專利名稱：機(jī)床和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于交換容納在容納部的大徑或小徑的刀具和安裝在用于加工エ件的加工部上的刀具的機(jī)床和用于控制換刀動作的控制方法。
背景技術(shù)：
機(jī)床進(jìn)行銑削加工、攻絲等各種各樣的加工。機(jī)床基于來自控制部的指令，從用于容納多把刀具的容納部取出規(guī)定的刀具。機(jī)床交換取出來的刀具和安裝在加工軸(加工部)上的刀具，并進(jìn)行要實(shí)施的加工。在日本公開特許公報(bào)1999年第114757號中，公開ー種包括加工軸、刀庫、換刀手臂和控制裝置(控制部)的機(jī)床。刀庫包括多個(gè)用于容納刀具的刀套(容納部)。刀庫為環(huán)狀，且將前后方向或左右方向作為軸心方向而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。刀庫向能夠交換刀套的最下方位置輸送刀套。向最下方位置輸送后的刀套向下側(cè)旋轉(zhuǎn)大致90度。在加工頭(移動部)的下側(cè)設(shè)有加工軸和換刀手臂。加工頭在換刀位置和加工位置之 間移動。換刀位置是用于進(jìn)行換刀的位置。加工位置是用于加工エ件的位置。加工位置位于換刀位置的下方。換刀時(shí)，加工頭移動至換刀位置。換刀手臂靠近旋轉(zhuǎn)至下側(cè)的刀套。換刀手臂包括手臂、機(jī)械手指。機(jī)械手指分別設(shè)于手臂的兩端。各機(jī)械手指用于把持容納在旋轉(zhuǎn)至下側(cè)的刀套中的刀具和安裝在加工軸上的刀具。換刀手臂能夠上下移動且能夠旋轉(zhuǎn)180度。換刀時(shí)，各機(jī)械手指把持加工軸上的刀具和刀套中的刀具，在此之后，換刀手臂下降。換刀手臂在最下點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180度，之后，換刀手臂上升。在換刀手臂上升完成時(shí)，調(diào)換加工軸上的刀具和刀套中的刀具。在此之后，各機(jī)械手指解除對刀具的把持。進(jìn)行換刀的刀具有大徑刀具(大型刀具)和標(biāo)準(zhǔn)刀具(小型刀具)。標(biāo)準(zhǔn)刀具的直徑比大徑刀具的直徑小。在將容納在刀套的大徑刀具安裝在加工軸上時(shí)，換刀動作以如下方式進(jìn)行。在加工頭移動至換刀位置之后，刀套向下側(cè)旋轉(zhuǎn)。若加工頭在刀套旋轉(zhuǎn)至下側(cè)的狀態(tài)下移動至換刀位置，則大徑刀具和換刀手臂會接觸。因此，刀套在加工頭移動至換刀位置之后向下側(cè)旋轉(zhuǎn)。對于小徑刀具而言，即使加工頭在刀套旋轉(zhuǎn)至下側(cè)的狀態(tài)下移動至換刀位置，小徑刀具和換刀手臂也不會接觸。因此，收納有小徑刀具的刀套能夠在加工軸上升之前旋轉(zhuǎn)。但是，如果在利用加工軸加工エ件的過程中旋轉(zhuǎn)刀套，則存在由刀套的旋轉(zhuǎn)引起的振動傳遞至エ件和刀具而發(fā)生切削不良這樣的問題。作為防止切削不良的方法，存在按照與大徑刀具相同的方法實(shí)施換刀的情況。但是，在上述情況下，又產(chǎn)生換刀時(shí)間變長這樣的另ー問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供不發(fā)生切削不良地縮短換刀時(shí)間的機(jī)床和用于控制換刀動作的控制方法。技術(shù)方案I的機(jī)床包括多個(gè)容納部，它們分別用于容納大型刀具或直徑比大型刀具小的小型刀具；加工部，其通過安裝容納在容納部中的刀具來加工エ件；換刀部，其用于更換安裝在加工部上的刀具；移動部，其與換刀部和加工部一起在用于進(jìn)行換刀的換刀位置和用于加工エ件的加工位置之間移動；致動器(actuator)，其用于實(shí)現(xiàn)容納部向換刀部的靠近或從換刀部的離開；存儲部，其用于存儲進(jìn)行換刀的換刀命令；刀具信息表，其用于存儲用于識別刀具的識別信息和與該識別信息對應(yīng)的表示大型或小型的區(qū)別的尺寸信息；以及控制部，其基于刀具信息表和換刀命令，控制移動部、致動器和換刀部的動作，而執(zhí)行安裝在加工部上的刀具和容納在容納部中的刀具的交換?？刂撇堪ㄏ乱坏毒吲卸ㄑb置，其對緊接著在安裝在加工部上的刀具之后要安裝在加工部上的刀具是否是小型刀具進(jìn)行判定；第一并行執(zhí)行裝置，其在利用下一刀具判定裝置判定為要安裝在加工部上的刀具是小型刀具吋，并行執(zhí)行容納部靠近換刀部的動作和移動部向換刀位置移動的動作；動作判定裝置，其對是否利用第一并行執(zhí)行裝置執(zhí)行完成兩動作進(jìn)行判定；以及換刀執(zhí)行裝置，其在利用動作判定裝置判定為執(zhí)行完成兩動作時(shí)，執(zhí)行由換刀部進(jìn)行的換刀。控制部的下一刀具判定裝置對接下來要使用的刀具是否是小型刀具進(jìn)行判定，在接下來要使用的刀具是小型刀具時(shí)，控制部的第一并行執(zhí)行裝置并行執(zhí)行容納部靠近換刀部的動作和移動部向換刀位置移動的動作。因此，機(jī)床在接下來要使用的刀具是小型刀具時(shí)，在由加工部進(jìn)行的加工結(jié)束之后，進(jìn)行換刀所需的容納部的靠近動作，因此，隨著靠近 動作而產(chǎn)生的振動不會影響對エ件的切削。因此，機(jī)床不會發(fā)生切削不良。而且，并行進(jìn)行加工部的移動動作和該靠近動作，因此，與在靠近動作之后進(jìn)行移動動作的情況相比，能夠縮短換刀時(shí)間。技術(shù)方案2的機(jī)床還包括結(jié)束判定裝置，其對由換刀部進(jìn)行的換刀是否結(jié)束進(jìn)行判定；容納判定裝置，其在利用結(jié)束判定裝置判定為由換刀部進(jìn)行的換刀已結(jié)束之后，對容納在上述容納部中的刀具是否是小型刀具進(jìn)行判定；以及第二并行執(zhí)行裝置，其在該容納判定裝置判定為容納在上述容納部中的刀具是小型刀具吋，并行執(zhí)行容納部從換刀部離開的動作和移動部向加工位置移動的動作?？刂撇康慕Y(jié)束判定裝置判定為換刀部執(zhí)行完成換刀之后，容納判定裝置對在換刀之后容納在容納部中的刀具是否是小型刀具進(jìn)行判定。在換刀之后容納在容納部中的刀具是小型刀具時(shí)，同時(shí)進(jìn)行容納部從換刀部離開的動作和移動部向加工位置移動的動作。因此，與在前實(shí)施容納部離開的動作時(shí)相比，同時(shí)進(jìn)行兩動作能夠縮短換刀時(shí)間。此外，與在移動部移動至加工位置之后實(shí)施容納部離開的動作時(shí)相比，也不會發(fā)生切削不良。技術(shù)方案3的控制方法是基于進(jìn)行換刀的換刀命令來控制以下部件的各動作的控制方法換刀部，其用于將安裝在用于加工エ件的加工部上的大型刀具或直徑比該大型刀具小的小型刀具更換為容納在用于容納刀具的多個(gè)容納部中的刀具；移動部，其設(shè)有該換刀部和加工部，且該移動部在進(jìn)行換刀的換刀位置和加工エ件的加工位置之間移動；以及致動器，其用于實(shí)現(xiàn)上述容納部向上述換刀部的靠近或上述容納部從上述換刀部的離開，其中，包括下一刀具判定步驟，其對緊接著在安裝在上述加工部上的刀具之后要安裝在上述加工部上的刀具是否是小型刀具進(jìn)行判定；第一并行執(zhí)行步驟，其在該下一刀具判定步驟判定為要安裝在上述加工部上的刀具是小型刀具吋，并行執(zhí)行上述容納部靠近上述換刀部的動作和上述移動部向上述換刀位置移動的動作；動作判定步驟，其對在該第一并行執(zhí)行步驟中是否執(zhí)行完成上述兩動作進(jìn)行判定；以及換刀執(zhí)行步驟，其在該動作判定步驟判定為執(zhí)行完成上述兩動作時(shí)，執(zhí)行由上述換刀部進(jìn)行的換刀。因此，獲得與技術(shù)方案I相同的效果。技術(shù)方案4的控制方法還包括結(jié)束判定步驟，其對由上述換刀部進(jìn)行的換刀是否結(jié)束進(jìn)行判定；容納判定步驟，其在執(zhí)行上述結(jié)束判定步驟之后，對容納在容納部中的刀具是否是小型刀具進(jìn)行判定；以及第二并行執(zhí)行步驟，其在該容納判定步驟判定為容納在上述容納部中的刀具是小型刀具吋，并行執(zhí)行上述容納部從上述換刀部離開的動作和上述移動部向上述加工位置移動的動作。因此，獲得與技術(shù)方案2相同的效果。


圖I是概略表示機(jī)床的外觀圖。圖2是概略表示加工軸附近的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。
圖3是概略表示刀庫的側(cè)視圖。圖4是概略表示刀庫的縱剖視圖。圖5是概略表示換刀手臂的仰視圖。圖6是機(jī)床的框圖。圖7是表示存儲于非易失性存儲裝置的加工程序和刀具信息表的一例的圖。圖8是說明對安裝在加工軸上的刀具的大小和接下來要安裝在加工軸上的刀具的大小進(jìn)行判定并執(zhí)行換刀的、利用控制裝置進(jìn)行的刀具判定換刀處理的流程圖。圖9是說明在安裝在加工軸上的刀具是標(biāo)準(zhǔn)刀具時(shí)所執(zhí)行的第一換刀處理的流程圖。圖10是說明第一換刀處理的刀套、加工軸、換刀手臂的動作的說明圖。圖11是說明在安裝在加工軸上的刀具是大徑刀具時(shí)所執(zhí)行的第二換刀處理的流程圖。圖12是說明第二換刀處理中的刀套、加工軸、換刀手臂的動作的說明圖。
具體實(shí)施例方式基于

本發(fā)明的實(shí)施方式的機(jī)床。機(jī)床包括底座I,立柱2直立在底座I上。細(xì)長的導(dǎo)軌4、4沿上下方向設(shè)在立柱2的ー側(cè)面上，且導(dǎo)軌4、4空開適當(dāng)?shù)拈g隔地相對設(shè)置。主軸頭(移動部)3與導(dǎo)軌4、4連結(jié)，導(dǎo)軌4、4沿上下方向引導(dǎo)主軸頭3。主軸頭3搭載后述的加工軸9。Z軸進(jìn)給馬達(dá)5設(shè)在立柱2的上部。進(jìn)給絲杠6與Z軸進(jìn)給馬達(dá)5的旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)，并在導(dǎo)軌4、4之間向下方延伸。主軸頭3與進(jìn)給絲杠6連結(jié)且利用Z軸進(jìn)給馬達(dá)5的旋轉(zhuǎn)沿上下方向(Z軸方向)移動。工作臺7設(shè)在底座I上，能夠沿水平面方向(X軸方向、Y軸方向)移動。エ件配置在工作臺7上。主軸頭3搭載加工軸馬達(dá)8、加工軸(加工部)9和刀庫10。加工軸9利用主軸頭3的上下移動而在上方的換刀位置和下方的加工位置之間移動(參照圖4)。加工軸9由加工軸馬達(dá)8的驅(qū)動而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。如圖2所示，加工軸9包括刀具安裝部11、牽引桿53和刀具解除銷54。刀具安裝部11以能夠裝卸刀具24的方式保持刀具24。刀具解除銷54經(jīng)由牽引桿53與刀具安裝部11連結(jié)。如圖I所示，換刀馬達(dá)15設(shè)在主軸頭3上。換刀馬達(dá)15經(jīng)由凸輪機(jī)構(gòu)與刀具解除銷54連結(jié)。在換刀馬達(dá)15將刀具解除銷54下壓時(shí)，刀具24從刀具安裝部11脫離。
如圖3所示，刀庫10包括圓環(huán)狀的刀具通路10a。開ロ IOb設(shè)于刀具通路IOa的最下部。多個(gè)刀套31收納在刀具通路IOa內(nèi)。各刀套31以能夠裝卸刀具24的方式容納刀具24。刀套31基于刀庫馬達(dá)14的驅(qū)動在刀具通路IOa內(nèi)移動。在交換安裝在加工軸9上的刀具24和容納在刀套31中的刀具24吋，容納有要交換的刀具24的刀套31移動至開
