TW201927441A - 旋轉工具裝置及工作機械 - Google Patents

Abstract

旋轉工具裝置包含有：動力傳遞機構，具有卡合於動力源且相互嚙合配置的複數個齒輪，從動力源被傳遞動力；旋轉軸，設有可裝卸地保持將工作件加工之旋轉工具的工具裝設部，且，藉由動力傳遞機構所傳遞的動力而旋轉；及，卡止構件，要限制旋轉軸的旋轉時，在動力傳遞機構與動力源卡合的狀態下，卡止複數個齒輪其中任一者。

Description

旋轉工具裝置及工作機械

本發明是有關於旋轉工具裝置及具有旋轉工具裝置的工作機械。

背景技術

專利文獻1中記載有一種具有旋轉工具裝置的工作機械，其中旋轉工具裝置是透過動力而將一端裝設有旋轉工具的工具軸旋轉，藉旋轉工具來將工作件加工。

圖1(a)是專利文獻1所記載的刀物台的局部放大立體圖，圖1(b)是顯示轉台位於可迴旋位置時的工具軸的卡合狀態之圖，圖1(c)是顯示轉台位於固定位置時的工具軸的卡合狀態之圖。

刀物台900是經由將轉台960往驅動軸930的延伸方向移動，來切換可旋轉轉台960的可迴旋位置；及固定轉台960的固定位置。

轉台960位於可迴旋位置時，轉台960是以將聯結器912及961相隔的方式，因應轉台迴旋軸962的旋轉來旋轉。又，齒輪967的齒槽是被卡止構件952的端部即突出部953卡合而固定。齒輪967是經由軸承964a而可旋轉地配置在不迴旋件940，且配置在旋轉工具軸964的一端。旋轉工具軸964是可旋轉地固持旋轉工具990。卡止構件952是插入迴旋盤950而固定，迴旋盤950是經由軸承950a而可旋轉地固持在不迴旋件940。迴旋盤950在轉台960迴旋時會和轉台960一同迴旋。藉使迴旋盤950與轉台960一同迴旋，連接在齒輪967的旋轉工具990會在轉台960迴旋的當中相對於轉台960而固定。

轉台960位於固定位置時，轉台960透過聯結器912及961嚙合，而固定在保持件911。又，齒輪967從突出部953隔開，且，與因應驅動軸930的旋轉而旋轉的齒輪943嚙合。齒輪943配置在中間驅動軸942的一端，中間驅動軸942是經由軸承942a而可旋轉地配置在不迴旋件940。轉台960位於固定位置時，齒輪967與齒輪943嚙合，藉此旋轉工具990因應驅動軸930的旋轉，而經由齒輪967及齒輪943旋轉。

又，配置在未被推出的旋轉工具軸966的一端之齒輪967，當轉台960位於可旋轉位置及固定位置中任一位置時，也藉卡止構件954的突起部955等而相對於轉台960固定。

專利文獻1中所記載的工作機械是藉於轉台960位於可旋轉位置時突出部953插入齒輪967的齒槽，而以簡易的構造輕易地抑止旋轉工具軸的旋轉。
先行技術文獻

專利文獻
專利文獻1：日本發明專利第5269632號公報

發明概要

惟，在專利文獻1所記載的刀物台中，在轉台960位於可旋轉位置時，連接在卡合於突出部953而固定的旋轉工具之齒輪967、與連接在動力源的齒輪943是相隔地配置。專利文獻1所記載的刀物台因為固定的齒輪967與齒輪943相隔地配置，所以動力源側的相位與旋轉工具的相位關係要維持一定的狀態並不簡單。

本揭示之目的在於提供一種旋轉工具裝置，能將停止旋轉工具的旋轉時的動力源側的驅動軸的相位；及將旋轉工具旋轉的旋轉軸的相位關係維持在一定的狀態。

實施形態之旋轉工具裝置具有：動力傳遞機構，具有卡合於動力源且相互嚙合配置的複數個齒輪，從動力源被傳遞動力；旋轉軸，設有可裝卸地保持將工作件加工之旋轉工具的工具裝設部，且，藉由動力傳遞機構所傳遞的動力而旋轉；及，卡止構件，要限制旋轉軸的旋轉時，在動力傳遞機構與動力源卡合的狀態下，卡止複數個齒輪其中任一者。

進而，在實施形態之旋轉工具裝置中，宜使卡止構件往與旋轉軸延伸的軸方向正交的移動方向移動，藉此嚙和於複數個齒輪任一個的齒槽，來限制旋轉軸的旋轉。

進而，在實施形態之旋轉工具裝置中，宜為複數個齒輪沿移動方向配置，且卡止構件卡合在位於端部的齒輪。

進而，在實施形態之旋轉工具裝置中，旋轉限制機構宜更具有：氣缸，具備有活塞，前述活塞沿軸方向延伸，且形成有沿與軸方向及移動方向均不同的方向延伸的溝部；及連結構件，其中一端固定於卡止構件，且另一端插入溝部，卡止構件因應氣缸往軸方向移動而往移動方向移動。

又，實施形態之工作機械具有：動力源，輸出動力；旋轉工具裝置，具有動力傳遞機構、旋轉軸及卡止構件，前述動力傳遞機構具有卡合於動力源且相互嚙合配置的複數個齒輪，且從動力源被傳遞動力，前述旋轉軸設有可裝卸地保持將工作件加工之旋轉工具的工具裝設部，且藉由動力傳遞機構所傳遞的動力而旋轉，前述卡止構件要限制旋轉軸的旋轉時，在動力傳遞機構與動力源卡合的狀態下，卡止複數個齒輪其中任一者；及控制裝置，於交換旋轉工具時，輸出表示限制旋轉軸之旋轉的旋轉限制指令。

