JPH0229460B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、たとえばNC旋盤等の工作機械に
装着するモジユラ工具を自動的に組立てる工具自
動組立装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

旋盤用切削工具は、旋盤の刃物台に装着される
ホルダ部とこのホルダ部に設けた刃先部とから構
成されているが、最近、ホルダ部と刃先部とが分
離できるモジユラ工具具が開発された。このモジ
ユラ工具は、ホルダモジユールと刃部モジユール
とからなり、ホルダモジユールに対して種類の異
なる刃部モジユールを選択的に結合することとに
よつてホルダモジユールを共通化でき、工具の保
管スペースの減少、工具の運搬の容易化およびコ
ストダウン等の多くのメリツトがある。

しかしながら、従来のモジユラ工具は、NC旋
盤等に使用する固定工具とマシニングセンタ等に
使用する回転工具とはまつたく異なる結合構造で
あるとともに、ホルダモジユールに対する刃部モ
ジユールの結合および解体、つまりモジユラ工具
の組立および解体作業は作業者の手作業によつて
行われている。したがつて、組立・解体作業能率
が悪く、１つのホルダモジユールに異なる刃部モ
ジユールを交換して結合でき、ホルダモジユール
を共通化できるものの、工作機械に対する工具の
交換を頻繁に行なう場合には、工作機械の待ち時
間をなくすために多数のモジユラ工具を組立状態
でストツクする必要があり、結果的に多数のホル
ダモジユールを用意する必要があるという不都合
がある。さらに、工具が大形になる大重量とな
り、組立解体作業の取扱い時に危険性が伴うとい
う欠点がある。

〔発明の目的〕

この発明は、前記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、モジユラ工具にお
けるホルダモジユールに対する刃部モジユールの
組立作業が自動的に行なうことができ、また刃部
モジユールのみをマガジンに収納することによ
り、保管スペースの減少および装置の小形化を図
ることができる工具自動組立装置を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

この発明は、前記目的を達成するために、本体
と、この本体の一側に設けられ外周面に多数の工
具保持部を有し、これら工具保持部にホルダモジ
ユールと刃部モジユールとが分離可能なモジユラ
工具の前記刃部モジユールを着脱可能に収納した
正逆回転自在なデイスク状のマガジンと、前記本
体の他側に設けられ前記ホルダモジユールと刃部
モジユールとを組立てる組立ポジシヨンと、前記
マガジンと組立ポジシヨンとの間の前記本体に旋
回自在および前記マガジンと組立ポジシヨンに対
して進退自在に設けられた旋回アームと、この旋
回アームの一端部に設けられ旋回アームの進退動
作によつて前記工具保持部に収納された刃部モジ
ユールを把持し、旋回アームの旋回動作によつて
把持した刃部モジユールをホルダモジユールに供
給するチヤツクと、前記旋回アームの他端部に設
けられ旋回アームの進退動作によつてホルダモジ
ユールに対して刃部モジユールを組立てる結合機
構とから構成する。

そして、旋回アームの進退動作によつてマガジ
ンの工具保持部に収納された刃部モジユールを旋
回アームの一端部に設けたチヤツクによつて把持
し、旋回アームの旋回動作によつて把持した刃部
モジユールを組立ポジシヨンのホルダモジユール
に供給する。さらに、旋回アームの旋回動作と進
退動作によつて旋回アームの他端部に設けた結合
機構により、ホルダモジユールと刃部モジユール
とを組立てる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

第１図および第２図は工具自動組立装置の全体
を示すもので、１は本体である。この本体１の一
側にはマガジン２が設けられている。このマガジ
ン２は正逆回転自在なデイスク３とこの外周面に
等間隔に設けられた多数の工具保持部４…および
デイスク３を回転駆動するモータ５とから構成さ
れている。そして、この工具保持部４にはモジユ
ラ工具Ａを構成する種類の異なる刃部モジユール
ａ…が着脱可能に挿入されている。

