JPH08276334A - 工作機におけるヘッド交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヘッド交換装置の構造を簡素にかつ小型にす
る。 【構成】 左右に延びるクロスコラムの前面側に複数個
のヘッドをシレーを介して左右方向に移動可能に設け、
クロスコラムの左右方向一端側の前方に支持台を設け、
該支持台にクロスコラム方向に向かって伸縮する移送装
置を左右に複数個設け、各移送装置の後端に交換ヘッド
が上方から係脱可能の係止具を設け、前記シレーの左右
方向一端側に前記交換ヘッドを上方に持上げて保持する
保持装置を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多数のヘッドを有する
工作機に関し、特に一部のヘッドを他のヘッドと交換で
きるようにした工作機におけるヘッド交換装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術として、先に本出願人が出願
した特願平３−３２６２９９号明細書に記載されたもの
があった。即ち、加工テーブルを摺動自在に載置した機
台の上部に左右に延びるクロスコラムを設け、このクロ
スコラムに左右方向に移動される左右シレーを介して上
下シレーを設け、この上下シレーに複数のシレーよりな
る並列ヘッドと交換ヘッドとを取付ける一方、上記機台
に加工テーブルを挟んで支柱を設け、その支柱にヘッド
交換装置を支持するとともに、そのヘッド交換装置にク
ロスコラムへ向けて進退する左右一対のクイルと、その
クイルに交換ヘッドを受渡し可能にした挾持アームを支
持してなる工作機におけるヘッド交換装置があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものは、コ
ラムやクロスコラムの強度的な負担を増すことなく多種
の工具を揃えてもつことができ、また、左右シレーに支
持する交換ヘッドを少なくしてこれの動作が俊敏になる
等の効果を奏する。しかしながら、上記従来のものは、
クイルに挾持アームを設け、この挾持アームにより交換
ヘッドを挾持、離脱して受渡しするようにしていたの
で、構造が複雑になるとともに、制御が複雑となり、高
価になる欠点があった。また、クイルをクロスコラムへ
向けて進退させるヘッドチェンジシリンダを、上記クイ
ルの外側に設けるようにしていたので、このヘッドチェ
ンジシリンダが作業空間に突出して邪魔になる欠点があ
った。本発明は上記欠点を解消した新規な工作機におけ
るヘッド交換装置を得ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下の如く構成したものである。即ち、左
右に延びるクロスコラムの前面側に複数個のヘッドをシ
レーを介して左右方向に移動可能に設け、クロスコラム
の左右方向一端側の前方に支持台を設け、該支持台にク
ロスコラム方向に向かって伸縮する移送装置を左右に複
数個設け、各移送装置の後端に交換ヘッドが上方から係
脱可能の係止具を設け、前記シレーの左右方向一端側に
前記交換ヘッドを上方に持上げて保持する保持装置を設
ける構成にしたものである。また、前記各移送装置は、
クロスコラムの左右方向一端側の前方に設けた支持台に
筒状のホルダを前後方向に向けて固定し、該ホルダ内に
筒状の作動体をクロスコラム方向に向けて進退可能に支
持し、この作動体の後端に交換ヘッドが上方から係脱可
能の係止具を設け、前記作動体内にヘッドチェンジシリ
ンダを設けるとともに、該ヘッドチェンジシリンダの前
端と後端とを前記ホルダの前端と作動体の後端とに連結
する構成にしたものである。

【０００５】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。図面において、図１は本発明の実施例を示す正面
図、図２はその左側面図、図３はその部分平面図であ
る。図１〜図３において、１は多ヘッド型の工作機であ
る。この工作機は、ベッド２の上部にＸ軸サーボモータ
４（図２）によって前後方向に移動されるテーブル３を
載置し、図１に示すように、上記ベッド２から左右両側
方に突出するフレーム５の両側に左右一対のコラム６を
起立固定し、各コラム６の上端にクロスコラム７を左右
方向に延長させて渡架する。

【０００６】上記クロスコラム７の前面側に、図１にお
いて左右方向に延びるＹ軸レール８を設け、このＹ軸レ
ール８にＹ軸サーボモータ（図示省略）によって左右方
向に移動される左右シレー９を摺動可能に取付け、該左
右シレー９の前面側にＺ軸モータ１１によって上下方向
に移動される上下シレー１０を取り付ける。上記上下シ
レー１０に複数個、本例では４個のヘッドシレー１５を
取付け、左端のヘッドシレー１５ａを除く３個のヘッド
シレー１５ｂには使用頻度の高い工具を有するヘッド１
６を一体的に取付け、上記左端のヘッドシレー１５ａに
は使用頻度の少ない特殊工具を有する多軸ボーリングヘ
ッド、丸鋸ヘッド等の交換ヘッド１７を着脱可能に取り
付ける。上記各ヘッドシレー１５ａ、１５ｂに保持され
た交換ヘッド１７およびヘッド１６は、昇降シリンダ１
４によってそれぞれ単独に加工位置をなす下部位置と、
待機位置をなす上部位置とに移動される。

【０００７】上記クロスコラム７の、図１において左端
部にブラケット１８を前方に向けて突出固定し、該ブラ
ケット１８の前端に支持台２０を固定し、この支持台２
０に第１交換ヘッド（多軸ボーリングヘッド）１７ａを
支持する第１移送装置２１、第２交換ヘッド（丸鋸ヘッ
ド）１７ｂを支持する第２移送装置２２を左右に並列に
取り付ける。１９はブラケット１８の前端を支持するサ
ポート（支柱）である。上記第１、第２移送装置２１，
２２は共に同構造となっており、このうち左部の第１移
送装置２１を代表して図４により説明する。

【０００８】即ち、上記支持台２０に角筒状のホルダ２
３を前後方向（図４において左右方向）に向けて固定
し、該ホルダ２３内に角筒状の作動体２４をクロスコラ
ム７方向（図４において左方）に向けて進退可能に挿入
する。この作動体２４は、その上面と下面とに前後方向
に延びるレール２５，２５を一体的に固定し、このレー
ル２５，２５を上記ホルダ２３内後部（図４において左
部）の上面と下面とに設けた軸受２６、２６に摺動可能
に係止する。

【０００９】上記作動体２４の後端（図４において左
端）に、前述した交換ヘッド１７が上方から係脱可能の
係止具２７を設ける。この係止具２７は、作動体２４の
後端に短尺な角筒状の駒２７ａを固定し、この駒２７ａ
の上面に係止ピン２７ｂを上方に向けて突出固定する。
一方、前述した交換ヘッド１７のケースの前部壁に、門
型のブラケット３０を固定し、該ブラケット３０の上壁
に係止孔３１を明ける。上記ブラケット３０は外側から
駒２７ａの両側および上面に嵌合する断面積形状とし、
また、上記係止孔３１は係止ピン２７ｂに上側から着脱
可能に嵌合する大きさとする。

【００１０】上記作動体２４内に、図４に示すように、
ヘッドチェンジシリンダ３２を収容するとともに、該ヘ
ッドチェンジシリンダ３２のロッド３２ａの左端を上記
作動体２４の左端（後面壁）に連結し、ヘッドチェンジ
シリンダ３２のケース３２ｂの右端をホルダ２３の右端
内に設けた脚３３に連結する。これにより、ヘッドチェ
ンジシリンダ３２を伸縮させて上記作動体２４を介して
交換ヘッド１７（第１交換ヘッド１７ａ）を支持台２０
に対して前後（図４において左右）に進退させる。

【００１１】上記交換ヘッド１７のケースの後部には、
図４、図５に示すように、その上部に左右一対の上部雄
型コーン３５ａ、左右方向中心部にピン孔３６を、その
下部の左右方向中心部に一個の下部雌型コーン３５ｂを
設ける。また、図１において左端のヘッドシレー１５ａ
に、上記交換ヘッド１７を着脱可能に保持する保持装置
４０を設ける。この保持装置４０は、図５に示すように
なっている。即ち、ヘッドシレー１５ａの上部に、上記
交換ヘッド１７の上部雄型コーン３５ａが下側から嵌合
係止する左右一対の上部雌型コーン４１、および係止ピ
ン４２を上記交換ヘッド１７のピン孔３６に上側から抜
き差しするストッパーシリンダ４３を取付ける。また、
上記ヘッドシレー１５ａの下部の左右方向中心部に、上
記交換ヘッド１７の下部雌型コーン３５ｂに下側から嵌
合係止する下部雄型コーン４４を取付ける。

