CN105828996A - 转塔刀架和具备转塔刀架的机床 - Google Patents

Abstract

本发明提供转塔刀架和具备转塔刀架的机床。转塔刀架包括：主轴，用于使刀具旋转；铣削机架，具有内插有所述主轴的铣削机架连接轴；转塔旋转轴，内插有所述铣削机架连接轴；转塔，与所述转塔旋转轴的一端固定连接；连接基座，固定连接在所述铣削机架连接轴的一端；以及转塔基座，支承所述转塔旋转轴，其中，所述铣削机架配置在所述转塔的内部，所述连接基座具有切换与所述转塔基座或所述转塔旋转轴之间的连接的卡合机构。

Description

转塔刀架和具备转塔刀架的机床

技术领域

本发明涉及装备于机床的转塔刀架，尤其涉及驱动用于保持多个刀具的转塔的刀具的转塔刀架。

背景技术

以往已公知一种复合加工机，所述复合加工机在具备安装有多个刀具的转塔的NC车床上附加铣削轴或Y轴，设转塔旋转轴为X轴、使转塔刀架在垂直于所述X轴的方向移动的轴为Z轴、分别垂直于上述X轴和Z轴的轴为Y轴时，通过一边使旋转刀具旋转一边合成上述转塔的旋转和上述转塔刀架的Z轴方向的移动，能进行Y轴方向的铣削加工控制(例如参照专利文献1)。

按照这种复合加工机，不设置使工件和和转塔刀架相对移动的Y轴方向的驱动装置，就能进行Y轴方向的铣削加工控制。

专利文献1：日本专利公开公报特开平03-228506号

专利文献1记载的复合加工机采用下述机构：上述转塔的转塔旋转轴和刀架主体之间设有外插于所述转塔旋转轴的环状的活塞，通过使所述活塞在上述转塔旋转轴的轴向移动并接触固定，在维持旋转刀具的旋转的同时，转塔旋转轴及活塞与刀架主体能相对地旋转。

可是，在上述机构中，由于切换转塔旋转轴和刀架主体的夹紧或松开的活塞形成为内插有上述转塔旋转轴的环状，所以存在转塔刀架整体的重量变大的问题。

此外，活塞为了与刀架主体之间形成用于使所述活塞进退的液压室(缸)，上述活塞需要设为二级活塞的形状，其制造方面存在加工复杂的问题。

而且，由于能进行Y轴方向的铣削加工的刀具只能安装在平行于转塔旋转轴的方向的一处和垂直于转塔旋转轴的方向的一处，合计两处，本结构的复合加工机存在不能对应全部的所需铣削加工的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供转塔刀架和具备所述转塔刀架的机床，利用简单的结构消除重量增加和加工的复杂性，并且能够以转塔的所有面上安装的全部铣削刀柄为对象，在使选择的铣削刀具旋转的同时使转塔旋转来进行Y轴方向的加工控制。

为了实现上述目的，本发明的转塔刀架包括：主轴，用于使刀具旋转；铣削机架，具有内插有所述主轴的铣削机架连接轴；转塔旋转轴，内插有所述铣削机架连接轴；转塔，与所述转塔旋转轴的一端固定连接；连接基座，固定连接在所述铣削机架连接轴的一端；以及转塔基座，支承所述转塔旋转轴，其中，所述铣削机架配置在所述转塔的内部，所述连接基座具有切换与所述转塔基座或所述转塔旋转轴之间的连接的卡合机构。

在本发明的转塔刀架中，所述卡合机构具有从所述连接基座进退自如的卡合构件。

此时，所述卡合构件在所述连接基座中在连接于所述转塔旋转轴的第一位置和连接于所述转塔基座的第二位置之间移位。

在本发明的转塔刀架的另一方式中，所述连接基座具有向所述转塔供给冷却介质的冷却介质单元，所述转塔还具有用于使从所述冷却介质单元供给的冷却介质流通的流道。

此外，还包括：多个凸轮从动件，在所述转塔旋转轴的外周面以规定的间隔放射状设置；球面凸轮，与所述凸轮从动件卡合，对所述凸轮从动件赋予朝向所述转塔旋转轴的旋转方向的进给；以及转塔旋转用电机，使所述球面凸轮旋转。

此时，优选的是，所述转塔旋转用电机为伺服电机。

此外，本发明的转塔刀架可以应用于具备保持工件的工件保持装置、控制所述转塔刀架和所述工件保持装置的驱动的NC控制装置的机床。

此时，所述机床具有：使所述转塔刀架和所述工件保持装置接近或分离的方向上的第一轴；使所述转塔刀架在垂直于所述第一轴的方向进退的第二轴；以及与所述第一轴和所述第二轴双方垂直的第三轴，所述NC控制装置通过合成所述第一轴上的所述转塔刀架的位置控制以及所述转塔刀架的转塔的旋转角度控制，来控制所述第三轴上的所述刀具的前端位置。

此时，优选的是，所述转塔刀架的转塔旋转用电机具有检测所述转塔从原点位置的旋转角度的功能。

在上述机床中，所述转塔还具有特殊刀具刀柄，所述特殊刀具刀柄使所述刀具的前端位于从虚拟中心线偏离规定的偏移角度的位置，所述虚拟中心线为将所述转塔等分割的刀具安装位置中的任意一个刀具安装位置的虚拟中心线，所述NC控制装置在使用安装于所述特殊刀具刀柄的刀具进行加工时，把在所述虚拟中心线的旋转角度上追加所述偏移角度的角度作为所述转塔的旋转角度，来进行所述刀具的加工开始点的定位。

此外，所述NC控制装置具有存储刀具数据的刀具数据存储器，所述刀具数据包含转塔编号、刀具刀柄的识别编号和刀具刀柄中的刀具的前端位置，所述刀具数据存储器还包含针对所述特殊刀具刀柄的所述偏移角度的数据，所述NC控制装置在使用安装于所述特殊刀具刀柄的刀具进行加工时，从所述刀具数据存储器读出所述偏移角度，来进行所述刀具的加工开始点的定位。

而且，在上述机床中，所述NC控制装置将针对所述转塔的旋转角度的指令值与由所述转塔旋转用电机检测出的旋转角度的检测值进行比较，当所述指令值和所述检测值不一致时，计算两者的差值并且根据所述差值进行使所述差值为零的修正指令。

此时，在所述差值超过预先设定的容许范围时，所述NC控制装置停止所述转塔刀架和所述工件保持装置的驱动，并且进行警告显示。

本发明的转塔刀架和具备所述转塔刀架的机床通过具备以上的结构，利用简单的结构消除重量增加和加工的复杂性，并且能够以安装在转塔的所有面上的全部铣削刀柄为对象，在使选择的铣削刀具旋转的同时使转塔旋转来进行Y轴方向的加工控制。

此外，由于不仅通常的均等转塔可以进行加工中的刀具定位控制，还可以对具有刀具安装在偏离刀柄的虚拟中心线的位置上的特殊刀具刀柄的转塔(不均等转塔或串列均等转塔)进行加工中的刀具定位控制，因此其结果可以扩大机床的加工用途。

而且，即使安装于转塔的刀具的前端位置的指令值和当前的检测值之间发生位置偏移时，控制部也可以自动对上述位置偏移进行修正，在将刀具的位置偏移修正到正常位置的情况下进行加工，所以能抑制加工精度的恶化和废品的产生。

附图说明

图1是表示具备本发明第一实施例的转塔刀架的机床的立体图。

图2是从图1的Z方向观察机床的侧视图。

图3A是采用第一实施例的转塔刀架的机床的刀具动作的示意图，表示了转塔旋转控制所产生的刀具前端的位置变化的状态。

图3B是采用第一实施例的转塔刀架的机床的刀具动作的示意图，表示了转塔的Z方向移动控制所产生的刀具前端的位置变化的状态。

图4A是表示第一实施例的转塔刀架的概要的要部断面图，表示了经过转塔刀架的转塔的旋转轴的平面中的横断面。

图4B是表示第一实施例的转塔刀架的概要的要部断面图，表示了图4A的A－A面中的纵断面。

图4C是表示第一实施例的转塔刀架的概要的要部断面图，表示了图4A的B－B面中的纵断面。

图5是表示第一实施例的转塔刀架所采用的均等12D转塔的概要的立体图。

图6A是表示包含设置于连接基座的活塞的卡合机构附近的概要的放大图，表示了将连接基座和转塔基座连接的情况。

图6B是表示包含设置于连接基座的活塞的卡合机构附近的概要的放大图，表示了将连接基座和转塔旋转轴连接的情况。

图7A是表示利用第一实施例的转塔刀架的车削刀具进行车削加工时的示意图，表示了从Z方向观察转塔刀架的图。

图7B是表示利用第一实施例的转塔刀架的车削刀具进行车削加工时的示意图，表示了从图7A的箭头D方向观察的图。

图7C是表示利用第一实施例的转塔刀架的车削刀具进行车削加工时的示意图，表示了图7B中的转塔的内部概要。

图8A是表示利用第一实施例的转塔刀架的铣削刀具进行Z方向的铣削加工时的示意图，表示了从Z方向观察转塔刀架的图。

图8B是表示利用第一实施例的转塔刀架的铣削刀具进行Z方向的铣削加工时的示意图，表示了从图8A的箭头D方向观察的图。

图8C是表示利用第一实施例的转塔刀架的铣削刀具进行Z方向的铣削加工时的示意图，表示了图8B中的转塔的内部概要。

图9A是表示利用第一实施例的转塔刀架的铣削刀具进行包含Y方向控制的铣削加工时的示意图，表示了从Z方向观察转塔刀架的图。

图9B是表示利用第一实施例的转塔刀架的铣削刀具进行包含Y方向控制的铣削加工时的示意图，表示了从图9A的箭头D方向观察的图。

图9C是表示利用第一实施例的转塔刀架的铣削刀具进行包含Y方向控制的铣削加工时的示意图，表示了图9B中的转塔的内部概要。

图10是表示第二实施例的转塔刀架所采用的均等8D转塔的概要的立体图。

图11是表示第二实施例的转塔刀架所采用的具备大型的铣削刀柄或者车削刀柄的不均等转塔的概要的立体图。

图12是表示第二实施例的转塔刀架所采用的具备串列铣削刀柄的串列均等转塔的概要的立体图。

图13是表示采用串列均等转塔的转塔刀架的串列铣削刀柄上安装的铣削刀具的前端位置的示意图。

图14是图13所示的串列均等转塔的串列铣削刀柄上安装的铣削刀具朝向加工开始点进行定位动作的定位程序的流程图。

图15是表示采用具有第三实施例的均等转塔的转塔刀架的机床中的刀具的位置偏移的示意图。

图16是修正图15所示的转塔中的刀具位置的位置偏移的修正程序的流程图。

附图标记说明

1机床

3工件保持装置

4Z轴轨道

5移动台

6X轴轨道

10转塔刀架

110转塔基座

111主基座部

112副基座部

120转塔(均等转塔)

121(转塔的)侧部

121a安装孔

130铣削机架

133铣削机架连接轴

134、234、334、434盖板

140连接基座

142冷却介质单元

150刀具旋转系统

151刀具主轴

152第一伞齿轮

153第二伞齿轮

160转塔旋转系统

161转塔旋转轴

162凸轮从动件

163球面凸轮

164转塔旋转用电机

170、270、370、470铣削刀柄

171、271、371、471车削刀柄

172、272、372、472喷嘴

373大型铣削刀柄

473串列铣削刀柄

具体实施方式

(第一实施例)

利用图1～图3说明本发明第一实施例的转塔刀架和具备所述转塔刀架的机床的概要。

图1是表示具备本发明第一实施例的转塔刀架的机床的立体图。此外，图2是从图1的Z方向观察机床的侧视图。

如图1所示，采用本发明第一实施例的转塔刀架的机床1包括：基座2；配置在所述基座2上的工件保持装置3；在基座2的上表面向接近或者远离上述工件保持装置3的方向铺设的Z轴轨道4；在所述Z轴轨道4上滑动的移动台5；在所述移动台5的上表面沿垂直于上述Z轴轨道4的方向铺设的X轴轨道6；在所述X轴轨道6上滑动的转塔刀架10；控制上述的结构要素(工件保持装置3、移动台5和转塔刀架10)的动作的NC控制装置(未图示)。

工件保持装置3包含把持工件的卡盘3a以及使所述卡盘3a旋转的工件旋转装置3b。

在图1中，作为卡盘3a例示了用多个爪部(图中为三个)把持工件外周的结构，例如也可以采用虎钳型的把持机构、磁吸附型或者螺栓紧固等机械式紧固型等各种类型的保持机构。

此外，通过对工件旋转装置3b设置可伸缩的结构，可以使卡盘3a沿Z方向进退自如。

Z轴轨道4由两条轨道构成，两条轨道在工件保持装置3和装载有转塔刀架10的移动台5接近或分离的方向(Z方向)平行配置，Z轴轨道4的一端侧具备使移动台5沿Z方向移动的Z轴移动机构4a。

Z轴移动机构4a例如由滚珠丝杠机构等直线运动机构构成，图1中将移动台5安装于滚珠丝杠机构的螺母(未图示)，使所述移动台5的底面以在上述Z轴轨道4的两条轨道上滑动的方式沿Z方向移动。

另外，Z轴移动机构4a只要能直线运动即可，可以采用活塞机构、齿条齿轮机构或者直线运动驱动器等。

在图1中，移动台5具备以从基座2的里侧向身前侧变低的方式倾斜的上表面，该倾斜的上表面铺设有X轴轨道6。

X轴轨道6与Z轴轨道4同样，由在垂直于所述Z轴轨道4的方向(X方向)上平行配置的两条轨道构成，如图2所示，X轴轨道6的一端侧具备使转塔刀架10沿X方向移动的X轴移动机构6a。

此外，X轴移动机构6a与Z轴移动机构4a同样，例如由滚珠丝杠机构等直线运动机构构成，通过将转塔刀架10安装于滚珠丝杠机构的螺母(未图示)，使所述转塔刀架10的底面以在上述X轴轨道6的两条轨道上滑动的方式沿X方向移动。

另外，X轴移动机构6a只要能直线运动即可，可以采用活塞机构、齿条齿轮机构或者直线运动驱动器等。

此外，在图1中，将垂直于X方向和Z方向两者的方向定义为Y方向。

如图1和图2所示，本发明第一实施例的转塔刀架10呈大致长方体形状，在沿X方向处于低位侧的侧面上，安装有带多个刀具的圆板状的转塔120，所述转塔120安装成围绕转塔120的旋转轴旋转自如。

如图2所示，利用这种结构，安装于转塔120的刀具配置在与安装于卡盘3a的工件相对的位置。

接着，利用图3说明在采用本发明第一实施例的转塔刀架10的机床1中，对刀具在Y方向进行位置控制的动作。

图3是表示采用第一实施例的转塔刀架的机床的刀具动作的示意图，图3A表示了转塔旋转控制所产生的刀具前端的位置变化的状态，图3B表示了转塔的Z方向移动控制所产生的刀具前端的位置变化的状态。

另外，图3表示了在图1所示的机床1的X方向上，从转塔120所处一侧观察转塔120附近的状态，表示转塔120的双点划线示出了移动前的状态，实线示出了移动后的状态。

此外，在图3所示的一例中，转塔120具备12个刀具安装位置，在此以仅在其中1处安装刀具为例，来说明其动作。

在第一实施例的转塔刀架中，例如想要将铣削刀具从图3所示的刀具位置TP1移动到Y方向的TP3时，如图3A所示，首先通过使转塔120沿图中的顺时针方向旋转，将铣削刀具从刀具位置TP1旋转移动到TP2。

此时，刀具位置TP1和TP2分别位于距离转塔120的旋转中心C为相同半径的圆周上。此外，转塔120的旋转角度被控制为：刀具位置TP2距离工件旋转轴线S的高度，与最终期望移动的刀具位置TP3距离工件旋转轴线S的高度相等。

接着，如图3B所示，在转塔120的分度角固定的状态下，通过使图1所示的移动台5在Z方向上以铣削刀具接近工件W的朝向平行移动，将铣削刀具从刀具位置TP2平行移动到TP3。

通过连续实施这种旋转移动和平行移动，控制了使铣削刀具的位置从刀具位置TP1移动到TP3的Y方向的移动YM。

另外，未图示的机床的控制装置通过组合上述旋转移动和平行移动，可以直接顺畅地实施上述Y方向的移动YM。

接着，利用图4～图9说明本发明第一实施例的转塔刀架的具体结构及其动作的方式。图4是表示第一实施例的转塔刀架的概要的要部断面图，图4A表示经过本发明的转塔刀架的转塔的旋转轴的平面中的横断面，图4B表示图4A的A－A面中的纵断面，图4C表示图4A的B－B面中的纵断面。

