机床制造技术

一种通过工具对工件(100)进行切削加工的机床(10)，所述机床(10)包括：保持装置(工件主轴(12)和尾座(16))，所述保持装置保持所述工件(100)；支撑装置(30)(机内机器人18)，所述支撑装置(30)支撑所述工件(100)，以便抑制由所述保持装置保持的所述工件(100)的偏转；以及控制装置，所述控制装置通过以力作为控制目标的力控制来控制所述支撑装置(30)的驱动。具体地，测量支撑装置(30)的支撑力和工具的加工力，并且控制支撑装置(30)的驱动，使得支撑力等于加工力。

Machine tool

A kind of the tool on the workpiece (100) cutting machine (10), the machine (10) includes a holding device (workpiece spindle (12) and the tailstock (16)), the holding device of the workpiece (100); the supporting device (30) (the machine robot 18), the supporting device (30) supporting the workpiece (100), in order to suppress by the holding device of the workpiece (100) deflection; and the control device, the control device can be controlled by the supporting device to force control force as the control target (30) drive. Specifically, the support force of the support device (30) and the machining force of the tool are measured, and the drive of the support device (30) is controlled so that the supporting force is equal to the working force.

【技术实现步骤摘要】
机床相关申请的交叉引用将2016年8月17日提交的、申请号为2016-160110的日本专利申请的全部公开内容，包括说明书、权利要求书、附图和摘要，通过引用的方式整体并入本文。
本专利技术涉及通过工具对工件进行切削加工的机床。
技术介绍
在现有技术中，通过工具对工件的一部分进行切削加工的机床是众所周知的。在这样的机床中，当对工件进行加工时，工具按压在工件上，同时工件的一部分由保持装置，比如工件主轴装置，保持。在该过程中，可能存在由于工具推动工件的力导致工件的一部分偏转的情况。当该工件偏转时，不可避免地降低加工精度。因此，为了避免工件的偏转，现有技术中提出了一种支撑所述工件，与工件主轴装置分离的支撑装置。例如，JP2010-264562A公开一种加工系统，其中工件的端部由端部支撑设备支撑，且工件的中间部分由中间部分支撑设备支撑。在该加工系统中，该工件的位置由传感器测量，且基于测量结果调节由中间部分支撑设备支撑的上下方向的工件支撑位置，使得工件的端部和中间部分的高度位置相同。根据这样的技术，可以预防具有不同形状的各种工件的偏转，并且进一步提高加工精度。然而，在现有技术的支撑装置中，支撑点(工件支撑位置)由位置控制进行控制。即，支撑点的位置由传感器等测量，并且支撑点的移动和控制使得测量结果匹配目标值。但是，为了通过这样的位置控制适当地支撑工件，需要高水平的定位精度。为了高度精确地定位支撑点，需要待控制的支撑装置自身具有较高的刚性。这是因为，当所述支撑装置刚性较低且该支撑装置偏转时，会增加控制误差。但是，当所述支撑装置的刚性增加时，会产生比如所述支撑装置的尺寸和成本增加的问题。本专利技术的优点在于提供一种机床，该机床在即使支撑装置的刚性较低时仍可以适当地支撑工件。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种通过工具对工件进行切削加工的机床，所述机床包括保持装置、支撑装置和控制装置，所述保持装置保持所述工件，所述支撑装置支撑所述工件，以便抑制由所述保持装置保持的所述工件的偏转，所述控制装置通过以力作为控制目标的力控制来控制所述支撑装置的驱动。根据本专利技术的另一方面，所述机床还可以包括：支撑力测量单元和加工力测量单元，所述支撑力测量单元测量支撑装置对所述工件的支撑力，所述加工力测量单元测量所述工具对工件的加工力，其中所述控制装置可基于测得的支撑力和测得的加工力的比较结果对支撑装置进行力控制。根据本专利技术的另一方面，所述机床还可以包括保持力测量单元，所述保持力测量单元测量所述保持装置对所述工件的保持力，其中所述控制装置基于在由所述工具进行加工之前且由所述支撑装置支撑之前测得的初始保持力与由所述工具进行加工期间且由所述支撑装置支撑期间测得的比较保持力的比较结果，对支撑装置进行力控制。根据本专利技术的另一方面，所述机床还可以包括支撑力测量单元和加工力测量单元中的至少一个，所述支撑力测量单元测量所述支撑装置对所述工件的支撑力，所述加工力测量单元测量所述工具对工件的加工力，其中所述控制装置可以基于测得的支撑力或测得的加工力与基于加工条件确定的所述支撑力或加工力的理论值的比较结果对所述支撑装置进行力控制。根据本专利技术的另一方面，所述支撑装置可以通过其间的弹性元件支撑所述工件。在该情况下，所述机床还可以包括刚性改变机构，所述刚性改变机构改变弹性元件的刚性。根据本专利技术的另一方面，该支撑装置可以包括多自由度机器人和端部执行器，所述端部执行器附接至所述多自由度机器人，且所述端部执行器可以接触所述工件并支撑所述工件。在该情况中，可以准备多类端部执行器，且附接至所述多自由度机器人的端部执行器可以为可更换的。根据本专利技术的各方面的机床，由于支撑装置的驱动由以力作为控制目标的力控制进行控制，因而即使在所述支撑装置的刚性以及因此所述支撑装置的定位精度较低时，仍可以适当地支撑所述工件。结果，甚至在所述支撑装置的刚性较低时，仍可以适当地支撑所述工件。附图说明现在将结合参考附图描述本专利技术的实施例，其中：图1为机床的透视图；图2为展示支撑构造的结构的图；图3为展示另一支撑构造的结构的图；图4为展示机内机器人的支撑的图像；图5为展示机内机器人的支撑的图像；图6为展示控制装置的控制内容的控制方块图；图7为展示机内机器人的支撑的图像；图8为展示机内机器人的支撑的图像；以及图9为展示机内机器人的支撑的透视图。具体实施方式现在结合附图，描述机床10的结构。图1为机床10的透视图。在下面的描述中，工件主轴12的旋转轴方向称为Z轴，与Z轴正交的刀架14的移动方向称为X轴，且与X轴和Z轴正交的方向称为Y轴方向。此外，在Z轴上，从工件主轴12朝尾座16的方向称为正方向；在X轴上，从工件主轴12朝刀架14的方向称为正方向；在Y轴上，从工件主轴12开始的向上方向称为正方向。机床10为通过使保持在刀架14上的工具110接触进行自转的工件100，对工件100进行切削加工(车床车削)的车床。在此公开的机床10是称为车削中心的车床，该车床由NC控制且保持多个工具110。机床10的外周被盖(未展示)覆盖。由盖隔开的空间为加工室，在加工室中执行工件100的加工。在盖上设有至少一个开口和门(二者均未展示)，所述门打开和闭合所述开口。操作者通过所述开口接近机床10的内部和工件100等。在加工过程中，设在所述开口上的门是闭合的。这是为了安全和周围环境。机床10包括工件主轴12、刀架14、尾座16和机内机器人18，工件主轴12以允许自转的方式保持工件100的一端部，刀架14保持工具110，尾座16支撑工件100的另一端部。在工具主轴12上，附接有可拆卸地保持工件100的卡盘20和/夹头，且可以适当地更换要保持的工件100。此外，该工件主轴12和卡盘20围绕沿水平方向(图1中的Z轴方向)延伸的工件旋转轴Rw为中心进行自转。尾座16与工件主轴12相对地放置在Z轴方向，并支撑由工件主轴12保持的工件100的另一端。尾座16放置在这样的位置：其中心轴与工件旋转轴Rw重合。在尾座16上，附接有尖端锐化成圆锥形的中心，且在加工期间，该中心的尖端接触至工件100的中心点。尾座16可沿Z轴方向移动，使得尾座16可以靠近工件100或远离工件100移动。尾座16和工件主轴12用作保持工件100的保持装置。刀架14保持工具110，比如称为刨刀的工具110。刀架14可沿Z轴方向移动。此外，刀架14放置在沿X轴延伸的导轨上，使得刀架14也可以沿X轴来回移动。刀架14的尖端处设有转塔，该转塔可以保持多个工具110。所述转塔可围绕沿Z轴延伸的轴为中心旋转。通过转塔的旋转，可以适当地改变用于加工工件100的工具110。当刀座14沿Z轴方向移动时，保持在转塔上的工具110也沿Z轴方向移动。当刀架14沿X轴方向移动时，保持在转塔上的工具100也沿X轴方向移动。通过刀架14沿X轴方向的移动，改变工具110对工件100的切削量以及工具110对工件100的按压力等。在下面的描述中，工具110按压工件100以进行切削加工的力称为“加工力”。机内机器人18包括铰接式机器人21和附接至该铰接式机器人21的端部执行器22。该铰接式机器人21为多自由度机器人，该多自由度机器人具有多个臂和多个接头，并且铰接式机器人21的驱动由稍后描述的控制装置(未展示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过工具对工件进行切削加工的机床，所述机床包括：保持装置，所述保持装置保持所述工件；支撑装置，所述支撑装置支撑所述工件，以便抑制由所述保持装置保持的所述工件的偏转；控制装置，所述控制装置通过以力作为控制目标的力控制来控制所述支撑装置的驱动。

【技术特征摘要】
2016.08.17 JP 2016-1601101.一种通过工具对工件进行切削加工的机床，所述机床包括：保持装置，所述保持装置保持所述工件；支撑装置，所述支撑装置支撑所述工件，以便抑制由所述保持装置保持的所述工件的偏转；控制装置，所述控制装置通过以力作为控制目标的力控制来控制所述支撑装置的驱动。2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，所述机床还包括：支撑力测量单元，该支撑力测量单元测量支撑装置对所述工件的支撑力；以及加工力测量单元，该加工力测量单元测量所述工具对所述工件的加工力，其中所述控制装置基于测得的所述支撑力和测得的所述加工力的比较结果对支撑装置进行力控制。3.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，所述机床还包括：保持力测量单元，该保持力测量单元测量所述保持装置对所述工件的保持力，其中所述控制装置基于在由所述工具进行加工之前且由所述支撑装置支撑之前测得的初始保持力与由所述工具进行加工期间且由所述支撑装置支撑期间测得的比较保持力的比较结果，对所述支撑装置进行力控制。4.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，所述机床还包括：支撑力测量单元和加工力测量单元中的至少一个，所述支撑力测量单元测量所述支撑装...

【专利技术属性】
技术研发人员：森村章一，
申请(专利权)人：大隈株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP