数值控制装置和机床的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及数值控制装置和机床的控制方法。机床具有以能够旋转的方式设于主轴头的主轴、设于主轴并能够在夹持弹簧的弹力的作用下将刀柄夹持于主轴的拉杆以及松开操作部，该松开操作部具有由直线部和倾斜部构成凸轮面的凸轮以及与凸轮滑动接触的辊，且该松开操作部能够克服夹持弹簧的弹力来解除刀柄相对于主轴的夹持状态。基于主轴头的各位置处的夹持弹簧的弹力和辊与凸轮的直线部相接触时的夹持弹簧的弹力之差来判断刀柄的安装状态。

【技术实现步骤摘要】
数值控制装置和机床的控制方法
本专利技术涉及数值控制装置和机床的控制方法。
技术介绍
日本特许公开2009年第178795号公报所述的机床具有主轴头、凸轮以及辊等。主轴头在内部以主轴能够旋转的方式支承该主轴。主轴在内部具有拉杆，主轴在一端部具有用于安装刀柄的安装部。夹持弹簧位于拉杆的外周，对拉杆向另一端方向施力。凸轮在从侧面观察时呈大致梯形，凸轮面由倾斜面和平坦面构成。辊能够在凸轮面滑动。在机床中，辊在凸轮的凸轮面滑动，相对于主轴将刀柄安装、拆卸。上述公报的数值控制装置基于使机床的主轴头移动的马达的驱动电流值来检测夹持弹簧的弹力。数值控制装置将主轴头的特定的两点的位置的夹持弹簧的弹力与判断基准值进行比较，来判断刀柄的安装状态。上述公报的凸轮的凸轮面的平坦面(直线部)未必相对于用于配置被切削件的工作台面垂直。例如有时在组装时产生误差，导致平坦面不垂直。若持续使用机床，则原本垂直的平坦面有时也会倾斜。在上述公报的机床中，假定凸轮面的平坦面始终垂直，在辊在平坦面滑动时，将辊按压凸轮的力的垂直分力视为零。因此，上述数值控制装置没有考虑平坦面的误差，因此，存在刀柄的安装状态的判断精度下降的可能性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能够提高刀柄的安装状态的判断精度的数值控制装置和机床的控制方法。技术方案1的数值控制装置是机床的数值控制装置，该机床具有：主轴，其以能够旋转的方式设于能够沿预定方向移动的主轴头；拉杆，其设于所述主轴，能够在夹持弹簧的弹力的作用下将刀柄夹持于所述主轴；刀库，其用于收纳所述刀柄；以及松开操作部，其能够克服所述夹持弹簧的弹力来解除所述刀柄相对于所述主轴的夹持状态，该松开操作部具有：凸轮，该凸轮由直线部和倾斜部构成凸轮面，该直线部沿所述主轴头的移动方向呈直线地延伸设置，该倾斜部从所述直线部的端部向所述主轴头侧或与所述主轴头相反的一侧倾斜；以及辊，其与该凸轮滑动接触，该数值控制装置的特征在于，其具有：驱动装置，其用于使所述主轴头移动；检测部，其利用所述驱动装置的驱动电流值来检测所述主轴头在移动的过程中的各位置处的作用于所述松开操作部的所述夹持弹簧的弹力；计算部，其用于计算在所述辊与所述凸轮的所述直线部相接触时的所述主轴头的任意位置即第一位置由所述检测部检测到的所述夹持弹簧的弹力与在所述辊与所述凸轮的所述倾斜部相接触时的所述主轴头的任意的位置由所述检测部检测到的所述夹持弹簧的弹力之差即第一差；以及判断部，其基于由所述计算部计算出的所述第一差来判断所述刀柄相对于所述主轴的安装状态。凸轮的直线部未必垂直，因此，实际上在主轴头移动时，产生较小的垂直分力。在主轴头在移动过程中的各位置处所产生的垂直分力会对刀柄的安装状态的判断精度造成影响。数值控制装置基于从实际的夹持弹簧的弹力减去与凸轮的直线部相接触时的主轴头的任意的位置处的夹持弹簧的弹力的值来判断安装状态。因此，数值控制装置能够除去产生的垂直分力所产生的影响，因此，与以往技术相比，能够提高刀柄的安装状态的判断精度。在技术方案2的数值控制装置中，所述拉杆具有销，所述松开操作部借助所述销，克服所述夹持弹簧的弹力来按压所述拉杆，从而解除所述夹持状态，所述计算部计算第二位置处的所述夹持弹簧的弹力与所述第一位置处的所述夹持弹簧的弹力之差即第二差，该第二位置为，与所述刀柄相对于所述主轴的所述夹持状态不是正常的夹持的非正常夹持时的所述销的位置相对应的所述主轴头的位置和与所述刀柄相对于所述主轴的夹持状态为正常时的所述销的位置相对应的所述主轴头的位置之间的任意的位置，所述判断部基于所述第二差来判断所述刀柄相对于所述主轴是否是未正常地安装的非正常安装。数值控制装置能够获得与技术方案1的效果相同的效果，并且能够更高精度地判断刀柄是否是未正常地安装的非正常安装。在技术方案3的数值控制装置中，所述拉杆具有销，所述松开操作部借助所述销，克服所述夹持弹簧的弹力来按压所述拉杆，从而解除所述夹持状态，所述计算部进一步计算第三位置处的所述夹持弹簧的弹力与所述第一位置处的所述夹持弹簧的弹力之差即第三差，该第三位置为，与所述刀柄相对于所述主轴的夹持状态为正常时的所述销的位置相对应的所述主轴头的位置和与所述刀柄未安装于所述主轴的未安装时的所述销的位置相对应的所述主轴头的位置之间的任意的位置，所述判断部进一步基于所述第三差来判断所述刀柄相对于所述主轴是正常安装还是未安装。数值控制装置能够获得与技术方案1的效果相同的效果，并且能够更高精度地判断刀柄是正常安装还是未安装。技术方案4的数值控制装置还具有平均计算部，该平均计算部用于计算所述第一位置与从该第一位置向所述主轴头的移动方向的正方向移动了预定距离的位置或者向反方向移动了预定距离的位置之间的第一区间内的所述夹持弹簧的弹力的平均值，所述计算部使用所述平均计算部针对所述第一位置处的所述夹持弹簧的弹力所计算出的所述平均值来计算所述第一差。数值控制装置能够更高精度地判断刀柄是否为非正常安装。技术方案8的数值控制装置还具有平均计算部，该平均计算部用于计算所述第一位置与从该第一位置向所述主轴头的移动方向的正方向移动了预定距离的位置或者向反方向移动了预定距离的位置之间的第一区间内的所述夹持弹簧的弹力的平均值，所述计算部使用所述平均计算部针对所述第一位置处的所述夹持弹簧的弹力所计算出的所述平均值来计算所述第二差。数值控制装置能够更高精度地判断刀柄是否为非正常安装。技术方案12的数值控制装置还具有平均计算部，该平均计算部用于计算所述第一位置与从该第一位置向所述主轴头的移动方向的正方向移动了预定距离的位置或者向反方向移动了预定距离的位置之间的第一区间内的所述夹持弹簧的弹力的平均值，所述计算部使用所述平均计算部针对所述第一位置处的所述夹持弹簧的弹力所计算出的所述平均值来计算所述第三差。数值控制装置能够更高精度地判断刀柄是正常安装还是未安装。在技术方案5、9、13的数值控制装置中，所述预定距离为将所述主轴头的移动速度、所述机床的振动频率的倒数以及预定的系数相乘得到的距离。即使在有机械振动的情况下，数值控制装置也能够高精度地判断刀柄的安装状态。技术方案6、10、14的数值控制装置还具有用于除去所述驱动电流值的高频成分的除去部，所述计算部基于因所述除去部引起的延迟变更所述第一位置并计算所述第一差。技术方案6、10、14的数值控制装置能够通过除去驱动电流值的高频成分来设定更加恰当的驱动电流值。因此，数值控制装置能够更高精度地判断刀柄的安装状态。在技术方案7、11、15的数值控制装置中，所述第一位置为，所述辊与所述凸轮的所述直线部相接触且所述主轴头的移动加速度为恒定时的所述主轴头的任意的位置。当利用移动加速度变化的主轴头的位置的弹力时，刀柄的安装状态的判断精度会下降。因此，数值控制装置基于主轴头的移动加速度为恒定的主轴头的位置的弹力进行判断，因此，能够提高安装状态的判断精度。技术方案16的数值控制装置还具有控制部，该控制部在所述判断部判断为所述主轴未正常地安装所述刀柄时，停止加工动作。数值控制装置仅在刀柄正常安装时进行加工动作，因此，能够防止加工不良等，能够提高工作效率。在技术方案17的机床的控制方法中，机床具有：主轴：其以能够旋转的方式设于能够沿预定方向移动的主轴头；拉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数值控制装置，其是机床(1)的数值控制装置(30)，该机床具有：主轴(9)，其以能够旋转的方式设于能够沿预定方向移动的主轴头(7)；拉杆(69)，其设于所述主轴，能够在夹持弹簧(57)的弹力的作用下将刀柄(17)夹持于所述主轴；刀库(21)，其用于收纳所述刀柄；以及松开操作部(60、61、62、63、66、67、68)，其能够克服所述夹持弹簧的弹力来解除所述刀柄相对于所述主轴的夹持状态，该松开操作部具有：凸轮(66)，该凸轮由直线部(66B)和倾斜部(66A)构成凸轮面，该直线部沿所述主轴头的移动方向呈直线地延伸设置，该倾斜部从所述直线部的端部向所述主轴头侧或与所述主轴头相反的一侧倾斜；以及辊(67)，其与该凸轮滑动接触，该数值控制装置的特征在于，其具有：驱动装置，其用于使所述主轴头移动；检测部(51A)，其利用所述驱动装置的驱动电流值来检测所述主轴头在移动的过程中的各位置处的作用于所述松开操作部的所述夹持弹簧的弹力(A1、A2、A3)；计算部(31)，其用于计算在所述辊与所述凸轮的所述直线部相接触时的所述主轴头的任意位置即第一位置(Zk1)由所述检测部检测到的所述夹持弹簧的弹力(A1)与在所述辊与所述凸轮的所述倾斜部相接触时的所述主轴头的任意的位置由所述检测部检测到的所述夹持弹簧的弹力之差即第一差；以及判断部，其基于由所述计算部计算出的所述第一差来判断所述刀柄相对于所述主轴的安装状态。...

【技术特征摘要】
2017.05.31 JP 2017-1080621.一种数值控制装置，其是机床(1)的数值控制装置(30)，该机床具有：主轴(9)，其以能够旋转的方式设于能够沿预定方向移动的主轴头(7)；拉杆(69)，其设于所述主轴，能够在夹持弹簧(57)的弹力的作用下将刀柄(17)夹持于所述主轴；刀库(21)，其用于收纳所述刀柄；以及松开操作部(60、61、62、63、66、67、68)，其能够克服所述夹持弹簧的弹力来解除所述刀柄相对于所述主轴的夹持状态，该松开操作部具有：凸轮(66)，该凸轮由直线部(66B)和倾斜部(66A)构成凸轮面，该直线部沿所述主轴头的移动方向呈直线地延伸设置，该倾斜部从所述直线部的端部向所述主轴头侧或与所述主轴头相反的一侧倾斜；以及辊(67)，其与该凸轮滑动接触，该数值控制装置的特征在于，其具有：驱动装置，其用于使所述主轴头移动；检测部(51A)，其利用所述驱动装置的驱动电流值来检测所述主轴头在移动的过程中的各位置处的作用于所述松开操作部的所述夹持弹簧的弹力(A1、A2、A3)；计算部(31)，其用于计算在所述辊与所述凸轮的所述直线部相接触时的所述主轴头的任意位置即第一位置(Zk1)由所述检测部检测到的所述夹持弹簧的弹力(A1)与在所述辊与所述凸轮的所述倾斜部相接触时的所述主轴头的任意的位置由所述检测部检测到的所述夹持弹簧的弹力之差即第一差；以及判断部，其基于由所述计算部计算出的所述第一差来判断所述刀柄相对于所述主轴的安装状态。2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，所述拉杆具有销(58)，所述松开操作部借助所述销，克服所述夹持弹簧的弹力来按压所述拉杆，从而解除所述夹持状态，所述计算部计算第二位置(Zk2)处的所述夹持弹簧的弹力(A2)与所述第一位置处的所述夹持弹簧的弹力之差即第二差(A2-A1)，该第二位置(Zk2)为，与所述刀柄相对于所述主轴的所述夹持状态不是正常的夹持的非正常夹持时的所述销的位置(Pf)相对应的所述主轴头的位置(Zpf)和与所述刀柄相对于所述主轴的夹持状态为正常时的所述销的位置(Ps)相对应的所述主轴头的位置(Zps)之间的任意的位置，所述判断部基于所述第二差来判断所述刀柄相对于所述主轴是否是未正常地安装的非正常安装。3.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，所述拉杆具有销(58)，所述松开操作部借助所述销，克服所述夹持弹簧的弹力来按压所述拉杆，从而解除所述夹持状态，所述计算部进一步计算第三位置(Zk3)处的所述夹持弹簧的弹力(A3)与所述第一位置处的所述夹持弹簧的弹力(A1)之差即第三差(A3-A1)，该第三位置(Zk3)为，与所述刀柄相对于所述主轴的夹持状态为正常时的所述销的位置(Ps)相对应的所述主轴头的位置(Zps)和与所述刀柄未安装于所述主轴的未安装时的所述销的位置(Pn)相对应的所述主轴头的位置(Zpn)之间的任意的位置，所述判断部进一步基于所述第三差来判断所述刀柄相对于所述主轴是正常安装还是未安装。4.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，该数值控制装置还具有平均计算部，该平均计算部用于计算所述第一位置(Zk1)与从该第一位置向所述主轴头的移动方向的正方向移动了预定距离的位置(Zk1a)或者向反方向移动了预定距离的位置(-Zk1a)之间的第一区间([Zk1～Zk1a]或者[Zk1～-Zk1a])内的所述夹持弹簧的弹力的平均值(Tk1ave)，所述计算部使用所述平均计算部针对所述第一位置处的所述夹持弹簧的弹力所计算出的所述平均值来计算所述第一差。5.根据权利要求4所述的数值控制装置，其特征在于，所述预定距离为将所述主轴头的移动速度、所述机床的振动频率的倒数以及预定的系数(n)相乘得到的距离，其中，所述主轴头的移动速度的单位为mm/s，所述机床的振动频率的倒数的单位为s。6.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，该数值控制装置还具有用于除去所述驱动电流值的高频成分的除去部，所述计算部基于因所述除去部引起的延迟变更所述第一位置并计算所述第一差。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹内雅英，
申请(专利权)人：兄弟工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP