JPS58223543A - 自動工具交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動工具交換装置に関するものである。

マシニングセンタ等工作機械に於いて複数のツールヲ収
納シ得るツールマガジント、該ツールマガジンと主軸と
の間でツールを搬送し交換するツール移動装置とから成
る自動工具交換装置を使用する場合、ツールマガジンは
多数のツールを収納可能之するために工作機械のフレー
ム上に又は工作機械本体とは別置式に固定して設け゛ら
れることか多い。一方この種の工作機械に於いて主軸ヘ
ッドは移動自在に設けられるから、一連の加工作業で°
ツールを交換する都度主軸ヘッドとツールマガジンとの
相対的位置関係が一定しない。そこでツールマガジンも
しくはツール移送装置あるいはこれの両者を、主軸ヘッ
ドもしくは主軸中心の移動方向に摺動可能な可動台に載
置するとともに、主軸ヘッドの加工動作中においても前
記可動台を主軸ヘッドの移動に追従させる追従式自動工
具交換装置により、加工動作が終了すれば直ちに工具交
換が行えるようにする従来技術は既に特公昭４６−２５
６６６号公報に開示されている。然しなから、この従来
技術にあっては、次に使用されるツールは、工具転送ア
ームが回動動作を行なうだけで該ツールを主軸まで移動
せしめ得る位置に於いて待機しなければならない。従っ
てこのようなツールの待機位置と主軸との距離は、工具
転送アームの作業回転半径によシ定まるべき比較的短か
いものである。そこで工具転送アームの長さとの相対関
係で大型のワークを加工する場合には、加工中核ワーク
を主軸に対し相対的に位置を変化せしめると、該ワーク
と待機中のツールとが干渉する虞がある。この干渉の虞
を回避するため工具転送アームを主軸から離して、次に
使用するツールが主軸から遠い位置で待機する様にすれ
ばよいが、主軸に装着されているツールによる加工動作
の終了後待機中のツールとの入替え動作に要する時間が
長くなるという欠点がある。この様に従来の追従式の自
動工具交換装置は、加工すべきワークの大型化に十分適
応し難いものであった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その
目的は力日工動作中次に使用すべきツールをワークと干
渉する虞のない定位＃（待機位置）にて待機せしめ、該
加工動作が終了した後、ツールを交換するときは待機中
のツールを更に主軸に近い位置（主軸ヘッド側ツール受
は渡し位置）に移動せしめる自動工具交換装置を提供し
て、特に大型ワークの加工作業に於ける能率を向上する
ことにある。

而して本発明はこの目的を達成するため、主軸ヘッドの
位置が９変な工作機械の制御装置で制御される駆動手段
にょシ前記主軸ヘッドとツールマガジンとの間でツール
キャリアを介してツールを搬送し交換するものに於いて
、前記主軸ヘッドによる加工動作の終了後若しくは主軸
のツール交換後に前記制御装置からの指令により前記ツ
ールキャリアが主軸ヘッド側ツール受は渡し位置又はツ
ールマガジン側ツール受は渡し位置へ向けて移動するよ
う罠前記駆動手段の駆動方向を切換えるツール受は渡し
時切換手段と、前記制御装置から上記ツール受は渡し時
切換手段の指令がないとき前記ツールキャリアが前記主
軸ヘッドに対して前記主軸ヘッド側ツール受は渡し位置
よりも離れて所定の待機位置を保持しながら前記主軸ヘ
ッドに追従するよう前記駆動手段を切換える待機時追従
手段とを有することを特徴とする自動工具交換装置の構
成をとるものである。

以下本発明の実施例に就いて添付図面を参照しながら説
明すると、図示の実施例は、マシニングセンタの一例と
して、第１図の正面図に示す如き五面加工のできる門形
工作機械１に於いて、自動工具交換装置２を使用した例
を示す。

