本發(fā)明涉及一種機床，特別涉及一種控制工件的去毛刺的加工路徑的機床。

背景技術：

工件中大多會出現(xiàn)一個一個以幾毫米為單位而不同的毛刺。因此，在使用機床進行工件的去毛刺加工時，將出毛刺最多的工件作為基準而生成程序。這種情況下，在針對出的毛刺沒有作為基準的工件多的工件的加工中，氣割(空轉動作)多，會產生不進行加工的無用的時間。

進一步，根據產生毛刺的位置和方向，有時從機床的主軸方向難以進行去毛刺加工。這時候，需要通過附加軸工作臺傾斜工件來進行去毛刺加工，或者進行重新安排通過其它工序進行去毛刺加工，或者通過手工作業(yè)進行去毛刺。

另一方面，作為進行去毛刺加工的現(xiàn)有技術，例如在日本特開2007-021634號公報、日本特開平07-104829號公報以及日本特開平07-121222號公報中公開一種技術，即根據視覺傳感器的信息生成加工路徑，使用機器人尋求去毛刺加工的自動化。一般來說，機器人與機床相比動作的自由度要大，因此比較容易加工在各種位置和方向上產生的毛刺。

但是，在日本特開2007-021634號公報以及日本特開平07-121222號公報公開的技術中，機器人只持有小的工具，或者機器人能夠承受加工的轉矩小。因此，在毛刺大的場所，會有需要降低加工條件，加工時間變長的問題。另外，有根據毛刺的大小而不能加工的問題。

另外，在日本特開平07-104829號公報中公開的技術中，機器人能夠根據毛刺的大小選擇工具和加工條件。這里，機器人需要使用直徑比毛刺的大小要大的工具，但是工具越大加工條件越差，會有加工時間變長的問題。另外，會有根據毛刺的大小而不能加工的問題。

技術實現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的目的在于提供一種機床，使用視覺傳感器確認毛刺的產生狀況，判別能夠從主軸方向加工的毛刺，優(yōu)選對于不能夠從主軸方向加工的毛刺能夠使機器人負責去毛刺。

本發(fā)明的一個實施方式，提供對產生毛刺的未加工工件進行去毛刺加工的機床，該機床具有：至少一個視覺傳感器，其拍攝上述未加工工件；未加工工件形狀信息存儲單元，其存儲使用上述視覺傳感器拍攝的上述未加工工件形狀信息；加工完成工件形狀信息存儲單元，其存儲有加工完成工件形狀信息；毛刺信息計算單元，其將存儲在上述加工完成工件形狀信息存儲單元中的上述加工完成工件形狀信息與存儲在上述未加工工件形狀信息存儲單元中的上述未加工工件形狀信息進行比較來識別毛刺；毛刺判別單元，其根據包括上述工件中的上述毛刺的位置和方向中的至少一個的條件來判別上述毛刺；加工方法判斷單元，其根據上述毛刺的上述判別結果來決定是否通過上述機床的工具來進行去毛刺加工；以及加工路徑生成單元，其生成將被判斷為通過上述工具進行去毛刺加工的上述毛刺去除的加工路徑。

在本發(fā)明的其他的實施方式中，上述毛刺判別單元根據還包括上述毛刺的大小和上述工具的可動范圍中的至少一個的條件來判別上述毛刺。

在本發(fā)明的其他的實施方式中，上述機床還具備：工具信息存儲單元，其存儲包括上述工具的形狀以及切削條件的工具信息；以及工具選擇單元，其根據上述毛刺的大小以及上述工具信息，選擇用于去毛刺加工的上述工具，上述毛刺判別單元根據還包括選擇出的上述工具的上述工具信息的條件來判別上述毛刺。

在本發(fā)明的其他的實施方式中，上述機床還具有能夠實施去毛刺加工的機器人，上述加工方法判斷單元根據上述毛刺的上述判別結果決定是通過上述工具進行去毛刺加工還是通過上述機器人進行去毛刺加工。

