JPH0151302B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は工作機械におけるアタツチメント自動
交換装置に関する。

＜従来技術＞ 従来の自動交換装置は、アタツチメントを保有
するマガジンと機械本体との間にアタツチメント
を搬送する搬送装置が設けられ、該搬送装置の上
部に、昇降と旋回とが可能なアタツチメント受台
を１基設置し、この受台によりアタツチメントの
自動交換を行つていた。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかし、この構成では、 (1) 機械主軸頭に装着した使用済アタツチメント
を離脱し、アタツチメント受台に移す。

(2) 使用済アタツチメントをマガジンまで搬送す
る。

(3) 使用済アタツチメントをマガジンの所定の位
置に返却する。

(4) マガジンを作動し新アタツチメントをアタツ
チメント受台の交換装置に移動する。

(5) 新アタツチメントをアタツチメント受台に移
動する。

(6) 新アタツチメントを機械主軸頭位置まで搬送
し、装着する。

といつた交換作業となり、交換時間が多くかか
り、不都合が生じていた。

本発明は、搬送装置にアタツチメント受台を２
基設置し、機械主軸頭から使用済アタツチメント
の取外しと、新アタツチメントの装着を連続して
行うことにより、アタツチメント交換時間を短縮
できるアタツチメント自動交換装置の提供を目的
としている。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明による問題点解決手段は、工作機械本体
に主軸頭Ｚが昇降自在でかつ水平方向移動可能に
支持され、該主軸頭Ｚの下面に、アタツチメント
Ａの上端部に形成された複数の大径鍔部Ａ１をク
ランプするための複数のクランプ爪Ｃが形成さ
れ、前記主軸頭Ｚの各クランプ爪Ｃ間に前記アタ
ツチメントの大径鍔部Ａ１を介入するための切欠
部Ｃ１が形成された工作機械において、搬送台４
がベース１上でアタツチメント受渡し位置Ｓ２と
アタツチメント交換位置Ｓ４との間に横方向往復
動可能に設置され、該搬送台４を往復動させるた
めの移動装置４Ａが設けられ、前記搬送台４にア
ーム１１の中心が軸方向を縦方向とする支持軸１
０の周りに旋回可能に連結され、該アーム１１を
支持軸１０の周りに旋回させるためのアーム旋回
装置１１Ａが設けられ、前記アーム１１の横方向
両端にそれぞれ縦軸１３の周りに回転可能にアタ
ツチメント受台１４，１４ａが設けられ、該アタ
ツチメント受台１４，１４ａを縦軸１３の周りに
回転させてアタツチメントの大径鍔部を主軸頭Ｚ
のクランプ爪Ｃの上方位置と前記切欠部Ｃ１との
間で切換移動させるための受台回転駆動装置１４
Ａが設けられ、前記一対のアタツチメント受台１
４，１４ａおよび前記アーム１１のうちの一方は
前記搬送台４に対して昇降可能にされ、前記一対
のアタツチメント受台１４，１４ａおよび前記ア
ーム１１のうちの一方を昇降させるための昇降装
置１１Ｂが設けられたものである。

＜作用＞ 上記問題点解決手段において、第３図の如くア
タツチメントマガジンからアタツチメントＡをス
タンド１５，１５ａ上の定位置（第６図のＳ１）
に載置した後、移動装置４Ａにより搬送台４をア
タツチメント受渡し位置Ｓ２まで移動する。そし
て昇降装置１１Ｂを駆動して支持軸１０及びアー
ム１１を上昇させ、アーム１１の端部の第一アタ
ツチメント受台１４にアタツチメントを移載させ
る。次にアタツチメントＡを保持した状態のまま
搬送台４を交換位置Ｓ４まで移動させ、支持軸１
０、アーム１１とともに第二アタツチメント受台
１４ａを上昇させ、主軸頭Ｚに装着していた使用
済のアタツチメントＡを保持する。つづいて、回
転駆動装置１４Ａにより第二アタツチメント受台
１４ａを45゜旋回し、アタツチメントを主軸頭の
クランプ爪より離脱可能とし、第二アタツチメン
ト受台１４ａと共に降下させた後、第二アタツチ
メント受台１４ａを先程とは逆方向に45゜旋回さ
せて元の状態にもどす。

元の状態にもどした後、アーム１１の回転によ
り工作機械に当たるのを避けるため搬送台４を待
機位置Ｓ３に移動してからアーム１１を旋回装置
１１Ａにより180゜旋回する。その後、搬送台４を
再び交換装置Ｓ４まで移動させ、第一アタツチメ
ント受台１４を45゜旋回した後に上昇させ、新ア
タツチメントＡの上部を主軸頭Ｚに設置したクラ
ンプ爪に挿入した後、第一アタツチメント受台１
４を先程とは逆方向に45゜旋回させてクランプさ
せた後、第一アタツチメント受台１４を降下さ
せ、新旧アタツチメントの交換が完了する。

このようにアーム１１を停止させたままアーム
１１の端部のアタツチメント受台１４，１４ａの
みを縦軸周りに回転させることによつてアタツチ
メントＡを着脱できるので、アタツチメントの自
動交換を極めて容易に行なうことができる。

さらに、アーム１１の両端部には一対のアタツ
チメント受台１４，１４ａが設けられ、かつアー
ム１１はその中心が支持軸１０の周りに回転可能
であるため、主軸頭Ｚからの使用済アタツチメン
トの取外しと、主軸頭Ｚへの新アタツチメントの
装着を連続して行なうことができ、アタツチメン
ト交換時間を大巾に短縮できる。

＜実施例＞ 以下、図面に基いて本発明の実施例を説明す
る。まず、本発明のアタツチメント自動交換装置
を使用する工作機械について説明する。第６図は
工作機械の一部を示す平面図、第１３図は主軸頭
およびアタツチメントの底面図である。

第６図の如く、工作機械は、ベツドＹ１の左右
両側に立設されたコラムＹ２にクロスレールＹ３
が昇降自在に装架されて工作機械本体が構成さ
れ、該クロスレールＹ３にはこれに沿つて左右動
自在に主軸頭Ｚが取付けられている。

主軸頭Ｚは軸方向を縦方向とする主軸を回転自
在に軸承するもので、その下面には、第１３図の
如く、90゜間隔でアタツチメントＡをクランプす
るクランプ爪Ｃが配され、該クランプ爪Ｃ間にア
タツチメントＡの大径鍔部Ａ１を介入するための
切欠部Ｃ１が形成されている。

アタツチメントＡは、第１３図の如く、その上
端部にそれぞれ90゜間隔で大径鍔部Ａ１と小径部
Ａ２とが形成され、主軸頭Ｚのクランプ爪Ｃに大
径鍔部Ａ１が載置されて保持されるよう構成され
ることにより、四方向自動割出しが可能とされ
る。そして、アタツチメントＡは、主軸頭Ｚの主
軸からの回転力が伝達されて被加工物を加工する
工具が装着されている。

このようなアタツチメントの四方向自動割出し
による五面加工可能な工作機械のアタツチメント
自動交換装置は、搬送台４がベース１上でアタツ
チメント受渡し位置Ｓ２とアタツチメント交換位
置Ｓ４との間に横方向往復動可能に設置され、前
記搬送台４にアーム１１の中心が軸方向を縦方向
とする支持軸１０の周りに旋回可能に連結され、
該アーム１１の横方向両端にそれぞれ縦軸１３の
周りに回転可能にアタツチメント受台１４，１４
ａが設けられ、前記アーム１１は前記搬送台４に
対して支持軸１０に沿つた方向に昇降可能にされ
ている。

第１図は自動交換装置の平面図、第２図はその
側面図、第３図は正面図である。前記搬送台４を
往復動可能に移動させるための移動装置４Ａは次
のように構成されている。すなわち、ベース１上
の長手方向に２列のスライドレール２，２ａが固
設され、搬送台４の下面にスライド軸受３，３ａ
が装着され、該スライド軸受３，３ａが前記各ス
ライドレール２，２ａと各々摺動自在に嵌合され
ている。各スライドレール２，２ａの内側に沿つ
てベース１の上面より少し下がつた位置に送りネ
ジ５が、配される。該送りネジ５は、その一端を
軸受６に、他端を送りモータ７を装着したギヤボ
ツクス内の軸受に回転可能に軸承されている。そ
して搬送台４の下面に、前記送りネジ５に嵌合す
る軸受８が固設されている。そして、送りモータ
７の回転駆動により搬送台４はスライドレール
２，２ａ上を移動可能とされている。

第４図はアーム１１の旋回軸部の断面図であ
る。搬送台４の中央上部の軸受ブラケツト９に、
上端部が軸受ブラケツト９から突き出し下端部が
搬送台４の内部に突き通すように中空の支持軸１
０が回転かつ昇降可能に軸承されている。支持軸
１０の上端部にはアーム１１の中心部が固定され
ている。

また第５図の如く、該アーム１１の両端の受部
１２，１２ａ内に各々回転可能に縦軸１３が軸承
され、該縦軸１３の上端面にはねじ等によりアタ
ツチメント受台１４，１４ａが各々装着されてい
る。第一、第二アタツチメント受台１４，１４ａ
は、各縦軸１３の上端に固定された底板１４ｂ
と、該底板１４ｂの両端に立設された一対の側板
１４ｃと、該各側板１４ｃの上端に形成されたキ
ー溝６ａとから成る。該キー溝６ａに、アタツチ
メントＡの中央フランジの下面に形成されたキー
Ｂが嵌合可能とされる。

また、ベース１の他端部にはアタツチメントＡ
を受渡しするための１対のスタンド１５，１５ａ
が立設されている。該スタンド１５，１５ａの間
にアタツチメント受台１４，１４ａが挿入され、
スタンド１５，１５ａの中心位置（第６図のＳ
１）で新または旧のアタツチメントＡの受渡しが
行われる。なお第１図の搬送台４の位置は、機械
側の新・旧アタツチメントの交換位置（第６図の
Ｓ４）にある。

またアタツチメント受渡し位置Ｓ１に設置した
スタンド１５，１５ａにアタツチメントＡを積載
する支台４５が着脱自在に載置される。なおスタ
ンド１５，１５ａは他に格納されたアタツチメン
トを無人搬送台車、レール式台車、クレーン等
種々の搬送装置による搬入あるいは搬出の中継場
所としているが、公知構造のアタツチメントマガ
ジンを直接設置してもよい。

第７図は支持軸１０を旋回させる旋回装置を示
す断面図である。アーム１１を支持軸１０の周り
に旋回する旋回装置１１Ａは次のように構成され
る。第４図の如く、搬送台４と前記軸受ブラケツ
ト９とに筒状のシリンダ軸１６が回転可能に軸承
され、該シリンダ軸１６の下部にはキーを介して
ギヤ１７が固設されており、また上端面にはリン
グ状のカバー１８が固設されている。さらにシリ
ンダ軸１６の下部内径部にツバ付のスプライン軸
１９が装入固設されている。そして前記支持軸１
０は、その下部に前記スプライン軸１９のスプラ
イン部と噛合う内径スプラインが形成され、該支
持軸１０は、シリンダ軸１６の細径部とスプライ
ン軸１９の外周部との間に装入され、該支持軸１
０の上部はカバー１８の内径部と密接してカバー
１８の上面部に突き出している。

シリンダ軸１６の下部のギヤ１７と噛合うギヤ
２３が、搬送台４に回転自在に支承された軸２４
に固設され、該ギヤ２３の上部に接してギヤ２５
も軸２４に固設されている。ギヤ２５の歯部は、
軸２４と直角方向にサポータ２６に保持されたラ
ツク２７と噛合い、ラツク２７の水平方向の動き
がシリンダ軸１６に伝達可能に連結されている。

第７図の如く、シリンダ軸１６に回転運動を与
えるラツク２７の往復動を行うシリンダ２８がラ
ツク２７と同軸上で、搬送台４の上板内面に吊り
下げ状に固設されている。該シリンダ２８のピス
トンロツド２９の先端は当金３０を挟んでナツト
３１，３２によつてラツク２７と連結されてい
る。また当金３０とシリンダ２８のピストンロツ
ド２９の出入側端面との間にブラケツト３３が吊
り下げ状に搬送台４に固設され、該ブラケツト３
３の内径ネジ部に、ピストンロツド２９を移動可
能に内装するツバ付円筒形のストツパ３４がネジ
込まれている。ラツク２７の他端部のネジ部にラ
ツク２７の回転防止用ガイド３５がナツト３５ａ
により取付けられ、該ナツト３５ａの頭部は搬送
台４側に設置されたストツパ３６に突き当たるよ
うにされている。

またガイド３５のガイド部は第８図の如くサポ
ータ３７にガイドされる。第８，９図の如く、ガ
イド部の反対側にはドツグ取付板３８を介してド
ツグ３８ａが設置され、搬送台４に取り付けられ
たリミツトスイツチＬによりラツク２７の移動、
即ちアーム１１の旋回動作の作動始めと終りが検
知される。

また、アーム１１を昇降させる昇降装置１１Ｂ
は、シリンダ軸１６の大内径部内で支持軸１０の
外径部にピストン２０が外嵌固設され、シリンダ
軸１６の大内径部がシリンダ室２１とされ、該シ
リンダ室２１に油圧配管４８が接続されている。

次にアタツチメント受台１４，１４ａを縦軸１
３の周りの回転する受台回転駆動装置１４Ａを第
５，１０，１１，１２図に基いて説明する。すな
わち、第５図の如く、上端面にはアタツチメント
受台１４，１４ａが固設された前記縦軸１３の下
端部にはキーを介してギヤ３９が固設され、該ギ
ヤ３９の歯部は第１２図の如く、サポータ４０に
ガイドされたラツク４１と噛合つている。サポー
タ４０の下面には第１０図、第１１図の如く、前
記ラツク４１と平行にシリンダ４２が固設され、
該シリンダ４２のピストンロツド４３はプレート
４４を介してラツク４１の一端と連結されてい
る。これにより、シリンダ４２の作動によりピス
トンロツド４３の出入動作がプレート４４を通じ
てラツク４１を平行移動し、ギヤ３９に回転運動
が与えられ、アタツチメント受台１４，１４ａが
旋回できるようにされている。

次に動作を説明する。第３図の如くアタツチメ
ントマガジンから支台４５に積載されたアタツチ
メントＡが既述搬送手段により搬送され、スタン
ド１５，１５ａ上の定位置（第６図のＳ１）に載
置される。支台４５即ちアタツチメントＡがスタ
ンド１５，１５ａ上に載置されたことを検出器に
よつて検知すると、制御装置より指令を出し送り
モータ７を駆動させる。送りモータ７の駆動によ
り搬送台４がスライドレール２，２ａ上をすべつ
て待期位置Ｓ３よりアタツチメント受渡し位置Ｓ
２まで移動する。搬送台４が受渡し位置にきたこ
とを検出器が検知すると、送りモータ７の駆動を
停止するとともに、搬送台４の端面に設置した当
金４６，４６ａがベース上に設置したストツパ４
７，４７ａに当接し、搬送台４は定位置に停止す
る。この時第一アタツチメント受台１４はアーム
１１の端部に位置するので、その中心の位置Ｓ１
はスタンド１５，１５ａの中心（搬送台４の移動
方向の中心）の位置Ｓ１に合つている。

搬送台４が停止した後、給油口４８より圧油が
供給され、ピストン２０が上昇する。ピストン２
０の上昇により支持軸１０及びアーム１１も上昇
する。アーム１１の上昇によりアーム１１の端部
の第一アタツチメント受台１４も上昇し、第一ア
タツチメント受台１４の先端のキー溝６ａにアタ
ツチメントのキーＢが挿入する。さらに上昇する
とアタツチメントは支台４５から離脱し、第一ア
タツチメント受台１４に移載されて停止する。尚
この時ピストン２０のツバの上面がカバー１８の
下面に当接して、ピストン２０は上昇限界で停止
している。

次にアタツチメントＡを保持した状態のまま搬
送台４は待期位置Ｓ３まで移動し、待期位置に来
るとアーム１１を降下させる。アーム１１を降下
させると、搬送台４は再び移動し、第一アタツチ
メント受台１４と反対側にある第二アタツチメン
ト受台１４ａは交換装置Ｓ５に来て、送りモータ
７の停止とともにストツパ４９に当金５０が当接
して搬送台４の中心は定位置Ｓ４に停止する。こ
の時アタツチメントの新旧交換あるいは、新規装
着のため主軸頭は交換位置にきて停止している。

搬送台４が定位置に停止した後、支持軸１０、
アーム１１とともに第二アタツチメント受台１４
ａが上昇する。第二アタツチメント受台１４ａが
上昇し、主軸頭Ｚに装着していた使用済のアタツ
チメントもしくは防じんカバーを第二アタツチメ
ント受台１４ａのキー溝６ａで保持する。

つづいて、シリンダ４２の駆動によりピストン
ロツド４３を前進させ、ピストンロツド４３の前
進により、プレート４４によつて連結されたラツ
ク４１を前進し、ギヤ３９が回転する。ギヤ３９
の回転により軸１３を回転することによつて第二
アタツチメント受台１４ａが45゜旋回し、アタツ
チメントに対する主軸頭のクランプ装置より離脱
可能となる。45゜旋回後、アタツチメントを第二
アタツチメント受台１４ａと共に降下した後、第
二アタツチメント受台１４ａを先程とは逆方向に
45゜旋回させて元の状態にもどす。元の状態にも
どした後、アーム１１の回転により工作機械に当
たるのを避けるため搬送台４を待機位置Ｓ３に移
動してからアーム１１を180゜旋回する。

アーム１１の旋回は、シリンダ２８の駆動によ
りピストンロツド２９とともにラツク２７を前進
させ、ラツク２７の前進によりギヤ２５、ギヤ２
３、ギヤ１７が回転し、ギヤ１７を固設している
シリンダ軸１６も回転する。シリンダ軸１６の回
転により、その下内径に装入固設されたスプライ
ン軸１９も同時に回転し、そのスプラインと噛合
う内径スプラインを持つ支持軸１０が回転し、ア
ーム１１が旋回する。アーム１１が180゜旋回して
停止した後、搬送台４を再び交換位置Ｓ４まで移
動させ停止する。停止後、第一アタツチメント受
台１４を45゜旋回した後に上昇させ、新アタツチ
メントＡの上部を主軸頭Ｚに設置したクランプ装
置内に挿入した後、第一アタツチメント受台１４
を先程とは逆方向に45゜旋回させる。主軸頭Ｚが
アタツチメントをクランプした後、第一アタツチ
メント受台１４を降下させ、新旧アタツチメント
の交換が完了する。

旧アタツチメントを載置した搬送台４は先程と
は逆の順序でスタンド１５，１５ａの受渡し位置
まで移動し、アタツチメント受台１４ａより旧ア
タツチメントをスタンド上の支台４５に返却す
る。なお、第６図のＳ６はアタツチメント受台の
外周の旋回軌跡円である。

なお、上記実施例においては、アームが搬送台
に対して昇降可能にされているが、本発明では、
アームの代りに一対のアタツチメント受台を搬送
台に対して昇降可能に構成してもよい。

＜発明の効果＞ 以上の説明から明らかな通り、本発明は、主軸
頭の下面の切欠部よりアタツチメントの大径鍔部
を介入し、その後、アタツチメントを縦軸周りに
所要角度回転させて大径鍔部を主軸頭のクランプ
爪に係合させてアタツチメントを主軸頭に装着す
る工作機械において、アームを停止させたままア
ームの端部のアタツチメント受台のみを縦軸周り
に回転させることによつてアタツチメントを着脱
できるので、アタツチメントの自動交換を極めて
容易に行なうことができる。

さらに、アームの両端部には一対のアタツチメ
ント受台が設けられ、かつアームはその中心が支
持軸の周りに回転可能であるため、主軸頭からの
使用済アタツチメントの取外しと、主軸頭への新
アタツチメントの装着を連続して行なうことがで
き、アタツチメント交換時間を大巾に短縮できる
優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明実施例を示すもので、第１図は平
面図、第２図は側面図、第３図は正面図、第４図
は搬送台の中央部断面図、第５図は同側端部の断
面図、第６図は作動説明用平面図、第７図は第４
図の−線断面図、第８図は第７図の−線
断面図、第９図は第７図の−線断面図、第１
０図は第５図の−矢視図、第１１図は第１０
図のXI−XI矢視図、第１２図は第５図のXII−XII線
断面図、第１３図はアタツチメントの主軸頭への
クランプ状態を示す底面図である。 Ａ：アタツチメント、１：ベース、２，２ａ：
スライドレール、３，３ａ：スライド軸受、４：
搬送台、４Ａ：移動装置、５：送りネジ、６：軸
受、７：送りモータ、８：軸受、９：軸受ブラケ
ツト、１０：支持軸、１１：アーム、１１Ａ：旋
回装置、１１Ｂ：昇降装置、１２，１２ａ：受
部、１３：軸、１４，１４ａ：アタツチメント受
台、１４Ａ：受台回転駆動装置、１５，１５ａ：
スタンド、１６：シリンダ軸、１７：ギヤ、１
８：カバー、１９：スプライン軸、２０：ピスト
ン、２１：シリンダ室、２２，２３：ギヤ、２
４：軸、２５：ギヤ、２６：サポータ、２７：ラ
ツク、２８：シリンダ、２９：ピストンロツド、
３０：当金、３１，３２：ナツト、３３：ブラケ
ツト、３４：ストツパ、３５：ガイド、３６：ス
トツパ、３７：サポータ、３８：ドツグ取付板、
３９：ギヤ、４０：サポータ、４１：ラツク、４
２：シリンダ、４３：ピストンロツド、４４：プ
レート、４６，４６ａ：当金、４７，４７ａ：ス
トツパ、４８：給油口シリンダ、４９：ストツ
パ、５０：当金。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工作機械本体に主軸頭が昇降自在でかつ水平
   方向移動可能に支持され、該主軸頭の下面に、ア
   タツチメントの上端部に形成された複数の大径鍔
   部をクランプするための複数のクランプ爪が形成
   され、前記主軸頭の各クランプ爪間に前記アタツ
   チメントの大径鍔部を介入するための切欠部が形
   成された工作機械において、搬送台がベース上で
   アタツチメント受渡し位置とアタツチメント交換
   位置との間に横方向往復動可能に設置され、該搬
   送台を往復動させるための移動装置が設けられ、
   前記搬送台にアームの中心が軸方向を縦方向とす
   る支持軸の周りに旋回可能に連結され、該アーム
   を支持軸の周りに旋回させるためのアーム旋回装
   置が設けられ、前記アームの横方向両端にそれぞ
   れ縦軸の周りに回転可能にアタツチメント受台が
   設けられ、該アタツチメント受台を縦軸の周りに
   回転させてアタツチメントの大径鍔部を主軸頭の
   クランプ爪の上方位置と前記切欠部との間で切換
   移動させるための受台回転駆動装置が設けられ、
   前記一対のアタツチメント受台および前記アーム
   のうちの一方は前記搬送台に対して昇降可能にさ
   れ、前記一対のアタツチメント受台および前記ア
   ームのうちの一方を昇降させるための昇降装置が
   設けられたことを特徴とするアタツチメント自動
   交換装置。