CN112658765A - 机床 - Google Patents

机床 Download PDF

Info

Publication number
CN112658765A
CN112658765A CN202011031258.XA CN202011031258A CN112658765A CN 112658765 A CN112658765 A CN 112658765A CN 202011031258 A CN202011031258 A CN 202011031258A CN 112658765 A CN112658765 A CN 112658765A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tool
spindle
replacement
coordinate
machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011031258.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112658765B (zh
Inventor
五十部学
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Publication of CN112658765A publication Critical patent/CN112658765A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112658765B publication Critical patent/CN112658765B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/157—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B23Q3/15713—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/1554—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4093—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine
    • G05B19/40937—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine concerning programming of machining or material parameters, pocket machining
    • G05B19/40938—Tool management
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/1554—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore
    • B23Q2003/155404—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising a single gripper
    • B23Q2003/155411—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising a single gripper pivotable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/1554—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore
    • B23Q2003/155414—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers
    • B23Q2003/155418—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers the grippers moving together
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/1554—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore
    • B23Q2003/155414—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers
    • B23Q2003/155425—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers pivotable
    • B23Q2003/155428—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers pivotable about a common axis
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50241—Chuck, gripper, spindle changer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

本发明提供能够谋求减少工具更换所浪费的时间且缩短加工循环的循环时间的机床。该机床具备：主轴；工具更换装置，其进行工具相对于主轴的安装和拆卸；主轴移动装置，其在利用工具更换装置进行工具的安装和拆卸时，使主轴向工具更换坐标移动；以及工具更换控制部，其以如下方式控制主轴移动装置：在利用工具更换装置进行工具的安装和拆卸时，基于预先设定的与每个工具相关联的多个工具更换坐标中的、与要安装于主轴的安装对象工具相关联的第1工具更换坐标和与要从主轴拆卸的拆卸对象工具相关联的第2工具更换坐标，使主轴向第1工具更换坐标和第2工具更换坐标中的远离加工点的工具更换坐标移动。

Description

机床
技术领域
本发明涉及机床。
背景技术
以往，作为利用安装于主轴的工具对工件进行加工的机床，公知有具备如下功能的机床：具备保持多种工具的工具更换装置，且在变更针对工件的加工种类时更换工具，从而能够自动地应对多种加工(例如，参照专利文献1等)。
专利文献1：日本特开平2-53542号公报
发明内容
发明要解决的问题
在更换工具时，主轴在其轴向(也是工具的轴向)上移动而远离工件，并向利用工具更换装置交接工具的工具更换坐标移动。在主轴移动到工具更换坐标之后，进行用于夹持/松开工具、拔出工具的各种动作。具体地说，工具更换装置更换工具的更换动作如下这样进行。
·主轴向交接工具的工具更换坐标移动。
·工具更换装置把持安装在主轴的工具。
·主轴松开工具。
·主轴和工具(工具更换装置)相对移动，将工具从主轴拔出。
·工具更换装置使所把持的接下来的工具向主轴的位置移动。
·主轴和接下来的工具(工具更换装置)相对移动，将工具插入主轴。
·主轴夹持接下来的工具。
·工具更换装置解除对接下来的工具的把持。
在工具更换装置更换工具时，供主轴移动的工具更换坐标在主轴和工件之间需要能够夹持/松开从主轴拆卸的工具和向主轴新安装的工具的空间。因此，工具更换坐标设定为能够更换机床所使用的多种工具中的尺寸(轴向上的长度)最大的工具的坐标。该工具更换坐标由机床的结构决定，并不是按每个工具进行变更。因此，对于以往的机床，根据拆卸的工具和安装的工具的种类，有时会在使主轴从加工结束坐标向工具更换坐标移动为止和在工具更换后使主轴从工具更换坐标向加工开始坐标移动为止上浪费很多时间。由此，期望的是能够减少工具更换所浪费的时间且缩短加工循环的循环时间的机床。
用于解决问题的方案
本公开的一技术方案是机床，该机床具备：主轴；工具更换装置，其进行所述工具相对于所述主轴的安装和拆卸；主轴移动装置，其在利用所述工具更换装置进行所述工具的安装和拆卸时，使所述主轴向工具更换坐标移动；以及工具更换控制部，其以如下方式控制所述主轴移动装置：在利用所述工具更换装置进行所述工具的安装和拆卸时，基于预先设定的与每个所述工具相关联的多个工具更换坐标中的、与要安装于所述主轴的安装对象工具相关联的第1工具更换坐标和与要从所述主轴拆卸的拆卸对象工具相关联的第2工具更换坐标，使所述主轴向所述第1工具更换坐标和所述第2工具更换坐标中的远离加工点的所述工具更换坐标移动。
发明的效果
根据一技术方案，能够提供能够谋求减少工具更换所浪费的时间且缩短加工循环的循环时间的机床。
附图说明
图1是表示本公开的一技术方案的机床的侧视图。
图2是表示本公开的一技术方案的工具更换装置的工具更换臂的俯视图。
图3是说明本公开的一技术方案的工具更换装置的工具更换臂的动作的俯视图。
图4是表示与本公开的一技术方案的机床的工具更换相关的结构的功能框图。
图5是表示存储在本公开的一技术方案的存储部的参照表的图。
图6是说明本公开的一技术方案的机床的工具更换动作的流程图。
图7是说明本公开的一技术方案的机床的工具更换动作的图。
