JPH0350645B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明は、旋盤におけるチヤツク爪を全数同時
に交換可能ならしめるチヤツク爪交換装置に関す
る。

(b) 技術の背景 旋盤における工具交換等の段取り作業の自動化
は、最近めざましいものがあり、チヤツク爪の交
換の自動化についても種々の提案がなされてい
る。

(c) 従来技術と問題点 従来、チヤツク爪の交換装置としては、刃物台
を用いて１個ずつ行うものが知られていたが、こ
の方法ではチヤツク上の全ての爪を交換するの
に、爪の数だけの交換動作が必要となり交換に多
くの時間を必要とし、旋盤の実質的な加工効率を
悪化させる不都合があつた。

また、チヤツクと、別に設けられた爪の格納手
段との間に旋回するアームを設け、そのアームを
用いてチヤツク上の爪を同時交換する方法も提案
されているが、旋盤の主軸台付近でアームが旋回
することは安全上極めて問題がある。

なお、特開昭53−16978号にチヤツクの周囲に、
交換用爪の格納手段の設けられた輪状マガジンを
回転自在に設け、その外周部に設けられたロツド
により爪の交換を行なう方法が提案されている。
しかし、この種の構造を用いると、通常多少の遊
びが有る状態で装着されたチヤツク上の爪と、チ
ヤツク外周部に配置された輪状マガジンの爪格納
手段の位置を正確に整合させる必要性が有るが、
どのような構造にすればそうしたことが可能かに
ついての示唆はなく、実用上の問題が有つた。ま
た、輪状マガジン及び移送機構全体が主軸軸心方
向に固定的に設けられているので、交換装置が常
にチヤツクの爪部分の外周を覆う形となり、ワー
クの加工中に刃物台との干渉などの可能性が高
く、安全上の問題が有つた。

(d) 発明の目的 本発明は、前述の欠点を解消すべく、一回の交
換動作でチヤツク上の爪の同時全数交換が可能
で、爪の交換に用する時間を大幅に短縮すること
ができるチヤツク爪交換装置を提供することを第
１の目的とするものであり、更には、旋回アーム
等を用いることのない安全性の高いチヤツク爪交
換装置を目的とするものである。

また、本発明はチヤツクに対する爪の装着遊び
が有つても、爪と爪の格納手段を正確に整合させ
ることが出来、また、加工に際して、刃物台など
との干渉の危険性が少ない安全性の高いチヤツク
爪交換装置を提供することを別の目的とするもの
である。

(e) 発明の構成 即ち、本発明は主軸台に回転駆動自在に設けら
れたチヤツクを有し、前記チヤツクに複数のマス
タージヨーを均等な角度ピツチで設けると共に、
放射状方向に移動自在に設け、前記各マスタージ
ヨーに爪を、該マスタジヨーに対して係合固定自
在、かつ放射状方向に移動し得るように設け、該
チヤツクの周囲に格納リングを回転駆動自在に設
け、前記格納リングに複数の爪格納手段を設け、
該爪格納手段に交換用爪を放射状方向に挿抜自在
に装着し、前記格納リングの周囲に前記マスター
ジヨーの数と一致した数の爪交換機構を前記マス
タジヨーの設置角度ピツチと一致した形で前記主
軸台に対して固定的に設け、前記爪交換機構は放
射状方向に移動駆動自在に設けられたリリースレ
バを有し、該リリースレバの先端部に位置決めピ
ンとプツシヤを設け、前記マスタージヨーのチヤ
ツク外周側に前記位置決めピンが嵌入係合し得る
位置決め穴を設け、前記マスタジヨー内に爪の係
合保持機構を、前記マスタジヨー上の爪に対して
係合・係合解除自在に設けると共に、前記係合保
持機構の操作部を前記マスタージヨーのチヤツク
の外周部に前記プツシヤにより押動駆動自在に設
け、更に、前記爪交換機構は放射状方向に移動駆
動自在に設けられたシフタを有し、該シフタに係
合部を旋回駆動自在に設け、前記爪に前記係合部
と係合し得る係合溝を設け、更に、前記シフタの
係合部を回転させる回転駆動手段を前記爪交換機
構に設けて構成される。

また、格納リング及び爪交換機構が主軸軸心方
向に一体的に移動駆動自在に設けることも可能で
ある。

(f) 発明の実施例 以下、図面に基ずき、本発明の実施例を、具体
的に説明する。

第１図は、本発明によるチヤツク爪交換装置の
一実施例を示す斜視図、第２図は、第１図のチヤ
ツク爪交換装置の正面図、第３図は、第２図の側
断面図、第４図は、マスタージヨーと爪との係合
状態を示す断面図、第５図は、第４図の−線
による断面図、第６図は、チヤツク、マスタージ
ヨー、爪との関係を示す第３図における矢視
図、第７図は、アームの駆動状態を示す第３図に
おける矢視図、第８図は、クランピングロツド
とロツクピンとの係合関係を示す、第５図−
線による断面図である。

旋盤２は、第１図乃至第３図に示すように、主
軸台３を有しており、主軸台３には図示しな主軸
に接続されたチヤツク５が回転自在に支持されて
いる。チヤツク５には、第６図に示すように、ス
ライド溝５ａ，５ｅが連続した形で形成されてお
り、スライド溝５ａには、第４図に示すように、
公知の駆動機構であるシフタ６によつて、放射状
方向である矢印Ａ、Ｂ方向に、移動駆動自在に設
けられた３個のマスタジヨー７が120°ピツチで嵌
入設置され、更に各マスタジヨー７にはクランピ
ングロツド９が放射状方向であるＺ軸方向、即ち
矢印Ｃ、Ｄ方向に移動自在に設けられている。ク
ランピングロツド９とマスタジヨー７との間には
５個のコイルバネ１０が縮設されており、コイル
バネ１０はクランピングロツド９を常時矢印Ｄ方
向に付勢している。クランピングロツド９は、円
筒形の摺動面９ａを有しており、摺動面９ａの一
方には、第８図に示すように、カム溝９ｂが形成
されている。また、マスタジヨー７にはロツクピ
ン１１が矢印Ａ、Ｂ方向に摺動自在に設けられて
おり、ロツクピン１１には係合突起１１ａが、ク
ランピングロツド９のカム溝９ｂに先端を係合さ
せた形で設けられている。クランピングロツド９
の第４図右方側面にはラツク９ｃが形成されてい
る。

また、スライド溝５ｅには爪１２が矢印Ａ、Ｂ
方向に移動自在に嵌入係合しており、爪１２のラ
ツク９ｃと対向した位置には、ラツク１２ａがラ
ツク９ｃと係合自在に形成されている。なお、爪
１２には、係合溝１２ｂが穿設形成されている。

また、チヤツク５の周囲には本発明によるチヤ
ツク爪交換装置１が設けられており、チヤツク爪
交換装置１は、円盤状の爪格納装置１３を有して
いる。爪格納装置１３は、第３図に示すように、
主軸台３にキー１５ａを介してＺ軸方向にのみ摺
動自在に設けられたフレーム１５を有しており、
フレーム１５は主軸台３に設置されたシリンダ１
４によつてＺ軸、即ち矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動
自在に設けられている。また、フレーム１５には
格納リング１６がＺ軸を中心に回転自在に支持さ
れており、格納リング１６には24個の爪格納用溝
１６ａが均等な角度ピツチ、即ち15°ピツチで、
かつ爪１２を矢印Ａ、Ｂ方向に挿抜自在なる形に
形成されている。リング１６の溝１６ａの形成さ
れた部分には、第７図に示すように、逃げ溝１６
ｂが、Ｚ軸を中心とした放射状方向である矢印
Ａ、Ｂ方向に穿設形成されており、各溝１６ａに
は交換用の爪１２が３個一組でかつ120°ピツチ
で、従つて、７個置きに８種類格納されている
（チヤツク５に装着中のものも含む。）。なお、格
納リング１６にはギヤ１６ｃが120°以上の角度α
亙り形成されており、ギヤ１６ｃにはフレーム１
５に設置された割り出しモータ１７の出力軸がギ
ヤ１７ａを介して噛合している。

一方、チヤツク爪交換装置１には、チヤツク５
に装着し得る爪の数に等しい３個の爪交換機構１
９が、チヤツク５上の、マスタージヨー７、従つ
て爪１２の設置ピツチに等しい120°ピツチで設け
られており、各爪交換機構１９にはフレーム１５
に設けられたシフトシリン２０が、ガイドシヤフ
ト２０ａを介して矢印Ａ、Ｂ方向に移動駆動自在
に設けられている。シフトシリンダ２０にはシフ
タ２１が設けられており、シフタ２１には棒状の
アーム２２が設けられている。アーム２２には、
第７図に示すように、ギヤ２２ａが部分的に、か
つアーム２２の軸心方向に形成されており、更
に、アーム２２の第３図下端には突起２２ｂが突
設されている。また、シフトシリンダ２０の第３
図下方には、リリースシリンダ２３が、リリース
レバ２３ａを矢印Ａ、Ｂ方向に突出駆動自在なる
形に設けられており、更に、リリースシリンダ２
３には、リリースレバ２３ａのＡ、Ｂ方向の移動
に連動する形で、第７図矢印Ｅ、Ｆ方向に所定角
度にわたり回転駆動されるギヤ２３ｂが設けられ
ている。ギヤ２３ｂは、第７図に示すように、ギ
ヤ２３ｂが噛合するギヤ２２ａに対応した形で部
分的に歯切りがなされている。

チヤツク爪交換装置１は以上のような構成を有
するので、チヤツク５に装着された３個の爪１２
を格納リング１６中に格納された別の爪１２と交
換する場合には、チヤツク５を回転させて所定の
爪交換位置に位置決め保持すると共に、シフタ６
を矢印Ｃ又はＤ方向に駆動してマスタジヨー７を
所定の爪交換位置に移動させる。次に、シリンダ
１４をＤ方向に突出させて、フレーム１５を格納
リング１６と共にＤ方向に、格納リング１６の溝
１６ａがチヤツク５のスライド溝５ｅと整合する
まで移動させる。格納リング１６の溝１６ａとス
ライド溝５ｅとが整合したところで、格納リング
１６の周囲に設けられた３個の爪交換機構１９の
シフトシリンダ２０を駆動して、シフタ２１をア
ーム２２と共にＢ方向に下降させる。アーム２２
にはギヤ２２ａがアーム２２の軸心方向に形成さ
れているので、アーム２２がＢ方向に移動しても
ギヤ２２ａとリリースシリンダ２３のギヤ２３ｂ
との間の噛合は維持される。

次に、リリースシリンダ２３のリリースレバ２
３ａをＢ方向に突出駆動させる。リリースレバ２
３ａ先端には、第５図に示すように、位置決めピ
ン２３ｄとプツシヤ２３ｃが設けられており、マ
スタジヨー７上にはそれに対応する形で位置決め
穴７ｂが穿設され、かつロツクピン１１が設けら
れているので、位置決めピン２３ｄは位置決め穴
７ｂ中に嵌入係合すると共に、プツシヤ２３ｃは
ロツクピン１１の第５図上端に嵌入係合し、更
に、リリースレバ２３ａがＢ方向に移動すること
により、ロツクピン１１はＢ方向に押し下げられ
る。すると、ロツクピン１１と、係合突起１１ａ
及びカム溝９ｂを介して係合しているクランピン
グロツド９は、第８図に示すように、Ｃ方向にコ
イルバネ１０の弾性に抗する形で移動し、それま
で爪１２のラツク１２ａと噛合していたラツク９
ｃはその噛合を解かれ、爪１２は、チヤツク５内
のスライド溝５ｅ内を矢印Ａ、Ｂ方向に自由に移
動しうる状態となる。

一方、リリースシリンダ２３のリリースレバ２
３ａがＢ方向に移動すると、それに連動してギヤ
２３ｂが第７図矢印Ｆ方向に所定角度回転し、ア
ーム２２もギヤ２２ａを介してＦ方向に回転す
る。すると、突起２２ｂもＦ方向に回転してその
先端は、爪１２の、係合溝１２ｂ中に嵌入係合す
る。この状態でシフトシリンダ２０を駆動して、
シフタ２１をＡ方向に上昇させると、アーム２２
を介してチヤツク５中の各爪１２はＡ方向に、即
ち、格納シリンダ１６方向に引き上げられ、格納
シリンダ１６の溝１６ａ中に挿入移動させられ
る。格納リング１６の各溝１６ａとチヤツク５の
スライド溝５ｅはリリースレバ２３ａの位置決め
ピン２３ｄによつて正確にその位相が整合してい
るので、チヤツク５上の３個の爪１２の、スライ
ド溝５ａから溝１６ａへの移送は円滑に行われ
る。

３個の爪１２が格納リング１６の所定の格納位
置に120°ピツチで格納されたところで、リリース
シリンダ２３を駆動してリリースレバ２３ａをＡ
方向へ上昇させる。すると、ギヤ２３ｂ、ギヤ２
２ａを介してアーム２２が突起２２ｂと共にＥ方
向に回動し、突起２２ｂはそれまで係合していた
爪１２の係合溝１２ｂとの係合関係が解除され、
従つて溝１６ａへ引き上げられた爪１２はそのま
ま該溝１６ａ中に保持される。次に、割り出しモ
ータ１７が駆動され、次にチヤツク５へ装着すべ
き爪１２が120°ピツチで格納された３つの溝１６
ａと、チヤツク５のスライド溝５ｅを整合させ、
爪１２の引き上げの場合と同様に、リリースシリ
ンダ２３を駆動して、リリースレバ２３ａの位置
決めピン２３ｄとプツシヤ２３ｃをマスタジヨー
７の位置決め穴７ｂ及びロツクピン１１先端に嵌
入係合させる。すると、スライド溝５ｅと格納リ
ング１６の溝１６ａが整合し、更に、プツシヤ２
３ｃによつて、クランピングロツド９がＣ方向に
移動する。また、リリースレバ２３ａのＢ方向へ
の移動により、ギヤ２３ｂ、ギヤ２２ａを介して
アーム２２が、第７図に示すように、再びＦ方向
に回動し、突起２２ｂは逃げ溝１６ｂを介して溝
１６ａ中の次に挿入セツトすべき爪１２の係合溝
１２ｂに嵌入係合する。

この状態で、シフトシリンダ２０を駆動して、
シフタ２１をアーム２２と共にＢ方向に駆動する
と、突起２２ｂに押される形で３個の爪１２は溝
１６ａからチヤツク５のスライド溝５ｅ中に入り
込み、マスタジヨー７上にセツトされる。爪１２
がスライド溝５ｅ中にセツトされたところで、リ
リースレバ２３ａを上昇させ、プツシヤ２３ｃと
ロツクピン１１との係合関係を解除する。する
と、クランピングロツド９はコイルバネ１０の弾
性により、Ｄ方向に押圧移動され、カム溝９ｂ、
係合突起１１ａを介してロツクピン１１はＡ方向
に復帰すると共に、クランピングロツド９のラツ
ク９ｃと爪１２のラツク１２ａが噛合し、爪１２
は、チヤツク５のスライド溝５ｅ中に確実に保持
固定される。

リリースレバ２３ａが上昇すると、既に述べた
ように突起２２ｂがＥ方向に回動し、スライド溝
５ｅ中の爪１２の、係合溝１２ｂとの係合が解除
され、アーム２２はＡ方向に上昇し得る状態とな
る。そこで、シフトシリンダ２０を駆動して、シ
フタ２１をアーム２２と共にＡ方向に移動させる
と、アーム２２は、爪１２をチヤツク５に残した
ままで上昇する。そこで、シリンダ１４を駆動し
てフレーム１５を格納リング１６と共にＣ方向に
後退させると、爪１２の交換動作は完了する。

なお、上述の実施例はチヤツク５に爪１２が３
個設けられた場合について述べたが、チヤツク５
に設けられる爪の数は３個に限らず、２個、４個
等必要に応じて設けてよいことは勿論であり、そ
の場合、爪のチヤツク上の相対位置に対応させた
角度位置に、爪の数に等しい数の爪交換機構１９
を設ける必要がある。

(g) 発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、主軸
台３に回転駆動自在に設けられたチヤツク５を有
し、前記チヤツクに複数のマスタージヨー７を
120°などの均等な角度ピツチで設けると共に、矢
印Ａ、Ｂ方向などの放射状方向に移動自在に設
け、前記各マスタージヨーに爪１２を、該マスタ
ジヨーに対して係合固定自在、かつ放射状方向に
移動し得るように設け、該チヤツクの周囲に格納
リング１６を回転駆動自在に設け、前記格納リン
グに溝１６ａなどの複数の爪格納手段を設け、該
爪格納手段に交換用爪を放射状方向に挿抜自在に
装着し、前記格納リングの周囲に前記マスタージ
ヨーの数と一致した数の爪交換機構１９を前記マ
スタージヨーの設置角度ピツチと一致した形で前
記主軸台に対して固定的に設け、前記爪交換機構
は放射状方向に移動駆動自在に設けられたリリー
スレバ２３ａを有し、該リリースレバの先端部に
位置決めピン２３ｄとプツシヤ２３ｃを設け、前
記マスタージヨーのチヤツク外周側に前記位置決
めピンが嵌入係合し得る位置決め穴７ｂを設け、
前記マスタジヨー内に、クランピングロツド９、
ロツクピン１１などの爪の係合保保持機構を、前
記マスタジヨー上の爪に対して係合・係合解除自
在に設けると共に、前記係合保持機構の操作部を
前記マスタージヨーのチヤツクの外周部に前記プ
ツシヤにより押動駆動自在に設け、更に、前記爪
交換機構は放射状方向に移動駆動自在に設けられ
たシフタ２１を有し、該シフタに突起２２ｂなど
の係合部を旋回駆動自在に設け、前記爪に前記係
合部と係合し得る係合溝１２ｂを設け、更に、前
記シフタの係合部を回転させるギヤ２２ａ，２３
ｂなどの回転駆動手段を前記爪交換機構に設けて
構成したので、チヤツク５上の爪１２の同時全数
交換が可能となり、爪１２の交換に用する時間を
大幅に短縮することができ、旋盤の実質的な加工
効率の向上に寄与し得る。

また、爪交換機構１９は、チヤツク５の周囲に
配設され、かつその動作範囲も僅かな範囲なの
で、主軸台付近で旋回アームを旋回させて爪を交
換するタイプの装置に比して安全性が高い。

更に、先端部に位置決めピンとプツシヤの設け
られたリリースレバ及び、マスタージヨーのチヤ
ツク外周側に設けられた位置決め穴及び係合保持
機構の操作部により、多少遊びが有る形でチヤツ
クに装着されたマスタージヨー、従つて爪を正確
に、同様にチヤツクの周囲に設けられた格納リン
グの各爪格納手段と位置決め整合させることが出
来、爪のチヤツクと爪格納手段との間の搬送を円
滑に行なうことが可能となるばかりか、プツシヤ
をマスタジヨーの係合保持機構の操作部に対して
も正確に位置決めすることが可能となり、マスタ
ジヨーに対する爪の係合解除動作も爪交換機構側
からリリースレバを操作するだけで確実に行なう
ことが出来る。また、リリースレバを操作するだ
けで、マスタージヨーの位置決め及び爪のマスタ
ージヨーに対する係合解除動作を同時的に行なう
ことが出来、複雑な機構が不要となり、チヤツク
爪交換装置の小型化に寄与することが出来る。

また、格納リング及び爪交換機構が主軸軸心方
向に一体的に移動駆動自在に設けた場合には、チ
ヤツクにワークを保持して加工を行なう際に、チ
ヤツク爪交換装置を主軸台側、即ち、第３図矢印
Ｃ方向に退避させることが出来、刃物台と爪交換
装置との干渉の可能性を最小限にすることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるチヤツク爪交換装置の
一実施例を示す斜視図、第２図は、第１図のチヤ
ツク爪交換装置の正面図、第３図は、第２図の側
断面図、第４図は、マスタージヨーと爪との係合
状態を示す断面図、第５図は、第４図の−線
による断面図、第６図は、チヤツク、マスタージ
ヨー、爪との関係を示す第３図における矢視
図、第７図は、アームの駆動状態を示す第３図に
おける矢視図、第８図は、クランピングロツド
とロツクピンとの係合関係を示す、第５図−
線による断面図である。 １……チヤツク爪交換装置、５……チヤツク、
１２……爪、１６……格納リング、１９……爪交
換機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主軸台に回転駆動自在に設けられたチヤツク
   を有し、 前記チヤツクに複数のマスタージヨーを均等な
   角度ピツチで設けると共に、放射状方向に移動自
   在に設け、 前記各マスタージヨーに爪を、該マスタジヨー
   に対して係合固定自在、かつ放射状方向に移動し
   得るように設け、 該チヤツクの周囲に格納リングを回転駆動自在
   に設け、 前記格納リングに複数の爪格納手段を設け、 該爪格納手段に交換用爪を放射状方向に挿抜自
   在に装着し、 前記格納リングの周囲に前記マスタージヨーの
   数と一致した数の爪交換機構を前記マスタジヨー
   の設置角度ピツチと一致した形で前記主軸台に対
   して固定的に設け、 前記爪交換機構は放射状方向に移動駆動自在に
   設けられたリリースレバを有し、 該リリースレバの先端部に位置決めピンとプツ
   シヤを設け、 前記マスタージヨーのチヤツク外周側に前記位
   置決めピンが嵌入係合し得る位置決め穴を設け、 前記マスタジヨー内に爪の係合保持機構を、前
   記マスタジヨー上の爪に対して係合・係合解除自
   在に設けると共に、前記係合保持機構の操作部を
   前記マスタージヨーのチヤツクの外周部に前記プ
   ツシヤにより押動駆動自在に設け、 更に、前記爪交換機構は放射状方向に移動駆動
   自在に設けられたシフタを有し、 該シフタに係合部を旋回駆動自在に設け、 前記爪に前記係合部と係合し得る係合溝を設
   け、 更に、前記シフタの係合部を回転させる回転駆
   動手段を前記爪交換機構に設けて構成したチヤツ
   ク爪交換装置。 ２ 前記格納リング及び爪交換機構が主軸軸心方
   向に一体的に移動駆動自在に設けられた特許請求
   の範囲第１項記載のチヤツク爪交換装置。