JPS6128460B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工具貯蔵マガジンを有する自動工具
交換装置（以下工具交換装置という）に関し、特
にフレキシブル・マシニング・セル（以下、
FMCという）やフレキシブル・マニフアクチユ
アリング・システム（以下、FMSという）への
拡張に好適な数値制御旋盤に関するもである。

通常、NC旋盤は前述した工具交換装置を設け
ず、複数の工具を固定して取付けられたタレツト
を刃物台に設け、該タレツトを割出して加工領域
に位置決めされた工具を、主軸軸心に直交して往
復摺動するＸ軸と、主軸軸心に平行に往復摺動す
るＺ軸との二軸制御で移動させ加工を行うのが一
般である。

しかし工作物が比較的単純なものは前述の構成
の如く工具をタレツトに固定したままのものでよ
いが、工作物が複雑形状となり加工工程が多岐に
わたる場合は工具本数を多く必要とする。また、
昨今のFMCやFMSにおける無人化への対応とし
て考える場合、多種多様の工作物を加工すること
となり工具本数が増大する。前述の構成の如く複
数の工具をタレツトに固定したままであると工作
物に対する工具の進入領域の関係から工作物の大
きさによつてはタレツトに取付ける工具数に制限
を設けなければならない。つまりタレツトを大き
くせずに工具数を増すと工作物の許容しうる形状
は小さくなり、逆に許容しうる工作物を大きくす
るとタレツトは大きくせざるを得なくなる。しか
しタレツトは機械のバランス上、振動、剛性、切
削性、慣性などの条件から無制限に大きくするこ
とはできない。従つてタレツトに取付けられる工
具は機械に応じてある数に限定されることにな
る。そこで工作物の形状によつては工作物の加工
工程を分け、複数の機械に分担させて加工を行わ
ざるを得なくなる。

従来このように複数台の機械を要して加工を行
うことはコスト高になりまたフロアスペースも多
く必要とするなど難点があつた。これを解決する
例として最近、前述した複数の固定工具を取付け
たタレツトの一部に複数の外径工具を割出すよう
にして第２のタレツトを設けた親子形のタレツト
を持つたNC旋盤がある。このNC旋盤は工具交換
装置を設けた工作機械ではないが従来よりは工具
数を増加させることはできる。しかしこの構成で
あつても基本的には工具を固定したままの方法で
あるので工具数を多く必要とする場合には対応で
きない。

また刃物台の構成が複雑となる上、加工位置外
にある隣りの内径加工用工具との干渉から大きな
工作物を許容できない難点は残つている。

一方工具交換装置を設けたNC旋盤として、例
えば米国特許第3550487号明細書に開示されてい
るように、前述した刃物台に複数の工具を有する
タレツト構成ではなく、独立して固定された単独
のステーシヨンをもつ刃物台に一個の工具を取付
け、この一個の工具を機械後部に配置せる工具貯
蔵マガジンとの間で工具交換装置を介して工具を
交換する構成のNC旋盤はある。しかしこの構成
であると工具の殆んどを工具貯蔵マガジンに収納
するため工具貯蔵マガジンは非常に大きくなる。
また全ての工具を工具交換装置を介して交換せね
ばならないので、加工中におけるアイドル時間が
長くなり生産性が落ちさらに重切削を要求される
外径工具の切削性がおちる、などの欠点を有して
いる。

かかる従来機に対して本発明は、後述するよう
に第１の実施例と第２の実施例によつて問題点を
解決した。まず、本発明の第１の実施例と第２の
実施例が構成される共通の目的、および特徴につ
いて述べる。つまり第１の目的とするところは、
複数個の固定工具を有するNC旋盤にさらに工具
貯蔵マガジンを備えた自動工具交換装置を設けた
ことにある。従来機に比し工具数を多くし、複雑
で加工工程の多い工作物に対応できるようにした
ことである。また加工工程の比較的少い工作物に
対しては従来機の機能を生かし複数の工具を有す
るタレツトのみを割出させて加工を行うことも可
能としたことにある。従つてこの構成であると
NC旋盤としての加工分野においては殆んどの工
作物に一台の機械で対応することが可能となる。

第２の目的とするところは工具交換を行う工具
は内径加工用工具としたことにある。

通常、複数の工具を有するタレツトにおいて加
工領域に位置して取付けられた工具具を挾んで両
側に内径加工用工具を有すると、加工に際し工作
物の形状によつて内径加工用工具は工作物と干渉
する場合が生じる。つまり内径加工用工具は穴加
工を行うものであるので、一般にホルダーは軸心
方向に沿つて長くなつている。このためタレツト
が工作物側へ前進し工作物に相対して加工領域に
ある固定工具が工作物の中心に近寄ると隣接する
両側の内径加工用工具があると、振りの大きい工
作物の場合工作物の外周部に工具が干渉する場合
が生じる。特に内径加工用工具を主軸軸心に平行
に並行して設けられたタレツト刃物台については
刃物台のＸ軸動作について考慮する必要がある。

本発明においては複数の工具を固定したまま取
付けるタレツトには主として外径加工用工具を取
付け、タレツトの工具取付面の一個所又は対向す
る２個所のみ内径加工用工具を取付ける構成とし
該内径加工用工具は自動工具交換装置により交換
準備位置で着脱可能とした。又複数個の内径加工
用工具貯蔵マガジンに収納可能としタレツトの工
具同様自動工具交換装置により着脱可能とした。

さらに本発明においては前述した目的に加えて
次の特徴をも有する。第１にはタレツト工具取付
面にはタレツトの割り出し毎に外経加工用工具と
内径加工用工具を分離して取付けた構成にしてあ
る上、外径加工用工具を主軸軸線と直交する方向
に配置しかつ内径加工用工具は主軸軸線と平行に
配置し外径加工用工具より主軸側に突出している
ため、各工具は工作物と干渉のない構成となつて
いることである。つまり外径加工の時は隣接して
内径加工用工具がないことと、内径加工の時は内
径加工用工具が主軸軸線方向に一方だけ外径加工
用より突出していることによりどの工具も工作物
との干渉なしに加工ができる。

第２には外径加工用工具は垂直ドラムタレツト
にボルト等を介して強固に固定したままの構成で
あるので、工具交換形に比べ重切加工を維持でき
ることにある。また内径加工用工具は一般に重切
削は必要としないので必らずしも外径加工用工具
と同様に固定化する必要はなく交換形にしても切
削性能は変らない。従つて本発明では必要な工具
のみタレツトに取付け、他の工具は工具貯蔵マガ
ジンに収納し全体としてより多くの工具を取付け
られるようにした。

第３にはタレツトの割出し動作で内径加工用工
具を交換準備位置へもつてくることができること
であり、内径加工用工具を加工領域と交換位置と
の間で搬送に特別の装置を必要としないことであ
る。

本発明は上述したように第１の実施例と第２の
実施例の共通の目的および特徴を有し、また第２
の実施例は、あくまでも省段取りをベースとする
第１の実施例に対し、近年の多種少量生産におけ
る無人化指向、すなわちFMCやFMSへの対応を
考慮し、そ拡張性を持たせる構成として第１の実
施例をさらに発展させたものである。従つて、第
２の実施例は次のような目的、特徴を有する。

まず第１の目的は、工具交換装置を有しない汎
用の数値制御旋盤に簡単に追加設置できることで
ある。無人化への拡張性として、工具貯蔵マガジ
ンおよび工具交換アームを機械背部の別置型にし
て一層効果のあるものとした。従つて、無人化に
おける自動段取りの容易性が頗るある。すなわ
ち、機械内部に工具貯蔵マガジンや工具交換装置
を有しないので、機械内部の装置構成がコンパク
ト化され、無人化に必要な計測装置や切削監視装
置、あるいはローダ等の設置スペースを有効にと
ることができる。また、機外の工具貯蔵マガジン
に対する工具段取りは、機内における工具段取り
に比し一層の容易性がある。

第２の目的は、無人化における切屑対策を考慮
することである。機械本体と工具交換装置とを分
離し、カバーで仕切ることにより工具交換装置を
切屑やクーラントなどの飛散から完全に防止する
ことができる。

第３の目的は、工具本数の増設を容易にするこ
とで、機内における工具貯蔵マガジンの構成上の
制約を一切なくし、しかも工具の多列配列や、変
更に対する融通性も備えている。

次に本発明の第１の実施例から、その構成につ
いて説明する。

第１図、第２図において、本体１は傾斜摺動面
２，２′を有し、該二つの摺動面２，２′に跨つて
サドル３が載置され、該サドル３は主軸４の軸線
と平行に往復摺動する（Ｚ軸）。前記サドル３上
にはクロススライド５が載置され、主軸４の軸線
を横切る方向に往復摺動する（Ｘ軸）。基本的に
この実施例のNC旋盤は前記二つの摺動体の動
作、Ｘ軸とＺ軸の二軸で送り制御される。前記ク
ロススライド５上には刃物台６が付けられ、また
刃物台６上にはタレツト７が割出し可能に取付け
られている。前記刃物台６内には前記タレツト７
の割出しおよびクランプ、アンクランプのための
駆動機構が内蔵され、この構造については同一出
願人の先願である特願昭51―158646「旋削工作機
械の刃物台」に説明されているものをそのまま使
用することができる。

前記タレツト７は実施例では工具取付面数は６
面としているが６面に限定されるものではない。

前記タレツト工具取付面のうち５面は外径加工
具８が凹設されたタレツト面の溝に取付けられク
ランパ９により固定されている。

前記外径用工具用工具の刃先は加工領域１０に
割出された時、主軸４の軸線に対して直交して取
付けられ摺動方向に沿つて相対している。

一方内径加工用工具はタレツト工具取付面のう
ち１面のみに着脱可能に取付け、図においては１
１に内径加工用としてタレツトに固着されたブロ
ツクを示している。該ブロツク１１については後
述する。

また刃物台６上には工具交換装置が取付けら
れ、前記工具交換装置は工具貯蔵マガジン１２と
自動工具交換アーム１３とで構成されている。前
記工具交換装置は前述の如く内径加工用工具交換
を可能とし、該内径加工用工具は特定の割出し位
置のみ工具交換可能とし第２図は内径加工用工具
が交換可能な位置に割出されているところを示し
ている。前記工具交換装置の上部には加工具貯蔵
マガジン１２を塔載しており、必要な工具は前記
自動工具交換アーム１３での工具交換可能な位置
へ割出しが可能となつている。前記工具交換装置
の構造は、同一出願人の先願である実願昭51―
128395「俯仰式工具貯蔵マガジン」に詳細に説明
されている。つまり工具交換装置本体上方に、垂
直に工具保持体（工具ポツト１５）を閉ループに
複数個配列したマガジンを有し、交換を要する工
具ホルダーを内蔵した前記工具保持体の一つが工
具交換準備位置に割出された時、前記工具保持体
は水平に倒れ第１図の二点鎖線の如く工具交換可
能な位置に設置される構成のものである。

工具交換は主軸軸線と平行で交換可能な位置に
割り出されているタレツトの内径加工用工具ホル
ダー１４の受入れ開口と工具貯蔵マガジン１２の
水平に位置する工具ポツト１５との間で行う形式
をとつている。つまりタレツト７の内径加工用工
具は工具交換の際加工領域で工作物に相対してい
る位置より180度割出し工具交換装置側へ配置す
る。続いて刃物台６は原点に待機し、タレツト７
の内径加工用工具交換可能な位置に配備されるこ
とになる。次に工具貯蔵マガジンの工具は工具交
換可能な位置まで割出し、続いて工具ポツト１５
を図の如く水平位置まで倒す。前記タレツト７と
工具貯蔵マガジン１２の双方の内径工用工具の交
換可能な位置が確認されると自動工具交換アーム
１３は旋回動作と水平方向の往復抜き差し動作を
行う。交換動作が終ると前記自動工具交換アーム
１３は図の如く中間旋回位置で待機する。

次に第３図にタレツトに外径加工用工具と内径
何工用工具を固定して取付けた通常の場合の一例
を示している。加工領域にある内径加工用工具ａ
―１が工作物中心の穴加工を行うものとすれば、
タレツトの割出方向に工具ａ―１を挾んで前後に
内径加工用工具ａ―２，ａ―３が取付けられてい
る場合、加工すべき工作物の許容しうる外径寸法
はａとなる。つまり工作物の形状は前述の如く工
具との干渉で制限される。これに対し第４図は本
発明の構成になるものでタレツト面に対して内径
加工用工具は、一面のみの取付としているので図
の如く工作物の許容しうる範囲は大きくとれる。
本実施例では本体１の摺動面上に干渉しない範囲
まで許容できる。

次に内径加工用工具が主体で外径加工用工具を
補助的に使用する工作物に対しては、第４図の如
く刃物台に工具交換装置を塔載している場合に内
径工用工具を180度対向して２個取付け、一方の
内径加工用工具で加工中に他方の内径用工具を工
具貯蔵マガジンの工具と交換することが可能であ
る。この場合工具と工作物は干渉することなく工
作物の加工許容範囲は大きくとれる上、加工が終
ると直ちに180度割出し次工程への新しい工具と
短時間で交換できる特徴がある。

次にタレツト７に取付けられた内径加工用工具
ブロツク１１の構造を第５図に示す。工具ブロツ
ク１１はタレツト７の外周面にボルトで固定され
ている。前記工具ブロツク１１の主軸側開口部は
テーパ穴部１１―１を形成し工具ホルダー１４の
テーパシヤンク部がテーパ内周面に密着して固定
されている。工具ホルダー１４の後部先端はプル
スタツト１６を形成し、スリーブ１７でボール１
８をプルスタツド１６に係合させ後方へ引込まれ
ている。前記スリーブ１７は図の如く外周部は段
付形状をなし工具ブロツク１１とカバー１９とに
よつて軸方向往復可動に支承されている。前記ス
リーブ１７の外周にプレート２０が嵌装して取付
けられ、軸方向はスリーブ１７の段付部とスリー
ブ１７の刻設した溝に取付けられたスナツプリン
グとによつて規制されている。

前記カバー１９はスリーブ１７を支承して工具
ブロツク１１にボルト止めされている。前記プレ
ート２０は工具ブロツク１１とカバー１９の間に
内挿され、前記プレート２０の工具ブロツク側端
面には穴２０′が４個穿設され穴内部には工具ブ
ロツク１１側から付勢されたスプリング２１が内
設されている。前記スプリング２１は前記プレー
ト２０に対向して穿設された穴に挿入されてお
り、前記プレート２０を後方（図の上部）へ付勢
している。

一方スリーブ１７の内部にはスリーブ２２が嵌
装されており、軸方向往復可動に設置されてい
る。

スリーブ１７の穴内でスプリング２３によつて
軸方向の動きを規制されたプレート２４に対し
て、スリーブ２２はスプリング２５を介して第５
図の左方向へ付勢され前記プルスタツド１６のテ
ーパ面に当接している。第５図は前記工具ホルダ
ー１４をクランプしている状態であるが、離脱さ
せる場合、後述する油圧シリンダーの作動により
前記スリーブ１７は第５図の左方向へ移動させら
れ、ボール１８はプルスタツド１６の係合を解き
浮動状態となる。次に工具ホルダー１４は工具交
換アーム１３により工具ブロツク１１から抜き出
されるのでプルスタツド１６が前記スリーブ１７
の穴内を通過しボール１８が外方へ逃げると同時
に、前記スリーブ２２はスプリング２５に付勢さ
れてプルスタツド１６の動きに追随して左行し、
（第５図）に前記ボール１８の脱落を防止する。
前記工具ホルダー１４を再び工具ブロツク１１に
固着する時は前述の動作の逆を行い油圧シリンダ
ーでスリーブ１７が押され左行した時に工具ホル
ダー１４を挿入し、次いでシリンダーの押圧を解
除すると前記工具ホルダー１４はボールコレツト
を介してスプリング２１の力で工具ブロツク１１
に固着される。工具ブロツク１１はタレツト７に
固定されタレツト７の割出し動作で旋回するが、
次に説明する油圧シリンダー２６は刃物台６に固
定されている。前記工具ホルダー１４が交換可能
な位置に割出された時前記スリーブ１７を所定の
長さ押圧可能に取付けられる。前記油圧シリンダ
ー２６の内部にはピストン２７が往復可動に嵌挿
され、また前記ピストン２７の中心穴を貫通して
ピストンロツド２８がピストン２７に固着されて
いる。前記ピストンロツド２８の両端部はピスト
ン２７を挾んでシリンダ２６の両端面に取付けら
れたカバー２９，３０により支承されている。前
述した如く工具ホルダー１４を離脱させる場合は
前記ピストン２７の右油室に圧油を送りピストン
２７を左行させ前記ピストンロツド２８の左端を
前記スリーブ１７に当接させる。当接されたスリ
ーブ１７はスプリング２１の力に抗して左行し前
記工具ホルダー１４は離脱可能な状態となる。逆
に工具ホルダー１４を固着させる場合は工具ホル
ダー１４が工具ブロツク１１内に挿入した後前記
ピストンの圧油室に圧油を送りピストン２７を右
行させ前記スリーブ１７からピストンロツド２８
が離れ工具ホルダー１４はスプリング２１の力で
工具ブロツクに固着されるのである。

又前記ピストンロツドの右端部には図示してい
ないが前記工具ホルダー１４のクランプ、アンク
ランプ確認のための検出機構が設けられている。

前記ピストンロツド２８の軸心を貫通して穴が
穿設され、また前記スリーブ２２およびプレート
２４にも同様に穴があけられており、ピストンロ
ツド２８の右方向より空気を送り込むことにより
前記工具ホルダー１４の着脱の際のごみを排除し
ている。前記工具ホルダーは図の如く外周部にＶ
字形の溝１４―１が刻設されており、また外周溝
１４―１に直交して溝１４―２が設けられ、該溝
１４―２は工具交換の際工具ブロツク１１側に固
着されているキー３１と係合関係を保つようにな
つている。従つて工具ホルダーの向きは定位置を
維持し工具ブロツク１１に取付けられるため、工
具ホルダーの先端に付いている刃先の向きはホル
ダー共に合わせることができる。この関係は工具
貯蔵マガジン側も同様なことがいえる。

次に、上述した第１の実施例をさらに発展させ
た第２の実施例について第６図から第１２図につ
いて記載する。第６図は本実施例を適用したNC
旋盤の正面図である。又第７図は第６図のＢ矢視
図でありNC旋盤本体と工具貯蔵マガジンを備え
た自動工具交換装置とを装備した姿図を示してい
る。図において３２はこの実施例のNC旋盤のベ
ツドを示し、該ベツド３２上にヘツドストツク３
３が固定され、該ヘツドストツク３３内に主軸３
４が回転自在に設けられている。一方ベツド３２
上に設けられた摺動面３５，３６には両摺動面に
跨つてサドル３７が主軸線方向（Ｚ軸）に往復動
自在に載置されている。前記サドル３７上にはク
ロススライド３８が主軸軸線に対し横切る方向に
（Ｘ軸）往復摺動自在に載置されている。前記ク
ロススライド３８上には刃物台３９が固定されて
おり、タレツト４０が旋回自在に前記刃物台３９
に取付けられている。前記タレツト４０の旋回軸
は主軸軸線と平行に設けられ、タレツト４０は主
軸軸線に対し垂直平面内で割出可能となつてい
る。前記刃物台３９の構造およびタレツト４０の
割出し動作については第１の実施例と同様であ
る。

またこの実施例ではタレツト４０の工具取付面
には全部で12個の工具が取付可能で、その内11個
に外径加工用工具４１を取付可能とし、残り１個
の工具取付面には内径加工用工具を取付ける。内
径加工用工具はタレツト面には工具ブロツク４２
を取に付け、該工具ブロツク４２に工具ホルダー
４３を固着させる構成となつている。

次に工具貯蔵マガジンを備えた自動工具交換装
置は前述せる本体構造とは別に機械本体の背部に
設置されている。この構成は基礎に固定されたコ
ラム４４上に工具貯蔵マガジン４５と工具交換ア
ーム４６とで構成されている。さらに工具貯蔵ガ
ジン４５を旋回させるための駆動装置と、工具交
換アーム４６を主軸軸線方向に往復動かつ旋回
し、しかも工作物把握部はタレツト４０側の工具
貯蔵マガジンの工具交換位置との間で伸縮させる
駆動装置（後述）とを備えている。この実施例の
構成の特徴の一つは工具交換装置を本体とは独立
に別置に設けることで機械本体の標準構成は基本
的には変えないでよいことである。従つて工具交
換装置を付属しない場合は即座にタレツトに固定
工具を取付けたままのいわゆる標準機に置き換え
ることが可能である。また工具貯蔵マガジンは単
独に変更することも取外すことも簡単にでき、他
の機械へ設置換えすることも可能である。次の特
徴として機械本体と工具交換装置とは分離された
構成であるので、機械本体と工具交換装置の工具
交換アームの把握部との間をカバーで仕切ること
により、機械本体で工作物を加工中工具交換装置
を切屑やクーラントなどの飛散から完全に防止す
ることができることである。次に工具交換装置の
動作について説明する。

内径加工用工具のホルダーの交換が必要になつ
た場合先ず各摺動体は原点位置に後退し、内径加
工用工具を割出し加工領域側とは反対の機械後部
交換可能な位置（図示位置）に持つてくる。前記
工具交換アーム４６は通常図の如く把握部４７，
４７′が工具交換アーム４６内部に退避してい
る。

従つて特に把握部４７は本体の内径加工用工具
位置に対し軸線に直交する方向で退避するので間
にカバー４８で切ることが可能となる。工具交換
アーム４６の着脱動作は先ず前記把握部４７，４
７が外方へ伸びタレツト側の工具貯蔵マガジン側
の工具を把握する。次に工具交換アーム４６は前
進し前記各々の工具を引出す。引出しが完了する
と工具交換アームは180度旋回動作を行いタレツ
ト側の工具と工具貯蔵マガジン側の工具を置き換
える。続いて工具交換アーム４６は後退し各々の
工具を所定の工具取付位置に挿入し固定する。こ
の場合タレツト側の工具は油圧動作でクランプ
し、工具貯蔵マガジン側の工具は機械的にロツク
される。次に工具交換アーム４６の把握部４７，
４７′は内部へ縮んで退避し（図示）、そのままの
位置で工具交換アーム４６は次の工具交換動作ま
で待機する。

次に工具交換アーム４６の構造を第８図から第
１０図によつて詳細に説明する。先ず工具交換装
置本体４９にはアーム側に支持体５０，後部には
支持体５１が設けられている。前記支持体５０，
５１にはアーム軸５２が嵌挿され、アーム軸軸線
に沿つて往復摺動しかつ割出し動作のための旋回
摺動する。前記アーム軸５２の一端はフランジ形
状をなしアーム５３がボルト止めされている。

アーム軸５２の軸線方向の動きは油圧動作で行
い駆動装置はアーム軸５２後端部に位置して前記
支持体５１に内装されて設けられている。前記支
持体５１の後部にカバー５４が取付けられ、該カ
バー５４にはピストンロツド５５が前記アーム軸
５２に内挿された形で取付けられている。前記ア
ーム軸５２後部はシリンダ部を形成し端部にカバ
ー５６が取付けられている。従つて内挿したピス
トンロツド５５を挾んで前後に密閉された油室５
７，５８が形成される。アーム軸５２が前進する
場合は油室５７に連通したカバー５４上に連通し
たカバー５４のポートＡから圧油を供給し、アー
ム軸５２が後退する場合は油室５８に連通したカ
バー５４上のポートＢから圧油を供給する。次に
アーム軸５２の中央部にはピニオン５２―１が設
けられ、ラツク５９が噛合している。前記ラツク
５９の一端はアーム軸５２旋回用のシリンダー６
０のピストン３１に連結し、また前記シリンダー
６０は本体４９に固定されている。前記シリンダ
ー６０にはカバー６２が取付けられ前記ピストン
６１の両側に油圧室６３，６４を形成し各々の油
室に連通しているポートＣ，Ｄを通して圧油を送
りアーム軸５２の旋回動作を行う。前記ピニオン
５２―１はアーム軸が往復動するストロークによ
り前記ラツク５９と外れることなく噛合してい
る。さらにアーム軸５２の中央部にはブラケツト
６５が懸垂状態で取付けられている。前記ブラケ
ツト６５は軸方向をナツト６６で規制している。
前記ブラケツト６５はロータリージヨイントを形
成し後述するアームの把握部を伸縮させるための
導通路として設けたもので軸線方向には可動する
が旋回動作はしない。ブラケツト６５上にはアー
ム軸５２内の油路５２―２，５２―３，に連通す
る各々のポートＥ，Ｆが設けられている。圧油は
本体４９側より可撓性のチユーブを介して前記ポ
ートＥ，Ｆに導かれる。

一方アーム軸５２の前端部には前記把握部の伸
縮動作のための駆動装置が内挿されている。

つまりアーム軸５２とアーム５３との間で軸６
７が支承され、該軸６７にロータ６８が二個相対
して取付けられている。またアーム軸５２の内壁
にはブロツク６９が相対して二個固定され、前記
ロータ６８が旋回した場合のストツパとなつてい
る。前記ロータ６８の旋回角度は前記把握部の伸
縮ストロークにより設定され、本実施例は90度と
してある。次に前記軸６７の前端部には旋回レバ
ー７０がキー止めされ、該旋回レバー７０の先端
には図の如くレバー７１がピン７２を介して挾持
され揺動可能に取付けられている。また前記レバ
ー７１の他端はピン７３を介して往復部材７４に
係合している。前記往復部材７４はアーム５３内
に形成されたコ字状の溝に嵌合し図の左右方向に
摺動する。また前記往復部材７４の先端には一対
の把握部材７５がピン７６を介し枢動可能に取付
けられている。把握部材７５は通常スプリング７
７により内方へつまり工具を挾持する方へ付勢さ
れるが工具の着脱の際は外へスプリング７７の力
に抗して開き工具から離脱する。この一連の動作
は次のように行われる。先ず工具交換動作に入る
と前記ブラケツト６５のポートＥにより油路５２
―２に導かれた圧油は油室７８，７８′に送られ
ロータ６８を旋回させる。ロータ６８の旋回に伴
い旋回レバー７０は図の左旋回をしレバー７１を
介して往復部材７４を左右に移動させ前記アーム
５３の外方へ押し出す。従つて往復部材７４に取
付けられた把握部材７５は直線的に移動し工具を
把握する。工具を把握後アーム５３は前進し旋回
動作の後再び後退し位置が定つたところで前述と
は逆にポートＦに圧油を送り油路５２―３を通し
て油室７９―７９′に導きロータ６８の旋回動作
で旋回レバー７０を元の位置へ戻し、把握部材７
５は工具の把握状態を解きアーム５３の内方へ引
き込む。前記把握部材７５がアーム５３内に引込
む際、把握部材７５の先端部７５′はアーム５３
のコ字形溝の内壁に規制され外方へ出ることはな
い。従つて工具を把握してアーム５３を旋回させ
る場合工具の脱落を確実に防止するために、把握
部材７５をアーム５３の内側へ引き込ませて旋回
させることも可能である。

次に本実施例で適用した内径加工用工具でタレ
ツト４０に固着した工具ブロツクを第１１図，第
１２図について説明する。第１１図は工具ホルダ
ーのクランプ機構を示した断面図であるが本実施
例の内径加工用工具は前述の如く基本形状は標準
の固定形のブロツクとは変えておらずタレツト４
０の取付に対しては互換性を持たせてある。

図において工具ブロツク４２が加工領域に割出
されて穴加工する際、穴心が主軸の軸心と一致可
能になるように工具ブロツク４２にストレート形
状の貫通穴４２―１が主軸軸線と平行に設けられ
ている。前記貫通穴４２―１に嵌挿して工具ホル
ダー４３が取付けられている。前記工具ホルダー
４３にはフランジ部４３―１が設けられ、前記貫
通穴４２―１に挿入する際軸方向の移動防止の突
当面になつている。前記フランジ部４３―１は外
周にＶ形溝がリング状に設けられ前述したアーム
５３の把握部材７５が挾み込まれる構造となつて
いる。また工具ブロツク４２の端面にはキー８０
が取付けられ、キー８０の形状に合わせて前記ラ
ンジ部に設けられた溝４３―２に前記キー８０は
係合し工具ブロツク４２に対する工具ホルダー４
３の刃先位置はどの工具においても常に一定位置
に決められる。次に工具ホルダー４３の内挿部分
の中央部は図の如く円周に沿つて溝が該設されて
いる。溝の一部は傾斜面４３―３をなし、工具ホ
ルダー内部に内挿し往復動するピストン８１の先
端部８１―１が圧接している。従つて工具ホルダ
ー４３はフランジ４３―１を工具ブロツク４２の
端面に突当て挿入方向へ常に押し付けられクラン
プされる。

前記ピストン８１の一端は工具ブロツク４２で
支承され、外周に設けられた溝に工具ブロツク４
２に固着されたピン８２が嵌りピストン８１の回
り止めをしている。一方ピストン８１の他端は前
記工具ブロツクに嵌挿して取付けられたカバー８
３に支承されている。該カバー８３は工具ブロツ
ク４２に螺合して設設けられた止めねじ８４によ
り工具ブロツク４２に固定されている。従つて工
具ブロツク４２内にピストン８１を挾んで図の右
側に油室８１―２，左側に油室８１―３を形成
し、前記工具ホルダー４３をクランプする場合は
油室８１―２に油路Ｇを通して圧油を送りピスト
ン８１を左行させる。またクランプを解除する場
合は油室８１―３に油路Ｈを通して圧油を送りピ
ストン８１を右行させる。この場合必らずクラン
プ側よりアンクランプ側の方の押圧力を大きくす
る。圧力が同じであれば油室８１―３の押圧面積
を油室８１―３の押圧面積を油室８１―２の押圧
面積より大きくする必要がある。また前記ピスト
ン８１のタレツト面側先端にはドツグバー８５が
固着され、タレツト４０内に設置されたリミツト
スイツチ８６，８７との作動によりクランプ，ア
ンクランプの確認を行う。前記油路Ｇ，Ｈについ
て本実施例では工具ブロツク４２内の穴を通り直
接タレツト４０側の穴に連通させ油圧装置へ導か
れている。前記工具ホルダーの挿入部分は本実施
例ではストレート形状であるが第１の実施例の如
くテーパ形状にしてもよい。

次に工具貯蔵マガジン４５の工具ホルダー収納
穴４５―１に工具ホルダーを保持する構成につい
ては種々の方法があるが、例えば公知の（特公昭
46―791）に準じて行い工具ホルダーの離脱防止
については、前記工具ホルダーの中央部に該設さ
れた溝に工具貯蔵マガジンに取り付けられたスプ
リング（例えば板ばね）が係合し、前記工具ホル
ダーが前記工具貯蔵マガジンに収納された後外部
へ離脱しないように機械的にロツクしている。

以上二つの実施例で述べた如く本発明は多数の
工具の取付けを可能としているため、種々の工作
物に対し多岐にわたつて適用可能となり特に多種
少量生産で無人化を志向する場合には非常に有効
な構成である。

以上述べた如く、本発明は実施例に示された構
成に限定されらるものではなく、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図は本発明の第１の実施例を示す全体正面
図、第２図は同じく第１図のＡ矢視で示した全体
側面図、第３図は従来構成の加工許容範囲を示し
た説明図、第４図は本発明による工具の加工許容
最大範囲を示した説明図、第４図は内径加工用工
具を２個取付けた場合の説明図、第５図は第１の
実施例で工具ホルダーを取付けた工具ブロツクお
よび工具ホルダーの着脱時に作動する油圧シリン
ダーを示した各々の断面図、第６図は第２の実施
例を適用したNC旋盤の正面図、第７図は同じく
第６図のＢ矢視で示した全体側面図、第８図は工
具交換アームを示した断面図、第９図は第８図の
Ｃ矢視図、第１０図は第８図のＤ―Ｄ断面図、第
１１図は第２の実施例の工具ブロツクの構成を示
した断面図、第１２図は第１１図のＥ―Ｅ断面
図。 図において１……ベツド、６……刃物台、７…
…タレツト、１１……工具ブロツク、１２……工
具貯蔵マガジン、１３……工具交換アーム、３２
……ベツド、３９……刃物台、４０……タレツ
ト、４２……工具ブロツク、４５……工具貯蔵マ
ガジン、４６……工具交換アーム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機械本体と、該本体に塔載された主軸台と、
   該主軸台に回転自在に組み込まれた主軸と、該主
   軸の軸線に対し平行または直交する方向に移動す
   る刃物台と、該刃物台に設けられ前記主軸の軸線
   の軸線に対し垂直な面で旋回割出し可能に軸承さ
   れ複数個の工具を有するドラムタレツトと、該ド
   ラムタレツト割出し面上に取付けられ内径用工具
   を嵌入あるいは離脱可能とした工具受入れ部材
   と、該工具受入れ部材の嵌通穴に嵌入した内径用
   工具を主軸軸線方向に対し垂直方向に固定および
   解除を行なう該工具受入れ部材に設けられた内径
   工具締結装置と、該内径工具締結装置を作動する
   前記刃物台に設けられた駆動源と、前記ドラムタ
   レツトの内径用工具を交換すべく前機械本体とは
   別に機械本体の背部に設置され複数個の内径用工
   具の収納な工具貯蔵マガジンと、該工具貯蔵マガ
   ジンを旋回自在に駆動するマガジン駆動装置と、
   前記工具貯蔵マガジンに設けられ前記ドラムタレ
   ツトと工具貯蔵マガジンとの間に位置し前記工具
   受入れ部材が工具交換準備位置に割出された時ド
   ラムタレツトの内径用工具と工具貯蔵マガジンの
   内径用工具を交換する工具交換アームと、前記機
   械本体背部に設けられ該工具交換アームが内径用
   工具を交換する時開閉する仕切りカバーと、該工
   具交換アームを前記ドラムタレツトの旋回軸心と
   平行に前後動するアーム進退駆動装置と、前記工
   具交換アームを旋回させるアーム旋回駆動装置
   と、前記工具交換アームに設けられ交換時内径用
   工具を把持する工具把持機構とからなる工具交換
   装置付数値制御旋盤。