JP2707462B2 - 爪自動交換装置とマガジンストッカーとの間におけるマガジンの交換方法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本願は、チャックから抜き取った使用済の爪を係止
し、爪自動交換装置の保持部に装着されているマガジン
と、交換用の爪を係止し、マガジンストッカーの収納溝
に収納されているマガジンとを、マガジンストッカーと
上記保持部との間で交換する交換方法と装置に関するも
のである。

従来の技術とその問題点 省力化と生産性の向上を図る目的で、チャックの爪を
自動的に交換する自動交換装置はすでに実用に供されて
いる。然しながら製品の多様化によもない多品種少量生
産の傾向にある現今では、必要とする爪の種類が数十種
にも及ぶ場合があり、従来装置のように交換用の爪を交
換装置の上に設置した円盤に係止してストックするもの
では、ストックする爪の組数に自ずから限界があり対処
し得ない。

ストックする爪の組数を多くし、多品種少量生産の要
求を満足する目的で、一組の交換用の爪を装着した多数
のカセット（本願におけるマガジン）を係脱自在に順環
移送装置に取付けておき、必要な爪が装着されたカセッ
トを交換装置に近接して設けた交換位置迄運搬し、この
位置でカセットをピッチ移動させながら、チャックとカ
セットから爪を同時に抜き取りこれを交互に入れ換える
ようにした装置が提案されている。この装置は順環移送
装置から交換位置迄カセットを運搬するのに複雑な運搬
装置を必要とするばかりでなく、直立状態にあるカセッ
トを水平状態に反転させる等、カセットに複雑な動きを
行なわせており作動が不安定となるおそれがあり、これ
に加え、順環移送装置にカセットを係脱する係脱位置を
も必要とするもので、構造が複雑となり製造コストが高
くメンテナンスにも人手を要し、自動化機械としては信
頼性に欠ける憾みがある。

問題点を解決するための手段 本願は、これ等従来装置の問題点を解決するために発
明されたもので、使用済の爪を係止したマガジンが装着
されている爪交換装置の保持部をマガジンの着脱位置に
割り出し、割り出された保持部から水平方向にマガジン
を取り出してこのマガジンを、爪自動交換装置とマガジ
ンストッカーの間の中継部で、保持部からの取り出し方
向と同じ水平面上をマガジンストッカーに向けて中継移
送する工程と、中継移送したマガジンを、割り出された
マガジンストッカーの空の収納溝に、前二者と同一水平
面を保持したまま収納し、次いで、所望の交換用の爪を
係止したマガジンが収納されている収納溝を割り出し、
割り出された収納溝から、マガジンを上述と同じ水平方
向に取り出してこのマガジンを、上記と逆の順序により
保持部に挿着するようにして従来の問題点を解決したも
のである。

実施例 以下本願を、実施例を示す図面により詳細に説明す
る。本願は上述したように、爪自動交換装置（以下爪交
換装置と称す）とマガジンストッカーとの間の、詳しく
は使用済の爪を係止したマガジンが装着されている爪交
換装置の保持部と、交換用の爪を係止したマガジンが収
納されているマガジンストッカーの収納溝との間で、夫
々のマガジンを交換する交換方法と装置であり、以下の
説明から明らかなように爪交換装置そのものの構成は、
マガジンを装着する保持部を有しこの保持部を、マガジ
ンの着脱位置と爪の交換位置とに割出すものであればそ
の形式は問わないが、以下に詳述する実施例の説明で
は、本出願人が特願昭63−124368号として先に出願した
「チャックの爪自動交換装置」を、本願実施例の爪自動
交換装置として適用した場合について説明する。

本願は上記爪交換装置１とマガジンストッカー２と、
この両者間に配設した中継部３とを要部としており、最
初にマガジンストッカー２の構成は以下の通りである。
マガジンストッカー２は、爪交換装置１が取付けられて
いる旋盤等の工作機４に沿いこれと所定の間隔を持って
設置され、まず収納箱５は下枠６上枠７及び竪枠8,8aと
からなり、前後方向（第１図で左右方向）が開放した枠
体である。而して収納箱５は第１図に示すように、床板
９により上下方向に三段に区画され、床板９及び上枠７
の前端側は下枠６と竪枠8,8aの前側面より内側となって
いる（第１図）。区画された夫々の階層には、後記する
マガジン10を収納して貯蔵する多数の収納体11が、収納
箱５の前後方向に向け等間隔に設置されている。収納体
11はマガジン10と略等しい長さを有し、マガジン10が嵌
合される側面形状Ｃ形の収納溝12が設けられ、収納溝12
の開口部側には、マガジン10に係止した爪13を支承する
支持部14が突設されており、又収納体11の前端側下部
は、上記床板９及び上枠７の前端部付近迄切欠いて、後
記する中継部３の一部が嵌入する嵌入部15が構成されて
いる。

次に、上記のように構成された収納箱５を上下左右に
移動させ、収納溝12の夫々を所定の位置に割り出す割出
装置16について説明する。17は台座で基板18に設けたレ
ール19に滑子20が蟻嵌合し第２図で左右方向に移動自在
であり、更に台座17に植設したガイドロッド21の先端に
支持板22を取付けて架台23を構成する。24は第１スクリ
ュウロッド又26は第２スクリュウロッドで、第１スクリ
ュウロッド24は上記台座17に螺合されるとともに両端が
基板18に枢支されて第１割出モータ25により正逆回転を
行ない、台座17がレール上を摺動し架台23は第２図にお
いて左右方向に移動する。又第２スクリュウロッド26は
上下両端を支持板22と台座17とに枢支され、第１スクリ
ュウロッド24と同様に第２割出モータ27により正逆回転
する。28,28aは収納箱５の竪枠8,8aに取付けた案内ブロ
ックで、一方の案内ブロック28には第２スクリュウロッ
ド26が螺合されるとともに案内ロッド21が嵌挿され、又
他方の案内ブロック28aには案内ロッド21のみが嵌挿さ
れており、以上の構成から第２割出モータ27の正逆回転
により収納箱５はガイドロッド21に案内されて上下動す
る。従って収納箱５はこの上下動と、上記した第１割出
モータ25による架台23の左右方向の移動を合成すること
によりX,Y方向に移動し、収納溝12の夫々を所定の着脱
位置Ｃに割出す。尚第1,第２割出モータ25,27の電気制
御は、従来行なわれている制御機構から適宜に選択する
ものであり説明は省略する。

次に、中継部３について説明する。中継部３は上記マ
ガジンストッカー２と後記する爪交換装置１との間に配
設され爪交換装置１の保持部76とマガジンストッカー２
との間で、爪13を係止したマガジン10を中継移送するも
ので以下の通りである。

29は反転テーブルで、工作機４に取付けたベース30に
回転自在に支承され、駆動源31により180°の反転動作
を行なうように、マガジンストッカー２と爪交換装置１
との間に設けてあり、反転テーブル29の上面の高さは爪
交換装置１の後記する案内レール84の高さと等しく設定
されている。32は反転テーブル29に取付けた中継用の保
持体、又35はマガジン10の移送を司る移送シリンダで、
保持体32には上記マガジンストッカー２の収納体11と同
様に側面形状がＣ型の保持溝33が設けられ、爪交換装置
１とマガジンストッカー２の間で交換するマガジン10
を、中継移送するために一時的に保持する。而して反転
テーブル29の上記保持溝32の開口部側は第３図の如く切
欠かれ、マガジン10に係止した爪13を下から支持する支
持部34となっており、更に第３図に示す状態において上
記保持溝33と、着脱位置Ａに割出された保持部76の案内
溝77とは同一水平面上で一直線に対応している。

次いで移送シリンダ35は第３図に示すように、上記保
持溝33の中心よりＬだけ偏芯して反転テーブル29上に設
置され、ピストンロッド36の先端に取付けたプッシャー
37が保持溝33に遊合され、又プッシャー37にはマガジン
10引き出し用の引出シリンダ38が取付けられている。該
引出シリンダ38は、引出ピン38aを後記するマガジン10
の位置決孔41に嵌入し、移送シリンダ35のピストンロッ
ド36が後退する際に、保持部76の案内溝77又は収納体11
の収納溝12よりマガジン10を引き出し、このマガジン10
を保持体32の保持溝33に引き込んで一時的に保持させ中
継を行なう。又プッシャー37は上記のように保持溝33に
引き込んだマガジン10を、ピストンロッド36の前進によ
り保持溝33から押し出し、上記案内溝77又は収納溝12内
に挿着する。

以上詳述したように本実施例の中継部３は、保持体32
と移送シリンダ35との軸芯がＬだけ偏芯しているので、
第３図の状態からＰ点を中心として反転テーブル29を時
計又は反時計方向に180°反転させると、保持体32の軸
芯は仮想線で示す位置、即ち保持部76の案内溝77の軸芯
より2Lだけ、同一水平面上を第３図において上側に変位
し、又図面から明らかなように反転テーブル29を反転さ
せるため、図面において上側を向いて保持部76から取り
出された爪13は下側を指向する。従ってマガジン交換を
行なう場合、マガジンストッカー２の収納体11に穿った
収納溝12の割出位置は、案内溝77の軸芯より2Lだけ変位
した同一水平面上となり、この位置が夫々の収納体11の
着脱位置Ｃとなる（第１図，第３図）。又当然のことな
がら、マガジンストッカー２への収納体11の取付けは、
第３図において爪13が下方を向いた状態でマガジン10が
収納溝12に収納されるように取付ける。更に上記実施例
は、爪交換装置１とマガジンストッカー２との間隔を可
及的に挟くすることにより反転テーブル29の長さと、移
送シリンダ35のストロークを短かくしてサイクルタイム
の短縮を図るとともに、反転にともなう図示を省略した
圧流体配管の揺動を、可能な限り少なくするようにした
もので図示に限定されるものではない。例えば反転テー
ブル29の長さは若干長くなるが、移送シリンダ35と保持
体32の保持溝33の軸芯とを同一線上に設けても可でこの
場合は軸芯のズレがない。又爪交換装置１とマガジンス
トッカー２との間に、着脱位置Ａ及びＣに割出された保
持部76及び収納体11の夫々に一直線に対応しかつ反転は
行なわないように、工作機４の機台又は床面等に固定的
に保持体32を配設し、一方構成は上記実施例と同様に構
成されストロークを長くした移送シリンダ35を、マガジ
ンストッカー２の背面側即ち第３図において右側に、割
出された収納体11に対応するようにして床面等に固定的
に取付けてもよく、尚この場合は反転を行なわないの
で、中継移送にともない爪の向きが上下に変化すること
がない。

以上において、本願実施例のマガジンストッカー２と
中継部３との構成について述べたが、次いで爪13を係止
貯蔵するマガジン10と、該マガジン10とチャック39との
間で新旧の爪13の入れ換え、即ち爪13の交換を行なう交
換装置１及びチャック39の詳細について順に説明する。

マガジン10には第７図及び第８図に示すように、爪13
を係止貯蔵する三本の貯蔵溝40が等間隔に設けられ、該
貯蔵溝40の左右両外側には位置決孔41が穿設されてお
り、又貯蔵溝40の夫々には後述するキャリヤーロッド24
3の通路42が連なり、更にマガジン10の移動を案内する
案内溝43が設けられている。44は係止機構で、マガジン
10を上下方向に貫通し上下動可能に設けられた作動軸45
と、この作動軸45と直交し第９図において左右動可能に
設けた係止軸46とからなり、この双方の軸は斜状のカム
溝47とカムピン48とからなるカム機構により、作動軸45
の上下動に伴なって係止軸46が左右動を行ない、右方向
に摺動した際に先端が上記貯蔵溝40に臨み、貯蔵溝40に
嵌挿された爪13背面のラック49に係合し脱落しないよう
にこれを係止する。

本実施例のチャック39は、本出願人の出願による特開
昭59−30605号公報で開示したクイックチェンジチャッ
クで、その作動方式は第４図，第５図から明らかなよう
にドローバー50により楔ピース51が作動して滑子部材52
を上下動させ、この上下動により滑子部材52に取付けた
爪13がワークの把持解放を行なう通常の楔方式によるパ
ワーチャックで、本実施例では三本爪となっているが、
爪13の本数又作動方式の違いにより本願が左右されるも
のではない。

53は噛合部材で、上記滑子部材52内に前後方向（第４
図で左右方向）に摺動可能に嵌装され、前面にラック歯
54が刻設されるとともにバネ55により前方に付勢されて
いる。次に56は操作ピンで、滑子部材52内に上下動可能
に嵌装され、該操作ピン56と噛合部材53とは図示を省略
した傾斜する係合面で互いに係合するカム機構により、
操作ピン56を押し込むと噛合部材53はバネ55を圧して後
退し、又操作ピンが旧に復すると、バネ55の力により前
進して前面のラック歯54が滑子部材52の前側面より突出
する。而して爪13は図面に示すように、背面側にラック
歯49が刻設されるとともに上面に引係片57が設けられ、
着脱自在に爪装着溝58に嵌装されており、噛合部材53が
上記のように前進した時に双方のラック歯54,49が係合
し、噛合部材53の後退により係合を脱するようになって
いる。更に噛合部材53内には、バネ60にて付勢されたノ
ッチピン方式のセットピン59が嵌挿され、このセットピ
ン59の先端は常に滑子部材53の前側面より突出してお
り、噛合部材53の前後進とは無関係に常時爪13のラック
歯49に係合し、上記したチャック39の構成作用は全て前
記特開昭59−30605号と同様である。

最後にマガジン10に係止貯蔵された爪13と、チャック
39に装着されている爪13とを交換する、爪交換装置１の
全体について説明する。

第２図において61はテーブルで、工作機４のスピンド
ルヘッド4Aの上面にレール等の案内部材62（第１図）を
介し、前後方向（第２図において左右方向）に摺動可能
に取付けられ、該テーブル61は前後動シリンダ63により
所定ストロークの前後動を行なう。而して前後動シリン
ダ63は、シリンダバレル64がブラケット65を介してテー
ブル61に取付けられ、ピストンロッド66の先端が上記ス
ピンドルヘッド4Aに固着したＬ型金具67に固定され、シ
リンダバレル64の前後進によりテーブル61が前後進し、
Ｌ型金具67に取付けた規制ロッド68のストッパーボルト
68aによりストロークが規制されるもので、第２図はテ
ーブル61が最後退端に至った状態を示しており、このテ
ーブル61上に以下に述べる夫々の装置が搭載されてい
る。

まず交換腕69と、交換腕69に付随する装置について説
明する。交換腕69はテーブル61上に回転自在に設けた回
転軸70に取付けられ、回転軸70は軸上端に取付けたギヤ
ー71が、上板72に取付けたモータ73のギヤー74と噛合し
てモータ73の回転により回転を行なうがこの回転は、近
接スイッチ等適宜の割出装置75により本実施例では180
°の割出回転を行なうように制御されている。

交換腕69の両端部には、前記マガジン10を摺動自在に
保持する保持部76が交換腕69と直交するように取付けら
れている。保持部76はマガジン10を保持して案内する案
内溝77と、上下に対向しマガジン10の案内凹部43に嵌合
する案内凸部78とを有し側面形状が略Ｃ形となってい
る。案内溝77の上下両面は第10図に示すように、マガジ
ン10の作動軸45を作動させる押上部78と押下部79との高
低差を有する二段階式となっており、マガジン10が押下
部79にあると作動軸45が押下げられ、貯蔵溝40内の爪13
は係止軸46によって係止され、後記の如くにマガジン10
がトラバースして押上部78に位置すると、作動軸45が押
し上げられて上記の係合は脱する。保持部76にマガジン
10と同様に通路80が設けられ、この通路80は、保持部76
内でマガジン10をトラバースさせて位置決めした時に、
位置決めされたマガジン10の貯蔵溝40に連なる通路42と
一致し、爪交換の際に後記するキャリヤーロッド243の
通過を可能する。次に81はアイドルピンで、保持部76に
対応しノッチピン82（第４図）により位置決めと回り止
めが施されて、所定範囲の摺動が可能なように交換腕69
に嵌装され、アイドルピン81の上下両端には夫々引係片
83が設けられている。84はテーブル61上に設けた環状の
案内レールで、保持部76の回転軌跡に沿い保持部76が回
動する際に、マガジン10に係止貯蔵した爪13が脱落しな
いように下からこれを支承する。而して案内レール84は
第１図に示すように、爪交換を行なう場合の爪13の通路
となる部分が切欠かれ切欠部85となっている。

次いで、トラバース装置86について説明する。トラバ
ース装置86は、テーブル61が前進し割出回転を行なった
交換腕69の一方側の保持部76が爪交換装置Ｂとなった時
に、該保持部76が保持しているマガジン10を所定の順序
でトラバースさせ、貯蔵溝40の夫々順次位置決めするも
ので、トラバースシリンダ87ロックシリンダ88及びスト
ッパシリンダ89とからなっている。

トラバースシリンダ87の構成は、以下の如くである。
第11図において90はシリンダバレルで、その中央部にピ
ストン室100が設けられ側板87A間に取付けたピストンロ
ッド101に摺動自在に装着され、ピストンロッド101に取
付けたピストン102でピストン室100が二分されている。
ピストンロッド101には、中心部に互いに反対方向から
圧流体の供給路103,104が穿孔され、これ等供給路103,1
04は、ピストン102を介して区画されたピストン室100の
互いに反対側に開口しており、区画されたピストン室10
0に圧流体を交互に給排することにより、ピストンロッ
ド101に沿ってシリンダバレル90がトラバースし、その
トラバース量即ちシリンダバレル90の最大ストローク
は、マガジン10の貯蔵溝40が三本であるので貯蔵溝40の
ピッチの少なくとも２倍となるように設定されている。

105,106は回り止めロッドで、シリンダバレル90を摺
動自在に保持して上記側板87間に取付けられている。10
7,108は回り止めロッド105,106を囲繞する如くに設けた
圧流体の貯留室で、ピストン室100に対応しその長さは
ピストン室100と略等しいか若干長くなるように設定す
る。回り止めロッド105,106にも上記ピストンロッド101
と同様に圧流体の給排路109,110が設けられ、夫々の給
排路109,110は、回り止めロッド105,106の略中心部で貯
留室107,108に開口し、又貯留室107,108の夫々は後記の
如くにしてロックシリンダ88と連通している。尚図中11
1,112,113,114は夫々ストッパピンである。

ロックシリンダ88は第11図に示すように二本一対から
なり、夫々のシリンダバレル115,115aは上記トラバース
シリンダ88のシリンダバレル90に一体に取付けられ、而
してその取付間隔と取付位置は、マガジン10に設けた位
置決孔41の間隔とピストンロッド116,116aが等間隔で、
かつマガジン10が爪交換装置Ｂに割出された際に、上記
位置決孔41の直上に対向するように取付けられている。
ロックシリンダ88のピストン室119と上記貯留室107,108
は第12図に示すように、連通路118を介しピストン88aで
区画されたピストン室117の上及び下側に連通し、貯留
室107,108のへ圧流体を供給することによりピストンロ
ッド116,116aは上下動する。而して貯留室107,108は上
記したように回り止めロッド105,106の外周に沿い、ピ
ストン室100と略同じ長さ若しくは少し長いので、トラ
バースシリンダ87がどの位置にトラバースしても、連通
路118と貯留室107,108との連通が断たれることはない。
又トラバースシリンダ87のトラバースとロックシリンダ
88のピストンロッド116,116aの上下動は、検出ドック11
9と近接スイッチ120（第１図）により制御される。

ストッパシリンダ89は、スペーサーロッド121を所望
時にストッパピン111,112の間に出没させて（第11図）
トラバースシリンダ87のトラバース量（ストローク）を
制限し、トラバースシリンダ87を３ポジションに位置決
めするもので次の構成からなっている。ストッパシリン
ダ89は、トラバースシリンダ87の前面で第１図及び第３
図において爪交換装置１の左側端部に設けた取付ベース
122に螺着され、ストッパシリンダ89のピストンロッド1
23及び該ロッドに連なる作動ロッド124は、上記取付ベ
ース122と第１図においてＵ字状の装着部125を挟んで一
体に設けられた回止片126を摺動自在に貫き、回止片126
に螺合したネジ127により回り止めが行なわれ、又作動
ロッド124の外周面には装着部125に位置させ軸方向に斜
めのカム溝128が刻設されている（第３図）。スペーサ
ーアーム129は取付ベース122と回止片126とに挟まれる
ようにして、装着部125内において回動自在に作動ロッ
ド124に嵌合され、スペーサーアーム129の先端には所定
寸法のスペーサーロッド121を付けるとともに、ボス部
に螺合したカムピン130を上記カム溝128に係合してい
る。以上の如くであるからストッパシリンダ89が作動し
てピストンロッド123が進退すると、スペーサーアーム1
29が第２図仮想線と実戦の間を回動してスペーサーロッ
ド121が前記ストッパーピン111,112の間に出没し、所望
時にトラバースシリンダ87の第11図において左側へのト
ラバースを制する。

最後に上記したトラバース装置86により爪交換装置Ｂ
に位置決めされたマガジン10の貯留溝40と、前記の如く
爪交換装置Ｂに割り出されたチャック39の爪装着溝58と
の間で爪13の入換え、即ち爪交換を行なう入換装置の各
構成要素について順に説明する。

まず、ガイドブロック221と爪外し装置222について説
明する。ガイドブロック221は前記テーブル61に取付け
られ、テーブル61が前進して最前進端に至ったときに、
爪交換装置Ｂに割り出されたチャック39の爪装着溝58
と、爪交換装置Ｂに位置決めされたマガジン10の貯蔵溝
40との間に位置して両者を一直線に連続させ、交換され
る爪13の案内を行なう。

爪外し装置222は上記ガイドブロック221に一体に構成
され、前記チャック39の滑子部材52に内蔵された操作ピ
ン56を押込み操作するもので以下の通りである。223は
爪外しシリンダで図示はダブルシリンダとなっている
が、これは限られた取付け間隔内で大きなストロークを
得んとするものでそれ以外の意味は有せず、通常の状態
でピストン224,225は第２図に示すように上昇してお
り、ピストン225に連なるピストンロッド227には引係片
228又ピストンロッド224に連なるピストンロッド226に
は引係片229が取付けられている。取付片228には、爪交
換装置Ｂに割出しされたチャック39の操作ピン56に対応
するようにして押込ピン230が、又チャック39の位置決
孔231に正対するようにして位置決めピン232が並設され
（第１図）、ピストン224,225が降下した時押込ピン230
は操作ピン56を押し込んで、前記噛合部材53のラック歯
54と爪13のラック歯49との噛合を外し、位置決ピン232
は位置決孔231に嵌合して、爪交換装置Ｂに割り出され
ている爪装着溝58を更に正確に位置決めする。又ピスト
ンロッド226に設けた引係片229は、交換腕69の割出回転
に伴い前記アイドルピン81の下端に設けた引係片83と雌
雄嵌合する。

233は爪受止装置で、爪交換装置Ｂに位置決めされた
マガジン10の貯蔵溝40から、爪13が脱落するのを防止す
るもので以下の如くである。234はストッパ軸で取付枠2
35に回転自在に支承され、下端に引係片236を設けると
ともに歯車237が取付けられ（第６図）、この歯車237
は、後述する爪着脱装置238の正逆回転を行なう扇形歯
車239に噛合し、通常の状態で引係片236は第６図実戦で
示す位置にあり、前記レール84に下側を支承され爪交換
装置Ｂの直前（レールの切目直前）まで送られて来た爪
13の引係片57を引係けて貯留溝40から爪13が脱落するの
を防止する。

最後は爪着脱装置238で、爪交換装置Ｂに割出された
マガジン10の貯留溝40と、チャック39の爪装着溝58との
間で爪13の入換えを行なうもので以下の構成からなって
いる。先ず240はシフトシリンダで、爪交換装置Ｂの直
上となるように取付けられ、ピストンロッド241の先端
には、連結部242を介して、回転自在にキャリヤーロッ
ド243が連設され、このキャリヤーロッド243は、爪交換
装置Ｂに位置決めされた保持部76の通路80と、該通路80
と一致しているマガジン10の通路42との直上に位置す
る。又キャリヤーロッド243の下端部には引係片244が取
付けられ、更に外周部の略半分程度にロングギヤー245
が刻設されており、このロングギヤー245は、上記スト
ッパ軸234の歯車237と同様に後記する扇形歯車239に噛
合している（第６図）。キャリヤーロッド243はシフト
シリンダ240の作動により上下動し、又扇形歯車239の作
動によって正逆回転して引係片244が第６図実線と仮想
線で示すように回動を行ない、仮想線の如くに位置した
時に上昇及び下降端の夫々において、爪交換装置Ｂに割
出されたマガジン10又はチャック39が保持する爪13の引
係片57を引係けて、爪13の運搬を可能な状態とする。

扇形歯車239は、次のように取付けられて次のように
して正逆回転を行なう。第４図において246は大径部と
小径部とからなるドロー軸で、上記した支持枠235に上
下に摺動可能に支承しかつキー247により回り止めが施
され、小径部の頭部と支持枠235との間に圧装したばね2
48で上向に付勢し、常に上昇端に位置するようになって
いる。扇形歯車239は上面に突設した長いボス部249をド
ロー軸246の大径部に遊合し、回転自在に上記支持枠235
の下辺に載置する如くに設置され、上記したキャリヤロ
ッド243のロングギヤー245とストッパ軸234の歯車237と
の双方に噛合している。大径部の周面には軸線方向に傾
斜したカム溝250が設けられ、このカム溝250に扇形歯車
239のボス部249に植設したカムピン251が嵌合してい
る。又ドロー軸246の下端には引係片252が設けられ、交
換腕69の割出し回転に伴い前記アイドルピン81上端の引
係片83と雌雄嵌合し、ドロー軸246と爪外しシリンダ222
とはアイドルピン81を介して恰も一本のロッドの如くに
連設される。従って爪外しシリンダ222の作動によりド
ロー軸246が上下動し、この上下動で扇形歯車239が正逆
回転を行ない、これと歯車245,237が噛合しているキャ
リヤロッド243とストッパ軸234とがともに回動する。

次に、上記の如く構成された本願実施例の作用につい
て説明する。工作機４がワークを加工している間、第１
図に示すようにテーブル61は後退しており爪交換装置１
は最後退端の待機位置にある。この時交換腕69の一方側
の保持部76（第２図において左側）は、マガジンストッ
カー２との間でマガジン10の交換を行なう着脱位置Ａに
位置し、他方の保持部76はその反対側で爪交換装置Ｂを
指向している。而して着脱位置Ａにある保持部76には、
マガジンストッカー２から取り出され次の作業に使用す
る爪13を係止貯蔵したマガジン10が装着されているが、
着脱位置Ａにある保持部76と、着脱位置Ｃに割出された
前記マガジンストッカー２の収納体11との間のマガジン
10の受渡し、即ちマガジン交換については後に詳述す
る。又上記保持部76の反対側の保持部76には、作業終了
後にチャック39から抜き取った、使用済の爪13を装着す
る空のマガジン10が嵌合されている。

加工するワークの変更その他により図示しない指令装
置から爪交換指令が発せられると、この指令によりチャ
ック39が減速回転を行ないながら停止し、チャック39に
取付けている爪13の一本を爪交換装置Ｂに割出した後、
回転シリンダ（図示なし）が作動して楔ピース51を前方
に移動させ、三本の爪13の夫々を交換可能な状態（ワー
クの把持を開放する位置）とすることは従来と同様であ
る。上記したチャック39の操作が終ると又はこの操作と
並行し、前後動シリンダ63が作動してテーブル61を前進
させ、待機位置にあった爪交換装置１を交換作業を行な
う位置迄移動させるので、空のマガジン10が嵌合されて
いる保持部76は爪交換装置Ｂとなる（第２図）。又この
時トラバース装置86のロックシリンダ88のピストンロッ
ド116,116aは上昇時、トラバースシリンダ87のシリンダ
バレル90はピストンロッド101の中心部にあり、更にス
トッパシリンダ89のスペーサーアーム129は第２図実線
の如くに回動し、スペーサーロッド121がストッパピン1
11,112の間に入り込んで爪交換（チャックからの爪の抜
き取り）を待機する。

上記のようにチャック39と保持部76との割出が終る
と、ロックシリンダ88が作動しピストンロッド116,116a
がマガジン10の位置決孔41に嵌合してマガジン10をロッ
クするとともに、三本の貯蔵溝40の中心の貯蔵溝40を爪
交換装置Ｂに正確に位置決めする。又上記ロックシリン
ダ88の作動と略同じタイミングでシフトシリンダ240が
作動し、キャリヤロッド243はマガジン10と保持部76に
設けた通路42,80を通り、外周のロングギヤー245を扇形
ギヤー239と摺り合いながら第５図の上昇位置から第４
図に示す下降端まで降下し、下端に取付けた引係片244
がチャック39に装着されている。爪13の引係片57と僅か
な間隔で対峙する（第６図）。

キャリヤーロッド243が上記所定の位置に降下する
と、次いで爪外し装置222による爪外しが行なわれる。
まず爪外しシリンダ223が作動してピストン224,225が下
降し、押込ピン230が操作ピン56を押し込んで噛合部材5
3を第４図の如くに後退させ、噛合部材53と爪13とのラ
ック歯54,49の係合を開放し、開放された爪13はセット
ピン59により係止されて爪装着溝58からの脱落が防止さ
れる。又押圧ピン56の爪外し動作と同時に、位置決めピ
ン232が位置決孔231に嵌合して爪装着孔58を正確に位置
決めし、これにより爪装着溝58とガイドブロック121及
びマガジン10の貯蔵溝40との夫々が上下一直線に高精度
の位置決めが行なわれる。

爪外しシリンダ222が作動してピストン224のピストン
ロッド226が降下すると、これと一体に連結されている
アイドルピン81とドロー軸246は引張られ、アイドルピ
ン81はノッチピン82との係合を脱するとともにドロー軸
246はばね248を圧しながら降下する。ドロー軸246が降
下すると、前記カム溝250とカムピン251との作用により
扇形歯車239が第６図において時計方向に所定角度回動
し、キャリヤーロッド243とストッパー軸234とが反時計
方向にする。従って前記において爪13の引係片57と僅か
な間隔で対峙していたキャリヤーロッド243の引係片244
は、第６図仮想線の位置に至り爪13の引係片57を引係け
て爪13を係止する（第４図，第６図）。これに反してス
トッパ軸234の引係片236は、第６図に実線で示す爪の引
係位置から仮想線で示す位置迄回動して爪13の引係けを
開放する位置となるが、チャック39から爪13を抜き取る
場合は貯蔵溝40に爪13が無いので、回動は行なうが直接
的には爪交換動作に関与しない。

以上の動作が終了すると、シフトシリンダ240が上記
と逆に作動してキャリヤーロッド243が上昇し、引係け
られた爪13はセットピン59を押し下げながら爪装置溝58
から抜き取られ、ガイドブロック221に案内されレール8
4の切欠部85を通って第５図のようにマガジン10の貯蔵
溝40に装着されてシフトシリンダ240は停止する。上記
のように一本目の爪13の装着が終ると、爪外しシリンダ
223が上記と逆に作動してアイドルピン81とドロー軸246
とが旧位置に復帰し、ドロー軸246の上昇に伴ないキャ
リヤーロッド243とストッパ軸234とが逆回して夫々の引
係片244,236も又旧位置に復し、キャリヤーロッド243の
引係片244は爪13の係止を開放するが、これに変ってス
トッパ軸234の引係片236が係止するので貯蔵溝40から脱
落することがない。又爪外しシリンダ223が上記のよう
に逆方向に作動すると、当然に操作ピン56も上昇し噛合
部材53も旧に復するので、未だ抜き取られていない爪13
のラック歯49と噛合部材53のラック歯54とは再び噛合す
る。

上述の如く最初の爪13が抜き取られると、以下の如く
にして二本の爪13を抜き取る準備が行なわれる。即ち、
チャック39を所定角度回転させ、次に爪13を抜き取る爪
挿着溝58を爪交換装置Ｂに割り出す。次にマガジン10を
保持部76内でトラバースさせ、二本目の爪13装着する貯
蔵溝40を爪交換装置Ｂに割り出すが、マガジン10のトラ
バースは次のようにして行なわれる。一本目の爪13の抜
き取りが終ると、第11図においてピストンロッド101の
右側の圧流体供給路103からシリンダ室100に圧流体が供
給され、前記の如くピストンロッド101が固定であるか
らシリンダバレル90が右側に移動して、第13図の90Bに
至りストッパピン113,114が当接するとドッグ119が検出
されて停止し、上記移動により、マガジン10の位置決孔
41に嵌合しているロックシリンダ88のピストンロッド11
6,116aがマガジン10を引係け、保持部76内を90Bの位置
までトラバースさせ、第13図で左側の貯蔵溝を爪交換装
置Ｂに位置決めする。又マンガジン10がトラバースする
と、先に貯蔵溝40に装着された一本目の爪13はストッパ
軸234の引係片236による係止から開放されるが、トラバ
ースの途中で爪13の下部がレール84に支承されるので脱
落することがない。上述のように位置決めがなされる
と、以後は上記一本目と同様に爪13の抜き取りが行なわ
れ、最後に三本目の爪13の抜き取りのため一番右側の貯
蔵溝40が位置決めされる。この場合はマガジン10のトラ
バースに先立ちまずストッパシリンダ89が作動し、第２
図で実線の如くに位置しているスペーサーアーム129を
仮想線の位置に回動させて、ストッパピン111、112の間
に入り込みトラバースシリンダ86の左側への移動を制し
ているスペーサーロッド121を退去させ、次いで上記と
反対側の圧流体供給路104から左側のシリンダ室100に圧
流体を供給すると、トラバースシリンダ86とマガジン10
とは第13図90Aまでトラバースし、ストッパピン111,112
が当ると停止して右側の貯蔵溝40を位置決めする。マガ
ジン10が左側にトラバースすると、最初にマガジン10に
装着した眞中の爪13は上記同様にレール84に支承され、
２番目に装着した左側の爪13はレール84から外れるが、
上記のトラバースにより左側の作動軸45が押下部79に移
行して押し下げられ、係止軸46が前進して爪13を係止す
るので脱落することがない。

使用済の爪13が３本の抜き取られると、マガジン10を
右側に１ピッチ分トラバースさせて原位置とし、次いで
ロックシリンダ88とストッパシリンダ89とを前記と逆に
作動させてピストンロッド116,116aを位置決孔41から抜
き取り、又スペーサーアーム129を旧に復することで抜
き取り動作の全てが終了する。抜き取り作業が終ると割
出モータ73が回転して交換腕69を180°回転させ、次の
作業に使用する交換用の爪13が装着されたマガジン10を
保持する保持部76を爪交換位置Ｂに割り出し、この交換
腕69の回転により、前記の如くドロー軸246及びピスト
ンロッド226と雌雄嵌合していたアイドルピンはその嵌
合を脱して、次に回転して来たアイドルピン81が同様に
雌雄嵌合し、又夫々のマガジン10に収納されている交換
用及び使用済の爪13は、下部を案内レール84に支承され
摺接しながら回転する。

交換腕が回転し、次の作業に使用する爪を装着したマ
ガジン10が割り出されると、次のようにして爪装着溝58
に爪13が装着される。ロックシリンダ88が作用し上記と
同様に中央の爪13（貯蔵溝）が位置決めされると、爪外
しシリンダ223により噛合部材53の後退と爪装着溝58の
位置決めが行なわれるとともに、キャリヤーロッド243
とストッパ軸234とが前記の如く回動し、ストッパ軸234
の引係片236からキャリヤリヤーロッド243の引係片244
へと爪13の引係けが引き継がれる。次にシフトシリンダ
240が作動し爪13を引係けたキャリヤーロッド243が貯蔵
溝40から爪13を押し出し、引抜時とは逆コースでガイド
ブロック221を経て爪装着溝58まで運搬する。ここで爪
外しシリンダ223が上記と逆に作動して操作ピン56の押
圧とチャック39の位置決めを開放するので、噛合部材53
が前進して双方のラック歯54,49が噛合し、最初の爪13
が爪装着溝58の所定の位置に挿着される。一方キャリヤ
ーロッド243は爪外しシリンダ223の復帰により逆回して
引係片244による爪13の係止を開放し、又シフトシリン
ダ240の上昇により上昇して原位置に復することによ
り、第１本目の爪13の入換即ち抜き取りから装着までの
爪交換作業は全て終了する。以上のように１本目の爪13
の爪交換が終ると、以後はマガジン10のトラバースとチ
ャック39の割り出し回転により、貯蔵溝40と爪装着溝58
との夫々を爪交換装置Ｂに位置決めし、上記第１本目と
同様にして順次爪装着溝58と爪13の装着が行なわれ、こ
れが終るとトラバース装置87等の全てが旧に復する。

最後に、本願の要旨であるマガジン交換について説明
する。上記において詳述したようにして爪交換が終了す
ると、前後動シリンダ63が前記と逆に作動して爪交換装
置１を第２図に示す待機位置に後退させ、この時第２図
において左側の保持部76には、上記においてチャック39
から抜き取った使用済の爪13を係止したマガジン10が装
着されており、而して該左側の保持部76は、爪交換装置
１が待機位置に後退することによりマガジン10の着脱位
置Ａに位置決めされ、又反対側の保持部76には空のマガ
ジン10が装着されている。

マガジン交換は、着脱位置Ｂに位置決め（割出し）さ
れた保持部76から使用済の爪13を係止したマガジン10を
取り出し、このマガジン10を着脱位置Ｃに割り出された
マガジンストッカー２の収納体11に装着し、次いで、次
の作業に使用する爪13を係止したマガジン10が装着され
た収納体11を着脱位置Ｃに割り出し、この収納体11から
取り出したマガジン10を保持部76に装着するものである
が、保持部76から取り出したマガジン10を装着する空の
収納体11の割り出しは、以下の理由により既でに終了し
ている。これからマガジン10の交換を行なわんとする交
換作業の前回のマガジン交換、即ち、現在チャック39に
挿着されワークの加工に使用されている爪13が係止され
ていたマガジン10（第２図右側の保持部に装着されてい
る空のマガジン）をマガジンストッカー２から取り出す
際、当然に当該マガジン10が収納された収納体11の割り
出しが行なわれ、マガジン10が取り出された後の空の収
納体11は着脱位置Ｃに割り出された状態でそのまま停止
しており、この収納体11に使用済の爪13が係止されたマ
ガジン10を収納すればよい。

上記のように爪交換装置１が後退し、使用済の爪13を
係止したマガジン10が装着された保持部76の割り出しが
行なわれると、前記したように着脱位置Ａにある保持部
76と、中継部３を構成する反転テーブル29上の保持体32
とは、同一水平面上で一直線に対応している。まず移送
シリンダ35が作動してプッシャー37に取付けた引出シリ
ンダ38を、マガジン10の一方側の位置決孔41の直上まで
前進させ、引出ピン38aを位置決孔41に嵌合する。この
状態で移送シリンダ35を逆に作動させると、引出ピン38
aに引係けられたマガジン10は保持部76から引き出さ
れ、水平移動を行ないながら保持体32の保持溝33内に嵌
合しマガジン10の中継が行なわれる。尚保持部76からマ
ガジン10を引き出す際、全ての作動軸45が保持溝77の押
下部79を通過するので係止されている爪13は係止軸46に
係止され、マガジン交換の際又はマガジンストッカー２
内で爪13が貯蔵溝40から脱落することがない。

以上のようにマガジン10の取り出しが終ると、駆動源
31が作動して反転テーブル39を180°反転させ、マガジ
ン10が嵌合されている保持体32は、水平移動を行ないな
がら上記着脱位置Ｃに割り出されている収納体11と一直
線に対応し、又前記したようにこの反転により爪13の方
向が図面において上下逆向きになる。次に再度移動シリ
ンダ35が作動し、収納溝33内のマガジン10はプッシャー
37に押し出されて保持体11の保持溝12内に装着され引出
ピン38aを位置決孔41より抜き取って移送シリンダ35が
旧復し、使用済の爪13が係止されているマガジン10の抜
き取りと装着は終了し、収納体11に収納された爪13の下
部は支持部14に支承され、係止軸46による係止と相俟っ
て爪13の脱落は防止される。尚マガジンストッカー２の
床板９と上枠７には前記の如く嵌入部15が設けられてい
るので、移送シリンダ35が作動してピストンロッド36が
前進した時に、引出シリンダ38がこれ等と干渉すること
なく、又引出ピン38aの抜き取りは、保持体32にマガジ
ン10の引込みが終った時に行なっても可である。

上述のように、使用済の爪13を係止したマガジン10の
処理が終ると、次の作業に使用する爪13が係止されたマ
ガジン10をマガジンストッカー２から取り出し、このマ
ガジン10の保持部76への装着が行なわれる。まず最初
に、次の作業に使用する爪13を係止したマガジン10が装
着されている収納体11の、割り出しについて説明する。
収納体11は前記したように、収納箱５内に複数段に渉っ
て多数個が設けられ、夫々の収納体11には作業目的に応
じた異なる爪13を係止したマガジン10が収納されてお
り、これ等のマガジン10の所在即ちマガジン10が収納さ
れている収納体11の位置は、図示を省略した従来広く使
用されている数値制御機構に記憶されており、この数値
制御機構の指令により割り出しが行なわれる。

上述のように使用済の爪13が係止されたマガジン10の
処理が終ると、数値制御機構から第1,第２割出モータ2
5,27に対して割り出し指令が発信され、この指令により
第1,第２割出モータ25,27は双方同時又は夫々順番に、
所定回数ずつ正又は逆方向に回転する。第１割出モータ
25の正逆回転により第１スクリュウロッド24もともに正
又は逆回転方向に回転し、第１スクリュウロッド24が螺
合されている台座17が、第１スクリュウロッド24の回転
数に相当する分だけレール19上を移動するので、収納箱
５が取付けられている架台23全体が第２図において右又
は左側に移動し、所望の爪13を係止したマガジン10が保
有されている収納体11の左右方向の割り出しを行なう。
又第２割出モータ27の正逆回転により第２スクリュウロ
ッド26が回転すると、架台23の移動は行なわれないが収
納箱５がガイドロッド21に案内されて上下動し、収納体
11の上下方向の割り出しを行い、上記第１、第２割出モ
ータ25,27の正逆回転による収納体11のX,Y方向の動きを
合成することにより、所望の爪13を係止したマガジン10
が保有されている収納体11が着脱位置Ｃに割り出され、
第1,第２割出モータ25,27の回転は上記したように、双
方同時に行なってサイクルタイムの短縮を図ってもよ
く、又一方の割り出しが終った後に次の割り出しを行な
ってもよい。

上述のように着脱位置Ｃに割り出され収納体11の収納
溝12は、前記のように反転を行ない、使用済の爪13を係
止したマガジン10を収納体11に装着し、そのまま反転位
置に停止している保持体32の保持溝33と一直線に対応
し、又移送シリンダ35のピストンロッド36も前進状態で
停止している。従って上記のように収納体11が割り出さ
れると、次いで引出シリンダ38が作動して引出ピン38a
を割り出されたマガジン10の位置決孔41に嵌合し、ピス
トンロッド36が後退するとマガジン10は収納溝12から水
平に引出されて保持体32の保持溝33内に引込まれ、マガ
ジン10の中継移送が行なわれるがこの場合も貯蔵溝40内
の爪13は、係止軸46による係止状態を維持しているので
脱落することがない。次いで反転テーブル29が上記と逆
に180°反転しマガジン10が装着されている保持体32
を、着脱位置Ａに割り出されている爪交換装置１の保持
部76に対応させ、ピストンロッド36が前進してマガジン
10をプッシャー37が押し出し保持部76内に装着する。そ
の後引出ピン38aを位置決孔41から抜き取り、ピストン
ロッド36を旧に復することによりマガジン交換は終了
し、次のマガジン交換まで第1,第２割出モータ25,27は
作動しないので、マガジン11を抜き取られた空の収納体
11は着脱位置Ｃに留まり、次のマガジン交換を待機す
る。

尚上記実施例においてマガジンストッカーは、箱型状
のもののみを示したが本願の実施はこれに限るものでな
く、例えば円型、楕円型等に張設したエンドレスチェー
ンに、所定の間隔で放射状に収納体11を多数個取付けて
マガジンストッカーを構成し、該マガジンストッカーと
爪交換装置１との間に上記中継部３を配設し、収納体11
の割り出しはエンドレスチェーンの回転で行なっても可
である。更に上記実施例の説明では、マガジン10が抜き
取られた後の収納体11はそのまま着脱位置に留まり、次
のマガジン交換を待機するものについて述べたが、マガ
ジン交換が終るとマガジンストッカー２を一旦所定の零
ポイントに復帰させ、次のマガジン交換の際に改めて空
の収納体を割り出してもよく、マガジンストッカー２の
割り出し制御は従来行なわれている方法より、適宜に選
択して採用するものとする。

発明の効果 本願は以上詳述したように、交換用の爪を爪自動交換
装置が自からストックすることなく、一組の爪を係止し
たマガジンを爪交換装置と別個に設けたマガジンストッ
カーに収納し、該マガジンストッカーと爪交換装置との
間で中継部を介してマガジンに収納したままで交換する
ようにしたので、多数組の交換用の爪のストックが可能
となり、多品種少量生産や加工の多様化を要求される現
況に即応し得るのみならず、マガジンの移動経路が全て
同一水平面上の平面移動であるから、簡単な機構で所期
の目的を達し、故障が少なく保守管理も容易である等自
動化機械の全てを満足する。

【図面の簡単な説明】

図面は本願実施例の一例を示し、第１図は一部を省略し
一部を切欠いた正面図、第２図は一部を切欠いた第１図
の側面図、第３図は一部を切欠いた第１図の平面図、第
4,第５図は一部を拡大した作動説明図、第６図は第３図
の部分図、第７図はマガジンの拡大平面図、第８図は第
７図の正面図、第９図は第８図の側面図、第10図は保持
部の拡大断面図、第11図はトラバース装置の拡大断面
図、第12図は第11図の側断面図、第13図はトラバースシ
リンダの拡大した作動説明図である。 １…爪自動交換装置、２…マガジンストッカー、３…中
継部、５…収納箱、10…マガジン、11…収納体、12…収
納溝、13…爪、16…割出装置、25…第１割出モータ、27
…第２割出モータ、29…反転テーブル、32…保持体、33
…保持溝、35…移送シリンダ、38…引出シリンダ、39…
チャック、69…交換腕、75…割出装置、76…保持部、86
…トラバース装置、87…トラバースシリンダ、88…ロッ
クシリンダ、88…ストッパシリンダ、222…爪外し装
置、233…爪受止装置、238…爪着脱装置

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】使用済の爪を係止したマガジンと交換用の
   爪を係止したマガジンとを、爪自動交換装置とマガジン
   ストッカーとの間で交換する交換方法であって、使用済
   の爪を係止したマガジンが装着されている爪自動交換装
   置の保持部を、マガジンの着脱位置に割り出す工程と、
   割り出された保持部から水平方向にマガジンを取り出す
   工程と、取り出したマガジンを、爪自動交換装置とマガ
   ジンストッカーとの間に配設した中継部に引取り、上記
   水平方向と同じ水平面上をマガジンストッカーに向けて
   中継移送する工程と、中継移送したマガジンを、割り出
   され又は割り出したマガジンストッカーの空の収納溝
   に、前二者と同一水平面を保持したまま収納する工程
   と、次いで、所望の交換用の爪を係止したマガジンが収
   納されている収納溝を割り出す工程と、割り出された収
   納溝から、マガジンを上述と同じ水平方向に取り出しこ
   のマガジンを、上記と逆の順序により保持部に挿着する
   工程とからなる爪自動交換装置とマガジンストッカーと
   の間におけるマガジンの交換方法。
2. 【請求項２】爪を係止したマガジンが装着され、所定の
   割出位置に割出される爪自動交換装置の保持部と、多段
   階に爪を係止したマガジンを収納する収納体が設けら
   れ、爪自動交換装置を取付けた工作機に沿いこれと所定
   の間隔を持って設置され、収納体の夫々を所定の割出位
   置に割出すマガジンストッカーと、該マガジンストッカ
   ーと上記爪自動交換装置との間に配設され、保持部から
   引出した爪を係止したマガジンを収納体に又収納体から
   引出した爪を係止したマガジンを保持部に装着する如
   く、マガジンの中継移送を行なう中継部とからなる交換
   装置。
3. 【請求項３】爪自動交換装置とマガジンストッカーとの
   間に配設され、駆動源により反転動作を行なう反転テー
   ブルと、該反転テーブル上に配設され、ピストンロッド
   の先端にマガジンに係脱する引出シリンダを有し、マガ
   ジンの移送を司る移送シリンダと、前記反転テーブル上
   に取付けられ、移送シリンダが移送するマガジンを一時
   的に保持する保持溝を有し、反転テーブルの反転に伴な
   い該保持溝が、着脱位置に割り出された爪交換装置の保
   持部とマガジンストッカーの収納体とに、交互に対応す
   る保持体とから成る中継部。