專利名稱：機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將安裝在主軸上的刀具與利用輸送部輸送的刀具交換的機床。
背景技術(shù)：
機床進行各種加工。機床具有用于容納多把刀具的刀庫。刀庫能夠?qū)⒃诙喟训毒咧幸?guī)定的刀具定位在規(guī)定的位置。機床基于控制部的指令利用刀庫將規(guī)定的刀具定位在規(guī)定位置，將該刀具與安裝在主軸上的刀具交換，進行規(guī)定的加工。日本公開特許公報、日本特開平11 - 48076號公報公開了一種刀具收納裝置(刀庫)和具有該刀具收納裝置的機床。刀具收納裝置具有鏈條和鏈輪，在鏈條上連結(jié)有用于收容刀具的多個刀套。鏈輪與馬達等驅(qū)動源相連結(jié)，通過驅(qū)動源的驅(qū)動將所希望的刀套(刀具)輸送到進行換刀的換刀位置。有時機床會具有上下延伸的圓弧狀的把持臂來代替刀套。把持臂的下端部分成兩股。把持臂在兩股部分內(nèi)以能夠裝卸刀具的方式把持刀具。上述機床具有多個把持臂和以能夠使各把持臂擺動的方式支承各把持臂的支承構(gòu)件。在把持臂的上端部附近具有把持臂的擺動的中心軸。以下，將把持臂的擺動的中心軸稱作臂軸。將把持臂的圓弧形狀的延伸方向稱作臂方向。臂軸的軸向與臂方向交叉。沿環(huán)狀的規(guī)定路徑向換刀位置依次輸送多個把持臂。但是，在輸送過程中限制把持臂的擺動。主軸在加工工件時的加工位置和主軸退避為不與把持臂干涉的退避位置之間往返移動。進行換刀的 換刀位置位于加工位置和退避位置之間的移動路徑之中。主軸具有用于使把持臂隨著主軸的往返移動而擺動的凸輪機構(gòu)。把持臂具有與凸輪機構(gòu)相抵接的凸輪從動件。由于主軸在加工位置、換刀位置和退避位置之間往返移動，凸輪機構(gòu)與凸輪從動件之間的位置關(guān)系會發(fā)生變化。其結(jié)果，把持臂在處于擺動限制狀態(tài)的擺動限制位置與處于臂退避狀態(tài)的臂退避位置之間擺動。臂退避狀態(tài)是指把持臂退避為不與主軸干涉的狀態(tài)。在將把持有規(guī)定的刀具的把持臂輸送到換刀位置而使其停止在該換刀位置時，未安裝有刀具的主軸自退避位置向換刀位置移動。從臂退避狀態(tài)變成了擺動限制狀態(tài)的把持臂向主軸移交刀具。安裝有刀具的主軸自換刀位置向加工位置移動。隨著該移動，未把持有刀具的把持臂自擺動限制位置向臂退避位置擺動。 在完成由主軸進行的工件的加工之后，安裝有刀具的主軸自加工位置向換刀位置移動。隨著該移動，處于臂退避狀態(tài)的把持臂自臂退避位置向擺動限制位置擺動。此時，主軸向把持臂移交刀具。未安裝有刀具的主軸自換刀位置向退避位置移動。之后，自換刀位置開始輸送停止在換刀位置的把持臂，使把持有接下來要使用的刀具的把持臂停止在換刀位置。未安裝有刀具的主軸再次從退避位置向換刀位置移動，把持臂向主軸移交刀具。以上述方式交換主軸應安裝的刀具。把持臂在上端部內(nèi)置有局部暴露于外部的鋼球(日本公開特許公報、日本特開2005 — 271179號公報)。把持臂沿臂方向內(nèi)置有壓縮螺旋彈簧。壓縮螺旋彈簧向自把持臂突出的方向?qū)︿撉蚴┝ΑＶС袠?gòu)件具有沿把持臂的擺動方向的反方向去的引導面。通過把持臂的鋼球沿支承構(gòu)件的弓I導面滑動，上述結(jié)構(gòu)的機床會平穩(wěn)地弓I導把持臂的擺動。近年來，不斷謀求機床的小型化。但是，把持臂由于內(nèi)置有沿臂方向并列設(shè)置的鋼球和壓縮螺旋彈簧，因此難以縮短把持臂的臂方向的長度。并且，需要在臂方向上配置供鋼球滑動的引導面，因此難以縮短機床的臂方向的長度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠縮短擺動的把持臂的在與擺動軸的軸向交叉的方向(以下稱作軸交叉方向)上的長度的機床。技術(shù)方案I的機床具有:把持臂，其具有臂部、以能夠使該臂部擺動的方式支承該臂部的支承部和以能夠裝卸刀具的方式把持刀具的刀具把持部；主軸，其通過以能夠裝卸該把持臂所把持的刀具的方式將該刀具安裝在刀具安裝部上來加工工件；以及輸送部，其將上述把持臂輸送到用于交換上述主軸應安裝的刀具的換刀位置，上述主軸在用于加工工件的加工位置與上述換刀位置之間移動，輸送到上述換刀位置的上述把持臂隨著上述主軸的移動而擺動，而使上述刀具把持部靠近或遠離上述刀具安裝部，其特征在于，上述支承部具有沿著上述臂部的擺動方向的引導面，上述臂部具有突出部，該突出部在該臂部的擺動的中心軸與上述刀具把持部之間向沿著上述中心軸的軸向的方向突出設(shè)置，且該突出部的頂端部分沿上述引導面滑動。機床具有把持臂、支承部、主軸、輸送部、引導面和突出部。主軸在用于加工工件的加工位置與用于交換主軸應安裝的刀具的換刀位置之間移動。主軸以能夠裝卸與要對工件實施的加工相對應的刀具的方式將該刀具安裝在刀具安裝部上，利用所安裝的刀具加工工件。把持臂利用刀具把持部以能夠裝卸安裝在主軸上的刀具的方式把持該刀具。支承部以能夠使把持臂擺動的方式支承該把持臂。輸送部將把持臂輸送到換刀位置。由輸送部輸送到換刀位置的把持臂隨著主軸的移動而擺動。此時，把持臂的刀具把持部靠近或遠離主軸的刀具安裝部。由于引導面位于支承部，因此引導面不會與把持臂一起擺動。引導面沿著把持臂的擺動方向。由于突出部設(shè)置在把持臂上，因此突出部與把持臂一起擺動。此時，突出部的頂端部分沿引導面滑動，引導面引導把持臂的擺動。突出部的 突出位置是臂軸與刀具把持部之間的臂部。通常，為了擴大刀具把持部的可動范圍，臂軸與刀具把持部隔開適當?shù)拈L度的間隔。因此，即使在臂軸與刀具把持部之間使突出部突出，臂軸與刀具把持部之間的大小也不會增大。
把持臂隔著臂軸在刀具把持部的相反側(cè)(以下僅稱為刀具把持部的相反側(cè))不具有突出部。因此，與在刀具把持部的相反側(cè)設(shè)置有突出部的情況相比，臂軸與刀具把持部的相反側(cè)之間的大小(進而，把持臂的在軸交叉的方向上的大小)較小。由于突出部的突出方向是沿著軸向的方向(以下稱作軸平行方向)，因此突出部和引導面沿軸向排列。因此，與突出部和引導面沿軸交叉方向排列的情況相比，機床的在軸交叉方向上的大小較小。盡管突出部設(shè)置在把持臂的臂軸與刀具把持部之間，突出部和引導面也不會阻礙刀具的裝卸。技術(shù)方案2的機床的上述引導面具有:第I凹部，其在上述刀具把持部靠近上述刀具安裝部時供上述頂端部分插入；以及第2凹部，其在上述刀具把持部遠離上述刀具安裝部時供上述頂端部分插入，其深度比上述第I凹部的深度淺，上述突出部具有施力部，該施力部對上述頂端部分向上述引導面?zhèn)仁┝ΑＲ龑婢哂械贗凹部和第2凹部。隨著把持臂的擺動，突出部的頂端部分沿引導面滑動。突出部的頂端部分被向引導面?zhèn)仁┝?。因此，隨著把持臂的擺動，通過將突出部的頂端部分插入到第I凹部或第2凹部中，使突出部與第I凹部或第2凹部相卡合。突出部的頂端部分能夠插入到第I凹部或第2凹部中或脫離第I凹部或第2凹部。因此，如果把持臂隨著主軸的移動而擺動，則突出部的頂端部分會脫離第I凹部或第2凹部。隨著把持臂的擺動，能夠解除突出部與第I凹部或第2凹部之間的卡合。第I凹部的深度比第2凹部的深度深。因此，突出部與第I凹部之間的卡合比較牢固(即，卡合難以解除)，突出部與第2凹部之間的卡合比較松(即，卡合容易解除)。把持臂的刀具把持部遠離主軸時是指例如主軸加工工件時。此時，能夠以突出部與第2凹部之間的較松的卡合約束 把持臂的擺動。在把持臂的刀具把持部正遠離主軸時，即使把持臂發(fā)生少許搖晃，也不會有特別的問題。由于突出部與第2凹部之間的卡合容易解除，因此能夠使把持臂平穩(wěn)地擺動。把持臂的刀具把持部靠近主軸時是指例如把持臂與主軸之間授受刀具時。此時，以突出部與第I凹部之間的牢固的卡合，嚴格地約束把持臂的在擺動方向的容許范圍之外的搖晃。假設(shè)在把持臂的刀具把持部正靠近主軸時在把持臂的停止位置上存在偏差，則會產(chǎn)生把持臂折損、刀具下落等問題。技術(shù)方案3的機床的上述第2凹部呈臺階狀地凹陷。由于第2凹部呈臺階狀地凹陷，因此突出部的頂端部分能夠順利地向第2凹部插入，并且能夠順利地脫離第2凹部。技術(shù)方案4的機床的上述引導面具有:凹部，其在上述刀具把持部靠近上述刀具安裝部時供上述頂端部分插入；以及非凹狀的接觸部，其在上述刀具把持部遠離上述刀具安裝部時與上述頂端部分相接觸，上述突出部具有施力部，該施力部對上述頂端部分向上述引導面?zhèn)仁┝?。對在把持臂的刀具把持部靠近主軸時(例如在把持臂與主軸之間授受刀具的情況下)進行說明。突出部的頂端部分隨著把持臂的擺動而沿引導面滑動。突出部對頂端部分向引導面?zhèn)仁┝?。隨著把持臂的擺動，突出部的頂端部分插入到凹部中。由于突出部的頂端部分插入到凹部中，因此能夠可靠地將把持臂定位在規(guī)定的位置。假設(shè)在把持臂的刀具把持部正靠近主軸時把持臂發(fā)生位置偏離，則在機床中有可能會阻礙刀具的授受或主軸的移動等。把持臂隨著主軸的移動而擺動，突出部的頂端部分脫離凹部。隨著把持臂的擺動，突出部與凹部之間的卡合會自動解除。對在把持臂的刀具把持部離開主軸時(例如在主軸加工工件時)進行說明。此時，突出部不會產(chǎn)生與凹部的卡合。在把持臂的刀具把持部正離開主軸時，由于主軸已經(jīng)安裝有刀具，因此即使沒有準確地對把持臂進行定位，也不會有問題。因此，突出部位于非凹狀的接觸部即可。在上述情況下，無需解除突出部與凹部之間的卡合，因此，把持臂能夠平穩(wěn)地擺動。在突出部的頂端部分向凹部插入時，使把持臂加速的力作用于把持臂，因此，把持臂并不平穩(wěn)地擺動。而在突出部與接觸部相接觸時，不會發(fā)生上述問題。技術(shù)方案5的機床的上述接觸部具有以隨著遠離上述凹部而靠近上述臂部側(cè)的方式傾斜的傾斜面。接觸部具有隨著遠離凹部而沿靠近把持臂側(cè)的方向呈錐形地傾斜的表面(以下稱作傾斜面)。當把持臂無法停止而欲繼續(xù)擺動時，力自傾斜面逐漸向突出部的頂端部分作用，突出部和把持臂逐漸減速而停止。傾斜面能夠適度地抑制把持臂的過度的擺動。當停止在接觸部的突出部向凹部滑動時，自傾斜面向突出部的頂端部分作用的力逐漸消失，突出部和把持臂逐漸加速。傾斜面能夠有助于把持臂的平穩(wěn)的擺動。假設(shè)在接觸部均為平坦部時，因慣性或外力的施加等而有可能使把持臂無法停止而過度擺動。假設(shè)在接 觸部具有與平坦部正交那樣的凸部時，當把持臂無法停止而與凸部的側(cè)面碰撞時，雖然能夠抑制把持臂的過度的擺動，但會發(fā)生不應有的振動或破損等。技術(shù)方案6的機床的上述頂端部分是球體，上述突出部具有:收容凹部，其沿與上述軸向平行的方向凹陷；施力彈簧，其作為上述施力部收容在上述收容凹部內(nèi)；以及球體保持筒，其與該施力彈簧的端部相卡合，在上述收容凹部的開口側(cè)具有有底圓筒部，以能夠使上述球體滾動的方式將上述球體收容在上述有底圓筒部中。由于在收容凹部中收容有施力彈簧，在施力彈簧上卡合有用于保持球體的球體保持筒，因此切屑等異物不會進入到施力彈簧中。由于頂端部是球體，因此引導面不易受到損傷。在技術(shù)方案7的機床中，在上述收容凹部的開口部分的內(nèi)側(cè)嵌合有引導筒，在該引導筒的內(nèi)側(cè)配置有上述球體保持筒，該引導筒使上述球體保持筒沿與上述軸向平行的方向的移動順利。由于球體保持筒通過引導筒而能夠順利地沿軸向移動，因此把持臂的擺動更加平穩(wěn)。在技術(shù)方案8的機床中，兩個上述突出部彼此反向地突出設(shè)置，上述引導面與上述突出部的頂端部分相對配置。當由一突出部和引導面進行的引導發(fā)生了故障時，機床能夠利用另一突出部和引導面來引導把持臂的擺動。即使把持臂欲沿軸平行方向移動，與把持臂一起移動的突出部的頂端部分也會與引導面相抵接。因此，在機床中能夠約束把持臂的在軸平行方向的容許范圍之外的移動。


圖1是實施方式I的機床的立體圖。圖2是機床的主視圖。圖3是機床的右視圖。圖4是省略了換刀裝置及覆蓋軌道的防護罩等的立體圖。圖5是概略地表示主軸頭的局部剖視圖。圖6是概略地表示軌道部的立體圖。圖7是概略地表示刀庫的立體圖。圖8是概略地表示移動臺的立體圖。圖9是概略地表示安裝在軌道上的移動臺的立體圖。圖10是概略地表示凸輪機構(gòu)、把持臂及定位機構(gòu)的立體圖。圖11是概略地表示凸輪機構(gòu)的放大立體圖。圖12是概略地表示把持臂的立體圖。圖13是概略地表示定位機構(gòu)的放大立體圖。

圖14是概略地表示位于換刀位置且把持有刀柄的把持臂的右視圖。圖15是概略地表示位于換刀位置且把持有刀柄的把持臂的后視圖。圖16是沿圖14中的XV1- XVI線截取得到的引導板的剖視圖。圖17是沿圖14中的xvn - xvn線截取得到的臂部的剖視圖。圖18是概略地表示位于換刀位置且未把持有刀柄的把持臂的右視圖。圖19是概略地表示主軸頭正在上升時的凸輪機構(gòu)、把持臂及定位機構(gòu)的右視圖。圖20是概略地表示主軸頭正在上升時的凸輪機構(gòu)、把持臂及定位機構(gòu)的右視圖。圖21是概略地表示由定位機構(gòu)進行的定位的放大主視圖。圖22是概略地表示主軸頭正在上升時的凸輪機構(gòu)、把持臂及定位機構(gòu)的右視圖。圖23是概略地表示主軸頭正在上升時的凸輪機構(gòu)、把持臂及定位機構(gòu)的右視圖。圖24是概略地表示主軸頭正在下降時的凸輪機構(gòu)、把持臂及定位機構(gòu)的右視圖。圖25是概略地表示主軸頭正在下降時的凸輪機構(gòu)、把持臂及定位機構(gòu)的右視圖。圖26是概略地表示主軸頭正在下降時的凸輪機構(gòu)、把持臂及定位機構(gòu)的右視圖。圖27是概略地表示主軸頭正在下降時的凸輪機構(gòu)、把持臂及定位機構(gòu)的右視圖。圖28是實施方式2的機床所具有的引導板的側(cè)視圖。圖29是引導板的立體圖。圖30是從圖28中的空心箭頭方向所視的圖。圖31是實施方式3的臂部的突出部部分的剖視圖。
具體實施例方式基于附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式的機床。在以下的說明中，使用用圖中的箭頭表示的上下左右前后。實施方式1.
