CN103203644A

CN103203644A - 复合加工机

Info

Publication number: CN103203644A
Application number: CN2012105921136A
Authority: CN
Inventors: 土屋昌史
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2032-12-31
Also published as: JP2013141727A; JP5764502B2; US9039587B2; DE102012223096A1; US20130178347A1; CN103203644B

Abstract

本发明提供复合加工机，无需停止机器就能够对装配于多个刀架的工具进行更换，而且还不会使机器大型化，并且也不会导致大幅度的高成本化。所述复合加工机具备：第一刀架（9），其具有工具用主轴（8）并能够向X轴、Y轴及Z轴方向滑动；第二刀架（10）；以及自动工具更换装置，其具有更换臂（11），在第一更换区域，利用自动工具更换装置将具有能够把持装配于第二刀架（10）的工具的夹持部（32a、32b）的更换用具（31）装配于第一刀架（9），并且，使该第一刀架（9）从第一更换区域移动到第二更换区域，在第二更换区域，通过使第一刀架（9）向各轴方向移动以及使工具用主轴（8）旋转，能够进行第二刀架（10）的工具的更换。

Description

复合加工机

技术领域

本发明涉及具备自动工具更换装置和多个刀架的复合加工机，所述自动工具更换装置用于更换装配于刀架的工具。

背景技术

以往，在一般的具备多个刀架的复合加工机中具备自动工具更换装置，所述自动工具更换装置具备收纳有各种工具的工具库、和能够以预定方向为轴旋转的更换臂，并且所述自动工具更换装置能够自动地对装配于刀架的工具和收纳于工具库内的工具进行更换。而且，在那样的复合加工机中最众所周知的复合加工机构成为：利用自动工具更换装置更换第一刀架的工具，另一方面，关于第二刀架，其形成为在多面体的周面安装有各种工具的转塔刀架，通过变更该转塔刀架的旋转姿势来变更加工所使用的工具。但是，在该结构中，在欲更换安装于第二刀架的工具的情况下，必须将机器一一停止，存在无法长时间连续运转的问题。

因此，鉴于上述问题，提出如专利文献1所记载的复合加工机。在专利文献1所记载的复合加工机中，将具备工具库及更换臂的自动工具更换装置设置为能够向预定方向移动，并且能够利用自动工具更换装置更换第一刀架及第二刀架这两个刀架的工具。

专利文献1：日本特开昭58-160038号公报

但是，在专利文献1所记载的复合加工机中，由于必须使自动工具更换装置能够移动，所以装置庞大并导致机器的高成本化。另外，还存在复合加工机整体的尺寸也大型化、必须确保宽广的空间作为设置空间等问题。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，其提供一种复合加工机，所述复合加工机无需停止机器就能够对装配于多个刀架的工具进行更换，而且还不会使机器大型化，并且也不会导致大幅度的高成本化。

为了达成上述目的，本发明的第一方面所述的复合加工机具备：第一刀架，其具有能够装卸工具的工具用主轴，并且能够向预定方向滑动；第二刀架，其能够与所述第一刀架单独地装卸工具；以及自动工具更换装置，其对处于第一更换区域的所述第一刀架的工具进行更换，所述复合加工机的特征在于，能够使所述第一刀架从所述第一更换区域滑动至对所述第二刀架的工具进行更换的第二更换区域，并且能够利用所述自动工具更换装置将具有至少一个夹持部的更换用具相对于所述工具用主轴装卸，所述夹持部能够把持装配于所述第二刀架的工具，在所述第二更换区域中，通过使在所述工具用主轴装配有所述更换用具的所述第一刀架滑动和/或使所述工具用主轴旋转，来对所述第二刀架的工具进行装卸以进行更换。

根据本发明，能够利用自动工具更换装置将具有至少一个夹持部的更换用具相对于工具用主轴装卸，所述夹持部能够把持装配于第二刀架的工具，在第二更换区域中，通过使在工具用主轴装配有更换用具的第一刀架滑动和/或使工具用主轴旋转，来对第二刀架的工具进行装卸以进行更换。因此，不停止复合加工机，且不移动自动工具更换装置，就能够自动地进行第二刀架的工具的更换，不仅能够实现机械的小型化还能够实现成本的降低。

附图说明

图1是从正面侧观察复合加工机的说明图。

图2是从右侧观察复合加工机的说明图。

图3是示出对第一刀架的工具进行更换的情况的说明图。

图4是示出对第二刀架的工具进行更换的情况的说明图。

图5是示出对第二刀架的工具进行更换的情况的说明图。

图6是示出在第二刀架的工具的更换中使用的更换用具的说明图。

标号说明

1：复合加工机；8：工具用主轴；9：第一刀架；10：第二刀架；11：更换臂；12：输送装置；31、41、51、61：更换用具；32a、32b、42a、42b、52a、52b、62a～62d：夹持部。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一个实施方式的复合加工机详细地进行说明。

