本發(fā)明涉及具有對保持于工具保持部的工具和夾持于主軸的工具進行更換的工具更換裝置的機床，特別涉及適合于長工具的更換的工具更換裝置。

背景技術：

作為適合于例如鏜桿等長工具的工具更換的現(xiàn)有工具更換裝置，有具備鏜桿庫的裝置，該鏜桿庫收納多根鏜桿，并且構成為能夠使各鏜桿直線移動而在規(guī)定高度的工具更換位置處推出(例如參照專利文獻1)。

此外，有一種工具更換裝置，其設置有：驅動平行連桿機構的汽缸機構，該汽缸機構在主軸管上以能夠沿軸向移動的方式設置套筒，利用該套筒通過平行連桿機構支承工具；以及在軸向上驅動套筒的汽缸機構；還設置有使套筒繞軸旋轉的驅動機構(例如參照專利文獻2)。

專利文獻1：日本實用新型注冊第3165158號公報

專利文獻2：日本專利特開平8－1468號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術問題

上述專利文獻1中記載的現(xiàn)有裝置中的鏜桿庫具有以長鏜桿的軸線與主軸的軸線正交的方式、即在從機床正面觀察時沿寬度方向延伸的方式收納該長鏜桿的結構，所以存在機床整體在寬度方向上變得大型化這樣的問題。

上述專利文獻2中記載的現(xiàn)有裝置通過復雜的動作相對于主軸裝拆工具，所以存在結構復雜這樣的問題。

本發(fā)明的課題是提供一種機床，其具備即使是長工具也不會使機床整體大型化、且能夠以簡單的結構進行更換的工具更換裝置。

解決技術問題所采用的技術方案

第一發(fā)明為一種機床，其具備工具更換裝置，上述工具更換裝置具有工具保持部和工具更換機構，上述工具保持部保持多個工具，上述工具更換機構對保持于上述工具保持部的工具與夾持于主軸的工具進行更換，其中，上述工具保持部以多根工具的軸線與上述主軸的軸線平行的方式保持該多根工具；上述工具更換機構具有圓弧移動機構，該圓弧移動機構通過使上述工具在包含上述主軸的軸線和位于工具保持部的上述工具的軸線的平面上至少進行圓弧移動，從而使上述工具從工具保持位置移動至與上述主軸的軸線同軸的工具更換位置，其中，上述主軸由于上述工具更換機構和上述主軸的相對移動而位于與各上述工具相應的不同位置。

第二發(fā)明是在上述第一發(fā)明記載的機床中，上述工具保持部位于上述主軸的側方。

第三發(fā)明是在上述第一發(fā)明記載的機床中，上述工具更換機構還具有直線移動機構，該直線移動機構至少在上述圓弧移動之前使上述工具沿著上述工具的軸線方向直線移動。

第四發(fā)明是在上述第一至第三發(fā)明任一項所述的機床中，上述工具是用于進行長孔加工的鏜桿。

發(fā)明效果

根據(jù)第一發(fā)明，以多根工具的軸線與上述主軸的軸線平行的方式來保持該多根工具，所以，即使是長工具，同以與主軸軸線正交的方式進行保持的情況相比，也能使沿主軸軸線方向觀察時的機床整體的寬度尺寸小型化。

此外，通過使上述工具在包含主軸的軸線和上述工具的軸線的平面上進行圓弧移動，來使上述工具從工具保持位置移動至與主軸軸線同軸的工具更換位置，所以，與將套筒沿軸線方向驅動并且進行旋轉驅動的情況相比，能夠簡化結構。

根據(jù)第二發(fā)明，將工具保持部以位于上述主軸的側方的方式進行配置，所以，根據(jù)這一點，也能使在沿主軸軸線方向觀察時的機床整體的寬度尺寸小型化。

根據(jù)第三發(fā)明，除上述圓弧移動機構外，還設置了使上述工具沿軸線方向進行直線移動的直線移動機構，所以，即使是第四發(fā)明中的鏜桿那樣的長工具，也能以其一部分與主軸的工具夾持部在沿寬度方向觀察時重疊的方式配置在機床里面?zhèn)?，可在機床跟前側確保設置其他機構的空間，并且還能夠在主軸軸線方向上使機床整體小型化。