操作者在前方操作機床，裝卸工件。機床100具有底座20、Y方向移動裝置22、X方向移動裝置26、立柱28、Z方向移動裝置30、主軸頭32和換刀裝置10 (輸送部)等。底座20固定在臺面上。底座20借助于Y方向移動裝置22、X方向移動裝置26以能夠使立柱28沿X方向(左右方向)、Y方向(前后方向)移動的方式支承該立柱28。底座20支承工件保持裝置120，該工件保持裝置120繞兩個軸驅(qū)動作為加工對象的工件地保持該工件。立柱28借助于Z方向移動裝置30以能夠使主軸頭32沿Z方向(上下方向)移動的方式支承該主軸頭32。換刀裝置10交換應安裝于主軸頭32的刀具。Y方向移動裝置22具有一對彼此平行的軌道22a、22a、多個滑塊22b、22b、……、Y方向移動臺22c和Y方向驅(qū)動馬達(省略圖示)。軌道22a、22a在左右方向上空開適當?shù)拈g隔地在底座20的上表面上沿前后方向延伸?；瑝K22b、22b、……以能夠沿前后方向移動的方式與各軌道22a、22a相嵌合。Y方向移動臺22c固定在滑塊22b、22b、……上。通過Y方向驅(qū)動馬達的驅(qū)動，Y方向移動臺22c沿前后方向移動。X方向移動裝置 26具有一對彼此平行的軌道26a、26a、多個滑塊26b、26b、……、立柱臺26c和X方向驅(qū)動馬達(省略圖示)。軌道26a、26a在前后方向上空開適當?shù)拈g隔地在Y方向移動臺22c的上表面上沿左右方向延伸。滑塊26b、26b、……以能夠沿左右方向移動的方式與各軌道26a、26a相嵌合。立柱臺26c固定在滑塊26b、26b、……上。通過X方向驅(qū)動馬達的驅(qū)動，立柱28沿左右方向移動。立柱28固定在立柱臺26c上。立柱28利用Y方向移動裝置22、X方向移動裝置26沿Y方向、X方向移動。Z方向移動裝置30具有一對彼此平行的軌道30a、30a、多個滑塊30b、30b、……、主軸頭臺30c和Z方向驅(qū)動馬達(省略圖示)。軌道30a、30a在左右方向上空開適當?shù)拈g隔地在立柱28的前表面上沿上下方向延伸。多個滑塊30b、30b、……以能夠沿上下方向移動的方式與各軌道30a、30a相嵌合。主軸頭臺30c固定在滑塊30b、30b、……的前表面上。通過Z方向驅(qū)動馬達的驅(qū)動，主軸頭臺30c沿上下方向移動。主軸頭32固定在主軸頭臺30c上。通過驅(qū)動控制X方向驅(qū)動馬達、Y方向驅(qū)動馬達、Z方向驅(qū)動馬達，主軸頭32沿前后、左右、上下移動。如圖5所示，主軸頭32以能夠使沿Z方向延伸的主軸34旋轉(zhuǎn)的方式將主軸34保持在王軸頭32的如方側(cè)的內(nèi)部。王軸34以能夠裝卸刀柄11的方式將該刀柄11保持在王軸34的下端部。刀柄11呈圓筒形狀，用于安裝刀具。主軸34呈空心的筒形，在下端部具有朝向下方去內(nèi)徑變大的錐形孔34a (刀具安裝部)。形成在刀柄11的上部的錐形安裝部12與錐形孔34a相嵌合，從而將刀柄11安裝于主軸34。在主軸34的錐形孔34a的上方以能夠使牽引桿(省略圖示)沿主軸34的軸向移動的方式插入有牽引桿。在牽引桿的周圍配置有卡簧(省略圖示)?？ɑ蓪恳龡U向上方施力。在牽引桿的下端部具有夾持部(省略圖示)。在將刀柄11安裝于主軸34時，夾持部夾持自錐形安裝部12向上方突出的拉釘12a。牽引桿被向上方施力，因此，夾持部維持夾持拉釘12a的狀態(tài)。主軸頭32在牽引桿的上方具有推壓機構(gòu)(省略圖示)。推壓機構(gòu)能夠克服卡簧的彈性力向下方推壓牽引桿。在向下方推壓牽引桿時，夾持部解除對拉釘12a的夾持。當夾持部解除對拉釘12a的夾持時，刀柄11自主軸34脫落。主軸34與設(shè)置在主軸頭32的上端的主軸馬達35 (參照圖1 圖4、圖10)相連接。主軸34通過主軸馬達35的驅(qū)動而繞軸心旋轉(zhuǎn)。主軸34通過以將刀柄11安裝于主軸34的下端的狀態(tài)繞軸心旋轉(zhuǎn)，對固定在工件保持裝置120上的工件進行旋轉(zhuǎn)加工。換刀裝置10具有刀庫40 (參照圖3、圖7)和刀庫驅(qū)動部50 (參照圖6、圖7)。換刀裝置10輸送多個刀柄11，在主軸34的下端部裝卸刀柄11。刀庫40具有軌道部41和鏈條部42。軌道部41具有支承梁41a、41a(參照圖3)、軌道臺41b和軌道41 c。支承梁41a、41a是以上側(cè)為斜邊向前下方傾斜的三角形的板狀構(gòu)件，支承梁41a、41a以懸臂的方式固定在立柱28的左右。支承梁41a、41a從固定于立柱28的左右的部分向前下方傾斜地延伸至主軸頭32的兩側(cè)部分。軌道臺41b是長圓形的環(huán)狀構(gòu)件，軌道臺41b以圍繞立柱28、主軸頭32的方式固定在支承梁41a、41a上。軌道臺41b沿支承梁41a、41a的上側(cè)端面自前表面?zhèn)认路较蚝蟊砻鎮(zhèn)壬戏窖由欤c水平面成大致30度角地傾斜。軌道臺41b后方的半圓狀部分設(shè)置為板狀的安裝臺41e自該半圓狀的周緣延伸。安裝臺41e支承刀庫驅(qū)動部50。軌道41c的垂直截面呈大致矩形，在軌道臺41b上(參照圖6)形成首尾相接的長圓形的軌道。如圖9所示，軌道41c分別在長圓形的軌道的內(nèi)周側(cè)面和外周側(cè)面上具有長圓形的凸緣狀的嵌合部41d、41d。嵌合部41d、41d與內(nèi)側(cè)滾輪47和外側(cè)滾輪48的V形槽相嵌合。如圖7、圖9所示，鏈條部42具有多個移動臺43、43、……、多個連桿構(gòu)件44、44、……和多個把持臂70、70、……。軌道41c支承多個(例如11個)移動臺43、43、……，各移動臺43、43、……能夠在軌道41c上移動。連桿構(gòu)件44、44、……將彼此相鄰的移動臺43、43連結(jié)起來。多個移動臺43、43、……和連桿構(gòu)件44、44、……形成環(huán)狀的鏈條。如圖7 圖9所示，多個(例如22個)把持臂70、70、……分別與移動臺43、43、……的下部相連結(jié)，把持刀柄11。刀庫40使移動臺43、43、……沿軌道41c循環(huán)，將把持臂70所保持的刀柄11定位在主軸34下方的換刀位置。由于軌道臺41b與水平面成大致30度角地傾斜配置，因此刀庫40的軸心方向與鉛垂線(參照圖3)成大致30度角地向主軸頭32側(cè)傾斜。移動臺43具有基板46、內(nèi)側(cè)滾輪47、47、外側(cè)滾輪48、48和多個銷49、49、……。基板46呈大致矩形，在下表面上以能夠使內(nèi)側(cè)滾輪47、47和外側(cè)滾輪48、48分別繞下表面法線方向的軸線轉(zhuǎn)動的方式支承內(nèi)側(cè)滾輪47、47和外側(cè)滾輪48、48。內(nèi)側(cè)滾輪47、47和外側(cè)滾輪48、48呈圓板形，在外周具有V形槽。內(nèi)側(cè)滾輪47、47的V形槽與設(shè)置在軌道41c的內(nèi)周側(cè)面上的嵌合部41d相嵌合，外側(cè)滾輪48、48的V形槽與設(shè)置在軌道41c的外周側(cè)面上的嵌合部41d相嵌合。6個銷49、49、......豎立設(shè)置在基板46的上表面上。在移動臺43位于軌道41c
