專利名稱：加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用安裝在主軸上的工具(端銑刀)的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行鏜孔加工的加工裝置。
日本專利申請(qǐng)公開(kāi)特開(kāi)平6-8105披露了一種已知的加工裝置，它將被加工圓筒形工件的外圓周以規(guī)定的角度(15度)分割成多個(gè)區(qū)間，在試加工結(jié)束時(shí)用圓度測(cè)定裝置來(lái)檢測(cè)工件外圓周上各個(gè)分割點(diǎn)處法線方向上的偏差，并根據(jù)這一檢測(cè)結(jié)果求出與各個(gè)分割區(qū)間相對(duì)應(yīng)的工具移動(dòng)半徑，讓工具在每一個(gè)分割區(qū)間上以上述移動(dòng)半徑進(jìn)行圓弧移動(dòng)，從而防止由工件的變形等原因而導(dǎo)致的正圓度降低。
在上述已知技術(shù)中，在工件的外圓周的各個(gè)分隔區(qū)間上，利用G02(G03)指令，讓工具以對(duì)應(yīng)于該分割區(qū)間的移動(dòng)半徑進(jìn)行圓弧移動(dòng)，在采用上述G02(G03)指令的情況下，由設(shè)置在加工裝置中的NC控制裝置在加工過(guò)程中根據(jù)上述移動(dòng)半徑，計(jì)算出工具每隔預(yù)定時(shí)間的X軸和Y軸移動(dòng)量，根據(jù)計(jì)算出來(lái)的移動(dòng)量來(lái)控制工具的移動(dòng)，這樣，在確定工具的進(jìn)給速度時(shí)就必須考慮NC控制裝置的運(yùn)算時(shí)間，因而不適于工具以例如每分鐘8000mm這樣的移動(dòng)速度進(jìn)行高速加工。此外，由于將工件外圓周每隔15度進(jìn)行分割會(huì)形成較大的分割區(qū)間，因此在根據(jù)圓度測(cè)定裝置的檢測(cè)結(jié)果來(lái)求出平均移動(dòng)半徑，而在以此進(jìn)行圓度修正的改進(jìn)過(guò)程中，存在著無(wú)法進(jìn)行簡(jiǎn)單修正的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠適于進(jìn)行高速加工，并能夠提高加工孔正圓度精度的加工裝置。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的加工裝置如權(quán)利要求1所述，其特征在于包括計(jì)算裝置，用于根據(jù)加工孔形狀，計(jì)算出由工具每隔預(yù)定時(shí)間的移動(dòng)量組所構(gòu)成的加工軌跡數(shù)據(jù)，以及傳送裝置，用于將上述計(jì)算裝置計(jì)算出的加工軌跡數(shù)據(jù)送到設(shè)置在加工裝置本體中的NC控制裝置，所述NC控制裝置直接采用送來(lái)的加工軌跡數(shù)據(jù)，對(duì)工具的移動(dòng)進(jìn)行控制；如權(quán)利要求2所述，其特征在于還包括圓度測(cè)定裝置，根據(jù)該圓度測(cè)定裝置的檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)求出新的加工軌跡數(shù)據(jù)，所述NC控制裝置直接采用該新加工軌跡數(shù)據(jù)來(lái)控制工具的移動(dòng)；如權(quán)利要求3所述，其特征在于還包括傳送裝置，用于將所述圓度測(cè)定裝置的檢測(cè)數(shù)據(jù)輸送至所述計(jì)算裝置，所述計(jì)算裝置根據(jù)被傳送的檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出新的加工軌跡數(shù)據(jù)。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的加工裝置在機(jī)械加工中的應(yīng)用實(shí)施例加以說(shuō)明。其中