また、前記本体１の他側にはモジユラ工具Ａの
解体ポジシヨンを兼ねた組立ポジシヨン６が設け
られ、この組立ポジシヨン６には第３図乃至第５
図に示すようにモジユラ工具Ａのホルダモジユー
ルｂを保持する保持機構７が設けられている。す
なわち、７ａ，７ａは一対の支持台であり、これ
ら支持台７ａ，７ａには軸受７ｂ，７ｂが設けら
れている。そして、これら軸受７ｂ，７ｂには回
転軸８ａ，８ｂが回転自在に軸支されている。こ
れらの回転軸８ａ，８ｂには支持枠９ａ，９ｂが
固定されており、この支持枠９ａ，９ｂにはホル
ダモジユールｂを径方向からクランプするクラン
プ機構１０が設けられている。そして、このスラ
ンプ機構１０は前記回転軸８ａと連動する駆動モ
ータ１１によつて90゜回転可能であり、ホルダモ
ジユールｂをクランプした状態で水平方向および
垂直方向に姿勢変更できるように構成されてい
る。

また、ホルダモジユールｂは第６図および第７
図に示すように工作機械の刃物取付台に装着され
るテーパ部１２とこのテーパ部１２に着脱可能に
固定されたホルダ部１３とから構成されている。
そして、テーパ部１２には環状溝１４が設けら
れ、前記クランプ機構１０はこの環状溝１４をク
ランプすることによりホルダモジユールｂを保持
するようになつている。また、前記ホルダ部１３
の前面には刃部モジユール受け台１５が突設され
ており、この刃部モジユール受け台１５に位置す
るホルダ部１３にはドローバ１６が突没自在に設
けられている。このドローバ１６の基部はホルダ
部１３に設けたガイド孔１７にスライド自在に挿
入されており、このドローバ１６の基部には角孔
からなるテーパ孔１８が突設されている。このテ
ーパ孔１８のテーパ面１９には上下方向に沿つて
キー溝２０が設けられ、このテーパ孔１８には前
記キー溝２０に係合する係合部２１を有するとと
もに、前記テーパ孔１８と合致するテーパ面を有
するスライダ２２が上下動自在に挿入されてい
る。そして、このスライダ２２には上下方向にね
じ孔２３が突設され、このねじ孔２３には前記ホ
ルダ部１３の上方から挿入された駆動ねじ２４が
螺合されている。したがつて、この駆動ねじ２４
をたとえば右方向に回転させると、ねじ孔２３を
介してスライダ２２が上昇し、左方向に回転させ
ると、ねじ孔２３を介してスライダ２２が下降す
るようになつている。そして、スライダ２２の上
昇によつてドローバ１６をガイド孔１７内に引込
み、下降によつてドローバ１６をガイド孔１７か
ら突出させることができるようになつている。ま
た、前記刃部モジユールａの基部には前記ホルダ
モジユールｂのホルダ部１３に設けられたドロー
バ１６に上方から挿入させることによつて係合可
能な係合凹部２５が設けられ、係合した状態で前
記ドローバ１６を引込むことによつて係合凹部２
５がドローバ１６に結合してホルダモジユールｂ
に対して刃部モジユールａが一体的に結合され、
逆にドローバ１６を突出することによつて係合凹
部２５との結合が解除され、解体が可能となる。

また、前記本体１の上部における前記マガジン
２と組立ポジシヨン６との間にはブレーキ２６ａ
を有するロータリアクチユエータなどの回転駆動
機構２６によつて180゜旋回する旋回アーム２７が
設けられ、この旋回アーム２７はエアシリンダ２
８によつて昇降可能に構成されている。さらに、
この旋回アーム２７の一端部にはロータリアクチ
ユエータ２９によつて開閉されるチヤツク３０が
設けられ、他端部には結合機構としてのナツトラ
ンナ３１が設けられている。そして、前記チヤツ
ク３０はマガジン２の工具保持部４に収納された
刃部モジユールａをその両側から挟持する爪部３
０ａ，３０ａを有し、工具保持部４に対して刃部
モジユールａを着脱できるようになつており、ま
たナツトランナ３１は第８図に示すように構成さ
れている。すなわち、３２は前記旋回アーム２７
にブラケツト３３を介して固定されたモータであ
り、このモータ３２の回転軸３４には駆動歯車３
５が嵌着されている。この駆動歯車３５の隣側に
は前記ブラケツト３３に対して固定したギヤハウ
ジング３６が設けられ、このギヤハウジング３６
内には含油軸受３７を介して回転自在に軸支され
た回転筒体３８が設けられている。この回転筒体
３８の外周面には前記駆動歯車３５と歯合する従
動歯車３９が設けられ、内周面にはスプライン溝
４０が設けられている。そして、このスプライン
溝４０にはスプライン軸４１が上下方向移動自在
に挿入され、このスプライン軸４１はスプリング
４２によつて常に下方へ付勢されている。スプラ
イン軸４１の下端部には締付け軸４３が装着され
ており、前記ホルダモジユールｂのホルダ部１３
に設けた駆動ねじ２４を締付・弛緩することがで
きるようになつている。

