JP2008296322A - Tool changer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工具交換装置に関し、詳細には、工作機械の主軸に工具を着脱可能に装着する工具交換装置に関する。 The present invention relates to a tool changer, and more particularly, to a tool changer that removably attaches a tool to a spindle of a machine tool.
従来、工作機械には、主軸と工具マガジンとの間で工具交換を自動的に行う工具交換装置が設けられている。この工具交換装置は、上下方向に昇降する旋回軸と、該旋回軸の下端に直交して設けられ、前記旋回軸の軸線周りに旋回可能なアーム本体とを備えている。このアーム本体の両端には、工具を把持する把持部が各々設けられている。そして、これら一対の把持部に工具が各々把持された状態で、旋回軸とともにアーム本体が旋回することによって、主軸の工具装着部に装着された工具と、工具マガジンの工具交換位置に待機された工具とが互いに入れ替わるようになっている。 Conventionally, machine tools have been provided with a tool changer that automatically changes tools between a spindle and a tool magazine. This tool changer includes a pivot shaft that moves up and down in the vertical direction, and an arm body that is provided orthogonal to the lower end of the pivot shaft and that can pivot about the axis of the pivot shaft. At both ends of the arm main body, grip portions for gripping the tool are provided. Then, in a state where the tools are gripped by the pair of gripping portions, the arm main body swivels together with the swivel shaft, so that the tool mounted on the tool mounting portion of the main spindle and the tool change position of the tool magazine are on standby. Tools are interchanged with each other.
ところが、この工具交換装置では、旋回軸及びアーム本体を下降させ、アーム本体を旋回した後で、旋回軸及びアーム本体を上昇させながら、工具を主軸の工具装着部に装着するため、旋回後の工具の位置が主軸の軸線に対し、わずかでもずれている場合には問題が生ずる。このような状態で装着を試みると、工具が工具装着部に完全に装着される前に、工具と主軸の工具装着部とが衝突して互いに干渉し、さらに負荷がかかった状態で強制的に装着されるため、最悪の場合には、工具又は主軸が破損する恐れがあるといった問題があった。そこで、アーム本体を旋回軸に対して一体的に固定するアームロック機構を備え、旋回軸及びアーム本体が上昇し、工具が主軸の工具装着部に挿入される際に、そのアームロック機構を解除できる工具交換装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 However, in this tool changer, the swivel shaft and the arm body are lowered, the swivel shaft and the arm body are swung, and then the swivel shaft and the arm body are raised while the tool is mounted on the tool mounting portion of the main shaft. Problems arise when the position of the tool is slightly deviated from the axis of the spindle. Attempting to mount in such a state forces the tool and the tool mounting part of the spindle to collide with each other and interfere with each other before the tool is completely mounted on the tool mounting part, and forcibly in a state where a load is applied. Since it is mounted, in the worst case, there is a problem that the tool or the spindle may be damaged. Therefore, an arm lock mechanism that integrally fixes the arm body to the swivel axis is provided, and the arm lock mechanism is released when the swivel axis and the arm body rise and the tool is inserted into the tool mounting part of the main shaft. There is a known tool changer (see, for example, Patent Document 1).
この工具交換装置では、旋回軸の下端に、アーム本体を回動可能に支持するアーム支持体が設けられ、そのアーム支持体に、上記のアームロック機構が設けられている。このアームロック機構は、アーム支持体に対して上下方向に出退するアームロックピンを備えている。さらに、アームロックピンには鍔状の係合部が設けられている。この係合部には、上方に向かって縮径するテーパ状の係合面が設けられている。一方、アーム本体には、アームロックピンの係合部が下側から係合する係合溝が設けられている。この係合溝の内面は、係合部の係合面に密着して当接するように、上方に向かって縮径するテーパ状に形成されている。このような構成において、アームロックピンがバネによって上方に常時付勢され、係合部が係合溝に係合することによって、アーム本体がアーム支持体にロックされた状態となる。こうして、アーム本体が旋回軸とともに旋回可能となる。 In this tool changer, an arm support that rotatably supports the arm body is provided at the lower end of the pivot shaft, and the arm lock mechanism is provided on the arm support. This arm lock mechanism includes an arm lock pin that moves in and out in the vertical direction with respect to the arm support. Further, the arm lock pin is provided with a hook-like engagement portion. The engaging portion is provided with a tapered engaging surface that decreases in diameter upward. On the other hand, the arm body is provided with an engaging groove for engaging the engaging portion of the arm lock pin from below. The inner surface of the engagement groove is formed in a taper shape with a diameter decreasing upward so as to come into close contact with the engagement surface of the engagement portion. In such a configuration, the arm lock pin is always urged upward by the spring, and the engagement portion engages with the engagement groove, whereby the arm body is locked to the arm support. In this way, the arm body can turn together with the turning shaft.
そして、工具を主軸の工具装着部に装着するために、アーム本体が上死点まで上昇すると、アーム支持体の上部から突出するアームロックピンの上部が、工作機械の主軸ヘッドの下部に当接して押し下げられるので、係合部が係合溝から離脱する。こうして、アームロックピンによるアーム本体のロックが解除されるので、アーム本体は、旋回軸とは独立に旋回軸の軸線周りに回動可能となる。これにより、工具が主軸の工具装着部に装着される際に、工具位置が多少ずれていても、アーム本体が旋回軸の軸線周りに独立して回動するので、工具装着部の装着面に沿って移動させながら工具を嵌合させることができる。よって、工具と工具装着部との間に負荷がかかることを防止できる。
しかしながら、特許文献1に記載の工具交換装置では、工具交換時にアーム本体が工具とともに180°回転するため、アーム本体には鉄製の工具等の重量に起因する慣性モーメントが働く。この慣性モーメントによって、アーム本体の係合溝が、アームロックピンの係合部のテーパ面を押し下げるように作用する。そして、この押し下げようとする力が大きいと、アームロックピンが下降し、係合溝のテーパ面が係合部のテーパ面を乗り越えてしまい、アームロックピンによるロックが解除されてしまう恐れがあった。アームロックが解除されてしまうと、アーム本体が旋回軸とともに正常に旋回しないため、工具の位置が正確に入れ替わらず、工具交換できない事態を生ずる恐れもあった。
However, in the tool changer described in
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、アーム本体の旋回中でも、旋回軸に対するアーム本体のロック状態を確実に保持できる工具交換装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a tool changer that can reliably hold the locked state of the arm body with respect to the turning shaft even while the arm body is turning.