機(jī)床的制作方法
【專(zhuān)利摘要】提供一種機(jī)床，操作者不需要每次都根據(jù)切削模式等判斷相同轉(zhuǎn)速切削路徑數(shù)。該機(jī)床具有決定相同轉(zhuǎn)速切削路徑數(shù)的相同轉(zhuǎn)速切削路徑數(shù)計(jì)算部（14），根據(jù)設(shè)定的加工程序等判別螺紋切削加工的切削模式，并根據(jù)切削模式自動(dòng)決定最優(yōu)的相同轉(zhuǎn)速切削路徑數(shù)。因此，即使是不熟練的操作者，也能夠容易抑制顫振，使用方便性良好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】機(jī)床
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如能夠進(jìn)行螺紋切削加工的車(chē)床等機(jī)床。
【背景技術(shù)】
[0002]在使用機(jī)床進(jìn)行加工時(shí)(尤其是在對(duì)低剛性的工件進(jìn)行加工、或者利用低剛性的刀具進(jìn)行加工時(shí))，存在如下現(xiàn)有問(wèn)題:在加工中時(shí)常產(chǎn)生被稱(chēng)作顫振的激烈振動(dòng)，在加工面產(chǎn)生所謂的振紋、刀具崩缺等。因此，例如如專(zhuān)利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的那樣，提出了如下技術(shù):通過(guò)在螺紋切削加工循環(huán)中變更主軸轉(zhuǎn)速，抑制上述這樣的顫振。此外， 申請(qǐng)人:在本件申請(qǐng)之前，提出了如下技術(shù):通過(guò)在螺紋切削加工循環(huán)中以路徑為單位變更主軸轉(zhuǎn)速，使全部的路徑中的螺紋切削倒角相同，能夠抑制切削負(fù)荷的增大(專(zhuān)利申請(qǐng)2012-121107)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2004-209558號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，作為變更主軸轉(zhuǎn)速的方法的例子，列舉了變動(dòng)主軸轉(zhuǎn)速的方法、在精加工時(shí)變更主軸轉(zhuǎn)速的方法以及按照每一路徑變更主軸轉(zhuǎn)速的方法，但是沒(méi)有明確適當(dāng)?shù)淖兏椒?。因此，例如在將刀具路徑的切入方?以下，稱(chēng)作切削模式)設(shè)為所謂的交錯(cuò)切削模式時(shí)，由于在進(jìn)行本次切削時(shí)帶來(lái)較大影響的因素是2次路徑前的切削面，因此在根據(jù)I次路徑前的切削進(jìn)行了變更的主軸轉(zhuǎn)速下，有時(shí)不能夠有效地抑制顫振。因此，存在如下問(wèn)題:在變更主軸轉(zhuǎn)速時(shí)，每次都必須根據(jù)切削模式等判斷如何設(shè)定按照相同的主軸轉(zhuǎn)速持續(xù)進(jìn)行切削的路徑數(shù)(以下，稱(chēng)作相同轉(zhuǎn)速切削路徑數(shù))，對(duì)不熟練的操作者而言使用方便性較差。
[0006]因此，本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，提供了一種機(jī)床，操作者不需要每次都根據(jù)切削模式等判斷相同轉(zhuǎn)速切削路徑數(shù)。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明中的第一方面所述的發(fā)明是一種機(jī)床，該機(jī)床具有:把持裝置，其安裝有軸狀的工件；刀具，其能夠相對(duì)于所述工件沿著所述工件的徑向和軸向移動(dòng)；加工控制單元，其一邊使所述工件和所述刀具繞著所述工件的軸線相對(duì)旋轉(zhuǎn)，一邊重復(fù)下述刀具路徑來(lái)進(jìn)行螺紋切削加工，上述刀具路徑為:使所述刀具相對(duì)于所述工件沿著徑向切入并沿著與所述工件的軸平行的方向移動(dòng)，然后使所述刀具沿著徑向離開(kāi)；轉(zhuǎn)速控制單元，其能夠以刀具路徑為單位變更所述轉(zhuǎn)速；以及轉(zhuǎn)速計(jì)算部，其對(duì)每個(gè)所述刀具路徑的所述工件與所述刀具之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算，所述機(jī)床的特征在于，所述加工控制單元能夠在所述刀具的切入方式不同的多種切削模式下進(jìn)行所述螺紋切削加工，另一方面，所述機(jī)床具有相同轉(zhuǎn)速切削路徑數(shù)計(jì)算部，該相同轉(zhuǎn)速切削路徑數(shù)計(jì)算部判別所述切削模式，并根據(jù)所述切削模式?jīng)Q定每多少次所述刀具路徑就變更所述轉(zhuǎn)速。
[0008]第二方面所述的發(fā)明的特征在于，第一方面所述的發(fā)明具有:振動(dòng)檢測(cè)單元，其用于檢測(cè)在旋轉(zhuǎn)軸方向和切入方向上產(chǎn)生的振動(dòng)；振動(dòng)方向判定部，其根據(jù)檢測(cè)出的振動(dòng)判定容易振動(dòng)的方向；以及切削模式?jīng)Q定部，其從所述多種切削模式中決定I個(gè)切削模式，所述切削模式?jīng)Q定部根據(jù)所述容易振動(dòng)的方向決定I個(gè)切削模式，所述加工控制單元在由所述切削模式?jīng)Q定部決定的切削模式下進(jìn)行加工。
