专利名称：机床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种使保持刀具的环状连结体沿着规定的循环路径循环，将环状连结体所保持的刀具安装在主轴上，从而加工工件的机床。
背景技术：
机床进行各种加工。机床具有用于容纳多把刀具的刀库。机床将自刀库取出的刀具与安装在主轴上的刀具交换，从而进行目标的加工。日本公开特许公报、日本特开平11 - 48076号公报公开了一种刀具收纳装置(刀库)和具有该刀具收纳装置的机床。刀具收纳装置具有链条、链轮和收纳盒。链条通过使外侧连杆和内侧连杆彼此连结起来而形成为环状。用于收容刀具的刀套与外侧连杆相连结。链条张挂在链轮之间。链轮与马达等驱动源相连结，通过驱动源的驱动将所希望的刀套(刀具)输送到进行换刀的换刀位置。与链条一起循环的刀套在移动路径的大部分的范围内呈与收纳盒的外周部的内壁面相接触的状态。内壁面限制刀套的姿势。但是，为了在刀具收纳装置容纳较多的刀具，需要加长链条，由此，连杆数增加。因而，零件件数变多，要花费费用。为了快速地换刀而使链条以高速循环时，由于连杆数的增加，故障部位变多，链条的耐久寿命变短，因连杆的间隙而产生的噪音也变大。
实用新型内容本实用新型的目的在于，在机床中减少用于保持供安装在加工工件的主轴上的刀具的环状连结体的连杆数。技术方案I的机床具有刀库，其在沿着规定的循环路径移动的、连结成环状的多个移动体的各移动体上保持刀具；以及主轴，其通过安装多个上述移动体中的一个移动体所保持的刀具来加工工件，其中，该机床具有用于驱动上述多个移动体循环的旋转齿轮，上述移动体具有保持台，该保持台以使多把刀具沿移动方向排列的方式保持该多把刀具，在上述保持台的上述移动方向两端部之间配置有啮合部，该啮合部与上述旋转齿轮相啮合而与上述旋转齿轮连动。配置在保持台的移动方向两端部之间的啮合部与旋转齿轮相啮合，与旋转齿轮的旋转连动，而使多个移动体沿着规定的循环路径移动。由于多个移动体分别利用保持台以使多把刀具沿移动方向排列的方式保持该多把刀具，因此，移动体的个数减少，而使连杆数减少。技术方案2的机床利用设置在上述保持台上的多个轴体形成上述啮合部。多个轴体与旋转齿轮相啮合而与该旋转齿轮连动，而使移动体沿着循环路径移动。技术方案3的机床利用设置在上述保持台上的同一圆弧上的多个轴体形成上述哨合部。[0012]在循环路径中有圆弧状的部分时，能够将位于圆弧状的部分的多个移动体的各轴体排列在于圆弧状的部分同心的同一圆弧上。旋转齿轮配置在圆弧状的部分的内侧，与排列在同一圆弧上的各轴体相哨合。技术方案4的机床利用五个以上的轴体形成上述啮合部，在两端以外的轴体上设置用于将彼此相邻的移动体连结起来的连结部。在将连结部设置在两端以外的轴体上的情况下，与在两端的轴体上设置连结部的情况相比，对于连结有连结部的轴体中的、在移动方向上的轴体之间的距离而言，在移动体位于直线上时的距离与移动体位于圆弧上时的距离之差较小。因此，在机床中，能够抑制在移动体之间产生内部载荷，从而能够使移动体顺利地移动。技术方案5的机床利用六个等间隔地设置在上述圆弧上的轴体形成上述啮合部，在从两端数第二个轴体上设置上述连结部。对于将彼此相邻的两个移动体中的移动方向的一侧的连结部连结起来而得的路径上的距离(以下，记作连结轴体间距离)而言，与在两端的轴体上设置相邻的移动体的连结部时相比，移动体在位于直线上时的距离与位于圆弧上时的距离之差变小。在技术方案6的机床的每个移动体中，具有用于将上述轴体各自的顶端部连结起来的板构件。通过利用板构件将轴体的各自的顶端部连结起来，会使轴体的强度进一步变高。技术方案7、8的机床具有支承部，该支承部以能够使上述主轴沿一轴向移动的方式支承该主轴，多个上述移动体配置在围绕上述主轴和支承部的长圆形的区域。由于在围绕主轴和支承部的长圆形的区域配置多个移动体，因此，将多个移动体连结成环状的环状连结体的长度变长，从而会增多所该环状连结体所保持的刀具的数量。在本技术方案的机床中，由于多个移动体分别利用保持台以使多把刀具沿移动方向排列的方式保持该多把刀具，因此，移动体的个数减少，从而能够减少连杆数。
