TWI477933B

TWI477933B - An interference checking device and an interference checking method, and a machine tool having an interference checking device

Info

Publication number: TWI477933B
Application number: TW098123506A
Authority: TW
Inventors: Hitoshi Matsumoto
Original assignee: Citizen Machinery Miyano Co
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2015-03-21
Also published as: TW201015256A; CN102089722A; KR101575780B1; US9110459B2; EP2306253B1; EP2306253A4; JP5554235B2; KR20110026468A; WO2010004960A1; ES2579434T3; EP2306253A1; JPWO2010004960A1; CN102089722B; US20110106291A1

Description

干涉檢查裝置及干涉檢查方法以及具備干涉檢查裝置之工具機

本發明係關於檢查移動體之干涉之干涉檢查裝置及干涉檢查方法以及具備干涉檢查裝置之工具機。

迄今為止，眾所周知之自動車床，如專利文獻1之圖4所示，其係在能夠於與第一主軸之軸線正交之X1軸方向上移動之軌頭上，搭載能夠在與第二主軸及上述X1軸方向平行的X2軸方向移動之刀具台(切斷刀具台)。該自動車床之切斷刀具台係藉由X1軸與X2軸之兩個移動機構而在與主軸之軸線正交之方向移動。

另一方面，具備複數之刀具台之工具機中，眾所周知具備用於檢查刀具台彼此或者刀具台與固定式構造物等之間的干涉之干涉裝置(例如參照專利文獻2)。

專利文獻1：日本特開2006-255794號公報

專利文獻2：日本特許第3464307號公報

上述干涉檢查裝置係至少需要輸入與移動體之移動方向對應之移動軸。但是，相對於一個移動體之一移動方向，只能以一個移動軸作為設定對象，而如專利文獻1所示，在相對於兩個移動方向具備複數之移動機構之情況下，與一個移動體之一移動方向對應之相對移動軸存在有複數個，因此會有不能簡單地進行干涉檢查之缺點。

本發明提供一種能夠解決上述問題之干涉檢查裝置。該裝置係設置於具備可在特定方向移動之移動體及使該移動體移動之移動機構、並且含有使一個上述移動體在同一方向移動之複數之移動機構的裝置中，且進行前述移動體移動時之干涉檢查者；該干涉檢查裝置係構成為包括絕對移動量計算部及干涉檢查部，該絕對移動量計算部係合成上述複數之移動機構所致使的上述移動體之同方向之移動量，而求出該方向之絕對移動量；該干涉檢查部係與該絕對移動量計算部互連而設，根據上述絕對移動量進行上述干涉檢查。

又，上述絕對移動量計算部亦可構成為合成上述複數之移動機構之相同軸線方向之複數之移動軸，在與上述移動軸相同方向設假想軸，而基於該假想軸求出上述絕對移動量。

再者，亦可設置判斷部，其係判斷在所輸入之移動軸中就同一移動體是否存在複數個使其於相同軸線方向移動之移動軸。

本發明之干涉檢查方法係具備能在特定方向移動之移動體與使該移動體移動之移動機構、並且含有使一上述移動體在相同軸方向移動之複數個移動機構的裝置中，進行前述移動體移動時之干涉檢查者，該干涉檢查方法包括：指定具有干涉之可能性之移動體，並輸入該移動體之移動軸之步驟；判斷在所輸入之移動軸中，就同一移動體是否存在複數個使其在相同軸線方向移動之移動軸，而當判斷為存在之情形時，合成與上述複數之移動軸相同軸線方向之移動量，而求出該移動方向之絕對移動量之步驟；及根據上述絕對移動量進行上述干涉檢查之步驟。

又，亦可在判斷為就同一移動體存在複數個同方向之移動軸之情形時，在與上述複數之移動軸同方向設一假想軸，而根據該假想軸求出上述絕對移動量。

又，本發明之工具機係具備上述干涉檢查裝置。

根據以上述方式構成之本發明構成，利用絕對移動量計算部，即使是相對於一個移動體之一移動方向設有複數個移動機構之情形，亦能根據合成移動體之相對移動量所計算出之絕對移動量，而容易地進行該移動體之干涉檢查。

