CN113412175B - 机床的刀库 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种如立柱移动式加工中心的机床的刀库，所述机床的刀库通过刀具更换部和刀具更换部移送部更换刀具时，从刀具的轴心直角方向引入或引出容纳在刀库单元的夹持部的刀具，更换臂的握持部直接夹持刀具的凸缘部，从而，在宽度方向的长度较长的中型或大型机床中，可以缩短刀具更换时间，提高生产性，并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，刀库单元设置于床鞍上，刀具更换部可移动地设置于床鞍上，刀具更换移送部与立柱独立地移送刀具更换部。

Description

机床的刀库

技术领域

本发明涉及一种机床的刀库，更详细而言，涉及一种如立柱移动式加工中心的机床的刀库，所述机床的刀库通过刀具更换部和刀具更换部移送部更换刀具时，从刀具的轴心直角方向引入或引出容纳在刀库单元的夹持部的刀具，从而，可以缩短刀具更换时间，并提高生产性，其中，刀库单元设置于床鞍上，刀具更换部可移动地设置于床鞍上，刀具更换移送部与立柱独立地移送刀具更换部。

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、防震装置等具备沿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、镗床等可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，存在与工件的干扰和碰撞的风险较大的问题。

尤其，由于现有刀库的夹持部用具有弹簧张力的球来夹持拉钉，因此，在刀库的夹持部和主轴向ATC退回刀具或从ATC引出刀具时，ATC必须进行上升和下降，并且，需要具备用于升降的其他的构成要素，因此，存在ATC的结构变复杂，并且，ATC变大，最后导致机床变大的问题。

此外，现有的机床存在为了减少干扰和碰撞的风险，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

本发明是为解决所述问题而提出的，其目的在于，提供一种如立柱移动式加工中心的机床的刀库，所述机床的刀库通过刀具更换部和刀具更换部移送部更换刀具时，从刀具的轴心直角方向引入或引出容纳在刀库单元的夹持部的刀具，更换臂的握持部直接夹持刀具的凸缘部，从而，在宽度方向的长度长的中型或大型机床中，可以缩短刀具更换时间，提高生产性，最小化碰撞或机械干扰来提高稳定性及可靠性，其中，刀库单元设置于床鞍上，刀具更换部可移动地设置于床鞍上，刀具更换移送部与立柱独立地移送刀具更换部。

技术方案

为了达成本发明的目的，根据本发明的机床的刀库，其中，包括：刀库单元，为了向主轴供应刀具，具备可容纳刀具的多个夹持部，在每个夹持部保管相应刀具，所述刀库单元设置于床鞍上，随着所述床鞍的移动而与所述床鞍一起移动；以及刀具更换部，可移动地设置于所述床鞍，以用于更换容纳于所述刀库单元的夹持部的刀具和安装在所述主轴的刀具，可在所述刀库单元的夹持部向刀具轴心直角方向引入或引出所述刀具。

而且，根据本发明的机床的刀库的优选其他实施例中，机床的刀库的所述刀具更换部具备更换臂，所述更换臂用于握持容纳在所述刀库单元的夹持部或安装在所述主轴的刀具，所述更换臂的握持部可通过所述刀具更换部的直线移动直接夹持所述刀具的凸缘部。

而且，根据本发明的机床的刀库的优选其他实施例中，机床的刀库的所述刀库单元的夹持部可分别回避容纳在所述夹持部的刀具的凸缘部来夹持所述刀具。

而且，根据本发明的机床的刀库的优选其他实施例中，机床的刀库的所述刀库单元可以包括：主架；支撑架，用于将所述主架结合于所述床鞍；电机部，设置于所述主架或所述支撑架，以产生旋转动力；连杆部，被设置为可通过所述电机部的旋转动力沿着所述主架移动；多个夹持部，安装在所述连杆部，用于容纳刀具；以及解除部，以与等候位置相邻地设置于所述主架上，解除解除容纳在位于所述等候位置的夹持部的等候刀具的夹持。

而且，根据本发明的机床的刀库的优选其他实施例中，机床的刀库的刀库单元的所述夹持部可分别包括：固定部，结合设置于所述连杆部；移动部，可上下移动地设置于所述固定部；手柄部，通过所述解除部的操作使所述移动部进行上升及下降；引导轴部，设置于所述移动部，使得以所述手柄部为中心互相面对平行；以及加压部，设置于所述移动部，为了夹紧所容纳的刀具而加压刀具。

而且，根据本发明的机床的刀库的优选其他实施例中，机床的刀库的刀库单元的所述解除部可以包括：气缸，形成于所述主架上；活塞，设置于所述气缸，上下往复移动；以及卡止部，设置于所述活塞的前端，与所述活塞的上下移动连动使所述手柄部进行上升及下降。

而且，根据本发明的机床的刀库的优选其他实施例中，机床的刀库的刀库单元的所述解除部的所述卡止部可以包括在所述卡止部的下部前端两侧向内折曲形成的卡止突起部。

而且，根据本发明的机床的刀库的优选其他实施例中，机床的刀库的刀库单元的夹持部的所述手柄部，可以包括止动件，所述止动件形成于所述手柄部的下部，使得在所述活塞进行上升及下降时所述手柄部的头部通过所述卡止突起部进行上升的情况下，所述止动部与所述移动部的台阶部接触使所述移动部进行升降。

而且，根据本发明的机床的刀库的优选其他实施例中，在机床的刀库中，所述刀库单元的夹持部夹紧刀具时，所述手柄部的头部的下部和所述卡止突起部可以互相隔开，所述手柄部的头部的上部和所述卡止部可以互相隔开。

而且，根据本发明的机床的刀库的优选其他实施例中，机床的刀库的刀库单元的夹持部的所述引导轴部可以包括弹性构件，所述弹性构件设置于所述引导轴部的下部以便向下加压所述移动部，使得在所述夹持部夹持刀具时，所述移动部与所述固定部相接触。

而且，根据本发明的机床的刀库的优选其他实施例中，机床的刀库的刀库单元的夹持部的所述固定部可以包括：棘爪部，用于支撑所述刀具的凸缘部的下部；以及键，突出形成于所述棘爪部的上部。

而且，根据本发明的机床的刀库的优选其他实施例中，机床的刀库的刀库单元的夹持部的所述加压部可以包括：紧贴部，形成为锥形，以与所述刀具的刀柄部的锥面相接触；以及支撑部，被突出形成为与所述刀具的刀柄部的周面接触而夹紧所述刀具。

而且，根据本发明的机床的刀库的优选其他实施例中，机床的刀库的刀库单元的夹持部的加压部的所述紧贴部可以形成为具有与所述刀柄部的锥面的倾斜度相对的倾斜度。

而且，根据本发明的机床的刀库的优选其他实施例中，机床的刀库可以包括：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；以及主轴，可移动地设置于所述立柱，用于加工工件。

而且，根据本发明的机床的刀库的优选其他实施例中，机床的刀库还可以包括：移送部，用于移送所述床鞍、所述立柱以及所述主轴；以及刀具更换部移送部，设置于所述床鞍上，以与所述移送部独立地在所述床鞍上移送所述刀具更换部。

发明效果

根据本发明的机床的刀库，通过刀具更换部和刀具更换部移送部更换刀具时，夹持部回避刀具的凸缘部夹持刀具，使得从刀具的轴心直角方向引入或引出容纳在刀库单元的夹持部的刀具，更换臂的握持部直接夹持刀具的凸缘部，通过这种结构，刀具更换部仅通过由刀具更换部移送部进行直线往复移动，刀库从夹持部和主轴可迅速更换刀具，谋求减少刀具更换时间，提高生产性，其中，刀库单元设置于床鞍上，刀具更换部可移动地设置于床鞍上，刀具更换移送部与立柱独立地移送刀具更换部。

而且，通过可以迅速更换刀具，在宽度方向的长度较长的中型或大型机床中可以最小化用于更换刀具的移动时间，通过自动进行刀具更换，可以极大化使用者的便利性。

而且，根据本发明的机床的刀库，通过最小化用于更换刀具的移动距离，从而，具有可以减少发生干扰或碰撞的可能性来提高机床的稳定性及可靠性的效果。

而且，根据本发明的机床的刀库，通过对包括刀库单元和刀具更换部的各构成要素进行小型化，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和制造费用的效果。

而且，根据本发明的机床的刀库，刀具更换部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部的小型化，并可以迅速移动刀具更换部来减少非加工时间，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及图2示出根据本发明的一实施例的机床的刀库的立体图。

图3示出根据本发明的一实施例的机床的刀库的刀库单元的连杆部和夹持部的立体图。

图4示出图3所示的连杆部和夹持部的平面图。

图5是图4的I-I的截面图。

图6是图4的II-II的截面图。

图7示出根据本发明的一实施例的机床的刀库的安装在刀库单元的夹持部的刀具的概念图。

图8是图2的A部分的放大图。

图9、图12、图14、图16至图18示出根据本发明的一实施例的机床的刀库的操作过程的概念图。

图10示出图9的B部分的放大图。

图11示出图10的D部分的放大图。

图13示出图12的E部分的放大图。

图15示出图14的F部分的放大图。

符号说明

1：机床，2：加工刀具，3：等候刀具，10：刀具，11：拉钉，12：刀柄部，13：锥面，14：凸缘部，100：床身，200：工作台，300：床鞍，400：立柱，500：主轴，600：刀库单元，610：主架，620：支撑架，630：电机部，640：连杆部，650：夹持部，660：解除部，700：移送部，710：床鞍移送部，720：立柱移送部，730：主轴移送部，800：刀具更换部，900：刀具更换部移送部，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的刀库。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及图2示出根据本发明的一实施例的机床的刀库的立体图，图3示出根据本发明的一实施例的机床的刀库的刀库单元的连杆部和夹持部的立体图，图4示出图3所示的连杆部和夹持部的平面图，图5是图4的I-I的截面图，图6是图4的II-II的截面图，图7示出根据本发明的一实施例的机床的刀库的安装在刀库单元的夹持部的刀具的概念图，图8是图2的A部分的放大图，图9、图12、图14、图16至图18示出根据本发明的一实施例的机床的刀库的操作过程的概念图，图10示出图9的B部分的放大图，图11示出图10的D部分的放大图，图13示出图12的E部分的放大图，图15示出图14的F部分的放大图。

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18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18中的Y轴方向，“高度方向”是指与宽度方向和长度方向正交，在同一构件中的上下方向，即图1至图18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18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，在图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18中朝高度方向上的Z轴的上方移动，而“下降”是指在图1至图18中朝高度方向上的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18说明根据本发明的一实施例的机床的刀库1。如图1及2所示，根据本发明的一实施例的机床的刀库1包括刀库单元600及刀具更换部800。

如图1及图2所示，根据本发明的其他实施例的机床的刀库1，还可以包括：床身100、工作台200、床鞍300、立柱400、主轴500、移送部700、刀具更换部移送部900以及控制部1000。

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及图2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及图2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及图2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。

刀库单元600容纳多个刀具，以便根据机床的加工程序或加工状态或由工作人员向主轴供应最适合加工的刀具。即，刀库单元600具备多个夹持部650，所述夹持部650可以容纳刀具10以向主轴500供应等候刀具3，并在每个夹持部650保管对应刀具10。如图8所示，夹持部630连接于连杆部640，连杆部640通过驱动安装在主架610或支撑架620上的电机部630沿着主架610旋转。

如图1及图2所示，刀库单元600通过支撑架620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及图2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。立柱移送部720设置在床鞍300的上部用于移送立柱400。主轴移送部730设置在立柱400的一侧面用于移送主轴500。所述移送部700由LM导轨、滚珠丝杠及电机而形成。

刀具更换部800可移动地设置于床鞍300上，使得在容纳于刀库单元600的夹持部650的刀具10中更换用于下一步工序的等候刀具3和安装于主轴500的加工刀具。

如图8至图18所示，根据本发明的一实施例的机床的刀库1的刀具更换部800包括底座部、动力部、轴部830及更换臂840。

底座部通过刀具更换部移送部的线性导块和支架部随着刀具更换部移送部的线性导轨在床鞍的上部向长度方向(X轴方向)可移动地设置。

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

轴部830通过动力部的旋转动力而旋转。

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)的直线移动握持容纳在刀库单元600的夹持部650的等候刀具3或安装在主轴500上的加工刀具2或相应刀具10。

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部移送部900在床鞍300的上部向长度方向(Y轴方向)的直线移动，更换臂840的第一握持部841容纳等候刀具3，第二握持部842夹紧加工刀具2。

即，更换臂的第一握持部和第二握持部通过刀具更换部的直线移动直接夹持刀具10的凸缘部14，由此，更换臂840仅单纯地通过由刀具更换部移送部900在床鞍300的上部向长度方向(Y轴方向)的直线移动，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(gripping)加工刀具2。

刀具更换部移送部900设置在床鞍300上使得在床鞍300上向长度方向(Y轴方向)移送刀具更换部800。如上所述，刀具更换部移送部900在床鞍300的上部由刀具更换部移送部的滚珠丝杠、线性导轨、线性导块、驱动部、耦合件而形成。

刀具更换部移送部900与用于移送立柱400的立柱移送部720独立地将刀具更换部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到与刀库单元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之间可自如地直线往复移动。

即，由于刀具更换部800可以通过刀具更换部移送部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与立柱400独立地移动，从而，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。

为了更换容纳于刀库单元600的夹持部650的刀具或将用于下一步工序的等候刀具3和安装于主轴500的加工刀具2，控制部1000控制刀库单元600、刀具更换部800、刀具更换部移送部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。

为了在刀库单元600的夹持部650朝刀具轴心C的直角方向引入或引出刀具10，回避容纳在夹持部650的刀具的凸缘部14夹持刀具。相反，更换臂840的握持部841、842通过刀具更换部的直线移动直接夹持刀具的凸缘部14。

即，如图9至图19所示，在根据本发明的一实施例的机床的刀库1中，为了更换容纳在刀库单元600的夹持部650的等候刀具3和安装在主轴500上的加工刀具2，刀具更换部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的夹持通过主轴500的上升夹持线和下降夹持线的高度方向上的上下移动而完成。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，而不是刀具更换部。这是通过具有在刀库的夹持部朝刀具轴心直角方向引入或引出刀具的结构而完成。最后，通过可移动地设置于床鞍的刀具更换部和将刀具更换部与立柱独立地移动的刀具更换部移送部更换刀具时，以朝刀具轴心直角方向引入或引出容纳于刀库单元的夹持部的等候刀具的方式夹持部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，在刀库的夹持部和主轴迅速更换刀具。

如此，刀具更换部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，最小化用于刀具更换部的上下移动的其他构成要素，谋求刀具更换部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，刀具更换部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至图18所示，根据本发明的一实施例的机床的刀库1的刀库单元600，包括：主架610、支撑架620、电机部630、连杆部640、多个夹持部650及解除部660。

主架610形成刀库单元600的外形。根据需要，主架610可以与支撑架620形成为一体。

支撑架620将主架610结合至床鞍300。即，刀库单元600通过支撑架620设置于床鞍300，并可以与床鞍300一体移动。

电机部630设置在主架610或支撑架620上以产生用于使连杆部640旋转循环的旋转动力。电机部630可以由伺服电机形成。

连杆部640设置在主架610上使得通过电机部630的旋转动力随着主架610移动。虽未图示，连杆部640可以连接于驱动链轮和惰链轮而设置于主架上使得可随着主架进行循环旋转移动。所述连杆部640可以以各种形态形成，例如链式等。

多个夹持部650安装在连杆部640上以容纳刀具10。每一个夹持部650容纳一个刀具10。

解除部660设置在主架610上，使得握持等候刀具3的夹持部650邻近等候位置T2。解除部660通过控制部1000的刀具更换命令信号，解除容纳在位于等候位置T2的夹持部650中的等候刀具3的夹紧。

如图3至图18所示，根据本发明的一实施例的机床的刀库1的刀库单元600的每个夹持部650，包括：固定部651、移动部652、手柄部653、引导轴部654及加压部655。

固定部651的一侧结合于连杆部640，并安装刀具的凸缘部14。如图3至图7、图10、图11、图13及图15所示，固定部651包括棘爪部651a及键651b。

棘爪部651a支撑刀具10的凸缘部14的下部，并与后述的加压部655连动握持刀具。棘爪部651a形成为大致形以形成固定部651的外形。即，由于刀具的凸缘部14稳定地放置在棘爪部651a上，从而，可以迅速地更换刀具。

键651b在棘爪部651a上方突出形成。由于刀具10通过键651b与棘爪部651a和加压部655牢固地紧固在一起，因此，保持刀具10的方向性，而在更换臂840的握持部841、842以及主轴500容易更换刀具，并且，可以缩短刀具更换时间来提高机床的生产性。

移动部652向高度方向可上下移动地设置在固定部651的一侧上部。即，被形成为移动部652通过后述的手柄部653和解除部660的活塞662的动作进行上升或下降。如图3至图7、图10、图11、图13及图15所示，在移动部652的内部形成有台阶部652a，当手柄部653通过活塞662的动作进行上升及下降时，手柄部的止动部653b的前端接触于所述台阶部652a。但不限于此，移动部652形成为长方体形状的块形态。

