JPH0215940A - 水平複数スピンドルの自動工具交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水平方向ＣＸ−Ｘ軸線方向）に複数個の主軸を
有し、該主軸を左右方向ＣＸ−ＸＨ線方向）上下方向（
ｙ−Ｙ＠１ｍ方向）および前後方向（Ｚ−Ｘ軸線方向１
紙面直角方向）に移動可能に支持する工作機械の前記主
軸内に同時に同数の工具を自動挿入するに好適な水平複
数スピンドルの自動工具交換装置に関するものである。

〔従来の技術〕

自動工具交換装置を有する畔値制御工作機械等において
は工具を収納するマガジンドラムとこの中の工具を主軸
内に挿着するための工具受け渡し装置やこれ等の制御装
置等が設けられている。しかしながら、一般の前記工作
機械は単一の主軸からなり、工具交換される工具も単一
の機能を有するものが殆どである。また複数個の主軸を
仮に有する工作機械に対しても、これに同時に工具を挿
着する工作機械はなく、またこのためには大きなマガジ
ンドラムが必要となり、床面占有率が大となり、かつ工
具交換装置も複雑となり、高価のものとなる問題点が生
ずる６ 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は以上の問題点を解決するもので、水平に配置さ
れた複数個の主軸内に同時に同数の工具を円滑に、かつ
正確に挿着すると共に、交換時間を短縮生産効率を向上
し、かつ床面占有率も低減し得る水平複数スピンドルの
自動工具交換装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこのために、複数個の主軸をＸ−ｘ軸線、Ｙ−
Ｙ軸線、２−２軸線方向に移動可能に工作機械側に支持
し、主軸数に見合う同数の工具収納すると共に、これら
の工具を同時に定位置に割り出し位置決めすべく形成さ
れるマガジンドラムと、該マガジンドラムの前記複数個
の工具のそれぞれと対峙する位置にこれ等を挟持する把
持具を有するアームと、該アームを９０度づつ回動可能
に支持すると共に、Ｘ−Ｘ軸線方向およびｚ−Ｚ軸線方
向に移動可能に支持する工具受け渡し装置およびこれ等
の制御装置とからなる水平複数スピンドルの自動工具交
換装置を構成するものである。

〔作用〕

定位置に位置決めされた複数個の工具をこれと対峙する
位置に把持具を有するアームにより挟持し、これをマガ
ジンドラムの工具収納用のポットより引き抜く１次に、
工具受け渡し装置によりアームを９０度回動し、前記主
軸と、平行の方向に配置する。次に、工具受け渡し装置
および前記主軸をＸ−Ｘ方向に移動させると共に、主軸
をＹ−Ｙ軸線方向にも移動させ、主軸と工具との位置を
合致させる。その後アームをＺ−Ｚ軸線方向に移動させ
、挟持していた工具を同時に主軸内に挿入する。これに
より複数個の工具の挿入作業が完了する。

使用済の主軸内の工具を引き抜いて、これをマガジンド
ラム側に戻入するには前記と逆の工程を順次行うことに
より容易に実施できる。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例を図面に基づき説明する。

本実施例は複数個の主軸として２箇の主軸を用い、マガ
ジンドラムも子ドラムを大ドラムの外周に配置した工作
機械について説明するが、勿論これに限定されるもので
ない。

本実施例の適用される工作機械５は２個の主軸４ａ、４
ｂを有する主軸４を有し、主軸４はコラム８にＹ−Ｙ軸
線方向に沿って移動可能に支持されると共に、ベツド９
に搭載されるコラム８の移動によりＸ−Ｘ軸線方向およ
びｚ−Ｚ軸線方向にも移動可能に支持される。また工作
機械５の近傍には子ドラム６を有する大ドラム７がマガ
ジン枠体１０に子ドラム６を定位置（Ａで示す）位置に
順次割り出し位置決めするように構成されるマガジンド
ラム３が設けられている。また子ドラム６内の工具を主
軸４側に移動するための工具受け渡し装Ｍ１はマガジン
ドラム３と工作機械５内に介設され、前記工具を挟持す
るアーム２を９０度ごとに回動し得る如く支持している
。なお、図示していないが工具受け渡し装置１．マガジ
ンドラム３、工作機械５の主軸等の後記する動きは工作
機械５に付設される制御装置により自動制御される。

まず、工具受け渡し装置１について説明する。

第１図および第４図に示す如く、アームの図の左右には
工具を挟持するための把持具１１ａ、１１ａ、ｌｌｂ、
ｌｌｂがそれぞれ１対づつ計４個設けられ、１対の把持
具１１ａ、ｌｌａ間のピッチは８寸法に形成される。詳
細構造を省略しているが、第１図に示す如きアーム２は
キャリア１２に支持されると共に、第４図にも示す如く
、キャリア１２に固定するモータ１３と歯車群１４によ
り回転可能に支持されると共に、同じくキャリア１２に
固定するシリンダ１５により２二２軸線方向に移動可能
に支持される。モータ１３および歯車群１４はアームを
９０度づつ割り出し同軸するように構成され、シリンダ
１５は把持具１１ａ。

１１ｂ等により挟持された工具マガジンドラム３や主軸
４を引き抜き又は挿入し得るストロークだけ移動可能に
形成される。

キャリア１２は更にスライドベース１６にＸ　−Ｘ軸線
方向に摺動可能に支持され、スライドベース１６はマガ
ジン枠体１０に固定する支持台１７に載置される。更に
キャリア１２にはこれを移動するためのハンド部材１８
が固定され、ハンド部材１８は支持台１７に固定するシ
リンダ１９によりスライドベース１６に沿って移動可能
に形成される。

以上の構造によりアーム２はその中心軸まわりに９０度
ごと回動可能であると共に、Ｘ−Ｘ軸線方向に左右移動
可能に構成される。なお１把持具１１ａ、ｌｌｂは自動
工具交換袋Ｍ　（ＡＴＣ）において用いられるスイング
アームの把持具の如き公知の構造をしたものからなり、
工具を確実に挟持し得るように形成される（説明省略）
。

次に、マガジンドラム３を説明する。

マガジンドラム３はマガジン枠体１０に回転可能に支持
さ九、大別して大ドラム７、子ドラムにれと割り出し回
転する機構等とから構成される。

大ドラム７は第２図に示す如く１本実施例では１０面体
の構造物よりなり、その外面にはそれぞれ子ドラム６が
回動可能に支持される。大ドラム７は１０面分割り出し
回転し、子ドラム６を定位置（Ａで示す）に割り出し位
置決めするように形成され、この割り出し機構は大ドラ
ム７に固定する割り出しプレート２０をモータ２２によ
り回動し１割り出しプレート２０に等しい間隔に凹設さ
れた溝２１にカムフォロアを２３を嵌め込んで行うよう
に構成される 子ドラム６は本実施例では２個の主軸４ａ、４ｂに対応
し、４個のポット２４ａ、２４ａ、２４ｂ、２４ｂから
なり、ポット２４ａ、２４ａ内には工具２５ａ、２５ａ
、２５ｂ、２５ｂがそれぞれ挿着されているものとする
。なお、ポット２４ａ、２４ｂ問およびポット２４ｂ、
２４ｂ間のピッチは主軸４ａ、４ｂのピッチ寸法に等し
い８寸法から形成される。子ドラム６のポット２４ａ。

２４ｂは全体として大ドラム７に９０度毎に回動可能に
支持され、その回動は第３図に示す如く、定位置Ａでマ
ガジン枠体１０に固定されて配置されるモータ２６に子
ドラム６のそれぞれの平板２７を嵌着せしめて行われる
。

以上の如き構造により大ドラム７の回動し、子ドラム６
の回動により、定位ＩＡには所望の工具２５ａ、２５ｂ
等を割り出し位置決めできる。工具２５ａ、２５ａおよ
び工具２５ｂ、２５ｂとアーム２の把持具１１ａ、ｌｌ
ａ、ｌｌｂ、ｌｌｂは定位ｆｉＡにおいては互いに対峙
する位置におかれる。

工作機械５の主軸４はコラム８に支持される主軸台２８
によりＹ−Ｙ軸線方向にモータ２９により移動し得ると
共に、前記した如くコラム８の移動によりＸ−Ｘ軸線方
向および２−２軸線方向に移動可能に支持される。

本実施例の作用を説明する前に第１図により工具量は渡
し装置１．アーム２．マガジンドラム３゜主軸４ａ、４
ｂの位置関係を符号寸法で明らかにする。また主軸４ａ
、４ｂに同時に挿入される工具は本実施例では工具２５
ａ、２５ａとする６マガジンドラム３がモータ２２によ
り定位置Ａに子ドラム６を割り出し回転位置決めするか
、工具２５ｂ、２５ｂはアーム２から離隔する側にある
ものとする。アーム２の近傍にある工具２５ａ。

２５ｂと把持具１１ａ、ｌｌａとの中心距離を寸法すと
する。またアーム２の回転中心点（以下０点とする）は
把持具１１ａ、ｌｌｂの把持点から半径ｒだけ離れた位
置にあるものとする。すなわちアーム２は０点を中心に
半径ｒで回動するものとする。

第１図においてＢ−Ｂ線を工具挿入、離脱位置とすると
、アーム２の０点はＢ−Ｂ線から寸法ｄだけ、離れた位
置にあり、主軸４の中心点は１寸法だけ離れているもの
とする。以上の各寸法はすべてＸ−Ｘ軸線方向に沿った
寸法である。更にアーム２の０点と主軸４の中心点のＹ
−Ｙ軸線方向においてｐ寸法だけ離れているものとする
。更に図に明示していないが、アーム２の把持具１２で
挟持した工具２５ａ、２５ａ等をポット２４ａ。

２４ａから引き抜くに必要なアーム２のＺ−Ｚ軸線方向
の移動距離は説明の都合上ｇ寸法とし、また２寸法だけ
移動すれば主軸４ａ、４ｂ内に工具２５ａ、２５ａ等が
挿着し得るものとする。

次に、第５図乃至第１０図により本実施例の作用を更に
−詳しく説明する。

第５図は前記した寸法位置関係に工具２４ａ。

２４ａ、アーム２およびこの把持具１１ａ、１１ａと主
軸４内に工具４ａ、４ｂが配置された状態とそれぞれの
寸法値を示したものである。

まず、第６図に示す如く、子ドラム６が１８０度回転し
工具２４ａ、２４ａをアーム２側に向けると共にアーム
２が５寸法だけＸ−Ｘ軸線方向に移動し１把持具１１ａ
、ｌｌａにより工具２５ａ。

２５ａを挟持する。従ってアーム２の０点と主軸４の中
心点とはＸ−Ｘ軸線方向においてｂ＋ｄ＋ｆ寸法だけ離
れ、Ｙ−Ｙ軸線方向で２寸法だけ離れることになる。詳
しくはＢ−Ｂ線からアーム２の０点はｂ＋ｄ寸法だけ離
れ、主軸４の中心点は１寸法だけ離れた状態にある。

次に、第７図に示す如く、工具２５ａ、２５ａをボッｈ
２４ａ、２４ａから２寸法だけ引き抜くと共に、アーム
２を０点まわりに９０度だけ回動し、工具２５ａ、２５
ａを図の上方位置に向ける。

すなわち工具２５ａ、２５ａは主軸４の工具４ａ。

４ｆと同じく水平方向に並べられ、かつピッチは同じ８
寸法だけ離れた状態でセットされる。従って工具２５ａ
、２５ａと工具４ａ、４ｂとはＹ−Ｙ軸線方向において
ｒ＋ｐだけ離れた状態にあり。

Ｂ−Ｂ線からはそれぞれＸ−Ｘ軸線方向においてｂ＋ｄ
寸法および１寸法だけ離れた位置におかれる。

第８図に示す如く、第７図の状態からアーム２をＸ−Ｘ
軸線方向にｂ＋ｄ寸法だけ移動し、主軸４を１寸法だけ
移動するとアーム２の０点および主軸４の中心点は共に
Ｂ−Ｂ線上にくることにより、工具２５ａ、２５ａの中
心点と工具４ａ、４ｂの中心点がＹ−Ｙ軸線方向にｒ　
＋　２寸法だけ離れるのみとなる。ここで第９図に示す
如く、主軸４をＹ−Ｙ軸線方向においてｐ−ｒ寸法だけ
上昇させることにより工具４ａ、４ｂの中心と把持具１
１ｂ、ｌｌｆの中心がそれぞれ完全に一致することにな
る。この位置でアーム２を２寸法だけ移動することによ
り工具４ａ、４ｂは主軸４から引き抜かれる１次に第１
０図に示す如く、０点を中心にアーム２を１８０度回転
することにより工具４ａ、４ｂが図の上方に、工具２５
ａ、２５ｂが図の下方の主軸４と合致する位置にくるこ
とになる。ここで２寸法だけアーム２を後退させること
により主軸４内に工具２５ａ、２５ａを挿着することが
出来る。次に第１１図に示す如く、工具２５ａ、２５ｂ
を挿入した主軸４をｐ−ｒ寸法だけ下げ、アーム２と主
軸４との関係を離脱させる。

次に第１２図に示す如く、アーム２を９０度回転し、子
ドラム６側にｆ＋ｄ寸法だけ移動し、主軸を１寸法だけ
図の右方に移動させ、子ドラム６内に工具４ａ、４ｂを
収納して一応のサイクルを終了し、以下同様のことを繰
返し行う。

本実施例は主軸４を２個とし、これに同時に挿着される
工具２５ａ、２５ａ等を２個としたが勿論これに限定さ
れるものでない。また子ドラム６および大ドラム７の割
り出し機械やアーム２の移動構造なども本実施例のもの
に限定されず、公知の技術がそれぞれ採用され得ること
は勿論である。

また本実施例では同種類の工具２５ａ、２５ａを主軸４
に挿着するようにしたが異種類の工具を同時に挿着する
ことも勿論可能である。

（発明の効果〕 以上の説明によって明らかな如く、本発明によれば複数
個の主軸内に同時に同様の工具を円滑に、かつ正確に挿
着でき、機械の稼動率を向上し生産効率を向上し得ると
共に、マガジンドラムを子ドラムを有するものとしたた
め床面占有率を低減し得る効果が上げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の正面図、第２図は実施例に使
用されるマガジンドラムの概要構造を示す側面図、第３
図はマガジンドラムにおける子ドラムの回転機構を説明
する側面図、第４図は実施例の工具量は渡し装置を説明
するための軸断面図。 第５図乃至第１２図は本実施例の作用を説明するための
説明用の正面図である。 １・・・工具受は渡し装置、２・・・アーム。 ３・・・マガジンドラム、４・・・主軸、４ａ。 ４ｂ、２５ａ、２５ｂ・・・工具、５・・・工作機械、
６・・・子ドラム、７・・・大ドラム、８・・・コラム
、９・・・ベツド、ｌｌａ、ｌｌｂ・・・把持具、１２
・・・キャリア、１３，１５，２２．２６．２９・・・
モータ、１４・・・歯車群、１６・・・スライドベース
、１７・・・支持台。 １８・・・ハンド部材、１９・・・シリンダ、２０・・
・割り出しプレート、２１・・・溝、２３・・・カムフ
ォロア、２４ａ、２４ｂ・・・ポット、２７・・・平板
、２８・・・主軸台。 米 図 才 図 オ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３軸線方向に移動可能に支持され水平方向（Ｘ−Ｘ軸線
   方向）に複数個の主軸を有する工作機械の前記主軸内に
   同時に同数の工具を自動交換すべく構成される水平複数
   スピンドルの自動工具交換装置において、複数個の工具
   を収納し、定位置に該複数個の工具を割り出し位置決め
   するマガジンドラムと、該マガジンドラムのそれぞれの
   前記複数個の工具と対峙する位置にこれを挟持する把持
   具を有するアームと、該アームの把持具を水平方向およ
   び垂直方向に９０度割り出し回転可能に保持し、前記ア
   ームを前記主軸に近接又は離隔する方向（Ｘ−Ｘ軸線方
   向）に移動可能に支持すると共に前記マガジンドラム内
   から工具を引き出し又は戻入する方向（Ｚ−Ｚ軸線方向
   ）に支持する工具受け渡し装置と、前記工具、主軸およ
   び工具受け渡し装置を前記定位置や工具受け渡し位置に
   自動制御する制御装置とを有することを特徴とする水平
   複数スピンドルの自動工具交換装置。