JP2003211336A - 工作機械の自動工具交換装置 - Google Patents
工作機械の自動工具交換装置Info
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- spindle
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
- B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/08—Protective coverings for parts of machine tools; Splash guards
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T483/00—Tool changing
- Y10T483/11—Tool changing with safety means
- Y10T483/115—Guard
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T483/00—Tool changing
- Y10T483/17—Tool changing including machine tool or component
- Y10T483/1733—Rotary spindle machine tool [e.g., milling machine, boring, machine, grinding machine, etc.]
- Y10T483/179—Direct tool exchange between spindle and matrix
- Y10T483/1793—Spindle comprises tool changer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アームを用いることなくスピンドルの昇降運
動無しで工具の交換を効率よく可能にする工作機械の自
動工具交換装置を提供すること。 【解決手段】 フレーム10と、このフレームに回転可
能に取り付けられ、工具を解放可能に把持することが可
能なスピンドル3と、上昇位置と下降位置との間で垂直
方向に運動するように前記フレームに設置されるアップ
ダウンキャリッジ20と、前記スピンドルから離れた原
点位置と前記スピンドルに近接した作動位置との間で水
平方向に運動するように前記アップダウンキャリッジに
設置されるマガジンキャリッジ40と、前記マガジンキ
ャリッジに設置されるもので、工具を交換可能な状態で
支持する多数の工具ホルダーを備えている工具マガジン
と、前記アップダウンキャリッジを垂直方向に運動さ
せ、工具を前記スピンドルに対して取り付け或いは取り
外す垂直マガジンアクチュエータ30と、前記マガジン
キャリッジを水平方向に運動させ、工具マガジンの工具
ホルダーがスピンドルの工具を把持或いは解放するよう
にする水平マガジンアクチュエータ50とを含む。
動無しで工具の交換を効率よく可能にする工作機械の自
動工具交換装置を提供すること。 【解決手段】 フレーム10と、このフレームに回転可
能に取り付けられ、工具を解放可能に把持することが可
能なスピンドル3と、上昇位置と下降位置との間で垂直
方向に運動するように前記フレームに設置されるアップ
ダウンキャリッジ20と、前記スピンドルから離れた原
点位置と前記スピンドルに近接した作動位置との間で水
平方向に運動するように前記アップダウンキャリッジに
設置されるマガジンキャリッジ40と、前記マガジンキ
ャリッジに設置されるもので、工具を交換可能な状態で
支持する多数の工具ホルダーを備えている工具マガジン
と、前記アップダウンキャリッジを垂直方向に運動さ
せ、工具を前記スピンドルに対して取り付け或いは取り
外す垂直マガジンアクチュエータ30と、前記マガジン
キャリッジを水平方向に運動させ、工具マガジンの工具
ホルダーがスピンドルの工具を把持或いは解放するよう
にする水平マガジンアクチュエータ50とを含む。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の自動工
具交換装置に関し、より詳しくは、アームを用いること
なくスピンドルの移動無しで工具マガジンの垂直及び水
平動作のみにより工具の交換を可能にする工作機械の自
動工具交換装置に関する。
具交換装置に関し、より詳しくは、アームを用いること
なくスピンドルの移動無しで工具マガジンの垂直及び水
平動作のみにより工具の交換を可能にする工作機械の自
動工具交換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】数値制御旋盤やマシニングセンタなどの
工作機械は、必要に応じて工具を交換しながら工作物を
加工しなければならないので、従来では工具を自動的に
交換する自動工具交換装置を採用していた。
工作機械は、必要に応じて工具を交換しながら工作物を
加工しなければならないので、従来では工具を自動的に
交換する自動工具交換装置を採用していた。
【0003】自動工具交換装置の一例として、米国特許
第5,300,006号には、フレームのコラムに垂直運
動可能に設置されるスピンドルと、フレームに固定的に
配置されるトラックウェイと、スピンドルに対して水平
運動できるようにトラックウェイに設置されるキャリッ
ジフレームと、キャリッジフレームに垂直軸線を中心と
して回動できるように設置され、多数の工具を備えてい
る工具マガジンと、工具マガジンをスピンドルに近接し
