JP2003211336A - 工作機械の自動工具交換装置 - Google Patents
工作機械の自動工具交換装置Info
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- spindle
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
- B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/08—Protective coverings for parts of machine tools; Splash guards
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T483/00—Tool changing
- Y10T483/11—Tool changing with safety means
- Y10T483/115—Guard
-
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T483/00—Tool changing
- Y10T483/17—Tool changing including machine tool or component
- Y10T483/1733—Rotary spindle machine tool [e.g., milling machine, boring, machine, grinding machine, etc.]
- Y10T483/179—Direct tool exchange between spindle and matrix
- Y10T483/1793—Spindle comprises tool changer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アームを用いることなくスピンドルの昇降運
動無しで工具の交換を効率よく可能にする工作機械の自
動工具交換装置を提供すること。 【解決手段】 フレーム１０と、このフレームに回転可
能に取り付けられ、工具を解放可能に把持することが可
能なスピンドル３と、上昇位置と下降位置との間で垂直
方向に運動するように前記フレームに設置されるアップ
ダウンキャリッジ２０と、前記スピンドルから離れた原
点位置と前記スピンドルに近接した作動位置との間で水
平方向に運動するように前記アップダウンキャリッジに
設置されるマガジンキャリッジ４０と、前記マガジンキ
ャリッジに設置されるもので、工具を交換可能な状態で
支持する多数の工具ホルダーを備えている工具マガジン
と、前記アップダウンキャリッジを垂直方向に運動さ
せ、工具を前記スピンドルに対して取り付け或いは取り
外す垂直マガジンアクチュエータ３０と、前記マガジン
キャリッジを水平方向に運動させ、工具マガジンの工具
ホルダーがスピンドルの工具を把持或いは解放するよう
にする水平マガジンアクチュエータ５０とを含む。
動無しで工具の交換を効率よく可能にする工作機械の自
動工具交換装置を提供すること。 【解決手段】 フレーム１０と、このフレームに回転可
能に取り付けられ、工具を解放可能に把持することが可
能なスピンドル３と、上昇位置と下降位置との間で垂直
方向に運動するように前記フレームに設置されるアップ
ダウンキャリッジ２０と、前記スピンドルから離れた原
点位置と前記スピンドルに近接した作動位置との間で水
平方向に運動するように前記アップダウンキャリッジに
設置されるマガジンキャリッジ４０と、前記マガジンキ
ャリッジに設置されるもので、工具を交換可能な状態で
支持する多数の工具ホルダーを備えている工具マガジン
と、前記アップダウンキャリッジを垂直方向に運動さ
せ、工具を前記スピンドルに対して取り付け或いは取り
外す垂直マガジンアクチュエータ３０と、前記マガジン
キャリッジを水平方向に運動させ、工具マガジンの工具
ホルダーがスピンドルの工具を把持或いは解放するよう
にする水平マガジンアクチュエータ５０とを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の自動工
具交換装置に関し、より詳しくは、アームを用いること
なくスピンドルの移動無しで工具マガジンの垂直及び水
平動作のみにより工具の交換を可能にする工作機械の自
動工具交換装置に関する。
具交換装置に関し、より詳しくは、アームを用いること
なくスピンドルの移動無しで工具マガジンの垂直及び水
平動作のみにより工具の交換を可能にする工作機械の自
動工具交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】数値制御旋盤やマシニングセンタなどの
工作機械は、必要に応じて工具を交換しながら工作物を
加工しなければならないので、従来では工具を自動的に
交換する自動工具交換装置を採用していた。
工作機械は、必要に応じて工具を交換しながら工作物を
加工しなければならないので、従来では工具を自動的に
交換する自動工具交換装置を採用していた。
【０００３】自動工具交換装置の一例として、米国特許
第５,３００,００６号には、フレームのコラムに垂直運
動可能に設置されるスピンドルと、フレームに固定的に
配置されるトラックウェイと、スピンドルに対して水平
運動できるようにトラックウェイに設置されるキャリッ
ジフレームと、キャリッジフレームに垂直軸線を中心と
して回動できるように設置され、多数の工具を備えてい
る工具マガジンと、工具マガジンをスピンドルに近接し
て移動できるように前記キャリッジフレームを水平運動
させるとともに、選択された１つの工具をスピンドルと
整列できるように前記工具マガジンを回転させる駆動モ
ータとを備える自動工具交換装置が開示されている。
第５,３００,００６号には、フレームのコラムに垂直運
動可能に設置されるスピンドルと、フレームに固定的に
配置されるトラックウェイと、スピンドルに対して水平
運動できるようにトラックウェイに設置されるキャリッ
ジフレームと、キャリッジフレームに垂直軸線を中心と
して回動できるように設置され、多数の工具を備えてい
る工具マガジンと、工具マガジンをスピンドルに近接し
て移動できるように前記キャリッジフレームを水平運動
させるとともに、選択された１つの工具をスピンドルと
整列できるように前記工具マガジンを回転させる駆動モ
ータとを備える自動工具交換装置が開示されている。
【０００４】この米国特許の自動工具交換装置は、ま
ず、スピンドルを垂直運動させてスピンドルの高さと工
具マガジンの高さを合わせた後、駆動モータを用いて工
具マガジンをスピンドルへ水平移動させる。すると、工
具マガジンは、水平移動しながらスピンドルの工具を保
持し、工具の保持が完了すると、スピンドルを垂直に上
昇させてスピンドルから工具を取り外す。
ず、スピンドルを垂直運動させてスピンドルの高さと工
具マガジンの高さを合わせた後、駆動モータを用いて工
具マガジンをスピンドルへ水平移動させる。すると、工
具マガジンは、水平移動しながらスピンドルの工具を保
持し、工具の保持が完了すると、スピンドルを垂直に上
昇させてスピンドルから工具を取り外す。
【０００５】そして、工具の取外しが完了すると、工具
マガジンを回転させ、交換しようとする工具をスピンド
ルと整列させる。その後、上昇したスピンドルを再び垂
直に下降させることにより、整列した工具と結合させ
る。最後に、工具マガジンを原位置に水平移動させるこ
とにより、工具の交換を完了する。
マガジンを回転させ、交換しようとする工具をスピンド
ルと整列させる。その後、上昇したスピンドルを再び垂
直に下降させることにより、整列した工具と結合させ
る。最後に、工具マガジンを原位置に水平移動させるこ
とにより、工具の交換を完了する。
【０００６】このような自動工具交換装置によれば、工
具を交換する過程でスピンドルを垂直に昇降させなけれ
ばならないので、スピンドルの昇降を案内するためのコ
ラムの長さを増加させる必要がある。これは工作機械の
全高を増加させる原因になり、ひいては工作機械の運搬
及び設置に多くの難しさをもたらす。
具を交換する過程でスピンドルを垂直に昇降させなけれ
ばならないので、スピンドルの昇降を案内するためのコ
ラムの長さを増加させる必要がある。これは工作機械の
全高を増加させる原因になり、ひいては工作機械の運搬
及び設置に多くの難しさをもたらす。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、か
かる従来の技術の問題点に鑑みて創案されたもので、そ
の目的は、アームを用いることなくスピンドルの移動無
しで工具マガジンの動作のみにより工具の交換を可能と
し、更に工作機械の全高を低めるのに役に立つ工作機械
の自動工具交換装置を提供することにある。
かる従来の技術の問題点に鑑みて創案されたもので、そ
の目的は、アームを用いることなくスピンドルの移動無
しで工具マガジンの動作のみにより工具の交換を可能と
し、更に工作機械の全高を低めるのに役に立つ工作機械
の自動工具交換装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、フレー
ムと、このフレームに回転可能に取り付けられ、工具を
解放可能に把持することが可能なスピンドルと、上昇位
置と下降位置との間で垂直方向に運動するように前記フ
レームに設置されるアップダウンキャリッジと、前記ス
ピンドルから離れた原点位置と前記スピンドルに近接し
た作動位置との間で水平方向に運動するように前記アッ
プダウンキャリッジに設置されるマガジンキャリッジ
と、前記マガジンキャリッジに設置されるもので、工具
を交換可能な状態で支持する多数の工具ホルダーを備え
ている工具マガジンと、前記アップダウンキャリッジを
垂直方向に運動させ、工具を前記スピンドルに対して取
り付け或いは取り外す垂直マガジンアクチュエータと、
前記マガジンキャリッジを水平方向に運動させ、工具マ
ガジンの工具ホルダーがスピンドルの工具を把持或いは
解放するようにする水平マガジンアクチュエータとを含
む工作機械の自動工具交換装置によって達成される。
ムと、このフレームに回転可能に取り付けられ、工具を
解放可能に把持することが可能なスピンドルと、上昇位
置と下降位置との間で垂直方向に運動するように前記フ
レームに設置されるアップダウンキャリッジと、前記ス
ピンドルから離れた原点位置と前記スピンドルに近接し
た作動位置との間で水平方向に運動するように前記アッ
プダウンキャリッジに設置されるマガジンキャリッジ
と、前記マガジンキャリッジに設置されるもので、工具
を交換可能な状態で支持する多数の工具ホルダーを備え
ている工具マガジンと、前記アップダウンキャリッジを
垂直方向に運動させ、工具を前記スピンドルに対して取
り付け或いは取り外す垂直マガジンアクチュエータと、
前記マガジンキャリッジを水平方向に運動させ、工具マ
ガジンの工具ホルダーがスピンドルの工具を把持或いは
解放するようにする水平マガジンアクチュエータとを含
む工作機械の自動工具交換装置によって達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る工作機械の自
動工具交換装置の好適な実施例を添付図に基づいて詳細
に説明する。
動工具交換装置の好適な実施例を添付図に基づいて詳細
に説明する。
【００１０】まず、図１及び図２に示すように、本発明
の自動工具交換装置は、工作機械のコラム１に固定的に
設置される補助フレーム１０を有する。このフレーム１
０はスピンドル３の一側から垂直方向に連設されてい
る。
の自動工具交換装置は、工作機械のコラム１に固定的に
設置される補助フレーム１０を有する。このフレーム１
０はスピンドル３の一側から垂直方向に連設されてい
る。
【００１１】そして、本発明の自動工具交換装置は、フ
レーム１０に沿って垂直運動することが可能なアップダ
ウンキャリッジ２０と、このアップダウンキャリッジ２
０を上下に運動させる垂直マガジン３０とを備える。ア
ップダウンキャリッジ２０は、方形の板体であって、フ
レーム１０に沿って上部の「上昇位置」Ａと下部の「下
降位置」Ｂとの間を昇降するように構成される。ここ
で、フレーム１０とアップダウンキャリッジ２０との間
には、前記アップダウンキャリッジ２０の昇降運動を助
けるように、１対の直線運動ガイド２２が設置されてい
る。この直線運動ガイド２２は、図２に示すように、ガ
イドレール２２ａと、ガイドレール２２ａに沿って運動
するスライダー２２ｂとからなる。ガイドレール２２ａ
はフレーム１０に固定され、スライダー２２ｂはアップ
ダウンキャリッジ２０に固定されている。
レーム１０に沿って垂直運動することが可能なアップダ
ウンキャリッジ２０と、このアップダウンキャリッジ２
０を上下に運動させる垂直マガジン３０とを備える。ア
ップダウンキャリッジ２０は、方形の板体であって、フ
レーム１０に沿って上部の「上昇位置」Ａと下部の「下
降位置」Ｂとの間を昇降するように構成される。ここ
で、フレーム１０とアップダウンキャリッジ２０との間
には、前記アップダウンキャリッジ２０の昇降運動を助
けるように、１対の直線運動ガイド２２が設置されてい
る。この直線運動ガイド２２は、図２に示すように、ガ
イドレール２２ａと、ガイドレール２２ａに沿って運動
するスライダー２２ｂとからなる。ガイドレール２２ａ
はフレーム１０に固定され、スライダー２２ｂはアップ
ダウンキャリッジ２０に固定されている。
【００１２】垂直マガジンアクチュエータ３０はシリン
ダハウジング３２とシリンダロード３４を有する空圧シ
リンダであって、シリンダハウジング３２はフレーム１
０に固定的に設置され、シリンダロード３４はアップダ
ウンキャリッジ２０に固定的に支持されるように構成さ
れる。このような垂直マガジナクチュエータ３０は、圧
縮空気によって伸張及び収縮しながら、アップダウンキ
ャリッジ２０を上部の「上昇位置」Ａと下部の「下降位
置」Ｂとの間で昇降運動させる。
ダハウジング３２とシリンダロード３４を有する空圧シ
リンダであって、シリンダハウジング３２はフレーム１
０に固定的に設置され、シリンダロード３４はアップダ
ウンキャリッジ２０に固定的に支持されるように構成さ
れる。このような垂直マガジナクチュエータ３０は、圧
縮空気によって伸張及び収縮しながら、アップダウンキ
ャリッジ２０を上部の「上昇位置」Ａと下部の「下降位
置」Ｂとの間で昇降運動させる。
【００１３】一方、本発明の工具交換装置は、アップダ
ウンキャリッジ２０の「下降位置」Ｂを決定する下降位
置決め手段を備えている。この下降位置決め手段は、図
１に示すように、フレーム１０に固定的に設置されるリ
ミットスイッチ１２と、予め定められた位置でリミット
スイッチ１２を作動させうるようにアップダウンキャリ
ッジ２０に固定的に設置される干渉片２４とから構成さ
れる。リミットスイッチ１２は、干渉片２４によって作
動する場合、通常の制御回路（図示せず）によって垂直
マガジンアクチュエータ３０の作動を停止させ、これに
よりアップダウンキャリジを所定の「下降位置」Ｂで停
止させる。ここで、「下降位置」Ｂは、工具を後述のス
ピンドルから取り外すことに支障がない限り、いずれの
位置でもよい。
ウンキャリッジ２０の「下降位置」Ｂを決定する下降位
置決め手段を備えている。この下降位置決め手段は、図
１に示すように、フレーム１０に固定的に設置されるリ
ミットスイッチ１２と、予め定められた位置でリミット
スイッチ１２を作動させうるようにアップダウンキャリ
ッジ２０に固定的に設置される干渉片２４とから構成さ
れる。リミットスイッチ１２は、干渉片２４によって作
動する場合、通常の制御回路（図示せず）によって垂直
マガジンアクチュエータ３０の作動を停止させ、これに
よりアップダウンキャリジを所定の「下降位置」Ｂで停
止させる。ここで、「下降位置」Ｂは、工具を後述のス
ピンドルから取り外すことに支障がない限り、いずれの
位置でもよい。
【００１４】更に、図１を参照すると、本発明の自動工
具交換装置は、アップダウンキャリッジ２０に水平運動
可能に設置されるマガジンキャリッジ４０と、このマガ
ジンキャリッジ４０を水平方向に運動させる水平マガジ
ンアクチュエータ５０とを備える。
具交換装置は、アップダウンキャリッジ２０に水平運動
可能に設置されるマガジンキャリッジ４０と、このマガ
ジンキャリッジ４０を水平方向に運動させる水平マガジ
ンアクチュエータ５０とを備える。
【００１５】マガジンキャリッジ４０は、アップダウン
キャリッジ２０の下部に固定的に設置され、前記アップ
ダウンキャリッジ２０の底面に設置されたガイドバー４
２に沿って水平方向に、すなわち左右に運動することが
できる。特に、マガジンキャリッジ４０は、スピンドル
３に近接した「作動位置」Ｃとスピンドル３から離れた
「原点位置」Ｄとの間をガイドバー４２に沿って往復運
動するように構成される。マガジンキャリッジ４０の運
動を案内する一対のガイドバー４２は、図２に示すよう
