專利名稱：復(fù)合加工機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備自動工具更換裝置和多個刀架的復(fù)合加工機(jī)，所述自動工具更換裝置用于更換裝配于刀架的工具。
背景技術(shù)：
以往，在一般的具備多個刀架的復(fù)合加工機(jī)中具備自動工具更換裝置，所述自動工具更換裝置具備收納有各種工具的工具庫、和能夠以預(yù)定方向為軸旋轉(zhuǎn)的更換臂，并且所述自動工具更換裝置能夠自動地對裝配于刀架的工具和收納于工具庫內(nèi)的工具進(jìn)行更換。而且，在那樣的復(fù)合加工機(jī)中最眾所周知的復(fù)合加工機(jī)構(gòu)成為:利用自動工具更換裝置更換第一刀架的工具，另一方面，關(guān)于第二刀架，其形成為在多面體的周面安裝有各種工具的轉(zhuǎn)塔刀架，通過變更該轉(zhuǎn)塔刀架的旋轉(zhuǎn)姿勢來變更加工所使用的工具。但是，在該結(jié)構(gòu)中，在欲更換安裝于第二刀架的工具的情況下，必須將機(jī)器一一停止，存在無法長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)的問題。因此，鑒于上述問題，提出如專利文獻(xiàn)I所記載的復(fù)合加工機(jī)。在專利文獻(xiàn)I所記載的復(fù)合加工機(jī)中，將具備工具庫及更換臂的自動工具更換裝置設(shè)置為能夠向預(yù)定方向移動，并且能夠利用自動工具更換裝置更換第一刀架及第二刀架這兩個刀架的工具。專利文獻(xiàn)1:日本特開昭58-160038號公報但是，在專利文獻(xiàn)I所記載的復(fù)合加工機(jī)中，由于必須使自動工具更換裝置能夠移動，所以裝置龐大并導(dǎo)致機(jī)器的高成本化。另外，還存在復(fù)合加工機(jī)整體的尺寸也大型化、必須確保寬廣的空間作為設(shè)置空間等問題
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其提供一種復(fù)合加工機(jī)，所述復(fù)合加工機(jī)無需停止機(jī)器就能夠?qū)ρb配于多個刀架的工具進(jìn)行更換，而且還不會使機(jī)器大型化，并且也不會導(dǎo)致大幅度的高成本化。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的第一方面所述的復(fù)合加工機(jī)具備:第一刀架，其具有能夠裝卸工具的工具用主軸，并且能夠向預(yù)定方向滑動；第二刀架，其能夠與所述第一刀架單獨地裝卸工具；以及自動工具更換裝置，其對處于第一更換區(qū)域的所述第一刀架的工具進(jìn)行更換，所述復(fù)合加工機(jī)的特征在于，能夠使所述第一刀架從所述第一更換區(qū)域滑動至對所述第二刀架的工具進(jìn)行更換的第二更換區(qū)域，并且能夠利用所述自動工具更換裝置將具有至少一個夾持部的更換用具相對于所述工具用主軸裝卸，所述夾持部能夠把持裝配于所述第二刀架的工具，在所述第二更換區(qū)域中，通過使在所述工具用主軸裝配有所述更換用具的所述第一刀架滑動和/或使所述工具用主軸旋轉(zhuǎn)，來對所述第二刀架的工具進(jìn)行裝卸以進(jìn)行更換。根據(jù)本發(fā)明，能夠利用自動工具更換裝置將具有至少一個夾持部的更換用具相對于工具用主軸裝卸，所述夾持部能夠把持裝配于第二刀架的工具，在第二更換區(qū)域中，通過使在工具用主軸裝配有更換用具的第一刀架滑動和/或使工具用主軸旋轉(zhuǎn)，來對第二刀架的工具進(jìn)行裝卸以進(jìn)行更換。因此，不停止復(fù)合加工機(jī)，且不移動自動工具更換裝置，就能夠自動地進(jìn)行第二刀架的工具的更換，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械的小型化還能夠?qū)崿F(xiàn)成本的降低。


