JPH067872Y2 - 自動工具交換装置の誤操作防止機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、マシニングセンタ等の主軸に工具を確実に装
着し得る自動工具交換装置に関する。

「従来の技術」 従来の自動工具交換装置としては、例えば、第５図およ
び第６図に示すようなものがある。

すなわち、マシニングセンタ１の主軸２近傍に自動工具
交換装置本体３を回動して振込み、自動工具交換装置本
体３を主軸２の軸線と直角方向に移動して主軸２に接近
させ、工具嵌着用シリンダ４によりアーム５を主軸２の
軸線と平行に移動し、アーム５に嵌合した工具Ｔを主軸
２に装着可能にしたものである。

「考案が解決しようとする問題点」 しかしながら、上記従来の自動工具交換装置において
は、アーム５に嵌合した工具Ｔであるオイルホールツー
ル（供給口６に内嵌され、供給されるクーラントが流し
込まれる流入管Ｔ２が一体的に工具Ｔに設けられている
もの）の嵌着部Ｔ１あるいは流入管Ｔ２に切粉等が付着
して、第６図における実線で示すように、工具嵌着用シ
リンダ４が工具Ｔを押込んでも完全に主軸２あるいは供
給口６に嵌着しない場合があり、そのような場合でも、
工具嵌着用シリンダ４は自動工具交換装置本体３を第６
図において時計方向へ回動して、想像線にて示した状態
にする。すると、自動工具交換装置本体３と工具嵌着用
シリンダ４との相対的な位置を検知し処理する制御部
（図示省略）は工具Ｔの嵌着部Ｔ１等が完全に嵌着した
ものと誤って判断する事態が生じ（アーム後退端のリミ
ットスイッチが後退完了を出してしまう）、次動作命令
を発信する。それにより、自動工具交換装置本体３が第
６図においてＡ方向へ移動し、その結果、十分に嵌着し
ていない工具Ｔが主軸２から落下して、工具Ｔ等が損傷
する虞れがあり、これを防止するために、作業者は工具
Ｔが完全に嵌着していることを確認し、不完全である場
合には、次動作に移行する前に自動工具交換装置本体３
を停止しなければならず、作業能率の低下をきたすばか
りでなく自動機械であるために事故に結びつくという問
題点があった。

本考案は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、工具Ｔが完全に嵌着しているかどうかを自動的
に確認するようにしたものであり、作業者の負担を軽減
し、作業能率を低下させないようにした自動工具交換装
置を提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 かかる目的を達成するための本考案の要旨とするところ
は、 マシニングセンタ等の主軸近傍に工具の嵌着可能な自動
工具交換装置本体を回動して振込み、 前記自動工具交換装置本体を前記主軸軸線と直角方向に
移動して前記主軸に接近させ、 位置決めされた前記自動工具交換装置本体上を案内して
アームを前記主軸軸線と平行に移動し、該アームの先端
に把持した工具を前記主軸に装着可能にした自動工具交
換装置において、 前記自動工具交換装置本体が主軸軸線と直角方向に移動
し、主軸側に位置決めされたとき係合するものであっ
て、前記自動工具交換装置または主軸側に設けられ、主
軸軸線方向に前記自動工具交換装置本体が進退移動する
のを防止するための係止突起と、 この係止突起に係合するものであって、この係合突起に
対向して主軸側または自動工具交換装置に設けられた被
係止部と、 前記自動工具交換装置本体上を、前記アームが主軸軸線
と平行に主軸側へ移動したときの移動端位置を検出する
検出手段とからなり、 前記被係合部と前記係止突起とが係止した状態で、前記
検出手段の作動位置が検出されないとき、前記アームが
主軸からの離間動作を行えないようにした自動工具交換
装置の誤操作防止機構に存する。

「作用」 しかして、自動工具交換装置本体を主軸軸線と直角方向
に移動して主軸に接近すると、係止突起が被係止部に近
接し、自動工具交換装置本体を主軸軸線方向へ移動しよ
うとすると、係止突起が被係止部に掛止して、自動工具
交換装置本体が主軸軸線方向へは移動することができ
ず、主軸軸線方向へは移動し得ない自動工具交換装置本
体に対するアームの位置が検知されることにより、アー
ムに嵌合した工具と主軸との正確な装着状態を判断する
ことができるものである。

「実施例」 以下、図面に基づき本考案の一実施例を説明する。

第１図〜第４図は本考案の実施例を示している。

第１図および第２図に示すように、マシニングセンタ１
０の要所に自動工具交換装置（以下、「ＡＴＣ」とい
う。）２０および工具マガジン３０が配設されている。

ＡＴＣ２０は、駆動シリンダ４０がＡＴＣ本体５０を揺
動可能に駆動して成る。

駆動シリンダ４０はマシニングセンタの主軸１３と工具
マガジン３０との間に配設されており、一端のロッド４
１が工具マガジン３０の裏壁面３１に締着され、他端の
駆動ロッド４２が延ばされて、先端部４３がＡＴＣ本体
５０に連結され、枢着ピン４４により回動可能に枢支さ
れている。

第１図および第３図からわかるように、ＡＴＣ本体５０
は揺動体６０に被案内体７０が案内可能に設けられてい
る。

揺動体６０は基部６１がマシニングセンタ１０の所定位
置に枢支ピン１２により回動可能に枢着され、揺動体６
０の端部６２には上下に平行な二本のガイドロッド６
３，６３が固設されている。

被案内体７０の下部位置には、各ガイドロッド６３に外
嵌可能に貫通孔７１，７１が穿設されている。

被案内体７０の中間位置には、回動機構７５を介して工
具嵌着用シリンダ７２が設けられ、工具嵌着用シリンダ
７２は、シリンダロッド７３が第３図においてＢ方向へ
移動不能かつ回動可能に回動機構７５に取付けられ、シ
リンダ本体７４はシリンダロッド７３に対してＢ方向へ
移動可能に設けられている。

被案内体７０のシリンダ本体７４の基端７４ａにはツイ
ンアーム７６が設けられ、ツインアーム７６はシリンダ
本体７４とともにＢ方向へ移動可能かつ、回動機構７５
がシリンダロッド７３を回動することにより、１８０度
半転し得るようにシリンダ本体７４に取付けられてい
る。

回動機構７５とツインアーム７６との間には、従動プレ
ート７７が設けられ、従動プレート７７はツインアーム
７６とともにＢ方向へ移動可能かつ、回動機構７５がシ
リンダロッド７３を回動することによっては回動し得な
いようにツインアーム７６に取付けられている。

従動プレート７７の上端部には、従動プレート７７に一
端を固設された被検知ロッド７８がＢ方向へ移動可能に
設けられている。被検知ロッド７８の上方位置には、被
検知ロッド７８を臨み検知用の二つの光電管７９，７９
が設けられ、光電管７９は被検知ロッド７８を検知する
ことにより、被検知ロッド７８とともにＢ方向へ移動す
るツインアーム７６の嵌着位置と待機位置を検知し、制
御部（図示省略）に送信するものである。

第１図および第４図に示すように、マシニングセンタ１
０の主軸１３には係止突起である突出ピン１４が締着さ
れ、被案内体７０の前面には被係止部である嵌合孔７０
ａが穿設され、嵌合孔７０ａは被案内体７０がガイドロ
ッド６３に案内されマシニングセンタ１０の主軸１３に
接近した時に突出ピン１４に外嵌可能に形成されてい
る。

突出ピン１４および嵌合孔７０ａによりＡＴＣ２０の誤
操作防止機構を構成している。

次に作用を説明する。

第１図は、工具受取位置、工具受渡待機位置、工具装着
位置（それぞれ想像線にて示したもの）および振込まれ
る途中の位置（実線にて示したもの）にあるＡＴＣ本体
５０を示している。

ＡＴＣ本体５０が工具受取位置にあるときにおいて、Ａ
ＴＣ本体５０の被案内体７０のツインアーム７６の一端
は工具マガジン３０から受取った次工程の工具Ｔ３を外
嵌し、被案内体７０のツインアーム７６の他端は前工程
工具（図示省略）を受取るために、工具を外嵌していな
い。このとき、ツインアーム７６はシリンダ本体７４の
流体圧切換弁により、後退位置（被案内体７０の本体か
ら離間した位置）になっている。

次に、駆動シリンダ４０の圧力で駆動ロッド４２を押出
し、ＡＴＣ本体５０の揺動体６０の要所を駆動すること
により、ＡＴＣ本体５０は枢支ピン１２を中心にして第
１図において反時計方向へ回動する。この間に、ツイン
アーム７６は前進位置（被案内体７０本体との距離は工
具嵌着状態の距離に接近した位置）になっている。

次に、揺動体６０に対して被案内体７０をマシニングセ
ンタ１０の主軸１３に接近するように移動する。それに
より、被案内体７０の嵌合孔７０ａが主軸１３の突出ピ
ン１４に外嵌し、被案内体７０の位置決めストッパ（図
示省略）がマシニングセンタ１０側に当接し、被案内体
７０は移動を停止する。このとき、被案内体７０のツイ
ンアーム７６の他端は主軸１３に嵌着している前工程の
工具を把持する。

振動体６０に対する被案内体７０の位置を移動せずに、
（被案内体７０の嵌合孔７０ａが主軸１３の突出ピン１
４を外嵌した状態で）被案内体７０のツインアーム７６
を後退させ、主軸１３に嵌合していた前工程の工具を主
軸より外す。

次に、回動機構７５により、シリンダロッド７３を介し
てツインアーム７６を１８０度半転し、ツインアーム７
６の一端に外嵌した次工程の工具Ｔ３が主軸１３の嵌合
孔を臨むようにする。工具嵌着用シリンダ７２の流体圧
を切換えてツインアーム７６を前進していくと、次工程
の工具Ｔ３の嵌合部Ｔ４が主軸１３の嵌合孔に挿入され
る。また、被検知ロッド７８が第３図においてＢ１方向
へ移動する。

次工程の工具Ｔ３の嵌合部Ｔ４が所定の形状であって、
嵌合部Ｔ４に切粉等が付着してなければ、主軸１３の嵌
合孔に次工程の工具Ｔ３の嵌合部Ｔ４が完全に内嵌す
る。それにより、光電管７９が嵌被検知ロッド７８を介
して、ツインアーム７６が嵌着位置にあることを検知
し、制御部に送信し、制御部の命令により、被案内体７
０はガイドロッド６３に沿ってマシニングセンタ１０の
主軸１３から離間するように移動し、被案内体７０の嵌
合孔７０ａも主軸１３の突出ピン１４から外れる。

次工程の工具Ｔ３の嵌合部Ｔ４が所定の形状でなくある
いは嵌合部Ｔ４に切粉等が付着していて、主軸１３の嵌
合孔に次工程の工具Ｔ３の嵌合部Ｔ４が完全に内嵌しな
い場合、ツインアーム７６を前進させようとする力であ
る工具嵌着用シリンダ７２のシリンダ本体７４の圧力は
回動機構７５を介して被案内体７０を第３図においてＢ
２方向へ引き込む力となる。

第４図からわかるように、主軸１３の突出ピン１４が被
案内体７０の嵌合孔７０ａに内嵌しているので、被案内
体７０はＢ２方向へは移動し得ない。被案内体７０の光
電管７９が被検知ロッド７８に対して移動し得ず、光電
管７９は被検知ロッド７８を介して、不完全な嵌着位置
にあるツインアーム７６を検知している状態にあるの
で、制御部にツインアーム７６が装着位置にあるとの信
号を送ることがない。制御部は次工程命令を出せず、被
案内体７０が主軸１３から離間することなく、被案内体
７０はその状態を維持しタイムアップ後、機械を停止す
る。

この制御部の異常表示により、ＡＴＣ２０を自動操作か
ら手操作に切替え、作業者が被案内体７０のツインアー
ム７６を後退させて、ツインアーム７６の一端に嵌合し
た次工程の工具Ｔ３を点検する。

主軸１３の嵌合孔に次工程の工具Ｔ３の嵌合部Ｔ４が完
全に内嵌し、制御部の命令により、被案内体７０は主軸
１３から離間して、所定位置に移動する。次に、被案内
体７０は、ツインアーム７６の他端に前工程の工具を外
嵌した状態で、駆動シリンダ４０により、第１図におい
て時計方向へ回動して工具受取位置に振込まれる。前工
程の工具を工具マガジン３０に受渡し、次の工程の工具
（図示省略）を工具マガジン３０から受取り、加工中は
工具受取位置に停止している。

前記実施例においては、ＡＴＣ本体５０を主軸１３近傍
に振込んだものを示したが、主軸１３の軸線と平行に移
動して振込まれるものにも、本実施例の誤操作防止機構
が適用されることはいうまでもない。

また、前記実施例においては、主軸１３の突出ピン１４
を被案内体７０の前面に形成した嵌合孔７０ａに内嵌し
て、被案内体７０を主軸１３の軸線方向へ移動し得ない
ようにしたものを示したが、これに限らず、主軸１３側
に被案内体７０側が掛止され、その掛止する力が工具嵌
着用シリンダ７２のシリンダ本体７４の嵌着するための
圧力に耐え得るものであればよい。

「考案の効果」 本考案に係る自動工具交換装置の誤操作防止機構によれ
ば、工具が完全に主軸に嵌着しているかどうかを確認す
る必要をなくし、作業者の負担を軽減し、作業能率を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本考案の一実施例を示しており、第１
図は自動工具交換装置およびその近傍を示した平面図、
第２図は自動工具交換装置を装着したマシニングセンタ
の正面図、第３図は自動工具交換装置本体の必要な箇所
を破断して示した要部断面図、第４図は突出ピンが嵌合
孔に嵌合した状態を示した説明図、第５図および第６図
は、従来の自動工具交換装置を示し、第５図は工具を主
軸に嵌着する前の状態を示した説明図、第６図は工具を
主軸に嵌着している状態を示した説明図である。 １０……マシニングセンタ、１３……主軸 １４……突出ピン、２０……自動工具交換装置 ５０……自動工具交換装置本体、７０ａ……嵌合孔 ７６……ツインアーム

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】マシニングセンタ等の主軸近傍に工具の嵌
   着可能な自動工具交換装置本体を回動して振込み、 前記自動工具交換装置本体を前記主軸軸線と直角方向に
   移動して前記主軸に接近させ、 位置決めされた前記自動工具交換装置本体上を案内して
   アームを前記主軸軸線と平行に移動し、該アームの先端
   に把持した工具を前記主軸に装着可能にした自動工具交
   換装置において、 前記自動工具交換装置本体が主軸軸線と直角方向に移動
   し、主軸側に位置決めされたとき係合するものであっ
   て、前記自動工具交換装置または主軸側に設けられ、主
   軸軸線方向に前記自動工具交換装置本体が進退移動する
   のを防止するための係止突起と、 この係止突起に係合するものであって、この係止突起に
   対向して主軸側または自動工具交換装置に設けられた被
   係止部と、 前記自動工具交換装置本体上を、前記アームが主軸軸線
   と平行に主軸側へ移動したときの移動端位置を検出する
   検出手段とからなり、 前記被係止部と前記係止突起とが係止した状態で、前記
   検出手段の作動位置が検出されないとき、前記アームが
   主軸からの離間動作を行えないようにしたことを特徴と
   する自動工具交換装置の誤操作防止機構