工作机械、加工件的制造方法及加工系统技术方案

本发明专利技术提供能够在加工中实时地检查加工品质、且能够抑制加工品质不合格的加工件的制造的工作机械、加工件的制造方法及加工系统。工作机械具备：工具，其与工件接触而对工件进行加工；状态量数据获取部(51)，其获取工件及工具的状态量数据；状态量推定数据算出部(52)，其根据模拟模型来算出状态量推定数据，该模拟模型包括表示工具的动态特性的装置动态特性模型及表示工件的目标形状的工件模型；以及加工状态算出部(53)，其基于状态量数据和状态量推定数据，算出表示工件的加工状态的加工状态数据。

Manufacturing Method and Processing System of Working Machinery and Processing Parts

The invention provides a working machine, a manufacturing method and a processing system which can check the processing quality in real time and restrain the manufacturing of workpieces with unqualified processing quality. Working machinery has: tools, which contact with the workpiece to process the workpiece; state data acquisition unit (51), which acquires the state data of the workpiece and the tool; state estimation data calculation unit (52), which calculates the state estimation data according to the simulation model, which includes the device dynamic characteristic model representing the dynamic characteristics of the tool and the target shape of the workpiece. The workpiece model and the processing state calculating unit (53), which calculates the processing state data representing the processing state of the workpiece based on the state data and the state estimation data.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工作机械、加工件的制造方法及加工系统
本专利技术涉及工作机械、加工件的制造方法及加工系统。
技术介绍
作为对工件进行加工的工作机械，例如已知有研磨装置(参照专利文献1)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-016483号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题关于由工作机械制造出的加工件，在后续工序中利用检查装置对加工品质进行检查。由于检查需要时间，因此，难以对制造出的全部加工件进行检查。因此，实施通过选择制造出的多个加工件中的一部分加工件来进行检查的抽样检查。在抽样检查中，存在加工品质不合格的加工件出厂的可能性。另外，在使用检查装置的检查中，加工品质不合格的加工件难以在后续工序中被发现，且难以在加工中实时地被发现。本专利技术的方案的目的在于，提供一种能够在加工中实时地检查加工品质、且能够抑制加工品质不合格的加工件的制造的工作机械、加工件的制造方法及加工系统。用于解决课题的方案根据本专利技术的第一方案，提供一种工作机械，其中，所述工作机械具备：工具，其与工件接触而对所述工件进行加工；状态量数据获取部，其被输入所述工件及所述工具的状态量数据；状态量推定数据算出部，其根据模拟模型来算出状态量推定数据，该模拟模型包括表示所述工具的动态特性的装置动态特性模型及表示所述工件的目标形状的工件模型；以及加工状态算出部，其基于所述状态量数据和所述状态量推定数据，算出表示所述工件的加工状态的加工状态数据。根据本专利技术的第二方案，提供一种加工件的制造方法，其中，所述加工件的制造方法包括如下步骤：使工件与工具接触而利用所述工具对所述工件进行加工；在所述加工中获取所述工件及所述工具的状态量数据；根据模拟模型来算出状态量推定数据，该模拟模型包括表示所述工具的动态特性的装置动态特性模型及表示所述工件的目标形状的工件模型；基于所述状态量数据和所述状态量推定数据，算出表示所述工件的加工状态的加工状态数据；在所述加工中输出所述加工状态数据；以及在所述加工中基于所述加工状态数据来控制所述工具进行加工的加工条件。根据本专利技术的第三方案，提供一种加工系统，其中，所述加工系统具备：工具，其与工件接触而对所述工件进行加工；状态量数据获取部，其被输入所述工件及所述工具的状态量数据；状态量推定数据算出部，其根据模拟模型来算出状态量推定数据，该模拟模型包括表示所述工具的动态特性的装置动态特性模型及表示所述工件的目标形状的工件模型；以及加工状态算出部，其基于所述状态量数据和所述状态量推定数据，算出表示所述工件的加工状态的加工状态数据。专利技术效果根据本专利技术的方案，提供了能够在加工中实时地检查加工品质、且能够抑制加工品质不合格的加工件的制造的工作机械、加工件的制造方法及加工系统。附图说明图1是示意性地示出本实施方式的工作机械的一例的俯视图。图2是示意性地示出本实施方式的工作机械的一例的侧视图。图3是示出本实施方式的控制装置的一例的功能框图。图4是用于说明本实施方式的工件的行为的示意图。图5是示意性地示出本实施方式的工件与工具之间的关系的图。图6是示出本实施方式的加工件的制造方法的一例的流程图。图7是示出本实施方式的由工作机械算出的加工状态数据的一例的图。图8是示意性地示出本实施方式的加工系统的一例的图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明，但本专利技术不局限于此。以下说明的实施方式的构成要素能够适当组合。另外，也存在不使用一部分构成要素的情况。在以下的说明中，设定三维正交坐标系，参照三维正交坐标系对各部分的位置关系进行说明。将与规定面内的X轴平行的方向设为X轴方向，将与在规定面内正交于X轴的Y轴平行的方向设为Y轴方向，将与正交于X轴及Y轴的Z轴平行的方向设为Z轴方向。另外，将以X轴为中心的旋转或倾斜方向设为θX方向，将以Y轴为中心的旋转或倾斜方向设为θY方向，将以Z轴为中心的旋转或倾斜方向设为θZ方向。规定面为XY平面，在本实施方式中与水平面平行。Z轴方向为铅垂方向。[工作机械]图1是示意性地示出本实施方式的工作机械100的一例的俯视图。图2是示意性地示出本实施方式的工作机械100的一例的侧视图。在本实施方式中，工作机械100为研磨装置。如图1及图2所示，工作机械100具备：与工件W接触而对工件W进行加工的工具1；使工具1旋转的第一旋转装置10；使工件W旋转的第二旋转装置20；使工具1沿X轴方向移动的驱动装置30；使工具1沿Y轴方向移动的驱动装置40；以及控制装置50。工件W是被工作机械100加工的加工对象物。工件W是圆柱状的构件。工作机械100对工件W进行加工而制造凸轮轴或曲轴。工具1是研磨用的磨石。工具1通过在与工件W接触的状态下旋转而对工件W进行研磨。第一旋转装置10使工具1以与Y轴平行的旋转轴AX为中心进行旋转。第一旋转装置10具有：将工具1支承为能够旋转的支承机构11；以及产生使工具1旋转的动力的第一马达12。支承机构11及第一马达12支承于能够沿X轴方向移动的工作台构件13。第二旋转装置20使工件W以与Y轴平行的旋转轴BX为中心进行旋转。第二旋转装置20具有：将工件W的一方的端部支承为能够旋转的支承机构21；将工件W的另一方的端部支承为能够旋转的支承机构22；以及产生使工件W旋转的动力的第二马达23。支承机构21及支承机构22支承于基座构件2。驱动装置30使工具1沿与工具1的旋转轴AX正交的X轴方向移动。X轴方向是工具1的进给方向。驱动装置30通过使工作台构件13沿X轴方向移动而使工具1沿X轴方向移动。驱动装置30具有产生使工具1沿X轴方向移动的动力的第三马达31。第三马达31包括直动马达。第三马达31是线性马达。需要说明的是，也可以为，第三马达31包括旋转马达，利用在第三马达31的作用下工作的滚珠丝杠机构而使工具1沿X轴方向移动。通过工作台构件13向-X方向移动，从而工具1向-X方向移动而压靠于工件W。驱动装置40使工具1沿Y轴方向移动。驱动装置40通过使工作台构件13沿Y轴方向移动而使工具1沿Y轴方向移动。驱动装置40具有产生使工具1沿Y轴方向移动的动力的第四马达41。第四马达41包括直动马达。第四马达41是线性马达。需要说明的是，也可以为，第四马达41包括旋转马达，利用在第四马达41的作用下工作的滚珠丝杠机构而使工具1沿Y轴方向移动。工作台构件13经由驱动装置30及驱动装置40而支承于基座构件2。控制装置50包括计算机系统。控制装置50具有CPU(CentralProcessingUnit)这样的处理器、包含ROM(ReadOnlyMemory)这样的非易失性存储器及RAM(RandomAccessMemory)这样的易失性存储器在内的存储装置、以及输入输出接口装置。[控制系统]接着，对本实施方式的工作机械100的控制系统200的一例进行说明。图3是示出本实施方式的控制系统200的一例的功能框图。如图3所示，控制系统200具备：控制装置50；产生使工具1以旋转轴AX为中心进行旋转的动力的第一马达12；对工具1的旋转速度进行检测的旋转速度传感器14；产生使工具1沿X轴方向移动的动力的第三马达31；对工具l在X轴方向上的位置进行检测的位置传感器32；产生使工件W以旋转轴BX为中心进行旋转的动力的第二马达23；对工件W的旋转角度进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工作机械，其中，所述工作机械具备：工具，其与工件接触而对所述工件进行加工；状态量数据获取部，其被输入所述工件及所述工具的状态量数据；状态量推定数据算出部，其根据模拟模型来算出状态量推定数据，该模拟模型包括表示所述工具的动态特性的装置动态特性模型及表示所述工件的目标形状的工件模型；以及加工状态算出部，其基于所述状态量数据和所述状态量推定数据，算出表示所述工件的加工状态的加工状态数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.28 JP 2016-1282131.一种工作机械，其中，所述工作机械具备：工具，其与工件接触而对所述工件进行加工；状态量数据获取部，其被输入所述工件及所述工具的状态量数据；状态量推定数据算出部，其根据模拟模型来算出状态量推定数据，该模拟模型包括表示所述工具的动态特性的装置动态特性模型及表示所述工件的目标形状的工件模型；以及加工状态算出部，其基于所述状态量数据和所述状态量推定数据，算出表示所述工件的加工状态的加工状态数据。2.根据权利要求1所述的工作机械，其中，所述工作机械具备输出部，该输出部在所述工具进行的所述加工中输出所述加工状态数据。3.根据权利要求1或2所述的工作机械，其中，所述工作机械具备加工控制部，该加工控制部基于所述加工状态数据来控制所述工具进行加工的加工条件。4.根据权利要求1至3中任一项所述的工作机械，其中，所述工作机械具备第一旋转装置，该第一旋转装置包括产生使所述工具旋转的动力的第一马达，所述状态量数据包括所述第一马达的输出数据。5.根据权利要求4所述的工作机械，其中，所述状态量数据包括所述工具的旋转速度数据，所述状态量推定数据算出部基于所述第一马达的输出数据及所述工具的旋转速度数据和所述模拟模型，算出所述工具的加工阻力。6.根据权利要求5所述的工作机械，其中，所述工作机械具备驱动装置，该驱动装置包括产生使所述工具或所述工件沿进给方向移动的动力的第三马达，所述驱动装置对所述工具与所述工件进行压靠，所述加工状态算出部基于所述加工阻力和工件模型来算出所述工件或所述工具的挠曲量变动数据，基于输出到所述第三马达的控制指令数据和所述挠曲量变动数据，算出所述工件的形状误差变动。7.根据权利要求6所述的工作机械，其中，所述工作机械具备第二旋转装置，该第二旋转装置包括产生使所述工件旋转的动力的第二马达，所述状态量数据包括所述工...

【专利技术属性】
技术研发人员：板东贤一，穆罕默德·芒齐，中山彰，
申请(专利权)人：小松NTC株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP