專利名稱：機床的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種使保持刀具的環(huán)狀連結體沿著規(guī)定的循環(huán)路徑循環(huán)，將環(huán)狀連結體所保持的刀具安裝在主軸上，從而加工工件的機床。
背景技術：
機床進行各種加工。機床具有用于容納多把刀具的刀庫。機床將自刀庫取出的刀具與安裝在主軸上的刀具交換，從而進行目標的加工。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、鏈輪和收納盒。鏈條通過使外側連桿和內(nèi)側連桿彼此連結起來而形成為環(huán)狀。用于收容刀具的刀套與外側連桿相連結。鏈條張掛在鏈輪之間。鏈輪與馬達等驅動源相連結，通過驅動源的驅動將所希望的刀套(刀具)輸送到進行換刀的換刀位置。與鏈條一起循環(huán)的刀套在移動路徑的大部分的范圍內(nèi)呈與收納盒的外周部的內(nèi)壁面相接觸的狀態(tài)。內(nèi)壁面限制刀套的姿勢。但是，為了在刀具收納裝置容納較多的刀具，需要加長鏈條，由此，連桿數(shù)增加。因而，零件件數(shù)變多，要花費費用。為了快速地換刀而使鏈條以高速循環(huán)時，由于連桿數(shù)的增加，故障部位變多，鏈條的耐久壽命變短，因連桿的間隙而產(chǎn)生的噪音也變大。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于，在機床中減少用于保持供安裝在加工工件的主軸上的刀具的環(huán)狀連結體的連桿數(shù)。技術方案I的機床具有刀庫，其在沿著規(guī)定的循環(huán)路徑移動的、連結成環(huán)狀的多個移動體的各移動體上保持刀具；以及主軸，其通過安裝多個上述移動體中的一個移動體所保持的刀具來加工工件，其中，該機床具有用于驅動上述多個移動體循環(huán)的旋轉齒輪，上述移動體具有保持臺，該保持臺以使多把刀具沿移動方向排列的方式保持該多把刀具，在上述保持臺的上述移動方向兩端部之間配置有嚙合部，該嚙合部與上述旋轉齒輪相嚙合而與上述旋轉齒輪連動。配置在保持臺的移動方向兩端部之間的嚙合部與旋轉齒輪相嚙合，與旋轉齒輪的旋轉連動，而使多個移動體沿著規(guī)定的循環(huán)路徑移動。由于多個移動體分別利用保持臺以使多把刀具沿移動方向排列的方式保持該多把刀具，因此，移動體的個數(shù)減少，而使連桿數(shù)減少。技術方案2的機床利用設置在上述保持臺上的多個軸體形成上述嚙合部。多個軸體與旋轉齒輪相嚙合而與該旋轉齒輪連動，而使移動體沿著循環(huán)路徑移動。技術方案3的機床利用設置在上述保持臺上的同一圓弧上的多個軸體形成上述哨合部。[0012]在循環(huán)路徑中有圓弧狀的部分時，能夠將位于圓弧狀的部分的多個移動體的各軸體排列在于圓弧狀的部分同心的同一圓弧上。旋轉齒輪配置在圓弧狀的部分的內(nèi)側，與排列在同一圓弧上的各軸體相哨合。技術方案4的機床利用五個以上的軸體形成上述嚙合部，在兩端以外的軸體上設置用于將彼此相鄰的移動體連結起來的連結部。在將連結部設置在兩端以外的軸體上的情況下，與在兩端的軸體上設置連結部的情況相比，對于連結有連結部的軸體中的、在移動方向上的軸體之間的距離而言，在移動體位于直線上時的距離與移動體位于圓弧上時的距離之差較小。因此，在機床中，能夠抑制在移動體之間產(chǎn)生內(nèi)部載荷，從而能夠使移動體順利地移動。技術方案5的機床利用六個等間隔地設置在上述圓弧上的軸體形成上述嚙合部，在從兩端數(shù)第二個軸體上設置上述連結部。對于將彼此相鄰的兩個移動體中的移動方向的一側的連結部連結起來而得的路徑上的距離(以下，記作連結軸體間距離)而言，與在兩端的軸體上設置相鄰的移動體的連結部時相比，移動體在位于直線上時的距離與位于圓弧上時的距離之差變小。在技術方案6的機床的每個移動體中，具有用于將上述軸體各自的頂端部連結起來的板構件。通過利用板構件將軸體的各自的頂端部連結起來，會使軸體的強度進一步變高。技術方案7、8的機床具有支承部，該支承部以能夠使上述主軸沿一軸向移動的方式支承該主軸，多個上述移動體配置在圍繞上述主軸和支承部的長圓形的區(qū)域。由于在圍繞主軸和支承部的長圓形的區(qū)域配置多個移動體，因此，將多個移動體連結成環(huán)狀的環(huán)狀連結體的長度變長，從而會增多所該環(huán)狀連結體所保持的刀具的數(shù)量。在本技術方案的機床中，由于多個移動體分別利用保持臺以使多把刀具沿移動方向排列的方式保持該多把刀具，因此，移動體的個數(shù)減少，從而能夠減少連桿數(shù)。

圖1是機床的立體圖。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是概略地表示軌道的立體圖。圖7是刀庫的立體圖。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(局部為剖視圖)。圖10是概略地表示移動臺的基板的俯視圖。圖11是概略地表示移動臺和把持臂的俯視圖。圖12是概略地表示凸輪機構、把持臂和定位機構的立體圖。圖13是概略地表示凸輪機構的放大立體圖。圖14是概略地表示把持臂的立體圖。[0036]圖15是概略地表示定位機構的放大立體圖。圖16是概略地表示主軸頭正在上升時的凸輪機構、把持臂和定位機構的右視圖。圖17是概略地表示主軸頭正在上升時的凸輪機構、把持臂和定位機構的右視圖。圖18是概略地表示由定位機構進行的定位的放大主視圖。圖19是概略地表示主軸頭正在上升時的凸輪機構、把持臂及定位機構的右視圖。圖20是概略地表示主軸頭到達輸送位置時的凸輪機構、把持臂及定位機構的右視圖。圖21是概略地表示主軸頭正在下降時的凸輪機構、把持臂及定位機構的右視圖。圖22是概略地表示主軸頭正在下降時的凸輪機構、把持臂及定位機構的右視圖。圖23是概略地表示主軸頭正在下降時的凸輪機構、把持臂及定位機構的右視圖。圖24是概略地表示主軸頭正在下降時的凸輪機構、把持臂及定位機構的右視圖。圖25是用于說明在直線上和在圓弧上的連結軸體之間的距離的示意圖。圖26是用于說明在直線上的連結軸體之間的距離的計算方法的示意圖。
具體實施方式
基于附圖詳細說明本實用新型的實施方式的機床。在以下的說明中，使用用圖中的箭頭表示的上下左右前后。操作者`在前方操作機床100，裝卸工件。使用圖1 圖4對機床100進行說明。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、Ζ方向移動裝置30、主軸頭32和換刀裝置10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(支承部)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。滑塊22b、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方向驅動馬達的驅動，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?；瑝K26b、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方向驅動馬達的驅動，立柱28沿左右方向移動。立柱28呈柱狀，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?；瑝K30b、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?zhèn)?。通過Z方向驅動馬達的驅動，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。通過驅動控制X方向驅動馬達、Y方向驅動馬達、Z方向驅動馬達，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旋轉的方式將主軸34保持在王軸頭32的如方側的內(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。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(省略圖示)。推壓機構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與設置在主軸頭32的上端的主軸馬達35相連接。主軸34通過主軸馬達35的驅動而繞軸心旋轉。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，對固定在工件保持裝置120上的工件進行旋轉加工。換刀裝置10具有刀庫40 (參照圖3、圖7)和刀庫驅動部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、軌道臺41b和軌道41c。支承梁41a、41a是以上側為斜邊向前下方傾斜的三角形的板狀構件，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的兩側部分。支承梁41a、41a的上側端面從前下方向后上方、與水平面成大致30度角地傾斜。軌道臺41b是長圓形的環(huán)狀構件，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。在軌道臺41b后方的半圓狀的部分中，板狀的安裝臺41e自該半圓狀的周緣延伸。安裝臺41e支承刀庫驅動部50。軌道41c的垂直截面呈大致矩形，軌道41c在軌道臺41b上(參照圖6)形成為首尾相接的長圓形。如圖9所示，軌道41c分別在內(nèi)周側面和外周側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)側滾輪47和外側滾輪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(移動體)43、43、……、多個連桿構件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。連桿構件44、44、……將彼此相鄰的移動臺43、43連結起來。多個移動臺43、43、……和連桿構件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，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相對于水平面成大致30度角地傾斜，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側傾斜。移動臺43具有基板(保持體)46、內(nèi)側滾輪47、47、外側滾輪48、48和嚙合部45?；?6呈大致矩形，在其下表面上以能夠使內(nèi)側滾輪47、47和外側滾輪48、48分別繞下表面法線方向的軸線轉動的方式支承內(nèi)側滾輪47、47和外側滾輪48、48。內(nèi)側滾輪47、47和外側滾輪48、48呈圓板形，在外周具有V形槽。內(nèi)側滾輪47、47與設置在軌道41c的內(nèi)周側面上的嵌合部41d相嵌合，外側滾輪48、48的V形槽與設置在軌道41c的外周側面上的嵌合部41d相嵌合。如圖10所示，在基 板46的兩個B點處設置有內(nèi)側滾輪47、47，在基板46的兩個C點處設置有外側滾輪48、48。內(nèi)側滾輪47、47的軸心之間的距離LI比外側滾輪48、48的軸心之間的距離L2短。由于軸心之間的距離LI比軸心之間的距離L2短，因此，各滾輪47、48和嵌合部41d、41d之間的嵌合間隙在長圓形的軌道41c的直線部分和圓弧部分的偏差較小。嚙合部45具有6個銷(軸體)49、49、……和法蘭(flange) 49a。銷49、49、……設置在基板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上的銷49、49、……排列在與該半圓同心的圓周上。如圖10所示，銷49、49、……位于圓弧R上。銷49、49、……配置在移動臺43在軌道41c上移動的移動方向的兩端部之間的6個A點處。多個銷49、49、……與齒輪51相嚙合。將彼此相鄰的銷49、49、……的軸心之間的距離設為齒輪51的I節(jié)距中的節(jié)點之間的直線距離。銷49、49、……例如構成為以能夠使圓筒狀的軸環(huán)(collar)旋轉的方式將該軸環(huán)套在固定的軸體的外周。軸環(huán)與齒輪51相嚙合而旋轉，從而會減少摩擦、磨損。用法蘭(板構件)49a將銷49、49、……的上端部連接起來。通過用法蘭49a將銷49、49、……的上端部連接起來，而使銷49、49、……整體的強度變高。連桿構件44、44、……將彼此相鄰的移動臺43、43連結起來。各移動臺43在從6個銷49、49、……的兩端數(shù)第2個銷上具有連結軸體49b、49b。連桿構件44、44、……借助于連結軸體49b、49b與移動臺43相連結。在移動臺43、43、……的下部各安裝有兩個把持臂70、70、……。把持臂70的臂部76繞臂軸77的軸心擺動，使把持刀柄11的下部頂端靠近、遠離主軸，從而進行換刀。如圖11所示，臂軸77的軸心方向是沿著銷49、49、……所排列的圓弧的方向，因此，臂軸77的軸心方向是沿著長圓形的軌道41c的半圓部分的圓周的方向。在移動臺43位于長圓形的軌道41c的半圓部分時，將包含刀柄11的軸線的臂軸77的軸心方向作為法線方向的平面穿過軌道41c的半圓部分的中心點。如圖7所示，刀庫驅動部50在安裝臺41e上設置有齒輪51和刀庫驅動馬達52。齒輪51是具有例如次擺線形狀的齒面的外齒輪，其以能夠旋轉的方式設置在安裝臺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與位于軌道41c的半圓部分的移動臺43上的銷49、49、……相嚙合。使齒輪51的齒輪直徑比軌道41c的半圓部分的直徑小(例如為二分之一)。由于將齒輪51的齒輪直徑設得較小，因此刀庫40不會與立柱28機械干涉且能夠小型化。[0070]刀庫驅動馬達52使馬達旋轉軸(省略圖示)與齒輪51的軸相連結，驅動齒輪51旋轉。當齒輪51旋轉時，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的旋轉而在軌道41c上轉圈。刀庫驅動馬達52通過使齒輪51旋轉來輸送移動臺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12、圖13所示，凸輪機構60設置在主軸頭32的前側面上。凸輪機構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的比頂點靠下側的部分隨著朝向下方去突出幅度(前后寬度)減小。靠近凸輪61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和靠近凸輪61的頂點61a在上下方向上隔開間隔,兩凸輪62、61的前后位置大致相同。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的上端部具有上側凸輪面63b，該上側凸輪面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的下端部具有下側凸輪面63c，該下側凸輪面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(突出程度)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14所示，把持臂70具有用于安裝在移動臺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 (第2定位部)。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的左右兩側面上分別固定具有用于引導臂部76的擺動的引導板75、75。引導板75、75彼此相對。在側視狀態(tài)下，各引導板75呈以上端部為基點向下方擴展的扇形。引導板75在上端部具有供臂軸77插入的臂軸孔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以能夠轉動的方式插入到各引導板75的臂軸孔75a、75a中。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。把持臂70以臂軸77沿著軌道41c的方式安裝在移動臺43上。如圖14所示，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)向突出方向對銷79b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。在臂軸77的上側設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。在臂部76的臂軸77附近設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。如圖6、圖12、圖15所示，定位機構80設置在軌道臺41b上。定位機構80使刀具和主軸34之間的位置匹配。定位機構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。旋轉桿82以與定位軸孔81d、81d的軸心交叉的方式設置在兩個延伸部81b、81b之間。旋轉桿82在前側向下方傾斜。在旋轉桿82上設置有與旋轉桿82大致正交的旋轉軸84。旋轉軸84以能夠旋轉的方式插入到兩個定位軸孔81d、81d中。旋轉桿82的后端部以能夠使定位凸輪從動件83旋轉的方式支承該定位凸輪從動件83。定位凸輪從動件83是能夠繞與旋轉軸84平行的軸旋轉的圓柱形的滾輪。在旋轉桿82的前端部設置有與旋轉軸84平行地延伸的桿體85。桿體85和底座81由彈簧87、87連結起來。旋轉桿82的前端部與桿體85的中央部相連結。在桿體85的兩端部分別設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向以旋轉軸84為中心在右視狀態(tài)下的順時針方向(參照圖17)對定位片86施力。如圖16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，該把持臂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自旋轉軸84向斜后上方向突出而與上側凸輪面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。旋轉桿82自旋轉軸84向斜前下方向突出，各定位片86位于臂軸77的斜前上方。在臂部76和引導板75、75之間設置有鎖定機構(省略圖示)。鎖定機構具有維持臂部76使保持圓筒78、78朝向下方的姿勢(圖16所示的臂部76的姿勢)的第I鎖定狀態(tài)和后述的第2鎖定狀態(tài)。當?shù)贗凸輪從動件71與靠近凸輪61相抵接，臂部76相對于引導板75、75向后方擺動時，臂部76由經(jīng)由第I凸輪從動件71自靠近凸輪61受到的力而轉動，從而解除第I鎖定狀態(tài)的鎖定。若解除第I鎖定狀態(tài)的鎖定，則鎖定機構朝向第2鎖定狀態(tài)移動。完成了加工的主軸頭32自加工位置經(jīng)由換刀位置朝向輸送位置上升(參照圖16的箭頭)。輸送位置是即使刀庫40輸送把持臂70也不會與主軸頭32干涉的位置。在主軸頭32上升過程中，定位凸輪從動件83與定位凸輪63的上側凸輪面63b相抵接。如圖17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的上側凸輪面63b上向下方移動。由于定位凸輪63的上側凸輪面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，旋轉桿82克服各彈簧87的彈性力以旋轉軸84為中心繞逆時針旋轉(參照圖17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18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17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17、圖19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。各把持銷單元79靠近刀柄11。通過各把持銷單元79的銷79b與刀柄11的槽IIa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20所示，在把持臂70把持刀柄11之后，主軸頭32到達輸送位置，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。旋轉桿82因各彈簧87的彈性恢復力而繞順時針旋轉。上述的鎖定機構具有維持臂部76使保持圓筒78、78朝向后方的姿勢(圖20所示的臂部76的姿勢)的第2鎖定狀態(tài)。在主軸頭32到達輸送位置之后，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的旋轉而移動，由鎖定機構實施的臂部76的鎖定(第2鎖定狀態(tài))也不會解除，而能夠維持把持臂70的姿勢。如圖21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。如圖21所示，定位凸輪從動件83隨著主軸頭32的下降而在定位凸輪63的下側凸輪面63c上向上方移動。由于下側凸輪面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22所示，主軸頭32進一步下降。如圖22的空心箭頭所示，旋轉桿82克服各彈簧87的彈性力以旋轉軸84為中心繞逆時針旋轉。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，通過利用各定位片86進行臂軸77的軸向上的定位，能夠消除沿著軌道41c的軌道的方向上的偏差，能夠使把持臂70與主軸34之間的位置匹配。如圖22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23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。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。如圖24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24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。上述的鎖定機構在解除第2鎖定狀態(tài)下的鎖定后向第I鎖定狀態(tài)移動。[0106]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在上側凸輪面63b上向上方移動。由于上側凸輪面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。上述的鎖定機構返回到第I鎖定狀態(tài)，把持臂70(臂部76)的姿勢呈圖16所示的姿勢。實施方式的機床100的連結成環(huán)狀的多個移動臺43、43、……分別具有基板46，在各基板46的移動方向兩端部之間配置有與齒輪51相嚙合而與齒輪51連動的嚙合部45。齒輪51驅動多個移動臺43、43、……循環(huán)?；?6使多個刀柄11 (刀具)以沿移動方向排列的方式保持該多個刀柄11 (刀具)。因此，連結成環(huán)狀的移動臺43、43、……的個數(shù)減少，而使連桿數(shù)減少。由于連桿數(shù)減少，因此，連桿所需的零件件數(shù)減少，從而使制造成本降低，使每個連桿產(chǎn)生的誤差減少。即使在為了保持較多的刀具而使鏈條部42變長、且使鏈條部42以高速循環(huán)時，由于能夠抑制連桿所需的零件件數(shù)增加和故障部位增加，因此，在機床中也能夠改善鏈條部42的耐久壽命，能夠抑制因連桿的偏差而產(chǎn)生的噪音。嚙合部45由設置在基板46上的多個銷49、49、……形成。多個銷49、49、……與齒輪51相嚙合而與齒輪51連動，而使各移動臺43沿著軌道41c移動。將多個銷49、49、……設置在基板46上的同一圓弧(圖10的圓弧R)上。在移動
臺43位于軌道41c的半圓部分時，圓弧R為與該半圓同心的圓弧，而使多個銷49、49、......配置為在圓周上排列。因此，能夠將位于軌道41c的圓弧狀部分的多個移動臺43、43、……的各銷49、49、……排列在與該圓弧`狀部分同心的同一圓弧上。齒輪51配置在軌道41c的圓弧狀部分的內(nèi)側，與排列在同一圓弧上的各銷49、49、……相嚙合。只要將銷49設置在圓弧R上即可，銷49、49、……的套數(shù)(一個移動臺43具有一套銷49、49、……)可以是兩套或三套以上。若移動臺43保持多個刀柄11 (刀具)，則移動臺43的移動方向(沿著軌道41c移動的方向)的尺寸較大，因此，只要與齒輪51的I節(jié)距相對應地設置三個以上的銷49、49、……即可。在一個移動臺43上設置三個以上的銷49、49、……時，圓弧R唯一確定。嚙合部45具有用于將銷49、49、……的頂端部連結起來的法蘭49a。通過用法蘭49a將銷49、49、……的頂端部連接起來，而使銷49、49、……的強度變高。嚙合部45具有5個以上位于同一圓弧R上的銷49、49、……，在除了兩端的銷49的銷49上設置有彼此相鄰的移動臺43的連結軸體49b、49b。在實施方式中，將銷49、49、……的數(shù)量設為6個，從兩端數(shù)第2個銷49上設置有連結軸體49b、49b。對于將彼此相鄰的兩個移動臺43、43中的移動方向的一側的連結軸體49b彼此連結而得的路徑上的距離(以下，記作連結軸體間距離)而言，與在兩端的銷49上設置相鄰的移動臺之間的連結軸體49b時相比，移動臺43、43在位于直線上時的距離與位于圓弧上時的距離之差變小。如圖25所示，情況I表示在多個銷49中的兩端的銷以外的銷上進行了連結的情況，情況2表示在多個銷49中的兩端的銷進行了連結時的情況。在情況I的情況下，將彼此相鄰的兩個移動臺43、43中的移動方向的一側的連結軸體49b之間連結而得的路徑上的距離(連結軸體間距離)在圓弧上為M1，在直線上為NI。情況2的連結軸體間距離在圓弧上為M2，在直線上為N2。若考慮到銷49、49、……與齒輪51之間的嚙合而以齒輪51的節(jié)距等間隔地排列銷49、49、……，則在情況1、2中，由于在圓弧上所有的銷49、49、……等間隔地排列，因此，均為M1=M2。由于在圓弧上等間隔地排列所有的銷49、49、……，因此NI和N2的值不同。如圖26所示，若考慮到設置在位于圓弧R部分的各移動臺43的所有的銷49、49、……等間隔地排列的情況，則在情況I中，直線上的連結軸體間距離NI能夠作為位于圓弧R上的連續(xù)的4個銷49的兩端的銷之間的直線距離SI與S2 (=Sl)的和來計算，即N1=S1+S2。在情況2中，直線上的連結軸體間距離N2能夠作為位于圓弧R上的連續(xù)的2個銷49的兩端的銷之間的直線距離S4與位于圓弧R上的連續(xù)的6個銷49的兩端的銷之間的直線距離S3的和來計算，即N2=S3+S4。用應用了具體的數(shù)值進行了計算的例子來說明。將軌道41c的圓弧部分的半徑設為300mm，為了在移動臺43位于該圓弧部分時6個銷49、49、……排列在該圓弧部分上，將彼此相鄰的銷49、49的軸線之間的距離設為35mm。經(jīng)計算，(Ml-Nl) =1.lmm, (M2-N2) =2.5_。若考慮到 M1=M2，則為 N2 < NI < M1=M2 的關系，在(Ml-Nl)和(M2-N2)的關系中，(Ml-Nl)較小。因此，情況I能夠減小在圓弧上的距離和在直線上的距離之差，從而能夠減小在移動臺43在循環(huán)路徑循環(huán)時產(chǎn)生的連結軸體間距離的伸縮。若伸縮變大，則在移動臺43之間會產(chǎn)生較大的內(nèi)部載荷，內(nèi)部載荷會妨礙循環(huán)。說明將銷的數(shù)量設為5個的情況。在情況I中，從5個銷49、49、……的兩端數(shù)第2個銷49上配置有連結軸體4%。與上述的例子同樣地將軌道41c的圓弧部分的半徑設為300mm，為了在移動臺43位于該圓弧部分時5個銷49、49、……排列在該圓弧部分上，將彼此相鄰的銷49、49的軸線之間的距離設為35mm。若具體地應用數(shù)值來進行計算，則(Ml-Nl)=0.7mm, (M2-N2)=l.3mm。在兩端以外的銷49進行了連結的情況I能夠減小在圓弧上的距離和在直線上的距離之差，從而能夠減小在移動臺43在循環(huán)路徑循環(huán)時產(chǎn)生的連結軸體間距離的伸縮。如上述的 兩個例子所述，在各移動臺43上設置有5個以上的銷49、49、……時，如果在多個銷49、49、……中的兩端的銷以外的銷進行連結，則會減小連結軸體間距離的伸縮。因此，機床100能夠順利地驅動移動臺43循環(huán)。在圍繞主軸頭32和以能夠使主軸頭32沿上下方向移動的方式支承該主軸頭32的立柱28的呈長圓形的區(qū)域配置有軌道41c和鏈條部42。鏈條部42配置在圍繞主軸頭32和立柱28的長圓形的區(qū)域，從而抑制鏈條部42遠離主軸頭32和立柱28。通過以圍繞主軸頭32和立柱28的方式配置鏈條部42，能夠使鏈條部42變長，從而能夠增多保持在多個移動臺43、43、……上的刀具的數(shù)量。
權利要求1.一種機床，其具有: 刀庫(40)，其在沿著規(guī)定的循環(huán)路徑移動的、連結成環(huán)狀的多個移動體(43)的各移動體上保持刀具(11);以及主軸(32)，其通過安裝多個上述移動體中的一個移動體所保持的刀具來加工工件，該機床的特征在于， 該機床具有用于驅動上述多個移動體循環(huán)的旋轉齒輪(51)， 上述移動體具有保持臺(46)，該保持臺以使多把刀具沿移動方向排列的方式保持該多把刀具， 在上述保持臺的上述移動方向兩端部之間配置有嚙合部(45)，該嚙合部與上述旋轉齒輪相嚙合而與上述旋轉齒輪連動。
2.根據(jù)權利要求1所述的機床，其特征在于， 上述嚙合部由設置在上述保持臺上的多個軸體(49)形成。
3.根據(jù)權利要求2所述的機床，其特征在于， 上述嚙合部由設置在上述保持臺上的同一圓弧上的多個軸體形成。
4.根據(jù)權利要求3所述的機床，其特征在于， 上述嚙合部由五個以上的軸體形成，在兩端以外的軸體上設置用于將彼此相鄰的移動體連結起來 的連結部(44)。
5.根據(jù)權利要求4所述的機床，其特征在于， 上述嚙合部由六個等間隔地設置在上述圓弧上的軸體形成， 在從兩端數(shù)第二個軸體上設置上述連結部。
6.根據(jù)權利要求1 5中任一項所述的機床,其特征在于， 每個移動體都具有用于將上述軸體各自的頂端部連結起來的板構件(49a)。
7.根據(jù)權利要求1 5中任一項所述的機床，其特征在于， 該機床具有支承部(28)，該支承部以能夠使上述主軸沿一軸向移動的方式支承該主軸， 多個上述移動體配置在圍繞上述主軸和上述支承部的長圓形的區(qū)域。
8.根據(jù)權利要求6所述的機床，其特征在于， 該機床具有支承部(28)，該支承部以能夠使上述主軸沿一軸向移動的方式支承該主軸， 多個上述移動體配置在圍繞上述主軸和上述支承部的長圓形的區(qū)域。
專利摘要本實用新型提供一種機床。本實用新型涉及一種使保持刀具的環(huán)狀連結體沿著規(guī)定的循環(huán)路徑循環(huán)，將環(huán)狀連結體所保持的刀具安裝在主軸上，從而加工工件的機床。連結成環(huán)狀的多個移動臺分別具有基板，在基板的移動方向兩端部之間配置有嚙合部。嚙合部具有6個銷，各銷與旋轉齒輪相嚙合。通過與旋轉齒輪的旋轉連動，多個移動臺沿著規(guī)定的循環(huán)路徑移動。由于基板保持有多把刀具，因此環(huán)狀連接體中的連桿數(shù)減少。
文檔編號B23Q3/157GK202910624SQ20122054480
公開日2013年5月1日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權日2012年1月30日
發(fā)明者伊藤惠史, 辻俊輔, 林莊三 申請人:兄弟工業(yè)株式會社