JPH0818215B2 - 工具交換装置の交換アーム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本願は工具交換装置の交換アームに係り、工具交換時
間の高速化が望まれる現今の風潮に対処し、併せて工
具、工作機の損傷を防止せんとするものである。

従来の技術とその問題点 従来の交換アーム1Aにおける押え部材100は第12図に
その概要を示すように、バネ2Aにより押え部材100を前
進方向に付勢し、押え部材100の押金3Aは常に所定量だ
け突出した状態となっている。従って第１図に示す待機
位置から工具交換のため90゜正転し、主軸ヘッド4Aとツ
ールポット5A上の工具6A（正確にはホルダー）を把持す
る際に、突出している押金3Aが工具6Aに激しく衝突して
一旦押し戻され、その後再び突出して工具6Aを押え込む
ようになっており、更に工具交換が終わって交換アーム
1Aが逆転する時も、バネ2Aに抗して押金3Aを押し下げな
がら逆転しなければならない。以上の如くであるから従
来の装置では、押金3Aが工具6Aに激突する際に騒音を発
して作業環境を悪化させるばかりでなく、激突時の衝突
振動により主軸用ベアリングが損傷するおそれがあり、
又正逆転の全てにおいてバネ2Aに抗して押金3Aを押し戻
すので、作動抵抗が大となる欠点を有している。而して
これ等の欠点は、工具交換の時間が速くなるにつれ、又
工作機が大型になるにつれ更に助長されるので、工具交
換時間の短縮を図る上で大きな障害となっている。

問題点を解決するための手段 本願は上記従来装置の問題点を改良する目的におい
て、押え部材後端面と収納孔とで形成される閉空間に、
一端を圧流体供給源に連結した流体管路の他端を接続
し、この流体管路を介して交換アームが正旋回して工具
を把持したときに前記閉空間に圧流体を供給すると共
に、交換アームが逆旋回して工具を解放するときにその
圧流体の供給を停止するようにした圧流体の制御機構を
備え、かつ、交換アームが逆旋回する時工具により押し
戻された押え部材を係止固定する係止手段とを設け従来
の欠点を除いたものである。

実施例 以下本願を、実施例を示す図面により詳細に説明す
る。第１図において、７は工作機、４は主軸ヘッド、１
は交換アーム、５はツールポットで、主軸ヘッド４に取
付けられた工具６が所定の作業を終了すると、次のよう
にして工具交換が行なわれる。第１図に示す待機位置に
ある交換アーム１が時計方向に90゜正転し、把持部24に
より主軸ヘッド４の作業が終了した工具６と、ツールポ
ット５に保持されている次の作業に使用する工具６とを
保持した後、回転軸15の軸方向に所定ストロークだけ前
進して工具６を抜き取り、その後180゜正転した後に後
退して工具６の装着を行ない、90゜逆転して待機位置に
戻り工具の交換が終了する。ツールポット５に取付けら
れた使用済の工具６は、移換手段８によりツールポット
５と共にツールマカジン９に移し換へられ、次の作業に
使用する工具６がツールマカジン９からツールポット５
ごと取出され、これ等の工程は全て従来行なわれている
ものと同様である。尚本実施例において、ツールマカジ
ン９と主軸ヘッド４との間にツールポット５を移動し、
ツールマカジン９とツールポット５との間で工具６の中
継を行なっているが、このツールポット５の有無が本願
の技術思想を左右するものではない。

以上において、本願交換アーム１は第２図〜第５図に
示すように構成されている。押え部材10の押金取付軸11
は、交換アーム１の長手方向に沿って穿設された収納孔
12に前後進自在に収納され、規制ピン25により前後進の
ストロークが規制されると共に回り止めが施され、収納
孔12から突出している押金取付軸11の先端に押金３が取
付けてある。尚本実施例において押金３は三角形のブロ
ック状をなしているが、押金３の形状はこれに限るもの
でもなく必要に応じてローラ状等適宜に変更し得る。

次に13は、上記押え部材10を前進方向にのみ付勢する
流体圧付勢手段で、前記押金取付軸11の後端面と収納孔
12とで形成される閉空間には、流体管路14の一方側の端
末が接続され、この流体管路14の他方側の端末は、交換
アーム１から回転軸15を経て図示を省略した圧流体供給
源に連なり、後に詳述するように所定のタイミングで前
記閉空間への圧流体の供給をON、OFFに制御するが、こ
の圧流体の制御機構は、従来使用されている制御機構か
ら適宜に選択使用するものとし、その構成は問わないも
のとする。係止手段16は、本実施例においてボールプラ
ンジャー方式を採用し、交換アーム１に取付けたバネ筒
17にバネ18を圧装し、このバネ18により係止球19を収納
孔12内に突出する方向に付勢する。一方20は、押金取付
軸11に刻設した略Ｖ字状の係止溝で、この係止溝20は第
５図に示すように、後部側（押金３より遠ざかる方向）
の傾斜が穏やかな押戻面21となっている。尚図中22は位
置決めピンで、割り出された工具６の位置決めを行な
い、又23はロック機構で、工具６を把持した際に押金取
付軸11を機械的にロックするものであり、交換アーム１
においてともに周知であるので説明は省略する。

第１図に示す待機位置にある時、係止手段10は第４
図、第５図に示すように、係止球19が係止溝20に入り込
み、押金取付軸11が一番後退した位置でこれを係止して
おり、この時押金取付軸11に圧流体は作用していない。
この状態で待機している交換アーム１に交換指令が出る
と、前記のように交換アーム１は時計方向に90゜正転し
て工具６を把持するが、押金取付軸11は上記のように最
後退端で係止されているので、第４図に示すように押金
３の先端と工具６の間にはＬにて示す間隔があり、従来
の如く回転して来る押金３と工具６とが激突することが
なく、更に係止されている押金取付軸11は、回転時の遠
心力により突出することがないので、間隔Ｌは常に確実
に維持される。このように交換アーム１が所定の回転を
終り、割り出されている工具６を位置決めしながら把持
すると同時に流体管路14を介して押金取付軸11後端面に
圧流体を作用させるので押金取付軸11は係止手段16によ
る係止が外され、前進して押金３により工具６を強く押
え込み、同時にロック機構23が作用して押金取付軸11を
ロックする。而して押金３による工具６の押え込みは第
６図に示すように、中心線Ｓと交わる円弧の頂点Ｐから
更に下った押圧点P1を押圧しており、頂点Ｐと押圧点P1
間にはL1にて示すギャップを有している。又係止溝20と
の係合を脱した係止球19は、第７図に示すように押戻面
21の終端付近で押金取付軸11に圧接している。次いで交
換アーム１は回転軸15の軸方向に所定ストロークだけ前
進し、主軸ヘッド４とツールポット５から工具６を抜き
取り更に180゜正転するが、工具６は上記のように把持
されているので、どのように大きな遠心力や慣性が作用
しても脱落することがない。

180゜の正転が終ると交換アーム１は上記前進分だけ
後退し、次の作業に使用する工具６を主軸ヘッド４に、
作業が終了した工具６をツールポット５に装置し、同時
に圧流体の供給停止するとともに、ロック機構23による
ロックを開放して押金取付軸11をフリーとする。所定の
位置に工具６を取付けた交換アーム１は、90゜逆転して
第１図の待機位置に復帰する。この逆転に伴い第６図に
示すギャップ分だけ押金取付軸11は押し戻されるが（第
８図）、この押し戻し作用に加え、押し戻しが開放され
ると直ちに第７図の如く位置していた係止球19が、第９
図に示すように押戻面21に当って斜面を押圧するので、
バネ力により押金取付軸11は更に僅かだけ強制的に押し
戻され、第４図のように係止溝20に係止球19が嵌合して
再び係止が行なわれ、この間に押金取付軸11は第４図に
示す間隔Ｌに相当するストロークだけ押し戻され、結局
押金取付軸11は間隔Ｌに第５図におけるギャップL1を加
えたストロークだけ押し戻されるので、次の工具交換を
行なう場合にも、押金３と工具６との間には常に間隔Ｌ
が維持され両者は激突することがない。第10図、第11図
は係止手段16の他の実施例で、本実施例は係止溝20Eを
単なるＶ字状として強制的な押し戻しを行なうことな
く、押金取付軸11がギャップL1だけ後退した位置で係止
するものであり、従って間隔Ｌは零となるが押金３と工
具６との激突は防止される。

発明の効果 本願は以上詳記したように、工具を把持するために交
換アームが正旋回した時に、押え部材と工具が非接触で
両者が激突せず、また、工具の開放のために交換アーム
が逆旋回する時にも、従来の技術のようにバネの付勢力
に抗して工具により押え部材が押し戻さることはなく、
工具の把持開放動作における押え部材の作動抵抗が小さ
くなるため、その結果、騒音の発生を防止できると共に
交換動作の高速化を図ることができ、また激突による工
作機及び工具の破損損傷を防ぐことができる。更に構造
が極めて簡易で故障の発生も少なくメンテナンスフリー
であるばかりでなく、作動源はこの種工作機が既に持っ
ている圧流体供給源が利用し得る等、望まれる全てを満
足する有用な発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示し、第１図は工作機の全体を示
す正面図、第２図は交換アームの正面図、第３図は側面
図、第４図は一部を切欠いた部分拡大図、第５図は第３
図の部分図、第６図は一部を切欠いた部分拡大図、第７
図は第６図の部分図、第８図は一部を切欠いた部分拡大
図、第９図は第８図の部分図、第10図、第11図は他の実
施例の部分図、第12図は従来装置を示す説明図である。 １……交換アーム、３……押金、６……工具、10……押
え部材、11……押金取付軸、13……圧流体付勢手段、16
……係止手段、19……係止球、20……係止溝、Ｌ……間
隔、L1……ギャップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交換アームの両端部に、その長手方向に沿
   った収納孔を形成し、この収納孔に押え部材を進退自在
   に嵌装し、押え部材を進退させて工具を押え込みながら
   工具交換を行う交換アームにおいて、押え部材後端面と
   収納孔とで形成される閉空間に、一端を圧流体供給源に
   連結した流体管路の他端を接続し、この流体管路を介し
   て交換アームが正旋回して工具を把持したときに前記閉
   空間に圧流体を供給すると共に、交換アームが逆旋回し
   て工具を解放するときにその圧流体の供給を停止するよ
   うにした圧流体の制御機構を備え、かつ、交換アームが
   逆旋回する時工具により押し戻された押え部材を係止固
   定する係止手段とを設けて成る工具交換装置の交換アー
   ム。