[发明专利]换刀装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在机床的主轴与刀库之间交换刀具的换刀装置。

背景技术

机床通过自动交换安装在主轴上的刀具来执行多种加工。机床具有刀具容纳部和换刀装置。主轴支承在上升、下降的主轴头上，在主轴马达的驱动下旋转。刀具借助刀柄安装在从主轴头突出的主轴的下端部上，与主轴头一起上升、下降及旋转，从而对加工件进行加工。

日本公开特许公报平10-151542号所述的机床具有ATC(自动换刀装置)。ATC具有刀库和换刀手臂。刀库具有许多刀套。刀套保持刀具，沿着规定的路径循环移动。刀套通过在刀库内循环移动来将刀具定位在准备位置，并向刀库外的换刀位置送出。

换刀手臂与主轴并列地设置在主轴头上。换刀手臂绕上下方向的轴线回旋，并且相对于主轴头上升、下降。换刀手臂在轴的两侧具有把持部。

在加工结束后交换刀具时，换刀手臂与主轴头一起上升，移动到与上述换刀位置相同高度的把持位置。换刀手臂的把持部在移动到把持位置之后闭合。一个把持部把持安装在主轴上的刀具(前一刀具)，另一个把持部把持位于换刀位置的刀具(下一刀具)。

换刀手臂利用两侧的把持部把持刀具而下降，从主轴抽出前一刀具，并且从刀套抽出下一刀具。下降的换刀手臂回旋180°，使前一刀具移动到刀库侧，并且使下一刀具移动到主轴侧。回旋后的换刀手臂上升，将下一刀具嵌入主轴，并且将前一刀具嵌入刀套。换刀手臂打开把持部而解除对前一刀具、下一刀具的把持。刀套保持前一刀具而返回准备位置，在刀库内循环。主轴保持下一刀具而与主轴头一起下降，移动到加工区域。换刀装置利用刀库与换刀手臂的连动来交换刀具。

在交换刀具时，换刀手臂与主轴头一起上升而移动到把持位置。刀库内的下一刀具为了避免与上升的换刀手臂(把持部)相干扰而在换刀手臂移动后从准备位置移动到换刀位置。下一刀具在移动到换刀位置而停止时进行振动。换刀手臂进行等待直到经过了下一刀具的振动收敛所需的待机时间再开始进行把持动作，能够可靠地把持下一刀具。

刀库不仅容纳钻头、丝锥等小径刀具，也容纳端铣刀等大径刀具。大径刀具在停止到换刀位置时剧烈振动，直至振动收敛需要花费时间。换刀手臂的动作开始前的待机时间以大径刀具的振动收敛时间为基准。

通常在一次加工工序中进行多次换刀。因此，通过缩短换刀时间，能够缩短机床的加工时间。换刀手臂的动作开始前的待机时间成为妨碍换刀时间缩短的一个原因。

发明内容

本发明的目的在于缩短换刀手臂的动作开始前的待机时间，谋求缩短包括换刀时间在内的机床的加工时间。

技术方案1的换刀装置具有：刀库，其具有保持刀具并循环移动的多个刀套；换刀手臂，其设置在用于支承主轴的主轴头上，与该主轴头一起移动；该换刀装置利用下一刀具移动后产生的上述换刀手臂的换刀动作，对利用上述刀套的循环移动而移动到准备位置并与该刀套一起从上述准备位置移动到换刀位置的该下一刀具与安装在上述主轴上的前一刀具进行交换，其特征在于，该换刀装置针对上述各个刀具设定待机时间，并具有控制装置，该控制装置控制上述刀库及上述换刀手臂，以使得在使下一刀具从上述准备位置移动到上述换刀位置之后进行等待直到经过了与该下一刀具对应的待机时间再开始上述换刀手臂的动作。

待机时间针对刀库内的各个刀具以移动到换刀位置后的振动收敛时间为基准进行设定。在交换刀具时，换刀手臂在经过了与下一刀具对应的待机时间后进行动作。换刀手臂在下一刀具的振动刚收敛后开始动作。换刀手臂在适当时间的待机之后可靠地把持下一刀具，与前一刀具进行交换。

在技术方案2的换刀装置中，按照尺寸大小将上述刀库内的刀具分组，依照大尺寸的组的待机时间较长、小尺寸的组的待机时间较短的方式设定上述待机时间。

待机时间针对移动到换刀位置后的振动较大的大尺寸的组设定得较大，针对移动到换刀位置后的振动较小的小尺寸的组设定得较小。换刀手臂在经过了待机时间之后进行动作，可靠地把持振动收敛了的下一刀具。按组设定待机时间能够较少地设定待机时间。控制装置的负荷较小。

在技术方案3的换刀装置中，依照大尺寸的刀具的待机时间较长、小尺寸的刀具的待机时间较短的方式，针对上述刀库内的各个刀具单独设定上述待机时间。

待机时间针对刀库内的各个刀具而不同。在交换刀具时，换刀手臂在下一刀具的振动收敛所需的最小限度的待机时间后开始动作。能够有效地缩短换刀所需的时间。

附图说明

图1是机床的主要部分的立体图。

图2是刀库的纵剖视图。