即，在更換工具時，在上述圓弧移動之前，利用直線移動機構使工具消除上述重疊而進行直線移動，然后利用上述圓弧移動機構使工具進行圓弧移動，藉此，即使在以工具的一部分與主軸的工具夾持部重疊的方式進行配置的情況下，也能夠沒有障礙地實施工具更換。

此外，在將上述直線移動機構構造成在上述圓弧移動之后也使工具直線移動的情況下，在將工具夾持于主軸的工具夾持部時，能避免工具的錐柄部和主軸的錐孔部的干涉，能夠更容易且可靠地實施工具更換。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施例1的具備工具更換裝置的機床的從正面?zhèn)扔^察時的正面立體圖。

圖2是從機床正面?zhèn)扔^察上述工具更換裝置時的正面立體圖。

圖3是從機床側面?zhèn)扔^察上述工具更換裝置時的側面立體圖。

圖4是從與主軸軸線正交的方向觀察上述工具更換裝置時的側面圖。

圖5是上述工具更換裝置的俯視圖。

圖6是從機床里面?zhèn)妊刂鬏S軸線方向觀察上述工具更換裝置時的后視圖。

圖7是表示工具更換時的準備工序的正面立體圖。

圖8是表示工具更換時的滑門打開工序的正面立體圖。

圖9是表示工具更換時的工具前進移動工序的正面立體圖。

圖10是表示工具更換時的工具圓弧移動工序的正面立體圖。

圖11是表示工具更換時的工具后退移動工序的正面立體圖。

圖12是表示工具更換時的工具拔出工序的正面立體圖。

圖13是表示工具更換時的準備工序的俯視圖。

圖14是表示工具更換時的工具前進移動工序的俯視圖。

圖15是表示工具更換時的工具圓弧移動工序的俯視圖。

圖16是表示工具更換時的工具后退移動工序的俯視圖。

(符號說明)

2 主軸

2a 主軸軸線

7 工具更換裝置

8 工具保持部

9 工具更換機構

12 圓弧移動機構

13 直線移動機構

C 平面

D 工具更換位置

E 工具保持位置

T 鏜桿(工具)

Ta 工具軸線

具體實施方式

下面，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。

[實施例1]

圖1～圖16是用于說明本發(fā)明的實施例1的具備工具更換裝置的機床的圖。另外，本實施例中，如果沒有特別說明，前、后、左、右分別表示從機床正面觀察時的跟前側、里面?zhèn)?、左側、右側?/p>

圖中，1是例如在缸體上鉆孔加工缸膛的機床。該機床1中，主軸2以其軸線2a朝向水平方向、能夠在左右方向(X軸方向)和上下方向(Y軸方向)上移動、且能夠旋轉驅動的方式設置在底座3上。4a、4b是防止伴隨加工產(chǎn)生的切屑飛散至機床后部的驅動機構側的左右方向蓋罩、上下方向蓋罩。該左右方向蓋罩4a、上下方向蓋罩4b具有多個長方形片以分別沿縱向、橫向彼此重疊且能夠滑動的方式配置的結構，并構成為隨著主軸2的X軸方向、Y軸方向移動而伸縮。

另外，雖未圖示，但在上述底座3的上述主軸2的前側配置有供工件裝載的工件臺，該工件臺能夠在上述主軸2的軸線2a方向(Z軸方向)上移動。

此外，在上述底座3的左側部豎立設置有構成收納空間A的間壁5。該間壁5具有側板5a和前板5b，上述側板5a形成上述收納空間A和加工區(qū)域B間的邊界，上述前板5b與上述側板5a的前端連接且朝寬度方向斜前方彎折。此外，在上述間壁5上以橫跨前板5b和側板5a的方式形成有成為鏜桿T的出入口的開口5c。該開口5c利用滑門6而開閉，該滑門6以能夠在上下方向上滑動的方式進行配置。

在上述收納空間A內(nèi)上部設置有工具更換裝置7，該工具更換裝置7實施鏜桿T等所謂的長工具的工具更換。另外，在上述收納空間A內(nèi)下部設置有目前公知的所謂的雙臂型的工具更換裝置18，該工具更換裝置18實施比鏜桿短的工具的更換。

上述工具更換裝置7通過安裝托架7a被固定在庫座3a的前緣，上述庫座3a豎立設置在上述底座3的左側部。該工具更換裝置7具有：工具保持部8，該工具保持部8保持多根(本實施例為2根)鏜桿T；以及工具更換機構9，該工具更換機構9將保持于上述工具保持部8的鏜桿T與夾持于主軸2的鏜桿T′更換。具體而言，首先，將夾持于主軸2的鏜桿T′保持在上述工具保持部8的一方的空著的保持爪機構11上，接著，將保持在該工具保持部8的另一方的保持爪機構11上的其他的鏜桿T夾持于主軸2。

上述工具保持部8具有：保持板10，該保持板10由矩形框狀的平板構成，以縱向且與主軸2的軸線2a平行地配置；以及上述上、下兩組的保持爪機構11,11，該保持爪機構11,11設置在上述保持板10的里面?zhèn)?。該各保持爪機構11具有上、下一對的保持爪11a、11b，上側的保持爪11a通過液壓以沿上下方向移動的方式被驅動，能夠與下側的保持爪11b一起將保持槽Tg牢固地夾持，該保持槽Tg形成于鏜桿T的錐柄部。由這樣的結構形成的上述工具保持部8以使上述鏜桿T的軸線與上述主軸2的軸線2a平行且位于上述主軸2的左側方的方式來保持上述鏜桿T。

上述工具更換機構9具有圓弧移動機構12和直線移動機構13。上述圓弧移動機構12通過使上述鏜桿T在平面C上進行圓弧移動，從而使上述鏜桿T從工具保持位置E移動至與上述主軸2的軸線2a同軸的位置，上述平面C包含位于工具更換位置D的上述主軸2的軸線2a及保持于工具保持部8且位于工具保持位置E的鏜桿T的軸線Ta(參照圖8)。

上述直線移動機構13在使上述鏜桿T進行上述圓弧移動前、后，使上述鏜桿T在該鏜桿T的軸線Ta方向上直線移動(參照圖9、圖10、圖14、圖16)。

另外，在例如將上側的鏜桿T安裝于主軸2的情況下，上述工具更換位置D設定為與該上側的鏜桿T相同的Y軸方向高度位置，且設定為與圓弧移動機構12的圓弧移動結束后相同的X軸方向位置。

上述直線移動機構13通過在上述主軸2的軸線2a方向上延伸的支承托架14被螺栓緊固于上述安裝托架7a。在上述支承托架14的內(nèi)側面，以與上述軸線2a平行地延伸的方式設置有上、下的導軌14a、14a。通過該導軌14a、14a將支承板15支承成能夠在上述軸線2a方向上滑動。在該支承板15上連接有滾珠絲杠機構16，該滾珠絲杠機構16使該支承板15直線移動。該滾珠絲杠機構16利用固定于上述支承托架14的驅動電機16a來驅動滾珠絲杠16b旋轉，從而使上述支承板15直線移動，上述滾珠絲杠16b通過擰入至固定于上述支承板15背面的螺母構件15c。

上述圓弧移動機構12具有利用平行連桿機構將上述支承板15和保持板10連接的結構。該平行連桿機構通過上、下的連桿臂17、17將支持側軸15a和保持側軸10a連接固定，上述支持側軸15a通過固定于上述支承板15的上、下的軸承15b、15b以能夠旋轉的方式受到支承，上述保持側軸10a通過固定于保持板10的上、下的軸承10b、10b以能夠旋轉的方式受到支承。接著，通過利用汽缸機構等驅動上述支持側軸15a旋轉，從而上述保持板15沿著上述平面C移動。

