[发明专利]工具更换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种工具更换装置，尤其涉及将工具以可装拆的方式安装在机床主轴上的工具更换装置。

背景技术

以往，机床具有在主轴与工具库之间自动地进行工具更换的工具更换装置。工具更换装置包括转动轴和长条状的臂本体。转动轴沿上下方向移动。在转动轴的下端设置有臂本体。臂本体的长度方向与转动轴的轴线方向正交。臂本体可绕转动轴的轴线转动。在臂本体的两端分别具有把持工具的把持部。在一对把持部分别把持着工具的状态下，臂本体与转动轴一起转动，从而安装在主轴的工具安装部上的工具与在工具库的工具更换位置上待机的工具互换。

在以往的工具更换装置中，在使转动轴和臂本体下降并使臂本体转动之后，一边使转动轴和臂本体上升一边将工具安装到主轴的工具安装部上。转动后的工具的位置相对于主轴的轴线即使稍有错位，也会产生问题。具体而言，若在工具的位置相对于主轴的轴线错位的状态下试着进行安装，则在将工具完全安装到工具安装部上之前，工具与主轴的工具安装部之间会发生冲突而彼此干涉。若在工具和主轴的工具安装部上作用有由干涉引起的负载的状态下将工具强行安装到主轴的工具安装部上，最严重时会存在工具或主轴可能会破损的问题。为了解决上述问题，例如在日本特许第3511857号公报中记载的工具更换装置具有臂固定机构，该臂固定机构将臂本体一体地固定在转动轴上。在上述公报所记载的工具更换装置中，当转动轴和臂本体上升而将工具插入主轴的工具安装部内时，可解除臂固定机构的固定。

在上述公报所记载的工具更换装置中，在转动轴的下端设置有将臂本体可转动地支撑的臂支撑体。在臂支撑体上设置有臂固定机构。臂固定机构具有相对于臂支撑体沿上下方向移动的臂固定销。臂固定销具有檐状的突部。突部具有直径朝着上方变小的锥状的卡合面。臂本体具有供臂固定销的突部从下侧卡合的卡合槽。卡合槽的内表面呈直径朝着上方变小的锥状，以与突部的卡合面紧贴地抵接。弹簧始终对臂固定销朝着上方施力，通过突部与卡合槽卡合，可将臂本体固定在臂支撑体上。其结果是，臂本体可与转动轴一起转动。

在为了将工具安装到主轴的工具安装部上而使臂本体上升至上死点时，机床的主轴头的下部与从臂支撑体的上部突出的臂固定销的上部抵接，将臂固定销压下。臂固定销一旦下降，臂固定销的突部便会从臂本体的卡合槽脱离。由于臂固定销解除对臂本体的固定，因此臂本体可独立于转动轴地绕转动轴的轴线转动。由于臂本体绕转动轴的轴线独立地转动，因此可使工具一边沿着工具安装部的安装面移动一边嵌合。当将工具安装到主轴的工具安装部上时，即使工具位置与主轴的轴线位置稍有错位，也可防止负载作用在工具与工具安装部之间。

在上述公报所记载的工具更换装置中，由于工具更换时臂本体与铁制的工具一起转动180°，因此会有转动惯量对臂本体起作用。当使转动轴从转动状态成为停止状态时、以及使转动轴从停止状态成为转动状态时，由于作用在臂本体上的转动惯量，臂本体的卡合槽会进行作用而将臂固定销的突部的锥面压下。当压下臂固定销的力较大时，臂固定销下降，卡合槽的锥面会跨过突部的锥面。当卡合槽的锥面跨过突部的锥面时，臂固定销可能会解除对臂本体的固定。臂固定销一旦解除对臂本体的固定，臂本体就不会与转动轴一起正常地转动。由于臂本体不与转动轴一起正常地转动，因此工具的位置不能准确地替换，还会产生无法更换工具的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种即使在臂本体的转动中也能可靠地保持臂本体相对于转动轴的固定状态的工具更换装置。