[发明专利]机床

说明书

本发明涉及这样一种形式的机床，它包括机架和更换主轴箱的交换装置，该主轴箱固定在机架的垂直支座上，用于加工工件。

由DE3918902A1已知一种机床，其固定在垂直支座上的主轴箱可以更换。为了达到这个目的，在机架上安装了交换装置。该交换装置包括二个可以分别绕枢轴转动180°的交换臂。每一个交换臂可以抓住从箱库中送出的主轴箱的上部，通过绕枢轴转动180°，将主轴箱放置在靠近垂直支座的位置，这样可将主轴箱转移至垂直支座上，并锁紧。悬挂在交换臂上的主轴箱可以相对于交换臂并且以这样的方式转动90°即：刀具从交换臂中伸出，它们在加工位置时的方向是在机架的向前方向上的，在转移至主轴箱库时，会在横向方向上从机架中伸出。为了能快速更换主轴箱，需要两个交换臂。一个交换臂将主轴箱从垂直支座上取下，而另一个交换臂将新的主轴箱送至垂直支座上。交换臂的这种布局需要的技术开支很大。主轴箱库必需在机架的两侧延伸，并且需要复杂的运输机构。

另外，在EP0204151B1中所示的机床中，主轴箱悬挂在主轴箱更换装置上，该装置安装于机架上，可绕垂直轴转动。从上面抓住主轴箱，并绕枢轴转动至垂直支座的移动通道上面的位置，然后，该垂直支座将主轴箱接住。这种结构需要在机架上有一个转动半径很大的主轴箱更换装置，并且，向外伸出的主轴箱和刀具需要较大的空间。

从DE9202245U1所知的机床中，机架安装在转移站的旁边。机架支承着垂直支座，垂直支座可在垂直方向移动，并设有可围绕着水平轴绕枢轴转动的交换臂。在转移站上设置了二个转移工作地，它们一个在另一个的上面，每一个工作地可容纳一个主轴箱。交换臂从侧面朝着两个主轴箱中的一个主轴箱而枢轴转动，然后将该主轴箱水平地拉至垂直支座上。为了更换主轴箱，不仅垂直支座必需作垂直运动，而且交换臂必需作几个往复直线运动。另外，在转移站和垂直支座上的主轴箱必需用垂直导向杆导向，同时为了转移主轴箱，需要越过一个很宽的间隙。

本发明的目的是要提供一种机床，其中，交换装置需要很小的空间，并且通过一个简单的运动顺序和在较短的时间内来完成主轴箱的更换。

根据本发明，上述目的可以通过权利要求1所述的特点达到。

在根据本发明的机床中，交换臂包括两个支承连接装置，一个支承连接装置放在另一个上面，并且每一个支承连接装置分别适用于一个主轴箱；而垂直支座则可运动至每一支承连接装置的转移高度。交换臂可以围绕垂直轴枢轴转动至转移位置，在转移位置上，交换臂的支承连接装置可枢轴转动至安装在垂直支座上的主轴箱。新的主轴箱放置在同一交换臂上，该新的主轴箱可以放在要更换的主轴箱的下面或上面。在将老的主轴箱转移至交换臂的过程中，新的主轴箱仍保持与交换臂连接在一起。一旦垂直支座将老的主轴箱转移至交换臂后，垂直支座沿垂直方向运动，与新的主轴箱对齐，然后将新的主轴箱转移至垂直支座上。这样，为了完成一个主轴箱的完整的更换过程，只需要交换臂绕枢轴转动至转移位置的一个运动，接着再绕支轴反向转动即可。

较为优选的方法是，交换装置与机架分离放置，而机架可以相对于交换装置在向前方向运动。在本说明书的范围内，该向前方向是指机架前进轴(Z轴)的方向，垂直支座上的主轴箱的刀具方向就是沿着这个方向的。一般可使机架静止，而使交换装置运动。但是，由于通常机架是在Z-轴方向运动的，因此最好使支换装置固定。在主轴箱转移至交换装置上之后，沿Z-方向的运动可使主轴箱与垂直支座的接合完全松开。当垂直支座运动至新的主轴箱的转移位置时，机架前进，使垂直支座能可靠地夹持住新的主轴箱。机架的这个前进和退回运动一般只在非常短的行程距离内成，该距离是将垂直支座从交换装置所转移的主轴箱上离开所必需的。

最好，交换臂只绕枢轴转动90°，输送装置将主轴箱输送至交换臂，并且刀具从机架中横向向外伸出。这意味着，交换臂专门作绕枢轴转动，并同时使悬挂于其上的主轴箱绕枢轴转动90°。主轴箱的前端(即刀具从那里伸出的侧面)，在水平的X-轴方向上是从机架中横向地向外伸出的。在这个方向上，可将主轴箱从机架上取下，并转移至主轴箱库中。这种结构的优点是，主箱箱的前端和从主轴箱伸出的刀具很容易检查和用肉眼观察，因为维修人员可从机床的一侧接近它们。另外，在这一侧还可安装自动工作的刀具监视装置。整个主轴箱的运动和贮存都是在上述方向上进行的，而刀具的方向则是在机架的X-轴方向上。

最好，设置交换臂的支承连接装置，使它与设在每一个主轴箱侧壁上的支承部分接合。这可使设计的复杂程度大大降低，因为交换臂的形状可以为平板，不需要从上面抓住主轴箱的突出部分。结果，交换装置的尺寸特别紧凑，并节省空间。