JPS5810182B2 - 工具交換装置付工作機械 - Google Patents

工具交換装置付工作機械

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Publication number
JPS5810182B2
JPS5810182B2 JP7017379A JP7017379A JPS5810182B2 JP S5810182 B2 JPS5810182 B2 JP S5810182B2 JP 7017379 A JP7017379 A JP 7017379A JP 7017379 A JP7017379 A JP 7017379A JP S5810182 B2 JPS5810182 B2 JP S5810182B2
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JP
Japan
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tool
transport device
spindle
changer
exchange
Prior art date
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Expired
Application number
JP7017379A
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English (en)
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JPS5596246A (en
Inventor
黒川四郎
今野信夫
桜田武夫
塚田政伊
豊沢保男
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Hitachi Seiki Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Seiki Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5810182B2 publication Critical patent/JPS5810182B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/157Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B23Q3/15773Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking the tool from a storage device and passing it on to other transfer devices, which insert it in a spindle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主軸頭が上下Z方向に移動し、テーブルが前後
Xと左右Y方向に移動する形式の大形工作機械の自動工
具交換装置の改良に係る。
その第1の目的は主軸の工具が加工している間に次工程
の工具を工具貯蔵マガジンから取出し、主軸の工具と工
具交換するのに最も近い位置で而も加工中のワークに干
渉しない位置に待機させ、工具交換時に於ける加工品の
後退と同時に工具交換準備位置まで工具を搬送すること
ができ工具が加工品と干渉することなく、而も工具交換
が短時間で行なえるような自動工具交換装置の提供にあ
る。
第2の目的は工具貯蔵マガジンを機械本体から分離して
設けた工具交換装置付工作機械において、工具主軸に対
応した工具交換準備位置と工具貯蔵マガジンとの間、工
具を確実に搬送する装置と、キードライブ方式の工具の
自動交換において工具交換のための工具主軸の角度位置
決め動作を待つことなく主軸から工具を抜きとることが
でき、工具のキー溝を整列させる事なく、ランダムに収
納した工具貯蔵マガジンの工具を主軸のキーの位置に整
合させるようにした工具の角度位置決め装置を有する自
動工具交換装置の提供にある。
以下第1図から第5図を参照して本発明を説明する。
第1図、第2図に於いて、テーブル3oがX−Y方向に
摺動しまたコラム側面を主軸頭8がZ方向に摺動する公
知の工作機械本体1の工具主軸2の後方にマガジン支持
体3を独立して設ける。
該マガジン支持体にはループ状にリンクでつながれた工
具支持筒13をスプロケットホイール6で旋回自由に支
持した公知の工具貯蔵マガジン3Aを設け、また前記マ
ガジン支持体3上部には固定の水平案内路7Aを設ける
また主軸頭8の脇には、主軸頭の移動方向に平行な垂直
案内路9を独立させて設け、該案内路9には昇降自在な
スライド10を設ける。
該スライド10は可動の案内路7Bを水平に保持し、こ
の案内路7Bが最高位置に達した時、案内路7Aおよび
7Bは一体に連結する如く構成する。
前記案内路7A、7B上に、工具搬送用の工具搬送装置
11を摺動自在に設け、さらに工具搬送装置11を自走
させるための手段として図示しないが案内路上のラック
と噛合うピニオンを工具搬送装置11の油圧モータ軸に
取付けて成る公知の自走装置を設ける。
工具搬送装置11は工具収容体12を有し、マガジン支
持体3の上部にある工具受渡し位置12Aと主軸2の脇
にある工具交換準備位置12Dとの間、工具5を搬送す
る。
また工具搬送装置11の工具収容体12と、工具貯蔵マ
ガジン3Aの工具支持筒13との間の工具の受渡しには
第3図に矢印のついた実線及び点線によってそれぞれ往
行程の軌跡を示した公知の工具交換腕14Aを用い、該
工具交換腕14Aはマガジン支持体3(第1図)に装着
される。
また主軸2脇の工具交換準備位置12Dに到着した工具
収容体12の工具と主軸の工具との交換を行うには、公
知の方法による工具交換腕14Bが用いられ、該工具交
換腕は機械本体1の主軸頭8上部に装着される。
上記工具貯蔵マガジンの工具受渡し位置12Aと工具搬
送装置11の工具収容体12が位置する工具交換準備位
置12Dと工具主軸2の各々の中心線が第2図の如く、
垂直平面上に位置する如く配置するのが最も合理的であ
る。
第5図に於て工具搬送装置11は上記工具収容体12の
工具挿入孔後方に工具締付用コレット15を設け、該コ
レット内には軸方向のみ摺動可能にボール16を有する
工具保持用ロッド17を設ける。
該締付ロッドは軸受を介して工具搬送装置11に設けた
シリンダー18のピストンロッド19と直線方向に1本
に移動するよう構成し、ピストンロッド19がスプリン
グ20で押圧された時工具5を締付け、反対方向に圧油
で押された時工具を解放する如く構成する。
前記工具保持用ロッド17の後端にはクラッチ21の爪
体21Aを固着し、マガジン支持体3に固定した駆動源
22の軸端には、スプライン31、スプリング32を介
してクラッチ21の他方の爪体21Bを設ける。
該爪体21Bは工具搬送装置11が工具受渡し位置12
Aにある時上記爪体21Aと噛合し、駆動源22の伝達
が行なわれるように構成する。
また工具搬送装置11には位置確認用レバー24をピン
23を介して設ける。
前記レバー24はスプリング25で常時ピン23を中心
として反時計方向に回動し、同レバーの前端がキードラ
イブ方式の工具フランジ部にあるキー溝26に係合する
ように押圧され、また他端は工具搬送装置11に設けた
位置検出用リミットスイッチ27から離れるように働く
次に工具交換の作動順序を第3図、第4図に従って説明
する。
今、次工程の工具5が決まると、工具呼出し指令が出さ
れ、工具貯蔵マガジン3Aの工具支持筒13が第4図の
油圧モータ28の駆動によりスプロケット6を介して作
動され、第3図の如き、公知の工具選択装置29により
所定の工具5が工具受渡し位置13Aに割出される。
工具受渡し位置13Aの工具に対して前記工具交換腕1
4Aが第3図に示された実線矢印方向に作動し、工具支
持筒13から同工具を抜きとり、マガジン支持体3上の
工具受渡し位置12Aに位置する工具搬送装置11の工
具収容体12に挿入する。
挿入された工具5はスプリング20による工具保持用ロ
ッド17の後退によって工具収容体12に確実に固定さ
れる。
この時挿入工具のキー溝26Aと位置確認用レバー24
(第5図)とが係合すれば工具搬送装置11は直ちに案
内路7Aと7B上を移動するが、係合しない場合には上
記レバー24はスプリング25にさからって押さげられ
リミットスイッチ27を作動する。
この信号で駆動源22が回転し既に工具搬送装置11が
工具受渡し位置12Aに位置するとき第5図に示すよう
に噛合しているクラッチ21、工具保持用ロッド17を
介して工具収容体12を回転する。
それによってレバー24の前端と工具5のキー溝26A
とが係合するとリミットスイッチ27が働き、工具の角
度位置決め完了信号を発し、駆動源22を停止すると同
時に工具搬送装置11が案内路7Aおよび7B上を移動
する。
この移動は、工具収容体12が時期位置12Bに達した
時停止する。
現工程の加工が完了すると主軸頭8はその位置で停止し
、その停止信号で加工品をのせたテーブル30は工具交
換時の工具5と加工品との干渉をさけるため、工具主軸
2から遠ざかる方向に逃げると同時に垂直案内路9のス
ライド10が案内路7B、工具搬送装置11、工具収容
体12等を保持したまま下降する。
スライド10が主軸頭8の上部12Cの位置に停止する
と、工具搬送装置11が再び案内路7Bに沿って前進し
、その結果工具収容体12は主軸2の工具交換準備位置
12Dに到着し停止する。
また上記案内路7Bに沿った工具搬送装置11の移動は
、第3図に示す工具搬送装置11の点線経路の如く、垂
直路9を案内とするスライド10の移動と同時に行なえ
ば更に能率的である。
上記工具交換準備位置12Dに工具収容体12が到着す
ると、その信号で、工具主軸上の工具交換腕14Bがま
ず90°旋回し両工具を掴み、次に両工具5の締付が解
放された時の信号により工具交換腕14Bが前進し、主
軸2と工具収容体12から各工具を抜き取る。
次に工具交換腕14Bが180°旋回し両工具の位置を
交換した後更に、各工具5を主軸2と工具収容体12に
挿入する。
挿入が終ると、工具交換腕14Bは双方の工具5より離
れ水平に向きを変えて、工具主軸2の加工にそなえて待
機する。
工具交換が終ると主軸2の工具5は所定の加工を始め、
また工具収容体12は、使用済の工具5を工具貯蔵マガ
ジン3Aに返還すべく、スライド10と工具搬送装置1
1によって後退せしめられる。
即ち、工具搬送装置11が工具収容体12を位置12C
まで後退せしめると同時に、スライド10は垂直案内路
9に沿って上昇する。
この両者の動きによって工具収容体12が位置12Bに
達すると、案内路7Bと7Aとが一本につながるので工
具搬送装置11は再び案内路7B、7A上を後退し、工
具受渡し位置12Aに到着する。
工具収容体12が工具受渡し位置12Aに達した時この
搬送された使用済の工具を保持すべき工具貯蔵マガジン
3Aの工具支持筒13が既に工具受渡し位置に割出され
ているので、工具交換腕14Aの点線動作軌跡(第3図
)に沿って作動することにより、工具収容体12内の工
具を所定の工具支持筒13に返還する。
返還し終った工具交換腕14Aは次工程の工具を呼び出
すとき工具貯蔵マガジン3Aの割出し作業に干渉しない
位置へ後退する。
以下前述した動作と同様の動作を続ける。
本発明によれば加工中次工程の工具を加工中に干渉しな
い位置に、而も工具交換準備位置に近い位置に、待機さ
せ、加工が終った時加工品の後退と一緒に待機中の工具
を工具準備位置まで搬送するようにしたので、工具が加
工品に干渉することがなく、短時間の工具交換が得られ
る。
また工具貯蔵マガジンを機械本体から分離し得る構造と
し、機械本体後方に配置したので主軸頭脳の作業者位置
から工具の点検及び作業者による工具の差し換えが楽に
行なわれ、その上工具貯蔵マンガン内の工具シャンクが
粉塵をかぶることが少い。
また工具搬送工程で、主軸キーの停止位置に工具のキー
溝を合わせる工具の角度位置決めを行なわしめるので、
工具交換のため工具主軸の角度位置決め動作を保つこと
なく主軸から工具を抜きとることができ、更に工具貯蔵
マガジン内に工具を抜きとることができ、更に工具貯蔵
マガジン内に工具を挿入する際工具をいちいち整列する
ことを必要としない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の工具交換装置付工作機械の側面図であ
り、第2図は第1図に示す工作機械の正面図である。 第3図は本発明の工具交換装置付工作機械の動作説明図
である。 第4図は工具貯蔵マガジンと工具交換腕と工具搬送装置
の縦断面図である。 第5図は工具搬送装置の縦断面図である。図において、
1・・・・・・機械本体、2・・・・・・工具主軸、3
・・・・・・マガジン支持体、3A・・・・・・工具貯
蔵マガジン、4・・・・・・リンク、5・・・・・・工
具、6・・・・・・スプロケットホイール、7A・・・
・・・固定水平案内路、7B・・・・・・可動水平案内
路、8・・・・・・主軸頭、9・・・・・・垂直案内路
、10・・・・・・スライド、11・・・・・・工具搬
送装置、12・・・・・・工具収容体(12A〜D工具
収容体の位置)、13・・・・・・工具支持筒、14A
・・・・・・工具交換腕、14B・・・・・・工具交換
腕、15・・・・・・コレット、16・・・・・・ボー
ル、17・・・・・・工具保持用ロッド、18・・・・
・・シリンダー、19・・・・・・ピストンロッド、2
0・・・・・・スプリング、21・・・・・・クラッチ
21A・・・・・・クラッチの爪体、21B・・・・・
・クラッチの爪体、22・・・・・・駆動源、23・・
・・・・ピン、24・・・・・・位置確認用レバー、2
5・・・・・・スプリング、26A・・・・・・キー溝
、26B・・・・・・キー、27・・・・・・位置検出
用リミットスイッチ、28・・・・・・油圧モーター、
29・・・・・・工具選択装置、30・・・・・・テー
ブル、31・・・・・・スプライン、32・・・・・・
スプリング。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 主軸近傍に工具交換腕を有し、該工具交換腕と工具
    貯蔵マガジンとの間に工具搬送装置を有する工具交換装
    置付工作機械において、前記工具搬送装置に回転自在に
    設けられ、後方にクラッチ爪を有した工具収容体と、や
    はり前記工具搬送装置に設けられ前記工具容体に把持さ
    れた工具の締結装置と、前記工具収容体に挿入された工
    具のキー溝を特定の位置に割出すべく工具収容体外周近
    傍の工具搬送装置に設けられた工具の角度位置検出装置
    と、前記工具搬送装置が移動端にある時工具収容体のク
    ラッチ爪と係合し回転力を伝える駆動源とからなりラン
    ダムに収容した工具貯蔵マガジンの工具を主軸のキー位
    置に整合させるようにしたことを特徴とする工具交換装
    置付工作機械。
JP7017379A 1979-06-04 1979-06-04 工具交換装置付工作機械 Expired JPS5810182B2 (ja)

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JPS5596246A JPS5596246A (en) 1980-07-22
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JP2008307724A (ja) 2007-06-13 2008-12-25 Nisshinbo Ind Inc ラミネート装置
CN105290857A (zh) * 2015-11-30 2016-02-03 安徽江淮汽车股份有限公司 一种立式机床换刀装置

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