具有工件測定功能的機(jī)床的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的機(jī)床具備：工具庫（20），其配置于與工件的加工區(qū)域相鄰的收納區(qū)域，且收納工件加工用的加工工具（31）和工件測定用的測定工具（32）；主軸（10），其相對于工件相對移動，加工工具和測定工具可裝拆地安裝在該主軸上；閘門（40），其設(shè)置于加工區(qū)域與收納區(qū)域之間且可開閉；收發(fā)器（51），其安裝在測定工具上；和通信模塊（52），其配置于收納區(qū)域，且在與安裝在主軸上的測定工具的收發(fā)器之間進(jìn)行通信。
【專利說明】具有工件測定功能的機(jī)床
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及涉及在主軸上能裝拆地安裝測定工具并具有對工件的尺寸等進(jìn)行測定的工件測定功能的機(jī)床。
【背景技術(shù)】
[0002]已知有一種裝置:在機(jī)床的主軸上能裝卸地安裝有測定工具，并使測定工具相對于工件相對移動從而測定工件的尺寸等(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。在該專利文獻(xiàn)I所記載的裝置中，在測定工具上安裝收發(fā)器，并且在測定工具的上方(防護(hù)板的頂棚)安裝有收發(fā)模塊，經(jīng)紅外線、電波、超聲波等空間傳輸波來在測定工具與收發(fā)模塊之間進(jìn)行通信。
[0003]然而，在上述專利文獻(xiàn)I所記載的裝置中，由于在擋板的頂棚安裝收發(fā)模塊，因此在工件加工時加工屑和加工液等飛散物恐會附著于收發(fā)模塊并對測定工具與收發(fā)模塊之間的通信產(chǎn)生妨礙。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2007 - 331067號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的機(jī)床是一種具有工件測定功能的機(jī)床，對工件的尺寸進(jìn)行測定，其特征在于，具備:工具庫，其配置于與工件的加工區(qū)域相鄰的收納區(qū)域，且收納工件加工用的加工工具和工件測定用的測定工具；主軸，其相對于工件相對移動，測定工具可裝拆地安裝在該主軸上；閘門，其設(shè)置于加工區(qū)域與收納區(qū)域之間且可開閉；通信模塊，其配置于收納區(qū)域，且在與安裝在主軸上的測定工具之間進(jìn)行通信。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的機(jī)床的概要構(gòu)成的側(cè)視圖。
[0008]圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的機(jī)床的外觀立體圖。
[0009]圖3是圖1的III向視圖。
[0010]圖4是圖1的IV向視圖。
[0011]圖5是圖4的夾具的放大圖。
[0012]圖6是表示加工工具的一例的側(cè)視圖。
[0013]圖7是表示測定工具的一例的側(cè)視圖。
[0014]圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的機(jī)床的控制裝置的構(gòu)成的方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面根據(jù)圖1?圖8來說明本發(fā)明的具有工件測定功能的機(jī)床的實(shí)施方式。圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的機(jī)床的概要構(gòu)成的側(cè)視圖，作為一例而表示了具有工具自動更換動能的臥式加工中心(machining center)。圖2是加工中心的外觀立體圖。再有，在下面為了簡便，如圖所示那樣定義前后方向、左右方向及上下方向，并根據(jù)該定義來說明各部分的構(gòu)成。
[0016]如圖1所示，本實(shí)施方式涉及的加工中心:具有相對于工件W相對移動的主軸10 ；收納能安裝于主軸10上的各種工具30的工具庫20 ;和在工件W與工具庫20之間設(shè)置的能開閉的閘門40，該加工中心經(jīng)由工具更換裝置在主軸10與工具庫20之間授受工具30。工具30包括工件加工用的多個加工工具31和工件測定用的測定工具32，在工件加工時在主軸10上安裝加工工具31，且在工件測定時在主軸10上安裝測定工具32。再有，圖1示出在主軸10上安裝有測定工具32的工件測定狀態(tài)。
