CN100537092C - 可替换的多轴头加工工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多轴头可替换加工工具，其具有可移动地安装在环形轨道上的多个多轴头。在通过加工单元驱动旋转工具加工工件的时候，多个多轴头中不被使用的多轴头可从该加工单元分离。此外，连接装置具有内滑座、安装到该内滑座外表面的球轴承、外滑座和向着停止器元件推压该外滑座的盘簧。

Description

可替换的多轴头加工工具

技术领域

本发明涉及一种可替换的多轴头加工工具。

背景技术

已知一种传统的可替换的多轴加工工具拥有多个组合头(多轴)，其中该多个组合头通过分度工作台连接并在一环形轨道上移动(例如，参阅JP-A-63-114807)。在该可替换的多轴加工工具中，具有旋转用具的该组合头中的一个的输入轴可拆卸地设置在一加工单元的输出轴上。

如JP-A-63-114807的图2所示，在该多轴加工工具30中，作为多轴头的组合头42a到42d可移动地设置在上和下环形轨道40a和40b上。该组合头42a到42d与配置在环形轨道40a上方的分度工作台44啮合。当一旋转驱动源46旋转该分度工作台44时，该组合头42a到42d旋转。如此，该组合头42a到42d的一个面对装载在夹具90上的工件W，通过依次移动该组合头42a到42d用于加工该工件W。

在该多轴加工工具30中，四个组合头42a到42d同时在该环形轨道40a和40b上移动。因此，例如，在一个组合头42a被使用的状态下，如果另一个组合头42b到42d被从该环形轨道40a和40b卸下以便执行工具替换，该工具替换应该在组合头42a结束它的操作之前完成。否则，该分度工作台44在该组合头42a结束它的操作以后自动旋转，以便下一个组合头42b移动到组合头42a的位置。如此，在这样非常短的时间内难以卸下相对重的组合头42b到42d用于工具替换。此外，如果为了执行该组合头42b到42d的工具替换阻止该分度工作台44的旋转，该多轴加工工具30的操作效率会减少。

因此，为了执行组合头42b到42d的工具替换，组合头42b到42d可以通过移动环形轨道40a和40b本身从加工单元34被卸下。然而，在这种情况下，当移动环形轨道40a和40b时，组合头42b到42d应该被锁定在该环形轨道40a和40b上。

另外，组合头42a到42d具有多个用具所以他们很重。在此，当增加组合头42a到42d的数量之时组合头42a到42d的重量变的更大。因此，当该重的组合头42a到42d在一预定角度旋转时，该分度工作台44的转速应该降低。因为该转速降低，用组合头42a到42d加工工件W的时间增加，以致产量劣化。

此外，如JP—A—63—114807的图4所示，该多轴机械具有一连接结构，其中包括多个旋转工具76a到76c的组合头42a与装载在主体56中的加工单元34连接。

该组合头42a包括锯齿轴86a和86b作为输入轴用于获得用来驱动旋转工具76a到76c的驱动力。该加工单元34包括旋转轴64a和64c作为输出轴用于输出驱动电动机58的驱动力。主体56通过圆筒52与滑动桌子48一起移动，以便锯齿轴86a和86b与旋转轴64a和64c的具有凹槽70a和70c的洞连接或者分离。

在该多轴加工工具中，锯齿轴86a和86b以及附加凹槽的洞70a和70c各自形成有凸形锯齿和凹形锯齿。如果凸形锯齿和凹形锯齿彼此不啮合，锯齿轴86a和86b不能与附加凹槽的洞70a和70c啮合。图19公开一种改进的连接结构，作为本发明的相关技术(不是本发明的先有技术)。

图19是显示根据本发明的相关技术的输入轴和输出轴之间连接结构的剖视图(不是先有技术)。装载在一驱动源中以便连接到工具的输入轴201的连接装置202包括形成在容纳驱动源的外壳203上的开口204，在该开口204之内在驱动源的输出轴之间移动的滑座207，和插入在滑座207和各输出轴206之间向着输入轴201推压该滑座207的弹簧208。

该滑块207包括与形成在输出轴206的外表面上的凸形花键211用花键联接的一凹形花键212，形成在其内表面以在形成在输出轴206的外表面的一滑动表面213上滑动的一滑动表面，与从输出轴206的滑动表面213向上延伸的停止器216接触的尾部217，和与设置在该输入轴201尾部的凸形花键221用花键联接的凹形花键222。

在连接装置202向着输入轴201移动并且滑座207与输入轴201在输入轴201从滑座207分离的状态下用花键联接的情况下，如果输入轴201的凸形花键221不与滑座207的凹形花键222相啮合，滑块207通过连接装置202的移动倒进开口204中，同时抵抗输入轴201的尾部与滑块207彼此接触状态下弹簧208的弹性。如此，过度的力不会施加到输入轴201和输出轴206。

在以上所述的连接装置202中，弹簧208设置在输出轴206上并且因此与该输出轴206一起旋转。当输出轴206的转速增加之时，弹簧208在该开口204内振动，从而造成难以实现输出轴206的高速旋转。更进一步，难以实现工具的高速旋转。

如果该凸形花键221和该凹形花键222啮合并且当滑座207返回凸形花键221和凹形花键222彼此不啮合的状态时彼此用花键联接，滑座207通过弹簧208的弹性向着输入轴206快速移动。因此，滑座207的尾部217与输出轴206的停止器216碰撞。此时，该碰撞经由该输出轴206传递到驱动源的内部，并且也许对该驱动源的操作有影响。

发明内容

本发明的一个或更多实施例提供可替换的多轴加工工具，其可执行维修，比如即使另一个多轴头被使用时一些多轴头的工具替换，并且改进其操作效率；并且也提供可阻止该多轴头在支持该多轴头的轨道上移动的移动锁定装置。

另外，本发明的一个或更多实施例提供一可替换的多轴加工工具用于改进生产绩效。

此外，本发明的一个或更多实施例提供一可替换的多轴加工工具，其中工具可被高速旋转并且对驱动源的操作没有影响，从而平稳地操作驱动源。

本发明提供一种多轴头可替换加工工具，其包括；主体；围绕所述主体的环形轨道；可移动地安装在所述环形轨道上的多个多轴头；和可连接到所述多轴头中的一个上以驱动所述多轴头中的所述一个上的工具的加工单元，其中，所述主体包括：包括所述加工单元的第一主体；以及通过在所述第一主体中的驱动源可从所述第一主体移动的第二主体，所述环形轨道被分为：安装在所述第一主体上的第一静止轨道；和安装在所述第二主体上的第二静止轨道，其中，当所述加工单元驱动所述工具以加工一工件的时候，所述多个多轴头中的不被使用的多轴头可从所述加工单元拆卸，其中，所述第二主体包括多轴头锁定装置，所述多轴头锁定装置设置在第二静止轨道的附近并锁定用于可移动地悬挂该多轴头的悬挂机构的辊子，且在第一主体和第二主体相对于彼此移动的时候，该多轴头锁定装置被操作以锁定多轴头的移动。

优选，所述主体具有分度头驱动源；所述多个多轴头连接到由所述分度头驱动源驱动的分度工作台；所述环形轨道可被分为所述第一静止轨道、所述第二静止轨道和可拆卸地安装在加工单元上的第三静止轨道，所述分度工作台包括多个锁定元件，所述多个锁定元件分别连接到所述多轴头或者从所述多轴头分离，所述分度工作台可转动地安装在第一主体上，所述第一主体包括锁定元件操作装置，该锁定元件操作装置包括凸轮装置，以使得一些锁定元件同时连接到所述多轴头或者从所述多轴头分离，并且通过从第二静止轨道分离第一静止轨道和第三静止轨道，一些多轴头被保持在第一静止轨道和第三静止轨道上，并且所述多轴头中的一个通过所述分度工作台被移动到一加工位置。

优选，在环形轨道内部，所述第一主体包括：延伸和开口元件，该延伸和开口元件具有可摆动地安装在支持轴上的一末端和具有形成有第一凸轮沟槽的第一凸轮元件的另一个末端，并且在延伸和开口元件的外面具有可移动轨道；围绕第一主体中心设置的支架元件；和连接板，其具有基本上三角形的外形，一个顶点可摆动地安装到所述支架元件，且其他两个顶点与第一轴元件和第二轴元件连接，其中第一轴元件可移动地插入所述延伸和开口元件的第一凸轮沟槽，在环形轨道内部，所述第二主体包括：形成有基本上L形的第二凸轮沟槽的第二凸轮元件，其具有沿第一主体和第二主体的相对移动方向延伸的直凹槽，和向着第二主体的中心弯曲以便从直凹槽移动到支架元件的弯曲凹槽，其中，所述第二轴元件可移动地插入所述第二凸轮沟槽，当所述第一主体和第二主体移动至接近于彼此并且所述第一静止轨道和第二静止轨道彼此连接的时候，所述第二轴元件移动进入第二凸轮元件的弯曲凹槽之内，因此可移动轨道被放置在第一主体内部，和当所述第一主体和第二主体彼此远离地移动并且第一静止轨道和第二静止轨道彼此分离的时候，所述第二轴元件被移动到第二凸轮元件的弯曲凹槽内部，并且所述第一轴元件相对于所述支架元件向外摆动，且所述第一凸轮元件相对于支持轴向外摆动以延伸和打开，以便使可移动轨道沿着第一静止轨道的延长线移动。

优选，在环形轨道内部，所述第一主体包括延伸和开口元件，该延伸和开口元件一端可摆动地安装到支持轴且在延伸和开口元件外面设置有可移动轨道；当所述第一主体和第二主体接近于彼此移动并且所述第一静止轨道和第二静止轨道彼此连接的时候，可移动轨道容纳在第一主体内部，当所述第一主体和第二主体彼此远离地移动并且所述第一静止轨道和第二静止轨道彼此分离的时候，可移动轨道沿着所述第一静止轨道的延长线移动，和所述可移动轨道通过根据所述第一主体和第二主体之间的相对移动来摆动所述延伸和开口元件而被移动。

优选，所述主体具有分度头驱动源；所述多个多轴头连接到由分度头驱动源驱动的分度工作台；该环形轨道被分为：所述第一静止轨道、所述第二静止轨道和安装在该加工单元上的第三静止轨道，该分度工作台包括多个锁定元件，所述多个锁定元件分别连接到该多轴头或者从该多轴头分离，在加工单元驱动该工具以加工工件的时候，通过从第二静止轨道分开第一静止轨道和第三静止轨道，多个多轴头中没有用于加工的多轴头能够从第一静止轨道和第三静止轨道分开并与该分度工作台分离。

根据本发明的一个或更多实施例，一可替换的多轴加工工具具有：主体；围绕该主体的环形轨道；多个多轴头可移动地设置在该环形轨道上；和与该多轴头的一个连接或者分离、并驱动设置在该多轴头中的工具的加工单元。当该加工单元驱动工具以加工工件时，多个多轴头的不被使用的轴头是从该加工单元可拆卸的。更进一步，该主体包括：包括该加工单元的第一主体，和通过设置在第一主体中的驱动源可移动地倚靠该第一主体的第二主体。而且，该环形轨道包括安装到该第一主体的第一静止轨道和安装到第二主体的第二静止轨道，它们彼此是可分离的。

第二主体相对于具有该加工单元的第一主体移动，以便该第一静止轨道和第二静止轨道彼此分离。设置在该第一主体的该第一静止轨道的该多轴头的工具被加工单元驱动以加工工件。此外，那些不使用的多轴头分别被移动到第二主体的第二静止轨道，因此例如工具替换或者类似的维修可被应用于第二静止轨道的该多轴头。

另外，根据本发明的一个或更多实施例，第二主体可包括一多轴头锁定装置，其配置在第二静止轨道的附近并锁定用于可移动地悬挂该多轴头的悬挂机构的辊子。此外，该多轴头锁定装置被操作以锁定第一主体和第二主体相对于彼此移动时该多轴头的移动。

当第二主体倚靠第一主体移动之时第一静止轨道和第二静止轨道相对于彼此移动时，该悬挂机构的辊子被该多轴头锁定装置锁定以免悬挂在第二静止轨道的该多轴头移动。

此外，根据本发明的一个或更多实施例，用于被活动轨道悬挂并沿着该轨道移动的行进体的一移动锁定装置锁定悬挂机构的辊子以悬挂该行进体。当该轨道移动时，该移动锁定装置锁定该悬挂机构的辊子，因此悬挂在该轨道的该行进体不在该轨道上移动。

在本发明的一个或更多实施例的可替换的多轴头加工工具中，使用中的多轴头保持在第一静止轨道，其它的主轴头被移动到第二静止轨道。因此，例如工具替换等等维修可被用于悬挂在第二静止轨道的多轴头，不考虑悬挂在第一静止轨道的多轴头的使用。结果，可不停止整个装备更换多轴头，并且改进操作效率，因此改进加工绩效。

另外，在本发明的一个或更多实施例的多轴头可替换加工工具中，用于该多轴头的锁定装置在第二静止轨道移动时锁定该多轴头的移动，从而将该多轴头停止在一预定位置。

另外，在本发明的一个或更多实施例的多轴头可替换加工工具中，该移动锁定装置锁定悬挂机构的辊子，并阻止行进体移动，从而将该行进体停止在一预定位置。

此外，根据本发明的一个或更多实施例，一多轴头可替换加工工具具有：具有分度头驱动源(index driving source)的主体；围绕该主体的环形轨道；可移动地安装到该环形轨道并且连接到由该分度头驱动源驱动的分度工作台的多个多轴头；以及可拆卸地连接到该多轴头的加工单元以便驱动设置在该多轴头的一个中的多个工具。在此，该主体包括第一主体，通过设置在第一主体中的驱动源相对于第一主体移动的第二主体。此外，该环形轨道包括安装到该第一主体的第一静止轨道，安装到第二主体的第二静止轨道，以及可拆卸地安装到该加工单元的第三静止轨道。并且，多个锁定元件设置在该分度工作台上并连接到该多轴头的每一个和从该多轴头的每一个分离。该分度工作台可转动地安装在该第一主体之上。锁定元件操作装置包括一凸轮装置使得一些锁定元件同时被连接到该多轴头或者从该多轴头分离。通过使第一和第三静止轨道从第二静止轨道分离，一些多轴头被保持在该第一和第三静止轨道，并且该多轴头的一个通过该分度工作台被移动到加工位置。

该第一主体和第二主体相对于彼此移动，并且第一静止轨道和第二静止轨道从彼此分离，因此该多个多轴头被分成被放入该第一静止中的多轴头和被放入第二静止轨道中的多轴头，在第一静止轨道中的多轴头由该加工单元驱动。

减少在该第一静止轨道中的多轴头的数量，以便它的重量也减少。当该多轴头被连接到该分度工作台并由被该分度头驱动源驱动时，在第一静止轨道上的该多轴头可快速移动。

另外，根据本发明的一个或更多实施例，第一凸轮元件可被设置在该第一主体的该环形轨道内部。该第一凸轮元件具有一个可移动地安装到一支持轴的末端和另一个与第一凸轮沟槽一体形成的末端。一延伸和开口元件在其外面具有一可移动轨道。一支架元件围绕该第一主体的中心设置。一基本上三角形的链节板具有可移动地安装到该支架元件的顶点，和其它的两个与第一和第二轴元件连接的顶点，其中第一轴元件可移动地插入该延伸和开口元件的第一凸轮沟槽。一基本上L形状的第二凸轮沟槽形成在第二主体的环形轨道内部，包括在第一和第二主体的相对移动方向上延伸的直的凹槽，以及向着第二主体的中心弯曲并从该直凹槽移动到该支架元件的弯曲凹槽。此外，在第二凸轮元件中，第二轴元件可移动地插入第二凸轮沟槽。当第一主体和第二主体接近于彼此移动并且第一静止轨道和第二静止轨道彼此连接时，第二轴元件被放置在第二凸轮元件的直凹槽内部，以致该可移动轨道被放置在第一主体内部。另一方面，当第一主体和第二主体远离彼此移动并且第一静止轨道和第二静止轨道彼此分离时，第二轴元件被移动到第二凸轮元件的弯曲凹槽的内部，以致该第一轴元件相对于该支架元件向外摆动并且相对于该支持轴向外摆动以延伸和打开。因此，该可移动轨道沿着第一静止轨道的延长线移动。

在第一主体和第二主体彼此接近移动并且第一和第二静止轨道彼此连接的时候，连接板的第二轴元件被放置在第二凸轮元件的直凹槽内部并且连接板的第一轴元件被放置在第一凸轮元件的第一凸轮沟槽内部。此外，包括第一凸轮元件的设置在延伸和开口元件外面的可移动轨道被放置在第一主体内部。

在第一主体和第二主体相对于彼此移动并且连接板的第二轴元件在第二凸轮元件的直凹槽内移动的时候，连接板的第二轴元件停止在第一主体上，因为直凹槽在第一主体和第二主体相对移动方向上延伸，并且通过第一轴元件连接到连接板的延伸和开口元件也不摆动，因为连接板不相对支架元件摆动。

在第一主体和第二主体相对于彼此移动并且第一和第二静止轨道远离彼此移动，并且连接板的第二轴元件在向着第二主体的中心弯曲的弯曲凹槽内部移动以便从直凹槽移动到支架元件的时候，连接板的第一轴元件相对于支架元件向着第二主体的外面摆动，因为第二轴元件向着第二主体的中心移动。因此，连接到第一轴元件的第一凸轮元件相对于支持轴向着第二主体的外面摆动，并且包括此凸轮元件的延伸和开口元件向外摆动以延伸和打开，因此一可动臂当从第一静止轨道延伸之时向外移动并且连接到第一静止轨道。

另外，根据一个或更多本发明的实施例，延伸和开口元件可被设置在第一主体的环形轨道内部。延伸和开口元件具有可移动地安装到支持轴的一末端，同时本其外面具有可移动轨道。在第一主体和第二主体接近于彼此移动并且第一静止轨道和第二静止轨道被连接的时候，可移动轨道被容纳在第一主体。另一方面，在第一主体和第二主体相对移动并且彼此分离的时候，可移动轨道移动到第一静止轨道的延长线。可移动轨道的移动通过以第一主体和第二主体之间由于驱动源的相对移动为基准摆动延伸和开口元件来实现。

驱动源相对移动第一主体和第二主体，并且延伸和开口元件通过此相对移动被旋转。因此，放置在延伸和开口元件外面的可移动轨道从被容纳在第一主体内的状态移动到第一静止轨道的延长线。

在本发明的一个或更多实施例的多轴头可替换加工工具中，环形轨道包括安装到第一主体的第一静止轨道、安装到第二主体的第二静止轨道、和安装到加工单元的第三静止轨道，他们彼此可拆卸地连接。多个锁定元件被设置在分度工作台并连接到和从多轴头的每一个隔开。分度工作台可转动地安装在第一主体的上部。此外，锁定元件操作装置包括使得一些锁定元件同时连接到或者从多轴头分离的凸轮装置。因此，在第一主体和第二主体相对移动并且第一静止轨道从第二静止轨道分离的时候，一些多轴头被保持在第一静止轨道和第三静止轨道上并且多轴头的总重量减少，从而提高多轴头的移动速度。因此，有可能减少设置多轴头在预定位置的实际时间，并减少循环时间，从而改进生产力。

另外，在本发明的一个或更多实施例的多轴头可替换加工工具中，即使第一静止轨道和第二静止轨道从彼此分离，仍可保证第一静止轨道中的多轴头的移动范围，因为可移动轨道被设置在第一静止轨道的延长线上。

另外，在本发明的一个或更多实施例的多轴头可替换加工工具中，可移动轨道通过第一主体和第二主体之间的相对移动被移动，因此不需要用于移动可移动轨道的单独的电源。即，设置啊第一主体内的驱动源足以移动该可移动轨道，因此有可能实现一简单和轻重量的装置。

此外，根据本发明的一个或更多实施例，多轴头可替换加工工具具有：具有用于驱动旋转工具的旋转驱动源的主体；可被连接到和从该主体分离并具有该旋转工具的多轴头；设置在旋转驱动源内的输出轴，输入轴传递动力到该旋转工具；和用于连接输出轴和输入轴的连接装置。在此，连接装置包括具有内滑座，其具有与该输入轴花键结合的一末端、与设置在输出轴的大口径部分花键结合的中部、和在沿输出轴的轴方向具有比大口径部分小的直径的小口径部分上滑动的另一个末端；安装在内滑座外表面的轴承；安装在轴承的外表面并沿输出轴的轴方向在形成在主体中以容纳该输出轴的开口的内表面上滑动的外滑座；和插入外滑座和开口的一末端之间以便向着设置在输入轴的开口的另一末端推压该外滑座的弹性元件。

弹性元件被设置在外滑座和开口的末端之间的非旋转部分以便向着该输入轴推压该外滑座。弹性元件设置为从输出轴分离，从而实现输出轴的高速旋转。

此外，输出轴和内滑座安装到彼此，轴承安装到内滑座的外表面。外滑座安装到该轴承的外表面，外滑座通过内滑座和轴承安装到输出轴。

如果在主体接近于多轴头移动并且内滑座的末端部分与输入轴的末端部分接触以便使得该内滑座的一末端同该输入轴花键结合的时候输入轴的花键和内滑座没有啮合，该内滑座、该轴承和该外滑座抵抗弹性元件的推力并且沿与主体的移动方向相反的方向返回开口之内。

此时，如果输入轴的花键和内滑座啮合，压缩的弹簧被展开并且该内滑座、该轴承和该外滑座通过弹性元件的弹性向着输入轴移动，因此外滑座与开口的一末端碰撞。该碰撞的撞击被设置在外滑座和内滑座之间的轴承吸收，因此少量碰撞被传递到输出轴。

在本发明的一个或更多实施例的多轴头可替换加工工具中，连接装置包括内滑座，其具有同输入轴花键结合的一末端、与设置在输出轴的大口径部分花键结合的中部、和在输出轴的轴向上具有比大口径部分小的直径的小口径部分上滑动的另一个末端；安装到内滑座的外表面的轴承；安装在轴承的外表面并在形成在主体以容纳输出轴的开口的内表面上沿输出轴的轴向滑动的外滑座；和插入外滑座和开口的一末端之间以便向着设置在输入轴的开口的另一个末端推压外滑座的弹性元件。因此，弹性元件被设置在外滑座和开口的另一个末端之间，即，弹性元件处于主体内，对输出轴的旋转无影响，因此在此没有由于传统的将弹性元件设置在旋转轴上产生的输出轴的转速的限制。因此，多轴头的旋转工具可以高速旋转，并且工件可在高速切削状态下被加工，从而提高生产力。

此外，插入内滑座和外滑座之间的轴承可缓冲在输入轴和内滑座彼此花键结合的时候产生的碰撞。因此，驱动源的操作不受到该碰撞的影响，并且不需要高度耐碰撞的专门的旋转驱动源。因此，有可能使用一市场标准电动机，从而降低生产费用。

本发明的其它的方面和优点将从以下描述和附加权力要求中变的明显。

附图说明

图1是根据本发明的一具体实施例的一多轴头可替换加工工具的透视图。

图2是根据本发明的具体实施例的加工单元的透视图。

图3是根据本发明的具体实施例的多轴头可替换加工工具的横截面视图。

图4是根据本发明的具体实施例的多轴头可替换加工工具的平面图。

图5是沿图4的箭头5指示的方向观察的视图。

图6是根据本发明的具体实施例的保持器的平面图。

图7是根据本发明的具体实施例的第二主体的主要的零件的示意图。

图8A图解根据本发明的具体实施例的移动锁定装置，在锁定板设置在上端的状态。

图8B图解根据本发明的具体实施例的移动锁定装置，在锁定板设置在下端的状态。

图9是根据本发明的具体实施例的用于驱动可移动轨道的可移动轨道驱动单元的平面图。

图10图解根据本发明的具体实施例的保持器的操作。

图11是描述根据本发明的具体实施例的可移动轨道驱动单元的操作的初期作业视图。

图12是描述根据本发明的具体实施例的可移动轨道驱动单元的操作的二期作业视图。

图13是描述根据本发明的具体实施例的可移动轨道驱动单元的操作的三期作业视图。

图14A是描述根据本发明的具体实施例的多轴头可替换加工工具的操作的初期作业视图。

图14B图解多轴头从图14A的位置移动的状态。

图15A是根据本发明的具体实施例的多轴头可替换加工工具的操作的二期作业视图。

图15B图解第二主体移动的状态。

图16A是描述根据本发明的具体实施例的多轴头可替换加工工具的操作的三期作业视图。

图16B图解多轴头前进的状态。

图17是描述根据本发明的具体实施例的驱动力传送装置的横剖面视图。

图18是根据本发明的具体实施例的连接装置的操作视图。

图19是描述本发明的相关技术的输入轴和输出轴的连接结构的横剖面视图。

(参考标记)

