CN111050994A - 机床 - Google Patents

Abstract

一种机床(100)，其具备桥(41)、托盘更换臂(42)和臂驱动装置(43)，所述桥(41)在移动体(30)的行程端(E2)在相对于移动体(30)的移动方向(Z)垂直的方向(X)跨过移动体(30)地设置在基座(10)上，所述托盘更换臂(42)被设置在桥(41)的上方，与被支承在移动体(30)上的托盘(P)及托盘装载站(50)上的托盘(P)卡合而将两托盘(P)抬起，绕铅直轴线(Ov)回转来更换两托盘(P)，所述臂驱动装置(43)被设置在桥(41)上，向上方突出，使托盘更换臂(42)沿铅直轴线(Ov)移动，使托盘更换臂(42)绕铅直轴线(Ov)回转。

Description

机床

技术领域

本申请涉及具有托盘更换装置的机床。

背景技术

以往，在机床中用于更换托盘的各种各样的装置(例如，参照专利文献1及2)已被公知。专利文献1公开了托盘的回转式驱动装置。此装置具备被设置在床身上的固定基座。两个支承台位于固定基座的两侧。固定基座具有可悬挂托盘的回转筒体。回转筒体被构成为通过回转来更换两个支承台上的托盘。

另外，专利文献2公开了托盘更换装置。在此托盘更换装置中，两个框组柱被立在床身上。在两个框组柱的上端部之间架设梁。在梁上设置了支承驱动机构，在支承驱动机构上连结了从梁向下方延伸的臂轴。在臂轴的下端设置了托盘更换臂。托盘更换臂被构成为通过旋转来更换托盘堆垛器上的托盘和工作台上的托盘。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-90759号公报

专利文献2：日本实公平6-27309号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述那样的托盘更换装置中，存在开发能够减小占有面积的构造的需求。

为了解决课题的手段

本公开的一方式是一种机床，其是使安装了工件的托盘和安装了刀具的主轴相对地移动来加工工件的机床，其特征在于，具备移动体、托盘更换装置和支承台，所述移动体将托盘装配成可以更换，并在水平方向移动，所述托盘更换装置与被装配在前述移动体上的托盘及托盘装载站上的托盘卡合，使两托盘绕铅直轴线回转来更换托盘，所述支承台支承前述托盘更换装置，在前述移动体处于托盘更换位置时，确保前述移动体越过前述铅直轴线潜入前述托盘更换装置的下方的空间。

在有关本公开的一方式的机床中，由于在移动体处于托盘更换位置时，移动体由支承台越过托盘更换装置的铅直轴线潜入托盘更换装置的下方，所以能够使托盘更换臂的回转中心和托盘更换位置挨近，由此，能够使回转半径变小。因此，能够减小托盘更换装置的占有面积。

前述移动体也可以具有使托盘绕与相对于前述移动体的移动方向倾斜的倾斜面垂直的倾斜轴线旋转的倾斜型旋转引导件，在托盘为水平姿势时进行托盘的更换。在这样的结构中，托盘及工件的重量由倾斜面支撑，因此，在移动体中产生力矩。为了提高对此力矩的刚性及为了容纳托盘的旋转驱动装置，移动体在移动方向伸出。这样，在移动方向伸出的移动体中，由跨过移动体的支承台产生的回转半径的减小能够更有效。

前述支承台也可以是在相对于前述移动体的移动方向垂直的方向跨过前述移动体地设置在基座上的桥，另外，桥既可以是两端支承型，也可以是悬臂支承型。

前述支承台也可以由铸件与前述托盘装载站的油盘一体成形。在此情况下，能够减少零件数量，并且提高支承台的刚性。

前述托盘更换装置也可以具有托盘更换臂和臂驱动装置，所述托盘更换臂被设置在前述支承台的上方，与被装配在前述移动体上的托盘及前述托盘装载站上的托盘卡合，所述臂驱动装置突出地设置在前述支承台的上方，使前述托盘更换臂沿前述铅直轴线进行升降移动，使前述托盘更换臂绕前述铅直轴线回转。由于将使托盘更换臂升降及回转的臂驱动装置设置成向支承台的上方突出，所以能够在支承台下方确保大的空间。

前述托盘更换臂也可以具有一对臂元件，前述一对臂元件的每一个呈叉子形状，前述叉子形状的至少一个臂部分具有在前述移动体处于加工位置时打开并在前述移动体处于托盘更换位置时关闭的开闭机构。由于叉子形状的至少一个臂部分在移动体处于加工位置时打开，所以特别是在托盘绕倾斜轴线旋转的类型的移动体中，能够避免托盘和臂元件的干涉。

前述臂驱动装置也可以具有升降动作执行器和圆筒凸轮，所述升降动作执行器相对于前述支承台沿前述铅直轴线进行升降移动，所述圆筒凸轮相对于前述升降动作执行器沿前述铅直轴线进行往复移动，前述托盘更换臂可相对于前述升降动作执行器绕前述铅直轴线回转地被支承，并且安装与前述圆筒凸轮外周的螺旋状的凸轮槽卡合的凸轮随动件而构成。由于升降动作执行器的升降移动和圆筒凸轮的往复移动都可在沿着铅直轴线的方向进行，所以能够将两移动的动作执行器分别做成流体压缸，且同轴地配置而做成小空间。

发明的效果

根据本公开的一方式，能够提供一种能够减小占有面积的托盘更换装置。

附图说明

图1是有关一实施方式的包括托盘更换装置的机床的概略图。

图2是表示图1的机床的其它的状态的概略图。

图3是图1中的III-III向视剖视图。

图4是表示臂驱动装置的详细情况的放大剖视图。

图5是表示打开位置的托盘更换臂的概略图。

图6是表示关闭位置的托盘更换臂的概略图。

图7表示图5中的截面VII。

具体实施方式

为了实施发明的方式

下面，参照附图，说明有关实施方式的具有托盘更换装置的机床。对同样或对应的元件标注相同的符号，省略重复的说明。为了容易理解，存在变更图的缩小尺寸的情况。

图1是有关一实施方式的包括托盘更换装置的机床的概略图，表示工作台30处于托盘更换位置，且托盘P的工件安装面37a处于水平姿势的状态。图2是表示图1的机床的其它的状态的概略图，表示工作台30处于加工位置，且工件安装面37a处于垂直姿势的状态。图3是图1中的III-III向视剖视图。参照图1，机床100是卧式加工中心。在其它的实施方式中，机床100，例如也可以是立式加工中心或具有倾斜主轴的加工中心等可设置托盘更换装置的其它的机床。在本实施方式中，机床100是具有三个平移进给轴(X轴、Y轴及Z轴)和两个旋转进给轴(C轴及B轴)的五轴加工机。机床100具备床身(也被称为基座)10、立柱20、工作台(也被称为移动体)30、托盘更换装置40和托盘装载站50。

床身10，例如被固定在工厂的地板面等上。立柱20在床身10上沿床身10的后侧面11设置。在立柱20的前侧面上设置了可在铅直方向移动的床鞍21。主轴头22在水平方向从床鞍21的前侧面突出，以水平的旋转轴线Os为中心可旋转地支承主轴23。

就有关本实施方式的在机床100中的方向而言，主轴23的旋转轴线Os沿着水平方向，与旋转轴线Os平行的方向作为Z轴方向(也被称为前后方向)被定义。主轴23沿Z轴方向突出的方向为前，其相反方向为后。与Z轴方向垂直的水平方向作为X轴方向(也被称为左右方向)被定义，铅直方向作为Y轴方向(也被称为上下方向)被定义。

床鞍21由与马达21a连结的具有滚珠丝杆的进给装置在Y轴方向驱动，由未图示的导向件引导。滚珠丝杆具有可旋转地被支承在立柱20上且在Y轴方向延伸的丝杆轴和被固定在床鞍21上的螺母。通过由马达21a使丝杆轴旋转，螺母在Y轴方向移动，因此，床鞍21在Y轴方向移动。Y轴方向的进给由NC装置控制。

立柱20在床身10上在X轴方向移动。具体地说，立柱20由倾斜型直动引导件24在X轴方向引导。倾斜型直动引导件24整体上向前且向上，倾斜成将后部配置在比前部高的位置。具体地说，倾斜型直动引导件24具有前侧导向件25F和后侧导向件25R。前侧导向件25F及后侧导向件25R的每一个包括被固定在床身10上且在X轴方向延伸的轨道27和被固定在立柱20上的块体28。

后侧导向件25R被配置在比前侧导向件25F高的位置。从其它的观点看，距工作台30远的导向件25R被配置在比距工作台30近的导向件25F高的位置。具体地说，床身10具有沿后侧面11朝向上方的后侧轨道支承面12。另外，床身10在后侧轨道支承面12的前方具有朝向上方的前侧轨道支承面13，后侧轨道支承面12被形成在比前侧轨道支承面13高的位置。在其它的实施方式中，后侧轨道支承面12及前侧轨道支承面13的至少一方也可以朝向前方。后侧导向件25R的轨道27被配置在后侧轨道支承面12上，前侧导向件25F的轨道27被配置在前侧轨道支承面13上。

立柱20由与马达26连结的具有滚珠丝杆的进给装置在X轴方向驱动。滚珠丝杆被配置在前侧导向件25F和后侧导向件25R之间。滚珠丝杆具有可旋转地被支承在床身10上且在X轴方向延伸的丝杆轴和被固定在立柱20上的螺母。通过由马达26使丝杆轴旋转，螺母在X轴方向移动，因此，立柱20在X轴方向移动。X轴方向的进给由NC装置控制。

工作台30在床身10上被设置在立柱20的前方。工作台30支承托盘P。参照图3，工作台30在床身10上沿一对左右导向件31在Z轴方向移动。导向件31的每一个包括被固定在床身10上且在Z轴方向延伸的轨道33和被固定在工作台30上的块体34。在两导向件31之间配置了与马达32连结的滚珠丝杆。滚珠丝杆具有可旋转地被支承在床身10上且在Z轴方向延伸的丝杆轴和被固定在工作台30上的螺母。通过由马达32使丝杆轴旋转，螺母在Z轴方向移动，因此，工作台30在Z轴方向移动。Z轴方向的进给由NC装置控制。参照图1，工作台30在后侧行程端E1和前侧行程端(在本实施方式中为托盘更换位置)E2之间移动。在图1中，工作台30处于托盘更换位置。参照图2，工作台30在图2中处于加工位置。加工位置例如可设定在从前侧行程端E2离开了规定距离以上的位置。

工作台30具有第一工作台座35、第二工作台座36和托盘安装台37。第一工作台座35被设置在床身10上，在床身10上在Z轴方向移动。参照图3，在第一工作台座35上固定了上述的导向件31的块体34。

参照图1，第一工作台座35具有相对于工作台30的移动方向倾斜的倾斜面35a。具体地说，倾斜面35a以向后且向上的方式从水平面以45°或约45°倾斜。

第一工作台座35具有沿着倾斜面35a的倾斜型旋转引导件38。因此，倾斜型旋转引导件38向后且向上，其前部被配置在比后部高的位置。倾斜型旋转引导件38使第二工作台座36绕与倾斜面35a垂直的倾斜轴线Oc旋转。第二工作台座36的旋转进给方向作为C轴方向被定义。倾斜型旋转引导件38例如具有交叉滚子轴承，例如由马达或液压装置使第二工作台座36旋转。

第二工作台座36被设置在倾斜型旋转引导件38上。第二工作台座36具有回转面36a。回转面36a从倾斜面35a以45°或约45°倾斜。回转面36a与第二工作台座36旋转相伴绕倾斜轴线Oc回转。

第二工作台座36具有沿着回转面36a的托盘旋转引导件39。托盘旋转引导件39使托盘安装台37绕与回转面36a垂直的可变轴线Ob旋转。另外，参照图1及图2，可以理解可变轴线Ob的方向与第二工作台座36的在C轴方向的位置相应地变化。参照图1，托盘旋转引导件39的旋转进给方向被定义为B轴方向。托盘旋转引导件39例如具有滚动轴承，例如由马达或液压装置进行旋转驱动。

托盘安装台37内置了托盘夹具，被设置在托盘旋转引导件39上。被装配在托盘安装台37上的托盘P具有与回转面36a平行的工件安装面37a。工件被安装在工件安装面37a上。工件安装面37a与第二工作台座36的在C轴方向可动范围中的位置相应地被定向为任意的姿势。例如，在图1中，工件安装面37a处于水平姿势，在图2中，工件安装面37a处于垂直姿势。

在机床100中，立柱20的倾斜型直动引导件24和工作台30的倾斜型旋转引导件38在Z轴方向相向地配置。在其他的观点上，立柱20的倾斜型直动引导件24具有在Y轴方向(铅直方向)与工作台30的倾斜型旋转引导件38重复的部分。因此，在立柱20侧和工作台30侧产生具有相互相向的前后方向的成分的加工反力。因此，可取得立柱20及工作台30的在前后方向的刚性的平衡，防止变形集中在立柱20或工作台30的任意一个。

参照图1，在工作台30中，第二工作台座36及第二工作台座36上的装载物(即，托盘安装台37、托盘P及工件)的合计的重心G位于倾斜轴线Oc上或倾斜轴线Oc的附近。例如，在工作台30中，在托盘P及工件的重量为额定重量时，能够设定成重心G位于倾斜轴线Oc上，在工作台30支承具有其它的重量的托盘P及工件时，重心G能够位于倾斜轴线Oc的附近。在这样的结构中，绕倾斜轴线Oc的旋转惯性小。于是，能够提高C轴方向的快速进给的加减速度，作为结果，能够缩短非加工时间。

参照图1，托盘更换装置40被设置在床身10的前方。托盘更换装置40，在工作台30处于托盘更换位置(在本实施方式中为前侧行程端E2)时，更换被支承在工作台30上的托盘P和托盘装载站50上的托盘P。托盘更换装置40具备桥41、托盘更换臂42和臂驱动装置43。桥41作为托盘更换装置40的支承台发挥功能。

桥41被设置在床身10上，在工作台30的前侧行程端E2，在相对于工作台30的移动方向(Z轴方向)垂直的方向(X轴方向)跨过工作台30。具体地说，参照图3，桥41具有大致倒立U字形状，以跨过工作台30的方式在X轴方向从床身10的一端架设到另一端。参照图1，桥41跨过工作台30的第一工作台座35的一部分及第二工作台座36的一部分。桥41也可以被构成为仅跨过第一工作台座35。桥41与后述的托盘装载站50的油盘51一体地形成。桥41和油盘51例如由铸造等一体地形成。

托盘更换臂42通过臂驱动装置43设置在桥41的上方。托盘更换臂42与被支承在工作台30上的托盘P及托盘装载站50上的托盘P卡合，将两托盘抬起，绕铅直轴线Ov回转后下降来更换两托盘。

图5是表示打开位置的托盘更换臂的概略图，图6是表示关闭位置的托盘更换臂的概略图。参照图5，托盘更换臂42具有一对臂元件42a和中央部分42b。臂元件42a从铅直轴线Ov向相互相反的方向延伸。臂元件42a的每一个具有叉子形状(或大致U字形状)，相对于铅直轴线Ov在相反侧开口。

臂元件42a具有在工作台30处于加工位置时打开(图5)并在工作台30处于托盘更换位置时关闭(图6)的开闭机构44。具体地说，臂元件42a的每一个包括在打开位置和关闭位置之间可动的可动臂部分42c；被固定在关闭位置的固定臂部分42d；和连结可动臂部分42c及固定臂部分42d的臂基部42e，开闭机构44被设置在可动臂部分42c上。图5表示处于打开位置的可动臂部分42c，图6表示处于关闭位置的可动臂部分42c。如图5所示，当工作台30处于加工位置时，可动臂部分42c处于打开位置，由此，在工作台30在C轴方向回转时，能够避免臂元件42a和工作台30(或托盘P或工件)的干涉。可动臂部分42c由枢销44h(详细情况在后面叙述)相对于臂基部42e可动地安装。可动臂部分42c由弹性元件例如被安装在枢销44h上的扭转弹簧等向打开位置加载。在其它的实施方式中，叉子形状的另一方的固定臂部分42d也具有开闭机构44，叉子形状的两方的臂部分42c、42d也可以开闭。在此情况下，工作台30在加工位置向正负哪个方向旋转，都不产生工作台30和臂元件42a的干涉。

开闭机构44包括驱动销44a、驱动销44a用的凸轮槽44b、打开位置的卡合孔44d及关闭位置的卡合孔44e和枢销44h。图7表示图5中的截面VII。另外，如图5所示，图7表示在图5中从上方看到的截面VII，因此，希望注意，在图7中，与图5相反，第二工作台座36被表示在可动臂部分42c的左侧。参照图7，开闭机构44还包括锁止销44c、凸轮随动件44f和凸轮随动件44f用的凸轮板44g。

参照图5，在本实施方式中，驱动销44a被设置在第二工作台座36上。驱动销44a从第二工作台座36向上突出。凸轮槽44b能够被设置在可动臂部分42c的下面上。凸轮槽44b具有弯曲形状，并被构成为在工作台30从加工位置向托盘更换位置移动时，随着将驱动销44a插入凸轮槽44b，凸轮槽44b跟着驱动销44a移动，使可动臂部分42c从打开位置(图5)向关闭位置(图6)移动。

参照图7，锁止销44c以从臂基部42e的上面贯通到下面的方式设置在臂基部42e。锁止销44c在锁止位置和非锁止位置之间可动。锁止销44c被构成为，在锁止位置从臂基部42e的上面突出，在非锁止位置拉入到臂基部42e的上面或与臂基部42e的上面相比拉入到下方。