[0017]如圖2所示，加工中心整體大體呈長方體形狀，其前后面、左右面及上下面分別由蓋100覆蓋。在前面的蓋100上設(shè)有開口部101。開口部101由能在左右方向上滑動的門102開閉，在將門102敞開的狀態(tài)下進(jìn)行工件W的更換作業(yè)等。在門102上設(shè)有監(jiān)視用的窗103。在右面的該100的凹部的前側(cè)設(shè)置有操作盤110，且能通過操作盤110輸入各種指令。
[0018]右面的蓋100的一部分陷入內(nèi)側(cè)(左側(cè))形成了凹部104。在凹部104的進(jìn)深面(左面)上安裝監(jiān)視用的窗105，在凹部104的上面經(jīng)鉸接部而安裝有能轉(zhuǎn)動的門106。通過將把手106a向下方操作轉(zhuǎn)動，門106能敞開。在門106的內(nèi)側(cè)配置有工具庫20，敞開門106從而進(jìn)行被收納于工具庫20內(nèi)的工具30的替換作業(yè)。
[0019]如圖1所示，主軸10能以前后方向的轉(zhuǎn)軸線為中心轉(zhuǎn)動地設(shè)置于主軸頭11。主軸頭11設(shè)置于前后移動體12的前部。前后移動體12能夠經(jīng)由直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)沿前后方向(Z軸方向)移動地被支撐在左右移動體13的上表面上。左右移動體13能經(jīng)由直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)沿左右方向(X軸方向)移動地被支撐在上下移動體14的上表面上。上下移動體14能經(jīng)由直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)沿上下方向(Y軸方向)上移動地被支撐在床身15的后表面。前后方向、左右方向及上下方向的直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)的構(gòu)成，包括例如由導(dǎo)軌和導(dǎo)引塊所形成的導(dǎo)引裝置以及由滾珠絲杠和對滾珠絲杠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的伺服電機(jī)所形成的驅(qū)動裝置。安裝于主軸10的工具30由主軸頭11內(nèi)的主軸電機(jī)76旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
[0020]在床身15的上表面設(shè)有工作臺16。工作臺16例如能通過伺服電機(jī)以鉛垂方向的軸線為中心在B軸方向上旋轉(zhuǎn)進(jìn)給。在工作臺16的上表面設(shè)置角鐵(4 >一>) 17，在角鐵17的前后面分別安裝有工件Wl、W2。工件Wl朝向門102安裝，工件W2與工具30的頂端部相對地安裝。通過使用此類角鐵17，能在加工后面的工件W2期間敞開門102從而裝拆前面的工件W1。因此，不需要每次進(jìn)行工件W的裝拆作業(yè)都使工件加工中斷，能高效地連續(xù)加工多個工件W。
[0021]根據(jù)以上的構(gòu)成，工具30能相對于工件W2在正交三軸方向(X、Y、Z軸方向)及旋轉(zhuǎn)一軸方向(B軸方向)上相對移動，且能將工件W2加工為期望的形狀。再有，將工作臺16構(gòu)成為能以前后方向的軸線為中心旋轉(zhuǎn)進(jìn)給，也可使加工中心成為能在正交三軸方向及旋轉(zhuǎn)二軸方向(B、C軸方向)上相對移動的五軸加工機(jī)。在X軸用、Y軸用、Z軸用及B軸用的各伺服電機(jī)設(shè)有檢測電機(jī)旋轉(zhuǎn)量的旋轉(zhuǎn)量檢測器，并能根據(jù)來自這些傳感器的信號來計算工件W和主軸10的相對位置。
[0022]在床身10的左右側(cè)立設(shè)有左右一對支柱18。在左右支柱18的上端部，在左右方向上架設(shè)有工具庫基體25 (參照圖3、4)，且工具庫20能旋轉(zhuǎn)地被工具庫基體25支撐。工具庫基體25傾斜設(shè)置呈前側(cè)高且后側(cè)低，工具庫20也同樣地傾斜設(shè)置。即、工具庫20傾斜設(shè)置使得鉛垂線與工具庫20的傳轉(zhuǎn)軸線所成的角為預(yù)定的傾斜角α。
[0023]在工件W和工具庫20之間，在水平方向上延伸設(shè)置有水平蓋41，且通過水平蓋41將蓋100的內(nèi)部空間上下分隔。即、分隔為工件W的加工區(qū)域WS和收納工具庫20的收納區(qū)域MS。水平蓋41防止在工件加工時加工屑和/或加工液向收納區(qū)域MS飛散。在水平蓋41的后部設(shè)置俯視大體矩形形狀的開口部41a(參照圖4)，在水平蓋41上能在左右方向上滑動地安裝有閘門40。
[0024]另一方面，在移動體12?14的前方立設(shè)主軸頭蓋43，在水平蓋41的下方且主軸頭蓋43的前方形成有加工室(加工區(qū)域)WS。在主軸頭蓋43上設(shè)置開口部43a且主軸10及工具30經(jīng)有開口部43a貫穿主軸頭蓋43。主軸頭蓋43能在上下方向及左右方向上卷取，伴隨工具30的上下移動及自由移動，開口部43a也上下、左右移動。
[0025]圖3是表示工具庫20的概要構(gòu)成的后視圖，即從傾斜角α方向觀察工具庫20的圖(圖1的方向III圖)，圖4是更詳細(xì)地表示工具庫20的構(gòu)成的圖1的IV向視圖。再有，圖3、4示出測定工具32安裝于主軸10的工件測定狀態(tài)。
[0026]如圖3所示，工具庫20具有:能以圖中的點(diǎn)a為中心在箭頭β方向上旋轉(zhuǎn)地被支撐的旋轉(zhuǎn)框架21 ;和在旋轉(zhuǎn)框架21的周緣部設(shè)置的多個工具保持部即夾具22。在工具庫基體25的左右方向中央部安裝有工具庫20的分度用的電機(jī)(分度電機(jī))26。分度電機(jī)26包括例如伺服電機(jī)。
[0027]旋轉(zhuǎn)框架21具有:與分度電機(jī)26的輸出軸連接的大體圓形形狀的旋轉(zhuǎn)中心部211 ;在旋轉(zhuǎn)中心部211的周圍與旋轉(zhuǎn)中心部211同心狀地設(shè)置的環(huán)狀的夾具支撐部212 ；和從旋轉(zhuǎn)中心部211放射狀延伸且將旋轉(zhuǎn)中心部211和夾具支撐部212連接的輻條部213。
[0028]夾具22周向等間隔地設(shè)置于夾具支撐部212，在各夾具22上分別能裝拆地保持有工具30。夾具22具有對加工工具31進(jìn)行保持的加工工具用夾具221和對測定工具32進(jìn)行保持的測定工具用夾具222。為了便于說明，將夾具22分為兩類，但是，在實(shí)施時各夾具221,222的形狀互相相同，也可用相同的夾具對加工工具31和測定工具32進(jìn)行保持。
[0029]在圖3、4的工件測定狀態(tài)下，如后述那樣將測定工具32旋轉(zhuǎn)分度到工具更換位置Pa。所謂工具更換位置Pa是夾具22最接近主軸10的位置即處于工具庫20的最下部且最后部的夾具位置。工具30以與工具庫20的傾斜角α對應(yīng)角度相對于工具庫20傾斜被夾具22保持，使得在該工具更換位置Pa工具30的軸線方向朝向前后方向。由此，能使被分度到工具更換位置Pa的工具30的軸線和主軸10的軸線互相一致。再有，在圖4中，測定工具32安裝于主軸10，工具更換位置Pa的夾具22 (測定工具用夾具222)是空的。
[0030]在工具更換時，主軸10上升到工具更換位置Pa。因此，通過構(gòu)成為傾斜設(shè)置工具庫20來保持工具30，從而能接近加工區(qū)域WS地設(shè)定工具更換位置Pa，且能抑制主軸10向上方的移動量。
[0031]圖5是夾具22的放大圖。如圖5所示，各夾具22具有在周向上互相相對地配置的一對把持部件22a。各把持部件22a經(jīng)由銷22b能轉(zhuǎn)動地被夾具支撐部212軸支撐。在一對把持部件22a的內(nèi)側(cè)且外徑側(cè)，與工具30的V形槽31c、32c (圖6、7)對應(yīng)地形成有彎曲凹部22c。在一對把持部件22a的內(nèi)側(cè)且內(nèi)徑側(cè)連接彈簧22d，且通過彈簧22d的作用力向彎曲凹部22c的內(nèi)側(cè)夾持工具30。[0032]如圖4所示，對加工區(qū)域WS和收納區(qū)域MS進(jìn)行劃分的水平蓋41的開口部41a在工具更換位置Pa的下方開口。在收納區(qū)域MS設(shè)置開閉用汽缸42，通過開閉用汽缸42的驅(qū)動使閘門40在左右方向(圖中的箭頭Y)上滑動，開閉開口部41a。開閉用汽缸42包括例如氣缸。再有，閘門40可以是在前后方向上滑動的方式，也可以是鉸接方式，也可以是任何構(gòu)成。
