机床、机床的控制方法与流程

1.本发明涉及将两个工件接合而成为一个工件的机床、机床的控制方法。

背景技术：

2.在机床中，存在材料未被加工而剩余的情况。若材料剩余，则难以削减材料成本，另外，难以对环境保护作出贡献。因此，可以考虑通过将规定工件和工件剩余的工件余料摩擦接合，来最大限度有效利用材料。
3.在将工件和工件余料摩擦接合的情况下，有时产生工件与工件余料的偏芯。因此，例如在专利文献1、2中公开有检测在摩擦接合中是否存在偏芯的技术。
4.专利文献1：日本特开平5-208281号公报
5.专利文献2：日本特开平7-195183号公报
6.然而，在上述专利文献1、2所记载的技术中，虽能够探测在摩擦接合中有无偏芯，但无法知道在摩擦接合中偏离了何种程度。

技术实现要素：

7.本发明是鉴于上述这种实际情况而完成的，目的在于提供一种可以在摩擦接合中知道偏芯程度的机床、机床的控制方法。
8.第一，本发明是一种机床，具备：第一主轴，将第一工件保持为旋转自如；第二主轴，与上述第一主轴对置配置并将第二工件保持为旋转自如；以及控制部，一边使上述第一主轴所保持的第一工件或上述第二主轴所保持的上述第二工件中的至少任意一方旋转，一边使上述第一主轴和上述第二主轴以相互接近的方式相对地移动，将上述第二工件的后端部分推压于上述第一工件的前端部分而进行摩擦接合，上述机床的特征在于，上述控制部具有偏芯量检测单元，上述偏芯量检测单元在上述摩擦接合期间检测上述第二工件相对于上述第一工件的偏芯量。
9.第二，特征在于，具有第二主轴移动单元，上述第二主轴移动单元基于由上述偏芯量检测单元检测到的上述第二工件相对于上述第一工件的偏芯量，在上述摩擦接合期间，使上述第二主轴在与上述第二主轴的旋转轴线交叉的方向移动。
10.第三，特征在于，在与上述第二主轴的旋转轴线交叉的方向移动上述第二主轴的时机是上述第一主轴刚旋转停止之后、上述第一主轴即将旋转停止之前、或者上述第一主轴的旋转速度逐渐减小的期间。
11.第四，特征在于，上述控制部具有偏芯方向检测单元，上述偏芯方向检测单元通过对照由上述偏芯量检测单元检测到的上述第二工件相对于上述第一工件的偏芯量、和上述第一主轴的旋转相位，从而在上述摩擦接合期间检测上述第二工件相对于上述第一工件的偏芯方向。
12.第五，特征在于，上述第二主轴移动单元基于由上述偏芯量检测单元检测到的上述第二工件相对于上述第一工件的偏芯量、和由上述偏芯方向检测单元检测到的上述第二
工件相对于上述第一工件的偏芯方向，使上述第二主轴以上述第二工件相对于上述第一工件的偏芯量减少的方式在与上述第二主轴的旋转轴线交叉的方向移动。
13.第六，特征在于，上述偏芯量检测单元基于施加于马达的负载而求出上述第二工件相对于上述第一工件的偏芯量，上述马达使上述第二主轴在与上述第二主轴的旋转轴线交叉的方向移动。
14.第七，特征在于，上述偏芯量检测单元基于光学式传感器的输出值而求出上述第二工件相对于上述第一工件的偏芯量，上述光学式传感器测量与上述第二工件的距离。
15.第八，一种机床的控制方法，上述机床具备：第一主轴，将第一工件保持为旋转自如；第二主轴，与上述第一主轴对置配置并将从上述第一主轴交接的第二工件保持为旋转自如；以及控制部，控制上述第一主轴和上述第二主轴的动作，上述机床的控制方法的特征在于，包括如下步骤：一边使上述第一主轴所保持的上述第一工件或上述第二主轴所保持的上述第二工件中的至少任意一方旋转，一边使上述第一主轴和上述第二主轴以相互接近的方式相对地移动，使上述第二工件的后端部分与新供给的第一工件的前端部分接触并摩擦；在将上述第二工件的后端部分推压于上述第一工件的前端部分而进行摩擦接合的期间，检测上述第二工件相对于上述第一工件的偏芯量；在上述摩擦接合期间，检测上述第二工件相对于上述第一工件的偏芯方向；以及在上述摩擦接合期间，基于检测到的上述第二工件相对于上述第一工件的偏芯量、以及检测到的上述第二工件相对于上述第一工件的偏芯方向，使上述第二主轴以上述第二工件相对于上述第一工件的偏芯量减少的方式在与上述第二主轴的旋转轴线交叉的方向移动。
16.本发明能够得到以下效果。
17.通过偏芯量检测单元，可以在第一工件与第二工件的摩擦接合中知道第一工件与第二工件的偏芯程度。因此，能够在该摩擦接合结束前实施所希望的作业(例如消除偏芯)，因此在实施了该摩擦接合后不需要确认接合偏离、对偏离地接合的工件的修正等，并且，例如能够迅速地开始对接合部分的去毛刺作业等。其结果是，能够实现产品的制造成本降低、质量稳定化。
附图说明
18.图1是作为本发明所涉及的机床的第一实施例的自动车床的概略结构图。
19.图2是包括偏芯修正在内的动作流程图。
20.图3是对摩擦接合中的第一主轴的旋转相位、向x2轴马达供给的电流值进行说明的图。
21.图4是对由偏芯导致的工件余料抖动进行说明的图。
22.图5是对镦锻(upset)工序中的第一主轴的旋转相位、向x2轴马达供给的电流值进行说明的图。
23.图6a是对工件余料相对于接合的工件的偏芯进行说明的图。
24.图6b是对使偏芯方向与x2轴方向一致的动作进行说明的图。
25.图6c是对使偏芯消除的动作进行说明的图。
26.图7是作为本发明所涉及的机床的第二实施例的自动车床的概略结构图。
27.图8是对第二实施例中的由偏芯导致的工件余料抖动进行说明的图。
28.图9是对第二实施例的镦锻工序中的第一主轴的旋转相位、激光传感器与工件余料的周侧面的距离变动进行说明的图。
具体实施方式
29.实施例1
30.以下，参照附图，对本发明的第一实施例的机床、机床的控制方法进行说明。
31.如图1所示，自动车床(机床)1具备第一主轴10及工具台31。第一主轴10能够经由卡盘来把持(保持)工件w1。该卡盘构成为与第一主轴10同心，并与第一主轴10一起一体地旋转自如。
32.工件w1为圆棒状的长条棒材，使用棒料送料器的推进件(日文：押
し
矢)从第一主轴10的后端供给。在推进件的前端设置有指形卡盘(日文：
フィンガーチャック
)，指形卡盘把持工件w1的后端。
33.第一主轴10以图1所示的z1轴方向为轴线，旋转自如地支承于主轴台12，并由设置于主轴台12的主轴马达13的动力旋转驱动。主轴台12搭载于z1轴方向进给机构14，在z1轴方向移动自如。
34.z1轴方向进给机构14具有z1轴导轨14a，上述z1轴导轨14a固定于床身1a并在z1轴方向延伸。在z1轴导轨14a安装有z1轴滑块14b，上述z1轴滑块14b通过z1轴马达14c而沿着z1轴方向滑动。在该z1轴滑块14b上设置有主轴台12。
35.在主轴台12的前方设置有保持切削位置的导套18。导套18支承于支承台17，支承台17固定于床身1a。工件w1由导套18支承为绕z1轴旋转自如并向支承台17的正面侧进给。
36.这样，若将导套18设置于第一主轴10的前方，则从第一主轴10的前端附近到导套18的长度的材料量成为无法切削的工件余料w2，但若将该工件余料w2和新供给的工件w1接合，则能够有效利用材料，所以能够实现材料成本的削减。
37.在支承台17的正面侧设置有移动台32。移动台32使工具台31在与z1轴方向正交的x1轴方向、与z1轴方向及x1轴方向正交的y1轴方向移动。
38.在工具台31安装有将前端朝向x1轴方向的工具30。通过使第一主轴10在z1轴方向移动，使工具台31在x1轴方向或y1轴方向移动，而能够用工具30加工工件w1。
39.自动车床1在与第一主轴10对置的位置具备第二主轴20。第二主轴20能够经由卡盘来把持(保持)工件余料w2。该卡盘构成为与第二主轴20同心，并与第二主轴20一起一体地旋转自如。
40.工件余料w2例如为与工件w1相同直径的圆棒，是无法用第一主轴10加工而剩余的材料。工件余料w2例如被从第一主轴10交接至第二主轴20并保持于第二主轴20。
41.第二主轴20以与z1轴方向平行的z2轴方向为轴线，旋转自如地支承于主轴台22，由设置于主轴台22的主轴马达23的动力旋转驱动。主轴台22搭载于z2轴方向进给机构24及x2轴方向进给机构25，在z2轴方向及x2轴方向移动自如。
42.z2轴方向进给机构24例如配置于x2轴方向进给机构25上，并具有在z2轴方向延伸的z2轴导轨24a。在z2轴导轨24a安装有z2轴滑块24b，上述z2轴滑块24b通过z2轴马达24c而沿着z2轴方向滑动。在该z2轴滑块24b上设置主轴台22。
43.x2轴方向进给机构25例如具有x2轴导轨25a，上述x2轴导轨25a固定于床身1a并与
x1轴方向平行。在x2轴导轨25a安装有x2轴滑块25b，上述x2轴滑块25b通过x2轴马达25c而沿着x2轴方向滑动。在该x2轴滑块25b设置z2轴方向进给机构24的z2轴导轨24a。此外，x2轴方向进给机构25与本发明的第二主轴移动单元相当，x2轴马达25c与本发明的马达相当。
44.第一主轴10、第二主轴20的旋转、第一主轴10、第二主轴20、移动台32的移动由控制装置40控制。控制装置40具有控制部40a、输入部40b，它们经由总线而连接。
45.控制部40a由cpu、存储器等构成，例如将储存于rom的各种程序、数据加载至ram，并执行该程序。由此，能够基于程序来控制自动车床1的动作。
46.第一主轴10、第二主轴20的旋转、第一主轴10、第二主轴20、移动台32的移动等能够由程序、或通过对输入部40b的输入来设定。
47.另外，控制部40a作为偏芯量检测单元40c、电流值检测单元40d、偏芯方向检测单元40e、旋转角度检测单元40f发挥功能。
48.电流值检测单元40d通过电流值检测施加于x2轴马达25c的负载。偏芯量检测单元40c在将工件余料w2的后端部分推压于工件w1的前端部分并一体接合的期间(图3的镦锻工序u)，基于由电流值检测单元40d检测到的负载，求出工件余料w2相对于已一体接合的工件w1的偏芯量s。
49.另一方面，旋转角度检测单元40f检测第一主轴10的旋转相位。偏芯方向检测单元40e在将工件余料w2的后端部分推压于工件w1的前端部分并一体接合的期间(图3的镦锻工序u)，对照由偏芯量检测单元40c求出的偏芯量s、和由旋转角度检测单元40f检测到的第一主轴10的旋转相位，从而求出工件余料w2相对于已一体接合的工件w1的偏芯方向。
50.图2是包括偏芯修正在内的动作流程图，图3是对摩擦接合(包括摩擦工序m、镦锻工序u在内)中的第一主轴10的旋转速度s1、旋转相位p1、以及向x2轴马达25c供给的电流值i2进行说明的图。
51.在图1这样的自动车床1中，在每次切断加工时，工件w1的长度会变短。若随着对工件w1的加工进展，保持于第一主轴10的工件w1的全长变短为从第一主轴10的前端附近到导套18的程度，则该变短了的部分成为无法切削的工件余料。为了有效利用该工件余料，在自动车床1中，将保持于第一主轴10的长度较短的工件交给第二主轴20。
52.详细而言，首先将第一主轴10的轴心和第二主轴20的轴心配置为同心，例如使第二主轴20靠近第一主轴10。接下来，打开第一主轴10的卡盘，从第一主轴10的后方供给新的工件w1。然后用第一主轴10保持该新供给的工件w1。若向第一主轴10供给该新的工件w1，则保持于第一主轴10的长度较短的工件(最终成为工件余料w2)被从导套18向支承台17的正面侧推出。因此，用第二主轴20保持工件余料w2。
53.接下来，例如在第一主轴10旋转但第二主轴20旋转停止的状态下(图2的步骤s10)，例如使第二主轴20靠近第一主轴10，将工件余料w2的后端部分以施加规定压力的方式推抵于新的工件w1的前端部分(步骤s11：开始摩擦工序m)。由此，工件余料w2与工件w1的接触部位因第一主轴10与第二主轴20的旋转速度差产生摩擦热而软化。
54.此外，在该例子中，仅使第一主轴10旋转，但只要第一主轴10和第二主轴20拥有速度差地旋转即可，所以也可以使第二主轴20也旋转。该情况下，可以使第一主轴10相对于第二主轴20的旋转方向往同方向旋转或往相反方向旋转。或者，也可以仅使第二主轴20旋转。另外，在该例子中，仅使第二主轴20在z2轴方向移动，但也能够仅使第一主轴10在z1轴方向
移动、或者使第一主轴10及第二主轴20双方都移动，来使工件余料w2的后端部分与工件w1的前端部分接触。
55.接着，若工件余料w2与工件w1的接触部位软化到必要程度，则以使第二主轴20进一步靠近第一主轴10的方式，施加更强的压力来将工件余料w2按压于工件w1(步骤s12：结束摩擦工序m，开始镦锻工序u)。另外，同时控制部40a向第一主轴10输出旋转停止命令。由此，如图3所示，第一主轴10的旋转速度s1逐渐降低。
56.此外，在本实施方式中，使用如下例子进行了说明，即，旋转停止命令和施加更强的压力来将工件余料w2按压于工件w1的时机为同时，但该时机也可以不同。
57.另外，作为软化程度的确认方法，例如通过探测z2轴马达24c的电流值(图3中用i2’示出)的减少而能够了解。另外，也可以通过预备实验而预先决定到接触部位软化为止的条件，基于该条件来对工件余料w2与工件w1的接触部位施加摩擦。
58.然后，若一边将第二主轴20按压于第一主轴10，一边第一主轴10的旋转停止，则工件余料w2的后端部分推压工件w1的前端部分并接合在一起，工件余料w2和工件w1成为一体。
59.这里，存在工件余料w2和工件w1在偏芯的状态下成为一体的情况。然而，已知即使工件余料w2相对于工件w1偏芯，由于在镦锻工序u中工件余料w2与工件w1的接触部位的温度较高，所以能够将工件余料w2向与该工件余料w2的轴心交叉的方向移动。因此，如以下那样，在摩擦接合中(到接合现象完成为止的期间)对芯。
60.详细而言，将工件余料w2推抵于旋转的工件w1后(图2的步骤s11)，在分别将工件w1把持于第一主轴10，并将工件余料w2把持于第二主轴20的状态下，若仅旋转驱动第一主轴10，则第一主轴10的旋转经由工件w1、工件余料w2而传递至第二主轴20，因此第二主轴20也被带动旋转。若在工件余料w2与工件w1之间出现偏芯，则第二主轴20如图4中分别用实线和双点划线示出那样，相对于第一主轴10的轴心c1，以偏芯量(工件w1的轴心c1与工件余料w2的轴心c2的距离)s的2倍的振幅在x2轴方向振动。
61.另一方面，第二主轴20的x2轴方向的位置由x2轴马达25c保持，x2轴马达25c由控制部40a控制为保持第二主轴20的x2轴方向的位置(x2轴马达25c处于旋转驱动状态)。因此，若由偏芯导致的振动施加于x2轴马达25c，则从控制部40a向x2轴马达25c供给的电流值i2与第二主轴20的旋转相位对应地增减。
62.具体而言，在由偏芯量s的2倍的振幅导致的振动施加于x2轴马达25c的情况下，向x2轴马达25c供给的电流值i2如在图5的x2轴位置(纵轴)与时间(横轴)的曲线图中用实线示出那样，在镦锻工序u中，以与偏芯量s的2倍的振幅相当的振幅变动。
63.因此，电流值检测单元40d例如在整个规定期间内都检测向x2轴马达25c供给的电流值i2的变动幅度(最大值与最小值之差)。然后，偏芯量检测单元40c求出该电流值i2的变动幅度的例如平均值，拟制该平均值的一半值与偏芯量s相当，检测工件余料w2相对于已一体接合的工件w1的偏芯量s(图2的步骤s13)。
