JPS6352942A - 工具マガジン装置における工具移送装置 - Google Patents
工具マガジン装置における工具移送装置Info
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- JPS6352942A JPS6352942A JP61194894A JP19489486A JPS6352942A JP S6352942 A JPS6352942 A JP S6352942A JP 61194894 A JP61194894 A JP 61194894A JP 19489486 A JP19489486 A JP 19489486A JP S6352942 A JPS6352942 A JP S6352942A
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- B23Q2003/155414—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は工具交換装置に関するものである。
従来の技術
従来のこの種の工具交換装置は、コラムに摺動可能に取
付けた主軸ヘッドに主軸を回転自在に支持させ、その主
軸の操作孔に工具クランプ用のドローバ−を軸線方向へ
移動自在に嵌挿させ、そのドローバ−の一方への移動に
より主軸の挿着穴に挿入された工具をクランプし他方へ
の移動によりその工具をアンクランプするようにしであ
る。そして前記ドローバーのアンクランプ動作は交換軸
の交換腕が工具を確実に把持した後に行なうようにしで
ある。
付けた主軸ヘッドに主軸を回転自在に支持させ、その主
軸の操作孔に工具クランプ用のドローバ−を軸線方向へ
移動自在に嵌挿させ、そのドローバ−の一方への移動に
より主軸の挿着穴に挿入された工具をクランプし他方へ
の移動によりその工具をアンクランプするようにしであ
る。そして前記ドローバーのアンクランプ動作は交換軸
の交換腕が工具を確実に把持した後に行なうようにしで
ある。
発明が解決しようとする問題点
前記従来装置にあっては、交換腕が工具を把持した後に
工具をアンクランプし、その後工具の入れ換えを行なう
ようにしであるので、工具交換時に工具のクランプ、ア
ンクランプ動作を必要としてその動作信号の遅れを生じ
、工具交換時間が長くなる問題点があった。
工具をアンクランプし、その後工具の入れ換えを行なう
ようにしであるので、工具交換時に工具のクランプ、ア
ンクランプ動作を必要としてその動作信号の遅れを生じ
、工具交換時間が長くなる問題点があった。
問題点を解決するための手段
本発明は前記問題点を解決するために、主軸の下端部に
ストップピンを挿着穴に向けて進退自在に設け、そのス
トップピンを挿着穴の中心方向へばねにより付勢し、挿
着穴に挿入された工具をストップピンによって係止し、
所定以上の力を加えなければ工具が抜けないようにした
ことを特徴としている。
ストップピンを挿着穴に向けて進退自在に設け、そのス
トップピンを挿着穴の中心方向へばねにより付勢し、挿
着穴に挿入された工具をストップピンによって係止し、
所定以上の力を加えなければ工具が抜けないようにした
ことを特徴としている。
作用
主軸の挿着穴に工具を挿入すると、その工具の係合部が
ストップピンの先端に当接してそのストップピンをバネ
に抗して押し戻し、その結果係合部がストップピンに係
合されて工具が抜は止めされる。挿着穴に工具を挿入し
た状態でドローバーを一方へ移動させると、挿着穴内の
工具をクランプし、ドローバーを他方へ移動させるとそ
の工具をアシクランプする。このアンクランプ状態でも
工具はストップピンにより係止されているので、工具が
挿着穴から抜は出ることはない。従って、交換腕による
工具杷持に先立って予め工具をアンクランプ状態にして
おくことができる。
ストップピンの先端に当接してそのストップピンをバネ
に抗して押し戻し、その結果係合部がストップピンに係
合されて工具が抜は止めされる。挿着穴に工具を挿入し
た状態でドローバーを一方へ移動させると、挿着穴内の
工具をクランプし、ドローバーを他方へ移動させるとそ
の工具をアシクランプする。このアンクランプ状態でも
工具はストップピンにより係止されているので、工具が
挿着穴から抜は出ることはない。従って、交換腕による
工具杷持に先立って予め工具をアンクランプ状態にして
おくことができる。
実施例
図面は縦型マシニングセンターに実施した例を示してお
り、第1図、第2図において、1はコラム、2はコラム
1に設けた案内レール3,3に上下動自在に取付けであ
る主軸ヘッドで、第3図に示すように昇降用モータ4に
よって回転されるスクリュー軸5とそのスクリュー軸5
に螺合するボールねじ6によって周知のごとく上下動さ
れるようにしである。前記主軸ヘッド2には第3図、第
4図に示すように下向き状態の主軸7がベアリング8を
介して回転自在に支承され、かつ抜止体2aによって抜
止めされている。前記主軸7には従t’Jノブーリ9が
楔看され、その従動プーリ9が主軸ヘッド2に固着した
ブラケット1oに取着しである駆動モータ11の駆動プ
ーリ12によってベル1−13を介して一方向へ回転さ
れるようにしである。前記主軸7は中心部に操作孔14
を有し、その操作孔14の下端部に工具挿着用の挿着穴
15が形成されている。前記操作孔14内には挿着穴1
5に挿着された工具16をクランプする為のドローバー
17が上下摺動可能に嵌合されている。
り、第1図、第2図において、1はコラム、2はコラム
1に設けた案内レール3,3に上下動自在に取付けであ
る主軸ヘッドで、第3図に示すように昇降用モータ4に
よって回転されるスクリュー軸5とそのスクリュー軸5
に螺合するボールねじ6によって周知のごとく上下動さ
れるようにしである。前記主軸ヘッド2には第3図、第
4図に示すように下向き状態の主軸7がベアリング8を
介して回転自在に支承され、かつ抜止体2aによって抜
止めされている。前記主軸7には従t’Jノブーリ9が
楔看され、その従動プーリ9が主軸ヘッド2に固着した
ブラケット1oに取着しである駆動モータ11の駆動プ
ーリ12によってベル1−13を介して一方向へ回転さ
れるようにしである。前記主軸7は中心部に操作孔14
を有し、その操作孔14の下端部に工具挿着用の挿着穴
15が形成されている。前記操作孔14内には挿着穴1
5に挿着された工具16をクランプする為のドローバー
17が上下摺動可能に嵌合されている。
前記ドローバ−17において、18はバー本体、19は
バー本体18と一体に設である摺動部で、小径孔14a
に摺動自在に嵌合されている。2゜はバー本体18に固
着しである摺動体で、大径部14bに摺動自在に嵌合さ
れている。この摺動体2oは操作孔コ4の段部14cと
の間に介在したバネ21によって上方へ付勢されている
。22は摺動体20にベアリング23を介して回転自在
に取付けである連結片で、後述の操作アームに長孔22
aを介して連結されている。24はバー本体18に螺着
しであるバネ性を有する一対のクランパーで、下端部に
係合部24aを有し、この係合部24aが操作孔14の
逃げ孔14dに逃げることによって挿着穴15に挿着さ
れた工具16の係合部16aを受入れ、係合部24aが
小径孔14aに引込まれることによって工具16の係合
部16aに係合して工具16をクランプするようにしで
ある。次に、25は主軸ヘッド2上に突設しである支持
腕2Gに枢軸27を介して枢着しであるL形の操作アー
ムで、一方のアーム25aには前記連結片22の長孔2
2aに挿入されたピン28が突設され、他方のアーム2
5bにはローラ29が回転自在に軸支されている。この
ローラ29は主軸ヘッド2の」二昇時にコラムlにブラ
ケット30を介して位置調整自在に止着しであるカム3
1に当接するようにしである。上記支持腕26にはス1
ヘツパーボルト26aが止着され、このス1〜ソバ−ボ
ルト26aが主軸ヘッド2の下降時に前記操作アーム2
5のバネ21による回動を受止めるようにしである。
バー本体18と一体に設である摺動部で、小径孔14a
に摺動自在に嵌合されている。2゜はバー本体18に固
着しである摺動体で、大径部14bに摺動自在に嵌合さ
れている。この摺動体2oは操作孔コ4の段部14cと
の間に介在したバネ21によって上方へ付勢されている
。22は摺動体20にベアリング23を介して回転自在
に取付けである連結片で、後述の操作アームに長孔22
aを介して連結されている。24はバー本体18に螺着
しであるバネ性を有する一対のクランパーで、下端部に
係合部24aを有し、この係合部24aが操作孔14の
逃げ孔14dに逃げることによって挿着穴15に挿着さ
れた工具16の係合部16aを受入れ、係合部24aが
小径孔14aに引込まれることによって工具16の係合
部16aに係合して工具16をクランプするようにしで
ある。次に、25は主軸ヘッド2上に突設しである支持
腕2Gに枢軸27を介して枢着しであるL形の操作アー
ムで、一方のアーム25aには前記連結片22の長孔2
2aに挿入されたピン28が突設され、他方のアーム2
5bにはローラ29が回転自在に軸支されている。この
ローラ29は主軸ヘッド2の」二昇時にコラムlにブラ
ケット30を介して位置調整自在に止着しであるカム3
1に当接するようにしである。上記支持腕26にはス1
ヘツパーボルト26aが止着され、このス1〜ソバ−ボ
ルト26aが主軸ヘッド2の下降時に前記操作アーム2
5のバネ21による回動を受止めるようにしである。
次に、前記主軸7には第4図に示すように小径孔14a
の下端部に開口する収納孔32が主軸7の軸線に対して
直交する方向に形成されている。
の下端部に開口する収納孔32が主軸7の軸線に対して
直交する方向に形成されている。
その収納孔32にはストップピン33が孔軸線方向へ移
動可能に嵌合されている。そのストップピン33はバネ
34によって主軸7の中心に向けて付勢され、自体の先
端部が小径孔14aに突出した状態で段部32aに当接
されている。そのストップピン33の先端部は丸く曲面
に形成され、挿着孔15に挿脱される工具16の係合部
16aに係脱し得るようにしである。
動可能に嵌合されている。そのストップピン33はバネ
34によって主軸7の中心に向けて付勢され、自体の先
端部が小径孔14aに突出した状態で段部32aに当接
されている。そのストップピン33の先端部は丸く曲面
に形成され、挿着孔15に挿脱される工具16の係合部
16aに係脱し得るようにしである。
次に、35は前記コラム1に工具貯蔵用の複数の工具ポ
ット36を所定の工具交換位置Aへ選択的に移動させる
ように装設しである工具マガジン装置で、第5図〜第8
図に示すように構成しである。この工具マガジン装置3
5において、37はコラム1に止着しであるマガジン本
体で、先端部に上下方向の回動軸38がベアリング39
を介して回転自在に取付けられている。前記マガジン本
体37の下面には回動軸38を中心とする環状の案内溝
40が形成されている。この案内溝40は両側の溝縁に
張出状の係止片41を夫々備え、これらの係止片41が
工具ポット36外周の係止溝36aに夫々嵌合して工具
ポット36を下向状態に吊下げて案内するようにしであ
る。前記回動軸38下端部には回動プレート42が固着
されている。この回動プレート42には周囲の等分割位
置に夫々放射方向の嵌合溝42aが形成され、これらの
嵌合溝42aが前記案内溝40に案内されている工具ポ
ット36の切欠部36bに夫々嵌合されている。前記回
動軸38の上端部には第6図に示すように周囲に係合溝
43aを有するゼネバ歯車43が楔着されされている。
ット36を所定の工具交換位置Aへ選択的に移動させる
ように装設しである工具マガジン装置で、第5図〜第8
図に示すように構成しである。この工具マガジン装置3
5において、37はコラム1に止着しであるマガジン本
体で、先端部に上下方向の回動軸38がベアリング39
を介して回転自在に取付けられている。前記マガジン本
体37の下面には回動軸38を中心とする環状の案内溝
40が形成されている。この案内溝40は両側の溝縁に
張出状の係止片41を夫々備え、これらの係止片41が
工具ポット36外周の係止溝36aに夫々嵌合して工具
ポット36を下向状態に吊下げて案内するようにしであ
る。前記回動軸38下端部には回動プレート42が固着
されている。この回動プレート42には周囲の等分割位
置に夫々放射方向の嵌合溝42aが形成され、これらの
嵌合溝42aが前記案内溝40に案内されている工具ポ
ット36の切欠部36bに夫々嵌合されている。前記回
動軸38の上端部には第6図に示すように周囲に係合溝
43aを有するゼネバ歯車43が楔着されされている。
44はコラム1に止着しであるブラケット、45はブラ
ケット44に止着しである下向の割出用モータで、その
モータ軸45aに原動車46が固着され、その原動車4
6に前記ゼネバ歯車43の係合溝43aと係合可能なロ
ーラ4Gaが回動自在に軸支されている。
ケット44に止着しである下向の割出用モータで、その
モータ軸45aに原動車46が固着され、その原動車4
6に前記ゼネバ歯車43の係合溝43aと係合可能なロ
ーラ4Gaが回動自在に軸支されている。
47は前記主軸7の工具交換位置Aと対向する割出位置
Cにおいてマガジン本体37に形成した放射方向の切欠
溝で、前記案内溝40を側面に開放させている。48は
切欠溝47の上方位置においてマガジン本体37に固着
しである支持体で、下面に前記切欠溝47と対向する収
納溝49aを有する支持本体49とその収納溝49aの
両縁部から張出すように支持本体49に固着しである案
内片50とで構成しである。前記収納溝49aと切欠溝
47は案内路51を形成している。52は前記案内路5
1内に放射方向へ移動自在に配設しである工具移動体で
、自体の一対の嵌合溝52aが前記案内片50に摺動自
在に嵌合されている。前記移動体52には第7図に実線
で示す後退位置において案内溝40に連続する受入溝5
3と係止片41に連続する係止片54とが形成され1割
出位置Cに工具ポット36が割出されると係止片54が
その工具ポット36の係止溝36aに嵌合して工具ポッ
ト36を支持するようにしである。また移動体52の上
面には第7図に示すように長溝55が形成されている。
Cにおいてマガジン本体37に形成した放射方向の切欠
溝で、前記案内溝40を側面に開放させている。48は
切欠溝47の上方位置においてマガジン本体37に固着
しである支持体で、下面に前記切欠溝47と対向する収
納溝49aを有する支持本体49とその収納溝49aの
両縁部から張出すように支持本体49に固着しである案
内片50とで構成しである。前記収納溝49aと切欠溝
47は案内路51を形成している。52は前記案内路5
1内に放射方向へ移動自在に配設しである工具移動体で
、自体の一対の嵌合溝52aが前記案内片50に摺動自
在に嵌合されている。前記移動体52には第7図に実線
で示す後退位置において案内溝40に連続する受入溝5
3と係止片41に連続する係止片54とが形成され1割
出位置Cに工具ポット36が割出されると係止片54が
その工具ポット36の係止溝36aに嵌合して工具ポッ
ト36を支持するようにしである。また移動体52の上
面には第7図に示すように長溝55が形成されている。
56は支持本体49に止着しである移動用モータで、そ
のモータ軸56aにはクランク57を固着しである。そ
のクランク57のクランクピン58は前記長溝55に嵌
合され、モータ軸56aが回転すると移動体52を第7
図に仮想線にて示す前進位置に移動させて交換用の工具
ポット36を工具交換位置Bに移動させるようにしてあ
る。
のモータ軸56aにはクランク57を固着しである。そ
のクランク57のクランクピン58は前記長溝55に嵌
合され、モータ軸56aが回転すると移動体52を第7
図に仮想線にて示す前進位置に移動させて交換用の工具
ポット36を工具交換位置Bに移動させるようにしてあ
る。
次に、59は前記工具交換位mAの主軸7と工具交換位
[Bの工具ポット36との間で工具交換する交換装置で
、第9図〜第16図に示すように構成しである。この交
換装置59において、60は主軸ヘッド2に設けた軸受
61.61によって軸線方向へ摺動自在でかつ回動自在
に支承されている交換軸で、第1図、第2図に示すよう
に工具交換位置Aの主軸7と工具交換位[itBの工具
ポット36との中間位置に主軸7と平行に配設されてい
る。前記交換軸60の下端部には交換ヘッド62が装設
されている。この交換ヘッド62は第9図〜第12図に
示すように左右対称的に構成され。
[Bの工具ポット36との間で工具交換する交換装置で
、第9図〜第16図に示すように構成しである。この交
換装置59において、60は主軸ヘッド2に設けた軸受
61.61によって軸線方向へ摺動自在でかつ回動自在
に支承されている交換軸で、第1図、第2図に示すよう
に工具交換位置Aの主軸7と工具交換位[itBの工具
ポット36との中間位置に主軸7と平行に配設されてい
る。前記交換軸60の下端部には交換ヘッド62が装設
されている。この交換ヘッド62は第9図〜第12図に
示すように左右対称的に構成され。
次に図面において左側のものについてのみ説明し、右側
のものには左側と対応するものに同じ符号を付して重複
説明を省略する。この交換ヘッド62において、63は
交換軸60の下端に一体的に固着しであるヘッド本体で
、収納室64.と先端面に開口する腕案内孔65とが夫
々形成されている。
のものには左側と対応するものに同じ符号を付して重複
説明を省略する。この交換ヘッド62において、63は
交換軸60の下端に一体的に固着しであるヘッド本体で
、収納室64.と先端面に開口する腕案内孔65とが夫
々形成されている。
またヘッド本体63には腕案内孔65の両側壁63aに
第10図に示すように貫通孔66が形成され、その貫通
孔66の外側においてヘッド本体63にバネ受部材67
が止着されている。前記腕案内孔65には一対の交換腕
68.68の基部側が挿入され、それらの交換腕68.
68の基部がへラド本体63に枢軸69.69を介して
開閉自在に枢着されている。前記枢軸69.69は図面
の右側の交換腕68.68をも同時に枢着している。
第10図に示すように貫通孔66が形成され、その貫通
孔66の外側においてヘッド本体63にバネ受部材67
が止着されている。前記腕案内孔65には一対の交換腕
68.68の基部側が挿入され、それらの交換腕68.
68の基部がへラド本体63に枢軸69.69を介して
開閉自在に枢着されている。前記枢軸69.69は図面
の右側の交換腕68.68をも同時に枢着している。
前記交換腕68.68の先端部には把持片7o、70が
止着され、これらの把持片70.70が工具16の切欠
部16Cに嵌合して工具16を回転方向の位置決めをし
た状態で把持するようにしである。また交換腕68.6
8の中間部内側には第′ 12図に示すようにカム部材
として例示するカム片71.71が設けられ、これらの
カム片71.71に上方に行くにつれて開閉中心線Yか
ら遠ざかるように傾斜しているカム面71a、71aが
形成されている。また交換腕68.68の中間部外側に
はバネ少食72.72が形成され、このバネ少食72.
72と前記バネ受部材67に設けたバネ少食73.73
間に把持バネ74..74が夫々圧縮介装されている。
止着され、これらの把持片70.70が工具16の切欠
部16Cに嵌合して工具16を回転方向の位置決めをし
た状態で把持するようにしである。また交換腕68.6
8の中間部内側には第′ 12図に示すようにカム部材
として例示するカム片71.71が設けられ、これらの
カム片71.71に上方に行くにつれて開閉中心線Yか
ら遠ざかるように傾斜しているカム面71a、71aが
形成されている。また交換腕68.68の中間部外側に
はバネ少食72.72が形成され、このバネ少食72.
72と前記バネ受部材67に設けたバネ少食73.73
間に把持バネ74..74が夫々圧縮介装されている。
これらの把持バネ74.74は交換腕68.68を閉じ
る方向へ付勢し、前記カム面71a、71aを後述のカ
ムフォロアに当接させている。前記ヘッド本体63の収
納室64内には両交換腕68.68間しこ操作体75が
上下動可能に配設されている。この操作体75は交換軸
60の中空孔60aに上下動自在に嵌挿しである操作軸
76に固着され、かつヘッド本体63に止着しであるガ
イドピン77によって上下摺動自在に案内されている。
る方向へ付勢し、前記カム面71a、71aを後述のカ
ムフォロアに当接させている。前記ヘッド本体63の収
納室64内には両交換腕68.68間しこ操作体75が
上下動可能に配設されている。この操作体75は交換軸
60の中空孔60aに上下動自在に嵌挿しである操作軸
76に固着され、かつヘッド本体63に止着しであるガ
イドピン77によって上下摺動自在に案内されている。
1)「記操作体75の側面にはカム部材として例示する
一対のカムフォロア78.78が回転自在に軸支され、
これらのカムフォロア78.78がカム面71a、71
aに当接しており、第12図に示すように操作軸7Gが
上昇すると交換腕68.68が閉じ、操作軸76が下降
すると交換腕68.68が開くようにしである。また前
記操作体75の下端部には第12図に示すように腕ロツ
ク用の一対の係合片79.79が一体に突設されている
。それらの係合片7つ、79は夫々交換腕68.68の
下方に位置され、それらの先端部上面には閉状態の交換
腕68.68の外側下部と対向する位置に上方に行くに
つれて開閉中心線Yから遠ざかるようにした斜面79a
、79aが形成されている。これらの斜面79a、79
aは前記開閉中心線Yに対して対称に形成され、操作軸
76が上昇されると斜面79a、79aが交換腕68.
68に係合して両交換腕68.68を開閉中心aYを中
心とする閉位置にロックするようにしである。上記操作
軸76の上端部にはバネ受座80が固着され、このバネ
受座80と交換軸60間にバネ81が圧縮介装されてい
る。150は切粉の侵入を防止する為の遮蔽板である。
一対のカムフォロア78.78が回転自在に軸支され、
これらのカムフォロア78.78がカム面71a、71
aに当接しており、第12図に示すように操作軸7Gが
上昇すると交換腕68.68が閉じ、操作軸76が下降
すると交換腕68.68が開くようにしである。また前
記操作体75の下端部には第12図に示すように腕ロツ
ク用の一対の係合片79.79が一体に突設されている
。それらの係合片7つ、79は夫々交換腕68.68の
下方に位置され、それらの先端部上面には閉状態の交換
腕68.68の外側下部と対向する位置に上方に行くに
つれて開閉中心線Yから遠ざかるようにした斜面79a
、79aが形成されている。これらの斜面79a、79
aは前記開閉中心線Yに対して対称に形成され、操作軸
76が上昇されると斜面79a、79aが交換腕68.
68に係合して両交換腕68.68を開閉中心aYを中
心とする閉位置にロックするようにしである。上記操作
軸76の上端部にはバネ受座80が固着され、このバネ
受座80と交換軸60間にバネ81が圧縮介装されてい
る。150は切粉の侵入を防止する為の遮蔽板である。
次に、82は前記交換軸60を昇降させる為の昇降装置
で、第9図、第13図、第14図に示すように構成され
ている。この昇降装置82において、83は主軸ヘッド
2の上面に止着しである中空の支持ブラケノ1〜で、下
方部は主軸ヘッド2上面の孔84を通して主軸ヘット2
内に収容されている。85は支持ブラケット83にベア
リング86.86を介して回転自在に支持させである上
下方向の回転軸で、上端部は、支持ブラケット83上に
止着しである駆動モータ87のモータ軸87aに一体回
転するように連結されている。前記回転軸85の中間部
には外周面にカム7vt88 aを有する円筒カム88
が一体的に楔着され、この円筒カム88が支持ブラケッ
ト83の4本の脚部83a、83b、83c、83a間
に位置されている。
で、第9図、第13図、第14図に示すように構成され
ている。この昇降装置82において、83は主軸ヘッド
2の上面に止着しである中空の支持ブラケノ1〜で、下
方部は主軸ヘッド2上面の孔84を通して主軸ヘット2
内に収容されている。85は支持ブラケット83にベア
リング86.86を介して回転自在に支持させである上
下方向の回転軸で、上端部は、支持ブラケット83上に
止着しである駆動モータ87のモータ軸87aに一体回
転するように連結されている。前記回転軸85の中間部
には外周面にカム7vt88 aを有する円筒カム88
が一体的に楔着され、この円筒カム88が支持ブラケッ
ト83の4本の脚部83a、83b、83c、83a間
に位置されている。
前記支持ブラケット83の後方の脚部83aにはノJ
lzレバー89の基部が枢軸90を介して上下揺動自在
に枢着されている。そのカムレバー89の先端部にはロ
ーラ91が回転自在に軸支され、このローラ91が前記
交換軸60の上端部に固着しである係合体92の環状溝
92aに係合されている。また、カムレバー89の中間
部には前記カム溝88aに係合されているカムフォロア
93が回転自在に軸支されている。前記カム溝88aは
円筒カム88の1回転によってカムレバー89を第9図
に仮想線で示す位置まで1回揺動させて交換軸60を一
時的に所定量下降させるように形成しである。
lzレバー89の基部が枢軸90を介して上下揺動自在
に枢着されている。そのカムレバー89の先端部にはロ
ーラ91が回転自在に軸支され、このローラ91が前記
交換軸60の上端部に固着しである係合体92の環状溝
92aに係合されている。また、カムレバー89の中間
部には前記カム溝88aに係合されているカムフォロア
93が回転自在に軸支されている。前記カム溝88aは
円筒カム88の1回転によってカムレバー89を第9図
に仮想線で示す位置まで1回揺動させて交換軸60を一
時的に所定量下降させるように形成しである。
次に、94は前記交換軸60を回転させる為の回転装置
で、第9図、第14図〜第16図に示すように構成され
ている。この回転装置94において、95は前記支持ブ
ラケット83の下面に固着しである支軸120やベアリ
ング121を介して回転自在に取付けられている中間歯
車、96は中間歯車95と一体に設けであるゼネバ歯車
で1周囲には第15図に示すように複数の係合溝96a
を備えている。97は回転軸85の下端部に楔着しであ
る原動車で、前記ゼネバ歯車96の係合溝96aと係合
可能なローラ98が回転自在に軸支されている。99は
前記交換軸60の中間部に楔着しである従動歯車で、交
換軸60が前記昇降装置82によって最下降された状態
において前記中間歯車95に噛合し、交換軸60が下降
端から」二昇された状態ではその中間歯車95との噛合
が外れるようにしである。前記従動歯車99と中間歯車
95との歯数比率は前記回転軸85の矢印方向への1回
転によって交換軸60が矢印方向へ半回転するように設
定しである。100は主軸ヘッド2に止着しである回動
阻止片で、第16図に示すように交換軸60側の面に従
動歯車99の1つの歯溝と係合可能な突条100aが形
成され、交換軸6oが下降端から上昇された状態では従
動歯車99の歯溝と係合して従!!lI歯車99の白山
回劾を阻止するようにしである。
で、第9図、第14図〜第16図に示すように構成され
ている。この回転装置94において、95は前記支持ブ
ラケット83の下面に固着しである支軸120やベアリ
ング121を介して回転自在に取付けられている中間歯
車、96は中間歯車95と一体に設けであるゼネバ歯車
で1周囲には第15図に示すように複数の係合溝96a
を備えている。97は回転軸85の下端部に楔着しであ
る原動車で、前記ゼネバ歯車96の係合溝96aと係合
可能なローラ98が回転自在に軸支されている。99は
前記交換軸60の中間部に楔着しである従動歯車で、交
換軸60が前記昇降装置82によって最下降された状態
において前記中間歯車95に噛合し、交換軸60が下降
端から」二昇された状態ではその中間歯車95との噛合
が外れるようにしである。前記従動歯車99と中間歯車
95との歯数比率は前記回転軸85の矢印方向への1回
転によって交換軸60が矢印方向へ半回転するように設
定しである。100は主軸ヘッド2に止着しである回動
阻止片で、第16図に示すように交換軸60側の面に従
動歯車99の1つの歯溝と係合可能な突条100aが形
成され、交換軸6oが下降端から上昇された状態では従
動歯車99の歯溝と係合して従!!lI歯車99の白山
回劾を阻止するようにしである。
101は前記操作軸76を軸線方向へ移動させて交換腕
68.68を開閉操作する腕開閉装置で、第9図、第1
3図、第14図に示すように構成されている。この腕開
閉装置101において、102は中間部を前記脚部83
1〕に枢軸103を介して上下揺動自在に枢着しである
カムレバーで5前端部102aにはねじ孔104が形成
され、そのねじ孔104に操作軸76の上端部に当接可
能な当接ボルト105が螺合されてナツト106によっ
て固定されている。前記カムレバー102の後端部10
2bには力11フォロア107が回転自在に枢着され、
そのカムフォロア107が前記円筒カム88の上側端面
に形成しである端面カム108のカム面108aに前記
バネ81のバネ力によって圧接されている。前記端面カ
ム108のカム面108aは通常はカムフォロア93を
押上げることによって交換腕68.68を開放させてお
り、回転軸85が回転されるとその中間回動領域におい
てカムフォロア93の下降を許容して交換腕68.68
を閉じるように形成しである。109は交換腕68.6
8が開放状態にあることを検出する検出器で、カムレバ
ー102に突設しである検出ピン110を検出するよう
にしである。上記昇降装置82、回転装置94及び腕開
閉装置101の作動は第17図に示すタイムチャート図
に示すように互いに関連されている。なお1図面上、1
11は加工テーブルである。
68.68を開閉操作する腕開閉装置で、第9図、第1
3図、第14図に示すように構成されている。この腕開
閉装置101において、102は中間部を前記脚部83
1〕に枢軸103を介して上下揺動自在に枢着しである
カムレバーで5前端部102aにはねじ孔104が形成
され、そのねじ孔104に操作軸76の上端部に当接可
能な当接ボルト105が螺合されてナツト106によっ
て固定されている。前記カムレバー102の後端部10
2bには力11フォロア107が回転自在に枢着され、
そのカムフォロア107が前記円筒カム88の上側端面
に形成しである端面カム108のカム面108aに前記
バネ81のバネ力によって圧接されている。前記端面カ
ム108のカム面108aは通常はカムフォロア93を
押上げることによって交換腕68.68を開放させてお
り、回転軸85が回転されるとその中間回動領域におい
てカムフォロア93の下降を許容して交換腕68.68
を閉じるように形成しである。109は交換腕68.6
8が開放状態にあることを検出する検出器で、カムレバ
ー102に突設しである検出ピン110を検出するよう
にしである。上記昇降装置82、回転装置94及び腕開
閉装置101の作動は第17図に示すタイムチャート図
に示すように互いに関連されている。なお1図面上、1
11は加工テーブルである。
次に、上記構成の作動について説明する。先ず、加工作
業に先立ち工具マガジン装置35の各工具ポット36に
は所定の種類の工具16が夫々挿着され、また主軸7の
挿着穴15にも所定の種類の工具16が挿着されている
1次に加工テーブル111上の加工物Mを加工する場合
には、昇降用モータ4を作動させてスクリュー軸5を回
転させ、このスクリュー軸5の回転によって主軸ヘッド
2を最上昇端の工具交換位gfAから下方の加工領域に
下降させる。上記主軸ヘッド2が工具交換位社Aから下
降されると、操作アーム25のローラ29がカム31か
ら離れて操作アーム25がバネ21によって第3図にお
いて時計方向へ回動されてストッパーポルt” 26
aに当1妾される。これにより1−ローパー17は上昇
されてクランパー24の係合部24aが挿着穴15内の
工具16の係合部16aを係止して小径孔14a内に引
き込み、その工具16をクランプした状態に維持する。
業に先立ち工具マガジン装置35の各工具ポット36に
は所定の種類の工具16が夫々挿着され、また主軸7の
挿着穴15にも所定の種類の工具16が挿着されている
1次に加工テーブル111上の加工物Mを加工する場合
には、昇降用モータ4を作動させてスクリュー軸5を回
転させ、このスクリュー軸5の回転によって主軸ヘッド
2を最上昇端の工具交換位gfAから下方の加工領域に
下降させる。上記主軸ヘッド2が工具交換位社Aから下
降されると、操作アーム25のローラ29がカム31か
ら離れて操作アーム25がバネ21によって第3図にお
いて時計方向へ回動されてストッパーポルt” 26
aに当1妾される。これにより1−ローパー17は上昇
されてクランパー24の係合部24aが挿着穴15内の
工具16の係合部16aを係止して小径孔14a内に引
き込み、その工具16をクランプした状態に維持する。
また」二記工具交換位置へからの下降によって主軸ヘッ
ド2が第3図に示すように工具16のクランプを完了す
る位置迄下降されると、そのことを図示しない検出器に
よって検出して駆動モータ1]を作動させ、その結果駆
動プーリ12が回転して従シJプーリ9を回転させ、主
軸7を矢印方向へ回転させる。この状態で主軸ヘッド2
が加工領域内で昇降し、主軸2に挿着されている工具1
6によって加工物Mの加工を行なう。なお上記加工作業
を行なう場合には、交換装置59の駆動モータ87は停
止されており、円筒カム88は第9図の状態で停止され
ている。従って、昇降装置82のカムレバー89は上方
へ回動され、交換軸60を第9図に示すように上昇端に
位置させている。この場合回転装置94の従動歯車99
は中間C!i車゛95との噛合が外れて上昇されている
が、その従動歯車99の歯溝が回動阻止片]、OOの突
条100aに係合して自由回動が阻止されている。また
腕開閉装置101のカムレバー102が第9図において
反時計方向へ回動され、当接ポル1〜105が操作軸7
6をバネ81に抗して押下ばている。この操作軸76の
押下げによって交換ヘッド62の操作体75を下降させ
、この操作体75の下降によって係合片79.79が下
降して交換腕68.68の把持位置へのロックを解除し
、またカムフォロア78.78が第12図に実線で示す
ようにカム片71.71のカム1i71a、71aを押
し、交換腕68.68を夫々把持バネ74.74に抗し
て開放させており、これにより−・方側の交換腕68.
68は主軸7の工具1Gを挟む位置に位置されている。
ド2が第3図に示すように工具16のクランプを完了す
る位置迄下降されると、そのことを図示しない検出器に
よって検出して駆動モータ1]を作動させ、その結果駆
動プーリ12が回転して従シJプーリ9を回転させ、主
軸7を矢印方向へ回転させる。この状態で主軸ヘッド2
が加工領域内で昇降し、主軸2に挿着されている工具1
6によって加工物Mの加工を行なう。なお上記加工作業
を行なう場合には、交換装置59の駆動モータ87は停
止されており、円筒カム88は第9図の状態で停止され
ている。従って、昇降装置82のカムレバー89は上方
へ回動され、交換軸60を第9図に示すように上昇端に
位置させている。この場合回転装置94の従動歯車99
は中間C!i車゛95との噛合が外れて上昇されている
が、その従動歯車99の歯溝が回動阻止片]、OOの突
条100aに係合して自由回動が阻止されている。また
腕開閉装置101のカムレバー102が第9図において
反時計方向へ回動され、当接ポル1〜105が操作軸7
6をバネ81に抗して押下ばている。この操作軸76の
押下げによって交換ヘッド62の操作体75を下降させ
、この操作体75の下降によって係合片79.79が下
降して交換腕68.68の把持位置へのロックを解除し
、またカムフォロア78.78が第12図に実線で示す
ようにカム片71.71のカム1i71a、71aを押
し、交換腕68.68を夫々把持バネ74.74に抗し
て開放させており、これにより−・方側の交換腕68.
68は主軸7の工具1Gを挟む位置に位置されている。
一方、前記加工作業を行なっている間に、工具マガジン
装置35においては割出用モータ・15が作動してモー
タ軸45aが回動軸38及び回動プレート42を回動さ
せ、主軸7の工具16と次に交換すべき工具16を保持
している工具ポット36を割出位置Cに割出す。その割
出位置Cに工具ボンド36が割出されると、その工具ポ
ット36の上部が移動体52の受入溝5;3に入って]
−具ポン1〜36の係止溝36aが係止片54に係合す
る。
装置35においては割出用モータ・15が作動してモー
タ軸45aが回動軸38及び回動プレート42を回動さ
せ、主軸7の工具16と次に交換すべき工具16を保持
している工具ポット36を割出位置Cに割出す。その割
出位置Cに工具ボンド36が割出されると、その工具ポ
ット36の上部が移動体52の受入溝5;3に入って]
−具ポン1〜36の係止溝36aが係止片54に係合す
る。
′その後移動用モータ56が作動してクランク57を一
方向へ半回転させ、これによりクランクピン58が移動
体52を主軸7方向へ前進移動させ、前記工具ポット3
6の工具16を第11図に示す工具交換位置Bに移動さ
せ、その]二工具6を主軸7と平行な下向状態に位置保
持する。
方向へ半回転させ、これによりクランクピン58が移動
体52を主軸7方向へ前進移動させ、前記工具ポット3
6の工具16を第11図に示す工具交換位置Bに移動さ
せ、その]二工具6を主軸7と平行な下向状態に位置保
持する。
次に、主軸7の工具16による加工が終了し、次の加工
の為に工具交換指令が発信されると、先ず昇降用モータ
4が作動してスクリュー軸5を回転させ、そのスクリュ
ー軸5が主軸ヘッド2を最上昇端の工具交換指令八に向
けて上昇させる。この主軸ヘッド2の上昇によってその
主軸ヘッド2が加工領域より上昇されると、そのことを
検出器が検出して駆動モータ11の作動を停止し、これ
により主軸7及び工具16の回転が停止される。
の為に工具交換指令が発信されると、先ず昇降用モータ
4が作動してスクリュー軸5を回転させ、そのスクリュ
ー軸5が主軸ヘッド2を最上昇端の工具交換指令八に向
けて上昇させる。この主軸ヘッド2の上昇によってその
主軸ヘッド2が加工領域より上昇されると、そのことを
検出器が検出して駆動モータ11の作動を停止し、これ
により主軸7及び工具16の回転が停止される。
また前記主軸ヘッド2が工具交換位置Aに上昇されると
、操作アーム25のローラ29がカム31に当接して第
3図において反時計方向へバネ21に抗して回動され、
これにより操作アーム25のピン28がドローバ−17
を押下げる。このドロー/<−17の押下げによってク
ランパー24が下降され、その結果係合部24aが小径
孔14aから抜は出して逃げ孔14d内に位置され、こ
れにより係合部24aが工具16の係合部16aから離
脱して工具16のクランプを解除する。この場合主軸7
1こはストップピン33が設けてあり、そのストップピ
ン33がバネ34によって工具16の係合部]、6aに
係合しているので、挿着穴15に挿着されている工具1
6はクランプ状態が維持され、その工具16が挿着穴1
5から抜は落ちることはない。また前記のように主軸ヘ
ッド2が上昇されると、第11図に示すように開放状態
の他方側の交換軸68.68が工具交換位置Bの交換用
の工具16を両側から挟む位置に上昇される。
、操作アーム25のローラ29がカム31に当接して第
3図において反時計方向へバネ21に抗して回動され、
これにより操作アーム25のピン28がドローバ−17
を押下げる。このドロー/<−17の押下げによってク
ランパー24が下降され、その結果係合部24aが小径
孔14aから抜は出して逃げ孔14d内に位置され、こ
れにより係合部24aが工具16の係合部16aから離
脱して工具16のクランプを解除する。この場合主軸7
1こはストップピン33が設けてあり、そのストップピ
ン33がバネ34によって工具16の係合部]、6aに
係合しているので、挿着穴15に挿着されている工具1
6はクランプ状態が維持され、その工具16が挿着穴1
5から抜は落ちることはない。また前記のように主軸ヘ
ッド2が上昇されると、第11図に示すように開放状態
の他方側の交換軸68.68が工具交換位置Bの交換用
の工具16を両側から挟む位置に上昇される。
主軸ヘッド2が工具交換位置Aに上昇されると、次に駆
動モータ87が作動されてモータ軸87aが矢印方向へ
1回転される。前記モータ軸87aの回転によって回転
軸85及び円筒カム88が回転され、その円筒カム88
の回転によって先ず端面カム108が第17図に示すよ
うにカムフォロア107を下降させ、これによりカムレ
バー102がバネ81によって回動されると共に操作軸
76がバネ81によって上昇される。この操作軸76の
上昇によって操作体75、カムフォロア78.78及び
係合片79.79が夫々上昇され、その力11フォロア
78.78の上昇によって交換Tl1dG8.68が把
持バネ74.74のバネ力によって閉じられ、その結果
一方側の交換腕68.68の杷持片70.70は主軸7
の工具16の切欠部16c、LfEcに嵌合してその工
J’t、16を把持バネ74.74のバネ力によって把
持する。また係合片79.79の上昇によって係合片7
9.79の斜面79a、79aが閉状態の交換腕68.
68の外側角部に係合してそれらの交換腕68,68を
閉鎖側へ引寄せて両交換腕68.68が開閉中心線に対
して対称な位置となるようにセンタリングすると共にそ
れらの交換腕68.68を工具把持状態にロックする。
動モータ87が作動されてモータ軸87aが矢印方向へ
1回転される。前記モータ軸87aの回転によって回転
軸85及び円筒カム88が回転され、その円筒カム88
の回転によって先ず端面カム108が第17図に示すよ
うにカムフォロア107を下降させ、これによりカムレ
バー102がバネ81によって回動されると共に操作軸
76がバネ81によって上昇される。この操作軸76の
上昇によって操作体75、カムフォロア78.78及び
係合片79.79が夫々上昇され、その力11フォロア
78.78の上昇によって交換Tl1dG8.68が把
持バネ74.74のバネ力によって閉じられ、その結果
一方側の交換腕68.68の杷持片70.70は主軸7
の工具16の切欠部16c、LfEcに嵌合してその工
J’t、16を把持バネ74.74のバネ力によって把
持する。また係合片79.79の上昇によって係合片7
9.79の斜面79a、79aが閉状態の交換腕68.
68の外側角部に係合してそれらの交換腕68,68を
閉鎖側へ引寄せて両交換腕68.68が開閉中心線に対
して対称な位置となるようにセンタリングすると共にそ
れらの交換腕68.68を工具把持状態にロックする。
その後、円筒カム88が更に回動されるとカム溝88a
がカムレバー89のカムフォロア93を下降させてカム
レバ〜89を下方へ回動させ、これによりカムレバー8
9が交換軸6oを最下降させ、その結果前記一方側の交
換腕68.68は主軸7の挿着穴15から工具16を完
全に抜取り、他方側の交換腕68.68は工具ポット3
6の挿着穴36cから工具16を完全に抜取る。前記挿
着穴15から工具16を抜取る場合、工具16の係合類
16aはストップピン33をバネ34に抗して押下げる
ことによって係合が雑税される。また交換軸60が下降
されると、従動歯車99が中間歯車95に噛合されるが
、この場合従動歯車99の自由回動が回動阻止片100
によって阻止されているので、従動歯車99は中間歯車
95の市に確実に噛合される。また交換・1ill16
0が下降されると、操作11il1176の上端が当接
ポルh 105から離れ、操作軸76はバネ81によっ
て引上状態に維持される。その後、回転4i1!l 8
5の回転によってDI tb車97のローラ98がゼネ
バ歯車9Gの係合溝96aに係合してゼネバ歯車96及
び中間歯車95を所定量回動させる。この中間歯車95
の回動によってこれと噛合する従動歯車99を半回転さ
せ、その結果前記主軸7から抜取られた工具16を工具
交換位置Bの工具ポット36の挿着穴36cの直下に対
向させ、前記工具ポット36から抜取られた工具16を
主軸7の挿着穴15の直下に対向させる前記円筒力1z
8 Bか更に回動されると、カム溝88aがカムフォ
ロア93を今度は上昇させてカムレバー89を一ヒ方へ
回動させ、そのカムレバー89が交換腕6oを上昇させ
る。これにより前記主軸7から抜取られた工具16は工
具ポット36の挿着穴36cに挿入され、・工具ポット
36から抜取られた工具1(3は主軸7の挿着穴15に
挿入される。前記挿着穴1Sに工具16が挿入されると
、工具16の係合類16aがクランプピン33をバネ3
4に抗して押戻してストップピン33に係合する。また
N着穴36cに工具1Gが挿入されると、工具16の係
合類1.6 aが図示しない係合手段によって抜止めさ
れる。その後円筒カム88が更に回動されると、端面カ
ム108のカム面108aがカムフォロア1.07を押
上げてカムレバー102を回動させ、これによりカムレ
バー102の当接ボルト105が操作軸76を押下げる
。この操作軸76の押下げによって操作体75が下降し
、これにより係合片79.79が下降して交換腕68.
68のロックを解除すると共にカムフォロア78.78
が下降して交換腕68.68を開放させ、両側の交換腕
68.68は工具16の把持を解除する。
がカムレバー89のカムフォロア93を下降させてカム
レバ〜89を下方へ回動させ、これによりカムレバー8
9が交換軸6oを最下降させ、その結果前記一方側の交
換腕68.68は主軸7の挿着穴15から工具16を完
全に抜取り、他方側の交換腕68.68は工具ポット3
6の挿着穴36cから工具16を完全に抜取る。前記挿
着穴15から工具16を抜取る場合、工具16の係合類
16aはストップピン33をバネ34に抗して押下げる
ことによって係合が雑税される。また交換軸60が下降
されると、従動歯車99が中間歯車95に噛合されるが
、この場合従動歯車99の自由回動が回動阻止片100
によって阻止されているので、従動歯車99は中間歯車
95の市に確実に噛合される。また交換・1ill16
0が下降されると、操作11il1176の上端が当接
ポルh 105から離れ、操作軸76はバネ81によっ
て引上状態に維持される。その後、回転4i1!l 8
5の回転によってDI tb車97のローラ98がゼネ
バ歯車9Gの係合溝96aに係合してゼネバ歯車96及
び中間歯車95を所定量回動させる。この中間歯車95
の回動によってこれと噛合する従動歯車99を半回転さ
せ、その結果前記主軸7から抜取られた工具16を工具
交換位置Bの工具ポット36の挿着穴36cの直下に対
向させ、前記工具ポット36から抜取られた工具16を
主軸7の挿着穴15の直下に対向させる前記円筒力1z
8 Bか更に回動されると、カム溝88aがカムフォ
ロア93を今度は上昇させてカムレバー89を一ヒ方へ
回動させ、そのカムレバー89が交換腕6oを上昇させ
る。これにより前記主軸7から抜取られた工具16は工
具ポット36の挿着穴36cに挿入され、・工具ポット
36から抜取られた工具1(3は主軸7の挿着穴15に
挿入される。前記挿着穴1Sに工具16が挿入されると
、工具16の係合類16aがクランプピン33をバネ3
4に抗して押戻してストップピン33に係合する。また
N着穴36cに工具1Gが挿入されると、工具16の係
合類1.6 aが図示しない係合手段によって抜止めさ
れる。その後円筒カム88が更に回動されると、端面カ
ム108のカム面108aがカムフォロア1.07を押
上げてカムレバー102を回動させ、これによりカムレ
バー102の当接ボルト105が操作軸76を押下げる
。この操作軸76の押下げによって操作体75が下降し
、これにより係合片79.79が下降して交換腕68.
68のロックを解除すると共にカムフォロア78.78
が下降して交換腕68.68を開放させ、両側の交換腕
68.68は工具16の把持を解除する。
この場合、挿着穴15.36cに挿入されている工具1
6は前記のようにストップピン33に係合しているので
抜落ちることは無い。その後、再び主軸ヘッド2が前記
加工領域に下降され、挿着穴15内の工具16が前記の
ようシこクランパー24によってクランプさ九た後所定
の加工が行なわれる。また工具マガジン装置35におい
ては、移動用モータ56が作動してクランク57を再び
半回転させて移動体52を割出位置Cに後退させる。
6は前記のようにストップピン33に係合しているので
抜落ちることは無い。その後、再び主軸ヘッド2が前記
加工領域に下降され、挿着穴15内の工具16が前記の
ようシこクランパー24によってクランプさ九た後所定
の加工が行なわれる。また工具マガジン装置35におい
ては、移動用モータ56が作動してクランク57を再び
半回転させて移動体52を割出位置Cに後退させる。
その後割出用モータ45が作動して回動ブレー1〜42
を回動させ、次に交換すべき工具16を有する工具ポッ
ト36を割出位置Cに割出し、その]―具ポット36を
前記のように−に具交換位置Bに移動させて次の工具交
換に備える。
を回動させ、次に交換すべき工具16を有する工具ポッ
ト36を割出位置Cに割出し、その]―具ポット36を
前記のように−に具交換位置Bに移動させて次の工具交
換に備える。
前記実施例では縦型マシニングセンターに実施した場合
について示したが、本願にあっては横型マシニングセン
ターやポルリングマシンの工具交換装置にも同様に実施
できる。また本願にあっては交換軸や交換装置をコラl
、に装設しても良い9発明の効果 以上のように本発明にあっては、主軸にストップピンを
進退自在に設けると共にバネにより付勢し、主軸の挿着
穴に挿入した工具をストップピンによって係止して抜止
めするようにしたので、工具交換する場合交換腕で工具
を把持する前にその工具を予めアンクランプにしておく
ことができ、また交換腕が工具の把持を解除した後にそ
の工具をクランプすることができ、その結果工具交換時
のクランプ、アンクランプ指令を省郵できてその信号遅
れを無くすことができ、工具交換時間を短くできる。ま
た前記のように工具をストップピンによって係止するよ
うにしであるので、主軸が下向きであっても工具が挿着
穴から抜は落ちる事故を防止でき、工具交換を安全に行
なうことができる。
について示したが、本願にあっては横型マシニングセン
ターやポルリングマシンの工具交換装置にも同様に実施
できる。また本願にあっては交換軸や交換装置をコラl
、に装設しても良い9発明の効果 以上のように本発明にあっては、主軸にストップピンを
進退自在に設けると共にバネにより付勢し、主軸の挿着
穴に挿入した工具をストップピンによって係止して抜止
めするようにしたので、工具交換する場合交換腕で工具
を把持する前にその工具を予めアンクランプにしておく
ことができ、また交換腕が工具の把持を解除した後にそ
の工具をクランプすることができ、その結果工具交換時
のクランプ、アンクランプ指令を省郵できてその信号遅
れを無くすことができ、工具交換時間を短くできる。ま
た前記のように工具をストップピンによって係止するよ
うにしであるので、主軸が下向きであっても工具が挿着
穴から抜は落ちる事故を防止でき、工具交換を安全に行
なうことができる。
図面は本願の実施例を示すもので、第1図は正面図、第
2図は平面図、第3図はnz−tn線拡大断面図、第4
図は第3図の要部拡大図、第5図は■−V線拡大断面図
、第6図は第S図の平面図、第7図は第6図を断面にし
て示す部分図、第8図は■−■線拡大断面図、第9図は
IX −■線拡大断面図、第10図はX−X線拡大断面
図、第11図はXI−XI線断面図、第12図は]−団
線拡大断面図。 第13図は一部を破断して示すxm−xm線断面図、第
14図はXIV−XIV線断面図、第15図はxv−x
v線断面図、第16図はxvi−xvra断面図、第1
7図はタイムチャート図である。 1・・コラム、 2・・・主軸ヘッド、 7・・・主軸
、15・・・挿着穴、 17・・・ドローパー、 3
3・・・ストップピン、 34・・・バネ 特許出願人 豊和工業株式会社 第1!!2+ 第2図 第3図 @4図 第5図 第7図 l 第8図 し」 第13図 第17図 第14図 手続補正帯 昭和61年IQ月/乙日 2、発明の名称 工具交換装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 フリカナ 住 所 〒450 名古屋市中村区名駅二丁目32番
3号電話(052)502−1111 5、ネ11註の対象 明細書の↑、r許請求の範囲の瀾、 1、特許請求の範囲の欄を別紙のように補正する32、
明細書の第2頁第20行目〜第3頁第5行目の「主軸の
・・・・・・したこと」を次のように補正する。 主軸に挿着穴に挿着された工具を着脱可能に係し得るよ
うにした工具係脱手段を具備させて成ことを」 3、明!II書の第3頁第8行口〜第19行目の「主軸
の・・・・・・できる。」を次のように補正する。 「主軸の挿着穴に工具を挿入すると、その工具が工具係
脱手段に係合して工具が抜は止めされる。 挿着穴に工具を挿入した状態でドローパーを一方移動さ
せると、挿着穴内の工具をクランプし、゛ローパーを他
方へ移動させるとその工具をアンランプする。このアン
クランプ状態でも工具は工具係脱手段により係止されて
いるので、]二具が挿着穴から抜は出ることはない。従
って、交換腕ニよる工具把持に先立って予め工具をアン
クラン1状態にしておくことができる。」 、明細停の第6頁第11行目〜第13行目の「次ン・・
・・・されている。Jを次のように補正する。 「次に、前記主軸7には第4図に示すような工具係脱手
段が付設されている。この工具係脱手段においては、先
ず主軸7に小径孔14aの下端部に開口する収納孔32
が主軸7の軸線に対して直交する方向に形成されている
。」 5、明細書の第7頁第1行目の「・・・しである。」の
後に、「なお工具係脱手段としてはストップピンの代り
にボール等を用いた他の手段によって構成しても良い。 jを加入する。 6、明細書の第26頁第16行目〜第27頁第10行「
1の「以上のように・・・・・・ことができる。」を次
のように補正する。 1以上のように本発明にあっては、主軸に工具係脱手段
を設け、主軸の挿着穴に挿入した工具を工具係脱手段に
よって係止して抜止めするようにしたので、工具交換す
る場合交換腕で工具を把持する前にその工具を予めアン
クランプにしておくことができ、また交換腕が工具の把
持を解除した後にその工具をクランプすることができ、
その結果工具交換時のクランプ、アンクランプ指令を省
郵できてその信号遅れを無くすことができ、工具交換時
間を短くできる。また前記のように工具を工具係脱手段
によって係止するようにしであるので、主軸が下向きで
あっても工具が挿着穴から抜は落ちる事故を防止でき、
工具交換を安全に行なうことができる。」 特許請求の範囲 ■、コラムに摺動可能に取付けた主軸ヘッドに回転自在
に支持させた主軸と、前記主軸の操作孔に軸線方向へ移
動自在に嵌挿され、一方への移動により−iE ll’
lllの挿着穴に挿着された工具をクランプさせ他方へ
の移動によりその工具を解放させるようにしてあるドロ
ーパーと、前記主軸ヘッド又はコラムに支持され」工具
把持用の交換腕を有する交換軸とを備えて成る工具交換
装置に於いて、5uUノ町に特徴とする工具交換装置。 手続補正書 昭和62年/1月!2日 1、 l初表示 昭和61年特許願第1948
94号2、発明の名称 工具交換装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 任 所 〒450 名古屋市中村区名駅二丁目32
番3号t3舐052)502−111.1 4、補正命令の日付 自発 5、補正の対象 全文補正明細書 1、発明の名称 工具交換装置 2、特許請求の範囲 1、コラムに摺動可能に取付けた主軸ヘッドに回転自在
に支持させた主軸と、前記主軸の操作孔に軸線方向へ移
動自在に嵌挿され、一方への移動により主軸の挿着穴に
挿着された工具をクランプさせ他方への移動によりその
工具を解放させるようにしてあるドローバ−と、前記主
軸ヘッド又はコラムに支持され工具把持用の交換腕を有
する交換軸とを備えて成る工具交換装置に於いて、前記
主軸3、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 この発明は工具交換装置に関するものである。 従来の技術 従来のこの種の工具交換装置は、コラムに摺動可能に取
付けた主軸ヘッドに主軸を回転自在に支持させ、その主
軸の操作孔に工具クランプ用のドローバ−を軸線方向へ
移動自在に嵌挿させ、そのドローバーの一方への移動に
より主軸の挿着穴に挿入された工具をクランプし他方へ
の移動によりその工具をアンクランプするようにしであ
る。そして前記ドローバーのアンクランプ動作は交換軸
の交換腕が工具を確実に把持した後に行なうようにしで
ある。 発明が解決しようとする問題点 前記従来装置にあっては、交換腕が工具を把持した後に
工具をアンクランプし、その後工具の入れ換えを行なう
ようにしであるので、工具交換時に工具のクランプ、ア
ンクランプ動作を必要としてその動作信号の遅れを生じ
、工具交換時間が長くなる問題点があった。 問題点を解決するための手段 本発明は前記m7題点を解決するために、主軸の挿着孔
に挿着された工具のブルースタンドの係台頭に離脱可能
に係止し得るようにした工具係脱手段を主軸に設けたこ
とを特徴としている。 作用 主軸の挿着穴に工具を挿入すると、その工具が工具係脱
手段に係合して工具が抜は止めされる。 挿着穴に工具を挿入した状態でドローバーを一方へ移動
させると、挿着穴内の工具をクランプし、ドローバーを
他方へ移動させるとその工具をアンクランプする。この
アンクランプ状態でも工具は工具係脱手段により係止さ
れているので、工具が挿着穴から抜は出ることはない。 従って、交換腕による工具把持に先立って予め工具をア
ンクランプ状態にしておくことができる。 実施例 図面は縦型マシニングセンターに実施した例を示してお
り、第1図、第2図において、1はコラム、2はコラム
1に設けた案内レール3.3に上下動自在に取付けであ
る主軸ヘッドで、第3図に示すように昇降用モータ4に
よって回1転されるスクリュー軸5とそのスクリュー軸
5に螺合するボールねじ6によって周知のごとく上下動
されるようにしである。前記主軸ヘッド2には第3図、
第4図に示すように下向き状態の主軸7がベアリング8
を介して回転自在に支承され、下端にはヘッドキャップ
2aが取付けである。前記主4i+117には従mJプ
ーリ9が楔着され、その従動プーリ9が主軸ヘッド2に
固着したブラケット10に取着しである駆動モータ11
の駆動プーリ12によってベル1−13を介して一方向
へ回転されるようにしである。前記主軸7は中心部に操
作孔14を有し、その操作孔14の下端部に工具挿着用
の挿着穴15が形成されている。前記操作孔14内には
挿着穴15に挿着された工具16をクランプする為のド
ローバ−17が上下摺動可能に嵌合されている。 +W記トドローバー1フおいて、18はバー本体、19
はバー本体18と一体に設である摺動部で、小径孔14
aに摺動自在に嵌合されている。20はバー本体18に
固着しである摺動体で、大径部14bに摺動自在に嵌合
されている。この摺動体20は操作孔14の段部14c
との間に介在したバネ21によって上方へ付勢されてい
る。22は摺動体20にベアリング23を介して回転自
在に取付けである連結片で、後述の操作アームに長孔2
2aを介して連結されている。24はバー本体に円筒部
を螺着しであるクランパーで、円筒部の下方を切割って
、下端部が開く方向にバネ性が付与されている。下端部
に係合部24aを有し、この係合部24aが操作孔14
の逃げ孔14dに逃げることによって挿着孔15に挿着
された工具16のブルースタンドの係合部16aを受入
れ、係合部24aが小径孔14aに引込まれることによ
ってブルースタッドの係合部16aに係合して工具16
をクランプするようにしである。次に、25は主軸ヘッ
ド2上に突設しである支持腕26に枢軸27を介して柩
着しであるL形の操作アームで、一方のアーム25aに
は前記連結片22の長孔22aに挿入されたピン28が
突設され、他方のアーム25bにはローラ29が回転自
在に軸支されている。このローラ29は主軸ヘッド2の
上昇時にコラム1にブラケット30を介して位置調整自
在に止着しであるカム31に当接するようにしである。 上記支持腕26にはストッパーボルト26aが止着され
、このストッパーボルト26aが主Φ山ヘッド2の下降
時に前記操作アーム25のバネ21による回動を受止め
るようにしである。 次に、前記主軸7には第4図に示すように小径孔14a
の下端部に開口する収納孔32が主軸7の軸線に対して
直交する方向に形成されている。 その収納孔32にはストップピン33が孔軸線方向へ移
動可能に嵌合されている。そのストップピン33はバネ
34によって主軸7の中心に向けて付勢され、自体の先
端部がクランパー24のり割の間から小径孔14aに突
出した状態で段部32aに当接されている。そのストッ
プピン33の先端部は丸く曲面に形成され、挿着孔15
に挿脱される工具16のブルースタンドの係合部16a
に係脱し得るようにしである。 次に、35は前記コラム1に工具貯蔵用の複数の工具ボ
ッ1−36を所定の工具交換位置Aへ選択的に移動させ
るように装設しである工具マガジン装置で、第5図〜第
8図に示すように構成しである。この工具マガジン装置
35において、37はコラム1に止着しであるマガジン
本体で、先端部に上下方向の回動軸38がベアリングを
介して回転自在に取付けられている。前記マガジン本体
37の下面には回動軸;38を中心とする環状の案内溝
40が形成されている。この案内溝40は両側の溝縁に
張出状の係止片41を夫々備え、こわらの係止片41が
工具ポット36外周の係止溝36aに夫々嵌合して工具
ポット36を下向状態に吊下げて案内するようにしであ
る。前記回動軸38下端部には回動プレート42が固着
されている。 この回動プレート42には周囲の等分割位置に夫々放射
方向の嵌合fAt 42 aが形成され、これらの嵌合
ii!ff 42 aが前記案内溝40に案内されてい
る工具ボット36の切欠部36bに夫々嵌合されている
。前記回動軸38の上端部には第6図に示すように周囲
に係合溝43 aを有するゼネバ歯車43が撲着されさ
れている。44はコラム1に止着しであるブラケット、
45はそのブラケット4・1′ミ止着しである下向の割
出用モータで、そのモータ軸45aに原動車46が固着
され、その原動車46に前記ゼネバ歯車43の係合溝4
3aと係合可能なローラ46aが回vノ自在に軸支され
ている。 47は前記主軸7の工具交換位置Aと対向する割出位置
Cにおいてマガジン本体37に案内溝40を横切るよう
に形成しである切欠溝で、工具16を割出位置Cから工
具交換位置Bへ移動させる為のものである。48は切欠
溝47の」二方位置においてマガジン本体37に固若し
である支持体で、下面に前記切欠溝47と対向する収納
溝49aを有する支持本体49とその収納溝49aの両
縁部から張出すように支持本体49に固着しである案内
片50とで構成しである。前記収納溝49aと切欠溝4
7は案内路51を形成している。、52は前記案内路5
1内に放射方向へ移動自在に配設しである工具移動体で
、自体の一対の嵌合溝52aが前記案内片50に摺動自
在に嵌合されている。 前記移動体52には第7図に実線で示す後退位置におい
て案内溝40に連続する受入溝53と係止片41に連続
する係止片54とが形成され、割出位置Cに工具ポット
36が割出されると係止片54がその工具ポット36の
係止溝36aに嵌合シて工具ポット36を支持するよう
にしである。また移動体52の上面には第7図に示すよ
うに長溝55が形成されている。56は支持本体49に
止着しである移動用モータで、そのモータ軸56aには
クランク57を固着しである。そのクランク57のクラ
ンクピン58は前記長溝55に嵌合され、モータ軸56
aが回転すると移動体52を第7図に仮想線にて示す前
進位置に移動させて交換用の工具ポット36を工具交換
位置Bに移動させるようにしてある。 次に、59は前記工具交換位置Aの主軸7と工具交換位
置Bの工具ポット36との間で工具交換する交換装置で
、第9図〜第16図に示すように構成しである。この交
換装置59において、60は主軸ヘッド2に設けた軸受
61.61によって#i線方向へ摺動自在でかつ回動自
在に支承されている交換軸で、第1図、第2図に示すよ
うに工具交換位[Aの主軸7と工具交換位置Bの工具ポ
ット36との中間位置に主軸7と平行に配設されている
。前記交換軸60の下端部には交換ヘッド62が装設さ
れている。この交換ヘッド62は第9図〜第12図に示
すように左右対称的に構成され、次に図面において左側
のものについてのみ説明し、右側のものには左側と対応
するものに同じ符号を付して重複説明を省略する。この
交換ヘッド62において、63は交換軸60の下端に一
体的に固若しであるヘッド本体で、収納室64と先端面
に開口する腕案内孔65とが夫々形成されている。 またヘッド本体63には腕案内孔65の両側壁63aに
第10図に示すように貫通孔66が形成され、その貫通
孔6Gの外側においてヘッド本体63にバネ受部材67
が止着されている。前記腕案内孔65には一対の交換腕
68.68の基部側が挿入され、それらの交換腕68.
68の基部がヘッド本体63に枢軸69.69を介して
開閉自在に枢着されている。前記枢軸69.69は図面
の右側の交換腕68,68をも同時に枢着している。 前記交換腕68.68の先端部には把持片70.70が
止着され、これらの把持片70.70が工具16の切欠
部16Cに嵌合して工具1Gを回転方向の位置決めをし
た状態で把持するようにしである。また交換腕68.6
8の中間部内側には第12図に示すようにカム部材とし
て例示するカム片71.71が設けら九、これらのカム
片71.71に上方に行くにつれて開閉中心線Yから遠
ざかるように傾斜しているカム面71a、71aが形成
されている。また交換腕68.68の中間部外側にはバ
ネ少食72.72が形成され、このバネ少食72.72
と前記バネ受部材67に設けたバネ少食73.73間に
把持バネ74.74が夫々圧縮介装されている。これら
の把持バネ74.74は交換腕68.68を閉じる方向
へ付勢し、前記カム面71a、71aを後述のカムフォ
ロアに当接させている。前記ヘッド本体63の収納室6
4内には両交換腕68.68間に操作体75が上下動可
能に配設されている。この操作体75は交換軸6oの中
空孔60aに上下動自在に嵌挿しである操作軸76に固
着され、かつヘッド本体63に止着しであるガイドピン
77によって上下摺動自在に案内されている。前記操作
体75の側面にはカム部材として例示する一対のカムフ
ォロア78.78が回転自在に軸支され、これらのカム
フォロア78.78がカム面71a、71aに当接して
おり、第12図に示すように操作軸76が上昇すると交
換腕68.68が閉じ、操作軸76が下降すると交換腕
68.68が開くようにしである。また前記操作体75
の下端部には第12図に示すように腕ロツク用の一対の
係合片79.79が一体に突設されている。それらの係
合片79゜79は夫々交換腕68.68の下方に位置さ
れ、それらの先端部上面には閉状態の交換腕68.68
の外側下部と対向する位置に上方に行くにつれて開閉中
心MYから遠ざかるようにした斜面79a、79aが形
成されている。これらの斜面79a、79aは前記開閉
中心線Yに対して対称に形成され、操作軸76が上昇さ
れると斜面79a、79aが交換腕68.68に係合し
て両交換腕68.68を開閉中心線Yを中心とする閉位
置に口ツクするようにしである。上記操作軸76の上端
部にはバネ受座80が固着され、このバネ受座80と交
換軸60間にバネ81が圧縮介装されている。150は
切粉の侵入を防止する為の遮蔽板である。 次に、82は前記交換軸60を昇降させる為の昇降装置
で、第9図、第13図、第14図に示すように構成され
ている。この昇降装置82において、83は主軸ヘッド
2の上面に止着しである中空の支持ブラケットで、下方
部は主軸ヘッド2上面の孔84を通して主軸ヘッド2内
に収容されている。85は支持ブラケット83にベアリ
ング86.86を介して回転自在に支持させである回転
軸で、上端部は、支持ブラケット83上に止着しである
駆動モータ87のモータ軸87aに一体回転するように
連結されている。前記回転軸85の中間部には外周面に
カム溝88aを有する円筒カム88が一体的に横着され
、この円筒カム88が支持ブラケット83の4本の脚部
83a、83b。 83c、83d間に位置されている。前記支持ブラケッ
ト83の後方の脚部83aにはカムレバー89の基部が
枢軸90を介して上下揺動自在に枢着さ才している。そ
のカムレバー89の先端部にはローラ91が回転自在に
軸支され、このローラ91が前記交換1lilII60
の上端部に固着しである係合体92の環状溝92aに係
合されている。また、カムレバー89の中間部には前記
カム溝138aに係合されているカムフォロア93が回
転自在しこ軸支されている。前記カム溝88aは円筒カ
へ88の1回転によってカムレバー89を第9図に仮想
線で示す位置まで下降した後実線で示す位置まで1回揺
動するように形成されていて、交換軸6゜が第17図の
ように昇降するようにしである。 次に、94は前記交換軸60を回転させる為の回転−J
A置で、第9図、第14図〜第16図に示すように構成
されている。この回転装置94において、95は前記支
持ブラケット83の下面に固着しである支軸120やベ
アリング121を介して回転自在に取付けられている中
間歯車、96は中間歯車95と一体に設けであるゼネバ
歯車で、周囲には第15図に示すように複数の係合溝9
6aを備えている。97は回転軸85の下端部に楔着し
である原動車で、前記ゼネバ歯車96の係合溝96aと
係合可能なローラ98が回転自在に軸支されている。9
9は前記交換軸60の中間部に楔着しである従動歯車で
、交換軸60が前記昇降装置82によって最下降された
状態において前記中間歯車95に噛合し、交換軸60が
下降端から上昇された状態ではその中間歯車95との噛
合が外れるようにしである。前記従動歯車99と中間歯
車95との歯数比率は前記回転軸85の1回転によって
交換軸60が半回転するように設定しである。100は
主軸ヘッド2に止着しである回動阻止片で、第16図に
示すように交換軸60側の面に従動歯車99の1つの歯
溝と係合可能な突条100aが形成され、交換軸60が
下降端から上昇された状態では従動歯車99の歯溝と係
合して従動歯車99の自由回動を阻止するようにしであ
る。 101は前記操作軸76を軸線方向へ移動させて交換腕
68.68を開閉操作する腕開閉装置で、第9図、第1
3図、第14図に示すように構成されている。この腕開
閉装置101において、102は中間部を前記脚部83
bに枢軸103を介して上下揺動自在に枢着しであるカ
ムレバーで、前端部102aにはねじ孔104が形成さ
れ、そのねじ孔104に操作軸76の上端部に当接可能
な当接ボルト105が螺合されてナラI−106によっ
て固定されている。前記カムレバー102の後端部10
2bにはカムフォロア107が回転自在に枢着され、そ
のカムフォロア107が前記円筒カム88の上側端面に
形成しである端面カム108のカム面108aに前記バ
ネ81のバネ力によって圧接されている。前記端面カム
1.08のカム面108aは通常はカムフォロア107
を押上げることによって交換腕68.68を開放させて
おり、回転軸85が回転されるとその中間回動領域にお
いてカムフォロア107の下降を許容して交換腕68.
68を閉じるように形成しである。109は交換腕68
.68が開放状態にあることを検出する検出器で、カム
レバー102に突!してある検出ピン110を検出する
ようにしである。 上記昇降装置82、回転装置94及び腕開閉装置101
の作動は第17図に示すタイムチャート図に示すように
互いに関連されている。なお1図面上、111は加工テ
ーブルである。 次に、上記構成の作動について説明する。先ず。 加工作業に先立ち工具マガジン装置35の各工具ポット
36には所定の種類の工具16が夫々挿着され、また主
軸7の挿着穴15にも所定の種類の工具16が挿着され
ている。次に加工テーブル111上の加工物Mを加工す
る場合には、昇降用モータ4を作動させてスクリュー軸
5を回転させ、このスクリュー軸5の回転によって主軸
ヘッド2を最上昇端の工具交換位置Aから下方の加工領
域に下降させる。上記主軸ヘッド2が工具交換位置Aか
ら下降されると、操作アーム25のローラ29がカム3
1から離れて操作アーム25がバネ21によって第3図
において時計方向へ回動されてストッパーボルト26a
に当接される。これによりドローバ−17は上昇されて
クランパー24の係合部24aが挿着穴15内の工具1
6の係合部16aを係止して小径孔14a内に引き込み
、その工具16をクランプした状態に維持する。また上
記工具交換位[Aからの下降によって主軸ヘッド2が第
3図に示すように工具16のクランプを完了する位置迄
下降されると、そのことを図示しない検出器によって検
出して駆動モータ11を作動させ、その結果駆動プーリ
12が回転して従動プーリ9を回転させ、主軸7を矢印
方向へ回転させる。この状態で主軸ヘッド2が加工領域
内で昇降し、主軸2に挿着されている工具16によって
加工物Mの加工を行なう。なお上記加工作業を行なう場
合には、交換装置59の駆動モータ87は停止されてお
り、円筒カム88は第9図の状態で停止されている。従
って、昇降装置82のカムレバー89は上方へ回動され
、交換軸60を第9図に示すように上昇端に位置させて
いる。この場合回転装置94の従動歯車99は中間歯車
95との噛合が外れて上昇されているが、その従動歯車
99の歯溝が回動阻止片100の突条100aに係合し
て自由回動が阻止されている。また腕開閉装置101の
カムレバー102が第9図において反時計方向へ回動さ
れ、当接ボルト105が操作軸76をバネ81に抗して
押下げている。この操作軸76の押下げによって交換ヘ
ッド62の操作体75を下降させ、この操作体75の下
降によって係合片79.79が下降して交換腕68.6
8の把持位置へのロックを解除し、またカムフォロア7
8.78が第12図に実線で示すようにカム片71.7
1のカム面71a、71aを押し、交換腕68.68を
夫々把持バネ74.74に抗して開放させており、これ
により一方側の交換腕68.68は主軸7の工具16を
両側から挟む位置に位置されている。 一方、前記加工作業を行なっている間に、工具マガジン
装置35においては割出用モータ45が作動してモータ
軸45aが回動軸38及び回動プレート42を回動させ
、主軸7の工具16と次に交換すべき工具16を保持し
ている工具ポット36を割出位置Cに割出す。その割出
位1cに工具ポット36が割出されると、その工具ポッ
ト36の上部が移動体52の受入溝53に入って工具ポ
ット36の係止溝36aが係止片54に係合する。 その後移動用モータ56が作動してクランク57を一方
向へ半回転させ、これによりクランクピン58が移動体
52を主軸7方向へ前進移動させ。 前記工具ボッ1へ36の工具16を第11図に示す工具
交換位置Bに移動させ、その工具16を主軸7と平行な
下向状態に位置保持する。 次に、主軸7の工具16による加工が終了し、次の加工
の為に工具交換指令が発信されると、先ず昇降用モータ
4が作動してスクリュー軸5を回転させ、そのスクリュ
ー軸5が主軸ヘッド2を最上昇端の工具交換位mAに向
けて上昇させる。この主軸ヘッド2の上昇によってその
主軸ヘッド2が加工領域より上昇されると、そのことを
検出器が検出して駆動モータ11の作動を停止し、これ
により主軸7及び工具16の回転が停止される。 また前記主軸ヘッド2が工具交換位置Aに上昇されると
、操作アー1125のローラ29がカム31に当接して
第3図において反時計方向へバネ21に抗して回動され
、これにより操作アーム25のピン28がドローバ−1
7を押下げる。このドローバ−17の押下げによってク
ランパー24が下降され、その結果係合部24aが小径
孔14aから抜は出して逃げ孔14d内に位置され、こ
れにより係合部24aが工具16のブルースタッドの係
合部16aから離脱して工具16のクランプを解除する
。この場合主軸7にはストップピン33が設けてあり、
そのストップピン33がバネ34によって工具16のブ
ルースタッドの係合部16aに係合しているので、挿着
穴15に挿着されている工具16はクランプ状態が維持
され、その工具16が挿着穴15から抜は落ちることは
ない。 また前記のように主軸ヘッド2が上昇されると、第11
図に示すように開放状態の他方側の交換腕68.68が
工具交換位置Bの交換用の工具16を両側から挟む位置
に上昇される。主軸ヘッド2が工具交換位置Aに上昇さ
れると、次に駆動モータ87が作動されてモータ軸87
aが矢印方向へ1回転される。耐記モータ軸87aの回
転によって回転軸85及び円筒カム88が回転され、そ
の円筒カム88の回転によって先ず端面カム108が第
17図に示すようにカムフォロア107を下降させ、こ
れによりカムレバー102がバネ81によって回動され
ると共に操作軸76がバネ81によって上昇される。こ
の操作軸76の上昇によって操作体75.カムフォロア
78.78及び係合片79.79が夫々上昇され、その
カムフォロア78.78の上昇によって交換腕68.6
8が把持バネ74.74のバネ力によって閉じられ、そ
の結果交換腕68.68の把持片70.70は主軸7の
工具16の切欠部16Q、leeに嵌合してその工具1
6を把持バネ74.74のバネ力によって把持する。ま
た係合片79.79の上昇によって係合片79.79の
斜面79a、79aが閉状態の交換腕68.68の外側
角部に係合してそれらの交換腕68.68を閉鎖側へ引
寄せて両交換腕68.68が開閉中心線に対して対称な
位置となるようにセンタリングすると共にそれらの交換
腕68,68を工具把持状態にロックする。 その後、円筒カム88が更に回動されるとカム溝88a
がカムレバー89のカムフォロア93を下降させてカム
レバー89を下方へ回動させ、これによりカムレバー8
9が交換軸60を最下降させ、その結果前記一方側の交
換腕68.68は主軸7の挿着穴15から工具16を完
全に抜取り、他方側の交換腕68.68は工具ボット3
6の挿着穴36cから工具16を完全に抜取る。前記挿
着穴15から工具16を抜取る場合、工具16の係合部
16aはストップピン33をバネ34に抗して押下げる
ことによって係合が離脱される。また交換軸60が下降
されると、従動歯車99が中間歯車95に噛合されるが
、この場合従動歯車99の自由回動が回動阻止片100
によって阻止されているので、従動歯車99は中間歯車
95の歯に確実に噛合される。また交換軸60が下降さ
れると、操作軸76の上端が当接ボルト105から離れ
、操作軸76はバネ81によって引上状態に維持される
。その後、回転軸85の回転によっ、て原動車97のロ
ーラ98がゼネバ歯車96の係合溝96aに係合してゼ
ネバ歯車96及び中間歯車95を所定量回動させる。こ
の中間歯車95の回動によってこれと噛合する従動歯車
99を半回転させ。 その結果前記主軸7から抜取られた工具16を工具交換
位置Bの工具ポット36の挿着穴の直下に対向させ、前
記工具ポット36から抜取られた工具1Gを主軸7の挿
着穴15の直下に対向させる。 前記円筒カム88か更に回動されると、カム1行888
がカムフォロア93を今度は上昇させてカムレバー89
を上方へ回動させ、そのカムレバー89が交換腕60を
上昇させる。これにより前記上1lill17から抜取
られた工具16は工具ボット36の挿着穴36cに挿入
され、工具ボッ1〜36から抜取られた工具16は主?
、!17の挿着穴15に挿入される。前記挿着穴15に
工具16が挿入されると、工具16のブルースタッドの
係合部16aがクランプピン33をバネ34に抗して押
戻してストップピン33に係合する。また挿着穴36c
に工具16が挿入されると、工具16の係合部16aが
図示しない係合手段によって抜止めされる。その後円筒
カム88が更に回動されると、端面カム108のカム面
108aがカムフォロア107を押上げてカムレバー1
02を回動させ、これによりカムレバー102の当接ボ
ルト105が操作軸76を押下げる。この操作軸76の
押下げによって操作体75が下降し、これにより係合片
79.79が下降して交換腕68.68のロックを解除
すると共にカムフォロア78.78が下降して交換腕6
8.68を開放させ、両側の交換腕68,68は工具1
6の把持を解除する。この場合、挿着穴15に挿入され
ている工具16は前記のようにストップピン33に係合
しているので抜落ちることは無い。その後、再び主軸ヘ
ッド2が前記加工領域に下降され、挿着穴15内の工具
16が前記のようにクランパー24によってクランプさ
れた後所定の加工が行なわれる。また工具マガジン装置
35においては、移動用モータ56が作動してクランク
57を再び半回転させて移動体52を割出位置Cに後退
させる。その後割出用モータ45が作動して回動プレー
ト42を回動させ、次に交換すべき工具16を有する工
具ポット36を割出位置Cに割出し、その工具ポット3
6を前記のように工具交換位置Bに移動させて次の工具
交換に備える。 前記実施例におけるクランパー24の代りにボールでブ
ルースタンドの係合類16aを係止する周知のポールク
ランパーを用いても良いことは云うまでもない。又前記
実施例では縦型マシニングセンターに実施した場合につ
いて示したが、本願にあっては横型マシニングセンター
やボーリングマシンの工具交換装置にも同様に実施でき
る。また本願にあっては交換軸や交換装置をコラムに装
設しても良い。 発明の効果 以上のように本発明にあっては、主軸に工具係脱手段を
設け、主軸の挿着穴に挿入した工具を工具係脱手段によ
って係止して抜止めするようにしたので、工具交換する
場合交換腕で工具を把持する前にその工具を予めアンク
ランプにしておくことができ、また交換腕が工具の把持
を解除した後にその工具をクランプすることができ、そ
の結果工具交換時のクランプ、アンクランプ指令を省略
できてその信号遅れを無くすことができ、工具交換時間
を短くできる。そして主軸に挿着する工具は周知のよう
に日本工作機械工業会規格(MAS)によって製作され
ており、規格化されたブルースタッドの係合類を係止す
るようにしであるので、汎用工具をそのまま使用できる
上に係止が確実に行なわれる。そのため主軸が下向きで
あっても工具が挿着穴から抜は落ちる事故を防止でき、
工具交換を迅速且つ安全に行なうことができる。 4、図面の簡単な説明 図面は本願の実施例を示すもので、第1図は正面図、第
2図は平面図、第3図はm−tnn線入大断面図第4図
は第3図の要部拡大図、第5図は■−V線拡線断大断面
図6図は第5図の平面図、第7図は第6図を断面にして
示す部分図、第8図は■−■線拡線断大断面図9図はI
X−IX線拡大断面図、第10図はX−X線拡大断面図
、第11図はX[−XI線断面図、第12図は団−xI
I線拡線断大断面図13図は一部を破断して示すx n
t =x m線断面図、第14図はX IV −X I
V線断面図、第15図はxv−xv線断面図、第16図
はX Vl−X m線断面図、第17図はタイムチャー
ト図である。
2図は平面図、第3図はnz−tn線拡大断面図、第4
図は第3図の要部拡大図、第5図は■−V線拡大断面図
、第6図は第S図の平面図、第7図は第6図を断面にし
て示す部分図、第8図は■−■線拡大断面図、第9図は
IX −■線拡大断面図、第10図はX−X線拡大断面
図、第11図はXI−XI線断面図、第12図は]−団
線拡大断面図。 第13図は一部を破断して示すxm−xm線断面図、第
14図はXIV−XIV線断面図、第15図はxv−x
v線断面図、第16図はxvi−xvra断面図、第1
7図はタイムチャート図である。 1・・コラム、 2・・・主軸ヘッド、 7・・・主軸
、15・・・挿着穴、 17・・・ドローパー、 3
3・・・ストップピン、 34・・・バネ 特許出願人 豊和工業株式会社 第1!!2+ 第2図 第3図 @4図 第5図 第7図 l 第8図 し」 第13図 第17図 第14図 手続補正帯 昭和61年IQ月/乙日 2、発明の名称 工具交換装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 フリカナ 住 所 〒450 名古屋市中村区名駅二丁目32番
3号電話(052)502−1111 5、ネ11註の対象 明細書の↑、r許請求の範囲の瀾、 1、特許請求の範囲の欄を別紙のように補正する32、
明細書の第2頁第20行目〜第3頁第5行目の「主軸の
・・・・・・したこと」を次のように補正する。 主軸に挿着穴に挿着された工具を着脱可能に係し得るよ
うにした工具係脱手段を具備させて成ことを」 3、明!II書の第3頁第8行口〜第19行目の「主軸
の・・・・・・できる。」を次のように補正する。 「主軸の挿着穴に工具を挿入すると、その工具が工具係
脱手段に係合して工具が抜は止めされる。 挿着穴に工具を挿入した状態でドローパーを一方移動さ
せると、挿着穴内の工具をクランプし、゛ローパーを他
方へ移動させるとその工具をアンランプする。このアン
クランプ状態でも工具は工具係脱手段により係止されて
いるので、]二具が挿着穴から抜は出ることはない。従
って、交換腕ニよる工具把持に先立って予め工具をアン
クラン1状態にしておくことができる。」 、明細停の第6頁第11行目〜第13行目の「次ン・・
・・・されている。Jを次のように補正する。 「次に、前記主軸7には第4図に示すような工具係脱手
段が付設されている。この工具係脱手段においては、先
ず主軸7に小径孔14aの下端部に開口する収納孔32
が主軸7の軸線に対して直交する方向に形成されている
。」 5、明細書の第7頁第1行目の「・・・しである。」の
後に、「なお工具係脱手段としてはストップピンの代り
にボール等を用いた他の手段によって構成しても良い。 jを加入する。 6、明細書の第26頁第16行目〜第27頁第10行「
1の「以上のように・・・・・・ことができる。」を次
のように補正する。 1以上のように本発明にあっては、主軸に工具係脱手段
を設け、主軸の挿着穴に挿入した工具を工具係脱手段に
よって係止して抜止めするようにしたので、工具交換す
る場合交換腕で工具を把持する前にその工具を予めアン
クランプにしておくことができ、また交換腕が工具の把
持を解除した後にその工具をクランプすることができ、
その結果工具交換時のクランプ、アンクランプ指令を省
郵できてその信号遅れを無くすことができ、工具交換時
間を短くできる。また前記のように工具を工具係脱手段
によって係止するようにしであるので、主軸が下向きで
あっても工具が挿着穴から抜は落ちる事故を防止でき、
工具交換を安全に行なうことができる。」 特許請求の範囲 ■、コラムに摺動可能に取付けた主軸ヘッドに回転自在
に支持させた主軸と、前記主軸の操作孔に軸線方向へ移
動自在に嵌挿され、一方への移動により−iE ll’
lllの挿着穴に挿着された工具をクランプさせ他方へ
の移動によりその工具を解放させるようにしてあるドロ
ーパーと、前記主軸ヘッド又はコラムに支持され」工具
把持用の交換腕を有する交換軸とを備えて成る工具交換
装置に於いて、5uUノ町に特徴とする工具交換装置。 手続補正書 昭和62年/1月!2日 1、 l初表示 昭和61年特許願第1948
94号2、発明の名称 工具交換装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 任 所 〒450 名古屋市中村区名駅二丁目32