[0033]圖6是表示加工工具31的一例的側(cè)視圖，圖7是表示測定工具32的一例的側(cè)視圖。如圖6所示，加工工具31沿轉(zhuǎn)軸線具有柄31a、凸緣31b、V形槽31c及工具部31d (在圖中為鉆頭)。柄31a的周面呈朝后端面變細(xì)的錐面形狀，并與主軸10的頂端部的錐孔(未圖示)以緊貼狀態(tài)嵌合，且由在主軸10上設(shè)置的夾具裝置78 (圖8)夾持。再有，夾具裝置78是例如將加工工具31的柄31a拉入主軸10的后方的帶筒夾(- > 〃卜)的導(dǎo)桿等公知的裝置。
[0034]如圖7所示，測定工具32沿轉(zhuǎn)軸線具有柄32a、凸緣32b、V形槽32c、圓筒部32d及接觸式探測器(touch probe)32e，并內(nèi)裝有電池和開關(guān)電路。柄32a、凸緣32b和V形槽32c為與加工工具31的柄31a、凸緣31b和V形槽31c相同形狀，與加工工具31同樣地測定工具32也能夾持于主軸10。開關(guān)電路當(dāng)接觸式探測器32e的頂端的接觸件32f接觸被測定物(工件W)時輸出接通信號(接觸信號)，當(dāng)從被測定物離開時輸出斷開信號(非接觸信號)。
[0035]在工件測定時，在主軸10的旋轉(zhuǎn)停止?fàn)顟B(tài)下，使測定工具32相對于工件W相對移動，使接觸式探測器32e的頂端的接觸件32f與工件W的被測定面接觸。這樣，測定工具32輸出接通信號，通過計算接通信號輸出時的加工工具31的位置，從而能測定出工件W的尺寸。
[0036]在圓筒部32d的周面上安裝有能利用空間傳播波進(jìn)行通信的收發(fā)器51。收發(fā)器51具有在測定工具32的周向的基準(zhǔn)位置配置的單個接收器51a和與收發(fā)器51a在周向上相鄰且在周向上等間隔地配置的多個發(fā)送器51b。接收器51a和發(fā)送器51b包括例如紅外線的受光元件及發(fā)射元件，并通過來自于內(nèi)置在測定工具32中的電池的電力來工作。測定工具32被收納于工具庫20中以使接收器51a朝上方。
[0037]收發(fā)器51的接收器51a及發(fā)送器51b在與在收納區(qū)域MS配置的通信模塊52之間經(jīng)由紅外線進(jìn)行通信。再有，也可以不使用紅外線而使用電波和/或超聲波來進(jìn)行通信。即、收發(fā)器51與通信模塊52之間的通信介質(zhì)也可以是紅外線以外的空間傳播波。再有，有時將光學(xué)式和/或電波式等利用空間傳播波的有線以外的通信統(tǒng)稱為無線通信。
[0038]如圖1所示，在水平蓋41的上表面立設(shè)有托架53。在托架53的頂端部，朝向在主軸10上安裝的測定工具321的收發(fā)器51安裝有通信模塊52。更具體地，如圖1、4所示，通信模塊52配置于工具庫20的下側(cè)且配置于與位于工具更換位置Pa的測定工具用夾具222在左右方向上相同的位置，位置比測定工具用夾具222靠上方且靠后方，使得其與旋轉(zhuǎn)中的工具庫20不干涉。該情況下，水平蓋41的開口部41a位于收發(fā)器51與通信模塊52之間即將收發(fā)器51與通信模塊52用直線連接起來的線段上或該線段附近?？偠灾?，通信模塊52只要配置于如下位置即可:在其接收器52a、發(fā)送器52b朝向水平蓋41的開口部41a的方向且閘門40為敞開狀態(tài)時、能與在主軸10上安裝的測定工具32的收發(fā)器51進(jìn)行通信的收納區(qū)域MS內(nèi)。此外，處于工件測定狀態(tài)的測定工具用夾具222也位于收發(fā)器51與通信模塊52之間。再有，在圖4中省略了托架53的圖示。
[0039]在圖1中，通信模塊52具有:接收從測定工具32的發(fā)送器51b發(fā)送的紅外線信號的接收器52a ;和向測定工具32的接收器51a發(fā)送紅外線信號的發(fā)送器52b。在接收器52a接收的信號中包括接觸式探測器32e輸出的接通斷開信號，在發(fā)送器52b發(fā)送的信號中包括與測定工具32的電源接通斷開指令相對應(yīng)的信號。
[0040]通信模塊52的發(fā)送器52b例如擴(kuò)大圓錐狀地產(chǎn)生空間傳播波。因此，在在加工區(qū)域WS內(nèi)移動測定工具32從而對工件W進(jìn)行測定時，能使測定工具32的接收器51a總是位于圓錐傳播波的內(nèi)側(cè)，且接收器51a能容易地接收來自發(fā)送器52b的信號。
