JPS5939255B2 - 工具交換機構を備えた工作機械 - Google Patents

工具交換機構を備えた工作機械

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JPS5939255B2
JPS5939255B2 JP52097725A JP9772577A JPS5939255B2 JP S5939255 B2 JPS5939255 B2 JP S5939255B2 JP 52097725 A JP52097725 A JP 52097725A JP 9772577 A JP9772577 A JP 9772577A JP S5939255 B2 JPS5939255 B2 JP S5939255B2
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socket
magazine
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carrier
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工具交換機構を備えた工作機械に関する。
工具交換機構に使用される多数の工具を貯蔵することは
在来問題とされていた。
使用する工具が比較的少数である場合には、円形回転マ
ガジンを工作機械に容易に装架し、これら工具を貯蔵す
るようになすことができる。
この型のマガジンにおいては、円形すなわち環状の板が
工具受入ソケットを担持し、かつ抜板が回転せしめられ
、所要の工具を工具準備個所に動かすようになっている
。
しかしながら多数の工具が必要とされる場合には、１鎖
型の貯蔵マガジンが使用され、工具受入ソケットが所定
通路内を移動する鎖によって担持され、該ソケットを工
具準備個所に選択的に動かすようになっている。
前記録は工作機械の枠に適合させるために非円形通路に
沿って導くことができるが、この鎖はなお大きな空間を
必要とし、工作機械にとっては邪魔な存在となる。
このようなマガジンにおいては空間を節約するために鎖
が曲がりくねった通路に沿って移動するように設計され
るが、これは高価につくばかりでなく誤動作を起こし易
く、維持の費用を増加させる。
本発明はソケットの列の二つの同心円を剛直な板の上に
配置し、かつ前記ソケットの任意の一つと工具準備位置
との間において工具を動かす工具転送部材を設けること
により、銀型マガジンの如き欠点を伴うことなくマガジ
ンの工具容量を増加せしめんとするものである。
米国特許第３，７６０，４９１号には工具交換機構にお
いて、キャリヤ上に装架された工具交換腕を有し、前記
キャリヤが本発明の場合と同様に、工具交換位置と工具
装荷位置との間を駆動し得るようになった工具交換機構
が記載されている。
しかしながらこのような在来の装置においては工具ソケ
ットは鎖から取外し得るカートリッジの中に形成されて
いる。
前記キャリヤは該キャリヤが装荷位置にきた時にこのキ
ャリヤにカートリッジを締着するための締着装置を有し
ている。
前記キャリヤは工具交換位置に駆動した時にマガジンか
らカートリッジを取出し、かつこれを工具交換位置に動
かし、ここで工具交換腕が主軸と、この時キャリヤによ
って支持されているカートリッジとの間で工具を交換す
る。
本発明は駆動自在キャリヤによって工具交換腕を支持す
ると言う同じ考えを維持し、同じ効果的な作業を行い得
るようにするものではあるが、準備ソケットがキャリヤ
の一体部分をなし、該キャリヤと共に装荷位置と工具交
換位置との間を移動するようになっている。
キャリヤおよびその準備ソケットが装荷位置にある時は
、マガジンの工具転送腕は前に使用された工具を準備ソ
ケットから取外し、かつ新しい工具を該準備ソケットに
挿入し、続いてこれを主軸に転送するようになっている
。
これによって取外し自在カートリッジを備えた複雑にし
て高価な工具交換鎖およびキャリヤに対する締着機構を
省略することができる。
本発明による改良工具交換機構はソケットの単数または
複数の円形列を有する工具貯蔵マガジンを有している。
ソケットの円を二つ以上設ける場合には、空間を節約す
るために同心となすことができるが、相反に接するよう
に配置することもできる。
最大の工具容量を得るためには同心円および接円の組合
わせ配置を行うこともできる。
前記円が同心をなす場合には、ソケットの外方円は環状
板の上に装架され、一方ソケットの内方円は同様に環状
をなす別の板の上に装架される。
ソケットの外方円を支持する板は固定され１．一方ソケ
ットの内方円を支持する板は前記ソケット外方円に対し
て回転するように配置される。
工具転送部材はソケットの内方円の中に装架され、かつ
前記ソケットの倒れかの列に対して工具の取出しおよび
挿入を行う。
この目的のために工具転送部材は回転することができか
つグリップを備えている。
前記腕は伸長してその軸線を何れかのソケット列内の工
