JP3019948B2 - 治具交換装置 - Google Patents

治具交換装置

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JP3019948B2
JP3019948B2 JP3011398A JP1139891A JP3019948B2 JP 3019948 B2 JP3019948 B2 JP 3019948B2 JP 3011398 A JP3011398 A JP 3011398A JP 1139891 A JP1139891 A JP 1139891A JP 3019948 B2 JP3019948 B2 JP 3019948B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークを保持する治具
を工作機械の治具テーブルに対応する位置に自動的に搬
出入する治具交換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】形状の複雑なワークに中ぐり、孔開け等
の加工を施す場合、ワークを工作機械のテーブル上に直
接保持したのではその位置決めがきわめて困難となり、
通常は治具を用いて間接的にテーブル(治具テーブル)
上にワークを位置決め保持するようにしている。そして
従来、この種の治具としては、一般にワーク形状に応じ
て専用のものが用意され、ワークの種類が変更になるご
とに治具を交換するようにしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記治
具の交換は手作業にて行っており、保管棚から専用治具
を引き出したり、この引き出した治具を工作機械の治具
テーブルに対応する位置まで搬入するのに多くの手間が
かかり、生産性の低下や生産コストの上昇が避けられな
いという問題があった。
【0004】なお、この対策として、例えば治具を共通
部分と専用部分とに分割し、専用部分の交換のみで複数
種類のワークに対処することも試みられているが、治具
に加工基準を設ける都合上、専用部分を増やすには一定
の限界があり、しかも専用部分だけとはいえ、依然とし
て手作業による交換作業が残り、根本的な解決には至ら
ない。
【0005】 本発明は、上記従来の問題を解決するこ
とを課題としてなされたもので、その目的とするところ
は、工作機械の治具テーブルに対する専用治具の速やか
な交換を可能とし、もって生産性の向上と生産コストの
低減とに大きく寄与する治具交換装置を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】 本発明は、上記目的を
達成するため、治具の両側部に設けられた凸部と溝嵌合
する治具保持部を外周に等間隔で有し、水平軸を中心に
回転可能に設けられた治具ストックドラムと、治具の一
端に突設したフックに係脱可能な保持部を有し、前記治
具ストックドラムの下側と工作機械の治具テーブルの下
側との間を前記水平軸に沿って直線移動して、該保持部
前記治具ストックドラムの治具保持部の溝との間、並
びに前記治具テーブルに付設されたクランプ手段との間
で治具を受渡しする移動体と、前記治具ストックドラム
の治具保持部の一つを前記移動体に対する治具の受渡し
位置に割り出す回転割り出し手段とを備えたことを特徴
とする。
【0007】
【作用】 上記のように構成した治具交換装置において
は、治具ストックドラムの各治具保持部に専用の治具を
納めておき、回転割り出し手段の作動により所望の専用
治具を納めた治具保持部を移動体に対する受渡し位置に
割り出せば、移動体の直線移動により該治具を前記治具
保持部から切離し、工作機械の治具テーブル下に搬入し
て、そのクランプ手段に治具を受渡すことができる。
【0008】
【実施例】 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづ
いて説明する。
【0009】 図1および図2において、1は工作機械
の治具テーブル、2はワークWを保持する専用の治具で
ある。治具テーブル1は下向きに設けられており、この
治具テーブル1に対して治具2は治具テーブル1に付設
したクランプアーム3によって持ち上げられかつ固定さ
れるようになっている。治具2は、その背面に基準ピン
としてのテーパピン4を有しており、前記固定に際して
このテーパピン4を治具テーブル1に嵌合させることに
より該テーブルに対して位置決めされるようになる。し
かして、上記治具テーブル1の側方には、本発明にかゝ
る治具交換装置10が配置されている。
【0010】 治具交換装置10は、前記ワークWとは形
状の異なる複数のワークに専用の治具2(こゝでは、説
明の便宜のため同一符合で示す)を納める回転可能な治
具ストック部11と、この治具ストック部11および治具テ
ーブル1の間で治具2を搬送する治具搬送部12と前記治
具ストック部11の回転角度を割り出す回転割り出し装置
13とから概略構成されている。治具ストック部11と回転
割り出し装置13とは、ベース14上に立設した複数の支柱
15,15 に支持されている。16は、支柱15,15 の上端に横
置きに固定された中空のケーシングで、このケーシング
16の後端部にはインデックスボックス17が取付けられる
と共に、ケーシング16の先端部には外周にフランジ18a
を有するガイド筒18が、そのフランジ18a を挿通させた
ボルト19により取付けられている。インデックスボック
ス17内の回転出力部17a とガイド筒18とは軸線(水平
軸)Cを共有するように配置されており、この水平軸C
は前記工作機械の治具テーブル1に対する治具2の搬出
入方向Bと平行に延ばされている。
【0011】 20は、上記ガイド筒18に軸受21,21 を介
して回動自在に内装された回転軸で、ケーシング16内ま
で延ばされたその一端にはインデックスボックス17内の
回転出力部17a が継ぎ手21´を介して連結されている。
インデックスボックス17内にはケーシング15から下方へ
延ばしたブラケット22に取付けたモータ23の出力軸23a
が導入されており、回転割り出し装置13は、モータ23の
回転に応じて作動し、回転軸20を後述する所定の回転角
度で割り出すようになっている。
【0012】25は回転軸20の先端に取付けられた治具ス
トックドラムであり、回転軸20の先端にボルト24にて固
定された多角形(こゝでは8角形)の本体部26とこの本
体部26の外周の1つおきの面から回転軸20の半径外方向
へ延ばされた4つのアーム部27とから成っている。各ア
ーム部27は回転軸20の周回り方向に90度間隔で配置さ
れ、相隣接する一対のアーム部の間には所定の大きさの
凹形状をなす治具保持部28が形成されている。各アーム
27の側面には、治具2の側面に突設した凸部2aを嵌入さ
せる溝29が設けられている(図2)。各溝29は、水平軸
Cと平行に延ばされると共に、相隣接する一対のアーム
27の間で同じ高さレベルで対向し、これにより治具2
は、その両側の凸部2aを一対の溝29に嵌入させて各治具
保持部28に脱着可能に保持されるようになる。しかし
て、治具ストックドラム25は前記回転割り出し装置13の
作動により90度ずつ角度割り出しされるようになってお
り、これにより治具保持部28の1つが、図2に示すよう
に治具2を完全に下向きとする最下位の治具受渡し位置
に任意位置決めされるようになる。
【0013】また、ガイド筒18のフランジ18a の外周部
には、治具2の一端に突設したT字形フック2bに係合可
能な溝30a を備えた位置決めガイド部30が設けられてい
る(図2)。この位置決めガイド部30の上・下部分は部
分的に切欠いた切欠部30b,30b とされており、治具スト
ックドラム25の治具保持部28が上記治具受渡し位置また
は最上位にある時、治具2のフック2bと位置決めガイド
部30とは干渉せず、したがって治具2は治具保持部28の
溝29に沿って自由に摺動できるようになる。そして、位
置決めガイド部30の溝30a に対して治具2のフック2bが
整合する状態において治具ストックドラム25を回転させ
ると、該フック2bが溝30a に嵌入し、これにより治具ス
トックドラム25が回転している間は治具2の軸方向移動
が規制されるようになる。なお、ケーシング16の上部に
は、治具2を摺動案内するガイドフレーム31が設けられ
ており(図1)、例えばシリンダ等により駆動されるプ
ッシャを用いて最上位に位置決めされた治具保持部28に
対して、適宜新たな治具を受渡しすることができるよう
になっている。
【0014】 一方、治具搬送部12は、ベース14上に治
具搬出入方向Bに延ばして架設した架台32に取付けられ
たレール33に沿って移動する移動体34を備えている。移
動体34は、前記レール33に摺動自在に取付く摺動部35
と、この摺動部35から斜め上方へ延ばされたアーム部36
とこのアーム部36の上端に設けられ前記治具2の一端に
設けたT字形フック2bに係合可能な係合片37を有する保
持部38とから成っている。移動体34の保持部38は、その
係合片37の先端部をT字形フック2bの内側の溝内に差し
込むことにより治具2を脱着自在に保持し得るものとな
っている。
【0015】39は、ベース14上に突設したブラケット40
に軸41を用いて基端が軸着された旋回アームで、前記移
動体34はこの旋回アーム39の先端にローラ42を介して連
結されている(図1)。ローラ42は、その軸部42a が旋
回アーム39に回動自在に保持されかつ移動体34の保持部
38の側面に設けた縦溝38a 内に転動可能に嵌合されてい
る。したがって、旋回アーム39が揺動するとローラ42が
縦溝38a 内を上下方向に転動し、これによって移動体34
は旋回アーム39の揺動に応じてレール33に沿って水平移
動するようになる。なお、旋回アーム39は架台32に取付
けたシリンダ43により駆動される。
【0016】しかして、上記旋回アーム39の揺動は前記
ブラケット40に所定の間隔で設けた一対のストッパ44,4
4 により規制されるようになっている。旋回アーム39の
前傾端(図1に実線で示す)において移動体34の係合片
37は治具テーブル1に保持された治具2のフック2bのわ
ずか下方に位置決めされ、一方、旋回アーム39の後傾端
(図1に破線で示す)において移動体34の係合片37は前
記治具ストックドラム25の最下位に割り出しされた治具
保持部28に対する所定位置に位置決めされる。そして、
移動体34が最下位に割り出しされた治具保持部28に対す
る所定位置に位置決めされた状態において、その係合片
37は該治具保持部28に保持された治具2のフック2bに係
合可能状態となり、したがってこの状態から移動体34が
治具テーブル1側へ前進すると該治具2は移動体34の保
持部38に保持されて治具保持部28から自動的に分離し、
逆に治具2を保持した移動体34が後退端まで移動する
と、該治具2は移動体34の保持部38から治具保持部28へ
自動的に受渡しされるようになる。
【0017】以下、上記のように構成した治具交換装置
10の作用を説明する。
【0018】 ワークWの形状が変更になり、治具2の
交換が必要になったら、先ず、操作盤(図示略)上のス
イッチ操作によりシリンダ43を作動させ、旋回アーム39
を前傾側へ揺動させて移動体34を前進させる。この時、
治具ストックドラム25の最下位に割り出しされた治具保
持部28には治具2が保持されておらず、移動体34は空の
状態で前進し、旋回アーム39の前傾端で移動体34の係合
片37は治具テーブル1に保持された治具2のフック2bの
わずか下方に位置決めされる。次に、クランプアーム3
をアンクランプ動作させると、治具テーブル1に保持さ
れていた治具2が下降し、該治具2のフック2bに移動体
34の先端の係合片37が差し込まれ、治具2は治具テーブ
ル1から移動体34の保持部38に受渡しされる。続いて、
シリンダ43の再作動により旋回アーム39が後傾側へ揺動
すると、移動体34が治具2を保持した状態で後退する。
そして、この移動体34の後退の間、移動体34の保持部38
に保持された治具2は、その両側の凸部2aを治具ストッ
クドラム37の溝29に嵌入させ、旋回アーム39の後傾端に
おいて該治具2の全体が治具保持部28に乗り移る。この
時、治具2のフック2bに対する移動体34の係合片37の係
合状態は維持されており、治具2は治具保持部28の所定
の位置に位置決めされる。
【0019】 その後、回転割り出し装置13を構成する
モータ23が作動し、その回転がインデックスボックス17
内の回転出力部17a 、継ぎ手21、回転軸20を介して治具
ストックドラム25に伝達され、治具ストックドラム25は
回転する。この回転により上記最下位の治具保持部28に
受渡しされた治具2も回転し、そのフック2bが移動体34
の係合片37から外れる一方、位置決めガイド部30の溝30
a に嵌入する。したがって該治具2は治具保持部28から
脱落することなく回転する。そして、回転割り出し装置
13の作動により治具ストックドラム25が所定の角度(例
えば90度)回転し、新たなワークに対する治具を保持す
る治具保持部28が最下位に割り出しされ、これと同時
に、新たな治具2のフック2bが移動体34の係合片37に係
合する。
【0020】次に、シリンダ43の作動で旋回アーム39を
前傾側へ揺動させると、移動体34の係合片37が新たな治
具2のフック2bに係合しているので、該治具2は移動体
34の保持部38に保持されて前進し、揺動アーム39の前傾
端で該治具2は治具テーブル1のわずか下方に位置決め
される。したがって、その後、クランプアーム3をクラ
ンプ動作させれば、該治具2は移動体34から離れて治具
テーブル1側へ持ち上げられ、そのテーパピン4が治具
テーブル1に嵌合して所定の位置に固定される。この
時、治具テーブル1が下向きとなっているので、治具2
の取付面に切粉などの異物が介在することがなくなり、
したがって治具の位置決め精度は向上する。なおその
後、シリンダ43の再作動で移動体34を後退させれば、治
具の交換は終了する。
【0021】なお、上記実施例において、治具ストック
ドラム25として常時3つの治具2を収納するものを用い
たが、この治具ストックドラム25で収納する治具の数は
任意であり、4つ以上とすることができる。また上記実
施例において、移動体34を移動させるのに旋回アーム39
の揺動を利用したが、この移動体34を移動させる機構は
任意であり、例えばシリンダで直接駆動する機構、モー
タを駆動源とする自走機構等を用いることができる。
【0022】
【発明の効果】 以上、詳細に説明したように、本発明
にかゝる治具交換装置によれば、複数の治具を納めた治
具ストックドラムを回転させて必要な治具を割り出し移
動体の直線移動により該治具を簡単かつ速やかに工作機
械の治具テーブルに受渡すことができ、生産性の大幅な
向上はもとより、生産コストの可及的低減を達成でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかゝる治具交換装置を一部断面として
示す正面図である。
【図2】図1のA−A矢視線に沿う断面図である。 1 治具テーブル 2 治具 2a 凸部 2b フック 11 治具ストック部 12 治具搬送部 13 回転割り出し装置 20 回転軸 25 治具ストックドラム 28 治具保持部 29 溝 34 移動体 37 係合片 39 旋回アーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 英夫 静岡県浜北市根堅788番地 遠州クロス 株式会社内 (72)発明者 柴崎 正行 静岡県浜北市根堅788番地 遠州クロス 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−67040(JP,A) 実開 昭62−161945(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23Q 3/02 B23Q 3/157

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 治具の両側部に設けられた凸部と溝嵌合
    する治具保持部を外周に等間隔で有し、水平軸を中心に
    回転可能に設けられた治具ストックドラムと、治具の一
    端に突設したフックに係脱可能な保持部を有し、前記治
    具ストックドラムの下側と工作機械の治具テーブルの下
    側との間を前記水平軸に沿って直線移動して、該保持部
    前記治具ストックドラムの治具保持部の溝との間、並
    びに前記治具テーブルに付設されたクランプ手段との間
    で治具を受渡しする移動体と、前記治具ストックドラム
    の治具保持部の一つを前記移動体に対する治具の受渡し
    位置に割り出す回転割り出し手段とを備えたことを特徴
    とする治具交換装置。
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