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明の工具交換装置は、工作機械の主軸ヘッドに設けられた駆動手段と、当該駆動手段によって昇降可能に支持された旋回軸と、当該旋回軸の下端に直交して設けられ、前記旋回軸の軸線周りを旋回するアーム本体と、当該アーム本体の少なくとも一端に設けられ、工具を把持する把持部とを備え、前記旋回軸の旋回運動と昇降運動とによって、前記把持部に把持された工具を、工作機械の主軸に装着し、或いは前記主軸に装着された工具を抜き取る工具交換装置において、前記旋回軸の前記下端に設けられ、前記アーム本体を回動可能に支持するアーム支持体と、当該アーム支持体に設けられ、前記アーム本体を前記アーム支持体に一体的に固定するアームロック機構とを備え、当該アームロック機構は、上下方向に延設されたアームロックピンと、当該アームロックピンを上下方向に移動可能に支持するとともに、前記アームロックピンの上部を、前記アーム支持体の上部から出退させるアームロックピン支持手段と、当該アームロックピン支持手段に設けられ、前記アームロックピンを上方に向かって付勢する第1付勢手段とから構成され、前記アームロックピンには、鍔状の第1係合部が設けられ、前記アーム本体には、前記第1係合部が下側から係合する第1被係合部が設けられ、当該第1被係合部はテーパ状に形成され、前記第1係合部は、前記第1被係合部のテーパ面に相対するテーパ状に形成され、前記第1係合部の上部には、垂直上方に向かって延設された第1直線部が設けられ、前記第1係合部が、前記第1被係合部に係合した場合に、前記アーム本体が前記アーム支持体に固定され、前記アーム本体が上昇した場合に、前記アーム支持体の上部から突出する前記アームロックピンの上部が、前記主軸ヘッドの下部に当接して押し下げられ、前記第1係合部が前記第1被係合部から離脱することによって、前記アームロック機構による前記アーム本体の固定が解除されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a tool changer according to a first aspect of the present invention includes a driving means provided on a spindle head of a machine tool, a turning shaft supported by the driving means so as to be movable up and down, and the turning shaft. An arm main body that is provided orthogonal to the lower end of the swivel axis and revolves around the axis of the swivel axis, and a grip portion that is provided at least at one end of the arm main body and grasps the tool. In the tool changer that attaches the tool gripped by the gripping part to the main spindle of a machine tool or removes the tool attached to the main spindle by movement, the arm body is provided at the lower end of the swivel shaft, An arm support that rotatably supports the arm support, and an arm lock mechanism that is provided on the arm support and integrally fixes the arm body to the arm support. The mechanism includes an arm lock pin extending in the vertical direction, and an arm lock pin that supports the arm lock pin so as to be movable in the vertical direction, and moves the upper portion of the arm lock pin out of and above the arm support body. And a first biasing means provided on the arm lock pin support means for biasing the arm lock pin upward. The arm lock pin has a hook-shaped first engagement. A first engaged portion that is engaged with the first engaging portion from below, and the first engaged portion is formed in a tapered shape. The first engaging portion is formed in a tapered shape facing the tapered surface of the first engaged portion, and a first linear portion extending vertically upward is formed on an upper portion of the first engaging portion. Provided, the first engaging portion is the first engaged portion When the arm body is fixed to the arm support, and when the arm body is raised, the upper part of the arm lock pin protruding from the upper part of the arm support is the lower part of the spindle head. The arm body is released from being fixed by the arm lock mechanism when the first engaging portion is released from the first engaged portion.
また、請求項2に係る発明の工具交換装置は、請求項1に記載の発明の構成に加え、前記アーム本体の内部から前記把持部に向かって出退可能に設けられ、前記把持部に装着された工具に当接させる当接部材と、当該当接部材を、前記把持部側に付勢する第2付勢手段と、前記アーム支持体に設けられ、前記当接部材の先端部が工具に当接した状態で、前記当接部材の移動を制限するツールロック機構とを備え、当該ツールロック機構は、上下方向に延設されたツールロックピンと、当該ツールロックピンを上下方向に移動可能に支持するとともに、前記ツールロックピンの上部を、前記アーム支持体の上部から出退させるツールロックピン支持手段と、当該ツールロックピン支持手段に設けられ、前記ツールロックピンを上方に向かって付勢する第3付勢手段とから構成され、前記ツールロックピンには、鍔状の第2係合部が設けられ、前記当接部材の後端部には、前記第2係合部が下側から係合する第2被係合部が設けられ、当該第2被係合部はテーパ状に形成され、前記第2係合部は、前記第2被係合部のテーパ面に相対するテーパ状に形成され、前記第2係合部の上部には、垂直上方に向かって延設された第2直線部が設けられ、前記第2係合部が前記第2被係合部に係合した場合に、前記当接部材の移動が制限され、前記アーム本体が上昇した場合に、前記アーム支持体の上部から突出する前記ツールロックピンの上部が、前記主軸ヘッドの下部に当接して押し下げられ、前記第2係合部が前記第2被係合部から離脱することによって、前記ツールロック機構による前記当接部材の移動の制限が解除されることを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention according to
請求項1に係る発明の工具交換装置では、アームロック機構を構成するアームロックピンは、アームロックピン支持手段によって、アーム支持体の上部から出退可能に支持されている。このアームロックピンは、第1付勢手段によって上方に付勢されているので、アーム本体に設けられた第1被係合部に対して、アームロックピンの第1係合部が下側から係合する。ここで、第1被係合部はテーパ状に形成され、第1係合部は、第1被係合部のテーパ面に相対するテーパ状に形成されている。つまり、第1被係合部のテーパに対して、第1係合部のテーパが密着して当接することによって、アーム支持体に対してアーム本体が固定される。 In the tool changer according to the first aspect of the present invention, the arm lock pin constituting the arm lock mechanism is supported by the arm lock pin support means so as to be able to withdraw from and retract from the upper portion of the arm support. Since this arm lock pin is urged upward by the first urging means, the first engagement portion of the arm lock pin from the lower side with respect to the first engaged portion provided in the arm body. Engage. Here, the 1st to-be-engaged part is formed in the taper shape, and the 1st engaging part is formed in the taper shape facing the taper surface of the 1st to-be-engaged part. That is, the arm main body is fixed to the arm support body by the taper of the first engagement portion being in close contact with the taper of the first engaged portion.
そして、アーム本体が上昇した場合、アーム支持体の上部から突出するアームロックピンの上部が、主軸ヘッドの下部に当接して押し下げられ、第1係合部が第1被係合部から離脱するので、アームロック機構によるアーム本体の固定が解除される。さらに、旋回軸とともにアーム本体が旋回し、アーム本体に慣性モーメントが働いた場合、第1被係合部のテーパが、アームロックピンの第1係合部のテーパを若干押し下げるように作用する。しかし、第1係合部の上部には第1直線部が設けられているので、アームロックピンが押し下げられ、第1被係合部のテーパがアームロックピンの第1係合部のテーパからずれた場合でも、第1直線部に引っ掛かる。これにより、アーム本体は、アームロックピンによって引き続き固定された状態となるので、アーム本体の旋回中でも、旋回軸に対するアーム本体のロック状態を確実に保持できる。 Then, when the arm body is raised, the upper part of the arm lock pin protruding from the upper part of the arm support member is pressed down against the lower part of the spindle head, and the first engaging part is detached from the first engaged part. Therefore, the arm main body is released from being fixed by the arm lock mechanism. Further, when the arm body turns together with the turning shaft and an inertia moment acts on the arm body, the taper of the first engaged portion acts to slightly push down the taper of the first engaging portion of the arm lock pin. However, since the first straight portion is provided on the upper portion of the first engaging portion, the arm lock pin is pushed down, and the taper of the first engaged portion is changed from the taper of the first engaging portion of the arm lock pin. Even if it deviates, it catches on the 1st straight part. As a result, the arm main body remains in a state of being fixed by the arm lock pin, so that the arm main body can be reliably held in the locked state with respect to the swivel axis even while the arm main body is turning.
また、請求項2に係る発明の工具交換装置では、請求項1に記載の発明の効果に加え、ツールロック機構を構成するツールロックピンは、ツールロックピン支持手段によって、アーム支持体の上部から出退可能に支持されている。このツールロックピンは、第2付勢手段によって上方に付勢されているので、当接部材の後端部に設けられた第2被係合部に対して、ツールロックピンの第2係合部が下側から係合する。ここで、第2被係合部はテーパ状に形成され、第2係合部は、第2被係合部のテーパ面に相対するテーパ状に形成されている。つまり、第2被係合部のテーパに対して、第2係合部のテーパが密着して当接することによって、当接部材の移動が制限される。
Further, in the tool changer of the invention according to
そして、アーム本体が上昇した場合、アーム支持体の上部から突出するツールロックピンの上部が、主軸ヘッドの下部に当接して押し下げられ、第2係合部が第2被係合部から離脱するので、ツールロック機構による当接部材の移動の制限が解除される。さらに、旋回軸とともにアーム本体が旋回し、アーム本体に慣性モーメントが働いた場合、第2被係合部のテーパが、ツールロックピンの第2係合部のテーパを若干押し下げるように作用する。しかし、第2係合部の上部には第2直線部が設けられているので、ツールロックピンが押し下げられ、第2被係合部のテーパがツールロックピンの第2係合部のテーパからずれた場合でも、第2直線部に引っ掛かる。これにより、当接部材は、ツールロックピンによって引き続き移動が制限された状態となるので、アーム本体の旋回中でも、把持部における工具の把持力を確実に保持できる。 When the arm main body is raised, the upper portion of the tool lock pin protruding from the upper portion of the arm support is pressed down against the lower portion of the spindle head, and the second engaging portion is detached from the second engaged portion. Therefore, the restriction on the movement of the contact member by the tool lock mechanism is released. Further, when the arm body turns together with the turning shaft and an inertia moment acts on the arm body, the taper of the second engaged portion acts to slightly push down the taper of the second engaging portion of the tool lock pin. However, since the second linear portion is provided on the upper portion of the second engaging portion, the tool lock pin is pushed down, and the taper of the second engaged portion is changed from the taper of the second engaging portion of the tool lock pin. Even when it deviates, it catches on the 2nd straight part. Accordingly, the movement of the abutting member is continuously restricted by the tool lock pin, so that the gripping force of the tool in the gripping portion can be reliably held even while the arm body is turning.
以下、本発明を具体化した一実施形態である工具交換装置1について、図面を参照して説明する。図1は、工具交換装置1の縦断面図であり、図2は、工具交換装置1の下部の縦断面図であり、図3は、工具交換アーム10の斜視図であり、図4は、工具交換アーム10の平面図であり、図5は、アーム回転軸51の係合溝51bの縦断面図であり、図6は、アームロックピン91の斜視図であり、図7は、ツールロックピン92の斜視図であり、図8は、アームロック機構201及びツールロック機構202の動作を示す説明図(工具交換アーム10が上死点まで上昇した状態)であり、図9は、アームロック機構201及びツールロック機構202の動作を示す説明図(主軸9から工具ホルダ7が離脱した状態)であり、図10は、アームロック機構201及びツールロック機構202の動作を示す説明図(工具交換アーム10が最下点まで移動した状態)であり、図11は、アーム回転軸51のテーパ面51cに、アームロックピン91の係止フランジ100のテーパ部101が当接する前の状態を示す説明図であり、図12は、アーム回転軸51のテーパ面51cに、アームロックピン91の係止フランジ100のテーパ部101が当接した状態を示す説明図である。
Hereinafter, a
はじめに、工具交換装置1の構成について概略的に説明する。図1に示すように、工具交換装置1は、工作機械(図示外)の主軸ヘッド3の内部に組み込まれている。工具交換装置1は、工作機械の主軸9(図8参照)に装着された工具6と、工具マガジン(図示外)の待機位置に移動された工具6とを、後述する工具交換アーム10の旋回動作及び昇降動作によって、互いに置き換えて交換する装置である。この工具交換装置1は、主軸ヘッド3の上部に固定された工具交換用の駆動モータ15と、該駆動モータ15の駆動軸(図示外)に連結され、主軸ヘッド3の内部を鉛直方向に貫通するATC駆動軸18と、該ATC駆動軸18の側方に配置され、ATC駆動軸18の回転運動に伴って軸線周りに旋回するとともに、上下方向に移動する旋回軸25と、該旋回軸25の下端に直交して連結され、工具を把持するためのフィンガ17,17を両側に備える略水平に延出された工具交換アーム10とを主体に構成されている。
First, the configuration of the
ATC駆動軸18について説明する。図1に示すように、ATC駆動軸18の上端部及び下端部は、主軸ヘッド3の上部及び下部に各々設けられた軸受19,20によって回転自在に軸支されている。そして、このATC駆動軸18の軸方向中央には、円柱部材39が同軸上に固定されている。この円柱部材39の外周面の上部には、溝カム22が設けられ、その下方には溝カム23が設けられている。さらに、円柱部材39の下面には、平面溝カム24が設けられている。
The
溝カム23には、支持点44を支点として揺動する揺動レバー40の中央に設けられた係合子43が係合している。そして、その揺動レバー40の先端に設けられた接触子41が、旋回軸25の中央に同軸上に固定された円筒部材36の円周溝(図示外)に係合している。この構成により、ATC駆動軸18が1回転すると、揺動レバー40が溝カム23に従動して揺動し、旋回軸25及び工具交換アーム10が軸方向に1往復するようになっている。
The groove cam 23 is engaged with an engaging
溝カム22には、揺動部材42が係合している。この構成により、ATC駆動軸18が回転すると、揺動部材42が溝カム22に従動して揺動する。そして、その揺動部材42が揺動することによって、工作機械の主軸9に設けられた工具装着部9aのドローバに連結された工具リリースピンが押し下げられる。こうして、主軸9から工具6を保持する工具ホルダ7を抜き取ることができる。
A rocking
平面溝カム24には、セグメントギヤ34に固定された揺動子35(図2参照)が係合している。セグメントギヤ34は、主軸ヘッド3の内部の下部に回転自在に支持されている。そして、揺動子35が、平面溝カム24に従動することによって、セグメントギヤ34が回転し、そのセグメントギヤ34に噛合する外軸ギヤ29が回動するようになっている。なお、後述するが、外軸ギヤ29に対して、工具交換アーム10のアーム本体52が嵌合することによって、外軸ギヤ29の回動に伴って旋回アームのみを旋回させることができる。
