JPH0621632Y2 - 自動工具交換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は工作機械の自動工具交換装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、工作機械の自動工具交換装置は知られており、特
開昭６２−１４０７３１号公報がある。

前記公報に記載された自動工具交換装置は、第13図に示
すように、工作機械にアーム支持装置80を設け、このア
ーム支持装置80を主軸70に対して進退できるように設け
ると共に、アーム81を回動可能に軸着し、アーム81の両
先端部にグリップ17を設けたものであり、アーム81を回
動させ、そして、アーム支持装置80を主軸70に対して進
退させて、主軸70に研削工具を着脱するものである。

〔考案が解決しようとする課題〕

前記第13図に示す従来の自動工具交換装置は、交換され
るべき待機工具73が、主軸70と離れているので、アーム
支持装置80を主軸70と待機工具73との間を移動できるよ
うに形成しているので、アーム81を短く形成できたもの
である。

しかしながら、待機工具73と主軸70が離れている工作機
械で、アーム支持装置80を移動させることが困難な場合
は、アーム81を長いものに形成しなければならない。

そうすると、アーム81を高速で回転させると、アーム81
に大きな慣性力が生じ、起動、停止に必要な動力も大き
なものとなり、構造も強固なものとしなければならな
い。

本考案は前記事項に鑑みなされたものであり、アームの
回転中心と研削工具の着脱位置の離れている工作機械で
も、アームを高速に回転させて工具交換時間を短縮でき
る自動工具交換装置を、小さな動力で駆動でき、構造も
特に強固なものとしないで形成できるようにすることを
技術的課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案はメインシャフト１の先端部に、メインシャフト
１に対して横方向に突出するメインアーム10を取り付
け、メインアーム10の両先端部には、それぞれサブアー
ム15の基部軸16を軸着し、サブアーム15の先端部には、
研削工具72を掴持するグリップ17を設け、そして、メイ
ンシャフト１には、メインシャフト１を正転及び逆転で
きる第１駆動装置25と、メインシャフト１を軸方向に前
後進できる第２駆動装置40を設け、サブアーム15の基部
軸16には、サブアーム15をメインアーム10に対して正転
及び逆転できる駆動制御装置50を設け、メインアーム10
の先端部が研削工具72の着脱位置にあるとき、サブアー
ム15のグリップ17がメインアーム10の外側の突出位置に
あり、メインアーム10の先端部が研削工具72の着脱位置
の中間の位置にあるとき、サブアーム15のグリップ17が
内側に廻り込んだ位置にあるように形成して自動工具交
換装置とした。

〔作用〕

本考案の自動工具交換装置は、工具を交換しない待機時
には、第４図に示すように、メインアーム10の先端部
が、研削工具72の着脱位置（主軸装着工具71の位置と、
待機工具73の位置）の中間の位置にあり、サブアーム15
はグリップ17が内側に廻り込んだ位置にある。

主軸装着工具71を待機工具73と交換するには、第１駆動
装置25でメインシャフト１を正転（実施例では時計方向
の回転）させると共に、駆動制御装置50によって、メイ
ンアーム10と共に公転するサブアーム15を、第３図・第
５図に示すようにメインアーム10に対して逆転である自
転（実施例では反時計方向の回転）させると、サブアー
ム15はグリップ17がメインアーム10の外側に突出し（第
６図）、一方のグリップ17が主軸装着工具71を掴持し、
他方のグリップ17が待機工具73を掴持し（第７図）、メ
インアーム10は回転を停止する（90°（第３図））。

次に、第２駆動装置40によって、メインシャフト１を前
進させると、メインアーム10、サブアーム15は前進し、
主軸装着工具71と待機工具73を掴持したまま、主軸と工
具待機部から主軸装着工具71と待機工具73を抜き出し、
メインシャフト１は前進を停止する。

次に、再び、メインアーム10を正転させると共に、サブ
アーム15を逆転させ（第８図）、メインアーム10の先端
部が研削工具72の着脱位置の中間の位置に到達すると、
サブアーム15のグリップ17は、最も内側に廻り込む。

さらに、メインアーム10を正転させ、サブアーム15を逆
転させて、サブアーム15のグリップ17がメインアーム10
の先端部の外側の突出位置に至り、メインアーム10とサ
ブアーム15は停止する（第９図）。

