[發明專利]換刀裝置

無效

• 申請號: 201210063565.5
• 申請日: 2012-03-08
• 公開（公告）號: CN102672512A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 倉橋初
• 申請（專利權）人: 兄弟工業株式會社
• 主分類號: B23Q3/157
• 分類號: B23Q3/157
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及一種在機床的主軸與刀庫之間交換刀具的換刀裝置。

背景技術

機床通過自動交換刀具來執行多種加工。機床具有主軸。主軸支承在上升、下降的主軸頭上，主軸在主軸馬達的驅動下旋轉。刀具借助刀座安裝在從主軸頭突出的主軸的下端部上，與主軸一起上升、下降及旋轉，從而對加工件進行加工。

機床具有ATC(自動換刀裝置)。ATC具有刀庫和換刀手臂。刀庫具有許多刀套。刀套保持刀具，沿著規定的路徑循環移動。刀套通過在刀庫內循環移動來將刀具定位在準備位置，并向刀庫外的換刀位置送出。

日本公開特許公報、平10-151542號所述的機床具有與主軸并列設置在主軸頭上的換刀手臂。換刀手臂繞上下方向的軸線回旋，并且相對于主軸頭上升、下降。換刀手臂在軸的兩側具有把持部。在加工結束后進行換刀時，換刀手臂與主軸頭一起上升，移動到與上述換刀位置相同高度的把持位置。換刀手臂的把持部在移動到把持位置之后閉合。一個把持部把持安裝在主軸上的刀具(前一刀具)，另一個把持部把持位于換刀位置的刀具(下一刀具)。

換刀手臂利用兩側的把持部把持刀具而下降，從主軸抽出前一刀具，并且從刀套抽出下一刀具。下降的換刀手臂回旋180°，使前一刀具移動到刀庫側，并且使下一刀具移動到主軸側。換刀手臂在回旋后上升，將下一刀具嵌入主軸，并且將前一刀具嵌入刀套。換刀手臂打開把持部而解除對前一刀具、下一刀具的把持。刀套保持前一刀具而返回準備位置，在刀庫內循環。主軸保持下一刀具并與主軸頭一起下降，移動到加工區域。換刀裝置利用刀庫與換刀手臂的連動來交換刀具。刀庫內的刀具為了避免與換刀手臂相干擾而在換刀手臂移動后從準備位置移動到換刀位置。換刀手臂使把持部閉合，把持位于換刀位置的刀具。

換刀通常在加工件的加工期間實施多次。通過縮短一次的換刀時間，能夠縮短機床的加工時間。

換刀手臂的把持部利用刀座來保持刀具。在換刀手臂向把持位置移動時，把持部打開得比刀座大。日本特許公報第2865195號所述的以往的換刀裝置將刀庫內的刀具分類為具有比刀座小的直徑的小徑刀具(鉆頭、絲錐等)和具有比刀座大的直徑的大徑刀具(端銑刀等)，在下一刀具為小徑刀具時，在前一刀具的加工執行中使下一刀具移動到換刀位置。換刀手臂的把持部能夠在剛移動到把持位置之后閉合而把持小徑刀具，能夠縮短換刀時間。

以往的換刀裝置未縮短大徑刀具的換刀時間。刀庫內的下一刀具在移動到換刀位置而停止時進行振動。換刀手臂的把持部為了可靠地把持下一刀具而在經過了振動收斂所需的待機時間之后閉合。大徑刀具時待機時間較長。以往的換刀裝置在下一刀具為大徑刀具時包括待機時間而需要較長的換刀時間，加工時間的縮短效果較小。

發明內容

本發明的目的在于縮短換刀手臂動作前的待機時間，縮短包括換刀時間在內的機床的加工時間。

技術方案1的換刀裝置具有：刀庫，其具有保持刀具而循環移動的多個刀套；換刀手臂，其設置在支承主軸的主軸頭上，與該主軸頭一起移動；該換刀裝置利用移動到與上述換刀位置對應的把持位置的上述換刀手臂的動作而對利用上述刀套的循環移動而移動到準備位置并與該刀套一起移動到換刀位置的下一刀具、和安裝在上述主軸上的前一刀具進行交換，其中，該換刀裝置在上述準備位置與上述換刀位置之間設定中間位置，具有控制裝置，該控制裝置使上述下一刀具在上述前一刀具的加工動作過程中從上述準備位置移動到上述中間位置，在上述換刀手臂移動到上述把持位置之后使上述下一刀具從上述中間位置移動到上述換刀位置。

在準備位置與換刀位置之間設定中間位置。下一刀具在前一刀具的加工動作過程中移動到準備位置，進一步移動到中間位置。位于中間位置的下一刀具不與移動到把持位置的換刀手臂相干擾。在換刀手臂移動到把持位置之后，下一刀具從中間位置移動到換刀位置。中間位置靠近換刀位置。下一刀具的移動距離較短，移動到換刀位置的下一刀具的振動較小。換刀手臂在用于振動收斂的較短的待機時間之后開始換刀動作。因而，能夠縮短包括換刀時間在內的機床的加工時間。

在技術方案2的換刀裝置中，上述中間位置設定有多個。

小徑刀具不容易與移動到把持位置的換刀手臂相干擾。大徑刀具容易與移動到把持位置的換刀手臂相干擾。小徑刀具的中間位置設定在換刀位置附近，大徑刀具的中間位置設定為遠離換刀位置。移動到換刀位置的小徑刀具的振動在更短的時間內收斂。換刀手臂能夠在較短的待機時間之后開始換刀動作。