[发明专利]机床和工具更换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对收纳于收纳部的工具和安装于主轴的工具进行更换的机床和工具更换方法。

背景技术

机床包括主轴、支撑部和工具库。主轴用于安装工具。支撑部支撑工件，并能绕上下轴旋转。工具库收纳安装于主轴的工具。工具包括旋转工具和非旋转工具。旋转工具与主轴一起旋转。非旋转工具固定于支撑主轴的主轴头，因此不旋转。在将旋转工具安装于主轴时，工件不绕上下轴旋转。通过将工件固定于支撑部并使主轴旋转，机床对工件进行加工。在将非旋转工具安装于主轴时，工件与支撑部一起绕上下轴旋转，机床对工件进行车削加工。

主轴具有键。旋转工具和非旋转工具具有与键卡合的键槽。通过键与键槽卡合，将旋转工具和非旋转工具安装于主轴。日本专利特许第4543746号的机床在支撑主轴的主轴头上形成有突出部，在非旋转工具上形成有与上述突出部卡合的槽。通过非旋转工具的槽与突出部卡合，非旋转工具固定于主轴头而不绕主轴的轴旋转。

工具库以将主轴位于原点作为前提的朝向收纳工具。因此，在执行工具更换之前，机床执行使主轴位于原点的处理。在为更换工具而使主轴朝原点的位置(下面称为原点位置)旋转时，机床根据原点位置和主轴的绕轴当前位置之间的差分，对使主轴旋转的马达进行反馈控制。反馈控制计算出原点位置与当前位置之间的差分的累积值。通过进行考虑了累积值的反馈控制，机床能使主轴朝原点位置的旋转高速化、高精度化等。

在主轴上安装有非旋转工具时，机床也进行主轴的原点对位。在主轴上安装有非旋转工具时，如上所述，主轴不能旋转。因此，非旋转工具和主轴的位置是一致的，没有问题。但是，安装有非旋转工具的主轴有时会在稍微偏离原点位置的位置固定。原因是非旋转工具的形状误差或非旋转工具的安装动作误差等。在上述情况下，在进行主轴的原点对位时，由于非旋转工具不绕主轴的轴旋转，因此有时会对使主轴旋转的马达施加不需要的负载。此外，在根据主轴的原点位置与当前位置之间的差分的累积值进行反馈控制时，存在会对马达施加过大负载的问题。这是因为，即使是主轴从原点位置稍微偏移，也会在偏移累积的情况下对马达进行控制。在对马达施加过大负载的状态下将非旋转工具从主轴拆下而使主轴处于能旋转状态时，马达会使主轴旋转。因此，存在主轴的位置会大幅度偏离原点位置的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种即使在将非旋转工具安装于主轴的情况下执行工具更换，也能避免过量的负载作用于使主轴旋转的马达等的机床和工具更换方法。

技术方案1的机床包括主轴、收纳部和控制装置，上述主轴供工具安装以对工件进行加工，上述收纳部收纳安装于上述主轴的工具，上述控制装置对安装于上述主轴的工具与收纳于上述收纳部的工具之间的更换进行控制，上述控制装置具有第一位置控制部和第二位置控制部，上述第一位置控制部在进行工具的更换之前使上述主轴旋转至绕轴的特定位置，上述第二位置控制部使上述主轴从工件的加工位置移动至进行工具更换的更换位置，上述第一位置控制部包括：第一计算部，该第一计算部计算同上述主轴的绕轴位置与上述特定位置之间的差相应的值；第二计算部，该第二计算部计算上述第一计算部计算出的值的累积值；以及切换部，该切换部在根据上述第一计算部计算出的值进行上述主轴的旋转控制与根据上述第一计算部计算出的值和上述第二计算部计算出的累积值进行上述主轴的旋转控制之间切换。

在技术方案2的机床中，上述切换部进行控制的切换，以在通过上述第二位置控制部而移动的上述主轴的位置处在从上述加工位置到该加工位置与上述更换位置之间的规定位置的范围内时，根据上述第一计算部计算出的值和上述第二计算部计算出的累积值进行上述主轴的旋转控制，而在通过上述第二位置控制部而移动的上述主轴的位置处在从上述规定位置到上述更换位置的范围内时，根据上述第一计算部计算出的值进行上述主轴的旋转控制。

在技术方案3的机床中，在通过工具更换将工具从上述主轴拆下之前，上述切换部从根据上述第一计算部计算出的值和上述第二计算部计算出的累积值进行上述主轴的旋转控制朝根据上述第一计算部计算出的值进行上述主轴的旋转控制切换。