CN101186017A - 数控机床中的切屑清扫装置 - Google Patents

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CN101186017A CNA2007101667953A CN200710166795A CN101186017A CN 101186017 A CN101186017 A CN 101186017A CN A2007101667953 A CNA2007101667953 A CN A2007101667953A CN 200710166795 A CN200710166795 A CN 200710166795A CN 101186017 A CN101186017 A CN 101186017A
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Abstract

本发明提供一种切屑清扫装置，在数控机床中，代替加工动作，自动实施清扫动作。在外周面上具有多个工具安装面(18)的转塔(17)以可围绕T轴自由旋转的方式支承在可在Z轴方向及X轴方向上自由移动的刀具台(16)上。在从T轴在半径方向上间隔一定距离且与T轴平行的M轴上延伸的夹钳轴(82)以自由旋转的方式支承在转塔(17)的一个工具安装面(18)上。在夹钳轴(82)的一端，安装有可自由夹持、脱离地夹持切屑清扫部件(101)的可动夹钳(84)，可自由夹持、脱离地夹持切屑清扫部件(101)的固定夹钳(111)可与在刀具台(16)的Z轴方向及X轴方向的移动及转塔(17)的围绕T轴的旋转的合成动作的移动范围内的可动夹钳(84)进行切屑清扫部件(101)的交接。

Description

数控机床中的切屑清扫装置
技术领域
本发明涉及机床上的切屑清扫装置，尤其涉及数控车床、数控复合车床等具有车削功能的数控机床上的切屑清扫装置。
背景技术
以往，众所周知，在具有工具自动交换装置的机床上，通常，加工工件时，将加工所必须的工具保持在主轴上，并且，切屑清扫装置被收纳在工具箱内，在清扫分散在主轴周围的切屑的情况下，将工具从主轴取下，收纳于工具箱内，取代工具，将切屑清扫部件保持在主轴上，使主轴产生数控动作进而进行清扫。(例如，参考专利文献1或专利文献2)
在数控车床、数控复合车床等具有车削功能的数控机床上，由于多种工具被保持在转塔上，所以不具有工具自动交换装置。因此，就不能用工具箱里的切屑清扫部件取代工具而使其自动被保持在主轴上进行清扫。
专利文献1：日本实开昭56-121543号公报
专利文献2：日本实开昭55-93437号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种切屑清扫装置，在数控车床、数控复合车床等具有车削功能的数控机床中，用清扫动作取代加工动作，以自动实施清扫动作。
本发明技术方案1的切屑清扫装置，在工具安装部可围绕T轴自由旋转地支承在可在Z轴方向及X轴方向上自由移动的刀具台上的数控机床中，在所述工具安装部上支承切屑清扫部件，通过刀具台在Z轴方向及X轴方向上的移动与工具安装部的围绕T轴的旋转的合成动作，进行加工室内的切屑清扫。
本发明技术方案2的切屑清扫装置，具有旋转驱动机构，其使安装在工具安装部上的工具旋转，通过刀具台在Z轴方向及X轴方向上的移动、工具安装部的围绕T轴的旋转及工具的旋转的合成动作，进行加工室内的切屑清扫。
本发明技术方案3的切屑清扫装置，在技术方案1中，工具安装部为在外周面具有多个工具安装面的转塔，通过刀具台在Z轴方向及X轴方向上的移动与转塔围绕T轴的旋转的合成动作，进行加工室内的切屑清扫。
本发明技术方案4的切屑清扫装置，在技术方案3中，具有用于使安装在转塔的工具安装面上的工具旋转的驱动机构，通过刀具台在Z轴方向及X轴方向上的移动、工具安装部的围绕T轴的旋转及工具的旋转的合成动作，进行加工室内的切屑清扫。
