TW201914728A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

一種工作機械，具備：橋部，在移動體之衝程端，以在與移動體之移動方向垂直的方向上橫跨移動體的方式設置於基台上；托板交換臂，是設置於橋部之上方的托板交換臂，與支撐於移動體之托板及托板裝載站上之托板卡合後將兩托板抬起，繞著鉛直軸線旋動而將兩托板交換；及臂驅動裝置，是設置於橋部上而朝上方突出的臂驅動裝置，使托板交換臂沿著鉛直軸線移動，並使托板交換臂繞著鉛直軸線旋動。

Description

工作機械

發明領域 本發明是關於一種具有托板交換裝置的工作機械。

發明背景 以往，在工作機械中已知有各種用以交換托板的各種裝置 (例如，參考專利文獻1及2)。專利文獻1揭示了托板之旋動式驅動裝置。該裝置具備有設置於底座上之固定基台。2個支撐台位於固定基台的兩側。固定基台具有可懸掛托板的旋動筒體。旋動筒體構成為藉由旋動來交換2個支撐台上的托板。

又，專利文獻2揭示了托板交換裝置。在該托板交換裝置中，2個框組柱站立於底座上。樑橫跨架設於2個框組柱的上端部之間。在樑設置有支撐驅動機構，在支撐驅動機構連結有從樑朝下方延伸的臂軸。在臂軸的下端，設置有托板交換臂。托板交換臂構成為藉由旋轉將托板儲料機上之托板、工作台上之托板交換。 先行技術文獻 專利文獻

[專利文獻1]日本特開平11-90759號公報 [專利文獻2]日本實公平6-27309號公報

發明概要 發明欲解決之課題 在如上述之托板交換裝置中，有開發可以減少占有面積之構造的需求存在。 解決課題之方法

本揭示之一態樣是一種工作機械，是使安裝有工件的托板與安裝有工具的主軸相對地移動而將工件加工的工作機械，其特徵在於：具備：移動體，可交換地裝設托板，並朝水平方向移動；托板交換裝置，是卡合於裝設在前述移動體之托板及托板裝載站上的托板，使兩托板繞著鉛直軸線旋動以交換托板；及支撐台，支撐前述托板交換裝置，當前述移動體位於托板交換位置時，確保前述移動體越過前述鉛直軸線潛入到前述托板交換裝置之下方的空間。

本揭示之一態樣的工作機械中，移動體位於托板交換位置時，移動體藉由支撐台越過托板交換裝置之鉛直軸線而潛入到托板交換裝置的下方，因此可使托板交換臂之旋動中心與托板交換位置接近，藉此，可縮小旋動半徑。因此，可減少托板交換裝置之占有面積。

移動體亦可具有傾斜型旋轉引導件，該傾斜型旋轉引導件使托板繞著與相對於前述移動體的移動方向傾斜之傾斜面垂直的傾斜軸線旋轉，並在托板為水平姿勢時進行托板交換。如此之構成中，托板及工件的重量是受傾斜面所支撐，因此在移動體產生力矩。為了提高相對於該力矩之剛性及收納托板之旋轉驅動裝置，移動體朝移動方向伸出。如此朝移動方向伸出之移動體中，可更有效地減少橫跨移動體之支撐台的旋動半徑。

支撐台亦可是橋部，以在對前述移動體之移動方向垂直的方向上橫跨前述移動體的方式設置於基台上，又，橋部可為兩端支撐型，亦可為懸臂支撐型。

支撐台可藉由前述托板裝載站之油盤與鑄造物一體成形。此種情況下，可減少零件數量並且可提高支撐台的剛性。

托板交換裝置可設置於前述支撐台的上方，具有：托板交換臂，是卡合於裝設在前述移動體之托板、和前述托板裝載站上的托板；及臂驅動裝置，是設置成朝前述支撐台的上方突出，且使前述托板交換臂沿著前述鉛直軸線昇降移動，並且使前述托板交換臂繞著前述鉛直軸線旋動。由於使托板交換臂昇降及旋動之臂驅動裝置是設置成朝支撐台之上方突出，因此可在支撐台下方確保大的空間。

托板交換臂可具有一對臂元件，前述一對臂元件各自呈現叉形，且前述叉形之至少其中一方之臂部分具有開閉機構，該開閉機構是當前述移動體位於加工位置時則打開，當前述移動體位於托板交換位置時則閉合。叉形之至少其中一臂部分在移動體位於加工位置時張開，特別是在托板繞著傾斜軸線旋轉之類型的移動體中，可避免托板與臂元件的干擾。

