JPH0471659B2 - - 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用のツールマガジンに関す
る。

従来の技術 工作機械、例えばマシニングセンターのツール
マガジンでは、複数のツールをそれぞれ複数のツ
ールポツトに着脱自在に設定して、各ツールを選
択的に交換位置に送れるようになつている。

交換位置に設定された新しいツールは、ツール
チエンジヤーによりツールマガジンからスピンド
ルに取付けられる。あるいは交換位置に設定され
た新しいツールと、スピンドルに設定されている
使用済みのツールとを、前記ツールチエンジヤー
により交換するのである。

マシニングセンターには、スピンドルの軸方向
が水平方向を向いたタイプ、あるいは垂直方向を
向いたタイプのものがある。

またツールマガジンは、マシニングセンターの
設計レイアウト上、マシニングセンターの本体に
対して水平面に設定するタイプ、あるいは垂直面
に設定するタイプのものがある。

ツールマガジンを水平面に設定したタイプのも
のでは、各ツールポツトの軸方向は垂直方向を向
いている。またツールマガジンを垂直面に設定し
たタイプのものでは、各ツールポツトの軸方向は
水平方向に向いている。

ところで、垂直方向のスピンドルと、垂直面に
設定したツールマガジンを有しているマシニング
センタがあつた。ツールマガジンに対して各ツー
ルポツトを回転自在に設置している。したがつ
て、水平方向と垂直方向の間でツールポツトを方
向転換させることができる。前記スピンドルと前
記ツールマガジンの間でツールのやりとりを行な
う場合、ツールポツトを水平方向から垂直方向に
方向転換して、垂直方向に向いた前記スピンドル
に対して前記ツールマガジン内の水平方向に向い
たツールの軸方向を一致させることができる。逆
に、ツールをスピンドルからツールマガジンにも
どす場合は、ツールポツトを垂直方向から水平方
向に方向転換する。

水平方向のスピンドルと、水平面に設定したツ
ールマガジンを有するマシニングセンタにおい
て、両者間でツールの交換をする場合も同様に、
スピンドルとツールの軸方向を一致させることが
できる。

特開昭55−144942号公報及び特開昭56−62742
号公報に示されている従来のツールマガジンにお
いては、枢支ピンがツールポツトを枢支してい
る。ツールポツトの中に回転中心が位置してい
る。

発明が解決しようとする課題 従来のツールマガジンは、交換位置においてツ
ールポツトを方向転換させることができるだけ
で、ツールポツトを元の位置から離れた適当な遠
くの位置へ移動させることができない。

この発明は、ツールマガジンとスピンドルとの
間で複雑なツールチエンジヤーを用いずともツー
ルのやりとりができ、かつ、スピンドルに対して
ツールマガジンを自由な位置に設定することがで
きるようにすることを目的としている。

課題を解決するため手段 この発明は、フレームに回転部材を回転可能に
設けその回転部材に一連の複数のツールポツトを
配置し、複数のツールをそれらのツールポツトに
各別に着脱自在に設定して交換位置に送れるよう
にしたツールマガジンにおいて、複数のグリツプ
ノツチを回転部材に回転可能に設け、各グリツプ
ノツチはそれを付勢力で正方向に回転させること
によりツールポツトを保持し、所定の交換位置で
付勢力に抗してグリツプノツチを逆方向に回転さ
せることによりツールポツトをグリツプノツチか
ら解放する構成にし、前述の交換位置に、ツール
ポツトを１つずつ着脱可能に保持する旋回グリツ
プを旋回可能に設け、この旋回グリツプの内部に
ツールポツトの旋回中心が位置していて、その旋
回グリツプ内の旋回中心を中心としてツールポツ
トを旋回させ、かつ、旋回グリツプ中の旋回中心
からツールポツトに設定されたツールまでの距離
をツールポツトの旋回半径としたことを特徴とす
るツールマガジンを要旨としている。