前記門形工作機械１は左コラム３及び右コラム４の頂辺
をドッグビーム５で連結して門形となし、左右コラム３
．４にａって上下移動するクロスレール６に対し主軸ヘ
ッド７のサドル８を左右移動自在に設け、更にサドル８
に上下移動自在に設けられ且つ主軸モータ９を有する主
軸ラムｌＯに旋回ヘッド１１を装着し、該旋回へラド１
１が具備する横主軸１２及び立主軸１３のいずれか一方
に取り付けられたツールＴを使用して、前記左右コラム
３，４間に於いてベッド１４に対し摺動自在に設けたテ
ーブル１５上に載置したワークＷの上面及び四つの側面
を、制御装置１６（第５図）によって数値制御で順次加
工することにより、ワークＷの段取り替えを要せずに五
つの面加工を行なうものである。

自動工具交換装置２（第１図）はツールマガジン１７と
、シングルアーム１８付きのエレベータ１９及びツール
キャリア２０から成るツール搬送装置２１とを有し、ツ
ールマガジン１７とツール搬送装置２１とは、前記制御
装置１６（第５図）により後に詳述する如く上記加工の
制御と連動的に数値制御される。まずツールマガジン１
７は門形Ｌ　４＋、　機、Ｅ　１の本体とは別置式に設
けられ、その構造は、多数のツール収納用のツールボッ
ト２２を水平面上で周回自在に張設されたローラチェン
２３にて連結し、各ツールボット２２又はツールボット
２２に収納されたツールＴに付された番地により、前記
制御装置１６からの呼出し指令に応じて、所望のツール
Ｔを収納するツールボッ１−２２をエレベータ１９のシ
ングルアーム１８のツールヲ受ケ渡す所定位ｌｉＡ迄呼
出して位置させることができるものである（第６図参照
）。而してこの実施例に於いてツールマガジン１７は門
形工作機械１による加工作業に必要な各種ツールＴを収
納し且つ所望のツールＴをシングルアーム１８に受は渡
す構成であれば、その設置位置、設置台数、４類等を限
定されることなく、公知の構成ニ係るツールマガジンを
使用することも可能である。

次ニエレベータ１９は、ツールマガジン１７から上方に
延設される。エレベータ１９に付設じ されたシングルアーム１８は、アームの開閉によりツー
ルＴを保持し又はこれを解放し得る構造ニジて、エレベ
ータ１９に溢って昇降動自在であり、且つツールボット
２２又は後に詳述するツール受は渡し用のツールボット
２７との干渉を回避するため所定角度範囲でエレベータ
１９の軸線を中心として水平回動自在に設けられている
。そこでシングルアーム１８は、ツールマガジン１７の
呼出されたツールボット２２との間でツールＴを受は渡
すべき所定位置Ａから、ツールボット２７に対応する位
置Ｂまで、上昇動作又は復帰のための下降動作を行なう
ことができる（第６図参照）。シングルアーム１８は上
記位置人又はＢに於いて、ツールボット２２．２７に対
しツール゛Ｔを挿脱するための限定された寸法範囲内で
の上下運動と、ツールボッ）２２．２７との干渉を回避
するための所定角度範囲での水平回動運動と、ツールＴ
を保持し又はこれに解放するためのアームの開閉運動と
を組合わせて、ツールボット２２又はツールボット２７
に対しツールＴを渡し若しくはツールＴを受は取る如く
、ツールの受は渡し動作をなす。

１９次にツールキャリア２０は、第２図の左側面図、第
３図の正面図、及び第４図の平面図に示す如く、搬送台
２４、上下移動台２５、左右移動台２６、ツール受は渡
し用の前記ツールボット２７、横主軸用交換アーム（以
下「横アーム」と称する。）２８、立主軸用交換アーム
２９（（以下「立アーム」と称する。）などを有する。

搬送台２４ば、第２図に示す様に該搬送台２４に装着さ
れたピニオン３０を、クロスレール６に固定的に延設さ
れたラック３１に噛合し、前記ピニオン３０を回転モー
タ３２にて駆動することにより、クロスレール６に浴い
左右に移動することができる。搬送台２４には上下移動
台２５がシリンダ（図示せず）の作動にて上下移動自在
に設けられる。上下移動台２５には左右移動台２６がガ
イドバー３４に案内されてシリンダ３５の作動にて左右
移動自在に設けられる。

更に上Ｆ移動台２５には横アーム２８がアーム進退用シ
リンダ３６及びアーム旋回用シリンダ３７の作動により
進退及び旋回自在に装着され、また立アーム２９もアー
ム進退用シリンダ３８及びアーム旋回用シリンダ３９の
作動により進退及び旋回自在に装着される。−吉左右移
動台２６には前記したツールボット２７が水平軸線回り
に旋回自在に取付けられてレディステーションをなし、
左右移動台２６に回動軸４０回シにトラニオン形式にて
支持されたシリンダ４１のロッド４２が伸縮作動をする
ことにより、ツールボット２７は前記横アーム２８に対
応する横位置０（第２図鎖線）と、前記立アーム２９及
びシングルアーム１８に対応する立位１１Ｄ（第２図実
線）とをとり得゛る。尚ツールボット２７に装入された
ツールが不用意に脱落しないようＫするには、ツールボ
ット２７に於いてツールのプルスタッドに対してばね力
により付勢されたロッドの先端を押圧する構造としても
良いが、ツールボット２７が上記の如く横位置０と文位
置りとの間で回動する際ツールが遠心力にて抜は出す傾
向にあることに鑑み、ツールの脱落をより確実に防止す
るには、ツールロック用のシリンダ４３のロッド４４に
取付けた扇形のカップリング４５に押圧用のロッド４６
を摺接せしめて、ロッド４４を伸長作動させることによ
す、ロッド４６をツールのプルスタッドに所定圧にて圧
接する構造をとることができる。

ツールキャリア２０は、上記に説明した構造を具備する
ことによシ、搬送台２４がクロスレール６に沿いエレベ
ータ１９に接近した位置に左行し且つ左右移動台２６が
上下移動台２５に対し左行した位置にあるツールマガジ
ン側ツール受は渡し位置Ｅ（第１図）と、上下移動台２
５が横アーム２８又は立アーム２９を横主軸１２又は立
　主軸１３に同位相ならしめる如く下行した位置にあり
且つ搬送台２４がクロスレール６に沿い主軸ヘッド７に
接近した位置に右行′した主軸ヘッド側ツール受は渡し
位置Ｆ（第３図鎖線）とをとシ得るが、ツールキャリア
２０は更に前記ツールマガジン側ツール受は渡し位置Ｂ
から前記主軸ヘッド側ツール受は渡し位置Ｆに至る経路
の途中に於いて主軸による加工動作が終了する迄ワーク
との干渉を避けながら待機するための待機位置Ｇ（第３
図実線）をとることに本発明の重大な特徴がある。そこ
で待機位１ｔＧには、主軸ヘッド７が加工手順に従いク
ロスレール６に沿って左右に移動するに連れて左右に移
動する追従性を有する必要があり、しかも主軸ヘッド７
の仕様及び作動範囲や対象となる各種ワークＷの形状、
寸法、加工位置等に応じて定まるべきツールキャリア２
０又はツールキャリア２０に保持されるツールＴとワー
クＷとが干渉する虞がある空間の外域に於いて、ツール
マガジン側ツール受′け渡し位［Ｉｇから主軸ヘッド側
ツール受は渡し位ｉｉＦに至る経路上の主軸ヘッド側ツ
ール受は渡し位置Ｆに可及的に近い位置にあることが望
ましい。