臂驅動裝置臂驅動裝置具有：昇降致動器，是相對於前述支撐台沿著前述鉛直軸線昇降移動；及圓筒凸輪，是相對於前述昇降致動器沿著前述鉛直軸線往返移動，前述托板交換臂是可相對於前述昇降致動器繞著前述鉛直軸線旋動地受支撐，並且安裝卡合於前述圓筒凸輪外周之螺旋狀之凸輪溝的凸輪從動件而構成。昇降致動器之昇降移動與圓筒凸輪之往返移動是一起朝沿著鉛直軸線的方向進行，可使兩移動之致動器各自為流體壓缸，且配置於同軸上可為小空間。

根據本揭示的一態樣，可提供一種可減少占有面積的托板交換裝置。

較佳實施例之詳細說明 以下，參照附圖，說明實施形態之具有托板交換裝置的工作機械。對於同樣或對應之元件則賦與相同符號，並省略重複的說明。為了易於理解，有時會變更圖的縮尺。

圖1是一實施形態之包含托板交換裝置之工作機械的概略圖，顯示工作台30位於托板交換位置，且，托板P之工件安裝面37a位於水平姿勢的狀態。圖2是顯示圖1之工作機械之其他狀態的概略圖，且是顯示工作台30位於加工位置，且，工件安裝面37a處於垂直姿勢的狀態。圖3為圖1中之III-III箭頭方向截面圖。參照圖1，工作機械100為橫形加工機。其他實施形態中，工作機械100亦可為例如立形加工機、或具有傾斜主軸之加工機等可設置托板交換裝置的其他工作機械。本實施形態中，工作機械100是具有3個並進進給軸(X軸、Y軸及Z軸)、及2個旋轉進給軸(C軸及B軸)的5軸加工機。工作機械100具備：底座(也稱為基台)10、柱體20、工作台(也稱為移動體)30、托板交換裝置40、及托板裝載站50。

底座10固定於例如工場的地板等而構成。柱體20在底座10上，沿著底座10的後側面11設置。在柱體20之前側面，設置有可在鉛直方向上移動之滑動座架21。主軸頭22從滑動座架21的前側面朝水平方向突出，且將主軸23以水平的旋轉軸線Os為中心而可旋轉地支撐。

關於本實施形態之工作機械100的方向，主軸23之旋轉軸線Os沿著水平方向，與旋轉軸線Os平行的方向定義為Z軸方向(也稱為前後方向)。主軸23沿著Z軸方向突出的方向為前，其相反方向為後。垂直於Z軸方向的水平方向定義為X軸方向(也稱為左右方向)，鉛直方向定義為Y軸方向(也稱為上下方向)。

滑動座架21藉由具有連結於馬達21a之滾珠螺絲的進給裝置而朝Y軸方向驅動，且可藉由不圖示之導引部引導。滾珠螺絲具有：可旋轉地受支撐於柱體20且在Y軸方向上延伸之螺絲軸、及固定於滑動座架21之螺帽。藉由馬達21a使螺絲軸旋轉，藉此螺帽朝Y軸方向移動，因此，滑動座架21朝Y軸方向移動。Y軸方向的進給是受NC裝置控制。

柱體20在底座10上朝X軸方向移動。具體而言，柱體20是藉由傾斜型直動式引導件24而引導至X軸方向。整體而言，傾斜型直動式引導件24是朝前且向上，且傾斜成後部配置於比前部高的位置。具體而言，傾斜型直動式引導件24具有：前側導引部25F、及後側導引部25R。前側導引部25F及後側導引部25R各自包含有：固定於底座10上且在X軸方向上延伸的軌道27、及固定於柱體20之塊體28。

後側導引部25R配置於比前側導引部25F高的位置。從別的視角來看，離工作台30較遠的導引部25R配置於比離工作台30較近的導引部25F高的位置。具體而言，底座10具有沿著後側面11朝向上方的後側軌道支撐面12。又，底座10於後側軌道支撐面12之前方，具有朝向上方之前側軌道支撐面13，後側軌道支撐面12形成於比前側軌道支撐面13高的位置。其他實施形態中，後側軌道支撐面12及前側軌道支撐面13之至少一方也可以朝向前方。後側導引部25R之軌道27配置於後側軌道支撐面12上，前側導引部25F之軌道27配置於前側軌道支撐面13上。

柱體20藉由具有連結於馬達26之滾珠螺絲的進給裝置而朝X軸方向驅動。滾珠螺絲配置於前側導引部25F與後側導引部25R之間。滾珠螺絲具有：可旋轉地受支撐於底座10且朝X軸方向延伸之螺絲軸；及固定於柱體20之螺帽。藉由馬達26使螺絲軸旋轉，藉此螺帽朝X軸方向移動，因此，柱體20朝X軸方向移動。X軸方向之進給是受NC裝置控制。

