專(zhuān)利名稱(chēng)：控制機(jī)床的方法和機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制機(jī)床的方法和機(jī)床。
背景技術(shù)：
齒輪刨制機(jī)(gear shaper)是一種包括刀具往復(fù)機(jī)構(gòu)的機(jī)床，其中一加工工具 (以下稱(chēng)為刀具)沿待加工物體(以下稱(chēng)為工件)的中心軸線方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以在其前進(jìn)路徑中加工工件，而在其返回路徑中移動(dòng)離開(kāi)工件。這種齒輪刨制機(jī)的示例在以下的專(zhuān)利文獻(xiàn)1和2中有所公開(kāi)。圖7是示出在常規(guī)齒輪刨制機(jī)中如何加工工件的示意圖。如圖7所示，例如，如以下專(zhuān)利文獻(xiàn)1中所公開(kāi)的齒輪刨制機(jī)通過(guò)塑造工件50來(lái)進(jìn)行齒輪切制，方式是使安裝于主軸12的刀具13在垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)(沿圖7中的箭頭Li) 的同時(shí)與放置在用于安裝工件50以進(jìn)行加工的載置臺(tái)(未示出)上的工件50 —起進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。刀具13在其上升端附近(圖7中的[a])處于垂直狀態(tài)。刀具13在該狀態(tài)下向下直線移動(dòng)，并在向下移動(dòng)期間加工工件50(圖7中[a] [c])。在其下降端附近，刀具 13沿箭頭L2方向從工件50移動(dòng)離開(kāi)(退刀)R達(dá)后退量(退刀量)，以變成返回中的狀態(tài) (圖 7 中[d])。然后，刀具13在[d]的狀態(tài)下向上移動(dòng)。在其上升端附近，刀具13以退刀量接近工件50，以變成垂直狀態(tài)(圖7中的[a])。然后，刀具13再次向下移動(dòng)。通過(guò)重復(fù)這些操作，刀具13在垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)加工工件50。這里，將描述退刀時(shí)刀具的退刀方向。圖8是示出退刀時(shí)刀具的退刀方向的示意圖。如圖8所示，在刀具13的側(cè)面中形成有切刃13a。各切刃13a的尖端位于齒頂圓 13b上，而各切刃13a的根部位于齒根圓13c上。圖9是示出通過(guò)刀具如何形成內(nèi)齒輪的示意圖。如圖9所示，通過(guò)刀具13在工件50的內(nèi)表面中形成齒50a。這里，工件50中虛線所示部分是待切削的部分50d。如圖8所示，所形成的各齒50a的尖端位于齒頂圓50b上，而各齒50a的根部位于齒根圓50c上。退刀R時(shí)，刀具13沿連接刀具13的中心&和工件50的中心O1的方向退刀R。換言之，從刀具13的中心&朝向工件50的中心O1的方向是退刀方向Rd。然而，在上述常規(guī)齒輪刨制機(jī)中，根據(jù)待加工成內(nèi)齒輪的工件的規(guī)格、刀具的規(guī)格、加工條件等，在刀具13的退刀R時(shí)，刀具13與加工期間的工件50有時(shí)會(huì)發(fā)生彼此干涉 (以下稱(chēng)為退刀干涉)。這里，將描述退刀干涉。圖10是示出退刀干涉是如何發(fā)生的示意圖。如圖10所示，加工期間的工件50包括這次切削出的部分50e和工件50的前一次
3旋轉(zhuǎn)中切削出的部分50f。例如，在圖10中I所示部分，如圖10中的兩點(diǎn)點(diǎn)劃線所示的退刀R時(shí)的刀具13有時(shí)會(huì)與工件50的前一次旋轉(zhuǎn)中切削出的部分50f干涉。注意，在圖10中，退刀干涉部I是簡(jiǎn)要地示出的，以便理解；然而，因例如切削量、 切削速度和進(jìn)給速度等加工條件，退刀干涉實(shí)際上發(fā)生在圖10中刀具13與工件50之間的極小區(qū)域中的多個(gè)位置處。此外，如果刀具13的旋轉(zhuǎn)方向C2和加工期間的工件50的旋轉(zhuǎn)方向Cl為如圖所示，則干涉不發(fā)生在圖的下半部，而是發(fā)生在上半部?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1 特開(kāi)平10-109223號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 特開(kāi)2004-1M921號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題為了防止退刀干涉，圖10所示退刀方向Rd有必要改變成目標(biāo)退刀Rt的方向，由此能夠防止圖10所示的工件50與刀具13之間的干涉。因此，使刀具13與工件50之間沿圖10中Y所示方向的相對(duì)位置發(fā)生靜態(tài)偏移的方法被稱(chēng)作使退刀方向Rd改變至目標(biāo)退刀 Rt的方向的方法。圖11是示出將退刀方向Rd改變至目標(biāo)退刀Rt的方向的常規(guī)方法的示意圖。如圖11的部分(b)所示，刀具13的中心O2與工件50的中心O1沿圖10中的Y方向發(fā)生偏移，而同時(shí)圖11的部分(a)所示的退刀方向Rd保持不變。這使機(jī)床的起初朝向退刀方向Rd的虛擬中心線朝向O2O1矢量，從而使退刀方向Rd相對(duì)于虛擬中心線傾斜。由此，退刀方向Rd能夠改變至目標(biāo)退刀Rt的方向。