热压配合保持架用自动工具更换系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种热压配合保持架用自动工具更换系统。具备：工具承窝，以柄端面定位在规定的位置的状态安设工具；工具输送装置，在工具承窝与固定在主轴上的热压配合保持架之间输送工具；加热装置，将热压配合保持架加热；和冷却装置，将热压配合保持架冷却；工具输送装置具有工具输送单元，所述工具输送单元能够将安设在工具承窝中的工具把持，能够将把持的工具升降移动且能够将把持的工具上下翻转；工具输送单元在使工具上下翻转后，在该工具的柄端面被控制为规定高度的状态下，将该工具定位到由加热装置开放的状态的热压配合保持架内。
【专利说明】热压配合保持架用自动工具更换系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及热压配合保持架用自动工具更换系统。
【背景技术】
[0002]在精密加工机中，在加工中使用的工具经由工具保持架安装在主轴上。在工具保持架中，有夹套方式或热压配合方式等各种各样的类型，但目前作为最高精度且小型的工具保持架而使用热压配合方式。在热压配合方式中，在工具的更换时需要将工具保持架(热压配合保持架)加热及冷却。
[0003]在特开2005 — 118888号公报中，记载有下述方法:从主轴连同热压配合保持架将工具取出，在机外将热压配合保持架加热而从热压配合保持架仅将工具拆下，将新的工具安设到该热压配合保持架上，然后，在机外将热压配合保持架冷却，将新的工具固定到热压配合保持架内，相对于主轴连同热压配合保持架安设新的工具。
[0004]但是，在该方法中，需要预先设置对于主轴的热压配合保持架的拆装机构，主轴相应地大型化。在精密加工机中需要使主轴以超高速旋转，如果主轴大型化，则旋转振动等的影响变大，所以难以使这样的主轴以超高速旋转。
[0005]为了解决该问题，还已知有将相对于主轴不能拆装的热压配合保持架用手动加热及冷却来更换工具的方法。但是，在该方法中，在工具更换时需要将机械停止，工具更换时间花费较长。此外，如果工具更换时间花费较长，则有在工具更换后周围的温度环境变化的情况，如果不进行将该变化补偿的调整，则给加工精度带来不良影响。
[0006]在特开2007 - 75904号公报中，记载有对相对于主轴不能拆装的热压配合保持架自动地更换工具的方法。在该方法中，在将刀尖朝向下方的状态下将工具安设到工具承窝中之后，使用特殊的测量器具测量工具的突出量(即柄端面的突出高度位置)。然后，将安设在工具承窝中的工具基于上述特殊的测量器具的测量结果通过工具输送装置把持而上升，高精度地定位到预先决定的规定高度。在此状态下，能够将工具适当地交接到热压配合保持架内。
[0007]但是，根据本
【发明者】的认识，在特开2007 - 75904号公报所记载的方法中，为了用来适当地实施工具的交接的工具的高度控制，需要使用特殊的测量器具测量工具的突出量，所以工具更换时间延长了该突出量的测量时间的量。
【发明内容】
[0008]本发明是基于以上的认识而做出的。本发明的目的是提供一种能够不使用特殊的测量器具测量工具的突出量而相对于相对于主轴不能拆装的热压配合保持架将工具在短时间中定位的热压配合保持架用自动工具更换系统。
[0009]或者，本发明的目的是提供一种能够将相对于主轴不能拆装的热压配合保持架在短时间中冷却的热压配合保持架用自动工具更换系统。
[0010]或者，本发明的目的是提供一种能够将工具的柄有效率地清扫、并且能够从工具承窝的内部容易地将工件渣除去的热压配合保持架用自动工具更换系统。
[0011]本发明是一种热压配合保持架用自动工具更换系统，其特征在于，具备:工具承窝，以柄端面定位在规定的位置的状态安设工具；工具输送装置，在上述工具承窝与固定在主轴上的热压配合保持架之间输送工具；加热装置，将上述热压配合保持架加热，将该热压配合保持架开放；和冷却装置，将上述热压配合保持架冷却，将该热压配合保持架封闭；上述工具输送装置具有工具输送单元，所述工具输送单元能够将安设在上述工具承窝中的工具把持，能够将把持的工具升降移动且能够将把持的工具上下翻转；上述工具输送单元在使上述工具上下翻转后，在该工具的柄端面被控制为规定高度的状态下，将该工具定位到由上述加热装置开放的状态的上述热压配合保持架内。
[0012]根据本发明，由于工具以柄端面被定位在规定的位置的状态安设在工具承窝中，所以只要工具输送单元将安设在工具承窝中的工具例如以总是相同的高度位置把持，该工具与工具输送单元之间的关于高度的位置关系就总为一定。接着，通过由工具输送单元使把持的工具上升并上下翻转，能够基于上述位置关系和工具输送单元自身的高度控制上下翻转后的工具的柄端面的高度。基于此，能够以工具的柄端面被控制为规定高度的状态将工具定位到热压配合保持架内。由此，即使不使用特殊的测量器具测量工具的突出量，也将工具以短时间定位到热压配合保持架内。[0013]优选的是,上述工具输送单元具有:旋转驱动机构,将旋转输出部绕旋转轴旋转驱动；手支承部，结合在上述旋转输出部上；第I手，被上述手支承部支承，开闭自如；和第2手，以关于上述旋转轴相对于上述第I手轴对称的位置及姿势被上述手支承部支承，开闭自如。根据这样的形态，通过将手支承部旋转180°，将第I手和第2手的位置及姿势关于旋转轴轴对称地上下翻转。由此，例如在将被第I手把持的工具从热压配合保持架内取出后，在将该取出的工具向工具承窝返还之前，通过使第I手和第2手的位置及姿势关于旋转轴轴对称地上下翻转，能够将被第2手把持的下个工具定位到热压配合保持架内。由此，将工具的更换时间进一步缩短。
[0014]更优选的是，上述第I手和上述第2手分别以能够在微小区域内运动的状态被上述手支承部支承；上述工具输送单元具有--第I手固定部件，用来将上述第I手相对于上述手支承部不动地固定；和第2手固定部件，用来将上述第2手相对于上述手支承部不动地固定。根据这样的形态，例如，当被热压配合保持架保持的工具或安设在工具承窝中的工具被第I手(或第2手)把持时，如果使第I手(或第2手)成为能够在微小区域内运动的状态，则例如在微小地发生了水平面内的定位误差的情况下等，能够抑制起因于该工具及第I手(或第2手)间的偏心的较高的应力的发生，另一方面，在第I手(或第2手)将工具把持后，通过使第I手(或第2手)相对于手支承部不动，能够平顺地实施然后的动作。
[0015]更优选的是，上述工具输送单元具有楔部件，所述楔部件通过直线驱动机构向与上述旋转轴平行的朝向进退；在上述第I手上，设有定位用的第I锥孔；在上述第2手上，设有定位用的第2锥孔；上述第I固定部件具有能够相对于上述第I锥孔插脱的第I锥轴；上述第2固定部件具有能够相对于上述第2锥孔插脱的第2锥轴；上述第I锥轴抵接在上述楔部件上，对应于该楔部件的进退而升降，由此相对于上述第I锥孔插脱；上述第2锥轴抵接在上述楔部件上，对应于该楔部件的进退而升降，由此相对于上述第2锥孔插脱。根据这样的形态，第I锥轴在抵接在第I锥孔的内周面的至少一部分上之后，被沿着该内周面相对地导引，嵌合到该第I锥孔中。由此，将第I手通过第I锥轴高精度地定位。此外，第2锥轴在抵接在第2锥孔的内周面的至少一部分上之后，被沿着该内周面相对地导引，嵌合到该第2锥孔中。由此，将第2手通过第2锥轴高精度地定位。
[0016]优选的是，上述工具输送装置具有臂部件，所述臂部件通过第2旋转驱动机构绕铅直的第2旋转轴回转；上述工具输送单元固定在上述臂部件上。根据这样的形态，通过将臂部件绕第2旋转轴回转，能够在例如将把持的工具的柄端面维持为规定的高度的状态下，将工具输送单元相对于热压配合保持架在水平面内适当地定位。
[0017]此外，本发明是一种热压配合保持架用自动工具更换系统，其特征在于，具备:工具承窝，安设工具；工具输送装置，在上述工具承窝与固定在主轴上的热压配合保持架之间输送工具；加热装置，将上述热压配合保持架加热，将该热压配合保持架开放；冷却装置，将上述热压配合保持架冷却，将该热压配合保持架封闭；和传热材制的冷却环，通过将上述热压配合保持架的周围覆盖，提高对于该热压配合保持架的冷却效率。
[0018]根据本发明，冷却环将热压配合保持架的周围覆盖，由此提高对于热压配合保持架的冷却效率，所以能够有效地缩短该热压配合保持架的冷却时间。
[0019]优选的是，上述冷却环具有筒状的主体部、和从该主体部的外表面进一步向外方突出的多个散热翅片。根据这样的形态，通过多个散热翅片使冷却环的散热效率提高，由此，是节省空间且制造容易的结构，同时能够有效地提高对于热压配合保持架的冷却效率。具体而言，例如上述多个散热翅片的至少一部分具有圆环形状。
[0020]此外，优选的是，在上述冷却环上，设有向该冷却环的外侧供给冷却空气的冷却空气供给部。根据这样的形态，能够通过从冷却空气供给部供给的冷却空气将冷却环迅速地冷却。在此情况下，容易使冷却环预先冷却，能够进一步提高对于热压配合保持架的冷却效率。
[0021]此外，本发明是一种热压配合保持架用自动工具更换系统，其特征在于，具备:工具承窝，安设工具；工具输送装置，在上述工具承窝与固定在主轴上的热压配合保持架之间输送工具；加热装置，将上述热压配合保持架加热，将该热压配合保持架开放；和冷却装置，将上述热压配合保持架冷却，将该热压配合保持架封闭；在上述工具承窝上，设有朝向安设的工具的柄端面供给空气的空气供给部。