[0009]第三方面所述的發(fā)明的特征在于，在第一或者第二方面所述的發(fā)明中，設(shè)定雙刃切削模式、單刃切削模式和交錯(cuò)切削模式作為所述切削模式。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，由于具有相同轉(zhuǎn)速切削路徑數(shù)計(jì)算部，該相同轉(zhuǎn)速切削路徑數(shù)計(jì)算部判別切削模式，并根據(jù)切削模式?jīng)Q定每多少次刀具路徑就變更轉(zhuǎn)速，因此能夠根據(jù)設(shè)定的加工程序等判別螺紋切削加工的切削模式，例如如果是雙刃切削模式則決定為每I次路徑進(jìn)行變更，另一方面，如果是交錯(cuò)切削模式則決定為每2次路徑進(jìn)行變更等，根據(jù)切削模式自動(dòng)決定最優(yōu)的相同轉(zhuǎn)速切削路徑數(shù)。因此，即使是不熟練的操作者也能夠容易抑制顫振，使用方便性良好。
[0011]此外，根據(jù)第二方面所述的發(fā)明，根據(jù)容易振動(dòng)的方向來(lái)決定不容易產(chǎn)生顫振的切削模式，并在該切削模式下進(jìn)行加工，因此能夠進(jìn)一步抑制顫振。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是示出車(chē)床的整體結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
[0013]圖2是示出車(chē)床的螺紋切削加工循環(huán)中的刀具路徑的一例的說(shuō)明圖。
[0014]圖3是示出在螺紋切削循環(huán)加工中變更主軸轉(zhuǎn)速的狀態(tài)的一個(gè)方式的說(shuō)明圖。
[0015]圖4是示出雙刃 切削模式、單刃切削模式和交錯(cuò)切削模式這3種切削模式的各自的刀具路徑以及從之前的加工面受到影響的幅度的說(shuō)明圖。
[0016]圖5是示出最終的刀具路徑中的切削成為高速轉(zhuǎn)速的切削的主軸轉(zhuǎn)速的變更方式的說(shuō)明圖。
[0017]圖6是示出變形實(shí)施方式的車(chē)床的整體結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
[0018]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0019]1,21..車(chē)床(機(jī)床)，2..主軸(旋轉(zhuǎn)軸)，3..卡盤(pán)(把持裝置)，4 --爪，5..工件，6..編碼器，7..電機(jī)，9..主軸控制部(轉(zhuǎn)速控制單元)，10,22..車(chē)床控制部(加工控制單元)，11..輸入單元，12..存儲(chǔ)部，13..轉(zhuǎn)速計(jì)算部，14..相同轉(zhuǎn)速切削路徑數(shù)計(jì)算部，15..第1次路徑轉(zhuǎn)速計(jì)算部(特定轉(zhuǎn)速計(jì)算部)，16..振動(dòng)方向判定部，17..切削模式?jīng)Q定部，18..振動(dòng)傳感器(振動(dòng)檢測(cè)單元)，19..刀具，20..刀架。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下，根據(jù)附圖，對(duì)作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)床進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]首先，根據(jù)圖1對(duì)車(chē)床I的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，車(chē)床I在主軸2的前端具有卡盤(pán)3，卡盤(pán)3具有爪4，能夠利用該卡盤(pán)3把持軸狀的工件5。此外，在將主軸2支承為能夠旋轉(zhuǎn)的主軸臺(tái)8內(nèi)，內(nèi)置有用于使主軸2旋轉(zhuǎn)的電機(jī)7和用于檢測(cè)主軸2的主軸轉(zhuǎn)速的編碼器6。
[0022]另一方面，9是用于通過(guò)編碼器6監(jiān)測(cè)主軸2的主軸轉(zhuǎn)速并控制主軸2的主軸轉(zhuǎn)速的主軸控制部。此外，10是控制車(chē)床I整體的動(dòng)作的車(chē)床控制部，上述主軸控制部9與輸入單元11、存儲(chǔ)部12、轉(zhuǎn)速計(jì)算部13、相同轉(zhuǎn)速切削路徑數(shù)計(jì)算部14和第1次路徑轉(zhuǎn)速計(jì)算部15連接，其中，輸入單元11用于指示設(shè)定切削模式、變更主軸轉(zhuǎn)速，存儲(chǔ)部12存儲(chǔ)加工程序等，轉(zhuǎn)速計(jì)算部13對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算，相同轉(zhuǎn)速切削路徑數(shù)計(jì)算部14決定相同轉(zhuǎn)速切削路徑數(shù)(即在相同的主軸轉(zhuǎn)速下持續(xù)切削的路徑數(shù))，第1次路徑轉(zhuǎn)速計(jì)算部15用于對(duì)最初的路徑(第1次路徑)的主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算，使得最終的刀具路徑的切削成為高速轉(zhuǎn)速下的切削。并且，在車(chē)床I中，除了通過(guò)主軸控制部9控制工件5的轉(zhuǎn)速(即主軸轉(zhuǎn)速)以外，對(duì)于使刀具19沿著旋轉(zhuǎn)中的工件5的周面切入、并且使工件5和刀具19沿著旋轉(zhuǎn)軸方向和徑向進(jìn)給這樣的加工動(dòng)作，也由公知的結(jié)構(gòu)來(lái)控制。
[0023]接下來(lái)，根據(jù)圖2，對(duì)作為車(chē)床I的加工的一個(gè)方式的螺紋切削加工循環(huán)中的刀具路徑的一例進(jìn)行說(shuō)明。
[0024]在上述車(chē)床I中，通過(guò)將如下所述的刀具路徑(在圖2中，由箭頭示出)作為I個(gè)循環(huán)并重復(fù)多次來(lái)加工螺栓:根據(jù)存儲(chǔ)部12中存儲(chǔ)的加工程序，在主軸控制部9的控制下，對(duì)電機(jī)7提供電力，使主軸2以預(yù)定的主軸轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)而使工件5繞著軸線旋轉(zhuǎn)，并且，在車(chē)床控制部10的控制下，使固定于刀架20的刀具19沿著工件5的徑向切入，并沿著長(zhǎng)度方向(旋轉(zhuǎn)軸方向)進(jìn)給，進(jìn)行螺栓部A的加工，然后使刀具19沿著徑向離開(kāi)。
[0025]此外，車(chē)床I的螺紋切削循環(huán)加工中，按照預(yù)定循環(huán)進(jìn)行變更，將主軸轉(zhuǎn)速設(shè)為低速或者設(shè)為高速。在此，簡(jiǎn)略說(shuō)明在螺紋切削循環(huán)加工中變更主軸轉(zhuǎn)速的狀態(tài)的一個(gè)方式。
[0026]操作者通過(guò)輸入單元11預(yù)先進(jìn)行輸入，SO為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，W為主軸轉(zhuǎn)速變更幅度。并且，轉(zhuǎn)速計(jì)算部13根據(jù)這些參數(shù)，利用下式(I)計(jì)算高速轉(zhuǎn)速SH和低速轉(zhuǎn)速SL，針對(duì)每I次路徑將主軸轉(zhuǎn)速變更為高速轉(zhuǎn)速SH或者低速轉(zhuǎn)速SL中的某一個(gè)(圖3)。由此，與以恒定的主軸轉(zhuǎn)速對(duì)全部路徑進(jìn)行切削的情況相比，能夠抑制顫振的增長(zhǎng)。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)床，該機(jī)床具有: 把持裝置，其安裝有軸狀的工件； 刀具，其能夠相對(duì)于所述工件沿著所述工件的徑向和軸向移動(dòng)； 加工控制單元，其一邊使所述工件和所述刀具繞著所述工件的軸線相對(duì)旋轉(zhuǎn)，一邊重復(fù)下述刀具路徑來(lái)進(jìn)行螺紋切削加工，上述刀具路徑為:使所述刀具相對(duì)于所述工件沿著徑向切入并沿著與所述工件的軸平行的方向移動(dòng)，然后使所述刀具沿著徑向離開(kāi)； 轉(zhuǎn)速控制單元，其能夠以刀具路徑為單位變更所述轉(zhuǎn)速；以及 轉(zhuǎn)速計(jì)算部，其對(duì)每個(gè)所述刀具路徑的所述工件與所述刀具之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算， 所述機(jī)床的特征在于， 所述加工控制單元能夠在所述刀具的切入方式不同的多種切削模式下進(jìn)行所述螺紋切削加工， 另一方面，所述機(jī)床具有相同轉(zhuǎn)速切削路徑數(shù)計(jì)算部，該相同轉(zhuǎn)速切削路徑數(shù)計(jì)算部判別所述切削模式，并根據(jù)所述切削模式?jīng)Q定每多少次所述刀具路徑就變更所述轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床，其特征在于， 所述機(jī)床具有: 振動(dòng)檢測(cè)單元，其用于檢測(cè)在旋轉(zhuǎn)軸方向和切入方向上產(chǎn)生的振動(dòng)； 振動(dòng)方向判定部，其根據(jù)檢測(cè)出的振動(dòng)判定容易振動(dòng)的方向；以及 切削模式?jīng)Q定部，其從所述多種切削模式中決定I個(gè)切削模式， 所述切削模式?jīng)Q定部根據(jù)所述容易振動(dòng)的方向決定I個(gè)切削模式，所述加工控制單元在由所述切削模式?jīng)Q定部決定的切削模式下進(jìn)行加工。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的機(jī)床，其特征在于， 設(shè)定了雙刃切削模式、單刃切削模式和交錯(cuò)切削模式作為所述切削模式。
【文檔編號(hào)】B23G3/00GK103785905SQ201310519985
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月30日
【發(fā)明者】西村浩平, 吉野清, 上野茂樹(shù), 社本英二 申請(qǐng)人:大隈株式會(huì)社, 國(guó)立大學(xué)法人名古屋大學(xué)