本发明技术方案5的切屑清扫装置，在技术方案4中，在转塔的一个工具安装面上支承有夹钳轴，在夹钳轴的一端安装可动夹钳，可动夹钳可自由夹持、脱离地夹持切屑清扫部件，可动夹钳由刀具台的Z轴方向及X轴方向的移动与转塔围绕T轴的旋转的合成动作完成移动，同样可自由夹持、脱离地夹持切屑清扫部件的固定夹钳可在该移动范围内与可动夹钳进行切屑清扫部件的交接。
本发明技术方案6的切屑清扫装置，在技术方案5中，夹钳轴被可旋转地支承。
在本发明的切屑清扫装置中，通过刀具台在X轴及Z轴的动作与安装切屑清扫部件的转塔等工具安装部的旋转的合成动作，使切屑清扫部件能够到达的范围最大，可自动对机械加工室内的切屑进行清扫。这里，在切屑清扫部件能够旋转的情况下，能够进一步扩大切屑清扫部件的可到达范围，进一步提高机械加工室内的切屑去除能力。在工具安装部为转塔的情况下，在转塔的一个面上始终安装切屑清扫部件，这样能够迅速进行清扫，在该情况下，若切屑清扫部件可旋转的话，能够进行有效的清扫。另外，在转塔的工具安装面上没有直接安装切屑清扫部件，而是设有可夹持、脱离切屑清扫部件的夹钳，在夹钳可到达的地方保管切屑清扫部件，通过刀具台的在X轴的移动及在Z轴的移动与转塔的旋转，则可在必要时仅将切屑清扫部件迅速安装。另外，该情况下，在加工时，由于切屑清扫部件从转塔上取下，所以在安装在转塔上的其他工具进行加工时，切屑清扫部件不会与工件或加工室内部相干涉。由于没有相干涉的顾虑，所以，能够设置更大的切屑清扫部件使清扫范围进一步扩大。
附图说明
图1为具有本发明的切屑清扫装置的数控机床整体侧视图。
图2为图1的后视图。
图3为沿图2的III-III线的该数控机床的刀具台及以转塔为中心的纵垂直剖视图。
图4为图3的一部分的放大剖视图。
图5为切屑清扫装置的可动夹钳及被其夹持的清扫工具的俯视图。
图6为切屑清扫装置的固定夹钳的侧视图。
图7为切屑清扫装置的固定夹钳的俯视图。
图8为该数控机床的刀具台及转塔的数控动作的轨迹图。
具体实施方式
下面边参照附图边说明本发明的实施方式。
在图1及图2中，表示了数控机床的整体结构。在下面的说明中，前后方向(Z轴方向)是指图1的左侧为前，与其相反的一侧为后，左右方向是指从后方所示的其左右两侧为左右方向(图2的左右侧)。
在床身11上设有右上倾斜状顶面。与Z方向垂直且沿床身顶面倾斜的方向为X方向。在隔板罩13的后侧空间，由从床身顶面覆盖右侧的外罩12、覆盖整体罩8及整体罩的一部分缺口部分的门9及隔板罩13形成加工室。
在床身顶面的左侧以对置的方式装配有主轴台14及尾座15。使主轴台14的前端部贯通隔板罩13并进入加工室一侧。在床身顶面的右侧配置有刀具台16。刀具台16可沿床身顶面在Z轴方向及X轴方向自由移动。在刀具台16的后面支承有转塔17。转塔17围绕与Z轴平行的T轴自由旋转。在转塔17的外周面设有多个工具安装面18。
在图3及图4中详细表示了刀具台16及转塔17。
刀具台16具有刀具台主体21。刀具台主体21具有前壁22及后壁23。水平状前保持筒24与水平状后保持筒25以同心状分别在设在前壁22及后壁23上。前保持筒24、后保持筒25在前后方向上有间隔地并列。内保持筒26以与前保持筒24、后保持筒25呈同心状的方式插入到前保持筒24、后保持筒25的内侧。内保持筒26的后端部呈固定状保持在后保持筒25上。在前保持筒24、后保持筒25以及内保持筒26之间延伸有水平中空状旋转轴27。中空轴状齿轮轴28在内保持筒26的轴中心延伸。
在后保持筒25的上方，在前后方向延伸的水平传递轴31贯通后壁23并被保持。在传递轴31外表面的前部形成有传递齿32。从动齿轮33与传递齿32啮合。从动齿轮33在位于前保持筒24、后保持筒25之间的位置上被固定在旋转轴27上。传递齿轮34固定在传递轴31外表面的后部。驱动齿轮35啮合在传递齿轮34上。驱动齿轮35固定在转动用马达36的输出轴上。
从动滑轮37固定在齿轮轴28的后端部。从动滑轮37与驱动滑轮38通过带39连结。驱动滑轮38固定在旋转用马达40的输出轴上。
转塔17具有中空箱状转塔主体42。转塔主体42通过联结器41结合在刀具台主体21上，并且连结在旋转轴27的前端，围绕与Z轴平行的T轴自由旋转。在转塔主体42的内部收纳有壳体43。壳体43以止转的方式被连结在内保持筒26的前端的外围，转塔主体42对壳体43形成支持，并相对于壳体43能够自由旋转。
