CN109746753B - 机床的立柱及床身的弯曲校正方法 - Google Patents

机床的立柱及床身的弯曲校正方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种校正机床的立柱及床身的弯曲量的方法，包括：在未安装工具的状态下读取工具库的重量的步骤；计算安装于工具库的工具重量的总和的步骤；对所述工具库的重量与工具重量的总和进行合计来计算安装有工具的工具库的整体重量的步骤；对在上述步骤中计算的工具库的整体重量和预先设定的工具库的整体重量所对应的立柱及床身的弯曲量与校正量信息进行比较来计算立柱及床身的弯曲所对应的校正量的步骤；以及根据在上述步骤中计算的校正量，使设置于床身上的工作台朝立柱弯曲的方向倾斜的步骤。

Description

机床的立柱及床身的弯曲校正方法
技术领域
本发明涉及一种校正水平型机床中安装于立柱的工具及工具库的重量导致的立柱和床身的弯曲的方法。
背景技术
最近的机床对精度的要求逐渐提高。此外，机床的结区趋于简单化，而功能正逐渐提高，对提高精度的要求正进一步增高。
在这样的机床中，有具备垂直型立柱且在该立柱上安装了重量物的工具库的机床。就这样的机床而言，因在立柱上沿加工区域方向安装的工具库的重量发生立柱和床身弯曲的现象，因而发生对加工区域上的工件的加工精度造成负面影响的情况。
尤其，在立柱上沿水平方向设置的心轴上沿水平方向安装工具的诸如水平型加工中心的机床中，为了简化结构并缩短工具更换时间，有时在立柱的前面上端部沿加工区域方向设置工具库，而不是去除自动工具更换装置(ATC：Automatic Tool Changer)。
就安装于这样的机床的工具库的重量而言，当包括所安装的几十个工具时，少则达几百Kg，多则达几千Kg。
如此，随着工具库的重量增加，立柱和支撑该立柱的下端部的床身因工具库的重量发生向加工区域方向弯曲的现象。如此，随着立柱和床身弯曲，在立柱上能够与心轴一同移动地安装的工具与安装于床身上的工作台的工件的相对距离会发生误差。
如此，因立柱和床身的弯曲而发生的工具与工件的相对距离的变化最终会诱发工件的加工精度的下降。
另一方面，作为现有技术，根据韩国专利注册第10-1198058号，在立柱上上下移动的主轴(心轴)的重量导致立柱变形，因而发生工具T与工件W之间的相对距离变化导致的误差。为校正这样的误差，在机床的一侧具备利用测量部件和距离传感器等的立柱变形检测机构。此外，公开了根据在检测机构测量的结果值使工具T和工件W相对移动来校正立柱的变形，从而克服工件W的加工误差的装置。
然而，上述专利注册第10-1198058号存在如下问题。即，在立柱的一侧具备测量立柱的弯曲量的另外的器具装置，因而结构变得复杂。此外，作为弯曲量的测量道具，利用距离传感器，因而无法准确地检测不过乎几μm的弯曲量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国专利注册第10-1198058号。
发明内容
技术课题
本发明的目的在于，提供一种随着在立柱的前面上端部沿加工区域方向设置重量物的工具库，且在立柱的前面下端部沿加工区域方向设置床身，当因工具库的重量发生立柱和床身朝加工区域方向弯曲的现象，导致工具与工件之间的相对距离变化时，校正该变化量的方法。
此外，本发明的另一目的在于，提供一种无需另外的器具性测量装置也能够计算立柱和床身的弯曲量，并基于该弯曲量校正立柱或床身的弯曲量的可靠度较高的校正方法。
技术方案
对此，用于达成本发明的目的的解决方案如下，即，一种校正机床的立柱及床身的弯曲量的方法，所述机床具备垂直型立柱、沿加工区域方向设置于所述立柱的前面上端部的工具库、沿加工区域方向设置于所述立柱的前面下端部的床身、以及在所述床身上设置于与所述立柱对置的位置且以能够与所述立柱隔开距离的方式朝前后方向倾斜的工件台，所述校正机床的立柱及床身的弯曲量的方法包括：
在未安装工具的状态下读取工具库的重量的步骤；计算安装于工具库的工具重量的总和的步骤；对所述工具库的重量与工具重量的总和进行合计来计算安装有工具的工具库的整体重量的步骤；对在上述步骤中计算的工具库的整体重量与预先设定的工具库的整体重量所对应的立柱及床身的弯曲量和校正量信息进行比较来计算立柱及床身的弯曲所对应的校正量的步骤；以及根据在上述步骤中计算的校正量，使设置于床身上的工作台朝所述立柱弯曲的方向倾斜的步骤。
发明的效果
根据本发明，通过校正因包括工具在内的工具库的重量导致立柱和床身朝加工区域方向弯曲而导致的床身上的工作台的工件与设置于立柱上的心轴的工具的距离的变化，能够提高工件的加工精度。
此外，不在机床上设置用于测量立柱和床身的弯曲量的另外的器具装置，从而能够简化机床的结构，进而能够提高对立柱和床身的弯曲量的校正可靠度。
附图说明
图1是作为适用本发明的机床沿加工区域设置工具库的机床的示意图。
图2是适用本发明的机床中安装有多种工具的工具库的例示图。
图3是本发明的实施例的立柱和床身朝机床的加工区域弯曲的机床的示意图。
图4例示了本发明的实施例的作业者输入安装于工具库的工具的信息的控制装置的画面。
图5是示出本发明中校正立柱和床身的弯曲量的步骤的流程图。
符号说明
10：本体，20：床身，30：立柱，40：心轴，50：工具库，51：工具，52：工具端口，60：工作台，70：工具信息输入部。
具体实施方式
下面结合所附图1至图5对本发明的优选实施例进行说明。
首先，如图1所公开，本发明具备从机床本体10延伸的垂直型立柱30、沿加工区域方向固定设置于所述立柱30的前面上端部的工具库50、在所述机床本体10沿加工区域方向设置于所述立柱30的前面下端部的床身20、在所述床身20上设置于与所述立柱30对置的位置且以能够与所述立柱30隔开距离的方式朝前后方向倾斜(tilting)的工作台60、以及控制机床的各动作部件或部位的控制装置。
本发明的床身20和立柱30的弯曲量的校正主要由在上述控制装置内运行的控制程序进行，控制结果执行为使在床身20上放置工件的工作台60朝与所述立柱30弯曲的方向相同的方向倾斜。
下面对计算床身20和立柱30的弯曲量，并根据该弯曲量校正工作台60的倾斜角度的方法进行说明。
首先，按工具库50的种类读取预先设定的未安装工具51的工具库50的重量。此时，未安装工具51的工具库50的重量信息是如图5所示由机床制造商根据工具库50的种类预先计测并记录于控制装置的信息。另一方面，这样的工具库50的重量信息可以根据工具端口52的数量和工具库50的大小等不同。
接下来，根据上述预先设定的工具51的种类所对应的重量信息和作业者通过工具信息输入部70输入的工具51的种类和个数计算安装于工具库50的工具51的重量的总和。
此时，如图5所示，工具51的种类所对应的工具51的重量信息根据机床的种类、能够安装于心轴40的工具51的类型和按各工具51的类型是否为一般工具51还是大径工具51来预先设定的。因此，就作业者如图4所示在工具信息输入部70输入的工具信息而言，只需将工具51的安装与否和工具51的重量识别信息输入至工具端口52即可。当然，由于这样的工具51的种类和种类所对应的工具51的重量信息是在机床制造过程中随意决定或计测重量并以最为近似的值预先记录于控制装置的，因而无需限定于本实施例。
接下来，对在所述步骤中如图5所示计算的工具库50的整体重量与预先设定的工具库50的整体重量所对应的立柱30及床身20的弯曲量和校正量信息进行比较来计算立柱30及床身20的弯曲所对应的校正量。这里，校正量指工作台60的倾斜角度。
这里，如图3所公开，预先设定的工具库50的整体重量所对应的立柱30及床身20的弯曲量和校正量信息是按安装有工具51的工具库50的重量来测量实际立柱30的弯曲量θ1和床身20的弯曲量θ2，并根据测量到的弯曲量预先设定为了进行校正而应倾斜的工作台60的倾斜角度θ1+θ2的信息。
就决定工作台60的倾斜角度的方法而言，安装有工具51的工具库50的重量以实测重量为基准，且按一定的重量范围区分来实测立柱30和床身20的弯曲量θ1、θ2，并基于该实测的弯曲量决定用于校正的最优选的工作台60的倾斜角度。这里，设用于校正的最优选的倾斜角度为将立柱30的弯曲量θ1和床身20的弯曲量θ2合起来的角度θ1+θ2。
另一方面，由于这样的校正量可以按机床的种类或大小、形态而不同，因而无需限定于本实施例。
如此，若根据立柱30和床身20的弯曲量计算出应校正的校正量，即工作台60的倾斜角度，则向工作台60指令朝与立柱30弯曲的方向相同的方向倾斜计算出的倾斜角度θ1+θ2。
就这样的倾斜而言，以在所述工作台60的上面使假想地设定的垂直线与立柱30平行的方式使工作台60向工件加工区域旋转。
如此，在一种具备垂直型立柱30，在立柱30的上端部前面具备工具库50，在立柱30的垂直导向部具有沿水平方向安装了工具51的心轴40，且具有能够将放置了工件的工作台60朝与立柱30的弯曲方向相同的方向倾斜的结构的机床中，通过工作台60的倾斜来校正立柱30和床身20的弯曲量，从而与立柱30和床身20的弯曲量无关地恒定地维持工作台60上的工件与安装于立柱30的心轴40的工具51的相对距离。
由此，能够提高工件的加工精度，并提供无需复杂且可靠度低的立柱30或床身20的弯曲量测量装置即可实现结构简单的机床的效果。
如上述，凡是本领域中的一般的技术人员，均可在不脱离本发明的思想的范围内实施部分变更来实施本发明，但这样的变更不能够脱离本发明的范围。

Claims (5)

1.一种校正机床的立柱及床身的弯曲量的方法，所述机床具备垂直型立柱、沿加工区域方向设置于所述立柱的前面上端部的工具库、沿加工区域方向设置于所述立柱的前面下端部的床身、以及在所述床身上设置于与所述立柱对置的位置且以能够与所述立柱隔开距离的方式朝前后方向倾斜的工件台，所述校正机床的立柱及床身的弯曲量的方法的特征在于，所述方法包括：
在未安装工具的状态下读取工具库的重量的步骤；
计算安装于工具库的工具重量的总和的步骤；
对所述工具库的重量与工具重量的总和进行合计来计算安装有工具的工具库的整体重量的步骤；
对在上述步骤中计算的工具库的整体重量和预先设定的工具库的整体重量所对应的立柱及床身的弯曲量与校正量信息进行比较来计算所述立柱及床身的弯曲所对应的校正量的步骤；以及
根据在上述步骤中计算的校正量，使设置于所述床身上的工作台朝所述立柱弯曲的方向倾斜的步骤。
2.根据权利要求1所述的校正机床的立柱及床身的弯曲量的方法，其特征在于，
在读取所述工具库的重量的步骤中，所述工具库的重量是按工具库的种类预先设定的重量值。
3.根据权利要求1所述的校正机床的立柱及床身的弯曲量的方法，其特征在于，
在计算安装于所述工具库的工具重量的总和的步骤中，安装于所述工具库的工具重量的总和是根据预先设定的工具种类所对应的重量信息和作业者所输入的工具的种类以及个数来计算的。
4.根据权利要求1所述的校正机床的立柱及床身的弯曲量的方法，其特征在于，
所述预先设定的工具库的整体重量所对应的立柱及床身的弯曲量和校正量信息是，按安装有工具的工具库的重量来测量立柱和床身的弯曲量并根据测量到的所述弯曲量为了进行校正而预先设定工作台的倾斜角度的信息。
5.根据权利要求1所述的校正机床的立柱及床身的弯曲量的方法，其特征在于，
在使所述工作台朝所述立柱弯曲的方向倾斜的步骤中，以使在所述工作台的上面假想地设定的垂直线与立柱平行的方式使工作台向工件加工区域旋转。
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