CN113382821B - 机床以及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种如立柱移动式加工中心的机床以及其操作方法，所述机床通过刀具更换单元和刀具更换单元移送部在宽度方向的长度较长的中型或大型机床中缩短刀具更换时间，提高生产性，通过最小化碰撞或机械干涉，可以提高稳定性及可靠性，其中，刀库设置于床鞍上，刀具更换单元可移动地设置于床鞍上，所述刀具更换单元移送部与立柱独立地移动刀具更换单元。

Description

机床以及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种机床以及其操作方法，更详细而言，涉及一种如立柱移动式加工中心的机床以及其操作方法，所述机床通过刀具更换单元和刀具更换单元移送部缩短刀具更换时间，从而，可以提高生产性，其中，刀库设置于床鞍上，刀具更换单元可移动地设置于床鞍，所述刀具更换单元移送部与立柱独立地移动刀具更换单元。

背景技术

一般，机床是指通过各种切削加工方法或非切削加工方法利用适当的刀具将金属/非金属工件加工成所需的形状及尺寸为目的而使用的机器。

诸如车削中心、立式/卧式加工中心、门式加工中心、开关匝、放电加工机、卧式NC钻孔机、CNC车床、复合加工机等多种机床在多种产业现场根据相应作业的用途被广为使用。

机床中的复合加工机是指多功能自动刀具更换装置(ATC)和装有刀库的车削中心，进行车削加工、钻孔加工、攻螺纹加工、铣削加工等多种加工形态。在复合加工机中，在进行装载或更换加工所需的刀具时，工作人员将刀具手动安装在刀库上。

一般，目前使用的多种机床具备适用数控(numerical control,NC)或CNC(computerized numerical control)技术的控制台。这种控制台具备多种功能开关或按钮和监视器。

另外，机床，具备：移送台，用于放置工件即材料，并移送需要加工的工件；托盘，用于准备加工前工件；主轴，与刀具或工件相结合而转动；尾座，在加工中支撑工件等；防震装置等。

一般，在机床中，移送台、刀架、主轴、尾座、防震装置等具备跟着传送轴进行传送的传送单元以执行多种加工。

另外，一般，为了执行各种加工，机床使用多个刀具，并且，使用容纳保管多个刀具的刀具保管场所形态的刀库或转塔。

为了执行各种加工，机床使用多个刀具，并且，使用容纳保管多个刀具的刀具保管场所形态的刀库。

另外，一般，为了最小化非加工时间，机床具备自动托盘交换装置(APC,AutomaticPalette Changer)。自动托盘交换装置(APC)将托盘在工件加工领域和工件设置领域之间进行自动交换。在托盘可以装载工件。

一般，为了提高机床的生产性，机床具备自动刀具更换装置(ATC,Automatic ToolChanger)，所述自动刀具更换装置通过数控部的命令，将特定的刀具从刀库中引出或重新容纳。

一般，所谓加工中心(machining center)是指具备自动刀具更换装置等，通过更换各种刀具，在车床、铣床、钻床、镗床等进行各种加工的机床，大致分为以垂直安装轴的立式(vertical)加工中心和卧式(horizontal)加工中心。

立式加工中心，包括：床身；床鞍，设置于床身的上部；工作台，设置于床鞍上，用于放置工件；立柱，垂直安装在床身的后方；主轴，安装在所述立柱上；以及用于驱动主轴的动力传动系统和用于控制动作的电子控制系统，还可以具备自动刀具更换装置、刀库以及用于夹持刀具的主轴箱。

现有机床中，尤其是立柱移动式加工中心的情况下，刀库和ATC(自动刀具更换装置，auto tool changer)不具备其他的移送系统，而组装在固定的床身上，始终被固定在机床的侧面(左侧面或右侧面)。

在更换刀具时，在各种位置进行加工的主轴移动至固定的刀库和ATC更换刀具之后，需要再次返回到加工位置，因此，存在刀具更换时间增加，随着非加工时间的增加，而生产性降低的问题。

这些问题，在现有机床中，尤其在宽度方向(X轴方向)的行程为2m以上的中型或大型设备上发生得更为明显。即，当宽度方向的行程为2m较大时，由于主轴需要从固定在设备的侧面的刀库到ATC之间的长区间进行往复移动进行刀具更换，因此，存在与工件的干涉和碰撞的风险较大的问题。

此外，现有的机床存在为了减少干涉和碰撞的风险，随着设备的加大而空间利用率降低，随着设备变重而带来不便，并且设备的制造费用及维护费用增加的问题。

此外，现有机床中，ATC在主轴上旋转的同时还需要进行上下移动来更换刀具，因此，存在ATC本身的尺寸增大、设备变重、制造费用增加的问题。

发明内容

技术课题

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种如立柱移动式加工中心的机床以及其操作方法，所述机床通过刀具更换单元和刀具更换单元移送部在宽度方向的长度较长的中型或大型机床中缩短刀具更换时间，从而，可以提高生产性，而且，通过最小化碰撞或机械干涉，可以增加稳定性及可靠性，其中，刀库设置于床鞍上，刀具更换单元可移动地设置于床鞍，所述刀具更换单元移送部与立柱独立地移动刀具更换单元。

技术方案

为了达成本发明的目的，根据本发明的机床，其中，包括：床身；工作台，设置于所述床身上，用于放置工件；床鞍，可移动地设置于所述床身；立柱，可移动地设置于所述床鞍；主轴，可移动地设置于所述立柱，用于加工工件；刀库，具备可容纳刀具的多个夹持器，以便向所述主轴供应刀具，在每个夹持器保管相应刀具；以及移送部，用于移送所述床鞍、所述立柱以及所述主轴，所述刀库设置于所述床鞍上，随着所述床鞍的移动而与所述床鞍一起移动。

而且，根据本发明的机床的优选其他实施例中，机床还可以包括刀具更换单元，所述刀具更换单元可移动地设置于所述床鞍上，以用于更换容纳于所述刀库的夹持器的等候刀具和安装在所述主轴的加工刀具。

而且，根据本发明的机床的优选其他实施例中，机床还可以包括刀具更换单元移送部，所述刀具更换单元移送部设置于所述床鞍上，用于在所述床鞍上移送所述刀具更换单元。

而且，根据本发明的机床的优选其他实施例中，机床还可以包括控制部，所述控制部控制所述刀库、所述刀具更换单元、所述刀具更换单元移送部及所述移送部的动作，以便进行容纳于所述刀库的夹持器的等候刀具和安装在所述主轴的加工刀具的更换。

