[发明专利]加工原点设定方法及用于实施该方法的机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于设定旋转刀具和被切削材料的加工开始位置的加工原点设定方法及用于实施该方法的机床。

背景技术

在使用切削刀具加工被切削材料的场合，通常在每次更换切削刀具和被切削材料的至少一方时，需要设定切削刀具和被切削材料的接触开始点、即存在于被切削材料的被加工面上的切削刀具的切削刃的加工原点。特别是在使用立铣刀等旋转刀具加工模具的场合，还要求微米级别乃至更高的纳米级别的加工精度(尺寸精度、精加工表面精度等)，从而需要精度更高地设定加工原点。

可是，设定刀具和被切削材料的加工原点的作业需要一边点动进给进给轴一边慎重地操作，因此会产生非常耗费时间的问题。另外，该作业需要经验和直觉，因此难以实现作业标准化，从而限制了作业效率的提高。

作为使该作业自动化并以短时间高效地进行加工原点的设定的方法之一，有特开2004-98213号公报中公开的方法，而该方法需要包含传感器的特别的测定装置，从而有成本高的问题。另外，由于该方法在垂直于刀具的旋转轴的方向上设定传感面，因此虽然能够检测刀具在旋转轴方向的位置，但是不能检测出在垂直于旋转轴的方向上、即刀具在径向的位置。另外，该方法主要适用于外径为100μm以下的微小直径的刀具，从而有测定方法的适用范围受到限制的问题。

另外，作为现有的其它方法的一个例子，有使用具有显微镜的专用刀具探测装置的方法。该刀具探测装置虽然能够探测刀具的位置，但是存在不能探测工件的位置的问题。另外，还存在对于刀尖尖锐的刀具不能正确地探测刀尖的前端位置的问题。即，在使用显微镜的场合，虽然能够测定刀尖和工件的距离，并能够最大限度地靠近刀具，但由于显微镜焦距的关系，有时因加工准备工序而无法看到刀尖。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种不增加成本并容易且正确地设定旋转刀具和被切削材料的加工原点的加工原点设定方法及用于实施该方法的机床。

为了实现上述目的，本发明的加工原点设定方法的一种方式是用于相对被切削材料设定旋转刀具的加工原点的加工原点设定方法，其特征在于，包括以下步骤：在使上述旋转刀具的切削刃前端与固定于工作台上的上述被切削材料的外表面接触的状态下，在保持上述旋转刀具的主轴上施加不使上述旋转刀具旋转的程度的负载转矩；在对上述主轴施加了上述负载转矩的状态下，沿上述旋转刀具的轴向或与轴垂直的方向的任意一个进给轴方向点动进给上述工作台或上述主轴的任意一方，使得上述切削刃前端沿离开上述外表面的方向移动；以及将上述主轴旋转的瞬间的坐标设定为已进行了点动进给的上述进给轴方向上的上述加工原点。

根据本发明，在旋转刀具的轴向给予规定的进刀量同时在与轴垂直的方向上进给旋转刀具而进行三维切削的场合，当在旋转刀具的轴向求出旋转刀具和被切削材料的加工原点时，在使旋转刀具的切削刃与被切削材料的侧面(交叉于被切削面)接触的状态下，在主轴上施加不使旋转刀具旋转的程度的小负载转矩，点动进给工作台或主轴的任意一方，使得旋转刀具的切削刃沿垂直离开被切削面的方向移动，将通过负载转矩主轴旋转的瞬间的坐标设定为加工原点。另一方面，当在垂直于旋转刀具的轴的方向求出旋转刀具和被切削材料的加工原点时，在使旋转刀具的切削刃与被切削材料的被切削面接触的状态下，在主轴上施加不使旋转刀具旋转的程度的小负载转矩，点动进给工作台或主轴的任意一方，使得旋转刀具的切削刃沿垂直离开被切削面的方向移动，将主轴旋转的瞬间的坐标设定为加工原点。这样，能够在旋转刀具的轴向和垂直于轴的方向上的相互正交的两个方向上求出加工原点。因此，无需设置新设备，使用已有的设备便能够容易且正确地求出旋转刀具和被切削材料的加工原点。

本发明的机床的一种方式是用于实施相对被切削材料设定旋转刀具的加工原点的加工原点设定方法的机床，具有：使上述旋转刀具旋转的主轴；探测该主轴的旋转的传感器；保持上述被切削材料的工作台；在上述旋转刀具的切削刃前端与上述被切削材料的外表面接触的状态下，在上述主轴上施加不使上述旋转刀具旋转的程度的负载转矩的驱动源；以及具有加工原点设定部的控制器，在对上述主轴施加上述负载转矩的状态下，点动进给上述主轴或上述工作台的任意一方，使得上述切削刃前端沿离开上述外表面的方向移动，该加工原点设定部将在该点动进给中当利用上述传感器探测到上述主轴的旋转时的坐标设定为上述加工原点。