工具更换装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种工具更换装置。工具更换装置包括：保持部件，供配设工具更换臂；旋转机构，具备旋转伺服马达，使保持部件沿轴中心旋转；进退机构，具备进退伺服马达，使保持部件沿主轴轴线方向进退；以及控制装置，控制旋转机构及进退机构。控制装置的原点复位控制部执行如下处理：第一处理，判断工具更换臂是否保持工具；第二处理，在未保持工具的情况下，使工具更换臂旋转至预先设定的非干涉角度，接着使其后退至进退原点，然后，使其旋转至旋转原点；以及第三处理，在保持着工具的情况下，使工具更换臂移动至前进端，接着使工具更换臂以位于预定路径上的方式旋转，然后使其沿预定路径移动，从而使其移动至旋转原点及进退原点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将安装在机床主轴的工具更换为位于待机位置的下一个工具的工具更换装置。
技术介绍
目前已存在各种工具更换装置，其中，通常采用的是W臂(arm)型工具更换装置。该工具更换装置构成为具备如下部件：保持部件，中心轴与所述主轴的轴线平行地配设，能够以该中心轴为中心旋转，且能够在沿着所述主轴的轴线的方向上移动地设置；旋转机构，使所述保持部件以其所述中心轴为中心正反旋转；进退机构，使所述保持部件在沿着所述主轴轴线的方向上进退；工具更换臂(W臂)，具备两个臂部，这两个臂部以向以所述保持部件的中心轴为中心的半径方向分别延伸而成为一条直线的方式配设于该保持部件，并且分别具备在该保持部件的正旋转方向的一侧面形成开口的工具保持部，且将所述工具以其轴线与所述保持部件的中心轴平行的方式保持在该工具保持部；以及控制装置，控制所述旋转机构及进退机构。而且，在上述工具更换装置中，以往，除所述旋转机构及进退机构的驱动源使用油压的油压式工具更换装置或利用AC(AlternatingCurrent，交流)马达(motor)驱动凸轮机构的方式(凸轮驱动方式)的工具更换装置以外，还已知有像日本专利特开2000-193062号公报(下述专利文献1)或日本专利实公平8-4990号公报(下述专利文献2)所公开那样的使用伺服马达(servomotor)的驱动方式(伺服马达驱动方式)的工具更换装置。油压式工具更换装置处于开发初始阶段，在此之后，为了实现缩短更换时间而开发出了凸轮驱动方式的工具更换装置。而且，近年来，随着伺服马达的高速化等驱动机构的技术进步，能够超越凸轮驱动方式而在短时间内进行工具更换，因此逐渐采用伺服马达驱动方式。此外，在该伺服马达驱动方式的工具更换装置中，构成所述旋转机构的伺服马达(旋转驱动用伺服马达)及构成所述进退机构的伺服马达(进退驱动用伺服马达)分别是由所述控制装置控制，所述工具更换臂的角度位置是通过附设在所述旋转驱动用伺服马达的编码器(encoder)(旋转编码器)而检测，同样地，所述工具更换臂的进退位置是通过附设在所述进退伺服马达的编码器(进退编码器)而检测。更具体来说，所述工具更换臂的角度位置是根据如下参数算出：由所述旋转编码器以绝对值(并非相对值，以下相同)形式检测出的旋转伺服马达的当前转数及旋转角(旋转位置数据(data))、将该旋转伺服马达的动力传递至所述保持部件而使该保持部件旋转的传递机构相对于所述旋转伺服马达的减速比。另外，所述工具更换臂的进退位置是根据如下参数算出：由所述进退编码器以绝对值形式检测出的进退伺服马达的当前转数及旋转角(旋转位置数据)、将该进退伺服马达的动力传递至保持部件而使该保持部件进退的滚珠螺杆(ballscrew)机构的螺距(leed)。而且，所述工具更换臂的旋转动作是通过所述控制装置，基于以所述方式检测出的旋转伺服马达的旋转位置数据与根据该旋转位置数据而适当设定的旋转原点来控制，同样地，所述工具更换臂的进退动作是通过所述控制装置，基于进退伺服马达的旋转位置数据与根据该旋转位置数据而适当设定的进退原点来控制。此外，所述旋转编码器中内置了存储器(memory)，将由该旋转编码器检测出的数据作为旋转位置数据保存在该存储器中。同样地，所述进退编码器中也内置了存储器，将由该进退编码器检测出的数据作为旋转位置数据保存在该存储器中。而且，在这些存储器内保存数据是适当使用缆线(cable)并通过从所述控制装置或备用(backup)电池供给的电力而实现。另外，有关所述旋转原点及进退原点的数据被存储在所述控制装置内。[
技术介绍
文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开2000-193062号公报[专利文献2]日本专利实公平8-4990号公报
技术实现思路
[专利技术要解决的问题]此外，所述工具更换装置的控制装置与机床的控制装置连动，在机床产生异常而使该机床紧急停止的情况下，受其影响下工具更换装置也紧急停止。另外，可以合理预知的是，在工具更换装置产生异常的情况下，使该工具更换装置紧急停止，由此机床也紧急停止。而且，于工具更换装置在动作中途紧急停止的情况下，为了在异常恢复后继续进行该工具更换装置的动作，必须使其工具更换臂复位至所述旋转原点及进退原点，如果能够自动执行这种原点复位动作，那么能够迅速地进行异常恢复操作，从而有效且方便。但是，所述伺服马达驱动方式的工具更换装置与所述凸轮驱动方式的工具更换装置不同，在紧急停止其动作的情况下，工具更换臂无法立即停止，会因紧急停止时所产生的惯性等而停止在偏离标准动作路径的位置(旋转位置及进退位置)，因此仅执行工具更换时的常规动作无法使所述工具更换臂自动复位至所述旋转原点及进退原点。因此，为了使停止在偏离标准动作路径的位置的工具更换臂自动地复位至旋转原点及进退原点，必须进行其相应的改进或者开发，但以往并未提供能够使偏离标准动作路径的该工具更换臂自动地复位至旋转原点及进退原点的工具更换装置。本专利技术是鉴于以上情况而完成的，其目的在于提供一种能够使偏离标准动作路径的工具更换臂自动地复位至旋转原点及进退原点的工具更换装置。[解决问题的手段]用来解决上述问题的本专利技术是一种工具更换装置，将安装于机床主轴的工具更换为位于待机位置的下一个工具，包括：保持部件，其中心轴与所述主轴的轴线平行地配设，能够以该中心轴为中心旋转且能够在沿着所述主轴轴线的方向上移动地设置；旋转机构，具备旋转用伺服马达，通过该旋转用伺服马达的动力使所述保持部件以其所述中心轴为中心正反旋转；进退机构，具备进退用伺服马达，通过该进退用伺服马达的动力使所述保持部件在沿着所述主轴轴线的方向上进退；工具更换臂，具备至少两个臂部，这两个臂部以向以所述保持部件的中心轴为中心的半径方向延伸的方式配设在该保持部件，并且具备在该保持部件的正旋转方向的侧面形成开口的工具保持部，且将所述工具以其轴线与所述保持部件的中心轴平行的方式保持在该工具保持部；以及控制装置，在以所述中心轴为中心的旋转方向上，以预先设定的角度位置为旋转原点，以该旋转原点为基准对所述旋转用伺服马达进行数值控制而使所述保持部件及工具更换臂旋转，并且在沿着所述主轴轴线的方向上，以预先设定的位置为进退原点，以该进退原点为基准对所述进退用伺服马达进行数值控制而使所述保持部件及工具更换臂进退，由此使该工具更换臂执行所述工具更换臂的工具保持部通过规定路径上的更换动作；所述控制装置还具备原点复位控制部，该原点复位控制部是当所述工具更换臂的更换动作在中途停止时，使该工具更换臂复位至所述旋转原点及进退原点，所述原点复位控制部执行如下处理：第一处理：判断工具是否被保持在所述工具更换臂的工具保持部；第二处理：于在所述第一处理中判断为工具未被保持在所述工具保持部的情况下，使该工具更换臂旋转至非干涉角度，所述非干涉角度预先设定，且能够使所述工具更换臂在不与其他构造物发生干涉的情况下旋转至该角度，并且即便在该角度位置使所述工具更换臂进退，该工具更换臂与其他构造物也不会发生干涉，接着，使该工具更换臂后退至进退原点，然后使该工具更换臂旋转至旋转原点；以及第三处理：于在所述第一处理中判断为工具被保持在所述工具保持部的情况下，使所述工具更换臂沿着进退方向移动至与所述路径的前进端一致的位置，接着本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工具更换装置，其用于将安装在机床主轴的工具更换为位于待机位置的下一个工具，其特征在于，包括：保持部件，其中心轴与所述主轴的轴线平行地配设，能够以该中心轴为中心旋转且能够在沿着所述主轴的轴线的方向上移动地设置；旋转机构，具备旋转用伺服马达，通过该旋转用伺服马达的动力使所述保持部件以其所述中心轴为中心正反旋转；进退机构，具备进退用伺服马达，通过该进退用伺服马达的动力使所述保持部件在沿着所述主轴轴线的方向上进退；工具更换臂，具备至少两个臂部，这两个臂部以向以所述保持部件的中心轴为中心的半径方向延伸的方式配设在该保持部件，并且具备在该保持部件的正旋转方向的侧面形成开口的工具保持部，且将所述工具以其轴线与所述保持部件的中心轴平行的方式保持在该工具保持部；以及控制装置，在以所述中心轴为中心的旋转方向上，以预先设定的角度位置为旋转原点，以该旋转原点为基准对所述旋转用伺服马达进行数值控制而使所述保持部件及工具更换臂旋转，并且在沿着所述主轴轴线的方向上，以预先设定的位置为进退原点，以该进退原点为基准对所述进退用伺服马达进行数值控制而使所述保持部件及工具更换臂进退，由此使该工具更换臂执行所述工具更换臂的工具保持部通过规定路径上的更换动作；所述控制装置构成为还具备原点复位控制部，该原点复位控制部是当所述工具更换臂的更换动作在中途停止时，使该工具更换臂复位至所述旋转原点及进退原点，所述原点复位控制部执行如下处理：第一处理：判断工具是否被保持在所述工具更换臂的工具保持部；第二处理：于在所述第一处理中判断为工具未被保持在所述工具保持部的情况下，使该工具更换臂旋转至非干涉角度，所述非干涉角度预先设定，且能够使所述工具更换臂在不与其他构造物发生干涉的情况下旋转至该角度，并且即便在该角度位置使所述工具更换臂进退，该工具更换臂与其他构造物也不会发生干涉，接着，使该工具更换臂后退至进退原点，然后使该工具更换臂旋转至旋转原点；以及第三处理：于在所述第一处理中判断为工具被保持在所述工具保持部的情况下，使所述工具更换臂沿进退方向移动至与所述路径的前进端一致的位置，接着，在所述工具保持部不存在于所述路径上的情况下，以该工具保持部位于所述路径上的方式使所述工具更换臂旋转，然后以所述工具保持部沿着所述路径的方式使所述工具更换臂移动而使其移动至所述旋转原点及进退原点。...

【技术特征摘要】
2015.09.30 JP 2015-1926861.一种工具更换装置，其用于将安装在机床主轴的工具更换为位于待机位置的下一个工具，其特征在于，包括：保持部件，其中心轴与所述主轴的轴线平行地配设，能够以该中心轴为中心旋转且能够在沿着所述主轴的轴线的方向上移动地设置；旋转机构，具备旋转用伺服马达，通过该旋转用伺服马达的动力使所述保持部件以其所述中心轴为中心正反旋转；进退机构，具备进退用伺服马达，通过该进退用伺服马达的动力使所述保持部件在沿着所述主轴轴线的方向上进退；工具更换臂，具备至少两个臂部，这两个臂部以向以所述保持部件的中心轴为中心的半径方向延伸的方式配设在该保持部件，并且具备在该保持部件的正旋转方向的侧面形成开口的工具保持部，且将所述工具以其轴线与所述保持部件的中心轴平行的方式保持在该工具保持部；以及控制装置，在以所述中心轴为中心的旋转方向上，以预先设定的角度位置为旋转原点，以该旋转原点为基准对所述旋转用伺服马达进行数值控制而使所述保持部件及工具更换臂旋转，并且在沿着所述主轴轴线的方向上，以预先设定的位置为进退原点，以该进退原点为基准对所述进退用伺服马达进行数值控制而使所述保持部件及工具更换臂进退，由此使该工具更换臂执行所述工具更换臂的工具保持部通过规定路径上的更换动作；所述控制装置构成为还具备原点复位控制部，该原点复位控制部是当所述工具更换臂的更换动作在中途停止时，使该工具更换臂复位至所述旋转原点及进退原点，所述原点复位控制部执行如下处理：第一处理：判断工具是否被保持在所述工具更换臂的工具保持部；第二处理：于在所述第一处理中判断为工具未被保持在所述工具保持部的情况下，使该工具更换臂旋转至非干涉角度，所述非干涉角度预先设定，且能够使所述工具更换臂在不与其他构造物发生干涉的情况下旋转至该角度，并且即便在该角度位置使所述工具更换臂进退，该工具更换臂与其他构造物也不会发生干涉，接着，使该工具更换臂后退至进退原点，然后使该工具更换臂旋转至旋转原点；以及第三处理：于在所述第一处理中判断为工具被保持在所述工具保持部的情况下，使所述工具更换臂沿进退方向移动至与所述路径的前进端一致的位置，接着，在所述工具保持部不存在于所述路径上的情况下，以该工具保持部位于所述路径上的方式使所述工具更换臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本浩司，
申请(专利权)人：DMG森精机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP