自动附件更换机及具备其的镗床的制作方法

本发明涉及一种自动附件更换及具备其的镗床，更详细而言，涉及一种能够从水平地排列有多个附件的堆垛机自动地提取并更换选择附件的自动附件更换机及具备其的卧式镗床。

背景技术：

多样的镗床利用于将工件固定于工作台并旋转工具来削孔或扩孔的目的。近来，为了在大型工件或复杂的工件加工多种多样的孔，对能够利用数值控制算法自动地控制镗削工艺的数值控制镗床(numericalcontro(nc)boringmachine)的运用逐渐增加。

以往，由于对镗削加工特定的镗床的特性，所使用的工具和附件有限，且加工简单，因而自动控制的必要性不高，但近来随着对工件的大型化及精密镗削加工的要求变高，工具和附件也呈多样化，且利用数值控制的自动化要求也逐渐变高。

尤其，随着对大型工件的5面(平面、正面、背面、左侧面及右侧面)镗削的必要性增加，近来的镗床构成为能够自由地转换固定有工件的工作台和固定有工具的主轴的方向，以便自由地加工工件的5面，且被设计为根据镗削加工的种类来运用多样的附件。

然而，由于与作为综合机床的加工中心相比受所谓的为镗削加工特化的机床的限制，大部分的镗床的附件更换由作业者手动地执行。尤其，在主要利用于大型工件的镗削加工的卧式镗床的情况下，自动工具更换机与镗床一体地配置，并控制为根据加工的种类和特性自动地更换工具，但考虑装备的设置面积和维护维修，事实上并未还具备自动附件更换机。

因此，当在以往的卧式镗床中要求附件时，采用利用起重机从整列有多个附件的附件仓库移送选择附件，并由作业者将所移送的选择附件手动地固定于主轴的手动更换方式。当附件更换结束时，利用镗床的数值控制器手动地设定关于选择附件的附件明细信息(attachmentspecifications)，并将附件适配器的位置设定为基准坐标系的原点。

然而，随着对大型工件的精密镗削的需求增加，镗削加工中附件的运用频度增加，随之，利用起重机的手动附件更换成为显著降低镗削加工的效率性和精密度的原因。尤其，附件选择过程和通过起重机移送所选择的附件显著降低附件更换的效率性，更换附件后的所述明细信息的输入失误或附件适配器的原点设定的遗漏将导致新的附件的位移和作业空间的坐标系不一致，从而引发诸如工具损伤或对工件的错误加工的致命的镗削缺陷。

因此，对能够自动地更换附件的卧式镗削装置的必要性逐渐增加。

技术实现要素：

技术课题

本发明的目的在于提供一种能够从沿附件的长度方向水平地整列有至少一个附件的堆垛机自动地提取并更换选择附件的自动附件更换机。

本发明的另一目的在于提供一种具备如上所述的自动附件更换机的镗床。

技术方案

用于达成上述目的的本发明的一些示例性的实施例的自动附件更换机包括：堆垛机(stacker)，其包括具备大于附件的长度且沿高度方向层叠的至少一个收纳格，且在所述收纳格的内部水平地容纳所述附件；移送机，其具备固定于所述堆垛机的移送主体、移送所述移送主体的移送线及驱动所述移送线的移送电源；以及驱动控制部，其以使选自所述堆垛机的选择附件和机床的主轴总成紧固的方式驱动所述堆垛机和所述移送机来自动地更换所述附件。

用于达成上述目的本发明的一些示例性的实施例的镗床包括：主轴总成，其能够沿第一方向移动且固定于沿与第一方向垂直的第二方向延伸的立柱结构物，并与工具和附件的至少一个选择性地结合；工作台，其固定加工对象物，且以能够沿与所述第一方向及第二方向垂直的第三方向移动的方式与所述立柱结构物连接；以及自动附件更换机，其具备与所述工作台水平地收纳有至少一个附件的堆垛机，且能够沿所述第三方向移动地与所述工作台连接，并根据附件更换信号自动地更换选自多个所述附件的选择附件。

发明的效果

根据如上所述的本发明的一些示例性的实施例的自动附件更换机及具备其的镗床，根据附件更换信号自动或半自动地设定附件更换位置，并将收纳有选择附件的堆垛机移送至更换位置来自动地执行附件更换作业。从数据存储单元自动地调用并设定诸如附件位移的所更换的选择附件的基本信息。从而，与由起重机个别地移送选择附件并手动地执行附件更换及信息修改的以往的附件更换相比，能够提高附件更换的效率性和准确性。从而，能够防止选择附件的位移与作业空间的坐标系不一致所致的工具损伤或错误加工。

此外，当以按照镗削加工的步骤自动地更换附件和工具的方式利用数值控制算法控制镗床时，选择附件的移送、旋转轴的原点回归、选择附件的紧固及附件信息的重置均被自动化，从而能够显著提高附件更换的效率性和准确度。不仅如此，通过利用单独的检测卡爪检测更换附件之前的旋转轴的设计原点和更换附件之后的作业原点，能够准确地设定进行附件自动更换后的旋转轴的位置。

附图说明

图1是示出本发明的一实施例的自动附件更换机的立体图。

图2a是根据本发明的一实施例示出具备于图1所图示的自动附件更换机的堆垛机的立体图。

图2b是示例性地示出图2a所图示的堆垛机的收纳格和收纳于所述收纳格的附件的立体图。

图3a是示出图2b所图示的检测用v形块142的图。

图3b是示出图2b所图示的支撑用v形块144的图。

图4是根据本发明的一实施例示出配置于收纳格hc的支撑位置变更件的立体图。

图5是根据本发明的一实施例示出具备于图1所图示的自动附件更换机的移送机的图。

图6a和图6b是根据本发明的一实施例示例性地示出存储附件数据的数据结构的图。

图7是示出以利用图6b所图示的输入菜单设定的附件数据为基准设定附件更换位置的更换位置设定模式ep(exchangepositionmode)的图。

图8是根据本发明的一实施例示出具备图1所图示的自动附件更换机的镗床的图。

图9是根据本发明的一实施例示出图8所图示的主轴总成的结构的配置图。

图10a至图10d是示出在图8所图示的镗床自动地更换附件的过程的图。

图11是示出在图8所图示的镗床自动地更换附件的过程的流程图。

图12是根据本发明的一实施例示出图10c所图示的附件适配器和堆垛机的整列关系的立体图。

具体实施方式

对于在本文中公开的本发明的实施例，特定的结构性乃至功能性说明只是以用于说明本发明的实施例的目的例示的，本发明的实施例可以被实施为多样的形态，不应解释为限于在本文中说明的实施例。

本发明可以追加多样的变更，且可以具有多种形态，一些特定实施例将例示于附图，并在本文中进行详细说明。但是，这并不意图将本发明限定于特定的公开形态，而是应理解为包括落入本发明的思想及技术范围内的所有变更、均等物乃至替代物。

第一、第二等术语可以用于说明多样的构成要素，但这些构成要素不应为这些术语所限定。这些术语可以用作区分一构成要素与另一构成要素的目的。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可以被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。

当提及某一构成要素与另一构成要素“连结”或“连接”时，应理解为可以与该另一构成要素直接连结或连接，但中间也可能存在别的构成要素。相反，当提及某一构成要素与另一构成要素“直接连结”或“直接连接”时，应理解为中间不存在别的构成要素。用于说明构成要素间的关系的其他表述，即“在……之间”、“正好在……之间”或“与……相邻的”以及“与……直接相邻的”等也应如此进行解释。

本申请中使用的术语仅为说明特定的实施例而使用，并不意图限定本发明。除非上下文中明确不同地定义，单数的表述包括复数的表述。在本申请中，“包括”或“具有”等术语应理解为用于指定所说明的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在，而不是预先排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在或可附加性。

除非不同地定义，包括技术术语或科学术语在内，此处使用的所有术语具有与本发明所属技术领域中的一般的技术人员所通常理解的相同的含义。如通常使用的词典中已定义的术语应解释为具有与相关技术的上下文中具有的含义一致的含义，除非在本申请中清楚地定义，不解释为理想的或过于形式性的含义。

下面参照附图对本发明的优选实施例进行更详细的说明。

图1是示出本发明的一实施例的自动附件更换机的立体图。

参照图1，本发明的一实施例的自动附件更换机500(automaticattachmentchanger，aac)包括具备个别地水平地收纳附件的至少一个收纳格的堆垛机100(stacker)、移送所述堆垛机100的移送机200、以及以自动地更换所述附件的方式驱动所述堆垛机100及所述移送机200的驱动控制部300。

本实施例的自动附件更换机500自动地更换与卧式镗床结合而用于结合镗削加工用工具的附件，从而使装载于所述堆垛机100的附件相对于堆垛机的底面水平地对齐，并相对于堆垛机100的底面维持水平方向而执行附件更换。然而，卧式镗床是作为示例性的实施例公开的，只要是如同卧式加工中心使工具相对于工作台水平地紧固的卧式机床，则可以多样地适用本自动附件更换机。

作为一实施例，所述堆垛机100包括具备大于附件a的长度且沿高度方向层叠的至少一个收纳格hc(housingcell)，且在各个所述收纳格hc的内部水平地容纳所述附件a。虽然本实施例中公开了沿高度方向层叠三层，且在相同的层配置2个收纳格hc的堆垛机，但是，显而易见地，可以根据与自动附件更换机500结合的加工中心多样地设置收纳格hc的配置和结构。例如，所述自动附件更换机500可以形成为具有单一的收纳格。

图2a是根据本发明的一实施例示出具备于图1所图示的自动附件更换机的堆垛机的立体图，图2b是示例性地示出图2a所图示的堆垛机的收纳格和收纳于所述收纳格的附件的立体图。

参照图2a和图2b，所述堆垛机100包括具备所述收纳格hc的六面体形状的主体110、覆盖所述主体110的前方f的门120、以及覆盖所述主体110的后方的盖件130。

所述门120和盖件130阻挡主体110的外部的杂质向收纳格hc进入，从而防止容纳于收纳格hc的附件a受污染。尤其，所述门120具有被选择性地开放，在由堆垛机待机区域向附件更换区域移动的期间内被关闭，而在进行附件的更换的期间内被开放的结构。从而，可以将收纳格hc的内部维持为恒定的清净度。

所述主体110被形成为具有沿第一方向i延伸的长度和沿第二方向ii延伸的宽度及沿第三方向iii延伸的高度的长方体形状，所述收纳格hc形成为在所述主体110的前面f具有入口，并沿第一方向i延伸且沿第三方向iii层叠的划分空间。在收纳格hc的侧部形成有能够观察内部空间的视窗。从而，可以根据所述收纳格hc的高度多样地配置沿主体110的高度方向层叠的收纳格hc的个数。

附件a包括固定于机床的主轴的头部h和从所述头部h沿第一方向i延伸而安放于所述收纳格hc的内部的尾部t。从而，所述主体110的长度可以构成为具有比附件a的尾部t长的长度，以在所述收纳格hc收纳具有多种长度的尾部的附件a。在本实施例中，可以层叠三层一对收纳格hc来沿主体110的高度收纳6个彼此不同的附件a。

此时，就所述附件a而言，头部h及尾部t沿第一方向i配置而相对于主体110的底面水平地进行收纳。即，当从附件a的尾部t向收纳格hc的入口进入并结束收纳时，尾部t与主体110的后方r邻接，头部h与主体110的前方f邻接。从而，附件a的头部h以在收纳格hc的内部配置于入口的方式沿第一方向i水平地进行收纳。

由于附件a水平地收纳于堆垛机100的内部，当在卧式机床更换附件时，无需个别地提取附件，而是可以将整体堆垛机移送至附件更换区域来自动地执行附件更换作业。从而，可以充分精密地使卧式机床中的附件更换作业自动化。

在所述收纳格hc的内部形成有能够支撑固定具有多种长度的附件a的多个支撑体140(support)。例如，可以在所述收纳格hc配置沿第一方向x间歇地支撑水平地配置的附件a的多个v形块(v-block)。

尤其，所述支撑体140可以根据需要多样地变形来在收纳格hc的内部稳定地固定附件a，并有效地执行通过驱动控制部300的附件的远程管理。

例如，所述支撑体140可以具备按每个收纳格hc提供且能够检测关于附件的收纳与否的信息的检测用v形块142、以及能够在所述收纳格hc的内部支撑附件a的尾部至少一个支撑用v形块144。

图3a是示出图2b所图示的检测用v形块142的图，图3b是示出图2b所图示的支撑用v形块144的图。

如图3a所图示，所述检测用v形块142配置于各收纳格hc的入口并支撑附件a的头部h，且具备连接倾斜的一对接触面c1和所述接触面c1的连接面c2，并整体上以v字形状的槽支撑附件a的头部h的支撑部142a、选择性地配置于所述接触面c1上并增加与所述附件a的摩擦力的接触垫142b、并插入于从所述连接面c2凸出并与接触面c1接触的附件a的头部h的插入槽(未图示)的头部位置固定销142c(headpositionpin)、以及检测相对于收纳格hc的附件a的收纳与否的收纳信号生成器142d。所述头部位置固定销142c可以形成为具有充分的刚度的杆或销的形状，所述收纳信号生成器142d以与头部h的圆周面相向的方式配置于所述支撑部142a的侧部。在本实施例中，所述收纳信号生成器142d利用另外的传感器固定支架固定于支撑部142a。

当附件a被收纳于收纳格hc时，被所述支撑部142a的v字槽支撑，所述头部位置固定销142c被插入于具备于头部h的圆周面的插入槽。从而，就所述头部h而言，除了以附件a的轴为中心的旋转外，还抑制收纳孔c的长度方向的动作，从而在收纳格hc的内部固定附件a的位置。

当通过所述头部位置固定销142c固定附件a的位置时，所述收纳信号生成器142d生成表示附件a被收纳至收纳格hc的收纳信号。所述附件收纳信号被传输至后述驱动控制器300及机床的数值控制器并用作用于执行附件的自动更换的附件状态信息。

另一方面，如图3b所图示，在收纳格hc的内部沿第一方向i以规定的间距配置多个所述支撑用v形块144并间歇地支撑所述附件a的尾部t。例如，所述支撑用v形块144包括固定于所述收纳格hc的底部的块基座144a、从所述块基座144a沿第二方向ii向上方延伸的辅助基座144b、配置于所述辅助基座144b的侧面，且能够沿第二方向ii调节高度的高度调节部144c、以及固定于所述高度调节部144c的端部，并基于高度调节部144c调节位置，且在上部具备能够容纳附件a的v槽的支撑部114d。

从而，附件a的尾部t在收纳格hc的内部插入支撑于支撑部144d的v字槽而进行。当尾部t的长度相对长时，以规定的间距配置多个支撑用v形块144并在多个位置分别支撑尾部t。

从而，在所述附件a的头部h在收纳格hc的入口被所述检测用v形块142固定，在收纳格hc的内部沿第一方向i延伸的尾部t被至少一个支撑用v形块44支撑。配置于收纳格hc的内部的支撑用v形块144的个数可以根据所述附件a的尾部t的长度而不同。

可选地，所述支撑体140还可以具备至少一个支撑位置变更件146，该至少一个支撑位置变更件146与所述支撑用v形块144结合，且能够以与所述附件a的长度无关地支撑所述附件a的尾部t的方式沿所述堆垛机100的长度方向变更支撑位置。

图4是根据本发明的一实施例示出配置于收纳格hc的支撑位置变更件的立体图。

参照图4，所述支撑位置变更件146具备以沿第一方向i延伸的方式固定于收纳格hc的底面，并可拆装地与所述块基座144a结合的主体146a、结合所述块基座144a和所述主体146a的结合部件146b、以及检测所述结合部件146b的位置来检测相对于所述主体146a的所述块基座144a的相对位置的支撑位置信号生成器146c。

例如，所述主体146a形成为沿第一方向i延伸且具有充分的刚度和刚性的平板，且在上面以规定的间距配置决定与所述块基座144a的结合位置的多个下部结合孔lch。在所述块基座144a形成有与所述下部结合孔lch对齐来提供块基座144a与主体146a之间的结合孔的上部结合孔uch。所述结合部件146b可以形成为贯通所述结合孔的连接杆(connectionrod)。

当所述块基座144a沿主体146a的上面移动，使得上部结合孔uch与下部结合孔lch中的某一个对齐时，可以以贯通上部结合孔uch及下部结合孔lch的方式插入诸如连接杆的所述结合杆146b来结合所述块基座144a和主体146a。当有必要调整块基座144a的位置时，拔出连接杆并沿主体146a的上面移动块基座144a之后使上部结合孔uch及下部结合孔lch重新对齐，并以贯通结合孔的方式插入所述连接杆。

当多个所述支撑位置信号生成器146c以与所述下部结合孔lch一对一对应的方式配置于所述主体146a的侧部并在对应的下部结合孔lch插入所述结合部件146b时，生成支撑位置信号。从而，通过检测相对于主体146a的基座144a的相对位置，能够在收纳格hc的内部容易地确认所述支撑用v形块144的位置。所述支撑用v形块144的位置被传输至所述驱动控制部300，并作为用于进行自动更换附件的附件驱动的基准位置发挥功能。

从而，通过根据所收纳的附件a的尾部t的长度沿第一方向i自由地变更支撑位置，能够在单一的收纳格hc收纳具有多种长度的附件a。尤其，在具备于所述堆垛机100的多个收纳格hc中，当有必要使具有多种长度的尾部t的附件收纳于特定收纳格hc时，可以在该特定收纳格hc代替多个支撑用v形块144地配置单一的v形块144和所述支撑位置变更件146。

所述移送机200根据驱动控制部300的指令来移送堆垛机100。

图5是根据本发明的一实施例示出具备于图1所图示的自动附件更换机的移送机的图。

参照图5，所述移送机200具备固定于所述堆垛机100的移送主体210、移送所述移送主体210的移送线220、以及驱动所述移送线220的移送电源230。

所述移送主体210可以在下部与移送线220结合，在上部与所述堆垛机100结合，且在内部配置可以以能够进行相对运动的方式与所述移送线220结合的多样的结合结构物和能够控制所述移送线220的运动的控制机构。

所述移送线220可以与移送主体210结合，并使所述移送主体210向机床的工作台靠近或从机床的工作台后退。从而，随着所述移送主体210的运动，所述堆垛机100也会向工作台靠近或从所述堆垛机100后退。所述移送电源230被驱动控制部300控制来选择性地向所述移送线220提供驱动力。在本实施例中，所述移送线220包括与所述移送主体210结合的滚珠螺杆(ballscrew)，所述移送电源230由驱动所述滚珠螺杆的伺服电机(servomotor)构成。

尤其，所述移送线220的端部可以配置为与机床的工作台移送线ttl的端部在连接点j(junction)重叠，从而沿移送线220移动的移送主体210可以沿工作台移送线ttl延伸而移动至机床的工作台。所述工作台移送线ttl可以被工作台移送电源ttp驱动。

当不需要进行附件更换时，所述移送主体210沿所述移送线220及工作台移送线ttl在所在的待机位置(standbyposition)与和机床的主轴对称地配置的附件更换位置(exchangeposition)之间选择性地往复。

再次参照图1，所述驱动控制部300与机床的数值控制部(numericalcontroller)连动地按照机床的工作步骤驱动所述堆垛机100及移送机200来自动地更换附件a。

所述驱动控制部300可以配置为与所述堆垛机100及移送机200电连接的控制箱的形态，且与机床的数值控制部(未图示)连动地根据机床的加工需要自动地更换需要的附件。

例如，所述驱动控制部300具备通过机床或作业者的控制信号与周围相互连接(interface)而控制所述自动附件更换机500的中央控制单元310、作为用于执行自动附件动作的预备步骤检测并分析所述机床的主轴的状态的主轴分析单元320、存储作为诸如收纳于所述堆垛机100的附件a的明细(specifications)或位置信息的基本信息的附件数据的数据存储单元330、以及从所述主轴分析单元320的分析结果和存储于所述数据存储单元330的附件数据进行选择附件的选择并更换所述选择附件的更换控制单元340。

所述中央控制单元310包括接收从外部传输的控制信号或向外部发送所述主轴分析单元320、数据存储单元330及更换控制单元340的动作状态的信号处理器311(signalprocessor)。

例如，诸如由机床的数值控制器或作业者生成的附件更换信号或由所述更换控制单元330生成的更换结束信号的控制信号被传输至所述信号处理器311来向与自动附件更换机100连动的外部传输动作及状态信息。自动附件更换机500通过更换信号来开始动作，并通过更换结束信号来停止动作。

在本实施例中，所述中央控制单元310可以包括通过有线或无线通信方式与机床的数值控制器连接或具备与作业者的合适的界面机构的操作面板。

当向中央控制单元310施加附件更换信号时，中央控制单元310首先驱动所述主轴分析单元320来检查并分析对机床的主轴的当前状态。

例如，所述主轴分析单元320在施加附件更换信号的时间点检查并分析主轴总成来检查并分析主轴总成的紧固状态。主轴紧固状态包括无任何附件或工具紧固于主轴的空状态(emptystate)、紧固有覆盖用虚拟附件的虚拟状态(dummystate)、紧固有在之前加工中使用的作业附件的附件状态(attstate)、以及同时紧固有所述作业附件和之前作业的工具的工具状态(toolstate)。主轴分析单元320检测对上述各个状态的信息并传输至所述中央控制单元310。

所述中央控制单元310基于所传输的主轴状态信息向数据存储单元330及更换控制单元340施加适当的更换控制信号。

所述数据存储单元330存储收纳于所述堆垛机100的所述附件a的明细(specifications)、对收纳格hc的收纳信息、以及诸如收纳格hc中的附件的相对位置的附件数据。例如，所述数据存储单元330可以由诸如硬盘存储装置或闪速存储装置的辅助存储装置构成。

图6a和图6b是根据本发明的一实施例示例性地示出存储附件数据的数据结构的图。本实施例中，示出由所述中央控制单元310控制，且以能够根据用户的需求编辑附件数据的方式显示于控制面板的显示器的编辑画面。

参照图6a和图6b，按所述堆垛机100的各收纳格hc分类来存储所述附件数据，并按能够特定附件的物理形状、动作特性及位置信息的特性分类来存储在各收纳格hc中存储的附件a。

当向所述中央控制单元310施加数据编辑信号时，控制面板被转换为附件数据编辑模式，并在控制面板的画面显示通过格编号11来区分所述堆垛机100的各收纳格hc的数据设定列表l。

在本实施例中，所述数据设定列表l包括设定关于作为覆盖主轴的附件适配器的盖件发挥功能的虚拟附件(dummyattachment)的基本信息的虚拟设定器ds(dummysetter)、指定有格编号11并设定关于收纳于各收纳格hc的附件的基本信息的格设定器cs(cellsetter)、以及预备性地配置用以设定关于预备收纳格或附件的追加信息的预备设定器ps(preliminarysetter)。在本实施例中，由于所述堆垛机100具备6个收纳格hc，因而格设定器cs指定有区分为1号至6号的格编号11，但是，显而易见地，所述格编号11可以根据具备于堆垛机100的收纳格hc的数量而不同。

当选择所述虚拟设定器ds或以所述格编号11区分的格设定器cs时，在画面上显示能够输入虚拟附件或收纳于所选择的收纳格hc的附件a的基本信息的数据输入菜单sm(settingmenu)。

图6b示例性地图示存储于1号收纳格hc的附件a的基本信息。

如图6b所图示，所述数据输入菜单sm包括显示待设定的附件基本信息的内容，并由用户选择性地激活的选择菜单20、以及能够输入对应于所述选择菜单20的附件基本信息的设定部30。

例如，所述选择菜单20包括用于识别所述收纳格hc及附件的识别因子特性菜单21、设定附件的形状特性及运动特性的附件特性菜单22、以及用于特定附件的位置信息的轴信息特性菜单23，所述附件基本信息由对应于上述各菜单21至23的设定部30个别地设定。

可以通过所述识别因子特性菜单21及对应于所述识别因子特性菜单21的识别因子设定部31来设定能够对收纳于该收纳格hc的附件的特性进行分类的附件型号编号、容纳于该收纳格hc的附件的个别识别编号及收纳格hc的格编号等。可以通过所述附件特性菜单22及所述附件特性设定部32来设定结合使用与否、附件的长度、所紧固的主轴的转速及附件适配器的最大转速和移送特性。可以通过所述轴信息设定菜单23及对应于轴信息设定菜单的轴信息设定部33来设定主轴的原点校正位置、用于更换附件的附件适配器的行程及齿轮比等。

所述数据输入菜单sm的各选择菜单20和设定部30通过用户的触摸来切换式地重复进行激活/失活，且可以在激活步骤手动或自动地输入对应于各设定栏的附件基本信息。尤其，当与通过数值控制部自动地控制的数值控制机床结合时，可以利用附件供应商的附件数据文件来自动地进行设定来使由作业者设定的基本信息最少化。

显而易见地，可以根据自动附件更换机所结合的机床的特性和收纳于堆垛机100的附件a的特性来多样地变更所述数据输入菜单sm的配置。

所述更换控制单元340利用关于主轴总成的分析结果和所存储的附件数据来自动地执行附件的更换。

例如，所述更换控制单元340具备从所述附件数据检测所述附件的更换位置的更换位置检测仪341、向所述更换位置移送所述堆垛机100以与所述主轴总成对齐的堆垛机控制器342、以及生成表示附件自动更换的驱动步骤的更换控制信号的更换控制信号生成器343。

所述更换位置检测仪341可以检测从所述数据存储单元330调用的选择附件的附件数据及主轴总成的位置来自动/手动地检测附件更换位置。

图7是示出以利用图6b所图示的输入菜单设定的附件数据为基准设定附件更换位置的更换位置设定模式ep(exchangepositionmode)的图。

参照图7，所述更换位置设定模式ep包括显示附件更换位置并由用户选择性地激活的更换位置选择菜单40、以及能够个别地设定对应于所述更换位置选择菜单40的更换位置的位置设定部50。

例如，所述更换位置选择菜单40包括选择关于与自动附件更换机500结合的机床的主轴总成的坐标的主轴位置选择菜单41、选择关于所述附件a所结合的附件适配器的坐标的适配器位置选择菜单42、以及选择关于具备作为更换对象附件的选择附件的堆垛机100的位置的坐标的堆垛机位置选择菜单43，所述主轴、附件适配器及堆垛机100的位置由对应于各菜单41至43的位置设定部50个别地设定。

可以通过所述主轴位置选择菜单41及对用于其的主轴位置设定部51将用于进行附件的自动更换的主轴总成的位置设定为3次元坐标值，并且，可以通过所述适配器位置选择菜单42及对应于适配器位置选择菜单42的适配器位置设定部52将用于进行附件的自动更换的附件适配器的位置设定为2次元坐标值。此外，可以通过所述堆垛机位置选择菜单43及对应于的堆垛机位置选择菜单43的堆垛机位置设定部53将用于进行附件的自动更换的堆垛机100的位置设定为1次元坐标值。

根据与自动附件更换机500结合的机床的特性，可以自动地设定所述主轴位置及适配器位置，也可以由作业者手动地设定所述主轴位置及适配器位置。

在由数值控制器控制动作的数值控制机床的情况下，可以通过数值控制器和中央控制单元310的通信自动地设定所述主轴位置及适配器位置的全部或一部分。例如，可以从所述数据存储单元320调用关于选择附件的附件数据，并自动地检测在之前加工中所在的主轴及适配器的位置，并通过运算自动地检测用于进行选择附件的的更换的更换位置。

不同于此，也可以根据所分析的主轴的状态由作业者直接输入更换位置的坐标。例如，也可以由作业者在所述更换位置设定模式ep的画面直接确认选择附件的附件数据和检测到的主轴及适配器的位置而在需要的最小限度的范围内直接输入所述更换位置的坐标。

例如，可以在所述更换位置设定模式ep还具备表示主轴总成、附件适配器及堆垛机100的当前位置的当前位置显示部cpw(currentpositionwindow)，以自动地检测设定更换位置当时参与附件自动更换的因子的当前位置。可以从由当前位置显示部cpw自动地检测到的主轴总成、附件适配器及堆垛机100的位置自动地检测更换位置，并参照所述更换位置自动地计算附件适配器及堆垛机100的移动距离。

由此，能够使作业者的更换位置设定的遗漏或误输入最少化，从而防止选择附件的位移错误或作业空间的坐标系的不一致。

所述堆垛机控制器342向检测到的更换位置移送所述堆垛机100以与所述主轴总成对齐后执行自动附件更换。此时，所述更换控制信号生成器343在执行自动附件更换动作的期间内生成适当的更换控制信号来与所述中央控制单元310及机床的数值控制器相互通信。从而，将按照机床的加工步骤有机地执行自动附件更换动作。

当随着选择附件的特定而施加附件更换信号时，先由主轴分析单元320检测主轴紧固状态。当检测到的主轴紧固状态为空状态(emptystate)时，所述驱动控制部300被设定为紧固模式，从而将选择附件紧固于主轴适配器。当检测到的主轴紧固状态为虚拟状态(dummystate)或附件状态(attstate)时，所述驱动控制部300先被设定为拆装模式，从而对已紧固于主轴的虚拟附件或作业附件进行拆装。接着，所述驱动控制部300再次被转换为紧固模式，从而将选择附件紧固于主轴适配器。所述紧固模式及拆装模式由更换控制信号生成器343生成，并通过传输至中央控制单元310的紧固结束信号或拆装结束信号进行确认。

根据如上所述的自动附件更换机，根据附件更换信号来自动或半自动地设定附件更换位置，并将收纳有选择附件的堆垛机移送至所述更换位置来自动地执行附件更换作业。从数据存储单元自动地调用并设定诸如附件位移的所更换的选择附件的基本信息。

因此，与由起重机个别地移送选择附件并手动地执行附件更换及信息修改的以往的附件更换相比，能够提高附件更换的效率性和准确性。从而，能够防止选择附件的位移和作业空间的坐标系不一致所致的工具损伤或错误加工。

图8是根据本发明的一实施例示出具备图1所图示的自动附件更换机的镗床的图。图8中公开了作为与所述自动附件更换机1000结合的机床的示例的卧式镗床，但是，显而易见地，只要是工具和工作台水平地配置的卧式机床，则除了镗床外，还可以适用于多样的机床。

参照图8，本发明的一实施例的镗床1000包括：主轴总成600，其能够沿第一方向i移动且固定于沿与第一方向i垂直的第二方向ii延伸的立柱结构物c，并与工具及附件的至少一个选择性地结合；工作台700，其固定加工对象物，且能够沿与所述第一方向i及第二方向ii垂直的第三方向iii移动；以及自动附件更换机500，其具备与所述工作台700水平地收纳有多个附件的堆垛机100，且能够沿所述第三方向iii移动地与所述工作台700连接为一列，并根据附件更换信号自动地更换选自多个所述附件的选择附件。可选地，所述镗床1000还可以包括生成所述附件更换信号，并控制对所述加工对象物的镗削加工的数值控制器800，以向数值控制机床(numericalcontrol(nc)machine)进行提供。

例如，在作为具有充分的刚度的一体型结构物的床身结构物的一侧配置立柱结构物c，在所述床身结构物的另一侧以与所述立柱结构物c相向的方式配置有工作台700。所述立柱结构物c形成为沿第二方向ii延伸的具有规定的高度的柱状，且配置为能够沿第一方向i在床身结构物上移动，所述工作台700配置为能够在与立柱结构物c相向的床身结构物的另一侧沿与第一方向i及第二方向ii垂直的第三方向iii移动。所述立柱结构物c结合有执行对加工对象物的镗削加工的工具所结合的主轴总成600而形成为对工具的驱动基座。

此外，形成为自动工具更换机(未图示)或所述自动附件更换机500的驱动基座而吸收在自动工具更换或自动附件更换过程中发生的振动或扰动来执行精密的工具更换或附件更换。

所述主轴总成600可以能够沿第二方向ii及第三方向iii移动地设置于所述立柱结构物c，并沿立柱结构物c的高度及宽度方向调节位置。由于设置有主轴总成600的立柱结构物c沿第一方向i移动，因而所述主轴总成600配置为能够在执行对加工对象物的镗削加工的3次元作业空间移动。在本实施例中，就所述主轴总成600而言，主轴的轴相对于工作台700或床身结构物平行地配置，以便执行卧式镗削加工。

图9是根据本发明的一实施例示出图8所图示的主轴总成的结构的配置图。

参照图9，所述主轴总成600包括以朝向加工对象物的方式配置于前方，且与具备用于工具和/或附件结合的结合结构物的主轴头h、以及以与主轴头h相向的方式配置于后方，且具备用于驱动所述主轴头的驱动结构物的主轴主体b。所述结合结构物包括工具和/或附件所结合的主轴结构物610和所述主轴结构物610所结合的凸缘结构物620，所述驱动结构物包括向主轴结构物供应动力的电源630、从所述电源630向轴结构物610传递动力的动力传递结构物640、以及检测所述旋转轴612的原点坐标的检测单元650。

例如，所述主轴结构物610具备主轴主体611、贯通所述主轴主体611的中心部，且能够相对于所述立柱结构物c沿所述第一方向i线性地进行相对运动的旋转轴612、以及选择性地结合于所述主轴主体611来固定附件a的附件适配器613。

镗削工具结合于所述主轴主体611和旋转轴612，并通过旋转轴612的旋转来执行对加工象物的镗削加工。可以在所述适配器613结合主轴用附件a，以提高工具的运用率及主轴的精密度。此外，通过所述附件a的选择，除了通常的镗削加工外，还可以执行铣削加工或特殊的镗削加工。

所述凸缘620可以结合有主轴结构物610，且在内部配置有决定旋转轴612的转速的齿轮组621，以根据附件a的特性来调节旋转轴的齿轮比(gearratio)。

所述电源630包括用于驱动旋转轴612的伺服电机，所述动力传递结构物640具备向所述齿轮组621传输由所述电源630生成的驱动力的主传动轴642及辅助传动轴644。所述主传动轴642及辅助传动轴644分别配置于具备多样的传动要素的第一传动腔室641及第二传动腔室643的内部。

在第一传动腔室641及第二传动腔室643分别具备用于检测沿第一方向i的所述主传动轴642及辅助传动轴644的位置的位置指示符。所述主传动642构成为能够以调节与旋转轴612连接的传动轴的整体位置的方式沿第一方向移动，且在设计所述主轴总成600的步骤中决定主传动轴642的原点。从而，以作为在设计步骤中设定的原点的设计原点为基准检测所述主传动轴642的位置。

另一方面，所述辅助传动轴644可以具有沿第一方向i可变的位置，以满足紧固于适配器613的附件a的特性和对应于所述附件a的齿轮比。从而，当附件a和齿轮比被特定时，所述辅助传动轴644的位置被检测为设定利用紧固于适配器613的选择附件来执行的镗削加工的作业坐标的基准点(加工原点)。

从而，所述检测单元650包括从所述第一传动腔室641的位置指示符检测所述主传动轴642的位置的第一检测卡爪651、以及从第二传动腔室643的位置指示符检测所述辅助传动轴644的位置的第二检测卡爪653。由第一检测卡爪651检测到的主传动轴642的位置通过第一传感器652被传输至所述数值控制器800，由第二检测卡爪653检测到的辅助传动轴644的位置通过第二传感器654被传输至数值控制器800。

检测到的主传动轴642及辅助传动轴644的位置被传输至自动附件更换机500的驱动控制部300，并用作用于检测更换位置的基本数据。

所述工作台700配置为与立柱结构物c相向，并能够沿与一方向i及第二方向ii垂直的第三方向iii移动地结合于床身结构物。在本实施例中，所述工作台700上配置有固定加工对象工件的托盘p(pallet)，从而从镗床自动地分离结束镗削工艺的工件。

所述自动附件更换机500沿第三方向iii与工作台700配置为一列，且配置于从执行对加工对象工件的镗削加工的作业区域沿第三方向隔开规定距离的待机区域。工作台构成为在托盘更换区域与所述作业区域之间移动，自动附件更换机500构成为在所述待机区域与作业区域之间移动。

所述自动附件更换机500包括具备固定于所述堆垛机100的移送主体210、沿所述第三方向iii移送所述移送主体210的移送线220及提供移送所述移送主体210的驱动力的移送电源230的移送机200、以及以使所述选择附件与所述主轴总成600自动地紧固的方式驱动所述堆垛机100及所述移送机200的驱动控制部300。

由于所述自动附件更换机500具有与参照图1至图7说明的自动附件更换机实质上相同的配置，因而将省略更为详细的说明。

所述数值控制器800基于规定的算法驱动所述立柱结构物c、主轴总成600、工作台700及自动附件更换机500来控制对加工对象工件的数值控制镗削加工。在数值控制器800的侧部形成有作为用户界面提供且能够输入用于执行数值控制镗削加工的指令的控制面板cp。

尤其，所述数值控制器800与自动附件更换机500的中央控制单元310通信而自动地更换用于进行镗削加工的主轴附件。此外，当形成有自动工具更换机atc时，可以同时控制所述自动工具更换机atc和自动附件更换机500来将镗床1000控制为自动地更换加工步骤中需要的附件和工具，从而能够显著提高镗床加工的精密度和效率。

从而，所述数值控制器800包括与所述中央控制单元310的控制信号对应地工作，并使所述旋转轴612沿所述第一方向i相对于所述立柱结构物c进行相对运动来将其配置于所述更换位置的旋转轴驱动器810、沿所述第一方向i驱动所述立柱结构物c来将其配置于所述更换位置的立柱驱动器820、以及沿所述第二方向ii驱动所述主轴结构物610来将其配置于所述更换位置的主轴驱动器830。

所述旋转轴驱动器810、立柱驱动器820及主轴驱动器830与自动附件更换机500的中央控制单元310连动地按照用于进行自动附件更换的动作步骤来适当地控制旋转轴612、立柱c及主轴结构物610的动作。必要时，主轴驱动器830也可以还控制齿轮组621的动作来设定适合于所更换的附件的齿轮比。

尤其，所述旋转轴驱动器810可以沿第一方向i移动所述旋转轴612，从而在更换附件之前使旋转轴612位于所述设计原点，在更换附件之后使旋转轴612位于所述加工原点。

可以如下自动地更换如上所述的镗床的附件。

图10a至图10d是示出在图8所图示的镗床自动地更换附件的过程的图。图11是示出在图8所图示的镗床自动地更换附件的过程的流程图。

参照图10a和图11，当镗削加工的特定单位作业结束时，搭载有托盘p的工作台700配置于镗床1000的作业区域wa(workingarea)，并向所述数值控制器800传输附件自动更换信号。当在开始镗削作业之前先执行附件更换时，所述工作台700也可以配置于托盘待机区域psa(palletestandbyarea)。

当所述附件自动更换信号被传输至所述数值控制器800时，所述镗床1000被转换为自动附件更换模式(aacmode)(步骤s100)，并开始进行附件的自动更换。

附件更换信号既可以基于数值控制算法来自动地选择，也可以由镗削作业者手动地输入。在不具备数值控制算法的镗床的情况下，也可以通过所述驱动控制部300的中央控制单元310来传输所述附件更换信号。

在本实施例中，可以通过制定选择附件的附件编号att#来施加所述附件更换信号。从而，从自动附件更换机500的数据存储单元320向所述更换位置检测仪341传输对应于选择附件的附件数据，并如图7所图示生成附件更换位置。此时，必要时，更换位置的特定位置也可以由作业者直接输入，所述控制面板cp可以用作与作业者的界面控制台。

此时，收纳有附件的堆垛机100位于从所述作业区域wa隔开规定的距离而与工作台700配置为一列的附件待机区域asa(attachmentstandbyarea)，所述立柱c或主轴结构物610及旋转轴612根据所述单位作业的种类而位于多样的作业位置。当开始镗削作业时，所述作业位置将维持作业原点。

与数值控制器800及中央控制单元310共用所述附件更换位置及作业位置，从而有机地控制镗床1000及自动附件更换机500。

参照图10b和图11，分析主轴总成600的状态，并检测当前的主轴状态(步骤s200)，并将具备托盘的工作台移动至托盘待机区域psa来准备容纳有选择附件的堆垛机的移送。

通过信号处理器311，除了所述更换位置检测仪341外，还同时向所述主轴分析单元320传输自动更换信号，从而同时执行更换位置生成和主轴状态分析。

所述主轴分析单元320检查并分析所述主轴总成600来检测主轴总成600的当前紧固状态。主轴紧固状态包括无任何附件或工具紧固于主轴的空状态(emptystate)、紧固有覆盖用虚拟附件的虚拟状态(dummystate)、紧固有在所述单位作业中使用的作业附件的附件状态(attstate)、以及同时紧固有所述作业附件和之前作业的工具的工具状态(toolstate)。主轴分析单元310检测对上述各个状态的信息并传输至所述中央控制单元310。中央控制单元310将所分析的主轴紧固状态分别传输至数值控制器800及堆垛机控制器342。

