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1、机床的刀具偏移值的自动设定装置及自动设定方法机床的刀具偏移值的自动设定装置及自动设定方法本发明提供机床的刀具偏移值的自动设定装置及自动设定方法，对数控机床的刀架与被安装于该刀架的刀具刀头之间的相对位置关系自动地进行设定，使用大量刀具的机床的刀具偏移值的设定作业实现全自动化。利用照相机或激光长度测量器对被安装于刀架的刀具进行测量，使用该刀具的形状数据和在加工程序中指定的表示刀具的刀头方向的数据和/或登记于控制器的刀具数据，设定临时的刀具偏移值，使用该临时的刀具偏移值使刀具的刀头自动地与对刀装置接触来取得准确的刀具偏移值并设定到数控装置。利用使用了临时的刀具偏移值的加工动作的仿真和由照相机或激光长
2、度测量器取得的刀具的形状数据，能够进行干涉检查。【专利说明】机床的刀具偏移值的自动设定装置及自动设定方法【技术领域】 0001本发明涉及对NC (数控)机床的刀架和被安装于该刀架的刀具的刀头之间的相对位置关系自动地进行设定的方法及装置。本发明涉及适合于具备多个转塔刀架和自动刀具更换装置的CNC(数控)车床的上述方法及装置。【背景技术】 0002数控机床通过根据加工程序的指令控制刀架的位置来对工件进行加工。但是，由于实际对工件进行加工的是安装于刀架的刀具的刀头，若不知道刀架的位置与刀头的位置之间的相对位置关系，则无法将工件加工成正确的形状。 0003因此，在将刀具安装到刀架后，针对安装于刀架的各
3、刀具，测量表示刀架的基准位置(数控装置所识别的刀架的坐标)与刀具刀头的位置(坐标)的偏差的刀具偏移值并登记到数控装置，在加工工件时，使刀架的位置位于移动(偏移)了与在各个时期使用的刀具的刀具偏移值对应的量的位置，来进行加工。刀具偏移值的测量通过如下方式进行，在刀具的刀头的移动区域内的规定的位置设置对刀装置，移动刀架，并读取当刀具的刀头接触对刀装置的接触传感器时的刀架的位置。 0004对刀装置的设置和使刀具的刀头向该对刀装置接触的操作一般通过手动进行。但是，在具备多个转塔刀架的车床和具备自动刀具更换装置的复合车床等中，由于使用了多个刀具，所以刀具偏移值的设定作业成为辛苦的作业。因此，进行如下尝试
4、:将对刀装置设置成能够相对于机床的内部进退，使该对刀装置自动地进入到加工区域内，并使各刀具的刀头自动地与已进入的对刀装置接触，来自动地设定刀具偏移值。 0005另一方面，为了进行加工程序的检查和避免工件加工中的刀具与工件或其他刀架等的干涉(碰撞)，向与数控装置连接的PC(计算机)登记刀具、设备及工件的形状数据和干涉检查程序，在实际的工件的加工前在PC内虚拟进行加工程序所指令的动作，进行工件的精加工形状的确认和加工中的刀具或刀架的干涉的确认。 0006当自动设定刀具偏移值时，能够容易地实现使对刀装置自动地向机床的加工区域内进入。但是，对刀装置的接触传感器的尺寸为大约Imm的方形，当使刀具接触传感
5、器时，必须使刀具以能够立刻停止的低速接近接触传感器。因此，为了在短时间内对刀具刀头进行检测，在使刀具刀头高速移动至接触传感器近前的Imm左右的位置后，必须开始接触动作(刀具的低速接近)。 0007为了将刀具刀头高速移动至接触传感器近前的Imm左右，必须在Imm左右的误差的范围内预先向数控装置登记刀架和刀具刀头的位置关系。刀具是多种多样的，在将刀具安装到刀架时使用的刀具保持器也有多种，因此由人工无误地向数控装置登记该位置关系的作业需要大量的时间。并且，若存在输入失误，则无法自动测量，或使刀具与对刀装置或其他机器碰撞而导致设备的破损。 0008因此，对刀装置对刀具刀头的检测难以自动化，即使是准备了
