JPS6028617B2 - 工作機械の工具貯蔵マガジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマシニングセンタ等の工作機械に標準的に付属
する工具貯蔵マガジンのほかに収納工具数を増やすべく
追加された補助マガジンに関する。

最近マシニングセンターによる加工ワークの多様化に伴
い、工具貯蔵マガジンに収納する工具本数が増加する頃
向にある。

また、工具貯蔵マガジンは形状により、棚式、チヱン式
、円板式とに大別できるが、棚式マガジンは工具の取出
し返却のための制御が複雑になり、チェン式マガジンは
構造が複雑になってしまうなどの問題点から構造が簡単
にできる円板式マガジンが多く採用されている。

従って円板式マガジンで多数の工具を収納しようとする
と円板が巨大化してしまうという欠点があり、この対策
として工具ポットが配列するマガジンを多層化すること
で工具本数を増やし、かつ巨大化することを防いだもの
である。

しかしながら、更に工具本数を増やそうとして構造的に
限界がある。

本発明はこれらの問題点に鑑み標準的に付属された第１
のチェン式工具貯蔵マガジンを備えたマシニングセン外
こ第２の工具貯蔵マガジン（以下補助マガジンという）
を追加することで、一つの工具交換アームで前記２つの
マガジンから制御装置による制御で工具交換アームの動
作を選択し、工具交換を可能ならしめ、更に補助マガジ
ンの交換を容易ならしめることによりマガジンチェンジ
ヤとして使用することが出来、且つ各種のワークと加工
するＤＮＯラインへの投入を可能にすべくマシニングセ
ンタの補助マガジンを提供するものである。

更に補助マガジン移動の際、前記補助マガジンの駆動部
を固定側から離脱可能にすることで配管、配線を簡素化
した補助マガジンを提供するものである。以下本発明の
実施例を図面により詳細に説明する。

第１図及び第２図に示す様にマシニングセン夕のコラム
側面に設けられた、第１の工具貯蔵マガジン２の上部に
は補助マガジン３が備え付けられている。

更に前記各マガジン２，３の近傍には工具を交換すべく
工具交換アーム鶴が設けられている。

・ また補助マガジン３は前記工具交換アーム４に向
けて左右に移動可能に設けられている。第２図におも、
て第１の工具貯蔵マガジン２の工具交換位置はＰ，であ
り、補助マガジン３の工具交換位置はＰ２である。

即ちト夫々のマガジンの工具交換位置Ｐ，，Ｐ２に呼び
出された工具は１つの工具交換アーム４で交換すること
ができる。

前記工具交換アーム４については特開昭５４−１６３４
８５として既に公知である。第２図「第Ｓ図において〜
マシニングセンタのコラム亀側面に設けられた、第１の
工具貯蔵マガジン２の上部側面には補助マガジン３を構
成する第１の枠体５が固着されている。第５図に示す第
亀図のＡ−Ａ断面図において〜前記第１の枠体６の一端
には補助マガジン３のチェン騒動用油圧モータ６が設け
られている。

また第１の枠体５の端部上側面には長手方向にガイドレ
ール７が固着されている。（第Ｓ図）更に前記第１の枠
体５の下部側面にもコ字形溝８を削設したガイド９が前
記溝８を上向きに「ガイドレール７と平行に設けられて
いる。前記ガイドしール了‘ま第２の枠体５′上部側面
に設けられた複数のカムフオロアＣ，，Ｃ２，Ｃ３を転
勤可能に支持している。

（第４図、第６図）更には第２の枠体５′にあって、前
記ガイドレール７の下側はカムフオロアＣ４及びパット
Ｐａにより前記第２の枠体Ｓ′の浮上りを防止している
。（第４図、第８図）また前記ガイドレール７の両側面
は前記第２の枠体５′上部側面に設けられたガイドロー
ラＧ，，Ｇ２・・・………○４で挟まれている。

（第４図）前記第２の枠体５′下部に設けられた複数の
ローラＲ，，Ｒ２は第１の枠体５下部側面に設けられた
ガイド９のコ字形溝８にガイドされ、転動自在に係合し
ている。（第６図）一方第２の枠体５′側面中央に設け
られたブロックＢには補助マガジン駆動用カムローラＲ
が、第１の枠体５側に回転自在に軸承されている。

（第６図、第７図）また第１０図において第１の枠体５
内部には床面と平行にドラムカムＤが軸受Ｊ，亨Ｊ２に
より回転自在に聡承されている。

更に前記ドラムカムＤは前記第１の枠体端部側面に設け
られた電動機Ｍの出力軸Ｍ，とカップリングＣｐにより
接続されている。

（第１８図）前記第２の枠体５′側面に設けられた補助
マガジン駆動用カムローラＲは、前記ドラムカムＤの溝
と係合している。（第６図「第７図）即ち「前記第２の
枠体５′は前記枠体５′側面に設けられた補助マガジン
駆動用カムロ−ラＲと係合している前記ドラムカムＤの
回転で紙面に垂直な方向に移動する。（第６図）更に前
記第２の枠体５′の両端部には夫々スプロケットボィー
ル支持軸１０，８１が設けられている。

（第Ｓ図）貝０ち、補助マガジン３の第２の枠体５′に
あって工具交換アーム４から離れた位置には駆動軸竜鰭
が「 また、前記工具交換アーム母の近傍には従敷髄１
１が設けられている。（第を図、第馬図）前記駆動軸１
肌ま前記第２の枠体５′側面に設けられたテンションプ
レートＰに直角に固着されている。

更に前記テンションプレートＰには前記駆動軸ＩＱと平
行して「 カップリング１６が回転自在に鞠承している
。また前記テンションブレ−トＰは前記第２の枠体５〆
側面に固着されたブロックＢ′を介し「ボルト２３で張
着されている。（第４図「第５図）「従ってチェンＣｈ
，，Ｃｈ２の伸びはボルト２３で調整している。一方第
１の枠体５に設けられた油圧モータ６の出力藤１２と前
記カップリング１６に同軸線上に対向して設けられてい
る。

また前記油圧モータ６の出力軸１２にはキー１亀を介し
て偏Ｄカム１３が挿着している。

（第５図）更に前記偏心カム貴３の一端には突起部亀５
が設けられている。

前記偏心力ム１３機部と対向して設けられたカップリン
グ１６端部には前記カップリング１６の軸心を横切る溝
１６′が削設されている。前記溝１６′には前記偏心カ
ム１３端部の突起部が係合している。（第５図）尚補助
マガジンの工具呼出し位置においては、前記補助マガジ
ンの移動方向と平行になり、前記補助マガジンの移動を
許容する。

また前記偏心カム１３には前記油圧モータ６への供給油
流量制御メカバルブ１７のスプール軸１８が、前記偏心
カム１３の鯛芯に向って直角にローラを介して接触して
いる。

更に、前記カップリング１６の前記油圧モータ６側と反
対側にはピニオンギャ１９が設けられている。

（第５図）また補助マガジン３の駆動軸１０には２列の
スプロケツトホィール２０が軸受２１，２１′を介して
回転自在に軸承されている。

更に前記スプロケットホィール２０の側面には歯車２２
が固着されている。前記歯車２２は前記カップリング軸
軸端のピニオンギヤ１９に歯合している。更に補助マガ
ジン３を構成する第２の枠体５′の工具交換アーム４側
に設けられた従動軸１１には前記駆動軸１０のスプロケ
ットホィール２０と同じスプロケットホィール２０′が
回転自在に軸承されている。