而して第５図はツールキャリア２０が待機位置Ｇとして
上記の如き主軸ヘッド７に対する相対位置関係を維持し
ながら主軸ヘッド７に追従するよう移動するためにとる
構成の１例を示す回路図である。同図中主軸ヘッド７に
はツールキャリア２０の追従距離設定用のシリンダ４７
がそのピストンロッド４８をツール中ヤリア２０に向け
る如く取付けられ、該シリンダ４７には電磁切換弁４９
を介して圧力源５０により作動用空気が送られる。電磁
切換弁−４９はＨ位置及び工位置をとり得る構造であっ
て、門形工作機械１の前記制御装置１６により次の様に
制御される。即ち、制御装置１６は、主軸ヘッド７によ
る加工動作が終了すると主軸ヘッド側ツール受は渡し指
令５２を発し、主軸ヘッド７による加工動作が行なわれ
ている間は主軸ヘッド側ツール受は渡し指令５２を解除
すべき指令を発する。制御装置１１６から主軸ヘッド側
ツール受は渡し指令５２が発せられると、ソレノイド５
３が付勢され、電磁切換弁４９がソレノイド５３の作用
により工位置をとり、従ってシリンダ４７のピストンロ
ッド４８は第５図に鎖線で示す如く縮小状態にとなる。

この場合主軸ヘッド側ツール受は渡し指令５２によりソ
レノイド５３が付勢される他に、主軸の回転を停止する
動作と、横主軸１２又は立生軸１３と横アーム２８又は
立アーム２９との高さ位置関係を一致させるべくツール
キャリア２０の搬送台２４に対して上下移動台２５を所
定距離だけ下降させる動作と、横主軸１２又は立生軸１
３と横アーム２８又は立アーム２９との間でツールの受
は渡しを行なう一連の動作を行なう。また制御装置１６
から主軸ヘッド側ツール受は渡し指令５２を解除すべき
指令が発せられると、ソレノイド５３が消勢され、電磁
切換弁４９がスプリング５４の作用によりＨ位置に復し
、従ってシリン°ダ４７のピストンロッド４８は第５図
−の実線で示す伸長状態Ｊとなる。ピストンロッド４８
が伸長状態Ｊから縮小状態Ｋに至る変位量りは、ツール
キャリア２０が待機位ｆｆ１Ｇから主軸ヘッド側ツール
受は渡し位置Ｆに至る間にクロスレール６の方向即ち左
右方向に移動するべき量に等しい。尚５５，５６はシリ
ンダ４７の作動速度を調整するため電磁切換弁４９の排
気側に接続された可変絞り弁である。

一方、第５図中ツールキャリア２０には前記回転モータ
３２が取付けられ、回転モータ３２にはトレーサ弁５７
を介して圧力源５８の作動により作動油が送られる。回
転モータ３２は、作動油が管路６０から該回転モータ３
２に供給され管路６１に排出されるときツールキャリア
２０をクロスレール６に溢い右に、即ち主軸ヘッド側ツ
ール受は渡し位置Ｆに近づく向きに移動せしめるよう駆
動し、また作動油が管路６１から該回転モータ３２に供
給され管路６０に排出されるときツールキャリア２０を
クロスレール６に沿い左に、即チツールマガジン側ツー
ル受は渡し位置Ｂに近づく向きに移動せしめるよう駆動
する。トレーサ弁５７は、ツールキャリア２０に固定的
に取付けられてＭ、Ｎ、Ｐの各作動位置をとる電気油圧
式サーボ弁を、前記シリンダ４７のピストンロッド４８
の先端に向けて突出する如く該トレーサー弁５７に取付
けられた突当て棒６２と、スプリング６３及びソレノイ
ド６４の作用により切換える構造である。即ち突当て棒
６２が前記シリンダ４７のピストンロッド４８の先端に
当接して押し込まれるとトレーサ弁５７は作動位置がＭ
位置からＮ位置、Ｐ位置に順次切換えられる傾向にあり
、ソレノイド６４が付勢されるとトレーサ弁５７はＰ位
置に切換えられ、ソレノイド６４が付勢されていないと
きトレーサ弁５７は突当て棒６２の押し込み状態が許容
する範囲でスプリング６３の付勢力によりＰ位置からＮ
位置、Ｍ位置に順次切換えられる傾向にある。なお、突
当て棒６２の突出長は、ツールキャリア２０が主軸ヘッ
ド７に対する待機位置Ｇをとシ′且つシリンダ４７のピ
ストンロッド４８が伸長状態Ｊをとるとき、突当て棒６
２がシリンダ４７のピストンロッド４８によシ押し込ま
れてトレーサ弁５７がＮ位置をとるような長さになって
いる。

回転モータ３２は、トレーサ弁５７がＭ位置をとるとき
、作動油が管路６０から該回転モータ３２に供給され管
路６１に排出される向きに流れるから、ツールキャリア
２０をクロスレール６に沿い主軸ヘッド側ツール受は渡
し位置Ｆに近づく向きに移動せしめるよう駆動する状態
となる６また回転モータ３２は、トレーサ弁５７がＰ位
置をとるとき、作動油が管路６１から該回転モータ３２
に供給され管路６ｏに排出される向きに流れるから、ツ
ールキャリア２ｏをクロスレール６に溢いツールマガジ
ン側ツール受は渡し位置Ｅに近づく向きに移動せしめる
よう駆動する状態となる。更に回転モータ３２は、トレ
ーサ弁５７がＮ位置をとるとき、作動油が該回転モータ
３２に流れないから、主軸ヘッド側ツール受は渡し位置
Ｆとツールマガジン側ツール受は渡し位置Ｅとの閣での
ツールキャリアの移動を停止する状態となる。なお６５
はトレーサ弁５７がＰ位置をとるときトレーサ弁５７か
らの戻り管路となる管路６６の途中に設けられたデセラ
レーション弁を全体的に示す。デセラレーション弁６５
はローラ６７により制御される切換弁６８と、可変絞９
弁６９と、逆止弁７０とからなり、ツールキャリア２ｏ
が′　クロスレール６に沿ってツールマガジン側ツール
受は渡し位＠Ｅに近づく向きに移動する動作の最終段階
に於いて、ローラ６７が、クロスレール６に対する所定
位置に取付けられたドッグ７１に係合することにより、
切換弁６８が切換わって可変絞り弁６９の紋り作用でツ
ールキャリア２０の移動が減速される。また７２は油圧
ポンプ５８からトレーサ弁５７に至る管路７３の分岐管
７４に設けたアンロード付きの減圧弁である。

トレーサ弁５７は門形工作機械１の制御装置１６によシ
次の様に制御される。即ち、制御装置１６からツールマ
ガジン側ツール受は渡し指令７５が発せられると、ソレ
ノイド６４が付勢され、トレーサ弁５７がソレノイド６
４の作用によりＰ位置をとり、従ってツールキャリア２
０はクロスレール６に沿いツールマガジン側ツール受は
渡し位置Ｅに近づく向きに移動する。

またツールキャリア２０がツールマガジン側ツール受は
渡し位置Ｅにあるときツールマガジン側ツール受は渡し
指令７５を解除すべき指令が発せられると、ソレノイド
６４が消勢され、トレーサ弁５７がスプリング６３の作
用によりＭ位置をとり、従って、ツールキャリア２０は
クロスレール６に沿い主軸ヘット側ツール受ｆｆｆｆし
位置ＰＫ近づく向きに移動するが、主軸ヘッド７による
加工動作が終了しないうちは主軸ヘッド側ツール受は渡
し指令５２が解除された状態にあるのでシリンダ４７の
ピストンロッド４８は前述の如く伸長状態Ｊにあり、従
って、主軸ヘッド側ツール受は渡し位ｉｉＦに近づく向
きに移動するツールキャリア２０は、突当て棒６２が伸
長状態Ｊのピストンロッド４８の先端に当接して所定寸
法だけ押し込まれトレーサ弁５７がＮ位置をとることに
より、クロスレール６に清う移動を停止する。ツールキ
ャリア２０がこのようにして停止した位置が、主軸ヘッ
ド７に対する待機位置Ｇである。主軸ヘッド７による加
工動作が終了しないうちに、主軸ヘッド７がクロスレー
ル６に宿って右に即ちツールキャリア２０から離れる向
きに移動する動作を行なうと、ピストンロッド４８が突
当て棒６２から一時的に遠去かる向きに移動するから、
トレーサ弁５７がＭ位置をとシ、従ってツールキャリア
２０が回転モータ３２によりクロスレール６に漬って主
軸ヘッド７に近付く向きに駆動され、ツールキャリア２
０が主軸ヘッド７に対する待機位置Ｇに至ると、トレー
サ弁５７がＮ位置に戻ることによりクロスレール６に溢
うツールキャリア２０の移動が停止する。また主軸ヘッ
ド７による加工動作が終了しないうちに、上記とは反対
に主軸ヘッド７゛がクロスレール６に旧って左に即ちツ
ールキャリア２０に近付く向きに移動する動作を行なう
と、ピストンロッド４８が突当て棒６２を更に押込むか
ら、トレーサ弁５７がＰ位置をとり、従ってツールキャ
リア２０が回転モータ３２によりクロスレール６に沼っ
て主軸ヘッド７から遠去かる向きに駆動され、ツールキ
ャリア２０が主軸ヘッド７に対する待機位置Ｇに至ると
、トレーサ弁５７がＮ位置に戻ることＫよシフロスレー
ル６に沿うツールキャリア２０の移動が停止する。この
ようにしてツールキャリア２０は、主軸ヘッド７による
加工動作の終了するまで主軸ヘッド７が移動しても主軸
ヘッド７に対する待機位置Ｇを維持することができる。

次いで主軸ヘッド７による加工動作が終了した後制御装
置１６から主軸ヘッド側ツール受は渡し指令５２が発せ
られると、シリンダ４７のピストンロッド４８は前述の
如く縮小状態Ｋになるので、トレーサ弁５７がＭ位置を
とり、従ってツールキャリア２０が回転モータ３２によ
りクロスレール６に市って主軸ヘッド７に近付く向きに
駆動され、突当て棒６２がピストンロッド４８にて所定
寸法だけ押し込まれトレーサ弁５７がＮ位置をとること
によす、ツールキャリア２０はクロスレール６に涜う移
動を停止する。ツールキャリア２０がこのようにして停
止した位置が主軸ヘッドツール受は渡し位置Ｆである。

次に上述した自動工具交換装置２によりツールＴの交換
をする手順を説明する。主軸ヘッド７がツール交換を終
えた時点から説明を始めると、制御装置１６からツール
マガジン側ツール受は渡し指令７５が発せられ、故にツ
ールキャリア２０は、クロスレール６に溢いツールマガ
ジン側ツール受は渡し位置Ｅに近づく向きに移動シ、デ
セラレーション弁６５０作用で減速されながら、図示し
ない位置決め手段によりツールマガジン側ツール受は渡
し位置Ｅに到着して停止する。ツールキャリア２０がこ
の様に移動動作をしている間にワーク等との干渉を生ず
る虞がない領域に出ると、主軸ヘッド７とワークとの相
対的位置決め動作を経て、主軸ヘッド７が加工動作を開
始する。ツールキャリア２０が横アーム２８又は立アー
ム２９にて横主軸１２又は立主軸１３から受は取った使
用済みのツールは、ツールキャリア２０が上記の如くツ
ールマガジン側ツール受は渡し位置Ｅに向けて移動動作
をしている間に、横位（ＩＯ又は文位置りをとるツール
ボット２７に渡される。尚ツールボット２７は、横位置
０にて斯様にしてツールを受は取った場合は、ツールキ
ャリア２０がツールマガジン側ツール受は渡し位置Ｅに
到着するまでに正位置りをとる様に回動される。一方エ
レベータ１９のシングルアーム１８はツールを保持しな
い状態で既に位［Ｂ迄上昇している。

そこで上記の如くツールマガジン側ツール受は渡し位ｌ
１ｌｉ′Ｂに到着したツールキャリア２０は、ツールボ
ット２７にて保持するツールを位置Ｂのシングルアーム
１８に渡ス。シングルアーム１８はこのツールを保持し
た状態で位置人まで下降して、該ツールをツールマガジ
ン１７の所定番地であるツールボット２２に戻し又はツ
ールマガジン１７の空いているツールボット２２に戻し
てこれに所定番地を付する。その後主軸ヘッド７に於い
て次の加工に使用するべきツールを収納するツールボッ
ト２２が呼出され、シングルアーム１８はツールボット
２２から７−ルを受は取って、このツールを保持した状
態で位１１　Ｂまで上昇し、ツールマガジン側ツール受
は渡し位置Ｅに停止しているツールキャリア２０のツー
ルボット２７に該ツールを渡ス。ツールキャリア２０が
斯様にしてツールを受は取ると、制御装置１６からツー
ルマガジン側ツール受は渡し指令７５を解除する指令が
発せられ、故にツールキャリア２０は、クロスレール６
に沿い主軸ヘッド側ツール受は渡し位置Ｆに近づく向き
に移動し、主軸ヘッド７による加工動作が終了するまで
待機位置Ｇにて待機する。ツールギヤリア２０がツール
ボット２７にてシングルアーム１８から受は取った次に
使用すべきツールｉ、ツールキャリア２”０が上記の如
く主軸ヘッド側ツール受は渡し位置Ｆに向けて移動動作
をしている間に、立アーム２９に渡され又はツールボッ
ト２７が横位置Ｏに回動した後横アーム２８に渡される
。またツールキャリア２０が待機位置にある間に、主軸
ヘッド７が加工の必要上クロスレール６に沿ってその位
置を移動するときは、ツールキャリア２０も第５図に基
づいて説明した如く主軸ヘッド７の移動に追従しながら
クロスレール６に沿って移動し、故にツールキャリア２
０は常に主軸ヘッド７に対する待機位１ｉＧを維持する
。然る後主軸ヘッド７による加工動作が終了すると、制
御装置１６から主軸ヘッド側ツール受は渡し指令５２が
発せられ、故にツールキャリア２０はクロスレール６に
沼って主軸ヘッド側ツール受は渡し位置Ｆに移動して肢
位１ｔＦで停止する。斯様にツールキャリア２０が主軸
ヘッド側ツール受は渡し位置Ｆにある状態に於いて、横
アーム２８又は立アーム２９が横主軸１２又は立主軸１
３に装着されているツールを掴持して後、横アーム２８
又は立アーム２９が伸長動作と１８０度旋回動作と縮小
動作とを順次行なうことにより、次に使用すべきツール
を横主軸１２又は立主軸１３が保持し且つ既に使用の済
んだツールを横アーム２８又は立アーム２９が保持する
こととなる。

次いで制御装＠１６からツールマガジン側ツール受は渡
し指令７５が発せられ、一方主軸ヘッド側受は渡し指令
５２を解除すべき指令が発せられると共に主軸ヘッド７
が新たに装着されたツールによる加工動作を開始する。

以後上記と同様の手順を繰り返す如く制御装置１６にて
制御を行なうことにより、自動的にツールを交換しなが
ら横主軸１２及び立主軸１３を使いわけて連続的な加工
動作によりワークＷの五面加工を行なうことができる。

然かもツール交換後主軸ヘッド７に於いて加工動作を行
なう間ツールキャリア２０が主軸ヘッド７で次に使用す
べきツールを保持した状態で待機位置をとυながら主軸
ヘッド７の移動に追従することができ、前のツール交換
後ツールキャリア２０が斯様に待機位置をとるまでに行
なわれるべき諸動作は通例の場合主軸ヘッド７に於いて
加工動作を行なっている間に終了するから、この加工動
作が終った後火の加工動作を開始するまでに工具交換動
作に要する時間は、主軸ヘッド７に於いて加工動作が終
った後ツールキャリア２０が待機位置Ｇから主軸ヘッド
側ツール受は渡し位置Ｆに移動しまたツールキャリア２
０が主軸ヘッド７との間でツールの受は渡しを行なうに
要する時間で足りる。特に待機位置Ｇをワークの形状、
大きさその他の条件に応じツールキャリア２０がワーク
と干渉しない範囲で可及的に主軸ヘッド側ツール受は渡
し位置Ｆに近い位置とすることができるから、上記の主
軸ヘッド７に於いて加工動作が終わった後ツールキャリ
ア２０が待機位置Ｇから主軸ヘッド側ツール受は渡し位
置Ｆに移動するに要する時間も可及的に短時間とするこ
とができる。また待機位置Ｇ（ｄワークの大きさや主軸
ヘッド７の形状などに応じてツールキャリア２０を主軸
ヘッド７に対する干渉の虞のない相対位置に定めるべき
位置とすることができるから、大型のワーク襄加工する
工作機械に本発明を適用してツールキャリア２０がワー
クと干渉することなく安全に、ツールの交換に要する時
間を短縮することが可能である。

