JPH0117824B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は機械加工工場において多数の工具を集
中貯蔵すると共に必要に応じてそれら多数の工具
から所望の工具を取出して使用することができる
ようにした工具ストツカーに関する。

従来技術 機械加工工場の高度の自動化に伴つて工具マガ
ジンを機械が備えたマシニングセンタに加えて工
具貯蔵倉庫として機能する工具貯蔵マガジン又は
工具ストツカーが提供されており、例えば実公昭
48−28387号に開示された工具貯蔵マガジンはス
プロケツトによつて駆動される上部チエーンと下
部チエーンとの間に工具を収納する工具ソケツト
を複数個連結し、上、下部チエーンの水平回動に
よつて工具ソケツトをその割出位置へ位置決めす
るように構成されている。このような工具貯蔵倉
庫として機能する工具貯蔵マガジン又は工具スト
ツカーには機械加工工場の限られた区域に可及的
に多数、多種の工具をコンパクトに集中貯蔵する
と共に所望の工具を所定の工具取出し位置に簡
便、正確に割出すことが可能なことである。

解決すべき問題点 然るに従来の工具貯蔵マガジン又は工具ストツ
カーは所定の限られた貯蔵空間に可能な限り多数
の工具を収納するコンパクト性に欠けると共に工
具の割出し動作の効率が不十分であるため改善を
必要としており、本発明はこのような必要に応え
ると共に一定の工具差替え位置において工具カー
トリツジの工具差替えを容易に遂行できる空間的
余裕を確保した工具ストツカーを提供せんとする
ものである。

問題の解決手段とその作用 本発明は上述の問題点に鑑みて、多数の工具を
選択取出し可能に集中貯蔵する工具ストツカーに
おいて、貯蔵域に設置されるストツカーフレーム
と、複数個の工具ソケツトを有するカートリツジ
を連鎖手段によつて順次に環状連結して形成した
工具マガジンと、前記ストツカーフレームの周囲
に環状に取付けられ、前記工具マガジンの周回搬
送を案内すると共に、少なくとも一隅部に設けら
れた工具差替え位置に割り出されたカートリツジ
の工具差替えが可能なように、隣接するカートリ
ツジとの間で略直角以上の角度スペースがあくよ
うに形成した軌道手段と、前記工具マガジンを形
成する複数のカートリツジから選択した所望のカ
ートリツジを前記軌道手段の工具差替え位置に割
出すように前記工具マガジンを駆動する工具マガ
ジン駆動手段と、前記工具差替え位置に割り出さ
れた前記カートリツジを前記ストツカーフレーム
に対して位置決め固定するカートリツジ固定手段
とを具備し、前記工具マガジンを前記ストツカー
フレームに多段に配設し、各段の前記工具マガジ
ンはそれぞれ独立に駆動可能に構成されたことを
特徴とする工具ストツカーを提供し、工具差替え
位置で複数の工具ソケツトを有したカ複数のカー
トリツジにおける所望のカートリツジが割り出さ
れ、安定に保持されて、略直角以上の角度スペー
スがあいた余裕空間で工具の差替えを遂行するこ
とができるのである。しかも、工具マガジン駆動
手段を複数個備えて、ストツカーフレームに多段
に配設することにより、各段毎に独立に工具マガ
ジンを周回搬送させ、複数のカートリツジを工具
差替え位置に割り出すこともできるのである。

