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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410441248.1 (22)申请日 2014.09.01 2013-194873 2013.09.20 JP G05B 19/18(2006.01) (71)申请人 兄弟工业株式会社 地址 日本爱知县 (72)发明人 堀冈大士 (74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公 司 31100 代理人 马淑香 (54) 发明名称 数控装置 (57) 摘要 本发明涉及控制机床的数控装置。编码器检 测各马达的位置信息。编码器存储器存储编码器 检测出的位置信息。在编码器存储器所存储的位 置信息消失时， 数控装置根据各编码器输出的异 常信息。
2、和预先设定的优先顺位， 决定执行调整对 象轴的位置调整的顺序。数控装置根据所决定的 顺序执行位置调整。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书13页 附图13页 (10)申请公布号 CN 104460497 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104460497 A 1/2 页 2 1.一种数控装置(20)， 对机床(1)进行控制， 且包括控制部(21)， 所述机床包括主轴头 (6)、 工具库 (19)、 Y 轴马达 (52)、 Z 轴马达 (53)、 库马达 (55)、 Y 轴编码器 (5。
3、2A)、 Z 轴编码 器 (53A) 和库编码器 (55A)， 其中， 所述主轴头 (6) 设置成能沿机床的上下方向即 Z 轴方向 移动， 且包括能安装工具(T)的主轴(7)， 所述工具库(19)以使工具能定位于所述主轴附近 的工具更换位置的方式对工具进行支撑， 所述 Y 轴马达 (52) 沿前后方向即 Y 轴方向对所述 主轴头或保持加工件的工作台 (8) 进行驱动， 所述 Z 轴马达 (53) 沿 Z 轴方向驱动所述主轴 头， 所述库马达 (55) 驱动所述工具库， 所述 Y 轴编码器 (52A) 检测所述 Y 轴马达的位置信 息， 所述 Z 轴编码器 (53A) 检测所述 Z 轴马达的位置。
4、信息， 所述库编码器 (55A) 检测所述库 马达的位置信息， 所述控制部 (21) 根据所述 Y 轴编码器、 所述 Z 轴编码器和所述库编码器 分别检测出的所述位置信息， 对所述 Y 轴马达、 所述 Z 轴马达和所述库马达分别进行控制， 其特征在于， 所述 Y 轴编码器、 所述 Z 轴编码器和所述库编码器分别具有将检测出的所述位置信息 予以存储的存储装置 (63)， 并且， 在所述机床启动的时刻， 当所述存储装置没有存储所述位 置信息时， 将异常信息输出至所述控制部， 所述控制部预先设定位置调整的顺序， 该位置调整用于使所述主轴头或所述工作台的 Y轴方向位置、 所述主轴头的Z轴方向位置、 所。
5、述工具库的位置与所述Y轴编码器、 所述Z轴 编码器、 所述库编码器分别检测的所述位置信息相匹配， 所述控制部包括 ： 接收部(21)， 在所述机床启动时， 所述接收部(21)接收所述Y轴编码器、 所述Z轴编码 器和所述库编码器所输出的所述异常信息 ； 以及 作业执行部 (21)， 该作业执行部 (21) 根据所述接收部接收到的所述异常信息和预先 设定的所述位置调整的顺序执行该位置调整。 2. 如权利要求 1 所述的数控装置， 其特征在于， 所述位置调整的顺序是所述库马达、 所 述 Z 轴马达、 所述 Y 轴马达。 3. 如权利要求 1 所述的数控装置， 其特征在于， 所述数控装置包括第一显示控。
6、制部 (21)， 该第一显示控制部(21)根据所述接收部接收到的异常信息， 使显示部(11)按各所述 编码器显示是否需要进行所述位置调整的信息即位置调整信息。 4. 如权利要求 2 所述的数控装置， 其特征在于， 所述数控装置包括第一显示控制部 (21)， 该第一显示控制部(21)根据所述接收部接收到的异常信息， 使显示部(11)按各所述 编码器显示是否需要进行所述位置调整的信息即位置调整信息。 5. 如权利要求 1 所述的数控装置， 其特征在于， 所述数控装置包括当前坐标位置确定部(21)， 该当前坐标位置确定部(21)根据所述Y 轴编码器和所述 Z 轴编码器各自的所述位置信息， 确定所述主。
7、轴头或所述工作台当前的机 床坐标位置， 所述作业执行部包括第二显示控制部 (21)， 在执行所述主轴头或所述工作台的 Y 轴方 向位置或所述主轴头的Z轴方向位置的所述位置调整时， 所述第二显示控制部(21)使所述 显示部显示所述当前坐标位置确定部确定出的所述机床坐标位置和作为所述位置调整的 目标的坐标位置即目标位置。 6. 如权利要求 2 所述的数控装置， 其特征在于， 权 利 要 求 书 CN 104460497 A 2 2/2 页 3 所述数控装置包括当前坐标位置确定部(21)， 该当前坐标位置确定部(21)根据所述Y 轴编码器和所述 Z 轴编码器各自的所述位置信息， 确定所述主轴头或所述。
8、工作台当前的机 床坐标位置， 所述作业执行部包括第二显示控制部 (21)， 在执行所述主轴头或所述工作台的 Y 轴方 向位置或所述主轴头的Z轴方向位置的所述位置调整时， 所述第二显示控制部(21)使所述 显示部显示所述当前坐标位置确定部确定出的所述机床坐标位置和作为所述位置调整的 目标的坐标位置即目标位置。 7. 如权利要求 3 所述的数控装置， 其特征在于， 所述数控装置包括当前坐标位置确定部(21)， 该当前坐标位置确定部(21)根据所述Y 轴编码器和所述 Z 轴编码器各自的所述位置信息， 确定所述主轴头或所述工作台当前的机 床坐标位置， 所述作业执行部包括第二显示控制部 (21)， 在执。
9、行所述主轴头或所述工作台的 Y 轴方 向位置或所述主轴头的Z轴方向位置的所述位置调整时， 所述第二显示控制部(21)使所述 显示部显示所述当前坐标位置确定部确定出的所述机床坐标位置和作为所述位置调整的 目标的坐标位置即目标位置。 8. 如权利要求 4 所述的数控装置， 其特征在于， 所述数控装置包括当前坐标位置确定部(21)， 该当前坐标位置确定部(21)根据所述Y 轴编码器和所述 Z 轴编码器各自的所述位置信息， 确定所述主轴头或所述工作台当前的机 床坐标位置， 所述作业执行部包括第二显示控制部 (21)， 在执行所述主轴头或所述工作台的 Y 轴方 向位置或所述主轴头的Z轴方向位置的所述位置。
10、调整时， 所述第二显示控制部(21)使所述 显示部显示所述当前坐标位置确定部确定出的所述机床坐标位置和作为所述位置调整的 目标的坐标位置即目标位置。 9. 如权利要求 2 至 8 中任一项所述的数控装置， 其特征在于， 所述机床的所述工作台是旋转工作台 (8)， 该旋转工作台 (8) 在所述主轴头的下方保 持所述加工件且能在水平方向上正反转， 所述机床具有工作台马达(56)和工作台编码器(56A)， 所述工作台马达(56)驱动所述 旋转工作台， 所述工作台编码器 (56A) 检测所述工作台马达的位置信息， 所述 Y 轴马达驱动所述主轴头， 所述工作台编码器具有将检测出的所述位置信息予以存储的存。
11、储装置， 并且， 在所述 机床启动的时刻， 当所述存储装置没有存储所述位置信息时， 输出异常信息， 所述控制部还根据所述工作台编码器检测出的所述位置信息对所述工作台马达进行 控制， 在所述机床启动时， 所述接收部还接收所述工作台编码器输出的所述异常信息， 所述位置调整的顺序是所述库马达、 所述 Z 轴马达、 所述 Y 轴马达、 所述工作台马达， 所述作业执行部根据所述接收部接收到的所述异常信息和预先设定的所述位置调整 的顺序执行该位置调整。 权 利 要 求 书 CN 104460497 A 3 1/13 页 4 数控装置 技术领域 0001 本发明涉及控制机床的数控装置。 背景技术 0002 。
12、数控装置对机床的动作进行控制。机床在动作的各轴的马达上设置编码器。编码 器检测马达的位置信息(绝对位置信息)， 将其存储于编码器存储器并输出至数控装置。 数 控装置根据该位置信息来控制各轴马达的驱动。日本特许公开 2012 年 206227 号公报披露 了一种机床， 其在X轴、 Y轴、 Z轴、 库轴这各根轴上设置编码器， 并根据编码器输出的位置信 息对各马达进行反馈控制。在机床中， 有的机床还包括旋转工作台。该机床在旋转工作台 的轴即 QT 轴上设置编码器。控制该机床的数控装置还根据该编码器输出的位置信息对驱 动旋转工作台的马达进行控制。 0003 在编码器的电池用尽或者将与电池连接的连接器拔。