（第５図）また前記従動軸１０近傍の補助マガジン３を
構成する第２の枠体５′の側面にはブロック２４が設け
られている。

（第４図）前記ブロック２４には従動軸１１のスプロケ
ットホィール２０′が歯部に向けて貫通穴２５が穿設さ
れている。（第１４図）更に前記ブロック２４の貫通穴
２５内には割出しピン２６が摺動自在に挿隊されている
。（第１４図）また前記貫通穴２５内にあって、割出し
ピン２６は前記割出しピン２６後方よりばね２８でスプ
ロケットホィール２０′に向けて弾圧されている。

（第５図、第１４図）一方前記第１の枠体５の底部に設
けられた貫通穴２９にはシリンダ３０が床面に垂直に挿
着されている。

（第５図、第１３図）またはシリンダ３０のピストンロ
ッド３１先端には係合部村３２が設けられ、前記係合部
材３２の外周にはコ字形溝３３が削設されている。（第
５図、第１３図）更に前記ブロック２４１こあって、前
記割出しピン２６から離れた位置には前記割出ピン２６
に直角方向に貫通穴３４が削設されている。（第１３図
）前記貫通穴３４にはスプラィン軸３５が回転自在に挿
駁され、前記スプラィン軸３５織部には揺動アーム３６
が挿鼓している。

また前記播動アーム３６の端部側面にはピン３７が前記
係合部材３２に向って突出している。更に前記ピン３７
は前託係合部材３２のコ字形溝３３に係合している。（
第１３図）また前記スプラィン軸３５他端にはアーム３
８が挿鼓し、前記アーム３８先端側面にはピン３９が突
出している。

また第５図に示す通り前記割出しピン２６の中央外周に
は溝４０が削設されている。更に前記ブロック２４のア
ーム３８側には割出しピン２６を挿鼓している穴２５に
は直角に蓮適する長穴×が設けられている。（第１４図
）前記アーム３８のピン３９は前記長穴Ｘを通して、割
出しピンの溝４０１こ係合している。（第５図、第１４
図）一方前記従動軸１１スプロケット２０′の第１の枠
体５側には歯車４１が固着している。

また前記第２の枠体５′には前記従動軸１１と平行に貫
通穴４２が設けられている。（第５図）前記貫通穴４２
には軸受４３，４３′を介して軸４４が回転自在に鞄承
している。更に前記軸４４端部にはピニオンギャ４５が
設けられ、前記ギャ４５は従動藤１１の歯車４１と歯合
している。また前記軸４４のピニオンギャ４５と反対側
にはパルス発生用のドッグ４６が設けられている。（第
５図、第１１図、第１２図）また、前記パルス発生用ド
ッグ４６に対向して近接スイッチ４６′が前記第１の枠
体５′底部に設けられたブラケツト４７に支持されてい
る。

（第１１図、第１２図）一方前記駆動軸１０、と従動軸
１１に軸承されたスプロケツトホイール２０，２０′に
は２列の無端チェンＣｈ，，Ｃｈ２が張架されている。
更に前記２列のチヱンＣｈ，，Ｃｈ２には互に対をなし
た複数のポット支持用ブラケット４８，４８′が等間隔
に設けられている。（第５図、第９図）また第４図、第
６図に示す様に、前記無端チェンＣｈ，，Ｃｈ２はその
チェン上下をガイドレール５ １，５２，５３でガイド
されている。以上が構造の説明であり、次にその作用に
ついて述べる。

即ち第２図に示す通り、コラム１側面に設けられた第１
の工具貯蔵マガジン２及び補助マガジン３の各工具呼び
出し位置Ｐ，及びＰ２に呼び出された工具は一つの工具
交換アームで交換される。

前記工具交換アーム４の動作は次工程で使用する工具が
Ｐ，にあるか又はＰ２にあるかで異なり、缶』御装置が
制御される。第１の工具貯蔵マガジン２の工具交換位置
Ｐ，に呼び出された工具は、前記工具交換アーム４で公
知の手段により主軸の工具と工具交換される。

（第３ーイ図）次に補助マガジン３の工具交換位置Ｐ２
に呼び出された工具を交換する場合の動作を説明する。

（第３−口図）即ち、床面に垂直な姿勢で待機している
工具交換アーム４の把持部印こ工具を挿入させるべく補
助マガジン３は前記アーム４に向けて移動する（第３−
ハ図）この移動により、前記補助マガジン３の工具交換
位置Ｐ２に呼び出された工具は、前記工具交換位置Ｐ２
の移動線上にある前記アーム４の把持部日内に挿入する
。

前記工具を把持した工具交換アーム４はそのままの姿勢
で、紙面に垂直に前進し、工具交換位置Ｐ２のポットか
ら工具を引き抜く。（第３−ハ図）その状態で補助マガ
ジン３は元の位置に後退する。（第３ーニ図）続いて前
記工具交換アーム４で把持された工具は、公知の手段で
主軸の工具と交換される。‐即ち、使用済の工具を把持
した工具交換アーム４は床面に垂直に、かつ前記アーム
が紙面に垂直に前進した状態で待機位置に待機している
。この間補助マガジンは一旦後退位置に戻り、使用済工
具を納めるべきポットを工具交換位置Ｐ２に呼び出す。
この状態で補助マガジン３は再び前記アーム４に向けて
移動する。（第３−ハ図）前記補助マガジン３の移動で
、前記アーム４に把持されている使用済工具の後方位置
に空ポット５０が停止する。続いて、前記工具交換アー
ム４は紙面に向けて垂直に引つこみ、使用済工具は空ポ
ット内に収納される。

そこで補助マガジン３は再び元の位置に後退する。（第
３ーロ図）次に補助マガジン３の動作を詳述する。

即ち、テープにより次工程使用工具の呼び出し指令がか
かると、油圧モータ６の減速用偏心力ムー３を押圧して
いる流量制御弁１７のスプール軸１８は、バルブ（図示
せず）の切換えで前記偏Ｄカムから離脱し「油圧モータ
６の回転を許容する。

従って「複数の工具を夫々収納したポット５０，５０′
を支持しているチェンＣｈ，，Ｃｈ２は油圧モータ６で
駆動される。（第５図）この−チヱンの駆動で、従動軸
１１の歯車４１に歯合しているピニオンギャ４５が回転
する。

前記ピニオンギヤ４５の回転で、軸４４端部に設けられ
たパルス発生用ドック４６が回転する。このドック４６
の回転による近接スイッチの信号でパルスカウント及び
回転方向の正逆が検知される。（第１１図、第１２図）
則ち前記駆動軸１０のスプロケットホイール２０は前記
偏心カム１３の突起部１５を介して係合しているカップ
リング１６と、該カップリング１６に設けられたピニオ
ンギャ１９と歯合している歯車２２で駆動される。（第
５図）、続いてテープ指令で工具交換位贋Ｐ２に呼び出
される目的の工具が半ピッチ手前まで釆たとき前記油圧
モータ６減速用スプール１８が偏心カムに当援する。ス
プール１８の当接により、前記油圧モータ６に供Ｖ給さ
れる油量は前記偏心カムによる前記スプールの移動で徐
々に絞られる。従ってスプロケットホィール２０，２０
′の回転は減速し、呼出し工具が所定位置Ｐ２に呼び出
されたとき、バルブ（図示せず）の切換えで油圧モータ
６の回転は停止する。（第５図）このとき従動軸１１近
傍の第１の枠体５に設けられたシリンダ３０の作用でピ
ストンロッド３１が上昇する。（第量３図）前記ピスト
ンロッド３１先端の係合部村３２とピン３７を介して係
合している揺動アーム３６はスプラィン軸３５を中心に
上方に揺動する。（第貴３図、第１４図）この揺動で前
記スプラィン藤３５の池端のアーム３８はスプロケット
ホィール２０′側に揺動する。つついて前記ア−ム３８
のピン３９と係合している割出しピンは前記スプロケッ
トホィール２０′の歯底にロ−ラ２７を介して当接する
。（第１３図、第！４図）更に前記割出しピン２６はば
ね２８で前記スプロケットホイール２０′に向け、押圧
保持される。即ち以上の様にして補助マガジン３の工具
は工具交換位置Ｐ２に呼び出され位置決めされる。次に
し電動機ＭによりドラムカムＤは一定方向に回転する。

このドラムカムＤの回転で前記ドラムＤに係合している
第２の枠体５′側面に設けられたローラＲは、前記第２
の枠体５′と共に工具交換アーム４に向けて移動する。
この移動に際し、油圧モ−夕６の偏心カム１３突起部１
５と係合しているカップリング１６の溝１６′は前記補
助マガジン３の移動方向に向いている。従って補助マガ
ジン３の移動に伴い、前記カップリング溝１６′に係合
している偏心カム１３の突起部１５は前記溝１６′内に
滑り離脱する。（第５図）更に、補助マガジン３の移動
で、前記割出しピン２６作動用シリンダ３０の孫合部村
３２と係合している揺動アーム３６の突起部３７は、前
記係合部材３２の溝３３から離脱する。（第１３図、第
１４図）即ち、補助マガジン３はドラムカムＤの回転に
より、該ドラムカム溝に係合しているローラＲを介して
前記工具交換アーム４に向けて移動する。

前記補助マガジン３の移動で、工具交換位置Ｐ２の工具
は工具交換アーム４の把持部日内に挿入する。この交換
工具の挿入の際、前記補助マガジン３の進入速度は前記
ドラムカムＤのカム溝〇の予め決められたカーブにより
減速される。（第１０図）つづいて交換工具は前記工具
交換アーム４で把持され、前記補助マガジン３から引き
抜かれ、公知の手段で主軸から工具交換が行なわれる。

次に使用済工具を把持した工具交換アーム４は待機位置
に戻る。つぎに後退位置にある補助マガジン３の空ポッ
トは使用済工具を収納すべ〈、Ｐ２に呼び出される。こ
の状態で補助マガジン３は再び前進し、Ｐ２に割り出さ
れた空ポットは前記工具交換アーム把持部日まで移動す
る。つづいて、前記工具交換アーム４の後退動作で使用
済工具はＰ２の空ポット内に返納される。その後、前記
補助マガジン３は前記ドラムカムＤの回転で元の位置に
戻る。

この補助マガジンの復元動作で、今まで各駆動源から切
り離されていた各係合部材は再び係合する。（第５図）
即ち、割出しピン２６駆動用揺動アーム３６の突起部３
７と係合部材３２、更に油圧モータ６出力軸１２の偏心
カム１３の突起部１５とカップリング１６の溝１６′が
夫々係合する。

（第５図）この状態で前記補助マガジン３からテープ指
令で工具を呼び出す場合には、前記割出しピン２６はシ
リング３０の作用でばね２８に抗して、前記スプロケッ
トホィール２０′から離脱する。（第１３図、第１４図
）この割出しピン２６の離脱により各工具を収納したポ
ットは前記油圧モータ６で駆動され、前述した手段で所
定工具が呼びだされる。即ち前述した様な補助マガジン
３を設けることにより、収納工具本数の増加を可能なら
しめ、更にマガジンチェンジヤとしての使用ができるこ
とで、加工ワートの多様化に対応することを可能にした
点において効果を有する。

更に、補助マガジン移動の際固定側に設けられた各駆動
部は移動部側との係合が解除されるため、配管を固定化
し簡素化出来る点において効果がある。

以上に述べた如く、本発明は実施例に示された構成に限
定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明
の技術思想を逸脱しない範囲内での変更は予期されると
ころである。

【図面の簡単な説明】

第１図は工作機械の全体正面図、第２図は工作機械の全
体側面図、第３ーイ図はＰ，に呼び出された工具を工具
交換アームで把持した状態の図、第３−口図はＰ２に工
具が呼び出された状態の図、第３−ハ図はＰ２に呼び出
された工具を補助マガジンの前進で工具交換アーム把持
部内に挿入した状態の図、第３ーイ図はＰ２から工具を
抜き出し、補助マガジンが後退した状態の図、第４図は
本発明の補助マガジン側面図、第５図は第４図のＡ−Ａ
断面図、第６図は第４図のＧ−Ｇ断面図、第７図は第６
図のＫ−Ｋ断面図、第８図は第４図のＬ−Ｌ断面図、第
９図は第８図のＮ矢視図、第１０図は第８図の○−○断
面図、第１１図は第５図のＱ−Ｑ断面図、第１２図は第
１１図のＳ矢視図、第１３図は第５図のＵ−Ｕ断面図で
あり、第１４図は第１３図のＶ矢視図を示す。 図において、１・・・…コラム、２・・・・・・第１の
工具貯蔵マガジン、３…・・・補助マガジン、４・・・
・・・工具交換アーム、５・・・・・・第１の枠体、５
′・・・・・・第２の枠体、６……油圧モーター、７・
・・・・・ガイドレール、８・・・・・・溝、９・…・
・ガイド、１０・・・・・・駆動軸、１１・・・・・・
従動軸、１２・・・・・・出力軸、１３・・・・・・偏
心カム、１６・・・・・・カップリング、１７・・・・
・・流量制御メカバルブ、１８……スプール軸、１９…
…ピニオンギヤ、２０，２０′……スプロケツトホイー
ル、２２・・・・・・歯車、２６・・・…割出しピン、
２８…・・・ばね、３０…・・・シリンダ、３２・・…
・係合部村、４０・・・・・・溝、４１・・・・・・歯
車、４５・・・・・・ピニオンギャ、４６・・・…ドッ
ク、４６′・・・・・・近接スイッチ、４８，４８′，
４９，４９′“”“ブラケツト、５ＯＧ５０′……ポッ
ト、５１，５２，５３，５１′，５２′，５３′……ガ
イドレール、Ｐ……７ンションプレート、Ｐ．・・・・
・・第１の工具貯蔵マガジンの工具交換位置、Ｐ２…・
・・第２の工具貯蔵マガジンの工具交換位置、Ｃ，，Ｃ
２，Ｃ３，Ｃ４・・・・・・ガイドローラ、Ｒ・・・・
・・補助マガジン駆動用カムローフ、Ｒ．，Ｒ２・”…
ローラ、Ｄ……ドラムカム、Ｍ……電動機、Ｃｐ・・…
・カップリング、日・・…・把持部、×・…・・長穴、
Ｃｈ，，Ｃｈ２・・・・・・無端チェン。 第１図第２図 第３州図 第３‐（０）図 第３小）図 第３‐０図 図 −にコ「 蛾 図 い 舵 図 Ｎ 船 第８図 第９図 弟ｉｌ図 第１３図 第６図 第７図 第１０図 第１４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工具交換装置付工作機械において、主軸と、該主軸
   の工具を交換すべくグリツプを有し該グリツプの搬送軌
   跡上に待機位置と工具交換位置の２個所の停止位置を有
   する工具交換アームと、該工具交換アームの工具交換位
   置を第１の工具交換位置とすべく設けられた第１の工具
   貯蔵装置と、前記工具交換アームの待機位置を第２の工
   具交換位置とすべく進退可能に設けられた第２の工具貯
   蔵装置と、該第２の工具貯蔵装置を進退駆動する駆動装
   置と、前記工具交換アームを待機位置と工具交換位置の
   ２位置に駆動制御する制御装置とから成り、第２の工具
   貯蔵装置の工具を交換の際第２の工具貯蔵装置の第２の
   工具交換位置を待機位置まで移動することを特徴とする
   工作機械の工具貯蔵マガジン。