【００１２】上記下部雄型コーン４４は、クランプシリ
ンダ４５により、支点ピン４７を中心として上下方向に
揺動されるリンク４６の右端にピン４８を介して連結さ
れ、上記クランプシリンダ４５が伸長作動した際に、上
記下部雄型コーン４４が上動して交換ヘッド１７の下部
雌型コーン３５ｂに下側から嵌合係止するとともに、該
交換ヘッド１７を持ち上げてその上部側の上部雄型コー
ン３５ａをヘッドシレー１５ａの上部側の雌型コーン４
１に嵌合係止させ、これにより上記交換ヘッド１７をヘ
ッドシレー１５ａに保持する。また、上記交換ヘッド１
７が持ち上げられた際には、交換ヘッド１７の前部側の
ブラケット３０の係止孔３１を作動体２４の係止ピン２
７ｂから離脱させるようになっている。なお、図５にお
いて、５０は上記交換ヘッド１７のクランプを確認する
ためのリミットスイッチである。

【００１３】次に、上記ヘッドシレー１５ａに交換ヘッ
ド１７、例えば第１交換ヘッド１７ａを取り付ける場合
には、このヘッドシレー１５ａを左右シレー９、上下シ
レー１０を介して第１交換ヘッド１７ａが支持されてい
る第１移送装置２１の後方に移動させるとともに、クラ
ンプシリンダ４５を短縮作動させて下部雄型コーン４４
を下方に移動させておく。この状態で上記第１移送装置
２１のヘッドチェンジシリンダ３２を伸長作動させ、図
２の実線、および図５に示すように、上記第１交換ヘッ
ド１７ａを左方に移動させるとともに、その上部雄型コ
ーン３５ａ，３５ａおよび下部雌型コーン３５ｂを、ヘ
ッドシレー１５ａの上部雌型コーン４１，４１および下
部雄型コーン４４に対面させる。

【００１４】次いでクランプシリンダ４５を伸長作動さ
せると、下部雄型コーン４４が上方に移動されて該下部
雄型コーン４４が第１交換ヘッド１７ａの下部雌型コー
ン３５ｂに下側から嵌合係止するとともに、該第１交換
ヘッド１７ａが持ち上げられてその上部雄型コーン３５
ａがヘッドシレー１５ａの上部雌型コーン４１に嵌合係
止し、これにより上記第１交換ヘッド１７ａがヘッドシ
レー１５ａに保持されるとともに、リミットスイッチ５
０が作動してこの保持を確認する。また、上記第１交換
ヘッド１７ａが持ち上げられることによってその前部側
のブラケット３０の係止孔３１が作動体２４の係止ピン
２７ｂから離脱し、上記第１交換ヘッド１７ａが第１移
送装置２１からヘッドシレー１５ａに引き渡される。第
１移送装置２１は、その後短縮作動（ヘッドチェンジシ
リンダ３２の短縮）されて原位置に復帰する。

【００１５】次に、上記ヘッドシレー１５ａに第２交換
ヘッド１７ｂを取り付ける場合について説明する。ま
ず、上記ヘッドシレー１５ａに支持された第１交換ヘッ
ド１７ａを第１移送装置２１に引き渡す。即ち、上記ヘ
ッドシレー１５ａを第１移送装置２１の後方に移動さ
せ、該第１移送装置２１のヘッドチェンジシリンダ３２
を伸長作動させ、その係止具２７をヘッドシレー１５ａ
に保持された第１交換ヘッド１７ａの前部側のブラケッ
ト３０の直下に位置させる。

【００１６】次いでクランプシリンダ４５を短縮作動さ
せて上記第１交換ヘッド１７ａを降下させ、ブラケット
３０の係止孔３１を係止具２７の係止ピン２７ｂに嵌合
させるとともに、該ブラケット３０を係止具２７の駒２
７ａに嵌合させた後、上記ヘッドチェンジシリンダ３２
を短縮作動させ、これによりヘッドシレー１５ａに保持
された第１交換ヘッド１７ａを第１移送装置２１に引き
渡す。

【００１７】次に、上記ヘッドシレー１５ａを第２交換
ヘッド１７ｂが支持されている第２移送装置２２の後方
に移動させるとともに、クランプシリンダ４５を短縮作
動させて下部雄型コーン４４を下方に移動させておき、
上記第２移送装置２２のヘッドチェンジシリンダ３２を
伸長作動させ、第２交換ヘッド１７ｂを左方に移動させ
てその上部雄型コーン３５ａおよび下部雌型コーン３５
ｂを、ヘッドシレー１５ａの上部雌型コーン４１および
下部雄型コーン４４に対面させる。

【００１８】次いでクランプシリンダ４５を伸長作動さ
せ、前述と同様にして下部雄型コーン４４を第２交換ヘ
ッド１７ｂの下部雌型コーン３５ｂに下側から嵌合させ
るとともに、該第２交換ヘッド１７ｂを持ち上げてその
上部雄型コーン３５ａをヘッドシレー１５ａの上部雌型
コーン４１に嵌合させ、上記第２交換ヘッド１７ｂをヘ
ッドシレー１５ａに保持するとともに、該第２交換ヘッ
ド１７ｂを第２移送装置２２から離脱させる。第２移送
装置２２は、その後短縮作動させて原位置に復帰させ
る。上記ヘッドシレー１５ａに保持された交換ヘッド１
７（第１交換ヘッド１７ａ、又は第２交換ヘッド１７
ｂ）は、左右シレー９、上下シレー１０によって左右、
上下に移動制御されて所定の加工を行なう。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明
は、前方からクロスコラムに向かって伸縮する移送装置
の後端に交換ヘッドを上方から係脱可能に設け、クロス
コラム側のシレーに上記交換ヘッドを上方に持上げて保
持する保持装置を設けるようにしたので、構造が簡素に
なるとともに制御が簡素となり、安価に得ることができ
る。また、上記移送装置として、筒状のホルダ内に筒状
の作動体をクロスコラム方向に向けて進退可能に支持
し、この作動体の後端に交換ヘッドが上方から係脱可能
の係止具を設け、また作動体内にヘッドチェンジシリン
ダを設けるとともに、該ヘッドチェンジシリンダの前端
と後端とを前記ホルダの前端と作動体の後端とに連結す
るようにしたので、ヘッドチェンジシリンダがホルダお
よび作動体内に収容されて外部に露出しなくなり、装置
が小型になる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す正面図である。

【図２】図１の一部を破断した左側面図である。

【図３】図１の部分平面図である。

【図４】本発明による移送装置部の断面図である。

【図５】本発明による保持装置部の正面図である。

【符号の説明】

１ 工作機 ２ ベッド ３ テーブル ４ Ｘ軸サーボモータ ５ フレーム ６ コラム ７ クロスコラム ８ Ｙ軸レール ９ 左右シレー １０ 上下シレー １１ Ｚ軸サーボモータ １４ 昇降シリンダ １５ａ，１５ｂ ヘッドシレー １６ ヘッド １７ 交換ヘッド １７ａ 第１交換ヘッド １７ｂ 第２交換ヘッド １８ ブラケット １９ サポート ２０ 支持台 ２１ 第１移動装置 ２２ 第２移動装置 ２３ ホルダ ２４ 作動体 ２５ レール ２６ 軸受 ２７ 係止具 ２７ａ 駒 ２７ｂ 係止ピン ３０ ブラケット ３１ 係止孔 ３２ ヘッドチェンジシリンダ ３２ａ ロッド ３２ｂ ケース ３３ 脚 ３５ａ 上部雄型コーン ３５ｂ 下部雌型コーン ３６ ピン孔 ４０ 保持装置 ４１ 上部雌型コーン ４２ 係止ピン ４３ ストッパーシリンダ ４４ 下部雄型コーン ４５ クランプシリンダ ４６ リンク ４７ 支点ピン ４８ ピン ５０ リミットスイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右に延びるクロスコラムの前面側に複
   数個のヘッドをシレーを介して左右方向に移動可能に設
   け、クロスコラムの左右方向一端側の前方に支持台を設
   け、該支持台にクロスコラム方向に向かって伸縮する移
   送装置を左右に複数個設け、各移送装置の後端に交換ヘ
   ッドが上方から係脱可能の係止具を設け、前記シレーの
   左右方向一端側に前記交換ヘッドを上方に持上げて保持
   する保持装置を設けたことを特徴とする工作機における
   ヘッド交換装置。
2. 【請求項２】 前記各移送装置は、クロスコラムの左右
   方向一端側の前方に設けた支持台に筒状のホルダを前後
   方向に向けて固定し、該ホルダ内に筒状の作動体をクロ
   スコラム方向に向けて進退可能に支持し、この作動体の
   後端に交換ヘッドが上方から係脱可能の係止具を設け、
   前記作動体内にヘッドチェンジシリンダを設けるととも
   に、該ヘッドチェンジシリンダの前端と後端とを前記ホ
   ルダの前端と作動体の後端とに連結したことを特徴とす
   る請求項１記載の工作機におけるヘッド交換装置。