联结器41为三件式部件，由直动联结器部件44、旋转联结器部件45以及固定联结器部件48构成。这些联结器部件44、45、48均为环状部件。使直动联结器部件44、旋转联结器部件45以及固定联结器部件48在前后方向上相对，并在各相对面上每隔一定角度设置相互啮合的分度齿46、47、49。
直动联结器部件44固定在筒状活塞52的前端部，并与活塞52一起能前后移动，该筒状活塞52可前后自由滑动地嵌合在前保持筒24的外表面。旋转联结器部件45以可与转塔主体42一起旋转的方式固定在转塔主体42的后端面。固定联结器部件48固定在刀具台主体21一侧。
驱动锥齿轮61设在齿轮轴28的前端部。从动锥齿轮62啮合在驱动锥齿轮61上。垂直状离合轴63嵌入到从动锥齿轮62中。从动锥齿轮62连结在离合器轴63上，离合器轴63的转动是受到限制的，但从动锥齿轮62相对于离合器轴63可在轴向上自由移动。由于弹簧64的设置离合器轴63受到了向上的力的作用。可上下摇动的提升臂65的先端部抵接在离合器轴63的上端面。水平提升销66的前端部抵接在提升臂65的底部。提升销66的后端部抵接在直动联结器部件44的前侧面。
工具C安装在转塔主体42的向下工具安装面18上。插入有工具C的垂直向上输入轴的安装孔71形成在转塔主体42上。在离合器轴63的下端部及输入轴的上端部设有啮合离合部72、73。
隔着离合器轴63在驱动锥齿轮61的相反一侧设有传递锥齿轮74，传递锥齿轮74与从动锥齿轮62相啮合。传递锥齿轮74的齿轮轴75贯通壳体43向其前方突出。
在转塔主体42的向上工具安装面18上固定有螺栓81。水平夹钳轴82自由旋转地支承在支架81上。夹钳轴82可围绕与T轴平行的M轴自由旋转。可动夹钳84设在夹钳轴82的前端部，其可与夹钳轴82一起旋转且可自由开闭。拉拔轴89以前后自由移动的方式嵌入到夹钳轴82中。拉拔轴89的前端部连接在可动夹钳84的一端部。拉拔轴89由弹簧83向后加载。气缸85以位于拉拔轴89的后方的方式设在支架81上。推进器86前后自由移动地收纳在气缸85中。推进器86具有推进销87，该推进销87贯通气缸85的前壁22与拉拔轴89的后端面相隔一定间隔相对。
驱动滑轮91固定在传递锥齿轮74的齿轮轴75上。与此对应，从动滑轮92固定在夹钳轴82上。在驱动滑轮91及从动滑轮92上卷挂有带93。
清扫工具101被保持在可动夹钳84上。清扫工具101由被可动夹钳84把持的圆棒状柄103、埋设在柄103的一端部的刷子102构成。
图3及图4表示旋转联结器部件45位于最大前进位置且直动联结器部件44、旋转联结器部件45以及固定联结器部件48处于联结OFF的状态。在该状态下，转塔主体42可相对于刀具台主体21自由旋转。在该状态在下，通过转动用马达36的驱动，使旋转轴27旋转，随着旋转轴27的旋转，转塔主体42也一起旋转。
而啮合离合器部72、73的啮合成为OFF。在该状态下，通过旋转用马达40，使齿轮轴28旋转，通过从动锥齿轮62，使离合器轴63旋转，但该旋转不被传递到工具T的输入轴。从动锥齿轮62的旋转通常被传递到传递锥齿轮74，传递锥齿轮74的旋转通过驱动滑轮91、从动滑轮92以及带93被传递到夹钳轴82。夹钳轴82与清扫工具101一起旋转。
从图3及图4所示的状态，通过未图示的流体压力机构，使活塞52后退，进而旋转联结器部件45及提升销66与活塞52一起后退。通过旋转联结器部件45的后退，直动联结器部件44、旋转联结器部件45及固定联结器部件48的联结变为ON。转塔主体42相对于刀具台主体21的旋转被限制。由此，达到决定转塔主体42的分度位置的效果。
使提升销66后退后，提升臂65失去支承，通过弹簧64的力的作用使离合器轴63向下移动，啮合离合器部72、73的啮合变成ON。离合器轴63的旋转被传递到工具T的输入轴。此为通常的加工状态。
接下来，从图3及图4所示的状态，通过未图示的流体压力机构使流体压力作用在气缸85上，使推进器86前进，推进器销87将拉拔轴89向前推动，因此，可动夹钳84被打开。停止该流体压力的供给，通过弹簧83的作用使拉拔轴89后退，可动夹钳84被关闭。