作 用 グリツプノツチ１４がツールポツト１５を保持
する。交換位置Ｐにおいて、グリツプノツチ１４
はツールポツト１５の保持及び解放を行うことが
できる。

旋回グリツプは旋回中心を有する。旋回グリツ
プはツールポツト１５を保持して、その旋回中心
を中心として旋回することができる。

交換位置Ｐのツールポツト１５は、第１方向Ａ
に向いている。このツールポツト１５を第２方向
Ｂに方向転換させるとともにツールチエンジヤー
とツールポツト１５との間でツール２４のやりと
りを行う位置まで移動させる。他方、ツールポツ
トを第２方向Ｂから第１方向Ａへ方向転換させる
とともに交換位置Ｐまで移動させる。

要するに、ツールポツトの旋回半径は旋回グリ
ツプ中の旋回中心からツールポツトに設定された
ツールまでの距離である。したがつて、ツールポ
ツトの寸法に制限されずに、ツールポツトの旋回
半径を調節できる。たとえば、旋回グリツプを長
くすれば、ツールポツトの旋回半径を大きく設定
できる。

実施例 第１図および第２図を参照する。

第１図と第２図にはマシニングセンターのツー
ルマガジン１が示してある。また第１図にはマシ
ニングセンターのスピンドル２が示してある。ス
ピンドル２の軸方向は第１図の上下方向に沿つて
おり、スピンドル２の入口は下に向いている。

ツールマガジン１はフレーム３およびカバー４
を備えている。カバー４には文字盤４ａが設けら
れている。フレーム３の中には、円形状の回転部
材５が軸５ａを中心に回転可能に取付けてある。
この回転部材５とモータ６のプーリー７の間に
は、ベルト６ａが取付けられている。これによ
り、モータ６が回転すると、回転部材５は第１図
において時計回りあるいは反時計回りに回転可能
である。回転部材５の回転角度は、エンコーダ８
のパルス値に基づいて設定される。

回転部材５には、部材９が固定されている。こ
の部材９は円形状のものである。部材９の穴１１
にはスプリング１２が設けられている。また部材
９側には連結体１３を介してグリツプノツチ１４
が取付けられている。グリツプノツチ１４は連結
体１３を支点として回転可能である。グリツプノ
ツチ１４は複数あり、等間隔に円周方向に沿つて
放射方向（半径方向）に配置してある。各グリツ
プノツチ１４は、後述する各ツールポツト１５に
対応して設けられている。このグリツプノツチ１
４は、その後端面がスプリング１２に当つてい
る。

部材１６には、シリンダ１７とガイド１８が取
付けられている。このシリンダ１７のロツド１９
は、第２図の右手方向に収縮可能である。ガイド
１８にはリリースバー２０が通してある。このリ
リースバー２０とロツド１９は連結バー２１によ
り連結されている。リリースバー２０とロツド１
９は平行である。

リリースバー２０はその後端部２２が、グリツ
プノツチ１４の前端面に対面している。また、部
材２０ａの穴２０ｂは後端部２２に対応してい
る。ロツド１９が右手方向に収縮すると、リリー
スバー２０の後端部２２は、スプリング１２の付
勢力に抗して穴２０ｂを通りグリツプノツチ１４
を第２図の一点鎖線で示すように回転可能であ
る。

次に前記ツールポツト１５を第１図と第２図に
より説明する。

実施例では19個のツールポツト１５が円形状に
配列されている。各ツールポツト１５は、所定間
隔をおいてガイド５５，５６に沿つて案内可能で
ある。このガイド５５，５６は円形状である。

ツールポツト１５には、ツールホルダー２３が
着脱可能に取付けてある。ツールホルダー２３は
ツール２４を有している。ツールホルダー２３
は、第１図のツールポツト１５の位置決めノツチ
２５により回転止めされている。

ツールポツト１５はそれぞれ同じ構成であるの
で、交換位置Ｐに設定されているツールポツト１
５について説明する。

ツールポツト１５の中には、テーパースリーブ
２７が取付けられている。このテーパースリーブ
２７は、ツールホルダー２３のテーパー部２６と
形状が一致しているものである。

ツールポツト１５の側面には、部材２８が固定
されている。この部材２８の溝２９の間にはロー
ラー３０が軸３１を介して回転可能に取付けられ
ている。このローラー３０は、上述したグリツプ
ノツチ１４の下端に係合されるようになつてい
る。ツールポツト１５はローラー３０を介してグ
リツプノツチ１４に支持されている。上述したよ
うに、グリツプノツチ１４がリリースバー２２に
より回転されると、ローラー３０はグリツプノツ
チ１４から離れて、ツールポツト１５はグリツプ
ノツチ１４により支持されなくなるのである。

旋回グリツプ３２，３３は、交換位置Ｐにおい
て対向して設けられている。この旋回グリツプ３
２，３３にはシリンダ３４が取付けられている。
シリンダ３４のロツド３５にはノツチヘツド３６
が取付けられている。一方、旋回グリツプ３２，
３３にはそれぞれフオロア３７，３８が回転可能
に取付けられている。このフオロア３７，３８は
ツールポツト１５の溝３９に嵌り込んでいる。

シリンダ３４のロツド３５が収縮した状態で
は、ノツチヘツド３６はツールポツト１５の後端
部には当らない。ところが第２図のようにロツド
３５が伸びると、ノツチヘツド３６はツールポツ
ト１５の後端部に押圧するようになつている。こ
れにより、ツールポツト１５はノツチヘツド３６
とフオロア３７，３８により、旋回グリツプ３
２，３３に対して固定できるようになつている。

シリンダ３４、旋回グリツプ３２，３３および
ツールポツト１５は、旋回中心Ｒを中心に第２図
において反時計方向（矢印Ｃ方向）に90゜回転で
きるようになつている。すなわちツールポツト１
５は第１方向Ａから第２方向Ｂに90゜旋回できる
のである。

第３図にはその旋回のための旋回手段４０が示
されている。旋回手段４０は、油圧ローター４
１、連結部４２および旋回軸４３を備えている。
連結部４２は、旋回軸４３を旋回グリツプ３３に
連結するためのものである。ネジ４４を締めるこ
とで旋回軸４３と旋回グリツプ３３を一体にする
ことができる。第３図ではツールポツト１５の軸
方向は第２方向Ｂに向いている。

次に操作を説明する。

第１図のモータ６を作動して、第２図の回転部
材５を時計方向あるいは反時計方向に回転させ
る。

ツールポツト１５が送られている間は、シリン
ダ１７のロツド１９は伸びており、各グリツプノ
ツチ１４はローラー３０を介して各ツールポツト
１５を支持している。

所望のツール２４のツールポツト１５を交換位
置Ｐに設定する。ツールポツト１５の溝３９にロ
ーラ３７，３８が入り、ツールポツト１５の後端
面はノツチヘツド３６と対面する。シリンダ３４
のロツド３５は収縮しており、ノツチヘツド３６
は各ツールポツト１５の後端部を押してはいな
い。

次にシリンダ３４のロツド３５を伸ばして、ノ
ツチヘツド３６をツールポツト１５の後端面に押
しつける。これによりツールポツト１５はノツチ
ヘツド３６、フオロア３７，３８により旋回グリ
ツプ３２，３３に対して固定される。

次にシリンダ１７のロツド１９を収縮して、リ
リースバー２０を穴２０ｂに通してグリツプノツ
チ１４をスプリング１２の付勢力に抗して押す。
これにより、グリツプノツチ１４はローラー３０
から離れ、ツールポツト１５はグリツプノツチ１
４により支持されなくなる。

このあと、第３図の油圧ロータ４１を作動し
て、第２図に示すようにシリンダ３４、旋回グリ
ツプ３２，３３およびツールポツト１５を、第１
方向Ａから第２方向Ｂに矢印Ｃ方向に沿つて旋回
させる。すなわち好ましくは90゜旋回させる。ツ
ールポツト１５は方向転換するとともに、ツール
チエンジヤーとツールポツト１５の間でツール２
４のやりとりを行う位置まで移動する。旋回グリ
ツプの長さを変える。それによつて、ツールポツ
ト１５の移動距離を調節することができる。ツー
ルマガジンに対する旋回中心の位置を変える。そ
れによつて、ツールポツト１５の移動する方向を
調節することができる。ツール２４の軸方向は第
２方向Ｂに向けられる。これによりツール２４の
軸方向とスピンドル２の軸方向は一致する。

このあと、ツールポツト１５のツールホルダ２
３は、第１図のスピンドル２へツールチエンジヤ
ー（図示せず）により移されることになる。この
ツールチエンジヤーとしては、例えば本出願人に
より出願された特願昭61−199972号に開示された
ツールチエンジヤーを用いることができる。

第１図ではスピンドル２には使用済みのツール
は設定されておらず、ツールポツト１５のツール
ホルダ２３をスピンドル２にはめこめばよい。

このあと油圧モータ４１が作動して、ツールポ
ツト１５は第２図に示す第２方向Ｂから第１方向
Ａに矢印Ｄ方向に旋回される。

シリンダ１７のロツド１９は再び伸びて、リリ
ースバー２０はグリツプノツチ１４から離れる。
これによりツールポツト１５はローラー３０を介
してグリツプノツチ１４に再び支持される。その
あとシリンダ３４のロツド３５は収縮してノツチ
ヘツド３６がツールポツト１５の後端部から離れ
る。

このようにしてツールマガジン１からスピンド
ル２にツール２４が設定されるのである。

次に別の新しいツール２４をスピンドルに設定
する場合は、再び第１図のモータ６を作動して所
望のツール２４を交換位置Ｐに設定する。そし
て、新しいツール２４のツールポツト１５を第２
図の矢印Ｃ方向に旋回して、ツール２４を第１方
向Ａから第２方向Ｂに向ける。スピンドル２に設
定された使用ずみのツール２４のツールホルダ２
３と、新しいツール２４のツールホルダ２３をツ
ールチエンジヤーに保持させる。そして新しいツ
ール24のツールホルダ２３をスピンドル２にはめ
こむ。一方、前記ツールポツト１５を矢印Ｄ方向
に旋回したあと、上述したもとの空のツールポツ
ト１５を再び交換位置Ｐに位置させる。そして上
述したように空のツールポツト１５を第２図の矢
印Ｃ方向に旋回して、空のツールポツト１５の軸
方向を第２図において垂直方向に向ける。使用ず
みのツール２４のツールホルダ２３はこの空のツ
ールポツト１５にはめこむ。そのあと、ツールポ
ツト１５を矢印Ｄ方向に旋回させる。

ところでこの発明は上記実施例に限定されるも
のではない。

ツールポツト１５をツール２４とともにはずす
ことにより、ツールポツト１５もツール２４とと
もに第２方向Ｂに方向転換する。方向転換後ツー
ル２４はスピンドル２にツールチエンジヤーによ
り移される。使用ずみのツール２４は、第２方向
Ｂに向いているもとのツールポツト１５にもどさ
れるのである。

したがつて、各ツール２４が各ツールポツト１
５に番地を指定して設定される番地指定方式にこ
の発明のツールマガジンは最適である。

しかしこの発明のツールマガジンは上記番地指
定方式に限定されるものではない。図示の実施例
では、ツールマガジン１内の各ツールの軸方向が
第２図の左右方向を向いてる。そしてスピンドル
は第１図の上下方向を向いている。しかしツール
マガジン内の各ツールの軸方向が第２図の上下方
向を向いていて、かつスピンドルの軸方向が第１
図の左右方向を向いている場合でも、この発明の
ツールマガジンは適用できるものである。また、
ツールの旋回角度は90゜に限定されるものではな
い。

発明の効果 以上説明したことから明らかなように、本発明
によれば、ツールマガジンと工作機械のスピンド
ルとの間で、複雑なツールチエンジヤーを用いず
ともツールのやりとりが行なえる。しかも、交換
位置においてツールポツトを方向転換させるとと
もに、ツールチエンジヤーとツールポツトの間で
ツールのやりとりを行う位置まで移動させること
ができる。したがつて、ツールマガジンとスピン
ドルの位置関係を自由に選択できる。そのため工
作機械の設計レイアウトが容易となる。

本発明によれば、とくにツールポツトの旋回半
径が旋回グリツプ中の旋回中心からツールポツト
に設定されたツールまでの距離であるので、ツー
ルポツトの長手方向の寸法に制限されずに、ツー
ルポツトの旋回半径を調節できる。たとえば、旋
回グリツプを長くしてツールポツトの旋回半径を
大きく設定できる。それゆえ、元の位置から遠く
離れた位置ヘツールポツトを移動させることが容
易である。

また、本発明においては、ツールポツトの旋回
中心がツールポツトの中ではなくて旋回グリツプ
の中に位置しているので、前記旋回中心をツール
ポツトから離れた遠くの位置に設置することが任
意に行える。

本発明では、旋回グリツプ中の旋回中心を中心
としてツールポツトを旋回させるので、ツールポ
ツトを方向転換させるとともに元の位置から離れ
た位置に移動させることができて、ツールポツト
の旋回半径が旋回グリツプ中の旋回中心からツー
ルポツトに設定されたツール（図示例ではツール
ポツトの先端にツールを設定している）までの距
離であるので、ツールマガジン全体を大きくする
必要がない。なぜなら、ツールポツトの旋回半径
を大きく設定するために、ツールポツトの寸法を
大きくする必要がないからである。本発明では、
ツールポツトの旋回半径を大きく設定するため
に、旋回グリツプの寸法を大きくするだけで足り
る。

さらに本発明は次の効果を奏することができ
る。

交換位置Ｐに設定されたツールポツトを第１方
向Ａから第２方向Ｂに方向転換させるとともに、
ツールチエンジヤーとツールポツトの間でツール
のやりとりを行う位置まで移動させることができ
る。他方、ツールポツトを第２方向Ｂから第１方
向Ａへ方向転換させるとともに交換位置Ｐまで移
動させることができる。また、ツールポツトの移
動距離を調節することができるので、スピンドル
およびツールチエンジヤーに対してツールマガジ
ンを自由な位置に配置することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好適な実施例によるツール
マガジンの一例を示す一部省略正面図、第２図は
第１図に示されているツールマガジンを示す側面
図、第３図は第１図のツールマガジンに用いるツ
ールポツトの旋回手段を示す図である。 １……ツールマガジン、１４……グリツプノツ
チ、１５……ツールポツト、１７，３４……シリ
ンダ、２０……リリースバー、２３……ツールホ
ルダー、２４……ツール、３０……ローラー、３
２，３３……旋回グリツプ、３６……ノツチヘツ
ド、３７，３８……フオロア、４０……旋回手
段、Ｒ……旋回中心、Ａ……第１方向、Ｂ……第
２方向。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フレームに回転部材を回転可能に設けその回
   転部材に一連の複数のツールポツトを配置し、複
   数のツールをそれらのツールポツトに各別に着脱
   自在に設定して交換位置に送れるようにした工作
   機械用のツールマガジンにおいて、複数のグリツ
   プノツチを回転部材に回転可能に設け、各グリツ
   プノツチはそれを付勢力で正方向に回転させるこ
   とによりツールポツトを保持し、所定の交換位置
   で付勢力に抗してグリツプノツチを逆方向に回転
   させることによりツールポツトをグリツプノツチ
   から解放する構成にし、前述の交換位置に、ツー
   ルポツトを１つずつ着脱可能に保持する旋回グリ
   ツプを旋回可能に設け、この旋回グリツプの内部
   にツールポツトの旋回中心が位置していて、その
   旋回グリツプ内の旋回中心を中心としてツールポ
   ツトを旋回させ、かつ、旋回グリツプ中の旋回中
   心からツールポツトに設定されたツールまでの距
   離をツールポツトの旋回半径としたことを特徴と
   するツールマガジン。