JPS6043260B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工作機械に関する。

一般に工具変換装置付工作機械の設計に於いては、工具
交換作業を最小時間で完了する機構を得ることが設計者
の最終目的となる。

加工作業中に工具交換作業が繰返し行われることを考え
ると工具交換サイクルに於いて１秒を短縮することが重
要事項となる。

この目的で、工具を受取るためのスピンドルに工具貯蔵
装置と工具搬送装置とが近いことが重要であり、最近の
工作機械は工具が搬送されて装置されるスピンドルを設
けた機械のコラム上に工具貯蔵装置及び工具搬送装置を
設けている。

このような装置は一般的な工具交換装置には十分であり
、コラムも負荷を追加することにより容易に設計できる
。しかしこのように工具貯蔵マガジンや工具交換装置を
設けることは特に大きな工具を設ける工具貯蔵装置には
不適であり、それに対応する大きな工具交換装置が必要
となる。本発明はか）る問題を解消するもので、大きな
工具だけでなく、多軸工具ヘッドにも適する工作機械を
提供することを目的とする。

即ち、本発明の構成は、ベッドと、該ベッドに滑動自在
に支持されて予め決められた通路に沿つて動くコラムと
、該コラムによつて回転自在に支持され加工物に作業を
行なうために工具を受けるスピンドルと、前記ベッドに
よつて滑動自在に支持して前記コラムと共に動くフレー
ムと、該フレームによつて支持され加工作業のために前
記スピンドルに装着される複数の工具を貯める工具貯蔵
マガジンと、前記フレームに設けられ前記スピンドル及
び前記工具貯蔵マガジン間で工具を移動する工具変換装
置とを備えたことを特徴とする。

次に図面を参照のもとに説明する。第１図は本発明の自
動工具変換器を装着した水平のマシニングセンターの正
面図で、第２図はその平面図である。マシニングセンタ
ーはＸ一軸通路５４（第２図）に滑動自在に取付けられ
ているサドル５２を備えているベッド５０を含む。サド
ル５２は通路５４に沿つてラックおよびピニオン駆動体
によつて駆動され、その駆動体はベッド５０上のラック
５６（第２図）とサドル５２上の二つのピニオン５８か
らなり、それらのピニオンは従来の減速キヤボツクス６
２を介してサーボモータ６０によつて駆動される。モー
タ６０はサドル５２をＸ一軸に沿う所望の位置に移動す
るため通常の数値制御されたＸ一軸サーボシステム（図
示せず）によつて選択的に付勢される。サドル５２の向
き合つた側縁とベッド５０の両端に取付けられる対応す
る一対の貯蔵ローラ５５との間には一対の可撓性金属の
被いシート５３が連結される。

被いシート５３はいずれも比較的幅狭で互にロックされ
た金属板５７（第２図）から”作られ且つそれぞれのロ
ーラ５５に容易に巻かれる。両ローラ５５はモータ５９
（第１図）によつてサドル５２から離れるよにねじり偏
倚され且つ常に被いシート５３に張力を保つので、各被
いシート５３はサドル５２がそれに向つて移動すると自
動的に巻かれ、反対側の被いシート５３は対応のモータ
５９の力に対してそのローラ５５から引出される。被い
シート５３はサドル５２によつて被われないＸ一軸通路
５４の部分を保護する。一セットのＺ一軸通路６４がＸ
一軸通路５４に垂直にサドル５２の頂部に形成されてい
る。直立部６６はＺ一軸通路６４に滑動自在に取付けら
れ且つサーボモータ６８（第２図）によつて稼動される
通常のボールスクリュー駆動体（図示せず）によりＺ一
軸通路に沿つて駆動される。モータ６８は直立部６６を
Ｚ一軸に沿つて所望の位置に移動するため通常の数値制
御Ｚ一軸サーボシステム（図示せず）によつて選択的に
付勢される。 １一セットの垂直なＹ一軸通路７０がＸ
一軸通路５４とＺ一軸通路６４の両方に垂直に直立部６
６に形成されている。スピンドルヘッド７２はＹ一軸通
路７０に滑動自在に取付けられ且つサーボモータ７４（
第２図）によつて稼動される通常のボールスクリュー駆
動体（図示せず）によりＹ一軸通路に沿つて駆動される
。モータ７４はスピンドルヘッド７２をＹ一軸に沿つた
所望の位置に移動するため通常の数値制御のＹ一軸サー
ボシステム（図示せず）によつて選択的に付勢される。
液圧で作動される対重システムがスピンドルヘッド７２
の重さをボールスクリュー駆動体から取除くためスピン
ドルヘッド７２に連結されている。その対重システムは
二つの液圧ピストンおよびシリンダ機構７６（第１図）
、液圧シリンダ機構７６とスピンドルヘッド７２との間
に連結される二つのケーブル７８およびケーブル７８を
案内するプーリ−８０を含む。液圧ピストンおよびシリ
ンダ機構７６はスピンドルヘッド７２の重さをボールス
クリュー駆動体から取除くためスピンドルヘッド７２の
重さにほぼ等しく且つそれに反対の張力をケーブル７８
に負荷する。スピンドル８２はスピンドルヘッド７２に
回転自在に取付けられ、そして通常の円筒状シャンクの
工具ホルダを受け且つその工具ホルダをスピンドル８２
と共に回転するようにスピンドルに取付けるようになつ
ている。

スピンドル８２は一連の通常の変速ギヤ（第２７図）を
介してスピンドルモータ８４（第２図）によりその回転
運動において駆動される。モータ８４は通常の数値制御
されるスピンドルモータのコントロール（第４０図）に
よつて選択的に付勢され、スピンドル８２を所望の方向
に所望の速度で回転してベッド５０の前に設けられた通
常のワークテーブル８８上の加工物８６（第２図）を機
械加工するようにしている。ワークテーブル８８の詳細
は本発明の自動工具変換器に関係がないので省略する。
自動工具変換器は（１）複数の単一工具および／または
多軸工具ベッドでそおシャンクは垂直位置に在るものを
貯えるようになつている二重デツキエ具貯蔵マガジン９
０と、（２）一つの工具ヘッドを保持し且つ工具または
工具ヘッドを垂直位置からスピンドル８２の軸線に平行
な水平位置に、または水平位置から垂直位置に９０度を
傾斜するようになつている傾斜ユニット９２と、（３）
工具および工具ヘッドを工具貯蔵マガジン９０と傾斜ユ
ニット９２との間に搬送するようになつている第１の工
具変換アーム組立体９４と、（４）工具および工具ヘッ
ドを傾斜ユニット９２とスピンドル８２との間に搬送す
るようになつている第２の工具変換アーム組立体９６と
、（５）以下に述べる共働するクランプおよび支持装置
で、各多軸工具ベッドを支持し且つそれをシャンクとそ
の工具がスピンドル８２と共に回転している間は静止状
態に保持するものと、（６）工具および／または工具ヘ
ッドを工具貯蔵マガジン９０からスピンドル８２におよ
びその逆に搬送するため、以下に述べる予定のシーケン
スによつて上記（１）から（５）の要素の可動部分を移
動するのに要する以下に述べる液圧および電気的コント
ロールを含む。

次に自動工具変換器の個々の要素を工具貯蔵マガジン９
０から詳記する。

工具貯蔵マガジン９０は工具または工具ヘッドのソケッ
ト１００の二つの無端チェーン９８（第２図）を支持す
る二重デッキ構造である。第９図に関し述べると、各工
具ソケット１００は中空で円筒状の本体１０２を有し、
その本体は円筒シヤンク工具ヘッドを備えた比較的大き
な単一工具もしくは円筒シャンクを備えた比較的大きな
多軸工具ヘッドを受ける寸法の中央の孔１０４を有する
。本体１０２の頂部にはフランジ１０６が形成されて、
シャンクが孔１０４に挿入される工具ホルダまたは工具
ヘッドのフランジ１０８を支持するようになつている。
工具ソケット本体１０２はボルト１１２によつてキャリ
ヤ１１０にねじ止めされる。キャリヤ１１０は一対の支
持ピン１１４によつてチェーン９８に固定され、支持ピ
ンは片１１６によつて頂部で共に固定され且つチェーン
９８のリンクの孔の近くを貫通する。スナップファスナ
ー１１８がピン１１４の底部に係合してそれらをチェー
ン９８に固定している。工具ソケット本体１０２の底部
には、三つのローラ１２０（第６図）がフランジ１２２
にジャーナル支持され、その二つのローラ１２０はソケ
ット本体１０２の外側（第６図において右側）に在り、
一つのローラは内側（第６図において左側）に在る。

ローラ１２０は離れた板１２４と１２６によつて形成さ
れる被い通路の中に在り、それらの板は互に通常の装置
で固定され且つ通常の装置で支持されている。第３図に
関し説明すると、二つの無端チェーン９８のソケットに
よつて二重Ｌ形通路のまわりに案内され且つ駆動され、
その一つは第６図に示され、そして他の一つは第７図に
示されている。

第６図中のソケット１２８は通常の装置によりニつの間
隔をおいた支持板１２６と１３０の間の垂直軸１２９に
おいて回転できるようにジャーナル支持され、且つ通常
の装置で板１２６と１３０に取付けられたサーボモータ
１３２によつて駆動される。サーボモータ１３２は駆動
ソケット１２８に１かみ合うピニオン１３４を駆動する
。第７図中のソケット１３６は遊びソケットであつて、
間隔をおいた支持板１２６と１３０の間の垂直軸１３８
において回転できるようにジャーナル支持されている。

ソケット１３６（第７図）の底部には、工具ソケット１
００を位置づけおよび計数する装置として半径方向に離
れた複数の止め出張り１４０がねじ止めされている。

止め出張り１４０は工具ソケット１００を分離する半経
方向の角度だけ互に離れている。第１の近接スイッチ１
４２は板１３０に取付けられ且つ出張り１４０の一つが
そこを通過すると出力信号を発生する。第２の近接スイ
ッチ１４４（第６図）は板１２４において工具ソケット
１００の一つに在る下方に突出するたれ１４６に共働す
る適宜位置に取付けらている。近接スイッチ１４２と１
４４は工具ソケット１００の軌道が工具を受けまたは搬
送する所定位置にあるようにその軌道を保つ。

本発明のこの実施例の上部デッキにおける工具ソケット
１００は１から２９の番号が付けられている。二つの近
接スイッチ１４２と１４４から出力信号が在れば、番号
１の工具ソケットが工具を搬送または受ける所定位置に
在る。近接スイッチ１４２からの次の各出力信号はこの
シーケンスにおける次の工具ソケット１００が工具を搬
送する所定位置に在ることを意味する。所望の工具ソケ
ット１００が所定位置に在れば、モータ１３２（第６図
）が消勢されてチェーン９８は止めに共働する。正確位
置付けスタット１４８（第７図）が次いで液圧ピストン
およびシリンダ機構１５０によつて上昇されて最も近い
出張り１４０に係合する所定位置にもたらされる。次い
で出張り１４０と位置付けスタット１４８が第７図に示
すように互に衝合するまでモータ１３−２が逆方向に付
勢されてソケット１３６を戻し、所望の工具ソケット１
００が工具を搬送または受ける所定位置に設置される。
位置付けスタット１４８はハウジング１４９の中に滑動
自在に設けられ、且つスタット１４８が近接の止め出張
り１４．０と衝合する第７図に示す上部位置とスタット
１４８が止め出張り１４０から離れた下部位置との間を
液圧ピストンおよびシリンダ機構１５０によつて移動さ
れる。スタット１４８は異なる工具ソケット１００を工
具搬送位置に移動するためモー・夕１３２が前方に付勢
される前にその下部位置に移動される。チェーン９８の
張力は調整できる遊びスプロケット１５２（第８図）に
よつて調整され、そのスプロケットは板１２６と１３０
の間に通常の装置によつて滑動自在に取付けられた軸受
ハウジング１５５の中の垂直軸１５４にジャーナル支持
される。調整止めナット１５８を支持する一対のねじス
タット１５６はハウジング１５５のねじ孔にねじ込めら
れる。止めナット１５８は板１２６と１３０に在る溝付
きの出張り１６０に対し衝合する。チェーン９８の張力
はナット１５８をゆるめまたは諦付けることによつて調
整することができる。第５図は工具貯蔵マガジン９０の
支持構造を示す。

工具貯蔵マガジン９０の後部（第５図の右側）はベース
１６６にジャーナル支持されるローラ１６４によつ固定
レール１６２の上に回転自在に支持される。ベース１６
６は工具貯蔵マガジン９０の下部デッキの下側の板１３
０に取付けられる。一群の離れた支柱１６８が下部デッ
キの下側の板１３０と工具貯蔵マガジン９０の上部デッ
キの下側の板１３０の間に延びている。工具貯蔵マガジ
ン９０の前部（第５図の左側）はＸ一軸のベッド５０（
第１図）の近接部分から延びるベース１７０の上に滑動
自在に支持される。基板１７２はサドル５２の近接した
端部に取付けられ且つベース１７０の上を滑動する。工
具貯蔵マガジン９０の前部は基板１７２によつて支持さ
れ、従つてサドル５２と共にＸ一軸のベッド５０とベー
ス１７０の上を移動する。基板１７２はまた工具変換ア
ーム９４と９６および傾斜ユニット９２を支持する（第
２図参照）。従つて、直立部６６、工具貯蔵マガジン９
０、工具変換アーム９４と９６および傾斜ユニット９２
はすべて一つのユニットとしてサドル５２と共に移動す
る。第２図に関し説明すると、第１の工具変換アーム組
立体９４は工具を工具貯蔵マガジン９０から傾斜ユニッ
ト９２に搬送する。第１の工具変換アーム組立体９４の
詳細は第１０図〜第１７図に例示する。第１０図および
第１１図に関し、工具グリツパーアーム１７４は垂直軸
線１７８（第１１図）のまわりに回転するためベース１
７６に回転自在に取付けられている。工具グリツパーア
ーム１７４は第１０図中に破線１７４Ａで示された前方
位置から、第１０図中に実線１７４Ｂで示された中央位
置に、さらに第１０図中に破線１７４Ｃで示された後方
位置に回動可能である。その後方位置では、工具グリツ
パーアーム１７４は工具貯蔵マガジン９０から工具また
は工具ヘッドをつまみ上げる。中央位置では、工具また
は工具ヘッドは傾斜ユニット９２に置かれる。前方位置
では、工具グリツパーアーム１７４は傾斜ユニット９２
から離れて傾斜ユニットが前方に傾斜できるようにする
。サイクルの戻り部分では、工具グリツパーアーム１７
４は中央位置において傾斜ユニット９２から工具または
工具ヘッドをつまみ上げ且つそれを後方位置において工
具貯蔵マガジン９０に搬送する。工具グリツパーアーム
１７４は軸受１８８によつてベース１７６上のブラケッ
ト１８６に回転自在に取付けられる垂直軸１８４（第１
１図）に固く取付けられる。

