CN117178237A - 零件的机械加工方法 - Google Patents

Abstract

一种零件的机械加工方法，包括：第1加工工序，在被罩体覆盖的加工空间中，通过使由工具支承部支承的工具对由被加工件支承部支承的被加工件作用，将上述被加工件机械加工为必要部经由连结部连结在非必要部上的状态；以及第2加工工序，将分隔上述加工空间的门开放而使被加工件输送机构进入到上述加工空间中，在将在上述第1加工工序中加工后的被加工件中的至少上述必要部用上述被加工件输送机构支承的状态下，用由上述工具支承部支承的工具将上述连结部切离。

Description

零件的机械加工方法

技术领域

本发明涉及对NC机床(Numerically Controlled Machine Tools)应用的零件的机械加工方法。

背景技术

在专利文献1中，提出了具备对机床进行控制的机床控制装置和对机器人进行控制的机器人控制装置，使用机器人在与机床之间输送工件的加工系统。

详细地讲，机床控制装置是一种加工系统，其特征在于，具有在工件的加工开始时输出加工开始信号的信号输出部；机器人控制装置具有：动作指令部，输出机器人的动作指令，以使其进行将工件从初始位置输送到与机床相邻的第1位置的第1动作和将被输送到第1位置的工件输送到机床的加工区域内的第2位置的第2动作；时刻预测部，基于从信号输出部输出的加工开始信号，预测机床中的工件的加工完成时刻；时间预测部，预测机器人的第1动作所需要的时间；以及时刻决定部，基于由时刻预测部预测的加工完成时刻和由时间预测部预测的时间，决定在加工完成时刻第1动作完成那样的第1动作的开始时刻。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－182173号公报

发明内容

发明要解决的课题

通过使用这样的机器人将搭载在工件仓中的被加工件向机床自动供给，由机床将从被加工件加工成的最终形状的零件自动回收到工件仓中，有望实现作业效率的提高。

顺便说一下，在从被加工件切削加工最终形状的零件时，也有将被加工件的一部分保留而切削出最终形状的零件的情况。是将被加工件的外侧形成为框体，在框体的内部中切削出最终形状的零件，将该零件以用作为连结部的多条梁连结在框体上的状态下加工那样的形态。在此情况下，零件为必要部，框体为非必要部。

如果不保留作为剩余部位的框体而全部切削，则不仅加工时间变长，而且有可能缩短工具的寿命，所以也有不希望进行这样的形态下的加工的情况。

但是，如果将零件在用多条梁连结在框体上的状态下从机床取出，则为了将连结零件与框体的梁切断，需要要花费工夫的后加工。

所以，如果在框体由被加工件支承部支承的状态下仅将最终形状的零件从机床运出并回收到工件仓中，然后将框体从机床运出，则花费两次工夫，有作业效率下降的问题。

本发明的目的是提供一种在对被加工件以在作为最终形状的零件以外还保留有剩余部的状态下进行机械加工时、能够使从机床的运出效率提高的零件的机械加工方法。

用来解决课题的手段

为了达成该目的，本发明的零件的机械加工方法的特征结构在于，包括：第1加工工序，在被罩体覆盖的加工空间中，通过使由工具支承部支承的工具对由被加工件支承部支承的被加工件作用，将上述被加工件机械加工为必要部经由连结部连结在非必要部上的状态；以及第2加工工序，将分隔上述加工空间的门开放而使被加工件输送机构进入到上述加工空间中，在将在上述第1加工工序中加工后的被加工件中的至少上述必要部用上述被加工件输送机构支承的状态下，用由上述工具支承部支承的工具将上述连结部切离。

发明效果

根据本发明，能够提供在对被加工件以在作为最终形状的零件以外还保留有剩余部的状态下进行机械加工时、能够使从机床的运出效率提高的零件的机械加工方法。

附图说明

图1是机床的说明图。

图2是具备机床及机器人的工件仓的说明图。

图3是第1加工工序的说明图。

图4是第2加工工序的说明图。

图5的(a)、图5的(b)是回收工序的说明图。

具体实施方式

[基本的实施方式]

