多軸自動(dòng)車床的制作方法
【專利摘要】多軸自動(dòng)車床(10)包括：分度旋轉(zhuǎn)的主軸支架(102)；配置在主軸支架(102)上并保持工件并旋轉(zhuǎn)的多個(gè)主軸(103)；以及具有加工工件的刀(16)，能在接近或者離開各主軸(103)的方向移動(dòng)的多個(gè)橫刀架(11)。橫刀架(11)利用被伺服馬達(dá)(21)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的偏心凸輪(13)在任意角度范圍，在接近或者離開各主軸(103)的方向移動(dòng)并加工工件。由此，能夠容易且高精度地校正因從主軸支架的旋轉(zhuǎn)中心到各主軸的旋轉(zhuǎn)中心的各距離的差異而產(chǎn)生的工件的加工尺寸誤差。
【專利說明】
多軸自動(dòng)車床
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及多軸自動(dòng)車床，更詳細(xì)而言，涉及能夠高精度地校正因從主軸的公轉(zhuǎn)中心到保持工件的多個(gè)主軸的各距離的差異而引起的工件的加工尺寸誤差的多軸自動(dòng)車床。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖10至圖12所示，以往的多軸自動(dòng)車床100包括:被分度驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)101驅(qū)動(dòng)并以旋轉(zhuǎn)中心O為中心以預(yù)定的角度(圖示的實(shí)施方式中為60°)間歇旋轉(zhuǎn)(公轉(zhuǎn))、即分度旋轉(zhuǎn)的主軸支架102;以及被主軸支架102支持，把持未圖示的工件并旋轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn))的多個(gè)(圖示的實(shí)施方式中為6個(gè))主軸103。各主軸103的旋轉(zhuǎn)軸104與通過主軸支架102的中心地配設(shè)的旋轉(zhuǎn)軸105連結(jié)。旋轉(zhuǎn)軸105經(jīng)由帶106和齒輪107，被驅(qū)動(dòng)馬達(dá)108驅(qū)動(dòng)。
[0003]在主軸支架102的外周側(cè)與各主軸103對應(yīng)地配置有多個(gè)(圖示的實(shí)施方式中為6個(gè))橫刀架110，使該橫刀架110與刀111 一起向被主軸103把持并旋轉(zhuǎn)的工件前進(jìn)倒退，對工件進(jìn)行車削加工。一邊使主軸支架102分度旋轉(zhuǎn)一邊在各位置依次進(jìn)行這樣的工件加工，制成為制品。
[0004]作為以往的橫刀架110的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)，使用齒輪凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在主軸支架102的外周側(cè)與主軸支架102同芯地配置環(huán)形齒輪112，使環(huán)形齒輪112與經(jīng)由減速裝置113被馬達(dá)114旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)齒輪115嚙合并旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪112與在各橫刀架110的凸輪軸116的一端固定的橫刀架驅(qū)動(dòng)齒輪117嚙合。固定在橫刀架110上的凸輪隨動(dòng)件119與在凸輪軸116的另一端固定的扇形凸輪(橫刀架凸輪)118的凸輪面118a滑動(dòng)接觸，利用扇形凸輪118的旋轉(zhuǎn)使各橫刀架110、即刀111向旋轉(zhuǎn)的工件前進(jìn)倒退并進(jìn)行加工。另外，在工件型號(hào)變更的情況下，通過更換扇形凸輪118，調(diào)整切入量。
[0005]在以往的多軸自動(dòng)車床100中，從主軸支架102的旋轉(zhuǎn)中心O(公轉(zhuǎn)中心)到把持工件的多個(gè)主軸103的中心01(自轉(zhuǎn)中心)的距離R，由于制造誤差等而不是完全相同的。另一方面具有的問題是:被對各橫刀架110共用的環(huán)形齒輪112驅(qū)動(dòng)的各橫刀架110的進(jìn)刀量在所有的橫刀架110上都相同，因此從公轉(zhuǎn)中心O到各個(gè)主軸103的中心01的距離R的誤差會(huì)給工件的加工尺寸帶來影響，不能個(gè)別校正在各主軸103上產(chǎn)生的直徑差。另外，為了進(jìn)行尺寸校正，由于要對每個(gè)主軸103擰開工具固定螺釘120，轉(zhuǎn)動(dòng)位置調(diào)整螺釘121來調(diào)整刀111的位置，因此調(diào)整后的位置精度差，需要作業(yè)者的經(jīng)驗(yàn)和直覺。
[0006]另外，公開了如下帶NC的多軸自動(dòng)車床:在包括在同一底座上具有多個(gè)主軸的主軸組;在與各主軸對置的位置具有相同數(shù)量的刀的刀組的多軸自動(dòng)車床中，使刀組中的任意刀從刀組中獨(dú)立并利用NC裝置來控制(例如參照專利文獻(xiàn)I)。并且，在專利文獻(xiàn)2所記載的多軸車床中，公開了利用由NC裝置控制的伺服馬達(dá)，經(jīng)由絲杠、螺母來驅(qū)動(dòng)X軸滑板。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開昭63-57101號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開平8-192303號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本發(fā)明欲解決的問題
[0012]然而，認(rèn)為專利文獻(xiàn)I所公開的帶NC多軸自動(dòng)車床通過使用NC馬達(dá)來使?jié)L珠絲杠旋轉(zhuǎn)，從而使NC用滑動(dòng)件前進(jìn)后退。所以，切入量的調(diào)整在NC裝置中設(shè)定數(shù)值即可，不是熟練人員也能容易處理，但與凸輪式多軸自動(dòng)車床比較，設(shè)想到其必要空間增大，成本上升。另外，由于從刀臺(tái)去除了相應(yīng)刀的安裝部，因此NC化所需的位置的變更是困難的，存在改善的余地。專利文獻(xiàn)2所記載的多軸車床中也使用滾珠絲杠，存在必要空間增大這樣的問題。
[0013]本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種多軸自動(dòng)車床，能夠容易且高精度地校正因從主軸支架的旋轉(zhuǎn)中心到各主軸的旋轉(zhuǎn)中心的各距離的差異而產(chǎn)生的工件的加工尺寸誤差。
[0014]用于解決問題的方案
[0015]本發(fā)明的上述目的由下述的構(gòu)成實(shí)現(xiàn)。
[0016](I)一種多軸自動(dòng)車床，包括:
[0017]主軸支架，其以預(yù)定的角度進(jìn)行分度旋轉(zhuǎn)；
[0018]多個(gè)主軸，其在以主軸支架的旋轉(zhuǎn)中心為中心的圓周上等間隔配置，分別保持工件并旋轉(zhuǎn)；以及
[0019]多個(gè)橫刀架，其具有加工工件的工具，能在接近或者離開各主軸的方向移動(dòng)，
[0020]使主軸支架公轉(zhuǎn)，并且利用自轉(zhuǎn)的各主軸一邊使工件旋轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行加工，多軸自動(dòng)車床的特征在于，
[0021]橫刀架利用伺服馬達(dá)將偏心凸輪在任意角度范圍旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，從而在接近或者離開各主軸的方向移動(dòng)。
[0022](2)如(I)所述的多軸自動(dòng)車床，其特征在于，
[0023]偏心凸輪經(jīng)由被伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的諧波減速器而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0024](3)如(I)或(2)所述的多軸自動(dòng)車床，其特征在于，
[0025]多個(gè)橫刀架能夠利用齒輪驅(qū)動(dòng)對所述偏心凸輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，
[0026]橫刀架能夠切換齒輪驅(qū)動(dòng)與伺服馬達(dá)所進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)來使用。
[0027](4)如(I)至(3)的任一項(xiàng)所述的多軸自動(dòng)車床，其特征在于，
[0028]根據(jù)各工件的加工尺寸差對每個(gè)主軸儲(chǔ)存各橫刀架的進(jìn)刀量校正值，基于進(jìn)刀量校正值來控制各橫刀架的移動(dòng)量，其中，各工件的加工尺寸差是因主軸支架的旋轉(zhuǎn)中心到各主軸的中心的距離的差而產(chǎn)生的。
[0029](5)如(I)所述的多軸自動(dòng)車床，其特征在于，
[0030]所述偏心凸輪根據(jù)與凸輪隨動(dòng)件抵接的凸輪面的范圍，切換所述伺服馬達(dá)所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)速度。
[0031](6)如(I)所述的多軸自動(dòng)車床，其特征在于，
[0032]對于所述偏心凸輪，在加工所述工件的過程中，在與凸輪隨動(dòng)件抵接的凸輪面的范圍，使所述伺服馬達(dá)所進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)停止預(yù)定時(shí)間。
[0033](7)如(I)所述的多軸自動(dòng)車床，其特征在于，
[0034]對于所述偏心凸輪，在完成所述工件的加工的所述橫刀架最接近所述主軸的位置，使所述伺服馬達(dá)所進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)停止預(yù)定時(shí)間。
[0035](8)如(I)所述的多軸自動(dòng)車床，其特征在于，
[0036]設(shè)定所述伺服馬達(dá)，以便根據(jù)所述工件來變更所述工具的切入量。
[0037](9)如(I)所述的多軸自動(dòng)車床，其特征在于，
[0038]所述偏心凸輪在從其中心偏移的位置安裝有凸輪軸，
[0039]所述凸輪軸在加工每個(gè)所述工件時(shí)變更等待位置。
[0040]發(fā)明效果
[0041]根據(jù)本發(fā)明的多軸自動(dòng)車床，由于橫刀架通過利用伺服馬達(dá)將偏心凸輪在任意角度范圍進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，從而在接近或者離開各主軸的方向移動(dòng)，因此能夠以高位置精度來移動(dòng)橫刀架。另外，能夠容易對于各主軸設(shè)定分別不同的移動(dòng)量。由此，能夠進(jìn)行精度高的工件的加工。
【附圖說明】
[0042]圖1是本發(fā)明所涉及的多軸自動(dòng)車床的橫刀架的平面圖。
[0043]圖2是驅(qū)動(dòng)圖1所示的橫刀架的偏心凸輪的伺服馬達(dá)和諧波減速器的剖視圖。
[0044]圖3是變形例的橫刀架的平面圖。
[0045]圖4是用于說明使用了多軸自動(dòng)車床的控制方法I的一個(gè)例子的圖。
[0046]圖5是用于說明使用了多軸自動(dòng)車床的控制方法2的一個(gè)例子的圖。
[0047]圖6是用于說明使用了多軸自動(dòng)車床的控制方法2的其他例的圖。
[0048]圖7是用于說明使用了多軸自動(dòng)車床的控制方法3的一個(gè)例子的圖。
[0049]圖8是用于說明使用了多軸自動(dòng)車床的控制方法4的一個(gè)例子的圖。
[0050]圖9是用于說明使用了多軸自動(dòng)車床的控制方法5的一個(gè)例子的圖。
[0051 ]圖10是以往的多軸自動(dòng)車床的平面圖。
[O052 ]圖11是示出圖1O所示的多軸自動(dòng)車床的概要構(gòu)成的立體圖。
[0053]圖12是圖10所示的以往的橫刀架的平面圖。
[0054]附圖標(biāo)記的說明
[0055]11:橫刀架
[0056]13:偏心凸輪
[0057]13A:卵型凸輪(偏心凸輪)
[0058]16:刀(進(jìn)行加工的工具)
[0059]21:伺服馬達(dá)
[0060]22:諧波減速器
[0061]30:控制裝置
[0062]100:多軸自動(dòng)車床
[0063]102:主軸支架
[0064]103:主軸
[0065]110:齒輪驅(qū)動(dòng)式橫刀架(橫刀架)
[0066]112:環(huán)形齒輪(主齒輪)
[0067]118:扇形凸輪(偏心凸輪)
[0068]O:公轉(zhuǎn)中心(主軸支架的旋轉(zhuǎn)中心)
[0069]01:主軸的旋轉(zhuǎn)中心
[0070]R:從主軸支架的旋轉(zhuǎn)中心到主軸的旋轉(zhuǎn)中心的距離
【具體實(shí)施方式】
[0071]下面，基于附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明所涉及的多軸自動(dòng)車床的一個(gè)實(shí)施方式。此外，由于本實(shí)施方式的多軸自動(dòng)車床除了橫刀架及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外，實(shí)際上與圖10所示的以往的多軸自動(dòng)車床相同，因此在以下的說明中，以圖1和圖2所示的橫刀架及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為中心，一邊借用圖10—邊進(jìn)行說明。