番3号t3舐052)502−111.1 4、補正命令の日付 自発 5、補正の対象 全文補正明細書 1、発明の名称 工具交換装置 2、特許請求の範囲 1、コラムに摺動可能に取付けた主軸ヘッドに回転自在
に支持させた主軸と、前記主軸の操作孔に軸線方向へ移
動自在に嵌挿され、一方への移動により主軸の挿着穴に
挿着された工具をクランプさせ他方への移動によりその
工具を解放させるようにしてあるドローバ−と、前記主
軸ヘッド又はコラムに支持され工具把持用の交換腕を有
する交換軸とを備えて成る工具交換装置に於いて、前記
主軸3、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 この発明は工具交換装置に関するものである。 従来の技術 従来のこの種の工具交換装置は、コラムに摺動可能に取
付けた主軸ヘッドに主軸を回転自在に支持させ、その主
軸の操作孔に工具クランプ用のドローバ−を軸線方向へ
移動自在に嵌挿させ、そのドローバーの一方への移動に
より主軸の挿着穴に挿入された工具をクランプし他方へ
の移動によりその工具をアンクランプするようにしであ
る。そして前記ドローバーのアンクランプ動作は交換軸
の交換腕が工具を確実に把持した後に行なうようにしで
ある。 発明が解決しようとする問題点 前記従来装置にあっては、交換腕が工具を把持した後に
工具をアンクランプし、その後工具の入れ換えを行なう
ようにしであるので、工具交換時に工具のクランプ、ア
ンクランプ動作を必要としてその動作信号の遅れを生じ
、工具交換時間が長くなる問題点があった。 問題点を解決するための手段 本発明は前記m7題点を解決するために、主軸の挿着孔
に挿着された工具のブルースタンドの係台頭に離脱可能
に係止し得るようにした工具係脱手段を主軸に設けたこ
とを特徴としている。 作用 主軸の挿着穴に工具を挿入すると、その工具が工具係脱
手段に係合して工具が抜は止めされる。 挿着穴に工具を挿入した状態でドローバーを一方へ移動
させると、挿着穴内の工具をクランプし、ドローバーを
他方へ移動させるとその工具をアンクランプする。この
アンクランプ状態でも工具は工具係脱手段により係止さ
れているので、工具が挿着穴から抜は出ることはない。 従って、交換腕による工具把持に先立って予め工具をア
ンクランプ状態にしておくことができる。 実施例 図面は縦型マシニングセンターに実施した例を示してお
り、第1図、第2図において、1はコラム、2はコラム
1に設けた案内レール3.3に上下動自在に取付けであ
る主軸ヘッドで、第3図に示すように昇降用モータ4に
よって回1転されるスクリュー軸5とそのスクリュー軸
5に螺合するボールねじ6によって周知のごとく上下動
されるようにしである。前記主軸ヘッド2には第3図、
第4図に示すように下向き状態の主軸7がベアリング8
を介して回転自在に支承され、下端にはヘッドキャップ
2aが取付けである。前記主4i+117には従mJプ
ーリ9が楔着され、その従動プーリ9が主軸ヘッド2に
固着したブラケット10に取着しである駆動モータ11
の駆動プーリ12によってベル1−13を介して一方向
へ回転されるようにしである。前記主軸7は中心部に操
作孔14を有し、その操作孔14の下端部に工具挿着用
の挿着穴15が形成されている。前記操作孔14内には
挿着穴15に挿着された工具16をクランプする為のド
ローバ−17が上下摺動可能に嵌合されている。 +W記トドローバー1フおいて、18はバー本体、19
はバー本体18と一体に設である摺動部で、小径孔14
aに摺動自在に嵌合されている。20はバー本体18に
固着しである摺動体で、大径部14bに摺動自在に嵌合
されている。この摺動体20は操作孔14の段部14c
との間に介在したバネ21によって上方へ付勢されてい
る。22は摺動体20にベアリング23を介して回転自
在に取付けである連結片で、後述の操作アームに長孔2
2aを介して連結されている。24はバー本体に円筒部
を螺着しであるクランパーで、円筒部の下方を切割って
、下端部が開く方向にバネ性が付与されている。下端部
に係合部24aを有し、この係合部24aが操作孔14
の逃げ孔14dに逃げることによって挿着孔15に挿着
された工具16のブルースタンドの係合部16aを受入
れ、係合部24aが小径孔14aに引込まれることによ
ってブルースタッドの係合部16aに係合して工具16
をクランプするようにしである。次に、25は主軸ヘッ
ド2上に突設しである支持腕26に枢軸27を介して柩
着しであるL形の操作アームで、一方のアーム25aに
は前記連結片22の長孔22aに挿入されたピン28が
突設され、他方のアーム25bにはローラ29が回転自
在に軸支されている。このローラ29は主軸ヘッド2の
上昇時にコラム1にブラケット30を介して位置調整自
在に止着しであるカム31に当接するようにしである。 上記支持腕26にはストッパーボルト26aが止着され
、このストッパーボルト26aが主Φ山ヘッド2の下降
時に前記操作アーム25のバネ21による回動を受止め
るようにしである。 次に、前記主軸7には第4図に示すように小径孔14a
の下端部に開口する収納孔32が主軸7の軸線に対して
直交する方向に形成されている。 その収納孔32にはストップピン33が孔軸線方向へ移
動可能に嵌合されている。そのストップピン33はバネ
34によって主軸7の中心に向けて付勢され、自体の先
端部がクランパー24のり割の間から小径孔14aに突
出した状態で段部32aに当接されている。そのストッ
プピン33の先端部は丸く曲面に形成され、挿着孔15
に挿脱される工具16のブルースタンドの係合部16a
に係脱し得るようにしである。 次に、35は前記コラム1に工具貯蔵用の複数の工具ボ
ッ1−36を所定の工具交換位置Aへ選択的に移動させ
るように装設しである工具マガジン装置で、第5図〜第
8図に示すように構成しである。この工具マガジン装置
35において、37はコラム1に止着しであるマガジン
本体で、先端部に上下方向の回動軸38がベアリングを
介して回転自在に取付けられている。前記マガジン本体
37の下面には回動軸;38を中心とする環状の案内溝
40が形成されている。この案内溝40は両側の溝縁に
張出状の係止片41を夫々備え、こわらの係止片41が
工具ポット36外周の係止溝36aに夫々嵌合して工具
ポット36を下向状態に吊下げて案内するようにしであ
る。前記回動軸38下端部には回動プレート42が固着
されている。 この回動プレート42には周囲の等分割位置に夫々放射
方向の嵌合fAt 42 aが形成され、これらの嵌合
ii!ff 42 aが前記案内溝40に案内されてい
る工具ボット36の切欠部36bに夫々嵌合されている
。前記回動軸38の上端部には第6図に示すように周囲
に係合溝43 aを有するゼネバ歯車43が撲着されさ
れている。44はコラム1に止着しであるブラケット、
45はそのブラケット4・1′ミ止着しである下向の割
出用モータで、そのモータ軸45aに原動車46が固着
され、その原動車46に前記ゼネバ歯車43の係合溝4
3aと係合可能なローラ46aが回vノ自在に軸支され
ている。 47は前記主軸7の工具交換位置Aと対向する割出位置
Cにおいてマガジン本体37に案内溝40を横切るよう
に形成しである切欠溝で、工具16を割出位置Cから工
具交換位置Bへ移動させる為のものである。48は切欠
溝47の」二方位置においてマガジン本体37に固若し
である支持体で、下面に前記切欠溝47と対向する収納
溝49aを有する支持本体49とその収納溝49aの両
縁部から張出すように支持本体49に固着しである案内
片50とで構成しである。前記収納溝49aと切欠溝4
7は案内路51を形成している。、52は前記案内路5
1内に放射方向へ移動自在に配設しである工具移動体で
、自体の一対の嵌合溝52aが前記案内片50に摺動自
在に嵌合されている。 前記移動体52には第7図に実線で示す後退位置におい
て案内溝40に連続する受入溝53と係止片41に連続
する係止片54とが形成され、割出位置Cに工具ポット
36が割出されると係止片54がその工具ポット36の
係止溝36aに嵌合シて工具ポット36を支持するよう
にしである。また移動体52の上面には第7図に示すよ
うに長溝55が形成されている。56は支持本体49に
止着しである移動用モータで、そのモータ軸56aには
クランク57を固着しである。そのクランク57のクラ
ンクピン58は前記長溝55に嵌合され、モータ軸56
aが回転すると移動体52を第7図に仮想線にて示す前
進位置に移動させて交換用の工具ポット36を工具交換
位置Bに移動させるようにしてある。 次に、59は前記工具交換位置Aの主軸7と工具交換位
置Bの工具ポット36との間で工具交換する交換装置で
、第9図〜第16図に示すように構成しである。この交
換装置59において、60は主軸ヘッド2に設けた軸受
61.61によって#i線方向へ摺動自在でかつ回動自
在に支承されている交換軸で、第1図、第2図に示すよ
うに工具交換位[Aの主軸7と工具交換位置Bの工具ポ
ット36との中間位置に主軸7と平行に配設されている
。前記交換軸60の下端部には交換ヘッド62が装設さ
れている。この交換ヘッド62は第9図〜第12図に示
すように左右対称的に構成され、次に図面において左側
のものについてのみ説明し、右側のものには左側と対応
するものに同じ符号を付して重複説明を省略する。この
交換ヘッド62において、63は交換軸60の下端に一
体的に固若しであるヘッド本体で、収納室64と先端面
に開口する腕案内孔65とが夫々形成されている。 またヘッド本体63には腕案内孔65の両側壁63aに
第10図に示すように貫通孔66が形成され、その貫通
孔6Gの外側においてヘッド本体63にバネ受部材67
が止着されている。前記腕案内孔65には一対の交換腕
68.68の基部側が挿入され、それらの交換腕68.
68の基部がヘッド本体63に枢軸69.69を介して
開閉自在に枢着されている。前記枢軸69.69は図面
の右側の交換腕68,68をも同時に枢着している。 前記交換腕68.68の先端部には把持片70.70が
止着され、これらの把持片70.70が工具16の切欠
部16Cに嵌合して工具1Gを回転方向の位置決めをし
た状態で把持するようにしである。また交換腕68.6
8の中間部内側には第12図に示すようにカム部材とし
て例示するカム片71.71が設けら九、これらのカム
片71.71に上方に行くにつれて開閉中心線Yから遠
ざかるように傾斜しているカム面71a、71aが形成
されている。また交換腕68.68の中間部外側にはバ
ネ少食72.72が形成され、このバネ少食72.72
と前記バネ受部材67に設けたバネ少食73.73間に
把持バネ74.74が夫々圧縮介装されている。これら
の把持バネ74.74は交換腕68.68を閉じる方向
へ付勢し、前記カム面71a、71aを後述のカムフォ
ロアに当接させている。前記ヘッド本体63の収納室6
4内には両交換腕68.68間に操作体75が上下動可
能に配設されている。この操作体75は交換軸6oの中
空孔60aに上下動自在に嵌挿しである操作軸76に固
着され、かつヘッド本体63に止着しであるガイドピン
77によって上下摺動自在に案内されている。前記操作
体75の側面にはカム部材として例示する一対のカムフ
ォロア78.78が回転自在に軸支され、これらのカム
フォロア78.78がカム面71a、71aに当接して
おり、第12図に示すように操作軸76が上昇すると交
換腕68.68が閉じ、操作軸76が下降すると交換腕
68.68が開くようにしである。また前記操作体75
の下端部には第12図に示すように腕ロツク用の一対の
係合片79.79が一体に突設されている。それらの係
合片79゜79は夫々交換腕68.68の下方に位置さ
れ、それらの先端部上面には閉状態の交換腕68.68
の外側下部と対向する位置に上方に行くにつれて開閉中
心MYから遠ざかるようにした斜面79a、79aが形
成されている。これらの斜面79a、79aは前記開閉
中心線Yに対して対称に形成され、操作軸76が上昇さ
れると斜面79a、79aが交換腕68.68に係合し
て両交換腕68.68を開閉中心線Yを中心とする閉位
置に口ツクするようにしである。上記操作軸76の上端
部にはバネ受座80が固着され、このバネ受座80と交
換軸60間にバネ81が圧縮介装されている。150は
切粉の侵入を防止する為の遮蔽板である。 次に、82は前記交換軸60を昇降させる為の昇降装置
で、第9図、第13図、第14図に示すように構成され
ている。この昇降装置82において、83は主軸ヘッド
2の上面に止着しである中空の支持ブラケットで、下方
部は主軸ヘッド2上面の孔84を通して主軸ヘッド2内
に収容されている。85は支持ブラケット83にベアリ
ング86.86を介して回転自在に支持させである回転
軸で、上端部は、支持ブラケット83上に止着しである
駆動モータ87のモータ軸87aに一体回転するように
連結されている。前記回転軸85の中間部には外周面に
カム溝88aを有する円筒カム88が一体的に横着され
、この円筒カム88が支持ブラケット83の4本の脚部
83a、83b。 83c、83d間に位置されている。前記支持ブラケッ
ト83の後方の脚部83aにはカムレバー89の基部が
枢軸90を介して上下揺動自在に枢着さ才している。そ
のカムレバー89の先端部にはローラ91が回転自在に
軸支され、このローラ91が前記交換1lilII60
の上端部に固着しである係合体92の環状溝92aに係
合されている。また、カムレバー89の中間部には前記
カム溝138aに係合されているカムフォロア93が回
転自在しこ軸支されている。前記カム溝88aは円筒カ
へ88の1回転によってカムレバー89を第9図に仮想
線で示す位置まで下降した後実線で示す位置まで1回揺
動するように形成されていて、交換軸6゜が第17図の
ように昇降するようにしである。 次に、94は前記交換軸60を回転させる為の回転−J
A置で、第9図、第14図〜第16図に示すように構成
されている。この回転装置94において、95は前記支
持ブラケット83の下面に固着しである支軸120やベ
アリング121を介して回転自在に取付けられている中
間歯車、96は中間歯車95と一体に設けであるゼネバ
歯車で、周囲には第15図に示すように複数の係合溝9
6aを備えている。97は回転軸85の下端部に楔着し
である原動車で、前記ゼネバ歯車96の係合溝96aと
係合可能なローラ98が回転自在に軸支されている。9
9は前記交換軸60の中間部に楔着しである従動歯車で
、交換軸60が前記昇降装置82によって最下降された
状態において前記中間歯車95に噛合し、交換軸60が
下降端から上昇された状態ではその中間歯車95との噛
合が外れるようにしである。前記従動歯車99と中間歯
車95との歯数比率は前記回転軸85の1回転によって
交換軸60が半回転するように設定しである。100は
主軸ヘッド2に止着しである回動阻止片で、第16図に
示すように交換軸60側の面に従動歯車99の1つの歯
溝と係合可能な突条100aが形成され、交換軸60が
下降端から上昇された状態では従動歯車99の歯溝と係
合して従動歯車99の自由回動を阻止するようにしであ
る。 101は前記操作軸76を軸線方向へ移動させて交換腕
68.68を開閉操作する腕開閉装置で、第9図、第1
3図、第14図に示すように構成されている。この腕開
閉装置101において、102は中間部を前記脚部83
bに枢軸103を介して上下揺動自在に枢着しであるカ
ムレバーで、前端部102aにはねじ孔104が形成さ
れ、そのねじ孔104に操作軸76の上端部に当接可能
な当接ボルト105が螺合されてナラI−106によっ
て固定されている。前記カムレバー102の後端部10
2bにはカムフォロア107が回転自在に枢着され、そ
のカムフォロア107が前記円筒カム88の上側端面に
形成しである端面カム108のカム面108aに前記バ
ネ81のバネ力によって圧接されている。前記端面カム
1.08のカム面108aは通常はカムフォロア107
を押上げることによって交換腕68.68を開放させて
おり、回転軸85が回転されるとその中間回動領域にお
いてカムフォロア107の下降を許容して交換腕68.
68を閉じるように形成しである。109は交換腕68
.68が開放状態にあることを検出する検出器で、カム
レバー102に突!してある検出ピン110を検出する
ようにしである。 上記昇降装置82、回転装置94及び腕開閉装置101
の作動は第17図に示すタイムチャート図に示すように
互いに関連されている。なお1図面上、111は加工テ
ーブルである。 次に、上記構成の作動について説明する。先ず。 加工作業に先立ち工具マガジン装置35の各工具ポット
36には所定の種類の工具16が夫々挿着され、また主
軸7の挿着穴15にも所定の種類の工具16が挿着され
ている。次に加工テーブル111上の加工物Mを加工す
る場合には、昇降用モータ4を作動させてスクリュー軸
5を回転させ、このスクリュー軸5の回転によって主軸
ヘッド2を最上昇端の工具交換位置Aから下方の加工領
域に下降させる。上記主軸ヘッド2が工具交換位置Aか
ら下降されると、操作アーム25のローラ29がカム3
1から離れて操作アーム25がバネ21によって第3図
において時計方向へ回動されてストッパーボルト26a
に当接される。これによりドローバ−17は上昇されて
クランパー24の係合部24aが挿着穴15内の工具1
6の係合部16aを係止して小径孔14a内に引き込み
、その工具16をクランプした状態に維持する。また上
記工具交換位[Aからの下降によって主軸ヘッド2が第
3図に示すように工具16のクランプを完了する位置迄
下降されると、そのことを図示しない検出器によって検
出して駆動モータ11を作動させ、その結果駆動プーリ
12が回転して従動プーリ9を回転させ、主軸7を矢印
方向へ回転させる。この状態で主軸ヘッド2が加工領域
内で昇降し、主軸2に挿着されている工具16によって
加工物Mの加工を行なう。なお上記加工作業を行なう場
合には、交換装置59の駆動モータ87は停止されてお
り、円筒カム88は第9図の状態で停止されている。従
って、昇降装置82のカムレバー89は上方へ回動され
、交換軸60を第9図に示すように上昇端に位置させて
いる。この場合回転装置94の従動歯車99は中間歯車
95との噛合が外れて上昇されているが、その従動歯車
99の歯溝が回動阻止片100の突条100aに係合し
て自由回動が阻止されている。また腕開閉装置101の
カムレバー102が第9図において反時計方向へ回動さ
れ、当接ボルト105が操作軸76をバネ81に抗して
押下げている。この操作軸76の押下げによって交換ヘ
ッド62の操作体75を下降させ、この操作体75の下
降によって係合片79.79が下降して交換腕68.6
8の把持位置へのロックを解除し、またカムフォロア7
8.78が第12図に実線で示すようにカム片71.7
1のカム面71a、71aを押し、交換腕68.68を
夫々把持バネ74.74に抗して開放させており、これ
により一方側の交換腕68.68は主軸7の工具16を
両側から挟む位置に位置されている。 一方、前記加工作業を行なっている間に、工具マガジン
装置35においては割出用モータ45が作動してモータ
軸45aが回動軸38及び回動プレート42を回動させ
、主軸7の工具16と次に交換すべき工具16を保持し
ている工具ポット36を割出位置Cに割出す。その割出
位1cに工具ポット36が割出されると、その工具ポッ
ト36の上部が移動体52の受入溝53に入って工具ポ
ット36の係止溝36aが係止片54に係合する。 その後移動用モータ56が作動してクランク57を一方
向へ半回転させ、これによりクランクピン58が移動体
52を主軸7方向へ前進移動させ。 前記工具ボッ1へ36の工具16を第11図に示す工具
交換位置Bに移動させ、その工具16を主軸7と平行な
下向状態に位置保持する。 次に、主軸7の工具16による加工が終了し、次の加工
の為に工具交換指令が発信されると、先ず昇降用モータ
4が作動してスクリュー軸5を回転させ、そのスクリュ
ー軸5が主軸ヘッド2を最上昇端の工具交換位mAに向
けて上昇させる。この主軸ヘッド2の上昇によってその
主軸ヘッド2が加工領域より上昇されると、そのことを
検出器が検出して駆動モータ11の作動を停止し、これ
により主軸7及び工具16の回転が停止される。 また前記主軸ヘッド2が工具交換位置Aに上昇されると
、操作アー1125のローラ29がカム31に当接して
第3図において反時計方向へバネ21に抗して回動され
、これにより操作アーム25のピン28がドローバ−1
7を押下げる。このドローバ−17の押下げによってク
ランパー24が下降され、その結果係合部24aが小径
孔14aから抜は出して逃げ孔14d内に位置され、こ
れにより係合部24aが工具16のブルースタッドの係
合部16aから離脱して工具16のクランプを解除する
。この場合主軸7にはストップピン33が設けてあり、
そのストップピン33がバネ34によって工具16のブ
ルースタッドの係合部16aに係合しているので、挿着
穴15に挿着されている工具16はクランプ状態が維持
され、その工具16が挿着穴15から抜は落ちることは
ない。 また前記のように主軸ヘッド2が上昇されると、第11
図に示すように開放状態の他方側の交換腕68.68が
工具交換位置Bの交換用の工具16を両側から挟む位置
に上昇される。主軸ヘッド2が工具交換位置Aに上昇さ
れると、次に駆動モータ87が作動されてモータ軸87
aが矢印方向へ1回転される。耐記モータ軸87aの回
転によって回転軸85及び円筒カム88が回転され、そ
の円筒カム88の回転によって先ず端面カム108が第
17図に示すようにカムフォロア107を下降させ、こ
れによりカムレバー102がバネ81によって回動され
ると共に操作軸76がバネ81によって上昇される。こ
の操作軸76の上昇によって操作体75.カムフォロア
78.78及び係合片79.79が夫々上昇され、その
カムフォロア78.78の上昇によって交換腕68.6
8が把持バネ74.74のバネ力によって閉じられ、そ
の結果交換腕68.68の把持片70.70は主軸7の
工具16の切欠部16Q、leeに嵌合してその工具1
6を把持バネ74.74のバネ力によって把持する。ま
た係合片79.79の上昇によって係合片79.79の
斜面79a、79aが閉状態の交換腕68.68の外側
角部に係合してそれらの交換腕68.68を閉鎖側へ引
寄せて両交換腕68.68が開閉中心線に対して対称な
位置となるようにセンタリングすると共にそれらの交換
腕68,68を工具把持状態にロックする。 その後、円筒カム88が更に回動されるとカム溝88a
がカムレバー89のカムフォロア93を下降させてカム
レバー89を下方へ回動させ、これによりカムレバー8
9が交換軸60を最下降させ、その結果前記一方側の交
換腕68.68は主軸7の挿着穴15から工具16を完
全に抜取り、他方側の交換腕68.68は工具ボット3
6の挿着穴36cから工具16を完全に抜取る。前記挿
着穴15から工具16を抜取る場合、工具16の係合部
16aはストップピン33をバネ34に抗して押下げる
ことによって係合が離脱される。また交換軸60が下降
されると、従動歯車99が中間歯車95に噛合されるが
、この場合従動歯車99の自由回動が回動阻止片100
によって阻止されているので、従動歯車99は中間歯車
95の歯に確実に噛合される。また交換軸60が下降さ
れると、操作軸76の上端が当接ボルト105から離れ
、操作軸76はバネ81によって引上状態に維持される
。その後、回転軸85の回転によっ、て原動車97のロ
ーラ98がゼネバ歯車96の係合溝96aに係合してゼ
ネバ歯車96及び中間歯車95を所定量回動させる。こ
の中間歯車95の回動によってこれと噛合する従動歯車
99を半回転させ。 その結果前記主軸7から抜取られた工具16を工具交換
位置Bの工具ポット36の挿着穴の直下に対向させ、前
記工具ポット36から抜取られた工具1Gを主軸7の挿
着穴15の直下に対向させる。 前記円筒カム88か更に回動されると、カム1行888
がカムフォロア93を今度は上昇させてカムレバー89
を上方へ回動させ、そのカムレバー89が交換腕60を
上昇させる。これにより前記上1lill17から抜取
られた工具16は工具ボット36の挿着穴36cに挿入
され、工具ボッ1〜36から抜取られた工具16は主?
、!17の挿着穴15に挿入される。前記挿着穴15に
工具16が挿入されると、工具16のブルースタッドの
係合部16aがクランプピン33をバネ34に抗して押
戻してストップピン33に係合する。また挿着穴36c
に工具16が挿入されると、工具16の係合部16aが
図示しない係合手段によって抜止めされる。その後円筒
カム88が更に回動されると、端面カム108のカム面
108aがカムフォロア107を押上げてカムレバー1
02を回動させ、これによりカムレバー102の当接ボ
ルト105が操作軸76を押下げる。この操作軸76の
押下げによって操作体75が下降し、これにより係合片
79.79が下降して交換腕68.68のロックを解除
すると共にカムフォロア78.78が下降して交換腕6
8.68を開放させ、両側の交換腕68,68は工具1
6の把持を解除する。この場合、挿着穴15に挿入され
ている工具16は前記のようにストップピン33に係合
しているので抜落ちることは無い。その後、再び主軸ヘ
ッド2が前記加工領域に下降され、挿着穴15内の工具
16が前記のようにクランパー24によってクランプさ
れた後所定の加工が行なわれる。また工具マガジン装置
35においては、移動用モータ56が作動してクランク
57を再び半回転させて移動体52を割出位置Cに後退
させる。その後割出用モータ45が作動して回動プレー
ト42を回動させ、次に交換すべき工具16を有する工
具ポット36を割出位置Cに割出し、その工具ポット3
6を前記のように工具交換位置Bに移動させて次の工具
交換に備える。 前記実施例におけるクランパー24の代りにボールでブ
ルースタンドの係合類16aを係止する周知のポールク
ランパーを用いても良いことは云うまでもない。又前記
実施例では縦型マシニングセンターに実施した場合につ
いて示したが、本願にあっては横型マシニングセンター
やボーリングマシンの工具交換装置にも同様に実施でき
る。また本願にあっては交換軸や交換装置をコラムに装
設しても良い。 発明の効果 以上のように本発明にあっては、主軸に工具係脱手段を
設け、主軸の挿着穴に挿入した工具を工具係脱手段によ
って係止して抜止めするようにしたので、工具交換する
場合交換腕で工具を把持する前にその工具を予めアンク
ランプにしておくことができ、また交換腕が工具の把持
を解除した後にその工具をクランプすることができ、そ
の結果工具交換時のクランプ、アンクランプ指令を省略
できてその信号遅れを無くすことができ、工具交換時間
を短くできる。そして主軸に挿着する工具は周知のよう
に日本工作機械工業会規格(MAS)によって製作され
ており、規格化されたブルースタッドの係合類を係止す
るようにしであるので、汎用工具をそのまま使用できる
上に係止が確実に行なわれる。そのため主軸が下向きで
あっても工具が挿着穴から抜は落ちる事故を防止でき、
工具交換を迅速且つ安全に行なうことができる。 4、図面の簡単な説明 図面は本願の実施例を示すもので、第1図は正面図、第
2図は平面図、第3図はm−tnn線入大断面図第4図
は第3図の要部拡大図、第5図は■−V線拡線断大断面
図6図は第5図の平面図、第7図は第6図を断面にして
示す部分図、第8図は■−■線拡線断大断面図9図はI
X−IX線拡大断面図、第10図はX−X線拡大断面図
、第11図はX[−XI線断面図、第12図は団−xI
I線拡線断大断面図13図は一部を破断して示すx n
t =x m線断面図、第14図はX IV −X I
V線断面図、第15図はxv−xv線断面図、第16図
はX Vl−X m線断面図、第17図はタイムチャー
ト図である。
Claims (1)
- 1、コラムに摺動可能に取付けた主軸ヘッドに回転自在
に支持させた主軸と、前記主軸の操作孔に軸線方向へ移
動自在に嵌挿され、一方への移動により主軸の挿着穴に
挿着された工具をクランプさせ他方への移動によりその
工具を解放させるようにしてあるドローバーと、前記主
軸ヘッド又はコラムに支持され工具把持用の交換腕を有
する交換軸とを備えて成る工具交換装置に於いて、前記
主軸の下端部にストップピンを挿着穴に向けて進退自在
に設け、そのストップピンを挿着穴の中心方向へばねに
より付勢し、挿着穴に挿入された工具をストップピンに
よって係止するようにしたことを特徴とする工具交換装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61194894A JPH08340B2 (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 工具マガジン装置における工具移送装置 |
| EP87111984A EP0262368B1 (en) | 1986-08-20 | 1987-08-18 | Tool change apparatus for machining center and the like |
| DE8787111984T DE3763018D1 (de) | 1986-08-20 | 1987-08-18 | Werkzeugwechselvorrichtung fuer bearbeitungszentrum oder aehnliches. |
| US07/086,871 US4817267A (en) | 1986-08-20 | 1987-08-19 | Tool change apparatus for machining center and the like |
| KR1019870009118A KR910007269B1 (ko) | 1986-08-20 | 1987-08-20 | 머시닝센터 등의 공구 교환장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61194894A JPH08340B2 (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 工具マガジン装置における工具移送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPS6352942A true JPS6352942A (ja) | 1988-03-07 |
| JPH08340B2 JPH08340B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=16332096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61194894A Expired - Lifetime JPH08340B2 (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 工具マガジン装置における工具移送装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
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| EP (1) | EP0262368B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08340B2 (ja) |
| KR (1) | KR910007269B1 (ja) |
| DE (1) | DE3763018D1 (ja) |
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