如圖1係搭載干涉檢查裝置之工具機之概略圖。該工具機包含：第1主軸1以及與該第1主軸1對應而設之第1刀具台2；第2主軸3以及與該第2主軸3對應而設之第2刀具台4；第3主軸6以及與該第3主軸6對應而設之第3刀具台7；與各主軸1、3、6選擇性對應而設之第4刀具台9。第1主軸1、第1刀具台2、第2主軸3、第2刀具台4、第3主軸6、第3刀具台7以及第4刀具台9設置在未圖示之工具機之床台上。

第1主軸1可在與軸線方向同方向之Z1軸方向移動。第1主軸1係藉由構成第1主軸1之移動機構之Z1軸用馬達與推送螺桿機構等，使其能夠在Z1軸方向移動。

第1刀具台2與Z1軸正交，且設置在能夠於相互正交之X1軸及Y1軸方向移動之XY滑台。第1刀具台2能與該XY滑台共同在X1軸方向以及Y1軸方向移動。上述XY滑台係藉由構成第1刀具台2之X1軸方向之移動機構的X1軸用馬達與推送螺桿機構等而在X1軸方向移動，並藉由構成第1刀具台之Y1軸方向之移動機構的Y1軸用馬達與推送螺桿機構等而在Y1軸方向移動。

第3主軸6係以使第3主軸6之軸線與第1主軸1之軸線在同方向上平行的方式，與第1主軸1鄰接而予以配置。且，能夠在與軸線方向同方向之Z3軸方向移動。第3主軸6係藉由構成Z3軸方向之移動機構的Z3軸用馬達與推送螺桿機構等而於床台上在Z3方向移動。

第3刀具台7係與Z3軸正交，且安裝在XY滑台上，該XY滑台能夠在相互正交之X3軸以及Y3軸方向移動。該XY滑台係藉由構成第3刀具台7之X3軸方向之移動機構的X3軸用馬達與推送螺桿機構等而在X3軸方向移動，且藉由構成第3刀具台7之Y3軸方向之移動機構的Y3軸用馬達與推送螺桿機構等而在Y3軸方向移動。又，X1軸方向與X3軸方向設定為同方向，Y1軸方向與Y3軸方向設定為同方向。

於上述床台上搭載著移動台8，其能夠在與Y1軸以及Y3軸之軸線方向同方向之A2軸方向移動。該移動台8係利用構成移動台8之A2軸方向之移動機構的A2軸用馬達與推送螺桿機構等，而於床台上在A2軸方向移動。

第2主軸3以及第2刀具台4係搭載在移動台8上，與移動台8成為一體且能夠在A2軸方向移動。第2主軸3係以使其軸線與第1主軸1以及第3主軸6在相同軸線方向上平行，且與第1主軸1以及第3主軸6相對向的方式予以配置。又，第2主軸3能夠在與軸線方向同方向之Z2軸方向移動。第2主軸3藉由構成第2主軸3之Z2軸方向之移動機構的Z2軸用馬達與推送螺桿機構等，而於移動台8上在Z2軸方向移動。

第2刀具台4係與Z2軸正交，且安裝在能夠於相互正交之X2軸以及Y2軸方向移動之XY滑台。該XY滑台搭載在移動台8上，藉由構成第2刀具台4之X2軸方向之移動機構的X2軸用馬達與推送螺桿機構等而於移動台8上在X2軸方向移動，且藉由構成第2刀具台4之Y2軸方向之移動機構的Y2軸用馬達與推送螺桿機構等而於移動台8上在Y2軸方向移動。X2軸之軸線方向、X1軸之軸線方向以及X3軸之軸線方向設定為同方向，而Y2軸之軸線方向與Y1軸之軸線方向、Y3軸之軸線方向、A2軸之軸線方向設定為同方向。

第4刀具台9安裝在YZ滑台，該YZ滑台設置在床台上且能夠在與床台相互正交之Y4軸及Z4軸方向移動。該YZ滑台係藉由構成第4刀具台9之Y4軸方向之移動機構的Y4軸用馬達與推送螺桿機構等而在Y4軸方向移動，並經由構成第4刀具台9之Z4軸方向之移動移動機構的Z4軸用馬達與進螺紋機構等而在Z4軸方向移動。Y4軸方向係設定為與Y1軸方向、Y2軸方向、Y3軸方向、A2軸方向相同軸線方向，而Z4軸線方向係設定為與Z1軸線方向、Z2軸線方向、Z3軸線相同軸線方向。

又，圖1中符號「+」係表示各個移動體之移動方向，例如，在第1刀具台2、第2刀具台4及第4刀具台7上，將使刀具遠離工件之方向設定為「+」，而雖無圖示，將使刀具靠近工件之方向設作「-」。

又，如上所述，由於X1軸方向、X2軸方向、X3軸方向為相同軸線方向，Y1軸方向、Y2軸方向、A2軸方向、Y3軸方向、Y4軸方向為相同軸線方向，Z1軸方向、Z2軸方向、Z3軸方向、Z4軸方向為相同軸線方向，因此，以下有時會將X1軸、X2軸、X3軸上之移動方向稱為X方向，將Y1軸、Y2軸、A2軸、Y3軸、Y4軸上之移動方向稱為Y方向，而將Z1軸、Z2軸、Z3軸、Z4軸上之移動方向稱為Z方向。

本工具機設置有控制上述各個馬達之驅動之控制裝置11。在本實施形態中該控制裝置11包含NC裝置。本工具機在依循被載入到控制裝置11(NC裝置)之NC程式之驅動控制下，藉由第1主軸1之Z方向之移動與第1刀具台2之X、Y方向之移動之組合，能夠以安裝在第1刀具台2之加工刀具將安裝在第1主軸1之工件加工；藉由第2主軸3之Z方向之移動與第2刀具台4之X、Y方向之移動之組合，能夠以安裝在第2刀具台4之加工刀具將安裝在第2主軸3之工件加工；且藉由第3主軸6之Z方向之移動與第3刀具台7之X、Y方向之移動之組合，能夠以安裝在第3刀具台7之加工刀具將安裝在第3主軸6之工件加工。

且，使第4刀具台9在Y方向及Z方向移動，並設置在與第1主軸1至第3主軸6中任一者對應之位置，藉由該主軸之Z方向之移動與第4刀具台9之Z方向及Y方向之移動之組合，能夠以安裝在第4刀具台9之加工刀具將安裝在第1主軸1至第3主軸6中任一者主軸之工件加工。

又，第2刀具台4係藉由Y2軸方向之移動機構以及A2軸方向之移動機構之兩個移動機構，而能夠在Y方向移動。因此藉由安裝於第2刀具台4之加工刀具而對安裝於第2主軸3之工件所為之加工，能夠一面藉由移動台8使第2主軸3與第2刀具台4一體於Y方向移動，一面在移動台8上進行。例如，藉由移動台8於A2軸方向之移動，一面使第2主軸3由第1主軸1之軸線及第2主軸3之軸線一致之位置開始移動至第3主軸6之軸線及第2主軸3之軸線一致之位置，一面藉由安裝於第2刀具台4之加工刀具，可進行安裝於第2主軸3之工件之加工。

於控制裝置11中，如圖2所示，設有干涉檢查部12，其係檢查構成本工具機中之移動體之第1主軸1至第3主軸6及第1刀具台2至第4刀具台7移動時之干涉。藉由對該干涉檢查部12輸入上述各個移動體之資訊，檢查各個移動體在進行加工移動等時、各個移動體彼此之干涉及移動體與工具機之固定構造物之干涉等，可檢查出干涉之有無。

上述干涉檢查部12所為之干涉檢查可採用眾所周知之手段，但在干涉檢查部12中必須輸入設定：作為干涉檢查之對象的移動體，及至少與該移動體之X方向、Y方向、Z方向之移動對應之移動軸。

例如，當檢查第1刀具台2與第4刀具台9之干涉時，必須：將第1刀具台2與第4刀具台9輸入作為干涉檢查對象之移動體；輸入相對於第1刀具台2作為X方向之移動軸即X1軸，及作為Y方向之移動軸即Y1軸；輸入相對於第4刀具台作為Y方向之移動軸即Y4軸，及作為Z方向之移動軸即Z4軸。

在本發明之干涉檢查部12中，若如第2刀具台4般相對於一個移動體之一移動方向具備複數(2個以上)之移動機構之情形時，互連設有絕對移動量計算部13，其係合成相對於一個移動體之一移動方向所輸入之複數之移動軸之各個移動量，而計算出該移動體在該移動方向上之絕對移動量。

如圖2所示，亦可構成為，在干涉檢查部12中設有判斷部14，當該判斷部14從被輸入之複數之移動軸中，判斷出一移動體存在複數之移動軸之情形時，由絕對移動量計算部13合成該移動軸之各個移動量。當然，判斷部14可設置在絕對移動量計算部13中，亦可與干涉檢查部12及絕對移動量計算部13分開設置。

在該實施形態中，干涉檢查裝置係以干涉檢查部12與絕對移動量計算部13，或是上述兩者與判斷部14所構成。

在該實施形態中，當干涉檢查部12被輸入第2刀具台4作為干涉檢查對象之情形時，作為相對於第2刀具台4之Y方向之移動軸，可輸入Y2軸與A2軸。又，本實施形態之絕對移動量計算裝置13係合成由第2刀具台4之Y2軸方向之移動機構所致使的相對於移動台8之第2刀具台4之Y2軸上之移動量，與由移動台8之A2軸方向之移動機構所致使的相對於床台之A2軸上之移動量，藉此形成相對於床台之第2刀具台4之假想移動軸(Y方向假想軸)，而求出該Y方向假想軸上之第2刀具台4之絕對移動量(即座標上之位置)。再者，絕對移動量可預先將工具機之特定之基準位置，例如工具機之端部基準面或第1主軸1之中心作為基準而加以決定。

且，因為由絕對移動量計算部13所求得的Y方向假想軸上之第2刀具台4之移動量會被輸入到干涉檢查部12，因此可檢查第2刀具台4與其他移動體或是固定構造物等之干涉。

參照圖3來舉例說明絕對移動量計算裝置13以及干涉檢查裝置12之作用。

在步驟S1中，對干涉檢查部12輸入作為干涉檢查對象之移動體與該移動軸。在該實施形態中，由於第2主軸3、第2刀具台4及第4刀具台9存在相互干涉之可能性，因此對干涉檢查裝置12輸入第2主軸3、第2刀具台4及第4刀具台9之各個移動軸。此時，輸入A2軸作為第2主軸3之Y方向移動軸，輸入Y2軸與A2軸作為第2刀具台4之Y方向移動軸。又，由於第1主軸1、第1刀具台2以及第4刀具台9存在相互干涉之可能性，因此對干涉檢查部12輸入第1主軸1、第1刀具台2以及第4刀具台9之各個移動軸。同理，由於第3主軸6、第3刀具台7以及第4刀具台9存在相互干涉之可能性，因此對干涉檢查部12輸入第3主軸6、第3刀具台7以及第4刀具台9之各個移動軸。

其次，如步驟S2所示，判斷對於同一移動體是否存在複數個使其在相同軸線方向移動之移動軸。在設有判斷部14之情況下，可構成為由判斷部14從上述之輸入結果自動進行上述判斷。又，亦可不設置上述判斷部14，而對絕對移動量計算部13輸入上述複數之移動軸，由操作人員判斷後輸入干涉檢查部12。在該實施形態中，由於作為第2刀具台4之移動軸而被輸入之Y2軸及A2軸為相同軸線方向，因此判斷為對於2刀具台4存在著作為使其在同一軸線方向移動之複數之移動軸即Y2軸、A2軸。

若在步驟S2中判斷為對於同一移動體具有使其在相同軸線方向移動之複數之移動軸時，如步驟S3所示，絕對移動量計算部13會從該複數之移動軸中設一假想軸。在該實施形態中，根據第2刀具台4之移動軸即Y2軸與A2軸，設置將Y2軸及A2軸合成而成之假想的Y方向移動軸(Y方向假想軸)Y2'。藉此將第2刀具台4之Y方向之兩條A2軸、Y2軸以一條Y方向假想軸即Y2'予以替換，進入步驟S4。