13、出并放在一边时， 编码器存储 器存储的各轴的位置信息消失。在各轴的位置信息消失时， 数控装置无法对各轴执行正确 的定位。 在多个轴的位置信息消失时， 操作者需要针对各轴按规定顺序逐一进行位置调整。 例如， 在 Y 轴、 Z 轴、 QT 轴、 库轴的位置信息消失时， 需要按库轴、 Z 轴或 Y 轴、 Y 轴或 Z 轴、 QT 轴的顺序进行复原。 最先复原库轴的原因在于 ： 若工具库的位置不正确， 则在Z轴移动时工 具库与主轴头会发生碰撞。 0004 若操作者搞错位置调整的顺序， 则像上述那样各轴驱动的构件会发生碰撞， 因此， 存在数控装置无法进行位置调整、 无法复原各轴这样的问题。 发明内容 0。
14、005 本发明的目的在于提供一种在编码器存储的位置信息消失时操作者能依次且适 当地进行各轴的位置调整的数控装置。 0006 技术方案 1 的数控装置对机床进行控制， 且包括控制部， 上述机床包括主轴头、 工 具库、 Y 轴马达、 Z 轴马达、 库马达、 Y 轴编码器、 Z 轴编码器和库编码器， 其中， 上述主轴头设 置成能沿机床的上下方向即 Z 轴方向移动且包括能安装工具的主轴， 上述工具库以使工具 能定位于上述主轴附近的工具更换位置的方式对工具进行支撑， 上述 Y 轴马达沿前后方向 即 Y 轴方向对上述主轴头或保持加工件的工作台进行驱动， 上述 Z 轴马达沿 Z 轴方向驱动 上述主轴头， 上。
15、述库马达驱动上述工具库， 上述 Y 轴编码器检测上述 Y 轴马达的位置信息， 上述Z轴编码器检测上述Z轴马达的位置信息， 上述库编码器检测上述库马达的位置信息， 上述控制部根据上述 Y 轴编码器、 上述 Z 轴编码器和上述库编码器分别检测出的上述位置 信息， 对上述 Y 轴马达、 上述 Z 轴马达和上述库马达分别进行控制， 上述 Y 轴编码器、 上述 Z 轴编码器和上述库编码器分别具有将检测出的上述位置信息予以存储的存储装置， 并且， 在上述机床启动的时刻， 当上述存储装置没有存储上述位置信息时， 将异常信息输出至上 述控制部， 上述控制部预先设定位置调整的顺序， 该位置调整用于使上述主轴头或。
16、上述工 作台的 Y 轴方向位置、 上述主轴头的 Z 轴方向位置及上述工具库的位置与上述 Y 轴编码器、 说 明 书 CN 104460497 A 4 2/13 页 5 上述 Z 轴编码器及上述库编码器分别检测的上述位置信息相匹配， 上述控制部包括 ： 接收 部， 在上述机床启动时， 上述接收部接收上述 Y 轴编码器、 上述 Z 轴编码器和上述库编码器 输出的上述异常信息 ； 以及作业执行部， 该作业执行部根据上述接收部接收到的上述异常 信息和预先设定的上述位置调整的顺序执行该位置调整。 在各编码器的存储装置存储的位 置信息消失时， 数控装置根据接收部接收到的异常信息和预先设定的位置调整的顺序执。
17、行 该位置调整。因此， 数控装置能依次且适当地进行位置调整。 0007 技术方案2的数控装置的上述位置调整的顺序是上述库马达、 上述Z轴马达、 上述 Y 轴马达。数控装置最先进行库马达的位置调整， 因此， 在通过 Z 轴马达的位置调整使主轴 头沿 Z 轴方向移动时， 能防止主轴头与工具库发生碰撞。数控装置在进行了 Z 轴马达的位 置调整之后， 再进行 Y 轴马达的位置调整， 因此， 在通过 Y 轴马达的位置调整使主轴头或工 作台沿 Y 轴方向移动时， 能防止主轴头与工作台上的加工件等发生碰撞。 0008 技术方案 3 或 4 的数控装置包括第一显示控制部， 该第一显示控制部根据上述接 收部接收。
18、到的异常信息， 使显示部按各编码器显示是否需要进行上述位置调整的信息即位 置调整信息。在机床启动时， 操作者按每个编码器确认显示部所显示的位置调整信息。操 作者能针对各轴识别出是否需要进行位置调整。 0009 技术方案 5 8 的数控装置包括当前坐标位置确定部， 该当前坐标位置确定部根 据上述 Y 轴编码器和上述 Z 轴编码器各自的上述位置信息， 确定上述主轴头或上述工作台 当前的机床坐标位置， 上述作业执行部包括第二显示控制部， 在执行上述主轴头或上述工 作台的 Y 轴方向位置或上述主轴头的 Z 轴方向位置的上述位置调整时， 上述第二显示控制 部使上述显示部显示上述当前坐标位置确定部确定出的。
19、上述机床坐标位置和作为上述位 置调整的目标的坐标位置即目标位置。 数控装置使显示部显示当前的机床坐标位置和目标 位置， 因此， 操作者能容易地掌握位置调整的作业状况。 0010 技术方案 9 的上述数控装置控制的机床的上述工作台是旋转工作台， 该旋转工作 台在上述主轴头的下方保持上述加工件且能在水平方向上正反转， 上述机床具有工作台马 达和工作台编码器， 上述工作台马达驱动上述旋转工作台， 上述工作台编码器检测上述工 作台马达的位置信息， 上述 Y 轴马达驱动上述主轴头， 上述工作台编码器具有将检测出的 上述位置信息予以存储的存储装置， 并且， 在上述机床启动的时刻， 当上述存储装置没有存 储。
20、上述位置信息时， 输出异常信息， 上述控制部还根据上述工作台编码器检测出的上述位 置信息对上述工作台马达进行控制， 在上述机床启动时， 上述接收部还接收上述工作台编 码器输出的上述异常信息， 上述位置调整的顺序是上述库马达、 上述 Z 轴马达、 上述 Y 轴马 达、 上述工作台马达， 上述作业执行部根据上述接收部接收到的上述异常信息和预先设定 的上述位置调整的顺序执行该位置调整。 因此， 对于包括旋转工作台的机床， 数控装置也能 获得上述效果。数控装置在库马达、 Z 轴马达、 Y 轴马达各自的位置调整全都结束之后进行 工作台马达的位置调整， 因此， 在使旋转工作台旋转时， 能防止旋转工作台上的。
21、加工件或夹 具等与主轴头等发生碰撞。 附图说明 0011 图 1 是机床 1 的立体图。 0012 图 2 是表示机床 1 和数控装置 20 的电气结构的框图。 说 明 书 CN 104460497 A 5 3/13 页 6 0013 图 3 是表示 Z 轴马达 53、 编码器 53A 和数控装置 20 的连接状态的图。 0014 图 4 是异常信息表 231 的示意图。 0015 图 5 是电池用尽复原处理的流程图。 0016 图 6 是表示图 5 的后续部分的流程图。 0017 图 7 是表示图 6 的后续部分的流程图。 0018 图 8 是表示图 7 的后续部分的流程图。 0019 图 。
22、9 是表示电池用尽复原画面 101 的图。 0020 图 10 是表示位置调整 ( 库 ) 画面 201 的图。 0021 图 11 是表示位置调整 (Z 轴 ) 画面 301 的图。 0022 图 12 是表示位置调整 (Y 轴 ) 画面 401 的图。 0023 图 13 是表示位置调整 (QT 轴 ) 画面 501 的图。 具体实施方式 0024 下面参照附图来说明本发明的实施方式。在以下说明中， 使用图中箭头所示的上 下、 左右、 前后。机床 1 的上下方向、 左右方向、 前后方向分别设为机床 1 的 Z 轴方向、 X 轴 方向、 Y 轴方向。数控装置 20 根据数控程序控制机床 1 。
23、的动作， 并进行加工件的切削加工。 0025 下面参照图 1 来说明机床 1 的结构。机床 1 包括底座 2、 X 轴移动机构 ( 未图示 )、 Y 轴移动机构 ( 未图示 )、 Z 轴移动机构 ( 未图示 )、 搬运体 12、 立柱 5、 主轴头 6、 主轴 ( 未 图示 )、 旋转工作台装置 8、 工具更换装置 9、 控制箱 10 等。底座 2 是 Y 轴方向较长的矩形箱 状的铁制构件， 在其上表面的后部侧包括基座部 4。 0026 X 轴移动机构设于大致长方体状的基座部 4 上表面， 并包括一对 X 轴轨道 ( 未图 示 )、 X 轴滚珠丝杠 ( 未图示 )、 X 轴马达 51( 参照图。
24、 2) 等。X 轴轨道、 X 轴滚珠丝杠沿 X 轴 方向延伸。搬运体 12 呈箱体状， 在其底部外表面包括螺母 ( 未图示 )。螺母与 X 轴滚珠丝 杠螺合。在 X 轴马达 51 使 X 轴滚珠丝杠旋转时， 搬运体 12 与螺母一起沿 X 轴轨道移动。 因此， X 轴移动机构将搬运体 12 支撑成能沿 X 轴方向移动。Y 轴移动机构设于搬运体 12 内 部， 并包括一对 Y 轴轨道 ( 未图示 )、 Y 轴滚珠丝杠 ( 未图示 )、 Y 轴马达 52( 参照图 2) 等。 Y 轴轨道和 Y 轴滚珠丝杠沿 Y 轴方向延伸。立柱 5 是大致长方形的金属制柱构件， 在其下部 包括基座 5A。基座 5。
25、A 在其下部包括螺母 ( 未图示 )。螺母与 Y 轴滚珠丝杠螺合。在 Y 轴 马达 52 使 Y 轴滚珠丝杠旋转时， 立柱 5 与螺母一起沿 Y 轴轨道在 Y 轴方向上移动。立柱 5 通过 X 轴移动机构、 Y 轴移动机构、 搬运体 12 能分别在 X 轴方向和 Y 轴方向上移动。因此， Y 轴移动机构将立柱 5 支撑成能沿 Y 轴方向移动。Z 轴移动机构设于立柱 5 前表面， 且包括 一对 Z 轴轨道 ( 未图示 )、 Z 轴滚珠丝杠 ( 未图示 )、 Z 轴马达 53( 参照图 2) 等。Z 轴轨道 和 Z 轴滚珠丝杠沿 Z 轴方向延伸。主轴头 6 在其背面包括螺母 ( 未图示 )。螺母与。
