JP2001062661A

JP2001062661A - 工具交換装置および工具交換方法

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Publication number: JP2001062661A
Application number: JP24456499A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Sugihara; 勉杉原
Original assignee: Nippei Toyama Corp
Current assignee: Nippei Toyama Corp
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2001-03-13
Anticipated expiration: 2019-08-31
Also published as: JP3742537B2

Abstract

(57)【要約】【課題】工具交換装置において故障の発生などを防止
し、もって信頼性の向上を図る。【解決手段】複数の保持溝１５ａ，１５ａ…が形成さ
れた工具マガジン１５を有するとともに、工具マガジン
１５における保持溝１５ａ，１５ａ…に保持された工具
Ｔを取り出し、工具交換位置Ｐ２まで移動して工具交換
アーム１２に対して受け渡しを行う工具ローダ１６が設
けられている。回動軸方向に移動せず、回動軸のまわり
に回動可能な工具交換アーム１２における一端側および
他端側には、工具交換位置Ｐ２で工具ローダ１６との間
で工具Ｔの受け渡しを行い、工具取付位置Ｐ１で主軸４
との間で工具Ｔの受け渡しを行う工具把持部１３，１４
がそれぞれ形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械などにお
ける主軸に取り付けられた工具を交換する工具交換装置
および工具交換方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械などにおいては加工作業に複数
の工具を用いるが、一般に、これらの複数の工具は工具
マガジンに収納されている。そして、必要に応じて工具
マガジンから工具を取り出し、工具交換装置によって主
軸に取り付けられた工具と交換して加工作業が行われ
る。

【０００３】従来、このような工具交換装置に関連し
て、特開平１１−５８６１２号公報においては、工具交
換装置を備える工具マガジンが開示されている。この工
具マガジンは、フレーム上に立設される固定式であり、
複数のラックユニットを有するラックを備えている。ま
た、ラック装置の各収納位置に対して、工具を把持して
搬送するロボット装置と、ラック装置と工具自動交換位
置との間で工具を搬送する旋回アームを有するシフタを
備えている。さらには、ラックユニットは、工具のフラ
ンジ部が工具の軸線に直交する方向に着脱されるグリッ
パを備えるというものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記公報に開
示されている工具マガジンにおける工具自動交換装置の
ように、従来における工具自動交換装置は、一般に複合
カム装置などの複雑な機構を有するものである。そし
て、工具自動交換装置自身がシフトや旋回などの動作を
行っている。したがって、工具自動交換装置自体の構造
が複雑とならざるを得ず、そのため故障も発生しやす
い。

【０００５】また、工具交換装置における旋回アームに
工具を取り付ける際、把持部材によって工具を把持して
いるが、この把持部材を駆動するためのアクチュエータ
を別途必要とする。そのため、アクチュエータを駆動す
るための動作時間が必要になるなどの問題があった。

【０００６】そこで、本発明の主な課題は、複合カム装
置などの複雑な機構の装置を用いる必要のない工具交換
装置とすることにより、故障の発生などを防止し、もっ
て信頼性の向上を図ることにある。また、工具を把持す
る把持装置を用いる際に、把持装置を駆動するためのア
クチュエータなどを別途を設ける必要がないようにする
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決した請求
項１に係る発明は、主軸に装着された工具を、他の工具
と交換する工具交換アームを備える工具交換装置におい
て、複数の工具保持部が形成された工具マガジンを有す
るとともに、この工具マガジンにおける工具保持部に保
持された工具を取り出し、工具交換位置まで移動して前
記工具交換アームに対して受け渡しを行う工具ローダが
設けられ、前記工具交換アームにおける一端側および他
端側には、前記工具交換位置で前記工具ローダとの間で
工具の受け渡しを行い、工具取付位置で前記主軸との間
で工具の受け渡しを行う工具把持部がそれぞれ形成され
ており、前記工具交換アームは、その中心部を軸として
回動可能であり、前記工具交換アームにおける前記一端
側および他端側がそれぞれ前記工具交換位置および前記
工具取付位置間を相互に移動可能となるように構成され
ていることを特徴とするものである。