圖1是從正面?zhèn)扔^察復(fù)合加工機(jī)的說明圖。圖2是從右側(cè)觀察復(fù)合加工機(jī)的說明圖。圖3是示出對第一刀架的工具進(jìn)行更換的情況的說明圖。圖4是示出對第二刀架的工具進(jìn)行更換的情況的說明圖。圖5是示出對第二刀架的工具進(jìn)行更換的情況的說明圖。圖6是示出在第二刀架的工具的更換中使用的更換用具的說明圖。標(biāo)號說明1:復(fù)合加工機(jī)；8:工具用主軸；9:第一刀架；10:第二刀架；11:更換臂；12:輸送裝置;31、41、51、61:更換用具;32a、32b、42a、42b、52a、52b、62a 62d:夾持部。
具體實施例方式以下，基于附圖對本發(fā)明的一個實施方式的復(fù)合加工機(jī)詳細(xì)地進(jìn)行說明。首先，基于圖1及圖2，對復(fù)合加工機(jī)I進(jìn)行整體的說明。圖1是從正面?zhèn)扔^察復(fù)合加工機(jī)I的說明圖。圖2是從右側(cè)觀察復(fù)合加工機(jī)I的說明圖。另外，X軸、Y軸及Z軸是彼此正交的3個軸，X軸方向是圖1中的上下方向，Y軸方向是圖1中的前后方向，Z軸方向是圖1中的左右方向。復(fù)合加工機(jī)I具備能夠裝配旋轉(zhuǎn)用工具的第一刀架9、和能夠裝配其他類型的工具的第二刀架10這兩個刀架9、10，第二刀架10能夠與第一刀架單獨地裝卸工具，在作為基座的機(jī)座2上設(shè)有主軸座4，所述主軸座4具備以左右方向為軸旋轉(zhuǎn)的主軸3。另外，在機(jī)座2的上表面的后部，沿Z軸方向配置有Z軸引導(dǎo)件21，并且在前部也沿Z軸方向配置有Z軸引導(dǎo)件22。而且，在Z軸引導(dǎo)件21上，以能夠向Z軸方向移動的方式設(shè)置有滑鞍5，在所述滑鞍5上表面配置有沿Y軸方向的Y軸引導(dǎo)件23，在Y軸引導(dǎo)件23上，以能夠向Y軸方向移動的方式設(shè)置有支柱6，在所述支柱6的前表面配置有沿X軸方向的X軸引導(dǎo)件24。并且，在支柱6的前表面，以能夠沿著X軸引導(dǎo)件24向X軸方向移動的方式設(shè)置有支架7，在支架7的前表面，以能夠以前后方向為軸(B軸)回轉(zhuǎn)的方式設(shè)置有第一刀架9。因此，第一刀架9形成為，能夠經(jīng)由滑鞍5、支柱6及支架7向X軸、Y軸及Z軸方向移動(滑動)。另外，第一刀架9具備工具用主軸8，當(dāng)?shù)谝坏都?繞B軸回轉(zhuǎn)而分度至如圖1所示的相對于水平方向成90度的回轉(zhuǎn)姿勢時，所述工具用主軸8以上下方向為軸旋轉(zhuǎn)，并且第一刀架9能夠裝配在加工時旋轉(zhuǎn)來使用的類型的工具T。另一方面,在Z軸引導(dǎo)件22上，以能夠向Z軸方向移動的方式設(shè)置有第二刀架10,所述第二刀架10能夠裝配與旋轉(zhuǎn)用工具T不同的類型的工具S。并且，在第二刀架10的內(nèi)部，具備能夠在X軸方向?qū)ぞ逽的位置進(jìn)行分度的分度機(jī)構(gòu)(未圖示)，其結(jié)果是，可以認(rèn)為第二刀架10能夠向X軸方向及Z軸方向移動。而且，第二刀架10位于第一刀架9的下方。而且，在第一刀架9、支架7及支柱6的左方設(shè)置有自動工具更換裝置，所述自動工具更換裝置具有能夠以左右方向為軸回轉(zhuǎn)的更換臂11、收納各種工具的未圖示的工具庫、以及在更換臂11和工具庫之間輸送期望的工具的輸送裝置12，更換臂11位于主軸座4的上方。而且，更換臂11是從中心向相反的放射方向突出設(shè)置有一對臂部的眾所周知的部件。上述復(fù)合加工機(jī)I在未圖示的NC裝置(控制裝置)的控制下，例如一邊使第一刀架9向X軸、Y軸及Z軸方向移動并繞B軸回轉(zhuǎn)，并且使第二刀架10向X軸及Z軸方向移動，一邊對支承于主軸座4的工件(未圖示)進(jìn)行加工。而且，除第一刀架9及第二刀架10的上述動作之外，對主軸座4的旋轉(zhuǎn)動作和裝配于第一刀架9的工具T的旋轉(zhuǎn)動作、以及后述的裝配于各刀架9、10的工具的更換動作也利用NC裝置進(jìn)行控制。這里，基于圖3 圖6對作為本發(fā)明的主要部分的第一刀架9及第二刀架10的工具更換的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖3是示出對第一刀架9的工具進(jìn)行更換的情況的說明圖。圖4及圖5是示出對第二刀架10的工具進(jìn)行更換的情況的說明圖。圖6的(a) (d)是示出在第二刀架10的工具的更換中使用的更換用具31、41、51、61的說明圖。而且，在圖4及圖5中，為了方便，省略了更換臂11。首先，在對第一刀架9的工具進(jìn)行更換的情況下，在更換臂11的一個臂部預(yù)先把持想要新裝配到工具用主軸8上的工具。然后,使第一刀架9繞B軸回轉(zhuǎn)而分度至如圖3所示的相對于水平方向成O度的回轉(zhuǎn)姿勢，并且，使第一刀架9向X軸、Y軸及Z軸方向移動而使工具用主軸8位于更換臂11的回轉(zhuǎn)軌道上，然后，使更換臂11回轉(zhuǎn)，將裝配于第一刀架9的更換前的工具把持于更換臂11的另一個臂部。進(jìn)而，再使第一刀架9向Z軸方向移動等來將更換前的工具從工具用主軸8拔出，之后，使更換臂11回轉(zhuǎn)180度來使把持有新的工具的一個臂部位于第一刀架9的左方。然后，再次使第一刀架9向Z軸方向移動等來將新的工具裝配到工具用主軸8，只需使更換臂11回轉(zhuǎn)90度來避讓，即完成了第一刀架9上的工具的更換。另外，將在該第一刀架9和自動工具更換裝置之間更換工具的區(qū)域稱為第一更換區(qū)域。接著，在對第二刀架10的工具進(jìn)行更換的情況下，在更換臂11的一個臂部預(yù)先把持如圖6的(a)所示的更換用具31。這里，對更換用具31進(jìn)行說明，更換用具31在沿圖6中的前后方向延伸的軸部(未圖不)的前端具有向相反的放射方向突出的一對夾持部(gripper) 32a、32b。并且，在各夾持部32a、32b分別設(shè)有朝向以軸部為中心旋轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)方向開口的爪，夾持部32a的爪和夾持部32b的爪為以軸部為中心的旋轉(zhuǎn)對稱形狀。而且，通過與上述第一刀架9上的工具的更換相同的動作，在第一更換區(qū)域?qū)⒂筛鼡Q臂11把持的更換用具31暫時裝配到第一刀架9。然后，相對于裝配于第一刀架9的更換用具31，利用輸送裝置12將新的工具把持于更換用具31的一個夾持部(例如夾持部32a)(圖4)。然后,使裝配有更換用具31的第一刀架9繞B軸回轉(zhuǎn)而分度至相對于水平方向成90度的回轉(zhuǎn)姿勢。然后，使第一刀架9向X軸、Y軸及Z軸方向移動而使其向第二更換區(qū)域(對第二刀架10的工具進(jìn)行更換的區(qū)域，即，通過首先使工具用主軸8旋轉(zhuǎn)，從而夾持部32a、32b能夠把持處于交接位置的第二刀架10的工具的位置)移動，另一方面，使第二刀架10向X軸及Z軸方向移動而向預(yù)定的交接區(qū)域移動。然后，在第二更換區(qū)域使工具用主軸8旋轉(zhuǎn)，將裝配于第二刀架10的更換前的工具把持于未把持工具的另一個夾持部(這里是夾持部32b)。然后，使第一刀架9向X軸方向移動(上升)等來將更換前的工具從第二刀架10拔出，之后，使工具用主軸8旋轉(zhuǎn)180度，再使第一刀架9向X軸方向移動(下降)等，從而將一個夾持部所把持的新的工具插入并裝配到第二刀架10 (圖5)。進(jìn)而,只需使工具用主軸8旋轉(zhuǎn)90度而從第二刀架10避讓，就完成了第二刀架10上的工具的更換。而且，完成第二刀架10上的工具的更換后，按照與上述相反的步驟利用輸送裝置12將在更換前裝配于第二刀架10的工具從更換用具31取下，然后，再通過與上述第一刀架9上的工具的更換相同的動作，將更換用具31從第一刀架9的工具用主軸8取下，將期望的工具裝配到工具用主軸8即可。