6、自动检测单元的机床，也大多通过手动进行，当刀具数量变多时成为花费大量功夫和时间的作业，操作人员的作业负担也变大。 0009并且，在利用干涉检查程序对刀具进行干涉检查的情况下，必须预先向PC登记被安装于刀架的刀具及刀具保持器的形状数据。在具备自动刀具更换装置和多个转塔刀架的车床中，由于使用了大量刀具，所以对关于这些刀具的形状数据进行登记的作业非常麻烦。并且，若存在输入失误，则即使进行了检测也会引起干涉，或者即使实际上不会引起干涉也会发出干涉的警告。因此，存在即使准备了干涉检查程序也几乎无法使用的情况。【发明内容】 0010本发明是以获得能够全自动地进行安装有大量刀具的机床中的刀具偏移值的设定的技
7、术手段为课题而完成的。本发明提供刀具偏移值的自动设定方法及装置，其能够在工件的加工中使用大量刀具的转塔车床或具备自动刀具更换装置的车床的刀具偏移值的设定中，消除操作人员的作业负担和设定失误。 0011本发明利用照相机41或激光长度测量器4 (4a?4d)以Imm以下的精度对安装于刀架15的刀具2进行测量，使用该刀具的形状数据和加工程序51中指定的表示刀具的刀头方向的数据(刀头修正编号)设定临时的刀具偏移值，使用该临时的刀具偏移值使刀具的刀头自动地与对刀装置21接触，取得准确的刀具偏移值并设定到数控装置5，由此能够全自动地设定大量刀具2的刀具偏移值。 0012而且，通过使用由照相机41或激光长度
8、测量器4取得的刀具的形状数据利用干涉检查程序62进行干涉检查，来消除刀具形状数据的输入作业的烦杂和输入失误，从而能够更简单地进行干涉检查。 0013本发明的机床的刀具偏移值的自动设定装置具备:照相机41或激光长度测量器4等刀具形状取得单元，其取得被安装于机床的刀架15上的刀具2的从与刀架15的移动平面垂直的方向观察到的形状数据；偏移值运算单元65，其运算出临时的刀具偏移值；对刀装置21及进退装置22，该进退装置22使该对刀装置在退避位置和刀具刀头的检测位置之间进退；刀头检测单元53，其使用偏移值运算单元65运算出的临时的刀具偏移值，使各刀具的刀头与处于检测位置的对刀装置21接触；以及偏移值设定
9、单元54，其根据检测到刀头时的刀架15的位置求出刀具偏移值并设定到数控装置5。 0014偏移值运算单元65根据所取得的刀具的形状数据和在加工程序51中使用的刀具的刀头修正编号和/或登记了与刀具的形状对应的刀头位置的数据表66，运算出临时的刀具偏移值。 0015在具备根据加工程序虚拟地执行工件的加工的仿真单元61的机床中，在使用偏移值运算单元65运算出的临时的刀具偏移值对加工动作进行仿真后，进行对刀装置21对刀具刀头的检测并且偏移值设定单元54向数控装置5登记刀具偏移值。 0016并且，在具备对加工中的刀具2与加工区域内的工件或机床的设备部分11?16的干涉进行检测的干涉检查单元62的机床中，在
10、该干涉检查单元进行了干涉检查后，进行对刀装置21对刀具刀头的检测并且偏移值设定单元54向数控装置5登记的刀具偏移值。 0017使用本发明的装置进行的刀具偏移值的自动设定方法如下:根据被设置在机床内的照相机41的图像或激光长度测量器4的测定值取得在加工中使用的全部的刀具2的形状数据，根据该形状数据和在加工程序中使用的表示各刀具的刀头方向的数据和/或登记了与刀具的形状对应的刀头位置的数据表66，求出针对各刀具的临时的刀具偏移值，使对刀装置21进入到规定位置，由数控装置5使用该临时的刀具偏移值控制刀架15来使各刀具2的刀头与对刀装置21接触，取得刀具偏移值并登记到数控装置5。 0018根据本发明，自
11、动地对被安装于转塔刀架的刀具或从刀库被安装到刀架的刀具的形状及刀头位置进行检测，不经过人工就自动地进行针对该刀具的刀具偏移值的设定。因此，操作人员只将需要的刀具安装到转塔刀架或刀库即可，即使不进行刀具尺寸的测量或刀具形状数据的输入等作业，也能够进行针对大量的刀具的刀具偏移值的设定，因此具有消除了操作人员的作业负担并且也能够防止操作失误和输入失误的效果。【专利附图】【附图说明】 0019图1是使用激光长度测量器的实施例的示意图。 0020图2是刀头圆和刀头修正编号的说明图。 0021 图3是示出刀头检测动作的第I例的图。 0022图4是示出刀头检测动作的第2例的图。 0023图5是示出刀头检测动
12、作的第3例的图。 0024图6是示出刀头检测动作的第4例的图。 0025图7是使用照相机的实施例的示意图。 0026标号说明 00272:刀具； 00284 (4a?4d):激光长度测量器； 00295:数控装置； 003011:左主轴台； 003112:右主轴台； 003213:左卡盘； 003314:右卡盘； 003415:刀架； 003516:转塔； 003621:对刀装置； 003722:进退装置； 003841:照相机； 003951:加工程序； 004053:刀头检测单元； 004154:偏移值设定单元； 004261:仿真程序； 004362:干涉检查程序； 004465:偏移值
13、运算单元； 004566:数据表。【具体实施方式】 0046以下，以具备2个转塔刀架的双主轴对置式数控车床为例，对本发明的实施方式进行说明。数控车床具备设备主体1、数控装置5和PC(计算机)6。设备主体I具备在同一主轴轴线a上相对置的左主轴和右主轴，左主轴被轴支承于在床身上固定的左主轴台11，在其右端安装有左卡盘13。右主轴被轴支承于沿与主轴轴线a平行的方向(Z轴方向)移动定位自如的右主轴台12，在其左端安装有右卡盘14。 0047从操作人员方向观察时，上刀架15u和下刀架15d隔着主轴轴线a配置于里侧上方和近前侧下方。这些刀架15(15u、15d)是具备转塔16(16u、16d)的转塔刀架，
14、在这些转塔16上分别借助保持器3安装有多个刀具2。刀架15根据来自数控装置5的指令而能够在Z轴方向和、垂直于Z轴方向地接近/离开主轴轴线a的方向即X轴方向上移动和定位。 0048在左主轴台11设有对刀装置21和其进退装置22。如图3所示，对刀装置21在进入位置处的Z轴方向的两侧和X轴方向的两侧具备接触传感器23z、23x。这些接触传感器23 (23z、23x)在进入时被准确地定位在主轴轴线a上的固定位置。 0049在朝向主轴轴线a的方向上对设定刀具偏差值的刀具进行分度时，移动刀架15而当该刀具的刀头被对刀装置的Z轴方向及X轴方向的接触传感器23检测到时的刀架15的位置(坐标)与所接触的接触传感
15、器23的位置(坐标)之差成为针对该刀具的Z轴方向及X轴方向的刀具偏移值。 0050当由接触传感器23检测到刀具2的刀头时，必须将刀具的刀头定位在接触传感器的检测区域即约Imm的方形的区域内。并且，当刀具的刀头与接触传感器接触时，如果不立刻停止刀架，接触传感器就会破损。因此，在使刀具刀头与接触传感器接触时，需要如下操作:将刀具刀头以高速移动至接触传感器的紧旁边(近前Imm左右)(参照图3?6)，然后以能够立刻停止的程度的低速沿Z轴方向或X轴方向移动刀架。 0051对数控装置5登记有加工程序51。刀具的刀头形成为小的圆弧(刀头圆)，因此根据以其圆弧的哪个位置为基准来制作加工程序，程序的内容不同。例如在某种数控装置中，如图2所示，沿每45度的方向将刀头圆25分开并标上编号，针对各刀具确定该编号并制作加工程序。因而，在设定刀具偏移值时，需要在与制作加工程序时所使用的编号(刀头修正编号)的方向对应的方向上进行刀头的检测。例如，如果以图2的3号方向为基准制作加工程序，则在设定刀具偏移值时，需要从图3中由轨迹t的箭头示出的方向的Z轴方向和X轴方向使刀具刀头与接触传感器接触，来设定刀具偏移值。 0052在PC6中登记有将登记在数控装置5中的加工