工作台30在底座10上設置於柱體20的前方。工作台30支撐托板P。參照圖3，工作台30在底座10上沿著一對左右之導引部31而朝Z軸方向移動。導引部31各自包含有：固定於底座10且在Z軸方向上延伸之軌道33、及固定於工作台30的塊體34。在兩導引部31之間，配置有連結於馬達32之滾珠螺絲。滾珠螺絲具有：可旋轉地支撐於底座10且在Z軸方向上延伸之螺絲軸、及固定於工作台30之螺帽。藉由馬達32使螺絲軸旋轉，藉此螺帽在Z軸方向上移動，因此，工作台30在Z軸方向上移動。Z軸方向之進給是受NC裝置控制。參照圖1，工作台30在後側衝程端E1、與前側衝程端(本實施形態中為托板交換位置)E2之間移動。圖1中，工作台30處於托板交換位置。參照圖2，工作台30在圖2中處於加工位置。加工位置可設定於例如與前側衝程端E2距離預定距離以上的位置。

工作台30具有第1工作台35、第2工作台36及托板安裝台37。第1工作台35設置於底座10上，在底座10上朝Z軸方向移動。參照圖3，在第1工作台35，固定有上述之導引部31的塊體34。

參照圖1，第1工作台35具有相對於工作台30之移動方向傾斜之傾斜面35a。具體而言，傾斜面35a是向後且向上地與水平面呈45°或約45°傾斜。

第1工作台35具有沿著傾斜面35a的傾斜型旋轉引導件38。因此，傾斜型旋轉引導件38向後且向上，前部配置於比後部高的位置。傾斜型旋轉引導件38使第2工作台36繞著垂直於傾斜面35a的傾斜軸線Oc旋轉。第2工作台36之旋轉進給方向定義為C軸方向。傾斜型旋轉引導件38具有例如交叉滾柱軸承，藉由例如馬達或油壓裝置使第2工作台36旋轉。

第2工作台36設置於傾斜型旋轉引導件38上。第2工作台36具有旋動面36a。旋動面36a是從傾斜面35a以45°或約45°傾斜。旋動面36a隨著第2工作台36旋轉，繞著傾斜軸線Oc旋動。

第2工作台36具有沿著旋動面36a的托板旋轉引導件39。托板旋轉引導件39使托板安裝台37繞著垂直於旋動面36a之可變軸線Ob旋轉。再者，參照圖1及圖2，可理解可變軸線Ob之朝向會因應於第2工作台36之C軸方向的位置變化。參照圖1，托板旋轉引導件39之旋轉進給方向定義為B軸方向。托板旋轉引導件39是具有例如轉動軸承，可藉由例如馬達或油壓裝置旋轉驅動。

托板安裝台37內藏有托板夾持器，且設置於托板旋轉引導件39上。裝設於托板安裝台37之托板P具有平行於旋動面36a的工件安裝面37a。工件安裝於工件安裝面37a。工件安裝面37a因應於第2工作台36之C軸方向可動範圍內的位置，定向成任意的姿勢。例如，圖1中，工件安裝面37a位於水平姿勢，圖2中，工件安裝面37a位於垂直姿勢。

工作機械100中，柱體20之傾斜型直動式引導件24、與工作台30之傾斜型旋轉引導件38在Z軸方向上對向配置。在其他的視角中，柱體20之傾斜型直動式引導件24在Y軸方向(鉛直方向)上具有與工作台30之傾斜型旋轉引導件38重複的部分。因此，具有彼此對向之前後方向的向量的加工反作用力產生於柱體20側與工作台30側。因此，取得柱體20及工作台30之前後方向之剛性的平衡，可防止變形集中於柱體20或工作台30的任一者。

參照圖1，工作台30中，第2工作台36及第2工作台36上之裝載物(即，托板安裝台37、托板P及工件)之合計的重心G位於傾斜軸線Oc上或傾斜軸線Oc的附近。例如，工作台30中，托板P及工件之重量為額定重量時，可設定成重心G位於傾斜軸線Oc上，當工作台30支撐具有其他重量之托板P及工件時，重心G可位於傾斜軸線Oc的附近。在如此之構成中，繞著傾斜軸線Oc之旋轉慣性小。於是，可提高C軸方向之快速進給的加減速度，結果，可縮短非加工時間。

參照圖1，托板交換裝置40設置於底座10的前方。托板交換裝置40是工作台30位於托板交換位置(本實施形態中為前側衝程端E2)，將支撐於工作台30之托板P、與托板裝載站50上之托板P交換。托板交換裝置40具備橋部41、托板交換臂42、及臂驅動裝置43。橋部41發揮作為托板交換裝置40之支撐台的功能。

