JPH0994728A - 自動工具交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工具マガジン全体を揺動させることなく工具
交換可能な工作機械の自動工具交換装置を提供するこ
と。 【解決手段】 所定の軸線に沿って往復動作可能に設け
られた主軸頭と、前記軸線を中心として主軸頭に回転自
在に支持された主軸とを備えた工作機械の自動工具交換
装置が、主軸の回転軸に対して概ね垂直な軸線回りに回
転自在に支持され工具を収納する工具マガジンと、工具
を保持するグリップであって、主軸の直下の工具交換位
置と、工具マガジン内で工具をマガジンの周上に配置、
収納する収納位置との間で揺動可能に工具マガジンに取
着されたグリップと、工具マガジンの割出動作により割
出位置に配置されたグリップを、工具マガジンの割出動
作および主軸頭の直線動作に連動して主軸先端部へ接
近、離反の揺動動作を行わせる駆動手段とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は工作機械の自動工具
交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、工作機械の分野では自動工具交換
装置付の工作機械、特に所謂ＣＮＣドリルが広く利用さ
れている。こうしたＣＮＣドリルに利用される工具交換
装置は一般的に周上に複数の工具を収納した工具マガジ
ンを具備している。例えば、特開昭６４−４５５４０号
公報に開示された工作機械の自動工具交換装置は、工具
交換が指令されると、先ず、同公報の図１において、工
具ホルダ（図示せず）を介して工具の装着されている主
軸Ｘのオリエンテーションが実施される。次いで主軸頭
５が上動する。該主軸頭５の上動動作はリンク機構３、
２を介して工具マガジン１に伝達され、工具マガジン１
が主軸Ｘへ接近する揺動動作に変換される。工具マガジ
ン１の外周に配設されたグリップ２２のうち工具を把持
していないグリップが揺動動作により主軸Ｘの先端に到
達し、主軸Ｘ先端の工具ホルダに接近してこれを把持す
る。そして該工具ホルダを主軸から抜き取るために、主
軸頭５が更に上動する。

【０００３】工具ホルダが主軸Ｘから抜き取られると、
主軸Ｘの先端周部に設けられたスピンドルギア７１と工
具マガジン１のに工具マガジンギア２１が係合し、主軸
Ｘが回転して工具マガジン１の割り出し動作が実施され
る。これにより工具マガジン１の周上の所望の工具が選
定される。次いで主軸頭５が下動し、主軸Ｘへ向けて揺
動したグリップに把持されていた工具ホルダが、主軸Ｘ
の先端部のテーパ孔にに装着される。主軸頭５が更に下
動すると、その下動動作はリンク機構３、２を介して工
具マガジン１に伝達され、工具マガジン１が主軸Ｘから
離反する揺動動作に変換される。工具マガジン１が主軸
Ｘの先端から離反して工具交換動作が終了する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の自動工具交換装
置は、工具交換のために大きな質量を有する工具マガジ
ン全体が揺動動作を行うので、工具マガジンの高速化が
困難であるばかりではなく、この工具マガジンの揺動動
作を行わせるためのリンク機構等の装置が大型化せざる
を得ない。更に、工具マガジンの質量が大きいために工
具マガジンの揺動動作の終了時に大きな衝撃が発生する
問題がある。

【０００５】本発明は、上述した従来技術の問題を解決
することを技術課題としており、工具マガジン全体を揺
動させることなく工具交換を実現し、これにより工具交
換動作の高速化を図った自動工具交換装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定の軸線に
沿って往復動作可能に設けられた主軸頭と、前記軸線を
中心として前記主軸頭に回転自在に支持され先端部に工
具ホルダを介して工具を保持する主軸とを備えた工作機
械の自動工具交換装置において、前記主軸の回転軸に対
して概ね垂直な軸線回りに回転自在に支持され、その周
上に工具を収納する工具マガジンと、前記工具を保持す
るグリップであって、前記主軸の直下の工具交換位置
と、前記工具マガジン内で前記工具を前記マガジンの周
上に配置、収納する収納位置との間で揺動可能に前記工
具マガジンに取着されたグリップと、前記工具マガジン
の割出動作により割出位置に配置されたグリップを、前
記工具マガジンの割出動作および前記主軸頭の直線動作
に連動して前記主軸先端部へ接近、離反の揺動動作を行
わせる駆動手段とを具備する自動工具交換装置を要旨と
する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。以下の記載では、本発明の実施
形態の一例として、本発明の自動工具交換装置を立形の
ＣＮＣドリルに適用した場合について説明するが、本発
明はこれに限定されず他の形式の工作機械であってもよ
い。

【０００８】工作機械としてのＣＮＣドリル１０は、コ
ラム１４と、該コラム１４に鉛直方向延設された一対の
直線ガイド１４ａに沿って鉛直方向に摺動自在に支持さ
れた主軸頭１６とを具備している。つまり、主軸頭１６
は一対の腕３０を有しており、該一対の腕３０の先端に
直線ガイド１４ａに沿って摺動自在に係合する摺動部材
３０ａが設けられている。主軸頭１６は図示しないボー
ルネジとモータとを組み合わせた駆動装置により鉛直方
向に上下動する。

【０００９】主軸頭１６には、主軸２２が概ね鉛直な軸
線を中心として回転自在に支持されている。主軸２２は
モータ２８により駆動される。主軸１６の先端部にはテ
ーパ孔が形成されている。該テーパ孔は、主軸１６の先
端に装着される工具ホルダ２４ａのテーパ部と相補形の
嵌合形状となっている。ある加工プロセスにおいて使用
すべく選択された工具２６ａが工具ホルダ２４ａを介し
て主軸２２の先端に装着される。

【００１０】コラム１４の側面から主軸頭１６の側部に
自動工具交換装置のための支持腕１８が概ね水平に延設
されている（図２、３参照）。支持腕１８の基端側は複
数のボルト１８ａによりコラム１４の側面に片持ち梁式
に取り付けられている。支持腕１８の先端に自動工具交
換装置の工具マガジン２０のための回転軸３２が複数の
ボルト１８ｂ（図３参照）により固定されている。回転
軸３２は、概ね水平な軸線に沿って延設されている。

【００１１】工具マガジン２０は、図１において二点鎖
線で示すカバー２０ａを有している（カバー２０ａは他
の図３、５では省略されている）。カバー２０ａの内部
に複数工具ホルダ２４に装着された工具２６がグリップ
３４（図５参照）を介して周上に配置、収納されてい
る。本実施形態では、工具マガジン２０は一例として１
０本の工具を収納することができる。回転軸３２には、
リング状の回転支持部材３８が一対の軸受３２ａを介し
て回転自在に支持されている。回転支持部材３８にはリ
ング状のウォームギア５０がボルト４６ａにより固着さ
れている。ウォームギア５０はウォームシャフト５２
と、該ウォームシャフト５２と同軸に設けられたベベル
ギア５３と、ベベルギア５４とにより割出モータ５６に
より回転駆動される。（図５においてベベルギア５４は
割出モータ５６と同軸に図示されていないが、割出モー
タ５６の回転軸に取り付けられている。）

【００１２】支持部材３８には中心軸線に概ね平行に延
びる複数の貫通孔より成るシリンダボアが形成されてい
る。シリンダボアの各々には棒状のプランジャ３６が軸
線方向に摺動自在に配設されている。上記シリンダボア
とプランジャ３６との間にはコイルバネ３６ｃが配置さ
れている。コイルバネ３６ｃによりプランジャ３６は、
主軸頭１６から離反する方向に付勢されている。プラン
ジャ３６において主軸頭１６の反対側の端部にはボール
３６ｂが回転自在に保持されている。プランジャ３６に
おいてボール３６ｂの反対側の端部分にはラックギア３
６ａが形成されている。ラックギア３６ａは、グリップ
３４に形成された扇形状のピニオンギア３４ａと係合す
る。ラックギア３６ａとピニオンギア３４ａとの係合を
通じてグリップ３４は、コイルバネ３６ｃにより主軸頭
１６へ接近する方向に付勢されている。

【００１３】グリップ３４ａ（３４）はコイルバネ３４
ｆにより２本のアーム３４ｄ（図４参照）を互いに接近
する方向に付勢して、該アーム３４ｄの先端に設けられ
た係合ローラー３４ｅを工具ホルダ２４ａ（２４）の係
合溝（図示せず）に係合させて工具ホルダ２４ａ（２
４）を把持する。ピン３４ｃを介して工具マガジン２０
に揺動自在に支持されている。更に詳細には、グリップ
３４は、工具ホルダを把持する側とは反対側の端部にお
いて、ピン３４ｃを介してブラケット４８に回転自在に
取着されている。ピン３４ｃは回転軸３２の中心軸線を
中心とする円周上に等間隔に配設されており、各々接線
方向に延設されている。ブラケット４８はボルト４８ａ
によりフランジ４６に固着されている。フランジ４６は
埋め込み式のボルト４６ａにより回転支持部材３６に固
着されている。

【００１４】グリップ３４には工具ホルダ２４を把持す
る端部とは反対側の端部に、ピン３４ｃと同心の扇形状
のピニオンギア３４ａが形成されている。ピニオンギア
３４ａはプランジャ３６のラックギア３６ａと係合す
る。これにより、プランジャ３６が軸方向の移動がグリ
ップ３４の揺動動作に変換される。図５に示すように、
プランジャ３６が最も右側、つまり、主軸頭１６に最も
接近した位置にあるとき、グリップ３４は工具マガジン
２０内の収納位置にあり、先端に把持した工具ホルダ２
４および工具２６を工具マガジン２０の周上に配置する
（図５において上側に図示されたグリップを参照）。プ
ランジャが最も左側、つまり、主軸頭１６から最も離反
した位置にあるとき、グリップ３４は工具マガジン２０
の外部に揺動する。

【００１５】回転軸３２において主軸頭１６側の端部に
盲孔にて形成されたシリンダボアが設けられている。該
シリンダボア内にピストン４２が軸線方向に摺動自在に
配設されている。該ピストン４２は上記シリンダボアと
ピストン４２との間に配設されたコイルバネにより主軸
頭１６から離反する方向に付勢されている。ピストン４
２の主軸頭１６側の端部には当接部４２ａが取り付けら
れている。ピストン４２はレバー４０により軸線方向に
主軸頭１６に対して接近、離反する。レバー４０は、回
転軸３２の端面に固着されたブラケット３８にピン３８
ｂにより矢印Ａの方向に回動自在に取り付けられてい
る。レバー４０はリンク４０ｂを介してピストン４２の
端部に連結されている。レバー４０においてリンク４０
ｂの反対側の端部にはローラー４０ａが回転自在に取着
されている。ローラー４０ａは、主軸頭１６の側面に取
り付けられたブロック４４と係合可能に設けられてい
る。

【００１６】プランジャ３６においてラックギア３６ａ
の背面にローラー３６ｄがピストン４２の当接部４２ａ
と当接可能に配設されている。主軸頭１６が上動してブ
ロック４４がローラー４０ａと係合することにより、リ
ンク４０が反時計回りの方向に回動し、ピストン４２が
主軸頭１６に接近する方向に移動する。これにより、ピ
ストン４２の当接部が工具マガジン２０において最も下
側に配置されたグリップ３４のローラー３６ｄに当接
し、プランジャ３６を主軸頭１６へ接近する方向に引き
出す。これにより、ラックギア３６ａとピニオンギア３
４ｃの係合を通じてグリップ３４が主軸２２の先端部へ
の接近する揺動動作を行う。

【００１７】主軸頭１６の側面にはＺ軸カム６０が延設
されている。一方、グリップ３４にはＺ軸カム６０と係
合可能に設けられたカムローラー３４が設けられてい
る。Ｚ軸カム６０は主軸頭１６の側面に沿って主軸２２
の中心軸線と概ね平行に延設された平坦部分と、Ｚ軸カ
ム６０の下端部に設けられた湾曲部分６０ａとを有して
いる。カムローラー３ｂが湾曲部分６０ａの先端部と係
合するとき、グリップ３４は工具交換位置に保持され
る。主軸頭１６が下動してカムローラー３４ｂが湾曲部
分６０ａから平坦部分に移動すると、グリップ３４は工
具交換位置から離反した位置に保持される。

【００１８】回転軸３２には、更に、環状の端面カム５
８が複数のボルト１８ｃにより固着されている。端面カ
ム５８において主軸頭１６の側面に対面する端面にはカ
ム面が形成されている。プランジャ３６がコイルバネ３
６ａにより既述のように付勢され、該カム面にプランジ
ャ３６のボール３６ｂが係合する。端面カム５８のカム
面は、１つの凹部５８ａにて形成された湾曲部分と、該
湾曲部分に連続的につながる概ね平面部分とを有してい
る（図４参照）。凹部５８ａは左右対称に形成されてお
り、中心軸または対称軸が通過する位置で最も深く形成
されている。本実施形態では、回転軸３２の中心軸線に
対する対称軸の角度位置を割出位置として０°の角度位
置と定義する。図４から明らかなように、端面カム５８
は、０°の角度位置を通過する凹部５８ａの対称軸線
が、主軸２２の中心軸線を通過するように回転軸３２に
固着されている。

【００１９】プランジャ３６の先端に設けられたボール
３６ｂが端面カム５８の平坦部と係合しているとき、プ
ランジャ３６は最も主軸頭１６に接近した位置に保持さ
れている。このとき、グリップ３４はラックギア３６ａ
とピニオンギア３４ａとの係合によりグリップ待機位置
に保持されている。プランジャ３６のボール３６ｂが凹
部５８ａの中心、つまりプランジャ３６が角度位置０°
の割出位置にあるとき、プランジャ３６は最も主軸頭１
６から離反した位置に保持されている。このとき、グリ
ップ３４はラックギア３６ａとピニオンギア３４ａとの
係合によりグリップ工具交換位置に保持されている。本
実施形態では、工具マガジン２０の周上に１０本の工具
が保持されているので、＋３６°または−３６°におい
て平坦部に接続されている。

【００２０】以下、本実施形態による自動工具交換装置
の作用を説明する。ＣＮＣドリル１０が切削加工を行う
間、グリップ３４ａは工具マガジン２０のカバー２０ａ
から下方に垂れ下がるように突き出した待機位置にあ
る。所定の切削加工が終了し、自動工具交換装置の制御
部が工具交換指令を発生すると、主軸２２がドライブキ
ーの位置決めのためのオリエンテーションを実行する。
これと同時に主軸頭１６が上動する。主軸頭１６が上動
すると、グリップ３４のローラー３４ｂが、主軸頭１６
の側面のＺ軸カム６０に沿って相対的に移動する。ロー
ラー３４ｂがＺ軸カム６０の平坦部から湾曲部に移動す
ると、グリップ３４は主軸２２の先端部に向けて、つま
り、工具交換位置へ向けて揺動する。グリップ３４が主
軸２２の先端に装着された工具ホルダ２４ａと係合し該
工具ホルダ２４ａの把持動作を開始すると、主軸の工具
クランプ装置が工具ホルダ２４ａのアンクランプ動作を
開始する。

【００２１】Ｚ軸カム６０の湾曲部６０ａとローラー３
４ａとの係合によりグリップ３４が工具交換位置への揺
動動作を開始すると、プランジャ３６は、ラックギア３
６ａとピニオンギア３４ａとの係合により、凹部５８ａ
の対称軸線に沿って凹部５８ａの底部へ向けて移動す
る。プランジャ３６の先端のボール３６ｂが凹部５８ａ
の底面に接触すると、プランジャ３６の並進移動が停止
し、グリップ３４が工具交換位置に停止する。このと
き、グリップ３４による工具ホルダ２４ａの把持動作が
完了する。グリップ３４による把持動作が完了するのと
同時に、主軸２２のアンクランプ動作が完了する。この
時点から以降、主軸頭１６が更に上動すると、主軸２２
の先端部から工具ホルダ２４ａが分離される。

【００２２】この直後に、ブロック４４がレバー４０の
ローラー４０ａと係合する。これにより、レバー４０が
ピン３８ｂを中心として反時計回りの方向に回転する。
この回転動作はリンク４０ｂを介してピストン４２の主
軸頭１６への接近動作に変換される。ピストン４２が主
軸頭１６の方向へ移動すると、割出位置（０°）にある
プランジャ３６の端部に設けられているローラー３６ｄ
と係合する。これによりプランジャ３６が主軸頭１６へ
接近する。このプランジャ３６の動作はラックギア３６
ａとピニオンギア３４ａとを介してグリップ３４の揺動
動作に変換され、グリップ３４は工具交換位置から工具
収納位置へ向けて離反動作を開始する（図６のＰ1 ）。
このとき、グリップ３４のローラー３４ｂがＺ軸カム６
０から離反する。

【００２３】工具ホルダ２４ａが主軸２２の先端部のテ
ーパ孔から抜去されると、工具マガジンの割出モータ５
６が回転を開始する。（図６のＰＰ1 ）割出モータ５６
の回転は、ベベルギア５４、５３と、ウォームシャフト
５２と、ウォームギア５０とを介して回転支持部材３８
に伝達される。回転支持部材３８の回転動作により、所
望の工具が選択される。つまり、所望の工具２６を保持
するグリップ３４が、上述の割出位置（０°）に割り出
される。この工具マガジンの割出動作の間に、上記主軸
２２から抜去した工具ホルダを把持するグリップと係合
するプランジャは、割出位置０°から角度位置＋３６°
または−３６°へ向かって相対的に移動する。このと
き、ボール３６ｂと端面カム５８との係合により、プラ
ンジャ３６は回転軸３２の中心軸線を中心とする回転動
作をしながら、主軸頭１６から離反する並進動作を行
う。こうして、プランジャ３６はピストン４２によるグ
リップ３４の後退揺動動作を引き継ぐ（図６のＰ2 ）。
主軸頭１６の上動動作によるグリップ３４の揺動動作か
ら、工具マガジン２０の割出動作、つまり、回転支持部
材３８の回転によるグリップ３４の揺動動作への移行が
円滑に行われるように、主軸頭１６の上動動作および工
具マガジン２０の割出動作の制御を調整する。

【００２４】この後、主軸頭１６の上動動作が停止され
（図６のＰＰ2 ）、主軸頭１６はその鉛直位置に保持さ
れる。これにより、ピストン４２もまた対応する位置に
保持される。更に回転支持部材３２が回転して、主軸２
２から抜去した工具および工具ホルダを把持するグリッ
プ３４を工具収納位置へ移動する（図６のＰ3 ）。この
とき、プランジャ３４のボール３４ａは割出位置０°か
ら＋３６°または−３６°の角度位置へ移動しプランジ
ャ３４を最も主軸頭１６に接近した位置に保持してい
る。

【００２５】回転支持部材３２が更に回転すると、上記
の工具保持位置へ後退揺動したグリップに隣接するグリ
ップが割出位置０°に接近する。このときプランジャ３
６のボール３６ｂと端面カム５８の凹部５８ａとの係合
によりプランジャ３６が主軸頭１６から離反する並進動
作を開始する（図６のＰ4 ）。この並進動作は、ラック
３６ａ、ピニオン３４ａを介してグリップ３４の工具交
換位置へ向かう揺動動作に変換される。

【００２６】プランジャ３６が並進動作を継続する間、
上述した主軸頭１６の上動動作の間に引き出されている
ピストン４２の係合部４２ａがプランジャ３６のローラ
ー３６ｄと係合する。このグリップ３４が次の加工プロ
セスにおいて使用する工具を把持してない場合には、主
軸頭１６は下動せずにピストン４２は上記の位置に保持
されている。従って、プランジャ３６はローラー３６ｄ
と係合部４２ａとの係合により、それ以上の並進動作が
できなくなる。回転支持部材３２は停止することなく回
転を継続する。従って、プランジャ３６のボール３６ｂ
は凹部５０ａの最も深い底部と係合することなく、凹部
５８ａの反対側の斜面と係合して、プランジャ３６を反
対方向に移動させる。従って、グリップ３４は再び工具
保持位置へ向けて揺動する。

【００２７】上記のプロセスは所望の工具を把持するグ
リップ３４が凹部５８ａに接近するまで繰り返される。
所望の工具を把持するグリップ３４が凹部５８ａへの接
近を開始した（図６のＰ4 ）後、つまり、図４の角度位
置＋３６°または−３６°位置を通過した後、主軸頭１
６が下動を開始する（図６のＰＰ2 ）。主軸頭１６が下
動すると、レバー４０がピン３８ｂを中心として時計回
りの方向に回転し、ピストン４２を主軸頭１６から離反
する方向に移動させる。次いで、ローラー３６ｄがピス
トン４２の係合部４２ａと係合する（図６のＰ5 ）。こ
れにより、工具マガジン２０の割出動作による工具交換
位置へのグリップ３４の揺動動作は、ピストン４２の並
進動作による揺動動作へ引き継がれる。その後、割出モ
ータ５６が停止され工具マガジン２０の割出動作が終了
する（図６のＰＰ4 ）。

【００２８】主軸頭１６が更に下動すると、レバー４０
は時計回りの回転を継続しグリップ３４を工具交換位置
へ向けて揺動させる。プランジャ３６のボール３４ｂが
凹部５８ａの底部に到達すると（図６のＰ6 ）、グリッ
プ３４は主軸２２の直下の工具交換位置にある。このと
き、グリップ３４が把持する工具ホルダのテーパ部が主
軸２２のテーパ孔に嵌合されると共に、主軸２２内の工
具クランプ装置が工具ホルダのプルスタッドと係合して
該工具ホルダをクランプする。

【００２９】更に、主軸頭１６が下動を続けると、グリ
ップ３４のローラー３４ｂがＺ軸カム６０に係合すると
共に、レバー４０のローラー４０ａと主軸頭１６のブロ
ック４４との係合が解除される。主軸頭１６が更に下動
し続けると、グリップ３４はＺ軸カム６０とグリップ３
４のローラー３４ｂとの係合を通じて、Ｚ軸カム６０の
湾曲部６０ａに沿って工具交換位置から離反する。ロー
ラー３４ｂがＺ軸カム６０の平坦部と係合するようにな
ると、グリップ３４は工具マガジン２０のカバー２０ａ
から突出して下方に垂れ下がった状態で保持され、工具
交換プロセスが完了する。

【００３０】既述の記載から明らかなように、グリップ
３４はプランジャ３６により駆動されている。更に詳細
に説明すると、Ｚ軸カム６０とローラー３４ｂとの係合
により工具交換位置と待機位置との間で揺動し、端面カ
ム５８とプランジャ３６のボール３６ｂとの係合により
収納位置と待機位置の間で揺動するように構成されてい
る。更に、ピストン４２の係合部４２ａとプランジャ３
６のローラー３６ｄとの係合により、選択されていない
グリップ３４が待機位置を越えて工具交換位置へ移動す
ることが防止されている。また、ピストン４２と、レバ
ー４０と、リンク部材４０ｂと、ブロック４４とによ
り、主軸頭１６の動作に連動してグリップ３４の揺動動
作が待機位置付近で、ボール３６ｂと端面カム５８との
係合による駆動から、ローラー３４ｂとＺ軸６０との係
合へ連続的に接続されている。

【００３１】本発明は、以下の特徴を以て実施すること
ができる。 ａ．前記グリップは、前記収納位置と前記工具交換位置
との間において、前記工具マガジンから下方に垂れ下が
るように突き出した待機位置を通過して揺動可能に設け
られており、前記グリップの駆動手段が、前記グリップ
を前記収納位置と前記待機位置との間で揺動させる第１
の駆動手段と、前記待機位置と前記工具交換位置との間
で揺動させる第２の駆動手段とを具備して成る請求項１
に記載の自動工具交換装置。 ｂ．前記自動工具交換装置は、更に、選択されていない
グリップが前記待機位置を越えて前記工具交換位置へ向
かって揺動することを規制する規制手段を具備している
特徴ａに記載の自動工具交換装置。 ｃ．前記自動工具交換装置は、前記第１の駆動手段によ
るグリップの揺動動作と、前記第２の駆動動作によるグ
リップの揺動動作を円滑に接続させる第３の駆動手段を
具備している特徴ｂに記載の自動工具交換装置。

【００３２】

【発明の効果】本発明の自動工具交換装置は、従来の自
動工具交換装置のように質量の大きな工具マガジン全体
を揺動させずに、軽量なグリップのみを揺動させるので
駆動機構が簡略化させる共に、工具交換動作を高速化さ
せることが可能となる。

【００３３】従来の自動工具交換装置では、工具マガジ
ン内に収納されている工具ホルダおよび該工具ホルダに
装着された工具は、工具マガジンの周上において円錐状
または放射状に配置されているので、工具を含めた工具
マガジンの回転モーメントが大きくなり、工具マガジン
が工具を割り出すための回転動作の高速化を妨げてい
る。これに対して、本発明の自動工具交換装置では、工
具マガジン内の工具は工具マガジンの回転軸線に概ね平
行に配設されているので、工具マガジンを概ね円柱形状
とすることができる。従って、従来技術の円錐状または
放射状の工具マガジンと比較して、工具マガジン自体の
回転モーメントを小さくすることが可能となり、工具マ
ガジンの割出動作を高速化することが容易となる。

【００３４】更に、従来の自動工具交換装置では、工具
が工具マガジンの周上において円錐状または放射状に配
置されているので、工具マガジンが非常に大きな空間を
専有している。これに対して、本発明の自動工具交換装
置では、工具マガジン内の工具は工具マガジンの回転軸
線に概ね平行に配設されているので、工具マガジンがコ
ンパクトに形成することがきる。

【００３５】更に、従来の自動工具交換装置では、工具
マガジンがＣＮＣドリル等の工作機械の前方部に配設さ
れているので、上述した工具マガジンが大きな空間を専
有することとあいまって、主軸の下方への作業者の接近
性が悪い問題があるが、本発明の自動工具交換装置では
工具マガジンが工作機械の側部に固定されているので、
主軸下部空間への作業者の接近が容易となる。また、主
軸下部空間へ接近した作業者の近傍、特に頭上に工具が
配置されないので、作業者の安全を確保することができ
る。

【００３６】更に、従来の自動工具交換装置では、スピ
ンドルギアと工具マガジンギアとが完全に係合するま
で、工具マガジンの割出動作を開始することができない
ので、工具交換時間が長くなる問題がある。これに対し
て本発明の自動工具交換装置では、工具マガジンは主軸
と係合することなく割出動作を実行することができるの
で、主軸頭の上下動作と同時に工具の割出を行うことが
可能であり、工具交換時間が短縮される。更に、主軸は
工具マガジンの割出動作に関連しないので、新工具を主
軸に装着する際、再び主軸のオリエンテーションを実行
する必要がない。従って工具交換時間を短縮することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一部を断面にして示す本発明の自動工具交換装
置の好ましい実施形態の立面図である。

【図２】図１の自動工具交換装置の側面図である。

【図３】図１の自動工具交換装置の平面図である。

【図４】図１の自動工具交換装置を下方から見た部分底
面図である。

【図５】図１の自動工具交換装置の拡大図である。

【図６】図１の自動工具交換装置の工具交換プロセスを
説明する線図である。

【符号の説明】

１０…ＣＮＣドリル １６…主軸頭 ２０…工具マガジン ２２…主軸 ２４…工具ホルダ ２６…工具 ３４…グリップ ３６…プランジャ ５８…端面カム ３８…回転支持部材 ６０…Ｚ軸カム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の軸線に沿って往復動作可能に設け
   られた主軸頭と、前記軸線を中心として前記主軸頭に回
   転自在に支持され先端部に工具ホルダを介して工具を保
   持する主軸とを備えた工作機械の自動工具交換装置にお
   いて、 前記主軸の回転軸に対して概ね垂直な軸線回りに回転自
   在に支持され、その周上に工具を収納する工具マガジン
   と、 前記工具を保持するグリップであって、前記主軸の直下
   の工具交換位置と、前記工具マガジン内で前記工具を前
   記マガジンの周上に配置、収納する収納位置との間で揺
   動可能に前記工具マガジンに取着されたグリップと、 前記工具マガジンの割出動作により割出位置に配置され
   たグリップを、前記工具マガジンの割出動作および前記
   主軸頭の直線動作に連動して前記主軸先端部へ接近、離
   反の揺動動作を行わせる駆動手段とを具備する自動工具
   交換装置。