に、アップダウンキャリッジ２０の両側に１つずつ設け
られる。マガジンキャリッジ４０にはガイドバー４２に
沿って移動可能なスライダー部４４が設けられている。
キャリッジ２０の下部に固定的に設置され、前記アップ
ダウンキャリッジ２０の底面に設置されたガイドバー４
２に沿って水平方向に、すなわち左右に運動することが
できる。特に、マガジンキャリッジ４０は、スピンドル
３に近接した「作動位置」Ｃとスピンドル３から離れた
「原点位置」Ｄとの間をガイドバー４２に沿って往復運
動するように構成される。マガジンキャリッジ４０の運
動を案内する一対のガイドバー４２は、図２に示すよう
に、アップダウンキャリッジ２０の両側に１つずつ設け
られる。マガジンキャリッジ４０にはガイドバー４２に
沿って移動可能なスライダー部４４が設けられている。
【００１６】水平マガジンアクチュエータ５０は、図１
及び図２に示すように、シリンダハウジング５２とシリ
ンダロード５４を有する空圧シリンダであって、シリン
ダハウジング５２はアップダウンキャリッジ２０に固定
的に設置され、シリンダロード５４はマガジンキャリッ
ジ４０に固定的に支持されるように構成されている。こ
のような水平マガジンアクチュエータ５０は、圧縮空気
によって伸張及び収縮しながら、マガジンキャリッジ４
０をスピンドル３に近接した「作動位置」Ｃとスピンド
ル３から離れた「原点位置」Ｄとの間で往復運動させ
る。
及び図２に示すように、シリンダハウジング５２とシリ
ンダロード５４を有する空圧シリンダであって、シリン
ダハウジング５２はアップダウンキャリッジ２０に固定
的に設置され、シリンダロード５４はマガジンキャリッ
ジ４０に固定的に支持されるように構成されている。こ
のような水平マガジンアクチュエータ５０は、圧縮空気
によって伸張及び収縮しながら、マガジンキャリッジ４
０をスピンドル３に近接した「作動位置」Ｃとスピンド
ル３から離れた「原点位置」Ｄとの間で往復運動させ
る。
【００１７】一方、本発明の自動工具交換装置は、マガ
ジンキャリッジ４０の「作動位置」Ｃを決定する作動位
置決め手段を備えている。作動位置決め手段は、図１に
示すように、予め定められた位置でマガジンキャリッジ
４０の一側と干渉できるようにアップダウンキャリッジ
２０に固定的に設置されるリミットスイッチ２６からな
る。リミットスイッチ２６はマガジンキャリッジ４０に
よって作動する場合、通常の制御回路（図示せず）によ
って水平マガジンアクチュエータ５０の作動を停止さ
せ、これによりマガジンキャリッジ４０を所定の「作動
位置」Ｃで停止させる。
ジンキャリッジ４０の「作動位置」Ｃを決定する作動位
置決め手段を備えている。作動位置決め手段は、図１に
示すように、予め定められた位置でマガジンキャリッジ
４０の一側と干渉できるようにアップダウンキャリッジ
２０に固定的に設置されるリミットスイッチ２６からな
る。リミットスイッチ２６はマガジンキャリッジ４０に
よって作動する場合、通常の制御回路（図示せず）によ
って水平マガジンアクチュエータ５０の作動を停止さ
せ、これによりマガジンキャリッジ４０を所定の「作動
位置」Ｃで停止させる。
【００１８】そして、図１及び図３を考察すると、本発
明の自動工具交換装置は、マガジンキャリッジ４０に垂
直軸線を中心として回転できるように設置される工具マ
ガジン６０と、この工具マガジン６０を回転させるため
の回転駆動手段とを有する。
明の自動工具交換装置は、マガジンキャリッジ４０に垂
直軸線を中心として回転できるように設置される工具マ
ガジン６０と、この工具マガジン６０を回転させるため
の回転駆動手段とを有する。
【００１９】工具マガジン６０は、マガジンキャリッジ
４０に垂設された回転支持軸４６に回転可能に組み立て
られ、工具支持ホイール６２を備えている。工具支持ホ
イール６２は、図２に示すように、工具Ｔを直接保持す
ることが可能な多数の工具ホルダー６４を備えており、
この工具ホルダー６４は工具支持ホイール６２の周りに
沿って等間隔で配置される。工具ホルダー６４は工具Ｔ
を把持し得るように間隔を置いて対向配置される１対の
弾性フィンガー６６からなる。
４０に垂設された回転支持軸４６に回転可能に組み立て
られ、工具支持ホイール６２を備えている。工具支持ホ
イール６２は、図２に示すように、工具Ｔを直接保持す
ることが可能な多数の工具ホルダー６４を備えており、
この工具ホルダー６４は工具支持ホイール６２の周りに
沿って等間隔で配置される。工具ホルダー６４は工具Ｔ
を把持し得るように間隔を置いて対向配置される１対の
弾性フィンガー６６からなる。
【００２０】このような工具マガジン６０は、各種の工
具Ｔを支持した状態で垂直軸線を中心として回転するこ
とができる。特に、工具マガジン６０は、図２に示すよ
うに、アップダウンキャリッジ２０が「上昇位置」Ａか
ら「下降位置」Ｂへ、「下降位置」Ｂから「上昇位置」
Ａへ昇降運動するにつれて、アップダウンキャリッジと
共に垂直方向に運動し、マガジンキャリッジ４０が「原
点位置」Ｄから「作動位置」Ｃへ、「作動位置」Ｃから
「原点位置」Ｄへ運動するにつれて、マガジンキャリッ
ジと共にスピンドル３に対して接近或いは離隔する。
具Ｔを支持した状態で垂直軸線を中心として回転するこ
とができる。特に、工具マガジン６０は、図２に示すよ
うに、アップダウンキャリッジ２０が「上昇位置」Ａか
ら「下降位置」Ｂへ、「下降位置」Ｂから「上昇位置」
Ａへ昇降運動するにつれて、アップダウンキャリッジと
共に垂直方向に運動し、マガジンキャリッジ４０が「原
点位置」Ｄから「作動位置」Ｃへ、「作動位置」Ｃから
「原点位置」Ｄへ運動するにつれて、マガジンキャリッ
ジと共にスピンドル３に対して接近或いは離隔する。
【００２１】また、図４に示すように、アップダウンキ
ャリッジ２０が「上昇位置」Ａに置かれた状態でマガジ
ンキャリッジ４０が「原点位置」Ｄから「作動位置」Ｃ
へ運動するにつれて、工具マガジン６０は「第１位置」
Ｘから「第２位置」Ｙに移動し、これにより工具ホルダ
ー６４はスピンドル３に装着されている工具Ｔを保持す
る。この状態で図５に示すようにアップダウンキャリッ
ジ２０が「下降位置」Ｂに移動すると、工具マガジン６
０は「第２位置」Ｙから「第３位置」Ｚへ移動しなが
ら、スピンドル３に装着されている工具Ｔを取り外す。
図６に示すように、アップダウンキャリッジ２０が「下
降位置」Ｂから「上昇位置」Ａへ移動するにつれて、工
具マガジン６０は「第３位置」Ｚから「第２位置」Ｙに
上昇して工具Ｔをスピンドル３に取り付けることにな
る。そして、図７に示すように、アップダウンキャリッ
ジ２０が「上昇位置」Ａに置かれた状態で、マガジンキ
ャリッジ４０が「作動位置」Ｃから「原点位置」Ｄへ移
動するにつれて、工具マガジン６０は「第２位置」Ｙか
ら「第１位置」Ｘに復帰し、この際、工具ホルダー６４
はスピンドルに装着されている工具Ｔを解放させること
になる。
ャリッジ２０が「上昇位置」Ａに置かれた状態でマガジ
ンキャリッジ４０が「原点位置」Ｄから「作動位置」Ｃ
へ運動するにつれて、工具マガジン６０は「第１位置」
Ｘから「第２位置」Ｙに移動し、これにより工具ホルダ
ー６４はスピンドル３に装着されている工具Ｔを保持す
る。この状態で図５に示すようにアップダウンキャリッ
ジ２０が「下降位置」Ｂに移動すると、工具マガジン６
０は「第２位置」Ｙから「第３位置」Ｚへ移動しなが
ら、スピンドル３に装着されている工具Ｔを取り外す。
図６に示すように、アップダウンキャリッジ２０が「下
降位置」Ｂから「上昇位置」Ａへ移動するにつれて、工
具マガジン６０は「第３位置」Ｚから「第２位置」Ｙに
上昇して工具Ｔをスピンドル３に取り付けることにな
る。そして、図７に示すように、アップダウンキャリッ
ジ２０が「上昇位置」Ａに置かれた状態で、マガジンキ
ャリッジ４０が「作動位置」Ｃから「原点位置」Ｄへ移
動するにつれて、工具マガジン６０は「第２位置」Ｙか
ら「第１位置」Ｘに復帰し、この際、工具ホルダー６４
はスピンドルに装着されている工具Ｔを解放させること
になる。
【００２２】一方、回転駆動手段は、工具マガジン６０
を回転させるためのもので、図３に示すように、マガジ
ンキャリッジ４０に垂直に設置される駆動モータ７０
と、この駆動モータ７０の回転力を工具マガジン６０に
伝達するゼネバメカニズム(geneva mechanism)７２とか
らなる。特に、ゼネバメカニズム７２は、図２及び図３
に示すように、駆動モータ７０の出力軸７０ａに固定さ
れる円板７２ａと、円板７２ａの回転中心から離隔して
設置されるピン７２ｂと、工具マガジン６０の上端に設
置され、円板７２ａのピン７２ｂが挿入される多数の溝
７２ｃを有する従板７２ｄとからなるが、このようなゼ
ネバメカニズム７２は、駆動モータ７０の回転力を工具
マガジン６０に間歇的に伝達すると同時に、工具マガジ
ン６０の回転角度を一定に維持させることにより、工具
マガジン６０の回転時、工具ホルダー６４及び該工具ホ
ルダーに把持された工具をスピンドル３と整列させる役
割をする。
を回転させるためのもので、図３に示すように、マガジ
ンキャリッジ４０に垂直に設置される駆動モータ７０
と、この駆動モータ７０の回転力を工具マガジン６０に
伝達するゼネバメカニズム(geneva mechanism)７２とか
らなる。特に、ゼネバメカニズム７２は、図２及び図３
に示すように、駆動モータ７０の出力軸７０ａに固定さ
れる円板７２ａと、円板７２ａの回転中心から離隔して
設置されるピン７２ｂと、工具マガジン６０の上端に設
置され、円板７２ａのピン７２ｂが挿入される多数の溝
７２ｃを有する従板７２ｄとからなるが、このようなゼ
ネバメカニズム７２は、駆動モータ７０の回転力を工具
マガジン６０に間歇的に伝達すると同時に、工具マガジ
ン６０の回転角度を一定に維持させることにより、工具
マガジン６０の回転時、工具ホルダー６４及び該工具ホ
ルダーに把持された工具をスピンドル３と整列させる役
割をする。
【００２３】また、図１を考察すると、本発明の自動工
具交換装置は、制御部８０を備えている。制御部８０
は、工具の交換命令が与えられると、水平マガジンアク
チュエータ５０を伸張させて前記マガジンキャリッジ４
０を「原点位置」Ｄから「作動位置」Ｃへ移動させ、そ
の後垂直マガジンアクチュエータ３０を伸張させてアッ
プダウンキャリッジ２０を「上昇位置」Ａから「下降位
置」Ｂへ移動させ、さらに駆動モータ７０を作動させて
工具マガジン６０を所定の角度だけ回転させる。
具交換装置は、制御部８０を備えている。制御部８０
は、工具の交換命令が与えられると、水平マガジンアク
チュエータ５０を伸張させて前記マガジンキャリッジ４
０を「原点位置」Ｄから「作動位置」Ｃへ移動させ、そ
の後垂直マガジンアクチュエータ３０を伸張させてアッ
プダウンキャリッジ２０を「上昇位置」Ａから「下降位
置」Ｂへ移動させ、さらに駆動モータ７０を作動させて
工具マガジン６０を所定の角度だけ回転させる。
【００２４】そして、工具マガジン６０の回転が完了す
ると、垂直マガジンアクチュエータ３０を収縮させてア
ップダウンキャリッジ２０を「下降位置」Ｂから「上昇
位置」Ａへ移動させ、その後水平マガジンアクチュエー
タ５０を収縮させて前記マガジンキャリッジ４０を「作
動位置」Ｃから「原点位置」Ｄへ復帰させる。
ると、垂直マガジンアクチュエータ３０を収縮させてア
ップダウンキャリッジ２０を「下降位置」Ｂから「上昇
位置」Ａへ移動させ、その後水平マガジンアクチュエー
タ５０を収縮させて前記マガジンキャリッジ４０を「作
動位置」Ｃから「原点位置」Ｄへ復帰させる。
【００２５】言い換えれば、制御部８０は、垂直マガジ
ンアクチュエータ３０、水平マガジンアクチュエータ５
０及び駆動モータ７０を順次制御することにより、工具
マガジン６０を「第１位置」Ｘから「第２位置」Ｙへ、
更に「第２位置」Ｙから「第３位置」Ｚへ移動させた
後、この位置で工具マガジン６０を回転させ、回転済み
の工具マガジン６０を「第３位置」Ｚから「第２位置」
Ｙに上昇させた後、また「第２位置」Ｙから「第１位
置」Ｘに復帰させる役割をする。
ンアクチュエータ３０、水平マガジンアクチュエータ５
０及び駆動モータ７０を順次制御することにより、工具
マガジン６０を「第１位置」Ｘから「第２位置」Ｙへ、
更に「第２位置」Ｙから「第３位置」Ｚへ移動させた
後、この位置で工具マガジン６０を回転させ、回転済み
の工具マガジン６０を「第３位置」Ｚから「第２位置」
Ｙに上昇させた後、また「第２位置」Ｙから「第１位
置」Ｘに復帰させる役割をする。
【００２６】上述した構成を有する本発明発明に係る自
動工具交換装置の作動を図１と図４〜図７に基づいてよ
り詳細に説明する。まず、図１に示すように、アップダ
ウンキャリッジ２０が「上昇位置」Ａに、マガジンキャ
リッジ４０が「原点位置」Ｄにそれぞれ配置された状態
で工具交換命令が与えられると、図４に示すように、水
平マガジンアクチュエータ５０が伸張しながら、マガジ
ンキャリッジ４０を「原点位置」Ｄから「作動位置」Ｃ
へ移動させる。マガジンキャリッジ４０が「原点位置」
Ｄから「作動位置」Ｃへ移動するにつれて、マガジンキ
ャリッジに設置された工具マガジン６０は「第１位置」
Ｘから「第２位置」Ｙへ移動するが、この際、「第２位
置」Ｙへ移動する工具マガジン６０はスピンドル３に装
着されている工具Ｔを保持することになる。
動工具交換装置の作動を図１と図４〜図７に基づいてよ
り詳細に説明する。まず、図１に示すように、アップダ
ウンキャリッジ２０が「上昇位置」Ａに、マガジンキャ
リッジ４０が「原点位置」Ｄにそれぞれ配置された状態
で工具交換命令が与えられると、図４に示すように、水
平マガジンアクチュエータ５０が伸張しながら、マガジ
ンキャリッジ４０を「原点位置」Ｄから「作動位置」Ｃ
へ移動させる。マガジンキャリッジ４０が「原点位置」
Ｄから「作動位置」Ｃへ移動するにつれて、マガジンキ
ャリッジに設置された工具マガジン６０は「第１位置」
Ｘから「第２位置」Ｙへ移動するが、この際、「第２位
置」Ｙへ移動する工具マガジン６０はスピンドル３に装
着されている工具Ｔを保持することになる。
【００２７】そして、工具Ｔの保持が完了すると、図５
に示すように、垂直マガジンアクチュエータ３０が伸張
しながら、アップダウンキャリッジ２０を「上昇位置」
Ａから「下降位置」Ｂへ移動させる。アップダウンキャ
リッジ２０が「上昇位置」Ａから「下降位置」Ｂへ移動
するにつれて、工具マガジン６０は「第２位置」Ｙから
「第３位置」Ｚに下降する。これにより、工具Ｔがスピ
ンドル３から取り外される。
に示すように、垂直マガジンアクチュエータ３０が伸張
しながら、アップダウンキャリッジ２０を「上昇位置」
Ａから「下降位置」Ｂへ移動させる。アップダウンキャ
リッジ２０が「上昇位置」Ａから「下降位置」Ｂへ移動
するにつれて、工具マガジン６０は「第２位置」Ｙから
「第３位置」Ｚに下降する。これにより、工具Ｔがスピ
ンドル３から取り外される。
【００２８】その後、工具Ｔの取外しが完了すると、直
ちに駆動モータ７０が作動して工具マガジン６０を回転
させる。これにより、駆動モータ７０は設定された回転
数だけ回転し、交換しようとする工具Ｔをスピンドル３
と整列させる。
ちに駆動モータ７０が作動して工具マガジン６０を回転
させる。これにより、駆動モータ７０は設定された回転
数だけ回転し、交換しようとする工具Ｔをスピンドル３
と整列させる。
【００２９】次に、交換しようとする工具Ｔの整列が完
了すると、図６に示すように、垂直マガジンアクチュエ
ータ３０が収縮しながら、アップダウンキャリッジ２０
を「下降位置」Ｂから「上昇位置」Ａへ移動させる。ア
ップダウンキャリッジ２０が「下降位置」Ｂから「上昇
位置」Ａへ移動するにつれて、工具マガジン６０は「第
３位置」Ｚから「第２位置」Ｙへ上昇するが、この際、
工具マガジン６０は工具ホルダー６４の工具Ｔをスピン
ドル３に取り付けることになる。
了すると、図６に示すように、垂直マガジンアクチュエ
ータ３０が収縮しながら、アップダウンキャリッジ２０
を「下降位置」Ｂから「上昇位置」Ａへ移動させる。ア
ップダウンキャリッジ２０が「下降位置」Ｂから「上昇
位置」Ａへ移動するにつれて、工具マガジン６０は「第
３位置」Ｚから「第２位置」Ｙへ上昇するが、この際、
工具マガジン６０は工具ホルダー６４の工具Ｔをスピン
ドル３に取り付けることになる。
【００３０】そして、工具Ｔの取付けが完了すると、最
終的に、図７に示すように、水平マガジンアクチュエー
タ５０が収縮しながら、マガジンキャリッジ４０を「作
動位置」Ｃから「原点位置」Ｄへ移動させる。マガジン
キャリッジ４０が「作動位置」Ｃから「原点位置」Ｄへ
移動するにつれて、工具マガジン６０も「第２位置」Ｙ
から「第１位置」Ｘへ移動するが、この際、「第１位
置」Ｘへ移動する工具真マガジン６０はスピンドル３に
装着されている工具Ｔを解放させることになる。
終的に、図７に示すように、水平マガジンアクチュエー
タ５０が収縮しながら、マガジンキャリッジ４０を「作
動位置」Ｃから「原点位置」Ｄへ移動させる。マガジン
キャリッジ４０が「作動位置」Ｃから「原点位置」Ｄへ
移動するにつれて、工具マガジン６０も「第２位置」Ｙ
から「第１位置」Ｘへ移動するが、この際、「第１位
置」Ｘへ移動する工具真マガジン６０はスピンドル３に
装着されている工具Ｔを解放させることになる。
【００３１】上述した一連の動作により、前記工具マガ
ジン６０の工具Ｔはスピンドル３に装着されている工具
Ｔと自動的に交換されるのである。
ジン６０の工具Ｔはスピンドル３に装着されている工具
Ｔと自動的に交換されるのである。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の自動工具交
換装置によれば、アームを用いることなくスピンドルの
移動なしで工具マガジンの動作のみにより工具交換を効
率よく行うことができ、工作機械コラムの高さを従来の
工作機械に比べて大幅に低めることができる。
換装置によれば、アームを用いることなくスピンドルの
移動なしで工具マガジンの動作のみにより工具交換を効
率よく行うことができ、工作機械コラムの高さを従来の
工作機械に比べて大幅に低めることができる。
【図１】本発明に係る工作機械の自動工具交換装置の構
成を示す正断面図である。
成を示す正断面図である。
【図２】本発明に係る工作機械の自動工具交換装置の構
成を示す平面図である。
成を示す平面図である。
【図３】本発明に係る工作機械の自動工具交換装置の構
成を示す左側断面図である。
成を示す左側断面図である。
【図４】本発明に係る自動工具交換装置において工具ホ
ルダーと工具との係合を示す作動図である。
ルダーと工具との係合を示す作動図である。
【図５】本発明に係る自動工具交換装置においてスピン
ドルからの工具の取外しを示す作動図である。
ドルからの工具の取外しを示す作動図である。
【図６】本発明に係る自動工具交換装置においてスピン
ドルへの工具の取付けを示す作動図である。
ドルへの工具の取付けを示す作動図である。
【図７】本発明に係る自動工具交換装置において工具ホ
ルダーと工具との係脱状態を示す作動図である。
ルダーと工具との係脱状態を示す作動図である。
１ コラム
３ スピンドル
１０ 補助フレーム
１２ リミットスイッチ
２０ アップダウンキャリッジ
２２ 直線運動ガイド
２４ 干渉片
２６ リミットスイッチ
３０ 垂直マガジンアクチュエータ
４０ マガジンキャリッジ
４２ ガイドバー
５０ 水平マガジンアクチュエータ
６０ 工具マガジン
６３ 工具ホルダー
７０ 駆動モータ
７２ ゼネバメカニズム
８０ 制御部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(71)出願人 503008918
７−11， Ｈｗａｓｕ−ｄｏｎｇ， Ｄｏ
ｎｇ−ｇｕ， Ｉｎｃｈｅｏｎ， 401−
020 Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅ
ａ
(72)発明者 セオ、 ミュン クック
大韓民国 キョンサンナム−ド、 マサン
−シ、 ホエウォン−グ、 グアム−１−
ドン 1340−４、 ナマグリーン ヴィラ
40
Ｆターム(参考） 3C002 AA03 BB03 DD13 GG03
Claims (7)
- 【請求項１】 フレームと、 前記フレームに回転可能に設けられ、工具を解放可能に
把持することが可能なスピンドルと、 上昇位置と下降位置との間で垂直方向に運動するように
前記フレームに設置されるアップダウンキャリッジと、 前記スピンドルから離れた原点位置と前記スピンドルに
近接した作動位置との間で水平方向に運動するように前
記アップダウンキャリッジに設置されるマガジンキャリ
ッジと、 前記マガジンキャリッジに設置されるもので、工具を交
換可能な状態で支持する多数の工具ホルダーを備えてい
る工具マガジンと、 前記アップダウンキャリッジを垂直方向に運動させ、工
具を前記スピンドルに対して取り付け或いは取り外す垂
直マガジンアクチュエータと、 前記マガジンキャリッジを水平方向に運動させ、工具マ
ガジンの工具ホルダーがスピンドルの工具を把持或いは
解放するようにする水平マガジンアクチュエータとを含
む工作機械の自動工具交換装置。 - 【請求項２】 前記マガジンキャリッジが作動位置にあ
る時、前記工具マガジンの工具ホルダーのうち選択され
たものを前記スピンドルと整列できるように前記工具マ
ガジンを回転させる回転駆動手段をさらに含む請求項１
記載の工作機械の自動工具交換装置。 - 【請求項３】 前記回転駆動手段は、駆動モータと、こ
の駆動モータの回転力を前記工具マガジンに間歇的に伝
達するゼネバメカニズムとからなることを特徴とする請
求項２記載の工作機械の自動工具交換装置。 - 【請求項４】 前記ゼネバメカニズムは、前記駆動モー
タの出力軸に固定される円板と、前記円板の回転中心か
ら偏心して設置されるピンと、前記工具マガジンに設置
され、多数の前記ピン挿入用溝を有する従板とからなる
ことを特徴とする請求項３記載の工作機械の自動工具交
換装置。 - 【請求項５】 前記アップダウンキャリッジの下降位置
を決定する下降位置決め手段をさらに含み、この下降位
置決め手段は、前記フレームに固定的に設置されるリミ
ットスイッチと、前記工具マガジンの工具ホルダーがス
ピンドルの工具を完全に取り外す時点で前記リミットス
イッチを作動させるように前記アップダウンキャリッジ
に固定的に取り付けられる干渉片とを含むことを特徴と
する請求項１記載の工作機械の自動工具交換装置。 - 【請求項６】 前記マガジンキャリッジの作動位置を決
定する作動位置決め手段をさらに含み、前記作動位置決
め手段は、前記工具マガジンの工具ホルダーがスピンド
ルの工具に係合する時点で前記マガジンキャリッジと干
渉を起こすように前記アップダウンキャリッジに固定的
に設置されるリミットスイッチであることを特徴とする
請求項１記載の工作機械の自動工具交換装置。 - 【請求項７】 前記アップダウンキャリッジは、前記ス
ピンドルと平行な関係で延長される直線運動ガイドを介
して前記フレームにスライド可能に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１記載の工作機械の自動工具交
換装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2001-88940 | 2001-12-31 | ||
| KR1020010088940A KR100779826B1 (ko) | 2001-12-31 | 2001-12-31 | 업/다운 구조를 갖는 공작기계의 암이 필요없는 자동공구교환장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003211336A true JP2003211336A (ja) | 2003-07-29 |
Family
ID=19718007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002377985A Pending JP2003211336A (ja) | 2001-12-31 | 2002-12-26 | 工作機械の自動工具交換装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030125175A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003211336A (ja) |
| KR (1) | KR100779826B1 (ja) |
| DE (1) | DE10261701A1 (ja) |
| ES (1) | ES2243105B1 (ja) |
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| JP2011224668A (ja) * | 2010-04-15 | 2011-11-10 | Kyoritsu Seiki Kk | 砥石自動交換装置を備えたレンズ研削方法及びそのレンズ研削装置 |
| CN104526364A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-04-22 | 重庆威诺克智能装备股份有限公司 | 一种立式加工中心机床 |
| CN105473279A (zh) * | 2013-09-13 | 2016-04-06 | 小松Ntc株式会社 | 工具库装置和机床 |
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| KR100613547B1 (ko) * | 2004-10-19 | 2006-08-16 | 위아 주식회사 | 상/하 이동 구조를 가지는 공작기계의 아암레스자동공구교환장치 |
| DE202008013235U1 (de) | 2008-10-08 | 2010-03-04 | Kämmerer, Sigrid | Bearbeitungszentrum mit Werkzeugwechsler, Werkzeugwechsler für ein Bearbeitungszentrum sowie Werkzeugmagazin für ein Bearbeitungszentrum mit Werkzeugwechsler |
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| CN102975068B (zh) * | 2012-12-04 | 2016-04-27 | 齐重数控装备股份有限公司 | 大容量落地盘式升降刀库 |
| KR102004001B1 (ko) | 2013-02-08 | 2019-07-25 | 두산공작기계 주식회사 | 암리스 자동공구교환장치 |
| CN103878409A (zh) * | 2014-03-14 | 2014-06-25 | 江苏映彤机械设备有限公司 | 数控钻床 |
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-
2001
- 2001-12-31 KR KR1020010088940A patent/KR100779826B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-12-26 JP JP2002377985A patent/JP2003211336A/ja active Pending
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- 2002-12-30 US US10/330,343 patent/US20030125175A1/en not_active Abandoned
- 2002-12-30 ES ES200203033A patent/ES2243105B1/es not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051124 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080603 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081111 |