机床的工具更换装置的制作方法

本发明涉及工具更换装置，该工具更换装置能够自动地更换机床所使用的工具。

背景技术：
以往一直使用自动地更换安装于机床的主轴的工具的工具更换装置。该工具更换装置构成为，预先设置有作业所需要的多个工具，使工具座旋转动作来将工具分度并进行相对于主轴的装卸，并将安装于机床的主轴的工具按照加工状态而自动地更换为指定的工具。图6以及图7是表示现有的工具更换装置的图，工具座能够在相对于主轴头接近、离开的方向上进行转动动作。在这种工具更换装置中，在加工时能够将工具座整体从主轴头附近移动，因此能够取得宽阔的加工区域。另外，与不能够移动工具座的情况相比，能够增大主轴头，因此能够提高主轴的刚性。在日本专利公开昭63-062630号公报中公开了一种机床的工具更换装置，在使用主轴马达来进行工具座的旋转驱动的方式的工具更换装置中，通过使工具座能够在相对于主轴头接近、离开的方向上进行转动动作，来实现确保宽阔的加工区域。以往，通过使工具座能够在相对于主轴头接近、离开的方向上进行转动动作，而能够确保宽阔的加工区域，提高主轴的刚性。但是，这些现有技术以及日本专利公开昭63-062630号公报中所公开的机床的工具更换装置只有在位于接近作为工具更换位置的主轴头的位置的情况下，才将工具座与座驱动马达连结。因此，工具座的旋转动作不能在进行工具更换动作时以外进行。