然而，對(duì)于將退刀方向Rd改變至目標(biāo)退刀Rt的方向的上述常規(guī)方法，必須增加能夠使刀具13與工件50之間沿圖10中Y方向發(fā)生偏移的機(jī)構(gòu)(例如，見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。這引起機(jī)器構(gòu)造復(fù)雜化和成本增加的問(wèn)題。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種控制機(jī)床的方法和一種機(jī)床，它們?cè)试S在不使用使刀具與工件之間發(fā)生偏移的機(jī)構(gòu)的情況下防止退刀干涉。解決問(wèn)題的手段在解決上述問(wèn)題的第一發(fā)明的控制機(jī)床的方法中，所述機(jī)床構(gòu)造成通過(guò)重復(fù)以下步驟來(lái)加工待加工的工件在使所述工件和用于加工所述工件的刀具一起旋轉(zhuǎn)的同時(shí)、沿平行于所述刀具的旋轉(zhuǎn)軸線的方向移動(dòng)所述刀具從而加工所述工件的加工步驟；和在所述加工步驟結(jié)束后使所述刀具再次返回加工開(kāi)始位置的復(fù)位步驟，所述控制方法的特征在于，在所述加工步驟結(jié)束后，進(jìn)行偏移控制，以在所述刀具的旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于所述工件的相對(duì)位置不發(fā)生改變的情況下，使所述刀具沿所述刀具的旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)所述工件。解決上述問(wèn)題的第二發(fā)明的控制機(jī)床的方法是根據(jù)第一發(fā)明的控制機(jī)床的方法， 其特征在于，在所述加工步驟結(jié)束后，進(jìn)行退刀，以使所述刀具和所述工件通過(guò)所述刀具的旋轉(zhuǎn)軸線與所述工件的旋轉(zhuǎn)軸線的相對(duì)位置相對(duì)于彼此發(fā)生改變而彼此遠(yuǎn)離，并與所述退刀一起，調(diào)節(jié)所述刀具通過(guò)所述偏移控制沿所述旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)所述工件的量，從而控制目標(biāo)退刀的方向。解決上述問(wèn)題的第三發(fā)明的控制機(jī)床的方法是根據(jù)第一發(fā)明的控制機(jī)床的方法， 其特征在于，在所述加工步驟結(jié)束后，進(jìn)行退刀，以使所述刀具移動(dòng)離開(kāi)所述工件，調(diào)節(jié)所述退刀的量，并調(diào)節(jié)所述刀具通過(guò)所述偏移控制沿所述旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)所述工件的量，從而控制目標(biāo)退刀的方向和大小。解決上述問(wèn)題的第四發(fā)明的機(jī)床是這樣一種機(jī)床，其包括用于旋轉(zhuǎn)待加工的工件的工件旋轉(zhuǎn)器件；用于旋轉(zhuǎn)加工所述工件的刀具的刀具旋轉(zhuǎn)器件；用于沿平行于所述刀具的旋轉(zhuǎn)軸線的方向移動(dòng)所述刀具的刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng)器件；用于使所述刀具移動(dòng)離開(kāi)所述工件的退刀器件；和用于控制所述工件旋轉(zhuǎn)器件、所述刀具旋轉(zhuǎn)器件、所述刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng)器件和所述退刀器件的控制工具，所述機(jī)床的特征在于，所述控制工具進(jìn)行控制，以通過(guò)重復(fù)以下步驟從而加工所述工件在使所述工件和用于加工所述工件的刀具一起旋轉(zhuǎn)的同時(shí)、沿平行于所述刀具的旋轉(zhuǎn)軸線的方向移動(dòng)所述刀具從而加工所述工件的加工步驟；和在所述加工步驟結(jié)束后使所述刀具再次返回加工開(kāi)始位置的復(fù)位步驟，并且進(jìn)行偏移控制，以使所述刀具在所述加工步驟結(jié)束后沿所述刀具的旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)所述工件。解決上述問(wèn)題的第五發(fā)明的機(jī)床是根據(jù)第四發(fā)明的機(jī)床，其特征在于，所述控制工具進(jìn)行控制，以進(jìn)行在所述加工步驟結(jié)束后使所述刀具移動(dòng)離開(kāi)所述工件的退刀， 并且與所述退刀一起調(diào)節(jié)所述刀具通過(guò)所述偏移控制沿其旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)所述工件的量，從而控制目標(biāo)退刀的方向。用于解決上述問(wèn)題的第六發(fā)明的機(jī)床是根據(jù)第四發(fā)明的機(jī)床，其特征在于，所述控制工具進(jìn)行控制，以進(jìn)行在所述加工步驟結(jié)束后使所述刀具移動(dòng)離開(kāi)所述工件的退刀， 并且調(diào)節(jié)所述退刀的量以及所述刀具通過(guò)所述偏移控制沿其旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)所述工件的量，從而控制目標(biāo)退刀的方向和大小。本發(fā)明的效果本發(fā)明能夠提供一種控制機(jī)床的方法和機(jī)床，其允許在不使用在刀具與工件之間引起偏移的機(jī)構(gòu)的情況下防止退刀干涉。


