专利名称：工作机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有能够相对于机械主体移动的主轴箱的工作机械。
背景技术：
以往，作为普通的工作机械的一种，公知有如下的工作机械将主 轴箱以能够沿X轴方向移动的方式设置在成为机械主体的横轨等上，并 且，进一步将该主轴箱设置为能够沿Z轴方向移动(另外，主轴的轴线 与Z轴平行)。进而，在这种工作机械中，为了能够进行深孔内径车削加 工，还提出了如下的工作机械将具有能够与Z轴平行地安装工具的工 具安装部的工具台设置为能够在主轴箱的侧面独立于该主轴箱地沿Z轴 方向移动(例如专利文献1)。日本特开2007—966号公报
但是，在上述专利文献1所公开的工作机械中，由于工具相对于主 轴箱的主轴和工具台的工具安装部的装卸必须通过手动作业进行，因此 存在工具的装卸作业、即工具的更换作业非常烦琐的问题。并且，如果 在主轴和工具台的工具安装部中分别另外设置专用的工具更换装置，则 为了设置工具更换装置需要广阔的空间，不仅限定了能够设置工作机械 的空间，并且，还存在包含工具更换装置的装置整体的成本高涨等问题。
发明内容
因此，本发明就是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种工 具相对于主轴和工具台的工具安装部的更换不费事、并且性价比也优异 的工作机械。
为了达成上述目的，本发明中的第一方面所记载的发明为一种工作 机械，其将具有在前端安装有工具且能够旋转的主轴的主轴箱设置成能够沿与所述主轴的轴线方向不同的方向移动，并且，将能够以与所述主 轴相同的方向在前端安装工具的工具台以能够沿所述轴线方向移动的方 式安装在所述主轴箱上，其特征在于，该工作机械设有工具更换机构， 该工具更换机构相对于使前端位于预定的移动位置的所述主轴更换装配 在该主轴上的工具，当通过所述主轴箱的移动和所述工具台的移动使所 述工具台前端位于所述移动位置时，所述工具更换机构利用与相对于所 述主轴的更换动作相同的更换动作对装配在所述工具台上的工具进行更 换。
对于第二方面所记载的发明，在第一方面所记载的发明中，使所述 主轴箱能够沿成为左右方向的X轴方向和成为上下方向的Z轴方向移动， 并且，使所述主轴的轴线与Z轴平行，其特征在于，将所述工具台设置
成安装在所述工具台上的工具和安装在所述主轴上的工具在x—z平面 中位于同一面，且将所述工具台设置成仅能够沿z轴方向移动，通过所
述主轴箱沿X轴方向的移动和所述工具台沿Z轴方向的移动，能够使所 述工具台向所述移动位置移动。
根据本发明，能够利用工具更换机构对装配在主轴箱和工具台上的 工具进行更换。因此，虽然具有主轴箱和工具台这两个工具安装部，但 是能够非常迅速地相对于它们进行工具更换，更换作业变容易，而且还 能够实现作业效率的提高等。并且，由于能够利用一个工具更换机构进 行主轴箱和工具台这两者的工具更换，因此能够将工具更换机构的设置 空间等抑制在最小限度，能够防止超出必要的工作机械的大型化、高成 本化。另外，由于能够利用同一更换动作进行主轴箱和工具台的工具更 换，因此能够使工具更换机构的构造和更换工作所涉及的控制变简单。
并且，根据第二方面所记载的发明，由于将工具台设置成安装在工
具台上的工具和安装在主轴上的工具在x—z平面中位于同一面，且将工 具台设置成仅能够沿z轴方向移动，因此在相对于工具台进行工具更换
时，仅通过主轴箱沿x轴方向的移动和工具台沿z轴方向的移动就能够
使工具台位于更换位置，能够简化对更换位置的定位控制。
图1是示出工作机械的外观的立体说明图。
图2是示出工作机械的Y — Z平面的说明图。
图3是从前方示出相对于主轴的工具更换的说明图。
图4是从前方示出相对于工具安装部的工具更换的说明图。
符号说明
l工作机械；2基座；3载物台；4主轴箱；5立柱；6更换臂；7横 轨；8主轴；9工具台；10工具安装部；11工具盘。
具体实施例方式
以下，根据附图对成为本发明的一个实施方式的工作机械详细进行 说明。
图1是示出工作机械1的外观的立体说明图，图2是示出工作机械
1的Y—Z平面的说明图。另外，设图1中的X轴方向为左右方向、Y轴
方向为前后方向、z轴方向为上下方向。
工作机械l构成为具有基座2;能够载置工件W的载物台3;具
有主轴箱4的立柱5;以及用于更换工具的更换臂(工具更换机构)6， 载物台3在基座2上的前方位置以能够围绕与Z轴平行的轴回转的方式 设置。并且，立柱5设置在基座2上的后方位置。进而，左右方向较长 的横轨7以能够沿上下方向移动的方式安装在立柱5的前面，主轴箱4 以能够沿左右方向移动的方式安装在该横轨7的前面。
能够围绕与Z轴平行的轴旋转的主轴8以朝向下方突出的方式设置 在主轴箱4上，通过将车削保持器和旋转工具装配在该主轴8上，能够 对载置在载物台3上的工件W实施车削加工或机械加工。并且，具有能 够以与主轴8相同的方向安装工具的工具安装部10的工具台9以能够独 立于主轴箱4地沿上下方向移动的方式设置在主轴箱4的右侧面。该工 具台9形成为比主轴箱4小很多(尤其是径向、即X—Y面上的截面积)， 以便能够对工件W实施深孔内径加工。
另外，用于对装配在主轴8和工具安装部10上的工具进行更换的更换臂6以能够围绕与Z轴平行的轴旋转、且能够沿上下方向移动的方式
设置在基座2上的主轴箱4的右方。更换臂6从中心轴朝相反方向突出 设置有一对把持部，通过沿上下方向的移动来进行工具相对于主轴8等 的装卸，并且，通过旋转移动来进行拔出的工具和用于装配而准备的工 具之间的更换。这样，通过如图示那样使更换臂6的旋转轴与主轴8和 工具安装部10处于相同的X—Z平面内，能够缩短更换臂6的臂长，作 为整体能够小型化，并且在工具的更换动作的高速化这点上也是优选的。 另外，11是能够收纳多个工具的工具盘(工具更换机构)，在基座2上设 置在立柱5的侧方。
此处，根据图2 图4来说明工作机械1中的对工件W的加工以及 工具的更换动作。图3是从前方示出相对于主轴8的工具更换的说明图， 图4是从前方示出相对于工具台9的工具更换的说明图。
首先，当想要利用主轴8对工件W实施加工时，在工件W的上方， 一边使主轴箱4沿X轴方向移动、使横轨7沿Z轴方向移动一边使主轴 8旋转进行加工。并且，当想要利用工具台9对工件W进行深孔内径加 工时，如图2所示，使横轨7朝上方移动以使主轴箱4位于不与工件W 干涉的位置，然后，使主轴箱4沿X轴方向移动以使工具台9位于工件 W的上方， 一边仅使工具台9沿上下方向移动一边使工件W旋转来进行 内径车削加工。
另一方面，当想要对装配在主轴8上的工具进行更换时，使主轴箱 4朝右方移动，使主轴8位于更换臂6的旋转轨迹上的更换位置(预定的 移动位置)。并且，使工具台9朝上方退避以使其与工具的更换动作不发 生干涉。进而，在该状态下，使更换臂6旋转并上升，将装配在主轴8 上的工具T1把持在一方的把持部中，然后，使更换臂6下降以拔出工具 Tl。然后，在使更换臂6旋转180度之后使更换臂6上升，由此将把持 在另一方的把持部中的工具T2装配在主轴8上。然后，使更换臂6反向 旋转并返回到图1所示的状态，完成主轴8上的更换动作。
并且，当想要对装配在工具安装部10上的工具进行更换时，使主轴 箱4朝右方移动，使工具安装部10位于更换臂6的旋转轨迹上的更换位置。进而，与上述的相对于主轴8的更换动作同样，使更换臂6进行旋
转动作和升降动作，将工具T3、 T4相对于工具安装部IO进行装卸和更 换即可。
另外，利用日本特幵2000—354929号公报所记载的方法，使更换臂 6在与工具盘11之间进行工具的交接。并且，横轨7和主轴箱4的移动、 工具台9的移动、主轴8的旋转动作以及更换臂6的旋转动作等通过未 图示的NC装置控制。
根据具有以上结构的工作机械1，能够利用设置在基座2上的右方 的更换臂6对装配在主轴8和工具台9这两者上的工具进行更换。因此， 虽然具有主轴8和工具台9这两个工具安装部，但是能够非常迅速地相 对于它们进行工具更换，更换作业变容易，并且能够实现作业效率的提 高等。并且，由于将更换臂6和工具盘11设置在设置有主轴箱4的基座 2上，因此与将另外构成为独立装置的工具更换装置邻接设置在基座2上 的情况相比，能够实现工作机械1的迸一步的小型化，能够简化在工厂 内等的设置作业。
另外，由于能够利用一个更换臂6进行主轴8和工具台9中的工具 更换，因此能够将更换臂6的设置空间等抑制在最小限度，能够防止超 过必要的工作机械1的大型化、高成本化。另外，由于将工具台9设置 成安装在主轴8上的工具和安装在工具台9上的工具在X—Z平面中位于 同一面，且将工具台9设置成仅能够沿Z轴方向移动，因此在相对于工 具安装部10进行工具更换时，仅通过主轴箱4沿X轴方向的移动和工具 台9沿Z轴方向的移动就能够使工具安装部10位于更换位置，能够简化 对更换位置的定位控制。另外，由于能够利用基于更换臂6的同一更换 动作进行相对于主轴8和工具安装部10这两个工具安装部的工具更换， 因此能够使更换臂6的构造和更换动作变简单。
另外，本发明所涉及的工作机械的结构丝毫不受上述实施方式的形 态限定，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够根据需要对主轴箱、工 具台以及更换臂等的结构进行适当变更。
例如在上述实施方式的工作机械中，将更换臂和工具盘设置在基座上，但是也可以不与基座构成为一体，而是将更换臂和工具盘形成为独 立于由基座、立柱以及主轴箱等构成的主机的工具更换装置，并将该工 具更换装置邻接设置在主机的侧方来构成工作机械。另外，构成为使更 换臂能够沿X轴方向和Y轴方向移动、且工具更换动作包含沿X轴方向
和Y轴方向的移动也没有任何问题。
并且，工具台的工具安装部也可以与主轴箱的主轴同样形成为能够
围绕与z轴平行的轴旋转的主轴，在该情况下以主轴箱的主轴的轴线和 工具台的主轴的轴线在X—Z面中位于同一面的方式设置即可。
另外，在将工具台设置在主轴箱上时，当然也可以以不仅能够沿Z 轴方向移动、而且也能够沿Y轴方向等其他方向移动的方式进行设置。 另外，工作机械的加工所涉及的结构也丝毫不受上述实施方式的结构限 定，当然也可以以能够沿前后方向移动的方式设置载物台、或者使主轴 能够以X轴为中心回转等。
权利要求
1、一种工作机械，将具有在前端安装有工具且能够旋转的主轴的主轴箱设置成能够沿与所述主轴的轴线方向不同的方向移动，并且，将能够以与所述主轴相同的方向在前端安装工具的工具台以能够沿所述轴线方向移动的方式安装在所述主轴箱上，其特征在于，该工作机械设有工具更换机构，该工具更换机构相对于使前端位于预定的移动位置的所述主轴更换装配在该主轴上的工具，当通过所述主轴箱的移动和所述工具台的移动使所述工具台前端位于所述移动位置时，所述工具更换机构利用与相对于所述主轴的更换动作相同的更换动作对装配在所述工具台上的工具进行更换。
2、 根据权利要求1所述的工作机械，使所述主轴箱能够沿成为左右 方向的X轴方向和成为上下方向的Z轴方向移动，并且，使所述主轴的 轴线与Z轴平行，其特征在于，将所述工具台设置成安装在所述工具台上的工具和安装在所述主轴 上的工具在X—Z平面中位于同一面，且将所述工具台设置成仅能够沿Z 轴方向移动，通过所述主轴箱沿X轴方向的移动和所述工具台沿Z轴方向的移 动，能够使所述工具台向所述移动位置移动。
全文摘要
本发明提供一种工具的更换不费事、并且性价比也优异的工作机械。将设置有主轴(8)和工具台(9)的主轴箱(4)设置成在基座(2)上能够沿左右方向移动，并且，将更换臂(6)设置在基座(2)上的右方，能够利用该更换臂(6)对装配在主轴(4)和工具台(9)这两者上的工具进行更换。因此，虽然具有主轴(4)和工具台(9)这两个工具安装部，但是能够非常迅速地相对于它们进行工具更换，更换作业变容易，而且还能够实现作业效率的提高等。
文档编号B23B11/00GK101508028SQ200910007309
公开日2009年8月19日 申请日期2009年2月11日 优先权日2008年2月15日
发明者吉田睦 申请人:大隈株式会社