圖1為本發(fā)明的加工裝置的總體視圖；圖2所示為NC控制裝置的存儲(chǔ)區(qū)域；圖3為用于說(shuō)明高速循環(huán)加工動(dòng)作的視圖；圖4所示為檢測(cè)數(shù)據(jù)；圖5所示為檢測(cè)數(shù)據(jù)；圖6所示為加工軌跡數(shù)據(jù)；圖7所示為加工軌跡數(shù)據(jù)的計(jì)算方法；圖8所示為修正數(shù)據(jù)；圖9所示為加工軌跡數(shù)據(jù)的修正計(jì)算方法；圖10是用于說(shuō)明本發(fā)明加工裝置工作方式的流程圖。
首先，如圖1所示，在機(jī)械加工中心1的機(jī)床2上，安裝有能夠在前后方向上自由移動(dòng)的一移動(dòng)機(jī)身3。在上述移動(dòng)機(jī)身3上安裝有一個(gè)能夠自由上下移動(dòng)的主軸頭4，在該主軸頭4中安裝了能夠自由旋轉(zhuǎn)的主軸5。在上述機(jī)械加工中心1處還設(shè)置了裝有多種工具的工具庫(kù)6，以及將該工具庫(kù)6中的工具與主軸5上的工具進(jìn)行交換的工具更換裝置(圖中未示)，對(duì)移動(dòng)機(jī)身3和主軸頭4的移動(dòng)、主軸5的旋轉(zhuǎn)以及工具交換操作進(jìn)行控制的NC控制裝置7。
在上述NC控制裝置7中配有微處理器8和存儲(chǔ)器9，所述微處理器8是已知的，用于將下面將要說(shuō)明的由計(jì)算機(jī)生成的加工軌跡數(shù)據(jù)送入所述NC控制裝置7，所述存儲(chǔ)區(qū)域9用于存儲(chǔ)送到NC控制裝置7的加工軌跡數(shù)據(jù)。如圖2所示，在上述存儲(chǔ)區(qū)域9的變量號(hào)碼為#20000的地址中存儲(chǔ)了加工軌跡數(shù)據(jù)的標(biāo)題信息，在該標(biāo)題信息所指示的變量號(hào)碼中存儲(chǔ)了加工軌跡數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)信息。在NC控制裝置7的控制程序中設(shè)置了用于實(shí)現(xiàn)工具移動(dòng)的G05指令，當(dāng)執(zhí)行該G05指令時(shí)，如圖3所示，工具T(端銑刀)從a點(diǎn)開(kāi)始依次沿著a點(diǎn)、b點(diǎn)、c點(diǎn)、d點(diǎn)、c點(diǎn)、e點(diǎn)所描繪的軌跡進(jìn)行高速循環(huán)加工。
其次，如圖1所示的圓度測(cè)定裝置11對(duì)試加工結(jié)束后所獲得的工件加工孔的正圓度進(jìn)行檢測(cè)，并將每隔預(yù)定角度(例如1度)與目標(biāo)加工軌跡(正圓)法線方向之間的偏差作為檢測(cè)數(shù)據(jù)12予以輸出(如圖4、5所示)。通過(guò)軟盤(傳送裝置)將上述圓度測(cè)定裝置11的輸出數(shù)據(jù)12傳送到下面將要說(shuō)明的計(jì)算機(jī)。
其次，圖1中作為計(jì)算裝置示出的個(gè)人計(jì)算機(jī)21(以下稱計(jì)算機(jī))由鍵盤22予以輸入，并裝有根據(jù)加工孔徑、工具進(jìn)給速度等與被加工孔形狀有關(guān)的初始值來(lái)計(jì)算加工軌跡數(shù)據(jù)23(如圖6所示)的程序。通過(guò)盒式ROM20(傳送裝置)，將上述加工軌跡數(shù)據(jù)23送到NC控制裝置的存儲(chǔ)區(qū)域9中，在加工軌跡數(shù)據(jù)23的標(biāo)題信息部分23a中，例如，N20000P1表示“在上述存儲(chǔ)區(qū)域9的#20000高速循環(huán)加工編目數(shù)中存儲(chǔ)1”，N20001P1表示“將存儲(chǔ)區(qū)域9的#20001循環(huán)次數(shù)中存儲(chǔ)1”。