根據(jù)如上所述的復(fù)合加工機(jī)1，具備:第一刀架9，其具有工具用主軸8，并且能夠向X軸、Y軸及Z軸方向滑動；第二刀架10 ;以及自動工具更換裝置，其具有更換臂11，在第一更換區(qū)域，利用自動工具更換裝置將具有能夠把持裝配于第二刀架10的工具的夾持部32a、32b的更換用具31裝配于第一刀架9，并且，使該第一刀架9從第一更換區(qū)域向第二更換區(qū)域移動，并且在第二更換區(qū)域，通過使第一刀架9向各軸方向移動并使工具用主軸8旋轉(zhuǎn)，能夠進(jìn)行第二刀架10的工具的更換。因此，不停止復(fù)合加工機(jī)1，且不移動自動工具更換裝置，就能夠自動地進(jìn)行第二刀架10的工具的更換，不但能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器的小型化，還能夠?qū)崿F(xiàn)成本的降低。另外，更換用具31在沿前后方向延伸的軸部的前端具有向相反的放射方向突出的一對夾持部32a、32b，所述一對夾持部32a、32b具備向圍繞軸部的旋轉(zhuǎn)方向開口的爪，通過第一刀架9和第二刀架10的向各軸方向的移動、以及工具用主軸8的旋轉(zhuǎn)，能夠進(jìn)行第二刀架10上的工具的更換。因此，不需要用于對第一刀架9和第二刀架10進(jìn)行工具更換的專用的動作，因此，在既有的設(shè)備中也能夠?qū)崿F(xiàn)，通用性高。而且，本發(fā)明的復(fù)合加工機(jī)不限于上述實施方式的形式，對于復(fù)合加工機(jī)的整體的結(jié)構(gòu)、更換用具的結(jié)構(gòu)和工具更換涉及的結(jié)構(gòu)等，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，可以根據(jù)需要進(jìn)行適宜變更。例如，關(guān)于更換用具，也可采用如圖6的(b)或圖6的(C)所示的其他的更換用具41、51來代替上述實施方式的更換用具31。更換用具41與更換用具31同樣，在沿圖6中的前后方向延伸的軸部(未圖示)的前端具有向相反的放射方向突出的一對夾持部42a、42b。而且，在各夾持部42a、42b設(shè)有向與軸部的方向和夾持部42a、42b的突出方向正交的方向(圖6的(b)中為上方)開口的爪。因此，在利用更換用具41進(jìn)行第二刀架10的工具更換時，夾持部不是利用工具用主軸8的旋轉(zhuǎn)對第二刀架10的工具進(jìn)行把持/解除，而是利用第一刀架9向爪的開口方向的移動使得夾持部42a、42b對第二刀架10的工具進(jìn)行把持/解除。并且，在更換用具41把持有更換前后的兩工具的狀態(tài)下，在第二刀架10的上方調(diào)換工具時的動作也不是工具用主軸8的旋轉(zhuǎn)，而是第一刀架9向夾持部42a、42b的突出方向的移動。也就是說，將更換用具41裝配到工具用主軸8后，使第一刀架9繞B軸旋轉(zhuǎn)，并且，使工具用主軸8旋轉(zhuǎn)，以使更換用具41成為例如爪的開口方向處于Y軸方向的姿勢，然后，使第一刀架9向第二更換區(qū)域移動。進(jìn)而，利用第一刀架9向Y軸方向的移動(前進(jìn))，將位于交接區(qū)域的第二刀架10的更換前的工具把持于期望的夾持部(例如未把持工具的夾持部42b)。然后，使第一刀架9向X軸方向移動(上升)等來將更換前的工具從第二刀架10拔出，之后，使第一刀架9向Z軸方向移動(向右方移動)后再向X軸方向移動(下降)等，從而將夾持部42a所把持的新的工具插入并裝配到第二刀架10。然后，只需使第一刀架9再向Y軸方向移動(后退)而從第二刀架10避讓，就完成了第二刀架10上的工具的更換。另外，更換用具51也與更換用具31同樣，在沿圖6中的前后方向延伸的軸部(未圖示)的前端具有向相反的放射方向突出的一對夾持部52a、52b。而且，在各夾持部52a、52b設(shè)有向該突出方向(這里是左右方向)開口的爪。因此，在利用更換用具51進(jìn)行第二刀架10的工具更換時，夾持部52a、52b利用第一刀架9的向爪的開口方向的移動，對第二刀架10的工具進(jìn)行把持/解除，在第二刀架10的上方調(diào)換工具時的動作是工具用主軸8的旋轉(zhuǎn)。