JPH1177467A - 自動工具交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工作機械に装備される自動工具交換装置をユ
ニット化して共通化を図る。 【解決手段】 自動工具交換装置１は、本体１０、モー
タ２０、減速装置３０、シリンダ部４０、シャフト５
０、ロッド６０、工具把持装置１００を有するユニット
構造を備え、工作機械３００の取付部３１０にボルト３
１２により取り付けられる。工具把持装置１００は、本
体１１０と本体１１０に揺動自在に支持されるグリッパ
１３０を備え、工具２００のフランジ部２２０を把持す
る。ロッド６０はリング装置７０を貫通し、揺動自在に
支持される。リング装置７０は回動自在であって工具把
持装置１００の旋回動に追従する。ロッド６０の先端に
設けられるロック部材は、シャフト５０が伸長される工
具交換位置でのみグリッパ１３０を開放可能とし、その
他の位置ではグリッパ１３０を機械的にロックする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の工具を
自動的に交換する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械の主軸に対して工具を自動的に
交換する装置は、主軸から排出される工具と主軸に供給
する工具を、工具のフランジ部で把持する把持装置を備
え、主軸から工具を抜き出すとともに、把持装置を旋回
動させて供給する工具を主軸に差し込む機能を備える。

【０００３】工具の把持装置は、工具のフランジ部を両
側から把持するグリッパを有し、グリッパはスプリング
等により常時閉じる方向に付勢される。工具の交換位置
にあっては、グリッパは開閉する必要があるが、その他
の位置にあっては、グリッパの開放を規制して工具の脱
落を防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】グリッパの開放を規制
する手段として、グリッパを機械的にロックする構造が
採用される。工具交換装置は工作機械の機種毎に用意さ
れるのが通例であって、グリッパのロック装置は、工具
交換装置を工作機械に取り付けた状態で調整されてい
た。したがって、自動工具交換装置の単体での調整、試
運転が困難であった。そこで本発明は、異なる機種の工
作機械に装備することができるグリッパの機械的なロッ
ク装置を内蔵し、ユニット化された自動工具交換装置を
提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の自動工具交換装
置は、基本的手段として工作機械への取付部を有する本
体と、本体に形成されるシリンダ部に支持されるシャフ
トと、シャフトを伸縮及び旋回動させる駆動手段と、シ
ャフトの先端に装備される工具把持装置を有する。そし
て、工具把持装置は、シャフトの先端に固着される本体
と、本体に対して揺動自在に支持されて工具のフランジ
部を把持するグリッパと、グリッパを閉じる方向に付勢
するスプリングと、グリッパの開放を規制するロック装
置とを備え、ロック装置は、シャフトが伸長される工具
交換位置でのみ解除される機能を有する。

【０００６】また、ロック装置は、シャフトに平行に配
設されるロッドと、ロッドの先端に取り付けられるロッ
ク部材と、ロック部材をグリッパに向けて付勢するスプ
リングと、ロッドの前進位置を規制するストッパを備え
るものである。

【０００７】さらに、自動工具交換装置のシリンダ部
は、ロッドを支持するリング装置を備え、リング装置
は、シリンダに固着される内側リング部材と、内側リン
グ部材に回動自在に支持される外側リング部材を備え
る。そして、ロッドは外側リング部材を貫通するととも
に、ロッドの前進位置を規制するストッパがロッドの端
部に設けられるものである。また、内側リング部材はシ
リンダ部に形成されるねじ部に螺合され、軸方向の位置
が調整する手段を備えるものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の自動工具交換装
置（ＡＴＣ装置）の全体構成を示す側面図、図２は平面
図、図３は正面図である。全体を符号１で示す自動工具
交換装置は、本体１０、モータ２０、減速装置３０、シ
ャフト５０、ガイドロッド６０の先端に装備される工具
把持装置１００等を備えるもので、ユニット化された構
造を有する。

