本发明专利技术提供一种换刀装置。该换刀装置具有刀库和换刀手臂。下一刀具在前一刀具的加工动作过程中在刀库内移动到准备位置，移动到设定在准备位置与换刀位置之间的中间位置。下一刀具在换刀手臂移动到把持位置之后从中间位置移动到换刀位置。换刀手臂等待移动到换刀位置的下一刀具的振动收敛而进行动作，在刀库与主轴之间交换刀具。下一刀具在中间位置与换刀位置之间的移动距离较短。移动到换刀位置的下一刀具的振动在短时间内收敛。换刀手臂在较短的待机时间之后开始换刀动作。换刀时间缩短，能够缩短机床的加工时间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种在机床的主轴与刀库之间交換刀具的换刀装置。
技术介绍
机床通过自动交换刀具来执行多种加工。机床具有主轴。主轴支承在上升、下降的主轴头上，主轴在主轴马达的驱动下旋转。刀具借助刀座安装在从主轴头突出的主轴的下端部上，与主轴一起上升、下降及旋转，从而对加工件进行加工。机床具有ATC(自动换刀装置)。ATC具有刀库和换刀手臂。刀库具有许多刀套。 刀套保持刀具，沿着规定的路径循环移动。刀套通过在刀库内循环移动来将刀具定位在准备位置，井向刀库外的换刀位置送出。日本公开特许公报、平10-151542号所述的机床具有与主轴并列设置在主轴头上的换刀手臂。换刀手臂绕上下方向的轴线回旋，并且相对于主轴头上升、下降。换刀手臂在轴的两侧具有把持部。在加工结束后进行换刀时，换刀手臂与主轴头一起上升，移动到与上述换刀位置相同高度的把持位置。换刀手臂的把持部在移动到把持位置之后闭合。ー个把持部把持安装在主轴上的刀具(前一刀具)，另ー个把持部把持位于换刀位置的刀具(下一刀具)。换刀手臂利用两侧的把持部把持刀具而下降，从主轴抽出前一刀具，并且从刀套抽出下一刀具。下降的换刀手臂回旋180°，使前一刀具移动到刀库侧，并且使下一刀具移动到主轴侧。换刀手臂在回旋后上升，将下一刀具嵌入主轴，并且将前一刀具嵌入刀套。换刀手臂打开把持部而解除对前一刀具、下一刀具的把持。刀套保持前一刀具而返回准备位置，在刀库内循环。主轴保持下一刀具并与主轴头一起下降，移动到加工区域。换刀装置利用刀库与换刀手臂的连动来交換刀具。刀库内的刀具为了避免与换刀手臂相干扰而在换刀手臂移动后从准备位置移动到换刀位置。换刀手臂使把持部闭合，把持位于换刀位置的刀具。换刀通常在加工件的加工期间实施多次。通过缩短一次的换刀时间，能够缩短机床的加工时间。换刀手臂的把持部利用刀座来保持刀具。在换刀手臂向把持位置移动时，把持部打开得比刀座大。日本特许公报第2865195号所述的以往的换刀装置将刀库内的刀具分类为具有比刀座小的直径的小径刀具(钻头、丝锥等)和具有比刀座大的直径的大径刀具(端铣刀等)，在下一刀具为小径刀具时，在前一刀具的加工执行中使下一刀具移动到换刀位置。换刀手臂的把持部能够在刚移动到把持位置之后闭合而把持小径刀具，能够缩短换刀时间。以往的换刀装置未缩短大径刀具的换刀时间。刀库内的下一刀具在移动到换刀位置而停止时进行振动。换刀手臂的把持部为了可靠地把持下一刀具而在经过了振动收敛所需的待机时间之后闭合。大径刀具时待机时间较长。以往的换刀装置在下一刀具为大径刀具时包括待机时间而需要较长的换刀时间，加工时间的缩短效果较小。
技术实现思路
本专利技术的目的在于缩短换刀手臂动作前的待机时间，缩短包括换刀时间在内的机床的加工时间。技术方案I的换刀装置具有刀库，其具有保持刀具而循环移动的多个刀套；换刀手臂，其设置在支承主轴的主轴头上，与该主轴头一起移动；该换刀装置利用移动到与上述换刀位置对应的把持位置的上述换刀手臂的动作而对利用上述刀套的循环移动而移动到准备位置并与该刀套一起移动到换刀位置的下一刀具、和安装在上述主轴上的前一刀具进行交換，其中，该换刀装置在上述准备位置与上述换刀位置之间设定中间位置，具有控制装置，该控制装置使上述下一刀具在上述前一刀具的加工动作过程中从上述准备位置移动到上述中间位置，在上述换刀手臂移动到上述把持位置之后使上述下一刀具从上述中间位置移动到上述换刀位置。 在准备位置与换刀位置之间设定中间位置。下一刀具在前一刀具的加工动作过程中移动到准备位置，进ー步移动到中间位置。位于中间位置的下一刀具不与移动到把持位置的换刀手臂相干扰。在换刀手臂移动到把持位置之后，下一刀具从中间位置移动到换刀位置。中间位置靠近换刀位置。下一刀具的移动距离较短，移动到换刀位置的下一刀具的振动较小。换刀手臂在用于振动收敛的较短的待机时间之后开始换刀动作。因而，能够缩短包括换刀时间在内的机床的加工时间。在技术方案2的换刀装置中，上述中间位置设定有多个。小径刀具不容易与移动到把持位置的换刀手臂相干扰。大径刀具容易与移动到把持位置的换刀手臂相干扰。小径刀具的中间位置设定在换刀位置附近，大径刀具的中间位置设定为远离换刀位置。移动到换刀位置的小径刀具的振动在更短的时间内收敛。换刀手臂能够在较短的待机时间之后开始换刀动作。在技术方案3的换刀装置中，上述刀套能够以支承轴为中心摆动地被支承，该换刀装置具有使该刀套在上述准备位置与上述换刀位置之间摆动的摆动机构和使该摆动机构的动作在与上述中间位置对应的位置停止的止挡机构。位于准备位置的刀套利用摆动机构的动作以支承轴为中心摆动而移动到换刀位置。中间位置利用止挡机构的动作使摆动机构的动作停止来实现。摆动机构与止挡机构利用简单的结构实现了在准备位置、中间位置、换刀位置之间的移动。附图说明图I是机床的主要部分的立体图。图2是刀库的纵剖视图。图3是刀套的动作说明图。图4是从下方观察换刀手臂的仰视图。图5是机床的控制系统的框图。图6是表示控制装置的动作内容的流程图。图7是表示中间位置的设定例子的图表。具体实施例方式以下，參照附图说明本专利技术的优选实施方式。以下说明中所使用的方向(前后左右)在图I、图2中用箭头表示。如图I所示,机床I具有在基座10上垂直立起的立柱11。立柱11是支承主轴头2的支柱。主轴头2沿着设置在立柱11前表面的左右侧的引导件12上升、下降。立柱11具有进刀丝杠13。进刀丝杠13在左右的引导件12之间沿上下方向延伸。进刀丝杠13在Z轴马达14的驱动下绕中心轴线旋转。Z轴马达14固定在立柱11的上部。主轴头2在后部与进刀丝杠13相螺纹接合。主轴头2利用进刀丝杠13的旋转而上升、下降。主轴头2在内部支承主轴20。主轴20在主轴马达21的驱动下绕上下方向的中心轴线旋转。主轴马达21固定在主轴头2的上部。主轴20在向主轴头2的下方突出的下端部保持刀具3。刀具3与主轴头2 —起上升、下降，在主轴马达21的驱动下与主轴20 —起旋转。机床I具有加工台15。加工台15配置在立柱11前方的基座10上，对加工件进行 固定并沿左右方向、前后方向移动。X轴马达84(參照图5)沿左右方向驱动加工台15，Y轴马达85(參照图5)沿前后方向驱动加工台15。刀具3对加工台15上的加工件进行加工。机床I具有换刀装置。换刀装置具有刀库4和换刀手臂5。如图I所示，刀库4设置在立柱11的左側。如图2所示，刀库4位于上升到最上方位置的主轴头2的左侧，具有支承架40和旋转圆板41。支承架40固定在立柱11的左侧表面上。旋转圆板41具有圆筒形的基部41a。基部41a嵌入并支承在设于支承架40上的圆筒形的支承筒40a内。旋转圆板41在刀库马达43的驱动下绕基部41a的中心轴线旋转。刀库马达43安装在支承架40的上部。刀库马达43与凸轮轴44相连结。凸轮轴44在旋转圆板41的基部41a与支承架40之间沿上下方向延伸，并且在刀库马达43的驱动下旋转。凸轮轴44具有圆筒凸轮44a。圆筒凸轮44a具有形成在外周上的螺旋状的凸轮槽。凸轮槽与设置在基部41a的端面上的多个凸轮突起41b相卡合。凸轮轴44的旋转经由圆筒凸轮44a及凸轮突起41b传递到旋转圆板41。旋转圆板41绕左右方向的中心轴线旋转。旋转本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.03.10 JP 2011-0534841.一种换刀装置，其具有刀库(4)，其具有保持刀具而循环移动的多个刀套；换刀手臂(5)，其设置在支承主轴(20)的主轴头(2)上，与该主轴头一起移动；该换刀装置利用移动到与上述换刀位置对应的把持位置的上述换刀手臂的动作来对利用上述刀套(6)的循环移动而移动到准备位置并与该刀套(6) —起移动到换刀位置的下一刀具和安装在上述主轴上的前一刀具进行交換，其特征在干， 该换刀装置在上述准备位置与上述换刀位置之间设定中间位置，具有...
【专利技术属性】
技术研发人员：仓桥初，
申请(专利权)人：兄弟工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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