JPS6254640A - 工作機械の工具交換機 - Google Patents

工作機械の工具交換機

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JPS6254640A
JPS6254640A JP61203544A JP20354486A JPS6254640A JP S6254640 A JPS6254640 A JP S6254640A JP 61203544 A JP61203544 A JP 61203544A JP 20354486 A JP20354486 A JP 20354486A JP S6254640 A JPS6254640 A JP S6254640A
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JP
Japan
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tool
holder
holding fixture
tool changer
flange
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JP61203544A
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ペーター、ルップ
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GEBURU HONSUBERUKU GmbH
Honsuberuku Gebr GmbH
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GEBURU HONSUBERUKU GmbH
Honsuberuku Gebr GmbH
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Publication date
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    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, 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
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工具のフランジに係合する複数の把持手を含
む少くとも１つの回転可能なホルダーと、把持手が工具
保持取付具の前方に配置される整列位置と復帰位置の間
でホルダーを動かすための第保持取付具の軸線に平行に
ホルダーを動かす第２の移動手段とを備え、工具保持取
付具を有する工作機械の工具交換機に関するものである
。
〔従来の技術〕
各種の工具より加工物に対して種々の機械加工を行うよ
うに構成されている工作機械は、工作機械の工具保持取
付具から工具を取外すこと、その工具を工作機械から取
去ること、および別の工具を前記工具保持取付具に取付
けることができることを必要とする。実用されている各
種の工具交換機によれば、工具の後部保持部の形は工具
保持取付具の形忙合わされている。その工具保持取付具
の形はたとえば円錐形または円筒形である。工作機械は
、工具保持取付具内に挿入された工具を自動的に、また
は手動で固定する固定手段を含む。
工作機械に取付けられている工具を取外す時には、工具
交換機のホルダーは工具を工具保持取付具から抜き出す
こと、およびその工具を整列位置から除去することがで
きなければならない。更に、工具交換機は別の工具を整
列位置に置き、それからその工具を工具保持取付具の中
にはめこまなければならない。これに関して、工具を保
持したり、工具を放したりするように構成されているい
くつかの把持手を備えた工具交換機も知られている。
一般に、そのような把持手は工具をつかんだり、放した
りのための機械的な制御装置を必要とする。
更に、工具を把持手の中に手で挿入できなければならな
い。公知の工作機械の場合には、工具を工具保持取付具
から取外し、かつ新しい工具を工具保持取付具に取付け
る時には、止めねじを回すために必要なレンチを止めね
じＩＣｌ１？ＩＣ当てなければならないから、止めねじ
を締めつけ、ゆるめる作業は時間のかかる作業である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、工具保持取付具に工具を固定すること
、および工具保持取付具から工具番取外す作業が自動的
かつできるだけ迅速に行われ、しかも工具保持取付具か
