TWI464024B - Lathe device - Google Patents

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TWI464024B
TWI464024B TW096150562A TW96150562A TWI464024B TW I464024 B TWI464024 B TW I464024B TW 096150562 A TW096150562 A TW 096150562A TW 96150562 A TW96150562 A TW 96150562A TW I464024 B TWI464024 B TW I464024B
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Mari Itoh
Isao Ogawa
Junji Teraya
Michihiro Hoshi
Masaharu Sugiyama
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Seiko Instr Inc
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    • B23B7/00Automatic or semi-automatic turning-machines with a single working-spindle, e.g. controlled by cams; Equipment therefor; Features common to automatic and semi-automatic turning-machines with one or more working-spindles
    • B23B7/02Automatic or semi-automatic machines for turning of stock
    • B23B7/06Automatic or semi-automatic machines for turning of stock with sliding headstock
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
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Description

車床裝置
本發明係關於一種車床裝置,例如關於一種組合有數值控制功能的凸輪式之車床裝置。
車床,係一種從棒材藉由切削加工予以切削出加工品的機械加工裝置。在該種車床中雖然有各種的車床,但是尚有一種藉由凸輪來控制刀具之動作或主軸台之動作的凸輪驅動式車床。
第20圖係習知凸輪驅動式車床的正面圖。該車床,例如係被使用於從棒材切削出手錶之零件等小型的零件時。
車床101,係具備:基盤部105;及在基盤部105上可朝主軸方向滑動的主軸台102與頂心台104;以及固定於基盤部105的刀具台103。
在基盤部105,係將凸輪機構110、151、152藉由凸輪軸116而保持於同軸,凸輪軸116,係夾介齒輪部115,藉由凸輪驅動馬達而旋轉驅動。
另外,凸輪軸馬達,由於在第20圖中係位於成為齒輪部115之死角的位置所以並未圖示。
凸輪機構110,係由複數個凸輪所構成,各凸輪,係分別限定與個別刀具121之主軸垂直的方向之動作。刀具121,係以工件為中心而於周圍具備複數個成輻射狀。
另一方面,凸輪機構151,係限定工件夾持的時序,凸輪機構152,係限定主軸台102之主軸方向的動作。
頂心台104,係藉由頂心而支撐工件,且藉由與主軸台102連結而與主軸台102一起移動。
各凸輪的形狀、以及安裝於凸輪軸116的凸輪之相對角度,係從工件以加工品自動地被切削加工的方式而設定,車床101,係藉由驅動凸輪軸116使…→工件供給→夾頭閉合→刀具121與主軸台102動作而可使工件反覆進行切削→工件切斷→夾頭打開→工件供給→…之循環作業。
再者,與本習知例的車床同樣,有一種NC自動車床被公開作為在工件之周圍配置刀具成輻射狀的技術(例如,參照專利文獻1)。該技術,並非是利用凸輪,而是藉由數值控制來進行刀具的動作。
專利文獻1:日本特開平4-135103號公報
如此,雖然對刀具進行數值控制的車床被開始使用,但是喜用凸輪驅動式車床的使用者仍多。
又,凸輪驅動式車床由於係使刀具仿照凸輪之外周而滑順地移動,所以比起數位控制的數值控制方式,還具有可容易地形成平滑加工面的優點。
但是,凸輪驅動式車床中,由於係以1支的凸輪軸進 行朝垂直於主軸的方向移動的刀具之控制、以及朝主軸之方向移動的主軸台之控制(亦即,由於係以1支的凸輪軸進行移動方向不同的控制),所以很難進行凸輪的調節,且需要高度的熟練技術。
因此,本發明之目的,係在於提供一種可容易地進行凸輪調整的車床裝置。
本發明為了達成前述目的,申請專利範圍第1項所記載的發明,係提供一種車床裝置,其特徵在於:具備:主軸,其在軸線上具備夾持被加工物的夾持手段;及主軸旋轉手段,其旋轉前述主軸;及主軸移動手段,其藉由數值控制將前述主軸朝軸線方向移動;及刀具保持手段,其保持對前述被加工物進行切削的刀具;及刀具移動手段,其將前述刀具保持手段,仿照旋轉的凸輪之形狀,朝與前述主軸之軸線垂直的方向移動;以及凸輪旋轉手段,其使前述凸輪旋轉。
申請專利範圍第2項所記載的發明,係提供一種申請專利範圍第1項所記載的車床裝置,其中,具備檢測前述凸輪之旋轉角度的旋轉角度檢測手段,前述主軸移動手段,係根據前述檢測出的旋轉角度使前述主軸移動。
申請專利範圍第3項所記載的發明,係提供一種申請專利範圍第1或2項所記載的車床裝置,其中前述主軸移動手段,係將使前述主軸移動之力,在包含前述主軸之軸 線的鉛垂面內,作用於與前述軸線平行的方向。
申請專利範圍第4項所記載的發明,係提供一種申請專利範圍第1、2或3項所記載的車床裝置,其中,具備:支撐手段,其從與前述夾持手段相對向之側來支撐前述被加工物;以及連結手段,其將前述夾持手段與前述支撐手段之距離維持於預定距離來連結。
申請專利範圍第5項所記載的發明,係提供一種申請專利範圍第4項所記載的車床裝置,其中前述連結手段,係以從前述被加工物切削所得的加工品之長度單位,可調節地構成前述所連結的長度。
申請專利範圍第6項所記載的發明,係提供一種申請專利範圍第1至5項中任一項所記載的車床裝置,其中,具備:旋轉刀具保持手段,其將旋轉的刀具保持於與前述主軸成預定角度的旋轉軸之周圍;以及旋轉刀具移動手段,其在以前述旋轉的刀具切削前述被加工物時,使前述旋轉刀具保持手段移動。
申請專利範圍第7項所記載的發明,係提供一種申請專利範圍第6項所記載的車床裝置,其中前述旋轉刀具移動手段,係仿照旋轉的旋轉刀具用凸輪之形狀來移動前述旋轉的刀具。
申請專利範圍第8項所記載的發明,係提供一種申請專利範圍第7項所記載的車床裝置,其中,在前述旋轉刀具用凸輪,設定有:前述旋轉的刀具進刀切入於前述被加工物的第1旋轉角度、以及前述旋轉的刀具離開被加工物 的第2旋轉角度,前述凸輪旋轉手段,係將前述旋轉刀具用凸輪的旋轉角度,交互地旋轉於前述第1旋轉角度與前述第2旋轉角度。
申請專利範圍第9項所記載的發明,係提供一種申請專利範圍第8項所記載的車床裝置,其中,前述主軸旋轉手段,係在前述旋轉刀具用凸輪被保持於前述第1旋轉角度之期間,將前述被加工物之旋轉角度保持於預定角度,在前述旋轉刀具用凸輪被保持於前述第2旋轉角度之期間,以前述旋轉的刀具切削下一個切削部位的方式使前述被加工物只旋轉預定角度。
申請專利範圍第10項所記載的發明,係提供一種申請專利範圍第9項所記載的車床裝置,其中前述主軸移動手段,係在前述旋轉刀具用凸輪被保持於前述第1旋轉角度之期間,將前述主軸移動於朝向前述旋轉的刀具導出前述被加工物的方向,而在前述旋轉刀具用凸輪被保持於前述第2旋轉角度之期間將前述主軸復位於移動前的位置。
申請專利範圍第11項所記載的發明,係提供一種申請專利範圍第1至5項中任一項所記載的車床裝置,其中前述刀具保持手段,係具備將前述所保持的刀具旋轉於與前述主軸成預定角度的旋轉軸之周圍的刀具旋轉手段。
申請專利範圍第12項所記載的發明,係提供一種申請專利範圍第4或5項所記載的車床裝置,其中,具備:彈壓手段,其將前述支撐手段彈壓於前述被加工物;以及彈壓解除手段,其解除前述彈壓手段之彈壓,前述連結手 段,係在前述彈壓手段彈壓前述被加工物之狀態時連結前述夾持手段與前述支撐手段,而在以前述彈壓解除手段解除彈壓之狀態時不連結前述夾持手段與前述支撐手段。
申請專利範圍第13項所記載的發明,係提供一種申請專利範圍第4、5或12項所記載的車床裝置,其中,具備:材料導出手段,其導出前述被加工物之材料;以及限定手段,其藉由使前述被導出的材料之前端抵接於抵接構件來限定導出量。
申請專利範圍第14項所記載的發明,係提供一種申請專利範圍第13項所記載的車床裝置,其中前述抵接構件,係前述所保持的刀具、或前述支撐手段。
依據本發明,則藉由將主軸方向之控制當作數值控制並使主軸台之控制從刀具之控制中獨立出,即可容易地進行凸輪的調整。
(1)實施形態之概要
第1圖(b)中,刀具21(第1圖(a))之進刀切入方向的移動係藉由凸輪機構10來控制,而主軸台2之Z軸方向的移動係藉由伺服馬達6來進行數值控制。
車床1,係藉由感測器來檢知凸輪軸16之旋轉角度 或旋轉速度等。然後,車床1,係根據被檢知的值來控制主軸台2之移動,藉此可使凸輪機構10與主軸台2同步移動。
又,滾珠螺桿7與螺帽8,係以使伺服馬達6所進行的Z軸方向之驅動力均等地作用於滑動面17的方式而配置,防止滑動面17的不均等磨損。
如此,車床1,藉由將主軸台2之控制當作數值控制而從凸輪機構10分離,即可容易地進行凸輪機構10之調整,又亦可容易地進行主軸台2之偏位值的設定。
更且,由於可防止滑動面17之不均等磨損,所以可維持工件的加工精度,且亦可容易地進行滑動面17的補修作業。
(2)實施形態之詳細
第1圖係顯示本實施形態的車床裝置,第1圖(a)係顯示凸輪部分的側面,第1圖(b)係顯示車床裝置的正面圖。
如第1圖(b)所示,車床1,大致區分,係由基盤部5、主軸台2、刀具台3以及頂心台4所構成。
基盤部5(底座台),係在上面設置有主軸台2、刀具台3以及頂心台4,在內部形成有用以驅動被設置於刀具台3的刀具(切削刀)之凸輪機構10。
又,基盤部5之主軸台2與頂心台4的設置部分,係成為形成有鳩尾槽(dovetail slot)構造等的滑件導座(slide guide)之滑動面。因而,主軸台2與頂心台4,係可分別將基盤部5之上面導引至滑件導座並朝Z軸方向移動。
主軸台2,係具備旋轉主軸的主軸馬達11、保持工件(被加工物)的夾頭(第3圖中係以元件符號27來圖示)、將工件導出於加工位置的工件供給裝置12、螺帽8以及主軸18等,且被設置於基盤部5的滑動面17之上方。
主軸馬達11,係設置於主軸台2之上部,藉由使用滑輪或皮帶等的驅動力傳遞機構將旋轉力提供給主軸18。主軸馬達11,係具有作為主軸旋轉手段之功能。
螺帽8,係固定於主軸台2之後部(頂心台4側的相反側),在內徑螺合有滾珠螺桿7。螺帽8與滾珠螺桿7,係具有作為將伺服馬達6之旋轉運動轉換成主軸台2的Z軸方向之運動的運動方向轉換機構之功能。另外,將主軸台2的+Z軸方向稱為進給方向。
工件供給裝置12、主軸18以及夾頭,係同軸地形成於主軸18之軸線(作為C軸)上。
在主軸18、及工件供給裝置12,係於主軸18之軸線上形成有使工件貫穿的貫穿孔,工件係被插通於貫穿孔並安裝於車床1。
工件供給裝置12,係藉由來自後述的控制器之指令,將工件以預定量導出於刀具台3之方向(+Z軸方向)並進行工件之裝載。
夾頭,係形成於主軸18之前端,具有作為將工件供給裝置12所導出的工件予以夾持的夾持手段之功能。夾 頭,例如係利用空氣壓力進行開閉,且藉由來自控制器之指令,在工件供給裝置12供給工件時打開,在工件加工時閉合而將工件予以夾持。
主軸18、工件供給裝置12、夾頭,係成為一體並在主軸18之軸線周圍旋轉,一旦主軸馬達11使主軸18旋轉,工件就會隨之而旋轉。
在主軸台2之-Z軸方向,伺服馬達6固定於基盤部5上。在伺服馬達6之旋轉軸形成有滾珠螺桿7。
伺服馬達6,係按照控制器之指令,將滾珠螺桿7以被指定於正負之方向的量以及被指定的旋轉速度而旋轉,藉由滾珠螺桿7與螺帽8之螺合,使主軸台2以預定量及預定速度朝Z軸方向移動。
伺服馬達6、滾珠螺桿7、螺帽8以及主軸台2,係具有作為將主軸18朝軸線方向移動的主軸移動手段之功能。
螺帽8及滾珠螺桿7,係以該等之中心線與主軸18平行,且涵蓋於包含主軸18之軸線的鉛垂面內的方式而配置,伺服馬達6帶給主軸台2的力量,係在包含主軸18之軸線的鉛垂面內,成為平行作用於該軸線。
因此,伺服馬達6使主軸台2移動的力量會均等地施加於滑動面17,不會使滑動面17偏磨損。
再者,第20圖所示的習知例之車床裝置,依凸輪機構152所造成的力量會施加於主軸台102的側面。
因此,偏荷重會作用於滑動面17或滑件導座,使該 等的磨損提早,並且磨損不均等且偏荷重較大的部分會磨損較大而造成單邊減少。
因此,有使後述的導套(guide bush)與主軸之同軸精度降低,使工件的加工精度降低的可能性。然後,在滑動面17之修正方面需要高度的熟練技術。
但是,本實施形態的車床1,由於荷重被均等地分散施加於滑動面17,所以滑動面17幾乎不會磨損。又,由於即使有磨損亦可使磨損量均等,所以與習知相較可容易地進行滑動面17的修正作業。
如第1圖(b)所示,刀具台3,係固定於主軸台2與頂心台4之間,於其下部的基盤部5內,收納有將複數個凸輪9a、9b、9c、…(第1圖(a))固定於凸輪軸16的凸輪機構10。但是,為了避免圖之繁雜化,元件符號只圖示凸輪9a。又,在沒有特別區別凸輪9a、9b、9c、…時只簡單記為凸輪9。
在凸輪軸16之頂心台4側端部形成有齒輪,並收納於基盤部5之頂心台4側所設置的齒輪部15內。
齒輪部15,係將在垂直於Z軸的方向形成有轉子軸的凸輪驅動馬達之旋轉驅動力傳遞於Z軸方向來驅動凸輪軸16。
另外,第1圖(b)中,凸輪驅動馬達係成為齒輪部15之死角而未圖示。
在此,凸輪驅動馬達、齒輪部15以及凸輪軸16,係具有作為使凸輪旋轉的凸輪旋轉手動之功能。
如第1圖(a)所示,在刀具台3設置有導套23,該導套23係形成有以主軸18之軸線C為中心線的導孔,工件22係插通於該導孔而被定位,並且被導引於加工位置。
在工件22之周圍,配置有複數個刀具21a、21b、21c、…(圖中為5個)成為輻射狀。
刀具21a、21b、21c、…,係分別藉由設置於個別的機械臂25a、25b、25c、…之前端的刀具保持手段而可裝卸地安裝。
另外,第1圖(a)中,為了簡化圖雖然只在1個刀具21a、及機械臂25a附記元件符號,但是從刀具21a、機械臂25a開始依序為刀具21b、機械臂25b、刀具21c、機械臂25c、…。
又,以下,在沒有特別區別刀具21a、刀具21b、…、以及機械臂25a、機械臂25b、…、時,只簡單地記為刀具21、機械臂25。
機械臂25a,係具備可在平行於主軸18之軸線C的旋轉軸之周圍迴旋的固定軸,一旦機械臂25a迴旋於固定軸之周圍,就會隨之使刀具21a朝進刀切入方向移動。另外,將刀具21的進刀切入方向設為X軸,將遠離主軸18的軸線C之方向設為+X軸方向。
另一方面,在機械臂25a之端部,形成有接觸件24a,接觸件24a之前端係被按壓於凸輪9a之外周。
因此,一旦凸輪9a旋轉,接觸件24a就會仿照凸輪9a之外周面而移動,且隨之而使刀具21a朝X軸方向移 動。亦即,凸輪9a之外周的形狀會限制刀具21a之移動。
機械臂25a、及接觸件24a,係具有作為將刀具保持手段,仿照旋轉的凸輪9a之外周,朝垂直於主軸18之軸線的方向移動的刀具移動手段之功能。
同樣地,凸輪機構10,係組合複數個凸輪9(凸輪9a、9b、9c、…)而成,各凸輪9a、9b、9c、…之外周的形狀,係分別限定刀具21a、21b、21c、…的運動。
因此,一旦使凸輪機構10旋轉,就可使各刀具21個別地進行事先設定好的動作。
另外,本實施形態的凸輪9,係被稱為板凸輪。
凸輪除此以外上有平面溝槽凸輪、圓筒溝槽凸輪、端面凸輪等的各種凸輪,車床1亦可使用任何種類的凸輪。
即使在任何的凸輪中,亦仿照事先形成於外周或溝槽等的凸輪之形狀而使刀具21動作。
雖未圖示,但是在凸輪軸16,設置有由編碼器等所構成的旋轉角度檢測手段,後述的控制器係可檢測凸輪機構10之旋轉角度。
車床1,係使用所檢測出的凸輪機構10之旋轉角度、及主軸台2之Z座標值,以凸輪機構10之動作與主軸台2之動作同步的方式來控制凸輪驅動馬達與伺服馬達6。
又,亦可以從旋轉角度中計算凸輪機構10之角速度,或從Z座標值中計算主軸台2之速度(亦可以其他的 角速度感測器或速度感測器來檢知該等),並使用該等來控制主軸台2之動作的方式所構成。
另外,由於凸輪機構10之角速度、角加速度以及主軸台2之速度、加速度,係分別為凸輪機構10之旋轉角度的時間變化、主軸台2之Z座標值的時間變化,所以使用該等的控制亦涵蓋於凸輪機構10之旋轉角度與主軸台2之Z座標值的控制中。
該種控制的具體例,例如係將凸輪軸16之角度設為Dx,將主軸台2之Z座標設為Dz,將凸輪軸16之角速度設為Vx,將主軸台2之速度設為Vz,且如下所示,限定Dx、Dz、Vx的數值控制程式被輸入於車床1。
(Dx[度]、Dz(mm)、Vx[度/[mm]])=(0、0、10)、(5、0、10)、(7、10、10)、(8、0、10)、(12、-5、10)、(13、0、10)…(數式1)
該等的值之輸入,例如係操作者藉由使凸輪軸16旋轉並確認各工序(process)的開始角度、結束角度而輸入作為Dx(凸輪9a,由於包含有製作誤差或安裝誤差所以進行實測),並輸入被事先提供作為設計值的Dz、及所期望的Vx而進行。
控制器,係從該資料中,藉由Vz=(Dz/Dx)×Vx…(數式2)而計算Vz,且可藉由此而控制主軸台2之移動速度。
