JPH0453882Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は主として金属機械部品を加工する工
作機械に装備されて工具の自動交換を行う自動工
具交換装置に関する。

〔従来の技術〕

従来小型の金属機械部品を加工する工作機械に
装備された自動工具交換装置は、複数の工具を収
容した工具マガジンと、該工具マガジンに収容さ
れた工具を１本づつ取出して主軸先端まで搬送し
て主軸先端へ装着すると共に、用済となつた工具
を搬出する工具交換機構とより構成されていて、
制御系からの指令により自動的に工具の交換が行
なえるようになつている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし近年では、ワークの加工に要する時間を
短縮して生産性を上げるため、ワークと主軸先端
の距離を短縮した工作機械が多く使用されるよう
になつたため、工具交換装置のようなアタツチメ
ントを装着できるスペースが少なくなつていると
共に、主軸やワークチヤツキング機構などと干渉
することなく工具の交換を行う必要があることか
ら工具交換装置自体を小型化しなければならず、
構造が複雑かつ高価となるなどの不具合があつ
た。

この考案は上記不具合を改善する目的でなされ
たものである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

主軸ヘツドに回転自在に支承された中空な主軸
の先端にチヤツクを設け、また主軸の後方に工具
を収容した工具マガジンと、この工具マガジンよ
り工具を１本づつ主軸内に押出す工具押出し機構
を設けると共に、上記主軸と工具マガジンの間に
工具の突出量を一定に規制するストツパ機構を設
けて、ストツパ機構により位置決めをした工具を
主軸内を経て主軸先端のチヤツクに装着できるよ
うにした自動工具交換装置。

〔実施例〕

この考案の一実施例を図面を参照して詳述す
る。

図において１は複数の主軸装置を有する多軸の
工作機械（図では１軸のみを示す）で、主軸ヘツ
ド２に軸受け３により支承された主軸４が設けら
れており、上記主軸４は図示しない主軸モータに
より回転駆動されるようになつている。

上記主軸４は中空に形成されていて内部にスリ
ーブ５が軸方向に移動自在に収容されていると共
に、スリーブ５の一端側は主軸４先端に設けられ
たチヤツク６に接続されている。スリーブ５の他
端側は主軸４の後端より突出されていて、チヤツ
ク駆動機構７と接続されている。

チヤツク機構７はチヤツクシリンダ７ａと、こ
のチヤツクシリンダ７ａによりレバ７ｂを介して
主軸４の軸線方向へ移動されるスリーブ７ｃ及び
スリーブ７ｃのテーパ部７ｄにより回動される複
数の爪体７ｅとよりなり、各爪体７ｅの基端部に
スリーブ６後端に固着されたストツパ７ｆを右方
へ押圧することにより主軸４先端のチヤツク６に
より工具８が把持できるようになつている。

一方１０は上記主軸４の後方に設置されたこの
装置の本体で、複数の工具８を収容した工具マガ
ジン１１と、このマガジン１１より工具８を一本
づつ押圧す工具押出し機構１２及び工具８の先端
を揃えるストツパ機構１３よりなる。上記工具マ
ガジン１１はケース１１ａ内に多数本の工具８が
上下方向に重ねた状態で収容されていて、ケース
１１ａの下部には、主軸４側に工具搬出口１１ｂ
が、その反対側に押出し杆１２ｄの進入口１１ｃ
が開口されている。工具押出し機構１２は主軸４
の全長よりやや長いストロークを有するエアシリ
ンダ（油圧シリンダでもよい）１２ａと、このシ
リンダ１２ａのピストン１２ｂによりシリンダ１
２ａの軸線に沿つて前後動されるホルダ１２ｃ及
びこのホルダ１２ｃ内に基端側が嵌挿された押出
し杆１２ｄとよりなり、ホルダ１２ｃ内には押出
し杆１２ｄを前方へ付勢する圧縮ばね１２ｅが、
そしてホルダ１２ｃの前側外周部にクランパ１２
ｆが設けられている。クランパ１２ｆは工具８の
長さに応じて押出し杆１２ｄの突出量を設定する
もので、小型のシリンダ１２ｇと、このシリンダ
１２ｇ内に収容され、シリンダ１２ｇ内に供給さ
れた圧力によりピストン杆１２ｉの先端が押出し
杆１２ｄ側へ突出して、押出し杆１２ｄをクラン
プするピストン１２ｈとよりなり、図示しない制
御系の指令により自動的にクランプ及びアンクラ
ンプができるようになつている。一方ストツパ機
構１３は主軸４後端と工具マガジン１１の間に位
置していて次のように構成されている。

すなわち第２図に示すように、支持部材１３ａ
にピストン杆１３ｂを下向きにして取付けられた
エアシリンダ１３ｃを有しており、ピストン杆１
３ｂ先端にストツパ１３ｄが固着されている。ま
た支持部材１３ａには、エアシリンダ１３ｃと平
行するようガイド杆１３ｅが上下摺動自在に支承
されていると共に、ガイド杆１３ｅの下端は上記
ストツパ１３ｄに固着されている。

上記ストツパ１３ｄはエアシリンダ１３ｃによ
り第１図に示す実線位置から、主軸４後端と工具
マガジン１１の工具搬出口１１ｂを結ぶ線上にあ
る仮想線で示す位置の間で上下動されるようにな
つている。

またストツパ１３ｄの工具搬出口１１ｂ側面に
は調整ねじ１３ｆが蝶挿されていて、この調整ね
じ１３ｆの頭部１３ｇに工具８先端が当接される
ようになつていると共に、調整ねじ１３ｆの調整
位置はロツクナツト１３ｈで固定できるようにな
つている。

なお図中１５は主軸４先端に設けられた制動部
材で、弾性板などからなり、主軸４内を送られて
きた工具８が慣性で主軸４先端より飛び出すのを
規制する機能を有する。

また１６は用済みとなつてチヤツクより解放さ
れた工具８を収容するための工具受け皿である。

次に作用を説明すると、図示しない制御系より
工具交換指令が出力されると、まずストツパ機構
１３のストツパ１３ｄがエアシリンダ１３ｃによ
り仮想線位置へ下降され、続いて工具押出し機構
１２のシリンダ１２ａへエアが供給されて、シリ
ンダ１２ａ内のピストン１２ｂが一定距離前進さ
れる。

これによつて上記ピストン１２ｂに接続された
ホルダ１２ｃも一定距離前進されて、ホルダ１２
ｃに後端が支持された押出し杆１２ｄの先端が工
具マガジン１１内の最下部の工具８を、先端が第
３図のａに示すようにストツパ１３ｄの調整ねじ
１３ｆに当接まで押し出すと共に、ホルダ１２ｃ
内の圧縮ばね１２ｅが工具８の長さに応じて圧縮
される。

そしてこの位置でクランパ１２ｆが押出し杆１
２ｄを固定するため、工具８の長さが種々変つて
も工具８の先端からピストン１２ｂまでの距離は
一定に保持される。

次に工具押出し機構１２のピストン１２ｂが第
３図ｂに示すようにストロークエンドまで後退
し、この状態でストツパ１３ｄが上昇されると、
再び工具押出し機構１２のシリンダ１２ａにエア
が供給され、ピストン１３ｂが第３図ｃに示すよ
うに前方のストロークエンドまで前進される。

これによつてストツパ１３ｄで位置決めされた
工具８が主軸４内を経て主軸４先端に達し、先端
部が主軸４より一定長さｌ突出したところでチヤ
ツク６により把持されるようになる。

またこのときすでにチヤツク６に把持されてい
る工具８がある場合は、後続工具８に主軸４内よ
り押出されて工具受け皿１６内へ落下される。

一方工具マガジン１１内に収容されている工具
８の長さが種々に変つても、主軸４より一定の定
出量ｌで装着することが可能である。

次にこれを説明すると、工具８の長さが長い場
合、ピストン１２ｂが一定距離前進されて、第４
図ａに示すように工具８の先端がストツパ１３ｄ
の調整ねじ１３ｆに当接された際、工具８の長さ
に応じて押出し杆１２ｄの後端がホルダ１２ｃ内
に押込まれ、かつその位置で押出し杆１３ｄが固
定されるため、以後第４図ｂ及びｃを経て主軸４
の先端に工具８が押出されても、主軸４の先端よ
り突出する工具８の突出量ｌは常に一定とするこ
とができるようになる。

〔考案の効果〕 この考案は以上詳述したように主軸後方に設置
した工具マガジン内の工具を主軸内を経て主軸先
端のチヤツクへ装着するようにしたことから、主
軸先端とワークの間隔が少ない工作機械にも容易
に実施することができる。

また主軸と工具マガジンの間に設けたストツパ
機構により工具の突出量を規定した後主軸へ送り
出すようにしたことから、工具の長さが種々に変
つても、主軸より突出する工具の突出量を常に一
定することができると共に、工具マガジンの直前
にストツパ機構が位置することから、工具マガジ
ンより押出された工具が加速されてストツパへ衝
突することもなく、これによつて工具の先端を損
傷したり、工具の切れ味を低下させるなどの不具
合も解消することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示し、第１図は全
体的な断面図、第２図はストツパ機構の正面図、
第３図ａないしｃ及び第４図ａないしｃは作用説
明図である。 ２は主軸ヘツド、４は主軸、６はチヤツク、８
は工具、１１は工具マガジン、１２は工具押出し
機構、１３はストツパ機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主軸ヘツド２に回転自在に支承された中空な主
   軸４の先端にチヤツク６を設け、また主軸４の後
   方に、工具８を収容した工具マガジン１１と、こ
   の工具マガジン１１より工具８を１本づつ主軸４
   内へ押出す工具押出し機構１２を設けると共に、
   上記主軸４と工具マガジン１１の間に工具８の突
   出量を一定に規制するストツパ機構１３を設けて
   なる自動工具交換装置。