專利名稱：機(jī)床的工件加工方法及變動(dòng)計(jì)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)床的工件加工方法及變動(dòng)計(jì)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
在機(jī)床中，因伴隨主軸的旋轉(zhuǎn)、使工件和刀具的位置相對(duì)位移的 軸進(jìn)給的電機(jī)等的發(fā)熱、及機(jī)床的設(shè)置地點(diǎn)的環(huán)境溫度的變化等，構(gòu) 成主軸等的機(jī)床的部件產(chǎn)生熱位移時(shí)、例如主軸的軸方向上產(chǎn)生熱位 移時(shí)，出現(xiàn)刀具加工工件的深度變化等、工件和刀具的相對(duì)位置產(chǎn)生 偏差而成為加工誤差的問(wèn)題。
上述加工誤差尤其由于旋轉(zhuǎn)造成的主軸熱位移的影響較大，因此 現(xiàn)有技術(shù)中采用以下方法為了維持加工精度，直到主軸熱位移穩(wěn)定 為止進(jìn)行使主軸空轉(zhuǎn)的所謂的暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，在等待主軸熱位移穩(wěn)定后， 開始工件的加工。
進(jìn)行上述暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間、即開始暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后主軸發(fā)熱到該主軸 的熱位移穩(wěn)定為止的時(shí)間，因機(jī)床周圍的環(huán)境、這之前的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況等 也不同，因此熟練作業(yè)人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，或者不論主軸的熱位 移的速度而預(yù)先設(shè)定一定的時(shí)間等。因此，可能會(huì)在主軸的熱位移穩(wěn) 定前開始加工或者以超過(guò)必要長(zhǎng)度的時(shí)間進(jìn)行暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，存在擔(dān)心加 工效率降低的問(wèn)題。
針對(duì)這一問(wèn)題，下述專利文獻(xiàn)1公開了以下內(nèi)容在機(jī)床上設(shè)置 刀具長(zhǎng)度計(jì)測(cè)裝置，每隔規(guī)定時(shí)間測(cè)定刀具的刀尖的位置，如果測(cè)定 的刀具的刀尖位置的變化量為允許值以內(nèi)，則結(jié)束暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。專利文獻(xiàn)l:日本特開2004 — 261934號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但專利文獻(xiàn)1所述的構(gòu)成是，每隔規(guī)定時(shí)間斷續(xù)地測(cè)定刀具的刀 尖的位置，與緊前面測(cè)定的結(jié)果相比來(lái)判斷刀具的刀尖位置的變化量 是否在允許值以內(nèi)，例如工件和刀具前端的相對(duì)位置不是單一的向一 個(gè)方向的變化(一次函數(shù)變化)，而如波形一樣復(fù)雜變化時(shí)，根據(jù)測(cè) 定的時(shí)間間隔的不同，在工件和刀具前端的相對(duì)位置穩(wěn)定前、該相對(duì) 位置如波形一樣復(fù)雜變化的狀態(tài)下，擔(dān)心檢測(cè)出和規(guī)定時(shí)間前檢測(cè)出 的值相同的值(例如波形的山和山等)，而錯(cuò)誤判斷為穩(wěn)定。并且， 認(rèn)為刀具的刀尖位置也會(huì)向主軸的軸方向以外的方向變形，但存在無(wú) 法檢測(cè)出向主軸的軸方向以外的方向的變形的問(wèn)題。因此，可能導(dǎo)致 加工精度降低、加工效率下降。
鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)床的工件加工方法、及變 動(dòng)計(jì)測(cè)裝置，防止超過(guò)必要地進(jìn)行暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且不依賴于作業(yè)人員 地在主軸等熱位移可靠地穩(wěn)定的狀態(tài)下開始工件加工而可確保加工精 度。
用于解決上述課題的第1發(fā)明涉及的機(jī)床的工件加工方法中，使 工件和刀具相對(duì)位移而進(jìn)行上述工件的加工，其特征在于包括以下工
序第一工序，連續(xù)地測(cè)定安裝在主軸上的刀具的前端的位置；第二 工序，根據(jù)測(cè)定結(jié)果依次計(jì)算出刀具的前端位置的位移量；第三工序，
監(jiān)視上述位移量處于為了判斷伴隨溫度變化移動(dòng)的刀具前端的位置是
否穩(wěn)定而預(yù)先設(shè)定的允許位移量?jī)?nèi)的時(shí)間；第四工序，當(dāng)上述位移量 處于允許位移量?jī)?nèi)的時(shí)間比為了判斷伴隨溫度變化移動(dòng)的刀具前端的 位置是否穩(wěn)定而預(yù)先設(shè)定的時(shí)間即上述范圍時(shí)間短時(shí)，繼續(xù)暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)， 另一方面當(dāng)上述位移量處于允許位移量?jī)?nèi)的時(shí)間達(dá)到上述范圍時(shí)間 時(shí)，結(jié)束暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；及第五工序，在上述第四工序中暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)己結(jié)束 時(shí)，開始上述工件的加工。
5第2發(fā)明涉及的機(jī)床的工件加工方法的特征在于，在第l發(fā)明中， 二維或三維地測(cè)定上述刀具的前端的位置。
第3發(fā)明涉及的機(jī)床的工件加工方法的特征在于，在第1或第2 發(fā)明中，在上述第二工序和上述第三工序之間包括以下工序計(jì)算出 上述刀具的前端位置的位移量后，從開始上述刀具的前端位置的計(jì)測(cè) 后在預(yù)先設(shè)定的最大計(jì)測(cè)時(shí)間內(nèi)時(shí)，繼續(xù)上述刀具的前端位置的計(jì)測(cè)， 從開始上述刀具的前端位置的計(jì)測(cè)后經(jīng)過(guò)了預(yù)先設(shè)定的最大計(jì)測(cè)時(shí)間 時(shí)，結(jié)束上述刀具的前端位置的計(jì)測(cè)。
第4發(fā)明涉及的機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)裝置中，該機(jī)床控制工件和刀具 的相對(duì)位置而進(jìn)行上述工件的加工，其特征在于，具有計(jì)測(cè)單元， 連續(xù)且二維或三維地測(cè)定刀具前端位置；及控制單元，根據(jù)由上述計(jì) 測(cè)單元測(cè)定的結(jié)果計(jì)算上述刀具前端位置的位移，監(jiān)視通過(guò)計(jì)算所計(jì) 算出的位移處于預(yù)先設(shè)定的允許位移量以內(nèi)的狀態(tài)維持的時(shí)間，當(dāng)上 述刀具前端位置的位移處于上述允許位移量以內(nèi)的狀態(tài)維持的時(shí)間在 預(yù)先設(shè)定的允許位移持續(xù)時(shí)間內(nèi)時(shí)，繼續(xù)暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)上述刀具前端 位置的位移處于上述允許位移量以內(nèi)的狀態(tài)維持的時(shí)間經(jīng)過(guò)了上述允 許位移持續(xù)時(shí)間時(shí)，結(jié)束暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
第5發(fā)明涉及的機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)裝置的特征在于，在第4發(fā)明中， 上述計(jì)測(cè)單元是以一定時(shí)間間隔連續(xù)拍攝上述刀具前端位置的拍攝單 元，上述控制單元根據(jù)由上述拍攝單元拍攝的圖像計(jì)算出上述刀具的 前端位置的位移。
第6發(fā)明涉及的機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)裝置的特征在于，在第4發(fā)明中，
上述計(jì)測(cè)單元是激光干涉儀。
根據(jù)上述第1發(fā)明涉及的機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)方法，使工件和刀具相對(duì)位移而進(jìn)行工件的加工，包括以下工序第一工序，連續(xù)地測(cè)定安 裝在主軸上的刀具的前端的位置；第二工序，根據(jù)測(cè)定結(jié)果依次計(jì)算 出刀具的前端位置的位移量；第三工序，監(jiān)視位移量處于為了判斷伴
隨溫度變化而移動(dòng)的刀具前端的位置是否穩(wěn)定而預(yù)先設(shè)定的允許位移 量?jī)?nèi)的時(shí)間；第四工序，當(dāng)位移量處于允許位移量?jī)?nèi)的時(shí)間比為了判 斷伴隨溫度變化移動(dòng)的刀具前端的位置是否穩(wěn)定而預(yù)先設(shè)定的時(shí)間即 范圍時(shí)間短時(shí)，繼續(xù)暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，另一方面當(dāng)位移量處于允許位移量?jī)?nèi) 的時(shí)間達(dá)到范圍時(shí)間時(shí)，結(jié)束暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；及第五工序，在第四工序中 暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)已結(jié)束時(shí)，開始工件的加工，因此，可防止超過(guò)必要地進(jìn)行 暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且在熱位移可靠穩(wěn)定的狀態(tài)下開始工件加工，因此可提 高加工精度。
并且，根據(jù)第2發(fā)明涉及的機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)方法，二維或三維地 測(cè)定刀具的前端的位置，因此不限于刀具的軸方向的熱位移，可考慮 機(jī)床整體的熱位移來(lái)進(jìn)行工件的加工，可進(jìn)一步提高加工精度。
并且，根據(jù)第3發(fā)明涉及的機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)方法，在第二工序和 第三工序之間，包括以下工序計(jì)算出刀具的前端位置的位移量后， 從開始刀具的前端位置的計(jì)測(cè)后在預(yù)先設(shè)定的最大計(jì)測(cè)時(shí)間內(nèi)時(shí)，繼
續(xù)刀具的前端位置的計(jì)測(cè)，從開始刀具的前端位置的計(jì)測(cè)后經(jīng)過(guò)了預(yù) 先設(shè)定的最大計(jì)測(cè)時(shí)間時(shí)，結(jié)束刀具的前端位置的計(jì)測(cè)，因此，在即 使經(jīng)過(guò)最大計(jì)測(cè)時(shí)間刀具的前端位置也不穩(wěn)定時(shí)，可視為發(fā)生某些問(wèn) 題而結(jié)束暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，可防止超過(guò)必要地進(jìn)行暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
并且，根據(jù)第4發(fā)明涉及的機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)裝置，該機(jī)床控制工 件和刀具的相對(duì)位置而進(jìn)行工件的加工，具有計(jì)測(cè)單元，連續(xù)且二 維或三維地測(cè)定刀具前端位置；及控制單元，根據(jù)由計(jì)測(cè)單元測(cè)定的 結(jié)果計(jì)算刀具前端位置的位移，監(jiān)視通過(guò)計(jì)算所計(jì)算出的位移處于預(yù) 先設(shè)定的允許位移量以內(nèi)的狀態(tài)維持的時(shí)間，當(dāng)?shù)毒咔岸宋恢玫奈灰?處于允許位移量以內(nèi)的狀態(tài)維持的時(shí)間在預(yù)先設(shè)定的允許位移持續(xù)時(shí)間內(nèi)時(shí)，繼續(xù)暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)毒咔岸宋恢玫奈灰铺幱谠试S位移量以內(nèi)的狀態(tài)維持的時(shí)間經(jīng)過(guò)了允許位移持續(xù)時(shí)間時(shí)，結(jié)束暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，可防止超過(guò)必要地暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且在熱位移可靠穩(wěn)定的狀態(tài)下開始工件的加工，可縮短包括暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在內(nèi)的加工時(shí)間，并確保加工精度。
并且，根據(jù)第5發(fā)明涉及的機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)裝置，計(jì)測(cè)單元是以
一定時(shí)間間隔連續(xù)拍攝刀具前端位置的拍攝單元，控制單元根據(jù)由拍
攝單元拍攝的圖像計(jì)算出刀具的前端位置的位移，因此，可計(jì)測(cè)對(duì)于和刀具的刀尖的位置的軸方向正交的方向的位移進(jìn)，可進(jìn)一步提高加
工精度。
并且，根據(jù)第6發(fā)明涉及的機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)裝置，計(jì)測(cè)單元是激光干涉儀，因此，可計(jì)測(cè)對(duì)于和刀具的刀尖的位置的軸方向正交的方向的位移，可提高加工精度。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)構(gòu)造的框圖。
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)流程的流程圖。
圖3是表示伴隨本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)構(gòu)造的主軸的旋轉(zhuǎn)的刀具和工作臺(tái)的相對(duì)位移與時(shí)間的關(guān)系的圖表。
具體實(shí)施例方式
以下參照?qǐng)D1至圖3說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。圖1是表示本實(shí)施方式的機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)的概要的框圖，圖2是表示本實(shí)施方式的刀具位置計(jì)測(cè)的流程的流程圖，圖3是表示伴隨主軸旋轉(zhuǎn)的刀具和工作臺(tái)的相對(duì)位移與時(shí)間的關(guān)系的圖表。
如圖1所示，機(jī)床1由床身11、立柱12、工作臺(tái)13、滑鞍14、主軸箱15、及主軸16等構(gòu)成。具體而言，在構(gòu)成機(jī)床1主體的床身
11上配置立柱12及工作臺(tái)13。立柱12沿左右方向(圖l中和紙面垂直的方向。以下稱為x軸方向)以可移動(dòng)的狀態(tài)支撐滑鞍14，該滑鞍14沿下述刀具17的軸方向(圖l中為上下方向。以下稱為z軸方向)以可移動(dòng)的狀態(tài)支撐主軸箱15。主軸箱15可旋轉(zhuǎn)地支撐主軸16，刀具17被安裝到該主軸16上。并且，工作臺(tái)13在立柱12的前方，沿著前后方向(和x軸方向及z軸方向垂直的方向。以下稱為y軸方向)以可移動(dòng)的狀態(tài)被支撐。
工作臺(tái)13、滑鞍14、主軸箱15分別通過(guò)伺服電機(jī)18a、 18b、 18c沿著y軸方向、x軸方向、z軸方向移動(dòng)，并且主軸16的構(gòu)成是隨著未圖示的電機(jī)的驅(qū)動(dòng)繞軸線旋轉(zhuǎn)。使主軸16旋轉(zhuǎn)的電機(jī)、及伺服電機(jī)18a、18b、 18c的驅(qū)動(dòng)分別根據(jù)來(lái)自NC裝置19的指令被控制。NC裝置19具有各種程序，是進(jìn)行主軸15的旋轉(zhuǎn)、伺服電機(jī)18a、 18b、 18c的驅(qū)動(dòng)等的控制的部分。
這樣，根據(jù)來(lái)自NC裝置19的指令控制工作臺(tái)13、滑鞍14、主軸箱15的移動(dòng)，從而通過(guò)使放置/固定于工作臺(tái)13上的未圖示的工件和刀具17的相對(duì)位置改變來(lái)進(jìn)行工件的加工。
進(jìn)一步，在本實(shí)施方式中，使用放置在工作臺(tái)13上的作為計(jì)測(cè)單元的計(jì)測(cè)裝置21進(jìn)行機(jī)床1的變動(dòng)計(jì)測(cè)。計(jì)測(cè)裝置21例如具有以一定時(shí)間間隔連續(xù)拍攝刀具17的前端的照相機(jī)等拍攝單元，可連續(xù)且二維或三維地計(jì)測(cè)主軸的熱位移等引起的刀具17的刀尖的位置和工作臺(tái)13 (或工件)的相對(duì)位置的變化。
并且，該計(jì)測(cè)裝置21通過(guò)作為控制單元的測(cè)定控制部22與NC裝置19連接。測(cè)定控制部22至少具有圖像處理功能，從由計(jì)測(cè)裝置21拍攝的圖像將刀具17的前端部分的形狀數(shù)值化，并計(jì)算出刀具17的前端位置的變化等；及監(jiān)視功能，對(duì)刀具17的前端位置的變化處于下述允許精度以內(nèi)的狀態(tài)維持的時(shí)間進(jìn)行監(jiān)視，是以根據(jù)來(lái)自NC裝
置19的指令對(duì)計(jì)測(cè)裝置21指不升始刀具位置計(jì)測(cè)、或根據(jù)刀具前端位置的計(jì)測(cè)結(jié)果向NC裝置19及計(jì)測(cè)裝置21輸出刀具位置計(jì)測(cè)結(jié)束這樣的方式進(jìn)行基于計(jì)測(cè)裝置21的與刀具位置計(jì)測(cè)相關(guān)的控制的部分。
以下根據(jù)圖2所示的流程圖說(shuō)明本實(shí)施方式涉及的刀具17的前端位置的變動(dòng)計(jì)測(cè)的流程。
如圖2所示，使用新的刀具進(jìn)行丄件的加丄時(shí)，首先進(jìn)行判斷值的設(shè)定(步驟Sl)，所示判斷值是用于對(duì)于因機(jī)床主體的發(fā)熱、機(jī)床設(shè)置地點(diǎn)的環(huán)境溫度的變化等而與工作臺(tái)13的相對(duì)位置變化的刀具17的前端位置，判斷該刀具17的前端位置的變化是否穩(wěn)定的判斷值。在本實(shí)施方式中，作為該判斷值，進(jìn)行允許精度、范圍時(shí)間及最大計(jì)測(cè)時(shí)間的設(shè)定。
允許精度及范圍時(shí)間是用于判斷機(jī)床1的熱位移是否穩(wěn)定、刀具17的前端位置的位移是否結(jié)束的值。允許精度是刀具17的前端位置和工作臺(tái)13的規(guī)定時(shí)間內(nèi)的相對(duì)位移的允許值，當(dāng)相對(duì)位移為該允許精度以下時(shí)，認(rèn)為刀具17的狀態(tài)穩(wěn)定。并且，范圍時(shí)間是刀具17的前端位置的變化量處于上述允許精度內(nèi)的狀態(tài)維持的時(shí)間，將允許精度維持了該范圍時(shí)間(例如5分鐘)時(shí)，認(rèn)為刀具17的位移穩(wěn)定。
并且，最大計(jì)測(cè)時(shí)間是到刀具17的前端位置因某種原因不穩(wěn)定時(shí)結(jié)束計(jì)測(cè)為止的時(shí)間。
在步驟Sl中結(jié)束判斷值的設(shè)定后，通過(guò)刀具17的更換等向主軸16安裝必要的刀具17 (步驟S2)，接著開始主軸16的旋轉(zhuǎn)，即暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟S3)。并且，通過(guò)測(cè)定控制部22從NC裝置19向計(jì)測(cè)裝置21發(fā)送指示，開始基于計(jì)測(cè)裝置21的刀具17的前端位置的計(jì)測(cè)(刀具位置計(jì)測(cè))，即在本實(shí)施方式中開始刀具17的前端的拍攝(步驟S4)。此外，刀具17的前端是以一定時(shí)間間隔連續(xù)拍攝。
接著，例如將由計(jì)測(cè)裝置21拍攝的刀具17的形狀及位置數(shù)值化，依次比較/解析連續(xù)二張的圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算出伴隨機(jī)床主體的發(fā)熱及環(huán)
境溫度變化的刀具前端位置的移動(dòng)量(步驟S5)。接著，進(jìn)行計(jì)測(cè)時(shí)間是否在設(shè)定最大計(jì)測(cè)時(shí)間內(nèi)的判斷(步驟S6)，當(dāng)超過(guò)最大計(jì)測(cè)時(shí)間時(shí)(否)，作為警告停止機(jī)床1或進(jìn)行發(fā)出警告音等的處理(步驟S7)。
另一方面，當(dāng)計(jì)測(cè)時(shí)間在設(shè)定最大計(jì)測(cè)時(shí)間內(nèi)時(shí)(是)，判斷在設(shè)定范圍時(shí)間內(nèi)刀具17的前端位置是否維持在允許精度以內(nèi)，換言之刀具前端位置的變化量在設(shè)定允許精度以內(nèi)的狀態(tài)是否持續(xù)了設(shè)定范圍時(shí)間(步驟S8)。并且，判斷結(jié)果是刀具17的前端位置的變化量在設(shè)定允許精度以內(nèi)的狀態(tài)未持續(xù)設(shè)定范圍時(shí)間時(shí)(否)，繼續(xù)暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，返回到步驟S5。
另一方面，當(dāng)?shù)毒?7的前端位置的變化量在設(shè)定允許精度以內(nèi)的狀態(tài)持續(xù)了設(shè)定范圍時(shí)間時(shí)(是)，認(rèn)為刀具17的前端位置穩(wěn)定，結(jié)束刀具位置計(jì)測(cè)(步驟S9)，結(jié)束暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)并開始工件加工(步驟SIO)。
圖3表示刀具17的前端位置的變動(dòng)的一例。在機(jī)床1中，因伴隨主軸16的旋轉(zhuǎn)、使工作臺(tái)13、滑鞍14、主軸箱15移動(dòng)的軸進(jìn)給等的主軸箱15、伺服電機(jī)18a、 18b、 18c的發(fā)熱、設(shè)置機(jī)床1的地點(diǎn)的環(huán)境溫度的變化等，構(gòu)成機(jī)床1的床身11、立柱12、滑鞍14、主軸箱15、主軸16等產(chǎn)生熱位移，由此如圖3所示，認(rèn)為刀具17的前端位置和工件的相對(duì)位置在x軸方向、y軸方向、z軸方向分別變化，且到穩(wěn)定為止的時(shí)間也在各個(gè)軸方向上不同，但根據(jù)本實(shí)施方式涉及的機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)方法，由于構(gòu)成為，在計(jì)測(cè)裝置21中連續(xù)且二維或三維地計(jì)測(cè)刀具17的前端位置，并在刀具17的前端位置的變化量處于允許精度內(nèi)的狀態(tài)持續(xù)設(shè)定范圍時(shí)間時(shí)，判斷機(jī)床的變動(dòng)穩(wěn)定，結(jié)束暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此即使在由于機(jī)床周邊的環(huán)境溫度、這之前運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，使到主軸16、刀具17的熱位移穩(wěn)定為止的時(shí)間存在差異的情況下，也可根據(jù)各種情況高效且可靠地檢測(cè)出機(jī)床的變動(dòng)是否穩(wěn)定，防止在機(jī)床的變動(dòng)穩(wěn)定前開始工件加工，或無(wú)謂地暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖3所示，刀具和工作臺(tái)的相對(duì)位移為可靠、穩(wěn)定的狀態(tài)下，可不進(jìn)行無(wú)謂的暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)地開始工件加工，因此和現(xiàn)有技術(shù)相比，可提高加工精度及加工效率。
并且，可使以往熟練作業(yè)人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不依賴于作業(yè)人員地、高效可靠地進(jìn)行，進(jìn)一步提高便利性。
此外，在上述實(shí)施方式中，作為計(jì)測(cè)裝置21，以使用在一定時(shí)間間隔下拍攝刀具17的前端位置的拍攝單元為例進(jìn)行了說(shuō)明，但作為計(jì)
測(cè)裝置也可以是例如如下裝置具有沿著與主軸16的軸方向正交的方
向發(fā)送多個(gè)激光的發(fā)送部、及夾著刀具17設(shè)置在和發(fā)送部相對(duì)的位置的接收部，利用伴隨主軸16等的熱位移移動(dòng)的刀具17阻斷激光來(lái)在接收部中獲得刀具17的位置信息的裝置；或者使用可對(duì)刀具17的前
端位置的三軸方向的位移進(jìn)行計(jì)測(cè)的激光干涉儀等，可二維或三維地
計(jì)測(cè)刀具17的前端位置的位移的裝置，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變更。并且，二維地測(cè)定刀具17的前端時(shí)，例如只要是刀具17的前端位置的位移是圖3所示的變動(dòng)的機(jī)床，則優(yōu)選測(cè)定y軸方向及z軸方向的變動(dòng)等、根據(jù)情況決定測(cè)定的位置即可。
本發(fā)明適用于機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)及加工方法。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)床的工件加工方法，該機(jī)床使工件和刀具相對(duì)位移而進(jìn)行上述工件的加工，所述機(jī)床的工件加工方法的特征在于，包括以下工序第一工序，連續(xù)地測(cè)定安裝在主軸上的刀具的前端的位置；第二工序，根據(jù)測(cè)定結(jié)果依次計(jì)算出刀具的前端位置的位移量；第三工序，監(jiān)視上述位移量處于為了判斷伴隨溫度變化移動(dòng)的刀具前端的位置是否穩(wěn)定而預(yù)先設(shè)定的允許位移量?jī)?nèi)的時(shí)間；第四工序，當(dāng)上述位移量處于允許位移量?jī)?nèi)的時(shí)間比為了判斷伴隨溫度變化移動(dòng)的刀具前端的位置是否穩(wěn)定而預(yù)先設(shè)定的時(shí)間即上述范圍時(shí)間短時(shí)，繼續(xù)暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，另一方面當(dāng)上述位移量處于允許位移量?jī)?nèi)的時(shí)間達(dá)到上述范圍時(shí)間時(shí)，結(jié)束暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；及第五工序，在上述第四工序中暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)已結(jié)束時(shí)，開始上述工件的加工。