如图6及图7所示，固定夹钳111设在隔板罩13上。固定夹钳111由弹簧112向关闭方向加载。
图8表示通过数控机床的数控动作，刀具台16及转塔17的轨迹S，即，使刀具台16在X方向上移动，并且，使转塔17围绕T轴旋转所描绘的轨迹图。如图8中实线所示，固定夹钳111的位置被设定成，使刀具台16位于最右边，当使可动夹钳84位于正上方时，从前后方向观察，可动夹钳84与固定夹钳111重叠。这样，在可动夹钳84及固定夹钳111处于定位的状态下，使刀具台主体21在Z方向上移动，通过使可动夹钳84及固定夹钳111开闭，在可动夹钳84及固定夹钳之间进行清扫工具101的交接。
在通常进行车床作业的情况下，如图6及图7所示，清扫工具101被夹在固定夹钳111上。在进行清扫作业的情况下，使夹钳轴82的旋转停止。使可动夹钳84移动到固定夹钳及可动夹钳相对的位置，即上述重叠的位置，使可动夹钳84朝着固定夹钳111向前移动。此时，可动夹钳84打开。被夹在固定夹钳111上的清扫工具101到达可被动夹钳84夹持的位置，停止其移动，关闭可动夹钳84夹持清扫工具101。使可动夹钳84在这样的状态下后退，夹持有清扫工具101的固定夹钳111抵抗弹簧112的力强制被打开。由此，清扫工具101可从固定夹钳111交接到可动夹钳84。
主体21在X轴方向及Z轴方向上移动，通过转塔主体42的旋转及夹钳轴82的旋转，使清扫工具101定位在任意的位置上，并使其进一步地移动，如图8的虚线所示，例如，可进行对堆积在主轴台的上部的切屑或堆积在外罩12上的切屑的清扫。此时的动作，包括清扫工具101的夹持和脱离，若与加工动作同样地预先做成程序，则可自动进行。
清扫结束后，通过与上述步骤相反的步骤，此时可将清扫工具101从可动夹钳84向固定夹钳111交接。
此外，在上述实施方式中，以T轴与Z轴平行，即转塔与Z轴平行地旋转的形式的数控车床为例进行了说明，但是并不限于T轴的轴线平行于Z轴，也可为平行于X轴的旋转轴线，也可以为在包含X轴与Z轴的平面内的旋转轴线，或者可为围绕与X轴及Z轴垂直的轴线旋转的轴线，可在这些轴线等中进行适当的变更。另外，作为安装工具面，虽列举了转塔，但是只要是能够相对刀具台围绕T轴旋转的都可以，并不限于转塔。另外，可将切屑清扫部件事先安装在砖塔等的工具安装部上。

Claims (6)

1.一种切屑清扫装置，其特征在于，在工具安装部可围绕T轴自由旋转地支承在可在Z轴方向及X轴方向上自由移动的刀具台上的数控机床中，在所述工具安装部上支承切屑清扫部件，通过刀具台在Z轴方向及X轴方向上的移动与工具安装部围绕T轴旋转的合成动作，进行加工室内的切屑清扫。
2.一种切屑清扫装置，其特征在于，具有旋转驱动机构，其使安装在工具安装部上的工具旋转，通过刀具台在Z轴方向及X轴方向上的移动、工具安装部围绕T轴的旋转及工具的旋转的合成动作，进行加工室内的切屑清扫。
3.如权利要求1所述的切屑清扫装置，其特征在于，工具安装部为在外周面具有多个工具安装面的转塔，通过刀具台在Z轴方向及X轴方向上的移动与转塔围绕T轴的旋转的合成动作，进行加工室内的切屑清扫。
4.如权利要求3所述的切屑清扫装置，其特征在于，具有用于使安装在转塔的工具安装面上的工具旋转的驱动机构，通过刀具台在Z轴方向及X轴方向上的移动、工具安装部围绕T轴的旋转及工具的旋转的合成动作，进行加工室内的切屑清扫。
5.如权利要求4所述的切屑清扫装置，其特征在于，在转塔的一个工具安装面上支承有夹钳轴，在夹钳轴的一端安装可动夹钳，可动夹钳可自由夹持、脱离地夹持切屑清扫部件，可动夹钳由刀具台的Z轴方向及X轴方向的移动与转塔围绕T轴的旋转的合成动作完成移动，同样可自由夹持、脱离地夹持切屑清扫部件的固定夹钳可与在该移动范围内移动的可动夹钳进行切屑清扫部件的交接。
6.如权利要求5所述的切屑清扫装置，其特征在于，夹钳轴被可旋转地支承。
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