图1是机床的立体图。图2是机床的主视图。图3是机床的右视图。图4是省略了换刀装置及覆盖轨道的防护罩等的立体图。图5是概略地表示主轴头的局部剖视图。图6是概略地表示轨道的立体图。图7是刀库的立体图。图8是概略地表示移动台的立体图。图9是概略地表示安装在轨道上的移动台的立体图(局部为剖视图)。图10是概略地表示移动台的基板的俯视图。图11是概略地表示移动台和把持臂的俯视图。图12是概略地表示凸轮机构、把持臂和定位机构的立体图。图13是概略地表示凸轮机构的放大立体图。图14是概略地表示把持臂的立体图。[0036]图15是概略地表示定位机构的放大立体图。图16是概略地表示主轴头正在上升时的凸轮机构、把持臂和定位机构的右视图。图17是概略地表示主轴头正在上升时的凸轮机构、把持臂和定位机构的右视图。图18是概略地表示由定位机构进行的定位的放大主视图。图19是概略地表示主轴头正在上升时的凸轮机构、把持臂及定位机构的右视图。图20是概略地表示主轴头到达输送位置时的凸轮机构、把持臂及定位机构的右视图。图21是概略地表示主轴头正在下降时的凸轮机构、把持臂及定位机构的右视图。图22是概略地表示主轴头正在下降时的凸轮机构、把持臂及定位机构的右视图。图23是概略地表示主轴头正在下降时的凸轮机构、把持臂及定位机构的右视图。图24是概略地表示主轴头正在下降时的凸轮机构、把持臂及定位机构的右视图。图25是用于说明在直线上和在圆弧上的连结轴体之间的距离的示意图。图26是用于说明在直线上的连结轴体之间的距离的计算方法的示意图。
具体实施方式
基于附图详细说明本实用新型的实施方式的机床。在以下的说明中，使用用图中的箭头表示的上下左右前后。操作者`在前方操作机床100，装卸工件。使用图1 图4对机床100进行说明。机床100具有底座20、Y方向移动装置22、X方向移动装置26、立柱28、Ζ方向移动装置30、主轴头32和换刀装置10等。底座20固定在台面上。底座20借助于Y方向移动装置22、X方向移动装置26以能够使立柱(支承部)28沿X方向(左右方向)、Y方向(前后方向)移动的方式支承该立柱28。底座20支承工件保持装置120，该工件保持装置120绕两个轴驱动作为加工对象的工件地保持该工件。立柱28借助于Z方向移动装置30以能够使主轴头32沿Z方向(上下方向)移动的方式支承该主轴头32。换刀装置10交换应安装于主轴头32的刀具。Y方向移动装置22具有一对彼此平行的轨道22a、22a、多个滑块22b、22b、……、Y方向移动台22c和Y方向驱动马达(省略图示)。轨道22a、22a在左右方向上空开适当的间隔地在底座20的上表面上沿前后方向延伸。滑块22b、22b、……以能够沿前后方向移动的方式与各轨道22a、22a相嵌合。Y方向移动台22c固定在滑块22b、22b、……上。通过Y方向驱动马达的驱动，Y方向移动台22c沿前后方向移动。X方向移动装置26具有一对彼此平行的轨道26a、26a、多个滑块26b、26b、……、立柱台26c和X方向驱动马达(省略图示)。轨道26a、26a在前后方向上空开适当的间隔地在Y方向移动台22c的上表面上沿左右方向延伸。滑块26b、26b、……以能够沿左右方向移动的方式与各轨道26a、26a相嵌合。立柱台26c固定在滑块26b、26b、……上。通过X方向驱动马达的驱动，立柱28沿左右方向移动。立柱28呈柱状，固定在立柱台26c上。立柱28利用Y方向移动装置22、X方向移动装置26沿Y方向、X方向移动。Z方向移动装置30具有一对彼此平行的轨道30a、30a、多个滑块30b、30b、……、主轴头台30c和Z方向驱动马达(省略图示)。轨道30a、30a在左右方向上空开适当的间隔地在立柱28的前表面上沿上下方向延伸。滑块30b、30b、……以能够沿上下方向移动的方式与各轨道30a、30a相嵌合。主轴头台30c固定在滑块30b、30b、……的前表面侧。通过Z方向驱动马达的驱动，主轴头台30c沿上下方向移动。主轴头32固定在主轴头台30c上。通过驱动控制X方向驱动马达、Y方向驱动马达、Z方向驱动马达，主轴头32沿前后、左右、上下移动。如图5所示，主轴头32以能够使沿Z方向延伸的主轴34旋转的方式将主轴34保持在王轴头32的如方侧的内部。王轴34以能够装卸刀柄11的方式将该刀柄11保持在王轴34的下端部。刀柄11呈圆筒形状，用于安装刀具。主轴34呈空心的筒形，在下端部具有朝向下方去内径变大的锥形孔34a。形成在刀柄11的上部的锥形安装部12与锥形孔34a相嵌合，从而将刀柄11安装于主轴34。在主轴34的锥形孔34a的上方以能够使牵引杆(省略图示)沿主轴34的轴向移动的方式插入有牵引杆。在牵引杆的周围配置有卡簧(省略图示)。卡簧对牵引杆向上方施力。在牵引杆的下端部具有夹持部(省略图示)。在将刀柄11安装于主轴34时，夹持部夹持自锥形安装部12向上方突出的拉钉12a。牵引杆被向上方施力，因此，夹持部维持夹持拉钉12a的状态。主轴头32在牵引杆的上方具有推压机构(省略图示)。推压机构能够克服卡簧的弹性力向下方推压牵引杆。在向下方推压牵引杆时，夹持部解除对拉钉12a的夹持。当夹持部解除对拉钉12a的夹持时，刀柄11自主轴34脱落。主轴34与设置在主轴头32的上端的主轴马达35相连接。主轴34通过主轴马达35的驱动而绕轴心旋转。主轴34通过以将刀柄11安装于主轴34的下端的状态绕轴心旋转，对固定在工件保持装置120上的工件进行旋转加工。