自動(dòng)換刀裝置以及機(jī)床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種自動(dòng)換刀裝置以及機(jī)床。
【背景技術(shù)】
[0002]關(guān)于以往的自動(dòng)換刀裝置，例如，在日本實(shí)開昭60 — 117001號(hào)公報(bào)中公開有一種具備自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，其目的在于，實(shí)現(xiàn)ATC的動(dòng)作的簡(jiǎn)單化且謀求刀具的更換時(shí)間的縮短化(專利文獻(xiàn)1)。
[0003]在專利文獻(xiàn)1中公開的數(shù)控機(jī)床具有用于在刀具臺(tái)上的轉(zhuǎn)塔和刀庫之間自動(dòng)更換刀具的自動(dòng)換刀裝置。自動(dòng)換刀裝置具有一邊把持刀具一邊向主軸的軸線方向以及與主軸的軸線方向正交的方向移動(dòng)的刀架(日文:、y—少_ V y 7 )。
[0004]另外，在日本特開昭60 — 123243號(hào)公報(bào)公開有一種具備刀具更換裝置的機(jī)床，其目的在于，具備如下的清掃部件:其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且能可靠地進(jìn)行操作，在以直線往復(fù)移動(dòng)自動(dòng)更換刀架時(shí)，該清掃構(gòu)件能迅速且容易地進(jìn)行各引導(dǎo)面的清掃(專利文獻(xiàn)2)。
[0005]在專利文獻(xiàn)2中公開的機(jī)床具有用于在刀具臺(tái)上的轉(zhuǎn)塔頭和刀庫之間自動(dòng)更換刀具的更換部件。更換部件具有用于把持刀具的夾具，并且設(shè)為能夠在轉(zhuǎn)塔頭和刀庫之間前進(jìn)以及后退。
[0006]另外，在日本特開平6 - 238539號(hào)公報(bào)中公開有一種刀具更換裝置，其目的在于，相對(duì)于安裝于轉(zhuǎn)塔的刀具保持件以與轉(zhuǎn)塔的中心軸線平行的方式裝卸刀具單元，或者以與轉(zhuǎn)塔的中心軸線成直角的方式裝卸刀具單元(專利文獻(xiàn)3)。
[0007]在專利文獻(xiàn)3所公開的刀具更換裝置中，在轉(zhuǎn)塔的附近設(shè)有X - Z載物臺(tái)，其以驅(qū)動(dòng)箱能夠沿與轉(zhuǎn)塔的中心軸線成直角的方向以及與轉(zhuǎn)塔的中心軸線平行的方向移動(dòng)的方式保持驅(qū)動(dòng)箱。在驅(qū)動(dòng)箱中以能夠旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)有刀具更換箱，該刀具更換箱具有用于夾持刀具單元的刀具把持部。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]如上述的專利文獻(xiàn)1?3所公開的那樣，提出有各種用于自動(dòng)更換被安裝于機(jī)床的刀具臺(tái)(轉(zhuǎn)塔)的刀具的自動(dòng)換刀裝置(ATC:Auto Tool Changer)。對(duì)于這樣的自動(dòng)換刀裝置，為了防止機(jī)床的過大化，要求利用簡(jiǎn)單且緊湊的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)更換。
[0009]因此，本發(fā)明的目的在于解決上述問題，且提供一種利用簡(jiǎn)單且緊湊的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)更換的自動(dòng)換刀裝置以及具備這樣的自動(dòng)換刀裝置的機(jī)床。
[0010]本發(fā)明的自動(dòng)換刀裝置是用于對(duì)安裝于機(jī)床的刀具臺(tái)的刀具進(jìn)行自動(dòng)更換的自動(dòng)換刀裝置。自動(dòng)換刀裝置包括:機(jī)器人手臂；移動(dòng)機(jī)構(gòu)部，其使機(jī)器人手臂在加工區(qū)域的內(nèi)外之間移動(dòng)。機(jī)器人手臂具有:基部，其連結(jié)于移動(dòng)機(jī)構(gòu)部；臂部，其以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連結(jié)于基部；把持部，其設(shè)于臂部并以能夠裝卸刀具的方式把持刀具。臂部具有自基部向把持部呈臂狀延伸的形狀，并以轉(zhuǎn)動(dòng)軸線為支點(diǎn)進(jìn)行相對(duì)于基部的擺動(dòng)。
[0011]根據(jù)這樣構(gòu)成的自動(dòng)換刀裝置，通過臂部以基部為支點(diǎn)擺動(dòng)以及移動(dòng)機(jī)構(gòu)部所進(jìn)行的使機(jī)器人手臂移動(dòng)，而使把持于把持部的刀具移動(dòng)，或者使刀具的姿勢(shì)變化。由此，能夠利用簡(jiǎn)單且緊湊的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)更換。
