JPS6044100B2 - automatic tool changer - Google Patents

automatic tool changer

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JPS6044100B2
JPS6044100B2 JP12196378A JP12196378A JPS6044100B2 JP S6044100 B2 JPS6044100 B2 JP S6044100B2 JP 12196378 A JP12196378 A JP 12196378A JP 12196378 A JP12196378 A JP 12196378A JP S6044100 B2 JPS6044100 B2 JP S6044100B2
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JP
Japan
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tool
headstock
arm
saddle
magazine
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JP12196378A
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Japanese (ja)
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JPS5548548A (en
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晴義 桑原
功 益井
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5548548A publication Critical patent/JPS5548548A/en
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  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工具貯蔵マガジンを備えた工作機械の自動工
具交換装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an automatic tool changer for a machine tool equipped with a tool storage magazine.

従来のヘッドストックスライド型横中ぐりフライス盤用
の自動工具交換装置(ATC)においては、工具貯蔵マ
ガジン(ツールマガジン)は、コラムベース上又はコラ
ム側面或いはコラム背面に取付けられ、工具主軸とツー
ルマガジン間の工具搬送には、工具交換アームとは別に
特殊な搬送装置を必要としていた。
In the conventional automatic tool changer (ATC) for headstock sliding type horizontal boring and milling machines, the tool storage magazine (tool magazine) is mounted on the column base, the side of the column, or the back of the column, and the tool storage magazine is installed between the tool spindle and the tool magazine. To transport tools, a special transport device was required in addition to the tool exchange arm.

自動工具交換装置の一・例として第1図に示すようなも
のを挙げることができる。
An example of an automatic tool changer is shown in FIG.

この装置はツールマガジン101をコラムベース102
上に設けたもので、図面中、103はコラム、104は
コラム103に沿つて上下動するサドル、105はサド
ル104に沿つて水平移動するヘッドストック、106
はサドル104前面に取付けられた工’具交換アーム、
107は工具搬送装置、108は工具搬送装置107に
おいて実際に工具の搬送を行なう工具搬送ポットである
。前記ツールマガジン101に収納されている工具10
9は工具搬送ポット108によりコラム103の下端ま
て運ば・れる。一方、サドル104はコラム103の下
端まで下降すると共にヘッドストック105がサドル1
04の前面まで後退し、この位置において、前記工具交
換アーム106が回転して工具の交換が行なわれる。こ
のような装置においては、工具交換アーム106はヘッ
ドストック105のフエイスプレイト取付面に取付けら
れることもあるが、いずれにしろ工具交換位置は、各軸
ストローク範囲内の一点(例えばサドル104下降端と
ヘッドストック105後退端)に固定されてしまう。第
2図に示す装置は、工具搬送装置107aの工具搬送ポ
ット108aをコラム103に沿つて上下動できるよう
にしたもので、このような装置では、サドル104の上
下運動においては任意の位置で工具交換可能であるが、
ヘッドストック105の前後運動においては、その後退
端に工具交換位置は限定されてしまう。
This device connects a tool magazine 101 to a column base 102.
In the drawing, 103 is a column, 104 is a saddle that moves up and down along the column 103, 105 is a headstock that moves horizontally along the saddle 104, and 106
is a tool exchange arm attached to the front of the saddle 104,
Reference numeral 107 represents a tool transport device, and 108 represents a tool transport pot that actually transports tools in the tool transport device 107. Tools 10 stored in the tool magazine 101
9 is carried to the lower end of the column 103 by the tool carrying pot 108. Meanwhile, the saddle 104 is lowered to the lower end of the column 103, and the headstock 105 is lowered to the lower end of the column 103.
04, and in this position, the tool exchange arm 106 rotates and the tool is exchanged. In such a device, the tool exchange arm 106 may be attached to the faceplate attachment surface of the headstock 105, but in any case, the tool exchange position is at one point within the stroke range of each axis (for example, between the lower end of the saddle 104 and the lower end of the saddle 104). The headstock 105 is fixed to the rearward end of the headstock 105). In the device shown in FIG. 2, the tool transfer pot 108a of the tool transfer device 107a can be moved up and down along the column 103. Although it is replaceable,
When the headstock 105 moves back and forth, the tool changing position is limited to its backward end.

以上のように従来の工具交換装置は、工具交換位置が固
定されたいるため、機械が大型になればなるほどそれに
比例して工具交換時間(旧工具による加工完了から新工
具による加工開始までの時間)は極端に長くなる。
As mentioned above, in conventional tool changers, the tool change position is fixed, so as the machine becomes larger, the tool change time (the time from completion of machining with the old tool to the start of machining with the new tool) increases proportionally. ) becomes extremely long.

工具搬送距離も長くなるためコスト高となり、又一本の
工具による加工サイクルが短い場合には、新工具搬送持
ちのアイドルタイムが発生する。更にサドル前面又はヘ
ッドストックのフエイスプレイト取付面に工具交換アー
ムが取付けられるため、ヘッドストックの被加工物への
接近性が悪く、ヘッドストックストロークの一部が使用
不可能となる。又ヘッドストックのフエイスプレイト取
付面に工具交換アームを取付けた場合にはヘッドストッ
クへのアタッチメントの装着が不可能となつてしまう。
ヘッドストックの被加工物への接近性を良くし、ヘッド
ストックへのアタッチメントの装着を可能とするため、
単純に工具交換アームの回転中心をヘッドストック側面
より外し前後進させるようにしたものが考えられるが、
この場合には、第3図に示す如くヘッドストック105
側面に沿つ.て前後動する工具交換アーム106aのア
ーム長がサドル104前面に取付けた場合の工具交換ア
ーム106に比べ極端に長くなり、工具交換アーム10
6a回転時の慣性モーメントが大きくなるのでその回転
速度を上げられないという不具合が・あつた。
The tool transport distance also becomes longer, resulting in higher costs, and if the machining cycle with one tool is short, idle time occurs while the new tool is being transported. Furthermore, since the tool changing arm is attached to the front surface of the saddle or to the face plate attachment surface of the headstock, the headstock has poor accessibility to the workpiece, making a portion of the headstock stroke unusable. Furthermore, if the tool changing arm is attached to the faceplate mounting surface of the headstock, it becomes impossible to attach the attachment to the headstock.
In order to improve the accessibility of the headstock to the workpiece and to make it possible to attach attachments to the headstock,
It is conceivable that the center of rotation of the tool exchange arm could simply be removed from the side of the headstock so that it could move forward and backward.
In this case, as shown in FIG.
Along the sides. The arm length of the tool exchange arm 106a that moves back and forth is extremely long compared to the tool exchange arm 106 when it is attached to the front surface of the saddle 104.
There was a problem that the moment of inertia when rotating 6a increased, so the rotation speed could not be increased.

又ツールマガジン及び工具交換アームを共にヘッドスト
ックに取付け、なおかつ工具交換アームを前後進させる
ようにした場合には、第4図に示すように、工具交換ア
ーム106bの回転駆動部分がツールマガジン101a
と干渉してしまう虞があり、工具交換アーム106bの
ツールマガジン101aへの接近性が悪く、ツールマガ
ジン101aと工具交換アーム106bとの間での直接
の工具の受け渡しが困難となり、別に工具搬送装置が必
要となる。
In addition, when both the tool magazine and the tool exchange arm are attached to the headstock and the tool exchange arm is moved forward and backward, as shown in FIG.
There is a risk of interference between the tool exchange arm 106b and the tool magazine 101a, which makes it difficult to directly transfer tools between the tool magazine 101a and the tool exchange arm 106b. Is required.

本発明は、従来の自動工具交換装置には上述の如く種々
の欠点があつたことに鑑みてなされたも冫ので、上述の
欠点を解消すること、つまりサドルの上下動、ヘッドス
トックの前後運動に対して任意の位置で工具の交換を可
能とし、工具交換時間の短縮を図ること、ツールマガジ
ンを工具主軸近くに配置し、新工具の搬送持ちによるア
イドルタ・イムをなくすと共に装置の簡易化及びコスト
ダウンを図ること、更には被加工物加工中はサドル前面
或いはヘッドストックのフエイスプレイト取付面より工
具交換アームを撤去し工具主軸の被加工物への接近性を
改善し、ヘッドストックのフエイ゛スプレイト取付面に
アタッチメントの取付けを可能とすることのできる自動
工具交換装置を提供することを目的とし、その構成は、
コラムに沿つて上下動するサドルに支持され該サドルに
沿つて前後動するヘッドストックの側面に、多数の工具
を収納する工具貯蔵マガジンを設け、該工具貯蔵マガジ
ンの上下方向中心線よりずらして定められた工具受け渡
し位置において前記工具が回動しその軸線が前記ヘッド
ストックの軸線と平行となるようにし、両端に工具把持
部を有し且つ旋回可能な工具交換アームを前記ヘッドス
トック前面に突出している工具主軸側方と前記工具受渡
し位置との間で前後移動可能に前記ヘッドストック側面
に設けてなること、更にこれに加えて、前記工具交換ア
ームをその中心より工具主軸側斜め上方若しくは下方に
ずれた位置を中心として90度旋回させる機構とこの機
構により90度旋回された前記工具交換アームをその中
心回りに180℃旋回させる機構とを前記工具交換アー
ムに装備してなることを特徴とする。
The present invention was made in view of the various drawbacks mentioned above in the conventional automatic tool changer. The tool magazine can be placed near the tool spindle to eliminate idle time caused by transporting new tools and simplify the equipment. In addition, during machining of the workpiece, the tool change arm is removed from the front of the saddle or from the headstock face plate mounting surface to improve the tool spindle's accessibility to the workpiece, and the headstock faceplate is゛The purpose of this device is to provide an automatic tool changer that allows attachments to be attached to the slate mounting surface, and its configuration is as follows:
A tool storage magazine for storing a large number of tools is provided on the side surface of a headstock that is supported by a saddle that moves up and down along a column and moves back and forth along the saddle, and is positioned offset from the vertical center line of the tool storage magazine. The tool is rotated at the tool transfer position where the tool is rotated so that its axis is parallel to the axis of the headstock, and a rotatable tool exchange arm having a tool gripping portion at both ends is protruded from the front surface of the headstock. The headstock is provided on the side surface of the head stock so as to be movable back and forth between the side of the tool spindle and the tool transfer position, and in addition to this, the tool change arm is moved diagonally upward or downward from the center of the headstock toward the tool spindle. The tool changing arm is equipped with a mechanism for turning the tool changing arm by 90 degrees around the shifted position, and a mechanism for turning the tool changing arm, which has been turned by the mechanism by 90 degrees, by 180 degrees around the center. .

