JPH09253974A - 盲蓋着脱方法及び盲蓋自動着脱装置 - Google Patents

盲蓋着脱方法及び盲蓋自動着脱装置

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JPH09253974A JP8097526A JP9752696A JPH09253974A JP H09253974 A JPH09253974 A JP H09253974A JP 8097526 A JP8097526 A JP 8097526A JP 9752696 A JP9752696 A JP 9752696A JP H09253974 A JPH09253974 A JP H09253974A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はマシニングセンタにおいてアタッチ
メントを位置決めするカービックカップリングの連結部
を切削液，切粉から保護する盲蓋の自動交換装置を提供
する。 【解決手段】 主軸１７及びマガジンのポットに装着で
きるテーパシャンク２７及び工具交換アーム６２で把持
できる把持溝を有するフランジ２９を有する搬送具２６
のフランジのテーパシャンク側の面にカップリング部を
覆う盲蓋３１を保持爪３２で係脱自在に載置する。そし
てピン３０で回り止め且つ位置決めする。リング状のカ
ップリング１９には内周部６等分位置に係止爪と谷部が
形成されており、盲蓋３１にも同じ６等分位置に係止爪
と谷部が形成されていて、搬送具２６が主軸に装着され
たとき主軸の割出し旋回で係止爪の係脱を行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマシニングセンタの
ようなアタッチメント自動交換機能を有する工作機械に
おいて、アタッチメント装着用のカップリングを切削液
或いは切粉から保護する盲蓋の着脱方法並びに装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】工作機械の防塵カバー装置としては例え
ば実公昭５９−４３０７２号が知られている。このもの
は図９に示すように、主軸頭１０１の下面外周部にアタ
ッチメント装着用クランプ装置１０２が設けられ、主軸
スリーブ１０５の下面にアタッチメントの割出し板と噛
み合うための角度割出し板１０４が設けられていて、こ
の角度割出し板１０４を保護するカバー１０６は外周部
にクランプ装置１０２と係脱自在な係合片１０８を有し
主軸１０３が貫通する中央穴１０５を有して受皿状を成
す。
【０００３】そしてこのカバーは図１１に示すようにア
タッチメント搬送装置１１０により昇降可能でかつ縦軸
周りに回転可能である。そして搬送装置は基盤１１１か
ら主軸頭１０１側へ突設した腕１１２に沿って左右方向
に移動可能に設けられた搬送台１１３と、この台に上下
動可能でかつ縦軸周りに回動可能に設けられた受枠１１
４と基盤１１１上の収納台１１５にカバーとアタッチメ
ントを受ける受台とで構成されている。
【０００４】そしてカバー装着にはカバーをのせた受台
を搬送台１１３で主軸の下方位置とし、受枠１１４を上
昇させると共にカバー１０６を４５°回転し、アタッチ
メントの割出し板にかぶせ、カバー１０６を逆に４５°
反転して取り付けるものである。
【０００５】また特公平７−６３９１４号のものは、図
１２に示すように主軸１２１の先端に大径の回転工具ホ
ルダの大径部端面に設けられたリングギヤ１２２に係合
するリングギヤ１２３を切屑から保護するカバー１２４
を主軸ヘッド先端のカバー穴に着脱可能に装着する。そ
して主軸ヘッド先端のスプリング１２５で主軸中心方向
に付勢した保持ピン１２６をカバー１２４外周に形成し
た環状Ｖ溝に係合させることによって保持している。
【０００６】カバーを着脱するために交換アームの把持
爪１２７の工具ホルダ１２８を把持する工具把持部１２
７Ａとは別にカバー外周に設けた環状突部１２４Ａを把
持するカバー把持Ｖ溝１２７Ｂが設けられていて、交換