[0012]另外，優(yōu)選的是，基部設(shè)為能夠以與臂部的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線正交的第1旋轉(zhuǎn)軸線為中心旋轉(zhuǎn)。
[0013]根據(jù)這樣構(gòu)成的自動(dòng)換刀裝置，能夠提高使把持于把持部的刀具移動(dòng)或者使刀具的姿勢(shì)變化時(shí)的自由度。
[0014]另外，優(yōu)選的是，臂部包括:第1可動(dòng)部，其以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連結(jié)于基部；第2可動(dòng)部，其以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連結(jié)于第1可動(dòng)部；第3可動(dòng)部，其以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連結(jié)于第2可動(dòng)部并設(shè)有把持部?；亢偷?可動(dòng)部之間的第1轉(zhuǎn)動(dòng)軸線、第1可動(dòng)部和第2可動(dòng)部之間的第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸線以及第2可動(dòng)部和第3可動(dòng)部之間的第3轉(zhuǎn)動(dòng)軸線被配置為相互平行。
[0015]根據(jù)這樣構(gòu)成的自動(dòng)換刀裝置，能夠提高使把持于把持部的刀具移動(dòng)或者使刀具的姿勢(shì)變化時(shí)的自由度。
[0016]另外，優(yōu)選的是，第2可動(dòng)部沿與第2轉(zhuǎn)動(dòng)軸線正交的第2旋轉(zhuǎn)軸線的軸線方向呈臂狀延伸，并設(shè)為能夠以第2旋轉(zhuǎn)軸線為中心旋轉(zhuǎn)。第3可動(dòng)部沿與第3轉(zhuǎn)動(dòng)軸線正交的第3旋轉(zhuǎn)軸線的軸線方向呈臂狀延伸，并設(shè)為能夠以第3旋轉(zhuǎn)軸線為中心旋轉(zhuǎn)。
[0017]根據(jù)這樣構(gòu)成的自動(dòng)換刀裝置，能夠提高使把持于把持部的刀具移動(dòng)或者使刀具的姿勢(shì)變化時(shí)的自由度。
[0018]本發(fā)明的機(jī)床包括:上述任一種所述的自動(dòng)換刀裝置；以及刀具臺(tái)，其設(shè)于加工區(qū)域內(nèi)并用于安裝被自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)更換的刀具。
[0019]根據(jù)這樣構(gòu)成的機(jī)床，能夠通過利用簡(jiǎn)單且緊湊的機(jī)構(gòu)來構(gòu)成自動(dòng)換刀裝置來謀求機(jī)床的小型化。
[0020]另外，優(yōu)選的是，在向刀具臺(tái)安裝刀具時(shí)，刀具自一方向插入于刀具臺(tái)。移動(dòng)機(jī)構(gòu)部使機(jī)器人手臂沿與刀具相對(duì)于刀具臺(tái)的插入方向平行的方向移動(dòng)。
[0021]根據(jù)這樣構(gòu)成的機(jī)床，能夠在向刀具臺(tái)安裝刀具時(shí)，通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)部使機(jī)器人手臂移動(dòng)，將刀具插入刀具臺(tái)。
[0022]另外，優(yōu)選的是，機(jī)床還具有設(shè)于加工區(qū)域內(nèi)并使工件旋轉(zhuǎn)的主軸臺(tái)。臂部的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與主軸臺(tái)的工件的旋轉(zhuǎn)軸線正交。
[0023]根據(jù)這樣構(gòu)成的機(jī)床，自動(dòng)換刀裝置能夠在尤其是與工件的旋轉(zhuǎn)軸線正交的方向上緊湊地構(gòu)成。由此，在使用機(jī)床時(shí)，能夠使作業(yè)者靠近主軸臺(tái)的靠近性良好。
[0024]如以上說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種利用簡(jiǎn)單且緊湊的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)更換的自動(dòng)換刀裝置，以及具有這樣的自動(dòng)換刀裝置的機(jī)床。
【附圖說明】
[0025]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的機(jī)床的主視圖。
[0026]圖2是表示圖1中的機(jī)器人手臂的立體圖。
[0027]圖3是表示圖2中的機(jī)器人手臂的頂端部的側(cè)視圖。
[0028]圖4是表示在圖1中的機(jī)床中自動(dòng)更換安裝于下刀具臺(tái)的刀具時(shí)的、機(jī)器人手臂的第1動(dòng)作的側(cè)視圖。