對本實施例1的工具更換裝置7中的工具更換動作，具體而言，對將保持于工具保持部8的上側的保持爪機構11的鏜桿T夾持于主軸2的工具夾持部2b時的動作進行說明。

上述主軸2移動至工具更換位置D。該工具更換位置D設定為與上述上側的鏜桿T相同的Y軸方向高度，且設定為與上述圓弧移動后的鏜桿T相同的X軸方向位置。另外，在該狀態(tài)下，在沿寬度方向觀察時，鏜桿T處于其錐柄部Tb與主軸2的前端部重疊的位置(參照圖13)。

滑門6朝上方滑動，間壁5的開口5c打開(參照圖8)。

通過直線移動機構13的驅動電機16a的旋轉，支承板15使保持板10及鏜桿T沿箭頭a1方向前進移動，在沿寬度方向觀察時使鏜桿T的錐柄部Tb從主軸2的前端部沿箭頭a1方向前進移動至不妨礙上述圓弧移動的位置。此時，鏜桿T從上述間壁5的開口5c向前方突出(參照圖9、圖14)。

接著，圓弧移動機構12使連桿臂17轉動，藉此，鏜桿T在保持其軸線Ta與主軸軸線2a平行的狀態(tài)下，在上述平面C上呈圓弧地沿箭頭a2方向移動，在連桿臂17轉動90度時，鏜桿T的軸線Ta與主軸2的軸線2a一致(參照圖10、圖15)。

接著，通過上述直線移動機構13的驅動電機16a的與上面方向相反的旋轉，支承板15使保持板10及鏜桿T沿箭頭a3方向后退，鏜桿T的錐柄部Tb被插入主軸2的工具夾持部2a的錐孔中，通過內(nèi)置的縮回機構被夾持于該工具保持部2a(參照圖11、圖16)。

接著，保持爪機構11的基于保持爪11a的夾持被解除，主軸2沿X軸方向移動，從而鏜桿T被從保持部8沿箭頭a4方向拔出(參照圖12)。

根據(jù)本實施例1的工具更換裝置7，以使鏜桿T的軸線Ta與上述主軸2的軸線2a平行的方式且使軸線Ta位于上述主軸2的左側方的位置的方式保持鏜桿T，所以即使是鏜桿T這樣的長工具，同以與主軸軸線2a正交的方式進行保持的情況相比，也能將在沿主軸軸線2a方向觀察時的機床整體的寬度尺寸(X軸方向尺寸)小型化。

此外，通過使上述鏜桿T在包含主軸2的軸線2a和上述鏜桿T的軸線Ta的平面C上進行圓弧移動，來使上述鏜桿T從工具保持位置E移動至與主軸軸線2a同軸的工具更換位置D，所以，僅利用連桿機構就能使鏜桿T在寬度方向上移動，能夠簡化結構。

此外，除上述圓弧移動機構12外，還設置了使上述鏜桿T沿軸線Ta方向直線移動的直線移動機構13，所以，鏜桿T的錐柄部Tb能以與主軸2的工具夾持部2a在沿寬度方向觀察時重疊的方式配置，即配置在機床里面?zhèn)?，能夠將機床整體在主軸軸線2a方向上也能小型化，并且，在大型工件載放于工件臺上時，即使工件臺移動，也不會發(fā)生與工件的干涉。

具體而言，在工具更換時，在上述圓弧移動之前，利用直線移動機構13使鏜桿T前進移動至解除上述重疊且不妨礙圓弧移動的位置，然后利用上述圓弧移動機構12使工具進行圓弧移動，從而能夠避免鏜桿T干涉主軸2，能夠實現(xiàn)工具更換。

此外，通過上述直線移動機構13，以在上述圓弧移動之后使鏜桿T后退移動的方式構成，所以，能夠避免相互的干涉而將鏜桿T的錐柄部Tb可靠地插入主軸2的工具夾持部2a的錐孔中，能進一步容易且可靠地實施工具更換。