JPH042437A - 工具保持装置の工具移動方法 - 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、工作機械の工具交換装置にかかり、特に、被
加工物を載置するテーブルに、複数の工具を保持した工
具保持装置を設けた工作機械における工具交換に好適な
工具交換装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば、特開昭６２−９４２１０号公報に開示されてい
るような、プリント基板穴明機においては、プリント基
板を載置するテーブルに、例えば、実開昭６２−２０１
６３８号公報に開示されているような、複数のドリルを
保持した工具保持装置を固定し、工具を交換しながら穴
明は加工を行なっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような工具保持装置では、多くの工具が保持できる
反面、保持された工具の間隔が狭くなるため、工具保持
装置とスピンドルとの間で、直接工具を受は渡しするこ
とができない。

このため、工具保持装置に、工具の受は渡しステーショ
ンを付設し、工具保持装置に保持された工具を一旦受は
渡しステーションに移した後、受は渡しステーションか
らスピンドルに供給し、スピンドルに保持されたドリル
は、−旦受は渡しステーションに戻した後、受は渡しス
テーションから工具保持装置に移すようになっている。

このような、従来の工具保持装置では、受は渡しステー
ションで工具を中継するため、工具の交換時間が長くな
り、作業性を低下させる原因になっている。

本発明の目的は、上記の事情に鑑み、スピンドルと工具
保持装置との間で工具を直接受は渡しできるようにした
工具交換装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明においては、工具を
保持する複数の工具保持部材を、その軸心方向に移動可
能に支持した工具保持装置と、前記各工具保持部材に対
向するように配置され、工具保持部材を移動させる複数
の駆動手段と、駆動手段を作動させる流体圧の供給・排
出を制御する制御手段を設けた。

〔作　　　用〕

そして、工具の交換時に、駆動手段により、所要の工具
保持部材を、スピンドルが、他の工具保持部材に保持さ
れた工具と干渉しない位置まで押し上げることにより、
工具保持装置とスピンドルの間で直接工具の受は渡しを
行なう。

このようにして、受は渡しステーションでの工具の中継
動作を無くすことにより、工具の交換時間を短縮して、
作業性を向上させることができる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を、第１図ないし第６図に基づ
いて説明する。

第２図において、１はプリント基板穴明機のベツド。２
はガイドで、ベツド１に固定されている。

３はテーブルで、ガイド２に移動可能に支持され、図示
しないねじ送り機構によって、矢印Ｘ方向に駆動される
。４はコラムで、ベツド１にテーブル２を跨ように固定
されている。５はガイドで、コラム４の正面に固定され
ている。６はスライダで、ガイド５に移動可能に支持さ
れている。７はモータで、コラム４に支持されている。

８は送りねじで、スライダ６に形成されたナツト（図示
せず）に螺合するようにコラム４に回転可能に支持され
、かつモータ７に結合されている。そして、モータ７が
作動すると、スライダ６が矢印Ｙ方向に移動する。９は
サドルで、スライダ６に移動可能に支持され、モータｌ
Ｏを駆動源とするねじ送り機構により矢印Ｚ方向に駆動
される。１１はスピンドルで、サドル９に支持されてい
る。このスピンドル１１は、第１図に示すように、ロー
タ１２と、チャック１３を備え、チャック１３で、位置
決め用のリング１５を装着した工具１４を保持するよう
になっている。

１６はプリント基板で、テーブル３の所定の位置に載置
され、固定されている。

２０は工具交換装置で、ブラケット１９を介して、テー
ブル３に固定されている。この工具交換装置２０は、第
１図に示すように、工具保持装置２１と駆動手段３１で
構成され、互いに対向するように、所定の間隔で配置さ
れている。

２２はカセットで、複数列、複数行の穴が所定の間隔で
形成されている。２３はツールボストで、カセット２２
に移動可能に支持されている。このツールボスト２３の
上端には、リング１５を保持し、工具１４の一端を挿入
する穴が形成されている。また、上端部外周には、スト
ッパ２４が形成されている。２５はリングでツールボス
ト２３の下端に固定されている。２６はばねで、カセッ
ト２２とリング２５の間に位置するようにツールボスト
２３に装着されている。

３２はシリンダボディで、複数列、複数行のシリンダ３
３が、前記カセット２２の穴と同じ間隔で形成されてい
る。また、このシリンダボディ３２には、各列毎に配列
された複数のシリンダ３３の底面に連通する複数の流体
通路３４が形成されている。３５はキャップで、シリン
ダ３３に連通する穴が形成され、シリンダボディ３２に
固定されている。このキャップ３５には、各行毎に配列
された複数のシリンダ３３の上端に連通する複数の流体
通路３６が形成されている。３７はピストンで、シリン
ダ３３に移動可能に嵌合している。

前記各流体通路３４．３６は、第５図に示すように、調
圧器Ｘ、Ｙ及び電磁弁ｘ１〜Ｘ５．Ｙｌ〜Ｙ９を介して
圧縮空気の供給源に接続されている。

４０は制御手段で、前記電磁弁Ｘ１〜ｘ５、Ｙｌ〜Ｙ９
の流路の切換を行う。

このような構成で、調圧器Ｘ、Ｙを、それぞれの出力側
の圧力が、Ｘ）Ｙになるように調整する。

電磁弁ｘ１〜ｘ５、Ｙ１〜Ｙ９を作動させ、流体通路３
４．３６に圧縮空気を供給する。すると、供給された圧
縮空気の圧力差により、各ピストン３７が押し下げられ
、ツールボスト２３もばね２６により、鍔２４がカセッ
ト２２に近接する待機位置に押し下げられる。

この状態で、所要の加工を終わった工具１４を保持した
スピンドル１１が、テーブル３とスライダ６に相対移動
により、第６図（ａ）に示すように、工具１４とその工
具１４を保持すべきツールボスト２３が対向する位置へ
移動する。そして、スピンドル１１は、第６図（ｂ）に
示すように。

工具交換位置へ位置決めされる。

この時、ツールボスト２３が、第５図のＸｌ−Ｙ９の位
置に対応しているとすると、制御手段４０の指令により
、電磁弁ｘ２〜ｘ５と電磁弁Ｙ９が作動して、電磁弁ｘ
２〜ｘ５に接続された流体通路３４と、電磁弁Ｙ９に接
続された流体通路３６を大気に連通させる。

すると、電磁弁Ｙ９に接続されたシリンダ３３の押し下
げ力が解除される。しかし、電磁弁ｘ２〜ｘ５に接続さ
れたシリンダ３３の押し上げ力も解除されるため、Ｘ２
−Ｙ９、Ｘ３−Ｙ９、ｘ４−Ｙ９、Ｘ５−Ｙ９の位置に
あるシリンダのピストン３７は移動しない。

一方、電磁弁Ｘ１、Ｙ９に接続された、Ｘｌ−Ｙ９の位
置にあるシリンダ３３は、流体通路３６が大気に連通さ
れ、流体通路３４から圧縮空気が供給されているため、
ピストン３７が上昇して、ツールボスト２３を押し上げ
る。そして、ツールボスト２３は、工具交換位置で待機
するスピンドル８に保持された工具１４のリング１５を
支持する。すると、スピンドル８は、そのチャック１３
を開いて工具１４を解放し、工具１４をツールボスト２
３に渡す。

このようにして、スピンドル８とツールボスト２３の間
の工具１４の受は渡しが終わると、第６図（ｃ）に示す
ように、スピンドル８は上昇する。

同時に、電磁弁Ｘ２〜Ｘ５と電磁弁Ｙ９が作動して、流
体通路３４．３６に圧縮空気を供給する。

すると、Ｘｌ−Ｙ９の位置にあるシリンダ３３のピスト
ン３７は、圧縮空気の圧力差により待機位置へ押し下げ
られる。このとき、電磁弁ｘ１を一時的に作動させ、流
体通路３４を大気に連通させると、ピストン３７の下降
速度を早くすることができる。すると、工具１４を保持
したツールボスト２３は、ばね２６の抗圧力により、待
機位置まで押し下げられる。

二の状態で、テーブル３とスライダ６が移動して、第６
図（ｄ）に示すように、スピンドル１１を次に使用する
工具１４の上方に移動させる。そして、スピンドル１１
は、第６図（ｅ）に示すように、工具交換位置へ位置決
めされる。

この時、ツールボスト２３が、第５図のＸ３−Ｙ５の位
置に対応しているとすると、制御手段４０の指令により
、電磁弁ｘ１、ｘ２、ｘ４、ｘ５と、電磁弁Ｙ５が作動
して、電磁弁Ｘ１、Ｘ２、Ｘ４、Ｘ５に接続された流体
通路３４と、電磁弁Ｙ５に接続された流体通路３６を大
気に連通させる。

すると、電磁弁Ｙ５に接続されたシリンダ３３の押し下
げ力が解除される。しかし、電磁弁ｘ１、ｘ２、ｘ４、
ｘ５に接続されたシリンダ３３の押し上げ力も解除され
るため、Ｘ３−Ｙｌ、Ｘ３−Ｙ２、Ｘ３−Ｙ４、Ｘ３−
Ｙ　５の位置にある各シリンダ３３のピストン３７は移
動しない。一方、電磁弁ｘ３、Ｙ５に接続されたＸ３−
Ｙ５の位置にあるシリンダ３３は、流体通路３６が大気
に連通され、流体通路３４から圧縮空気が供給されてい
るため、ピストン３７が上昇して、ツールポスト２３を
押し上げる。すると、ツールボスト２３は、工具交換位
置で待機するスピンドル８のチャック１３に、工具１４
のシャンク部およびシャンク部に装着されたリング１５
を挿入する。すると、スピンドル８は、そのチャック１
３を閉じて工具１４を保持し、ツールボスト２３から工
具１４を受は取る。

このようにして、スピンドル８とツールボスト２３の間
の工具１４の受は渡しが終わると、第６図（ａ）に示す
ように、スピンドル８は上昇する。

同時に、電磁弁ｘ１、ｘ２、ｘ４、ｘ５と電磁弁Ｙ５が
作動して、流体通路３４．３６に圧縮空気を供給する。

すると、ピストン３７は、圧縮空気の圧力差により待機
位置へ押し下げられる。同時に、工具１４を保持したツ
ールボスト２３は、ばね２６の抗圧力により、待機位置
まで押し下げられる。

この状態で、テーブル３とスライダ６が移動して、工具
１４を加工位置へ運び加工を開始する。

上記のように、工具交換時に、工具を他のステーション
に移換えることなく、ツールポストに直接戻し、また、
ツールポストから直接取出だすことができるので、工具
の交換時間を大幅に短縮することができる。さらに、各
シリンダ３３に常時圧縮空気を供給しておき、駆動対象
となるシリンダ３３を含む列（Ｘｉ〜ｘ５の何れか）を
除く他の列の押し上げ力を解除し、駆動対象となるシリ
ンダ３３を含む行（Ｙｌ〜Ｙ９の何れか）の押し下げ力
を解除するように構成することにより、流体通路３４．
３６が長くなっても、駆動対象となるシリンダ３３の作
動時間を早くすることができる。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば、工具保持装置に狭い
間隔で配置された工具を、工具保持装置とスピンドルの
間で直接受は渡しできるので、工具交換時間を大幅に短
縮することができ、作業性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による工具交換装置における工具の交
換状態を示す正面部分断面図、第２図は、本発明の工具
交換装置を利用した工作機械の一例を示す斜視図、第３
図及び第４図は、第１図における駆動手段を拡大して示
す側面部分断面図と正面部分断面図、第５図は、前記駆
動手段に対する配管系統図、第６図は、工具の交換手順
を示す工程図である。 ３・・テーブル、１１・・スピンドル、１６・・プリン
ト基板、２０・・工具交換装置、２１・・工具保持装置
、２３・・ツールポスト、３１・・駆動手段、３３・・
シリンダ、３７・・ピストン、 ４０・・制御手段、 ｘ、Ｙ・・調圧器、 Ｘｌ−Ｘ５．Ｙｌ　〜Ｙ９・・電磁弁。 茅５ 国

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、スピンドルと、複数の工具保持部材が所定の間隔で
   配置され、被加工物を載置するテーブルに固定された工
   具保持装置との間で、工具の着脱を行なう工具交換装置
   において、前記各工具保持部材を、その軸心方向に移動
   可能に支持した工具保持装置と、前記各工具保持部材の
   各々と対向するように工具保持部材と同じ間隔で行列配
   置された複数のシリンダで構成される駆動手段と、各行
   及び各列に配置された複数のシリンダに、各行及び各列
   ごとに、同方向の流体圧を供給するようにした流体圧供
   給手段と、工具交換時に工具保持手段を押し上げるとき
   、駆動対象となる工具保持部材を含む列を除く他のすべ
   ての列の押し上げ力を解除し、駆動対象となる工具保持
   部材を含む行の押し下げ力を解除して、駆動対象となる
   工具保持部材だけを上昇させるように、前記流体圧供給
   手段を制御する制御手段を設けたことを特徴とする工具
   交換装置。