JPH0532185B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （発明の利用分野） この発明は、モジユラ工具の組立・解体を行な
うとともにそのモジユラ工具の工作機械への授受
を自動的に行なう工具自動組立装置に関する。

（従来の技術） たとえば、マシニングセンタの本体に種類の異
なる多数の工具を格納する工具マガジンを設け、
制御装置から加工に必要な工具の種類を指定した
指令信号が入力されると、工具マガジンが作動し
て指定された工具の割出しを行ない、その工具を
本体に設けられた工具自動交換装置によつて主軸
に装着するとともに、主軸に装着された工具を取
外して前記工具マガジンに格納する機能を備えた
ものは、例えば特開昭59−192433号公報などで公
知である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前述のようなマシニングセンタ
は、一体式工具が使用されている。この一体式工
具は、一般に第７図に示すようにデーパをなすホ
ルダ部ａと鍔部ｂおよび刃先部ｃとから構成され
ている。そして、刃先部ｃは加工の目的によつて
種々異なるが、ホルダ部ａの形状はマシニングセ
ンタの共通の主軸に装着するために同一形状に形
成されている。したがつて、一体式工具の場合に
は、その刃先部ｃのみが異なる多数本の工具を用
意し、これを工具マガジンに格納する必要があ
る。このため、工具１本当りのコストが高くなる
とともに、工具を格納する工具マガジンが大形と
なり、マシニングセンタの設備も大掛かりとなる
という事情がある。

この発明は、前記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、ホルダモジユール
に対して刃部モジユールを自動的に組立てて主軸
に装着することができ、また使用後のモジユラ工
具を解体して刃部モジユールのみを交換すること
ができ、工具マガジンの小形化および工具のコス
トダウンを図ることができる工具自動組立装置を
提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段および作用） この発明は、前記目的を達成するために、工作
機械の側部に、モジユラ工具を工作機械に対して
授受する工具受渡しポジシヨンおよび前記モジユ
ラ工具の組立・解体を行う工具組立ポジシヨンを
設け、前記工作機械の側部に前面を工作機械の前
面と同一向きにして設置され、モジユラ工具の種
類の異なる複数の刃部モジユールを着脱自在に、
しかも結合部を後方に向けて格納するとともに、
前記刃部モジユールおよびモジユラ工具を把持し
て前記工具受渡しポジシヨンと前記組立ポジシヨ
ンとの間の移動を行う工具マガジンを設ける。

また、前記工具組立ポジシヨンに前記ホルダモ
ジユールを把持するとともに、ホルダモジユール
と刃部モジユールとの組立・解体を行う工具組立
装置を設けるとともに、前記工具受渡しポジシヨ
ンにて前記工作機械に装着されたモジユラ工具と
前記工具マガジンに保持されたモジユラ工具とを
交換する工具自動交換装置を設けたことにある。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

第１図は工作機械、たとえばマシニングセンタ
の全体を示すもので、１はマシニングセンタ本体
である。このマシニングセンタ本体１の前部には
XY方向に移動可能な主軸２が設けられていると
ともに、下部には被加工物３を載置するテーブル
４が設けられている。このマシニングセンタ本体
１の一側には工具マガジン５および工具自動交換
装置（以下ATCという）６が設けられ、前記工
具マガジン５に格納された工具を選択的に取出し
て前記主軸２に装着したり、この主軸２に装着さ
れた工具を取外して前記工具マガジン５に格納す
ることが自動的に行なうことができるようになつ
ている。すなわち、前記工具マガジン５は、上下
方向に長い偏平楕円形状のガイドレール７とこと
ガイドレール７にガイドされてエンドレス走行す
るプレートチエーン８とから構成されている。そ
して、このプレートチエーン８の各プレート９…
には透孔からなる工具ホルダ１０が設けられ、こ
れら工具ホルダ１０…にモジユラ工具１１を構成
する各モジユールが１本づつ格納されるようにな
つている。すなわち、モジユラ工具１１はたとえ
ば第６図に示すように、ホルダモジユール１２と
刃部モジユール１３とから構成され、ホルダモジ
ユール１２のテーパ部１４の先端には係合爪１５
が、下端には鍔部１６および花弁状の係合爪１７
が設けられている。また、刃部モジユール１３の
上端には前記ホルダモジユール１２の係合爪１７
と係合可能な花弁状の係合穴１８が設けられてい
るとともに、下端には刃部１９が設けられてい
る。そして、ホルダモジユール１１の係合爪１７
に対して刃部モジユール１３の係合穴１８を係合
することにより、一体的に結合されてモジユラ工
具１１が構成されるようになつている。なお、２
０は締付けボルトである。このように構成された
モジユラ工具１１のうち種類の異なる多数本の刃
部モジユール１３…が前記工具マガジン５の工具
ホルダ１０…に格納されており、刃部モジユール
１３は工具マガジン５の裏側から挿脱できるよう
になつている。

そして、前記工具マガジン５には第２図ないし
第４図に示すように工具組立ポジシヨン２１と工
具受渡しポジシヨン２２が設けられている。そし
て、この工具組立ポジシヨン２１は工具マガジン
５の上部位置にあり、工具受渡しポジシヨン２２
はマシニングセンタ本体１の主軸２と同一高さ位
置に設けられている。また、工具組立ポジシヨン
２１に対向して工具マガジン５の裏側に設けられ
た工具組立装置２３について説明すると、２４は
前後方向に移動自在なテーブルであり、これはエ
ヤシリンダ２５によつてスライドできるように構
成されている。そして、前記テーブル２４の上部
には組立ヘツド２６が搭載され、この組立ヘツド
２６によつて前記モジユラ工具１１の組立・解体
を行なうようになつている。この組立ヘツド２６
は第５図に示すように構成されており、２７は工
具把持具である。この把持具本体２８の内部には
軸受２９を介して回転ドラム３０が回転自在に軸
支されている。この回転ドラム３０の下端部には
テーパ穴３１が設けられ、この底部にはコレツト
チヤツク３２を有したドローバ３３が設けられて
いる。このドローバは前記回転ドラム３０の内部
に設けられた油圧シリンダ３４のピストン３５と
連結されているとともに、このドローバ３３は皿
ばね３６によつて引込み方向に付勢されている。
なお、３７は回転ドラム３０を回転駆動する駆動
機構であり、３８は油圧シリンダ３４に油圧を送
り込むロータリカプラである。そして、前記テー
パ穴３１にモジユラ工具１１のホルダモジユール
１２を装着するようになつている。また、前記把
持具本体２８の側壁にはブラケツト３９を介して
ナツトランナ４０が設けられている。このナツト
ランナ４０は駆動モータ４１と歯車機構４２およ
び締付け軸４３によつて構成され、この締付け軸
４３はエヤシリンダ４４によつてモジユラ工具１
１の締付けボルト２０に押付けられるように構成
されている。

このように構成された組立ヘツド２６はテーブ
ル２４によつて前記工具マガジン５の工具ホルダ
１０に対して進退自在に構成されている。

また、前記ATC６は、新旧工具を自動的に交
換するものであり、工具交換アーム４５の長手方
向中間部がロータリエヤシリンダ４６の回転軸４
７に装着されている。この工具交換アーム４５の
両端にはモジユラ工具１１を構成するホルダモジ
ユール１２の鍔部１６を把持するクランパ４８，
４９が設けられている。そして、この工具交換ア
ーム４５は回転軸４７を軸心として回動可能であ
り、水平状態においては、前記一方のクランパ４
８が前記主軸２に対向し、他方のクランパ４９が
工具受渡しポジシヨン２２に対向してそれぞれの
位置にあるモジユラ工具１１，１１を把持するこ
とができるようになつている。

つぎに、前述のように構成されたマシニングセ
ンタの作用について説明する。マシニングセンタ
本体１の主軸２に装着されたモジユラ工具１１に
よる加工が終了し、つぎに別の新しいモジユラ工
具１１によつて加工を行なう場合には、主軸２に
装着されている使用済のモジユラ工具１１を取外
し、新しいモジユラ工具１１を主軸２に装着する
必要がある。このような場合、生産管理情報に基
づいてマシニングセンタ本体１の制御装置から工
具マガジン５、工具組立装置２３およびATC６
に作動信号が入力される。まず、工具マガジン５
に工具指定信号が入力されると、プレートチエー
ン８が正逆方向に走行して指定された工具、つま
り刃部モジユール１３を保持した工具ホルダ１０
が工具組立ポジシヨン２１に位置決めされる。こ
のとき、工具組立ポジシヨン２１に位置する組立
ヘツド２６の工具把持具２７にはモジユラ工具１
１を構成するホルダモジユール１２が装着されて
おり、テーブル２４の前進によつて組立ヘツド２
６に装着されたホルダモジユール１２が工具ホル
ダ１０の刃部モジユール１３に対向する。そし
て、組立ヘツド２６の前進によつてホルダモジユ
ール１２の係合爪１７が刃部モジユール１３の係
合穴１８に係合してホルダモジユール１２と刃部
モジユール１３が結合される。ここで、エヤシリ
ンダ４４が前進してナツトライナ４０の締付け軸
４３を押圧すると、締付け軸４３は締付けボルト
２０に係合し、この状態でモータ４１が回転する
と、歯車機構４２を介して締付け軸４３が回転し
て締付けボルト２０を締付ける。したがつて、ホ
ルダモジユール１２と刃部モジユール１３とによ
つてモジユラ工具１１が構成される。モジユラ工
具１１の組立が完了すると、テーブル２４によつ
て組立ヘツド２６が後退し、モジユラ工具１１は
プレートチエーン８の走行によつて工具マガジン
５の工具受渡しポジシヨン２２へ移行する。そし
て、工具ホルダ１０に支持されたモジユラ工具１
１はマシニングセンタ本体１の主軸２に装着され
ているモジユラ工具１１とＹ方向同一位置に位置
決めされる。このようにして新旧のモジユラ工具
１１，１１が並設された状態となると、ATC６
によつて新旧のモジユラ工具１１，１１の交換作
業を行う。このとき、ATC６の工具交換アーム
４５はほぼ垂直状態で待機しており、ロータリエ
ヤシリンダ４６によつて工具交換アーム４５のク
ランパ４９が工具ホルダ１０に支持されているモ
ジユラ工具１１の鍔部１６に対向する位置まで前
進すると、工具交換アーム４５は回転軸４７を中
心として時計方向に回動してクランパ４９が工具
ホルダ１０に支持されているモジユラ工具１１の
鍔部１６を把持する。次に、工具ホルダ１０によ
るモジユラ工具１１のロツクが解除されると、ロ
ータリエヤシリンダ４６によつて工具交換アーム
４５を後退させ、工具ホルダ１０に支持されてい
るモジユラ工具１１を抜き取る。そして、工具交
換アーム４５を後退させ、この後退途中で工具交
換アーム４５を回転軸４７を中心として工具交換
アーム４５をいつたん反時計方向に回動させる。
さらに、工具交換アーム４５の他方のクランプ４
８が主軸２に装着されているモジユラ工具１１の
鍔部１６に対向したところで、工具交換アーム４
５を回転軸４７を中心として時計方向に回動させ
ると、クランパ４８が主軸２に装着されているモ
ジユラ工具１１の鍔部１６を把持する。

このようにして新旧のモジユラ工具１１，１１
をクランプすると、主軸２によるモジユラ工具１
１のロツクが解除される。次に、ロータリエヤシ
リンダ４６によつて工具交換アーム４５が前進す
ると、主軸２に装着されていたモジユラ工具１１
は主軸２から抜き取られる。そして、モジユラ工
具１１，１１が主軸２および工具ホルダ１０から
分離されると、工具交換アーム４５は回転軸４７
を中心として180°回転する。したがつて、新旧の
モジユラ工具１１，１１はその位置が置き変えら
れ、新のモジユラ工具１１は主軸２に対向し、旧
のモジユラ工具１１は工具受渡しポジシヨン２２
に位置する。そして、ロータリエヤシリンダ４６
によつて工具交換アーム４５を後退させると、ク
ランパ４９に把持された新のモジユラ工具１１は
主軸２に装着される。

次に、ロータリエヤシリンダ４６によつて工具
交換アーム４５をいつたん反時計方向に回動させ
ると、クランパ４９が主軸２に装着された新のモ
ジユラ工具１１の鍔部１６から外れる。

このようにして、新のモジユラ工具１１の主軸
２に対する装着が完了すると、ロータリエヤシリ
ンダ４６によつて工具交換アーム４５を時計方向
に回動して旧のモジユラ工具１１が工具受渡しポ
ジシヨン２２に対向するため、ロータリエヤシリ
ンダ４６によつて工具交換アーム４５を前進させ
ると、クランパ４８に把持された旧のモジユラ工
具１１は工具マガジン５の工具ホルダ１０に装着
される。工具ホルダ１０に装着されたモジユラ工
具１１はプレートチエーン８の走行によつて工具
組立ポジシヨン２１へ移行する。新旧のモジユラ
工具１１，１１の交換が終了すると、工具交換ア
ーム４５は中立状態に戻り、組立ヘツド２６はテ
ーブル２４によつて前進する。つぎに、エヤシリ
ンダ４４が前進して締付け軸４３をモジユラ工具
１１の締付けボルト２０に係合させる。そして、
モータ４１から歯車機構４２を介して締付け軸４
４を回転させると、締付けボルト２０は緩めら
れ、ホルダモジユール１２と刃部モジユール１３
とが分離可能となる。ここで、組立ヘツド２６の
駆動機構３７が作動して回転ドラム３０を回転さ
せると、ホルダモジユール１２の係合爪１７と刃
部モジユール１３の係合穴１８との係合が解除さ
れる。

