CN103223611B - 机床 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使刀具和加工部之间的位置在远离驱动源的换刀位置处匹配的机床。在该机床中设置有具有定位凸轮从动件及定位片的定位机构。当主轴头在换刀时在加工位置及换刀位置之间移动时,定位凸轮从动件与设置在主轴头上的定位凸轮相抵接。自定位凸轮向定位凸轮从动件作用有力,由此,定位片向把持臂的臂轴移动。定位片在臂轴的轴向上对把持臂进行定位。机床交换刀柄,将刀具可靠地安装在主轴上。
Description
技术领域
本发明涉及一种将安装在主轴上的刀具与利用输送部输送的刀具交换的机床。
背景技术
机床进行各种加工。机床具有用于容纳多把刀具的刀库。刀库能够将在多把刀具中规定的刀具定位在规定的位置。机床基于控制部的指令利用刀库将规定的刀具定位在规定位置,将该刀具与安装在主轴上的刀具交换,进行规定的加工。
日本公开特许公报、日本特开平11–48076号公报公开了一种刀具收纳装置(刀库)和具有该刀具收纳装置的机床。刀具收纳装置具有链条和链轮,在链条上连结有用于收容刀具的多个刀套。链轮与马达等驱动源相连结,通过驱动源的驱动将所希望的刀套(刀具)输送到进行换刀的换刀位置。
链条连结有多个零件。随着离开与链轮相啮合的位置,各零件的尺寸公差会累积起来。机床预先计算链轮的转速。链轮以计算得到的转速旋转,将刀具输送到换刀位置。
刀具和加工部之间的位置有时会因积累的尺寸误差而不匹配。在上述情况下,若执行换刀,则无法向主轴安装刀具,或以主轴的轴心与刀具的轴心彼此不一致的状态安装刀具。若以主轴的轴心与刀具的轴心彼此不一致的状态加工工件,则工具有可能会在加工工件的过程中发生破损。
发明内容
本发明的目的是使刀具和主轴之间的位置在远离驱动源的换刀位置处匹配。
技术方案1的机床具有:多个把持臂,其用于把持刀具,且以轴为中心旋转;输送部,其将该把持臂输送到用于换刀的换刀位置;以及加工部,其通过安装上述把持臂上所把持的刀具来加工工件,该加工部在用于加工工件的加工位置和能够输送把持臂的输送位置之间移动,其特征在于,该机床具有:凸轮,其通过上述加工部的移动沿与上述加工部相同的方向移动;以及旋转杆,其以旋转轴为支点旋转,上述旋转杆在一端具有能够与上述凸轮相抵接的凸轮从动件,在另一端具有定位部,该定位部用于在上述轴的轴向上对上述把持臂进行定位。
机床在为了换刀而使加工部在加工位置与输送位置之间移动时,使凸轮和凸轮从动件彼此抵接。自凸轮向凸轮从动件作用有力,由此,旋转杆以支点为旋转轴旋转。定位部向把持臂的轴移动。当输送部将把持臂输送到换刀位置时,把持臂有时会自换刀位置偏移。在定位部在轴的轴向对把持臂进行定位之后,机床进行换刀。因此,机床的把持臂并不会自换刀位置偏移。
技术方案2的机床的把持臂具有嵌合部。旋转杆的定位部通过旋转杆的旋转而与嵌合部相嵌合。
在力自凸轮凸轮从动件时,旋转杆以旋转轴为支点旋转。旋转杆的定位部与把持臂所具有的嵌合部相嵌合,而在轴的轴向上对把持臂进行定位。
技术方案3的机床的嵌合部在轴的外侧设置有环状件,该环状件在外周具有槽,定位部具有能够与槽相嵌合的突起。
在技术方案4的机床中,凸轮从动件同凸轮相接触的位置与支点之间的尺寸比旋转杆的突起同槽相接触的位置与上述支点之间的尺寸大。
自旋转杆的突起向槽作用的力会基于自凸轮作用于旋转杆的力而变大。
技术方案5的机床具有施力构件,该施力构件向与凸轮面交叉的方向对凸轮施力。
施力构件向与凸轮面交叉的方向对凸轮施力。当加工时产生的切屑等异物附着在凸轮或凸轮从动件上时,如果施力以上的力进行作用,则凸轮会浮动。即使在凸轮与凸轮之间附着有异物,机床也无需停止。
技术方案6的机床的定位部具有与轴的两端部相对的轴向定位部。
当自凸轮向凸轮从动件作用有力时,旋转杆以旋转轴为支点旋转。轴向定位部与轴的两端部相对,在轴向上限制轴的位置,从而在轴向上对把持臂进行定位。
技术方案7的机床在轴的两端部具有锥形部。在轴向定位部上形成有与锥形部相对应的倾斜面。
锥形部和倾斜面的倾斜角设计成大致相同。当旋转杆旋转,轴向定位部靠近轴的两端部时,轴向定位部会顺利地与轴相接触,从而顺利地实现对把持臂的定位。
技术方案8的机床具有第2定位部和供第2定位部抵接的被抵接部。第2定位部设置在把持臂上,用于在与轴的轴向交叉的方向上对上述把持臂进行定位。
例如在轴的轴向为左右方向时,第2定位部在前后方向及上下方向上进行定位。
技术方案9的机床利用把持臂的一端部把持刀具。第2定位部自把持臂的另一端部向与轴的轴向正交的一个方向突出,能够在与轴的轴向正交的两个方向上与被抵接部相抵接。第2定位部在两个方向上对把持臂进行定位。
技术方案10的机床具有靠近凸轮和远离凸轮。靠近凸轮和远离凸轮通过加工部的移动沿与加工部相同的方向移动。把持臂与靠近凸轮相抵接,靠近加工部。当加工部自加工位置向输送位置移动时,在对把持臂进行定位之后,把持臂与靠近凸轮相抵接,把持安装在加工部上的刀具。当加工部自输送位置向加工位置移动时,在对把持臂进行定位之后,把持臂将刀具安装在加工部上,把持臂通过与远离凸轮相抵接而远离刀具。
附图说明
图1是实施方式的机床的立体图。
图2是机床的主视图。
图3是机床的右视图。
图4是省略了换刀装置及覆盖轨道的防护罩等的立体图。
图5是概略地表示主轴头的局部剖视图。
图6是概略地表示轨道部的立体图。
图7是概略地表示刀库的立体图。
图8是概略地表示移动台的立体图。
图9是概略地表示安装在轨道上的移动台的立体图(局部为剖视图)。
图10是概略地表示凸轮机构、把持臂及定位机构的立体图。
图11是概略地表示凸轮机构的放大立体图。
图12是概略地表示把持臂的立体图。
图13是概略地表示定位机构的放大立体图。
图14是概略地表示位于换刀位置且把持有刀柄的把持臂的右视图。
图15是概略地表示位于换刀位置且把持有刀柄的把持臂的后视图。
图16是沿图14中的ⅩⅥ-ⅩⅥ线截取得到的引导板的剖视图。
图17是沿图14中的ⅩⅦ-ⅩⅦ线截取得到的臂部的剖视图。
图18是概略地表示位于换刀位置且未把持有刀柄的把持臂的右视图。
图19是概略地表示主轴头开始上升时的凸轮机构、把持臂和定位机构的右视图。
图20是概略地表示主轴头正在上升时的凸轮机构、把持臂和定位机构的右视图。
图21是概略地表示由定位机构进行的定位的放大主视图。
图22是概略地表示主轴头正在上升时的凸轮机构、把持臂和定位机构的右视图。
图23是概略地表示主轴头到达输送位置时的凸轮机构、把持臂和定位机构的右视图。
图24是概略地表示主轴头正在下降时的凸轮机构、把持臂和定位机构的右视图。
图25是概略地表示主轴头正在下降时的凸轮机构、把持臂和定位机构的右视图。
图26是概略地表示主轴头正在下降时的凸轮机构、把持臂和定位机构的右视图。
图27是概略地表示主轴头正在下降时的凸轮机构、把持臂和定位机构的右视图。
图28是变形方式的机床的把持臂的立体图。
图29是概略地表示变形方式的机床的定位机构的放大立体图。
图30是变形方式的臂轴的包含轴心在内的纵剖视图。
图31是概略地表示变形方式的机床的旋转杆和嵌合部的右视图。
图32是概略地表示沿图31中的A-A线截取得到的变形方式的机床的旋转杆和嵌合部的嵌合的剖视图。
图33是概略地表示主轴头正在下降时的变形方式的机床的凸轮机构、把持臂和定位机构的右视图。
图34是另一变形方式的臂轴的包含轴心在内的纵剖视图。
具体实施方式
基于附图说明本发明的实施方式的机床。在以下的说明中,使用用图中的箭头表示的上下左右前后。
使用图1~图4说明机床100。操作者在前方操作机床,装卸工件。
机床100具有底座20、Y方向移动装置22、X方向移动装置26、立柱28、Z方向移动装置30、主轴头32(加工部)和换刀装置10(输送部)等。底座20固定在台面上。底座20借助于Y方向移动装置22、X方向移动装置26以能够使立柱28沿Y方向(前后方向)、X方向(左右方向)移动的方式支承该立柱28。底座20支承工件保持装置120,该工件保持装置120绕两个轴驱动作为加工对象的工件地保持该工件。立柱28借助于Z方向移动装置30以能够使主轴头32沿Z方向(上下方向)移动的方式支承该主轴头32。换刀装置10交换应安装于主轴头32的刀具。
Y方向移动装置22具有一对彼此平行的轨道22a、22a、多个滑块22b、22b、……、Y方向移动台22c和Y方向驱动马达(省略图示)。轨道22a、22a在左右方向上空开适当的间隔地在底座20的上表面上沿前后方向延伸。滑块22b、22b、……以能够沿前后方向移动的方式与各轨道22a、22a相嵌合。Y方向移动台22c固定在滑块22b、22b、……上。通过Y方向驱动马达的驱动,Y方向移动台22c沿前后方向移动。
X方向移动装置26具有一对彼此平行的轨道26a、26a、多个滑块26b、26b、……、立柱台26c和X方向驱动马达(省略图示)。轨道26a、26a在前后方向上空开适当的间隔地在Y方向移动台22c的上表面上沿左右方向延伸。滑块26b、26b、……以能够沿左右方向移动的方式与各轨道26a、26a相嵌合。立柱台26c固定在滑块26b、26b、……上。通过X方向驱动马达的驱动,立柱28沿左右方向移动。
立柱28固定在立柱台26c上。立柱28利用Y方向移动装置22、X方向移动装置26沿Y方向、X方向移动。
Z方向移动装置30具有一对彼此平行的轨道30a、30a、多个滑块30b、30b、……、主轴头台30c和Z方向驱动马达(省略图示)。轨道30a、30a在左右方向上空开适当的间隔地在立柱28的前表面上沿上下方向延伸。多个滑块30b、30b、……以能够沿上下方向移动的方式与各轨道30a、30a相嵌合。主轴头台30c固定在滑块30b、30b、……的前表面上。通过Z方向驱动马达的驱动,主轴头台30c沿上下方向移动。
主轴头32固定在主轴头台30c上。通过驱动控制X方向驱动马达、Y方向驱动马达、Z方向驱动马达,主轴头32沿前后、左右、上下移动。
如图5所示,主轴头32以能够使沿Z方向延伸的主轴34旋转的方式将主轴34保持在主轴头32的前方侧的内部。主轴34以能够装卸刀柄11的方式将该刀柄11保持在主轴34的下端部。刀柄11呈圆筒形状,用于安装刀具。主轴34呈空心的筒形,在下端部具有朝向下方去内径变大的锥形孔34a(刀具安装部)。形成在刀柄11的上部的锥形安装部12与锥形孔34a相嵌合,从而将刀柄11安装于主轴34。
在主轴34的锥形孔34a的上方以能够使牵引杆(省略图示)沿主轴34的轴向移动的方式插入有牵引杆。在牵引杆的周围配置有卡簧(省略图示)。卡簧对牵引杆向上方施力。在牵引杆的下端部具有夹持部(省略图示)。在将刀柄11安装于主轴34时,夹持部夹持自锥形安装部12向上方突出的拉钉12a。牵引杆被向上方施力,因此,夹持部维持夹持拉钉12a的状态。
主轴头32在牵引杆的上方具有推压机构(省略图示)。推压机构能够克服卡簧的弹性力向下方推压牵引杆。在向下方推压牵引杆时,夹持部解除对拉钉12a的夹持。当夹持部解除对拉钉12a的夹持时,刀柄11自主轴34脱落。
主轴34与设置在主轴头32的上端的主轴马达35(参照图1~图4、图10)相连接。主轴34通过主轴马达35的驱动而绕轴心旋转。主轴34通过以将刀柄11安装于主轴34的下端的状态绕轴心旋转,对固定在工件保持装置120上的工件进行旋转加工。
换刀装置10具有刀库40(参照图3、图7)和刀库驱动部50(参照图6、图7)。换刀装置10输送多个刀柄11,在主轴34的下端部装卸刀柄11。
刀库40具有轨道部41和链条部42。轨道部41具有支承梁41a、41a(参照图3)、轨道台41b和轨道41c。支承梁41a、41a是以上侧为斜边向前下方倾斜的三角形的板状构件,支承梁41a、41a以悬臂的方式固定在立柱28的左右。支承梁41a、41a从固定于立柱28的左右的部分向前下方倾斜地延伸至主轴头32的两侧部分。
轨道台41b是长圆形的环状构件,轨道台41b以围绕立柱28、主轴头32的方式固定在支承梁41a、41a上。轨道台41b沿支承梁41a、41a的上侧端面自前表面侧下方向后表面侧上方延伸,与水平面成大致30度角地倾斜。轨道台41b后方的半圆状部分设置为板状的安装台41e自该半圆状的周缘延伸。安装台41e支承刀库驱动部50。
轨道41c为垂直截面呈大致矩形且平面呈长圆形的环状,设置在在轨道台41b上。如图9所示,轨道41c分别在内周侧面和外周侧面上具有长圆形的凸缘状的嵌合部41d、41d。嵌合部41d、41d与内侧滚轮47和外侧滚轮48的V形槽相嵌合。
如图7、图9所示,链条部42具有多个移动台43、43、……、多个连杆构件44、44、……和多个把持臂70、70、……。轨道41c支承多个(例如11个)移动台43、43、……,各移动台43、43、……能够在轨道41c上移动。连杆构件44、44、……将彼此相邻的移动台43、43连结起来。多个移动台43、43、……和连杆构件44、44、……形成环状的链条。如图7~图9所示,多个(例如22个)把持臂70、70、……分别与移动台43、43、……的下部相连结,把持刀柄11。
刀库40使移动台43、43、……沿轨道41c循环,将把持臂70所保持的刀柄11定位在主轴34下方的换刀位置。由于轨道台41b与水平面成大致30度角地倾斜配置,因此刀库40的轴心方向与铅垂线(参照图3)成大致30度角地向主轴头32侧倾斜。
移动台43具有基板46、内侧滚轮47、47、外侧滚轮48、48和多个销49、49、……。基板46呈大致矩形,在下表面上以能够使内侧滚轮47、47和外侧滚轮48、48分别绕下表面法线方向的轴线转动的方式支承内侧滚轮47、47和外侧滚轮48、48。
内侧滚轮47、47和外侧滚轮48、48呈圆板形,在外周具有V形槽。内侧滚轮47、47的V形槽与设置在轨道41c的内周侧面上的嵌合部41d相嵌合,外侧滚轮48、48的V形槽与设置在轨道41c的外周侧面上的嵌合部41d相嵌合。
6个销49、49、……设置在基板46的上表面上。在移动台43位于轨道41c的半圆状部分时,移动台43上的多个(例如6个)销49、49、……排列在与该半圆同心的圆周上。多个销49、49、……与齿轮51相啮合。
连杆构件44、44、……将彼此相邻的移动台43、43连结起来。各移动台43在从6个销49、49、……的两端数第2个销49、49上具有连结轴体49b、49b。连杆构件44、44、……借助于连结轴体49b、49b与移动台43相连结。在移动台43、43、……的下部各安装有两个把持臂70、70、……。把持臂70的把持刀柄11的部分以靠近或远离主轴34的下端部的方式摆动,从而进行换刀。把持臂70、70、……将在后面进行说明。
各把持臂70配置为把持销单元79、79朝向轨道41c的内侧。安装在移动台43上的两个把持臂70、70的排列方向是沿着轨道41c的方向。由于移动台43、43、……沿轨道41c排列,因此所有的把持臂70、70、……在沿着轨道41c的方向上排列。各把持臂70、70、……隔开适当长度地配置,因此在彼此相邻的把持臂70、70之间存在充分的富余空间。
如图6、图7所示,刀库驱动部50具有齿轮51和刀库驱动马达52,并且,刀库驱动部50设置在位于立柱28的后方的安装台41e上。齿轮51是具有例如次摆线形状的齿面的外齿轮,其以能够旋转的方式设置在安装台41e的上表面上。齿轮51与安装台41e的上表面大致平行。齿轮51与移动台43上的销49、49、……相啮合。齿轮51的齿轮直径比轨道41c的半圆部分的直径小(例如约为二分之一)。由于将齿轮51的齿轮直径设置得较小,因此刀库40不会与立柱28机械干涉且能够小型化。
刀库驱动马达52使马达旋转轴(省略图示)与齿轮51的轴相连结,驱动齿轮51旋转。当齿轮51旋转时,齿轮51沿轨道41c的圆周切线方向推动移动台43上的销49、49、……。移动台43通过齿轮51的旋转而在轨道41c上移动。刀库驱动马达52通过使齿轮51旋转来输送移动台43。在进行换刀时,刀库40将规定的把持臂70输送到主轴34的下方的换刀位置(轨道台41b的前方下端部)。
把持臂70通过凸轮机构60而摆动,从而交换应安装于主轴34的刀柄11。刀柄11预先安装有刀具。
如图10、图11所示,凸轮机构60设置在主轴头32的前侧面上。凸轮机构60具有靠近凸轮61、远离凸轮62和定位凸轮63。靠近凸轮61、远离凸轮62和定位凸轮63是自主轴头32的前表面突出且在上下方向上较长的板状,按照靠近凸轮61、定位凸轮63和远离凸轮62的顺序从左向右排列。靠近凸轮61将比下端稍靠上侧的位置作为顶点61a,随着朝向上方去突出幅度(前后宽度)减小。靠近凸轮61的比顶点靠下侧的部分随着朝向下方去突出幅度(前后宽度)减小。靠近凸轮61具有凸轮面61b,该凸轮面61b的高度(突出程度)自上端朝向下方呈锥形地增加,且与顶点61a相连。
远离凸轮62将比上下方向中央部稍靠上侧的部分作为平坦的顶部62a,随着朝向下方去突出幅度(前后宽度)减小。远离凸轮62的比顶部62a靠上侧的部分随着朝向上方去突出幅度减小。远离凸轮62具有凸轮面62b,该凸轮面62b的高度(突出程度)自下端朝向上方呈锥形地增加,且与顶部62a相连。
靠近凸轮61的上端部位于比远离凸轮62靠上方的位置,远离凸轮62的下端部位于比靠近凸轮61的下端部靠下方的位置。远离凸轮62的顶部62a与靠近凸轮61的顶点61a在上下方向上隔开间隔,两者的在前后方向上的位置大致相同。凸轮面61b相对于上下方向的倾斜角与凸轮面62b相对于上下方向的倾斜角大致相同,且彼此反向。
定位凸轮63在上下方向中央部具有突出幅度恒定的平坦部63a。定位凸轮63的比平坦部63a靠上侧的部分随着朝向上方去突出幅度减小。定位凸轮63的比平坦部63a靠下侧的部分随着朝向下方去突出幅度减小。定位凸轮63的上端部具有上侧凸轮面63b,该上侧凸轮面63b的高度(突出程度)自上端呈锥形地增加,且与平坦部63a相连,定位凸轮63的下端部具有下侧凸轮面63c,该下侧凸轮面63c的高度(突出程度)自下端呈锥形地增加,且与平坦部63a相连。上侧凸轮面63b相对于上下方向的倾斜角与凸轮面61b相对于上下方向的倾斜角大致相同,下侧凸轮面63c相对于上下方向的倾斜角与凸轮面62b相对于上下方向的倾斜角大致相同。
定位凸轮63的上端位于比靠近凸轮61的上端靠上方的位置。定位凸轮63的下端位于与靠近凸轮61的下端大致相同的位置。平坦部63a位于比顶部62a靠后方的位置,平坦部63a的高度(突出程度)比顶部62a的高度低。
靠近凸轮61与第1凸轮从动件71相抵接,远离凸轮62与第2凸轮从动件72相抵接,定位凸轮63与定位凸轮从动件83相抵接。
如图12所示,把持臂70具有用于安装在上述的移动台43上的安装板73。支承杆74与安装板73相连,支承杆74自安装板73向下方突出。支承杆74具有能够与销接受部81c(被抵接部)相抵接的定位销74a(第2定位部)。定位销74a自支承杆74向后方突出。
支承杆74在下端部具有块74b。在块74b的左右两侧面上分别固定具有第1凹部751、第2凹部752和平坦面753的引导板75、75。引导板75、75支承臂轴77。引导板75、75彼此相对。在侧视状态下,各引导板75呈以上端部为基点向下方扩展的扇形。引导板75在上端部具有用于插入臂轴77的臂轴孔75a。定位销74a沿与臂轴孔75a的轴向正交、且与上下方向正交的方向贯穿支承杆74,自支承杆74突出。
臂部76的上部位于两个引导板75之间。臂部76上下延伸且呈弯曲的形状。臂轴77固定在臂部76的上端部,臂轴77的两端部自臂部76的上端部两侧突出。在臂轴77的两端部形成有锥形部77a、77a。臂轴77以能够转动的方式插入到各引导板75的臂轴孔75a、75a中。各引导板75借助于臂轴77以能够使臂部76摆动的方式支承该臂部76。本实施方式将臂部76的摆动称作把持臂70的摆动。
臂部76的下端部分成两股。臂部76在分成为两股的下端部的各顶端部具有保持圆筒78、78。保持圆筒78的轴向是与臂轴77的轴向相同的方向。保持圆筒78保持把持销单元79、79。把持臂70以臂轴77沿着轨道41c的方式安装在移动台43上。位于换刀位置的把持臂70的臂轴77的轴向为左右方向。
如图12所示,各把持销单元79具有有底圆筒形的保持部79a和收容在保持部79a中的销79b。销79b的顶端部自保持部79a突出,保持部79a内的弹簧(省略图示)向突出方向对销79b施力。销79b的顶端面具有向外突出的曲面形状。各销79b的顶端面彼此相对,各把持销单元79嵌合固定在各保持圆筒78中。各销79b能够装卸刀柄11(刀柄11所保持的刀具)。
在刀柄11的锥形安装部12的下侧的整周上具有槽11a。在将刀柄11插入到各销79b之间时,各销79b与槽11a相嵌合,从而保持刀柄11。
只要各把持销单元79随着把持臂70的顺时针的摆动而远离主轴头32,各把持销单元79就不会与主轴头32干涉。
在臂轴77的上侧设置有能够与靠近凸轮61相抵接的第1凸轮从动件71。第1凸轮从动件71向上方突出。第1凸轮从动件71是圆形的滚轮,绕与臂轴77平行的轴旋转。在臂部76的臂轴77附近设置有能够与远离凸轮62相抵接的第2凸轮从动件72。第2凸轮从动件72是圆形的滚轮,绕与臂轴77平行的轴旋转。
如图6、图10、图13所示,定位机构80(定位部)设置在轨道台41b上。定位机构80使刀具和主轴34之间的位置匹配。定位机构80具有固定在轨道台41b的下端部的底座81。轨道台41b的下端部位于换刀位置。
底座81具有安装板81a、延伸部81b、81b和销接受部81c。
安装板81a具有矩形的上表面,将该上表面固定在轨道台41b的下端部的下表面上。销接受部81c在侧视状态下呈L形,具有自安装板81a的前部向下方延伸的部分和自该部分的顶端向前方突出的与前后方向平行的部分。
延伸部81b、81b分别从安装板81a的两侧部向下方延伸。延伸部81b、81b呈块状,且彼此相对。延伸部81b、81b在下端设置有贯穿延伸部81b、81b的定位轴孔81d、81d。各定位轴孔81d、81d的轴心一致。旋转杆82以与定位轴孔81d、81d的轴心交叉的方式设置在两个延伸部81b、81b之间。旋转杆82在前侧向下方倾斜。
在旋转杆82上设置有与旋转杆82大致正交的旋转轴84。旋转轴84以能够旋转的方式插入到两个定位轴孔81d、81d中。旋转杆82的后端部以能够使定位凸轮从动件83旋转的方式支承该定位凸轮从动件83。定位凸轮从动件83是能够绕与旋转轴84平行的轴旋转的圆柱形的滚轮。在旋转杆82的前端部设置有与旋转轴84平行地延伸的杆体85。杆体85和底座81通过弹簧87、87连结起来。旋转杆82的前端部与杆体85的中央部相连结。
在杆体85的两端部分别设置有向下方延伸的定位片86、86(轴向定位部)。各定位片86呈块状。两个定位片86、86彼此相对,且在相对部分分别设置有倾斜面86a、86a。倾斜面86a使定位片86的左右宽度朝向下端减小。倾斜面86a的倾斜角与锥形部77a的倾斜角大致相同。定位片86、86之间的尺寸与臂轴77的轴向尺寸相同或比臂轴77的轴向尺寸稍大。弹簧87、87向以旋转轴84为中心在右视状态下的顺时针方向(参照图19)对定位片86施力。
如图14、图16所示,引导板75在与臂部76相对的表面的下部具有前后隔开距离的第1凹部751和第2凹部752。
第1凹部751位于引导板75的后端部,第2凹部752位于引导板75的前端部。臂轴77与第1凹部751之间的距离和臂轴77与第2凹部752之间的距离相等。
引导板75具有与第1凹部751和第2凹部752相连的平坦面753。平坦面753呈以臂轴77与第1凹部751之间的距离为曲率半径的圆弧状。平坦面753沿着把持臂70的摆动方向。
对第1凹部751、第2凹部752和平坦面753的表面进行研磨,而使它们至少比引导板75的臂部76侧的表面的其他部分平滑。第1凹部751、第2凹部752和平坦面753位于以臂轴77为曲率中心的同一圆弧上。
第1凹部751呈大致半球状,其深度比第2凹部752的深度深。第1凹部751的曲率与后述的球体763的曲率相同。第2凹部752具有与球体763的曲率半径相同的曲率半径的球面部752a和与球面部752a的边缘部分相连沿边缘部分形成的曲面部752b。曲面部752b具有比球面部752a大的曲率半径。因此,第2凹部752在曲率不同的边界处具有台阶部。
如图12、图15所示,在臂部76的分别与引导板75、75相对的侧面上具有向引导板75、75突出的突出部76a、76a。各突出部76a与臂轴77之间的距离同臂轴77与第1凹部751之间的距离相等。突出部76a的突出位置在臂轴77与把持销单元79、79之间且在臂轴77的附近。
如图17所示,突出部76a具有沿与臂轴77的轴向平行的方向(左右方向)凹陷的收容凹部760。收容凹部760收容有施力弹簧761、球体保持筒762和球体763。
施力弹簧761是与左右方向平行的压缩螺旋弹簧,设置在收容凹部760的内部深处。球体保持筒762具有与左右方向平行的有底圆筒部762a和插入施力弹簧761中的插入部762b。插入部762b呈自有底圆筒部762a的底部向有底圆筒部762a的开口的相反侧突出且与有底圆筒部762a同轴的圆柱状。插入部762b的直径与施力弹簧761的内径相同或比施力弹簧761的内径小。插入部762b的轴向尺寸(左右尺寸)为施力弹簧761的轴向尺寸(左右尺寸)的一半以下。
在收容凹部760的开口部分的内侧嵌合有引导筒764。引导筒764使球体保持筒762的沿左右方向的移动变得顺利。引导筒764呈圆筒形,有底圆筒部762a的外径与引导筒764的内径大致相同。
施力弹簧761的一端部位于插入部762b的外周面上,有底圆筒部762a的底面和收容凹部760的底面夹着施力弹簧761。有底圆筒部762a的开口部分在左右方向上位于与收容凹部760的开口部分大致相同的位置。有底圆筒部762a以能够使球体763滚动的方式将该球体763收容在内部,球体763的大致一半的部分位于有底圆筒部762a内。球体763的大致一半的部分自收容凹部760的开口(突出部76a)突出,与引导板75相接触。
球体763和球体保持筒762压缩施力弹簧761而向收容凹部760的里侧移动。当施力弹簧761恢复原状时,球体763和球体保持筒762向收容凹部760的开口侧移动。即使在施力弹簧761被最大程度地压缩时,插入部762b也不与收容凹部760的底面相接触。
如上所述,引导板75借助于块74b和安装板73固定于移动台43。臂部76在引导板75、75之间以臂轴77为中心摆动。突出部76a(收容凹部760)与臂轴77之间的距离同臂轴77与第1凹部751之间的距离相等,第1凹部751、第2凹部752和平坦面753位于以臂轴77为曲率中心的同一圆弧上。在臂部76以臂轴77为中心轴绕轴摆动时,球体763与第1凹部751、第2凹部752、平坦面753相对且与第1凹部751、第2凹部752、平坦面753相接触,并且在平坦面753上进行滚动。因此,引导板75引导把持臂70的摆动。施力弹簧761始终向第1凹部751、第2凹部752、平坦面753推压球体763,因此,在把持臂70的摆动过程中,球体763不会自收容凹部760脱落。
如上所述,有两组第1凹部751、第2凹部752、平坦面753和球体763。即使一球体763例如因附着切屑、冷却液等而发生不良情况,另一球体763也能继续引导把持臂70的摆动。因此,能够提高机床100的可靠性。
如图14、图17所示,在把持臂70把持有刀柄11时,各球体763与各第1凹部751相嵌合。当把持臂70位于换刀位置、各球体763与各第1凹部751相嵌合时,各把持销单元79最靠近锥形孔34a。在各球体763与各第1凹部751相嵌合时,即使把持臂70因刀库40的旋转而移动,各球体763也不会自各第1凹部751脱落,而能够维持把持臂70的姿势。
如图18所示,当把持臂70未把持有刀柄11地在换刀位置待机时,各球体763与各第2凹部752相嵌合。在各球体763与各第2凹部752相嵌合时,各把持销单元79距锥形孔34a最远。在各球体763与第2凹部752相嵌合时,能够在换刀位置维持把持臂70的姿势。
在图18所示的姿势下,当靠近凸轮61的凸轮面61b与把持臂70的第1凸轮从动件71相抵接时,通过自凸轮面61b作用于第1凸轮从动件71的力,臂部76以臂轴77为摆动中心绕逆时针摆动,各球体763自各第2凹部752容易地脱出。自各第2凹部752脱出的各球体763在各平坦面753上滚动,向各第1凹部751侧移动。如图16所示,第2凹部752比第1凹部751浅,且曲面部752b与球面部752a相比倾斜较为缓和,因此,与第1凹部751相比,球体763能够容易地自第2凹部752脱出。图18所示的把持臂70与图19所示的把持臂70相对应。
在图14所示的姿势下,当远离凸轮62的凸轮面62b与把持臂70的第2凸轮从动件72相抵接时,通过自凸轮面62b作用于第2凸轮从动件72的力,臂部76以臂轴77为摆动中心绕顺时针摆动,各球体763自各第1凹部751脱出。自各第1凹部751脱出的各球体763在各平坦面753上滚动,向各第2凹部752侧移动。图14所示的把持臂70与图23所示的把持臂70相对应。
如图19所示,在完成了工件的加工时,主轴34安装有刀柄11。此时,一把持臂70在换刀位置待机,该把持臂70未把持有刀柄11。臂部76使各保持圆筒78朝向下方。
第1凸轮从动件71未与靠近凸轮61相抵接,第2凸轮从动件72未与远离凸轮62相抵接,定位凸轮从动件83未与定位凸轮63相抵接。定位凸轮从动件83自旋转轴84向斜后上方向突出而与上侧凸轮面63b相对。第1凸轮从动件71自臂轴77向斜后上方向突出而与凸轮面61b相对。第1凸轮从动件71位于比定位凸轮从动件83靠后侧的位置。第2凸轮从动件72位于比定位凸轮从动件83靠前侧的位置,第2凸轮从动件72的后端的前后方向的位置与顶部62a大致相同。
旋转杆82自旋转轴84向斜前下方向突出,在旋转杆82前端部设置有各定位片86。各定位片86位于臂轴77的斜前上方。
如上述那样,各球体763与各第2凹部752相嵌合(参照图16),维持把持臂70的使各保持圆筒78朝向下方的姿势。
完成了加工的主轴头32自加工位置经由换刀位置向输送位置上升(参照图19的箭头)。输送位置是即使刀库40输送把持臂70也不会与主轴头32干涉的位置。
在主轴头32上升过程中,定位凸轮从动件83与定位凸轮63的上侧凸轮面63b相抵接。如图20所示,定位凸轮从动件83随着主轴头32的上升而在定位凸轮63的上侧凸轮面63b上向下方移动。由于定位凸轮63的上侧凸轮面63b随着自上端朝向下方去高度(突出程度)增加,因此定位凸轮63对定位凸轮从动件83施加向前的力。通过该力,旋转杆82克服各弹簧87的弹性力以旋转轴84为中心绕逆时针旋转(参照图20的箭头)。各定位片86以在臂轴77的轴向上夹着臂轴77的方式与臂轴77的两端部相对。
如图21所示,在臂轴77的位置在轴向(左右方向)上偏离规定位置(在换刀时主轴34和把持臂70彼此匹配的位置)时,定位片86的倾斜面86a和臂轴77的锥形部77a彼此接触,轴向的力作用于臂轴77。把持臂70将固定有底座81的轨道台41b作为支承(参照图6),完成在臂轴77的轴向上的定位。
如图20的空心箭头所示,各定位片86与臂轴77相接触,因此,向斜后下方向的力作用于整个把持臂70,定位销74a与销接受部81c相抵接。定位销74a的顶端与销接受部81c的同上下方向平行的部分相抵接。定位销74a的下部与销接受部81c的同前后方向平行的部分相抵接。因此,把持臂70被在上下方向和前后方向上定位。第1凸轮从动件71位于靠近凸轮61的凸轮面61b上。第2凸轮从动件72位于远离凸轮62的凸轮面62b上。