而且，根据本发明的机床的优选其他实施例中，机床的所述控制部可以包括：加工程序存储部，用于存储用于加工工件的加工程序；刀具更换单元位置存储部，用于存储所述刀具更换单元的初始位置、等候位置及更换位置；主轴夹持位置存储部，根据所述主轴的上下移动存储所述主轴的夹持位置；以及刀具更换指令部，通过与所述加工程序存储部、所述刀具更换单元位置存储部及所述主轴夹持位置存储部的通信，根据工件的加工顺序发送刀具更换指令。

而且，根据本发明的机床的优选其他实施例中，机床的所述控制部还可以包括判断部，在根据所述刀具更换指令部的信号更换刀具时，判断在所述主轴是否正常地夹紧或松开等候刀具和加工刀具。

而且，根据本发明的机床的优选其他实施例中，在机床，所述主轴进行工件加工时，所述刀具更换单元在所述床鞍的上部和所述立柱之间的初始位置等候，在所述等候位置存在所述刀库的夹持器，所述夹持器用于容纳根据加工程序将用于下一步工序的等候刀具。

而且，根据本发明的机床的优选其他实施例中，机床的所述刀具更换单元移送部可以将所述刀具更换单元与所述立柱独立地从所述床鞍的上部通过所述立柱直线往复移动在等候位置和更换位置之间。

而且，根据本发明的机床的优选其他实施例中，在机床为了更换容纳在所述刀库的夹持器的等候刀具和安装在所述主轴上的加工刀具，所述刀具更换单元在所述床鞍的上部进行直线移动和旋转动作，在所述主轴中加工刀具的松开和等候刀具的夹紧是通过所述主轴的上下移动来完成。

而且，根据本发明的机床的优选其他实施例中，机床的所述刀具更换单元移送部可以包括：第四滚珠丝杠，在所述床鞍的上部贯穿所述立柱朝所述床鞍的长度方向设置；驱动部，用于产生所述第四滚珠丝杠的旋转动力；支架部，被设置为通过所述驱动部的驱动可随着所述第四滚珠丝杠移动；第四线性导轨，在所述床鞍的上部贯穿所述立柱，并与所述第四滚珠丝杆平行地朝所述床鞍的长度方向设置；以及第四线性导块，可沿所述第四线性导轨移动地设置。

而且，根据本发明的机床的优选其他实施例中，机床的所述刀具更换单元可以包括：底座部，被设置为通过所述第四线性导块和所述支架部可沿所述第四线性导轨移动；动力部，设置在所述底座部，用于产生旋转动力；轴部，通过所述动力部的旋转动力进行旋转；以及更换臂，可与所述轴部连动旋转地设置于所述轴部的一侧，通过在所述床鞍的上部向长度方向的直线移动握持容纳在所述刀库或安装在所述主轴上的刀具。

而且，根据本发明的机床的优选其他实施例中，机床的刀具更换单元的所述更换臂在两侧前端具备相对的第一握持部及第二握持部，第一握持部用于容纳等候刀具，第二握持部用于夹持加工刀具。

而且，根据本发明的机床的优选其他实施例中，机床的所述刀具更换单元的所述轴部与所述动力部相交设置，为了将所述动力部的旋转动力传送至所述轴部，所述刀具更换单元还可以包括设置于所述轴部的另一侧的变换部。

而且，根据本发明的机床的优选其他实施例中，机床的所述移送部可以包括：床鞍移送部，设置于所述床身，用于移送所述床鞍；立柱移送部，设置于所述床鞍，用于移送所述立柱；以及主轴移送部，设置于所述立柱，用于移送所述主轴。

而且，根据本发明的机床的优选其他实施例中，在更换容纳于所述刀库的夹持器中的等候刀具和安装在所述主轴的加工刀具时，所述刀具更换单元可以从所述初始位置直线移动到所述等候位置，在所述更换臂的第一握持部夹持等候刀具的状态下通过所述刀具更换单元移送部从所述等候位置直线移动到所述更换位置，所述主轴为了将加工刀具夹持在所述更换臂的第二握持部下降到夹持位置，松开加工刀具后上升。

而且，根据本发明的机床的优选其他实施例中，所述主轴将加工刀具夹持在所述更换臂的第二握持部之后，所述刀具更换单元的更换臂进行旋转，所述主轴为了夹紧被夹持在所述更换臂的第一握持部的等候刀具而下降到夹持位置进行夹紧，并在所述刀具更换单元移动到等候位置之后进行上升，为了将被夹持在所述更换臂的第二握持部的加工刀具返回至所述刀库的夹持器，所述刀具更换单元可以从所述更换位置直线移动到所述等候位置。

而且，根据本发明的机床的优选其他实施例中，所述刀具更换单元可以将被夹持在所述更换臂的第二握持部的加工刀具返回至所述刀库之后直线移动到初始位置，所述主轴可根据加工程序的顺序用被夹紧在所述主轴上的等候刀具进行下一步加工。

为了达成本发明的其他目的，根据本发明的机床的操作方法，其中，可以包括：存储用于更换容纳在刀库的夹持器中的等候刀具和安装在主轴的加工刀具的工件加工程序、刀具更换单元的初始位置和等候位置及更换位置、以及主轴的夹持位置的步骤；根据加工程序加工工件的步骤；根据所述加工程序加工工件时，所述刀具更换单元在所述床鞍的上部与立柱之间的初始位置等候，在等候位置存在根据所述加工程序容纳将用于下一步工序的刀具的刀库的夹持器的步骤；根据所述加工程序的工件的加工顺序，向刀库、移送部及刀具更换单元移送部发送刀具更换指令的步骤；所述刀具更换单元根据刀具更换指令从所述初始位置直线移动到所述等候位置，所述更换臂的第一握持部夹持等候刀具，通过所述刀具更换单元移送部，所述刀具更换单元直线移动至更换位置的步骤；为了将被所述主轴夹紧的加工刀具夹持到所述更换臂的第二握持部，所述主轴下降到夹持位置的步骤；所述主轴为了夹紧容纳在所述更换臂的第一握持部的等候刀具，松开所述加工刀具后进行上升的步骤；为了将容纳在所述更换臂的第一握持部的等候刀具传递至所述主轴，所述更换臂进行旋转的步骤；所述主轴为了夹紧容纳在所述更换臂的第一握持部的等候刀具再次下降到所述夹持位置的步骤；所述刀具更换单元为了将被所述更换臂的第二握持部夹持的加工刀具返回至所述刀库的夹持器直线移动到所述等候位置的步骤；所述主轴以夹紧所述等候刀具的状态下再次上升的步骤；所述刀具更换单元将被夹持在所述更换臂的第二握持部的加工刀具返回至所述刀库之后直线移动到初始位置的步骤；以及所述主轴根据加工程序的顺序用被所述主轴夹紧的等候刀具执行下一步工序的步骤。

发明效果

根据本发明的机床及其操作方法，具有通过刀具更换单元和刀具更换单元移送部在宽度方向的长度较长的中型或大型机床中最小化刀具更换所需的移动时间，通过刀具更换时间的减少，可以提高生产性的效果，其中，刀库设置于床鞍上并与所述床鞍一起移动，刀具更换单元可移动地设置于床鞍，所述刀具更换单元移送部与立柱独立地移动刀具更换单元。

而且，根据本发明的机床及其操作方法，通过最小化刀具更换所需的移动距离，减少发生干涉或碰撞的可能性，从而，具有可以提高机床的稳定性和可靠性的效果。

而且，根据本发明的机床及其操作方法，通过对每个构成要素的小型化，具有可以谋求设备整体的小型化及轻量化以提高空间利用度，并可以节省维修费用及制造费用的效果。

另外，根据本发明的机床及其操作方法，刀具更换单元仅执行直线往复移动和旋转动作，而高度方向的上下移动通过主轴的特有功能来执行刀具更换，从而，具有可以谋求刀具更换单元的小型化，并可以迅速移动刀具更换单元来减少非加工时间，减低在设备移动时发生的振动及噪音来提高设备的寿命，并可以提高加工精密度的效果。

附图说明

图1示出根据本发明的一实施例的机床的立体图。

图2示出根据本发明的一实施例的机床的平面图。

图3是用于说明刀具更换单元的移动的概念图。

图4是沿图2的A-A线的截面图。

图5至图14示出根据本发明的一实施例的机床的操作过程的概念图。

图15是图1的B部分的放大图。

图16示出根据本发明的一实施例的机床的控制部的结构图。

图17示出根据本发明的一实施例的机床的操作方法的流程图。

符号说明

1：机床，2：加工刀具，3：等候刀具，4：刀具，100：床身，

200：工作台，300：床鞍，400：立柱，500：主轴，600：刀库，

700：移送部，710：床鞍移送部，720：立柱移送部，

730：主轴移送部，800：刀具更换单元，

900：刀具更换单元移送部，1000：控制部。

具体实施方式

以下参考附图详细说明根据本发明的实施例的机床及其操作方法。以下介绍的实施例是为了向本领域技术人员充分传递本发明的思想而作为例子提供的。因此，本发明不限于以下说明的实施例，也可以具体化为其他形态。而且，在附图中，为了方便也可以放大表示装置的大小以及厚度等。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的构成要素。

本发明的优点、特征以及达成这些的方法可以与附图一起参考后面详细说明的实施例会变明确。然而，本发明不限于以下公开的实施例，而由彼此不同的多种形态构成，本实施例仅是使本发明的公开变完整，是为了向本发明所属技术领域中具有通常知识的人完整地告知发明的范畴而提供的，本发明仅由权利要求的范围而定义。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的构成要素。附图中，为了明确说明，层以及区域的大小以及相对大小可以被放大。

本说明书中使用的术语是用于说明实施例，因此不用于限定本发明。在本说明书中，在语句中没有特别提及时，单数型也包括复数型。说明书中使用的“包括(comprise)”及/或“由…组成(comprising)”是在所提及的构成要素、步骤、动作及/或元件不排除一个以上的其他构成要素、步骤、动作及/或元件的存在或者追加。

图1示出根据本发明的一实施例的机床的立体图，图2示出根据本发明的一实施例的机床的平面图，图3是用于说明刀具更换单元的移动的概念图。图4是沿图2的A-A线的截面图，图5至图14示出根据本发明的一实施例的机床的操作过程的概念图，图15是图1的B部分的放大图，图16示出根据本发明的一实施例的机床的控制部的结构图，图17示出根据本发明的一实施例的机床的操作方法的流程图。

以下所用术语的定义为如下。“宽度方向”是指同一构件中的横向，即图1至图14中的X轴方向，“长度方向”是指与宽度方向正交，同一构件中的纵向，即图1至图14中的Y轴方向，“高度方向”是指与宽度方向和长度方向正交，同一构件中的上下方向，即图1至图14中的Z轴方向。另外，“上方(上部)”是指“高度方向”上的上方，即图1至图15中朝向Z轴的上侧的方向，“下方(下部)”是指“高度方向”上的下方，即，图1至图15中朝向Z轴下方的方向。另外，“升降(上升)”是指在图1至图15中朝高度方向的Z轴的上方移动，而“下降”是指在图1至图15中朝高度方向的Z轴的下方移动。内侧(内部)是指在同一构件中相对靠近中心的一侧，即图1至图14中的内侧，外侧是指在同一构件上相对远离中心的一侧，即图1至14中的外侧。另外，“前方”表示靠近工作台的一侧，“后方”表示靠近刀库的一侧。

参照图1至图16说明根据本发明的一实施例的机床1。如图1所示，根据本发明的一实施例的机床1，包括床身100、工作台200、床鞍300、立柱400、主轴500、刀库600以及移送部700。

在地面或底座设置床身100。床身100执行加工工件的支撑台的作用，为了加工工件，提供用于设置加工工件所需零件的空间和支撑功能。

工作台200设置于床身100的上部，在工作台200放置工件。但不限于此，工作台200可以形成为固定工作台或旋转工作台。即，工作台200还可以根据需要在床身100的上部朝垂直方向、水平方向、高度方向移动并旋转。

床身100和工作台200可以形成为在宽度方向上具有2m以上的行程。

床鞍300可移动地设置于床身100的上部。床鞍300以与工作台200相邻的方式设置于床身100的上部。另外，如图1所示，床鞍300通过移送部700，具体地可以通过设置于床身100的床鞍移送部710在床身100的上部朝宽度方向(X轴方向)移动。而且，床鞍300执行在床身100的上部支撑立柱400的功能。

立柱400可移动地设置在床鞍300的上部。但不限于此，立柱400向高度方向的上方设置于床鞍300。即，如图1所示，立柱400可以通过移送部700，具体地可以通过设置在床鞍300上的立柱移送部720在床鞍300的上部朝长度方向(Y轴方向)移动。

主轴500可移动地设置于立柱400，用于旋转为了加工工件而夹紧的加工刀具2。即，如图1所示，主轴500通过移送部700，具体地可以通过设置在立柱400上的主轴移送部730沿立柱400的一侧面向高度方向(Z轴方向)移动。具体地，主轴500可以由沿立柱400向高度方向移动的Z轴滑块和安装有主轴的主轴头形成。

刀库600容纳多个刀具，以便根据机床的加工程序或加工状态或工作人员向主轴供应最适合加工的刀具。即，刀库600具备多个夹持器620，为了向主轴500供应刀具3，在所述夹持器620可以容纳刀具4，并在每个夹持器620保管对应刀具4。所述夹持器620被设置为可通过单独的驱动装置(伺服电机)沿着刀库600的框架而旋转。

如图1所示，所述刀库600通过支撑架610设置在床鞍300上，当床鞍300通过床鞍移送部710向X轴方向移动时，与床鞍300一起向X轴方向移动。

移送部700执行移送床鞍300、立柱400及主轴500的功能。如图1至3及图15所示，移送部700包括床鞍移送部710、立柱移送部720及主轴移送部730。

床鞍移送部710设置在床身100上用于移送床鞍300。具体地，床鞍移送部710，包括：第一滚珠丝杠711、第一线性导轨712及第一线性导块713。

第一滚珠丝杠711沿宽度方向设置在床身100的上部。第一线性导轨712隔着第一滚珠丝杠711在床身100的上部沿长度方向(Y轴方向)相隔开，并沿宽度方向(X轴方向)延长设置。如图1所示，为了稳定地支撑床鞍300，第一线性导轨712可以向高度方向(Z轴方向)以不同的高度设置在床身100的上端面。即，第一线性导轨712可以安装成两阶段使得在床身100的上端面向高度方向具有台阶。第一线性导块713可沿第一线性导轨712移动地设置在第一线性导轨712。此外，第一线性导块713联接到床鞍300，并在第一线性导轨712上设置多个，向X轴方向移动床鞍300的同时支撑床鞍300。

立柱移送部720设置在床鞍300的上部用于移送立柱400。具体地，立柱移送部720，包括：第二滚珠丝杠721、第二线性导轨722及第二线性导块723。

第二滚珠丝杠721沿长度方向(Y轴方向)设置在床鞍300的上部。第二线性导轨722隔着第四线性导轨940与第二滚珠丝杠721和后述的第四滚珠丝杠910在床鞍300的上部两侧朝宽度方向(X轴方向)相隔开，并沿长度方向(Y轴方向)延长设置。第二线性导块723可沿第二线性导轨722移动地设置于第二线性导轨722。另外，第二线性导块723联接到立柱400，并且在第二线性导轨722上设置多个，向Y轴方向移动立柱400的同时支撑立柱400。

主轴移送部730设置在立柱400的一侧面用于移送主轴500。具体地，主轴移送部730，包括第三滚珠丝杠731、第三线性导轨732及第三线性导块733。

第三滚珠丝杠731沿高度方向(Z轴方向)设置在立柱400的一侧。第三线性导轨732隔着第三滚珠丝杆731在立柱400的一侧面两侧端朝宽度方向(X轴方向)相隔开，并沿高度方向(Z轴方向)延长设置。第三线性导块733可沿着第三线性导轨732移动地设置于第三线性导轨732。另外，第三线性导块733联接到主轴500，并且在第三线性导轨732上设置多个，向Z轴方向移动主轴500的同时支撑主轴500。

所述第一线性导轨712、第二线性导轨722及第三线性导轨732可以由LM导轨形成。

另外，如图1至图15所示，根据本发明的一实施例的机床1，还包括刀具更换单元800、刀具更换单元移送部900。

刀具更换单元800可移动地设置于床鞍300上，以便更换容纳在刀库600的夹持器620的等候刀具3和安装在主轴500的加工刀具2。

刀具更换单元移送部900设置在床鞍300上，以便在床鞍300上向长度方向(Y轴方向)移送刀具更换单元800。

刀具更换单元移送部900可与用于移送立柱400的立柱移送部720独立地将刀具更换单元800在床鞍300的上部穿过立柱400从形成于立柱400和床鞍300的上部之间的初始位置T1到与刀库600的等候端口相邻的等候位置T2和与主轴相邻的更换位置T3之间自如地直线往复移动。

即，由于刀具更换单元800可以通过刀具更换单元移送部900与立柱400独立地向长度方向(Y轴方向)进行直线往复移动，因此，当更换刀具时，主轴500可以与立柱400独立地移动，无需移动结合于立柱400的主轴500，可以迅速且简单地更换刀具。

如此，根据本发明的机床，通过刀具更换单元和刀具更换单元移送部，在宽度方向的长度较长的中型或大型机床中，主轴无需移动至刀库进行刀具更换，因此，可以最小化更换刀具所需的移动时间，并且，通过缩短刀具更换时间，可以极大化生产性，其中，刀库设置于床鞍上，刀具更换单元可移动地设置于床鞍上，所述刀具更换单元移送部与立柱独立地移动刀具更换单元。

如图3至图14所示，在根据本发明的一实施例的机床1中，为了更换容纳在刀库600的夹持器620中的等候刀具3和安装在主轴500的加工工件2，刀具更换单元800在床鞍300的上部不做上下移动(高度方向，Z轴方向)而只进行朝长度方向(Y轴方向)的直线移动和更换臂840的旋转动作，在主轴500执行的加工刀具2的松开和容纳于更换臂840的第一握持部841的等候刀具3的夹紧通过主轴500的上升夹持线G1和下降夹持线G2的高度方向上下移动而完成。即，在主轴插入及引出刀具而务必需要的上下移动动作可通过主轴本身的上下动作而执行，而不是刀具更换单元。这是通过具有在刀库的夹持器朝刀具轴心直角方向引入或引出刀具的结构而完成。并且，后述的刀具更换单元的更换臂的第一握持部及第二握持部可以仅通过由刀具更换单元移送部朝长度方向进行往复移动来握持并夹持朝刀库轴心方向引入或引出的刀具的凸缘部。