【０００９】そこで、このユニット化された自動工具交
換装置１は、取付相手である工作機械３００の取付部３
１０に対して、ボルト３１２によって装着される。シャ
フト５０は、矢印Ａ，Ｂ方向に摺動するとともに、軸線
まわりに矢印Ｒ方向に旋回動する。シャフト５０の先端
部に装備される工具把持装置１００は、ベースとなるブ
ラケット１１０を有し、ブラケット１１０に対して、ピ
ン１３２で揺動自在に支持される４個のグリッパ１３０
を備える。対向して配設される２個のグリッパ１３０
は、それぞれ工具２００のシャンクのフランジ部２２０
を把持する機能を備える。

【００１０】図２は、自動工具交換装置１と工作機械の
主軸３２０との位置関係を示し、工具把持装置１００に
把持された工具２００を主軸３２０に対して着脱する。
工具把持装置１００は、工具２００のフランジ部２２０
を把持しているので、主軸３２０の軸線に対して直交す
る方向に主軸を移動して、工具把持装置１００のグリッ
パから工具を引き出す。シャフト５０の両側部には、ガ
イドロッド６０が配設される。このロッド６０は、工具
把持装置１００に連結されるとともに、リング装置７０
により摺動自在に支持される。リング７０は、その内周
部が本体１０と一体のシリンダ部４０に固定され、外周
部はリング部材を回転自在に支持する。

【００１１】図４はシャフト５０、ロッド６０と、工具
把持装置１００の構造を示す説明図、図５は工具把持装
置の正面図、図６はロッド６０の先端部に設けられるロ
ック装置の説明図、図７はロック装置の作用を示す説明
図である。

【００１２】シャフト５０の先端部に装備される工具把
持装置１００は、固定装置１１１によりシャフト５０の
先端に固定される本体１１０と、本体１００に対してピ
ン１３２で揺動自在に支持されるグリッパ１３０を有す
る。４個のグリッパ１３０は、対向する２個のグリッパ
で２基の工具把持手段を構成する。

【００１３】対向する２本のグリッパの先端部は円弧部
１３４を有し、本体１１０に取り付けたコマ１１４と協
働して工具２００のシャンク２１０のフランジ部２２０
を把持する。本体１１０を貫通する穴内に配設されるス
プリング１４２は、ピン１４０を外方へ向けて付勢し、
ピン１４０はグリッパ１３０の後部を外側に向けて付勢
する。

【００１４】常時は、このスプリングの作用でグリッパ
１３０は本体１１０のテーパ面１１２に当接しており、
工具が押し込まれたときには、スプリング力によって工
具のフランジ部を把持する。工具は、このスプリング力
によって把持されるが、工具交換位置以外の状態にあっ
ては、グリッパを機械的にロックして安全性を確保す
る。

【００１５】ロック部材１５０は、ロッド６０の先端部
にビス１５２により固着される。工具把持装置の本体１
１０にボルト１２４で固着されるキャップ１２０内に
は、スプリング１２２が配設され、ロック部材１５０を
ロッド６０とともに、図４の矢印Ａ₂方向に付勢する。

【００１６】ロッド６０の後端部は、リング装置７０に
より支持される。リング装置７０は、シリンダ４０の外
周部に形成されるねじ部に螺合する内側リング部材７２
を有し、内側リング部材７２は、ロックナット７４によ
り位置決めされる。この内側リング部材７２の外側に取
り付けられる外側リング部材７１は、摺動部７６を介し
て回転自在に支持される。

【００１７】この構成により、ロック部材１５０を取り
付けたロッド６０は、工具把持装置１００がシャフト５
０とともに旋回動すると、外側リング部材７１とともに
旋回動する。また、シャフト５０が工具把持装置１００
とともに引き込まれると、ロッド６０も外側リング部材
７１に案内されて引き込まれる。シャフト５０が矢印Ａ
₁方向に押し出されると、ロッド６０も一体となって矢
印Ａ₂方向に移動する。ロッド６０の後端部にはストッ
パ６２が取り付けてある。そこで、ストッパ６２が外側
リング部材７１に当接した位置でロッド６０の矢印Ａ₂
方向への移動は停止する。

【００１８】シャフト５０を矢印Ａ₁方向へさらに移動
させると、工具把持装置１００の本体１１０はシャフト
５０とともに移動し、ロッド６０の先端に取り付けたロ
ック部材１５０は、その位置に停止するから、ロック部
材１５０は本体１１０に対して相対的に移動し、スプリ
ング１２２は圧縮される。

【００１９】図８はロック部材１５０の平面図、図９は
側面図、図１０は正面図である。ロック部材１５０は有
底の穴１５４を有し、先端部近傍に板カム部材１６０が
設けられている。有底穴１５４はコイルスプリング１２
２を収容し、底部１５５はスプリング１２２により押圧
される。板カム部材１６０は、テーパ面１６２を有し、
図７に示すようにこのテーパ面１６２がグリッパ１３０
の対向するテーパ面１３６に係合することで、グリッパ
１３０の揺動はロックされる。

【００２０】そこで、シャフト５０が最先端まで伸長し
た位置にあっては、ロック部材１５０はグリッパ１３０
を解放し、工作機械の主軸３２０や工具マガジンとの間
で工具を交換することができる。シャフト５０を引き込
む最初のストロークで、ロック部材１５０はスプリング
１２２の作用でグリッパ１３０の後端部に押し込まれ、
グリッパ１３０の開放はロックされる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の自動工具交換装置は、以上のよ
うにユニット化された構造を備え、主軸が水平方向に配
設された横型の工作機械や主軸が垂直方向に配設された
縦型の工作機械に対して装備することができる。そこ
で、工作機械の異なる機種に対して共通化が可能とな
り、コストが低減できる。また、単体で調整や試運転が
できるので、機械総組立のリードタイムを短縮すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動工具交換装置の側面図。

【図２】本発明の自動工具交換装置の下面図。

【図３】本発明の自動工具交換装置の正面図。

【図４】本発明の自動工具交換装置の工具把持装置の説
明図。

【図５】本発明の自動工具交換装置の工具把持装置の正
面図。

【図６】本発明の自動工具交換装置のロック装置の説明
図。

【図７】本発明の自動工具交換装置のロック機構の説明
図。

【図８】本発明の自動工具交換装置のロック部材の平面
図。

【図９】本発明の自動工具交換装置のロック部材の側面
図。

【図１０】本発明の自動工具交換装置のロック部材の正
面図。

【符号の説明】

１ 自動工具交換装置 １０ 本体 ２０ モータ ３０ 減速装置 ４０ シリンダ部 ５０ シャフト ６０ ロッド ７０ リング装置 １００ 工具把持装置 １１０ 本体 １３０ グリッパ １５０ ロック部材 ２００ 工具 ２１０ シャンク ２２０ フランジ ３００ 工作機械 ３２０ 主軸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械への取付部を有する本体と、本
   体に形成されるシリンダ部に支持されるシャフトと、シ
   ャフトを伸縮及び旋回動させる駆動手段と、シャフトの
   先端に装備される工具把持装置を有し、 工具把持装置は、シャフトの先端に固着される本体と、
   本体に対して揺動自在に支持されて工具のフランジ部を
   把持するグリッパと、グリッパを閉じる方向に付勢する
   スプリングと、グリッパの開放を規制するロック装置と
   を備え、 ロック装置は、シャフトが伸長される工具交換位置での
   み解除される自動工具交換装置。
2. 【請求項２】 ロック装置は、シャフトに平行に配設さ
   れるロッドと、ロッドの先端に取り付けられるロック部
   材と、ロック部材をグリッパに向けて付勢するスプリン
   グと、ロッドの前進位置を規制するストッパを備える請
   求項１記載の自動工具交換装置。
3. 【請求項３】 自動工具交換装置のシリンダ部は、ロッ
   ドを支持するリング装置を備え、 リング装置は、シリンダに固着される内側リング部材
   と、内側リング部材に回動自在に支持される外側リング
   部材を備え、 ロッドは、外側リング部材を貫通するとともに、ロッド
   の前進位置を規制するストッパがロッドの端部に設けら
   れる請求項２記載の自動工具交換装置。
4. 【請求項４】 内側リング部材はシリンダ部に形成され
   るねじ部に螺合され、軸方向の位置を調整する手段を備
   える請求項３記載の自動工具交換装置。