CN102441818B - 具备刀径调整装置的机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具备刀径调整装置的机床。刀径调整装置(107)与用于进行主轴装置(102)的动作和刀具更换装置(106)的动作的加工程序的执行并行地进行镗刀架(1)的刀径的调整动作。输送控制装置(109)判定是否正在由刀具更换装置(106)执行刀具更换处理，在不是正在执行刀具更换处理的情况下，进行利用输送装置(108)从刀库(105)取出镗刀架(1)的取出动作和将刀径调整后的镗刀架(1)放回刀库(105)的放回动作。

Description

具备刀径调整装置的机床

本申请请求2010年9月6日申请的日本专利申请号2010-199116号的优先权的权利，在本申请中援引其日本专利申请的说明书、附图以及摘要的全部内容。

技术领域

本发明涉及具备针对能调整刀径的镗刀架(boringtoolholder)进行刀径调整的刀径调整装置的机床。

背景技术

以往，作为能调整刀径的镗刀架，有例如在日本特开2007-283469号公报中记载的技术。这些镗刀架在被安装于加工中心(machiningcenter)等机床的主轴的状态下进行刀径的调整。

然而，若在将镗刀架安装于机床的主轴的状态下进行刀径调整，则在调整刀径的期间无法进行工件的加工。因此，非加工时间增长，导致加工周期增长。

发明内容

本发明鉴于上述事实而做出，其目的在于提供一种能够不影响加工时间地进行刀径调整的具备刀径调整装置的机床。

根据第一实施方式的发明，在刀库中，将刀径调整分度位置设为与刀具更换分度位置不同的位置。并且，刀径调整装置与用于进行主轴装置的动作和刀具更换装置的动作的加工程序的执行并行地进行镗刀架的刀径的调整动作。并且输送控制装置判定是否正在由刀具更换装置执行刀具更换处理，在不是正在执行刀具更换处理的情况下，进行利用输送装置从刀库取出镗刀架的取出动作和将经过刀径调整后的镗刀架放回刀库的放回动作。由此，能够不影响加工程序的处理地执行刀径调整装置的动作以及输送装置的动作。因此，即使有时对镗刀架的刀径进行调整，也能抑制加工周期变长。

根据另一实施方式的发明，在到开始执行刀具更换处理为止的时间为设定时间以上的情况下，进行基于输送装置的动作。因此，能够抑制在正在进行利用输送装置从刀库取出镗刀架的取出动作和将经过刀径调整后的镗刀架放回刀库的放回动作的过程中，成为利用刀具更换装置进行刀具更换的状态。即，能够使由输送装置进行的动作不影响由刀具更换装置进行的刀具更换动作地执行。结果，能够抑制对加工周期带来影响的刀具更换时间变长。

根据再一实施方式的发明，在镗刀架配置在刀径调整装置的状态下，使镗刀架的刀具轴向成为铅垂方向。由此，在操作者想要向刀库放入新的镗刀架的情况下，通过将新的镗刀架配置于刀径调整装置后使输送装置动作，而能够放入镗刀架。尤其是，有的能调整刀径的镗刀架的重量大。因此，为了将大重量的镗刀架直接配置于刀库而使刀具轴向成为水平方向地进行输送、装配这不是很容易。而即使是大重量的镗刀架，使刀具轴向成为铅垂方向地进行输送、装配这是比较容易的。即，在向刀库放入大重量的镗刀架的情况下，经由刀径调整装置将该镗刀架放入刀库，从而能够容易地向刀库放入大重量的镗刀架。

根据另一实施方式的发明，以具有粗调机构和微调机构的镗刀架为对象。这里，对于刀径的微调，将镗刀架装配到主轴装置的状态下进行时，能够更高精度地进行。另一方面，刀径的粗调无需在将镗刀架装配到主轴装置的状态下进行。因此，关于该粗调，从刀库取出镗刀架后以不影响加工程序的处理的方式执行，从而能够进行所期望的刀径调整。

本发明的上述以及其它的特征和优点能够通过参照附图的以下对实施方式的说明变得明确，对于相同或相当的要素标注相同或相似的符号。

附图说明

图1为镗刀架的轴向的局部剖视图。

图2为粗调机构的轴向的放大剖视图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为示出调整微调机构后的状态的、镗刀架的轴向的局部剖视图。

图5为示出粗调机构的连结工序的图。

图6为示出粗调机构的松开工序的图。

图7为示出粗调机构的抵接工序的图。

图8为示出粗调机构的调整工序的图。

图9为示出粗调机构的夹紧工序的图。

图10为图9的B-B剖视图。

图11为从主轴的轴向看到的机床的主视图。

图12为从图11的上方看到的机床的俯视图。

图13为输送装置和刀径调整装置的局部的放大俯视图。

图14为从图13的C方向看到的输送装置和刀径调整装置的图。

图15为从图14的D方向看到的刀径调整装置的图。

图16为从图14的E方向看到的输送装置的图。

图17为示出主程序处理的流程图。

图18为示出子程序的处理的流程图。

图19为示出作业布置处理的流程图。

图20为示出刀具取出处理的流程图。

图21为示出刀具放回处理的流程图。

图22为示出输送控制装置的处理和由刀径调整装置进行的刀径调整的处理的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。

(镗刀架的构成)

参照图1～图3对镗刀架1的构成进行说明。如图1所示，镗刀架1为被保持于能绕着轴线旋转的主轴2而在工件上加工孔等的刀具，可调整刀径。这里，在各图中，将镗刀架1中的主轴2侧称作基端侧，将镗刀架1中的设置刃具70的一侧称作前端侧。

镗刀架1具备被保持部10、微调机构20、粗调机构50和刃具70。被保持部10具备锥柄部11和拉钉(pullstud)12，该锥柄部11形成为朝向基端侧变细那样的锥状，该拉钉12设置在锥柄部11的最靠基端侧。锥柄部11插入于主轴2的锥孔，拉钉12由主轴2的夹头(collet)(未图示)把持。由此，被保持部10被保持于主轴2。此外，在锥柄部11的中心形成有沿着轴线方向的空气流路13。从主轴2侧向该空气流路13供给空气。从主轴2侧供给的空气的压力由主控制装置(未图示)控制。

微调机构20是安装于被保持部10的前端侧，且能够对刃具70距离轴线的位置、即刀径进行微调的装置。该微调机构20具备基端主体部21和弹性变形部41。

基端主体部21与被保持部10的前端侧一体地结合，并且在内部形成有空气压油压转换部22。空气压油压转换部22以下述方式构成。形成有与被保持部10的空气流路13的前端侧连通的第一缸23。第一活塞24以借助滑动密封件25沿轴线方向(图1的上下方向)能往返滑动的方式被容置在该第一缸23内。此外，在第一活塞24的前端侧经由连结杆26连结有第二活塞27。该第二活塞27以借助滑动密封件29沿轴线方向能往返滑动的方式被容置在与第一缸23的前端侧连通的小径的第二缸28内。

第二活塞27的前端侧形成有填充工作油的工作油空间30，通过空气压力经过被保持部10的空气流路13并作用于第一活塞24，从而第一活塞24向前端侧移动，与此同时第二活塞27向前端侧移动，由此工作油空间30内的油压增加。这样，空气压油压转换部22将从被保持部10的空气流路13供给的空气压力转换成油压的同时进行增压。在工作油空间30的前端侧，与该工作油空间30的前端侧连通地形成连通路31。

弹性变形部41在基端主体部21的前端侧以下述方式构成。在弹性变形部41的内部设有动力单元41。动力单元42在凸块43与凹块44之间形成油压空间45，该油压空间45和基端主体部21的连通路31，通过在弹性变形部41的主体以及凹块44形成的油通路46而连通。而且，在弹性变形部41形成有S字状的狭缝47，当油压作用于油压空间45时，弹性变形部41中的前端侧的微动部48发生弹性变形，从而相对于弹性变形部41中的基端主体部21侧向图1的左方向移动。

粗调机构50是安装于微调机构20的前端侧，且能够对刃具70距离轴线的位置、即刀径进行粗调的装置。该粗调机构50对刀径的最大调整量大于微调机构20对刀径的最大调整量。该粗调机构50具备粗调外壳51、粗调移动体52、平衡锤(counterweight)53、小齿轮轴54、流体接受口55、空气压油压转换部56、夹紧部57和作用力产生部58。

粗调外壳51安装于微调机构20的弹性变形部41的微动部48。即，在弹性变形部41的微动部48已向径向移动的情况下，粗调外壳51随着微动部48的移动而向径向移动。

粗调移动体52主要形成为圆柱状。其中，粗调移动体52并不局限于圆柱状，例如可以形成为方柱状。在该粗调移动体52的前端侧(镗刀架1的径向外侧)设有刃具70。在粗调移动体52的外周面，沿圆柱的中心轴向并排设有多个(4个)向与圆柱的中心轴向正交的方向延伸的槽52a。例如，在图1中示出了形成有4个槽52a的图。该槽52a不必形成于周向的整个范围，仅在规定的相位范围形成即可。这样形成的粗调移动体52能往返滑动地嵌插于在粗调外壳51的前端侧且朝向径向贯通形成的圆形孔51a中的一开口侧(图1的右侧)。该粗调移动体52相对于粗调外壳51的径向的移动量(粗调量)，大于微调机构20的弹性变形部41中的微动部48的微调量。

而且，粗调移动体52的外周面的槽52a以朝向图1的上侧(镗刀架1的基端侧)的方式配置，并且对粗调移动体52以不绕着其圆柱轴旋转的方式进行止转。进而，在粗调移动体52的圆柱状的基端部，以沿着圆柱轴向进一步延长的方式一体地形成有移动体侧齿条部52b。该移动体侧齿条部52b构成齿条齿轮机构的一部分，与后述的小齿轮轴54啮合。即，当小齿轮轴54旋转时，粗调移动体52沿图1的左右方向移动。

而且，在粗调移动体52的前端侧，设有朝向基端侧突出的基准部52c。该基准部52c中的镗刀架1的径向外侧面形成为以镗刀架1的径向为法线方向的平面状。于是，基准部52c总是位于向粗调外壳51的外部露出的位置。该基准部52c在进行粗调时使用，为用于与在后述的粗调单元80设置的位置调整用基准部件83抵接的部件。

平衡锤53用于吸收因粗调移动体52的偏心运动而产生的不均匀载荷。即，平衡锤53的形状、位置被设定成具有与基于粗调移动体52和刃具70的惯性力矩等价的惯性力矩。在本实施方式中，平衡锤53整体上形成为大致圆柱状，具有与粗调移动体52的重量大致相同程度的重量。

这里，该平衡锤53具有能够对惯性力矩进行调整的机构。具体地说，平衡锤53具备锤主体53a和调整用锤53b。调整用锤53b例如通过螺钉等被设为能够相对于锤主体53a沿平衡锤53的滑动方向相对移动。即，通过调整调整用锤53b相对于锤主体53a的位置，例如在粗调移动体52和刃具70的惯性力矩因刃具70的更换等而变化的情况下，能够使平衡锤53整体具有与粗调移动体52和刃具70的惯性力矩等价的惯性力矩。此外，平衡锤53不局限于圆柱状，例如可以形成为方柱状。

该平衡锤53可往返滑动地嵌插于在粗调外壳51的前端侧贯通形成的圆形孔51a的另一开口侧(图1的左侧)。另外，平衡锤53以不绕着其圆柱轴旋转的方式相对于粗调外壳被止转。在平衡锤53的圆柱状的基端部，以沿着圆柱轴向进一步延长的方式一体地形成有锤侧齿条部53c。该锤侧齿条部53c构成齿条齿轮机构的一部分，与后述的小齿轮轴54啮合。即，当小齿轮轴54旋转时，平衡锤53沿图1的左右方向移动。

