JPS6040338B2 - 自動工具交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、各種工作機の工具を自動的に交換する自動工
具交換装置に関す。

従来の自動工具交換装置は、一本の工具支持アームの両
端に工具支持部を設け、このアームを工具支持部の中央
を中心として旋回されることにより工具交換を行なって
いる。

このため、従来装置は立形の主軸（立軸）を有する工作
機械又は機形の主軸（機軸）を有する工作機械のいずれ
か一方の専用的なものとされている。しかし、ある種の
工作機械、例えばプラノミラーにおいては、一般に立軸
の工具の他に、主軸先端部又は主軸頭下部に横藤（水平
）用のアタッチメントを取付けて加工することが多い。

従って、この種工作機械の工具交換装置としては、立、
機兼用であることが望ましいが、現在はこのような兼用
型の交換装置は開発されていない。本発明の目的は、立
（垂直）、横（水平）あるいは中間の所定角度における
工具交換を可能な自動工具交換装置を提供するにある。

本発明は、工具交換装置本体にァ−ム支持用フレームを
旋回可能に支持し、さらに、このアーム支持フレームに
、各々工具支持可能にごれた一対のアームをフレームに
対して旋回可能に設け、このアームを水平状態から垂直
状態あるいは中間の所定角度等に旋回させることにより
、立、横、中間角度の工具交換を可能にして前記目的を
達成しようとするものである。

以下、本発明をプラノミラ−用として立及び機軸交；鍵
型とした一実施例を図面に基づいて説明する。

全体構成が示される第１図において、工作機械としての
プラノミラー１０は、門型コラム１１と、この門型コラ
ム１ １に上下動可能にされたクロスレール１２とこの
クロスレール１２に水平敷可能に支持された主軸ヘッド
１３と、この主軸ヘッド１３に上下動可能に支持される
とともに主軸亀４を回転自在に支持するラム１５と、前
記門型コラム１１の下方位置に設けられるとともに主軸
ヘッド１３の移動可能と直交する方向に水平動可能にさ
れたテーブル１６とから構成されている。

このプラノミラ−１０の主軸１４には横軸を構成するア
タッチメント１７が取付け可能にされている。前記門型
コラム１１の前方において、工具交換装置用コラム２１
が立設されるとともに、このコラム２１の上部はサポー
ト２２を介して門型コラム１１の一側面に連結支持され
、かつ、コラム２１にはサドル２３が上下動可能に支持
されている。

また、両コラム１１，２１の側方位贋には多数の工具９
０を保持しているマガジン１００が設置されている。第
２〜４図において、前記コラム２１の一側面には長手方
向（上下方向）に沿って一対のガイドウェイ２４が設け
られ（第９図参照）、このガイドウェイ２４に沿って前
記サドル２３が上下動できるようにされている。

このサドル２３には、コラム２１に回転自在かつ軸方向
移動不可能に支持されたボールねじ軸２５が螺合され、
このボールねじ軸２５はモータ２６により回転駆動され
、このねじ軸２５の回転に伴なし、サドル２３が上下動
するようにされている。ここにおいて「これらのボール
ねじ軸２５及びモータ２６により上下動用駆動機構２７
が構成されている。前記サドル２３の上面には、一対の
吊上げチェン２８の一端がそれぞれ固定されるとともに
、これらのチェン２８はそれぞれコラム２１上に設けら
れたスブロケツト２９を介してコラム２１内に垂下され
、その他端はコラム２１内に移動可能なバランスウェイ
ト３川こ連結れ、サドル２３の移動が軽快に行なえるよ
うにされている。

前記サドル２３のプラノミラ−１０側の側面には上下一
対のガイドウェィ３１が水平に固定され、これらの上下
のガイドウヱイ３１にはそれぞれプラケット３２が摺動
自在に支持されている。

これらのブラケツト３２にはそれぞれベアリングボック
ス３３が固定され、これらのベアリングボックス３３に
は略方形枠状のアーム支持フレーム３４がその上下面に
突出された軸部を介して鉛直軸線を旋回軸線とし旋回自
在に支持されている。このフレーム３４は、下方のベア
リングボックス３３に固定されたモータ３５によりギャ
トレィン３６（第８図参照）を介して旋回されるように
され、これらのモー夕３５及びギャトレィン３６により
フレーム旋回駆動機構３７が構成されている。また、前
記工具交換装置用コラム２１、サドル２３及びブラケッ
ト３２により工具交換装置本体２０が構成されている。
前記サドル２３と上方のブラケット３２との間及びサド
ル２３と下方のベアリングボックス３３との間は、それ
ぞれエアシリンダ３８，３９のケーシングとピストンロ
ッドとにより連結され、これらのシリンダ３８，３９に
よって水平駆動機構４０が構成されるとともに、両ブラ
ケット３２ひいてはフレーム３４の水平動が行なえるよ
うになつている。