[0072]如圖1和圖2所示，本實(shí)施方式的多軸自動(dòng)車床10的橫刀架11代替以往的由橫刀架驅(qū)動(dòng)齒輪117(參照圖10)進(jìn)行的齒輪驅(qū)動(dòng)，利用以被NC控制的伺服馬達(dá)21作為驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)裝置20來驅(qū)動(dòng)凸輪軸12。在凸輪軸12的一端部12a，具有圓形形狀的凸輪面13a的偏心凸輪13安裝在從該偏心凸輪13的中心偏移的位置。
[0073]驅(qū)動(dòng)裝置20如圖2所示，包括被NC控制的伺服馬達(dá)21、以及被伺服馬達(dá)21旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的諧波減速器22，在一端部12a固定有偏心凸輪13的凸輪軸12經(jīng)由固定在另一端部12b的諧波減速器22而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。諧波減速器22是以往已知的減速裝置，包括波發(fā)生器24、柔輪25、以及剛輪26。
[0074]波發(fā)生器24包括橢圓形凸輪24a;外嵌在該橢圓形凸輪24a上的球軸承狀部件24b，球軸承狀部件的內(nèi)圈固定在橢圓形凸輪24a上，外圈能經(jīng)由滾珠而進(jìn)行彈性變形。橢圓形凸輪24a固定在伺服馬達(dá)21的旋轉(zhuǎn)軸23上，與旋轉(zhuǎn)軸23—起旋轉(zhuǎn)。柔輪25是由金屬彈性體構(gòu)成的薄壁杯狀的部件，在外周面刻有外齒，杯狀底部(膜片)25a固定在凸輪軸12的另一端12b。剛輪26是剛體環(huán)狀的部件，在內(nèi)周面刻有齒數(shù)比柔輪25例如多2個(gè)的內(nèi)齒。剛輪26固定在利用滾動(dòng)軸承28旋轉(zhuǎn)自如地支持凸輪軸12的殼體27上，柔輪25的外齒與剛輪26的內(nèi)齒嚙合。
[0075]而且，波發(fā)生器24旋轉(zhuǎn)時(shí)，一邊是柔輪25彈性變形，一邊是柔輪25與剛輪26的嚙合位置由于剛輪26的內(nèi)齒與柔輪25的外齒的齒數(shù)差而依次移動(dòng)。波發(fā)生器24轉(zhuǎn)I圈時(shí)，柔輪25向波發(fā)生器24的旋轉(zhuǎn)方向的相反方向旋轉(zhuǎn)柔輪25與剛輪26的齒數(shù)差、S卩2齒的量。由此，固定在柔輪25上的凸輪軸12以大幅減速后的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。
[0076]這樣，將諧波減速器22用作減速裝置，能夠利用高的減速比從低輸出的伺服馬達(dá)21產(chǎn)生大的力矩，得到高精度且小型化的減速裝置。
[0077]如圖1所示，在橫刀架11中，與以往的橫刀架110同樣，用于加工工件的刀16被螺釘
15固定在能相對于殼體27移動(dòng)的可動(dòng)臺(tái)18上，并且在可動(dòng)臺(tái)18上固定有與偏心凸輪13的凸輪面13a對置的凸輪隨動(dòng)件14。另外，在刀16的后方設(shè)有調(diào)整刀位置的調(diào)節(jié)螺釘17。此外，主軸103的中心01位于將凸輪軸12和凸輪隨動(dòng)件14的中心連接的線上。在可動(dòng)臺(tái)18上，在凸輪軸12的周圍設(shè)有未圖示的孔部，以便容許可動(dòng)臺(tái)18自身相對于凸輪軸12移動(dòng)。另外，在本發(fā)明中，基本上不需要調(diào)節(jié)螺釘17，但為了能與后述以往的橫刀架110共用，設(shè)置了調(diào)節(jié)螺釘17。
[0078]利用被伺服馬達(dá)21驅(qū)動(dòng)的凸輪軸12將偏心凸輪13在任意角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，與偏心凸輪13的凸輪面13a抵接的凸輪隨動(dòng)件14根據(jù)偏心凸輪13的旋轉(zhuǎn)角度而被按壓，使橫刀架11、即刀16在圖中左右方向移動(dòng)，對被各主軸103把持并旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行加工。所以，通過使偏心凸輪13在任意角度范圍旋轉(zhuǎn)往返運(yùn)動(dòng)，從而刀16在左右方向進(jìn)退。
[0079]由于各伺服馬達(dá)21由控制裝置30個(gè)別地NC控制，因此能夠在任意的旋轉(zhuǎn)角度范圍將偏心凸輪13轉(zhuǎn)動(dòng)，使偏心凸輪13擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)，使得偏心凸輪13的旋轉(zhuǎn)角度、即刀16的移動(dòng)量成為對每個(gè)主軸103設(shè)定的移動(dòng)量。
[0080]在以同一尺寸將各工件加工的情況下，如圖10所示，刀16相對于各主軸103的移動(dòng)量會(huì)根據(jù)從主軸支架102的公轉(zhuǎn)中心O到各個(gè)主軸103的中心01的距離R而不同。具體而言，對于相對于距離R具有短距離Rl的主軸103，需要將刀16的移動(dòng)量加長的量為距離的差值(R-R1)，距離R是從成為標(biāo)準(zhǔn)的主軸103的公轉(zhuǎn)中心O到主軸103的中心01的距離R。反之，對于具有長距離R2的主軸103，需要將刀16的移動(dòng)量縮短的量為距離的差值(R2-R)。
[0081]由于對于上述各主軸103而言的從主軸支架102的旋轉(zhuǎn)中心O到主軸103的中心01的距離R之差表現(xiàn)為制品的加工精度，因此對每個(gè)主軸103測定工件尺寸并將各橫刀架11的進(jìn)刀量校正值儲(chǔ)存在控制裝置30中?？刂蒲b置30對伺服馬達(dá)21進(jìn)行NC控制，以與進(jìn)刀量校正值對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度使凸輪軸12 (偏心凸輪13)旋轉(zhuǎn)。由此，能夠校正從主軸支架102的公轉(zhuǎn)中心O到各個(gè)主軸103的中心01的距離R的差所導(dǎo)致的加工尺寸差。
[0082]該進(jìn)刀量校正作業(yè)不需要如以往那樣依賴豐富的經(jīng)驗(yàn)、作業(yè)者的直覺，僅通過從未圖示的輸入裝置向控制裝置30輸入指示就能夠容易變更。另外，能夠不停止多軸自動(dòng)車床10，在運(yùn)行的狀態(tài)下進(jìn)行，防止作業(yè)效率下降。
[0083]另外，偏心凸輪13被設(shè)計(jì)為凸輪隨動(dòng)件14的最大按壓量大于各刀16的最大移動(dòng)量，另外，使偏心凸輪13只擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)必要角度，從而刀16的移動(dòng)量能夠與分別不同的多個(gè)工件對應(yīng)。
[0084]此外，在一系列的加工工序中，在粗加工工序等中，有的情況下不一定需要上述的高精度的加工。在這樣的加工工序中使用圖12所示的以往的被齒輪凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的橫刀架110，在需要高精度的加工的工序中使用本發(fā)明的被NC控制機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的橫刀架11，從而能夠使以往的齒輪凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與本發(fā)明的NC控制機(jī)構(gòu)混合在一臺(tái)多軸自動(dòng)車床10中，成為混合構(gòu)造。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)必要充分的加工精度、和低成本。
[0085]從NC控制機(jī)構(gòu)向齒輪凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的變更能夠容易進(jìn)行，從橫刀架11取下凸輪軸12(帶偏心凸輪13)和驅(qū)動(dòng)裝置20，取而代之，安裝凸輪軸116、扇形凸輪118、和橫刀架驅(qū)動(dòng)齒輪117，并與環(huán)形齒輪112嚙合即可。此外，通過在凸輪軸12上預(yù)先設(shè)置橫刀架驅(qū)動(dòng)齒輪117，并且設(shè)置將來自伺服馬達(dá)21的動(dòng)力進(jìn)行離合的離合單元，從而能夠不更換凸輪軸12地進(jìn)行使用。進(jìn)一步，從NC控制機(jī)構(gòu)向齒輪凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的變更能夠?qū)τ谌我獾臋M刀架11進(jìn)行，加工工序的設(shè)計(jì)自由度提高。即，能夠與工件的加工形態(tài)匹配地將NC控制機(jī)構(gòu)和齒輪凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組合并配置在任意的位置。
[0086]此外，使刀16移動(dòng)的凸輪只要是相對于凸輪的旋轉(zhuǎn)角度的凸輪隨動(dòng)件14的按壓量連續(xù)地平滑變化即可，不限于圖1所示的圓形的偏心凸輪13，例如，也可以是圖3所示的卵形形狀的偏心凸輪13A。
[0087]如以上說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式的多軸自動(dòng)車床10，由于利用伺服馬達(dá)21以任意角度范圍將偏心凸輪13旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，從而橫刀架11相對于各主軸103在接近或者離開的方向移動(dòng)，因此能夠以高位置精度來移動(dòng)橫刀架U，另外，能夠容易對于各主軸103設(shè)定分別不同的移動(dòng)量。由此，能夠進(jìn)行精度高的工件加工。
[0088]另外，由于偏心凸輪13經(jīng)由被伺服馬達(dá)21驅(qū)動(dòng)的諧波減速器22而旋轉(zhuǎn)，因此能夠利用小型的諧波減速器22，從低輸出的伺服馬達(dá)21產(chǎn)生大力矩，使多軸自動(dòng)車床10小型化。
[0089]進(jìn)一步，多個(gè)橫刀架11能利用齒輪驅(qū)動(dòng)對扇形凸輪118進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，由于橫刀架11能夠切換齒輪驅(qū)動(dòng)與伺服馬達(dá)21所進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)來使用，因此用伺服馬達(dá)21來驅(qū)動(dòng)需要高加工精度的橫刀架11，使齒輪驅(qū)動(dòng)和伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的橫刀架110、11混合在一臺(tái)多軸自動(dòng)車床10中，能夠確保必要充分的加工精度，并且抑制多軸自動(dòng)車床10的成本。
[0090]另外，根據(jù)因從主軸支架102的旋轉(zhuǎn)中心O到各主軸103的中心01的距離R的差異而產(chǎn)生各工件的加工尺寸差，對每個(gè)主軸103儲(chǔ)存各橫刀架11的進(jìn)刀量校正值，基于進(jìn)刀量校正值來控制各橫刀架11的移動(dòng)量，因此，能夠容易且高精度地校正因從主軸支架102的旋轉(zhuǎn)中心O到各主軸103的旋轉(zhuǎn)中心01的各距離R的差異而產(chǎn)生的工件的加工尺寸誤差。
[0091]此處，使用圖4?圖9來說明使用了本實(shí)施方式的多軸自動(dòng)車床10的各種控制方法、具體而言為控制裝置30所進(jìn)行的橫刀架11的控制方法。此外，圖4?圖7說明的是在偏心凸輪13的凸輪面13a的各范圍中，與凸輪隨動(dòng)件14抵接狀態(tài)下的速度控制，圖8和圖9說明的是偏心凸輪13的旋轉(zhuǎn)范圍。
[0092 ] <控制方法I >:使凸輪軸12不勻速旋轉(zhuǎn)，使刀具(刀)16的進(jìn)刀速度(切入速度)變化。
[0093]S卩，偏心凸輪13根據(jù)與凸輪隨動(dòng)件14抵接的凸輪面13a的范圍，切換伺服馬達(dá)21所帶來的旋轉(zhuǎn)速度。具體而言，如圖4所示，以使凸輪軸12旋轉(zhuǎn)180°的情況為例時(shí)，刀具16在與工件接觸之前進(jìn)行急速進(jìn)刀，努力縮短循環(huán)時(shí)間，從與工件接觸之前到粗加工完成期間為中速進(jìn)刀，在這之后作為低速進(jìn)刀而進(jìn)行精加工。
[0094]這樣的加工在如以往那樣使凸輪機(jī)械地旋轉(zhuǎn)的情況下，如果這樣設(shè)定凸輪的輪廓是可能實(shí)現(xiàn)的，但具有的問題是:即使制造的凸輪的輪廓存在改善的余地，也難以變更一旦制造了的凸輪的輪廓。
[0095]根據(jù)上述控制方法，由于僅通過設(shè)定伺服馬達(dá)21就能夠自由且容易變更凸輪軸12的旋轉(zhuǎn)速度、其范圍，因此，能夠兼顧縮短循環(huán)時(shí)間和尺寸精度、精加工精度。
[0096]<控制方法2>:使凸輪軸12間斷地旋轉(zhuǎn)(點(diǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn))并切斷切肩。
[0097]在切削加工中，根據(jù)切削條件(切入量、切入速度、工件材質(zhì)等)的不同，有的情況下會(huì)產(chǎn)生長的連續(xù)的切肩。長的切肩經(jīng)常會(huì)不能從工件良好地排出，切肩有可能卷入到工件、刀具16中，使加工品質(zhì)惡化。
[0098]因此，對于偏心凸輪13，在將工件加工的過程中，在與凸輪隨動(dòng)件14抵接的凸輪面13a的范圍，使伺服馬達(dá)21所進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)停止預(yù)定時(shí)間。具體而言，如圖5所示，在從中速進(jìn)刀切換至低速進(jìn)刀的位置，進(jìn)行將凸輪軸12停止微少的預(yù)定時(shí)間并停止進(jìn)刀的“點(diǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)”，從而能夠進(jìn)行將切肩較短地切斷的動(dòng)作。
[0099]此外，作為使凸輪軸12停止的時(shí)間，可以是加工工件轉(zhuǎn)I圈的時(shí)間。
[0100]另外，作為其他控制方法，如圖6所示，也可以進(jìn)行間斷地使凸輪軸12旋轉(zhuǎn)的“點(diǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)”，進(jìn)行將切肩較短地切斷的動(dòng)作。另外，在圖6中，在中速進(jìn)刀區(qū)域進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，但也可以在低速進(jìn)刀區(qū)域進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。并且，即使在使偏心凸輪13勻速旋轉(zhuǎn)的情況下，也可以在將工件加工時(shí)使用的凸輪面13a的范圍進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
[0101]<控制方法3>:在加工終點(diǎn)短時(shí)間停止凸輪軸12并改善正圓度。
[0102]在控制方法2中，用在加工中停止進(jìn)刀的方法來改善切肩的處理，但在該控制方法中，如圖7所示，在加工完成位置停止橫刀架11，從而改善加工工件的正圓度。即，對于偏心凸輪13，在完成工件的加工的橫刀架11最接近主軸103的位置，使伺服馬達(dá)21所進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)停止預(yù)定時(shí)間。
[0103]特別是，該控制方法3在用與加工工件的形狀相同的成形刀具進(jìn)行加工時(shí)，另外在進(jìn)刀比較快的情況下是有效的。通過使凸輪軸12停止，從而由于能夠減少加工完成時(shí)的刀具16的切完的形狀留在圓周上的略微的臺(tái)階，因此提高正圓度。
[0104]另外，該控制方法3作為對于振紋的措施也是有效的。
[0105]此外，使凸輪軸12停止的時(shí)間與(2)的控制方法同樣，優(yōu)選的是加工工件轉(zhuǎn)I圈左右。
[0106]<控制方法4 >:調(diào)節(jié)凸輪軸12的旋轉(zhuǎn)量(旋轉(zhuǎn)角度)來使切入量變化，將沖設(shè)定自動(dòng)化。
[0107]在該控制方法4中，設(shè)定伺服馬達(dá)21，以便根據(jù)工件來變更刀具16的切入量。具體而言，如圖8所示，在將工件A加工的情況、與將工件B加工的情況下，使凸輪軸12旋轉(zhuǎn)的角度不同。在以往的機(jī)械式中，在工件這樣改變的情況下，需要更換偏心凸輪13、或者變更刀具托架和刀具16的位置等、伴隨操作者的手工作業(yè)的重設(shè)定作業(yè)，但如果使用該控制方法4，則僅通過變更伺服馬達(dá)21的設(shè)定就能夠變更切入量。結(jié)果得到的效果是:重設(shè)定時(shí)間的縮短導(dǎo)致生產(chǎn)率提高，即使是非熟練操作者也能夠容易作業(yè)等。
[0108]<控制方法5>:對每個(gè)工件的加工略微改變凸輪軸12的等待位置(相位)，從而使偏心凸輪13的使用范圍變化，減輕凸輪面13a的磨損。
[0109]在偏心凸輪13的旋轉(zhuǎn)范圍以相同設(shè)定進(jìn)行反復(fù)加工時(shí)，偏心凸輪13的凸輪面13a會(huì)磨損。雖然不能避免伴隨與凸輪隨動(dòng)件14接觸而導(dǎo)致的凸輪面13a的磨損，但如圖9所示，通過略微變更與加工品質(zhì)無關(guān)的等待位置，能夠減輕凸輪面13a的磨損。
[0110]另外，本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式，能夠適當(dāng)進(jìn)行變形、改良等。
[0111]本申請基于2013年11月14日申請的日本專利申請2013-235943號(hào)，其內(nèi)容作為參考并入本文。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多軸自動(dòng)車床，包括: 主軸支架，其以預(yù)定的角度進(jìn)行分度旋轉(zhuǎn)； 多個(gè)主軸，其在以所述主軸支架的旋轉(zhuǎn)中心為中心的圓周上等間隔配置，分別保持工件并旋轉(zhuǎn)；以及 多個(gè)橫刀架，其具有加工所述工件的工具，能在接近或者離開所述各主軸的方向移動(dòng)，使所述主軸支架公轉(zhuǎn)，并且利用自轉(zhuǎn)的所述各主軸一邊使所述工件旋轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行加工，所述多軸自動(dòng)車床的特征在于， 所述橫刀架通過利用伺服馬達(dá)將偏心凸輪在任意角度范圍旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，從而在接近或者離開所述各主軸的方向移動(dòng)。2.如權(quán)利要求1所述的多軸自動(dòng)車床，其特征在于， 所述偏心凸輪經(jīng)由被所述伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的諧波減速器而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。3.如權(quán)利要求1或2所述的多軸自動(dòng)車床，其特征在于， 多個(gè)所述橫刀架能夠利用齒輪驅(qū)動(dòng)對所述偏心凸輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)， 所述橫刀架能夠切換所述齒輪驅(qū)動(dòng)與所述伺服馬達(dá)所進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)來使用。4.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的多軸自動(dòng)車床，其特征在于， 根據(jù)所述各工件的加工尺寸差來對每個(gè)所述主軸儲(chǔ)存所述各橫刀架的進(jìn)刀量校正值，基于所述進(jìn)刀量校正值來控制所述各橫刀架的移動(dòng)量，其中，所述各工件的加工尺寸差是因所述主軸支架的旋轉(zhuǎn)中心到所述各主軸的中心的距離的差異而產(chǎn)生的。5.如權(quán)利要求1所述的多軸自動(dòng)車床，其特征在于， 所述偏心凸輪根據(jù)與凸輪隨動(dòng)件抵接的凸輪面的范圍，切換所述伺服馬達(dá)所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)速度。6.如權(quán)利要求1所述的多軸自動(dòng)車床，其特征在于， 對于所述偏心凸輪，在加工所述工件的過程中，在與凸輪隨動(dòng)件抵接的凸輪面的范圍，使所述伺服馬達(dá)所進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)停止預(yù)定時(shí)間。7.如權(quán)利要求1所述的多軸自動(dòng)車床，其特征在于， 對于所述偏心凸輪，在完成所述工件的加工的所述橫刀架最接近所述主軸的位置，使所述伺服馬達(dá)所進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)停止預(yù)定時(shí)間。8.如權(quán)利要求1所述的多軸自動(dòng)車床，其特征在于， 設(shè)定所述伺服馬達(dá)，以便根據(jù)所述工件來變更所述工具的切入量。9.如權(quán)利要求1所述的多軸自動(dòng)車床，其特征在于， 所述偏心凸輪在從其中心偏移的位置安裝有凸輪軸， 所述凸輪軸在每次加工所述工件時(shí)變更等待位置。
【文檔編號(hào)】B23B9/00GK105828990SQ201480062660
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年11月14日
【發(fā)明人】高橋直樹, 安村昌纮, 礫石學(xué)
【申請人】日本精工株式會(huì)社