TW201728389A - 工具機及其控制裝置 - Google Patents

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Toshiyuki Suzuki
Akinobu Kanda
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Citizen Watch Co Ltd
Citizen Machinery Co Ltd
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Abstract

本發明提供一種工具機及該工具機的控制裝置，係不使構造及控制部雜化，且不依賴加工，而可藉由簡單的結構及控制，使主軸於任意範圍移動，防止對接合手段之不良影響同時進行加工。該工具機係將可開關地保持工件之主軸，於軸線方向可移動地設置在床台上，控制該主軸於每次由該工件加工規定之製品時，解除該工件的保持並於軸線方向移動，在規定的保持位置進行該工件的保持，將隨著該主軸之移動而改變接合位置之接合手段設置於該主軸及該床台之間，由該工件連續地實行該製品的加工，該保持位置係每次加工製品時被設定，以使該接合手段對應該主軸的加工移動而在各自不同的接合範圍接合。

Description

工具機及其控制裝置
本發明係關於一種進行工件加工之工具機，及該工具機之控制裝置。
以往已知有一種工具機，該工具機係將可開關地保持工件之主軸於軸線方向可移動地設置在床台上，控制前述主軸於每次由該工件加工規定之製品時，解除前述工件的保持並於軸線方向移動，在規定的保持位置進行前述工件的保持，將隨著前述主軸之移動而改變接合位置之接合手段設置於前述主軸及前述床台之間，前述主軸於每次加工前述製品時在前述保持位置保持前述工件，且隨著前述製品的加工而加工移動，藉此由前述工件連續地實行前述製品的加工。然而，由前述工件生產多個規定之製品的情形，主軸在軸線方向之規定範圍來回運動，會有導致前述接合手段的接合位置局部性磨耗之疑慮。
另一方面，已知有如日本專利第2506209號(參照申請專利範圍第1項及第1圖)之數值控制車床，其具備保持工具之車刀台、床台、主來回移動台、副來回移動台、主滾珠螺桿機構及副滾珠螺桿機構，該工具係加工主軸所保持之工件，該床台在與主軸相同之方向可移動地保持車刀台，該主來回移動台被支持於前述床台上且相對於前述主軸往正交方向移動，該副來回移動台支持該車刀台並且往與主來回移動台相同之方向移動，該主滾珠螺桿機構往相對於前述主軸之正交方向驅動該主來回移動台，該副滾珠螺桿機構往相對於前述主軸之正交方向驅動該副來回移動 台，藉由主來回移動台與副來回移動台之組合，進行車刀台往相對於前述主軸之正交方向移動，使主來回移動台與副來回移動台的位置相對變化，防止主滾珠螺桿機構及副滾珠螺桿機構或者與其相關之滑動手段等之接合手段的局部磨耗。
然而，適用於前述車刀台之移動的主滾珠螺桿機構及副滾珠螺桿機構，若適用於主軸之移動，則會有關於前述主軸之結構及控制變得複雜的問題。
在此，本發明係解決前述先前技術的問題，亦即，本發明之目的係提供一種工具機及該工具機之控制裝置，不依賴加工，而可藉由簡單的結構及控制，使主軸於任意範圍移動，防止對接合手段之不良影響同時進行加工。
本案申請專利範圍第1項之發明係一種工具機，其係將可開關地保持工件之主軸，於軸線方向可移動地設置在床台上，控制該主軸於每次由該工件加工規定之製品時，解除該工件的保持並於軸線方向移動，在規定的保持位置進行該工件的保持，將隨著該主軸之移動而改變接合位置之接合手段設置於該主軸及該床台之間，該主軸於每次加工該製品時在該保持位置保持該工件，且隨著該製品的加工而加工移動，藉此由該工件連續地實行該製品的加工，其中，為使該接合手段對應該主軸的加工移動而在各自不同的接合範圍接合，該保持位置係每次加工製品時被設定，藉此解決前述問題。
本案申請專利範圍第2項之發明係除了申請專利範圍第1項記載之工具機的構成以外，每次加工製品時，該主軸往該工件的前端側前進，進行該工件的保持，藉此進一步解決前述問題。
本案申請專利範圍第3項之發明係除了申請專利範圍第1項 記載之工具機的構成以外，該主軸在解除該工件之保持的狀態下進行該移動時，進行該工件之加工的工具作為止擋件抵接該工件的前端，藉此解決前述問題。
本案申請專利範圍第4項之發明係除了申請專利範圍第1項記載之工具機的構成以外，驅動該主軸於軸方向移動之驅動手段，係由滾珠螺桿機構構成，該滾珠螺桿機構作為該接合手段，具有一體設置於該主軸側之螺帽及設於該床台側之螺桿軸，該螺帽在該螺桿軸的各個不同且不互相重複的範圍內移動，使該保持位置設定在連續進行數個製品加工之位置，藉此解決前述問題。
本案申請專利範圍第5項之發明係除了申請專利範圍第1項記載之工具機的構成以外，導引該主軸相對於該床台移動之滑動導引手段，係具備作為接合手段之滑動部及滑軌而構成，該滑動部一體設置於該主軸側，該滑軌設置於該床台側，該滑動部與該主軸一體滑動於該滑軌，該滑動部在該滑軌的各個不同且不互相重複的範圍內移動，使該保持位置設定在連續進行數個製品加工之位置，藉此解決前述問題。
本案申請專利範圍第6項之發明係除了申請專利範圍第1項記載之工具機的構成以外，具備一振動手段，該振動手段係使支持該主軸之主軸台相對於車刀台於該軸方向振動，以一邊進行該振動一邊實行該工件之加工，該車刀台係保持用以進行該工件之加工的工具，藉此解決前述問題。
本案申請專利範圍第7項之發明係一種工具機之控制裝置，該工具機係將可開關地保持工件之主軸，於軸線方向可移動地設置在床台上，控制該主軸於每次由該工件加工規定之製品時，解除該工件的保持並於軸線方向移動，在規定的保持位置進行該工件的保持，將隨著該主軸之移動而改變接合位置之接合手段設置於該主軸及該床台之間，該主軸 於每次加工該製品時在該保持位置保持該工件，且隨著該製品的加工而加工移動，藉此由該工件連續地實行該製品的加工，其中，為使該接合手段對應該主軸的加工移動而在各自不同的接合範圍接合，每次加工製品時設定該保持位置，藉此解決前述問題。
本案申請專利範圍第8項之發明係一種工具機，其係將可開關地保持工件之主軸，於軸線方向可移動地設置在床台上，控制該主軸於每次由該工件加工規定之製品時，解除該工件的保持並於軸線方向移動，在規定的保持位置進行該工件的保持，將隨著該主軸之移動而改變接合位置之接合手段設置於該主軸及該床台之間，該主軸於每次加工該製品時在該保持位置保持該工件，且隨著該製品的加工而加工移動，藉此由該工件連續地實行該製品的加工，其中，為使該接合手段對應該主軸的加工移動而在任意的接合範圍接合，該保持位置係每次加工製品時基於該接合範圍的狀態變化而被設定，藉此解決前述問題。
本案申請專利範圍第9項之發明係除了申請專利範圍第8項記載之工具機的構成以外，該接合範圍的狀態變化係各該接合範圍之工件的加工次數變化，藉此解決前述問題。
本案申請專利範圍第10項之發明係除了申請專利範圍第8項記載之工具機的構成以外，該接合範圍的狀態變化係各該接合範圍之預壓的變化，藉此解決前述問題。
本案申請專利範圍第11項之發明係除了申請專利範圍第8項記載之工具機的構成以外，基於該接合範圍的狀態變化而被變更的規定之接合範圍，係從對應該加工移動而接合之接合範圍排除，藉此解決前述問題。
本案申請專利範圍第12項之發明係一種工具機的控制裝置，係將可開關地保持工件之主軸，於軸線方向可移動地設置在床台上， 控制該主軸於每次由該工件加工規定之製品時，解除該工件的保持並於軸線方向移動，在規定的保持位置進行該工件的保持，將隨著該主軸之移動而改變接合位置之接合手段設置於該主軸及該床台之間，該主軸於每次加工該製品時在該保持位置保持該工件，且隨著該製品的加工而加工移動，藉此由該工件連續地實行該製品的加工，其中，使該接合手段對應該主軸的加工移動而在任意的接合範圍接合，每次加工製品時基於該接合範圍的狀態變化來設定該保持位置，藉此解決前述問題。
根據本發明之工具機及工具機的控制裝置，解除主軸對工件之把持，每次加工製品時使主軸移動至設定之保持位置，藉此可不依賴加工，而可藉由簡單的結構及控制，使主軸於任意範圍移動，防止對接合手段之不良影響同時進行加工。
100‧‧‧工具機
110‧‧‧主軸
110A‧‧‧主軸台
120‧‧‧主軸夾頭
130‧‧‧切削工具
130A‧‧‧車刀台
131‧‧‧切斷車刀
140‧‧‧導引套筒
150‧‧‧X軸方向進給機構
152‧‧‧X軸方向導引滑軌
153‧‧‧X軸方向進給台
154‧‧‧X軸方向導塊
155‧‧‧滾珠螺桿機構
155a‧‧‧螺帽
155b‧‧‧螺桿軸
155c‧‧‧伺服電動機
160‧‧‧Z軸方向進給機構
161‧‧‧車台(床台)
162‧‧‧Z軸方向導引滑軌(滑軌、滑動導引手段、接合手段)
163‧‧‧Z軸方向進給台
164‧‧‧Z軸方向導塊(滑動部、滑動導引手段、接合手段)
165‧‧‧滾珠螺桿機構(驅動手段、接合手段)
165a‧‧‧螺帽
165b‧‧‧螺桿軸
165c‧‧‧伺服電動機
168‧‧‧導引套筒台
170‧‧‧Y軸方向進給機構
172‧‧‧Y軸方向導引滑軌
173‧‧‧Y軸方向進給台
174‧‧‧Y軸方向導塊
180‧‧‧控制裝置
181‧‧‧控制部
181a‧‧‧計數手段
181b‧‧‧預壓偵測手段
B‧‧‧材料(工件)
W‧‧‧製品
L1‧‧‧長度
L2‧‧‧長度
Lf‧‧‧前進距離
第1圖：表示本發明之第一實施例之工具機的概略圖。
第2圖：表示本發明之第一實施例之切削工具與工件之關係的概略圖。
第3圖：表示本發明之第一實施例之切削工具的Z軸方向之來回振動及位置圖。
第4圖：表示本發明之第一實施例之主軸的第n次旋轉、第n+1次旋轉、第n+2次旋轉的關係圖。
第5圖：表示本發明之第一實施例的Z軸方向及X軸方向之振動的動作例圖。
第6圖：表示本發明之第二實施例的Z軸方向及X軸方向之振動的動作例圖。
第7圖：表示本發明之第三實施例的Z軸方向及X軸方向之振動的 動作例圖。
第8圖：於本發明之控制部使用計數手段時的控制流程圖。
第9圖：於本發明之控制部使用預壓偵測手段時的控制流程圖之第一例。
第10圖：於本發明之控制部使用預壓偵測手段時的控制流程圖之第二例。
第11圖：於本發明之控制部使用計數手段及預壓偵測手段時的控制流程圖。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：本發明之工具機及其控制裝置，只要是構成為在加工各自不同之前述製品時，主軸移動至設定之保持位置進行工件之保持，並進行前述加工移動，藉此不依賴加工，而可藉由簡單的結構及控制，使主軸於任意範圍移動，防止對接合手段之不良影響同時進行加工者，則其具體的實施態樣為何皆可。
第1圖係表示本發明之一實施例之具備控制裝置180的工具機100之概略圖。工具機100具備主軸110及車刀台130A。主軸110之前端設有主軸夾頭120。材料B作為工件係藉由主軸夾頭120保持於主軸110，且主軸110係作為可任意開關地保持材料B之工件保持手段。主軸110係被支持於主軸台110A以藉由未圖示之主軸電動機之動力而旋轉驅動。於主軸台110A內，前述主軸電動機可為形成於主軸台110A及主軸110之間的習知內裝電動機。
如第2圖所示，主軸台110A係於工具機100之床台側，藉由Z軸方向進給機構160而可自由移動地搭載於作為主軸110之軸線方向 之Z軸方向上。主軸110係介著主軸台110A並藉由主軸台110A的Z軸方向進給機構160往前述Z軸方向之移動，而往前述Z軸方向移動。Z軸方向進給機構160係構成使主軸110往Z軸方向移動之主軸移動機構。
Z軸方向進給機構160係具備車台161及Z軸方向導引滑軌162，該車台161與前述床台等之Z軸方向進給機構160的固定側係為一體，該Z軸方向導引滑軌162係設置於車台161且於Z軸方向延伸。Z軸方向進給台163係隔著Z軸方向導件164而可自由滑動地支持於Z軸方向導引滑軌162。Z軸方向進給台163及Z軸方向導塊164係構成滑動導引手段，以導引主軸110相對於床台往Z軸方向滑動，其中，Z軸方向導引滑軌162構成於滑動導引手段之床台側所設置的滑軌，Z軸方向導塊164構成於滑動導引手段之主軸側所一體設置之滑動部。
Z軸方向進給台163側設置有滾珠螺桿機構165之螺帽165a，車台161側設置有滾珠螺桿機構165之螺桿軸165b及旋轉驅動該螺桿軸165b之電動機，該電動機之一例為伺服電動機165c。該滾珠螺桿機構165構成驅動主軸110往Z軸方向移動之驅動手段。前述驅動手段及前述滑動導引手段係構成一接合手段，其接合位置隨著主軸110往Z軸方向之移動而可變。
Z軸方向進給台163上搭載有主軸台110A，並藉由伺服電動機165c之驅動，使螺桿軸165b旋轉，藉由該螺桿軸165b的旋轉使螺帽165a沿著螺桿軸165b往Z軸方向移動，藉此使Z軸方向進給台163往Z軸方向移動驅動。主軸台110A係藉由Z軸方向進給台163之移動而往Z軸方向移動，進行主軸110往Z軸方向之移動。導引套筒台168一體設置於車台161。導引套筒台168設有導引套筒140，該導引套筒140導引由主軸110往Z軸方向進給之材料B。
切削工具台130A裝接有將材料B旋削加工之車刀等之切削 工具130。車刀台130A係設置於導引套筒台168，且可藉由X軸方向進給機構150及Y軸方向進給機構170，於與前述Z軸方向正交之X軸方向、及與前述Z軸方向及X軸方向正交之Y軸方向任意移動。藉由X軸方向進給機構150及Y軸方向進給機構170，構成車刀架移動機構，使車刀台130A對於主軸110係於前述X軸方向及Y軸方向移動。
Y軸方向進給機構170係具備導引套筒台168及Y軸方向導引滑軌172，該導引套筒台168為Y軸方向進給機構170的固定側，該Y軸方向導引滑軌172係設置於導引套筒台168且於Y軸方向延伸。Y軸方向進給台173係介著Y軸方向導塊174而可自由滑動地支持於Y軸方向導引滑軌172。
X軸方向進給機構150係具備Y軸方向進給台173及X軸方向導引滑軌152，該Y軸方向進給台173為X軸方向進給機構150的固定側，該X軸方向導引滑軌152係設置於Y軸方向進給台173且於X軸方向延伸。X軸方向進給台153係介著X軸方向導塊154而可自由滑動地支持於X軸方向導引滑軌152。
X軸方向進給台153側設置有滾珠螺桿機構155之螺帽155a，Y軸方向進給台173側設置有滾珠螺桿機構155之螺桿軸155b以及旋轉驅動該螺桿軸155b之伺服電動機155c。藉由伺服電動機155c之驅動使X軸方向進給台153於X軸方向移動驅動。
又，藉由設置於Y軸方向進給台173側與導引套筒台168側之間的滾珠螺桿機構，使Y軸方向進給台173於Y軸方向移動驅動。車刀台130A係藉由X軸方向進給台153之移動驅動而於X軸方向移動，並藉由Y軸方向進給台173之移動驅動而於Y軸方向移動。
又，第1圖中，將X軸方向進給機構150介著Y軸方向進給機構170搭載於導引套筒台168，且車刀台130A搭載於X軸方向進給 台153，或者，亦可將Y軸方向進給機構170介著X軸方向進給機構150搭載於導引套筒台168，且車刀台130A搭載於Y軸方向進給機構方面。
前述車刀架移動機構(X軸方向進給機構150及Y軸方向進給機構170)及前述主軸移動機構(Z軸方向進給機構160)係聯合作動，車刀台130A藉由X軸方向進給機構150與Y軸方向進給機構170往X軸方向及Y軸方向移動，以及主軸台110A(主軸110)藉由Z軸方向進給機構160往Z軸方向移動，藉此使裝接於車刀台130A之切削工具130相對於材料B係相對地進給至任意的加工進給方向。
藉由前述主軸移動機構(Z軸方向進給機構160)及前述車刀架移動機構(X軸方向進給機構150及Y軸方向進給機構170)所構成之進給手段，使切削工具130相對於材料B係相對地進給至任意的加工進給方向，藉此，前述切削工具130將材料B切削加工成任意形狀之製品W。切削加工規定形狀之製品W時，主軸台110A係隨著製品W的加工而往Z軸方向加工移動。
又，本實施形態中，X軸方向進給機構150、Y軸方向進給機構170及Z軸方向進給機構160係構成為藉由滾珠螺桿機構155、165驅動，但亦可藉由以往習知之線性伺服電動機驅動。
本實施形態中，使材料B及切削工具130相對旋轉之旋轉手段，係以前述內裝電動機等前述主軸電動機構成，材料B及切削工具130的相對旋轉係藉由主軸110的旋轉驅動來進行。本實施例中，係構成為使材料B相對於切削工具130進行旋轉，但亦可使切削工具130相對於材料B進行旋轉。此時，可考慮鑽頭等旋轉工具作為切削工具130。主軸110的旋轉、Z軸方向進給機構160、X軸方向進給機構150及Y軸方向進給機構170係藉由控制裝置180所具有的控制部181驅動控制。
第3圖表示從主軸夾頭120所把持的材料B開始切削加工第 一個製品W的切削加工開始狀態。從該第3圖中的螺帽165a相對於螺桿軸165b之位置，控制部181使主軸110旋轉，並且藉由伺服電動機165c使螺桿軸165b旋轉而使主軸台110A往Z軸方向前進，以對應前述加工移動，來實行第一個製品W的切削加工。前進之材料B係一邊被設置於工具前方的導引套筒140導引，一邊被切削工具130切削成製品W。此時，Z軸方向導塊164在Z軸方向導引滑軌162上滑動，螺帽165a往Z軸方向前進。此外，本實施例於工具附近設置導引套筒140，但亦可構成為沒有導引套筒140。
製品W切削加工後，於第4圖所示之螺帽165a的位置，控制部181停止螺桿軸165b的旋轉，而停止主軸台110A往Z軸方向之移動。選擇切斷車刀131作為切削工具130實行切斷加工，由材料B切斷並分離製品W，完成第一個製品W的加工。
接著由相同材料B加工第二個製品W之情形，控制部181使主軸夾頭120設為開啟狀態，解除對材料B之保持，使螺桿軸165b旋轉，而使主軸台110A往Z軸方向移動至保持位置，該保持位置係例如以螺帽165a與螺桿軸165b之接合範圍中Z軸方向的長度L1前進。此外，材料B構成為由設於主軸110後側之未圖示的棒材送料機供給之情形，藉由該棒材送料機的推料桿透過指形夾頭往前方擠壓材料B，故藉由使切斷車刀131抵接材料B的前端，則切斷車刀131作為止擋件抵接材料B的前端，可以使材料B於Z軸方向被定位而不移動，僅使主軸110前進。
如第5圖所示，控制部181選擇規定的切削工具130，並且在從第4圖之螺帽165a的位置前進長度L1之保持位置上，使主軸夾頭120設為關閉狀態，藉由主軸110保持材料B，一邊使螺桿軸165b旋轉而使主軸台110從前述保持位置往Z軸方向移動以對應前述加工移動，一邊實行第二個製品W的切削加工。亦即，本實施例中，由一支棒狀材料B連續將 數個製品進行加工作為相互不同的製品W時，對應主軸110的加工移動，主軸110的保持位置係定為從上一個製品加工結束時主軸110的位置前進長度L1之位置。製品W之切削加工後，於第6圖中螺帽165a的位置，控制部181停止螺桿軸165b的旋轉，而停止主軸台110A往Z軸方向之移動。選擇切斷車刀131作為切削工具130，實行製品W的切斷加工，完成第二個製品W的加工。
進一步繼續由相同材料B加工製品W之情形，重複上述動作直到螺帽165a移動至主軸110無法進行前述加工移動之位置，使螺帽165a後退移動至第3圖所示之起始位置，重新重複上述動作。藉此，每次加工製品W時，螺帽165a與螺桿軸165b之接合位置係分散於螺桿軸165b上的螺帽165a之可動範圍內，以使接合位置不互相重複，因此可防止螺桿軸165b上之偏磨耗等。同樣地，每次加工製品W時，Z軸方向導塊164與Z軸方向導引滑軌162之滑動位置係分散於Z軸方向導引滑軌162上的Z軸方向導塊164之可動範圍內，以使滑動位置不互相重複，可防止Z軸方向導引滑軌162上之偏磨耗等。
每次加工各個製品W時，主軸夾頭120為開啟狀態下主軸台110A往Z軸方向前進之前進距離，係設定為螺帽165a與螺桿軸165b之接合範圍中加工一個製品時之Z軸方向的長度L1，來設定前述保持位置，亦可使前述前進距離比此長度L1長或短來設定前述保持位置。前述前進距離設為比此長度L1短之情形，每次加工中螺帽165a與螺桿軸165b之接合位置係以部分重複之狀態分散於前述可動範圍內，可防止螺桿軸165b上之偏磨耗等。
又，每次加工製品W時，即使螺帽165a與螺桿軸165b之接合位置不完全相同而部分重複，只要在螺桿軸165b之不同接合範圍接合(螺合)則亦可使主軸台110A往材料B的基座端後退並設定前述保持位 置。另一方面，前述前進距離設為比此長度L1長之情形，每次加工中螺帽165a與螺桿軸165b之接合位置係更確實地防止重複且分散在前述可動範圍內，可防止螺桿軸165b上之明顯的偏磨耗。亦即，每次由材料B加工規定之製品W時，螺帽165a在螺桿軸165b的各個不同且不互相重複的範圍內移動，使主軸110的前述保持位置分別設定在連續進行數個製品加工之位置即可。
又，前述前進距離亦可以設定為Z軸方向導塊164與Z軸方向導引滑軌162之接觸範圍中Z軸方向的長度L2，來設定前述保持位置。此外，設定前述前進距離比長度L2長或短來設定前述保持位置，或者，每次加工製品W時，即使Z軸方向導塊164與Z軸方向導引滑軌162之接觸位置不完全相同而部分重複，只要在Z軸方向導引滑軌162之不同接合範圍接合(接觸)則亦可使主軸台110A往材料B的基座端後退並設定前述保持位置。亦即，每次由材料B加工規定之製品W時，Z軸方向導塊164在Z軸方向導引滑軌162的各個不同且不互相重複的範圍內移動，使主軸110的前進移動位置分別設定在連續進行數個製品加工之位置即可。
控制部181可以預先設定為使X軸方向進給機構150、Y軸方向進給機構170及Z軸方向進給機構160各進給機構作為振動手段，可一邊沿著各自對應之移動方向來回振動，一邊使主軸台110A或車刀台130A於各自之方向移動，使切削工具130相對於材料B在相對的任意加工進給方向上，一邊伴隨沿著該進給方向之振動一邊進行振動切削的控制。特別是使主軸台110A相對於車台161往Z軸方向一邊振動一邊進給之情形，僅在螺桿軸165b或Z軸方向導引滑軌162的一部分防止實行伴隨振動之進給，可分散螺帽165a與螺桿軸165b之接合位置或分散Z軸方向導塊164與Z軸方向導引滑軌162之滑動位置，有效地防止Z軸方向導引滑軌162或螺桿軸165b上的偏磨耗等。
此外，關於振動切削，具體而言，係控制部181控制振動手段，使得工件周面的主軸第n+1次旋轉(n為1以上之整數)中振動復位時切削工具130的軌跡，到達工件周面的主軸第n次旋轉中切削工具130的軌跡。藉此，切削加工時由材料B產生的切屑被依次切斷，或者，切屑的寬度變窄而變得容易被彎折切斷。
如第7圖所示，亦可在控制部181設置計數手段181a，該計數手段181a係處理滾珠螺桿機構165之位置資料，將控制部181構成為：在控制主軸110之保持位置的條件下，假想地將螺桿軸165b上的螺帽165a之可動範圍分割為數個接合範圍LWn(n=1、2、3、…)，將控制訊號傳送至伺服電動機165c，該控制訊號係設定由材料B加工製品W之主軸110的保持位置。接合範圍LWn係將前進距離Lf加上長度L1之範圍，前進距離Lf係由材料B加工一個製品W時，切削加工的開始狀態至完成狀態為止之間，螺帽165a藉由螺桿軸165b旋轉而往Z軸方向前進之前進距離，長度L1係螺帽165a接合於螺桿軸165b之Z軸方向的長度。
控制部181設置有計數手段181a之情形，係如第8圖所示，在步驟101，設定主軸110的保持位置使螺帽165a位於第一接合範圍LW1的基座端位置，藉由螺帽165a在接合範圍LW1的範圍移動，實行由材料B加工製品W，計數手段181a使用接合範圍LW1合計進行製品W加工的次數，計算作為接合範圍LW1的使用次數，進到步驟102。
在步驟102，判斷用計數手段181a計算之次數是否到達規定的使用限度之次數。判斷已到達規定的使用限度之次數時(YES)進到步驟103，判斷尚未到達時(NO)進到步驟105。
在步驟103，從對應加工移動而接合之接合範圍LWn排除接合範圍LW1，進到步驟104。在步驟104，判斷在各個接合範圍LWn(n=1、2、3、…)計算之使用次數是否皆已到達使用限度之次數。判斷所有 接合範圍LWn已到達規定的使用限度之次數時(YES)結束序列，判斷尚未到達時(NO)進到步驟106。
在步驟105，為了用相同接合範圍LW1實行加工製品W，設定主軸110的保持位置使螺帽165a位於接合範圍LW1的基座端位置，使主軸110從加工開始位置於Z軸方向以前進距離Lf後退移動，進到步驟101。然後，重複步驟101、步驟102及步驟105直到判斷使用次數已到達使用限度之次數。
在步驟106，因接合範圍LW1的使用次數已到達規定的使用限度之次數，為了以使用次數尚未到達使用限度之次數的第二接合範圍LW2來實行下一次加工，係設定主軸110的保持位置使螺帽165a由接合範圍LW1的加工完成位置前進Z軸方向之長度L1，使主軸110前進移動，進到步驟101。
藉由重複上述，加工製品W時的螺帽165a相對於螺桿軸165b之接合，係從以第一接合範圍LW1進行之狀態，依序到達以第n接合範圍LWn進行之狀態。
如此一來，藉由在控制部181設置計數手段181a，將使用次數作為判斷接合範圍LWn之狀態變化的變化指標，每次加工製品W時基於接合範圍LWn之狀態變化而設定保持位置，加工製品W時的接合範圍，在第一接合範圍LW1的使用次數已到達規定的使用限度之次數後，變更為尚未到達使用限度之次數的第二接合範圍LW2，將被變更的第一接合範圍LW1從變更目標的接合範圍LWn(n=1、2、3、…)排除。因此，可防止接合手段的局部性磨耗、損傷，提升接合手段的耐久性。
此外，第一接合範圍LW1亦可設為將可動範圍內假想地分割之任一個接合範圍LWn(n=1、2、3、…)。並且，第二接合範圍LW2可以設為不與第一接合範圍LW1相鄰之其他接合範圍LWn(n=1、2、 3、…)。
使用限度之次數可藉由控制程式或使用者輸入等來對控制部181設定。又，在步驟102判斷尚未到達使用限度之次數時(NO)，可不進到步驟105，而是進到步驟106，作為每次加工製品W時隨時變更可動範圍之流程圖。
在滾珠螺桿機構165可設置偵測預壓之預壓偵測器，在控制部181可設置預壓偵測手段181b，該預壓偵測手段181b係接收來自前述預壓偵測器之預壓資料。設置預壓偵測手段181b之情形，判斷接合範圍LWn之狀態變化的變化指標，可設為對於各個接合範圍LWn中螺帽165a之預壓的變化。
在控制部181設置預壓偵測手段181b之情形的流程圖係如第9圖所示。第9圖所示之流程圖中，許多元素與第8圖所示之流程圖共通，故省略共通事項的說明，僅加上末碼相同的210號以後的編號。
如第9圖所示，在步驟211，預壓偵測手段181b測定第一接合範圍LW1之預壓，進到步驟212。
在步驟212，判斷第一接合範圍LW1之目前預壓，是否到達規定的預壓下限值。判斷第一接合範圍LW1之預壓已到達規定的預壓下限值時(YES)，進到步驟213，判斷尚未到達時(NO)進到步驟215。之後，重複步驟211、步驟212及步驟205直到判斷預壓已到達預壓下限值。在步驟216，因預壓已到達預壓下限值，為了以預壓尚未到達預壓下限值之第二接合範圍LW2來進行下一次加工，係設定主軸110的保持位置使螺帽165a由接合範圍LW1的加工完成位置前進Z軸方向之長度L1，使主軸110前進移動，進到步驟211。
如此一來，藉由在控制部181設置預壓偵測手段181b，將預壓作為判斷接合範圍LWn之狀態變化的變化指標，每次加工製品W時 基於接合範圍LWn之狀態變化而設定保持位置，加工製品W時的接合範圍，係在第一接合範圍LW1重複加工製品W直到第一接合範圍LW1的預壓到達規定的預壓下限值為止後，變更為尚未到達預壓下限值的第二接合範圍LW2，將被變更的第一接合範圍LW1從變更後的接合範圍LWn(n=1、2、3、…)排除。然後，藉由在控制部181設置預壓偵測手段181b，第8圖之流程圖中的判斷條件可以從接合範圍LWn的使用次數變化更改為預壓的變化，該預壓的變化係使用將規定之預壓下限值與偵測之預壓資料比較後得到的偏離差異，藉由對應接合範圍LWn的實際磨耗來變更可動範圍，可以更確實地控制主軸110的保持位置。
在控制部181設置預壓偵測手段181b之情形，亦可使其依照第10圖之流程圖作動。第10圖所示之流程圖中，係變更第9圖之流程圖中步驟212的輸出流程，許多元素與第8圖所示之流程圖共通，故省略共通事項的說明，僅加上末2碼相同的300號以後的編號。
如第10圖所示，在步驟312，判斷第一接合範圍LW1的預壓，是否到達規定的預壓下限值。判斷已到達預壓下限值時(YES)，進到步驟313，判斷尚未到達時(NO)進到步驟316。在步驟316，為了以預壓尚未到達預壓下限值之第二接合範圍LW2來進行下一次加工，係使主軸110的保持位置由加工完成位置以Z軸方向之長度L1前進移動，進到步驟311。
藉由進行如第10圖之控制，將預壓作為變化指標，保持位置係於每次加工製品W時變更，重複接合範圍LWn的變更直到各個接合範圍LWn(n=1、2、3、…)的預壓到達規定的預壓下限值為止後，將預壓已到達規定的預壓下限值之接合範圍依序由變更目標之接合範圍LWn(n=1、2、3、…)排除。惟，相對於第9圖之流程圖中，以相同第一接合範圍LW1重複接合範圍LWn的作動條件來實行加工直到被偵測之預壓到達 預壓下限值為止的動作，藉由每次加工製品W時變更不同接合範圍LWn(n=1、2、3、…)且依序排除已到達預壓下限值之接合範圍LWn的動作，可以使消耗品之接合手段中可動範圍的磨耗均一化。
此外，亦可不設定規定的預壓下限值，而是將預壓變化差作為變化指標，該預壓變化差係將目前接合範圍LWn的預壓與過去偵測的預壓比較。將預壓變化差作為變化指標之情形，由接合範圍LWn(n=1、2、3、…)排除目前接合範圍LWn之判斷條件，可以是預壓變化差到達規定之預壓變化差的情形，也可以是預壓到達另外設定之規定的預壓下限值後，任一種判斷條件皆可。
藉由在控制部181設置計數手段181a及預壓偵測手段181b兩者，判斷接合範圍之狀態變化的指標可以使用使用次數及預壓兩者。設置計數手段181a及預壓偵測手段181b兩者之情形的流程圖係如第11圖所示。第11圖所示之流程圖係第8圖及第10圖所示之流程圖的組合，許多元素與第8圖及第10圖所示之流程圖共通，故省略共通事項的說明，僅加上末2碼相同的400號以後的編號。
如第11圖所示，在步驟421，計數手段181a設定主軸110的保持位置使螺帽165a位於第一接合範圍LW1的基座端位置，藉由螺帽165a在接合範圍LW1的範圍移動，實行由材料B加工製品W，計數手段181a使用接合範圍LW1合計進行製品W加工的次數，計算作為接合範圍LW1的使用次數，並且，預壓偵測手段181b測定第一接合範圍LW1之預壓，進到步驟412。在步驟412，判斷第一接合範圍LW1之預壓資料已到達預壓下限值時(YES)，進到步驟413，判斷尚未到達時(NO)進到步驟402。在步驟414，判斷在各個接合範圍LWn(n=1、2、3、…)測定的預壓是否皆到達預壓下限值，判斷已到達時(YES)結束序列，判斷尚未到達時(NO)進到步驟404。
如此一來，藉由在控制部181設置計數手段181a及預壓偵測手段181b兩者，將使用次數及預壓作為判斷接合範圍LWn之狀態變化的變化指標，保持位置係於每次加工製品W時基於接合範圍LWn之狀態變化而被設定，加工製品W時之接合範圍係在第一接合範圍LW1的使用次數到達規定之使用限度之次數後，或者，重複變更接合範圍LWn直到預壓到達規定之預壓下限值後，變更為尚未到達使用限度之次數及預壓下限值之第二接合範圍LW2，由變更目標之接合範圍LWn(n=1、2、3、…)排除被變更之接合範圍LWn。
然後，藉由防止滾珠螺桿機構165之局部磨耗、損傷以及監視可動範圍之預壓變化，可以提升滾珠螺桿機構165的耐久性，並且使可動範圍之磨耗均一化。此外，藉由控制部181使接合手段的接合位置分散於可動範圍內之控制動作，係已說明構成接合手段的一部分之驅動手段即滾珠螺桿機構165，亦可適用於構成接合手段的一部分之滑動導引手段即Z軸方向進給機構160的Z軸方向導引滑軌162及Z軸方向導塊164。
雖然本發明已利用上述實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
