JPS6374541A - 工作機械 - 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】 〔発明の目的〕 （発明の利用分野） この発明は、モジュラ工具の組立・解体を行なうととも
にそのモジュラ工具の工作機械への授受を自動的に行な
う機能を備えた工作機械に関する。

（従来の技術） たとえば、マシニングセンタの本体に種類の異なる多数
の工具を格納する工具マガジンを設け、制御装置から加
工に必要な工具の種類を指定した指令信号が入力される
と、工具マガジンが作動して指定された工具の割出しを
行ない、その工具を本体に設けられた工具自動交換装置
によって主軸に装着するとともに、主軸に装着された工
具を取外して前記工具マガジンに格納する機能を備えた
ものは、例えば特開昭５９−１９２４３３号公報などで
公知である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら１、前述のようなマシニングセンタは、一
体式１具が使用されている。この一体式１具は、一般に
第８図に示すようにテーパを々すホルダ部ａと鍔部すお
よび刃先部Ｃとから構成されている。そして刃先部Ｃは
加工の目的によって種々異なるが、ホルダ部ａの形状は
マシニングセンタの共通の主軸に装着するために同一形
状に形成されている。したがって、一体式１具の場合に
は、その刃先部Ｃのみが異なる多数本の工具を用意し、
これを工具マガジンに格納する必要がある。

このため、工具１本当りのコストが高くなるとともに、
工具を格納する工具マガジンが大形となり、マシニング
センタの設備も大損りとなるという事情がある。

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、ホルダモジュールに対して刃部モ
ジュールを自動的に組立てて主軸に装着することができ
、また使用後のモジュラ工具を解体して刃部モジュール
のみを交換することができ、工具マガジンの小形化およ
び工具のコストダウンを図ることができる工作機械を提
供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段および作用）この発明は
、工具受渡しポジションに対向してモジュラ工具を構成
する種類が異なる複数の刃部モジュールを格納する工具
マガジンとモジュラ工具を構成するホルダモジュールを
把持するとともに、ホルダモジュールと刃部モジュール
との組立および解体を行なう工具組立装置とを備え、こ
の工具組立装置によって組立したモジュラ工具を工具受
渡しポジションへ、また解体した刃部モジュールを工具
マガジンに格納するように構成したことにある。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は工作機械、たとえばマシニングセンタの全体を
示すもので、ｌはマシニングセンタ本体である。このマ
シニングセンタ本体Ｉの前部にはｘＹ方向に移動可能な
主軸２が設けられているとともに、下部には被加工物３
を載置するテーブル４が設けられている。このマシニン
グセンタ本体１の一側には工具マガジン５および工具自
動交換装置（以下ＡＴＣという）６が設けられ、前記工
具マガジン５に格納された工具を選択的に取出して前記
主軸２に装着したり、この主軸２に装着された工具を取
外して前記工具マガジン５に格納することが自動的に行
なうことができるようになっている。すなわち、前記工
具マガジン５は、上下方向に長い偏平楕円形状のガイド
レール７とこのガイドレール７にガイドされてエンドレ
ス走行中るプレートチェーン８とから構成されている。

そして、このプレートチェーン８の各プレート９・・・
には透孔からなる工具ホルダＩＯが設けられ、これら工
具ホルダ１０・・・にモジュラ工具１１を構成する各モ
ジュールが１本づつ格納されるようになっている。すな
わち、モジュラ工具ＩＩはたとえば第６図に示すように
、ホルダモジュール１２と刃部モジュール１３とから構
成され、ホルダモジュール１２のチー・平部１４の先端
には係合爪１５が、下端には鍔部Ｉ６および花弁状の係
合爪Ｉ７が設けられている。また、刃部モ・ジュールＩ
３の上端には前記ホルダモジュールＩ２の係合爪１７と
係合可能な花弁状の保合穴１８が設けられているととも
に、下端には刃部Ｉ９が設ケラレテｔ、ゝルＯそして、
ホルダモジネールＩＩの係合爪１７に対して刃部モジエ
ール１３の保合穴Ｉ８を係合することにより、一体的に
結合されてモジュラ工具ＩＩが構成されるようになって
いる。なお、２０は締付はボルトである。このように構
成されたモジュラ工具１１のうち種類の異なる多数本の
刃部そジュール１３・・・が前記工具マガジン５の工具
ホルダＩＯ・・・に格納されており、刃部モジュール１
３は工具マガジン５の裏側から挿脱できるようになって
いる。