圖1是示出本發(fā)明第一實(shí)施例的機(jī)床中的退刀干涉的防止方法的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的退刀時(shí)的刀具控制方法的示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的退刀時(shí)的刀具控制方法的示意圖。圖4是示出本發(fā)明第一實(shí)施例的機(jī)床的主要部分的示意圖。圖5是示出本發(fā)明第一實(shí)施例的機(jī)床的主要部分的截面圖。圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例的機(jī)床在加工工件時(shí)的控制方法的示意圖。圖7是示出在常規(guī)齒輪刨制機(jī)中如何加工工件的示意圖。圖8是示出退刀時(shí)刀具的退刀方向的示意圖。圖9是示出通過(guò)刀具如何形成內(nèi)齒輪的示意圖。圖10是示出退刀干涉是如何發(fā)生的示意圖。圖11是示出將退刀方向Rd改變至目標(biāo)退刀Rt的方向的常規(guī)方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)床和控制機(jī)床的方法。實(shí)施例1首先，描述本發(fā)明第一實(shí)施例的機(jī)床的結(jié)構(gòu)。圖4是示出本發(fā)明第一實(shí)施例的機(jī)床的主要部分的示意圖。圖5是示出本發(fā)明第一實(shí)施例的機(jī)床的主要部分的截面圖。如圖4和5所示，在本實(shí)施例的機(jī)床中，刀架10經(jīng)由支持部11在未示出的機(jī)床主體上被支持成能夠沿圖4和5中的水平方向運(yùn)動(dòng)。主軸12配置在刀架10中，以沿圖4和5中的垂直方向延伸。主軸12安裝有齒輪 14。主軸12的結(jié)構(gòu)構(gòu)造成能夠在齒輪14中沿垂直方向滑動(dòng)，并且與齒輪14 一起沿旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。主軸12隨齒輪14的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。齒輪14經(jīng)由齒輪42被主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)41驅(qū)動(dòng)。優(yōu)選使用伺服電機(jī)作為主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)41。使用伺服電機(jī)作為主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)41允許以高速度和高精度控制刀具13的旋轉(zhuǎn)角。刀具13安裝至主軸12的下端部，并沿C2方向旋轉(zhuǎn)。在刀架IOA上方的部分中，曲柄軸19、凸輪軸25和偏心軸四配置在機(jī)床主體中， 能夠繞它們各自的軸心旋轉(zhuǎn)。曲柄軸19安裝有曲柄面板部20。曲柄面板部20通過(guò)曲柄軸 19的旋轉(zhuǎn)而繞曲柄面板部20的中心20A旋轉(zhuǎn)?；瑒?dòng)部17配置在曲柄面板部20上，能夠通過(guò)滾珠絲杠22在曲柄面板部20的表面上運(yùn)動(dòng)。曲柄臂15的端部經(jīng)由銷(xiāo)18安裝至滑動(dòng)部17。曲柄臂15能夠繞銷(xiāo)18擺動(dòng)。此外，曲柄面板部的中心20A和銷(xiāo)18的中心安裝成彼此偏心。通過(guò)調(diào)節(jié)滾珠絲杠 22以在曲柄面板部上移動(dòng)滑動(dòng)部17，能夠調(diào)節(jié)曲柄面板部20的中心20A與銷(xiāo)18的中心之間的偏心量。曲柄面板部的中心20A與銷(xiāo)18的中心之間的偏心量與主軸12的垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度相關(guān)聯(lián)，即偏心量越大，主軸12的垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度越長(zhǎng)。曲柄臂15的另一個(gè)端部經(jīng)由球面軸承16安裝至主軸12的上端部。此外，主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)用電機(jī)35經(jīng)由齒輪23和M連結(jié)至曲柄軸19。優(yōu)選使用伺服電機(jī)作為主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)用電機(jī)35。使用伺服電機(jī)作為主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)用電機(jī)35允許以高速度和高精度控制曲柄軸19。凸輪軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)36經(jīng)由齒輪37和38連結(jié)至凸輪軸25。優(yōu)選使用伺服電機(jī)作為凸輪軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)36。