An oscillator 35 (see FIG. 2) fixed to the
また、ATC駆動軸18の軸方向の上部には、円柱状のパラレルカム21が同軸上に設けられている。このパラレルカム21は、鍔状の板カム21a,21bを有する複合カムである。そして、これら板カム21a,21bは、旋回軸25の上端部に設けられたスプライン副軸37の外周に形成されたフランジ部37aの上下面に軸支された従動ローラ38,38に各々当接している。この構成により、ATC駆動軸18が1回転する間に、スプライン副軸37、旋回軸25、及び工具交換アーム10が180゜回転するようになっている。
A cylindrical
次に、旋回軸25について説明する。図1に示すように、旋回軸25の上端部には、スプライン25aが設けられ、最下端には、板状のフランジ25bが設けられている。フランジ25bには、略水平に延設された工具交換アーム10の中央部位が固定されている。また、旋回軸25の上部には、旋回軸25の軸線に沿って所定の深さを有する段付孔32が設けられている。さらに、その段付孔32の内径よりも小さい外径を有する長軸状の支持部材31が、主軸ヘッド3の上部に固定された上部機械フレーム28の透孔28aに挿通されている。そして、その支持部材31は、上部機械フレーム28に固定され、段付孔32の上段に配設されたブッシュ(図示外)を介して、段付孔32に挿通されている。このような構成によって、旋回軸25の上部が軸支されている。
Next, the turning
一方、旋回軸25の下端には、図2に示すように、旋回軸25の径よりも大きい孔径を有する円筒状の外軸ギヤ29が、ブッシュ30を介して同軸上に外挿されている。さらに、主軸ヘッド3の下部に設けられた下部機械フレーム26には孔26aが設けられ、その孔26aに対して、外軸ギヤ29がブッシュ27を介して内挿されている。このような構成によって、外軸ギヤ29は、旋回軸25の旋回とは独立して回動できるように支持されている。
On the other hand, as shown in FIG. 2, a cylindrical
また、外軸ギヤ29の上端部の外周には、ギヤ29aが刻まれている。そして、そのギヤ29aは、主軸ヘッド3の内部の下部に回転自在に支持されたセグメントギヤ34に噛合している。このセグメントギヤ34には揺動子35が固定され、該揺動子35が、円柱部材39の下面に設けられた平面溝カム24に従動する。また、外軸ギヤ29の下端部の互いに対向する位置には、下側に開口する凹部71a,71bが設けられている。これら凹部71a,71bに対して、工具交換アーム10の後述するアーム回転軸51に設けられた凸部72a,72bに嵌合することによって、外軸ギヤ29とともにアーム回転軸51が回転するようになっている。
A
次に、工具交換アーム10の構造について詳細に説明する。図2,図3,図4に示すように、工具交換アーム10は、長手方向両側にフィンガ17,17を有するアーム本体52と、該アーム本体52の中央を上下から挟み込んで、回動可能に支持する平面視円形状のアーム支持体16とから構成されている。
Next, the structure of the
アーム本体52について説明する。図3,図4に示すように、アーム本体52は、円盤状の本体部53と、該本体部53の左右側部に各々固定されたアーム部54,54とから構成されている。そして、これらアーム部54,54の各先端には、平面視「C」形状のフィンガ17が、本体部53を中心に互いに逆向きになるように各々設けられている。さらに、フィンガ17の内側には、フィンガ17の内側に向かって突出する工具係止部56が設けられている。この工具係止部56には、工具6を保持する工具ホルダ7(図8参照)の外周面に設けられた係止溝7a(図8参照)が係止するようになっている。
The
図2に示すように、円柱状の本体部53の上面中央は凹状に形成され、その中央には、軸心に沿って貫通する貫通孔53aが設けられている。さらに、その貫通孔53aには、後述する円筒状のアーム回転軸51が嵌合し、本体部53に対して一体化して設けられている。そして、本体部53の上面における凹状に形成された部分の外側には、貫通孔53aを取り囲むようにして湾曲する一対の透孔55,55が互いに対向する位置に設けられている。そして、これら透孔55,55に対して、後述するアームロックピン91及びツールロックピン92が鉛直方向に各々挿通されている。
As shown in FIG. 2, the center of the upper surface of the cylindrical
また、図2,図5に示すように、アーム回転軸51の軸方向中央には、径方向外側に延出するフランジ51aが設けられている。そして、図5に示すように、フランジ51aの外周面であって、透孔55に挿通されたアームロックピン91に対向する位置には、係合溝51bが設けられている。さらに、係合溝51bの内面の下側には、10°のテーパ角で、アーム回転軸51の径方向内側に向かって斜め下方に傾斜するテーパ面51cが設けられている。そして、このような係合溝51bの内側に対して、アームロックピン91の後述する係止フランジ100が下側から係合し、係合溝51bのテーパ面51cに対して、係止フランジ100の後述するテーパ部101(図6参照)が当接するようになっている。これにより、アーム回転軸51の回動が、アームロックピン91によってロックされる。なお、アームロックピン91の形状については後述する。
As shown in FIGS. 2 and 5, a
ところで、図2に示すように、アーム部54,54の内部には、透孔55とフィンガ17との間を貫通する段付挿通孔58が各々設けられている。そして、その段付挿通孔58の途中には、透孔55側に縮径する段部(図示外)が設けられている。さらに、このような段付挿通孔58には、ローラシャフト80が摺動可能に挿通されている。このローラシャフト80の一端には、フィンガ17の内側に当接した工具6を保持する工具ホルダ7(図8参照)を押圧固定するためのローラ81が回転自在に軸支されている。また、ローラシャフト80の軸方向中央には、透孔55側に縮径する段部(図示外)が設けられている。そして、このローラシャフト80の段部が、段付挿通孔58の内面に設けられた段部に係止するようになっている。これにより、ローラシャフト80が段付挿通孔58から抜け出るのを防止している。
Incidentally, as shown in FIG. 2, stepped
さらに、段付挿通孔58の段部と、ローラシャフト80の段部との間には、円筒状のバネ85が弾力的に圧縮介挿されている。これにより、ローラシャフト80は、フィンガ17側に常時付勢された状態となっている。また、ローラシャフト80の透孔55側に突き出た端部には、後述するツールロックピン92の係止フランジ150のテーパ部151(図7参照)の面に対応して傾斜するテーパ面(図示外)が設けられている。このようなテーパ面を有するローラシャフト80の端部には、透孔55に挿通されたツールロックピン92が上昇する際に、後述する係止フランジ150が下側から当接する。これにより、ローラシャフト80の透孔55側への摺動が制限され、ローラシャフト80をロックすることができる。つまり、フィンガ17の工具係止部56に対して、工具6を保持する工具ホルダ7が係止した状態で、ローラシャフト80のローラ81が工具ホルダ7を押圧するので、フィンガ17に対して工具ホルダ7を確実に把持させることができる。なお、ローラシャフト80の中央部には、長円形のスロット(図示外)が設けられている。このスロット(図示外)に対して、アーム本体52に固定された直交ピン(図示外)を挿通させることによって、ローラシャフト80の自軸回りの回転を防止している。
Further, a
次に、アーム支持体16について説明する。図2,図5に示すように、アーム支持体16は、アーム本体52のアーム回転軸51に内挿される円柱状のアーム中軸62と、該アーム中軸62の上端部に一体的に固定された円盤状の上フランジ61と、アーム中軸62の下端部に嵌合された円盤状の下フランジ63とを主体に構成されている。そして、この上フランジ61と下フランジ63との間に、アーム本体52の本体部53が挟まれて軸支された状態となっている。
Next, the
上フランジ61には、図3に示すように、中央を基点として対称な位置に貫通孔65,65が各々設けられている。さらに、それら貫通孔65,65に近接して、貫通孔65,65よりも径の大きい貫通孔67,67が各々設けられている。つまり、貫通孔65と貫通孔67とが一対となって、中央を基点として対称な位置に各々設けられている。さらに、上フランジ61の中央を基点として対称な各位置には、その中央を取り囲むようにして湾曲する透孔73,73が各々設けられている。そして、これら透孔73,73には、アーム回転軸51の凸部72a,72bが下側から上方に向かって突出されている。これら透孔73,73は、アーム本体52の回動に合わせて回動する凸部72a,72bに、上フランジ61が干渉しないようにするものである。
As shown in FIG. 3, the
下フランジ63の中央には、図2に示すように、アーム中軸62の下端を挿入固定するための軸孔57が設けられている。そして、その軸孔57を基点として対称な位置であって、かつ上フランジ61の貫通孔65,65に対向する位置には、段付挿通孔68,68が設けられている。この段付挿通孔68,68の途中には、下方に縮径する段部(図示外)が設けられている。さらに、上フランジ61の貫通孔67,67に対向する各位置にも、段付挿通孔68と同様の段部を途中に有する段付挿通孔69,69が設けられている。
As shown in FIG. 2, a
さらに、上記構成からなるアーム支持体16には、アーム本体52を、アーム中軸62に対して固定或いは固定を解除するための一対のアームロック機構201と、ローラシャフト80の先端に設けられたローラ81を、フィンガ17に把持された工具ホルダ7に押し当てて固定するために、ローラシャフト80の摺動をロックする一対のツールロック機構202とが、アーム中軸62を基点として軸対称に各々設けられている。そして、アームロック機構201と、ツールロック機構202とは互いに近接するように各々配置されている。
Further, the
次に、アームロックピン91の形状について説明する。図6に示すように、アームロックピン91は長軸形状に形成され、その軸方向中央位置には、上方に向かって断面が縮径するテーパを有する係止フランジ100が設けられている。この係止フランジ100は、上方に向かって縮径するテーパを有するテーパ部101と、該テーパ部101の底部の外周に沿って径方向外側に延出する基台部102と、テーパ部101の上部からアームロックピン91の軸方向に平行かつ上方に延出するストレート部103とから構成されている。そして、テーパ部101のアームロックピン91の軸方向に対するテーパ角は10°に設定され、アーム回転軸51の係合溝51bに形成されたテーパ面51c(図5参照)のテーパ角に対応している。
Next, the shape of the
次に、ツールロックピン92の形状について説明する。図7に示すように、ツールロックピン92は長軸形状に形成され、その軸方向中央位置には、上方に向かって断面が縮径するテーパを有する係止フランジ150が設けられている。この係止フランジ150は、上方に向かって縮径するテーパを有するテーパ部151と、該テーパ部151の底部の外周から鉛直下方に向かって延出する基台部152と、テーパ部151の上部からツールロックピン92の軸方向に平行かつ上方に延出するストレート部153とから構成されている。
Next, the shape of the
次に、アームロックピン91を利用したアームロック機構201について説明する。図2に示すように、アームロックピン91は、上フランジ61の貫通孔67を鉛直方向に貫通し、アーム本体52の本体部53の透孔55を介して、下フランジ63の段付挿通孔69に挿通されている。さらに、段付挿通孔69の段部の上面と、係止フランジ100の基台部102(図6参照)底面との間には、バネ95が弾力的に圧縮介挿されている。これにより、アームロックピン91は常時上方に付勢されている。
Next, the
そして、アームロックピン91が上昇した場合、係止フランジ100が、アーム回転軸51の係合溝51b(図5参照)に係合する。このとき、図12に示すように、係止フランジ100のテーパ部101が、アーム回転軸51の係合溝51bに設けられたテーパ面51cに密着して当接する。よって、係合溝51bに対して係止フランジ100が確実に係合する。こうして、アーム回転軸51の回動がアームロックピン91によってロックされ、アーム支持体16に対するアーム本体52の回動を制限することができる。つまり、この状態では、アーム本体52は旋回軸25と一体となって回動する。
When the
また、バネ95の付勢に逆らって、アームロックピン91が押し下げられた場合、図11に示すように、係合溝51bのテーパ面51cから、係止フランジ100のテーパ部101が離れる。これにより、アームロックピン91によるロックが解除されるので、アーム支持体16に対するアーム回転軸51のみの回動が許容される。つまり、この状態では、アーム本体52は旋回軸25とは独立して回動する。
When the
次に、ツールロックピン92を利用したツールロック機構202について説明する。図2に示すように、ツールロックピン92は、上フランジ61の貫通孔65を鉛直方向に貫通し、アーム本体52の本体部53の透孔55を介して、下フランジ63の段付挿通孔68に挿通されている。さらに、段付挿通孔69の段部の上面と、係止フランジ150の基台部152(図7参照)の底面との間には、バネ93が弾力的に圧縮介挿されている。これにより、ツールロックピン92は常時上方に付勢されている。
Next, the
そして、ツールロックピン92が上昇した場合、係止フランジ150のテーパ部151(図7参照)が、ローラシャフト80の透孔55側に突き出た端部に対して下側から係合する。さらに、ローラシャフト80の段付挿通孔58における摺動が制限されるので、フィンガ17に係止された工具ホルダ7に対するローラ81の押圧付勢が保持される。これにより、フィンガ17において、工具ホルダ7を確実に保持することができる。
When the
また、バネ93の付勢に逆らって、ツールロックピン92が押し下げられた場合、ローラシャフト80の透孔55側に突き出た端部から、ツールロックピン92の係止フランジ150のテーパ部151が離れる。これにより、ツールロックピン92によるロックが解除されるので、ローラシャフト80の透孔55側への摺動が許容される。つまり、この状態では、フィンガ17における工具ホルダ7の着脱が自由となる。
Further, when the
次に、アーム本体52の工具交換位置(A)と、アーム待機位置(B)とについて説明する。図4に示すように、アーム本体52は、アーム中軸62(図2参照)を中心に旋回する。そして、工具交換位置(A)では、一方のフィンガ17の内側に、主軸9に装着された工具ホルダ7が配置され、他方のフィンガ17の内側に、工具マガジンにセットされた工具ホルダ7が配置される。次いで、一対のフィンガ17に各工具ホルダ7が把持され、旋回軸25とともにアーム本体52が180°旋回することによって、各工具ホルダ7の位置が互いに置き換わる。そして、各フィンガ17における各工具ホルダ7の保持が解除されることによって、工具交換動作は終了する。しかしながら、一方のフィンガ17は、主軸9の近傍に配置された状態のままである。そのため、主軸9に装着された工具6による切削加工の邪魔となる。そこで、アーム本体52のみを所定角度旋回させることによって、アーム本体52をアーム待機位置(B)になるように配置する。これにより、主軸9から一方のフィンガ17が離れるので、主軸9に装着された工具6による切削加工の邪魔にならない。
Next, the tool change position (A) of the
次に、上記構成からなる工具交換装置1の工具交換工程について説明する。工具交換工程は、主に4つの工程からなる。まず、アーム本体52のみを所定角度旋回し、アーム待機位置(B)から工具交換位置(A)に移動させ、主軸9の工具装着部9aに装着された使用後の工具6を保持する工具ホルダ7と、工具マガジンにセットされた新しい工具6を保持する工具ホルダ7とをフィンガ17,17で把持する第1工程と、旋回軸25とともに、工具交換アーム10を最下点まで移動させ、その後で180゜旋回させることによって、工具6,6の位置を互いに置き換える第2工程と、旋回軸25とともに、工具交換アーム10が上昇し、新しい工具6を保持する工具ホルダ7を主軸9の工具装着部9aに装着し、使用後の工具6を保持する工具ホルダ7を工具マガジンに収納する第3工程と、フィンガ17,17から各工具ホルダ7,7を離し、アーム本体52のみを逆旋回させ、工具交換位置(A)からアーム待機位置(B)に戻す第4工程とから構成されている。以下、これら第1〜4工程で実行される各種動作について具体的に説明する。
Next, the tool change process of the
まず、第1工程について説明する。図8に示すように、図4に示すアーム待機位置(B)にある工具交換アーム10は上死点まで移動されている。そして、外軸ギヤ29の凹部71a,71bには、アーム回転軸51の凸部72a,72bが各々嵌合している。さらに、上フランジ61から上方に突出するアームロックピン91及びツールロックピン92は、主軸ヘッド3の下部に当接し、下方に押し下げられている。この場合、アームロック機構201では、アーム回転軸51のフランジ51aに設けられた係合溝51b(図5参照)には、アームロックピン91の係止フランジ100が係合していない。これにより、アームロックピン91によるロックが解除されるので、アーム支持体16に対するアーム回転軸51のみの回動が許容される。つまり、この状態では、アーム本体52は、旋回軸25とは独立して回動することができる。
First, the first step will be described. As shown in FIG. 8, the
一方、ツールロック機構202でも、ツールロックピン92が押し下げられているので、ローラシャフト80の透孔55側に突き出た端部から、ツールロックピン92の係止フランジ150のテーパ部151が離れる。これにより、ツールロックピン92によるロックが解除されるので、ローラシャフト80の透孔55側への摺動が許容される。つまり、この状態では、フィンガ17への工具ホルダ7の着脱が自由となる。
On the other hand, since the
このような状態において、図1に示すATC駆動軸18が回転すると、平面溝カム24に沿って揺動子35が揺動する。すると、揺動子35に従動するセグメントギヤ34が回動し、セグメントギヤ34のギヤ29aに噛合する外軸ギヤ29が回動する。ここで、アームロック機構201は解除されているので、外軸ギヤ29の回動に伴ってアーム回転軸51が回動し、該アーム回転軸51と一体となったアーム本体52が回動する。そして、アーム本体52は、図4に示すアーム待機位置(B)から工具交換位置(A)に旋回する。
In such a state, when the
すると、主軸9のテーパ状の工具装着部9aに装着された工具ホルダ7の係止溝7aに、フィンガ17の工具係止部56が係止する。さらに、工具ホルダ7に付勢されるローラシャフト80が透孔55側に移動する。そして、フィンガ17の工具係止部56に係止された工具ホルダ7は、バネ85の付勢によって、ローラ81に押圧付勢される。こうして、工具ホルダ7がフィンガ17に把持される。また、他方のフィンガ17においても、工具マガジン(図示外)の待機位置にセットされた工具6を保持する工具ホルダ7が同様の方法によって把持される。こうして、第1工程が終了する。
Then, the
次に、第2工程について説明する。図8に示すように、第1工程で、フィンガ17,17に工具ホルダ7,7が把持された状態において、図1に示すATC駆動軸18がさらに回転する。すると、溝カム22に従動する揺動部材42が揺動する。そして、その揺動部材42の揺動によって、主軸9の工具装着部9aのドローバ(図示外)に連結された工具リリースピン(図示外)が押し下げられる。これにより、主軸9の工具装着部9aから工具ホルダ7を離脱することができる。さらに、ATC駆動軸18が回転すると、揺動レバー40が揺動するため、図9に示すように、旋回軸25が下方向に移動する。これに伴い、工具交換アーム10が下方に移動するので、主軸9の工具装着部9aから工具ホルダ7が抜き取られる。
Next, the second step will be described. As shown in FIG. 8, the
また、主軸ヘッド3の下部に当接して押し下げられていたアームロックピン91及びツールロックピン92は、バネ93,95の付勢によって押し上げられる。そして、図10に示すように、旋回軸25及び工具交換アーム10が最下点まで移動すると、アームロック機構201では、図12に示すように、アーム回転軸51のフランジ51aに設けられた係合溝51bに対して、アームロックピン91の係止フランジ150が下側から係合する。このとき、係合溝51bのテーパ面51cに対して、係止フランジ150のテーパ部151が密着して当接するので、係合溝51bに対して係止フランジ100が確実に係合する。これにより、アーム回転軸51の回動が、アームロックピン91によってロックされ、アーム支持体16に対するアーム本体52のみの回動が制限される。つまり、この状態では、アーム本体52は、旋回軸25と一体となって回動する。
Further, the
一方、ツールロック機構202では、係止フランジ150のテーパ部151が、ローラシャフト80の透孔55側に突き出た端部に対して下側から係合する。さらに、ローラシャフト80の段付挿通孔58における摺動が制限されるので、フィンガ17に係止された工具ホルダ7に対するローラ81の押圧付勢が保持される。これにより、フィンガ17において、工具ホルダ7を確実に保持することができる。
On the other hand, in the
そして、フィンガ17,17に工具ホルダ7,7が把持された状態で、ATC駆動軸18がさらに回転すると、パラレルカム21が回転する。そして、パラレルカム21の板カム21a,21bが、スプライン副軸37に設けられた従動ローラ38に当接することによって、図10に示すように、旋回軸25及び工具交換アーム10が180゜旋回する。このとき、工具交換アーム10は、フィンガ17,17で工具ホルダ7,7を把持しながら旋回するため、アーム本体52に対して、鉄製の工具6,6、工具ホルダ7,7等の重量に起因する慣性モーメントが働く。つまり、アームロック機構201では、工具ホルダ7,7を把持しながら旋回するアーム本体52には、旋回軸25の旋回が停止してもさらに旋回しようとする力が働く。また、旋回軸25の旋回が開始する場合においても、工具ホルダ7,7を把持しながら旋回するアーム本体52には、停止しようとする力が働く。そして、いずれの場合でも、アーム本体52に働く力は、アーム回転軸51のフランジ51aの係合溝51bに係合するアームロックピン91の係止フランジ100をやや押し下げる。
When the
このとき、係合溝51bのテーパ面51cに対して、係止フランジ100のテーパ部101が下方にずれるので、係合溝51bのテーパ面51cが、係止フランジ100のテーパ部101を乗り越える恐れがある。しかしながら、万が一、係合溝51bのテーパ面51cが、係止フランジ100のテーパ部101を乗り越えてしまった場合でも、係合溝51bのテーパ面51cには、ストレート部103が当接するので、アームロック機構201によるロックがそのまま保持される。これにより、工具交換アーム10が旋回する際は、アームロックピン91によるロックが確実に保持されるので、工具交換アーム10の旋回位置がずれるのを防止できる。
At this time, since the tapered
また、ツールロック機構202においても、工具ホルダ7,7を把持しながらアーム本体52が旋回し、上記した慣性モーメントが働いた場合、アーム本体52に働く力は、ローラシャフト80の透孔55側の端部に当接するツールロックピン92の係止フランジ150をやや押し下げる。このとき、ローラシャフト80の透孔55側の端部に対して、係止フランジ150のテーパ部151が下方にずれるので、ローラシャフト80の透孔55側の端部が、係止フランジ150のテーパ部151を乗り越える恐れがある。しかしながら、万が一、ローラシャフト80の透孔55側の端部が、係止フランジ150のテーパ部151を乗り越えてしまった場合でも、ローラシャフト80の透孔55側の端部には、ストレート部153が当接するので、ツールロック機構202によるロックがそのまま保持される。これにより、工具交換アーム10が旋回する際は、ツールロックピン92によるロックが確実に保持されるので、フィンガ17から工具ホルダ7が脱落することを確実に防止できる。こうして、工具交換アーム10が正確かつ安全に180°旋回し、工具6,6の位置が互いに置き換わる。
Also in the
次に、第3工程について説明する。第2工程にて、工具6,6の位置が互いに置き換わった状態で、ATC駆動軸18が所定方向に回転すると、揺動レバー40が揺動し、旋回軸25が上方向に移動する。これに伴い、工具交換アーム10が上方に移動する。そして、工具交換アーム10が上死点まで移動されると、図9,図8に示すように、上フランジ61から上方に突出するアームロックピン91及びツールロックピン92が、主軸ヘッド3の下部に当接することによって、下方に押し下げられる。この場合、アームロック機構201では、アームロックピン91によるロックが解除されるので、アーム支持体16に対するアーム回転軸51のみの回動が許容される。つまり、この状態では、アーム本体52は、旋回軸25とは独立して回動することができる。これにより、アーム本体52は、工具ホルダ7が主軸9の工具装着部9aのテーパに沿って挿入されるときの工具ホルダ7の動きに従って揺動できるので、フィンガ17に把持された工具ホルダ7の位置が、主軸9の工具装着部9aに対してずれた場合でも確実に装着することができる。そして、工具ホルダ7と工具装着部9aとの間に負荷がかかることを防止できる。
Next, the third step will be described. In the second step, when the
さらに、ツールロック機構202では、ツールロックピン92が押し下げられるので、ローラシャフト80の透孔55側に突き出た端部から、ツールロックピン92の係止フランジ150のテーパ部151が離れる。これにより、ツールロックピン92によるロックが解除されるので、ローラシャフト80の透孔55側への摺動が許容される。これにより、フィンガ17による工具ホルダ7の把持が解除される。
Further, in the
次に、第4工程について説明する。図8に示すように、第3工程にて、主軸9の工具装着部9aに新しい工具ホルダ7が挿入され、各フィンガ17,17による工具ホルダ7の把持が解除されている。そして、外軸ギヤの凹部71a,71bには、アーム回転軸51の凸部72a,72bが各々嵌合している。そこで、ATC駆動軸18が逆方向に回転すると、平面溝カム24に沿って揺動子35が揺動する。すると、揺動子35に従動するセグメントギヤ34が回動し、セグメントギヤ34のギヤ29aに噛合する外軸ギヤ29が逆方向に回動する。ここで、アームロック機構201は解除されているので、外軸ギヤ29の回動に伴ってアーム回転軸51が回動し、該アーム回転軸51と一体となったアーム本体52が回動する。そして、アーム本体52は、工具交換位置(A)からアーム待機位置(B)に旋回する。こうして、工具交換装置1による工具交換工程が終了する。
Next, the fourth step will be described. As shown in FIG. 8, in the third step, a
なお、以上の説明において、図2,図3に示すフィンガ17が本発明の「把持部」に相当する。さらに、図2に示す上フランジ61、下フランジ63、貫通孔67、段付挿通孔69が本発明の「アームロックピン支持手段」に相当し、上フランジ61、下フランジ63、貫通孔65、段付挿通孔68が本発明の「ツールロックピン支持手段」に相当し、バネ95が本発明の「第1付勢手段」に相当し、バネ85が本発明の「第2付勢手段」に相当し、バネ93が本発明の「第3付勢手段」に相当し、ローラシャフト80が本発明の「当接部材」に相当する。さらに、図6に示すアームロックピン91の係止フランジ100が本発明の「第1係合部」に相当し、ストレート部103が本発明の「第1直線部」に相当する。また、図7に示すツールロックピン92の係止フランジ150が本発明の「第2係合部」に相当し、ストレート部153が本発明の「第2直線部」に相当する。さらに、アーム回転軸51のフランジ51aに設けられた係合溝51bのテーパ面51cが本発明の「第1被係合部」に相当し、ローラシャフト80の透孔55側に突き出た端部が本発明の「第2被係合部」に相当する。また、図1に示す駆動モータ15、ATC駆動軸18、揺動レバー40が本発明の「駆動手段」に相当する。
In the above description, the
以上説明したように、本実施形態の工具交換装置1では、アームロック機構201を構成するアームロックピン91の係止フランジ100において、テーパ部101の上部にストレート部103が設けられている。さらに、ツールロック機構202を構成するツールロックピン92の係止フランジ150において、テーパ部151の上部にストレート部153が設けられている。例えば、工具交換アーム10が180゜旋回する際には、アーム本体52に対して、鉄製の工具6,6、工具ホルダ7,7等の重量に起因する慣性モーメントが働く。このときのアーム本体52に働く力は、アーム回転軸51のフランジ51aの係合溝51bに係合するアームロックピン91の係止フランジ100をやや押し下げる。つまり、係合溝51bのテーパ面51cに対して、係止フランジ100のテーパ部101が下方にずれる。そして、万が一、係合溝51bのテーパ面51cが、係止フランジ100のテーパ部101を乗り越えてしまった場合でも、係合溝51bのテーパ面51cにはストレート部103が当接する。よって、アームロック機構201によるロックがそのまま保持される。これにより、工具交換アーム10が旋回する際は、アームロックピン91によるロックが確実に保持されるので、工具交換アーム10の旋回位置がずれるのを防止できる。
As described above, in the
また、ツールロック機構202においても、アーム本体52に働く力は、ローラシャフト80の透孔55側の端部に当接するツールロックピン92の係止フランジ150をやや押し下げる。このとき、ローラシャフト80の透孔55側の端部に対して、係止フランジ150のテーパ部151が下方にずれる。そして、万が一、ローラシャフト80の透孔55側の端部が、係止フランジ150のテーパ部151を乗り越えてしまった場合でも、ローラシャフト80の透孔55側の端部にはストレート部153が当接する。よって、ツールロック機構202によるロックがそのまま保持される。これにより、工具交換アーム10が旋回する際は、ツールロックピン92によるロックが確実に保持されるので、旋回中に、フィンガ17から工具が脱落することを確実に防止することができる。こうして、工具交換アーム10が正確かつ安全に180°旋回することによって、工具6,6の位置が互いに置き換えることができる。
Also in the
なお、本発明の工具交換装置は、上記実施形態に限らず、各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、上記実施形態では、工具交換アーム10のアーム本体52は、本体部53と、アーム部54,54とが一体化されて構成されているが、本体部53とアーム部54,54とは別体に構成してもよい。さらに、上フランジ61とアーム中軸62とを別体に構成してもよい。
Needless to say, the tool changer of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, the arm
また、工具交換アーム10のフィンガ17,17の向きは、互いに対称の向きになっていれば、上記実施形態とは逆の向きにすることも可能である。
Moreover, if the directions of the
また、上記実施形態では、アームロックピン91の係止フランジ100のテーパ部101、ツールロックピン92の係止フランジ150のテーパ部151、及び係合溝51bのテーパ面51cは、断面が直線状になっているが、曲線状になっていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the
本発明の工具交換装置は、旋回軸によるアーム本体の旋回動作によって、工作機械の主軸に工具を着脱可能に装着する工具交換装置に適用可能である。 The tool changer of the present invention can be applied to a tool changer that removably attaches a tool to a main spindle of a machine tool by a turning operation of an arm body by a turning axis.
1 工具交換装置
3 主軸ヘッド
6 工具
9 主軸
10 工具交換アーム
16 アーム支持体
17 フィンガ
25 旋回軸
51 アーム回転軸
51b 係合溝
51c テーパ面
52 旋回アーム
58 段付挿通孔
61 上フランジ
63 下フランジ
65 貫通孔
67 貫通孔
68 段付挿通孔
69 段付挿通孔
80 ローラシャフト
85 バネ
91 アームロックピン
92 ツールロックピン
93 バネ
95 バネ
100 係止フランジ
101 テーパ部
103 ストレート部
150 係止フランジ
151 テーパ部
153 ストレート部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記旋回軸の前記下端に設けられ、前記アーム本体を回動可能に支持するアーム支持体と、
当該アーム支持体に設けられ、前記アーム本体を前記アーム支持体に一体的に固定するアームロック機構と
を備え、
当該アームロック機構は、
上下方向に延設されたアームロックピンと、
当該アームロックピンを上下方向に移動可能に支持するとともに、前記アームロックピンの上部を、前記アーム支持体の上部から出退させるアームロックピン支持手段と、
当該アームロックピン支持手段に設けられ、前記アームロックピンを上方に向かって付勢する第1付勢手段と
から構成され、
前記アームロックピンには、鍔状の第1係合部が設けられ、
前記アーム本体には、前記第1係合部が下側から係合する第1被係合部が設けられ、
当該第1被係合部はテーパ状に形成され、
前記第1係合部は、前記第1被係合部のテーパ面に相対するテーパ状に形成され、
前記第1係合部の上部には、垂直上方に向かって延設された第1直線部が設けられ、
前記第1係合部が、前記第1被係合部に係合した場合に、前記アーム本体が前記アーム支持体に固定され、
前記アーム本体が上昇した場合に、前記アーム支持体の上部から突出する前記アームロックピンの上部が、前記主軸ヘッドの下部に当接して押し下げられ、前記第1係合部が前記第1被係合部から離脱することによって、前記アームロック機構による前記アーム本体の固定が解除されることを特徴とする工具交換装置。 Driving means provided on a spindle head of a machine tool, a turning shaft supported by the driving means so as to be movable up and down, and an arm body which is provided perpendicular to the lower end of the turning shaft and turns around the axis of the turning shaft And at least one end of the arm main body, and a gripping part for gripping the tool, and the tool gripped by the gripping part is mounted on the spindle of the machine tool by the swinging motion and the lifting motion of the swinging shaft. Or in a tool changer for extracting a tool mounted on the spindle,
An arm support that is provided at the lower end of the pivot shaft and rotatably supports the arm body;
An arm locking mechanism provided on the arm support, and integrally fixing the arm body to the arm support;
The arm lock mechanism is
An arm lock pin extending in the vertical direction;
An arm lock pin support means for supporting the arm lock pin so as to be movable in the vertical direction, and for allowing the upper portion of the arm lock pin to move in and out of the upper portion of the arm support;
A first urging means provided on the arm lock pin support means and urging the arm lock pin upward;
The arm lock pin is provided with a hook-shaped first engagement portion,
The arm body is provided with a first engaged portion with which the first engaging portion engages from below,
The first engaged portion is formed in a tapered shape,
The first engaging portion is formed in a tapered shape facing the tapered surface of the first engaged portion,
A first straight portion extending vertically upward is provided on the upper portion of the first engagement portion,
When the first engaging portion is engaged with the first engaged portion, the arm body is fixed to the arm support,
When the arm body is raised, the upper portion of the arm lock pin protruding from the upper portion of the arm support is pressed down against the lower portion of the spindle head, and the first engaging portion is moved to the first engaged portion. The tool changing device according to claim 1, wherein the arm body is released from being fixed by the arm lock mechanism by being separated from the joint portion.
当該当接部材を、前記把持部側に付勢する第2付勢手段と、
前記アーム支持体に設けられ、前記当接部材の先端部が工具に当接した状態で、前記当接部材の移動を制限するツールロック機構と
を備え、
当該ツールロック機構は、
上下方向に延設されたツールロックピンと、
当該ツールロックピンを上下方向に移動可能に支持するとともに、前記ツールロックピンの上部を、前記アーム支持体の上部から出退させるツールロックピン支持手段と、
当該ツールロックピン支持手段に設けられ、前記ツールロックピンを上方に向かって付勢する第3付勢手段と
から構成され、
前記ツールロックピンには、鍔状の第2係合部が設けられ、
前記当接部材の後端部には、前記第2係合部が下側から係合する第2被係合部が設けられ、
当該第2被係合部はテーパ状に形成され、
前記第2係合部は、前記第2被係合部のテーパ面に相対するテーパ状に形成され、
前記第2係合部の上部には、垂直上方に向かって延設された第2直線部が設けられ、
前記第2係合部が前記第2被係合部に係合した場合に、前記当接部材の移動が制限され、
前記アーム本体が上昇した場合に、前記アーム支持体の上部から突出する前記ツールロックピンの上部が、前記主軸ヘッドの下部に当接して押し下げられ、前記第2係合部が前記第2被係合部から離脱することによって、前記ツールロック機構による前記当接部材の移動の制限が解除されることを特徴とする請求項1に記載の工具交換装置。 An abutting member provided so as to be capable of withdrawing and retracting from the inside of the arm main body toward the gripping portion, and abutting on a tool attached to the gripping portion;
A second urging means for urging the contact member toward the grip portion;
A tool lock mechanism that is provided on the arm support and restricts movement of the contact member in a state in which a tip portion of the contact member is in contact with a tool;
The tool lock mechanism is
A tool lock pin extending vertically,
Tool lock pin support means for supporting the tool lock pin so as to be movable in the vertical direction, and for retracting the upper portion of the tool lock pin from the upper portion of the arm support,
A third urging means provided on the tool lock pin supporting means and urging the tool lock pin upward;
The tool lock pin is provided with a hook-like second engaging portion,
A second engaged portion with which the second engaging portion engages from below is provided at the rear end portion of the contact member,
The second engaged portion is formed in a tapered shape,
The second engaging portion is formed in a tapered shape facing the tapered surface of the second engaged portion,
A second straight portion extending vertically upward is provided on the upper portion of the second engagement portion,
When the second engaging portion is engaged with the second engaged portion, the movement of the contact member is limited,
When the arm body is raised, the upper portion of the tool lock pin protruding from the upper portion of the arm support is pressed down against the lower portion of the spindle head, and the second engagement portion is moved to the second engaged portion. 2. The tool changer according to claim 1, wherein the restriction of movement of the contact member by the tool lock mechanism is released by detaching from the joint portion.
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