らの工具の取外しと、工具保持取付具への新しい工具の
挿入との間でねじ締め手段すなわちレンチを再配置する
必要がないような前記した種類の工具交換機を得ること
である〔問題点を解決するための手段〕 この目的は本発１［より達成される。
本発明に従って、ホルダーの把持手が工具保持取付具の
前方の整列位置にあるような位置に可動ブロックが動か
されるならば、レンチが止めねじにはめ合わされるよう
に、レンチはブロックに固定される。その整列位置にお
いては、止めねじからレンチを取外すことを必要とする
ことなしに、ホルダーを進ませること、回すことまたは
戻すことができる。したがって、全交換動作中に工具を
交換する時には、レンチを止めねじにとりつけたままと
することができる。その結果として、工具の交換に要す
る時間は短縮され、工具交換機の制御が簡単にされる。
特許請求の範囲第８項に記載されている諸特徴はとくに
重要である。特許請求の範囲第８項に記載されているよ
うに、フランジ円周部を保持するために１把持手のフィ
ンガの間のスペースにおいて固定要素がフランジに上か
ら係合する。したが、　　って、途切れていない周辺フ
ランジが設けられていない工具に関連して固定手段を使
用することも可能である。更に、固定要素のために、フ
ランジは把持手と固定要素により１８０度より広い角度
範囲内で周辺部が囲まれて固定される。これにより工具
がホルダーに確実に取付けられる。フォーク形の固定要
素に固着されている固定要素は別々の制御または０動は
不要である。したがって、信頼度が高く、故障の無い工
具交換機が得られる。
また、工具マガジン内如工具を位置させる確度が高くな
る。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
図忙は工作機械１０が示されている。その工作機械の種
類と構造には何ら制約はないうたとえば、この工作機械
は可動機械本体または静止機械本体、アルいはマシニン
グセンター等を備えることができる。工作機械１０は回
転軸１１を含む。この回転軸の前端部には工具１３を固
定する工具保持取付具１２が固定される。回転軸１１の
場合には工具１３は加工物（図示せず）Ｋ作用すること
ができる。種々の工具１３が図に略図で示されている。
工作機械１０の一方の側に近接して工具交換機１４が配
置される。この工具交換機はベース１５を有する。この
ベースは地面の上に設置することもできれば、工作機械
の機械本体に固定することもできる。
ベース１５に取付けられている２本の平行な水平寡内棒
１６が、駆動手段１Ｂにより駆動されて動くブロック１
７を案内するためＫ、工具保持取付具１２の軸まで横方
向に延長する。
ブロック１７内では、頑丈なフレーム１９が直線状に移
動するように案内される。フレーム１９は２本の平行な
案内棒２０．２１を有する。それらの案内棒２０．２１
は互いに鉛直方向に隔てられて配置され、工具保持取付
具１２の軸まで平行に延長する。案内棒２０．２１はブ
ロック１７の案内穴の中を案内される。案内棒２０．２
１の前端部は支持手段２２４Ｃより相互に連結される。
その支持手段２２は、水平軸を中心として回転できるホ
イール状のホルダー２３を支持する。ブロック１７に装
置されている駆動手段２４がフレーム１９をブロック１
７に対して移動させる。
ホルダー２３は回転駆動装ｆ２４２により支持手段２２
の軸を中心として回転させられる。回転駆動装置２４ａ
はフレーム１９に固定され、歯車２５を介して軸２６を
回転させる。その軸２６は中空の案内棒２１の中をその
案内棒と同軸になって延長する。軸２６の前端部にピニ
オン２７（第１図）が設けられる。そのピニオンの歯が
ホルダー２３の内側冠歯車２８の歯にかみ合う。回転駆
動装［２４ａが作動させられると、ホルダー２３は支持
手段２２を中心としてフレーム１９に対して回転させら
れる。回転駆動装置２４ａとしては通常のトルクモータ
またはステッピングモータを使用できる。
半径方向に突き出た複数の把持手２９がホルダー２３に
固定される。各把持手は、工具保持取付具の軸線を横切
る平面内に、２本の平行なフィンガを含み、それらのフ
ィンガにより囲まれて、半径方向外側が開いている開口
部を有する金属板で構成される。把持手の外側に突き出
ているフィンガの間に工具１３を入れることができる。
第４図は工具１３の後端部における保持領域を示す。工
具のその後端部には軸３０がある。その軸を工具保持取
付具１２の対応する穴の中に挿入できる。軸３０の前方
に７ランジ３１がある。そのフランジの局面に傾斜側面
を有する溝３２が設けられる。フランジ３１の前方には
円筒形部３３が設けられる。その円筒形部に工具の主部
３４が続く。軸３０と、フランジ３１と、溝３２と、円
筒形部３３と、主部３４とは同軸である。
第４〜６図に示されている実施例においては、後方軸３
０は横方向からねじこまれる止めねじ３５により工具保
持取付具１２に固定される。その止めねじ３５は工具保
持取付具１２の半径方向ねじ穴にねじこまれ、軸３０の
半径方向くぼみの中にその止めねじの先端部がくいこむ
。この実施例においては、工具交換機１４の回転可能な
ホルダー２３の軸線が工具保持取付具１２の軸線と同じ
高さに設けられる。いずれの場合にも、ホルダー２３の
軸線は工具保持取付具１２の軸線に対して半径保持取付
具１２と同じ高さであり、把持手２９′は動作位置にあ
る。
第４図は、全ての把持手２９が、工具保持取付具１２内
に取付けられている工具のフランジ３１と同じ垂直平面
内に配置されるような戻り位置く、ホルダー２３がブロ
ック１７に対しであるような状況を示す。駆動手段１８
を作動させることによりブロック１７が工具保持取付具
１２へ向って動かされるものとすると、把持手２９′の
フィンガ３６が工具１３のフランジ３１（第４，５図）
を囲む。把持手２９の受けの内側に、フランジ３１の溝
３２の中に入れられるステム３７がある。把持手２９’
により囲まれている工具は；その把持手からは半径方向
にのみ除去できる。把持手２９′の定められている回転
位置に工具１３を取付けるために、把持手２９′の受け
の底にボルト形の突出部３Ｂが設けられる。その突出部
は溝３２の横方向くぼみ（図示せず）の中に入ることが
できる。
工具１３を把持手の所に固定するために、各把持手には
固定手段３９が設けられる。この固定手段は、把持手の
工具保持取付具１２とは反対の側に設けられている頑丈
なプレート４０で構成される。そのプレートは垂直曲り
線４１を有する。その垂直曲り線のとどく範囲内でねじ
４２が把持手２９に固定される。プレート４０のうちホ
ルダー２３の軸線から遠い部分は外側に対して斜めに延
び、それに対して押すばね４３が把持手２９により支持
される。斜めの領域の後に外側へ曲げられた別の領竣４
４が続く。
プレート４０はロッカーを形成する。そのロッカーは、
把持手２９に対して、破線すなわち垂直曲り線４１を中
心とする限界内を旋回できる。その旋回運動を実現する
ために、ねじ４２は求められている遊びを許す種類のカ
ラー型ねじである。
ロッカーの反対側に設けられている脚４５をばね４３が
把持手２９の２本のフィンガ３６の外側に対して押しつ
ける。それらの脚４５はフィンガ加をこえて延び、フィ
ンガの端部には工具保持取付具１２を指す曲げられた領
域４６が設けられる。
プレート４′０の脚４５の間に、工具１３の円筒形部３
３を受ける横方向に・開いたくぼみ４７が設けられる。
そのくぼみ４７はフランジ３１を受けるほど大きくはな
い２本の脚４５の工具保持取付具１２に向き合う側には
突出する固定要素４８が設けられる。
工具保持取付具１２の前端部から突き出ているグレート
の形の連結リンクガイド４９がその前端部に固定される
。工作機械のスピンドルエ１は、連結リンクガイド４９
がたとえば軸３１を受ける開口部の上方に水平に位置さ
せられるような、定められている角度位置に停止させら
れるように制御される。
把持手２９が第４図に示されている位置から矢印５０の
向きに工具保持取付具１２まで半径方向に進ませられる
とすると、固定手段３９の外側部分４６が連結リンクガ
イド４９の斜めの突き合わせ縁８４９ａに接触して、固
定手段３９を、ばね要素４８の作用に抗して、垂直向り
線４１を中心として外側へ傾斜させるその結果として固
定要素４８はフランジ３１にはぶつからない。第５図を
参照して、固定要素４８はフランジ３１を通って動かさ
れる。把持手２９′が鮪５図に示されている位４に達し
たとすると、曲げられている領域４６は連結リンクガイ
ド４９から既に離れているから、ばね４３は脚４１をフ
ィンガ３６に対して軸線方向に押し、固定要素４８は工
具１３のフランジ３１の上方を押される。
第７図から明らかなよう釦、フィンガ３６はフランジ３
１の円周の半分を囲み、固定要素４８はその７ランジの
他の半分に係合して、固定手段３９の第６図に示されて
いる位置においてフランジ３１が把持手２９′のフィン
ガの間に固定され、把持手から半径方向に出ることを固
定要素４８により阻止されるようにする。このような状
況において駆動手段２４を作動させること釦より、全て
の把持手２９．２９’　を含むホルダー２３が、工具１
３をとることにより工具保持取付具１２から軸線方向に
除去されるように（第６図）、フレーム１９をブロック
１７に対して前進させることができる。
一方、ホルダー２３′を回し、新しい工具を支持してい
る把持手２９を位置２９′に置き、その後で駆動手段２
８を作動させることによりフレーム３１をホルダー２３
とともに工具保持取付具１２へ向って動かすことにより
、新しい工具を空の工具保持取付具１２に取付けること
ができる。前記動きは第６図に示されている矢印５０ａ
とは逆の向きである。軸３０が工具保持取付具１２の開
口部の中に入ったとすると、連結リンクガイド４９の前
方側面４９ｃが固定手段３９の１本の脚に接触して、固
定要素４８とフランジ３１を放す。それに続いて把持手
２９′をフランジ３１から半径方向に除去すると、上側
の脚４５の外側部分４６が連結リンクガイド４９の側面
４９ｂ、４９ｃ、４９ａに沿って滑り、固定要素４９が
再び捕えないようにする。
２′ｇ６図に示されている固定位置においては、フラン
ジ３１の前面が金属プレート４０の後部に隣接する。そ
の金属プレート４０は、くぼみ４５の底の領域において
、フランジ３１のためのストップを同時に形成する。
ホルダー上の把持手の１つの中に工具１３を入れるには
、フランジ３１を有する工具が外側部分４６におしつけ
られて固定手段３９を開くという一挙動で簡単に行うこ
とができる。それから工具をそれぞれの把持手フィンガ
の間に挿入できる。
それの正しい位置に達した時に、フランジの円周の外側
の半分が固定要素４８を捕えることにより固定されて、
把持手により外すことができないようにして工具１３を
保持する。
図示の実施例においては、止めねじ３５により工具１３
は工具保持取付具１２内に固定される。
止めねじ３５を自動的に作動させるために、ブロック１
７に設けられているレンチ５１がブロック１７から延び
て工具保持取付具１２に半径方向に整列する。レンチ５
１は軸５２を有する。その軸５２の外端部には結合手段
５３が取付けられる。
その結合手段は、ブロック１７の案内棒１６に沿って工
具保持取付具１２へ向かう動きを調節する場合に、止め
ねじ３５の対応する結合手段４５に係合する。把持手２
９′が工具のフランジ３１の上から係合すると、結合手
段５３．５４がただちに互いに係合する。その時に、駆
動手段（図示せず）を用いてレンチ５１を回すことによ
り、止めねじ３５をゆるめたり、締めつけたりできる。
軸５２が軸線方向に入れられるスリーブ５６を駆動手段
が回す。そのスリーブ５６はばね５５を受けて、スリー
ブ５６の長手方向ガイド５７内を動くことができるクロ
スピン５８によりスリーブ５６に回転しないようにして
連結されている軸５２を軸線方向に支持する。結合手段
５３と５４が互いに係合していないとすると、軸５２は
圧縮ばね５５により退けられる。その後で軸５２を回す
ことにより結合手段５３と５４はスナップ式に係合させ
られる。
把持手２９′が工具保持取付具１２から除去されている
間にホルダー２３がフレーム１９とともに進ませられる
とすると、レンチ５１は、第６図に示されている、止め
ねじ３５に係合されたままである。レンチはブロック１
７に取付けられている。ブロック１７は工具保持取付具
１２に対して半径方向のみに動き、フレーム１９ととも
に＠線方向に動くことはない。したがって、工具を全部
交換する間はレンチ５１は止めねじ３５に係合されたま
まである。
第１０図は、工具１３′が円錐形の軸を有し、その軸の
後端部に固定機構により工作機械の内部に囲まれるよう
になっている頭部５９を保持するような別の制御装置の
場合における工具交換機の使用を示す略図である。止め
ねじを設ける必要はないから、工具交換機にはレンチ５
１は設けられない。
【図面の簡単な説明】
第１図は工作機械に設けられている工具交換機の正面図
、第２図は第１図の平面図、第３図は第１図の矢印■か
ら見た側面図、第４図は工具保持数゛付具へ向って動い
ている把持手の一部を切欠いて示す拡大図、第５図は把
持手が工具を受けており、レンチがその工具を放すため
に回されている第４図に類似の図、第６図は工具保持取
付具からの工具の除去を示す第４．５図に類似の図、第
７図は第４図の矢印■の向きに見た固定手段を示し、第
８図は第６図に■−■線に沿う断面図、第９図はレンチ
と止めねじの結合の別の実施例を示し、第１０図は鋭い
円錐面を有する工具をつかんでいる把持手を示す第５図
に類似の図である。 １２・・・工具保持取付具、１７・・・ブロック、１９
・・・フレーム、２０．２１・・・案内棒、２３・・・
ホルダー、２４・・・駆動手段、２９　、２９’・・・
把持手、３５・・・止めねじ、４２・・・押圧手段、４
８・・・固定要素。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）工具（１３）のフランジ（３１）に係合する複数
    の把持手（２９）を含む少くとも１つの回転可能なホル
    ダー（２３）と、把持手（２９′）が工具保持取付具（
    １２）の前方に配置される整列位置と復帰位置の間でホ
    ルダーを動かすための第１の移動手段と工具保持取付具
    （１２）の軸線に平行にホルダー（２３）を動かす第２
    の移動手段とを備え、工具保持取付具（１２）を有する
    工作機械の工具交換機において、ホルダー（２３）を保
    持するブロック（１７）がレンチ（５１）を支持し、そ
    のレンチは回転および工具保持取付具（１２）へ向って
    突き出るように駆動でき、ホルダー（２３）を整列位置
    へ向って動かす場合には、レンチは、工具（１３）のた
    めの工具保持取付具（１２）に設けられている止めねじ
    （３５）に接触し、レンチは止めねじ（３５）を回すた
    めの結合手段（５３）を含み、ホルダー（２３）は駆動
    手段（２４）によりブロック（１７）に対して、工具保
    持取付具（１２）の軸線に平行に動かすことができ、そ
    の間レンチ（５１）は止めねじ（３５）に係合したまま
    であることを特徴とする工作機械の工具交換機。
  2. （２）特許請求の範囲第１項記載の工具交換機であって
    、レンチ（５１）はばね（５５）により軸線方向に支持
    されることを特徴とする工具交換機。
  3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の工具交
    換機であって、ホルダー（２３）は回転可能なホイール
    であり、このホイールに複数の把持手（２９）が固定さ
    れ、ホイールの軸線は工具保持取付具（１２）の高さに
    等しい高さに配置されることを特徴とする工具交換機。
  4. （４）特許請求の範囲第１〜３項のいずれか１つに記載
    の工具交換機であって、ホルダー（２３）はフレーム（
    １９）上に設けられ、このフレームは、ブロック（１７
    ）における直線ガイド（２０、２１）により工具保持取
    付具（１２）の軸線に平行に案内されることを特徴とす
    る工具交換機。
  5. （５）特許請求の範囲第１〜４項のいずれか１つに記載
    の工具交換機であって、ブロック（１７）は、直線ガイ
    ド（１６）によりベース（１５）の上を工具保持取付具
    （１２）まで横方向に案内されることを特徴とする工具
    交換機。
  6. （６）特許請求の範囲第１〜５項のいずれか１つに記載
    の工具交換機であって、ホルダー（２３）は頑丈なフレ
    ーム（１９）に回転できるようにして支持され、フレー
    ム（１９）はブロック（１７）上を移動できる平行な案
    内棒（２０、２１）を含み、ブロック（１７）を間にし
    て、ホルダー（２３）とは反対側で、フレーム（１９）
    は回転駆動装置（２４ａ）を支持し、この回転駆動装置
    の軸（２６）はホルダー（２３）を回転駆動することを
    特徴とする工具交換機。
  7. （７）特許請求の範囲第６項記載の工具交換機であって
    、軸（２６）は中空の案内棒（２１）を貫通して延びる
    ことを特徴とする工具交換機。
  8. （８）特許請求の範囲第１〜７項のいずれか１つに記載
    の工具交換機であって、把持手（２９）は工具保持取付
    具（１２）とは反対の側で固定手段（３９）を支持し、
    この固定手段は少くとも１つの固定要素（４８）を含み
    、この固定要素は工具のフランジ（３１）に上から係合
    し、把持手（２９′）が工具保持取付具（１２）の前方
    へ動かされるものとすると、固定要素（４８）をフラン
    ジ（３１）の範囲から軸線方向に押圧するために、連結
    リンクガイドが工作機械（１０）に装着され、把持手（
    ２９′）が工具（１３）のフランジ（３１）の円周の半
    分のみを囲み、前記フランジの円周の他の半分に係合す
    るために固定要素（４８）はフランジ（３１）の上から
    係合することを特徴とする工具交換機。
  9. （９）特許請求の範囲第８項記載の工具交換機であって
    、固定手段（３９）は工具（１３）を横方向に通すため
    のくぼみ（４７）が設けられたプレート（４０）で構成
    され、そのプレートはそれの両方の脚（４５）の上に固
    定要素（４８）を保持し、プレート（４０）はたわみ押
    圧手段（４２）により把持手（２９）の外側に押しつけ
    られることを特徴とする工具交換機。
JP61203544A 1985-08-31 1986-08-29 工作機械の工具交換機 Pending JPS6254640A (ja)

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