JPH0319741A - 自動工具交換機構 - 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］ 本発明は自動工具交換機構に係り、特にいわゆるマシン
クセンタに使用される自動工具交換アームの構造に関す
る。

［従来の技術］ 近年、切削加工や研削加工などの機械加工を自動的かつ
効率良く行なうために、いわゆるマシニングセンタが多
用されている。このマシニンタセンタは、必要とする機
械加工の種類に応して適宜加工工具な選択して自動的に
これを工作機械本体の主軸に取付け、加工を行なうよう
になっており、この工具の取付け、取外しに自動工具交
換アームなどの機構か備えられている。

ところて、工作機械本体には、加工工具か１木のみ取付
けられる場合のみならず、複数の加工工具か並列に取付
けられて回時に加工を行なう場合、さらに各加工工具に
対してクーラントを供給するノズルか並設される場合等
さまざまな使用形態かある。

ここで従来の自動工具交換機構として使用されるアーム
は、これら工具類のうちの１つを把持して工作機械本体
に取付け取外しするとともにこの工作機械本体に隣接し
て設けられたマヵシンに工作機械本体から取外した工具
を収納したり、新しい工具を把持して工作機械本体に取
付けるようにしていた。

［発明か解決しようとする課題］ 従って、工作機械本体に対して工具角か複数取付けられ
ている場合において、この複数の−［！！．類を共に交
換する必要かある場合などには、■回の自動工具交換ア
ームの動作のみてはその交換か達威し得す、その作業に
時間を要したり、または複数の自動工具交換アームを予
め用意し、短時間にその作業を完了させようとするもの
の、装置の大型化を余儀なくされるという問題かある。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みなされた
ものて、その目的とするところは、例え工作機械本体に
工具類か複数取付けられ、この複数の工具類１ｔｊＤに
取付け、取外しする必要がある場合においても．１つの
自動工具交換アームの１回の作動によってその作業を完
了し、作業の簡略化および効率の向上を達成できる自動
工具交換機構を提供するにある。

［課題を解決するための千段］ 本発明は、このような目的を達成するために、工作機械
本体に工具類か複数着脱可能に取付け可能とされ、前記
工具類が自動工具交換アームにより選択的に把持されて
工作機械本体に取付け、取外しされる自動工具交換機構
であって、自動工具交換アームに複数の二［具類の把持
部を形成したものてある。

［作用］ このように、自動工具交換アームに複数の工具類の把持
部を形或することにより、所定の位置に複数の工具類が
存在する場合においては、このアームかその位置に移動
することにより、複数の工具類は１つのアームによって
把持されることになり、このアームの１回の作業で目的
に応じた所望の工具の取付け取外しか達成できる。ここ
て工具類は加工工具のみならずその他クーラン１へ用の
ノズル等も含まれるものてある。

［実施例］ 以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。

第１図ないし第３図には本発リ１の一実施例、特に加工
工具として砥石を例にとった実施例か示されている。符
号ｌＯて示すのは−［具ホルダてあり、この工具ホルタ
１０は基端部においてマシニンクセンタなどの工作機械
本体ｌ２の主軸ヘット（図示省略）に装着されるテーバ
シャンク部ｌ４を有し、このテーバシャンク部１４に続
いて一体的にフランシ部１６およびこのフランジＢ５１
６よりもさらに先端側にホルダ胴部１８を備え、このホ
ルダ胴部１８の先端（図の下端）に砥石などの加工工具
２０を備えている。フランジ部１６は工具ホルタｌＯを
主軸ヘッドに装着する際の位置決め用として機能すると
ともに、後述する自動工具交換アームか係合するための
係合溝２２をその外周に備えている。

符号２４は冷媒用のノズルであり、全体として略Ｌ字型
に折曲され、その開口２６は加工工具２０に対向して位
置している。符号２８はこの間口２６に連通ずるととも
にノズル２４の軸芯に沿って形成された冷媒通路てある
。このノズル２４は工具ホルダ１０とは分離され、独立
して工作機械本体１２に着脱可能に取付けられる。

さらに詳しくは工作機械本体ｌ２には取付ブロック３０
か固定して取付けられており、この取付ブロック３０に
ノズル２４か装着される。ここで冷媒は工作機械本体１
２から取付フロック３０を介して高圧てノスル２４の玲
奴通路２８に導入されるので、ノズル２４がこの高圧の
冷媒の圧力を受けて取付ソロック３０から脱落するのを
防止するため、ノズル２４の基端部および取付ブロック
３０内には脱落防止機構が設けられている。

すなわち、ノズル２４の基端部は基端（第１図の上端）
に向って先細となるテーバシャンク部３２て終端してこ
れにより取付ブロック３０内への装着を容易にし、かつ
テーバシャンク部３２の略中央部にはその外周に沿って
ボール受溝３４が形成されている。３６はフランジ部て
あり、ノズル２４の取付ブロック３０に対する位置決め
用として機能するとともに、後述する自動工具交換アー
ムか係合ずるための係合溝３８をその外周に備えている
。

取付ブロック３０は、主として、コイルばね４０によっ
て先端方向（第１図の下方向）に向かつて付勢されてノ
ズル２４の軸方向位置を規制するストッパ筒体４２と、
このストッパ筒体４２の外周と取付ブロック３０の木体
４４の内周との間に配置され，軸方向に摺動し得る押圧
筒体４６と、複数の係止ボール４８を保持し、内周かノ
ズル２４のテーバシャンク部３２と対応するテーパ状に
形成されて木体４４に固定される内筒体５ｏと、を備え
ている。符号５２は木体４４の底面に形成された冷媒導
入口てあり、ここから冷媒か高圧で導入されると、抑圧
筒体４６の基端面（第１図の上面｝にその圧力か作用し
て押圧筒体４６は第１図に示すように下方に摺動し、そ
の先端に形成されたデーバ押圧面５４か係止ボール４８
を半径方向内側に押圧して，内筒体５ｏ内に挿入されて
いるノズル２４のテーバシャンク部３２のボール受溝３
４に押し付けるようになっている。この押圧筒体４６は
通常はコイルばね５６により基端方向に付勢され，従っ
て係止ボール４８は円筒体５０に保持されたまま半径方
向外側に後退している。なお５８はそれぞれシール部材
、６ｏは内筒体５０の端面から突出してノズル２４のフ
ランジ部３６に形成された図示しない係合溝に係合する
位置決めピンである。

このように、ノズル２４が取付ソロック３０内に装着さ
れ、高圧の冷媒か木体４４の冷媒導入孔５２からストツ
バ筒体４２内の空間を通り、ノズル２４の冷媒通路２８
を通してその開口２６から噴射される場合、その圧力を
利用して係１１−ボール４８かノズル２４のデーバシャ
ンク部３２のボール受溝３４内に押え付けられるのて、
ノズル２４はより強固な力で取付ノロツク３ｏに保持さ
れ、その脱落か防止される。

次に第２図には、第１図に示したようなノズル２４か工
具ホルタ１０から分離された工具保持構造に使用される
自動工具交換アーム６４の構造か示され、第３図にはこ
の自動工具交換アーム６４によって保持されている工具
ホルダ１ｏおよびノズル２４の状態か示されている。

自動工具交換アーム６４は、工作機械本体１２に隣接し
て回動軸６６を有し、この回動軸６６から一対のアーム
６８Ａ、６８Ｂが延びている。各アーム６８Ａ、６８Ｂ
の端部には工具ポルダｌｏのフランジ部１６の係合溝２
２に係合する第１把持部７０と、この第ｌ把持部７０よ
りもさらに先端側にノズル２４のフランジ部３６の係合
溝３８に係合ずる第２把持郁７２か形成されている（第
３図参照）。符号７工、７３は脱落防ＩＥ用の爪をそれ
ぞれ示している。

なお、爪７１は自動工具交換アーム６４の制御に連動し
て出没するように構成するのか好適であるか、他方の爪
７３は、例えば同様な連動により作動させても良く、又
は単にばね等の付勢手段て第２把持部７２の内側に付勢
させ、前記ノズル２４か第２把持部７２に侵入ずる際に
押しのけ・られて退避し、ノズル２４の把持時に外側か
ら付勢力でノズル２４を把持し得るようにしても良い。

第２図に示す状態では、自動工具交換アーム６４の左側
のアーム６８Ａにおいて、第１把持部７０が工作機械本
体ｌ２に取付けられていた工具ホルダ１０を把持し、第
２把持部７２が同ノズル２４を把持しており、この時同
時に他方のアーム６８Ｂは、図示しない複数の加工工具
を備えたマガジンから選択された新たな加工工具の工具
ホルタ１０とこの工具ホルタｌＯと組の冷媒用のノズル
２４かそれぞれの把持部において把持している。そして
自動工具交換アーム６４か回動軸６６を中心に回転する
ことにより、新たな加工工具ならびにノズルは工作機械
本体１２に取付けられ、今まて使用されていた加工工具
およびノズルは所定の位置に前記マガジン内に返却され
る。

第４および５図には、自動工具交換アーム６４の一方の
アーム６８Ａの第１および第２把持部の構造か詳しく示
されている。他方のアーム６８Ｂについても同様である
。両把持部７０、７２はそれぞれ略半円弧状の四部であ
り、その凹部の内周に沿って、把持されるべき対象物の
係合溝２２、３８に嵌る突縁８０、８２を有している。

第１把持部７０に把持される工具ホルダ１０の脱落防止
用爪７１は、アーム６８Ａの端面から出没可能とされ、
突出時には工具ホルダｌＯの係合溝２２に係合し、突縁
８０と協同して工具ホルダ１０を確実に把持する。この
爪７１の出没動作は、好ましくは、自動工具交換アーム
６４の作動制御に連動して制御されるのが良い。

第４図に示すように、この実施例では、前述の第２図に
示した第２把持部７２における爪７３に換え、把持レバ
ー８４か設けられている。この把持レバー８４は、ビン
８６を介してアーム６８Ａの本体に揺動可能に枢支され
る。アームの本体と該把持レハー８４との間に介装され
たコイルばね８８により、把持レバー８４は、第４図の
２点鎖係で示す位置に向けて付勢され、その位置におい
て，把持レハー８４の一方の側面の当接部９０か第１把
持部７０の円弧内に位置するように配置されている。

これにより、工具ホルタ１０か第１把持部７０内に完全
に把持されるとき、把持レバー８４は、その当接部９０
か工具ホルタ１０により押しのけられることにより、ビ
ン８６の回りに第４図の反時計方向に回動される。この
とき、第２把持部７２には既にノズル２４か嵌め込まれ
ているような位置関係になっており、把持レハー８４の
先端１ｌ は第２把持部７２内のノズル２４の係合溝３８に係合し
、第２把持部７２の突縁８２と協動してノズル２４を確
実に把持ずる。把持レバー８４の先端てあって第２把持
部７２側に，突起９２を形戒すれば、係合溝３８との係
合がより確実となり、好ましい。

なお以上の実施例において、工具ホルダ１０か取付けら
れる工作機械本体ｌ２の主軸ヘッドに対し、取付ブロッ
ク３０が取イ・１けられる工作機械本体ｌ２の部分を回
動可能に構成し、工具ホルダ１０と工作物との相対的な
移動に伴ってノズル２４の開口２６を回動させ、常に冷
媒を適正な位置に向けて噴射するよう構成することもで
きる。

また以」二の実施例においては、工具類として工具ホル
タ１０とノズル２４か工作機械本体に取付けられる例を
示したが、木発リ１はこれに限定されず、種々の加工工
具を保持する工具ホルダが複数工作機械本体に取付けら
れている場合など種々の態様でも適用てきる。

さらに、以上の実施例では、自動工具交換アー１　２ ムには２つの把持部を設けたか、これに限定する必要な
く、３つ以上設けるような場合も本発明に含まれる。な
お，工具類の取付け取外しにおいて、必ずしも自動工具
交換アームに設けられた把持部の数を全て使用する必要
はなく，例えば、３つの把持部を備えたアームによって
２つもしくは１つのみの工具類を把持して所定の場所に
取付け、取外しするこどもあり得る。

［効果］ 以上説明したように、本発明によれば、自動工具交換ア
ームに複数の工具類の把持部を形成したので、１つの自
動工具交換アームの１回の作業でＥｌ的の数の工具類を
交換てきるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動工具交換機構に使用される工
作機械本体の工具把持構造の一例を示す一部切欠き平面
図、第２図は本発明の自動工具交換機構の一実施例を示
す第１図の底面図、第３図は同実施例における工具頬な
自動工具交換アームによって把持した状態を示す平面図
、第４図は自動工具交換アームの把持部分を示す拡大図
、第５図は第４図のＶ矢視図である。 １０　　・ １　２　・ ２　０　・ ２　４　・ ３　０　・ ６　４　・ ７　０　、 ・・工具ホルダ ・・工作機械本体 ・・加工工具 ・・ノズル ・・取付ブロック ・・自動工具交換アーム ７２・・・把持部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）工作機械本体に工具類が複数着脱可能に取付け可
   能とされ、前記工具類が自動工具交換アームにより選択
   的に把持されて工作機械本体に取付け、取外しされる自
   動工具交換機構であって、自動工具交換アームに複数の
   工具類の把持部を形成した自動工具交換機構。