以下、本発明の添付図面に示す実施例に基いて
詳細に説明する。

第１図は本発明による工具ストツカーの実施例
を示す平面図であり、第２図は第１図の矢視−
から見た同工具ストツカーの正面図である。

第１図、第２図において、工具ストツカーは機
械加工工場の所定の区域に設置されるフレーム１
０を備えており、このフレーム１０は支柱１０ａ
横梁１０ｂ等の内部構造材を有して通常は床面に
堅固に設置されるスケルトン構造の荷重支持体と
して形成されている。本実施例のフレーム１０は
略直方体形状を有し、その外周囲に後述する連鎖
手段１２によつて相互に結合された複数の工具カ
ートリツジ１４を有した工具マガジン１６を具備
している。すなわち、本実施例では、第１図から
明らかなように長方形形状のフレーム１０におけ
る２つの長辺と２つの短辺とを周回移動可能な無
端連結体に形成された工具マガジン１６がフレー
ム１０の内部の一隅部に保持された工具マガジン
駆動手段１８によつて周回駆動される構成を有
し、また、本実施例では第２図から明らかなよう
に各工具カートリツジ１４は縦方向に配列された
３つの工具ソケツト（後述）を有することによ
り、各３つの工具２０を着脱自在に収納してお
り、また工具マガジン１６はフレーム１０の外周
囲に３段構造によつて３つの工具マガジン１６が
具備され、それぞれ工具マガジン１６は各独立に
フレーム１０の周囲を周回移動可能になつてい
る。

更に、本実施例の工具ストツカーはフレーム１
０の予め選定した一隅に工具の取出し、収納を自
動的に遂行する工具差替え位置（以下、ATC位
置と記載する）２２を有しており、各工具マガジ
ン１６の周回搬送によつて所望の工具カートリツ
ジ１４を上記ATC位置に位置決めする割出操作
を行うことによつて該所望の工具カートリツジ１
４から所望の工具２０を取出したり、或いは空に
なつている工具ソケツトに使用済の工具を挿入収
納することが可能である。上述したATC位置２
２は工具２０の取出し又は収納を円滑に行うため
に、所望の工具カートリツジ１４がこのATC位
置２２に割出されたとき、先行する工具カートリ
ツジ１４がATC位置２２における工具２０の取
出し、収納に干渉をおよぼさない構成がとられな
ければならない。従つて、本実施例では第１図に
示すように矢印CWで示す方向に周回移動する工
具マガジン１６において、ATC位置２２に割出
された工具カートリツジ１４に対して先行する工
具カートリツジ１４がATC位置２２から充分に
離れた位置まで先行周回するように、後述する比
較的小半径の同期スプロケツト２４によつて工具
マガジン１６が小さな旋回半径で移動するフレー
ム隅部にATC位置２２が配置されている。また、
ATC位置２２に対応したフレーム１０の内側位
置には所望の工具カートリツジ１４が該ATC位
置２２に割出されたときに、その所望の工具カー
トリツジ１４を工具の取出し操作又は工具の収納
操作の間に亘つて安定に保持、停止させるための
カートリツジ固定手段２６が設けられている。こ
のカートリツジ固定手段２６は例えば、所望の工
具カートリツジ１４がATC位置２２に達したと
きに油圧又は空圧シリンダの作用で該工具カート
リツジ１４をフレーム１０に対して不動にクラン
プする手段として構成されていれば良い。なお、
工具マガジン１６の周回搬送は上述の如く工具マ
ガジン駆動手段１８によつて駆動されるが、この
とき工具マガジン１６はフレーム１０の外周囲に
設けられた後述の軌道手段によつて円滑に案内さ
れるように走行手段を具備し、この走行手段とし
ては以下に説明するように例えば転動ローラを用
いればよい。

第３図、第４図は上述した工具マガジン１６と
それを構成する工具カートリツジ１４との詳細構
造例を示した側面図と平面図である。同第３、第
４図に示すように工具カートリツジ１４は縦方向
に３つの工具ソケツト３０ａ，３０ｂ，３０ｃを
有し、この工具ソケツト３０ａ，３０ｂ，３０ｃ
にはそれぞれ必要に応じて同種又は異種の加工工
具を収納することができるようにテーパ形状の工
具収納孔３２が形成されている。また、各工具ソ
ケツト３０ａ，３０ｂ，３０ｃには常に一定の姿
勢で工具を収納するためにキー部材３４が設けら
れている。上述した３つの工具ソケツト３０ａ，
３０ｂ，３０ｃは工具カートリツジ１４内にボル
ト手段等の適宜固定手段によつて略等間隔に取付
固定されており、工具カートリツジ１４の上部支
え板３６ａと下部支え板３６ｂとの各先端には上
部ブラケツト３８ａと下部ブラケツト３８ｂとに
枢着された１組の転動ローラ４０が取付けられて
おり、この転動ローラ４０は縦方向の回転軸心を
有し、フレーム１０（第１図、第２図参照）の側
面に固定されている上部軌道４２、下部軌道４４
に沿つて走行するように組み立てられている。ま
たこれらの転動ローラ４０は第４図に示すように
各工具カートリツジ１４に対して上下に各２つづ
つ設けられて４個１組の構成が採られ、これら一
組の転動ローラ４０が上述のような上部軌道４
２、下部軌道４４に挾持されることにより、重量
の大きい加工工具２０（第１図）が工具ソケツト
３０ａ〜３０ｃに収納された場合にも工具カート
リツジ１４がフレーム１０の側面で倒れを生じる
ことが防止されている。また、各工具カートリツ
ジ１４には下部支え板３６ｂの下面に取付けられ
たブラケツト４６に水平回転軸を有した転動ロー
ラ４８が枢着されており、この転動ローラ４８は
前述した下部軌道４４の側部に取付けられている
水平軌道５０の上面を転動走行するように設けら
れており、水平軌道５０によつて受承されること
により対応する工具カートリツジ１４の走行円滑
化を図ると共に落下防止機能をもはたしている。