橋部41是在工作台30之前側衝程端E2，在與工作台30之移動方向(Z軸方向)垂直的方向(X軸方向)上橫跨工作台30地設置在底座10上。具體而言，參照圖3，橋部41大致具有倒立U字形，是以橫跨工作台30的方式在X軸方向上從底座10之一端架設到他端。參照圖1，橋部41橫跨工作台30之第1工作台35的一部分及第2工作台36之一部分。橋部41亦可構成為僅橫跨第1工作台35。橋部41是與後述之托板裝載站50的油盤51一體地形成。橋部41與油盤51是藉由例如鑄造等而可一體地形成。

托板交換臂42透過臂驅動裝置43而設置於橋部41的上方。托板交換臂42卡合於工作台30所支撐之托板P及托板裝載站50上之托板P而抬起兩托板，並繞著鉛直軸線Ov旋動後下降而交換兩托板。

圖5是顯示打開位置之托板交換臂的概略圖，圖6是顯示關閉位置之托板交換臂的概略圖。參照圖5，托板交換臂42具有：一對臂元件42a與中央部分42b。臂元件42a是從鉛直軸線Ov朝互為相反的方向延伸。臂元件42a各自具有叉形(或大致U字形)，相對於鉛直軸線Ov而於反對側呈開口。

臂元件42a具有開閉機構44，在工作台30位於加工位置時則打開(圖5)，工作台30位於托板交換位置時則關閉(圖6)。具體而言，臂元件42a各自包含有：可在打開位置與關閉位置之間動作之可動臂部分42c、固定在關閉位置之固定臂部分42d、及連結可動臂部分42c及固定臂部分42d之臂基部42e，開閉機構44設置於可動臂部分42c。圖5顯示位於打開位置之可動臂部分42c，圖6顯示位於關閉位置之可動臂部分42c。如圖5所示，當工作台30位於加工位置時，藉由可動臂部分42c位於打開位置，當工作台30朝C軸方向旋動時，臂元件42a可避免與工作台30(或托板P或者工件)的干擾。可動臂部分42c藉由樞銷44h(詳細情況後述)，安裝成可對臂基部42e動作。可動臂部分42c藉由彈性元件，例如安裝於樞銷44h之扭力彈簧等而朝打開位置被賦與勢能。其他實施形態中，叉形之另一方的固定臂部分42d也具有開閉機構44，叉形之兩方之臂部分42c、42d亦可開閉。此種情況下，工作台30在加工位置中，不論朝正、負任一方向旋轉都不會產生工作台30與臂元件42a的干擾。

開閉機構44包含有：驅動銷44a、驅動銷44a用之凸輪溝44b、打開位置之卡合孔44d及關閉位置之卡合孔44e、及樞銷44h。圖7顯示圖5中的截面VII。再者，如圖5所示，圖7是顯示圖5中從上方看的截面VII，因此，須留意的是，圖7中，與圖5相反地，第2工作台36是顯示於可動臂部分42c的左側。參照圖7，開閉機構44進而包含有：鎖固銷44c、凸輪從動件44f、及凸輪從動件44f用之凸輪板44g。

參照圖5，本實施形態中，驅動銷44a設置於第2工作台36。驅動銷44a從第2工作台36向上突出。凸輪溝44b可設置於可動臂部分42c的下表面。凸輪溝44b具有彎曲形狀，構成為:工作台30從加工位置移動到托板交換位置時，隨著驅動銷44a插入至凸輪溝44b而凸輪溝44b順著驅動銷44a移動，使可動臂部分42c從打開位置(圖5)移動到關閉位置(圖6)。

參照圖7，鎖固銷44c設置於臂基部42e，而從臂基部42e的上表面貫通到下表面。鎖固銷44c可移動於鎖固位置與解鎖位置之間。鎖固銷44c構造成：在鎖固位置中，從臂基部42e之上表面突出，在解鎖位置中，被拉進到臂基部42e之上表面或比臂基部42e之上表面更下方。

臂基部42e具有空洞44i。鎖固銷44c具有長孔44j，該長孔44j是讓鎖固銷44c朝直徑方向貫通且在軸線方向上延伸。固定於空洞44i內且在水平方向上延伸之止轉銷44k插入至長孔44j。

鎖固銷44c在比長孔44j更下方具有凸緣44r。在凸緣44r之下表面與空洞44i之底面之間配置有壓縮彈簧44m。壓縮彈簧44m構造成賦與鎖固銷44c朝鎖固位置之勢能。