て移動できるように前記キャリッジフレームを水平運動
させるとともに、選択された1つの工具をスピンドルと
整列できるように前記工具マガジンを回転させる駆動モ
ータとを備える自動工具交換装置が開示されている。
第5,300,006号には、フレームのコラムに垂直運
動可能に設置されるスピンドルと、フレームに固定的に
配置されるトラックウェイと、スピンドルに対して水平
運動できるようにトラックウェイに設置されるキャリッ
ジフレームと、キャリッジフレームに垂直軸線を中心と
して回動できるように設置され、多数の工具を備えてい
る工具マガジンと、工具マガジンをスピンドルに近接し
て移動できるように前記キャリッジフレームを水平運動
させるとともに、選択された1つの工具をスピンドルと
整列できるように前記工具マガジンを回転させる駆動モ
ータとを備える自動工具交換装置が開示されている。
【0004】この米国特許の自動工具交換装置は、ま
ず、スピンドルを垂直運動させてスピンドルの高さと工
具マガジンの高さを合わせた後、駆動モータを用いて工
具マガジンをスピンドルへ水平移動させる。すると、工
具マガジンは、水平移動しながらスピンドルの工具を保
持し、工具の保持が完了すると、スピンドルを垂直に上
昇させてスピンドルから工具を取り外す。
ず、スピンドルを垂直運動させてスピンドルの高さと工
具マガジンの高さを合わせた後、駆動モータを用いて工
具マガジンをスピンドルへ水平移動させる。すると、工
具マガジンは、水平移動しながらスピンドルの工具を保
持し、工具の保持が完了すると、スピンドルを垂直に上
昇させてスピンドルから工具を取り外す。
【0005】そして、工具の取外しが完了すると、工具
マガジンを回転させ、交換しようとする工具をスピンド
ルと整列させる。その後、上昇したスピンドルを再び垂
直に下降させることにより、整列した工具と結合させ
る。最後に、工具マガジンを原位置に水平移動させるこ
とにより、工具の交換を完了する。
マガジンを回転させ、交換しようとする工具をスピンド
ルと整列させる。その後、上昇したスピンドルを再び垂
直に下降させることにより、整列した工具と結合させ
る。最後に、工具マガジンを原位置に水平移動させるこ
とにより、工具の交換を完了する。
【0006】このような自動工具交換装置によれば、工
具を交換する過程でスピンドルを垂直に昇降させなけれ
ばならないので、スピンドルの昇降を案内するためのコ
ラムの長さを増加させる必要がある。これは工作機械の
全高を増加させる原因になり、ひいては工作機械の運搬
及び設置に多くの難しさをもたらす。
具を交換する過程でスピンドルを垂直に昇降させなけれ
ばならないので、スピンドルの昇降を案内するためのコ
ラムの長さを増加させる必要がある。これは工作機械の
全高を増加させる原因になり、ひいては工作機械の運搬
及び設置に多くの難しさをもたらす。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、か
かる従来の技術の問題点に鑑みて創案されたもので、そ
の目的は、アームを用いることなくスピンドルの移動無
しで工具マガジンの動作のみにより工具の交換を可能と
し、更に工作機械の全高を低めるのに役に立つ工作機械
の自動工具交換装置を提供することにある。
かる従来の技術の問題点に鑑みて創案されたもので、そ
の目的は、アームを用いることなくスピンドルの移動無
しで工具マガジンの動作のみにより工具の交換を可能と
し、更に工作機械の全高を低めるのに役に立つ工作機械
の自動工具交換装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、フレー
ムと、このフレームに回転可能に取り付けられ、工具を
解放可能に把持することが可能なスピンドルと、上昇位
置と下降位置との間で垂直方向に運動するように前記フ
レームに設置されるアップダウンキャリッジと、前記ス
ピンドルから離れた原点位置と前記スピンドルに近接し
た作動位置との間で水平方向に運動するように前記アッ
プダウンキャリッジに設置されるマガジンキャリッジ
と、前記マガジンキャリッジに設置されるもので、工具
を交換可能な状態で支持する多数の工具ホルダーを備え
ている工具マガジンと、前記アップダウンキャリッジを
垂直方向に運動させ、工具を前記スピンドルに対して取
り付け或いは取り外す垂直マガジンアクチュエータと、
前記マガジンキャリッジを水平方向に運動させ、工具マ
ガジンの工具ホルダーがスピンドルの工具を把持或いは
解放するようにする水平マガジンアクチュエータとを含
む工作機械の自動工具交換装置によって達成される。
ムと、このフレームに回転可能に取り付けられ、工具を
解放可能に把持することが可能なスピンドルと、上昇位
置と下降位置との間で垂直方向に運動するように前記フ
レームに設置されるアップダウンキャリッジと、前記ス
ピンドルから離れた原点位置と前記スピンドルに近接し
た作動位置との間で水平方向に運動するように前記アッ
プダウンキャリッジに設置されるマガジンキャリッジ
と、前記マガジンキャリッジに設置されるもので、工具
を交換可能な状態で支持する多数の工具ホルダーを備え
ている工具マガジンと、前記アップダウンキャリッジを
垂直方向に運動させ、工具を前記スピンドルに対して取
り付け或いは取り外す垂直マガジンアクチュエータと、
前記マガジンキャリッジを水平方向に運動させ、工具マ
ガジンの工具ホルダーがスピンドルの工具を把持或いは
解放するようにする水平マガジンアクチュエータとを含
む工作機械の自動工具交換装置によって達成される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る工作機械の自
動工具交換装置の好適な実施例を添付図に基づいて詳細
に説明する。
動工具交換装置の好適な実施例を添付図に基づいて詳細
に説明する。
【0010】まず、図1及び図2に示すように、本発明
の自動工具交換装置は、工作機械のコラム1に固定的に
設置される補助フレーム10を有する。このフレーム1
0はスピンドル3の一側から垂直方向に連設されてい
る。
の自動工具交換装置は、工作機械のコラム1に固定的に
設置される補助フレーム10を有する。このフレーム1
0はスピンドル3の一側から垂直方向に連設されてい
る。
【0011】そして、本発明の自動工具交換装置は、フ
レーム10に沿って垂直運動することが可能なアップダ
ウンキャリッジ20と、このアップダウンキャリッジ2
0を上下に運動させる垂直マガジン30とを備える。ア
ップダウンキャリッジ20は、方形の板体であって、フ
レーム10に沿って上部の「上昇位置」Aと下部の「下
降位置」Bとの間を昇降するように構成される。ここ
で、フレーム10とアップダウンキャリッジ20との間
には、前記アップダウンキャリッジ20の昇降運動を助
けるように、1対の直線運動ガイド22が設置されてい
る。この直線運動ガイド22は、図2に示すように、ガ
イドレール22aと、ガイドレール22aに沿って運動
するスライダー22bとからなる。ガイドレール22a
はフレーム10に固定され、スライダー22bはアップ
ダウンキャリッジ20に固定されている。
レーム10に沿って垂直運動することが可能なアップダ
ウンキャリッジ20と、このアップダウンキャリッジ2
0を上下に運動させる垂直マガジン30とを備える。ア
ップダウンキャリッジ20は、方形の板体であって、フ
レーム10に沿って上部の「上昇位置」Aと下部の「下
降位置」Bとの間を昇降するように構成される。ここ
で、フレーム10とアップダウンキャリッジ20との間
には、前記アップダウンキャリッジ20の昇降運動を助
けるように、1対の直線運動ガイド22が設置されてい
る。この直線運動ガイド22は、図2に示すように、ガ
イドレール22aと、ガイドレール22aに沿って運動
するスライダー22bとからなる。ガイドレール22a
はフレーム10に固定され、スライダー22bはアップ
ダウンキャリッジ20に固定されている。
【0012】垂直マガジンアクチュエータ30はシリン
ダハウジング32とシリンダロード34を有する空圧シ
リンダであって、シリンダハウジング32はフレーム1
0に固定的に設置され、シリンダロード34はアップダ
ウンキャリッジ20に固定的に支持されるように構成さ
れる。このような垂直マガジナクチュエータ30は、圧
縮空気によって伸張及び収縮しながら、アップダウンキ
ャリッジ20を上部の「上昇位置」Aと下部の「下降位
置」Bとの間で昇降運動させる。
ダハウジング32とシリンダロード34を有する空圧シ
リンダであって、シリンダハウジング32はフレーム1
0に固定的に設置され、シリンダロード34はアップダ
ウンキャリッジ20に固定的に支持されるように構成さ
れる。このような垂直マガジナクチュエータ30は、圧
縮空気によって伸張及び収縮しながら、アップダウンキ
ャリッジ20を上部の「上昇位置」Aと下部の「下降位
置」Bとの間で昇降運動させる。
【0013】一方、本発明の工具交換装置は、アップダ
ウンキャリッジ20の「下降位置」Bを決定する下降位
置決め手段を備えている。この下降位置決め手段は、図
1に示すように、フレーム10に固定的に設置されるリ
ミットスイッチ12と、予め定められた位置でリミット
スイッチ12を作動させうるようにアップダウンキャリ
ッジ20に固定的に設置される干渉片24とから構成さ
れる。リミットスイッチ12は、干渉片24によって作
動する場合、通常の制御回路(図示せず)によって垂直
マガジンアクチュエータ30の作動を停止させ、これに
よりアップダウンキャリジを所定の「下降位置」Bで停
止させる。ここで、「下降位置」Bは、工具を後述のス
ピンドルから取り外すことに支障がない限り、いずれの
位置でもよい。
ウンキャリッジ20の「下降位置」Bを決定する下降位
置決め手段を備えている。この下降位置決め手段は、図
1に示すように、フレーム10に固定的に設置されるリ
ミットスイッチ12と、予め定められた位置でリミット
スイッチ12を作動させうるようにアップダウンキャリ
ッジ20に固定的に設置される干渉片24とから構成さ
れる。リミットスイッチ12は、干渉片24によって作
動する場合、通常の制御回路(図示せず)によって垂直
マガジンアクチュエータ30の作動を停止させ、これに
よりアップダウンキャリジを所定の「下降位置」Bで停
止させる。ここで、「下降位置」Bは、工具を後述のス
ピンドルから取り外すことに支障がない限り、いずれの
位置でもよい。
【0014】更に、図1を参照すると、本発明の自動工
具交換装置は、アップダウンキャリッジ20に水平運動
可能に設置されるマガジンキャリッジ40と、このマガ
ジンキャリッジ40を水平方向に運動させる水平マガジ
ンアクチュエータ50とを備える。
具交換装置は、アップダウンキャリッジ20に水平運動
可能に設置されるマガジンキャリッジ40と、このマガ
ジンキャリッジ40を水平方向に運動させる水平マガジ
ンアクチュエータ50とを備える。
【0015】マガジンキャリッジ40は、アップダウン
キャリッジ20の下部に固定的に設置され、前記アップ
ダウンキャリッジ20の底面に設置されたガイドバー4
2に沿って水平方向に、すなわち左右に運動することが
