JPH0333397Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、主軸と工具マガジン内に収納される
工具の軸線方向が交差するコラムフイード型マシ
ニングセンタの自動工具交換装置に係り、特に工
具交換の時間を短縮して作業能率を向上すると共
に、多数の工具の自動交換を可能にする自動工具
交換装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来は、第３図に示すように、主軸台８側と単
独の不動側の工具マガジン１２側との間で工具交
換を行う場合は、キヤリア１３が使用された。キ
ヤリア１３は工具マガジン側に固定され主軸８又
は工具マガジン１２間の工具の引き出し、挿入動
作をすると共に、旋回し両者間の工具交換を行う
ように形成されるものである。単独の工具マガジ
ン１２が主軸台８を支持するコラム７と離れて配
設される場合および工具マガジン１２が複数箇使
用される場合は第４図に示す如く、キヤリア１
３、固定ポツト台２３、滑り受台２４および移動
アーム台２２等が使用されるのが一般であつた。

以下に、それ等について説明する。

工具１０を把持して加工を行うスピンドル９を
支持する主軸台８は、テーブル１４に対し水平方
向に移動するコラム７に支持され、コラム７に沿
つて垂直方向に移動する。

キヤリア１３には自動工具交換用のアーム６が
旋回可能に、かつ旋回軸線方向に沿つて往復動可
能に支持される。

工具交換は、次のようにして行われる。

キヤリア１３は工具マガジン１２側に旋回し、
アーム６の一端で工具マガジン１２内のポツト１
１から所定の工具１０を把持して待機する。スピ
ンドル９内に把持された工具による加工が終了
し、主軸台８が上昇すると共にコラム７はテーブ
ル１４から後退して工具交換のための原位置に復
帰すると、２点鎖線で示す如く、キヤリア１３が
コラム７側に旋回し、アーム６が旋回して加工終
了の工具をスピンドル９から抜去する。続いて旋
回して他端で把持していた工具をスピンドル９に
嵌入する。主軸台８が所定位置に移動すると共に
コラム７がテーブル１４側に移動して次の加工が
開始される。

第４図に示すように、工具マガジン１２が複数
箇の場合、又は単独の工具マガジン１２がコラム
７から離れて配設されている場合は、工具マガジ
ン１２の前面とコラム７との間には、工具マガジ
ン１２と自動工具交換するアーム６ａを有する移
動アーム台２２がコラム７と工具マガジン１２
（１２ａ）間に架設された滑り受台２４上に移動
可能に支持されて配設される。滑り受台２４のコ
ラム７側には固定ポツト台２３が固設され、固定
ポツト台２３と移動アーム台２２との間で工具の
受け渡しが行われる。固定ポツト台２３はキヤリ
ア１３の近傍に配置され、両者間で工具の受け渡
しが行われる。

工具を交換するときは、アーム６ａにより工具
マガジン１２、又は１２ａから所定の工具を取り
出し、移動アーム台２２が移動してその工具を固
定ポツト台２３のポツト１１ａに嵌入すると、待
機しているキヤリア１３のアーム６が、前記のポ
ツト１１ａの工具と既に把持している加工済の工
具とを自動交換する。次に、移動アーム台２２が
移動し、アーム６ａにより加工済の工具をポツト
１１ａから受取り、工具マガジン１２ａの所定の
ポツトに戻入する。キヤリア１３は前記の場合と
同様な作用で、コラム７が原位置に復帰後新たな
工具をスピンドル９に装着させる。

前記の如く、従来の技術では単独又は複数箇の
工具マガジン１２の場合や、コラムから離隔した
位置にある工具マガジン１２の場合、スピンドル
９側との工具交換は、コラム７が後退し、キヤリ
ア１３と主軸９とが工具交換し得る位置に位置決
めされることが必要であつた。このため、工具交
換の時間がかかる問題点があつた。更に、滑り受
台２４を配設するための工場スペースを要し、ま
た、固定ポツト台２３、移動アーム台２２の設備
が必要となり、かつそれ等の制御機構が必要とな
るため装置構造が複雑となりコスト高となる問題
点が有つた。