换刀装置10具有刀库40 (参照图3、图7)和刀库驱动部50 (参照图6、图7)。换刀装置10输送多个刀 柄11，在主轴34的下端部装卸刀柄11。刀库40具有轨道部41和链条部42。轨道部41具有支承梁41a、41a、轨道台41b和轨道41c。支承梁41a、41a是以上侧为斜边向前下方倾斜的三角形的板状构件，支承梁41a、41a以悬臂的方式固定在立柱28的左右。支承梁41a、41a从固定于立柱28的左右的部分向前下方倾斜地延伸至主轴头32的两侧部分。支承梁41a、41a的上侧端面从前下方向后上方、与水平面成大致30度角地倾斜。轨道台41b是长圆形的环状构件，轨道台41b以围绕立柱28、主轴头32的方式固定在支承梁41a、41a上。轨道台41b沿支承梁41a、41a的上侧端面自前表面侧下方向后表面侧上方延伸，与水平面成大致30度角地倾斜。在轨道台41b后方的半圆状的部分中，板状的安装台41e自该半圆状的周缘延伸。安装台41e支承刀库驱动部50。轨道41c的垂直截面呈大致矩形，轨道41c在轨道台41b上(参照图6)形成为首尾相接的长圆形。如图9所示，轨道41c分别在内周侧面和外周侧面上具有长圆形的凸缘状的嵌合部41d、41d。嵌合部41d、41d与内侧滚轮47和外侧滚轮48的V形槽相嵌合。如图7、图9所示，链条部42具有多个移动台(移动体)43、43、……、多个连杆构件44、44、……和多个把持臂70、70、……。轨道41c支承多个(例如11个)移动台43、43、……，各移动台43、43、……能够在轨道41c上移动。连杆构件44、44、……将彼此相邻的移动台43、43连结起来。多个移动台43、43、……和连杆构件44、44、……形成环状的链条。如图7 图9所示，多个(例如22个)把持臂70、70、……分别与移动台43、43、……的下部相连结，把持刀柄11。刀库40使移动台43、43、……沿轨道41c循环，将把持臂70所保持的刀柄11定位在主轴34下方的换刀位置。由于轨道台41b相对于水平面成大致30度角地倾斜，因此刀库40的轴心方向与铅垂线(参照图3)成大致30度角地向主轴头32侧倾斜。移动台43具有基板(保持体)46、内侧滚轮47、47、外侧滚轮48、48和啮合部45。基板46呈大致矩形，在其下表面上以能够使内侧滚轮47、47和外侧滚轮48、48分别绕下表面法线方向的轴线转动的方式支承内侧滚轮47、47和外侧滚轮48、48。内侧滚轮47、47和外侧滚轮48、48呈圆板形，在外周具有V形槽。内侧滚轮47、47与设置在轨道41c的内周侧面上的嵌合部41d相嵌合，外侧滚轮48、48的V形槽与设置在轨道41c的外周侧面上的嵌合部41d相嵌合。如图10所示，在基 板46的两个B点处设置有内侧滚轮47、47，在基板46的两个C点处设置有外侧滚轮48、48。内侧滚轮47、47的轴心之间的距离LI比外侧滚轮48、48的轴心之间的距离L2短。由于轴心之间的距离LI比轴心之间的距离L2短，因此，各滚轮47、48和嵌合部41d、41d之间的嵌合间隙在长圆形的轨道41c的直线部分和圆弧部分的偏差较小。啮合部45具有6个销(轴体)49、49、……和法兰(flange) 49a。销49、49、……设置在基板46的上表面上。在移动台43位于轨道41c的半圆状部分时，移动台43上的销49、49、……排列在与该半圆同心的圆周上。如图10所示，销49、49、……位于圆弧R上。销49、49、……配置在移动台43在轨道41c上移动的移动方向的两端部之间的6个A点处。多个销49、49、……与齿轮51相啮合。将彼此相邻的销49、49、……的轴心之间的距离设为齿轮51的I节距中的节点之间的直线距离。销49、49、……例如构成为以能够使圆筒状的轴环(collar)旋转的方式将该轴环套在固定的轴体的外周。轴环与齿轮51相啮合而旋转，从而会减少摩擦、磨损。用法兰(板构件)49a将销49、49、……的上端部连接起来。通过用法兰49a将销49、49、……的上端部连接起来，而使销49、49、……整体的强度变高。连杆构件44、44、……将彼此相邻的移动台43、43连结起来。各移动台43在从6个销49、49、……的两端数第2个销上具有连结轴体49b、49b。连杆构件44、44、……借助于连结轴体49b、49b与移动台43相连结。在移动台43、43、……的下部各安装有两个把持臂70、70、……。把持臂70的臂部76绕臂轴77的轴心摆动，使把持刀柄11的下部顶端靠近、远离主轴，从而进行换刀。如图11所示，臂轴77的轴心方向是沿着销49、49、……所排列的圆弧的方向，因此，臂轴77的轴心方向是沿着长圆形的轨道41c的半圆部分的圆周的方向。在移动台43位于长圆形的轨道41c的半圆部分时，将包含刀柄11的轴线的臂轴77的轴心方向作为法线方向的平面穿过轨道41c的半圆部分的中心点。如图7所示，刀库驱动部50在安装台41e上设置有齿轮51和刀库驱动马达52。齿轮51是具有例如次摆线形状的齿面的外齿轮，其以能够旋转的方式设置在安装台41e的上表面上。齿轮51与安装台41e的上表面大致平行。齿轮51与位于轨道41c的半圆部分的移动台43上的销49、49、……相啮合。使齿轮51的齿轮直径比轨道41c的半圆部分的直径小(例如为二分之一)。由于将齿轮51的齿轮直径设得较小，因此刀库40不会与立柱28机械干涉且能够小型化。[0070]刀库驱动马达52使马达旋转轴(省略图示)与齿轮51的轴相连结，驱动齿轮51旋转。当齿轮51旋转时，齿轮51沿轨道41c的圆周切线方向推动移动台43上的销49、49、……。移动台43通过齿轮51的旋转而在轨道41c上转圈。刀库驱动马达52通过使齿轮51旋转来输送移动台43。在进行换刀时，刀库40将规定的把持臂70输送到主轴34的下方的换刀位置(轨道台41b的前方下端部)。把持臂70通过凸轮机构60而摆动，从而交换应安装于主轴34的刀柄11。刀柄11预先安装有刀具。如图12、图13所示，凸轮机构60设置在主轴头32的前侧面上。凸轮机构60具有靠近凸轮61、远离凸轮62和定位凸轮63。靠近凸轮61、远离凸轮62和定位凸轮63是自主轴头32的前表面突出且在上下方向上较长的板状，按照靠近凸轮61、定位凸轮63和远离凸轮62的顺序从左向右排列。靠近凸轮61将比下端稍靠上侧的位置作为顶点61a，随着朝向上方去突出幅度(前后宽度)减小。靠近凸轮61的比顶点靠下侧的部分随着朝向下方去突出幅度(前后宽度)减小。靠近凸轮61具有凸轮面61b，该凸轮面61b的高度(突出程度)自上端朝向下方呈锥形地增加，且与顶点61a相连。远离凸轮62将比上下方向中央部稍靠上侧的部分作为平坦的顶部62a，随着朝向下方去突出幅度(前后宽度)减小。远离凸轮62的比顶部62a靠上侧的部分随着朝向上方去突出幅度减小。远离凸轮62 具有凸轮面62b，该凸轮面62b的高度(突出程度)自下端朝向上方呈锥形地增加，且与顶部62a相连。靠近凸轮61的上端部位于比远离凸轮62靠上方的位置，远离凸轮62的下端部位于比靠近凸轮61的下端部靠下方的位置。远离凸轮62的顶部62a和靠近凸轮61的顶点61a在上下方向上隔开间隔,两凸轮62、61的前后位置大致相同。凸轮面61b相对于上下方向的倾斜角与凸轮面62b相对于上下方向的倾斜角大致相同，且彼此反向。定位凸轮63在上下方向中央部具有突出幅度恒定的平坦部63a。定位凸轮63的比平坦部63a靠上侧的部分随着朝向上方去突出幅度减小。定位凸轮63的比平坦部63a靠下侧的部分随着朝向下方去突出幅度减小。定位凸轮63的上端部具有上侧凸轮面63b，该上侧凸轮面63b的高度(突出程度)自上端呈锥形地增加，且与平坦部63a相连，定位凸轮63的下端部具有下侧凸轮面63c，该下侧凸轮面63c的高度(突出程度)自下端呈锥形地增力口，且与平坦部63a相连。上侧凸轮面63b相对于上下方向的倾斜角与凸轮面61b相对于上下方向的倾斜角大致相同，下侧凸轮面63c相对于上下方向的倾斜角与凸轮面62b相对于上下方向的倾斜角大致相同。定位凸轮63的上端位于比靠近凸轮61的上端靠上方的位置。定位凸轮63的下端位于与靠近凸轮61的下端大致相同的位置。平坦部63a位于比顶部62a靠后方的位置，平坦部63a的高度(突出程度)比顶部62a的高度(突出程度)低。靠近凸轮61与第I凸轮从动件71相抵接，远离凸轮62与第2凸轮从动件72相抵接，定位凸轮63与定位凸轮从动件83相抵接。如图14所示，把持臂70具有用于安装在移动台43上的安装板73。支承杆74与安装板73相连，支承杆74自安装板73向下方突出。支承杆74具有能够与销接受部81c相抵接的定位销74a (第2定位部)。定位销74a自支承杆74向后方突出。支承杆74在下端部具有块74b。在块74b的左右两侧面上分别固定具有用于引导臂部76的摆动的引导板75、75。引导板75、75彼此相对。在侧视状态下，各引导板75呈以上端部为基点向下方扩展的扇形。引导板75在上端部具有供臂轴77插入的臂轴孔75a。定位销74a沿与臂轴孔75a的轴向正交、且与上下方向正交的方向贯穿支承杆74，自支承杆74突出。臂部76的上部位于两个引导板75之间。臂部76上下延伸且呈弯曲的形状。臂轴77 (中心轴)固定在臂部76的上端部，臂轴77的两端部自臂部76的上端部两侧突出。在臂轴77的两端部形成有锥形部77a、77a。臂轴77以能够转动的方式插入到各引导板75的臂轴孔75a、75a中。臂部76的下端部分成两股。臂部76在分成为两股的下端部的各顶端部具有保持圆筒78、78。保持圆筒78将与臂轴77相同的方向作为轴向。保持圆筒78保持把持销单元79、79。把持臂70以臂轴77沿着轨道41c的方式安装在移动台43上。如图14所示，把持销单元79具有有底圆筒形的保持部79a和收容在保持部79a中的销79b。销79b的顶端部自保持部79a突出，保持部79a内的弹簧(省略图示)向突出方向对销79b施力。销79b的顶端面具有向外突出的曲面形状。各销79b的顶端面彼此相对，各把持销单元79嵌合固定在各保持圆筒78中。各销79b能够装卸刀柄11 (刀柄11所保持的刀具)。在刀柄11的锥形安装部12的下侧的整周上具有槽11a。在将刀柄11插入到各销79b之间时，各销79b与槽Ila相嵌合，从而保持刀柄11。在臂轴77的上侧设置有能够与靠近凸轮61相抵接的第I凸轮从动件71。第I凸轮从动件71向上方突出。第I凸轮从动件71是圆形的滚轮，绕与臂轴77平行的轴旋转。在臂部76的臂轴77附近设置有能够与远离凸轮62相抵接的第2凸轮从动件72。第2凸轮从动件72是圆形的滚轮，绕与臂轴77平行的轴旋转。如图6、图12、图15所示，定位机构80设置在轨道台41b上。定位机构80使刀具和主轴34之间的位置匹配。定位机构80具有固定在轨道台41b的下端部的底座81。轨道台41b的下端部位于换刀位置。底座81具有安装板81a、延伸部81b、81b和销接受部81c。安装板81a具有矩形的上表面，将该上表面固定在轨道台41b的下端部的下表面上。销接受部81c在侧视状态下呈L形，具有自安装板81a的前部向下方延伸的部分和自该部分的顶端向前方突出的与前后方向平行的部分。延伸部81b、81b分别从安装板81a的两侧部向下方延伸。延伸部81b、81b呈块状，且彼此相对。延伸部81b、81b在下端设置有贯穿延伸部81b、81b的定位轴孔81d、81d。各定位轴孔81d、81d的轴心一致。旋转杆82以与定位轴孔81d、81d的轴心交叉的方式设置在两个延伸部81b、81b之间。旋转杆82在前侧向下方倾斜。在旋转杆82上设置有与旋转杆82大致正交的旋转轴84。旋转轴84以能够旋转的方式插入到两个定位轴孔81d、81d中。旋转杆82的后端部以能够使定位凸轮从动件83旋转的方式支承该定位凸轮从动件83。定位凸轮从动件83是能够绕与旋转轴84平行的轴旋转的圆柱形的滚轮。在旋转杆82的前端部设置有与旋转轴84平行地延伸的杆体85。杆体85和底座81由弹簧87、87连结起来。旋转杆82的前端部与杆体85的中央部相连结。在杆体85的两端部分别设置有向下方延伸的定位片86、86。各定位片86呈块状。两个定位片86、86彼此相对，且在相对部分分别设置有倾斜面86a、86a。倾斜面86a使定位片86的左右宽度朝向下端减小。倾斜面86a的倾斜角与锥形部77a的倾斜角大致相同。定位片86、86之间的尺寸与臂轴77的轴向尺寸相同或比臂轴77的轴向尺寸稍大。弹簧87、87向以旋转轴84为中心在右视状态下的顺时针方向(参照图17)对定位片86施力。如图16所示，在完成了工件的加工时，主轴34安装有刀柄11。此时，一把持臂70在换刀位置待机，该把持臂70未把持有刀柄11。臂部76使各保持圆筒78朝向下方。第I凸轮从动件71未与靠近凸轮61相抵接，第2凸轮从动件72未与远离凸轮62相抵接，定位凸轮从动件83未与定位凸轮63相抵接。定位凸轮从动件83自旋转轴84向斜后上方向突出而与上侧凸轮面63b相对。第I凸轮从动件71自臂轴77向斜后上方向突出而与凸轮面61b相对。第I凸轮从动件71位于比定位凸轮从动件83靠后侧的位置。第2凸轮从动件72位于比定位凸轮从动件83靠前侧的位置，第2凸轮从动件72的后端的前后方向的位置与顶部62a大致相同。旋转杆82自旋转轴84向斜前下方向突出，各定位片86位于臂轴77的斜前上方。在臂部76和引导板75、75之间设置有锁定机构(省略图示)。锁定机构具有维持臂部76使保持圆筒78、78朝向下方的姿势(图16所示的臂部76的姿势)的第I锁定状态和后述的第2锁定状态。当第I凸轮从动件71与靠近凸轮61相抵接，臂部76相对于引导板75、75向后方摆动时，臂部76由经由第I凸轮从动件71自靠近凸轮61受到的力而转动，从而解除第I锁定状态的锁定。若解除第I锁定状态的锁定，则锁定机构朝向第2锁定状态移动。完成了加工的主轴头32自加工位置经由换刀位置朝向输送位置上升(参照图16的箭头)。输送位置是即使刀库40输送把持臂70也不会与主轴头32干涉的位置。在主轴头32上升过程中，定位凸轮从动件83与定位凸轮63的上侧凸轮面63b相抵接。如图17所示，定位凸轮从动件83随着主轴头32的上升而在定位凸轮63的上侧凸轮面63b上向下方移动。由于定位凸轮63的上侧凸轮面63b随着自上端朝向下方去高度(突出程度)增加，因此定位凸轮63对定位凸轮从动件83施加向前的力。通过该力，旋转杆82克服各弹簧87的弹性力以旋转轴84为中心绕逆时针旋转(参照图17的箭头)。