JPS6228362Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はマシニングセンタ等の工具交換アーム
に把持した工具のクランプ機構を改良した工具把
持機構に関する。

従来自動工具交換装置の工具交換アームにおけ
る把持工具のクランプ並びにアンクランプは例え
ば実公昭49−39243号で知られているように交換
アームの待機上昇位置ではクランプ用カムのスト
ツパ付ロツドが旋回スプライン軸に当接して押し
下げられてアンクランプし交換動作に入つてアー
ム旋回軸が下降するとカムのストツパ付ロツドは
旋回スプライン軸より離れてばねでカムを押し上
げてクランプするように交換アームの抜出し、挿
入動作に関連させていたので工具を抜出す時はク
ランプされずに或る程度抜き出した途中から始め
てクランプされる。又工具を挿入する時はクラン
プされていたのが途中からアンクランプされる機
構であつた。又或る形式はばね及び油圧を単独に
利用するもので動作の切換えが不安定であつた。
このような機構のものはアーム旋回軸を垂直にし
て使用するとき若しくは軽量工具が工具交換の対
象であるときは一向に支障を来さないものであつ
たが、アーム旋回軸を水平として使用するときは
工具が少し抜き出されてまだアンクランプの状態
のときその重量で下がり爪を押し広げ完全なロツ
クがなされず落下する危険がある。さらに最近の
ように重量工具の自動交換が要求され、また交換
速度もより高速となると安全面から工具のクラン
プがより強力で且確実に行なう必要性が生じ工具
の抜き出し時から既に強力にクランプされている
ことが必要となつた。さらに実開昭54−34487号
では交換アームが工具交換位置から下降し始める
前にテーパブシユをばねでクランプ棒をロツク方
向に作用させるものであつて油圧でテーパブシユ
を不作動位置としたときに行われる。従つてばね
に損傷が起きると工具が脱落する危険がある。

従つて本考案は工具の抜き出し挿入の動作と関
係なく独自にクランプさせる工具把持機構を提供
しようとするもので、本考案の要旨は旋回並びに
軸方向移動可能のアームの旋回軸の先端に固着し
た両側又は片側に把持部を有するアームと該アー
ムの面内で該旋回軸と直角方向に進退可能で工具
の脱落を防止する方向に常時付勢されているロー
ラ軸と、前記アームの旋回軸のアーム取付基部中
心に設けられアームの旋回時には確実に流体圧で
独自に軸方向に駆動され前記ローラ軸内内端に作
用してローラ軸をロツクさせる円錐カム面を有す
る可動軸と該可動軸への流体、作用力より小さい
力でその円錐カム面が不作動方向に常時付勢する
ばねとを有し、可動軸にシリンダを穿設してそれ
に嵌装するピストン杆を交換アーム部材に固定し
このシリンダにアーム旋回軸の伸長する前に圧油
を供給し縮小後圧油を逃がすように主軸等の工具
のクランプ、アンクランプと同期する流体圧供給
手段を設けさらに可動軸をロツク作用方向に付勢
するばねを内挿したことを特徴とするものであ
る。

以下本考案の実施例を図面にもとづき説明す
る。１はマシニングセンタ機体に固着されたブラ
ケツトで軸受２により旋回スプライン軸３を回転
可能に支承している。該スプライン軸３の一端に
は図示しない駆動装置のラツクと噛合うピニオン
４がキー着され他端は軸方向に回り止め溝５ａを
削設した細軸５となつている。６は前記スプライ
ン軸３とスプライン嵌合する雌スプライン７を削
設した中空のアーム旋回軸で先端には後述のアー
ムを固着するとともに軸端部にはシリンダ８が形
成されている。９は機体に固定された外筒でアー
ム旋回軸６を旋回並びに軸方向移動可能に支承し
ている。１０は外筒９に固着されたアーム旋回軸
６を軸方向に往復動させる流体圧作動の交換アー
ムの軸方向移動用シリンダで、そのピストンロツ
ド１１端にはアーム旋回軸６に軸方向には移動し
ないようスラスト軸受１２，１２で支承され、且
回動可能に設けられた連結腕１３が固着されてい
る。１４は外筒９に固着されたブラケツト１５，
１５に軸方向に摺動可能に軸承された中心が流路
１４ａとなる中空のドツグ杆で先端は連結腕１３
に固着されており、アーム旋回軸６の上昇端・下
降端の確認信号を出すリミツトスイツチLS−
１，LS−２を作動させるドツグ１６が固着され
ている。１７は両端に工具把持部１８，１９を有
するツイーンアームで中央部においてアーム旋回
軸６端に取付けボス２０を介してボルト２１，２
２で固着されている。２３，２４はアーム面内に
アーム旋回軸と直角方向で内側をそれぞれ旋回軸
６の中心に外側を工具把持部に向けて旋回軸に対
称に摺動可能に支持されたローラ軸で、その内端
には工具旋回軸６のシリンダ８の側面の窓より内
部に突出し、且旋回軸を含む平面内で回転可能に
ローラ２５を枢支しており、外端は把持工具が脱
落しないように工具把持部１８，１９の外側の把
持点となる位置に臨んでいて工具の把持部のＶ形
に嵌入する算盤玉状のローラ２６，２７を枢支し
ておりばね２８によつて常時外方へ突出するよう
に付勢されている。２９はアーム旋回軸６のシリ
ンダ８に嵌装された可動軸で前記ローラ軸２３，
２４の内端のローラ２５が当接する位置に円錐カ
ム３０が形成され、スプライン軸側の小径部には
盲穴３１が穿設されていて前記細軸５が嵌装され
ていて回り止め溝５ａにピン３２が嵌入して回り
止めをなしている。又可動軸２９は外方に開口す
るシリンダ３３が穿設され取付ボス２０の中央よ
り内方に突出した固定ピストン３４と嵌装されて
いる。そしてこのシリンダ３３に流体を供給する
流路としてドツグ杆１４の流路１４ａ、連結腕１
３の流路３５、ピストン２９の外周の凹溝３６、
流路３７が設けられている。３８はスプライン軸
３と可動軸２９との間に設けられたローラ軸のロ
ツクを開放する方向に付勢するばね、３９は可動
軸２９をロツクする方向に付勢するばねでその強
さはばね３８より弱い。又交換アーム移動シリン
ダ１０、シリンダ３３及び上記ばね３８，３９の
力の関係はシリンダ１０＞シリンダ３３＜ばね３
８ばね３９の順となるように設計されている。４
０は工具、５０はマシニングセンタの図示しない
主軸頭のスリーブに軸受５１，５１で軸承された
主軸で先端に工具４０を嵌着している。５２は工
具のプレスタツトを引き上げて固着するドローバ
ーで常時は皿ばね５３により引き上げられてい
る。５４はシリンダでピストン５５を嵌装し圧力
流体が供給されることにより一体のピストンロツ
ド５６がドローバ５２を押し工具の把持がゆるめ
られる。５７は２位置切換電磁弁で流体圧力源と
シリンダ５５並びにドツグ杆１４の流路１４ａと
を連通させる。

次にこの考案の作用を説明する。選択された工
具４０が図示しない待機ポツトに主軸工具と同様
に工具締上げ具によつて固定されており工具交換
アームは待機位置にある。この状態で工具交換指
令が出されると主軸５０は交換位置にもどり交換
アームは90゜旋回されて主軸工具と待機ポツトの
工具とを同時に把持部１８，１９で把持する。こ
のときローラ軸２３，２４のロツク用の可動軸は
ばね３８で押されてロツクしていないから工具が
把持部に入るときローラ軸は一旦押し込められ工
具が通過するとばね２８の力で飛び出し脱落しな
いように保持する。その後切換弁５７が作動し圧
力流体はシリンダ５４の後室に送られピストン５
５を前進させピストンロツド５６がドローバー５
２を皿ばね５３の力に抗して押しプルスタツトの
把持を解除し工具をゆるめる。同時に待機ポツト
の工具もゆるめられる。更に切換弁５７の圧力流
体は同時にドツグ杆１４の流路１４ａを通り流路
３５、アーム旋回軸６の円周凹溝３６、可動軸２
９の流路３７を経てシリンダ３３内に送られ固定
のロツド３４に対して可動軸２９がばね３８の力
に抗して内方に押される。可動軸２９のこの動き
で円錐カム３０がローラ軸２３，２４の内側のロ
ーラ２５を斜面で押圧しローラ軸の後退を阻止し
て工具をロツクする。このクランプ完了後シリン
ダ１０の後室に圧油が送られアーム旋回軸６が前
進し、アーム１７は両端に工具４０を確実に保持
した状態で主軸及び待機ポツトから工具を引き抜
く。次いで旋回アーム６はスプライン軸３を介し
て図示しない駆動装置により180゜反転されて工
具を交換する。

この交換中において圧力流体の供給が止まつて
もばね３９が作用しているため工具のクランプは
維持される。次にシリンダ１０の前室に圧油が送
られてアーム旋回軸６を後退させ、交換アーム１
７は把持した工具４０をそれぞれ主軸５０と待機
ポツトに挿入する。挿入が完了すると切換弁５７
が消磁さればね力により切換えられて圧力流体は
シリンダ５４の前室に送られピストン５５を後退
させピストンロツド５６をドローバー５２より離
脱させる。ロツドが離れると皿ばね５３の力によ
りドローバーはプルスタツトを引き工具を固定す
る。同様にして待機ポツト側の工具も固定され
る。一方圧力流体は流路３７、凹溝３６、流路３
５、ドツグ杆１４の流路１４ａを経て排出され、
ばね３８の力により可動軸２９が戻されて円錐カ
ム面３０はローラ軸２３のロツクを解除しローラ
軸を移動可能とする。主軸とポツトの工具締め及
び交換アームの工具ロツクゆるめ完了によつて図
示しない交換アームの駆動装置が作用され工具交
換アームは90゜反転して待機位置に戻る。

以上詳述したように本考案によれば主軸等の工
具のクランプ、アンクランプ機構の同じ作動時に
工具交換アームに把持した工具のロツクの作動、
解除を行い交換アームの旋回軸の伸長に先だつて
油圧で把持工具をロツクするようカム付可動軸を
シリンダ筒とし、このシリンダに嵌装するピスト
ンを固定側としシリンダに供給する圧油を主軸等
の工具のクランプ、アンクランプと同期するよう
流体供給手段を設け、さらに可動軸をロツク作用
方向に付勢するばねを設けたので交換アームの把
持工具のクランプは主軸より工具を引抜く前に確
実に行われるとともに途中油圧がなくなつた場合
或いはばねが損傷した場合でも二重のロツクによ
りアーム旋回軸の伸縮、交換アームの旋回中に重
量工具が脱落する恐れが全くなくなり交換速度を
早めることができ交換時間が短縮されうる。又ク
ランプの駆動源として主軸等の工具クランプの駆
動源の圧力流体を用いたので特別な駆動源を設け
る必要がないものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は主軸工具のクランプ機構及び工具交換
アームの説明縦断面図である。第２図はアームの
一部を断面で示した平面図。 ３……スプライン軸、６……アーム旋回軸、１
７……交換アーム、２３，２４……ローラ軸、２
９……可動軸、３０……円錐カム、１０，３６…
…シリンダ、２８，３８，３９……ばね。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 可逆の旋回可能に軸承されたスプライン軸と、
   該スプライン軸に噛合して軸方向に摺動可能なア
   ーム旋回軸と、前記アーム旋回軸の軸端に軸線方
   向と直角方向に固着されるとともに先端部に工具
   把持機構を有する交換アームと、該アーム旋回軸
   の旋回並びに軸方向移動の駆動装置を有するマシ
   ニングセンタ等の自動工具交換装置において、前
   記交換アーム内に前記アーム旋回軸の軸線方向と
   直角方向に摺動可能に設けられ内端を前記アーム
   旋回軸に臨み外端を前記工具把持溝に臨み常に工
   具把持溝方向に付勢されて把持工具の脱落を防止
   するローラ軸と、前記アーム旋回軸の前記交換ア
   ーム取付基部中心にアーム旋回軸の軸方向に摺動
   可能に設けられ前記ローラ軸の内端が接触してロ
   ーラ軸を押出状態でロツクする軸線方向のカム面
   を外側に有し且外方に開口するシリンダを穿設し
   た可動軸と、該可動軸のシリンダに嵌装しシリン
   ダに圧油が供給されたとき可動軸が前記スプライ
   ン軸側に移動するようその外端が前記交換アーム
   部材に固定されたピストン杆と、該可動軸のシリ
   ンダに前記アーム旋回軸の伸長に先がけ圧油を供
   給して前記ローラ軸をロツクし又縮小後圧油を逃
   がしてロツクを開放するため主軸等の工具のクラ
   ンプ、アンクランプ動作と同期する流体圧供給手
   段と、前記スプライン軸と前記可動軸の間に介挿
   され該流体圧供給手段の作動力より弱い力で前記
   ローラ軸をアンロツク状態に保持する方向に前記
   可動軸を常時付勢する第１ばね部材と、前記可動
   軸と前記交換アーム部材との間に介挿され該第１
   ばね部材より弱い力で前記ローラ軸をロツクする
   方向に前記可動軸を常時付勢する第２ばね部材と
   を含むことを特徴とする自動工具交換装置の工具
   把持機構。