另外，在图1中，转塔刀架10具备箱体，但在图4中省略了所述箱体的图示。

如图4A所示，第一实施例的转塔刀架10包括：转塔基座110；转塔120，转动自如地安装于所述转塔基座110；铣削机架130，插通所述转塔120；连接基座140，固定在所述铣削机架130的一端；刀具旋转系统150，使安装于铣削刀柄170的刀具旋转，所述铣削刀柄170设置于上述转塔120；以及转塔旋转系统160，使上述转塔120相对于转塔基座110转动。

转塔基座110由主基座部111和固定连接在所述主基座部111的一个侧面上的副基座部112构成，如图4B和图4C所示，转塔基座110的内部形成有收纳后述转塔旋转轴、铣削机架连接轴和刀具主轴等的中空部110a。

此外，转塔基座110的下表面以在图2所示的设置于移动台5上表面的X轴轨道6上滑动的方式承载于X轴轨道6，并且如图4C所示，转塔基座110的下表面固定连接有螺母113，利用所述螺母113与X轴移动机构6a组合而使转塔基座110在X轴轨道上移动。

如图4A所示，副基座部112的侧部形成有贯穿的长孔112a，后述的连接基座插通所述长孔112a。

此外，在副基座部112的长孔112a的内表面(与连接基座相对的面)上，形成有用于连接后述活塞(卡合构件)的一端的连接孔112b(参照图6)。

而且，大致圆筒形的套筒114以面向上述的转塔基座110的中空部110a的内侧的方式安装于所述中空部110a，套筒114具备在后述转塔旋转轴插通的状态下夹紧全周的功能。

转塔120具有由侧部121和底部122构成的有底的圆筒或者方筒形状。

侧部121具备：在规定的分度角的位置安装后述铣削刀柄、车削刀柄等的多个安装孔121a；以及形成在对应于所述安装孔121a的位置的内部的流道121b。

此外，底部122的中央部形成有用于插通后述刀具主轴、铣削机架连接轴的开口，所述底部122的外面侧固定连接有后述转塔旋转系统的转塔旋转轴。

铣削机架130包括：圆筒侧部131；固定连接在所述圆筒侧部131的一端的圆筒底部132；固定连接在圆筒底部132的外面侧的铣削机架连接轴133；以及安装在圆筒侧部131的前面侧(图4A和图4B的图中左侧)的盖板134。

圆筒侧部131的一部分形成有切口或者贯穿孔，圆筒侧部131的内部内置有后述刀具旋转系统的第一伞齿轮和第二伞齿轮，并且第二伞齿轮插通所述切口或者贯穿孔。

铣削机架连接轴133是圆筒状的轴构件，内部插通后述刀具旋转系统的刀具主轴。

此外，铣削机架连接轴133以中心轴与圆筒侧部131的中心轴一致的方式，一端固定连接于圆筒底部132，并且另一端侧固定连接有后述连接基座。

如图4A和图4B所示，连接基座140为大致矩形的构件，其一端一体形成有臂部141，另一端侧形成有用于插通并固定连接上述铣削机架连接轴133的孔。

此外，连接基座140的中间部形成有贯穿孔140a，贯穿孔140a用于插通成为后述卡合机构的一部分的活塞。

而且，如图4A所示，连接基座140的形成有臂部141一侧的端部，从形成在上述的转塔基座110的副基座部112上的长孔112a露出到外部。

此时，形成于副基座部112的长孔112a的长轴方向，成为固定连接有连接基座140的铣削机架连接轴133伴随着转动而移动的方向，由此铣削机架连接轴133和连接基座140能转动的角度为由上述长孔112a的长轴长度所规定的范围。

在臂部141的与连接基座140相反侧的端部上，安装有向后述铣削刀柄或车削刀柄供给冷却介质的冷却介质单元142。

所述冷却介质单元142的内部形成有流通冷却介质的流道142a，流道142a的一端与形成于上述转塔120的侧部121的流道121b连通，另一端连接于用于导入冷却介质的配管143。

刀具旋转系统150包括：刀具主轴151；固定连接在刀具主轴151的一端的第一伞齿轮152；与所述第一伞齿轮152啮合的第二伞齿轮153；固定连接在刀具主轴151的另一端的滑轮154；刀具旋转用电机155；以及从所述刀具旋转用电机155的输出轴155a向滑轮154传递旋转力的带156。

如图4A和图4B所示，刀具主轴151以贯穿的方式插通转塔基座110，并借助轴承旋转自如地安装于副基座部112。

刀具主轴151的一端固定连接有第一伞齿轮152，刀具主轴151的上述一端侧配置成贯穿铣削机架130的圆筒底部132，以使所述第一伞齿轮152位于铣削机架130的圆筒侧部131。

另一方面，刀具主轴151的另一端如上所述，贯穿转塔基座110的副基座部112并露出到外部，且安装有滑轮154。

第一伞齿轮152借助轴承旋转自如地结合于铣削机架130的圆筒侧部131。此外，第二伞齿轮153借助轴承旋转自如地结合于上述圆筒侧部131的切口或者贯穿孔。

第一伞齿轮152与第二伞齿轮153啮合，利用它们之间的关系，刀具主轴151的旋转力在旋转轴转换90度方向后从第二伞齿轮153输出。

而且，第二伞齿轮153与后述铣削刀柄的输入轴连接，将来自刀具主轴151的旋转力向铣削刀柄传递。

此外，如图4A所示，与转塔基座110的副基座部112邻接地设有刀具旋转用电机155。

刀具旋转用电机155的输出轴155a配置成平行于上述刀具主轴151，在所述输出轴155a和安装于上述刀具主轴151的滑轮154之间，安装有带156。

利用上述的结构，刀具旋转用电机155的输出轴155a的旋转力借助带156和滑轮154传递到刀具主轴151。

转塔旋转系统160包括：一端固定连接在上述转塔120的底部122的转塔旋转轴161；在所述转塔旋转轴161的外周面上等间隔安装的多个凸轮从动件162；与上述多个凸轮从动件162卡合的球面凸轮(globoidalcam)163；以及转塔旋转用电机164。

转塔旋转轴161借助轴承旋转自如地安装于转塔基座110的主基座部111的中空部110a，转塔120利用转塔旋转轴161的旋转力而一体旋转。

转塔旋转轴161的另一端形成有连接孔161a，后述活塞(卡合构件)的一端连接于该连接孔161a。

此外，如上所述，大致圆筒形的套筒114以面向转塔基座110的所述中空部110a的内侧的方式安装于所述中空部110a，套筒114在转塔旋转轴161插通的状态下夹紧全周。

如图4C所示，多个凸轮从动件162放射状地等间隔设置于转塔旋转轴161的外周面。另一方面，球面凸轮163借助轴承旋转自如地安装于转塔基座110的位于主基座部111侧的中空部110a。

球面凸轮163的表面形成有用于卡合凸轮从动件162的槽部(未图示)，球面凸轮163的旋转轴配置成与转塔旋转轴161的旋转轴垂直，球面凸轮163的旋转轴的一端安装有正齿轮165。

此外，如图4A和图4C所示，例如伺服电机等转塔旋转用电机164以输出轴借助轴承贯穿主基座部111的方式，设置于转塔基座110的主基座部111。

在此，转塔旋转用电机164的输出轴164a与球面凸轮163的旋转轴平行配置，所述输出轴164a的周面上形成有与上述正齿轮165啮合的齿轮。

转塔旋转用电机164的输出轴164a的旋转力借助安装于球面凸轮163的一端的正齿轮165，使球面凸轮163向规定的方向旋转。

而且，如图4C所示，如果多个凸轮从动件162与球面凸轮163的表面的槽部卡合，则凸轮从动件162被赋予转塔旋转轴161的旋转方向(圆周方向)的进给，转塔旋转轴161随之向规定的方向旋转。

此时，球面凸轮163向一个方向旋转时，转塔旋转轴161借助凸轮从动件162向一个方向旋转，球面凸轮163反方向旋转时，凸轮从动件162也被赋予反方向的进给，转塔旋转轴161也反方向旋转。

在此，如上所述采用伺服电机作为转塔旋转用电机164时，可以由来自NC控制装置(未图示)的指令值更准确地把握转塔旋转用电机164的旋转量。

另一方面，由凸轮从动件162和球面凸轮163构成的机构是凸轮从动件162始终与球面凸轮163的槽部卡合的机构，所以不会产生所谓的“齿隙”。

因此，按照上述的结构，利用针对转塔旋转用电机164的NC控制，能准确把握凸轮从动件162的位置(即转塔旋转轴161的旋转角度)。

即，转塔旋转用电机164产生使球面凸轮163旋转的旋转力，所述球面凸轮163使形成于转塔旋转轴161的凸轮从动件162移动，如果转塔旋转用电机164采用伺服电机，则可以使所述伺服电机具有作为转塔旋转轴161的旋转角度传感器(角度检测器)的功能。

另外，如果构成为能把握转塔旋转用电机164的旋转量，则可以采用例如在一般的电机上安装编码器来计数旋转量等结构。

如图4A所示，转塔120的侧部121形成有多个安装孔121a，上述安装孔121a中安装有铣削刀柄170或者车削刀柄171(参照图5)，所述铣削刀柄170或者车削刀柄171安装有用于进行铣削加工、车削加工等的各种刀具。

另外，在图4A中，表示了上述安装孔121a中安装有保持铣削刀具MT的铣削刀柄170的情况。

铣削刀柄170在与上述安装孔121a相对的面上具备旋转自如的输入轴170a，所述输入轴170a通过与上述刀具旋转系统150的第二伞齿轮153结合，传递来自第二伞齿轮153的旋转力。

此外，铣削刀柄170的内部具有改变从输入轴170a输入的旋转力的朝向并传递旋转力的旋转机构(未图示)，利用传递来的旋转力使安装在所述旋转机构的输出轴上的铣削刀具MT旋转。

作为上述旋转机构，可以列举与刀具旋转系统150的第一伞齿轮152和第二伞齿轮153同样的两个伞齿轮所形成的齿轮机构等。

铣削刀柄170的内部形成有能流通流体的流道170b，所述流道170b的位于铣削刀具MT侧的端部安装有喷出上述流体的喷嘴172。

而且，如图4A所示，通过使形成于转塔120的流道121b、形成于冷却介质单元142的流道142a以及形成于铣削刀柄170的流道170b连通，从配管143流入的冷却介质通过上述流道到达喷嘴172，并向铣削刀具MT喷射。

如图4A～图4C所示，本发明实施例1的转塔刀架10在刀具主轴151插通铣削机架连接轴133的状态下，在铣削机架130的圆筒侧部131内，内置并安装第一伞齿轮152和第二伞齿轮153。

而且，以将铣削机架130的圆筒侧部131和圆筒底部132配置在安装有转塔旋转轴161的转塔120内部的方式，将铣削机架连接轴133插通转塔旋转轴161内。

接着，在凸轮从动件162和球面凸轮163卡合的状态下，将转塔旋转轴161安装在转塔基座110的中空部110a内。

最后，将连接基座140安装在铣削机架连接轴133的端部后，通过在刀具主轴151上安装滑轮154和带156等，组装完成转塔刀架10。

图5是表示第一实施例的转塔刀架10所采用的转塔120的概要的立体图。

如图4所示，转塔120由侧部121和底部122(图5中为背面侧，因而未图示)构成。而且，如上所述，侧部121形成有用于安装铣削刀柄170或者车削刀柄171的多个安装孔(未图示)。

另外，在图5中表示了侧部121具备12个安装孔的情况。在本说明书中，将图5所示类型的转塔称为“均等12D转塔”。

如图5所示，铣削刀柄170存在将铣削刀具MT在转塔120的半径方向放射状安装的类型，以及将铣削刀具MT在垂直于上述半径方向的方向安装的类型。

铣削刀柄170如上所述，具备：输入来自刀具主轴151的旋转力的输入轴170a；将输入的旋转力向铣削刀具MT传递的旋转机构(未图示)；以及向铣削刀具MT的加工点附近喷射冷却介质的喷嘴172。

而且，输入轴170a与刀具旋转系统150的第二伞齿轮153连接时，铣削刀具MT旋转，通过使工件W接触旋转的铣削刀具MT，对工件W进行铣削加工。

车削刀柄171具有安装车削刀具CT的固定机构，并且与铣削刀柄170同样，具备形成在内部的流道和喷射流通所述流道的冷却介质的喷射口173(参照图7)。

由于车削刀具CT不是旋转刀具，所以将车削刀具CT安装于车削刀柄171时，可以采用虎钳和夹具等夹持机构，以及螺栓紧固等机械式固定机构等各种固定机构。

如图5所示，车削刀柄171存在将车削刀具CT在转塔120的半径方向放射状安装的类型，以及将车削刀具CT在垂直于上述半径方向的方向上安装的类型等，都是将车削刀具CT保持在面向工件W的方向。

而且，在图1和图2所示的卡盘3a上安装工件W，通过一边用工件旋转装置3b使工件W旋转一边使车削刀具CT接触工件W，对工件W进行车削加工。

此外，如上所述，转塔120的侧部121的内侧收纳有铣削机架130，在图5中，所述铣削机架130的图中身前的前表面安装有盖板134。

盖板134具有防止物体侵入铣削机架130内的功能。此外，盖板134的外侧安装有刀具编号显示板135，刀具编号显示板135在各刀具位置被赋予编号1～12。

此外，在刀具编号显示板135中，通过在编号部分的背面侧配置照明，可以实时亮灯显示可用于加工的刀具编号或者与刀具主轴151连接的刀具编号。

接着，利用图6说明本发明的转塔刀架的特征点、即切换连接基座140与转塔基座110或者转塔旋转轴161之间的连接的卡合机构的一例。

图6是表示图4A所示的包含设置于连接基座140的活塞180的卡合机构附近的概要的放大图，图6A表示连接基座140和转塔基座110连接的情况，图6B表示连接基座140和转塔旋转轴161连接的情况。

在本发明第一实施例的转塔刀架10中，形成在连接基座140的中间部的贯穿孔140a形成有压力室140b，活塞(卡合构件)180插通上述的贯穿孔140a和压力室140b。

活塞180的中间区域具有与上述压力室140b的断面形状大致相同的大径部181，通过将所述大径部181配置在压力室140b的内部，将压力室140b在图中左右分割。

而且，压力室140b形成有能分别向上述的左右分割的室内供给流体或者回收流体(例如油等)的流道(未图示)。

此外，活塞180具有比连接基座140在图中的宽度更大的长度，并能在位于转塔基座110的副基座部112侧的第一位置和位于转塔旋转轴161侧的第二位置之间移位。

而且，由上述连接基座140的贯穿孔140a和压力室140b、活塞180、形成于上述副基座部112的连接孔112b、以及形成于上述转塔旋转轴161的连接孔161a构成卡合机构。

上述的卡合机构的切换动作如下：首先如图6A所示，通过相对于压力室140b中的活塞180的大径部181向图中左侧的区域供给流体，使活塞180向图中右侧的第一位置移动。

此时，活塞180的端部进入形成在转塔基座110的副基座部112上的连接孔112b，副基座部112和活塞180亦即转塔基座110和连接基座140被连接并固定。

另一方面，在活塞180的位于转塔旋转轴161侧，由于端部与形成在转塔旋转轴161上的连接孔161a的连接被解除，所以转塔旋转轴161相对于连接基座140成为非固定。

其结果，转塔旋转轴161相对于连接基座140、固定连接在所述连接基座140上的铣削机架连接轴133、以及连接于连接基座140的转塔基座110，都能相对地旋转。

所述状态下，通过使图4C所示的球面凸轮163旋转而使转塔旋转轴161向规定的方向旋转时，相对于固定在转塔基座110上的连接基座140和铣削机架连接轴133，转塔120相对于铣削机架130向上述规定的方向相对地旋转。

因此，通过将上述卡合机构的活塞180切换到第一位置，可以实施将转塔120上设置的安装孔121a的位置和从铣削机架130的圆筒侧部131突出的第二伞齿轮153的位置任意切换并连接的动作。

另一方面，如图6B所示，通过相对于压力室140b中的活塞180的大径部181向图中右侧的区域供给流体，使活塞180向图中左侧的第二位置移动时，活塞180的端部进入形成在转塔旋转轴161上的连接孔161a。

由此，转塔旋转轴161和连接基座140被连接并固定。

而且，在活塞180的位于转塔基座110的副基座部112侧，由于端部与形成在副基座部112上的连接孔112b的连接被解除，所以转塔基座110相对于连接基座140成为非固定。

其结果，由于连接基座140连接并固定于转塔旋转轴161，所以连接基座140和转塔旋转轴161相对于转塔基座110能相对地旋转。

在此，如上所述，刀具主轴151插通连接基座140上所固定连接的铣削机架连接轴133，刀具主轴151的一端安装的第一伞齿轮152借助轴承安装于铣削机架130的圆筒侧部131。

因此，构成为固定连接在连接基座140上的铣削机架连接轴133与刀具主轴151相对地旋转自如。

所述状态下，通过使球面凸轮163旋转而使转塔旋转轴161向规定的方向旋转时，连接于转塔旋转轴161的连接基座140和铣削机架连接轴133相对于转塔基座110向上述规定的方向相对地旋转。

因此，通过将上述卡合机构的活塞180切换到第二位置，由于可以将转塔120、铣削机架130和连接基座140连接并使它们相对于转塔基座110相对地旋转，所以例如在使图4所示的铣削刀柄170的铣削刀具MT旋转的状态下，可以实施图3所示的刀具的Y方向的位置控制。

接着，利用图7～图9说明使用本发明第一实施例的转塔刀架10加工工件W的具体动作的概要。

图7是使用第一实施例的转塔刀架10的车削刀具CT进行车削加工时的示意图，图7A表示从Z方向观察转塔刀架10的图，图7B表示从图7A的箭头D方向观察的图，图7C表示图7B中的转塔120的内部概要。

此外，图8是表示利用第一实施例的转塔刀架10的铣削刀具MT进行Z方向的铣削加工时的示意图，图8A表示从Z方向观察转塔刀架10的图，图8B表示从图8A的箭头D方向观察的图，图8C表示图8B中的转塔120的内部概要。

而且，图9是表示利用第一实施例的转塔刀架10的铣削刀具MT进行包含Y方向控制的铣削加工时的示意图，图9A表示从Z方向观察转塔刀架10的图，图9B表示从图9A的箭头D方向观察的图，图9C表示图9B中的转塔120的内部概要。

另外，在图7～图9中，表示了局部透视转塔120内部的结构。此外，在图7～图9中，将转塔120在Z方向与工件W相对的位置定义为“原点位置”。

在图7所示的车削加工中，选择转塔120的车削刀柄171上安装的车削刀具CT，对工件W进行加工。

在转塔120中选择车削刀具CT的动作如下：首先在解除由图4和图6所示的套筒114对转塔旋转轴161的夹紧的状态下，使连接基座140的活塞180向第一位置移动。

此时，如上所述，由于转塔旋转轴161能够相对于转塔基座110、铣削机架130和连接基座140相对地旋转，所以接下来旋转转塔旋转轴161，将安装了车削刀具CT的车削刀柄171移动到原点位置。

如果车削刀柄171到达原点位置，则驱动上述套筒114夹紧转塔旋转轴161的全周，从而阻止转塔120转动。

此时，安装于连接基座140的冷却介质单元142和刀具旋转系统150的第二伞齿轮153配置在转塔120的原点位置，从冷却介质单元142向车削刀柄171供给冷却介质并从喷射口173喷射。

而且，如图7A所示，通过在X轴轨道6上移动转塔刀架10，进行车削刀具CT的X方向的位置调整，并通过使移动台5在图2等所示的Z轴轨道4上移动，进行Z方向的位置调整。

在实施上述的车削刀具CT的位置调整的基础上，通过使工件保持装置3所保持的工件W旋转，并使车削刀具CT切入规定深度，从而执行车削加工。

在图8所示的铣削加工中，选择转塔120的铣削刀柄170上安装的铣削刀具MT，对工件W进行加工。

在转塔120中选择铣削刀具MT的动作与图7所示的车削刀具CT的选择动作同样，首先在解除套筒114对转塔旋转轴161的夹紧的状态下，将连接基座140的活塞180移动到第一位置。

接着，使转塔旋转轴161旋转，将安装了铣削刀具MT的铣削刀柄170移动到原点位置。

如果铣削刀柄170到达原点位置，则驱动上述套筒114夹紧转塔旋转轴161的全周，以阻止转塔120转动，并且如图8B所示，连接位于原点位置的刀具旋转系统150的第二伞齿轮153和铣削刀柄170的输入轴170a。

由此，铣削刀柄170上安装的铣削刀具MT被传递来自刀具主轴151的旋转力而旋转。此外，如图8C所示，从位于原点位置的冷却介质单元142向铣削刀柄170供给冷却介质并从喷嘴172喷射。

而且，与图7所示的车削加工时同样，通过在X轴轨道6上移动转塔刀架10或者在Z轴轨道4上移动移动台5，进行铣削刀具MT的X方向和Z方向的位置调整。

在实施了上述的铣削刀具MT的位置调整的基础上，通过旋转铣削刀具MT，使铣削刀具MT对工件保持装置3所保持的工件W切入规定深度并在Z方向移动，执行Z方向的铣削加工。

如果采用本发明第一实施例的转塔刀架10，则可以进行图3所示的合并Y方向的位置控制的铣削加工。

Y方向的位置控制还可以适用于图8所示的朝向Z方向的铣削加工中的朝向原点位置以外的加工开始点的移动，或者合并X轴轨道6和Z轴轨道4上的移动的三维加工等。

一边维持铣削刀具MT的旋转一边进行Y方向的位置控制的动作如下：首先在解除套筒114对转塔旋转轴161的夹紧的状态下，使连接基座140的活塞180移动到第一位置。

接着，旋转转塔旋转轴161，将安装了铣削刀具MT的铣削刀柄170移动到原点位置。

如果铣削刀柄170到达原点位置，则驱动上述套筒114而夹紧转塔旋转轴161的全周，以阻止转塔120转动，并且连接位于原点位置的刀具旋转系统150的第二伞齿轮153和铣削刀柄170的输入轴170a。

由此，安装于铣削刀柄170的铣削刀具MT被传递来自刀具主轴151的旋转力而旋转。

接着，将连接基座140的活塞180移动到第二位置，如图6B所示，将连接基座140和转塔旋转轴161连接。

随后，停止上述套筒114的驱动，解除转塔旋转轴161的夹紧。

由此，如图9B所示，固定连接于转塔旋转轴161的转塔120和固定连接于连接基座140的铣削机架连接轴133能够在保持彼此的位置关系(即第二伞齿轮153和铣削刀柄170的输入轴170a连接的状态)的同时呈一体地旋转。

此外，由于也保持了安装于连接基座140的冷却介质单元142和转塔120的位置关系，所以冷却介质单元142如图9C所示，可以在向铣削刀柄170供给冷却介质的状态下，与转塔120一起旋转。

而且，如图3所示，通过组合转塔120的旋转和Z方向的移动来进行Y方向的位置控制，将铣削刀具MT移动到任意的加工开始点，通过从所述加工开始点在Z轴轨道4上沿Z方向移动，实施Z方向的铣削加工。

此外，通过基于NC控制装置(未图示)等的指令，同时控制上述转塔120的旋转、在X轴轨道6上的移动和在Z轴轨道4上的移动，还可以利用旋转的铣削刀具MT对工件W进行三维加工。

如上所述，按照图1～图9所示的本发明第一实施例的转塔刀架10，通过使设置在连接基座140上的卡合机构的活塞180在位于转塔基座110侧的第一位置和位于转塔旋转轴161侧的第二位置之间移动，可以切换连接基座140与转塔基座110或转塔旋转轴161的连接，所以相比以往的环状活塞能够使卡合构件小型化。

而且，因为驱动活塞180的压力室140b也可以配合活塞180的断面积而小型化，结果可以抑制转塔刀架10整体的重量增加。

此外，按照具备第一实施例的转塔刀架10的机床，可以利用连接基座140的卡合机构来选择连接基座140与转塔基座110和转塔旋转轴161的连接。

因此，可以选择将刀具主轴151的旋转力向安装于转塔120的铣削刀具MT传递的状态下使转塔120旋转的动作，以及上述旋转力向铣削刀具MT的传递被解除的状态下使转塔120旋转的动作。

因此，机床的NC控制装置可以选择并实施通过使转塔120旋转而从多个刀具选择一个刀具的动作，以及在使安装于转塔120的铣削刀具MT旋转的状态下对所述铣削刀具MT在Y方向进行位置控制的动作。

此外，如上所述，通过切换转塔120与铣削机架130的连接和解除，可以使转塔120相对于铣削机架130相对地旋转。

因此，不论将具备铣削刀具MT的铣削刀柄170安装在转塔120的多个安装孔120a中的哪个位置，都能实现在任意的安装孔120a中的连接。

此外，由于多个凸轮从动件162等间隔地配置于转塔旋转轴161，并使所述凸轮从动件162与球面凸轮163卡合而使转塔旋转轴161旋转，所以凸轮从动件162和球面凸轮163的槽部之间不会产生所谓的齿隙。

因此，由于球面凸轮163的旋转位置或者旋转角度与转塔旋转轴161的旋转位置或者旋转角度始终成为对应的关系，所以通过检测球面凸轮163的旋转位置或者旋转角度，可以实现转塔旋转轴161的精密定位。

此时，设置于转塔旋转轴161的多个凸轮从动件162的个数，在能与球面凸轮163适当卡合的范围内尽可能增加，这样通过减小相邻的凸轮从动件162的间隔，可以进行更精密的定位。

(第二实施例)

接着，利用图10～图13说明本发明第二实施例的转塔刀架的概要。

图10是表示第二实施例的转塔刀架所采用的转塔220的概要的立体图。

在上述的第一实施例中，如图5所示，表示了具备12个安装孔的“均等12D转塔”的示例。

对此，图10所示的转塔220由侧部221和底部(图10中为背面侧，所以未图示)构成，侧部221形成有用于安装铣削刀柄270或者车削刀柄271的8个安装孔(未图示)。

另外，在本说明书中，将图10所示类型的转塔称为“均等8D转塔”。

铣削刀柄270与图5所示的均等12D转塔的情况同样，存在将铣削刀具MT在转塔220的半径方向放射状安装的类型，以及将铣削刀具MT在垂直于上述半径方向的方向上安装的类型。

此外，铣削刀柄270包括：输入来自刀具主轴151的旋转力的输入轴(未图示)；将输入的旋转力向铣削刀具MT传递的旋转机构(未图示)；以及在铣削刀具MT的加工点附近喷射冷却介质的喷嘴272。

而且，铣削刀柄270的输入轴(未图示)与刀具旋转系统150的第二伞齿轮153连接时，铣削刀具MT旋转，通过使旋转的铣削刀具MT接触工件W，对工件W进行铣削加工。

车削刀柄271具有安装车削刀具CT的固定机构，并且与铣削刀柄270同样，具备形成在内部的流道和喷射流通所述流道的冷却介质的喷射口。

此外，作为上述固定机构，可以采用虎钳和夹具等夹持机构，以及螺栓紧固等机械式固定机构等各种固定机构。

车削刀柄271存在将车削刀具CT在转塔220的半径方向放射状安装的类型，以及将车削刀具CT在垂直于上述半径方向的方向上安装的类型等，且都是将车削刀具CT保持在面向工件W的方向。

而且，在图1和图2所示的卡盘3a上安装工件W，通过一边利用工件旋转装置3b使工件W旋转一边使车削刀具CT接触工件W，对工件W进行车削加工。

此外，与图5所示的均等12D转塔的情况同样，转塔220的侧部221的内侧收纳有铣削机架(未图示)，所述铣削机架的图中身前的前表面安装有盖板234。

盖板234具有防止物体侵入铣削机架内的功能。此外，盖板234的外侧安装有刀具编号显示板235，所述刀具编号显示板235在各刀具位置被赋予编号1～8。

此外，与均等12D转塔的情况同样，在刀具编号显示板235中，通过在编号部分的背面侧配置照明，还可以实时亮灯显示可用于加工的刀具编号或者与刀具主轴151连接的刀具编号。

图11是表示第二实施例的转塔刀架所采用的具备大型的铣削刀柄或者车削刀柄的转塔320的概要的立体图。

图11所示的转塔320由侧部321和底部(图11中为背面侧，所以未图示)构成，侧部321形成有用于安装铣削刀柄370或者车削刀柄371的多个安装孔(未图示)。

此外，如图11所示，安装有铣削刀具MT的铣削刀柄370具备：输入来自刀具主轴151的旋转力的输入轴；将输入的旋转力向铣削刀具MT传递的旋转机构；以及向铣削刀具MT的加工点附近喷射冷却介质的喷嘴372。

另一方面，安装有车削刀具CT的车削刀柄371具有安装车削刀具CT的固定机构，并且与铣削刀柄370同样，具备形成在内部的流道和喷射流通所述流道的冷却介质的喷射口。

上述方面具备与图5或图10所示的转塔共通的结构。

对此，图11所示的转塔320安装有大型铣削刀柄373，所述大型铣削刀柄373具备比正常直径大或者尺寸长的大型铣削刀具LMT。

大型铣削刀柄373为了使大型的铣削刀具LMT旋转，内部具备比通常的铣削刀柄更大的旋转机构。因此，大型铣削刀柄373自身的尺寸也变大。

如图11所示，由于大型铣削刀柄373例如比图5和图10所示的通常的铣削刀柄的宽度大，所以在转塔320的侧部321需要保证更大的安装区域，并且接收大型铣削刀柄373的输入轴的安装孔的位置也从通常的铣削刀柄的安装孔的中心(本说明书中称为“虚拟中心线”)偏移。

而且，采用转塔320时，由于第一实施例中说明的相对于铣削机架的转塔的分度角也不能成为等间隔，即不能成为均等的角度，所以在NC控制装置的刀具选择动作中，就需要对转塔旋转进行特别的控制。

此外，在图11所示的转塔320中，表示了安装大型铣削刀柄373或者大型车削刀柄(未图示)的区域设置有两个的情况，两个安装孔中的一方的安装孔安装有仿制板374。

而且，转塔320的中央安装有盖板334，所述盖板334的外侧安装有刀具编号显示板335，所述刀具编号显示板335在各刀具位置被赋予编号1～10。

另外，在本说明书中，将图11所示类型的转塔称为“不均等转塔”。

图12是表示第二实施例的转塔刀架所采用的具备串列铣削刀柄的转塔420的概要的立体图。

图12所示的转塔420由侧部421和底部(图12中为背面侧，所以未图示)构成，侧部421形成有用于安装铣削刀柄470或者车削刀柄471的多个安装孔(未图示)。

此外，如图12所示，安装有铣削刀具MT的铣削刀柄470包括：输入来自刀具主轴151的旋转力的输入轴；将输入的旋转力向铣削刀具MT传递的旋转机构；以及在铣削刀具MT的加工点附近喷射冷却介质的喷嘴472。

另一方面，安装有车削刀具CT的车削刀柄471具有安装车削刀具CT的固定机构，并且与铣削刀柄470同样，具备形成在内部的流道和喷射流通所述流道的冷却介质的喷射口。

上述方面具备与图5或图10所示的转塔共通的结构。

对此，图12所示的转塔420安装有串列铣削刀柄473，串列铣削刀柄473可以在一个安装孔的位置上同时使两个铣削刀具MT一边旋转一边进行铣削加工。

串列铣削刀柄473将来自一个输入轴的旋转力分路为两个系统，内部具备可以使两个铣削刀具MT1和MT2分别在两个输出轴上旋转的旋转机构(未图示)。

而且，在采用转塔420时，由于安装于串列铣削刀柄473的铣削刀具MT1和MT2的前端位置偏离转塔420的安装孔的中心(虚拟中心线)，所以在NC控制装置的刀具选择动作中，也需要对转塔旋转进行特别的控制。

转塔420的中央安装有盖板434，所述盖板434的外侧安装有刀具编号显示板435，所述刀具编号显示板435在各刀具位置被赋予编号1～12。

另外，在本说明书中，将图12所示类型的转塔称为“串列均等转塔”。

此外，如图11所示的大型铣削刀柄373和图12所示的串列铣削刀柄473等所示，将与图5所示的通常的铣削刀柄170或者车削刀柄171的尺寸和形状不同的刀柄，在本说明书中称为“特殊刀具刀柄”。

接着，利用图13和图14说明采用包含第二实施例的特殊刀具刀柄的转塔刀架的加工中，刀具的定位控制的一例。

图13是表示采用串列均等转塔420的转塔刀架中的串列铣削刀柄473上所安装的铣削刀具MT1和MT2的前端位置的示意图。

另外，将上述的“铣削刀柄”、“车削刀柄”和“特殊刀具刀柄”等安装于转塔的刀柄，以下称为“各种刀柄”。

在此，图13表示了在图1所示的机床1的X方向，从转塔420所处一侧观察转塔420附近的状态。

此外，在图13中，转塔420具备12个刀具安装位置，但是在此仅以其中1处安装有串列铣削刀柄473为例进行说明。

如图13所示，在安装有串列铣削刀柄473的串列均等转塔420中，当使虚拟中心线(安装孔的中心)CL位于转塔的原点位置时，两个铣削刀具MT1和MT2的前端配置在距离串列均等转塔420的旋转中心C为相同半径的圆周上，且分别配置在从虚拟中心线CL偏离偏移角度θp的刀具安装线TL的线上。

因此，用串列铣削刀柄473这种特殊刀具刀柄上所安装的刀具进行加工时，考虑到刀具的前端位置偏移上述偏移角度θp，需要向刀具的加工开始点进行定位。

如上所述，采用本发明的转塔刀架的机床具备控制转塔刀架、工件保持装置等的驱动的NC控制装置。

NC控制装置具备基于各种加工程序来控制机床整体动作的控制部和刀具数据存储器。此外，刀具数据存储器中存储有包含转塔编号、各种刀柄的识别编号、各种刀柄中的刀具的前端位置、刀具的偏移角度等的刀具数据。

而且，NC控制装置在实施上述加工程序时，从刀具数据存储器读出必要的信息进行处理，并且对机床发出加工动作等指令。

图14是图13所示的串列均等转塔420的串列铣削刀柄473上所安装的铣削刀具MT朝向加工开始点进行定位动作的定位程序的流程图。

在此，在实施上述定位程序之前，预先实施了图6和图9等所示的铣削刀柄的分度动作，以及铣削刀柄的输入轴与刀具旋转系统的第二伞齿轮的连接。

例如，在利用图12所示的串列均等转塔420的串列铣削刀柄473上所安装的铣削刀具MT1进行铣削加工时，NC控制装置的控制部首先判断当前转塔刀架上安装的转塔是否包含特殊刀具刀柄(步骤S101)。

例如用传感器检测并识别转塔的形状的特征部，或者根据上述刀具数据存储器中存储的转塔编号或各种刀柄的识别编号等，来进行所述判断。

当步骤S101中判断为“否”时，判断当前安装的转塔是具有通常的铣削刀柄或者车削刀柄的均等转塔，并直接结束程序。

另一方面，当步骤S101中判断为“是”时，控制部从刀具数据存储器读出适合当前安装的转塔类型的刀具的偏移角度θp(步骤S102)。

此时，由于控制部识别为转塔的类型在步骤S101的时刻例如是串列均等转塔，所以参照所述串列均等转塔的转塔编号和各种刀柄的识别编号等，抽出对应的刀具的偏移角度θp。

接着，控制部发出指令，以使夹紧图4所示的转塔旋转轴161的套筒114的驱动停止，解除转塔旋转轴161的夹紧(步骤S103)。

接着发出指令，以使卡合机构的活塞180移动到第二位置，将连接基座140和转塔旋转轴161连接并固定，并且驱动转塔旋转用电机164，使球面凸轮163旋转，使转塔旋转轴161向对应于上述偏移角度θp的方向旋转(步骤S104)。

由此，图13所示的串列均等转塔420可以使铣削刀具MT1和MT2一边旋转一边回转。

接着，控制部检测伴随转塔旋转轴161的旋转的转塔旋转角度，并判断所述旋转角度的累计值是否与上述偏移角度θp一致，即是否利用转塔的旋转到达了应偏移的位置(步骤S105)。

当步骤S105中判断为“否”时，判断转塔的旋转角度未到达偏移角度θp，返回步骤S104。

另一方面，当步骤S105中判断为“是”时，判断转塔的旋转角度已到达偏移角度θp，停止转塔旋转指令。

随后，控制部发出驱动套筒114的指令，将转塔旋转轴161的全周夹紧(步骤S106)，并结束定位程序。

通过实施上述流程的动作，串列铣削刀柄473上所安装的铣削刀具MT1被定位在规定的加工开始点。

而且，从所述加工开始点例如实施图8所示的朝向Z方向的铣削加工。

另外，在图13和图14所示的定位控制中，例示了串列铣削刀柄473上安装的两个铣削刀具MT1和MT2分别配置于在距离虚拟中心线CL为相同半径的圆周上进行旋转后的位置的情况。

另一方面，在铣削刀具MT1和MT2未配置在上述圆周上的情况下，例如通过组合图3所示的转塔的旋转控制和利用Z轴轨道的移动控制，也可以实施朝向加工开始点的刀具定位。

此外，例如进行图9所示的三维铣削加工时，控制部重新停止套筒114的驱动来解除转塔旋转轴161的夹紧。

由此，在维持铣削刀具MT1旋转的同时使串列均等转塔420旋转，可以进行图3所示的Y方向的位置控制，通过在所述Y方向的位置控制以外还合成X轴轨道和Z轴轨道上的平行移动，可以进行刀具前端的三维位置控制。

按照本发明第二实施例的转塔刀架和具备所述转塔刀架的机床，不仅通常的均等转塔可以实施加工中的刀具的定位控制，而且对于具有刀具安装在刀柄的偏离虚拟中心线的位置的特殊刀具刀柄的转塔(不均等转塔、串列均等转塔)，也可以实施加工中的刀具的定位控制。

此外，由于能够采用各种类型的转塔，所以刀具的形状和尺寸能进行各种变更，结果可以扩大机床的加工用途。

(第三实施例)

接着，利用图15和图16说明本发明第三实施例的转塔刀架的实施方式。

图15是表示采用具有均等转塔120的转塔刀架的机床中的刀具位置偏移的示意图。

另外，图15表示了在图1所示的机床1的X方向，从转塔120所处一侧观察转塔120附近的状态，表示转塔120的双点划线示出了基于控制部的指令值的刀具位置，实线示出了基于实际的检测值的刀具位置。

此外，在图15中，转塔120具备12个刀具安装位置，在此仅以1处安装有刀具为例进行说明。

例如，机床的加工结束后，转塔120返回原点位置并断开设备的电源，经过一段时间后(次日早晨等)再次接通设备的电源而启动机床时，有时因电源断开期间的某种原因，夹紧图4所示的转塔旋转轴161全周的套筒114被解除，转塔旋转轴161和转塔120发生了旋转。

此时，例如图15所示，应当处于原点位置的转塔发生了旋转，因此实际的(检测出的)刀具位置RP相对于指示的刀具位置CP成为位置偏移了偏移角度θd的状态。

在此，具备本发明第三实施例的转塔刀架的机床通过使用机床的NC控制装置的修正程序进行控制，具有在转塔120处于停止状态时修正上述的刀具位置偏移的功能。

图16是修正图15所示的转塔120中的刀具位置的位置偏移的修正程序的流程图。

在此，实施上述修正程序时，图6所示的卡合机构的活塞180位于第二位置，固定连接于连接基座140的铣削机架连接轴133和转塔旋转轴161处于能相对地旋转的状态。

在发生了图15所示的刀具位置偏移的情况下，当实施用于修正所述位置偏移的修正程序时，首先NC控制装置的控制部检测当前的刀具的前端位置(步骤S201)。

检测当前的刀具的前端位置的动作如下：例如可以根据使图4所示的球面凸轮163旋转的转塔旋转用电机164的旋转量，或者安装于所述转塔旋转用电机的编码器等的数值读出刀具的前端位置。

此外，可以在转塔刀架上设置检测转塔120的代表位置的传感器(角度检测器)，根据所述代表位置的检测值来把握刀具的前端位置。

接着，控制部判断在步骤S201中检测出的刀具的前端位置的检测值是否与最后指令的指令值(图15的示例中，为原点位置)一致(步骤S202)。

当步骤S202中判断为“是”时，控制部判断当前安装的刀具位置的指令值和检测值没有偏移，处于正常的状态，直接结束程序。

另一方面，当步骤S202中判断为“否”时，控制部计算上述检测值和指令值的差值(图15所示的角度θd)(步骤S203)。

具体而言，控制部通过从当前保持的检测值(即刀具的前端位置的旋转角度)减去指令值(例如原点位置的旋转角度)，来计算差值。

此时，可以根据差值的正负符号来把握旋转角度的偏移方向。

接着，控制部判断在步骤S203中计算出的差值θd的绝对值是否在规定的容许范围内(即规定的阈值以下)(步骤S204)。

当步骤S204中判断为“否”时，判断计算出的差值θd(即转塔的旋转角度的偏移量)为异常值，进行指令以便例如用未图示的显示装置和警报装置等向操作人员发出警报警告(步骤S209)。

而且，确认了上述警报警告的操作人员通过目视等确认转塔刀架在结构上是否发生故障，并根据需要进行修理或者修正。

另一方面，当步骤S204中判断为“是”时，控制部判断能自动修正上述旋转角度的偏移，并发出指令，以便停止图4所示的夹紧转塔旋转轴161的套筒114的驱动，解除转塔旋转轴161的夹紧(步骤S205)。

接着，发出指令，以便将卡合机构的活塞180移动到第二位置，将连接基座140和转塔旋转轴161连接并固定，并且驱动转塔旋转用电机164使球面凸轮163旋转，使转塔旋转轴161朝向使上述差值θd为零、即与上述偏移方向相反的方向旋转(步骤S206)。

接着，控制部检测伴随转塔旋转轴161的旋转的转塔旋转角度，判断所述旋转角度的累计值(转塔的旋转量)是否与上述差值θd的绝对值一致，即转塔是否旋转了使上述差值θd为零的旋转量(步骤S207)。

而且，当步骤S207中判断为“否”时，判断刀具的位置偏移还未被修正，返回步骤S206。

另一方面，当步骤S207中判断为“是”时，判断转塔旋转轴161旋转了相当于差值θd的绝对值的量，刀具的位置偏移已被修正，停止转塔旋转指令。

随后，控制部发出驱动套筒114的指令，夹紧转塔旋转轴161的全周(步骤S208)，结束修正程序。

通过实施上述流程的动作，转塔120上安装的刀具的前端位置的位置偏移被消除，刀具的前端位置在转塔刀架中准确定位。

而且，采用上述定位后的刀具例如实施图7～图9所示的各种车削加工或铣削加工。

另外，例示了在图15和图16所示的刀具的位置偏移的修正程序中，当刀具位置的指令值和检测值之间的差值θd的绝对值不在规定的容许范围内时，在步骤S209显示警报警告并结束程序的情况。

此时，由于在执行上述修正程序时未实施加工，所以机床的驱动随着程序的结束而停止。

对此，在上述修正程序中，在显示了步骤S209的警报警告之后，还可以通过操作人员操作规定的输入装置(例如触摸面板式显示装置的图标或控制盘的开关等刀具选择按钮)来输入修正指令，从而嵌入步骤S205以后的步骤中，使控制部实施修正动作。

此外，图15和图16所示的例子中，例示了接通电源而启动机床时的刀具的位置偏移的情况，但是第三实施例的实施方式不限于此。

例如，加工中或者休止中因突发性的冲击等而导致转塔或刀具产生位置偏移时，也可以通过执行上述修正程序，来进行位置偏移的修正。

按照本发明第三实施例的转塔刀架和具备所述转塔刀架的机床，即使在因某种原因而导致安装于转塔120的刀具的前端位置的指令值和当前的检测值之间产生位置偏移时，控制部也可以自动修正上述位置偏移，将刀具前端位置配置在正确位置。

此外，由于能在将刀具的位置偏移修正到正常位置的情况下进行加工，所以能够抑制加工精度的恶化和废品的产生。

另外，本发明不限于上述实施例的结构，还包含各种变形例。

例如，在本发明的转塔刀架中，作为使转塔旋转系统的转塔旋转轴旋转的机构，例示了在转塔旋转轴的外周等间隔设置的多个凸轮从动件和对所述凸轮从动件赋予进给的球面凸轮的结构，但是只要是能使转塔旋转轴旋转的结构即可，可以采用齿轮机构和/或蜗杆蜗轮机构等各种结构。

此外，在将连接基座与转塔基座或转塔旋转轴连接的卡合机构中，作为卡合构件例示了使活塞在压力室内在第一位置和第二位置之间移动的结构，但是作为活塞的移动机构，可以采用利用按压活塞的构件所形成的机械式机构和/或利用电场或磁场等的非接触机构等。

此外，只要是能切换连接基座与转塔基座或转塔旋转轴的连接的结构即可，可以代替上述卡合机构的活塞，而是采用例如钩等其他的卡合构件。

Claims (12)

1.一种转塔刀架，包括：

主轴，用于使刀具旋转；

铣削机架，具有内插有所述主轴的铣削机架连接轴；

转塔旋转轴，内插有所述铣削机架连接轴；

转塔，与所述转塔旋转轴的一端固定连接；

连接基座，固定连接在所述铣削机架连接轴的一端；以及

转塔基座，支承所述转塔旋转轴，

所述转塔刀架的特征在于，

所述铣削机架配置在所述转塔的内部，

所述连接基座具有切换与所述转塔基座或所述转塔旋转轴之间的连接的卡合机构。

2.根据权利要求1所述的转塔刀架，其特征在于，所述卡合机构具有从所述连接基座进退自如的卡合构件。

3.根据权利要求2所述的转塔刀架，其特征在于，所述卡合构件在所述连接基座中在连接于所述转塔旋转轴的第一位置和连接于所述转塔基座的第二位置之间移位。

4.根据权利要求3所述的转塔刀架，其特征在于，

所述连接基座具有向所述转塔供给冷却介质的冷却介质单元，

所述转塔还具有用于使从所述冷却介质单元供给的冷却介质流通的流道。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的转塔刀架，其特征在于还包括：

多个凸轮从动件，在所述转塔旋转轴的外周面以规定的间隔放射状设置；

球面凸轮，与所述凸轮从动件卡合，对所述凸轮从动件赋予朝向所述转塔旋转轴的旋转方向的进给；以及

转塔旋转用电机，使所述球面凸轮旋转。

6.根据权利要求5所述的转塔刀架，其特征在于，所述转塔旋转用电机为伺服电机。

7.一种机床，包括：权利要求1～6中任意一项所述的转塔刀架；保持工件的工件保持装置；以及控制所述转塔刀架和所述工件保持装置的驱动的NC控制装置，所述机床的特征在于，

所述机床具有：使所述转塔刀架和所述工件保持装置接近或分离的方向上的第一轴；使所述转塔刀架在垂直于所述第一轴的方向进退的第二轴；以及与所述第一轴和所述第二轴双方垂直的第三轴，

所述NC控制装置通过合成所述第一轴上的所述转塔刀架的位置控制以及所述转塔刀架的转塔的旋转角度控制，来控制所述第三轴上的所述刀具的前端位置。

8.根据权利要求7所述的机床，其特征在于，所述转塔刀架的转塔旋转用电机具有检测所述转塔从原点位置的旋转角度的功能。

9.根据权利要求8所述的机床，其特征在于，

所述转塔还具有特殊刀具刀柄，所述特殊刀具刀柄使所述刀具的前端位于从虚拟中心线偏离规定的偏移角度的位置，所述虚拟中心线为将所述转塔等分割的刀具安装位置中的任意一个刀具安装位置的虚拟中心线，

所述NC控制装置在使用安装于所述特殊刀具刀柄的刀具进行加工时，把在所述虚拟中心线的旋转角度上追加所述偏移角度的角度作为所述转塔的旋转角度，来进行所述刀具的加工开始点的定位。

10.根据权利要求9所述的机床，其特征在于，

所述NC控制装置具有存储刀具数据的刀具数据存储器，所述刀具数据包含转塔编号、各种刀柄的识别编号和所述各种刀柄中的刀具的前端位置，

所述刀具数据存储器还包含针对所述特殊刀具刀柄的所述偏移角度的数据，

所述NC控制装置在使用安装于所述特殊刀具刀柄的刀具进行加工时，从所述刀具数据存储器读出所述偏移角度，来进行所述刀具的加工开始点的定位。

11.根据权利要求10所述的机床，其特征在于，所述NC控制装置将针对所述转塔的旋转角度的指令值与由所述转塔旋转用电机检测出的旋转角度的检测值进行比较，当所述指令值和所述检测值不一致时，计算两者的差值并且根据所述差值进行使所述差值为零的修正指令。

12.根据权利要求11所述的机床，其特征在于，在所述差值超过预先设定的容许范围时，所述NC控制装置停止所述转塔刀架和所述工件保持装置的驱动，并且进行警告显示。