JP2009006455A

JP2009006455A - 工作機械

Info

Publication number: JP2009006455A
Application number: JP2007171786A
Authority: JP
Inventors: Hisaki Itabashi; 久希板橋
Original assignee: Komatsu NTC Ltd
Current assignee: Komatsu NTC Ltd
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2009-01-15

Abstract

【課題】主軸に対する大重量の工具を把持した工具ホルダの交換作業を容易に行うことができる工作機械を提供する。
【解決手段】保護カバー３１の内側面に工具交換装置３２を装着する。工具交換装置３２を構成するシリンダ３３によって、工具パレット３６を上方の退避位置から下方に移動し、工具パレット３６の下面に設けた第１及び第２係合凹部４７，４８を前記テーブル２５の上面に設けた第１及び第２取付台座４５，４６に嵌合する。工具パレット３６をテーブル２５の上面の使用位置に受け渡した後、テーブル２５を工具パレット３６とともに前記主軸装置１６側に移動して、空の第２ホルダ把持具３９により使用済み工具ホルダ１８Ａを受け取り、第１ホルダ把持具３８に装着された新工具ホルダ１８Ｂを主軸１７に装着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械に係り、詳しくは主軸への工具ホルダの交換を容易に行うことができる工作機械に関する。

工作機械として、ベッドに左右方向及び前後方向の往復動可能に装着されたテーブルにワークを支持し、前記ベッドの後部上面に立設されたコラムに対し主軸装置を昇降可能に装着し、該主軸装置の主軸に装着された工具によりワークを加工するようにしたものが用いられている。工作機械には、ワークの加工時間が長くなったり、工具が折損したりして工具を交換するため、あるいは異種の工具と交換するため、工具交換装置が設けられている。この工具交換装置は、主軸から使用済み工具を工具ホルダとともに取り外し、一方、工具マガジンにストックされた新工具を備えた工具ホルダを取り出して主軸まで移動して、該主軸に工具ホルダを装着すように構成されている。（特許文献１参照）
前記工具マガジンにストックされる多数の工具ホルダは、全ての工具ホルダの脱着交換が同じ工具交換装置で行えるように全て同じ形状及び寸法の同一規格になっている。これらの標準的な工具ホルダには、例えばドリルやタップのような比較的軽量の工具が装着されている。

ところで、ワークに対する加工作業には、例えば、ワークの上面をフライス加工する場合がある。この場合には、主軸装置の主軸にフライスを保持した工具ホルダが装着される。このフライスはドリルやタップと比較して大型かつ大重量であるため、工具マガジンにストックしようとすると、工具マガジンを大型化しなければならないばかりでなく、工具ホルダのストック個数が少なくなる。このため、フライス等の大型の工具は、作業者の手作業によって、主軸装置の主軸に脱着されるようになっている。
特開２００６−１２３０４５号公報

前述したようにワークを支持するテーブルが左右方向及び前後方向に往復動される場合には、ベッドの前端面と主軸装置との間の前後方向の距離、つまり作業者と主軸装置までの距離が長くなる。このため、前述したフライス等の大重量の工具を把持した工具ホルダの手作業による交換作業がベッドの前方において作業者が両手で工具ホルダを保持して、両腕を主軸装置に伸ばすようにして行う必要があるので、工具ホルダの脱着作業が非常に煩わしくやりにくいという問題があった。

本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、主軸に対する大重量の工具を保持した工具ホルダの交換作業を容易に行うことができる工作機械を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ベッドの上面にワークを支持するテーブルを左右方向及び前後方向の往復動可能に装着し、前記ベッドの後部上面にコラムを設け、該コラムに主軸装置を上下方向の往復動可能に装着した工作機械において、前記テーブルに対し、工具ホルダを把持可能なホルダ把持具を有するパレットを取り付け、前記テーブルと一体に前記ホルダ把持具を前記主軸装置と対峙する位置に移動させることにより、前記主軸装置との間で工具交換可能にしたことを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記パレットは前記テーブルの左右いずれかの端部に取り付けられていることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記パレットと前記テーブルは脱着手段を介して脱着可能に構成されていることを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記脱着手段は、前記テーブルの上面に設けられた係合凸部又は係合凹部と、前記パレットの下面に設けられ、かつ前記係合凸部又は係合凹部に係合される係合凹部又は係合凸部とにより構成されていることを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３において、前記脱着手段は、前記テーブルの上面に設けられたクランプ機構と、前記パレットの下面に設けられ、かつ前記クランプ機構によりクランプされる被クランプ部材とにより構成されていることを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項３において、前記パレットは前記テーブルを左右方向に案内移動する案内レールにより左右方向の往復動可能に装着され、前記脱着手段は、前記テーブルの左右方向の端面に設けられたクランプ機構と、前記パレットの左右方向の端面に設けられ、かつ前記クランプ機構によりクランプされる被クランプ部材とにより構成されていることを要旨とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項において、前記パレットは不使用時には前記テーブルから取り外されて、所定位置に設けられた保持手段により退避位置に保持されていることを要旨とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７において、前記保持手段には、前記パレットを退避位置と、テーブルへの装着位置との間で位置の切り換えを行う位置切換機構が設けられていることを要旨とする。

請求項９に記載の発明は、請求項８において、前記位置切換機構は、前記パレットを昇降動作させる昇降機構と、該昇降機構により昇降動作される係止具と、前記パレットに設けられ、かつ前記係止具により係止される被係止具とにより構成されていることを要旨とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項において、前記パレットにはホルダ把持具が複数個に設けられていることを要旨とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項７〜１０のいずれか一項において、前記ベッド及びコラムの少なくともいずれか一方には、ワークの加工領域を覆う保護カバーが装着され、該保護カバーの内側面に前記保持手段が設けられていることを要旨とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１において、前記保護カバーには前記主軸装置側の加工空間と前記保持手段の収容空間とを区画する遮蔽カバーが設けられ、該遮蔽カバーには前記パレットを通過させる開口が設けられ、該開口は開閉手段により開閉されるようになっていることを要旨とする。
（作用）
請求項１記載の発明は、ホルダ把持具を有するパレットをテーブルに取り付けた状態で該テーブルとともに水平方向に一体に移動して、該パレットに装着された空のホルダ把持具を、主軸装置の主軸に装着された使用済み工具ホルダと対応させて、該工具ホルダを前記ホルダ把持具により把持する。主軸側のクランプ機構による前記工具ホルダのクランプを解除した後、主軸を上方に移動して、工具ホルダをホルダ把持具に受け渡す。前記テーブルがパレット及びホルダ把持具とともに前方の作業者の近くに移動され、作業者によりホルダ把持具から工具ホルダが取り外される。この空のホルダ把持具に新工具を把持した工具ホルダを把持させた後、テーブルをパレット及び工具ホルダとともに水平方向に移動し、工具ホルダを主軸と対応させた後、主軸を下方に移動し、工具ホルダを主軸に嵌合し、クランプ機構により工具ホルダをクランプする。さらに、テーブルを水平方向に移動して、工具ホルダからホルダ把持具を分離し、主軸に工具ホルダを装着する。テーブルの移動によってホルダ把持具は主軸と対応する位置から離れる。

請求項３に記載された発明は、テーブルからパレットが取り外された状態でテーブルに支持されたワークの加工作業が行われる。

請求項１又は２に記載の発明によれば、テーブルに取り付けられたパレットのホルタ把持具をテーブルとともに水平方向に移動して、主軸に対応させることができ、又、前方の作業者に接近する位置に移動させることができるので、主軸に対する大重量の工具を把持した工具ホルダの交換作業を容易に行うことができる。

請求項３〜１２のいずれか一項に記載の発明は、請求項１に記載の発明の効果に加えて、テーブルからパレットが取り外された状態でワークの加工作業が行われるので、パレットがワーク加工時の障害となるのを防止することができる。

以下、本発明を具体化した工作機械の一実施形態を図１〜図１４に従って説明する。
図２に示すように、ベッド１１の後部上面には、コラム１２が一体に立設され、そのコラム１２の前面には、二本のＺ軸案内レール１３が平行に敷設され、両Ｚ軸案内レール１３には、Ｚ軸サドル１４がサーボモータ、ボールネジ及びボールネジナットを備えたＺ軸移動機構１５によって、Ｚ軸（上下）方向の往復動可能に装着されている。前記Ｚ軸サドル１４の前面には主軸装置１６が装着され、この主軸装置１６の主軸１７には、テーパ状をなす取付孔１７ａが形成され、該取付孔１７ａには例えばフライス等の大重量の工具Ｔを装着した工具ホルダ１８Ａのテーパシャンク１８ａが嵌合された状態で、主軸１７内に設けた図示しないクランプ機構によって、取り外し可能に装着されている。

図１に示すように、前記ベッド１１の上面には二本のＹ軸案内レール２１がＹ軸（前後：紙面直交）方向に平行に敷設され、Ｙ軸案内レール２１には、Ｙ軸移動テーブル２２がサーボモータ、ボールネジ及びボールネジナットを備えたＹ軸駆動機構２３によって、Ｙ軸方向の往復動可能に装着されている。前記Ｙ軸移動テーブル２２の上面には、二本のＸ軸案内レール２４がＸ軸（左右）方向に平行に敷設され、該Ｘ軸案内レール２４にはテーブル２５がサーボモータ、ボールネジ及びボールネジナットを備えたＸ軸駆動機構２６によってＸ軸方向の往復移動可能に装着されている。

前記ベッド１１及びコラム１２には、テーブル２５の上面に支持されたワークを前記主軸装置１６の工具Ｔによって加工する際に、切屑やクーラントが飛散するのを防止するための保護カバー３１が装着されている。この保護カバー３１の前面には、図示しないが開口が形成され、開閉ドアにより開閉可能になっている。

次に、この発明の要部構成の工具交換装置３２の構成について説明する。
図１に示すように前記保護カバー３１の左側の内側面には、シリンダ３３が下向きに取り付けられ、このシリンダ３３のピストンロッド３３ａの下端ねじ部には、係止具３４が上下二つのナット３５によって締め付け固定されている。前記係止具３４には、垂直板部３６ａ、上部水平板部３６ｂ及び下部水平板部３６ｃによって構成された工具パレット３６が係脱可能に装着されている。工具パレット３６の前記垂直板部３６ａの背面には、前記係止具３４のフック３４ａに係止されるＬ字状の被係止具３７が溶接等によって取り付けられている。前記係止具３４には、前記保護カバー３１の内側面に摺接される案内板部３４ｂが湾曲形成され、該案内板部３４ｂにより係止具３４がピストンロッド３３ａを中心に回動しないようにしている。この実施形態では、前記シリンダ３３、係止具３４及び被係止具３７等により工具パレット３６を、退避位置に保持する保持手段、工具パレット３６の位置を退避位置とテーブル２５への装着位置との間で切り換える位置切換機構及び工具パレット３６の昇降機構が構成されている。

図４に示すように、前記工具パレット３６の上部水平板部３６ｂには、フライス等の大重量の新工具Ｔを有する工具ホルダ１８Ｂ（以下、新工具ホルダ１８Ｂと言う）を把持するための第１ホルダ把持具３８及び前記主軸１７に装着された工具ホルダ１８Ａ（以下、使用済み工具ホルダ１８Ａと言う）を受け取るための第２ホルダ把持具３９がＹ軸方向に所定の間隔をおいて装着されている。両ホルダ把持具３８，３９は同じ構成であるため、第１ホルダ把持具３８の構成について説明する。図５（ａ）に示すように第１ホルダ把持具３８は、前記工具パレット３６の上部水平板部３６ｂの上面に取付固定される支持金具４０に対し、一対の把持アーム４１，４２が連結ピン４３によって、往復回動可能に装着されている。前記把持アーム４１，４２の基端部には、コイルばね４４が介在されている。前記把持アーム４１，４２の先端部には、前記新工具ホルダ１８Ｂの外周面に形成した環状溝１８ｂに係合される円弧突条部４１ａ，４２ａが形成されている。この円弧突条部４１ａ，４２ａによって、図５（ａ）に示すように新工具ホルダ１８Ｂの環状溝１８ｂが挟着された状態において、把持アーム４１，４２によって、新工具ホルダ１８Ｂが保持されるようになっている。そして、前記新工具ホルダ１８Ｂを円弧突条部４１ａ，４２ａの間から強制的に引き出すことによって、把持アーム４１，４２が連結ピン４３を中心に回動されて前記コイルばね４４が圧縮され、円弧突条部４１ａ，４２ａが一時的に離隔される方向に変位され、図５（ｂ）に示すように新工具ホルダ１８Ｂが第１ホルダ把持具３８の先端部から分離される。なお、前記第１ホルダ把持具３８に対する新工具ホルダ１８Ｂの取り付け動作は上述の取り外し動作と逆の動作により行われる。

図４に示すように、前記テーブル２５の上面には、Ｙ軸方向に所定間隔をおいて、第１取付台座４５及び第２取付台座４６が取り付けられている。第１取付台座４５及び第２取付台座４６の上端部には、小径の係合ピン４５ａ，４６ａが一体に形成されている。一方、前記工具パレット３６の下部水平板部３６ｃの下面には、前記第１及び第２取付台座４５，４６の係合ピン４５ａ，４６ａを係合可能な第１係合凹部４７及び第２係合凹部４８が形成されている。

図１及び図３に示すように、前記保護カバー３１には、前記工具交換装置３２による工具交換動作が停止された状態において、工具交換装置３２を主軸装置１６側の加工領域から遮蔽するための遮蔽カバー５１が装着されている。この遮蔽カバー５１について説明すると、前記保護カバー３１にはカバー本体５２が図３に示すようにＹ軸方向に指向するように取り付けられている。前記カバー本体５２の下部には、図１に示すように前記工具交換装置３２の工具パレット３６がＸ軸方向に通過可能な開口部５２ａが形成されている。カバー本体５２の上部側面には、シリンダ５３が取り付けられ、そのピストンロッド５４には前記開口部５２ａを開閉するための開閉手段としての開閉カバー５５が連結されている。そして、前記シリンダ５３が作動されてピストンロッド５４が昇降動作されると、開閉カバー５５が昇降動作されて、カバー本体５２の開口部５２ａが開閉されるようにしている。

以上のように構成された工作機械には、図示しないが主軸１７に装着された工具Ｔによりワークの加工動作を予め設定されたプログラムに基づいて制御するためのコンピュータを備えた制御装置が設けられている。そして、この制御装置には、前記工具交換装置３２の動作を予め設定されたプログラムに基づいて制御する機能も備えられていて、次に述べる工具の交換動作が行われるようになっている。

なお、この工作機械には、図示しないが、比較的軽量の通常の工具を保持した工具ホルダの交換動作を行うことができる工具マガジンや交換アームからなる周知の工具交換装置も装着されている。

次に、前記のように構成された工作機械の工具交換装置３２の動作について説明する。
図１は前記主軸装置１６の主軸１７に使用済み工具ホルダ１８Ａが装着されるとともに、前記工具パレット３６が係止具３４によって支持され、シリンダ３３のピストンロッド３３ａが上限位置に移動されて、工具パレット３６が上方の退避位置に保持され、第１ホルダ把持具３８に新工具ホルダ１８Ｂが把持され、第２ホルダ把持具３９が空の状態（図２参照）を示す。又、図１はテーブル２５がＸ軸方向左方に移動されて、前記第１及び第２取付台座４５，４６が、前記工具パレット３６の第１及び第２係合凹部４７，４８と上下方向に関して対応する位置に停止された状態を示す。この状態において、前記主軸１７側の使用済み工具ホルダ１８Ａを、新工具Ｔを保持した新工具ホルダ１８Ｂと交換する動作が次のように行われる。

最初に、図１において、遮蔽カバー５１のシリンダ５３が作動されて、図６に示すようにピストンロッド５４によって開閉カバー５５が引き上げられ、カバー本体５２の開口部５２ａが開放される。又、図１において、シリンダ３３が作動されてピストンロッド３３ａ、係止具３４及び工具パレット３６が下方に移動され、図６に示すように前記第１及び第２取付台座４５，４６に、工具パレット３６の第１及び第２係合凹部４７，４８が係合される。さらに前記ピストンロッド３３ａ及び係止具３４が下方に移動されると、被係止具３７から係止具３４が離脱されて、係止状態が解除され、工具パレット３６がテーブル２５上の装着位置に受け渡される。

この状態において、前記Ｘ軸駆動機構２６及びＹ軸駆動機構２３が作動されて、テーブル２５が工具パレット３６とともに、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動される。又、Ｚ軸移動機構１５が作動されて図７に示すように前記工具パレット３６の空の第２ホルダ把持具３９と、前記主軸装置１６に装着された使用済み工具ホルダ１８Ａの環状溝１８ｂとが同じ高さ位置となるように、かつＸ軸方向に関して、同一直線上に位置するように、前記テーブル２５及び主軸１７がＸ，Ｚ，Ｙ軸方向に移動される。この図７に示す状態において、前記テーブル２５が工具パレット３６とともに、Ｘ軸方向右方に移動されることにより、図８に示すように空の第２ホルダ把持具３９が主軸１７に装着された使用済み工具ホルダ１８Ａの環状溝１８ｂに係合される。この図８に示す状態で、主軸装置１６の主軸１７に内蔵したクランプ機構のクランプ状態が解除されるとともに、Ｚ軸移動機構１５が作動されて、Ｚ軸サドル１４及び主軸装置１６が上方に移動されると、図９及び図１０に示すように第２ホルダ把持具３９に使用済み工具ホルダ１８Ａが受け渡される。

図９及び図１０に示す状態において、前記Ｙ軸駆動機構２３が作動されて、テーブル２５が工具パレット３６と共に、Ｙ軸方向に移動され、第１ホルダ把持具３８に保持されていた新工具ホルダ１８Ｂが図１１に示すように主軸装置１６の主軸１７とＺ軸方向に関して同一直線上に移動されて停止される。この状態で、前記Ｚ軸移動機構１５が作動されて、Ｚ軸サドル１４及び主軸装置１６が下方に移動され、主軸１７の取付孔１７ａに、図１２に示すように新工具ホルダ１８Ｂのテーパシャンク１８ａが嵌合され、図示しないクランプ機構によって、新工具ホルダ１８Ｂがクランプされる。この状態において、前記Ｘ軸駆動機構２６が作動されて、テーブル２５及び工具パレット３６が図１３に示すようにＸ軸方向左方に移動されることにより、主軸１７に装着された新工具ホルダ１８Ｂから第１ホルダ把持具３８が引き離される。

その後、前記テーブル２５がさらにＸ軸方向左方に移動されて、図１４に示すように工具パレット３６の被係止具３７が前記係止具３４と対応する位置まで移動されると、テーブル２５が停止される。この状態において、前記シリンダ３３が作動されて、ピストンロッド３３ａ及び係止具３４が引き上げられ、係止具３４のフック３４ａが被係止具３７に係合され、係止具３４の上昇によって工具パレット３６が上方向に移動される。そして、第１及び第２係合凹部４７，４８が、テーブル２５の第１及び第２取付台座４５，４６から引き離され、工具パレット３６が退避位置に移動される。さらに、シリンダ５３が作動されて、ピストンロッド５４及び開閉カバー５５が下方に移動されて、カバー本体５２の開口部５２ａが開閉カバー５５によって閉鎖される。

以上の動作により使用済み工具ホルダ１８Ａと新工具ホルダ１８Ｂとの交換が終了する。なお、前述した工具ホルダの交換動作は、前記第１ホルダ把持具３８に新工具ホルダ１８Ｂを装着し、第２ホルダ把持具３９を空にして行うようにしたが、第１ホルダ把持具３８を空にし、第２ホルダ把持具３９に新工具ホルダ１８Ｂを把持して、使用済み工具ホルダ１８Ａ及び新工具ホルダ１８Ｂの交換を行うようにしてもよい。

ところで、前記主軸１７に使用済み工具ホルダ１８Ａが装着されず、工具パレット３６の第１及び第２ホルダ把持具３８，３９にも新工具ホルダ１８Ｂが装着されていない状態においては、保護カバー３１の前面に設けられた図示しない開閉用窓が開放された状態で、前記テーブル２５をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動することにより工具パレット３６の第１及び第２ホルダ把持具３８，３９を作業者に近い開閉用窓に接近した所定位置に停止させる。そして、両ホルダ把持具３８，３９に対し作業者が手作業により二つの新工具ホルダ１８Ｂを装着する。その後、制御装置からの制御信号に基づいて、二つの新工具ホルダ１８Ｂのうちの一方を主軸１７へ装着した後、残りの新工具ホルダ１８Ｂを工具パレット３６とともに退避位置へ移動する。

上記実施形態の工作機械によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、前記ベッド１１に対し、テーブル２５をＸ軸方向及びＹ軸方向の往復移動可能に装着し、このテーブル２５の上面に第１及び第２取付台座４５，４６を設け、一方、保護カバー３１の内側面にシリンダ３３を取り付けると共に、ピストンロッド３３ａの下端部に係止具３４を取り付け、この係止具３４に工具パレット３６の背面に固着した被係止具３７を係止するようにした。又、前記工具パレット３６の上端部に第１及び第２ホルダ把持具３８，３９を装着し、工具パレット３６の下面に前記第１及び第２取付台座４５，４６に係合される第１及び第２係合凹部４７，４８を形成した。このため、前記シリンダ３３を作動して、工具パレット３６を下方に移動し、前記第１及び第２取付台座４５，４６と、第１及び第２係合凹部４７，４８とを係合させることにより、工具パレット３６をテーブル２５の上面に装着することができる。この結果、テーブル２５をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させて、工具パレット３６の第１ホルダ把持具３８又は第２ホルダ把持具３９と、主軸装置１６の主軸１７とを対応させることができ、大重量の工具Ｔを保持した使用済み工具ホルダ１８Ａと新工具ホルダ１８Ｂの交換動作を容易に行うことができる。

（２）上記実施形態では、工具パレット３６に第１及び第２ホルダ把持具３８，３９を設けたので、一方の第１ホルダ把持具３８に新工具ホルダ１８Ｂを装着し、他方の第２ホルダ把持具３９を空の状態にして、主軸１７に装着された使用済み工具ホルダ１８Ａを第１ホルダ把持具３８に装着された新工具ホルダ１８Ｂと交換する作業を効率よく行うことができる。

（３）上記実施形態では、保護カバー３１の内部に遮蔽カバー５１を設けたので、テーブル２５の上面に支持されたワークの加工作業中にクーラントや切屑が工具交換装置３２に飛散するのを防止することができる。

（４）上記実施形態では、テーブル２５からパレット３６が取り外された状態でワークの加工作業が行われるので、パレット３６がワーク加工時の障害となるのを防止することができる。又、パレット３６にクーラントや切屑が付着し、工具の把持に悪影響を及ぼすことを防止することができる。

次に、この発明の別の実施形態について説明する。
図１５に示す実施形態は、前記テーブル２５に対する工具パレット３６の脱着手段を変更したものである。前記テーブル２５の上面には穴２５ａが形成され、この穴２５ａにはクランプ機構６１が装着されている。前記穴２５ａにはクランプ機構６１の台座６２が嵌着されている。この台座６２の中心孔６２ａにはコレット６３が複数箇所に収容され、ピストン６４の往復移動によって、コレット６３の爪６３ａがクランプ位置又はアンクランプ位置に切り換えられるようになっている。一方、前記工具パレット３６の下部水平板部３６ｃの下面には、前記コレット６３の爪６３ａにクランプされる頭部６５ａを有する被クランプ部材としての頭付軸６５が下向きに固定されている。前記下部水平板部３６ｃの下面には前記頭付軸６５を囲繞するように、受座６６が取り付けられ、この受座６６のテーパ面６６ａに、前記台座６２の上端部に形成されたテーパ面６２ｂが嵌合されることによりテーブル２５に対する工具パレット３６の水平方向の位置決めが行われる。

この実施形態においては、テーブル２５に対して工具パレット３６を確実に連結することができる。
図１６に示す実施形態は、前記Ｘ軸案内レール２４に対し工具パレット３６をＸ軸方向の往復移動可能に装着するとともに、前記クランプ機構６１の台座６２をテーブル２５のＸ軸方向の左側の端面に装着し、前記工具パレット３６の下部水平板部３６ｃのＸ軸方向の右側端面に前記頭付軸６５及び受座６６を装着するようにしている。

この実施形態においては、前記工具パレット３６を昇降動作させる機構が不要となるので、構造を簡素化して、部品点数を低減し、製造及び取付作業を容易に行うことができる。又、クランプ機構６１がテーブル２５の上面から上方に突出していないので、テーブル２５の上面にワークを支持して加工する際にクランプ機構６１が障害となることはない。

なお、前記各実施形態は以下のように具体化してもよい。
・図１７（ａ）に示すように、前記工具交換装置３２のシリンダ３３、係止具３４及び被係止具３７を省略し、前記テーブル２５の端面に工具パレット３６をボルト７１により締め付け固定してもよい。この場合には、作業者の手作業によりボルト７１を外して工具パレット３６の脱着を行うので、脱着作業に手間がかかるが、構造を簡素化して、部品点数を低減し、製造を容易に行い、コストを低減することができる。

・図１７（ｂ）に示すように、テーブル２５に対し工具パレット３６をヒンジ機構７２により実線で示す退避位置と鎖線で示す使用位置との間で位置の切り換えを行うようにしてもよい。なお、この位置の切り換えは図示しないが、例えばシリンダで行うことができる。

・工具パレット３６を工作機械から離れた位置にストックしておき、工具ホルダの交換の際に、図１７（ｃ）に示すように、工具パレット３６を作業者が前記テーブル２５の上面に形成された係合孔２５ｂに工具パレット３６の下面に設けた係合凸部７３を係合するようにしてもよい。

・図１７（ａ）〜（ｃ）において、工具パレット３６をテーブル２５の右側に装着してもよい。
・図示しないが、前記工具パレット３６に第１ホルダ把持具３８を一個又は三個以上装着してもよい。

・図示しないが、前記テーブル２５に設けた第１及び第２取付台座４５，４６を係合凹部とし、前記工具パレット３６の第１及び第２係合凹部４７，４８に代えて、係合凸部を設けてもよい。

・前記保護カバー３１の内側面に前記工具パレット３６の被係止具３７を係止するための係止具３４を取り付け固定し、この係止具３４に工具パレット３６を係止して退避位置に保持するようにしてもよい。この場合には、手作業によって工具パレット３６がテーブル２５に装着される。又、その工具パレット３６の装着位置で同時に作業者によるホルダ把持具３８への工具ホルダの脱着作業を行うこともできる。

・図１に示す工具パレット３６の退避位置において、該工具パレット３６の第１ホルダ把持具３８への作業者による工具ホルダの取り付け又は取り外し作業を行うことができるようにしてもよい。この場合には、保護カバー３１の前壁又は後壁に脱着専用の開閉窓を設ける。この実施形態ではワークを加工中において、工具ホルダの取り換え作業を行なえるメリットがある。

・前記工具交換装置３２のシリンダ３３に代えて、電磁ソレノイド又は他のアクチュエータを用いてもよい。
・前記テーブル２５に工具パレット３６を取り外し不能に溶接等により固定してもよい。この場合には、ワークの加工作業中に工具パレット３６が工具Ｔと干渉しないようにするため、例えばテーブル２５を大きしたり、工具パレット３６の取り付け位置をテーブル２５から離隔したりしてもよい。

この発明の工作機械を具体化した一実施形態を示す正断面図。工作機械の左側断面図。工作機械の平断面図。テーブルと工具パレットを示す分離斜視図。（ａ）（ｂ）は、第１ホルダ把持具の平面図。工作機械の工具交換動作を説明する断面図。工作機械の工具交換動作を説明する断面図。工作機械の工具交換動作を説明する正面図。工作機械の工具交換動作を説明する正面図。工作機械の工具交換動作を説明する左側面図。工作機械の工具交換動作を説明する左側面図。工作機械の工具交換動作を説明する左側面図。工作機械の工具交換動作を説明する正断面図。工作機械の工具交換動作を説明する正断面図。この発明の別の実施形態を示す断面図。この発明の別の実施形態を示す正断面図。（ａ）〜（ｃ）は、この発明の別の実施形態を示す正面図。

符号の説明

１１…ベッド、１２…コラム、１６…主軸装置、１８Ａ…使用済み工具ホルダ、１８Ｂ…新工具ホルダ、２５…テーブル、３１…保護カバー、３４…係止具、３６…パレット、３７…被係止具、３８，３９…ホルダ把持具、５１…遮蔽カバー、５５…開閉手段としての開閉カバー、６１…クランプ機構、７３…係合凸部。

Claims

ベッドの上面にワークを支持するテーブルを左右方向及び前後方向の往復動可能に装着し、前記ベッドの後部上面にコラムを設け、該コラムに主軸装置を上下方向の往復動可能に装着した工作機械において、
前記テーブルに対し、工具ホルダを把持可能なホルダ把持具を有するパレットを取り付け、前記テーブルと一体に前記ホルダ把持具を前記主軸装置と対峙する位置に移動させることにより、前記主軸装置との間で工具交換可能にしたことを特徴とする工作機械。
請求項１において、前記パレットは前記テーブルの左右いずれかの端部に取り付けられていることを特徴とする工作機械。
請求項１又は２において、前記パレットと前記テーブルは脱着手段を介して脱着可能に構成されていることを特徴とする工作機械。
請求項３において、前記脱着手段は、前記テーブルの上面に設けられた係合凸部又は係合凹部と、前記パレットの下面に設けられ、かつ前記係合凸部又は係合凹部に係合される係合凹部又は係合凸部とにより構成されていることを特徴とする工作機械。
請求項３において、前記脱着手段は、前記テーブルの上面に設けられたクランプ機構と、前記パレットの下面に設けられ、かつ前記クランプ機構によりクランプされる被クランプ部材とにより構成されていることを特徴とする工作機械。
請求項３において、前記パレットは前記テーブルを左右方向に案内移動する案内レールにより左右方向の往復動可能に装着され、前記脱着手段は、前記テーブルの左右方向の端面に設けられたクランプ機構と、前記パレットの左右方向の端面に設けられ、かつ前記クランプ機構によりクランプされる被クランプ部材とにより構成されていることを特徴とする工作機械。
請求項１〜６のいずれか一項において、前記パレットは不使用時には前記テーブルから取り外されて、所定位置に設けられた保持手段により退避位置に保持されていることを特徴とする工作機械。
請求項７において、前記保持手段には、前記パレットを退避位置と、テーブルへの装着位置との間で位置の切り換えを行う位置切換機構が設けられていることを特徴とする工作機械。
請求項８において、前記位置切換機構は、前記パレットを昇降動作させる昇降機構と、該昇降機構により昇降動作される係止具と、前記パレットに設けられ、かつ前記係止具により係止される被係止具とにより構成されていることを特徴とする工作機械。
請求項１〜９のいずれか一項において、前記パレットにはホルダ把持具が複数個に設けられていることを特徴とする工作機械。
請求項７〜１０のいずれか一項において、前記ベッド及びコラムの少なくともいずれか一方には、ワークの加工領域を覆う保護カバーが装着され、該保護カバーの内側面に前記保持手段が設けられていることを特徴とする工作機械。
請求項１１において、前記保護カバーには前記主軸装置側の加工空間と前記保持手段の収容空間とを区画する遮蔽カバーが設けられ、該遮蔽カバーには前記パレットを通過させる開口が設けられ、該開口は開閉手段により開閉されるようになっていることを特徴とする工作機械。