TWI630964B - Automatic setting device and automatic setting method of tool offset value of machine tool - Google Patents

Automatic setting device and automatic setting method of tool offset value of machine tool Download PDF

Info

Publication number
TWI630964B
TWI630964B TW103130510A TW103130510A TWI630964B TW I630964 B TWI630964 B TW I630964B TW 103130510 A TW103130510 A TW 103130510A TW 103130510 A TW103130510 A TW 103130510A TW I630964 B TWI630964 B TW I630964B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
tool
offset value
setting device
holder
temporary
Prior art date
Application number
TW103130510A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201509571A (zh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Publication of TW201509571A publication Critical patent/TW201509571A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI630964B publication Critical patent/TWI630964B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/401—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
    • G05B19/4015—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes going to a reference at the beginning of machine cycle, e.g. for calibration
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37025—Retract, swing out of the way, measuring device during normal machining for protection
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37559—Camera, vision of tool, compute tool center, detect tool wear
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50026—Go to reference plane, cube
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50135—Tool touches box, sensor to give a contact signal
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50291—Multi-tool, several tools

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Abstract

本發明提供機床的刀具偏移值的自動設定裝置及自動設定方法，對數控機床的刀架與被安裝於該刀架的刀具刀頭之間的相對位置關係自動地進行設定，使用大量刀具的機床的刀具偏移值的設定作業實現全自動化。利用照相機或鐳射長度測量器對被安裝於刀架的刀具進行測量，使用該刀具的形狀資料和在加工程式中指定的表示刀具的刀頭方向的資料和/或登記於控制器的刀具資料，設定臨時的刀具偏移值，使用該臨時的刀具偏移值使刀具的刀頭自動地與對刀裝置接觸來取得準確的刀具偏移值並設定到數控裝置。利用使用了臨時的刀具偏移值的加工動作的模擬和由照相機或鐳射長度測量器取得的刀具的形狀資料，能夠進行干涉檢查。

Description

機床的刀具偏移值的自動設定裝置及自動設定方法
本發明涉及對NC(數控)機床的刀架和被安裝於該刀架的刀具的刀頭之間的相對位置關係自動地進行設定的方法及裝置。本發明涉及適合於具備多個轉塔刀架和自動刀具更換裝置的CNC(數控)車床的上述方法及裝置。
數控機床通過根據加工程式的指令控制刀架的位置來對工件進行加工。但是，由於實際對工件進行加工的是安裝於刀架的刀具的刀頭，若不知道刀架的位置與刀頭的位置之間的相對位置關係，則無法將工件加工成正確的形狀。
因此，在將刀具安裝到刀架後，針對安裝於刀架的各刀具，測量表示刀架的基準位置(數控裝置所識別的刀架的座標)與刀具刀頭的位置(座標)的偏差的刀具偏移值並登記到數控裝置，在加工工件時，使刀架的位置位於移動(偏移)了與在各個時期使用的刀具的刀具偏移值對應的量的位置，來進行加工。刀具偏移值的測量通過如下方式進行，在刀具的刀頭的移動區域內的規定的位置設置對刀裝置，移動刀架，並讀取當刀具的刀頭接觸對刀裝置的接觸感測器時的刀架的位置。
對刀裝置的設置和使刀具的刀頭向該對刀裝置接觸的操作一般通過手動進行。但是，在具備多個轉塔刀架的車床和具備自動刀具更換裝置的複合車床等中，由於使用了多個刀具，所以刀具偏移值的設定作業成為辛苦的作業。因此，進行如下嘗試：將對刀裝置設置成能夠相對於機床的內部進退，使該對刀裝置自動地進入到加工區域內，並使各刀具的刀頭自動地與已進入的對刀裝置接觸，來自動地設定刀具偏移值。
另一方面，為了進行加工程式的檢查和避免工件加工中的刀具與工件或其他刀架等的干涉(碰撞)，向與數控裝置連接的PC(電腦)登記刀具、設備及工件的形狀資料和干涉檢查程式，在實際的工件的加工前在PC內虛擬進行加工程式所指令的動作，進行工件的精加工形狀的確認和加工中的刀具或刀架的干涉的確認。
當自動設定刀具偏移值時，能夠容易地實現使對刀裝置自動地向機床的加工區域內進入。但是，對刀裝置的接觸感測器的尺寸為大約1mm的方形，當使刀具接觸感測器時，必須使刀具以能夠立刻停止的低速接近接觸感測器。因此，為了在短時間內對刀具刀頭進行檢測，在使刀具刀頭高速移動至接觸感測器近前的1mm左右的位置後，必須開始接觸動作(刀具的低速接近)。
為了將刀具刀頭高速移動至接觸感測器近前的1mm左右，必須在1mm左右的誤差的範圍內預先向數控裝置登記刀架和刀具刀頭的位置關係。刀具是多種多樣的，在將刀具安裝到刀架時使用的刀具保持器也有多種，因此由人工無誤地向數控裝置登記該位置關係的作業需要大量的時間。並且，若存在輸入失誤，則無法自動測量，或使刀具與對刀裝置或其他機器碰撞而導致設備的破損。
因此，對刀裝置對刀具刀頭的檢測難以自動化，即使是準備了自動檢測單元的機床，也大多通過手動進行，當刀具數量變多時成為花費大量功夫和時間的作業，操作人員的作業負擔也變大。
並且，在利用干涉檢查程式對刀具進行干涉檢查的情況下，必須預先向PC登記被安裝於刀架的刀具及刀具保持器的形狀資料。在具備自動刀具更換裝置和多個轉塔刀架的車床中，由於使用了大量刀具，所以對關於這些刀具的形狀資料進行登記的作業非常麻煩。並且，若存在輸入失誤，則即使進 行了檢測也會引起干涉，或者即使實際上不會引起干涉也會發出干涉的警告。因此，存在即使準備了干涉檢查程式也幾乎無法使用的情況。
本發明是以獲得能夠全自動地進行安裝有大量刀具的機床中的刀具偏移值的設定的技術手段為課題而完成的。本發明提供刀具偏移值的自動設定方法及裝置，其能夠在工件的加工中使用大量刀具的轉塔車床或具備自動刀具更換裝置的車床的刀具偏移值的設定中，消除操作人員的作業負擔和設定失誤。
本發明利用照相機41或鐳射長度測量器4(4a~4d)以1mm以下的精度對安裝於刀架15的刀具2進行測量，使用該刀具的形狀資料和加工程式51中指定的表示刀具的刀頭方向的資料(刀頭修正編號)設定臨時的刀具偏移值，使用該臨時的刀具偏移值使刀具的刀頭自動地與對刀裝置21接觸，取得準確的刀具偏移值並設定到數控裝置5，由此能夠全自動地設定大量刀具2的刀具偏移值。
而且，通過使用由照相機41或鐳射長度測量器4取得的刀具的形狀資料利用干涉檢查程式62進行干涉檢查，來消除刀具形狀資料的輸入作業的煩雜和輸入失誤，從而能夠更簡單地進行干涉檢查。
本發明的機床的刀具偏移值的自動設定裝置具備：照相機41或鐳射長度測量器4等刀具形狀取得單元，其取得被安裝於機床的刀架15上的刀具2的從與刀架15的移動平面垂直的方向觀察到的形狀資料；偏移值運算單元65，其運算出臨時的刀具偏移值；對刀裝置21及進退裝置22，該進退裝置22使該對刀裝置在退避位置和刀具刀頭的檢測位置之間進退；刀頭檢測單元53，其使用偏移值運算單元65運算出的臨時的刀具偏移值，使各刀具的刀頭以高速移動至處於進入位置的對刀裝置的接觸感測器的緊旁邊，然後使刀架以能夠立刻 停止的程度的低速移動而與該接觸傳感器接觸；以及偏移值設定單元54，其根據檢測到刀頭時的刀架15的位置求出刀具偏移值並設定到數控裝置5。
偏移值運算單元65根據所取得的刀具的形狀資料和在加工程式51中使用的刀具的刀頭修正編號和/或登記了與刀具的形狀對應的刀頭位置的資料表66，運算出臨時的刀具偏移值。
在具備根據加工程式虛擬地執行工件的加工的模擬單元61的機床中，在使用偏移值運算單元65運算出的臨時的刀具偏移值對加工動作進行模擬後，進行對刀裝置21對刀具刀頭的檢測並且偏移值設定單元54向數控裝置5登記刀具偏移值。
並且，在具備對加工中的刀具2與加工區域內的工件或機床的設備部分11~16的干涉進行檢測的干涉檢查單元62的機床中，在該干涉檢查單元進行了干涉檢查後，進行對刀裝置21對刀具刀頭的檢測並且偏移值設定單元54向數控裝置5登記的刀具偏移值。
使用本發明的裝置進行的刀具偏移值的自動設定方法如下：根據被設置在機床內的照相機41的圖像或鐳射長度測量器4的測定值取得在加工中使用的全部的刀具2的形狀資料，根據該形狀資料和在加工程式中使用的表示各刀具的刀頭方向的資料和/或登記了與刀具的形狀對應的刀頭位置的資料表66，求出針對各刀具的臨時的刀具偏移值，使對刀裝置21進入到規定位置，由數控裝置5使用該臨時的刀具偏移值控制刀架15來使各刀具2的刀頭與對刀裝置21接觸，取得刀具偏移值並登記到數控裝置5。
根據本發明，自動地對被安裝於轉塔刀架的刀具或從刀庫被安裝到刀架的刀具的形狀及刀頭位置進行檢測，不經過人工就自動地進行針對該刀具的刀具偏移值的設定。因此，操作人員只將需要的刀具安裝到轉塔刀架或刀庫即可，即使不進行刀具尺寸的測量或刀具形狀資料的輸入等作業，也能夠 進行針對大量的刀具的刀具偏移值的設定，因此具有消除了操作人員的作業負擔並且也能夠防止操作失誤和輸入失誤的效果。
2‧‧‧刀具
4(4a~4d)‧‧‧鐳射長度測量器
5‧‧‧數控裝置
11‧‧‧左主軸台
12‧‧‧右主軸台
13‧‧‧左卡盤
14‧‧‧右卡盤
15‧‧‧刀架
16‧‧‧轉塔
21‧‧‧對刀裝置
22‧‧‧進退裝置
41‧‧‧照相機
51‧‧‧加工程式
53‧‧‧刀頭檢測單元
54‧‧‧偏移值設定單元
61‧‧‧模擬程式
62‧‧‧干涉檢查程式
65‧‧‧偏移值運算單元
66‧‧‧資料表
圖1是使用鐳射長度測量器的實施例的示意圖。
圖2是刀頭圓和刀頭修正編號的說明圖。
圖3是示出刀頭檢測動作的第1例的圖。
圖4是示出刀頭檢測動作的第2例的圖。
圖5是示出刀頭檢測動作的第3例的圖。
圖6是示出刀頭檢測動作的第4例的圖。
圖7是使用照相機的實施例的示意圖。
以下，以具備2個轉塔刀架的雙主軸對置式數控車床為例，對本發明的實施方式進行說明。數控車床具備設備主體1、數控裝置5和PC(電腦)6。設備主體1具備在同一主軸軸線a上相對置的左主軸和右主軸，左主軸被軸支承於在床身上固定的左主軸台11，在其右端安裝有左卡盤13。右主軸被軸支承於沿與主軸軸線a平行的方向(Z軸方向)移動定位自如的右主軸台12，在其左端安裝有右卡盤14。
從操作人員方向觀察時，上刀架15u和下刀架15d隔著主軸軸線a配置於裡側上方和近前側下方。這些刀架15(15u、15d)是具備轉塔16(16u、16d)的轉塔刀架，在這些轉塔16上分別借助保持器3安裝有多個刀具2。刀架15根據來自數控裝置5的指令而能夠在Z軸方向和、垂直於Z軸方向地接近/離開主軸軸線a的方向即X軸方向上移動和定位。