10：多轴头可替换加工工具

11：第一静止轨道

12：第二静止轨道

13：环形轨道

21到26：多轴头

28：分度工作台

31：分度头驱动源(旋转驱动源)

33：可移动轨道

35：加工单元

36到38：工具(旋转工具)

43：第三静止轨道

61：主体

65：第一主体

66：第二主体

71：驱动源(旋转驱动源)

78、79、106到109：锁定元件

111：凸轮装置

115：锁定元件操作单元

155：支持轴

156：第一凸轮元件

156a：第一凸轮沟槽

157：延伸和开口元件

158：支架元件

163：第一轴元件

164：第二轴元件

166：连接板

166a、166b、166c：顶点

167：第二凸轮元件

167a：第二凸轮沟槽

167b：直沟槽

167c：弯曲凹槽

87：内滑座

88：轴承(球轴承)

92：开口

93：外滑座

94：开口的一端(停止器)

96：输入轴

97：弹性元件(盘簧)

121：大口径部分

122：小口径部分

255：输出轴

256：连接装置

具体实施方式

本发明的示范的实施例将依照附图描述。

优选附图是以参考标记的方向为基准观察。图1是根据本发明的一具体实施例的多轴头可替换加工工具的透视图。在该多轴头可替换加工工具10中，多个多轴头(称为“组合头”)21到26可移动地安装到环形轨道13，其可沿X轴线方向被分成第一静止轨道11和第二静止轨道12。该第一静止轨道11包括上部第一静止轨道11a和放置在该上部第一静止轨道11a下面的下部第一静止轨道11b，并且第二静止轨道12包括上部第二静止轨道12a和放置在该上部第二静止轨道12a下面的下部第二静止轨道12b。此外，该环形轨道13包括上部环形轨道13a和放置在环形轨道13a下面的下部环形轨道13b。当该第一静止轨道11和第二静止轨道12彼此连接时，设置在环形轨道13的上部中心的分度工作台28被旋转驱动源31旋转，以致多轴头21到26被沿着该环形轨道13移动。当第一静止轨道11和第二静止轨道12彼此分离时，设置在该第一静止轨道11的该多轴头(例如，21和22)在该第一静止轨道11和连接到该第一静止轨道11的可移动轨道33(包括上部可移动轨道33a和放置在该上部可移动轨道33a下面的下部可移动轨道33b(以下将详细地描述))上移动。此外，该多轴头21和22的一个(例如，21)连接到加工单元35，并且安装在该加工单元35中的一驱动源(未图示)驱动设置在该多轴头21中的多个旋转工具(为了方便起见，参考标记36到38用于一些旋转工具)，从而加工装载在夹具(未图示)中的一工件。

图2是根据本发明的具体实施例的加工单元的透视图。该加工单元35具有用于驱动该旋转工具的驱动源39，并可移动地安装在位于底部41上并沿着X轴线方向延伸的轨道41a和41a上。在此，设置在底部41后侧的该旋转驱动源42旋转滚珠丝杠45，以致具有与滚珠丝杠45螺纹配合的螺帽元件46的该加工单元35沿X轴线方向移动。

此外，该加工单元35包括一对上部的左和右圆筒47A和47B以及一对下部的左和右圆筒48A和48B，以便支持第三静止轨道43，其连接到第一轨道11(参见图1)并组成该环形轨道13的一部分。

该第三静止轨道43包括上部第三静止轨道43a和放置在该上部第三静止轨道43a下面的下部第三静止轨道43b。该上部第三静止轨道43a安装到设置在上部圆筒47A和47B中的杆51的末端。此外，该下部第三静止轨道43b安装到设置在下部圆筒48A和48B中的杆52的末端。

图3是根据本发明的具体实施例的该多轴头可替换加工工具的横截面视图。该多轴头可替换加工工具10包括底部41、安装在该底部41上的主体61、设置到该主体61的环形轨道13、多轴头21到26(仅仅21作为例子被图示)可移动地安装到该环形轨道13、配置在主体61上面以移动该多轴头21到26的分度装置62、以及以上所述的加工单元35。

该主体61包括配置在夹具的一边的第一主体65用于在那里载荷工件(即，图3中左侧)，以及可移动地安装到该底部41的第二主体66。该第一主体65包括第一静止轨道11、内部容纳加工单元35并且其上具有分度装置62的小屋形状的壳体68、以及驱动源支架72用于支持该旋转驱动源71。该第一主体65被固定到该底部41上。

第二主体66包括安装在其上的第二静止轨道12，以及安装在其底部的螺帽元件73。该螺帽元件73和连接到第一主体65的旋转驱动源71的滚珠丝杠74螺纹啮合。因此，当操作该旋转驱动源71以旋转该滚珠丝杠74时，第二主体66通过该螺帽元件73沿X轴线方向从第一主体65移开。

该分度装置62包括安装到壳体68的顶板68a的旋转驱动源31、经过一轴(未图示)可转动地安装到该顶板68a并通过该旋转驱动源31被旋转的分度工作台28、以及固定该分度工作台28到该多轴头21到26的保持器76。该保持器76以下将要更详细地描述。

该加工单元35包括驱动力传动机构81，其从它的输出轴传送一驱动力到多轴头21到26中面对工件的一个多轴头(例如，多轴头21)的输入轴。该驱动力传动机构81实现旋转工具的高速旋转，并且当输出轴和输入轴彼此连接时对该驱动源39没有影响，因此市场标准电动机能被用作驱动源39。

图4是根据本发明的具体实施例的多轴头可替换加工工具的平面图。图4显示第二主体66沿一方向移动以从第一主体65分离的状态，并且第一主体65的第一静止轨道11从第二主体66的第二静止轨道12分离。图4中，多轴头21到26的旋转工具被省略(以下描述一样)。

在第一主体65中，多轴头21和22各自保持在第一静止轨道11和第三静止轨道43，并且安装在多轴头21和22上部中心的各目标夹持片81通过分度装置62的保持器76被固定。在此，多多轴头21和26被设置在一预定位置，并且多轴头21被设置在一加工位置。保持器76包括各自保持多轴头21和22的目标夹持片81的锁定元件78和79。

此外，在第二主体66中，多轴头23和26被设置在第二静止轨道12的一预定位置。其中，参考标记83和84表明一对轨道，并用来在其上移动第二主体66。

图中，参考标记87、87、88、88(仅仅参考标记87和87被图示在这里，但是参考标记88图示在图3中)分别表明用于在环形轨道13和可移动轨道33上悬挂多轴头21到26的臂(臂87和87安装在上部环形轨道13a和上部可移动轨道33a上，臂88和88安装在下部环形轨道13b和下部可移动轨道33b上。

图5是在图4中箭头5指示的方向观察的视图。旋转驱动源71被安装到第一主体65的驱动源支架72，滑动元件86被可移动地适于安装到第一主体65的轨道83和84。第二主体66被安装到滑动元件86和86。

图6是根据本发明的具体实施例的保持器的平面图。保持器76包括轴元件91、锁紧凸轮元件92、销94到97、杆元件101到104、锁定元件106到109、凸轮驱动圆筒113、和停止器元件114。轴元件91安装到壳体68的顶板68a(参见图3)的中心。锁紧凸轮元件92具有多边形形状，并轴元件91可转动地支持。销94到97分别设置在形成为接近锁紧凸轮元件92的顶点的弧形凸轮沟槽92a到92d中。杆元件101到104的一端各自连接到销94到97并可移动地插入形成在从壳体68突出的凸状部分98的凹槽98a中。锁定元件106到109的一端各自连接到形成在杆元件101到104的另一个末端的钩子101a到104a。锁定元件106到109的另一个末端具有锁定槽106b到109b，其被固定到多轴头21到26的目标夹持片81上。凸轮滚筒113的一端可移动地安装到设置在壳体68的外壁的支架68b以便产生用于旋转锁紧凸轮元件92的驱动力。凸轮驱动滚筒113的另一个末端通过装配架112安装到锁紧凸轮元件92。停止器元件114限制锁紧凸轮元件92的旋转。

凸轮沟槽92a到92d的每一个具有接近于轴元件91的一端92e、和比该一端92e更远离轴元件91的另一个末端92f(附图中面对销94到97)。

以上所述的锁紧凸轮元件92和销94到97形成一凸轮装置111，除锁定元件106到109的保持器76形成锁定元件操作机构115。

返回到图3，锁定元件106到109包括被钩在杆元件101到104(仅仅图示杆元件102)的钩子101a到104a(仅仅图示钩子102a)上的钩子106a到109a(示例性的图示钩子107a)。此外，锁定元件106到109被可移动地安装到分度工作台28的底部。

图6中，凸轮驱动圆筒113包括圆筒部分116，和通过圆筒部分116的液压进入和伸出圆筒部分116的杆元件117。在此，参考标记121和122表明从壳体68伸出以支持一对上部的第一静止轨道11a和11a的臂。同时，支持一对左右下部第一静止轨道11b和11b的臂没有图示。

图7是显示根据本发明的具体实施例的第二主体的主要部分的平面图。第二主体66具有移动锁定装置131，该移动锁定装置131用于锁定第二静止轨道12上的相邻的多轴头23和24的移动。

移动锁定装置131包括锁定板134，其具有配合凹处134a和134a，以与安装在多轴头23和24的臂87、87、88和88(仅仅图示参考标记87)中的内侧辊元件133配合。

每一个内侧辊元件133在上部第二静止轨道12a和下部第二静止轨道12b(参见图1)的内表面辗，因此多轴头23和24被可移动地安装到第二静止轨道12。此外，内侧辊元件133也设置在另一个多轴头21、22、25和26的末端(参见图4)。

附图中，参考标记135指示安装到臂87、87、88和88的上部辊元件，并且每一个上部辊元件在上下第二静止轨道12a和12b的顶面滚动，因此多轴头23和24被可移动地安装到第二静止轨道12。上部辊元件135也设置在另一个多轴头21、22、24和26的末端。

此外，多轴头21到26的每一个包括在上部第二静止轨道12a和下部第二静止轨道12b的外表面滚动的外侧辊元件(未图示)，因此多轴头23和24被可移动地安装到第二静止轨道12。

内侧辊元件133、上部辊元件135、外侧辊元件和臂87、87、88和88形成一悬挂机构130在环形轨道13上可移动地悬挂多轴头21到26。悬挂机构130用于每一个多轴头21到26。

如上所述，如果设置移动锁定装置131，当多轴头23、24、25和26(参见图1)没有被分度装置62固定，多轴头23、24、25和26被阻止在第二静止轨道12上移动。因此，移动锁定装置131可停止多轴头23、24、25和26在一预定位置。

图8A和8B图解根据本发明的具体实施例的移动锁定装置，相应于沿图7的8-8线的横截面视图。图8A中，移动锁定装置131包括锁定板134，安装到第二主体66的框架66a以便上下移动锁定板134的圆筒136，通过一L形状支架137安装到框架66a以便检测锁定板134的上下界限的位置检测传感器141和142，和用于引导锁定板134的移动的导杆(未图示)。

圆筒单元136包括圆筒144，通过提供给圆筒144的液压进入和伸出圆筒144的杆元件145。锁定板134通过螺帽元件146到148安装到杆元件145的末端。

图8A中，锁定板134安置在上限，配合凹处134a和134a(仅仅图示一个参考标记134a)与内侧辊元件133和133(仅仅图示一个参考标记133)啮合。

参阅图8B，操作圆筒136以向下移动锁定板134，圆筒136安置在下限。因此，移动锁定装置131释放内侧辊元件133和133(仅仅图示一个参考标记133)的锁定状态。

图9是根据本发明的具体实施例的用于驱动可移动轨道的可移动轨道驱动单元的平面图。用于驱动可移动轨道33的可移动轨道驱动单元150包括一对左右驱动单元151和152，其被安装到壳体68。左和右驱动单元151和152相对于中心线153对称，具有一样的结构。因此，以下将仅仅描述右驱动单元152。

右驱动单元152包括安装到壳体68的臂122的支持轴155；延伸和开口元件157，具有可摆动地安装到支持轴155的一端和安装到U形第一凸轮元件156的另一端，它的外面具有可移动轨道33(例如，上部可移动轨道33a和下部可移动轨道33b(参见图1))；安装到壳体68的侧壁68c的支架元件158；基本上三角形的链节板166，其中安装到支架元件158的支持轴161可摆动地围绕一个顶点166a安装，并且第一和第二轴元件163和164各自围绕其它的两个顶点166b和166c安装，第一轴元件163可移动地插入形成在延伸和开口元件157的凸轮元件156中的第一凸轮沟槽156a中；基本上L形的第二凸轮元件167，其安装到第二主体66的框架66a并具有第二凸轮沟槽167a，其中连接板166的第二轴元件164可移动地被插入第二凸轮沟槽167a中。如图9所示，第二凸轮沟槽167a具有类似于第二凸轮元件167的形状的基本的L形状。

上部可移动轨道33a具有弧形并配置在上部第一静止轨道11a的延长线上，从而与上部第一静止轨道11a一起形成圆的一部分。下部可移动轨道33b具有弧形并配置在下部第一静止轨道11b的延长线上，从而与下部第一静止轨道11b一起形成圆的一部分。从支持轴155观察，凸轮元件156的第一凸轮沟槽156a形成在延伸和开口元件157的另一个末端的方向，即直线形成在离心方向。在此，延伸元件157和连接板166形成第一主体65。

第二凸轮元件167的第二凸轮沟槽167a包括与中心线153平行延伸的直凹槽167b，和从直凹槽167b的一端向着中心线153弯曲以接近支架元件158的弯曲凹槽167c。当第二轴元件164移动到弯曲凹槽167c的末端，上下可移动轨道33a和33b各自在上下第一静止轨道11a和11b的延长线上移动。

直线170穿过第一主体65的支持轴155的轴向中心和支架元件158的支持轴161的轴向中心，与中心线153平行。附图中，第二轴元件164的轴向中心配置在直线170上。

附图中，参考标记11C和11C分别指示上部第一静止轨道11a和下部第一静止轨道11b的横截面。参考标记12C和12C分别指示上部第二静止轨道12a和下部第二静止轨道12b的横截面，其具有弧形。当第二主体66向第一主体65移动，横截面11C和11C分别与横截面12C和12C接触。

接下来，将描述以上所述的多轴头可替换加工工具10的每个元件的操作。图10图解根据本发明的具体实施例的保持器的操作。如图10从图6的状态所示，当操作凸轮驱动圆筒113以延伸杆元件117，锁紧凸轮元件92相对于轴元件91顺时针方向旋转，被插入凸轮沟槽92a到92d中的销94到97从凸轮沟槽92a到92d的另一个末端向一个末端移动。因此，杆元件101到104根据销94到97的移动而移动以接近轴元件91。此外，连接到杆元件101到104的锁定元件106到109偏离多轴头23到26的目标夹持片81(参见图4)。

图11显示根据本发明的具体实施例的可移动轨道驱动单元的操作的初期作业视图，并图解第二主体66移动以接近第一主体65的状态，并且第二静止轨道12因此连接到第一静止轨道111。