如第1圖(b)所示,頂心台4(芯撐台),係藉由頂心13而支撐工件22之端部。頂心13,係可使用固定式、或旋轉式的頂心。
頂心台4係與主軸台2同樣地設置於基盤部5之上面所形成的滑動面17,可藉由滑動導座朝主軸18之軸線方向(Z軸方向)移動。
頂心台4,係可藉由連結機構而與主軸台2連結,藉此與主軸台2一同朝Z軸方向移動。如後述般,該連結機構,係可變更頂心台4與主軸台2的連結距離。
第2圖係顯示以車床2加工後的加工品之一例。圖中亦圖示Z軸方向。另外,第2圖中雖未圖示X軸,但是係為垂直於Z軸的方向。
該加工品,係藉由刀具21而從棒材切削加工所成,例如,藉由黃銅等的金屬所構成。
如圖所示,加工品,係長度2.5[mm]、直徑1.5[mm]左右,例如當作手錶等的小型精密機械的零件來使用。
以下,使用該加工品並就凸輪機構10與主軸馬達11之動作例加以說明。
另外,該加工例為其一例,例如尚有粗糙切削後進行精細加工等的各種加工方法。
加工品的+Z軸側之端部,係形成有垂直於Z軸的端面201。端面201,係在固定刀具21之Z座標的狀態下(亦即,固定主軸台2的狀態),藉由凸輪機構10將刀具21朝-X軸方向移動來加工。
該情況,數值控制程式,係以凸輪軸16之旋轉角度從形成端面201用之開始角度至到達結束角度,將主軸台2之Z座標保持於固定的方式所構成。
在端面201之-Z軸側形成有推拔面202。推拔面202,係朝-Z軸方向使外徑以固定比例變大的方式來加工,該加工,係藉由一邊使刀具21朝-Z軸方向以固定速度移動(亦即,使主軸台2朝-Z軸方向以固定速度移動),一邊使刀具21利用凸輪機構10朝X軸方向以固定速度移動而加工。
該情況,數值控制程式,係在凸輪軸16之旋轉角度從形成推拔面202用的開始角度到達結束角度為止,以將主軸台2的Z座標之變化率對旋轉角度之變化率保持於預定的固定值之方式而構成。
在推拔面202之-Z軸側形成有圓柱面203。圓柱面203,係藉由使刀具21,在利用凸輪機構10固定X軸的狀態下朝-Z軸方向移動(亦即,使主軸台2朝-Z軸方向移動)而形成。
該情況,數值控制程式,係在凸輪軸16之旋轉角度從形成圓柱面203用的開始角度到達結束角度為止,以將主軸台2的Z座標之變化率對旋轉角度之變化率保持於預定的固定值之方式而構成。
在圓柱面203之-Z軸側,形成有外徑比圓柱面203更大的圓柱面204,在圓柱面203與圓柱面204之境界形成有階差部。
該階差部,係與端面201同樣地在固定刀具21之Z座標的狀態下(亦即,固定主軸台2的狀態下),藉由將刀具21利用凸輪機構10朝X軸方向移動而形成。
該情況,數值控制程式,係在凸輪軸16之旋轉角度從形成階差部用的開始角度到達結束角度為止,以將主軸台2之Z座標保持於固定的方式而構成。
圓柱面204之形成方法係與圓柱面203相同。
在圓柱面204之-Z軸方向,係形成有外徑比圓柱面204更小的圓柱面205,在圓柱面204與圓柱面205之境界形成有階差部。
圓柱面205之形成,係與圓柱面203、及圓柱面204相同。
在圓柱面205之-Z軸側形成有圓錐面206。圓錐面206,係以朝向-Z軸方向使外徑以固定比例變小的方式而加工。
該加工,係藉由一邊使刀具21朝-Z軸方向以固定速度移動(亦即,使主軸台2朝-Z軸方向以固定速度移動),一邊使刀具21利用凸輪機構10朝-X軸方向以固定速度移動而加工。
該情況,數值控制程式,係在凸輪軸16之旋轉角度從形成圓錐面206用的開始角度到達結束角度為止,以將主軸台2的Z座標之變化率對旋轉角度之變化率保持於預定的固定值之方式而構成。
如以上所述,車床1,係藉由使刀具21之X軸方向 的移動、與主軸台2之Z軸方向的移動同步(連動),可對棒材進行二維加工。
又,第2圖的工件,雖然加工了推拔面、圓柱面及圓錐面,但是除此以外,例如亦可加工如在ZX面內描繪圓弧或橢圓弧、或者自由曲線的側面。
其次,使用第3圖,就主軸台2與頂心台4的連結機構加以說明。
第3圖係在車床1之整體圖中,顯示車床1之連結機構。另外,為了避免圖的繁雜化而省略了凸輪機構10等。
如第3圖所示,在基盤部5之內部,以不與凸輪機構10或凸輪16等干涉的方式設置有由連結桿31、固定構件32、夾緊機構33等所構成的連結機構。
夾緊機構33,係固定於主軸台2,且插通有連結桿31之其中一端側。夾緊機構33,係例如可藉由壓縮空氣之力等,來夾持或開放連結桿31。
另一方面,連結桿31之其中另一端側係固定於固定構件32,進而固定構件32係固定於頂心台4。
在如此所構成的連結機構中,車床1,係在打開夾緊機構33後的狀態移動主軸台2(由於連結被解除所以頂心台4靜止於固定的位置),在將主軸台2與頂心台4的距離設為所期望之值後,藉由閉合夾緊機構33,可以該距離來連結主軸台2與頂心台4。
藉由該連結機構,車床1,係可藉由連結桿31之夾 緊位置而任意地設定主軸台2與頂心台4的連結距離。
如此,車床1,係具備從與夾頭27相對向之側來支撐工件22的頂心13(支撐手段),並且具備將頂心13與主軸台2的距離保持於預定距離而連結的連結機構(連結手段)。
其次,使用第4圖,就利用該種連結機構的工件供給方法加以說明。
在習知的凸輪驅動式車床中,由於主軸台的移動、與刀具的移動係以單一的凸輪軸16來連動,所以一旦加工1個工件,就以藉由切斷加工等來切斷工件並供給1個份的下一個工件之方式,在每次製造1個加工品時逐個供給工件。
相對於此,本實施形態的車床1,由於係藉由以主軸馬達11進行主軸台2之移動來分離主軸台2之控制機構與刀具21的控制機構,所以可一次供給能如次地製造複數個加工品的長度之工件。
例如,第4圖(a)係顯示供給加工品5個份的工件22(可確保工件22a~22e)之情況。
工件22的其中一端係利用夾頭27來夾持,其中另一端係由頂心13所支撐。
主軸台2與頂心台4,係藉由連結機構而保持連結加工品5個份的工件22,一旦伺服馬達6(第1圖)將頂心台4朝Z軸方向驅動,頂心台4就會與主軸台2成為一體而移動。
另外,為了避免圖的繁雜化,主軸台2與頂心台4並未圖示,而以夾頭27與頂心13直接利用連結桿31來連結的方式而記載。
車床1,係將刀具21抵接於如此被固定的工件22之前端側的部分(第4圖(a)中為工件22a)並對之進行加工,一旦加工結束,就將完成的加工品從工件22切斷。
車床1,係在切斷加工品之後,打開夾緊機構33使主軸台2朝頂心台4之方向移動。
然後,車床1,係工件22之端部一旦抵接於頂心13(亦即,一旦將主軸台2與頂心台4的距離以加工品1個份的距離而靠近),就閉合夾緊機構33並固定主軸台2與頂心台4之間的距離。
藉此,工件22的殘餘部分(工件22b~22e的加工品4個份)可如第4圖(b)所示地藉由頂心13與夾頭27而固定。
如此,車床1,係一次夾緊加工品複數個份的工件22,每當工件完成時就將主軸台2與頂心台4之距離以逐個工件份而縮小。
然後,一旦工件22e之加工結束,工件供給裝置12(第1圖)就會供給5個份的工件,而連結機構會連結主軸台2與頂心台4,並進行同樣的加工。
亦即,連結機構,係以從工件22切削的加工品之長度單位,可調節地構成所連結的長度。
因此,本實施形態的車床1,係可一次夾緊加工品複 數個份的工件22,由於沒有必要進行如習知車床每當完成加工品時進行夾緊作業,所以可縮短工件22的加工時間。
第5圖係以模型顯示車床1之控制系統的方塊圖。
控制系統46,係將操作盤42、凸輪驅動馬達45、伺服馬達6、主軸馬達11、連結機構驅動裝置43以及工件供給裝置12等連接於控制器41而構成。
操作盤42,係車床1之操作者用以操作車床1的人機介面,例如,形成有由液晶顯示器等所構成的顯示裝置、輸入文字或數字的鍵盤、各種硬鍵、各種軟鍵、啟動鈕、緊急停止鈕等。
又,亦具備連接來自終端之電纜的介面、磁碟的驅動裝置等。
車床1的操作者,係操作操作盤42,並輸入編輯數值控制程式,或執行所輸入的數值控制程式,或者利用手動控制而操作車床1。
又,操作者,係藉由以車床1進行預定的操作,即可將主軸台2之位置或凸輪軸16之旋轉角度偏位而微調凸輪軸16之旋轉角度與主軸台2之位置的相對關係。
控制器41,係具備有CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)、ROM(Read Only Memory,唯讀記憶體)、RAM(Random Only Memory,隨機記憶體)以及記憶部(例如,EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM,可電性抹除可編程唯讀記憶體)等的 電腦,用以控制凸輪驅動馬達45、伺服馬達6、主軸馬達11、連結機構驅動裝置43以及工件供給裝置12等。
在記憶部,係儲存有OS(Operating System,操作系統)、或數值控制程式,而CPU,係按照該等程式進行數值控制或其他的控制。
又,在操作者設定凸輪軸16之旋轉角度與主軸台2之位置的偏位值時,該偏位值亦被儲存於記憶部,在加工時供CPU參考。
凸輪驅動馬達45,係具有作為X軸馬達的功能,根據來自控制器41之指令使凸輪軸16旋轉。
伺服馬達6,係具有作為Z軸馬達的功能,用以從控制器41對旋轉角度、旋轉速度、旋轉方向等進行數值控制。另外,控制器41,係監視凸輪軸16之旋轉角度或旋轉速度等,並根據此而對伺服馬達6進行數值控制。
主軸馬達11,係具有作為C軸馬達的功能,根據來自控制器41之指令使主軸18旋轉。
連結機構驅動裝置43,係根據來自控制器41之指令,例如藉由供給壓縮空氣而對夾緊機構33進行開閉作業。
工件供給裝置12,係根據來自控制器41之指令供給工件22,並且例如使用壓縮空氣來對夾頭27進行開閉作業。
其次,使用第6圖的時序圖說明車床1的動作。
該時序圖,係以橫軸表示凸輪軸16的旋轉角度,以 縱軸表示刀具21a、21b、21c、主軸台2之前進後退、以及夾頭27之開閉。在此,為了簡潔說明,車床1,係具備三個刀具21,亦即,具備刀具21a~21c。
另外,關於主軸台2,係將朝+軸方向之移動當作前進,將朝相反方向之移動當作後退,關於刀具21,係將-X軸方向(亦即,靠近工件22的方向)當作前進,將朝相反方向之移動當作後退。
首先,在凸輪軸16從0度旋轉至30度之期間,車床1,係在打開夾頭27並使主軸台2後退之後閉合夾頭27,並與此同時進行,一邊使已前進中的刀具21a後退一邊使刀具21c同時前進。另外,車床1,係將刀具21b保持於後退後的位置。
凸輪軸16之角度一旦超過30度,車床1,就會閉合夾頭27,一邊使主軸台2前進,一邊使刀具21b後退,繼續切削工件22。
凸輪軸16之角度一旦超過135度,車床1,就會使刀具21c後退而結束刀具21c所進行的切削作業,並且與刀具21c之後退同時使刀具21b前進而開始刀具21b所進行的切削作業。
凸輪軸16之角度一旦超過270度,車床1,在使主軸台2後退若干後,會使主軸台2更加前進。又,車盤1,係使刀具21b後退而結束刀具21b所進行的切削作業,並且使刀具21a前進而開始刀具21所進行的切削作業。
主軸台16之角度一旦到達360度就完成加工品。
其次,使用第7圖的時序圖說明車床1之自動循環動作。
首先,操作者,係在凸輪軸16安裝凸輪9a、9b、9c、…而構成凸輪機構10。
在各凸輪9,於觸及凸輪軸16之預定角度的位置藉由精細描繪線等施予記號,當凸輪軸16成為其預定角度時,以凸輪的記號與凸輪格式記號(施於凸輪軸16的記號)一致的方式安裝凸輪。
其次,操作者,係在車床1裝設工件22,使操作操作盤42而對該工件22進行加工的數值控制程式載入於控制器41之CPU(或如(數式1)從操作盤42直接輸入)。
在有必要的情況,操作者,係試作加工品,且計測其外形而決定凸輪軸16之旋轉角度與主軸台2之Z座標的偏位值。該偏位值,係藉由操作者而從操作盤42輸入,並儲存於控制器41之記憶部。
操作者一旦按下操作盤42的啟動鈕,CPU就會執行該數值控制程式,並開始凸輪驅動馬達45、伺服馬達6、主軸馬達11以及冷卻劑供給裝置等的控制。
另外,以下的控制,係控制器41之CPU根據數值控制程式進行的。
首先,車床1,係將計數器k初始化為0(步驟(step)5)。計數器k,係關於1個棒材,計數工件供給裝置12供給工件22的次數之參數。在此,將工件供給裝置 12可導出工件22的次數當作M次(M為自然數),且記錄於數值控制程式中。
其次,車床1,係停止全軸(凸輪驅動馬達45、伺服馬達6、主軸馬達11)(步驟10)。
其次,車床1,係驅動主軸馬達11並移動主軸台2,使頂心台4(與主軸台2處於連結狀態)復位於工件供給時的初始位置(步驟15),並打開夾頭27(步驟20)。
其次,車床1,係打開夾緊機構33,並依連結桿31解除與頂心台4的連結,且驅動伺服馬達6而使主軸台2後退(步驟25)。
其次,車床1,係藉由驅動工件供給裝置12而將工件22只導出預定量(端部抵接於頂心台4的量)來供給(步驟30)。
在供給工件之後,車床1,係閉合夾頭27,並且閉合夾緊機構33而連結主軸台2與頂心台4(步驟35)。另外,亦可在供給工件22之前閉合夾緊機構33。
其次,車床1,係將計數器i初始化為0(步驟40)。計數器i,係在供給工件22之後計數加工完的加工品之各數的參數。
如以上所述,車床1,係在設定工件22之後,開始進行工件22之加工作業(步驟45)。
車床1,係驅動主軸馬達11使工件22旋轉於主軸之周圍,並且驅動凸輪驅動馬達45來驅動刀具21。
更且,車床1,係一邊監視凸輪軸16之旋轉角度一 邊根據此而驅動伺服馬達6,使主軸台2與頂心台4移動。
車床1,係加工品一旦完成,便將此加工品從工件22切斷,而計數器i判斷是否未滿N。
在此的N,係預先設定的自然數,對1次之工件22供給所加工的加工品之個數。
在i未滿N的情況(步驟50;是),車床1,會對i進位加1(步驟55)。
然後,車床1,係打開夾緊機構33(步驟60)使主軸台2只前進加工品1個份(步驟65),並閉合夾緊機構33而連結主軸台2與頂心台4(步驟70)。
之後,回到步驟45對工件22加工。
另外,亦可在連結主軸台2與頂心台4之後,將一端夾頭27打開並將工件22藉由工件供給裝置12按壓於頂心13之後以再次閉合夾頭27的方式所構成。藉由該動作,可更加確實地支撐頂心13。
另一方面,在i並非未滿N的情況(亦即,i已到達N的情況)(步驟50;否),車床1,係進而判斷k是否未滿M(步驟75)。
在k未滿M的情況(步驟75;是),車床1,係對k進位加1(步驟80)。然後,車床1,係回到步驟10之處理,使對工件供給裝置12供給工件22。
另一方面,在k並非未滿M的情況(步驟75;否),車床1,係停止全軸(凸輪驅動馬達45、伺服馬達6、主 軸馬達11)(步驟85),例如使顯示燈點亮等以對操作者通知加工已結束。
一旦工件22的加工結束,操作者,亦可將下一個工件供給至工件供給裝置12並執行相同的數值控制程式,或者,進行程序更換(在有必要的情況,交換凸輪機構10)而製作其他的加工品。
藉由以上說明的本實施形態可獲得如下的效果。
(1)由於將主軸台2之移動與凸輪機構10之旋轉作機構性分離,所以沒有必要利用凸輪機構10來進行主軸台2之移動,可容易地進行凸輪機構10之調整。
亦即,在習知的車床裝置中,當主軸台移動用凸輪與刀具切槽用凸輪存有製作誤差或組裝誤差時,雖然有必要加工修正凸輪以維持精度,且需要熟練於凸輪安裝及修正的技能,但是在本實施形態的車床1中,並不需要主軸台移動用凸輪的調整作業。
(2)由於將滾珠螺桿7形成於滑動面17之中央,且以按壓平均地作用於滑動面17的方式所形成,所以可防止滑動面17之偏荷重。因此,可防止滑動面17之不均等的磨損,並且可穩定工件的加工精度。
(3)藉由防止滑動面17之不均等的磨損,可容易地進行滑動面17之修正作業。
(4)由於將主軸台2之移動設為數值控制,所以可使主軸台2之移動量配合刀具21之活動而以數值或控制碼來設定。
(5)藉由檢測凸輪機構10之旋轉角度,並使用此來控制主軸台2之移動,即可使凸輪機構10之凸輪軸速度與主軸台2之移動同步。
(6)由於將主軸台2之移動設為數值控制,所以可容易地進行主軸台2之位置的偏位值之設定。
(7)由於配合凸輪機構10之精度而發出主軸台2之移動指令,所以修正作業在主軸台2之一方係以數值來進行,而不需要凸輪機構10之修正作業。
(8)由於可以1次之夾緊作業來夾持加工品複數個份的工件22,所以可縮短加工時間。
其次,就本實施形態的變化例加以說明。
第8圖係顯示本變化例的車床裝置,第8圖(a)係顯示凸輪部分之側面,第8圖(b)係顯示車床裝置之正面圖。
如第8圖(b)所示,車床1,係在基盤部5上,除了具備主軸台2、刀具台3以外,尚具備齒輪加工台51。另外,頂心台4,亦可具備或不具備。
齒輪加工台51,係在工件22之前端形成齒輪的單元,固定在基盤部5之上面。
如第8圖(a)所示,齒輪加工台51,係由機械臂25z、連結構件60以及工具保持部59等所形成。
工具保持部59,係可保持各種工具,在本變化例中,係保持切斷器53。
切斷器53,係具有如第8圖(c)所示的圓筒形狀,且 以其軸線為旋轉軸而驅動刀具55並使之旋轉。
然後,齒輪加工台51,係將切斷器53之旋轉軸成為與主軸垂直,且以刀具55成為工件22之下側的方式保持切斷器53。
如此,切斷器53之旋轉軸係相對於主軸具有作為輔助軸的功能。另外,切斷器53之旋轉軸,雖然係與主軸垂直,但是並非限定於此,亦可以旋轉軸與主軸構成預定角度俾使齒輪加工台51保持切斷器53的方式所構成。
如此,工具保持部59,係具有作為旋轉刀具保持手段的功能,該旋轉刀具保持手段係用以保持旋轉於與前述主軸構成預定角度的旋轉軸之周圍的刀具。
第8圖(d)係擴大刀具55的示意圖。
刀具55,係形成圓盤狀之旋轉對稱體,而對稱軸與切斷器53之旋轉軸一致。
然後,在刀具55之外周部遍佈於周圍形成有切刀,一旦刀具55旋轉,就可利用刀具55之外周部發揮切削功能。
刀具55,係以切刀所形成的平面包含工具22之中心線的方式保持,切刀會進刀切入於工件22之側面可將齒輪的溝槽朝主軸方向進行切削加工。