[0041]另一方面，收發(fā)器51的發(fā)送器51b在測定工具32的周面上遍及周向設(shè)置有多個，因此能由各發(fā)送器51b從測定工具32的周面放射狀地發(fā)送信號。因此，在工件測定時，接收器52a能可靠地接收來自任一發(fā)送器51b的信號。再有，為了提高與收發(fā)器51的通信性，可在收納區(qū)域MS內(nèi)的互不相同的位置設(shè)置多個通信模塊52。
[0042]如上述那樣構(gòu)成的機(jī)床的工作由控制裝置控制。圖8是表示本實(shí)施方式涉及的控制裝置的主要構(gòu)成的方框圖。
[0043]控制裝置具有:輸入與工具更換、工件加工和工件測定相關(guān)的各種信息的輸入裝置71 ;檢測主軸10的位置的主軸位置檢測器72 ;在收納區(qū)域MS內(nèi)設(shè)置的通信模塊52 ;執(zhí)行與工件加工和工件測定相關(guān)的處理的控制部70 ;旋轉(zhuǎn)驅(qū)動工具庫20的分度電機(jī)26 ;使主軸10移動的主軸移動用電機(jī)75 ;旋轉(zhuǎn)驅(qū)動主軸10的主軸電機(jī)76 ;旋轉(zhuǎn)驅(qū)動工作臺16的B軸用電機(jī)77 ;將工具30夾持在主軸10上的夾具裝置78 ;和對閘門40進(jìn)行開閉的開閉用汽缸42。
[0044]輸入裝置71包括操作盤110和NC程序的讀取部。主軸位置檢測器72的構(gòu)成包括附屬于X軸用、Y軸用及Z軸用的伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)量檢測器。主軸移動用電機(jī)75包括X軸用、Y軸用及Z軸用的伺服電機(jī)(X軸用電機(jī)75a、Y軸用電機(jī)75b、Z軸用電機(jī)75c)。控制部70的構(gòu)成包括運(yùn)算處理裝置，該運(yùn)算處理裝置具有CPU、ROM、RAM及其他周邊電路等。
[0045]向控制部70輸入來自輸入裝置71、主軸位置檢測器72及通信模塊52的信號?？刂撇?0根據(jù)這些信號來執(zhí)行預(yù)定的處理，并分別向通信模塊52、分度電機(jī)26、主軸移動用電機(jī)75、主軸電機(jī)76、B軸用電機(jī)77、開閉用汽缸42及夾具裝置78輸出控制信號。
[0046]下面，說明本實(shí)施方式涉及的機(jī)床的主要工作，特別是基于控制部70的處理而進(jìn)行的工作。
[0047](I)工件加工時
[0048]在工件加工時，在主軸10上安裝加工工具31，并根據(jù)NC程序來驅(qū)動主軸移動用電機(jī)75及B軸用電機(jī)77。這樣，加工工具31相對于工件W相對移動，且加工工具31通過主軸電機(jī)76的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，對工件W (W2)進(jìn)行加工。在該工件加工時，通過開閉汽缸42關(guān)閉閘門40，關(guān)閉開口部41a。這樣，能防止在工件加工時產(chǎn)生的加工屑和加工液等飛散物附著于收納區(qū)域MS內(nèi)的通信模塊52的表面和在工具庫20中收納的其他加工工具31及測定工具32的表面。
[0049]當(dāng)在工件加工時從輸入裝置71輸入工具更換指令時，由工具更換裝置如以下那樣將主軸10的加工工具31自動更換為其他加工工具31。再有，在以下的說明中，為了簡便，將更換前的加工工具31稱為第一加工工具、將更換后31的加工工具稱為第二加工工具。[0050]當(dāng)指示進(jìn)行工具更換時，首先，停止主軸電機(jī)76的驅(qū)動，并且控制X軸用電機(jī)75a及Z軸用電機(jī)75c使得主軸10的前后方向(Z軸方向)及左右方向(X軸方向)的位置分別與工具更換位置Pa —致。接著，通過開閉用汽缸42的驅(qū)動敞開閘門40，再將用于收納第一加工工具31的空夾具221分度到工具更換位置Pa。
[0051]在該狀態(tài)下，對Y軸用電機(jī)75b進(jìn)行控制使得主軸10上升到工具更換位置Pa。當(dāng)主軸10上升到工具更換位置Pa時，在主軸10上安裝的第一加工工具31的V形槽31c與空夾具22 (221)的把持爪22a卡合。在該卡合狀態(tài)下，由夾具裝置78松開第一加工工具31，且通過Z軸用電機(jī)75c的驅(qū)動使主軸10后退到不與工具庫20干涉的位置。這樣，可將第一加工工具31交付給加工工具用夾具221。
[0052]接著，通過分度電機(jī)26的驅(qū)動使工具庫20旋轉(zhuǎn)，并將下一加工所使用的第二加工工具31分度到工具更換位置Pa。然后，通過Z軸用電機(jī)75a的驅(qū)動使主軸10前進(jìn)到工具更換位置Pa，并由夾具裝置78將第二加工工具31夾持在主軸10上。當(dāng)?shù)诙庸すぞ?1的夾持結(jié)束時，通過Y軸用電機(jī)75b的驅(qū)動主軸10下降，將第二加工工具31移動到加工區(qū)域WS內(nèi)。
[0053]然后，通過開閉用汽缸42的驅(qū)動關(guān)閉閘門40，且通過主軸電機(jī)65的驅(qū)動來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動第二加工工具31。通過以上操作，工具自動更換結(jié)束。下面，通過NC程序的執(zhí)行，第二加工工具31相對于工件W相對移動，并用新加工工具31對工件W進(jìn)行加工。
[0054](2)工件測定時
[0055]在工件W的加工結(jié)束后，若通過輸入裝置71輸入工件測定指令，則通過與上述步驟相同的步驟將安裝于主軸10的工具從加工工具31自動更換成測定工具32。S卩、在閘門40敞開且主軸10的旋轉(zhuǎn)停止的狀態(tài)下，將主軸10移動到工具更換位置Pa，再將夾具裝置78松開從而將加工工具31交付給加工工具用夾具221。
[0056]接著，通過分度電機(jī)26的驅(qū)動將被收納于工具庫20的測定工具32分度到工具更換位置Pa，用夾具裝置78夾持測定工具32，并如圖1所示那樣將其移動到加工區(qū)域WS。該情況下，在工具庫20中以測定工具32的接收器51a朝上方的方式收納有測定工具32，因此測定工具32在接收器51a朝上方的基準(zhǔn)狀態(tài)下被夾持在主軸10上。在測定工具32向加工區(qū)域WS移動后，如圖4所示，保持閘門40敞開的狀態(tài)，測定工具用的空夾具222也被分度到工具更換位置Pa。
[0057]然后，根據(jù)來自控制部70的指令，從通信模塊52發(fā)送與電源接通指令相對應(yīng)的信號(電源接通信號)。當(dāng)測定工具32的周面的接收器51a接收電源接通信號時，測定工具32的電源(開關(guān)電路的電源)接通，能進(jìn)行工件測定。接著，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動主軸電機(jī)以使測定工具32的發(fā)送器51b朝向通信模塊52，使測定工具32的相位從基準(zhǔn)狀態(tài)按預(yù)定量(例如180° )偏移。
[0058]在該狀態(tài)下，使主軸10相對于工件W相對移動，使測定工具32的頂端的接觸件32f接觸工件表面的測定位置。當(dāng)接觸件32f接觸工件表面時，接觸式探測器32e輸出接通信號。該接通信號從發(fā)送器51b被發(fā)送，且由收納區(qū)域MS內(nèi)的接收器52a接收?？刂撇?0獲得接收器52a接收的信號，控制部70能根據(jù)接通信號產(chǎn)生時的主軸10的位置坐標(biāo)來計算工件表面位置。
[0059]當(dāng)利用接觸式探測器32e完成工件測定時，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動主軸電機(jī)76，并使測定工具32的相位回到基準(zhǔn)狀態(tài)。在該狀態(tài)下，通過來自控制部70的指令，從通信模塊52發(fā)送與電源斷開指令相對應(yīng)的信號(電源斷開信號)。當(dāng)測定工具32的接收器51a收到電源斷開信號時，測定工具32的電源斷開，且工件測定工作結(jié)束。
[0060]再有，也可以在圖8的控制部70連接對閘門40的開閉狀態(tài)進(jìn)行檢測的閘門開閉檢測器、檢測在主軸10上安裝的工具30的夾持狀態(tài)的夾持狀態(tài)檢測器和檢測工具庫20的分度位置的分度位置檢測器等，一邊通過來自這些檢測器的信號監(jiān)視各部分的工作狀態(tài)一邊執(zhí)行控制部70的處理。在以上的說明中，分度電機(jī)26、主軸移動用電機(jī)75、夾具裝置78及控制部70等構(gòu)成工具更換裝置，但是，工具更換裝置的構(gòu)成不限于此。
[0061]根據(jù)本實(shí)施方式，能起到以下那樣的作用效果。
[0062](I)在測定工具32的周面安裝收發(fā)器51，將能與該收發(fā)器51進(jìn)行通信的通信模塊52配置于收納區(qū)域MS，并且在工件W與工具庫20之間設(shè)置能使加工區(qū)域WS和收納區(qū)域MS連通起來及隔斷的可開閉的閘門40，在工件加工時關(guān)閉閘門40。這樣，能防止在工件加工時，加工屑和加工液等飛散物附著于收發(fā)器51及通信模塊52的表面。因此，在工件測定時能在收發(fā)器51和通信模塊52之間進(jìn)行經(jīng)由空間傳播波的良好通信。
[0063]作為本實(shí)施方式的參考例,可考慮:將通信模塊52在加工區(qū)域內(nèi)用透明蓋覆蓋，并向該透明蓋噴吹空氣，以防止加工屑和加工液的附著的方法；和將通信模塊52放入專用的收納箱并在測定時打開收納箱的蓋且在加工時關(guān)閉蓋等，添加設(shè)置各種防御裝置。然而，在本實(shí)施方式中，具有僅通過在加工區(qū)域WS與收納區(qū)域MS之間原本就具有的閘門40的內(nèi)側(cè)即工具的收納區(qū)域MS側(cè)設(shè)置通信模塊52，就不像參考例那樣需要對于加工屑和加工液的新防御裝置的優(yōu)點(diǎn)。
[0064](2)在工件測定時，通過控制部70中的處理使閘門40保持敞開的狀態(tài)，因此能防止收發(fā)器51與通信模塊52之間的空間傳播波由閘門40隔斷。這樣，能用紅外線作為空間傳播波，且能簡化收發(fā)器的構(gòu)成。
[0065](3)在工件測定時，通過控制部70中的處理進(jìn)一步將測定工具用的空夾具222配置于工具更換位置Pa，因此在收發(fā)器51和通信模塊52之間不存在閘門40和工具30等障礙物(遮蔽物)，且能在收發(fā)器51與通信模塊52之間可靠地進(jìn)行通信。
[0066](4)在工件測定時測定工具32的相位偏移，在工件測定的開始時及結(jié)束時，測定工具32的周面的接收器51a朝向通信模塊52側(cè)，在接觸式探測器32e進(jìn)行工件測定時，發(fā)送器51b朝向通信模塊52側(cè)。這樣，能用在測定工具32的周面安裝的收發(fā)器51容易地接收來自于通信模塊52的電源接通斷開指令，并且能將接觸式探測器32e的接通斷開信號容易地向通信模塊52發(fā)送。
[0067](5)在工件測定時，根據(jù)來自于通信模塊52的信號將測定工具32的電源接通，因此能抑制測定工具32的電池的消耗。
[0068](6)由接觸式探測器32e構(gòu)成測定工具32的傳感器部，因此能簡化傳感器部的電路構(gòu)成，且適用于對空間傳輸波進(jìn)行接收發(fā)送的測定工具32。
[0069]再有，在上述實(shí)施方式中，在機(jī)床的蓋100的內(nèi)部空間的上方及下方分別設(shè)置了收納區(qū)域MS及加工區(qū)域WS，但是，如果與加工區(qū)域WS相鄰地設(shè)置收納區(qū)域MS，則也可以將收納區(qū)域MS和加工區(qū)域WS上下顛倒地設(shè)置，或者也可以左右相鄰地設(shè)置。因此，在工件W與工具庫30之間設(shè)置的可開閉的閘門40的配置不限于上述結(jié)構(gòu)。[0070]在上述實(shí)施方式中，在測定工具32的周面安裝了單個接收器51a和多個發(fā)送器51b，但是，收發(fā)器51的構(gòu)成并不限于此。例如，也可以安裝單個發(fā)送器51b或多個接收器51a。此外,也可以安裝多個接收器51a及多個發(fā)送器51b,其中任一個朝向通信模塊52而不需要使測定工具32的相位對齊。雖然將通信模塊52固定地設(shè)置于工具庫20的周緣部的夾具22的內(nèi)側(cè)，但是，也可以在不與工具庫20干涉的收納區(qū)域MS內(nèi)的其他位置設(shè)置通信模塊52。此外，也可以將通信模塊52配置于工具庫20。
[0071]再有，在測定工具32中具有接收器51a及發(fā)送器51b作為發(fā)送器51，但是，也可以是僅具有發(fā)送接觸式探測器32e的接通斷開信號的發(fā)送器51b的構(gòu)成。該情況下，設(shè)置若測定工具32安裝于主軸10上則接觸式探測器32e的電源接通、若從主軸10上取下測定工具32則電源斷開的開關(guān)，通信模塊52采用僅具有接收來自于發(fā)送器51b的接通斷開信號的接收器52a的構(gòu)成即可。
[0072]在工具庫20的周緣部，設(shè)置了具有一對把持部件22a的加工工具用夾具221 (第一收納部)和測定工具用夾具222 (第二收納部)，但是，作為該第一收納部及第二收納部的夾具22的形狀不限于上述形狀。雖然將工具庫20構(gòu)成為能通過分度電機(jī)26而旋轉(zhuǎn)分度的旋轉(zhuǎn)體，但是，也可構(gòu)成為例如通過鏈驅(qū)動使工具30在固定框架的周圍旋轉(zhuǎn)的、所謂鏈?zhǔn)焦ぞ邘臁?br> [0073]在主軸10上安裝了測定工具32時，對作為分度驅(qū)動部的分度電機(jī)26進(jìn)行控制使得測定工具用夾具222位于收發(fā)器51和通信模塊52之間，但是，如果對分度電機(jī)26進(jìn)行控制使得空夾具222位于空間傳輸波的路徑上，則作為工具庫控制部的控制部70的處理可以是任何處理。
[0074]在上述實(shí)施方式中，在測定工具32的頂端部設(shè)置了接觸式探測器32e，使接觸式探測器32e的頂端部接觸工件表面來測定工件尺寸，但是，測定工具32的構(gòu)成不限于此，也可使用例如具有非接觸式傳感器的測定工具32。以上，以臥式的加工中心為例進(jìn)行了說明，但是，本發(fā)明同樣也能適用于立式的加工中心和加工中心以外的機(jī)床等。
[0075]根據(jù)本發(fā)明，在測定工具上安裝收發(fā)器，將能與該收發(fā)器進(jìn)行通信的通信模塊配置于收納區(qū)域內(nèi)，并且在工件與工具庫之間設(shè)置了將加工區(qū)域和收納區(qū)域連通和隔開的可開閉的閘門。這樣，在工件加工時，能防止加工屑和加工液等飛散物附著于通信模塊的表面，且能在收發(fā)器與通信模塊之間進(jìn)行經(jīng)由空間傳播波的良好通信。
[0076]附圖標(biāo)記說明:
[0077]10 主軸
[0078]20 工具庫
[0079]26 分度電機(jī)
[0080]31 加工工具
[0081]32 測定工具
[0082]32e接觸式探測器
[0083]40 閘門
[0084]42 開閉用汽缸
[0085]51 收發(fā)器
[0086]52 通信模塊[0087]70控制部
[0088]221加工工具用夾具
[0089]222測定工具用夾具
[0090]WS加工區(qū)域
[0091]MS收 納區(qū)域
【權(quán)利要求】
1.一種具有工件測定功能的機(jī)床，對工件的尺寸進(jìn)行測定，其特征在于，具備: 工具庫，其配置于與所述工件的加工區(qū)域相鄰的收納區(qū)域，且收納工件加工用的加工工具和工件測定用的測定工具； 主軸，其相對于所述工件相對移動，所述測定工具可裝拆地安裝在該主軸上； 閘門，其設(shè)置于所述加工區(qū)域與所述收納區(qū)域之間且可開閉；和通信模塊，其配置于所述收納區(qū)域，且在與安裝在所述主軸上的所述測定工具之間進(jìn)行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有工件測定功能的機(jī)床，其特征在于，還具備: 開閉驅(qū)動部，其開閉所述閘門；和 閘門控制部，其對所述開閉驅(qū)動部進(jìn)行控制，使得在所述主軸上安裝有所述加工工具的工件加工時所述閘門關(guān)閉且在所述主軸上安裝有所述測定工具的工件測定時所述閘門敞開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有工件測定功能的機(jī)床，其特征在于， 所述工具庫是在周緣部配設(shè)有收納所述加工工具的第一收納部和收納所述測定工具的第二收納部的可旋轉(zhuǎn)分度的旋轉(zhuǎn)體， 該機(jī)床還具備: 分度驅(qū)動部，其對該工具庫進(jìn)行分度；和 工具庫控制部，其對所述分度驅(qū)動部進(jìn)行控制， 所述通信模塊配置于所述工具庫附近， 所述工具庫控制部對所述分度驅(qū)動部進(jìn)行控制，使得在所述主軸上安裝了所述測定工具時，在之前收納被安裝在所述主軸上的所述測定工具現(xiàn)已變空的所述第二收納部位于所述測定工具和所述通信模塊之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中的任一項(xiàng)所述的具有工件測定功能的機(jī)床，其特征在于， 所述測定工具在頂端部具有接觸式探測器。
【文檔編號】B23Q3/155GK103547411SQ201180070966
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月19日
【發(fā)明者】鈴木敏弘, 寺川慎二, 正和裕太 申請人:株式會社牧野銑床制作所