JPH1080835A - Automatic tool changer - Google Patents
Automatic tool changerInfo
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- JPH1080835A JPH1080835A JP23550296A JP23550296A JPH1080835A JP H1080835 A JPH1080835 A JP H1080835A JP 23550296 A JP23550296 A JP 23550296A JP 23550296 A JP23550296 A JP 23550296A JP H1080835 A JPH1080835 A JP H1080835A
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- cylinders
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- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の自動工
具交換装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic tool changer for a machine tool.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動工具交換装置の駆動方式として、従
来、油圧アクチュエータ方式、サーボモータ方式、カム
方式等が知られているが、何れの方式も交換動作の高速
化を計るうえで種々の問題点があった。油圧アクチュエ
ータ方式の場合は、流量を増加するために油圧ポンプが
大型化し、アクチュエータの動作確認にスイッチが必要
で、高速化に不向きである。サーボモータ方式の場合
は、大型で高出力のモータを使用する必要があって、装
置の大型化及びコストアップを招く。カムによる場合
は、動作の確実性の点で優れているが、高速化を計るた
めには、カムサイズをアップする必要があり、当然、カ
ムボックスも大型化する。2. Description of the Related Art Conventionally, a hydraulic actuator system, a servomotor system, a cam system, and the like are known as a drive system of an automatic tool changer. However, any of these systems has various problems in increasing the speed of a change operation. There was a point. In the case of the hydraulic actuator system, the hydraulic pump is increased in size to increase the flow rate, and a switch is required to check the operation of the actuator, which is not suitable for high speed operation. In the case of the servo motor system, it is necessary to use a large-sized and high-output motor, which leads to an increase in the size of the apparatus and an increase in cost. In the case of using a cam, the operation is excellent in terms of certainty. However, in order to increase the speed, it is necessary to increase the size of the cam, and naturally, the size of the cam box also increases.
【0003】図4に示すように、カムボックス51は、
交換アーム52が主軸53に届くように、主軸53の近
傍に設置されている場合が多いため、カムボックス51
が大型化すると、交換アーム52を長く設計する必要が
あり、カムのサイズアップによる高速化効果が相殺され
る結果となる。また、アーム駆動用には、ローラギアカ
ムと呼ばれる三次元形状の高価なカムを使用する必要が
ある。しかも、通常の自動工具交換装置は、主軸53と
工具マガジン54との間に設けられた飛散防止用のドア
55、並びに主軸53側で工具を締め緩めする工具クラ
ンプ(図示略)を装備しているため、高速化にあたって
はこれらのアクチュエータも大型化し、装置全体のレイ
アウトが制限されるばかりでなく、各アクチュエータを
同期させるための制御システムが複雑化するという問題
点もあった。[0003] As shown in FIG.
In many cases, the replacement arm 52 is installed near the main shaft 53 so as to reach the main shaft 53.
When the size of the cam is increased, it is necessary to design the length of the exchange arm 52 to be longer, which results in the effect of increasing the size of the cam being canceled out. For driving the arm, it is necessary to use an expensive three-dimensional cam called a roller gear cam. In addition, the usual automatic tool changer is equipped with a door 55 for preventing scattering provided between the main shaft 53 and the tool magazine 54, and a tool clamp (not shown) for tightening and loosening the tool on the main shaft 53 side. Therefore, in order to increase the speed, these actuators are also increased in size, which not only limits the layout of the entire apparatus but also complicates a control system for synchronizing the actuators.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、交換動作の高速化にあたり、複数の動作部の駆動系
を集約して、各部を確実かつ容易に同期制御できるとと
もに、装置全体を自由度の高いレイアウトでコンパクト
に構成できる自動工具交換装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to increase the speed of the exchange operation by integrating the drive systems of a plurality of operating units, thereby making it possible to reliably and easily control each unit synchronously and to control the entire apparatus. An object of the present invention is to provide an automatic tool changer that can be compactly configured with a layout having a high degree of freedom.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の自動工具交換装置は、交換アームを旋回
する旋回シリンダと、交換アームを旋回軸線方向にシフ
トするシフトシリンダと、主軸と工具マガジンとの間に
設けられたドアを開閉するドアシリンダと、主軸側の工
具クランプを駆動するクランプシリンダと、各シリンダ
に油圧配管を介して接続された4本のリモートシリンダ
と、各リモートシリンダを別個に駆動する4枚のカム
と、各カムを同期回転させる駆動手段とから構成され
る。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, an automatic tool changer according to the present invention comprises a swivel cylinder for swiveling an exchange arm, a shift cylinder for shifting the exchange arm in a swivel axis direction, and a spindle. Door cylinder, which opens and closes a door provided between the tool cylinder and the tool magazine, a clamp cylinder that drives a tool clamp on the spindle side, four remote cylinders connected to each cylinder via hydraulic piping, It comprises four cams for separately driving the cylinders, and a driving means for synchronously rotating each cam.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面に基づいて説明する。図1に示すように、こ
の自動工具交換装置は、主軸1の近傍で工具(図示略)
を旋回及び抜き差しする交換アーム2と、主軸1と工具
マガジン(図示略)との間に設けられた飛散防止用のド
ア3と、主軸1側で工具を締め緩めする工具クランプバ
ネ4と、カムボックス5とを装備している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, this automatic tool changer includes a tool (not shown) near the spindle 1.
Arm 2, for turning and pulling in and out, a scatter prevention door 3 provided between the spindle 1 and a tool magazine (not shown), a tool clamp spring 4 for tightening and loosening the tool on the spindle 1 side, and a cam Box 5 is equipped.
【0007】交換アーム2の近傍には、交換アーム2を
旋回する旋回シリンダ6と、交換アーム2を旋回軸線方
向にシフトするシフトシリンダ7とが設けられ、旋回シ
リンダ6はラック11及びピニオン12を介して旋回軸
13に連結されている。ドア3の近傍にはドア開閉用の
ドアシリンダ8が設けられ、主軸1には工具クランプバ
ネ4を駆動するクランプシリンダ9が設置されている。
そして、これら4本のシリンダ6〜9はそれぞれ油圧配
管16〜19を介しカムボックス5上の4本のリモート
シリンダ26〜29に接続されている。In the vicinity of the exchange arm 2, a swing cylinder 6 for swinging the exchange arm 2 and a shift cylinder 7 for shifting the exchange arm 2 in the direction of the swing axis are provided. The swing cylinder 6 is provided with a rack 11 and a pinion 12. The rotation shaft 13 is connected to the rotation shaft 13 via the rotation shaft 13. A door cylinder 8 for opening and closing the door is provided near the door 3, and a clamp cylinder 9 for driving the tool clamp spring 4 is provided on the main shaft 1.
These four cylinders 6 to 9 are connected to four remote cylinders 26 to 29 on the cam box 5 via hydraulic pipes 16 to 19, respectively.
【0008】図2及び図3に示すように、カムボックス
5の内部には、4枚のカム36〜39と4本のロッド4
6〜49とがそれぞれリモートシリンダ26〜29と対
応する位置に配設されている。カム36〜39は共通の
軸21で支持され、駆動手段としてのモータ22により
同期して回転され、カムフォロア23を介しロッド46
〜49をスライドさせて、リモートシリンダ26〜29
を駆動するように構成されている。なお、図2は交換ア
ーム2の旋回軸線方向の駆動系を例示するもので、カム
37にはアーム2の工具抜差動作に対応する形状のカム
溝37aが形成されている。その他のカム36,38,
39も駆動対象の動作に対応する形状のカム溝を備えて
いる。As shown in FIGS. 2 and 3, inside the cam box 5, four cams 36 to 39 and four rods 4 are provided.
6 to 49 are disposed at positions corresponding to the remote cylinders 26 to 29, respectively. The cams 36 to 39 are supported by a common shaft 21, are synchronously rotated by a motor 22 as driving means, and are connected to a rod 46 via a cam follower 23.
To 49, slide the remote cylinders 26 to 29
Is configured to be driven. FIG. 2 exemplifies a drive system of the exchange arm 2 in the direction of the rotation axis, and the cam 37 has a cam groove 37 a having a shape corresponding to the tool removal operation of the arm 2. Other cams 36, 38,
39 also has a cam groove having a shape corresponding to the operation of the driven object.
【0009】また、油圧配管17には、アームシフト系
の油圧閉回路を途中で遮断する遮断弁31が設けられる
とともに、本機側の油圧ユニットとの間に切換弁32が
設けられている。そして、遮断弁31で回路を遮断し、
切換弁32を切り換えることで、シフトシリンダ7を本
機側の油圧により単独で駆動でき、他の駆動系もこれと
同様に構成されていて、自動工具交換装置を停止させた
状態で、各部を単独で動作させ、メンテナンスや芯出し
等の作業を問題なく実施できるようになっている。The hydraulic pipe 17 is provided with a shut-off valve 31 for shutting off a hydraulic closed circuit of the arm shift system on the way, and a switching valve 32 between the hydraulic pipe 17 and the hydraulic unit on the machine side. Then, the circuit is shut off by the shutoff valve 31,
By switching the switching valve 32, the shift cylinder 7 can be independently driven by the hydraulic pressure of the machine, and the other drive systems are configured in the same manner. It can be operated independently, and maintenance and centering can be performed without any problem.
【0010】上記のように構成された自動工具交換装置
によれば、交換アーム2のシフト及び旋回動作に同期し
て、主軸1側で工具クランプバネ4を締め又は緩め、か
つドア3を開閉することができる。この場合、カム36
〜39の回転をリモートシリンダ26〜29を介し流体
運動に変換して従動側のシリンダ6〜9を駆動するの
で、作動油の非圧縮特性によって交換アーム2、ドア
3、及び工具クランプバネ4をそれぞれカム36〜39
のカム形状に従って正確に動作させることができる。ま
た、従動側のシリンダ6〜9の断面積をリモートシリン
ダ26〜29のそれよりも小さく設定することで、カム
36〜39及びカムボックス5を大型化することなく、
交換アーム2、ドア3、及び工具クランプバネ4をそれ
ぞれ高速に動作させることも可能である。According to the automatic tool changer configured as described above, the tool clamp spring 4 is tightened or loosened on the main shaft 1 side and the door 3 is opened and closed in synchronization with the shift and turning operations of the change arm 2. be able to. In this case, the cam 36
To 39 are converted into fluid motions via the remote cylinders 26 to 29 to drive the driven cylinders 6 to 9, so that the exchange arm 2, the door 3, and the tool clamp spring 4 are moved according to the non-compression characteristics of the hydraulic oil. Cams 36 to 39 respectively
Can be operated accurately according to the cam shape of Further, by setting the cross-sectional area of the driven cylinders 6 to 9 smaller than that of the remote cylinders 26 to 29, the cams 36 to 39 and the cam box 5 can be increased without increasing the size.
It is also possible to operate the exchange arm 2, the door 3, and the tool clamp spring 4 at high speed, respectively.
【0011】なお、上記実施形態のカム配列では、カム
36〜39がロッド46〜49の側方に配置されている
が、カムをロッドの後方に配置してもよい。また、主軸
1側の工具クランプは、クランプバネ4に限定されず、
工具を締め緩めできる各種のクランプ機構を採用でき
る。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形
状並びに構成を適宜に変更して具体化することも可能で
ある。Although the cams 36 to 39 are arranged beside the rods 46 to 49 in the cam arrangement of the above embodiment, the cams may be arranged behind the rods. Further, the tool clamp on the main spindle 1 side is not limited to the clamp spring 4,
Various clamp mechanisms that can tighten and loosen tools can be adopted. In addition, the shape and configuration of each part may be appropriately changed and embodied without departing from the spirit of the present invention.
【0012】[0012]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の自動工具
交換装置によれば、交換動作の高速化にあたり、複数の
動作部の駆動系を集約して、各部を確実かつ容易に同期
制御できるとともに、装置全体を自由度の高いレイアウ
トでコンパクトに構成できるという優れた効果を奏す
る。As described above in detail, according to the automatic tool changer of the present invention, in order to increase the speed of the changing operation, the drive systems of a plurality of operating parts are integrated and the respective parts are reliably and easily controlled synchronously. In addition to this, there is an excellent effect that the entire apparatus can be compactly configured with a layout having a high degree of freedom.
【図1】本発明の一実施形態を示す自動工具交換装置の
全体斜視図である。FIG. 1 is an overall perspective view of an automatic tool changer according to an embodiment of the present invention.
【図2】同装置において交換アームの駆動系を示す断面
図である。FIG. 2 is a sectional view showing a drive system of an exchange arm in the same device.
【図3】同装置においてカムの配列を示すカムボックス
の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a cam box showing an arrangement of cams in the device.
【図4】従来の自動工具交換装置を概略的に示す斜視図
である。FIG. 4 is a perspective view schematically showing a conventional automatic tool changer.
1・・主軸、2・・交換アーム、3・・ドア、4・・工
具クランプバネ、5・・カムボックス、6・・旋回シリ
ンダ、7・・シフトシリンダ、8・・ドアシリンダ、9
・・クランプシリンダ、10・・、16〜19・・油圧
配管、22・・モータ、23・・カムフォロア、26〜
29・・リモートシリンダ、31・・遮断弁、32・・
切換弁、36〜39・・カム、46〜49・・ロッド。1. Spindle, 2. Replacement arm, 3. Door, 4. Tool clamp spring, 5. Cam box, 6, Rotating cylinder, 7, Shift cylinder, 8, Door cylinder, 9
..Clamp cylinders, 10 .., 16-19..hydraulic piping, 22.motors, 23..cam followers, 26-
29 .. remote cylinder, 31 .. shut-off valve, 32 ..
Switching valve, 36-39 .. cam, 46-49 .. rod.
Claims (1)
交換アームを旋回軸線方向にシフトするシフトシリンダ
と、主軸と工具マガジンとの間に設けられたドアを開閉
するドアシリンダと、主軸側の工具クランプを駆動する
クランプシリンダと、各シリンダに油圧配管を介して接
続された4本のリモートシリンダと、各リモートシリン
ダを別個に駆動する4枚のカムと、各カムを同期回転さ
せる駆動手段とからなる自動工具交換装置。A swivel cylinder for swiveling an exchange arm;
A shift cylinder that shifts the exchange arm in the direction of the rotation axis, a door cylinder that opens and closes a door provided between the spindle and the tool magazine, a clamp cylinder that drives a tool clamp on the spindle, and hydraulic piping for each cylinder An automatic tool changer comprising: four remote cylinders connected via a cable; four cams for separately driving each of the remote cylinders; and driving means for synchronously rotating the cams.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23550296A JPH1080835A (en) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | Automatic tool changer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23550296A JPH1080835A (en) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | Automatic tool changer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1080835A true JPH1080835A (en) | 1998-03-31 |
Family
ID=16986979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23550296A Pending JPH1080835A (en) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | Automatic tool changer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1080835A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002018094A2 (en) * | 2000-08-31 | 2002-03-07 | Hurco Companies, Inc. | Tool changer for removal and installation of tools in a machining centre |
US6641511B2 (en) | 2000-08-31 | 2003-11-04 | Hurco Companies, Inc. | Movable arm activated tool changer for machine tool system |
KR20180097953A (en) * | 2017-02-24 | 2018-09-03 | 두산공작기계 주식회사 | Machine tool |
-
1996
- 1996-09-05 JP JP23550296A patent/JPH1080835A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002018094A2 (en) * | 2000-08-31 | 2002-03-07 | Hurco Companies, Inc. | Tool changer for removal and installation of tools in a machining centre |
WO2002018094A3 (en) * | 2000-08-31 | 2002-06-27 | Hurco Co Inc | Tool changer for removal and installation of tools in a machining centre |
US6494821B1 (en) | 2000-08-31 | 2002-12-17 | Hurco Companies, Inc. | Movable arm activated tool changer for machine tool system |
US6641511B2 (en) | 2000-08-31 | 2003-11-04 | Hurco Companies, Inc. | Movable arm activated tool changer for machine tool system |
KR20180097953A (en) * | 2017-02-24 | 2018-09-03 | 두산공작기계 주식회사 | Machine tool |
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