TW202327806A - Processing machine and production method for object subject to processing - Google Patents
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Abstract
Description
本發明係關於加工機及被加工物的製造方法。The present invention relates to a processing machine and a method for manufacturing a processed object.
藉由工具對工件進行加工(例如切削)之加工機為眾所皆知(例如下述專利文獻1及2)。在專利文獻1及2,揭示有一種切削裝置(加工機),其使用在外周具有切刃之刀片(工具),將晶圓(工件)分割。這種的加工機,例如藉由朝對於預定的基準位置所設定的相對位置使刀片移動,達到期望的切入深度等。Processing machines that process (for example, cut) a workpiece with a tool are known (for example,
成為前述基準位置之位置的資訊,藉由例如使刀片接近工件或保持該工件的工作臺,檢測當檢測到兩者接觸時的刀片的位置加以取得。在專利文獻1及2的先前技術欄位,揭示作為刀片及工作臺採用具有導電性構件,利用兩者接觸時的通電,檢測兩者的接觸之技術。The information on the position serving as the reference position is obtained by, for example, bringing the blade close to the workpiece or the table holding the workpiece, and detecting the position of the blade when contact between the two is detected. In the prior art column of
若刀片與工作臺接觸,則有其中任一方劣化等的問題產生之可能性。因此,專利文獻1提案對刀片及工作臺施加高頻電壓,依據兩者之間的靜電容量的改變,檢測兩者的接近。專利文獻2提案使用模擬刀片之偽刀片取代刀片,取得成為基準位置之位置的資訊之技術。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
If the blade comes into contact with the table, there is a possibility that problems such as deterioration of either of them may arise. Therefore,
[專利文獻1]日本特開昭61-071967號公報 [專利文獻2]日本特開2015-103693號公報 [Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-071967 [Patent Document 2] Japanese Patent Laid-Open No. 2015-103693
[發明所欲解決之問題][Problem to be solved by the invention]
在專利文獻1的技術,作為刀片,必須採用具導電性之構件。亦即,刀片的選擇之自由度降低。在專利文獻2的技術,除了刀片,亦需要偽刀片。又,可能產生因刀片與偽刀片之差異所引起的誤差。因此,期望有可理想地取得成為基準位置之位置的資訊之加工機及被加工物的製造方法。
[解決問題之技術手段]
In the technology of
本發明的一態樣之加工機,係具有:主軸,其保持工具及工件的其中任一方;保持部,其保持前述工具及前述工件中的另一方;驅動部,其使前述主軸及前述保持部中的其中任一方亦即可動部朝預定的第1方向移動;位置感測器,其檢測前述可動部在前述第1方向處之位置;旋轉感測器,其檢測前述主軸的旋轉;及控制部,其當在前述主軸旋轉的狀態下藉由前述工具將前述工件進行加工時,以在前述第1方向上,朝對預定的基準位置所設定的相對位置使前述可動部移動的方式,依據前述位置感測器的檢測值,控制前述驅動部,當將前述工件或對於前述工件呈不動的構件作為基準構件時,前述控制部係藉由前述旋轉感測器檢測前述主軸的旋轉,且在前述可動部朝前述第1方向移動而使前述工具與前述基準構件在前述第1方向上接觸的狀態下,輸入預定的訊號時,將前述位置感測器所檢測到的位置作為前述基準位置加以取得。A processing machine according to an aspect of the present invention includes: a main shaft that holds either one of a tool and a workpiece; a holding unit that holds the other of the tool and the workpiece; and a drive unit that makes the main shaft and the holding any one of the parts, that is, the movable part moves toward a predetermined first direction; a position sensor that detects the position of the movable part in the first direction; a rotation sensor that detects the rotation of the main shaft; and A control unit that moves the movable unit toward a relative position set to a predetermined reference position in the first direction when the workpiece is machined by the tool while the main shaft is rotating, The drive unit is controlled based on the detection value of the position sensor, and when the workpiece or a member that does not move with respect to the workpiece is used as a reference member, the control unit detects the rotation of the main shaft by the rotation sensor, and The position detected by the position sensor is used as the reference position when a predetermined signal is input while the movable part is moved in the first direction and the tool and the reference member are in contact with each other in the first direction. be obtained.
本發明的一態樣之被加工物的製造方法,係使用前述加工機,藉由前述工具將前述工件進行加工而獲得被加工物。A method of manufacturing a workpiece according to an aspect of the present invention is to obtain a workpiece by processing the workpiece with the tool using the aforementioned processing machine.
本發明的一態樣之被加工物的製造方法,係使用具有:主軸,其保持工具及工件的其中任一方;保持部,其保持前述工具及前述工件中的另一方;驅動部,其使前述主軸及前述保持部中的其中任一方亦即可動部朝預定的第1方向移動;位置感測器,其檢測前述可動部在前述第1方向處之位置;及檢測前述主軸的旋轉之旋轉感測器的加工機,藉由前述工具將前述工件進行加工而獲得被加工物之被加工物的製造方法,該製造方法具有:當將前述工件或對於前述工件呈不動之構件作為基準構件時,在前述主軸旋轉的狀態下,使前述可動部朝前述第1方向移動而讓前述工具與前述基準構件接觸之步驟;依據藉由前述旋轉感測器之檢測結果,檢測因前述工具與前述基準構件的接觸所引起之前述主軸的旋轉之減速的步驟;及藉由前述位置感測器,取得當檢測到前述減速時之前述可動部在前述第1方向處的位置之步驟。 [發明效果] A method of manufacturing a workpiece according to an aspect of the present invention includes: a main shaft that holds either one of a tool and a workpiece; a holding unit that holds the other of the tool and the workpiece; and a drive unit that enables Either one of the main shaft and the holding part, that is, the movable part moves in a predetermined first direction; a position sensor detects the position of the movable part in the first direction; and detects the rotation of the main shaft. A sensor processing machine, a method of manufacturing a processed object obtained by processing the aforementioned workpiece with the aforementioned tool, the manufacturing method having the following steps: when the aforementioned workpiece or a member that does not move with respect to the aforementioned workpiece is used as a reference member , a step of moving the movable part toward the first direction while the spindle is rotating to bring the tool into contact with the reference member; a step of decelerating the rotation of the main shaft due to contact of members; and a step of obtaining, by the position sensor, the position of the movable part in the first direction when the deceleration is detected. [Invention effect]
若依據前述結構或順序,可理想地取得使工件與工具相對移動時的基準位置的資訊。According to the aforementioned structure or procedure, it is ideal to acquire the information of the reference position when the workpiece and the tool are moved relative to each other.
首先,說明關於本發明的一實施形態之加工機的概要,然後,說明加工機的詳細結構。First, an outline of a processing machine according to an embodiment of the present invention will be described, and then a detailed configuration of the processing machine will be described.
(加工機的概要)
圖1係顯示本發明的一實施形態之加工機1的主要部分之示意立體圖。圖2係放大顯示圖1的加工機1的一部分之示意立體圖。
(summary of processing machine)
Fig. 1 is a schematic perspective view showing main parts of a
圖示的各種構件之方向與垂直方向之關係為任意。但,在以下的說明中,為了說明上的方便,有以各種構件的方向與垂直方向之間的關係是以圖示例的關係為前提之表現的情況。在圖面,為了說明上的方便,賦予正交座標系XYZ。Z方向為例如與垂直方向平行的方向,+Z側為例如上方。The relationship between the directions of various members shown in the drawings and the vertical direction is arbitrary. However, in the following description, for convenience of description, the relationship between the directions of various members and the vertical direction may be expressed on the premise that the relationship shown in the illustrations is the example. In the drawings, an orthogonal coordinate system XYZ is given for convenience of description. The Z direction is, for example, a direction parallel to the vertical direction, and the +Z side is, for example, upward.
加工機1藉由工具101將工件103進行加工(例如切削)。工具101及工件103的支承及驅動是藉由圖1所示的機械本體3所進行。機械本體3被控制部5(參照圖4)控制。在圖示的例子,工具101為在外周部進行切溝或切斷用的研削(亦可視為切削)之研削磨石。工具101藉由與Y方向平行的主軸37(符號在圖2中顯示)所保持。又,藉由主軸37繞著與Y方向平行的軸心周圍旋轉並朝-Z側移動,切削工件103。在進行加工的區域,從噴嘴7供給加工液(未圖示,例如切削液)。The
控制部5係例如當使工具101朝-Z側移動而工具101抵接於工件103(如後述般,亦可為其他構件)時的主軸37的Z方向之位置作為基準位置加以取得。又,使主軸37朝對於基準位置所設定的Z方向之相對位置移動。藉此,例如能夠將形成於工件103的上表面之溝的深度作成為期望的尺寸(基準位置與前述相對位置之相對距離)。The
圖5(a)及圖5(b)係用來說明成為前述的基準位置之位置的資訊取得方法的示意圖。圖6係顯示成為基準位置之位置的資訊的取得方法的順序之一例的流程圖。再者,圖6亦可視為顯示控制部5所執行的處理的順序的一例之流程圖。5( a ) and FIG. 5( b ) are schematic diagrams for explaining a method of obtaining information on a position serving as the aforementioned reference position. FIG. 6 is a flowchart showing an example of a procedure of a method of obtaining information on a position serving as a reference position. In addition, FIG. 6 can also be considered as a flowchart showing an example of the procedure of processing executed by the
再者,在以下的說明中,為了說明上的方便,有將基準位置的資訊僅稱為基準位置的情況。又,有將成為基準位置之位置的資訊的取得僅稱為基準位置的取得的情況。In addition, in the following description, for the convenience of explanation, the information of the reference position may be referred to only as the reference position. In addition, acquisition of information on a position serving as a reference position may be referred to simply as acquisition of a reference position.
首先,如依據圖5(a)的箭號a1及圖6的步驟ST1所示,在工具101從工件103朝+Z側分離的狀態下,使工具101(在其他的觀點為主軸37)繞著旋轉軸CL周圍旋轉。又,依據如圖5(a)的箭號a2及圖6的步驟ST2所示,在使工具101旋轉的狀態下,讓工具101朝工件103逐漸接近。First, as indicated by arrow a1 in FIG. 5(a) and step ST1 in FIG. around the axis of rotation CL. Also, as shown by arrow a2 in FIG. 5( a ) and step ST2 in FIG. 6 , the
此時的工具101的旋轉數較例如藉由工具101將工件103進行切削時的工具101之旋轉數低。在其他的觀點,驅動此時的工具101之力矩(來自外部的力矩及/或慣性力矩,以下相同)較驅動加工時的工具101之力矩小。The number of rotations of the
使工具101旋轉的方法,可採用各種方法。在圖示的例子,藉由流體從噴嘴7朝工具101的外周向該外周的切線方向供給,使工具101旋轉。Various methods can be used for rotating the
然後,如圖5(b)所示,若工具101抵接到工件103,則藉由工具101從工件103接收到之摩擦力等,使得工具101的旋轉減速。如圖6的步驟ST3所示,控制部5檢測此旋轉的減速。又,控制部5當檢測到旋轉的減速時(在步驟ST3作為肯定判定時),如步驟ST4所示,檢測此時的主軸37的Z方向的位置,將該檢測到的Z方向的位置作為基準位置。Then, as shown in FIG. 5( b ), when the
再者,在本發明的說明中,有減速係包含停止的廣義意思、和不含停止的狹隘意思使用的情況。在無特別說明、不產生矛盾的情況下,減速視為包含停止的情況。In addition, in the description of the present invention, deceleration may be used in a broad sense including stop, and in a narrow sense not including stop. Unless otherwise specified or contradictory, deceleration is considered to include stopping.
如以上所述,在本實施形態,依據旋轉中的工具101抵接於工件103而減速的現象,檢測工具101對工件103的接觸。因此,工具101或與工具101接觸的基準構件(在此為工件103)亦可不具有導電性。又,亦不需要使用偽刀片。且,若使工具101的旋轉數降低(使力矩縮小),則亦可使工具101及/或基準構件劣化之或然率降低。As described above, in the present embodiment, the contact of the
(加工機的詳細內容)
如前述,加工機1具有例如包含主軸37之機械本體3、和控制機械本體3之控制部5。又,加工機1具有包含噴嘴7之流體供給部9(參照圖4)。控制部5亦被利用於流體供給部9的控制。又,流體供給部9亦可與前述說明不同,為作成為與加工機1不同的裝置。
(the details of the processing machine)
As described above, the
在以下的說明,針對加工機1的構成要件等,概略依據以下所示的列舉順序進行說明。
・工具101(圖1及圖2)
・工件103(圖1及圖2)
・機械本體3(圖1、圖2及圖3)
・流體供給部9(圖2及圖4)
・控制部5(圖4)
・成為基準位置之位置的資訊的取得順序(圖5(a)、圖5(b)及圖6)
・實施形態之總結
・變形例(圖7(a)~圖8(c))
In the following description, the constituent elements and the like of the
(工具)
工具101可作為被使用於各種加工之各種工具。例如工具101可為進行切削之切削工具、進行研削之研削工具或進行研磨之研磨工具。切削工具,例如可為自身旋轉而切削工件103之轉削工具(旋轉工具)(圖示例),亦可為切削旋轉中的工件103之旋削工具。作為轉削工具,例如可舉出銑刀、鑽頭及鉸刀。研削工具或研磨工具,可使用固定於該工具之固定研磨粒者,亦可使用含於漿體之游離研磨粒者。
(tool)
The
在與圖示例不同之工具101為旋削工具的態樣,當進行基準位置的取得時,例如在使保持工件103的主軸旋轉的狀態下,使旋削工具與工件103接近。又,藉由兩者的接觸,檢測工件103的旋轉已停止,此時所檢測到的工具101或工件103的位置作為基準位置加以取得。再者,在本實施形態的說明,在未特別說明的情況,如圖示例,以工具101為轉削工具的前提下進行說明或表現。In the case where the
針對使工具101或工件103(在圖示的例子,為工具101)朝第1方向(在圖示的例子,為Z方向)移動而進行加工的狀況、及/或取得第1方向之基準位置的狀況進行考察。此時,工具101中,對於工件103在第1方向上接觸之部位為任意。換言之,工具101的方向與第1方向之關係為任意。例如,在工具101為轉削工具的態樣,前述接觸的部位,可為外周部(旋轉軸周圍之外側的部位)(圖示例),亦可為前端部。For processing by moving the
如圖示例,在轉削工具的外周部對於工件103在第1方向上接觸的態樣,例如,當取得基準位置時,藉由工具101對工件103的接觸,工具101的旋轉容易停止。此效果,例如徑越大則變得越高。針對這樣的觀點,工具101的直徑,例如對於工具101的旋轉軸方向的最大長度(在其他觀點為最大厚度),可為1倍以上、2倍以上或5倍以上。As shown in the figure, when the outer peripheral portion of the turning tool contacts the
在圖1及圖2,作為工具101,以轉削工具為例。更詳細而言,圖示例的工具101係如前述般,在外周部進行研削之研削磨石。在其他的觀點,工具101為在外周具有切刃101a(符號標示於圖5(a)及圖5(b))之刀片。刀片係大致外緣呈圓形狀之板狀(圓盤狀或環狀)。刀片係藉由繞著該軸周圍(在圖示的例子,為與Y方向平行的旋轉軸)旋轉,利用於進行對工件103之溝的形成、及/或工件103的切斷(分割)。加工機1可安裝1片的刀片(圖示例),亦可安裝在與旋轉軸平行的方向上互相隔著間隔之複數片的刀片。再者,在以下的說明中,如圖示例,有以安裝1片的刀片之態樣為前提的表現之情況。In FIGS. 1 and 2 , a turning tool is taken as an example of the
(工件)
如前述說明可理解工具101所進行的加工的種類有各式各樣,工件103也有各式各樣。例如,工件103的材料可為各種材料,金屬、陶瓷、樹脂、木材、化學木漿或複合材料(例如碳纖維強化塑膠)。加工前及/或加工後之工件103的形狀及尺寸為任意。加工後之工件103所要求的尺寸精度也為任意。例如,以被要求較高的精度之情況為例,精度(公差)為10μm以下,1μm以下或100nm以下。
(workpiece)
It can be understood from the foregoing description that the types of processing performed by the
針對使工具101或工件103(在圖示的例子,為工具101)朝第1方向(在圖示的例子,為Z方向)移動而進行加工的狀況、及/或取得第1方向之基準位置的狀況進行考察。此時,工件103中,對於工具101在第1方向上接觸之部位為任意。在其他的觀點,保持工件103的構件(在圖示的例子,為後述的工作臺25)的方向與第1方向之關係為任意。For processing by moving the
例如,在工具101為轉削工具之態樣(圖示例),前述的接觸之部位,可為工件103的上表面(工作臺25相反側的面)(圖示例),亦可與圖示例不同,為工件103的側面(面向於工作臺25的側方之面)。又,雖未圖示,在工具101為旋削工具的態樣,前述接觸的部位,可為工件103的外周面(旋轉軸周圍之外側的面),亦可為端面(面向於與旋轉軸平行的方向之面)。For example, in the case where the
在圖1及圖2,作為工件103,例示有板狀者(基板)。加工前的板狀之工件103的平面形狀為任意,例如矩形(圖示例)或圓形狀。如前述般,在工具101為在外周具有切刃101a之圓盤狀的刀片的態樣,刀片有助於例如在板狀的工件103之上表面(+Z側的面)形成朝與工具101的旋轉軸正交之方向(X方向)延伸的溝,或將工件103朝Y方向分割。In FIGS. 1 and 2 , as the
(機械本體)
在機械本體3的說明,概略如以下的列舉順序進行說明。
・可利用本實施形態之機械本體3
・圖1所示的機械本體3
・主軸37的軸承之結構的一例
(machine body)
The description of the mechanical
(機械本體)
機械本體3進行工具101及工件103的支承及驅動。亦即,機械本體3為承擔進行加工的主要部分。機械本體3的結構,可為各種態樣,例如亦可為習知的結構。
(machine body)
The
例如,關於進行加工之機械,有區別為工作機械與產業用機器人的情況(其邊界並不明確)。在進行這樣的區別之情況,機械本體3(或加工機1)可分類為任一者。再者,在本實施形態的說明,以一般分類為工作機械的態樣為例。For example, regarding machines that perform processing, there are cases where they are divided into work machines and industrial robots (the boundaries are not clear). In the case of making such a distinction, the machine main body 3 (or the processing machine 1) can be classified into either one. In addition, in the description of this embodiment, the aspect generally classified as a machine tool is taken as an example.
又,例如,從工具101的前述說明可知,機械本體3(或加工機1)作為對象之加工,可為切削、研削及/或研磨等。又,進行切削等的機械本體3,可為使工具101旋轉者,亦可為使工件103旋轉者。Also, for example, as can be seen from the foregoing description of the
機械本體3可為或非為複合工作機械。機械本體3可為驅動1個工具101者(圖示例),亦可為同時驅動複數個工具101的多軸或多頭者。使工具101(轉削工具)旋轉之機械本體3(加工機1),例如可為銑床、鑽床、搪床、或加工中心。The
機械本體3例如分別在互相正交的X軸、Y軸及Z軸,使工具101與工件103相對移動。機械本體3亦可為除了前述的3軸以外,在其他的軸,使工具101與工件103相對移動者。例如,機械本體3(加工機1)為可進行繞著與前述的3軸的任一者平行之至少1個軸周圍旋轉者(例如,5軸加工中心)。工具101與工件103的在各軸之相對移動,從習知的工作機械可知,可藉由工具101的移動加以實現,亦可藉由工件103的移動加以實現。The
再者,在本實施形態的說明,基本上以主軸37及工作臺25等地各種構件之方向不改變的情況為前提,針對各種構件的方向進行說明。此說明對於構件的方向可改變之態樣,例如可適用於構件的標準的方向,亦可適用於與標準的方向不同之特定的方向。標準的方向,可參照技術常識進行合理的判斷。In addition, in the description of this embodiment, the direction of various components, such as the
在工具101為轉削工具之態樣,主軸37的方向、工作臺25的方向、垂直方向、取得基準位置的第1方向(在圖示的例子,為Z方向)之相對關係為任意。同樣地,在工具101為旋削工具之態樣,主軸37的方向、刀物台的方向、垂直方向以及第1方向之相對關係為任意。When the
例如,主軸37(其旋轉軸)對於工作臺25的上表面,可為平行(圖示例),亦可為交叉(例如正交)。又,第1方向對於主軸37,可為交叉(例如正交)(圖示例),亦可為平行。第1方向對於工作臺25的上表面,可為交叉(例如正交)(圖示例),亦可為平行。For example, the main shaft 37 (the rotation axis thereof) may be parallel to the upper surface of the table 25 (example in the drawing), or may intersect (for example, be perpendicular). In addition, the first direction may intersect (for example, be perpendicular to) the main axis 37 (example in the figure), or may be parallel. The first direction may intersect (for example, be perpendicular to) the upper surface of the table 25 (example in the drawing), or may be parallel.
(圖示例之機械本體)
在圖1中,作為機械本體3,例示可使在外周具有切刃101a的圓盤狀工具101旋轉而進行切削之切片器。
(The mechanical body shown in the illustration)
In FIG. 1 , a slicer capable of cutting by rotating a disc-shaped
具體而言,例如圖1所示之機械本體3,作為支承工件103之構成要件,具有以下的構成要件。設置在工場的地面等之基座21;固定於基座21上之X軸床23;支承於X軸床23,可朝X方向(水平方向)移動之工作臺25;固定於工作臺25上,將工件103可裝卸地保持之夾具27。雖未圖示,機械本體3亦可構成為使工作臺25繞著與Z軸平行之軸周圍旋轉。Specifically, for example, the machine
又,例如圖1所示之機械本體3,作為用來支承及驅動工具101之構成要件,具有以下的構成要件。前述基座21;固定於基座21上之Y軸床29;支承於Y軸床29,可朝Y方向(水平方向)移動之Y軸移動部31;支承於Y軸移動部31,可朝Z方向(垂直方向)移動之Z軸移動部33;固定於Z軸移動部33之主軸頭35(不含主軸37);以及以可繞著與Y方向平行的旋轉軸周圍旋轉的方式支承於主軸頭35,將工具101可裝卸地保持之主軸37(符號標示於圖2)。Also, for example, the
藉由使來自於未圖示的驅動源(例如電動機)之驅動力傳達至工作臺25而使工作臺25朝X方向移動,讓支承於工作臺25之工件103對於工具101朝X方向相對移動。藉由使來自於未圖示的驅動源(例如電動機)之驅動力傳達至Y軸移動部31而使Y軸移動部31朝Y方向移動,讓支承於Y軸移動部31之工具101對於工件103朝Y方向相對移動。藉由使來自於預定的驅動源(例如後述的圖4所示的Z軸電動機39)之驅動力傳達至Z軸移動部33而使Z軸移動部33朝Z方向移動,讓支承於Z軸移動部33之工具101對於工件103朝Z方向相對移動。藉由使來自於預定的驅動源(例如圖4所示的主軸電動機41)之驅動力傳達至主軸37而使主軸37繞著軸旋轉,讓保持於主軸37之工具101繞著軸進行旋轉。The table 25 is moved in the X direction by transmitting the driving force from a driving source not shown (such as a motor) to the table 25, and the
圖1及圖2為示意圖,各圖所示的各構件(21、23、25、27、29、31、33、35及37)之形狀僅為示意。實際上的各構件之形狀亦可與圖示的形狀大幅度不同。又,各構件的材料也為任意。且,導引對於支承部(23、29或31)平行移動的移動部(25、31或33)之導引件(符號省略)也僅為示意地顯示,亦可與與圖示的形狀等不同。Fig. 1 and Fig. 2 are schematic diagrams, and the shapes of each member (21, 23, 25, 27, 29, 31, 33, 35 and 37) shown in each figure are only schematic. The actual shape of each member may be greatly different from the illustrated shape. Moreover, the material of each member is also arbitrary. Also, the guide (symbol omitted) that guides the moving portion (25, 31, or 33) that moves parallel to the supporting portion (23, 29, or 31) is only schematically shown, and may be similar to the shape shown in the figure. different.
導引對於支承部(23、29或31)平行移動的移動部(25、31或33)之導引件可為適宜構件。例如,導引件可為供支承部與移動部滑動之滑動導引件,亦可為在支承部與移動部之間供滾動體滾動之滾動導引件,亦可為使空氣或油中介於支承部與移動部之靜壓導引件,又亦可為該等導引件之2種以上的組合。同樣地,主軸37的軸承可為滑動軸承、滾動軸承、靜壓軸承或該等軸承之2種以上的組合。A guide that guides the moving part (25, 31 or 33) that moves parallel to the supporting part (23, 29 or 31) may be a suitable member. For example, the guide can be a sliding guide for sliding between the supporting part and the moving part, or a rolling guide for rolling the rolling elements between the supporting part and the moving part, or a rolling guide that allows air or oil to intervene between the supporting part and the moving part. The static pressure guides of the supporting part and the moving part may also be a combination of two or more of these guides. Likewise, the bearing of the
平行移動之驅動源,例如為電動機。此電動機,可為旋轉式電動機,亦可為線性馬達。旋轉式電動機之旋轉運動,可藉由螺旋機構(例如滾珠螺桿機構)等的適宜機構變換成直線運動。又,平行移動之驅動源,亦可為液壓式(油壓式)或氣動式。同樣地,主軸37的旋轉之驅動源,可為例如旋轉式的電動機(主軸電動機41)。不過,主軸37的旋轉之驅動源,亦可為液壓式(油壓式)或氣動式。各種電動機的具體結構可為各種結構。電動機,可為直流電動機,亦可為交流電動機。交流電動機,可為同步電動機,亦可為誘導電動機。The drive source for parallel movement is, for example, a motor. The motor can be a rotary motor or a linear motor. The rotary motion of the rotary motor can be converted into linear motion by an appropriate mechanism such as a screw mechanism (such as a ball screw mechanism). Also, the drive source for parallel movement may be hydraulic (hydraulic) or pneumatic. Likewise, the drive source for the rotation of the
主軸電動機41的轉子(未圖示)與主軸37,例如以一同旋轉的方式互相固定(包含一部分彼此共用之態樣)。但,亦可在轉子(其一部分或全部)與主軸37之間,中介離合器及/或變速機等。在中介有離合器的情況,在取得基準位置的動作,亦可為轉子與主軸37之連結被解除,使慣性力矩縮小。再者,在本實施形態的說明,在未特別說明的情況,是以轉子與主軸37一體地旋轉的態樣為前提進行說明及表現。The rotor (not shown) of the
在主軸電動機41為包含永久磁鐵之同步電動機的態樣,例如當未供給電力而作成為無扭矩時,產生使主軸37的旋轉停止之吸引力。因此,例如當取得基準位置時,可減低產生不經意的旋轉之或然率。又,在其他的觀點,藉由將流體供給至工具101所產生之旋轉為有效的。另一方面,在主軸電動機41為誘導電動機的態樣,例如當未供給電力而作成為無扭矩時,不會產生使主軸37的旋轉停止之吸引力。因此,例如即使縮小流體施加於工具101之力,亦可使主軸37旋轉。In the case where the
夾具27為藉由例如真空夾具或靜電夾具構成,藉由機用老虎鉗(未圖示)等的適當器具,安裝於工作臺25。再者,夾具27亦可與前述的說明不同,構成為與工作臺25一體不可分離。又,亦可不設置夾具27,藉由與夾具27不同的其他適當的治具(例如機用老虎鉗),將工件103固定於工作臺25。The
亦可與本實施形態的說明不同,將工作臺25與夾具27之組合視為工作臺。當指保持工件103的工作臺之保持面時,保持面可為藉由保持夾具27而間接地保持工件103的工作臺25之保持面25a(符號標示於圖2),亦可為直接保持工件103的夾具27之保持面27a(符號標示於圖2)。Unlike the description of this embodiment, the combination of the table 25 and the
主軸37可藉由本身所具有的機構(例如夾緊機構)保持工具101,亦可藉由包含螺桿等之器具,安裝工具101。刀片(工具101),雖未圖示,可藉由例如具有插通於形成在刀片的中心的孔之軸部的構件、在主軸37的軸方向上重疊於刀片之構件、及插通於該等構件而螺合於主軸37的螺絲,固定於主軸37。在這樣的態樣,可將刀片視為工具101,亦可將刀片與將刀片安裝於主軸37的器具之全體視為工具101。The
主軸37位於工作臺25之保持面27a所面對之側,其旋轉軸沿著保持面27a(例如平行)。又,藉由主軸37朝作為第1方向之Z方向移動,使得作為工具101之刀片的外周部與工件103的上表面接觸,進行加工或基準位置的取得。The
(主軸的軸承之結構的一例)
如前述般,主軸37的軸承為任意的結構。在此,說明關於作為主軸37的軸承之一例的靜壓軸承之結構。
(An example of the structure of the bearing of the main shaft)
As mentioned above, the bearing of the
圖3係顯示主軸37的軸承43的結構之一例的示意剖面圖,對應於圖2的III-III線。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the structure of the bearing 43 of the
在主軸37的外周面與主軸頭35的內周面之間,形成有間隙。對該間隙,藉由泵浦45等,以預定的壓力供給氣體(例如空氣)或液體(例如油或水)。再者,在前者的態樣,軸承43為空氣軸承。再者,在流體為氣體的情況,壓縮機作為泵浦的一態樣。A gap is formed between the outer peripheral surface of the
(流體供給部)
圖4係以訊號處理系統的結構為中心顯示加工機1的結構之方塊圖。
(fluid supply part)
FIG. 4 is a block diagram showing the structure of the
流體供給部9具有噴嘴7;及對噴嘴7供給流體之供給部本體47。如前述般,流體供給部9,當藉由工具101將工件103加工時,對進行加工之區域(以下,有稱為「加工區域」的情況)從噴嘴7供給加工液。又,流體供給部9,當要取得基準位置時,藉由從噴嘴7朝工具101供給流體,使工具101旋轉。The fluid supply part 9 has the
在以下的說明概略以下述的順序進行說明。
・加工液
・取得基準位置時所供給之流體
・取得基準位置時流體接觸之構件
・噴嘴7
・供給部本體47
The outline of the following description will be described in the following order.
・Processing fluid
・Fluid supplied when acquiring the reference position
・Components in contact with fluid when obtaining the reference position
・
(加工液)
如前述的工具101的說明可知,加工液(未圖示)可為利用於各種加工之加工液。例如,在加工為切削的態樣,加工液可為切削液(在別的表現為切削油劑)。切削液的主要成分,可為油亦可為水。又,加工液可為例如用來進行研削之研削液、或進行研磨之研磨液。研削液或研磨液(漿體)可含游離研磨粒,亦可不含。不論何種加工,加工液亦可僅為水。又,加工液亦可為僅以冷卻為目的或以冷卻為主要目的之冷卻劑。
(processing fluid)
As can be seen from the description of the
(取得基準位置時所供給之流體)
在取得基準位置的動作,為了使工具101旋轉而對工具101供給之流體的種類(成分)為任意。例如,該流體可為加工液,亦可為與加工液不同之液體,亦可為氣體。作為氣體,可舉出例如空氣(air)及惰性氣體(例如氮氣)。在本實施形態的說明,基本上,以供給加工液的態樣為例。
(The fluid supplied when obtaining the reference position)
In the operation of acquiring the reference position, the type (component) of the fluid supplied to the
(取得基準位置時流體接觸之構件)
至今的說明中,在取得基準位置的動作,為了使主軸37旋轉而讓流體接觸之構件為工具101。但,在工件103保持於主軸37的態樣,流體所撞擊之構件亦可為工件103。再者,不論在哪一個態樣,流體所撞擊之構件可稱為保持於主軸37之旋轉對象。
(components in contact with fluid when obtaining the reference position)
In the description so far, the
又,不論旋轉對象為工具101及工件103中的任一者,流體可取代旋轉對象接觸或一同接觸於主軸37。用來增大藉由流體接觸所產生之力矩的構件(例如葉片),可安裝於主軸37、旋轉對象(101或103)或旋轉對象進行安裝之器具。這樣的構件,可視為主軸37的一部分或旋轉對象的一部分。依據葉片的形狀,流體所撞擊的方向亦可不含後述的切線方向的成分,例如可為軸方向。再者,在本實施形態的說明,為了說明上的方便,有不設有這樣的構件(葉片等)為前提的情況。Also, regardless of whether the rotating object is any one of the
流體接觸於旋轉對象(工具101或工件103)的外表面、或露出於主軸37的外部之外表面。事先敘述露出於主軸37的外部之外表面一事,是為了與為了進行加工而在主軸頭35內藉由流體,對主軸37施加力矩之技術(採用流體取代主軸電動機41的技術)作區別。The fluid contacts the outer surface of the rotating object (
再者,在本實施形態的說明中,有以在取得基準位置的動作之實現使主軸37的旋轉而讓流體撞擊之構件為工具101為前提的表現。作為流體撞擊的構件之工具101,只要不產生矛盾等,可適宜置換成工件103或主軸37。In addition, in the description of the present embodiment, there is an expression based on the premise that the
(噴嘴)
如圖2所示的噴嘴7,當藉由工具101加工工件103時,對加工區域供給加工液。換言之,加工區域為工件103中之藉由工具101進行加工的區域。例如,在工具101進行切削之態樣,加工區域為切刃抵接於工件103之位置及其鄰接區域。在工具101進行研削或研磨之態樣,例如,加工區域為工具101與工件103之抵接位置及其鄰接區域、或抵接區域,抵接可為中介有游離研磨粒之間接性抵接。
(nozzle)
The
加工液朝加工區域之供給,可藉由各種的態樣進行。例如,噴嘴7可朝加工區域使加工液流出,亦可朝工具101或工件103中之與加工區域分離的位置使加工液流出,讓加工液沿著工具101或工件103到達加工區域。噴嘴7可噴出加工液,亦可藉由不能稱為噴出之流速使加工液流出。噴嘴7可作為具有適宜剖面之1道的流動使加工液流出(例如噴出),亦可呈淋浴狀使加工液流出(例如噴出),亦可呈霧狀使加工液噴出。The supply of the machining fluid to the machining area can be performed in various ways. For example, the
又,噴嘴7是當取得基準位置時,以對於工具101的外表面,施加主軸37的繞著旋轉軸之力矩的方向接觸流體。當如此使主軸37旋轉時,工具101之被流體撞擊的位置(區域)可為各種的位置,又,流體接觸於前述位置之方向(在別的觀點,為流體噴出的方向)亦可為各種的方向。在概念上,例如,只要在從流體施加到工具101的力之合力的作用點朝前述合力的方向延伸之假想線與旋轉軸分離的情況下,工具101能夠旋轉。換言之,若對於工具101的旋轉軸,流體偏移接觸到工具101的外表面,工具101可旋轉。In addition, when the
具體而言,例如,當將工具101朝與其旋轉軸平行地觀察時,流體撞擊的方向,可為從流體撞擊的位置(或區域、或該區域的中心位置)朝前述流體撞擊的方向延伸之假想線從主軸37的旋轉軸分離之方向。再者,此方向亦可考量為具有以旋轉軸為中心的任意的半徑之圓的切線方向。又,例如,當將工具101朝與其旋轉軸平行地觀察時,流體撞擊的方向亦可為通過流體撞擊的位置之圓的切線方向。再者,對於與流體撞擊的方向(及/或流體噴出的方向)之切線方向,可包含較大的容許誤差,例如以嚴密的切線方向為中心,60°的範圍內或30°的範圍內。Specifically, for example, when the
又,例如、流體撞擊的方向,可為對於工具101的旋轉軸,在扭轉的位置關係呈正交,亦可朝與旋轉軸平行的方向(在圖示的例子,為Y方向)傾斜。又,例如,流體撞擊的位置可為工具101的外周部(旋轉軸周圍的外側之部分),亦可為面向沿著工具101的旋轉軸之方向的面(在圖示的例子,為+Y側及/或-Y側的面),亦可為前、後者雙方。Also, for example, the direction in which the fluid hits may be perpendicular to the rotational axis of the
在為了使主軸37旋轉而撞擊於工具101之流體為液體的情況,當該流體從噴嘴7噴出時的態樣可為各種態樣。例如,可將在加工液的供給之說明的供給之態樣(作為1道的流動所噴出的態樣及呈淋浴狀噴出的態樣等)之說明,可援用於用來進行旋轉的流體的供給之態樣。又,在流體為液體的情況,亦能以不能稱為噴出之態樣將液體供給至工具101,再利用液體落下的力使工具101旋轉。When the fluid that hits the
噴嘴7的結構,可為各種結構,例如亦可為與習知的結構相同者。用來實現使液體流出的態樣(作為1道的流動所噴出的態樣及呈淋浴狀噴出的態樣等)之噴嘴的結構為習知。又,噴嘴7可為切換使液體流出之態樣者,亦可為不能切換者。在前者的情況,噴嘴7的切換狀態,在供給加工液時與為了使主軸37旋轉而供給流體時,可為相同的狀態,亦可為不同的狀態。The structure of the
噴嘴7的安裝及定位等之結構,可為各種結構,例如亦可為與習知的結構相同者。具體而言,例如噴嘴7對於機械本體3可裝卸。再者,在此情況,噴嘴7可與工具101及工件103同樣地,視為與加工機1不同的要件。噴嘴7,可在加工中移動,亦可配置於一定的位置。噴嘴7之對於預定的要件(例如主軸37)的定位,可藉由手動進行,亦可藉由機器人進行。在為後者的情況,定位可藉由控制部5自動地進行,亦可藉由對於加工機1所具有的未圖示的操作部之操作來進行。在可變更噴嘴7的位置之態樣,噴嘴7的位置在供給加工液時與在基準位置的取得的動作中為了使主軸37旋轉而供給流體時,可為相同的狀態,亦可為不同的狀態。The structure of installation and positioning of the
在如圖2所示的例子,噴嘴7位於可維持形狀之波紋管狀(省略符號)的前端。與波紋管狀的噴嘴7相反側的端部連接於具有流路之塊體(省略符號)。塊體可藉由適宜的器具固定於主軸頭35。因此,噴嘴7為對於工件103可與工具101一同相對移動(不含繞著工具101的軸周圍之旋轉),又,其具體的位置及方向,可藉由以手動改變波紋管狀來決定。在圖2中,噴嘴7定位成:被用來對於作為工具101之刀片的切刃101a,朝切刃101a的切線方向使加工液及主軸37旋轉之流體撞擊。In the example shown in FIG. 2 , the
(供給部本體)
供給部本體47的結構可因應加工液的種類等適宜地構成。例如,在加工液為切削液、研削液或研磨液的態樣,供給部本體47可為在一般的工作機械供給該等加工液的裝置的結構相同或該結構之應用。又,在加工液為水的態樣,供給部本體47的結構可為從工場設備供給水,具有容許及禁止該水朝噴嘴7供給之閥。
(supply part body)
The structure of the supply part
在圖示的例子,供給部本體47為例如具有供給加工液之加工液供給源49、及控制加工液的流動之控制閥53。In the illustrated example, the supply unit
在加工液為切削液、研削液、研磨液或者與該等液類似者的態樣,加工液供給源49例如雖未圖示,具有儲藏加工液的槽、及從該槽送出加工液的泵浦。控制閥53,可為僅容許及禁止加工液的流動者,亦可為能夠控制流量及/或壓力者。又,控制閥53亦可將複數個閥組合而構成。依據來自於控制部5之指令,泵浦(加工液供給源49)及/或控制閥53作動,藉此,控制加工液的供給、加工液的流量及/或加工液的壓力。When the machining fluid is a cutting fluid, a grinding fluid, a grinding fluid, or the like, the machining
雖未圖示,供給部本體47亦可具有壓縮空氣的供給源,其可將加工液與壓縮空氣混合而噴出加工液的霧滴。為了取得基準位置而自噴嘴7流出之流體可為自前述這種供給源所供給之壓縮空氣。Although not shown in the figure, the
在本實施形態的說明,流體供給部9視為加工機1的一部分。在這樣的情況,流體供給部9在外觀上可視為加工機1的一部分之態樣進行設置,亦可藉由無法視為該一部分之態樣進行設置。例如,流體供給部9的一部分或全部可與如圖1所示的機械本體3一同收容於未圖示的框體,亦可與機械本體3不同地收容於其他框體。流體供給部9的一部分或全部可配置於機械本體3的基座21內或基座21上。In the description of this embodiment, the fluid supply unit 9 is regarded as a part of the
(控制部)
如圖4所示的控制部5的結構例如可包含電腦。電腦例如雖未圖示,其結構可包含CPU(central processing unit)、ROM(read only memory)、RAM(random access memory)及外部記憶裝置。在圖4中,RAM及/或外部記憶裝置顯示作為記憶部67。藉由CPU執行記憶於ROM及/或外部記憶裝置之程式,構築進行控制等之各種功能部(59、61、63及65)。再者,控制部5亦可包含僅進行一定的處理之邏輯電路。
(control department)
The configuration of the
控制部5為將對於加工機1全體之控制部加以概念化者。控制部5可藉由硬體的方式總括於1處所,亦可分別於複數個部位加以設置。在後者的例子,在硬體中個別地設置進行機械本體3的控制之控制部、和進行流體供給部9的控制之控制部。兩者可同步進行控制,亦可不進行這種控制。同步可為藉由其中一方依據來自於另一方的訊號進行動作所達成,亦可藉由設置兩者的上位控制部所達成。The
控制部5作為進行控制等的功能部,具有控制機械本體3之功能部(59、61及63)、和控制流體供給部9之流體控制部65。更詳細而言,前者為當進行加工時,控制主軸37與工作臺25的相對移動之移動控制部59、當進行加工時,控制主軸37的旋轉之旋轉控制部61、及控制當取得基準位置時的動作之基準位置取得部63。再者,這些各種的功能部,一部分可共用。The
移動控制部59為例如依據檢測各軸(例如X軸、Y軸或Z軸)之移動部(25、31或33)的位置之位置感測器的檢測值,控制驅動移動部之驅動源。再者,關於取得基準位置的第1方向之軸(在圖示的例子,為Z軸)以外的其他軸,亦可不設置位置感測器。在其他的觀點,關於其他軸,亦可不進行依據位置感測器之反饋控制,而進行開環控制。The
在圖4中,顯示3軸之結構中,依據檢測Z軸移動部33的Z方向之位置的Z軸位置感測器69,控制Z軸電動機39的結構。在此所稱的Z軸移動部33的Z方向之位置為例如絕對座標系(在其他觀點為機械座標系)之Z方向的位置,嚴密地說,例如對於在Z方向上有意呈不動之構件(例如Y軸移動部31)之Z方向的位置。In FIG. 4 , in the three-axis configuration, the Z-
前述位置感測器可為直接檢測移動部的位置之感測器(圖示例),亦可為檢測驅動移動部的驅動源的作動量(例如旋轉式的電動機之旋轉量)的感測器。在其他的觀點,依據位置感測器的檢測值之反饋控制,可為全閉環者(圖示例),亦可為半閉環者。位置感測器的具體結構可為各種結構,例如可為線性編碼器(圖示例)或雷射測長器。線性編碼器,可為光學式或磁性式,又,亦可為絕對式或增量式。The aforementioned position sensor may be a sensor that directly detects the position of the moving part (example in the figure), or a sensor that detects the amount of motion of the driving source that drives the moving part (such as the amount of rotation of a rotary motor) . In another point of view, the feedback control based on the detection value of the position sensor can be a fully closed loop (example in the figure) or a semi-closed loop. The specific structure of the position sensor can be various structures, for example, it can be a linear encoder (example in the figure) or a laser length measuring device. Linear encoders can be optical or magnetic, and can also be absolute or incremental.