在左主軸台11設有對刀裝置21和其進退裝置22。如圖3所示，對刀裝置21在進入位置處的Z軸方向的兩側和X軸方向的兩側具備接觸感測器23z、23x。這些接觸感測器23(23z、23x)在進入時被準確地定位在主軸軸線a上的固定位置。
在朝向主軸軸線a的方向上對設定刀具偏差值的刀具進行分度時，移動刀架15而當該刀具的刀頭被對刀裝置的Z軸方向及X軸方向的接觸感測器23檢測到時的刀架15的位置(座標)與所接觸的接觸感測器23的位置(座標)之差成為針對該刀具的Z軸方向及X軸方向的刀具偏移值。
當由接觸感測器23檢測到刀具2的刀頭時，必須將刀具的刀頭定位在接觸感測器的檢測區域即約1mm的方形的區域內。並且，當刀具的刀頭與接觸感測器接觸時，如果不立刻停止刀架，接觸感測器就會破損。因此，在使刀具刀頭與接觸感測器接觸時，需要如下操作：將刀具刀頭以高速移動至接觸感測器的緊旁邊(近前1mm左右)(參照圖3~6)，然後以能夠立刻停止的程度的低速沿Z軸方向或X軸方向移動刀架。
對數控裝置5登記有加工程式51。刀具的刀頭形成為小的圓弧(刀頭圓)，因此根據以其圓弧的哪個位置為基準來製作加工程式，程式的內容不同。例如在某種數控裝置中，如圖2所示，沿每45度的方向將刀頭圓25分開並標上編號，針對各刀具確定該編號並製作加工程式。因而，在設定刀具偏移值時，需要在與製作加工程式時所使用的編號(刀頭修正編號)的方向對應的方向上進行刀頭的檢測。例如，如果以圖2的3號方向為基準製作加工程式，則在設定刀具偏移值時，需要從圖3中由軌跡t的箭頭示出的方向的Z軸方向和X軸方向使刀具刀頭與接觸感測器接觸，來設定刀具偏移值。
在PC6中登記有將登記在數控裝置5中的加工程式51轉換成模擬程式61的轉換程式63。為了利用模擬程式61虛擬地執行基於加工程式51的工件加工，需要加工中使用的刀具的刀具偏移值。
並且，對PC6登記有干涉檢查程式62和其執行時所需的卡盤13、14、刀架15u、15d、轉塔16u、16d等的形狀數據。通過在執行模擬程式61時同時執行干涉檢查程式62，能夠避免實際加工工件時有可能產生的刀具與工件、卡盤或其他設備的碰撞，但為此，需要對PC6設定加工中使用的刀具的形狀資料。
以上說明的技術是現有技術。以下，針對帶有特徵的技術說明本發明。
在左主軸台11及右主軸台12的上刀架15u側和下刀架15d側，安裝有朝向各自的物件側投射與主軸軸線a平行的鐳射r(ra~rd)的2對4個鐳射長度測量器4(4a~4d)。各鐳射長度測量器4投射與圖的紙面垂直的方向上的寬度為幾mm(例如3mm)的鐳射。來自對置的鐳射長度測量器的鐳射ra、rb及rc、rd設置成，不必位於同一直線上，但其寬度中心位於通過主軸軸線a的Z-X平面(與刀架15的移動平面平行的平面)上。
數控裝置5具備：偏移值記憶體52，其存儲在加工中使用的全部刀具的刀具偏移值；刀頭檢測單元53，其使用臨時的刀具偏移值使刀具2的刀頭與處於進入位置的對刀裝置21接觸；以及偏移值設定單元54，其根據該刀頭檢測單元檢測到刀頭時的刀架15的位置求出刀具偏移值，並設定到偏移值記憶體52中。PC6的偏移值運算單元65運算出的臨時的刀具偏移值暫時存儲於偏移值記憶體52。
PC6具備：形狀資料記憶體64，其存儲由鐳射長度測量器4取得的刀具2的形狀資料；偏移值運算單元65；模擬單元61，其虛擬地執行基於加 工程式51的工件加工；以及干涉檢查單元62，其對加工中的刀具與加工區域內的工件或機床的設備部分的干涉進行檢測。偏移值運算單元65根據存儲於形狀資料記憶體64的刀具的形狀資料和加工程式51中使用的該刀具的刀頭修正編號運算出臨時的刀具偏移值。
在PC6中，能夠針對安裝於轉塔16的某個刀具2登記資料表66，該資料表66中登記了對該刀具向加工位置分度時的從垂直於圖1的紙面的方向觀察到的形狀資料、和利用對刀裝置檢測該刀具的刀頭時的動作。當向該資料表66登記了與刀具的形狀對應的刀頭位置時，偏移值運算單元65也可以構成為，根據存儲於形狀資料記憶體64的刀具的形狀資料和登記於資料表66的與該形狀對應的刀頭位置，運算出臨時的刀具偏移值。