水平ブラケット１９０は軸受１９２によつて回転自在に
軸１８４に取付けられ且つ液圧ピストンおよびシリンダ
機構１９４（第１０図）によつて移動され、そのシリン
ダ機構は引込められた位置ではアーム１７４をその前方
位置に移動し且つ延ばされた位置ではアーム１７４をそ
の前方位置から中央位置に移動する。液圧ピストンおよ
びシリンダ機構１９４のピストンロッド１９５はピボッ
トコネクタ１９６によつてブラケット１９０に接続され
る。液圧ピストンおよびシリンダ機構１９４の他端はベ
ース１７６上のブラケット１９８に枢止される。ブラケ
ット２００（第１１図）は小ねじ２０３によつてブラケ
ット１９０の突起２０１に取付けられる。

ブラケット２００はトラニオン２０４（第１５図）によ
つてブラケット１９０と２００の間に枢止される他の液
圧ピストンおよびシリンダ機構２０２の回動自在の取付
を可能にする。液圧ピストンおよびシリンダ機構２０２
のピストンロッド２０６（第１５図）はピボットコネク
タ２１０によつて工具グリツパーアーム１７４上のブラ
ケット２０８（第１１図）に枢止される。液圧ピストン
およびシリンダ機構２０２が延ばされると、アーム１７
４をその中央位置１７４Ｂ（第１０図）から第１０図中
に破線１７４Ｃで示されたその後方位置に移動する。液
圧ピストンおよびシリンダ機構２０２が引込められると
、アーム１７４をその後方位置１７４Ｃから第１０図中
の実線の位置１７４Ｂで示された中央位置に移動する。
一対のカム作動リミットスイッチ２１２と２１４（第１
１図および第１５図）がアーム１７４が前方、中央また
は後方位置に在ることを示す。リミットスイッチ２１２
はカム２１６によつて作動され且つリミットスイッチ２
１４はカム２１８によつて作動される。両方のカム２１
６と２１８は軸１８４に取付けられている軸２１９に設
置される。アーム１７４の端部には半円形のグリツパー
空所２２０（第１０図）が形成されている。

一対のローラ２２２と可動のジョー部材２２４がアーム
１７４に可動に取付けられ、且つ工具ホルダまたは多軸
工具ヘッドの溝付フランジを把持してアーム１７４中の
工具ホルダまたは工具ヘッドを搬送のためしつかり保持
するようにグリツパー空所２２０のまわりの所定位置に
設置される。可動のジョー部材２２４はアーム１７４の
溝孔２２６において第１０図中の延ばされた位置とジョ
ー部材２２４が溝孔２２６の中に完全に引込められた引
込み位置（図示せず）との間を滑動する。ジョー部材２
２４は液圧ピストンおよびシリンダ機構２２８によつて
その延びたおよび引込められた位置の間を前後に移動さ
れ、そのシリンダ機構はジョー部材２２４の横方向に溝
孔２３１（第１２図）の中でスライド２３０を移動する
。スライド２３０はスライド２３０の縁に対し４５度の
角度αで延びる持上げられたカム部分２３２（第１２図
）を有し且つジョー２２４のカム溝孔２３４に滑動自在
に係合する。カム溝孔２３４はジョー部材２２４の縁に
対し４５度の同じ角度αで延び且つスライド２３０の持
上げられたカム部分２３２と相互作用してジョー部材２
２４をその伸長および引込位置の間に移動するようにな
つている。液圧ピストンおよびシリンダ機構２２８が延
ばされるとジョー部材２２４は引込められ、且つ液門圧
ピストンおよびシリンダ機構２２８が引込められると、
第１２図に示すようにジョー部材２２４は延ばされる。

カム部分２３２のチップ２３６（第１２図）および溝孔
２３４の近接部分はスライド２３０の縁）に対し小さな
角度βをなし、液圧ピストンおよびシリンダ機構２２８
の引込み行程の端部において小さな移動率を与えて工具
ホルダまたは多軸工具ヘッドをグリツパージヨーの空所
２２０に錠止するようにしている。

チップ２３６に沿つてのカム部分２３２の移動はジョー
部材２２４がその中の工具ホルダまたは工具ヘッドに充
分な圧力を加えて液圧ピストンおよびシリンダ機構２２
８の引込み力に対抗するまで続く。第１１図、第１３図
および第１４図に関しては、工具グリツパーアーム１７
４の中の溝孔２２６の底部は被い板２３８によつて閉じ
られ、その被い板は小ねじ２４０によつてグリツパーア
ーム１７４に取付けられる。

溝孔２３１の端部は小ねじ２４４によつてグリツパーア
ーム１７４に取付けられる被い板２４２（第１３図）に
よつて閉じられる。被い板２３８の底部には小ねじ２４
８によつてリミットスイッチ２４６（第１１図および第
１４図）が取付けられる。ばね負荷プランジャ２５０（
第１４図）がグリツパージヨー部材２２４の底部に衝合
し且つグリツパージヨー２２４がその引込み位置に在る
とスイッチ２４６を作動する。工具グリツパーベース１
７６は垂直移動ができるように直立部２５２（第１０図
、第１６図、第１７図）に滑動自在に設けられている。

工具グリツパーベース１７６の垂直移動を案内するため
直立部２５２には一連の垂直通路２５２（第１０図、第
１５図、第１７図）が形成されている。ベース１７６に
は二つの垂直移動が必要である。第１は工具貯蔵ソケッ
ト１００から工具ホルダまたは工具ヘッドを上昇するた
めの短い上昇運動で、これによつて工具グリツパーアー
ム１７４は整合し、さらに工具ホルダまたは工具ヘッド
を工具貯蔵ソケット１００に下降するための補い合う短
い．下降運動を伴なう。第２の垂直移動は工具グリツパ
ーアーム１７４を工具貯蔵マガジン９０の下部デッキか
らその上部デッキに上昇するための長い上昇運動で、そ
れに伴なつて工具グリツパーアーム１７４を上部デッキ
から下部デッキに下降する５補い合う下降運動がなされ
る。これらの二つの移動は互に直列に接続された二つの
液圧ピストンおよびシリンダ機構２５６と２５８（第１
６図）によつてなされ、長い方のシリンダ２５８のベー
スは短い方のピストンおよびシ・リング機構２５６のピ
ストンロツトの端部に接続され且つその端部によつて支
持される。

長い方のピストンおよびシリンダ機構２５８のピストン
ロッド２６０の端部は小ねじ２６４（第１５図と第１６
図）によつて工具グリツパーのベース１７６の頂部に在
るブラケット２６２に取付けられる。第１６図と第１７
図は充分に伸びた状態の長い方のピストンおよびシリン
ダ機構２５８と、充分に引込められた状態の短い方のピ
ストンおよびシリンダ機構２５６を示す。これは工具ま
たは工具ヘッドを工具貯蔵マガジン９０の上部デッキか
らつまみ上げる所定位置に工具グリツパーアーム１７４
を置く。工具または工具ヘッドがグリツパーア）−ム１
７４によつて把持された後は、それはピストンおよびシ
リンダ機構２５６の伸長によつてソケット１００の外に
持上げられる。次いで工具グリツパーアーム１７４が揺
動して工具貯蔵マガジン９０から離れると、両方のピス
トンおよびシリ・ンダ機構２５６と２５８は工具または
工具ヘッドを傾斜ユニツ９２の中に落すために引込めら
れる。二つのピストンおよびシリンダ機構２５６と２５
８が引込められると、工具グリツパーアーム１７４は工
具貯蔵マガジン９０の下部デッキに在る工具ホルダまた
は工具ヘッドを把持するため垂直に設置される。

次いでピストンおよびシリンダ機構２５６が伸びると把
持された工具ホルダまたは工具ヘッドをそのソケット１
００の外に持上げる。工具グリツパーアーム１７４は傾
斜ユニット９２の上を揺動され（第２図参照）、且つピ
ストンおよびシリンダ機構２５６は引込められて工具ホ
ルダまたは工具ヘッドを傾斜ユニット９２の中に落す。
４つのリミットスイッチ２６６，２６８，２７０，２７
２（第１７図）が直立部２５２に取付けられ且つ或る時
間にベース１７６が４つの可能な垂直位置のいずれに在
るかを示すため工具グリツパーのベース１７６の近接し
た縁と相互作用する。

第１８図、第１９図および第２０図は傾斜ユニット９２
の細部を示す。

軸線２７５（第１８図）を有する円筒形の工具ソケット
２７４はアーム２７６に取付けられ、そのアームはトラ
ニオン２８０によつて一対の直立の三角形の側部２７８
に枢止される。三角形の側部２７８はボルトにより基板
２８２に取付けられる。ソケット２７４は二つの液圧ピ
ストンおよびシリンダ機構２８４の伸緒によつて、第１
８図に実線で示した垂直位置から第１８図に破線で示し
た水平位置に枢動することができ、それらのシリンダ機
構２８４はそれぞれ一端において基板２８２に枢止され
且つ他端ではソケット２７４に枢止されている。

ソケット２７４内には、中空の円筒形一のコレットクラ
ンプ２８６が軸２８８に滑動自在に取付けられている。
積み重ねられたベレビル（Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅ）スプ
リング２９０はコレットクランプ２８６をその諦付けら
れた位置に偏倚する。短い液圧ピストンおよびシリンダ
機構２９２はソケット２７４の底部の所定位置に取付け
られ、そのピストンロッド２９３が軸受２８８の端部に
衝合するようにしてコレットクランプ２８６をその非諦
付位置に移動する。コレットクランプ２８６はソケット
２７４中の工具ホルダまたは多軸工具ヘッドの円筒形の
シャンクを諦付ける役割を果す。通常のカム作動リミッ
トスイッチ２９４（第１８図）は一つの三角形の側部２
７８に取付けられ、且つどのソケット２７４が垂直位置
または水平位置にあるかを指示するためカム２９６によ
つ−て作動される。第２１図〜第２６図は傾斜ユニット
９２とスピンドル８２との間で工具または工具ヘッドを
交換する第２の工具変換アーム組立体９６の細部を示す
。

工具変換アーム組立体９６は直立部３００に回転自在に
取付けられた両面工具グリツパーアーム２９８を有する
。アーム２９８は通常の装置によつて回転自在に直立部
３００に取付けられる中空軸３０２（第２１図）に固く
取付けられる。その中空軸はアーム２９８を第２１図中
に実線で示された後方位置と第２１図中に破線で示され
た前方位置との間に移動するためその軸線に沿つて滑動
できる。軸３０２は一対のローラ３０６（第２１図と第
２４図）を受けるため３０４において円周方向に溝が切
られており、それらのローラはヨーク３０８に取付けら
れている。

ヨーク３０８はそのピストンロッド３１２がヨーク３０
８に固定された液圧ピストンおよびシリンダ機構３１０
によつて前後に（第２１図において左右に）移動される
。ピストンロッド３１２が伸長すると、アーム２９８を
第２１図に実線で示された後方位置に移動する。ピスト
ンロッド３１２が引込められると、アーム２９８を第２
１図中に破線で示した前方位置に移動する。ピストンロ
ッド３１２の力はヨーク３０８およびローラ３０６を介
して軸３０２に伝えられ、それによりアーム２９８が前
方または後方の位置に回動するのを可能にする。平歯車
３１４（第２１図および第２２図）が軸３０２の後端に
固定され且つ第２１図中に実線で示したように軸３０２
が後方位置に在るとラック３１６（第２２図）に係合す
る。

ラック３１６は液圧ピストンおよびシリンダ機構３１８
によつて上下に移動され、その機構のピストンロッド３
２０はラック３１６に取付けられ且つそのシリンダは小
ねじ３２４によつて直立部３００のブラケット３２２に
取付けられる。ラック３１６の全行程で軸３０２を９０
度回動し、アーム２９８をその垂直位置（第１図、第２
１図、第２５図）から水平位置（第２６図）に回動する
。アーム２９８の垂直位置は待機位置であり、水平位置
は工具のつまみ上げまたは設置位置である。軸３０２と
アーム２９８が第２１図中に破線で示した前方位置に在
ると、歯車３１４は液圧ピストンおよびシリンダ機構３
２６によつて移動される第２のラック３２５（第２１図
と第２３図）に整合する。ピストンおよびシリンダ機構
３２６のピストンロッド３２８はラック３２５に取付け
られ、そのラックはラック３１６の２倍の長さであつて
軸３０２およびアーム２９８を１８０度回動し、その端
部を交換する。この１８０度の回転は軸３０２とアーム
２９８が第２１図中に破線で示した前方位置に在る時に
生じる。リミットスイッチ３３０および３３２（第２１
図）が通常の装置によつて直立部３００に取付けられ且
つアーム２９８が前方または後方位置に在るかを示すた
めにプランジャ３３４および３３６によつて作動される
。

リミットスイッチ３３８は・ラック３２５用のハウジン
グ３４０に取付けられ且つプランジャ３４２と相互作用
してアーム２９８が工具または工具ヘッドをつまみ上げ
または工具もしくは工具ヘッドを置く位置に在るかを指
示する。工具グリツパーアーム２９８（第２５図、第２
６図）は工具グリツパー空所３４４と３４６に対向し、
それらの空所はローラ３４８を含む。

ローラ３４８は工具ホルダまたは多細工具ヘッドに在る
標準の溝付フランジにかん合するような寸法を有し且つ
そのように設置される。一対の回転工具グリツパージヨ
ー３５０と３５２がグリツパー空所３４４および３４６
の近くにおいてアーム２９８に回転自在に取付けられる
。工具グリツパージヨー３５０と３５２は把持セグメン
ト３５４と３５６を有し、それらのセグメントはそれぞ
れ工具ホルダまたは多軸工具ヘッドにおける溝付フラン
ジに入る形になつている。グリツパージヨー３５０と３
５２はねじりばね３５８（第３１図と第３２図）によつ
てばね偏倚され、把持セグメント３５４、３５６をそれ
ぞれ工具の空所３４４および３４６から離れるように押
している。工具空所３４４と３４６から離れようとする
把持セグメント３５４と３５６の移動はそれぞれ、グリ
ツパージヨー３５０と３５２の真直ぐな縁３７０と３７
２が止めピン３６２と３６４に衝合することによつて制
限される。カム３６０は第２５図中に実線で示す開き位
置と第２５図中に破線で示す錠止位置を有し、工具グリ
ツパージヨー３５０と３５２の間に回転自在に取付けら
れる。

第２６図中の錠止位置では、二つのグリツパージヨー３
５０と３５２はそれぞれ、工具把持セグメント３５４と
３５６を工具ホルダ３６６と３６８の溝付フランジの中
に挿入するためそれぞれの工具空所３４４と３４６に向
つて回動される。第２６図に示す位置では、二つの工具
グリツパージヨー３５０と３５２はそれぞれカム３６０
によつて図示の位置に錠止され、カム３６０はジョー３
５０と３５２における真直ぐな縁３７０と３７２に衝合
する。このことは工具空．所３４４と３４６の中の工具
ホルダ３６６と３６８をそれぞれ錠止する。カム３６０
は諦付圧力を平衡させるため横方向に浮動し得るように
取付けられる。工具ホルダ３６６と３６８を解放するに
は、カム３６０は第２６図に示す位置から第２５図中に
実線で示す位置に反時計方向に９０度回動しなければな
らない。これは工具グリツパージヨー３５０と３５２を
れぞれ工具空所３４４と３４６から離すように第２６図
において反時計方向に回動するのを可能にする。第２１
図と第２６図に関し、カム３６０は軸３０２の中空の内
部を貫通する軸３７４（第２１図）に取付けられる。

軸３７４の後端（第２１図の右側）は米国オハイオ州の
フロートーク社（ＦｌＯ−ＴＯｒｋＣＯｍｐａｎｙ）に
よつて作られたような液圧回転アクチュエータ３７６に
接続される。回転アクチュエータ３７６は電気信号に応
答して軸３７４を時計方向または反時計方向に９０度回
動する作用をする。軸３７４の９０度の回動は前記のよ
うにカム３６０をその開き位置と錠止位置との間に回動
する。第２５図の工具ホルダ３６６はスピンドル８２の
中に在るが工具ホルダ３６８は傾斜ユニット９ノ７２に
在る。

工具ホルダ３６６と３６８を交換するには、直立部６６
、サドル５２およびスピンドルヘッド７２がＮ．Ｃ．軸
サーボシステムによつて第１図および第２図に示す位置
に移動される。次いで工具変換アーム２９８は第１図お
よび第２５図・に示す位置から第２６図に示す位置に反
時計方向に９０度回動される。工具の空所３４４と３４
６は工具ホルダ３６６（第２５図）と３６８に近づくの
で、それらの工具ホルダは工具グリツパージヨー３５０
と３５２の平らな縁３７８と３８０に接”触して回動し
、グリツパーセグメント３５４と３５６を工具ホルダ３
６６と３６８の溝付フランジに移動する。グリツパーセ
グメント３５４と３５６は次いでカム３６０を第２６図
の位置に反時計方向に９０度回動することにより所定位
置に錠止される。グリツパージヨー３５０と３５２を解
放するには、カム３６０が第２６図において反時計方向
に９０度回動され、それによりそれぞれのねじりばね３
５８（第３１図と第３２図）の押圧により工具ホルダ３
６６と３６８から離すように回動してグリツパージヨー
３５０と３５２を解放する。

工具変換アーム２９８の作用をアームの両端における工
具に関連して述べてきたが、アームのいずれかの端部に
おける単一工具の場合も同様に作用する。第２７図に関
し、スピンドル８２は軸３８４によつてスピンドルヘッ
ド７２内に回転自在に取付けられ、且つ通常の変速ギヤ
のセット３８６によつて駆動される。

スピンドル８２は中空であり且つその中に回転自在に取
付けられた引張ボルト３８８を含み、その引張ボルトは
図面には示していない通常の引張ボルト用モータおよび
クラッチ装置によつて回動されるようになつている。引
張ボルト３８８は工具ホルダまたは多軸工具ヘッドの円
筒端におけるねじ孔にかん合するため前端３９０にねじ
が切られている。円筒形のソケットを伴なうコレットク
ランプ３９２は中空のコレットチューブ３９４の前端に
取付けられ、そのコレットチューブ３９４はスピンドル
８２の中空の内部中に在つて引張ボルト３８８を包囲し
ている。

コレットチューブ３９４をスピンドル８２および引張ボ
ルト３８８に関し軸線方向に滑動でき、且つ液圧ピスト
ンおよびシリンダ機構３９６（第２７図の右側）によつ
てコレット３９２の開き位置と諦付位置の間を軸線方向
に移動される。ピストンおよびシリンダ機構３９６のピ
ストンロッド３９８はレバーアーム４００に作用し、そ
のレバーアームはピン４０２によつてスピンドルヘッド
７２に枢止され且つレバーアーム４００が液圧ピストン
およびシリンダ機構３９６によつて揺動されるとコレッ
トチューブ３９４を押しまたは引いたりするカム４０４
を有する。

コレットクランプ３９２は工具ホルダのシャンクまたは
工具ヘッドのシャンクをスピンドル８２にクランプし、
引張ボルト３８８がねじ込められたときに外れるのを防
ぐ。コレットクランプ３９２はまた工具ホルダのシャン
クを中心に置く。比較的重い（例えば４５３ｋ９（１０
００ボンド））多軸工具ヘッド（第３３図）をスピンド
ル７２にクランプするのに新規なりランプ支持装置が用
いられ、それにより工具ヘッド４０５を支持し且つその
シャンク４０６および４０８がスピンドル８２と共に回
転している間それを静止状態に保持する。

工具ヘッド４０５は複数のスピンドル４９８がジャーナ
ル支持される本体４９７を有する。

スピンドル４９８はスピンドル４９８とシャンク４０６
との間に連結された通常の歯車４９９によつて回転され
、そのシャンクは本体４９７およびフランジブロック５
０３内に軸受５００によつてジャーナル支持される。本
体４９７は裏板５０１を有し、その中心の孔５０２をシ
ャンク４０６が貫通している。フランジブロック５０３
はボルト５０４によつて裏板５０１に取付けられ且つ裏
板５０１から後方に延びる。

フランジブロック５０３は円筒形であり且つ個々の工具
ホルダのフランジ４４８（第３９図）と同じ外径を有し
、そのフランジ４４８は前記の工具変換アーム１７４（
第１図）と２９８によつて把持される寸法になつている
。フランジ４４８と５０３は■溝４５０（第３９図）と
４５２（第３３図）を有し、それらのＶ溝は同じ寸法で
あつて上記工具変換アーム１７４と２９８によつて把持
される寸法になつている。フランジブロック５０３は以
下に述べるように工具ヘッド４０５を支持するためにそ
の後部に後部フランジを有する。そのねじ端に研削され
た二つの相対する平面４１２（第３６図と第３８図）を
それぞれ有する４つのねじ付スタット４１０は各多軸工
具ヘッド４０５の後部フランジ４１６（第３３図）の円
周方向に間隔をおいた孔４１４に固く取付けられる。

第３８図はそれらのスタット４１０の一つの斜視図であ
る。スタット４１０の頭部４１８は長円形であり且つ小
ねじ４２２（第３３図中には見えない）を受ける二つの
孔を有し、それらの小ねじはスタット４１０をフランジ
４１６に固く取付ける。第３３図中にはただ一つのスタ
ット４１０が見られるが、他の三つも第３３図の面では
切られていないが、円周方向の位置に設置されているこ
とを理解されたい。通常の装置によつてフランジ４１６
に取付けられている案内ピン４２４（第３３図）は、ス
タット４１０が挿入されるねじ孔４２８（第３５図）に
対しスタット４１０を正しく整合させるためスピンドル
ヘッド７２のガイド孔４２６と共働すノる。

孔４２８はスタット４１０のねじ部分を受ける溝孔付き
の側部４３０を有するが、スタット４１０の平面４１２
は孔４２８のねじ部分を通過する。ねじ孔４２８はスピ
ンドルヘッド７２（第３３図）に回転自在に取付けられ
たカラー４３２に７それぞれ形成される。各スタット４
１０はスダツド４１０が孔４２８の中に挿入された後に
カラー４３２を９ｇ回動することによつて対応のカラー
４３２に錠止される。カラー４３２が９度回動すると、
スタット４１０のねじ部分が孔４２８のねじ部分に係合
する。第３４図と第３７図は各カラー４３２を回動して
対応のスタット４１０に錠止する装置を示す。

カラー４３２は軸受４３６によつてスピンドルヘッド７
２に回転自在に取付けられた軸４３４（第３４図）に取
付けられる。ボールスクリューねじ４３８が軸４３４に
形成され且つボールナット４４０に係合する。液圧ピス
トンおよびシリンダ機構４４２は通常の装置によつてボ
ールナット４４０に連結され且つ軸４３４を９０度回動
するのに充分なだけボールナット４４０をボールスクリ
ューねじ４３８に沿つて軸方向に押しまたは引き、それ
によつてカラー４３２を９０度回動して上記の錠止作用
を生じさせる。ボールスクリューの上記回転錠止機構は
スピンドル８２の外側のスピンドルヘッド７２の利用で
きる制限された空間に適合した横方向の寸法において充
分な細長さにできる利益がある。第３９図は前記の自動
工具変換器によつて扱われるようになつており且つスピ
ンドル８２の中に取付けられるポーリングパー４４４を
示す。

ポーリングパー４４４のシャンク４４６は多軸工具ヘッ
ド４０５のシャンク４０６と同じ寸法を有する。ポーリ
ングパー４４４は■形の溝４５０を備えたフランジ４４
８を有する。溝４５０は多軸工具ヘッド４０５の■形の
溝４５２（第３３図）と同じ寸法である。多軸工具ヘッ
ド４０５の代りにポーリングパー４４４または他の単一
工具を用いる場合の唯一の相違は、単一工具では回動カ
ラー４３２が必要でないことであり、且つそれが用い−
られない時には冷却剤が孔４２８に注入できるので、円
形のシールド４５４（第２９図）が第２９図に示すよう
に通常は孔４２８を被うためスピンドルヘッド７２に回
転自在に取付けられる。単一工具が用いられると、シー
ルド４５４は孔．４２８を被うが、多軸工具ヘッドが用
いられると、孔４５６を孔４２８の上に置いて露出し前
記のようにスタット４１０を受けるためシールド４５４
は角度θだけ回動される。シールド４５４は工具変換ア
ーム２９８を支持する直立部３００に！近いシールド４
５４の側におけるピン４５８の下降によつて回動される
。各回に工具変換アーム２９８は前記のようにその前方
位置に移動され、直立部３００に揺動自在に取付けられ
たアーム４６０は第２９図中に破線で示された位置に移
動し且くつブラケット４６４のスロット４６２において
ピン４５８に係合する。ブラケット４６４は液圧ピスト
ンおよびシリンダ機構４６６に連結されている。多軸工
具ホルダがスピンドル８２に搬送されようとするときは
、ブラケット４６４とピン４５８を第２９図の破線で示
す下方の位置に駆動するためピストンおよびシリンダ機
構４６６は伸長される。このことは孔４２８を露出する
。単一工具がスピンドル８２に般送されようとするとき
は、ピストンおよびシリンダ機構４６６は伸長されない
で、孔４２８は破われたままである。第２９図に示す二
つの位置の間でアーム４６０を移動する機構は第２８図
と第３０図に示してあ・る。

アーム４６０はピボットピン４６８によつて直立部３０
０に枢止される。他のアーム４７０はアーム４６０に対
し横方向に固定され、且つ直立部３００のハウジング４
７４（第２８図）中に滑動自在に設けられたスライド４
７２に枢止される。スライド４７２はピン４７６（第２
８図）によつてヨーク３０８（第２４図）に接続され、
そのヨークは工具変換アーム２９８をその前後の位置間
に移動する。各回に工具変換アーム２９８は前方に移動
され、ピン４７６はスライド４７２を前方に押し、その
ことが前記し且つ第２８図に示すようにピン４６８のま
わりにアーム４６０を回動させる。次に、例示の工具変
換サイクルを、次の最初の状態から段階ごとに説明する
。

（４）ポーリングパー４４４（第３９図）はスピンドル
８２にクランプされ且つワークテーブル８８上の加工物
８６（第２図）の機械加工に用いられる。

（Ｂ）ポーリングパー４４４の空の工具ソケットは工具
貯蔵マガジン９０の上部デッキにおける工具搬送位置に
在り且つ設置スタット１４８は下降される。

（Ｃ）使用される次の工具である多軸工具ヘッド４０５
（第３３図）は既知の位置の工具貯蔵マガジン９０の上
部デッキにおけるソケット１００中に在る。

（２）傾斜ユニット９２は空であつて垂直位置にある。

（Ｅ）工具変換アーム１７４は空であり且つ工具貯蔵マ
ガジン９０の下部デッキに対向する中央位置に在る。（
Ｆ）工具変換アーム２９８は両端が空であつて垂直な後
方位置に在る。

前記最初の状態の下に、工具変換サイクルは次のように
行なわれる。

（１）加工物８６が機械加工されている間、工具貯蔵マ
ガジン９０の上部デッキのモータ１３２（第６図）は前
進方向に付勢されて工具ソケット１００が第２図の点４
７８で示した工具搬送位置を通過するようにする。

（２）出張り１４０（第７図）が近接スイッチ１４２を
通過する回数は、所望の工具ヘッド４０５を含む工具ソ
ケット１００の既知の位置が工具搬送位置にくるまで、
通常のカウンター（図示せず）によつて計数される。

例えば、もし使用中の工具のための空の工具ソケット１
００が工具ソケット番号１５であり且つ次に使用される
工具ヘッド４０５が工具ソケット番号１９であるとすれ
ば、所望の工具は近接スイッチ１４２の第４の出力パル
スにより工具搬送点４７８に在る。（３）所望の工具が
工具搬送点４７８に在れば、モータ１３２（第６図）は
消勢されて、止めと共働する。

これにより工具搬送点４７８をわずかに過ぎた−ところ
に所望の工具ソケットが置かれる。（４）液圧ピストン
およびシリンダ機構１５０（第７図）が第７図に示すよ
うに位置付けスタット１４８を上昇するために伸長され
る。

（５）出張り１４０を位置付けスタット１４８に対して
移動し且つ所望の工具ソケット１００を工具搬送点４７
８に設置するためモータ１３２（第６図）を反対方向に
ゆつくり回転するように付勢する。

モータ１３２を出張り１４０を位置付けスタット１４８
に対し保持するために反対方向において失速するように
なつている。（６）工具変換アーム１７４を工具貯蔵マ
ガジン９０の上部デッキのレベルに上昇するため液圧ピ
ストンおよびシリンダ機構２５８（第１６図および第１
７図）を伸長する。（７）液圧ピストンおよびシリンダ
機構２０２（第１０図）を伸長して工具変換アーム１７
４を工具変換点４７８に移動する。このことは工具空所
２２０（第１０図）を所望の工具ヘッド４０５の■溝の
まわりに設置する。（８）液圧ピストンおよびシリンダ
機構２２８（第１０図）を引込めてグリツパージヨー２
２４を工具ヘッド４０５の■溝に接触するように移動し
それをアーム１７４にクランプする。（９）工具ソケッ
ト１００から外れるように工具ヘッド４０５を持上げる
ため液圧ピストンおよびシリンダ機構２５６（第１６図
と第１７図）を伸長する。

（代）傾斜ユニット９２の中でコレットクランプ２８６
を開くため液圧ピストンおよびシリンダ機構２９２（第
１８図）を伸長する。

（１１）工具ソケット２７４の上方で工具ヘッド４０５
を揺動するため液圧ピストンおよびシリンダ機構２０２
（第１０図）を引込める。

（１２）工具ヘッド４０５を傾斜ユニット９２の工具ソ
ケット２７４の中に下降するため液圧ピストンおよびシ
リンダ機構２５６を引込める。

（１３）工具ヘッド４０５からグリツパージヨー２２４
を解放するため液圧ピストンおよびシリンダ機構２２８
を伸長する。（１０傾斜ユニット９２のコレットクラン
プ２８６を閉じるため液圧ピストンおよびシリンダ機構
２９２（第１８図）を引込める。

（１５）工具変換アーム１７４をその前方位置に揺動す
るため液圧ピストンおよびシリンダ機構１９４（第１０
図）を引込める。

（１６）工具ソケット２７４と工具ヘッド４０５を水平
位置に揺動するため液圧ピストンおよびシリンダ機構２
８４（第１８図と第１９図）を伸長する。

上記の１〜１６の段階、またはその所望の部分は、前の
工具変換中に加工物８６（第２図）がスピンドル８２に
設けられた工具によつて機械加工されている間に行なう
ことができる。

しかし、段階１７は加工物８６に対してなされている機
械加工作業が終るまでは行なうことができない。（１７
）工作機械のＸ，Ｙ，Ｚ軸駆動体が作動されて、スピン
ドル８２を第１図および第２図に示す工具変換位置にも
たらし且つスピンドル８２を停止する。

（１８）工具変換アーム２９８を垂直位置から水平位置
に９０度回動するため液圧ピストンおよびシリンダ機構
３１８（第２１図）を伸長する。

（１９）カム３６０（第２５図と第２６図）を工具グリ
ツパージヨー３５０と３５２に対し錠止するため液圧回
転アクチュエータ３７６（第２１図）を反時計方向に９
０度回動する。（２０）スピンドル８２中のコレットク
ランプ３９２を開くため液圧ピストンおよびシリンダ機
構３９８（第２７図）を伸長する。

（２１）傾斜ユニット９２中のコレットクランプ２８６
を開くためピストンおよびシリンダ機構２９２（第１８
図）を伸長する。

（２２）工具４４４をスピンドル８２および工具ヘッド
４０５の外に工具ソケット２７４から引出すためピスト
ンおよびシリンダ機構３１０（第２１図）を引込める。

（２３）工具４４４と工具ヘッド４０５を交換するため
ピストンおよびシリンダ機構３２６（第２１図）を伸長
して工具変換アーム２９８を１８０度回動する。（２４
）孔４５６を錠止孔４２８の上に移動するためピストン
およびシリンダ機構４６６（第２９図）を伸長する。

（２５）工具ヘッド４０５をスピンドル８２に且つ工具
４４４を工具ソケット２７４に挿入するためピストンお
よびシリンダ機構３１０（第２１図）を伸長する。

（２６）錠止カラー４３２を９０度回動してその中にス
タット４１０を錠止するためピストンおよびシリンダ機
構４４２（第３４図）を伸長する。

（２７）カム３６０（第２５図と第２６図）を工具グリ
ツパージヨー３５０と３５２から解放するため液圧回転
アクチュエータ３７６（第２１図）を時計方向に９０度
回動する。（２８）スピンドル８２中のコレットクラン
プ３９２を閉じるため液圧ピストンおよびシリンダ機構
３９８（第２７図）を引込める。

（２９）傾斜ユニット９２中のコレットクランプ２８６
を閉じるため液圧ピストンおよびシリンダ機構２９２（
第１８図）を引込める。

（３０）工具変換アーム２９８を水平位置から垂直位置
に回動するためピストンおよびシリンダ機構３１８（第
２１図）を引込める。

この段階の後に新しい工具による加工物の機械加工を再
開できる。（３１）ポーリングパー４４４と工具ソケッ
ト２７４を垂直位置に傾斜するためピストンおよびシリ
ンダ機構２８４（第１８図）を引込める。

（３２）工具ソケット２７４の上に工具変換アーム１７
４を揺動するためピストンおよびシリンダ機構１９４（
第１０図）を伸長する。（３３）グリツパージヨー２２
４を移動してポーリングパー４４４に接触するためピス
トンおよびシリンダ機構２２８（第１０図）を引込める
。（３０傾斜ユニット９２におけるコレットクランプ２
８６を開くため液圧ピストンおよびシリンダ機構２９２
（第１８図）を伸長する。（３５）ポーリングパー４４
４を工具貯蔵マガジン９０の上部デッキのレベル以上に
上昇するためピストンおよびシリンダ機構２５６と２５
８（第１６図と第１７図）の両方を伸長する。

（３６）ポーリングパー４４４を変換位置４７８に移動
するためピストンおよびシリンダ機構２０２（第１０図
）を伸長する。（３７）ポーリングパー４４４を工具ソ
ケット１００の中に落すためピストンおよびシリンダ機
構２５６（第１６図と第１７図）を引込める。

（３８）グリツパージヨー２２４をポーリングパー４４
４との接触から離すように移動するためピストンおよび
シリンダ機構２２８（第１０図）を伸長する。（３９）
工具変換アーム１７４をその中央位置に移動するためピ
ストンおよびシリンダ機構２０２（第１０図）を引込め
る。

このことは包含される特定の工具のための工具変換サイ
クルを完了する。

第４０図は工作機械の作業を制御する電気回路のブロッ
ク図である。

標準コードの指示信号はパンチテープ４８０に穿孔され
且つ工具を変換すべき時にはどの工具を使用するかの信
号、およびスピンドル８２が所望の機械加工作業を行な
うための詳細な速度および位置決めの指示、さらに工作
機械の作業上必要な他の機能（冷却剤の流れなど）を含
む。指示信号はテープリーダー４８２によつてテープ４
８０から続まれ且つコンピュータ４８４に負荷され、コ
ンピュータは通常の三軸駆動系４８６、通常のスピンド
ル駆動系および本発明の自動工具変換器と相互作用しな
い他の通常の工作機械の回路（図示せず）を介して工作
機械の作業を制御する。上記の工具変換シーケンスはコ
ンピュータ４８４における適当な工具変換コンピュータ
の課程（ルーテイン）４９０によつて制御され、コンピ
ュータ４８４は上記の順序で工具変換ピストンおよびシ
リンダ機構４９４を作動するため工具変換ソレノイド弁
４９２の連続作動を制御する。

ソレノイド弁４９２はそれぞれの場合に示していないが
、当業者にはこの中で記載し且つ第１〜３９図に示した
各ピストンおよびシリンダ機構の回路に一つのソレノイ
ド弁が含まれることが理解されよう。各ピストンおよび
シリンダ機構はいずれも対応のソレノイド弁の状態によ
つて伸縮される。或る時間における全てのソレノイド弁
の状態は周知の従来技術のプログラミング●プラステイ
スにより工具変換課程４９０によつて制御され、工具変
換段階１〜３９における上記一連の作動が達成されるよ
うになつている。所望の工具変換要素の移動が完了した
ときを示すため工具変換リミットスイッチ４９４は周知
の従来技術の電気制御プラクテイスにより工具変換要素
４９６に連結される。

工作機械の電気制御部分は工具変換段階１〜３９におけ
る上記の作動シーケンスを除き、全く従来のものである
。従つて、ここでは電気制御回路の詳細については記載
しない。以上の如く本発明の構成によれば、別体のフレ
ームはベッドにより滑動的に支持されコラムと共に動く
ようにされ、全工具貯蔵マガジン同様工具搬送装置はフ
レームに設けられ組立体が常に工具が変換される適正位
置に維持するためにコラムに沿つて働くことができ、重
い負荷がコラムから除かれるか、かわりにコラムが工具
交換のために工具貯蔵マガジンへ動く必要がなくなり、
全体の装置はコラムがベッドに設けられていることにか
）わらず工具交換が常にすぐに行われる。

本発明を含む実際の作動的な構造を完全に開示する目的
て本発明の例示的な実施例を著しく詳細に述べてきたが
、図示し且つ記載した特定の装置は単に例示したもので
あり且つ前記特許請求の範囲で定められる本発明の範囲
および精神を離れることなく本発明の各種の新規な特徴
は他の構造形態においても含め得ることが理解されよう
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動工具変換器を用いる水平型マシニ
ングセンターの正面図、第２図は第１図のマシニングセ
ンターの平面図、第３図は工具貯蔵マガジンの平面図、
第４図は工具貯蔵マガジンの一端の部分平面図、第５図
は第３図の線５−５に沿つて取つた側面図、第６図は第
３図の線６一６に沿つて取つた横断面図、第７図は第３
図の線７−７に沿つて取つた横断面図、第８図は第４図
の線８−８に沿つて取つた縦断面図、第９図は第３図の
線９−９に沿つて取つた工具ソケットの横断面図、第１
０図は工具および工具ヘッドと工具貯蔵マガジンから傾
斜ユニットにおよびその逆に搬送する工具変換アームの
平面図、第１１図は第１０図の線１１−１１に沿つて取
つた半径方向の断面図、第１２図は第１１図の線１２−
１２に沿つて取つた部分的な縦断面図、第１３図は第１
１図の線１３−１３に沿つて取つた横断面図、第１４図
は第１１図の線１４−１４に沿つて取つた横断面図、第
１５図は第１０図の工具変換アームの正面図、第１６図
は第１０図の工具変換アームを支持する直立部の背面図
、第１７図は第１０図の工具変換アームを支持する直立
部の側面図、第１８図は傾斜ユニットの側面図、第１９
図は傾斜ユニットの平面図、第２０図は傾斜ユニットの
正面図、第２１図は傾斜ユニットとマシニングセンター
のスピンドルとの間に工具と工具ヘッドを搬送する工具
変換アームの部分的に切欠いた部分平面図、第２２図は
第２１図の線２２−２２に沿つて取つた背面図、第２３
図はマシニングセンターのスピンドルの近くの工具変換
ハウジングの部分的に切欠いた部分平面図、第２４図は
第２１図の線２４−２４に沿つて取つた横断面図、第２
５図は第２１図の工具変換アームの正面図で前部の被い
を切欠き且つアームを垂直位置で示した図、第２６図は
第２１図の工具変換アームの正面図で前記の被いを切欠
き且つアームを水平位置で示した図、第２７図はスピン
ドルの軸線方向の断面図、第２８図は工作機械のスピン
ドルの近くの工具変換ハウジングの部分平面図、第２９
図は第２８図の線２９−２９に沿つて取つた部分正面図
、第３０図は第２８図の線３０−３０に沿つて取つた横
断面図、第３１図は第２５図の線３−３１に沿つて取つ
た部分縦断面図、第３２図は第３１図の線３２−３２に
沿つて取つた部分横断面図、第３３ａ図は工作機械のス
ピンドルに設けられた多軸工具ヘッドの縦断面図、第３
４図は工具ヘッドをクランプし且つ支持するためのスピ
ンドルヘッドにおける支持およびクランプ装置の縦断面
図、第３５図は第３４図の線３５−３５に沿つて取つた
部分正面図、第３６図は第３３図に示す多軸工具ヘッド
の後部から突出するねじ付スタットの端面図、第３７図
は第３４図の線３７−３７に沿つて取つた部分平面図、
第３８図は多軸工具ヘッドのクランプおよび支持装置の
一部を形成するスタットの一つの分解斜視図、第３９図
は本発明の自動工具変換器および工作機械に用いられる
ようになつているポーリングパーの側面図、そして第４
０図は本発明の自動工具変換器および工作機械を制御す
る電気回路のブロック図である。 図中、８２・・・・スピンドル、９０・・・・・・工具
貯蔵マガジン、９２・・・・・・傾斜ユニット、９４・
・・・・・第１の工具変換アーム、９６・・・・・・第
２の工具変換アーム、１７４・・・・・工具グリツパー
アーム、１７６・・・・ベース、１９４・・・・・・第
１の液圧ピストンおよびシリンダ機構、２０２・・・・
・・第２の液圧ピストンおよびシリンダ機構、２５６，
２５８・・・・・・グリツパーアームの移動装置、２８
６・・・・・・第１の工具クランプ装置、４０５・・・
・・・工具ヘッド、４１０・・・・・・ねじ付スタット
、４３２・・・・・・ねじ付カラー、４３４・・・・ボ
ールスクリューの軸、４３８・・・・・・ボールスクリ
ューねじ、４４０・・・・・・ボールスクリューナット
、４４２・・・・・・ボニルスクリユー押圧装置、４５
４・・・・・・被い板、４６０，４６２，４６４，４６
６・・・・被い板の係合用作動装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ベッドと、該ベッド上に滑動自在に支持されて予め
   決められた通路に沿つて動くコラムと、該コラムによつ
   て回転自在に支持され加工物に作業を行なうために工具
   を受けるスピンドルと、前記ベッドによつて滑動自在に
   支持して前記コラムと共に動くフレームと、該フレーム
   によつて支持され加工作業のために前記スピンドルに装
   着される複数の工具を貯める工具貯蔵マガジンと、前記
   フレームに設けられた前記スピンドル及び前記工具貯蔵
   マガジン間で工具を移動する工具変換装置とを備えたこ
   とを特徴とする工作機械。 ２ 前記工具変換装置が、前記フレームによつて支持さ
   れ前記マガジンから工具を受取る傾斜ユニットと、該傾
   斜ユニットを水平位置から垂直位置の間回動するように
   接続された装置と、前記傾斜ユニットが垂直位置にある
   時、傾斜ユニットと工具貯蔵マガジンとの間で工具を移
   動するために前記フレームに設けられた第１工具搬送ア
   ームと、前記傾斜ユニットが水平位置にある時、傾斜ユ
   ニットと前記スピンドルとの間で工具を移動するために
   前記フレームに設けられた第２工具搬送アームとを備え
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項の工作機械。 ３ 前記スピンドルが前記コラムのスピンドルヘッドに
   回転自在に支持され、前記工具貯蔵マガジンが単一工具
   と多軸工具ヘッドとの両方を有して前記工具変換装置に
   よつてスピンドルへ搬送し多軸工具ヘッドにスピンドル
   で受けられる標準工具シャンクを設けて工具ヘッドを位
   置決めしスピンドルとの駆動連結をなし工具ヘッドか作
   動するために加工物上にしつかりと支持されるようにス
   ピンドルの面に対し工具ヘッドをしつかりクランプする
   ために多軸工具ヘッド上の相補ロック装置と協働するス
   ピンドルヘッドの面上にロック装置を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項の工作機械。