機(jī)床的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種對(duì)保持工件的保持部進(jìn)行定位的機(jī)床。在設(shè)定于變量P的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的位置與用編碼器檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的所在位置之間的差分比第一閾值小(工件的位置偏離未超過(guò)第一閾值)且超過(guò)比第一閾值小的第二閾值時(shí)，機(jī)床啟動(dòng)伺服馬達(dá)，解除制動(dòng)部的制動(dòng)。工件朝變量P的位置移動(dòng)。機(jī)床可消除工件的位置偏離，加工不會(huì)中斷，因此，可提高制造效率并防止加工精度下降。
【專利說(shuō)明】機(jī)床

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)保持工件的保持部進(jìn)行定位的機(jī)床。

【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)床將工件保持于工作臺(tái)上，并用安裝于主軸的工具進(jìn)行工件的加工。機(jī)床包括主軸頭、Z軸移動(dòng)裝置、XY軸移動(dòng)裝置、主軸驅(qū)動(dòng)裝置。主軸頭將主軸支撐成能旋轉(zhuǎn)。Z軸移動(dòng)裝置使主軸頭沿鉛垂方向(Z軸方向)運(yùn)動(dòng)。XY軸移動(dòng)裝置使主軸頭分別沿水平面內(nèi)的兩個(gè)方向(X軸和Y軸方向)運(yùn)動(dòng)。主軸驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。
[0003]日本公開(kāi)特許公報(bào)特開(kāi)平6-161527號(hào)公報(bào)公開(kāi)了一種包括工作臺(tái)、轉(zhuǎn)軸、伺服馬達(dá)的機(jī)床。伺服馬達(dá)對(duì)轉(zhuǎn)軸供給旋轉(zhuǎn)力。轉(zhuǎn)軸使工件工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)。工作臺(tái)將工件支撐成能旋轉(zhuǎn)。工件繞與規(guī)定的軸(例如Z軸)平行的軸旋轉(zhuǎn)。通過(guò)主軸移動(dòng)且使工件旋轉(zhuǎn)，能進(jìn)行更復(fù)雜的機(jī)械加工。
[0004]夾板安裝于轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸收容于外殼。夾板接觸外殼，對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行制動(dòng)。
[0005]在對(duì)工件進(jìn)行定位時(shí)，夾板離開(kāi)外殼?？刂撇繂?dòng)伺服馬達(dá)。伺服馬達(dá)的位置檢測(cè)器將檢測(cè)值反饋至控制部。由此，使工件移動(dòng)至規(guī)定的位置。之后，控制部使伺服馬達(dá)停止。夾板接觸外殼，阻止工件的旋轉(zhuǎn)。
[0006]工件的加工是在夾板阻止工件旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行的。在工具接觸工件時(shí)，會(huì)有較大的力瞬間作用于工件。因此，即使夾板進(jìn)行了制動(dòng)，轉(zhuǎn)軸也會(huì)稍微旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致工件的位置偏離規(guī)定位置。在工件的偏離量比允許值大時(shí)，警報(bào)工作，加工中斷。
[0007]日本公開(kāi)特許公報(bào)特開(kāi)平6-187043號(hào)公報(bào)公開(kāi)了一種包括滑鞍、絲杠軸、伺服馬達(dá)的機(jī)床。在滑鞍上安裝加工頭部。絲杠軸與滑鞍的螺母部螺合。絲杠軸通過(guò)伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)?；霸趯?dǎo)向件上滑動(dòng)。在伺服馬達(dá)旋轉(zhuǎn)至目標(biāo)位置時(shí)，滑鞍通過(guò)絲杠軸而移動(dòng)。在滑鞍移動(dòng)后，因滑鞍和導(dǎo)向件的摩擦阻力等會(huì)導(dǎo)致絲杠軸等驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生彈性變形。伺服馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸稍微返回。因此，控制部運(yùn)算伺服馬達(dá)的返回量，從上述目標(biāo)位置減去返回量，將減去后的值作為新的目標(biāo)位置進(jìn)行再設(shè)定。伺服馬達(dá)停止于新的目標(biāo)位置。在未對(duì)上述減去后的值進(jìn)行再設(shè)定時(shí)，伺服馬達(dá)為消除返回量而繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。機(jī)床在停止期間防止伺服馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，以削減耗電量。
[0008]在對(duì)工件進(jìn)行多個(gè)鉆孔加工時(shí)，每次進(jìn)行鉆孔加工，工件的位置就會(huì)稍微偏離。伺服馬達(dá)是停止的。夾板對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行制動(dòng)。因此，工件停止于偏離的位置。工件的位置偏離量因多次鉆孔加工而逐漸變大。因此，在進(jìn)行了上述加工時(shí)，上述機(jī)床的警報(bào)會(huì)工作。加工中斷，制造效率下降。當(dāng)在相同的位置對(duì)工件進(jìn)行了多次加工時(shí)(例如在工件的相同部位進(jìn)行了鉆孔加工和攻螺紋加工等時(shí))，也會(huì)產(chǎn)生同樣的問(wèn)題。上述機(jī)床的滑鞍朝與最初的目標(biāo)位置不同的位置移動(dòng)，因此，加工精度下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于消除工件的位置偏離，提高制造效率和防止加工精度下降。
[0010]技術(shù)方案I的機(jī)床包括:保持部、伺服馬達(dá)、制動(dòng)部、存儲(chǔ)部、控制部、位置檢測(cè)部、運(yùn)算部和判定部，上述保持部能旋轉(zhuǎn)，且對(duì)用工具進(jìn)行加工的工件予以保持，上述伺服馬達(dá)使上述保持部旋轉(zhuǎn)，上述制動(dòng)部對(duì)保持部進(jìn)行制動(dòng)，上述存儲(chǔ)部將保持部在旋轉(zhuǎn)方向上的位置和加工工件的命令予以存儲(chǔ)，上述控制部讀出存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的命令，并對(duì)伺服馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)部的動(dòng)作進(jìn)行控制，上述位置檢測(cè)部檢測(cè)保持部在旋轉(zhuǎn)方向上的位置，上述運(yùn)算部運(yùn)算存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的保持部的位置與用位置檢測(cè)部檢測(cè)出的保持部的位置之間的差分，上述判定部對(duì)用運(yùn)算部運(yùn)算出的差分是否比預(yù)先設(shè)定的第一閾值小進(jìn)行判定。伺服馬達(dá)停止，且制動(dòng)部對(duì)保持部進(jìn)行制動(dòng)。運(yùn)算部運(yùn)算存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的保持部在旋轉(zhuǎn)方向上的位置與用位置檢測(cè)部檢測(cè)出的位置之間的差分，判定部在判定為該差分比第一閾值小之后，在判定為該差分比小于第一閾值的預(yù)先設(shè)定的第二閾值大時(shí)，控制部啟動(dòng)伺服馬達(dá)，解除制動(dòng)部的制動(dòng)，使保持部運(yùn)動(dòng)至存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的位置。
[0011]在存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的保持部的位置與用位置檢測(cè)部檢測(cè)出的保持部的所在位置之間的差分比預(yù)先設(shè)定的第一閾值小(工件的位置偏離未超過(guò)第一閾值時(shí))且該差分超過(guò)比第一閾值小的第二閾值時(shí)，機(jī)床啟動(dòng)伺服馬達(dá)，解除制動(dòng)部的制動(dòng)。在工件的位置偏離超過(guò)第一閾值之前，使工件返回至所存儲(chǔ)的位置。因此，機(jī)床可消除工件的位置偏離，加工不會(huì)中斷，因此，可提高制造效率并防止加工精度下降。
[0012]在判定部判定為上述差分比第一閾值小之后，當(dāng)控制部讀出了進(jìn)行定位至存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的保持部的位置的命令且該差分比第二閾值大時(shí)，技術(shù)方案2的機(jī)床啟動(dòng)伺服馬達(dá)，解除制動(dòng)部的制動(dòng)，執(zhí)行所讀出的命令。
[0013]在工件的位置偏離不超過(guò)第一閾值且工件朝與存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的位置相同的位置移動(dòng)的情況下，當(dāng)工件的位置偏離比第二閾值大時(shí)，機(jī)床在工件移動(dòng)之前啟動(dòng)伺服馬達(dá)，解除制動(dòng)部的制動(dòng)。在現(xiàn)有的機(jī)床中，在工件朝與已經(jīng)進(jìn)行了定位的位置(存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的位置)相同的位置移動(dòng)時(shí)，機(jī)床為縮短加工時(shí)間而省略工件的定位。在省略了工件的定位時(shí)，會(huì)殘留前道工序中工件的位置偏離。在工件朝與已經(jīng)進(jìn)行了定位的位置相同的位置移動(dòng)時(shí)，本發(fā)明再次進(jìn)行工件的定位，以消除工件的位置偏離。在工件的位置偏離比第二閾值小時(shí)，工件的位置偏離是因位置檢測(cè)器的特性等而產(chǎn)生的位置偏離或不會(huì)對(duì)工件的加工精度造成影響的微小位置偏離。
[0014]在伺服馬達(dá)停止，制動(dòng)部對(duì)保持部進(jìn)行制動(dòng)且判定部判定為差分比第一閾值小之后，當(dāng)控制部讀出與對(duì)保持部進(jìn)行定位的命令不同的命令且用運(yùn)算部運(yùn)算出的差分比第二閾值大時(shí)，技術(shù)方案3的機(jī)床的控制部啟動(dòng)伺服馬達(dá)，解除制動(dòng)部的制動(dòng)，使保持部移動(dòng)至存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的位置。
[0015]在工件的位置偏離未超過(guò)第一閾值，機(jī)床讀出不同于工件定位的命令且工件的位置偏離比第二閾值大時(shí)，機(jī)床啟動(dòng)伺服馬達(dá)，解除制動(dòng)部的制動(dòng)。在讀出了不同于工件定位的命令(例如主軸的移動(dòng)命令或工具更換命令)時(shí)，機(jī)床對(duì)工件進(jìn)行定位。機(jī)床在工件的加工工序之外的工序中確認(rèn)和修正工件的位置偏離，因此，機(jī)床在進(jìn)行不同于工件定位的命令的同時(shí)，進(jìn)行確認(rèn)和修正工件的位置偏離的處理。因此，機(jī)床能避免工件加工的周期時(shí)間變長(zhǎng)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是機(jī)床的立體圖。
[0017]圖2是機(jī)床的主視圖。
[0018]圖3是機(jī)床的右視圖。
[0019]圖4是省略了覆蓋導(dǎo)軌的罩等的機(jī)床的立體圖。
[0020]圖5是工件支撐裝置的正面?zhèn)攘Ⅲw圖。
[0021]圖6是工件支撐裝置的背面?zhèn)攘Ⅲw圖。
[0022]圖7是旋轉(zhuǎn)臺(tái)和C軸驅(qū)動(dòng)部的縱剖主視圖。
[0023]圖8是放大了活塞及其周邊部分后的剖視圖。
[0024]圖9是表示控制部附近的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0025]圖10是對(duì)確認(rèn)和修正工件的位置偏離的處理進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面，根據(jù)表示本發(fā)明實(shí)施方式的機(jī)床100的附圖進(jìn)行說(shuō)明。在以下說(shuō)明中使用圖中的箭頭所示的上下、左右和前后。操作者在前方操作機(jī)床100，進(jìn)行工件的裝拆。機(jī)床100包括底座10、γ方向移動(dòng)裝置20、Χ方向移動(dòng)裝置21、立柱22、Ζ方向移動(dòng)裝置23、主軸頭(加工主軸裝置)25、工件支撐裝置30等。機(jī)床100用工件支撐裝置30支撐工件(被加工件)，并用安裝于主軸頭25的工具26加工工件。工具26以能裝拆的方式安裝于主軸頭25的下端部。工具26通過(guò)工具更換裝置(未圖示)進(jìn)行更換。主軸頭25能沿X方向、Y方向和Z方向移動(dòng)。工件能繞兩根軸旋轉(zhuǎn)。在工件繞與X、Y、Z各軸平行的軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，工件的轉(zhuǎn)軸與X、Y、Z各軸對(duì)應(yīng)地稱作A軸、B軸、C軸。工件支撐裝置30通過(guò)擺動(dòng)體40的擺動(dòng)使工件繞A軸旋轉(zhuǎn)。工件通過(guò)C軸驅(qū)動(dòng)部60 (參照?qǐng)D5)繞C軸旋轉(zhuǎn)。C軸驅(qū)動(dòng)部60固定于擺動(dòng)體40。底座10包括臺(tái)架11、主軸基臺(tái)13、各工件基臺(tái)14等。臺(tái)架11呈前后方向較長(zhǎng)的大致長(zhǎng)方體狀。能調(diào)節(jié)高度的四個(gè)腳部12設(shè)于臺(tái)架11下部的四個(gè)角落。臺(tái)架11包括底板11a、側(cè)板lib、上板11c，且在其內(nèi)部包括一對(duì)支撐板Ild等。底板Ila俯視呈矩形。側(cè)板Ilb與底板Ila的四邊連接，并包圍底板Ila的前后左右。上板Ilc為俯視呈矩形的深盤狀，其四邊固接于側(cè)板Ilb上端部分的內(nèi)周面。上板Ilc在工件支撐裝置30的下方位置具有貫穿孔He。加工中產(chǎn)生的切屑、清洗液等經(jīng)過(guò)貫穿孔He，利用回收裝置(未圖示)進(jìn)行回收。各支撐板Ild從底板Ila朝上方立設(shè)。各支撐板Ild與左右的側(cè)板Ilb平行且彼此左右分隔。各支撐板Ild的上端與上板Ilc的底面抵接，對(duì)上板Ilc進(jìn)行支撐。
[0027]主軸基臺(tái)13呈前后方向較長(zhǎng)的大致長(zhǎng)方體狀，并配置于上板Ilc上的后方部。主軸基臺(tái)13在其上部具有兩個(gè)支撐臺(tái)13a。各支撐臺(tái)13a在前后方向上較長(zhǎng)且彼此平行。各支撐臺(tái)13a支撐導(dǎo)軌20a。兩個(gè)工件基臺(tái)14配置于上板Ilc上的前方左右。各工件基臺(tái)14包括前方側(cè)的支撐臺(tái)14a和后方側(cè)的支撐臺(tái)14b。各支撐臺(tái)14a、14b呈柱狀，且在其上表面設(shè)有工件支撐裝置30。
[0028]Y方向移動(dòng)裝置20包括彼此平行的一對(duì)導(dǎo)軌20a、多個(gè)塊體20b、Y方向移動(dòng)臺(tái)20c、Y方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)20d(參照?qǐng)D9)。導(dǎo)軌20a設(shè)于支撐臺(tái)13a的上表面。導(dǎo)軌20a沿前后方向延伸。塊體20b以能沿前后方向移動(dòng)的方式嵌入各導(dǎo)軌20a。Y方向移動(dòng)臺(tái)20c固定于塊體20b。Y方向移動(dòng)臺(tái)20c在Y方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)20d的驅(qū)動(dòng)下沿前后方向移動(dòng)。X方向移動(dòng)裝置21包括彼此平行的一對(duì)導(dǎo)軌21a、多個(gè)塊體21b、立柱臺(tái)21c和X方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)21d(參照?qǐng)D9)。導(dǎo)軌21a以在前后方向上空開(kāi)適當(dāng)間隔的方式設(shè)于Y方向移動(dòng)臺(tái)20c的上表面。導(dǎo)軌21a沿左右方向延伸。塊體21b以能沿左右方向移動(dòng)的方式嵌入各導(dǎo)軌21a。立柱臺(tái)21c固定于塊體21b上。立柱臺(tái)21c在X方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)21d的驅(qū)動(dòng)下沿左右方向移動(dòng)。立柱22固定于立柱臺(tái)21c上。立柱22通過(guò)Y方向移動(dòng)裝置20和X方向移動(dòng)裝置21分別沿前后方向和左右方向移動(dòng)。立柱22與立柱臺(tái)21c是一體的。Z方向移動(dòng)裝置23包括彼此平行的一對(duì)導(dǎo)軌23a、多個(gè)塊體23b、主軸頭臺(tái)23c、Z方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)23d(參照?qǐng)D9)。各導(dǎo)軌23a以在左右方向上空開(kāi)適當(dāng)間隔的方式設(shè)于立柱22的前表面。導(dǎo)軌23a沿上下方向延伸。塊體23b以能沿上下方向移動(dòng)的方式嵌入各導(dǎo)軌23a。主軸頭臺(tái)23c固定于塊體23b的前表面?zhèn)取Ｖ鬏S頭臺(tái)23c在Z方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)23d的驅(qū)動(dòng)下沿上下方向移動(dòng)。主軸頭25固定于主軸頭臺(tái)23c。在X方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)21d、Y方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)20d、Z方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)23d驅(qū)動(dòng)時(shí)，主軸頭25進(jìn)行前后、左右和上下移動(dòng)。主軸頭25將沿上下方向延伸的主軸(未圖示)以能旋轉(zhuǎn)的方式保持于前方部分25a內(nèi)部。主軸下端部將工具26以能裝拆的方式予以保持。主軸與設(shè)于主軸頭25上端的主軸馬達(dá)25b連接。在主軸通過(guò)主軸馬達(dá)25b的旋轉(zhuǎn)而繞軸心旋轉(zhuǎn)時(shí)，安裝于主軸下端部的工具26旋轉(zhuǎn)，對(duì)固定于工件支撐裝置30的工件進(jìn)行切削加工。
[0029]工件支撐裝置30包括齒輪箱31、軸承箱34、A軸馬達(dá)36、擺動(dòng)體40、旋轉(zhuǎn)臺(tái)50、C軸驅(qū)動(dòng)部60等。齒輪箱31將擺動(dòng)體40右側(cè)的軸部41以能繞X軸旋轉(zhuǎn)的方式予以收容。在以下說(shuō)明中，將軸部41的中心軸記作A軸。A軸是與X軸平行的軸，且是工件支撐裝置30的擺動(dòng)軸。A軸馬達(dá)36安裝于齒輪箱31的前側(cè)，A軸馬達(dá)36的轉(zhuǎn)軸(未圖示)伸入齒輪箱31內(nèi)部。A軸馬達(dá)36的轉(zhuǎn)軸繞Y軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)與其頭端部連接的齒輪。齒輪例如由公知的滾子齒輪軸和凸輪隨動(dòng)件構(gòu)成，其將繞Y軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成繞正交的A軸的旋轉(zhuǎn)。滾子齒輪軸與A軸馬達(dá)36的轉(zhuǎn)軸同軸連接。多個(gè)凸輪隨動(dòng)件位于軸部41的端部外周上。滾子齒輪軸具有與凸輪隨動(dòng)件嚙合的凸輪。該凸輪例如是弧面凸輪?；∶嫱馆啿粌H在停止過(guò)程中不產(chǎn)生齒隙，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中也不產(chǎn)生齒隙。齒輪箱31在其下部四個(gè)角落具有安裝座31a，并利用螺釘?shù)裙潭ㄓ谟覀?cè)的工件基臺(tái)14。軸承箱34將擺動(dòng)體40左側(cè)的軸部41以能繞A軸旋轉(zhuǎn)的方式予以收容。安裝座34a設(shè)于軸承箱34下部的前后。安裝座34a利用螺釘?shù)裙潭ㄓ谧髠?cè)的工件基臺(tái)14。擺動(dòng)體40與左右的各軸部41連接。擺動(dòng)體40具有基板部分。基板部分在各軸部41間的大致中央固定C軸驅(qū)動(dòng)部60。各軸部41呈圓筒狀。右側(cè)的軸部41以能繞A軸旋轉(zhuǎn)的方式支撐于齒輪箱31。左側(cè)的軸部41以能繞A軸旋轉(zhuǎn)的方式支撐于軸承箱34。各軸部41彼此同軸配置。擺動(dòng)體40在上述基板部分的上方配置有旋轉(zhuǎn)臺(tái)50，且在上述基板部分的下方配置有C軸驅(qū)動(dòng)部60。C軸驅(qū)動(dòng)部60包括外殼61、C軸馬達(dá)79、轉(zhuǎn)軸80、編碼器81等。外殼61包括主體部62、底板63、軸承保持件64、上板65等，且呈有底圓筒狀。主體部62呈圓筒狀。散熱翅片形成于主體部62的外周。定子79a固定于主體部62的內(nèi)周。底板63固定于主體部62的下表面。上板65通過(guò)軸承保持件64固定于主體部62的上表面。底板63呈圓環(huán)狀，具有軸孔。軸承76嵌入底板63的內(nèi)周面。底板63的外周緣部固定于主體部62。軸承保持件64包括上下延伸的圓筒部分、圓環(huán)狀的凸緣部。凸緣部從圓筒部分的下端部朝徑向外側(cè)延伸。軸承75嵌入圓筒部分的內(nèi)側(cè)。轉(zhuǎn)軸80插入軸承75、76。軸承75、76將轉(zhuǎn)軸80支撐成能繞C軸旋轉(zhuǎn)。C軸是轉(zhuǎn)軸80的軸線方向，且是與Z軸平行的軸。由于擺動(dòng)體40擺動(dòng)，因此C軸方向是變化的。旋轉(zhuǎn)臺(tái)50固定于轉(zhuǎn)軸80的上端面。旋轉(zhuǎn)臺(tái)50與轉(zhuǎn)軸80—起繞C軸旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子79b固定于轉(zhuǎn)軸80的上下方向中間部分的外周面。C軸馬達(dá)79由定子79a和轉(zhuǎn)子79b構(gòu)成。轉(zhuǎn)子79b固定于轉(zhuǎn)軸80。電力通過(guò)電源線82供給至C軸馬達(dá)79，使轉(zhuǎn)子79b和轉(zhuǎn)軸80旋轉(zhuǎn)。
