JPH0621633Y2 - 工具移送装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、横型マシニングセンタ等の工作機械におい
て、工具を工具マガジンと中間移送ポケットとの間で移
送させる工具移送装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の工具移送装置において、工具を工具マガ
ジンの工具収納ポケットと、主軸とのＡＴＣが行なわれ
る中間移送ポケットとの間で移送しようとした場合、工
具移送装置を移動駆動させる方向に応じた数のアクチェ
ータを必要とした。例えば、工具を把持する工具保持手
段を、工具の挿抜方向に突出後退させるためのアクチェ
ータと、工具マガジンと中間移送ポケットとの間で前記
工具保持手段を円弧方向に旋回させるためのアクチェー
タと、更に、前記円弧方向とは異なる方向に前記工具保
持手段を所定角度回転させるためのアクチェータとの、
合計３個のアクチェータを必要とした。

上述したこれらの構成では、装置が大型化する、各アク
チェータの制御が必要とされるといった不具合があっ
た。

この課題を解決するものとして、工具を把持する工具保
持手段を備えた揺動アームが工具マガジンと中間移送ポ
ケットとの間を旋回するとき、第６図に示すカム溝５０
に従って工具保持手段を所定角度回転させるよう構成し
た考案や提案が試されている。該考案や提案を示すもの
として特開昭６２−２７７２３６号公報の「工具移送装
置」等が知られている。

（考案が解決しようとする課題） これらの考案や提案は、装置の構成を極めて簡略化する
ことができるという優れた効果を奏するが、次のような
不具合を発生させることも考えられた。即ち、 （ａ）揺動アームの移動に従って工具保持手段を所定角
度回転させるための２つのローラ５１ａ及び５１ｂはカ
ム溝５０内を転動するが、工具保持手段が回転を開始す
るときには、一方のローラは慣性によって少し行き過ぎ
てから戻って停止し（例えば、第６図においては図中の
位置ｐ１０）、それから工具保持手段が回転することに
なる。従って、揺動アームを高速旋回させると、ローラ
５１ａ及び５１ｂの動きがスムーズでなくなり、旋回時
の振動が大きくなるという不具合、 （ｂ）従来のカム溝は、その全長が長く加工に時間がか
かる、構造が複雑であるという不具合、が考えられた。

本考案の工具移送装置は、簡易な構成により上記課題を
解決し、一層有用な効果を得ることを目的として試され
たものである。

（課題を解決するための手段） 本考案の工具移送装置は、工具マガジンと中間移送ポケ
ットとの間に揺動アームを旋回駆動自在にもうけ、前記
揺動アームに回転軸を回転自在に支持し、前記回転軸に
工具を把持し得る工具保持手段をもうけ、更にカム溝が
形成されたカムを設けると共に、前記カム溝に前記回転
軸を、該回転軸が前記カム溝に従って移動回転し得るよ
うに係合させ、前記揺動アームの旋回に従って前記回転
軸を所定角度回転するようにして前記工具マガジンと前
記中間移送ポケットとの間で前記工具の移送を行なう工
具移送装置において、前記カム溝の所定箇所を略Ｖ字形
状の溝とし、前記カム溝に従って移動する前記回転軸に
突起をもうけ、前記回転軸が前記カム溝の略Ｖ字形状溝
部に位置したとき、前記回転軸の突起を挟持あるいは嵌
入する突起係合手段をもうけたことを特徴とする。

（作用） 上記構成を有する本考案の工具移送装置は、揺動アーム
が工具マガジンと中間移送ポケットとの間を旋回する
が、揺動アームに支持された回転軸がカム溝の略Ｖ字形
状溝部に位置したとき、回転軸に設けられた突起は突起
係合手段に挟持あるいは嵌入される。これにより回転軸
は所定角度回転させられ、この後、揺動アームが更に旋
回させられることにより回転軸は更に所定角度回転す
る。

従って、揺動アームが工具マガジンから中間移送ポケッ
ト、あるいは中間移送ポケットから工具マガジン迄旋回
したときには、回転軸は前記２つの所定角度の和の角度
回転することになる。

（実施例） 次に、本考案の実施例を図面と共に説明することにす
る。ここで、 第１図は本考案による工具移送装置の一実施例を示す正
面図、 第２図は揺動アームの平面図、 第３図は工具の移送動作の一例を示す動作図、 第４図は第３図の工具交換位置周辺の矢視図、 第５図はカムを示す図、 である。

工作機械である横型マシニングセンタ１は、第３図及び
第４図に示すように、機体２を有しており、機体２には
公知の工具マガジン３が設けられている。工具マガジン
３は、機体２に回転自在に装着されたスプロケット５間
に張設された、無端状に形成されたチェーン６を有して
おり、チェーン６には一定の間隔で複数の工具ホルダ６
ａが設けられている。これ等工具ホルダ６ａには工具収
納ポケット６ｂが形成されており、工具収納ポケット６
ｂには工具７が着脱自在なる形で嵌入収納されている。
また、機体２の、第３図上方を有しており、機体２には
中間移送ポケット２９が設けられており、中間移送ポケ
ット２９にはポケット２９ａが工具７を嵌入係合自在な
る形に形成されている。尚、工具マガジン３の第４図中
の位置Ｘは、工具移送装置９との工具の脱着交換をおこ
なう工具交換位置である。

ところで、機体２には、第３図に示すように本考案によ
る工具移送装置９が設けられており、工具移送装置９
は、機体２に固着された軸１０及びベアリング１１を介
して、矢印Ａ，Ｂ方向に旋回自在に支持された揺動アー
ム１２を有している。揺動アーム１２の第１図右方には
アーム支持部材１３が、ボルト１５等の締結手段を介し
て固着されており、アーム支持部材１３の図中下端部に
は、機体２の上面２ａを転動自在な形でローラ１３ａが
回転自在に設けられている。

また、アーム支持部材１３の図中左端面にはボス部材１
６が固着されており、ボス部材１６及びアーム支持部材
１３には、回転軸１７がベアリング１９等を介して矢印
Ｃ，Ｄ方向の回転のみ自在に支持されている。回転軸１
７の図中左端面には、カムフォロワ２０がボルト２１等
を介して固着されており、カムフェロワ２０の図中下端
部近傍には、ローラ２０ａが回転自在に設けられてい
る。ローラ２０ａは、機体２に固着されたカム２２のカ
ム溝２３に転動自在な形で嵌入係合されている。カムフ
ォロワ２０の図中下端の先端部２０ｂは、後に詳述する
が回転軸の突起として作用する。

前記カム２２は、第２図に示すように全体が円弧状に形
成されており、その図中右端面である外側面２２ａが、
前記軸１０の回転中心１０ａを中心とする円の円周一部
となる形で形成されている。外側面２２ａには、第５図
に示すように、前記ローラ２０ａが嵌入係合されるカム
溝２３が穿設形成されている。このカム溝２３は、図中
ｐ１とｐ２との間、及びｐ６とｐ７との間では機体２の
上面２ａと略平行に、図中ｐ２とｐ６との間では略Ｖ字
形状（以下、略Ｖ字形状部２３ａとよぶ）に穿設形状さ
れている。

カム２２の外側面２２ａの図中中心部下方、即ち略Ｖ字
形状部２３ａの下方には、この略Ｖ字形状部２３ａに位
置したカムフォロワ２０の先端部２０ｂを挟み込む形に
２つのボルト２２ｂ及び２２ｃが外側面２２ａに螺入さ
れている。尚、ボルト２２ｂ及び２２ｃは、頭部が回転
するカムフォロワでもよい。

一方、回転軸１７の第１図右端には、装着面１７ａが該
回転軸１７の中心ｃ１に対して所定の角度を有して形成
されており、装着面１７ａには、工具保持アーム２５が
図示しない駆動装置により図中矢印Ｅ，Ｆ方向に移動駆
動自在に支持されている。尚、工具保持アーム２５には
略半円形状の工具把持部２５ａが、第４図に示すよう
に、工具７を把持解放自在なる形に形成されている。ま
た、揺動アーム１２の第２図下方にはピン２７ｂを介し
て駆動シリンダ２７のピストンロッド２７ａの先端が枢
着されており、ピストンロッド２７ａは、図中矢印Ｇ，
Ｈ方向に突出駆動自在に設けられている。また、駆動シ
リンダ２７の他端は第３図に示すように、機体２に枢着
されている。

横型マシニングセンタ１は、上記構成を有するので、所
定の加工が終了し、図示しない主軸に装着された使用済
みの工具７を、次の加工に使用する工具７に交換する場
合には、第４図に示すように工具マガジン３のチェーン
６を、スプロケット５を適宜正逆方向に回転駆動するこ
とにより移動させ、次の加工に使用する工具７が保持収
納されている工具ホルダ６ａを、所定の工具交換位置Ｘ
に位置決めする。該工具ホルダ６ａが工具交換位置Ｘに
位置したところで、駆動シリンダ２７を駆動してピスト
ンロッド２７ａを第３図矢印Ｈ方向に後退させる。する
と、揺動アーム１２は、図中の待機位置Ｙより、回転軸
１７と共に軸１０の回転中心１０ａを中心として矢印Ａ
方向に所定角度旋回する。回転軸１７が矢印Ａ方向に所
定角度旋回すると、該回転軸１７に固着されたカムフォ
ロワ２０のローラ２０ａは、カム２２の第５図における
カム溝２３の位置ｐ２からｐ１迄を転動して、機体２の
上面２ａと平行に矢印Ａ方向に移動する。従って、回転
軸１７は、矢印Ｃ，Ｄ方向に回転せず、該回転軸１７に
装着されている工具保持アーム２５は、工具把持部２５
ａの開口部２５ｂを第４図左方に向けた形で機体２の上
面２ａと平行に矢印Ａ方向に移動する。すると、該工具
保持アーム２５の工具把持部２５ａは、第４図に示すよ
うに、既に工具交換位置Ｘに位置決めされている工具７
と、開口部２５ｂを介して嵌入係合し、該工具７を把持
する。

工具保持アーム２５の工具把持部２５ａに工具７が嵌入
把持されたところで、図示しない駆動装置を駆動して、
工具保持アーム２５を第３図矢印Ｆ方向に突出させる。
すると、工具把持部２５ａに把持されていた工具７は、
工具把持部２５ａと共にＦ方向に移動して、工具ホルダ
６ａの工具収納ポケット６ｂから抜き取られる。工具７
を工具収納ポケット６ｂから抜き取ったところで、駆動
シリンダ２７を再び駆動して、ピストンロッド２７ａを
矢印Ｇ方向に突出させ、揺動アーム１２を、矢印Ｂ方向
に所定角度旋回させる。すると、回転軸１７は、工具保
持アーム２５の工具把持部２５ａに把持された工具７と
共に矢印Ｂ方向に所定角度旋回し、かつ後に詳述するカ
ムフォロワ２０とカム２２との係合関係により矢印Ｃ方
向に１８０°回転する。

即ち、揺動アーム１２が矢印Ｂ方向に旋回すると、回転
軸１７に固着されたカムフォロワ２０も矢印Ｂ方向に移
動して、カムフォロワ２０のローラ２０ａは、カム２２
の第５図におけるカム溝２３を転動しながら矢印方向に
移動することになる。

カムフォロワ２０が矢印Ｂ方向に移動して、該カムフォ
ロワ２０のローラ２０ａが、カム溝２３の位置ｐ１とｐ
２との間を転動している場合には、ローラ２０ａの中心
ｃ２が、機体２の上面２ａと平行に矢印Ｂ方向に移動し
て行くので、カムフォロワ２０に固着された回転軸１７
は、第４図に示すように、工具７を工具収納ポケット６
ｂ内から取り出したままの位置を保持し、矢印Ｃ，Ｄ方
向に回転することはない。このとき、ローラ２０ａの突
起としてのカムフォロワ２０の先端部２０ｂは、当然に
機体２の上面２ａと平行状態のまま、即ちカム溝２３の
穿設形状に従ってローラ２０ａの移動方向の前方に位置
した状態で移動することになる。

続けて、カムフォロワ２０が矢印Ｂ方向に移動すると、
ローラ２０ａはカム溝２３の位置ｐ２とｐ６との間、即
ち、カム溝２３の略Ｖ字形状部を転動することになる。

このときも突起としての先端部２０ｂは、カム溝２３の
穿設形状に従って移動することになるが、ローラ２０ａ
の中心ｃ２が図中の位置ｐ３に位置するころから、先端
部２０ｂは突起係合手段としての２つのボルト２２ｂ及
び２２ｃの頭の間に入り込み始め、カム溝２３の図中左
右の中心線である図中位置ｐ４に位置すると、先端部２
０ｂは２つのボルト２２ｂ及び２２ｃの頭の間に挟持さ
れる。従って、カムフォロワ２０と接続された回転軸１
７は、工具７を工具収納ポケット６ｂ内から取り出した
ときの位置から、図中Ｃ方向に９０°回転することにな
る。

この状態よりカムフォロワ２０がさらに矢印Ｂ方向に移
動すると、先端部２０ｂが２つのボルト２２ｂ及び２２
ｃの頭の間に挟持されていることから、ローラ２０ａが
先端部２０ｂの前方に位置した状態でカムフォロワ２０
が移動することになる。

このようにしてローラ２０ａが図中の位置ｐ５からｐ
６、更にｐ７まで移動したときには、回転軸１７は、工
具７を工具収納ポケット６ｂ内から取り出したときの位
置から、図中Ｃ方向に１８０°回転することになる。

回転軸１７が、工具保持アーム２５と共に矢印Ｂ方向に
所定角度旋回し、かつ矢印Ｃ方向に１８０°回転する
と、中間移送ポケット２９のポケット２９ａに対向する
位置に位置決めされる。工具７がポケット２９ａに対向
したところで、工具保持アーム２５を矢印Ｉ方向に後退
させ、工具把持部２５ａに把持された工具７をポケット
２９ａ中に嵌入する。工具７がポケット２９ａに嵌入保
持されたところで、駆動シリンダ２７を駆動してピスト
ンロッド２７ａを、矢印Ｈ方向に一定ストロークだけ後
退させる。すると、揺動アーム１２は、回転軸１７と共
に矢印Ａ方向に所定角度旋回して待機位置Ｙ′へ移動
し、該回転軸１７に固着されたカムフォロワ２０のロー
ラ２０ａは、カム２２の第５図におけるカム溝２３の位
置ｐ７からｐ６の間を転動する。このため、ローラ２０
ａは、機体２の上面２ａと平行に移動するので、回転軸
１７に装着された工具保持アーム２５は、機体２の上面
２ａと平行に矢印Ａ方向に移動して、工具把持部２５ａ
と工具７との係合把持関係は解除される。

次に、ポケット２９ａに嵌入保持された工具７と、図示
しない主軸に装着された使用済みの工具７とを、図示し
ない公知の自動工具交換装置を用いて交換する。

更に、主軸からポケット２９ａに返却された使用済みの
工具７を工具マガジン３に返却するには、まず、工具マ
ガジン３を駆動して、該工具７を返却すべき工具収納ポ
ケット６ｂが工具交換位置Ｘに位置決めされる。次に、
揺動アーム１２を、駆動シリンダ２７により、待機位置
Ｙ′より矢印Ｂ方向に所定角度旋回させる。すると、工
具保持アーム２５は、工具把持部２５ａがポケット２９
ａに返却された工具７を把持する。工具７が工具把持部
２５ａに把持されたところで、工具保持アーム２５を矢
印Ｊ方向に突出させ、ポケット２９から工具７を抜き取
る。工具７がポケット２９ａから抜き取られたところ
で、揺動アーム１２を矢印Ａ方向に所定角度旋回させ
る。すると、工具保持アーム２５は、カム２２とカムフ
ォロワ２０により、工具７と共に矢印Ｄ方向に１８０°
回転し、工具７は工具交換位置Ｘに、第３図想像線で示
すように、ポケット６ｂと工具７が対抗する形で位置決
めされる。工具７が工具交換位置Ｘに位置したところ
で、既に工具交換位置Ｘに位置決めされている工具収納
ポケット６ｂに、工具７を工具保持アーム２５を矢印Ｅ
方向に後退させて嵌入収納する。尚、詳細は工具マガジ
ン３から中間移送ポケット２９に工具７を移送する場合
の全く逆の手順なので、その説明を割愛する。

以上、詳細に説明した本実施例の工具移送装置による
と、カム溝２３，カムフォロワ２０の先端部２０ｂ，ボ
ルト２２ｂ及び２２ｃ等の作用により、揺動アーム１２
を旋回駆動するだけで工具保持アーム２５を回転させる
ことができるが、工具保持アーム２５を回転させる構造
が簡易なことにより、ローラ２０ａの動作に無理無駄が
著しく無くなり、揺動アーム１２を高速旋回させること
ができるという優れた効果を有する。

また、カム溝２３の構造が簡易なことにより、カム溝２
３の加工時間を短縮することができると共に、その動作
に無理が無いことにより耐久性をも向上させることがで
きるという優れた効果を奏する。

尚、本実施例においては、工具保持アーム２５をカム溝
２３に従って１８０°回転させる構成としたが、工具保
持アーム２５の回転角度は１８０°に何等限定されるも
のではなく、カム溝の形状を変更することにより任意の
角度回転させるよう構成することができる。

（考案の効果） 本考案の工具移送装置によると、揺動アームを旋回駆動
するだけで回転軸、即ち工具保持手段を回転させること
ができるが、工具保持手段を回転させる構造が簡易なこ
とにより、回転軸の動作に無理無駄が著しく無くなり、
揺動アームを高速旋回させることができるという優れた
効果を有する。

また、カム溝の構造が簡易なことにより、カム溝の加工
時間を短縮することができると共に、その動作に無理が
無いことにより耐久性をも向上させることができるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である工具移送装置を示す正
面図、 第２図は揺動アーム１２の平面図、 第３図は工具７の移送動作を示す説明図、 第４図は第３図の工具交換位置Ｘ周辺のIV矢視図、 第５図はカム２２を示す平面図、 第６図は従来のカムを示す平面図、 である。 ３……工具マガジン ９……工具移送装置 １２……揺動アーム １７……回転軸 ２０……カムフォロワ ２０ａ……ローラ ２０ｂ……先端部（突起） ２２……カム ２２ａ……外側面 ２２ｂ，２２ｃ……ボルト（突起係合手段） ２３……カム溝 ２３ａ……略Ｖ字形状部 ２５……工具保持アーム（工具保持手段） ２９……中間移送ポケット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】工具マガジンと中間移送ポケットとの間に
   揺動アームを旋回駆動自在にもうけ、前記揺動アームに
   回転軸を回転自在に支持し、前記回転軸に工具を把持し
   得る工具保持手段をもうけ、更にカム溝が形成されたカ
   ムを設けると共に、前記カム溝に前記回転軸を、該回転
   軸が前記カム溝に従って移動回転し得るように係合さ
   せ、前記揺動アームの旋回に従って前記回転軸を所定角
   度回転するようにして前記工具マガジンと前記中間移送
   ポケットとの間で前記工具の移送を行なう工具移送装置
   において、前記カム溝の所定箇所を略Ｖ字形状の溝と
   し、前記カム溝に従って移動する前記回転軸に突起をも
   うけ、前記回転軸が前記カム溝の略Ｖ字形状溝部に位置
   したとき、前記回転軸の突起を挟持あるいは嵌入する突
   起係合手段をもうけたことを特徴とする工具移送装置。