以上本発明をその実施例に基づいて説明したが、本発明
の構成要素中若干のものについて実施例との対応関係を
説明すれば、ツール受は渡し時切換手段は、図示の実施
例に於いてはソレノイド６４を具備するトレーサ弁５７
と、該トレーサ弁５７の突当て棒６２に当接すべきピス
トンロッド４８を具備するシリンダ４７と、該ピストン
ロッド４８を縮小させる電磁切換弁４９及び圧力源５０
である。また待機時追従手段は、図示の実施例に於いて
はＭ、Ｎ、Ｐの３位置を突当て棒６２とスプリング６３
との作用で切換えるトレーサ弁５７である。而して本発
明は特許請求の範囲に記載されたツールキャリアや駆動
手段と、ツール受は渡し時切換手段と待機時追従手段と
の組合わせにより主軸ヘッドに於ける加工動作中にツー
ルキャリアが主軸と干渉しない待機位置をとりながら主
軸ヘッドに追従しつる点に特徴があシ、この特徴を失わ
ない範囲で、上記実施例に示された具体的構成に限定さ
れることなく種々変・更しうるものである。

以上詳細に説明した様に本発明はツールの交換による加
工時間の遅れを短縮して生産性の向上を図り、大型ワー
クを対象とする工作機械の自動工具交換装置にも適用可
能な頗る利用効果の高い発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を表わし、第１図は本発明に係る
自動工具交換装置を装備した門形エイ下機械を示す正面
図、第２図はツールキャリア付近を表わす左側面図、第
３図は部分正面図、第４図は部分平面図、第５図は回路
図、第６図は自動工具交換装置の各部の動作方向を示す
斜視図である。 ｌ・・・門形工作機械 ２・・・自動工具交換装置 ７・・・主軸ヘッド １６・・・制御装置 １７・・・ソールマガジン ２０・・・ツールキャリア ３２・・・回転モータ ４７・・・シリンダ ４８・・・ピストンロッド ４９・・・電磁切換弁 ５０・・・圧　力　源 ５２・・・主軸ヘッド側ツール受は渡し指令５３・・・
ソレノイド ５７・・・トレーサ弁 ６２・・・突当て棒 ６３・・・スプリング ６４・・・ソレノイド ７５・・・ツールマガジン側ツール受は渡し指令Ｅ・・
・ツールマガジン側ツール受は渡し位置Ｆ°・・・主軸
ヘッド側ツール受は渡し位置Ｇ、１．待機位置 Ｔ・・・ツール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主軸ヘッドの位置が可変な工作機械の制御装置で制御さ
   れる駆動手段により前記主軸ヘッドとツールマガジンと
   の間でツールキャリアを介してツールを搬送し交換する
   ものに於いて、前記主軸ヘッドによる加工動作の終了後
   若しくは主軸のツール交換後に前記制御装置からの指令
   により前記ツー　ルキャリアが主軸ヘッド側ツール受は
   渡し位置又はツールマガジン側ツール受は渡し位置へ向
   けて移動するように前記駆動手段の駆動方向を切換える
   ツール受は渡し時切換手段と、前記制御装置から前記ツ
   ール受は渡し時切換手段の指令がないとき前記ツールキ
   ャリアが前記主軸ヘッドに対して前記主軸ヘッド側ツー
   ル受は渡し位置よりも離れて所定の待機位置を保持しな
   がら前記主軸ヘッドに追従するよ〉前記駆動手段を切換
   える待機時追従手段とを有することを特徴とする自動工
   具交換装置。