JPH0318108Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は工作機械の自動工具交換位置に使用す
る工具マガジンに関する。

〔従来技術〕

この種の工具マガジンにおいては、支持部材に
軸承された回転体に円周方向に間をおいて工具ホ
ルダを着脱可能に係合支持する複数の把持具を設
け、回転体の割出し回動により所定の工具を固定
した工具ホルダ（以下単に工具ホルダという）を
工具交換位置に割り出して工作機械の加工ヘツド
との間で交換している。また、加工の段取替えや
工具の折損、摩耗等により工具マガジンに保持さ
れた工具ホルダを外部に貯蔵されたものと取り替
える場合は、同様にしてその工具ホルダを工具取
替位置に割り出し、手動又はロボツト等により貯
蔵場所から取り出した工具ホルダと取り替えてい
る。しかして、従来技術においては、各把持具は
同一の寸法形状を備えており、また各工具ホルダ
の把持具との係合面もそれに固定する工具の異同
に拘わらず同一の寸法形状を備えていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

この種の工具マガジンにおいては、回転体上の
各位置（以下番地という）に位置する把持具にそ
の番地に対応する工具を固定した工具ホルダを係
合支持せしめ、その番地に基づいて所定の工具ホ
ルダを工具交換位置に割り出すものである。しか
して、前述の従来技術においては、或る番地の把
持具に誤つてこれと対応しない工具ホルダを係合
支持せしめた場合でもその工具ホルダは異常なく
受け入れられ、このような状態において工具交換
装置を作動させると、加工サイクル中に誤つた工
具ホルダが工作機械の加工ヘツドに装着され、工
具と治具またはワークとの干渉を生じて此等を損
傷するという問題がある。本考案は、各把持具と
工具ホルダに僅かの加工を加えるのみにて工具マ
ガジンにおけるこのような工具の誤取付を防止し
て上述の問題を解決したものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このために、本考案による工具誤取付防止機構
は、添付図面に例示する如く、支持部材１２と、
この支持部材に軸承された回転体２１と、この回
転体に円周方向に間をおいて半径方向に突出して
設けられそれぞれ少なくとも１個の枢支された可
動爪３２を有して同可動爪の揺動により工具ホル
ダ４０を着脱可能に係合支持する複数の把持具３
０を備え、前記回転体２１の割出し回動により前
記各把持具３０を、同把持具に支持された各工具
ホルダ４０を外部に貯蔵された工具ホルダと取り
替える工具取替位置Ａと、同工具ホルダを工作機
械の加工ヘツド１５との間で受け渡しする工具交
換位置Ｂに選択的に割り出す工具マガジン２０に
おいて、前記各可動爪３２は前記工具ホルダ４０
との係合面３２ａにそれぞれ互いに異なる係入突
起３７Ａ〜３７Ｄを備え、前記各工具ホルダ４０
は前記可動爪３２との係合面４０ａに前記各係入
突起３７Ａ〜３７Ｄの何れかひとつのみを受け入
れてこれと係合するそれぞれ互いに異なる係入凹
部４３Ａ〜４３Ｄを備え、前記各可動爪３２はそ
れぞれ同可動爪と共に揺動する作動部材５０を備
え、前記支持部材１２には前記工具取替位置Ａ及
び工具交換位置Ｂの少なくとも何れか一方に割り
出された把持具３０の可動爪３２に設けられた前
記作動部材５０と協働して同把持具の可動爪３２
に設けられた前記係入突起３７Ａ〜３７Ｄが同把
持具に支持された工具ホルダ４０の前記係入凹部
４３Ａ〜４３Ｄと係合しているか否かを検出する
検出スイツチ５１，５３を設けたことを特徴とす
るものである。

〔作用〕

回転体２１上の或る番地の把持具３０にその番
地に対応する工具ホルダ４０を取り付けた場合
は、係入凹部４３Ａ〜４３Ｄが係入突起３７Ａ〜
３７Ｄを受け入れるので可動爪３２はその係合面
３２ａが工具ホルダ４０の係合面４０ａに当接係
合し、正常な位置まで閉じて工具ホルダ４０を支
持する。この状態においてはその可動爪３２に設
けられた作動部材５０は正常な位置にある。従つ
て、その把持具３０が工具取替位置Ａまたは工具
交換位置Ｂに割り出された状態において、作動部
材５０と協働する検出スイツチ５１または５３
は、その作動部材５０が正常な位置にあること、
すなわちその番地の把持具３０には対応する工具
ホルダ４０が取り付けられていることを検出す
る。これに対し、或る番地の把持具３０にその番
地に対応しない工具ホルダ４０を誤つて取り付け
た場合には、係入凹部４３Ａ〜４３Ｄが係入突起
３７Ａ〜３７Ｄを受け入れず、従つて係入突起３
７Ａ〜３７Ｄが工具ホルダ４０の係合面４０ａと
当接するので、可動爪３０は正常な位置まで閉じ
ることが妨げられる。この状態においてはその可
動爪３２に設けられた作動部材５０は正常な位置
まで達することなく停止する。従つて、その把持
具３０が工具取替位置Ａまたは工具交換位置Ｂに
割り出された状態においては作動部材５０と協働
する検出スイツチ５１または５３は、その作動部
材５０が正常な位置に達していないこと、すなわ
ちその番地の把持具には対応する工具ホルダ４０
が取り付けられていないことを検出する。

〔考案の効果〕

上述の如く、本考案によれば、或る番地の把持
具にその番地に対応しない工具ホルダを誤つて取
り付けた場合には、工具交換位置にて工具ホルダ
を取り替えた際に、あるいは工作機械の加工ヘツ
ドにその工具ホルダを受け渡すためにその把持具
を工具交換位置に割り出した際に、すなわちその
工具ホルダを加工ヘツドに装着する前に、工具マ
ガジンにおける工具ホルダの誤取付を検出するこ
とができる。従つて、誤つた工具を固定した工具
ホルダを加工ヘツドに装着することが防止され、
工具と治具またはワークとの干渉により此等を損
傷することがない。また本発明によれば把持具お
よび工具ホルダを大幅に変更することなく、係入
突起及び係入凹部の追加のみにて足りるので実施
は容易である。

〔実施例〕

以下に、添付図面に示す一実施例により本考案
の説明をする。

第６図に示す如く、工作機械のベツド（図示せ
ず）上に立設されたコラム１０の一側には主軸１
６を軸承した加工ヘツド１５が昇降可能に案内支
持されている。コラム１０の一側に設けられた固
定支持体１１には、支持部材１２がガイドレール
１３を介して主軸１６に向かう水平方向に案内支
持され、進退用シリンダ１４により往復送りが与
えられている。支持部材１２には後述する工具マ
ガジン２０が鉛直軸線回りに軸承され、回転割出
し用モータ２３により工具取替位置Ａと工具交換
位置Ｂに選択的に割り出される。工具交換位置Ｂ
に割り出された把持具３０は支持部材１２の前記
水平送りにより主軸１６に接近し、主軸１６の間
で工具を固定した工具ホルダ４０の受け渡しを行
なう。工具取替位置Ａに割り出された支持具３０
の工具ホルダは必要に応じて外部に貯蔵された工
具ホルダと取り替えられる。また、支持部材１２
には突出する把持具３０及び工具ホルダ４０を覆
うカバー２５が設けられている。

工具マガジン２０は、第１図及び第３図に示す
如く、支持部材１２に支持筒１２ａに軸承されて
回転割出し用モータ２３に連動された回転軸２２
と、その下端に固定された回転体２１を有し、回
転体２１には円周方向90度おきに４組の把持具３
０が半径方向に突出して設けられている。各把持
具３０は、後述する係入突起３７Ａ〜３７Ｄを除
き同一構造であり、半径方向に突出して回転体２
１に固定された固定爪３１、枢軸３３を介して回
転体２１に枢支され押圧子３４及びスプリング３
５により先端側が固定爪３１の先端側に向けて付
勢された可動爪３２及び固定爪３１に固定された
位置決めキー３６を主要な構成部材とし、各爪３
１，３２の先端側には凸形断面形状の互いに対向
する凹円弧状の係合面３１ａ，３２ａが形成され
ている。また、各可動爪３１には後述する近接ス
イツチ５１，５３，５４を作動させる作動部材５
０が固定されている。なお、図示は省略したが各
把持具３０は、その係合面３１ａ，３２ａに後述
する工具ホルダ４０の係合面４０ａを係合して支
持した状態において可動爪３２がそれ以上開くの
を阻止するロツク装置を備えている。このロツク
装置は各把持具３０が工具取替位置Ａまたは工具
交換位置Ｂに割り出された状態においてのみ解除
可能となり、工具ホルダ４０が着脱可能となる。

各把持具３０の可動爪３２には、互いに異なる
係入突起３７Ａ〜３７Ｄが、凹円弧状の各係合面
３２ａから半径方向で内側に突出して設けられて
いる。第１図において工具取替位置Ａに位置する
把持具３０の係入突起３７Ａは、主として第２図
(a)に示す如くねじ状をなし、先端の円柱部の一部
が係合面３２ａの突部の下側において係合面３２
ａの内側に突出するよう可動爪３２にねじ込ま
れ、ロツクナツト３８Ａにより固定されている。
工具交換位置Ｂに位置する把持具３０の係入突起
３７Ｂは主として第２図(b)に示す如くＬ字状をな
し、その一辺が可動爪３２の下側に形成された切
欠き３２ｂに嵌入されてボルト３８Ｂにより可動
爪３２にねじ止めされ、前記一辺の先端が係合面
３２ａの下部の内側に突出されている。前記各位
置Ａ及びＢと反対側に位置する各把持具３０の係
入突起３７Ｃ及び３７Ｄは、第２図(c)及び(d)に示
す如く、それぞれ係入突起３７Ｂ及び３７Ａと類
似の形状をなし、それぞれ係合面３２ａの突部の
上側及び上方において係合面３２ａの内側に突出
するようにねじ止めされている。

各把持具３０に支持される各工具ホルダ４０
は、後述する係入凹部４３Ａ〜４３Ｄを除き同一
であり、第２図(a)〜(d)及び第５図に示す如く、フ
ランジ部４１の外周に沿つて形成された凹形断面
形状の係合面４０ａ及びフランジ部４１の対向す
る２ケ所に形成されたキー溝４２を備えている。
第１図において４箇所の把持具３０に支持される
工具ホルダ４０には、把持具３０の番地に対応す
るそれぞれ異なる工具Ta〜Tdが固定されてい
る。第１図において工具取替位置Ａに位置する把
持具３０に係合支持される工具ホルダ４０には工
具Taが固定され、その係合面４０ａには、主と
して第２図(a)及び第５図に示す如く、その把持具
３０の係突起部３７Ａのみを受け入れてこれと係
合する係入凹部４３Ａが形成されている。係入凹
部４３Ａは、第５図に示す如く、２箇所のキー溝
４２を結ぶ方向と平行にフランジ部４１に両側に
形成されるものである。同様に、工具交換位置Ｂ
並びに両位置Ａ及びＢと反対側に位置する各把持
具３０に係合支持される各工具ホルダ４０にはそ
れぞれ工具Tb，Tc及びTdが固定され、それぞ
れの係合面４０ａには、第２図(b)〜(d)に示す如
く、対応する把持具３０の係入突起３７Ｂ，３７
ｃ又は３７Ｄのみを受け入れる係入凹部４３Ｂ，
４３Ｃ又は４３Ｄがフランジ部４１の両側に平行
に形成されている。

