TW202204074A - 工具機及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供一種工具機及其控制方法，可在摩擦接合中得知軸心錯位程度。工具機（以自動車床1例示）具備第一主軸10、第二主軸20及控制部40a，第一主軸將第一工件（以工件W1例示）任意旋轉地保持，第二主軸與第一主軸相對配置且將第二工件（以工件殘料W2例示）任意旋轉地保持，控制部一邊使第一工件或第二工件的至少一個旋轉，一邊使第一主軸與第二主軸相對移動以相互接近，將第二工件的後端部分推壓於第一工件的頂端部分並摩擦接合。控制部具有軸心錯位量偵測手段，在摩擦接合過程中偵測第二工件相對於第一工件的軸心錯位量s。

Description

工具機及其控制方法
本發明係關於一種將兩個工件接合形成一個工件的工具機及工具機的控制方法。
工具機中，會有材料不被加工而剩餘的情況。若有剩餘材料，則難以降低材料成本，又，難以對環境保護作出貢獻。在此，有提案藉由將規定的工件與工件所剩餘的殘料摩擦接合，以將材料有效地活用至最大限度。將工件與工件殘料摩擦接合的情況下，工件與工件殘料可能發生軸心錯位。因此，例如專利文獻1、2揭示偵測摩擦接合中是否有軸心錯位之技術。
專利文獻1為日本特開平5-208281號公報，專利文獻2為日本特開平7-195183號公報。
然而，上述專利文獻1、2記載的技術中，雖可偵測摩擦接合中是否有軸心錯位，但無法得知摩擦接合中的軸心錯位程度。
本發明鑑於上述情事，目的係提供一種可在摩擦接合中得知軸心錯位程度之工具機及工具機的控制方法。
本發明中，第一，一種工具機，具備第一主軸、第二主軸及控制部，該第一主軸將第一工件任意旋轉地保持，該第二主軸與該第一主軸相對配置且將第二工件任意旋轉地保持，該控制部一邊使被該第一主軸保持之該第一工件或被該第二主軸保持之該第二工件的至少一個旋轉，一邊使該第一主軸與該第二主軸相對移動以相互接近，將該第二工件的後端部分推壓於該第一工件的頂端部分並摩擦接合，其中，該控制部具有軸心錯位量偵測手段，該軸心錯位量偵測手段在該摩擦接合過程中偵測該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量。
第二，工具機另具有第二主軸移動手段，該第二主軸移動手段基於該軸心錯位量偵測手段偵測之該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量，在該摩擦接合過程中，使該第二主軸往與該第二主軸的旋轉軸線交叉之方向移動。
第三，使該第二主軸往與該第二主軸的旋轉軸線交叉之方向移動的時機，係該第一主軸停止旋轉後、該第一主軸停止旋轉前或該第一主軸的旋轉速度逐漸減少的期間。
第四，該控制部具有軸心錯位方向偵測手段，該軸心錯位方向偵測手段比較以該軸心錯位量偵測手段偵測之該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量與該第一主軸的旋轉相位，藉此在該摩擦接合過程中偵測該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位方向。
第五，該第二主軸移動手段基於該軸心錯位量偵測手段偵測之該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量、及該軸心錯位方向偵測手段偵測之該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位方向，使該第二主軸往與該第二主軸的旋轉軸線交叉之方向移動以減少該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量。
第六，該軸心錯位量偵測手段基於施加於使該第二主軸往與該第二主軸的旋轉軸線交叉之方向移動的馬達的負荷，求出該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量。