[0030]上板65呈大致圓環(huán)狀。軸孔設(shè)于上板65的中央。轉(zhuǎn)軸80穿過(guò)軸孔。旋轉(zhuǎn)臺(tái)50覆蓋該軸孔。旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的上表面50a保持工件。與轉(zhuǎn)軸80同心的圓環(huán)狀的迷宮式密封件66形成于上板65的面向旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的外表面65a和旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的與該外表面65a相對(duì)的下表面之間。與轉(zhuǎn)軸80同心的圓筒狀的空氣注入室67形成于迷宮式密封件66的內(nèi)側(cè)(外殼61的內(nèi)部側(cè))。上板65的壁面覆蓋空氣注入室67的上端部?？諝庾⑷胧?7的上端部較窄，且與迷宮式密封件66的內(nèi)側(cè)連通。油封68配置于空氣注入室67的下端部，空氣不會(huì)朝下方泄漏。流路69形成于上板65。流路69從上板65的外周向空氣注入室67的外周壁面水平貫穿。壓縮機(jī)C、流路69、空氣注入室67和迷宮式密封件66的間隙通過(guò)能開(kāi)閉的調(diào)風(fēng)閥Vl而連通。
[0031]制動(dòng)機(jī)構(gòu)(制動(dòng)部)設(shè)于上板65的下表面?zhèn)?。上?5包括圓盤狀的壁部、第一圓筒部、凸緣部、第二圓筒部。壁部呈以上下方向?yàn)檩S向的圓盤狀。壁部的上表面是外表面65a。第一圓筒部從壁部的外緣朝下方延伸。凸緣部從第一圓筒部的下端朝徑向外側(cè)延伸。第二圓筒部從凸緣部的外緣朝下方延伸。轉(zhuǎn)軸80在旋轉(zhuǎn)臺(tái)50側(cè)端部的外周面具有凸緣80a。制動(dòng)板70用螺釘?shù)裙潭ㄓ谕咕?0a。制動(dòng)板70呈圓盤狀。制動(dòng)板70具有供轉(zhuǎn)軸80穿過(guò)的孔。活塞71配置于軸承保持件64的圓筒部分的外周面。
[0032]制動(dòng)板70與上板65的內(nèi)表面(下表面)65b相對(duì)。活塞71包括圓筒部分、圓環(huán)狀的凸緣部。圓筒部分將上下方向作為軸向。凸緣部從圓筒部分的下端朝徑向外側(cè)突出?；钊?1的圓筒部分的內(nèi)周面71a與軸承保持件64的圓筒部分的外周面64a相對(duì)。活塞71的圓筒部分的外周面71c與上板65的圓筒部的內(nèi)周面65c相對(duì)。上板65的內(nèi)周面65c和軸承保持件64的外周面64a形成供活塞71插入的缸?；钊?1的圓筒部分的上端面71b與制動(dòng)板70的下表面相對(duì)?；钊?1的凸緣部的外周面71d與上板65的圓筒部的內(nèi)周面65d相對(duì)?；钊?1的下端面71e與軸承保持件64的凸緣部的上表面64e相對(duì)。制動(dòng)加壓室形成于活塞71的下端面71e與軸承保持件64的凸緣部的上表面64e之間?；钊?1的凸緣部的上表面71f與上板65的凸緣部的下表面65f相對(duì)。制動(dòng)解除加壓室形成于上表面71f與下表面65f之間。
[0033]為了使制動(dòng)加壓室、制動(dòng)解除加壓室成為密閉結(jié)構(gòu)，在活塞71的內(nèi)周面71a與軸承保持件64的外周面64a之間、活塞71的外周面71c與上板65的內(nèi)周面65c之間、活塞71的外周面71d與上板65的內(nèi)周面65d之間安裝了 D形環(huán)74。流路72與制動(dòng)解除加壓室連通。流路72從外周側(cè)貫穿上板65。流路73與制動(dòng)加壓室連通。流路73從外周側(cè)貫穿軸承保持件64。在閥V2(參照?qǐng)D7)打開(kāi)時(shí)，來(lái)自壓縮機(jī)C的空氣流過(guò)流路72，對(duì)制動(dòng)解除加壓室進(jìn)行加壓。在閥V3打開(kāi)時(shí)，來(lái)自壓縮機(jī)C的空氣流過(guò)流路73，對(duì)制動(dòng)加壓室進(jìn)行加壓?；钊?1通過(guò)對(duì)制動(dòng)解除加壓室或制動(dòng)加壓室的加壓而上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行制動(dòng)解除動(dòng)作和制動(dòng)動(dòng)作。閥Vl?V3是電磁式的閥。
[0034]如圖7所示，大致圓環(huán)狀的基板77固定于轉(zhuǎn)軸80的下端部?；?7配置成覆蓋底板63的軸孔，且具有與底板63的下表面相對(duì)的相對(duì)面。密封部78包括迷宮式密封件78a、78b，對(duì)底板63的外表面與基板77的相對(duì)面之間的間隙進(jìn)行密封。迷宮式密封件78a在基板77的相對(duì)面包括與轉(zhuǎn)軸同心的圓環(huán)狀的凸條。圓環(huán)狀的槽形成于底板63的下表面。凸條嵌入底板63的槽。迷宮式密封件78b在底板63的外表面包括與轉(zhuǎn)軸同心的圓環(huán)狀的凸條。圓環(huán)狀的槽形成于基板77的相對(duì)面。凸條嵌入基板77的槽。編碼器81是光學(xué)式或磁力式的角度檢測(cè)器。編碼器81包括被檢測(cè)體81a、檢測(cè)元件81b。被檢測(cè)體81a是盤片等，配置于旋轉(zhuǎn)側(cè)。檢測(cè)元件81b配置于固定側(cè)。檢測(cè)元件81b檢測(cè)被檢測(cè)體81a以檢測(cè)出角度。被檢測(cè)體81a固定于基板77的外周面?；?7與轉(zhuǎn)軸80—起旋轉(zhuǎn)。檢測(cè)元件81b固定于底板63的下表面。密封部78例如防止從軸承76泄漏的潤(rùn)滑劑滲入編碼器81內(nèi)。