具と係合せしめ、さらに前記板に対し近接または離退し
、前記ソケットに対し工具の挿入および取出しを行い得
るようになっている。
前記内方列の円は開口を形成する中断部分を有し、転送
腕はこの開口を通ってソケット外方円内の工具と係合し
、かつ工具転送部材がソケット外方円に対して工具の取
外しまたは挿入を行いつつある時にソケット内方円が転
送部材と共に回転し、前記開口と該転送部材との整合状
態を維持するようになっている。
これに反し、選択された工具がソケットの内方円内にあ
る時は、この内方円は定位置に締着され、かつ工具転送
部材は内方円に対して回転し、前記グリップを所要工具
と整合させるようになっている。
作業を行う時は、工具転送部材はソケット内方円に対し
て回転し、または該内方円と共に回転し、所要のソケッ
トと整合するようになっている。
工具転送部材は次に伸長してそのグリップをソケットと
整合せしめ、該ソケットに工具を挿入しまたは該ソケッ
トから工具を取出すようになる。
ソケットの外方円は一つの開放空隙を有し、該空隙は工
具交換腕を作動的に支持するキャリヤの一体部分をなす
準備ソケットを受入れるようになっている。
前記キャリヤは装荷位置と工具交換位置との間で枢動す
ることができる。
キャリヤが装荷位置にある時は、その準備ソケーットは
マガジン内のソケット外方円の部分をなしている。
工具転送部材は前に使用された工具をこの準備ソケット
から引出し、かつこれをマガジン内の適当なソケットに
復帰させる。
同様に前記転送部材は選択された工具をマガジンから引
出しかつこれを準備ソケットに挿入する。
新しい工具が準備ソケットに挿入された後、キャリヤは
その装荷位置から工具交換位置に枢動せしめられる。
この位置においては工具交換腕は主軸内の前に使用され
た工具と係合し得るようになり、同時にこの腕は準備ソ
ケット内の新しい工具と係合する。
前記工具交換腕は軸線方向に移動して画工具を引出し、
１８０度回転してこれら工具の位置を逆にし、再び軸線
方向に向って、反対方向に移動し、前に使用された工具
を準備ソケットに挿入してマガジンに復帰させると共に
、新しい工具を主軸に挿入して次の機械加工に使用され
るようにする。
次に添付図面によって本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明による工具交換機構を示す。
この工具交換機構は共働する工作機械の左側に装架され
、工作機械主軸内の工具を自動的に交換し、次に加工作
業を行うようになっている。
図示の工作機械は普通のセンター加工機であるが、本工
具交換機構は他の種々の工作機械に使用し得るものと解
すべきである。
図示の工作機械はベッド２０を備え、該ベッドは前方延
長部分２１を有し、この延長部分の上には加工物支持テ
ーブル２２が摺動自在に装架されている。
前記テーブル２２は前記ベッド２０によって担持された
１対の送り台２３に対して横方向に、水平に移動するこ
とができる。
テーブル２２のこの移動通路は技術的には移動の゛Ｘ″
軸線と称されている。
回転テーブル２５は前記テーブル２２の頂部に装架され
かつ加工物は加工を行うために前記回転テーブル２５に
締着される。
このテーブルは回転して加工物の異なる側を、主軸２１
によって担持されたカッタ２６に露呈する。
主軸２７は機械加工を行うためにカッタ２６を回転せし
め、かつ該主軸は主軸頭３０によって担持され１．この
主軸頭は送り台３１上に装架され。
技術的に移動の１１ Ｙ”′軸線と称される垂直通路内
を運動するようになっている。
送り台３１は前記送り台２３上に摺動自在に装架された
直立柱３５によって支持され、該直立柱は７ ＋１軸線
に沿つたテーブル２２の水平移動通路に対して横方向の
水平通路内を運動するようになっている。
したがって柱３５、主軸頭３０および加工物テーブル２
２は相互に横方向に、三つの移動通路内を線形に移動す
ることができる。
なお回転テーブル２５は回転運動を行い、運動＋１ Ｃ
“′軸線と称される第４運動軸線を形成するようになっ
ている。
第１図に示される如く、本発明の工具交換機構は柱３５
の左側に装架され、主軸内の工具２６を、全体が４０に
よって示された工具貯蔵マガジンによって担持された複
数の工具の任意の一つと交換するようになっている。
カッタ２６は第１３図に示された工具ホルダ４１内に装
架され、かつ工具ホルダ４１および該ホルダによって担
持されたカッタの組合わせはマガジン４０と主軸２７の
間において転送される。
したがって工具ホルダ４１および切削工具２６の組合わ
せはその全体が工具４２と称される。
主軸２γ内の工具４２の交換は全体が４３によって表わ
された工具交換腕によって行われ、この腕は枢動キャリ
ヤ４４によって担持されている。
第７図に示される如く、キャリヤ４４は第７図の実線に
よって表わされた装荷位置と、同図の破線によって表わ
された工具交換位置との間を枢動することができる。
キャリヤは軸線４５のまわりを枢動することができ、こ
の運動はピストンおよびシリンダ機構４６によって行わ
れる。
この目的のためにピストン棒４７は前記ピストンおよび
シリンダ機構４６の外方に延び、かつその延長端に小孔
４８を有し、キャリヤ４４の枠に装着されるようになっ
ている。
ピストン棒４γは前記ピストンおよびシリンダ機構４６
内に後退し、キャリヤ４４を第７図の実線によって表わ
される如きその装荷位置に動かすようになっている。
このキャリヤ４４はストップ４９によって装荷位置に正
確に位置決めされ、該ストップ４９はスタッド５０の端
部と衝当するようになっている。
ピストン棒４７は前記ピストンおよびシリンダ機構４６
の外方に延び、キャリヤ４４を第１図の実線によって表
わされた位置から反時計方向に向って、破線によって表
わされた工具交換位置に枢動させる。
前記キャリヤ４４はストップ５５がスタッド５６と衝当
することによって工具交換位置に正確に位置決めされる
。
工具準備ソケット６０はキャリヤ４４と一体的に形成さ
れ、主軸２７または工具貯蔵マガジン４０から単一の工
具を受入れるようになっている。
キャリヤ４４が第７図の実線によって表わされた装荷位
置にくれば、工具準備ソケット６０も工具装荷位置を占
め、後述の如き態様でマガジン４０から新しい工具を受
入れる。
工具４２はソケット６０内に挿入され０１次にキャリヤ
４４が反時計方向に向って工具交換位置に枢動し、ソケ
ット６０とその関連工具４２とを動かす。
これは工具交換腕４３を主軸２７と共働関係を有するよ
うに位置決めする。
工具交換腕は次に主軸２γ内の工具４２およびソケット
６０内の工具４２と同時に係合する。
この工具交換腕４３は続いて軸線方向外方に移動し、前
に使用した工具を主軸２７から引出しかつ新しい工具を
工具準備ソケット６０から引出す。
工具交換腕は次に１８０度回軸回転二つの工具４２の位
置を交換し、続いてキャリヤ４４内に後退して新しい工
具４２を主軸２７に挿入し、前に使用された工具を工具
準備ソケット６０に挿入する。
この工具交換が終了すれば、キャリヤ４４は装荷位置に
復帰し、ここで前に使用された工具４２を工具準備ソケ
ット６０から取外し、かつこれをマガジン４０内の適当
なソケットに返す。
次に新して工具４２が工具準備ソケット６０内に入れら
れ１．該ソケットが前述の如き態様で主軸２７に転送さ
れ、次の加工作業を行うようになる。
キャリヤ４４および工具交換腕４３の動作の詳細）ま昭
和４８年９月２５日付、ＦｒａｎｋＺａｎｋｌｅおよび
Ｅａｒｌ Ｒ，Ｌｏｈｎｅｉｓの米国特許第３．７６０
，４９１号に記載されている。
工具交換腕４３およびキャリヤ４４は前記特許に記載さ
れていると全く同じ態様で作動するが、異なる点はこの
構造においてはキャリヤ４４が工具準備ソケット６０を
含まず、その代りに工具およびその関連カートリッジを
マガジンから引出すようになっていることである。
他のすべての点；こおいてはキャリヤ４４および工具交
換腕４３の構造および動作は同じである。
工具貯蔵マガジン４０はソケット６１の外方円と、ソケ
ット６２の同心内方円とを有している。
外方円内のソケット６１は回転しないように固定された
環状板６４によって担持されている。
ソケット６２の内方円は環状板６５によって担持され、
この板は後述の如く選択的に回転せしめ得るようになっ
ている。
ソケ゛ット６１の外方円は環状板６４内の矩形開口６６
に対する空隙を形成するように中断され、前記開口６６
は工具準備ソケット６０の関連キャリヤ４４が第１図乃
至第４図に示される如く装荷位置にある時に、該工具準
備ソケット６０を受入れるようになっている。
ソケット６２ゐ内方円も中断され、全体が７０によって
示された工具転送部材の動作１こ対する間１隙を形成す
るようｔこなっている。
工具転送部材７０はソケット６１の外方円またはソケッ
ト６２の内方円から工具４２を引出すためのものである
。
この目的のために転送部材には伸長可能腕７１が設けら
れ、この腕は第１３図に示される如く、工具ホルダ４１
上に形成されたフランジγ３を把持するためのグリップ
７２を有している。
腕７１は工具転送部材ハウジング１４によって摺動自在
に担持されている。
ハウジング７４は回転板７５上に装架され、該回転板は
工具貯蔵マガジン４０の枠によって回転自在に支持され
ている。
回転板７５は後述の如き態様で動力により回転せしめら
れ、かつこの回転板は工具転送部材７０がソケット６１
の外方円と共に作動する時に前記環状板６５と一体的に
回転することができる。
これに反し回転板γ５および工具転送部材７０は該工具
転送部材がソケット６２の内方円と共１・こ作動する時
には環状板６５シこ対して回転することができる。
前述の如くソケット６２の内方円は開１０すなわち間隙
７６を有し、工具転送部材１０がソケット６１の外方円
と共に作動する時に該工具転送部材のグリップ７２およ
び腕１１を通過せしめ得るようになっている。
したがって工具転送部材７０がソケット６１の外方円と
共に作動しつつある時はこの工具転送部材γ０は第１図
に示される如く前記開口γ６と整合し、かつ環状板６５
は工具転送部材と共に回転するように錠止され、開口γ
６を前記整合状態に維持するようになっている。
ユニット全体はグリップ７２が指定されたソケット６１
と整合するまで回転せしめられ、この整合状態は第１１
図に示されたエンコーダユニット７７によって設定され
る。
グリップγ２が選択されたソケットと整合すれば、腕１
１は第４図ｔと示される如く伸長し、該ソケット内の工
具４２と係合する。
ハウジング７４を有する工具転送部材７０は次に板７５
から離れ、選択された工具４２をソケット６１の外方円
から引出す。
次に工具転送部材は第４図に示された位置から第３図に
示された位置に回転し、ここでグリップ７２内の工具４
２は工具準備ソケット６０と整合する。
工具転送部材７０は次に板γ５の方に向って内向きに移
動し、新しい工具を工具準備ソケット６０に挿入する。
グリップ１２が工具準備ソケット６０内の工具４２から
離れた後、キャリヤ４４はその工具交換位置に枢動し、
工具準備ソケット６０内の新しい工具４２が主軸２γ内
の工具と交換されるようにする。
もちろんキャリヤ４４が装荷位置に復帰すれば、グリッ
プγ２は開口γ６を通って、工具準備ソケット６０内の
工具と係合するようをこなる。
次に逆の動作が行われ、この動作においては工具転送部
材７０が板７５から離れ、前に使用された工具をソケッ
ト６０から引出す。
もしこの工具が外方円田内のソケット６１の一つに復帰
すべきものとすれば、板６５は工具転送部材１０と共に
、グリップ７２内の工具４２が選択されたソケット６１
と整合するまで回転する。
工具転送部材７０は次に内方に向って板７５の方に移動
し、前に使用された工具を、前に該工具が引出された同
じソケット６１の中に挿入する。
工具転送腕１０がソケット６２の内方円と一つと共に作
動する時には、環状板６５は第２図に示された位置に静
止する。
工具転送腕は次に環状板６５に対して回転し、そのグリ
ップ１２を、所要の工具を含むソケット６２と整合させ
る。
環状板６５がこの位置にくれば、開口アロは適当に位置
決めされ、グリップ７２を工具準備ソケット６０の方に
通し得るようになる。
工具転送腕は次に前述の場合と同様に作動し、前に使用
された工具を工具準備ソケット６０から指定されたソケ
ット６２（こ復帰させる。
同様に新しい工具がソケット６２の一つから引出されか
つ工具準備ソケット６０内に挿入され、主軸２７に転送
されるようになる。
環状板６５は板γ５に装着され、第５図および第６図に
示される如き両面ピストンおよびシリンダ機構８０によ
って、抜板γ５および関連工具転送部材γ０と共に回転
される。
前記ピストンおよびシリンダ機構８０はなお環状板６５
およびその関連ソケット６２を第２図１：こ示された位
置に装着し、工具転送部材７０が環状板６５に対して回
転し得るようにする。
このピストンおよびシリンダ機構８０は県伏板６５に固
定されたシリンダ８１を有している。
シリンダ８１内にはピストン８２が含まれ、かつこのピ
ストンの片側からはピストン棒８３が延び、かつ反対側
からは池のピストン棒８４が延びている。
環状板６５を回転板γ５に対して錠正し、ソケット６２
が工具転送部材７０と共に回転するようになすために、
該工具転送部材７０は第１図に示される如くその腕１１
およびグリップ７２が開口アロと整合するように位置決
めされる。
次にピストン棒８４を含むピストンの側において、シリ
ンダ８１内に流体圧力が導入され、該ピストンをシリン
ダの一端に動かし、そのピストン棒８３を前記板Ｔ５内
に形成された孔８５の中に動かすようになっている。
工具転送部材７０をソケット６２に対して動ろ）さんと
する場合には、環状板６５を定位置に締着し、シリンダ
８１の相対する端部に圧力を導入することによりその開
口アロが第１図に示される如く工具準備ソケット６０と
整合するようにする。
これはピストン８２を、前記ピストン棒８３が孔８５か
ら引出される方向に動かし、かつ相対するピストン棒８
４を板８１内に形成された孔８６の中に動かす。
前記板８７は工作機械の柱３５上に装架された枠８８を
こ装着され、かつマガジン４０の作動機構を支持する。
ピストン棒８３．８４は、その一つ８３が孔８５に入る
時に、他の一つ８４が孔８６とまだ保合状態にあり、前
記ピストン棒８３が孔８５と完全に係合するまでは孔８
６から完全に出ないよう配置されている。
同様にピストン８２が反対方向に移動しつつある時は、
ピストン棒８３が孔８５から出る前に孔８６に入る。
このような配置によればピストン８２が作動する時に滑
りが生じない。
以上の説明によって明らかな如し工具転送部材７０の腕
γ１はソケット６１．６２の二つの円に適合する二つの
異なる距離に伸びねばならぬ。
この目的のために第５図および第６図に示される如く、
工具転送部材７０のハウジング７４はスライド９０を有
し、該スライド内には二つの液圧シリンダ９１．９２が
形成されている。
シリンダ９１はピストン９３を含み、該ピストンは外方
に延びるピストン棒９４を有し、工具転送腕７１に装着