【０００８】請求項１に係る本発明の工具交換装置にお
いては、工具ローダで搬送されてきた工具と主軸に取付
けられている工具とを工具交換アームを用いて交換す
る。この交換作業を行う際、工具交換アームは単に回転
運動をするのみであるので、複雑な機構を必要とするこ
とはない。したがって、故障の発生などが効果的に防止
され、その結果装置としての信頼性が向上する。

【０００９】請求項２に係る発明は、前記工具交換アー
ムにおける一端側および他端側における工具把持部が、
それぞれ前記工具交換アームの長手方向外側に向けて開
口するように形成され、前記工具ローダおよび前記主軸
が、それぞれ前記工具交換アームの長手方向に沿って移
動可能とされている請求項１に記載の工具交換装置であ
る。

【００１０】請求項２に係る発明によれば、工具ローダ
によって搬送された工具および主軸に取り付けられてい
る工具を工具交換アームに把持させる際、工具交換アー
ムを挟んで一端側および他端側からそれぞれ嵌め込むの
で、工具を確実に取付けることができる。そして、工具
交換アームをその回転軸に沿った方向に移動させる必要
はない。

【００１１】請求項３に係る発明は、前記工具交換アー
ムは、前記工具交換アームにおける一端側および他端側
にそれぞれ形成された工具把持部に把持された工具をロ
ックするロック機構を備えており、このロック装置は、
前記主軸を工具交換アームの長手方向に沿って前記工具
交換アームに近づける方向に移動させて、前記工具把持
部が工具を把持する際に、前記主軸の移動に伴って、前
記工具把持部をロックするカム機構を備える請求項２に
記載の工具交換装置である。

【００１２】請求項３に係る発明によれば、工具交換ア
ームで工具を交換する際に工具を把持するにあたり、主
軸を移動させるのみでそのまま工具を工具交換アームに
把持させることができる。したがって、工具を把持させ
るために工具交換アームを駆動するためのアクチュエー
タなどを別途設ける必要がない。

【００１３】請求項４に係る発明は、前記工具ローダ
は、前記各保持部が一方向に開口した状態で直線上に配
列されてなる工具マガジンに沿って直進して移動する請
求項１から請求項３までのいずれかに記載の工具交換装
置である。

【００１４】請求項４に係る発明のように、工具ローダ
として直進移動するいわゆるリニアマガジンを用いるこ
とにより、主軸に対してあらたに取り付ける工具を容易
に搬送することができる。

【００１５】請求項５に係る発明は、前記工具マガジン
における工具保持部は、複数の工具を水平に並べて保持
するように形成されているとともに、各工具に形成され
ているシャンクの形状と噛み合う形状となるように形成
されている請求項１から請求項４までのいずれかに記載
の工具交換装置である。

【００１６】請求項５に係る発明では、工具マガジンに
おける工具保持部を工具に形成されたシャンクと噛み合
う形状としているので、工具マガジンに工具を収容して
いるときにも、工具の落下などを効果的に防止すること
ができる。

【００１７】請求項６に係る発明は、主軸に装着された
工具を、工具交換アームによって他の工具と交換する工
具交換方法において、工具マガジンに保持された工具を
工具ローダで取り出して、前記工具交換アームの一端側
が位置する工具交換位置よりも前記工具交換アームの長
手方向外側位置まで搬送し、前記工具交換アームの他端
側が位置する工具取付位置よりも前記工具交換アームの
長手方向外側に位置する主軸、および前記工具交換位置
よりも前記工具交換アームの長手方向外側に位置する工
具ローダをそれぞれ前記工具取付位置および工具交換位
置まで移動させ、前記工具ローダに取り付けられた工具
および前記主軸に取り付けられた工具を、前記交換アー
ムの一端側および他端側に形成された工具把持部によっ
てそれぞれ把持した後、前記工具ローダおよび前記主軸
を退避させ、前記工具交換アームを回転させて、前記工
具交換位置における工具把持部を前記工具取付位置に移
動させるとともに、前記工具取付位置における工具把持
部を工具交換位置に移動させ、前記工具ローダおよび前
記主軸をそれぞれ工具交換位置および工具取付位置に復
帰させて、前記工具ローダおよび前記主軸にそれぞれ工
具を取り付けることを特徴とする工具交換方法である。

【００１８】請求項６に係る発明によれば、工具ローダ
で搬送されてきた工具と主軸に取付けられている工具と
を工具交換アームを用いて交換する。この交換作業を行
う際、工具交換アームは単に回動運動をするのみである
ので、故障の発生などが効果的に防止され、その結果、
信頼性が向上する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら、具体的に説明する。図１は、本発明
に係る工具マガジンを備えるマシニングセンタの正面
図、図２はその平面図、図３はその右側面図、図４はそ
の左側面図である。図１および図２に示すように、加工
機械、たとえばマシニングセンタのベース１上にはコラ
ム２が前後方向および左右方向に移動自在に配設され、
このコラム２には主軸ヘッド３が上下動可能に支持され
ている。また、主軸ヘッド３には主軸４が回動自在に支
持されており、その先端にはドリルなどの工具Ｔが着脱
可能に装着されている。そして、主軸ヘッド３が図１に
鎖線で示す下方の加工位置に配置された状態で主軸４が
回転し、図示しないテーブル上のワークに対してコラム
２が移動して、工具Ｔによってワークに所定の加工が施
される。主軸ヘッド３の上方には、本発明に係る工具交
換装置５が配設されている。

【００２０】また、ベース１の上には、鉛直部１１Ａと
水平部１１Ｂとからなるフレーム１１が立設されてお
り、フレーム１１における水平部１１Ｂの端部は主軸ヘ
ッド３の上方位置まで延在している。このフレーム１１
の水平部１１Ｂの端部における主軸ヘッド３の上方位置
には、図３にも示すように、工具交換装置５の主要部を
構成する工具交換アーム１２が、その長手方向中央部を
通り、主軸４の軸線と平行な軸回りに回動可能となるよ
うに支持されている。さらに、工具交換アーム１２の両
端には、それぞれ工具把持部１３，１４が形成されてい
る。そして、主軸ヘッド３が図１に実線で示す上方位置
に配置された状態で、後述する工具交換アーム１２の回
動動作等によって、主軸４側の工具取付位置Ｐ１におけ
る工具Ｔ１と、いわゆるリニアマガジンタイプの工具ロ
ーダ１６によって工具マガジン１５から工具交換位置Ｐ
２に移送された工具Ｔ２とが工具把持部１４，１３によ
って把持されて同時に脱着交換される。

【００２１】フレーム１１における水平部１１Ｂ上に
は、横長平板形状の工具マガジン１５が設けられ、主軸
４の軸線方向に延在している。さらに、工具マガジン１
５の上側縁に沿って、工具保持部である複数の保持溝１
５ａ，１５ａ…が形成されており、水平な直線上に所定
ピッチで配列され、それぞれ同一方向の上方に向かって
開口している。また、工具マガジン１５における保持溝
１５ａ，１５ａ…には、それぞれ工具ポット１７，１７
が配備されており、これらの工具ポット１７，１７…に
よって工具が保持されている。

【００２２】さらに、フレーム１１における鉛直部１１
Ａの後方には、昇降装置１８が設けられているととも
に、補助マガジン１９が設けられている。そして、図示
しない昇降用モータを駆動させることにより、チェーン
１８Ａを介して補助工具マガジン１９に備えられた工具
ポット１７に保持された工具Ｔを上方に移動させ、工具
ローダ１６に取り付けることができるように構成されて
いる。

【００２３】また、図１，図２および図４，図５に示す
工具ローダ１６の一部を構成する移動体２１は、工具受
渡し位置Ｐ３と工具交換アーム１２に対応する工具交換
位置Ｐ２との間において、ボールねじ２２およびガイド
レール２３，２３を介してフレーム１１の水平部１１Ｂ
上に前後方向に直線移動可能に支持されている。さら
に、ボールねじ２２が移動用モータ２４によって回転さ
れて、移動体２１が前後方向に移動される。そして、移
動体２１の移動を補助するケーブルベア２５が設けられ
ている。

【００２４】工具ローダ１６を構成する回動体２６は移
動体２１上に回動可能に支持され、その一部には係合ピ
ン２６Ａが移動体２１を貫通して突設されている。カム
溝２７はボールねじ２２に沿って延びるようにフレーム
１１の水平部１１Ｂに形成されているとともに、工具交
換アーム１２と対応する側に埋設されたカム板２８上に
形成されている。このカム板２８上に形成されたカム溝
２７は、湾曲部２７Ａとなっている。そして、このカム
溝２７には回動体２６の係合ピン２６Ａが係合され、移
動体２１が工具交換アーム１２と対応する一端側に移動
されたとき、カム板２８における湾曲部２７Ａの作用に
より、係合ピン２６Ａを介して回動体２６に図２に矢印
Ａで示すように、反時計方向の回動力が生起される。

【００２５】また、回動体２６上には、図４および図５
に示すように、一対の把持アーム３１，３１が移動体２
１の移動方向に離間して垂設されるとともに、フック部
材３２が取り付けられている。さらに、回動体２６の上
には、工具マガジン１５に備えられた工具Ｔを工具交換
アーム１２に受け渡すための受け渡し用シリンダ３３が
水平状態で支持されている。

【００２６】シリンダ３３のピストンロッド３４には、
揺動アーム３５が回動自在に連結されており、この揺動
アーム３５は、支持アーム３６の基部に支持されてい
る。この揺動アーム３６にフック部材３２が回動自在に
連結されることにより、フック部材３２の上下動機構が
構成されている。なお、回動体２６には取付アーム３７
を介して一対の支持アーム３１が固定され、この支持ア
ーム３１に沿ってフック部材３２が上下動する。

【００２７】そして、シリンダ３３によりフック部材３
２が下方位置に配置された状態で、移動体２１が工具マ
ガジン１５の各保持溝１５ａなどと対応する位置に移動
されたとき、工具ポット１７上のピン１７Ａがフック部
材３２に係合される。そして、受け渡し用シリンダ３３
によってフック部材３２を上昇することにより、工具ポ
ット１７が、把持アーム３１，３１間に挿入把持され
る。

【００２８】その後、工具ローダ１６の把持アーム３
１，３１で工具ポット１７を把持した状態で、移動体２
１の移動によって工具交換位置Ｐ２と対応する前進位置
に移動される。すると、係合ピン２６Ａとカム溝２７の
湾曲部２７Ａとの係合により、工具ローダ１６の回動体
２１が図２に示す反時計方向に回動される。これによ
り、工具Ｔはその軸線が主軸４の軸線方向と合致した工
具交換位置Ｐ２に位置される。次いで、工具ローダ１６
および主軸４が工具交換アーム１２の長手方向に沿って
それぞれ近づくように移動することにより、主軸４と工
具ローダ１６の工具ポット１７との間で、工具Ｔ１，Ｔ
２が同時に着脱交換される。その後、工具ローダ１６が
移動体２１の移動によって後方位置に復帰すると、カム
溝２７の作用により、工具ローダ１６上の工具Ｔはその
軸線が横向きになるように回動体２６とともに回動され
る。そして、工具マガジン１５における所定の保持溝１
５ａに収納される。

【００２９】ここで、工具ローダの他の形態について説
明する。なお、上記の工具ローダ１６と同一の作用を有
する部材については、同一の番号を付してその詳細な説
明を省略する。図６に示すように、他の形態に係る工具
ローダ１６′は、ボールネジ機構４０によって工具ポッ
ト１７を上下動させるものである。ボールネジ機構４０
は、ボールネジ４１を備えており、ボールネジ４１には
移動ブロック４２がねじ込まれており、ボールネジ４１
の作用によって上下動する構成になっている。

【００３０】また、ボールネジ４１の側方には、ガイド
レール４３が立設されており、移動ブロック４２には、
ガイドレール４３に沿って移動するガイド４４が嵌め込
まれている。さらに、移動ブロック４２には、工具ポッ
ト１７を把持するフック部材４５が固定されている。そ
して、水平フレーム４６に固設されたボールネジ駆動モ
ータ４７を起動させると、ボールネジ４１が回動し、ガ
イドレール４３に沿ってガイド４４および移動ブロック
４２が上下動する。この移動ブロック４２の上下動によ
り、フック部材４５が工具ポット１７を上下に移動す
る。さらに、工具交換位置Ｐ２では、ボールネジ機構４
０によって、工具ポット１７に取り付けられた工具Ｔを
下降させて、図１等に示す工具交換アーム１２における
工具把持部１３に挿入するようになっている。

【００３１】次に、本発明における工具交換装置５の作
用について図２および図３を用いて説明すると、工具ロ
ーダ１６によって搬送され、カム溝２７によってその向
きを変えられた工具Ｔ２は、工具交換アーム１２の一端
側（図３における上側）に位置する。一方、このとき主
軸４に取り付けられた工具Ｔ１は、工具交換アーム１２
の他端側（図３における下側）に位置する。そして、工
具ローダ１６を工具交換アーム１２に向けて下降させる
と同時に主軸４を工具交換アーム１２に向けて上昇させ
る。すると、工具ローダ１６に把持された工具Ｔ２が工
具交換アーム１２における工具把持部１３に把持され
る。その一方、主軸４に取付けられた工具Ｔ１は、工具
交換アーム１２における工具把持部１４に把持される。
そして、工具Ｔ１，Ｔ２がそれぞれ工具把持部１３，１
４に把持されたら、工具ローダ１６および主軸４を同時
に退避させる。

【００３２】続いて、工具交換アーム１２を天地が逆に
なるように、１８０°回転させる。この回転により、工
具Ｔ２が下方に位置し、工具Ｔ１が上方に位置すること
になる。その後、工具ローダ１６および主軸４を前進さ
せ、それぞれ工具交換位置Ｐ２および工具取付位置Ｐ１
に復帰させることにより、主軸４に工具Ｔ２が取り付け
られるとともに、工具ローダ１６には工具Ｔ１が取り付
けられる。そして、工具ローダ１６を上昇させるととも
に、主軸４を下降させ、工具交換アーム１２を９０°回
転させることにより、工具Ｔの交換が完了する。

【００３３】次に、本発明の好適な実施形態として、工
具交換アーム１２における工具把持部１３，１４の構造
について説明する。なお、両者はほぼ同一の構造を有す
るので、工具把持部１３を用いてその構造を説明する。
図７（ａ）および図８（ａ）に示すように、工具把持部
１３は、クランプアーム５１，５２を備えている。これ
らクランプアーム５１，５２の下端部には、工具把持部
材５１Ａ，５２Ａが形成されており、これらの部分で工
具Ｔを把持する。また、クランプアーム５１，５２は、
その長手方向ほぼ中央部位において、連結リンク５３を
介してそれぞれ回動自在に枢着されている。

【００３４】さらに、連結リンク５３には、ロックレバ
ー５４が設けられており、ロックレバー５４には嵌合突
起５４Ａ，５４Ｂが設けられている。また、クランプア
ーム５１，５２には、それぞれロック孔５１ａ，５２ａ
が形成されている。そして、嵌合突起５４Ａ，５４Ｂが
それぞれロック孔５１ａ，５２ａに向き合うときに嵌入
して、クランプアーム５１，５２が開閉可能となるよう
に構成されている。また、主軸ヘッド３にはカム５５が
設けられており、このカム５５の上下動によりロックレ
バー５４が作動する構成になっている。また、ロックレ
バー５４の上部は、スプリング５６によってカム５５方
向に付勢されている。これらロックレバー５４、嵌合突
起５４Ａ，５４Ｂおよびロック孔５１ａ，５２ａなどに
よって、本発明のロック装置が構成される。また、ロッ
クレバー５４およびカム５５などによってカム機構が構
成される。

【００３５】この工具把持部１３の作用を示せば、以下
のようになる。まず、図７（ａ）および図８（ａ）に示
すように、工具Ｔを把持する前のクランプアーム５１に
おける工具把持部材５１Ａ，５２Ａは閉じた状態にあ
る。また、ロックレバー５４の嵌合突起５４Ａ，５４Ｂ
は、ロック孔５１ａ，５２ａと向き合ってはおらず、工
具把持部材５１Ａ，５２Ａはロックされている。

【００３６】続いて、図７（ｂ）および図８（ｂ）に示
すように、クランプアーム５１，５２が工具Ｔを把持し
ようとする状態では、主軸ヘッド３に設けられたカム５
５がロックレバー５４に対して相対的に上昇し、嵌合突
起５４Ａ，５４Ｂとロック孔５１ａ，５２ａが向き合
う。すると、クランプアーム５１，５２が開放可能とな
り、工具Ｔを把持することができる状態となる。