26、 Z 轴滚 珠丝杠螺合。Z 轴马达 53 固定于 Z 轴滚珠丝杠上端部的轴承 ( 未图示 )。在 Z 轴马达 53 使 Z 轴滚珠丝杠旋转时， 主轴头 6 沿 Z 轴轨道在 Z 轴方向上进行上下运动。因此， Z 轴移动机 构将主轴头 6 支撑成能沿 Z 轴方向移动。主轴头 6 在其下部包括 Z 轴盖 30。Z 轴盖 30 将 设于立柱 5 前表面的 Z 轴移动机构覆盖， 并根据主轴头 6 的上下运动而伸缩。Z 轴盖 30 防 止切屑和切削液侵入 Z 轴移动机构内。主轴设于主轴头 6 内部， 在该主轴的下部具有工具 安装孔 ( 未图示 )。工具安装孔能安装工具 T。主轴在主轴马达 54( 参照图。
27、 2) 的作用下旋 说 明 书 CN 104460497 A 6 4/13 页 7 转。搬运体 12 在其右侧面包括 X 轴盖 13， 在其左侧面包括 X 轴盖 14。X 轴盖 13、 14 使多个 盖重叠并能伸缩。X 轴盖 13 将从搬运体 12 右侧面朝右侧方露出的 X 轴移动机构覆盖。X 轴盖 14 将从搬运体 12 左侧面朝左侧方露出的 X 轴移动机构覆盖。X 轴盖 13、 14 追随搬运 体 12 在 X 轴方向上的移动而伸缩。立柱 5 在其基座 5A 后部包括 Y 轴盖 15。Y 轴盖 15 使 盖 15A、 15B、 15C 从基座 5A 侧朝后方依次重叠并能伸缩。Y 轴盖 15。
28、 将在立柱 5 背面后方露 出的 Y 轴移动机构覆盖。Y 轴盖 15 追随立柱 5 在 Y 轴方向上的移动而伸缩。X 轴盖 13、 14 防止切屑和切削液侵入 X 轴移动机构， Y 轴盖 15 防止切屑和切削液侵入 Y 轴移动机构。立 柱 5 在基座 5A 的前端部安装着盖构件 16 的上端部。盖构件 16 将搬运体 12 所露出的上表 面覆盖。盖构件 16 下端侧在搬运体 12 前侧下垂。盖构件 16 与立柱 5 一起沿 Y 轴方向移 动， 因此， 能始终覆盖搬运体 12 上表面。旋转工作台装置 8 包括主体部 17、 旋转工作台 18、 工作台马达 56( 参照图 2)。主体部 17 设于。
29、底座 2 上部前侧。旋转工作台 18 能在主体部 17 上沿水平方向旋转。工作台马达 56 使旋转工作台 18 旋转。旋转工作台 18 俯视呈大致长 方形， 在其上表面包括一对托盘 P1、 P2。旋转工作台 18 的旋转中心位于托盘 P1 与托盘 P2 之间。托盘 P1、 P2 表示使用夹具 ( 未图示 ) 对加工件进行支撑的旋转工作台 18 的面。主 体部 17 包括夹持装置 58( 参照图 2)。夹持装置 58 在加工件的加工过程中固定旋转工作台 18。旋转工作台装置 8 包括止挡方式的定位机构。该定位机构包括未图示的第一限位片和 第二限位片、 第一定位构件和第二定位构件。第一限位片和第二。
30、限位片分别设于主体部 17 外侧面。第一定位构件和第二定位构件设于旋转工作台 18 的下表面侧。为了将旋转工作 台 18 定位于 0 度位置， 数控装置 20 驱动工作台马达 56 并使旋转工作台 18 俯视沿逆时针 方向转动。第一定位构件与第一限位片抵接， 旋转工作台 18 成为定位于 0 度位置的状态。 在上述状态下， 托盘 P1 位于立柱 5 侧的加工区域。为了将旋转工作台 18 定位于 180 度位 置， 数控装置 20 驱动工作台马达 56 并使旋转工作台 18 朝相反方向转动。第二定位构件与 第二限位片抵接。旋转工作台 18 成为定位于 180 度位置的状态。在上述状态下， 托盘 。
31、P2 位于加工区域。在托盘 P1 位于加工区域时， 机床 1 使安装于主轴的工具 T 旋转， 对托盘 P1 上的加工件进行切削加工。在加工件的加工结束时， 机床 1 使旋转工作台 18 旋转 180 度。 因此， 托盘 P1 和 P2 的位置彼此互换， 使托盘 P2 位于立柱 5 侧。机床 1 使安装于主轴的工 具 T 旋转， 对托盘 P2 上的加工件进行切削加工。在对托盘 P2 上的加工件进行加工的过程 中， 操作者将加工完的加工件从托盘 P1 拆下， 并安装未加工的加工件。 0027 工具更换装置9包括工具库19。 工具库19支撑于主轴头6前方， 且在库马达55(参 照图 2) 的驱动下绕。