延伸和开口元件157的第一凸轮沟槽156a的轴向中心和链节板166的第一轴元件163被设置在直线170上。连接板166的第二轴元件164设置在第二凸轮件167的直凹槽167b的末端。

图12显示根据本发明的具体实施例的可移动轨道驱动单元的操作的二期作业视图。当第二主体66开始从第一主体65沿中心线153的延伸方向移动，即，沿一从第一主体65分离的方向，连接板166的第二轴元件164在直凹槽167b之内平行于第二凸轮元件167的中心线153移动。因此，连接板166和延伸和开口元件157被不摆动地停止。

图13显示根据本发明的具体实施例的可移动轨道驱动单元的操作的三期操作视图。当第二主体66连续地从第一主体65沿中心线153的延伸方向移动，即，沿一从第一主体65分离的方向，并且连接板166的第二轴元件164从第二凸轮元件167的直凹槽167b移动到弯曲凹槽167c，第二轴元件164接近中心线153。因此，摆动板166相对于支架元件158的支持轴161顺时针方向摆动，如同箭头A所示。当摆动板166的第一轴元件163移动之时，延伸和开口元件157相对于支持轴155逆时针方向摆动，如同箭头B所示。

当第二主体66更进一步移动以从第一主体65分离，连接板166的第二轴元件164向着弯曲凹槽167c的末端移动。因此，连接板166更进一步沿箭头A方向摆动，并且延伸和开口元件157更进一步沿箭头B(参见图9)方向摆动。换句话说，可移动轨道33连接到第一静止轨道11。

以上所述的多轴头可替换加工工具10的多轴头21到26如下所述被使用和更换。图14A和14B描述根据本发明的具体实施例的多轴头可替换加工工具的操作的初期作业视图。参见图14A，在第一静止轨道11与第二静止轨道12连接的状态下，多轴头21到26的多轴头21(为了方便起见，使用数字1到6)通过分度装置62向中心线153移动，然后与加工单元一起沿箭头C方向朝前地移动，从而加工工件W。在完成工件W的加工之后，多轴头21返回到一原始位置，多轴头21到26在环形轨道13上逆时针方向移动，如同箭头D所示，以便允许多轴头23到26的至少一个被更换。此时，多轴头21到26的目标夹持片81分别被分度装置62的锁定元件78、79、106到109锁定。

参见图14B，多轴头21到26相对于图14A所示的位置移动相邻的多轴头之间角度的一半，即30°。在此状态，多轴头23和24通过移动锁定装置131被锁定以便阻止设置在第二静止轨道12的多轴头23到26在第二静止轨道12上移动。更进一步地，多轴头25和26通过另一个移动锁定装置131被锁定。关于臂87，仅仅示出用于本描述的部分，其他部分被省略。

图15A和15B是描述根据本发明的具体实施例的多轴头可替换加工工具的操作的二期作业视图。参见15A，操作保持器76(参见图6)，并且多轴头23到26的目标夹持片81从锁定元件106到109被释放。同时，锁定元件78和79的目标夹持片81以及多轴头21和22仍在锁定状态。

在此，即使目标夹持片81被释放，多轴头23到26也被移动锁定装置131和131锁定。因此，多轴头23到26没有在第二静止轨道12上移动。然后，第二主体66从第一主体65沿箭头E方向移动。

图15B显示在第二主体66移动之后的状态。当第二主体66移动之时，容纳在第一主体65中的可移动轨道33(参见交叉窗口(cross-hatching)部分)在第一静止轨道11的延长线上移动。

图16A和16B是描述根据本发明的具体实施例的多轴头可替换加工工具的操作的三期作业视图。参见图16A，保持器76(参见图6)被操作以致锁定元件106到109伸出。

如果锁定元件106到109没有伸出，一联锁装置(即，一一异常运行阻止装置)被操作并因此分度装置62不操作(即，分度工作台28不旋转)。例如，在第一静止轨道11与第二静止轨道12连接的状态下，当锁定元件106到109没有被固定到多轴头23到26的目标夹持片81上并且分度工作台28旋转时，分度工作台28和多轴头23到26之间的相对位置的变动被阻止。亦即，分度工作台28允许在锁定元件106到109伸出的状态下被旋转。然后，操作分度装置62以沿箭头F的方向逆时针方向旋转多轴头21和22。

参见图16B，多轴头22在中心线153上移动，并与加工单元一起从中心线153沿箭头G方向向前移动，从而加工工件W。当多轴头22加工工件W时，多轴头23到26的至少一个从第二静止轨道12分离并且用一新的多轴头更换，从而更换旋转工具。

当工件W被多轴头22完成加工，多轴头22返回原始位置。然后，多轴头21在中心线153上移动，并且多轴头21可如上所述被用于加工工件W，或者在依次经过图16A、15B、15A和14B的工序之后回到图14A。因此，当加工在保持在第一主体65中的多轴头21和22之间被执行，设置在第二主体66的第二静止轨道12上的其他多轴头可被更换，从而更换旋转工具。

图17是描述根据本发明的具体实施例的驱动力传动机构的横截面视图，驱动力传动机构81包括与驱动源39(参见图3)的旋转轴的末端整体连接的旋转轴延伸部分86；连接到旋转轴延伸部分86的外周边的末端并沿旋转轴85的轴向移动的内滑块87；适于内滑块87的外表面的球轴承88；适于球轴承88的外周表面并可移动地插入形成在用于容纳驱动源39的主体的壳体91的末端的开口92的外滑块93；安装到具有开口92以便容纳外滑座93的一端的壳体91的停止器元件94；以及插入外滑座93的另一个末端与开口92的末端之间以便向着设置在多轴头21中的输入轴96推压外滑座93的盘簧97。

在此，参考标记101指示作为一个单元旋转旋转轴85和旋转轴延伸部分86的键；参考标记102指示插入壳体91和旋转轴85之间以可转动地支持旋转轴85的轴承；参考标记103和104指示用于维持轴承102的扣环；参考标记106指示用于支持盘簧97一端的垫圈；参考标记107指示阻止外滑座87在壳体91的开口92之内旋转并限制外滑座87在轴向的移动范围的插销元件；参考标记108指示用于固定停止器元件94到壳体91的插销；以及参考标记111指示用于密封多轴头21的壳体12与输入轴96之间缝隙的密封件。

旋转轴延伸部分86包括设置它的末端的大口径部分121，与安装到大口径部分121的旋转轴85的小口径部分122。大口径部分121的外表面形成有凸形花键123。另外，参考标记123指示小口径部分122的外表面。

内滑座87包括同旋转轴延伸部分86的大口径部分121花键结合的第一圆筒127，和在旋转轴85的轴向可滑动地适于旋转轴延伸部分86的小口径部分122的第二圆筒128。第一和第二圆筒127和128依靠多个插销131(仅仅图示一个插销131)联合。此外，第二圆筒元件128沿着圆周方向被分成两个部分，通过多个插销(未图示)连接。

第一圆筒127内部形成有凹形花键133以同大口径121的凸形花键123花键结合，并在其一末端形成有凹形花键137以同形成在输入轴96的外表面的凸形花键135花键结合。此外，第一圆筒127的外表面可滑动地适于停止器元件94的内表面138。

第二圆筒128具有形成有在小口径122的外表面125滑动的推杆142的内表面141，以及安装球轴承88的外表面。同时，参考标记144指示用于阻止球轴承88脱离的扣环。

外滑座93具有安装球轴承88的内表面，以及可滑动地安装到开口92的内表面147的外表面146。此外，外滑座93包括具有与停止器元件94接触的接触面148的一个末端，以及具有用于容纳盘簧97的一个末端的弹簧容纳表面151的另一个末端。另外，参考标记153指示用于阻止球轴承88脱离的扣环，以及参考标记154指示设置在停止器元件94以与外滑座93的接触面148接触的停止器表面。

以上所述的旋转轴85和旋转轴延伸部分86形成驱动源39的输出轴255。此外，驱动力传动机构的内滑座87、球轴承88、外滑座93以及盘簧97用于形成在输出轴255和壳体91上滑动的连接装置256，只是盘簧97作为一个单元用于连接输入轴96和输出轴255。