64.这样，通过偏芯量检测单元40c，可以在工件w1与工件余料w2的摩擦接合中知道工件w1与工件余料w2的偏芯程度。因此，如后所述，能够在该摩擦接合结束前实施所希望的作业(例如消除偏芯)，因此在实施了该摩擦接合后不需要确认接合偏离、对偏离地接合的工件的修正等，并且，例如能够迅速地开始去毛刺作业等。其结果是，能够实现产品的制造成
本降低、质量稳定化。
65.另外，使用施加于x2轴马达25c的负载，能够容易并且准确地求出工件余料w2相对于工件w1的偏芯量s。
66.此外，在本实施例中，举出如下例子进行了说明，即，根据电流值i2的变动幅度的平均值求出施加于x2轴马达25c的负载，但本发明并不限定于该例子。例如，也可以预先设定仅规定时机的电流值i2的变动幅度、电流值i2的变动的基准值，使用相对于该基准值的增减量。另外，也可以使用基于电流值i2的其他参数。
67.另一方面，向x2轴马达25c供给的电流值i2的变动(最大值、最小值)产生于工件w1的旋转一周中的大致相同的位置。因此，若对照电流值i2的变动和第一主轴10的旋转相位p1，则也可以知道工件余料w2相对于工件w1的偏芯方向。
68.详细而言，如图5所示，第一主轴10的旋转相位p1(图中用单点划线示出)和向x2轴马达25c供给的电流值i2(图中用实线示出)例如处于如下关系，即，在主轴马达13旋转两周的期间，x2轴马达25c大致旋转一周。而且，在工件余料w2相对于工件w1的偏芯方向产生于x2轴的正方向的情况下，向x2轴马达25c供给的电流值i2在正方向增加。另外，在第一主轴10的旋转相位p1例如为270
°
时，向x2轴马达25c供给的电流值i2为最大值。因此，可以知道工件余料w2的偏芯产生于将第一主轴10的轴心c1和旋转相位270
°
的位置连结的方向。
69.因此，在图2的步骤s13(图3的镦锻工序u)中，偏芯方向检测单元40e对照由偏芯量检测单元40c检测到的工件余料w2相对于工件w1的偏芯量s、和由旋转角度检测单元40f检测到的第一主轴10的旋转相位p1，来检测工件余料w2相对于工件w1的偏芯方向。这样，通过偏芯方向检测单元40e，可以在工件w1与工件余料w2的摩擦接合中知道工件余料w2相对于工件w1的偏芯方向。
70.接下来，控制部40a判断由偏芯量检测单元40c检测到的偏芯量s是否为需要修正偏芯的规定值以上(图2的步骤s14)。然后，在由偏芯量检测单元40c检测到的偏芯量s为规定值以上的情况下(步骤s14的是)，为了修正偏芯而进入至步骤s15。另一方面，在由偏芯量检测单元40c检测到的偏芯量s不足规定值的情况下(步骤s14的否)，进入至步骤s17。
71.在需要修正偏芯的情况下(步骤s14的是)，控制部40a向主轴马达13输出驱动信号，使工件余料w2相对于工件w1的偏芯方向与x2方向一致(步骤s15)。详细而言，如图6a所示，在工件余料w2相对于工件w1的偏芯方向(将工件w1的轴心c1和工件余料w2的轴心c2连结的方向)不与x2轴平行时，使第一主轴10旋转，使该偏芯方向与x2轴方向一致。
72.接下来，控制部40a例如在第一主轴10刚旋转停止之后(图3中用时间t3示出)，向x2轴马达25c输出驱动信号，如图6b中用箭头示出那样，使第二主轴20向x2轴方向且偏芯量s减少的方向移动(图2的步骤s16)。更具体而言，使第二主轴20向从工件余料w2的轴心c2到工件w1的轴心c1的距离变短的方向例如移动电流值i2的变动幅度的平均值的一半值，使工件余料w2和工件w1的芯对齐(图6c)。由此，在工件w1与工件余料w2的摩擦接合中，能够去除工件余料w2的偏芯。
73.接着，控制部40a向z2轴马达24c输出驱动信号，将工件余料w2的后端部分进一步向工件w1的前端部分推压来完成摩擦接合(图2的步骤s17)。
74.此外，对于在x2轴方向移动第二主轴20的时机(步骤s16)，只要是工件余料w2与工件w1的接触部位的温度变高并且工件余料w2能够在与该工件余料w2的轴心交叉的方向移
动的状态即可。因此，除上述时间t3之外，例如也可以是第一主轴10即将旋转停止之前(图3中用时间t2示出)、或者第一主轴10的旋转速度s1逐渐减小的期间(用时间t1示出)。
75.之后，通过工具30对产生于工件余料w2与工件w1的接合部分的毛刺进行切削加工。对此，保持将工件w1保持于第一主轴10的状态，解除由第二主轴20对工件余料w2的保持。将工具30例如配置为比工件余料w2与工件w1的接合部分靠近第二主轴20，设定为规定切入量。然后，一边使第一主轴10旋转一边使工具30移动到比工件余料w2与工件w1的接合部分靠近第一主轴10的位置来去毛刺。
76.这样，利用自动车床1，能够实现产品的制造成本降低，该自动车床1使用对置配置的第一主轴10和第二主轴20将工件w1的前端部分和工件余料w2的后端部分摩擦接合，并融合了接合和切削(集成接合工序和切削工序)。
77.此外，在上述实施例中，举出如下例子进行了说明，即，偏芯量检测单元40c算出偏芯量s。但是，本发明也能够应用于如下情况，即，例如通过用照相机拍摄工件w1与工件余料w2的接合部位等并进行图像处理，或者通过如后所述使用激光进行计测，来检测工件余料w2相对于工件w1的偏芯量。
78.另外，在上述实施例中，举出消除(去除)偏芯量s的例子进行了说明，但本发明也可以应用于不消除偏芯但减小偏芯量s的情况。
79.另外，在上述实施例中，用如下例子进行了说明，即，在第一主轴10与第二主轴20之间设置了导套18。但是，本发明只要能够在摩擦接合中检测偏芯量s即可，因此能够省略导套18。另外，工件w1与工件余料w2也可以是不同的材料。另外，工件w1和工件余料w2也可以是不同的直径。并且，在上述实施例中，用如下例子进行了说明，即，将工件余料w2和工件w1摩擦接合，但本发明并不限定于接合工件余料w2的例子，也能够应用于接合新材料彼此的情况。
80.另外，对于本发明而言，只要至少第一主轴10能够绕z1轴旋转，第二主轴20能够绕z2轴旋转，第一主轴10或第二主轴20中的任意一者能够在z1轴方向或z2轴方向移动，且第一主轴10或第二主轴20中的任意一者能够在x1轴方向或x2轴方向移动即可，并不限定于实施例的结构。
81.另外，在上述实施例中，在与z2轴正交的x2轴方向移动，但对于本发明而言，只要是与z2轴交叉的方向，则该方向能够进行各种变更。
82.实施例2
83.接着，参照附图，对本发明的第二实施例的机床、机床的控制方法进行说明。
84.第二实施例的自动车床(机床)2是对检测第一实施例的自动车床1中的工件余料w2相对于工件w1的偏芯量s的方法进行变更了的自动车床。
85.而且，第二实施例的自动车床2的大量要素也与第一实施例的自动车床1共通，因此对共通的事项省略详细说明。
86.如图7所示，自动车床2在床身1a上具有由控制装置40控制的作为光学式传感器的一种的激光传感器50。如图8所示，该激光传感器50向工件余料w2以与x2轴平行的方式照射激光l，检测激光传感器50与工件余料w2的周侧面的x2轴方向的距离d。
87.接下来，对由第二实施例的自动车床2进行的工件余料w2相对于工件w1的偏芯量s的检测进行说明。
88.例如，在由偏芯量s的2倍的振幅导致的振动添加至工件余料w2的情况下，激光传感器50与工件余料w2的周侧面的距离d如在图9的距离(纵轴)与时间(横轴)的曲线图中用实线所示，在镦锻工序u中，以激光传感器50与工件w1的周侧面的x2轴方向的距离o为基准，以偏芯量s的2倍的振幅变动。
89.因此，偏芯量检测单元40c在镦锻工序u中，基于激光传感器50的输出值d(激光传感器50与工件余料w2的周侧面的x2轴方向的距离)，检测工件余料w2的周侧面相对于工件w1的轴心c1的x2轴方向的变动值的最大值、即工件余料w2相对于已一体接合的工件w1的偏芯量s。
90.接下来，对由第二实施例的自动车床2进行的工件余料w2相对于工件w1的偏芯方向的检测进行说明。
91.在第二实施例中，激光传感器50的输出值d的变动(最大值、最小值)也产生于工件w1的旋转一周中的大致相同的位置。因此，若对照输出值d的变动和第一主轴10的旋转相位p1，则也可以知道工件余料w2相对于工件w1的偏芯方向。
92.详细而言，如图9所示，第一主轴10的旋转相位p1(图中用单点划线示出)和激光传感器50的输出值d(图中用实线示出)例如处于如下关系，即，在主轴马达13(即工件w1)旋转两周的期间，工件余料w2大致旋转一周。而且，在工件余料w2相对于工件w1的偏芯方向产生于x2轴的正方向的情况下，激光传感器50的输出值d在正方向增加。另外，在第一主轴10的旋转相位p1例如为270
°
时，激光传感器50的输出值d为最大值。因此，可以知道工件余料w2的偏芯产生于将第一主轴10的轴心c1和旋转相位270
°
的位置连结的方向。
93.因此，在镦锻工序u中，偏芯方向检测单元40e与第一实施例同样地，对照由偏芯量检测单元40c检测到的工件余料w2相对于工件w1的偏芯量s、和由旋转角度检测单元40f检测到的第一主轴10的旋转相位p1，来检测工件余料w2相对于工件w1的偏芯方向。这样，在第二实施例的自动车床2中，通过偏芯方向检测单元40e，也可以在工件w1与工件余料w2的摩擦接合中知道工件余料w2相对于工件w1的偏芯方向。
94.如以上说明那样，在第二实施例中，自动车床2具备测量与工件余料w2的距离的激光传感器50，偏芯量检测单元40c基于激光传感器50的输出值d，求出工件余料w2相对于工件w1的偏芯量s，从而根据工件余料w2的周侧面的形状直接检测偏芯量s，所以与如第一实施例那样基于施加于x2轴马达的负载而间接地检测偏芯量s的情况相比，能够更加准确地检测偏芯量s。
95.此外，在本实施例中，如图8所示，激光传感器50向工件余料w2以与x2轴平行的方式照射激光，检测工件余料w2相对于工件w1的偏芯量s和偏芯方向，但只要能够用偏芯量检测单元40c算出偏芯量s，则可以是任何方向，激光对工件余料w2的照射方向并不局限于与x2轴平行。
96.另外，在本实施例中，使用采用了激光l的激光传感器50作为光学式传感器的一个例子进行了说明，但光学式传感器并不限定于激光传感器，根据测量精度适当地选择即可，例如，也可以是使用了led光等出射光的光学式传感器。
97.附图标记说明
[0098]1…
自动车床(机床)；1a
…
床身；10
…
第一主轴；12
…
主轴台；13
…
主轴马达；14
…
z1轴方向进给机构；14a
…
z1轴导轨；14b...z1轴滑块；14c...z1轴马达；17...支承台；
18...导套；20...第二主轴；22...主轴台；23...主轴马达；24...z2轴方向进给机构；24a...z2轴导轨；24b...z2轴滑块；24c...z2轴马达；25...x2轴方向进给机构(第二主轴移动单元)；25a...x2轴导轨；25b...x2轴滑块；25c...x2轴马达(马达)；30...工具；31...工具台；32...移动台；40...控制装置；40a...控制部；40b...输入部；40c...偏芯量检测单元；40d...电流值检测单元；40e...偏芯方向检测单元；40f...旋转角度检测单元；50...激光传感器(光学式传感器)；w1...工件(第一工件)；w2...工件余料(第二工件)；m...摩擦工序；u...镦锻工序；s1...旋转速度；p1...旋转相位；i2...电流值；t1...时间；t2...时间；t3...时间；s...偏芯量；d...激光传感器与工件余料的周侧面的x2轴方向的距离；l...激光。

技术特征：

1.一种机床，具备：第一主轴，将第一工件保持为旋转自如；第二主轴，与所述第一主轴对置配置并将第二工件保持为旋转自如；以及控制部，一边使所述第一主轴所保持的所述第一工件或所述第二主轴所保持的所述第二工件中的至少任意一方旋转，一边使所述第一主轴和所述第二主轴以相互接近的方式相对地移动，将所述第二工件的后端部分推压于所述第一工件的前端部分而进行摩擦接合，所述机床的特征在于，所述控制部具有偏芯量检测单元，所述偏芯量检测单元在所述摩擦接合期间检测所述第二工件相对于所述第一工件的偏芯量。2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，具有第二主轴移动单元，所述第二主轴移动单元基于由所述偏芯量检测单元检测到的所述第二工件相对于所述第一工件的偏芯量，在所述摩擦接合期间，使所述第二主轴在与所述第二主轴的旋转轴线交叉的方向移动。3.根据权利要求2所述的机床，其特征在于，在与所述第二主轴的旋转轴线交叉的方向移动所述第二主轴的时机是所述第一主轴刚旋转停止之后、所述第一主轴即将旋转停止之前、或者所述第一主轴的旋转速度逐渐减小的期间。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的机床，其特征在于，所述控制部具有偏芯方向检测单元，所述偏芯方向检测单元通过对照由所述偏芯量检测单元检测到的所述第二工件相对于所述第一工件的偏芯量、和所述第一主轴的旋转相位，从而在所述摩擦接合期间检测所述第二工件相对于所述第一工件的偏芯方向。5.根据权利要求4所述的机床，其特征在于，所述第二主轴移动单元基于由所述偏芯量检测单元检测到的所述第二工件相对于所述第一工件的偏芯量、和由所述偏芯方向检测单元检测到的所述第二工件相对于所述第一工件的偏芯方向，使所述第二主轴以所述第二工件相对于所述第一工件的偏芯量减少的方式在与所述第二主轴的旋转轴线交叉的方向移动。6.根据权利要求1～5中的任一项所述的机床，其特征在于，所述偏芯量检测单元基于施加于马达的负载而求出所述第二工件相对于所述第一工件的偏芯量，所述马达使所述第二主轴在与所述第二主轴的旋转轴线交叉的方向移动。7.根据权利要求1～5中的任一项所述的机床，其特征在于，所述偏芯量检测单元基于光学式传感器的输出值而求出所述第二工件相对于所述第一工件的偏芯量，所述光学式传感器测量与所述第二工件的距离。8.一种机床的控制方法，所述机床具备：第一主轴，将第一工件保持为旋转自如；第二主轴，与所述第一主轴对置配置并将从所述第一主轴交接的第二工件保持为旋转自如；以及控制部，控制所述第一主轴和所述第二主轴的动作，所述机床的控制方法的特征在于，包括如下步骤：一边使所述第一主轴所保持的所述第一工件或所述第二主轴所保持的所述第二工件中的至少任意一方旋转，一边使所述第一主轴和所述第二主轴以相互接近的方式相对地移动，使所述第二工件的后端部分与新供给的第一工件的前端部分接触并摩擦；在将所述第二工件的后端部分推压于所述第一工件的前端部分而进行摩擦接合的期
间，检测所述第二工件相对于所述第一工件的偏芯量；在所述摩擦接合期间，检测所述第二工件相对于所述第一工件的偏芯方向；以及在所述摩擦接合期间，基于检测到的所述第二工件相对于所述第一工件的偏芯量、以及检测到的所述第二工件相对于所述第一工件的偏芯方向，使所述第二主轴以所述第二工件相对于所述第一工件的偏芯量减少的方式在与所述第二主轴的旋转轴线交叉的方向移动。

技术总结

本发明提供一种在摩擦接合中可知偏芯程度的机床、机床的控制方法。本发明的机床(用自动车床(1)例示)具备：第一主轴(10)，将第一工件(用工件(W1)例示)保持为旋转自如；第二主轴(20)，与第一主轴对置配置并将第二工件(用工件余料(W2)例示)保持为旋转自如；以及控制部(40a)，一边使第一工件或第二工件中的至少任意一方旋转，一边使第一主轴和第二主轴以相互接近的方式相对地移动，将第二工件的后端部分推压于第一工件的前端部分而进行摩擦接合。控制部具有偏芯量检测单元，上述偏芯量检测单元在摩擦接合期间检测第二工件相对于第一工件的偏芯量(s)。的偏芯量(s)。的偏芯量(s)。

技术研发人员：

北风绚子

受保护的技术使用者：

西铁城时计株式会社

技术研发日：

2021.06.28

技术公布日：

2023/2/13