JPH0366539A - 工具交換装置の移送装置 - 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 この発明は、工具交換装置に関するもので、詳しくは、
工具マガジンと工具交換アームとの間に位重し、工具マ
ガジンで割り出された工具を取り出し、工具交換アーム
への受渡位置へ運ぶ移送装置に関する。

従来の技術 従来、前記のような工具交換装置の移送装置は。

多数の工具ホルダを放射上に開閉爪で把持している工具
マガジンの、所定の割出位置の工具ホルダに対し、先端
に工具ポットを備えた揺動腕を軸方向に動かして工具ポ
ットを工具ホルダのテーパシャンク部に嵌合し、そのま
ま、半径方向に揺動腕を揺動して工具ホルダを所定の受
渡位置に位置させるもの（特公昭４７−３２１１２号）
などがある。

発明が解決しようとする課題 前記によれば、割り出し位置の工具ホルダに対し、揺動
腕を軸方向に移動させ、工具ホルダのテーパシャンク部
に揺動腕先端の工具ポットを嵌合させているので、工具
ホルダの後方にテーパシャンク部との抜き差しの為の一
定ストロークを確保する必要があって、工具ホルダの後
方し；空間が必要である。従って、移送装置の動作空間
が広く、装置のコンパクト化の妨げとなる問題があった
。

課題を解決するための手段 そこでこの発明は、工具交換アームと、工具を装着した
多数の工具ホルダをそのフランジの環状保持溝で開放可
能に保持している工具マガジンとの間に位置し、工具マ
ガジンの所定の割出位置の工具ホルダを、前記工具交換
アームに受け渡す受渡位置まで移送する移送装置を備え
た工具交換装置において、前記割出位置と受渡位置との
間を移動する本体に１割出位置において、工具ホルダの
テーパシャンク部をその割り出しに伴う移動軌跡の両側
から挾むようにした一対の把握体を、開閉自在に装着し
たことを特徴とする。

作用 前記によれば、把握体を割出位置で開放状態にしておき
、工具マガジンの割り出しを行なうと把握体の間に工具
ホルダのテーパシャンク部が位置し、次いで、把握体で
°テーパシャンク部を把握し、この状態で、工具ホルダ
を工具マガジンから引取り、受渡位置へ移動させる。そ
の後、工具交換アームが受渡位置の工具ホルダを受取り
、主軸の工具ホルダと交換する。

実施例 第１．２図において、本体ベツド１上の移動ベース２が
１本体ベツド１後部に取付けたＺ軸周モータ３により回
転駆動される送りねじ軸４で前後（Ｚ軸）方向へ移動す
るようにしである。移動ベース２上には移動コラム５が
移動ベース２側部に取付けたＸ軸周モータ６により回転
駆動される送りねじ軸７で左右（Ｘ軸）方向に移動する
ようにしである。従って、移動コラム５は前後、左右に
水平移動することになる。移動コラム５には主軸８ａを
回転自在に支持した主軸ヘッド８が上下（Ｙ軸）方向に
移動自在に装架されている。この主軸ヘッド８は移動コ
ラム５内の上下の送りねじ軸９で上下移動され、この送
りねじ輔９は移動コラム５に出力軸を上方に向けて装着
したＹ軸周モータ１０とタイミングベルト１１を介して
接続されている。

本体ベツド１からは移動コラム５の頂部より上方まで延
びた４本の支柱１２が取付けられ、この支柱上端にマガ
ジン支持ベース１３が固着され、前記移動コラム５の水
平移動空間上方に位置されている。このマガジン支持ベ
ース１３の下面には、前記移動コラム５の頂部との間に
アーム装置１１５が一体に装着しである。アーム装置１
５は例えば特開昭６２−２８２８４０号に開示のように
複数のカム要素の組合せにより両端に把持部１６を持つ
工具交換アーム１７が第１図に示す待機位置から時計方
向に９０°旋回して後述の移送装置５０の受渡位１１Ｂ
の工具ホルダ２５と主軸の工具ホルダ（これらには工具
が装着しである）を同時に把持し、次いで工具交換アー
ム１７を軸方向へ移動して両工具ホルダ２５を抜出し、
１８０度旋回の後、軸方向へ後退移動して工具交換を行
い、その後反時計方向へ９０＠旋回して元の待機位置へ
戻るようにしである。

マガジン支持ベース１３上面には、４本の支柱１８とベ
ース板１９を組合せたマガジンベース２０が固着され、
このマガジンベース２０上に工具マガジン３０がモータ
回転による公知のゼネバ機構（図示なし）により割出し
自在に装備されている。この工具マガジン３０において
旋回割出しされるマガジンプレート３１は、工具を保持
した多数の工具ホルダ２５を放射状に保持する工具保持
部３２を備えている。この工具保持部３２は第４．６図
に示すように工具ホルダ２５のフランジ２６に形成され
た環状保持溝２７を保持する２つの保持爪３３をビン３
４で支持し、ばね３５力で閉じるようにしたものである
。保持爪３３の相対向する突片３６間には第４図に示す
ように工具ロック機構４０の摺動軸４１が後方に付勢さ
れて配設され、摺動軸４１後端にローラ４２が回動自在
に支持しである。この摺動軸４１は軸方向中間部にフラ
ンジ４３を備え、常時はばね４４力で前記突片３６間に
フランジ４３を位置させて把持爪３３が工具ホルダ２５
を保持した状態で把持爪３３が開くことを防止し、後述
のロック解除カム８０と係合するとフランジ４３が前進
して把持爪３３のロック状態を解除するようにしである
。

この工具マガジン３０と前記工具交換アーム１７との間
には、前記マガジンベース２０内側に工具マガジン３０
の割出位置（本実施例では鉛直下方位置、第１図Ａ位置
）の工具ホルダ２５を、その鉛直下方で工具交換アーム
１７に受け渡す受渡位置Ｂへ移送する移送装置５０が配
置しである。

第３〜５図に示すようにこの移送装置５０において、前
記ベース板１９を支える支柱１８のうちの前側２本には
、その背部に上下のほぼ全長にわたって一対の案内レー
ル５１が内側（第５図上下方向）に向いて対向するよう
に取付けである。移送装置５０の本体５２は摺動体５３
とこの摺動体５３の背面に一体固着したシリンダ部６０
とから成る。摺動体５３は全体が箱状で前面が開口し、
案内段部５４が形成されると共に後述のギヤ支持部材７
７用の孔５５が上下に一対穿けられた芯部材５６と、そ
の左右両部を塞ぐ塞ぎ体５７及び、この塞ぎ体５７から
側方へ突出した突出片５８に一体固着したガイド部材５
９とを備えている。このガイド部材５９は前記案内レー
ル５１に夫々上下摺動自在に嵌装しである。前記シリン
ダ部６０の一側面にはカムフォロ７案内部材６１が固着
しである。その直線案内溝６２には前記支柱（第５図下
のもの）から後方に突出させた支持プレート６３に取付
けたロータリアクチュエータ６４の回転軸に連結した揺
動アーム６５先端のカムフォロア６６が転勤自在に嵌入
しである。従って、この揺動アーム６５を第４図に示す
鉛直上方位置と鉛直下方位置との間で１８０度旋回させ
ると本体５２は工具マガジン３０の割出位置Ａと対応す
る位置と受渡位Ｉ！Ｂと対応する位置との間を直線移動
することになる。

次に前記芯部材５６前端面には押え板６７が装着され、
押え板６７と案内段部５４との間で形成される溝に上下
一対の把握体７０の案内突部７１が上下に摺動自在に嵌
合しである。上下一対の把握体７０は、工具ホルダ２５
のテーパシャンク部２８を嵌入可能な嵌入孔７２を備え
た工具ポットをその中心線上で上下２つに分割した形状
を成し、工具ホルダ２５をその間に挟んだ状態で、工具
ホルダ２５のプルスタッド２９の前面と係合する鋼球７
３がばね７４力で半径方向内側に付勢された弾性保持機
構７５が一対ずつ設けである。これらの把握体７０の背
面にはラック７６が形成され、これらのラック７６は夫
々前記芯部材５６の孔５５に嵌入されたギヤ支持部材７
７に回動自在に支持された送りギヤ７８に夫々噛み合っ
ている。これらの送りギヤ７８には、シリンダ部６０か
ら突出した前後動するピストンロッド６０ａの上下に形
成した開閉用ラック７９ガ噛み合っており、ピストンロ
ッド６０ａの前後動により、上下一対の把握体７０が開
閉し、工具ホルダ２５のテーパシャンク部２８をその両
側から挾むようにしである。

その開き度合は、特に割出位Ｉ！Ａにおいて、工具ホル
ダ２５のテーパシャンク部２８が工具ホルダ２５の割出
しにより描く移動軌跡の両側に把握体７０が位置するよ
うに般定しである。更に上側の把握体７０の前上部には
、ロック解除カム８０が装着されている。また、下側の
把握体７０の下部と当接し１本体５２の受渡位置Ｂでの
上下方向の位置決めを行なうストッパ８１がアーム装置
１５に固着され、マガジンベース２０の支柱（第３図右
側のもの）１８には受渡位置Ｂでの工具交換アーム１７
の旋回に伴う衝撃を受けるために、下側の把握体７０の
右側面と当接するストッパ８２が固着しである。この実
施例では、前記アーム装置１５及び移送装置５０により
工具交換装置が構成され、工具マガジン３０と共に、前
記本体ベツド１の幅内に収めである。

マシニングセンタのこのような全体構成によれば、移動
コラム５の主軸８ａに工具ホルダ２５ごと工具を装着し
、加工を行なうが、移動コラム５は工具交換装置を全く
具備していないために、自体の重量が軽く、移動コラム
５の高さも低い、そのため、移動コラム５の重心が低く
なって高速で水平移動でき、加工時間が短縮される。又
、加工ワーク形状が例えば工具交換アーム１７と対向す
る部分が移動コラム５側へ突出しているような場合であ
っても、主軸ヘッド８がその下へもぐり込めるために、
ワークへの接近性もよく、形状複雑なワークの加工が容
易である。しかも、本体ベツド１の左右には突出部分が
なく全て機台幅内に配置された全体形状のため、フレキ
シブルトランスファラインに対してこのような形成のマ
シニングセンタを並設することで、極めて短いトランス
ファピッチでワークを加工でき、１ａ置面積が小さくな
る。

次に工具交換について説明するゆ先ず移送装置５０の上
下一対の把握体７０は、割出位！ｌ！Ａにおいてその間
を工具ホルダ２５のテーバシャンク部２８が通過できる
ように、テーパシャンク部２８の移動軌跡を挟んだ上、
下位置に開いて位置される（第４図）、この状態で工具
マガジン３０の割出しが行なわれ、所定の工具を持つ工
具ホルダ２Ｓが割出位Ｉ！Ａに割出される。このように
割出位１１Ａに割出すことで工具ホルダ２５は開いた把
握体７０の間に位置する０次いで、シリンダ部６０のピ
ストンロッド６０ａが第４図の状態から後退し、開閉用
ラック７９、送りギヤ７８、ラック７６を介して上下の
把握体７０が互いに接近し、割出された工具ホルダ２５
を上下側から挾む。同時に把握体７０の弾性保持機構７
５の綱球７３がプルスタッド２９の前面と係合する。工
具ホルダ２５は把握体７０で挟まれてはいるが、その嵌
合孔７２とテーパシャンク部２８とは把握体７０がテー
パシャンク部２８を挟んだ状態で半径方向に極めて僅か
な隙間があるように設定してあり、従って、前記弾性保
持機構７５によってのみ工具ホルダ２５の軸方向の抜け
が防止されていることになる。同時に上側の把握体７０
のロック解除カム８０が工具ロック機構４０の摺動軸４
１を第４図左方へ押し、マガジンプレート３１の把持爪
３３の突片３６の間からフランジ４３を外し、これによ
り、工具ロック状態が解除され、把持爪３３はばね３５
力のみで工具ホルダ２５を把持している状態となる。

次いでロータリアクチュエータ６４の作動で揺動アーム
６５を第４図に示す鉛直上方位置から鉛直下方位置へ１
８０度旋回しると、移送装置１５０の本体５２は、カム
フォロア６６とカムフォロア案内部材６１の作用で工具
ホルダ２５を把握体７０間に挟んだまま割出位置Ａから
、ロック状態を解除された把持爪３３をばね３５力に抗
して押し拡げつつ下降し、ストッパ８１に当接して受渡
位置Ｂまで移動する。この時までに、移動コラム５の主
軸ヘッド８は第１図に示す工具交換位置に位置している
。そして、工具交換アーム１７が待機位置から時計方向
へ９０＠旋回し、両端の把持部１６が受渡位１ｉ１Ｂの
工具ホルダ２５と主軸８ａの工具ホルダを把持する６次
いで、工具交換アーム１７が軸方向前方へ移動して弾性
保持機構７５で保持されていた受渡位置Ｂの工具ホルダ
２５と主軸８ａでクランプ解除された工具ホルダを抜取
り、１８０度旋回した後、後退して工具交換を行なう。

そして工具交換アーム１７を反時計方向に９０度旋回し
て待機位置へ戻す、主軸８ａから受渡位置Ｂの把握体７
０に装着された工具ホルダ２５は、ロータリアクチュエ
ータ６４の動作で割出位Ｂ！Ａへ戻され、その環状保持
ＦＲ２７が工具マガジン３０の把持爪３３間に装着され
る。そして１把握体７０がピストンロッド６０ａの前進
により開かれると、工具ロック機構４０が作用して戻さ
れた工具ホルダ２５はマガジンプレート３１から離脱し
ないようにロックされる。一対の把握体７０はこのまま
次の工具割出しを待つ。

本実施例では上下一対の把握体７０は工具ホルダ２５を
弾性保持機構７５で保持するものとして説明したので、
工具交換アームによる抜き動作の際、把握体７０を閉じ
た状態のまま工具交換を行ない得たが、弾性保持機構を
省略して工具ホルダを把持する把握体とし、受渡位置で
工具交換アームに工具ホルダが保持されたとき９把握体
を僅かに開放するようにしてもよい。

発明の効果 以上のようにこの発明の装置によれば、工具を装着した
工具ホルダのテーパシャンク部をその両側から把握する
一対の把握体を工具マガジンの割出位置と、アームへの
受渡位置との間を移動する本体に開閉自在に装着し、し
かも、割出位置において、これらの把握体がテーパシャ
ンク部の割出に伴う軌跡をはさんだ面外側に位置できる
ようにしたので１把握体を割出位置に対応して開放状態
にしておき、工具マガジンの割出を行なうと把握体間に
テーパシャンク部が位置し、次いでテーパシャンク部を
把握して工具ホルダを工具マガジンから引取り、受渡位
置へ移動させることができ。

受渡位置への移動に際し、移送装置の軸方向移動を無く
すことができる。従ってテーパシャンク部の後方に移送
装置の軸方向移動用の空間が不要となり、装置全体をコ
ンパクトにできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はマシニングセンタの正面図、第２図は第１図の
側面図、第３図は移送装置の拡大正面図。 第４図は一部が第３ｒＪ４のＩＶ−ＩＶ断面に従う側面
図。 第５図は第４図の■−■断面図、第６図は工具マガジン
の工具保持部を示す図である。 １・・・本体ベツド、５・・・移動コラム、８・・・主
軸ヘッド、１３・・・マガジン支持ベース、１５・・・
アーム装置、１７・・・工具交換アーム、２５・・・工
具ホルダ、２６・・・フランジ、２７・・・環状保持溝
、２８・・・テーパシャンク部、３０・・・工具マガジ
ン、５０・・・移送装置、５２・・・本体、７０・・・
把握体、Ａ・・・割出位置、Ｂ・・・受渡位置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、多数の工具ホルダをそのフランジの環状保持溝で開
   放可能に保持している工具マガジンと、主軸ヘッドの主
   軸との間で工具を交換する装置であって、工具交換アー
   ムと前記工具マガジンとの間に位置し、工具マガジンの
   所定の割出位置の工具ホルダを、前記工具交換アームに
   受け渡す受渡位置まで移送する移送装置を備えた工具交
   換装置において、前記割出位置と受渡位置との間を移動
   する本体に、前記割出位置において、工具ホルダのテー
   パシャンク部を、その割り出しに伴う移動軌跡の両側か
   ら挾むようにした一対の把握体を、開閉自在に装着した
   ことを特徴とする工具交換装置の移送装置。