されるようになっている。
腕７１は第１図においては完全後退位置にある状態が示
されており、この位置においては内方円ソケット６２の
任意の一つと係合するようＩこ延び、この時は第５図Ｉ
こ示される如く、ピストン９３の左側に液圧を加えれば
良い。
これはピストンを右方に動かしてピストン棒９４および
工具転送腕１１を外方に伸長せしめ、グリップ７２がソ
ケット６２内の工具４２と係合するようにする。
グリップ７２を外方円ソケット６１の一つの中の工具と
係合せしめんとする時には、ピストン棒９４は第５図に
示すように伸ばされるが、なおこの他にシリンダ９２内
に含まれるピストン９５の右側１こ圧力が導入される。
ピストン９５はピストン棒９６によってハウジング７４
に装着され、該ピストン棒はピストンと相対ｒるその端
部がハウジング７４の壁に螺着されている。
したがってピストン９５の右側に液圧を加えれば、スラ
イド９０はハウジング７４の外方に向って第６図に示さ
れる如き位置に移動し、かつこれによってグリップ７２
は外方円ソケット６１の一つの中の工具と係合する。
腕７１はシリンダ９Ｌ９２内の液圧の流れを反転させる
ことによって後退する。
工具準備ソケット６０およびマガジンソケット６１゜６
２に対して工具の引出しおよび挿入を行うためには、工
具転送部材７０が板７５に対し直線的に近すきまたは遠
ざかるように運動し得ねがならぬ。
この目的のために第８図および第９図に示される如く、
前記ハウジング１４に内方に延びる柱１０１が設けられ
、この柱はシリンダ１０２内に摺動自在に配設されてい
る。
前記柱１０１は１対の直径的に相対する外方スプライン
１０３を有し、シリンダ１０２の壁から延びる、同様に
直径的に相対する共動内方スプライン１０４と係合する
ようになっている。
スプライン１０３，１０４が係合すれば、シリンダ１０
２内における柱１０１の回転が阻止される。
シリンダ１０５は柱１０１の軸線に沿って形成され、か
つピストン１０６を有している。
ピストン棒１０７はピストン１０６の片側に装着され、
かつここから外方に延び、リング歯車１１０の中心と堅
く係合するようになっている。
このリング歯車１１０はシリンダ１０２に対して固定さ
れている。
工具転送部材１０は第８図においてはその後退位置、す
なわち常態位置にある状態が示されている。
工具転送部材γ０を外方に伸ばし、ソケットの一つから
工具を引出すようにする場合には、第８図に示される如
くピストン１０６の左側においてシリンダ１０５に液圧
を加える。
ピストン１０６がピストン棒１０７に装着され、かつ該
ピストン棒が７リング１０２に対して固定されているた
め（こ、柱１０１全体；ま第９図に示される如き位置に
向って外方に移動し、ソケットの一つから係合した工具
４２を引出すようになる。
シリンダ１０２はバブ１１１内に形成され、該バブの一
端には板７５が装着されかつ相対する端部には前記リン
グ歯車１１０が装着され、この歯車はねじ１１２および
ダボ１１３によってバブ１１１に装着されている。
前記バブ１１１は軸承１１４．１１５によって枠８８に
軸持され、板１５、バブ１１１およびリング歯車１１０
を一体として回転せしめ得るようになっている。
柱１０１はスプライン１０３，１０４によってバブ１１
１と共に回転するようにされているから、リング歯車１
１０が回転すればこれに対応して工具転送部材７０も回
転する。
工具転送部材７０はソケット６２を含む環状板６５に対
して回転し得なければならず、したがって環状板６５は
バブ１１８を有し、該バブ１１８は片側においては軸承
１１６，１１７により枠８８に対して軸持され、かつ反
対側においては軸承１１４，１１５と噛合し、バブ１１
１に対して回転し、それによって工具転送部材γ０が環
状部材６５に対して回転し得るようになっている。
第１１図に示される如く工具転送部材７０を回転させる
ための動力はモーター１２０から得られ、該モーターは
全体が１２５によって示された変速機を駆動するように
連結されている。
前記モーター１２０は周知の型のものとなすことができ
、たとえば固定した押出しピストン型液圧モーターとな
すことができる。
変速機１２５はリング歯車１１０およびその関連工具転
送部材７０をエンコーダ７７と同期するように駆動し、
該エンコーダが種々のソケットを周知の態様で表わすよ
うになっている。
前記モーター１２０は全体が１２６によって表わされた
遊星歯車装置を作動し、かつ遊星歯車キャリヤ１２７を
相持し、該キャリヤは相対して配設された軸１２８，１
２９を支持している。
軸１２８は遊星歯車１３０を回転自在に担持し、軸１２
９も遊星歯車１３１を回転自在に担持している。
遊星歯車１３０，１３１は共に、軸１３６上に堅く装架
された太陽歯車１３５と係合している。
軸１３６はスプライン付の端部１３１によって回転が阻
止され、該端部は変速機ハウジングに堅く装着されてい
る板１３８内に形成された共働スプラインと係合してい
る。
回転太陽歯車１４０は二つの遊星歯車１３０゜１３１と
係合し、かつ適当な軸承によって軸１３６上ｔこ軸持さ
れたバブ１４１によって支持され、該歯車１４０が回転
遊星歯車１３０，１３１によって回転せしめられるよう
ｔこなっている。
ピニオン１４２はバブ１４１の端部にキー止めされ、か
つリング歯車１１０と噛合している。
したがって遊星歯車１３０，１３１によって太陽歯車１
４０が回転せしめられれば、ピニオン１４２が回転し、
これはリング歯車１１０を回転させる。
第２出力は遊星歯お装置１２６から得ろれ、エンコーダ
７７に同期角度運動を行わせる。
この目的のために第２歯車１４５がバブ１４１に固定さ
れて該バブと共に回転し、太陽歯車１４０を同時に回転
させるようになっている。
第２歯車１４５は軸１４７上に回転自在に装架された歯
車１４６と噛合し、該軸１４７は軸承１４８，１４９に
よって変速機ハウジング内に回転自在に支持されている
。
歯車１４６と相対する軸１４７の端部は共働歯車１５１
と噛合するピニオン１５０を有している。
歯車１５１は軸１５５と回転するようにキー止めされ、
該軸は軸承１５６，１５７によって変速機ハウジング内
に軸持されている。
したがって軸１５５は歯車１５１と共に回転し、かつ継
手１６０によってエンコーダ７７を駆動するように連結
されている。
歯車１１０の減速はエンコーダに対する減速と同じであ
り、これら二つの部材が同期して回転し、該エンコーダ
７７にソケット６１゜６２を検知させるようになってい
る。
前述の如くモーター１２０は変速機１２５を駆動し、歯
車１１０を回転せしめ、工具転送部材７０をエンコーダ
γ７によって指定された特別の角度位置に位置決めする
ようになっている。
工具転送部材７０がエンコーダ１７によって指定された
位置に動かされた後、該部材はこの位置に正確に位置決
めされ、かつ全体が１６０によって表わされたプランジ
ャによって、第１０図に示される如く前記位置に錠止さ
れる。
前記プランジャ１６０はシリンダ１６０を有し、該シリ
ンダの中に位置する円筒形の棒１６２はその外端に歯１
６３を有し、この歯が前記歯車１１０の歯の間に係合す
るようになっている。
棒１６２はキー溝１６４を有し、ダボ１６５と噛合する
ようになっており、このダボはシリンダ１６１の壁の中
に装架され、かつ前記歯１６３を歯車１１０の歯と適当
に整合させるようになっている。
歯１６３と相対する棒１６２の端部にはピストン１６６
が設けられ、前記枠１６２を軸線方向に運動させるよう
になっている。
したがってピストン１６６の片側に液圧が加えられれば
、該ピストンは第１０図で見て上向きに移動し、前記歯
１６３を歯車１１０の歯と係合させる。
これは工具転送部材γ０を、指定されたソケット６１ま
たは６２と正確に整合させる。
なお歯１６３が歯車１１０の歯と係合することによって
工具転送部材γ０はこの位置に正確に錠止される。
これｔこ反し液圧がピストン１６６の反対側に加えられ
れば、ピストンは第１０図で見て下向きに移動し、歯１
６３を歯車１１０の歯から外し、したがって該歯車は再
び自由に回転して工具転送部材７０を位置決めする。
軸１６９は棒１６２を有する側と相対するピストン１６
６の側から延び、かつこの軸１６９の延出端は継手１７
０に装着されている。
前記継手１７０にはレバー１７１が枢着され、該レバー
の相対する端部はスイッチ１７２に連結され、継手１７
０が線形運動を行った時にレバー１７１を枢動せしめ、
スイッチ１１２を作動するようになっている。
このスイッチ１γ２は２組の接点（図示せず）を有し、
これら接点は交互に係合［７てプランジャ１６０の位置
を表わす。
したがって歯１６３が歯車１１０の歯と係合すれば、ス
イッチ１７２の第１組の接点が係合して電気制御回路内
に、工具転送部材が定位置に錠止されて、回転しないよ
うになったことを表わす。
これｔこ反し歯１６３が歯車１１０の歯から外れれば、
スイッチの第２組の接点が接触し、前記電気制御回路内
に、工具転送部材が自由に回転し得るようになったこと
を表わす。
第１２図および第１３図は工具ホルダ４１のフランジ１
３と係合したグリップ７２を示す。
前記工具ホルダ４１はばねによって弾発される１対のプ
ランジャ１７５によってソケット６１，６２内１１こ可
撓的１°・こ保持され、該プランジャは工具ホルダ４１
の後端から延びる柱１γ７の端部に装架されている。
工具ホルダ４１のフランジγ３はキー溝１８０を有し、
数構はソケット６１内に装着された１対のダボ１８１と
係合する。
前記ダボ１８１がキー溝１８０と係合すれば、工具ホル
ダ４１はソケット６１．６２に対する所定の角度位置に
装着される。
もちろんこの同じキー溝１８０は主軸２γ内の適当なキ
ー溝と係合し、工具４２および主軸２Ｔを駆動的に確実
に係合させるようになっている。
グリップ１２は第１３図に示される如く、ねじ１８２に
よって工具転送腕７１の端部に装着されている。
このグリップγ２はフランジ７３の頂部と係合する上あ
ご１８３と、フランジ１７３の底部と係合する下あご１
８４とを有している。
下あご１８４は軸線１８５の周囲をわずかに枢動し、前
記フランジ７３を二つのあごの間に締着するよう（こな
っている。
この目的のためにシリンダ１８８かあと１８３内に形彫
されている。
シリンダ１８８内にはピストン１８９が摺動自在に配設
され、このピストンはピストン棒１９０を有している。
前記ピストン棒は下あご１８４内に形成された孔１９１
の中に延び、かつピン１９２によって下あご１８４に固
定されている。
各あご１８３，１８４には第１２図に示される如く二つ
の指片１９３が形成され、該指片が工具ホルダ４１にま
たがるようになっている。
あご１８３，１８４がすべってフランジ７３と係合すれ
ば、第１３図に示される如く、ピストン１８９の上方に
おいてシリンダ１８８に圧力を加えることによって前記
あごは開き、すなわちあご１８４は枢動してあご１８３
かられずか離れるようになる。
フランジ７３と係合するようになれば、シリンダ１８８
内における液圧の流れは反転し、第１３図に示される如
く、液圧はピストン１８９の底部に加えられるようにな
り、あご１８４をあご１８３の方に近すけ、前ｊ己フラ
ンジ７３をこれらあごの間に締着する。
あご１８４はさらにキー１９８を有し、このキーばあと
１８４がフランジ７３と締着的に係合した時に工具ホル
ダ４１のキー溝１８０と係合する。
これによって工具４２が準備ソケット６０の方に転送さ
れまたは該ソケットから離れる時に該工具４２の角度運
動が不側に妨げられるのを阻止する。
第１４図は本発明の変型実施例を示す路線図で、この例
においては工具貯蔵マガジン４０の容量は複数の工具貯
蔵ソケット１９６を有する回転板１９５を追加すること
によって増加せしめられる。
ソケット１９６はソケット６１を含む外方円に対して接
線をなす円の中に位置決めされている。
ソケット１９６の一つの中に位置する工具４２を必要と
する場合には、板１９５を回転し所要の工具４２を準備
位置１９７に動かす。
所要の工具４２が準備位置にくれば、工具転送部材７０
は前述の如き態様で作動し、ソケット６１の一つから他
の工具４２を取出すと同様に前記準備位置１９７から工
具４２を引出す。
この工具は次にキャリヤ４４内の工具準備ソケット６０
に転送され、主軸２７に転送されるようになる。
他方一つの工具は工具転送部材７０により、工具準備ソ
ケット６０から準備位置に復帰せしめられ、該工具は回
転板１９５内のソケット１９６の一つ２こ復帰してここ
に貯蔵されるようになる。
以上の説明によって明らかな如く、本発明によれば工作
機械に対する改良工具交換機構において、工具貯蔵容量
の大きな、しかも工作機械内において占めるその所要空
間が最小となるような工具貯蔵機構を有する工具交換機
構が得られる。
なお本発明によれば保守費を最少限に止め得るような簡
単なかつ頑丈な構造を有する工具貯蔵マガジンにおいて
、工具が前に引出された同じ工具貯蔵ソケットに復帰し
、大きな工具をその両側に空のソケットがくるような位
置に貯蔵し得るようになった工具貯蔵マガジンが得られ
る。
本発明は特許請求の範囲内において種々の変型を行い得
るものと解すべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による改良工具交換機構の正面図で、工
作機械の側部に装架された状態を示す。 第２図は第１図に示された工具交換機構の正面図で、工
具転送部材のグリップがソケット内方円内に配設された
ソケットの中の工具と係合した状態を示す。 第３図は第１図に示された工具交換機構の正面図で、工
具転送部材のグリップが、装荷位置にある工具準備ソケ
ット内の工具と係合した状態を示す。 第４図は第１図に示された工具交換機構の正面図で、工
具転送部材のグリップがソケットの外方円内に配設され
たソケットの中の工具と係合した状態を示す。 第５図は第２図の線５−５によって表わされた面上にお
ける断面図である。 第６図は第４図の線６−６によって表わされた面上にお
ける断面図である。 第７図は第１図に示された工具交換機構の平面図で、内
部機構を示すために一部を切除したものであり、装荷位
置にあるキャリヤは実線によって表わされ、かつ工作機
械主軸に近接する工具交換位置にあるキャリヤは破線に
よって表わされている。 第８図は第１図に示された工具貯蔵マガジンの中心を通
る垂直断面図で、工具転送部材がマガジンに近接する軸
線方向後退位置にある状態を示す。 第９図は第８図と同様な図であるが、工具転送部材がマ
ガジンの外方に移動した状態を示す。 第１０図は工具転送部材を選択された位置に正確に位置
決めしかつ錠止する錠止プランジャの詳細背面図で、作
動機構を示すためにプランジャハウジングを切除しであ
る。 第１１図は変速装置の詳細断面図で、この変速機は工具
転送部材に回転運動を与え、かつ該転送部材をその回転
位置に位置決めするデコーダを作動するためのものであ
る。 第１２図は工具貯蔵マガジンのソケットの一つの詳細正
面図で、工具転送部材のグリップは破線によって表わさ