そこで、エヤシリンダ２５によつてテーブル２
４が後退すると、刃部モジユール１３とホルダモ
ジユール１２とは分離され、刃部モジユール１３
は工具ホルダ１０に残り、ホルダモジユール１２
は組立ヘツド２６に装着された状態となる。

このように旧のモジユラ工具１１のホルダモジ
ユール１２と刃部モジユール１３とは分離・解体
され、刃部モジユール１３は工具マガジン５の所
定のポジシヨンに位置される。したがつて、つぎ
の加工に使用するモジユラ工具１１の組立準備に
入り、共通のホルダモジユール１２に種類の異な
る刃部モジユール１３を選択的に結合してマシニ
ングセンタ本体１の主軸２に供給するとともに、
加工中に使用済のモジユラ工具１１を解体したり
組立することができる。

なお、前記一実施例によれば、ホルダモジユー
ルと刃部モジユールとによつてモジユラ工具を構
成したが、ホルダモジユールにアダプタモジユー
ルを介して刃部モジユールを結合してモジユラ工
具を構成する場合もあり、この場合においてもア
ダプタモジユールを工具マガジンに格納し、必要
に応じてアダプタモジユールを取出して装着する
ことができる。

さらに、工具マガジンをガイドレールとエンド
レス走行するプレートチエーンとによつて構成し
たが、刃部モジユールなどの多数の工具を格納
し、工具指定信号によつて指定された工具を選択
的に工具組立ポジシヨンに位置決めできる機構で
あれば、その構造は前記実施例に限定されるもの
ではなく、適宜変更可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、ホル
ダモジユールに対して刃部モジユールを自動的に
組立て、モジユラ工具を構成して主軸に装着する
ことができ、また使用後のモジユラ工具を解体し
て刃部モジユールのみを交換することが自動的に
行なうことができる。したがつて、工具マガジン
を従来の一体式工具を格納する工具マガジンに比
べて小形化でき、また工具コストダウンが図れる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すマシニング
センタの正面図、第２図は同じく工具組立装置と
工具自動交換装置の正面図、第３図は第２図の
−線に沿う断面図、第４図は第３図の−線
に沿う断面図、第５図は同じく組立ヘツドの縦断
正面図、第６図はモジユラ工具の側面図、第７図
は従来の一体式工具の側面図である。 １……マシニングセンタ本体、２……主軸、５
……工具マガジン、６……ATC（工具自動交換装
置）、１１……モジユラ工具、１２……ホルダモ
ジユール、１３……刃部モジユール、２１……工
具組立ポジシヨン、２２……工具受渡しポジシヨ
ン、２３……工具組立装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも刃部モジユールとホルダモジユー
   ルとが組立てられてなるモジユラ工具を工作機械
   に対して着脱する工具自動交換装置を備えた工具
   自動組立装置において、前記工作機械の側部に設
   けられ前記モジユラ工具を工作機械に対して授受
   する工具交換アームに対してモジユラ工具を授受
   する工具受渡しポジシヨンおよび前記モジユラ工
   具の組立・解体を行う工具組立ポジシヨンと、前
   記工作機械の側部に前面を工作機械の前面と同一
   向きにして設置され、モジユラ工具の種類の異な
   る複数の刃部モジユールを着脱自在に、しかも結
   合部を後方に向けて格納するとともに、少なくと
   も前記刃部モジユールおよびモジユラ工具を把持
   して前記工具受渡しポジシヨンと前記工具組立ポ
   ジシヨンとの間の移動を行う工具マガジンと、前
   記工具組立ポジシヨンに設けられ前記ホルダモジ
   ユールを把持するとともに、少なくともホルダモ
   ジユールと刃部モジユールとの組立・解体を行う
   工具組立装置と、前記工具受渡しポジシヨンにて
   前記工作機械に装着されたモジユラ工具と前記工
   具マガジンに保持されたモジユラ工具とを交換す
   る工具自動交換装置とを備えたことを特徴とする
   工具自動組立装置。