使用伺服電機(jī)作為凸輪軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)36允許以高速度和高精度控制凸輪軸25的旋轉(zhuǎn)角，并且還允許與控制主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)用電機(jī)35同步地控制凸輪軸驅(qū)動(dòng)電機(jī) 36。此外，凸輪軸25安裝有凸輪沈。凸輪沈也隨凸輪軸25的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。凸輪沈由相位(角度)彼此發(fā)生偏移的兩個(gè)凸輪彼此重疊而成或一體形成。這兩個(gè)凸輪是普通的凸輪，各自具有凸輪半徑沿圓周方向發(fā)生變化的形狀。凸輪26的形狀使刀具13相對(duì)于工件的后退量或前進(jìn)量依據(jù)凸輪軸25的旋轉(zhuǎn)角發(fā)生變化。偏心軸四安裝有偏心軸面板部33，偏心軸面板部33能夠隨同偏心軸四的運(yùn)動(dòng)而繞偏心軸面板部33的中心33A沿Y2方向旋轉(zhuǎn)。退刀桿30的端部經(jīng)由銷(xiāo)32以中心33A與銷(xiāo)32的中心彼此偏心的方式安裝至偏心軸面板部33。退刀桿30的另一個(gè)端部經(jīng)由銷(xiāo)31 以使刀架10能夠沿圖4和5中的水平方向運(yùn)動(dòng)的方式，安裝至圖中刀架10的左端部。此外，凸輪桿28安裝至偏心軸面板部33，能夠繞中心33A旋轉(zhuǎn)。兩個(gè)凸輪隨動(dòng)件 27安裝至凸輪桿觀。兩個(gè)凸輪隨動(dòng)件27夾持凸輪沈而與凸輪沈發(fā)生接觸。凸輪隨動(dòng)件 27之一只與具有由兩個(gè)凸輪彼此重疊而成或一體形成的形狀的凸輪沈中的兩個(gè)凸輪之一的外周緣接觸。另一方面，另一凸輪隨動(dòng)件27只與另一凸輪的外周緣接觸。當(dāng)凸輪沈旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪沈的中心與各凸輪隨動(dòng)件27之間的距離發(fā)生變化，以使凸輪桿28繞中心33A沿Y2方向旋轉(zhuǎn)。隨同凸輪桿28的旋轉(zhuǎn)，偏心軸四和偏心軸面板部 33繞中心33A沿Y2方向旋轉(zhuǎn)。以上是本發(fā)明第一實(shí)施例的機(jī)床的結(jié)構(gòu)。下面將描述本發(fā)明第一實(shí)施例的機(jī)床的操作?？刂破?0對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)41、主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)用電機(jī)35和凸輪軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)36進(jìn)行數(shù)值控制?？刂破?0向主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)41、主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)用電機(jī)35和凸輪軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)36 下達(dá)適合于工件50的待加工形狀的期望的同步指令，從而以高速度和高精度對(duì)它們進(jìn)行同步控制。當(dāng)主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)用電機(jī)35沿一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，與主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)用電機(jī)35連結(jié)的曲柄軸19沿一方向旋轉(zhuǎn)。隨著曲柄軸19的旋轉(zhuǎn)，曲柄面板部20和滑動(dòng)部17繞曲柄軸19旋轉(zhuǎn)，以使曲柄臂15垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)。隨同曲柄臂15的垂直運(yùn)動(dòng)，刀具13沿Yl方向發(fā)生垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)。刀具13的垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度由曲柄軸19的中心與銷(xiāo)18的中心之間的偏心量確定。要改變主軸12的垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度時(shí)，調(diào)節(jié)滾珠絲杠22，以使滑動(dòng)部17移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)曲柄軸19的中心與銷(xiāo)18的中心之間的偏心量，從而能夠改變垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度。根據(jù)控制器40所下達(dá)的適合于工件50的待加工形狀的給定的同步指令，凸輪軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)36與主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)用電機(jī)35的旋轉(zhuǎn)同步地沿期望方向旋轉(zhuǎn)，從而旋轉(zhuǎn)凸輪軸25， 以使凸輪軸25的旋轉(zhuǎn)角能夠達(dá)到期望的角度。隨著凸輪軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)36的旋轉(zhuǎn)，與凸輪軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)36連結(jié)的凸輪軸25發(fā)生旋轉(zhuǎn)。隨同凸輪軸25的旋轉(zhuǎn)，凸輪桿觀和偏心軸面板部33繞中心33A沿Y2方向旋轉(zhuǎn)。隨同偏心軸面板部33的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，退刀桿30沿TO方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。隨同退刀桿30 的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，刀架10沿圖4和5中的水平方向運(yùn)動(dòng)。隨同刀架10沿圖4和5中的水平方向的運(yùn)動(dòng)，刀具13能夠相對(duì)于工件50前進(jìn)或后退。這樣，本實(shí)施例的機(jī)床能夠通過(guò)控制器40按照需要進(jìn)行操作。以上是本發(fā)明第一實(shí)施例的機(jī)床的操作。下面將描述本發(fā)明第一實(shí)施例的機(jī)床在加工工件時(shí)的控制方法。圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例的機(jī)床在加工工件時(shí)的控制方法的示意圖。如圖6所示，控制器40進(jìn)行控制，以使刀具13在加工步驟中能夠以 [A] — [B] — [C]的順序移動(dòng)，而在返回步驟中以[C] — [D] — [E] — [F] — [A]的順序移動(dòng)。在加工步驟中，刀具13在圖6中[A]所示位置開(kāi)始對(duì)工件50的加工。圖6中[B] 所示位置示出了刀具13在加工工件50期間的位置。然后，刀具13在圖6中[C]所示位置結(jié)束對(duì)工件50的加工。在返回步驟中，刀具13在圖6中[C]所示位置處開(kāi)始退刀(relieving)! 。換言之，刀具13在結(jié)束加工工件50后開(kāi)始退刀R。根據(jù)本實(shí)施例，退刀干涉得到防止，方法是通過(guò)控制刀具13沿旋轉(zhuǎn)方向C2的旋轉(zhuǎn)量，即，通過(guò)進(jìn)行控制以使刀具13能夠沿旋轉(zhuǎn)方向C2移動(dòng)離開(kāi)工件50(以下稱(chēng)為偏移控制)。這種控制的進(jìn)行是通過(guò)利用一種特殊現(xiàn)象，其中如退刀干涉發(fā)生部I (見(jiàn)圖10)所示， 依據(jù)加工時(shí)刀具13的旋轉(zhuǎn)方向C2和工件50的旋轉(zhuǎn)方向Cl，圖10中工件50和刀具13的上半部中的一極小區(qū)域中發(fā)生退刀干涉，而下半部不發(fā)生。這里，將描述本發(fā)明第一實(shí)施例的機(jī)床中的退刀干涉的防止方法。圖1是示出本發(fā)明第一實(shí)施例的機(jī)床中的退刀干涉的防止方法的示意圖。如圖1所示，控制器40與退刀R同步地進(jìn)行偏移控制，以在刀具13的正常旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之外，可以進(jìn)行沿如圖1所示刀具13的旋轉(zhuǎn)方向的退刀Rr，從而基本實(shí)現(xiàn)目標(biāo)退刀Rt。換言之，能夠使控制器40對(duì)刀具13的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行數(shù)值控制的機(jī)床，例如本實(shí)施例的機(jī)床，方法是通過(guò)進(jìn)行偏移控制，以使與刀具13沿旋轉(zhuǎn)方向C2的退刀Rr相對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)量能夠額外地疊加到刀具13在其旋轉(zhuǎn)方向的正常旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)期間的位置上，能夠?qū)⑼说陡缮娌縄中刀具13的切刃13a的目標(biāo)退刀Rt的方向引導(dǎo)至期望的方向。例如，設(shè)想一種情況，其中工件的規(guī)格是模量(module)為10、壓力角為25°、內(nèi)齒數(shù)為46、齒的扭轉(zhuǎn)方向?yàn)橹饼X(正齒輪)、而切入深度為17. 8mm,刀具的規(guī)格是刃數(shù)為 15而外徑為169. 2mm，而加工條件為圓周進(jìn)給量為0. 278mm/行程(stroke)、徑向進(jìn)給量為 0. 015mm/行程。在該情況下，為了在如圖1所示的退刀干涉部I中防止發(fā)生退刀干涉，進(jìn)行偏移控制以使刀具13能夠沿其旋轉(zhuǎn)方向C2移動(dòng)離開(kāi)工件50達(dá)0. 3mm(注意，這是刀具13 的各切刃13a的尖端和根部之間的中間部彼此連接而成的圓(PCD)的周長(zhǎng)，并且在換算成旋轉(zhuǎn)角時(shí)為0.23° )。這里，行程意指刀具13的一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在圖6中表示的是刀具13沿上死點(diǎn) —[A] — [B] — [C]—下死點(diǎn)一[D] — [E] — [F]—上死點(diǎn)前進(jìn)一圈的路徑。注意，在圖1中，退刀干涉部I是簡(jiǎn)要地示出的，以便理解；然而，依據(jù)加工時(shí)刀具 13的旋轉(zhuǎn)方向C2和工件50的旋轉(zhuǎn)方向Cl，退刀干涉實(shí)際上發(fā)生在圖1中工件50和刀具 13的上半部的極小區(qū)域中的多個(gè)位置。因此，在各發(fā)生位置通過(guò)偏移控制額外疊加的旋轉(zhuǎn)量各不相同。圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的退刀時(shí)的刀具控制方法的示意圖。