也就是說，將更換用具51裝配到工具用主軸8后，使第一刀架9繞B軸旋轉(zhuǎn)，并且，使工具用主軸8旋轉(zhuǎn)，以使更換用具51成為例如爪的開口方向處于Z軸方向的姿勢，然后使第一刀架9向第二更換區(qū)域移動。進(jìn)而，利用第一刀架9向Z軸方向的移動，將第二刀架10的更換前的工具把持于期望的夾持部(例如未把持工具的夾持部52b)。然后，使第一刀架9向X軸方向移動(上升)等來將更換前的工具從第二刀架10拔出，之后，使工具用主軸8旋轉(zhuǎn)180度，再使第一刀架9向X軸方向移動(下降)等，從而將夾持部52a所把持的新的工具插入并裝配到第二刀架10。然后，只需使第一刀架9向Z軸方向移動而從第二刀架10避讓，就完成了第二刀架10上的工具的更換。進(jìn)而，在上述實施方式和變形例中，在各更換用具只設(shè)有2個夾持部，但例如如圖6的(d)所示那樣，在一個更換用具61中設(shè)置3個以上(這里是4個)的夾持部62a 62d，也沒有任何問題。并且，相反地，也可采用只有一個夾持部的更換用具。該情況的工具的更換步驟如下:將工具從第二刀架10拔出，然后，暫時使第一刀架9回到自動工具更換裝置，并在第一刀架與自動工具更換裝置之間進(jìn)行更換前后的工具的交接，然后再使第一刀架返回到第二刀架的附近，將新的工具裝配到第二刀架10。而且，也可在復(fù)合加工機(jī)設(shè)置第三刀架，即使將第二刀架10設(shè)置為在多面體的周面安裝有各種工具的轉(zhuǎn)塔刀架也沒有任何問題。而且，對于第二更換區(qū)域，也可預(yù)先將預(yù)定的區(qū)域設(shè)定為第二更換區(qū)域及交接區(qū)域，還可構(gòu)成為:根據(jù)需要更換的情況下的第二刀架10的位置適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第二更換區(qū)域。而且，在將工具從第二刀架10拔出、或?qū)⒐ぞ卟迦氲诙都?0時，構(gòu)成為不僅使第一刀架9側(cè)移動，還使第二刀架10側(cè)移動也沒有任何問題。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合加工機(jī)，該復(fù)合加工機(jī)具備: 第一刀架，其具有能夠裝卸工具的工具用主軸，并且能夠向預(yù)定方向滑動； 第二刀架，其能夠與所述第一刀架單獨地裝卸工具；以及 自動工具更換裝置，其對處于第一更換區(qū)域的所述第一刀架的工具進(jìn)行更換， 所述復(fù)合加工機(jī)的特征在于， 能夠使所述第一刀架從所述第一更換區(qū)域滑動至對所述第二刀架的工具進(jìn)行更換的第二更換區(qū)域，并且，能夠利用所述自動工具更換裝置將具有至少一個夾持部的更換用具相對于所述工具用主軸進(jìn)行裝卸，所述夾持部能夠把持裝配于所述第二刀架的工具， 在所述第二更換區(qū)域中，通過使在所述工具用主軸裝配有所述更換用具的所述第一刀架滑動和/或使所述工具用主軸旋轉(zhuǎn)，來對所述第二刀架的工具進(jìn)行裝卸以進(jìn)行更換。
全文摘要
本發(fā)明提供復(fù)合加工機(jī)，無需停止機(jī)器就能夠?qū)ρb配于多個刀架的工具進(jìn)行更換，而且還不會使機(jī)器大型化，并且也不會導(dǎo)致大幅度的高成本化。所述復(fù)合加工機(jī)具備第一刀架(9)，其具有工具用主軸(8)并能夠向X軸、Y軸及Z軸方向滑動；第二刀架(10)；以及自動工具更換裝置，其具有更換臂(11)，在第一更換區(qū)域，利用自動工具更換裝置將具有能夠把持裝配于第二刀架(10)的工具的夾持部(32a、32b)的更換用具(31)裝配于第一刀架(9)，并且，使該第一刀架(9)從第一更換區(qū)域移動到第二更換區(qū)域，在第二更換區(qū)域，通過使第一刀架(9)向各軸方向移動以及使工具用主軸(8)旋轉(zhuǎn)，能夠進(jìn)行第二刀架(10)的工具的更換。
文檔編號B23Q3/157GK103203644SQ20121059211
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者土屋昌史 申請人:大隈株式會社