首先，基于图1及图2，对复合加工机1进行整体的说明。图1是从正面侧观察复合加工机1的说明图。图2是从右侧观察复合加工机1的说明图。另外，X轴、Y轴及Z轴是彼此正交的3个轴，X轴方向是图1中的上下方向，Y轴方向是图1中的前后方向，Z轴方向是图1中的左右方向。

复合加工机1具备能够装配旋转用工具的第一刀架9、和能够装配其他类型的工具的第二刀架10这两个刀架9、10，第二刀架10能够与第一刀架单独地装卸工具，在作为基座的机座2上设有主轴座4，所述主轴座4具备以左右方向为轴旋转的主轴3。另外，在机座2的上表面的后部，沿Z轴方向配置有Z轴引导件21，并且在前部也沿Z轴方向配置有Z轴引导件22。

而且，在Ｚ轴引导件21上，以能够向Z轴方向移动的方式设置有滑鞍5，在所述滑鞍5上表面配置有沿Y轴方向的Y轴引导件23，在Y轴引导件23上，以能够向Y轴方向移动的方式设置有支柱6，在所述支柱6的前表面配置有沿X轴方向的X轴引导件24。并且，在支柱6的前表面，以能够沿着X轴引导件24向X轴方向移动的方式设置有支架7，在支架7的前表面，以能够以前后方向为轴（B轴）回转的方式设置有第一刀架9。因此，第一刀架9形成为，能够经由滑鞍5、支柱6及支架7向X轴、Y轴及Z轴方向移动（滑动）。另外，第一刀架9具备工具用主轴8，当第一刀架9绕B轴回转而分度至如图1所示的相对于水平方向成90度的回转姿势时，所述工具用主轴8以上下方向为轴旋转，并且第一刀架9能够装配在加工时旋转来使用的类型的工具T。

另一方面，在Z轴引导件22上，以能够向Z轴方向移动的方式设置有第二刀架10，所述第二刀架10能够装配与旋转用工具T不同的类型的工具S。并且，在第二刀架10的内部，具备能够在X轴方向对工具S的位置进行分度的分度机构（未图示），其结果是，可以认为第二刀架10能够向X轴方向及Z轴方向移动。而且，第二刀架10位于第一刀架9的下方。

而且，在第一刀架9、支架7及支柱6的左方设置有自动工具更换装置，所述自动工具更换装置具有能够以左右方向为轴回转的更换臂11、收纳各种工具的未图示的工具库、以及在更换臂11和工具库之间输送期望的工具的输送装置12，更换臂11位于主轴座4的上方。而且，更换臂11是从中心向相反的放射方向突出设置有一对臂部的众所周知的部件。

上述复合加工机1在未图示的NC装置（控制装置）的控制下，例如一边使第一刀架9向X轴、Y轴及Z轴方向移动并绕B轴回转，并且使第二刀架10向X轴及Z轴方向移动，一边对支承于主轴座4的工件（未图示）进行加工。而且，除第一刀架9及第二刀架10的上述动作之外，对主轴座4的旋转动作和装配于第一刀架9的工具T的旋转动作、以及后述的装配于各刀架9、10的工具的更换动作也利用NC装置进行控制。

这里，基于图3～图6对作为本发明的主要部分的第一刀架9及第二刀架10的工具更换的结构进行说明。图3是示出对第一刀架9的工具进行更换的情况的说明图。图4及图5是示出对第二刀架10的工具进行更换的情况的说明图。图6的（a）～（d）是示出在第二刀架10的工具的更换中使用的更换用具31、41、51、61的说明图。而且，在图4及图5中，为了方便，省略了更换臂11。

首先，在对第一刀架9的工具进行更换的情况下，在更换臂11的一个臂部预先把持想要新装配到工具用主轴8上的工具。然后，使第一刀架9绕B轴回转而分度至如图3所示的相对于水平方向成0度的回转姿势，并且，使第一刀架9向X轴、Y轴及Z轴方向移动而使工具用主轴8位于更换臂11的回转轨道上，然后，使更换臂11回转，将装配于第一刀架9的更换前的工具把持于更换臂11的另一个臂部。进而，再使第一刀架9向Z轴方向移动等来将更换前的工具从工具用主轴8拔出，之后，使更换臂11回转180度来使把持有新的工具的一个臂部位于第一刀架9的左方。然后，再次使第一刀架9向Z轴方向移动等来将新的工具装配到工具用主轴8，只需使更换臂11回转90度来避让，即完成了第一刀架9上的工具的更换。另外，将在该第一刀架9和自动工具更换装置之间更换工具的区域称为第一更换区域。