[0022]根据本发明，从空气供给部供给的空气在工具承窝的内周面与工具的柄外表面之间的间隙中流动，向外部流出。在该间隙中使空气的流速上升，所以能够将柄的外表面有效地清扫。此外，能够从工具承窝的内部将工件渣有效地除去。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明的一实施方式的热压配合保持架用自动工具更换系统的概略侧面图。
[0024]图2是图1的热压配合保持架用自动工具更换系统的概略俯视图。
[0025]图3是图1的热压配合保持架用自动工具更换系统的概略主视图。
[0026]图4是在图1的热压配合保持架用自动工具更换系统中、用来说明使第I手及第2手相对于手支承部成为不动状态的工序的部分放大图。
[0027]图5是在图1的热压配合保持架用自动工具更换系统中、用来说明将安设了第2工具的第2工具承窝适当地定位的工序的示意图。
[0028]图6是在图1的热压配合保持架用自动工具更换系统中、用来说明将安设在第2工具承窝中的第2工具用第2手把持的工序的示意图。
[0029]图7是在图1的热压配合保持架用自动工具更换系统中、用来说明将工具输送单元相对于热压配合保持架在水平面内定位的工序的示意图。
[0030]图8是在图1的热压配合保持架用自动工具更换系统中、用来说明将固定在热压配合保持架上的工具用第I手把持的工序的示意图。
[0031]图9是在图1的热压配合保持架用自动工具更换系统中、用来说明将被第I手把持的工具从热压配合保持架内取出的工序的示意图。
[0032]图10是在图1的热压配合保持架用自动工具更换系统中、用来说明将第I手及第2手关于旋转轴轴对称地上下翻转的工序的示意图。
[0033]图11是在图1的热压配合保持架用自动工具更换系统中、用来说明将被第2手把持的第2工具定位到热压配合保持架内的工序的示意图。
[0034]图12是在图1的热压配合保持架用自动工具更换系统中、用来说明将工具输送单元相对于第I工具承窝在水平面内定位的工序的示意图。
[0035]图13是在图1的热压配合保持架用自动工具更换系统中、用来说明将被第I手把持的第I工具向第I工具承窝安设的工序的图。
[0036]附图标记说明
10热压配合保持架用自动工具更换系统
11工具承窝
111第I工具承窝
112第2工具承窝
12工具输送装置
13加热装置
14冷却装置
15工具
151第I工具
152第2工具
16主轴
17热压配合保持架
18台阶部
20工具输送单元
21旋转驱动机构
22旋转轴
22a旋转输出部
23手支承部
241第I手
242第2手
251第I手固定部件 252第2手固定部件 261第I锥孔 262第2锥孔 271第I锥轴 272第2锥轴 28楔部件 29直线驱动机构 29a弹簧部件 31冷却环 32外插部 33散热翅片 34冷却空气供给部 35弹簧部件 41空气供给部 43承窝旋转台 51臂部件 52第2旋转轴 53第2旋转驱动机构 54升降机构 55a、55b水平部 56a、56b铅直部 57a、57b滑动部。
【具体实施方式】
[0037]以下，参照附图，详细地说明本发明的实施方式。
[0038]图1是本发明的一实施方式的热压配合保持架用自动工具更换系统的概略侧面图，图2是该热压配合保持架用自动工具更换系统的概略俯视图，图3是该热压配合保持架用自动工具更换系统的概略主视图。
[0039]如图1所示，本实施方式的热压配合保持架用自动工具更换系统10具备以将柄端面定位在规定的位置的状态安设工具15的工具承窝11、在该工具承窝11与固定在主轴16上的热压配合保持架17之间输送工具15的工具输送装置12、将热压配合保持架17加热并将该热压配合保持架17开放的加热装置13、和将热压配合保持架17冷却并将该热压配合保持架17封闭的冷却装置14。另外，在本实施方式中，主轴16能够升降移动且能够水平移动而构成。
[0040]工具输送装置12具有工具输送单元20，所述工具输送单元20能够把持安设在工具承窝11中的工具15，能够将把持的工具15升降移动且能够将把持的工具15上下翻转，该工具输送单元20在使工具15上下翻转后，在将该工具15的柄端面控制为规定高度的状态下，将该工具15定位到通过加热装置13开放的状态的热压配合保持架17内。
[0041]具体而言，如图1及图3所示，工具输送单元20具有绕旋转轴22将旋转输出部21a旋转驱动的旋转驱动机构21、结合在旋转输出部21a上的手支承部23、被手支承部23支承的开闭自如的第I手241、和以关于旋转轴22相对于第I手241轴对称的位置及姿势被手支承部23支承的开闭自如的第2手242。
[0042]旋转驱动机构21具体而言是马达，将旋转轴22朝向水平方向。
[0043]手支承部23具有在水平方向上延伸的筒状的形状，以中心轴线与旋转轴22 —致的方式配置，基端部结合在旋转输出部21a上。通过将旋转输出部21a绕旋转轴22旋转驱动，将手支承部23与旋转输出部21a —起绕旋转轴22旋转。
[0044]第I手241和第2手242例如其自身是周知的平行开闭形气动卡盘。具体而言，特别如图3所示，第I手241 (或第2手242)是相互对置配置、相对于相互能够通过空气压力相对移动的可动部件。当该一对可动部件相互接近时，被定位在该一对可动部件间的工具15被该一对可动部件夹住而把持。另一方面，当使该一对可动部件相互离开间隔时，将把持在该一对可动部件间的工具15开放。
[0045]在本实施方式中，作为第I手241 (或第2手242)的一对可动部件以能够在微小区域内运动的状态被手支承部23支承。具体而言，例如在设在手支承部23上的孔部内，伴随着间隙(以可动的状态)插入第I手241 (或第2手242)的突状部，所述突状部作为相对于手支承部23的连接固定部。在此情况下，第I手241 (或第2手242)以能够在与手支承部23的孔部的内周和第I手241 (或第2手242)的突状部的外周之间的间隙对应的微小区域内运动的状态被支承。
[0046]工具输送单元20具有用来将第I手241相对于手支承部23不动地固定的第I手固定部件251、和用来将第2手242相对于手支承部23不动地固定的第2手固定部件252。
[0047]具体而言，工具输送单元20具有通过直线驱动机构29向与旋转轴22平行的朝向进退的楔部件28，在第I手241上，设有定位用的第I锥孔261，在第2手242上设有定位用的第2锥孔262，第I固定部件251具有能够相对于第I锥孔261插脱的第I锥轴271，第2固定部件252具有能够相对于第2锥孔262插脱的第2锥轴272。并且，第I锥轴271抵接在楔部件28上，对应于该楔部件28的进退而升降，由此相对于第I锥孔261插脱，第2锥轴272也抵接在楔部件28上，对应于该楔部件28的进退而升降，由此相对于第2锥孔262插脱。
[0048]更详细地讲，楔部件28以同轴状插入到筒状的手支承部23的内部，通过夹设在楔部件28与手支承部23之间的弹簧部件29a的弹性力，将楔部件28向图1的左方牵拉。在楔部件28的上表面上设有图1的左方下降的斜面，在楔部件28的下表面上设有图1的左方上升的斜面。并且，第I锥轴271的下端部具有与楔部件28的上表面的左方下降的斜面对应的斜面，两斜面相互抵接。此外，第2锥轴272的上端部具有与楔部件28的下表面的左方上升的斜面对应的斜面，两斜面相互抵接。
[0049]直线驱动机构29例如具有气缸。在通过直线驱动机构29将楔部件28向右方直线驱动的情况下，如图4所示，弹簧部件29a收缩，并且第I锥轴271沿着楔部件28的左方下降的斜面滑动，结果下降。另一方面，第2锥轴272沿着楔部件28的左方上升的斜面滑动，结果上升。接着，在直线驱动机构29带来的右方的直线驱动被消除的情况下，如图1所示，楔部件28通过弹簧部件29a的弹性力向左方直线移动，第I锥轴271沿着楔部件28的左方下降的斜面滑动，结果上升。另一方面，第2锥轴272沿着楔部件28的左方上升的斜面滑动，结果下降。此时，第I锥轴271的上端部在抵接在第I锥孔261的内周面的至少一部分上之后，被沿着该内周面相对地导引，嵌合到该第I锥孔261中，结果，将第I手241通过第I锥轴271高精度地定位。此外，第2锥轴272的下端部在抵接在第2锥孔262的内周面的至少一部分上之后，被沿着该内周面相对地导引，嵌合到该第2锥孔262中，结果，将第2手242通过第2锥轴272高精度地定位。
[0050]进而，如图2所示，本实施方式的工具输送装置12具有通过第2旋转驱动机构53绕铅直的第2旋转轴52回转的臂部件51，工具输送单元20固定在该臂部件51上。
[0051]第2旋转驱动机构53具体而言具有气缸和连杆机构，通过连杆机构对应于气缸的直线驱动而动作，使连接在连杆机构上的臂部件51绕第2旋转轴52回转。当通过第2旋转驱动机构53使臂部件51绕第2旋转轴52回转时，使固定在该臂部件51上的工具输送单元20也绕第2旋转轴52回转。
[0052]在本实施方式中，如图1所示，臂部件51具有在上下方向上离开间隔配置的一对水平部55a、55b、和以架设在该一对水平部55a、55b之间的方式设置的一对铅直部56a、56b、和相对于该一对铅直部56a、56b能够滑动的一对滑动部57a、57b，工具输送单元20固定在该一对滑动部57a、57b上。
[0053]并且，在臂部件51的上方侧的水平部55a上搭载有升降机构54。
[0054]升降机构54具体而言具有气缸和连杆机构,通过连杆机构对应于气缸的直线驱动而动作，将连接在连杆机构上的滑动部57a、57b沿着一对铅直部56a、56b在铅直方向上移动。由此，将固定在一对滑动部57a、57b上的工具输送单元20也在铅直方向上移动。
[0055]如图1所示，在本实施方式中，加热装置13和冷却装置14固定在臂部件51上，与工具输送单元20 —起绕第2旋转轴52回转。
[0056]加热装置13其自身是公知的热压配合保持架用加热装置，通过将热压配合保持架17的周围覆盖，将该热压配合保持架17加热。
[0057]冷却装置14其自身也是周知的热压配合保持架用冷却装置，通过向热压配合保持架17的周围喷吹冷却空气，将该热压配合保持架17冷却。另外，加热装置13和冷却装置14既可以作为分别独立的装置搭载，也可以作为同时具有两装置13、14的功能的单一的装置搭载。
[0058]另一方面，本实施方式的热压配合保持架用自动工具更换系统10为了辅助冷却装置14的冷却功能，还具备通过覆盖热压配合保持架17的周围而提高对于该热压配合保持架17的冷却效率的传热材制的冷却环32。在本实施方式中，冷却环32具有筒状的主体部33、和从该主体部33的外表面进一步向外方突出的多个散热翅片34。具体而言，例如多个散热翅片34的至少一部分具有圆环形状。
[0059]筒状的主体部33的内周是与热压配合保持架17的外周相同的形状，热压配合保持架17能够插入到主体部33的内部且能够紧贴。在主体部33比热压配合保持架17低温的情况下，通过从插入的热压配合保持架17向主体部33发生热的移动，将热压配合保持架17冷却。
[0060]在本实施方式中，在冷却环32上设有弹簧部件35，通过弹簧部件35的弹性力将冷却环32相对于热压配合保持架17推压。由此，即使是在冷却后的热压配合保持架17上发生热收缩的情况，也维持冷却环32与热压配合保持架17的紧贴状态。[0061]如图2所示，在冷却环32上，设有向该冷却环32的外侧供给冷却空气的冷却空气供给部34。冷却空气供给部34具体而言其自身是周知的冷风发生器。通过将从冷却空气供给部34供给的冷却空气向冷却环42喷吹，将该冷却环32有效率地冷却。
[0062]此外，在本实施方式中，工具承窝11在绕铅直的旋转轴旋转的承窝旋转台43的周向上设有多个。承窝旋转台43能够将希望的工具承窝11的位置定位，以便能够使该工具承窝11相对于工具输送单元20交接工具15。
[0063]回到图1，本实施方式的工具承窝11具有筒状，在工具承窝11内的规定的高度上设有台阶部18。当以将刀尖朝上的状态将工具15向工具承窝11内插入时，将插入的工具15的柄端面抵接在上述台阶部18上，由此，将插入的工具15的柄端面容易地定位到规定的位置。
[0064]在本实施方式中，在工具承窝11的台阶部18的下方，能够连接朝向安设的工具15的柄端面供给空气的空气供给部46。具体而言，空气供给部46能够升降移动而构成，当承窝旋转台43旋转时，向工具承窝11的下方侧退避，并且当将希望的工具承窝11相对于工具输送单元20适当地定位时，朝向工具承窝11的底部上升，抵接在该底部上。
[0065]接着，对于以上那样的本实施方式的作用，参照图5至图13，以将固定在相对于主轴17不能拆装的热压配合保持架17内的第I工具151与安设在第2工具承窝112中的第2工具152更换的工序为一例进行说明。
[0066]如图5所示，以柄端面被定位在规定的位置的状态安设有第2工具152的第2工具承窝112通过承窝旋转台43在水平面内被适当地定位，以便能够相对于工具输送单元20交接工具。并且，在定位后的第2工具承窝112的底部上连接空气供给部46。
[0067]接着，如图6所示，在将工具输送单元20的第2手242开放后，通过升降机构54使工具输送单元20下降，在预先设定的高度位置静止。此时，安设在第2工具承窝112中的第2工具152的至少一部分被插入到第2手242的内部。
[0068]接着，通过第2手固定部件252 (及第I手固定部件251)使第2手242 (及第I手
241)成为相对于手支承部23能够在微小区域内运动的状态。然后，将第2手242封闭，插入在第2手242的内部的第2工具152被该第2手242把持。此时，由于第2手242为能够在微小区域内运动的状态，所以即使在例如微小地发生了水平面内的定位误差的情况下等，也能抑制起因于第2工具152与第2手242之间的偏心的较高的应力的发生。
[0069]在本实施方式中，以柄端面被定位在规定的位置的状态安设在第2工具承窝112中的第2工具152在预先设定的高度位置被工具输送单元20把持，所以即使不使用特殊的测量器具测量，也能求出第2工具112与工具输送单元20之间的关于高度的位置关系。
[0070]接着，如图7所示，在第2工具152被第2手242把持的状态下，从空气供给部46朝向第2工具152的柄端面供给空气，并且通过升降机构54使工具输送单元20上升，从第2工具承窝112内将第2工具152拔出。此时，从空气供给部46供给的空气在第2工具承窝112的内周面与第2工具152的柄外表面之间的间隙中流动，向外部流出。由于在该间隙中使空气的流速上升，所以能将第2工具152的柄的外表面有效率地清扫。此外，能从第2工具承窝112内将工件渣容易地除去。
[0071]接着，通过第I手固定部件251使第I手241成为相对于手支承部23不动的状态，并且通过第2手固定部件252使第2手242成为相对于手支承部23不动的状态。并且，通过第2旋转驱动机构53使工具输送单元20与臂部件51 —起绕第2旋转轴52回转，在水平面内适当地定位，以便能够相对于热压配合保持架17交接工具。此时，由于使第I手241及第2手242成为相对于手支承部23不动的状态，所以能抑制随着工具输送单元20的回转而在第I手241 (或第2手242)中发生振动、或手支承部23与第I手241 (或第2手242)擦碰而发生噪声。
[0072]接着，如图8所示，在将第I手241开放后，将主轴16与热压配合保持架17 —起下降，将该热压配合保持架17的周围通过加热装置13覆盖，并将固定在该热压配合保持架
17上的第I工具151的至少一部分向第I手241的内部插入。
[0073]接着，通过弟I手固定部件251 (及兎2手固定部件252)使弟I手241 (及兎2手
242)成为能够相对于手支承部23在微小区域内运动的状态。然后，将第I手241封闭，插入在第I手151的内部的第I工具151被该第I手241把持。此时，由于使第I手241成为能够在微小区域内运动的状态，所以即使在例如微小地发生了水平面内的定位误差的情况下等，也能抑制起因于第I工具151与第I手241之间的偏心的较高的应力的发生。
[0074]然后，通过加热装置13将热压配合保持架17加热，将被第I手241把持的第I工具151从热压配合保持架17开放。
[0075]接着，如图9所示，通过升降机构54使工具输送单元20下降。
[0076]由此，将被第I手241把持的第I工具151从热压配合保持架17内取出。接着，通过第I手固定部件251使第I手241成为相对于手支承部23不动的状态，并且通过第2手固定部件252使第2手242成为相对于手支承部23不动的状态。
[0077]然后，如图10所示，通过旋转驱动机构21使手支承部23绕旋转轴22旋转180°，由此，将第I手241及第2手242的位置及姿势关于旋转轴22轴对称地上下翻转。此时，由于使第I手241及第2手242成为相对于手支承部23不动的状态，所以能抑制随着手支承部23的旋转而在第I手241 (或第2手242)中发生振动、或手支承部23与第I手241(或第2手242)擦碰而发生噪声。
[0078]通过将第I手241及第2手242的位置及姿势关于旋转轴22轴对称地上下翻转，将被第I手241把持的第I工具151和被第2手242把持的第2工具152也分别上下翻转。
[0079]在本实施方式中，基于第2工具152与工具输送单元20之间的关于高度的位置关系、和该工具输送单元20自身的高度，控制上下翻转后的第2工具152的柄端面的高度。
[0080]接着，通过第2手固定部件252 (及第I手固定部件251)使第2手242 (及第I手
241)成为相对于手支承部23能够在微小区域内运动的状态。
[0081]接着，如图11所示，在将第2工具152的柄端面控制为规定高度的状态下，通过升降机构54使工具输送单元20上升，将被第2手242把持的第2工具152的柄端面定位到由加热装置13开放的状态的热压配合保持架17内。由此，即使不使用特殊的测量器具测量第2工具152的突出量，也能够将第2工具152在短时间内定位到热压配合保持架17内。
[0082]然后，停止由加热装置13进行的热压配合保持架17的加热，开始由冷却装置14进行的热压配合保持架17的冷却。通过由冷却装置14将热压配合保持架17冷却，将热压配合保持架17封闭，将定位在热压配合保持架17内的第2工具152固定到该热压配合保持架17上。此时，由于使第2手242成为能够在微小区域内运动的状态，所以即使在例如微小地发生了水平面内的定位误差的情况下等，也能抑制起因于第2工具152与第2手242之间的偏心的较高的应力的发生。
[0083]接着，如图12所示，从第2手242将第2工具152开放，使主轴16与热压配合保持架17—起上升。
[0084]接着，如图1所示，将热压配合保持架17向冷却环31的内部插入，相互紧贴。对冷却环31从冷却空气供给部34供给冷却空气，将冷却环31迅速地冷却。冷却后的冷却环31将热压配合保持架17的周围覆盖，由此提高热压配合保持架17的冷却效率，将该热压配合保持架17的冷却时间有效率地缩短。
[0085]另一方面，回到图12，在将空气供给部41退避到第2工具承窝112的下方侧之后，使承窝旋转台43旋转，将没有安设工具的第I工具承窝111在水平面内适当地定位。然后，在定位后的第I工具承窝111的底部上连接空气供给部46。
[0086]接着，通过第I手固定部件251使第I手241成为相对于手支承部23不动的状态，并且通过第2手固定部件252使第2手242成为相对于手支承部23不动的状态。然后，通过第2旋转驱动机构53将工具输送单元20与臂部件51 —起绕第2旋转轴52回转，在水平面内适当地定位，以便能够相对于第I工具承窝111交接工具。此时，由于使第I手241及第2手242成为相对于手支承部23不动的状态，所以能抑制随着工具输送单元20的回转而在第I手241 (或第2手242)中发生振动、或手支承部23与第I手241 (或第2手242)擦碰而发生噪声。
[0087]接着，通过弟I手固定部件251 (及兎2手固定部件252)使弟I手241 (及兎2手
242)成为能够相对于手支承部23在微小区域内运动的状态。然后，如图13所示，从空气供给部46朝向第I工具151的柄端面供给空气，并且通过升降机构54使工具输送单元20下降，将被第I手241把持的第I工具151安设到第I工具承窝111内。此时，从空气供给部46供给的空气在第I工具承窝111的内周面与第I工具151的柄外表面之间的间隙中流动，向外部流出。由于在该间隙中空气的流速上升，所以将第I工具151的柄的外表面有效率地清扫。此外，防止工件渣进入到第I工具承窝111内。
[0088]然后，从第I手241将第I工具151开放，通过升降机构54使工具输送单元20上升。
[0089]根据以上那样的本实施方式，由于工具152以柄端面被定位在规定的位置的状态安设在工具承窝112中，所以只要工具输送单元20将安设在工具承窝112中的工具152例如总是在相同的高度位置把持，该工具152与工具输送单元20之间的关于高度的位置关系就总为一定。接着，通过由工具输送单元20使把持的工具152上升并上下翻转，能够基于上述位置关系和工具输送单元20自身的高度，控制上下翻转后的工具152的柄端面的高度。基于此，在工具152的柄端面被控制为规定高度的状态下，能够将工具152定位到热压配合保持架17内。由此，即使不使用特殊的测量器具测量工具152的突出量，也将工具152以短时间定位到热压配合保持架17内。
[0090]此外，根据本实施方式，通过将手支承部23旋转180°，将第I手241和第2手242的位置及姿势关于旋转轴22轴对称地上下翻转。由此，例如在将被第I手241把持的第I工具151从热压配合保持架17内取出后，在将该取出的第I工具151向第I工具承窝111返还之前，通过使第I手241和第2手242的位置及姿势关于旋转轴22轴对称地上下翻转，能够将被第2手242把持的第2工具152定位到热压配合保持架17内。由此，将工具的更换时间进一步缩短。
[0091]此外，根据本实施方式，当将被热压配合保持架17保持的第I工具151(或安设在工具承窝112中的第2工具152)通过第I手241 (或第2手242)把持时，通过使第I手241 (或第2手242)成为能够在微小区域内运动的状态，即使在例如微小地发生了水平面内的定位误差的情况下等，也能够抑制起因于该第I工具151 (或第2工具152)及第I手241(或第2手242)间的偏心的较高的应力的发生，另一方面，在第I手241 (或第2手242)将第I工具151 (或第2工具152)把持后,通过使第I手241 (或第2手242)成为相对于手支承部23不动的状态，能够平顺地实施然后的动作。
[0092]进而，根据本实施方式，第I锥轴271在抵接在第I锥孔261的内周面的至少一部分上之后，被沿着该内周面相对地导引，嵌合到该第I锥孔261中。由此，将第I手241通过第I锥轴271高精度地定位。此外，第2锥轴272在抵接在第2锥孔262的内周面的至少一部分上之后，被沿着该内周面相对地导引，嵌合到该第2锥孔262中。由此，将第2手242通过第2锥轴272高精度地定位。
[0093]此外，根据本实施方式，通过将臂部件51绕第2旋转轴52回转，例如能够在将把持的工具152的柄端面维持为规定的高度的状态下，将工具输送单元20相对于热压配合保持架17在水平面内适当地定位。
[0094]此外，根据本实施方式，冷却环31将热压配合保持架17的周围覆盖由此提高对于热压配合保持架17的冷却效率，所以能够将该热压配合保持架17的冷却时间有效率地缩短。