如圖2所示，即使退刀R具有固定長(zhǎng)度，本實(shí)施例的機(jī)床也能夠通過(guò)調(diào)節(jié)刀具13 的通過(guò)偏移控制沿旋轉(zhuǎn)方向的退刀Rr的量，來(lái)控制目標(biāo)退刀Rt的方向。換言之，即使退刀R具有固定長(zhǎng)度，也能夠進(jìn)行控制，使得通過(guò)偏移控制將刀具 13沿旋轉(zhuǎn)方向的退刀Rr設(shè)定成旋轉(zhuǎn)方向的退刀Rr'，而將目標(biāo)退刀Rt設(shè)定為目標(biāo)退刀 Rt'。以上是在本發(fā)明第一實(shí)施例的機(jī)床中防止退刀干涉的方法。如圖6所示，控制器40在圖6中[D]所示位置處終結(jié)退刀R?？刂破?0在圖6中 [C]和[D]所示位置處控制刀具13的旋轉(zhuǎn)方向的退刀Rr。圖6中[E]所示位置表示刀具 13在復(fù)位期間的位置。注意，在圖6中，退刀量是夸張地示出的，以便理解。刀具13在圖6中[F]所示位置接近工件50 (S卩，相反于退刀)?？刂破?0在圖6 中[F]和[A]所示位置處解除偏移控制，以使刀具13在旋轉(zhuǎn)方向C2的位置返回至旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的正常位置。然后，刀具13在圖6中[A]所示位置開(kāi)始對(duì)工件50的加工。以上是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的工件加工時(shí)的機(jī)床控制方法。因此，雖然常規(guī)齒輪刨制機(jī)必須通過(guò)使刀具13與工件50之間沿圖10中的Y方向發(fā)生偏移來(lái)控制目標(biāo)退刀Rt，但是本實(shí)施例的機(jī)床能夠只通過(guò)控制刀具13的旋轉(zhuǎn)角來(lái)控制退刀干涉部I中的刀具13的切刃13a的目標(biāo)退刀Rt。因此，不再需要使刀具13與工件50之間沿圖10中的Y方向發(fā)生偏移的那種通常所需要的機(jī)構(gòu)。這能簡(jiǎn)化機(jī)器構(gòu)造，并降低成本。此外，能夠只通過(guò)改變控制器40的程序來(lái)實(shí)施在本實(shí)施例的機(jī)床中防止退刀干涉的方法，這進(jìn)一步降低成本。實(shí)施例2以下，將描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的退刀時(shí)的機(jī)床的控制方法。注意，本實(shí)施例的機(jī)床的構(gòu)造與第一實(shí)施例的相同。圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的退刀時(shí)的刀具控制方法的示意圖。如圖3所示，能夠?qū)Φ毒?3的旋轉(zhuǎn)角和刀具13沿退刀方向Rd的退刀量進(jìn)行數(shù)值控制的機(jī)床，例如本實(shí)施例的機(jī)床，能夠通過(guò)調(diào)節(jié)退刀方向Rd的退刀R的量和刀具13通過(guò)偏移控制沿旋轉(zhuǎn)方向的退刀Rr的量，來(lái)控制目標(biāo)退刀Rt的方向和大小(即，矢量)。換言之，能夠進(jìn)行控制，使得通過(guò)將退刀方向Rd的退刀R設(shè)定成退刀R'、并將刀具13通過(guò)偏移控制沿旋轉(zhuǎn)方向的退刀Rr設(shè)定成旋轉(zhuǎn)方向的退刀Rr ‘，可將目標(biāo)退刀Rt設(shè)定成目標(biāo)退刀Rt"。因此，能夠獲得目標(biāo)退刀Rt"的最佳矢量。以上是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的退刀時(shí)的機(jī)床的控制方法。如上所述，通過(guò)本發(fā)明的機(jī)床的控制方法，在構(gòu)造成加工待加工工件50的機(jī)床中，通過(guò)重復(fù)以下步驟進(jìn)行加工在使工件50和用于加工工件50的刀具13—起旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿垂直方向移動(dòng)刀具13從而加工工件50的加工步驟；和在該加工步驟結(jié)束后使刀具13 再次返回其加工開(kāi)始位置的復(fù)位步驟，在加工步驟結(jié)束后，進(jìn)行偏移控制，以使刀具13能夠沿其旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)工件50。由此，本方法能夠只通過(guò)控制刀具13的旋轉(zhuǎn)角，來(lái)控制退刀干涉部I中的刀具13的切刃13a的目標(biāo)退刀Rt。因此，不再需要使刀具13與工件50之間沿圖10中的Y方向發(fā)生偏移的那種通常所需要的機(jī)構(gòu)。這能簡(jiǎn)化機(jī)器構(gòu)造，并降低成本。