以下说明本发明的零件的机械加工方法的基本的实施方式。

零件的机械加工方法的第一特征结构在于，包括：第1加工工序，在被罩体覆盖的加工空间中，通过使由工具支承部支承的工具对由被加工件支承部支承的被加工件作用，将被加工件机械加工为必要部经由连结部连结在非必要部上的状态；以及第2加工工序，将分隔加工空间的门开放而使被加工件输送机构进入到加工空间中，在将在第1加工工序中加工后的被加工件中的至少必要部用被加工件输送机构支承的状态下，用由工具支承部支承的工具将连结部切离。

在第1加工工序中对被加工件用工具实施切削等的加工，加工为作为最终零件的必要部经由连结部连结在作为框体的非必要部上的状态。另外，非必要部并不限于框体这样的形态，只要是必要部经由连结部被支承，可以是任意的形态。

在第1加工工序之后执行第2加工工序。在第2加工工序中，首先将分隔加工空间的门开放，在由从开口进入的被加工件输送机构至少支承着必要部的状态下将连结部切离。作为被加工件输送机构，可以应用多关节机器人或工件装载器等。

其第二特征结构在于，除了上述的第一特征结构以外，第2加工工序是在至少将非必要部用被加工件支承部支承的状态下使用由工具支承部支承的工具将连结部切离的工序。由于非必要部被被加工件支承部牢固地支承，所以在将连结部切离时被加工件不会发生不必要的振动，所以能够精度良好地切离。

其第三特征结构在于，除了上述的第一或第二特征结构以外，第2加工工序是在将必要部及非必要部这两者用被加工件输送机构支承的状态下使用由工具支承部支承的工具将连结部切离的工序。由于必要部及非必要部这两者被被加工件输送机构牢固地固定，所以能够精度良好地将必要部从非必要部切离。

其第四特征结构在于，除了上述的第一至第三的任一项的特征结构以外，还包括将在第2加工工序中被从非必要部切离后的必要部使用被加工件输送机构回收到工件仓中的回收工序；回收工序是将必要部及非必要部的两者在用被加工件输送机构支承的状态下从加工空间取出、然后使用被加工件输送机构将从非必要部分离后的必要部回收到工件仓中的工序。

在加工空间中不再残留有非必要部，省去了之后从加工空间另外进行回收的工作量。由于在回收工序中将被与非必要部分离的必要部回收到工件仓中，所以不再需要例如以手工从非必要部甄别必要部那样的作业。

其第五特征结构在于，除了上述的第二特征结构以外，还包括将在第2加工工序中被从非必要部切离后的必要部使用被加工件输送机构回收到工件仓中的回收工序；回收工序是将必要部在由被加工件输送机构支承的状态下从加工空间取出并回收到工件仓中、将由被加工件支承部支承的非必要部在加工空间中掉落回收到非必要部回收部的工序。

在回收工序中，将由被加工件输送机构支承的必要部回收到工件仓中，如果将非必要部从被加工件支承部释放，则掉落回收到非必要部回收部中，所以不会掉落堆积到加工空间的内部中。

其第六特征结构在于，除了上述的第二特征结构以外，第1工序是进行机械加工以将连结部形成于在第2加工工序中支承非必要部的被加工件支承部与支承工具的工具支承部不干涉的区域中的工序。

如果工具支承部与被加工件支承部干涉，则在第2工序中发生障碍，所以预先调整在第1工序中形成的连结部的形成区域。

其第七特征结构在于，除了上述的第一至第六的任一项的特征结构以外，第2加工工序在使雾收集器的输出比第1加工工序上升的状态下执行。

在第1加工工序中将被加工件加工时，将加工空间用罩体覆盖，以免对加工部位等喷出的冷却剂飞散到周边空间中。但是，在第2工序中，由于为了使被加工件输送机构进入到加工空间中而将分隔加工空间的门开放，所以冷却剂的雾有可能从开口飞散。即使在这样的情况下，通过使雾收集器的输出比第1加工工序上升，也能有效地抑制冷却剂的雾从开口的飞散。

其第八特征结构在于，除了上述的第一至第七的任一项的特征结构以外，第2加工工序在将连结部切离时产生的切削屑不从门被开放的开口部飞出的位置、或以工具的安装姿势执行。

能够避免在第2加工工序中将连结部切离时产生的切屑从开口部向外飞散。

[具体的实施形态]

以下，说明本发明的零件的机械加工方法的具体的实施形态。

在图1中例示应用本发明的机床。

机床100由5轴复合加工机构成，所述5轴复合加工机具备：工具主轴130，能够沿着设置在床身110上的柱120在上下及左右方向上移动；第1主轴140，保持工件；第2主轴150，与第1主轴140对置配置，能够在左右方向上移动；第2刀具台160，在第1主轴140与第2主轴150之间以与工具主轴130对置的方式配置，能够在上下及左右方向上移动；以及罩体180，将由这些部分形成的加工空间覆盖。

在第1主轴140的框架正面设有工具库170，在工具主轴130上选择并经由自动工具更换装置(未图示)安装着收容在工具库170中的某种工具T。

在罩体180的外侧设置有操作盘200，在操作盘200上可通信地连接着NC程序存储部210、NC装置220等，在NC装置220上连接着机床伺服控制部230。另外，在罩体180上设有能够开闭的门。

通过由NC装置220执行NC程序，机床伺服控制部230被驱动，由机床伺服控制部230将工具主轴130在上下及左右方向上移动控制，将第2主轴150在左右方向上移动控制，将第2刀具台160在上下左右方向上移动控制。此外，对于由工具主轴130保持的工具T、由第2刀具台160保持的工具、第1主轴140、第2主轴150进行旋转控制。

此外，在工具主轴130的附近配设有冷却剂喷嘴(未图示)，在加工时，朝向由第1主轴140或第2主轴150保持的被加工件W的加工部位喷出冷却剂。配设有将漂浮在加工空间中的雾状的冷却剂与空气一起回收的雾收集器190。

将被加工件(工件)W在由第1主轴140保持的状态下用由工具主轴130保持的工具或由第2刀具台160保持的工具切削加工，接着将被换持在第2主轴150上的被加工件W用由工具主轴130保持的工具或由第2刀具台160保持的工具切削加工。此外，也有在由第1主轴140及第2主轴150这两者将被加工件W保持的状态下用由工具主轴130保持的工具或由第2刀具台160保持的工具进行切削加工的情况。

在图2中图示了与机床100的右方相邻而设置有工件仓300的状态。工件仓300为了安全管理而在周围设置有罩体380，设置有收容加工前的被加工件W和加工后的被加工件W′的工件载置台340。此外，在操作盘200上连接着机器人控制装置240和机器人伺服控制部250。

此外，在工件仓300，设有在前端安装有用来夹持被加工件W的手H的多关节机器人330，以多关节机器人330的支承部320能够沿着水平导引板310如箭头所示那样在水平方向上移动地被安装。在图2中，由附图标记L1、L2、L3表示的单点划线表示旋转轴。多关节机器人330作为被加工件输送机构发挥功能。

在机床100的罩体180和工件仓300的罩体380的对置壁部上设有将加工空间分隔的门350，在被加工件W向机床100的运入和被加工件W′从机床100的运出时被开放，在被加工件W的机床100中的加工时被封闭。

门350的开闭及多关节机器人330的动作由机器人伺服控制部250驱动，所述机器人伺服控制部250由执行保存在NC程序存储部210中的NC程序的机器人控制装置230伺服控制。

在图3中表示第1加工工序，在图4中表示第2加工工序。在第1加工工序中，在门350被开放之后，首先，将搭载在工件仓300中的作为圆筒形状的金属块的被加工件W之一用多关节机器人330的手H把持，将被加工件W的左端部保持在第1主轴140上(参照图3的最上段)。然后，多关节机器人330退回到工件仓300中，将门350封闭。

接着，通过用安装在工具主轴130上的工具T切削为平面状，在第1主轴140旋转180度之后同样切削为平面状，形成平板10(参照图3的第二段)。此时，对于加工部从冷却剂喷嘴喷射供给冷却剂。

接着，用安装在工具主轴130上的工具T或安装在第2刀具台160上的工具T′进行加工，加工成为将作为最终零件的刮刀形状的必要部12经由多条连结部13与作为框体的非必要部11连结的状态(参照图3的第三段目(俯视图))。

进而，将被加工件W的右端部保持在第2主轴150上，将保持在第1主轴140上的被加工件W的左端部切削(参照图3的最下段)。在该状态下，被加工件W被保持在第2主轴150上。

在第2加工工序中，在被加工件W被保持在第2主轴150上的状态下，用安装在工具主轴130上的工具T或安装在第2刀具台160上的工具T′，将由手H夹持的一侧的连结部13在必要部12的端部处切断(参照图4的最上段)。然后，将门350开放，多关节机器人330从工件仓300进入。

在此状态下，由多关节机器人330的手H从上下将必要部12和非必要部11这两者夹持(参照图4的中段)。在图4的第三段表示图4的中段所示的A－A剖视图。

进而，在此状态下，用安装在工具主轴130上的工具T或安装在第2刀具台160上的工具T′将剩余的连结部13在必要部12的端部处切断(参照图4的最下段)。此时，从冷却剂喷嘴喷射供给冷却剂，但通过与第1加工工序相比使雾收集器的输出上升、即提高雾收集器所具备的抽吸风扇的输出，有效地抑制因冷却剂喷射造成的雾从门350的开口向工件仓300侧的飞散。该控制由机床伺服控制部230进行。

在手H的一对爪部的对置面上，分别设有抵接片H1、H2。在将被加工件W用手夹持的状态下将连结部13切断时有可能通过作用于被加工件W的反作用力在夹持状态中发生偏移，所以至少需要一定程度强度的对于必要部12的夹持力，所以作为对于必要部12的抵接片H1使用硬度较高的弹性部件。相反，通过减弱对于必要部12的夹持力，在将连结部13切断时能够使作用于被加工件W的反作用力被非必要部11吸收。因此，对于非必要部11的抵接片H2使用硬度比抵接片H1低的材质。

对于在第1工序中形成的多条连结部13的形成位置进行机械加工，以将连结部形成于在第2加工工序中支承非必要部11的被加工件支承部即第2主轴150所具备的工件保持部与支承工具T′的第2刀具台160的工具支承部不干涉的区域中。这是因为，如果将连结部13形成在当将连结部13切削时第2刀具台160与第2主轴150接触那样的位置，则不能进行加工。

如果第2加工工序结束，则执行回收工序，将在第2加工工序中非必要部11及被从非必要部11切离的必要部12这两者用多关节机器人330回收到工件仓300中。

此时，将作为必要部12的最终零件W′甄选并排列设置到零件保持部360上，以与非必要部分离。在图5的(a)中表示俯视的最终零件W′，在图5的(b)中表示侧视的零件保持部360。零件保持部360在侧视为字型的保持部上垂设有两根导引柱P1、P2。将由手H把持的最终零件W′输送到零件保持部360的上方，将形成在最终零件W′上的贯通孔h1、h2(图5的(a)中带有阴影)降低以与导引柱P1、P2嵌合，通过从夹持状态开放，将最终零件W′整齐排列并回收到零件保持部360上。

在上述的回收工序中，说明了将必要部12和非必要部11这两者回收到工件仓300中的例子，但也可以在由第2主轴150所具备的工件保持部支承着非必要部11的状态下，在仅将必要部12用多关节机器人330支承的状态下从加工空间取出并回收到工件仓300中。在此情况下，只要构成为，之后将第2主轴150的工件保持部开放而掉落回收到设置在第2主轴150的下方的非必要部回收部中即可。

在上述的实施方式中，说明了在加工空间的右侧部连接工件仓300的例子，但工件仓300的连接位置并不限于该形态。例如，也可以将形成在罩体180的正面上的门开放而在加工空间的正面配置移动式的工件仓300。

在上述的实施方式中，说明了作为机床100使用5轴复合加工机的例子，但本发明能够应用的机床除了5轴复合加工机以外，也能够应用于车床或加工中心等其他的机床100。

以上，说明了本发明的实施方式、实施的形态，但公开内容也可以在结构的细节部变化，只要不脱离本发明的范围及思想，就能够实现实施方式、实施的形态中的要素的组合或顺序的变化等。

工业实用性

如以上说明，能够实现当将被加工件除了为最终形状的零件以外还保留有剩余部的状态下机械加工时能够使从机床的运出效率提高的零件的机械加工方法。

标号说明

10：平板

11：非必要部

12：必要部

13：连结部

100：机床

130：工具主轴

140：第1主轴

150：第2主轴

160：第2刀具台(转塔刀架)

180：罩体

190：雾收集器

200：操作盘

210：NC程序存储部

220：NC装置

230：机床伺服控制部

240：机器人控制部

250：机器人伺服控制部

300：工件仓

310：水平导引板

320：支承部

330：多关节机器人

340：工件载置台

350：门

360：零件保持部

T、T′：工具

W、W′：被加工件

Claims (8)

1.一种零件的机械加工方法，其特征在于，

包括：

第1加工工序，在被罩体覆盖的加工空间中，通过使由工具支承部支承的工具对由被加工件支承部支承的被加工件作用，将上述被加工件机械加工为必要部经由连结部连结在非必要部上的状态；以及

第2加工工序，将分隔上述加工空间的门开放而使被加工件输送机构进入到上述加工空间中，在将在上述第1加工工序中加工后的被加工件中的至少上述必要部用上述被加工件输送机构支承的状态下，用由上述工具支承部支承的工具将上述连结部切离。

2.如权利要求1所述的零件的机械加工方法，其特征在于，

上述第2加工工序是在至少将上述非必要部用上述被加工件支承部支承的状态下使用由上述工具支承部支承的工具将上述连结部切离的工序。

3.如权利要求1或2所述的零件的机械加工方法，其特征在于，

上述第2加工工序是在将上述必要部及上述非必要部这两者用上述被加工件输送机构支承的状态下使用由上述工具支承部支承的工具将上述连结部切离的工序。

4.如权利要求1～3中任一项所述的零件的机械加工方法，其特征在于，

还包括将在上述第2加工工序中被从上述非必要部切离后的上述必要部使用上述被加工件输送机构回收到工件仓中的回收工序；

上述回收工序是将上述必要部及上述非必要部这两者在用上述被加工件输送机构支承的状态下从上述加工空间取出、然后使用上述被加工件输送机构将从上述非必要部分离后的上述必要部回收到上述工件仓中的工序。

5.如权利要求2所述的零件的机械加工方法，其特征在于，

还包括将在上述第2加工工序中被从上述非必要部切离后的上述必要部使用上述被加工件输送机构回收到工件仓中的回收工序；

上述回收工序是将上述必要部在由上述被加工件输送机构支承的状态下从上述加工空间取出并回收到上述工件仓中、将由上述被加工件支承部支承的上述非必要部在上述加工空间中掉落回收到非必要部回收部中的工序。

6.如权利要求2所述的零件的机械加工方法，其特征在于，

上述第1工序是进行机械加工以将上述连结部形成于在上述第2加工工序中支承上述非必要部的上述被加工件支承部与支承上述工具的上述工具支承部不干涉的区域中的工序。

7.如权利要求1～6中任一项所述的零件的机械加工方法，其特征在于，

在使雾收集器的输出比上述第1加工工序上升的状态下执行上述第2加工工序。

8.如权利要求1～7中任一项所述的零件的机械加工方法，其特征在于，

在将上述连结部切离时产生的切削屑不从上述门被开放的开口部飞出的位置、或以工具的安装姿势执行上述第2加工工序。