專利名稱：組合車床設備及控制方法,車刀架,刀刃位置記錄及檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種控制組合車床設備的方法， 一種組合車床設備，車刀架， 刀刃位置記錄裝置以及刀刃位置檢測裝置。
背暈技術
組合車床設備的基本設計理念包括下述的(1)至(3)。 這些是設計時應該考慮進的最重要的幾點。
(1) 操作者可以接近工件和主軸箱以方便使用。
(2) 工廠內(nèi)安裝機床的空間很小。
(3) 碎屑可以順利地排出并且便于處理。
因此，如圖12 (A)至12 (C)所示，具有相對水平線傾斜預定角度e的
可移動體420的設備是作為具有自動刀具更換設備的組合車床設備來使用。通 常，預定角度是45。， 60°或90°。可移動體420放置在床身410上方，并且沿 著X軸可移動的主軸箱400設置在可移動體420上。在圖例12(A)中，可移 動體420沿著水平線Yt移動并且主軸箱400沿著相對于水平線Yt成9角的X 軸移動。水平線Yt是包括在水平面和X-Y平面內(nèi)的直線。
在圖例12 (B)中，可移動體420沿著Y軸移動并且主軸箱400沿著相對 于水平線Yt成e角的X軸移動。在圖例12(C)中，可移動體420沿著Y軸 (水平線Yt)移動并且主軸箱400沿著垂直于水平線Yt的X軸移動。
在這類組合車床設備中，工件以預定角度e被切割，從而在工件上進行車 削加工。例如，日本專利公開號2000-254802公開的組合加工車床中，使用放 置在垂直于工件主軸軸線方向的刀具來加工工件，以避免工件主軸的熱位移效 應。
在上述具有自動刀具更換裝置的組合車床設備中，在工件的外周面進行車 削加工的情況下，由于工件自身重量，出現(xiàn)工件彎曲而直接影響加工精度(圓 柱度)的問題。通常，被支撐工件的彎曲量S(mm)可以通過公式(1)計算。
<formula>formula see original document page 4</formula> (1)
P是工件的重量(N)， L是工件的長度(mm)， E是直接彈性模量(N/mm2), I是截面慣性矩(mm4)。公式(1)包括工件長度L的立方。K此，工件的長度 對彎曲量S起最主要的作用。因此，工件的長度L越大，由亍工件歪量導致的彎曲量s變得更大。因此，當在相對水平線Yt的預定角度e進行車削加工時，
受到工件彎曲的影響，加工工件的精度變得很差(以下這個問題稱為第一問 題)。
根據(jù)床身的一般結(jié)構(gòu)，為了使用方便，垂直方向的厚度很小并且橫向的長 度很大。在機床情況下，調(diào)整定位螺栓以定位機床。但是，由于發(fā)生地震，使 得機床安裝其上的混凝土制基部的狀態(tài)等發(fā)生變化，基部的位置以及施加給定 位螺栓的負荷也改變。因此，機床上很薄且具有低剛度的床身的垂直方向的彎 曲程度很容易改變。
垂直方向上的彎曲程度的變化意味著如圖15所示的擺動(pitching)上有 同樣的變化。擺動意味著當主軸箱沿工件主軸移動時發(fā)生的角度偏離。彎曲量 S是由于機床側(cè)誤差為"O"的情況下工件W彎曲而導致的，而擺動則是由于機 床中的誤差而導致的。
這個誤差影響了刀片在垂直方向的位置，而且同時影響工件W的加工精度 (以下這個問題稱為第二問題)。在通過重新調(diào)整定位螺栓來解決這個問題時， 調(diào)整需要大量的時間和精力。除此之外，很難判斷基部在這種狀態(tài)下的改變是 否已降低了精度。
并且，旋轉(zhuǎn)刀具，車削加工刀具等根據(jù)加工的對象安裝在主軸箱上。轉(zhuǎn)動 旋轉(zhuǎn)刀片的馬達、支撐被轉(zhuǎn)動物體的軸承等組裝在主軸箱內(nèi)。在這種情況下， 馬達和軸承是引起主軸箱內(nèi)熱位移的熱源。沿著刀具主軸的軸線很容易引起熱 位移。如圖14所示，刀具主軸的軸線方向與利用車削加工刀具所加工工件的 切削方向一致。也就是說，即使在用車削加工刀具更換轉(zhuǎn)動刀具后，車削加工 刀具也會受到主軸箱熱位移的影響。在圖14中，Wa表示在受到熱位移的狀態(tài) 下，已經(jīng)進行了切削加工的工件W的外徑。圖14中，q表示在沒受到熱位移 的狀態(tài)下，已進行了切削加工的工件W的外徑，減去在受到熱位移的狀態(tài)下已 進行了切削加工的工件W的外徑Wa得到的長度。
因此，車削加工刀具的熱位移影響了外徑車削加工的加工精度和加工后工 件W外徑的精度(以下這個問題稱為第三問題)。讓機床糾正熱位移量的技術 已經(jīng)提出。但是根據(jù)這種技術，沒有根本的措施來克服這個問題，因此很難穩(wěn) 定地進行高精度的車削加工。
日本專利公開號2000-254802揭露的組合加工車床沒有可以更換旋轉(zhuǎn)刀具 和車削加工刀具的自動刀具替換設備。因此，本發(fā)明涉及的具有自動刀具替換
設備的組合加工車床設備不能同時解決第一至第三問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種具有自動刀具更換裝置的組合車床設備的控制方法，該方法抑制了工件由于自身重量導致的彎曲影響，由于低剛性床身 在垂直方向彎曲方式改變而導致擺動的影響以及由于來自轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)刀具的馬 達和軸承的熱量導致的熱位移的影響。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有自動刀具更換裝置的組合車床設備， 該設備抑制了工件由于自身重量導致的彎曲影響，由于低剛性床身在垂直方向 彎曲方式改變而導致擺動的影響以及由于來自轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)刀具的馬達和軸承的 熱量導致的熱位移的影響。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種根據(jù)具有自動刀具更換裝置的組合車床 設備的控制方法來使用的、并用于具有自動刀具更換裝置的組合車床設備的車 刀架。本發(fā)明進一步的目的是提供一種在具有自動刀具更換裝置的組合車床設 備中使用的刀刃位置記錄裝置。本發(fā)明進一步還有一個目的是提供一種在具有 自動刀具更換裝置的組合車床設備中使用的刀刃位置檢測裝置。
為達成上述目的和對應本發(fā)明的第一個方面，提供一種控制組合車床設備 的方法。該組合車床設備包括工件安裝其上的工件主軸，刀具主軸，對所述工 件進行車削加工的車削加工刀具可拆卸地安裝在所述刀具主軸上，從多個車削 加工刀具中取出特定的車削加工刀具并用該特定的車削加工刀具更換安裝在 所述刀具主軸上的車削加工刀具的自動刀具更換裝置，可沿著垂直于第一軸線 的第二軸線移動的可移動體，所述第一軸線是所述工件主軸的軸線并與水平面
形成預定角e (o<e^9o°)，以及所述可移動體支撐的刀具主軸箱。所述刀具
主軸箱具有所述刀具主軸。所述可移動體可在包括與所述第一軸線和所述第二
軸線垂直的第三軸線分量的方向上移動。所述刀具主軸可受控進行轉(zhuǎn)動或保持
固定不轉(zhuǎn)動。為了使安裝在所述刀具主軸上的所述車削加工刀具的切削點沿著
垂直于所述第一軸線的水平線移動，通過在包括所述第三軸線分量的方向上移
動所述可移動體，或通過在包括所述第三軸線分量的方向上移動所述可移動
體、并同時沿著所述第二軸線移動所述刀具主軸箱，來對安裝在所述工件主軸
上的所述工件進行車削加工。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種組合車床設備，包括工件安裝其上的工
件主軸，刀具主軸，對所述工件進行車削加工的車削加工刀具可拆卸地安裝在
所述刀具主軸上，從多個車削加工刀具中取出特定的車削加工刀具并用該特定 的車削加工刀具更換安裝在所述刀具主軸上的車削加工刀具的自動刀具更換
裝置，可沿著與第一軸線垂直的第二軸線移動的可移動體，所述第一軸線是所 述工件主軸的軸線并與水平面形成預定角e (o<es%°)，所述可移動體支撐 的刀具主軸箱。所述刀具主軸箱具有所述刀具主軸以及用于控制所述可移動體 移動的控制裝置。所述可移動體可在包括與所述第一軸線和所述第二軸線垂直 的第三軸線分量的方向上移動。所述刀具主軸可受控進行轉(zhuǎn)動或保持不轉(zhuǎn)動。為了使安裝在所述刀具主軸上的所述車削加工刀具的切削點沿著垂直于所述 第一軸線的水平線移動，控制裝置通過在包括所述第三軸線分量的方向上移動 所述可移動體，或通過在包括所述第三軸線分量的方向上移動所述可移動體、 并同時沿著所述第二軸線移動所述刀具主軸箱，來對安裝在所述工件主軸上的 所述工件進行車削加工。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種可拆卸并同軸安裝在與水平面成預定角
e的刀具主軸上的車刀架，所述車刀架具有刀架本體，具有車刀頭的車刀安裝
在所述刀架本體上。所述刀架本體具有將所述車刀安裝在其上的車刀安裝表 面。所述車刀安裝表面和所述刀架本體的軸線之間形成的角與所述刀具主軸和 水平面之間形成的預定角e相等。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種設置在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的組合車 床設備內(nèi)用于記錄所述車削加工刀具的刀刃位置的刀刃位置記錄裝置?；鶞庶c 設置在所述刀具主軸的軸線上。刀刃位置記錄裝置包括刀刃位置輸入裝置和存 儲裝置。所述刀刃位置輸入裝置輸入第一刀具長度、第二刀具長度以及第三刀 具長度，所述第一刀具長度為所述車削加工刀具的刀刃從基準點沿著所述第一 軸線偏移的偏移量，所述第二刀具長度為所述車削加工刀具的刀刃從基準點沿 著與所述第一軸線垂直的水平線偏移的偏移量，所述第三刀具長度為所述車削 加工刀具的刀刃從基準點沿著垂直線偏移的偏移量。所述存儲裝置，用于存儲 所述輸入的第一刀具長度、第二刀具長度和第三刀具長度。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種設置在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的組合車 床設備內(nèi)的刀刃位置檢測裝置，具有可以與所述車削加工刀具的刀刃接觸的多 個檢測表面，并且當所述刀刃與其中的一個檢測表面接觸時，輸出檢測信號。 所述刀刃位置檢測裝置包括第一檢測表面，用于檢測沿所述工件主軸的軸線移 動的所述車削加工刀具的刀刃，第二檢測表面，用于檢測沿與所述工件主軸的 軸線垂直的水平線移動的所述車削加工刀具的刀刃，和第三檢測表面，用于檢 測沿垂直線移動的所述車削加工刀具的刀刃。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一至第三實施例的組合車床設備的立體圖； 圖2是示出組合車床設備的主軸箱附近部分的放大立體圖； 圖3是示出組合車床設備的側(cè)視圖； 圖4是示出控制裝置的方塊圖5是說明拖板、刀具主軸，車刀架以及工件之間的位置關系的圖6 (A)是比較現(xiàn)有技術和本實施例之間車削加工刀具的位置的圖6 (B)是比較現(xiàn)有技術和本實施例之間車削加工刀具的位置的示意側(cè)視圖7是說明現(xiàn)有技術和本實施例之間切削點差異的圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的刀刃位置檢測裝置的立體圖9是示出部分刀刃位置檢測裝置的放大側(cè)視圖IO是示出針元件一部分的放大立體圖11是說明彎曲的工件部被車削和未彎曲的工件部被車削情況的圖12 (A)至12 (C)是示出各個組合車床設備的示意圖13是說明擺動誤差的圖； 圖14是說明熱位移的圖； 圖15是說明擺動的圖16是示出了沿著刀具主軸的軸線的熱位移量和與刀具主軸軸線垂直方 向的熱位移量的圖表；
圖17 (A)和17 (B)是說明沿著刀具主軸的軸線的熱位移量和與刀具主 軸軸線垂直方向的熱位移量的圖18是示出了主軸箱的示意剖視圖19是示出了顯示部顯示的刀具記錄屏幕的表格；
圖20 (A)是示出了顯示部顯示的X — Z平面車削用刀具的刀具長度填寫 欄的表格；
圖20 (B)是示出了顯示部顯示的水平車削用刀具的刀具長度填寫欄的表格。
具體實施例
(第一實施例)
以下參考圖1至圖7說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的組合車床設備和車刀架。
如圖1和2所示，CNC組合車床設備20 (以下稱為組合車床設備)具有 都為矩形平行六面體形狀并在Z軸延伸的床身21和框體11。前門12設置在框 體11的前表面上，可以開閉。主軸箱26安裝在床身21的上方，工件主軸26a 通過主軸箱26支撐使得可以繞著軸線02旋轉(zhuǎn)，工件主軸26a以軸線02平行 于Z軸的方式放置。
卡盤26b設置在工件主軸26a內(nèi)。待加工的工件W安裝在卡盤26b上。尾 架27放置在床身21上以面向主軸箱26。尾架27可沿Z軸移動。對應待加工 工件W的尺寸、形狀或加工的類型，在尾架27內(nèi)設置支撐工件W上未被卡盤 支持的端部的尾架軸27a。
并且，已知的刀具庫14安裝在框體11內(nèi)的工件主軸26a的后表面?zhèn)炔可?。刀具?4包含是車削加工刀具的車刀單元，以及諸如旋轉(zhuǎn)刀具單元的刀具單
元。車刀單元由下述的車刀45和車刀架40組成。已知的ATC30 (自動刀具更 換設備)安裝在刀具庫14的附近。ATC30從刀具庫40中取出刀具單元并將 其安裝在下述刀具主軸25上，以及卸下已安裝在刀具主軸25上的刀具單元并 將其放入刀具庫14。
如圖3所示，拖板基部22安裝在床身21的水平面21a上。拖板23為可移 動體并安裝在拖板基部22上。在床身21的水平表面21a上，拖板23可沿Z 軸移動，稱之為縱向移動，并可沿Y軸的投影線移動，稱之為橫向移動。橫向 移動對應在包括Y軸線分量的方向移動拖板23。
拖板23具有沿著X軸延伸的滑行表面23a?；斜砻?3a相對床身21的 水平面21a傾斜預定的角度0。預定角度0例如可以是45°或60。，或是0<0^90° 范圍內(nèi)的任意角度。刀具主軸箱24安裝在滑行表面23a上使得可沿X軸滑動。 在本實施例中，Z軸對應第一軸，X軸對應第二軸，Y軸對應第三軸。
如圖2所示，刀具主軸安裝部31在刀具主軸箱24的下端形成。在圖3中， 為了便于說明省略了刀具主軸安裝部31。刀具主軸25通過刀具主軸安裝部31 支撐使之可轉(zhuǎn)動。刀具主軸25繞垂直于X — Z平面的軸04在圖2中的B軸線 方向旋轉(zhuǎn)。刀具主軸25形成了刀具主軸箱24的主體的一部分。
B軸驅(qū)動馬達Mb (參見圖4)組裝在刀具主軸箱24內(nèi)。由齒輪、轉(zhuǎn)動桿 等組成的動力傳輸裝置(圖中未示)設置在B軸驅(qū)動馬達Mb和刀具主軸25 之間。動力傳輸裝置將B軸驅(qū)動馬達Mb的動力傳給刀具主軸25。結(jié)果是，刀 具主軸25繞著軸04在B軸方向旋轉(zhuǎn)。
并且，將刀具主軸25固定在刀具主軸安裝部31上或解除固定的夾具裝置 (圖中未示)設置在刀具主軸安裝部31和刀具主軸25之間。動力傳輸裝置和 夾具裝置在圖2的B軸方向轉(zhuǎn)動刀具主軸25并同時將刀具主軸25定位在預定 角度。刀具主軸25的軸01平行于拖板23的滑動表面23a，即X軸。
接著，結(jié)合圖5和6說明車刀架40。
車刀架40具有刀架本體41。截錐狀裝配部42在刀架本體41的近端部內(nèi) 形成。刀架本體41和裝配部42是同軸設置。刀架本體41通過裝配部42安裝 在刀具主軸25上使得與軸01同軸并可移動。
如圖5和6(A)所示，安裝槽43設置在刀具本體41的一個側(cè)面。安裝槽 43具有面向工件W的開口。從安裝槽43的內(nèi)表面中接近裝配部42的表面稱 之為車刀安裝表面44。如圖5所示，車刀安裝表面44相對刀架本體41的軸成 預定角e。
車刀45裝配在刀架本體41的安裝槽43內(nèi)。利用螺栓48將車刀45固定 在刀架本體41的下端面。車刀45的末端沿著水平線Yt從安裝槽43突出。車刀頭46設置在車刀45的末端。水平線Yt是包含在X — Y平面和水平面內(nèi)的直 線。X — Y平面對應具有第二和第三軸的平面。 接著，參考圖4說明控制裝置100。
組合車床設備20具有控制裝置100。如圖4所示，控制裝置100具有由 CPU作為控制裝置組成的主控制部110。加工程序存儲器120、系統(tǒng)程序存儲 器130、緩沖存儲器140、加工控制部150、具有鍵盤等的控制面板160以及由 液晶顯示裝置組成的顯示部170通過總線105與主控制部110連接。
X軸控制部200、 Yt軸控制部210、 Z軸控制部220以及B軸控制部230 通過總線105與主控制部110連接。各個軸控制部接收來自主控制部110的相 對軸的移動指令。軸控制部分別將相對軸的移動指令輸出給驅(qū)動電路202、212、 222和232。驅(qū)動電路202、 212、 222和232分別接收相應的移動指令并驅(qū)動 各個軸馬達(X、 Yt、 Z以及B軸驅(qū)動馬達)。
當驅(qū)動X軸驅(qū)動馬達Mx，刀具主軸25沿著X軸在拖板23的滑行表面23a 上移動。當驅(qū)動Yt軸驅(qū)動馬達Myt，拖板23沿著水平線Yt移動，與此同時， 刀架主軸25也沿著水平線Yt移動。當驅(qū)動Z軸驅(qū)動馬達Mz，拖板23沿著Z 軸移動，與此同時，刀具主軸25也沿著Z軸移動。
工件主軸控制部240通過總線105與主控制部110連接。工件主軸控制部 240從主控制部110接收轉(zhuǎn)動指令并將該轉(zhuǎn)動指令輸出給驅(qū)動電路242。驅(qū)動 電路242從主控制部110接收到轉(zhuǎn)動指令并使工件主軸驅(qū)動馬達Mws轉(zhuǎn)動。
刀具主軸控制部250通過總線105與主控制部110連接。刀具主軸控制部 250從主控制部110接收轉(zhuǎn)動指令，并將主軸速度信號輸出給驅(qū)動電路252。 驅(qū)動電路252根據(jù)刀具主軸控制部250的主軸速度信號，以對應轉(zhuǎn)動控制指令 的轉(zhuǎn)動速度轉(zhuǎn)動與刀具主軸25連接的嵌入式馬達MTs。結(jié)果是，轉(zhuǎn)動刀具單元 與刀具主軸25—起轉(zhuǎn)動。當使用車削加工刀具時，主控制部110將停止控制 指令輸出給刀具主軸控制部250。刀具主軸控制部250從主控制部110接收停 止控制指令并使馬達Mts停止。
接著，說明組合車床設備20的操作。
為了便于說明，車刀架40安裝在刀具主軸25上。另外，假設刀具主軸25 的軸Ol繞B軸在平行于X軸的方向轉(zhuǎn)動，并且軸Ol已被定位。在這種狀態(tài)， 刀具主軸控制部250使馬達MTs停止?？刂蒲b置IOO遵循存儲在加工程序存儲 器120中的加工程序并將轉(zhuǎn)動指令輸出給工件主軸控制部240，并使工件主軸 驅(qū)動馬達Mws轉(zhuǎn)動。
在控制裝置100中，主控制部IIO遵循上述加工程序并將移動指令輸出給 X軸控制部200。 X軸控制部200將該移動指令輸出給驅(qū)動電路202并驅(qū)動X 軸驅(qū)動馬達Mx。結(jié)果是，主軸箱24沿著刀具主軸25的軸01移動。結(jié)果，如圖3所示，車刀45的車刀頭46的刀刃位于包括有工件主軸26a的軸02的水 平面內(nèi)和X—Y平面內(nèi)的直線上。
在這種狀態(tài)下，主控制部110將移動指令輸出給Yt軸控制部210。 Yt軸 控制部210將移動指令輸出給驅(qū)動電路212。驅(qū)動電路212使Yt軸驅(qū)動馬達 Myt驅(qū)動，從而拖板23沿著水平線Yt移動，同時刀具主軸25也沿著水平線 Yt移動。另外，主控制部110遵循存儲在加工程序存儲器120中的加工程序并 將移動指令輸出給Z軸控制部220。 Z軸控制部220輸出移動指令給驅(qū)動電路 222。驅(qū)動電路222使Z軸驅(qū)動馬達Mz驅(qū)動，從而，拖板23沿著Z軸移動， 同時，刀具主軸25也沿著Z軸移動。
如上所述，當?shù)毒咧鬏S25沿著水平線Yt移動時，工件W被車削加工刀具 沿著水平線Yt切削。在這種狀態(tài)下，車刀45的車刀頭46與刀具主軸25—起 沿著Z軸移動，從而，在工件W上進行車削加工。車刀頭46在工件W上進行 切削加工的點稱為切削點。因此，當切削點沿著垂直Z軸方向移動時，工件W 被車刀45沿著水平線Yt切割.
如上所述,工件W越長，由于其自身重量造成工件越彎曲?？紤]到這一點， 在本實施例中，在工件W的外周面進行車削加工的情況下，工件由于自身重量 的彎曲不會直接影響加工精度。也就是說，與現(xiàn)有技術不同，即使工件W很長， 也避免了工件彎曲的影響。
另外，床身21很薄并沿水平線Yt延伸。因此，可以認為床身21在剛性 很低的垂直方向上的彎曲方式很容易改變。這意味著搖擺如圖15所示改變。 但是，在本實施例中，上述搖擺的影響通過沿水平線Yt切削工件W被抑制。 (由于工件W彎曲產(chǎn)生的降低量)
在使用直徑100mmX長度1270mm的鐵材料作為工件W的情況下，如公 式(1)所示，彎曲量S變?yōu)?0pm。工件W的彎曲在工件W的中部最大。因 此，在組合車床設備的高度不變的情況下，工件W的高度在工件W的中部變 得最小。根據(jù)現(xiàn)有的方法進行車削加工的情況下，表示工件W加工精度的圓柱 度變?yōu)?(Him，在加工精度上出現(xiàn)了很大的問題。
獲得由于工件彎曲導致的圓柱度降低量的計算公式如下所示。圖11示出 了車削工件彎曲部分和車削工件未彎曲部分的方法。在工件W沿著水平線Yt 切削的情況下，由于工件彎曲導致的圓柱度降低量A1可以通過以下公式(2) 表示。<formula>formula see original document page 11</formula>(2)如利用上述公式(2)所計算的，在工件W的半徑R為50mm和S為20pm 的情況下，Al為7.9nm。另外，在工件處在相對水平線Yt傾斜切削角6k的 位置切削工件的情況下，由于工件彎曲導致的圓柱度降低量A2可以通過以下公式(3)表示。<formula>formula see original document page 12</formula>
R:根據(jù)加工程序指令加工后的工件半徑
5:工件彎曲最大部分的彎曲量(例如，工件縱向方向的中心) U:工件中心與工件彎曲最大部分處的刀片之間的最小距離。 如利用上述公式(3)所計算的，在工件W的半徑R是50mm, S為20pm 并且切割角ek是90度的情況下，A2為40pm。
如利用上述公式(3)所計算的，在工件W的半徑R是50mm， S為20pm 并且切割角6k是60度的情況下，A2為34pm。另外，如利用上述公式(3) 所計算的，在工件W的半徑R是50mm, S為20pm并且切割角9k是45度的 情況下，A2為28pm。因此，根據(jù)沿著水平線Yt切削工件的方法，圓柱度降 低量可以保持小到可以忽略的程度。
接著，結(jié)合圖13說明擺動誤差(error of pitching)。圖13示出了在工件 W上使用現(xiàn)有的車削方法的情況。刀具主軸箱沿著垂直直線移動并且車刀也沿 著垂直直線移動。例如，在ISO10791-l中，擺動中的精度公差值被確定為 60|im/1000mm。在圖13所示的現(xiàn)有技術的情況下，刀片在高度方向的位置改 變"A"可以通過以下公式表示。
△ = L x cos9n — (L - 60 jxm) = L(cos9n — 1) + 60 jam
L:床身21的拖板的滑行表面與車刀頭46的刀刃之間的距離0im)
0n:擺動誤差(伴隨沿Z軸移動而產(chǎn)生的角度偏移)
0n = tan (60/1000000)，因此，cos9n = 0.999994，并且根據(jù)實際的機床尺寸， 例如假定L = 1000 mm時，A^54pm。在L=2000mm的情況下，A= 48pm。在A=54 pm的情況下，加工后的工件W的圓柱度為108pm，這是個很大的問題。
下面說明使用圖12 (A)所示的組合車床設備20的情況。在工件W沿水平 線Yt切割的情況下，可以通過下述公式(4)來表示由于擺動誤差導致的圓柱 度的降低量A3。
如利用上述公式(4)所計算的，在工件W的半徑R是50mm, A二54iiim的 情況下，A3為0.1pm。另外，在工件處在相對水平線Yt傾斜切削角6k的位置 切削工件的情況下，由于擺動誤差導致的圓柱度的降低量A4可以通過以下公 式(5)表示。
如利用上述公式(5)所計算的，在工件W的半徑R是50mm，/^54pm，
<formula>formula see original document page 12</formula>并且切割角0k為60度的情況下，A4為92拜。因此，與A4相比，降低量A3 小到可以忽略不計。
接著，說明熱位移。
由于馬達MTs和軸承散發(fā)出的熱，刀具主軸25和旋轉(zhuǎn)刀具在軸向發(fā)生熱 位移。在這種情況下，即使在旋轉(zhuǎn)刀具單元變成車削加工刀具后，車削加工刀
具也間接受到馬達MTS和軸承的熱量的影響。
圖18示出了刀具主軸25的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
如圖18所示，定子37以圍繞轉(zhuǎn)子32的方式設置在外部圓柱體35的內(nèi)表 面。軸承33和34以可以相對外部圓柱體35轉(zhuǎn)動的方式支撐轉(zhuǎn)子32。另外， 刀具單元，例如是旋轉(zhuǎn)刀具單元，安裝在轉(zhuǎn)子32的末端。另外，冷卻回路36 組裝在外部圓柱體35內(nèi)。溫度被控制的流體流過冷卻回路36。因此，通常保 持"垂直于刀具主軸25軸向上的熱位移"小于"刀具主軸25軸向上的熱位移"。 圖18中的箭頭表示了熱位移的方向。
接著，說明沿著刀具主軸25的軸線發(fā)生的熱位移和發(fā)生在垂直于該軸線 的方向上的熱位移。圖16是沿著刀具主軸25的軸線發(fā)生的熱位移量和發(fā)生在 垂直于該刀具主軸25的軸線方向上的熱位移量之間關系的圖表。如圖16所示， 隨著刀具主軸箱24的溫度升高，沿著刀具主軸25的軸線發(fā)生的熱位移變得比 發(fā)生在垂直于刀具主軸25的軸線的方向上的熱位移量大。因此，沿著刀具主 軸25的軸線發(fā)生的熱位移影響了安裝在刀具主軸25上的車削加工刀具。