参照图10c和图11，由所述堆垛机控制器342将堆垛机100移送至作业区域wa，以使附件适配器613和堆垛机100对齐，并根据检测到的所述主轴紧固状态来自动地更换附件。

例如，当所述主轴紧固状态为未紧固有作业工具或作业附件的空状态(emptystate)时，立即将选择附件紧固于附件适配器613(步骤s300)。不同于此，当作业附件或虚拟附件已紧固于所述主轴结构物610时，先对作业/虚拟附件进行拆装(步骤s400)，将所述主轴状态制成空状态(emptystate)之后将选择附件紧固于适配器612。

图12是根据本发明的一实施例示出图10c所图示的附件适配器和堆垛机的整列关系的立体图。

如图12所图示，从所述附件待机区域asa被移送至作业区域wa的堆垛机100以选择附件a与主轴结构物610的附件适配器613相向的方式整列于更换位置。

使旋转轴612回归至设计当时的原点，以在堆垛机100向更换位置移动的期间内防止与堆垛机100的干扰，并以立柱结构物c及堆垛机100的当前位置为基准移送至所述更换位置。此时，可以由第一检测卡爪651检测主传动轴642的位置来确认所述旋转轴612是否位于设计原点。

尤其，当所述选择附件a需要结合头时，主轴分析单元320还可以检测主轴头是否附着于当前的主轴结构物610。也可以根据主轴头的附着与否在紧固选择附件a之前先紧固主轴头或先执行更换为新的主轴头的作业。

当主轴状态为虚拟状态或附件状态时，先从主轴结构物610对虚拟附件或作业附件进行拆装(步骤s400)。先分析附着于主轴结构物610的附件的种类来特定关于拆装附件的信息，并以能够收纳所述拆装附件的收纳格hc(housingcell)与拆装附件对齐的方式移送堆垛机100。

接着，从适配器612去除拆装附件并将其收纳于收纳格hc，并使立柱结构物c后退，以隔开主轴总成600和堆垛机100。接着，使进行附件的拆装后的主轴结构物610的旋转轴612回归至设计原点，并利用选择附件a的附件数据来设定更换位置。移动立柱结构物c和堆垛机100，以使选择附件a和适配器612相互对齐，并执行附件紧固动作(步骤s300)。

尤其，当主轴状态为紧固有之前加工的工具的工具状态(toolstate)时，先用诸如自动工具更换机的工具更换装置去除工具之后，执行选择附件的紧固或拆装附件的拆装。从而，可以按照镗削加工的步骤自动地执行工具更换和附件更换。

当为了紧固选择附件而使适配器613和堆垛机100整列于更换位置时，堆垛机100的门120被开放，并通过适配器613的液压夹紧装置使选择附件的结合螺柱(未图示)插入于适配器的结合孔(未图示)，以自动地紧固选择附件。当选择附件的紧固结束时，所述更换控制信号生成器343向中央控制单元310传输更换结束信号。

当传输更换结束信号时，所述中央控制单元310从数据存储单元330提取选择附件a的附件数据来自动地修改附件信息。例如，以选择附件为基准自动地重置附件的长度、转速、移送量、行程(stroke)范围、齿轮比及作业区域中的作业坐标系的原点等。

尤其，可以在结束向选择附件的更换后利用附加性地配置的第二检测卡爪653检测所述辅助传动轴644的位置来确认是否准确地设定因更换选择附件a而变更的作业坐标系的原点。

参照图10d和图11，当通过更换结束信号结束附件的自动更换时，自动附件更换机500的自动附件更换模式(aacmode)结束(步骤s500)，且所述堆垛机500回归至附件待机区域asa。

例如，数值控制器800沿第一方向i移送具备所述主轴总成600的立柱结构物c，以使堆垛机100与主轴总成600隔开规定距离，所述堆垛机控制器342沿第三方向移送堆垛机100，且移送至附件待机区域asa。

虽然未图示，在利用自动工具更换机atc将新的工具紧固于所更换的选择附件后，将位于托盘待机区域psa的工作台700移送至所述作业区域wa来执行后续单位作业。

从而，可以按照镗削加工的步骤自动地更换工具和附件来提高附件更换及工具更换的效率性和准确性。尤其，将自动附件更换机与工作台配置为一列，并以直接与主轴总成对齐的方式移送收纳有附件的堆垛机，从而无需用于进行附件更换的另外的移送机构，并且，在附件更换过程中自动地执行旋转轴的原点回归和附件信息重置，从而能够提高附件更换的效率性和准确度。

根据如上所述的自动附件更换机及具备其的镗床，根据附件更换信号自动或半自动地设定附件更换位置，并将收纳有选择附件的堆垛机移送至更换位置来自动地执行附件更换作业。从数据存储单元自动地调用并设定诸如附件位移的所更换的选择附件的基本信息。

从而，与由起重机个别地移送选择附件并手动地执行附件更换及信息修改的以往的附件更换相比，能够提高附件更换的效率性和准确性。从而，能够防止选择附件的位移与作业空间的坐标系不一致所致的工具损伤或错误加工。

此外，当以按照镗削加工的步骤自动地更换附件和工具的方式利用数值控制算法控制镗床时，选择附件的移送、旋转轴的原点回归、选择附件的紧固及附件信息的重置均被自动化，从而能够显著提高附件更换的效率性和准确度。不仅如此，通过利用单独的检测卡爪检测更换附件之前的旋转轴的设计原点和更换附件之后的作业原点，能够准确地设定进行附件自动更换后的旋转轴的位置。

尽管上面参照本发明的实施例进行了说明，但本领域技术人员可以理解在不脱离下面的权利要求书中记载的本发明的思想及领域的范围内可以多样地修改和变更本发明。