機床的刀具更換裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種機床的刀具更換裝置。該機床的刀具更換裝置具備繞相對鉛垂方向傾斜的軸旋轉(zhuǎn)來搬送刀具的轉(zhuǎn)塔，針對轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)時的各旋轉(zhuǎn)相位，使用各刀具的重量以及位置、轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度，根據(jù)向各刀具施加的離心力、重力、慣性力的合力來計算向各刀具把持部施加的力，按照各旋轉(zhuǎn)相位決定所述轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度。
【專利說明】
機床的刀具更換裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)進行刀具分度的機床的刀具更換裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]一直以來使用自動地更換安裝在機床的主軸上的刀具的刀具更換裝置。在該刀具更換裝置中預(yù)先設(shè)置進行操作所需要的多個刀具，根據(jù)加工狀態(tài)自動地將安裝在機床的主軸上的刀具更換成指定的刀具。
[0003]在這樣的刀具更換裝置中，通過轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)運動搬送刀具，但進行用于搬送的旋轉(zhuǎn)動作時，需要防止刀具的脫落。
[0004]因此，已知以下的用于防止刀具的脫落的技術(shù)。
[0005]在日本特開平8-115113號公報中公開了如下技術(shù):在機床中具備重量數(shù)據(jù)存儲部，在該重量數(shù)據(jù)存儲部中預(yù)先存儲通過數(shù)據(jù)輸入部輸入的各刀具的重量數(shù)據(jù)，根據(jù)該重量數(shù)據(jù)來控制機床的轉(zhuǎn)塔的動作。
[0006]此外，在日本特開2005-205503號公報中公開了如下技術(shù):當(dāng)搬送機床的刀具的轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)時，推定作用于刀具的離心力，根據(jù)該推定出的離心力和轉(zhuǎn)塔的刀具把持部中的刀具的夾緊力，來決定最大旋轉(zhuǎn)速度。
[0007]根據(jù)所述的日本特開平8-115113號公報以及日本特開2005-205503號公報中公開的技術(shù)，根據(jù)刀具重量數(shù)據(jù)或作用于刀具的離心力來適當(dāng)?shù)卦O(shè)定刀具分度時的轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)速度，由此能夠防止刀具的脫落，并且能夠縮短刀具更換時間。但是，在這些文獻所公開的技術(shù)中，對于轉(zhuǎn)塔上的刀具的重量等旋轉(zhuǎn)速度為恒定。但是，當(dāng)轉(zhuǎn)塔進行旋轉(zhuǎn)的軸相對鉛垂方向傾斜時，向刀具施加的重力相對于所述軸的方向根據(jù)轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)相位發(fā)生變化，因此使轉(zhuǎn)塔以恒定速度旋轉(zhuǎn)時，根據(jù)旋轉(zhuǎn)相位相對于旋轉(zhuǎn)的臨界速度有富余，存在刀具更換時間的縮短不充分的可能性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的是提供一種機床的刀具更換裝置，該刀具更換裝置能夠充分地縮短刀具更換時間。
[0009]本發(fā)明的機床的刀具更換裝置，具備繞相對鉛垂方向傾斜的軸旋轉(zhuǎn)來搬送刀具的轉(zhuǎn)塔，該轉(zhuǎn)塔具有以放射狀設(shè)置的多個刀具把持部。
[0010]所述刀具更換裝置的第一方式，具備:力計算部，其具有安裝在所述轉(zhuǎn)塔的所述刀具把持部上的刀具的刀具重量數(shù)據(jù)以及所述刀具把持部中的所述刀具的刀具配置數(shù)據(jù)，根據(jù)這些刀具重量數(shù)據(jù)以及刀具配置數(shù)據(jù)，針對轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)時的各旋轉(zhuǎn)相位，使用各刀具的重量以及位置、轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度，根據(jù)向各刀具施加的離心力、重力、慣性力的合力來計算向各刀具把持部施加的力；最大力計算部，其從通過所述力計算部計算出的向各刀具把持部施加的力中計算最大力；轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)動作決定部，其預(yù)先設(shè)定向刀具把持部施加的力的目標值，針對各旋轉(zhuǎn)相位決定所述轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度，使得針對轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)時的各相位的通過所述最大力計算部計算出的所述最大力相對于所述目標值在預(yù)定的范圍內(nèi)；以及控制裝置，其使所述轉(zhuǎn)塔按照通過所述轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)動作決定部決定的各旋轉(zhuǎn)相位的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度的設(shè)定值來旋轉(zhuǎn)。
[0011 ] 在該方式的刀具更換裝置中，計算向各刀具把持部施加的力，按照轉(zhuǎn)塔的各旋轉(zhuǎn)相位決定速度、加速度來進行轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)動作，因此不局限于低臨界下的速度、加速度，而是能夠針對各旋轉(zhuǎn)相位設(shè)定最佳的速度、加速度，因此能夠進一步縮短刀具更換時間。
[0012]所述刀具更換裝置的第二方式，具備:負載傳感器，其在所述轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)時檢測向各刀具把持部施加的力的大小；最大力計算部，其從通過所述負載傳感器檢測出的向各刀具把持部施加的力中計算最大力；轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)動作決定部，其預(yù)先設(shè)定向刀具把持部施加的力的目標值，針對各旋轉(zhuǎn)相位決定所述轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度，使得針對轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)時的各相位的通過所述最大力計算部計算出的所述最大力相對于所述目標值在預(yù)定的范圍內(nèi)；以及控制裝置，其使所述轉(zhuǎn)塔按照通過所述轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)動作決定部決定的、各旋轉(zhuǎn)相位的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度的設(shè)定值來旋轉(zhuǎn)。
[0013]在該方式的刀具更換裝置中，對各刀具把持部設(shè)置檢測向刀具把持部施加的力的大小的負載傳感器，根據(jù)負載傳感器的檢測結(jié)果決定轉(zhuǎn)塔的各旋轉(zhuǎn)相位的速度、加速度來進行轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)動作，因此不局限于低臨界下的速度、加速度，而是能夠?qū)γ總€旋轉(zhuǎn)相位設(shè)定最佳的速度、加速度，因此能夠進一步縮短刀具更換時間。
[0014]通過具備以上的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明能夠提供一種機床的刀具更換裝置，該刀具更換裝置能夠充分地縮短刀具更換時間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]參照附圖對以下的實施例進行說明，從而使本發(fā)明的所述以及其他目的以及特征更加明確。
[0016]圖1是本發(fā)明的刀具更換裝置的第一實施方式所使用的轉(zhuǎn)塔的結(jié)構(gòu)的概要圖。
[0017]圖2是表示圖1的轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)動作的例子的圖。
[0018]圖3是用于說明決定圖1的轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)加速度的處理的流程的流程圖。
[0019]圖4是表示將針對圖1的轉(zhuǎn)塔所決定的旋轉(zhuǎn)速度按照旋轉(zhuǎn)相位的變化與現(xiàn)有技術(shù)進行比較而得的圖表。
[0020]圖5是本發(fā)明的刀具更換裝置的第二實施方式所使用的轉(zhuǎn)塔的結(jié)構(gòu)的概要圖。
[0021]圖6是用于說明決定圖5的轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)加速度的處理的流程的流程圖。

【具體實施方式】
[0022]首先，參照圖1?圖4對本發(fā)明的機床的刀具更換裝置的第一實施方式進行說明。
[0023]圖1是本發(fā)明的刀具更換裝置所使用的轉(zhuǎn)塔的結(jié)構(gòu)的概要圖。
[0024]轉(zhuǎn)塔I在其周圍以放射狀地具備多個(圖中為12個)刀具把持部3，在這些刀具把持部3中的必要的位置把持刀具2。轉(zhuǎn)塔I按順時針方向旋轉(zhuǎn)。
[0025]當(dāng)向機床的控制部10指示了刀具更換時，使轉(zhuǎn)塔I按順時針方向旋轉(zhuǎn)而到達在轉(zhuǎn)塔I的旋轉(zhuǎn)位置的某個位置設(shè)定的刀具更換位置(以下，有時將該動作稱為“分度”)。當(dāng)在該分度時轉(zhuǎn)塔I進行旋轉(zhuǎn)動作時，若旋轉(zhuǎn)速度或加速度過大，則向刀具把持部3施加較大力，有可能發(fā)生刀具2脫落。
[0026]在圖1中，符號8是將向刀具2施加的重力5、離心力6以及慣性力7合成為矢量而得的合力。在本實施方式中，通過來自數(shù)據(jù)輸入部14的輸入等，預(yù)先將安裝在各刀具把持部3上的各刀具2的重量以及刀具把持部3中的刀具2的配置數(shù)據(jù)存儲在重量數(shù)據(jù)存儲部12中。根據(jù)存儲在重量數(shù)據(jù)存儲部12中的刀具2的重量以及刀具把持部3的刀具2的配置數(shù)據(jù)或轉(zhuǎn)塔I的旋轉(zhuǎn)相位、旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)加速度，在控制部10計算轉(zhuǎn)塔I的每個旋轉(zhuǎn)相位的、向刀具2施加的重力5、離心力6以及慣性力7的合力8，計算向刀具把持部3施加的力。
[0027]這樣，按照轉(zhuǎn)塔I的每個旋轉(zhuǎn)相位、及每個刀具2計算向各刀具把持部3施加的力，使得向刀具把持部3施加的力成為適當(dāng)?shù)闹档貨Q定轉(zhuǎn)塔I的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度。然后，根據(jù)對轉(zhuǎn)塔I的每個旋轉(zhuǎn)相位決定的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度，來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)塔I的旋轉(zhuǎn)動作。由此，控制轉(zhuǎn)塔I的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度使向刀具把持部3施加的力成為適當(dāng)?shù)闹担軌蚍乐沟毒?的脫落，同時可以使轉(zhuǎn)塔I根據(jù)最佳的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度來旋轉(zhuǎn)。
[0028]接著，對決定轉(zhuǎn)塔I的各旋轉(zhuǎn)相位的適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度的方法的例子進行說明。
[0029]首先，對根據(jù)存儲在重量數(shù)據(jù)存儲部12中的刀具2的重量以及刀具把持部3中的刀具2的配置數(shù)據(jù)，計算向刀具把持部3施加的力的方法進行描述。在此，將轉(zhuǎn)塔I的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)成水平方向。
[0030]對設(shè)置在轉(zhuǎn)塔I的周邊部的刀具把持部3，按照1、2、……η的順序進行編號，并假設(shè)分別對刀具把持部3安裝刀具2的重量為……mn的刀具。在此，將刀具2的重心設(shè)為離轉(zhuǎn)塔I的旋轉(zhuǎn)軸的r的距離。此外，重量為Hi1的刀具2位于從轉(zhuǎn)塔I的最上部僅旋轉(zhuǎn)Θ的位置，當(dāng)將轉(zhuǎn)塔I的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為ω，將旋轉(zhuǎn)加速度設(shè)為α?xí)r，向重量為Hi1的刀具2施加的重力為mlg，離心力為Hiir2GJ、慣性力為mir α。并且，可以求出向刀具2施加的合力為重力mlg、離心力Hiir2GJ以及慣性力mira的向量之和。將作為該合力求出的向量的大小F1設(shè)成向刀具把持部3施加的力的大小。同樣,對重量為m2、m3......的刀具2也能夠計算向刀具把持部3施加的力F2、F3……Fn。
[0031]接著，對基于這樣計算出的向刀具把持部3施加的力Fp F2……Fn的、轉(zhuǎn)塔I的旋轉(zhuǎn)動作中的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)加速度的決定方法進行說明。
[0032]在此，每個旋轉(zhuǎn)相位的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度是指，如圖2的位置A、位置B……位置E等那樣，在轉(zhuǎn)塔I的旋轉(zhuǎn)相位不同的位置的每個旋轉(zhuǎn)相位的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度。在圖2所示的例子中，作為旋轉(zhuǎn)相位不同的位置列舉了位置A、位置B……位置E等五種，但這僅僅是一例，對于按照怎樣的相位差在幾個旋轉(zhuǎn)相位來決定旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度，可以自由地進行。
[0033]圖2是表示旋轉(zhuǎn)相位不同的轉(zhuǎn)塔I的位置的圖，由于轉(zhuǎn)塔I按順時針方向旋轉(zhuǎn)，因此按照位置A、位置B……位置E的順序改變旋轉(zhuǎn)相位的同時進行旋轉(zhuǎn)。例如，為了求出轉(zhuǎn)塔I的旋轉(zhuǎn)相位為位置A時的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度，對安裝在刀具把持部3上的每個刀具2，根據(jù)向刀具2施加的重力、離心力以及慣性力計算合力，計算向刀具把持部3施加的力。對每個刀具2進行該力的計算，調(diào)整轉(zhuǎn)塔I的旋轉(zhuǎn)相位為位置A時的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度，使得在計算的力中向刀具把持部3施加的最大的力與預(yù)先設(shè)定的針對刀具把持部3的強度而設(shè)定的目標值F的差在一定值以下。
[0034]接著，進一步對計算向刀具把持部3施加的力的具體的計算方法進行說明。
[0035]預(yù)先決定向刀具把持部3施加的力的目標值F、向旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整后的刀具把持部3施加的力與F的容許誤差dF以及調(diào)整旋轉(zhuǎn)速度時的變更步長幅度do。將F設(shè)定成針對刀具把持部3的強度取充分安全系數(shù)的值，并且將dF、?ω的值設(shè)成考慮控制部10的能力而決定的值。
[0036]決定圖2中的速度ω的初始設(shè)定值。作為一例，可以將該初始設(shè)定值決定成適當(dāng)?shù)闹担缭O(shè)定成與進行現(xiàn)有方式的旋轉(zhuǎn)動作時的速度模式相同的值等。然后，從作為初始設(shè)定值決定的速度值，根據(jù)向刀具把持部3施加的力的計算值來變更該速度值，在實際的旋轉(zhuǎn)動作中使用最佳化的速度值。
[0037]首先，從作為初始設(shè)定值決定的速度模式計算位置Α、位置B……位置E處的加速度α。例如，關(guān)于加速度α，在將各位置間的角度設(shè)成Φ時，將位置間的移動時間t設(shè)成Φ / ω P能夠根據(jù)下式來求出。
[0038]a j = (COw-COiVt
[0039]接著，基于位置A的速度ωΑ、加速度ciA、以及刀具重量和刀具把持部3中的刀具配置，來計算向各刀具把持部3施加的F1?F12。然后，將向位置A的各刀具把持部3施加的F1?F12中的最大值設(shè)為Fmax。在此，當(dāng)Fmax > F時，將位置A中的速度ω變更為僅減少(1ω的值。相反，當(dāng)Fmax < F時，使速度ωΑ僅增加dco。對于位置B?位置E也依次進行該Fmax的計算和速度ω的變更。
[0040]隨著旋轉(zhuǎn)時的速度模式的變更，加速度αΑ?αΕ的值也被變更。當(dāng)速度被變更時，根據(jù)相位與速度的關(guān)系，重新計算位置A?位置E的加速度αΑ?αΕ的值。然后，根據(jù)如此變更后的速度ω以及加速度α，重新對位置A?位置E分別計算F1?F12,求出Fmax,并將與F進行比較來變更速度ω。
[0041]在所有的位置A?位置Ε，重復(fù)進行上述處理直到Fmax與F的差成為容許誤差dF以下為止。然后，當(dāng)Fmax與F的差都在dF以下時,分別將位置A?位置E的速度ω、加速度α設(shè)成實際在該旋轉(zhuǎn)相位進行轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)所使用的值。
[0042]圖3是表示轉(zhuǎn)塔I的每個旋轉(zhuǎn)相位的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度的計算方法的流程的流程圖。以下，對每個步驟進行說明。
[0043].(步驟SAl)決定m個位置作為決定旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度的轉(zhuǎn)塔的位置，適當(dāng)?shù)貨Q定每個相位Q1-Qm的旋轉(zhuǎn)速度O1?COm的初始設(shè)定值。
[0044].(步驟SA2)將每個相位Q1' 的旋轉(zhuǎn)加速度Ct1NCtm的值設(shè)為a ^ =(ω?+1 ?0^)/((1 Θ /(Oi)，依次算 Ct1- a m。但是,通過式 am = (Co1- com)/(d9/com)來計算相位θπ的旋轉(zhuǎn)加速度am。
[0045].(步驟 SA3)設(shè) i = I。
[0046].(步驟SA4)根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度Oi以及旋轉(zhuǎn)加速度a i，來計算相位Θ ,的向每個刀具把持部施加的力Fli?Fni。具體而言，為了求出Fli而使用被把持在刀具把持部的第一位置的刀具的重量Hi1來求出重力mlg、離心力mir2 Θ以及慣性力mir a，并將這些向量和的大小設(shè)成Fn。此外，對刀具把持部的第二位置、第三位置……第η位置也進行同樣的計算。
[0047].(步驟SA5)將在步驟SA4求出的Fli?Fni中的最大值設(shè)成Fmaxi。
[0048].(步驟SA6)將在步驟SA5求出的Fmaxi與被設(shè)定為向刀具把持部施加的力的目標值的F值進行比較，來判SFmaxi是否比F大。iFmaxi大于F時(是)進入步驟SA7，iFmaxi在F以下時(否)進入步驟SA8。
[0049].(步驟SA7)將變更轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)速度時的步長值設(shè)為d ω，將ω i的值僅減少d ω。
[0050].(步驟SA8)將ω j的值僅增大d ω。
[0051].(步驟SA9)判定i的值是否等于m。當(dāng)?shù)扔跁r(是)進入步驟SA11,當(dāng)不等于時(否)進入步驟SAlO。
[0052].(步驟SA10)在i的值上加上I，返回步驟SA4。
[0053].(步驟SA11)使用在步驟SA7或者SA8修正后的ω i?com的值，將每個相位
Θ m的旋轉(zhuǎn)加速度ct i?a m的值設(shè)為α I = ( ω i+1?ω J / (d θ / ω J，依次計算α i?α m。但是，相位θπ*的旋轉(zhuǎn)加速度Cim通過式Cim= (ωι? ωπ)/((1θ/ωπ)來計算。
[0054].(步驟SA12)根據(jù)ω” a i來計算相位Θ j的向每個刀具把持部施加的力Fli?
Fni，提取其中的最大值來計算Fmaxl?Fmaxm。
[0055].(步驟SA13)判定Fmaxl?Fmaxm與F的差是否都小于作為與F的容許誤差而設(shè)定的dF的值。當(dāng)都小于dF時(是)進入步驟SA14，當(dāng)存在dF以上的值時(否)，返回步驟SA3重新進行計算。
[0056](步驟SA14)將ω1、a i的值設(shè)成相位Θ j的速度、加速度的值的決定值，結(jié)束該處理。
[0057]這樣，能夠?qū)D(zhuǎn)塔I的每個旋轉(zhuǎn)相位決定適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度。當(dāng)轉(zhuǎn)塔I實際旋轉(zhuǎn)時，通過這樣決定的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)加速度來調(diào)整轉(zhuǎn)塔I的旋轉(zhuǎn)動作。
[0058]圖4是表示在本實施方式?jīng)Q定的旋轉(zhuǎn)速度按照每個旋轉(zhuǎn)相位變化的圖表。
[0059]在現(xiàn)有技術(shù)中，如圖4的虛線所示，在除了旋轉(zhuǎn)開始之后和旋轉(zhuǎn)結(jié)束之前的相位A、B……E，將更換刀具時的轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)速度固定為恒定值(旋轉(zhuǎn)速度Qlimit)。該旋轉(zhuǎn)速度Qlimit相當(dāng)于Fmax成為最大的相位的臨界旋轉(zhuǎn)速度。
[0060]對此，在本實施方式中，將轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)速度按照轉(zhuǎn)塔的每個旋轉(zhuǎn)相位進行調(diào)整，使得向刀具把持部施加的力的最大值Fmax成為接近被設(shè)定為目標值的F的值。其結(jié)果，在本實施方式中如圖4的圖表所示，在旋轉(zhuǎn)相位B以及E能夠以比現(xiàn)有技術(shù)的速度更快的速度旋轉(zhuǎn)。
[0061]這樣，在現(xiàn)有技術(shù)中對旋轉(zhuǎn)速度有富余的旋轉(zhuǎn)相位，在本實施方式中能夠?qū)⑿D(zhuǎn)速度提高至臨界，因此作為整體能夠縮短刀具更換時間。
[0062]另外，在本實施方式中，計算了對把持刀具的所有的刀具把持部3施加的力，但計算該力時需要時間的情況等，也可以計算僅對除去施加的力明顯較小的刀具把持部3之外的幾個刀具把持部3施加的力，來計算每個旋轉(zhuǎn)相位的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度。
[0063]首先，參照圖5以及圖6對本發(fā)明的機床的刀具更換裝置的第二實施方式進行說明。
[0064]本實施方式與第一實施方式的不同點在于:不是根據(jù)安裝在各刀具把持部3上的刀具2的重量以及位置、轉(zhuǎn)塔I的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度來計算向各刀具把持部3施加的力的大小，而是在各刀具把持部3設(shè)置負載傳感器20，通過這些負載傳感器20來測定向各刀具把持部3施加的力。
[0065]圖5是本實施方式的刀具更換裝置所使用的轉(zhuǎn)塔的結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0066]如圖5所示，在各刀具把持部3的底面部安裝負載傳感器20，使用這些負載傳感器20針對轉(zhuǎn)塔I的每個旋轉(zhuǎn)相位來測定向各刀具把持部3施加的力。另外，可以適當(dāng)?shù)貨Q定負載傳感器20的設(shè)置位置，而不是局限于各刀具把持部3的底面部。
[0067]這樣，針對轉(zhuǎn)塔I的每個旋轉(zhuǎn)相位，通過負載傳感器20測定向各刀具把持部3施加的力，使向刀具把持部3施加的力成為適當(dāng)?shù)闹档貨Q定轉(zhuǎn)塔I的旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)加速度。然后，根據(jù)對轉(zhuǎn)塔I的每個旋轉(zhuǎn)相位決定的旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)加速度，來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)塔I的旋轉(zhuǎn)動作。由此，控制轉(zhuǎn)塔I的旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)加速度使向刀具把持部3施加的力成為適當(dāng)?shù)闹?，能夠防止刀?的脫落，并且能夠使轉(zhuǎn)塔I以最佳的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度旋轉(zhuǎn)。
[0068]圖6是表示轉(zhuǎn)塔I的每個旋轉(zhuǎn)相位的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度的計算方法的流程的流程圖。以下，對每個步驟進行說明。
[0069].(步驟SBl)決定m個位置作為決定旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度的轉(zhuǎn)塔的位置，適當(dāng)?shù)貨Q定每個相位Q1-Qm的旋轉(zhuǎn)速度O1?COm的初始設(shè)定值。
[0070].(步驟SB2)將每個相位Q1NQm的旋轉(zhuǎn)加速度Ct^am的值設(shè)為a i = ( ω i+1?￠^)/((1 Θ /(Oi)，依次算a i?a m。但是,通過式am = (Co1- com)/(d9/com)來計算相位θ m的旋轉(zhuǎn)加速度a m0
[0071].(步驟 SB3)設(shè) i = I。
[0072].(步驟SB4)根據(jù)負載傳感器的檢測結(jié)果，來檢測相位Θ i的向每個刀具把持部施加的力Fl1-Fn^
[0073].(步驟SB5)將在步驟SA4求出的Fli?Fmi中的最大值設(shè)成Fmaxi。
[0074].(步驟SB6)將在步驟SB5求出的Fmaxi與作為向刀具把持部施加的力的目標值而設(shè)定的F值進行比較，來判SFmaxi是否比F大。iFmaxi大于F時(是)進入步驟SB7，當(dāng)Fmaxi在F以下時(否)進入步驟SB8。
[0075].(步驟SB7)將變更轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)速度時的步長值設(shè)定成(1ω，將Coi的值僅減少?ω 0
[0076].(步驟SB8)將ω ±的值僅增大d ω。
[0077].(步驟SB9)判定i的值是否等于m。當(dāng)?shù)扔跁r(是)進入步驟SB11，當(dāng)不等于時(否)進入步驟SBlO。
[0078].(步驟SB10)在i的值上加上1，返回步驟SB4。
[0079].(步驟SB11)使用在步驟SB7或者SB8修正后的ω i?com的值，將每個相位Q1-Θ m的旋轉(zhuǎn)加速度ct i?a m的值設(shè)為Cti= ( ω i+1?0^)/((19/(^),依次計算a i?a m。但是，通過式απ= (ωι? ωπ)/((1θ/ωπ)來計算相位Θ m的旋轉(zhuǎn)加速度a m。
[0080].(步驟SB12)根據(jù)負載傳感器的檢測結(jié)果，來檢測相位Θ i的向每個刀具把持部施加的力Fli?Fmi，將其中的最大值設(shè)為Fmaxi。
[0081].(步驟SB13)判定Fmaxl?Fmaxm與F的差是否都小于被設(shè)定成與F的容許誤差的dF的值。當(dāng)都小于dF時(是)進入步驟SB14，當(dāng)存在dF以上的值時(否)，返回步驟SB3重新進行計算。
[0082].(步驟SB14)將ω 1、a i的值設(shè)為相位Θ j的速度、加速度的值的決定值，結(jié)束該處理。
【權(quán)利要求】
1.一種機床的刀具更換裝置，其具備繞相對鉛垂方向傾斜的軸旋轉(zhuǎn)來搬送刀具的轉(zhuǎn)塔，該刀具更換裝置的特征在于， 所述轉(zhuǎn)塔具有以放射狀設(shè)置的多個刀具把持部， 所述刀具更換裝置具備: 力計算部，其具有安裝在所述轉(zhuǎn)塔的所述刀具把持部上的刀具的刀具重量數(shù)據(jù)以及所述刀具把持部中的所述刀具的刀具配置數(shù)據(jù)，根據(jù)這些刀具重量數(shù)據(jù)以及刀具配置數(shù)據(jù)，針對轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)時的各旋轉(zhuǎn)相位使用各刀具的重量以及位置、轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度，根據(jù)向各刀具施加的離心力、重力、慣性力的合力計算向各刀具把持部施加的力； 最大力計算部，其從通過所述力計算部計算出的向各刀具把持部施加的力中計算最大力； 轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)動作決定部，其預(yù)先設(shè)定向刀具把持部施加的力的目標值，針對各旋轉(zhuǎn)相位決定所述轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度，使得針對轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)時的各相位的通過所述最大力計算部計算出的所述最大力相對于所述目標值在預(yù)定的范圍內(nèi)；以及 控制裝置，其使所述轉(zhuǎn)塔按照通過所述轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)動作決定部決定的、各旋轉(zhuǎn)相位的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度的設(shè)定值來旋轉(zhuǎn)。
2.一種機床的刀具更換裝置，其具備繞相對鉛垂方向傾斜的軸旋轉(zhuǎn)來搬送刀具的轉(zhuǎn)塔，該刀具更換裝置的特征在于， 所述轉(zhuǎn)塔具有以放射狀設(shè)置的多個刀具把持部， 所述刀具更換裝置具備: 負載傳感器，其在所述轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)時檢測向各刀具把持部施加的力的大小； 最大力計算部，其從通過所述負載傳感器檢測出的向各刀具把持部施加的力中計算最大力； 轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)動作決定部，其預(yù)先設(shè)定向刀具把持部施加的力的目標值，針對各旋轉(zhuǎn)相位決定所述轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度，使得針對轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)時的各相位的通過所述最大力計算部計算出的所述最大力相對于所述目標值在預(yù)定的范圍內(nèi)；以及 控制裝置，其使所述轉(zhuǎn)塔按照通過所述轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)動作決定部決定的、各旋轉(zhuǎn)相位的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)加速度的設(shè)定值來旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號】B23Q3/155GK104416400SQ201410455705
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】室田真弘 申請人:發(fā)那科株式會社