他方、各工具カートリツジ１４の下部支え板３
６ｂの下面には前述したATC位置２２（第１図）
に近接したときに電気的検出手段、光電検出手
段、又は電磁検出手段等の適宜のカートリツジ検
出手段と協働して所望の工具カートリツジ１４の
検出を可能にする検出ドグ５２が設けられてお
り、５４はATC位置近傍の所定の位置に固定配
置されているカートリツジ検出手段を略示したも
のである。

さて、第４図に示されるように上、下に上述し
た転動ローラ４０を具備して上、下部軌道４２，
４４に沿つて走行可能に形成された各工具カート
リツジ１４は多数のリンク５６によつて隣接した
工具カートリツジ１４の転動ローラ４０を相互に
結合することによつて上、下部軌道４２，４４に
沿つて一体移動する工具マガジン１６を形成して
いる。この場合に隣接する２つの工具カートリツ
ジ１４の間には中間ローラ５８を介挿し、２つの
リンク５６によつて２つの工具カートリツジ１４
を相互に結合する構造が設けられることにより、
両工具カートリツジ１４間には一定の間隔が確保
される構成となつており、これによつて周回移動
に際してフレーム１０の隅部に達したときに円滑
に方向変換が行われるのである。なお、上述した
リンク５６と各工具カートリツジ１４に設けられ
た上、下のブラケツト３８ａ，３８ｂによつて形
成された上、下の連鎖手段によつて複数個の工具
カートリツジ１４が順次に相互結合されて一つの
工具マガジン１６を形成していることは既述の説
明から明らかであるが、連鎖手段としては上述の
リンクに代えて周知の歯付可撓ベルトを用いる構
成等を採用してもよい。

なお、第４図において、６０はATC位置２２
（第１図）に対応したフレーム１０の内側位置に
設けられている既述のカートリツジ固定手段２６
と協働してATC位置２２において安定に各工具
カートリツジ１４を停止させるようにする上、下
に各一つずつ設けられている位置決め板であり、
この位置決め板６０に形成されたピン孔６２にカ
ートリツジ固定手段２６に具備されたテーパコー
ン形ピン（図示なし）がシリンダ作動で挿入され
ることにより、工具カートリツジ１４はATC位
置２２に安定に保持、停止される構造となつてい
る。勿論、カートリツジ固定手段２６が作動する
時期には工具マガジン駆動手段１８（第１図）に
よる工具マガジン１６の周回移動は停止モードと
なつていて、カートリツジ固定手段２６のテーパ
コーン形ピンがATC位置２２に割出された所望
の工具カートリツジ１４における位置決め板６０
のピン孔６２に挿入する時は工具マガジン１６の
周回移動は完全に停止される構成となつている。

第５図は第１図に示した本実施例の工具ストツ
カーの部分拡大平面図であつて、工具マガジン駆
動手段１８、同期スプロケツト２４、カートリツ
ジ固定手段２６の構成を詳示している。また、第
６図は第５図の−線に沿う部分側面図で、多
段配置された各工具マガジン１４にはそれぞれ独
立に工具マガジン駆動手段１８が設けられている
ことを示している。