一實施形態之旋轉工具裝置及工作機械能將停止旋轉工具的旋轉時的動力源側的相位及旋轉工具的相位關係維持在一定的狀態。

用以實施發明之形態

以下，參考附圖，詳細說明實施形態之旋轉工具裝置及工作機械。惟，本發明的技術範圍不限定於其等實施形態。另，在圖面的說明中，對相同或者類似要素附上相同的符號，省略重複的說明。為了說明，已適當地變更圖面的縮尺等。

(第1實施形態之旋轉工具裝置及工作機械的構成及功能)
參考圖2至10，說明第1實施形態之旋轉工具裝置及工作機械的構成及功能。又，在圖10中，空氣配管是以虛線顯示，電氣配線是以一點鏈線顯示。

工作機械100具有左右相對向的正面主軸部110及背面主軸部130，於前後設有刀物台120、及背面工具保持部140。

右側的正面主軸部110支撐正面主軸，且使該正面主軸呈可旋轉的狀態。左側的背面主軸部130支撐背面主軸，且使該背面主軸呈可旋轉的狀態。正面主軸及背面主軸是透過夾頭將工作件一體地保持。後方側的刀物台120保持工具，其中工具是將被保持在正面主軸的工作件加工。刀物台120具有旋轉工具裝置1，其中旋轉工具裝置1保持旋轉工具，其中旋轉工具含有第1旋轉工具261及第2旋轉工具262，可旋轉地被保持在旋轉工具裝置1。前方側的背面工具保持部140保持工具，其中工具是將被保持在背面主軸的工作件加工。工作機械100將正面主軸部110、背面主軸部130及刀物台120移動，藉此可藉被保持在刀物台120的工具將被保持在正面主軸的工作件加工，藉被保持在被保持在背面工具保持部140的工具將被保持在背面主軸的工作件加工。相對於工作機械100，定義正面主軸及背面主軸的軸線方向為Z方向，與Z方向正交的鉛直方向為Y方向，與Z方向及Y方向正交的水平方向為X方向。正面主軸部110、背面主軸部130及背面工具保持部140的構成及功能為習知，省略詳細的說明。

旋轉工具裝置1是以Y方向為軸心而迴旋自如地被支撐在旋轉裝置121，其中旋轉裝置121對被保持在旋轉工具裝置1的旋轉工具供給動力。旋轉裝置1是與XY工作台122一體地裝設在XY工作台122。迴旋馬達123設於旋轉裝置121，供給將旋轉工具裝置1迴旋的動力。

如圖3至6所示，旋轉工具裝置1在殼體10內容設驅動軸20、第1旋轉軸21、第2旋轉軸22及動力傳遞機構23。

驅動軸20是沿X方向延伸的軸構件，經由軸承103而可旋轉地支撐在殼體10。驅動軸20的一端經由斜齒輪而連結傳遞構件104(參見圖10)，其中傳遞構件104是將作為動力源的馬達161(參見圖10)所產生的動力傳遞至驅動軸20，驅動軸20的另一端連結於動力傳遞機構23。馬達161的動力是經由驅動軸20而傳遞至動力傳遞機構23。

第1旋轉軸21，其中在第1軸部21a的一端設有第1工具裝設部21b，經由軸承103且藉殼體10而可旋轉地被支撐。第1軸部21a是沿X方向延伸的軸構件，第1工具裝設部21b保持第1旋轉工具261。

如圖7所示，第2旋轉軸22具有軸部22a。軸部22a具有沿軸線方向貫穿的中空，工具保持部22b、彈性構件22c及固定構件22d設置在中空內部。軸部22a，其中一端設有工具裝設部22f，另一端朝缸室265內突出。軸部22a藉工具裝設部22f而保持第2旋轉工具單元263。第2旋轉工具262可裝卸自如地設於第2旋轉工具單元263。第2旋轉工具262從第2旋轉工具單元263其中一端突出，錨件264從另一端突出。工具保持部22b穿設有空氣孔22e，在工具側的一端與錨件264卡合，另一端則卡合在固定構件22d。在固定構件22d與軸部22a之間設有彈性構件22c，彈性構件22c外嵌在工具保持部22b。固定構件22d是具有不同徑的2個圓筒部的構件，大徑的圓筒部的周面與軸部22a的內面擦接。

在殼體10的側面配置第1供氣部11、第2供氣部12及第3供氣部13，以及第4供氣部14、第5供氣部15及第6供氣部16。

活塞266容置於缸室265內，第1供氣部11連通至夾持缸室265內的活塞266的軸部22a的相反側。第2供氣部12連通至缸室265內的軸部22a側。一從第1供氣部11供給空氣，固定構件22d就藉由活塞266而往X方向移動，使第2旋轉工具單元263開放(非鎖定)。彈性構件22c因應工具保持部22b及固定構件22d的擠壓而收縮。又，一從第2供氣部12供給空氣，活塞就往X方向返回，固定構件22d藉彈性構件22c的彈力而返回，使第2旋轉工具單元263卡止(鎖定)。活塞266在藉由往第1供氣部11之空氣的供給所造成的移動中，使形成在活塞266的供氣路連通至第3供氣部13，抵接至固定構件22d，藉此供氣路與空氣孔22e連通。在第2旋轉軸22的內部，於第2旋轉工具單元263開放之間，從第3供氣部13供給空氣，藉由空氣孔22e的內部供給的空氣吹氣，來除去附著在工具裝設處的切削粉末。

另，也可構成為：從第6供氣部16對工具裝設部22f內供給空氣，檢測工具裝設部22f內部的空氣的壓力，以此確認第2旋轉工具單元263已正常裝設在工具裝設部22f。

如圖8所示，動力傳遞機構23包含有第1齒輪23a、與第1齒輪23a嚙合的第2齒輪23b、與第2齒輪23b嚙合的第3齒輪23c，以及與第3齒輪23c嚙合的第4齒輪23d。第1齒輪23a至第4齒輪23d是沿Y方向配置。第1齒輪23a是經由鍵等的卡合構件23e而卡合於驅動軸20。第3齒輪23c是經由卡合構件23e而卡合於第1旋轉軸21。第4齒輪23d是經由卡合構件23e而卡合在第2旋轉軸22。

第1齒輪23a是因應已卡合的驅動軸20藉由馬達161的動力旋轉而旋轉。第2齒輪23b是因應第1齒輪23a旋轉而旋轉。第3齒輪23c是因應第2齒輪23b旋轉而旋轉。第3齒輪23c旋轉，以此使第1旋轉軸21旋轉，第1旋轉軸21旋轉，以此使第1旋轉工具261旋轉。第4齒輪23d因應第3齒輪23c旋轉而旋轉。第4齒輪23d旋轉，以此使第2旋轉軸22旋轉，第2旋轉軸22旋轉，以此使第2旋轉工具262旋轉。

在缸室24f內插入有活塞24a，缸室24f是形成在第4齒輪23d的下方，且沿X方向延伸。活塞24a形成有沿與X方向及Y方向交叉的方向延伸的溝部24d。溝部24d是朝工具前端側且往下方側傾斜形成。

卡止構件24b可滑動地收容在收容室的內部，收容室是在第4齒輪23d的正下方形成為與缸室24f交叉的狀態。卡止構件24b，其中上端具有突起狀的卡止部24e，插入於活塞內。兩端插入溝部24d的連結構件24c貫穿卡止構件24b。卡止構件24b與連結構件24c其中延伸方向相互正交。

在殼體10形成有第1氣缸配管24h，第1氣缸配管24h連接夾持缸室24f的活塞24a的相反工具側與第4供氣部14，且形成有第2氣缸配管24i，第2氣缸配管24i連接夾持缸室24f的活塞24a的工具側與第5供氣部15。一從第4供氣部14供給空氣，活塞24a就在缸室24f內往工具側移動，經由連結構件24c而使卡止構件24b往第4齒輪23d之側移動。又，一從第5供氣部15供給空氣，活塞24a就在缸室24f內往相反工具側移動，經由連結構件24c而將卡止構件24b往從第4齒輪23d之側隔開的方向移動。

將第4齒輪23d的旋轉位置定位，以使第4齒輪23d的齒槽與卡止部24e對向，且使卡止構件24b往第4齒輪23d側移動，藉此可將卡止部24e嚙合到第4齒輪23d的齒槽。將卡止部24e嚙合到第4齒輪23d的齒槽，且將卡止構件24b卡止到第4齒輪23d，藉此固定第4齒輪23d的旋轉位置。藉將卡止構件24b往從第4齒輪23d之側隔開的方向移動，可將已嚙合到第4齒輪23d的齒槽的卡止部24e從第4齒輪23d的齒槽隔開。藉將卡止部24e從第4齒輪23d的齒槽隔開，來容許第4齒輪23d的旋轉。

如圖10所示，工作機械100更具有使驅動軸20旋轉的馬達161、空氣供給裝置170、自動工具交換裝置180，及也被稱為控制裝置的NC(Numerical Control/數控)裝置190。馬達161是因應於從電源電路所供給的電力來旋轉，馬達161的旋轉軸162因應於馬達161的旋轉而旋轉，經由傳遞構件104及驅動軸20而將馬達161所產生的動力傳遞至動力傳遞機構23。設有檢測馬達161的旋轉軸162的相位的相位檢測感應器163。相位檢測感應器163是由編碼器所構成，經由電氣配線105而將顯示旋轉軸162的相位的相位訊號輸出到NC裝置190。

空氣供給裝置170具有第1空氣配管171至第6空氣配管176、及本體部177。第1空氣配管171至第3空氣配管173每一個是連接到第1供氣部11、第2供氣部12及第3供氣部13。第4空氣配管174至第6空氣配管176每一個是連接到第4供氣部14、第5供氣部15及第6供氣部16。本體部177包含有壓縮器、空氣閥及控制電路等，因應經由電氣配線105而從NC裝置190輸入的空氣控制訊號，來對第1空氣配管171至第6空氣配管176每一個供給空氣。

NC裝置190包含有：介面部191、記憶部192、輸入部193、輸出部194、及處理部195。

介面部191是透過電氣配線105，而與馬達161、相位檢測感應器163、空氣供給裝置170及自動工具交換裝置180等進行通訊。記憶部192，例如具有半導體記憶裝置，記錄在於處理部195之處理所使用的程式及資料等。例如：記憶部192記憶旋轉工具交換程式等，旋轉工具交換程式是用以於處理部195執行旋轉工具交換處理，旋轉工具交換處理是指藉自動工具交換裝置180來交換設有第2旋轉工具262之第2旋轉工具單元263。旋轉工具交換程式也可從CD-ROM等之電腦可讀取之可移動式記錄媒體，使用公知的安裝程式等，而安裝在記憶部192。

輸入部193，只要能做到資料的輸入時，任何元件都可以，產生對應藉操作者的操作的訊號，所產生的訊號作為操作者的指示，供給至處理部195。輸出部194只要是能做到影像及圖像等的顯示時，任何元件都可以，顯示因應從處理部195所供給的影像資料的影像，或圖像資料的圖像等。

處理部195是總體性地控制工作機械100整體性的動作，例如為CPU。處理部195可根據記憶部192所記憶的旋轉工具交換程式，執行交換第2旋轉工具單元263的旋轉工具交換處理。

處理部195包含有：加工指令部1950、交換指令取得部1951、停止指令部1952、工具鎖定指令部1953、工具交換指令部1954、吹氣指令部1955及停止解除指令部1956。其等各部是藉以處理部195所具有的處理器來執行的旋轉工具交換程式所實現的功能模組。或者，其等各部也可作為韌體而安裝在NC裝置190。加工指令部1950能執行用來加工工作件的各種處理。加工指令部1950可將表示交換第2旋轉工具單元263的旋轉工具交換指令輸出至交換指令取得部1951。

(NC裝置190之旋轉工具交換處理)
參考圖11至18，說明NC裝置190所進行的旋轉工具交換處理。圖11所示的旋轉工具交換處理是根據已事先記憶在記憶部192的旋轉工具交換程式，並主要是藉由處理部195，且與NC裝置190的各要素一同協力來執行。

首先，交換指令取得部1951從加工指令部1950取得旋轉工具交換指令(S101)。其次，停止指令部1952對馬達161輸出顯示第2旋轉軸22停止在預定的相位之停止指令(S102)，馬達161因應停止指令的輸入，在第2旋轉軸22的相位成為預定的相位的位置，將旋轉軸162停止。藉於第2旋轉軸22的相位成為預定的相位的位置停止旋轉軸162，得使第4齒輪23d的預定齒槽與卡止部24e相對向。接著，停止指令部1952將顯示限制第2旋轉軸22的旋轉之旋轉限制指令輸出至空氣供給裝置170(S103)。

如圖12及13所示，在S103中一輸入旋轉限制指令，空氣供給裝置170就會經由第4空氣配管174而對第4供氣部14供給空氣。對第4供氣部14供給空氣，藉此使卡止構件24b嚙合在第4齒輪23d的齒槽。卡合構件24b嚙合到第4齒輪23d的齒槽，以此就能限制驅動軸20、第1旋轉軸21及第2旋轉軸22的旋轉。

其次，工具鎖定指令部1953將顯示開放第2旋轉工具單元263的開放指令輸出至空氣供給裝置170(S104)。

如圖14所示，在S104中，空氣供給裝置170經由第1空氣配管171而對第1供氣部11供給空氣。對第1供氣部11供給空氣，藉此使第2旋轉工具單元263開放。

接著，工具交換指令部1954將表示拔取第2旋轉工具單元263之拔出指令輸出至自動工具交換裝置180(S105)。

在S105中，如圖15所示，已保持在第2旋轉軸22的第2旋轉工具單元263是藉自動工具交換裝置180而從第2旋轉軸22拔取。

其次，吹氣指令部1955將吹氣指令輸出至空氣供給裝置170(S106)，其中吹氣指令是表示以供給至已卸下第2旋轉工具單元263的第2旋轉軸22之內部的空氣吹氣。在S106中，一輸入吹氣指令，空氣供給裝置170就經由第3空氣配管173而對第3供氣部13供給空氣。從第3供氣部13所供給的空氣到達空氣孔22e，第2旋轉軸22的內部藉由空氣而被吹氣。

接著，工具交換指令部1954將表示插入第2旋轉工具單元263´來替代第2旋轉工具單元263之插入指令輸出至空氣供給裝置170(S107)。自動工具交換裝置180及旋轉工具裝置1因應插入指令的輸入，與第2旋轉工具單元263´一同運作，插入第2旋轉軸22。

在S107中，如圖16所示，第2旋轉工具單元263´是藉自動工具交換裝置180而插入第2旋轉軸22，第2旋轉工具單元263被收容在自動工具交換裝置180之側。

一般來說，自動工具交換裝置為了在預定的相位保持旋轉工具單元，以第2旋轉工具單元263成為能保持在自動工具交換裝置180之第2旋轉軸22的相位，使卡止部24e嚙合於第4齒輪23d的齒槽，藉此可在自動工具交換裝置180與旋轉工具裝置1之間進行旋轉工具單元的交換。

其次，工具鎖定指令部1953將表示卡止第2旋轉工具單元263´的卡止指令輸出至空氣供給裝置170(S108)。

如圖17所示，在S108中，一輸入工具鎖定指令，工具鎖定指令部1953就經由第2空氣配管172而對第2供氣部12供給空氣。一對第2供氣部12供給空氣，第2旋轉工具單元263´就會被卡止。藉此，第2旋轉工具262交換成與第2旋轉工具262不同的第2旋轉工具262´。

然後，停止解除指令部1956將表示能將第2旋轉軸22旋轉的旋轉限制解除指令輸出到空氣供給裝置170(S109)。

如圖18所示，在S109中，一輸入旋轉限制解除指令，空氣供給裝置170就經由第5空氣配管175而對第5供氣部15供給空氣。一對第5供氣部15供給空氣，驅動軸20、第1旋轉軸21及第2旋轉軸22就成為能旋轉。

(第1實施形態之旋轉工具裝置及工作機械的作用效果)
旋轉工具裝置1是以動力傳遞機構23與馬達161的旋轉軸162卡合的狀態下，來限制第2旋轉軸22的旋轉，因此在第2旋轉軸22的旋轉被限制的期間，馬達161的旋轉軸162與第2旋轉軸22的相位關係就能維持。

又，在旋轉工具裝置1中，藉具有活塞24a、卡止構件24b及連結構件24c之旋轉限制機構24的卡止構件24b，來卡止動力傳遞機構23的齒輪。旋轉工具裝置1是以所謂卡止構件24b嚙合於動力傳遞機構23之齒輪的齒槽，來限制第2旋轉軸22的旋轉之簡易的構成，即可確實地限制第2旋轉軸22的旋轉。

又，在旋轉工具裝置1中，動力傳遞機構23的齒輪是沿著卡止構件24b的移動方向配置，卡止構件24b與位於端部的齒輪卡合，因此可使旋轉限制機構24小型化，縮小旋轉工具裝置1的大小。

又，在旋轉工具裝置1中，卡止構件24b因應活塞24a往第2旋轉軸22的軸方向移動，且往與軸方向正交的移動方向，而卡合位於動力傳遞機構23的端部之齒輪，因此更能縮小旋轉限制機構24及旋轉工具裝置1的大小。

(第2實施形態之旋轉工具裝置及工作機械之構成及功能)
參考圖19至24，說明第2實施形態之旋轉工具裝置及工作機械的構成及功能。在圖19中，X方向、Y方向及Z方向分別以正交的箭頭符號表示。在圖20中，空氣配管是以虛線表示，電氣配線是以一點鏈線表示。又，在圖21、圖22中，X方向、Y方向及Z方向各自為對應於圖19所示的X方向、Y方向及Z方向的方向。

工作機械200與工作機械100不同之處在於具有自動工具交換裝置280及NC裝置290，來代替自動工具交換裝置180及NC裝置190。自動工具交換裝置280及NC裝置290以外的工作機械200的構成要素的構成及功能是和附有相同符號的工作機械100之構成要素的構成及功能相同，所以在此省略詳細說明。

如圖20及21所示，自動工具交換裝置280在工作機械200中，是配置於旋轉工具裝置1的後方。

自動工具交換裝置280具有殼體286，殼體286是可沿X方向進退移動地被支撐在架台2800。在殼體286內收容有旋轉工具保持裝置281及旋轉工具插拔插裝置282。旋轉工具保持裝置281是藉保持裝置驅動裝置283所驅動。旋轉工具插拔裝置282是藉插拔裝置驅動裝置284所驅動。保持裝置驅動裝置283及插拔裝置驅動裝置284是藉電源裝置285來供應電源。在殼體286配置開啟及關閉的閘門(shutter)2860，用來對於旋轉工具裝置1交換收容在自動工具交換裝置280內的交換用的第2旋轉工具單元263a~263j時，搬出及搬入第2旋轉工具單元263a至263j。

如圖24所示，旋轉工具保持裝置281具有圓形狀的第1保持板2810、第1保持旋轉軸2811、第2保持旋轉軸2812、軸連接部2813、保持底板部2814、第2保持板2815、及匣(magazine)2816。第1保持旋轉軸2811及第2保持旋轉軸2812是經由軸連接部2813而連接。第1保持旋轉軸2811是經由第1保持板2810而可旋轉地被支撐在保持底板部2814。第2保持旋轉軸2812是經由第2保持板2815而可旋轉地被支撐在第2保持板2815。第1保持旋轉軸2811及第2保持旋轉軸2812是被驅動來因應從保持裝置驅動裝置283所傳遞的動力而旋轉。

匣2816具有匣基材2816a及榫構件2816b。匣基材2816a是一體地固定在第2保持旋轉軸2812的端部的圓形狀的構件，形成有沿著外緣保持第2旋轉工具單元263a至263j之凹部。榫構件2816b是在外緣形成有榫頭2616e之略圓形狀的構件，一體地固定在匣基材2816a的端面。第2旋轉工具單元263a至263j各自在榫頭2616e卡合在溝部2630之狀態下保持在凹部。

在前述凹部內設有由一端固定在匣基材2816a之彈性構件所構成的固定止擋件2816d，各固定止擋件2816d是將第2旋轉工具單元263a至263j各個擠壓在凹部內。第2旋轉工具單元263a至263j各自經由固定止擋件2816d而彈力地保持在前述凹部內。

旋轉工具插拔裝置282具有插拔基部2820、第1臂部2821及第2臂部2822。插拔基部2820設置成控制自如地經由插拔裝置驅動裝置284而往X方向及Y方向移動。第1臂部2821及第2臂部2822是從插拔基部2820而朝旋轉工具裝置1的方向延伸的一對臂部，透過相互接近地移動，來夾持第2旋轉工具單元263，相互離開地移動，來解除第2旋轉工具單元263的夾持。

保持裝置驅動裝置283具有馬達等，與旋轉工具保持裝置281及旋轉工具插拔裝置282一起將殼體286往X方向移動，將第1保持旋轉軸2811及第2保持旋轉軸2812旋轉，以此使匣2816旋轉。插拔裝置驅動裝置284具有馬達等，將旋轉工具插拔裝置282往X方向及Y方向移動。

NC裝置290是與NC裝置190不同之處在於具有處理部295，代替處理部195。處理部295具有：加工指令部2950、交換指令取得部2951、停止指令部2952、工具鎖定指令部2953、工具交換指令部2954、吹氣指令部2955及停止解除指令部2956。其等各部是藉於處理部295包含的處理器所執行的加工程式及旋轉工具交換程式所實現的功能模組。或者，其等各部也可作為韌體而安裝在NC裝置290。

(藉NC裝置290進行的加工處理及旋轉工具交換處理)
參考圖25至43，說明藉NC裝置290進行的旋轉工具交換處理。圖25所示的旋轉工具交換處理是根據已事先記憶在記憶部292之加工程式及旋轉工具交換程式，主要是藉處理部295而與NC裝置290的各要素一起作動而執行。

首先，加工指令部2950藉將加工位置移動指令輸出至XY工作台122(S201)，將配置於圖26所示的初期位置的刀物台120移動到圖27所示的加工開始位置。

其次，加工指令部2950藉表示實施加工的加工指令輸出至馬達161及XY工作台122(S202)，如圖27所示，透過固定地裝設在XY工作台122之刀具12X而進行工作件的加工，接著，如圖28所示，藉已可旋轉地裝設在XY工作台122之旋轉工具，而進行工作件的加工。

如圖29所示，藉加工指令，透過旋轉工具裝置1的第1旋轉工具261或者第2旋轉工具262而進行工作件的加工，在於下一製程中交換旋轉工具裝置1的第2旋轉工具單元263時，工具交換指令部2954把表示將自動工具交換裝置280的殼體286移動到準備位置之準備(standby)位置移動指令輸出到保持裝置驅動裝置283(S203)。保持裝置驅動裝置283因應準備位置移動指令之輸入，在不成為藉第2旋轉工具262所進行的工作件的加工的障礙時，如圖29所示，將殼體286移動到準備位置。

其次，加工指令部2950將表示交換第2旋轉工具單元263之旋轉工具交換指令輸出至交換指令取得部2951(S204)，交換指令取得部2951從加工指令部2950取得旋轉工具交換指令(S205)。接著，在藉前述第2旋轉工具262進行的加工結束之後，停止指令部2952對馬達161輸出馬達停止指令(S206)，並將旋轉限制指令輸出至空氣供給裝置170(S207)。

接著，工具交換指令部2954將旋轉工具裝置1往B軸方向旋轉，並把表示將旋轉工具裝置1移動到預定的工具交換位置之工具交換位置移動指令輸出到XY工作台122及迴旋馬達123(S208)。

在S208中，如圖30至32所示，首先，如圖30所示，迴旋馬達123在Y軸方向上從上方看將旋轉工具裝置1往逆時針方向迴旋90°B軸。其次，如圖31所示，XY工作台122移動旋轉工具裝置1使其往X方向接近殼體286。接著，如圖32所示，迴旋馬達123進而將旋轉工具裝置1往逆時針方向迴旋90°B軸，XY工作台122為了使第2旋轉工具單元263與旋轉工具插拔裝置282對向，使第2旋轉工具單元263與第1臂部2821及第2臂部2822成為相同的高度，而移動旋轉工具裝置1。此時，在旋轉工具裝置1中，藉旋轉限制機構24所具有的卡止構件24b，讓動力傳遞機構23的齒輪卡止。

其次，工具鎖定指令部2953將表示開放第2旋轉工具單元263之開放指令輸出至空氣供給裝置170(S209)。空氣供給裝置170執行與S103的處理同樣的處理，以此使第2旋轉工具單元263開放。接著，工具交換指令部2954將表示拔取第2旋轉工具單元263之拔出指令輸出至自動工具交換裝置180、XY工作台122(S210)。

在S210中，如圖33所示，首先，打開閘門2860，並且自動工具交換裝置280為了將第2旋轉工具單元263插入第1臂部2821與第2臂部2822之間，而移動殼體286，藉第1臂部2821與第2臂部2822夾持第2旋轉工具單元263。其次，如圖34所示，旋轉工具插拔裝置282對殼體286而往X方向移動，從旋轉工具裝置1拔出藉第1臂部2821及第2臂部2822所夾持的第2旋轉工具單元263。

其次，吹氣指令部2955表示朝已卸下第2旋轉工具單元263之第2旋轉軸22的內部吹氣的吹氣指令輸出至空氣供給裝置170(S211)。接著，工具交換指令部2954將表示插入第2旋轉工具單元263c來代替第2旋轉工具單元263之挿入指令輸出至空氣供給裝置170及保持裝置驅動裝置283(S212)。

在S212中，如圖35所示，首先，匣2816旋轉，以使第2旋轉工具單元263c(相當於第2旋轉工具單元263´)配置在匣2816的頂部。另一方面，XY工作台122為了使第2旋轉軸22的高度與配置於匣2816的頂部之第2旋轉工具單元263c的軸之高度一致，而將旋轉工具裝置1往Y方向移動。接著，如圖36所示，XY工作台122將旋轉工具裝置1往X方向移動，將第2旋轉工具單元263c插入第2旋轉軸22。

其次，工具鎖定指令部2953將表示卡止第2旋轉工具單元263c之卡止指令輸出至空氣供給裝置170(S213)。此時，在旋轉工具裝置1中，保持第2旋轉工具單元263c，並解除藉由旋轉限制機構24所具有的卡止構件24b之對於動力傳遞機構23之齒輪的卡止。接著，工具交換指令部2954把表示將旋轉工具裝置1移動到初期位置之初期位置移動指令輸出至XY工作台122及迴旋馬達123(S214)。接著，工具交換指令部2954把表示將第2旋轉工具單元263收容在匣2816之工具收容指令輸出到自動工具交換裝置280(S215)。

在S214中，首先，如圖37所示，XY工作台122將旋轉工具裝置1往Y方向移動，對抗固定止擋件2816d的勢能而將第2旋轉工具單元263c從匣2816往上方拔出。其次，如圖38所示，自動工具交換裝置280及刀物台120相互離開地往X方向移動，而使第2旋轉工具單元263c從自動工具交換裝置280隔開，且閘門2860關閉。接著，如圖39及圖40所示，迴旋馬達123使旋轉工具裝置1於Y軸方向上從上面看往順時針方向迴旋90°B軸。接著，XY工作台122將旋轉工具裝置1朝向正面主軸而往X方向移動。然後，如圖41所示，迴旋馬達123進而將旋轉工具裝置1往順時針方向迴旋90°B軸，讓旋轉工具裝置1待機在初期位置。

另一方面，在S215中，首先，如圖39所示，旋轉工具插拔裝置282為使第2旋轉工具單元263的溝部2630與榫頭2616e對向，而往X方向移動。藉S206的馬達停止指令，第2旋轉工具單元263在溝部2630與榫頭2616e對向的相位停止。其次，如圖40所示，旋轉工具插拔裝置282往Y方向移動，將榫頭2616e卡合到第2旋轉工具單元263的溝部2630，將第2旋轉工具單元263裝設在匣2816的頂部。其次，如圖41所示，旋轉工具插拔裝置282往Y方向移動，從匣2816的頂部脫離。接著，如圖42所示，旋轉工具裝置1往X方向移動，藉已交換的第2旋轉工具單元263c進行工作件的加工。在藉第2旋轉工具單元263c進行的加工結束之後，如圖43所示，藉XY工作台122的移動，穿過已完成加工的工作件。

(第2實施形態之旋轉工具裝置及工作機械之作用效果)
工作機械200，在自動工具交換裝置280與旋轉工具裝置1之間，第2旋轉工具單元263的溝部2630在±Y方向及鉛直方向排列的相位，以與匣2816的榫頭2616e配合的相位讓第2旋轉工具單元263停止，因此自動工具交換裝置280的匣2816的榫頭2616e與第2旋轉工具單元263的溝部2630容易卡合。

