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)來進(jìn)行鏜孔加工的加工裝置。
日本專利申請公開特開平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)分割成多個區(qū)間，在試加工結(jié)束時用圓度測定裝置來檢測工件外圓周上各個分割點處法線方向上的偏差，并根據(jù)這一檢測結(jié)果求出與各個分割區(qū)間相對應(yīng)的工具移動半徑，讓工具在每一個分割區(qū)間上以上述移動半徑進(jìn)行圓弧移動，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分隔區(qū)間上，利用G02(G03)指令，讓工具以對應(yīng)于該分割區(qū)間的移動半徑進(jìn)行圓弧移動，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控制裝置在加工過程中根據(jù)上述移動半徑，計算出工具每隔預(yù)定時間的X軸和Y軸移動量，根據(jù)計算出來的移動量來控制工具的移動，這樣，在確定工具的進(jìn)給速度時就必須考慮NC控制裝置的運算時間，因而不適于工具以例如每分鐘8000mm這樣的移動速度進(jìn)行高速加工。此外，由于將工件外圓周每隔15度進(jìn)行分割會形成較大的分割區(qū)間，因此在根據(jù)圓度測定裝置的檢測結(jié)果來求出平均移動半徑，而在以此進(jìn)行圓度修正的改進(jìn)過程中，存在著無法進(jìn)行簡單修正的問題。
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，其特征在于包括計算裝置，用于根據(jù)加工孔形狀，計算出由工具每隔預(yù)定時間的移動量組所構(gòu)成的加工軌跡數(shù)據(jù)，以及傳送裝置，用于將上述計算裝置計算出的加工軌跡數(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的加工軌跡數(shù)據(jù)，對工具的移動進(jìn)行控制；如權(quán)利要求2所述，其特征在于還包括圓度測定裝置，根據(jù)該圓度測定裝置的檢測數(shù)據(jù)來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)來控制工具的移動；如權(quán)利要求3所述，其特征在于還包括傳送裝置，用于將所述圓度測定裝置的檢測數(shù)據(jù)輸送至所述計算裝置，所述計算裝置根據(jù)被傳送的檢測數(shù)據(jù)來計算出新的加工軌跡數(shù)據(jù)。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的加工裝置在機械加工中的應(yīng)用實施例加以說明。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控制裝置的存儲區(qū)域；圖3為用于說明高速循環(huán)加工動作的視圖；圖4所示為檢測數(shù)據(jù)；圖5所示為檢測數(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)的修正計算方法；圖10是用于說明本發(fā)明加工裝置工作方式的流程圖。
首先，如圖1所示，在機械加工中心1的機床2上，安裝有能夠在前后方向上自由移動的一移動機身3。在上述移動機身3上安裝有一個能夠自由上下移動的主軸頭4，在該主軸頭4中安裝了能夠自由旋轉(zhuǎn)的主軸5。在上述機械加工中心1處還設(shè)置了裝有多種工具的工具庫6，以及將該工具庫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)，對移動機身3和主軸頭4的移動、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和存儲器9，所述微處理器8是已知的，用于將下面將要說明的由計算機生成的加工軌跡數(shù)據(jù)送入所述NC控制裝置7，所述存儲區(qū)域9用于存儲送到NC控制裝置7的加工軌跡數(shù)據(jù)。如圖2所示，在上述存儲區(qū)域9的變量號碼為#20000的地址中存儲了加工軌跡數(shù)據(jù)的標(biāo)題信息，在該標(biāo)題信息所指示的變量號碼中存儲了加工軌跡數(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)置了用于實現(xiàn)工具移動的G05指令，當(dāng)執(zhí)行該G05指令時，如圖3所示，工具T(端銑刀)從a點開始依次沿著a點、b點、c點、d點、c點、e點所描繪的軌跡進(jìn)行高速循環(huán)加工。
其次，如圖1所示的圓度測定裝置11對試加工結(jié)束后所獲得的工件加工孔的正圓度進(jìn)行檢測，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數(shù)據(jù)12予以輸出(如圖4、5所示)。通過軟盤(傳送裝置)將上述圓度測定裝置11的輸出數(shù)據(jù)12傳送到下面將要說明的計算機。
其次，圖1中作為計算裝置示出的個人計算機21(以下稱計算機)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)的初始值來計算加工軌跡數(shù)據(jù)23(如圖6所示)的程序。通過盒式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“在上述存儲區(qū)域9的#20000高速循環(huán)加工編目數(shù)中存儲1”，N20001P1表示“將存儲區(qū)域9的#20001循環(huán)次數(shù)中存儲1”。
下面對計算加工軌跡數(shù)據(jù)23的數(shù)據(jù)信息23b的程序進(jìn)行說明，其中僅僅對圖3中從c點開始到c點為止的圓弧移動中的數(shù)據(jù)信息23b的計算方式加以說明。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，工具T每隔4msec的移動距離為(8000/60)*(4/1000)＝0.533mm根據(jù)這一移動距離，加工孔的圓周周長被分割成分割區(qū)間數(shù)目為(80*π)/0.533＝471個將360度以上述區(qū)間數(shù)目予以分割，從而計算出工具T每隔4msec中的移動角度為360度/471＝0.764度這樣，計算機21的計算程序就如圖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度移動角度的法線的交點的座標(biāo)值(Xn、Yn)(n＝0、1、2…)，根據(jù)上述座標(biāo)值(Xn、Yn)，計算出工具T每隔4msec在X軸和Y軸方向上的移動量，以這樣計算出的移動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“將存儲區(qū)域9的#30100的X軸移動量、#31100的Y軸移動量存儲為(0，0)”。
在上述計算機21中設(shè)置了修正程序，該修正程序根據(jù)圓度測定裝置11所傳送的檢測數(shù)據(jù)12，產(chǎn)生與該檢測數(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移動角度0.764度的法線的交點座標(biāo)值(X″1、Y″1)，根據(jù)這一座標(biāo)值(X″1、Y″1)，計算出工具T在4msec移動時的X軸和Y軸移動量。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座標(biāo)值(X″n＋1、Y″n＋1)，從而求出工具T在每隔4msec移動時的X軸和Y軸移動量，這樣計算出來的移動量組就構(gòu)成了新的加工軌跡數(shù)據(jù)23的數(shù)據(jù)信息23b。
上述計算機21的修正程序還用于判斷由正圓度測定裝置11輸送的檢測數(shù)據(jù)12是否在預(yù)定的允許范圍之內(nèi)，如果超過該允許范圍，則對加工軌跡數(shù)據(jù)23進(jìn)行修正；如果沒有超過該允許范圍，便開始進(jìn)行正常加工。
下面根據(jù)圖10給出的流程圖，對具有上述結(jié)構(gòu)的加工裝置的工作方式進(jìn)行說明。首先，由操作者操作計算機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，由計算機21的計算程序計算出工具T每隔4msec的X軸和Y軸移動量組所構(gòu)成的加工軌跡數(shù)據(jù)23(S2)，然后通過盒式ROM20，將上述加工軌跡數(shù)據(jù)23輸送至機械加工中心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，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，直接采用存儲區(qū)域中的#30100以后所存儲的數(shù)據(jù)信息23b作為工具T每隔4msec的X軸和Y軸移動量，讓工具依次沿著a點、b點、c點、d點、c點、e點、a點所表示的軌跡進(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，采用圓度測定裝置11來檢測該工件加工孔的正圓度(S5)，并將檢測數(shù)據(jù)12通過軟盤13送到計算機21(S6)。采用計算機21的修正程序來判斷由送來的檢測數(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)，就原樣不動地使用在上述步驟S2中所計算出來的加工軌跡數(shù)據(jù)23進(jìn)來行正常的高速循環(huán)加工(S10)。如果在步驟S7中發(fā)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)12所表示的正圓度超過了允許的范圍，則由計算機21的修正程序根據(jù)檢測數(shù)據(jù)12產(chǎn)生補正數(shù)據(jù)31(S8)，然后利用上述補正數(shù)據(jù)31進(jìn)行修正，計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，并對經(jīng)過加工之后的加工孔的正圓度進(jìn)行檢測，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端銑刀T就能夠加工出多個具有不同孔徑的孔。此外，由于不需要采用特殊的鏜孔刀桿，因而能夠為顧客提供較短的加工周期和較低的加工價格。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軸移動量組所生成的數(shù)據(jù)信息23b來控制端銑刀T的移動，而在過去所采用G02指令的加工過程中，NC控制裝置需要一邊計算工具的移動量，一邊對端銑刀的移動進(jìn)行控制，與之相比，本發(fā)明能夠使得端銑刀以相對較高的進(jìn)給速度進(jìn)行移動，從而實現(xiàn)工具以高達(dá)8000mm/min的進(jìn)給速度進(jìn)行高速加工。此外，因通過對具有端銑刀T每隔4msec移動量的加工軌跡數(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，與過去將工件外圓周分割成15度的區(qū)間，對這些分割區(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，由于利用了計算機21來自動對加工軌跡數(shù)據(jù)23進(jìn)行計算及修正，與通過人工計算加工軌跡及修正相比，具有節(jié)約數(shù)據(jù)的產(chǎn)生時間并提高數(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，包括計算裝置，用于根據(jù)加工孔形狀，計算出由工具每隔預(yù)定時間的移動量組所構(gòu)成的加工軌跡數(shù)據(jù)，以及傳送裝置，用于將上述計算裝置計算出的加工軌跡數(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的加工軌跡數(shù)據(jù)對工具的移動進(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，還包括圓度測定裝置，根據(jù)該圓度測定裝置的檢測數(shù)據(jù)來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)來控制工具的移動，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定裝置的檢測數(shù)據(jù)送到所述計算裝置，所述計算裝置根據(jù)被傳送的檢測數(shù)據(jù)來計算出新的加工軌跡數(shù)據(jù)，因而不但能夠在較短時間內(nèi)產(chǎn)生加工軌跡數(shù)據(jù)，而且同時還能夠提高數(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)來進(jìn)行孔的加工，其特征在于包括計算裝置，用于根據(jù)加工孔形狀，計算出根據(jù)工具每隔預(yù)定時間的移動量組所構(gòu)成的加工軌跡數(shù)據(jù)；傳送裝置，用于將上述計算裝置計算出的加工軌跡數(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的加工軌跡數(shù)據(jù)，對工具的移動進(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定裝置，根據(jù)該圓度測定裝置的檢測數(shù)據(jù)來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)來控制工具的移動。
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，用于將所述圓度測定裝置的檢測數(shù)據(jù)送到所述計算裝置，所述計算裝置根據(jù)被傳送的檢測數(shù)據(jù)來計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，在機械加工中心通過利用安裝在主軸上的端銑刀的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)來進(jìn)行孔的加工。該裝置能夠計算出加工軌跡數(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軸移動量的數(shù)據(jù)信息23b，在采用G05指令進(jìn)行高速加工的過程中，直接采用加工軌跡數(shù)據(jù)23的數(shù)據(jù)信息23b來控制端銑刀T的移動。
文檔編號B23C3/02GK1161260SQ9612198
公開日1997年10月8日 申請日期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 申請人:豐和工業(yè)株式會社