第七，該軸心錯位量偵測手段基於測定與該第二工件之距離的光學感測器之輸出值，求出該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量。
第八，一種工具機的控制方法，該工具機具備第一主軸、第二主軸及控制部，該第一主軸將第一工件任意旋轉地保持，該第二主軸與該第一主軸相對配置且將由該第一主軸交付之第二工件任意旋轉地保持，該控制部控制該第一主軸及該第二主軸的動作，該工具機的控制方法包含：一邊使被該第一主軸保持之該第一工件或被該第二主軸保持之該第二工件的至少一個旋轉，一邊使該第一主軸與該第二主軸相對移動以相互接近，將該第二工件的後端部分接觸新供給之第一工件的頂端部分並摩擦的步驟；將該第二工件的後端部分推壓於該第一工件的頂端部分並摩擦接合的過程中，偵測該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量的步驟；在該摩擦接合過程中，偵測該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位方向的步驟；及在該摩擦接合過程中，基於所偵測之該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量及所偵測之該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位方向，使該第二主軸往與該第二主軸的旋轉軸線交叉之方向移動以減少該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量的步驟。
本發明具有以下的功效。藉由軸心錯位量偵測手段，在第一工件與第二工件之摩擦接合中，可得知第一工件與第二工件的軸心錯位程度。因此，至此摩擦接合結束為止可實施所需的作業（例如消除軸心錯位），故在實施此磨擦接合後不需要確認接合偏離或進行被偏離接合之工件的修正等，並且，可迅速地開始例如去毛邊作業等。此結果係可實現製品的製造成本降低及品質穩定化。
（實施例1）以下一邊參照圖式一邊說明本發明之第一實施例的工具機及工具機的控制方法。如第1圖所示，自動車床（工具機）1具備第一主軸10及工具台31。第一主軸10可藉由夾頭把持（保持）工件W1。此夾頭與第一主軸10同心，且與第一主軸10共同且一體地任意旋轉。
工件W1為圓棒狀的長條棒材，用棒材送料機的推件由第一主軸10的後端供給。推件的頂端設有指形夾頭，指形夾頭把持工件W1的後端。第一主軸10係以第1圖所示之Z1軸方向為軸線，可任意旋轉地被支持於主軸台12，且藉由設於主軸台12之主軸馬達13的動力旋轉驅動。主軸台12搭載於Z1軸向進給機構14，在Z1軸方向任意移動。
Z1軸向進給機構14被固定於床台1a，Z1軸向進給機構14具有於Z1軸方向延伸的Z1軸滑軌14a。於Z1軸滑軌14a裝接Z1軸滑台14b，Z1軸滑台14b藉由Z1軸馬達14c沿著Z1軸方向滑動。主軸台12設置於此Z1軸滑台14b上。
主軸台12前方設有導套18以保持切削位置。導套18被支持於支持台17，支持台17被固定於床台1a。工件W1被導套18以Z1軸為軸心任意旋轉地支持，並往支持台17的正面方面進給。像這樣，將導套18設於第一主軸10的前方時，從第一主軸10頂端附近至導套18為止之長度中的材料會形成無法切削的工件殘料W2，但若將此工件殘料W2與新供給之工件W1接合，則可有效地活用材料，故可謀求降低材料成本。
支持台17的正面方面設有移動台32。移動台32使工具台31於X1軸方向或Y1軸方向移動，X1軸方向與Z1軸方向正交，Y1軸方向與Z1軸方向及X1軸方向正交。工具台31設有工具30，工具30的頂端朝向X1軸方向。使第一主軸10於Z1軸方向移動，使工具台31於X1軸方向或Y1軸方向移動，藉此可用工具30加工工件W1。