最后，在通过可移动地设置于床鞍的刀具更换单元和使刀具更换部与立柱独立地移动的刀具更换单元移送部更换刀具时，以朝刀具轴心直角方向引入或引出容纳于刀库的夹持器的等候刀具的方式夹持器回避刀具的凸缘部握持刀具，更换臂的第一握持部或第二握持部直接夹持刀具的凸缘部，通过具有这样的结构，从而，无需刀具更换单元的更换臂的上下移动，可以仅通过刀具更换单元由刀具更换单元移送部进行直线往复移动，在刀库的夹持器和主轴迅速更换刀具。

如此，刀具更换单元只进行直线往复移动和旋转动作，并通过主轴本身的上下移动动作从主轴引入/引出刀具，从而，可以最小化用于刀具更换部的上下移动的其他构成要素，谋求刀具更换单元的轻量化及小型化以谋求机床整体的紧凑化，并可以极大化空间利用度。另外，通过刀具更换单元的小型化，刀具更换单元在从初始位置往复移动等候位置和更换位置时可以迅速移动，从而，通过最小化非加工时间，可以极大化生产性。

如图1及图15所示，根据本发明的一实施例的机床的刀具更换单元移送部900，包括：第四滚珠丝杠910、驱动部920、支架部930、第四线性导轨940及第四线性导块950。

第四滚珠丝杠910贯穿立柱400的上部沿床鞍300的长度方向(Y轴方向)设置在床鞍300的上部。

驱动部920根据控制部1000的刀具更换指令信号向第四滚珠丝杠910产生旋转动力。但不限于此，驱动部920可以由伺服电机(SERVO MOTOR)而形成。

支架部930被设置为可通过驱动部920的驱动随着第四滚珠丝杠910移动。支架部930的一侧与刀具更换单元800的底座部810相连接，与第四线性导块950一起在床鞍300的上部朝长度方向与立柱独立地移动刀具更换单元800时，所述支架部稳定地支撑刀具更换单元800，并执行最小化振动产生的功能。

第四线性导轨940贯穿立柱400以与第四滚珠丝杆910平行地朝床鞍300的长度方向(Y轴方向)设置在床鞍300的上部。第四线性导轨940可以由LM导轨形成。

第四线性导块950被设置成可沿着第四线性导轨940移动。第四线性导块950联接于刀具更换单元800，在第四线性导轨950上设置有多个，朝Y轴方向移动刀具更换单元800的同时支撑刀具更换单元800。

如图1至图14所示，根据本发明的一实施例的机床1的刀具更换单元800，包括：底座部810、动力部820、轴部830及更换臂840。

底座部810被设置成可通过第四线性导块950和支架部930沿第四线性导轨940在床鞍的上部朝长度方向(X轴方向)移动。

动力部820设置于底座部810的内部用于产生旋转动力。但不限于此，动力部820可由伺服电机(SERVO MOTOR)而形成。

轴部830通过动力部820的旋转动力而旋转。

更换臂840可与轴部相连动旋转地设置于轴部830的一侧。另外，更换臂840在床鞍300的上部通过向长度方向(Y轴方向)的直线移动来握持容纳在刀库600的等候刀具或安装在主轴500上的加工刀具。

此外，更换臂840在两侧前端具备相对的第一握持部841及第二握持部842，第一握持部841用于容纳等候刀具3，第二握持部842用于夹持加工刀具。即，更换臂840仅单纯地通过由刀具更换单元移送部900在床鞍300的上部向长度方向(Y轴方向)的直线移动，使更换臂840的第一握持部841容纳等候刀具3，第二握持部842夹持加工刀具2。

但不限于此，更换臂840可包括多个握持部，所述握持部以轴部830的旋转中心为准以预定角度相隔开，并且，彼此面对。即，虽未图示，当更换臂具备三个握持部时，以轴部的旋转中心为准以120度的角度设置三个，当具备四个握持部时，以轴部的旋转中心为准以90度的角度设置四个，根据加工程序，事先握持将用于后续加工顺序的等候刀具的状态下在初始位置等候，然后移动到更换位置并非在等候位置往复移动进行刀具更换，因此，可以更加减少刀具更换时间，从而，可以极大化生产性。即，更换臂的握持部可以根据需要形成为各种形状。此外，由于以轴的旋转中心为准以预定角度相隔开并彼此面对地设置，因此，当多个握持部容纳刀具的状态下进行直线移动或旋转时，可以事先防止刀具脱离。

因此，根据本发明的机床及其操作方法，通过最小化刀具更换所需的移动距离来降低发生干涉或碰撞的可能性，从而，可以提高机床的稳定性及可靠性。

如图1至图14所示，根据本发明的一实施例的机床1的刀具更换单元800还可以包括变换部850。

当轴部830与动力部820正交设置时，刀具更换单元800为了将动力部820的旋转动力传递给轴部830，包括设置在轴部830的另一侧和动力部820的变换部850。但不限于此，变换部850可由锥齿轮(bevel gear)形成。即，第一齿轮可以设置于轴部830的另一侧，第二齿轮以与第一齿轮相正交啮合的方式设置于动力部820的旋转轴的前端。

如此，由于刀具更换单元800通过变换部850变换动力部的动力后进行传递，因此，谋求刀具更换单元800的小型化及轻量化使得最小化与立柱的干涉，并可以在床鞍的上部移动，并通过设备整体的紧凑化，可以极大化空间利用度，并可以节省维护费用及制造费用。

如图1及图16所示，根据本发明的一实施例的机床还包括控制部1000。所述控制部1000包括加工程序存储部1010、刀具更换单元位置存储部1020、主轴夹持位置存储部1030、刀具更换指令部1040及判断部1050。

为了更换容纳于刀库600的夹持器620的等候刀具3和安装于主轴500的加工刀具2，控制部1000控制刀库600、刀具更换单元800、刀具更换单元移送部900、具备床鞍移送部710、立柱移送部720及主轴移送部730的移送部700的动作。

虽未图示，根据本发明的优选一实施例，控制部包括主操作部，所述主操作部包括屏幕显示程序和根据屏幕显示选择的数据输入程序，根据屏幕显示程序的输出，在显示屏幕上显示软件开关，通过识别软件开关的ON/OFF，执行发出机器操作的输入/输出命令的功能。

但不限于此，主操作部包括设置在机床的外罩、机壳或一侧，可以显示各种功能开关或按键及各种信息的显示器。

在加工程序存储部1010存储用于加工工件的加工程序。即，加工程序存储部1010提供人机界面(Human-Machine Interface)，以供工作人员输入用于加工工件的加工程序。工作人员使用加工程序存储部1010输入1个以上的工件加工程序。

另外，加工程序存储部1010包括数控部，数控部接收加工程序存储部1010中存储的加工程序，输入用于加工工件的参数，并生成加工路径。数控部，包括NC(numericalcontrol，NC)或CNC(computerized numerical control)，内置有各种数控程序。即，在数控部内置有动力部、驱动部、移送部的驱动单元、刀库的驱动单元的驱动程度、刀具的运行程序等，根据数控部的驱动自动加载相应的程序进行运行。所述数控部通过预定的协议与加工程序存储部1010、刀具更换单元位置存储部1020、主轴夹持位置存储部1030、刀具更换指令部1040、判断部1050及PLC进行通信。

另外，加工程序存储部1010中存储有关存储在加工程序存储部1010的加工程序中的用于加工工件所需的刀具的数量及刀具的顺序的参考值。参考值可根据工件类型、设置在对应刀库中的夹持器的数量、工件的大小、设置在主轴头部的主轴的数量、以及主轴之间的隔开距离而改变。所述参考值可根据需要由工作人员通过输入部指定，可根据相应数据和加工程序自动计算并存储。由此，通过使握持将用于下一步工序的刀具的夹持器位于等候位置，可以最小化刀具更换时间。

刀具更换单元位置存储部1020存储刀具更换单元的初始位置T1、等候位置T2及更换位置T3。

主轴夹持位置存储部1030存储主轴的夹持位置G1、G2，以便根据主轴500的高度方向的上下移夹紧容纳在更换臂的第一握持部841的等候刀具3或在更换臂的第二握持部842夹持安装在主轴上的加工刀具2。存储在主轴夹持位置存储部1030中的数据存储上升主轴夹持位置G1和下降主轴夹持位置G2的两个值。然而，可以根据刀具的大小和种类存储各种位置。

刀具更换指令部1040通过与加工程序存储部1010、刀具更换单元位置存储部1020及主轴夹持位置存储部1030的通信，根据工件的加工顺序传递刀具更换指令。

更换部通过刀具更换指令部的指令信号驱动移送部、刀具更换单元移送部及刀库进行刀具更换。

判断部1050根据刀具更换指令部1040的信号判断在更换刀具时主轴是否正常地夹紧或松开等候刀具3和加工刀具2，当发生异常时，向控制部发送信号，控制部通过显示器等显示在外部，向工作人员或使用者通知设备的异常以防止误操作。

但不限于此，更换部包括可编程逻辑控制器(PLC，Programmable LogicController)，PLC通过预定的协议与加工程序存储部1010、刀具更换位置存储部1020、主轴夹持位置存储部1030、刀具更换指令部1040、判断部1050、移送部700、刀具更换单元移送部900、刀库600进行通信，并通过这种通信执行控制命令。即，PLC根据数控部或控制部1000的控制程序接收控制命令进行运行。另外，优选地，PLC可以利用驱动部和动力部或移送部和刀库的驱动单元的编码器测量转数、转矩，从而刀库检测容纳在多个夹持器的刀具的当前位置，可根据加工程序将容纳用于下一步工序的等候刀具的夹持器自动移动至等候位置或者在主轴更换加工刀具和等候刀具的过程中，将容纳被返回到主轴的加工刀具的夹持器自动移动至等候位置。但不限于此，刀库的驱动单元由电机或伺服电机而形成，并通过PLC和控制部控制驱动。

虽未图示，根据本发明的一实施例的机床的控制部1000还可以包括输入部和显示部。

输入部以开关或触摸按钮等的形式设置在操作面板上，使工作人员可容易输入初始位置、等候位置、更换位置、主轴夹持位置等。

显示部可以显示控制部1000的判断部1050的结果、刀具更换单元的当前位置、主轴的位置、等候位置的刀具编号、当前正在运行的加工程序等。因此，工作人员可以用肉眼确认设备的当前状态，判断设备是否存在异常并进行检查，从而，可以降低维护费用，并可以事先防止安全事故。

另外，当判断部的判断结果，在主轴未正常夹紧或松开刀具时，显示部显示提醒警告工作人员，从而，可以防止工件浪费，防止刀具被损坏或破损。在这种情况下，可以以在显示器上显示的形式、警告声或警告灯等的形式来显示提醒。但不限于此，显示部可以由LCD、LED、PDP显示等构成。

参照图3至图14说明根据本发明的一实施例的机床的刀具更换操作原理。

如图4所示，最初，主轴500利用加工刀具2加工工件的过程中，刀具更换单元800在床鞍300的上部与立柱400之间的初始位置T1等候。

此时，在等候位置T2存在刀库单元的夹持器，所述夹持器中容纳有根据加工程序用于下一步工序的等候刀具3。

如图5所示，当需要更换容纳在刀库600的夹持器650中的等候刀具3和安装在主轴500上的加工刀具2而进行刀具更换时，刀具更换单元800通过刀具更换单元移送部900与立柱400单独地从初始位置T1直线移动到等候位置T2，从而，使更换臂840的第一握持部841夹持等候刀具3。

如图7所示，在更换臂840的第一握持部841夹持等候刀具3的状态下，刀具更换单元800根据控制部1000的信号启动刀具更换单元移送部900从等候位置T2直线移动到更换位置T3。

如图6所示，当刀具更换单元800从等候位置移动到更换位置时，主轴500下降到下降主轴夹持位置G2以便将加工刀具2夹持在所述更换臂的第二握持部842上。

如图8所示，以后，在更换位置，若刀具更换单元800的更换臂的第二握持部842夹持加工刀具，则主轴500上升到上升主轴夹持位置G1以便在主轴500松开加工刀具。

然后，如图10及图11所示，主轴500将加工刀具2夹持至更换臂的第二握持部842，主轴500上升到上升主轴夹持位置G1之后，刀具更换单元800的更换臂840通过控制部1000的信号进行旋转以便更换加工刀具和等候刀具。

然后，如图12所示，主轴500下降到下降主轴夹持位置G2，以便夹紧被夹持在更换臂的第一握持部841的等候刀具3。

然后，主轴500上升至上升主轴夹持位置G1以便在主轴500夹紧等候刀具。即主轴下降到夹持位置夹紧刀具，并在刀具更换单元离开干涉位置之后主轴进行上升，以防主轴与刀具更换单元发生碰撞。

然后，如图13所示，刀具更换单元800通过控制部1000的信号从更换位置T3直线移动至等候位置T2，以便将被夹持在更换臂的第二握持部842的加工刀具2返回至刀库的夹持器。最后，为了防止由于刀具更换单元的移动而刀具更换单元或刀具或主轴发生破损或损坏，以主轴下降、刀具更换单元移动、主轴上升的顺序进行动作。

然后，如图14所示，刀具更换单元800仅通过直线移动将被更换臂的第二握持部842夹持的加工刀具返回至刀库的夹持器。

然后，如图14及图4所示，将等候刀具返回的刀具更换单元800通过控制部1000的信号直线移动到初始位置T1，并且，主轴500根据加工序的顺序进行，用被夹紧在主轴500的等候刀具3进行下一步加工。

参照图17，将更详细地说明根据本发明的一实施例的机床的操作方法及操作原理。

在加工程序存储部存储有关用于更换容纳在刀库的夹持器620的等候刀具3和安装在主轴500的加工刀具2的工件加工程序，并在刀具更换单元位置存储部存储刀具更换单元的初始位置T1、等候位置T2及更换位置T3，然后，在主轴夹持位置存储部存储主轴的上升主轴夹持位置G1及下降主轴夹持位置G2。(第一步骤)。

第一步骤之后，如图4及图17所示，根据加工程序加工工件。(第二步骤)。

第二步骤之后，如图4所示，当主轴根据加工程序加工工件时，刀具更换单元800在床鞍的上部与立柱之间的初始位置T1等候，在等候位置存在刀库的夹持器，所述刀库的夹持器容纳根据加工程序将用于下一步工序的等候刀具3。(第3步骤)

第三步骤之后，根据加工程序中工件的加工顺序，控制部向刀库、移送部及刀具更换单元移送部发送刀具的更换指令。(第四步骤)

第四步骤之后，如图5、6、7及17所示，刀具更换单元800根据刀具更换指令从初始位置T1直线移动到等候位置T2，更换臂的第一握持部841夹持等候刀具3，并且，刀具更换单元通过刀具更换单元移送部从等候位置T2直线移动到更换位置T3。(第五步骤)

第五步骤之后，如图6及图17所示，主轴下降到下降主轴夹持位置G2，以便将被主轴500夹紧的加工刀具2夹持在更换臂的第二握持部842。(第6步骤)

第六步骤之后，如图9及图17所示，主轴夹紧容纳在更换臂的第一握持部841的等候刀具3，并松开加工刀具以防止碰撞损坏，然后上升至上升主轴夹持位置G1。(第七步骤)

第七步骤之后，如图10、图11及图17所示，更换臂840进行旋转以便将容纳在更换臂的第一握持部841中的等候刀具3传送到主轴。(第8步骤)

第八步骤之后，如图12及图17所示，主轴500再次下降到下降主轴夹持位置G2以便主轴夹紧容纳在更换臂的第一握持部841的等候刀具3。(第9步骤)

第九步骤之后，如图13及图17所示，刀具更换单元800为了将被更换臂的第二握持部842夹持的加工刀具2返回至刀库的夹持器620，从更换位置T3直线移动到等候位置T2。(第十步骤)

第十步骤之后，为了防止刀具或设备因碰撞而破损或损坏，主轴以夹紧等候刀具的状态下再次上升到上升主轴夹持位置(第十一步骤)。

第十一步骤之后，如图3、4及17所示，刀具更换单元800将被更换臂的第二握持部842夹持的加工刀具2返回至刀库的相应夹持器620之后，从等候位置T2直线移动到初始位置T1。(第十二步骤)

第十二步骤之后，主轴根据加工程序的顺序用被主轴夹紧的等候刀具进行下一步加工。(第十三步骤)。

因此，根据本发明的机床及其操作方法中，刀具更换单元只进行直线往复移动和旋转动作，高度方向的上下移动通过主轴的特有功能进行刀具更换，从而，可以谋求刀具更换单元的小型化，使刀具更换单元迅速移动，减少非加工时间，并且，可以减小在设备移动时发生的振动及噪音，增加设备的寿命，并可以极大化加工精密度。

此外，根据本发明的机床及其操作方法，通过最小化刀具更换所需的移动距离来降低发生干涉或碰撞的可能性，从而，可以提高机床的稳定性和可靠性。

以上所述的本发明的详细内容中参照本发明的优选实施例进行了说明，但是，应理解只要是本领域的普通技术人员或具有相应领域的通常的技术的技术人员，在权利要求中所记载的本发明的思想及技术领域的范围内对本发明可以进行各种修改及变更。因此，本发明的技术范围不应限于说明书的详细内容，而应由权利要求书所确定。

Claims (12)

1.一种机床，其特征在于，包括：

床身；

工作台，设置于所述床身上，用于放置工件；

床鞍，可移动地设置于所述床身；

立柱，可移动地设置于所述床鞍；

主轴，可移动地设置于所述立柱，用于加工工件；

刀库，具备可容纳刀具的多个夹持器，以便向所述主轴供应刀具，在每个夹持器保管相应刀具；

移送部，用于移送所述床鞍、所述立柱以及所述主轴；

刀具更换单元，所述刀具更换单元可移动地设置于所述床鞍上，以用于更换容纳于所述刀库的夹持器的等候刀具和安装在所述主轴的加工刀具；

刀具更换单元移送部，所述刀具更换单元移送部设置于所述床鞍上，用于在所述床鞍上移送所述刀具更换单元；以及

控制部，所述控制部控制所述刀库、所述刀具更换单元、所述刀具更换单元移送部及所述移送部的动作，以便进行容纳于所述刀库的夹持器的等候刀具和安装在所述主轴的加工刀具的更换，

所述控制部包括：

加工程序存储部，用于存储用于加工工件的加工程序；

刀具更换单元位置存储部，用于存储所述刀具更换单元的初始位置、等候位置及更换位置；

主轴夹持位置存储部，根据所述主轴的上下移动存储所述主轴的夹持位置；以及

刀具更换指令部，通过与所述加工程序存储部、所述刀具更换单元位置存储部及所述主轴夹持位置存储部的通信，根据工件的加工顺序发送刀具更换指令，

所述刀库设置于所述床鞍上，随着所述床鞍的移动而与所述床鞍一起移动，

通过所述刀具更换单元移送部与移送所述立柱的所述移送部独立地使所述刀具更换单元独立于所述立柱移动，所述主轴无需移动至所述刀库进行刀具更换，

在所述主轴进行工件加工时，

所述刀具更换单元在所述床鞍的上部和所述立柱之间的初始位置等候，在所述等候位置存在所述刀库的夹持器，所述夹持器用于容纳根据加工程序将用于下一步工序的等候刀具，

所述刀具更换单元移送部将所述刀具更换单元与所述立柱独立地从所述床鞍的上部通过所述立柱直线往复移动在等候位置和更换位置之间。

2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

所述控制部还包括判断部，在根据所述刀具更换指令部的信号更换刀具时，判断在所述主轴是否正常地夹紧或松开等候刀具和加工刀具。

3.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

为了更换容纳在所述刀库的夹持器的等候刀具和安装在所述主轴上的加工刀具，

所述刀具更换单元在所述床鞍的上部进行直线移动和旋转动作，

在所述主轴中加工刀具的松开和等候刀具的夹紧是通过所述主轴的上下移动来完成。

4.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

所述刀具更换单元移送部包括：

第四滚珠丝杠，在所述床鞍的上部贯穿所述立柱朝所述床鞍的长度方向设置；

驱动部，用于产生所述第四滚珠丝杠的旋转动力；

支架部，被设置为通过所述驱动部的驱动可随着所述第四滚珠丝杠移动；

第四线性导轨，在所述床鞍的上部贯穿所述立柱，并与所述第四滚珠丝杠平行地朝所述床鞍的长度方向设置；以及

第四线性导块，可沿所述第四线性导轨移动地设置。

5.根据权利要求4所述的机床，其特征在于，

所述刀具更换单元包括：

底座部，被设置为通过所述第四线性导块和所述支架部可沿所述第四线性导轨移动；

动力部，设置在所述底座部，用于产生旋转动力；

轴部，通过所述动力部的旋转动力进行旋转；以及

更换臂，可与所述轴部连动旋转地设置于所述轴部的一侧，通过在所述床鞍的上部向长度方向的直线移动握持容纳在所述刀库或安装在所述主轴上的刀具。

6.根据权利要求5所述的机床，其特征在于，

所述更换臂在两侧前端具备相对的第一握持部及第二握持部，第一握持部用于容纳等候刀具，第二握持部用于夹持加工刀具。

7.根据权利要求6所述的机床，其特征在于，

所述刀具更换单元被设置为所述轴部与所述动力部相交，

为了将所述动力部的旋转动力传送至所述轴部，所述刀具更换单元还包括设置于所述轴部的另一侧的变换部。

8.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，

所述移送部包括：

床鞍移送部，设置于所述床身，用于移送所述床鞍；

立柱移送部，设置于所述床鞍，用于移送所述立柱；以及

主轴移送部，设置于所述立柱，用于移送所述主轴。

9.根据权利要求6所述的机床，其特征在于，

在更换容纳于所述刀库的夹持器中的等候刀具和安装在所述主轴的加工刀具时，

所述刀具更换单元从所述初始位置直线移动到所述等候位置，在所述更换臂的第一握持部夹持等候刀具的状态下通过所述刀具更换单元移送部从所述等候位置直线移动到所述更换位置，

为了将加工刀具夹持在所述更换臂的第二握持部，所述主轴下降到夹持位置，松开加工刀具后上升。

10.根据权利要求9所述的机床，其特征在于，

所述主轴将加工刀具夹持在所述更换臂的第二握持部之后，所述刀具更换单元的更换臂进行旋转，

所述主轴为了夹紧被夹持在所述更换臂的第一握持部的等候刀具而下降到夹持位置进行夹紧，并在所述刀具更换单元移动到等候位置之后进行上升，

为了将被夹持在所述更换臂的第二握持部的加工刀具返回至所述刀库的夹持器，所述刀具更换单元从所述更换位置直线移动到所述等候位置。

11.根据权利要求10所述的机床，其特征在于，

所述刀具更换单元将被夹持在所述更换臂的第二握持部的加工刀具返回至所述刀库之后直线移动到初始位置，

所述主轴根据加工程序的顺序用被夹紧在所述主轴上的等候刀具进行下一步加工。

12.一种机床的动作方法，其特征在于，包括：

存储用于更换容纳在刀库的夹持器中的等候刀具和安装在主轴的加工刀具的工件加工程序、刀具更换单元的初始位置和等候位置及更换位置、以及主轴的夹持位置的步骤；

根据加工程序加工工件的步骤；

根据所述加工程序加工工件时，所述刀具更换单元在床鞍的上部与立柱之间的初始位置等候，在等候位置存在根据所述加工程序容纳将用于下一步工序的刀具的刀库的夹持器的步骤；

根据所述加工程序的工件的加工顺序，向刀库、移送部及刀具更换单元移送部发送刀具更换指令的步骤；

所述刀具更换单元根据刀具更换指令与所述立柱独立地通过所述刀具更换单元移送部从所述初始位置直线移动到所述等候位置，所述更换臂的第一握持部夹持等候刀具，通过所述刀具更换单元移送部，所述刀具更换单元直线移动至更换位置的步骤；

为了将被所述主轴夹紧的加工刀具夹持到所述更换臂的第二握持部，所述主轴下降到夹持位置的步骤；

所述主轴为了夹紧容纳在所述更换臂的第一握持部的等候刀具，松开所述加工刀具后进行上升的步骤；

为了将容纳在所述更换臂的第一握持部的等候刀具传递至所述主轴，所述更换臂进行旋转的步骤；

所述主轴为了夹紧容纳在所述更换臂的第一握持部的等候刀具再次下降到所述夹持位置的步骤；

所述刀具更换单元为了将被所述更换臂的第二握持部夹持的加工刀具返回至所述刀库的夹持器，与所述立柱独立地通过所述刀具更换单元移送部直线移动到所述等候位置的步骤；

所述主轴以夹紧所述等候刀具的状态下再次上升的步骤；

所述刀具更换单元将被夹持在所述更换臂的第二握持部的加工刀具返回至所述刀库之后，与所述立柱独立地通过所述刀具更换单元移送部直线移动到初始位置的步骤；以及

所述主轴根据加工程序的顺序用被所述主轴夹紧的等候刀具执行下一步工序的步骤。

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