卡合孔44d、44e(圖7中，不圖示卡合孔44e)設置於可動臂部分42c之下表面。參照圖5，卡合孔44d定位且尺寸設定成在可動臂部分42c的打開位置，鎖固銷44c會插入至卡合孔44d。參照圖6，卡合孔44e定位且尺寸設定成在可動臂部分42c的關閉位置時，鎖固銷44c會插入至卡合孔44e。

參照圖7，凸輪從動件44f安裝於鎖固銷44c的下端。凸輪板44g安裝於第2工作台36。凸輪板44g具有凸輪溝44n。凸輪溝44n包含有：與工作台30之移動方向呈平行之中間部分44o；及相對於工作台30之移動方向，從中間部分44o向上傾斜之入口部分44p及出口部分44q。凸輪溝44n是構成為：工作台30從加工位置移動到托板交換位置時，隨著凸輪從動件44f插入到凸輪溝44n而順著凸輪溝44n移動，首先，使鎖固銷44c從鎖固位置移動到解鎖位置(入口部分44p)，接著，將鎖固銷44c維持於解鎖位置(中間部分44o)，最後，使鎖固銷44c從解鎖位置返回到鎖固位置(出口部分44q)。參照圖5，如上述，樞銷44h使可動臂部分42c可動地對臂基部42e安裝。可動臂部分42c繞著樞銷44h在打開位置與關閉位置之間旋動。

開閉機構44如以下的順序動作。如圖5所示，工作台30位於加工位置期間，可動臂部分42c位於打開位置，且，鎖固銷44c插入至打開位置用之卡合孔44d。隨著工作台30從加工位置移動到托板交換位置，如圖7所示，首先，凸輪從動件44f插入至凸輪溝44n的入口部分44p，使鎖固銷44c從鎖固位置移動到解鎖位置。藉此，鎖固銷44c自卡合孔44d解除卡合。接著，鎖固銷44c在中間部分44o維持於解鎖位置期間，如圖6所示，驅動銷44a插入至凸輪溝44b，而使可動臂部分42c從打開位置移動到關閉位置。如圖7所示，最後，凸輪從動件44f從凸輪溝44n之出口部分44q離開，使鎖固銷44c從解鎖位置移動到鎖固位置。藉此，鎖固銷44c插入至關閉位置用之卡合孔44e。因此，可動臂部分42c是構造成在托板交換位置中鎖固於關閉位置。若工作台30從托板交換位置移動到加工位置時，開閉機構44會以與上述相反的順序動作，使可動臂部分42c從關閉位置移動到打開位置。

圖4是顯示臂驅動裝置之詳情的放大截面圖。參照圖4，托板交換臂42之中央部分42b具有覆蓋臂驅動裝置43的圓筒形狀，圓筒的上端部呈封閉。圓筒狀之支撐部42f自中央部分42b的上端部朝下方突出。臂驅動裝置43設置於橋部41上，從橋部41的上表面朝上方突出。臂驅動裝置43構成為使托板交換臂42沿著鉛直軸線Ov移動，且，托板交換臂42繞著鉛直軸線Ov旋動。臂驅動裝置43具有：殼體43a；昇降致動器43b；及旋動致動器43c。

殼體43a固定於橋部41的上表面，從橋部41的上表面朝上方突出。殼體43a大致具有圓筒形狀，並包含有：固定部43d、昇降用室43e、及昇降引導件43f。

固定部43d固定於橋部41的上表面。固定部43d具有空洞，容置了昇降致動器43b的下端部。昇降用室43e位於固定部43d的上方，容置有昇降致動器43b的昇降用活塞43g(後述)。昇降引導件43f位於昇降用室43e的上方，且容置有昇降致動器43b的軸承箱體部43i(後述)。

昇降致動器43b可沿著鉛直軸線Ov移動地插入至殼體43a內。昇降致動器43b具有大致圓筒形狀，且包含有昇降用活塞43g、旋動用室43h、及軸承箱體部43i。

昇降用活塞43g是如上述所述，配置於昇降用室43e內，將昇降用室43e分隔成上部隔間與下部隔間。在上部隔間，連接有下降埠T1，在下部隔間，連接有上昇埠T2。下降埠T1及上昇埠T2連接於泵、閥、及油壓源(或作動流體供給源)等元件。該等元件是由機械控制裝置所控制。下降埠T1及上昇埠T2將作動流體供給到昇降用室43e內或將之排出。例如，透過下降埠T1由上部隔間將作動流體排出，並且透過上昇埠T2而將作動流體供給至下部隔間時，昇降用活塞43g會上昇，因此昇降致動器43b整體會上昇。與其對照的是，透過下降埠T1，作動流體供給到上部隔間，透過上昇埠T2，從下部隔間排出作動流體時，昇降用活塞43g會下降，因此昇降致動器43b整體下降。

旋動用室43h設置於昇降用活塞43g的內側。旋動用室43h容置有旋動致動器43c的旋動用活塞43j(後述)。軸承箱體部43i位於昇降用活塞43g的上方。軸承箱體部43i固定了軸承43m的外輪。軸承43m的內輪固定於上述之托板交換臂42的支撐部42f。因此，托板交換臂42透過軸承43m而可旋轉地受支撐於昇降致動器43b。因此，當昇降致動器43b上昇時，托板交換臂42也上昇，當昇降致動器43b下降時，托板交換臂42也下降。

旋動致動器43c是可沿著鉛直軸線Ov移動地，成同軸地插入至昇降致動器43b內。旋動致動器43c具有大致圓柱形狀，包含有旋動用活塞43j、及圓筒凸輪部43k。

旋動用活塞43j是如上述，配置於旋動用室43h內，將旋動用室43h分隔成上部隔間與下部隔間。在上部隔間，連接有CW(clockwise)埠T3，在下部隔間，連接有CCW(counterclockwise)埠T4。CW埠T3及CCW埠T4連接於泵、閥及油壓源(或作動流體供給源)等元件。該等元件是由機械控制裝置所控制。CW埠T3及CCW埠T4在旋動用室43h內供給／排出作動流體。透過CW埠T3，從上部隔間排出作動流體，透過CCW埠T4，將作動流體供給至下部隔間時，旋動用活塞43j會上昇，且因此旋動致動器43c整體上昇。與其對照的是，透過CW埠T3而將作動流體供給到上部隔間，並且透過CCW埠T4而從下部隔間排出作動流體時，旋動用活塞43j會下降，因此旋動致動器43c整體下降。

圓筒凸輪部43k位於旋動用活塞43j的上方。圓筒凸輪部43k具有圓筒形狀，且隨著旋動用活塞43j移動，而沿著鉛直軸線Ov移動。在圓筒凸輪部43k的外周面，設置有一對凸輪溝43r。凸輪溝43r各自呈螺旋狀地形成於圓筒凸輪部43k的外周面。

在托板交換臂42的支撐部42f，設置有一對凸輪從動件43n。凸輪從動件43n各自從支撐部42f朝內側突出，而與對應的凸輪溝43r卡合。凸輪溝43r是構成為，當圓筒凸輪部43k上昇時，以平面來看，使凸輪從動件43n以逆時針旋動。因此，凸輪從動件43n連結的托板交換臂42也以逆時針旋動。與其對照的是，凸輪溝43r構成為，當圓筒凸輪部43k下降時，以平面來看，凸輪從動件43n以順時針旋動。因此，凸輪從動件43n所連結的托板交換臂42也以順時針旋動。

如以上之臂驅動裝置43是如以下進行動作，以交換受支撐於工作台30的托板P與托板裝載站50上的托板P。一開始，昇降用活塞43g位於下端位置，旋動用活塞43j位於下端位置或上端位置。為了卡合於兩托板P而抬起，透過下降埠T1，從上部隔間排出作動流體，透過上昇埠T2，作動流體供給到下部隔間。藉此，昇降用活塞43g會上昇，昇降致動器43b整體上昇。昇降致動器43b透過軸承43m而抬起托板交換臂42的中央部分42b。藉此，托板交換臂42整體上昇，並且臂元件42a卡合於托板P而抬起。

其次，若旋動用活塞43j位於下端位置，則透過CW埠T3，從上部隔間排出作動流體，並透過CCW埠T4，作動流體供給到下部隔間，以交換兩托板P。藉此，旋動用活塞43j上昇，旋動致動器43c整體上昇。旋動致動器43c的凸輪溝43r透過凸輪從動件43n，使托板交換臂42繞著鉛直軸線Ov以逆時針旋動180°，藉此，兩托板P的位置會置換，交換托板P。

與其對照的是，當交換兩托板P時，若旋動用活塞43j位於上端位置，則透過CW埠T3，作動流體供給到上部隔間，並透過CCW埠T4，從下部隔間排出作動流體。藉此，旋動用活塞43j會下降，而旋動致動器43c整體下降。旋動致動器43c的凸輪溝43r透過凸輪從動件43n而使托板交換臂42繞著鉛直軸線Ov以順時針旋動180°，藉此，兩托板P的位置置換，交換托板P。

參照圖1，托板裝載站50支撐托板P。在托板裝載站50中，例如藉由作業者或機器人，來交換加工完成的工件與未加工的工件。於托板裝載站50，配置有用以防止切削油落下的油盤51。油盤51是如上述，藉由托板交換裝置40的橋部41與鑄造物而一體成形。

