[發明專利]機床以及工件平面加工方法

有效

• 申請號: 201710832965.0
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107824843B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 藤井隆亮
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: B23C1/12
• 分類號: B23C1/12;B23Q17/22
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 范勝杰;曹鑫

本發明提供一種機床以及工件平面加工方法。該機床具有：一個刀片，其設置在主軸(26)中與工作臺(20)對置的位置上；刀尖位置存儲部(38)，其存儲多個測量值，該測量值是在將該刀片在主軸(26)的至少一個相位定位在同一點的基礎上，至少實施2次測量刀片的位置的處理而得到的；主軸傾斜角計算部(40)，其根據多個測量值來計算主軸(26)相對于平面(31)的傾斜角；以及坐標旋轉部(42)，其根據通過主軸傾斜角計算部(40)計算出的主軸(26)的傾斜角，使XY平面(31)圍繞X軸以及Y軸中至少任意一個軸進行旋轉。

技術領域

本發明涉及例如具有平面加工單元的機床以及工件平面加工方法。

背景技術

最近，在使用加工中心進行工件的平面加工時，從工件的上面看來，在機床的主軸上安裝具有比X方向的尺寸以及Y方向的尺寸都大的直徑的銑削工具，通過一條直線狀的1條路徑進行加工，由此能夠進行平面度良好的平面加工。

但是，當加工的工件較大時，不得不增加銑削工具的直徑，要使用的機床也有大型化的傾向，有成本昂貴的問題。

為了解決這個問題，有使用小型的機床通過小直徑的銑削工具進行平面加工的方法。但是，加工路徑只是一條直線的一條路徑，不能覆蓋工件上表面的面積，因此需要進行最低2條路徑以上的加工。此時，除非安裝在機床上的主軸相對于驅動XY軸的進給軸完全正交地進行安裝，在加工平面上的2條路徑以上的路徑之間產生微小的階梯。

在制造階段，主軸的安裝誤差為零，且相對于驅動XY軸的進給軸完全正交地進行安裝事實上是不可能的。另外，即使以無限接近零的靜態精度安裝了主軸，也會由于熱位移使主軸相對于驅動XY軸的進給軸的安裝角度發生傾斜。因此，在比工件的直徑小的銑削工具進行的平面加工中，在加工面上必然會產生階梯。

根據日本特開2008-264883號公報公開了以下方法。即，在開始加工前，以加工所使用的轉速使主軸旋轉，求出工具前端位置，并且求出主軸的熱位移量，求出前端位置相對于所求出的熱位移量的比即修正系數。加工開始后，一邊使用所求出的修正系數來修正切入移動單元的控制量一邊進行加工。

但是，日本特開2008-264883號公報記載的方法，不是考慮了主軸傾斜的修正，而是簡單地對程序指令值修正Z軸位置，難以修正平面加工時的階梯。

這里，參照圖27A～圖28說明在小直徑銑削工具進行的平面加工時產生階梯的原因。

說明在圖27A所示的結構的機床1000的主軸1002上把持銑削工具1004并進行工件1006的平面加工的情況。如圖27B以及圖27C所示，如果銑削工具1004的直徑D比工件1006的短邊尺寸Ls小，則最低需要2條路徑以上的加工路徑、或者銑削工具1004的接觸面積重合的加工路徑。

作為圖27A所示的機床1000的理想，主軸1002需要安裝在相對于驅動滑鞍1008的Y軸以及驅動工作臺1010的X軸完全正交的方向上。但是，在制造階段，以零誤差建立這些靜態精度非常困難，幾乎都是具有微小誤差的機床。

如圖27A所示，例如當主軸1002相對于Y軸傾斜時，在X方向以直線對工件1006進行銑削加工，則會如圖28所示，在工件1006產生階梯1012。在圖28所示的例子中只是一個例子，即使是比工件1006的短邊尺寸Ls大的銑削工具1004，當是2條路徑以上的加工路徑或者銑削工具1004的接觸面積重疊的加工路徑的情況下，也會與上述同樣產生階梯。

作為避免產生圖28所示的階梯1012的手段，需要在制造階段與Y軸的進給動作正交地高精度地安裝主軸1002。但是，例如在量產現場，由于空氣溫度等的影響，在機床1000的立柱1014或主軸頭1016產生熱位移時，即使高精度地安裝1002也會有相對于進給軸動作產生微量傾斜的問題。

發明內容