机床制造技术

本发明专利技术提供一种能够缩短换刀时间而提高加工生产率的机床。当机床开始换刀动作时，进行主轴定向动作。主轴头以Z轴最高速度从加工位置上升到Z轴原点(S11)。当主轴定向动作完成时(S12：是)，主轴头以Z轴ATC上升速度从Z轴原点上升到进行换刀的ATC原点(S13)。当主轴头到达ATC原点(Z615)时(S13)，刀库马达进行驱动。刀库旋转，对下一刀具进行定位(S14)。之后，主轴头以与Z轴最高速度相同的速度从ATC原点下降到Z轴原点(S15)。之后，主轴头以Z轴最高速度从Z轴原点下降到被加工件的加工开始位置(S16)。机床利用刀具对被加工件进行加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机床。具体而言涉及一种使主轴头在ATC区域内移动来对安装在主轴上的刀具进行更换的机床。
技术介绍
机床在进行自动换刀时预先执行主轴定向动作。机床需要使主轴停止在能够执行换刀的旋转角度位置。主轴定向动作是将主轴定位在能够执行换刀的旋转角度位置的动作。机床在换刀时同时进行主轴头向Z轴原点上升的动作和主轴定向动作。Z轴原点是Z轴的机械原点。机床在主轴定向动作结束后开始使主轴头向Z轴原点上升的动作减速。之后，机床开始进行主轴头向ATC原点上升的动作。ATC原点是主轴头的换刀位置。主轴头向ATC原点上升的动作在主轴定向动作未完成的状态下是不能够开始的。因此，当主轴转速较大时或主轴头向Z轴原点上升的距离较小时，有时即使在主轴头向Z轴原点上升的动作结束的状态下，主轴定向动作也未完成。主轴头向ATC原点上升的动作在等待主轴定向动作完成后再开始进行。因此，换刀所需的时间延长。例如日本特许公开2006年272473号公报公开了一种能够改变主轴头在ATC区域内移动时的移动速度的机床。主轴头在加工区域内移动之后，在ATC区域内移动到ATC原点并停止。之后，主轴头从ATC原点在ATC区域内移动，之后在加工区域内移动。ATC区域是指从Z轴原点到ATC原点的范围。加工区域是指从工作台上表面到Z轴原点的范围。换刀结束后，主轴头从ATC原点下降至Z轴原点。主轴头从ATC原点移动至Z轴原点的速度多与主轴头从Z轴原点上升至ATC原点的速度相同。因此，不能够缩短换刀时间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种能够缩短换刀时间而提高加工生产率的机床。技术方案I的机床具有主轴头、主轴、换刀装置、主轴头移动机构、控制部。主轴头能够在用于进行被加工件的加工的加工区域与用于进行换刀的ATC区域之间移动。主轴头以能够使主轴旋转的方式支承主轴。通过主轴和主轴头在ATC区域移动，从而换刀装置对安装在主轴上的刀具进行更换。主轴头移动机构使主轴和主轴头向主轴的轴向移动。控制部控制主轴头移动机构。控制部控制主轴头移动机构以使得主轴与主轴头以第一速度从被加工件的加工位置移动至机械原点、以第二速度从机械原点移动至ATC原点、在刀库旋转停止后以第三速度从ATC原点移动至机械原点。ATC原点是在ATC区域能够供刀库旋转的位置。第二速度比第一速度慢。第三速度为第二速度以上且第一速度以下。因此，机床能够缩短换刀时间而不会对机械各个部分施加负担。在技术方案2的机床中，控制部根据更换后的刀具的重量确定第三速度。因此，机床能够根据刀具的重量缩短换刀时间而不会对机械各个部分施加负担。在技术方案3的机床中，控制部在更换后的刀具的重量为第一规定值以下时，将、第三速度确定为与第一速度相同的速度，在更换后的刀具的重量比第二规定值重时，将第三速度确定为与第二速度相同的速度，在更换后的刀具的重量比第一规定值重且为第二规定值以下时，将第三速度确定为与更换后的刀具的重量成比例的、第一速度与上述第二速度之间的速度。因此，当刀具较轻时，机床能够使第三速度增速而谋求提高换刀效率。当刀具较重时，机床能够在第二速度与第一速度的范围内使第三速度减速，从而缩短换刀时间而不会对机械各个部分施加负担。附图说明图I是机床I的立体图。图2是主轴头7的局部剖切放大图。图3是表示机床I与数控装置30的电气结构的框图。 图4是非易失性存储装置35的存储区域的示意图。图5是换刀动作的流程图。图6是表示主轴头7在Z轴方向上的升降动作的图。图7是刀具表350的示意图。图8是表不刀具重量与Z轴ATC下降速度的关系的图表。图9是第二实施方式的换刀动作的流程图。具体实施例方式以下，基于附图说明本专利技术的第一实施方式的机床I。图I的纸面近前方向、进深方向、右方、左方分别是指机床I的前方、后方、右方、左方。机床I的左右方向是X轴方向，前后方向是Y轴方向，上下方向是Z轴方向。机床I具有基座2、机床主体3、换刀装置20、保护罩(省略图示)。基座2为铁制。机床主体3位于基座2的上部，切削被加工件。换刀装置20位于机床主体3的上部，进行安装在机床主体3的主轴9上的刀具4的更换。保护罩包围机床主体3与换刀装置20的周围。机床I在保护罩的前表面上具有操作面板(省略图示)。操作面板具有输入部24(参照图3)和显示器(液晶显示器)25(参照图3)。显示器25是液晶显示器。操作者确认显示器25的显示信息，使用输入部24输入加工程序、刀具的种类、刀具信息、各种参数坐寸ο说明机床主体3的结构。如图I所示，机床主体3具有立柱5、主轴头7 (参照图2)、主轴9、操作台10等。立柱5呈方柱状。立柱5固定在基座2的上部后方。主轴头7沿着立柱5的前表面升降。主轴头7在Z轴马达53 (参照图3)的驱动下沿Z轴方向移动。主轴9设置在主轴头7的下部。主轴9用于安装刀具4，且主轴9在主轴马达54(参照图2)的驱动下旋转。操作台10设置在基座2的上部中央。操作台10利用X轴马达51(参照图3)、Y轴马达52(参照图3)、引导机构(省略图示)沿XY轴方向移动。数控装置30(参照图3)存储在控制箱6内。控制箱6位于立柱5的背面侧。被加工件固定在操作台10上。说明操作台10的移动机构。如图I所示，操作台10在下部设有支承台12。支承台12呈长方体状。支承台12在上表面具有一对X轴输送引导件(省略图示)。一对X轴输送引导件沿X轴方向延伸，以使操作台10能够移动的方式支承操作台10。基座2在上部具有一对Y轴输送引导件(省略图示)。一对Y轴输送引导件沿Y轴方向延伸，且沿基座2的前后方向配置。一对Y轴输送引导件以能够使支承台12移动的方式支承支承台12。基座2在上部具有Y轴马达52 (参照图3)。Y轴马达52驱动操作台10沿着Y轴输送引导件向Y轴方向移动。支承台12在上部具有X轴马达51 (参照图3)。X轴马达51驱动操作台10沿着X轴输送引导件向X轴方向移动。X轴马达51和Y轴马达52是伺服马达。X轴输送引导件在操作台10的左右两侧具有罩13、14。罩13、14呈套筒式伸缩。Y轴输送引导件在支承台12的前方具有罩15，在支承台12的后方具有后罩(省略图示)。罩13 15与后罩总是覆罩X轴输送引导件与Y轴输送引导件。因此，机床I防止了从加工区域飞散的切削粉、冷切液落到各个轴输送引导件上。说明主轴头的升降机构。如图2所示，立柱5借助于引导轨道(省略图示)与线性引导件以使主轴头7能够自由升降的方式支承主轴头7。引导轨道沿上下方向固定在立 柱5的前侧(图2中的左侧)。滚珠丝杠26沿上下方向设置在立柱5的前表面上。上侧轴承部27与下侧轴承部28以使滚珠丝杠26能够旋转的方式支承滚珠丝杠26。螺母29固定在主轴头7的背面上。螺母29与滚珠丝杠26相螺合。滚珠丝杠26的上端部借助于联轴节(省略图示)与Z轴马达53 (参照图3)的驱动轴相连结。Z轴马达53固定在上侧轴承部27的上部。因此，滚珠丝杠26在Z轴马达53的驱动下沿正反两个方向旋转。当滚珠丝杠26沿正反方向旋转时，螺母29升降。因此，主轴头7沿图2的箭头A方向升降。在图2中省略了 Z轴马达53。说明主轴头7的内部构造。如图2所示，主轴9设置在主轴头7的前方下部的内侦U。主轴9在上下方向上具有旋转轴线，且能够旋转。主轴马达5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机床，该机床(1)具有：主轴头(7)，其能够在用于进行被加工件的加工的加工区域与用于进行换刀的ATC区域之间移动；主轴(9)，其以能够旋转的方式被上述主轴头支承；换刀装置(20)，上述主轴与上述主轴头在上述ATC区域移动，从而该换刀装置(20)对安装在上述主轴上的刀具(4)进行更换，其中，该机床(1)具有：主轴头移动机构(53)，其使上述主轴与上述主轴头向上述主轴的轴向移动；控制部(30、31)，其控制上述主轴头移动机构；上述控制部控制上述主轴头移动机构，以使得上述主轴与上述主轴头以第一速度从上述被加工件的加工位置移动至机械原点，以比上述第一速度慢的第二速度从该机械原点移动至作为在ATC区域中能够供刀库(21)旋转的位置的ATC原点，在上述刀库旋转停止后，以上述第二速度以上且上述第一速度以下的第三速度从上述ATC原点移动至上述机械原点。

【技术特征摘要】
2011.03.30 JP 2011-0748641.一种机床，该机床(I)具有 主轴头(7)，其能够在用于进行被加工件的加工的加工区域与用于进行换刀的ATC区域之间移动； 主轴(9)，其以能够旋转的方式被上述主轴头支承； 换刀装置(20)，上述主轴与上述主轴头在上述ATC区域移动，从而该换刀装置(20)对安装在上述主轴上的刀具(4)进行更换，其中，该机床(I)具有 主轴头移动机构(53)，其使上述主轴与上述主轴头向上述主轴的轴向移动； 控制部(30、31)，其控制上述主轴头移动机构； 上述控制部控制上述主轴头移动机构，以使得 上述主轴与上述主轴头以第一速度从上述被加工件的加工位置移动至机械原点， ...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤惠史，阿久泽智规，
申请(专利权)人：兄弟工业株式会社，
类型：发明
国别省市：