臂基部42e具有空洞44i。锁止销44c具有在直径方向贯通锁止销44c且在轴线方向延伸的长孔44j。被固定在空洞44i内且在水平方向延伸的止转销44k被插入长孔44j。

锁止销44c与长孔44j相比在下方具有法兰44r。在法兰44r的下面和空洞44i的底面之间配置了压缩弹簧44m。压缩弹簧44m被构成为将锁止销44c向锁止位置加载。

卡合孔44d、44e(在图7中，卡合孔44e未图示)被设置在可动臂部分42c的下面上。参照图5，卡合孔44d在可动臂部分42c的打开位置以将锁止销44c插入卡合孔44d的方式进行定位且进行尺寸设定。参照图6，卡合孔44e在可动臂部分42c的关闭位置以将锁止销44c插入卡合孔44e的方式定位且进行尺寸设定。

参照图7，凸轮随动件44f被安装在锁止销44c的下端。凸轮板44g被安装在第二工作台座36上。凸轮板44g具有凸轮槽44n。凸轮槽44n包括相对于工作台30的移动方向平行的中间部分44o和相对于工作台30的移动方向从中间部分44o向上倾斜的入口部分44p及出口部分44q。凸轮槽44n被构成为，在工作台30从加工位置向托盘更换位置移动时，随着将凸轮随动件44f插入凸轮槽44n，跟着凸轮槽44n移动，首先，使锁止销44c从锁止位置向非锁止位置移动(入口部分44p)，接着，将锁止销44c维持在非锁止位置(中间部分44o)，最后，使锁止销44c从非锁止位置返回锁止位置(出口部分44q)。参照图5，如上述的那样，枢销44h将可动臂部分42c相对于臂基部42e安装成可动。可动臂部分42c绕枢销44h在打开位置和关闭位置之间回转。

开闭机构44按照下面的顺序动作。如图5所示，在工作台30处于加工位置的期间，可动臂部分42c处于打开位置，且锁止销44c被插入打开位置用的卡合孔44d。随着工作台30从加工位置向托盘更换位置移动，如图7所示，首先，凸轮随动件44f被插入凸轮槽44n的入口部分44p，使锁止销44c从锁止位置向非锁止位置移动。由此，锁止销44c从卡合孔44d被解除卡合。接着，在将锁止销44c在中间部分44o中维持在非锁止位置的期间，如图6所示，驱动销44a被插入凸轮槽44b，使可动臂部分42c从打开位置向关闭位置移动。如图7所示，最后，凸轮随动件44f从凸轮槽44n的出口部分44q出来，使锁止销44c从非锁止位置向锁止位置移动。由此，锁止销44c被插入关闭位置用的卡合孔44e。因此，可动臂部分42c被构成为在托盘更换位置被锁止在关闭位置。在工作台30从托盘更换位置向加工位置移动的情况下，开闭机构44按照与上述相反的顺序动作，使可动臂部分42c从关闭位置向打开位置移动。

图4是表示臂驱动装置的详细情况的放大剖视图。参照图4，托盘更换臂42的中央部分42b具有覆盖臂驱动装置43的圆筒形状，圆筒的上端部被封闭。圆筒状的支承部42f从中央部分42b的上端部向下方突出。臂驱动装置43被设置在桥41上，从桥41的上面向上方突出。臂驱动装置43被构成为，使托盘更换臂42沿铅直轴线Ov移动，且使托盘更换臂42绕铅直轴线Ov回转。臂驱动装置43具有壳体43a、升降动作执行器43b和回转动作执行器43c。

壳体43a被固定在桥41的上面上，从桥41的上面向上方突出。壳体43a具有大致圆筒形状，包括固定部43d、升降用腔43e和升降引导部43f。

固定部43d被固定在桥41的上面上。固定部43d具有空洞，收容了升降动作执行器43b的下端部。升降用腔43e位于固定部43d的上方，收容了升降动作执行器43b的升降用活塞43g(后述)。升降引导部43f位于升降用腔43e的上方，收容升降动作执行器43b的轴承壳体部43i(后述)。

升降动作执行器43b被插入壳体43a内，可沿铅直轴线Ov移动。升降动作执行器43b具有大致圆筒形状，包括升降用活塞43g、回转用腔43h和轴承壳体部43i。

升降用活塞43g，如上所述，被配置在升降用腔43e内，将升降用腔43e分隔为上部区间和下部区间。在上部区间连接了下降端口T1，在下部区间连接了上升端口T2。下降端口T1及上升端口T2与泵、阀及液压源(或工作流体供给源)等元件连接。这些元件由机械控制装置控制。下降端口T1及上升端口T2相对于升降用腔43e内供给/排出工作流体。例如，在从上部区间通过下降端口T1排出工作流体，通过上升端口T2向下部区间供给工作流体时，升降用活塞43g上升，因此，升降动作执行器43b整体上升。与之相对照，在通过下降端口T1向上部区间供给工作流体，从下部区间通过上升端口T2排出工作流体时，升降用活塞43g下降，因此，升降动作执行器43b整体下降。

回转用腔43h设置在升降用活塞43g的内侧。回转用腔43h收容了回转动作执行器43c的回转用活塞43j(后述)。轴承壳体部43i位于升降用活塞43g的上方。轴承壳体部43i固定了轴承43m的外环。轴承43m的内环被固定在上述托盘更换臂42的支承部42f。因此，托盘更换臂42经轴承43m由升降动作执行器43b可旋转地支承。由此，在升降动作执行器43b上升时，托盘更换臂42也上升，在升降动作执行器43b下降时，托盘更换臂42也下降。

回转动作执行器43c可沿铅直轴线Ov移动地被同轴地插入升降动作执行器43b内。回转动作执行器43c具有大致圆柱形状，包括回转用活塞43j和圆筒凸轮部43k。

回转用活塞43j，如上所述，被配置在回转用腔43h内，将回转用腔43h分隔为上部区间和下部区间。在上部区间连接了CW(clockwise，顺时针方向)端口T3，在下部区间连接了CCW(counterclockwise，逆时针方向)端口T4。CW端口T3及CCW端口T4与泵、阀及液压源(或工作流体供给源)等元件连接。这些元件由机械控制装置控制。CW端口T3及CCW端口T4相对于回转用腔43h内供给/排出工作流体。在从上部区间通过CW端口T3排出工作流体，通过CCW端口T4向下部区间供给工作流体时，回转用活塞43j上升，因此，回转动作执行器43c整体上升。与之相对照，在通过CW端口T3向上部区间供给工作流体，从下部区间通过CCW端口T4排出工作流体时，回转用活塞43j下降，因此，回转动作执行器43c整体下降。

圆筒凸轮部43k位于回转用活塞43j的上方。圆筒凸轮部43k具有圆筒形状，随着回转用活塞43j移动，沿铅直轴线Ov移动。在圆筒凸轮部43k的外周面上设置了一对凸轮槽43r。凸轮槽43r的每一个呈螺旋状地形成在圆筒凸轮部43k的外周面上。

在托盘更换臂42的支承部42f，设置了一对凸轮随动件43n。凸轮随动件43n的每一个从支承部42f向内侧突出，与对应的凸轮槽43r卡合。凸轮槽43r被构成为，在圆筒凸轮部43k上升时，使凸轮随动件43n在从上向下看时向逆时针方向回转。因此，连结了凸轮随动件43n的托盘更换臂42也向逆时针方向回转。与之相对照，凸轮槽43r被构成为，在圆筒凸轮部43k下降时，使凸轮随动件43n在从上向下看时向顺时针方向回转。因此，连结了凸轮随动件43n的托盘更换臂42也向顺时针方向回转。

以上那样的臂驱动装置43，为了更换被支承在工作台30上的托盘P和托盘装载站50上的托盘P，如以下的那样动作。最初，升降用活塞43g处于下端位置，回转用活塞43j处于下端位置或上端位置。为了与两托盘P卡合地抬起，从上部区间通过下降端口T1排出工作流体，通过上升端口T2向下部区间供给工作流体。由此，升降用活塞43g上升，升降动作执行器43b整体上升。升降动作执行器43b经轴承43m抬起托盘更换臂42的中央部分42b。由此，托盘更换臂42整体上升，臂元件42a与托盘P卡合而抬起。

接着，为了更换两托盘P，在回转用活塞43j处于下端位置的情况下，从上部区间通过CW端口T3排出工作流体，通过CCW端口T4向下部区间供给工作流体。由此，回转用活塞43j上升，回转动作执行器43c整体上升。回转动作执行器43c的凸轮槽43r经凸轮随动件43n使托盘更换臂42绕铅直轴线Ov向逆时针方向回转180°，由此，两托盘P的位置互换，托盘P被更换。

与之相对照，在更换两托盘P时，在回转用活塞43j位于上端位置的情况下，通过CW端口T3向上部区间供给工作流体，从下部区间通过CCW端口T4排出工作流体。由此，回转用活塞43j下降，回转动作执行器43c整体下降。回转动作执行器43c的凸轮槽43r经凸轮随动件43n使托盘更换臂42绕铅直轴线Ov向顺时针方向回转180°，由此，两托盘P的位置互换，托盘P被更换。

参照图1，托盘装载站50支承托盘P。在托盘装载站50，例如，由作业者或机器人更换加工完的工件和未加工的工件。在托盘装载站50中配置了用于防止切削油落下的油盘51。油盘51，如上所述，由铸件与托盘更换装置40的桥41一体成形。

在以上那样的有关本实施方式的机床100的托盘更换装置40中，如图1所示，托盘更换臂42及臂驱动装置43处于桥41上，桥41在前侧行程端E2跨过工作台30。与此同时，工作台30的前端部越过托盘更换装置40的铅直轴线Ov潜入到前方。因此，在前侧行程端E2，工作台30能够位于桥41下方的空间中，桥41和工作台30在移动方向(Z方向)重复。使托盘更换臂42的铅直轴线Ov和托盘更换位置能够与桥41和工作台30之间的重复距离相应地接近，由此，能够使托盘更换臂42的回转半径变小。因此，能够减小托盘更换装置40的占有面积。

另外，在本实施方式中，工作台30具有使托盘P绕倾斜轴线Oc旋转的倾斜型旋转引导件38，所述倾斜轴线Oc与相对于工作台30的移动方向倾斜的倾斜面35a垂直。在这样的结构中，托盘P及工件的重量由倾斜面35a支撑，因此，在工作台30中产生力矩。为了提高相对于力矩的刚性及为了容纳托盘P的旋转驱动装置，如图1所示，工作台30向前侧伸出。在这样的工作台30中，由跨过工作台30的桥41产生的回转半径的减小更有效。

另外，在本实施方式中，托盘更换臂42具有一对臂元件42a，一对臂元件42a的每一个具有叉子形状的臂部分42c、42d，臂部分42c、42d中的至少一个臂部分42c具有在工作台30处于加工位置时打开并在工作台30处于托盘更换位置时关闭的开闭机构44。通过在工作台30处于加工位置时臂部分42c打开，能够避免臂元件42a和工作台30(或托盘P或者工件)的干涉。

另外，在本实施方式中，桥41由铸件与托盘装载站50的油盘51一体成形。因此，能够减少零件数量，也能够提高桥41的刚性。由油盘51接收的切屑、切削油向床身10的切屑槽落下。

另外，在本实施方式中，臂驱动装置43的回转动作执行器43c具有沿铅直轴线Ov移动的圆筒凸轮部43k，在圆筒凸轮部43k的外周面上设置了凸轮槽43r。在这样的结构中，能够将凸轮随动件43n与托盘更换臂42连结，可由凸轮槽43r和凸轮随动件43n机械性地使回转动作执行器43c回转。因此，例如可由液压机构等以高扭矩驱动托盘更换臂42。另外，通过同轴地设置升降动作执行器43b和回转动作执行器43c，谋求了臂驱动装置43的省空间化。

对具有托盘更换装置的机床的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式。若是本领域技术人员，则应该能够理解可进行上述的实施方式的各种各样的变形。另外，若是本领域技术人员，则也应该能够理解，包含在一实施方式中的特征在没有产生矛盾的情况下能够被组合到其它的实施方式中或可与包含在其它的实施方式中的特征进行变更。例如，在上述实施方式中，工作台30具有倾斜型旋转引导件38和托盘旋转引导件39的两轴的旋转进给机构。然而，在其它的实施方式中，工作台30也可以不具有倾斜型旋转引导件38，例如，也可以仅具有水平的托盘旋转引导件的一轴的旋转进给机构。

符号的说明

10：床身；20：立柱；22：主轴头；23：主轴；30：工作台；35：第一工作台座；35a：倾斜面；36：第二工作台座；36a：回转面；40：托盘更换装置；41：桥；42：托盘更换臂；43：臂驱动装置；44：开闭机构；50：托盘装载站；51：油盘；100：机床；P：托盘。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种机床，其是使安装了工件的托盘和安装了刀具的主轴相对地移动来加工工件的机床，其特征在于，具备移动体、托盘更换装置和支承台，

