TWI317314B - Automatic tool changing method and device for machine tool controlled by numerical controller - Google Patents

Description

D17314 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 在工mu一種自動刀具替換方法和設備，用於自動地替換要 且應用的刀具’尤其是一種用於由數健制器控制的工 具機的自動刀具替換方法和設備。 【先前技術】 峰ϊ種由數值控制器控制的工具機的*鑽頭的自動刀具 ;=^彻安裝了鑽頭的主軸的往復垂直運動來將安裝 的刀具代替爲轉動架支撐的刀具。爲了縮短替換刀且所 刀具中產生的衝擊，已知-種方法，、在ί換 主I*頭動移向主軸或從主轴後退時，將轉動架在和 針、亲庚樣的方向移動，從^減少轉絲和主軸之間相 子逮度的差值並從而減輕衝擊（jp 2535479Β)。 緊刀雜器，其巾在刀具座巾設置了多個用於抓 3“使得每個抓臂都利用主軸的軸向運動擺

If 具替換區域中主軸的軸向運動速度，從而減輕 (S運 附帶= ===—刀具替換 =轉動器38配備有減速器設備39，用於通過分配 认通過與主軸的主軸齒輪32相喃合的轉動器齒=

Sdt轉广器38。轉動器犯通過多個夾具28保 ^ 柄固定地安裝於轉動器38的後表面上。 頭34没计爲能夠沿支樓柱！垂直往復運動（沿z轴）。 1317314 在主軸頭34上提供了擺動凸輪CS和提升凸輪CL，擺動凸輪Cs 用於圍，迴轉軸18旋轉和擺動曲柄4和轉動器38，提升凸輪α 用於升高和降低曲柄4和轉動器38。擺動凸輪CS包括直部cSa 和曲部csb，以及另一直部CSc。提升凸輪CL包括直部CLa 部 CLb。 、曲柄4的一端可旋轉地支援在迴轉軸a上，另一端可旋轉地 連接在和擺動凸輪CS協同工作的擺輥21上。推動裝置26連接於 曲柄4的中央，推動曲柄4圍繞上述迴轉軸18 (圖u)逆時針轉 =。換句話說，推動裝置26將擺輥21壓向擺動凸輪cs的凸輪表

迴轉軸18和提升滑塊16相連，將提升滑塊16構 固定地安裝於臂元件2上的雜導向裝置㈣直往彳^^= ίΓ-安^!^升滑塊16的另端。將提升桿14構造爲能夠作ί 6和8並圍繞旋轉轴10旋轉的提升槓桿可旋轉地和±述提 = 連接。旋轉軸1G水平地連接於臂元件2上，從而和提升^ J _4 件6和8連接使得能夠圍繞旋轉軸1〇旋轉。與干= 的提施22可婦地連接在提升簡f树6 =

，22通過喷合提升凸輪CL而上下移動提升桿14 ^ j升 進而上下移動轉動器38。 幵π塊16, 主軸頭34由Ζ軸伺服馬達41驅動。圖u 升起並處於刀具交換狀態。在加卫中，降低 主轴頭34被 和擺動凸輪CS的直部CSa接觸’曲柄4和轉動器38 ^^擺輥21 18從圖11所示的狀態逆時針旋轉，將轉動°，繞迴轉軸 退的狀態。此外，提升輥22也接觸提升凸輪α的、直$主軸後 當在加工狀態輸人刀具替換順序時，z轴服。 軸’主轴頭34開始上升，擺輥21運_擺 ^* ^驅動z 位置，即曲部CSb的開始點。在此點，z轴^cs的擺動開始 主軸定位開始。然後，當定位結束時，z轴 j)停止’ 刊呼d4)再次開 1317314 始上升。Z軸（主軸頭34)的上弁 的曲部CSb，轉動器38開始圍繞3 f動到擺動凸輪CS 輪CS的曲部CSb的形狀構造爲夾且 針擺動。將擺動凸 的主軸齒輪32的情況下運動势丨刀^^哭f旎夠在不接觸主軸 喊合於V槽後’位於夾具28的部的、輕:的V槽，並且在輥 Z軸（主軸頭34)的上升使^ ^；^準確地沿V槽運動。 直部CSc，在此處擺動運動結束。 、、星過曲部CSb並移動到 相反，在擺動的減速過程中，接弁 曲部CLb’使得提升槓桿臂元件6和 ^s，升凸輪α的 =升们4和紗職16，域 (主軸頭34)上升相同的方向加速“轉=38以和Z軸 時，轉動器38和Z軸（主軸頭34) ; j ^擺動運動要結束 度的差異爲零並且不會產生衝擊。 升，從而它們的相對速 在擺動結束後’使Z轴（主轴頭%. w 配點’同時猶n 38壯提升運動⑽刀具&從=== ，。擺輥2i運動到擺動凸輪cs的；;，、^^曰6 == 其從曲部CLb的頂端位置開始的地方，^ = 運動回 升）方向的反方向提升加速。當擺動姓圭 頭4運動（上 運動，轴賴之下，將刀二t:主=轉動器38 ，曝器齒輪侧欠態下，主轴旋轉然 === 的分配。轉動器分配結束後，z轴（主轴頭34) 束，_34返_。始位置， 圖12a和12b是Z軸（主軸頭34)(圖12a)和轉動 動的運動速度圖案的示賴（速_。圖12a和12=J 3擺 轴（主軸頭34)上升時轉動n 38的擺動開始到2軸（主轴頭34) 1317314 下降時擺動結束之間的速度變化。 如圖12a和12b所示，在現有刀具替換器中，當執行轉動器 f動時，以相對低的恒定速度移動z軸（主_⑷。通過將利用 提升凸輪CL支援轉動器38的提升滑塊的垂直運動替換z轴（主 ^頭34)的運動，使得轉動器38以和2軸（主轴頭34)相同的 2運動’ Z轴（主軸頭⑷和轉動器S8的相對速度可被降低至 基本爲零，從而在轉動器38擺動結束時不產生衝擊。 接上所述的構造爲刀具交換時不產生衝擊的現有自動刀具 Λ於H *轉巧38朝向主轴或者_錄鶴運動時，需要 士了驗轉魅相對敎細34垂直地移動，賊少轉動器38 由Ϊ 34之間的相對速度（至速度差爲零）從而減輕衝擊。特 2綠Iff升横桿臂元件8、提升桿14、提升滑塊16、提升輥 塵埃Hit置t〇和提升凸輪α。然而，在加工時工具機產生 頭。如里jΐ附著於凸輪槽（CL)上，必須清潔凸輪槽（CL) 或者如果對提升輥22的潤滑不充分，有 轉動H放祕平滑觸，結紋_#触輪和提升親。 槓桿臂升高和降低上述轉動1138的凸輪機構（提升 置、提升滑塊16、提升親22、線性導向裝 雜，增加使整個刀具购機構變得複 【發明内容】 具替一種ί值控制器控制的工具機所使用的自動刀 交換中替換設備，能夠使用簡單的結構降低刀具 轉動器擺動運動的附帶衝擊。 由數祕使用—種制自動刀騎換織將連接在 法制的工具機的主軸上的刀具替換爲所需刀具的ί μ動刀具替換設備包括：可旋轉地支援主轴並可軸向移動 1317314 的主軸頭，用沿其週邊設置的多個夾具支撐一或多個刀具的 器，以及利用該主轴頭的軸向運動使該轉動器進行朝向主 離主軸的擺動運動的機構，其中該轉動器被支援使得可圍繞 轉軸旋轉用於將所需刀具分配到刀具替換位置並且可圍錄二 軸擺動用於將刀具連接到主軸或從主軸上卸除。該方括迴； 義該轉動器的擺動運動的目標速度圖案；基於該目標速声 定擺動運動中該轉動器的相對於時間的角度位置；基於^二^ 該轉動器的相對於_的纽位置確定該主軸頭的相對 = 軸向位置；準備運絲式使得該主軸頭處於所確定的於&門 〜和數值控制器根據準備的運動程式控制該主S 的軸向運動，從而用所需刀具替換主軸上的刀具。 平田只 本發明的一種自動刀具替換設備用所需刀具替 器控制的工具機的主軸上連接的刀具。自動刀換制 可^轉地支援主軸並可轴向移動的主軸頭；用沿其 個夾具支撐一或多個刀具的轉動器，所述轉動器被 7二 旋轉用於將所需刀具分配到刀具替^位置並ίίί圍 迴轉軸擺動用於將刀具連接到主軸或從主軸上卸除. ί=的ί:?ΐ使所述轉動器進行朝向和遠離主軸的 中的軸向馳—-通?'刀所述轴頭在所述轉動器擺動運動 I點使得朝向主軸的擺動運動平滑地減速直到ί妹 m所述轉動器背離主軸的擺 :以= 置中的所述主軸頭的軸向j動5料‘:在:述儲存襄 而使轉動器擺動。 、j使主軸頭進仃軸向運動從 儲存褒置中儲存的轴向運動資料中主軸頭的軸向運動速度的 1317314 最小值可以爲零。 —ΐίί儲存裝置中的主_的軸向運㈣料可以包括多個運 八，動=擺動運射主軸獅轴向魏可以*分配時間 5細了 數值控制器將運動指令分配給工具機的各個控 P的運ϊί在儲存裝置巾的軸向運動f料可以包括各個分配時間 “置中讀取;通過在各個分配時間段_ 輪機ί成轉動11擺動的機構可以包括具有凸輪和凸輪從動件的凸 圖案f料可吨括在所述轉動11基於目標速度 _觀:主軸頭的於時間的角度位置而 分確角由=器的擺動運動的速度的積 轴頭構可以包括凸輪機構，其具有與所述主 動器可旋轉地支援的凸輪從動件。 和凸，從在儲存裝置中的主軸頭的軸向位置被確定爲凸輪 所述轉動器的相對於時間的角度位二= 速的:碩的同t寺度:而需的2 除了提升機構的組成部分和經久^的提升機構，就消 機構使得構造極度簡題。此外’移除提升 组震袭置所需縣極大^成本和 【實施方式】 圖1是根據本發明的實施例的自動刀具替換設備的示意圖。 1317314 和圖11所示的現有自動刀具替換器中相同的 自動刀具替換器的不同之處在於前者不具有 =見有 轉動器38上下移動的提升麵。特別是，不設、所換中將 8、提升桿14、提升滑塊16、提升糙22、線性導ΐΪί 5 二升凸輪α ’此外，將可迴轉地支援曲柄4從而使: ΐίί迴轉軸18安裝於111絲f元件2上的支架42上。社= 其餘部分和圖11所示的現有自動刀具替換器相同。 …構的 動二升 :有交擊採取了控制驅動主轴頭34的二 柞Ξ 〇2a—2d描述了自動刀具替換設備將刀具從主軸上卸除的择 二„態。在該狀態下’當發佈刀具交換指令時，2軸°:‘軸J 34)開始上升，2軸（主軸頭34)的上升運動停止在z 其中擺輥（凸輪輥）21位於擺動凸輪cs的曲部cs 护用於 ^疋位’ Z軸（主軸頭34)再次開始上升。z軸（ =21移動到擺動凸輪cs的曲部csn= η如圖2c所不。隨著ζ軸（主軸頭34)繼續上升，轉動 ί=Τ^3-4Γ動從而將刀具保持器36從主軸上卸除。該運動 和圖11所不的現有自動刀具替換器的相同。 39的上升結束後，主軸齒輪32和減速器設備 動ίϋΓΐί 主轴旋轉並執行對所需刀具的分配。轉 軸（主軸頭⑷和以和上述過程相反的順序 述Ξ現有接收刀具保持器36。該刀具交換運動和上 摘現有刀具替換_作的不同之處只在於轉魅是沿z轴（垂 12 U > 1317314 直地）運動的，從而減輕衝擊。 在本實施例中，不是通過凸輪機構而是通過控制z軸進給速 度執行對衝擊的減輕的。 士圖3a和3b是分別理想的轉動器擺動速度圖案（速度圖）和 改I本實施例中採用的轉動器38的擺動迷度圖案的理杰的％軸運 ，度圖案U軸運動速度圖)。此處理想擺動::是; 有衝擊的運動，換句話說就是速度的變化率有限的運動，其中修 弦波和擺線是公知的示例。在本實施例中使用了-種能多^ 恒形加速/減速曲線(恒定抖動=加速的變化率爲 曲線所示，爲了使得在擺動結束時擺動加速平滑 零，Z軸採用了包括停止的兩級運動。 ' 化動器38的擺動足紐，就衫要考慮z轴速度的變 而ΐϊΐ3?从夠低魏度魏就能獲得敎的刀具交換。狹 爲了更鬲的效率，工具機中的刀具交換要求刀具交換 = ==從而減少工具機不工作時間’因此不期望加長 快速地完成刀具賴，需要不產生衝擊的平滑__ z轴（主轴頭34)速度的結合。擺動運動t i 度的Λ於取祕脑凸輪es的凸輪表面概和擺動速 iiI彳ΐ ^改變從而獲取狱和理想的擺動，擺 ，化和z軸（主軸頭34)速度之間不會有差 τ勤= =不能由鐘形加速/減速曲線義 度上’而要 被變形的速度波形。 疋枉度上如圖3b所示 因此首先，將理想擺動運動速度圖（速度圖案 凸輪表面上的 13 1317314 ^了時刻在每-擺動位置雜轉動器38。 說 座私（主軸頭34的位置）。一旦獲取Z轴位署^q寸 $位f得_猶速度圖，通過辦間 件母一時刻的2軸（主軸頭34)速度。換句 輪表面的z轴運動。圖3b描述了獲得的z忒= 34)逮度圖。需要注意並不總是需要獲得 ^王=頌 關於時間的Z軸（主軸頭34)位置就足^。（主軸頭34)’獲取 需要注意儘管Z轴速度波形被變形，這種變形並

。從圖3b所示的速度圖清晰可見z轴運動本身是^ 具衝擊的平滑運動。 +巧又卜 因此，如上所述，如果能夠獲得z軸迷度圖，可以美 軸速度圖控制z軸伺服馬達41的驅動。 土； ^ =實關中，爲了實施刀具交換中轉動器38龍動和從主 =上卻除刀具及將刀具連接到主軸上時的ζ軸速度圖 度圖（速度圖案）劃分爲小塊。 圖4描述了被劃分爲小塊的ζ軸上升運動的速朗 圖）的示例。儘管在圖4中將刀具卸除和連接中的速度圖案二 由於當轉動ϋ擺動時產生衝擊，只齡轉動器38的擺動運^的間 隔。此外’可明分用於刀具交換的2軸（錄頭34 直運動的整個間隔。 在按照内插/分配階段劃分速度圖案的情況下，在該階段控制 工具機的數值控制器將每個運動指令分配給每個軸，可以 控制器的儲存裝置中設置對應於各個階段的速度的各個内插广分 配階段的運動量（因爲每個分配階段的運動量即指速度）。 因此’如上^述，通過在儲存裝置中設置和註冊每個内插階 ，的Ζ軸向運巧量從而獲取得到的2軸速度圖（速度圖案），並在 母個分配階段瀆取儲存在儲存裝置中的每個分配階段的運動量， 並至少在刀具父換中轉動器38擺動的間隔中控制Ζ軸伺服馬達41 的驅動，Ζ軸，即主軸頭34，沿類似圖3b所示的理想速度圖（速 1317314 .^圖案）運動。結果是，擺動凸輪cs和擺輥共同工作產生的轉動 器38的^動變爲類似圖3a所示的速度圖（速度圖案 • 在這個系統中每個内插階段的Z軸向運動量都儲存在儲存裝 • 且在每個内插階段讀取資料，該系統需要記憶體裝置的大 1容量，、因此只在儲存裝置中儲存轉動器38擺動間隔的運動量， 其後可以從儲存裝置中讀取運動量並使用普通數值控制器指令在 其他間隔驅動Z軸。 上述示例描述了所謂的路徑表操作，其中在儲存裝置中設置 各個分配階段的運動量並在每個分配階段讀取設置的運動量從而 驅動Z軸伺服馬達。可選地，然而，可以用比分配時間階段長的 時間階段將Z軸速度圖（速度圖案）劃分爲多個間隔。在那種情 況下、’在數值控制器中設置間隔中每個運動塊的運動量和運動速 度_當命令了刀具交換操作時根據設置的運動量和速度的順 序執行每個塊的運動。這種安排和普通NC程式並沒有特別地不 同，不同之處只在於在每個塊增加了速度指令。在這個示例的情 ，下它和普通數值控制器指令系統並沒有特別的大差異，因此 這個系統可以在整個z軸（主軸頭34)往復垂直運動間隔實施。 可選地，可以儲存資料，只有當轉動器38擺動時才實施該系统。 圖5是本發明中使用的數值控制器的主要部分的示竟圖。 鲁 cpuioi是控制整個數值控制器ι〇0的處理器。cpui〇1通過g流 Π3讀取儲存在丽1〇2 +的系統程式並且根據該系統程式控= 個數值控制器。RAM103儲存多種類型的資料，包括臨時計^ 和顯示資料以及操作者使用包括手動輸入裝置的顯示設備/肋丨、單 元130輸入的資料，該手動輸入裝置包括鍵盤、由CRT、液晶顯示 -或類似等組成的顯示設備等。SRAM104是非易失性記憶體，=數;j直 控制器100的電源關閉時SRAM104保持其儲存狀態，SRAM1J 池（圖未示）供電。 4 PC (程式控制器）105通過I/O單元106將控制信號輪 具替換器或工具機（工具機是儲存在數值控制器1〇〇中的序列程 15 1317314 式的控制物件）的其他輔助裝置。此外，咖 η"1 1〇0 =的，作面板m上從關處魏 號處理後將信號發_KP_。 硕仃^員的4 107 單元13G直接和匯流排113相連，也通過介面 107 (用於手動輸入信號）非直接和匯流排相連。 驅動主軸頭34的Z軸軸控制電路109從cp_接 ，然後將其輸出到Z軸飼服放大器11G。飼服放大器ιι〇接收 撼令並驅動Z軸飼服馬達132。伺服馬達132互有内置位置/速 度檢測器133。來自位置/速度檢測|| 133的位置和速度反饋信费 被反饋到軸控制電路1〇9，從而基於來自cp_的運動指令^ 置及速度反饋提供位置/速度反饋控制。 此^，主軸控制電路1Π從CPU101接收主軸旋轉指令並從位 置編碼器135接收和主軸馬達134的旋轉同步的反饋脈衝，執行 速度的反饋控制，並將主軸速度信號輸出到主軸放大器jig。主軸 放大器112接收主軸速度信號並以要求的旋轉速度旋轉主軸馬達 需要注意在圖5所示的數值控制器的示例中，只顯示了和本 發明相關的重要部分。顯示了用於往復垂直運動主軸頭34的z軸 馬達、其控制系統’主轴馬達以及其控制系統，省略了用於保持X 轴和Y軸的軸的馬達和它們相關的控制系統。 相應地’儘管可以在指令塊中設置運動量和速度並且順序執 行每個塊的指令從而用如上所述的普通NC程式指令執行刀具交 換，爲了能夠容易地用於多種機器，下面描述作爲本發明第—實 施例的安排’其中基於參數設置資料處理轉動器38擺動的間隔: 在該第一實施例中，將轉動器38擺動間隔的Z軸（主軸頭34)的 速度曲線（速度圖案）劃分爲多個間隔，將每個間隔的運動量和 運動塊的速度設置並儲存在記憶體中，然後基於這些設置的運動 量和速度將每個塊的分配運動指令量輸出到Z軸馬達。 1317314 在該第一實施例的情況下，如圖6所示，對段“i”的運動塊， 用參數設置運動量L1-LI和速度。在圖6所示示例中，通過爲所 有段的運動塊L1-LI設置相同的參考速度和在每一段的覆蓋值(百 分比）從而設置速度。圖7描述根據該設置資料設置z軸向運動 速度的變化。圖6和圖7所示的示例是當轉動器38向主軸擺動時 (即’當夾具28和安裝在主軸上的刀具保持器36嚙合時）使用 的設置資料，以及設置速度的變化。將設置速度（沿z軸的上升 速度）設置爲能夠平滑並逐漸地下降並且直到在轉動器38的擺動 結束時到達零。 需要注意當將新的刀具保持器36連接到主軸並且失具28從