次に、第２駆動装置40でメインシャフト１を後進させ、
主軸に新しい研削工具72を装着すると共に、使用済みの
研削工具72を工具待機部に戻す。

次に、メインアーム10を逆転させ、主軸装着工具71と待
機工具73からグリップ17を外し（第10図）さらに、メイ
ンアーム10を逆転させると共に、サブアーム15を正転さ
せ（第11図）、第12図に示すメインアーム10の先端部が
研削工具72の着脱位置の中間の位置で、サブアーム15の
グリップ17は、内側に廻り込み、メインアーム10とサブ
アーム15は停止する。

再び主軸装着工具71と待機工具73を交換するには、メイ
ンアーム10とサブアーム15は、さきの工程と逆に動くこ
ととなる。

すなわち、第12図の位置からメインアーム10を正転させ
ると共に、サブアーム15を逆転させて第11図・第10図に
示す位置を経て、第９図に示す位置に達して、グリップ
17が主軸装着工具71と待機工具73を掴持して主軸と工具
待機部から引き抜く。

次に、メインアーム10を逆転させると共に、サブアーム
15を正転させて、サブアーム15のグリップ17を内側に廻
り込ませ、さらに、メインアーム10を逆転させると共
に、サブアーム15を正転させて第８図から第７図に至
り、メインアーム10とサブアーム15の回転が停止した状
態で、メインシャフト１を後進させて研削工具72を、主
軸と工具待機部に挿入して装着する。

次にメインアーム10を逆転させると共に、サブアーム15
を正転させて第４図の位置でメインアーム10を停止さ
せ、サブアーム15のグリップ17を内側に廻り込ませる。

〔実施例〕

第１図は本考案の自動工具交換装置の第１実施例を示す
ものである。

この実施例は、メインシャフト１の先端部に、メインシ
ャフト１に対して直角方向の横方向に突出するメインア
ーム10が取り付けてある。メインアーム10の両先端部に
は、それぞれメインアーム端軸受11が設けてあり、この
メインアーム端軸受11には、サブアーム15から直角に後
方に延ばして取り付けた基部軸16が軸着してあり、サブ
アーム15の先端部には、第４図に示すように、横方向に
開口するグリップ17が設けてあり、グリップ17には研削
工具72を係止する係止突起18が設けてあり、この係止突
起18はグリップ17が研削工具72を掴持しているときは、
後退しないような安全装置を備えている。

メインシャフト１の後方の端部近くには、歯車４の筒部
５が固く嵌合止着してあり、この筒部５は第１軸受３に
回転自在に支承してあり、歯車４には第１モータ26の歯
車が係合し、メインシャフト１を第３図に示したような
角度に回転（一方向への正転、及び他方向への逆転）
し、停止し、さらに回転できるように形成してあり、こ
のメインシャフト１を正転及び逆転できる駆動機構が、
第１駆動装置25である。

メインシャフト１を前後進させる動力源の第２モータ41
は、第２歯車42に係合し、第２歯車42には側面カム43が
設けてあり、側面カム43のカム溝44（図では簡略して画
いてある。）に、揺動杆45の第１ピン46が嵌入し、揺動
杆45の基部は、固定部分48に揺動自在に軸着してあり、
揺動杆45先端部の第２ピン47をメインシャフト１のフラ
ンジ２，２の間に挿入し、メインシャフト１を第３図に
示したように、メインシャフト１の回転角度に関連して
前進、後進、停止させて研削工具72の引き抜き、及び挿
入を行うように形成してあり、このメインシャフト１を
軸方向に前後進させる機構が第２駆動装置40である。

メインシャフト１の前端部近くには、メインプーリ51が
回動自在に外嵌されており、このメインプーリ51と、サ
ブアーム15の基部軸16の端部に取り付けたサブプーリ1
9,19間には、ベルト20が張架されており、メインプーリ
51には、横方向に延びる腕52が取り付けてあり、腕52の
端部には直角に後方に延びる軸53が取り付けてある。

また、メインシャフト１には、メインプーリ51と並んで
制御用筒56が遊嵌してあり、この制御用筒56は第２軸受
65に回動自在に嵌挿されると共に、扇形歯車54が取り付
けてあり、扇形歯車54には、ブレーキ付モータ60の歯車
が係合している。さらに、制御用筒56からは制御用アー
ム55が延出して設けてあり、この制御用アーム55の端部
に設けたアーム端軸受57には、前記腕52の軸53が遊嵌し
てある。

そして、メインシャフト１の回転時に、ブレーキ付モー
タ60で、扇形歯車54をメインシャフト１に同期させて同
方向に回転させると、メインプーリ51もメインシャフト
１と同期して回転し、サブプーリ19はメインアーム端軸
受11と共に公転するだけで自転しない（第６図・第10
図）。

メインシャフト１の回転時に、ブレーキ付モータ60を停
止させると、メインプーリ51も停止する。そうすると、
サブプーリ19と共に公転するベルト20は、停止している
メインプーリ51に押さえられ、メインプーリ51と相対的
に回転し、サブプーリ19をメインアーム10の公転方向と
逆の方向に自転させ、サブアーム15を回転させる（第５
図・第８図・第11図）。

そして、サブアーム15は、第３図に示すようにメインア
ーム10の回転時の大部分において、メインアーム10の回
転方向と逆方向に自転し、サブアーム15のグリップ17が
研削工具71の着脱位置に接近するとき、及び、着脱位置
から離れるとき、角度で10°同期して自転しないように
形成してあり、このサブアーム15を自転させ、或は同期
して自転させない機構が駆動制装置50である。

第２図は本考案の第２実施例を示すものであり、さきの
実施例と同様の部分は同一の符号を用い説明を省略し
た。

この実施例は第１駆動装置25、第２駆動装置40及び駆動
制御装置50を一つのモータ30で駆動し制御するようにし
たものであり、メインアーム10の回転、メインアーム10
の前後進、サブアーム15の自転は、第３図に示すとおり
であり、第１実施例と同一である。

この実施例は、モータ30で第１円筒カム32を回転させ、
第１円筒カム32の周囲に設けたカム溝に係合したラック
33のボス34によって、ラック33を第１円筒カム32の軸方
向に移動できるように形成し、ラック33の移動で歯車４
を回転させてメインシャフト１を回転させるように形成
した第１駆動装置25が設けてある。

また、モータ30によって回転される第１歯車31を設け、
この第１歯車31に係合する第２歯車42を設けると共に、
第２歯車42には、第１実施例の側面カム43と同様の側面
カム43、揺動杆45を設けた第２駆動装置40が設けてあ
る。

そして、前記第２歯車42には制御用円筒カム61が設けて
あり、制御用円筒カム61の外周に設けたカム溝に、制御
用筒56から延出して設けた制御用基部アーム58の基部ア
ームボス59を嵌入した駆動制御装置50が設けてある。

〔考案の効果〕

本考案は、メインアーム10の先端部にサブアーム15を軸
着し、メインアーム10の回転時に、重量の大きい研削工
具72を掴持したサブアーム15のグリップ17を、内側の回
転中心部側に廻り込ませるようにしたので、メインシャ
フト１と研削工具72の着脱位置とが離れているものであ
っても、メインアーム10の回転時に生じる慣性力を小さ
くすることができ、その結果メインアーム10の回転速度
を上げ、工具交換時間を短縮することができ、メインア
ーム10駆動用の動力源も小さなものとすることができ、
さらに、構造も強固なものとしないで形成できるように
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例の一部断面した側面図、第
２図は第２実施例の一部断面した側面図、第３図は第１
・第２実施例のタイムチャート図、第４図乃至第12図は
メインアームとサブアームの作動態様を示す図、第13図
は従来例の側面図である。 １…メインシャフト、10…メインアーム、 15…サブアーム、16…基部軸、 17…グリップ、25…第１駆動装置、 40…第２駆動装置、50…駆動制御装置、 72…研削工具。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】メインシャフト１の先端部に、メインシャ
   フト１に対して横方向に突出するメインアーム10を取り
   付け、メインアーム10の両先端部には、それぞれサブア
   ーム15の基部軸16を軸着し、サブアーム15の先端部に
   は、研削工具72を掴持するグリップ17を設け、そして、
   メインシャフト１には、メインシャフト１を正転及び逆
   転できる第１駆動装置25と、メインシャフト１を軸方向
   に前後進できる第２駆動装置40を設け、サブアーム15の
   基部軸16には、サブアーム15をメインアーム10に対して
   正転及び逆転できる駆動制御装置50を設け、メインアー
   ム10の先端部が研削工具72の着脱位置にあるとき、サブ
   アーム15のグリップ17がメインアーム10の外側の突出位
   置にあり、メインアーム10の先端部が研削工具72の着脱
   位置の中間の位置にあるとき、サブアーム15のグリップ
   17が内側に廻り込んだ位置にあるように形成した自動工
   具交換装置。