所述移动体将托盘装配成可以更换，并在水平方向移动，

所述托盘更换装置与被装配在前述移动体上的托盘及托盘装载站上的托盘卡合，使两托盘绕铅直轴线回转来更换托盘，

所述支承台支承前述托盘更换装置，在前述移动体处于托盘更换位置时，确保前述移动体越过前述铅直轴线潜入前述托盘更换装置的下方的空间。

2.如权利要求1所述的机床，其中，前述移动体具有使托盘绕与相对于前述移动体的移动方向倾斜的倾斜面垂直的倾斜轴线旋转的倾斜型旋转引导件，在托盘为水平姿势时进行托盘的更换。

3.如权利要求1所述的机床，其中，前述支承台是在相对于前述移动体的移动方向垂直的方向跨过前述移动体地设置在基座上的桥。

4.如权利要求1所述的机床，其中，前述支承台由铸件与前述托盘装载站的油盘一体成形。

5.如权利要求1所述的机床，其中，前述托盘更换装置具有托盘更换臂和臂驱动装置，所述托盘更换臂被设置在前述支承台的上方，与被装配在前述移动体上的托盘及前述托盘装载站上的托盘卡合，所述臂驱动装置突出地设置在前述支承台的上方，使前述托盘更换臂沿前述铅直轴线进行升降移动，使前述托盘更换臂绕前述铅直轴线回转。

6.如权利要求5所述的机床，其中，前述托盘更换臂具有一对臂元件，前述一对臂元件的每一个呈叉子形状，前述叉子形状的至少一个臂部分具有在前述移动体处于加工位置时打开并在前述移动体处于托盘更换位置时关闭的开闭机构。

7.如权利要求5所述的机床，其中，前述臂驱动装置具有升降动作执行器和圆筒凸轮，所述升降动作执行器相对于前述支承台沿前述铅直轴线进行升降移动，所述圆筒凸轮相对于前述升降动作执行器沿前述铅直轴线进行往复移动，前述托盘更换臂可相对于前述升降动作执行器绕前述铅直轴线回转地被支承，并且安装与前述圆筒凸轮外周的螺旋状的凸轮槽卡合的凸轮随动件而构成。

Claims (7)

1.一种机床，其是使安装了工件的托盘和安装了刀具的主轴相对地移动来加工工件的机床，其特征在于，具备移动体、托盘更换装置和支承台，

所述移动体将托盘装配成可以更换，并在水平方向移动，

所述托盘更换装置与被装配在前述移动体上的托盘及托盘装载站上的托盘卡合，使两托盘绕铅直轴线回转来更换托盘，

所述支承台支承前述托盘更换装置，在前述移动体处于托盘更换位置时，确保前述移动体越过前述铅直轴线潜入前述托盘更换装置的下方的空间。

2.如权利要求1所述的机床，其中，前述移动体具有使托盘绕与相对于前述移动体的移动方向倾斜的倾斜面垂直的倾斜轴线旋转的倾斜型旋转引导件，在托盘为水平姿势时进行托盘的更换。

3.如权利要求1所述的机床，其中，前述支承台是在相对于前述移动体的移动方向垂直的方向跨过前述移动体地设置在基座上的桥。

4.如权利要求1所述的机床，其中，前述支承台由铸件与前述托盘装载站的油盘一体成形。

5.如权利要求1所述的机床，其中，前述托盘更换装置具有托盘更换臂和臂驱动装置，所述托盘更换臂被设置在前述支承台的上方，与被装配在前述移动体上的托盘及前述托盘装载站上的托盘卡合，所述臂驱动装置突出地设置在前述支承台的上方，使前述托盘更换臂沿前述铅直轴线进行升降移动，使前述托盘更换臂绕前述铅直轴线回转。

6.如权利要求5所述的机床的托盘更换装置，其中，前述托盘更换臂具有一对臂元件，前述一对臂元件的每一个呈叉子形状，前述叉子形状的至少一个臂部分具有在前述移动体处于加工位置时打开并在前述移动体处于托盘更换位置时关闭的开闭机构。

7.如权利要求5所述的机床，其中，前述臂驱动装置具有升降动作执行器和圆筒凸轮，所述升降动作执行器相对于前述支承台沿前述铅直轴线进行升降移动，所述圆筒凸轮相对于前述升降动作执行器沿前述铅直轴线进行往复移动，前述托盘更换臂可相对于前述升降动作执行器绕前述铅直轴线回转地被支承，并且安装与前述圆筒凸轮外周的螺旋状的凸轮槽卡合的凸轮随动件而构成。

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