此外，除盘簧97之外的连接装置256，即，内滑座87、球轴承88和外滑座93形成滑动部分257。

然后，将要描述以上所述的连接装置256的操作。图18显示根据本发明的具体实施例的连接装置的操作。图5显示以下状态。在该状态，加工单元35的连接装置256不连接到输入轴96(为了了解外形，用粗线表现连接装置156的滑动部分257的横截面)。此外，当加工单元35如白色箭头所示向前移动并且内滑座87通过推动内滑座87的末端倚靠在输入轴96的末端同输入轴96花键结合，输入轴96的凸形花键135不和内滑座87的凹形花键137相啮合，凭此不执行花键耦合。

在连接装置256中，内滑座87的末端与输入轴96的末端接触，并且关于输出轴155和壳体91沿黑色箭头方向返回，如图17和18所示。此外，盘簧97处于压缩状态。

在此状态，当输入轴96的凸形花键135和内滑座87的凹形花键137开始彼此啮合，连接装置256的滑动部分257通过盘簧97的弹性向着输入轴96快速移动并因此外滑座93的接触面148碰撞停止器元件94的停止器表面154(参见图17)。此时，因为撞击的影响被设置在外滑座93和内滑座87之间的球轴承88吸收，少许影响被传递到输出轴255。

首先，如图1、3和4所示，多轴头可替换加工工具10包括主体61，围绕该主体61的环形轨道13，可移动地安装在环形轨道13上的多个多轴头21到26，可连接到或者从多轴头21到26的一个(例如，多轴头21)分离并驱动设置在多轴头中的旋转工具36到38。当加工单元35驱动工具36到38以加工工件W(参见图16B)时，不被使用的多个多轴头23到26可从加工单元35拆卸。在此，主体61包括加工单元的第一主体65和相对第一主体65通过设置在第一主体65中的驱动源移动的第二主体66。此外，环形轨道13可被分为安装到第一主体65的第一静止轨道11和安装到第二主体66的第二静止轨道12。

使用中的多轴头21和22保持在第一静止轨道11，不被使用的主轴头23到26在第二静止轨道12上移动。因此，有可能对悬挂在第二静止轨道12上的多轴头23到26执行例如工具交换等等的维修而不考虑悬挂在第一静止轨道11上的多轴头21和22的使用。因此，可不停止整个设备更换多轴头23到26并且操作效率被提高，从而提高生产力。

第二，如图4、7、8A和8B所示，围绕第二主体66的第二静止轨道12设置移动锁定装置131作为多多轴头锁定装置用于锁定可移动地悬挂多轴头23到26的悬挂机构130的内侧辊元件133和133。当第一主体65和第二主体66相对于彼此移动时，操作移动锁定装置131以锁定多轴头23到26的移动。此外，当第二静止轨道12移动时，多轴头23到26通过移动锁定装置131被锁定，以便多轴头23到26可被停止在一预定位置。

第三，在用于锁定行进体，例如通过移动环形轨道13被悬挂并沿着环形轨道13移动的多轴头21到26的移动锁定装置131中，当环形轨道13，尤其是第二轨道12被移动的时候，悬挂多轴头23到26的悬挂机构130的内侧辊元件133被锁定。因此，悬挂机构131的内侧辊元件133通过移动锁定装置131被锁定，并且多轴头23到26没有移动并被停止在一预定位置。

此外，在以上所述的本发明的具体实施例中，设置多轴锁定装置以锁定悬挂机构的辊，并且如图7所示，内侧辊元件133被锁定。本发明不限于此。可选地，上部辊元件135或者外侧辊元件可被锁定。

第四，如图1、3和4所示，多轴头可替换加工工具10包括具有作为分度头驱动源的旋转驱动源31的主体61；围绕主体61的环形轨道13(参见图11)；可移动地安装到环形轨道13并且被固定到被旋转驱动源31驱动的分度工作台28上的多个多轴头21到26；和可拆卸地连接到多轴头21以便驱动设置在多轴头21到26的一个多轴头21中的多个旋转工具36到38的加工单元35。在此，主体61包括第一主体65和通过设置在第一主体65中的旋转驱动源71相对于第一主体65移动的第二主体66。此外，环形轨道13包括安装到第一主体65的第一静止轨道11，安装于第二主体66的第二静止轨道12，和安装于加工单元35的第三静止轨道43。此外，多个锁定元件78、79、106到109设置在分度工作台28中并连接到或者从多轴头21到26分离。此外，具有锁定元件操作机构115(参见图6)，包括凸轮装置111(参见图6)，用于允许分度工作台28可转动地安装在第一主体65上，并用于允许多个锁定元件78、79、106到109中的锁定元件106到109被连接到和从多轴头23到26分离。第一静止轨道11和第三静止轨道43从第二静止轨道12分离，以便多轴头21和22保持在第一和第三静止轨道11和43。然后，多轴头21和22的一个通过分度工作台28被移动到一预定加工位置。

环形轨道13包括安装到第一主体65的第一静止轨道11，安装到第二主体66的第二静止轨道12，和安装到加工单元35的第三静止轨道43，它们可拆卸地彼此连接。多个锁定元件78、79、106到109设置在分度工作台28中并连接到和从多轴头23到26的每一个分离。分度工作台28可旋转地安装在第一主体65的顶部。此外，锁定元件操作机构115包括凸轮装置111用于使一些锁定元件同时连接到或者从多轴头23到26分离。因此，在第一主体和第二主体相对移动并且第一静止轨道11从第二静止轨道12分离的时候，一些多轴头21和22被保持在第一静止轨道11和第三静止轨道43上并且多轴头21和22的总重量减少，从而提高多轴头21和22的移动速度。因此，有可能减少将多轴头21和22设置在预定位置的实际时间，并减少循环时间，从而改进生产力。

第五，如图4和9所示，在第一主体65的环形轨道13中设置第一凸轮元件156。第一凸轮元件156具有可移动地安装到支持轴155的一个末端和形成有第一凸轮沟槽156a的另一个末端。延伸和开口元件157在其外面具有可移动轨道33。围绕第一主体65的中心设置支架元件158。基本上三角形的连接板166具有可移动地安装到支架元件158的一个顶点166a，和与第一和第二轴元件163和164连接的其他两个顶点166b和166c。在这种情况下，第一轴元件被可移动地插入延伸和开口元件157的第一凸轮沟槽156a。基本上L形的第二凸轮沟槽167a形成在第二主体66的环形轨道13的内部，并包括在第一和第二主体65和66相对移动方向延伸的直凹槽167b，和向着第二主体66的中心弯曲并从直凹槽167b向支架元件158移动的弯曲凹槽167c。此外，在第二凸轮元件167中，第二轴元件164被可移动地插入第二凸轮沟槽167a。在第一主体65和第二主体66彼此接近移动并且第一静止轨道11和第二静止轨道12彼此连接的时候，第二轴元件164被设置在第二凸轮元件167的直凹槽167b中，以便可移动轨道33设置在第一主体65中。另一方面，在第一主体65和第二主体66彼此远离移动并且第一静止轨道11和第二静止轨道12彼此分离的时候，第二轴元件164向第二凸轮元件167的弯曲凹槽167c的内部移动，以便第一轴元件163相对于支架元件158向外摆动并相对于支持轴155向外摆动以延伸和打开。因此，可移动轨道沿着第一静止轨道11的延长线移动。

即使第一静止轨道11和第二静止轨道12从彼此分离，可保证在第一静止轨道11中的多轴头21和22的移动范围，因为可移动轨道33被设置在第一静止轨道11的延长线上。

第六，延伸和开口元件157被设置在第一主体65的环形轨道12内部。延伸和开口元件157具有可移动地安装到支持轴155的一端，并在其外面具有可移动轨道33。在第一主体65和第二主体66彼此接近移动并且第一静止轨道11和第二静止轨道12彼此连接的时候，可移动轨道33被容纳在第一主体65中。另一方面，在第一主体65和第二主体66相对移动并彼此分离的时候，可移动轨道33向第一静止轨道11的延长线移动。通过以第一主体65和第二主体66之间由于驱动源的相对移动为基准摆动延伸和开口元件157来移动可移动轨道33。

可移动轨道33通过第一主体65和第二主体66之间的相对移动被移动，所以不需要用于移动可移动轨道33的单独的电源。也就是说，设置在第一主体65中的驱动源足以移动可移动轨道，所以可能实现一简单而且重量轻的装置。

在以上所述的具体实施例中，如图4所示，六个多轴头21到26被悬挂在环形轨道13上，但是本发明不限于此。选择性的，三到五或者更多的多轴头可被悬挂在环形轨道13上。

如图1、3和17所示，多轴头可替换加工工具10包括具有用于驱动旋转工具的旋转驱动源36到38的主体61，可被连接到和从主体61分离并具有该旋转工具的多轴头21到26，设置在旋转驱动源36到38中的输出轴255，传送动力到旋转工具的输入轴96。在这种情况下，输出轴255和输入轴96通过连接装置256被连接。在此，连接装置156包括具有同输入轴96花键结合的一个末端的内滑座87，与设置在输出轴255上的大口径部分121花键结合的一中部，和在具有比大口径部分121小的直径的小口径部分122上沿输出轴255的轴方向滑动的另一个末端；安装在内滑座87外表面的轴承；安装在轴承88的外表面并沿输出轴255的轴方向在形成在主体61中以容纳输出轴255的开口的内表面上滑动的外滑座93；和插入外滑座93和开口92的一端之间以便推压外滑座93倚靠安置在输入轴中的开口的另一个末端的弹性元件。在此，盘簧97可用作弹性元件。

盘簧97被设置在外滑座93和开口92的另一个末端之间，即，盘簧97被设置在主体61中，对输出轴155的旋转没有影响，所以没有由设置在沿输出轴255的转速的旋转轴中的传统的弹性元件所引起的限制。因此，多轴头21到26的旋转工具36到38可以高速旋转，工件可在高速切削状态下被加工，从而提高生产力。

此外，插入在内滑座87和外滑座93之间的轴承88可缓冲在输入轴96和内滑座87彼此花键结合的时候产生的碰撞。因此，驱动源的操作不受到该碰撞的影响，并且不需要具有高冲击阻力的专门的旋转驱动源。因此，有可能使用市场标准电机，从而减低生产费用。

此外，在上述的具体实施例中，如图17所示，输出轴255包括旋转轴85和安装到该旋转轴85的单独的旋转延伸部分86，但是本发明不限于此。选择性的，旋转轴85和旋转延伸部分86可被形成为单一件。

对本领域技术人员来说，显而易见，可以在不背离本发明的精神或者范围的情况下对描述的本发明的具体实施例进行不同的修改和变形。因此，本发明企图覆盖所有与附加权力要求及其等价物一致的本发明的修改。

本申请要求以2005年4月13日提交的日本专利申请号P.2005-115816、2005年4月13日提交的P.2005-115833、2005年4月13日提交的P.2005-115884为基准的外国优先权，其内容在此引入作为参考。

工业应用性

根据本发明的多轴头可替换加工工具适合于移动该多轴头的分开的环形轨道。

此外，根据本发明的多轴头可替换加工工具适合于将传送驱动力到设置在多轴头中的工具的输入轴与设置在工具驱动源的输出轴连接起来。

Claims (5)

1.一种多轴头可替换加工工具，其包括：

主体；

围绕所述主体的环形轨道；

可移动地安装在所述环形轨道上的多个多轴头；和

可连接到所述多轴头中的一个上以驱动所述多轴头中的所述一个上的工具的加工单元，

其中，所述主体包括：

包括所述加工单元的第一主体；以及

通过在所述第一主体中的驱动源可从所述第一主体移动的第二主体，

所述环形轨道被分为：

安装在所述第一主体上的第一静止轨道；和

安装在所述第二主体上的第二静止轨道，

其特征在于，

当所述加工单元驱动所述工具以加工一工件的时候，所述多个多轴头中的不被使用的多轴头可从所述加工单元拆卸，

其中，所述第二主体包括多轴头锁定装置，所述多轴头锁定装置设置在第二静止轨道的附近并锁定用于可移动地悬挂该多轴头的悬挂机构的辊子，且

在第一主体和第二主体相对于彼此移动的时候，该多轴头锁定装置被操作以锁定多轴头的移动。

2.根据权利要求1所述的多轴头可替换加工工具，其特征在于，

所述主体具有分度头驱动源；

所述多个多轴头连接到由所述分度头驱动源驱动的分度工作台；

所述环形轨道可被分为所述第一静止轨道、所述第二静止轨道和可拆卸地安装在加工单元上的第三静止轨道，

所述分度工作台包括多个锁定元件，所述多个锁定元件分别连接到所述多轴头或者从所述多轴头分离，

所述分度工作台可转动地安装在第一主体上，所述第一主体包括锁定元件操作装置，该锁定元件操作装置包括凸轮装置，以使得一些锁定元件同时连接到所述多轴头或者从所述多轴头分离，并且

通过从第二静止轨道分离第一静止轨道和第三静止轨道，一些多轴头被保持在第一静止轨道和第三静止轨道上，并且所述多轴头中的一个通过所述分度工作台被移动到一加工位置。

3.根据权利要求2的多轴头可替换加工工具，其特征在于，

在环形轨道内部，所述第一主体包括：

延伸和开口元件，该延伸和开口元件具有可摆动地安装在支持轴上的一末端和具有形成有第一凸轮沟槽的第一凸轮元件的另一个末端，并且在延伸和开口元件的外面具有可移动轨道；

围绕第一主体中心设置的支架元件；和

连接板，其具有基本上三角形的外形，一个顶点可摆动地安装到所述支架元件，且其他两个顶点与第一轴元件和第二轴元件连接，其中第一轴元件可移动地插入所述延伸和开口元件的第一凸轮沟槽，

在环形轨道内部，所述第二主体包括：

形成有基本上L形的第二凸轮沟槽的第二凸轮元件，其具有沿第一主体和第二主体的相对移动方向延伸的直凹槽，和向着第二主体的中心弯曲以便从直凹槽移动到支架元件的弯曲凹槽，其中，所述第二轴元件可移动地插入所述第二凸轮沟槽，

当所述第一主体和第二主体移动至接近于彼此并且所述第一静止轨道和第二静止轨道彼此连接的时候，所述第二轴元件移动进入第二凸轮元件的弯曲凹槽之内，因此可移动轨道被放置在第一主体内部，和

当所述第一主体和第二主体彼此远离地移动并且第一静止轨道和第二静止轨道彼此分离的时候，所述第二轴元件被移动到第二凸轮元件的弯曲凹槽内部，并且所述第一轴元件相对于所述支架元件向外摆动，且所述第一凸轮元件相对于支持轴向外摆动以延伸和打开，以便使可移动轨道沿着第一静止轨道的延长线移动。

4.根据权利要求2的多轴头可替换加工工具，其特征在于，

在环形轨道内部，所述第一主体包括延伸和开口元件，该延伸和开口元件一端可摆动地安装到支持轴且在延伸和开口元件外面设置有可移动轨道；

当所述第一主体和第二主体接近于彼此移动并且所述第一静止轨道和第二静止轨道彼此连接的时候，可移动轨道容纳在第一主体内部，

当所述第一主体和第二主体彼此远离地移动并且所述第一静止轨道和第二静止轨道彼此分离的时候，可移动轨道沿着所述第一静止轨道的延长线移动，和

所述可移动轨道通过根据所述第一主体和第二主体之间的相对移动来摆动所述延伸和开口元件而被移动。

5.根据权利要求1所述的多轴头可替换加工工具，其特征在于，

所述主体具有分度头驱动源；

所述多个多轴头连接到由分度头驱动源驱动的分度工作台；

该环形轨道被分为：所述第一静止轨道、所述第二静止轨道和安装在该加工单元上的第三静止轨道，

该分度工作台包括多个锁定元件，所述多个锁定元件分别连接到该多轴头或者从该多轴头分离，

在加工单元驱动该工具以加工工件的时候，通过从第二静止轨道分开第一静止轨道和第三静止轨道，多个多轴头中没有用于加工的多轴头能够从第一静止轨道和第三静止轨道分开并与该分度工作台分离。

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