下面對(duì)計(jì)算加工軌跡數(shù)據(jù)23的數(shù)據(jù)信息23b的程序進(jìn)行說(shuō)明，其中僅僅對(duì)圖3中從c點(diǎn)開(kāi)始到c點(diǎn)為止的圓弧移動(dòng)中的數(shù)據(jù)信息23b的計(jì)算方式加以說(shuō)明。當(dāng)加工孔徑為80mm，以8000mm/min的工具進(jìn)給速度進(jìn)行高速循環(huán)加工時(shí)，工具T每隔4msec的移動(dòng)距離為(8000/60)*(4/1000)＝0.533mm根據(jù)這一移動(dòng)距離，加工孔的圓周周長(zhǎng)被分割成分割區(qū)間數(shù)目為(80*π)/0.533＝471個(gè)將360度以上述區(qū)間數(shù)目予以分割，從而計(jì)算出工具T每隔4msec中的移動(dòng)角度為360度/471＝0.764度這樣，計(jì)算機(jī)21的計(jì)算程序就如圖7所示，求出作為目標(biāo)軌跡的加工孔軌跡(正圓)與每隔0.764度移動(dòng)角度的法線的交點(diǎn)的座標(biāo)值(Xn、Yn)(n＝0、1、2…)，根據(jù)上述座標(biāo)值(Xn、Yn)，計(jì)算出工具T每隔4msec在X軸和Y軸方向上的移動(dòng)量，以這樣計(jì)算出的移動(dòng)量組作為加工軌跡數(shù)據(jù)23的數(shù)據(jù)信息23B。在圖6所示的加工軌跡數(shù)據(jù)23的數(shù)據(jù)信息23b中，例如，N30100P0和N31100 P0表示“將存儲(chǔ)區(qū)域9的#30100的X軸移動(dòng)量、#31100的Y軸移動(dòng)量存儲(chǔ)為(0，0)”。
在上述計(jì)算機(jī)21中設(shè)置了修正程序，該修正程序根據(jù)圓度測(cè)定裝置11所傳送的檢測(cè)數(shù)據(jù)12，產(chǎn)生與該檢測(cè)數(shù)據(jù)12的正負(fù)值反向的修正數(shù)據(jù)31(如圖8所示)，然后計(jì)算出用上述秀正數(shù)據(jù)31進(jìn)行修正后的新加工軌跡數(shù)據(jù)23。如圖9所示，根據(jù)修正數(shù)據(jù)31的偏差值dH求出座標(biāo)值(X′1、Y′1)，然后求出該座標(biāo)值與座標(biāo)值(X0、Y0)之間的連線和所述工具T的4msec移動(dòng)角度0.764度的法線的交點(diǎn)座標(biāo)值(X″1、Y″1)，根據(jù)這一座標(biāo)值(X″1、Y″1)，計(jì)算出工具T在4msec移動(dòng)時(shí)的X軸和Y軸移動(dòng)量。此后，以同樣的方式，依次求出座標(biāo)值(X″n、Y″n)與座標(biāo)值(X′n＋1、Y′n＋1)(n＝1、2…)的連線與法線的交點(diǎn)座標(biāo)值(X″n＋1、Y″n＋1)，從而求出工具T在每隔4msec移動(dòng)時(shí)的X軸和Y軸移動(dòng)量，這樣計(jì)算出來(lái)的移動(dòng)量組就構(gòu)成了新的加工軌跡數(shù)據(jù)23的數(shù)據(jù)信息23b。
上述計(jì)算機(jī)21的修正程序還用于判斷由正圓度測(cè)定裝置11輸送的檢測(cè)數(shù)據(jù)12是否在預(yù)定的允許范圍之內(nèi)，如果超過(guò)該允許范圍，則對(duì)加工軌跡數(shù)據(jù)23進(jìn)行修正；如果沒(méi)有超過(guò)該允許范圍，便開(kāi)始進(jìn)行正常加工。
下面根據(jù)圖10給出的流程圖，對(duì)具有上述結(jié)構(gòu)的加工裝置的工作方式進(jìn)行說(shuō)明。首先，由操作者操作計(jì)算機(jī)21鍵盤22，輸入與高速循環(huán)加工的加工孔徑(80mm)、工具進(jìn)給速度(8000mm/min)等有關(guān)加工形狀的初始值(S1)。此后，根據(jù)上述初始值，由計(jì)算機(jī)21的計(jì)算程序計(jì)算出工具T每隔4msec的X軸和Y軸移動(dòng)量組所構(gòu)成的加工軌跡數(shù)據(jù)23(S2)，然后通過(guò)盒式ROM20，將上述加工軌跡數(shù)據(jù)23輸送至機(jī)械加工中心1的NC控制裝置7(S3)。當(dāng)NC控制裝置7的控制程序發(fā)出G05指令時(shí)，NC控制裝置7根據(jù)加工軌跡數(shù)據(jù)23的標(biāo)題信息23a，直接采用存儲(chǔ)區(qū)域中的#30100以后所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息23b作為工具T每隔4msec的X軸和Y軸移動(dòng)量，讓工具依次沿著a點(diǎn)、b點(diǎn)、c點(diǎn)、d點(diǎn)、c點(diǎn)、e點(diǎn)、a點(diǎn)所表示的軌跡進(jìn)行高速循環(huán)加工(S4)。
