机床制造技术

机床(10)包括：可沿平行于X轴的方向和平行于Z轴的方向线性移动的刀架，将工件(110)保持在可绕平行于Z轴的轴旋转的状态的工件主轴(32)，以及安装在加工室中并具有关节的机内机器人(20)。机内机器人(20)的关节包括：可绕平行于Z轴的轴旋转的基关节(22)，以及可绕与基关节(22)的旋转轴正交的轴旋转的三个平行关节(24a至24c)，所述平行关节位于基关节(22)的远端侧并从基关节(22)起连续布置。基关节(22)的旋转轴从工件主轴(32)的旋转轴偏移。

Machine tool

The machine tool (10) includes a tool holder which can move linearly along the direction parallel to the X axis and Z axis, a workpiece (110) maintained in a workpiece spindle (32) which can rotate around the axis parallel to the Z axis, and an in-machine robot (20) mounted in a processing room with joints. The joints of the in-machine robot (20) include: a base joint (22) which can rotate around an axis parallel to the Z axis, and three parallel joints (24a to 24c) which can rotate around an axis orthogonal to the rotation axis of the base joint (22), the parallel joints are located at the distal side of the base joint (22) and arranged continuously from the base joint (22). The rotation axis of the base joint (22) is offset from the rotation axis of the workpiece spindle (32).

【技术实现步骤摘要】
机床相关申请的交叉引用2017年12月5日提交的日本专利申请第2017-233662号的公开内容，包括说明书、权利要求书、附图和摘要，通过引用整体并入本文。
本专利技术公开了一种机床，其配备有刀架和工件主轴装置，刀架能够沿着平行于第一轴的方向和沿着平行于第二轴的方向线性移动，工件主轴装置将工件保持在可绕平行于第二轴的轴旋转的状态。
技术介绍
近年来，对机床自动化和提高机床性能的要求越来越高。为了实现自动化，已经提出了自动更换装置，其包括用于自动更换刀具的自动换刀装置(ATC)和用于自动更换放置工件的托盘的自动托盘更换装置(APC)。此外，包括诸如装载器和棒料进给器的工件进给装置的外围装置是众所周知的。同时，为了实现性能的提高，已经实现了使用传感器的机内测量和智能化。此外，在与机床相关的领域的一部分中，已经提出了使用机器人来使机床自动化并进一步提高机床的性能。例如，JP2010-036285A(下文中称为专利文献1)公开了一种技术，用于利用安装在机床外部的机器人将工件装载和卸载到机床上。此外，JP2010-064158A(以下称为专利文献2)公开了一种技术，其中安装多关节机器人以便在连接到机床的上部的龙门轨上行进，并且通过多关节机器人执行工件在多个机床的传递。另外，JP2014-240111A(下文中称为专利文献3)公开了一种配置，其中具有多个可绕垂直轴旋转的关节的机器人安装在加工装置的顶表面上。引用列表专利文献：专利文献1:JP2010-036285A专利文献2:JP2010-064158A专利文献3:JP2014-240111A然而，专利文献1中所描述的机器人是所谓的垂直多关节机器人，并且其控制需要复杂的坐标转换过程。专利文献2和3中描述的机器人具有绕彼此平行的轴旋转的多个关节。因此，可以说对机器人的坐标计算相对容易。然而，作为简单坐标计算的另一方面，机器人的运动是简单的，这对可实现的机器人工作的类型施加了限制。具体地，当机器人用于辅助在车床等上加工工件的操作时，希望机器人的远端可以跟随刀具的移动而移动。然而，简单结构的机器人(例如专利文献2和3中描述的机器人)难以跟随刀具的移动，而垂直多关节机器人(例如专利文献1中描述的垂直多关节机器人)需要复杂的控制操作以跟随刀具的移动。鉴于这些情况，本专利技术公开了一种配备有机器人的机床，该机器人易于控制并且还能够执行各种任务，特别是跟随刀具移动的待实现的任务，同时避免干扰其他部件。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术公开了一种机床，其包括：刀架，其配置为保持一个或更多个刀具，并且沿着平行于第一轴的方向和沿着平行于与第一轴正交的第二轴的方向线性移动；工件主轴装置，其配置为将工件保持在可绕平行于第二轴的轴旋转的状态；以及机内机器人，其安装在加工室中并且具有多个关节和连接多个关节的多个连杆。机内机器人中的多个关节至少包括：绕平行于第二轴的轴旋转的基关节，以及可绕与基关节的旋转轴正交的轴旋转的三个平行关节，其中，三个平行关节位于比基关节更靠近机内机器人的远端，并且从基关节朝向远端连续布置。在该机床中，基关节的旋转轴从工件主轴装置的旋转轴移位。当如上所述构造时，由三个平行关节连接的连杆绕彼此平行的轴旋转。结果，可以通过简单的计算获得连杆的坐标，从而有助于容易地控制该连杆。特别地，当平行关节的旋转轴沿着与刀架的行进平面基本正交的方向布置时，可以在与刀具的行进平面平行的平面中移动连杆的远端，这可以容易地使连杆的远端跟随刀具的移动。另一方面，通过旋转基关节可以改变三个平行关节的旋转轴的方向，这使得机器人的手可以沿各种方向定位。另外，由于基关节的旋转轴从工件主轴装置的旋转轴偏移，因此当连杆的末端在平行于刀具的行进平面的平面中移动时，防止连杆干扰工件主轴装置和工件。在上述结构中，多个关节中比基关节更靠近机内机器人的末端部分的关节可以都是绕彼此平行的轴旋转的旋转关节。当如上所述构造时，计算机内机器人的手的坐标变得更容易。在另一方面，可以通过旋转基关节将机内机器人改变到刀具跟随位置，在该刀具跟随位置中，三个平行关节的旋转轴平行于与第一轴和第二轴都正交的第三轴，并且除末端连杆之外的多个连杆可以连接在这样的高度位置：当机器人采取刀具跟随位置时，除末端连杆之外的多个连杆不干扰刀架以及由刀架保持的刀具。当如上所述构造时，可以进一步确保防止机内机器人与刀具或其他部件之间的干扰。在另一方面，优选地，基关节的旋转轴位于工件主轴装置的上方。在另一方面，机床可以还包括允许加工室的内部空间与加工室的外部连通的孔以及用于打开和关闭该孔的门，其中，基关节在水平方向上可以比工件主轴更靠近门。在上述结构中，当门关闭时，机内机器人可以从机内机器人的远端位置的多个逆运动学解中，选择其中三个平行关节中的中间一个位于加工室最内侧的解。当如上所述构造时，可以以增加的可靠度防止机内机器人和门之间的干扰。在另一方面，基关节可保持静止，以便在从由机内机器人执行的一系列动作的开始到结束的期间不旋转。当如上所述配置时，通过三个平行关节连接的连杆的行进平面在从这一系列动作的开始到结束的期间保持不变，这可有助于进一步简化机内机器人的位置控制。在另一方面，机内机器人可以连接到加工室内的静止区域，或者可以连接到在加工室内移动的可移动体。根据本专利技术中公开的机床，使用具有简单控制操作的机内机器人能够实现各种类型的工作，同时防止机内机器人与其他部件之间的干扰。附图说明将参照以下附图描述本专利技术的实施例，其中：图1展示了机床的部件；图2是展示机内机器人周围的部件的透视图；图3是用于说明与机内机器人有关的轴的图；图4是展示通过机内机器人减少工件振动的状态的透视图；图5是展示沿Z轴方向观察的图4的状态的图；图6是展示通过机内机器人向工件供给冷却流体的状态的透视图；图7是展示通过机内机器人将工件连接位置倒转的状态的图；图8是展示通过机内机器人将工件连接位置倒转的状态的图；图9是展示沿Z轴方向观察的图7的状态的图；图10是通过机内机器人将工件从加工室的外部装载或卸载或将工件装载或卸载到加工室的外部的状态的图；图11是展示沿Z轴方向观察的图10的状态的图；图12是展示机内机器人的另一个示例的图；图13是展示机内机器人的又一个示例的图；以及图14是展示机内机器人的另一个示例的图。具体实施方式下面将结合附图来描述机床10的部件。图1展示了机床10的部件。在下面的描述中，将与工件主轴32的旋转轴Rw平行的方向称为Z轴，将平行于与Z轴正交的刀架18的行进方向的方向称为X轴，并且将与Z轴和X轴均正交的方向称为Y轴。另外，在Z轴上，将从工件主轴32朝向尾座16靠近的方向定义为正方向；在X轴上，将从工件主轴32朝向刀架18靠近的方向定义为正方向；在Y轴上，将从工件主轴32朝向上方靠近的方向定义为正方向。此外，在下面的说明中，末端执行器40“接近”物体的表达意味着连接到机内机器人20的末端执行器40移动到一个位置，在该位置处末端执行器40足够靠近物体以执行其分配的任务。如本文所使用的，当末端执行器40是在接触物体的情况下检测物体的温度的温度传感器时，表达“接近”意味着末端执行器40移动到一个位置，在该位置处末端执行器40与物体物理接触。同时，当末端执行器40是在不接触物体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机床，包括：刀架，其配置为保持一个或更多个刀具，并且沿着平行于第一轴的方向和沿着平行于与所述第一轴正交的第二轴的方向线性移动；工件主轴装置，其配置为将工件保持在可绕平行于所述第二轴的轴旋转的状态；以及安装在加工室中的机内机器人，所述机器人包括多个关节和用于连接所述关节的多个连杆，其特征在于，所述机内机器人中的所述多个关节至少包括：基关节，其绕平行于所述第二轴的轴旋转，以及三个平行关节，其分别绕与所述基关节的旋转轴正交的轴旋转，所述三个平行关节比所述基关节更靠近所述机内机器人的远端，并且从所述基关节朝向所述远端连续布置，其中，所述基关节的旋转轴从所述工件主轴装置的旋转轴移位。

【技术特征摘要】
2017.12.05 JP 2017-2336621.一种机床，包括：刀架，其配置为保持一个或更多个刀具，并且沿着平行于第一轴的方向和沿着平行于与所述第一轴正交的第二轴的方向线性移动；工件主轴装置，其配置为将工件保持在可绕平行于所述第二轴的轴旋转的状态；以及安装在加工室中的机内机器人，所述机器人包括多个关节和用于连接所述关节的多个连杆，其特征在于，所述机内机器人中的所述多个关节至少包括：基关节，其绕平行于所述第二轴的轴旋转，以及三个平行关节，其分别绕与所述基关节的旋转轴正交的轴旋转，所述三个平行关节比所述基关节更靠近所述机内机器人的远端，并且从所述基关节朝向所述远端连续布置，其中，所述基关节的旋转轴从所述工件主轴装置的旋转轴移位。2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，在所述多个关节中，比所述基关节更靠近所述机内机器人的末端部分的关节都是绕彼此平行的轴旋转的旋转关节。3.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，通过旋转所述基关节，将所述机内机器人改变到刀具跟随位置，在所述刀具跟随位置中，所述三个平行关节的旋转轴平行于与所述第一轴和所述第二轴都...

【专利技术属性】
技术研发人员：森村章一，
申请(专利权)人：大隈株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP