JPH0460774B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、工作機械の自動工具交換装置に関
し、更に詳しくは、フレームに対し主軸ヘツドを
往復移動自在に配設し、工具ホルダの把持手段を
複数備えた工具マガジンを回転させると共に、前
記主軸ヘツドの往復移動により前記主軸ヘツドと
工具マガジンとの間で工具ホルダの受渡しを自動
的に行なう工作機械において、前記工具ホルダの
受渡し（工具ホルダの装着および抜き取り）に要
する時間を短縮化し得る自動工具交換装置に関す
るものである。

従来技術 被加工物に対し、ねじ切りや孔開け等多種の加
工を単一の装置で複合的になし得るよう構成した
マシニングセンタ（MC）に代表される多機能工
作機械では、タツプやドリル等の工具を予め所定
の収納個所に多数格納しておき、所望の工具を適
時に選択して、これを使用が終了した工具と自動
的に交換する装置（ATC）が一般に配設されて
いる。この自動工具交換装置としては、種々の形
式のものが提案されているが、主軸ヘツドを垂直
方向（以下「Ｚ軸方向」という）に移動させ、こ
の主軸ヘツドに対し昇降自在に配設した工具マガ
ジンとの間で、カム機構を利用して工具交換を行
なうようにした機構が実用化されている。

例えば出願人による先の出願に係る特開昭60−
155338号公報に掲載される工作機械では、工具の
回転割出し可能な工具マガジンを、Ｚ軸方向に移
動可能に配設した主軸ヘツドとは独立してフレー
ム上に昇降移動自在に配設し、前記主軸ヘツドの
第１段階の復動により工具マガジンに取付けた把
持部材が主軸先端の工具を把持し、主軸ヘツドの
第２段階の復動により主軸の工具に対する挟持を
解除し、更に主軸ヘツドの第３段階の復動により
主軸から工具を完全に離脱させ、次いで工具マガ
ジンを回転割出しした後に、主軸ヘツドに先とは
逆の段階的な往動動作を行なわせて、一連の工具
交換シーケンスを達成するよう構成してある。す
なわち、この自動工具交換装置では、主軸から工
具マガジンへの工具ホルダの受渡しと、工具マガ
ジンから主軸への工具ホルダの受渡しの両動作の
開始から終了までの間において、前記工具マガジ
ンを主軸ヘツドのＺ軸方向運動に対し並走させ
て、工具ホルダの両受渡し運動を確実に行ない得
るようにしたものである。

発明が解決しようとする問題点 主軸ヘツドをＺ軸方向に移動させ、また主軸ヘ
ツドとは独立に工具マガジンを並走させて、主軸
と工具マガジンとの間で工具の相互受渡しを行な
う自動工具交換装置では、前述した如く工具の受
渡し動作中に工具マガジン全体が上下動する構成
となつている。しかるに当該工具マガジンには、
工具ホルダを着脱自在に保持する把持手段が放射
状に多数配設されて、それ自体の重量は相当大き
なものとなつている。従つて工具を迅速に受渡し
するため、工具マガジンを高速で上下動させよう
とすると、当該工具マガジンの質量に起因して大
きな慣性モーメントが発生し、工具ホルダを介し
て前記把持手段と主軸とが衝合した際の機械的シ
ヨツクが極めて大きくなる欠点がある。

そこで前記シヨツクを緩和するために、主軸ヘ
ツドのＺ軸方向への運動速度を小さくして、工具
マガジンの質量に起因する慣性モーメントを抑制
する対策が一般に採られている。しかし主軸ヘツ
ドが、Ｚ軸方向に高速移動し得る充分な能力を有
しているにも拘らず、前述したシヨツク緩和の目
的で当該主軸ヘツドの運動速度を低下させるとい
うことは、すなわち工具交換に多くの時間が掛か
ることを意味している。これは、現今の如く多品
種少量生産に対応するため頻繁な工具交換を要
し、交換時間の短縮が必要とされている現状に大
きく逆行するものである。

発明の目的 この発明は、移動している主軸ヘツドから工具
を工具マガジンに受渡し、また工具マガジンから
工具を移動している主軸ヘツドに受渡す際に、工
具マガジンに配設した工具ホルダ保持用の複数の
把持手段を夫々独立して運動可能に構成し、工具
の受渡しに必要な運動部分の質量を最小限に抑え
ることにより、主軸ヘツドを高速で往復移動させ
ても、工具マガジンに大きな慣性モーメントが生
ずるのを防止し、把持手段と主軸との衝合時の機
械的シヨツクを小さくして、工具交換時間を短縮
化することを目的とする。

問題点を解決するための手段 前記問題点を克服し、所期の目的を好適に達成
するため、本発明に係る工作機械の自動工具交換
装置は、工具ホルダを装着可能な工具保持部を備
える主軸を回転自在に支持し、往復駆動機構によ
りフレームに対して前記主軸の軸線方向に往復駆
動される主軸ヘツドと、前記フレームの固定位置
に配設され、工具ホルダを多数保持したマガジン
ベースを回転割出し可能に備えた工具マガジンと
を備え、前記主軸を往復駆動させることにより被
加工物に所要の加工を施すようにした工作機械に
おいて、 前記マガジンベースの周囲に一軸線を中心に
夫々揺動可能に複数個配設され、一端に前記工具
ホルダを着脱可能に把持するホルダ把持手段と、 前記主軸ヘツドの往復移動に基づいて、前記ホ
ルダ把持手段に把持された前記工具ホルダの前記
主軸への装着並びに該ホルダ把持手段からの工具
ホルダの解放をなし得るように前記主軸ヘツドと
ホルダ把持手段との間に設けられ、該主軸ヘツド
の往復移動に基いて接離可能に作用するカム体お
よびカムフオロワとを備えることを特徴とする。

実施例 次に、本発明に係る工作機械の自動工具交換装
置につき、好適な実施例を挙げて添付図面を参照
しながら以下説明する。第１図は本発明の好適な
実施例に係る工作機械の主要構成部を示す縦断面
図、第２図は本発明に使用される工具マガジンの
主要部を示す縦断面図、第３図は第２図に示す工
具マガジンのＡ矢視図、第４図は第２図に示す工
具マガジンのＢ矢視図、更に第５図は本実施例に
係る自動工具交換装置の主要部を概略的に示す分
解状態斜視図である。

（主軸ヘツドおよび工具マガジンについて） 第１図に示す自動工具交換装置を備える工作機
械は、垂直なコラム１０に固設したフレーム１２
に配設されてＺ軸方向に往復移動可能な主軸ヘツ
ド２４と、前記フレーム１２にマガジン支持台５
８を介して配設され、内蔵の工具ホルダ４８を回
転割出し可能な工具マガジン６６とを基本的に備
えている。すなわち前記フレーム１２にガイドレ
ール１４が垂直に配設され、上下の関係で配設し
た一対の摺動こま１６，１６を介して主軸ヘツド
２４が、前記ガイドレール１４に沿つてＺ軸方向
に昇降自在に取付けられている。この主軸ヘツド
２４には適宜の位置にナツト１８が固定され、前
記ガイドレール１４に沿つて平行に支持した回転
自在なボールねじ２０が、前記ナツト１８にねじ
込み挿通されている。そして該ボールねじ２０を
フレーム１２の上方に配置したサーボモータ２２
により正逆両方向に回転駆動することによつて、
前記主軸ヘツド２４には、ナツト１８およびボー
ルねじ２０の螺合作用下に、ガイドレール１４に
沿つてＺ軸方向に昇降する円滑な運動が付与され
る。

主軸ヘツド２４の内部には、下端部に工具保持
部４２を備えた主軸４０が回転自在に垂直に配設
され、この主軸４０はフレーム１２の上方に設け
た工具駆動用モータ３６にカツプリング３８を介
して連結され、当該モータ３６により回転駆動さ
れるようになつている。主軸４０の前記工具保持
部４２は、先端に工具５０を装着した工具ホルダ
４８におけるアーバー５２を嵌挿可能になつてお
り、この工具ホルダ４８を工具保持部４２に嵌挿
すると、該ホルダ４８に設けたプルスタツド５４
が主軸４０中に設けたホルダ挟持部材４４により
挟持（クランプ）される。またこのホルダ挟持部
材４４を、主軸４０の中心通孔中に同軸的に挿通
配置したドローバー４６により押圧すると、該ホ
ルダ挟持部材４４による前記プルスタツド５４の
挟持が解除（アンクランプ）され、工具ホルダ４
８の取外しが可能となる。

（工具ホルダの挟持・挟持解除機構について） 前記工具保持部４２に嵌挿された工具ホルダ４
８をクランプし、また当該クランプを解除するた
めに、クランクレバーおよびこれに揺動運動を付
与するカム機構が設けられている。すなわち主軸
ヘツド２４の適宜位置に、支軸３２を介してクラ
ンクレバー３０が揺動自在に枢支され、このレバ
ー３０における一方の短尺レバー３０ａの先端部
が、前記ドローバー４６に直交的に突設したピン
５６と係合可能になつている。またクランクレバ
ー３０の他方の長尺レバー３０ｂに図示形状の板
カム２８が固定され、当該板カム２８はその移動
軌跡に位置するよう前記サーボモータ２２に配設
したカムフオロワ２６と係合離脱可能になつてい
る。なお前記長尺レバー３０ｂと主軸ヘツド２４
との間に引張コイルばね３４が弾力的に介装さ
れ、クランクレバー３０を常には時計方向に付勢
して、短尺レバー３０ａによる前記ピン５６の押
圧を解除している。

そして前記サーボモータ２２の駆動により主軸
ヘツド２４が上昇すると、その上昇過程において
クランクレバー３０に設けた板カム２８が固定位
置に配置した前記カムフオロワ２６と係合し、当
該クランクレバー３０に支軸３２を中心とする反
時計方向の動きを付与する。これにより短尺レバ
ー３０ａが前記ピン５６を下方に押圧し、ドロー
バー４６を介してホルダ挟持部材４４を付勢し、
工具ホルダ４８のプルスタツド５４に対するクラ
ンプを解除する。

（工具マガジンの回転割出機構について） フレーム１２に固設したマガジン支持台５８に
は、第１図に示すように、主軸ヘツド２４の昇降
領域と隣接して斜め左下方に指向する支持軸６０
が配設され、この支持軸６０に図示形状のマガジ
ンベース６４が、軸受６２を介して回転自在に枢
支されている。当該マガジンベース６４には、後
に説明するホルダ把持手段として機能するグリツ
プアーム８２が、放射状に所要の中心角で複数個
（図示例では10個）揺動自在に配設されている。
このマガジンベース６４には、前記支持軸６０を
中心とする割出円板８０がボルト７９を介して固
定され、この割出円板８０の一側面にローラ形状
のカムフオロワ７８が、後述のグリツプアーム８
２の配設位置に対応させて複数個（実施例では10
個）設けられている。

第１図および第１図のＣ矢視図である第６図に
示す如く、前記マガジン支持台５８に垂直配置し
たケーシング６７の上部に割出し用モータ６８が
倒立配置され、このモータ６８の回転軸６９に駆
動軸７０がカツプリング７１を介して接続されて
いる。この駆動軸７０の下端部にはベベルギヤ７
２が固定され、当該ベベルギヤ７２は軸受７３，
７３を介して水平に枢支した回転軸７５に設けた
ベベルギヤ７４と噛み合つて、当該回転軸７５に
所要方向の回転を付与し得るようになつている。
前記回転軸７５には、外周面に所要の曲線を描く
カム溝７６ａが形成されたバレルカム７６が配設
され、このカム溝７６ａに前記割出円板８０に放
射配置した各カムフオロワ７８が順次嵌合可能に
なつている。そして当該バレルカム７６の回転に
より、割出円板８０に間欠的な割出し回転が付与
される。

（ホルダ把持手段について） 次に、前述した回転割出し機構により割出され
る所要のホルダ把持手段、および当該ホルダ把持
手段を工具ホルダ４８の受渡しのため揺動駆動す
る機構につき説明する。第２図〜第４図に示す如
く、工具マガジン６６の一部を構成するマガジン
ベース６４には、前記支持軸６０を中心とする円
周方向に、所要の中心角でクレビス８１が順次配
設されている（図示例では10個）。夫々のクレビ
ス８１には、枢支軸８４を介して図示形状のグリ
ツプアーム８２が揺動自在に枢支され、該アーム
の自由端を半径方向外方に臨ませている。前記グ
リツプアーム８２の自由端には、殊に第３図に示
すように、前記工具ホルダ４８の最大直径部を挟
持可能な寸法に設定した２股部８３が形成されて
いる。この２股部８３の各内端部には、アーム基
部に対し直交する方向に行止り孔８３ａが穿設さ
れ、この行止り孔８３ａに圧縮コイルばね９９に
より弾圧される支持ピン９８が後退可能に収納さ
れ、当該支持ピン９８の先端を２股部内方に臨ま
せている。従つて２股部８３の両端部では、１対
の支持ピン９８，９８が中心線を整列させてその
先端を相互に指向させていることになる。そして
グリツプアーム８２の２股部８３を前記工具ホル
ダ４８の最大外周部に嵌合させることにより、１
対の支持ピン９８，９８が前記最大外周部に周設
したＶ形溝部４８ａに当接し、圧縮コイルばね９
９の弾力に抗して後退した状態だ工具ホルダ４８
を保持する。

またグリツプアーム８２の他端部にも別の行止
り孔８２ａが穿設され、この行止り孔８２ａに圧
縮コイルばね９２と共に鋼球９０が弾力的に収納
されて、当該鋼球９０の一部を行止り孔８２ａの
開孔から突出させている。またマガジンベース６
４におけるボス部６４ａには、第２図に示すよう
に、断面が円弧状を呈する案内面８８ａを外周に
周設したグリツプ支持カラー８８が外挿され、こ
の案内面８８ａに前記グリツプアーム８２に設け
た鋼球９０が弾力的に当接可能になつている。な
お前記案内面８８ａのマガジンベース６４側には
ノツチ溝８８ｂが周設され、第１図で割出し待機
状態にある各グリツプアーム８２は、その鋼球９
０を前記ノツチ溝８８ｂに落着させて、該アーム
８２をその姿勢で安定保持させ得るようになつて
いる。

第４図および第５図に示す如く、前記グリツプ
アーム８２の枢支点となる枢支軸８４を挟むアー
ム長手方向の前後で、かつ該アーム８２の中心線
に対し左右に振分けた位置に、ローラ形状を呈す
る第１カムフオロワ９４および第２カムフオロワ
９６が回転自在に枢支されている。そしてこの第
１カムフオロワ９４および第２カムフオロワ９６
は、第１図および第５図に示す複合カム体８６に
形成した第１カム面８６ａおよび第２カム面８６
ｂに、夫々対応的に摺動当接および離間可能とな
つている。すなわち第１図に示す如く、主軸ヘツ
ド２４の垂直面で、かつ前記工具マガジン６６と
指向する側に複合カム体８６が垂直にボルト固定
され、その第１カム面８６ａおよび第２カム面８
６ｂを工具マガジン６６における所望の工具ホル
ダ４８の割出し位置（主軸４０の工具保持部４２
に対応的に割出されたグリツプアーム８２と近接
する位置）側に臨ませている。

そしてグリツプアーム８２に設けた前記第１カ
ムフオロワ９４および第２カムフオロワ９６は、
第７図ａ〜ｄ、第７図ｇ〜ｉおよび第８図に関し
て後述する如く、原点Ｚを中心とする主軸ヘツド
２４の所要の昇降領域内で、前記複合カム板８６
の第１カム面８６ａおよび第２カム面８６ｂと
夫々対応的に摺動自在に当接するよう位置設定さ
れている。そして前記主軸ヘツド２４をＺ軸方向
に昇降移動させると、後述する条件の下で第１カ
ムフオロワ９４が第１カム面８６ａに、また第２
カムフオロワ９６が第２カム面８６ｂに当接し
て、各対応のカム作用下に前記グリツプアーム８
２は枢支軸８４を中心として所定の揺動運動を行
なう。このときグリツプアーム８２の他端部に設
けた鋼球９０は、グリツプ支持カラー８８に周設
したノツチ溝８８ｂから離脱し、その案内面８８
ａに倣いつつ移動することになる。

（実施例に係る装置の動作） 次に、このように構成した実施例に係る自動工
具交換装置の動作につき、第７図ａ〜ｉを参照し
て以下説明する。なお前述した如く、主軸ヘツド
２４およびこれに固定した複合カム体８６は、サ
ーボモータ２２の回転によるボールねじ２０とナ
ツト１８との螺合作用下に、Ｚ軸方向の昇降移動
を与えられるが、工具マガジン６６自体はフレー
ム１２上の定位置にあつて、割出し用モータ６８
の回転によりマガジンベース６４を回転させ、各
グリツプアーム８２に保持された工具ホルダ４８
の割出しを行なうものである。従つて第７図ａ〜
ｉの全てに亘つて、主軸ヘツド２４の基準動作レ
ベルとなるＺ原点が設定されている。またこの第
７図ａ〜ｉに関連する各部材の動作タイミング
を、第８図にチヤートとして示す。

第７図ａは、本発明に係る工作機械により、被
加工物９１を切削している状態を示す。主軸ヘツ
ド２４における主軸４０の下部開放端は、Ｚ原点
より下方に位置していて、この状態でグリツプア
ーム８２に設けた第１カムフオロワ９４は、対応
する複合カム体８６の第１カム面８６ａを上昇し
きつた位置にある。また第２カムフオロワ９６は
対応する第２カム面８６ｂの最下部に位置して、
当該グリツプアーム８２の２股部８３を最も左方
向に振り切つた状態に保持している。すなわち２
股部８３は、主軸４０の工具保持部４２に装着し
た特定の工具ホルダ４８から大きく離間して位置
し、このため主軸ヘツド２４は単独で被加工物９
１に向け下降して所要の切削加工を行なうことが
できる。

第７図ｂは、主軸ヘツド２４が上昇して、主軸
４０の下部開放端が原点Ｚと略一致した状態を示
している。主軸４０はオリエンテーシヨン（回転
方向位置決め）終了の状態となつており、グリツ
プアーム８２の第１カムフオロワ９４は前記第１
カム面８６ａの中途に位置し、また第２カムフオ
ロワ９６は第２カム面８６ｂの中途に位置して、
当該グリツプアーム８２を枢支軸８４を中心とし
て反時計方向に僅かに揺動させている。これによ
り２股部８３に設けた一対の支持ピン９８，９８
（第３図）を、前記工具ホルダ４８の最大直径部
に形成され水平に位置している前記Ｖ形溝部４８
ａに一致させて近接している。すなわちこの時点
では、支持ピン９８，９８はＶ形溝部４８ａに未
だ嵌合しておらず、従つて工具５０による被加工
物９１に対する加工が可能である。なお２股部８
３の支持ピン９８，９８が、第７図ｄに示すグリ
ツプ動作の終了まで継続して工具ホルダ４８のＶ
形溝部４８ａに追従動作し得るよう、前記第１カ
ム面８６ａおよび第２カム面８６ｂのカム設計が
なされている。

次に工具ホルダ４８を交換するべく、主軸ヘツ
ド２４が原点Ｚよりも、例えば距離３０だけ上昇
した状態を第７図ｃに示す。このレベルまで主軸
ヘツド２４が上昇する過程で、前述したクランク
レバー３０の板カム２８が前記カムフオロワ２６
に接触係合するに至り、当該クランクレバー３０
は引張コイルばね３４の弾力に抗して反時計方向
への回動を開始する。また原点Ｚより上方への主
軸ヘツド２４の上昇に伴い、複合カム体８６の第
１カム面８６ａおよび第２カム面８６ｂは、夫々
対応の第１カムフオロワ９４および第２カムフオ
ロワ９６を付勢して、グリツプアーム８２を反時
計方向に更に揺動させる。これによりグリツプア
ーム８２の２股部８３に設けた一対の支持ピン９
８，９８は、工具ホルダ４８のＶ形溝部４８ａに
整列して追従移動し、当該支持ピン９８，９８を
コイルばね９９，９９の弾力に抗して後退させな
がら、主軸４０の中心線Ｃ上に位置するに至る。

なおこの時点で、前記クランクレバー３０の短
尺レバー３０ａがドローバー４６に設けたピン５
６を押下げ始め、工具ホルダ４８のプルスタツド
５４に対するホルダ挟持部材４４による挟持の解
除を開始する。

第７図ｄは、主軸ヘツド２４が原点Ｚよりも距
離５０だけ上昇した状態を示している。第８図か
ら判明する如く、この状態に至る直前で、前記ク
ランクレバー３０は完全に揺動しきつて、ホルダ
挟持部材４４はプルスタツド５４を解除し、工具
ホルダ４８に対するアンクランプを終了してい
る。グリツプアーム８２は、両カム面８６ａ，８
６ｂと各対応のカムフオロワ９４，９６との作用
下に反時計方向に更に揺動して、該アーム８２の
鋼球９０をグリツプ支持カラー８８のノツチ溝８
８ｂ中に落着させて安定しその動作を終了してい
る。またアーム２股部８３の支持ピン９８，９８
が、工具ホルダ４８のＶ形溝部４８ａを完全に把
持して、グリツプアーム８２による工具ホルダ４
８のチヤツキングがなされる。

またこの時点から、工具ホルダ４８の抜き取り
が開始される。すなわち第７図ｄに示す位置から
主軸ヘツド２４が更に上昇して、例えば第７図ｅ
に示す如く当該主軸ヘツド２４が原点Ｚから距離
１３８だけ上昇すると、被加工物９１の加工に使
用されていた工具ホルダ４８はグリツプアーム８
２に把持されたまま残留し、これにより工具ホル
ダ４８の抜き取り（主軸ヘツド２４から工具マガ
ジン６６への受渡し）が完了している。この状態
で、第１図および第６図に関して説明した割出し
用モータ６８が回転駆動され、バレルカム７６お
よびカムフオロワ７８のカム作用下に、割出円板
８０の回転割出しがなされる。これにより次に使
用される工具ホルダ４８を保持した別のグリツプ
アーム８２が、前記主軸ヘツド２４の工具保持部
４２の直下に中心線Ｃを整列させて位置する（第
７図ｆ参照）。

次いで、この新たに割出された工具ホルダ４８
に主軸ヘツド２４の工具保持部４２が嵌挿される
過程を説明する。サーボモータ２２を逆方向に回
転させると、ボールねじ２０およびナツト１８の
螺合作用下に主軸ヘツド２４は、第７図ｆに示す
距離１３８の位置から第７図ｇに示す距離５０の
位置まで下降する。この主軸ヘツド２４の下降に
より、新たに割出された工具ホルダ４８のアーバ
ー５２は工具保持部４２中に挿入される。なお第
７図ｅおよびｆでは、両カムフオロワ９４，９６
は複合カム体８６の両カム面８６ａ，８６ｂから
離脱していたが、この第７図ｇに示す状態に至つ
て、両カムフオロワ９４，９６は再び対応の両カ
ム面８６ａ，８６ｂと係合当接して、グリツプア
ーム８２の逃し動作が開始される。すなわちグリ
ツプアーム８２は、枢支軸８４を中心とする時計
方向への揺動を開始し、該アーム８２の二股部８
３に設けた支持ピン９８，９８が、工具ホルダ４
８に形成したＶ形溝部４８ａの動きに追従する動
作を行なう。

また主軸ヘツド２４が、第８図に示すように、
距離４７まで下降すると、今迄カムフオロワ２６
に係合して当該クランクレバー３０を反時計方向
に揺動させていた板カム２８は、前記カムフオロ
ワ２６から逃げ始め、工具ホルダ４８のプラスタ
ツド５４に対するホルダ挟持部材４４による挟持
を開始する。

第７図ｈに示す如く、主軸ヘツド２４が更に下
降して原点Ｚに対し距離３０の位置まで近接する
と、前記クランクレバー３０における板カム２８
はカムフオロワ２６から完全に離脱し、これによ
りホルダ挟持部材４４がプルスタツド５４を挟持
してクランプ動作を終了する。またグリツプアー
ム８２は、その両カムフオロワ９４，９６が対応
の両カム面８６ａ，８６ｂと連繋動作することに
より、アーム先端に設けた鋼球９０がグリツプ支
持カラー８８のノツチ溝８８ｂから離脱し、時計
方向に揺動する。

更に主軸ヘツド２４が下降し、第７図ｉに示す
如く、主軸４０の下部開放端が原点Ｚに一致する
と、グリツプアーム８２は工具保持部４２に嵌挿
保持された工具ホルダ４８から完全に離脱する。
これにより主軸４０の回転が許容され、被加工物
９１に対する加工を可能とする。更にこの原点Ｚ
よりも主軸ヘツド２４が下降すると、グリツプア
ーム８２は、例えば第７図ａに示す如く、更に離
間方向へ逃げ、主軸ヘツド２４による被加工物９
１に対する単独の下降が可能とされる。従つて本
実施例においては、カム体８６に第２カム面８６
ｂを設けると共に、グリツプアーム８２に第２カ
ムフオロワ９６を設けたので、主軸ヘツド２４の
移動によるグリツプアーム８２の時計方向への過
揺動を防止することができる。

発明の効果 以上説明した如く、本発明に係る工作機械の自
動工具交換装置によれば、工具の交換に必要な各
部材の運動を必要最小限に止どめ、かつその運動
部分を細分化することにより各部品の質量の低減
を図り、高速運動を可能としたものであつて、従
つて主軸ヘツドが高速で移動しても容易に工具交
換を行なうことができ、工具交換時間を短縮する
ことができる有益な利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る工作機械の自動工具交換
装置の好適実施例に係る主要構成部分の概略構成
を示す縦断面図、第２図は工具マガジンの主要部
分を示す縦断面図、第３図は第２図に示す工具マ
ガジンのＡ矢視図、第４図は第２図に示す工具マ
ガジンのＢ矢視図、第５図は本実施例に係る自動
工具交換装置の要部を概略的に示す分解状態斜視
図、第６図は本実施例に使用する工具マガジン割
出し機構の一実施例を示す第１図のＣ矢視図、第
７図ａ〜ｉは、固定位置に配置した工具マガジン
とＺ方向に昇降する主軸ヘツドと当該工具マガジ
ンに回転割出し自在に設けたグリツプアームの
夫々の経時的な動作を示す概略説明図、第８図は
第７図ａ〜ｉに示す主軸ヘツドの移動に対応する
各部材の動作を経時的に示すタイムチヤート図で
ある。 １２…フレーム、１８…ナツト、２０…ボール
ねじ、２２…サーボモータ、２４…主軸ヘツド、
４０…主軸、４２…工具保持部、４８…工具ホル
ダ、６４…マガジンベース、６６…工具マガジ
ン、８２…ホルダ把持手段（グリツプアーム）、
８３…２股部、８４…枢支軸、８６…複合カム
体、８６ａ…第１カム面、８６ｂ…第２カム面、
９４…第１カムフオロワ、９６…第２カムフオロ
ワ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工具ホルダ４８を装着可能な工具保持部４２
   を備える主軸４０を回転自在に支持し、往復駆動
   機構１８，２０，２２によりフレーム１２に対し
   て前記主軸４０の軸線方向に往復駆動される主軸
   ヘツド２４と、前記フレーム１２の固定位置に配
   設され、工具ホルダ４８を多数保持したマガジン
   ベース６４を回転割出し可能に備えた工具マガジ
   ン６６とを備え、前記主軸４０を往復駆動させる
   ことにより被加工物９１に所要の加工を施すよう
   にした工作機械において、 前記マガジンベース６４の周囲に一軸線を中心
   に夫々揺動可能に複数個配設され、一端に前記工
   具ホルダ４８を着脱可能に把持するホルダ把持手
   段８２と、 前記主軸ヘツド２４の往復移動に基づいて、前
   記ホルダ把持手段８２に把持された前記工具ホル
   ダ４８の前記主軸４０への装着並びに該ホルダ把
   持手段８２からの工具ホルダ４８の解放をなし得
   るように前記主軸ヘツド２４とホルダ把持手段８
   ２との間に設けられ、該主軸ヘツド２４の往復移
   動に基いて接離可能に作用するカム体８６および
   カムフオロワ９４，９６とを備える ことを特徴とする工作機械の自動工具交換装置。 ２ 前記カムフオロワ９４，９６は、ホルダ把持
   手段８２に配設され、該ホルダ把持手段８２の前
   記マガジンベース６４に対する揺動軸線より工具
   ホルダ４８の把持側に主軸ヘツド２４と対面する
   よう設けた第１のカムフオロワ９４と、前記揺動
   軸線を挟む反対側に主軸ヘツド２４と対面するよ
   う設けた第２のカムフオロワ９６とを備えると共
   に、 前記カム体８６は、前記主軸ヘツド２４の工具
   マガジン６６側に配設され、該主軸ヘツド２４の
   移動に伴つて前記第１のカムフオロワ９４に当接
   離脱可能な第１のカム面８６ａと、前記第２のカ
   ムフオロワ９６に当接離脱可能な第２のカム面８
   ６ｂとを備えている ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の工
   作機械の自動工具交換装置。 ３ 前記第１および第２のカムフオロワ９４，９
   ６が、各対応の前記第１および第２のカム面８６
   ａ，８６ｂより離脱している間、前記工具ホルダ
   把持手段８２をその揺動運動の最端位置に一時的
   に保持する保持手段８２ａ，９０，９２，８８，
   ８８ａ，８８ｂを、該工具ホルダ把持手段８２と
   前記マガジンベース６４との間に備えている ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の工
   作機械の自動工具交換装置。 ４ 前記カム体８６の第１、第２カム面８６ａ，
   ８６ｂが、前記主軸４０の回転軸線と前記マガジ
   ンベース６４の回転軸線とを含む平面を挟んで設
   けられている ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の工
   作機械の自動工具交換装置。 ５ 前記工具ホルダ把持手段８２の第１、第２の
   カムフオロワ９４，９６が前記マガジンベース６
   ６の回転軸線を含み、かつ該工具ホルダ把持手段
   ８２の揺動中心線と直交する平面を挟んで設けら
   れている ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の工
   作機械の自動工具交換装置。 ６ 前記ホルダ把持手段は、自由端に工具ホルダ
   ４８を把持するための二股部８３を備え、前記二
   股部８３の両端内側に相対向する行止まり孔８３
   ａが穿設され、この行止まり孔８３ａに圧縮コイ
   ルばね９９と共に支持ピン９８が後退可能に収納
   されて、工具ホルダ４８の最大直径部に周設され
   たＶ形溝部４８ａを、両支持ピン９８，９８によ
   り弾力的に嵌合可能とされている ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の工
   作機械の自動工具交換装置。