接着，在对第二刀架10的工具进行更换的情况下，在更换臂11的一个臂部预先把持如图6的（a）所示的更换用具31。这里，对更换用具31进行说明，更换用具31在沿图6中的前后方向延伸的轴部（未图示）的前端具有向相反的放射方向突出的一对夹持部（gripper）32a、32b。并且，在各夹持部32a、32b分别设有朝向以轴部为中心旋转时的旋转方向开口的爪，夹持部32a的爪和夹持部32b的爪为以轴部为中心的旋转对称形状。

而且，通过与上述第一刀架9上的工具的更换相同的动作，在第一更换区域将由更换臂11把持的更换用具31暂时装配到第一刀架9。然后，相对于装配于第一刀架9的更换用具31，利用输送装置12将新的工具把持于更换用具31的一个夹持部（例如夹持部32a）（图4）。然后，使装配有更换用具31的第一刀架9绕B轴回转而分度至相对于水平方向成90度的回转姿势。然后，使第一刀架9向X轴、Y轴及Z轴方向移动而使其向第二更换区域（对第二刀架10的工具进行更换的区域，即，通过首先使工具用主轴8旋转，从而夹持部32a、32b能够把持处于交接位置的第二刀架10的工具的位置）移动，另一方面，使第二刀架10向X轴及Z轴方向移动而向预定的交接区域移动。

然后，在第二更换区域使工具用主轴8旋转，将装配于第二刀架10的更换前的工具把持于未把持工具的另一个夹持部（这里是夹持部32b）。然后，使第一刀架9向X轴方向移动（上升）等来将更换前的工具从第二刀架10拔出，之后，使工具用主轴8旋转180度，再使第一刀架9向X轴方向移动（下降）等，从而将一个夹持部所把持的新的工具插入并装配到第二刀架10（图5）。进而，只需使工具用主轴8旋转90度而从第二刀架10避让，就完成了第二刀架10上的工具的更换。而且，完成第二刀架10上的工具的更换后，按照与上述相反的步骤利用输送装置12将在更换前装配于第二刀架10的工具从更换用具31取下，然后，再通过与上述第一刀架9上的工具的更换相同的动作，将更换用具31从第一刀架9的工具用主轴8取下，将期望的工具装配到工具用主轴8即可。

根据如上所述的复合加工机1，具备：第一刀架9，其具有工具用主轴8，并且能够向X轴、Y轴及Z轴方向滑动；第二刀架10；以及自动工具更换装置，其具有更换臂11，在第一更换区域，利用自动工具更换装置将具有能够把持装配于第二刀架10的工具的夹持部32a、32b的更换用具31装配于第一刀架9，并且，使该第一刀架9从第一更换区域向第二更换区域移动，并且在第二更换区域，通过使第一刀架9向各轴方向移动并使工具用主轴8旋转，能够进行第二刀架10的工具的更换。因此，不停止复合加工机1，且不移动自动工具更换装置，就能够自动地进行第二刀架10的工具的更换，不但能够实现机器的小型化，还能够实现成本的降低。

另外，更换用具31在沿前后方向延伸的轴部的前端具有向相反的放射方向突出的一对夹持部32a、32b，所述一对夹持部32a、32b具备向围绕轴部的旋转方向开口的爪，通过第一刀架9和第二刀架10的向各轴方向的移动、以及工具用主轴8的旋转，能够进行第二刀架10上的工具的更换。因此，不需要用于对第一刀架9和第二刀架10进行工具更换的专用的动作，因此，在既有的设备中也能够实现，通用性高。

而且，本发明的复合加工机不限于上述实施方式的形式，对于复合加工机的整体的结构、更换用具的结构和工具更换涉及的结构等，在不脱离本发明主旨的范围内，可以根据需要进行适宜变更。

