JPS6020833A - 工作機械 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は工具マガジンを備えた工作機械に係り。

とりわけ工具マガジンの割出し位置決め装置１τを１局
えた工作機械にｌＪｊする。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

マニシングセンタのような、エリ１．マガジンをイ１１
′・１えた工作機械においては、工具マガジンから所要
の工具を選択し、主軸に自動装着する装置１°゛１１と
して。

通常、ＡＴＣ（自動工具交換装置）が用いられている。

すなわち、工具選択指令信号に基づいて工具マガジンを
割出し、（？Ｘ動じ、所定の位置で位置決め停止でせろ
。続いて工具ホルダを把持するグリゾゾ部を備えた交換
アームを、工具マガジンに向けて移動させて所要の工具
を把持し、主軸の工↓−」、。

装着位置まで搬送し、主軸の工具フランジ部により工具
をクランプ装着させる。使用済みの工具を主軸から工具
マガジンへ戻す場合にも、ＡＴＯを用い前記したと逆の
動作によシ工具交換が行われるＯ このように、従来の工作機械においては、ＡＴＯを用い
て工具マガジンと主軸との間の工具交換が行われており
、ＡＴＣを設けただけ構造が複雑となるとともにコスト
上昇の原因となっている。また、所要の工具を正確に選
択するためには、工具マガ・ジンの割出し１位置決め動
作を正確に行う必要があり、工具マガジンの駆動および
制御機構も複雑、高価なものとなっている。

〔発明の目的〕

本発明はこのような点を考慮してなされたものであシ、
簡単、容易に工具マガジンの割出し、位置決めを行うこ
とのできる工具マガジンの割出し位置決め装置を備えた
工作機械を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、工具クランプ部を備えた主軸と、この主軸を
工作機械本体に取付は保持する主軸保持体と、ＭＵの工
具収ｆ１″３部を有する工具マガジンとを備えた工作機
械であって、工具マガジンに工具収納部の配設ピッチに
対応して複数のロケートピンを等ピッチに配設し、主軸
保持体にロケータを固着し、このロケータを主軸保持体
と工具マガジンの相対移動によりロケ−トーンに摺接さ
せロケートピンを拘束可能としであることを特徴として
いる。

本発明によれば、主１ｉｊｌを工具マガジンに収納され
ている工具のうち所定の工具−の位：’ｉ−’へ移動さ
ぜるため、主軸保持体と工具マガジンの相対移動を行っ
た際、ロケータがロケートピンを拘束し、工具マガ・ジ
ンの最終的割出し１位１：を決め作用がなされる。これ
により、工具マガジンの割出し位置決め装置の構造を簡
単化することができるとともに、大幅なコストダウンを
図ることができる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明による工具マガジンの割出し位置決め装
置を備えた工作機械の一実施例を示す側面図であし、第
Ω図は嬉／図■−■線方向に見た工具マガジンの上平面
図である。

第１図に示す工作機械は立形マシニングセンタであシ、
ペット／／上にワーク載ａ用テーブル／２および垂直コ
ラム／３が搭載されているとともに、垂直コラム／３の
頂部に矢印Ｙ方向ρ８動する摺動台／′Ｉが載置されて
いる。摺ｍｂ台１７の前端には、矢印Ｘ方向に摺動自在
に主軸頭／３が取付けられ、この主軸頭／Ｓに対し、工
具ホルダ抑入用ポット、プルスタットソランプ用コレッ
トなどからなる工具クランプ部を備えた主軸１６が回転
可能に保持されているうまた。摺動台／４Ｚの下面には
ブラケット／りが垂設され、このブラケット／７の下端
に主軸／６の矢印Ｙ方向移動軌跡上に矢印Ｙ方向に向け
てロケータ／ｇが固着されてｈる。このロケータ／ｇは
、先端が細くなった喫形をしておシ、後方側の１１賃寸
法が、後述する工具マガジン２ｏに配設されたロケート
ピン、２／のピッチ間隔ｔと等しくされている。

垂直コラム／３の側壁付近には、工具マガジン３がその
回転軸Ａを垂ｉ＋′１方向に向げて配設されている。工
具マガジンコθは、第二図に示すように＋　（Ｕｌ数の
工具収納保持用切欠部ｎが外周囲に等ピッチに形成され
ている保持プレートλ、？と、この保持プレート２３か
ら上方にＤ１定の間１￥Ｓをおいて保持プレート２３と
同情に、かつ水平配ｈニｔされた保持プレート２３の直
径より小さい上プレート評を有し、駆動モータ（図示せ
ず）により割出し回転可能とでれている。上シレートコ
ｑの上面には、切欠部−コと同数のロケートピン２／か
、垂１へ方向に向けて等ヒツチに円周状に配設されてい
る。このロケートピン２／の配設は、隣接する２つのロ
ケートピン、２／の間隔の中心線上に切欠部、２２の中
心が位置するような関係とされている。なお、第７図で
は図示を簡単にするため、上プレート２りに配設された
ロケートピン２／は一個しか示していない。保持プレー
ト３の外周囲には、切欠部ｎを用いて複数の工具ホルダ
Ｈが収納保持されている（図面上では２本の工具ホルダ
のみ示した）。符号Ｔは工具ホルダＨに保持されている
切削工具である。

次にこのような構成からなる本実施例の作用について説
明する。

マニシングセンタ１０の作動中、工具交換指令が発せら
れると、その指令に基づき、主１ｔｉｉ１頭／夕が所定
の高さく主軸／６に装着されている工具ホルダＨが保持
プレート２．？の切欠部、！２に挿入可能な位置）まで
Ｘ方向に移動し、続いて摺動台／４’とともに工具、マ
ガジン、２０に向けてＹ方向に移動する。この間。

工具マガジンＪは割出し回転を行い、工具ホルダＨの収
納保持されてい万い空の切欠部２２がＹ方向に向けられ
ている。工具ホルダＨが切欠部２２に完全に挿入される
寸で摺動台／ｑおよび主点す頭／ＳがＹ方向移動すると
、ＲＸ？　ＩＪ台ｌｌＩの動きを停止する。この際、摺
動台／１１．に取付けられているロケータ／ｇもＹ方向
移動し、工具マガジンＪ上方部に配設されたロケートピ
ンユ／の間に挿入されている（　第ｘ　図はロケータ／
ｇがロケートピン間に挿入された状態を示している）。

このロケータ／ｇの挿入により、ロケータ／ｇと同一直
線上に配置されている主軸／Ａの中心が、切欠部ｊｕの
中心上に正確に位置決めされるとともに、ロケータ／ｇ
の幅寸法がロケートピン２／のピッチ間ｌ’ｉ４　ｔと
等しいので、工具マガジン２００回転方向８動が口ｌり
烙れる。このように−して、ロケータ／ｇとロケートピ
ン、２／の係合により工具マガジン２０が位置決め固定
された後、主１Ｉｆｌ＋頭／ＳがＸ方向に上昇する。こ
れによ如、使用（１−ｆの工具Ｔが工具ホルダＨととも
に工具マノ１ノンａθに残てれて収納保持される。

続いて摺動台／／Ｉが工、、１１、マガジン２０から）
；１ｆれるよ５Ｙ方向移動し、ｏクー４フ の係合を解く。工具マガ・ノンｒｏｏ）割出し回転が行
われ、所定の工Ｊ１、を収納保持している切欠部〃が主
軸／４側のＸ方向４ど同いたとキ停止する。に１動台／
ｑが、再び，工具マノア、ジン。２０に近づくようＹ方
向移動し、ロケータ／ｇがロノｒートビン２７間に挿入
され、エノ、マガジン、２０の位（「を決め固定がな括
れる。

次いで、主軸頭／夕がＸ方向に降下し，主軸／乙の」二
具りランゾ部が工具ホルダＨのデー、ｏシャンク部に嵌
挿され，工具ホルダＩ−１のクランプがなされる。

工具ホルダＨなりランプした後、４，−マ動台／グが工
具マガジン２０から離れるようＹ方向移動し，続いての
加工が開始される。この一連の工具交換動作は。

一般のシーケンス制御技術を用いて制御することができ
る。

このように本実施例によれば，工具マガジン２０の割出
し位置決めおよび固定動作が、ロケータ／ｇのロケート
ピン２／間への挿入係合によりなされるので、従来のよ
うに特別の位置決め、固定機構を用いることなく簡単な
構造で２容易に行うことができる。また、ロケータ／ｇ
の移動が主軸／乙を工作機絨本体に取付は保持する主軸
保持体（摺動台／１１．）の移動によシなされるため、
ロケータ／ｇを移動させるための特別の機構を必要とし
ない。さらに、ロケータ／ｇが先細り状の楔形をしてい
るので，工具マガジン３の割出し位置に多少の誤差があ
っても、ロケートピン２７間に挿入可能であり、かつ挿
入係合することにより正確な位置決め固定がなされるの
で，工具マガジンＪの割出し動作を比較的ラフに行うこ
とができる。

第３図は本発明の他の実施例を示す図である。

前述した実施例においては、工具マガジンとして回転円
盤型の構造のものを示したが．第３図に示すようにチェ
ーン配置型の工具マガジンを用いても同様の効果を得る
ことができる。すなわち、λつのスプロケソ）、？／ａ
，．？／ｂに張着されたチェーン３−に工具ホルダ収納
用のポット３３を等ピッチで取付け、チェーン３．２を
移動させて工具の割出しシ択動作を行うようにしたチェ
ーン配置型の工具マガジン３０において、一方のスジロ
ケットＪ／　ａ　Ｉｌｌに、スプロケッ）Ｊ／ａと同’
Ｔｉ１ｌ　＃’Ａ上に回転円盤３／Ｉを配設し、この回
転円盤３グの円周上に等ピッチでロケートピン，！／を
配設するようにしてもよい。

第９図は本発明の他の実施例を示す図である。

図において符号グθは工具マガジンであ（）、この］二
具マガジング０ば、第２図に示す工具マガジン、２０と
同様、複数の工Ｊ収納保持用切欠部値が夕）周囲に等ピ
ンチに形成されている保持プレー１−　／Ｉ３と，この
保持プレートゲＪから上方に所定のｉ１旧ｑΔをおいて
保持プレート１１．、？と同軸に、かつ水平配置された
保持プレート１Ｉ−３の直径より小さい上ゾレートググ
なイ１し、駆動モータによシ割出し回転可能とされてい
る。上グレート４ｔりの上面には、切欠部ｌＩ２と同数
のロケートピンク／が、垂直方向に向けて等ピッチに円
周状に配設されている。このロケートピン９／は、切欠
部侵の中心と工具マｙｆジンＩ１０の回転中心とを結ぶ
搬上に配置はれている。

狩号轢はロケータであシ、摺動台／ｌの下面に垂設され
たブラケット／７（第１図参照）の下端に固着されてい
る。このロケートピンは、先端が開いた楔形の開口部ｌ
ダａと、この開口部９Ｚａの後方に形成されたロケート
ピング／の直径と等しい半円部１Ｉｐｂとを有している
。

このような賛成からなる本実施例によれば、主軸保持体
と工具マガジンの相対移動により、ロケートピンＩ１．
ｌがロケータ＋ｐの開口部４＋ａを通りて半円部ｑｑｂ
まで挿入され、ロケートピン４’／とロケータの半円部
１Ｉｌｂとの摺接係合によシ、ロケートピンク／の拘束
固定が行われる。この実施例においては、ロケートピン
ク／は開口部＋ｆａの傾斜面に案内されてロケータ１Ｉ
ＩＩと係合するため、工具マガジンｙｏの割出し位置に
多少誤差があっても、容易かつ正確に工具マガジンｑ０
の位置な決め、固定を行うことができる。

また本実施例を第３図に示すようなチェーン配置型の工
具マガジンに適用する場合には、ロケートピンをチェー
ン自体に取付は固着し、ロケートピン配設用の回転円盤
を省略することが可能となる。

本実施例においては立形マシニングセンタに適用した例
を示したが、横形マンニングセンタに用いることも同様
に可能である。（１へ形マシニングセンタにおいては、
摺動台は垂直コラムに沿って上下方向に摺動するよう配
設されるので、工具マガジンは、第１図に示した立形マ
シニングセンタの場合とは９０°方向を変えた、回転軸
が水平方向を向くよう配置されるのが望ましい。このよ
うに配置された工具マガジンの後方側（工作様様のテー
ブル側と反対側）に水平方向に向けてロケートピンを等
ピッチで配設し、上下動する摺動台にロケータを固着す
れば、前述した実施例と同様の作用によシ、工具マガジ
ンの割出し位置決め、固定をロケータとロケートピンの
挿入係合動作で簡単。

容易に行うことができる。

さらに、主軸頭を所定角度旋回可能に取付けである工作
機械においては、工具マガジンの回転軸を水平あるいは
垂直方向に対し所定角度傾斜させて配置することも可能
でらる。また、ロケータの取付けは摺動体だけに限られ
ず、主軸を工作様械本体に取付は保持し、主軸とともに
移動する主軸保持体であれば、どこに取付は固定しても
よい。

例えば、主軸が、主軸頭に摺動自在に嵌挿されているラ
ムを用いて回転保持されている場合は、ロケータを主軸
頭に対し固着することも可能でちる。

また、工具マガジンの配設位置は垂直コラムの側面のみ
ならず、垂直コラムの上方側であっても良い。

本実施例では、工具マガジンに向けてロケータが移動す
る例を示したが、逆に工具マガジンを移動可能とし、ロ
ケートピンを静止したロケータに対し移動係合させても
良い。

また、ロケートピンとしては、円筒状ビンを固着した構
造の他に１例えば回転ローラ、球体を用いることもでき
るし、あるいは円形プレートに放射状の溝を等ピッチで
形成した構造のものであってもよい。

また、本実施例では、４１ζ造をよｐ簡単にするため、
工具マガ・ジンに収納保持されている工具ホルダに対し
、主軸を移動させ直接嵌挿させてフランジするようにし
であるが、工具マガジンと主’ｉ’＋！ｌとの間に工具
交換用アームを配設し、工具父換アーカを介して工具の
授受を行わせてもよい。これは、例えば主軸の工具マガ
ジンへの接近が構造上田ｒＸｊ＃な場合有利でンちる。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、主！１１！Ｉ保
持体と工具マツ！ジンの相対移動によシロケートピンが
ロケータによシ拘束されてニー此マガジンの４ｊｒＱ出
し位置決めおよび固定がなされるので、従来のような特
別の位置決め、固定用の機構を必要とせず、工具マガジ
ンの割出し位置決め装置の１ｆ′４造の簡単化、コス）
・ダウンを図ることができろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による工作ｊ；、＋５械の一実が１」例
を示すｉｌｌ！１面図、第Ω図レ−を第１しｌ　ＩＩ　
−Ｉ＋約力方向ら見た工具マガジンの上平面図、第３図
は本発明の他の実施例による工具マガ・ノンシ・示す平
面［／１．第１図は本発明の他の実施例〉示す上イ面図
である。 ／ｌＩ・・・摺’ｊｆＩ）台、／夕・・・主軸頭、／６
・主動、／ど　ｔ／ｌｌ・・ロケータ、ノ０．シＯ・・
工具マガジン１．２／・・・ロケートピン、Ｈ・・・丁
団ホルダ、Ｔ・・・工具。 出願人代理人　猪　股　情

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／、工具フランジ部を備えた主軸と、主軸を工作機械本
   体に取付は保持する主軸保持体と、複数の工具収納部を
   有する工具マガジンとを備えた工作機械において、前記
   工具マガジンには、前記工具収納部の配設ビ・ソチに対
   応して複数のロケートピンが等ピッチに配設され、前記
   主軸保持体にはロケータが固着され、前記ロケータは主
   軸保持体と工具マガジンの相対移動によシ前記ロケート
   ピンに摺接し、ロケートピンを拘束するようにしたこと
   を特徴とする工作機械。 コ、ロケータはロケートピンのピッチ間隔に等しい幅寸
   法を有し１．２つのロケートピン間に挿入可能であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の工作機械。 ３、ロケータはロケートピンに係合可能な先端が開いた
   楔形の切欠部を有することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の工作機械。