又，工作機械200能將旋轉工具裝置1及自動工具交換裝置280雙方於相互接近的方向移動來交換工具，因此可減少工具交換所需的空間。

又，工作機械200是經由可移動地配置在自動工具交換裝置280的內部的旋轉工具裝卸(拔出及插入)裝置282，來交換第2旋轉工具單元263，因此能精簡地構成自動工具交換裝置280。R進而，工作機械200可實現自動工具交換裝置280的精簡化，因此能輕易地載設對工作機械200的自動工具交換裝置280。

1‧‧‧旋轉工具裝置

10,286‧‧‧殼體

100,200‧‧‧工作機械

103‧‧‧軸承

104‧‧‧傳遞構件

105‧‧‧電氣配線

11‧‧‧第1供氣部

110‧‧‧正面主軸部

12‧‧‧第2供氣部

120‧‧‧刀物台

121‧‧‧旋轉裝置

122‧‧‧XY工作台

123‧‧‧迴旋馬達

13‧‧‧第3供氣部

130‧‧‧背面主軸部

14‧‧‧第4供氣部

140‧‧‧背面工具保持部

15‧‧‧第5供氣部

16‧‧‧第6供氣部

161‧‧‧馬達

163‧‧‧相位檢測感應器

170‧‧‧空氣供給裝置

170‧‧‧空氣供給裝置

171-176‧‧‧第1-6空氣配管

177‧‧‧本體部

180,280‧‧‧自動工具交換裝置

190,290‧‧‧NC裝置

191‧‧‧介面部

192‧‧‧記憶部

193‧‧‧輸入部

194‧‧‧輸出部

195‧‧‧處理部

1950‧‧‧加工指令部

1951‧‧‧交換指令取得部

1952‧‧‧停止指令部

1953‧‧‧工具鎖定指令部

1954‧‧‧工具交換指令部

1955‧‧‧吹氣指令部

1956‧‧‧停止解除指令部

20‧‧‧驅動軸

21‧‧‧第1旋轉軸

21a‧‧‧第1軸部

21b‧‧‧第1工具裝設部

22‧‧‧第2旋轉軸

22a‧‧‧軸部

22b‧‧‧工具保持部

22c‧‧‧彈性構件

22d‧‧‧固定構件

22e‧‧‧空氣孔

22f‧‧‧工具裝設部

23‧‧‧動力傳遞機構

23a‧‧‧第1齒輪

23b‧‧‧第2齒輪

23c‧‧‧第3齒輪

23d‧‧‧第4齒輪

23e‧‧‧卡合構件

24‧‧‧旋轉限制機構

24a‧‧‧活塞

24b‧‧‧卡止構件

24c‧‧‧連結構件

24d‧‧‧溝部

24e‧‧‧卡止部

24f‧‧‧缸室

24h‧‧‧第1氣缸配管

24i‧‧‧第2氣缸配管

261‧‧‧第1旋轉工具

2616e‧‧‧榫頭

262‧‧‧第2旋轉工具

263‧‧‧第2旋轉工具單元

2630‧‧‧溝部

263a~263j‧‧‧第2旋轉工具單元

264‧‧‧錨件

265‧‧‧缸室

266‧‧‧活塞

2800‧‧‧架台

281‧‧‧旋轉工具保持裝置

2810‧‧‧第1保持板

2811‧‧‧第1保持旋轉軸

2812‧‧‧第2保持旋轉軸

2813‧‧‧軸連接部

2814‧‧‧保持底板部

2815‧‧‧第2保持板

2816‧‧‧匣

2816a‧‧‧匣基材

2816b‧‧‧榫構件

2816d‧‧‧固定止擋件

282‧‧‧旋轉工具插拔插裝置

2820‧‧‧插拔基部

2821‧‧‧第1臂部

2822‧‧‧第2臂部

283‧‧‧保持裝置驅動裝置

284‧‧‧插拔裝置驅動裝置

285‧‧‧電源裝置

2860‧‧‧閘門

295‧‧‧處理部

2950‧‧‧加工指令部

2951‧‧‧交換指令取得部

2952‧‧‧停止指令部

2953‧‧‧工具鎖定指令部

2954‧‧‧工具交換指令部

2955‧‧‧吹氣指令部

2956‧‧‧停止解除指令部

2860‧‧‧閘門

900‧‧‧刀物台

911‧‧‧保持件

912,961‧‧‧聯結器

930‧‧‧驅動軸

940‧‧‧不迴旋件

942‧‧‧中間驅動軸

943‧‧‧齒輪

950‧‧‧迴旋盤

950a‧‧‧軸承

952‧‧‧卡止構件

953‧‧‧突出部

955‧‧‧突起部

960‧‧‧轉台

962‧‧‧轉台迴旋軸

964‧‧‧旋轉工具軸

964a‧‧‧軸承

966‧‧‧旋轉工具軸

967‧‧‧齒輪

990‧‧‧旋轉工具

圖1是顯示習知技術的圖。

圖2是第1實施形態之工作機械的立體圖。

圖3(a)是圖2所示的旋轉工具裝置的前視圖；(b)是圖2所示的旋轉工具裝置的後視圖。

圖4(a)是圖2所示的旋轉工具裝置的俯視圖；(b)是圖2所示的旋轉工具裝置的仰視圖。

圖5(a)是圖2所示的旋轉工具裝置的左側視圖；(b)是圖2所示的旋轉工具裝置的右側視圖。

圖6是沿圖3(b)之A-A´線所取的剖視圖。

圖7(a)是沿圖5(b)之E-E´線所取的剖視圖；(b)是(a)中以箭頭符號G所表示的區域的局部放大圖；(c)是(a)中以箭頭符號H所表示的區域的局部放大圖；(d)是沿圖3(b)之B-B´線所取的剖視圖。

圖8是沿圖5(b)之F-F´線所取的剖視圖。

圖9是沿圖5(a)之D-D´線所取的剖視圖。

圖10是圖2所示的工作機械之功能方塊圖。

圖11是藉圖10所示的NC裝置所執行的旋轉工具交換處理的流程圖。

圖12是執行S103的處理之前的旋轉工具裝置之狀態的圖；(a)是旋轉工具裝置的剖視圖及局部放大剖視圖；(b)是沿(a)中所示的A-A´線之剖視圖及局部放大圖。

圖13是執行過S103的處理之後的旋轉工具裝置之狀態的圖；(a)是旋轉工具裝置的剖視圖及局部放大剖視圖；(b)是沿(a)中所示的A-A´線之剖視圖及局部放大圖。

圖14是執行過S104的處理之前的旋轉工具裝置之狀態的圖；(a)是旋轉工具裝置的剖視圖及局部放大剖視圖；(b)是沿(a)中所示的A-A´線之剖視圖及局部放大圖。

圖15是執行過S105的處理之後的旋轉工具裝置之狀態的圖；(a)是旋轉工具裝置的剖視圖及局部放大剖視圖；(b)是沿(a)中所示的A-A´線之剖視圖及局部放大圖。

圖16是執行過S107的處理之後的旋轉工具裝置之狀態的圖；(a)是旋轉工具裝置的剖視圖及局部放大剖視圖；(b)是沿(a)中所示的A-A´線之剖視圖及局部放大圖。

圖17是執行過S108的處理之後的旋轉工具裝置之狀態的圖；(a)是旋轉工具裝置的剖視圖及局部放大剖視圖；(b)是沿(a)中所示的A-A´線之剖視圖及局部放大圖。

圖18是執行過S109的處理之後的旋轉工具裝置之狀態的圖；(a)是旋轉工具裝置的剖視圖及局部放大剖視圖；(b)是沿(a)中所示的A-A´線之剖視圖及局部放大圖。

圖19是第2實施形態之工作機械的立體概要圖。

圖20是圖19所示的工作機械的功能方塊圖。

圖21是包含有旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之圖20所示的工作機械的局部側視圖。

圖22是圖20所示的自動工具交換裝置的透視立體圖。

圖23是圖20所示的自動工具交換裝置的功能方塊圖。

圖24(a)是圖22所示的旋轉工具保持裝置的立體圖；(b)是圖22所示的旋轉工具保持裝置的前視圖；(c)是旋轉工具保持裝置的局部側視圖；(d)是(b)的以箭頭符號A所表示的部分的放大圖。

圖25是藉圖23所示的NC裝置所執行的加工處理及旋轉工具交換處理的流程圖。

圖26是執行S201的處理之前的旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

圖27是執行過S201的處理之後的旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

圖28是執行過S202的處理之後的旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

圖29是執行過S203的處理之後的旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

圖30是執行S208的處理時之旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖(其1)；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

圖31是執行S208的處理時之旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖(其2)；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

圖32是執行S208的處理時之旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖(其3)；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

圖33是執行S210的處理時之旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖(其1)；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

圖34是執行S210的處理時之旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖(其2)；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

圖35是執行S212的處理時之旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖(其1)；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

圖36是執行S212的處理時之旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖(其2)；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

圖37是執行S214及S215的處理時之旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖(其1)；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

圖38是執行S214及S215的處理時之旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖(其2)；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

圖39是執行S214及S215的處理時之旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖(其3)；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

圖40是執行S214及S215的處理時之旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖(其4)；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

圖41是執行S214及S215的處理時之旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖(其5)；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

圖42是執行S214及S215的處理時之旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖(其6)；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

圖43是執行過S218的處理之後的旋轉工具裝置及自動工具交換裝置之狀態的圖；(a)是第1個立體圖；(b)是側視圖；(c)是第2個立體圖。

Claims (5)

1. 一種旋轉工具裝置，其特徵在於具有： 動力傳遞機構，具有卡合於動力源且相互嚙合配置的複數個齒輪，從前述動力源被傳遞動力； 旋轉軸，設有可裝卸地保持將工作件加工之旋轉工具的工具裝設部，且藉由前述動力傳遞機構所傳遞的動力而旋轉；及 卡止構件，要限制前述旋轉軸的旋轉時，在前述動力傳遞機構與動力源卡合的狀態下，卡止前述複數個齒輪其中任一者。
2. 如請求項1之旋轉工具裝置，其中前述卡止構件往與前述旋轉軸延伸的軸方向正交的移動方向移動，藉此嚙合於前述複數個齒輪任一個的齒槽，來限制前述旋轉軸的旋轉。
3. 如請求項2之旋轉工具裝置，其中前述複數個齒輪沿前述移動方向配置， 前述卡止構件卡合在位於端部的齒輪。
4. 如請求項2或3之旋轉工具裝置，其更具有：氣缸，具備有活塞，前述活塞沿前述軸方向延伸，且形成有沿與前述軸方向及前述移動方向均不同的方向延伸的溝部；及連結構件，其中一端固定於前述卡止構件，且另一端插入前述溝部， 前述卡止構件因應前述氣缸往前述軸方向移動而往前述移動方向移動。
5. 一種工作機械，其特徵在於具有： 動力源，輸出動力； 旋轉工具裝置，具有： 動力傳遞機構，具有卡合於動力源且相互嚙合配置的複數個齒輪，且從前述動力源被傳遞動力； 旋轉軸，設有可裝卸地保持將工作件加工之旋轉工具的工具裝設部，且藉由前述動力傳遞機構所傳遞的動力而旋轉；及 卡止構件，要限制前述旋轉軸的旋轉時，在前述動力傳遞機構與動力源卡合的狀態下，卡止前述複數個齒輪其中任一者；以及 控制裝置，於交換前述旋轉工具時，輸出表示限制前述旋轉軸之旋轉的旋轉限制指令。