【００３７】この状態のまま、図７（ｃ）および図８
（ｃ）に示すように、主軸ヘッド３を上昇させて、主軸
４に取り付けられた工具Ｔを工具把持部１３によって把
持する。その後、図７（ｄ）および図８（ｄ）に示すよ
うに、主軸ヘッド３を退避させると、ロックレバー５４
がカム５５から離れて、ロックレバー５４が下降する。
その結果、嵌合突起５４Ａ，５４Ｂがそれぞれロック孔
５１ａ，５２ａから外れて、クランプアーム５１，５２
が開放不能となり、把持状態でロックされる。

【００３８】一方、同様の作用により、工具ローダ１６
側でも工具を把持する。そして、図示はしないが、この
まま工具把持アーム１２を回転させて、工具の交換を行
う。さらに、工具を主軸４に取り付ける際には、逆の工
程を経ることにより、工具を主軸４に取り付けることが
できる。

【００３９】続いて、本発明において、工具ポットを用
いる必要のない工具マガジンの例について説明する。図
９に示すように、工具マガジン６０に形成された溝６１
には、工具Ｔにおけるツールシャンクのグリップ部ＴＧ
と嵌合する形状に形成されている。さらには、工具が回
転するのを防止するための回り止め６２が形成されてい
る。

【００４０】この工具マガジン６０では、図９に示すよ
うに、工具マガジン６０に形成された溝６１にツールシ
ャンクのグリップ部ＴＧを嵌入する。ツールシャンクの
グリップ部ＴＧが溝６１に嵌合することにより、工具マ
ガジン６０から工具Ｔが落下することはない。かくし
て、工具ポットを用いることなく、工具を保持すること
ができる。

【００４１】以上、本発明の好適な実施形態について説
明したが、本発明は、この実施形態に限定されるもので
はない。たとえば、工具交換アームにおける工具把持部
を３つあるいはそれ以上とすることができる。また、工
具ローダとして、いわゆるリニアマガジンタイプのもの
を用いたが、他の態様のものを用いることもできる。

【００４２】

【発明の効果】以上のとおり、本発明における請求項１
に係る発明によれば、簡素な構成による工具交換装置と
することにより、信頼性の向上を実現することが可能と
なる。

【００４３】また、請求項２に係る発明によれば、工具
ローダによって搬送された工具および主軸に取り付けら
れている工具を工具交換アームに把持させる際、工具交
換アームを挟んで一端側および他端側からそれぞれ嵌め
込むので、工具を確実に取付けることができる。そし
て、工具交換アームをその回動軸に沿った方向に移動さ
せる必要はなくなる。

【００４４】請求項３に係る発明によれば、工具交換ア
ームで工具を交換する際に工具を把持するにあたり、主
軸を移動させるのみでそのまま工具を工具交換アームに
把持させることができる。したがって、工具を把持させ
るために工具交換アームを駆動するためのアクチュエー
タなどを別途設ける必要がなくなる。

【００４５】請求項４に係る発明によれば、工具ローダ
として直進移動するいわゆるリニアマガジンを用いるこ
とにより、主軸に対してあらたに取り付ける工具を容易
に搬送することができる。

【００４６】請求項５に係る発明によれば、工具マガジ
ンにおける工具保持部を工具に形成されたシャンクと噛
み合う形状としているので、工具マガジンに工具を収容
しているときにも、工具の落下などを効果的に防止する
ことができる。

【００４７】請求項６に係る発明によれば、工具の交換
作業を行う際、工具交換アームは単に回動運動をするの
みであるので、複雑な機構を必要とすることはない。し
たがって、故障の発生などが効果的に防止され、その結
果、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る工具交換装置を備えるマシニング
センタの正面図である。

【図２】本発明に係る工具交換装置を備えるマシニング
センタの平面図である。

【図３】本発明に係る工具交換装置を備えるマシニング
センタの右側面図である。

【図４】本発明に係る工具交換装置を備えるマシニング
センタの左側面図である。

【図５】工具ローダの平面図である。

【図６】工具ローダの他の例の側断面図である。

【図７】工具交換アームの工具把持部の把持作用を示す
正断面図である。

【図８】工具交換アームの工具把持部の把持作用を示す
側面図である。

【図９】工具マガジンの拡大斜視図である。

【符号の説明】

１ベース２コラム３主軸ヘッド４主軸５工具交換装置１１フレーム１２工具交換アーム１３，１４工具把持部１５工具マガジン１５ａ保持溝（工具保持部）１６工具ローダ１７工具ポット５１，５２クランプアーム５１Ａ，５２Ａ工具把持部材５３連結リンク５４ロックレバー５５カムＴ（Ｔ１，Ｔ２）工具Ｐ１工具取付位置Ｐ２工具交換位置Ｐ３工具受渡し位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主軸に装着された工具を、他の工具と交
換する工具交換アームを備える工具交換装置において、複数の工具保持部が形成された工具マガジンを有すると
ともに、この工具マガジンにおける工具保持部に保持さ
れた工具を取り出し、工具交換位置まで移動して前記工
具交換アームに対して受け渡しを行う工具ローダが設け
られ、前記工具交換アームにおける一端側および他端側には、
前記工具交換位置で前記工具ローダとの間で工具の受け
渡しを行い、工具取付位置で前記主軸との間で工具の受
け渡しを行う工具把持部がそれぞれ形成されており、前記工具交換アームは、その中心部を軸として回動可能
であり、前記工具交換アームにおける前記一端側および
他端側がそれぞれ前記工具交換位置および前記工具取付
位置間を相互に移動可能となるように構成されているこ
とを特徴とする工具交換装置。
【請求項２】前記工具交換アームにおける一端側およ
び他端側における工具把持部が、それぞれ前記工具交換
アームの長手方向外側に向けて開口するように形成さ
れ、前記工具ローダおよび前記主軸が、それぞれ前記工
具交換アームの長手方向に沿って移動可能とされている
請求項１に記載の工具交換装置。
【請求項３】前記工具交換アームは、前記工具交換ア
ームにおける一端側および他端側にそれぞれ形成された
工具把持部に把持された工具をロックするロック装置を
備えており、このロック装置は、前記主軸を工具交換アームの長手方
向に沿って前記工具交換アームに近づける方向に移動さ
せて、前記工具把持部が工具を把持する際に、前記主軸
の移動に伴って、前記工具把持部をロックするカム機構
を備える請求項２に記載の工具交換装置。
【請求項４】前記工具ローダは、前記各保持部が一方
向に開口した状態で直線上に配列されてなる工具マガジ
ンに沿って直進して移動する請求項１から請求項３まで
のいずれかに記載の工具交換装置。
【請求項５】前記工具マガジンにおける工具保持部
は、複数の工具を水平に並べて保持するように形成され
ているとともに、各工具に形成されているシャンクの形状と噛み合う形状
となるように形成されている請求項１から請求項４まで
のいずれかに記載の工具交換装置。
【請求項６】主軸に装着された工具を、工具交換アー
ムによって他の工具と交換する工具交換方法において、工具マガジンに保持された工具を工具ローダで取り出し
て、前記工具交換アームの一端側が位置する工具交換位
置よりも前記工具交換アームの長手方向外側位置まで搬
送し、前記工具交換アームの他端側が位置する工具取付位置よ
りも前記工具交換アームの長手方向外側に位置する主
軸、および前記工具交換位置よりも前記工具交換アーム
の長手方向外側に位置する工具ローダをそれぞれ前記工
具取付位置および工具交換位置まで移動させ、前記工具ローダに取り付けられた工具および前記主軸に
取り付けられた工具を、前記交換アームの一端側および
他端側に形成された工具把持部によってそれぞれ把持し
た後、前記工具ローダおよび前記主軸を退避させ、前記工具交換アームを回転させて、前記工具交換位置に
おける工具把持部を前記工具取付位置に移動させるとと
もに、前記工具取付位置における工具把持部を工具交換
位置に移動させ、前記工具ローダおよび前記主軸をそれぞれ工具交換位置
および工具取付位置に復帰させて、前記工具ローダおよ
び前記主軸にそれぞれ工具を取り付けることを特徴とす
る工具交換方法。