下面，利用名數(shù)(concrete number)說明熱位移的影響。在該說明中，如 圖16所示，當?shù)毒咧鬏S25的溫度是29T時，沿著刀具主軸25的軸線的熱位 移量是35pm(二Sl)并且垂直于刀具主軸25的軸線的方向上的熱位移量是6pm (=52)。如圖17(A)和17(B)所示，當在工件W的外周面進行車削加工 使加工后工件W的外徑為R=50mm時，將現(xiàn)有技術中在預定角9切削工件的 情況和本實施例中沿著水平線在工件W上進行車削加工的情況進行對比。
使用現(xiàn)有方法的情況下，加工后工件W的半徑Ri可以使用下述公式計算。
在這種情況下，加工后工件W的半徑Ri二49.965 (mm)，與組合車床設備 20的6角無關。因此，在這種情況下，R-R產(chǎn)350im)，誤差為35pm，與9角無關。
同時，沿著水平線在工件W上進行車削加工的情況下，如本實施例，當組 合車床設備20的9 = 60°時，可以使用下述公式計算加工后的工件半徑。
i 2 = # -(《cos 6 + & sin 6>))2 + (《sin U2 cos 6>)2 這里，當0 = 60°時，R2 = 49.977 (mm)。因此，誤差為R-R2 = 23 Oim)。
另夕卜，當6 = 45°時，R2 = 49.971 (mm)。
因此，誤差為R-R2 = 29(>n)。
另夕卜，當9 =卯°時，R2 = 49.994 (mm)。
因此，誤差為R-R2 = 6 0im)。
如上所述，在工件上水平地進行車削加工時，形成的熱位移影響比使用現(xiàn) 有方法情況下小。
如上所述，在本實施例中，通過在包括Y軸線分量的方向上移動拖板23， 在安裝到工件主軸26a的工件W上進行車削加工，以使車削加工刀具的切削點 沿水平線Yt移動。結(jié)果是，同時抑制了由于工件W自身重量導致的工件彎曲 的影響、擺動的影響、以及由于馬達和軸承導致的熱位移影響。
另外，如圖5所示，在本實施例中的車刀架40中，車刀安裝的表面44與 刀具本體41的軸線之間形成的角與刀具主軸25的軸線01和水平面21a之間
形成的預定角e相同。
(第二實施例)
根據(jù)現(xiàn)有技術，在圖6 (B)所示的切削位置和X-Z平面內(nèi)對工件W進行 車削加工。同時，車削加工刀具的刀刃位于包括工件W所圍繞旋轉(zhuǎn)的中心在內(nèi) 的X — Z平面內(nèi)，并沿著刀具主軸25的軸線Ol。車削加工刀具在該位置的定 位稱為中心高度調(diào)整。已知這種中心高度調(diào)整對加工的精度和加工表面的質(zhì)量 有影響。車刀安裝在車刀架上，車刀頭安裝在車刀上。車刀頭安裝其上的商品 化的車刀的厚度Th通常是標準化的。設計車刀架要考慮車刀的厚度Th，使車 刀的刀刃對準工件主軸26a的軸02。也就是說，制成的車刀架以在車削加工時 處在X-Z平面。從而，定位了車削加工刀具，因此對工件W進行車削加工的 情況下，操作者不必進行上述的中心高度調(diào)整。
但是，如圖6 (B)所示，根據(jù)第一實施例在組合車床設備20中進行車削 加工的情況下，需要定位車削加工刀具以使車刀頭46的刀刃對準"垂直于工件 W的軸02的水平軸"。操作者需要仔細地進行中心高度調(diào)整。具體地，需要加 入定位X和Y軸的程序以進行中心高度的調(diào)整。同時，為了檢査中心高度調(diào)整 是否已被正確地進行，利用已調(diào)整好中心高度的加工刀具切削工件W的端面， 并且對上述程序進行微調(diào)直到工件W的端面沒有未切削區(qū)域剩下。這時，工件 W的端面被重復切割，因此，出現(xiàn)需要花費大量時間和精力的問題。
作為解決這種問題的手段，除了第一實施例中的組合車床設備20和車刀 架40，還希望與組合車床設備20 —起提供刀刃位置記錄裝置60。
結(jié)合圖1一7， 19和20，以下說明刀刃位置記錄裝置60的結(jié)構(gòu)。在第二實 施例中，刀刃位置記錄裝置60附加設置在第一實施例的結(jié)構(gòu)中。因此，與第一實施例相同的部件，其符號相同，并且省略了相關說明。
如圖4所示，刀刃位置記錄裝置60具有控制面板160和緩沖存儲器140。 控制面板160對應刀刃定位輸入裝置，緩沖存儲器140對應存儲裝置。
如圖19所示，操作者操作控制面板160，顯示出顯示部170上的刀具記錄 屏171。例如，操作者將字符串"刀具一C"輸入刀具名稱欄作為刀具名稱。另外， 操作者將"X — Z平面車刀"、"水平車刀"，或其它刀具的名稱，諸如旋轉(zhuǎn)刀具 輸入刀具類型欄中。如圖20 (B)所示，用于水平車削刀具的刀具長度輸入欄 172顯示在顯示部170的屏幕上。操作者將第一刀具長度Ca，第二刀具長度 Cb和第三刀具長度Cc輸入到刀具長度輸入欄172的"刀具一C"輸入欄中。主 控制部IIO將輸入的刀具長度存儲在緩沖存儲器140中。
如圖6 (A)和6 (B)所示，第一刀具長度Ca是車刀頭46的刀刃從沿刀 具主軸25的軸01的基準點PS沿工件主軸26a的軸02偏移的偏移量?；鶞?點PS處在沿刀具主軸25的軸01的預定位置。雖然在本實施例中，刀具主軸 25的端面和刀具主軸25的軸線01的交叉點是基準點PS，但本發(fā)明并不對此 作出限制。也就是說，基準點PS可以是沿著刀具主軸25的軸Ol能夠容易確 定的任意位置。第一刀具長度Ca對應現(xiàn)有的刀具長度B。刀具長度B對應第 四刀具長度。刀具長度B是現(xiàn)有的車削刀具的刀刃從沿刀具主軸25的軸01 的基準PS沿工件主軸26a的軸02偏移的偏移量。
第二刀具長度Cb是車刀頭46的刀刃從基準點PS沿水平線Yt偏移的偏移 量。第二刀具長度Cb用來校正被加工的工件W的直徑，并根據(jù)所使用的車刀 長度和使用的車刀突出的方式來改變。
第三刀具長度Cc是車刀頭46的刀刃從基準點PS在垂直方向偏移的偏移 量。第三刀具長度Cc是上述基準點PS和車刀頭46的刀刃之間在垂直方向上 的距離。如圖7所示，基準點相對工件W的旋轉(zhuǎn)中心的位置，即機床內(nèi)的原點 已知。根據(jù)現(xiàn)有技術，記錄了第一刀具長度Ca，第二刀具長度Cb和第三刀具 長度Cc，工件加工時這些長度并不使用。
下面說明主控制部IIO利用存儲在緩沖存儲器140 (存儲裝置)中刀刃的 位置，即第二刀具長度Cb、第三刀具長度Cc和預定角e進行內(nèi)部算法處理的
例子。該例子是利用第二刀具長度cb、第三刀具長度cc和預定角e獲得在通
用的刀具長度校正函數(shù)中使用的X軸和Y軸方向上刀具長度a和(3的例子。 從圖7中得到下述公式。 Mxsin9 = Cc …(6) MxC0Se + G = Cb …(7) GxC0Se + M = a …(8)
M:位于通過車刀頭46刀刃的水平面與刀具主軸25的軸01相交處的點Tl與基準點PS之間沿著軸01的距離。
G:車刀頭46的刀刃與上述點Tl之間的距離； 這里，從公式(6)得出下述公式 M = Cc/(sin6)…(9)
公式(9)代入公式(7)以得到
(cos0/sine) x Cc + G = Cb (10) 因此，
G = Cb - (cose/sin0) x Cc ...(ll)
公式(9)和公式(11)代入公式(8)以得到 a = (Cb - (cos6/sin0) x Cc) x cos0 + Cc/sin …(12)
如公式(12)所示，根據(jù)現(xiàn)有技術在機械座標中具有X軸和Y軸的組合車 床設備20中已使用的刀具長度a可以使用第二刀具長度Cb和第三刀具長度 Cc和預定角9來表示。刀具長度a對應第五刀具長度。刀具長度a是車刀頭的 刀刃從基準點PS沿X軸偏移的偏移量。
另外，從圖7中得出以下公式
|3 = G x sin9
將公式(11)代入上述公式公式以得到
P = (Cb - (cos6/sine) x Cc)) x sine …(13)
在現(xiàn)有技術的情況下，當假定根據(jù)程序指示，刀刃沿x軸移動的距離是工
件W的直徑D時，得出下列公式。
X方向的移動量二 L —BA-a-(D/2) …(14) 丫方向的移動量=0 ...(15)
在本實施例中，為了調(diào)整中心高度，在圖7中需要將刀具定位在位置1內(nèi)。 另外，為了在Y'-Z平面進行切削加工，根據(jù)使用從公式(12)和(13)得到 的a和p的下列公式(16)和(17)定位刀具?？刂蒲b置100根據(jù)公式(12)， (13) ， (16)和(17)進行操作。
X方向的移動量(水平車削)=L — BA - a — (D/2) + K = L- BA-a - (D/2) + ((D/2) - (D/2) x cose) …(16)
Y方向的移動量(水平車肖1」)=卩+J = (3 + (D/2) x Sine …(n) L和BA是機械參數(shù)，并且為機床廠商裝配機床時就設定的已知值。 L:機床的原點和工件W的轉(zhuǎn)動中心(軸02)之間的距離 BA:當?shù)毒咧鬏S25返回到原點時機床的原點和刀具主軸25的端面(基準 點PS)之間的距離
D:由程序指令的工件的直徑雖然省略了說明，第一刀具長度Ca指的是當?shù)毒哐豘軸移動時與現(xiàn)有的 刀具長度校正同樣的方式。如從上述公式中可以看出，操作者可以如現(xiàn)有技術 一樣，簡單輸入工件W的直徑。也就是說，對于現(xiàn)有的已被程序化以使刀刃沿 X軸和Z軸移動的兩軸車床，在加工程序中使用第一刀具長度Ca，第二刀具長 度Cb,第三刀具長度Cc和預定角度e，可以得到刀刃沿X軸，Y軸和Z軸的 移動量。
根據(jù)第二實施例的刀刃位置記錄裝置60提供一種可用在根據(jù)第一實施例 的具有ATC30的組合車床設備的刀刃位置記錄裝置。在不需要高精度的加工 的情況下，在工件W很短或由于其自身重量對工件的影響很小的情況下，可以 采用現(xiàn)有的車削加工。
進行現(xiàn)有的車削加工的情況下，當在圖19示出的刀具記錄屏幕171上記 錄刀具名稱"刀具一A"，"刀具一B"等時，操作者輸入X — Z平面車削刀具作為 刀具類型。X — Z平面車削用的"刀具一A"，"刀具一B"等對應第二軸一第一軸 平面車削用的刀具。
另外，如圖20 (A)所示，主控制部110在顯示部170的顯示屏上顯示了 X—Z平面車削刀具用的刀具長度輸入欄173。操作者操作控制面板160將Z 軸偏移和X軸偏移分別輸入到與刀具長度輸入欄173中的"刀具一A"，"刀具一 B"所對應的欄內(nèi)。主控制部IIO將輸入的刀具長度存儲在緩沖存儲器140中。 在本實施例中，Z軸偏移對應為第四刀具長度的刀具長度B， X軸偏移對應為 第五刀具長度的刀具長度cu另外，控制面板160對應輸入第四刀具長度和第 五刀具長度的輸入裝置，緩沖存儲器140對應存儲所輸入的刀具長度的裝置。
具有刀刃位置記錄裝置的該組合車床設備選擇X — Z平面車削刀具作為加 工程序中指定使用的刀具，并將安裝在現(xiàn)有車削加工刀具架上的車刀的刀具長 度B (第四刀具長度)和刀具長度a (第五刀具長度)輸入，從而，可以進行 與現(xiàn)有技術同樣的車削加工。
如上所述，控制裝置100自動判定是否應當使用已經(jīng)被編程為刀刃沿X軸 和Z軸移動的刀具名(當該刀具名是已經(jīng)被設計成作為根據(jù)已被輸入到工具記 錄屏171上的刀具類型而在加工程序中所使用的刀具名中的一個)，從而應當 沿X軸和Z軸實行刀具移動控制；或是否應當使用第一刀具長度Ca，第二刀 具長度Cb，第三刀具長度Cc和預定角度0以沿X軸，Y軸和Z軸進行刀具移 動控制。
(第三實施例)
接著，結(jié)合圖l， 8 —10說明在上述組合車床設備20中使用的刀刃位置檢 測裝置50。
支撐部53設置在床身21上方的工件主軸26a附近。沿著Z軸延伸的臂51由支撐部53以可轉(zhuǎn)動的方式支撐。用于組合車床設備20的檢測部本體52設 置在臂51的末端。檢測部本體52設置在工件主軸26a的軸02的附近。圖8 中省略了支撐部53。當對工件W進行車削加工時，臂51通過支撐部53轉(zhuǎn)動， 以使檢測部本體53處在本體所要進行檢測的部分的外部。
本體殼54安裝在臂51上。針元件55克服彈性部件(圖中未示)的按壓 力以可往復運動的方式被支撐在本體殼54內(nèi)。另外，如圖10所示，針元件55 以不可繞其軸03旋轉(zhuǎn)的方式被支撐。如圖8和9所示，針元件55的末端從本 體殼54的上表面突出。三對連接端子56以繞針元件55的軸03相同角間隔放 置在本體殼54的上壁54a的內(nèi)表面上。如圖IO所示，三個接觸器57—直與從 針元件55的端部突出的三對連接端子56保持接觸。
當針元件55往復運動時，三對連接端子56中的一對從接觸器57移開， 以使這些連接端子對56與接觸器57之間的電連接斷開。三對連接端子56互 相串聯(lián)連接，因此，當三對連接端子56中的一個電斷開時，"斷開"檢測信 號被輸出給控制裝置100。檢測體58經(jīng)由L形彎曲部55a而支撐在針元件55 的末端。如圖8所示，檢測體58形成多面體塊狀。檢測體58具有第一檢測表 面58a，第二檢測表面58b，第三檢測表面58c和第四檢測表面58d。
如圖8和9所示，第一檢測表面58a是垂直于工件主軸26a的軸02的平 面。檢測體58具有沿Z軸排列的一對第一檢測表面58a。當?shù)毒哐刂ぜ鬏S 26a的軸02移動時，這對第一檢測表面58a可以與車刀頭46的刀刃接觸。第 一檢測表面58a檢測第一刀具長度Ca。
當車刀頭46沿+Z軸或-Z軸移動以接觸第一檢測表面58a時，檢測信號從 檢測部本體52輸出給控制裝置100。該檢測信號輸出的同時，Z軸驅(qū)動馬達 Mz停止轉(zhuǎn)動。這時，根據(jù)馬達的轉(zhuǎn)數(shù)計算刀具從初始位置ZO (沒有示出)起 的移動量，以計算出刀具停止時沿Z軸的位置坐標?？刂蒲b置100以計算出的 坐標位置為基礎來計算第一刀具長度Ca。控制裝置100具有計算刀具移動量的
計數(shù)器o
當安裝在現(xiàn)有刀架上的車刀移動時，第一檢測表面58a可以與車刀頭的刀 刃接觸。也就是說，可以利用第一檢測表面58a來檢測安裝在現(xiàn)有刀架上的車 刀的刀具長度B。
第二檢測表面58b是垂直于水平線Yt的平面。檢測體58具有一對相向設 置的第二檢測表面58b。當?shù)毒哐厮骄€Yt移動時，這對第二檢測表面58b可 以與車刀頭46的刀刃接觸。第二檢測表面58b檢測第二刀具長度Cb。
當車刀頭46沿水平線Yt移動并與第二檢測表面58b接觸時，檢測信號從 檢測部本體52輸出給控制裝置100。該檢測信號輸出的同時，Yt軸驅(qū)動馬達 Myt停止轉(zhuǎn)動。這時，根據(jù)馬達的轉(zhuǎn)數(shù)計算刀具從初始位置Yt0 (沒有示出)起的移動量，以計算出刀具停止時沿Yt軸的位置坐標?？刂蒲b置100以計算 出的坐標位置為基礎來計算第二刀具長度Cb。
第三檢測表面58c是垂直于垂直線的水平面。檢測體58具有一對相向設置 的第三檢測表面58c。當?shù)毒哐卮怪本€移動時，這對第三檢測表面58c可以與 車刀頭46的刀刃接觸。第三檢測表面58c檢測第三刀具長度Cc。
當車刀頭46沿垂直線移動并與第三檢測表面58c接觸時，檢測信號從檢測 部本體52輸出給控制裝置100。該檢測信號輸出的同時，X軸驅(qū)動馬達Mx和 Yt軸驅(qū)動馬達Myt都停止轉(zhuǎn)動。這時，根據(jù)馬達的轉(zhuǎn)數(shù)計算刀具從初始位置 X0和初始位置Yt0起的移動量，以計算出刀具停止時的位置坐標?？刂蒲b置 100以計算出的坐標位置為基礎來計算第三刀具長度Cc。
第四檢測表面58d是垂直于X軸的平面。檢測體58具有一對相向設置的 第四檢測表面58d。當安裝在現(xiàn)有刀架上的車刀沿X軸移動時，這對第四檢測 表面58d可以與車刀頭的刀刃接觸。也就是說，第四檢測表面58d用來檢測安 裝在現(xiàn)有刀架上的車刀的刀具長度cu
當車刀頭46沿X軸移動并與第四檢測表面58d接觸時，檢測信號從檢測 部本體52輸出給控制裝置100。該檢測信號輸出的同時，X軸驅(qū)動馬達Mx停 止轉(zhuǎn)動。這時，根據(jù)馬達的轉(zhuǎn)數(shù)計算刀具從初始位置X0起的移動量，以計算 出刀具停止的位置坐標?？刂蒲b置100以計算出的坐標位置為基礎來計算刀具 長度a。
檢測體58具有一對第一檢測表面58a， 一對第二檢測表面58b， 一對第三 檢測表面58c和一對第四檢測表面58d。結(jié)果是，根據(jù)安裝在刀架上的刀具位 置和形狀，可以檢測刀具的刀刃的位置。
根據(jù)本實施例的刀刃位置檢測裝置50，檢測體58具有用于檢測第二刀具 長度Cb和第三刀具長度Cc的第二檢測表面58b和第三檢測表面58c。因此， 可以檢測第二刀具長度Cb和第三刀具長度Cc。另外，檢測體58也具有第一 檢測表面58a和第四檢測表面58d。因此，第一刀具長度Ca，也就是說，安裝 在現(xiàn)有刀架上的車刀的刀具長度B和現(xiàn)有的刀具長度a也可以檢測。
本實施例也可以如下所示的方式實施。
雖然本發(fā)明的第一實施例是以如圖12(A)所示的組合車床設備20來實施， 第一實施例也可以如圖12(B)所示的組合車床設備20來實施。在這種情況下， 為了將安裝在刀具主軸25上的刀具沿水平線Yt移動，拖板23在包括Y軸線 分量的方向移動，并且同時，刀具主軸箱24沿X軸移動。另外，組合車床設 備具有對安裝在工件主軸26a上的工件W進行車削加工的控制裝置100。在這 種情況下，刀具通過沿X軸移動Ycos0/sine和沿著Y軸移動Ytsin9。結(jié)果是， 拖板23沿著水平線Yt移動。另外，本發(fā)明可以圖12 (C)所示的組合車床設備來實施。這種情況對應
e是90度并且Y軸對準水平線Yt的情況。
權(quán)利要求
1、一種控制組合車床設備的方法，其中所述組合車床設備包括工件安裝于其上的工件主軸；刀具主軸，對所述工件進行車削加工的車削加工刀具可拆卸地安裝在所述刀具主軸上；從多個車削加工刀具中取出特定的車削加工刀具并用該特定的車削加工刀具更換安裝在所述刀具主軸上的車削加工刀具的自動刀具更換裝置；可沿著垂直于第一軸線的第二軸線移動的可移動體，所述第一軸線是所述工件主軸的軸線并與水平面形成預定角θ(0＜θ≤90°)；所述可移動體支撐的刀具主軸箱，所述刀具主軸箱具有所述刀具主軸，其中所述可移動體可在包括與所述第一軸線和所述第二軸線垂直的第三軸線分量的方向上移動，其中所述刀具主軸可受控制而進行轉(zhuǎn)動或保持固定不轉(zhuǎn)動，所述方法的特征在于，為了使安裝在所述刀具主軸上的所述車削加工刀具的切削點沿著垂直于所述第一軸的水平線移動，通過在包括所述第三軸線分量的方向上移動所述可移動體，或通過在包括所述第三軸線分量的方向上移動所述可移動體、并同時沿著所述第二軸線移動所述刀具主軸箱，來對安裝在所述工件主軸上的所述工件進行車削加工。
2、 一種組合車床設備，包括工件安裝其上的工件主軸；刀具主軸，對所 述工件進行車削加工的車削加工刀具可拆卸地安裝在所述刀具主軸上；從多個 車削加工刀具中取出特定的車削加工刀具并用該特定的車削加工刀具更換安 裝在所述刀具主軸上的車削加工刀具的自動刀具更換裝置；可沿著與第一軸線 垂直的第二軸線移動的可移動體，所述第一軸線是所述工件主軸的軸線并與水平面形成預定角e (o < e《90° );所述可移動體支撐的刀具主軸箱，所述刀具主軸箱具有所述刀具主軸；和用于控制所述可移動體移動的控制裝置，其中所述可移動體可在包括與所述第一軸線和所述第二軸線垂直的第三軸線 分量的方向上移動，并且其中所述刀具主軸可受控進行轉(zhuǎn)動或保持固定不轉(zhuǎn) 動，以及所述組合車床設備特征在于，為了使安裝在所述刀具主軸上的所述車削加 工刀具的切削點沿著垂直于所述第一軸線的水平線移動，控制裝置通過在包括所述第三軸線分量的方向上移動所述可移動體，或通過在包括所述第三軸線分 量的方向上移動所述可移動體、并同時沿著所述第二軸線移動所述刀具主軸 箱，來對安裝在所述工件主軸上的所述工件進行車削加工。
3、 一種可拆卸并同軸安裝在與水平面成預定角e的刀具主軸上的車刀架，其特征在于，所述車刀架具有刀架本體，帶有車刀頭的車刀安裝在所述刀 架本體上，其中所述刀架本體具有將所述車刀安裝在其上的車刀安裝表面，并且其中所述車刀安裝表面和所述刀架本體的軸線之間形成的角與所述刀具主軸和水平面之間形成的預定角e相等。
4、 一種設置在如權(quán)利要求2所述的組合車床設備內(nèi)用于記錄所述車削加 工刀具的刀刃位置的刀刃位置記錄裝置，其特征在于，在刀具主軸線上設有基準點，所述刀刃位置記錄裝置包括 刀刃位置輸入裝置，用于輸入第一刀具長度、第二刀具長度以及第三刀具 長度，所述第一刀具長度為所述車削加工刀具的刀刃從基準點沿所述第一軸線 偏移的偏移量，所述第二刀具長度為所述車削加工刀具的刀刃從基準點沿著與 所述第一軸線垂直的水平線偏移的偏移量，所述第三刀具長度為所述車削加工 刀具的刀刃從基準點沿著垂直線偏移的偏移量；以及存儲裝置，用于存儲所述輸入的第一刀具長度、第二刀具長度和第三刀具 長度。
5、 如權(quán)利要求4所述的刀刃位置記錄裝置，其特征在于，所述刀刃位置 輸入裝置包括用于輸入第四刀具長度及第五刀具長度的輸入裝置，所述第四刀 具長度為車削刀具的刀刃在第二軸線一第一軸線平面內(nèi)從基準點沿著所述第 一軸線偏移的偏移量，所述第五刀具長度為所述車削刀具的刀刃在第二軸線一 第一軸線平面內(nèi)從基準點沿著所述第二軸線偏移的偏移量，并且其中所述存儲 裝置存儲所述第四刀具長度和第五刀具長度。
6、 一種設置在如權(quán)利要求2所述的組合機床設備內(nèi)的刀刃位置檢測裝置， 具有可以與所述車削加工刀具的刀刃接觸的多個檢測表面，并且當所述刀刃與 其中的一個檢測表面接觸時，輸出檢測信號，所述刀刃位置檢測裝置的特征在于，包括第一檢測表面，用于檢測沿所述工件主軸的軸線移動的所述車削加工刀具的刀刃；第二檢測表面，用于檢測沿與所述工件主軸的軸線垂直的水平線移動的所 述車削加工刀具的刀刃；第三檢測表面，用于檢測沿垂直線移動的所述車削加工刀具的刀刃。
7、 如權(quán)利要求6所述的刀刃位置檢測裝置，其特征在于，包括 第四檢測表面，用于檢測與沿所述第二軸線移動的所述車削加工刀具的刀刃的接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及組合車床設備及其控制方法、車刀架、刀刃位置記錄裝置及刀刃位置檢測裝置。為了使安裝在刀具主軸(25)上的車削加工刀具沿垂直于Z軸的水平線Yt移動，使刀架(23)在包括Y軸線分量的方向上移動，從而對安裝在工件主軸上的工件(W)進行車削加工。
文檔編號B23Q5/22GK101306475SQ20081009882
公開日2008年11月19日 申請日期2008年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日
發(fā)明者奧田敏人, 山本博雅, 桃井昭二 申請人:山崎馬扎克公司