各定位片86以在臂轴77的轴向上夹着臂轴77的方式与臂轴77的两端部相对。如图18所示，在臂轴77的位置在轴向(左右方向)上偏离规定位置(在换刀时主轴34和把持臂70彼此匹配的位置)时，定位片86的倾斜面86a和臂轴77的锥形部77a彼此接触，轴向的力作用于臂轴77。把持臂70将固定有底座81的轨道台41b作为支承(参照图6)，完成在臂轴77的轴向上的定位。如图17的空心箭头所示，各定位片86与臂轴77相接触，因此，向斜后下方向的力作用于整个把持臂70，定位销74a与销接受部81c相抵接。定位销74a的顶端与销接受部81c的同上下方向平行的部分相抵接。定位销74a的下部与销接受部81c的同前后方向平行的部分相抵接。因此，把持臂70被在上下方向和前后方向上定位。第I凸轮从动件71位于靠近凸轮61的凸轮面61b上。第2凸轮从动件72位于远离凸轮62的凸轮面62b上。如图17、图19的箭头所示，在完成对把持臂70在臂轴77的轴向上的定位之后，安装有刀柄11 (刀具)的主轴头32进一步上升。第I凸轮从动件71在靠近凸轮61的凸轮面61b上向下方移动。由于凸轮面61b的高度(突出程度)自上端朝向下方呈锥形地增加，因此靠近凸轮61对第I凸轮从动件71施加向前的力，把持臂70以臂轴77为摆动中心绕逆时针摆动。各把持销单元79靠近刀柄11。通过各把持销单元79的销79b与刀柄11的槽IIa相嵌合，把持臂70把持刀柄11。定位凸轮从动件83在定位凸轮63的平坦部63a上移动，定位凸轮63对定位凸轮从动件83施加向前的力，维持把持臂70在臂轴77的轴向上的定位。第2凸轮从动件72在凸轮面62b上移动。由于凸轮面62b的高度(突出程度)朝向下方呈锥形地降低，因此远离凸轮62没有对第2凸轮从动件72施加向前的力。如图20所示，在把持臂70把持刀柄11之后，主轴头32到达输送位置，刀柄11脱离主轴34。第I凸轮从动件71离开靠近凸轮61，第2凸轮从动件72离开远离凸轮62，定位凸轮从动件83离开定位凸轮63。旋转杆82因各弹簧87的弹性恢复力而绕顺时针旋转。上述的锁定机构具有维持臂部76使保持圆筒78、78朝向后方的姿势(图20所示的臂部76的姿势)的第2锁定状态。在主轴头32到达输送位置之后，刀库40将把持有另一刀柄11的把持臂70输送到换刀位置。即使把持臂70因刀库40的旋转而移动，由锁定机构实施的臂部76的锁定(第2锁定状态)也不会解除，而能够维持把持臂70的姿势。如图21的箭头所示，在将把持有另一刀柄11的把持臂70输送到换刀位置之后，主轴头32开始下降。定位凸轮从动件83与定位凸轮63的下端部相抵接。如图21所示，定位凸轮从动件83随着主轴头32的下降而在定位凸轮63的下侧凸轮面63c上向上方移动。由于下侧凸轮面63c随着自下端朝向上方去高度(突出程度)增加，因此定位凸轮63对定位凸轮从动件83施加向前的力。如图22所示，主轴头32进一步下降。如图22的空心箭头所示，旋转杆82克服各弹簧87的弹性力以旋转轴84为中心绕逆时针旋转。各定位片86以在臂轴77的轴向上夹着臂轴77的方式与臂轴77的两端部相对。如上所述，完成对把持臂70在臂轴77的轴向上的定位。例如在通过使刀库40旋转来输送把持臂70而将把持臂70配置在换刀位置上时，有时会因累积的各连杆构件44的尺寸公差而将把持臂70定位在偏离换刀位置的位置。底座81固定于轨道台41b，把持臂70以臂轴77沿着轨道41c的方式安装于移动台43。因此，通过利用各定位片86进行臂轴77的轴向上的定位，能够消除沿着轨道41c的轨道的方向上的偏差，能够使把持臂70与主轴34之间的位置匹配。如图22的空白箭头所示，各定位片86与臂轴77相接触，因此，向斜后下方向的力作用于整个把持臂70，定位销74a与销接受部81c相抵接。定位销74a的顶端与销接受部81c的同上下方向平行的部分相抵接。定位销74a的下部与销接受部81c的同前后方向平行的部分相抵接。因此，把持臂70被在上下方向和前后方向上定位。如图23所示，在完成对把持臂70的定位之后，主轴头32进一步下降。此时，将把持臂70所把持的刀柄11安装于主轴34。第2凸轮从动件72与远离凸轮62的下端部相抵接。第I凸轮从动件71与顶点61a相抵接。定位凸轮从动件83与平坦部63a相抵接。定位凸轮63对定位凸轮从动件83施加向前的力，维持把持臂70在臂轴77的轴向上的定位。如图24所示，主轴头32进一步下降。第2凸轮从动件72随着主轴头32的下降而在远离凸轮62的凸轮面62b上向上方移动。由于凸轮面62b的高度(突出程度)自下端朝向上方呈锥形地增加，因此远离凸轮62对第2凸轮从动件72施加向前的力。如图24的箭头所示，把持臂70以臂轴77为摆动中心绕顺时针摆动，各把持销单元79脱离刀柄11。