在如以上之本實施形態之工作機械100的托板交換裝置40中，如圖1所示，托板交換臂42及臂驅動裝置43位於橋部41上，橋部41在前側衝程端E2跨過工作台30。與此同時，工作台30的前端部越過托板交換裝置40的鉛直軸線Ov而潛入到前方。因此，在前側衝程端E2中，工作台30可位於橋部41下方的空間，橋部41與工作台30在移動方向(Z方向)上重複。橋部41與工作台30之間的重複距離，剛好可使托板交換臂42之鉛直軸線Ov與托板交換位置接近，藉此，可縮小托板交換臂42的旋動半徑。因此，可減少托板交換裝置40的占有面積。

又，本實施形態中，工作台30具有傾斜型旋轉引導件38，傾斜型旋轉引導件38是使托板P繞著垂直於傾斜面35a的傾斜軸線Oc旋轉，且前述傾斜面35a是相對於工作台30的移動方向傾斜。如此之構成中，托板P及工件的重量受傾斜面35a支撐，因此在工作台30產生力矩。為了提高對力矩的剛性及收納托板P之旋轉驅動裝置，如圖1所示，工作台30朝前側伸出。如此之工作台30中，更有效地減少橫跨工作台30之橋部41的旋動半徑。

又，本實施形態中，托板交換臂42具有一對臂元件42a，一對臂元件42a各自具有叉形之臂部分42c、42d，臂部分42c、42d當中，至少1個臂部分42c具有開閉機構44，開閉機構44是當工作台30位於加工位置時則開啟，當工作台30位於托板交換位置時則關閉。藉由工作台30位於加工位置時，開啟臂部分42c，可避免臂元件42a與工作台30(或托板P或工件)的干擾。

又，本實施形態中，橋部41是藉由托板裝載站50之油盤51與鑄造物而一體成形。因此，可減少零件數目，也可以提高橋部41的剛性。在油盤51盛接的切屑或切削油會往底座10之切屑凹槽落下。

又，本實施形態中，臂驅動裝置43之旋動致動器43c具有可沿著鉛直軸線Ov移動的圓筒凸輪部43k，在圓筒凸輪部43k的外周面設置以凸輪溝43r。自如此的構成中，可將凸輪從動件43n連結於托板交換臂42，藉由凸輪溝43r與凸輪從動件43n，可使旋動致動器43c機械性地旋動。因此，可藉由例如油壓機構等，以高扭矩驅動托板交換臂42。又，藉由將昇降致動器43b與旋動致動器43c設置為同軸，達到臂驅動裝置43的省空間化。

雖然已就具有托板交換裝置之工作機械的實施形態進行說明，但本發明不限定於上述實施形態。該技術領域中具有通常知識者應可理解上述實施形態可為各種變形。又，該技術領域中具有通常知識者應可理解，1個實施形態所含有的特徴使要不產生矛盾，可組裝於其他實施形態，或可與其他實施形態所含的特徴交換。例如，上述實施形態中，工作台30具有傾斜型旋轉引導件38與托板旋轉引導件39之2軸的旋轉進給機構。然而，在其他實施形態中，工作台30亦可不具有傾斜型旋轉引導件38，例如亦可僅具有水平的托板旋轉引導件之1軸的旋轉進給機構。

10‧‧‧底座

11‧‧‧後側面

12‧‧‧後側軌道支撐面

13‧‧‧前側軌道支撐面

20‧‧‧柱體

21‧‧‧滑動座架

21a‧‧‧馬達

22‧‧‧主軸頭

23‧‧‧主軸

24‧‧‧傾斜型直動式引導件

25F‧‧‧前側導引部

25R‧‧‧後側導引部

26‧‧‧馬達

27‧‧‧軌道

28‧‧‧塊體

30‧‧‧工作台

31‧‧‧導引部

32‧‧‧馬達

33‧‧‧軌道

34‧‧‧塊體

35‧‧‧第1工作台

35a‧‧‧傾斜面

36‧‧‧第2工作台

36a‧‧‧旋動面

37‧‧‧托板安裝台

37a‧‧‧工件安裝面

38‧‧‧傾斜型旋轉引導件

39‧‧‧托板旋轉引導件

40‧‧‧托板交換裝置

41‧‧‧橋部

42‧‧‧托板交換臂

42a‧‧‧臂元件

42b‧‧‧中央部分

42c‧‧‧可動臂部分

42d‧‧‧固定臂部分

42e‧‧‧臂基部

42f‧‧‧支撐部

44h‧‧‧樞銷

43‧‧‧臂驅動裝置

43a‧‧‧殼體

43b‧‧‧昇降致動器

43c‧‧‧旋動致動器

43d‧‧‧固定部

43e‧‧‧昇降用室

43f‧‧‧昇降引導件

43g‧‧‧昇降用活塞

43h‧‧‧旋動用室

43i‧‧‧軸承箱體部

43j‧‧‧旋動用活塞

43k‧‧‧圓筒凸輪部

43m‧‧‧軸承

43n‧‧‧凸輪從動件

43r‧‧‧凸輪溝

44‧‧‧開閉機構

44a‧‧‧驅動銷

44b‧‧‧凸輪溝

44c‧‧‧鎖固銷

44d‧‧‧卡合孔

44e‧‧‧卡合孔

44f‧‧‧凸輪從動件

44g‧‧‧凸輪板

44h‧‧‧樞銷

44i‧‧‧空洞

44j‧‧‧長孔

44k‧‧‧止轉銷

44m‧‧‧壓縮彈簧

44n‧‧‧凸輪溝

44o‧‧‧中間部分

44p‧‧‧入口部分

44q‧‧‧出口部分

44r‧‧‧凸緣

50‧‧‧托板裝載站

51‧‧‧油盤

100‧‧‧工作機械

B‧‧‧軸

C‧‧‧軸

E1‧‧‧後側衝程端

E2‧‧‧前側衝程端

G‧‧‧重心

Ob‧‧‧可變軸線

Oc‧‧‧傾斜軸線

Os‧‧‧水平的旋轉軸線

Ov‧‧‧鉛直軸線

P‧‧‧托板

T1‧‧‧下降埠

T2‧‧‧上昇埠

T3‧‧‧CW(clockwise)埠

T4‧‧‧CCW(counterclockwise)埠

X‧‧‧軸

Y‧‧‧軸

Z‧‧‧軸

圖1是一實施形態之包含托板交換裝置之工作機械的概略圖。 圖2是顯示圖1之工作機械之其他狀態的概略圖。 圖3是圖1中之III-III箭頭方向之截面圖。 圖4是顯示臂驅動裝置之詳情的放大截面圖。 圖5是顯示打開位置之托板交換臂的概略圖。 圖6是顯示關閉位置之托板交換臂的概略圖。 圖7是顯示圖5中的截面VII。

Claims (7)

1. 一種工作機械，是使安裝有工件的托板與安裝有工具的主軸相對地移動而將工件加工的工作機械，其特徵在於： 具備： 移動體，可交換地裝設托板，並朝水平方向移動； 托板交換裝置，是卡合於裝設在前述移動體之托板及托板裝載站上的托板，使兩托板繞著鉛直軸線旋動以交換托板；及 支撐台，支撐前述托板交換裝置，當前述移動體位於托板交換位置時，確保前述移動體越過前述鉛直軸線潛入到前述托板交換裝置之下方的空間。
2. 如請求項1之工作機械，其中前述移動體具有傾斜型旋轉引導件，該傾斜型旋轉引導件使托板繞著與相對於前述移動體的移動方向傾斜之傾斜面垂直的傾斜軸線旋轉，並在托板為水平姿勢時進行托板交換。
3. 如請求項1之工作機械，其中前述支撐台是橋部，以在對前述移動體之移動方向垂直的方向上橫跨前述移動體的方式設置於基台上。
4. 如請求項1之工作機械，其中前述支撐台是藉由前述托板裝載站之油盤與鑄造物一體成形。
5. 如請求項1之工作機械，其中前述托板交換裝置設置於前述支撐台的上方，具有： 托板交換臂，是卡合於裝設在前述移動體之托板和前述托板裝載站上的托板；及 臂驅動裝置，是設置成朝前述支撐台的上方突出，且使前述托板交換臂沿著前述鉛直軸線昇降移動，並且使前述托板交換臂繞著前述鉛直軸線旋動。
6. 如請求項5之工作機械，其中前述托板交換臂具有一對臂元件，前述一對臂元件各自呈現叉形，且前述叉形之至少其中一方之臂部分具有開閉機構，該開閉機構是當前述移動體位於加工位置時則打開，當前述移動體位於托板交換位置時則閉合。
7. 如請求項5之工作機械，其中前述臂驅動裝置具有：昇降致動器，是相對於前述支撐台沿著前述鉛直軸線昇降移動；及圓筒凸輪，是相對於前述昇降致動器沿著前述鉛直軸線往返移動，前述托板交換臂是可相對於前述昇降致動器繞著前述鉛直軸線旋動地受支撐，並且安裝卡合於前述圓筒凸輪外周之螺旋狀之凸輪溝的凸輪從動件而構成。