と同じ動作でカバーの交換を行うものであり、取り外さ
れたカバー１２４は進退可能な保持装置に保持される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】実公昭５９−４３０７
２号のものは、カバー（盲蓋）がアタッチメント交換装
置の中に収納されているので、カバーの交換にはアタッ
チメント交換装置が必要であり、装置が大がかりなもの
となる。またアタッチメント交換装置にカバーを収納す
るスペースが必要であって交換装置が大きくなってコス
トが高くなるという問題があった。
【０００８】特公平７−６３９１４号のものはアタッチ
メント交換装置とは別の工具交換装置の交換アームにカ
バー把持部を設けたのでカバー交換装置としては改善さ
れたもののカバー保管のための装置を要するという問題
があった。
【０００９】本発明はこのような従来の技術の有する問
題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、
カバー（盲蓋）が工具と同じようにマガジンに格納で
き、工具交換アームを流用することによって交換できる
装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明は、主軸とマガジンとの間で工具又はアタッ
チメントの交換を交換アームを用いて行う工作機械にお
けるアタッチメント位置決め連結用カップリングを保護
する盲蓋の着脱方法であって、マガジンに格納並びに主
軸に装着可能な搬送具を介して工具又はアタッチメント
用の交換アームを流用して搬送装着し主軸の割出機能を
用いて盲蓋の係脱を行うものである。
【００１１】また、主軸とマガジンとの間で工具又はア
タッチメントを交換する交換アームを有する工作機械に
おいて、前記アタッチメントを位置決め連結するカップ
リングを保護する盲蓋と、通常の工具と同じテーパシャ
ンクを有し盲蓋を該テーパシャンクと同心且つ位置決め
して脱落しないように保持するとともに工具又はアタッ
チメントの交換アームで搬送される把持溝を有する搬送
具とを含んでなるものである。
【００１２】工具又はアタッチメント交換用の交換アー
ムを備え、主軸とマガジンとの間で工具又はアタッチメ
ントの交換可能な工作機械において、主軸頭部材先端に
設けられたアタッチメントの位置決め連結用カップリン
グを保護する盲蓋の着脱装置であって、前記カップリン
グの連結面を覆うリング状をなしカップリングに設けた
装着用の係止爪と相対的旋回によって係脱自在な係止爪
を有する盲蓋と、前記主軸頭部材に設けられ該盲蓋が主
軸頭に装着されたときその状態を保持する固定手段と、
主軸の工具装着穴とマガジンのツールポットのテーパ穴
に挿着可能なテーパを有するシャンク部の大径端に前記
交換アームの把持溝及び主軸との位相合わせキー溝とを
刻設したフランジのシャンク側端面に前記盲蓋を位置決
めする部材及び保持部材を設けた盲蓋搬送具とを含んで
なり、盲蓋の搬送着脱を盲蓋搬送具を介して工具又はア
タッチメントの交換アームを流用して行い、その係脱を
主軸の角度割出機能によって行うものである。
【００１３】フランジのシャンク側に盲蓋が同心に保持
されマガジンに工具又はアタッチメントと同様に収納さ
れている搬送具が交換位置に割出され工具又はアタッチ
メントの交換アームで角度・割出しされた主軸テーパ穴
に搬送挿入される。主軸に挿入時搬送具の係止部材とカ
ップリングの係止部材の位相が所定量ずれているので係
止爪が干渉することなく装着される。主軸が係止部材の
ずれ量旋回して係止爪の位相を一致させ係合状態とす
る。次いで交換アームにより搬送具を抜き取る。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図１〜図８にも
とづき説明する。図１乃至図３において本機の概略を説
明する。
【００１５】図１のマシニングセンタにおいて、床上に
設置されたベッド５１上にテーブル５２がＸ軸（前後）
方向に移動位置決め可能に載置されている。ベッド５１
両脇の床上にコラム５３が立設され、コラム５３上にト
ップビーム５４が固着されている。コラム５３は前面に
Ｗ軸（上下）方向の案内を有し、このＷ軸案内上にクロ
スレール５５が移動位置決め可能に取り付けられてい
る。クロスレール５５は前面にＹ軸（左右）方向の案内
を有し、このＹ軸案内上に主軸頭５６が移動位置決め可
能に載架され、主軸頭５６に主軸ラム５７がＺ軸（上
下）方向に移動位置決め可能に設けられている。
【００１６】主軸ラム５７の先端にアタッチメント５８
が着脱可能に取り付けられる。左側コラム５３の左端に
工具とともにアタッチメントが収納可能な工具マガジン
装置５９が配設されている。クロスレール５５の左下部
に水平面内において工具マガジン側と主軸側に旋回，ア
ーム旋回軸を水平・垂直に旋回及び水平直線移動可能に
交換アームユニット６１が設けられている。
【００１７】交換アームユニット６１は把持径の異なる
工具のＶ字形の把持溝とアタッチメントのＶ字形の把持
溝に対応する工具用グリッパＡ１，Ａ２及びアタッチメ
ント用グリッパＢ１，Ｂ２を中心対称に有するツインア
ーム形の複合交換アーム６２を、ＮＣで旋回中心軸７２
のまわりで旋回割出し可能かつ旋回中心軸方向に移動位
置決め可能に有している。
【００１８】図２において、工具マガジン５９には通常
の工具以外に通常の工具のシャンクと寸法が同じで大き
なアタッチメント５８が混在して収容されている。工具
マガジン５９と主軸頭５６との間で工具及びアタッチメ
ント５８を搬送する旋回割出し，軸方向移動可能な交換
アームユニット６１には、通常の工具を交換するときに
用いる中心対称の一対の工具交換用グリッパＡ１，Ａ２
以外に、通常の工具とは異なる把持寸法のアタッチメン
ト５８を交換搬送するときに用いるアタッチメント交換
用グリッパＢ１と、アタッチメント５８を主軸頭５６の
位置で回転割出しさせるときに用いるアタッチメント割
出し用グリッパＢ２とが中心対称に一対として形成され
た合計４個のグリッパを有する複合交換アーム６２が設
けられている。
【００１９】そして図示はしないが各グリッパの先端部
には把持工具，アタッチメントの脱落を防止する開閉す
る補助フインガが設けられている。一対の工具交換用グ
リッパＡ１，Ａ２及びアタッチメント交換用グリッパＢ
１には工具及びアタッチメント５８が搬送時に位置ずれ
をおこさないようそれぞれ回り止め用の爪６３が設けら
れている。
【００２０】次いでアタッチメント５８と工具とを交換
する交換アームユニット６１を図３にもとづき説明す
る。ユニット本体７１には中空の旋回中心軸７２が軸受
により回転可能に支持されていて、長手過半分が本体７
１より突出し、中心穴先端部にめすスプライン７５が嵌
着されている。
【００２１】旋回中心軸７２の突出部外周に中空軸７６
が軸方向移動可能に嵌合されていて、中空軸７６の先端
に固着の蓋７７にスプライン軸７８の先端が固着され、
スプライン軸７８はめすスプライン７５と係合されてい
る。中空軸７６には本体寄り位置に前述の複合交換アー
ム６２が固着されている。
【００２２】ユニット本体７１に旋回中心軸７２と平行
にＮＣ制御の抜き差し用サーボモータ７３と旋回用サー
ボモータ７４が固着されている。抜き差し用サーボモー
タ７３の出力軸７３ａにはプーリ７５が嵌着されてい
て、ボールねじ７６の端部に嵌着されるプーリ７７との
間にシンクロベルト７８が張設されている。
【００２３】旋回用サーボモータ７４の出力軸７４ａに
はプーリ７９が嵌着されていて、旋回中心軸７２とスプ
ライン軸７８との減速器８０，継手８１を介して連結さ
れているアーム駆動軸８２の端部に嵌着されるプーリ８
３と、前記プーリ７９との間にシンクロベルト８４が張
設されている。そして抜き差し用サーボモータ７３，旋
回用サーボモータ７４にはそれぞれ軸方向位置を検出す
る角度検出器８５，旋回角度を検出する角度検出器８６
が組み込まれている。
【００２４】抜き差し用サーボモータ７３により回動さ
れるボールねじ７６にはボールナット８７が螺合されて
いて、ボールナット８７に本体７１に軸方向移動可能に
支持されている抜き差し用案内軸８８の後端が図示しな
い連結金具を介して固着され、案内軸８８の先端が中空
軸７６の外周に係合されている抜き差し用ブラケット８
９に固着されている。
【００２５】図５，図６において、主軸ラム下端のカバ
ー取付部位を説明する。主軸ラム５７の中心に軸受１６
を介して主軸１７が回転可能に軸承されており、図示し
ないＮＣ装置によって主軸は回転，割出制御が行われ
る。主軸１７は中心穴下端に工具又はアタッチメントの
テーパシャンクと嵌合するテーパ穴１７ａを有し、中心
に図示しない公知の皿ばね，プルスタッド，コレットを
含む工具クランプ装置が組み込まれている。そして主軸
１７下端面には工具又はアタッチメントの回り止めとな
るキー１８が中心対称に２個所取り付けられている。
【００２６】また主軸ラム５７の下端面にはアタッチメ
ント５８を割出位置決めするリング状のクラッチ歯のカ
ップリング通称カービックカップリング１９が主軸１７
と同心に固着されている。そしてこのカービックカップ
リングには図７に示すように内周に山谷が同じ巾の係止
爪１９ａが複数個形成されている。本実施例では６等分
位置に形成されている。
【００２７】本発明はこのカップリング部分を切削液，
切粉から保護する盲蓋の自動着脱に関するものである。
後述の盲蓋３１が取り付けられたとき、取付位置に保持
するためカービックカップリング１９より中心寄りで円
周方向数等分位置に、主軸軸線と平行な押し付けピン２
１がばね２２で常時下方に突出するように付勢されて主
軸ラム５７に設けられている。
【００２８】次いで図４，図６，図８にもとづいて盲蓋
搬送具を説明する。盲蓋搬送具２６はマガジン５９のチ
エーンで連結されたポット６０のテーパ穴６０ａと主軸
１７のテーパ穴１７ａとに工具と同様に嵌合可能なテー
パシャンク２７とプルスタッド２８を有する。テーパシ
ャンク２７の大径側に続くフランジ２９には外周に工具
交換アーム６２のアタッチメント用グリッパＢ１，Ｂ２
が把持する把持Ｖ溝２６ａ及びシャンク側端面に主軸１
７のキー１８及びマガジンのポット６０のピン６０ｂに
係合位置決めされるキー溝２６ｂが工具ホルダと同様に
削設されている。そしてキー溝２６ｂには工具交換アー
ム６２の把持部の位置決めピン６３が嵌入する溝２６ｆ
が削設されている。
【００２９】このフランジ２９はシャンク側に盲蓋３１
を把持するため断面山形でリング状に突出した盲蓋の載
置面２６ｃが形成されている。また盲蓋の後述する係止
爪の位相を決めるピン３０が載置面２６ｃのリングの内
側に搬送具の軸心と平行に突設されている。さらに盲蓋
３１を保持する保持爪３２がフランジ２９のシャンク側
端面に３等分位置で放射状に削設された溝２６ｄ内でフ
ランジ端面と平行なピン３３で旋回可能に枢支されてい
る。
【００３０】保持爪３２の外側先端は盲蓋３１の鍔３１
ｂの外周傾斜面に係合する鍵３２ａに形成され、内側端
下面は溝２６ｄの底に当接するストッパとなる。この保
持爪３２はフランジ２９に軸方向に穿穴された盲穴２６
ｅに挿入されたばね３４で突出方向に付勢される押し上
げピン３６によって係合方向に常時付勢されている。
【００３１】盲蓋３１は主軸頭５７のカービックカップ
リング１９の連結歯面を保護する凹部３１ａの外縁に保
持爪３２の鍵３２ａが係合する外周を傾斜面とする鍔３
１ｂが形成されている。また凹部３１ａの内周円筒部３
１ｃにはカービックカップリング１９の係止爪１９ａに
係合する係止爪３１ｄが図９に示すように円筒部３１ｃ
外周の６等分位置に形成され係止爪３１ｄの間には同じ
巾の谷部が形成されている。さらにまた円筒部３１ｃの
下面に係止爪３１ｄの位相を決めるピン３０が挿入する
穴３１ｅが穿設されている。そしてこの盲蓋３１が主軸
ラム５７の下端に装着されたとき内周円筒部３１ｃは主
軸１７の外周に僅かの隙間を有し、また鍔３１ｂの外周
は主軸ラム５７の円筒内側と滑合する。
【００３２】このように構成された本発明の作用を説明
する。主軸１７にはアタッチメントによる加工が終わり
アタッチメント５８はマガジン５９のポット６０に納め
られたところとする。マガジン５９のポット６０の指定
位置が記憶されているか又は搬送具２６にコードＮＯが
付けられてポット６０に図４に示すように格納されてい
る。
【００３３】即ち搬送具２６のリング状の載置面２６ｃ
に盲蓋３１が凹部３１ｃをシャンク側として載置され、
ピン３０にピン穴３１ｅが挿入され保持爪３２の鍵３２
ａが盲蓋３１の外周縁の鍔３１ｂの傾斜部に係合して確
実に保持され、搬送具２６のキー溝２６ｄにマガジン５
９のポット６０のピン６０ｂが挿入して位相が狂わない
状態にある。
【００３４】ＮＣ装置の盲蓋取付指令により、主軸頭ラ
ム５７は工具交換位置に、マガジン５９は搬送具２６を
交換位置にそれぞれ割出し位置決めする。交換アームユ
ニット６１がマガジン５９側に位置決めされ、ＮＣ装置
の指令で交換アーム６２のグリッパＢ１が搬送具２６の
把持溝２６を把持し、キー６３が溝２６ｆに嵌入する。
交換アーム６２が軸方向に移動して搬送具２６を抜き取
り主軸頭５６の側に移動位置決めされる。
【００３５】次いで交換アーム６２が搬送具２６を主軸
１７のテーパ穴１７ａに挿入する。このとき盲蓋３１は
カービックカップリング１９を囲む主軸ラム５７の壁内
周，主軸外周に案内され自動調心される。この挿入過程
で主軸１７のキー１８は搬送具２６のキー溝２６ｂに嵌
入する。盲蓋３１の係止爪３１ｄはカービックカップリ
ング１９の係止爪１９ａと位相が１／１２ずれた状態と
されているので係止爪１９ａの間を通過して押し付けピ
ン２１をばね２２の力に抗して押し込み、盲蓋２６の凹
部３１ｃがカービックカップリングの歯部を完全に覆
う。
【００３６】図示しない工具引上げ装置により搬送具２
６のプルスタッド２８が引上げられ搬送具２６は装着完
了時点で交換アームユニット６１が移動して交換アーム
６２が搬送具２６から離れる。次に交換アーム６２の把
持部Ｂ２で搬送具を把持し主軸１７の１／１２回転でカ
ービックカップリング１９の係止爪１９ａと盲蓋２６の
係止爪３１ｄの位相が一致し係合する。この状態で押し
付けピン２１はばね２２の力で盲蓋の係止爪３１ｄをカ
ービックカップリング１９の係止爪１９ａに圧接する。
このため振動等の外力によって盲蓋が変位することはな
い。
【００３７】盲蓋の装着が終わると、交換アームユニッ
ト６１が移動して交換アーム６２が搬送具２６を把持す
る。指令による図示しない駆動装置により工具引上げ装
置のドローバの前進でプルスタッド２８の把持を開放す
るとともに先端の当接した衝撃でテーパ部の嵌合が解か
れる。盲蓋３１はカービックカップリング１９と互いの
係止爪がに係合状態にあるので、交換アーム６２による
搬送具２６の引抜きで盲蓋３１の保持爪の鍵３２ａがば
ね３４の力に抗して回動し鍵３２ａは盲蓋３１の鍔３１
ｂより外される。交換アーム６２が通常の工具交換動作
によりマガジン５９のポット６０に搬送具２６を格納す
るものである。
【００３８】盲蓋を取り外すときは工具交換動作により
搬送具２６が主軸１７に装着されピン３０が盲蓋のピン
穴３１ｅに装入し、保持爪３２の鍵３２ａが盲蓋３１の
外縁の鍔３１ｂの傾斜面に係合する。交換アームユニッ
ト６１が移動して交換アーム６２が工具より離れ主軸１
７が１／１２旋回され盲蓋３１がともに１／１２旋回さ
れて係止爪３１ｄはカービックカップリング１９の係止
爪１９ａよりずれて谷部に位置決めされ互いの爪の干渉
がなくなる。交換アームユニット６１が移動して交換ア
ーム６２が搬送具２６を把持する。以後工具の抜き動作
により搬送具２６が抜かれると盲蓋３１は搬送具２６に
とりついたままで搬送されマガジン５９に格納されるも
のである。
【００３９】
【発明の効果】上述のように構成されているので本発明
は以下の効果を奏する。盲蓋の交換も工具交換アームを
流用することによって通常の工具交換同様に行うことが