[0029]圖5是表示在圖1中的機(jī)床中自動(dòng)更換安裝于下刀具臺(tái)的刀具時(shí)的、機(jī)器人手臂的第2動(dòng)作的側(cè)視圖。
[0030]圖6是表示在圖1中的機(jī)床中自動(dòng)更換安裝于下刀具臺(tái)的刀具時(shí)的、機(jī)器人手臂的第3動(dòng)作的側(cè)視圖。
[0031]圖7是表示在圖1中的機(jī)床中自動(dòng)更換安裝于下刀具臺(tái)的刀具時(shí)的、機(jī)器人手臂的第4動(dòng)作的側(cè)視圖。
[0032]圖8是表示在圖1中的機(jī)床中自動(dòng)更換安裝于下刀具臺(tái)的刀具時(shí)的、機(jī)器人手臂的第5動(dòng)作的側(cè)視圖。
[0033]圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的自動(dòng)換刀裝置中機(jī)器人手臂的頂端部的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]參照【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，在以下參照的附圖中，對(duì)于相同或者與之相當(dāng)?shù)臉?gòu)件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。
[0035](實(shí)施方式1)
[0036]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的機(jī)床的主視圖。在圖1中，通過透視形成機(jī)床的外觀的殼體來示出機(jī)床的內(nèi)部。
[0037]參照?qǐng)D1，機(jī)床100是具有使用了固定刀具的車削功能和使用了旋轉(zhuǎn)刀具的銑削功能的復(fù)合加工機(jī)械。首先，對(duì)機(jī)床100的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，機(jī)床100具有機(jī)座141、第1主軸臺(tái)111、第2主軸臺(tái)116、刀具主軸121和下刀具臺(tái)131。
[0038]機(jī)座141是用于支承第1主軸臺(tái)111、第2主軸臺(tái)116、刀具主軸121以及下刀具臺(tái)131的基座構(gòu)件，設(shè)于工廠等的安裝面。
[0039]第1主軸臺(tái)111以及第2主軸臺(tái)116在沿水平方向延伸的Z軸方向上以互相相對(duì)的方式設(shè)置。第1主軸臺(tái)111具有用于在使用了固定刀具的車削加工時(shí)使工件(加工物)旋轉(zhuǎn)的主軸112，第2主軸臺(tái)116具有用于在使用了固定刀具的車削加工時(shí)使工件(加工物)旋轉(zhuǎn)的主軸117。主軸112設(shè)為能夠以與Z軸平行的中心軸線201為中心旋轉(zhuǎn)，主軸117設(shè)為能夠以與Z軸平行的中心軸線202為中心旋轉(zhuǎn)。在主軸112以及主軸117設(shè)有用于以能夠裝卸工件的方式保持工件的卡盤機(jī)構(gòu)(日文:千々、y夕機(jī)構(gòu))。
[0040]刀具主軸(上刀具臺(tái))121在使用了旋轉(zhuǎn)刀具的銑削加工時(shí)使旋轉(zhuǎn)刀具旋轉(zhuǎn)。刀具主軸121設(shè)為能夠以與沿鉛垂方向延伸的X軸平行的中心軸線203為中心旋轉(zhuǎn)。在刀具主軸121設(shè)有用于以能夠裝卸旋轉(zhuǎn)刀具的方式保持旋轉(zhuǎn)刀具的夾持機(jī)構(gòu)(日文:夕歹>7°機(jī)構(gòu))。
[0041]刀具主軸121利用未圖示的支柱等支承于機(jī)座141上。刀具主軸121利用設(shè)于支柱等的各種進(jìn)給機(jī)構(gòu)、引導(dǎo)機(jī)構(gòu)、伺服電動(dòng)機(jī)等設(shè)為能夠沿X軸方向、Y軸方向以及Z軸方向移動(dòng)，該Y軸方向沿水平方向延伸且與Z軸方向正交。安裝于刀具主軸121的旋轉(zhuǎn)刀具所進(jìn)行的加工位置三維移動(dòng)。刀具主軸121還被設(shè)為能夠以與Y軸平行的中心軸線為中心旋轉(zhuǎn)。
[0042]下刀具臺(tái)131安裝有多個(gè)用于車削加工的固定刀具。下刀具臺(tái)131是所謂的轉(zhuǎn)塔形，多個(gè)固定刀具呈放射狀安裝，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位。
[0043]更具體地說，下刀具臺(tái)131具有旋轉(zhuǎn)部132。旋轉(zhuǎn)部132設(shè)為能夠以與Z軸平行的中心軸線204為中心旋轉(zhuǎn)。以中心軸線204為中心，在其周向上隔開間隔的位置(在本實(shí)施方式中是10處)安裝有用于保持固定刀具的刀具保持件。通過旋轉(zhuǎn)部132以中心軸線204為中心旋轉(zhuǎn)，保持于刀具保持件的固定刀具沿周向移動(dòng)，用于車削加工的固定刀具被