JP2000084779A - Machine tool equipped with automatic tool exchanger - Google Patents

Machine tool equipped with automatic tool exchanger

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JP2000084779A
JP2000084779A JP10267221A JP26722198A JP2000084779A JP 2000084779 A JP2000084779 A JP 2000084779A JP 10267221 A JP10267221 A JP 10267221A JP 26722198 A JP26722198 A JP 26722198A JP 2000084779 A JP2000084779 A JP 2000084779A
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axis
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植竹伸二
Michihiro Suzuki
鈴木道博
Koichi Sakai
酒井浩一
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磯谷秀逸
Masanao Kato
加藤正直
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Toyoda Koki KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten the tool exchange time and to simplify the mechanism. SOLUTION: This machine tool equipped with an automatic tool exchanger comprises a tool exchange arm 22 rotatable about an axis in parallel with a tool spindle 13 and comprising a pair of tool grip parts 23, 23' separated from one another at an angle smaller than 90 degree about the axis; a tool magazine 50 comprising a number of tool storing parts 54, and dividable in parallel with the tool spindle 13; and a shuttle arm 30 linearly moving between a tool accepting position of the tool exchange arm 22 and a tool accepting position of the tool magazine 50 for carrying in and out the tool between the tool storing part of the tool magazine 50 and the tool grip parts of the tool exchange arm 22.

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、工具交換時間を短縮
し、機構が簡素化できる自動工具交換装置を備えるマシ
ニングセンタ等の工作機械に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a machine tool such as a machining center having an automatic tool changer capable of shortening a tool change time and simplifying a mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、マシニングセンタにおいては、
主軸へッドの工具主軸に対して工具を交換する自動工具
交換装置が設けられる。この自動工具交換装置は工具交
換アームを有しており、工具交換アームは、直径方向に
対向する一対の工具把持部を有する形式のものが一般に
使用されている。また、この工具交換アームは、工具交
換時のみ、その全部或いは一部が加工領域に進入され、
加工領域内の工具交換位置へ割出された主軸へッドの工
具主軸に対し工具交換動作を遂行するようになってい
る。また、従来の自動工具交換装置においては、工具マ
ガジンから工具交換アームヘ工具を装填し、逆に工具交
換アームから工具マガジンヘ工具を返却する中間搬送装
置を備えた形式のものがある。この形式の従来装置にお
いては、中間搬送装置は、工具マガジンと工具交換アー
ムとの間で工具を搬送するとき、工具の向きを90度変
換したり、工具マガジンに対して工具を抜き差ししたり
するなどの複合運動をするように構成されている。
2. Description of the Related Art Generally, in a machining center,
An automatic tool changer for changing a tool with respect to a tool spindle of a spindle head is provided. This automatic tool changing device has a tool changing arm, and a tool changing arm having a pair of diametrically opposed tool grips is generally used. In addition, this tool change arm, only at the time of tool change, all or a part thereof enters the machining area,
A tool changing operation is performed on the tool spindle of the spindle head indexed to the tool changing position in the machining area. Some conventional automatic tool changers include an intermediate transfer device that loads a tool from the tool magazine to the tool change arm and returns the tool from the tool change arm to the tool magazine. In the conventional device of this type, the intermediate transfer device changes the direction of the tool by 90 degrees when the tool is transferred between the tool magazine and the tool change arm, and inserts and removes the tool from the tool magazine. And so on.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、工具交
換アームとして、直径方向に対向する一対の工具把持部
を持つ形式のものを使用する場合では、工具交換時に、
工具把持部間の中点を横切る軸線の周りに工具交換アー
ムを180度回転する必要があり、アームの回転量が多
く、このことも工具交換時間を長くする要因となってい
る。また、中間搬送装置が複合運動するので、工具マガ
ジンと工具交換アームとの間で工具を搬送する速度を高
めることに限界があり、これにより工具交換時間が長く
なる問題を生じている。そこで本発明の目的は、マシニ
ングセンタ等の工作機械における自動工具交換装置にお
いて、工具交換のための工具交換アームの回転角度を小
さくすることにより交換時間を短縮し、かつ工具マガジ
ンと工具交換アームとの間で工具を搬送する中間搬送を
短時間に行うことができる自動工具交換装置を備えた工
作機械を提供することである。
However, when a tool exchange arm having a pair of diametrically opposed tool grips is used as the tool exchange arm, the tool exchange
It is necessary to rotate the tool change arm 180 degrees about an axis crossing the midpoint between the tool grips, and the amount of rotation of the arm is large, which also causes a longer tool change time. In addition, since the intermediate transfer device makes a combined movement, there is a limit in increasing the speed at which the tool is transferred between the tool magazine and the tool change arm, which causes a problem that the tool change time is prolonged. Therefore, an object of the present invention is to provide an automatic tool changer for a machine tool such as a machining center, which reduces the rotation time of a tool change arm for tool change to shorten the change time, and allows the tool magazine and the tool change arm to communicate with each other. It is an object of the present invention to provide a machine tool provided with an automatic tool changer capable of performing intermediate transfer of a tool between them in a short time.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の自動工具交換装置を備えた工作機械は、工
具主軸の軸線と平行な軸線の周りに回転可能であり、同
軸線の周りの180度より小さな角度離間した2位置に
工具を前記軸線と平行にして支持する一対の工具把持部
を有する工具交換アームと、多数の工具収納部を有し、
工具主軸の軸線と平行な面内で工具収納部を回動割出し
可能であると共に、選択した工具を保持する工具収納部
を前記工具交換アームとの工具受渡位置に工具主軸と平
行に割出し可能である工具マガジンと、前記工具交換ア
ームの工具受渡位置と工具マガジンの工具受渡位置との
間で直線移動し、工具マガジンの工具収納部から工具交
換アームの工具把持部へ工具を搬入し、逆に工具交換ア
ームの工具把持部から工具マガジンの工具収納部へ工具
を搬出する中間搬送装置とより構成されたことを特徴と
するものである。また、前記工具交換アームの一対の工
具把持部を設ける2位置の角度は、好適には90度より
小さい角度とすることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, a machine tool provided with an automatic tool changer according to the present invention is rotatable about an axis parallel to the axis of a tool spindle, and has a coaxial line. A tool exchange arm having a pair of tool grippers for supporting a tool in parallel with the axis at two positions separated by an angle smaller than 180 degrees around the periphery, and a number of tool storage units;
The tool storage part can be rotated and indexed in a plane parallel to the axis of the tool spindle, and the tool storage part holding the selected tool is indexed in a tool transfer position with the tool change arm in parallel with the tool spindle. A possible tool magazine, linearly moves between the tool delivery position of the tool exchange arm and the tool delivery position of the tool magazine, and carries the tool from the tool storage portion of the tool magazine to the tool holding portion of the tool exchange arm, Conversely, it is characterized by comprising an intermediate transfer device for carrying out the tool from the tool holding portion of the tool change arm to the tool storage portion of the tool magazine. Further, the angle at the two positions where the pair of tool holding portions of the tool change arm is provided is preferably set to an angle smaller than 90 degrees.

【0005】更に、本発明の自動工具交換装置を備えた
工作機械は、工具交換アームの工具把持部と前記工具マ
ガジンの工具収納部は、それらが工具受渡位置に割出さ
れたとき、それらの工具取出口を互いに相手側に向ける
ように構成された工具保持手段を有することを特徴とし
ている。
Further, in the machine tool provided with the automatic tool changer according to the present invention, the tool holding portion of the tool change arm and the tool storage portion of the tool magazine, when they are indexed to the tool transfer position, are not It is characterized by having tool holding means configured to direct the tool outlets toward each other.

【0006】更に、本発明の自動工具交換装置を備えた
工作機械は、前記特徴に加え、水平に延びる回転軸線を
有する工具主軸を支える支持要素が、工具主軸を前記回
転軸線と垂直な面内で水平な左右方向及び上下方向に移
動できると共に前記回転軸線上で前進後退移動できるよ
うにベッド上に支持されており、脚部がベッドから直立
し、水平部が工具主軸の最上位置よりも上位で左右方向
に延びるブリッジが設けられ、工具交換アームの回転軸
線が工具主軸と平行となり、かつ前記一対の工具把持部
が工具交換位置に割出された工具主軸の前端よりも前方
に位置するように、工具交換装置が前記ブリッジの水平
部に取付けられ、工具交換時において、一対の工具把持
部を工具主軸と同心位置に選択的に割出す工具交換アー
ムの回動と工具主軸の前進後退動作が協働するように構
成されたことを特徴としている。
Further, in addition to the above-mentioned features, the machine tool provided with the automatic tool changer according to the present invention further comprises a support element for supporting the tool spindle having a horizontally extending rotation axis, wherein the tool spindle is arranged to move the tool spindle in a plane perpendicular to the rotation axis. Are supported on a bed so as to be able to move horizontally in the horizontal direction and up and down direction and to be able to move forward and backward on the axis of rotation, the legs stand upright from the bed, and the horizontal part is higher than the uppermost position of the tool spindle. A bridge extending in the left-right direction is provided, so that the rotation axis of the tool change arm is parallel to the tool spindle, and the pair of tool gripping portions are located forward of the front end of the tool spindle indexed to the tool change position. A tool changer is mounted on the horizontal portion of the bridge, and at the time of tool change, rotation of the tool change arm for selectively indexing a pair of tool grippers to a position concentric with the tool spindle and the tool main body. Forward and backward operation is characterized in that it is configured to cooperate.

【0007】更に、本発明の自動工具交換装置を備えた
工作機械は、前記特徴に加え、前記工具が、その軸方向
後方のシャンク部と前方の刃物装着部との中間に環状の
工具把持溝を有し、前記工具マガジン及び前記工具交換
アームが、その開閉動作し工具取出口が互いに対向する
一対の鋏部材により前記工具把持溝に係合して工具を把
持する工具保持手段を有し、前記中間搬送装置が、前記
工具のシャンク部を受入可能なシャンク把持部を有する
中間搬送部材と、前記中間搬送部材のシャンク把持部
を、工具受渡位置に割出された工具交換アーム上の工具
のシャンク部と整列する第1整列位置と、工具受渡位置
に割出された工具マガジン上の工具のシャンク部と整列
する第2整列位置と、これら各整列位置においてシャン
ク部を受入れる前進位置と、さらにシャンク部から離脱
する後退位置を結ぶ矩形の移動経路に沿って移動するシ
フト機構とより構成されていることを特徴としている。
Further, in the machine tool provided with the automatic tool changer according to the present invention, in addition to the above-mentioned features, the tool is provided such that the tool is provided at an intermediate position between an axially rearward shank portion and a front blade mounting portion. The tool magazine and the tool exchange arm have a tool holding means for gripping a tool by opening and closing the tool and engaging a tool gripping groove with a pair of scissors members whose tool outlets are opposed to each other, The intermediate transfer device, an intermediate transfer member having a shank gripper capable of receiving the shank portion of the tool, and a shank gripper of the intermediate transfer member, the tool on the tool exchange arm indexed to the tool transfer position. A first alignment position aligned with the shank portion, a second alignment position aligned with the shank portion of the tool on the tool magazine indexed to the tool delivery position, and advancement for receiving the shank portion at each of these alignment positions And location, is characterized by being more configuration and a shift mechanism for moving further along the rectangular moving path connecting retracted position disengaged from the shank.

【0008】更に、本発明の自動工具交換装置を備えた
工作機械は、工具主軸の軸線と平行な軸線の周りに回動
可能であり、工具を前記軸線と平行にして支持する一対
の工具把持部を有する工具交換アームと、多数の工具収
納部を有し、工具主軸の軸線と平行な面内で前記工具収
納部を回動割出し可能であると共に、選択した工具を保
持する工具収納部を前記工具交換アームとの工具受渡位
置にその選択した工具の軸線が工具主軸と平行になるよ
うに割出し可能である工具マガジンとを含み、前記工具
が、その軸方向後方のシャンク部と前方の刃物装着部と
の中間に環状の工具把持溝を有し、前記工具交換アーム
及び前記工具マガシンが前記工具把持溝に係合して前記
工具を把持する工具保持手段をそれぞれ前記工具把持部
及び前記工具収納部の各々に有すると共に、この工具保
持手段を工具取出口が前記工具受渡位置において互いに
対向される一対の開閉動作可能な鋏部材により構成し、
さらに、工具中間搬送装置を含み、この装置が、前記工
具のシャンク部を受入可能なシャンク把持部を有する中
間搬送部材と、前記中間搬送部材のシャンク把持部を、
工具受渡位置に割出された工具交換アーム上の工具のシ
ャンク部と整列する第1整列位置と、工具受渡位置に割
出された工具マガジン上の工具のシャンク部と整列する
第2整列位置と、これら各整列位置においてシャンク部
を受入れる前進位置と、さらにシャンク部から離脱する
後退位置を結ぶ矩形の移動経路に沿って移動するシフト
機構とより構成されることを特徴とするものである。
Further, a machine tool provided with the automatic tool changer according to the present invention is rotatable about an axis parallel to the axis of the tool spindle, and holds a pair of tool grips for supporting the tool in parallel with the axis. A tool exchange arm having a plurality of tool storage portions, a tool storage portion having a plurality of tool storage portions, capable of rotating and indexing the tool storage portions in a plane parallel to the axis of the tool spindle, and holding a selected tool. A tool magazine indexable so that the axis of the selected tool is parallel to the tool spindle at a tool transfer position with the tool changing arm, wherein the tool is axially rearwardly shanked and frontward. A tool holding means for holding the tool by engaging the tool exchange arm and the tool magazine with the tool holding groove and holding the tool. Tool storage Each with a in the, constituted by a pair of opening and closing operable scissor member being opposed to each other in the takeout tool this tool holding means the tool transfer position,
Furthermore, it includes a tool intermediate transfer device, the device includes an intermediate transfer member having a shank grip portion capable of receiving a shank portion of the tool, and a shank grip portion of the intermediate transfer member.
A first alignment position that aligns with the shank portion of the tool on the tool change arm indexed to the tool transfer position, and a second alignment position that aligns with the shank portion of the tool on the tool magazine indexed to the tool transfer position. And a shift mechanism which moves along a rectangular movement path connecting a retreat position for receiving the shank portion at each of these alignment positions and a retreat position for detaching from the shank portion.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の自動工具交換装置を備え
た工作機械は、工具主軸の軸線と平行な軸線の周りに回
転可能であり、同軸線の周りの180度より小さな角
度、好適には90度より小さい角度、離間した2位置に
工具を前記軸線と平行にして支持する一対の工具把持部
を有する工具交換アームと、多数の工具収納部を有し、
工具主軸の軸線と平行な面内で工具収納部を回動割出し
可能であると共に、選択した工具を保持する工具収納部
を前記工具交換アームとの工具受渡位置に工具主軸と平
行に割出し可能である工具マガジンと、前記工具交換ア
ームの工具受渡位置と工具マガジンの工具受渡位置との
間で直線移動し、工具マガジンの収納部から工具交換ア
ームの把持部へ工具を搬入し、逆に工具交換アームの工
具把持部から工具マガジンの工具収納部へ工具を搬出す
る中間搬送装置とより構成することにより、工具交換ア
ームの工具交換のための回転角度を小さくすることがで
き、また、中間搬送装置が工具マガジンと工具交換アー
ムとの間での工具の受渡しを、単に工具の直線移動のみ
により行うことにしたので工具交換時間を短縮できる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A machine tool equipped with an automatic tool changer according to the present invention is rotatable about an axis parallel to the axis of a tool spindle and preferably has an angle of less than 180 degrees around a coaxial line. Has a tool exchange arm having a pair of tool grips for supporting a tool in parallel with the axis at two angles separated by an angle smaller than 90 degrees, and a number of tool storage units,
The tool storage part can be rotated and indexed in a plane parallel to the axis of the tool spindle, and the tool storage part holding the selected tool is indexed in a tool transfer position with the tool change arm in parallel with the tool spindle. A possible tool magazine, linearly moves between the tool delivery position of the tool exchange arm and the tool delivery position of the tool magazine, carries the tool from the storage portion of the tool magazine to the grip portion of the tool exchange arm, and conversely. The rotation angle for the tool change of the tool change arm can be reduced by configuring the intermediate transfer device to carry out the tool from the tool holding portion of the tool change arm to the tool storage portion of the tool magazine. Since the transfer of the tool between the tool magazine and the tool change arm by the transfer device is performed only by the linear movement of the tool, the tool change time can be reduced.

【0010】更に、本発明の自動工具交換装置を備えた
工作機械は、工具交換アームの工具把持部に設けられて
いる固定工具把持爪と可動工具把持爪よりなる工具保持
手段と前記工具マガジンの工具収納部に設けられている
固定工具把持爪と可動工具把持爪よりなる工具保持手段
は、それらが工具受渡位置に割出されたとき、それらの
工具取出口を互いに相手側に向けるように構成されてい
ることにより、工具の姿勢を変えることなく、中間搬送
部材の直線移動のみで工具を搬送することができるもの
である。
Further, a machine tool provided with an automatic tool changer according to the present invention is provided with a tool holding means comprising a fixed tool gripping claw and a movable tool gripping claw provided on a tool gripping portion of a tool changing arm, and a tool magazine of the tool magazine. The tool holding means provided with the fixed tool gripping claw and the movable tool gripping claw provided in the tool storage section is configured so that, when they are indexed to the tool delivery position, their tool outlets face each other. Thus, the tool can be transferred only by the linear movement of the intermediate transfer member without changing the attitude of the tool.

【0011】更にまた、本発明の自動工具交換装置を備
えた工作機械は、水平に延びる回転軸線を有する工具主
軸を支える支持要素が、工具主軸を前記回転軸線と垂直
な面内で水平な左右方向及び上下方向に移動できると共
に前記回転軸線上で進退移動できるようにベッド上に支
持されており、脚部がベッドから直立し、水平部が工具
主軸の最上位置よりも上位で左右方向に延びるブリッジ
が設けられ、工具交換アームの回転軸線が工具主軸と平
行となり、かつ前記一対の把持部が工具交換位置に割出
された工具主軸の前端よりも前方に位置するように、交
換装置が前記ブリッジの水平部に取付けられ、工具交換
時において、一対の把持部を工具主軸と同心位置に選択
的に割出す交換アームの回動と工具主軸の前進後退動作
が協働するように構成することにより工具交換機構を簡
素化することができる。
Still further, in a machine tool provided with the automatic tool changer according to the present invention, a support element for supporting a tool spindle having a horizontally extending rotation axis is provided so that the tool spindle can be moved horizontally and horizontally in a plane perpendicular to the rotation axis. Supported on the bed so as to be able to move in the vertical and vertical directions and to be able to move forward and backward on the rotation axis, the leg portion stands upright from the bed, and the horizontal portion extends in the horizontal direction above the uppermost position of the tool spindle. The exchange device is provided so that a bridge is provided, a rotation axis of the tool exchange arm is parallel to the tool spindle, and the pair of gripping portions are located forward of a front end of the tool spindle indexed to a tool exchange position. Attached to the horizontal part of the bridge, the rotation of the exchange arm for selectively indexing a pair of gripping parts to a position concentric with the tool spindle during tool change, and the forward and backward movement of the tool spindle cooperate. It is possible to simplify the tool changing mechanism by formation.

【0012】更にまた、本発明の自動工具交換装置を備
えた工作機械は、前記工具が、その軸方向後方のシャン
ク部と前方の刃物装着部との中間に環状の工具把持溝を
有し、前記工具マガジン及び前記工具交換アームが、そ
の開閉動作し工具取出口が互いに対向する一対の鋏部材
により前記工具把持溝に係合して工具を把持する工具保
持手段を有し、前記中間搬送装置が、前記工具のシャン
ク部を受入可能なシャンク把持部を有する中間搬送部材
と、前記中間搬送部材のシャンク把持部を、工具受渡位
置に割出された工具交換アーム上の工具のシャンク部と
整列する第1整列位置と、工具受渡位置に割出された工
具マガジン上の工具のシャンク部と整列する第2整列位
置と、これら各整列位置においてシャンク部を受入れる
前進位置と、さらにシャンク部から離脱する後退位置を
結ぶ矩形の移動経路に沿って移動するシフト機構とより
構成されていることにより、工具把持に格別な把持動作
をする必要はなく、中間搬送部材の単純な移動のみで工
具の受渡し、搬送を行うことができるものである。
Still further, in the machine tool provided with the automatic tool changer of the present invention, the tool has an annular tool holding groove at an intermediate position between a shank portion axially rearward and a front blade mounting portion. A tool holding means for holding the tool by engaging the tool magazine and the tool change arm with the pair of scissors members, which open and close, and the tool outlets are opposed to each other; An intermediate transfer member having a shank grip portion capable of receiving the shank portion of the tool, and aligning the shank grip portion of the intermediate transfer member with the shank portion of the tool on the tool exchange arm indexed to the tool transfer position. A first alignment position, a second alignment position for aligning the shank portion of the tool on the tool magazine indexed to the tool delivery position, a forward position for receiving the shank portion at each of these alignment positions, and With a shift mechanism that moves along a rectangular movement path that connects the retreat position that separates from the shank, it is not necessary to perform a special gripping operation for tool gripping, only a simple movement of the intermediate conveyance member The tool can be delivered and transported.

【0013】更にまた、本発明の自動工具交換装置を備
えた工作機械は、工具主軸の軸線と平行な軸線の周りに
回動可能であり、工具を前記軸線と平行にして支持する
一対の工具把持部を有する工具交換アームと、多数の工
具収納部を有し、工具主軸の軸線と平行な面内で前記工
具収納部を回動割出し可能であると共に、選択した工具
を保持する工具収納部を前記工具交換アームとの工具受
渡位置にその選択した工具の軸線が工具主軸と平行にな
るように割出し可能である工具マガジンとを含み、前記
工具が、その軸方向後方のシャンク部と前方の刃物装着
部との中間に環状の工具把持溝を有し、前記工具交換ア
ーム及び前記工具マガシンが前記工具把持溝に係合して
前記工具を把持する工具保持手段をそれぞれ前記工具把
持部及び前記工具収納部の各々に有すると共に、この工
具保持手段を工具取出口が前記工具受渡位置において互
いに対向される一対の開閉動作可能な鋏部材により構成
し、さらに、工具中間搬送装置を含み、この装置が、前
記工具のシャンク部を受入可能なシャンク把持部を有す
る中間搬送部材と、前記中間搬送部材のシャンク把持部
を、工具受渡位置に割出された工具交換アーム上の工具
のシャンク部と整列する第1整列位置と、工具受渡位置
に割出された工具マガジン上の工具のシャンク部と整列
する第2整列位置と、これら各整列位置においてシャン
ク部を受入れる前進位置と、さらにシャンク部から離脱
する後退位置を結ぶ矩形の移動経路に沿って移動するシ
フト機構とより構成されることにより、工具交換装置の
中間搬送装置として適用することができる特徴を有して
いるものである。
Furthermore, a machine tool provided with the automatic tool changer of the present invention is capable of rotating about an axis parallel to the axis of the tool spindle, and a pair of tools for supporting the tool in parallel with the axis. A tool exchange arm having a gripping portion, a tool storage having a large number of tool storage portions, capable of rotating and indexing the tool storage portion in a plane parallel to the axis of the tool spindle, and holding a selected tool; A tool magazine indexable so that the axis of the selected tool is parallel to the tool spindle at a tool transfer position with the tool change arm, wherein the tool has a shank portion axially rearward thereof. A tool holding means having an annular tool holding groove at an intermediate position with a front blade mounting portion, wherein the tool exchange arm and the tool magazine engage with the tool holding groove to hold the tool; And the tool The tool holding means is provided in each of the receiving portions, and the tool holding means is constituted by a pair of openable and closable scissors members whose tool take-out openings are opposed to each other at the tool transfer position, and further includes a tool intermediate transfer device. An intermediate transfer member having a shank gripper capable of receiving the shank portion of the tool, and aligning the shank gripper of the intermediate transfer member with the shank portion of the tool on the tool change arm indexed to the tool transfer position. A first alignment position, a second alignment position for aligning the shank portion of the tool on the tool magazine indexed to the tool delivery position, a forward position for receiving the shank portion at each of these alignment positions, and further separating from the shank portion. By being constituted by a shift mechanism that moves along a rectangular movement path connecting the retreat positions, it can be applied as an intermediate transfer device of a tool changing device. Those having features that can.

【0014】[0014]

【実施例】本発明の実施例を図1〜図7について説明す
る。本発明の自動工具交換装置を備えた工作機械の基本
構成は、図1及び図2に示されるように、ベッド1上の
左右方向(X軸方向)に固定されたガイド2、2上にコ
ラム5が摺動自在に設けられ、コラム5の前面両側の垂
直方向(Y軸方向)に設けられたがイド6、6に沿って
工具主軸13を支持する主軸サドル7が垂直方向に摺動
自在に支持され、コラム5の水平前後方向(Z軸方向)
のガイド11、11に沿って工具主軸13を回転自在に
支持する主軸支持要素としての4角形断面のラム9が前
後方向に摺動自在に支持されている。ベッド1の前方部
には旋回テーブル17が固定位置で旋回可能に設けられ
ており、旋回テーブル17上に固定された工作物Wに対
して、主軸13先端に固定される工具を、工作機械の左
右方向(X軸方向),垂直方向(Y軸方向),前後方向
(Z軸方向)に制御移動させながら加工を行うものであ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, a basic configuration of a machine tool provided with an automatic tool changer according to the present invention includes columns on guides 2 and 2 fixed on a bed 1 in a left-right direction (X-axis direction). 5 is provided so as to be slidable, and is provided in the vertical direction (Y-axis direction) on both sides of the front surface of the column 5, but the spindle saddle 7 supporting the tool spindle 13 along the ids 6, 6 is slidable in the vertical direction. Supported in the horizontal direction of the column 5 (Z-axis direction)
A ram 9 having a square cross section as a spindle supporting element for rotatably supporting the tool spindle 13 along the guides 11, 11 is slidably supported in the front-rear direction. A swivel table 17 is provided at the front of the bed 1 so as to be able to swivel at a fixed position, and a tool fixed to the tip of the spindle 13 with respect to a workpiece W fixed on the swivel table 17 is moved by a machine tool. Processing is performed while being controlled and moved in the left-right direction (X-axis direction), the vertical direction (Y-axis direction), and the front-rear direction (Z-axis direction).

【0015】コラム5はベッド1上のガイドレール2、
2に沿ってX軸方向送りモータ4により回転される送り
ねじ3によりX軸方向に摺動され、該コラム5には中間
部に空間が形成され、その中空部にその前面両側の垂直
方向のガイドレール6、6に沿って案内支持された工具
主軸支持要素を有する主軸サドル7が2つのY軸方向送
りモータ15、15で回転されるY軸方向送りねじ8、
8によりY軸方向(垂直方向)に摺動され、主軸サドル
7には水平前後方向(Z軸方向)にガイドレール11、
11が設けられ、該ガイドレール11、11に沿って、
主軸支持要素としての4角形断面のラム9がその下方に
設けられたZ軸方向送り用のねじ12により摺動され
る。
The column 5 is a guide rail 2 on the bed 1,
The column 5 is slid in the X-axis direction by a feed screw 3 rotated by an X-axis direction feed motor 4, and a space is formed in an intermediate portion of the column 5, and a hollow portion is formed in a vertical portion on both sides of a front surface thereof. A spindle saddle 7 having a tool spindle support element guided and supported along guide rails 6, 6 is rotated by two Y-axis feed motors 15, 15, a Y-axis feed screw 8,
The guide rail 11 is slid in the Y-axis direction (vertical direction) by the main spindle saddle 7 in the horizontal front-rear direction (Z-axis direction).
11 are provided, and along the guide rails 11, 11,
A ram 9 having a quadrangular cross section as a main shaft supporting element is slid by a screw 12 provided below the ram 9 for feeding in the Z-axis direction.

【0016】ラム9には工具主軸13が回転自在に支持
され、その後部に設けられた主軸モータ14により回転
駆動される。コラム5の直前部には、ベッド1の両側か
ら立設された工具交換装置を支持するための支持部材1
8が設けられており、該支持部材18には工具主軸13
の上限位置よりも高い位置に工具交換装置20を支持す
るためのブリッジ19が水平方向に設けられている。ブ
リッジ19の左端部にはカバーにより覆われた工具交換
装置20が設けられ、コラム5の左側面部には、多数の
工具収納部を有し、工具主軸13の軸線と平行な面内で
工具収納部を回動割出し可能であり、選択した工具を保
持する工具収納部を工具交換アーム22との工具受渡位
置に工具主軸13と平行に割出し可能である工具マガジ
ン50が設けられている。
A tool spindle 13 is rotatably supported by the ram 9, and is driven to rotate by a spindle motor 14 provided at the rear thereof. A support member 1 for supporting a tool changing device erected from both sides of the bed 1 is provided immediately before the column 5.
The support member 18 has a tool spindle 13.
A bridge 19 for supporting the tool changer 20 at a position higher than the upper limit position is provided in the horizontal direction. A tool changing device 20 covered by a cover is provided at the left end of the bridge 19, and a large number of tool storage sections are provided on the left side of the column 5, and tools are stored in a plane parallel to the axis of the tool spindle 13. A tool magazine 50 is provided which is rotatable and indexable, and is capable of indexing a tool storage portion for holding a selected tool in a tool transfer position with the tool changing arm 22 in parallel with the tool spindle 13.

【0017】次に、自動工具交換装置20について図3
〜図5により説明する。前記ブリッジ19には、その左
端部の工具交換位置に工具交換装置20が設けられてい
る。すなわち、ブリッジ19には、工具交換アーム22
の支持部材21が直接固定さており、該支持部材21の
下端に工具交換アーム22が回転自在に支持され、該工
具交換アーム22は扇形をなし、その扇形部分の先端部
に一定の角度(この実施例では鋭角)を隔てた位置に工
具把持部23、23´が設けられている。2つの工具把
持部23、23´が配置される角度は、そこに把持され
る工具の径の大きさにもよるが、角度が小さい程、工具
交換のための工具交換アーム22の回転角を小さくする
ことができ、工具交換時間の短縮になる。この点につい
ていえば、従来の直線の工具交換アーム(すなわち18
0度)と比較した場合には、180度以下であればその
効果を得ることができるが、好適には鋭角、すなわち9
0度以下とすることにより特に効果が期待できる。2つ
の工具把持部23、23´には、それぞれ工具把持手段
として、先端が解放された円形状の工具収容部を形成す
る固定把持爪23a、23a´と、ピン24、24´に
より枢着されスプリング25、25´により挟持方向に
付勢された可動把持爪23b,23b´とから構成さ
れ、その先端開放部分は工具60が嵌合しやすいように
先端広がり状に形成されており、これら1対の鋏部材に
より工具の把持溝63を挟持するようになっている。
Next, the automatic tool changer 20 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. The bridge 19 is provided with a tool changing device 20 at a tool changing position at the left end. That is, the bridge 19 has the tool change arm 22
Is directly fixed, and a tool changing arm 22 is rotatably supported at the lower end of the supporting member 21. The tool changing arm 22 has a sector shape, and a fixed angle (this angle) Tool grips 23 and 23 'are provided at positions separated by an acute angle in the embodiment. The angle at which the two tool grippers 23, 23 'are arranged depends on the diameter of the tool gripped there, but the smaller the angle, the more the rotation angle of the tool change arm 22 for tool change. It can be made smaller and the tool change time is shortened. In this regard, the conventional straight tool change arm (ie, 18
0 degree), the effect can be obtained if the angle is 180 degrees or less, but it is preferably an acute angle, that is, 9 degrees.
An effect can be particularly expected by setting the angle to 0 degrees or less. The two tool gripping portions 23 and 23 'are pivotally attached to the two tool gripping portions 23 and 23' as fixed tool claws 23a and 23a 'forming a circular tool storage portion having open ends and pins 24 and 24', respectively. The movable gripping claws 23b, 23b 'are urged in the clamping direction by the springs 25, 25', and the open end thereof is formed to have a widened front end so that the tool 60 can be easily fitted. The pair of scissors members hold the gripping groove 63 of the tool.

【0018】工具交換アーム22は、支持部材21に固
定されたモータ36より減速装置37を介して回転され
る回転部材38に固定されているので、モータ36の回
転により回転される。工具交換アーム22の回転軸線は
工具主軸13の軸線と平行であり、その先端に設けられ
た一対の工具把持部23、23´が工具交換位置に割出
し位置決めされた工具主軸13の前端よりも前方に位置
するように、工具交換装置20が前記ブリッジ19に取
付けられ、工具交換アーム22はその軸心方向へは移動
しない構成となっている。したがって、工具交換時にお
いては、一対の工具把持部23、23´を選択的に工具
主軸13と同心位置に割出し回動する工具交換アーム2
2の動作と、工具主軸13の前進後退動作とが協働する
ことにより工具交換作業が行われる。
The tool changing arm 22 is fixed to a rotating member 38 which is rotated by a motor 36 fixed to the supporting member 21 via a reduction gear 37, and is rotated by the rotation of the motor 36. The rotation axis of the tool change arm 22 is parallel to the axis of the tool spindle 13, and a pair of tool gripping portions 23, 23 ′ provided at the end thereof are indexed to the tool change position and are located at positions higher than the front end of the tool spindle 13. A tool changing device 20 is attached to the bridge 19 so as to be located forward, and the tool changing arm 22 does not move in the axial direction. Therefore, at the time of tool change, the tool change arm 2 that selectively indexes and rotates the pair of tool grips 23 and 23 ′ at a position concentric with the tool spindle 13.
The tool change operation is performed by the operation 2 and the forward / backward movement of the tool spindle 13 cooperating with each other.

【0019】工具交換アーム22の左側に工具交換アー
ム22の工具把持部23、23´と工具マガジン50の
工具収納部54との間で工具60を搬送する中間搬送部
材としてのシャトルアーム30が配置されている。前記
工具交換アーム22の支持部材21の上部がブリッジ1
9の上部に突き抜け、ブリッジ19と平行にシャトルア
ーム30の支持用基板34が形成され、その水平方向に
ガイド33が固定されており、そのガイド33に沿って
キャリッジ32が流体圧シリンダ35により水平方向に
スライドできるように構成され、キャリッジ32には、
工具主軸13の軸線と平行な方向に流体圧シリンダ31
が設けられ、シャトルアーム30はその流体圧ピストン
31´の先端に固定されている。キャリッジ32は、流
体圧シリンダ31の両側で工具主軸13の軸線と平行に
配置されると共に基端がシャトルアーム30に結合され
た一対のガイドバー30を軸方向移動可能に案内してい
る。したがって、シャトルアーム30は、流体圧シリン
ダ31により工具主軸13の軸線と平行な方向に移動す
ることができ、更に流体圧シリンダ35により左右方向
(X軸方向)に移動することができる。シャトルアーム
30の先端には工具のシャンク部62を嵌合保持するシ
ャンク把持部45が設けられ、そのシャンク把持部45
に直角方向からスプリングにより付勢された保持ボール
46が設けられており、工具の後方からシャンク把持部
45を工具のシャンク部62に嵌合し保持ボール46が
シャンク部62に溝に押圧係合することにより工具60
を保持するように構成されている。
On the left side of the tool change arm 22, a shuttle arm 30 is disposed as an intermediate transfer member for transferring the tool 60 between the tool holding portions 23 and 23 'of the tool change arm 22 and the tool storage portion 54 of the tool magazine 50. Have been. The upper part of the support member 21 of the tool change arm 22 is the bridge 1
9, a support substrate 34 of the shuttle arm 30 is formed in parallel with the bridge 19, and a guide 33 is fixed in the horizontal direction, and the carriage 32 is horizontally moved by the hydraulic cylinder 35 along the guide 33. It is configured to be able to slide in the
The fluid pressure cylinder 31 extends in a direction parallel to the axis of the tool spindle 13.
Is provided, and the shuttle arm 30 is fixed to the tip of the fluid pressure piston 31 '. The carriage 32 is disposed on both sides of the fluid pressure cylinder 31 in parallel with the axis of the tool spindle 13 and guides a pair of guide bars 30 whose base ends are coupled to the shuttle arm 30 movably in the axial direction. Accordingly, the shuttle arm 30 can be moved by the fluid pressure cylinder 31 in a direction parallel to the axis of the tool spindle 13, and furthermore, can be moved by the fluid pressure cylinder 35 in the left-right direction (X-axis direction). A shank grip 45 for fitting and holding a shank 62 of a tool is provided at the tip of the shuttle arm 30.
Is provided with a holding ball 46 urged by a spring from a direction perpendicular to the tool. The tool 60
Is configured to be held.

【0020】工具マガジン50は、コラム5の左側面側
でベッド1上に設けられ、上下一対のスプロケット51
に係合回転されるチエン52の外周に適宜間隔を置いて
L字状の工具収納部支持部材53が固定され、該工具収
納部支持部材53には、それぞれ工具収納部54が固定
され、工具主軸13の軸線と平行な面内で工具収納部5
4を回動割出し可能であり、選択した工具を保持する工
具収納部54を工具交換アーム22との工具受渡位置に
割出された工具60の軸線が工具主軸13の軸線と平行
になるように設けられている(特に、図5参照)。工具
収納部54は、工具交換アーム22の工具把持部23と
同様に、工具把持手段として先端が解放された円形状の
工具収容部を形成する固定把持爪54aと、ピン55に
より枢着されスプリング56により挟持方向に付勢され
た可動把持爪54bとから構成され、その先端部分は工
具60が嵌合しやすいように先端広がり状に形成されて
おり、これら1対の鋏部材により工具の把持溝63を挟
持するようになっている。なお、57は工具マガジン5
0側面に設けられたバックアップ部材であり、チエン5
2上の工具収納部の必要以上の振れを防いでいるもので
ある。
The tool magazine 50 is provided on the bed 1 on the left side of the column 5 and includes a pair of upper and lower sprockets 51.
An L-shaped tool storage portion support member 53 is fixed at appropriate intervals on the outer periphery of a chain 52 that is engaged and rotated with a tool storage portion 54, and a tool storage portion 54 is fixed to the tool storage portion support member 53, respectively. In a plane parallel to the axis of the main shaft 13, the tool storage portion 5
4 can be rotated and indexed, so that the axis of the tool 60 indexed to the tool transfer position with the tool change arm 22 is parallel to the axis of the tool spindle 13. (In particular, see FIG. 5). The tool storage portion 54 is, similarly to the tool grip portion 23 of the tool change arm 22, a fixed gripping claw 54 a forming a circular tool storage portion having a free end as a tool gripping means, and a pin 55 pivotally mounted by a pin 55. And a movable gripping claw 54b urged in the clamping direction by 56. The distal end of the movable gripping claw 54b is formed so as to have a widened distal end so that the tool 60 can be easily fitted. The groove 63 is sandwiched. 57 is a tool magazine 5
0 is a backup member provided on the side surface.
2 prevents undesired deflection of the upper tool storage section.

【0021】各工具60は、図5に示されるように、そ
の軸方向後方のシャンク部62と前方の刃物装着部61
との中間に環状の工具把持溝63を有しており、工具マ
ガジン50の工具収納部56及び工具交換アーム22の
工具把持部23、23´における固定把持爪23a、5
4aと可動把持爪23b、54bが前記工具把持溝63
に係合し、工具が保持されるようになっている。
As shown in FIG. 5, each of the tools 60 has a shank portion 62 at the rear in the axial direction and a tool mounting portion 61 at the front.
The tool holding groove 63 in the tool magazine 50 and the fixed holding claws 23 a, 5 a in the tool holding portions 23, 23 ′ of the tool change arm 22.
4a and the movable gripping claws 23b and 54b
And the tool is held.

【0022】工具マガジン50の工具収納部54の両工
具把持爪54a、54bはその解放方向が工具交換アー
ム22上の工具把持部23の方向を向くように固定さ
れ、また工具の搬送を受ける位置に割り出された工具交
換アーム22の工具把持爪23a、23bも工具マガジ
ン50の工具収納部54の方向を向くように固定されて
いる。すなわち、図3に示された工具交換アーム22の
位置においては、工具把持部23´が工具の搬送を受け
る位置であり、その工具把持爪23a´,23b´の開
放方向が工具マガジン50の工具収納部54における両
工具把持爪54a、54bの開放方向と相対面するよう
に配置されている。工具交換アーム22の工具把持部2
3から工具マガジン50の工具収納部54へ工具60を
搬送するには、図5に示されているように、まず、シャ
トルアーム30のシャンク把持部45を、工具受渡位置
に割出された工具交換アーム22上の工具のシャンク部
23と整列させ、シャトルアーム30を流体圧シリンダ
31により前方(矢印イの方向)に移動させ、その先端
に設けられたシャンク把持部45を工具のシャンク部6
2に後方から嵌合し、付勢された保持ボール46を工具
シャンク部の溝に係合することにより保持する。
The tool holding claws 54a and 54b of the tool storage portion 54 of the tool magazine 50 are fixed such that their release directions are directed toward the tool holding portion 23 on the tool change arm 22, and are also at positions where the tool is to be transported. The tool gripping claws 23a and 23b of the tool changing arm 22 indexed to the tool magazine 50 are also fixed so as to face the tool storage portion 54 of the tool magazine 50. That is, at the position of the tool change arm 22 shown in FIG. 3, the tool gripping portion 23 'is a position where the tool is conveyed, and the opening direction of the tool gripping claws 23a' and 23b 'is determined by the direction of the tool magazine 50. The two tool gripping claws 54 a and 54 b in the storage section 54 are disposed so as to face the opening direction. Tool gripper 2 of tool change arm 22
In order to transfer the tool 60 from the tool magazine 3 to the tool storage portion 54 of the tool magazine 50, first, as shown in FIG. 5, the shank grip portion 45 of the shuttle arm 30 is moved to the tool delivery position. The shuttle arm 30 is moved forward (in the direction of arrow A) by the fluid pressure cylinder 31 and the shank grip 45 provided at the tip of the shuttle arm 30 is aligned with the shank 23 of the tool on the exchange arm 22.
2 is held from behind by engaging the biased holding ball 46 with the groove of the tool shank portion.

【0023】次にシャトルアーム30を流体圧シリンダ
35により左方向(矢印ロの方向)に移動することによ
り、工具61を工具交換アームの工具把持爪23a´,
23b´の開放側へ抜き取り、工具マガジンの工具把持
爪54a、54bの開放側からそのスプリング56に抗
して挿入して工具マガジン50の工具把持手段と整列す
る位置で停止し、シャトルアーム30を流体圧シリンダ
31により後方(矢印ハの方向)に移動させ、その先端
に設けられたシャンク把持部45を工具のシャンク部6
2の後方へ抜く。L字状の支持部材53は、シャンく把
持部45の後方移動を許容する空間を有している。この
際、工具60はその環状の工具把持溝63に工具把持爪
54a、54bが係合し、挟持されているため、保持ボ
ール46の押圧にかかわらず容易にシャトルアーム30
を工具シャンク部62から抜くことができる。最後にシ
ャトルアーム30を流体圧シリンダ35により右方向
(矢印ニの方向)に移動させて元の位置に戻る。したが
って、シャトルアーム30の移動は、前記のように矢印
イ、ロ、ハ、ニの経路、すなわち矩形の経路により工具
交換アーム22から工具マガジン50への工具の搬送を
行うことができる。
Next, by moving the shuttle arm 30 to the left (in the direction of arrow B) by the fluid pressure cylinder 35, the tool 61 is moved to the tool gripping claws 23a 'of the tool changing arm.
23b 'is pulled out to the open side, inserted from the tool gripping claws 54a, 54b of the tool magazine against the spring 56 and stopped at a position aligned with the tool gripping means of the tool magazine 50, and the shuttle arm 30 is moved. It is moved backward (in the direction of arrow C) by the fluid pressure cylinder 31 and the shank grip 45 provided at the end thereof is moved to the shank 6 of the tool.
Pull back to 2. The L-shaped support member 53 has a space that allows the grip portion 45 to move rearward. At this time, the tool 60 is easily held by the shuttle arm 30 regardless of the pressing of the holding ball 46 because the tool gripping claws 54a and 54b are engaged with the annular tool gripping groove 63 and are nipped.
Can be removed from the tool shank 62. Finally, the shuttle arm 30 is moved rightward (in the direction of arrow d) by the fluid pressure cylinder 35 to return to the original position. Therefore, the shuttle arm 30 can move the tool from the tool change arm 22 to the tool magazine 50 along the route of arrows A, B, C, and D, that is, the rectangular route as described above.

【0024】工具マガジン50の工具収納部54から工
具交換アーム22の工具把持部23へ工具60を搬送す
るには、今の説明のサイクルと逆のサイクル、すなわ
ち、まず、シャトルアーム30のシャンク把持部45
を、矢印ニの逆方向に移動させ、工具受渡位置に割出さ
れた工具マガジン50上の工具60のシャンク部62と
整列させ、更にハ、ロ、イを逆行する順序で同じく矩形
の経路をたどってシャトルアーム30を移動させること
により遂行することができる。また、シャトルアーム3
0の動作と、工具マガジン30の割出し位置決めと、工
具交換アーム22の割出し位置決めとを適宜組み合わせ
ることにより効率良く両者間の工具の搬送を行うことが
できる。工具交換はできる限り短時間に素早く行う必要
があるため、工具の移動距離をできる限り短くすること
が必要となるため、工具交換アーム22及びシャトルア
ーム30の形状は図3に示されるように工夫された形状
となっている。
The transfer of the tool 60 from the tool storage section 54 of the tool magazine 50 to the tool holding section 23 of the tool change arm 22 is the reverse of the cycle just described, that is, first, the shank holding of the shuttle arm 30 is performed. Part 45
Is moved in the direction opposite to the arrow d to align with the shank portion 62 of the tool 60 on the tool magazine 50 indexed to the tool delivery position. This can be accomplished by moving the shuttle arm 30 along the path. Shuttle arm 3
By appropriately combining the operation 0, the index positioning of the tool magazine 30, and the index positioning of the tool change arm 22, the tool can be efficiently transported between them. Since the tool change needs to be performed quickly and as quickly as possible, it is necessary to shorten the moving distance of the tool as much as possible. Therefore, the shapes of the tool change arm 22 and the shuttle arm 30 are devised as shown in FIG. Shape.

【0025】工具交換装置全体は、切屑等の侵入を防止
するため前記ブリッジ19に固定された固定カバー40
により覆われている。しかし、工具を交換する必要があ
るため、工具主軸13と工具交換アーム22の間、及び
シャトルアーム30により工具を搬送するための工具交
換アーム22と工具マガジン50との間には、そのため
の開口部41及び42が設けられている。
The entire tool changing device is provided with a fixed cover 40 fixed to the bridge 19 in order to prevent chips and the like from entering.
Covered by However, since it is necessary to change the tool, there is an opening between the tool spindle 13 and the tool changing arm 22 and between the tool changing arm 22 for transferring the tool by the shuttle arm 30 and the tool magazine 50. Parts 41 and 42 are provided.

【0026】工具を交換する時には、工具主軸13と工
具交換アーム22とはできる限り接近した位置に配置し
なければならないので、図3に示されるように固定カバ
ー40の工具主軸側開口部41は切り欠き形状をしてい
る。工具主軸側開口部41は加工領域に面しているた
め、加工中に切屑が飛び込むので、カバーする必要があ
る。そこで本発明の実施例においては、前記開口部41
を閉鎖するように可動カバー43を直接工具交換アーム
22の側面に固定している。工具主軸13の移動範囲を
できる限り制限しないように、本実施例では可動カバー
43は約直角の断面形状を有し、かつ、前記固定カバー
40の開口部41を閉鎖できる形状となっている。前記
固定カバー40の開口部41を閉鎖できる可動カバー4
3を直接工具交換アーム22の側面に固定しているの
で、工具交換を行う際、別の機構により可動カバーを開
閉する必要がなく、その時間が省略され工具交換時間を
短縮することができた。更に本実施例においては工具交
換アーム22は扇形形状としているので、工具交換のた
めの回転角を180度より小さくできるので工具交換時
間は更に短縮化されている。前記カバー装置の工具マガ
ジン側の開口部42は加工領域の反対側にあるので、特
に可動カバーを設ける必要はないが、出来る限り塵等の
侵入を防止するため、その開口部に可撓性のブラシを設
ける等の何らかの機構を設けてもよい。
When the tool is changed, the tool spindle 13 and the tool change arm 22 must be arranged as close as possible to each other. Therefore, as shown in FIG. It has a notched shape. Since the tool spindle side opening portion 41 faces the machining area, chips enter during machining, and thus need to be covered. Therefore, in the embodiment of the present invention, the opening 41
The movable cover 43 is directly fixed to the side surface of the tool change arm 22 so as to be closed. In this embodiment, the movable cover 43 has a substantially right-angle cross-sectional shape and a shape capable of closing the opening 41 of the fixed cover 40 so that the movement range of the tool spindle 13 is not limited as much as possible. The movable cover 4 capable of closing the opening 41 of the fixed cover 40
3 is directly fixed to the side surface of the tool change arm 22, so that it is not necessary to open and close the movable cover by another mechanism when performing the tool change, and the time is omitted, and the tool change time can be reduced. . Further, in this embodiment, since the tool change arm 22 has a sector shape, the rotation angle for tool change can be made smaller than 180 degrees, so that the tool change time is further shortened. Since the opening 42 on the tool magazine side of the cover device is located on the opposite side of the processing area, there is no need to provide a movable cover. However, in order to prevent intrusion of dust and the like as much as possible, a flexible Some mechanism such as providing a brush may be provided.

【0027】次に、本発明の自動工具交換装置を備えた
工作機械の作動を説明する。本発明の自動工具交換装置
を備えた工作機械は、ベッド1の前方部の旋回テーブル
17上に固定された工作物Wに対して、工具主軸13先
端に固定された工具を、コラム5をベッド1上のガイド
レール2、2に沿ってX軸方向送りモータ4により工作
機械の左右方向(X軸方向)に移動させ、コラム5の前
面両側の垂直方向のガイドレール6、6に沿って案内支
持された主軸サドル7をY軸方向送りモータ15、15
によりY軸方向(垂直方向)に移動させ、主軸サドル7
の水平前後方向(Z軸方向)のガイドレール11、11
に沿ってZ軸方向送り用のねじ12により移動されるラ
ム9により前後方向(Z軸方向)に、それぞれ制御移動
させながら加工を行うものである。各モータはいずれも
サーボモータが用いられており、数値制御(NC)等の
適当な制御装置により工作機械全体が制御作動されるも
のである。
Next, the operation of the machine tool provided with the automatic tool changer of the present invention will be described. The machine tool provided with the automatic tool changer according to the present invention is configured such that the tool fixed to the tip of the tool spindle 13 and the column 5 are placed on the bed 5 with respect to the workpiece W fixed on the turntable 17 at the front part of the bed 1 1 is moved in the left-right direction (X-axis direction) of the machine tool by the X-axis direction feed motor 4 along the upper guide rails 2, 2 and guided along the vertical guide rails 6, 6 on both sides of the front surface of the column 5. The supported spindle saddle 7 is moved to the Y-axis direction feed motors 15 and 15.
To move in the Y-axis direction (vertical direction).
Guide rails 11 in the horizontal front-rear direction (Z-axis direction)
Is carried out while being controlled and moved in the front-rear direction (Z-axis direction) by a ram 9 moved by a Z-direction feed screw 12 along the axis. Each motor uses a servomotor, and the entire machine tool is controlled and operated by an appropriate control device such as a numerical control (NC).

【0028】自動工具交換動作は、代表的には図6に示
される工具交換サイクルにより行われることになるの
で、図6について説明する。図6の(a)から(b)
(c)〜(h)へ動作が進むことになる。まず(a)の
状態は、1つの工具60aによる加工工程中で、可動カ
バー43により固定カバー40の開口部41が閉鎖され
ている状態を示している。工具交換アーム22の工具把
持部(工具把持爪)は、工具主軸13に近い側23が使
用済み工具60aを受けとるために空になっており、他
の工具把持部23´には次に使用される工具60bが把
持されて、待機状態となっている。そこで、工具60a
による加工工程が終了すると、工具主軸13は、Z軸方
向に後退した位置、すなわち、工具主軸端面が工具交換
アーム22より後になり、工具の工具把持溝63が、工
具交換アーム22の工具把持部23に整列する位置に待
機される。
Since the automatic tool change operation is typically performed by the tool change cycle shown in FIG. 6, FIG. 6 will be described. 6 (a) to 6 (b)
The operation proceeds to (c) to (h). First, the state (a) shows a state in which the opening 41 of the fixed cover 40 is closed by the movable cover 43 during the machining process using one tool 60a. The tool holding portion (tool holding claw) of the tool changing arm 22 is empty on the side 23 close to the tool spindle 13 for receiving the used tool 60a, and is used next for the other tool holding portion 23 '. Tool 60b is held and is in a standby state. Therefore, the tool 60a
Is completed, the tool spindle 13 is retracted in the Z-axis direction, that is, the tool spindle end face is located behind the tool changing arm 22, and the tool holding groove 63 of the tool is inserted into the tool holding portion of the tool changing arm 22. 23.

【0029】次に、(b)の段階では、工具交換アーム
22の空の工具把持部23が工具主軸13の工具交換位
置と上下方向に整列する位置に来るように工具交換アー
ム22を反時計方向に回転(θ1)される。その位置
で、工具主軸13が上昇させられ、工具主軸端面に固定
さた工具60aの工具把持溝63が工具交換アーム22
の空の工具把持部23に係合される(c)。工具60a
が工具交換アーム22の空の工具把持部23に係合され
た状態で、工具主軸13のドローボルトを解除し、主軸
13は更に後退させられ、工具シャンク部62から完全
に離れる。(d)においては、工具交換アーム22を更
に反時計方向に回転(θ2)させ、工具交換アーム22
の他の工具把持部23´に把持された次に使用する工具
60bを工具主軸13の軸線に整列させる。その位置
で、工具主軸13を前進させその先端の工具受入れ孔に
工具60bのシャンク部62を嵌合させ、ドローボルト
により工具60bを工具主軸13に固定する。(e)で
は、工具主軸13を降下させて、次の加工位置へ移動さ
せる。この場合、工具交換アーム22の工具把持部23
´は、前述のように、先端が開放され、スプリング25
により挟持方向に付勢された可動把持爪23b´により
構成されているので、工具60bを下降させることによ
り工具把持部23´より容易に工具60bを外すことが
できる。
Next, in the stage (b), the tool change arm 22 is rotated counterclockwise so that the empty tool gripping portion 23 of the tool change arm 22 is aligned with the tool change position of the tool spindle 13 in the vertical direction. In the direction (θ1). At that position, the tool spindle 13 is raised, and the tool gripping groove 63 of the tool 60a fixed to the end face of the tool spindle is moved to the tool changing arm 22.
(C). Tool 60a
Is engaged with the empty tool gripping portion 23 of the tool change arm 22, the draw bolt of the tool spindle 13 is released, and the spindle 13 is further retracted to completely separate from the tool shank portion 62. In (d), the tool change arm 22 is further rotated counterclockwise (θ2), and the tool change arm 22 is rotated.
The tool 60b to be used next held by the other tool holding portion 23 'is aligned with the axis of the tool spindle 13. At that position, the tool spindle 13 is advanced, the shank portion 62 of the tool 60b is fitted into the tool receiving hole at the tip thereof, and the tool 60b is fixed to the tool spindle 13 with a draw bolt. In (e), the tool spindle 13 is lowered and moved to the next machining position. In this case, the tool holding portion 23 of the tool change arm 22
′ Is, as described above, the tip is opened and the spring 25
The tool 60b can be easily removed from the tool gripping portion 23 'by lowering the tool 60b because the movable gripping claw 23b' is biased in the holding direction.

【0030】(f)では、工具主軸13が更に下降し、
工具交換アーム22の回転と(可動カバーを含めて)干
渉しない位置まで下降した段階で、工具交換アーム22
を時計方向に回転(θ3)させ、使用済み工具60a
が、工具搬送のためのシャトルアーム42のシャンク把
持部45に整列するようにさせる。その角度位置におい
て、シャトルアーム45を作動させて使用済み工具60
aを工具マガジン50の空の工具収納部54に戻す
(g)。(h)において、工具交換アーム22を反時計
方向に回転(θ4)させ、最初の待機位置(a)に戻
し、シャトルアーム42によりその次に使用する工具6
0cを工具マガジンより工具交換アーム22の他の工具
把持部23´に収容する。その状態で、工具交換装置の
カバー40の開口部41は可動カバー43により完全に
閉鎖され、その後工具60bによる加工が行われること
になる。
In (f), the tool spindle 13 further descends,
When the tool change arm 22 is lowered to a position where it does not interfere with the rotation of the tool change arm 22 (including the movable cover), the tool change arm 22
Is rotated clockwise (θ3), and the used tool 60a
Are aligned with the shank grip 45 of the shuttle arm 42 for tool transfer. At that angular position, the shuttle tool 45 is operated to use the used tool 60.
a is returned to the empty tool storage portion 54 of the tool magazine 50 (g). In (h), the tool change arm 22 is rotated counterclockwise (θ4) to return to the first standby position (a), and the shuttle
0c is housed in another tool holding portion 23 'of the tool change arm 22 from the tool magazine. In this state, the opening 41 of the cover 40 of the tool changing device is completely closed by the movable cover 43, and thereafter, the processing by the tool 60b is performed.

【0031】工具交換サイクルは前述の図6のもののみ
ではなく他にいろいろの工具交換サイクルが考えられ、
その一例として図7の(a)から(b)(c)〜(h)
への動作サイクルを説明する。図6の工具交換サイクル
と共通する動作は省略する。まず図7の(a)の状態
は、1つの工具60aによる加工工程中で、可動カバー
43により固定カバーの開口部が閉鎖されている状態を
示しており、これから使用中の工具60aを次に使用が
予定されている工具60bと交換するための待機状態を
示している。工具交換アーム22の工具把持部(工具把
持爪)には、工具主軸13に近い側の工具把持部23に
次に使用される工具60bが把持されており、工具主軸
13から離れた他の工具把持部23´が使用済み工具6
0aを受けとるために空になっている点で、前述の図6
の交換サイクル(a)とは相違している。そこで、工具
60aによる加工工程が終了すると、工具主軸13は、
Z軸方向に後退した位置、すなわち、工具主軸端面が工
具交換アーム22より後になり、工具の工具把持溝63
が、工具交換アーム22の工具把持部に整列する位置に
待機される。
The tool change cycle is not limited to the one shown in FIG. 6, and various other tool change cycles are conceivable.
As an example, FIG. 7A to FIG. 7B to FIG.
An operation cycle to the operation will be described. Operations common to the tool change cycle of FIG. 6 are omitted. First, the state of FIG. 7A shows a state in which the opening of the fixed cover is closed by the movable cover 43 during the machining process using one tool 60a. The standby state for exchanging with the tool 60b scheduled to be used is shown. The tool 60b to be used next is gripped by the tool gripping portion (tool gripping claw) of the tool change arm 22 on the tool gripping portion 23 on the side close to the tool spindle 13, and another tool separated from the tool spindle 13 The gripper 23 'is used tool 6
FIG. 6 is empty in order to receive 0a.
Is different from the exchange cycle (a). Therefore, when the machining process using the tool 60a is completed, the tool spindle 13
The position retracted in the Z-axis direction, that is, the tool spindle end face comes after the tool change arm 22, and the tool holding groove 63
Is waiting at a position aligned with the tool gripper of the tool change arm 22.

【0032】次に、(b)の段階では、工具交換アーム
22の空の工具把持部23´が工具主軸13の工具交換
位置と上下方向に整列する位置に来るように工具交換ア
ーム22を反時計方向に回転(θ3´)される。この場
合の回転角は図6の(b)段階の回転角(θ1)より大
きくなる。その位置で、主軸13が上昇させられ、工具
主軸端面に固定さた工具60aが工具交換アーム22の
空の工具把持部23´に係合される(c)。(d)にお
いては、工具交換アーム22を時計方向に回転(θ2)
させ、工具交換アーム22の他の工具把持部23に把持
された次に使用する工具60bを工具主軸13の軸線に
整列させる。その位置で、工具主軸13を前進させその
先端の工具受入れ孔に工具60bのシャンク部62を嵌
合させ、ドローボルトにより工具60bを工具主軸13
に固定する。
Next, in the step (b), the tool changing arm 22 is turned so that the empty tool gripping portion 23 ′ of the tool changing arm 22 comes to a position vertically aligned with the tool changing position of the tool spindle 13. It is rotated clockwise (θ3 ′). The rotation angle in this case is larger than the rotation angle (θ1) in the stage (b) of FIG. At that position, the spindle 13 is raised, and the tool 60a fixed to the end face of the tool spindle is engaged with the empty tool holding portion 23 'of the tool change arm 22 (c). In (d), the tool change arm 22 is rotated clockwise (θ2).
Then, the tool 60b to be used next, which is gripped by the other tool gripper 23 of the tool change arm 22, is aligned with the axis of the tool spindle 13. At that position, the tool spindle 13 is advanced, the shank portion 62 of the tool 60b is fitted into the tool receiving hole at the tip thereof, and the tool 60b is moved to the tool spindle 13 by a draw bolt.
Fixed to.

【0033】(e)では、工具主軸13を降下させて、
次の加工位置へ移動させる。(f)では、工具主軸13
が更に下降し、工具交換アーム22の回転と(可動カバ
ーを含めて)干渉しない位置まで下降した段階で、工具
交換アーム22を時計方向に回転(θ1)させ、使用済
み工具60aが、工具搬送のためのシャトルアーム42
のシャンク把持部45に整列するようにさせる。その角
度位置において、シャトルアーム42を作動させて使用
済み工具60aを工具マガジンの空の工具収納部54に
戻す(g)。(h)において、工具交換アーム22の主
軸に近い位置の工具把持部23に工具マガジン50から
の次の工具60cを受け入れる位置に整列させるため、
工具交換アーム22を更に時計方向に回転(θ4´)さ
せ、シャトルアーム42によりその次に使用する工具6
0cを工具マガジン50より工具交換アーム22の他の
工具把持部23に収容する。そして、最初の待機位置
(a)に戻し、その後工具60bによる加工が行われる
ことになる。
In (e), the tool spindle 13 is lowered,
Move to the next processing position. In (f), the tool spindle 13
Is further lowered to a position where it does not interfere with the rotation of the tool change arm 22 (including the movable cover), the tool change arm 22 is rotated clockwise (θ1), and the used tool 60a Shuttle arm 42 for
To be aligned with the shank gripper 45 of FIG. At that angular position, the shuttle arm 42 is operated to return the used tool 60a to the empty tool storage portion 54 of the tool magazine (g). In (h), in order to align the tool holding portion 23 near the main axis of the tool change arm 22 with a position for receiving the next tool 60c from the tool magazine 50,
The tool changing arm 22 is further rotated clockwise (θ4 ′), and the shuttle
0c is stored in the other tool holding portion 23 of the tool change arm 22 from the tool magazine 50. Then, the operation returns to the initial standby position (a), and thereafter, the processing by the tool 60b is performed.

【0034】工具交換サイクルの例を図6及び図7につ
いて説明したが、これらを適宜組み合わせることもでき
る。すなわち、図7(g)の状態で、更に工具交換アー
ム22を回転せずに同じ工具把持部23´に工具60c
を収容し、図6(a)の状態に進み、次の交換サイクル
は図6のサイクルを実行し、図6(g)の状態から図7
(a)に進み再び図7の交換サイクルを実行することに
より、工具交換サイクルを短縮することも可能である。
Although the example of the tool change cycle has been described with reference to FIGS. 6 and 7, these can be appropriately combined. That is, in the state shown in FIG. 7 (g), the tool 60c is
6 (a), the next exchange cycle executes the cycle of FIG. 6, and from the state of FIG. 6 (g) to the state of FIG.
By proceeding to (a) and executing the change cycle of FIG. 7 again, the tool change cycle can be shortened.

【0035】(その他の実施例)前記実施例の自動工具
交換装置を備えた工作機械においては、工具主軸の工具
受入孔に対する工具の挿入、抜出し動作を、ラムを動作
させることにより工具主軸を前進後退移動させて行うよ
うにしているが、工具交換アームをその軸線方向に前進
後退移動させることにより行うようにしてもよい。前記
実施例の自動工具交換装置は、工具主軸の支持要素とし
てラム式主軸を有する形式の工作機械に適用している
が、その他の形式の工作機械、例えばコラム自体を工具
主軸支持要素として左右送り可能に設けると共に、前後
方向(Z軸方向)に進退させるような形式の工作機械に
も適用することができる。
(Other Embodiments) In the machine tool provided with the automatic tool changer of the above embodiment, the insertion and removal of the tool from the tool receiving hole of the tool spindle is performed by operating the ram to advance the tool spindle. Although the reversing movement is performed, the reversing movement may be performed by moving the tool changing arm forward and backward in the axial direction. The automatic tool changer of the embodiment is applied to a machine tool having a ram-type spindle as a support element for a tool spindle.However, other types of machine tools, for example, a column itself can be fed left and right as a tool spindle support element. The present invention can be applied to a machine tool of a type that is provided so as to be capable of moving forward and backward in the front-rear direction (Z-axis direction).

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明の自動工具交換装置を備えた工作
機械は、工具交換アームが、2つの工具把持部がアーム
の回転軸線と垂直な面に在り、かつ2つの工具把持部が
回転軸線に関し180度より小さい角度位置に配置され
ているので、工具交換のための回転角度が小さくて済
み、工具交換時間を短縮することができる。なお、工具
交換アームの、2つの工具把持部が配置される位置は、
回転軸線に関し90度より小さい角度位置に配置するこ
とにより、より効果を高めにることができる。工具交換
アームの工具受渡位置と工具マガジンの工具受渡位置と
の間で直線移動し、工具マガジンの工具収納部から工具
交換アームの工具把持部へ工具を搬入し、逆に工具交換
アームの工具把持部から工具マガジンの工具収納部へ工
具を搬出する中間搬送装置を設けることにより、工具マ
ガジンの工具収納部と工具交換アームの工具把持部との
工具の搬入、搬出時間を短縮することができ、全体の工
具交換時間を短縮することができる。また、工具マガジ
ンの工具収納部と工具交換アームの工具把持部との工具
の搬入、搬出する際、工具交換アームの工具把持部と工
具マガジンの工具収納部は、それらが工具受渡位置に割
出されたとき、それらの工具取出口を互いに相手側に向
けるように構成することにより、その位置で工具の姿勢
を変える必要がなく、直線移動できるので、効率的に工
具の搬送ができる。
According to the machine tool provided with the automatic tool changer of the present invention, the tool change arm has two tool grips on a plane perpendicular to the rotation axis of the arm, and the two tool grips have the rotation axis. Are arranged at an angle position smaller than 180 degrees, the rotation angle for tool change can be small, and the tool change time can be shortened. The positions where the two tool grips of the tool change arm are arranged are as follows:
By arranging at an angle position smaller than 90 degrees with respect to the rotation axis, the effect can be further enhanced. The tool moves linearly between the tool transfer position of the tool change arm and the tool transfer position of the tool magazine, loads the tool from the tool storage part of the tool magazine to the tool holding part of the tool change arm, and conversely holds the tool of the tool change arm. By providing an intermediate transfer device that carries out the tool from the unit to the tool storage unit of the tool magazine, it is possible to reduce the time for loading and unloading the tool between the tool storage unit of the tool magazine and the tool holding unit of the tool change arm, The overall tool change time can be reduced. When loading and unloading tools from the tool storage section of the tool magazine and the tool holding section of the tool change arm, the tool holding section of the tool change arm and the tool storage section of the tool magazine are indexed to the tool transfer position. In this case, the tool outlets are directed toward each other, so that it is not necessary to change the attitude of the tool at that position, and the tool can be moved linearly, so that the tool can be transported efficiently.

【0037】更に、本発明の自動工具交換装置を備えた
工作機械は、工具交換アームの回転軸線が工具主軸と平
行で、かつ一対の工具把持部が、工具交換位置に割出さ
れた工具主軸の前端よりも前方に位置するように配置さ
れ、工具交換時において、一対の工具把持部を工具主軸
と同心位置に選択的に割出す工具交換アームの回動と工
具主軸の前進後退動作が協働するように構成されている
ので、工具交換装置を簡素化することができる。
Further, in the machine tool provided with the automatic tool changer of the present invention, the tool spindle has a rotation axis of the tool exchange arm parallel to the tool spindle, and a pair of tool holding portions indexed to the tool exchange position. Rotation of the tool change arm, which selectively divides a pair of tool grippers into a position concentric with the tool spindle, and forward / backward movement of the tool spindle cooperate during tool change. Since it is configured to work, the tool changing device can be simplified.

【0038】更に、本発明の自動工具交換装置を備えた
工作機械は、工具に軸方向後方のシャンク部と前方の刃
物装着部との中間に環状の工具把持溝を設け、工具把持
溝に係合して工具を把持する工具マガジン及び工具交換
アームの工具把持手段と、工具のシャンク部を受入可能
なシャンク把持部を有する中間搬送部材とを用いて工具
交換すように構成したので、各段階での工具の受渡しが
スムーズにでき、トラブルが少なく、効率的な工具交換
動作を行うことができる。
Further, in the machine tool provided with the automatic tool changer according to the present invention, the tool is provided with an annular tool holding groove at an intermediate position between the axially rear shank portion and the front blade mounting portion, and the tool holding groove is provided. Since the tool is exchanged using a tool magazine for holding the tool together with the tool holding means of the tool changing arm and the intermediate transfer member having a shank holding portion capable of receiving the shank portion of the tool, each step is performed. The delivery of the tool can be performed smoothly, the trouble can be reduced, and the tool changing operation can be performed efficiently.

【0039】また、本発明の自動工具交換装置を備えた
工作機械における、前記効果を有する工具マガジンと工
具交換アームとの間の中間搬送装置は、本発明の実施態
様の工具交換装置以外の形式の工具交換装置の中間搬送
装置として適用することができる、その場合にも前記効
果を発揮するものである。
Further, in the machine tool provided with the automatic tool changer according to the present invention, the intermediate transfer device between the tool magazine having the above-mentioned effects and the tool change arm is a type other than the tool changer according to the embodiment of the present invention. The tool can be applied as an intermediate transfer device of a tool changing device. In such a case, the above-described effect is exhibited.

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

【図1】本発明による自動工具交換装置を備えた横形工
作機械の平面図。
FIG. 1 is a plan view of a horizontal machine tool provided with an automatic tool changer according to the present invention.

【図2】本発明による自動工具交換装置を備えた横形工
作機械の正面図。
FIG. 2 is a front view of a horizontal machine tool provided with the automatic tool changer according to the present invention.

【図3】図1のIII−III矢視線に沿って破断した
自動工具交換装置の正面図。
FIG. 3 is a front view of the automatic tool changer taken along line III-III of FIG. 1;

【図4】図3のIV−IV矢視線に沿って一部を破断し
た自動工具交換装置の縦断面。
FIG. 4 is a longitudinal section of the automatic tool changer partially broken along the line IV-IV in FIG. 3;

【図5】図3のV−V矢視線の断面図。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 3;

【図6】(a)〜(h)の順に実行される工具交換動作
の1動作サイクルを説明する説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating one operation cycle of a tool changing operation performed in the order of (a) to (h).

【図7】図6の工具交換動作サイクルに代わる他の動作
サイクルを説明する説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating another operation cycle that replaces the tool change operation cycle of FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1: ベッド 5: コラム 13: 工具主軸 22: 工具交換アーム 23: 工具把持部 30: シャトルアーム 40: 固定カバー 43: 可動カバー 45: シャンク保持部 50: 工具マガジン 54: 工具収納部 60: 工具 61: 刃物装着部 62: シャンク部 63: 環状の工具把持溝 1: Bed 5: Column 13: Tool spindle 22: Tool change arm 23: Tool gripping part 30: Shuttle arm 40: Fixed cover 43: Movable cover 45: Shank holding part 50: Tool magazine 54: Tool storage part 60: Tool 61 : Tool mounting part 62: Shank part 63: Annular tool holding groove

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井浩一 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 磯谷秀逸 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 加藤正直 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田工 機株式会社内 Fターム(参考) 3C002 BB03 DD06 EE01 GG02 JJ03 KK01 LL01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Koichi Sakai 1-1-1, Asahi-cho, Kariya-shi, Aichi, Japan Toyota Machine Works Co., Ltd. (72) Inventor Masanao Kato 1-1-1, Asahi-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Toyota Koki Co., Ltd. F-term (reference) 3C002 BB03 DD06 EE01 GG02 JJ03 KK01 LL01

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】工具主軸の軸線と平行な軸線の周りに回転
可能であり、同軸線の周りの180度より小さな角度離
間した2位置に工具を前記軸線と平行にして支持する一
対の工具把持部を有する工具交換アームと、 多数の工具収納部を有し、工具主軸の軸線と平行な面内
で工具収納部を回動割出し可能であると共に、選択した
工具を保持する工具収納部を前記工具交換アームとの工
具受渡位置に工具主軸と平行に割出し可能である工具マ
ガジンと、 前記工具交換アームの工具受渡位置と工具マガジンの工
具受渡位置との間で直線移動し、工具マガジンの工具収
納部から工具交換アームの工具把持部へ工具を搬入し、
逆に工具交換アームの工具把持部から工具マガジンの工
具収納部へ工具を搬出する中間搬送装置とより構成され
たことを特徴とする自動工具交換装置を備えた工作機
械。
1. A pair of tool grippers rotatable about an axis parallel to the axis of a tool spindle and supporting a tool parallel to said axis at two positions separated by an angle smaller than 180 degrees around the coaxial line. A tool changing arm having a plurality of tool storing portions, a tool storing portion having a plurality of tool storing portions, capable of rotating and indexing the tool storing portion in a plane parallel to the axis of the tool spindle, and holding a selected tool. A tool magazine that can be indexed in parallel with the tool spindle to a tool delivery position with the tool exchange arm, and a linear movement between the tool delivery position of the tool exchange arm and the tool delivery position of the tool magazine, The tool is loaded from the tool storage section to the tool holding section of the tool change arm,
A machine tool equipped with an automatic tool changer, comprising: an intermediate transfer device that conveys a tool from a tool holding portion of a tool change arm to a tool storage portion of a tool magazine.
【請求項2】前記工具交換アームの一対の工具把持部を
配置する2位置の角度は、好適には90度より小さい角
度であることを特徴とする請求項1記載の自動工具交換
装置を備えた工作機械。
2. The automatic tool changer according to claim 1, wherein an angle between two positions where the pair of tool grips of the tool change arm is disposed is preferably smaller than 90 degrees. Machine tools.
【請求項3】前記工具交換アームの工具把持部と前記工
具マガジンの工具収納部は、それらが工具受渡位置に割
出されたとき、それらの工具取出口を互いに相手側に向
けるように構成された工具保持手段を有することを特徴
とする請求項1又は請求項2記載の自動工具交換装置を
備えた工作機械。
3. A tool holding portion of the tool change arm and a tool storage portion of the tool magazine are configured such that when they are indexed to a tool delivery position, their tool outlets face each other. A machine tool provided with an automatic tool changer according to claim 1 or 2, further comprising a tool holding means.
【請求項4】水平に延びる回転軸線を有する工具主軸を
支える支持要素が、工具主軸を前記回転軸線と垂直な面
内で水平な左右方向及び上下方向に移動できると共に前
記回転軸線上で前進後退移動できるようにベッド上に支
持されており、 脚部がベッドから直立し、水平部が工具主軸の最上位置
よりも上位で左右方向に延びるブリッジが設けられ、 工具交換アームの回転軸線が工具主軸と平行となり、か
つ前記一対の工具把持部が工具交換位置に割出された工
具主軸の前端よりも前方に位置するように、工具交換装
置が前記ブリッジの水平部に取付けられ、 工具交換時において、一対の工具把持部を工具主軸と同
心位置に選択的に割出す工具交換アームの回動と工具主
軸の前進後退動作が協働するように構成されたことを特
徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の
自動工具交換装置を備えた工作機械。
4. A support element for supporting a tool spindle having a horizontally extending rotation axis is capable of moving the tool spindle horizontally and horizontally in a plane perpendicular to the rotation axis and moving forward and backward on the rotation axis. The bridge is supported on the bed so that it can move, the leg stands upright from the bed, and the horizontal part is provided with a bridge that extends in the horizontal direction above the uppermost position of the tool spindle, and the rotation axis of the tool change arm is the tool spindle And a tool changing device is attached to the horizontal portion of the bridge so that the pair of tool gripping portions are located forward of the front end of the tool spindle indexed to the tool changing position. The rotation of the tool change arm for selectively indexing the pair of tool grippers to a position concentric with the tool spindle and the forward / backward movement of the tool spindle are configured to cooperate. Or machine tool having an automatic tool changer according to any one of claims 3.
【請求項5】前記工具が、その軸方向後方のシャンク部
と前方の刃物装着部との中間に環状の工具把持溝を有
し、 前記工具マガジン及び前記工具交換アームが、その開閉
動作し工具取出口が互いに対向する一対の鋏部材により
前記工具把持溝に係合して工具を把持する工具保持手段
を有し、 前記中間搬送装置が、前記工具のシャンク部を受入可能
なシャンク把持部を有する中間搬送部材と、前記中間搬
送部材のシャンク把持部を、工具受渡位置に割出された
工具交換アーム上の工具のシャンク部と整列する第1整
列位置と、工具受渡位置に割出された工具マガジン上の
工具のシャンク部と整列する第2整列位置と、これら各
整列位置においてシャンク部を受入れる前進位置と、さ
らにシャンク部から離脱する後退位置を結ぶ矩形の移動
経路に沿って移動するシフト機構とより構成されている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1
項記載の自動工具交換装置を備えた工作機械。
5. The tool has an annular tool gripping groove in the middle between an axially rear shank portion and a front blade mounting portion, and the tool magazine and the tool exchange arm open and close the tool. A tool holding means for holding the tool by engaging the tool holding groove with a pair of scissors members whose outlets are opposed to each other, wherein the intermediate transfer device includes a shank holding portion capable of receiving a shank portion of the tool. An intermediate transfer member having a first alignment position for aligning a shank grip portion of the intermediate transfer member with a shank portion of a tool on a tool changing arm indexed to a tool transfer position; and a tool transfer position. A rectangular movement path connecting a second alignment position for aligning with the shank portion of the tool on the tool magazine, an advance position for receiving the shank portion at each of these alignment positions, and a retreat position for separating from the shank portion Any one of claims 1 to 4, characterized in that it is more configured with a shift mechanism for moving along
A machine tool provided with the automatic tool changer according to the above item.
【請求項6】工具主軸の軸線と平行な軸線の周りに回動
可能であり、工具を前記軸線と平行にして支持する一対
の工具把持部を有する工具交換アームと、 多数の工具収納部を有し、工具主軸の軸線と平行な面内
で前記工具収納部を回動割出し可能であると共に、選択
した工具を保持する工具収納部を前記工具交換アームと
の工具受渡位置にその選択した工具の軸線が工具主軸と
平行になるように割出し可能である工具マガジンとを含
み、 前記工具が、その軸方向後方のシャンク部と前方の刃物
装着部との中間に環状の工具把持溝を有し、 前記工具交換アーム及び前記工具マガシンが前記工具把
持溝に係合して前記工具を把持する工具保持手段をそれ
ぞれ前記工具把持部及び前記工具収納部の各々に有する
と共に、この工具保持手段を工具取出口が前記工具受渡
位置において互いに対向される一対の開閉動作可能な鋏
部材により構成し、 さらに、工具中間搬送装置を含み、この装置が、前記工
具のシャンク部を受入可能なシャンク把持部を有する中
間搬送部材と、前記中間搬送部材のシャンク把持部を、
工具受渡位置に割出された工具交換アーム上の工具のシ
ャンク部と整列する第1整列位置と、工具受渡位置に割
出された工具マガジン上の工具のシャンク部と整列する
第2整列位置と、これら各整列位置においてシャンク部
を受入れる前進位置と、さらにシャンク部から離脱する
後退位置を結ぶ矩形の移動経路に沿って移動するシフト
機構とより構成されることを特徴とする自動工具交換装
置を備えた工作機械。
6. A tool exchange arm rotatable about an axis parallel to an axis of a tool spindle and having a pair of tool holding portions for supporting a tool in parallel with the axis, and a plurality of tool storage portions. The tool storage portion is rotatable and indexable in a plane parallel to the axis of the tool spindle, and the tool storage portion holding the selected tool is selected at the tool transfer position with the tool exchange arm. A tool magazine that can be indexed so that the axis of the tool is parallel to the tool spindle, wherein the tool has an annular tool holding groove in the middle between its axially rear shank portion and the front blade mounting portion. The tool exchange arm and the tool magazine have tool holding means for engaging the tool holding groove and holding the tool in each of the tool holding portion and the tool storage portion, respectively. The tool The mouth is constituted by a pair of openable and closable scissors members opposed to each other at the tool transfer position, and further includes a tool intermediate transfer device, which has a shank grip portion capable of receiving the shank portion of the tool. An intermediate transport member, and a shank gripper of the intermediate transport member,
A first alignment position that aligns with the shank portion of the tool on the tool change arm indexed to the tool transfer position, and a second alignment position that aligns with the shank portion of the tool on the tool magazine indexed to the tool transfer position. An automatic tool changer comprising an advance position for receiving the shank portion at each of these alignment positions, and a shift mechanism that moves along a rectangular movement path connecting the retreat position further separating from the shank portion. Equipped machine tool.
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