ロ 10b。圖4是概略表示刀庫10的縱剖面。刀庫10包括用于支承刀套31的支承軸161。支承軸161能夠使刀套31旋轉(zhuǎn)地支承刀套31。鎖緊(latch)機(jī)構(gòu)設(shè)在刀套31內(nèi)。鎖緊機(jī)構(gòu)包括凹部33、壓縮彈簧34和滾珠35。凹部33形成于刀套31的內(nèi)周面。壓縮彈簧34設(shè)在凹部33內(nèi)，且朝向刀套31的內(nèi)側(cè)對滾珠35施力。刀具24在基端部具有拉釘121。在用力將刀具24壓入刀套31中時(shí)，拉釘121與滾珠35卡合。因此，刀套31保持刀具24。在用力將刀具24從刀套31拔出時(shí)，滾珠35從拉釘121脫落。因此，刀具24從刀套31脫離。 銷162設(shè)在刀套31的后端部(圖4的右側(cè))。刀庫10包括滑動件(slider) 164?；瑒蛹?64沿上下方向滑動，且具有可供銷162卡合的U字槽163?；瑒蛹?64的上部與桿171連結(jié)。桿171與氣缸170連接。氣缸170由控制信號驅(qū)動，并使桿171上升以及下降。在刀套31移動至開ロ IOb時(shí)，銷162與U字槽163卡合。氣缸170相當(dāng)于致動器。如圖4的假想線所示，在桿171由氣缸170的驅(qū)動上升時(shí)，刀套31以支承軸161為支點(diǎn)向下側(cè)旋轉(zhuǎn)90度，刀具24朝向下方。刀具24成為朝向下方的狀態(tài)的刀套31的位置是能夠利用后述的換刀手臂18進(jìn)行換刀的位置。在桿171由氣缸170的驅(qū)動下降時(shí)，刀套31以支承軸161為支點(diǎn)向上側(cè)旋轉(zhuǎn)90度，刀具24變?yōu)槌驒M向。刀套31的位置是無法利用換刀手臂18進(jìn)行換刀的位置。旋轉(zhuǎn)軸19設(shè)在主軸頭3上，且向下側(cè)突出。旋轉(zhuǎn)軸19位于加工軸9和刀庫10之間。換刀手臂18設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸19的下端部。參照圖5對換刀手臂18進(jìn)行說明。換刀手臂18包括手臂主體16和能夠開閉的機(jī)械手指對17、17。各機(jī)械手指對17、17設(shè)于手臂主體16的兩端部。機(jī)械手指對17、17位于相對于手臂主體16的中心而對稱的位置,且從手臂主體16向外側(cè)延伸出去。彈簧58、59設(shè)于機(jī)械手指對17、17。凸輪軸51設(shè)于手臂主體16。機(jī)械手指對17、17由凸輪軸51的驅(qū)動和彈簧58、59的施カ進(jìn)行開閉。旋轉(zhuǎn)軸19與凸輪機(jī)構(gòu)連結(jié)。凸輪機(jī)構(gòu)將換刀馬達(dá)15的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樯舷逻\(yùn)動。旋轉(zhuǎn)軸19由換刀馬達(dá)15的驅(qū)動沿上下方向(軸向)移動。在旋轉(zhuǎn)軸19上升時(shí)，換刀馬達(dá)15的旋轉(zhuǎn)カ傳遞至凸輪軸51，機(jī)械手指對17、17進(jìn)行開閉。機(jī)械手指對17、17把持安裝在加工軸9上的刀具24或容納在刀套31中的刀具24。在容納在刀套31中的刀具24朝向下方時(shí)，刀具24位于機(jī)械手指對17、17之間。機(jī)械手指對17、17把持刀具24。在容納在刀套31中的刀具24朝向橫向時(shí)，刀具24不位于機(jī)械手指對17、17之間，因此，機(jī)械手指對17、17無法把持刀具24。旋轉(zhuǎn)軸19下降且手臂主體16旋轉(zhuǎn)時(shí)，調(diào)換把持于機(jī)械手指對17、17的刀具24、24的位置。然后，旋轉(zhuǎn)軸19上升，將刀具24、24分別容納在刀套31中、安裝在加工軸9上。機(jī)械手指對17、17放開刀具24、24。在換刀馬達(dá)15以規(guī)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的期間里，機(jī)床進(jìn)行機(jī)械手指對17、17的開閉動作、換刀手臂18的上下動作和旋轉(zhuǎn)動作。換刀手臂18基于主軸3的上下移動與加工軸9 一起沿上下方向移動(參照圖4)。在換刀手臂18與加工軸9 一起位于上側(cè)時(shí)，進(jìn)行上述的換刀動作。參照圖6對控制裝置60進(jìn)行說明。機(jī)床包括用于控制加工動作和換刀動作的控制裝置60 (控制部)。控制裝置60包括CPU61、存儲有控制程序的ROM 62、用于暫時(shí)存儲數(shù)據(jù)的RAM63和非易失性存儲裝置64。CPU61將存儲于ROM 62的控制程序讀取到RAM63中，并執(zhí)行后述的刀具判定換刀處理、第一換刀處理、第二換刀處理等。控制裝置60包括輸入接ロ 65和輸出接ロ 66。非易失性存儲裝置64用于存儲后述的加工/換刀程序、刀具信息表等。非易失性存儲裝置64使用EEPR0M、閃速存儲器、EPROM等。機(jī)床包括輸入裝置50、手臂傳感器180、Z軸傳感器90、刀套下降傳感器31a和刀套上升傳感器31b。輸入裝置50由鍵盤或觸摸面板等構(gòu)成，用于接受操作。手臂傳感器180對換刀手臂18是否上升至原點(diǎn)進(jìn)行檢測。Z軸傳感器90對加工軸9是否上升至進(jìn)行換刀的換刀位置進(jìn)行檢測。刀套下降傳感器31a對刀套31在開ロ IOb向下側(cè)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測。刀套上升傳感器31b對刀套31在開ロ IOb向上側(cè)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測。輸入裝置50、手臂傳感器180、Z軸傳感器90、刀套下降傳感器31a和刀套上升傳感器31b經(jīng)由輸入接ロ 65向控制裝置60輸入信號。機(jī)床包括X馬達(dá)71、Y馬達(dá)72和顯示裝置51。工作臺7基于X馬達(dá)71的驅(qū)動沿圖I的箭頭X方向、移動，基于Y馬達(dá)72的驅(qū)動沿圖I的箭頭Y方向移動。顯示裝置51顯示各種各樣的信息?？刂蒲b置60經(jīng)由輸出接ロ 66向X馬達(dá)71、Y馬達(dá)72、氣缸170、顯示裝置51、Ζ軸進(jìn)給馬達(dá)
5、加工軸馬達(dá)8、刀庫馬達(dá)14和換刀馬達(dá)15輸出控制信號。機(jī)床包括刀套識別傳感器40。刀套識別傳感器40包括投光元件41、受光元件42和刀套識別板43。刀套識別板43位于投光元件41和受光元件42之間，且設(shè)置在刀庫10上。刀套識別板43包括可逐個(gè)地識別各刀套31的透光部。透光部具有與各刀套31相對應(yīng)的圖案。刀套識別板43與多個(gè)刀套31—體地旋轉(zhuǎn)?？刂蒲b置60經(jīng)由輸出接ロ 66向投光元件41輸入投光信號。受光元件42接收與透光部的各圖案相對應(yīng)的光。受光元件42向輸入接ロ 65輸出受光信號。CPU61基于受光信號對哪ー個(gè)刀套31輸送至開ロ IOb進(jìn)行檢測。在檢測到規(guī)定的刀套31輸送至開ロ IOb時(shí)，控制裝置60停止刀庫馬達(dá)14，并將規(guī)定的刀具24定位于開ロ 10b。對圖7的A所示的加工程序進(jìn)行說明。GlOO表示換刀命令，T表示接下來要安裝在加工軸9上的刀具24的識別編號。例如圖7的A的第P行表示命令是換刀命令(G100)，接下來要交換的刀具24是6號(T6)。第r+Ι行表示命令是加工命令(G50)，使用2號刀具在位置Xn、Yn、Zn進(jìn)行加工。Χη、Υη、Zn分別表示X軸方向、Y軸方向、Z軸方向的位置。對圖7的B所示的刀具信息表進(jìn)行說明。刀具信息表彼此對應(yīng)地存儲識別編號、尺寸信息、位置信息。識別編號是用于識別刀具24的編號。尺寸信息表示刀具24是大徑刀具還是標(biāo)準(zhǔn)刀具。位置信息表示刀具24位于各刀套31或加工軸9的哪ー個(gè)上。C PU61隨著刀具24的交換重寫刀具信息表。標(biāo)準(zhǔn)刀具的直徑比大徑刀具的直徑小。通過使用圖8 圖12對換刀的處理進(jìn)行說明。圖8的處理在接下來要執(zhí)行的指令是換刀指令時(shí)開始起動。在讀取了表示換刀命令(G100)的程序吋，CPU61參照刀具信息表，對接下來要安裝在加工軸9上的刀具是否是大徑刀具進(jìn)行判定(步驟SI)。在要安裝在加工軸9上的刀具不是大徑刀具時(shí)(步驟SI :否)，CPU61執(zhí)行后述的第一換刀處理(步驟S2)。在要安裝在加工軸9上的刀具是大徑刀具的情況下(步驟SI :是)，CPU61執(zhí)行后述的第二換刀處理(步驟S3)。在要安裝在加工軸9上的刀具不是大徑刀具吋，刀庫10預(yù)先將容納有換刀命令T中所記的標(biāo)準(zhǔn)刀具的刀套31輸送至開ロ 10b。此時(shí)，刀套31朝向橫偵牝加工軸9位于加工位置(參照圖10的A)。CPU61向氣缸170輸出驅(qū)動信號時(shí)，刀套31向下側(cè)旋轉(zhuǎn)。同吋，CPU61向Z軸進(jìn)給馬達(dá)5輸出驅(qū)動信號。加工軸9向換刀位置移動(步驟S61)。CPU61對刀套31是否旋轉(zhuǎn)至下側(cè)、加工軸9是否存在于換刀位置進(jìn)行判定(步驟S62)。CPU61通過接收刀套下降傳感器31a、Z軸傳感器90的輸出執(zhí)行上述判定。在刀套31沒有旋轉(zhuǎn)至下側(cè)或加工軸9不存在于換刀位置時(shí)(步驟S62 :否)，CPU61待機(jī)。在刀套31旋轉(zhuǎn)至下側(cè)且加工軸9存在于換刀位置時(shí)(步驟S62 :是，圖10的B)，CPU61向換刀馬達(dá)15輸出驅(qū)動信號。CPU61將安裝在加工軸9上的標(biāo)準(zhǔn)刀具更換為容納在刀套31中的標(biāo)準(zhǔn)刀具(步驟S63)。C PU61通過接收手臂傳感器180的輸出，對換刀是否結(jié)束進(jìn)行判定(步驟S64)。在換刀沒有結(jié)束時(shí)(步驟S64 :否)，CPU61待機(jī)。在換刀結(jié)束時(shí)(步驟S64 是，圖10的C)，CPU61對換刀之后容納在刀套31中的刀具是否是標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行判定(步驟S65)。在換刀之后容納在刀套31中的刀具是標(biāo)準(zhǔn)刀具時(shí)(步驟S65 :是)，CPU61向氣缸170輸出驅(qū)動信號。刀套31向上側(cè)旋轉(zhuǎn)。CPU61向Z軸進(jìn)給馬達(dá)5輸出驅(qū)動信號。加工軸9向加工位置移動(步驟S66)。同時(shí)進(jìn)行刀套31的動作和加工軸9向加工位置的移動(圖10的D)。圖10的D表示刀套31向上側(cè)移動的中途的狀態(tài)。 在換刀之后容納在刀套31中的刀具是大徑刀具時(shí)(步驟S65 :否)，CPU61向氣缸170輸出驅(qū)動信號。刀套31向上側(cè)旋轉(zhuǎn)(步驟S67)。CPU61通過接收刀套上升傳感器31b的輸出，對刀套31是否向上側(cè)旋轉(zhuǎn)了大致90度進(jìn)行判定(步驟S68)。在刀套31沒有旋轉(zhuǎn)至上側(cè)時(shí)(步驟S68 :否)，CPU61待機(jī)。在刀套31向上側(cè)旋轉(zhuǎn)了大致90度時(shí)(步驟S68 是，圖10的E)，CPU61向Z軸進(jìn)給馬達(dá)5輸出驅(qū)動信號。加工軸9向加工位置移動(步驟S69，圖10的F)。容納有大徑刀具的刀套31在先位于上側(cè)，之后，加工軸9向加工位置移動。因而換刀手臂18不會與大徑刀具干渉。在步驟SI中，在要安裝在加工軸9上的刀具是大徑刀具時(shí)，刀庫10預(yù)先將容納有換刀命令T中所記的大徑刀具的刀套31輸送至開ロ10b。此時(shí)，刀套31朝向橫側(cè)，加工軸9位于加工位置(參照圖12的A)。CPU61向Z軸進(jìn)給馬達(dá)5輸出驅(qū)動信號，加工軸9向換刀位置移動(步驟S71)。CPU61對加工軸9是否存在于換刀位置進(jìn)行判定(步驟S72)。在加工軸9未存在于換刀位置時(shí)(步驟S72 :否)，CPU61待機(jī)。在加工軸9存在于換刀位置時(shí)(步驟S 72 :是，圖12的B)，CPU61向氣缸170輸出驅(qū)動信號，因此，刀套31向下側(cè)旋轉(zhuǎn)(步驟S 73)。CPU61對刀套31是否旋轉(zhuǎn)至下側(cè)進(jìn)行判定(步驟S74)。在刀套31沒有旋轉(zhuǎn)至下側(cè)時(shí)(步驟S74 :否)，CPU61待機(jī)。