又，在步驟S2中，若判斷為對於同一移動體不存在複數之使其在相同軸線方向移動之移動軸時，不設假想軸，而進入下一個步驟S4。且在步驟S4中，由干涉檢查部12根據各個移動軸之移動量以及假想軸之上述絕對移動量進行干涉檢查。

圖4顯示設定有Y方向之假想軸即Y2'軸之第2刀具台4與第4刀具台9之干涉檢查之一例。其已預先設定包含第2刀具台4及安裝於其之刀具T之干涉檢查區域(用虛線圍成之領域4a)，及包含第4刀具台9及安裝於其之刀具T之干涉檢查區域(用虛線圍成之領域9a)。然後，從第2刀具台4與第4刀具台9之現在位置起，基於相對於第2刀具台4之X2方向、Y2方向以及A2方向之移動指令，而求出第2刀具台4將移動至Y2'軸上與X2軸上的哪一位置。

又，基於相對於第4刀具台9之Z4方向及Y4方向之移動指令，求出第4刀具台9將移動至Z4軸與Y4軸之哪個位置。且，在計算後之兩者之位置上，若第2刀具台4之干涉檢查區域4a與第4刀具台9之干涉檢查區域9a相交叉，則干涉檢查部12會判斷第2刀具台4與第4刀具台9之間產生干涉，並規制第2刀具台4及第4刀具台9之移動，而用警報等通報干涉產生之情況。

如此，在本發明中，藉由干涉檢查部12與絕對移動量計算部13之互連，即使在相對於一個移動體之一移動方向設有複數之移動機構之情形時，亦可容易地進行該移動體之干涉檢查。

雖就本發明之較佳實施方式做了說明，但本發明並不限定於上述之實施形態。

例如，干涉檢查部12與絕對移動量計算部13可設置在同一個控制裝置11上，亦可與控制裝置11分開設置。又，干涉檢查部12與絕對移動量計算部13可以個別設置，亦可一體設置。再者，亦可構成為當干涉檢查部12被輸入相對於一個移動體之相同方向之複數之移動軸時，使絕對移動量計算部13啟動。

又，藉由將移動軸之輸入部採用：能任意設定被輸入之移動軸所對應之移動方向之構成；能夠相對於一移動方向預先輸入複數之移動軸之構成；或是相對於各個移動方向輸入一個移動軸，且可另將移動軸任意設定移動方向之構成，藉此可以相對於一移動方向輸入複數之移動軸。

又，上述之說明中，以第2刀具台4之Y方向之移動軸為例，說明合成Y2軸與A2軸二者而形成Y方向假想軸Y2'軸，但移動體不限於刀具台，亦可是主軸或其他移動體。再者，本發明不僅對於Y方向，亦可同樣適用於具有複數之X方向及Z方向之移動軸之情形。又，合成的移動軸之數量亦不限於兩條，三條以上本發明亦能適用。又，可就各個X、Y、Z方向之移動軸之各者分別設置絕對移動量計算部13，亦可就X、Y、Z方向之移動軸設置共用之絕對移動量計算部13。

[產業上之利用領域]

本發明不限於實施存在複數之移動體時進行各移動體之相互干涉檢查及各個移動體與固定部之間之干涉檢查之情形，亦能適用於移動體為一個時檢查該移動體與固定部之間之干涉檢查之情形。又，本發明之干涉裝置及其方法不僅限於工具機，亦可適用於必須進行干涉檢查之所有裝置。

1．．．第1主軸(移動體)

2．．．第1刀具台(移動體)

3．．．第2主軸(移動體)

4．．．第2刀具台(移動體)

6．．．第3主軸(移動體)

7．．．第3刀具台(移動體)

8．．．移動台

9．．．第4刀具台(移動體)

11．．．控制裝置

12．．．干涉檢查部

13．．．絕對移動量計算部

14．．．判斷部

圖1係搭載本發明之干涉檢查裝置之工具機之概略圖。

圖2係控制裝置之要部概略方塊圖。

圖3係說明絕對移動量計算部13及干涉檢查部12之作用之一例之流程圖。

圖4係說明設定有Y方向假想軸之第二刀具台與第四刀具台之干涉檢查之一例之圖。