在本發(fā)明的其他的實施方式中，上述機床還具備：工具信息存儲單元，其存儲包括上述工具的形狀以及切削條件的工具信息；以及工具選擇單元，其根據上述毛刺的大小以及上述工具信息，選擇用于去毛刺加工的上述工具，上述加工路徑生成單元根據上述毛刺的大小和選擇出的上述工具的最大進刀量計算通過幾次進刀進行加工的進刀次數(shù)并生成加工路徑。

在本發(fā)明的其他的實施方式中，上述機床通過上述視覺傳感器從2個以上方向拍攝上述工件。

在本發(fā)明的其他的實施方式中，上述機床具備多個上述視覺傳感器，分別從不同的方向拍攝上述工件，從而從2個以上方向拍攝上述工件。

在本發(fā)明的其他的實施方式中，上述視覺傳感器被設置在機器人上，通過改變該機器人的姿勢而從2個以上方向拍攝上述工件。

根據本發(fā)明，能夠判別機床能夠從主軸方向加工的毛刺和無法從主軸方向加工的毛刺。因此，能夠在機床只對能夠從主軸方向加工的毛刺進行加工，通過其他單元加工其他毛刺等方面下功夫，從而能夠提高作為去毛刺加工工序整體的效率。

即，當在主軸方向以外產生毛刺時、或者當即使是主軸方向的毛刺也在偏離工具可動范圍的位置存在毛刺時，如果只通過機床進行去毛刺加工，則需要通過附加軸工作臺使工件的姿勢改變或者改變工件的方向并重新固定后通過其他工序進行加工。另一方面，如果不通過機床進行主軸方向以外的去毛刺和工具可動范圍外的去毛刺而優(yōu)選使機器人進行去毛刺，則不進行工件的姿勢變更等而通過一個工序來完成加工。

一般，機器人進行的去毛刺加工與機床進行的情況相比，加工效率大多比較低。但是，如果與在機床中使工件的姿勢發(fā)生變化或改變工件的方向后重新固定造成的效率低下相比，則適用本發(fā)明來負責去毛刺加工，減少加工工序作為整體會提高效率。

附圖說明

通過參照附圖說明以下的實施例，能夠更加明確本發(fā)明的上述以及其他目的以及特征。這些圖中：

圖1是說明本發(fā)明中使用了2個以上視覺傳感器的工件形狀取得的圖。

圖2是說明本發(fā)明中使用了安裝在機器人上的視覺傳感器的工件形狀取得的圖。

圖3是進行本發(fā)明的去毛刺加工時的流程圖。

圖4A是表示本發(fā)明的工件上面(Z軸方向)的去毛刺加工的例子的圖。

圖4B是表示本發(fā)明的工件側面(XY軸方向)的去毛刺加工的例子的圖。

圖4C是表示本發(fā)明的Z軸方向下面(下挖)的去毛刺加工的例子的圖。

圖4D是表示本發(fā)明的工具可動范圍外的去毛刺加工的例子的圖。

圖5是表示本發(fā)明的機床100的結構的框圖。

具體實施方式

以下，結合附圖說明本發(fā)明的實施方式。

本發(fā)明的機床在進行工件的去毛刺加工時，取得成為去毛刺加工對象的工件的三位模型形狀，通過與事前登記的產品數(shù)據進行比較來分析毛刺的產生狀況。然后，根據工件的形狀和分析后的毛刺的產生狀況來選擇工具，根據選擇出的工具來生成加工路徑，實施去毛刺加工。

首先，說明構成本發(fā)明的機床的功能單元。

如圖5所示，機床100具有視覺傳感器1、未加工工件形狀信息存儲單元102、加工完成工件形狀信息存儲單元103、工具信息存儲單元104、毛刺信息計算單元105、毛刺判別單元106、加工方法判斷單元107、工具選擇單元108以及加工路徑生成單元109。以下，按照順序說明各個要素的功能。

<關于工件的毛刺產生狀況的取得單元>

在進行工件的去毛刺加工時，需要確認毛刺的產生狀況。本發(fā)明中，通過比較去毛刺完成后的工件的形狀和去毛刺前的工件的形狀來識別毛刺的產生狀況。

首先，如圖1所示，照相機等視覺傳感器1(1a，1b)從2個方向以上拍攝設置在機床100內的加工用夾具3上的預先完成去毛刺的完成工件2a，并取得完成工件2a的形狀信息(加工完成工件形狀信息)。所謂上述2個方向可以通過2個以上的視覺傳感器1進行拍攝，也可以如圖2所示，使用安裝在機器人4上的一個視覺傳感器1控制機器人臂并從多個角度拍攝。加工完成工件形狀信息被記錄在設置在機床所具備的存儲器上的加工完成工件形狀信息存儲單元103中。另外，作為視覺傳感器1可以使用照相機以外的形狀測量傳感器。

接著，視覺傳感器1從2個方向以上拍攝設置在機床內的加工用夾具上的去毛刺加工前的工件，并取得其形狀信息(未加工工件形狀信息)。未加工工件形狀信息被記錄在設置在機床100所具備的存儲器上的未加工工件形狀信息存儲單元102中。

接著，毛刺信息計算單元105將保存在未加工工件形狀信息存儲單元102中的未加工工件形狀信息和保存在加工完成工件形狀信息存儲單元103中的加工完成工件形狀信息進行比較。這里，毛刺信息計算單元105當兩形狀信息間的形狀誤差在機床100所具備的存儲器上所設置的測定誤差保存區(qū)域中所預先設定的誤差數(shù)據以內的情況下，判斷為沒有產生毛刺。另一方面，當超過誤差數(shù)據時判斷為產生毛刺。

當判斷為產生毛刺時，毛刺信息計算單元105輸出表示在未加工工件上的哪個位置、在哪個方向、以多大的寬度產生多深的毛刺的數(shù)據(毛刺數(shù)據)，并保存在設置在機床100所具備的存儲器上的毛刺數(shù)據保存區(qū)域中。這里，能夠根據機床的XYZ軸典型地表現(xiàn)毛刺的方向。在本說明書中，將機床的主軸方向設為Z軸，將與Z軸垂直的方向分別設為X、Y軸來說明實施例。但是，毛刺數(shù)據當然不限定于此而能夠通過任意的參數(shù)進行表現(xiàn)。

另外，當在多個場所產生毛刺時，將數(shù)據分開保存為毛刺數(shù)據1、毛刺數(shù)據2等。

<關于工具的選擇單元>

優(yōu)選在去毛刺時，為了去除毛刺而選擇適當?shù)墓ぞ摺１景l(fā)明中，機床100根據表示毛刺的寬度、毛刺的深度、毛刺的位置等的毛刺數(shù)據和未加工工件的形狀，選擇用于去毛刺加工的適當?shù)墓ぞ摺?/p>

為此，本發(fā)明的機床100關于用于去毛刺的多個工具，將每個工具的工具信息(工具直徑、工具長度、切削條件)預先保存在設置在存儲器上的工具信息存儲單元104中。這里，切削條件是指主軸轉速、進給速度、進刀寬度、進刀深度等參數(shù)。

工具選擇單元108根據保存在毛刺數(shù)據保存區(qū)域中的毛刺數(shù)據、即毛刺的寬度、毛刺的深度、毛刺的位置等信息，另外根據需要考慮未加工工件的形狀，從保存在工具信息存儲單元104中的工具數(shù)據中選擇適當?shù)墓ぞ摺?/p>

表示工具的選擇方法的一例。工具選擇單元108首先根據記錄在毛刺數(shù)據保存區(qū)域中的毛刺的位置，從保存在工具信息存儲單元104中的工具數(shù)據中提取具有能夠高效地加工毛刺的工具直徑的工具(例如能夠同時加工的毛刺數(shù)量在預定數(shù)以上的大工具直徑的工具)。接著，工具選擇單元108從提取出的工具中選擇工具直徑最小的工具(加工中的負荷變小的工具)。