技术实现要素：
由此，本发明的目的在于提供一种工具更换装置，即使在工具座位于从主轴头离开的位置的情况下，也通过维持工具座与座驱动马达的连结，而在进行工具更换动作时以外也能够使工具座旋转。本发明的机床的工具更换装置具备：旋转自如地支撑主轴的主轴头；在周围具备保持工具的多个夹具的工具座；用于使该工具座为了将工具分度而进行旋转动作的旋转轴；用于使该工具座在接近以及离开上述主轴头的方向上进行转动动作的转动轴；以及用于使该工具座进行旋转动作的座驱动马达，上述工具座具备工具座动力传递部，上述座驱动马达具备座驱动马达动力传递部，在上述工具座的相对于上述主轴头的接近位置与离开位置之间，上述工具座动力传递部始终与上述座驱动马达侧动力传递部啮合。通过上述结构，即使在工具座位于从主轴头离开的位置的情况下，也能够通过维持工具座与座驱动马达的连结，而在进行工具更换动作时以外旋转工具座。另外，在进行工具更换时以外也能够进行工具座的旋转动作，并且在进行工具更换时以外也能够使转塔的摆动而产生的切屑的抖落功能起作用、能够进行利用座驱动马达负载转矩监视的工具重量的失衡检测。也可以构成为即使使上述工具座转动，上述工具座与上述座驱动马达的相对位置也大致相同。通过上述结构，由于即使使工具座转动，工具座与座驱动马达的相对位置也固定，因此始终维持工具座与座驱动马达的连结，在进行工具更换动作时以外也能够进行工具座的动作。上述座驱动马达固定于机床的非可动部，上述座驱动马达动力传递部具备固定于上述座驱动马达的轴的座驱动马达侧齿轮，上述工具座动力传递部具备工具座侧齿轮，该工具座侧齿轮固定于上述工具座，并且具备与上述座驱动马达侧齿轮啮合的齿面，由包括上述工具座的旋转轴的平面切断的上述工具座侧齿轮的齿面的截面形状是以上述工具座的转动动作的支点为中心的圆弧。通过上述结构，即使使工具座转动，由于始终维持工具座与座驱动马达的连结，因此在进行工具更换动作时以外也能够进行工具座的动作。本发明通过具备以上的结构，而能够提供工具更换装置，即使在工具座位于从主轴头离开的位置的情况下，也通过维持工具座与座驱动马达的连结，而能够在进行工具更换动作时以外也旋转工具座。附图说明参照附图对以下实施例的说明将使本发明的上述以及其他的目的以及特征明确。其中：图1A、图1B是从侧面观察本发明的一实施方式的工具更换装置的概要图。图2A、图2B是从倾斜方向观察本发明的一实施方式的工具更换装置的概要图。图3A、图3B是表示本发明的一实施方式的变形例的图。图4A、图4B是表示本发明的一实施方式的另一个变形例的图。图5A、图5B是从侧面观察变形例的工具座侧齿轮的图。图6是从正面观察具备现有的工具更换装置的机床的概要图。图7是从侧面观察具备现有的工具更换装置的机床的概要图。图8A、图8B是在现有的工具更换装置中从侧面观察工具座在相对于主轴头接近、离开的方向上进行转动的状态的概要图。具体实施方式以下，首先对现有技术进行说明。图6是从前面观察具备现有的工具更换装置的机床时的概要图。附图标记1是工具座，在其周围具备多个夹具3。夹具3能够分别把持工具2。另外，工具座1能够进行旋转动作，并在图中的4的位置即工具更换位置4进行分度来进行工具更换。另外，图7是从侧面观察具备现有的工具更换装置的机床的概要图。附图标记5是座支撑部，在该座支撑部5安装有主轴头8和主轴7，并在主轴7的前端部安装有夹具3，夹具3把持工具。另外，在与座支撑部5的安装主轴头8和主轴7的部位不同的部位，安装有座驱动马达9，并在座驱动马达9的前端部安装有座驱动马达侧齿轮11。其次，附图标记1是工具座，由支点6轴支撑于座支撑部5。工具座1具备工具座侧齿轮10、座轴12。工具座侧齿轮10相对于座轴12，能够以旋转轴13为轴进行旋转。在座驱动马达侧齿轮11与工具座侧齿轮10啮合时，来自座驱动马达9的动力通过座驱动马达侧齿轮11、工具座侧齿轮10而传递以使工具座1进行旋转动作。图8A、图8B是在现有的工具更换装置中从侧面观察工具座在相对于主轴头8接近、离开的方向上转动的状态的概要图，图8A表示接近位置，图8B表示离开位置。在工具更换时，工具座1以支点6为中心转动，向接近主轴头8的方向进行转动动作，成为图8A的接近位置的状态。在该位置，由夹具3把持装配于主轴7的工具2，成为能够进行工具更换的状态。另外，在该接近位置时，工具座侧齿轮10与座驱动马达侧齿轮11啮合，成为座驱动马达9能够使工具座1进行旋转动作的状态。如图8B所示，在进行工具更换时以外，工具座1以支点6为中心从主轴头8向离开的位置移动。通过做成工具座1能够这样地在接近位置与离开位置之间进行转动的状态，能够取得宽阔的加工区域。另外，能够增大主轴头8，从而能够做成刚性较高的构造。但是，如图8B所示，在这种方式的工具更换装置中，在工具更换时以外的离开位置，工具座侧齿轮10与座驱动马达侧齿轮11的啮合分离，座驱动马达9的驱动力不能向工具座1传递而使其进行旋转动作。因此，在进行工具更换时以外不具有因工具座进行动作而产生的切屑的抖落功能、工具重量的失衡检测功能。以下，对本发明的几个实施方式进行说明。图1A、图1B以及图2A、图2B是表示本发明的一实施方式的工具更换装置的图，图1A、图1B是从侧面观察时的概要图，图2A、图2B是从倾斜方向观察时的概要图，图1A以及图2A分别表示接近位置，图1B以及图2B分别表示离开位置。本实施方式的工具座1与现有技术相同，以能够以支点6为轴转动的方式轴支撑于座支撑部5。在工具座1同心地设置有工具座侧齿轮10以及座轴12。对于工具座1和座驱动马达9以外的部分，由于与现有技术相同因此使用相同的符号并省略说明。本实施方式中，尤其是如图2A、图2B所示，在构成工具座1的一部分并以支点6为轴转动的转动部件20固定有座驱动马达9。另外，构成为，座驱动马达9的座驱动马达侧齿轮11的延伸方向与工具座1的旋转轴13大致平行，并构成为在工具座侧齿轮10的外周与座驱动马达侧齿轮11啮合。此时，由于构成为工具座1的旋转轴13与座驱动马达侧齿轮11的延伸方向大致平行，因此无论工具座1在任何旋转位置，工具座1与座驱动马达9的相对位置都几乎不变化，维持工具座侧齿轮10与座驱动马达侧齿轮11的连结，座驱动马达9与工具座1成为一体而进行转动动作。因此，即使在位于工具更换时的接近位置以外的部位时也维持座驱动马达9与工具座1的连结，从而能够进行工具座1的旋转动作。图3A、图3B表示本实施方式的一实施方式的变形例。图3A表示接近位置，图3B表示离开位置。在上述的实施方式中，座驱动马达9位于工具座1的主轴头8侧，但在本变形例中，如图3A、图3B所示，座驱动马达9位于工具座1上主轴头8的相反侧。座驱动马达9构成为具备座驱动马达的转子14和座驱动马达的定子15，且座驱动马达的转子14与工具座1的旋转部啮合。在本变形例中，座驱动马达9的驱动力直接传递到工具座1，但作为本变形例的进一步的变形例，还能够在座驱动马达9与工具座1之间具备减速机构。图4A、图4B是表示另一个实施方式的图。图4A表示接近位置，图4B表示离开位置。在本实施方式中，座驱动马达9固定于机床的非可动部，座驱动马达9的座驱动马达侧齿轮11的延伸方向以与主轴头8、主轴7延伸的方向呈大致直角方向的方式配置。工具座1侧构成为，以与工具座1的旋转轴13成为同心的方式设置有工具座侧齿轮10，且座驱动马达侧齿轮11与工具座侧齿轮10啮合。图5A、图5B是从侧面观察工具座侧齿轮10的图。如图5A、图5B所示，工具座侧齿轮10的齿面16的截面的曲线做成以支点6为中心的圆弧。因此，即使工具座1进行转动动作，在工具座侧齿轮10的圆弧状的齿面16的任何部位，座驱动马达侧11都与工具座侧齿轮10的圆弧状的齿面16啮合，即使在工具座1进行转动动作的情况下，也维持齿轮的连结。由此，在进行工具更换时以外也能够使工具座1进行动作。在本实施方式中，改变了工具座侧齿轮10的形状，但也可以不改变工具座侧齿轮10的形状，而是改变座驱动马达侧齿轮11的形状，来维持工具座侧齿轮10与座驱动马达侧齿轮11连结。另外，在工具座1位于接近位置以外的部位的情况下也可以使用啮合并维持齿轮的连结那样的形状的工具座侧齿轮10、座驱动马达侧齿轮11。本实施方式对座驱动马达9与工具座1成为一体地进行转动动作的构造和维持工具座侧齿轮10与座驱动马达侧的齿轮11的啮合的构造进行了说明，但并不限于这些实施方式。作为一个例子，对工具座1与座驱动马达9的连结使用自由接头，使用辊等代替齿轮，还能够在工具座1与座驱动马达9之间使用轮带、链条来进行动力传递。