[发明专利]机床的刀具更换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过使转塔进行摆动动作来使其相对于主轴头接近、离开，从而进行刀具的装卸的机床的刀具更换装置。

背景技术

目前使用了自动更换安装在机床的主轴上的刀具的刀具更换装置。在该刀具更换装置中，预先在转塔圆周上的多个刀具抓持部分别设置作业所需要的多个刀具，自动地将安装在机床的主轴上的刀具更换为与加工状态对应地指定的刀具。

在这样的刀具更换装置中存在以下的刀具更换装置：在更换刀具时，通过转塔的旋转动作进行指定的刀具的分度，并且使转塔进行摆动动作使其相对于主轴头接近、离开，由此将分度的刀具与安装在主轴上的刀具进行更换。在此，转塔的旋转动作是指正面看转塔时转塔的旋转方向即图1的箭头方向，转塔的摆动动作是指从侧面看转塔时转塔的旋转方向即从图2A向图2B的移动方向、或相反方向的移动方向。

该方式的刀具更换装置具有在加工时使刀具抓持部远离主轴，因此能够扩大加工区域的优点。

作为与刀具更换装置的刀具更换有关的技术，在日本特开2007-290113号公报中公开了一种刀具更换装置，其在加工时使刀具抓持部从主轴远离的方式的刀具更换装置中，进行控制以使转塔向主轴接近时的摆动动作速度模式成为向摆动动作的摆动结束点平滑地减速的模式，另外使转塔从主轴离开时的摆动动作速度模式成为从摆动动作开始平滑地加速的模式，降低摆动动作时对转塔的冲击，防止转塔机构部向刀具抓持部施加高负荷，防止转塔部件的消耗和刀具脱落。

在日本特开平11-90752号公报中，公开了以下的刀具更换装置，与更换的刀具的重量对应地切换刀具更换的速度，由此缩短刀具更换时间。

在日本特开2006-272473号公报中，公开了一种刀具更换装置，在使主轴头在刀具更换区域内移动来进行刀具更换的方式的刀具更换装置中，通过与更换的刀具的重量对应地变更刀具的移动速度，来减小刀具更换时的机械碰撞的冲击，提高可靠性。

在日本特开2007-290113号公报所公开的刀具更换装置中，在使转塔摆动使其接近、离开主轴头来进行刀具更换的刀具更换装置中，控制向主轴头接近、离开时的速度，但其摆动动作模式与转塔上的刀具重量、刀具配置无关为相同的模式。因此，根据转塔摆动动作时的转塔上的刀具配置状态，在摆动动作时对转塔的冲击会超出需求以上地减小，有时摆动速度存在裕度。因此，摆动动作时间变长，有时刀具更换时间的缩短不充分。

日本特开平11-90752号公报以及日本特开2006-272473号公报所公开的刀具更换装置在刀具更换时与刀具的重量对应地变更动作的速度，因此能够在刀具更换时降低机械冲击，同时缩短刀具更换时间，但在刀具更换时并不使转塔进行摆动动作，因此并没有解决在更换刀具时使转塔进行摆动动作造成的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种刀具更换装置，其在使转塔进行摆动动作来进行刀具更换的机床的刀具更换装置中，能够在刀具更换时的摆动动作时抑制对转塔的冲击，同时尽量提高摆动动作速度。

本发明的机床的刀具更换装置具备：配置有多个夹具且在所述夹具中能够保持刀具的转塔、能够保持刀具的主轴以及成为所述转塔摆动的轴的摆动轴，在所述转塔和所述主轴之间更换刀具，所述转塔通过围绕所述摆动轴的摆动动作，能够相对于所述主轴接近、离开，所述机床的刀具更换装置具备：计算单元，在所述转塔摆动动作时的各相位，根据所述转塔的重心位置、所述转塔全体的重量、所述转塔摆动动作时的角速度以及角加速度，计算由对转塔机构部施加的重力、离心力、加减速产生的惯性力的合力对所述转塔机构部施加的力；转塔摆动动作模式决定单元，预先设定对转塔机构部施加的力的极限值，决定所述转塔的摆动动作模式，以便在所述转塔摆动时对所述转塔机构部施加的力在所述极限值以下；以及控制装置，按照由所述转塔摆动动作模式决定单元决定的摆动动作模式，使所述转塔进行摆动动作。

由此，在转塔的摆动动作时，对转塔的每个相位计算由对转塔机构部施加的重力、离心力、惯性力的合力对转塔机构部施加的力，决定转塔的摆动动作模式使得该力为极限值以下，因此能够对转塔的每个相位决定最佳的转塔的摆动速度，并且能够进一步缩短刀具更换时间。