表示工具的選擇方法的其他例子。工具選擇單元108首先根據記錄在毛刺數(shù)據保存區(qū)域中的毛刺的位置和未加工工件的形狀，從保存在工具信息存儲單元104中的工具數(shù)據中提取具有不干擾未加工工件且能夠高效地加工毛刺的工具直徑的工具(例如能夠同時加工的毛刺數(shù)量在預定數(shù)以上的大工具直徑的工具)。接著，工具選擇單元108從提取出的工具中選擇工具直徑最小的工具(加工中的負荷變小的工具)。

表示工具的選擇方法的又一個其他例子。工具選擇單元108首先根據記錄在毛刺數(shù)據保存區(qū)域中的毛刺的位置和未加工工件的形狀，從保存在工具信息存儲單元104中的工具數(shù)據中提取具有能夠不干擾未加工工件地加工毛刺的工具直徑的工具。接著，工具選擇單元108根據提取出的工具的切削條件、毛刺數(shù)據的毛刺寬度以及毛刺的深度來計算加工時產生的負荷，選擇計算出的負荷成為預定值以下的最大工具直徑的工具。

另外，本發(fā)明的機床100可以不必具備這里所說明的工具選擇單元108。此時，機床100使用任意的預定工具來實施去毛刺加工。

<關于加工對象的毛刺的決定單元>

這里，毛刺判別單元106根據毛刺的產生位置以及毛刺的XYZ軸方向的大小，將毛刺數(shù)據判別為

·Z軸方向即工件的上面方向的毛刺

·XY軸方向即工件的側面方向的毛刺

·位于Z軸方向下面(下挖的位置)的毛刺

·位于加工工具的可動范圍外工具達不到的位置的毛刺。

接著，加工方法判斷單元107將所保存的毛刺數(shù)據中Z軸方向即工件上面方向的毛刺并且去除了位于加工工具的可動范圍外工具達不到的位置上的毛刺后的毛刺判斷為能夠通過機床100加工的毛刺。換言之，將Z軸方向的毛刺即位于加工工具的可動范圍內的毛刺判斷為能夠加工的毛刺。

另一方面，關于XY軸方向即工件的側面方向的毛刺、位于Z軸方向下面(下挖的位置)的毛刺以及位于加工工具的可動范圍外工具達不到的位置的毛刺，加工方法判斷單元107判斷為通過機器人進行去毛刺的毛刺。即，判斷為不通過機床100進行加工的毛刺。

另外，關于例如設置在Z軸方向即工件上面方向的孔和切口等、從Z軸方向即工件的上面方向看得到的位置上所產生的毛刺，當該毛刺位于通過選擇出的工具能夠與未加工工件不干擾地進行加工的位置時，加工方法判斷單元107判斷為能夠通過機床100進行加工的毛刺。例如，如果選擇出的工具的工具直徑比產生毛刺的孔的直徑或切口的寬度要小，則能夠不干擾未加工工件地進行加工，所以判斷為該毛刺能夠通過機床100進行加工。

<關于加工路徑的生成單元>

接著，加工路徑生成單元109生成在使用了由工具選擇單元108選擇出的工具的情況下的去毛刺加工的加工路徑。另外，當機床100不具有工具選擇單元108時，加工路徑生成單元109使用任意的預定工具，使用該工具的工具數(shù)據生成加工路徑即可。

加工路徑生成單元109根據毛刺的位置和長度等，執(zhí)行一般的加工模擬等，由此能夠生成去毛刺加工的加工路徑。本發(fā)明中，除了這些，加工路徑生成單元109還將加工方法判斷單元107判斷為能夠加工的毛刺的寬度與所使用的工具的工具數(shù)據內的最大進刀寬度進行比較，能夠計算出在工具的直徑方向進刀幾次進行加工即可。并且，加工路徑生成單元109將加工方法判斷單元107判斷為能夠加工的毛刺數(shù)據內的毛刺深度與所使用的工具的工具數(shù)據內的最大進刀深度進行比較，能夠計算出在工具的深度方向進刀幾次進行加工即可。然后，加工路徑生成單元109將計算出的工具直徑方向的進刀次數(shù)和工具深度方向的進刀次數(shù)組合后生成加工路徑。

使用圖3說明在本發(fā)明的機床100中實施去毛刺加工時的流程。

[步驟SA01]

視覺傳感器1取得未加工工件的形狀信息，并記錄在未加工形狀信息存儲單元102中。

[步驟SA02]

毛刺信息計算單元105將記錄在加工完成工件形狀信息存儲單元103中的加工完成工件形狀信息與記錄在未加工工件形狀信息存儲單元102中的未加工工件形狀信息進行比較并計算形狀誤差，判定形狀誤差是否超過預先設定的誤差數(shù)據。如果超過誤差數(shù)據，則毛刺信息計算單元105判定為產生了毛刺。毛刺信息計算單元105根據計算出的形狀誤差來生成毛刺數(shù)據，進入步驟SA03。

另一方面，當形狀誤差在誤差數(shù)據以內時完成處理。即，完成去毛刺加工。

[步驟SA03]

工具選擇單元108根據記錄在毛刺數(shù)據保存區(qū)域中的毛刺數(shù)據來選擇最適合去毛刺加工的工具。

另外，當機床100不具有工具選擇單元108時，跳過步驟SA03，進入步驟SA04。

[步驟SA04]

毛刺判別單元106以毛刺產生的方向以及位置作為基準來判別毛刺數(shù)據。加工方法判斷單元107對于各個毛刺數(shù)據判斷其是能夠通過機床100加工的毛刺還是不是。

對于被判斷為能夠通過機床100進行加工的毛刺，生成用于通過機床100實施加工的加工路徑(步驟SA05)。對于這以外的毛刺，不通過機床100進行加工，因此不實施加工路徑的生成而使機器人實施去毛刺加工(步驟SA06)。

[步驟SA05]

加工路徑生成單元109根據在步驟SA03選擇出的工具、記錄在毛刺數(shù)據保存區(qū)域中的毛刺數(shù)據以及未加工工件形狀信息等來生成加工路徑，根據所生成的加工路徑來生成加工程序。

另外，當機床100不具有工具選擇單元108時，生成使用任意的預定工具時的加工路徑，并根據所生成的加工路徑來生成加工程序。

[步驟SA06]

機器人對未加工工件實施去毛刺加工。

[步驟SA07]

機床100按照在步驟SA05生成的加工程序對未加工工件實施去毛刺加工。

[步驟SA08]

視覺傳感器1取得在步驟SA06或在步驟SA07進行去毛刺加工后的工件的形狀信息，記錄在未加工工件形狀信息存儲單元102中。以后，返回步驟SA02并重復處理。

接著，表示本發(fā)明的機床100的動作例子。

<實施例1>

在實施例1中，說明對于產生圖4A所示的毛刺的工件的去毛刺加工的例子。如圖4A所示，在裝載在加工用夾具3上的未加工工件中，在機床100的主軸方向即Z軸方向的工件上面產生毛刺。

首先，機床100的視覺傳感器1取得未加工工件形狀信息。接著，毛刺信息計算單元105將預先保存在加工完成工件形狀信息存儲單元103中的加工完成工件形狀信息與未加工形狀信息進行比較，生成毛刺數(shù)據。實施例1的情況下，將毛刺的產生方向(Z軸方向)、位置以及寬度等信息記錄為毛刺數(shù)據。接著，工具選擇單元108根據所保存的毛刺數(shù)據來選擇最適合去毛刺加工的工具。

這里，毛刺判別單元106根據毛刺數(shù)據判別實施例1的毛刺在Z軸方向即工件的上面方向上產生，并且位于選擇出的工具的可動范圍內。按照該判別結果，加工方法判斷單元107判斷能夠通過機床100加工該毛刺。

