JPH03190643A - Automatic tool changer - Google Patents
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- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
Abstract
Description
【産業上の利用分野１
本発明は、工作機械用の自動工具交換装置に関するもの
で、ツールマガジンとスピンドルヘッドとの間に設けら
れたツールチェンジャが直線走行と水平面旋回とを行な
う形式の自動工具交換装置の改良に関する。
【従来の技術】
従来のこの種自動工具交換装置においては、例えば、第
４図のように自動工具交換装置（以下ツールチェンジャ
という）のチェンジアーム（１）が軸（２）を中心とす
る旋回ブラケット（３）の左右走行レール（４）に対し
て支持されている場合、 ツールマガジン（６）のツー
ル（Ｔ□）をスピンドル（５）のツール（Ｔ２）と交換
する順序は次のようになる。まず、ツールマガジン（６
）のツールポット（７）に収納されているツール（Ｔ１
）をチェンジアーム（１）の初期位置（Ｓ）からの左右
行とアーム出入により■〜■の動作で取出し、旋回■で
待機位置（Ｗ）に停止し、チェンジアーム（１）は左行
■をする。次に、ツールマガジン（６）の位置から９０
°の位置へ残りの旋回■をして右行■でスピンドル（５
）のツール（Ｔ２）をチェンジアーム（１）の片方のグ
リップが取りに行き、 ツール（Ｔ２）の引き抜きの出
■アームの１８０”回転［相］した後、 ツール（Ｔ１
）をスピンドル（５）にはめる入■の動作をし、左行＠
でチェンジアーム（１）がスピンドル（５）から離れる
。続いて、待機位置（Ｗ）まで旋回０し右行［相］で待
機し、残りの旋回■からマガジン側の左右行とチェンジ
アーム（１）の出入の［相］〜［相］を経てツール（Ｔ
２）をツールマガジン（６）へ納めて初期位置（Ｓ）へ
戻る。以上、■〜［相］の動作を順次行なってツールの
交換がなされるのである。[Industrial Application Field 1] The present invention relates to an automatic tool changer for a machine tool, and the present invention relates to an automatic tool changer for machine tools, in which a tool changer provided between a tool magazine and a spindle head can move in a straight line and rotate in a horizontal plane. Relating to improvements in exchange equipment. [Prior Art] In a conventional automatic tool changer of this kind, for example, as shown in FIG. When the bracket (3) is supported by the left and right running rails (4), the order in which the tool (T□) in the tool magazine (6) is replaced with the tool (T2) in the spindle (5) is as follows: Become. First, tool magazine (6
) stored in the tool pot (7) (T1
) is removed from the initial position (S) of the change arm (1) by moving left and right and moving the arm in and out with the movements of ■ to ■. It stops at the standby position (W) by turning ■, and the change arm (1) moves leftward ■ do. Next, from the position of the tool magazine (6),
Make the remaining turn ■ to the position of ° and move the spindle (5) to the right ■.
One grip of the change arm (1) picks up the tool (T2) of the tool (T2), and after the tool (T2) is pulled out and the arm rotates 180", the tool (T1) is removed.
) into the spindle (5) and move it to the left @
The change arm (1) separates from the spindle (5). Next, turn 0 to the standby position (W) and wait in the right-hand [phase], and from the remaining turn ■, go through the left-right movement on the magazine side and the [phase] to [phase] of the change arm (1) in and out. (T
2) into the tool magazine (6) and return to the initial position (S). As described above, tools are replaced by sequentially performing operations from (1) to [phase].
ここで、上記マガジン側石行限のアーム入■から待機位
置旋回■、停止左行■、主軸側への旋回■の動作すなわ
ち■〜■を同時に行わせ、またその反対の主軸側左行＠
からマガジン側への旋回■までの動作を同時に行なわせ
れば、交換時間の短縮になる。そのためには、チェンジ
アーム（１）の水平旋回と左右走行とを機構的に同調さ
せ、上記待機位置（Ｗ）での停止を廃止する必要がある
。
この解決手段の一つとして旋回ブラケット（３）の左右
走行レール（４）に取付けたチェンジアームベース（８
）でマガジン側石行限と主軸測水行限が同一になる点を
設定し、そこを中心にチェンジアームベースを旋回させ
ようとするものが開発されている。これの旋回中も同じ
位置になるようにカムフォロアを設は固定カムと回転カ
ムの組合せで、上記同一点を無理なく移行させるように
している。
しかし、この方式は構造が複雑で部品点数も多く、メン
テナンスを必要とする点で未だ十分でなく、交換時間の
短縮も満足するものではない。Here, the operations of the above-mentioned arm input (■) at the magazine side stone travel limit, turning to the standby position (■), stop moving to the left (■), and turning to the spindle side (■), i.e., ■ to ■, are performed simultaneously, and the opposite movement to the left on the spindle side @
If the operations from 1 to 2 are performed at the same time, the replacement time will be shortened. For this purpose, it is necessary to mechanically synchronize the horizontal rotation and left/right movement of the change arm (1), and to eliminate stopping at the standby position (W). One solution to this problem is the change arm base (8) attached to the left and right running rails (4) of the swing bracket (3).
), a point has been developed where the magazine side stone travel limit and the main shaft water measurement travel limit are the same, and the change arm base is rotated around that point. A cam follower is installed so that the same position is maintained even during turning, and a combination of a fixed cam and a rotating cam is used to smoothly move the same point. However, this system is still unsatisfactory in that it has a complex structure and a large number of parts, requires maintenance, and is not satisfactory in terms of shortening replacement time.
本発明は後者の技術と全く異なる構造により、上記マガ
ジン側石行限のアーム入■から主軸側への旋回■＋■と
同時に左行■を行なわせると■〜■が一挙に終了し、ま
た逆に主軸側左行＠からマガジン側への旋回＠＋のと同
時に右行０を行なわせると＠〜［相］の動作が一挙に終
了するように迅速な動きを可能にしたものである。
すなわち、 ツールマガジン（６）と工作機械のスピン
ドル（５）との間でツール（Ｔ）を受渡しするチェンジ
アーム（１）が９０’水平面旋回の両側で左右走行する
装置において、チェンジアーム（１）側のガイドローラ
（１１）と固定ベース（１２）側の該ガイドローラ（１
１）の通過するガイド溝（１４）を有するガイド板（１
３）を設け、該ガイド板（１３）の溝（１４）はチェン
ジアーム（１）の入状態旋回両端のガイドローラ（１１
）の位１ （Ｐ） （Ｑ）をコーナーとし、その間を湾
曲する形状でかつガイド溝（１４）湾曲部内に曲記ガイ
ドローラ（１１）の存在を確認してチェンジアーム（１
）に直進駆動を与える検出センサ（１５）を設けてなる
ことを特徴とする。
ガイドローラ（１１）がＰ又はＱの位置から旋回してガ
イド溝（１４）内へ入ってしまえば、チェンジアーム（
１）に直線駆動を与えて旋回と直進とを同時に行なわせ
ることができるので、直進駆動の検出センサはＰ、Ｑの
入口付近２個所か又は中間位置（Ｕ）１個所に設けて左
右行共通のセンサにする。
実際の検出センサ（１５Ｃ）は、旋回ブラケット（３）
の中間位置に設ける。The present invention has a structure that is completely different from the latter technique, and when the leftward movement ■ is performed at the same time as the arm insertion ■ at the magazine side stone travel limit and the rotation ■+■ toward the main shaft side, ■~■ are completed at once, and On the other hand, if the rightward 0 is performed at the same time as the rotation from the leftward @ on the main shaft side to the magazine side @+, the operations from @ to [phase] are completed all at once, thus enabling quick movement. That is, in a device in which the change arm (1) that transfers the tool (T) between the tool magazine (6) and the spindle (5) of the machine tool runs left and right on both sides of a 90' horizontal rotation, the change arm (1) the guide roller (11) on the side and the guide roller (1) on the fixed base (12) side.
1) having a guide groove (14) through which the guide plate (1) passes.
3), and the grooves (14) of the guide plate (13) are provided with guide rollers (11) at both ends of the change arm (1) when the change arm (1) is turned on.
) Place 1 (P) (Q) is the corner, and the change arm (1
) is provided with a detection sensor (15) that provides linear drive. Once the guide roller (11) turns from the P or Q position and enters the guide groove (14), the change arm (
1) Since it is possible to give linear drive to the vehicle and make it turn and go straight at the same time, the detection sensors for straight drive can be installed at two locations near the entrances of P and Q, or at one intermediate position (U), so that they can be used for both left and right directions. sensor. The actual detection sensor (15C) is located on the swing bracket (3)
Provided at an intermediate position.
通常のチェンジアーム（１）の動きは、従来の技術とし
て初期位置（Ｓ）から■〜［相］の動作を左右直進と９
０°旋回とが個々に行なわれるように設計されている。
本発明の装置はチェンジアーム（１）のベース（８）に
ガイドローラ（１１）を設けて、 このガイドローラ（
１１）を固定ベース（１２）側のガイド溝（１４）に沿
って動かすことにより、チェンジアーム（１）の旋回と
直進の同時進行を可能とし、 チェンジアーム（１）の
旋回に伴いガイドローラ（１１）がガイド溝（１４）を
外れることなく始点（Ｐ）から終点（Ｑ）まで動く。
そして、ガイド溝（１４）中間位置の直進駆動検出セン
サ（１５）により直線走行から旋回移行時に直進暉動源
を切って自由にしていたのを、旋回途中で直進駆動させ
て旋回の終了と走行終了がほぼ同時に到達され、ガイド
ローラ（１１）は主軸側の場合は左行端（Ｑ）、マガジ
ン側の場合は右行端（Ｐ）となって、前述の■〜■又は
＠〜■の動作が一挙に終了し、直ちに、スピンドルにあ
るツール（Ｔ２）のつかみ動作■又はツール（Ｔ２）の
マガジンへの収納の為のアーム出動作［相］に移行する
ことができる。The normal movement of the change arm (1) is from the initial position (S) to the movement from the initial position (S) to [phase] by moving straight left and right.
It is designed so that 0° turns can be made individually. The device of the present invention includes a guide roller (11) provided on the base (8) of the change arm (1).
By moving the change arm (11) along the guide groove (14) on the fixed base (12) side, the change arm (1) can rotate and move straight at the same time, and as the change arm (1) rotates, the guide roller ( 11) moves from the starting point (P) to the ending point (Q) without coming off the guide groove (14). Then, the straight drive detection sensor (15) at the intermediate position of the guide groove (14) turns off the straight motion source and leaves it free when transitioning from straight-line running to turning, but it drives straight ahead during the turn to complete the turn and start running. The end is reached at almost the same time, and the guide roller (11) is at the left end (Q) when it is on the main shaft side, and at the right end (P) when it is on the magazine side, and the guide roller (11) is at the left end (Q) when it is on the main shaft side, and at the right end (P) when it is on the magazine side. After the operation is completed all at once, it is possible to immediately shift to the gripping operation (2) of the tool (T2) on the spindle or the arm ejection operation [phase] for storing the tool (T2) in the magazine.
以下図面によって本発明の構成及び動作を具体的に説明
する。
第１図はツールチェンジャの平面図、第２図は正面図で
ある。第３図はカイト板の平面図である。
第１図から明らかなように、図の左側にツールマガジン
（６）のツールボットチエン（７）があり、図の右上方
にスピンドル（５）がある。その間のツールの受渡しを
行なうのが本発明のチェンジアーム（１）であり、 こ
れは旋回軸（２）で９０°旋回する旋回ブラケット（３
）の走行レール（４）に対して図の実線位置から左方２
点鎖線の位置まで左右直線行をするよう走行モータ（１
６）を備えたチェンジアームベース（８）が走行可能に
支持されている。旋回ブラケット（３）にはこのチェン
ジアームベース（８）の位置検出センサ（１５）とし゛
Ｃ左行限（Ｌ）、中間（Ｃ）、右行限（Ｒ）の３ケ所設
けられている。
旋回ブラケット（３）は実線の位置から図中央上の２点
鎖線の位置まで９０°旋回をするが、そのために、旋回
シリンダ（１７）が設けられ、これにはシリンダロッド
のマガジン側検出センサ（１８Ｍ）とスピンドル側検出
センサ（１８５）が付属している。
以上のチェンジャの構造はチェンジアームベース（８）
の中間の位置検出センサ（ｉｓｃ）を除き従来と同様で
あるが、本発明は、第２図下方にみられるように、 チ
ェンジアームベース（８）の下方にガイドローラ（１１
）を設け、これを固定ベース（１２）！こ取付けたガイ
ド板（１３）のガイド溝（１４）に沿って移動するよう
にしたことにある。ガイド板（１３）の形状は、第３図
の平面図に示すところで、この図には旋回ブラケット（
３）の旋回軸（２）と ガイドローラ（１１）及びガイ
ド溝（］４）の形状及び位置関係をチェンジアーム（１
）の移動位置と共に示している。
ガイド溝（１４）の形状はマガジン測水右行のガイトロ
ーラ位置ｏ−ｐの方向と主軸側左右折のガイドローラ位
ＩＱ−Ｒの方向にそれぞれ開放端があり、ガイドローラ
位置Ｐはマガジン側石行限であり、ガイドローラ位置Ｑ
は主軸側旋回端である。
このＰ−０間をなめらかな曲線でつないだ溝形状となっ
ている。したがって、走行フリー状態で旋回駆動させる
と、Ｐ−０間で旋回しながらチェンジアーム（１）はｏ
−＋ＰあるいはＲ−＋ Ｑへの走行と逆行して次の動き
に備えるのである。更に、このＰ−０間の中間位置すな
わち、左右行の逆行途中でチェンジアームベース（８）
が中間位置検出センサ（１５Ｃ）を蹴って、 自由走行
から駆動走行に切り換え、主軸側への旋回時ｐ −＋
Ｑであれば左行駆動し、マガジン側への旋回Ｑ−＋ｐで
あれば右行駆動し、はぼ同時に水平面旋回と左右行動作
を完了し、迅速に次の動作へ移行することを可能として
いる。
【発明の効果１
以上詳述したように、本発明のツールチェンジャはガイ
ド板とガイド溝中間位置検出で駆動走行に切換える動作
との組合せにより迅速、確実な工具の交換を可能とし、
交換時間の短縮による作業能率の向上が図れた。また、
本装置の追加部品点数は少なく、かつ簡単、堅牢なメカ
ニズムであるから、低コストでメンテナンスフリーで上
記目的の達成を可能としたのである。The configuration and operation of the present invention will be specifically explained below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of the tool changer, and FIG. 2 is a front view. FIG. 3 is a plan view of the kite board. As is clear from Figure 1, the toolbot chain (7) of the tool magazine (6) is on the left side of the figure, and the spindle (5) is on the upper right side of the figure. The change arm (1) of the present invention transfers tools between them, and this swing bracket (3) rotates 90 degrees on a swing axis (2).
) to the left from the solid line position in the figure with respect to the running rail (4)
Drive the travel motor (1
A change arm base (8) equipped with a change arm (6) is movably supported. The swing bracket (3) is provided with three position detection sensors (15) for the change arm base (8) at the left travel limit (L), middle (C), and right travel limit (R). The swing bracket (3) turns 90 degrees from the position indicated by the solid line to the position indicated by the two-dot chain line in the upper center of the figure.For this purpose, a swing cylinder (17) is provided, which is equipped with a magazine side detection sensor ( 18M) and a spindle side detection sensor (185) are included. The structure of the above changer is the change arm base (8)
is the same as the conventional one except for the intermediate position detection sensor (ISC), but the present invention has a guide roller (11
) and fix it to the fixed base (12)! This is because it moves along the guide groove (14) of the attached guide plate (13). The shape of the guide plate (13) is shown in the plan view of FIG.
Change the shape and positional relationship of the rotating shaft (2), guide roller (11), and guide groove (4) of arm (1) in 3).
) is shown along with the moving position. The shape of the guide groove (14) has open ends in the direction of the guide roller position OP on the right side of the magazine water measurement and in the direction of the guide roller position IQ-R on the left and right turns on the main shaft side, and the guide roller position P is on the side of the magazine side stone. line limit and guide roller position Q
is the pivot end on the spindle side. A groove shape is formed by connecting P-0 with a smooth curve. Therefore, when the change arm (1) is driven to turn in the free running state, the change arm (1) will rotate between P and 0.
-+P or R-+ It prepares for the next movement by going in the opposite direction to Q. Furthermore, at the intermediate position between this P-0, that is, in the middle of the left and right movement,
kicks the intermediate position detection sensor (15C), switches from free travel to drive travel, and when turning toward the main shaft, p - +
If it is Q, it will be driven leftward, and if it is turning to the magazine side Q-+p, it will be driven rightward, completing horizontal plane turning and left-right movement almost at the same time, making it possible to quickly move on to the next movement. There is. Effects of the Invention 1 As detailed above, the tool changer of the present invention enables rapid and reliable tool exchange by combining the guide plate and the operation of switching to drive travel by detecting the intermediate position of the guide groove.
Work efficiency was improved by shortening replacement time. Also,
Since the number of additional parts of this device is small and the mechanism is simple and robust, it is possible to achieve the above objectives at low cost and without maintenance.
第１図は本発明ツールチェンジャの平面図、第２図に正
面図、第３図は旋回ガイド板の平面図、第４回は従来の
ツールチェンジャの平面図である。
（１）チェンジアーム （２）旋回軸（３）旋回ブラ
ケット （４）走行レール（５）スピンドル
（６）ツールマガジン（７）ツールボットチエン
（８）チェンジアームベース
（１１）ガイドローラ （１２）固定ベース（Ｉ３
）ガイド板 （１４）ガイド溝（１５）検出セ
ンサ（Ｌ、Ｃ，Ｉｔ） （１６）走行モータ（１７）旋
回シリンダ （１８）検出センサ（Ｍ、５）（０）ガ
イドローラ位置（マガジン側交換）（Ｐ）ガイドローラ
位Ｗｆ１．（マガジン旋回端）（Ｑ）ガイドローラ位置
（主軸側旋回端）（Ｒ）ガイドローラ位置（主軸側交換
）（Ｕ）ガイドローラ位置（旋回中１１ｔｌ）（Ｓ）初
期位置
（Ｔ工）（Ｔ２）ツール
（Ｗ）
待機位置
以
上FIG. 1 is a plan view of the tool changer of the present invention, FIG. 2 is a front view, FIG. 3 is a plan view of a rotating guide plate, and FIG. 4 is a plan view of a conventional tool changer. (1) Change arm (2) Swivel axis (3) Swivel bracket (4) Travel rail (5) Spindle
(6) Tool magazine (7) Tool bot chain (8) Change arm base (11) Guide roller (12) Fixed base (I3
) Guide plate (14) Guide groove (15) Detection sensor (L, C, It) (16) Travel motor (17) Swing cylinder (18) Detection sensor (M, 5) (0) Guide roller position (Magazine side replacement ) (P) Guide roller position Wf1. (Magazine rotation end) (Q) Guide roller position (spindle side rotation end) (R) Guide roller position (spindle side replacement) (U) Guide roller position (11tl during rotation) (S) Initial position (T work) (T2 ) Tool (W) Above the standby position
Claims (1)
）との間でツール（Ｔ）を受渡しするチェンジアーム（
１）が９０゜水平面旋回の両側で左右走行する装置にお
いて、チェンジアーム（１）側のガイドローラ（１１）
と固定ベース（１２）側の該ガイドローラ（１１）の通
過するガイド溝（１４）を有するガイド板（１３）を設
け、該ガイド板（１３）の溝（１４）はチェンジアーム
（１）の入状態旋回両端のガイドローラ（１１）の位置
（Ｐ）（Ｑ）をコーナーとし、その間を湾曲する形状で
かつガイド溝（１４）湾曲部内に前記ガイドローラ（１
１）の存在を確認してチェンジアーム（１）に直進駆動
を与える検出センサ（１５）を設けてなることを特徴と
する自動工具交換装置。1 Tool magazine (6) and machine tool spindle (5)
), which transfers the tool (T) between the change arm (
In a device in which 1) runs left and right on both sides of a 90° horizontal rotation, the guide roller (11) on the change arm (1) side
and a guide plate (13) having a guide groove (14) through which the guide roller (11) on the fixed base (12) side passes, and the groove (14) of the guide plate (13) is arranged in the direction of the change arm (1). The positions (P) and (Q) of the guide rollers (11) at both ends of the turning state are the corners, and the guide rollers (11) have a curved shape between them, and the guide rollers (11) are in the curved portion of the guide groove (14).
An automatic tool changer characterized in that it is provided with a detection sensor (15) that confirms the presence of the change arm (1) and provides a linear drive to the change arm (1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32662389A JPH03190643A (en) | 1989-12-16 | 1989-12-16 | Automatic tool changer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32662389A JPH03190643A (en) | 1989-12-16 | 1989-12-16 | Automatic tool changer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03190643A true JPH03190643A (en) | 1991-08-20 |
Family
ID=18189869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32662389A Pending JPH03190643A (en) | 1989-12-16 | 1989-12-16 | Automatic tool changer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03190643A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61103745A (en) * | 1984-10-25 | 1986-05-22 | Osaka Kiko Co Ltd | Automatic tool exchanging device of machine tool |
-
1989
- 1989-12-16 JP JP32662389A patent/JPH03190643A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61103745A (en) * | 1984-10-25 | 1986-05-22 | Osaka Kiko Co Ltd | Automatic tool exchanging device of machine tool |
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