［考案が解決しようとする課題］ 本考案は、前記問題を解決するもので、その目
的は、コラムが工具交換時の原位置復帰前に、工
具を把持するアームを工具交換可能な状態で待機
させ、前記コラムが原位置に復帰すると同時に主
軸側との工具交換を行つて工具交換時間を短縮
し、作業能率を高め、工場スペースを要せず、か
つ経費の低い自動工具交換装置を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、前記目的を達成するために、コラム
に支持される主軸台のスピンドルの軸線方向と工
具マガジン内に収納される工具の軸線方向とが交
差して配置され、前記コラムの所定の復帰位置で
前記スピンドルと工具マガジンとの間で工具の自
動交換を行う自動工具交換装置において、前記コ
ラムの上方側に設けられ前記交差する２面間を弧
状面を含む軌道で連結してなる軌道台と、前記コ
ラムおよび工具マガジンの上方において両者間に
架設される滑り受台と、前記軌道台を固持すると
共に前記滑り受台上に摺動可能に支持され前記コ
ラムと工具マガジン間を往復動する滑り支持台
と、前記軌道台に移動可能に支持され自装する駆
動手段により前記軌道台の軌道に沿つて往復動す
る架台と、該架台に摺動可能に支持され該架台側
に設けた駆動手段により前記スピンドルに近接又
はこれから離隔する方向に移動するアーム台と、
該アーム台に旋回可能に支持されると共に旋回軸
線方向に沿つて往復動可能に支持される自動工具
交換用のアームとを設けてなる自動工具交換装置
を構成するものである。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例を図面に基づき説明す
る。

第１図および第２図に示すように主軸台８を支
持するコラム７の上方には軌道台１が設けられて
いる。軌道台１はスピンドル９の軸線方向とこれ
に直交して工具マガジン１２，１２ａ内に収納さ
れる工具１０の軸線方向との２面を弧状の面で連
結した軌道面２を有するものからなる。

コラム７と工具マガジン１２，１２ａとの間の
上方側には不動側の支柱１５に支持される滑り受
台２８が架設される。滑り受台２８上にはは滑り
支持台２６が摺動可能に支持される。滑り支持台
２６には前記駆動手段の１つであるステツピング
モータ２５が装着される。ステツピングモータ２
５にはピニオン２７が固定される。一方、滑り受
台２８上にはその架設方向に沿つてラツク２９が
設けられ、ラツク２９はピニオン２７と噛合す
る。従つて、ステツピングモータ２５を駆動する
と滑り支持台２６はラツク２９に沿つて往復動す
る。一方、滑り支持台２６には軌道台１が固定さ
れる。これにより軌道台１はコラム７と工具マガ
ジン１２，１２ａ間を往復動することになる。

軌道台１の内面にはその軌道面２に沿つて弧状
にラツク１６が配設されその外面側には架台３が
軌道面２に沿つて摺動可能に支承される。架台３
には前記駆動手段の１つであるステツピングモー
タ１８が固定され、その回転軸端にはピニオン１
７が固定される。ピニオン１７はラツク１６と噛
合する。また、架台３には主軸台８と近接又はこ
れに離隔する方向に沿つて配設される軌道４が形
成され、アーム台５は軌道４に支持されて前記の
方向に沿つて移動可能に架台３に支持される。す
なわち、架台３には軌道４と併設する送りねじ２
０が設けられ、送りねじ２０には前記駆動手段の
１つであるステツピングモータ１９が連結すると
共に、アーム台５のナツト２１が螺合する。な
お、ステツピングモータ１９は架台３に固定され
る。

アーム台５には自動工具交換用のアーム６が支
持される。アーム６の構造は公知技術のため、詳
細構造は表示していないが、アーム６はアーム台
５に旋回可能に支持されると共に、旋回軸線方向
に沿つて移動可能に支持される。また、アーム６
の両端には工具１０を把持し得る爪が設けられ
る。

次に、本実施例による自動工具交換作用につい
て説明する。

まず、主軸台８のスピンドル９内には交換工具
が把持されていないものとする。主軸台８がコラ
ム７に沿つて上昇すると共に、コラム７はテーブ
ル１４に近接する位置から後退し、工具交換すべ
き原位置に復帰する。一方、滑り支持台２６は滑
り受台２８上をステツピングモータ２５の作動に
より自走し、交換すべき工具１０を収納する工具
マガジン１２又は１２ａ側に位置決めされる。こ
の位置でステツピングモータ１８を駆動し、架台
３を軌道台１に沿つて移動させ、第１図の２点鎖
線で示す位置に位置決めする。この位置でステツ
ピングモータ１９を駆動し、アーム台５を下方に
移動させ、アーム６により工具１０を把持する。
次に、アーム６を旋回軸線方向に移動し、工具マ
ガジン１２ａより工具１０を引き出す。次に、ア
ーム台５を上昇させると共に架台３を軌道台１に
沿つて元の位置に復帰させながら、滑り支持台２
６を主軸台８側に復帰させる。この状態ではアー
ム６は主軸台８のスピンドル９と係合し得る位置
にある。そこでステツピングモータ１９を駆動
し、アーム台５を下降させ、アーム６に把握され
ている工具１０をスピンドル９と対岐する位置に
位置決めする。次に、アーム６を旋回軸線方向に
移動させスピンドル９内に工具１０を装着する。

逆に、スピンドル９内の工具１０を工具マガジ
ン１２，１２ａ側に戻す場合には逆の動作をすれ
ばよいが、工具交換のためのコラム７が前記した
原位置に復帰した時にはアーム台５はコラム７の
上方の工具交換位置に待機し、スピンドル９内
に、次に装着すべき工具がアーム６に把持されて
いることになる。従つて、工具の引き出しと装着
が同時に行われることになる。すなわち、コラム
７が原位置に戻ると同時に工具交換が行われ、従
来技術のようにコラム７が原位置に戻つてから工
具マガジン１２，１２ａ側からの工具の引き出し
が行われるものと全く相違する。

［考案の効果］ 本考案によれば、次のような効果が上げられ
る。

(1) 従来技術ではコラムが原位置に復帰する前に
はキヤリアが工具交換を行う待機姿勢を採るこ
とが出来ないが、本考案の場合にはコラム復帰
する前に次に交換すべき工具が待機し、復帰と
同時に工具交換が行われる。従つて、工具交換
時間を短縮することが出来、作業能率を向上す
ることが出来る。

(2) 滑り受台、軌道台、架台、アーム台等がすべ
てコラムの上方に架設されるため、工具マガジ
ンがコラムから離れた位置にあつても設置スペ
ースを必要としない。

(3) また、コラムの上方にコンパクトにまとめら
れているため、設備コストも安く、かつ経費も
低減する。

(4) 自動工具交換は各駆動手段を同期制御すれば
よく、制御機構も簡単となり、信頼性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の正面図、第２図は
第１図の側面図、第３図、第４図は従来の技術の
説明図である。 １……軌道台、２……軌道面、３……架台、４
……軌道、５……アーム台、６，６ａ……アー
ム、７……コラム、８……主軸、９……スピンド
ル、１０……工具、１１，１１ａ……ポツト、１
２，１２ａ……工具マガジン、１３……キヤリ
ア、１４……テーブル、１５……支柱、１６……
ラツク、１７，２７……ピニオン、１８，１９，
２５……ステツピングモータ、２０……送りネ
ジ、２１……ナツト、２２……移動アーム台、２
３……固定ポツト台、２４，２８……滑り受台、
２６……滑り支持台、２９……ラツク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. コラムに支持される主軸台のスピンドルの軸線
   方向と工具マガジン内に収納される工具の軸線方
   向とが交差して配置され、前記コラムの所定の復
   帰位置で前記スピンドルと工具マガジンとの間で
   工具の自動交換を行う自動工具交換装置におい
   て、前記コラムの上方側に設けられ、前記交差す
   る２面間の弧状面を含む軌道で連結してなる軌道
   台と、前記コラムおよび工具マガジンの上方にお
   いて両者間に架設される滑り受台と、前記軌道台
   を固持すると共に前記滑り受台上に摺動可能に支
   持され前記コラムと工具マガジン内に往復動する
   滑り支持台と、前記軌道台に移動可能に支持され
   自装する駆動手段により前記軌道台の軌道に沿つ
   て往復動する架台と、該架台に摺動可能に支持さ
   れ該架台側に設けた駆動手段により前記スピンド
   ル近接又はこれから離隔する方向に移動するアー
   ム台と、該アーム台に旋回可能に支持されると共
   に旋回軸線方向に沿つて往復動可能に支持される
   自動工具交換用のアームとを設けることを特徴と
   する自動工具交換装置。