的半圓狀部分時，移動臺43上的多個(例如6個)銷49、49、……排列在與該半圓同心的圓周上。多個銷49、49、……與齒輪51相嚙合。連桿構(gòu)件44、44、……將彼此相鄰的移動臺43、43連結(jié)起來。各移動臺43在從6
個銷49、49、......的兩端數(shù)第2個銷49、49上具有連結(jié)軸體49b、49b。連桿構(gòu)件44、44、......借助于連結(jié)軸體49b、49b與移動臺43相連結(jié)。在移動臺43、43、……的下部各安裝有兩個把持臂70、70、……。把持臂70的把持刀柄11的部分以靠近或遠離主軸34的下端部的方式擺動，從而進行換刀。把持臂70、70、……將在后面進行說明。各把持臂70配置為把持銷單元79、79朝向軌道41c的內(nèi)側(cè)。安裝在移動臺43上的兩個把持臂70、70的排列方向是沿著軌道41c的方向。由于移動臺43、43、……沿軌道41c排列，因此所有的把持臂70、70、……在沿著軌道41c的方向上排列。各把持臂70、70、……隔開適當長度地配置，因此在彼此相鄰的把持臂70、70之間存在充分的富余空間。如圖6、圖7所示，刀庫驅(qū)動部50具有齒輪51和刀庫驅(qū)動馬達52，并且，刀庫驅(qū)動部50設(shè)置在位于立柱28的后方的安裝臺41e上。齒輪51是具有例如次擺線形狀的齒面的外齒輪，其以能夠旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置在安裝臺41e的上表面上。齒輪51與安裝臺41e的上表面大致平行。齒輪51與移動臺43上的銷49、49、……相嚙合。齒輪51的齒輪直徑比軌道41c的半圓部分的直徑小(例如約為二分之一)。由于將齒輪51的齒輪直徑設(shè)置得較小，因此刀庫40不會與立柱28機械干涉且能夠小型化。刀庫驅(qū)動馬達52使馬達旋轉(zhuǎn)軸(省略圖示)與齒輪51的軸相連結(jié)，驅(qū)動齒輪51旋轉(zhuǎn)。當齒輪51旋轉(zhuǎn)時，齒輪51沿軌道41c的圓周切線方向推動移動臺43上的銷49、49、……。移動臺43通過齒輪51的旋轉(zhuǎn)而在軌道41c上移動。刀庫驅(qū)動馬達52通過使齒輪51旋轉(zhuǎn)來輸送移動臺43。在進行換刀時，刀庫40將規(guī)定的把持臂70輸送到主軸34的下方的換刀位置(軌道臺41b的前方下端部)。把持臂70通過凸輪機構(gòu)60而擺動，從而交換應安裝于主軸34的刀柄11。刀柄11預先安裝有刀具。如圖10、圖11所示，凸輪機構(gòu)60設(shè)置在主軸頭32的前側(cè)面上。凸輪機構(gòu)60具有靠近凸輪61、遠離凸輪62和定位凸輪63?？拷馆?1、遠離凸輪62和定位凸輪63是自主軸頭32的前表面突出且在上下方向上較長的板狀，按照靠近凸輪61、定位凸輪63和遠離凸輪62的順序從左向右排列?？拷馆?1將比下端稍靠上側(cè)的位置作為頂點61a，隨著朝向上方去突出幅度(前后寬度)減小?？拷馆?1的比頂點靠下側(cè)的部分隨著朝向下方去突出幅度(前后寬度)減小?？拷馆?1具有凸輪面61b，該凸輪面61b的高度(突出程度)自上端朝向下方呈錐形地增加，且與頂點61a相連。遠離凸輪62將比上下方向中央部稍靠上側(cè)的部分作為平坦的頂部62a，隨著朝向下方去突出幅度(前后寬度)減小。遠離凸輪62的比頂部62a靠上側(cè)的部分隨著朝向上方去突出幅度減小。遠離凸輪62具有凸輪面62b，該凸輪面62b的高度(突出程度)自下端朝向上方呈錐形地增加，且與頂部62a相連?？拷馆?1的上端部位于比遠離凸輪62靠上方的位置，遠離凸輪62的下端部位于比靠近凸輪61的下端部靠下方的位置。遠離凸輪62的頂部62a與靠近凸輪61的頂點61a在上下方向上隔開間隔，兩者的在前后方向上的位置大致相同。凸輪面61b相對于上下方向的傾斜角與凸輪面62b相對于上下方向的傾斜角大致相同，且彼此反向。定位凸輪63在上下方向中央部具有突出幅度恒定的平坦部63a。定位凸輪63的比平坦部63a靠上側(cè)的部分隨著朝向上方去突出幅度減小。定位凸輪63的比平坦部63a靠下側(cè)的部分隨著朝向下方去突出幅度減小。定位凸輪63的上端部具有上側(cè)凸輪面63b，該上側(cè)凸輪面63b的高度(突出程度)自上端 呈錐形地增加，且與平坦部63a相連，定位凸輪63的下端部具有下側(cè)凸輪面63c，該下側(cè)凸輪面63c的高度(突出程度)自下端呈錐形地增力口，且與平坦部63a相連。上側(cè)凸輪面63b相對于上下方向的傾斜角與凸輪面61b相對于上下方向的傾斜角大致相同，下側(cè)凸輪面63c相對于上下方向的傾斜角與凸輪面62b相對于上下方向的傾斜角大致相同。定位凸輪63的上端位于比靠近凸輪61的上端靠上方的位置。定位凸輪63的下端位于與靠近凸輪61的下端大致相同的位置。平坦部63a位于比頂部62a靠后方的位置，平坦部63a的高度(突出程度)比頂部62a的高度低。靠近凸輪61與第I凸輪從動件71相抵接，遠離凸輪62與第2凸輪從動件72相抵接，定位凸輪63與定位凸輪從動件83相抵接。如圖12所示，把持臂70具有用于安裝在上述的移動臺43上的安裝板73。支承桿74與安裝板73相連，支承桿74自安裝板73向下方突出。支承桿74具有能夠與銷接受部81c相抵接的定位銷74a。定位銷74a自支承桿74向后方突出。支承桿74在下端部具有塊74b。在塊74b的左右兩側(cè)面上分別固定具有第I凹部751、第2凹部752和平坦面753 (引導面)的引導板75、75 (支承部)。引導板75、75支承臂軸77。引導板75、75彼此相對。在側(cè)視狀態(tài)下，各引導板75呈以上端部為扇軸向下方擴展的扇形。引導板75在上端部具有用于插入臂軸77的臂軸孔75a。定位銷74a沿與臂軸孔75a的軸向正交、且與上下方向正交的方向貫穿支承桿74，自支承桿74突出。臂部76的上部位于兩個引導板75之間。臂部76上下延伸且呈彎曲的形狀。臂軸77 (中心軸)固定在臂部76的上端部，臂軸77的兩端部自臂部76的上端部兩側(cè)突出。在臂軸77的兩端部形成有錐形部77a、77a。臂軸77以能夠轉(zhuǎn)動的方式插入到各引導板75的臂軸孔75a、75a中。各引導板75借助于臂軸77以能夠使臂部76擺動的方式支承該臂部76。本實施方式將臂部76的擺動稱作把持臂70的擺動。臂部76的下端部分成兩股。臂部76在分成為兩股的下端部的各頂端部具有保持圓筒78、78。保持圓筒78將與臂軸77相同的方向作為軸向。保持圓筒78保持把持銷單元79,79 (刀具把持部)。把持臂70以臂`軸77沿著軌道41c的方式安裝在移動臺43上。位于換刀位置的把持臂70的臂軸77的軸向為左右方向。如圖12所示，各把持銷單元79具有有底圓筒形的保持部79a和收容在保持部79a中的銷79b。銷79b的頂端部自保持部79a突出，保持部79a內(nèi)的彈簧(省略圖示)向突出方向?qū)︿N79b施力。銷79b的頂端面具有向外突出的曲面形狀。各銷79b的頂端面彼此相對，各把持銷單元79嵌合固定在各保持圓筒78中。各銷79b能夠裝卸刀柄11 (刀柄11所保持的刀具)。在刀柄11的錐形安裝部12的下側(cè)的整周上具有槽11a。在將刀柄11插入到各銷79b之間時，各銷79b與槽Ila相嵌合，從而保持刀柄11。只要各把持銷單元79隨著把持臂70的順時針的擺動而遠離主軸頭32，各把持銷單元79就不會與主軸頭32干涉。在臂軸77的上側(cè)設(shè)置有能夠與靠近凸輪61相抵接的第I凸輪從動件71。第I凸輪從動件71向上方突出。第I凸輪從動件71是圓形的滾輪，繞與臂軸77平行的軸旋轉(zhuǎn)。在臂部76的臂軸77附近設(shè)置有能夠與遠離凸輪62相抵接的第2凸輪從動件72。第2凸輪從動件72是圓形的滾輪，繞與臂軸77平行的軸旋轉(zhuǎn)。如圖6、圖10、圖13所示，定位機構(gòu)80設(shè)置在軌道臺41b上。定位機構(gòu)80使刀具和主軸34之間的位置匹配。定位機構(gòu)80具有固定在軌道臺41b的下端部的底座81。軌道臺41b的下端部位于換刀位置。底座81具有安裝板81a、延伸部81b、81b和銷接受部81c。安裝板81a具有矩形的上表面，將該上表面固定在軌道臺41b的下端部的下表面上。銷接受部81c在側(cè)視狀態(tài)下呈L形，具有自安裝板81a的前部向下方延伸的部分和自該部分的頂端向前方突出的與前后方向平行的部分。延伸部81b、81b分別從安裝板81a的兩側(cè)部向下方延伸。延伸部81b、81b呈塊狀，且彼此相對。延伸部81b、81b在下端設(shè)置有貫穿延伸部81b、81b的定位軸孔81d、81d。各定位軸孔81d、81d的軸心一致。旋轉(zhuǎn)桿82以與定位軸孔81d、81d的軸心交叉的方式設(shè)置在兩個延伸部81b、81b之間。旋轉(zhuǎn)桿82在前側(cè)向下方傾斜。在旋轉(zhuǎn)桿82上設(shè)置有與旋轉(zhuǎn)桿82大致正交的旋轉(zhuǎn)軸84。旋轉(zhuǎn)軸84以能夠旋轉(zhuǎn)的方式插入到兩個定位軸孔81d、81d中。旋轉(zhuǎn)桿82的后端部以能夠使定位凸輪從動件83旋轉(zhuǎn)的方式支承該定位凸輪從動件83。定位凸輪從動件83是能夠繞與旋轉(zhuǎn)軸84平行的軸旋轉(zhuǎn)的圓柱形的滾輪。在旋轉(zhuǎn)桿82的前端部設(shè)置有與旋轉(zhuǎn)軸84平行地延伸的桿體85。桿體85和底座81通過彈簧87、87連結(jié)起來。旋轉(zhuǎn)桿82的前端部與桿體85的中央部相連結(jié)。在桿體85的兩端部分別設(shè)置有向下方延伸的定位片86、86。各定位片86呈塊狀。兩個定位片86、86彼此相對，且在相對部分分別設(shè)置有傾斜面86a、86a。傾斜面86a使定位片86的左右寬度朝向下端減小。傾斜面86a的傾斜角與錐形部77a的傾斜角大致相同。定位片86、86之間的尺寸與臂軸77的軸向尺寸相同或比臂軸77的軸向尺寸稍大。彈簧87、87向以旋轉(zhuǎn)軸84為中心在右視狀態(tài)下的順時針方向(參照圖19)對定位片86施力。如圖14、圖16所不，引導板75在與臂部76相對的表面的下部具有前后隔開距尚的第I凹部751和第2凹部752。第I凹部751位于引導板75的后端部，第2凹部752位于引導板75的前端部。臂軸77與第I凹部751之間的距離和臂軸77與第2凹部752之間的距離相等。引導板75具有與第I凹部751和第2凹部752相連的平坦面753。平坦面753呈以臂軸77與第I凹部751之間的距離為曲率半徑的圓弧狀。平坦面753沿著把持臂70的擺動方向。對第I凹部751、第2凹部752和平坦面753的表面進行研磨，而使它們至少比引導板75的臂部76側(cè)的表面的其他部分平滑。第I凹部751、第2凹部752和平坦面753位于以臂軸77為曲率中心的同一圓弧上。第I凹部751呈大致半球狀，其深度比第2凹部752的深度深。第I凹部751的曲率與后述的球體763的曲率相同。第2凹部752具有與球體763的曲率半徑相同的曲率半徑的球面部752a和與球面部752a的邊緣部分相連沿邊緣部分形成的曲面部752b。曲面部752b具有比球面部752a大的曲率半徑。因此，第2凹部752在曲率不同的邊界處具有臺階部。

如圖12、圖15所示，在臂部76的分別與引導板75、75相對的側(cè)面上具有向引導板75、75突出的突出部765、765。各突出部765與臂軸77之間的距離同臂軸77與第I凹部751之間的距離相等。突出部765的突出位置在臂軸77與把持銷單元79、79之間且在臂軸77的附近。如圖17所示，突出部765具有沿與臂軸77的軸向平行的方向(左右方向)凹陷的收容凹部760。收容凹部760收容有施力彈簧761、球體保持筒762和球體763(頂端部分)。施力彈簧761是與左右方向平行的壓縮螺旋彈簧，設(shè)置在收容凹部760的內(nèi)部深處。球體保持筒762具有與左右方向平行的有底圓筒部762a和插入施力彈簧761中的插入部762b。插入部762b呈自有底圓筒部762a的底部向有底圓筒部762a的開口的相反側(cè)突出且與有底圓筒部762a同軸的圓柱狀。插入部762b的直徑與施力彈簧761的內(nèi)徑相同或比施力彈簧761的內(nèi)徑小。插入部762b的軸向尺寸(左右尺寸)為施力彈簧761的軸向尺寸(左右尺寸)的一半以下。在收容凹部760的開口部分的內(nèi)側(cè)嵌合有引導筒764。引導筒764使球體保持筒762的沿左右方向的移動變得順利。引導筒764呈圓筒形，有底圓筒部762a的外徑與引導筒764的內(nèi)徑大致相同。施力彈簧761的一端部位于插入部762b的外周面上,有底圓筒部762a的底面和收容凹部760的底面夾著施力彈簧761。有底圓筒部762a的開口部分在左右方向上位于與收容凹部760的開口部分大致相同的位置。有底圓筒部762a以能夠使球體763滾動的方式將該球體763收容在內(nèi)部，球體763的大致一半的部分位于有底圓筒部762a內(nèi)。球體763的大致一半的部分自收容凹部760的開口(突出部765)突出，與引導板75相接觸。球體763和球體保持筒762壓縮施力彈簧761而向收容凹部760的里側(cè)移動。當施力彈簧761恢復原狀時，球體763和球體保持筒762向收容凹部760的開口側(cè)移動。即使在施力彈簧761被最大程度地壓縮時，插入部762b也不與收容凹部760的底面相接觸。

如上所述，引導板75借助于塊74b和安裝板73固定于移動臺43。臂部76在引導板75、75之間以臂軸77為中心擺動。突出部765 (收容凹部760)與臂軸77之間的距離同臂軸77與第I凹部751之間的距離相等，第I凹部751、第2凹部752和平坦面753位于以臂軸77為曲率中心的同一圓弧上。在臂部76以臂軸77為中心軸繞軸擺動時，球體763與第I凹部751、第2凹部752、平坦面753相對且與第I凹部751、第2凹部752、平坦面753相接觸，并且在平坦面753上滾動。因此，引導板75引導把持臂70的擺動。施力彈簧761始終向第I凹部751、第2凹部752、平坦面753推壓球體763，因此，在把持臂70的擺動過程中，球體763不會自收容凹部760脫落。如上所述，有兩組第I凹部751、第2凹部752、平坦面753和球體763。即使一球體763例如因附著切屑、冷卻液等而發(fā)生不良情況，另一球體763也能繼續(xù)引導把持臂70的擺動。因此，能夠提高機床100的可靠性。如圖14、圖17所示，在把持臂70把持有刀柄11時，各球體763與各第I凹部751相嵌合。當把持臂70位于換刀位置、各球體763與各第I凹部751相嵌合時，各把持銷單元79最靠近錐形孔34a。在各球體763與各第I凹部751相嵌合時，即使把持臂70因刀庫40的旋轉(zhuǎn)而移動，各球體763也不會自各第I凹部751脫落，而能夠維持把持臂70的姿勢。如圖18所示，當把持臂70未把持有刀柄11地在換刀位置待機時，各球體763與各第2凹部752相嵌合。在各球體763與各第2凹部752相嵌合時，各把持銷單元79距錐形孔34a最遠。在各球體763與第2凹部752相嵌合時，能夠在換刀位置維持把持臂70的姿勢。在圖18所示的姿勢下，當靠近凸輪61的凸輪面61b與把持臂70的第I凸輪從動件71相抵接時，通過自凸輪面61b作用于第I凸輪從動件71的力，臂部76以臂軸77為擺動中心繞逆時針擺動，各球體763自各第2凹部752容易地脫出。自各第2凹部752脫出的各球體763在各平坦面753上滾動，向各第I凹部751側(cè)移動。如圖16所示，第2凹部752比第I凹部751淺，且曲面部752b與球面部752a相比傾斜較為緩和，因此，與第I凹部751相比，球體763能夠容易地自第2凹部752脫出。圖18所示的把持臂70與圖19所示的把持臂70相對應。在圖14所示的姿勢下，當遠離凸輪62的凸輪面62b與把持臂70的第2凸輪從動件72相抵接時，通過自凸輪面62b作用于第2凸輪從動件72的力，臂部76以臂軸77為擺動中心繞順時針擺動，各球體763自各第I凹部751脫出。自各第I凹部751脫出的各球體763在各平坦面753上滾動，向各第2凹部752側(cè)移動。圖14所示的把持臂70與圖23所示的把持臂70相對應。如圖19所示，在完成了工件的加工時，主軸34安裝有刀柄11。此時，一把持臂70在換刀位置待機。把持臂70未把持有刀柄11。臂部76使各保持圓筒78朝向下方。第I凸輪從動件71未與靠近凸輪61相抵接，第2凸輪從動件72未與遠離凸輪62相抵接，定位凸輪從動件83未與定位凸輪63相抵接。定位凸輪從動件83自旋轉(zhuǎn)軸84向斜后上方向突出而與上側(cè)凸輪面63b相對。第I凸輪從動件71自臂軸77向斜后上方向突出而與凸輪面61b相對。第I凸輪從動件71位于比定位凸輪從動件83靠后側(cè)的位置。第2凸輪從動件72位于比定位凸輪從動件83靠前側(cè)的位置，第2凸輪從動件72的后端的前后方向的位置與頂部62a大致相同。旋轉(zhuǎn)桿82自旋轉(zhuǎn)軸84向斜前下方向突出，在旋轉(zhuǎn)桿82前端部設(shè)置有各定位片86。各定位片86位于臂軸 77的斜前上方。如上述那樣，各球體763與各第2凹部752相嵌合(參照圖16)，維持把持臂70的使各保持圓筒78朝向下方的姿勢。完成了加工的主軸頭32自加工位置向換刀位置上升(參照圖19的箭頭)。主軸頭32進一步上升，定位凸輪從動件83與定位凸輪63的上側(cè)凸輪面63b相抵接。如圖20所示，定位凸輪從動件83隨著主軸頭32的上升而在定位凸輪63的上側(cè)凸輪面63b上向下方移動。由于定位凸輪63的上側(cè)凸輪面63b隨著自上端朝向下方去高度(突出程度)增加，因此定位凸輪63對定位凸輪從動件83施加向前的力。通過該力，旋轉(zhuǎn)桿82克服各彈簧87的彈性力以旋轉(zhuǎn)軸84為中心繞逆時針旋轉(zhuǎn)(參照圖20的箭頭)。各定位片86以在臂軸77的軸向上夾著臂軸77的方式與臂軸77的兩端部相對。如圖21所示，在臂軸77的位置在軸向(左右方向)上偏離規(guī)定位置(在換刀時主軸34和把持臂70彼此匹配的位置)時，定位片86的傾斜面86a和臂軸77的錐形部77a彼此接觸，軸向的力作用于臂軸77。把持臂70將固定有底座81的軌道臺41b作為支承(參照圖6)，完成在臂軸77的軸向上的定位。如圖20的空心箭頭所示，各定位片86與臂軸77相接觸，因此，向斜后下方向的力作用于整個把持臂70，定位銷74a與銷接受部81c相抵接。定位銷74a的頂端與銷接受部81c的同上下方向平行的部分相抵接。定位銷74a的下部與銷接受部81c的同前后方向平行的部分相抵接。因此，把持臂70被在上下方向和前后方向上定位。第I凸輪從動件71位于靠近凸輪61的凸輪面61b上。第2凸輪從動件72位于遠離凸輪62的凸輪面62b上。如圖20、圖22的箭頭所示，在完成對把持臂70在臂軸77的軸向上的定位之后，安裝有刀柄11 (刀具)的主軸頭32進一步上升。第I凸輪從動件71在靠近凸輪61的凸輪面61b上向下方移動。由于凸輪面61b的高度(突出程度)自上端朝向下方呈錐形地增加，因此靠近凸輪61對第I凸輪從動件71施加向前的力，把持臂70以臂軸77為擺動中心繞逆時針擺動。此時，各球體763自各第2凹部752脫出，在平坦面753上滾動，向各第I凹部751側(cè)移動。各把持銷單元79靠近刀柄11 (詳細而言通過錐形安裝部12與錐形孔34a相嵌合而安裝于主軸34的刀柄11)。通過各把持銷單元79的各銷79b與刀柄11的槽Ila相嵌合，把持臂70把持刀柄11。定位凸輪從動件83在定位凸輪63的平坦部63a上移動，定位凸輪63對定位凸輪從動件83施加向前的力，維持把持臂70在臂軸77的軸向上的定位。第2凸輪從動件72在凸輪面62b上移動。由于凸輪面62b的高度(突出程度)朝向下方呈錐形地降低，因此遠離凸輪62沒有對第2凸輪從動件72施加向前的力。如圖23的箭頭所示，在把持臂70把持刀柄11之后，主軸頭32進一步上升，刀柄11脫離主軸34。第I凸輪從動件71離開靠近凸輪61，第2凸輪從動件72離開遠離凸輪62，定位凸輪從動件83離開定位凸輪63。旋轉(zhuǎn)桿82因各彈簧87的彈性恢復力而繞順時針旋轉(zhuǎn)。如上述那樣，各球體763與各第I凹部751相嵌合(參照圖14和圖16)。之后，刀庫40將把持有另一刀柄11的把持臂70輸送到換刀位置。即使把持臂70因刀庫40的旋轉(zhuǎn)而移動，各球體763也不會自各第I凹部751脫落，而能夠維持把持臂70的姿勢。如圖24的箭頭所示，在將把持有另一刀柄11的把持臂70輸送到換刀位置之后，主軸頭32開始下降。定位凸輪從動件83與定位凸輪63的下端部相抵接。定位凸輪從動件83隨著主軸頭32的下降而在定位凸輪63的下側(cè)凸輪面63c上向上方移動。由于下側(cè)凸輪面63c隨著自下端朝向上方去高度(突出程度)增加，因此定位凸輪63對定位凸輪從動件83施加向前的力。

如圖25所示，主軸頭32進一步下降。如圖25的空心箭頭所示，旋轉(zhuǎn)桿82克服各彈簧87的彈性力以旋轉(zhuǎn)軸84為中心繞逆時針旋轉(zhuǎn)。各定位片86以在臂軸77的軸向上夾著臂軸77的方式與臂軸77的兩端部相對。如上所述，完成對把持臂70在臂軸77的軸向上的定位。例如在通過使刀庫40旋轉(zhuǎn)來輸送把持臂70而將把持臂70配置在換刀位置上時，有時會因累積的各連桿構(gòu)件44的尺寸公差而將把持臂70定位在偏離換刀位置的位置。底座81固定于軌道臺41b，把持臂70以臂軸77沿著軌道41c的方式安裝于移動臺43。因此，各定位片86通過進行臂軸77的軸向上的定位，能夠消除沿著軌道41c的方向上的偏差，能夠使把持臂70與主軸34之間的位置匹配。如圖25的空白箭頭所示，各定位片86與臂軸77相接觸，因此，向斜后下方向的力作用于整個把持臂70，定位銷74a與銷接受部81c相抵接。定位銷74a的頂端與銷接受部81c的同上下方向平行的部分相抵接。定位銷74a的下部與銷接受部81c的同前后方向平行的部分相抵接。因此，把持臂70被在上下方向和前后方向上定位。如圖26所示，在完成對把持臂70的定位之后，主軸頭32進一步下降。此時，將把持臂70所把持的刀柄11安裝于主軸34。第2凸輪從動件72與遠離凸輪62的下端部相抵接。第I凸輪從動件71與頂點61a相抵接。定位凸輪從動件83與平坦部63a相抵接。如圖27所示，主軸頭32進一步下降。第2凸輪從動件72隨著主軸頭32的下降而在遠離凸輪62的凸輪面62b上向上方移動。由于凸輪面62b的高度(突出程度)自下端朝向上方呈錐形地增加，因此遠離凸輪62對第2凸輪從動件72施加向前的力。如圖27的箭頭所示，把持臂70以臂軸77為擺動中心繞順時針擺動，各把持銷單元79脫離刀柄11。如上所述，各球體763自各第I凹部751脫出而在各平坦面753上滾動，向各第2凹部752側(cè)移動。第I凸輪從動件71在凸輪面61b上向上方移動。由于凸輪面61b的高度(突出程度)朝向上方呈錐形地降低，因此靠近凸輪61沒有對第I凸輪從動件71施加向前的力。定位凸輪從動件83在上側(cè)凸輪面63b上向上方移動。由于上側(cè)凸輪面63b的高度(突出程度)朝向上方呈錐形地降低，因此定位凸輪63沒有對定位凸輪從動件83施加向前的力。主軸頭32在安裝有刀柄11的狀態(tài)下進一步下降，朝向加工位置移動。把持臂70進一步繞順時針擺動，各把持銷單元79遠離主軸頭32，因此，把持臂70不會與主軸頭32干涉。第I凸輪從動件71離開靠近凸輪61，第2凸輪從動件72離開遠離凸輪62，定位凸輪從動件83離開定位凸輪63。各球體763與各第2凹部752相嵌合，把持臂70的姿勢成為圖19所示的姿勢。在實施方式的機床100中設(shè)置有具有定位凸輪從動件83和定位片86的定位機構(gòu)80。在換刀時，通過主軸頭32在加工位置與換刀位置之間移動，設(shè)置在主軸頭32上的定位凸輪63與定位凸輪從動件83相抵接。定位凸輪63對定位凸輪從動件83施力，各定位片86朝向把持臂70的臂軸77移動。各定位片86在臂軸77的軸向上對把持臂70進行定位。之后，機床100交換刀柄11 (刀具)。由于在完成對把持臂70的定位之后進行換刀，因此能夠可靠地將刀具安裝 在主軸頭32上，能夠防止刀具自主軸頭32脫落。因此，機床100能夠防止刀具或主軸34在工件的加工過程中發(fā)生破損。在定位凸輪63對定位凸輪從動件83施力時，旋轉(zhuǎn)桿82以旋轉(zhuǎn)軸84為支點旋轉(zhuǎn)。由于各定位片86與臂軸77的兩端部相對，在軸向上限制了臂軸77的位置，因此能夠在軸向上對把持臂70進行定位。在臂軸77的各端部形成有錐形部77a，在各定位片86上形成有與錐形部77a相對應的傾斜面86a。例如將錐形部77a與傾斜面86a的傾斜角設(shè)計為大致相同。當旋轉(zhuǎn)桿82旋轉(zhuǎn)，各定位片86靠近臂軸77的兩端部時，各定位片86順利地與臂軸77相接觸，因此，能夠順利地實現(xiàn)對把持臂70的定位。定位銷74a與銷接受部81c相抵接，從而能夠在與臂軸77的軸向(左右方向)交叉的方向上對把持臂70進行定位。定位銷74a向與臂軸77的軸向正交的一個方向(前后方向)突出，在與臂軸77的軸向正交的兩個方向(前后方向及上下方向)上與銷接受部81c相抵接，因此，能夠在上述兩個方向上對把持臂70進行定位。定位銷74a只要向與軸向交叉的方向突出即可，定位銷74a的突出方向并不限定于與臂軸的軸向正交的方向。在安裝有刀具的主軸頭32自加工位置移動到換刀位置時，對未把持有刀具的把持臂70進行定位，之后，把持臂70的各把持銷單元79通過靠近主軸頭32來把持刀具。因此，能夠使把持臂70與主軸34之間的位置匹配，從而能夠使把持臂70可靠地把持安裝在主軸34上的刀具而自主軸34卸下刀具。
在自主軸頭32卸下刀具之后，刀庫40將把持有刀具的另一把持臂70輸送到換刀位置。主軸頭32自換刀位置開始朝向加工位置移動，對把持臂70進行定位。把持臂70的各把持銷單元79通過靠近主軸頭32而將刀具安裝在主軸34上。由于在把持臂70和主軸34之間的位置彼此匹配之后安裝刀具，因此能夠可靠地將刀具安裝在主軸34上。在將刀具安裝在主軸34上之后，把持臂70的各把持銷單元79遠離主軸頭32。各引導板75配置在臂部76的軸向的兩側(cè)。因此，把持臂70本身的在軸向上的大小比不具有各引導板75的以往的把持臂的在軸向上的大小大。由于在把持臂70的軸向的兩側(cè)充分地存在上述的空間上的富余(參照圖8、圖9)，因此并不會有特別的問題。換刀裝置10及機床100不會因具有各引導板75而沒必要地大型化。由于將以能夠使把持臂70擺動的方式支承該把持臂70的各引導板75和用于引導把持臂70的擺動的各平坦面753設(shè)置為一體，因此能夠使機床100的結(jié)構(gòu)進一步小型化。由于臂軸77與各把持銷單元79之間的距離充分長，因此，即使在臂軸77與各把持銷單元79之間設(shè)置突出部765，也無需將把持臂70做得特別大。假設(shè)在不具有引導板75、75和突出部765的情況下，為了引導把持臂70的擺動，例如可以考慮如下結(jié)構(gòu)，即，隔著把持臂70的臂軸77在把持銷單元79、79的相反側(cè)(S卩，設(shè)置有塊74b這一側(cè))具有以往那樣的引導面、在該引導面上滑動的鋼球和向引導面?zhèn)葘︿撉蚴┝Φ膲嚎s螺旋彈簧。在該情況下，無法使把持臂70的設(shè)置有塊74b這一側(cè)小型化。由于在收容凹部760中收納有施力彈簧761，在施力彈簧761上卡合有用于保持球體763的球體保持筒762，因此切屑等異物不會進入到施力彈簧761中。由于頂端部為球體763，因此引導面753、756不易受到損傷。由于球體保持筒762通過引導筒764而能夠順利地沿軸向移動，因此把持臂70的擺動更加順暢。實施方式2.