さて、第５図において、工具マガジン駆動手段
１８は、周知の電気サーボモータから成る駆動モ
ータ６６と、この駆動モータ６６の出力軸に設け
られた減速機６８と、この減速機６８の上、下に
突出する２つの出力軸端７０，７２にそれぞれ取
付けられたスプロケツト車７４，７６によつて構
成されており、フレーム１０の一偶部にこの工具
マガジン駆動手段１８が配設されていることによ
り、該フレーム隅部でスプロケツト車７４，７６
が既述した各工具カートリツジ１４の上、下の転
動ローラ４０に噛合し、駆動モータ６６の回転駆
動力を減速機６８、スプロケツト車７４，７６、
転動ローラ４０を介して連鎖手段で一体移動可能
に構成された工具マガジン１６に伝達し、既述の
ように上、下軌道４２，４４（第３図）に沿つて
該工具マガジン１６を周回移動させ、以つて工具
カートリツジ１４を周回搬送している。ここで第
６図に示すようにフレーム１０の外周囲に３段階
に配置された３つの工具マガジン１６はそれぞれ
が独立に駆動モータ６６、減速機６８、上、下ス
プロケツト車７４，７６を有しており、故に駆動
モータ６６の作動をそれぞれ独立に制御すること
によつて各段の工具マガジン１６を個別に回転駆
動して、究極的には各段の工具マガジン１６にお
ける所望の工具カートリツジ１４をそれぞれ独立
にATC位置２２に割出すことができる。なお、
工具マガジン駆動手段１８はそれぞれフレーム１
０の内側に適宜の支持部材を用いて堅固に取付け
られており、従つて重量の多い各工具マガジン１
６の回転駆動による反力もフレーム１０によつて
確実に支持されるようになつている。

第５図において、同期スプロケツト２４は上述
した工具マガジン駆動手段１８のスプロケツト車
７４，７６と同様の上、下一対のスプロケツト車
７８，８０によつて形成され、ATC位置２２が
設けられたフレーム１０の隅部近くに縦方向の回
転軸心を有して配設されている。ここで同期スプ
ロケツト２４の特徴は比較的に小さな回転半径を
有したスプロケツト車として構成され、これによ
つて既述のようにATC位置２２に割出された工
具カートリツジ１４に先行した工具カートリツジ
１４は確実に方向変換を完了し、ATC位置２２
に工具２０の取出し又は収納を容易にする大きな
空間を確保できるようにしたものである。

他方、ATC位置２２に設けられたカートリツ
ジ固定手段２６は既述のようにATC位置２２に
割出された工具カートリツジ１４の位置決め板６
０に形成されているピン孔６２にテーパコーン形
ピンを嵌入させてその工具カートリツジ１４を安
定に停止させるために設けられているが、本実施
例における主たる構成は、シリンダ８２によつて
フレーム１０の側面から外方と内方との間を往復
動する腕８４の外方端に他のシリンダ作動による
上、下１対の昇降板８６が具備され、この昇降板
８６にテーパコーン形ピン８８が植立されて、昇
降板８６の昇降に従つてテーパコーン形ピン８８
が工具カートリツジ１４の上、下の位置決め板６
０に形成されたピン孔６２に挿脱し、挿入時に工
具カートリツジ１４の安定した保持、停止作用を
行うようになつている。勿論、他の実施例、例え
ば掴持腕によつてATC位置２２に割出された工
具カートリツジ１４を掴持固定するような構成と
してもよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、各複数の工具ソケツトを有した多数の工具カ
ートリツジを連鎖手段によつて一体にストツカー
フレームの外周囲に周回移動する工具マガジンを
構成し、これを一つの工具マガジン駆動手段によ
つて周回移動させることにより、所望の工具を有
した所望のカートリツジを工具の取出し、収納用
の定位置に割出す構成としたことから、予め使用
頻度が重複する工具は同じ工具カートリツジに収
納しておけば、一度の割出し動作で複数の工具を
取出し、収納することも可能であり、しかも収納
密度の高いコンパクトな工具ストツカーが得られ
る。また、ストツカーフレームの外周囲に複数段
配置によつて複数の工具マガジンを配置し、各段
を独立に周回駆動すれば、収納本数の多い工具ス
トツカーにおいても比較的小さい駆動手段で所望
の工具カートリツジをATC位置に割出すことが
できる。