[0095]此外，根据本实施方式，通过多个散热翅片33将冷却环31的散热效率提高，由此，是节省空间且制造容易的结构，并且能够有效率地提高对于热压配合保持架17的冷却效率。
[0096]此外，根据本实施方式，通过从冷却空气供给部34供给的冷却空气能够将冷却环31迅速地冷却。在此情况下，使冷却环31预先冷却变得容易，能够进一步提高对于热压配合保持架17的冷却效率。
[0097]此外，根据本实施方式，从空气供给部41供给的空气在工具承窝11的内周面与工具15的柄外表面之间的间隙中流动而向外部流出。由于在该间隙中使空气的流速上升，所以能够将柄的外表面有效率地清扫。
【权利要求】
1.一种热压配合保持架用自动工具更换系统，其特征在于， 具备: 工具承窝，以柄端面定位在规定的位置的状态安设工具； 工具输送装置，在上述工具承窝与固定在主轴上的热压配合保持架之间输送工具； 加热装置，将上述热压配合保持架加热，将该热压配合保持架开放；和 冷却装置，将上述热压配合保持架冷却，将该热压配合保持架封闭； 上述工具输送装置具有工具输送单元，所述工具输送单元能够将安设在上述工具承窝中的工具把持，能够将把持的工具升降移动且能够将把持的工具上下翻转； 上述工具输送单元在使上述工具上下翻转后，在该工具的柄端面被控制为规定高度的状态下，将该工具定位到由上述加热装置开放的状态的上述热压配合保持架内。
2.如权利要求1所述的热压配合保持架用自动工具更换系统，其特征在于， 上述工具输送单元具有: 旋转驱动机构，将旋转输出部绕旋转轴旋转驱动； 手支承部，结合在上述旋转输出部上； 第1手，被上述手支承部支承，开闭自如；和 第2手，以关于上述旋转轴相对于上述第I手轴对称的位置及姿势被上述手支承部支承，开闭自如。
3.如权利要求2所述的热压配合保持架用自动工具更换系统，其特征在于， 上述第I手和上述第2手分别以能够在微小区域内运动的状态被上述手支承部支承； 上述工具输送单元具有: 第I手固定部件，用来将上述第I手相对于上述手支承部不动地固定；和 第2手固定部件，用来将上述第2手相对于上述手支承部不动地固定。
4.如权利要求3所述的热压配合保持架用自动工具更换系统，其特征在于， 上述工具输送单元具有楔部件，所述楔部件通过直线驱动机构向与上述旋转轴平行的朝向进退； 在上述第1手上，设有定位用的第I锥孔； 在上述第2手上，设有定位用的第2锥孔； 上述第I固定部件具有能够相对于上述第I锥孔插脱的第I锥轴； 上述第2固定部件具有能够相对于上述第2锥孔插脱的第2锥轴； 上述第I锥轴抵接在上述楔部件上，对应于该楔部件的进退而升降，由此相对于上述第I锥孔插脱； 上述第2锥轴抵接在上述楔部件上，对应于该楔部件的进退而升降，由此相对于上述第2锥孔插脱。
5.如权利要求1~4中任一项所述的热压配合保持架用自动工具更换系统，其特征在于， 上述工具输送装置具有臂部件，所述臂部件通过第2旋转驱动机构绕铅直的第2旋转轴回转； 上述工具输送单元固定在上述臂部件上。
6.一种热压配合保持架用自动工具更换系统，其特征在于，具备:工具承窝，安设工具； 工具输送装置，在上述工具承窝与固定在主轴上的热压配合保持架之间输送工具； 加热装置，将上述热压配合保持架加热，将该热压配合保持架开放； 冷却装置，将上述热压配合保持架冷却，将该热压配合保持架封闭；和传热材制的冷却环，通过将上述热压配合保持架的周围覆盖，提高对于该热压配合保持架的冷却效率。
7.如权利要求6所述的热压配合保持架用自动工具更换系统，其特征在于， 上述冷却环具有筒状的主体部、和从该主体部的外表面进一步向外方突出的多个散热翅片。
8.如权利要求7所述的热压配合保持架用自动工具更换系统，其特征在于， 上述多个散热翅片的至少一部分具有圆环形状。
9.如权利要求6~8中任一项所述的热压配合保持架用自动工具更换系统，其特征在于， 在上述冷却环上，设有向该冷却环的外侧供给冷却空气的冷却空气供给部。
10.一种热压配合保持架用自动工具更换系统，其特征在于，具备: 工具承窝，安设工具； 工具输送装置，在上述工具承窝与固定在主轴上的热压配合保持架之间输送工具； 加热装置，将上述热压配合保持架加热，将该热压配合保持架开放；和 冷却装置，将上述热压配合保持架冷却，将该热压配合保持架封闭； 在上述工具承窝上，设有朝向安设的工具的柄端面供给空气的空气供给部。
【文档编号】B23Q3/157GK103894860SQ201310734426
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2012年12月27日
【发明者】内村浩 申请人:东芝机械株式会社