例如，关于更换用具，也可采用如图6的（b）或图6的（c）所示的其他的更换用具41、51来代替上述实施方式的更换用具31。

更换用具41与更换用具31同样，在沿图6中的前后方向延伸的轴部（未图示）的前端具有向相反的放射方向突出的一对夹持部42a、42b。而且，在各夹持部42a、42b设有向与轴部的方向和夹持部42a、42b的突出方向正交的方向（图6的（b）中为上方）开口的爪。因此，在利用更换用具41进行第二刀架10的工具更换时，夹持部不是利用工具用主轴8的旋转对第二刀架10的工具进行把持/解除，而是利用第一刀架9向爪的开口方向的移动使得夹持部42a、42b对第二刀架10的工具进行把持/解除。并且，在更换用具41把持有更换前后的两工具的状态下，在第二刀架10的上方调换工具时的动作也不是工具用主轴8的旋转，而是第一刀架9向夹持部42a、42b的突出方向的移动。也就是说，将更换用具41装配到工具用主轴8后，使第一刀架9绕B轴旋转，并且，使工具用主轴8旋转，以使更换用具41成为例如爪的开口方向处于Y轴方向的姿势，然后，使第一刀架9向第二更换区域移动。进而，利用第一刀架9向Y轴方向的移动（前进），将位于交接区域的第二刀架10的更换前的工具把持于期望的夹持部（例如未把持工具的夹持部42b）。然后，使第一刀架9向X轴方向移动（上升）等来将更换前的工具从第二刀架10拔出，之后，使第一刀架9向Z轴方向移动（向右方移动）后再向X轴方向移动（下降）等，从而将夹持部42a所把持的新的工具插入并装配到第二刀架10。然后，只需使第一刀架9再向Y轴方向移动（后退）而从第二刀架10避让，就完成了第二刀架10上的工具的更换。

另外，更换用具51也与更换用具31同样，在沿图6中的前后方向延伸的轴部（未图示）的前端具有向相反的放射方向突出的一对夹持部52a、52b。而且，在各夹持部52a、52b设有向该突出方向（这里是左右方向）开口的爪。因此，在利用更换用具51进行第二刀架10的工具更换时，夹持部52a、52b利用第一刀架9的向爪的开口方向的移动，对第二刀架10的工具进行把持/解除，在第二刀架10的上方调换工具时的动作是工具用主轴8的旋转。也就是说，将更换用具51装配到工具用主轴8后，使第一刀架9绕B轴旋转，并且，使工具用主轴8旋转，以使更换用具51成为例如爪的开口方向处于Z轴方向的姿势，然后使第一刀架9向第二更换区域移动。进而，利用第一刀架9向Z轴方向的移动，将第二刀架10的更换前的工具把持于期望的夹持部（例如未把持工具的夹持部52b）。然后，使第一刀架9向X轴方向移动（上升）等来将更换前的工具从第二刀架10拔出，之后，使工具用主轴8旋转180度，再使第一刀架9向X轴方向移动（下降）等，从而将夹持部52a所把持的新的工具插入并装配到第二刀架10。然后，只需使第一刀架9向Z轴方向移动而从第二刀架10避让，就完成了第二刀架10上的工具的更换。

进而，在上述实施方式和变形例中，在各更换用具只设有2个夹持部，但例如如图6的（d）所示那样，在一个更换用具61中设置3个以上（这里是4个）的夹持部62a～62d，也没有任何问题。

并且，相反地，也可采用只有一个夹持部的更换用具。该情况的工具的更换步骤如下：将工具从第二刀架10拔出，然后，暂时使第一刀架9回到自动工具更换装置，并在第一刀架与自动工具更换装置之间进行更换前后的工具的交接，然后再使第一刀架返回到第二刀架的附近，将新的工具装配到第二刀架10。

而且，也可在复合加工机设置第三刀架，即使将第二刀架10设置为在多面体的周面安装有各种工具的转塔刀架也没有任何问题。而且，对于第二更换区域，也可预先将预定的区域设定为第二更换区域及交接区域，还可构成为：根据需要更换的情况下的第二刀架10的位置适当地设定第二更换区域。而且，在将工具从第二刀架10拔出、或将工具插入第二刀架10时，构成为不仅使第一刀架9侧移动，还使第二刀架10侧移动也没有任何问题。

Claims

1.一种复合加工机，该复合加工机具备：

第一刀架，其具有能够装卸工具的工具用主轴，并且能够向预定方向滑动；

第二刀架，其能够与所述第一刀架单独地装卸工具；以及

自动工具更换装置，其对处于第一更换区域的所述第一刀架的工具进行更换，

所述复合加工机的特征在于，

能够使所述第一刀架从所述第一更换区域滑动至对所述第二刀架的工具进行更换的第二更换区域，并且，能够利用所述自动工具更换装置将具有至少一个夹持部的更换用具相对于所述工具用主轴进行装卸，所述夹持部能够把持装配于所述第二刀架的工具，

在所述第二更换区域中，通过使在所述工具用主轴装配有所述更换用具的所述第一刀架滑动和/或使所述工具用主轴旋转，来对所述第二刀架的工具进行装卸以进行更换。