JPS6071149A - 工作機械における自動交換装置 - 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】 本発明は工作僚械における自動交換装置に関するもので
ある。

工作機械特に旋削工作様械において加工精度の向上を図
って工作物の形状、寸法等に応じ複数のチャック爪を使
い分けるために爪交換を行なっている。°従来交換用の
チャック爪を貯蔵するには専用のマガジン乃至爪収納庫
を使用していた。本発明者は工具マガジンにチャック爪
マガジンを兼ねしめると共に該マガジンと刃物台との間
で自動交換装置を用いて工具及びチャック爪の交換を行
ない且つ該刃物台とチャックとの間でチャック爪の受け
渡しを行なうという自動交換システムを創案した。しか
し刃物台において各種工具は加工の必要に応じ取付は位
置及び取付は方向が異なり、また刃物台においてチャッ
ク爪はチャックとの受け渡しを可能とする必要上取付は
位置及び取付は方向が異なり、更にマガジンにおいて収
容能率の向上のため工具及びチャック爪の取付は位置が
異なっている。

従ってこの自動交換システムの上記自動交換装置として
５両端において工具な把持可能で旋回及び軸方向移動自
在な形式の従来の自動工具交換装置を利用乃至応用する
ことは困難である。

従って上記の如く各種工具及びチャック爪を異なる位置
と方向で取付けた刃物台とチャックとの間で交換可能な
装置が必侠である。

本発明は上記の事情に鑑みなされたものであり、その目
的は取付位置及び方向の異なる工具、チャック等各種交
換対象物を自動交換する装置を提供することにある。

本発明はこの目的を達成するため、複数種の交換対象物
を装着する第１の交換対象物保持体と、これらの交換対
我物をその独毎に異なる位置及び方向で装着する第２の
交換対象物保持体との間：！：該交換対象物の自動交換
な行なう装置であって、前記第１及び第２の交換対象物
保持体が相互の工具交換位置をとるとき該第１及び第２
の交換対象物に対し向足位置関係をとる同定部材と、該
固定部材に設けられた横移動可能な旋回軸を中心に旋回
および軸方向移動を行なうアームと、該アームの両端に
回転自在に設けられて交換対象物を把持するグリッパと
を有することを特徴とする工作機械における自動交換装
置という構成をとるものである。

以下本発明の実施例を示す図面に基づいて説明をする。

第１図は本発明に係る自動交換装置の一例を設けた旋削
等工作機械１（７）概略平面図である。ベース２上には
、主＠端にチャンク３と、該チャック３に対し軸方向移
動自在の心押し台４と、チャック３に対し軸方向（Ｚ方
向）及び横方向（Ｘ方向）移動自在なタレット型刃物台
５と、工具及びチャック爪貯蔵マガジン６と、本発明に
係る自動交換装置７が設けられている。該自動交換装置
７は工具及びチャック爪貯蔵マガジン６と刃物台５との
間で工具及びチャック爪の交換を行なうためのものであ
るので、自動交換装置７について詳しく説ψ１を１°る
に先立ち以下に工具及びチャック爪貯蔵マガジン６及び
刃物台５の構造について説明をする。

第２図はマガジン６の秩断面を含む刃物台５及び自動交
換装置７を示す正面図、第３図から第５囚までは第１図
の要部拡大平面らである。

前記ベース２にブラケット８を介して基板９が取付けら
れ、該基板９上には軸】０にて回転板１１が枢支されて
いる。該回転板１１の局面には一足ピツテにて係合子１
２が螺合さｉｉ、ている。

各係合子１２は外径工具１３、内径工具Ｊ４及び爪ホル
ダ１５のそ第１．ぞれの尾部に設けた凹溝１３ａ、１４
ａ、Ｉ５ａに嵌合して各工具１３゜１４及び爪ホルダ】
５を一ノ１（板９上に保持可能である。工具１３．１４
は、マガジン６の軸方向に平行に移動することにより、
係合子１２に嵌脱自在である。爪ホルダ１５はその先塙
部に設けた凹溝１５．ｂがチャック爪１６に設けた係合
鉤１１３　ａに嵌合してチャック爪１６を基板９上に保
持可能である。チャック爪１６はマガジン６のｌＱｂ方
向に平行に移動することにより爪ホルダ１５に嵌脱自在
である。回転板１１はその歯部１７に噛合するギヤ装置
１８を介してサーボモータ１９により回転駆動さ第１５
、所望の係合子１２を工具及びチャック爪の各交換位置
２０に割出すことができる。マガジン６はこのようにチ
ャック爪１６を工具１３．１４と共に混在収納して且つ
係合子１２の取付はピッチを小さくするために爪ホルダ
１５を使用するから、チャック爪１６は工具１３．　Ｉ
　４とはマガジン６の径方向外方にずれた位置（で取付
けられている。

第６図は刃物台５の背面図、第７図は第６図の■−ｖ１
１ｍ断面図である。刃物台５はタレットヘッド２１を有
し、タレットヘッド２１には外径工具及び内径工具の取
付は位置に係合子２２゜２３が取付げられている。各保
合子２２．２３に外径工具１３及び内径工具］４の凹溝
１３ａ。

１４ａ’＆嵌合して、皿ばね２４，２５の作用により該
工具１３．１４をクランプ可能であり、油圧力により係
合子２２．２３を押出してアンクランプ可能である。ま
たタレットヘッド２１には第７図及び第８図に示す爪ホ
ルダ２６が取付けられている。爪ホルダ２６はチャック
爪１６の係合鉤１６　ａに対する係合溝２６ａ及びばね
２６ｂにより常時押出されている出没自在のビン２６Ｃ
を有する。従ってチャック爪１６を爪ホルダ２６に対し
第８図矢示の如く相対的に移動させて、チャック爪１６
を爪ホルダに装着することができる。丘だ刃物台５と自
動交換装置７との間の相対的な押圧力又は刃物台５とチ
ャック３との間の相対的な押圧力によりビン２６ｃを押
込みながら、チャック３に対する刃物台５の移動又は刃
物台５に対する自動交換装置７の移動によりチャック爪
１６を爪ホルダ２６に対し第８図矢示の反対方向に相対
的に移動させて、チャック爪１６を爪ホルダから取外す
ことができる。刃物台５はこのように外径工具１３がタ
レントヘッド２１の外周において径方向に取付けられる
のに対し、内径工具１４がタレントヘッド２Ｊの仰１面
において外径工具１３とは異なる径方向位置でタレット
ヘンド２１の軸方向に取付けられ、チャック爪１６がタ
レントヘッド２１の外周において外径工具１３及び内径
工具Ｊ４のいずれとも異なる径方向位置差びにｕ１方向
位眞でタレントヘッド２１の径方向に取付けられている
から、外径工具１３と内径工具１４とチャック爪１６と
は異なる位置及び方向でタレントヘッド２１に装着され
ている。

自動交換装置７は以上説明をした工具及びチャック爪貯
蔵マガジン６及び刃物台５において異なる位置及び方向
に装着されで−いる外径工具１３、内径工具１４及びチ
ャック爪Ｉ６を交換するための構造として以下に説明を
する構造をとる。第９囚は自動交換装置７の縦断面図、
第１０図、第１１図及び第１２図はそれぞれ第９図のｘ
−Ｘ線、ＸＩ　−Ｍａ、　Ｘ１ｌ−ＸＩｌａＫＧ　５　
横１１／ｉ面図である。自動交換装置７はベース２に固
定された固定部材２７を有し、該固定部材゛２７に設け
たガイド部２７ａはシフト部拐２８を５１移動自在に抱
持する。シフト部材２８にはシリンダを構成する貫通孔
２８ａが穿設され、該貫通孔２８ａの両端においてシフ
ト部材２８にカバー２９．３０が固着されると共に、貫
通孔２８ａ内にピストン３１が内蔵されている。該ピス
トン３１のピストンロッド３１ａは一方のＭｉＪ　ｔｔ
己カバー２９を流体密に摺動自在に貫通して、該ロード
３１ａの端部は固定部材２７に固着されている。貫通孔
２８ａにおいてピストン３１の両＠１に形成される油室
２８ｂ、２８ｃには、前記固定部材２７のカイト部２７
ａに穿設した長孔２７ｂ、２７ｃを貫通し且つシフト部
材２８に連結された油路３２，３３を通じて、作動油が
供給される。従って油路３２．３３に選択的に作動油を
供給することにより、シフト部材２８が固定部材２７の
カイト部２７ａに浴って横移動する。

前記シフト部材２８の端部に両ロッドシリンダ３４が取
付けられ、該シリンダ３４０両端にカバー３５．３６が
固着されると共に、シリンダ３４内にピストン３７が内
蔵されている。

３７ａ　、３７ｂは該ピストン３７のピストンロッドで
ある。ピストン３７０両側に形成される油室３４ａ、３
４ｂＫは油路３８．３９を通じて作動油が供給される。

前記ピストン３７には貫通孔３７ｃが穿設され、該貫通
孔３７ｃ内にロッド４０が回転自在に挿通されている。

該ロッド４０の前端部にはピン４１にてアーム４２が結
合され、該アーム４２は前記ピストン３７の一方のピス
トンロッド３７ａの端面に衝接し、前記ロッド４０の後
端部近傍に設けた大径部４０ａは前記ピストン３７の貫
通孔３７ｃの段部３７ｄＫ衝接している。従ってロッド
４０はピストン３７に対し相対的な移動を規制されてい
る。前記シリンダ３４０カバー３５は円周上２等配の位
置に凹溝３５ａ、３５ａを有し、前記アーム４２は該凹
溝３５　ａ　、　３５　ａに係合して軸方向に平行に延
設された突条４２ａ、４２ａを有し、アーム４２は該突
条４２ａ、４２ａの前端に連続する切欠き４２ｂ、４２
ｂを有する。従ってピストン３７の作動に伴うアーム４
２の軸方向移動範囲のうち、アーム４２が上昇端位置（
第９園において右行した位置）にあるときアーム４２は
回動が許容さ九、アーム４２が他の位置にあるときアー
ム４２は回動が規制されるのでアーム４２の位相が維持
される。

前記シフト部材２８にはシリンダを構成する段付きの貫
通孔２８ｄが穿設され、該貫通孔２８ｃｌの両端におい
てシフト部材２８にカバー４３．４４が固着されると共
に、貫通孔２８ｄ内にランクつきのピストン４５が内蔵
されている。該ピストン４５のピストンロッド４５ａに
は他のピストン４６が流体密に摺動自在に嵌合し、該ピ
ストン４６はシフト部材２８の貫通孔２８ｄの段部２８
ｅが構成する太径部２５ｆ内で摺動する。貫通孔２８ｄ
において両ピストン４５．４６の両側に形成される油室
２８ｇ。

２８ｈＫは、前記固定部材２７のガイド部２７ａに穿設
した長孔２７ｄ　、２７°ｅを貫通し且つシフト部材２
８に連結された油路４７，４８を通じて、作動油が供給
される。ピストン４５は両端にクッションプランジャ４
５ｂ、４５Ｃを有し、前記カバー４３．４４に設けられ
、た戻り油路４９．５０には絞り弁５１，５２が装着さ
れている。従って油路４７又は油路４８のいずれか一方
にのみ作動油を供給することによりピストン４５は第１
θ図において右端又は左端位置をとり且つストローク両
端にて減速されるものであり、油路４７，４８に共に作
］ｊｌ油を供給するとピストン４５は前記段部２８ｅｌ
Ｃ％接するピストン４６に規制されてストロークの中１
…位置をとる。前記ロッド４０は後端部にビニオン４０
ｂが形成され、該ピニオン４０ｂはアーム４２が回動を
許容さ第１−る上昇端位置にあるとき前記ピストン４５
に設りたランク４５ｄに噛合している。従ってこの一合
状態で油路４８側の作動油をタンク側に開放し、油路４
７のみに作動油を供給するとピストン４５が全ストロー
ク移動しアーム４２は１８０度回動を行なう。

また、ピストン４５が前記中ＩＵｊ位置をとるときアー
ム４２は９０度回動を行なう様構成されている。

アーム４２は両端近傍にシリンダを構成する貫通孔４２
ｃが穿設され、該貫通孔４２ｃの両端においてアーム４
２にカバー５３．５３が固着されると共に、貫通孔４２
ｃ内にラックつきのピストン５４が内蔵されている。貫
通孔４２Ｃにおいてピストン５４の両側に形成される油
室４２ｄ、４２ｅには、スイベル構造を備える油路５５
，５６を通じて、作動油が供給される。

またアーム４２は両端近傍に貫通孔４２ｄが穿設され、
該貫通孔４２ｄに回転自在に挿通した回転り１５７にピ
ニオン５７ａが形成され、該ビニオン５７ａは前記ピス
トン５４のラック部５４ａに噛合する。前記回転軸５７
の一端にはブロック５８が固着され、該ブロック５８の
偏心位ｉＩｔには工具１３．１４及びチャック爪１６の
各何１面１３ｂ　、１４ｂ　、１６ｂを把持するための
グリッパ５９が取付けられている。前記回転軸５７の他
唱仙１面にはボルト６０が固着され、前記シリンダ３４
にはブラケツ）６１を介して近接スイッチ６２が数句げ
られている。醸近接スイッチ６２は、前記アーム４２が
上昇位置をとり且つ前記回転軸５７がボルト６ｏを近接
スイッチ６２に向く方向に回転するときに、該ボルト６
０を感知する。

本発明に係る自動交換装置７は以上の構成をとるもので
あるから、刃物台５と工具及びチャック爪貯蔵マガジン
６との間で内径工具１４の交換を行なうには、第３図に
示す如（、固定部材２７に対しロッド４０を位置せしめ
、刃物台５側のグリッパ５９を回転させた位置でアーム
４２を第９図に示す位置まで降下移・動させ、グリッパ
５９により内径工具１４を把持し、アーム４２を第９図
矢示のように上昇移動させ、アーム４２を１８０度旋旋
回七、刃物台５側のグリッパ５９を回転せしめ、アーム
４２を再び降下移動させて工具及びチャック爪貯蔵マガ
ジン６側の内径工具１４は係合子１２に嵌合させると共
に刃物台５側の内径工具］４は係合子２３（第７図）に
てクランプし、グリッパ５９を解放し、アーム４２を再
び上昇移動させ、必要ならばアーム４２を中間位置まで
９０度旋回させるものである。外径工具１３の交換を行
なうには、第４図に示す如（、刃物台５側における外径
工具】３の取付位置及び方向が内径工具１４と異なるた
め刃物台５側のグリッパ５９を回転させる必要はな（、
他の動作は内径工具１４について上記に説明をしたもの
と同様である。またチャック爪１６の交換を行なうには
、第５図に示す如く、固定部材２７に対しシフト部材及
びロッド４０を矢示方向にシフトせしめ、徊の動作は外
径工具１３について上記に説明をしたものと同様である
。

本発明はこのように刃物台と工具及びチャック爪貯蔵マ
ガジンとの間又はその他の交換対象物保持体間において
、装着位置及び方向の異なる各種の交換対象物を１台の
交換装置により選択的に迅速に自動交換をなし得る優れ
た効果を発挿する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を表わし、第１図は自動交換装置
を設げた旋削工作機械の平面図、第２図は自動交換装置
及びその近傍の一部断面正面図、第３図から第５図まで
は第１図の要部拡大平面図、第６図は刃物台の背面図、
第７図は第６図の■−Ｖ…線断面図、第８図は刃物台に
設けられる爪ホルダ及びチャック爪の斜視図、第９図は
自動交換装置の縦断面図、第１０図、第１１図蒸び第１
２図はそれぞれ第９図のＸ−Ｘ線、ＸＩ−ＸＩ線、Ｘｌ
［−Ｘｌｌ線に清う横断面一である。 １・・・旋削工作機械　５゛°°°° 刃物・工具及びチャック爪貯蔵マガジン７・・・自動交
換装置　１３・・外径工具］４・・・内径工具　１６・
・・チャック爪２７・・・固足部祠　４２・・・アーム
５９・・・グリッパ オ８図 １４ 牙７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数種の交換対象物を装着する第１の交換対象物保持体
   と、これらの交換対象物をその種毎に異なる位置及び方
   向で装着する第２の交換対象物保持体との間で該交換対
   象物の自動交換を行なう装置であって、前記第１及び第
   ２の交換対象物保持体が相互の工具交換位置をとるとき
   該第１及び第２の交換対象物に対し固定位置関係をとる
   固足部拐と、該固定部材に設けられた横移動可能な旋回
   軸を中心に旋回および軸方向移動を行なうアームと、該
   アームの両端に回転自在に設けられて交換対象物を把持
   するグリッパとを有することを特徴とする工作機械にお
   ける自動交換装置。