图8是说明本公开的一技术方案的机床的工具更换动作的图。
图9是说明本公开的一技术方案的机床的工具更换动作的图。
图10是说明本公开的一技术方案的机床的工具更换动作的图。
图11是说明本公开的一技术方案的机床的工具更换动作的图。
图12是说明本公开的一技术方案的机床的工具更换动作的图。
图13是说明本公开的一技术方案的机床的工具更换动作的图。
图14是说明本公开的一技术方案的机床的工具更换动作的图。
图15是说明本公开的一技术方案的机床的工具更换动作的图。
图16是说明本公开的一技术方案的机床的工具更换动作的图。
图17是说明本公开的一技术方案的机床的工具更换动作的图。
图18是说明本公开的一技术方案的机床的工具更换动作的图。
附图标记说明
1、机床；41、主轴；5、主轴移动装置；7、工具更换装置；100、工具更换控制部；T、T1、T2、T3、T4、工具；TC1、TC2、TC3、TC4、工具更换坐标。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的一技术方案详细地进行说明。
如图1所示，机床1具备：基部2，其设置于地面；支柱部3，其从基部2朝向上方(图1中的Z1方向)立起；主轴单元4，其配置于支柱部3的前表面侧(图1中的左侧)；主轴移动装置5，其设于主轴单元4和支柱部3之间，使主轴单元4在沿着Z轴的上下方向(图1中的Z1方向和Z2方向)上移动；工作台单元6，其设于基部2之上，在该工作台单元6的上表面支承工件W；以及工具更换装置7，其配置在主轴单元4的附近。
主轴单元4具有：主轴41，其能够将工具T安装于顶端且能够自顶端拆卸工具T；以及主轴马达42，其用于驱动主轴41旋转。主轴41利用主轴马达42的旋转驱动而使安装于顶端的工具T旋转，对配置于其下方的工件W进行加工。
主轴41在内部具备用于夹持或松开工具T的未图示的牵引杆。牵引杆在主轴41的内部利用未图示的进退机构进行进退移动，使工具T夹持于主轴41的顶端或在主轴41的顶端松开工具T。工具T通过被夹持而安装于主轴41。工具T在被松开后，通过向与主轴41分开的方向相对移动，而被从主轴41拆卸。使牵引杆进行进退移动的进退机构由后述的工具更换控制部100控制。
主轴移动装置5具有：未图示的滚珠丝杠，其沿着支柱部3的延伸方向配置；移动构件51，其与该滚珠丝杠螺纹结合；以及Z轴马达52，其使滚珠丝杠旋转。主轴单元4固定于移动构件51。主轴移动装置5利用Z轴马达52的旋转驱动而使滚珠丝杠旋转，借助与该滚珠丝杠螺纹结合的移动构件51，使主轴单元4在沿着Z轴的上下方向(图1中的Z1方向和Z2方向)上移动。
工具更换装置7具有：工具库71，其保持多个工具T；工具更换臂72，其能够同时把持两个工具T、T；以及工具更换臂移动装置73，其用于使工具更换臂72移动。
工具库71例如设为能够利用未图示的升降机构在沿着Z轴的上下方向(图1中的Z1方向和Z2方向)上移动，并且设为能够利用未图示的旋转机构绕Z轴旋转移动。在工具更换时，工具库71利用升降移动和旋转移动，使所保持的多个工具T中的任一个工具T向能够由工具更换臂72把持的位置移动。工具库71也可以由保持多个工具T的转塔构成。
如图2所示，工具更换臂72具有分别朝向相反的方向延伸的一对固定爪部721、721和与各固定爪部721、721相对地配置的一对可动爪部722、722。在固定爪部721、721和可动爪部722、722之间形成有能够收纳工具T的凹部723、723。可动爪部722、722设为能够相对于固定爪部721、721突出/没入。由此，工具更换臂72在将工具T、T收纳于凹部723、723内时，在固定爪部721、721和可动爪部722、722之间把持凹部723、723内的工具T、T。
工具更换臂移动装置73具有臂旋转马达75、臂升降马达76以及向沿着Z轴的下方向(图1中的Z2方向)延伸的轴部74。当驱动臂旋转马达75旋转时，轴部74绕Z轴旋转。由此，固定于轴部74的顶端的工具更换臂72以轴部74为中心绕Z轴旋转。此外，当驱动臂升降马达76旋转时，轴部74沿着Z轴伸缩移动。由此，固定于轴部74的顶端的工具更换臂72在沿着Z轴的上下方向(图1中的Z1方向和Z2方向)上移动。臂旋转马达75和臂升降马达76构成工具更换臂移动装置。
图3中的工具更换臂72示出未把持工具T、T的非把持状态。工具更换臂72在从该非把持状态利用臂旋转马达75的旋转驱动以轴部74为中心顺时针旋转时，如图1和图2所示，工具T、T收纳在各凹部723、723内。由此，工具更换臂72成为在固定爪部721、721和可动爪部722、722之间分别把持工具T、T的把持状态。工具更换臂72在把持状态时，在一侧的凹部723内把持已从工具库71抽取出来的任一个工具(也称为安装对象工具)T，在另一侧的凹部723内把持安装在主轴41的工具(也称为拆卸对象工具)T。
图4是表示与机床1的工具更换相关的结构的功能框图。如图4所示，机床1在未图示的控制装置或控制基座具有工具更换控制部100和存储部101，该工具更换控制部100以能够分别控制Z轴马达52、臂旋转马达75以及臂升降马达76的方式与该Z轴马达52、臂旋转马达75以及臂升降马达76连接，该存储部101以能够读取的方式连接于工具更换控制部100。工具更换控制部100既可以由机床1的工具更换动作专用的控制部构成，也可以由用于控制机床1的整体动作的控制部构成。
在存储部101存储有图5所示的参照表102。在参照表102设定有进行工具T相对于主轴41的安装和拆卸的工具更换坐标TC1、TC2、TC3、TC4…。工具更换坐标TC1、TC2、TC3、TC4…与包含安装于主轴41的工具T和保持于工具库71的工具T在内的多个工具T1、T2、T3、T4…的每个工具一对一地相关联。工具更换坐标TC1、TC2、TC3、TC4…分别与工具T1、T2、T3、T4…的尺寸(轴向上的长度)相对应。
在工具更换时，在参照表102设定的工具更换坐标TC1、TC2、TC3、TC4…是使被工具更换臂72把持的工具T1、T2、T3、T4…分别向工具更换装置7相对于主轴41的夹持位置和松开位置移动的Z轴上的坐标。换言之，在工具更换时，工具更换坐标TC1、TC2、TC3、TC4…也是主轴41的顶端41a进行夹持和松开工具T1、T2、T3、T4…的坐标。期望的是，在工具更换时，工具更换坐标TC1、TC2、TC3、TC4…分别设定在工具T1、T2、T3、T4…的顶端不与工件W接触而是尽可能地靠近工件W的Z轴上的位置。
接着，参照图6所示的流程图和图7～图18所示的说明工具更换动作的图对该机床1的具体的工具更换动作进行说明。
在图7中，在主轴41安装有机床1所使用的多个工具T中的最小尺寸的工具T1。首先，对将该工具T1更换为机床1所使用的多个工具T中的最大尺寸的工具T2的情况进行说明。
在使用工具T1对工件W进行的加工结束后，若收到将工具T1更换为工具T2的指示，则工具更换控制部100在存储于存储部101的参照表102中，参照安装于主轴41的作为拆卸对象工具的工具T1的工具更换坐标TC1和代替该工具T1而要安装于主轴41的作为安装对象工具的工具T2的工具更换坐标TC2(S1)。在该情况下，工具更换坐标TC1是第2工具更换坐标，工具更换坐标TC2是第1工具更换坐标。
参照了参照表102后的工具更换控制部100比较工具更换坐标TC1和工具更换坐标TC2，并基于工具更换坐标TC1和工具更换坐标TC2控制主轴移动装置5的Z轴马达52而使主轴单元4上升。由此，工具更换控制部100使主轴41的顶端41a和安装于主轴41的工具T1向远离对工件W进行加工的加工点(工件W的表面)的工具更换坐标移动(S2)。在将工具T1更换为工具T2的情况下，工具T2具有比工具T1大的尺寸。因而，工具更换坐标TC2是比工具更换坐标TC1远离加工点的坐标。因此，在步骤S2，工具更换控制部100使主轴41的顶端41a和安装于主轴41的工具T1如图7所示那样向工具更换坐标TC2移动。工具更换坐标TC2设定在相对于工件W向上方离开高度H1的位置，该高度H1为即使工具T2安装于主轴41也不与工件W接触的程度。
此时的保持于工具库71的工具T2的Z轴上的位置通过工具库71上升而配置在工具更换坐标TC2。图7省略工具库71的图示，仅示出工具T2。工具更换臂72为非把持状态(参照图3)，该工具更换臂72配置在能够把持被配置于工具更换坐标TC2的两个工具T1、T2的Z轴上的位置。
在主轴41的顶端41a和工具T1移动到工具更换坐标TC2之后，工具更换控制部100控制臂旋转马达75，使非把持状态的工具更换臂72顺时针旋转90°而成为把持状态。由此，工具更换臂72把持工具T1(S3)。此时，工具T2也配置在与工具更换坐标TC2相同的Z轴上的位置。因此，如图8所示，工具更换臂72通过旋转而在把持工具T1的同时把持工具T2。工具T2在被工具更换臂72把持之后，由于未图示的工具库71上升，而被从工具库71拔出。
在工具更换臂72把持了工具T1、T2之后，工具更换控制部100使主轴41内的牵引杆移动而松开工具T1。之后，如图9所示，工具更换控制部100控制Z轴马达52而使主轴单元4上升，使主轴41的顶端41a移动到接下来要安装的工具T2的夹持待机位置TC2+α。由此，从主轴41拆卸工具T1(S4)。移动到工具T2的夹持待机位置TC2+α的主轴41的顶端41a配置在相对于工件W而言比高度H1向上方高α的位置。
主轴41的顶端41a所配置的夹持待机位置TC2+α的“α”是比工具更换坐标TC2更向Z1方向远离工件W的值。该“α”的值设定为这样的值：在工具更换臂72旋转时，能够使配置于工具更换坐标TC2的拆卸对象工具(工具T1)从主轴41的下方退避，并且能够使安装对象工具(工具T2)配置于主轴41的下方，且尽可能地靠近工件W的位置。其原因在于，缩短主轴41为了夹持安装对象工具而需移动的距离，从而能够缩短从夹持完成后到再次开始加工的时间。不管工具T的种类(尺寸)如何，该“α”设定为一定值。
接着，工具更换控制部100控制臂旋转马达75而使工具更换臂72旋转180°×n(n为1以上的奇数)。由此，如图10所示，工具更换控制部100使工具T1从主轴41的下方退避，并且使工具T2配置于主轴41的下方(S5)。
在工具T2配置在主轴41的下方之后，工具更换控制部100控制Z轴马达52而使主轴单元4下降“α”。由此，如图11所示，工具更换控制部100使主轴41的顶端41a向工具更换坐标TC2移动，并且利用主轴41夹持工具T2(S6)。此时，工具T1由于未图示的工具库71下降而被保持于工具库71。之后，工具更换控制部100控制臂旋转马达75而使工具更换臂72成为非把持状态，并使工具更换臂72从主轴41的下方退避(S7)。
通过以上的动作，代替工具T1而将新的工具T2安装于主轴41。在将工具T2安装于主轴41之后，如图12所示，机床1利用工具T2对工件W再次开始加工。
接着，对将安装于主轴41的最小尺寸的工具T1更换为机床1所使用的多个工具T中的与工具T1相同尺寸的工具T3的情况进行说明。该情况下的工具更换动作也按照图6所示的流程图执行。
在使用工具T1对工件W进行的加工结束后，若收到将工具T1更换为工具T3的指示，则工具更换控制部100在存储于存储部101的参照表102中，参照安装于主轴41的作为拆卸对象工具的工具T1的工具更换坐标TC1和代替该工具T1而要安装于主轴41的作为安装对象工具的工具T3的工具更换坐标TC3(S1)。在该情况下，工具更换坐标TC1是第2工具更换坐标，工具更换坐标TC3是第1工具更换坐标。
参照了参照表102后的工具更换控制部100比较工具更换坐标TC1和工具更换坐标TC3，并基于工具更换坐标TC1和工具更换坐标TC3控制主轴移动装置5的Z轴马达52而使主轴单元4上升。由此，工具更换控制部100使主轴41的顶端41a和安装于主轴41的工具T1向远离对工件W进行加工的加工点(工件W的表面)的工具更换坐标移动(S2)。在将工具T1更换为工具T3的情况下，由于工具T1和工具T3为相同尺寸，因此，工具更换坐标TC1和工具更换坐标TC3也为相同坐标。因此，在步骤S2，工具更换控制部100使主轴41的顶端41a和安装于主轴41的工具T1如图13所示那样向工具更换坐标TC1(＝TC3)移动。工具更换坐标TC1(＝TC3)设定在相对于工件W向上方离开高度H2的位置，该高度H2为工具T1不与工件W接触的程度。该高度H2比所述的高度H1小。
此时，保持于工具库71的工具T3由于工具库71下降而配置在工具更换坐标TC1。在图13中也省略工具库71的图示，仅示出工具T3。工具更换臂72为非把持状态(参照图3)，该工具更换臂72配置在能够把持被配置于工具更换坐标TC1的工具T1、T3的Z轴上的位置。
在主轴41的顶端41a和工具T1移动到工具更换坐标TC1之后，工具更换控制部100控制臂旋转马达75，使非把持状态的工具更换臂72顺时针旋转90°而成为把持状态。由此，如图14所示，工具更换臂72把持工具T1、T3(S3)。工具T3在被工具更换臂72把持之后，由于未图示的工具库71上升，而被从工具库71拔出。
在工具更换臂72把持了工具T1、T3之后，工具更换控制部100使主轴41内的牵引杆移动而松开工具T1。之后，如图15所示，工具更换控制部100基于所参照的工具更换坐标TC3控制Z轴马达52而使主轴单元4上升，使主轴41的顶端41a移动到接下来要安装的工具T3的夹持待机位置TC3+α。由此，从主轴41拆卸工具T1(S4)。
由于工具T3为与工具T1相同的尺寸，因此，工具T3的工具更换坐标TC3与工具T1的工具更换坐标TC1相同，工具T3的夹持待机位置TC3+α与工具T1的夹持待机位置TC1+α相同。工具更换坐标TC3相对于工件W的高度H3与工具更换坐标TC1相对于工件W的高度H2相同。因此，在步骤S4，刚拆卸了工具T1后的主轴41的顶端41a停止在接下来要安装的工具T3的夹持待机位置TC3+α(＝TC1+α)，不会向Z1方向进一步移动。主轴41维持在拆卸了工具T1的位置(TC1+α＝TC3+α)待机的状态。此外，工具更换臂72的Z轴方向上的位置也不变化。
接着，工具更换控制部100控制臂旋转马达75而使工具更换臂72旋转180°×n(n为1以上的奇数)。由此，如图16所示，工具更换控制部100使工具T1从主轴41的下方退避，并且使工具T3配置于主轴41的下方(S5)。
在工具T3配置到主轴41的下方之后，工具更换控制部100控制Z轴马达52而使主轴单元4下降“α”。由此，如图17所示，工具更换控制部100使主轴41的顶端41a向工具更换坐标TC3移动，并且利用主轴41夹持工具T3(S6)。此时，工具T1保持于未图示的工具库71。之后，工具更换控制部100控制臂旋转马达75而使工具更换臂72成为非把持状态，使其从主轴41的下方退避(S7)。
通过以上的动作，代替工具T1而将新的工具T3安装于主轴41。在工具T3安装于主轴41之后，如图18所示，机床1利用工具T3对工件W再次开始加工。
如此，机床1的工具更换控制部100以如下方式控制主轴移动装置5(Z轴马达52)：在进行工具T的安装和拆卸时，基于与安装于主轴41的安装对象工具相关联的第1工具更换坐标和与从主轴41拆卸的拆卸对象工具相关联的第2工具更换坐标，使主轴41向第1工具更换坐标和第2工具更换坐标中的远离加工点的工具更换坐标移动。因此，如上所述，与在从最小尺寸的工具T1向最大尺寸的工具T2更换时工具T1、T2和主轴41移动的高度H1相比，在从最小尺寸的工具T1向相同的最小尺寸的工具T3更换时能够减小工具T1、T3和主轴41移动的高度H2(＝H3)。即，工具更换时的工具T和主轴41的移动量根据工具T的尺寸(轴向上的长度)，只需最小限度即可。因此，从最小尺寸的工具T1向相同的最小尺寸的工具T3更换所需要的工具更换时间比从最小尺寸的工具T1向最大尺寸的工具T2更换所需要的工具更换时间短，能够缩短工具更换时间。因此，根据该机床1，能够减少工具更换所浪费的时间，能够缩短加工循环的循环时间。
以上所说明的机床1构成为在夹持/松开工具T时使工具T不动而使主轴单元4在上下方向上移动。根据该结构，在工具更换时，在工具T和工件W之间无需确保使工具T从主轴41向下方拔出的空间，因此，能够在工具更换时尽可能地使主轴41靠近工件W。因此，能够使主轴41从工具更换完成至再次开始加工所需要的移动距离最小。但是，工具T和主轴单元4(主轴41)之间的移动只要是相对地移动即可。因而，机床1也可以构成为在夹持/松开工具T时使主轴单元4不动而使工具T在上下方向上移动。
此外，以上所说明的机床1构成为利用工具更换臂72把持安装对象工具和拆卸对象。但是，在由转塔构成保持多个工具T的工具库71的情况下，机床1也可以构成为不使用工具更换臂72而是从转塔相对于主轴41直接对安装对象工具和拆卸对象工具进行安装和拆卸。
代替工具更换臂72，工具T相对于主轴41的安装和拆卸也可以由机器人进行。此外，机床1的主轴41和工具T的轴向不限于沿上下方向配置，也可以沿横向或倾斜方向配置。

Claims (3)

1.一种机床，其中，
该机床具备：
主轴；
工具更换装置，其进行工具相对于所述主轴的安装和拆卸；
主轴移动装置，其在利用所述工具更换装置进行所述工具的安装和拆卸时，使所述主轴向工具更换坐标移动；以及
工具更换控制部，其以如下方式控制所述主轴移动装置：在利用所述工具更换装置进行所述工具的安装和拆卸时，基于预先设定的与每个所述工具相关联的多个工具更换坐标中的、与要安装于所述主轴的安装对象工具相关联的第1工具更换坐标和与要从所述主轴拆卸的拆卸对象工具相关联的第2工具更换坐标，使所述主轴向所述第1工具更换坐标和所述第2工具更换坐标中的远离加工点的所述工具更换坐标移动。
2.根据权利要求1所述的机床，其中，
所述工具更换装置构成为在所述工具的安装和拆卸时使所述工具向所述工具更换坐标移动，
所述工具更换坐标是所述工具更换装置使所述安装对象工具和所述拆卸对象工具分别向相对于所述主轴的夹持位置和松开位置移动的坐标。
3.根据权利要求1或2所述的机床，其中，
所述工具更换坐标是所述主轴进行所述安装对象工具和所述拆卸对象工具的夹持和松开的坐标。
CN202011031258.XA 2019-10-16 2020-09-27 机床 Active CN112658765B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-189132 2019-10-16
JP2019189132A JP7339117B2 (ja) 2019-10-16 2019-10-16 工作機械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112658765A true CN112658765A (zh) 2021-04-16
CN112658765B CN112658765B (zh) 2024-10-25

Family

ID=

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4752885A (en) * 1985-08-06 1988-06-21 Mazda Motor Corporation Tool exchanging apparatus with length of tool comparison
JPH05177480A (ja) * 1991-12-27 1993-07-20 Yamazaki Mazak Corp 自動工具交換装置を備えたマシニングセンタの制御装 置
US5274562A (en) * 1990-09-10 1993-12-28 Mitsubishi Denki K.K. Numerical control unit for facilitating tool change
JPH06218645A (ja) * 1993-01-25 1994-08-09 Okuma Mach Works Ltd 自動工具交換制御方法及び装置
US5372568A (en) * 1992-06-18 1994-12-13 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Machine tool with automatic tool changer, having mechanism for utilizing relative movements of tool and tool changing gripper to clamp and unclamp the tool
EP0881031A1 (de) * 1997-05-27 1998-12-02 Axa-Entwicklungs- Und Maschinenbaugesellschaft Für Produktionstechnische Anlagen Und Geräte Mbh Werkzeugmaschine, insbesondere ein CNC-gesteuertes Bearbeitungszentrum, mit einer automatischen Werkzeugwechseleinrichtung
JPH11104934A (ja) * 1997-10-02 1999-04-20 Hitachi Seiki Co Ltd 自動工具交換動作時の主軸頭移動の制御方法および装置
JP2003080429A (ja) * 2001-09-10 2003-03-18 Makino Milling Mach Co Ltd 自動工具交換装置
CN104416399A (zh) * 2013-08-29 2015-03-18 兄弟工业株式会社 机床和工具更换方法
JP2018094663A (ja) * 2016-12-12 2018-06-21 Dmg森精機株式会社 工具交換装置及び把持装置の位置決め方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4752885A (en) * 1985-08-06 1988-06-21 Mazda Motor Corporation Tool exchanging apparatus with length of tool comparison
US5274562A (en) * 1990-09-10 1993-12-28 Mitsubishi Denki K.K. Numerical control unit for facilitating tool change
JPH05177480A (ja) * 1991-12-27 1993-07-20 Yamazaki Mazak Corp 自動工具交換装置を備えたマシニングセンタの制御装 置
US5372568A (en) * 1992-06-18 1994-12-13 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Machine tool with automatic tool changer, having mechanism for utilizing relative movements of tool and tool changing gripper to clamp and unclamp the tool
JPH06218645A (ja) * 1993-01-25 1994-08-09 Okuma Mach Works Ltd 自動工具交換制御方法及び装置
EP0881031A1 (de) * 1997-05-27 1998-12-02 Axa-Entwicklungs- Und Maschinenbaugesellschaft Für Produktionstechnische Anlagen Und Geräte Mbh Werkzeugmaschine, insbesondere ein CNC-gesteuertes Bearbeitungszentrum, mit einer automatischen Werkzeugwechseleinrichtung
DE19722080A1 (de) * 1997-05-27 1998-12-03 Axa Entwicklung Maschinenbau Werkzeugmaschine, insbesondere ein CNC-gesteuertes Bearbeitungszentrum, mit einer automatischen Werkzeugwechseleinrichtung
JPH11104934A (ja) * 1997-10-02 1999-04-20 Hitachi Seiki Co Ltd 自動工具交換動作時の主軸頭移動の制御方法および装置
JP2003080429A (ja) * 2001-09-10 2003-03-18 Makino Milling Mach Co Ltd 自動工具交換装置
CN104416399A (zh) * 2013-08-29 2015-03-18 兄弟工业株式会社 机床和工具更换方法
JP2018094663A (ja) * 2016-12-12 2018-06-21 Dmg森精機株式会社 工具交換装置及び把持装置の位置決め方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7339117B2 (ja) 2023-09-05
DE102020006018A1 (de) 2021-04-22
US20210114152A1 (en) 2021-04-22
JP2021062454A (ja) 2021-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4641471B2 (ja) 工作機械の工具交換装置
US20190232448A1 (en) Feeding device for a tool magazine of a machine tool and method for changing a tool on a tool magazine
CN108655802B (zh) 机床系统以及移动方法
CN104245227B (zh) 立式加工中心的五面加工用角度头的自动工具交换装置
JP6185293B2 (ja) チャックのジョー自動交換装置
JP4721898B2 (ja) 放電加工機及びその加工方法
CN113412175A (zh) 机床的刀库
JP2012051047A (ja) 横型マシニングセンタ
JP2019010726A (ja) 工作物を機械加工する工作機械
JP7339117B2 (ja) 工作機械
JP3963679B2 (ja) 放電加工機
JP6993528B1 (ja) 交換装置、細穴放電加工機及び電極交換方法
CN112658765B (zh) 机床
JP2002301623A (ja) 細穴放電加工機及び細穴放電加工方法
JP2004195600A (ja) Ｎｃ工作機械
KR20160140443A (ko) 공작 기계
EP3681260A1 (en) Component mounting machine
JP6415952B2 (ja) 工作機械
JP2008183695A (ja) 部品組立装置
KR101058480B1 (ko) 공구 그리퍼 및 상기 공구 그리퍼를 구비한 공구 교환 장치
JP3324897B2 (ja) マシニングセンタ
JP3875615B2 (ja) 工作機械
JP2017007061A (ja) マシニングセンタ
JP3086330B2 (ja) 工具交換装置
JP2000126973A (ja) ワークロボット付マシニングセンタ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant