[发明专利]换刀装置和包括换刀装置的机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在机床的主轴和刀库之间换刀的换刀装置和机床。

背景技术

机床根据工件的加工形状等在单一的装置中进行铣削加工、螺纹切削加工等各种各样的加工。机床具有用于保持钻头、端铣刀、丝锥等多把刀具的刀库和ATC(换刀装置)。ATC在该刀库和主轴之间自动地进行换刀(例如参照日本特开昭63-312038号公报)。

以往的换刀装置以使刀库与底座相邻的方式设置刀库。换刀装置通过使支承主轴头的立柱移动至刀库的固定位置来进行换刀。

因为以往的机床需要进行立柱移动的动作，所以换刀所需的时间(换刀时间)增加。

将刀库安装在立柱上的换刀装置能够缩短换刀时间。但是，因为刀库保持多把刀具，所以重量变大。在上述的情况下，根据刀库在立柱上的安装位置，立柱的重量平衡会变差。因此，存在立柱的定位控制的精度下降的问题。

发明内容

本发明的目的在于防止立柱的定位控制的精度下降，并且防止换刀所需时间的增加。

技术方案1的换刀装置用于机床，该机床包括：立柱，其以能够移动的方式设在机床的底座上；主轴头，其以能够升降的方式设在上述立柱上；以及主轴，其以能够旋转的方式被上述主轴头支承，并且以能够装卸刀具的方式保持刀具，该换刀装置包括：多个夹持臂，其具有用于把持上述刀具的把持部；以及刀库主体，其以能够以一轴线为中心进行旋转的方式被上述立柱支承，上述多个夹持臂设于该刀库主体的外周，该换刀装置作为机床的换刀装置，利用上述刀库主体的旋转将上述多个夹持臂的上述把持部所把持的上述刀具定位于能够将上述刀具安装在上述主轴的下端部的位置，其中，上述刀库主体形成为围绕上述立柱的外周的环状。

环状的刀库主体以围绕立柱的外周的方式被立柱支承。换刀装置能够使安装有刀库的状态下的立柱的重心位置靠近没有安装刀库的状态下的立柱的重心位置。换刀装置能抑制因向立柱安装刀库而产生的立柱的重量平衡的偏差。因此，换刀装置能够防止立柱的移动过程中的定位控制的精度下降。

技术方案2的换刀装置的上述主轴头以能够在上述刀库主体的内侧升降的方式设在上述立柱上，该刀库主体以围绕上述立柱的外周的方式固定于上述立柱。

因为环状的刀库主体以围绕设于立柱的主轴头的外周的方式被立柱支承，所以换刀装置能够使刀库主体的外周的长度变长，从而能够保持较多的刀具。

技术方案3的换刀装置的上述刀库主体以上述轴线相对于铅垂线向上述主轴头侧倾斜的状态被固定在上述立柱上。

刀库主体的旋转轴线相对于铅垂线向主轴头侧倾斜。即，立柱以使刀库主体相对于水平面倾斜的状态支承刀库主体。借助夹持臂而保持于刀库主体的刀具在向主轴安装的安装位置上呈沿与水平面垂直的方向延伸的姿势。通过使刀库主体的旋转轴线相对于铅垂线向主轴头侧倾斜，夹持臂所把持的刀具的前端位于比刀库主体的外周靠外侧的位置。夹持臂的刀具的把持位置位于刀库主体的外周的铅垂方向下方。因此，换刀装置能够保持更多的刀具。

技术方案4的上述多个夹持臂的上述把持部位于上述刀库主体的外周的铅垂方向下方。

因为多个夹持臂的把持部位于刀库主体的外周的铅垂方向下方，所以夹持臂向刀库主体安装的各安装位置之间的间隔不会变宽。因此，换刀装置能够保持更多的刀具。

技术方案5的上述刀库主体的上述轴线相对于铅垂线向上述主轴头侧倾斜的倾斜角为20°～50°。

以倾斜的状态被立柱所支承的刀库主体能够保持更多的刀具。可是，如果倾斜角过大，则存在立柱的重量平衡产生偏差的问题。换刀装置能够考虑到立柱的重量平衡，并且能够保持较多的刀具。另外，刀库主体的旋转轴线相对于铅垂线的倾斜角为20°～50°即可，优选为30°～40°。

技术方案6的机床包括技术方案1～5中任意一项所述的换刀装置。

因为采用考虑到在立柱上的安装位置的换刀装置，所以机床能够抑制立柱的重量平衡的偏差，从而能够精度良好地进行立柱的定位控制。

附图说明

图1是表示机床的整体结构的立体图。

图2是表示机床的整体结构的主视图。

图3是表示机床的整体结构的右视图。

图4是主轴头的局部剖视图。

图5是夹持臂的放大立体图。

图6是表示变形例的机床的整体结构的立体图。

图7的(a)是表示构成换刀装置的刀库和夹持臂的右视图；图7的(b)是其俯视图。

图8的(a)是表示构成变形例的换刀装置的刀库和夹持臂的右视图；图8的(b)是其俯视图。