手柄部653插入设置于移动部652。手柄部653通过解除部660的动作使移动部652上升及下降。如图3至图7、图10、图11、图13及图15所示，手柄部653包括形成在其下部的止动部653b，当活塞662进行上升及下降时，手柄部的头部653a通过卡止突起部663a进行上升，此时止动部与移动部的台阶部652a相接触使移动部652连动进行上升及下降。

引导轴部654以手柄部653为中心彼此相面对平行地插入设置于移动部652。如图5所示，引导轴部654包括设置于其下部的弹性构件654a，当夹持部650夹持刀具10时，并在移动部652下降的状态下，所述弹性构件向下按压移动部652使移动部652与固定部651相接触。即，弹性构件654a可以由弹簧而形成，以便始终施加弹力向下按压引导轴部654。如此，由于引导轴部的弹性构件654a始终施加弹力使移动部652朝向下部，从而，后述的加压部655的紧贴部655a和支撑部665b与刀具的刀柄部12的锥面13相接触并按压，由此，可以始终保持夹持部650夹持刀具的状态。并且，当刀具更换部800移动到刀具更换部移送部900以在夹持部650未夹持刀具的状态引出时，后述的解除部660的活塞662通过控制部进行动作，卡止部663的卡止突起部663a与手柄部的头部663a接触的状态下使手柄部653进行上升及下降，此时，对刀具的刀柄部的锥面的加压被解除，而可以从夹持部向刀具轴心的直角方向引出刀具。

加压部655设置于移动部652的一侧，并按压刀具以夹紧所容纳的刀具10。如图3至图7、图10、图11、图13及图15所示，加压部655包括紧贴部655a和支撑部655b。

紧贴部655a呈锥形以接触刀具的刀柄部12的锥面13。支撑部655b被突出形成以与刀具的刀柄部12的外周面接触而夹持刀具。即，除了通过紧贴部和棘爪651a第一次夹持刀具之外，在通过电机部连杆部进行旋转的情况等时也可以防止刀具从夹持部脱离而预防安全事故，还可以节省刀具被损坏而发生的维修费用。另外，除了通过支撑部655b和紧贴部655a第二次夹持刀具之外，进一步握持刀柄部的外周面，通过三点支撑刀柄部牢固地进行夹持，从而，不仅防止在旋转过程中发生刀具脱离，还可以容易握持大型刀具等较重的刀具，提高设备的效率，通过节省因刀具损坏而导致的维护时间，可以极大化生产性。

如图6及图7所示，紧贴部655a形成为具有与刀柄部12的锥面13的倾斜度相对的倾斜度。即，紧贴部655a形成为具有与刀具的刀柄部12的锥面13相反的倾斜梯度，从而，通过引导轴部654的弹性构件654a的弹力与刀具三点支撑的状态按压刀具来夹紧。

如图3至图18所示，根据本发明的一实施例的机床的刀库1的刀库单元600的解除部660包括气缸661、活塞662及卡止部663。

气缸框架661形成在主架610上的高度方向上，与等候位置相邻。

活塞662设置在气缸661中，活塞沿高度方向上下往复运动。

卡止部663设置在气缸662的活塞的前端，与活塞662的高度方向的上下移动连动使手柄部663进行上升及下降。如图3至图7、图10、图11、图13及图15所示，卡止部663包括卡止突起部663a，所述卡止突起部663a从卡止部的下部前端的两侧向内折曲形成。在卡止突起部663a与手柄部的头部653a接触的状态下使手柄部653上升及下降，从而从夹持部松开刀具。

如图13及图15所示，在刀库单元600的夹持部650夹持刀具10的状态下，手柄部的头部653a的下部和卡止突起部663a始终相隔开第二间隔663c，手柄部的头部653a的上部与卡止部663相隔开第一间隔663b。即，在活塞未动作的状态下，且卡止突起部663a未使手柄部的头部653a上升及下降的状态被夹持状态下，始终保持第一间隔及第二间隔，从而，连杆部通过电机部的驱动而旋转，即便夹持每个刀具的夹持部旋转，也无其他干涉的情况下进行旋转。由此，在主轴用加工刀具进行加工的过程中，在刀库单元根据加工程序夹持使用在下一步加工顺序的刀具的夹持部旋转移动到解除部所在的等候位置进行等候。

因此，可以最小化等候时间和移动时间而迅速更换刀具，宽度方向的长度长的中型或大型机床中极大化生产性，并且，通过自动执行刀具更换，可以极大化使用者的便利性。

参照图3至图18说明根据本发明的一实施例的机床的刀库的刀具更换操作原理。

在图12所示的初始主轴500利用加工刀具加工工件的过程中，刀具更换部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部，所述夹持部中容纳有根据加工程序用于下一步工序的等候刀具3。

如上所述，在更换刀具之前，夹持部应夹紧刀具以防止刀具从夹持部脱离。

如图13所示，在活塞662未通过控制部进行动作的状态下，手柄部的头部653a的下部和卡止突起部663a相隔开第二间隔663c，手柄部的头部653a的上部和卡止部663保持相隔开第一间隔663b的状态。此时，如图3至图7所示，通过引导轴部654的弹性构件654a的弹力，移动部652保持与固定部651相接触的状态，即下降状态，同时，手柄部的止动部653b与移动部的台阶部652a保持相隔开的状态。在此状态下，加压部的紧贴部655a和支撑部655b以三点支撑刀具的刀柄部的锥面13，固定部的棘爪部651a支撑刀具的凸缘部14的下部以夹持刀具。

如图12所示，需要更换容纳在刀库单元600的夹持部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，刀具更换部800通过刀具更换部移送部900与立柱400独立地从初始位置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。

如上所述，为了通过更换臂840的握持部的直线移动夹持刀具，刀库单元的夹持部650必须松开刀具。这将参考图15进行说明。

活塞662通过控制部进行动作。即，当活塞662动作时，活塞进行上升及下降，同时，卡止部662也向高度方向上升。此时，卡止部662的卡止突起部663a在与手柄部的头部653a相接触的状态下使手柄部653上升相当于活塞的升降高度。即，手柄部653的止动部653b以大于与移动部的台阶部652a相接触的引导轴部的弹性构件654a的弹力的力量使手柄部653上升相当于活塞的升降高度。此时，如图3至图7所示，在解除引导轴部654的弹性构件654a的弹力的状态下，移动部652与固定部651相隔开，并结合于移动部652的加压部655一起进行上升及下降。即，随着移动部652上升，加压部655也上升，解除加压部的紧贴部655a和支撑部655b与刀具的刀柄部的锥面13的接触，保持固定部的棘爪部651a仅支撑刀具的凸缘部14的下部的状态。

在这种状态下，当刀具更换部的更换臂的握持部通过刀具更换部移送部作直线移动时，直接夹紧刀具的凸缘部，从刀库单元的夹持部分向刀具轴心直角方向引出刀具。

向刀库单元的夹持部引入刀具的操作与上述的操作相反，因此，将省略对其的详细说明。

如图17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，刀具更换部800根据控制部1000的信号操作刀具更换部移送部900，从等候位置T2直线移动到更换位置T3。

当从刀具更换部800的等候位置T2移动到更换位置T1时，主轴500下降到下降主轴夹持位置以便将加工刀具2夹持在所述更换臂的第二握持部842。然后，当刀具更换部800的更换臂的第二握持部在更换位置T3夹持加工刀具2时，主轴500上升到上升主轴夹持位置以便主轴500松开加工刀具。

然后，主轴500将加工刀具2夹持在更换臂的第二握持部842，主轴500上升到上升主轴夹持位置之后，通过控制部1000的信号使刀具更换部800的更换臂840进行旋转以便进行加工刀具和等候刀具的更换。

然后，主轴500下降到下降主轴夹持位置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上升到上升主轴夹持位置以便夹持等候刀具。

然后，刀具更换部800通过控制部1000的信号从更换位置T3直线移动到等候位置T2，以便将被夹持在更换臂的第二握持部842的加工刀具2返回到刀库单元的夹持部。

然后，刀具更换部800仅通过直线移动将被夹持在更换臂的第二握持部842的加工刀具返回到刀库单元的夹持部。

然后，如图18所示，将返回等候刀具的刀具更换部800根据控制部1000的信号直线移动至初始位置T1，主轴500根据加工程序的顺序用被主轴500夹紧的等候刀具3进行下一步加工，位于等候位置T2的夹持部中存在握持将用于下一步工序的刀具的夹持部，在活塞不动作的状态下，保持通过引导轴部的弹性构件的弹力用加压部和固定部的棘爪部夹紧刀具的状态。

如此，根据本发明的机床的刀库，通过实现包括刀库单元和刀具更换部在内的每个构成要素的小型化，谋求设备整体的小型化及轻量化，极大化空间利用率，并可以节省维修费用及制造费用。

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 (11)

1.一种机床的刀库，其特征在于，包括：

刀库单元，为了向主轴供应刀具，具备可容纳刀具的多个夹持部，在每个夹持部保管相应刀具，所述刀库单元设置于床鞍上，随着所述床鞍的移动而与所述床鞍一起移动；以及

刀具更换部，可移动地设置于所述床鞍，以用于更换容纳于所述刀库单元的夹持部的刀具和安装在所述主轴的刀具，

在所述刀库单元的夹持部向刀具轴心直角方向引入或引出所述刀具，

所述刀具更换部具备更换臂，所述更换臂用于握持容纳在所述刀库单元的夹持部或安装在所述主轴的刀具，

所述更换臂的握持部通过所述刀具更换部的直线移动直接夹持所述刀具的凸缘部，

所述刀库单元的夹持部分别回避容纳在所述夹持部的刀具的凸缘部以夹持所述刀具，

所述刀库单元包括：

主架；

支撑架，用于将所述主架结合于所述床鞍；

电机部，设置于所述主架或所述支撑架，以产生旋转动力；

连杆部，被设置为可通过所述电机部的旋转动力沿着所述主架移动；

多个夹持部，安装在所述连杆部，用于容纳刀具；以及

解除部，以与等候位置相邻地设置于所述主架上，解除容纳在位于所述等候位置的夹持部的等候刀具的夹持，

所述夹持部分别包括：

固定部，结合设置于所述连杆部；

移动部，可上下移动地设置于所述固定部；

手柄部，通过所述解除部的操作使所述移动部进行上升及下降；

引导轴部，设置于所述移动部，使得以所述手柄部为中心互相面对平行；以及

加压部，设置于所述移动部，为了夹紧所容纳的刀具而加压刀具。

2.根据权利要求1所述的机床的刀库，其特征在于，

所述解除部包括：

气缸，形成于所述主架上；

活塞，设置于所述气缸，上下往复移动；以及

卡止部，设置于所述活塞的前端，与所述活塞的上下移动连动使所述手柄部进行上升及下降。

3.根据权利要求2所述的机床的刀库，其特征在于，

所述卡止部包括在所述卡止部的下部前端两侧向内折曲形成的卡止突起部。

4.根据权利要求3所述的机床的刀库，其特征在于，

所述手柄部包括止动部，所述止动部形成于所述手柄部的下部，使得在所述活塞进行上升及下降时所述手柄部的头部通过所述卡止突起部进行上升的情况下，所述止动部与所述移动部的台阶部接触使所述移动部进行升降。

5.根据权利要求4所述的机床的刀库，其特征在于，

当所述刀库单元的夹持部夹持刀具时，所述手柄部的头部的下部和所述卡止突起部相隔开，

所述手柄部的头部的上部和所述卡止部相隔开。

6.根据权利要求1所述的机床的刀库，其特征在于，

所述引导轴部包括弹性构件，所述弹性构件设置于所述引导轴部的下部以便向下加压所述移动部，使得在所述夹持部夹持刀具时，所述移动部与所述固定部相接触。

7.根据权利要求1所述的机床的刀库，其特征在于，所述固定部，包括：

棘爪部，用于支撑所述刀具的凸缘部的下部；以及

键，突出形成于所述棘爪部的上部。

8.根据权利要求1所述的机床的刀库，其特征在于，

所述加压部包括：

紧贴部，形成为锥形，以与所述刀具的刀柄部的锥面相接触；以及

支撑部，被突出形成为与所述刀具的刀柄部的周面接触而夹紧所述刀具。

9.根据权利要求8所述的机床的刀库，其特征在于，

所述紧贴部被形成为具有与所述刀柄部的锥面的倾斜度相对的倾斜度。

10.根据权利要求1所述的机床的刀库，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；以及

主轴，可移动地设置于所述立柱，用于加工工件。

11.根据权利要求10所述的机床的刀库，其特征在于，还包括：

移送部，用于移送所述床鞍、所述立柱以及所述主轴；以及

刀具更换部移送部，设置于所述床鞍上，以与所述移送部独立地在所述床鞍上移送所述刀具更换部。