旋轉控制部61依據檢測主軸37的旋轉(更詳細而言,例如旋轉數)之旋轉感測器71的檢測值,控制驅動主軸37之主軸電動機41。旋轉感測器71,可為直接檢測主軸37的旋轉者,亦可為檢測主軸電動機41的旋轉者(圖示例)。在其他的觀點,旋轉感測器71可設在主軸電動機41(圖示例),亦可不設在該處。又,藉由主軸37與主軸電動機41之一部分彼此共用,亦可無前述這樣的區別。旋轉感測器71的具體結構可為各種結構,例如可為編碼器或解析器。編碼器,可為光學式或磁性式,又,亦可為絕對式或增量式。The
藉由移動控制部59及旋轉控制部61之控制,例如可依據記憶於記憶部67(RAM及/或外部記憶裝置)之NC程式D1進行。NC程式D1係例如針對目標位置的絕對座標(機械座標)、目標位置的相對座標、目標移動量及目標旋轉數等的至少1種,限定1個以上的值。又,移動控制部59及旋轉控制部61依據位置感測器(69等)及旋轉感測器71的檢測值,以達到前述的各種目標值的方式,控制驅動源(39及41等)。The control by the
所取得的基準位置的資訊D3記憶於記憶部67(RAM及/或外部記憶裝置)。在依據前述的NC程式D1所進行之控制,資訊D3被適宜利用。其利用的態樣可為各種態樣。The obtained reference position information D3 is stored in the memory unit 67 (RAM and/or external memory device). In the control performed according to the aforementioned NC program D1, the information D3 is suitably utilized. Various aspects can be used for this utilization.
例如,NC程式D1係針對Z軸方向,朝對於基準位置所設定的相對位置(目標位置)使主軸37(工具101)移動之程式(1個以上的方塊)。藉此,可利用基準位置。For example, the NC program D1 is a program (one or more blocks) for moving the spindle 37 (tool 101 ) toward the relative position (target position) set with respect to the reference position in the Z-axis direction. Thereby, a reference position can be utilized.
對於基準位置之相對位置,在1個以上的方塊,可依據對於基準位置之相對座標加以規定,亦可依據來自於基準位置之移動量加以規定。又,朝前述的Z軸方向之相對位置的移動,可伴隨其他軸之移動,亦可不伴隨。The relative position of the reference position may be specified based on the relative coordinates to the reference position, or may be specified based on the movement amount from the reference position in one or more squares. Also, the movement of the relative position in the aforementioned Z-axis direction may or may not be accompanied by movement of other axes.
在前述這樣的利用態樣,依據基準位置之移動與加工內容之關係可為任意。列舉一例,如藉由從基準位置或較基準位置設定於更靠+Z側的相對位置,朝較基準位置更靠-Z側所設定的相對位置之刀片(工具101)朝-Z側的移動,以預定的深度形成溝。亦即,基準位置可利用作為用來規定自工件103的上表面起之切入量的位置。In the aforementioned utilization aspect, the relationship between the movement based on the reference position and the processing content can be arbitrary. To give an example, if the blade (tool 101) moves toward the -Z side at a relative position set closer to the -Z side than the reference position by setting the relative position on the +Z side from the reference position or the reference position , forming a groove at a predetermined depth. That is, the reference position can be used as a position for specifying the cutting amount from the upper surface of the
與前述態樣不同,亦可在NC程式內未規定基準位置之態樣,利用基準位置。例如,基準位置可利用於檢測工具101及/或工件103的實際位置與在機械座標所假設的工具101及/或工件103的位置之任一者,修正以NC程式所規定的機械座標或以位置感測器所檢測到的位置。再者,這樣的利用態樣也可視為朝對於基準位置所設定的相對位置使主軸37移動。Different from the aforementioned aspect, the reference position can also be used in the aspect where the reference position is not specified in the NC program. For example, the reference position can be used to detect any one of the actual position of the
基準位置取得部63以達成用來取得基準位置的動作的方式,控制機械本體3(更詳細而言,為Z軸電動機39)及流體供給部9。在圖4中,表示此控制之箭號的圖示省略。基準位置取得部63可在Z軸電動機39的控制,利用移動控制部59,在流體供給部9的控制,可控制流體控制部65。在其他的觀點,基準位置取得部63可一部分與移動控制部59及流體控制部65共用。The reference
基準位置取得部63將檢測到主軸37的旋轉的減速時之主軸37的Z軸方向的位置作為基準位置加以取得。此時,檢測主軸37的位置之感測器為例如移動控制部59利用於反饋控制之Z軸位置感測器69。藉此,由於依據藉由相同的感測器之檢測值特定基準位置與對於該基準位置所設定的相對位置,故,可使加工的精度提升。The reference
雖未圖示,用來取得基準位置的動作順序,例如與加工時的動作順序不同,藉由與NC程式不同的其他程式加以規定。該其他程式含於例如為了構築基準位置取得部63而藉由CPU所執行的程式。用來構築基準位置取得部63的程式,可依據加工機1的製造者預先記憶於記憶部67,亦可藉由操作員下載至現有的加工機1。亦可與前述的說明不同,用來取得基準位置的動作順序的一部分,是藉由與NC程式同樣地作成之程式加以規定。Although not shown in the figure, the operation sequence for obtaining the reference position is different from the operation sequence during machining, for example, and is prescribed by a program different from the NC program. These other programs are included in, for example, programs executed by the CPU for constructing the reference
為了基準位置的取得而檢測旋轉的減速之感測器,可為旋轉控制部61利用於加工中的反饋控制之旋轉感測器71(圖示例),亦可為其他感測器。在前者的態樣,例如可使結構簡單化。在後者的態樣,例如比起旋轉感測器71更能檢測到旋轉角度的微小變化之感測器,高精度地檢測旋轉的減速。再者,在本實施形態的說明,為了說明上的方便,以前者的態樣為前提。The sensor that detects the deceleration of the rotation to obtain the reference position may be the rotation sensor 71 (example in the figure) used by the
流體控制部65控制流體供給部9,使得例如當進行加工時及基準位置的取得時供給加工液。其具體的控制對象為例如控制閥53及加工液供給源49(例如未圖示的泵浦)。The
(基準位置的取得順序) 圖5(a)、圖5(b)及圖6之概要如前述。 (Acquisition order of reference position) The outlines of Fig. 5(a), Fig. 5(b) and Fig. 6 are as described above.
用來進行該等圖所顯示之基準位置的取得的動作,可在操作員對於加工機1所具有的未圖示的操作部進行預定的操作時開始,亦可不靠操作員的操作,藉由控制部5自動地開始。在後者的態樣,作為控制部5自動地取得基準位置的時期,可舉出例如當開始進行藉由NC程式所規定的一連串的加工時、在前述一連串的加工中開始進行特定的加工時、及藉由檢測工具101的磨損之未圖示的感測器檢測到磨損量超過預定的閾值時。The operation for obtaining the reference position shown in these figures may be started when the operator performs a predetermined operation on an unillustrated operating portion of the
當取得基準位置時,控制部5控制流體供給部9,從噴嘴7朝工具101供給加工液。又,此時,控制部5例如將主軸電動機41作成為無扭矩的狀態。亦即,未對主軸電動機41供給電力。藉此,主軸37如箭號a1所示進行旋轉。又,控制部5控制Z軸電動機39,如箭號a2所示,使主軸37朝工作臺25移動。When the reference position is obtained, the
在取得基準位置的動作,主軸37的旋轉與主軸37的移動可同時開始,亦可其中一方較另一方先開始。又,來自於噴嘴7的加工液之流出,可直到檢測到主軸37旋轉停止時持續地進行,亦可在檢測到主軸37的旋轉的減速(因接觸所引起)之前停止。在前者的態樣,例如,因主軸37與工件103接觸而直到主軸37的旋轉減速為止,可使主軸37確實地旋轉。在後者的態樣,例如藉由使主軸37接觸工件103時的主軸37的旋轉數降低,可使工具101及/或工件103劣化之或然率減低。In the operation of acquiring the reference position, the rotation of the
取得基準位置時的主軸37的旋轉數(在其他的觀點,為流體的壓力等)可為適宜者。例如,此時的旋轉數可較藉由工具101進行加工時的旋轉數充分低。在其他的觀點,主軸37及工具101的慣性力矩、及/或自外部施加到工具101之力矩,可較進行加工時的力矩小。The number of revolutions of the main shaft 37 (in another point of view, the pressure of the fluid, etc.) at the time of acquiring the reference position may be appropriate. For example, the number of rotations at this time may be sufficiently lower than the number of rotations when processing is performed with the
進行加工或基準位置取得之具體的旋轉數或力矩,可因應適用本實施形態的機械本體3的具體結構、工具101的種類、工件103的種類等適宜地設定。列舉一例,例如,加工(更詳細而言,例如工具101將要接觸到工件103時或正接觸時)的旋轉數為2000rpm(rotations per minute)以上,另一方面,在取得基準位置的動作(更詳細而言,例如工具101將要接觸到工件103時)的旋轉數為200rpm以下、100rpm以下、50rpm以下或10rpm以下。在其他的觀點,取得基準位置的動作之旋轉數可為進行加工之旋轉數的1/10以下或1/100以下。The specific number of rotations or torque for processing or obtaining a reference position can be appropriately set according to the specific structure of the
再者,用來進行加工之旋轉數,可藉由例如加工機1的操作員進行設定。在其他的觀點,用來進行加工之旋轉數,可藉由NC程式加以規定。因此,當著眼於流通階段的加工機1時,用來進行加工之旋轉數與用來進行基準位置的取得之旋轉數的相對的關係可不視為加工機1的構成要件。但,關於用來進行加工之旋轉數,在操作員可設定的下限值設定於加工機1或製造者以規格書等推薦的下限值存在的情況,亦可對於前述下限值,與用來進行基準位置的取得之旋轉數進行比較,判定前述的關係是否成立。在參照藉由NC程式所規定之用來進行加工之旋轉數的情況,以NC程式所規定之旋轉數非一定的情況,可將最低的旋轉數與用來進行基準位置的取得之旋轉數相比。Furthermore, the number of revolutions for processing can be set by, for example, the operator of the
再者,用來進行基準位置的取得之旋轉數,可藉由例如加工機1的製造者進行設定,亦可藉由加工機1的操作員進行設定。在其他的觀點,用來進行基準位置的取得的旋轉數之資訊,可預先記憶於記憶部67,亦可藉由對於加工機1的未圖示的操作部之操作等輸入至控制部5。再者,在用來進行基準位置的取得的旋轉數被操作員設定的情況,與用來進行加工的旋轉數同樣地,當著眼於流通階段的加工機1時,用來進行基準位置的取得之旋轉數可不視為加工機1的構成要件。Furthermore, the number of revolutions for obtaining the reference position can be set by, for example, the manufacturer of the
取得基準位置的動作之主軸37的移動速度為適宜者。又,此移動速度可為一定,亦可非一定(可進行變速)。作為後者的態樣,可舉出例如當接近基準位置之預測位置時減速的態樣。預測位置,可藉由NC程式、或藉由操作員對於未圖示的操作部之操作,輸入至控制部5。又,當為了進行基準位置的取得而工具101與工件103接觸時之移動速度,對於當為了進行加工而工具101與工件103接觸時的移動速度,可較慢,亦可相等,又亦可較快。移動速度,可藉由加工機1的製造者加以設定,亦可藉由加工機1的操作員加以設定。在其他的觀點,移動速度之資訊,可預先記憶於記憶部67,亦可藉由對於加工機1的未圖示的操作部之操作等輸入至控制部5。作為為了進行基準位置的取得而工具101與工件103接觸時之移動速度一例,該移動速度為10mm/min以下。當然,移動速度可較其更快。The moving speed of the
控制部5亦可控制Z軸電動機39,使得以較基準位置之預測位置更靠-Z側的位置作為目標位置使主軸37移動。又,主軸37亦可藉由從工件103接收力,在Z方向上減速(且,停止)。控制部5為了使工具101將工件103朝-Z側推壓的力不會過度變大,以產生適宜的扭矩的方式控制Z軸電動機39。又,控制部5亦可依據適宜的感測器之檢測值,檢測主軸37的Z方向之減速或停止,因應該檢測,使Z軸電動機39的驅動停止。作為前述感測器,可舉出例如Z軸位置感測器69、及檢測供給至Z軸電動機39的電力之感測器。The
又,控制部5亦可當檢測到因工具101與工件103的接觸所產生之主軸37的旋轉的減速時,使主軸37朝-Z側之移動停止。此時的減速之檢測,可與以主軸37的Z方向的位置作為基準位置加以取得時之旋轉的減速之檢測共通。在此情況,控制部5,可將旋轉的減速之檢測時的主軸37的位置作為基準位置加以取得,亦可將從旋轉的檢測後到朝-Z側的移動停止前的期間之主軸37的位置作為基準位置加以取得,亦可將朝-Z側的移動停止後之主軸37的位置作為基準位置加以取得。但,在本說明書中,在未特別說明的情況,不受前述這樣的嚴密性的影響,前述任一個的態樣皆為檢測到旋轉的減速時的主軸37的位置。再者,亦可與前述敘述不同,個別檢測(判定)用來使朝-Z側的移動的停止之旋轉的減速之檢測、和用來取得基準位置的旋轉的減速之檢測。In addition, the
控制部5係如上述般,在進行藉由來自於噴嘴7之流體,一邊使工具101旋轉一邊使工具101接近工件103之動作的狀態下,藉由旋轉感測器71(或其他的感測器)檢測旋轉的減速,則將此時的Z軸位置感測器69之檢測值作為基準位置而記憶於記憶部67。As described above, the
因工具101與工件103之接觸所產生之減速的檢測,可適宜地進行。例如,控制部5即時接收因應藉由旋轉感測器71所檢測的旋轉數(在其他的觀點,旋轉速度)之訊號。又,控制部5當從接收到的訊號所特定之旋轉數成為預定的閾值以下時,判定為產生減速。又,例如,在僅工具101朝-Z側移動的初期對工具101施加力矩,從移動的初期讓旋轉減速這樣的態樣,當旋轉數的變化率之絕對值超過預定的閾值時(減速急遽進行時),可判定為旋轉停止。判定可不藉由控制部5,而是藉由旋轉感測器71進行。換言之,控制部5亦可從旋轉感測器71接收關於減速之判定結果的訊號。The detection of the deceleration caused by the contact between the
前述閾值,可藉由加工機1的製造者加以設定,亦可藉由加工機1的操作員加以設定。在其他的觀點,閾值之資訊,可預先記憶於記憶部67,亦可藉由對於加工機1的未圖示的操作部之操作等輸入至控制部5。閾值的具體值可適宜地設定。在當旋轉數形成為預定的閾值以下而檢測減速時的態樣,閾值可為實質上為對應於旋轉的停止的檢測之大小(0rpm)。作為旋轉數的閾值例,例如,閾值可為20rpm以下的任意值,可為10rpm以下的任意值、5rpm以下的任意值或1rpm以下的任意值。此閾值亦能以不與針對接觸前的旋轉數之前述例產生矛盾的方式加以適宜組合。The aforementioned threshold value can be set by the manufacturer of the
再者,圖5(a)及圖5(b)所示的動作之一部分,可藉由人工進行,亦可藉由操作員對於加工機1的未圖示的操作部之操作來進行。作為前述一部分,例如可舉出主軸37的旋轉、及/或朝主軸37的-Z方向之移動。當藉由操作員的操作使主軸37朝-Z方向移動時,採用未圖示的手動脈衝產生器即可。5( a ) and FIG. 5( b ) may be performed manually, or may be performed by an operator operating an unillustrated operating portion of the
至今為止的說明,作為當取得基準位置時工具101抵接之基準構件,以工件103為例。但,基準構件亦可為對於工件103呈不動的其他構件。例如,基準構件可為工作臺25或夾具27,亦可為可裝卸地固定工作臺25或夾具27並用來取得基準位置之專用構件。但,前述的專用構件,可視為工作臺25或夾具27的一部分。在本發明之關於基準位置的取得的說明,工件103的用語,只要不會產生矛盾等的情況下,可置換成前述的其他基準構件之用語。In the description so far, the
(實施形態之總結)
如以上說明,加工機1具有主軸37、保持部(工作臺25)、驅動部(Z軸電動機39)、位置感測器(Z軸位置感測器69)、旋轉感測器71、及控制部5。主軸37保持工具101及工件103中的其中一方(在圖示的例子,為工具101)。保持部(工作臺25)保持工具101及工件103的另一方(在圖示的例子,為工件103)。Z軸電動機39使主軸37及工作臺25中的其中一方亦即可動部(主軸37)朝預定的第1方向(Z方向)移動。Z軸位置感測器69檢測主軸37的Z方向處之位置。旋轉感測器71檢測主軸37的旋轉。控制部5係當在主軸37旋轉的狀態下藉由工具101將工件103進行加工時,以在Z方向上,朝對預定的基準位置所設定的相對位置使主軸37移動的方式,依據Z軸位置感測器69的檢測值,控制Z軸電動機39。又,當將對於工件103或工件103呈不動的構件(例如工作臺25)作為基準構件時,控制部5係藉由旋轉感測器71檢測主軸37的旋轉,且在主軸37朝Z方向移動而使工具101與基準構件在Z方向接觸的狀態下,輸入預定的訊號時,將Z軸位置感測器69檢測到的位置作為前述基準位置加以取得。
(Summary of implementation form)
As described above, the
在其他的觀點,本實施形態之被加工物的製造方法,係使用加工機1,藉由工具101將工件103進行加工而獲得被加工物。加工機1具有主軸37、保持部(工作臺25)、驅動部(Z軸電動機39)、位置感測器(Z軸位置感測器69)、旋轉感測器71。主軸37保持工具101及工件103中的其中一方(在圖示的例子,為工具101)。保持部(工作臺25)保持工具101及工件103的另一方(在圖示的例子,為工件103)。Z軸電動機39使主軸37及工作臺25中的其中一方亦即可動部(主軸37)朝預定的第1方向(Z方向)移動。Z軸位置感測器69檢測主軸37的Z方向處之位置。旋轉感測器71檢測主軸37的旋轉。該製造方法具有以下的步驟。當將工件103或對於工件103呈不動的構件(例如工作臺25)作為基準構件時,在主軸37旋轉的狀態下,使主軸37朝Z方向移動而讓工具101與基準構件接觸之步驟(步驟ST1及ST2)。依據藉由旋轉感測器71之檢測結果,檢測因工具101與基準構件的接觸所引起之主軸37的旋轉的減速的步驟(步驟ST3)。藉由Z軸位置感測器69,取得當檢測到減速時之主軸37的Z方向處的位置之步驟(步驟ST4)。From another point of view, the method of manufacturing a workpiece in this embodiment uses the
因此,例如、如前述般,工具101及與工具101接觸的基準構件(在此為工件103)亦可不具有導電性。又,亦不需要使用具導電性的虛擬工具取代工具101。Therefore, for example, as described above, the
成為取得基準位置的契機之前述預定的訊號為來自於旋轉感測器71之因應主軸37的旋轉的減速(可包含停止)之訊號。在此所稱的訊號,如前述般,例如可為顯示旋轉數的訊號,亦可為是否有減速之判定結果的訊號。The aforementioned predetermined signal that becomes a trigger for acquiring the reference position is a signal from the
在此情況,由於例如從減速的檢測到基準位置的取得為止之動作為自動地進行,故,比起操作員中介的態樣(該態樣亦含於本發明之技術。參照圖7(b)及圖7(c)後述),可減低減速與基準位置之相對關係的分佈。進而可使基準位置的精度提升。又,亦可減輕操作員的負擔。In this case, since, for example, the operations from the detection of deceleration to the acquisition of the reference position are performed automatically, the operator-mediated aspect (this aspect is also included in the technology of the present invention. Refer to FIG. 7(b) ) and Figure 7 (c) will be described later), which can reduce the distribution of the relative relationship between the deceleration and the reference position. Furthermore, the accuracy of the reference position can be improved. In addition, the burden on the operator can also be reduced.
取得前述基準位置之第1方向(Z方向),可為與主軸37的旋轉軸交叉(例如正交)的方向。在其他的觀點,如圖示例,在工具101為轉削工具的態樣,當取得基準位置時,轉削工具的外周部可與基準構件(例如工件103)接觸。或者,與圖示例不同,在工具101為旋削工具的態樣,當取得基準位置時,基準構件(例如工件103)的外周部可抵接於工具101。The first direction (Z direction) for obtaining the aforementioned reference position may be a direction intersecting (for example, perpendicular) to the rotation axis of the
在此情況,雖會有例如轉削工具(工具101)的結構等影響,不過,比起轉削工具的前端與工件103接觸之態樣(該態樣亦含於本發明之技術),藉由轉削工具與工件103之接觸,更容易使轉削工具的旋轉減速。作為該理由可舉出,從轉削工具的旋轉軸到轉削工具與工件103之接觸位置為止的距離容易變長、及/或容易增大轉削工具的外周部與工件103之接觸面積。In this case, although there will be effects such as the structure of the turning tool (tool 101), compared with the aspect in which the front end of the turning tool contacts the workpiece 103 (this aspect is also included in the technology of the present invention), by Due to the contact of the turning tool with the
保持工具101及工件103中的其中一方之主軸37,可保持工具101。保持工具101及工件103中之另一方的保持部可為位於較主軸37更靠近第1方向(Z方向)的一方側(-Z側),且保持工件103之工作臺(工作臺25及/或夾具27)。工具101,可為藉由外周部(旋轉軸周圍之外側的部位;切刃101a)進行研削之研削磨石。基準位置,可為工具101的外周部抵接於工件103或工作臺(更詳細而言,這些Z方向的另一方側(+Z側)之面)的位置。The
在此情況,例如可將從工具101的旋轉軸CL到工具101與工件103接觸的部位為止之距離(刀片的半徑)較大地確保,因此,工具101的旋轉容易減速。其結果,容易適用本實施形態之取得基準位置的方法。又,由於將切刃101a所抵接的位置作為基準位置,故,可高精度地控制自工件103起的切入量(溝的深度)。當隨著切刃101a的磨損行進,可再次取得基準位置,能夠維持切入量的精度。In this case, for example, a large distance (radius of the insert) from the rotational axis CL of the
加工機1可進一步具有流體供給部9。在此,將保持於主軸37之工具101或工件103(在圖示的例子,為工具101)作為旋轉對象。此時,流體供給部9,可實現藉由對於旋轉對象的外表面使流體撞擊而取得基準位置的動作之主軸37的旋轉。The
在此情況,例如,可藉由與為了進行加工而將主軸37驅動之驅動源(主軸電動機41)不同的其他驅動源,使主軸37旋轉而取得基準位置。因此,比起例如為了取得基準位置而藉由主軸電動機41使主軸37旋轉的態樣(該態樣亦可含於本發明之技術),能夠不受主軸電動機41的性能影響而可設定要取得基準位置時的旋轉數。進而容易將例如取得基準位置時的旋轉數降低。且,比起例如使流體僅撞擊於主軸37的外表面的態樣(該態樣亦含於本發明之技術。參照圖8(b)後述),容易將當進行加工時用來對工具101或工件103供給加工液之裝置兼用作為用來取得基準位置之裝置。在其他的觀點,在將當進行加工時供給加工液之裝置亦可利用於進行基準位置的取得時的態樣,可將該裝置的結構簡單化。再者,作為利用於用來進行基準位置的取得之裝置,以用來供給加工液的裝置為例進行了說明,但,亦可利用用來供給清掃用氣體之裝置等的其他的裝置。In this case, for example, the reference position can be obtained by rotating the
工具101可為藉由外周部進行研削之研削磨石(例如刀片)。流體供給部9,可實現藉由對於工具101的外周部的切線方向使流體撞擊而取得基準位置的動作之主軸37的旋轉。The
在此情況,可發揮例如將用來供給加工液之裝置容易用於基準位置的取得之前述效果。又,由於流體撞擊工具101的與旋轉軸的距離較長之位置,故,容易使工具101旋轉。其結果,例如,容易減輕當取得基準位置時之流體供給部9的負擔。In this case, for example, the above-described effect that the device for supplying the machining fluid can be easily used for obtaining the reference position can be exhibited. Moreover, since the fluid hits the position of the
流體供給部9可具有噴嘴7,其用來供給加工液,該加工液係為了實現取得基準位置時的主軸37的旋轉而供給之流體。The fluid supply unit 9 may have a
在此情況,比起例如當取得基準位置時從與噴嘴7不同的其他噴嘴供給流體的態樣(該態樣亦含於本發明之技術。參照圖8(a)後述),可使結構簡單化。又,例如在將工具101更換為不同種類時等,藉由為了進行加工而調整噴嘴7的位置,亦可進行用來取得基準位置的噴嘴之位置調整,因此,亦可減輕操作員的作業負擔。In this case, compared with, for example, the aspect in which fluid is supplied from a nozzle different from the
在取得基準位置之動作,工具101將要與基準構件(例如工件103)接觸前之主軸37的旋轉數,可較藉由工具101對工件103進行加工時的主軸37的旋轉數低。In the operation of obtaining the reference position, the rotation speed of the
在此情況,例如可減低當取得基準位置時工具101及/或基準構件劣化之或然率。再者,如前述般,由於用來加工的旋轉數為操作員所設定,故,前述這樣的特徵在流通階段的加工機1亦可不加以特定。In this case, for example, the possibility of
當對工件103進行加工時的主軸37的旋轉數可設為2000rpm以上。在取得基準位置之動作,工具101將要與基準構件(例如工件103)接觸前之主軸37的旋轉數,可設為200rpm以下。又,在其他的觀點,在取得基準位置之動作,工具101將要與基準構件接觸前之主軸37的旋轉數,可設為較對工件103進行加工時的主軸37的旋轉數之1/10以下。The number of rotations of the
在這些情況,例如取得基準位置的動作之旋轉數比起用來加工的旋轉數充分低。因此,在取得基準位置的動作,可減低因工具101與基準構件接觸造成兩者中的至少一方劣化之或然率。In these cases, for example, the number of revolutions for the operation to obtain the reference position is sufficiently lower than the number of revolutions for machining. Therefore, during the operation of obtaining the reference position, the probability of at least one of them deteriorating due to the contact between the
主軸37可藉由空氣軸承(如圖3所示的軸承43)支承。The
在此情況,例如比起其他形式的軸承,欲使主軸37停止的摩擦力小,能以較小的力矩使主軸37旋轉。其結果,在例如取得基準位置的動作,可縮小從外部施加到主軸37的力矩、及/或主軸37的慣性力矩。進而可縮小當工具101與工件103接觸時工具101施加到工件103的力矩。其結果,可減低因進行基準位置的取得時工具101及/或基準構件劣化之或然率。In this case, for example, the frictional force to stop the
再者,在以上的實施形態,工作臺25為保持工具及工件的另一方之保持部的一例。Z方向係第1方向的一例。主軸37為可動部的一例。Z軸電動機39為驅動部的一例。Z軸位置感測器69為位置感測器的一例。工件103、夾具27及工作臺25分別為基準構件的一例。加工液為流體的一例。In addition, in the above embodiment, the table 25 is an example of the other holding part which holds a tool and a workpiece|work. The Z direction is an example of the first direction. The
(變形例) 以下,說明關於各種的變形例。變形例的說明概略以下述的順序進行。 ・主軸37的旋轉的減速的檢測之3個變形例(圖7(a)~圖7(c)) ・主軸37的旋轉方法之3個變形例(圖8(a)~圖8(c)) (Modification) Hereinafter, various modification examples will be described. The description of the modifications will be roughly performed in the following order. ・Three modified examples of detecting the deceleration of the rotation of the main shaft 37 (Fig. 7(a) ~ Fig. 7(c)) ・Three modified examples of the method of rotation of the main shaft 37 (Fig. 8(a) ~ Fig. 8(c))
(減速的檢測之變形例)
圖7(a)至圖7(c)分別為顯示取得基準位置的動作之主軸37的旋轉的減速之檢測的變形例之圖。在這些圖中,示意地顯示從側面觀察工具101及主軸37的狀態。
(Modification of deceleration detection)
7( a ) to 7 ( c ) are diagrams showing modified examples of detection of deceleration of the rotation of the
在如圖7(a)的變形例,取得基準位置的動作之主軸37的減速(主軸37的旋轉)的檢測,藉由與設在主軸電動機41的旋轉感測器71不同的旋轉感測器71A進行檢測。旋轉感測器71A以非接觸的方式,檢測例如工具101(或主軸37。以下相同)的旋轉。這樣的旋轉感測器71A可為例如光學式或磁性式的感測器。In the modified example shown in FIG. 7( a ), the deceleration of the main shaft 37 (rotation of the main shaft 37 ) to obtain the movement of the reference position is detected by a rotation sensor different from the
具體而言,例如工具101(如前述般,亦可包含用來將工具本體安裝於主軸37之器具)具有藉由主軸37的旋轉而朝周方向移動之被檢測部72。被檢測部72,可為位於主軸37的旋轉軸周圍的一部分,亦可為形成反覆圖案並且遍及於主軸37的旋轉軸周圍之大致全周。在光學式,被檢測部72可為例如使光反射或穿透的構件。在磁性式,被檢測部72可為例如磁鐵。又,旋轉感測器71A依據要檢測的光或磁性的改變,檢測被檢測部72對於旋轉感測器71A的周方向之通過,藉此,檢測工具101的旋轉。Specifically, for example, the tool 101 (which may also include a device for attaching the tool body to the
旋轉感測器71A可為利用於進行加工時的反饋感測器,亦可為用來進行基準位置的取得的專用感測器,取代旋轉感測器71。如實施形態的說明,在前者的情況,可使結構簡單化。又,藉由閉環的反饋控制,亦可期待加工的精度提升。在後者的態樣,將旋轉感測器71A作為比起旋轉感測器71更能檢測到旋轉角度的微小變化之感測器,能夠高精度地檢測旋轉的減速。再者,依據旋轉數的檢測值之減速的檢測,可藉由控制部5及旋轉感測器71A的任一者進行一事是與實施形態相同。The
如以上所述,被檢測部72可位於主軸37、或保持於主軸37的工具101或者工件103。旋轉感測器71A可為依據主軸37的周方向處之被檢測部72的通過的檢測,檢測主軸37的旋轉之非接觸式感測器。As described above, the detected
在此情況,例如檢測直接受到接觸的影響之工具101的旋轉,故,可使基準位置的檢測精度提升。又,例如容易附加適合於工具101的低速旋轉的檢測之具有檢測精度的旋轉感測器71A。其結果,例如,可容易對於現有的加工機1適用本發明之技術。In this case, for example, the rotation of the
在圖7(b)的變形例,控制部5,並非在從旋轉感測器71輸入預定的訊號(因應減速的訊號)時取得基準位置,而是在從操作員所操作的輸入部75輸入預定的訊號時取得基準位置。更具體而言,例如旋轉感測器71所檢測到的旋轉數以即時的方式顯示於顯示器73。操作員在工具101旋轉並且朝-Z方向移動的狀態下,依據顯示於顯示器73的旋轉數,判定主軸37的旋轉是否因工具101與工件103的接觸造成減速。又,當判定旋轉為減速時,操作員對於輸入部75進行預定的操作,將用來指示基準位置的取得之訊號從輸入部75輸入至控制部5。In the modified example of FIG. 7( b ), the
在這樣的態樣,工具101朝-Z側之移動,可藉由例如操作員對於輸入部75(更詳細而言,例如輸入部75所包含的未圖示的手動脈衝產生器)作預定的操作來進行。又,當操作員依據顯示於顯示器73的旋轉數,判斷主軸37為減速時,停止使工具101朝-Z側移動之操作或不再次開始進行移動的操作。然後,如上述般,進行指示基準位置的取得之操作。若進行指示基準位置的取得之操作,控制部5在此時將Z軸位置感測器69所檢測的位置作為基準位置加以取得。In such an aspect, the movement of the
再者,如前述說明可知,指示進行基準位置的取得之訊號,可非在工具101朝-Z側移動之期間,而是在工具101朝-Z側之移動停止後輸入。在其他的觀點,例如在藉由Z軸位置感測器69將檢測到主軸37的旋轉的減速時之主軸37的Z方向的位置作為基準位置加以取得時,檢測旋轉的減速的時期、和藉由Z軸位置感測器69檢測到成為基準位置的位置的時期不同。Furthermore, as can be seen from the foregoing description, the signal instructing to obtain the reference position may be input not while the
顯示器73的結構為任意。例如,顯示器73可為能夠顯示其他資訊的顯示器,亦可僅顯示旋轉數的顯示器。作為前者,可舉出例如能夠顯示任意的圖像之液晶顯示器或有機EL(electro-luminescence)顯示器。這樣的顯示器,亦可為構成輸入部75所含有的觸控面板者。又,作為後者,可舉出藉由複數段顯示數字之LED(light emitting diode)式或液晶式的顯示器,使描繪有文字的構件旋轉之顯示器,或者藉由旋轉的針顯示刻度上的數值之顯示器。The structure of the
輸入部75的結構為任意。圖示的輸入部75可視為總括概念性顯示加工機1所包含的1個以上的輸入用裝置者。雖未圖示,輸入部75例如可包含觸控面板、機械式開關及手動脈衝產生器。前述的指示基準位置的取得之操作,可對於例如觸控面板或機械式開關進行。The configuration of the
如以上所說明,加工機1可具有:顯示旋轉感測器71所檢測到的主軸37的旋轉數之顯示器73;及接受操作員的操作之輸入部75。成為取得基準位置的契機之預定的訊號可為來自於輸入部75的訊號。As described above, the
在此情況,例如當對於現有的加工機1適用本發明之技術時,不需要或較少變更控制部5的程式。其結果,可容易對於現有的加工機1適用本發明之技術。又,可因應工具101的種類及/或工件103的材質等,靈活且簡單地變更是否產生工具101的旋轉的減速之判定基準。In this case, for example, when the technology of the present invention is applied to the existing
圖7(c)的變形例,簡單來說,為圖7(a)的變形例與圖7(b)的變形例之組合。亦即,工具101的旋轉是藉由非接觸式的旋轉感測器71A直接地檢測。又,所檢測到的旋轉數顯示於顯示器73,再依據操作員判斷有無減速。The modified example of FIG. 7( c ) is simply a combination of the modified example of FIG. 7( a ) and the modified example of FIG. 7( b ). That is, the rotation of the
(主軸的旋轉方法之變形例)
圖8(a)至圖8(c)分別為顯示取得基準位置的動作之主軸37的旋轉方法的變形例之圖。
(Modified example of spindle rotation method)
8(a) to 8(c) are diagrams showing modified examples of the method of rotating the
圖8(a)為從主軸37(在此,未圖示)的軸心方向觀察工具101及工件103之示意圖。FIG. 8( a ) is a schematic view of the
在此變形例,從與供給加工液的噴嘴7不同之其他噴嘴7A供給流體,藉由該流體使工具101旋轉。再者,實施形態的說明中之關於噴嘴7的各種說明(噴嘴7自身、從噴嘴7所供給的流體的種類、用來朝噴嘴7供給流體的供給部、以及流體撞擊的位置及方向等之說明),只要不產生矛盾等的情況,可援用於噴嘴7A。In this modified example, fluid is supplied from a
噴嘴7A的結構可與噴嘴7的結構不同,亦可相同。從噴嘴7A所供給的流體,可為加工液,亦可非加工液。在從噴嘴7A所供給的流體為氣體的情況,對噴嘴7A供給流體的供給源,可為泵浦等的空氣供給源。對噴嘴7A供給流體的流體供給部,可為與對噴嘴7供給流體的流體供給部完全不同的結構,亦可一部分共用。來自於噴嘴7A的流體,如來自於噴嘴7的流體,可朝加工區域供給,亦可朝與加工區域不同的區域供給。The structure of the
如以上說明,流體供給部9可具有噴嘴7A,其與供給加工液的噴嘴7不同,用來供給使主軸37旋轉的流體。As described above, the fluid supply unit 9 may have the
在此情況,例如,由於噴嘴7A非為了加工而供給流體之噴嘴,故,關於噴嘴7A的位置、方向及結構,以及從噴嘴7A所供給的流體之種類等,不會有如噴嘴7這樣的限制,自由度高。其結果,例如,能夠以適用於基準位置的取得之結構,構成流體供給部9。In this case, for example, since the
圖8(b)係從主軸37的側方觀察工具101及工件103之示意圖。FIG. 8( b ) is a schematic view of the
在此變形例,與圖8(a)的變形例同樣地,設有與噴嘴7不同的其他噴嘴7B。來自於噴嘴7B的流體,非與工具101撞擊,而是與主軸37(更詳細而言,從主軸頭35露出於外部之外表面)撞擊。再者,亦可與圖示例不同,來自於噴嘴7的流體與主軸37撞擊。在使流體與工具101撞擊的態樣之流體的方向等的前述各種說明,只要不會產生矛盾等的情況,可援用於使流體與主軸37撞擊的態樣。In this modified example, similarly to the modified example of FIG. 8( a ), another
如本變形例,在使流體與主軸37撞擊的情況,比起例如使流體與工具101撞擊的態樣,當將工具101更換成不同種類的工具的情況,可期待減低用來取得基準位置時的旋轉數的變動。As in this modified example, when the fluid collides with the
圖8(c)為相當於圖3的一部分之剖面圖。Fig. 8(c) is a cross-sectional view corresponding to a part of Fig. 3 .
在此變形例,用來取得基準位置的主軸37的旋轉,可取代至今的方法或加上至今的方法,藉由靜壓軸承(例如空氣軸承)加以實現。具體而言,在靜壓軸承的內部,在流體對主軸37施加壓力時,將此壓力的分佈作成為非平衡。藉此,使主軸37旋轉。用來實現此非平衡的結構可為適宜的結構。In this modified example, the rotation of the
在圖示的例子,在主軸37的外表面,溝77對於軸心傾斜地形成。從靜壓軸承朝主軸37的前端側排出之流體通過溝77的位置。藉此,施加到主軸37之壓力的平衡崩潰,對主軸37施加力矩。但,此力矩形成為較小,對於進行加工時的主軸37的旋轉之影響小。In the illustrated example, the
又,例如雖未圖示,藉由對靜壓軸承內供給流體之複數個開口的形狀及/或配置,實現非平衡。又,亦可藉由將個別地設在與前述複數個開口連通的流路之閥,實現非平衡。從前述例子可知,非平衡可為在當取得基準位置時以外之時所產生的持續性者,亦可僅在取得基準位置時所產生之暫時性者。Also, for example, although not shown, unbalance is realized by the shape and/or arrangement of a plurality of openings for supplying fluid in the hydrostatic bearing. Moreover, it is also possible to realize unbalanced by individually installing valves in flow paths communicating with the aforementioned plurality of openings. It can be known from the foregoing examples that the unbalance may be a persistent one that occurs when the reference position is obtained, or a temporary one that occurs only when the reference position is obtained.
如以上說明,加工機1可具有:支承主軸37之空氣軸承(軸承43);及對軸承43內輸送空氣之泵浦45。可利用以泵浦45輸送至軸承43內之空氣之壓力,實現取得基準位置的動作之主軸37的旋轉。As described above, the
在此情況,比起例如在使流體與工具101撞擊而讓工具101旋轉的態樣,在將工具101更換成不同種類的情況,可期待取得基準位置時的旋轉數的變動減低。In this case, when the
本發明之技術不限於以上的實施形態,可藉由各種的態樣加以實施。The technology of the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various ways.
在實施形態的說明,基準位置作成為可動部(主軸及保持部中的其中一方)之絕對座標系的第1方向(Z方向)的位置。但,基準位置亦可為可動部之對於其他構件(主軸及保持部的另一方)的第1方向上之相對位置。在此情況,檢測可動部的第1方向之位置的位置感測器,可為檢測可動部與其他構件之相對位置的1個感測器,亦可為檢測可動部的絕對位置的感測器與檢測其他構件的絕對位置的感測器之組合。In the description of the embodiment, the reference position is defined as the position in the first direction (Z direction) of the absolute coordinate system of the movable part (one of the main shaft and the holding part). However, the reference position may be the relative position of the movable part in the first direction with respect to the other member (the other of the main shaft and the holding part). In this case, the position sensor that detects the position of the movable part in the first direction may be a single sensor that detects the relative position of the movable part and other members, or may be a sensor that detects the absolute position of the movable part In combination with sensors that detect the absolute position of other components.
1:加工機 3:機械本體 5:控制部 7:噴嘴 9:流體供給部 25:工作臺(保持部) 37:主軸 39:Z軸電動機(驅動部) 69:Z軸位置感測器(位置感測器) 71:旋轉感測器 101:工具 103:工件(基準構件) 1: Processing machine 3: Mechanical body 5: Control Department 7: Nozzle 9: Fluid supply part 25: Workbench (holding part) 37:Spindle 39: Z-axis motor (driver part) 69: Z-axis position sensor (position sensor) 71: Rotation sensor 101: Tools 103: Workpiece (reference component)
[圖1]係顯示本發明的實施形態之加工機的主要部分之示意立體圖。 [圖2]係放大顯示圖1的加工機的一部分之示意立體圖。 [圖3]係示意地顯示圖1的加工機的主軸之軸承的剖面圖。 [圖4]係示意地顯示圖1的加工機的訊號處理系統的結構之方塊圖。 [圖5(a)]及[圖5(b)]係用來說明藉由圖1的加工機之基準位置的資訊取得之動作的示意圖。 [圖6]係顯示在圖1的加工機取得基準位置的資訊之順序的一例之流程圖。 [圖7(a)]、[圖7(b)]及[圖7(c)]係顯示檢測工具的旋轉的減速之各種變形例的示意圖。 [圖8(a)]、[圖8(b)]及[圖8(c)]係顯示工具的旋轉方法之各種變形例的示意圖。 [ Fig. 1 ] is a schematic perspective view showing main parts of a processing machine according to an embodiment of the present invention. [ Fig. 2 ] is an enlarged schematic perspective view showing a part of the processing machine in Fig. 1 . [ Fig. 3 ] is a cross-sectional view schematically showing a bearing of a main shaft of the processing machine shown in Fig. 1 . [ Fig. 4 ] is a block diagram schematically showing the structure of the signal processing system of the processing machine in Fig. 1 . [FIG. 5(a)] and [FIG. 5(b)] are schematic diagrams for explaining the operation of acquiring the information of the reference position of the processing machine in FIG. 1 . [ Fig. 6] Fig. 6 is a flow chart showing an example of a procedure for obtaining information of a reference position in the processing machine of Fig. 1 . [ FIG. 7( a )], [ FIG. 7( b )], and [ FIG. 7( c )] are schematic diagrams showing various modified examples of deceleration of the rotation of the detection tool. [FIG. 8(a)], [FIG. 8(b)], and [FIG. 8(c)] are schematic diagrams showing various modifications of the tool rotation method.
7:噴嘴 7: Nozzle
25:工作臺(保持部) 25: Workbench (holding part)
101:工具 101: Tools
101a:切刃 101a: cutting edge
103:工件(基準構件) 103: Workpiece (reference component)
CL:旋轉軸 CL: axis of rotation
a1,a2:箭號 a1, a2: arrows
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