刀具保持器36後退時，在轉動器38擺動間隔中將速度設置爲從 擺動開始時平滑並逐漸地增加，儘管圖未示。 圖8是描述第一實施例中數值控制器執行的處理的演算法的 流程圖。 ' 。當輸入刀具交換指令時，比較和刀具交換指令一起指定的刀 具號和當前選擇的刀具號以確定它們是否匹配（步驟al)。如果匹 =，就向Z軸控制電路109輸出使得z軸運動z軸原點的運動指 :通過伺服放大器驅動Z軸伺服馬達132 ,並且如圖2B所 =，將Z軸（主軸頭34)放於z軸的原點（步驟a21)。然後，通 ，，軸控制電路111和主軸放大器112驅動主軸馬達134，執 而將主轴放在預定旋轉位置（步驟a22)，然後刀具交換 如^果♦曰疋的刀具號和當前選擇的刀具號不匹配，秋後 a2^ ΪίΓ ’將Z軸（主軸頭34)放於Z軸的相位置（步驟 後執仃主軸定位從而將主軸放於旋轉位 " 36) ^ t 之後執行主軸 ==21/:2!；=軸4運動到2軸原點 點的同時旋,她崎到z軸原

17 1317314 接下來，將讀取設置資料的索引i設置爲“丨” 讀取由參數爲第i段設置的運動量Li和速度指令以及^=4^ 驟a5)。將速度指令乘以覆蓋值從而獲得應用的速度指 & = )、’基於讀取的運動量Li和應用的速度指令執行運動^令的内 插为配過程，獲取Z軸在分配階段的運動量並 ，，，運動量Ll的分岐否完成（步驟a8)。如果分配沒有 ^成，處理返酬步驟a7 ’獲取每個分配階段的運動量並 控制電路109，驅動Z軸伺服馬達123從而將z軸(i軸 後，當分配完成時，將索引i加τ (步驟a9) 並確疋索引i疋否超過段丨的數量（步驟al〇)，如果否， 回步驟a5並執行步驟沾至步驟al〇的例行程式。 2c所如、超過/了段1的設置數並且轉動器38的擺動完成（圖 不、Ί )’然後，如同現有技術，通過快速將Z軸橫跨到刀 d己標:f置’在此位置主轴齒輪32和減速器設備39的 ，動器，輪3G嗜合，從而移動z軸（主軸頭34)(步驟。 中’如圖2d所示’將刀具保持器36從主軸上卸除，從 而ϋ不干擾刀具偏㈣36。，如同現有技術，旋轉轉動器 # iff ^指定刀具號的刀具分配（步驟al2)。接下來，通過快 ;丰跡轴板跨到簡分配的刀具的位置從而降低Z軸（主軸頭34) C步驟al3)，從而將新的刀具保持器祁連接到主軸上。 接下來二將爲轉動器38擺動從而將夾具28從連接在主軸上 j具^#H 36上卸除關隔讀取設置資料的索引j設置爲 (^驟314)。然後讀取由參數爲第）段設置的運動量Lj·和 ίϊί令以及覆蓋值（步驟a15)。將速度指令乘以覆蓋值從而獲 度指令（步驟al6)，使用讀取的運動量Lj和應用的速 二行運動指令的内插分配過程，從而獲取Z軸在分配階段 接，量並，，輪出到Z軸控制電路以驅動z軸馬達（步驟al7)。 下來’確定當前段j的運動塊中指定的運動量Lj的分配是否完 1317314 成（步驟al8)。如果分配沒有完成， 段τ的數量=二如果(否步驟二是否超過 必至步驟a20的例行程式 處理返回步驟a15並執行步驟 刀具過了段J的設置數並且轉動器料擺動完成， =設置轉動器3__隔中2軸（主軸頭34) 讀出運動量並將其輸_軸』^和說== 281 悔配階段儲存運動量。圖1()a說明在將3 8插入女裝在主軸上的刀具保持器3 ς J^記憶體中的運動量A1 — ΑΙ。圖⑽《=== 需要Ϊΐ的『具”器36上卸除時設置的2軸向運動量B1—BJ裝 it Ij疋指示輸出這些運動量的順序的索引。 ，理圖和圖8所示的第—實施例的不同之處在於段的 G以4、和在步驟b5至b8和步驟b12至b16獅。步驟 所干的^ 示的步驟31至& _，步驟b9至b12和圖8 不同時，將Z爐站疋的刀具號和當前選擇的刀具號 將索引卜詈致ί，，1 Z轴原點’執行主軸的定位（步驟bl至叫 置是爲轉ί哭t Λ，該索引1指定運動量的記憶體位置，該位 的方^擺動G Η眩*將夹具28插入連接在主軸上的刀具保持器36 體中的第i個i動詈^配階段設置的（步驟Μ)。然後讀取記憶 電路從_ i步=f:=f):z軸_

19 1317314 b5 i b8 升主^t的止擺動的間隔中提 升起到刀具分配位置，旋轉主;(主^貝， 位置，該位置’該索引j指定運動量記憶體 持器36上卸除的方向°擺動接在主軸上的刀具保 疋索引j衫超過量設置數；、（ (Hbiq並確 回步驟bl3。然後在每個分配^^bl6):=否’處理返 並驅動Z軸直到索引j超過設置^ ^步驟b13至_例行程式 稃定導致丄：二产度異或者由於擺動運動或ζ軸運動變得不 然:==二： 20 1317314 f圖式簡單說明】 圖1是根據本發明的自動 圖2a-2d是自叙77且接从 換備的不意圖， 示意圖； 自動U換設備將刀具從主紙卸除的操作的 動器擺動運動的理想速度圖案和提 軸向獅的速度_的示意I 示音圖；s 1劃刀爲小塊的z軸向獅的速度圖案的示例的 框圖圖5是本發财使用的用於㈣卫具機的數健制器的示意 0 在轉動11賴_射翻分爲多段並由各個段參數 所β又置的Z轴的轴向運動資料的示例； 示竟^是描雜齡數設置随料的Ζ軸向運_設定速度的 法的^圖是描述根據本發明的第—實施例的刀具替換處理的演算 法的是描述根據本發明的第二實施例的刀具替換處理的演算 量的是根據第二實施例的記憶體中儲存的各個運動 圖π是描述現有自動刀具替換器的示意圖；和 ，圖12a和12b是分別描述現有自動刀具替換器中2軸 的速度圖案和轉動器擺動運動的速度圖案的示意圖。 【主要元件符號說明】 1 支撐柱 10 旋轉軸 14 提升桿 16 提升滑塊 21 1317314

18 迴轉軸 100 數值控制器 101 CPU 102 ROM 103 RAM 104 SRAM 105 PC (程式控制器） 106 I/O單元 107 介面 108 介面 109 軸控制電路 110 伺服放大器 111 主軸控制電路 112 主軸放大器 113 匯流排 123 Z軸伺服馬達 130 顯示設備/MDI單元 131 操作面板 132 伺服馬達 133 位置/速度檢測器 134 主轴馬達 135 位置編碼器 2 臂元件 21 擺輥 22 提升幸昆 26 推動裝置 28 夾具 30 轉動器齒輪 32 主軸齒輪 22 1317314

34 主軸頭 36 刀具保持器 38 轉動器 39 減速器設備 4 曲柄 40 線性導向裝置 41 Z軸伺服馬達 42 支架 6 提升槓桿臂元件 8 提升槓桿臂元件 A1 運動量 B1 Z軸向運動量 CL 提升凸輪 CLa 直部 CLb 曲部 CS 擺動凸輪 CSa 直部 CSb 曲部 CSc 直部 LI-LI 運動量 al〜a22步驟 bl〜bl8步驟 23

Claims (1)

1317314 十、申請專利範圍： 的工用自動刀具替換設備將連接在由數值控制器控制 替換二借w轴上?刀具替麟所f刀具的方法，所述自動刀具 发iat匕；可旋轉地支援主轴並可軸向移動的主軸頭，用沿 述多個刀—具的轉動器，以及利用所 所述轉動二 5所^轉動器的擺動運動的目標速度圖案； 時間ίίίίΐ標速度圖案確定擺動運動中所述轉動器的相對於 向位 主軸頭的相對對於時間的角度位置確定所述 程式使得所述主軸頭處於戶㈣定的相對於時間的輪 運 動’替準換備主的軸運上 援主軸並可軸向移動的主軸頭; 器 所 述轉動器被支援使得可圍繞旋__二旋^=^轉動 ==置;可圍燒-迴轉減動用於將刀具4¾ 軸：的軸向運動使所述轉動器進行朝向和遠離主 料，所述運動段通過以，運動資 為擺動運動中的 24 1317314 1獲:r 2 所述轉動器的擺動運動可根據目標速 和在 :運 備，其中儲申匕圍存第裝機的自動刀具替換設 括多個運動段的塊中的以:::述;”頭的軸向運動資料包 從各f觸，速度和運動量，鶴^^=_鶴裝置基於 備，其中圍第u之用於工具機的自動刀具替換設 個分配時間段的運動量心主向運動資料包括各 取 ^ 備，其中來成^第2項之用於工具機的自動刀且替換# 輪從動器擺動運動的所述機構包括具有=凸 備 速度 置 产其中所述主專軸:圍轴第向2運二==刀具替換設 而確，_度位 .轉利範圍第7項之用於工具機的自動刀具替換設 1317314 2過丄』根據目標速度圖案 備9其二動刀一設 該凸輪 機構具有與所述主軸2的機構包括凸輪機構， 的凸輪從動件。 正D的凸輪和由所述轉動器可旋轉地支援 備，其中所 利範圍第9項之用於工具機的自動刀具替換設 述轉動器的相對所

十一、 囷式： 26