JPH0655399A - Workpiece changing device for machine tool - Google Patents

Workpiece changing device for machine tool

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Publication number
JPH0655399A
JPH0655399A JP21522992A JP21522992A JPH0655399A JP H0655399 A JPH0655399 A JP H0655399A JP 21522992 A JP21522992 A JP 21522992A JP 21522992 A JP21522992 A JP 21522992A JP H0655399 A JPH0655399 A JP H0655399A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
work
tool
machine tool
workpiece
spindle
Prior art date
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Pending
Application number
JP21522992A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osayuki Suda
修行 須田
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP21522992A priority Critical patent/JPH0655399A/en
Publication of JPH0655399A publication Critical patent/JPH0655399A/en
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  • Feeding Of Workpieces (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a workpiece changing device capable of replacing machined workpiece with an unmachined workpiece simply at low cost in an automatic machine tool. CONSTITUTION:A workpiece grip hand 22a provided with a workpiece grip claw 23a is held to a tool storage magazine 24 provided at an automatic tool changing device, and this workpiece grip hand 22a is transferred between the tool storage magazine 24 and the main spindle 20 of an NC machine tool. A workpiece W finished with machining is gripped from a work table 14 by the workpiece grip hand 22a and returned to a workpiece conveyor means 40 for performing the carry-in/out of workpieces between the external position of the machine tool and the position above the work table 14. Replacing action of fitting an unmachined workpiece W onto the work table 14 from the workpiece conveyor means 40 is performed under the control of NC system 6 of the machine tool.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械のワーク交換
装置に関し、特に、工作機械の工具交換とワーク加工作
用を制御する1台の制御装置により工作機械のワークテ
ーブル上の加工済ワークとワーク搬入手段で搬入される
未加工ワークとの交換作用の制御も遂行可能にした工作
機械のワーク交換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a work exchanging device for a machine tool, and more particularly to a machined work on a work table of a machine tool by a single control device for controlling the tool exchanging of the machine tool and the work machining operation. The present invention relates to a work exchanging device for a machine tool, which is capable of controlling the exchange action with an unmachined work that is carried in by a work carrying-in means.

【0002】[0002]

【従来の技術】機械加工品のコスト低減を目的としたN
C工作機械によるワークの自動加工化、省力化に当り、
多数の工具を各ソケット手段を介して収納する工具収納
マガジンを有した工具交換装置と機械の主軸との間で自
動工具交換を遂行すると共に、未加工ワークを工作機械
のワーク取付位置へ搬入し、加工済みワークを同ワーク
取付位置から搬出するワークの自動置換をも種々の手段
で遂行して自動化と省力化の推進が図られている。
2. Description of the Related Art N for the purpose of cost reduction of machined products
C For automatic machining and labor saving of workpieces by machine tools,
Automatic tool exchange is performed between the tool changer that has a tool storage magazine that stores a large number of tools through each socket means and the spindle of the machine, and the unmachined work is carried into the work mounting position of the machine tool. In order to promote automation and labor saving, it is possible to perform automatic replacement of a workpiece that carries out a machined workpiece from the workpiece mounting position by various means.

【0003】従来より用いられているワークの自動置換
手段としては、例えば、本出願人に係る米国特許第4,
359,815号に開示された工作機械に一体に装備し
たロボット装置の先端に具備したハンドで、ワーク供給
台とワークテーブルとの間でワーク交換を遂行するよう
にしたものや所定のワーク取付面を有した一定形状のパ
レットを用いて機械のワークテーブル上へのワークの取
付けを遂行することにより、ワークの形状、寸法の如何
に係わりなくワークの置換を効率良く行うようにしたも
の等がすでに提案又は提供されている。
As an automatic work replacement means which has been conventionally used, for example, US Pat.
No. 359,815, a hand equipped at the tip of a robot device integrally equipped with a machine tool, which is used for exchanging a work between a work supply table and a work table, and a predetermined work mounting surface. It has already been proposed that the work can be efficiently replaced regardless of the shape and size of the work by mounting the work on the work table of the machine using a pallet of a fixed shape with Suggested or offered.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】然しながら、加工済
み、未加工ワークの置換をロボットを用いて遂行するも
のでは、多軸制御(最低4軸制御)型のロボットが必要
とされ、従って、斯かる高性能のロボットをNC工作機
械の機械側部に一体で設けることは、ロボットの製造に
伴うコスト増加や多軸制御用の制御装置が必要とされる
ことに伴い、自動化促進がコスト増をもたらす結果とな
り、却って加工品の製造コスト高を来す結果となる場合
が多々ある。
However, in the case of performing replacement of processed and unprocessed workpieces by using a robot, a multi-axis control (minimum four-axis control) type robot is required. Providing a high-performance robot integrally on the machine side of an NC machine tool increases costs associated with robot manufacturing and requires a control device for multi-axis control, which leads to increased automation costs. As a result, the production cost of the processed product is rather increased in many cases.

【0005】他方、パレットを用いた方法では、パレッ
トへのワークの着脱に作業者による取付け、取外しの作
業が介在し、結局はワーク加工のコストを十分に低減で
きない欠点がある。
On the other hand, the method using a pallet has a drawback that the work of attaching and detaching the work to and from the pallet involves the work of the operator to attach and detach the work, and the work machining cost cannot be sufficiently reduced in the end.

【0006】依って、本発明の主たる目的は、このよう
な従来のワークの自動交換ないし置換に伴う問題、欠点
を解消することにある。本発明の他の目的は、NC工作
機械の制御装置を用いて自動工具交換、ワーク自動置
換、ワーク自動加工を全て制御することが可能な工作機
械のワーク交換装置を提供せんとするものである。
Therefore, the main object of the present invention is to eliminate the problems and drawbacks associated with such conventional automatic work replacement or replacement. Another object of the present invention is to provide a work changing device for a machine tool capable of controlling all of automatic tool changing, work automatic replacing, and work automatic machining using a control device for an NC machine tool. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、自動工具交換
装置が有する工具収納マガジンに、ワーク把持爪を備え
たワークハンドを工具ホルダを介して保持し、同ワーク
把持ハンドを工具収納マガジンに収納された複数の工具
の自動工具交換と同様にNC工作機械の主軸に着脱自在
に取付け、同ワーク把持ハンドのワーク把持爪により同
工作機械のワークテーブル上から加工済ワークを把持し
て、工作機械の外部位置とワークテーブル上方位置との
間でワークの搬入と搬出とを行うワーク搬送手段へ加工
済みワークを返還し、また、未加工ワークを同ワーク搬
送手段からワークテーブル上へ移送する交換作用を、N
C工作機械の三次元空間における三軸(X,Y,Z)方
向の動作を利用し、かつ、工作機械のNC装置の制御の
下に遂行するように構成したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a tool storage magazine of an automatic tool changer holds a work hand having a work gripping claw via a tool holder, and the work gripping hand is used as a tool storage magazine. Similar to automatic tool exchange of multiple stored tools, it is detachably attached to the spindle of NC machine tool, and the machined work is grasped from the work table of the machine tool by the work grasping claws of the machine grasping hand. Replacement that returns the processed workpiece to the work transfer means that carries in and out the work between the external position of the machine and the position above the work table, and also transfers the unprocessed work from the work transfer means to the work table. Action, N
The C machine tool is configured to perform the movements in the three-axis (X, Y, Z) directions in the three-dimensional space, and to be performed under the control of the NC device of the machine tool.

【0008】即ち、本発明によれば、工作機械の主軸頭
の側部に設けた工具収納マガジンの所定の収納位置に保
持され、工具交換位置で該主軸頭の直線動作に応じて工
作機械の主軸に着脱自在に取付可能に設けられ、ワーク
把持爪を先端に備えたワーク把持ハンドと、上記工作機
械の主軸に取付けられたワーク把持ハンドのワーク把持
爪をワーク掴み位置とワーク解放位置との間で作動させ
るハンドアクチュエータと、工作機械のワークテーブル
の上方位置と工作機械の外部位置との間でワークの搬
入、搬出移動が可能に設けられると共に搬入端にワーク
載置面を有したワーク搬送手段と、上記工具収納マガジ
ンと上記主軸との間で所定の工具交換手順に従って遂行
する上記ワーク把持ハンドの着脱作用と、ワークの加工
工程の終了に応じて上記ワーク搬送手段のワーク載置面
と前記ワークテーブルとの間で、上記主軸に取付けられ
た上記ワーク把持ハンドにより加工済みワークと未加工
ワークとの置換を所定のワーク置換手順に従って遂行す
るワーク交換作用とを制御する制御手段とを具備した工
作機械のワーク交換装置が提供される。
That is, according to the present invention, the tool storage magazine provided on the side of the spindle head of the machine tool is held at a predetermined storage position, and the machine tool is held at the tool exchange position in accordance with the linear movement of the spindle head. A work gripping hand, which is detachably attached to the spindle and has a work gripping claw at its tip, and a work gripping claw of the work gripping hand mounted on the spindle of the machine tool described above, are used as a work gripping position and a work releasing position. Between the hand actuator that is operated between the work machine and the upper position of the work table of the machine tool and the outer position of the machine tool, and the work transfer that has the work placement surface at the carry-in end Means, the attachment / detachment action of the work gripping hand performed according to a predetermined tool exchange procedure between the tool storage magazine and the spindle, and the end of the work process of the work. Work exchange between the work placement surface of the work transfer means and the work table, in which the work holding hand attached to the spindle replaces the processed work with the unprocessed work according to a predetermined work replacement procedure. There is provided a work exchanging device for a machine tool, which is provided with a control means for controlling the action.

【0009】[0009]

【作用】工作機械の主軸先端に挿着、取付されたワーク
把持ハンドは、主軸頭の直線動作と制御装置の制御によ
り加工済みワークを把持してワークテーブルから一旦、
離脱動作し、同ワークテーブルの上方位置へ移動したワ
ーク搬送手段のワーク載置面における空所へ加工済みワ
ークを下ろして載置し、次いで、ワーク搬送手段のワー
ク載置面に置かれた未加工ワークを把持して一旦、後退
し、ワーク搬送手段の移動後にワークテーブル上の所定
のワーク取付位置へ未加工ワークを下ろすことによりワ
ークの置換を遂行する。このとき、ワーク把持ハンドの
主軸への挿着、ワーク把持爪の開閉、ワークテーブルの
直交するX軸方向とY軸方向の移動、主軸頭のZ軸方向
の直動、ワーク搬送手段の搬入、搬出動作等は全て、1
台の制御装置、つまり、NC装置の下に制御される。以
下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。
The work gripping hand, which is attached and attached to the tip of the spindle of the machine tool, grips the machined work by the linear motion of the spindle head and the control of the control device, and once holds it from the work table.
The machined work is moved down to the upper position of the work table, and the processed work is lowered and placed in a space on the work placement surface of the work transfer means, and then placed on the work placement surface of the work transfer means. Workpiece replacement is performed by gripping a processed workpiece, retracting it once, and after moving the workpiece conveying means, lowering the unprocessed workpiece to a predetermined workpiece attachment position on the workpiece table. At this time, the work gripping hand is inserted into the spindle, the work gripping claw is opened and closed, the work table is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other, the spindle head is moved in the Z-axis direction, and the work transfer means is carried in. All carry-out operations are 1
It is controlled under the control device of the table, that is, the NC device. Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

【0010】[0010]

【実施例】図1は、本発明を縦型NC工作機械に適用し
た実施例におけるワーク交換装置を備えた工作機械の正
面図、図2は、同工作機械の上方から見た平面図、図3
は、ワーク搬送手段のワーク搬入動作を示す図1と同様
の正面図、図4は工具マガジンと工作機械の主軸の下端
に挿着されたワーク把持ハンドとを拡大、詳示すると共
にワーク置換動作を遂行する制御系の信号ラインを示し
た機構図を含んだブロック図、図5は、ワーク搬送手段
の機構の一例を示す略示図、図6は、ワーク搬送手段の
機構の他の一例を示す略示図、図7は、ワーク搬送手段
の機構の更に他の一例を示す略示図である。
FIG. 1 is a front view of a machine tool having a work changing device in an embodiment in which the present invention is applied to a vertical NC machine tool, and FIG. 2 is a plan view of the machine tool seen from above. Three
1 is a front view similar to FIG. 1 showing the work loading operation of the work transfer means, and FIG. 4 is an enlarged and detailed view of the tool magazine and the work gripping hand inserted at the lower end of the spindle of the machine tool, and the work replacement operation. FIG. 5 is a block diagram including a mechanism diagram showing a signal line of a control system for carrying out the process, FIG. 5 is a schematic view showing an example of the mechanism of the work transfer means, and FIG. 6 is another example of the mechanism of the work transfer means. FIG. 7 is a schematic view showing yet another example of the mechanism of the work transfer means.

【0011】図1、図2において、縦型NC工作機械
は、ベース12を有し、このベース12上には周知のサ
ドル、ニーを介してワークテーブル14が搭載され、水
平面内で互いに直交する二軸方向、つまり、X軸方向と
Y軸方向に夫々の駆動モータ(X軸駆動モータMxのみ
図示に現れ、Y軸駆動モータMyは図示に現れない)に
よって制御移動可能に設けられている。これらの駆動モ
ータMx、Myは、夫々、NC装置(図4参照)により
制御される。また、ベース12上にはコラム16が立
設、固定されており、このコラム16の正面に主軸頭1
8が縦軸(Z軸)方向に摺動自在に設けられ、Z軸モー
タMzの作動に応じて所定の上下位置に昇降可能になっ
ている。この主軸頭18に主軸20が縦軸心回りに回転
自在に支持され、主軸モータMsにより回転駆動され
る。そして、この主軸20の先端には、種々の加工々具
22が着脱自在に挿着される。
1 and 2, the vertical NC machine tool has a base 12, on which a work table 14 is mounted via a well-known saddle and knee, which are orthogonal to each other in a horizontal plane. It is provided so as to be controllably movable by biaxial directions, that is, the X-axis direction and the Y-axis direction by respective drive motors (only the X-axis drive motor Mx appears in the figure, the Y-axis drive motor My does not appear in the figure). These drive motors Mx and My are controlled by the NC device (see FIG. 4), respectively. A column 16 is erected and fixed on the base 12, and the spindle head 1 is attached to the front of the column 16.
8 is provided slidably in the vertical axis (Z axis) direction, and can be moved up and down to a predetermined vertical position according to the operation of the Z axis motor Mz. A spindle 20 is supported by the spindle head 18 so as to be rotatable about the axis of the vertical axis, and is rotationally driven by a spindle motor Ms. Various processing tools 22 are detachably attached to the tip of the main shaft 20.

【0012】一方、上記コラム16の前方には支持手段
を介して自動工具交換装置の工具収納マガジン24が傾
斜配置で設けられと共に回転軸心の回りに割出し回転自
在に設けられている。この工具収納マガジン24は複数
の加工々具を工具ホルダを介して収納すると共に、傾斜
した退避位置と主軸20の直下に接近した工具交換位置
との間を揺動可能に設けられ、かつ、後者の工具交換位
置に置いては、収納した複数の工具の所望の1つの工
具、または、空の工具収納部を自動工具交換指令に応じ
て主軸20の下端の直下位置に割出し得るようになって
いる。
On the other hand, in front of the column 16, a tool storage magazine 24 of an automatic tool changer is provided in an inclined arrangement via a supporting means and is also rotatable about the axis of rotation for indexing. The tool storage magazine 24 stores a plurality of processing tools via a tool holder, and is swingably provided between an inclined retracted position and a tool exchange position that is close to immediately below the spindle 20, and the latter. When it is placed in the tool exchange position, the desired one of the stored tools or the empty tool storage section can be indexed to the position directly below the lower end of the spindle 20 in accordance with the automatic tool exchange command. ing.

【0013】この縦型NC工作機械の機体は、加工液や
切粉の飛散を防止するスプラッシュカバー26により包
囲された構造を有し、その一方の側面部には制御操作盤
28が設けられている。また、コラム16の背面には電
気制御箱16aが設けられている。
The machine body of this vertical NC machine tool has a structure surrounded by a splash cover 26 which prevents scattering of machining fluid and cutting chips, and a control operation panel 28 is provided on one side surface thereof. There is. An electric control box 16a is provided on the back surface of the column 16.

【0014】上述したワークテーブル14上には加工対
象のワークを固定、保持するクランプ治具30が取付け
られており、主軸20の先端に挿着された加工々具22
は主軸頭18のZ軸動作により下降してクランプ治具3
0に固定されたワークに接近した加工位置へ達し、主軸
20が主軸モータMsで回転することにより、加工作用
を遂行するように成っている。また、所定の加工々程が
終了すると上記加工位置から退避位置または必要に応じ
て自動工具交換位置に上昇する。
A clamp jig 30 for fixing and holding a workpiece to be machined is mounted on the work table 14 described above, and the machining tools 22 attached to the tip of the spindle 20.
Is lowered by the Z-axis operation of the spindle head 18 and the clamp jig 3
When a machining position approaching the workpiece fixed at 0 is reached and the spindle 20 is rotated by the spindle motor Ms, the machining operation is performed. Further, when the predetermined processing steps are completed, the processing position is raised to the retracted position or the automatic tool changing position as required.

【0015】さて、工作機械の機体の側方には、ワーク
搬送手段40が設けられ、このワーク搬送手段40は、
機械の内部に矢印Tで示すように機械内部へ向かう方向
と、機械内部から図1に示した機械外部へ退避する方向
の両方向に搬送移動可能に設けられると共に図2に示す
ように、上記搬送方向と直交した矢印Sで示す方向にエ
アシリンダ装置等のアクチュエータによって所定の位置
決め変位が可能に設けられ、かつ、搬送方向Tに見て工
作機械の内部に向かう先端側の上面領域には複数個のワ
ークWを搭載し、同ワークWが未加工ワークの場合に
は、それらを機体内部に向けて搬送し、また、機体内部
で加工済みワークを受け取って機体外部へ搬出し得るよ
うになっている。なお、ワーク搬送手段の具体的な搬送
移動機構の構成は後述するが、ここで、図3を参照して
ワークWの搬送作用に就いて略説する。
Work transfer means 40 is provided on the side of the machine body of the machine tool.
Inside the machine, it is provided so as to be movable in both a direction toward the inside of the machine as shown by an arrow T and a direction of retracting from the inside of the machine to the outside of the machine shown in FIG. 1, and as shown in FIG. A predetermined positioning displacement is provided by an actuator such as an air cylinder device in a direction shown by an arrow S orthogonal to the direction, and a plurality of them are provided in the upper surface region on the tip side toward the inside of the machine tool when viewed in the transport direction T. When the workpieces W are mounted, and the workpieces W are unprocessed workpieces, they can be conveyed toward the inside of the machine body, and the processed workpieces can be received inside the machine body and carried out to the outside of the machine body. There is. Although a specific structure of the transfer mechanism of the work transfer means will be described later, the transfer operation of the work W will be briefly described with reference to FIG.

【0016】図3に示すように、ワーク搬送手段40は
三段構造の搬送板41、42、43を備え、搬送板41
は固定板を成し、既述した矢印Sで示す方向に位置決め
変位可能な架台44に取付けられている。この固定搬送
板41に対して工作機械の機体内部に向けて搬送板42
が一段目の搬送移動が可能に設けられ、当該搬送板42
に対して搬送板43が更に機体の内部へ二段目の搬送移
動が可能な構成を有しており、この後者の搬送板43の
前方域の上面がワーク載置面をなし、複数のワークWを
載置してワークテーブル14上のクランプ治具30の上
方域へ未加工のワークWを搬送し、また、同クランプ治
具30に保持された加工済ワークWを受け取って機体外
へ搬出する。なお、図2には、ワーク搬送手段40の搬
送板43上には未加工ワークWが3個載置されると共に
3つの点線で図示した3つのワーク受取用の空所Weが
確保されており、他方、ワークテーブル14のクランプ
治具30に3つのワークWが加工途次または加工済み状
態で保持されている状態が示されている。
As shown in FIG. 3, the work transfer means 40 comprises transfer plates 41, 42 and 43 having a three-stage structure.
Is a fixed plate and is attached to the pedestal 44 that can be positioned and displaced in the direction indicated by the arrow S described above. With respect to the fixed carrier plate 41, the carrier plate 42 is directed toward the inside of the machine body of the machine tool.
Is provided so as to be able to carry and move the first stage.
On the other hand, the carrier plate 43 has a structure capable of further carrying and moving to the inside of the machine in the second stage. W is placed and the unprocessed work W is conveyed to the upper region of the clamp jig 30 on the work table 14, and the processed work W held by the clamp jig 30 is received and carried out of the machine body. To do. In addition, in FIG. 2, three unprocessed works W are placed on the carrying plate 43 of the work carrying means 40, and three empty spaces We for receiving the works shown by the three dotted lines are secured. On the other hand, a state is shown in which the three workpieces W are held in the clamp jig 30 of the work table 14 in the process-finished or processed state.

【0017】ここで、図4を参照すると、主軸頭18の
前方には工具収納マガジン24が下方に傾いた前述の傾
斜位置に設けられ、マガジンサポート36によりコラム
16の一部に支持され、揺動支点38を中心に矢印Uで
示した揺動が可能であり、また、矢印Vで示した割出し
回転が可能に設けられている。
Here, referring to FIG. 4, a tool storage magazine 24 is provided in front of the spindle head 18 at the above-described tilted position which is tilted downward, and is supported by a part of the column 16 by a magazine support 36 and shakes. It is possible to swing about the dynamic fulcrum 38 as indicated by an arrow U and to be able to perform indexing rotation as indicated by an arrow V.

【0018】主軸頭18に回転可能に支持された主軸2
0は、その下端に割出し歯車50を有し、主軸頭18と
共に主軸20がZ軸モータMzの作動で上昇し、同歯車
50が工具収納マガジン24の割出し歯車52と噛合し
たとき、主軸20の回転に応じてこれら割出し歯車5
0、52の噛合を介して工具収納マガジン24が矢印V
で示す割出し回転を行うものである。また、同時に図示
に現れていないカム機構を介して主軸頭18の上昇作用
に応じて工具収納マガジン24は矢印Uで示す方向に揺
動して主軸20の直下位置と図示した退避位置との間で
移動可能になっているものである。なお、この種の工具
収納マガジンを備えた自動工具交換装置の構造、作用に
就いては、既に周知であるので、ここでは、これ以上の
説明を省略する。
A spindle 2 rotatably supported by a spindle head 18.
No. 0 has an indexing gear 50 at its lower end, and when the spindle 20 moves up together with the spindle head 18 by the operation of the Z-axis motor Mz, and the gear 50 meshes with the indexing gear 52 of the tool storage magazine 24, These indexing gears 5 according to the rotation of 20
The tool storage magazine 24 shows an arrow V through the meshing of 0 and 52.
The index rotation shown in is performed. At the same time, the tool storage magazine 24 swings in the direction indicated by the arrow U in response to the ascending action of the spindle head 18 via a cam mechanism not shown in the drawing, and moves between the position directly below the spindle 20 and the illustrated retracted position. It can be moved with. The structure and operation of an automatic tool changer equipped with this type of tool storage magazine is already well known, and a further explanation is omitted here.

【0019】さて、本発明の基本的構成要件として、上
述した工具収納マガジン24の工具収納孔には工具ホル
ダを介してワーク把持ハンド22aが収納され、自動工
具交換作用に依って主軸20の下端の工具挿着孔に挿着
可能になっいる。図4には、工具収納マガジン24から
主軸20の下端に授受、挿着されたワーク把持ハンド2
2aが図示されている。この工具挿着孔へのワーク把持
ハンド22aの挿着と離脱は、主軸20内部に設けられ
た周知のドローバー機構が主軸頭18の昇降動作に応じ
てワーク把持ハンド22aの工具ホルダ部を解離または
掴持することにより達成される。
As a basic constituent feature of the present invention, the work holding hand 22a is stored in the tool storage hole of the tool storage magazine 24 via the tool holder, and the lower end of the spindle 20 is operated by the automatic tool changing action. It can be inserted into the tool insertion hole of. FIG. 4 shows the work gripping hand 2 that is transferred from the tool storage magazine 24 to the lower end of the spindle 20 and is inserted into the work gripping hand 2.
2a is shown. When the work gripping hand 22a is inserted into or removed from the tool insertion hole, a well-known drawbar mechanism provided inside the spindle 20 dissociates or separates the tool holder portion of the work gripping hand 22a in accordance with the vertical movement of the spindle head 18. It is achieved by grasping.

【0020】さて、ワーク把持ハンド22aは、本実施
例では、空気作動型のエアーチャック装置として形成さ
れ、周知の3つ爪機構から成るワーク把持爪23aが、
空圧作動により拡開、又は収縮してワークWを把持する
構造を有している。従って主軸20の下端部には、圧力
エアーの供給を行うエアー供給ユニット54が設けら
れ、ワーク把持ハンド22aが主軸20の工具挿着孔に
挿着されると、同エアー供給ユニット54に圧力エアー
が供給された時点に両者が適宜のエアー吸着装置を介し
て密着し、同エアー供給ユニット54から圧力エアーが
ワーク把持ハンド22aに供給され、3つ爪機構のワー
ク把持爪23aの拡開、または収縮を生起せしめて当該
ワーク把持爪23aで、ワークWの外径把持又は中空ワ
ークWの場合には内径把持を行うことが可能となる。
In the present embodiment, the work gripping hand 22a is formed as an air-operated air chuck device, and the work gripping claw 23a composed of a known three-claw mechanism is
It has a structure for gripping the work W by expanding or contracting by pneumatic operation. Therefore, an air supply unit 54 for supplying pressurized air is provided at the lower end of the main shaft 20, and when the work gripping hand 22a is inserted into the tool insertion hole of the main shaft 20, the air supply unit 54 is supplied with the pressure air. When they are supplied, the two are brought into close contact with each other via an appropriate air suction device, pressure air is supplied from the air supply unit 54 to the work gripping hand 22a, and the work gripping claw 23a of the three-claw mechanism is expanded or By causing the contraction, the work gripping claw 23a can grip the outer diameter of the work W or the inner diameter in the case of the hollow work W.

【0021】図示のように、エアー供給ユニット54に
は外部の空気圧縮機等のエアー源61からフィルタ62
を介して供給された圧力エアーがソレノイドバルブ手段
63を経て主軸端エア供給源64へ供給、保留され、こ
こから更にエアー管路65を経由して供給される構成と
なっており、このとき、ソレノイドバルブ手段63の開
弁、閉弁作用はNC工作機械のNC制御装置60から送
出される指令信号に応じて作動され、故に、同指令信号
に応じてワーク把持爪ハンド22aのワーク把持爪23
aの開閉が遂行される。
As shown, the air supply unit 54 includes an air source 61 such as an external air compressor and a filter 62.
The pressure air supplied via the solenoid valve means 63 is supplied to the main shaft end air supply source 64, is held, and is further supplied from here via the air pipe line 65. At this time, The opening and closing actions of the solenoid valve means 63 are activated in response to a command signal sent from the NC control device 60 of the NC machine tool, and therefore the work gripping claw 23 of the work gripping claw hand 22a is responsive to the command signal.
The opening and closing of a is performed.

【0022】上記のNC装置60は、勿論、NC工作機
械の自動工具交換装置の作動、つまり、工具収納マガジ
ン24の揺動作用や割出し回転を機械本体を介して指令
する構成を有し、更に、主軸20の先端の工具挿着孔に
挿着された加工々具22による自動加工作用やワークテ
ーブル14のX,Y軸方向の送り動作、主軸頭18のZ
軸方向の動作等を数値制御データに従って制御してい
る。
The NC device 60, of course, has a structure for instructing the operation of the automatic tool changing device of the NC machine tool, that is, the swinging action and the indexing rotation of the tool storage magazine 24 via the machine body. Further, the automatic machining action by the machining tools 22 inserted in the tool insertion hole at the tip of the spindle 20, the feeding operation of the work table 14 in the X and Y axis directions, and the Z of the spindle head 18 are performed.
Axial movements are controlled according to numerical control data.

【0023】さて、ここで既述したワーク搬送手段40
の固定搬送板41に対する可動搬送板42、43の作動
機構の一例を図5の(a)と(b)とに基づいて説明す
る。図5の(a)を参照すると、本実施例は、ピニオン
・ラック機構を用いたワーク搬送手段40の例を示して
いる。すなわち、架台44に固定された固定搬送板41
には上面にラック歯41aが削成されており、この固定
搬送板41のラック歯41aと噛合して1段目の可動搬
送板42にはピニオン42aが水平軸回りに回動自在に
設けられ、このピニオン42aは更に二段目の可動搬送
板43の下面側に形成されたラック歯43aとも噛合し
た構成で設けられている。そして、一段目の可動搬送板
42にはピニオン42aと反対側にサーボモータ等から
成る駆動モータが設けられ、この駆動モータが既述した
図4のNC装置60により作動制御されることによっ
て、ピニオン42aを回転駆動し、固定搬送板41に対
して一段目の搬送板42の直線移動T1と二段目の可動
搬送板43の直線移動T2とを生起、制御するように構
成されている。後者の可動搬送板43の先端領域の上面
にはワークWを載置する載置面が設けられている。
Now, the work transfer means 40 already described here.
An example of the operation mechanism of the movable transfer plates 42 and 43 with respect to the fixed transfer plate 41 will be described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b). Referring to FIG. 5A, the present embodiment shows an example of the work transfer means 40 using a pinion rack mechanism. That is, the fixed transport plate 41 fixed to the pedestal 44
Rack teeth 41a are machined on the upper surface of the pin, and a pinion 42a is rotatably provided around a horizontal axis on the movable carrier plate 42 of the first stage in mesh with the rack teeth 41a of the fixed carrier plate 41. The pinion 42a is provided so as to mesh with rack teeth 43a formed on the lower surface side of the second-stage movable transport plate 43. A drive motor including a servo motor or the like is provided on the opposite side of the pinion 42a to the movable transfer plate 42 of the first stage, and the operation of the drive motor is controlled by the NC device 60 shown in FIG. 42a is rotationally driven to generate and control the linear movement T1 of the first-stage conveyance plate 42 and the linear movement T2 of the second-stage movable conveyance plate 43 with respect to the fixed conveyance plate 41. A mounting surface on which the work W is mounted is provided on the upper surface of the leading end region of the latter movable transport plate 43.

【0024】ここで、同図5の(b)を参照すると、固
定搬送板41に対して一段目、二段目の各可動搬送板4
2、43が前方、つまり、工作機械の内部に向けて搬送
移動させられた状態を示しており、可動搬送板42に設
けられた複数のリミットスイッチLM1〜LM3が固定
搬送板41に設けられたドグD1と係合することによ
り、可動搬送板43に載置されたワークWが機械内部の
所定の位置まで、到達したか否かの検出が行えるように
構成され、これらのリミットスイッチLM1〜LM3の
信号がフィードバックされることに依って、可動搬送板
42、43の搬送移動量を制御し得る構成になってい
る。
Here, referring to FIG. 5B, the movable carrier plates 4 in the first and second stages with respect to the fixed carrier plate 41.
2 and 43 show the state in which they are conveyed and moved toward the front, that is, toward the inside of the machine tool, and a plurality of limit switches LM1 to LM3 provided on the movable carrier plate 42 are provided on the fixed carrier plate 41. By engaging with the dog D1, it is configured so that it can be detected whether or not the work W placed on the movable transport plate 43 has reached a predetermined position inside the machine, and these limit switches LM1 to LM3. By feeding back the signal of (1), the moving amount of the movable transfer plates 42, 43 can be controlled.

【0025】図6はワーク搬送手段40の固定搬送板4
1に対する可動搬送板42、43の搬送移動機構の他の
実施例を示しており、本例では、前述したピニオン・ラ
ック機構とサーボモータとによる搬送移動機構に代え
て、2つの流体シリンダ装置71、72を用いた例を示
している。即ち、固定搬送板41の上面に固定した流体
シリンダ装置71の可動ロッド71aの先端を一段目の
可動搬送板42の前方の下面に固定し、他方、一段目の
可動搬送板42の上面に固定した流体シリンダ装置72
の可動ロッド72aを二段目の可動搬送板43の下面に
止着した構成を有している。この結果、両流体シリンダ
装置71、72の夫々の可動ロッド71aと72aの伸
長、収縮に従って両可動搬送板42、43の搬送移動を
制御することが可能に構成されている。これらの流体シ
リンダ装置71、72の作動を既述したNC装置60に
より制御すれば、ワーク搬送手段40によるワーク搬
入、搬出作用を制御することができるのである。
FIG. 6 shows the fixed transfer plate 4 of the work transfer means 40.
2 shows another embodiment of the transfer movement mechanism of the movable transfer plates 42 and 43 for No. 1, and in this example, two fluid cylinder devices 71 are used instead of the transfer movement mechanism by the pinion rack mechanism and the servo motor described above. , 72 is used. That is, the tip of the movable rod 71a of the fluid cylinder device 71 fixed to the upper surface of the fixed transfer plate 41 is fixed to the lower surface in front of the movable transfer plate 42 of the first step, while being fixed to the upper surface of the movable transfer plate 42 of the first step. Fluid cylinder device 72
The movable rod 72a is fixed to the lower surface of the second-stage movable transport plate 43. As a result, it is possible to control the transport movement of both movable transport plates 42 and 43 in accordance with the expansion and contraction of the movable rods 71a and 72a of both fluid cylinder devices 71 and 72, respectively. If the operations of these fluid cylinder devices 71 and 72 are controlled by the NC device 60 described above, it is possible to control the work loading and unloading operations by the work transporting means 40.

【0026】図6の(a)は流体シリンダ装置71、7
2が共に収縮位置にあり、故に、可動搬送板42、43
は工作機械の機体外に退避している状態を示している。
又同図6の(b)は、両シリンダ装置71、72が伸長
し、工作機械の内部におけるワークテーブル14(図1
参照)の上方、かつ、主軸20の下端の下方位置へ移動
した状態を示している。この場合には、両シリンダ装置
71、72の流体圧による可動ロッド71a、72aの
伸長量を制御することで、搬送移動量の制御を達成で
き、従って、前述の実施例のリミットスイッチやドグを
設ける必要がない構成となっている。
FIG. 6A shows a fluid cylinder device 71, 7.
2 are both in the retracted position and therefore the movable carrier plates 42, 43
Indicates a state where the machine tool is retracted outside the machine body.
Further, in FIG. 6B, both cylinder devices 71 and 72 are extended so that the work table 14 (see FIG.
(Refer to FIG. 3) and to a position below the lower end of the main shaft 20. In this case, by controlling the amount of extension of the movable rods 71a, 72a due to the fluid pressure of both cylinder devices 71, 72, it is possible to achieve the control of the amount of transfer movement, and therefore the limit switches and dogs of the above-described embodiment can be achieved. It does not need to be provided.

【0027】図7は、ワーク搬送手段40の更に他の実
施例として、周知のチェーン機構を適用した場合を示し
ている。この実施例では、固定搬送板41の側部に設け
た1対のスプロケット75a、75bの回りに巻回させ
たチェーン73を結合部材78で一段目の可動搬送板4
2に結合し、同スプロケット75a、75bをサーボモ
ータからなる駆動モータ76で駆動することにより、チ
ェーン73の回動に応じて一段目の可動搬送板42を前
後進させる構成を有している。
FIG. 7 shows a case in which a known chain mechanism is applied as still another embodiment of the work transfer means 40. In this embodiment, a chain 73 wound around a pair of sprockets 75a and 75b provided on the side of the fixed conveying plate 41 is connected by a connecting member 78 to the movable conveying plate 4 of the first stage.
It has a structure in which the movable carrier plate 42 of the first stage is moved forward and backward in accordance with the rotation of the chain 73 by being connected to the two and driving the same sprockets 75a and 75b by a drive motor 76 composed of a servo motor.

【0028】また、同様に、一段目の可動搬送板42の
側部に設けた1対のスプロケット77a、77bに巻回
したチェーン74を結合部材79により二段目の可動搬
送板43に結合し、同スプロケット77a、77bをサ
ーボモータからなる駆動モータ78で駆動することによ
り、チェーン74の回動に応じて二段目の可動搬送板4
3を前後進させる構成を有している。なお、本実施例の
場合には、一段目の可動搬送板42の先端に設けたリミ
ットスイッチ80により、二段目の可動搬送板43の下
面に設けた複数個のドグ81a、81b、81c等を係
合、検知することにより、ワーク搬送手段40が機械の
内部までワークWを搬入する際の搬入移動量を検知し得
る構成となっている。
Similarly, a chain 74 wound around a pair of sprockets 77a, 77b provided on the side of the first-stage movable transport plate 42 is connected to the second-stage movable transport plate 43 by a connecting member 79. , The same sprocket 77a, 77b is driven by a drive motor 78 which is a servo motor, so that the second stage movable transport plate 4 is moved in accordance with the rotation of the chain 74.
It has a configuration for moving the 3 forward and backward. In the case of the present embodiment, a plurality of dogs 81a, 81b, 81c and the like provided on the lower surface of the second-stage movable transport plate 43 are controlled by the limit switch 80 provided at the tip of the first-stage movable transport plate 42. Is configured to be able to detect a carry-in movement amount when the work W is carried into the inside of the machine.

【0029】なお、上述したワーク搬送手段40の架台
44を搬送方向に対して垂直な方向(図2の矢印S方
向)における2位置間で変位させることにより、工作機
械の機体内部において、可動搬送板43上に載置された
ワークWまたは空位置Weの何れかを主軸20に挿着れ
れたワーク把持ハンド22aの直下位置へ位置決めする
手段は、既述のように、適宜の流体シリンダ装置を用い
て、同流体圧(圧力エアー)の供給を工作機械のNC装
置60で制御する構成にすれば良い。
By displacing the gantry 44 of the work transfer means 40 described above between two positions in the direction perpendicular to the transfer direction (direction of arrow S in FIG. 2), the movable transfer is performed inside the machine body of the machine tool. As described above, the means for positioning either the work W placed on the plate 43 or the empty position We to the position directly below the work gripping hand 22a inserted into the spindle 20 is a suitable fluid cylinder device. By using the same, the supply of the same fluid pressure (pressure air) may be controlled by the NC device 60 of the machine tool.

【0030】然しながら、この位置決めのための架台4
4の移動手段として、工作機械の機体内部にコンベアラ
インを設置し、同コンベアラインを架台44の移動変位
方向S(図2)と一致した方向に敷設し、かつ、ワーク
テーブル14やその上部に取付けられたクランプ治具3
0と機械的干渉が起きない配置で設け、サーボモータ等
の駆動モータを駆動手段にした送りねじ機構を介して同
架台44をコンベアラインに沿って移動変位させること
により、上述した流体シリンダ装置と同様な位置決め作
用を付与するように構成しても良い。
However, the pedestal 4 for this positioning
As a moving means of No. 4, a conveyor line is installed inside the machine body of the machine tool, the conveyor line is laid in a direction corresponding to the moving displacement direction S (FIG. 2) of the gantry 44, and on the work table 14 or its upper part. Clamp jig 3 attached
0 and the fluid cylinder device described above by displacing the pedestal 44 along the conveyor line via a feed screw mechanism using a drive motor such as a servo motor as a driving means. It may be configured to impart a similar positioning action.

【0031】上述の構成から成る本実施例の工作機械の
ワーク交換装置の作用を以下に説明する。先ず、NC工
作機械により、未加工ワークWを自動加工する場合に
は、ワーク搬送手段40上に予め複数の未加工ワークW
を載置すると共に、既に加工済みのワークWを受け取る
ための空所Weを確保しておく。
The operation of the work exchanging device for a machine tool of the present embodiment having the above-mentioned structure will be described below. First, when the NC machine tool is used to automatically machine the unprocessed workpieces W, a plurality of unprocessed workpieces W are preliminarily placed on the workpiece transfer means 40.
And a vacant space We for receiving the already processed workpiece W are secured.

【0032】次いで、工作機械の主軸20に挿着された
加工工具22によりワークテーブル14上のクランプ治
具30に保持されたワークWに対して加工が終了する
と、主軸20は一旦、上昇してクランプ治具30上の加
工済みワークWから遠ざかる。次に、この加工済みワー
クWをワーク搬送手段40の未加工ワークWと交換する
動作に入る。
Then, when the machining of the workpiece W held by the clamp jig 30 on the work table 14 by the machining tool 22 inserted into the spindle 20 of the machine tool is finished, the spindle 20 is once raised. Move away from the processed work W on the clamp jig 30. Next, the operation for exchanging the processed work W with the unprocessed work W of the work transfer means 40 is started.

【0033】このとき、先ず、自動工具交換装置の工具
収納マガジン24に収納されているワーク把持ハンド2
2aをNC装置60のM指令に応じて自動工具交換作用
を行って主軸20の工具挿着孔に挿着された加工工具2
2と交換する。この結果、主軸20の下端にはワーク把
持ハンド22aが挿着される。
At this time, first, the work gripping hand 2 stored in the tool storage magazine 24 of the automatic tool changing device.
The machining tool 2 inserted into the tool insertion hole of the spindle 20 by performing automatic tool exchange action on the 2a according to the M command of the NC device 60.
Replace with 2. As a result, the work gripping hand 22a is attached to the lower end of the spindle 20.

【0034】次に、主軸頭18と共に主軸20をZ軸動
作で下降させ、先に加工が完了してクランプ治具30に
保持された加工済みワークWの直上方へ移動する。この
時点で、ワーク把持ハンド22aに対してエア供給ユニ
ット54から圧力エアーを供給してワーク把持が可能な
状態にする。更に、ワーク把持ハンド22aを降下させ
て、加工済みワークWを把持する。このとき、クランプ
治具30におけるワークWの把持を解除し、ワークWを
ワーク把持ハンド22aへ渡す。
Next, the spindle 20 is lowered along with the spindle head 18 by the Z-axis operation, and is moved to directly above the machined work W held by the clamp jig 30 after the machining is completed. At this point, pressure air is supplied from the air supply unit 54 to the work gripping hand 22a so that the work can be gripped. Further, the work gripping hand 22a is lowered to grip the processed work W. At this time, the gripping of the work W by the clamp jig 30 is released, and the work W is transferred to the work gripping hand 22a.

【0035】ワーク把持ハンド22aによる加工済みワ
ークWの把持が完了した時点で、主軸頭18及び主軸2
0を上昇させて加工済みワークWをワーク把持ハンド2
2aで把持し、クランプ治具30の上方領域で待機させ
る。この時点で、スプラッシュガード26の側面ドアを
開放してワーク搬送手段40による未加工ワークWの搬
入準備を行う。
When the gripping of the machined workpiece W by the workpiece gripping hand 22a is completed, the spindle head 18 and the spindle 2 are
0 to raise the processed work W to the work gripping hand 2
It is gripped by 2a and is made to stand by in the area above the clamp jig 30. At this point, the side door of the splash guard 26 is opened and the work transfer means 40 prepares for loading the unprocessed work W.

【0036】他方、ワーク搬送手段40においては、二
段目の可動搬送板43の上面の空所Weが主軸20の軸
心と整合可能なように、図2の矢印S方向における位置
決め変位を遂行し、その後、機械内部のワークテーブル
14の上方位置は前進する。斯くして、ワーク把持ハン
ド22aにより把持された加工済みワークWを主軸頭1
8と主軸20のZ軸方向の下動で降下させ、ワーク搬送
手段40の可動搬送板43の上面における空所Weの1
つに同加工済みワークWを下ろす。この時点でワーク把
持ハンド22aのワーク把持爪23aによる把持動作を
解除する。
On the other hand, in the work transfer means 40, the positioning displacement in the direction of arrow S in FIG. 2 is performed so that the space We on the upper surface of the second-stage movable transfer plate 43 can be aligned with the axis of the main shaft 20. After that, the upper position of the work table 14 inside the machine advances. In this way, the processed work W gripped by the work gripping hand 22a is used as the spindle head 1
8 and the main shaft 20 are moved downward in the Z-axis direction, and the space We on the upper surface of the movable transfer plate 43 of the work transfer means 40 is set to 1
Then, lower the same processed workpiece W. At this time, the gripping operation by the work gripping claw 23a of the work gripping hand 22a is released.

【0037】次に、主軸頭18と主軸20のZ軸方向の
上動に応じてワーク把持ハンド22aを再び、上方位置
へ退避させる。同時にワーク搬送手段40を、矢印S方
向における位置決め変位により可動搬送板43上の未加
工ワークWが主軸20の直下位置へ到達させる。斯くし
て、再び、主軸頭18と主軸20の下動により、ワーク
把持ハンド22aにより、未加工ワークWをワーク搬送
手段40から受け取る。そして、ワーク把持ハンド22
aで把持したまま、上方へ退避する。
Next, the work gripping hand 22a is retracted to the upper position again in accordance with the upward movement of the spindle head 18 and the spindle 20 in the Z-axis direction. At the same time, the workpiece transfer means 40 causes the unprocessed workpiece W on the movable transfer plate 43 to reach the position directly below the spindle 20 by the positioning displacement in the arrow S direction. Thus, again, the unmoved workpiece W is received from the workpiece conveying means 40 by the workpiece gripping hand 22a by the downward movement of the spindle head 18 and the spindle 20. Then, the work gripping hand 22
Retract upward while holding it at a.

【0038】ワーク把持ハンド22aに把持された未加
工ワークWの退避が完了した時点でワーク搬送手段40
を工作機械の機体外部へ搬出動作させる。これにより、
先に同手段40の可動搬送板43上に載置された加工済
みワークWは機外に搬出される。
When the retraction of the unprocessed work W held by the work holding hand 22a is completed, the work transfer means 40
Is carried out to the outside of the machine body of the machine tool. This allows
The processed work W previously placed on the movable transport plate 43 of the means 40 is carried out of the machine.

【0039】機械内部では、ワーク把持ハンド22aが
主軸頭18と主軸20のZ軸方向の下動で、降下し、把
持した未加工ワークWをワークテーブル14の空になっ
ているクランプ治具30に同未加工ワークWを下ろし、
ワーク把持爪23aを解放して同ワークWをクランプ治
具30上に置く。
Inside the machine, the workpiece gripping hand 22a descends by the downward movement of the spindle head 18 and the spindle 20 in the Z-axis direction, and the uncut workpiece W grasped and held is emptied on the work table 14 by the clamp jig 30. Lower the same unprocessed work W to
The work gripping claw 23a is released and the work W is placed on the clamp jig 30.

【0040】このとき、クランプ治具30は、開放状態
からクランプ閉鎖状態へのクランプ動作を行ってワーク
Wをクランプ状態に把持する。こうして未加工ワークW
がワークテーブル14のクランプ治具30により把持さ
れた時点で加工済みワークWと未加工ワークWとのワー
ク交換は終了する。従って、主軸20の下端に挿着され
たワーク把持ハンド22aは、再び、自動工具交換作用
により、所望の加工工具22と交換され、工具収納マガ
ジン24に返還される。そして、その後、主軸20に挿
着された加工工具22により、未加工ワークWに対する
自動加工がNCプログラムに従って遂行される。
At this time, the clamp jig 30 performs the clamping operation from the open state to the clamp closed state to hold the work W in the clamped state. Thus unprocessed workpiece W
When the workpiece is gripped by the clamp jig 30 of the work table 14, the work exchange between the processed work W and the unprocessed work W is completed. Therefore, the work gripping hand 22a inserted into the lower end of the spindle 20 is replaced with the desired machining tool 22 again by the automatic tool changing action, and is returned to the tool storage magazine 24. Then, after that, the machining tool 22 inserted into the spindle 20 automatically performs machining on the unmachined work W according to the NC program.

【0041】なお、図2に示すように、ワークテーブル
14上のクランプ治具30に複数のワークWが把持さ
れ、これら複数のワークWが全て加工完了した時点で、
ワーク搬送手段40により搬入される未加工ワークWと
交換するときには、上述した単一個の加工済みワークW
を単一個の未加工ワークWと交換する工程を繰り返すこ
とにより、再び、ワークテーブル14上のクランプ治具
30に複数個の未加工ワークWを装填し、順次に自動加
工を遂行することができる。
As shown in FIG. 2, when a plurality of works W are gripped by the clamp jig 30 on the work table 14 and all the works W are completed,
When replacing the unprocessed work W carried in by the work transfer means 40, the above-mentioned single processed work W is used.
By repeating the process of exchanging a single unprocessed work W with, a plurality of unprocessed works W can be loaded into the clamp jig 30 on the work table 14 again, and automatic processing can be sequentially performed. .

【0042】上述の説明において、ワーク搬送手段40
と主軸頭18、主軸20の作動タイミングは一台のNC
装置で全ての作動がプログラム制御されるので、適正な
タイミングで遂行できることは言うまでもない。
In the above description, the work transfer means 40
And the operation timing of the spindle head 18 and the spindle 20 is one NC
It goes without saying that all operations are programmed in the device so that they can be performed at appropriate timing.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上の実施例の説明を介して理解できる
ように、本発明は、自動工具交換装置が有する工具収納
マガジンに、ワーク把持爪を備えたワーク把持ハンドを
工具ホルダを介して収納し、同ワーク把持ハンドを工具
収納マガジンに収納された複数の工具の自動工具交換と
同様にNC工作機械の主軸に着脱自在に取付け、同ワー
ク把持ハンドのワーク把持爪により同工作機械のワーク
テーブル上のクランプ治具から加工済ワークを取出し、
工作機械の外部位置とワークテーブル上方位置との間で
ワークの搬入と搬出とを遂行するワーク搬送手段へ加工
済みワークを返還し、また、ワーク搬送手段から未加工
ワークを受け取ってワークテーブル上のクランプ治具へ
取り付ける置換作用を、NC工作機械の三次元空間にお
ける三軸(X,Y,Z)方向の動作を利用し、かつ、工
作機械のNC装置の制御の下に遂行するように構成した
ものであるから、常時、NC工作機械を作動させて、自
動加工や自動工具加工の一環として加工済みワークと未
加工ワークとの交換を無人操作で遂行可能となり、極め
て効率良く、工作機械を作動させ、かつ、ワーク交換を
遂行することができる効果を奏するのである。
As can be understood from the above description of the embodiments, the present invention stores the work holding hand having the work holding claws in the tool storage magazine of the automatic tool changer via the tool holder. The work gripping hand is removably attached to the spindle of the NC machine tool in the same manner as automatic tool change of a plurality of tools stored in the tool storage magazine, and the work table of the machine tool is held by the work gripping claw of the work gripping hand. Take the processed work from the upper clamp jig,
The machined work is returned to the work transfer means for carrying in and out the work between the external position of the machine tool and the position above the work table, and the unprocessed work is received from the work transfer means to receive the work on the work table. The displacement operation to be attached to the clamp jig is configured to be performed by using the operation of the NC machine tool in the three-axis (X, Y, Z) directions in the three-dimensional space and under the control of the NC device of the machine tool. Therefore, by operating the NC machine tool at all times, it is possible to perform unmanned operation for exchanging a machined work and a non-machined work as part of automatic machining or automatic tool machining. The effect is that it can be operated and the work can be exchanged.

【0044】また、本発明では、加工工具と同様に工具
交換可能なワーク把持ハンドを工具収納マガジンに収納
しておくだけで良く、また、ワーク搬送手段も簡単な搬
送機構を備え、NC装置で、その作動を制御できるか
ら、極めて安価に本ワーク交換装置を得ることが可能と
なる。更に、ワークの交換を従来の多軸型ロボットで遂
行したときは、ロボットの可搬重量が限られてしまう
が、本発明のように、エアー作動型の3つ爪型ハンドで
把持する構造とすれば、同ハンドの把持爪による把持力
をエアー圧力で調整制御することにより、ワークの重量
による制限が緩和される効果も得られる。
Further, in the present invention, it is only necessary to store the work-holding hand in which the tool can be exchanged in the same manner as the machining tool in the tool storage magazine, and the work transfer means is also provided with a simple transfer mechanism, which is an NC device. Since the operation can be controlled, the work changing device can be obtained at a very low cost. Furthermore, when the work is exchanged by the conventional multi-axis robot, the load capacity of the robot is limited, but as in the present invention, the structure is such that it is gripped by an air-operated three-claw type hand. Then, by adjusting and controlling the gripping force of the gripping claws of the hand with the air pressure, it is possible to obtain the effect of relaxing the limitation due to the weight of the work.

【0045】なお、上述した実施例は、本発明を縦型の
NC工作機械に適用した例を示したが、勿論、同じよう
に主軸のZ軸動作が水平方向において行われる横型のN
C工作機械に就いても、全く同様な構成を適用して実現
できることは当業者なら容易に理解できるであろう。更
に、本発明のワーク交換装置における種々の駆動手段等
は、上述した流体作動型のものをサーボモータにて遂行
させる等、種々の改変が可能であることは言うまでもな
い。
Although the above-described embodiment shows an example in which the present invention is applied to a vertical NC machine tool, it goes without saying that a horizontal N machine in which the Z-axis motion of the main spindle is similarly performed in the horizontal direction.
Those skilled in the art can easily understand that even a C machine tool can be realized by applying a completely similar configuration. Further, it goes without saying that various driving means and the like in the work exchanging device of the present invention can be modified in various ways such as performing the above fluid-operated type by a servomotor.

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

【図1】本発明を、縦型NC工作機械に適用した実施例
におけるワーク交換装置を備えた工作機械の正面図であ
る。
FIG. 1 is a front view of a machine tool including a work changing device in an embodiment in which the present invention is applied to a vertical NC machine tool.

【図2】同工作機械の上方から見た平面図である。FIG. 2 is a plan view of the machine tool seen from above.

【図3】ワーク搬送手段のワーク搬入動作を示す図1と
同様の正面図である。
FIG. 3 is a front view similar to FIG. 1, showing a work carrying-in operation of the work carrying means.

【図4】工具マガジンと工作機械の主軸の下端に挿着さ
れたワーク把持ハンドとを拡大、詳示すると共にワーク
置換動作を遂行する制御系の信号ラインを示した機構図
を含んだブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram including a mechanism diagram showing an enlarged and detailed view of a tool magazine and a work gripping hand attached to a lower end of a spindle of a machine tool, and a signal line of a control system for performing a work replacement operation. Is.

【図5】ワーク搬送手段の機構の一例を示す略示図であ
る。
FIG. 5 is a schematic view showing an example of a mechanism of a work transfer means.

【図6】ワーク搬送手段の機構の他の一例を示す略示図
である。
FIG. 6 is a schematic view showing another example of the mechanism of the work transfer means.

【図7】ワーク搬送手段の機構の更に他の一例を示す略
示図である。
FIG. 7 is a schematic view showing still another example of the mechanism of the work transfer means.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12…ベース 14…ワークテーブル 16…コラム 18…主軸頭 20…主軸 22…加工工具 22a…ワーク把持ハンド 23a…ワーク把持爪 24…工具収納マガジン 30…クランプ治具 40…ワーク搬送手段 41…固定搬送板 42…可動搬送板 43…可動搬送板 44…架台 54…エアー供給ユニット 60…NC装置 12 ... Base 14 ... Work table 16 ... Column 18 ... Spindle head 20 ... Spindle 22 ... Machining tool 22a ... Work gripping hand 23a ... Work gripping claw 24 ... Tool storage magazine 30 ... Clamp jig 40 ... Work transfer means 41 ... Fixed transfer Plate 42 ... Movable transport plate 43 ... Movable transport plate 44 ... Frame 54 ... Air supply unit 60 ... NC device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 工作機械の主軸頭の側部に設けた工具収
納マガジンの所定の収納位置に保持され、工具交換位置
で該主軸頭の直線動作に応じて工作機械の主軸に着脱自
在に取付可能に設けられ、ワーク把持爪を先端に備えた
ワーク把持ハンドと、 前記工作機械の主軸に取付けられたワーク把持ハンドの
ワーク把持爪をワーク掴み位置とワーク解放位置との間
で作動させるハンドアクチュエータと、 工作機械のワークテーブルの上方位置と工作機械の外部
位置との間でワークの搬入、搬出移動が可能に設けられ
ると共に搬入端にワーク載置面を有したワーク搬送手段
と、 前記工具収納マガジンと前記主軸との間で所定の工具交
換手順に従って遂行する前記ワーク把持ハンドの着脱作
用と、ワークの加工工程の終了に応じて前記ワーク搬送
手段のワーク載置面と前記ワークテーブルとの間で、前
記主軸に取付けられた前記ワーク把持ハンドにより加工
済みワークと未加工ワークとの置換を所定のワーク置換
手順に従って遂行するワーク交換作用とを制御する制御
手段と、を具備したことを特徴とする工作機械のワーク
交換装置。
1. A tool storage magazine provided on a side of a spindle head of a machine tool, which is held at a predetermined storage position and is detachably attached to a spindle of a machine tool according to a linear movement of the spindle head at a tool exchange position. A work gripping hand that is provided so that it has a work gripping claw at its tip, and a hand actuator that operates the work gripping claw of the work gripping hand attached to the spindle of the machine tool between a work gripping position and a work releasing position. And a work transfer means provided with a work placement surface at a loading end and capable of loading and unloading a work between an upper position of a work table of a machine tool and an external position of the machine tool, and the tool storage According to a predetermined tool exchange procedure between the magazine and the spindle, the attachment / detachment action of the work gripping hand, and the movement of the work transfer means in response to the end of the work process of the work. Between the work mounting surface and the work table, the work exchanging action of performing the replacement of the machined work and the unmachined work by the work gripping hand attached to the spindle according to a predetermined work replacement procedure is controlled. A workpiece exchange device for a machine tool, comprising: a control means.
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