れている。 第１３図は工具貯蔵マガジンのソケットの一つを示す詳
細断面図で、その中の工具ホルダおよび工具転送部材の
グリップが係合した状態を示す。 この断面図は第１２図の線１３−１３によって表わされ
た面に沿って取られたものである。 第１４図は本発明の変型実施例を示す路線図で、本例に
おいてはマガジンの容量を増すために工具貯蔵ソケット
の追加内が設けられている。 図において２０はベッド、２１は延長部分、２２は支持
テーブル、２３は送り台、２５は回転テーブル、２６は
カッタ、２γは主軸、３０は主軸頭、３１は送り台、３
５は直立柱、４０はマガジン、４１は工具ホルダ、４２
は工具、４３は工具交換腕、４４はキャリヤ、４５は軸
線、４６はピストンおよびシリンダ機構、４７はピスト
ン棒、４８は小孔、４９はストップ、５０はスタッド、
５５はストップ、５６はスタッド、６０は工具準備ソケ
ット、６１は外方口ソケット、６２は内方口ソケット、
６４は固定環状板、６５は回転環状板、６６は開口、７
０は工具転送部材、７１は伸長可能腕、７２はグリップ
、γ３はフランジ、１４はハウジング、γ５は回転板、
７６は間隙、７７はエンコーダ、８０はピストンおよび
シリンダ機構、８１はシリンダ、８２はピストン、８３
゜８４はピストン棒、８５．８６は孔、８７は板、８８
は枠、９０はスライド、９１．９２は液圧シリンダ、９
３はピストン、９４はピストン棒、１０１は柱、１０２
はシリンダ、１０３は外方スプライン、１０４は内方ス
プライン、１０５はシリンダ、１０６はピストン、１０
７はピストン棒、１１０はリング歯車、１１１はハブ、
１１２はねじ、１１３はダボ、１１４，１１５は軸承、
１１６゜１１７は軸承、１１８はハブ、１２０はモータ
ー、１２５は変速機、１２６は遊星歯車装置、１２γは
キャリヤ、１２８，１２９は軸、１３０，１３１は遊星
歯車、１３５は太陽歯車、１３６は軸、１３７は端部、
１３８は板、１４０は太陽歯車、１４１はハブ、１４２
はピニオン、１４５は第２歯車、１４６は歯車、１４７
は軸、１４８，１４９は軸承、１５０はピニオン、１５
１は共働歯車、１５５は軸、１５６，１５７は軸承、１
６０は継手、プランジャ、１６１はシリンダ、１６２は
棒、１６３は歯、１６４はキー溝、１６５はダボ、１６
６はピストン、１６９は軸、１７０は継手、１７１はレ
バー、１１２はスイッチ、１γ５はプランジャ、１１７
は柱、１８０はキー溝、１８１はダボ、１８２はねじ、
１８３は上あご、１８４は下あご、１８５は軸線、１８
８はシリンダ、１８９はピストン、１９０はピストン棒
、１９１は孔、１９２はピン、１９３は指片、１９５は
回転板、１９６はソケット、１９γは準備位置、１９８
はキーである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 加工物に作業を行なうための切削工具を受は入れる
    ようになっている回転スピンドルと、このスピンドルで
    用いるべき複数の工具を担持する工具貯蔵マガジンとを
    有する工作機械において、工具交換位置と装荷位置との
    間を移動し得るように支持されたキャリヤと、このキャ
    リヤに作動自在に装着された工具交換腕と、前記工具交
    換位置と前記装荷位置との間を前記キャリヤと一緒に移
    動できるように装着された工具準備ソケットと、前記マ
    ガジンの同心環状部分に沿って間隔を置いて設けてあり
    、各々が１つの工具を担持するようになっている複数の
    工具貯蔵ソケットと、前記マガジンの外側環状部分にあ
    って前記キャリヤが前記工具準備ソケットを装荷位置に
    動かしたときにこの工具準備ソケットを受は入れるよう
    になっている空間と、前記マガジンによって可動状態に
    支持されており、前記環状部分の任意のものにあるソケ
    ットから新しい工具を引出し、前記工具準備ソケットが
    その装荷装置にあるときにそれにこの引出した工具を転
    送し、また、前記工具準備ソケットがその荷装位置にあ
    るときにそこから使用済みの工具を引出し、前記マガジ
    ンのソケットのいず杓か１つに引出した工具を転送する
    ようになっている工具転送部材と、前記キャリヤがその
    工具交換位置にあるときに前記工具交換腕を作動させて
    前記工具準備ソケットから新しい工具を引出すと同時に
    前記スピンドルから使用済みの工具を引出し、位置を変
    え、前記工具準備ソケットに使用済みの工具を挿入して
    前記マガジンにもどし、新しい工具をスピンドルに挿入
    して次の加工作業を行なわせるようになっている作動手
    段とを包含することを特徴とする工作機械。
JP52097725A 1976-08-16 1977-08-15 工具交換機構を備えた工作機械 Expired JPS5939255B2 (ja)

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