JPS6219337A - 工具収納交換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）、産業上の利用分野 本発明は、工具マガジン等の工具の格納手段と工作機械
との間で、工具ホルダの寸法が異なる工具を交換する際
に適用するに好適な工具収納交換方法に関する。

（ｂ）、従来の技術 従来、工具マガジンと工作機械の間で、旋削工具や回転
工具のように工具ホルダの寸法が異なる工具を交換する
場合には、工具マガジン中にそれぞれの寸法の工具糸ル
ダを格納する場所を予め決めておき、工具保持手段の形
状を、収納すべき工具の工具ホルダの寸法に適合させて
形成し、それ等専用化された工具保持手段中に各工具を
収納していた。

（Ｃ）６発明が解決しようとする問題点しかし、こうし
た方法では、工具マガジン内での工具の収納本数が、各
寸法の工具ホルダについて予め決定されてしまい（例え
ば、旋削工具が３０本、回転工具が１５本というように
）、加工内容に応じて、各寸法の工具ホルダ、即ち旋削
工具と回転工具の収納内容を変化させろことが出来なく
なる不都合が生じろ。

本発明は、前述の欠点を解消すべく、工具マガジンにお
ける工具ホルダの寸法の異なる工具の収納割合を自由に
変化させることが出来る工具収納交換方法を提供するこ
とを目的とするものである。

（ｄ）６問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、寸法の異なる工具ホルダを直接工具マ
ガジンに装着することなく、何らかのアダプタを介して
工具ホルダ、従って工具を保持すれば、工具マガジン側
の工具保持手段は同一の形状でも、複数種の工具ホルダ
の保持が可能になる点に着目し、工具の格納手段（１２
）中に、同一形状に形成された工具保持手段を介して工
具プレー１−（２７）を着脱自在に設けると共に、前記
工具プレート（２７）に寸法の異なる工具ホルダ（２９
ａ、３０ａ）を有する工具を着脱自在に装着し、工具の
交換に際しては、交換すべき工具を工具プレー）　（２
７）ごと工具保持手段から取り外して、工具移送手段（
１５，１１）により所定のＡＴＣ位置にまで移送し、工
作機械（２）による工具交換動作を、前記工具プレー１
−（２７）に支持された工具に対して行うようにして構
成される。

なお、括弧内の番号は、図面における対応する要素を示
す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記
載に限定拘束されろものではない。以下のｒ　（ｅ）　
０作用」の欄についても同様である。

（ｅ）６作用 上記した構成により、本発明は、寸法の異なろ工具ホル
ダを有する工具（２９，３０）を工具プレー）　（２７
）を介して工具保持手段中に保持し、工具交換も、工具
プレー）（２７）ごと工作機械２側に移送して行うよう
に作用する。

（ｆ）、実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明による工具収納交換方法の一実施例が適
用された工作機械設備を示す斜視図、第２図は第１図の
工作機械設備における工具マガジンの断面図、 第３図は第２図の工具マガジンの要部を示す平面図、 第４図は工具保持プレートを示す斜視図、第５図及び第
６図は旋削工具を示す斜視図、第７図は回転工具用アダ
プタプレート及び該アダプタプレートに保持される回転
工具を示す斜視図である。

工作機械設備１は、第１図に示すように、工作ｍ減であ
るターニングセンク２を有しており、ターニングセンク
２には、ワークを保持するテーブル３が矢印Ａ、Ｂ方向
に回転駆動自在に設けられている。テーブル３の上方に
は、ヘッド６がクロスレール７上を矢印Ｃ，Ｄ方向に移
動駆動自在に支持された形で設けられており、ヘッド６
には主軸５が矢印Ｅ、Ｆ方向に突出後退自在かつ、回転
自在に支持された形で設けられている。クロスレール７
はコラム９に支持されており、更にクロスレール７には
ガイドレール１０が設けられている０ガイドレール１０
には、ツールシフタ１１が、ガイドレール１０に沿って
矢印Ｃ，Ｄ方向に移動自在に支持されており、ツールシ
フタ１１には、ガイドレールｌｌａが、ガイドレール１
０の敷設方向に対して直角な矢印Ｇ、Ｈ方向に形成され
ている。ガイドレールｌｌａには、工具保持ブラケット
ｌｌｂが、ガイドレールｌｌａに沿って矢印Ｇ、Ｈ方向
に移動駆動自在に支持されており、工具保持ブラケッ）
−１１ｂには、Ｕ字形の工具保持溝１１ｃ、ｌｌｃが２
個並列に形成されている。

ところで、ターニングセンタ２の、第１図右方には、工
具マガジン１２が設置されており、工具マガジン１２は
、フレーム１３を有している。

フレーム１３には、エレベータ１５が設けられており、
エレベータ１５には移載台１５ａが図中上下方向、即ち
、矢印Ｅ、Ｆ方向に移動駆動自在に設けられている。移
載台１５ａには支持台１５ｂが設けられており、支持台
１５ｂには保持溝１５０が穿設形成されている。

また、フレーム１３には、第２図に示すように、固定軸
１６が立設されており、固定軸１６には工具収納ドラム
１７がベアリング１９を介して、第１図矢印■、Ｊ方向
に回転自在に支持されている。工具収納ドラム１７は、
全体が略円筒状に形成されたフレーム１７ａを有してお
り、フレーム１７ａには、第２図及び第３図に示すよう
に、その外周部に円環状の工具保持プレー）２０，２０
が、第２図上下２段に亙り装着されている。各工具保持
プレート２０の外周部には、第３図に示すように、同一
形状の略Ｙ字形の工具保持溝２０ａが放射状に多数形成
されており、隣接する工具保持溝２０ａ、２０ａ間には
、ガイドプレート２゜ｂがそれぞれ設けられている。

また、フレーム１３には、第３図に示すように、ブラケ
ット２２が所定のピッチで設けられており、ブラケット
２２には環状に形成された保持リング２１が支持部材２
１ａを介して設けられている。更に、固定軸１６の上端
には、第２図に示すように、ハウジング２３が固着され
ており、ハウジング２３には、支持部材２３ａを介して
環状に形成された保持リング２１′が設置されている。

保持リング２１．２１’は、工具マガジン１２の工具搬
出人位置Ｘに対応した位置に開口部２１ｂが形成されて
おり、該開口部２１ｂに対向したフレーム１３及びハウ
ジング２３上には、移送シリンダ２５．２５’がピスト
ンロッド２５ａを矢印に、Ｌ方向に突出後退自在にした
形で設けられている。ピストンロッド２５ａの先端には
係合溝２５ｃの形成されたフック２５ｂが設けられてお
り、フック２５ｂには、フレーム１３又はハウジング２
３に軸受け２６を介して矢印に、Ｌ方向に摺動自在に支
持されたガイド棒２５ｄが固着されている。

一方、工具保持プレート２０の各工具保持溝２０ａには
、工具プレート２７が搭載されており、工具プレート２
７は、第４図に示すように、本体２７ｂを有し、本体２
７ｂには複数のローラ２７ａが回転自在に支持されてい
る。本体２７ｂには、Ｕ字形の工具保持溝２７ｃが形成
されており、更Ｉ？一本体２７ｂには、逆り字形のブラ
ケット２７ｄが形成されている。工具保持溝２７ｃには
、第５図及び第６図に示す、旋削工具２９を、工具ホル
ダ２９ａに形成されたＦｌ１２９ｂを介して装着するこ
とが出来、更に第７図に示す回転工具３０も、アダプタ
プレート３１を介して装着することが出来ろ。なお、回
転工具３０を装着する際には、アダプタプレート３１を
工具プレート２７上に、その工具保持溝３１ｃと２？ｃ
を整合させた形で固着し、その状態の工具プレート２７
に、回転工具３０の工具ホルダ３０ａの溝３０ｂを工具
保持溝３１ｃに嵌入係合させる形で装着する（回転工具
３０の工具ホルダ３０ａの溝３０ｂのほうが、旋削工Ａ
２９の工具ホルダ２９ａの溝２９ｂよりも小さいので、
アダプタプレート３１が必要となる。

）。

ところで、工具マガジン１２の固定軸１６に回転自在に
支持された工具収納ドラム１７の、第２図下端には、歯
車１７ｂが固着されており、歯車１７ｂにＣよ、フレー
ム１３にベアリング１３ｂを介して回転自在に支持され
た駆動軸１３ａが、該駆動軸１３ａに設けられた歯車１
３ｃを介して噛合している。

工作機載設（ｌｕｌｌは、以上のような構成を有するの
で、ターニングセンタ２により、テーブル３上に搭載さ
れたワークを加工中に、主軸５に装着された工具を交換
する際には、まず、工具マガジン１２の駆動軸１３ａを
回転駆動して、歯車１３ｃ、１？ｂを介して工具収納ド
ラム１７を固定軸１６を中心にして回転させる。こうし
て、工具収納ドラム１７が、第１図矢印■、Ｊ方向に回
転すると、工具保持プレート２０もそれと共に回転する
ので、次に主軸５に装着すべき工具が収納されている工
具プレート２７が搭載された工具保持溝２０ａを、所定
の工具搬出人位置Ｘに位置決めする。各工具保持プレー
ト２０の工具保持溝２０ａに収納された工具プレート２
７は、第３図に示すように、ガイドプレート２０ｂによ
り区分された形で載置されており、かつ、工具プレート
２７のブラケット２７ｄの先端が、第２図及び第３図想
像線に示すように、円環状に設けられた保持リングｚ１
．２１′の内側に位置する形で支持されているので、工
具収納ドラム１７を矢印１、Ｊ方向に回転させても、各
工具プレート２７はブラケット２７ｄと保持リング２１
．２１′が係合することにより、工具保持溝２０ａから
外方（第３図矢印Ｍ方向）に移動して工具保持プレート
２０から脱落してしまうようなことは無い。

こうして、工具収納ドラム１７が回転駆動され、次に主
軸５に装着すべ朱工具が収納された工具保持溝２０ａが
、所定の工具搬出人位置Ｘに位置決めされたところで、
エレベータ１５を駆動して、支持台１５ｂを移載台１５
ａと共に矢印Ｅ１Ｆ方向に昇降させ、支持台１５ｂを前
記位置決めされｔコニ具が収納されている工具保持プレ
ート２０と整合する位置に位置決めする。

次に、交換すべき工具が収納された工具保持プレート２
０に対応した移送シリ・ンダ２５又は２５２を駆動して
、ピストンロッド２５ａを、第２図矢印に方向に突出駆
動させる。すると、ピストンロッド２５ａのフック２５
ｂの係合溝２５ｃに嵌入係合していた工具プレート２７
のブラケット２７ｄは、工具プレート２７のローラ２７
ａを工具保持プレート２０上で転動させろ形で移動し、
工具プレート２７及び当該工具プレート２７に支持され
た工具と共に、工具保持プレー）２Ｇから支持台１５ｂ
上に移載される。なお、工具搬出人位置Ｘにおいては、
既に述べたように、保持リング２１．２１’に開口部２
１ｂが設けられており、更に工具搬出入位置Ｘに位置決
めされた、工具プレート２７は、そのブラケット２７ｄ
が、退入状態にあるピストンロッド２５ａの係合溝２５
ｃ中に、第２図に示すように、嵌入する。従って、工具
プレート２７はピストンロッド２５ａのに方向の駆動に
より、エレベータ１５上に移載可能な状態になっている
。

こうして、工具が工具プレート２７と共に移載台１５ａ
上に移載されたところで、エレベータ１５は移載台１５
　ａ４！Ｅ方向に上昇させ、移載台１５ａをツールシフ
タ１１との受は渡し位ＷＹに位置決めする。

次に、ツールシフタ１１が、第１図に示すように、ガイ
ドレール１０に沿って矢印Ｃ，Ｄ方向に移動駆動され、
更に工具保持ブラツク）ｌｌｂがガイドレールｌｌａに
沿って矢印Ｇ１Ｈ方向に駆動され、工具保持ブラケット
ｌｌｂの空席となっている方の工具保持溝１１ｃと移載
台１５ａ上の工具プレート２７を整合させ、移載台１５
ａ上の工具プレート２７をその工具と共に、工具保持溝
１１ｃに収納保持する。工具プレート２７が工具保持溝
１１ｃに保持されると、ツールシフタ１１は矢印Ｃ，Ｄ
方向に移動駆動され、更に工具保持ブラケットｌｌｂは
Ｇ１Ｈ方向に駆動され、ツールシフタ１１は所定のＡＴ
Ｃ位置に位置決めされる。

この状態で、ヘッド６をクロスレール７に沿って矢印り
方向に、更に主軸５を矢印Ｅ、Ｆ方向に移動させて、主
軸５に装着された使用済みの工具をツールシフタ１１が
位置決めされた所定のＡＴＣ位置に位置決めする。そし
て、主軸５をＦ方向に所定距離移動させて、主軸５に装
着されている、使用済みの工具を、工具保持ブラケット
１１ｂの一方の工具保持溝１１Ｃに支持されている空の
工具プレート２７上に戻す（なお、この空の工具プレー
ト２７は、後の説明で明らかになるが、それまで主軸５
に装着されていた工具を保持するためのものである。ま
た、工具保持ブラケット１１ｂの他方の工具保持Ｆｇ　
１１　ｃには、先程エレベータ１５から移載された、交
換すべき工具が保持された工具プレート２７が支持され
ている。）。

こうして、使用済みの工具が一方の工具プレート２７に
戻されると、主軸５がＥ方向に上昇され、工具保持ブラ
ケットｌｌｂは矢印Ｇ、Ｈ方向に適宜移動駆動されて、
主軸５と次に装着すべき工具が保持された工具プレート
２７が対向する。

この状態で、主軸５を再度Ｆ方向に降下させ、主軸５に
工具プレート２７に保持された工具を装着する。工具が
装着された主軸５はヘッド６と共に、矢印Ｃ方向に移動
され、当該交換された工具によりワークの加工作業は再
開される。

一方、吏用済みの工具が返却されたツールレフタ１１は
、再度エレベータ１５との受は渡し位置Ｙに戻り、エレ
ベータ１５の移載台１５ａ上に、当該使用済み工具が搭
載された工具プレート２７を移載する（これにより、ツ
ールシフタ１１上には、現在主軸５に装着されている工
具を保持するための工具プレート２７のみが残る。）。

エレベータ１５上に使用済みの工具が工具プレート２７
と共に移載されると、エレベータ１５は移載台１５ａを
矢印Ｆ方向に降下させ、当該工具を返却すべき工具保持
プレート２０と移載台１５ａを整合させる。この際、工
具収納ドラム１７も矢印１１Ｊ方向に適宜回転駆動され
て、当該工具を返却すべき工具保持プレート２０の工具
保持溝２０ａを所定の工具搬出入位置Ｘに位置決めする
。

次に、位置決めされた工具保持溝２０ａの設けられたほ
うの工具保持プレート２０に対応する移送シリンダ２５
、又は２５′を駆動して、ピストンロッド２５ａを矢印
に方向に突出させ、フック２５ｂを移載台１．５　ａ上
の工具プレート２７のブラケット２７ｄと係合きせ、そ
の状態で、ピストンロッド２５ａをＬ方向に後退せさる
。すると、移載台１５ａ上の工具プレート２７は支持台
１５ｂ上をローラ２７ａが転動する形でＬ方向に移動し
て、工具保持溝２０ａ中に嵌入し、工具の工具マガジン
１２への返却動作は完了する。

こうして、工具の返却が終了すると、再度工具収納ドラ
ム１７が回転駆動され、次に主軸５に装着すべき工具が
収納された工具保持溝２０ａを所定の工具搬出入位置Ｘ
に位置決めする動作に入る。

なお、工具マガジン１２には、第５図及び第６図に示す
旋削工具と、第７図に示す回転工具が収納されているが
、その他に、回転工具を主軸５に装着する際に必要なア
ダプタ等も工具プレート２７に支持された形で収納され
ている。なお、同一の主軸５に回転工具と旋削工具を装
着する手法については、特願昭５９−１７５７０４等に
おいて既に提案済みなのでここではその詳細なる説明は
省略する。

なお、上述の実施例は、工具を保持する工具保持プレー
ト２０を上下方向に２段設けた場合について説明したが
、工具保持プレート２０は２段に限らず、３段以上、何
段設けて構成しても良いことは勿論である。

まｔコ、上述の実施例は、回転工具３０を工具プレート
２７に装着する際に、アダプタプレート３１等のアダプ
タ手段を設けた場合について述べたが、アダプタ手段を
用いずに、工具保持溝２７Ｃの大きさを各工具２９．３
０に適合させた形の工具プレート２７を用いて（即ち、
各工具ホルダサイズ毎に、専用の工具プレート２７を用
いる）構成することも当然可能である。

（ｇ）０発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、工具マガジン
１２等の工具の格納手段中に、同一形状に形成された工
具保持溝２０ａ等の工具保持手段を介して工具プレート
２７を着脱自在に設けると共に、前記工具プレート２７
に寸法の異なる工具ホルダ２９　ａ、　３０　ａを有す
る工具を、着脱自在に装着し、工具の交換に際しては、
交換すべき工具を工具プレート２７ごと工具保持手段か
ら取す外シて、エレベータ１５やツールシフタ１１等の
工具移送手段により所定のＡＴＣ位置にまで移送し、タ
ーニングセンタ２等の工作機械による工具交換動作を、
前記工具プレート２７に支持された工具に対して行うよ
うにし１こので、寸法の異なる工具ホルダであっても、
当該工具ホルダに適合した工具プレート２７に工具を保
持させることにより、工具の格納手段側では、工具プレ
ート２７を支持するだけで寸法の異なる工具ホルダを有
する工具の保持が可能となり、工具の収納手段側で工具
ホルダの寸法に合わせた収納場所を固定的に用意する必
要が無くなり、従って旋削工具や回転工具等の工具ホル
ダの寸法の異なる工具を任意の割合で収納することが可
能となり、工具の供給面において柔軟性に富んだ工具収
納交換方法の提供が可能となる。

また、寸法の異なる工具ホルダを有する工具２９．３０
をアダプタプレート３１等のアダプタ手段を介して工具
プレート２７に装着するようにすると、工具ホルダの寸
法差をアダプタ手段で吸収することが可能となるので、
工具プレート２７も同一形状にすることが可能となゆ、
より汎用性に富むシステムの構築が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による工具収納交換方法の一実施例が適
用された工作機械設備を示す斜視図、第２図は第１図の
工作機械設備における工具マガジンの断面図、 第３図は第２図の工具マガジンの要部を示す平面図、 第４図は工具保持プレートを示す斜視図、第５図及び第
６図は旋削工具を示す斜視図、第７図は回転工具用アダ
プタプレート及び該アダプタプレートに保持される回転
工具を示す斜視図である。 １・・・・・・工作機械設備 ２・・・・・・工作機械（ターニングセンタ）１１・・
・・・工具移送手段（ツールシフタ）１２・・・・・工
具の格納手段（工具マガジン）１５・・・・・・工具移
送手段（エレベータ）２０ａ・・・・・・工具保持手段
（工具保持溝）２７・・・・・・工具プレート ２９・・・・・・旋削工具 ２９ａ、３０ａ・・・・・・工具ホルダ３０・・・・・
回転工具 ３１・・・・アダプタ手段（アダプタプレート）出願人
　　株式会社　山崎鉄工所 代理人　　弁理士　　相１）伸二 （ほか１名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、工具の格納手段中に、寸法の異なる工具ホルダ
   を有する工具を収納し、当該格納手段と工作機械の間で
   工具交換を行う工作機械設備において、 工具の格納手段中に、同一形状に形成され た工具保持手段を介して工具プレートを着脱自在に設け
   ると共に、 前記工具プレートに寸法の異なる工具ホル ダを有する工具を着脱自在に装着し、 工具の交換に際しては、交換すべき工具を 工具プレートごと前記工具保持手段から取り外して、工
   具移送手段により所定のＡＴＣ位置にまで移送し、 工作機械による工具交換動作を、前記工具 プレートに支持された工具に対して行うようにして構成
   した工具収納交換方法。
2. （２）、工具プレートに寸法の異なる工具ホルダを有す
   る工具を、アダプタ手段を介して着脱自在に装着して構
   成した特許請求の範囲第１項記載の工具収納交換方法。