小齿轮轴54能绕着粗调外壳51的旋转轴线旋转地被支承在贯通形成于粗调外壳51前端侧的圆形孔51a的大致中央。于是，小齿轮轴54与移动体侧齿条部52b和锤侧齿条部53c啮合。于是，在图3中，当小齿轮轴54左旋时，移动体侧齿条部52b向图3的右侧、即粗调移动体52向径向外侧移动，并且锤侧齿条部53c向图3的左侧、即平衡锤53向与粗调移动体52的移动方向相反的径向外侧移动。另一方面，当小齿轮轴54右旋时，移动体侧齿条部52c向图3的左侧、即粗调移动体52向径向内侧移动，并且锤侧齿条部53c向图3的右侧、即平衡锤53向与粗调移动体52的移动方向相反的径向内侧移动。即，当小齿轮轴54旋转时，粗调移动体52和平衡锤53同步且两者向反方向连动。

流体接受口55设于粗调外壳51的基端侧的外周面。该流体接受口55与外部的粗调单元80连结，被供给从粗调单元80供给的空气。而且，流体接受口55具有第一口和第二口。第一口为向后述的空气滞留空间51b侧供给空气的口，第二口为向后述的空气压油压转换部56侧供给空气的口。

这里，在粗调外壳51，且在粗调移动体52的基端(镗刀架1的径向内侧的端部)与平衡锤53的基端(镗刀架1的径向内侧的端部)之间形成有空气滞留空间51b。在该空气滞留空间51b与流体接受口55的第一口之间形成有将两者连通的空气流路51c。即，通过从粗调单元80供给到空气滞留空间51b的空气压力，使粗调移动体52和平衡锤53进行动作。具体地说，当从粗调单元80供给空气压力而空气滞留空间51b的空气压升高时，粗调移动体52向径向外侧、即向刃具70的位置远离旋转轴线的方向滑动。平衡锤53与粗调移动体52的动作同时且与粗调移动体52的动作连动地向径向外侧滑动。此外，被供给到空气滞留空间51b的空气，从在粗调外壳51的圆形孔51a与粗调移动体52之间形成的微小间隙、以及在该圆形孔51a与平衡锤53之间形成的微小间隙被排出到外部。

空气压油压转换部56形成于粗调外壳51的内部，将从后述的粗调单元80经由流体接受口55的第二口供给的空气压力转换成油压。该空气压油压转换部56具备在粗调外壳51的内部朝向径向形成的带阶梯缸56a、和沿径向能往返滑动地容置在该带阶梯缸56a内的活塞56b。活塞56b具有大径圆盘部和小径杆部。从流体接受口55向带阶梯缸56a中的、比活塞56b的大径圆盘部靠图2的右侧的空间供给空气压力。此外，带阶梯缸56a中的活塞56b的小径杆部所处的图2的左侧空间，形成工作油空间。即，通过经由流体接受口55的第二口供给的空气压力作用于活塞56b的大径圆盘部，从而活塞56b向图2的左侧移动，与此同时工作油空间内的油压增大。这样，空气压油压转换部56在将空气压力转换成油压的同时进行增压。

夹紧部57由L字型的杆形成，被支承于粗调外壳51内。该夹紧部57对粗调移动体52的外周面进行推压，从而夹紧粗调移动体52相对于粗调外壳51的位置。另一方面，夹紧部57通过解除对粗调移动体52的外周面的推压，从而松开粗调移动体52相对于粗调外壳51的位置。即，夹紧部57具有对粗调移动体52的夹紧和松开进行切换的切换杆的作用。其中，夹紧部57只是进行对粗调移动体52的夹紧和松开的切换，而不进行粗调移动体52的滑动动作。即，由夹紧部57进行的对夹紧/松开的切换动作，与粗调移动体52的滑动动作独立地进行。

该夹紧部57具备支承部57a和爪57b(推压部)，该支承部57a位于大致L字型的一端侧，并且能大致旋转地被支承在形成于粗调外壳51的旋转支承部51b，该爪57b位于L字型的另一端侧，并且推压粗调移动体52的外周面而与多个槽52a的任意一个卡合。即，夹紧部57通过以支承部57a为中心摆动，来对爪57b与粗调移动体52的槽52a卡合的状态(夹紧状态)、爪57b与粗调移动体52的槽52a不卡合的状态(松开状态)进行切换。利用配置在粗调外壳51的第一弹簧60，对该夹紧部57向爪57b成为与粗调移动体52的槽52a不卡合的状态的方向进行施力。

而且，在夹紧部57的基端侧(作用力产生部58侧)形成有具有倾斜面的卡合突起部57c。该卡合突起部57c形成为，在图2的状态下右侧的突起量比左侧的突起量小。

作用力产生部58使夹紧部57产生朝向夹紧部57夹紧粗调移动体52的方向(推压的方向)的作用力。该作用力产生部58具备第二弹簧58a和施力部件58b。第二弹簧58a被支承在圆形孔51e的一端，该圆形孔51e在粗调外壳51中的镗刀架1的旋转轴向的大致中央附近朝向径向形成。

施力部件58b与该第二弹簧58a的另一端抵接。施力部件58b大致呈带底筒状，第二弹簧58a抵接于其筒底面施力并施力。另一方面，在施力部件58b中的与第二弹簧58a相反的一侧形成有工作油空间51f。该工作油空间51f容置从空气压油压转换部56的工作油空间(带阶梯缸56a的比活塞56b的小径杆部靠图2左侧的空间)经由连通路51g供给的工作油。即，施力部件58b以第二弹簧58a的作用力和工作油的压力相互对抗的方式承受力，根据两者的力来确定滑动方向。

在该施力部件58的外周面，还形成有朝向图2的左侧缩径的锥部58c。该锥部58c不必在施力部件58b的周向上形成于整个范围，仅在规定的相位范围形成即可。夹紧部57的卡合突起部57c的倾斜面总是抵接于该锥部58c。即，锥部58c和夹紧部57的卡合突起部57c楔形卡合。于是，夹紧部57的卡合突起部57c的倾斜面所抵接的位置根据施力部件58b的滑动位置的不同而不同。即，根据施力部件58b的滑动位置，来调整夹紧部57对粗调移动体52夹紧的方向的作用力。