そして、前記工具マガジン５の裏側には第２図ないし第
４図に示すように工具受渡しポジション２２が設けられ
ている。そして、この工具受渡しポジション２２に対向
して工具組立装置２３が前後運動可能に設けられている
。この工具組立装置２３について説明すると、２４は前
後方向に移動自在々テーブルであり、これはエヤシリン
ダ２５によってスライドできるように構成されている。

そして、前記テーブル２４の上部には組立ヘッド２６が
搭載され、この組立ヘッド２６によって前記モジュラ工
具ＩＩの組立・解体を行なうように麦っている。この組
立ヘッド２６は第５図に示すように構成されており、２
７は工具把持具である。

この把持具本体２８の内部には軸受２９を介して回転ド
ラム３０が回転自在に軸支されている。この回転ドラム
３０の下端部にはテーパ穴３１が設けられ、この底部に
はコレットチャック３２を有したドローバ３３が設けら
れている。このドａ　−パは前記回転ドラム３０の内部
に設けられた油圧シリンダ３４のピストン３５と連結さ
れているとともに、このドローバ３３は皿ばね３６によ
って引込み方向に付勢されている。なお、３７は回転ド
ラム３０を回転駆動する駆動機構であり、３８は油圧シ
リンダ３４に油圧を送り込むロータリカプラである。そ
して、前記テーパ穴３Ｉにモジュラ工具１１のホルダモ
ジュールＩ２を装着するようになっている。また、前記
把持具本体２８の側壁にはブラケット３９を介してナツ
トランナ４０が設けられている。このナツトランナ４０
は駆動モータ４Ｉと歯車機構４２および締付は軸４３に
よって構成され、この締付は軸イ３はエヤシリンダ４４
によってモジュラ工具ｒｒの締付ボルト２０に押付けら
れるように構成されている。

このように構成された組立ヘクト２６はテープｋ　２４
１ｃ　！って工具受渡し？ジション２２および前記工具
マガジン５の工具ホルダ１０に対して進退自在に構成さ
れている。

また、前記ＡＴＣ６は、新旧工具を自動的に交換するも
のであり、工具交換アーム４５の長手方向中間部がロー
タリエヤシリン！４６の回転軸４７に装着されている。

この工具交換アーム４５の両端にはモジュラ工具ＩＩを
構成するホルダモジュールＩ２の鍔部Ｉ６を把持するク
ランパ４８．４９が設けられている。そして、この工具
交換アーム４５は回転軸４７を軸心として可動可能であ
り、水平状態においては、前記一方のクランパ４８が前
記主軸２に対向し、他方のクラン−′ｅ４９が工具受渡
しデシジョン２２に対向してそれぞれの位置にあるモジ
ュラ工具ＩＩ、ＩＩを把持することができるようになフ
ている。

つぎに、前述のように構成されたマシニングセンタの作
用について説明する。マシニングセンタ本体Ｉの主軸２
に装着されたモジュラ工具１１による加工が終了し、つ
ぎに別の新しいモジ基う工具１１によりて加工を行なう
場合には、主軸２に装着されている使用済のモジ基う工
具ＩＩを取外し、新しいモジュラ工具ＩＩを主軸２に装
着する必要がある。このような場合、生産管理情報に基
づいてマニシングセンタ本体Ｉの制御装置から工具マガ
ジン５、工具組立装置２３およびＡＴＣ６に作動信号が
入力される。まず、工具マガジン５に工具指定信号が入
力されると、プレートチェーン８が正逆方向に走行して
指定された工具、つまり刃部モジエール１３を保持した
工具ホルダ１０が工具受渡しポジション２２に位置決め
される。

このとき、工具組立装置２３の組立ヘッド２６の工具把
持具２７にはモジュラ工具ＩＩを構成するホルダモジュ
ールＩ２が装着されており、テーブル２４の前進によっ
て組立ヘッド２６に装置されたホルダモジュールＩ２が
工具ホルダ１０の刃部モジュールＩ３に対向する。そし
て、組立ヘッド２６の前進によってホルダモジュールＩ
２の係合爪Ｉ７が刃部モジエール１３の保合穴Ｉ８に係
合してホルダモジュールＩ２と刃部モジュールＩ３が結
合される。ここで、エヤシリンダ４４が前進してナツト
ランナ４０の締付は軸４３を押圧すると、締付は軸４３
は締付ボルト２ｏに係合し、この状態でモータ４Ｉが回
転すると、歯車機構４２を介して締付は軸４３が回転し
て締付はボルト２０を締付ける。したがって、ホルダモ
ジュールＩ２と刃部モジ具−ル１３とによつてモ／７ユ
ラエ具１１が構成される。モジュラ工具ＩＩの組立が完
了すると、テーブル２４によって組立ヘクト２６が後退
し、刃部モジュールＩ３は工具ホルダＩＯから抜け、工
具マガジン５と分離される。組立ヘッド２６が所定の位
置まで後退すると、工具受渡しポジション２２に移動し
、モジュラ工具１１を把持した組立ヘクト２６は工具受
渡しデシジョン２２に位置決めされる。−したがって、
組立ヘクト２６に把持されたモジュラ工具ＩＩはマニシ
ングセンタ本体Ｉの主軸２に装着されているモジェラ工
具ＩＩとＹ方向同一位置に位置決めされる。このように
して新旧のモジュラ工具ＩＩ。

１１が並設された状態となると、ＡＴＣ６の工具交換ア
ーム４５が回転軸４７を中心として時計方向に回転する
。そして、工具交換アーム４５の一方のクランノ４４ｇ
が主軸２に装着されているモジュラ工具１１の鍔部ＩＳ
を把持し、他方のクランノ臂４９が組立ヘッド２６に装
着されているモジ為う工具ＩＩの鍔部Ｉ６を把持する。

このようにして新旧のモジュラ工具ＩＩ、１１をフラン
ジすると、主軸２によるモジュラ工具ＩＩのロックが解
除され、組立へクド２６によるモジュラ工具１１のロッ
ク、つまりコレットチャック３２によるチャックが解除
される。つぎに、ロータリエヤシリンダ４６によつて工
具交換アーム４５が前進すると、クラン／４’４１１．
４９に把持された新旧のモジュラ工具ＩＩ、１１はそれ
ぞれ主軸２および組立ヘクト２６から抜き取られる。そ
して、モジュラ工具ＩＩ、１１が主軸２および組立ヘッ
ド２６から分離されると、工具交換アーム４５は回転軸
４７を中心として１８０°　回転する。したがって。

新旧のそ−）瓢う工具ＩＩ、１１はその位置が置き変え
られ、新のモジュラ工具ＩＩは主軸２に対向し、旧のモ
ジュラ工具ＩＩは組立ヘッド２６に対向する。そして、
ロータリエヤシリンダ４６によりて工具交換アーム４５
が後退すると、新のモジュラ工具１１は主軸２に装着さ
れるとともに、旧のモジュラ工具ＩＩは組立ヘッド２６
に装着される。主軸２に装着されたモジュラ工具ＩＩは
加工可能な状態にロックされるとともに、組立ヘクト２
６に装着されたモジ為う工具ＩＩはそのホルダモジュー
ルＩ２の係合爪１５がコレクトチャック３２によって挟
持される。新旧のモジュラ工具ＩＩ　、ＩＩの交換が終
了すると、工具交換アーム４５は中立状態に戻り、組立
ヘッド２６はテーブル２４によつて後退する。つぎに、
エヤシリンダ４４が前進して締付は軸４３をモジ二う工
具ＩＩの締付ざルト２０に係合させる。そして、モータ
４Ｉから歯車機構４２を介して締付は軸４４を回転させ
ると、締付はボルト２０は緩められ、ホルダモジュール
Ｉ２とで刃部モジエールＩ３とが分離可能となる。ここ
で、テーブル２４の作動によフて組立ヘッド２６が工具
受渡し？ソション２２から後退する。そして、工具ヘッ
ド２６に装着されているモジュラ工具ＩＩが工具マガジ
ン５の所定の工具ホルダ１０に対向すると、テーブル２
４が作動して組立ヘッド２６が前進し、刃部モジュール
Ｉ３は工具ホルダ１０に挿入保持される。この状態で、
組立ヘッド２６の駆動機構３７が作動して回転ドラム３
０を回転させると、ホルダモジュールＩ２の係合爪Ｉ７
と刃部そジュール１３の係合穴Ｉ８との係合が解除され
る。そこで、テーブル２４によつて組立ヘクト２６が後
退すると。

旧のモジュラ工具１１のホルダモジュールＩ２と刃部モ
ジュールＩ３とは分離して解体されるとともに、刃部モ
ジュールＩ３は工具マガジン５の所定の工具ホルダ１０
に格納されることになる。したがりて、つぎの加工に使
用するモジュラ工具ＩＩの組立準備に入り、共通のホル
ダモジュールＩ２に種類の異なる刃部モジュールＩ３を
選択的ＫＭ合してマシニングセンタ本体１の主軸２に供
給するとともに、加工中に使用済のモジュラ工具１１を
解体したり組立することができる。

なお、前記一実施例によれば、ホルダモジュールと刃部
モジエールとによってモジニラ工具を構成したか、ホル
ダモジュールにアダプタモジュールを介して刃部モジュ
ールを結合してモジュラ工具を構成する場合もあり、こ
の場合においても７ダグタモジユールを工具マガジンに
格納し、必要に応じてアダプタモジュールを取出して装
着することができる。

また、フライスカッタのように刃部がその基部より大径
の刃部モジエールにおいては、工具ホルダから軸方向に
引出すことが可能である。そこで、第７図に示すよづに
、工具マガジンにＵ字状の切欠部５０を有する工具ホル
ダ５Ｉを設け、刃部モジエールとしての７ライスカツタ
５２の鍔部５３を係止して保持し１組立ヘッド（図示し
ない）を矢印方向に移動させて７ライスカツタ５２の出
入れを行なうことにより、工具を安定した状態に保持す
ることができる。

さらに、工具マガジンをガイドレールとエンドレス走行
するプレートチェーンとによりて構成したが、刃部モジ
ュールなどの多数の工具を格納し。

工具指定信号によって指定された工具を選択的に工具組
立ポジションに位置決めできる機構であれば、その構造
は前記実施例に限定されるものではなく、適宜変更可能
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、ホルダモジ為
−ルに対して刃部モジエールを自動的に組立て、モジ為
う工具を構成して主軸に装着することができ、また使用
後のモジュラ工具を解体して刃部モジュールのみを交換
することが自動的に行なうことができる。したがって、
工具マガジンを従来の一体式１具を格納する工具マガジ
ンに比べて小形化でき、また工具コストダウンが図れる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すマシニングセンタの
正面図、＠２図は同じく工具組立装置と工具自動交換装
置の正面図、第３図は第２図のＩ−１線に沿う断面図、
第４図は第３図のｆｆ−■線に沿う断面図、第５図は同
じく組立ヘッドの縦断正面図、第６図はモジュラ工具の
側面図、第７図はスライスカッタを保持する工具ホルダ
の斜視図、第８図は従来の一体式１具の側面図である。 Ｉ…マシニングセンタ本体、２会・・主軸、５・・・工
具マガジン、６・・・ＡＴＣ（工具自動交換装置）、Ｉ
Ｉ・・・モジュラ工具、Ｉ２・・・ホルダモジュール。 １３・・・刃部モジエール、２２・・・工具受渡しポジ
ション、２３・・・工具組立装置。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第　３　図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主軸に装着された工具と工具受渡しポジションに位置さ
   れた工具とを交換する工具自動交換装置を備えた工作機
   械において、前記工作機械本体にモジュラ工具を構成す
   る種類が異なる複数の刃部モジュールを格納する工具マ
   ガジンと、前記モジュラ工具を構成するホルダモジュー
   ルを把持するとともに、組立ポジションにおいてホルダ
   モジュールと刃部モジュールとの組立および解体を行な
   う工具組立装置とを備えることを特徴とする工作機械。