在刀套31旋轉(zhuǎn)至下側(cè)時(shí)(步驟S74 :是，圖12的C)，CPU61向換刀馬達(dá)15輸出驅(qū)動信號，因此，安裝在加工軸9上的刀具與容納在刀套31中的刀具進(jìn)行交換(步驟S75)。CPU61對換刀是否結(jié)束進(jìn)行判定(步驟76)。在換刀沒有結(jié)束時(shí)(步驟S76 :否)，CPU61待機(jī)。在換刀結(jié)束時(shí)(步驟S76 :是，圖12的D)，CPU61對容納在刀套31中的刀具是否是標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行判定(步驟S77)。在容納在刀套31中的刀具是標(biāo)準(zhǔn)刀具時(shí)(步驟S77 :是)，CPU61向氣缸170輸出驅(qū)動信號而使刀套31向上側(cè)旋轉(zhuǎn)，并且向Z軸進(jìn)給馬達(dá)5輸出驅(qū)動信號，因此，加工軸9向加工位置移動(步驟S78、圖12的E)。CPU61同時(shí)進(jìn)行刀套31的動作和加工軸9向加エ位置的移動。圖12的E表示刀套31向上側(cè)移動的中途的狀態(tài)。在容納在刀套31中的刀具是大徑刀具時(shí)(步驟S77 :否)，CPU61向氣缸170輸出驅(qū)動信號，因此，刀套31向上側(cè)旋轉(zhuǎn)大致90度(步驟S79)。CPU61通過接收刀套上升傳感器31b的輸出，對刀套31是否向上側(cè)旋轉(zhuǎn)了大致90度進(jìn)行判定(步驟S80)。在刀套31沒有旋轉(zhuǎn)至上側(cè)時(shí)(步驟S80 否)，CPU61待機(jī)。在刀套31旋轉(zhuǎn)至上側(cè)時(shí)(步驟S80 :是，圖12的F)，CPU61向Z軸進(jìn)給馬達(dá)5輸出驅(qū)動信號，因此，加工軸9向加工位置移動(步驟S81，圖12的G)。
在本實(shí)施方式的機(jī)床和控制方法中，在安裝在加工軸9上的刀具和容納在刀套31中的刀具都是標(biāo)準(zhǔn)刀具吋，并行執(zhí)行刀套31靠近換刀手臂18的動作和加工軸9 (主軸頭3)移動至換刀位置的動作。在本實(shí)施方式的機(jī)床和控制方法中，在由換刀手臂18進(jìn)行的換刀結(jié)束吋，并行執(zhí)行刀套31從換刀手臂18離開的動作和加工軸9 (主軸頭3)向加工位置移動的動作。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)刀具是小型刀具，所以不會與換刀手臂18接觸。從而縮短換刀時(shí)間。將刀具信息表存儲在非易失性存儲裝置64中，但也可以通過另外設(shè)置可重寫的非易失性存儲器而將刀具信息表存儲于該存儲器中。也可以通過設(shè)置硬盤而將刀具信息表存儲于該硬盤中。本實(shí)施方式的刀套31在換刀時(shí)，從橫向的狀態(tài)向下側(cè)旋轉(zhuǎn)90度，但角度也可以是90度以外的角度。橫向的狀態(tài)也可以不是正橫向而稍微朝向斜下方或斜上方。也可以使所有的刀套都朝向下方。刀套在換刀時(shí)向換刀手臂的機(jī)械手指對能夠把持刀具的位置移動(平行移動)。
另外，CPU61所執(zhí)行的步驟SI是下一刀具判定步驟，S61是第一并行執(zhí)行步驟，S62是動作判定步驟，S63是換刀執(zhí)行步驟，S64是結(jié)束判定步驟，S65是容納判定步驟，S66是第二并行執(zhí)行步驟。
權(quán)利要求
1.ー種機(jī)床，其包括多個(gè)容納部(31)，它們分別用于容納大型刀具或直徑比大型刀具小的小型刀具；加工部(9)，其通過安裝容納在該容納部中的刀具來加工エ件；換刀部(18)，其用于更換安裝在該加工部上的刀具；移動部(3)，其與該換刀部和加工部一起在用于進(jìn)行換刀的換刀位置和用于加工エ件的加工位置之間移動；致動器(170)，其用于實(shí)現(xiàn)上述容納部向上述換刀部的靠近或上述容納部從上述換刀部的離開；存儲部(64)，其用于存儲進(jìn)行換刀的換刀命令；刀具信息表，其用于存儲用于識別刀具的識別信息和與該識別信息彼此對應(yīng)的表示大型或小型的區(qū)別的尺寸信息；以及控制部(60)，其基于該刀具信息表和換刀命令，控制上述移動部、致動器和換刀部的動作，而執(zhí)行安裝在加工部上的刀具和容納在容納部中的刀具的交換，該機(jī)床的特征在于， 