JPS6248431A - 工具自動組立装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、たとえばＮＣ旋盤等に装着するモジュラ工
具を自動的に組立てる工具自動組立ｔｉ置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

旋盤用切削工具は、旋盤の刃物台に装着されるホルダ部
とこのホルダ部に設けた刃先部とから構成されているが
、最近、ホルダ部と刃先部とが分離できるモジュラ工具
が開発された。このモジュラ工具は、ホルダモジュール
と刃部モジュールとからなり、ホルダモジュールに対し
て種類の異なる刃部モジュールを選択的に結合すること
により、ホルダモジュールを共通化できるというメリツ
！〜がある。このモジュラ工具のホルダモジュールと刃
部モジュールとの結合手段としてはホルダモジュールに
突没可能なドローバを有し、このドローバをホルダモジ
ュールに内蔵した皿ばねによって引込んでクランプし、
油圧によってドローバを突出させることによりアンクラ
ンプするように構成されているのが一般的である。

また、前記ホルダモジュールは旋盤の刃物台に固定的に
設け、刃部モジュールは旋盤等の工作機械から離れた位
置に設置された工具ストッカにまとめて収納し、生産管
理情報に基づいて制御装置から指令される信号によって
工具搬送装置が作動して前記工具ストッカに収納された
刃部モジュールを選択的に取出し、前記刃物台に装着さ
れたホルダモジュールに搬入して結合するようになって
いる。

しかしながら、ＮＧ旋盤のようにホルダモジュールが固
定の場合には適用できるが、マシニングセンタのように
ホルダモジュールが回転する工作機械には適用できない
とともに、皿ばねと油圧機構によるクランプ方式は、ホ
ルダモジュール自体が大形化の原因となる。さらに、多
数種類の刃部モジュールを平面的に整列して工具ストッ
カに収納しているため、必要な刃部モジュールを選択し
てピックアップすることはピックアップ機構を２軸制御
する必要があり、またごツアツブ機構によって把持した
刃部モジュールを離れた位置に設置された工作機械に搬
送するには大形の搬送装置が必要となり、装置の複雑化
とともに、工具交換時間がかかり能率低下の原因になっ
ている。

〔発明の目的） この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その
目的とするところは、モジュラ工具におけるホルダモジ
ュールに対する刃部モジュールの組立作業が自動的にし
かも能率的に行なうことができ、ＮＣ立旋盤、ＮＧ複合
旋盤およびマシニングセンタなどの工作機械に対する工
具の交換を容易に行なうことができる工具自動組立装置
を提供することにある。

〔発明の概要〕

この発明は、前記目的を達成するために、ホルダモジュ
ールと刃部モジュールとが分離可能なモジュラ工具の前
記刃部モジュールを多数種類整列した状態で収納するマ
ガジンと、前記ホルダモジュールを保持し少なくとも組
立ポジションと授受ポジションに移動可能な移動テーブ
ルとの間に刃部モジュールを把持して前記移動テーブル
上のホルダモジュールに搬入するスイングアームを設け
るとともに、移動テーブル上に前記ホルダモジュールと
刃部モジュールとを結合する結合機構およびこの結合機
構によって組立てられたモジュラ工具を把持して搬送す
る搬送ユニットを設けたことにある。

〔発明の実施例〕

以下、この発明装置をＮＣ立旋盤等に適用した一実施例
を口面に基づいて説明する。

第１因は工具自動組立装置の全体を示すもので、１は本
体である。この本体１の上部における一側にはマガジン
２が、他側には移動テーブルとしてのシャトルテーブル
３が設けられており、これらの間にはスイングアーム４
が設けられている。前記マガジン２は正逆回転可能なデ
ィスク５とこの外周面には等間隔に設けられた多数の工
具ホルダ６・・・とから構成され、これら工具ホルダ６
・・・には第２図に示すようなモジュラ工具Ａを構成す
る刃部モジュールａ・・・が着脱可能に挿入されている
。

また、前記シャトルテーブル３は上面に第１のホルダ部
７と第２のホルダ部８とを有しており、これらホルダ部
７．８には前記モジュラ工具Ａのホルダモジュールｂが
保持されるようになっている。

そして、このシャトルテーブル３は本体１上を進退可能
で、中立状態では第１のホルダ部７が組立ポジション９
に対向し、第２のホルダ部８が授受ポジション１０に対
向するとともに、シャトルテーブル３の前進時には第１
のホルダ部７が授受ポジション１０に対向し、後退時に
は第２のホルダ部８が組立ポジション９に対向するよう
になっている。さらに、前記組立ポジション９にはシャ
トルテーブル３に対向して結合機構１１が設けられてい
る。この結合機構１１はサポート１２とこのサポート１
２に上下動自在に支持されたスライドユニット１３およ
びこのスライドユニット１３に固定されたナツトランナ
１４とから構成されている。このナツトランナ１４には
その下方に向って突出する締付はロッド１５を有してお
り、後述する手段によってモジュラ工具Ａのホルダモジ
ュールｂに対して刃部モジュールａを組立、分解するよ
うになっている。また、前記授受ポジション１０には後
述する搬送ユニット１６が対向して設けられ、シャトル
テーブル３に対するモジュラ工具Ａの搬入および搬出を
行なうようになっている。

さらに、前記スイングアーム４は前記本体１の上面に突
設された昇降および回転可能な主軸１７に軸支されてい
て、このスイングアーム４の先端部には前記刃部モジュ
ールａを把持するピックアップ機構１８が設けられてい
る。そして、このピックアップ機構１８はスイングアー
ム４の１８０゜の旋回動作によって前記マガジン２の工
具ホルダ６およびシャトルテーブル３の組立ポジション
９に対向し、マガジン２の刃部モジュールａをシャトル
テーブル３上のホルダモジュールｂに搬入したり、この
ホルダモジュールｂの刃部モジュールａをマガジン２に
搬入することができるようになっている。

また、前記モジュラ工具Ａは第２図乃至第４図に示すよ
うに構成されている。すなわち、２０はホルダモジュー
ルｂのベースであり、このベース２０にはテーバ部２１
およびプルスタット部２２を有しており、後述する工作
機械の工具取付台に着脱可能に装着できるようになって
いる。このベース２０の前部には刃部モジュール受は台
２３が突設されており、この刃部モジュール受は台２３
の上部に位置するベース２０にはドローバ２４が突没可
能に設けられている。このドローバ２４の基部はベース
２６に設けたガイド穴２５にスライド自在に挿入されて
おり、このドローバ２４の基部には角孔からなるテーバ
孔２６が穿設されている。このテーバ孔２６のテーパ面
２７には上下方向に沿ってキー満２８が設けられ、この
テーバ孔２６には前記キー１１１１２８に係合する保合
部２９を有するとともに、前記テーバ孔２６と合致する
テーパ面を有するスライダ３０が上下動自在に挿入され
ている。そして、このスライダ３０には上下方向にねじ
孔３１が穿設され、このネジ孔３１には前記ベース２０
の上方から挿入された駆動ねじ３２が螺合されている。

したがって、この駆動ねじ３２をたとえば右方向に回転
させると、ねじ孔３１を介してスライダ３０が上昇し、
左方向に回転させると、ねじ孔３１を介してスライダ３
０が下降するようになっており、スライダ３０の上昇に
よってドローバ２４をガイド孔２５内に引き込み、下降
によつｔドローバ２４をガイド孔２５から突出されるよ
うになっている。また、前記刃部モジュールａの基部に
は前記ホルダモジュールｂのドローバ２４に係合可能な
係合凹部３３が設けられ、刃部モジュールａの基部をベ
ース２０の前面に沿って下降することによって係合凹部
３３がドローバ２４に係合し、この状態で前記ドローバ
２４を引き込むことによって係合凹部３３がドローバ２
４に結合してホルダモジュールｂに対して刃部モジュー
ルａが一体的に結合され、ドローバ２４を突出すること
によって係合凹部３３との結合が解除されるようになっ
ている。

また、前記搬送ユニット１６は、第５図に示すように、
トラバーサ機構３５とこのトラバーサ機構３５によって
矢印方向に移動可能な搬送ヘッド３６とから構成され、
工作機械、たとえばＮＣ立旋盤３７に設けられた工具自
動交換装置３８にモジュラ工具Ａを授受するようになっ
ており、工具自動交換装置３８は前記ＮＣ立旋盤３７の
主軸３９に対するモジュラ工具Ａの交換を自動的に行な
うように構成されている。

つぎに、前述のように構成された工具自動組立装置の作
用について説明する。生産管理情報に基づいて制御装置
に加工に必要な工具の組合せなどのブＯグラム入力を行
なう。まず、第６図（イ）に示すようにシャトルテーブ
ル３が中立状態においての第１のホルダ部７にホルダモ
ジュールｂが保持され、第２のホルダ部８が空の状態に
ある。

ここで、制ｔｅｌｌ装置（図示しない）から加工に必要
な工具の種類を指定した指令信号が工具臼１１１＠立装
置に入力されると、マガジン２は回転して指定された刃
部モジュールａを受は渡しポジション２ａに位置決めす
る。これと同時にスイングアーム４が旋回してピックア
ップ灘構１８が前記マガジン２の受は渡しポジション２
ａに対向して工具ホルダ６内の刃部モジュールａを把持
する。ピックアップ機構１８が刃部モジュールａを把持
すると、スイングアーム４は主軸１７によって上昇して
刃部モジュールａを工具ホルダ６から抜取ったのち、１
８０°旋回してその刃部モジュールａを同図（ロ）に示
すようにシャ１〜ルテーブル３の組立ポジション９に搬
入する。そして、刃部モジュールａの係合凹部３３をホ
ルダモジュールｂのドローバ２４に対向させたのち、刃
部モジュールａを下降させて係合凹部３３をドローバ２
４に係合する。

刃部モジュールａのホルダモジュールｂに対する搬入が
完了すると、スイングアーム４か旋回して復帰し、結合
機構１１のナツトランナ１４がスライドユニット１３と
ともに下降する。そして、締付はロッド１５がホルダモ
ジュールｂの駆動ねじ３２に係止すると、締付はロッド
１５は回転して駆動ねじ３２を回転させ、スライダ３０
を上昇させてドローバ２４をベース２０内に引き込む。

ドローバ２４が引き込まれると、ドローバ２４は刃部モ
ジュールａの係合凹部３３と結合状態となり、ホルダモ
ジュールｂに対して刃部モジュールａが一体的に組立ら
れた状態となる。このようにシャトルテーブル３の組立
ポジション９においてモジュラ工具Ａの組立作業中に第
２のホルダ部８は授受ポジション１０にあるため、ＮＣ
立旋盤３７から使用済のモジュラ工具Ａが搬送ユニット
１６によって搬入される。そして、第１のホルダ部７に
組立完了の新モジュラエｊｌＡが保持され、第２のホル
ダ部８に使用済の旧モジュラ工具Ｂが保持されると、同
図（ハ）に示すようにシャトルテーブル３が前進して第
１のホルダ部７が授受ポジション１０に位置し、この新
モジュラ工具Ａは搬送ユニット１６によって前記ＮＧ立
旋盤３７に搬送する。つぎに、同図（ニ）に示すように
シャトルテーブル３は後退して第２のホルダ部８を組立
ポジション９に対向させ、ここで旧モジュラ工具Ｂの分
解を行なう。この分解作業は前記ナツトランナ１４の締
付はロッド１５が駆動ねじ３２に係合し、この駆動ねじ
３２を組立時と逆方向に回転させ、スライダ３０を下降
させることによりドローバ２４をベース２０から突出さ
せる。ドローバ２４が突出して刃部モジュールａの係合
凹部３３との結合が解除されると、ナツトランナ１４は
スライドユニット１３によって上昇し、これと同時にス
イングアーム４が旋回してピックアップ機構１８によっ
てホルダモジュールｂの刃部モジュールａを把持する。

ピックアップ鍬構１８によって刃部モジュールａを把持
すると、主軸１７によってスイングアーム４４が一旦上
昇して刃部モジュールａをドローバ２４から扱取り、つ
いで旋回して同図（ホ）に示すようにその刃部モジュー
ルａをマガジン２に搬入する。このとき、マガジン２は
回転して空の工具ホルダ６を受は渡しポジションに位置
させているため、刃部モジュールａは空の工具ホルダ６
に収納される。このような作用を繰返すことによってマ
ガジン２から刃部モジュールａを組立ポジション９に搬
入してホルダモジュールｂと結合し、組立完了後そのモ
ジュラ工具ＡをＮＣ立旋盤３７に搬入するとともに、使
用済の旧モジュラ工具Ｂを組立ポジション９において分
解して刃部モジュールａのみをマガジン２に搬入するこ
とができる。

なお、前記一実施例においては、シャトルテーブル３上
においてホルダモジュールｂを横置き保持した状態で組
立、分解を行なうようにしたが、垂直に保持してもよく
、またスイングアームをダブルアームとして刃部モジュ
ールａの交換時間を短縮するようにしてもよい。また、
ホルダモジュールｂと刃部モジュールとの結合構造は、
ドローバの引込みクランプ、ドローバの突出アンクラン
プに限定されず、他の結合構造であってもよい。

また、前記実施例においてはモジュラ工具のクランプ方
式を駆動ねじとしたが、工具の大きさに制限がなければ
例えば皿ばねや油圧方式などでもよい。また、ナツトラ
ンナの場合締付はトルクの確認を自動的に行なえば作業
の信頼性を更に向上できる効果がある。

また、１１９ｆ！ｆ場所は工作機械の工具マガジンの近
傍に設置してもよいし、離れた集中工具室の中でも使用
できる。この場合搬送ユニットの構造は変える必要があ
る。さらに、シャトルテーブルの左右の移動位置で切屑
、ゴミなどの洗浄あるいはタッチセンサによる刃具折れ
検知の機能を負荷してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、モジュラ工具
を構成するホルダモジュールに対する刃部モジュールの
組立、分解が自動的に行なうことができ、しかも小形で
軽量な刃部モジュールのみをマガジンに保管することに
より、保管スペースの減少と搬入、搬出の装置の小形化
および簡素化を図ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図は工具
自動組立装置の斜視図、第２図はモジュラ工具の斜視図
、第３図および第４図はホルダモジュールと刃部モジュ
ールとの関係を示すもので、第３図は平面図、第４図は
断面図、第５図は工具自動交換装置の概略的平面図、第
６図（イ）〜（ホ）は作用説明図である。 ２・・・マガジン、３・・・シャトルテーブル（移動テ
ーブル）、４・・・スイングアーム、９・・・組立ポジ
ション、１０・・・授受ポジション、１１・・・結合機
構、１６・・・搬送ユニット、ａ・・・刃部モジュール
、ｂ・・・ホルダモジュール。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第２図 第３図 第４図 第Ｓ図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ホルダモジュールと刃部モジュールとが分離可能
   なモジュラ工具の前記刃部モジュールを多数種類整列し
   た状態で収納するマガジンと、前記ホルダモジュールを
   保持し少なくとも組立ポジションと授受ポジションに移
   動可能な移動テーブルと、前記マガジンに収納された刃
   部モジュールを把持し前記移動テーブル上のホルダモジ
   ュールに搬入するスイングアームと、前記組立ポジショ
   ンに対向して設けられ移動テーブル上のホルダモジュー
   ルと搬入された刃部モジュールとを結合する結合機構と
   、この結合機構によつて組立てられたモジュラ工具を前
   記授受ポジションで把持し搬送する搬送ユニットとを具
   備したことを特徴とする工具自動組立装置。
2. （２）マガジンは、ディスク状をなし、その外周面に刃
   部モジュールを収納するホルダを所定間隔を存して配設
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の工具
   自動組立装置。