如图20、图22的箭头所示,在完成对把持臂70在臂轴77的轴向上的定位之后,安装有刀柄11(刀具)的主轴头32进一步上升。第1凸轮从动件71在靠近凸轮61的凸轮面61b上向下方移动。由于凸轮面61b的高度(突出程度)自上端朝向下方呈锥形地增加,因此靠近凸轮61对第1凸轮从动件71施加向前的力,把持臂70以臂轴77为摆动中心绕逆时针摆动。此时,各球体763自各第2凹部752脱出,在平坦面753上滚动,向各第1凹部751侧移动。各把持销单元79靠近刀柄11(详细而言通过锥形安装部12与锥形孔34a相嵌合而安装于主轴34的刀柄11)。通过各把持销单元79的各销79b与刀柄11的槽11a相嵌合,把持臂70把持刀柄11。定位凸轮从动件83在定位凸轮63的平坦部63a上移动,定位凸轮63对定位凸轮从动件83施加向前的力,维持把持臂70在臂轴77的轴向上的定位。第2凸轮从动件72在凸轮面62b上移动。由于凸轮面62b的高度(突出程度)朝向下方呈锥形地降低,因此远离凸轮62没有对第2凸轮从动件72施加向前的力。
如图23的箭头所示,在把持臂70把持刀柄11之后,主轴头32到达输送位置,刀柄11脱离主轴34。第1凸轮从动件71离开靠近凸轮61,第2凸轮从动件72离开远离凸轮62,定位凸轮从动件83离开定位凸轮63。旋转杆82因各弹簧87的弹性恢复力而绕顺时针旋转。如上述那样,各球体763与各第1凹部751相嵌合(参照图14和图16)。主轴头32到达输送位置后,刀库40将把持有另一刀柄11的把持臂70输送到换刀位置。即使把持臂70因刀库40的旋转而移动,各球体763也不会自各第1凹部751脱落,而能够维持把持臂70的姿势。
如图24的箭头所示,在将把持有另一刀柄11的把持臂70输送到换刀位置之后,主轴头32开始下降。定位凸轮从动件83与定位凸轮63的下端部相抵接。定位凸轮从动件83随着主轴头32的下降而在定位凸轮63的下侧凸轮面63c上向上方移动。由于下侧凸轮面63c随着自下端朝向上方去高度(突出程度)增加,因此定位凸轮63对定位凸轮从动件83施加向前的力。
如图25所示,主轴头32进一步下降。如图25的空心箭头所示,旋转杆82克服各弹簧87的弹性力以旋转轴84为中心绕逆时针旋转。各定位片86以在臂轴77的轴向上夹着臂轴77的方式与臂轴77的两端部相对。如上所述,完成对把持臂70在臂轴77的轴向上的定位。
例如在通过使刀库40旋转来输送把持臂70而将把持臂70配置在换刀位置上时,有时会因累积的各连杆构件44的尺寸公差而将把持臂70定位在偏离换刀位置的位置。底座81固定于轨道台41b,把持臂70以臂轴77沿着轨道41c的方式安装于移动台43。因此,各定位片86通过进行臂轴77的轴向上的定位,能够消除沿着轨道41c的方向上的偏差,能够使把持臂70与主轴34之间的位置匹配。
如图25的空白箭头所示,各定位片86与臂轴77相接触,因此,向斜后下方向的力作用于整个把持臂70,定位销74a与销接受部81c相抵接。定位销74a的顶端与销接受部81c的同上下方向平行的部分相抵接。定位销74a的下部与销接受部81c的同前后方向平行的部分相抵接。因此,把持臂70被在上下方向和前后方向上定位。
如图26所示,在完成对把持臂70的定位之后,主轴头32进一步下降。此时,将把持臂70所把持的刀柄11安装于主轴34。第2凸轮从动件72与远离凸轮62的下端部相抵接。第1凸轮从动件71与顶点61a相抵接。定位凸轮从动件83与平坦部63a相抵接。
如图27所示,主轴头32进一步下降。第2凸轮从动件72随着主轴头32的下降而在远离凸轮62的凸轮面62b上向上方移动。由于凸轮面62b的高度(突出程度)自下端朝向上方呈锥形地增加,因此远离凸轮62对第2凸轮从动件72施加向前的力。如图27的箭头所示,把持臂70以臂轴77为摆动中心绕顺时针摆动,各把持销单元79脱离刀柄11。如上所述,各球体763自各第1凹部751脱出而在各平坦面753上滚动,向各第2凹部752侧移动
第1凸轮从动件71在凸轮面61b上向上方移动。由于凸轮面61b的高度(突出程度)朝向上方呈锥形地降低,因此靠近凸轮61没有对第1凸轮从动件71施加向前的力。定位凸轮从动件83在上侧凸轮面63b上向上方移动。由于上侧凸轮面63b的高度(突出程度)朝向上方呈锥形地降低,因此定位凸轮63没有对定位凸轮从动件83施加向前的力。
主轴头32在安装有刀柄11的状态下进一步下降,朝向加工位置移动。把持臂70进一步绕顺时针摆动,各把持销单元79远离主轴头32,因此,把持臂70不会与主轴头32干涉。第1凸轮从动件71离开靠近凸轮61,第2凸轮从动件72离开远离凸轮62,定位凸轮从动件83离开定位凸轮63。各球体763与各第2凹部752相嵌合,把持臂70的姿势成为图19所示的姿势。
在实施方式的机床100中包括具有定位凸轮从动件83和定位片86的定位机构80。主轴头32在换刀时在加工位置与输送位置之间移动,定位凸轮从动件83与设置在主轴头32上的定位凸轮63相抵接。定位凸轮63对定位凸轮从动件83施力,定位片86朝向把持臂70的臂轴77移动。定位片86在臂轴77的轴向上对把持臂70进行定位。机床100交换刀柄11(刀具)。在机床中,由于在完成对把持臂70的定位之后进行换刀,因此刀具会可靠地安装在主轴头32上,不会自主轴头32脱落。因此,刀具和主轴34不会在工件的加工过程中发生破损。
在定位凸轮63对定位凸轮从动件83施力时,旋转杆82以旋转轴84为支点旋转。定位片86、86与臂轴77的两端部相对,在轴向上限制了臂轴77的位置。定位片86、86会在轴向上对把持臂70进行定位。
在臂轴77的各端部具有锥形部77a。定位片86具有与锥形部77a相对应的倾斜面86a。例如锥形部77a与倾斜面86a的倾斜角大致相同。当旋转杆82旋转,定位片86靠近臂轴77的两端部时,定位片86顺利地与臂轴77相接触。定位片86会顺利地对把持臂70进行定位。
定位销74a与销接受部81c相抵接。定位销74a会在与臂轴77的轴向(左右方向)交叉的方向上对把持臂70进行定位。定位销74a向与臂轴77的轴向正交的一个方向(前后方向)突出,在与臂轴77的轴向正交的两个方向(前后方向及上下方向)上与销接受部81c相抵接。定位销74a会在上述两个方向上对把持臂70进行定位。定位销74a只要向与轴向交叉的方向突出即可,定位销74a的突出方向并不限定于与轴向正交的方向。