此外，能夠只通過(guò)改變控制器40的程序來(lái)實(shí)施在本實(shí)施例的機(jī)床中防止退刀干涉的方法，這進(jìn)一步降低成本。此外，在加工步驟結(jié)束后，進(jìn)行退刀R，以使刀具13能夠移動(dòng)離開(kāi)工件50，并與退刀R —起調(diào)節(jié)刀具13通過(guò)偏移控制沿其旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)工件50的量。由此，能夠進(jìn)行控制，使得即使在退刀R具有固定長(zhǎng)度的情況下，也能將目標(biāo)退刀Rt設(shè)定成目標(biāo)退刀Rt ‘。此外，在加工步驟結(jié)束后，進(jìn)行退刀R'，以使刀具13能夠移動(dòng)離開(kāi)工件50，并與退刀R'的量的調(diào)節(jié)一起來(lái)調(diào)節(jié)刀具13通過(guò)偏移控制沿其旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)工件50的量。 由此能獲得目標(biāo)退刀Rt"的最佳方向和大小。此外，本發(fā)明的機(jī)床還包括用于旋轉(zhuǎn)待加工工件50的工件旋轉(zhuǎn)器件；用于旋轉(zhuǎn)加工工件50的刀具13的刀具旋轉(zhuǎn)器件；用于沿垂直方向移動(dòng)刀具13的刀具垂直移動(dòng)器件；用于使刀具13移動(dòng)離開(kāi)工件50的退刀器件；和用于控制工件旋轉(zhuǎn)器件、刀具旋轉(zhuǎn)器件、刀具垂直移動(dòng)器件和退刀器件的控制器40。在該機(jī)床中，控制器40進(jìn)行控制，以通過(guò)重復(fù)以下步驟來(lái)加工工件50 在使工件50和用于加工工件50的刀具13 —起旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿垂直方向移動(dòng)刀具13從而加工工件50的加工步驟；和在該加工步驟結(jié)束后使刀具13再次返回其加工開(kāi)始位置的復(fù)位步驟，在加工步驟結(jié)束后，進(jìn)行偏移控制，以使刀具13能夠沿其旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)工件50。由此，該機(jī)床能夠只通過(guò)控制刀具13的旋轉(zhuǎn)角，來(lái)控制退刀干涉部I中的刀具13的切刃13a的目標(biāo)退刀Rt。因此，不再需要使刀具13與工件50之間沿圖10中的Y方向發(fā)生偏移的那種通常所需要的機(jī)構(gòu)。這能簡(jiǎn)化機(jī)器構(gòu)造，并降低成本。此外，能夠只通過(guò)改變控制器40的程序來(lái)實(shí)施在本實(shí)施例的機(jī)床中防止退刀干涉的方法，這進(jìn)一步降低成本。此外，在加工步驟結(jié)束后，控制器40進(jìn)行控制，以便能夠進(jìn)行使刀具13移動(dòng)離開(kāi)工件50的退刀R，并與退刀R —起，調(diào)節(jié)刀具13通過(guò)偏移控制沿其旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)工件 50的量。由此，能夠進(jìn)行控制，使得即使在退刀R具有固定長(zhǎng)度的情況下，也能將目標(biāo)退刀 Rt設(shè)定成目標(biāo)退刀Rt'。此外，在加工步驟結(jié)束后，控制器40進(jìn)行控制，以便能夠進(jìn)行使刀具13移動(dòng)離開(kāi)工件50的退刀R'，調(diào)節(jié)該退刀R'的量，并調(diào)節(jié)刀具13通過(guò)偏移控制沿其旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)工件50的量。由此，能夠獲得目標(biāo)退刀Rt"的最佳方向和大小。因此，本發(fā)明能夠提供一種機(jī)床控制方法和機(jī)床，其允許在不使用在刀具13與工件50之間引起偏移的機(jī)構(gòu)的情況下防止退刀干涉。工業(yè)適用性本發(fā)明能夠用于機(jī)床的控制方法和機(jī)床，特別是用于構(gòu)造成將工件加工成內(nèi)齒輪的機(jī)床的控制方法和機(jī)床。附圖標(biāo)記說(shuō)明10:刀架11 支持部12:主軸13:刀具14:齒輪
15曲柄臂
16球面軸承
17滑動(dòng)部
18銷(xiāo)
19曲柄軸
20曲柄面板部
22滾珠絲杠
23，24 齒輪
25凸輪軸
26凸輪
27凸輪隨動(dòng)件
28凸輪桿
29偏心軸
30退刀桿
31，32 銷(xiāo)
33偏心軸面板部
35主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)用電機(jī)
36凸輪軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)
37，38 齒輪
40控制器
41主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)
42齒輪
50工件
權(quán)利要求