上述的锁定机构在解除第2锁定状态下的锁定后向第I锁定状态移动。[0106]第I凸轮从动件71在凸轮面61b上向上方移动。由于凸轮面61b的高度(突出程度)朝向上方呈锥形地降低，因此靠近凸轮61没有对第I凸轮从动件71施加向前的力。定位凸轮从动件83在上侧凸轮面63b上向上方移动。由于上侧凸轮面63b的高度(突出程度)朝向上方呈锥形地降低，因此定位凸轮63没有对定位凸轮从动件83施加向前的力。主轴头32在安装有刀柄11的状态下进一步下降，朝向加工位置移动。把持臂70进一步绕顺时针摆动，各把持销单元79远离主轴头32，因此，把持臂70不会与主轴头32干涉。第I凸轮从动件71离开靠近凸轮61，第2凸轮从动件72离开远离凸轮62，定位凸轮从动件83离开定位凸轮63。上述的锁定机构返回到第I锁定状态，把持臂70(臂部76)的姿势呈图16所示的姿势。实施方式的机床100的连结成环状的多个移动台43、43、……分别具有基板46，在各基板46的移动方向两端部之间配置有与齿轮51相啮合而与齿轮51连动的啮合部45。齿轮51驱动多个移动台43、43、……循环。基板46使多个刀柄11 (刀具)以沿移动方向排列的方式保持该多个刀柄11 (刀具)。因此，连结成环状的移动台43、43、……的个数减少，而使连杆数减少。由于连杆数减少，因此，连杆所需的零件件数减少，从而使制造成本降低，使每个连杆产生的误差减少。即使在为了保持较多的刀具而使链条部42变长、且使链条部42以高速循环时，由于能够抑制连杆所需的零件件数增加和故障部位增加，因此，在机床中也能够改善链条部42的耐久寿命，能够抑制因连杆的偏差而产生的噪音。啮合部45由设置在基板46上的多个销49、49、……形成。多个销49、49、……与齿轮51相啮合而与齿轮51连动，而使各移动台43沿着轨道41c移动。将多个销49、49、……设置在基板46上的同一圆弧(图10的圆弧R)上。在移动
台43位于轨道41c的半圆部分时，圆弧R为与该半圆同心的圆弧，而使多个销49、49、......配置为在圆周上排列。因此，能够将位于轨道41c的圆弧状部分的多个移动台43、43、……的各销49、49、……排列在与该圆弧`状部分同心的同一圆弧上。齿轮51配置在轨道41c的圆弧状部分的内侧，与排列在同一圆弧上的各销49、49、……相啮合。只要将销49设置在圆弧R上即可，销49、49、……的套数(一个移动台43具有一套销49、49、……)可以是两套或三套以上。若移动台43保持多个刀柄11 (刀具)，则移动台43的移动方向(沿着轨道41c移动的方向)的尺寸较大，因此，只要与齿轮51的I节距相对应地设置三个以上的销49、49、……即可。在一个移动台43上设置三个以上的销49、49、……时，圆弧R唯一确定。啮合部45具有用于将销49、49、……的顶端部连结起来的法兰49a。通过用法兰49a将销49、49、……的顶端部连接起来，而使销49、49、……的强度变高。啮合部45具有5个以上位于同一圆弧R上的销49、49、……，在除了两端的销49的销49上设置有彼此相邻的移动台43的连结轴体49b、49b。在实施方式中，将销49、49、……的数量设为6个，从两端数第2个销49上设置有连结轴体49b、49b。对于将彼此相邻的两个移动台43、43中的移动方向的一侧的连结轴体49b彼此连结而得的路径上的距离(以下，记作连结轴体间距离)而言，与在两端的销49上设置相邻的移动台之间的连结轴体49b时相比，移动台43、43在位于直线上时的距离与位于圆弧上时的距离之差变小。如图25所示，情况I表示在多个销49中的两端的销以外的销上进行了连结的情况，情况2表示在多个销49中的两端的销进行了连结时的情况。在情况I的情况下，将彼此相邻的两个移动台43、43中的移动方向的一侧的连结轴体49b之间连结而得的路径上的距离(连结轴体间距离)在圆弧上为M1，在直线上为NI。情况2的连结轴体间距离在圆弧上为M2，在直线上为N2。若考虑到销49、49、……与齿轮51之间的啮合而以齿轮51的节距等间隔地排列销49、49、……，则在情况1、2中，由于在圆弧上所有的销49、49、……等间隔地排列，因此，均为M1=M2。由于在圆弧上等间隔地排列所有的销49、49、……，因此NI和N2的值不同。如图26所示，若考虑到设置在位于圆弧R部分的各移动台43的所有的销49、49、……等间隔地排列的情况，则在情况I中，直线上的连结轴体间距离NI能够作为位于圆弧R上的连续的4个销49的两端的销之间的直线距离SI与S2 (=Sl)的和来计算，即N1=S1+S2。在情况2中，直线上的连结轴体间距离N2能够作为位于圆弧R上的连续的2个销49的两端的销之间的直线距离S4与位于圆弧R上的连续的6个销49的两端的销之间的直线距离S3的和来计算，即N2=S3+S4。用应用了具体的数值进行了计算的例子来说明。将轨道41c的圆弧部分的半径设为300mm，为了在移动台43位于该圆弧部分时6个销49、49、……排列在该圆弧部分上，将彼此相邻的销49、49的轴线之间的距离设为35mm。经计算，(Ml-Nl) =1.lmm, (M2-N2) =2.5_。若考虑到 M1=M2，则为 N2 < NI < M1=M2 的关系，在(Ml-Nl)和(M2-N2)的关系中，(Ml-Nl)较小。因此，情况I能够减小在圆弧上的距离和在直线上的距离之差，从而能够减小在移动台43在循环路径循环时产生的连结轴体间距离的伸缩。若伸缩变大，则在移动台43之间会产生较大的内部载荷，内部载荷会妨碍循环。说明将销的数量设为5个的情况。在情况I中，从5个销49、49、……的两端数第2个销49上配置有连结轴体4%。与上述的例子同样地将轨道41c的圆弧部分的半径设为300mm，为了在移动台43位于该圆弧部分时5个销49、49、……排列在该圆弧部分上，将彼此相邻的销49、49的轴线之间的距离设为35mm。若具体地应用数值来进行计算，则(Ml-Nl)=0.7mm, (M2-N2)=l.3mm。在两端以外的销49进行了连结的情况I能够减小在圆弧上的距离和在直线上的距离之差，从而能够减小在移动台43在循环路径循环时产生的连结轴体间距离的伸缩。如上述的 两个例子所述，在各移动台43上设置有5个以上的销49、49、……时，如果在多个销49、49、……中的两端的销以外的销进行连结，则会减小连结轴体间距离的伸缩。因此，机床100能够顺利地驱动移动台43循环。在围绕主轴头32和以能够使主轴头32沿上下方向移动的方式支承该主轴头32的立柱28的呈长圆形的区域配置有轨道41c和链条部42。链条部42配置在围绕主轴头32和立柱28的长圆形的区域，从而抑制链条部42远离主轴头32和立柱28。通过以围绕主轴头32和立柱28的方式配置链条部42，能够使链条部42变长，从而能够增多保持在多个移动台43、43、……上的刀具的数量。
权利要求1.一种机床，其具有: 刀库(40)，其在沿着规定的循环路径移动的、连结成环状的多个移动体(43)的各移动体上保持刀具(11);以及主轴(32)，其通过安装多个上述移动体中的一个移动体所保持的刀具来加工工件，该机床的特征在于， 该机床具有用于驱动上述多个移动体循环的旋转齿轮(51)， 上述移动体具有保持台(46)，该保持台以使多把刀具沿移动方向排列的方式保持该多把刀具， 在上述保持台的上述移动方向两端部之间配置有啮合部(45)，该啮合部与上述旋转齿轮相啮合而与上述旋转齿轮连动。
2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于， 上述啮合部由设置在上述保持台上的多个轴体(49)形成。
3.根据权利要求2所述的机床，其特征在于， 上述啮合部由设置在上述保持台上的同一圆弧上的多个轴体形成。
4.根据权利要求3所述的机床，其特征在于， 上述啮合部由五个以上的轴体形成，在两端以外的轴体上设置用于将彼此相邻的移动体连结起来 的连结部(44)。
5.根据权利要求4所述的机床，其特征在于， 上述啮合部由六个等间隔地设置在上述圆弧上的轴体形成， 在从两端数第二个轴体上设置上述连结部。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的机床,其特征在于， 每个移动体都具有用于将上述轴体各自的顶端部连结起来的板构件(49a)。
7.根据权利要求1 5中任一项所述的机床，其特征在于， 该机床具有支承部(28)，该支承部以能够使上述主轴沿一轴向移动的方式支承该主轴， 多个上述移动体配置在围绕上述主轴和上述支承部的长圆形的区域。
8.根据权利要求6所述的机床，其特征在于， 该机床具有支承部(28)，该支承部以能够使上述主轴沿一轴向移动的方式支承该主轴， 多个上述移动体配置在围绕上述主轴和上述支承部的长圆形的区域。
专利摘要本实用新型提供一种机床。本实用新型涉及一种使保持刀具的环状连结体沿着规定的循环路径循环，将环状连结体所保持的刀具安装在主轴上，从而加工工件的机床。连结成环状的多个移动台分别具有基板，在基板的移动方向两端部之间配置有啮合部。啮合部具有6个销，各销与旋转齿轮相啮合。通过与旋转齿轮的旋转连动，多个移动台沿着规定的循环路径移动。由于基板保持有多把刀具，因此环状连接体中的连杆数减少。
文档编号B23Q3/157GK202910624SQ20122054480
公开日2013年5月1日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年1月30日
发明者伊藤惠史, 辻俊辅, 林庄三 申请人:兄弟工业株式会社