110‧‧‧主軸
110A‧‧‧主軸台
120‧‧‧主軸夾頭
130‧‧‧切削工具
140‧‧‧導引套筒
162‧‧‧Z軸方向導引滑軌(滑軌、滑動導引手段、接合手段)
163‧‧‧Z軸方向進給台
164‧‧‧Z軸方向導塊(滑動部、滑動導引手段、接合手段)
165‧‧‧滾珠螺桿機構(驅動手段、接合手段)
165a‧‧‧螺帽
165b‧‧‧螺桿軸
165c‧‧‧伺服電動機
B‧‧‧材料(工件)
L1‧‧‧長度

Claims (12)

  1. 一種工具機，係將可開關地保持工件之主軸，於軸線方向可移動地設置在床台上，控制該主軸於每次由該工件加工規定之製品時，解除該工件的保持並於軸線方向移動，在規定的保持位置進行該工件的保持，將隨著該主軸之移動而改變接合位置之接合手段設置於該主軸及該床台之間，該主軸於每次加工該製品時在該保持位置保持該工件，且隨著該製品的加工而加工移動，藉此由該工件連續地實行該製品的加工，其中，為使該接合手段對應該主軸的加工移動而在各自不同的接合範圍接合，該保持位置係每次加工製品時被設定。
  2. 如申請專利範圍第1項之工具機，其中，每次加工製品時，該主軸往該工件的前端側前進，進行該工件的保持。
  3. 如申請專利範圍第1項之工具機，其中，該主軸在解除該工件之保持的狀態下進行該移動時，進行該工件之加工的工具作為止擋件抵接該工件的前端。
  4. 如申請專利範圍第1項之工具機，其中，驅動該主軸於軸方向移動之驅動手段，係由滾珠螺桿機構構成，該滾珠螺桿機構作為該接合手段，具有一體設置於該主軸側之螺帽及設於該床台側之螺桿軸，該螺帽在該螺桿軸的各個不同且不互相重複的範圍內移動，使該保持位置設定在連續進行數個製品加工之位置。
  5. 如申請專利範圍第1項之工具機，其中，導引該主軸相對於該床台移動之滑動導引手段，係具備作為接合手段之滑動部及滑軌而構成，該滑動部一體設置於該主軸側，該滑軌設置於該床台側，該滑動部與該主軸一體滑動於該滑軌，該滑動部在該滑軌的各個不同且不互相重複的範圍內移動，使該保持位置設定在連續進行數個製品加工之位置。
  6. 如申請專利範圍第1項之工具機，其中，具備一振動手段，該振動手段 係使支持該主軸之主軸台相對於車刀台於該軸方向振動，以一邊進行該振動一邊實行該工件之加工，該車刀台係保持用以進行該工件之加工的工具。
  7. 一種工具機之控制裝置，該工具機係將可開關地保持工件之主軸，於軸線方向可移動地設置在床台上，控制該主軸於每次由該工件加工規定之製品時，解除該工件的保持並於軸線方向移動，在規定的保持位置進行該工件的保持，將隨著該主軸之移動而改變接合位置之接合手段設置於該主軸及該床台之間，該主軸於每次加工該製品時在該保持位置保持該工件，且隨著該製品的加工而加工移動，藉此由該工件連續地實行該製品的加工，其中，為使該接合手段對應該主軸的加工移動而在各自不同的接合範圍接合，每次加工製品時設定該保持位置。
  8. 一種工具機，係將可開關地保持工件之主軸，於軸線方向可移動地設置在床台上，控制該主軸於每次由該工件加工規定之製品時，解除該工件的保持並於軸線方向移動，在規定的保持位置進行該工件的保持，將隨著該主軸之移動而改變接合位置之接合手段設置於該主軸及該床台之間，該主軸於每次加工該製品時在該保持位置保持該工件，且隨著該製品的加工而加工移動，藉此由該工件連續地實行該製品的加工，其中，為使該接合手段對應該主軸的加工移動而在任意的接合範圍接合，該保持位置係每次加工製品時基於該接合範圍的狀態變化而被設定。
  9. 如申請專利範圍第8項之工具機，其中，該接合範圍的狀態變化係各該接合範圍之工件的加工次數變化。
  10. 如申請專利範圍第8項之工具機，其中，該接合範圍的狀態變化係各該接合範圍之預壓的變化。
  11. 如申請專利範圍第8項之工具機，其中，基於該接合範圍的狀態變化而被變更的規定之接合範圍，係從對應該加工移動而接合之接合範圍排 除。
  12. 一種工具機的控制裝置，係將可開關地保持工件之主軸，於軸線方向可移動地設置在床台上，控制該主軸於每次由該工件加工規定之製品時，解除該工件的保持並於軸線方向移動，在規定的保持位置進行該工件的保持，將隨著該主軸之移動而改變接合位置之接合手段設置於該主軸及該床台之間，該主軸於每次加工該製品時在該保持位置保持該工件，且隨著該製品的加工而加工移動，藉此由該工件連續地實行該製品的加工，其中，為使該接合手段對應該主軸的加工移動而在任意的該接合範圍接合，每次加工製品時基於該接合範圍的狀態變化來設定該保持位置。
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