(由微调机构进行的刀径的微调方法)

接下来，参照图1和图4对由微调机构进行的刀径的微调方法进行说明。从主轴2侧供给已控制的规定的压力的空气。这样一来，由于该空气压力，空气压油压转换部22的第一活塞24朝向镗刀架1的前端侧滑动。随着第一活塞24的移动，第二活塞27也朝向镗刀架1的前端侧滑动。由于该第二活塞27的移动，填充在工作油空间30中的工作油的压力升高。由于工作油的压力升高，经由连通路31和油通路46，弹性变形部41的油压空间45的油压升高。结果，弹性变形部41中的前端侧的微动部48如图4所示向左侧移动。

由于弹性变形部41的微动部48像这样相对于基端主体部21沿径向微动，从而安装于弹性变形部41的微动部48侧的粗调机构50整体相对于基端主体部21沿径向微动。即，安装于粗调移动体52的刃具70相对于旋转轴线的位置、即刀径，通过微调机构20的动作而被微调。

在改变微调量的情况下，通过调整从主轴2侧供给的空气的压力来进行。这里，微调机构20利用空气压油压转换部22来增大从主轴2侧供给的空气压力。因此，利用小的空气压力能够使弹性变形部41弹性变形。此外，在使微调量返回为0的情况下，使从主轴2侧供给的空气压力为0即可。由该微调机构20进行的微调，通过弹性变形部41的弹性变形来进行，因此，该微调量并不是很大。反过来说，微调机构20能够高精度地进行非常微小的调整。

(由粗调机构进行的刀径的粗调方法)

接下来，参照图5和图10对由粗调机构50进行的动作进行说明。在粗调机构50动作时，使用粗调单元80，因此，首先对粗调单元80进行说明。

粗调单元80如图5所示具备流体供给装置81、流体供给滑动口82和位置调整用基准部件83。流体供给装置81为能够供给空气并且能对所供给的空气压力进行控制的装置。这里，在本实施方式中，粗调单元80设于后述的刀径调整装置107。

流体供给滑动口82为能够与粗调机构50的流体接受口55连接、并向流体接受口55供给从流体供给装置81供给的空气的口。该流体供给滑动口82被设置成能够相对于流体供给装置81沿图5的左右方向滑动。而且，流体供给滑动口82具备与流体接受口55的第一口对应的第一连结口、以及与流体接受口55的第二口对应的第二连结口。于是，流体供给装置81能够进行从流体供给滑动口82的第一连结口供给空气压力、或是从第二连结口供给空气压力的切换。位置调整用基准部件83固定于流体供给装置81，并且设置为能够与设于粗调移动体52的基准部52c抵接。

接下来，对由粗调机构50进行的刀径的调整方法进行说明。首先，如图5所示，使镗刀架1和粗调单元80相对地移动，从将粗调单元80的流体供给滑动口82与粗调机构50的流体接受口55连结(连结工序)。具体地说，将流体供给滑动口82的第一连结口连结于流体接受口55的第一口，将流体供给滑动口82的第二连结口连结于流体接受口55的第二口。这时，粗调单元80的流体供给滑动口82成为滑动到图5的最左侧的状态。进而，在该状态下，粗调移动体52的基准部52c位于与粗调单元80的位置调整用基准部件83对置的位置。

接着，如图6所示，流体供给装置81经由流体供给滑动口82的第二连结口和流体接受口55的第二口，向空气压油压转换部56的带阶梯缸56a中的活塞56b的大径圆盘部的右侧空间供给空气压。这样一来，空气压油压转换部56的活塞56b向图6的左侧移动，带阶梯缸56a内的比活塞56b的小径杆部靠图6的左侧的左侧空间以及工作油空间51f的油压升高。由于该工作油的压力升高，施力部件58b克服第二弹簧58a的作用力而向图6的右侧滑动。这样一来，在施力部件58b的外周面形成的锥部58c的位置向图6的右侧滑动。与此同时，夹紧部57的卡合突起部57c与锥部58c之间的可接触的位置向图6的上方移动。因此，由于第一弹簧60的作用力，夹紧部57以支承部57a为中心向图6的逆时针方向摆动，爪57b从粗调移动体52的槽52a脱离卡合。即，粗调移动体52相对于粗调外壳51松开(松开工序)。然后，流体供给装置81将向流体供给滑动口82的第二连结口侧供给的空气压力维持在恒定的状态。

接着，如图7所示，流体供给装置81经由流体供给滑动口82的第一连结口以及流体接受口55的第一口，向空气流路51c供给空气压。这样一来，空气滞留空间51b的空气压力升高，产生使空气滞留空间51b的体积扩大的力。即，由于空气滞留空间51b的空气压力升高，粗调移动体52和平衡锤53向分离的方向、即径向外侧滑动。这时，粗调移动体52、平衡锤53和小齿轮轴54构成齿条齿轮机构。因此，粗调移动体52向径向外侧的滑动动作和平衡锤向径向外侧的滑动动作同步并且连动。进而，粗调移动体52的滑动量和平衡锤53的滑动量相同。

这样，随着粗调移动体52向径向外侧滑动，粗调移动体52的基准部52c与粗调单元80的位置调整用基准部件83抵接(抵接工序)。这时，刃具70的位置移动至远离镗刀架的旋转轴线的方向的规定位置(例如，最远位置)。即，在流体供给滑动口82相对于流体供给装置81位于图7的最左侧的状态、流体供给滑动口82与流体接受口55连结的状态、且粗调移动体52的基准部52c与位置调整用基准部件83抵接的状态下，刃具70相对于旋转轴线的位置、即刀径是已知的。将该状态设为基准状态。