各番地の把持具３０は、その番地に対応する工
具ホルダ４０を支持する場合には、前述の如く各
係合凹部４３Ａ〜４３Ｄが各係入突起３７Ａ〜３
７Ｄを受け入れてこれと係合するので、第２図(a)
〜(d)に示す如く、固定及び可動爪３１，３２の係
合面３１ａ，３２ａは何れ係合面４０ａに当接係
合し、可動爪３２は第１図の位置Ａ及びＢの実線
に示す正常な係止位置まで閉じて工具ホルダ４０
を係合支持する。しかしながら把持具３０がそれ
に対応しない工具ホルダ４０を支持した場合、例
えば第７図に示す如く第１図において工具取替位
置Ａにある把持具３０が工具Tdを固定した工具
ホルダ４０を支持した場合には、可動爪３２の係
入突起３７Ａは工具ホルダ４０の係入凹部４３Ｄ
には受け入れられずにフランジ部４１の外周面に
当接するので、可動爪３２は第１図の位置Ａに二
点鎖線で示す如く、正常な係止位置に達する手前
で停止される。なお、何れの場合においてもキー
溝４２は位置決めキー３６に係合される。第１図
及び第３図に示す如く、支持部材１２には補強板
１２ｂ及びブラケツト５２を介して第１近接スイ
ツチ５１が設けられている。第１近接スイツチ５
１は、工具取替位置Ａに割り出された把持具３０
の可動爪３２が前述の正常な係止位置まで閉じ
て、これに固定された作動部材５０が実線に示す
如くその先端部に接近した場合には、作動してオ
ンとなる。また、第１近接スイツチ５１は、可動
爪３２が前述の如く正常な係止位置に達する手前
で停止して作動部材５０が二点鎖線に示す如くそ
の先端から離れた位置にある場合には、作動しな
いでオフ状態に保たれる。

また、第１図及び第４図に示す如く、支持部材
１２の支持筒１２ａにはブラケツト５５を介して
第２及び第３近接スイツチ５３，５４が設けられ
ている。第２近接スイツチ５３は工具交換位置Ｂ
に割り出された把持具３０の可動爪３２に設けら
れた作動部材５０の接近により作動するものであ
り、この可動爪３２が実線で示す正常な係止位置
まで閉じた場合にはオンとなり、二点鎖線で示す
如く正常な係止位置に達する手前で停止した場合
にはオフ状態に保たれるものである。以上の第１
および第２近接スイツチ５１，５３の作動状態に
より工具取替位置Ａおよび工具交換位置Ｂに割り
出された各把持具３０がそれぞれ対応する工具ホ
ルダ４０を係合支持しているか否かが検出され
る。

なお、第３近接スイツチ５４は工具交換位置Ｂ
に割り出された把持具３０が工具ホルダ４０を支
持しているか否を検出するものである。すなわ
ち、把持具３０が対応する工具ホルダ４０を支持
している場合には作動部材５０は実線の位置にあ
つて第３近接スイツチ５４はオフ状態であるが、
把持具３０が工具ホルダ４０を支持していない状
態においては可動爪３２はスプリング３５に付勢
されて更に固定爪３１に接近するので作動部材５
０は第３近接スイツチ５４に接近してこれをオン
にするものである。

次に上記実施例の全体作動を第８図のフローチ
ヤートにより説明する。工具取替位置Ａに割り出
された把持具３０の可動爪３２のロツク装置を解
除し、可動爪３２を開いてその把持具３０に支持
された工具ホルダ４０を手動又はロボツトにより
交換した後、工作機械の作動を開始すれば、制御
装置は先ず第１近接スイツチ５１がオンであるか
否かを判断する。前述の如く、工具取替位置Ａに
ある把持具３０に対応しない工具ホルダが誤つて
支持されている場合には判断結果は否であるの
で、制御装置はランプ、ブザー等により異常を表
示して工作機械の作動を停止する。同位置Ａの把
持具３０に対応する工具ホルダが支持されている
場合には、第１近接スイツチ５１はオンであるの
で、次のステツプに進み、制御装置は第２近接ス
イツチ５３がオンであるか否かを判断する。これ
により、前記同様に、工具交換位置Ｂにある把持
具３０に対応しない工具ホルダが誤つて支持され
ている場合は、制御装置は異常を表示して工作機
械の作動を停止し、対応する工具ホルダが支持さ
れている場合は次のステツプに進み、加工ヘツド
１５の主軸１６との間で工具ホルダ４０を交換
し、所定の加工を行うなど加工用NCプログラム
を実行する。

上記実施例においては、工具取替位置Ａには第
１近接スイツチ５１を、また工具交換位置Ｂには
第２近接スイツチ５３を設けたが、この両位置
Ａ，Ｂに近接スイツチを設ける必要はなく、何れ
か一方の位置に近接スイツチを設ければ、把持具
３０に支持された工具ホルダ４０を主軸１６に装
着する前に、その工具ホルダ４０がその番地の把
持具３０に対応するものであるか否かを検出する
ことができる。

また、上記実施例においては作動部材５０と協
働する検出スイツチとして近接スイツチを使用
し、可動爪３２が正常な係合位置にある場合には
近接スイツチがオンとなるようにしたが、検出ス
イツチとして接触式のリミツトスイツチを使用す
ることも可能であり、また正常な係合位置におい
て検出スイツチがオフとなるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本考案による工具誤取付防止機構の
一実施例を示し、第１図は主要部を示す一部破断
した下面図、第２図(a)〜(d)はそれぞれ第１図の
ａ−ａ〜ｄ−ｄ断面図、第３図は第１図の
−断面図、第４図は第１図の−断面図、
第５図は工具ホルダのひとつの下面図、第６図は
本発明を備えた工作機械の一部の平面図、第７図
は誤取付状態の一例を示す説明図、第８図は全体
の作動を示すフローチヤートである。 符号の説明、１２……支持部材、１５……加工
ヘツド、２０……工具マガジン、２１……回転
体、３０……把持具、３２……可動爪、３２ａ…
…係合面、３７Ａ〜３７Ｄ……係入突起、４０…
…工具ホルダ、４０ａ……係合面、４３Ａ〜４３
Ｄ……係入凹部、５０……作動部材、５１，５３
……検出スイツチ（第１及び第２近接スイツチ）、
Ａ……工具取替位置、Ｂ……工具交換位置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 支持部材と、この支持部材に軸承された回転体
   と、この回転体に円周方向に間をおいて半径方向
   に突出して設けられそれぞれが少なくとも１個の
   枢支された可動爪を有して同可動爪の揺動により
   工具ホルダを着脱可能に係合支持する複数の把持
   具を備え、前記回転体の割出し回動により前記各
   把持具を、同把持具に支持された各工具ホルダを
   外部に貯蔵された工具ホルダと取り替える工具取
   替位置と、同工具ホルダを工作機械の加工ヘツド
   との間で受け渡しする工具交換位置に選択的に割
   り出す工具マガジンにおいて、前記各可動爪は前
   記工具ホルダとの係合面にそれぞれ互いに異なる
   係入突起を備え、前記各工具ホルダは前記可動爪
   との係合面に前記各係入突起の何れかひとつのみ
   を受け入れてこれと係合するそれぞれ互いに異な
   る係入凹部を備え、前記各可動爪はそれぞれ同可
   動爪と共に揺動する作動部材を備え、前記支持部
   材には前記工具取替位置及び工具交換位置の少な
   くとも何れか一方に割り出された把持具の可動爪
   に設けられた前記作動部材と協働して同把持具の
   可動爪に設けられた前記係入突起が同把持具に支
   持された工具ホルダの前記係入凹部と係合してい
   るか否かを検出する検出スイツチを設けたことを
   特徴とする工具誤取付防止機構。