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)床的工件加工方法，其特征在于，二 維或三維地測(cè)定上述刀具的前端的位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的機(jī)床的工件加工方法，其 特征在于，在上述第二工序和上述第三工序之間包括如下工序計(jì)算出上述 刀具的前端位置的位移量后，從開始上述刀具的前端位置的計(jì)測(cè)后在預(yù)先設(shè)定的最大計(jì)測(cè)時(shí)間內(nèi)時(shí)，繼續(xù)上述刀具的前端位置的計(jì)測(cè)，從 開始上述刀具的前端位置的計(jì)測(cè)后經(jīng)過(guò)了預(yù)先設(shè)定的最大計(jì)測(cè)時(shí)間 時(shí)，結(jié)束上述刀具的前端位置的計(jì)測(cè)。
4. 一種機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)裝置，該機(jī)床控制工件和刀具的相對(duì)位置 而進(jìn)行上述工件的加工，所述機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)裝置的特征在于，具有計(jì)測(cè)單元，連續(xù)且二維或三維地測(cè)定刀具前端位置；及控制單元，根據(jù)由上述計(jì)測(cè)單元測(cè)定的結(jié)果計(jì)算上述刀具前端位 置的位移，并監(jiān)視通過(guò)計(jì)算所計(jì)算出的位移處于預(yù)先設(shè)定的允許位移 量以內(nèi)的狀態(tài)維持的時(shí)間，當(dāng)上述刀具前端位置的位移處于上述允許 位移量以內(nèi)的狀態(tài)維持的時(shí)間在預(yù)先設(shè)定的允許位移持續(xù)時(shí)間內(nèi)時(shí)， 繼續(xù)暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)上述刀具前端位置的位移處于上述允許位移量以內(nèi) 的狀態(tài)維持的時(shí)間經(jīng)過(guò)了上述允許位移持續(xù)時(shí)間時(shí)，結(jié)束暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)裝置，其特征在于， 上述計(jì)測(cè)單元是以一定時(shí)間間隔連續(xù)地拍攝上述刀具前端位置的拍攝單元，上述控制單元根據(jù)由上述拍攝單元拍攝的圖像計(jì)算出上述 刀具的前端位置的位移。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)床的變動(dòng)計(jì)測(cè)裝置，其特征在于，上 述計(jì)測(cè)單元是激光干涉儀。
全文摘要
一種機(jī)床的工件加工方法，其由以下工序構(gòu)成第一工序(步驟S4)，連續(xù)地測(cè)定安裝在主軸上的刀具的前端的位置；第二工序(步驟S5)，根據(jù)測(cè)定結(jié)果計(jì)算刀具的前端位置的位移量；第三工序(步驟S8)，監(jiān)視位移量處于預(yù)先設(shè)定的允許位移量?jī)?nèi)的時(shí)間；第四工序(步驟S9)，當(dāng)位移量處于允許位移量?jī)?nèi)的時(shí)間比預(yù)先設(shè)定的范圍時(shí)間短時(shí)，繼續(xù)暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)達(dá)到范圍時(shí)間時(shí)，結(jié)束暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；及第五工序(步驟S10)，當(dāng)暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)，開始工件的加工。
文檔編號(hào)B23Q15/00GK101678523SQ20088001827
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月5日
發(fā)明者佐藤欣且, 本多秀 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社