刀具55,由於係位於工件22之下側,所以一旦刀具53上升就會切削加工工件22之下側面,而一旦刀具53下降,刀具55就會離開工件22。
車床1,係在加工齒輪的溝槽時,使切斷器53上 升,並且主軸一邊保持旋轉角度(亦即,不旋轉而停止)一邊使朝+Z方向移動來切削工件22之側面。
然後,齒輪之溝槽一旦完成,車床1,在使切斷器53下降並離開工件22之後,就會使主軸朝-Z方向移動,並且使主軸只旋轉預定角度(2π/L(L為齒輪之溝槽數)),同樣地加工下一個溝槽。
其次,使用第9圖之各圖就齒輪加工台51使切斷器53上下移動的機構加以說明。
如第9圖(a)所示,在齒輪加工台51中,機械臂25z、與工具保持部59係藉由連結構件60來連結。
另外,第9圖(a)之中,工具保持部59,係成為第8圖(a)之箭頭線A方向的視圖,機械臂25z,係成為第8圖(b)之箭頭線B方向的視圖。
機械臂25z,係由支點57所軸支,於其中一端形成有接觸件24z,於其中另一端軸支有連結構件60。
接觸件24z,係與凸輪9z(旋轉刀具用凸輪)之外周相接,仿照凸輪9z之形狀而移動。因此,接觸件24z一旦仿照凸輪9z之形狀而上下移動,連結構件60就以支點57為中心而亦上下移動。
另一方面,工具保持部59,係由支點58所軸支,於其中一端保持有切斷器53,於其中另一端軸支有連結構件60。
因此,連結構件60一旦上下移動,切斷器53就以支點58為中心而亦上下移動。
如第9圖(a)所示,切斷器53與接觸件24z,係相對於支點58、57形成於相同側,而連結構件60,由於係形成於與此等相對向的側,所以接觸件24z與切斷器53,係同步上下移動。
亦即,在接觸件24上升的情況,切斷器53亦會上升,而在接觸件24下降的情況切斷器53亦會下降。
凸輪9z,係具有圓盤形狀,而於外周之1個部位形成有凹部52。
在接觸件24z接觸到凹部52時,由於接觸件24會上升,所以切斷器53亦會上升,而在接觸件24z接觸到凹部52以外的部位時,由於接觸件24會下降,所以切斷器53亦會下降。
在工件22藉由其他的凸輪9a、9b、9c、…而加工的期間,為了使接觸件24z接觸到凸輪9z之凹部52以外的部分,而設定有凸輪9z與其他的凸輪9之安裝角度。
第9圖(b)係顯示接觸件24z與凹部52相接,而切斷器53上升的情形。
工件22之切削加工,係如此地以接觸件24z與凹部52相接的狀態進行。
車床1,係在加工齒輪的情況,不進行使凸輪9z旋轉360度之作業,而是交互地反覆進行第9圖(a)所示的位置(亦即,從凹部52與接觸件24z相接的位置使凸輪9z只旋轉角度θ的位置,第2旋轉角度)、以及第9圖(b)所示的位置(凹部52與接觸件24z相接的位置,第1旋轉角 度)。
如此,齒輪加工台51,係具有作為旋轉刀具移動手段的功能,該旋轉刀具移動手段係藉由移動旋轉刀具保持手段,來以旋轉的刀具切削被加工物。
其次,使用第10圖的流程圖,就車床1對工件22加工齒輪的順序加以說明。
車床1,係在使用凸輪9a、9b、9c、…加工工件22之側面之後,停止主軸並移行至齒輪加工模式,驅動切斷器53,開始刀具55之旋轉。
首先,車床1,係將計數器j設定為j=1(步驟105)。J係計數經加工後的溝槽之個數的參數。
其次,車床1,係藉由伺服馬達6而使主軸後退(亦即,朝-Z軸方向移動),並將工件22移動至即使切斷器53上升亦不會干涉刀具55與工件22的位置(步驟110)。
其次,車床1,係藉由凸輪驅動馬達45而使凸輪9z只旋轉角度θ並使接觸件24接觸到凹部52,使切斷器53上升(步驟115)。
另外,在此,凸輪9z之初始位置,係離開凹部52與接觸件24z相接的位置而位於角度θ之位置(第9圖(a)之位置)。
正轉、反轉雖然亦可定義於某一方向,但是在此,係將右螺旋朝-Z軸方向前進的旋轉方向為正轉。
其次,車床1,係藉由伺服馬達6而使主軸前進(亦即,朝+Z方向移動),將工件22導出於切斷器53,進行 溝槽的切削加工(步驟120)。
此期間,主軸馬達11,並保持主軸不旋轉。或是,亦可設置軔(brake)等的制動機構俾使主軸不會旋轉。
車床1,係溝槽之切削加工一旦結束,就藉由凸輪驅動馬達45使凸輪9z只旋轉角度θ並使接觸件24接觸到未形成有凹部52的部分,且使切斷器53下降(步驟125)。
其次,車床1,係判斷j是否比L小(步驟130)。在此,L係形成於齒輪之溝槽的個數。
當j比L小時(步驟130;Y),由於尚有未加工的溝槽所以繼續進行加工。
此情況,車床1,係將j進位成j=j+1(步驟135),並且藉由主軸馬達11使Z軸只旋轉預定角度(2π/L)(步驟140),更且,回到步驟110藉由伺服馬達6使主軸復位於原來的位置,進行下一個溝槽的加工。
另一方面,在j達到L時(步驟130;否),車床1,會停止切斷器53,且結束齒輪的切削加工。
如以上所述,主軸馬達11(主軸旋轉手段),係在凸輪9z保持於第1旋轉角度的期間(切削加工溝槽的期間),將工件22的旋轉角度保持於預定角度,而在凸輪9z保持於第2旋轉角度的期間,使工件22只旋轉預定角度俾使刀具55切削下一個切削部位。
又,伺服馬達6(主軸移動手段),係在凸輪9z保持於前述第1旋轉角度的期間,將主軸朝向刀具55導出工件 22的方向移動,而在凸輪9z保持於第2旋轉角度的期間將主軸復位於移動前的位置。
如此,在本變化例中,藉由使齒輪配合使用凸輪機構與主軸之數值控制可在工件22切削加工齒輪。
再者,第10圖之齒輪加工工序中,由於係在步驟125反轉凸輪9並加工切斷器,所以在進行最後的齒輪切割(齒輪的溝槽之加工)之後,凸輪9會成為反轉的狀態。
因此,為了加工下一個齒輪,有必要在此之前讓工件22脫離而使凸輪9正轉。
因此,如第11圖的流程圖所示,在進行最後的齒輪切割時,藉由使凸輪9正轉並使切斷器下降,即可與最後的齒輪切割同時使凸輪9正轉,而可使加工高速化。
以下,就該工序加以說明。
步驟105~125,係與第10圖相同。
在步驟125將切斷器下降進行齒輪切割之後,車床1,係判斷j是否未滿L-1,亦即判斷加工後的溝槽之數量是否已達到L-1(步驟133)。
在j未滿L-1時(亦即,加工後的溝槽之數量未達到L-1時)(133;是),車床1,係與第10圖同樣地對j進位加1(步驟135),並將Z軸旋轉預定角度(步驟140),而移行至步驟110。
另一方面,在j並非未滿L-1時(亦即,加工後的溝槽之數量已達到L-1時)(133;否),車床1,為了要加工最後1個溝槽,而將Z軸後退(步驟145),並將凸輪9正 轉來使切斷器上升(步驟150)。
接著,車床1,係使Z軸前進(步驟155),將凸輪9正轉使切斷器加工,而加工最後的溝槽(步驟160)。
藉由以上的工序,可在凸輪9正轉的狀態下結束最後的溝槽之加工。藉此,在進行下一個齒輪切割時,就沒有必要脫離工件來將凸輪9正轉,而可更效率佳地進行齒輪之加工。
其次,使用第12圖之各圖,就效率更佳的工件22之供給方法、及工件22之支撐方法加以說明。
首先,在利用工件供給裝置12導出並供給工件22時,雖然有必要支撐工件之前端,但是於此有利用刀具21來支撐的情況以及利用頂心13來支撐的情況(參照第12圖之各圖)。
在工件供給裝置12所賦予的工件供給力小、且工件供給負載較小時,由於即使利用刀具21來支撐工件22亦不會損傷到刀具21,所以利用刀具21來進行供給時的工件支撐在效率上很有效。
另一方面,在工件供給的負載較大時,使用頂心13較佳。
亦即,在工件供給裝置12供給工件22之力量較小的狀態時,使刀具21位於主軸18支軸上,將工件供給裝置12所供給的工件22觸及刀具21來限定供給量,而在工件供給裝置12供給工件22之力量較大的狀態時,將工件供給裝置12所供給的工件22觸及頂心13來限定供給 量。
如此,工件供給裝置12,係具有導出被加工物之材料的材料導出手段之功能,而刀具21或頂心13(支撐手段),係具有作為使材料之前端抵接的抵接構件之功能。
然後,車床1,係具備限定使用工件供給裝置12、或刀具21、頂心13而被導出的材料之導出量的限定手段。
然後,在對工件22進行加工時,於有必要之情況利用頂心13來支撐工件22。
亦即,在工件22之直徑十分大、或工件22之加工部分的長度較短之狀態時,不利用頂心13來支撐而是利用導套23來懸臂加工,而在工件22之直徑較小、或加工部分之長度較長的狀態時,利用頂心13來支撐工件22之前端而加工。
又,在加工中途加工部分之長度變長的情況等,亦可從加工中途利用頂心13來支撐工具22之前端。
第12圖(a)係顯示頂心13的驅動機構。
在基盤部5,係於刀具台3之+Z側設置有支柱67。在支柱67形成有用以使頂心13插通的貫穿孔,並且固定有以Z軸方向為長度方向之由棒材所構成的限度擋具64。
限度擋具64,係限定固定構件32朝Z軸方向移動時之-Z方向的界限,固定構件32一旦朝-Z方向移動預定量就會抵接限度擋具64而可限制固定構件32之移動。
固定構件32,由於係固定於未圖示的頂心台4,所以 頂心台4之移動及頂心13之移動亦由限度擋具64所限定。