接着，如图8所示，从基准状态开始，向使镗刀架1与位置调整用基准部件83之间的相对位置接近的方向变更。这里，基准状态下的刀径是已知的，所以目标刀径能够把握。因此，使镗刀架1朝向靠近位置调整用基准部件83的方向相对地移动与目标刀径与基准状态下的刀径之差对应的量。这样，对刃具70相对于旋转轴线的位置、即刀径进行粗调(调整工序)。

在该调整工序中，对刃具70相对于旋转轴线的位置进行调整时，为了使粗调移动体52相对于粗调外壳51朝向刃具70的位置远离旋转轴线的方向滑动而供给的空气，从在粗调移动体52以及平衡锤51与形成于粗调外壳51的圆形孔51a之间的微小间隙被排出到外部。

接着，如图9和图10所示，流体供给装置81使经由流体供给滑动口82的第二连结口和流体接受口55的第二口供给的空气压力降低。这样一来，空气压油压转换部56的活塞56b向图9的右侧移动，带阶梯缸56a内的比活塞56b的小径杆部靠图9的左侧的左侧空间和工作油空间51f的油压降低。由于该工作油的压力的降低，施力部件58b因第二弹簧58a的作用力而向图9的左侧滑动。这样一来，在施力部件58b的外周面形成的锥部58c的位置向图9的左侧滑动。与此同时，夹紧部57的卡合突起部57c与锥部58c的可接触的位置向图9的下方移动。因此，夹紧部57克服第一弹簧60的作用力，以支承部57a为中心向图9的顺时针方向摆动，爪57b推压粗调移动体52的外周面。这时，爪57b一边推压粗调移动体的槽52a一边卡合。即，粗调移动体52相对于粗调外壳51被夹紧(夹紧工序)。

(机床的构成)

接下来，参照图11对作为搭载有上述的镗刀架1和粗调单元80的机床的例子的加工中心100进行说明。其中，本实施方式中说明的加工中心100为一个例子，本发明也能适用于其他的卧式加工中心、立式加工中心。

如图11所示，针对加工中心100例示了卧式加工中心。加工中心100构成为具备机座101、主轴装置102、柱103、工作台104、刀库105、刀具更换装置106、主控制装置(未图示)、刀径调整装置107、输送装置108和输送控制装置109。

主轴装置102具备如上述那样能装配刀具的主轴2。该主轴装置102被设置成能够相对于固定在机座101的柱103沿X轴方向和Y轴方向移动。工作台104搭载工件，被配置在机座101上，并且被设置成能够相对于机座101沿Z轴方向移动。

刀库105容置多个刀具。在刀库105所容置的刀具中，包括上述的能调整刀径的多种镗刀架1、以及不能调整刀径的刀具(例如，立铣刀等)。此外，刀库105将后述的利用刀具更换装置106进行刀具更换的刀具更换分度位置P1、和为了进行刀径调整而进行与输送装置108的交接的刀径调整分度位置P2分别设定为不同的位置。如图12所示，刀具更换分度位置P1位于刀库105中的机床的前侧，刀径调整分度位置P2位于刀库105中的机床的后侧。于是，刀库105的凹腔(pocket)能够分度到刀具更换分度位置P1和刀径调整分度位置P2的各位置。

刀具更换装置106为对刀库105中的位于刀具更换分度位置P1的刀具与装配在主轴装置102的刀具进行更换的装置。因此，刀具更换装置106设于主轴装置102与刀库105之间。在本实施方式中，对于被刀具更换装置106更换的下一刀具而言，使被保管在刀库105中的刀具旋转90°之后移动到下一个刀具更换位置。

刀径调整装置107具备上述的粗调单元80，进行镗刀架1的粗调。刀径调整装置107对从刀库105取出的镗刀架1的刀径进行粗调，并且能够与用于进行主轴装置102的动作和刀具更换装置106的动作的加工程序的执行，并行地进行镗刀架1的刀径的粗调动作。关于刀径调整装置107的详细构成将在后面进行说明。

输送装置108将刀库中的位于刀径调整分度位置P2的镗刀架1从刀库105取出后向刀径调整装置107输送，并且使由刀径调整装置107调整刀径后的镗刀架1从刀径调整装置107返回刀库105。输送控制装置109一体地设于输送装置108。关于输送装置108的详细构成以及由输送控制装置109进行的处理将在后面进行说明。

(刀径调整装置的详细构成和动作)

接下来，参照图13～图15对刀径调整装置107的详细构成进行说明。刀径调整装置107构成为具备基座210、刀具旋转支承装置220、刀具旋转用电机230、参照图5～图9说明的粗调单元80、刀径测量装置240、水平滑动装置250、高度调整装置260。

如图14和图15所示，基座210被固定在地面上，并且配置在刀库105中的机床的后侧。刀具旋转支承装置220如图15所示固定于基座210。在该刀具旋转支承装置220的上表面，形成有供镗刀架1的锥柄部11插入而能够将该锥柄部11定位的锥孔。进而，刀具旋转支承装置220被支承为能够相对于基座210旋转。该刀具旋转支承装置220的旋转轴被设置在与地面垂直的方向(铅垂方向)。即，如图15所示，在刀具旋转支承装置220上从上方朝下方配置镗刀架1。刀具旋转用电机230设于刀具旋转支承装置220的下方，驱动刀具旋转支承装置220而使该刀具旋转支承装置220绕着铅垂轴旋转。

如图13和图15所示，粗调单元80配置在基座210的上表面，并且以相对于刀具旋转支承装置220的上表面在水平方向(Z轴方向)上对置的方式配置。粗调单元80的详细构成如上所述，因此这里省略说明。刀径测量装置240为对配置在刀具旋转支承装置220的镗刀架1的刀径进行测量的装置。该刀径测量装置240与粗调单元80一体地设置，并且设于粗调单元80的稍上方。

如图15所示，水平滑动装置250设于基座210的上表面，并且使粗调单元80和刀径测量装置240能够相对于基座210沿着图15的左右方向(Z轴方向)滑动。该滑动驱动由电机进行。高度调整装置260如图15所示设于水平滑动装置250，并且能够调整粗调单元80和刀径测量装置240的铅垂方向的高度。即，由于刀具轴向长度因镗刀架1的种类的不同而不同，因此高度调整装置260是为了能适用于多种镗刀架1而具备的构成。

对刀径调整装置107的动作进行说明。如图15所示，用刀具旋转支承装置220支承由输送装置108输送过来的镗刀架1。接着，驱动刀具旋转用电机230，旋转镗刀架1而使镗刀架1的刃具70朝向粗调单元80。接着，驱动水平滑动装置250，使粗调单元80与镗刀架1抵接，以进行刀径的粗调。接着，利用刀径测量装置240测量镗刀架1的刀径。

这里，在镗刀架1配置在刀径调整装置107的状态下，使镗刀架1的刀径轴向成为铅垂方向。由此，在操作者想要向刀库105放入新的镗刀架1的情况下，能够通过将镗刀架1配置于刀径调整装置107并使输送装置108动作，从而将新的镗刀架1放入刀库105。尤其是，有的能调整刀径的镗刀架1的重量大。因此，为了将大重量的镗刀架1直接配置于刀库105而使刀具轴向为水平方向地进行输送、装配这不是很容易。与此相对，即使是大重量的镗刀架1，使刀具轴向为铅垂方向地进行输送、装配这是比较容易的。即，在向刀库105想要放入大重量的镗刀架1的情况下，经由刀径调整装置107将该镗刀架1放入刀库105，从而变得容易。

(输送装置的详细构成和动作)

接下来，参照图13、图14和图16对输送装置108的详细构成进行说明。输送装置108构成为具备基座310、旋转工作台320、工作台旋转用电机330、工作台升降缸340、托架把持臂350、臂直动用兼刀具轴向转换用致动器360、托架抽出插入用直动缸370。

基座310如图14和图16所示固定在地面上，且配置在刀库105与刀径调整装置107之间。旋转工作台320能够相对于基座310绕着铅垂方向(Y轴方向)旋转，并且被支承为能够相对于基座310沿铅垂方向升降。工作台旋转用电机330驱动旋转工作台320而使该旋转工作台320相对于基座310绕着铅垂轴旋转。工作台升降缸340驱动旋转工作台320而使该旋转工作台320相对于基座310沿铅垂方向升降。

托架把持臂350被支承在旋转工作台320上，能够把持镗刀架1。该托架把持臂350在图13的状态下能够相对于旋转工作台320沿Z轴方向移动，并且能绕着Z轴旋转，而且能沿X轴方向移动。即，托架把持臂350能够相对于基座310沿Y轴方向(铅垂方向)移动、能绕着Y轴(铅垂轴)旋转、在图13的状态下能沿Z轴方向移动，能绕着Z轴旋转，能沿X轴方向移动。

臂直动用兼刀具轴向转换用致动器360设于旋转工作台320上，在图13的状态下相对于旋转工作台320沿Z轴方向驱动托架把持臂350，并且驱动托架把持臂350而使其绕着Z轴旋转。即，通过臂直动用兼刀具轴向转换用致动器360在图13的状态下向Z轴方向移动，从而利用托架把持臂350把持被定位在刀库105的刀径调整分度位置P2(如图12所示)的镗刀架1，并且进行与此相反的动作。进而，如图15所示，臂直动用兼刀具轴向转换用致动器360绕着Z轴旋转，从而将所把持的镗刀架1的刀具轴向在水平方向和铅垂方向之间进行转换。

托架抽出插入用直动缸370设于旋转工作台320上，在图13的状态下相对于旋转工作台320沿X轴方向驱动托架把持臂350。即，在图13中，托架抽出插入用直动缸370利用托架把持臂350抽出被定位在刀库105的刀径调整分度位置P2(如图12所示)的镗刀架1，并且进行与此相反的动作。

对输送装置108的动作进行说明。如图13的“No.1”的箭头所示，在图13的状态下，利用臂直动用兼刀具轴向转换用致动器360使托架把持臂350沿Z轴方向移动。通过该动作，托架把持臂350把持被容置在刀库105的刀径调整分度位置P2的镗刀架1。接着，如图13的“No.2”的箭头所示，利用托架抽出插入用直动缸370使托架把持臂350沿X轴方向移动。通过该动作，托架把持臂350从刀库105的刀径调整分度位置P2抽出镗刀架1。

然后，如图13的“No.3”的箭头所示，在图13的状态下，利用工作台旋转用电机330使旋转工作台320旋转90°。通过该动作，被托架把持臂350把持的镗刀架1移动到刀径调整装置107的刀具旋转支承装置220的上方。但是，在该时刻，镗刀架1的刀具轴向还保持为水平方向。

接着，如图15的“No.4”的箭头所示，利用臂直动用兼刀具轴向转换用致动器360使托架把持臂350旋转90°。通过该动作，被托架把持臂350把持的镗刀架1的刀具轴向成为铅垂方向，并且成为与刀径调整装置107的刀具旋转支承装置220的中心轴在同轴上一致的状态。

接着，如图15的“No.5”的箭头所示，利用工作台升降缸340使旋转工作台320下降。通过该动作，被托架把持臂350把持的镗刀架1被刀径调整装置107的刀具旋转支承装置220支承。在从刀径调整装置107向刀库105的空凹腔输送镗刀架1的情况下，按照与上述动作相反的顺序进行。

(机床的处理)

接下来，参照图17～图22对具备刀径调整装置107的机床的处理进行说明。这里，图17～图22所示的程序在机床的主控制装置中执行，图22所示的程序在输送控制装置109和刀径调整装置中执行。

如图17所示，在机床的主控制装置中，判定是否是开始执行加工程序的初期(称作“加工开始”)、或者是否是加工程序为等待刀具准备的待机中(称作“加工程序待机中”)(步骤S1)。在不是上述任一情形的情况下，由于是加工程序的中途阶段、不是加工程序待机中，因而判定加工程序是否已结束(步骤S6)。如果加工程序未结束，则返回步骤S1，如果加工程序已结束，则结束主程序。

另一方面，在步骤S1中，在加工开始或加工程序待机中的任一情形的情况下，从加工程序的当前时刻读取最初的刀具信息(步骤S2)。接着，针对所读取的刀具执行作业布置程序(步骤S3)。关于作业布置程序的详细内容将在后面进行说明，但作业布置程序为针对需要进行刀径粗调的刀具，作为利用刀径调整装置进行刀径调整的作业而存储的处理。接着，当对最初的刀具结束作业布置程序的执行时，读取加工程序的下一个刀具信息(步骤S4)。接着，针对已读取的刀具执行作业布置程序(步骤S5)。当对下一个刀具结束作业布置程序的执行时，判定加工程序是否已结束(步骤S6)，如果未结束则返回步骤S1，如果已结束则结束主程序。

参照图18对机床的主控制装置进行的子程序的处理进行说明。子程序的处理与主程序的处理并行地进行。首先，判定加工程序是否正在执行(步骤S11)。在正在执行的情况下，读取已由作业布置程序执行的刀具的下一个加工程序的刀具(步骤S12)。接着，对所读取的刀具执行作业布置程序(步骤S13)。

参照图19对由机床的主控制装置进行的作业布置程序的处理进行说明。对执行作业布置程序的对象的刀具，判定指令刀径与作为当前该道具的ID信息而存储的刀径(当前刀径)是否一致(步骤S21)。在一致的情况下结束作业布置处理。

另一方面，在不一致的情况下，判定指令刀径与当前刀径的径差是否在能够由微调机构20进行的微调的最大范围内(步骤S22)。如果径差在微调最大范围内，则结束作业布置程序。即，在指令刀径与当前刀径一致的情况下、或者如果指令刀径与当前刀径的径差在微调最大范围内，则无需利用刀径调整装置107进行刀径的粗调，不布置刀径粗调作业。然后，在步骤S22中，在径差不在微调最大范围内的情况下，布置刀径粗调作业，结束作业布置程序。

参照图20对由机床的主控制装置进行的刀具取出程序的处理进行说明。刀具取出程序为利用输送装置108将刀径粗调的对象的镗刀架1移动至刀径调整装置107的处理。具体地说，判定是否有由作业布置程序布置的刀径粗调作业(步骤S31)。如果没有作业，则该处理被返回。另一方面，如果有作业，则判定刀具更换装置106是否正在进行刀库105的控制(步骤S32)。所谓正在进行控制的情况，包括正在由刀具更换装置106更换当前刀具的状态、调出要更换的下一个刀具而使刀库105动作的状态。在正在利用刀具更换装置106进行控制的情况下，使处理返回。

另一方面，在不是正在利用刀具更换装置106进行控制的情况下，判定到利用刀具更换装置106开始执行刀具更换为止的时间是否在预先设定的时间以上(步骤S33)。在不在预先设定的时间以上的情况下，使处理返回。另一方面，在到执行刀具更换为止的时间在设定时间以上的情况下，判定是否能够由刀径调整装置107执行刀径粗调(步骤S34)。即，判定当前刀径调整装置107是否正在进行另一镗刀架1的刀径的粗调。然后，如果不能利用刀径调整装置107进行刀径粗调，则使处理返回。

另一方面，在能够利用刀径调整装置107进行刀径粗调的情况下，进入下一步骤。即，如果不是正在利用刀具更换装置106控制刀库105、到开始执行刀具更换为止的时间在设定时间以上、能够利用刀径调整装置107进行刀径粗调，则使刀库105中的符合的镗刀架1的凹腔向刀径调整分度位置P2的移动开始(步骤S35)。刀库105的符合的镗刀架1的凹腔向刀径调整分度位置P2的移动，以不对加工程序产生实质性影响的方式进行。

接着，判定是否已经完成使刀库105中的符合的镗刀架1的凹腔向刀径调整分度位置P2的移动(步骤S36)，判定至完成移动为止。接着，针对输送控制装置109和刀径调整装置107，输出从刀库105的刀径调整分度位置P2取出镗刀架1的请求(步骤S37)。然后，判定由输送装置108从刀库105对镗刀架1的取出是否已完成(步骤S38)，若取出完成则使处理返回。

参照图21对由机床的主控制装置进行的刀具放回程序的处理进行说明。刀具放回程序为利用输送装置108，将由刀径调整装置107进行刀径的粗调之后的镗刀架1放回刀库105的处理。具体地说，判定是否由输送控制装置109发出使刀库105调出空凹腔的请求(步骤S41)。如果没有调出请求，则使处理返回。如果有调出请求，则判定是否正在利用刀具更换装置106进行刀库105的控制(步骤S42)。所谓正在进行控制的情况，包括正在由刀具更换装置106更换当前刀具的状态、调出要更换的下一个刀具而使刀库105动作的状态。在正在利用刀具更换装置106进行控制的情况下，使处理返回。

另一方面，在不是正在利用刀具更换装置106进行控制的情况下，判定到由刀具更换装置106开始执行刀具更换为止的时间是否在预先设定的时间以上(步骤S43)。若不在预先设定的时间以上的情况下，使处理返回。另一方面，若到开始执行刀具更换为止的时间在设定时间以上的情况下，使刀库105的空凹腔向刀径调整分度位置P2移动开始(步骤S44)。即，刀库105的空凹腔向刀径调整分度位置P2的移动以不对加工程序产生实质影响的方式进行。

接着，判定是否已经完成使刀库105中的空凹腔向刀径调整分度位置P2的移动(步骤S45)，判定至完成移动为止。接着，若完成使空凹腔向刀径调整分度位置P2的移动，则向输送控制装置109和刀径调整装置107输出空凹腔移动完成信号(步骤S46)。然后，判定由输送装置108将刀径粗调好的镗刀架1向刀库105的放回是否已完成(步骤S47)。若放回完成，则更新该镗刀架1的刀具ID信息(步骤S48)。具体地说，存储当前的刀径，并且存储微调量。然后，使处理返回。

接下来，参照图22对输送控制装置109的处理和由刀径调整装置107进行的刀径粗调的处理进行说明。在刀具取出程序的步骤S37中，判定是否存在从刀库105的刀径调整分度位置P2取出镗刀架1的请求(步骤S51)。如果没有取出请求，则使处理返回。

如果有镗刀架1的取出请求，则执行从刀库105的刀径调整分度位置P2取出镗刀架1的动作(步骤S52)。即，由输送装置108按照图13～图16所示的“No.1”至“No.5”的升序进行动作。接着，利用刀径调整装置107进行镗刀架1的刀径的粗调动作(步骤S53)。接着，利用刀径测量装置240测量已经由刀径调整装置107完成刀径粗调的镗刀架1的刀径(步骤S54)。

接着，算出指令刀径与测量出的镗刀架1的刀径之间的差、即微调量(步骤S55)。接着，对机床的主控制装置输出向刀库105的刀径调整分度位置P2调出空凹腔的请求(步骤S56)。接着，判定刀库105的空凹腔向刀径调整分度位置P2的移动是否已完成(步骤S57)，判定至完成移动为止。该移动完成的判定，通过刀具放回程序的步骤S46的移动完成信号是否输出来进行。

在空凹腔已完成向刀径调整分度位置P2的移动的情况下，使由输送装置108将镗刀架1放回刀库105的刀径调整分度位置P2的动作开始(步骤S58)。即，由输送装置108按照如图13～图16所示的“No.5”至“No.1”的降序进行动作。接着，判定镗刀架1向刀库105的放回动作是否已完成(步骤S59)，判定至完成放回动作为止。然后，对机床的主控制装置输出放回完成信号(步骤S60)。

根据以上说明的机床，发挥以下效果。在刀库105中，将刀径调整分度位置P2设为与刀具更换分度位置P1不同的位置。并且，刀径调整装置107能够与用于进行主轴装置102的动作和刀具更换装置106的动作的加工程序的执行并行地进行镗刀架1的刀径的粗调。并且，输送控制装置109判定是否正在由刀具更换装置106执行刀具更换处理，在不是正在执行刀具更换处理的情况下，进行由输送装置108从刀库105取出镗刀架1的取出动作和将经过刀径调整后的镗刀架1放回刀库105的放回动作。由此，能够不对加工程序的处理产生影响地执行刀径调整装置107的动作、以及输送装置108的动作。因此，即使有时对镗刀架1的刀径进行调整也能抑制加工周期变长。

而且，在到开始执行刀具更换处理为止的时间为设定时间以上的情况下，进行基于输送装置108的动作。因此，能够抑制在利用输送装置108正在进行从刀库105取出镗刀架1的取出动作以及将刀径调整后的镗刀架1放回刀库105的放回动作的过程中，成为利用刀具更换装置106进行刀具更换的状态。即，能够使由输送装置108进行的动作不影响由刀具更换装置106进行的刀具更换动作地执行。结果，能够抑制对加工周期带来影响的刀具更换时间变长。

Claims (4)

1.一种具备刀径调整装置的机床，其中，具备：

主轴装置，该主轴装置能装配刀具；

刀库，该刀库能够容置多个包括能调整刀径的镗刀架在内的所述刀具，并且能分度至刀具更换分度位置、和与所述刀具更换分度位置不同的刀径调整分度位置；

刀具更换装置，该刀具更换装置将所述刀库中位于所述刀具更换分度位置的所述刀具与被装配在所述主轴装置的所述刀具进行更换；

刀径调整装置，该刀径调整装置对从所述刀库取出后的所述镗刀架的刀径进行调整，并且能够与用于进行所述主轴装置的动作和所述刀具更换装置的动作的加工程序的执行并行地进行所述镗刀架的刀径的调整动作；

输送装置，该输送装置从所述刀库取出位于所述刀径调整分度位置的所述镗刀架后向所述刀径调整装置输送，并且将经所述刀径调整装置调整刀径后的所述镗刀架从所述刀径调整装置放回所述刀库；以及

输送控制装置，该输送控制装置判定是否正在执行由所述刀具更换装置进行的刀具更换处理，在没有正在执行所述刀具更换处理的情况下，利用所述输送装置进行从所述刀库取出所述镗刀架的取出动作以及将经过刀径调整的所述镗刀架放回所述刀库的放回动作。

2.根据权利要求1所述的具备刀径调整装置的机床，其中，

所述输送控制装置判定到利用所述刀具更换装置开始执行所述刀具更换处理为止的时间是否在预先设定的时间以上，在开始执行所述刀具更换处理为止的时间为所述设定时间以上的情况下，利用所述输送装置进行从所述刀库取出所述镗刀架的取出动作以及将经过刀径调整的所述镗刀架放回所述刀库的放回动作。

3.根据权利要求1或2所述的具备刀径调整装置的机床，其中，

所述刀库以所容置的所述刀具的刀具轴向成为水平方向的方式容置所述刀具，

所述刀径调整装置以刀具轴向成为铅垂方向且刀具前端朝向上方的方式保持所述镗刀架，并且在保持成该朝向的状态下调整刀径，

所述输送装置在所述刀库与所述刀径调整装置之间输送所述镗刀架，在输送所述镗刀架时将所述镗刀架的刀具轴向从水平方向转换成铅垂方向、或者从铅垂方向转换成水平方向。

4.根据权利要求1所述的具备刀径调整装置的机床，其中，

所述镗刀架具备粗调机构和微调机构，其中，上述粗调机构调整刀径，上述微调机构具有比由所述粗调机构调整的调整精度高的调整精度，

在利用所述镗刀架的所述粗调机构对刀径进行粗调后，所述刀径调整装置测量粗调后的所述镗刀架的刀径来算出微调量，

所述微调机构在所述镗刀架被装配到所述主轴装置的状态下，根据由所述刀径调整装置算出的所述微调量，进行所述镗刀架的刀径的微调。