自動車床1係在第一主軸10的對向位置具備第二主軸20。第二主軸20可藉由夾頭把持（保持）工件殘料W2。此夾頭與第二主軸20同心，且與第二主軸20共同且一體地任意旋轉。工件殘料W2係例如與工件W1相同口徑的圓棒，且係在第一主軸10無法加工而剩餘的材料。工件殘料W2例如由第一主軸10交付至第二主軸20並被保持於第二主軸20。
第二主軸20係以與Z1軸方向平行之Z2軸方向為軸線，可任意旋轉地被支持於主軸台22，且藉由設於主軸台22之主軸馬達23的動力旋轉驅動。主軸台22搭載於Z2軸向進給機構24及X2軸向進給機構25，在Z2軸方向及X2軸方向任意移動。Z2軸向進給機構24係例如配置於X2軸向進給機構25上，且具有於Z2軸方向延伸之Z2軸滑軌24a。Z2軸滑台24b裝接於Z2軸滑軌24a，Z2軸滑台24b藉由Z2軸馬達24c沿著Z2軸方向滑動。此Z2軸滑台24b上設置主軸台22。
X2軸向進給機構25係例如被固定於床台1a，X2軸向進給機構25具有與X1軸方向平行的X2軸滑軌25a。於X2軸滑軌25a裝接X2軸滑台25b，X2軸滑台25b藉由X2軸馬達25c沿著X2軸方向滑動。Z2軸向進給機構24的Z2軸滑軌24a設置於此X2軸滑台25b。此外，X2軸向進給機構25相當於本發明的第二主軸移動手段，X2軸馬達25c相當於本發明的馬達。
第一主軸10及第二主軸20之旋轉、第一主軸10、第二主軸20及移動台32之移動係被控制裝置40控制。控制裝置40具有控制部40a及輸入部40b，該等經由匯流排連接。控制部40a係由CPU及記憶體等構成，將例如ROM所儲存的各種程式或資料載入至RAM，並實行該程式。藉此，可以根據程式來控制自動車床1的動作。
第一主軸10及第二主軸20之旋轉、第一主軸10、第二主軸20及移動台32之移動等可使用程式，或藉由對輸入部40b輸入來設定。又，控制部40a作為軸心錯位量偵測手段40c、電流值偵測手段40d、軸心錯位方向偵測手段40e及旋轉角度偵測手段40f發揮功能。電流值偵測手段40d偵測施加於X2軸馬達25c之負荷作為電流值。軸心錯位量偵測手段40c係在將工件殘料W2的後端部分推壓於工件W1的頂端部分以一體接合的過程中（第3圖的端壓（upset）步驟U），基於電流值偵測手段40d偵測到之負荷，求出工件殘料W2相對於一體接合之工件W1的軸心錯位量s。
另一方面，旋轉角度偵測手段40f係偵測第一主軸10的旋轉相位。軸心錯位方向偵測手段40e係在將工件殘料W2的後端部分推壓於工件W1的頂端部分以一體接合的過程中（第3圖的端壓步驟U），比較以軸心錯位量偵測手段40c求出之軸心錯位量s與以旋轉角度偵測手段40f偵測之第一主軸10的旋轉相位，藉此求出工件殘料W2相對於一體接合之工件W1的軸心錯位方向。
第2圖係包含軸心錯位修正之動作流程圖，第3圖係摩擦接合（包含摩擦步驟M、端壓步驟U）之第一主軸10的旋轉速度S1及旋轉相位P1、供給至X2軸馬達25c之電流值I2的說明圖。如第1圖之自動車床1中，每次切斷加工時工件W1的長度變短。對工件W1之加工進行中，被保持於第一主軸10之工件W1的全長縮短至大約由第一主軸10頂端附近至導套18為止，此縮短之部分即成為無法切削之工件殘料。為了有效地活用此工件殘料，在自動車床1中將被保持於第一主軸10之短工件交給第二主軸20。
詳言之，首先將第一主軸10的軸心與第二主軸20的軸心配置成同心，例如使第二主軸20靠近第一主軸10。接著打開第一主軸10的夾頭，由第一主軸10的後方供給新的工件W1。之後將此新供給之工件W1保持於第一主軸10。將此新工件W1供給至第一主軸10時，被保持於第一主軸10之短工件（將成為工件殘料W2）由導套18往支持台17的正面方面被推出。在此，將工件殘料W2保持於第二主軸20。
接著，例如使第一主軸10旋轉但第二主軸停止旋轉之狀態下（第2圖的步驟S10），例如使第二主軸20靠近第一主軸10，將工件殘料W2的後端部分壓抵於新工件W1的頂端部分以形成規定壓力（步驟S11：開始摩擦步驟M）。藉此，在工件殘料W2與工件W1的接觸部位，因第一主軸10與第二主軸20的旋轉速度差產生摩擦熱而軟化。
此外，在此例中，僅使第一主軸10旋轉，但只要使第一主軸10與第二主軸20旋轉有速度差即可，故亦可使第二主軸旋轉。在此情況下，可使第一主軸10相對於第二主軸20的旋轉方向往同方向旋轉或往相反方向旋轉。或者，亦可僅使第二主軸旋轉。又，在此例中，僅使第二主軸20於Z2軸方向移動，但亦可僅使第一主軸10於Z1軸方向移動，或者，亦可使第一主軸10與第二主軸20雙方移動，使工件殘料W2的後端部分接觸工件W1的頂端部分。
接著，工件殘料W2與工件W1的接觸部位軟化至必要程度時，使第二主軸20更接近第一主軸10，施加更強壓力將工件殘料W2壓抵於工件W1（步驟S12：結束摩擦步驟M，開始端壓步驟U）。又，控制部40a同時對第一主軸10輸出旋轉停止命令。藉此，如第3圖所示，第一主軸10的旋轉速度S1逐漸降低。此外，本實施形態中，使用了旋轉停止命令與之施加更強壓力將工件殘料W2壓抵於工件W1之時機相同的例示，但此時機亦可不同。又，確認軟化程度的方法，例如可藉由偵測Z2軸馬達24c之電流值（於第3圖以I2’表示）的減少來得知。又，可藉由預備實驗預先決定接觸部位軟化為止的條件，基於此條件對工件殘料W2與工件W1的接觸部位施加摩擦。之後，一邊將第二主軸20推壓於第一主軸10一邊停止第一主軸10之旋轉，則工件殘料W2的後端部分推壓於工件W1的頂端部分並接合，工件殘料W2與工件W1形成一體。
在此，會有工件殘料W2與工件W1在軸心錯位的狀態下形成一體的情況。然而，已知即使工件殘料W2相對於工件W1軸心錯位，由於端壓步驟U中工件殘料W2與工件W1的接觸部位之溫度高，故可將工件殘料W2往與此工件殘料W2之軸心交叉的方向移動。在此，如下述地在摩擦接合當中（至接合現象完成為止之間）使軸心對合。
詳言之，將工件殘料W2壓抵於旋轉之工件W1後（第2圖的步驟S11），在分別將工件W1把持於第一主軸10，將工件殘料W2把持於第二主軸20的狀態下，僅旋轉驅動第一主軸10，則第一主軸10之旋轉經由工件W1、工件殘料W2傳遞至第二主軸20，故第二主軸20亦被帶動。當工件殘料W2與工件W1之間產生軸心錯位時，第二主軸20係如第4圖中分別以實線及兩點鏈線所示地，對於第一主軸10的軸心C1，以兩倍軸心錯位量（工件W1的軸心C1與工件殘料W2的軸心C2之距離）s之振幅於X2軸方向振動。
另一方面，第二主軸20於X2軸方向的位置係藉由X2軸馬達25c保持，X2軸馬達25c藉由控制部40a被控制以保持第二主軸20於X2軸方向的位置（X2軸馬達25c為旋轉驅動狀態）。因此，軸心錯位造成的振動施加於X2軸馬達25c時，由控制部40a供給至X2軸馬達25c之電流值I2係對應於第二主軸20的旋轉相位而增減。
具體而言，兩倍軸心錯位量s之振幅的振動施加於X2軸馬達25c的情況下，供給至X2軸馬達25c之電流值I2係如第5圖的X2軸位置（縱軸）及時間（橫軸）之圖表中的實線所示，在端壓步驟U中以相當於兩倍軸心錯位量s之振幅來變動。在此，電流值偵測手段40d例如在規定期間內偵測供給至X2軸馬達25c之電流值I2的變動幅度（最大值與最小值之差）。之後，軸心錯位量偵測手段40c例如求出此電流值I2的變動幅度之平均值，假定此平均值的一半相當於軸心錯位量s，並偵測工件殘料W2相對於一體接合之工件W1的軸心錯位量s（第2圖的步驟S13）。
像這樣，藉由軸心錯位量偵測手段40c，在工件W1與工件殘料W2之摩擦接合中，可得知工件W1與工件殘料W2的軸心錯位程度。因此，可如後述地，至此摩擦接合結束為止可實施所需的作業（例如消除軸心錯位），故在實施此磨擦接合後不需要確認接合偏離或進行被偏離接合之工件的修正等，並且，可迅速地開始例如去毛邊作業等。此結果係可實現製品的製造成本降低及品質穩定化。
又，若使用施加於X2軸馬達25c之負荷，則可容易且正確地求出工件殘料W2相對於工件W1的軸心錯位量s。此外，本實施例中，已舉出由電流值I2的變動幅度之平均值求出施加於X2軸馬達25c之負荷的例子說明，但本發明不限定於此。例如，可預先設定僅在規定時機之電流值I2的變動幅度，或電流值I2的變動基準值，並使用相對於此基準值的增減量。另外，亦可使用基於電流值I2的其他參數。
另一方面，供給至X2軸馬達25c之電流值I2的變動（最大值及最小值）係產生於工件W1的一次旋轉中的幾乎相同位置。因此，若比較電流值I2的變動與第一主軸10的旋轉相位P1，則亦可得知工件殘料W2相對於工件W1的軸心錯位方向。詳言之，如第5圖所示，第一主軸10的旋轉相位P1（圖中以一點鏈線表示）及供給至X2軸馬達25c之電流值I2（圖中以實線表示）的關係為例如在主軸馬達13旋轉兩次的過程中，X2軸馬達25c幾乎旋轉一次。並且，工件殘料W2相對於工件W1的軸心錯位方向產生於X2軸之正方向的情況下，供給至X2軸馬達25c之電流值I2於正方向增加。又，第一主軸10的旋轉相位P1為例如270度時，供給至X2軸馬達25c之電流值I2為最大值。因此，可知工件殘料W2的軸心錯位產生於第一主軸10的軸心C1與旋轉相位270度之位置連結的方向。
在此，第2圖的步驟S13（第3圖的端壓步驟U）中，軸心錯位方向偵測手段40e比較以軸心錯位量偵測手段40c偵測的工件殘料W2相對於工件W1之軸心錯位量s、與以旋轉角度偵測手段40f偵測之第一主軸10的旋轉相位P1，並偵測工件殘料W2相對於工件W1的軸心錯位方向。像這樣，藉由軸心錯位方向偵測手段40e，在工件W1與工件殘料W2之摩擦接合中，可得知工件殘料W2相對於工件W1的軸心錯位方向。
接著，控制部40a判斷以軸心錯位量偵測手段40c偵測之軸心錯位量s是否在需修正軸心錯位之規定值以上（第2圖的步驟S14）。之後，以軸心錯位量偵測手段40c偵測之軸心錯位量s在規定值以上的情況下（步驟S14的「是」），則進入步驟S15以修正軸心錯位。另一方面，以軸心錯位量偵測手段40c偵測之軸心錯位量s未滿規定值的情況下（步驟S14的「否」），進入步驟S17。
需要修正軸心錯位的情況下（步驟S14的「是」），控制部40a對主軸馬達13輸出驅動訊號，使工件殘料W2相對於工件W1的軸心錯位方向配合X2軸方向（步驟S15）。詳言之，如第6A圖所示，工件殘料W2相對於工件W1的軸心錯位方向（連接工件W1的軸心C1與工件殘料W2的軸心C2之方向）未平行於X2軸時，使第一主軸10旋轉，使此軸心錯位方向配合X2軸方向。
接著，控制部40a例如使第一主軸10停止旋轉後（第3圖中以時間T3表示），立即對X2軸馬達25c輸出驅動訊號，如第6B圖的箭頭所示，使第二主軸20往X2軸方向且減少軸心錯位量s之方向移動（第2圖的步驟S16）。更具體而言，使第二主軸20往縮短工件殘料W2的軸心C2至工件W1的軸心C1之距離的方向，以例如電流值I2的變動幅度之平均值的一半移動，使工件殘料W2及工件W1的軸心配合（第6C圖）。藉此，在工件W1與工件殘料W2之摩擦接合中，可消除工件殘料W2的軸心錯位。
接下來，控制部40a對Z2軸馬達24c輸出驅動訊號，將工件殘料W2的後端部分進一步推壓於工件W1的頂端部分並完成摩擦接合（第2圖的步驟S17）。此外，使第二主軸20於X2軸方向移動的時機（步驟S16），係工件殘料W2與工件W1的接觸部位之溫度升高，且工件殘料W2可往與此工件殘料W2之軸心交叉的方向移動的狀態即可。因此，除了上述時間T3以外，亦可為例如第一主軸10停止旋轉前（第3圖中以時間T2表示）或第一主軸10的旋轉速度S1逐漸減少的期間（以時間T1表示）。
之後，將工件殘料W2與工件W1之接合部分產生之毛邊以工具30切削加工。此係將工件W1持續保持在第一主軸10，並解除第二主軸20對工件殘料W2之保持。例如將工具30配置為比工件殘料W2與工件W1之接合部分更靠近第二主軸20，並設定規定之切入量。之後，一邊使第一主軸10旋轉，一邊使工具30移動至比工件殘料W2與工件W1之接合部分更靠近第一主軸10，進行去毛邊。
像這樣，使用相對配置之第一主軸10及第二主軸20，將工件W1的頂端部分與工件殘料W2的後端部分摩擦接合，藉由融合了接合與切削（集合了接合步驟及切削步驟）之自動車床1，可謀求降低製品的製造成本。
此外，上述實施例中，舉出了軸心錯位量偵測手段40c算出軸心錯位量s之例子來說明。然而，本發明亦可適用於將工件W1與工件殘料W2之接合部分藉由例如照相機攝影並進行影像處理，或使用後述之雷射測量，來偵測工件殘料W2相對於工件W1的軸心錯位量之情況。又，上述實施例中，舉出了消除（去除）軸心錯位量s之例子來說明，但本發明亦可適用於不消除軸心錯位量s而是減小軸心錯位量s之情況。
又，上述實施例中，以在第一主軸10與第二主軸20之間設置導套18之例子來說明。然而，本發明只要能在摩擦接合中偵測軸心錯位量s即可，故可省略導套18。另，工件W1與工件殘料W2可為不同的材料。又，工件W1與工件殘料W2可為不同的直徑。此外，上述實施例中，以將工件殘料W2與工件W1摩擦接合之例子來說明，但本發明不限定於接合工件殘料W2之例子，亦可適用於將新材料彼此接合之情況。
又，本發明只要是至少第一主軸10可繞Z1軸旋轉，第二主軸20可繞Z2軸旋轉，第一主軸10或第二主軸20中任一個可於Z1軸方向或Z2軸方向移動，且第一主軸10或第二主軸20中任一個可於X1軸方向或X2軸方向移動即可，不限定於實施例的構造。此外，上述實施例中，係於與Z2軸正交之X2軸方向移動，但本發明只要是與Z2軸交叉之方向，則其方向可做各種變更。
（實施例2）接著，一邊參照圖式一邊說明本發明之第二實施例的工具機及工具機的控制方法。第二實施例之自動車床（工具機）2係變更第一實施例之自動車床1中工件殘料W2相對於工件W1的軸心錯位量s之偵測方法的自動車床。並且，第二實施例之自動車床2的許多要素亦與第一實施例之自動車床1共通，故省略共通事項的詳細說明。
如第7圖所示，自動車床2於床台1a上具有雷射感測器50，雷射感測器50為藉由控制裝置40控制之光學感測器的一種。此雷射感測器50係如第8圖所示，對工件殘料W2照射與X2軸平行的雷射光L，偵測雷射感測器50與工件殘料W2之側周面於X2軸方向的距離D。
接著，說明第二實施例之自動車床2偵測工件殘料W2相對於工件W1的軸心錯位量s。例如，兩倍軸心錯位量s之振幅的振動施加於工件殘料W2的情況下，雷射感測器50與工件殘料W2之側周面於X2軸方向的距離D係如第9圖的距離（縱軸）及時間（橫軸）之圖表中的實線所示，在端壓步驟U中，將雷射感測器50與工件W1之側周面於X2軸方向的距離O作為基準，以兩倍軸心錯位量s之振幅來變動。在此，軸心錯位量偵測手段40c在端壓步驟U中，基於雷射感測器50的輸出值D（雷射感測器50與工件殘料W2之側周面於X2軸方向的距離），偵測工件殘料W2之側周面相對於工件W1之軸心C1於X2軸方向的變動值之最大值，即工件殘料W2相對於一體接合之工件W1的軸心錯位量s。
接著，說明第二實施例之自動車床2偵測工件殘料W2相對於工件W1的軸心錯位方向。第二實施例中，雷射感測器50的輸出值D之變動（最大值或最小值）產生於工件W1一次旋轉中的幾乎相同位置。因此，若比較輸出值D之變動與與第一主軸10的旋轉相位P1，則可得知工件殘料W2相對於工件W1的軸心錯位方向。詳言之，如第9圖所示，第一主軸10的旋轉相位P1（圖中以一點鏈線表示）及雷射感測器50的輸出值D（圖中以實線表示）的關係為例如在主軸馬達13（即工件W1）旋轉兩次的過程中，工件殘料W2幾乎旋轉一次。並且，工件殘料W2相對於工件W1的軸心錯位方向產生於X2軸之正方向的情況下，雷射感測器50的輸出值D於正方向增加。又，第一主軸10的旋轉相位P1為例如270度時，雷射感測器50的輸出值D為最大值。因此，可知工件殘料W2的軸心錯位產生於第一主軸10的軸心C1與旋轉相位270度之位置連結的方向。
在此，端壓步驟U中，軸心錯位方向偵測手段40e係與第一實施例同樣地，比較以軸心錯位量偵測手段40c偵測的工件殘料W2相對於工件W1之軸心錯位量s、與以旋轉角度偵測手段40f偵測之第一主軸10的旋轉相位P1，並偵測工件殘料W2相對於工件W1的軸心錯位方向。像這樣，第二實施例之自動車床2中，亦藉由軸心錯位方向偵測手段40e，在工件W1與工件殘料W2之摩擦接合中，可得知工件殘料W2相對於工件W1的軸心錯位方向。
如上述說明，第二實施例中，自動車床2具備測定與工件殘料W2的距離之雷射感測器50，軸心錯位量偵測手段40c基於雷射感測器50的輸出值D求出工件殘料W2相對於工件W1的軸心錯位量s，藉此，由工件殘料W2之側周面的形狀直接偵測軸心錯位量s，因此，與第一實施例基於施加於X2軸馬達之負荷來間接地偵測軸心錯位量s的情況相比，可更正確地偵測軸心錯位量s。
此外，本實施例中，雷射感測器50係如第8圖所示，對工件殘料W2照射與X2軸平行的雷射光L，偵測工件殘料W2相對於工件W1的軸心錯位量s及軸心錯位方向，但只要能以軸心錯位量偵測手段40c算出軸心錯位量s，則任何方向皆可，對工件殘料W2照射雷射的方向不限定於與X2軸平行。
又，本實施例中，以使用雷射光L之雷射感測器50作為光學感測器的一例來說明，但光學感測器不限於雷射感測器，依照測定精度適當地選擇即可，例如使用LED光等發射光之光學感測器亦可。
1,2:自動車床（工具機） 1a:床台 10:第一主軸 12:主軸台 13:主軸馬達 14:Z1軸向進給機構 14a:Z1軸滑軌 14b:Z1軸滑台 14c:Z1軸馬達 17:支持台 18:導套 20:第二主軸 22:主軸台 23:主軸馬達 24:Z2軸向進給機構 24a:Z2軸滑軌 24b:Z2軸滑台 24c:Z2軸馬達 25:X2軸向進給機構（第二主軸移動手段） 25a:X2軸滑軌 25b:X2軸滑台 25c:X2軸馬達（馬達） 30:工具 31:工具台 32:移動台 40:控制裝置 40a:控制部 40b:輸入部 40c:軸心錯位量偵測手段 40d:電流值偵測手段 40e:軸心錯位方向偵測手段 40f:旋轉角度偵測手段 50:雷射感測器（光學感測器） C1,C2:軸心 D:雷射感測器與工件殘料之側周面於X2軸方向的距離 I2:電流值 L:雷射光 M:摩擦步驟 P1:旋轉相位 S1:旋轉速度 s:軸心錯位量 T1,T2,T3:時間 U:端壓步驟 W1:工件（第一工件） W2:工件殘料（第二工件）
［第1圖］ 本發明之工具機的第一實施例之自動車床的概略結構圖。 ［第2圖］ 包含軸心錯位修正之動作流程圖。 ［第3圖］ 說明摩擦接合之第一主軸的旋轉相位、供給至X2軸馬達之電流值的圖。 ［第4圖］ 說明軸心錯位造成工件殘料振動之圖。 ［第5圖］ 說明端壓步驟中，第一主軸的旋轉相位、供給至X2軸馬達之電流值的圖。 ［第6A圖］   說明工件殘料相對於一體接合之工件的軸心錯位的圖。 ［第6B圖］   說明使軸心錯位方向配合X2軸方向之動作的圖。 ［第6C圖］   說明消除軸心錯位之動作的圖。 ［第7圖］ 本發明之工具機的第二實施例之自動車床的概略結構圖。 ［第8圖］ 說明第二實施例之軸心錯位造成工件殘料振動之圖。 ［第9圖］ 說明第二實施例之端壓步驟中，第一主軸的旋轉相位、雷射感測器與工件殘料之側周面的距離變動的圖。
1:自動車床(工具機)
1a:床台
10:第一主軸
12:主軸台
13:主軸馬達
14:Z1軸向進給機構
14a:Z1軸滑軌
14b:Z1軸滑台
14c:Z1軸馬達
17:支持台
18:導套
20:第二主軸
22:主軸台
23:主軸馬達
24:Z2軸向進給機構
24a:Z2軸滑軌
24b:Z2軸滑台
24c:Z2軸馬達
25:X2軸向進給機構(第二主軸移動手段)
25a:X2軸滑軌
25b:X2軸滑台
25c:X2軸馬達(馬達)
30:工具
31:工具台
32:移動台
40:控制裝置
40a:控制部
40b:輸入部
40c:軸心錯位量偵測手段
40d:電流值偵測手段
40e:軸心錯位方向偵測手段
40f:旋轉角度偵測手段
W1:工件(第一工件)
W2:工件殘料(第二工件)

Claims (8)

  1. 一種工具機，具備第一主軸、第二主軸及控制部，該第一主軸將第一工件任意旋轉地保持，該第二主軸與該第一主軸相對配置且將第二工件任意旋轉地保持，該控制部一邊使被該第一主軸保持之該第一工件或被該第二主軸保持之該第二工件的至少一個旋轉，一邊使該第一主軸與該第二主軸相對移動以相互接近，將該第二工件的後端部分推壓於該第一工件的頂端部分並摩擦接合，其中，該控制部具有軸心錯位量偵測手段，該軸心錯位量偵測手段在該摩擦接合過程中偵測該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量。
  2. 如請求項1之工具機，另具有第二主軸移動手段，該第二主軸移動手段基於該軸心錯位量偵測手段偵測之該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量，在該摩擦接合過程中，使該第二主軸往與該第二主軸的旋轉軸線交叉之方向移動。
  3. 如請求項2之工具機，其中，使該第二主軸往與該第二主軸的旋轉軸線交叉之方向移動的時機，係該第一主軸停止旋轉後、該第一主軸停止旋轉前或該第一主軸的旋轉速度逐漸減少的期間。
  4. 如請求項1至3中任一項之工具機，其中，該控制部具有軸心錯位方向偵測手段，該軸心錯位方向偵測手段比較以該軸心錯位量偵測手段偵測之該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量與該第一主軸的旋轉相位，藉此在該摩擦接合過程中偵測該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位方向。
  5. 如請求項4之工具機，其中，該第二主軸移動手段基於該軸心錯位量偵測手段偵測之該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量、及該軸心錯位方向偵測手段偵測之該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位方向，使該第二主軸往與該第二主軸的旋轉軸線交叉之方向移動以減少該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量。
  6. 如請求項1至5中任一項之工具機，其中，該軸心錯位量偵測手段基於施加於使該第二主軸往與該第二主軸的旋轉軸線交叉之方向移動的馬達的負荷，求出該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量。
  7. 如請求項1至5中任一項之工具機，其中，該軸心錯位量偵測手段基於測定與該第二工件之距離的光學感測器之輸出值，求出該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量。
  8. 一種工具機的控制方法，該工具機具備第一主軸、第二主軸及控制部，該第一主軸將第一工件任意旋轉地保持，該第二主軸與該第一主軸相對配置且將由該第一主軸交付之第二工件任意旋轉地保持，該控制部控制該第一主軸及該第二主軸的動作，該工具機的控制方法包含： 一邊使被該第一主軸保持之該第一工件或被該第二主軸保持之該第二工件的至少一個旋轉，一邊使該第一主軸與該第二主軸相對移動以相互接近，將該第二工件的後端部分接觸新供給之第一工件的頂端部分並摩擦的步驟； 將該第二工件的後端部分推壓於該第一工件的頂端部分並摩擦接合的過程中，偵測該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量的步驟； 在該摩擦接合過程中，偵測該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位方向的步驟；及 在該摩擦接合過程中，基於所偵測之該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量及所偵測之該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位方向，使該第二主軸往與該第二主軸的旋轉軸線交叉之方向移動以減少該第二工件相對於該第一工件的軸心錯位量的步驟。
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