彈簧66,係具有作為將頂心13朝-Z方向彈壓的彈壓手段之功能,彈壓力,係設定為比工件供給裝置12之工件供給力還強。
氣缸61,係可藉由空氣之壓力而動作/不動作(ON/OFF),其力量設定得比彈簧66之彈壓力還大。
因此,一旦氣缸61動作(ON),氣缸61之前端就會抵接構件65並使此朝+Z方向移動。
構件65係與頂心13連結,構件65一旦藉由氣缸61而朝+Z方向移動,頂心13亦會朝+Z方向移動。
另外,在頂心13之前端附近,設置有將頂心13朝-Z方向彈壓的緩衝彈簧63,用以緩和未圖示之工件22與頂心13相接時的撞擊。
如以上所述,頂心13,係在氣缸61不動作(OFF)時,藉由彈簧66朝-Z軸方向,彈壓於由限度擋具64所限定的位置,而在氣缸61動作時,頂心13,係朝+Z方向移動。
如此,氣缸61,係具有作為解除彈簧66之彈壓的彈壓解除手段之功能。
第12圖(b)係顯示利用導套23支撐工件22,而工件22之前端不支撐而以懸臂方式加工的示意圖。
在工件22之長度較短的情況、或工件22之直徑十分大的情況等,可利用懸臂式來加工工件22時,就可如此 地支撐工件22並予以加工。
該情況,由於沒有必要利用頂心13來支撐工件22,所以車床1,係事先打開夾緊機構33而解除頂心13與主軸台2之連結,並且使氣缸61動作而將頂心13朝+Z方向移動。
第12圖(c)係顯示利用導套23與頂心13支撐工件22並予以加工的示意圖。
在工件22之長度較長的情況、或工件22之直徑較小的情況等,很難利用懸臂式對工件22進行加工時就以如此方式來支撐。
該情況,車床1,係在對工件22進行加工時,使氣缸61不動作並使頂心13移動至限度擋具64之位置,並且閉合夾緊機構33而連結主軸台2與頂心13,且利用導套23與頂心13來保持工件22並利用刀具21來對工件22進行加工。
第13圖係說明在供給工件22時利用刀具21支撐工件22之前端並進行定位的狀態時車床1所進行的自動循環之流程圖。
以下的流程圖中,計數器k,係計數工件供給裝置12供給工件2後的次數之參數,M係工件供給裝置12導出工件22的次數。
又,參數N,係對1次之工件22的導出而加工的加工品之個數,計數器i,係計數供給工件22之後加工所得的加工品之個數的參數。
首先,操作者,係在將成為工件22之棒材設定於車床1之後,與第7圖之流程圖同樣地使車床1開始動作。
此時,操作者,也實施數值控制程式之部分修正或依偏位功能之時序的校正。
如此,車床1,就會將主軸18旋轉(步驟200),且將計數器k初始化為0(步驟205)。
其次,車床1,係使凸輪軸16與主軸台2待機於預定的基準位置(步驟210),並打開夾頭27(步驟215)。
在凸輪軸16之基準位置,以被導出的工件22觸及刀具21而定位的方式,使該刀具21位於主軸18之中心軸上。
或者,亦可在使凸輪軸16朝基準位置移動之後,以將決定工件22之位置的刀具21位於主軸18之中心軸上的方式來將凸輪軸16旋轉及移動。
其次,車床1,係將主軸台2之位置,復位於可供給對加工品N個份進行加工用的工件22之位置(切削原點-加工品之Z方向的尺寸×N)(步驟220),且驅動工件供給裝置12來供給工件22(步驟225)。
被供給的工件22一旦觸及刀具21就可藉此來限制工件22之導出(亦即,工件22之前端碰到刀具21而停止工件22之供給),且導出加工N個加工品所需的量。
然後,工件22之供給一旦完成,車床1就會閉合夾頭27並夾持工件22(步驟230)。
其次,接續於第14圖之流程圖(藉由以圓圈符號包圍 接續部位的A來顯示),車床1,係將計數器i初始化為0(步驟235),且開始凸輪軸16之旋轉(步驟240),並對工件22進行加工(步驟245)。
車床1,係在對工件22進行加工時,按照需要而閉合夾緊機構33(步驟250),並且使氣缸61不動作而利用頂心13來支撐工件22之前端並對工件22進行加工(步驟255)。
該情況,車床1,係一旦結束加工,就打開夾緊機構33(步驟260),並解除主軸台2與頂心13之連結。
車床1,例如在工件22之長度較長的狀態時,從加工之最初就利用頂心13來支撐工件22,隨著加工而在工件22之長度變長時,於加工中途驅動頂心13來支撐工件22。
在哪個時序支撐、或者不支撐,係由數值控制程式所規定。
如此,連結頂心13與主軸台2的連結手段,就會在彈壓手段(彈簧66)彈壓被加工物(工件22)之狀態時連結夾持手段(設置有夾頭27的主軸台2)與支撐手段(頂心13),而在利用彈壓解除手段(氣缸16)解除彈壓之狀態時就不進行連結作業。
車床1,一旦結束工件22之加工,就藉由切斷加工等來切斷加工品。
然後,車床1,係使凸輪軸16待機(步驟265),且使計數器i只進位加1(步驟270)。
其次,車床1,例如係判斷是否有來自操作者之停止操作等的停止命令(步驟275),在有停止命令時(步驟275;有),車床1,就會停止全軸而處於待機狀態(步驟295)。
另一方面,在沒有停止命令時(步驟275;無),車床1,就判斷i是否未滿N(步驟280),在未滿N時(步驟280;是),由於加工後的加工品之個數並未達到N個,所以車床1,會移行至步驟240之工序,製作下一個加工品。
在並非未滿N時(步驟280;否),由於加工後的加工品之個數已達到N個,所以車床1,僅使計數器i進位加1(步驟285)。
然後,車床1,會判斷k是否未滿M(步驟290),在未滿M時(步驟290;是),由於工件22之供給次數並未達到M次,所以車床1,會移行至第13圖之流程圖的步驟215之工序(藉由以圓圈符號包圍接續部位的a來表示),進行工件22之供給。
另一方面,在並非未滿M時(步驟290;否),由於工件22之供給次數已達到M次,所以車床1,會停止全軸而處於待機狀態(步驟295)。
第15圖係說明在供給工件22時利用頂心13支撐工件22之前端來進行定位之狀態時車床1所進行的自動循環用之流程圖。
步驟200至步驟210係與第13圖之流程圖相同。
車床1,係在步驟210將凸輪軸16或主軸台2待機於基準位置之後,打開夾緊機構33(步驟212),且使氣缸61不動作而使頂心13朝工件22之方向(-Z方向)前進(步驟213)。
然後,車床1,係與第13圖之流程圖同樣地進行主軸台位置復位(步驟220)、工件供給(步驟225)。
該情況,工件22之前端會觸及頂心13的前端而工件22之供給量會受到限定。
之後,車床1,係閉合夾頭27(步驟230),並使氣缸61動作,使頂心13朝+Z方向後退(步驟232)。
以後,車床1,係按照第14圖之流程圖而進行加工。
其次,就本實施形態的更另一變化例加以說明。
第1圖所示的凸輪9a、9b、…(其中,凸輪9b以後於以省略),係藉由精細描繪線配合互為相對的位置而利用螺栓固定於凸輪軸16。
該等凸輪9之相對的安裝角度一旦有偏移,就會產生加工誤差,且加工品之形狀會與當初設計的有所差異。
以往,凸輪9之安裝以及位置調整,係藉由熟練作業者,一邊加工材料一邊使現物配合各凸輪9之位置等,亦即,一邊觀看加工形狀一邊調節凸輪9之安裝角度。
本變化例中,係將各個凸輪9的安裝角度之偏移輸入於數值控制程式中,使主軸台2之移動配合凸輪9進行校正。
藉此,熟練作業者就沒有必要在凸輪軸16上微調凸輪9的位置,即便是一般的作業者亦可容易地進行校正。
在進行高精度加工時,通常雖然係以偏移大致成為0∘(通常為±0.1∘左右之公差內)的方式進行嚴格的安裝作業,但是藉由使用本變化例的功能,則即使是0.5∘前後之偏移亦可藉由偏位來進行校正。
首先,就各凸輪9之安裝角度的偏移之檢測方法加以說明。
凸輪9之安裝角度的偏移,係以其中某一個凸輪9(在此為凸輪9a)為基準,且利用編碼器來檢測相對角度對成為該基準的凸輪9之偏移。
更詳言之則如下所述。作業者係可利用操作盤42(第5圖)將編碼器之角度以數值形成角。
首先,使用編碼器使凸輪軸16旋轉,俾其成為凸輪9a之精細描繪線的角度。
此時,若接觸件24a(第1圖(a))與精細描繪線一致,就可判斷沒有凸輪9a之安裝偏移。在與精細描繪線不一致的情況,就使凸輪軸16旋轉至接觸件24a與精細描繪線一致的位置。
此時的編碼器之值與由精細描繪線所指示的角度之差係相當於凸輪9a之安裝角度的偏移。
亦就其他的凸輪9進行以上的作業,且可針對全部的凸輪9檢測安裝角度之偏移。
第16圖係顯示利用數值控制程式偏位凸輪9之安裝 角度時的各刀具21等之移動的時序圖。
此例中,係顯示凸輪9b的安裝角度對標準的安裝角度偏移-1∘,將此當作偏位值而設定於數值控制程式中,使主軸台2之移動配合凸輪9b之偏移而進行校正的情況。
藉此主軸台2之移動的時序就可校正,而與刀具21b之活動一致。
實線301,係表示凸輪9b之安裝角度沒有偏移時的刀具21b之移動,虛線302,係顯示將凸輪9b之安裝角度的偏位值設為-1∘時的刀具21b之移動。
如圖所示,由於凸輪9b之安裝角度偏移-1∘,所以刀具21b之移動亦只延遲1∘份。
另一方面,實線303,係表示凸輪9b之安裝角度沒有偏移時的主軸台2(主軸18)之移動,虛線304,係顯示將主軸台2之移動配合凸輪9之安裝角度而偏位時的移動。
另外,由於在時序圖的主軸台2之欄位中一旦記載兩者就很難進行判別,所以要記載於欄位外。
如圖所示,主軸台2之移動時序與實際的凸輪9b吻合。
此係在凸輪9b進行加工工序時,藉由控制器41使主軸台2之移動只前進+1∘份,而進行主軸台2導入凸輪9b之安裝角度的偏移之活動所致。
另外,一旦將主軸台2之活動偏位,雖然下一個凸輪 9(例如凸輪9c)之移動與主軸台2之移動有可能變成不同步,但是在各凸輪9之安裝角度上設置有足夠的餘裕度,而可在作業從凸輪9b移行至下一個凸輪9的期間之餘裕區間吸收因主軸台2之移動的偏位所造成的偏移。
其次,使用第17圖之圖表,就凸輪9之安裝狀況與數值控制程式之間的關係加以說明。
項目「刀具」,係表示安裝於車床1的各刀具21。
項目「凸輪」,係驅動刀具21的凸輪。如圖所示,刀具21,係可藉由單數個或複數個凸輪9來驅動。
圖之例中,刀具21a係藉由凸輪9a所驅動,刀具21b係藉由凸輪9b與凸輪9c所驅動。
項目「數值控制程式」,係表示數值控制程式的邏輯結構,且由「工序編號」、「偏位」、「步驟編號」、「凸輪軸角度」、「主軸移動量」、「凸輪軸速度」等之項目所構成。
項目「工序編號」,係賦予工序的編號。工序,係凸輪9驅動刀具21而進行的一輪作業,各工序係由更細的步驟所構成。
項目「步驟編號」,係表示構成該工序的步驟之編號。亦即,各工序係由更小的作業單位之步驟所構成。
圖之例中,工序1係由步驟1~5所構成,工序2係由步驟6、7所構成。
一般而言,工序i,係由步驟N(i-1)+1至步驟Ni所構成。
項目「偏位」,係表示凸輪9之安裝角度的偏移,即偏位值。凸輪9a係成為角度計測的基準,因此,偏位值成為0。
凸輪9b係相對於凸輪9a偏移+0.2∘安裝角度,凸輪9c係相對於凸輪9a偏移-0.1∘安裝角度。
該等偏位值,係作業者從操作盤42(第5圖)輸入。
一般而言,將工序i之偏位值表示為α i。
圖之例中,凸輪9a對應工序1,在工序1之校正值α 1,設定有凸輪9a之偏位值0∘。藉此,在工序1之步驟1至步驟5中適用校正值α 1。
同樣地,凸輪9n對應工序i,在工序i之校正值α i,設定有凸輪9n之偏位值α i。藉此,在工序i之步驟N(i-1)+1至步驟Ni中適用校正值α i。
項目「凸輪軸角度」,係旋轉凸輪軸16的角度。例如,由於工序1之步驟2的凸輪軸角度係成為10∘,而步驟1係為0∘,所以車床1,係在從步驟1移行至步驟2時,使凸輪軸16從0∘旋轉至10∘。
項目「主軸移動量」,係使主軸台2移動的量。例如工序1之步驟3的主軸移動量係成為-2.5[mm],車床1,係在從步驟2移行至步驟3時,使主軸台2移動-2.5[mm]。
項目「凸輪軸速度」,係旋轉凸輪軸16的速度,單位為[∘/秒]。
在如以上所構成的數值控制程式中,控制器41(第5 圖),係利用屬於該工序的各步驟之碼,將成為主軸台2之移動基準的「凸輪軸角度」只偏位校正值而移動主軸台2。
藉此,主軸台2,係只以對應凸輪9之偏位值的量,來偏位動作時序而移動。
例如,在凸輪9之安裝角度沒有偏移的情況,利用某一步驟的碼,於凸輪軸16之角度為Dx1時開始進行主軸台2的移動,且以Vz=(Dz/Dx)×Vx…(數式2)的速度移動主軸台的方式來限定。其中,Dx為凸輪軸16之角度,可藉由絕對座標系來記載。
在該碼中,於Dx1+α i時開始進行主軸台2之移動,若將(數式2)設為Vz={Dz/(Dx+α i)}×Vx…(數式3),則主軸台2之移動可藉由α i來偏位。
另外,在碼由相對座標系來記載的情況,係變換成絕對座標而進行校正。
如以上所述,本變化例中,控制器41係具有作為主軸移動手段的功能,該主軸移動手段,係藉由電腦執行根據所檢測出的旋轉角度控制主軸18之移動量的數值控制程式,來移動主軸18使主軸台2朝Z方向移動,更且,控制器41係具備:偏位值取得手段,其藉由作業者所設定的α i,來取得對凸輪9之旋轉角度的偏位值;以及偏位手段,其在該數值控制程式中,只以對應該取得的偏位值之量來將主軸18之移動,例如,藉由數式3來偏位。
又,車床1中之凸輪9係存在有複數個,控制器41 係依偏位值取得手段,並藉由接受α i之設定而取得每一個凸輪9之偏位值。
然後,控制器41,係具備在該數值控制程式中,藉由使α i對應工序編號,使凸輪9與主軸18之移動對應的對應手段,該偏位手段,係將主軸18之移動,對於對應該移動的凸輪9只以所取得的偏位值之量,例如,藉由數式3來偏位。
其次,使用第18圖之流程圖,就控制器41所進行的偏位處理之順序加以說明。
首先,作業者,係計測各凸輪9之安裝角度的偏移並將各個凸輪9之角度的偏移從操作盤42輸入於控制器41。
又,作業者,係將凸輪9與數值控制程式之工序的對應從操作盤42輸入於控制器41。
相對於此,控制器41,係接受每一個凸輪9之偏位值的輸入而儲存於RAM等的記憶裝置,更且,接受偏位值與工序之對應的輸入而儲存於記憶裝置(步驟300)。
其次,控制器41,係將工序編號i與步驟編號j初始化為1(步驟305)。
其次,控制器41,係判斷i是否為M以下(步驟310)。在此,M為工序編號之最大值,就全部的M確認是否已設定偏位值。
在i比M還大時(步驟310;否),由於係就全部的步驟進行偏位處理,所以控制器41會結束偏位處理。
在i為M以下時(步驟310;是),控制器41就將j設定為N(i-1)+1(步驟315)。
在此,N(i-1),係表示工序編號N(i-1)之最後的步驟之步驟編號,而N(i-1)+1,係表示工序編號i之最小的步驟之步驟編號。其中,N0=0。
其次,控制器41,係確認j是否為Ni以下(步驟320)。在此,Ni係為工序編號i之最後的步驟之步驟編號,並就工序編號i之全部的步驟確認是否已設定偏位。
在j比Ni還大時(步驟320;否),由於就工序編號i之全部的步驟設定偏位,所以控制器41,係將i只進位加1(步驟325)並回到步驟310。
另一方面,在j為Ni以下時(步驟320;是),控制器41,係藉由在步驟編號j之碼中將Dxj設為Dxj+α i,而將凸輪軸16之移動只偏位α i(步驟330)。在此,Dxj,係步驟j中的凸輪軸16之角度Dx。
然後,控制器41,係將j只進位加1(步驟335)並回到步驟320。
藉由以上順序,可就全部的工序進行相應於凸輪9之安裝角度的校正。
其次,使用第19圖之流程圖就車床1所進行的加工處理之順序加以說明。
首先,控制器41,係藉由操作盤42從作業者,接受執行已有設定的數值控制程式,或者執行新的數值控制程式之選擇(步驟350)。
在執行已有設定的數值控制程式時(步驟350;否),控制器41,係從記憶裝置讀出有關該數值控制程式的凸輪資料(凸輪9之對應或偏位值等)(步驟360)。
另一方面,在執行新的數值控制程式時(步驟350;是),控制器41係經由記憶裝置、或例如軟碟等之記憶媒體、或者網路等來讀入並設定該數值控制程式(步驟355)。
其次,控制器41,係從作業者接受凸輪9與步驟之對應、或每一個凸輪9的偏位值之輸入(步驟365)。該步驟,係對應第18圖之流程圖的步驟5。
該等之對應或偏位值一旦被設定,控制器41,就會進行校正資料的計算(步驟370)。該步驟,係對應第18圖之流程圖的步驟10至步驟40。
如以上所述,控制器41,係在完成保存資料的讀出之後(步驟60),或結束校正資料的計算之後(步驟370),藉由作業者按下操作盤42之啟動鈕而開始自動運轉(375),且按照數值控制程式進行車床1之運轉(步驟380)。
然後,控制器41,係一旦全部執行數值控制程式就結束車床1之運轉(步驟385)。
另外,數值控制程式中,可設定車床1之動作速度,控制器41,係在步驟375之後計算此並以該速度使車床1動作。
此在車床1不具有重寫(overwrite)功能(使由數值控 制程式所指定的速度只以被指定的比例產生變化並使車床1動作的功能)時可使用作為取代重寫功能。
另外,重寫功能,係為了進行數值控制程式之確認,而被使用於將車床1快送空轉的情況等。
藉由以上說明的本變化例可獲得如下的效果。
(1)即使凸輪9之對於凸輪軸16的安裝角度已偏移的情況,亦可將該偏移當作偏位值而設定於數值控制程式中。藉此,就沒有必要在凸輪軸16上微調凸輪9之安裝位置,而可迅速容易地校正凸輪9之偏移。
(2)依工序編號,藉由將數值控制程式的步驟區分成對應於凸輪9的群組即可設定凸輪9與步驟之對應。藉此,可將凸輪9之偏位值反映於所對應的步驟。藉由以上,則不用重新安裝凸輪9,而可以數值輸入來調節安裝角度。
(3)調查修正各個凸輪9之安裝角度之偏移的作業,由於與利用凸輪9來移動主軸台2的習知凸輪式車床之概念相近,所以即使對習於舊有機之作業者而言亦可容易作業。
以上說明的本實施形態中,可提供如下的構成。
亦即,可提供一種車床裝置,其特徵在於:具備:主軸,其在軸線上具備夾持被加工物的夾持手段;及主軸旋轉手段,其旋轉前述主軸;及主軸移動手段,其藉由數值控制將前述主軸朝軸線方向移動;及刀具保持手段,其保持對前述被加工物進行切削的刀具;及刀具移動手段,其 將前述刀具保持手段,仿照旋轉的凸輪之形狀,朝與前述主軸之軸線垂直的方向移動;以及凸輪旋轉手段,其使前述凸輪旋轉(第1構成)。
在第1構成中,前述凸輪存在有複數個,前述偏位值取得手段,係取得每一前述凸輪的偏位值,在前述數值控制程式中,具備對應前述凸輪與前述主軸之移動的對應手段,前述偏位手段,係將前述主軸之移動,對該移動可只以相對於前述的凸輪而對應前述所取得的偏位值之量來偏位的方式所構成(第2構成)。
在第1構成、或第2構成中,前述主軸移動手段,係亦可將使前述主軸移動之力,在包含前述主軸之軸線的鉛垂面內,以作用於與前述軸線平行的方向所構成(第3構成)。
在第1構成、第2構成、或第3構成中,申請專利範圍第4項所記載的車床裝置,亦可具備:支撐手段,其從與前述夾持手段相對向之側來支撐前述被加工物;以及連結手段,其將前述夾持手段與前述支撐手段之距離維持於預定距離來連結的方式所構成(第4構成)。
在第4構成中,前述連結手段,係亦可以從前述被加工物切削所得的加工品之長度單位,可調節地構成前述所連結的長度之方式所構成(第5構成)。
在第1構成至第5構成中任一構成中,亦可具備:旋轉刀具保持手段,其將旋轉的刀具保持於與前述主軸成預定角度的旋轉軸之周圍;以及旋轉刀具移動手段,其在以 前述旋轉的刀具切削前述被加工物時,使前述旋轉刀具保持手段移動的方式所構成(第6構成)。
在第6構成中,前述旋轉刀具移動手段,係亦可以仿照旋轉的旋轉刀具用凸輪之形狀來移動前述旋轉的刀具之方式所構成(第7構成)。
在第7構成中,在前述旋轉刀具用凸輪,設定有:前述旋轉的刀具進刀切入於前述被加工物的第1旋轉角度、以及前述旋轉的刀具離開被加工物的第2旋轉角度,前述凸輪旋轉手段,係亦可以將前述旋轉刀具用凸輪的旋轉角度,交互地旋轉於前述第1旋轉角度與前述第2旋轉角度的方式所構成(第8構成)。
在第8構成中,前述主軸旋轉手段,係亦可以在前述旋轉刀具用凸輪被保持於前述第1旋轉角度之期間,將前述被加工物之旋轉角度保持於預定角度,在前述旋轉刀具用凸輪被保持於前述第2旋轉角度之期間,以前述旋轉的刀具切削下一個切削部位的方式使前述被加工物只旋轉預定角度的方式所構成(第9構成)。
在第9構成中,前述主軸移動手段,係亦可以在前述旋轉刀具用凸輪被保持於前述第1旋轉角度之期間,將前述主軸移動於朝向前述旋轉的刀具導出前述被加工物的方向,而在前述旋轉刀具用凸輪被保持於前述第2旋轉角度之期間將前述主軸復位於移動前的位置之方式所構成(第10構成)。
在第1構成至第5構成中任一構成中,前述刀具保持 手段,係亦可以具備將前述所保持的刀具旋轉於與前述主軸成預定角度的旋轉軸之周圍的刀具旋轉手段之方式所構成(第11構成)。
1‧‧‧車床
2‧‧‧主軸台
3‧‧‧刀具台
4‧‧‧頂心台
5‧‧‧基盤部
6‧‧‧伺服馬達
7‧‧‧滾珠螺桿
8‧‧‧螺帽
9‧‧‧凸輪
10‧‧‧凸輪機構
11‧‧‧主軸馬達
12‧‧‧工件供給裝置
13‧‧‧頂心
15‧‧‧齒輪部
16‧‧‧凸輪軸
17‧‧‧滑動面
18‧‧‧主軸
21‧‧‧刀具
22‧‧‧工件
23‧‧‧導套
24‧‧‧接觸件
25‧‧‧機械臂
27‧‧‧夾頭
31‧‧‧連結棒
32‧‧‧固定構件
33‧‧‧夾緊機構
41‧‧‧控制器
42‧‧‧操作盤
51‧‧‧齒輪加工台
52‧‧‧凹部
53‧‧‧切割器
55‧‧‧刀具
59‧‧‧工具保持部
61‧‧‧氣缸
63‧‧‧緩衝彈簧
64‧‧‧限度擋具
65‧‧‧構件
66‧‧‧彈簧
67‧‧‧支柱
第1圖(a)及(b)係顯示本實施形態的車床裝置。
第2圖係顯示以本實施形態的車床裝置所加工成的加工品之一例。
第3圖係連結機構的說明圖。
第4圖(a)及(b)係使用連結機構的工件供給方法之說明圖。
第5圖係以模型顯示車床之控制系統的方塊圖。
第6圖係顯示時序圖之一例。
第7圖係說明本實施形態的車床裝置之自動循環動作用的流程圖。
第8圖(a)至(d)係顯示本變化例的車床裝置。
第9圖(a)及(b)係齒輪加工台使切割器上下移動的機構之說明圖。
第10圖係說明加工齒輪之順序用的流程圖。
第11圖係說明加工齒輪之順序之變化例用的流程圖。
第12圖(a)至(c)係效率佳的工件之供給方法、及支撐方法等的說明圖。
第13圖係以刀具支撐工件時的流程圖。
第14圖係以刀具支撐工件時的流程圖之接續。
第15圖係以頂心支撐工件時的流程圖。
第16圖係顯示以數值控制程式偏位凸輪之安裝角度時的各刀具等之移動的時序圖。
第17圖係凸輪之安裝狀況與數值控制程式的關係用的說明圖。
第18圖係說明控制器所進行的偏位處理之順序用的流程圖。
第19圖係說明車床所進行的加工處理之順序用的流程圖。
第20圖係顯示習知的車床裝置。
1‧‧‧車床
2‧‧‧主軸台
3‧‧‧刀具台
4‧‧‧頂心台
5‧‧‧基盤部
6‧‧‧伺服馬達
7‧‧‧滾珠螺桿
8‧‧‧螺帽
9a‧‧‧凸輪
10‧‧‧凸輪機構
11‧‧‧主軸馬達
12‧‧‧工件供給裝置
13‧‧‧頂心
15‧‧‧齒輪部
16‧‧‧凸輪軸
17‧‧‧滑動面
18‧‧‧主軸
21a‧‧‧刀具
22‧‧‧工件
23‧‧‧導套
24a‧‧‧接觸件
25a‧‧‧機械臂
C‧‧‧軸線

Claims (12)

  1. 一種車床裝置,其特徵在於:具備:主軸,其在軸線上具備夾持被加工物的夾持手段;及主軸旋轉手段,其旋轉前述主軸;及主軸移動手段,其藉由數值控制將前述主軸朝軸線方向移動;及刀具保持手段,其保持對前述被加工物進行切削的刀具;及刀具移動手段,其將前述刀具保持手段,仿照旋轉的凸輪之形狀,朝與前述主軸之軸線垂直的方向移動;以及凸輪旋轉手段,其使前述凸輪旋轉;及支撐手段,其從與前述夾持手段相對向之側來支撐前述被加工物;及連結手段,其將前述夾持手段與前述支撐手段之距離維持於預定距離來連結;及彈壓手段,其將前述支撐手段彈壓於前述被加工物;及彈壓解除手段,其解除前述彈壓手段之彈壓,前述連結手段,係在前述彈壓手段彈壓前述被加工物之狀態時連結前述夾持手段與前述支撐手段,而在以前述彈壓解除手段解除彈壓之狀態時不連結前述夾持手段與前述支撐手段。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的車床裝置,其中, 具備檢測前述凸輪之旋轉角度的旋轉角度檢測手段,前述主軸移動手段,係根據前述檢測出的旋轉角度使前述主軸移動。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所記載的車床裝置,其中前述主軸移動手段,係將使前述主軸移動之力,在包含前述主軸之軸線的鉛垂面內,作用於與前述軸線平行的方向。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所記載的車床裝置,其中前述連結手段,係以從前述被加工物切削所得的加工品之長度單位,可調節地構成前述所連結的長度。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所記載的車床裝置,其中,具備:旋轉刀具保持手段,其將旋轉的刀具保持於與前述主軸成預定角度的旋轉軸之周圍;以及旋轉刀具移動手段,其在以前述旋轉的刀具切削前述被加工物時,使前述旋轉刀具保持手段移動。
  6. 如申請專利範圍第5項所記載的車床裝置,其中前述旋轉刀具移動手段,係仿照旋轉的旋轉刀具用凸輪之形狀來移動前述旋轉的刀具。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載的車床裝置,其中,在前述旋轉刀具用凸輪,設定有:前述旋轉的刀具進刀切入於前述被加工物的第1旋轉角度、以及前述旋轉的刀具離開被加工物的第2旋轉角度, 前述凸輪旋轉手段,係將前述旋轉刀具用凸輪的旋轉角度,交互地旋轉於前述第1旋轉角度與前述第2旋轉角度。
  8. 如申請專利範圍第7項所記載的車床裝置,其中,前述主軸旋轉手段,係在前述旋轉刀具用凸輪被保持於前述第1旋轉角度之期間,將前述被加工物之旋轉角度保持於預定角度,在前述旋轉刀具用凸輪被保持於前述第2旋轉角度之期間,以前述旋轉的刀具切削下一個切削部位的方式使前述被加工物只旋轉預定角度。
  9. 如申請專利範圍第8項所記載的車床裝置,其中前述主軸移動手段,係在前述旋轉刀具用凸輪被保持於前述第1旋轉角度之期間,將前述主軸移動於朝向前述旋轉的刀具導出前述被加工物的方向,而在前述旋轉刀具用凸輪被保持於前述第2旋轉角度之期間將前述主軸復位於移動前的位置。
  10. 如申請專利範圍第1或2項所記載的車床裝置,其中前述刀具保持手段,係具備將前述所保持的刀具旋轉於與前述主軸成預定角度的旋轉軸之周圍的刀具旋轉手段。
  11. 如申請專利範圍第1或2項所記載的車床裝置,其中,具備:材料導出手段,其導出前述被加工物之材料;以及 限定手段,其藉由使前述被導出的材料之前端抵接於抵接構件來限定導出量。
  12. 如申請專利範圍第11項所記載的車床裝置,其中前述抵接構件,係前述所保持的刀具、或前述支撐手段。
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