上述控制部包括 下一刀具判定裝置(61)，其對緊接著在安裝在上述加工部上的刀具之后要安裝在上述加工部上的刀具是否是小型刀具進(jìn)行判定； 第一并行執(zhí)行裝置(61)，其在利用該下一刀具判定裝置判定為要安裝在上述加工部上 的刀具是小型刀具吋，并行執(zhí)行上述容納部靠近上述換刀部的動作和上述移動部向上述換刀位置移動的動作； 動作判定裝置(61)，其對是否已利用該第一并行執(zhí)行裝置執(zhí)行完成上述兩動作進(jìn)行判定；以及 換刀執(zhí)行裝置(61)，其在利用該動作判定裝置判定為已執(zhí)行完成上述兩動作時(shí)，執(zhí)行由上述換刀部進(jìn)行的換刀。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)床，其特征在干， 上述控制部還包括 結(jié)束判定裝置(61)，其對由上述換刀部進(jìn)行的換刀是否結(jié)束進(jìn)行判定； 容納判定裝置(61)，其在利用該結(jié)束判定裝置判定為由上述換刀部進(jìn)行的換刀已結(jié)束吋，對容納在上述容納部中的刀具是否是小型刀具進(jìn)行判定；以及 第二并行執(zhí)行裝置(61)，其在該容納判定裝置判定為容納在上述容納部中的刀具是小型刀具吋，并行執(zhí)行上述容納部從上述換刀部離開的動作和上述移動部向上述加工位置移動的動作。
3.—種控制方法，其基于進(jìn)行換刀的換刀命令來控制以下部件的各動作換刀部(18)，其用于將安裝在用于加工エ件的加工部上的大型刀具或直徑比該大型刀具小的小型刀具更換為容納在用于容納刀具的多個(gè)容納部(31)中的刀具；移動部(3)，其設(shè)有該換刀部和加工部，且移動部(3)在進(jìn)行換刀的換刀位置和加工エ件的加工位置之間移動；以及致動器(170)，其用于實(shí)現(xiàn)上述容納部向上述換刀部的靠近或上述容納部從上述換刀部的離開，其特征在于，包括 下一刀具判定步驟(SI)，其對緊接著在安裝在上述加工部上的刀具之后要安裝在上述加工部上的刀具是否是小型刀具進(jìn)行判定； 第一并行執(zhí)行步驟(S61)，其在該下一刀具判定步驟判定為要安裝在上述加工部上的刀具是小型刀具吋，并行執(zhí)行上述容納部靠近上述換刀部的動作和上述移動部向上述換刀位置移動的動作； 動作判定步驟(S62)，其對在該第一并行執(zhí)行步驟中是否已執(zhí)行完成上述兩動作進(jìn)行判定；以及 換刀執(zhí)行步驟(S63)，其在該動作判定步驟判定為已執(zhí)行完成上述兩動作時(shí)，執(zhí)行由上述換刀部進(jìn)行的換刀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，還包括 結(jié)束判定步驟(S64)，其對由上述換刀部進(jìn)行的換刀是否結(jié)束進(jìn)行判定； 容納判定步驟(S65)，其在執(zhí)行上述結(jié)束判定步驟之后，對容納在容納部中的刀具是否是小型刀具進(jìn)行判定；以及 第二并行執(zhí)行步驟(S66)，其在該容納判定步驟判定為容納在上述容納部中的刀具是小型刀具吋，并行執(zhí)行上述容納部從上述換刀部離開的動作和上述移動部向上述加工位置 移動的動作。
全文摘要
本發(fā)明提供不發(fā)生切削不良地縮短換刀時(shí)間的機(jī)床和用于控制換刀動作的控制方法。在容納在刀套中的刀具是標(biāo)準(zhǔn)刀具時(shí)，機(jī)床并行執(zhí)行刀套靠近換刀手臂的動作和加工軸(主軸頭)向換刀位置移動的動作。由于刀套靠近換刀手臂的動作是在加工軸向換刀位置移動時(shí)實(shí)施的，因此，不會發(fā)生切削不良。
文檔編號B23Q3/155GK102717286SQ20121008643
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者川村倫久 申請人:兄弟工業(yè)株式會社