このように構成された固定工具用の工具自動組
立装置は、たとえば第９図に示すように、回転工
具用の工具自動組立装置４５と隣接して設置さ
れ、両装置間を連絡するトラバーサ装置４６に設
けられた工具把持具４７によつて固定工具および
回転工具を選択的に工具ストツカ４８に搬出し、
この工具ストツカ４８から工作機械（図示しな
い）に搬送ロボツト等によつて工具を搬送するよ
うになつており、これらは制御装置４９によつて
制御されるようになつている。

つぎに、前述のように構成された工具組立装置
の作用について説明する。生産管理情報に基づき
機械加工の加工順序が決定し、その加工に必要な
工具が分かると、制御装置４９から工具自動組立
装置に工具指定信号が入力される。指定された工
具がたとえばNC旋盤に使用する固定工具である
場合、まず、マガジン２のデイスク３がモータ５
によつて回転し、指定された刃部モジユールａが
収納された工具保持部４が授受ポジシヨン４ａに
位置して停止する。一方、このときトラバーサ装
置４６の工具把持具４７によつて搬入されたホル
ダモジユールｂは組立ポジシヨン６に設けられた
クランプ機構１０によつてクランプされ、水平状
態に保持されている。つぎに、エアシリンダ２８
によつて上昇位置にある旋回アーム２７が回転駆
動機構２６によつて旋回し、その一端側のチヤツ
ク３０が授受ポジシヨン４ａに位置する刃部モジ
ユールａに対向する。そして、ロータリアクチユ
エータ２９によつて開放状態にあるチヤツク３０
が旋回アーム２７の下降によつて刃部モジユール
ａの両側に対向すると、チヤツク３０は閉塞して
刃部モジユールａを挟持する。チヤツク３０が刃
部モジユールａをチヤツキングすると、旋回アー
ム２７は上昇したのち回転駆動機構２６によつて
180゜旋回する。旋回アーム２７の旋回運動によつ
てチヤツク３０にチヤツキングされた刃部モジユ
ールａは組立ポジシヨン６に位置しているホルダ
モジユールｂに対向する。ここで、旋回アーム２
７が再び下降すると、刃部モジユールａの係合凹
部２５がホルダモジユールｂのホルダ部１３に設
けられたドローバ１６に係合するとともに、刃部
モジユール受け台１５に載置される。このように
してホルダモジユールｂに対する刃部モジユール
ａの移載が完了すると、旋回アーム２７が上昇
し、ついで180゜旋回する。したがつて、旋回アー
ム２７の他端側に設けられたナツトランナ３１が
組立ポジシヨン６に対向し、ナツトランナ３１の
締付け軸４３がホルダモジユールｂのホルダ部１
３に設けられた駆動ねじ２４に対向する。そし
て、旋回アーム２７が再び下降すると、締付け軸
４３は駆動ねじ２４に係合し、モータ３２が駆動
する。したがつて、回転軸３４の回転は駆動歯車
３５から従動歯車３９を介して回転筒体３８に伝
動し、さらにスプライン軸４１を介して締付け軸
４３が回転する。締付け軸４３の回転によつて駆
動ねじ２４が右方向に回転され、ドローバ１６が
引込まれると、係合状態にある刃部モジユールａ
はホルダモジユールｂに一体的に結合されてモジ
ユラ工具Ａの組立が完了する。モジユラ工具Ａの
組立が完了すると、旋回アーム２７は上昇したの
ち、90゜旋回して中立状態で待機する。旋回アー
ム２７の旋回によつてナツトランナ３１が組立ポ
ジシヨン６から退避すると、駆動モータ１１が作
動し、回転軸８ａを介して支持枠９ａ，９ｂが回
動する。そして、クランプ機構１０が90゜回動す
ると、モジユラ工具ａはそのホルダモジユールｂ
のテーパ部１２を上にして垂直状態に姿勢変更さ
れる。このようにモジユラ工具Ａが組立ポジシヨ
ン６において待機すると、トラバーサ装置４６が
作動し、その工具把持具４７によつてモジユラ工
具Ａのテーパ部１２を把持して工具ストツカ４８
に搬出するとともに、工作機械からの使用済のモ
ジユラ工具Ａは工具ストツカ４８からトラバーサ
装置４６によつて前記工具自動組立装置の組立ポ
ジシヨン６に搬入されることになる。この組立ポ
ジシヨン６においては、前記使用済のモジユラ工
具Ａを前述した保持機構７のクランプ機構１０に