接下來對上述裝置的刀具偏移值的自動設定動作進行說明。在朝向主軸軸線a的方向上對要設定刀具偏移值的刀具進行分度，一邊從安裝有該刀具的刀架側的左右的鐳射長度測量器4投射鐳射r，一邊使安裝有該刀具的刀架在Z方向的位置固定並沿X軸方向以例如每0．5mm地間歇移動，通過將各移動位置處的鐳射長度測量器4的測量值繪成曲線圖，來取得以鐳射的所述寬度厚度切出刀具2及刀具保持器3後的刀具2及保持器3的形狀及尺寸。通過重複該動作，取得安裝於轉塔16的全部的刀具(也可以除去已設定了刀具偏移值的刀具)的形狀資料，並存儲到PC的形狀資料記憶體64。
PC6從數控裝置5取得在加工程式51中使用的各刀具的刀頭修正編號，使用通過解析已存儲的形狀資料而得到的該刀具的刀頭位置和刀頭修正編號，運算出臨時的刀具偏移值並進行存儲。並且，PC6對已存儲的各刀具的形狀資料和登記於資料表66的刀具形狀進行對比，取得與該刀具對應的刀具刀頭的位置資訊，根據形狀資料的尺寸運算出臨時的刀具偏移值並進行存儲。
如上所述，在運算出臨時的刀具偏移值並存儲於偏移值記憶體52後，PC6使用該值執行模擬程式61，由此執行虛擬空間中的工件的加工。而且，如果工件的加工形狀與利用CAD製作而成的工件的形狀一致，則能夠確認臨時的刀具偏移值大致正確。如果不一致，則考慮到在刀具的形狀資料的取得或加工程式中存在錯誤，因此發出警報並結束處理。
與該模擬程式61的執行同時地執行干涉檢查程式62，使用已取得的各刀具的形狀資料進行干涉檢查。若發現干涉，則考慮到在已取得的形狀資料或加工程式中存在錯誤，因此發出警報並結束處理。
如果在虛擬加工中進行了正確的加工，並且未引起干涉，則將臨時的刀具偏移值轉送至數控裝置，使用該臨時的刀具偏移值針對各刀具執行刀具刀頭檢測單元53。刀頭檢測單元53與刀具形狀對應地，像例如圖3~6所示的軌跡t那樣地移動刀架15。圖3是針對刀頭修正編號為圖2的“3”的刀具的軌跡的例子，圖4是針對刀頭修正編號為圖2的“2”的刀具的軌跡的例子，圖5是針對刀頭修正編號為圖2的“5”的刀具的軌跡的例子，圖6是針對刀頭修正編號為圖2的“7”的刀具的軌跡的例子。
在刀架15沿著軌跡t移動中接收到接觸感測器23的檢測信號後，根據那時的刀架15的位置取得刀具偏移值而轉向下一移動動作或退避動作。已取得的刀具偏移值代替臨時的刀具偏移值而登記於偏移值記憶體52。針對全部的刀具設定了刀具偏移值後，結束自動設定步驟。
根據上述實施例，由於以0．5mm左右的誤差設定臨時的刀具偏移值，因此能夠安全且自動地使刀具2的刀頭接觸對刀裝置21，從而能夠完全自動地進行從刀具形狀的取得至刀具偏移值的設定的處理。因此，能夠大幅減輕操作人員的作業負擔，同時不需要操作人員熟練，並且也不存在由於輸入失誤而損傷設備的風險。
在上述實施例中，使用鐳射長度測量器取得刀具形狀，但也可以如圖7所示地，設置從垂直於刀架15的移動平面的方向取得刀具的形狀的照相機41，並對該照相機的圖像與登記於資料表66的圖像進行對比來確定刀具刀頭的位置，根據該圖像的解析取得臨時的刀具偏移值。
但是，在轉塔16上安裝有大量刀具的機床中，相鄰的刀具成為妨礙，難以取得作為對象的刀具的準確的圖像，或者當在刀具上沾有切削液時，存在難以進行正確的圖像解析等問題，因此對於轉塔車床，利用鐳射長度測量器取得刀具的形狀資料是實用的。但是，對於利用自動刀具更換裝置被安裝於刀架的刀具、或只安裝有4~6根等少量刀具的轉塔的刀具，能夠利用如上設置的照相機取得刀具的形狀資料，並以與上述實施方式相同的步驟對刀具偏移值進行自動設定。
並且，在上述實施方式中，為了確認自動取得的刀具的形狀資料是否正確，使用臨時的刀具偏移值進行PC中的虛擬加工和干涉檢查。但是，使用臨時的刀具偏移值進行模擬和使用已取得的刀具資料進行干涉檢查，不是本發明的必要特徵，在不具備模擬程式或干涉檢查程式的機床中，也可以根據本發明進行刀具修正值的自動設定。

Claims (7)

  1. 一種機床的刀具偏移值的自動設定裝置，其中，該機床的刀具偏移值的自動設定裝置具備：刀具形狀取得單元，其取得被安裝於刀架的刀具的從與該刀架的移動平面垂直的方向觀察到的形狀資料；偏移值運算單元，其根據所取得的刀具的形狀資料和在加工程式中使用的該刀具的刀頭修正編號運算出臨時的刀具偏移值；對刀裝置及進退裝置，該進退裝置使該對刀裝置在退避位置和所述刀具刀頭的移動區域內的進入位置之間進退；刀頭檢測單元，其使用所述偏移值運算單元運算出的臨時的刀具偏移值使各刀具的刀頭以高速移動至處於進入位置的對刀裝置的接觸感測器的緊旁邊，然後使刀架以能夠立刻停止的程度的低速移動而與該接觸傳感器接觸；以及偏移值設定單元，其根據檢測到該刀頭時的刀架的位置求出刀具偏移值並對數控裝置設定該刀具偏移值。
  2. 一種機床的刀具偏移值的自動設定裝置，其中，該機床的刀具偏移值的自動設定裝置具備：刀具形狀取得單元，其取得被安裝於刀架的刀具的從與該刀架的移動平面垂直的方向觀察到的形狀資料；資料表，其登記了與預先使用的各刀具的形狀對應的刀頭位置；偏移值運算單元，其根據該資料表和所取得的刀具的形狀資料運算出臨時的刀具偏移值；對刀裝置及進退裝置，該進退裝置使該對刀裝置在退避位置和所述刀具刀頭的移動區域內的進入位置之間進退； 刀頭檢測單元，其使用所述偏移值運算單元運算出的臨時的刀具偏移值使各刀具的刀頭以高速移動至處於進入位置的對刀裝置的接觸感測器的緊旁邊，然後使刀架以能夠立刻停止的程度的低速移動而與該接觸傳感器接觸；以及偏移值設定單元，其根據檢測到該刀頭時的刀架的位置求出刀具偏移值並對數控裝置設定該刀具偏移值。
  3. 如請求項1或2所述的機床的刀具偏移值的自動設定裝置，其中，所述刀具形狀取得單元構成為包括一對鐳射長度測量器，該一對鐳射長度測量器隔著作為測量對象的刀具而相互朝向對方側沿與刀架的移動平面平行且與刀具的切入進給方向垂直的方向投射鐳射，一邊使所述刀架沿刀具的切入進給方向移動，一邊根據所取得的所述鐳射長度測量器的多個測定值取得刀具的形狀資料。
  4. 如請求項1或2所述的機床的刀具偏移值的自動設定裝置，其中，所述機床的刀具偏移值的自動設定裝置具備模擬單元，該模擬單元使用所述臨時的刀具偏移值虛擬地執行基於加工程式的工件加工，在利用該模擬單元虛擬地加工出的工件的形狀與所期望的工件形狀一致時，所述刀頭檢測單元使刀具的刀頭以高速移動至處於進入位置的對刀裝置的接觸感測器的緊旁邊。
  5. 如請求項4所述的機床的刀具偏移值的自動設定裝置，其中，所述機床的刀具偏移值的自動設定裝置具備干涉檢查單元，該干涉檢查單元對加工中的刀具與加工區域內的工件或機床的設備部分之間的干涉進行檢測，由該干涉檢查單元使用所述刀具形狀取得單元所取得的刀具的形狀資料對加工中的刀具進行干涉檢查。
  6. 一種機床的刀具偏移值的自動設定方法，其中， 根據被設置在機床內的照相機的圖像或鐳射長度測量器的測定值取得在加工中使用的刀具的形狀資料，根據該形狀資料和加工程式中使用的表示該刀具的刀頭方向的資料求出針對該刀具的臨時的刀具偏移值，使對刀裝置進入到規定的位置，由數控裝置使用該臨時的刀具偏移值控制刀架來使該刀具的刀頭以高速移動至進入的對刀裝置的接觸感測器的緊旁邊，然後使刀架以能夠立刻停止的程度的低速移動而與該接觸感測器接觸，取得刀具偏移值並登記到數控裝置。
  7. 一種機床的刀具偏移值的自動設定方法，其中，登記資料表，該資料表中登記了與加工中使用的刀具的形狀對應的刀頭位置，根據被設置在機床內的照相機的圖像或鐳射長度測量器的測定值取得在加工中使用的刀具的形狀資料，根據該形狀資料和基於該形狀資料檢索所述資料表而得到的刀頭位置求出針對該刀具的臨時的刀具偏移值，使對刀裝置進入到規定的位置，由數控裝置使用該臨時的刀具偏移值控制刀架來使該刀具的刀頭以高速移動至進入的對刀裝置的接觸感測器的緊旁邊，然後使刀架以能夠立刻停止的程度的低速移動而與該接觸感測器接觸，取得刀具偏移值並登記到數控裝置。
TW103130510A 2013-09-06 2014-09-04 Automatic setting device and automatic setting method of tool offset value of machine tool TWI630964B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013184744A JP6297283B2 (ja) 2013-09-06 2013-09-06 工作機械の工具オフセット値の自動設定装置及び自動設定方法
JPJP2013-184744 2013-09-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201509571A TW201509571A (zh) 2015-03-16
TWI630964B true TWI630964B (zh) 2018-08-01

Family

ID=51302655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103130510A TWI630964B (zh) 2013-09-06 2014-09-04 Automatic setting device and automatic setting method of tool offset value of machine tool

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2846206B1 (zh)
JP (1) JP6297283B2 (zh)
KR (1) KR20150028742A (zh)
CN (1) CN104423322B (zh)
TW (1) TWI630964B (zh)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016093872A (ja) * 2014-11-14 2016-05-26 中村留精密工業株式会社 工作機械の工具補正値の自動設定装置及び自動設定方法
CH711178A1 (fr) * 2015-06-11 2016-12-15 Watch Out Sa Module d'usinage, ensemble d'accessoire pour module d'usinage, et procédé de mise en train d'un module d'usinage.
CN104959633B (zh) * 2015-07-15 2017-12-08 上海西码机床科技有限公司 走心机对刀方法
TWI546639B (zh) * 2015-08-07 2016-08-21 Anderson Ind Corp Rapid processing methods and computer program products
EP3357637B1 (en) * 2015-09-30 2022-07-06 Makino Milling Machine Co., Ltd. Machine tool
KR101804540B1 (ko) 2016-09-06 2017-12-04 두산중공업 주식회사 선반 가공 장치 및 방법
JP6346256B2 (ja) 2016-12-14 2018-06-20 ファナック株式会社 数値制御装置
KR102336214B1 (ko) 2017-06-07 2021-12-09 두산공작기계 주식회사 공작 기계의 공구 오프셋 측정 방법 및 장치
DE102017117840A1 (de) * 2017-08-07 2019-02-07 Franz Haimer Maschinenbau Kg Erstellung eines digitalen zwillings in einem bearbeitungszentrum
JP6456452B1 (ja) * 2017-09-29 2019-01-23 株式会社牧野フライス製作所 工作機械の制御装置
TWI647054B (zh) * 2018-01-03 2019-01-11 新代科技股份有限公司 刀具的智能校正系統與校正方法
CN108196510A (zh) * 2018-01-12 2018-06-22 上海维宏电子科技股份有限公司 针对多刀具机床的刀具切换控制方法
JP7075806B2 (ja) * 2018-04-18 2022-05-26 共立精機株式会社 ツールプリセッタにおけるツール形状の測定装置及び測定方法
CN108527003A (zh) * 2018-06-28 2018-09-14 厦门攸信信息技术有限公司 一种偏差计量方法以及偏差调整方法
CN109108734B (zh) * 2018-09-25 2023-07-18 四川明日宇航工业有限责任公司 铣削类数控机加工刀具主动防错***及方法
CN109434560A (zh) * 2018-10-08 2019-03-08 苏州新代数控设备有限公司 刀具的智能校正***及其校正方法
CN109283890B (zh) * 2018-11-20 2023-11-03 东莞市义信精密模具科技有限公司 数控机床托板热误差自动补偿装置
EP3685969A1 (de) * 2019-01-28 2020-07-29 Siemens Aktiengesellschaft Rechnergestützte optimierung einer numerisch gesteuerten bearbeitung eines werkstücks
JP2020131370A (ja) * 2019-02-20 2020-08-31 オークマ株式会社 工作機械
JP7300358B2 (ja) * 2019-09-24 2023-06-29 オークマ株式会社 工具刃先計測装置及び工作機械
CN113110299B (zh) * 2021-03-31 2022-04-12 北京精雕科技集团有限公司 一种可实现连续加工的刀模自动化生产方法
JP2023012847A (ja) * 2021-07-14 2023-01-26 スター精密株式会社 工作機械システム
CN114714149A (zh) * 2022-04-07 2022-07-08 西门子（中国）有限公司 机床自动对刀检测的方法和对刀检测装置
TWI829148B (zh) * 2022-04-25 2024-01-11 上博科技股份有限公司 主動式整合刀具資料與加工條件之暖機時間控制方法
JP7340126B1 (ja) 2023-01-27 2023-09-06 ヤマザキマザック株式会社 旋盤、旋盤加工システム、及び、旋盤の刃先位置推定方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0269286A2 (en) * 1986-11-15 1988-06-01 Renishaw plc Checking the setting of a tool
CA2071764A1 (en) * 1991-06-24 1992-12-25 Gunter Heilig Automated tool measurement
US6157869A (en) * 1992-10-06 2000-12-05 Fanuc Ltd. Machining program checking method for a numerical control device
US20060021208A1 (en) * 2002-10-21 2006-02-02 Zoller Gmbh & Co. Kg Method for fastening a tool in a tool chuck
US20060079988A1 (en) * 2004-10-11 2006-04-13 Fanuc Ltd Numerical control apparatus
US20100111630A1 (en) * 2007-04-23 2010-05-06 Kou Yamagishi Tool and tool correction method

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6274954U (zh) * 1985-10-29 1987-05-13
JP3459847B2 (ja) * 1994-10-06 2003-10-27 株式会社森精機ハイテック ツールプリセッタによる工具補正量再設定方法およびその装置
JPH09155693A (ja) * 1995-12-04 1997-06-17 Hitachi Seiki Co Ltd ターニングセンタのｙ軸方向刃先計測装置
JPH1199450A (ja) * 1997-09-29 1999-04-13 Makino Milling Mach Co Ltd 工作機械の工具長測定方法及び装置
CN201824194U (zh) * 2010-08-31 2011-05-11 新宇航空制造(苏州)有限公司 一种机床对刀装置
JP2012213840A (ja) * 2011-04-01 2012-11-08 Murata Machinery Ltd 工作機械
CN103029004B (zh) * 2012-12-26 2016-03-30 长春理工大学 微小型数控铣床对刀方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0269286A2 (en) * 1986-11-15 1988-06-01 Renishaw plc Checking the setting of a tool
CA2071764A1 (en) * 1991-06-24 1992-12-25 Gunter Heilig Automated tool measurement
US6157869A (en) * 1992-10-06 2000-12-05 Fanuc Ltd. Machining program checking method for a numerical control device
US20060021208A1 (en) * 2002-10-21 2006-02-02 Zoller Gmbh & Co. Kg Method for fastening a tool in a tool chuck
US20060079988A1 (en) * 2004-10-11 2006-04-13 Fanuc Ltd Numerical control apparatus
US20100111630A1 (en) * 2007-04-23 2010-05-06 Kou Yamagishi Tool and tool correction method

Also Published As

Publication number Publication date
EP2846206B1 (en) 2017-07-05
JP6297283B2 (ja) 2018-03-20
JP2015052872A (ja) 2015-03-19
CN104423322A (zh) 2015-03-18
KR20150028742A (ko) 2015-03-16
TW201509571A (zh) 2015-03-16
EP2846206A1 (en) 2015-03-11
CN104423322B (zh) 2018-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI630964B (zh) Automatic setting device and automatic setting method of tool offset value of machine tool
TW201617166A (zh) 機床的刀具校正值的自動設定裝置以及自動設定方法
US9895810B2 (en) Cooperation system having machine tool and robot
US5390128A (en) Robotic processing and inspection system
CN104759945B (zh) 基于高精度工业相机的移动制孔机器人基准找正方法
JP6295070B2 (ja) 多軸工作機械の幾何誤差同定方法及び多軸工作機械
TWI583480B (zh) Three - dimensional laser processing machine
EP2584419B1 (en) CNC machine for cutting with plasma, oxygen and water jet used as a cutting tool with automatic setting up a precise position of a cutting tool in a cutting head by autocalibration and method thereof
JP2017140684A (ja) ロボットプログラムの教示を行うロボットプログラミング装置
JP4456455B2 (ja) 旋盤における機械稼働部の衝突防止方法
JPH09253979A (ja) 刃先位置計測装置
CN108044403A (zh) 一种数控车床精确对刀装置及对刀方法
JP2004009293A (ja) 工作機械の加工適否チェック方法
KR20190002099A (ko) 5축 가공장치의 피봇 교정 방법
JP2015009345A (ja) 工作機械の工具補正値の設定装置及び設定方法
JP2016117131A (ja) 工作機械のワーク計測装置
JP2007048210A (ja) 工作機械稼動部の衝突防止方法
JP2017124485A (ja) 工作機械および工具先端位置の補正方法
JP2020019126A (ja) 自動バリ取りおよび／またはエッジ仕上げ装置、ならびにバリ取りおよび／またはエッジ仕上げの自動化方法
CN112775720B (zh) 机床的对象物的位置测量方法及位置测量***、计算机可读记录介质
JP6397776B2 (ja) キャリブレーション治具及びキャリブレーション方法並びにレーザ加工機
JP5793380B2 (ja) 工作機械の衝突防止方法
JPH05185304A (ja) 自動旋盤
EP4219048A1 (en) Turning method, machining system, and machining program
JP2005028432A (ja) 板材加工機における板材寸法測定方法およびワーククランプ位置決定方法並びにその方法に用いるワーククランプ装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees