JP3781649B2 - 自動工具交換装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マシニングセンタ等の工作機械の自動工具交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、立形や横形のマシニングセンタにおいて、工具マガジンを機械側面に配置したものがある。例えば、特許第３０４２５９７号に記載された立形マシニングセンタでは、無端チェーンに連結された複数の工具ポットを介して水平方向に工具を収納し、チェーンを回動させることにより任意の工具を工具受渡位置に割り出す工具マガジンを機械側面に配置して、工具マガジンに収納する工具本数の増大化、工具マガジンの省スペース化、工具マガジンへの工具収納の容易化を図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、上記の特許掲載公報に開示された立形マシニングセンタでは、工具マガジンと工具交換装置との間に工具転送装置を配置しなければならず、構造が複雑になると共に機械の設置面積が大きくなる問題がある。また他の立形、横形マシニングセンタにおいても、何らかの工具転送装置を設けて構造の複雑化、設置面積の増大化を招いている。
【０００４】
本発明はこうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、工具交換装置の小型化および構成の簡素化を図った自動工具交換装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明によれば、立形の主軸を有した工作機械の主軸と工具マガジンとの間で工具交換を行う自動工具交換装置において、工具を下向き姿勢で把持、収納する複数のグリッパを水平面内で割出可能に設けた工具マガジンと、両端に配設された工具把持部を有し、前記工具マガジンに隣接し工具マガジンとの間で工具の授受を行う退避位置と、前記主軸に装着された工具との工具交換を行う交換位置との間で揺動する工具交換アームと、先端部に前記工具交換アームが回転自在に設けられ、前記工具交換アームの退避位置と交換位置との間で前記工具交換アームを揺動移動させる揺動腕と、前記工具交換アームが退避位置にあるとき、工具のシャンク部に嵌合可能な嵌合部を水平方向及び上下方向に移動させて工具を把持し、前記工具交換アームの工具把持部と前記工具マガジンのグリッパとの間で工具を水平に移動させ工具の授受を行うシフタ手段と、前記工具交換アームの工具把持部と前記工具マガジンのグリッパとの間の工具移送中に前記工具の後方部に設けられた工具引込み用プルスタッドを係合させるガイド溝を有した落下防止手段とを具備する自動工具交換装置が提供される。
また、本発明によれば、立形の主軸を有した工作機械の主軸と工具マガジンとの間で工具交換を行う自動工具交換装置において、中空シャンクテーパ式の２面拘束工具を下向き姿勢で把持、収納する複数のグリッパを水平面内で割出可能に設けた工具マガジンと、両端に配設された工具把持部を有し、前記工具マガジンに隣接し工具マガジンとの間で工具の授受を行う退避位置と、前記主軸に装着された工具との工具交換を行う交換位置との間で揺動する工具交換アームと、先端部に前記工具交換アームが回転自在に設けられ、前記工具交換アームの退避位置と交換位置との間で前記工具交換アームを揺動移動させる揺動腕と、記工具交換アームが退避位置にあるとき、工具のシャンク部に嵌合可能な嵌合部を水平方向及び上下方向に移動させて工具を把持し、前記工具交換アームの工具把持部と前記工具マガジンのグリッパとの間で工具を水平に移動させ工具の授受を行うシフタ手段と、上下方向に移動可能に設けられたカムロッドと、前記工具の移送中に前記カムロッドに係合して該カムロッドを上方に持ち上げるカム溝と、前記カムロッドが上方に移動している間は中空シャンクテーパ式の２面拘束工具のシャンクと係合して工具を把持する係合部材とを有した落下防止手段とを具備する自動工具交換装置が提供される。
主軸における工具装着姿勢と工具マガジンにおける工具収納姿勢とが同じであり、工具姿勢を変えずに平行移動だけで工具交換が行える。また工具交換アームは、揺動という単純な動作一つで工具マガジンとの工具授受が行える退避位置と主軸との工具交換が行える交換位置との間で行き来ができ、自動工具交換装置全体を小型化しかつ構造簡単にしている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
先ず、図１、２、３を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。
本発明を適用する工作機械１０１は、工場等の床面に設置されるベッド１０３、ベッド１０３上に立設されたコラム１０５、コラム１０５の前面に鉛直方向（Ｚ軸方向）および水平左右方向（Ｘ軸方向）に往復自在に取り付けられた主軸頭１０７、ベッド１０３上においてＸ軸に垂直な水平方向であるＹ軸方向に延びる一対の案内面１１３、案内面１１３に沿って往復自在に設けられたテーブル１１１を含んでいる。ベッド１０３およびコラム１０５の一側には自動工具交換装置１１が配置されている。
【０００７】
本実施形態では、工具Ｔはテーパシャンク２７、テーパシャンク２７の後端に設けられた工具引込み用のプルスタッド２７ａを有するプルスタッド式の工具であり、テーパシャンク２７の大径部に形成された周溝より成る係合部２８を有している。なお、テーパシャンク２７、プルスタッド２７ａ、係合部２８は、工具Ｔそれ自体に形成されていても、或いは工具Ｔを装着した工具ホルダ（図示せず）に設けられていても良い。
【０００８】
自動工具交換装置１１は、基台１３の上面に固定された揺動軸１５を中心として回動自在に設けられた揺動腕１７を具備しており、該揺動腕１７に回転アクチュエータとしてのエアモータ１９が取り付けられている。エアモータ１９は鉛直に設けられた回転軸１９ａ（図３参照）を有しており、該回転軸１９ａの先端部に工具交換アーム２１が取り付けられている。工具交換アーム２１は水平に配置された板部材より成り、工具Ｔの係合部２８と係合可能な工具把持部２１ａが長手方向に１８０°対向した位置、つまり両端部に設けられている。より詳細には、工具把持部２１ａは、工具Ｔを水平方向に着脱する開口部を有した円弧状の凹みより成り、工具Ｔの係合部２８と係合する円弧状の突起より成る係止部２１ｂを有している。更に、工具把持部２１ａに係合した工具Ｔの脱落を防止するために、前記円弧状の凹みの開口部には、ばねにより該開口部を狭める方向に付勢された移動式の爪２０（図３参照）が設けられている。
【０００９】
自動工具交換装置１１の基台１３には、また、揺動腕１７を揺動軸１５を中心として揺動させる揺動アクチュエータとしてのエアシリンダ２３が取り付けられている。エアシリンダ２３のピストン（図示せず）に連結され伸縮自在のピストン棒２５の先端部が、ピン２５ａにより揺動腕１７のタブ１７ａに回転自在に連結されており、エアシリンダ２３の基端部がピン２３ａにより基台１３に回転自在に連結されている。図２に示すように、ピストン棒２５が伸長することにより、揺動腕１７および揺動腕１７に取り付けられた工具交換アーム２１は、揺動軸１５を中心として揺動し工具交換位置に移動する。工具交換位置において、工具交換アーム２１の一方の工具把持部２１ａに把持された工具Ｔの中心軸線が、工具交換位置にある主軸１０９の中心軸線と一致する。すなわち通常は、主軸１０９に装着されている工具を空の工具交換アームで受け取りに行くのであるから、揺動したら丁度工具把持部２１ａが主軸１０９に装着されている工具に係合するようになる。他方、ピストン棒２５が後退することにより、揺動腕１７および工具交換アーム２１は揺動軸１５を中心として回動し、図１において二点差線で示す退避位置に移動する。退避位置において、工具交換アーム２１は主軸１０９および主軸１０９に装着されている工具Ｔと干渉しない位置にある。
【００１０】
自動工具交換装置１１は、また、複数のグリッパ３３を有する工具マガジンを具備している。グリッパ３３は、一対のプーリ２９、３１を巡って水平に張架されたチェーン３０に連結されている。プーリ２９、３１の何れか一方、本実施形態ではプーリ２９が駆動モータ（図示せず）に連結されており、プーリ２９が回転することにより、チェーン３０と共にグリッパ３３が水平面内で周回するようになっている。図１、２から理解されるように、グリッパ３３は工具Ｔの係合部と係合して、工具Ｔの先端を下向きにして工具Ｔを鉛直方向に垂下、保持するようになっている。
【００１１】
自動工具交換装置１１は、更に、退避位置に配置された工具交換アーム２１の一方の工具把持部２１ａと、後述する工具授受位置に割出、配置されたグリッパ３３との間で工具を移送するシフタ４１を具備している。シフタ４１は、工具Ｔのテーパシャンク２７と嵌合するテーパ孔４３ａを有する嵌合部４３、嵌合部４３を鉛直方向に移動させる鉛直アクチュエータ４５、嵌合部４３を水平方向に移動させる水平アクチュエータ５１を具備している。鉛直アクチュエータ４５および水平アクチュエータ５１は流体圧シリンダ、好ましくは空圧シリンダにより形成することができる。水平アクチュエータ５１は、退避位置にある工具交換アーム２１に隣接する領域において、プーリ２９、３１の間に張架されたチェーン３０に対して垂直方向に前進、後退する。本実施形態では、嵌合部４３のテーパ孔４３ａの中心を通過する水平アクチュエータ５１の移動方向に平行な軸線Ｏ（図１、２参照）が工具授受位置を決定する。
【００１２】
シフタ４１は、水平に延設された梁４７と、脱落防止手段として梁４７の先端部に取り付けられたプルスタッドガイド４９とを具備し、梁４７およびプルスタッドガイド４９は嵌合部４１と共に鉛直方向に移動可能に設けられている。プルスタッドガイド４９は、梁４７の先端部において退避位置にある工具交換アーム２１の一方の工具把持部２１ａと、工具授受位置にあるグリッパ３３との間において水平方向に位置決めされる。プルスタッドガイド４９には、プルスタッド２７ａを通過させるように下側に開いたガイド溝４９ａが形成されている。ガイド溝４９ａは、その両測から内側に張り出してプルスタッド２７ａの先端部の直径の大きくなった係合部２７ｂと係合する水平な案内面４９ｂを有している。
【００１３】
以下、本実施形態の作用を説明する。
工作機械１０１がテーブル１１１に取り付けられたワーク（図示せず）を加工している間、工具交換アーム２１は退避位置にある。このとき、図１に示すように、工具交換アーム２１において工具授受位置に対面する工具把持部２１ａには次工程において使用する新工具Ｔが装着され、他方の工具把持部２１ａには工具が装着されていない。工作機械１０１のＮＣ装置（図示せず）から工具交換指令が発せられると、主軸１０９が工具交換位置へ移動する。次いで、エアシリンダ２３が伸張し、工具交換アーム２１は揺動軸１５を中心として揺動腕１７と共に揺動し工具交換位置へ移動する。工具交換アーム２１が工具交換位置へ移動すると、工具が装着されていない方の工具把持部２１ａが工具交換位置にある主軸１０９に装着されている工具Ｔの係合部に係合する（図１参照）。
【００１４】
次いで、主軸１０９内で工具アンクランプ動作が行われた後主軸１０９がＺ軸方向に上動することにより、主軸１０９の先端部に装着されている工具Ｔが主軸１０９から抜去される。工具Ｔが主軸１０９から抜去されると、エアモータ１９が１８０°回転し、工具交換アーム２１の工具把持部２１ａに把持されていた新工具Ｔと、主軸１０９から抜去された旧工具Ｔが入れ替わり、主軸１０９がＺ軸方向に下動することにより、新工具Ｔが主軸１０９に装着される。次いで、主軸１０９内で工具クランプ動作が行われ、エアシリンダ２３が収縮する。つまり、ピストン棒２５が後退することにより、工具交換アーム２１は揺動軸１５を中心として揺動腕１７と共に揺動し退避位置へ移動する。
【００１５】
工具交換アーム２１が退避位置へ移動したとき、旧工具Ｔは、その中心が軸線Ｏに一致する工具授受位置に配置されている。次いで、工具交換アーム２１の工具把持部２１ａに把持されている旧工具Ｔのプルスタッド２７ａと干渉しない高位置まで嵌合部４３およびプルスタッドガイド４９がシフタ４１の鉛直アクチュエータ４５により上動する。このとき、ガイド溝４９ａが工具授受位置にある旧工具Ｔのプルスタッド２７ａを受容できるように、プルスタッドガイド４９は嵌合部４３に対してＺ軸方向に位置決めされている。次いで、嵌合部４３のテーパ孔４３ａの中心が旧工具Ｔの中心に一致する前進位置まで、水平アクチュエータ５１により嵌合部４３が前進する。次いで、テーパ孔４３ａが工具Ｔのテーパシャンク２７に嵌合する低位置まで、鉛直アクチュエータ４５により嵌合部４３およびプルスタッドガイド４９が下動する。次いで、水平アクチュエータ５１により嵌合部４３が後退すると、旧工具Ｔは、工具把持部２１ａから離脱し、工具マガジンのグリッパ３３へ向けて水平に移動する。
【００１６】
旧工具Ｔの水平移動中、プルスタッド２７ｂがガイド溝４９ａと係合する。より詳細には、プルスタッド２７ｂの先端部の係合部２７ｂと水平に張りだした案内面４９ｂとが係合し、案内面４９ｂが係合部２７ｂを下から支持するようにして、プルスタッド２７ｂがガイド溝４９ａに沿って移動する。案内面４９ｂが係合部２７ｂを下から支持することにより、水平移動中にテーパシャンク２７がテーパ孔４３ａから抜け旧工具Ｔが脱落することが防止される。
【００１７】
旧工具Ｔの係合部２８がグリッパ３３に係合する後退位置まで嵌合部４３が後退すると、水平アクチュエータ５１による水平移動が停止し、鉛直アクチュエータ４５により、嵌合部４３は上動を開始する。これにより、工具Ｔをグリッパ３３に保持させた状態で嵌合部４３が工具Ｔから離脱する。こうして、嵌合部４３と工具Ｔとの係合が解除されると、プーリ２９の駆動モータ（図示せず）が回転し、次工程で使用される新工具が工具授受位置へ割り出される。工具授受位置に割り出された新工具Ｔはグリッパ３３から工具交換アーム２１の工具把持部２１ａへ向けて、既述した手順と反対の手順に従って移動され工具把持部２１ａに装着される。工具交換アーム２１は、退避位置において新工具Ｔが装着された状態で次の工具交換指令が発せられるまで待機する。
【００１８】
本実施形態によれば、立形主軸１０９を有した工作機械１０１の自動工具交換装置１１において、前記工具マガジンは、工具Ｔを下向き姿勢で把持し水平面内で割出可能な複数のグリッパ３３を有しており、シフタ４１が工具Ｔを下向き姿勢のままで水平に移動させ、工具マガジンに隣接した退避位置にある工具交換アーム２１と工具授受位置に割り出したグリッパ３３との間で工具Ｔを移送する。そして前記退避位置と主軸１０９に装着された工具Ｔとの工具交換を行う交換位置との間で水平に揺動し、工具交換位置において、工具交換アーム２１を水平に１８０°回転させて新旧工具Ｔを入れ替え、主軸１０９との間で工具交換を行う。このように、本実施形態による自動工具交換装置は、下向き姿勢の工具Ｔの方向を変化させることなる工具交換を行うので、工具の向きを変化させながら工具を移送させる工具移送装置を用いた従来技術と比較して非常に小型の自動工具交換装置となる。
【００１９】
また、工具授受の移動中の工具の落下防止手段として、平行移動している工具Ｔのプルスタッド２７ａと係合して下側から支持するプルスタッドガイド４９を設けたために、工具の脱落防止のために工具または工具ポットを特にクランプしている従来技術と比較してクランプ機構を持たない非常にシンプルな構成とすることができ、かつ、必要とするアクチュエータの数も減らすことができるために、製造コストを低減することが可能となる。
【００２０】
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。第２の実施形態では工具Ｔの主軸への装着方法が第１の実施形態と異なっており、それに伴い脱落防止手段の構成が異なっている。その余の構成は第１の実施形態と概ね同様に構成されており、図４において、図１〜３と対応する構成要素には同じ参照番号が付されている。また、以下の説明では、第１の実施形態と異なる点についてのみ記載する。
【００２１】
第１の実施形態では、工具Ｔはテーパシャンク２７とプルスタッド２７ｂとを有するプルスタッド式工具であったが、本発明はこれに限定されない。第２の実施形態では工具Ｔは、いわゆるＨＳＫタイプと称せられる中空シャンクテーパを有した二面拘束式工具である。図４を参照すると、工具Ｔはこの中空シャンクテーパを有した二面拘束式工具であり、上端に開口部を有する中空状のシャンク６１を有している。シャンク６１には、前記開口部の縁に沿って、内部空間に張り出した係止部６１ａが形成されている。
【００２２】
第２の実施形態において、シフタ４２は、工具Ｔのシャンク６１と嵌合するテーパ孔６３ａを有する嵌合部６３を有しており、第１の実施形態と同様に嵌合部６３を鉛直方向に移動させる鉛直アクチュエータ４５、嵌合部６３を水平方向に移動させる水平アクチュエータ５１を具備している。嵌合部６３は、更に、上面からテーパ孔６３ａ内に延設された貫通孔６３ｂを有しており、該貫通孔６３ｂに中空円筒状のロッドガイド７３が嵌合、固定されている。ロッドガイド７３は、シャンク６１の中空部に嵌合する中空の先端部７３ａを有しており、該先端部７３ａには半径方向に延びる横断孔７３ｂが形成され、該横断孔７３ｂにボール７９が配設されている。
【００２３】
ロッドガイド７３にはカムロッド７５が軸方向に摺動自在に配設されている。カムロッド７５は下端部に大径部７５ａを有しており、大径部７５ａは、横断孔７３ｂ内のボール７９と接触して、該ボール７９の一部を横断孔７３ｂから突出できる半径を有している。カムロッド７５の上端部にはカムローラ７７が回転自在に取り付けられている。
【００２４】
第２の実施形態によるシフタ４２は、更に、水平に延設された梁６７と、梁６７の先端部に取り付けられたカム６９とを具備し、梁６７およびカム６９は嵌合部６３と共に鉛直方向に移動可能に設けられている。カム６９は、第１の実施形態のプルスタッドガイド４９と同様に、梁６７の先端部において退避位置にある工具交換アーム２１の一方の工具把持部２１ａと、工具授受位置にあるグリッパの間において水平方向に位置決めされる。カム６９には、カムロッド７５のカムローラ７７と係合可能に設けられたカム溝６９ａを有している。
【００２５】
以下、工具交換指令が発せられた後に、主軸１０９と工具交換アーム２１との間で新旧の工具Ｔの交換が行われ、工具交換アーム２１が退避位置に移動した時点から本実施形態の作用を説明する。
【００２６】
工具交換アーム２１が退避位置へ移動すると、シフタ４２は鉛直アクチュエータ４５により、嵌合部６３が工具交換アーム２１の工具把持部２１ａに把持されている旧工具Ｔのシャンク６１と干渉しない高位置まで嵌合部６３およびカム６９を上動させる。次いで、嵌合部６３のテーパ孔６３ａの中心が旧工具Ｔの中心に一致する前進位置まで、水平アクチュエータ５１により嵌合部６３が前進する。次いで、テーパ孔６３ａが旧工具Ｔのシャンク６１に嵌合する低位置まで、鉛直アクチュエータ４５により嵌合部６３およびカム６９が下動する。このとき、ロッドガイド７３の先端部７３ａがシャンク６１の中空部に嵌合する。
【００２７】
次いで、水平アクチュエータ５１により嵌合部６３が後退すると、旧工具Ｔは、工具把持部２１ａから離脱し、工具マガジンのグリッパ３３へ向けて水平に移動する。この間、カムローラ７７がカム溝６９ａと係合する。カム溝６９ａは、図４に示すように、中央部が上方に膨出しており、カムローラ７７とカム溝６９ａとの係合により、カムロッド７５は旧工具Ｔの水平移動中に鉛直上方に引き上げられる。カムロッド７５が上方に移動することにより、カムロッド７５の大径部７５ａが横断孔７３ｂ内のボール７９と接触して、該ボール７９を横断孔７３ｂに沿って半径方向外方に押し出す。これにより、ボール７９の一部が横断孔７３ｂから突出し、シャンク６１の開口部の縁に沿って内部空間に張り出した係止部６１ａと係合し、水平移動中にシャンク６１がテーパ孔６３ａから抜け旧工具Ｔが脱落することが防止される。すなわち、第２の実施形態では、カム６９、カムローラ７７、カムロッド７５、ボール７９が脱落防止手段を構成している。
【００２８】
旧工具Ｔの係合部２８がグリッパ３３に係合する後退位置まで嵌合部４３が後退した後の作用は第１の実施形態と同様である。
本実施形態によれば、工具Ｔの移動中にカム６９とカムロッド７５とを係合させて、カムロッド７５を上方に持ち上げ、カムロッド７５が上方に移動している間に係合部材としてのボール７９を工具Ｔのシャンク６１と係合させるようにして、工具Ｔの脱落を防止しているので、工具の脱落防止のために工具または工具ポットを特にクランプしている従来技術と比較してクランプ機構を持たない非常にシンプルな構成とすることができ、かつ、必要とするアクチュエータの数も減らすことができるために、製造コストを低減することが可能となる。
【００２９】
本実施形態では、工具交換アーム２１が工具交換位置で１８０°回転する前後の主軸１０９への工具の抜き差し動作は、主軸頭１０７をＺ軸方向に上下移動させることにより行ったが、工具交換アーム２１に上下動するアクチュエータを設けて、主軸頭１０７は移動させずに工具交換アーム２１側の上下動作によって主軸１０９への工具の抜き差し動作を行っても良い。
また本実施形態は、立形マシニングセンタについて説明したが、主軸が水平方向に設けられた横形マシニングセンタにも本発明は適用できる。つまり、グリッパ３３に把持される工具の姿勢が主軸１０９に装着される工具の姿勢と同じになるように自動工具交換装置１１を基台１３ごと立てて配置するのである。重力の作用する向きは変わるが、自動工具交換装置の個々の構造は基本的に立形マシニングセンタの場合と同じで良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、工具交換アームが単に揺動するだけで、工具交換アームと工具マガジンとの間で工具授受が可能な退避位置に工具交換アームが迅速に位置決めされ、また、工具交換アームと主軸との間で工具交換が可能な交換位置に工具交換アームが迅速に位置決めされる。更に、工具マガジンと工具交換アームとの間の工具授受は、工具の姿勢を変えることなく平行移動だけで行える。その際、落下防止手段によってプルスタッド式工具でも、中空シャンクテーパ式の２面拘束工具でも落下する危険はない。
これらの構成によって、工具交換装置全体を小型化でき、構造も簡単化できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による自動工具交換装置を工作機械と共に示す平面図である。
【図２】図１の自動工具交換装置の斜視図である。
【図３】一部を破断して示すシフタの拡大斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態によるシフタの図３と同様の斜視図である。
【符号の説明】
１１…自動工具交換装置
１３…基台
１５…揺動軸
１７…揺動腕
１９…エアモータ
２０…爪
２１…工具交換アーム
２１ａ…工具把持部
２３…エアシリンダ
２５…ピストン棒
２７…テーパシャンク
２７ａ…プルスタッド
２８…係合部
３３…グリッパ
２９…プーリ
３０…チェーン
３１…プーリ
４１…シフタ
４２…シフタ
４３…嵌合部
４５…鉛直アクチュエータ
５１…水平アクチュエータ
４３ａ…テーパ孔
４７…梁
４９…プルスタッドガイド
４９ａ…ガイド溝
６１…中空シャンク
６１ａ…係止部
６３…嵌合部
６３ａ…テーパ孔
７３…ロッドガイド
７５…カムロッド
７７…カムローラ
７９…ボール
１０１…工作機械
１０３…ベッド
１０５…コラム
１０７…主軸頭
１１３…案内面
１１１…テーブル
Ｔ…工具
【発明の属する技術分野】
本発明は、マシニングセンタ等の工作機械の自動工具交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、立形や横形のマシニングセンタにおいて、工具マガジンを機械側面に配置したものがある。例えば、特許第３０４２５９７号に記載された立形マシニングセンタでは、無端チェーンに連結された複数の工具ポットを介して水平方向に工具を収納し、チェーンを回動させることにより任意の工具を工具受渡位置に割り出す工具マガジンを機械側面に配置して、工具マガジンに収納する工具本数の増大化、工具マガジンの省スペース化、工具マガジンへの工具収納の容易化を図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、上記の特許掲載公報に開示された立形マシニングセンタでは、工具マガジンと工具交換装置との間に工具転送装置を配置しなければならず、構造が複雑になると共に機械の設置面積が大きくなる問題がある。また他の立形、横形マシニングセンタにおいても、何らかの工具転送装置を設けて構造の複雑化、設置面積の増大化を招いている。
【０００４】
本発明はこうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、工具交換装置の小型化および構成の簡素化を図った自動工具交換装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明によれば、立形の主軸を有した工作機械の主軸と工具マガジンとの間で工具交換を行う自動工具交換装置において、工具を下向き姿勢で把持、収納する複数のグリッパを水平面内で割出可能に設けた工具マガジンと、両端に配設された工具把持部を有し、前記工具マガジンに隣接し工具マガジンとの間で工具の授受を行う退避位置と、前記主軸に装着された工具との工具交換を行う交換位置との間で揺動する工具交換アームと、先端部に前記工具交換アームが回転自在に設けられ、前記工具交換アームの退避位置と交換位置との間で前記工具交換アームを揺動移動させる揺動腕と、前記工具交換アームが退避位置にあるとき、工具のシャンク部に嵌合可能な嵌合部を水平方向及び上下方向に移動させて工具を把持し、前記工具交換アームの工具把持部と前記工具マガジンのグリッパとの間で工具を水平に移動させ工具の授受を行うシフタ手段と、前記工具交換アームの工具把持部と前記工具マガジンのグリッパとの間の工具移送中に前記工具の後方部に設けられた工具引込み用プルスタッドを係合させるガイド溝を有した落下防止手段とを具備する自動工具交換装置が提供される。
また、本発明によれば、立形の主軸を有した工作機械の主軸と工具マガジンとの間で工具交換を行う自動工具交換装置において、中空シャンクテーパ式の２面拘束工具を下向き姿勢で把持、収納する複数のグリッパを水平面内で割出可能に設けた工具マガジンと、両端に配設された工具把持部を有し、前記工具マガジンに隣接し工具マガジンとの間で工具の授受を行う退避位置と、前記主軸に装着された工具との工具交換を行う交換位置との間で揺動する工具交換アームと、先端部に前記工具交換アームが回転自在に設けられ、前記工具交換アームの退避位置と交換位置との間で前記工具交換アームを揺動移動させる揺動腕と、記工具交換アームが退避位置にあるとき、工具のシャンク部に嵌合可能な嵌合部を水平方向及び上下方向に移動させて工具を把持し、前記工具交換アームの工具把持部と前記工具マガジンのグリッパとの間で工具を水平に移動させ工具の授受を行うシフタ手段と、上下方向に移動可能に設けられたカムロッドと、前記工具の移送中に前記カムロッドに係合して該カムロッドを上方に持ち上げるカム溝と、前記カムロッドが上方に移動している間は中空シャンクテーパ式の２面拘束工具のシャンクと係合して工具を把持する係合部材とを有した落下防止手段とを具備する自動工具交換装置が提供される。
主軸における工具装着姿勢と工具マガジンにおける工具収納姿勢とが同じであり、工具姿勢を変えずに平行移動だけで工具交換が行える。また工具交換アームは、揺動という単純な動作一つで工具マガジンとの工具授受が行える退避位置と主軸との工具交換が行える交換位置との間で行き来ができ、自動工具交換装置全体を小型化しかつ構造簡単にしている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
先ず、図１、２、３を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。
本発明を適用する工作機械１０１は、工場等の床面に設置されるベッド１０３、ベッド１０３上に立設されたコラム１０５、コラム１０５の前面に鉛直方向（Ｚ軸方向）および水平左右方向（Ｘ軸方向）に往復自在に取り付けられた主軸頭１０７、ベッド１０３上においてＸ軸に垂直な水平方向であるＹ軸方向に延びる一対の案内面１１３、案内面１１３に沿って往復自在に設けられたテーブル１１１を含んでいる。ベッド１０３およびコラム１０５の一側には自動工具交換装置１１が配置されている。
【０００７】
本実施形態では、工具Ｔはテーパシャンク２７、テーパシャンク２７の後端に設けられた工具引込み用のプルスタッド２７ａを有するプルスタッド式の工具であり、テーパシャンク２７の大径部に形成された周溝より成る係合部２８を有している。なお、テーパシャンク２７、プルスタッド２７ａ、係合部２８は、工具Ｔそれ自体に形成されていても、或いは工具Ｔを装着した工具ホルダ（図示せず）に設けられていても良い。
【０００８】
自動工具交換装置１１は、基台１３の上面に固定された揺動軸１５を中心として回動自在に設けられた揺動腕１７を具備しており、該揺動腕１７に回転アクチュエータとしてのエアモータ１９が取り付けられている。エアモータ１９は鉛直に設けられた回転軸１９ａ（図３参照）を有しており、該回転軸１９ａの先端部に工具交換アーム２１が取り付けられている。工具交換アーム２１は水平に配置された板部材より成り、工具Ｔの係合部２８と係合可能な工具把持部２１ａが長手方向に１８０°対向した位置、つまり両端部に設けられている。より詳細には、工具把持部２１ａは、工具Ｔを水平方向に着脱する開口部を有した円弧状の凹みより成り、工具Ｔの係合部２８と係合する円弧状の突起より成る係止部２１ｂを有している。更に、工具把持部２１ａに係合した工具Ｔの脱落を防止するために、前記円弧状の凹みの開口部には、ばねにより該開口部を狭める方向に付勢された移動式の爪２０（図３参照）が設けられている。
【０００９】
自動工具交換装置１１の基台１３には、また、揺動腕１７を揺動軸１５を中心として揺動させる揺動アクチュエータとしてのエアシリンダ２３が取り付けられている。エアシリンダ２３のピストン（図示せず）に連結され伸縮自在のピストン棒２５の先端部が、ピン２５ａにより揺動腕１７のタブ１７ａに回転自在に連結されており、エアシリンダ２３の基端部がピン２３ａにより基台１３に回転自在に連結されている。図２に示すように、ピストン棒２５が伸長することにより、揺動腕１７および揺動腕１７に取り付けられた工具交換アーム２１は、揺動軸１５を中心として揺動し工具交換位置に移動する。工具交換位置において、工具交換アーム２１の一方の工具把持部２１ａに把持された工具Ｔの中心軸線が、工具交換位置にある主軸１０９の中心軸線と一致する。すなわち通常は、主軸１０９に装着されている工具を空の工具交換アームで受け取りに行くのであるから、揺動したら丁度工具把持部２１ａが主軸１０９に装着されている工具に係合するようになる。他方、ピストン棒２５が後退することにより、揺動腕１７および工具交換アーム２１は揺動軸１５を中心として回動し、図１において二点差線で示す退避位置に移動する。退避位置において、工具交換アーム２１は主軸１０９および主軸１０９に装着されている工具Ｔと干渉しない位置にある。
【００１０】
自動工具交換装置１１は、また、複数のグリッパ３３を有する工具マガジンを具備している。グリッパ３３は、一対のプーリ２９、３１を巡って水平に張架されたチェーン３０に連結されている。プーリ２９、３１の何れか一方、本実施形態ではプーリ２９が駆動モータ（図示せず）に連結されており、プーリ２９が回転することにより、チェーン３０と共にグリッパ３３が水平面内で周回するようになっている。図１、２から理解されるように、グリッパ３３は工具Ｔの係合部と係合して、工具Ｔの先端を下向きにして工具Ｔを鉛直方向に垂下、保持するようになっている。
【００１１】
自動工具交換装置１１は、更に、退避位置に配置された工具交換アーム２１の一方の工具把持部２１ａと、後述する工具授受位置に割出、配置されたグリッパ３３との間で工具を移送するシフタ４１を具備している。シフタ４１は、工具Ｔのテーパシャンク２７と嵌合するテーパ孔４３ａを有する嵌合部４３、嵌合部４３を鉛直方向に移動させる鉛直アクチュエータ４５、嵌合部４３を水平方向に移動させる水平アクチュエータ５１を具備している。鉛直アクチュエータ４５および水平アクチュエータ５１は流体圧シリンダ、好ましくは空圧シリンダにより形成することができる。水平アクチュエータ５１は、退避位置にある工具交換アーム２１に隣接する領域において、プーリ２９、３１の間に張架されたチェーン３０に対して垂直方向に前進、後退する。本実施形態では、嵌合部４３のテーパ孔４３ａの中心を通過する水平アクチュエータ５１の移動方向に平行な軸線Ｏ（図１、２参照）が工具授受位置を決定する。
【００１２】
シフタ４１は、水平に延設された梁４７と、脱落防止手段として梁４７の先端部に取り付けられたプルスタッドガイド４９とを具備し、梁４７およびプルスタッドガイド４９は嵌合部４１と共に鉛直方向に移動可能に設けられている。プルスタッドガイド４９は、梁４７の先端部において退避位置にある工具交換アーム２１の一方の工具把持部２１ａと、工具授受位置にあるグリッパ３３との間において水平方向に位置決めされる。プルスタッドガイド４９には、プルスタッド２７ａを通過させるように下側に開いたガイド溝４９ａが形成されている。ガイド溝４９ａは、その両測から内側に張り出してプルスタッド２７ａの先端部の直径の大きくなった係合部２７ｂと係合する水平な案内面４９ｂを有している。
【００１３】
以下、本実施形態の作用を説明する。
工作機械１０１がテーブル１１１に取り付けられたワーク（図示せず）を加工している間、工具交換アーム２１は退避位置にある。このとき、図１に示すように、工具交換アーム２１において工具授受位置に対面する工具把持部２１ａには次工程において使用する新工具Ｔが装着され、他方の工具把持部２１ａには工具が装着されていない。工作機械１０１のＮＣ装置（図示せず）から工具交換指令が発せられると、主軸１０９が工具交換位置へ移動する。次いで、エアシリンダ２３が伸張し、工具交換アーム２１は揺動軸１５を中心として揺動腕１７と共に揺動し工具交換位置へ移動する。工具交換アーム２１が工具交換位置へ移動すると、工具が装着されていない方の工具把持部２１ａが工具交換位置にある主軸１０９に装着されている工具Ｔの係合部に係合する（図１参照）。
【００１４】
次いで、主軸１０９内で工具アンクランプ動作が行われた後主軸１０９がＺ軸方向に上動することにより、主軸１０９の先端部に装着されている工具Ｔが主軸１０９から抜去される。工具Ｔが主軸１０９から抜去されると、エアモータ１９が１８０°回転し、工具交換アーム２１の工具把持部２１ａに把持されていた新工具Ｔと、主軸１０９から抜去された旧工具Ｔが入れ替わり、主軸１０９がＺ軸方向に下動することにより、新工具Ｔが主軸１０９に装着される。次いで、主軸１０９内で工具クランプ動作が行われ、エアシリンダ２３が収縮する。つまり、ピストン棒２５が後退することにより、工具交換アーム２１は揺動軸１５を中心として揺動腕１７と共に揺動し退避位置へ移動する。
【００１５】
工具交換アーム２１が退避位置へ移動したとき、旧工具Ｔは、その中心が軸線Ｏに一致する工具授受位置に配置されている。次いで、工具交換アーム２１の工具把持部２１ａに把持されている旧工具Ｔのプルスタッド２７ａと干渉しない高位置まで嵌合部４３およびプルスタッドガイド４９がシフタ４１の鉛直アクチュエータ４５により上動する。このとき、ガイド溝４９ａが工具授受位置にある旧工具Ｔのプルスタッド２７ａを受容できるように、プルスタッドガイド４９は嵌合部４３に対してＺ軸方向に位置決めされている。次いで、嵌合部４３のテーパ孔４３ａの中心が旧工具Ｔの中心に一致する前進位置まで、水平アクチュエータ５１により嵌合部４３が前進する。次いで、テーパ孔４３ａが工具Ｔのテーパシャンク２７に嵌合する低位置まで、鉛直アクチュエータ４５により嵌合部４３およびプルスタッドガイド４９が下動する。次いで、水平アクチュエータ５１により嵌合部４３が後退すると、旧工具Ｔは、工具把持部２１ａから離脱し、工具マガジンのグリッパ３３へ向けて水平に移動する。
【００１６】
旧工具Ｔの水平移動中、プルスタッド２７ｂがガイド溝４９ａと係合する。より詳細には、プルスタッド２７ｂの先端部の係合部２７ｂと水平に張りだした案内面４９ｂとが係合し、案内面４９ｂが係合部２７ｂを下から支持するようにして、プルスタッド２７ｂがガイド溝４９ａに沿って移動する。案内面４９ｂが係合部２７ｂを下から支持することにより、水平移動中にテーパシャンク２７がテーパ孔４３ａから抜け旧工具Ｔが脱落することが防止される。
【００１７】
旧工具Ｔの係合部２８がグリッパ３３に係合する後退位置まで嵌合部４３が後退すると、水平アクチュエータ５１による水平移動が停止し、鉛直アクチュエータ４５により、嵌合部４３は上動を開始する。これにより、工具Ｔをグリッパ３３に保持させた状態で嵌合部４３が工具Ｔから離脱する。こうして、嵌合部４３と工具Ｔとの係合が解除されると、プーリ２９の駆動モータ（図示せず）が回転し、次工程で使用される新工具が工具授受位置へ割り出される。工具授受位置に割り出された新工具Ｔはグリッパ３３から工具交換アーム２１の工具把持部２１ａへ向けて、既述した手順と反対の手順に従って移動され工具把持部２１ａに装着される。工具交換アーム２１は、退避位置において新工具Ｔが装着された状態で次の工具交換指令が発せられるまで待機する。
【００１８】
本実施形態によれば、立形主軸１０９を有した工作機械１０１の自動工具交換装置１１において、前記工具マガジンは、工具Ｔを下向き姿勢で把持し水平面内で割出可能な複数のグリッパ３３を有しており、シフタ４１が工具Ｔを下向き姿勢のままで水平に移動させ、工具マガジンに隣接した退避位置にある工具交換アーム２１と工具授受位置に割り出したグリッパ３３との間で工具Ｔを移送する。そして前記退避位置と主軸１０９に装着された工具Ｔとの工具交換を行う交換位置との間で水平に揺動し、工具交換位置において、工具交換アーム２１を水平に１８０°回転させて新旧工具Ｔを入れ替え、主軸１０９との間で工具交換を行う。このように、本実施形態による自動工具交換装置は、下向き姿勢の工具Ｔの方向を変化させることなる工具交換を行うので、工具の向きを変化させながら工具を移送させる工具移送装置を用いた従来技術と比較して非常に小型の自動工具交換装置となる。
【００１９】
また、工具授受の移動中の工具の落下防止手段として、平行移動している工具Ｔのプルスタッド２７ａと係合して下側から支持するプルスタッドガイド４９を設けたために、工具の脱落防止のために工具または工具ポットを特にクランプしている従来技術と比較してクランプ機構を持たない非常にシンプルな構成とすることができ、かつ、必要とするアクチュエータの数も減らすことができるために、製造コストを低減することが可能となる。
【００２０】
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。第２の実施形態では工具Ｔの主軸への装着方法が第１の実施形態と異なっており、それに伴い脱落防止手段の構成が異なっている。その余の構成は第１の実施形態と概ね同様に構成されており、図４において、図１〜３と対応する構成要素には同じ参照番号が付されている。また、以下の説明では、第１の実施形態と異なる点についてのみ記載する。
【００２１】
第１の実施形態では、工具Ｔはテーパシャンク２７とプルスタッド２７ｂとを有するプルスタッド式工具であったが、本発明はこれに限定されない。第２の実施形態では工具Ｔは、いわゆるＨＳＫタイプと称せられる中空シャンクテーパを有した二面拘束式工具である。図４を参照すると、工具Ｔはこの中空シャンクテーパを有した二面拘束式工具であり、上端に開口部を有する中空状のシャンク６１を有している。シャンク６１には、前記開口部の縁に沿って、内部空間に張り出した係止部６１ａが形成されている。
【００２２】
第２の実施形態において、シフタ４２は、工具Ｔのシャンク６１と嵌合するテーパ孔６３ａを有する嵌合部６３を有しており、第１の実施形態と同様に嵌合部６３を鉛直方向に移動させる鉛直アクチュエータ４５、嵌合部６３を水平方向に移動させる水平アクチュエータ５１を具備している。嵌合部６３は、更に、上面からテーパ孔６３ａ内に延設された貫通孔６３ｂを有しており、該貫通孔６３ｂに中空円筒状のロッドガイド７３が嵌合、固定されている。ロッドガイド７３は、シャンク６１の中空部に嵌合する中空の先端部７３ａを有しており、該先端部７３ａには半径方向に延びる横断孔７３ｂが形成され、該横断孔７３ｂにボール７９が配設されている。
【００２３】
ロッドガイド７３にはカムロッド７５が軸方向に摺動自在に配設されている。カムロッド７５は下端部に大径部７５ａを有しており、大径部７５ａは、横断孔７３ｂ内のボール７９と接触して、該ボール７９の一部を横断孔７３ｂから突出できる半径を有している。カムロッド７５の上端部にはカムローラ７７が回転自在に取り付けられている。
【００２４】
第２の実施形態によるシフタ４２は、更に、水平に延設された梁６７と、梁６７の先端部に取り付けられたカム６９とを具備し、梁６７およびカム６９は嵌合部６３と共に鉛直方向に移動可能に設けられている。カム６９は、第１の実施形態のプルスタッドガイド４９と同様に、梁６７の先端部において退避位置にある工具交換アーム２１の一方の工具把持部２１ａと、工具授受位置にあるグリッパの間において水平方向に位置決めされる。カム６９には、カムロッド７５のカムローラ７７と係合可能に設けられたカム溝６９ａを有している。
【００２５】
以下、工具交換指令が発せられた後に、主軸１０９と工具交換アーム２１との間で新旧の工具Ｔの交換が行われ、工具交換アーム２１が退避位置に移動した時点から本実施形態の作用を説明する。
【００２６】
工具交換アーム２１が退避位置へ移動すると、シフタ４２は鉛直アクチュエータ４５により、嵌合部６３が工具交換アーム２１の工具把持部２１ａに把持されている旧工具Ｔのシャンク６１と干渉しない高位置まで嵌合部６３およびカム６９を上動させる。次いで、嵌合部６３のテーパ孔６３ａの中心が旧工具Ｔの中心に一致する前進位置まで、水平アクチュエータ５１により嵌合部６３が前進する。次いで、テーパ孔６３ａが旧工具Ｔのシャンク６１に嵌合する低位置まで、鉛直アクチュエータ４５により嵌合部６３およびカム６９が下動する。このとき、ロッドガイド７３の先端部７３ａがシャンク６１の中空部に嵌合する。
【００２７】
次いで、水平アクチュエータ５１により嵌合部６３が後退すると、旧工具Ｔは、工具把持部２１ａから離脱し、工具マガジンのグリッパ３３へ向けて水平に移動する。この間、カムローラ７７がカム溝６９ａと係合する。カム溝６９ａは、図４に示すように、中央部が上方に膨出しており、カムローラ７７とカム溝６９ａとの係合により、カムロッド７５は旧工具Ｔの水平移動中に鉛直上方に引き上げられる。カムロッド７５が上方に移動することにより、カムロッド７５の大径部７５ａが横断孔７３ｂ内のボール７９と接触して、該ボール７９を横断孔７３ｂに沿って半径方向外方に押し出す。これにより、ボール７９の一部が横断孔７３ｂから突出し、シャンク６１の開口部の縁に沿って内部空間に張り出した係止部６１ａと係合し、水平移動中にシャンク６１がテーパ孔６３ａから抜け旧工具Ｔが脱落することが防止される。すなわち、第２の実施形態では、カム６９、カムローラ７７、カムロッド７５、ボール７９が脱落防止手段を構成している。
【００２８】
旧工具Ｔの係合部２８がグリッパ３３に係合する後退位置まで嵌合部４３が後退した後の作用は第１の実施形態と同様である。
本実施形態によれば、工具Ｔの移動中にカム６９とカムロッド７５とを係合させて、カムロッド７５を上方に持ち上げ、カムロッド７５が上方に移動している間に係合部材としてのボール７９を工具Ｔのシャンク６１と係合させるようにして、工具Ｔの脱落を防止しているので、工具の脱落防止のために工具または工具ポットを特にクランプしている従来技術と比較してクランプ機構を持たない非常にシンプルな構成とすることができ、かつ、必要とするアクチュエータの数も減らすことができるために、製造コストを低減することが可能となる。
【００２９】
本実施形態では、工具交換アーム２１が工具交換位置で１８０°回転する前後の主軸１０９への工具の抜き差し動作は、主軸頭１０７をＺ軸方向に上下移動させることにより行ったが、工具交換アーム２１に上下動するアクチュエータを設けて、主軸頭１０７は移動させずに工具交換アーム２１側の上下動作によって主軸１０９への工具の抜き差し動作を行っても良い。
また本実施形態は、立形マシニングセンタについて説明したが、主軸が水平方向に設けられた横形マシニングセンタにも本発明は適用できる。つまり、グリッパ３３に把持される工具の姿勢が主軸１０９に装着される工具の姿勢と同じになるように自動工具交換装置１１を基台１３ごと立てて配置するのである。重力の作用する向きは変わるが、自動工具交換装置の個々の構造は基本的に立形マシニングセンタの場合と同じで良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、工具交換アームが単に揺動するだけで、工具交換アームと工具マガジンとの間で工具授受が可能な退避位置に工具交換アームが迅速に位置決めされ、また、工具交換アームと主軸との間で工具交換が可能な交換位置に工具交換アームが迅速に位置決めされる。更に、工具マガジンと工具交換アームとの間の工具授受は、工具の姿勢を変えることなく平行移動だけで行える。その際、落下防止手段によってプルスタッド式工具でも、中空シャンクテーパ式の２面拘束工具でも落下する危険はない。
これらの構成によって、工具交換装置全体を小型化でき、構造も簡単化できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による自動工具交換装置を工作機械と共に示す平面図である。
【図２】図１の自動工具交換装置の斜視図である。
【図３】一部を破断して示すシフタの拡大斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態によるシフタの図３と同様の斜視図である。
【符号の説明】
１１…自動工具交換装置
１３…基台
１５…揺動軸
１７…揺動腕
１９…エアモータ
２０…爪
２１…工具交換アーム
２１ａ…工具把持部
２３…エアシリンダ
２５…ピストン棒
２７…テーパシャンク
２７ａ…プルスタッド
２８…係合部
３３…グリッパ
２９…プーリ
３０…チェーン
３１…プーリ
４１…シフタ
４２…シフタ
４３…嵌合部
４５…鉛直アクチュエータ
５１…水平アクチュエータ
４３ａ…テーパ孔
４７…梁
４９…プルスタッドガイド
４９ａ…ガイド溝
６１…中空シャンク
６１ａ…係止部
６３…嵌合部
６３ａ…テーパ孔
７３…ロッドガイド
７５…カムロッド
７７…カムローラ
７９…ボール
１０１…工作機械
１０３…ベッド
１０５…コラム
１０７…主軸頭
１１３…案内面
１１１…テーブル
Ｔ…工具
Claims (2)
- 立形の主軸を有した工作機械の主軸と工具マガジンとの間で工具交換を行う自動工具交換装置において、
工具を下向き姿勢で把持、収納する複数のグリッパを水平面内で割出可能に設けた工具マガジンと、
両端に配設された工具把持部を有し、前記工具マガジンに隣接し工具マガジンとの間で工具の授受を行う退避位置と、前記主軸に装着された工具との工具交換を行う交換位置との間で揺動する工具交換アームと、
先端部に前記工具交換アームが回転自在に設けられ、前記工具交換アームの退避位置と交換位置との間で前記工具交換アームを揺動移動させる揺動腕と、
前記工具交換アームが退避位置にあるとき、工具のシャンク部に嵌合可能な嵌合部を水平方向及び上下方向に移動させて工具を把持し、前記工具交換アームの工具把持部と前記工具マガジンのグリッパとの間で工具を水平に移動させ工具の授受を行うシフタ手段と、
前記工具交換アームの工具把持部と前記工具マガジンのグリッパとの間の工具移送中に前記工具の後方部に設けられた工具引込み用プルスタッドを係合させるガイド溝を有した落下防止手段と、
を具備することを特徴とした自動工具交換装置。 - 立形の主軸を有した工作機械の主軸と工具マガジンとの間で工具交換を行う自動工具交換装置において、
中空シャンクテーパ式の２面拘束工具を下向き姿勢で把持、収納する複数のグリッパを水平面内で割出可能に設けた工具マガジンと、
両端に配設された工具把持部を有し、前記工具マガジンに隣接し工具マガジンとの間で工具の授受を行う退避位置と、前記主軸に装着された工具との工具交換を行う交換位置との間で揺動する工具交換アームと、
先端部に前記工具交換アームが回転自在に設けられ、前記工具交換アームの退避位置と交換位置との間で前記工具交換アームを揺動移動させる揺動腕と、
前記工具交換アームが退避位置にあるとき、工具のシャンク部に嵌合可能な嵌合部を水平方向及び上下方向に移動させて工具を把持し、前記工具交換アームの工具把持部と前記工具マガジンのグリッパとの間で工具を水平に移動させ工具の授受を行うシフタ手段と、
上下方向に移動可能に設けられたカムロッドと、前記工具の移送中に前記カムロッドに係合して該カムロッドを上方に持ち上げるカム溝と、前記カムロッドが上方に移動している間は中空シャンクテーパ式の２面拘束工具のシャンクと係合して工具を把持する係合部材とを有した落下防止手段と、
を具備することを特徴とした自動工具交換装置。
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