JPS6031887Y2 - Automatic tool changer for machine tools - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は工作機械の自動工具交換装置の改良に関する
ものである。[Detailed Description of the Invention] This invention relates to an improvement of an automatic tool changer for a machine tool.

従来、工作機械の自動工具交換装置としてマガジンに納
められた工具と工作機械のスピンドルに把持されている
工具とを自動交換する方式には、マガジンとスピンドル
との間に別個の工具搬送用キャリヤを設け、このキャリ
ヤによって工具の交換を行うものと、マガジンが装着さ
れたマガジンベースを直線的に進退させて、マガジンベ
ースで直接工具の交換を行うものとがあった。Conventionally, automatic tool changers for machine tools have been used to automatically exchange tools stored in a magazine with tools held on the spindle of the machine tool, using a separate carrier for transporting tools between the magazine and the spindle. There are two types of tools, one in which tools are exchanged using this carrier, and another in which tools are exchanged directly at the magazine base by linearly advancing and retracting the magazine base on which the magazine is attached.

しかし、前者の方式のものは、工具搬送用キャリヤが必
要となり、機構が複雑となって必然的に構造部品数が多
くなり、高価となる欠点があった。However, the former method requires a carrier for transporting tools, has a complicated mechanism, inevitably requires a large number of structural parts, and is expensive.

また、後者の方式のものは、マガジンベースに設けられ
たマガジンに装着されている工具とスピンドルに把持さ
れている工具あるいは被加工物との衝突を避けるために
、スピンドルの上昇量や被加工物の高さを制限しなけれ
ばならないという問題があると共に、マガジンベースに
装着するマガジンの数も工作機械本体とのバランスによ
り制限されるという問題があった。In addition, in the latter method, in order to avoid collision between the tool installed in the magazine installed on the magazine base and the tool or workpiece held by the spindle, the amount of rise of the spindle and the workpiece There is a problem in that the height of the magazine must be limited, and the number of magazines that can be mounted on the magazine base is also limited depending on the balance with the machine tool body.

この考案は、前述した問題を解決した、マガジンベース
を進退させてこのマガジンベースに装着したマガジンと
工作機械のスピンドルとの間で工具の交換を行う自動工
具交換装置を提供することを目的とするものである。The purpose of this invention is to provide an automatic tool changer that solves the above-mentioned problems and changes tools between the magazine attached to the magazine base and the spindle of a machine tool by moving the magazine base forward and backward. It is something.

以下、この考案の一実施例につき図面を参照して説明す
る。An embodiment of this invention will be described below with reference to the drawings.

第１図乃至第３図において、１はＡＴＣベースである基
台であり、この基台１の一側面には前後方向摺動ガイド
２，２と摺動用シリンダ機構３とがそれぞれ水平に固定
されている。1 to 3, reference numeral 1 denotes a base that is an ATC base, and on one side of this base 1, longitudinal sliding guides 2, 2 and a sliding cylinder mechanism 3 are fixed horizontally. ing.

前記摺動ガイド２，２に前後方向に摺動可能に摺動部材
４が支持され、この摺動部材４は摺動用シリンダ機構３
のピストン３ａに固定されている。A sliding member 4 is supported by the sliding guides 2, 2 so as to be slidable in the front-rear direction, and this sliding member 4 is connected to the sliding cylinder mechanism 3.
is fixed to the piston 3a.

前記摺動部材４上にはマガジンベース５が枢軸６で上下
方向に揺動可能に支持され、摺動部材４の一側面には揺
動用シリンダ機構７のシリンダ７ｂが回動可能に支持さ
れ、そのピストン７ａの先端部にはジヨイント８および
ピン９を介してリンク機構１０のかぎ形リンクレバー１
１の一端部が連結され、このレバー１１の中央屈曲部が
摺動部材４に枢着され、リンクレバー１１の他端部には
連結レバー１２の下端部がピン１３で枢着され、連結レ
バー１２の上端部はピン１４でマガジンベース５の枢軸
６より前側部分に枢着されている。A magazine base 5 is supported on the sliding member 4 so as to be swingable in the vertical direction about a pivot 6, and a cylinder 7b of a swinging cylinder mechanism 7 is rotatably supported on one side of the sliding member 4. A hook-shaped link lever 1 of a link mechanism 10 is connected to the tip of the piston 7a via a joint 8 and a pin 9.
One end of the lever 11 is connected to the sliding member 4, and the central bent part of the lever 11 is pivotally connected to the sliding member 4. The lower end of the connecting lever 12 is pivotally connected to the other end of the link lever 11 by a pin 13, and the connecting lever The upper end of the magazine base 5 is pivotally connected to the front side of the pivot 6 by a pin 14.

前記マガジンベース５下部の枢軸６とピン１４との間に
はカムフォロアであるローラ１５が回転可能に設けられ
、このローラ１５が当接する板カム１６の中間部が基台
１に回動可能に設けられ、板カム１６は上端が前方に位
置するように傾斜し、板カム１６の上端部が当接するス
トッパ１７が板カム１６の前側に配置されて基台１に設
けられ、板カム１６の平端部後側を支持するショックダ
ンパ１８が基台１に装着されている。A roller 15, which is a cam follower, is rotatably provided between the pivot shaft 6 and the pin 14 at the bottom of the magazine base 5, and an intermediate portion of a plate cam 16, which this roller 15 comes into contact with, is rotatably provided on the base 1. The plate cam 16 is inclined so that its upper end is located forward, and a stopper 17 against which the upper end of the plate cam 16 comes into contact is disposed on the front side of the plate cam 16 and is provided on the base 1. A shock damper 18 is attached to the base 1 to support the rear side.

さらに前記マガジンベース５は、第４図にも示すように
、下面にスプロケット２０．２０が軸支され、これらに
掛けられた無端チェーン１９に爪２１ａを有する多数の
マガジン２１が所定間隔で装着され、前記スプロケツ）
２０，２０の一方は電動機２２ａと減速機２２ｂとを有
する駆動手段２２から駆動力が伝達されるように構成さ
れ、スプロケット２０の駆動によル無端チェーン１９の
移行により、マガジン２１の割出が行われるようになっ
ている。Furthermore, as shown in FIG. 4, the magazine base 5 has sprockets 20 and 20 pivotally supported on its lower surface, and a large number of magazines 21 having claws 21a are mounted at predetermined intervals on an endless chain 19 that is hung on these sprockets. , said sprocket)
20, 20 is configured such that driving force is transmitted from a driving means 22 having an electric motor 22a and a speed reducer 22b, and indexing of the magazine 21 is performed by shifting the endless chain 19 by driving the sprocket 20. It is about to be done.

なお、第２図中、２３は工作機械の縦軸スピンドル、２
４は工具である。In addition, in Fig. 2, 23 is the vertical spindle of the machine tool;
4 is a tool.

次に、前述のように構成された自動工具交換装置の動作
について説明する。Next, the operation of the automatic tool changer configured as described above will be explained.

工具交換指令が与えられるまでは、第１図に示すマガジ
ンベース５が後退端に位置する状態で待機している。Until a tool exchange command is given, the magazine base 5 shown in FIG. 1 is on standby at the rearward end.

工具交換指令が与えられると、摺動用シリンダ機構３が
圧縮空気または圧油のような圧力媒体によって動作し、
そのピストン３ａを第１図左側のスピンドル２３（第２
図参照）に向って前進させる。When a tool change command is given, the sliding cylinder mechanism 3 is operated by a pressure medium such as compressed air or pressure oil,
The piston 3a is connected to the spindle 23 (second
(see figure).

このピストン３ａの前進により、摺動部材４およびマガ
ジンベース５がこれらに装着された部材と共に一体に前
進し、ストローク端の直前でマガジンベース５に設けた
ローラ１５が基台１に装着されている板カム１６に当接
し、この板カム１６を介してショックダンパ１８に支持
され、前進速度が徐々に低下し、板カム１６がストッパ
１７に支持されてマガジンベース５の前進が阻止され、
停止する。As the piston 3a moves forward, the sliding member 4 and the magazine base 5 move forward together with the members attached thereto, and the roller 15 provided on the magazine base 5 is attached to the base 1 just before the stroke end. The magazine base 5 comes into contact with the plate cam 16 and is supported by the shock damper 18 via the plate cam 16, so that the forward speed gradually decreases, and the plate cam 16 is supported by the stopper 17 to prevent the magazine base 5 from moving forward.
Stop.

この時、第２図に示すように、工作機械のスピンドル２
３に装着されている工具２４のグリップ部に、マガジン
ベース５の下面にスプロケット２０および無端チェーン
１９を介して装着されているマガジン２１の爪部２１ａ
が入り、前記工具２４がスピンドル２３およびマガジン
２１の両者で把持されている状態となる。At this time, as shown in Figure 2, the spindle 2 of the machine tool
The claw portion 21a of the magazine 21, which is attached to the lower surface of the magazine base 5 via the sprocket 20 and the endless chain 19, is attached to the grip portion of the tool 24 attached to the tool 3.
is inserted, and the tool 24 is held by both the spindle 23 and the magazine 21.

次に、揺動用シリンダ機構７が圧縮空気または圧油のよ
うな圧力媒体によって動作し、ピストン７ａが第２図の
位置から右側に移動し、リンク機構１０のリンクレバー
１１および連結レバー１２を介してマガジンベース５が
枢軸６を支点として、前端側か下方に向って回動し、ス
ピンドル２３から工具２４が引抜かれる。Next, the swinging cylinder mechanism 7 is operated by a pressure medium such as compressed air or pressure oil, and the piston 7a moves to the right from the position shown in FIG. Then, the magazine base 5 rotates toward the front end or downward about the pivot 6, and the tool 24 is pulled out from the spindle 23.

この際にマガジン２１は枢軸６を中心として円弧運動を
行うために、工具２４のシャンク部とスピンドル２３の
工具装着穴とが干渉して工具の取外しが不可能による恐
れがあるが、これに対してマガジンベース５が下方へ回
動する際に、マガジンベース５に設けられたローラ１５
が板カム１６に接触して、マガジンベース５は摺動部材
４と共に板カム１６の接触面の形状に沿って基台１に対
して後退運動を行う。At this time, since the magazine 21 moves in an arc around the pivot 6, there is a risk that the shank of the tool 24 and the tool mounting hole of the spindle 23 will interfere, making it impossible to remove the tool. When the magazine base 5 rotates downward, the roller 15 provided on the magazine base 5
contacts the plate cam 16, and the magazine base 5, together with the sliding member 4, moves backward relative to the base 1 along the shape of the contact surface of the plate cam 16.

なお、この場合に揺動用シリンダ機構７と摺動用シリン
ダ機構３との力の相互関係は、前述の動作を考慮して設
定しである。In this case, the mutual relationship of forces between the swinging cylinder mechanism 7 and the sliding cylinder mechanism 3 is set in consideration of the above-mentioned operation.

そして、板カム１６の接触面の形状は、マガジン２１が
近似直線運動を行って下降するように形成されている。The contact surface of the plate cam 16 is shaped so that the magazine 21 moves approximately linearly and descends.

マガジン２１が近似直線下降した後に、電動機２２ａの
駆動により減速機２２ｂを介してスプロケット２０が回
転し、無端チェーン１９が移行し、スピンドル２３に装
着されるように指令された工具を把持しているマガジン
２１がスピンドル２３の中心線と同一線に位置するよう
に移動する。After the magazine 21 descends in an approximate straight line, the sprocket 20 is rotated by the drive of the electric motor 22a via the reducer 22b, the endless chain 19 is moved, and the tool that is commanded to be attached to the spindle 23 is gripped. The magazine 21 moves so that it is aligned with the center line of the spindle 23.

その後、マガジン２１は揺動用シリンダ機構７によるマ
ガジンベース５の揺動と板カム１６およびローラ１５と
の当接によって近似直線上昇し、工具２４をスピンドル
２３に挿入する。Thereafter, the magazine 21 rises approximately linearly due to the swinging of the magazine base 5 by the swinging cylinder mechanism 7 and the contact with the plate cam 16 and the roller 15, and the tool 24 is inserted into the spindle 23.

さらにその後、摺動用シリンダ機構３の動作によって摺
動部材４と共にマガジンベース５が後退端に至るまで後
退する。Further thereafter, by the operation of the sliding cylinder mechanism 3, the magazine base 5 is retreated together with the sliding member 4 until it reaches the retreating end.

なお、前述の実施例では、マガジンベースの前後方向揺
動運動に伴うマガジンの揺動運動を近似直線運動に変換
する運動規制機構としてマガジンベースにローラからな
るカムフォロアを、基台に板カムを設けたが、この考案
は、マガジンベースにカムを、基台にカムフォロアを設
けてもよい。In the above embodiment, a cam follower made of a roller is provided on the magazine base, and a plate cam is provided on the base as a movement regulating mechanism that converts the rocking motion of the magazine accompanying the back and forth rocking motion of the magazine base into approximate linear motion. However, in this invention, a cam may be provided on the magazine base and a cam follower may be provided on the base.

また、前記実施例では縦軸のスピンドルの工作機械の場
合について述べたが、この考案は、全体を９０°回動さ
せることにより、横軸のスピンドルをもつ工作機械にも
適用できる。Furthermore, although the above embodiments have been described with respect to a machine tool having a vertical spindle, this invention can also be applied to a machine tool having a horizontal spindle by rotating the entire device by 90 degrees.

以上説明したように、この考案による工作機械の自動工
具交換装置は、マガジンが装着されているマガジンベー
スが摺動部材と共に前進、後退し、工具搬送用キャリヤ
の機能を兼ねているので、このキャリヤを別個に設ける
ものに比べて、構成部品の数が少なく、安価に提供でき
る。As explained above, in the automatic tool changer for machine tools according to this invention, the magazine base on which the magazine is attached moves forward and backward together with the sliding member, and also functions as a carrier for transporting tools. The number of component parts is smaller than that provided separately, and it can be provided at a lower cost.

また、この考案の自動工具交換装置は、マガジンベース
が摺動部材に揺動可能に支持されかつこの摺動部材と共
に前後方向に摺動運動を行うので、工作機械本体とのバ
ランスをある程度無視することができ、したがってマガ
ジンの大きさおよびマガジンベースに装着されるマガジ
ンの数も、従来のものに比べて制限が少なくなり、１個
のマガジンベースに多くのマガジンが装着できると共に
、被加工物やスピンドルに把持されている工具との干渉
の恐れも少ない。In addition, in the automatic tool changer of this invention, the magazine base is swingably supported by the sliding member and slides back and forth with the sliding member, so the balance with the machine tool body is ignored to some extent. Therefore, there are fewer restrictions on the size of the magazine and the number of magazines that can be installed on the magazine base compared to conventional ones, and many magazines can be installed on one magazine base, and the workpiece and There is also less risk of interference with tools held by the spindle.

さらに、従来のものは、マガジンベースを直線的に前進
、後退させるために駆動部と直線運動用ガイド部が必要
で、構成部品の数が比較的多く、部品自体の加工精度も
高いものが要求されていたが、この考案では、摺動部材
にマガジンベースを枢着し、摺動部材に設けた揺動シリ
ンダ機構でマガジンベースを揺動させ、この揺動運動を
板カムとローラなどによる規制機構でマガジンの近似直
線運動に変換させるようにしたので、簡単な構成によっ
て、工具のシャンク部とスピンドル内の工具装着用穴と
の干渉、衝突を避けることができる。Furthermore, conventional models require a drive unit and a guide unit for linear movement in order to move the magazine base linearly forward and backward, and require a relatively large number of component parts and high processing precision of the parts themselves. However, in this invention, the magazine base is pivotally attached to the sliding member, the magazine base is swung by a swiveling cylinder mechanism provided on the sliding member, and this oscillating movement is regulated by plate cams and rollers. Since the mechanism converts the movement into approximate linear motion of the magazine, interference and collision between the tool shank and the tool mounting hole in the spindle can be avoided with a simple configuration.

したがって、この考案によれば、構成部品が少ない簡単
な構成で、安価であると共に、故障率の低い自動工具交
換装置を提供できるという効果が得られる。Therefore, according to this invention, it is possible to provide an automatic tool changer that has a simple structure with few components, is inexpensive, and has a low failure rate.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面はこの考案の一実施例を示腰第１図はマガジンベー
ス後退時の正面図、第２図はマガジンベース前進時の正
面図、第３図は側面図、第４図はマガジンベースの下面
図である。 １・・・・・・基台、３・・・・・・摺動用シリンダ機
構、４・・・・・・摺動部材、５・・・・・・マガジン
ペニス、６・・・・・・枢軸、７・・・・・・揺動用シ
リンダ機構、１０・・・・・・リンク機構、１５・・・
・・・ローラ（カムフォロア）、１６・・・・・・板カ
ム、１９・・・・・・無端チェーン、２０・・・・・・
スプロケット、２１・・・・・・マガジン、２２・・・
・・・駆動手段、２３・・・・・・スピンドル。The drawings show one embodiment of this invention. Figure 1 is a front view of the magazine base when it is retracted, Figure 2 is a front view of the magazine base when it is advanced, Figure 3 is a side view, and Figure 4 is the underside of the magazine base. It is a diagram. 1...Base, 3...Sliding cylinder mechanism, 4...Sliding member, 5...Magazine penis, 6... Pivot, 7... Swinging cylinder mechanism, 10... Link mechanism, 15...
...Roller (cam follower), 16...Plate cam, 19...Endless chain, 20...
Sprocket, 21...Magazine, 22...
...Driving means, 23...Spindle.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 基台に工作機械のスピンドル方向に前進、後退可能に工
具搬送用の摺動部材を支持し、この摺動部材に前記基台
に設けた摺動用シリンダ機構を連結し、前記摺動部材に
マガジンベースを前後方向に揺動可能に枢着し、マガジ
ンベースに多数のマガジンを装着した無端チェーンを駆
動手段による前記マガジンの割出可能に支持させ、摺動
部材に設けた揺動用シリンダ機構に前記マガジンベース
を連結すると共に、前記マガジンベースによるマガジン
の前後方向揺動運動を近似直線運動に変換するカムとカ
ムフォロアの一方を前記マガジンベースと基台の一方に
、カムとカムフォロアの他方をマガジンベースと基台の
他方に設け、前記スピンドルとマガジンとの間での工具
の受渡を近似直線運動によって行うようにしたことを特
徴とする工作機械の自動工具交換装置。A sliding member for transporting tools is supported on the base so that it can move forward and backward in the direction of the spindle of the machine tool, a sliding cylinder mechanism provided on the base is connected to this sliding member, and a magazine is attached to the sliding member. The base is pivotally mounted to be swingable in the front and back direction, and an endless chain with a large number of magazines attached to the magazine base is supported so that the magazines can be indexed by a driving means, and the swing cylinder mechanism provided on the sliding member is connected to the endless chain. One of the cam and the cam follower that connects the magazine base and converts the longitudinal swing motion of the magazine by the magazine base into approximate linear motion is connected to the magazine base and the base, and the other of the cam and the cam follower is connected to the magazine base. An automatic tool changer for a machine tool, characterized in that it is provided on the other side of the base, and the tool is transferred between the spindle and the magazine by approximate linear motion.