fに基づいて判断する。これによれば、ワークWを載置部85に置きに行く動作の中でワークWが通過領域111を通過するか否かを判断することで、ワークWの加工寸法が所望の品質を満たしているか判断できる。
As described above, the present embodiment described above has the following effects.
The
また、本願は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。
例えば、本開示の加工装置の構成は、特に限定されない。例えば、加工装置31は、旋盤、フライス盤、ボール盤、ミーリングセル、ターニングセンタ、マシニングセンタなどでも良い。
また、ローダ13は、前後方向(Y軸方向)に移動可能な構成でも良い。この場合、ヘッド45をY軸方向(前後方向)へ移動させ、ゲージ部材104の通過領域111にワークWを通過させて加工寸法を判断しても良い。即ち、工作機械10は、前後方向へワークWを移動させて加工寸法を検査しても良い。
置台18は、スライド部材73を引き出しできない構成でも良い。例えば、載置部85を置台18に対して固定しても良い。
In addition, the present application is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various aspects with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
For example, the configuration of the processing apparatus of the present disclosure is not particularly limited. For example, the
Also, the
The
制御装置21は、トルクセンサや荷重センサで検出した外力に基づいてワークWが通過領域111を通過したか否かを判断しても良い。
制御装置21は、操作部35の品質チェックの操作に応じてワークWを置台18に載置する動作を実行しワークWの加工寸法を判断したが、他のタイミングで実行しても良い。例えば、制御装置21は、ワークWの加工が終了するごとにワークWを通過領域111に移動させ、加工寸法を判断しても良い。そして、制御装置21は、通過領域111を通過したワークWのみを出口装置17に渡しても良い。また、制御装置21は、所定の条件に基づいて、例えば、予め設定された回数(ワークWの加工回数)ごとにゲージ部材104によるワークWの加工寸法の検査を自動で実行しても良い。
The
Although the
10 工作機械、13 ローダ、18 置台、21 制御装置、31 加工装置、49 X軸モータ(モータ)、51 Z軸モータ(モータ)、104 ゲージ部材、85 載置部、104,104A,104B,104C,104D ゲージ部材、105 第1ゲージ部材、106 第2ゲージ部材、107 スライド基部(スライド機構)、108 レール部(スライド機構)、109 固定部材、111,111A,111B 通過領域、F 外力、L 距離、P3 切替位置、T1 閾値トルク、T2 搬送時トルク、V1 第1速度、V2 第2速度、W ワーク。
REFERENCE SIGNS
Claims (7)
前記ワークを載置する載置部を有する置台と、
前記加工装置と前記置台の間で前記ワークを搬送するローダと、
前記ローダの動作を制御する制御装置と、
前記ローダが前記加工装置から前記置台の前記載置部まで前記ワークを搬送する際に、前記ワークが通過する位置に設けられ、前記ワークが通過する通過領域を有するゲージ部材と、
を備え、
前記通過領域は、
前記加工装置で加工した後の前記ワークの目標となる加工寸法に応じた幅に設定され、
前記制御装置は、
前記ローダで保持した前記ワークを前記加工装置から前記載置部まで搬送する際に、前記ローダに保持された前記ワークが前記ゲージ部材の前記通過領域を通過するか否かを、前記ゲージ部材から前記ワークに付与される外力に基づいて判断する、工作機械。 a processing device for processing a workpiece;
a mounting table having a mounting portion for mounting the workpiece;
a loader that transports the workpiece between the processing device and the table;
a control device that controls the operation of the loader;
a gauge member provided at a position through which the work passes when the loader conveys the work from the processing device to the mounting portion of the mounting table, the gauge member having a passage area through which the work passes;
with
The passing area is
The width is set according to the target processing dimensions of the workpiece after being processed by the processing device,
The control device is
When the work held by the loader is conveyed from the processing device to the placement unit, the gauge member determines whether or not the work held by the loader passes through the passage area of the gauge member. A machine tool that determines based on an external force applied to the workpiece.
前記載置部の上方に配置される、請求項1に記載の工作機械。 The passage area of the gauge member is
The machine tool according to claim 1, arranged above said mounting section.
前記載置部を前記工作機械の外側へ引き出し可能に構成され、
前記制御装置は、
前記ワークが前記通過領域を通過したことに応じて、前記ローダに保持した前記ワークを前記載置部に載置し、
前記ワークが前記通過領域を通過しないと判断したことに応じて、前記ローダに保持した前記ワークを前記ゲージ部材の上に載置する、請求項1又は請求項2に記載の工作機械。 The table is
The placement section is configured to be able to be pulled out to the outside of the machine tool,
The control device is
placing the work held by the loader on the mounting portion in response to the work passing through the passage area;
3. The machine tool according to claim 1, wherein said workpiece held by said loader is placed on said gauge member in response to determining that said workpiece does not pass through said passage area.
第1ゲージ部材と、
前記通過領域を間に挟んで前記第1ゲージ部材とは反対側に配置される第2ゲージ部材と、
前記第2ゲージ部材をスライド移動可能に保持し、前記第2ゲージ部材をスライドさせることで前記通過領域の大きさを変更するスライド機構と、
前記スライド機構における前記第2ゲージ部材のスライド位置を固定する固定部材と、
を有する、請求項1から請求項3の何れか1項に記載の工作機械。 The gauge member is
a first gauge member;
a second gauge member disposed on the side opposite to the first gauge member with the passing area interposed therebetween;
a slide mechanism that slidably holds the second gauge member and slides the second gauge member to change the size of the passage area;
a fixing member that fixes the slide position of the second gauge member in the slide mechanism;
4. A machine tool according to any one of claims 1 to 3, comprising:
駆動源として機能するモータを有し、
前記制御装置は、
前記ワークが前記通過領域を通過するか否かを、前記ゲージ部材から前記ワークに付与される外力に応じて前記モータに発生するトルクが所定の閾値トルク以上となるか否かに基づいて判断する、請求項1から請求項4の何れか1項に記載の工作機械。 The loader
having a motor functioning as a drive source,
The control device is
Whether or not the workpiece passes through the passage area is determined based on whether or not the torque generated in the motor according to the external force applied to the workpiece from the gauge member is equal to or greater than a predetermined threshold torque. A machine tool according to any one of claims 1 to 4.
前記ローダを前記加工装置から前記載置部まで移動させる際に、前記載置部から所定の距離だけ離れた切替位置まで前記ローダが移動するまでの間、前記モータに発生するトルクが搬送時トルク以上となるか否かを判断し、
前記ローダが前記切替位置に到達すると、前記搬送時トルクから前記閾値トルクに切替え、前記ワークが前記通過領域を通過する際の前記モータに発生するトルクを前記閾値トルクで判断する、請求項5に記載の工作機械。 The control device is
When the loader is moved from the processing device to the placement section, the torque generated in the motor is equal to the transfer torque until the loader moves to a switching position separated from the placement section by a predetermined distance. Determine whether or not
6. The method according to claim 5, wherein when the loader reaches the switching position, the transfer torque is switched to the threshold torque, and the torque generated in the motor when the workpiece passes through the passage area is determined from the threshold torque. Machine tools as described.
前記搬送時トルクよりも小さいトルクであり、
前記制御装置は、
前記切替位置まで前記ローダを移動させる第1速度に比べて、前記切替位置から前記通過領域を通過させる際に前記ローダを移動させる第2速度を遅くする、請求項6に記載の工作機械。 The threshold torque is
a torque smaller than the torque during transportation,
The control device is
7. The machine tool according to claim 6, wherein a second speed at which said loader is moved when passing through said passage area from said switching position is slower than a first speed at which said loader is moved to said switching position.
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