在安装有刀具的主轴头32自加工位置移动到输送位置时,对未把持有刀具的把持臂70进行定位。把持臂70通过靠近主轴头32来把持刀具。能够使把持臂70与主轴34之间的位置匹配,从而能够使把持臂70可靠地把持安装在主轴34上的刀具而自主轴34卸下刀具。
在自主轴头32卸下刀具之后,刀库40旋转而将把持有刀具的另一把持臂70输送到换刀位置。主轴头32自输送位置开始朝向加工位置移动,对把持臂70进行定位。把持臂70通过靠近主轴头32而将刀具安装在主轴34上。由于在把持臂70和主轴34之间的位置彼此匹配之后安装刀具,因此刀具会可靠地安装在主轴34上。把持臂70在将刀具安装在主轴34上之后,远离主轴头32。
说明变形方式的机床。
如图28~图33所示,在变形方式中,将旋转杆182的前端部嵌合在设置于臂轴177的中央部的嵌合部上,在臂轴177的轴向、上下方向及前后方向上对把持臂170进行定位。
变形方式是如以下对把持臂170和定位机构180(定位部)进行说明的那样进行了变更的方式,说明部分以外剩余的部分与上述实施方式相同并省略说明。
把持臂170具有用于安装在移动台43上的安装部173。支承杆174与安装部173相连接。支承杆174自安装部173向下方突出。支承杆174具有定位销174a。定位销174a能够与定位机构180的销接受部181c相抵接。定位销174a自支承杆174向后方突出。
在支承杆174的下端部的两侧面上分别固定有引导板75、75。引导板75会引导臂部176的摆动。引导板75彼此相对。在侧视状态下,引导板75呈以上端部为基点向下方扩展的扇形。引导板75在上端部具有供臂轴177插入的臂轴孔75a。定位销174a沿与臂轴孔75a的轴向正交、且与上下方向正交的方向贯穿支承杆174,自支承杆174突出。
臂部176的上部位于两个引导板75之间。臂部176上下延伸且呈弯曲的形状。臂轴177贯穿臂部176的上端部。臂轴177的两端部自臂部176的上端部两侧突出。臂轴177的两端部以能够转动的方式插入到各引导板75、75的臂轴孔75a、75a中。环状的嵌合部91设置在臂轴177的中央部且设置在臂轴177的外侧。嵌合部91在其外周面的整周上具有槽91a。槽91a具有锥形状的侧面,槽91a的宽度在径向外侧比在径向内侧宽。臂部176的上端部具有连结部176b、176b。连结部176b、176b在臂轴177的轴向上隔开间隔。嵌合部91嵌在连结部176b、176b之间。
如图30所示,螺钉92自槽91a的底部沿半径方向穿过。螺钉92的端部与设置在臂轴177的中央部的槽177b相卡合。螺钉92将嵌合部91固定在臂轴177上。表面摩擦较小的间隔件设置在连结部176b、176b和嵌合部91之间。间隔件会减小臂轴177的旋转摩擦。
圆筒轴衬93、93设置在臂轴177的外周和连结部176b、176b的轴孔176c、176c之间。圆筒轴衬94、94设置在臂轴177的外周和引导板75、75的轴孔75a、75a之间。圆筒轴衬93、94的表面具有固体润滑剂的膜,而使圆筒轴衬93、94的表面的摩擦系数变小。在臂轴177相对于臂部176和引导板75、75旋转时,旋转摩擦较小。
定位机构180具有固定在轨道台41b的下端部的底座181。底座181具有安装板181a、延伸部181b和销接受部181c。安装板181a具有矩形的上表面。轨道台41b的下端部的下表面固定在安装板181a的上表面上。延伸部181b、181b分别从安装板181a的前方两侧部向下方延伸。延伸部181b、181b呈块状,且彼此相对。定位轴孔181d、181d贯穿延伸部181b、181b。各定位轴孔181d、181d的轴心一致。旋转杆182以与定位轴孔181d、181d的轴心交叉的方式设置在两个延伸部181b、181b之间。旋转杆182使前侧向下地倾斜。销接受部181c与上述的实施方式相同。
与旋转杆182大致正交的旋转轴184设置在旋转杆182的大致中央部。旋转轴184以能够旋转的方式插入到两个定位轴孔181d、181d中。定位凸轮从动件183设置在旋转杆182的后端部。定位凸轮从动件183是能够绕与旋转轴184平行的轴旋转的圆柱形的滚轮。朝向下方突起的突起部88设置在旋转杆182的前端部突起部88的与臂轴177的轴向平行的方向的尺寸呈随着朝向下端去而变窄的锥形。突起部88的锥角与槽91a的侧面的锥角大致相同。从右侧所视,弹簧87以旋转轴184为中心向顺时针方向对突起部88施力。
如图31所示,定位凸轮从动件183随着主轴头32的上下移动而在定位凸轮63上移动。定位凸轮从动件183顺着定位凸轮63向前后移动。旋转杆182绕作为旋转轴184的中心的支点P旋转。定位凸轮从动件183顺着定位凸轮63向前方移动。旋转杆182以支点P为中心绕图31中的逆时针旋转,突起部88靠近嵌合部91。
如图32所示,突起部88与槽91a相嵌合。突起部88在臂轴177的轴向上对臂轴177进行定位,从而对把持臂170的臂部176进行定位。突起部88推压槽91a,定位销174a与销接受部181c相抵接。定位销174a在上下方向和前后方向对把持臂170进行定位。
嵌合部91和臂轴177会使自突起部88对槽91a施加的力所作用的方向自臂轴177的轴心错开。因此,该力会使嵌合部91和臂轴177绕臂轴177的轴旋转微小的角度量。该旋转会改变突起部88每次与槽91a相嵌合时在槽91a的周向上的抵接位置。因此嵌合部91的耐久性会提高。
如图31所示,将定位凸轮从动件183与定位凸轮63相接触的位置设为Q1,将旋转杆182的突起部88与嵌合部91的槽91a相接触的位置设为Q2。支点P是旋转杆182的旋转中心。P-Q1之间的尺寸比P-Q2之间的尺寸大。定位凸轮63对旋转杆182施加的力会根据杠杆原理而放大,因此,突起部88推压嵌合部91的力变大。
上述的实施方式的定位片86、86通过夹着臂轴77的两端部来对把持臂70进行定位。从臂轴77的轴向所视,定位片86、86必须退避至不与臂轴77和引导板75、75重叠的位置。在未退避时,在刀库40旋转时,定位片86、86会与臂轴77和引导板57、57相接触。在上述的实施方式中,旋转杆88需要以支点P为中心旋转得较大。
在变形方式中,在刀库40旋转时,从臂轴177的轴向所视,突起部88不与嵌合部91重叠。由于突起部88与套在臂轴177的外侧的嵌合部91的槽91a相嵌合,因此旋转杆182的旋转角度比上述的实施方式的角度小。因此,P-Q1之间的尺寸能够设置得比P-Q2之间的尺寸大。
在另一例中,可以在嵌合部91的外周设置凸缘状的突起,在旋转杆182的前端设置能够与突起相嵌合的槽。
如图33所示,定位凸轮63的下端部以转动自如的方式支承于将左右方向作为轴向的轴体33a。弹性体33c(施力构件)向前方对定位凸轮63的上端部施力。弹性体33c例如为压缩螺旋弹簧。弹性体33c设置在设置于主轴头32的凹部33b中。弹性体33c被沿前后方向压缩,安装在定位凸轮63的上端部后表面。定位凸轮63的上端部具有凸缘状的卡定片63d。卡定片63d配置在凹部33b中,能够移动凹部33b的前后方向的深度的量。被卡定部33d设置在凹部33b的开口边缘。卡定片63d在后方侧与被被卡定部33d相抵接。在定位凸轮63自前方侧向后方侧受到载荷时,弹性体33c向后方侧缩短。在释放载荷时,定位凸轮63向前方侧浮动,在卡定片63d与被卡定部33d相抵接的位置静止。
在定位凸轮63和定位凸轮从动件183彼此接触的表面上附着有切屑等异物时,臂轴177会受到过大的力。该力能够向后方侧弹性地推入定位凸轮63而被吸收。
轴体33a位于定位凸轮63的上端部侧,弹性体33c也可以位于定位凸轮63的下端部侧。
在定位凸轮63向前方推出定位凸轮从动件183时,旋转杆182的前端侧的突起部88会通过与嵌合部91相嵌合而向斜后下方推压把持臂170。同时,靠近凸轮61对把持臂170施加向前方推出第1凸轮从动件71的力。在自靠近凸轮61受到的向前方的力比自嵌合部91受到的向斜后下方的力的后方向分量大时,把持臂170会向前方移动,而使位置偏移。
把持臂170自嵌合部91受到的斜后下方的力是由定位凸轮63借助于旋转杆182向前方推出定位凸轮从动件183的力产生的。若靠近凸轮61对把持臂170施加的向前方的力比弹性体33c对定位凸轮63施加的向前方的力大,则旋转杆182会旋转,把持臂170会向前方移动而导致位置偏移。
详细而言,定位凸轮63向前方推出定位凸轮从动件183的力是由定位凸轮63与定位凸轮从动件183相接触的位置与支点33a之间的尺寸、弹性体33c所施加的力的作用点与支点33a之间的尺寸和弹性体33c所施加的力决定的。
根据杠杆原理,定位凸轮63与定位凸轮从动件183相接触的位置与支点33a之间的尺寸越小,定位凸轮63向前方推出定位凸轮从动件183的力越大。因此,定位凸轮63向前方推出定位凸轮从动件183的力变得比把持臂170自靠近凸轮61受到的向前方的力大,从而使把持臂170的位置难以偏移。
如图33所示,定位凸轮63与定位凸轮从动件183相接触的位置与支点33a之间的尺寸约为弹性体33c所施加的力的作用点与支点33a之间的尺寸的约二分之一。
定位凸轮63向前方推出定位凸轮从动件183的力约为弹性体33c所施加的力的二倍。只要不是该二倍以上的力作用于把持臂170,把持臂170的位置就不会偏移。
如图34所示,可以用螺钉177a、177a将臂轴177固定于引导板75、75。螺钉177a穿过引导板75的上部。在上述情况下,为了使嵌合部91能够相对于臂轴177旋转,将圆筒轴衬95插入到嵌合部91和臂轴177之间。
Claims (10)
1.一种机床(100),该机床具有:
多个把持臂(70、170),其用于把持刀具,且以轴(77、177)为中心旋转;
输送部(10),其将该把持臂输送到用于换刀的换刀位置;以及
加工部(32),其通过安装上述把持臂上所把持的刀具来加工工件,
该加工部在用于加工工件的加工位置和能够输送把持臂的输送位置之间移动,其特征在于,
该机床具有:
凸轮(63),其通过上述加工部的移动沿与上述加工部相同的方向移动;以及
旋转杆(82、182),其以旋转轴(84、184)为支点旋转,
上述旋转杆在一端具有能够与上述凸轮相抵接的凸轮从动件(83、183),在另一端具有定位部,该定位部用于在上述轴(77、177)的轴向上对上述把持臂进行定位。
2.根据权利要求1所述的机床,其特征在于,
上述把持臂具有嵌合部(91),该嵌合部供上述定位部通过旋转杆的旋转而嵌合。
3.根据权利要求2所述的机床,其特征在于,
上述嵌合部在上述轴的外侧设置有环状件,该环状件在外周具有槽(91a),
上述定位部具有能够与上述槽相嵌合的突起(88)。
4.根据权利要求3所述的机床,其特征在于,
上述凸轮从动件同上述凸轮相接触的位置(Q1)与上述支点(P)之间的尺寸比上述突起同上述槽相接触的位置(Q2)与上述支点之间的尺寸大。
5.根据权利要求4所述的机床,其特征在于,
具有施力构件(33c),该施力构件向与上述凸轮的凸轮面交叉的方向对上述凸轮施力。
6.根据权利要求1所述的机床,其特征在于,
上述定位部具有与上述轴的两端部相对的轴向定位部(86)。
7.根据权利要求6所述的机床,其特征在于,
在上述轴的两端部形成有锥形部(77a),
上述轴向定位部(86)具有与上述锥形部(77a)相对应的倾斜面(86a)。
8.根据权利要求1~7中任意一项所述的机床,其特征在于,
在上述把持臂上设置有第2定位部(74a、174a),该第2定位部用于在与上述轴的轴向交叉的方向上对上述把持臂进行定位,
该机床具有供上述第2定位部抵接的被抵接部(81c、181c)。
9.根据权利要求8所述的机床,其特征在于,
利用上述把持臂的一端部把持刀具,
上述第2定位部自上述把持臂的另一端部向与上述轴的轴向正交的一个方向突出,能够在与上述轴的轴向正交的两个方向上与上述被抵接部相抵接。
10.根据权利要求1所述的机床,其特征在于,
具有靠近凸轮(61)和远离凸轮(62),该靠近凸轮通过上述加工部的移动沿与上述加工部相同的方向移动,通过与上述把持臂相抵接而使上述把持臂靠近上述加工部,该远离凸轮通过上述加工部的移动沿与上述加工部相同的方向移动,通过与上述把持臂相抵接而使上述把持臂远离上述加工部,
当上述加工部自加工位置向输送位置移动时,在对上述把持臂进行定位之后,上述把持臂通过与上述靠近凸轮相抵接而把持安装在上述加工部上的刀具,
当上述加工部自输送位置向加工位置移动时,在对上述把持臂进行定位之后,上述把持臂将刀具安装在上述加工部上,上述把持臂通过与上述远离凸轮相抵接而远离刀具。
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