以下本発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明する。An embodiment of the present invention will be described in detail below based on the drawings.

実施例を表わす図面のうち、第5図は本発明による自動
工具交換装置をヘッドストックスライド型横中ぐりフラ
イス盤に取付けた実施例の斜視外観を表わしており、第
6図は自動工具交換装置の側面を、第7図はその正面を
、そして第8,9図はその一部を拡大した部分断面をそ
れぞれ表わしている。コラム1に沿つて上下動するサド
ル2に支持され前後動するヘッドストック3の前面には
、工具主軸4の先端が突出し、ここに工具が把持される
Among the drawings showing embodiments, FIG. 5 shows a perspective view of an embodiment in which an automatic tool changer according to the present invention is attached to a headstock sliding type horizontal boring and milling machine, and FIG. 6 shows a view of the automatic tool changer according to the present invention. A side view is shown in FIG. 7, a front view is shown in FIG. 7, and a partially enlarged cross section is shown in FIGS. 8 and 9. The tip of a tool spindle 4 protrudes from the front surface of a headstock 3 that is supported by a saddle 2 that moves up and down along a column 1 and moves back and forth, and a tool is held there.

第5図では加工作業を終えた旧工具5aが把持されてい
る様子を示す。前記ヘッドストック3の側面には工具貯
蔵マガjジン(ツールマガジン)6が直接取付けられて
いると共に前後動可能に工具交換アーム7が設けられて
いる。
FIG. 5 shows how the old tool 5a that has finished machining work is being held. A tool storage magazine 6 is directly attached to the side surface of the head stock 3, and a tool exchange arm 7 is provided so as to be movable back and forth.

ツールマガジン6の全体は第6図に、その主要部の詳細
は第8,9図に表わされている。
The entire tool magazine 6 is shown in FIG. 6, and details of its main parts are shown in FIGS. 8 and 9.

これらの図に示すようにツールマガジン6は、工具を収
納支持する工具収納ポット(ツールポット)8を多数駆
動チェーン9に結合してなつている。このツールマガジ
ン6のツールポット8から新しい工具を取出し或いは使
用済みの旧工具をツールポツ5卜8に挿入する工具受渡
し位置は、その下側の空間を広けて前記工具交換アーム
7との干渉を避けるため、上下方向中心より下側にずら
した位置に定められており、この工具受渡し位置で前記
ツールポット8は水平面内で90度回転して工具の出し
入れができる状態となるようになつている。ツールマガ
ジン6の各部について述べると、前記駆動チェーン9を
巻きかけたスプロケット10の一つには、ウォームホィ
ール11が同軸に取付けられ、ウォームホィール11に
は、前記ヘッドストック3に取付けられた親子モータ1
2の回転軸13に設けられているウォーム14が噛み合
い、前記親子モータ12の起動により前記駆動チエーン
9は旋回運動する。第8図中の符号15はツールポット
8の割出位置確認装置で、前記回転軸13に取付けられ
た平歯車16、及び中間歯車17、平歯車18、減速装
置19を介して前記親子モータ12により駆動される。
この割出位置確認装置15に内蔵された円板状ドツク2
0〜25は駆動チェーン9が一旋回する間に一回転する
ように減速比が設定され、各円板状ドツク20〜25に
よるリミットスイッチの0N10FFにより必要な工具
を収納したツールポット8の割出し位置の確認が行なえ
る。前記駆動チェーン9には多数のブラケット26が取
付けられ、各ブラケット26のヘッドストック3寄りの
端部には回動軸27が回動可能に支持され、該回動軸2
7にサポート28の後部が一体に取付けられ、そしてこ
のサポート28に前記ツールポット8が結合されている
のである。
As shown in these figures, the tool magazine 6 includes a plurality of tool storage pots (tool pots) 8 for storing and supporting tools coupled to a drive chain 9. At the tool transfer position where a new tool is taken out from the tool pot 8 of the tool magazine 6 or a used old tool is inserted into the tool pot 5 8, a space below the tool transfer position is widened to prevent interference with the tool exchange arm 7. In order to avoid this, the tool pot 8 is set at a position shifted downward from the center in the vertical direction, and at this tool delivery position, the tool pot 8 is rotated 90 degrees in a horizontal plane and becomes in a state where tools can be taken in and taken out. . Regarding each part of the tool magazine 6, a worm wheel 11 is coaxially attached to one of the sprockets 10 around which the drive chain 9 is wound, and a parent-child motor attached to the head stock 3 is attached to the worm wheel 11. 1
The worms 14 provided on the rotating shafts 13 of 2 engage with each other, and the drive chain 9 rotates when the parent-child motor 12 is activated. Reference numeral 15 in FIG. 8 is an indexing position confirmation device for the tool pot 8, which connects the parent and child motor 12 via a spur gear 16 attached to the rotating shaft 13, an intermediate gear 17, a spur gear 18, and a reduction gear 19. Driven by.
A disc-shaped dock 2 built into this index position confirmation device 15
0 to 25, the reduction ratio is set so that the drive chain 9 rotates once during one turn, and the tool pot 8 containing the necessary tools is indexed by the limit switch 0N10FF by each disc-shaped dock 20 to 25. You can check the location. A large number of brackets 26 are attached to the drive chain 9, and a rotation shaft 27 is rotatably supported at the end of each bracket 26 near the headstock 3.
The rear part of a support 28 is integrally attached to 7, and the tool pot 8 is connected to this support 28.

前記サポート28は前記工具受渡し位置において水平面
内で回転できるように前記駆動チェーン9に対し斜めに
支持されている。サポート28の後部で一体となつてい
る前記回動軸27には回動用移動ヘリカルギヤ29が一
体に設けられている。又工具受渡し位置に設けられてい
る支持台30には回動用固定ヘリカルギヤ31が設けら
れ、ツールポット8が工具受渡し位置に来た時、この固
定ヘリカルギヤ31は前記回動用移動ヘリカルギヤ29
に噛み合うようになつている。これらの回動用のヘリカ
ルギヤ29,31は、ツールポット8の上下方向の中心
からずれた位置で噛み合わせるためにヘリカルとなつて
いるのであり、又噛み合い易くクラウニングがなされで
いる。前記支持台30内には、前記回動用固定一・りカ
ルギヤ31に噛み合つてヘリカルラック32が設けられ
、該ヘリカルラック32にはツールポット回動用シリン
ダ33のピストンロッドが連結し、前記シリンダ33の
作動により、サポート28と共にツールポット8は第9
図中矢印て示す如く水平面内で90度回転して工具受渡
し可能な状態(ツールポット8の軸線がヘッドストック
3の軸線に平行)となる。第9図に示すように、前記ブ
ラケット26を貫j通してノックピン34が設けられ、
その先端は前記サポート28に設けられたノックピン穴
35内に位置すると共にその後端には油圧シリンダ36
のピストンロッドが連結されている。このノックピン3
4はツールポット8が駆動チェーン9と共7に旋回する
間ツールポット8の姿勢を固定させるためのもので、必
要なツールポット8が工具受渡し位置に割り出されると
、前記油圧シリンダ36の作動により前記ノックピン3
4はサポート28のノックピン穴35より引き抜かれ、
サポート28を90度回動可能とする。尚ツールポット
8が90度回動させられた時に工具の来る位置には、工
具が収納されてるか否かを確認する確認ロッド37の先
端が位置している。
The support 28 is supported diagonally with respect to the drive chain 9 so as to be rotatable in a horizontal plane at the tool transfer position. A moving helical gear 29 for rotation is integrally provided on the rotation shaft 27, which is integrated at the rear of the support 28. Further, a fixed helical gear 31 for rotation is provided on the support base 30 provided at the tool delivery position, and when the tool pot 8 comes to the tool delivery position, this fixed helical gear 31 is connected to the movable helical gear 29 for rotation.
It's starting to fit together. These rotating helical gears 29 and 31 are helical in order to engage with each other at a position offset from the vertical center of the tool pot 8, and are crowned to facilitate engagement. A helical rack 32 is provided in the support base 30 and meshes with the rotating fixed helical gear 31. A piston rod of a tool pot rotating cylinder 33 is connected to the helical rack 32. , the tool pot 8 together with the support 28 moves to the ninth position.
As shown by the arrow in the figure, the tool pot 8 is rotated 90 degrees in a horizontal plane to become ready for tool transfer (the axis of the tool pot 8 is parallel to the axis of the head stock 3). As shown in FIG. 9, a knock pin 34 is provided passing through the bracket 26,
Its tip is located in a knock pin hole 35 provided in the support 28, and its rear end is connected to a hydraulic cylinder 36.
The piston rods are connected. This dowel pin 3
Reference numeral 4 is for fixing the posture of the tool pot 8 while the tool pot 8 rotates together with the drive chain 9 at 7. When the necessary tool pot 8 is indexed to the tool delivery position, the hydraulic cylinder 36 is actuated. The knock pin 3
4 is pulled out from the dowel pin hole 35 of the support 28,
The support 28 can be rotated by 90 degrees. The tip of a confirmation rod 37 for checking whether or not a tool is stored is located at the position where the tool comes when the tool pot 8 is rotated 90 degrees.

確認ロッド37の後端にはドツグ38が設けられ、該ド
ツグ38は前記ロッド37の移動によりリミットスイッ
チ39に係合するようになつている。つまり回動させら
れたツールポット8に工具が収納されている場合には、
工具が当たつて前記確認咄ンド37は押し下げられ、前
記ドツグ38によりリミットスイッチ39が0Nになり
工具が収められていることを確認する。これはプログラ
ミングミス或いは作業者が誤つてプログラム指示とは異
なつたツールポット8ヘ工具を入れた場合等、でに工具
の入つているツールポット8に旧工具が挿入することを
防ぐ安全対策のためのものである。第6図に示すように
、前記ヘッドストック3の側面の下半部には前後方向に
案内面40,41が設けられ、この案内面40,41上
に工具交換アーム用架台(以下アーム用架台と略す)4
2と前後進駆動用架台(以下駆動用架台と略す)43と
が設けられている。
A dog 38 is provided at the rear end of the confirmation rod 37, and the dog 38 engages with a limit switch 39 as the rod 37 moves. In other words, when tools are stored in the rotated tool pot 8,
When the tool hits, the confirmation hand 37 is pushed down, and the limit switch 39 is set to ON by the dog 38, confirming that the tool is stored. This is a safety measure to prevent an old tool from being inserted into the tool pot 8 that already contains a tool, due to a programming error or when the operator accidentally inserts a tool into the tool pot 8 that is different from the program instructions. belongs to. As shown in FIG. 6, guide surfaces 40 and 41 are provided in the lower half of the side surface of the head stock 3 in the front and back direction, and a tool exchange arm mount (hereinafter referred to as an arm mount) is provided on the guide surfaces 40 and 41. )4
2 and a forward/backward drive mount (hereinafter abbreviated as the drive mount) 43 are provided.

前記駆動用架台43には前後進駆動用油圧モータ44が
取付けられ、その出力軸に取付けられたピニオンは前記
案内面40,41に平行にヘッドストック3にボルト止
めされたラック45に噛み合つており、前記前後進駆動
用油圧モータ44の起動により前記駆動用架台43は前
移動する。前記アーム用架台42には、回転中心をずら
して結合プレート46により結合され,た90度回転中
心シャフト及び180度回転中心シャフトを介して前記
工具交換アーム7が連結されている。又アーム用架台4
2には油圧シリンダ47が取付けられ、該油圧シリンダ
47のピストンロッド先端は前記駆動用架台43に結合
されてい3る。前記駆動用架台43を前後方向工具主軸
4側(寄り)に止めて前記油圧シリンダ47を作動させ
ることにより、前記アーム用架台42と共に工具交換ア
ーム7は前後進して工具主軸4へ工具を挿入し或いは工
具主軸4から工具を抜き取る動作5を行なう。図面中、
符号48は前記工具交換アーム7を工具主軸4寄りの中
心回りに90度回転させるピニオン・ラック機構の収納
箱、49は90度回転させられた工具交換アーム7をそ
の中心回りに180度回転させるピニオン・ラック機構
の収納箱4である。つまり第7図に示すように、工具交
換アーム7の90度回転中心01は工具主軸4寄りに左
上方にずれており、工具交換アーム7がこの回転中心0
1回りに90度回転することにより180度回転中心で
ある工具交換アーム7の中心02は工具主軸4寄りの0
2゛に移動するのである。180度回転中心が工具主軸
4寄りに移動するので、工具交換アーム7の長さを短か
くすることができ、その結果工具交換アーム7の180
度回転速度を上げることが可能となるのである。
A hydraulic motor 44 for driving forward and backward movement is attached to the drive frame 43, and a pinion attached to its output shaft meshes with a rack 45 bolted to the headstock 3 parallel to the guide surfaces 40, 41. The drive frame 43 is moved forward by activation of the forward and backward drive hydraulic motor 44. The tool exchange arm 7 is connected to the arm frame 42 by a coupling plate 46 with its rotation center shifted, and via a 90-degree rotation center shaft and a 180-degree rotation center shaft. Also arm mount 4
A hydraulic cylinder 47 is attached to 2, and the tip of the piston rod of the hydraulic cylinder 47 is connected to the driving frame 43. By stopping the drive frame 43 on the tool spindle 4 side in the longitudinal direction and operating the hydraulic cylinder 47, the tool exchange arm 7 moves forward and backward together with the arm frame 42 to insert the tool into the tool spindle 4. Alternatively, an operation 5 for removing the tool from the tool spindle 4 is performed. In the drawing,
Reference numeral 48 is a storage box for a pinion rack mechanism that rotates the tool changing arm 7 90 degrees around the center near the tool spindle 4, and 49 is a storage box that rotates the tool changing arm 7 that has been rotated 90 degrees 180 degrees around the center. This is a storage box 4 with a pinion rack mechanism. In other words, as shown in FIG. 7, the 90-degree rotation center 01 of the tool change arm 7 is shifted upward and left toward the tool spindle 4, and the tool change arm 7 is rotated at this rotation center 01.
By rotating 90 degrees in one rotation, the center 02 of the tool change arm 7, which is the center of rotation of 180 degrees, becomes 0 near the tool spindle 4.
It moves to 2゛. Since the 180 degree rotation center moves closer to the tool spindle 4, the length of the tool change arm 7 can be shortened, and as a result, the 180 degree rotation center of the tool change arm 7 can be shortened.
This makes it possible to increase the rotation speed.

次に以上説明した実施例装置による工具交換作業につい
て第10図A−1を参照して説明する。
Next, a tool exchange operation using the embodiment apparatus described above will be explained with reference to FIG. 10A-1.

第10図Aに示すように、ツールマガジン6にフ収納さ
れている新工具5aが割り出されて工具受渡し位置に運
ばれると、ツールポット回動用シリンダ33の作動によ
り新工具5bを収納しているツールポット8bは90度
回動し、予め待機している工具交換アーム7の一方の把
持部7aに新工具5bは把持される。そして工具交換ア
ーム7は新工具5bを把持した状態で工具交換指令がで
るまで待機する。第10図Bに示す如く、工具交換指令
を受けて前後進駆動用油圧モータ44が駆動し、アーム
用架台42を押して、駆動用架台43は前進し、最前端
て停止する。
As shown in FIG. 10A, when the new tool 5a stored in the tool magazine 6 is indexed and carried to the tool delivery position, the new tool 5b is stored by the operation of the tool pot rotation cylinder 33. The current tool pot 8b is rotated 90 degrees, and the new tool 5b is gripped by one gripping portion 7a of the tool exchange arm 7, which has been on standby. The tool exchange arm 7 then waits until a tool exchange command is issued while holding the new tool 5b. As shown in FIG. 10B, in response to a tool exchange command, the forward/reverse driving hydraulic motor 44 is driven, pushes the arm mount 42, and the drive mount 43 moves forward and stops at the frontmost end.

新工具5bを収納してあつた前記ツールポット8bは9
0度回転して元の状態となり、ツールマガジン6は旋回
可能な状態となる。第10図Cに示すように、工具交換
アーム7は01を中心として矢印方向に90度回転し、
工具主軸4にクランプされている旧工具5aを空の把持
部7bて把持する。この時旧工具5aを収納するツール
ポット8aが割り出されて工具受渡し位置に運ばれて来
る。第10図Dに示すように、油圧シリンダ47の作動
によりアーム用架台42と共に工具交換アーム7は更に
前進し、旧工具5aを工具主軸4より抜き出す。旧工具
5a用のツールポット8aは90度回転し旧工具5a受
入れ可能な状態となつて待機する。第10図Eで示すよ
うに、工具交換アーム7は02″を中心として矢印方向
180度回転し、新工具5bを工具主軸4の先方に移す
The tool pot 8b in which the new tool 5b was stored is 9
The tool magazine 6 is rotated by 0 degrees to return to its original state, and the tool magazine 6 is now in a rotatable state. As shown in FIG. 10C, the tool exchange arm 7 rotates 90 degrees in the direction of the arrow around 01,
The old tool 5a, which is clamped to the tool spindle 4, is gripped by the empty gripping portion 7b. At this time, the tool pot 8a that stores the old tool 5a is indexed and brought to the tool delivery position. As shown in FIG. 10D, the tool exchange arm 7 is further advanced together with the arm mount 42 by the operation of the hydraulic cylinder 47, and the old tool 5a is extracted from the tool spindle 4. The tool pot 8a for the old tool 5a is rotated 90 degrees and stands by in a state where it can receive the old tool 5a. As shown in FIG. 10E, the tool exchange arm 7 rotates 180 degrees in the direction of the arrow about 02'', and moves the new tool 5b to the front of the tool spindle 4.

第10図Fに示すように、油圧シリンダ47の作動によ
りアーム用架台42と共に工具交換アーム7は後退し、
新工具5bを工具主軸4内に挿入する。
As shown in FIG. 10F, the tool exchange arm 7 is moved backward together with the arm mount 42 by the operation of the hydraulic cylinder 47.
Insert the new tool 5b into the tool spindle 4.

第10図Gに示すように、工具交換アーム7は01を中
心として矢印方向に90度回転し、新工具5bを工具主
軸4に残す。
As shown in FIG. 10G, the tool exchange arm 7 rotates 90 degrees in the direction of the arrow about 01, leaving the new tool 5b on the tool spindle 4.

第10図Hに示すように、前記前後進駆動用モータ44
が起動し、アーム用架台42を引いて駆動用架台43は
後退し、工具交換アーム7の把持部7bに把持されてい
る旧工具5aは、工具受渡し位置で待機していた旧工具
用のツールポット8aに挿入される。
As shown in FIG. 10H, the forward and backward drive motor 44
is activated, the arm mount 42 is pulled, the drive mount 43 is moved backward, and the old tool 5a held by the grip 7b of the tool exchange arm 7 is replaced with the old tool that was waiting at the tool delivery position. It is inserted into the pot 8a.

第10図1に示すように、ツールポット8aは90度回
動し、ツールマガジン6は次の新工具割り出しのため旋
回を始める。
As shown in FIG. 10, the tool pot 8a rotates 90 degrees, and the tool magazine 6 begins to rotate in order to index the next new tool.

以上て自動工具交換の1サイクルは終了し、以下再び第
10図Aに示す状態となり、自動工具交換は繰り返され
る。
One cycle of automatic tool exchange is thus completed, and the state shown in FIG. 10A is reached again, and automatic tool exchange is repeated.

上記した実施例では本発明による自動工具交換装置を横
中ぐりフライス盤に取付けたものを著げているが、本発
明の自動工具交換装置は他の工作機械、特に大型のマシ
ニングセンタ等に適用することができる。
In the above embodiments, the automatic tool changer according to the present invention is attached to a horizontal boring and milling machine, but the automatic tool changer according to the present invention can also be applied to other machine tools, especially large machining centers, etc. I can do it.

以上説明したように本発明の自動工具交換装置によれば
、工具交換アーム及びツールマガジンをヘッドストック
の側面(操作側)に取付け前記工具交換アームを前後進
させることにより、ヘッドストック前後進、サドル上下
運動に対して、その任意の位置で工具の交換が可能とな
り、その結果新工具交換時間(特に旧工具による加工終
了から新工具による加工開始までの時間)の大幅な短縮
が図れる。
As explained above, according to the automatic tool changer of the present invention, the tool change arm and the tool magazine are attached to the side surface (operation side) of the headstock, and the tool change arm is moved forward and backward, so that the headstock can be moved forward and backward, and the saddle can be adjusted. It is possible to change the tool at any position during vertical movement, and as a result, the time required to change a new tool (particularly the time from the end of machining with the old tool to the start of machining with the new tool) can be significantly reduced.

工具交換アームは搬送装置としての機能も有しているの
で、特別な搬送装置が不要となり大幅なコストダウンが
図れる。被加工物加工時、工具交換アームはツールマガ
ジン側に後退しているので、工具主軸の被加工物への接
近性が改善され、ヘッドストックのフエイスプレイト取
付面にアタッチメントを取付けることが可能となる。又
ツールマガジンからの工具の取出し、ツールマガジンへ
の工具の挿入をツールマガジンの上下方向中心よりずら
した位置で行なうようにしたので、工具交換アームとツ
ールマガジンとの干渉の虞がなくなる。更に]:具交換
アームの90度回転中心を工具主軸側にずらし、工具交
換アームは90度回転した状態で工具主軸寄りに近づい
たその中心回りに180度回転するようにしたので、工
具交換アームの長さを短くし2てその180度回転のス
ピードアップが図れ、工具交換時間を更に短縮すること
が可能となる。
Since the tool exchange arm also has the function of a conveyance device, a special conveyance device is not required, resulting in a significant cost reduction. When machining a workpiece, the tool change arm is retracted toward the tool magazine, improving the tool spindle's accessibility to the workpiece and making it possible to install an attachment on the faceplate mounting surface of the headstock. . Further, since the tools are taken out from the tool magazine and inserted into the tool magazine at positions offset from the vertical center of the tool magazine, there is no possibility of interference between the tool exchange arm and the tool magazine. In addition]: The center of rotation of the tool exchange arm was shifted 90 degrees toward the tool spindle, and the tool exchange arm was rotated 90 degrees and rotated 180 degrees around the center closer to the tool spindle. By shortening the length 2, the speed of 180 degree rotation can be increased, and the tool exchange time can be further shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1,2図は工作機械に取付けた従来の自動工具交換装
置の斜視図、第3図は工具交換アームをサドルに取付け
た場合どヘッドストック側方に取付けた場合の長さの違
いを示す正面図、第4図は工具受渡し位置がツールマガ
ジンの中心にある場合に工具交換アームとツールマガジ
ンとが干渉してしまう様子を示す側面図、第5図は本発
明による自動工具交換装置の一実施例をヘッドストック
゛スライド型横中ぐりフライス盤に取付けた状態を示す
斜視図、第6図は第5図における自動工具交換装置の側
面図、第7図はその正面図、第8,9図はその主要部を
拡大[2た部分断面図、第10図A−1は実施例による
二[具交換の順序を示す作動・図である。 図面中、3はヘッドストック、4は工具主軸、5aは旧
工具、5bは新工具、6は工具貯蔵マガジン、7は工具
交換アーム、8は工具収納ポット、42は工具交換アー
ム用架台、43は前後進フ駆動用架台、01は工具交換
アームの90度回転中心、02″は工具交換アームの1
80度回転中心である。
Figures 1 and 2 are perspective views of a conventional automatic tool changer installed on a machine tool, and Figure 3 shows the difference in length when the tool change arm is installed on the saddle and on the side of the headstock. 4 is a front view, FIG. 4 is a side view showing interference between the tool exchange arm and the tool magazine when the tool transfer position is at the center of the tool magazine, and FIG. FIG. 6 is a side view of the automatic tool changer in FIG. 5, FIG. 7 is a front view thereof, and FIGS. 8 and 9. 10 is an enlarged partial sectional view of the main part thereof, and FIG. 10A-1 is an operation diagram showing the order of tool exchange according to the embodiment. In the drawing, 3 is a head stock, 4 is a tool spindle, 5a is an old tool, 5b is a new tool, 6 is a tool storage magazine, 7 is a tool exchange arm, 8 is a tool storage pot, 42 is a mount for the tool exchange arm, 43 01 is the 90 degree rotation center of the tool exchange arm, 02'' is the 1st position of the tool exchange arm.
It is the center of rotation of 80 degrees.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 コラムに沿つて上下動するサドルに支持され該サド
ルに沿つて前後動するヘッドストックの側面に、多数の
工具を収納する工具貯蔵マガジンを設け、該工具貯蔵マ
ガジンの上下方向中心線よりずらして定められた工具受
渡し位置において前記工具が回動しその軸線が前記ヘッ
ドストックの軸線と平行となるようにし、両端に工具把
持部を有し且つ旋回可能な工具交換アームを前記ヘッド
ストック前面に突出している工具主軸の側方と前記工具
受渡し位置との間で前後移動可能に前記ヘッドストック
側面に設けたことを特徴とする自動工具交換装置。 2 コラムに沿つて上下動するサドルに支持され該サド
ルに沿つて前後動するヘッドストックの側面に、多数の
工具を収納する工具貯蔵マガジンを設け、該工具貯蔵マ
ガジンの上下方向中心線よりずらして定められた工具受
渡し位置において前記工具が回動しその軸線が前記ヘッ
ドストックの軸線と平行となるようにし、両端に工具把
持部を有する工具交換アームを前記ヘッドストック前面
に突出している工具主軸の側方と前記工具受渡し位置と
の間で前後移動可能に前記ヘッドストック側面に設ける
と共に、前記工具交換アームをその中心より工具主軸斜
め上方若しくは下方にずれた位置を中心として90度旋
回させる機構とこの機構により90度旋回された前記工
具交換アームをその中心回りに180度旋回させる機構
とを前記工具交換アームに装備したことを特徴とする自
動工具交換装置。
[Claims] 1. A tool storage magazine for storing a large number of tools is provided on the side of a headstock that is supported by a saddle that moves up and down along a column and moves back and forth along the saddle, and The tool is rotated at a tool transfer position determined offset from the direction center line so that the axis thereof is parallel to the axis of the headstock, and the tool exchange arm is rotatable and has a tool gripping portion at both ends. An automatic tool changer characterized in that the automatic tool changer is provided on a side surface of the headstock so as to be movable back and forth between the side of the tool spindle protruding from the front surface of the headstock and the tool delivery position. 2. A tool storage magazine for storing a large number of tools is provided on the side of the headstock that is supported by a saddle that moves up and down along the column and moves back and forth along the saddle, and a tool storage magazine that stores a large number of tools is provided at a position offset from the vertical center line of the tool storage magazine. The tool is rotated at a predetermined tool delivery position so that its axis is parallel to the axis of the headstock, and a tool change arm having tool grips at both ends is attached to a tool spindle that protrudes from the front surface of the headstock. a mechanism provided on the side surface of the headstock so as to be movable back and forth between the side and the tool transfer position, and for rotating the tool exchange arm 90 degrees around a position shifted diagonally above or below the tool spindle from its center; An automatic tool changer characterized in that the tool change arm is equipped with a mechanism for turning the tool change arm, which has been rotated 90 degrees by this mechanism, 180 degrees around its center.
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JPS5877423A (en) * 1981-10-26 1983-05-10 Toyoda Mach Works Ltd Automatic tool exchanging device of transfer machine
JPS6176245A (en) * 1984-09-19 1986-04-18 Toyoda Mach Works Ltd Tool transfer device

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