32、轴旋转。工具库 19 在其外周上包括多个工具把持部 19A。工具库 19 对 多个工具把持部 19A 分别标注了库号。操作者在工具把持部 19A 上安装工具 T。位于工具 库 19 最下部的工具把持部 19A 的位置是工具更换位置。工具库 19 能进行正转 ( 正面看为 顺时针 ) 和反转 ( 正面看为逆时针 )。正转和反转是由当前安装在主轴上的当前工具 T 的 工具把持部19A与接着进行工具更换而要安装在主轴上的下一工具的工具把持部19A的相 对位置关系来决定的。 0028 工具更换动作的一例如下。在数控程序中存在工具更换的控制指令 (M06 指令 ) 时， 数控装置 20( 参照图 2) 。
33、需要将更换对象即下一工具的工具把持部 19A 定位至工具更换 位置。数控装置 20 计算将把持下一工具的工具把持部 19A 从当前位置搬运至工具更换位 置期间所需的工具库 19 的旋转角度。主轴头 6 从加工位置上升。工具库 19 的工具把持部 说 明 书 CN 104460497 A 7 5/13 页 8 19A 将安装于主轴的当前工具 T 把持。主轴头 6 进一步上升， 因此， 工具把持部 19A 将所把 持的当前工具 T 从主轴拔出。在主轴头 6 停止于自动工具更换原点之后， 数控装置 20 驱动 库马达55， 以使工具库19旋转所计算出的旋转角度。 由于工具库19旋转， 因此下一工具朝。
34、 工具更换位置移动。 之后， 主轴头6下降， 因此， 使下一工具安装于主轴的工具安装孔。 主轴 头 6 继续下降直至加工位置， 因此， 工具把持部 19A 离开下一工具。主轴头 6 停止于加工位 置。至此， 完成工具更换动作。设于底座 2 背面的支撑构件 2A 对控制箱 10 进行支撑。控 制箱 10 呈长方体状， 在其内侧收纳数控装置 20。控制箱 10 在其侧面设置有用于设置电池 64( 参照图 3) 的电池设置部 ( 未图示 )。电池 64 对各种编码器 51A 56A 供电。 0029 下面参照图 2 来说明机床 1 的电气结构。数控装置 20 包括 CPU21、 ROM22、 RAM。
35、23、 非易失性存储装置 24、 输入部 25、 输入输出部 26 等。CPU21 对机床 1 的动作进行统一控制。 ROM22 存储各种程序。RAM23 存储各种数据。非易失性存储装置 24 存储数控程序等。数控 程序由包含各种控制指令的多个程序块构成。触摸面板 38 及输入键部 39 与输入部 25 连 接。触摸面板 38 和输入键部 39 设于操作盘 ( 未图示 )。操作盘设于覆盖机床 1 的盖 ( 未 图示 ) 且包括显示部 11。触摸面板 38 设于显示部 11。输入键部 39 是具有各种键的键组。 操作者使用触摸面板 38 和输入键部 39 进行机床 1 的各种输入和设定。驱动电路。
36、 41 46、 48、 49 与输入输出部 26 连接。驱动电路 41 驱动 X 轴马达 51。编码器 51A 与 X 轴马达 51 及输入输出部 26 连接。编码器 51A 对 X 轴马达 51 的位置信息 ( 马达的绝对位置信息 ) 进 行检测并将其检测信号输入至输入输出部 26。驱动电路 42 驱动 Y 轴马达 52。编码器 52A 与 Y 轴马达 52 及输入输出部 26 连接。编码器 52A 对 Y 轴马达 52 的位置信息进行检测并 将其检测信号输入至输入输出部 26。驱动电路 43 驱动 Z 轴马达 53。编码器 53A 与 Z 轴马 达 53 及输入输出部 26 连接。编码器 。
37、53A 对 Z 轴马达 53 的位置信息进行检测并将其检测 信号输入至输入输出部 26。驱动电路 44 驱动主轴马达 54。编码器 54A 与主轴马达 54 及 输入输出部 26 连接。编码器 54A 对主轴马达 54 的位置信息进行检测并将其检测信号输入 至输入输出部 26。驱动电路 45 驱动库马达 55。编码器 55A 与库马达 55 及输入输出部 26 连接。 编码器55A对库马达55的位置信息进行检测并将其检测信号输入至输入输出部26。 驱动电路 46 驱动工作台马达 56。编码器 56A 与工作台马达 56 及输入输出部 26 连接。编 码器 56A 对工作台马达 56 的位置信息。
38、进行检测并将其检测信号输入至输入输出部 26。驱 动电路 48 驱动夹持装置 58。驱动电路 49 驱动显示部 11。X 轴马达 51、 Y 轴马达 52、 Z 轴 马达 53、 主轴马达 54、 库马达 55、 工作台马达 56 是伺服马达。编码器 51A 56A 是普通的 绝对式编码器， 且是检测旋转位置的绝对位置并将其输出的位置传感器。 0030 下面参照图3来说明编码器53A的电气结构。 由于其它编码器51A、 52A、 54A56A 与编码器 53A 相同， 因此省略其说明。编码器 53A 安装于 Z 轴马达 53。编码器 53A 包括编 码器控制部 61。编码器控制部 61 包括编。
39、码器 CPU62 和编码器存储器 63。编码器 CPU62 与 数控装置 20 的 CPU21 之间进行数据的收发， 并根据 CPU21 的控制指令来控制编码器 53A。 编码器CPU62将Z轴马达53的位置信息存储于编码器存储器63， 进一步将其输出至数控装 置20。 因此， 数控装置20的CPU21能根据Z轴马达53的位置信息始终正确地识别主轴头6 的 Z 轴方向位置。编码器控制部 61 与电池 64 连接。电池 64 对编码器控制部 61 供电。在 电池 64 用尽或者将与电池 64 连接的连接器 ( 未图示 ) 拔出而放在一边时， 编码器存储器 63存储的位置信息消失。 在编码器存储器。
40、63存储的位置信息消失时， 编码器CPU62会将异 说 明 书 CN 104460497 A 8 6/13 页 9 常信息输出至数控装置 20。因此， 数控装置 20 的 CPU21 因 Z 轴马达 53 的位置信息不明而 能判断出需要进行 Z 轴的位置调整。其它的编码器 51A、 52A、 54A 56A 也与编码器 53A 一 样， 随时将各种马达的位置信息或异常信息输出至数控装置 20。因此， CPU21 能根据 X 轴马 达 51、 Y 轴马达 52、 Z 轴马达 53 各自的位置信息正确地识别主轴头 6 的 X 轴、 Y 轴、 Z 轴方 向的位置。CPU21 能根据库马达 55 的位。
41、置信息正确地识别工具库 19 定位于工具更换位置 的工具把持部 19A 的库号。CPU21 能根据工作台马达 56 的位置信息正确地识别出托盘 P1 和 P2 中的哪一个正位于加工区域内。 0031 下面参照图 4 来说明异常信息表 231。异常信息表 231 存储于数控装置 20 的 RAM23。异常信息表 231 将表示是否从各编码器 51A 53A、 55A、 56A 接收到异常信息的标 志予以存储。在以下说明中， 将由库马达 55、 Z 轴马达 53、 X 轴马达 51、 Y 轴马达 52、 工作台 马达 56 控制的控制轴分别称作库轴、 Z 轴、 X 轴、 Y 轴、 QT 轴。关于库。
42、轴、 Z 轴、 X 轴、 Y 轴、 QT 轴， 接收到异常信息的轴的标志打开， 没有接收到异常信息的轴的标志关闭。 因此， CPU21通 过参照异常信息表 231， 能容易且迅速地识别出哪个轴的位置信息已消失。 0032 下面参照图 5 图 8 的流程图、 图 9 图 13 的画面图， 对 CPU21 执行的电池用尽 复原处理进行说明。在操作者接通机床 1 的电源时， 数控装置 20 的 CPU21 从 ROM22 读出电 池用尽复原处理程序， 并执行本处理。CPU21 对是否接收到异常信息进行判断 (S1)， 针对各 轴确认位置信息是否已消失。CPU21 参照异常信息表 231， 在所有轴的。
43、标志都关闭时， 位置 信息都没有消失 (S1 ： 否 )， 因此， CPU21 切换至手动运转模式 (S11)， 使显示部 11 显示手动 条件画面(S12)， 并结束本处理。 在手动条件画面中， 操作者能变更各轴的手动进给速度、 选 择想要移动的附加轴 ( 包含 QT 轴 )， 还能切换至自动运转模式。自动运转模式是根据操作 者利用操作盘选择出的数控程序进行切削加工的模式。 0033 如图 4 所示， 异常信息表 231 的库轴、 Z 轴、 Y 轴、 QT 轴处于打开状态， X 轴处于关 闭状态。在此情况下， 由于一个以上的位置信息消失 (S1 ： 是 )， 因此， CPU21 在显示部 1。
44、1 中 进行警报显示 (S2)， 通知操作者存在需要进行位置调整的轴。例如显示 “请切换至手动运 转模式进行复原” 等句子， 并进行 “电量不足” 等警报显示。 0034 在操作者对操作盘进行操作时， CPU21 切换至手动运转模式 (S3)。在 S3 中， 在操 作者没有进行手动运转模式的切换操作时， CPU21 待机， 直至存在该操作， 当存在该操作时， 转移至接下来的处理。CPU21 参照异常信息表 231， 并确定调整对象轴 (S4)。调整对象轴是 需要进行位置调整的控制轴。位置调整的一例是回到原点。参照异常信息表 231， 调整对 象轴是库轴、 Z 轴、 Y 轴、 QT 轴。CPU2。
45、1 针对上述四个调整对象轴决定位置调整的调整顺序 (S5)。在本实施方式中， 针对各轴的调整顺序预先确定优先顺位。优先顺位的一例为从上 位起依次是库轴、 Z 轴、 X 轴、 Y 轴、 QT 轴。最先进行库轴位置调整的原因在于 ： 若工具库 19 的旋转位置不正确， 则在使主轴头 6 沿 Z 轴方向移动时， 工具库 19 与主轴头 6 会发生碰撞。 在库轴之后进行 Z 轴位置调整的原因在于 ： 若不使 Z 轴上升至原点位置， 则在旋转工作台 18 旋转时， 主轴或工具 T 与旋转工作台 18 上的夹具会发生碰撞。在 Z 轴之后进行 X 轴和 Y 轴的位置调整的原因如下。在主轴或工具 T 位于旋转。
46、工作台 18 的旋转区域内且旋转工作 台 18 旋转时， 立柱 5 前侧与旋转工作台 18 会发生碰撞。在使旋转工作台 18 旋转之前， 需 要使主轴或工具 T 移动至比旋转工作台 18 的旋转区域靠外侧的位置。为了使主轴或工具 T 移动至比旋转工作台 18 的旋转区域靠外侧的位置， 需要进行 X 轴和 Y 轴的位置调整。在 说 明 书 CN 104460497 A 9 7/13 页 10 进行旋转工作台 18 的位置调整时， 库轴、 Z 轴、 X 轴、 Y 轴的位置调整已经完成， 因此， 旋转工 作台 18 不会与立柱 5 发生碰撞。因此， 根据图 4 的异常信息表 231 和上述优先顺位，。
47、 CPU21 按照库轴、 Z 轴、 Y 轴、 QT 轴的顺序决定调整对象轴的调整顺序。 0035 CPU21 使显示部 11 显示电池用尽复原画面 101( 参照图 9)(S6)。电池用尽复原画 面101具有第一显示区域102、 第二显示区域103、 第三显示区域104、 第四显示区域105等， 在其下侧分别显示位置信息初始化按钮 108、 各轴位置调整按钮 109。第一显示区域 102 显 示复原步骤。复原步骤是 1. 位置信息初始化、 2. 各轴位置调整、 3. 完成这三个步骤。第二 显示区域 103 针对各轴分别显示是否需要进行位置调整。第三显示区域 104 显示各步骤的 复原次序。图 。
48、9 所示的第二显示区域 103 显示库轴、 Z 轴、 Y 轴、 QT 轴需要进行位置调整， 而 X 轴不需要进行位置调整。因此， 操作者能识别出库轴、 Z 轴、 Y 轴、 QT 轴需要进行位置调整。 第四显示区域 105 进行 “电量不足” 等警报显示。在复原步骤为 1. 时， CPU21 使第三显示区 域 104 分别显示句子 “请更换电池” 和 “请按位置信息初始化按钮” 。看了第三显示区域 104 的操作者在机床 1 的电源接通的状态下将控制箱 10 的电池 64( 参照图 3) 更换为新品。另 外， 也可在将电源断开之后进行电池 64 的更换。输出了异常信息的库轴、 Z 轴、 Y 轴、。
49、 QT 轴 的各编码器 CPU 在刚输出异常信息之后， 继续将警报信号输出至数控装置 20。操作者为了 解除各轴的警报信号而按下位置信息初始化按钮 108。CPU21 对操作者是否按下了位置信 息初始化按钮 108 进行判断 (S7)。在按下位置信息初始化按钮 108 之前 (S7 ： 否 )， CPU21 返回至 S7 进行待机。在操作者按下了位置信息初始化按钮 108 时 (S7 ： 是 )， CPU21 执行位 置信息初始化处理(S8)。 位置信息初始化处理是对各轴发送警报解除信号的处理。 接收到 警报解除信号的各轴的编码器 CPU 停止警报信号的输出。 0036 如图9所示， CPU21使第三显示区域104分别显示句子 “2-1.请按初始化键” 和 “警 报被解除” 。操作者按下输入键部 39 的初始化键 ( 未图示 )。CPU21 清除第四显示区域 105 的警报显示 (S9)。在 S9 中， CPU21 进行待机， 直至操作者按下初始化键。CPU21 对操作者是 否按下了各轴位置调整按钮109进行判断(S10)。 在按下各轴位置调整按钮109之前(S10 ： 否 )， CPU21 返回。