できる。特に、マガジンキャリッジ40は、スピンドル
3に近接した「作動位置」Cとスピンドル3から離れた
「原点位置」Dとの間をガイドバー42に沿って往復運
動するように構成される。マガジンキャリッジ40の運
動を案内する一対のガイドバー42は、図2に示すよう
に、アップダウンキャリッジ20の両側に1つずつ設け
られる。マガジンキャリッジ40にはガイドバー42に
沿って移動可能なスライダー部44が設けられている。
キャリッジ20の下部に固定的に設置され、前記アップ
ダウンキャリッジ20の底面に設置されたガイドバー4
2に沿って水平方向に、すなわち左右に運動することが
できる。特に、マガジンキャリッジ40は、スピンドル
3に近接した「作動位置」Cとスピンドル3から離れた
「原点位置」Dとの間をガイドバー42に沿って往復運
動するように構成される。マガジンキャリッジ40の運
動を案内する一対のガイドバー42は、図2に示すよう
に、アップダウンキャリッジ20の両側に1つずつ設け
られる。マガジンキャリッジ40にはガイドバー42に
沿って移動可能なスライダー部44が設けられている。
【0016】水平マガジンアクチュエータ50は、図1
及び図2に示すように、シリンダハウジング52とシリ
ンダロード54を有する空圧シリンダであって、シリン
ダハウジング52はアップダウンキャリッジ20に固定
的に設置され、シリンダロード54はマガジンキャリッ
ジ40に固定的に支持されるように構成されている。こ
のような水平マガジンアクチュエータ50は、圧縮空気
によって伸張及び収縮しながら、マガジンキャリッジ4
0をスピンドル3に近接した「作動位置」Cとスピンド
ル3から離れた「原点位置」Dとの間で往復運動させ
る。
及び図2に示すように、シリンダハウジング52とシリ
ンダロード54を有する空圧シリンダであって、シリン
ダハウジング52はアップダウンキャリッジ20に固定
的に設置され、シリンダロード54はマガジンキャリッ
ジ40に固定的に支持されるように構成されている。こ
のような水平マガジンアクチュエータ50は、圧縮空気
によって伸張及び収縮しながら、マガジンキャリッジ4
0をスピンドル3に近接した「作動位置」Cとスピンド
ル3から離れた「原点位置」Dとの間で往復運動させ
る。
【0017】一方、本発明の自動工具交換装置は、マガ
ジンキャリッジ40の「作動位置」Cを決定する作動位
置決め手段を備えている。作動位置決め手段は、図1に
示すように、予め定められた位置でマガジンキャリッジ
40の一側と干渉できるようにアップダウンキャリッジ
20に固定的に設置されるリミットスイッチ26からな
る。リミットスイッチ26はマガジンキャリッジ40に
よって作動する場合、通常の制御回路(図示せず)によ
って水平マガジンアクチュエータ50の作動を停止さ
せ、これによりマガジンキャリッジ40を所定の「作動
位置」Cで停止させる。
ジンキャリッジ40の「作動位置」Cを決定する作動位
置決め手段を備えている。作動位置決め手段は、図1に
示すように、予め定められた位置でマガジンキャリッジ
40の一側と干渉できるようにアップダウンキャリッジ
20に固定的に設置されるリミットスイッチ26からな
る。リミットスイッチ26はマガジンキャリッジ40に
よって作動する場合、通常の制御回路(図示せず)によ
って水平マガジンアクチュエータ50の作動を停止さ
せ、これによりマガジンキャリッジ40を所定の「作動
位置」Cで停止させる。
【0018】そして、図1及び図3を考察すると、本発
明の自動工具交換装置は、マガジンキャリッジ40に垂
直軸線を中心として回転できるように設置される工具マ
ガジン60と、この工具マガジン60を回転させるため
の回転駆動手段とを有する。
明の自動工具交換装置は、マガジンキャリッジ40に垂
直軸線を中心として回転できるように設置される工具マ
ガジン60と、この工具マガジン60を回転させるため
の回転駆動手段とを有する。
【0019】工具マガジン60は、マガジンキャリッジ
40に垂設された回転支持軸46に回転可能に組み立て
られ、工具支持ホイール62を備えている。工具支持ホ
イール62は、図2に示すように、工具Tを直接保持す
ることが可能な多数の工具ホルダー64を備えており、
この工具ホルダー64は工具支持ホイール62の周りに
沿って等間隔で配置される。工具ホルダー64は工具T
を把持し得るように間隔を置いて対向配置される1対の
弾性フィンガー66からなる。
40に垂設された回転支持軸46に回転可能に組み立て
られ、工具支持ホイール62を備えている。工具支持ホ
イール62は、図2に示すように、工具Tを直接保持す
ることが可能な多数の工具ホルダー64を備えており、
この工具ホルダー64は工具支持ホイール62の周りに
沿って等間隔で配置される。工具ホルダー64は工具T
を把持し得るように間隔を置いて対向配置される1対の
弾性フィンガー66からなる。
【0020】このような工具マガジン60は、各種の工
具Tを支持した状態で垂直軸線を中心として回転するこ
とができる。特に、工具マガジン60は、図2に示すよ
うに、アップダウンキャリッジ20が「上昇位置」Aか
ら「下降位置」Bへ、「下降位置」Bから「上昇位置」
Aへ昇降運動するにつれて、アップダウンキャリッジと
共に垂直方向に運動し、マガジンキャリッジ40が「原
点位置」Dから「作動位置」Cへ、「作動位置」Cから
「原点位置」Dへ運動するにつれて、マガジンキャリッ
ジと共にスピンドル3に対して接近或いは離隔する。
具Tを支持した状態で垂直軸線を中心として回転するこ
とができる。特に、工具マガジン60は、図2に示すよ
うに、アップダウンキャリッジ20が「上昇位置」Aか
ら「下降位置」Bへ、「下降位置」Bから「上昇位置」
Aへ昇降運動するにつれて、アップダウンキャリッジと
共に垂直方向に運動し、マガジンキャリッジ40が「原
点位置」Dから「作動位置」Cへ、「作動位置」Cから
「原点位置」Dへ運動するにつれて、マガジンキャリッ
ジと共にスピンドル3に対して接近或いは離隔する。
【0021】また、図4に示すように、アップダウンキ
ャリッジ20が「上昇位置」Aに置かれた状態でマガジ
ンキャリッジ40が「原点位置」Dから「作動位置」C
へ運動するにつれて、工具マガジン60は「第1位置」
Xから「第2位置」Yに移動し、これにより工具ホルダ
ー64はスピンドル3に装着されている工具Tを保持す
る。この状態で図5に示すようにアップダウンキャリッ
ジ20が「下降位置」Bに移動すると、工具マガジン6
0は「第2位置」Yから「第3位置」Zへ移動しなが
ら、スピンドル3に装着されている工具Tを取り外す。
図6に示すように、アップダウンキャリッジ20が「下
降位置」Bから「上昇位置」Aへ移動するにつれて、工
具マガジン60は「第3位置」Zから「第2位置」Yに
上昇して工具Tをスピンドル3に取り付けることにな
る。そして、図7に示すように、アップダウンキャリッ
ジ20が「上昇位置」Aに置かれた状態で、マガジンキ
ャリッジ40が「作動位置」Cから「原点位置」Dへ移
動するにつれて、工具マガジン60は「第2位置」Yか
ら「第1位置」Xに復帰し、この際、工具ホルダー64
はスピンドルに装着されている工具Tを解放させること
になる。
ャリッジ20が「上昇位置」Aに置かれた状態でマガジ
ンキャリッジ40が「原点位置」Dから「作動位置」C
へ運動するにつれて、工具マガジン60は「第1位置」
Xから「第2位置」Yに移動し、これにより工具ホルダ
ー64はスピンドル3に装着されている工具Tを保持す
る。この状態で図5に示すようにアップダウンキャリッ
ジ20が「下降位置」Bに移動すると、工具マガジン6
0は「第2位置」Yから「第3位置」Zへ移動しなが
ら、スピンドル3に装着されている工具Tを取り外す。
図6に示すように、アップダウンキャリッジ20が「下
降位置」Bから「上昇位置」Aへ移動するにつれて、工
具マガジン60は「第3位置」Zから「第2位置」Yに
上昇して工具Tをスピンドル3に取り付けることにな
る。そして、図7に示すように、アップダウンキャリッ
ジ20が「上昇位置」Aに置かれた状態で、マガジンキ
ャリッジ40が「作動位置」Cから「原点位置」Dへ移
動するにつれて、工具マガジン60は「第2位置」Yか
ら「第1位置」Xに復帰し、この際、工具ホルダー64
はスピンドルに装着されている工具Tを解放させること
になる。
【0022】一方、回転駆動手段は、工具マガジン60
を回転させるためのもので、図3に示すように、マガジ
ンキャリッジ40に垂直に設置される駆動モータ70
と、この駆動モータ70の回転力を工具マガジン60に
伝達するゼネバメカニズム(geneva mechanism)72とか
らなる。特に、ゼネバメカニズム72は、図2及び図3
に示すように、駆動モータ70の出力軸70aに固定さ
れる円板72aと、円板72aの回転中心から離隔して
設置されるピン72bと、工具マガジン60の上端に設
置され、円板72aのピン72bが挿入される多数の溝
72cを有する従板72dとからなるが、このようなゼ
ネバメカニズム72は、駆動モータ70の回転力を工具
マガジン60に間歇的に伝達すると同時に、工具マガジ
ン60の回転角度を一定に維持させることにより、工具
マガジン60の回転時、工具ホルダー64及び該工具ホ
ルダーに把持された工具をスピンドル3と整列させる役
割をする。
を回転させるためのもので、図3に示すように、マガジ
ンキャリッジ40に垂直に設置される駆動モータ70
と、この駆動モータ70の回転力を工具マガジン60に
伝達するゼネバメカニズム(geneva mechanism)72とか
らなる。特に、ゼネバメカニズム72は、図2及び図3
に示すように、駆動モータ70の出力軸70aに固定さ
れる円板72aと、円板72aの回転中心から離隔して
設置されるピン72bと、工具マガジン60の上端に設
置され、円板72aのピン72bが挿入される多数の溝
72cを有する従板72dとからなるが、このようなゼ
ネバメカニズム72は、駆動モータ70の回転力を工具
マガジン60に間歇的に伝達すると同時に、工具マガジ
ン60の回転角度を一定に維持させることにより、工具
マガジン60の回転時、工具ホルダー64及び該工具ホ
ルダーに把持された工具をスピンドル3と整列させる役
割をする。
【0023】また、図1を考察すると、本発明の自動工
具交換装置は、制御部80を備えている。制御部80
は、工具の交換命令が与えられると、水平マガジンアク
チュエータ50を伸張させて前記マガジンキャリッジ4
0を「原点位置」Dから「作動位置」Cへ移動させ、そ
の後垂直マガジンアクチュエータ30を伸張させてアッ
プダウンキャリッジ20を「上昇位置」Aから「下降位
置」Bへ移動させ、さらに駆動モータ70を作動させて
工具マガジン60を所定の角度だけ回転させる。
具交換装置は、制御部80を備えている。制御部80
は、工具の交換命令が与えられると、水平マガジンアク
チュエータ50を伸張させて前記マガジンキャリッジ4
0を「原点位置」Dから「作動位置」Cへ移動させ、そ
の後垂直マガジンアクチュエータ30を伸張させてアッ
プダウンキャリッジ20を「上昇位置」Aから「下降位
置」Bへ移動させ、さらに駆動モータ70を作動させて
工具マガジン60を所定の角度だけ回転させる。
【0024】そして、工具マガジン60の回転が完了す
ると、垂直マガジンアクチュエータ30を収縮させてア
ップダウンキャリッジ20を「下降位置」Bから「上昇
位置」Aへ移動させ、その後水平マガジンアクチュエー
タ50を収縮させて前記マガジンキャリッジ40を「作
動位置」Cから「原点位置」Dへ復帰させる。
ると、垂直マガジンアクチュエータ30を収縮させてア
ップダウンキャリッジ20を「下降位置」Bから「上昇
位置」Aへ移動させ、その後水平マガジンアクチュエー
タ50を収縮させて前記マガジンキャリッジ40を「作
動位置」Cから「原点位置」Dへ復帰させる。
【0025】言い換えれば、制御部80は、垂直マガジ
ンアクチュエータ30、水平マガジンアクチュエータ5
0及び駆動モータ70を順次制御することにより、工具
マガジン60を「第1位置」Xから「第2位置」Yへ、
更に「第2位置」Yから「第3位置」Zへ移動させた
後、この位置で工具マガジン60を回転させ、回転済み
の工具マガジン60を「第3位置」Zから「第2位置」
Yに上昇させた後、また「第2位置」Yから「第1位
置」Xに復帰させる役割をする。
ンアクチュエータ30、水平マガジンアクチュエータ5
0及び駆動モータ70を順次制御することにより、工具
マガジン60を「第1位置」Xから「第2位置」Yへ、
更に「第2位置」Yから「第3位置」Zへ移動させた
後、この位置で工具マガジン60を回転させ、回転済み
の工具マガジン60を「第3位置」Zから「第2位置」
Yに上昇させた後、また「第2位置」Yから「第1位
置」Xに復帰させる役割をする。
【0026】上述した構成を有する本発明発明に係る自
動工具交換装置の作動を図1と図4〜図7に基づいてよ
り詳細に説明する。まず、図1に示すように、アップダ
ウンキャリッジ20が「上昇位置」Aに、マガジンキャ
リッジ40が「原点位置」Dにそれぞれ配置された状態
で工具交換命令が与えられると、図4に示すように、水
平マガジンアクチュエータ50が伸張しながら、マガジ
ンキャリッジ40を「原点位置」Dから「作動位置」C
へ移動させる。マガジンキャリッジ40が「原点位置」
Dから「作動位置」Cへ移動するにつれて、マガジンキ
ャリッジに設置された工具マガジン60は「第1位置」
Xから「第2位置」Yへ移動するが、この際、「第2位
置」Yへ移動する工具マガジン60はスピンドル3に装
着されている工具Tを保持することになる。
動工具交換装置の作動を図1と図4〜図7に基づいてよ
り詳細に説明する。まず、図1に示すように、アップダ
ウンキャリッジ20が「上昇位置」Aに、マガジンキャ
リッジ40が「原点位置」Dにそれぞれ配置された状態
で工具交換命令が与えられると、図4に示すように、水
平マガジンアクチュエータ50が伸張しながら、マガジ
ンキャリッジ40を「原点位置」Dから「作動位置」C
へ移動させる。マガジンキャリッジ40が「原点位置」
Dから「作動位置」Cへ移動するにつれて、マガジンキ
ャリッジに設置された工具マガジン60は「第1位置」
Xから「第2位置」Yへ移動するが、この際、「第2位
置」Yへ移動する工具マガジン60はスピンドル3に装
着されている工具Tを保持することになる。
【0027】そして、工具Tの保持が完了すると、図5
に示すように、垂直マガジンアクチュエータ30が伸張
しながら、アップダウンキャリッジ20を「上昇位置」
Aから「下降位置」Bへ移動させる。アップダウンキャ
リッジ20が「上昇位置」Aから「下降位置」Bへ移動
するにつれて、工具マガジン60は「第2位置」Yから
「第3位置」Zに下降する。これにより、工具Tがスピ
ンドル3から取り外される。
に示すように、垂直マガジンアクチュエータ30が伸張
しながら、アップダウンキャリッジ20を「上昇位置」
Aから「下降位置」Bへ移動させる。アップダウンキャ
リッジ20が「上昇位置」Aから「下降位置」Bへ移動
するにつれて、工具マガジン60は「第2位置」Yから
「第3位置」Zに下降する。これにより、工具Tがスピ
ンドル3から取り外される。
【0028】その後、工具Tの取外しが完了すると、直
ちに駆動モータ70が作動して工具マガジン60を回転
させる。これにより、駆動モータ70は設定された回転
数だけ回転し、交換しようとする工具Tをスピンドル3
と整列させる。
ちに駆動モータ70が作動して工具マガジン60を回転
させる。これにより、駆動モータ70は設定された回転
数だけ回転し、交換しようとする工具Tをスピンドル3
と整列させる。
【0029】次に、交換しようとする工具Tの整列が完
了すると、図6に示すように、垂直マガジンアクチュエ
ータ30が収縮しながら、アップダウンキャリッジ20
を「下降位置」Bから「上昇位置」Aへ移動させる。ア
ップダウンキャリッジ20が「下降位置」Bから「上昇
位置」Aへ移動するにつれて、工具マガジン60は「第
3位置」Zから「第2位置」Yへ上昇するが、この際、
工具マガジン60は工具ホルダー64の工具Tをスピン
ドル3に取り付けることになる。
了すると、図6に示すように、垂直マガジンアクチュエ
ータ30が収縮しながら、アップダウンキャリッジ20
を「下降位置」Bから「上昇位置」Aへ移動させる。ア
ップダウンキャリッジ20が「下降位置」Bから「上昇
位置」Aへ移動するにつれて、工具マガジン60は「第
3位置」Zから「第2位置」Yへ上昇するが、この際、
工具マガジン60は工具ホルダー64の工具Tをスピン
ドル3に取り付けることになる。
【0030】そして、工具Tの取付けが完了すると、最
終的に、図7に示すように、水平マガジンアクチュエー
タ50が収縮しながら、マガジンキャリッジ40を「作
動位置」Cから「原点位置」Dへ移動させる。マガジン
キャリッジ40が「作動位置」Cから「原点位置」Dへ
移動するにつれて、工具マガジン60も「第2位置」Y
から「第1位置」Xへ移動するが、この際、「第1位
置」Xへ移動する工具真マガジン60はスピンドル3に
装着されている工具Tを解放させることになる。
終的に、図7に示すように、水平マガジンアクチュエー
タ50が収縮しながら、マガジンキャリッジ40を「作
動位置」Cから「原点位置」Dへ移動させる。マガジン
キャリッジ40が「作動位置」Cから「原点位置」Dへ
移動するにつれて、工具マガジン60も「第2位置」Y
から「第1位置」Xへ移動するが、この際、「第1位
置」Xへ移動する工具真マガジン60はスピンドル3に
装着されている工具Tを解放させることになる。
【0031】上述した一連の動作により、前記工具マガ
ジン60の工具Tはスピンドル3に装着されている工具
Tと自動的に交換されるのである。
ジン60の工具Tはスピンドル3に装着されている工具
Tと自動的に交換されるのである。
【0032】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の自動工具交
換装置によれば、アームを用いることなくスピンドルの
移動なしで工具マガジンの動作のみにより工具交換を効
率よく行うことができ、工作機械コラムの高さを従来の
工作機械に比べて大幅に低めることができる。
換装置によれば、アームを用いることなくスピンドルの
移動なしで工具マガジンの動作のみにより工具交換を効
率よく行うことができ、工作機械コラムの高さを従来の
工作機械に比べて大幅に低めることができる。
【図1】本発明に係る工作機械の自動工具交換装置の構
成を示す正断面図である。
成を示す正断面図である。
【図2】本発明に係る工作機械の自動工具交換装置の構
成を示す平面図である。
成を示す平面図である。
【図3】本発明に係る工作機械の自動工具交換装置の構
成を示す左側断面図である。
成を示す左側断面図である。
【図4】本発明に係る自動工具交換装置において工具ホ
ルダーと工具との係合を示す作動図である。
ルダーと工具との係合を示す作動図である。
【図5】本発明に係る自動工具交換装置においてスピン
ドルからの工具の取外しを示す作動図である。
ドルからの工具の取外しを示す作動図である。
【図6】本発明に係る自動工具交換装置においてスピン
ドルへの工具の取付けを示す作動図である。
ドルへの工具の取付けを示す作動図である。
【図7】本発明に係る自動工具交換装置において工具ホ
ルダーと工具との係脱状態を示す作動図である。
ルダーと工具との係脱状態を示す作動図である。
1 コラム
3 スピンドル
10 補助フレーム
12 リミットスイッチ
20 アップダウンキャリッジ
22 直線運動ガイド
24 干渉片
26 リミットスイッチ
30 垂直マガジンアクチュエータ
40 マガジンキャリッジ
42 ガイドバー
50 水平マガジンアクチュエータ
60 工具マガジン
63 工具ホルダー
70 駆動モータ
72 ゼネバメカニズム
80 制御部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(71)出願人 503008918
7−11, Hwasu−dong, Do
ng−gu, Incheon, 401−
020 Republic of Kore
a
(72)発明者 セオ、 ミュン クック
大韓民国 キョンサンナム−ド、 マサン
−シ、 ホエウォン−グ、 グアム−1−
ドン 1340−4、 ナマグリーン ヴィラ
40
Fターム(参考) 3C002 AA03 BB03 DD13 GG03
Claims (7)
- 【請求項1】 フレームと、 前記フレームに回転可能に設けられ、工具を解放可能に
把持することが可能なスピンドルと、 上昇位置と下降位置との間で垂直方向に運動するように
前記フレームに設置されるアップダウンキャリッジと、 前記スピンドルから離れた原点位置と前記スピンドルに
近接した作動位置との間で水平方向に運動するように前
記アップダウンキャリッジに設置されるマガジンキャリ
ッジと、 前記マガジンキャリッジに設置されるもので、工具を交
換可能な状態で支持する多数の工具ホルダーを備えてい
る工具マガジンと、 前記アップダウンキャリッジを垂直方向に運動させ、工
具を前記スピンドルに対して取り付け或いは取り外す垂
直マガジンアクチュエータと、 前記マガジンキャリッジを水平方向に運動させ、工具マ
ガジンの工具ホルダーがスピンドルの工具を把持或いは
解放するようにする水平マガジンアクチュエータとを含
む工作機械の自動工具交換装置。 - 【請求項2】 前記マガジンキャリッジが作動位置にあ
る時、前記工具マガジンの工具ホルダーのうち選択され
たものを前記スピンドルと整列できるように前記工具マ
ガジンを回転させる回転駆動手段をさらに含む請求項1
記載の工作機械の自動工具交換装置。 - 【請求項3】 前記回転駆動手段は、駆動モータと、こ
の駆動モータの回転力を前記工具マガジンに間歇的に伝
達するゼネバメカニズムとからなることを特徴とする請
求項2記載の工作機械の自動工具交換装置。 - 【請求項4】 前記ゼネバメカニズムは、前記駆動モー
タの出力軸に固定される円板と、前記円板の回転中心か
ら偏心して設置されるピンと、前記工具マガジンに設置
され、多数の前記ピン挿入用溝を有する従板とからなる
ことを特徴とする請求項3記載の工作機械の自動工具交
換装置。 - 【請求項5】 前記アップダウンキャリッジの下降位置
を決定する下降位置決め手段をさらに含み、この下降位
置決め手段は、前記フレームに固定的に設置されるリミ
ットスイッチと、前記工具マガジンの工具ホルダーがス
ピンドルの工具を完全に取り外す時点で前記リミットス
イッチを作動させるように前記アップダウンキャリッジ
に固定的に取り付けられる干渉片とを含むことを特徴と
する請求項1記載の工作機械の自動工具交換装置。 - 【請求項6】 前記マガジンキャリッジの作動位置を決
定する作動位置決め手段をさらに含み、前記作動位置決
め手段は、前記工具マガジンの工具ホルダーがスピンド
ルの工具に係合する時点で前記マガジンキャリッジと干
渉を起こすように前記アップダウンキャリッジに固定的
に設置されるリミットスイッチであることを特徴とする
請求項1記載の工作機械の自動工具交換装置。 - 【請求項7】 前記アップダウンキャリッジは、前記ス
ピンドルと平行な関係で延長される直線運動ガイドを介
して前記フレームにスライド可能に取り付けられている
ことを特徴とする請求項1記載の工作機械の自動工具交
換装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR2001-88940 | 2001-12-31 | ||
KR1020010088940A KR100779826B1 (ko) | 2001-12-31 | 2001-12-31 | 업/다운 구조를 갖는 공작기계의 암이 필요없는 자동공구교환장치 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003211336A true JP2003211336A (ja) | 2003-07-29 |
Family
ID=19718007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002377985A Pending JP2003211336A (ja) | 2001-12-31 | 2002-12-26 | 工作機械の自動工具交換装置 |
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Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JP2003211336A (ja) |
KR (1) | KR100779826B1 (ja) |
DE (1) | DE10261701A1 (ja) |
ES (1) | ES2243105B1 (ja) |
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CN104526364A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-04-22 | 重庆威诺克智能装备股份有限公司 | 一种立式加工中心机床 |
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KR100613547B1 (ko) * | 2004-10-19 | 2006-08-16 | 위아 주식회사 | 상/하 이동 구조를 가지는 공작기계의 아암레스자동공구교환장치 |
DE202008013235U1 (de) | 2008-10-08 | 2010-03-04 | Kämmerer, Sigrid | Bearbeitungszentrum mit Werkzeugwechsler, Werkzeugwechsler für ein Bearbeitungszentrum sowie Werkzeugmagazin für ein Bearbeitungszentrum mit Werkzeugwechsler |
CN102189405B (zh) * | 2011-03-25 | 2013-10-16 | 无锡华联精工机械有限公司 | 一种数控钻铣床 |
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CN103878409A (zh) * | 2014-03-14 | 2014-06-25 | 江苏映彤机械设备有限公司 | 数控钻床 |
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-
2001
- 2001-12-31 KR KR1020010088940A patent/KR100779826B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-12-26 JP JP2002377985A patent/JP2003211336A/ja active Pending
- 2002-12-30 DE DE10261701A patent/DE10261701A1/de not_active Withdrawn
- 2002-12-30 ES ES200203033A patent/ES2243105B1/es not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051124 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080603 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081111 |