前記サドル２３の一側面、第３図中右側面にはアタッチ
メント１７の工具脱着装層１７０が設けられ「 この脱
着装層１７０‘まサドル２３に固定されたブラケツト１
７１と、このプラケツト１７１に水平方向摺動自在に支
持されたスラィダ１７２とこのスラィダ１７２を駆動す
るシリンダ１７３とから構成され、前記スラィダ１７２
の先端にはシリンダからなる脱着ヘッド１７４が組込ま
れ、この脱着ヘッド１７４のピストンロッド‘こよりア
タッチメント１７のド。

ーバーの押圧もしくは押圧の開放をしてドローバー先端
のコレットチヤツクを開閉できるようにされている。第
５図ないし第９図には、前記アーム支持フレーム３４の
部分の詳細が示されている。

これらの図において、フレーム３４の上部両側にはそれ
ぞれ工具支持用アーム７０が配置されている。これらの
各アーム７０は、その基端部に固定された軸４２を介し
てフレーム３４に回動自在に支持され、各アーム７０は
フレーム３４の旋回軸線に直交する面すなわち水平面上
に旋回軸線を有するようにされている。これによりアー
ム７０はフレーム３４の旋回軸線に対して直交する水平
位置から平行な垂直位置へと垂直面内旋回可能とされて
おり、鉛直な藤線を有する立軸の工具９０及び水平な鞠
線を有する横軸の工具９０を支持可能にされている。前
記鞠４２のフレーム３４からの一端突出部には旋回リン
ク４３の一端が固定されるとともに、この旋回リンク４
３の他端には、フレーム３４に基部を取付けられたシリ
ンダ４４のピストンロッド４５の先端が取付けられ、こ
のシリンダ４４の駆動に伴ないアーム７０の旋回動作が
行なえるようになっている。このアーム７０の水平時の
位置は、位置調整可能にフレーム３４に取付けられたス
トツパ４６により規制されるとともに「近接スイッチ４
７によりその状態が検知されるようになっている。ここ
において、軸４２、旋回リンク４３及びシリンダ４４に
よりアーム旋回駆動‐機構４８が構成されいる。前記ベ
アリングボックス３３のうち上方のベアリングボックス
３３の周面には２個の油穴４９が閉口されるとともに、
これらの油穴４９はフレーム３４の上部支持軸５０の周
面と上方のベアリングボックス３３の内周面とに形成さ
れた油溝５１（第８図参照）を介して上部支持軸５０内
に設けられた２本の油穴５２に蓮通れている。

これらの油穴５２は、上方のベアリングボックス３３の
下方において上部支持軸５０の周面に閉口され、この閉
口から図示しない配管を介してフレーム３４に設けられ
た各種の油圧機器、例えば油圧ユニット５３、ソレノイ
ドバルブ５４，５５、前記シリンダ４４等へ連結される
ようになっている。一方、下方のベアリングボックス３
３に支持されるフレーム３４の下部支持軸５６の中心部
には鞠方向の貫通孔５７が形成され、この貫通孔５７並
びに下部支持軸５６とフレーム３４との間に固定された
大ギャ５８に形成された切欠き５９及びフレーム３４の
下部に形成された穴６０を介して前記ソレノィドバルブ
５４，５５等への配線が挿通され、これらの配線のねじ
れ、絡み等が極力防止されている。前記大ギャ５８には
モータ３５の出力鞠に固定されたピニオン６１が蟻合さ
れ、これらの大ギヤ５８及びピニオン６１により前記ギ
ャトレィン３６が構成されている。

前記上方のベアリングボックス３３の周面には各２個の
りミットスイッチ６２，６３が半径方向位置を異ならせ
て１８０度位置に取付けられるとともに、これらのリミ
ットスイッチ６２，６３はフレーム３４の上面に設けら
れた各２個のドック６４，６５により作動されるように
され、これによりフレーム３４の１８０度の正時計方向
の回転あるいは反時計方向の回転が検知されて停止され
るようになっている。この際、リミットスイッチ６２，
６３及びドック６４，６５が各々２個づつ設けられてい
るのは一方、すなわち回転時に初めに接触する一方でフ
レーム３４の回転を減速し、ついで他方で正確な位置に
停止させるためである。また、上方のベアリングボック
ス３３の周面にはステ−６６を介して一対の磁性体６７
が取付けられ、これらの磁性体６７により主軸ヘッド１
３に取付けられた近接スイッチ６８（第４図参照）が作
動され、主軸ヘッド１３とフレーム３４との位置合せが
行なえるようになっている。第１０図及び第１１図には
前記アーム７０の詳細構造が示されている。

アーム７０は、側面機競Ｌ字形のアーム本体７１と、こ
のアーム本体７１の上面に形成された凹部７２内に中央
部を回動自在に軸支された一対のハンド７３と、これら
のハンド７３の内端側においてボール受７４、ボール７
５及びばね受け７６を介して介装されたハンド７３の先
端弧面を閉じる方向に付勢する圧縮コイルばね７７と、
前記凹部７２内において両ハンド７３の弧面内に一部を
突出され工具９０に設けられるキー溝に係合されて工具
９０の回り止めをするキー７８と、前記アーム本体７１
の両側面からねじ込まれて先端が凹部７２内に突出され
るとともに前記両ハンド７３の内端外側面に当授されて
両ハンド７３の先端弧面の閉じ具合を工具９０の係合溝
に合致するように調整する一対の調整ねじ７９と、前記
一対のハンド７３の内端に形成された懐斜面に先端が係
合可能にされるとともに基端がフランジ状に形成されて
ピストンの役目をし且アーム本体７１のシリンダボア８
川こ損勤自在に内装されたくさび８１と、このくさび８
１とアーム本体７１に固定されたヘッドカバー８２との
間に介袋されくさび８１の先端を両ハンド７３の内端傾
斜面内に係合するよう付勢する圧縮ばね８３と、前記く
さび８１に基端を固定されるとともに先端がヘッドカバ
ー８２を貫通して突出されこの先端に磁性材からなるド
ッグ８４が固定された摺動軸８５と、前記ヘッドカバー
８２にブラケット８６を介して取付けられるとともにド
ッグ８４により作動されくさび８１の進退位置を検知す
る一対の検知ヘッド８７，８８から構成され、アーム本
体７１に設けられた油路８９からくさび８１のフランジ
部とシリンダボア８０の底部との間に氏油が供給れた際
、くさび８１は圧縮ばね８３に抗して左方に移動し、工
具９０‘こよる圧縮コイルばね７７に抗して両ハンド７
３の強制的な開放が可能となるようにされている。第１
２図ないし第１７図には工具貯蔵マガジン１００の詳細
が示されている。

これらの図において、基台Ｔ０１の長手方向の両端部に
は駆動側及び従動側のスプロケット１０２，１０３が回
転自在に軸支され、これらのスプロケツト１０２，１０
３間にはチェン１０４が掛け回わされ、このチェン１０
４には多数の工具ポット１１０が取付けられている。こ
のチェン１０４の回行は、駆動側スプロケット１０２上
に設けるたロータリェンコーダ１０７により検知される
ようになっている。前記ポット１ １川ま、側面略コ字
形の一体物からなるポット本体１１１を備え、このポッ
ト本体１１１の上側突部１１２の一側には、工具９０の
プルスタッド９１の首都を係止する小さめのＵ字溝１１
３が形成されるとともに、このＵ字溝１１３内に一部が
突出するように一対のボールプランジャ１１４がねじ込
まれ、プルスタッド９１の抜け止めがなされている。ま
た、ポット本体１１１の下側突部１１５には、工具９０
のテーパシヤンク９２を係止するテーパ面を有する大き
めのＵ字溝１１６が形成されるとともに、このＵ字溝１
１６内に一部が突出するようにキー１１７が固定され、
このキー１１７は工具９０のキー溝（図示せず）に係合
されて工具９０の回り止めがなされている。さらに、ポ
ット本体１１ １の上面２箇所及び下面３箇所にはそれ
ぞれローラからなるカムフオロワ１１８が設けられ、こ
れらのカムフオロワ１１８は、前記基台１０１にチヱン
１０４に沿って取付けられた上下のガイド板１０５，１
０６に係合され、案内されるようになっている。この際
、各カムフオロワ１１８のうち、特に、下側突部１１５
に取付けられた３個のカムフオロワ１１８はガイド板１
０６の直線部１０６Ａ及び曲線部１０６Ｂのいずれもが
ガイドとしての役目を損なわれない位置に配置されてい
る。第１２図において、マガジン１０川こおける工具交
換装置アーム７０に対向させる部分には、工具９０の交
換時に開閉するゲート機構１２０が設けられるとともに
、この反対側中央近傍には工具セット用開閉機構１４０
が設けられ、さらにこの開閉機構１４０の反対側すなわ
ち前記ゲート機構１２０と両側で他端側には大重量工具
セット機構１６０が設けられている。

前記ゲート機構１２０は、第１６図に示されるように、
基台１０１に立設されたゲートフレーム１２１にとこの
ゲートフレーム１２１にスタンド１２２を介してケージ
ングの一端を付けられたゲート開閉シリング１２３とこ
のシリンダ１２３のピストンロッド１２４の先端に固定
されたゲート１２５と、このゲート１２５の上下部に取
付けられるとともにポット１ １川こ収納された状態の
工具９０のプルスタッド９１の周面及びテーパシヤンク
９２の下部に対向され工具９０の脱落を防止する上下の
レール１２６、１２７と、前記上方のガイド板１０５上
に固定された位鷹決め用シリンダ１２８と、このシリン
ダ１２８内に摺動自在に収納されるとともに一端がシリ
ンダ２２８から突出されこの先端が前記ポット１１０の
位置決めブッシュ１１９に挿入可能にされこの挿入時に
ポット１１０の位置決めを行なうピストン１２９と、シ
リンダ１２８のヘッドカバー１３０から突出されたピス
トン１２９の他端に取付けられたドッグ１３１と、この
ドッグ１３１に対向されるとともにブラケツト１３２を
介してシリンダ１２８に固定された一対のピストン位置
検知ヘッド１３３と、取付板１３４を介してシリンダ１
２８に取付けられ工具プルスタッド９１の上面に対向配
置された工具有無検知ヘッド１３５とから構成され、工
具９０の交換時にピストン１２９で工具ポット１１０の
位置決めをしたのちシリンダー２３を作動させてゲート
１２５を開閉できるようにされている。

前記工具セット用開閉機構１４０は、第１７図に示され
るように、基台１０１にブラケツト１４１を介してトラ
ニオン形式で支持されたシリンダ１４２と、このシリン
グ１４２のピストンロッド１４３の先端に軸受１４４を
介して回動自在に連結されるとともに上方のガイド板１
０５に固定された取付板１４５に軸１４６を介して一端
の回動自在に支持されたｒＬ字形の旋回カバー１４７と
、このカバー１４７の途中及び下端に固定されるととも
に工具９０のプルスタッド９１及びフランジ９３の外周
面に対向され工具９０の脱落を防止すぬ上部及び下部レ
ール１４８，１４９と、前記カバー１４７の外面に突設
されるとともに取付板１４５に固定されたりミットスイ
ッチ１５０をカバー１４７の上方回動時に作動させるド
ック１５１とから構成され、シリンダ１４２を作動させ
ることによりカバー１４７の開閉を行なえるようになつ
ている。

前記大重量工具セット機構１６川ま、ベース１６１と、
このベース１６１上に摺敷自在に支持されるとともに図
示しないシリンダにより各ポット１１０側に向って進出
可能にされたスラィダ１６２と、このスライダ１６２に
９０度旋回可能に支持されるとともに図示しない駆動源
によりスラィダ１６２の摺動方向及びこれに直交する方
向の間を旋回駆動され大重量の工具９０を把持する旋回
アーム１６３と、前記工具セット用開閉機構１４０の旋
回カバー１４７と同様なカバー１６４と、このカバー１
６４を旋回駆動させるシリング１６５とから構成され、
クレーン等で運搬してきた手では装着不可能な大重量工
具９０を旋回アーム１６３で受取って各ポット１１０に
装着できるようになっている。

なお、マガジン１００において、チエン１０４に連結さ
れた各ポット１１０の周囲には、前記ゲート機構１２０
及び工具セット用開閉機構１４０の各レール１２６，１
２７，１４８，１４９に相当するレール（図示しない）
が設けられ、チェン１０４の回行中における各工具９０
のポット１１０からの脱落が防止されている。

次に、本発明の作用を場合分けして説明する。

まず、プラノミラー１０の主軸１４に直接工具９０が取
付けられている場合の工具交換を説明する。工具交換に
先だち、サドル２３の高さを、モ−夕２６を駆動しボー
ルねじ軸２５を回転させて工具交換位置に旨史定してお
き、一方、フレーム３４に取付けられたアーム７０のう
ちの一方すなわちマガジン１００側のアーム７０に次回
に使用すべき新工具９０を取付けておき、他方のアーム
７０は空にしておく。

この状態で、主軸１４の回転を停止するとともに、割出
しを行ない、さらにクロスレール１２の高さ位置を工具
交換位置に設定し、主軸ヘッド１３をフレーム３４側に
移動させる。この際、空のアーム７０のシリンダボア８
０の底部側には油路８９を介して圧油が供給され、くさ
び８１は両ハンド７３との係合状態から解除されており
、両ハンド７３の開放が可能にされている。主軸ヘッド
１３の移動により、空のアーム７０の主軸１４に取付け
られた工具（旧工具）９０が当援されると、両ハンド７
３は、第１１図に示されるように、旧工具９０により圧
縮コイルばね７７に抗して開かれ、両ハンド７３内に旧
工具９０が保持される。

この保持がフレーム３４のステー６６に取付けられた磁
性体６７と主軸ヘッド１３に取付けられた近接スイッチ
６８とにより検出されると、アーム７０への圧油の供給
が解除され、くさび８１が圧縮ばね８３の作用により両
ハンド７３の後部側に挿入され、両ハンド７３のクラン
プがなされる。ついで、主軸１４内のドローバーの作用
によって今まで使用していた旧工具９０の主軸１４との
係合がはずされるとともに、主軸ヘッド１３の上昇によ
り主軸１４と旧工具９０との分離がなされる。

この際、新工具９０を支持しているアーム７０がアーム
旋回駆動機構４８のシリンダ４４の作用により９０度下
方に旋回され、フレーム３４の旋回時におけるアーム７
０とサドル２３との干渉が防止される。この状態で、フ
レーム３４が旋回駆動機構３７により１８０度回転され
ると、旧工具９０が新工具側に、新工具９０が旧工具側
に移動され、ついで垂直状態にある新工具９０の保持ア
ーム７０がアーム旋回駆動機構４８の前述とは逆方向の
駆動によって水平状態とされる。新工具９０を保持して
いるアーム７０の水平移動後、主軸ヘッド１３の下降が
なされて主軸１４への新工具９０の装着がなされ、つい
で新工具側アーム７０のくさび８１が後退されて両ハン
ド７３が開閉可能状態とされる。

この状態で主軸ヘッド１３がクロスレール１２に沿って
フレーム３４から離れる方向に移動されると新工具９０
の主軸１４への装着が完了される。一方、新工具９０が
取外され、旧工具９０のみ残されたフレーム３４はサド
ル２３ごと下方に移動され、フレーム３４と工具貯蔵マ
ガジン１００との間で工具交換動作が行なわれる。

この動作は、まず、ゲート機構１２０のシリンダー２３
が作動されてゲート１２５が上昇され、ゲート１２５の
開放がなされるとともに、サドル２３が下降されてアー
ム７０とマガジン１００内のポット１１０との位置合せ
が行なわれる。この際、ゲート１２５の部分には旧工具
９０を収納するための空のポット１１０が予め配遣され
ており、工具９０の受取りが可能な状態とされている。
ついで、サドル２３とフレーム３４とに設けられたシリ
ンダ３８，３９が駆動されてフレーム３４がマガジンＩ
ＱＯ側に移行され、空ポット１１０内にアーム７川こ支
持された旧工具９０が挿入される。

こののち、アーム７０のくさび８１が後退され、両ハン
ド７３はァンクランプ状態されるとともに、ゲート機構
１２０のシリング１２３が前述とは逆方向に作動されて
ゲート１２５が閉じられ、ゲート１２５に固定された上
下のレール１２６，１２７によって工具９０の脱出防止
が行なわれる。この状態で、フレーム３４がマガジン１
００から離れる方向に移動されると、工具９０はアーム
７０から外れ、ポット１１０内に残されることとなる。
ついで、ゲート機構１２０の位置決め用ピストン１２９
が上昇されてポット１１０が移動可能にされるとともに
、マガジン１００のチェン１０４が自動的に駆動されて
次に使用する新たな工具９０がサーチされ、この新たな
工具９０がゲート機構１２０の位置にくるとチェン１０
４が停止され、シリンダ１２８が作動されてピストン１
２９の先端がポット１１０の位置決めブッシュ１１９内
に挿入されてポット１１０の位置決めと位置固定とがな
される。

新たなポット１１０の選択が完了すると、再びフレーム
３４がマガジン１００側に移行されてアーム７０のハン
ド７３による新たな工具９０の挟特がなされ、この状態
でくさび８１が両ハンド７３側に進出されて両ハンド７
３のクランプが行なわれる。

ハンド７３のクランプが完了すると、ゲート１２５が開
放され、ついでフレーム３４がマガジン１００から離れ
る方向に移動される。こののち、ゲート１２５は閉じら
れ、再びチェン１０４が駆動されて現在主軸１４に装着
されている工具９０を収納すべき空のポット１１０がサ
ーチされ、このポット１ １０がゲート１２５の位置に
停止され、位置決め固定がなされ、次回の上述の動作に
備えられる。以上の動作は、コンピュータ等に組込まれ
たプログラムにより、各部の位置検知機構からの信号に
基づいて自動的に作動され、これらの動作が繰返される
ことによって順次工具９０の自動交換が行なわれる。

なお、マガジン１００内の工具９０の装着は、工具９０
が手で装着可能な場合は、工具セット用開閉機構１４０
のシリング１４２を作動させて旋回カバー１４７を開放
させて手動で行ない、一方、工具９０の重量が大きく手
で装着できないときは、クレーン等で工具９０を吊上げ
、大重量工具セット機構１４０の旋回アーム１４３を用
いて機械的に装着する。

次に、プラノミラー１０の主軸１４にアタツチメント１
７が取付けられ、加工鞠が水平方向とされている場合の
工具交換を説明する。

ここにおいて、前述のアタッチメント１７を用いない場
合の説明と重複もしくは類似している動作の説明は簡略
に行なう。主軸１４の回転停止と割出しとを行なったの
ち、主軸ヘッド１３をフレーム３４側に移行させ、アー
ム７０と現在使用している工具９０とを対向させる。

この際、工具９川ま軸方向を水平にして取付けられてい
るため、新たな工具９０を保持していない空のアーム７
０はシリング４４を作動させて垂直方向に予め旋回させ
ておき、かつ、アーム７０のくさび８１を後退させて両
ハンド７３が工具９０を挟特できるようにしておく。工
具９０と空のアーム７０との位置合せが完了したら、ラ
ム１５を駆動して主軸１４を上昇させ、アーム７０の両
ハンド７３内に工具９０を挟持させ、ついで、くさび８
１によりクランプ状態、とする。このハンド７３のクラ
ンプ動作と並行してアタッチメント工具脱着装層１７０
のスラィダ１７３が進出され、このスラィダ１７３の先
端に設けられた脱着ヘッド１７４がアタツチメント１７
の後方に位置される（第４図参図）。ついで、アタッチ
メント工具脱着装層１７０の脱着ヘッド１７４のピスト
ンロッドが進出されてアタッチメント１７内のドローバ
ーが押圧され、工具９０のプルスタッド９１の開放がさ
れる。

この状態でフレーム３４がアタツチメント１７から離れ
る方向に少し、すなわち、ドローバーのコレットチヤツ
クからプルスタッド９１がはずれるに必要十分な程度移
動されて停止される。こののち、脱着ヘッド１７４のピ
ストンロッドが後退されるが、前記フレーム３４の少し
の移動の作用により、コレットチャツクでの工具９０の
把持はなされない。ついで、アタッチメント工具脱着装
層１７０のスラィダ１７２が後退され、脱着ヘッド１７
４がァタッチメント１７の移行の邪魔にならない位置に
移動されると、主軸ヘッド１３がフレーム３４から離れ
る方向に移動され、アタツチメント１７と旧工具９０と
の分離がなされる。

こののち、旧工具９０を保持したア−ム７０が水平位置
に駆動されるとともに、フレーム３４が旋回位置まで主
軸１４側に少し移動され、さらに新工具９０を保持して
いるアーム７０が垂直状態に旋回されてフレーム３４の
旋回の障害にならないようにされる。この状態で、フレ
ーム３４は１８０度反時計方向に旋回され、新工具９０
がアタツチメント１７側に、旧工具９０がマガジン１０
０側に位置される。ついで、フレーム３４はマガジン１
００側に少し、すなわち、アタツチメント１７が所定量
フレーム３４側に移動されてプルスタツド９１がアタッ
チメント主軸内に挿入されたとき、プルスタツド９１と
アタツチメント主軸内のコレツトチャックが干渉するこ
とがないように、移動される。

コレットチャックとの干渉防止分、フレ−ム３４が移動
されたのち、アタッチメント１７がフレーム３４側に移
動されて（第６図参照）アタッチメント主軸内に新工具
９０のプルスタッド側が挿入されると、アタッチメント
工具脱着装層１７０の脱着ヘッド１７４が進出されてア
タッチメント１７の後方に位置される。こののち、脱看
ヘッド１７４のピストンロッドが進出されてアタツチメ
ント主軸内のコレットチャックが開放される。この状態
で、フレーム３４がアタッチメント１７側に少し移動さ
れて新工具９０のプルスタッド９１がコレットチャック
内に挿入される。ついで、脱着ヘッド１７４のピストン
ロッドが後退されてコレットチャックでブルスタツド９
１の把持がなされ、脱着ヘッド１７４が後退されてアタ
ッチメント１７の移動の障害とならないようにごれる。

これと並行して新工具９０を保持しているアーム７０の
ハンド７３がアンクランプの状態にされる。こののち、
ラム１５とともにアタッチメント１７が下降され、新工
具９０がアーム７０から敬外され、アタツチメント１７
側に保持されることとなり、さらにアタツチメント１７
はフレーム３４から離れる方向に移動されて次の加工が
なしうる状態とされる。ついで、フレーム３４の一方の
アーム７０に残された旧工具９０をマガジン１００内の
さらに次の加工に用いられる工具９０と交換する動作が
行なわれるが、これは前述の立欧における交換動作と同
様であるから説明を省略する。

なお、この交換動作中、旧工具９０を保持していなかっ
た側のアーム７０は垂直位置を保持され、次回のアタツ
チメント１７からの工具交換動作に便利なようにされて
いる。上述のような本実施例によれば、次のような効果
がある。

アーム支持フレーム３４に対しアーム７０は水平から垂
直あるいはその逆に旋回可能とされているから、立軸の
主軸１４における工具９０の交換を直接できるのみなら
ず、機軸のアタツチメント１７を用いた場合にも別個の
装置を用いず工具９０の交換をできる。

また、フレーム３４の旋回時にアーム７０を垂直方向に
位置させれば旋回半径を小さくでき、装置を小型化でき
る。フレーム３４のソレノイドバルブ５４，５５等への
配線は、フレーム３４に設けられた穴６０、大ギャ５８
の切欠き５９及び下部支持軸５６の貫通孔５７を介して
旋回中心から引出すようにしたから、配線の絡み等が有
効に防止され、断線等が生じることもない。

また、各シリンダ４４等への圧油の供給は上部のベアリ
ングボックス３３に設けられた油穴４９等を介して上部
支持軸５０の部分から行なうようにしたから、油供孫舎
用配管がねじられることがなく、それらの切断事故、詰
まり等を有効に防止できる。アーム７０は一対のハンド
７３を備え、圧縮コイルばね７７により常閉方向に付勢
されるとともに、くさび８１によりクランプ可能にされ
ているから、万一電源がきれた場合においても、従来の
片開きのアームに比べ安全性が著しく高い。

工具ポット１１０は、コ字形にされ、上側突部１ １２
及び下側突部１ １５のＵ字溝１ １３，１ １６で支
持するようにされているから、従来の筒形のポットで筒
形の内径上部でプルスタッドをボール状ストッパで係止
するものに比べ、把持構造及び着脱を容易にでき、小型
軽量化ならびに安価に提供できる。また、従来の筒形構
造のポットでは、交換装置上下動用ェレベータ機構と工
具着脱用上下動機構の２系統の制御が必要となるが、本
実施例ではフレーム３４の水平方向の動きを利用して工
具９０の着脱が可能となるから制御が簡単となる。この
際、従来装置で上下動を１系統で制御する方式もあるが
、この場合は制御の精度が問題となり、精度を良くする
ためには複雑な制御が必要となって本実施例の簡易さに
は及ばない。マガジン１００１こは、ゲート機構１２０
が設けられ、前記水平方向への着脱が可能らポット１１
０の採用と相俊つて、ゲート１２５を利用して工具９０
の着脱を行なえるから、工具９８の着脱後ただちにチェ
ン１０４を駆動でき、作業時間の短縮を図れる。また、
手動セットのための工具セット用開閉機構１４０及び大
重量工具セット機構蔓６０が設けられているから、工具
９Ｑの大きさ等に応じて最適な工具９０の装着操作が行
なえ、この点からも作業時間の短縮を図ることができる
。なお、前記実施例において、アーム７川ま水と垂直と
の９０度の旋回を行なうものとして説明したが、フレー
ム３４に設けられたストツパ４６の位置調整を行なうこ
とによりそれ以外の任意の角度にアーム７０を旋回させ
ることもでき、任意の角度の工具９０の交換を行なうこ
ともできる。また、アーム７０の軸４２等に適宜な割出
し装置を取付ければ、２位置に限らず複数位置でのアー
ム７０の停止を行なえ、より汎用性を持たせることがで
きる。さらにアタッチメント工具脱着装瞳１７川ま、前
記実施例のようにサドル２３に設けるものに限らず、ア
タッチメント１７の中に組込むこともでき、この場合は
、脱着装瞳１７０の移動及びコレットチェックの逃げの
ためのフレーム３４の少しの移動は行なわなくてすみ動
作上有利となるが、一方、各アタッチメント１７叢に組
込む必要が生じることから製造コスト上は不利である。
また、本発は、プラノミラー１０に使用するものに限ら
ず他の工作機械にも使用できる。さらに、前記実施例で
は工具交換装置本体２０‘ま、フレーム３４をサドル２
３及びブラケツト３３の作用により上下動及び水平動可
能に支持したが、これは主軸１４及びマガジン１００と
フレーム３４のアーム７０との位置関係を調整する為に
必要とされ、工具交換時間の短縮化を図るものであるが
、主軸１４及びマガジン１００の位置を適宜に設定すれ
ば、必ずしも上下動あるいは水平動できなくてもよい。
上述のように本発明によれば、異なる角度の主軸に対す
る工具交換を行なえるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の−実施例をプラノミラーに適用した正
面図、第２図は第１図の要部の斜視図、第３図は第１図
の工具交換装置部分の正面図、第４図はその側面図、第
５図は本実施例の工具支持フレーム部分の斜視図、第６
図は第５図とは異なる動作状態を示す工具支持フレーム
部分の要部の斜視図、第７図は本実施例の工具支持フレ
ーム部分の正面図、第８図は第７図の濁−側線に沿う断
面図「第９図はその平面図、第１０図は本実施例のアー
ム部分の一部を断面した平面図、第１１図はその動作状
態を示す一部を断面した要部の平面図、第亀２図は本実
施例の工具交換装置及びマガジン部分の平面図、第１３
図は本実施例のポット部分の斜視図「第１４図は本実施
例のポットの平面図へ第１５図はその底面図、第１６図
は本実施例のゲー機構部分の断面図「第１７図は本実例
の工具セット用開閉機構部分の断面図である。 包８…工作機械としてのプラノミラー、１４・・・主軸
ｔ 翼７…アタッチメント、２０・・・工具交換装置本
体、２１…工具交換装慣用コラム〜 ２３・・・サドル
「 ２７…上下動用駆動機構、３塁…ブラケット、３４
…アーム支持フレーム、３７…フレーム旋回駆動機構、
４０…水平勤駆動機構、４８…アーム旋回駆動機構、７
０・・・アーム〜 ７１・・・アーム本体、７３…ハン
ド、７７…圧縮コイルばね、８１・・・くさび、９０・
・・工具、９１・・・プルスタツド、９２…テーパシャ
ンク、１００・・・工具貯蔵マガジン、１１０…工具ポ
ット、１２０・・・ゲート機機、１４０・・・工具セッ
ト用開閉機構、１６０・・・大重量工具セット機構、１
７０・・・アタッチメント工具脱着装直。第１図 第２図 第１３図 第１４図 第１５図 第３図 第４図 第６図 第１１図 第５図 第了図 第８図 第１７図 第９図 第１０図 第１２図 第１６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工具交換装置本体に旋回可能に支持されるとともに
   フレーム旋回駆動機構により旋回駆動されるアーム支持
   フレームと、このアーム支持フレームの旋回軸線と交差
   する平面上に旋回軸線を有しアーム支持フレームにそれ
   ぞれ旋回可能に支持されるとともにアーム旋回駆動機構
   により旋回駆動されかつ工具支持可能な一対のアームと
   を備えたことを特徴とする自動工具交換装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記工具交換装置
   本体は、工具交換装置用コラムと、この工具交換装置用
   コラムに上下動可能に支持されるとともに上下動用駆動
   機構により上下動されるサドルと、このサドルに水平方
   向移動可能に支持されるとともに水平動用駆動機構によ
   り水平動されるブラケツトとを備え、このブラケツトに
   前記アーム支持フレームが旋回可能に支持されたことを
   特徴とする自動工具交換装置。