此后，當(dāng)上述高速循環(huán)加工結(jié)束時(shí)，采用圓度測(cè)定裝置11來(lái)檢測(cè)該工件加工孔的正圓度(S5)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)12通過(guò)軟盤13送到計(jì)算機(jī)21(S6)。采用計(jì)算機(jī)21的修正程序來(lái)判斷由送來(lái)的檢測(cè)數(shù)據(jù)12所表示的正圓度是否在允許的范圍之內(nèi)(S7)。如果上述正圓度在允許范圍之內(nèi)，就原樣不動(dòng)地使用在上述步驟S2中所計(jì)算出來(lái)的加工軌跡數(shù)據(jù)23進(jìn)來(lái)行正常的高速循環(huán)加工(S10)。如果在步驟S7中發(fā)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)12所表示的正圓度超過(guò)了允許的范圍，則由計(jì)算機(jī)21的修正程序根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)12產(chǎn)生補(bǔ)正數(shù)據(jù)31(S8)，然后利用上述補(bǔ)正數(shù)據(jù)31進(jìn)行修正，計(jì)算出新的加工軌跡數(shù)據(jù)23(S9)，將這一新的加工軌跡數(shù)據(jù)23送至機(jī)械加工中心1的NC控制裝置7(S3)。此后，以與上述步驟S4-S7相同的方式，直接采用該新的加工軌跡數(shù)據(jù)23進(jìn)行高速循環(huán)加工，并對(duì)經(jīng)過(guò)加工之后的加工孔的正圓度進(jìn)行檢測(cè)，判斷該正圓度是否符合要求，然后再重復(fù)進(jìn)行上述操作。
在上述實(shí)施例中，由于可能夠利用工具T(端銑刀)以其自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)方式進(jìn)行孔的加工，所以即使僅使用一個(gè)端銑刀T就能夠加工出多個(gè)具有不同孔徑的孔。此外，由于不需要采用特殊的鏜孔刀桿，因而能夠?yàn)轭櫩吞峁┹^短的加工周期和較低的加工價(jià)格。此外，由NC控制裝置7發(fā)出的G05指令，直接利用根據(jù)端銑刀T每隔4msec的X軸和Y軸移動(dòng)量組所生成的數(shù)據(jù)信息23b來(lái)控制端銑刀T的移動(dòng)，而在過(guò)去所采用G02指令的加工過(guò)程中，NC控制裝置需要一邊計(jì)算工具的移動(dòng)量，一邊對(duì)端銑刀的移動(dòng)進(jìn)行控制，與之相比，本發(fā)明能夠使得端銑刀以相對(duì)較高的進(jìn)給速度進(jìn)行移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工具以高達(dá)8000mm/min的進(jìn)給速度進(jìn)行高速加工。此外，因通過(guò)對(duì)具有端銑刀T每隔4msec移動(dòng)量的加工軌跡數(shù)據(jù)23的數(shù)據(jù)信息23b進(jìn)行了修正，從而提高了正圓度，與過(guò)去將工件外圓周分割成15度的區(qū)間，對(duì)這些分割區(qū)域進(jìn)行修正的方式相比較，能夠提高正圓度的精度。另外，由于利用了計(jì)算機(jī)21來(lái)自動(dòng)對(duì)加工軌跡數(shù)據(jù)23進(jìn)行計(jì)算及修正，與通過(guò)人工計(jì)算加工軌跡及修正相比，具有節(jié)約數(shù)據(jù)的產(chǎn)生時(shí)間并提高數(shù)據(jù)精度的效果。
由于本發(fā)明的加工裝置如權(quán)利要求1所述，包括計(jì)算裝置，用于根據(jù)加工孔形狀，計(jì)算出由工具每隔預(yù)定時(shí)間的移動(dòng)量組所構(gòu)成的加工軌跡數(shù)據(jù)，以及傳送裝置，用于將上述計(jì)算裝置計(jì)算出的加工軌跡數(shù)據(jù)送到設(shè)置在加工裝置本體中的NC控制裝置，所述NC控制裝置直接利用送來(lái)的加工軌跡數(shù)據(jù)對(duì)工具的移動(dòng)進(jìn)行控制，因而提供了一種適于進(jìn)行高速加工的加工裝置。由于本發(fā)明的加工裝置如權(quán)利要求2所述，還包括圓度測(cè)定裝置，根據(jù)該圓度測(cè)定裝置的檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)求出新的加工軌跡數(shù)據(jù)，所述NC控制裝置直接采用該新的加工軌跡數(shù)據(jù)來(lái)控制工具的移動(dòng)，因而能夠提高加工孔的正圓度。由于本發(fā)明的加工裝置如權(quán)利要求3所述，還包括傳送裝置，用于將所述正圓度測(cè)定裝置的檢測(cè)數(shù)據(jù)送到所述計(jì)算裝置，所述計(jì)算裝置根據(jù)被傳送的檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出新的加工軌跡數(shù)據(jù)，因而不但能夠在較短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生加工軌跡數(shù)據(jù)，而且同時(shí)還能夠提高數(shù)據(jù)的精度。
權(quán)利要求
1.一種加工裝置，利用安裝在其主軸上工具的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行孔的加工，其特征在于包括計(jì)算裝置，用于根據(jù)加工孔形狀，計(jì)算出根據(jù)工具每隔預(yù)定時(shí)間的移動(dòng)量組所構(gòu)成的加工軌跡數(shù)據(jù)；傳送裝置，用于將上述計(jì)算裝置計(jì)算出的加工軌跡數(shù)據(jù)送到設(shè)置在加工裝置本體中的NC控制裝置；所述NC控制裝置直接采用送來(lái)的加工軌跡數(shù)據(jù)，對(duì)工具的移動(dòng)進(jìn)行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征在于還包括圓度測(cè)定裝置，根據(jù)該圓度測(cè)定裝置的檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)求出新的加工軌跡數(shù)據(jù)，所述NC控制裝置直接采用該新的加工軌跡數(shù)據(jù)來(lái)控制工具的移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的加工裝置，其特征在于還包括傳送裝置，用于將所述圓度測(cè)定裝置的檢測(cè)數(shù)據(jù)送到所述計(jì)算裝置，所述計(jì)算裝置根據(jù)被傳送的檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出新的加工軌跡數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種適于提供高速加工的加工裝置，在機(jī)械加工中心通過(guò)利用安裝在主軸上的端銑刀的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行孔的加工。該裝置能夠計(jì)算出加工軌跡數(shù)據(jù)23，該數(shù)據(jù)23包括表示端銑刀每隔4msed的X軸和Y軸移動(dòng)量的數(shù)據(jù)信息23b，在采用G05指令進(jìn)行高速加工的過(guò)程中，直接采用加工軌跡數(shù)據(jù)23的數(shù)據(jù)信息23b來(lái)控制端銑刀T的移動(dòng)。
文檔編號(hào)B23C3/02GK1161260SQ9612198
公開(kāi)日1997年10月8日 申請(qǐng)日期1996年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月27日
發(fā)明者川地博司, 渡邊和男 申請(qǐng)人:豐和工業(yè)株式會(huì)社