JPS6131787Y2 - - 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。

従来、工具交換アームを使用しない方式の自動
工具交換装置として特公昭38−10091号公報に記
載されたものが知られている。この自動工具交換
装置は、工作機械のテーブル上に工具マガジンを
載置し、主軸ヘツドとテーブルを３次元方向に相
対移動させることにより、主軸に挿着された使用
済工具の工具マガジンへの戻し、および次に使用
する工具を選択して前記主軸に挿着する操作を行
なうようにしたものである。しかし、このよう
に、工作機械のテーブル上に工具マガジンを載置
する自動工具交換装置は、テーブルの送りストロ
ークの一部が工具交換のために占有されてしま
い、工作物の加工に利用できる可動範囲が狭くな
るという問題がある。また、この従来の装置で、
工具マガジンを工作機械のベース上に設置すれ
ば、前述の問題は解決できるが、工具マガジンに
収納された工具を主軸の軸線と一致させる位置に
進退させると共に、工具マガジンに収納された工
具とテーブル上の工作物とが干渉しないように軸
線方向に逃がす必要があり、複数のアクチユエー
タと案内手段とを具備させなければならないとい
う問題がある。

この考案は、前述した事情に鑑みてなされたも
ので、工作機械のテーブルの可動範囲を工作の加
工の際に全部活用でき、しかも工具マガジンを工
具交換位置と待避位置との間にわたつて移動させ
る動作と、工具マガジンに収納された工具とテー
ブル上の工作物との干渉を避けるための逃がし動
作とが、平行リンクを用いた揺動運動だけで達成
できるようにして、機構を簡素化した自動工具交
換装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、この考案による自
動工具交換装置は、工具マガジンに工具の軸線方
向に対し直角な方向の相対移動により工具の把
持、解放が可能な複数組の把持爪を１列に配列し
て装着し、前記把持爪の配列方向おび工作機械の
主軸の軸線方向とほぼ直角な方向への進退可能に
前記工具マガジンを平行リンクを介して支持フレ
ームに支持させ、この支持フレームを工作機械の
ベースに設置すると共に、前記平行リンクと一体
に回動可能な揺動アームを、支持フレームに設け
た操作用シリンダのピストンロツドに枢着したこ
とを特徴とするものである。

以下、この考案の一実施例につき第１図ないし
第３図を参照して説明する。

第１図、第２図において、１は工作機械のベー
スであり、このベース１の前部には摺動テーブル
２が支持され、摺動テーブル２はベース１に設け
たテーブル送り用サーボモータ３により左右方向
に水平移動されるようになつている。前記摺動テ
ーブル２上には工作物を着脱可能に装着する割出
テーブル４が支持され、割出テーブル４は図示し
ない割出し機構により水平回動されるようになつ
ている。前記ベース１の後部にはコラム５が支持
され、コラム５はベース１に設けたコラム送り用
サーボモータ６により前後方向に水平移動される
ようになつている。前記コラム５にはこれの前面
から突出する主軸ヘツド７が支持され、主軸ヘツ
ド７はコラム５上に設けた主軸ヘツド送り用サー
ボモータ８により上下方向に移動されるようにな
つている。前記主軸ヘツド７にはこれの前面から
突出する主軸９が支持され、主軸９は主軸ヘツド
７に設けた主軸駆動モータ１０により軸回りに回
転駆動されるようになつている。なお、以上の構
成は工具の自動交換を行なう通常の工作機械と同
様である。

この実施例の自動工具交換装置は、第１図ない
し第３図に示すように、前記ベツド１の一側部に
コ字状の支持フレーム１１が、このフレーム１１
の両側面および前面が開放部となるように固定さ
れ、支持フレーム１１の前部には左右一対の垂直
な枢軸１２，１３がそれぞれ回動可能に軸支され
ている。枢軸１２，１３には上、下および左、右
各２本計４本の平行リンク１４，１４，１４，１
４の基端部が固定され、これらの先端部には上、
下支持アーム１５，１５が垂直なヒンジピン１６
ａ，１６ｂ，１６ｂを介して水平回動可能に枢支
され、前記支持アーム１５，１５のベース１側に
位置する内側端には工具マガジン１７が一体に固
定されている。工具マガジン１７には上下方向に
多数組の把持爪１８が１列に配列されて装着され
ている。これらの把持爪１８はすべて同構成であ
るから、１組についてだけ詳述すると、上、下爪
体１８ａ，１８ｂがピン１８ｃ，１８ｃで工具マ
ガジン１７に開閉可能に枢着され、前記爪体１８
ａ，１８ｂがこれらの間に設けた引張ばね１８ｄ
で第３図には図示しない工具を把持する閉方向に
附勢されており、爪体１８ａ，１８ｂは工具２２
（第１図、第２図参照）を主軸９の軸線方向と平
行に水平に把持し、かつ垂直面方向に回動して開
き工具の解放するように構成されている。前記枢
軸１２，１３の一方、すなわち外方の枢軸１２に
揺動アーム１９の一端部が固定され、揺動アーム
１９の他端が流体圧により作動する操作用シリン
ダ２０のピストンロツド２１先端部に上下動可能
に連結され、前記操作用シリンダ２０は支持フレ
ーム１１に固定されている。なお、前記工具２２
は把持爪１８の爪体１８ａ，１８ｂが係脱可能に
係合する環状溝（図示せず）を備えたものであ
る。

次に、以上のように構成された実施例の自動工
具交換装置の作動について説明する。主軸１に装
着されている工具による割出テーブル４上に設け
た工作物（図示せず）の加工が終了すると、図示
しない制御手段からの指令により、コラム５がコ
ラム送り用サーボモータ６の駆動で後退し、加工
前の位置に戻つて停止すると共に、主軸駆動モー
タ１０が停止して主軸９が停止する。さらに主軸
ヘツド送り用サーボモータ８の駆動で主軸ヘツド
７が上下方向に移動し、工具マガジン１７に設け
た使用済工具２２が対応する空いている把持爪１
８に対し、脱着可能な高さの工具交換位置に主軸
９を位置させて停止する。この状態になるまで
は、第２図の鎖線に示すように、工具マガジン１
７は後外方に位置する待避位置で停止している
が、前述のように工具交換位置で主軸９が停止す
ると、制御手段から操作用シリンダ２０へ作動指
令が発せられ、このシリンダ２０の作動によつて
ピストンロツド２１が第２図の実線に示すように
進出し、これに伴なつて揺動アーム１９、枢軸１
２を介して平行リンク１４，１４が回動されるこ
とにより支持アーム１５，１５で工具マガジン１
７が一体に前内方に移動して工具交換位置とな
り、工具マガジン１７の空いている把持爪１８に
使用済工具２２が把持されて停止する。この場合
に、主軸９に挿着された使用済工具２２に対し、
これを把持する把持爪１８がヒンジピン１６ａ，
１６ｂ，１６ｂのデツドポイント近傍、すなわち
工具マガジン１７の工具軸方向移動成分がきわめ
て少ない部分でこれらの軸方向とほぼ直角な方向
から押付けられ、このため把持爪１８の爪体１８
ａ，１８ｂを引張ばね１８ｄに抗して開き、使用
済工具２２の環状溝に爪体１８ａ，１８ｂを確実
に係合させることができる。次に、コラム送り用
サーボモータ６の駆動によりコラム６を後退させ
ると、第２図に示すように主軸９から使用済工具
２２が引抜かれて把持爪１８に受渡され、この後
退位置でコラム６が停止する。なお、この操作に
先立つて、主軸９の図示しないチヤツクから使用
済工具２２を解放する動作を行なう。前述のよう
にして使用済工具２２が把持爪１８に受渡された
後に、主軸ヘツド７を上下方向に移動させること
により、主軸９を工具マガジン１７に収納されて
いる次に使用する工具と対応する高さの位置にし
て停止させる。さらにその後、コラム６を前進さ
せ、主軸９に次に使用する工具を嵌挿して停止さ
せる。その後、主軸９のチヤツクに次に使用する
工具を締結し、操作用シリンダ２０を逆作動させ
てピストンロツド２１を退入させることにより、
工具マガジン１７を、第２図の実線に示す工具交
換位置から第２図の鎖線を示す待避位置にする。
この状態から通常の工作機械の場合と同様にして
割出テーブル４上の工作物に対する加工を行な
う。以下、前述したとほぼ同様な操作によつて工
具の交換を行なうが、加工位置の高さによつては
使用済工具の高さ位置を工具マガジン１７の空い
ている把持爪１８に対して上下方向に調整する必
要がない場合もある。

なお、前記実施例では主軸９が水平な場合につ
いて述べたが、この考案は主軸が垂直な工作機械
の場合にも前記実施例の装置を90゜上下方向に回
動させることにより適用でき、また前記実施例で
はベースの一側だけに自動工具交換装置を設けた
が、この考案はベースの両側に分けて装置を設け
ることも可能である。

以上説明したように、この考案の自動工具交換
装置は、工作機械のベースに設けた支持フレーム
に、平行リンクを介して工具マガジンを支持さ
せ、前記平行リンクによる工具マガジンの揺動運
動だけで、この工具マガジンを工具交換位置と待
避位置の２位置に移動させることができ、待避位
置では、主軸および工具の軸方向にも工具マガジ
ンを逃がすことができるので、テーブルの可動範
囲を工作物の加工に際してフルに活用でき、また
工具交換位置での工具マガジンに設けた把持爪と
工具との係合、離脱すなわち把持爪による工具の
把持、解放も前記揺動運動の一部で達成でき、作
動および機構が簡単にできるという効果がある。

なお、この考案において、前記実施例のよう
に、工具マガジンに設けた把持爪が、主軸および
工具の軸方向移動成分がきわめて少ない領域で、
工具に対し係脱するようにすれば、これらの作動
が確実に行なわれるという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例による自動工具交
換装置を工作機械と共に示す概略正面図、第２図
は同概略平面図、第３図はこの考案の一実施例よ
る自動工具交換装置を示す斜視図である。 １……ベース、２……摺動テーブル、４……割
出テーブル、５……コラム、７……主軸ヘツド、
９……主軸、１１……支持フレーム、１２，１３
……枢軸、１４……平行リンク、１５……支持ア
ーム、１６ａ，１６ｂ……ヒンジピン、１７……
工具マガジン、１８……把持爪、１９……揺動ア
ーム、２０……操作用シリンダ、２１……ピスト
ンロツド、２２……工具。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 工具マガジンに工具の軸線方向に対し直角な方
   向の相対移動により工具の把持、解放が可能な複
   数組の把持爪を１列に配列して装着し、前記把持
   爪の配列方向および工作機械の主軸の軸線方向と
   ほぼ直角な方向への進退可能に前記工具マガジン
   を平行リンクを介して支持フレームに支持させ、
   この支持フレームを工作機械のベースに設置する
   と共に、前記平行リンクと一体に回動可能な揺動
   アームを、支持フレームに設けた操作用シリンダ
   のピストンロツドに枢着したことを特徴とする自
   動工具交換装置。