よつて垂直状態でクランプしたのち水平方向に姿
勢変更する。そして、モジユラ工具Ａが所定の位
置に位置決めされると、旋回アーム２７が旋回し
てナツトランナ３１が保持機構７に対向する。そ
して、ナツトランナ３１の締付け軸４３によつて
ホルダモジユールｂのホルダ部１３に設けられた
駆動ねじ２４を左方向に回転させる。駆動ねじ２
４が左方向に回転されるとドローバ１６は突出
し、ドローバ１６は刃部モジユールａの係合凹部
２５との結合状態が解除される。つぎに、旋回ア
ーム２７が180゜旋回すると、ナツトランナ３１は
組立ポジシヨン６から退避してチヤツク３０が対
向する。そして、このチヤツク３０によつて刃部
モジユールａをチヤツキングし、旋回アーム２７
の旋回によつて刃部モジユールａのみをマガジン
２の工具保持部４に収納することになる。また、
保持機構７のクランプ機構１０にクランプされて
いるホルダモジユールｂにはつぎの機械加工に使
用するモジユラ工具Ａの組立待機状態となり、共
通のホルダモジユールｂに対して種々異なる刃部
モジユールａを結合することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、モジ
ユラ工具を構成するホルダモジユールに対する刃
部モジユールの組立および解体が自動的に能率的
に行なうことができ、刃部モジユールのみをコン
パクトなマガジンに収納すればよく、装置の小形
化が可能である。さらに、トラバーサ装置によつ
て工作機械と連絡してシステム化することによつ
て無人運転が可能となるという効果を奏する。ま
た、旋回アームの一端部にチヤツク、他端部に結
合機構を設けることによつて、旋回アームを旋回
してチヤツクを把持した刃部モジユールを組立ポ
ジシヨンに供給するときには、結合機構が旋回ア
ームの旋回動作に伴つて組立ポジシヨンから退避
するためチヤツクや刃部モジユールと結合機構と
が干渉する恐れはまつたくなく、結合機構を組立
ポジシヨンに設けてその都度、結合機構を退避さ
せるものに比べ、構造的にも小型化、簡素化でき
る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１
図は工具自動組立装置の側面図、第２図は同平面
図、第３図は保持機構の平面図、第４図はホルダ
モジユールを水平状態に保持した状態の側面図、
第５図はホルダモジユールを垂直方向に姿勢変更
した状態の側面図、第６図はホルダモジユールと
刃部モジユールとの関係を示す平面図、第７図は
同断面図、第８図は結合機構の一部切欠した側面
図、第９図は工具自動組立搬送システムの平面図
である。 ２……マガジン、４……工具保持部、２７……
旋回アーム、３０……チヤツク、３１……ナツト
ランナ（結合機構）、ａ……刃部モジユール、ｂ
……ホルダモジユール、Ａ……モジユラ工具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 本体と、この本体の一側に設けられ外周面に
   多数の工具保持部を有し、これら工具保持部にホ
   ルダモジユールと刃部モジユールとが分離可能な
   モジユラ工具の前記刃部モジユールを着脱可能に
   収納した正逆回転自在なデイスク状のマガジン
   と、前記本体の他側に設けられ前記ホルダモジユ
   ールと刃部モジユールとを組立てる組立ポジシヨ
   ンと、前記マガジンと組立ポジシヨンとの間の前
   記本体に旋回自在および前記マガジンと組立ポジ
   シヨンに対して進退自在に設けられた旋回アーム
   と、この旋回アームの一端部に設けられ旋回アー
   ムの進退動作によつて前記工具保持部に収納され
   た刃部モジユールを把持し、旋回アームの旋回動
   作によつて把持した刃部モジユールをホルダモジ
   ユールに供給するチヤツクと、前記旋回アームの
   他端部に設けられ旋回アームの進退動作によつて
   ホルダモジユールに対して刃部モジユールを組立
   てる結合機構とを具備したことを特徴とする工具
   自動組立装置。