根據該判斷結果，加工路徑生成單元109生成使用了選擇出的工具時的加工路徑，機床100實施去毛刺加工。這樣，機床100對于不需花費改變工件姿勢等的時間而能夠加工的毛刺，能夠以最高效率進行去毛刺加工。

<實施例2>

在實施例2中，說明對于產生如圖4B所示那樣的毛刺的工件的去毛刺加工的例子。如圖4B所示，在裝載在加工用夾具3上的未加工工件中在XY軸方向即工件的側面方向上產生毛刺。

視覺傳感器1以及毛刺信息計算單元105與上述實施例1同樣地生成毛刺數(shù)據。在實施例2的情況下，毛刺的產生方向(XY軸方向)、位置以及寬度等信息被記錄為毛刺數(shù)據。接著，工具選擇單元108與上述實施1同樣地進行工具的選擇。

這里，毛刺判別單元106判別為在XY軸方向即工件的側面方向產生實施例2的毛刺。此時，為了通過機床100加工該毛刺需要改變工件的姿勢等的功夫。因此，加工方法判斷單元107判斷為該毛刺不作為機床100的加工對象。

根據該判斷結果，機床100不加工該毛刺，而機器人實施去毛刺加工。由此，與花費改變工件姿勢等的功夫并通過機床100進行去毛刺加工的情況相比，能夠實施機器人進行的高效的去毛刺加工。

<實施例3>

在實施例3，說明對于產生如圖4C那樣的毛刺的工件的去毛刺加工的例子。如圖4C所示，在裝載在加工用夾具3上的未加工工件中在Z軸方向下面即下挖的位置上產生毛刺。

視覺傳感器1以及毛刺信息計算單元105與上述實施例1同樣地生成毛刺數(shù)據。在實施例3的情況下，毛刺的產生方向(Z軸方向)、位置(下挖)以及寬度等信息被記錄為毛刺數(shù)據。接著，工具選擇單元108與上述實施1同樣地進行工具的選擇。

這里，毛刺判別單元106判別為在Z軸方向的下挖的位置產生了實施例3的毛刺。此時，為了通過機床100加工該毛刺而需要改變工件的姿勢等的功夫。因此，加工方法判斷單元107判斷為該毛刺不作為機床100的加工對象。

根據該判斷結果，機床100不加工該毛刺，而機器人實施去毛刺加工。由此，與花費改變工件姿勢等的功夫并通過機床100進行去毛刺加工的情況相比，能夠實施機器人進行的有效的去毛刺加工。

<實施例4>

在實施例4，說明對于產生如圖4D那樣的毛刺的工件的去毛刺加工的例子。如圖4D所示，在裝載在加工用夾具3上的未加工工件中在Z軸方向上面但在加工用工具的可動范圍外的位置產生毛刺。

視覺傳感器1以及毛刺信息計算單元105與上述實施例1同樣地生成毛刺數(shù)據。在實施例4的情況下，毛刺的產生方向(Z軸方向)、位置(工具可動范圍外)以及寬度等信息被記錄為毛刺數(shù)據。接著，工具選擇單元108與上述實施1同樣地進行工具的選擇。

這里，毛刺判別單元106判別為在Z軸方向但在工具可動范圍外的位置產生實施例4的毛刺。此時，為了通過機床100加工該毛刺而需要改變工件的位置等的功夫。因此，加工方法判斷單元107判斷為該毛刺不作為機床100的加工對象。

根據該判斷結果，機床100不加工該毛刺，而機器人實施去毛刺加工。由此，與花費改變工件姿勢等的功夫并通過機床100進行去毛刺加工的情況相比，能夠實施機器人進行的高效的去毛刺加工。

以上，說明了本發(fā)明的實施方式，但是本發(fā)明不限于上述實施方式的例子，能夠通過增加適當?shù)淖兏ㄟ^其它的方式來實施。