更に、上記の各段独立の周回駆動方式によれば
何れかの一段の所望の工具カートリツジをATC
位置に割出して工具取出しと工具の収納動作を遂
行している過程で他の段における所望の工具カー
トリツジをATC位置に割出すための割出し動作
を遂行することが可能であり、故に必要な工具カ
ートリツジの割出し時間を短縮して工具ストツカ
ーの作動効率を常に高レベルに保つことができ
る。

更に、工具差替え位置に割り出されたカートリ
ツジ内の工具を差し替える場合に、隣接するカー
トリツジとの間に略直角以上の角度スペースがあ
くように構成してあるので、自動工具差替え装置
が他のカートリツジの工具と干渉することなく、
差替えるべき工具にアクセスできるので差替え作
用を容易に遂行できる有利がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による工具ストツカーの実施例
の全体構成を最も良く示す平面図、第２図は第１
図の−矢視線による同工具ストツカーの正面
図、第３図は工具マガジンを構成する各工具カー
トリツジの構成を示す部分側面図、第４図は工具
マガジンの構成を説明する第３図の矢視−線
による平面図、第５図は第１図に示した工具スト
ツカーの部分拡大図であり、工具マガジン駆動手
段、同期スプロケツト、カートリツジ固定手段の
構成を詳示する平面図、第６図は第５図の−
矢視線に沿う側面図で、工具マガジン駆動手段の
構成を示す図。 １０……フレーム、１２……連鎖手段、１４…
…工具カートリツジ、１６……工具マガジン、１
８……工具マガジン駆動手段、２０……工具、４
２，４４……上、下軌道、５０……軌道、３０
ａ，３０ｂ，３０ｃ……工具ソケツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多数の工具を選択取出し可能に集中貯蔵する
   工具ストツカーにおいて、貯蔵域に設置されるス
   トツカーフレームと、複数個の工具ソケツトを有
   するカートリツジを連鎖手段によつて順次に環状
   連結して形成した工具マガジンと、前記ストツカ
   ーフレームの周囲に環状に取付けられ、前記工具
   マガジンの周回搬送を案内すると共に、少なくと
   も一隅部に設けられた工具差替え位置に割り出さ
   れたカートリツジの工具差替えが可能なように、
   隣接するカートリツジとの間で略直角以上の角度
   スペースがあくように形成した軌道手段と、前記
   工具マガジンを形成する複数のカートリツジから
   選択した所望のカートリツジを前記軌道手段の工
   具差替え位置に割出すように前記工具マガジンを
   駆動する工具マガジン駆動手段と、前記工具差替
   え位置に割り出された前記カートリツジを前記ス
   トツカーフレームに対して位置決め固定するカー
   トリツジ固定手段とを具備し、前記工具マガジン
   を前記ストツカーフレームに多段に配設し、各段
   の前記工具マガジンはそれぞれ独立に駆動可能に
   構成されたことを特徴とする工具ストツカー。 ２ 前記軌道手段は、前記工具マガジンを形成す
   る前記各カートリツジの下部に設けた落下防止用
   ローラを案内する第一の軌道と、前記カートリツ
   ジの上部および下部に設けた倒れ防止用の一対の
   ローラを案内する第二の軌道とを有して形成され
   ている特許請求の範囲第１項に記載の工具ストツ
   カー。 ３ 前記カートリツジの連鎖手段は、各カートリ
   ツジに設けられた前記倒れ防止用の一対のローラ
   間を相互に鎖状に連結する多数のリンクチエーン
   によつて形成されている特許請求の範囲第２項に
   記載の工具ストツカー。 ４ 前記カートリツジ固定手段は、前記各カート
   リツジに設けられたピン孔を有する位置決め板
   と、該位置決め板のピン孔にテーパコーン形ピン
   を挿入、離脱動作させるシリンダ装置とで構成さ
   さている特許請求の範囲第１項から第３項のいず
   れか１項に記載の工具ストツカー。