[0035]當(dāng)在C軸驅(qū)動(dòng)部60的驅(qū)動(dòng)下工件旋轉(zhuǎn)時(shí)，閥V3關(guān)閉，閥V2打開(kāi)，來(lái)自壓縮機(jī)C的空氣流過(guò)流路72，對(duì)制動(dòng)解除加壓室(上板65的凸緣部的下表面65f與活塞71的凸緣部的上表面71f之間的空間)進(jìn)行加壓。對(duì)制動(dòng)解除加壓室的加壓將活塞71壓下，制動(dòng)板70從上板65的內(nèi)表面65b離開(kāi)。因此，制動(dòng)解除，轉(zhuǎn)軸80變?yōu)槟苄D(zhuǎn)。在禁止工件繞C軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，閥V2關(guān)閉，閥V3打開(kāi)，來(lái)自壓縮機(jī)C的空氣流過(guò)流路73，對(duì)制動(dòng)加壓室(活塞71的下端面71e與軸承保持件64的凸緣部的上表面64e之間的空間)進(jìn)行加壓。對(duì)制動(dòng)加壓室的加壓將活塞71上抬，活塞71的上端面71b將制動(dòng)板70壓緊于上板65的內(nèi)表面65b。因此，制動(dòng)板70對(duì)轉(zhuǎn)軸80進(jìn)行制動(dòng)。C軸驅(qū)動(dòng)部60也可設(shè)有減壓機(jī)構(gòu)。此時(shí)，關(guān)閉閥V2、V3中的一方，并使與未關(guān)閉的閥V2或V3連接的流路72或73連接到減壓機(jī)構(gòu)。因此，減壓機(jī)構(gòu)能對(duì)未加壓的制動(dòng)解除加壓室或制動(dòng)加壓室進(jìn)行減壓，使活塞71移動(dòng)。
[0036]控制部90(參照?qǐng)D9)朝A軸馬達(dá)36和C軸馬達(dá)79輸出控制信號(hào)。A軸馬達(dá)36的轉(zhuǎn)軸根據(jù)該控制信號(hào)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，收容于齒輪箱31內(nèi)的齒輪將A軸馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)力傳遞至齒輪箱31內(nèi)的軸部41。因此，擺動(dòng)體40繞A軸旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)臺(tái)50所支撐的工件通過(guò)軸部41的旋轉(zhuǎn)而擺動(dòng)。在將旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的上表面50a的法線方向朝向上方的狀態(tài)(例如圖5所示的狀態(tài))設(shè)為O度時(shí)，軸部41能繞A軸在+90度至一 90度的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)至任意的角度并停止。轉(zhuǎn)軸80通過(guò)C軸馬達(dá)79的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。由于旋轉(zhuǎn)臺(tái)50與轉(zhuǎn)軸80連接，因此旋轉(zhuǎn)臺(tái)50所支撐的工件能繞C軸旋轉(zhuǎn)。工件能停止于繞C軸的任意角度。通過(guò)繞C軸的旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)體40的擺動(dòng)的組合，工件成為規(guī)定的姿勢(shì)。當(dāng)工件在C軸馬達(dá)79的驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，工具26對(duì)工件進(jìn)行車削加工。
[0037]機(jī)床100包括控制部90?？刂撇?0包括CPU91、R0M92、RAM93等。R0M92存儲(chǔ)機(jī)床100的控制程序。CPU91將控制程序從R0M92讀出至RAM93，并將RAM93作為作業(yè)區(qū)域?qū)C(jī)床100進(jìn)行控制。RAM93讀出外部存儲(chǔ)裝置(未圖示)所存儲(chǔ)的加工程序。加工程序包括多個(gè)命令，CPU91將命令依次讀出并加以執(zhí)行。RAM93存儲(chǔ)變量P、變量E、第一閾值、第二閾值。變量P表示工件的位置。具體而言，變量P為旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的定位結(jié)束后的位置。在該位置，控制部90使活塞71動(dòng)作來(lái)對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)50進(jìn)行制動(dòng)，因此，該位置為制動(dòng)位置。變量E表示變量P與用編碼器81檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的位置之間的差分。第二閾值比第一閾值小。也可使用EEPR0M、EPR0M、HD等可擦寫的存儲(chǔ)介質(zhì)，以代替R0M92。R0M92和RAM93作為存儲(chǔ)部起作用。
[0038]控制部90通過(guò)輸出接口朝主軸馬達(dá)25b、X方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)21d、Y方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)20d、Z方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)23d、A軸馬達(dá)36、C軸馬達(dá)79、閥V1、V2、V3輸出控制信號(hào)。機(jī)床100包括蜂鳴器95?？刂撇?0通過(guò)輸出接口朝蜂鳴器95輸出控制信號(hào)?？刂撇?0通過(guò)輸入接口從編碼器81獲取旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的繞C軸的位置信息?？刂撇?0根據(jù)從編碼器81獲取到的位置信息對(duì)C軸馬達(dá)79的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，使工件移動(dòng)至目標(biāo)位置。C軸馬達(dá)79將編碼器81的檢測(cè)值作為反饋信息進(jìn)行伺服控制。C軸馬達(dá)79和編碼器81作為伺服馬達(dá)起作用。機(jī)床100也可設(shè)有編碼器81之外的、對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的位置進(jìn)行檢測(cè)的位置檢測(cè)部。
[0039]如圖10所示，機(jī)床100進(jìn)行確認(rèn)和修正工件的位置偏離的處理。該處理在電源接通、初始化結(jié)束之后按規(guī)定周期執(zhí)行。讀出加工程序的命令的處理通過(guò)未圖示的主程序進(jìn)行。控制部90確認(rèn)工件的位置偏離。例如確認(rèn)繞C軸的位置偏離。在初始狀態(tài)下，機(jī)床100未加工工件，控制部90對(duì)轉(zhuǎn)軸80進(jìn)行制動(dòng)，使C軸馬達(dá)79停止，從而停止作為伺服馬達(dá)的功能。CPU91將旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的根據(jù)加工程序確定的目標(biāo)位置設(shè)定于變量P。在電源接通時(shí)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的原點(diǎn)位置未確定，因此，在返回原點(diǎn)處理之后，將原點(diǎn)位置設(shè)定于變量P。CPU91從編碼器81獲取旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的繞C軸的所在位置Pl (步驟SI)，并運(yùn)算所獲取的Pl與變量P之間的差分E(步驟S2)。CPU91對(duì)差分E是否為第一閾值以上進(jìn)行判定(步驟S3)。在差分E為第一閾值以上時(shí)(步驟S3:是)，CPU91朝蜂鳴器95輸出打開(kāi)信號(hào)(步驟S10)，結(jié)束處理。在差分E為第一閾值以上時(shí)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的位置大幅度偏離設(shè)定于變量P的位置，因此，打開(kāi)蜂鳴器95，以將該情況通知操作者。另外，在蜂鳴器95打開(kāi)時(shí)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)50停止。在差分E小于第一閾值時(shí)(步驟S3:否)，CPU91對(duì)讀出的加工程序的命令是否為旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的繞C軸的定位指令進(jìn)行判定(步驟S4)。在讀出的加工程序的命令為旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的繞C軸的定位指令時(shí)(步驟S4:是)，CPU91對(duì)指示的位置是否為設(shè)定于變量P的位置進(jìn)行判定(步驟S5)。在指示的位置不是設(shè)定于變量P的位置時(shí)(步驟S5:否)，CPU91將指示的位置設(shè)定于變量P (步驟S6)。CPU91解除對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的制動(dòng)且啟動(dòng)C軸馬達(dá)79 (步驟S7)。CPU91使旋轉(zhuǎn)臺(tái)50定位于變量P的位置(步驟S8)。在旋轉(zhuǎn)臺(tái)50朝指示的位置的定位完成之后，CPU91對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)50進(jìn)行制動(dòng)且使C軸馬達(dá)79停止，解除伺服控制(步驟S9)，并使處理返回至步驟SI。在讀出的加工程序的命令不是旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的繞C軸的定位指令時(shí)(步驟S4:否)，CPU91對(duì)讀出的加工程序的命令是否為其它定位指令(例如主軸的X?Z軸方向的定位指令)進(jìn)行判定(步驟Sll)。在讀出的加工程序的命令不是其它定位指令時(shí)(步驟Sll:否)，CPU91使處理返回至步驟SI。在讀出的加工程序的命令為其它定位指令時(shí)(步驟Sll:是)，CPU91對(duì)差分E是否為第二閾值以上進(jìn)行判定(步驟S12)。在差分E小于第二閾值時(shí)(步驟S12:否)，CPU91使處理返回至步驟SI。在差分E為第二閾值以上時(shí)(步驟S12:是)，CPU91使處理前進(jìn)至步驟S7。在步驟S5中，當(dāng)指示的位置是設(shè)定于變量P的位置時(shí)(步驟S5:是)，CPU91使處理前進(jìn)至步驟S12。
[0040]在相同的位置對(duì)工件進(jìn)行多次加工時(shí)，例如在工件的相同部位進(jìn)行了鉆孔加工和攻螺紋加工等時(shí)，位置偏離逐漸增加，因此，警報(bào)工作、加工發(fā)生中斷的可能性較高。在工件的位置偏離(差分E)未超過(guò)允許值且比第二閾值(比允許值小)大的情況下，當(dāng)使工件朝與設(shè)定于變量P的位置相同的位置移動(dòng)時(shí)，機(jī)床100啟動(dòng)伺服馬達(dá)，解除制動(dòng)部的制動(dòng)。由于工件朝變量P的位置移動(dòng)，因此能消除工件的較小位置偏離，提高工件的加工精度。機(jī)床100能防止警報(bào)工作和加工中斷，從而能避免制造效率降低(參照步驟S5?S9、S12)。
[0041]在使工件朝與已經(jīng)設(shè)定于變量P的位置相同的位置移動(dòng)時(shí)，為了提高制造效率而省略工件的定位。但是，在省略了工件的定位時(shí)，會(huì)殘留下前道工序中工件的位置偏離。機(jī)床100在使工件朝與已經(jīng)設(shè)定于變量P的位置相同的位置移動(dòng)時(shí)，也進(jìn)行工件的定位，以消除工件的位置偏離。在工件的位置偏離比第二閾值小時(shí)，可認(rèn)為是因位置檢測(cè)器的特性等而產(chǎn)生的位置偏離或不會(huì)對(duì)工件的加工精度造成影響的微小位置偏離。在工件的位置偏離未超過(guò)第一閾值但比第二閾值大，且讀出了不同于工件定位的命令時(shí)，機(jī)床100啟動(dòng)伺服馬達(dá)，解除對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的制動(dòng)。使工件朝變量P的位置移動(dòng)。在讀出了不同于工件定位的命令時(shí)，例如在讀出了主軸的移動(dòng)命令或工具更換命令時(shí)，機(jī)床100執(zhí)行工件的定位。在工件的加工工序之外的工序中，機(jī)床100在進(jìn)行不同于工件定位的命令同時(shí)，進(jìn)行工件的位置偏離的確認(rèn)和修正，因此，能避免工件加工的周期時(shí)間變長(zhǎng)。
[0042]上面進(jìn)行了確認(rèn)和修正旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的繞C軸的位置偏離的處理，但也可對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)50的繞A軸或B軸的位置偏離應(yīng)用同樣的處理。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)床，包括保持部、伺服馬達(dá)、制動(dòng)部、存儲(chǔ)部和控制部，所述保持部能旋轉(zhuǎn)，且對(duì)用工具進(jìn)行加工的工件予以保持，所述伺服馬達(dá)使所述保持部旋轉(zhuǎn)，所述制動(dòng)部對(duì)所述保持部進(jìn)行制動(dòng)，所述存儲(chǔ)部將用所述制動(dòng)部對(duì)所述保持部進(jìn)行了制動(dòng)時(shí)所述保持部在旋轉(zhuǎn)方向上的制動(dòng)位置和加工工件的命令予以存儲(chǔ)，所述控制部讀出所述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的命令并對(duì)所述伺服馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)和所述制動(dòng)部的動(dòng)作進(jìn)行控制，其特征在于， 所述機(jī)床包括: 位置檢測(cè)部，該位置檢測(cè)部檢測(cè)所述保持部在旋轉(zhuǎn)方向上的位置； 運(yùn)算部，該運(yùn)算部運(yùn)算所述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的所述保持部的制動(dòng)位置與用所述位置檢測(cè)部檢測(cè)出的所述保持部的位置之間的差分； 第一判定部，該第一判定部對(duì)用所述運(yùn)算部運(yùn)算出的所述差分是否比預(yù)先設(shè)定的第一閾值小進(jìn)行判定；以及 第二判定部，該第二判定部對(duì)用所述運(yùn)算部運(yùn)算出的所述差分是否比所述第一閾值小且比預(yù)先設(shè)定的第二閾值大進(jìn)行判定， 在所述第一判定部判定為所述差分比所述第一閾值小且所述第二判定部判定為所述差分比所述第二閾值大時(shí)，所述控制部解除所述制動(dòng)部的制動(dòng)，驅(qū)動(dòng)所述伺服馬達(dá)，使所述保持部定位于所述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的制動(dòng)位置，之后，用所述制動(dòng)部對(duì)所述保持部進(jìn)行制動(dòng)，并解除所述伺服馬達(dá)的控制。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)床，其特征在于，在所述第一判定部判定為所述差分比所述第一閾值小且所述第二判定部判定為所述差分比所述第二閾值大，所述控制部讀出對(duì)所述保持部進(jìn)行定位的命令，且該命令是朝所述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的制動(dòng)位置的移動(dòng)時(shí)，所述控制部解除所述制動(dòng)部的制動(dòng)，驅(qū)動(dòng)所述伺服馬達(dá)，使所述保持部定位于所述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的制動(dòng)位置，之后，用所述制動(dòng)部對(duì)所述保持部進(jìn)行制動(dòng)，并解除所述伺服馬達(dá)的控制。
3.如權(quán)利要求1或2所述的機(jī)床，其特征在于，在所述第一判定部判定為所述差分比所述第一閾值小且所述第二判定部判定為所述差分比所述第二閾值大，所述控制部讀出與對(duì)所述保持部進(jìn)行定位的命令不同的命令時(shí)，所述控制部解除所述制動(dòng)部的制動(dòng)，驅(qū)動(dòng)所述伺服馬達(dá)，使所述保持部定位于所述存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的制動(dòng)位置，之后，用所述制動(dòng)部對(duì)所述保持部進(jìn)行制動(dòng)，并解除所述伺服馬達(dá)的控制。
【文檔編號(hào)】B23Q15/22GK104440386SQ201410455670
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】阿久澤智規(guī) 申請(qǐng)人:兄弟工業(yè)株式會(huì)社