1.一種控制機(jī)床的方法，所述機(jī)床構(gòu)造成通過(guò)重復(fù)以下步驟來(lái)加工待加工的工件在使所述工件和用于加工所述工件的刀具一起旋轉(zhuǎn)的同時(shí)、沿平行于所述刀具的旋轉(zhuǎn)軸線的方向移動(dòng)所述刀具從而加工所述工件的加工步驟；和在所述加工步驟結(jié)束后使所述刀具再次返回加工開(kāi)始位置的復(fù)位步驟，所述控制方法的特征在于，在所述加工步驟結(jié)束后，進(jìn)行偏移控制，以在所述刀具的旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于所述工件的相對(duì)位置不發(fā)生改變的情況下，使所述刀具沿所述刀具的旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)所述工件。
2.如權(quán)利要求1所述的控制機(jī)床的方法，其特征在于，在所述加工步驟結(jié)束后，進(jìn)行退刀，以使所述刀具和所述工件通過(guò)所述刀具的旋轉(zhuǎn)軸線與所述工件的旋轉(zhuǎn)軸線的相對(duì)位置相對(duì)于彼此發(fā)生改變而彼此遠(yuǎn)離，并與所述退刀一起，調(diào)節(jié)所述刀具通過(guò)所述偏移控制沿所述旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)所述工件的量，從而控制目標(biāo)退刀的方向。
3.如權(quán)利要求1所述的控制機(jī)床的方法，其特征在于，在所述加工步驟結(jié)束后，進(jìn)行退刀，以使所述刀具移動(dòng)離開(kāi)所述工件，調(diào)節(jié)所述退刀的量，并調(diào)節(jié)所述刀具通過(guò)所述偏移控制沿所述旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)所述工件的量，從而控制目標(biāo)退刀的方向和大小。
4.一種機(jī)床，包括用于旋轉(zhuǎn)待加工的工件的工件旋轉(zhuǎn)器件； 用于旋轉(zhuǎn)用于加工所述工件的刀具的刀具旋轉(zhuǎn)器件；用于沿平行于所述刀具的旋轉(zhuǎn)軸線的方向移動(dòng)所述刀具的刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng)器件； 用于使所述刀具移動(dòng)離開(kāi)所述工件的退刀器件；和用于控制所述工件旋轉(zhuǎn)器件、所述刀具旋轉(zhuǎn)器件、所述刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng)器件和所述退刀器件的控制工具，所述機(jī)床的特征在于， 所述控制工具進(jìn)行控制，以通過(guò)重復(fù)以下步驟從而加工所述工件在使所述工件和用于加工所述工件的刀具一起旋轉(zhuǎn)的同時(shí)、沿平行于所述刀具的旋轉(zhuǎn)軸線的方向移動(dòng)所述刀具從而加工所述工件的加工步驟；和在所述加工步驟結(jié)束后使所述刀具再次返回加工開(kāi)始位置的復(fù)位步驟，并且進(jìn)行偏移控制，以使所述刀具在所述加工步驟結(jié)束后沿所述刀具的旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)所述工件。
5.如權(quán)利要求4所述的機(jī)床，其特征在于， 所述控制工具進(jìn)行控制，以進(jìn)行在所述加工步驟結(jié)束后使所述刀具移動(dòng)離開(kāi)所述工件的退刀，并且與所述退刀一起調(diào)節(jié)所述刀具通過(guò)所述偏移控制沿其旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)所述工件的量，從而控制目標(biāo)退刀的方向。
6.如權(quán)利要求4所述的機(jī)床，其特征在于， 所述控制工具進(jìn)行控制，以進(jìn)行在所述加工步驟結(jié)束后使所述刀具移動(dòng)離開(kāi)所述工件的退刀，并且調(diào)節(jié)所述退刀的量以及所述刀具通過(guò)所述偏移控制沿其旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)所述工件的量，從而控制目標(biāo)退刀的方向和大小。
全文摘要
一種控制機(jī)床的方法，所述方法能夠在不使用使刀具(13)與工件(50)彼此發(fā)生偏移的機(jī)構(gòu)的情況下，在刀具被釋放時(shí)防止刀具與工件之間的干涉。還提供了一種機(jī)床?？刂蒲b置(40)重復(fù)以下步驟以控制對(duì)工件(50)的加工在使工件(50)和用于加工工件(50)的刀具(13)這兩者旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿平行于刀具(13)的旋轉(zhuǎn)軸線的方向移動(dòng)刀具(13)從而加工工件(50)的加工步驟；和在加工步驟完成后使刀具(13)返回加工開(kāi)始位置的復(fù)位步驟。在加工步驟完成后，所述控制裝置(40)進(jìn)行偏移控制，以使所述刀具(13)沿其旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)離開(kāi)工件(50)。
文檔編號(hào)B23F5/16GK102307694SQ20098015600
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者東川陽(yáng)一, 東川隆英 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社