實施方式2的機床是與實施方式I的機床100大致相同的結(jié)構(gòu)。以下，說明實施方式1、2的不同點，對其他的與實施方式I相對應的部分標注相同的附圖標記并省略說明。說明實施方式2的引導板75。引導板75設(shè)置有凹部754、非凹部(接觸部)755和平坦面756來代替實施方式I的第I凹部751、第2凹部752和平坦面753。對凹部754、非凹部755和平坦面756的表面進行研磨，而使它們至少比引導板75的臂部76側(cè)的表面的其他部分平滑。在臂部76以臂軸77為中心軸繞軸擺動時，球體763與凹部754、非凹部755和平坦面756相對且與凹部754、非凹部755和平坦面756相接觸，在平坦面756上滾動。有兩組凹部754、非凹部755、平坦面756和球體763。凹部754和平坦面756的形成位置與實施方式I的第I凹部751和平坦面753的形成位置相對應。凹部754和平坦面756的功能與實施方式I的第I凹部751和平坦面753的功能相同。球體763描畫以臂軸孔75a的中心點為中心的圓弧狀的軌跡地在平坦面756上滾動。凹部754是截面形狀為大致半圓形的 槽，凹部754自引導板75的下端朝向臂軸孔75a(的方向延伸)。因此，即使球體763的位置在臂軸孔75a的徑向上存在少許偏離，球體763也會順利地向凹部754插入及自凹部754脫出。非凹部755的形成位置與實施方式I的第2凹部752的形成位置相對應，但非凹部755的功能與實施方式I的第2凹部752的功能不同。非凹部755具有傾斜面755a。傾斜面755a隨著遠離凹部754而沿靠近臂部76側(cè)(即把持臂70側(cè))的方向呈錐形地傾斜。在把持臂70以圖14所示的姿勢停止時，各球體763與各凹部754相嵌合(參照圖30)。在把持臂70停止在換刀位置時，各球體763與各凹部754相嵌合，各把持銷單元79距錐形孔34a最近。在各球體763與各凹部754相嵌合時，即使把持臂70因刀庫40的旋轉(zhuǎn)而移動，各球體763也不會自各凹部754脫落，而能夠維持把持臂70的姿勢。當隨著主軸頭32的下降，遠離凸輪62的凸輪面62b與把持臂70的第2凸輪從動件72相抵接時，通過凸輪面62b作用于第2凸輪從動件72的力，臂部76以臂軸77為擺動中心繞順時針擺動，各球體763自各凹部754脫出。自各凹部754脫出的各球體763在各平坦面756上滾動，向各非凹部755側(cè)移動。當主軸頭32停止時，臂部76的擺動也停止。此時，各球體763與各非凹部755相接觸而停止。即使臂部76無法與主軸頭32的停止同時地停止而欲進一步擺動時，欲在各非凹部755的傾斜面755a上持續(xù)滾動的球體763自傾斜面755a逐漸受到力的作用，由此，臂部76也會逐漸減速而停止。此時，把持臂70處于各把持銷單元79距錐形孔34a最遠的狀態(tài)。因此，即使把持臂70發(fā)生少許擺動或即使無法準確地對把持臂70的在擺動方向上的位置進行定位，也不會有特別的問題。對于實施方式I的結(jié)構(gòu)而言，在各球體763向各第2凹部752沒入時，有時使臂部76劇烈擺動的力會作用于臂 部76。此時，臂部76的通過第2凸輪從動件72自遠離凸輪62受到的力而進行的平穩(wěn)的擺動會因各球體763向各第2凹部752沒入而受到阻礙，有可能會產(chǎn)生不應有的振動或使第2凸輪從動件72脫離遠離凸輪62。但是，在實施方式2的結(jié)構(gòu)中，由于不存在各第2凹部752，因此不會發(fā)生上述那樣的問題。當靠近凸輪61的凸輪面61b與把持臂70的第I凸輪從動件71相抵接時，通過自凸輪面61b作用于第I凸輪從動件71的力，臂部76以臂軸77為擺動中心繞逆時針擺動，各球體763容易地離開各非凹部755。此時，由于不存在各球體763自各凹部754脫出那樣的動作，因此臂部76平穩(wěn)地開始擺動。特別是在各球體763停止在各非凹部755的各傾斜面755a上時，隨著各球體763的滾動，自各傾斜面755a向各球體763作用的力逐漸消失，因此，臂部76逐漸加速。因此，各傾斜面755a能夠使臂部76平穩(wěn)地擺動。離開了各非凹部755的各球體763在各平坦面756上滾動，向各凹部754側(cè)移動。實施方式3.
實施方式3的機床除了突出部765的結(jié)構(gòu)與實施方式I不同以外，其他部分是與實施方式I的機床100大致相同的結(jié)構(gòu)。對與實施方式I相對應的部分標注相同的附圖標記并省略說明。如圖31所示,變形方式改變了球體保持構(gòu)件762的形狀。球體保持構(gòu)件766呈圓柱狀，在一端側(cè)(收容凹部760的開口側(cè))具有用于保持球體763的球體保持部(有底圓筒部)766a，另一端側(cè)為空心而收納施力彈簧761。球體保持部766a形成為凹狀，具有與球體763相對應的傾斜面和自傾斜面端部向收容凹部760的軸向外側(cè)延伸的壁部。球體保持部766a的底部中央開口。采用上述結(jié)構(gòu)，球體保持部766a會以較佳的方式保持球體763，而使球體763以較佳的方式進行滾 動。
權(quán)利要求
1.一種機床(100)，該機床具有: 把持臂(70)，其具有臂部(76)、以能夠使該臂部擺動的方式支承該臂部的支承部(75)和以能夠裝卸刀具的方式把持刀具的刀具把持部(79)； 主軸(34)，其通過以能夠裝卸該把持臂所把持的刀具的方式將該刀具安裝在刀具安裝部(34a)上來加工工件；以及 輸送部(10)，其將上述把持臂輸送到用于交換上述主軸應安裝的刀具的換刀位置， 上述主軸在用于加工工件的加工位置與上述換刀位置之間移動， 輸送到上述換刀位置的上述把持臂隨著上述主軸的移動而擺動，而使上述刀具把持部靠近或遠離上述刀具安裝部，其特征在于， 上述支承部具有沿著上述臂部的擺動方向的引導面(753、756)， 上述臂部具有突出部(765 )，該突出部在該臂部的擺動的中心軸(77 )與上述刀具把持部之間向沿著上述中心軸的軸向的方向上突出設(shè)置，且該突出部的頂端部分(763)沿上述引導面滑動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機床，其特征在于， 上述引導面(753)具有: 第I凹部(751)，其在上述刀具把持部靠近上述刀具安裝部時供上述頂端部分插入；以 及 第2凹部(752)，其在上述刀具把持部遠離上述刀具安裝部時供上述頂端部分插入，其深度比上述第I凹部的深度淺， 上述突出部具有施力部(761)，該施力部對上述頂端部分向上述引導面?zhèn)仁┝Α?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機床，其特征在于， 上述第2凹部呈臺階狀地凹陷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機床，其特征在于， 上述引導面(756)具有: 凹部(754)，其在上述刀具把持部靠近上述刀具安裝部時供上述頂端部分插入；以及非凹狀的接觸部(755)，其在上述刀具把持部遠離上述刀具安裝部時與上述頂端部分相接觸， 上述突出部具有施力部，該施力部對上述頂端部分向上述引導面?zhèn)仁┝Α?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機床，其特征在于， 上述接觸部具有以隨著遠離上述凹部而靠近上述臂部側(cè)的方式傾斜的傾斜面(755a)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2 5中任意一項所述的機床,其特征在于， 上述頂端部分是球體(763)， 上述突出部具有: 收容凹部(760)，其沿與上述軸向平行的方向凹陷； 施力彈簧(761)，其作為上述施力部收容在上述收容凹部中；以及球體保持筒(762、766)，其與該施力彈簧的端部相卡合，在上述收容凹部的開口側(cè)具有有底圓筒部(762a、766a)， 以能夠使上述球體滾動的方式將上述球體收容在上述有底圓筒部中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機床，其特征在于，在上述收容凹部的開口部分的內(nèi)側(cè)嵌合有引導筒(764)，在該引導筒的內(nèi)側(cè)配置有上述球體保持筒，該引導筒使上述球體保持筒沿與上述軸向平行的方向的移動順利。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任意一項所述的機床，其特征在于， 兩個上述突出部彼此反向地突出設(shè)置， 上述引導面與上述突出部的頂端部分相對配置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機床，其特征在于， 兩個上述突出部彼此反向地突出設(shè)置， 上述引導面與上述突出部的頂端部分相對配置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機床，其特征在于， 兩個上述突出部彼此反向地突出設(shè)置， 上述引導面與上述突 出部的頂端部分相對配置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將安裝在主軸上的刀具與利用輸送部輸送的刀具交換的機床。輸送部具有多個把持刀具的把持臂。把持臂具有臂部，位于臂部的兩側(cè)方的引導板以能夠使把持臂擺動的方式支承該把持臂。各引導板的與把持臂相對的表面具有沿著把持臂的擺動方向的平坦面。自臂部的兩側(cè)面突出的突出部所具有的球體沿平坦面滾動。用于引導把持臂的擺動的引導機構(gòu)位于把持臂的側(cè)部，因此，與在臂部的上端部及上端部的更上方具有用于引導把持臂的擺動的引導機構(gòu)的以往的機床相比，能夠?qū)崿F(xiàn)機床的小型化。
文檔編號B23Q3/157GK103223613SQ201210407640
公開日2013年7月31日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月30日
發(fā)明者辻俊輔, 伊藤惠史, 林莊三 申請人:兄弟工業(yè)株式會社