でき、且つ工具アタッチメントと同様盲蓋もマガジンポ
ットに収納でき盲蓋アタッチメント専用の交換アーム，
貯蔵装置が不要となる。また従来技術において必要とし
たカバーアタッチメントの割り出し装置が不要となって
大幅なコスト低減に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を用いるマシニングセンタの説明図であ
る。
【図２】マガジン及び交換位置に待機する交換アームを
示す図である。
【図３】工具交換アームユニットの交換アームの駆動部
分を示す図である。
【図４】マガジンのポットに盲蓋を保持した搬送具を格
納した一部断面図である。
【図５】搬送具を主軸に装着した状態を示す断面図であ
る。
【図６】主軸に装着した搬送具が盲蓋を残して抜き出さ
れた状態を示す断面図である。
【図７】カービックカップリングを示す図５のＡ−Ａ線
視図である。
【図８】搬送具のフランジ面を示す図６のＢ−Ｂ線視図
である。
【図９】盲蓋のａは平面図、ｂはＣ−Ｃ線断面図であ
る。
【図１０】従来技術のカバー装着図である。
【図１１】従来技術のカバー搬送装置図である。
【図１２】別の従来技術のカバー装着図である。
【符号の説明】
１７ 主軸 １８ 位置決めキー １９ カービックカップリング １９ａ 係止爪 ２１ 押し付けピン ２６ 搬送具 ２６ａ 把持溝 ２６ｂ キー溝 ２６ｃ リング状の盲蓋載置面 ３０ ピン ３１ 盲蓋 ３２ 保持爪 ３６ 押上げピン ５７ 主軸ラム ５９ マガジン ６０ ポット ６２ 交換アーム

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 主軸とマガジンとの間で工具又はアタッ
    チメントの交換を交換アームを用いて行う工作機械にお
    けるアタッチメント位置決め連結用カップリングを保護
    する盲蓋の着脱方法であって、マガジンに格納並びに主
    軸に装着可能な搬送具を介して工具又はアタッチメント
    用の交換アームを流用して搬送装着し主軸の割出機能を
    用いて盲蓋の係脱を行うことを特徴とする盲蓋着脱方
    法。
  2. 【請求項２】 主軸とマガジンとの間で工具又はアタッ
    チメントを交換する交換アームを有する工作機械におい
    て、前記アタッチメントを位置決め連結するカップリン
    グを保護する盲蓋と、通常の工具と同じテーパシャンク
    を有し盲蓋を該テーパシャンクと同心且つ位置決めして
    脱落しないように保持するとともに工具又はアタッチメ
    ントの交換アームで搬送される把持溝を有する搬送具と
    を含んでなることを特徴とする盲蓋着脱装置。
  3. 【請求項３】 工具又はアタッチメント交換用の交換ア
    ームを備え、主軸とマガジンとの間で工具又はアタッチ
    メントの交換可能な工作機械において、主軸頭部材先端
    に設けられたアタッチメントの位置決め連結用カップリ
    ングを保護する盲蓋の着脱装置であって、前記カップリ
    ングの連結面を覆うリング状をなしカップリングに設け
    た装着用の係止爪と相対的旋回によって係脱自在な係止
    爪を有する盲蓋と、前記主軸頭部材に設けられ該盲蓋が
    主軸頭に装着されたときその状態を保持する固定手段
    と、主軸の工具装着穴とマガジンのツールポットのテー
    パ穴に挿着可能なテーパを有するシャンク部の大径端に
    前記交換アームの把持溝及び主軸との位相合わせキー溝
    とを刻設したフランジのシャンク側端面に前記盲蓋を位
    置決めする部材及び保持部材を設けた盲蓋搬送具とを含
    んでなり、盲蓋の搬送着脱を盲蓋搬送具を介して工具又
    はアタッチメントの交換アームを流用して行い、その係
    脱を主軸の角度割出機能によって行うことを特徴とする
    盲蓋自動着脱装置。
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