JP2004042223A - 工具クランプ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】主軸に装着した工具をアンクランプしたときに、ドローバ先端に取着したコレットが開口して工具の落下が生じない工具クランプ装置の提供。
【解決手段】ドローバを前進させてアンクランプした時、前進したコレットが開口しないように、このコレットの前端部外周に刻設したリング状の溝にばねをリング状に形成したリングばねを嵌装して前端部を閉じるようにする。コレットは常時開口していないので工具交換アームに把持された工具の軸方向移動によりプルスタッドの頭部でリングばねを押し拡げながら工具の引き抜きと差し込みを行う。ばねで前端部を閉じるように付勢したコレットでプルスタッドの頭部を保持して工具の落下を生じないようにしたものである。
【選択図】 図3
【解決手段】ドローバを前進させてアンクランプした時、前進したコレットが開口しないように、このコレットの前端部外周に刻設したリング状の溝にばねをリング状に形成したリングばねを嵌装して前端部を閉じるようにする。コレットは常時開口していないので工具交換アームに把持された工具の軸方向移動によりプルスタッドの頭部でリングばねを押し拡げながら工具の引き抜きと差し込みを行う。ばねで前端部を閉じるように付勢したコレットでプルスタッドの頭部を保持して工具の落下を生じないようにしたものである。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
工作機械の工具クランプ装置に関するものであり、詳しくはドローバとコレットにより主軸に工具を固定する工具クランプ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5はマシニングセンタ等工作機械の主軸頭の主軸先端の周辺部を示す断面図である。図5において、主軸頭本体101に複数の軸受102により回転可能に軸承される主軸103は貫通する中心穴103aを有し、先端部はテーパ穴103bに形成されている。主軸103の中心穴103aにはドローバ104が軸方向移動可能に挿通されている。ドローバ104は中心穴103a内に介装されるコイルばね108や図示しない積層した皿ばね等で常時主軸後端方向へ付勢されており、ドローバ104は主軸先端方向の軸端部にたたき棒105が同心に固着されている。たたき棒105の先端に工具TのプルスタッドTaを把持するコレット106が係合している。
【0003】
コレット106は円筒状に形成したものを複数個に分割して形成されている。たたき棒105の先端部分は大径部105a、中径部105b,小径部105cで示すように段付形状である。但しドローバ104とたたき棒105は一部品で形成される場合もある。分割されたコレット106の内径段付部とたたき棒105の外径段付部に組み付けてコレット106の外径に刻設された溝106aにリング状に形成されたばね107が嵌挿され、たたき棒105と一体状態で主軸103の穴103c内に組み込まれている。
【0004】
ドローバ104が主軸103の先端方向へ移動されたたき棒105の先端がプルスタッドTaをたたいて工具Tのテーパ面103bとの嵌着をゆるめる。更にたたき棒105が主軸先端方向に移動するとコレット106のプルスタッドTaの軸端段付部を外径で把持していたコレット106の前端部106bは引っ張りばね107の作用により外方向への力を分割片ごとに受けている。主軸103の溝103dにコレット106の前端部106bの外形部106cが嵌まり込みプルスタッドTaの頭部がコレット先端部106bの内径を通り抜けることが出来るので工具Tを主軸103から取り外すことが可能となる。
【0005】
コレット106は通常主軸中心穴103cの内径に嵌装可能な外径をもつ円筒形状に加工され、その後一定歯幅のスリットカッタで分割されている。たたき棒105の小径部105cに、溝106aに嵌装された引っ張りばね107の圧縮力でコレット片を組み付けて一体化後ドローバ104を主軸103の先端部から挿入し、前端部106bが開いて溝103dに前端部106bが嵌まり込む。次に工具Tを主軸先端部103bに嵌装後ドローバ104を主軸後端方向へ引くとコレット106の先端部が閉じてプルスタッドTaの段付部を把持し更にドローバ104への付勢力により工具Tは強固にテーパ穴103bに固定される。
【0006】
コレット前端部106bの外径と溝106aが刻設されたコレット後端部の外径は共に主軸中心穴103cの内径と摺動可能な状態にある。工具Tがドローバ104で固定されたときコレット106はプルスタッドTaを把持している。又コレット片は引っ張りばね107で保持されほぼ均等な隙間で配置されている。
【0007】
図5において、図示しない自動工具交換装置のアームが先ず工具Tを把持し、その後ドローバ104を前進させ、まずコレット106を引っ張りばね107の作用により先端部106bを開口させる。続く前進によりプルスタッドTaをたたき棒105の先端で叩いて工具Tをアンクランプする。この場合、アームが工具Tを先行して把持しているので工具が落下することはない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術で述べた工具クランプ装置は、ドローバ104を前進させてコレット106の先端部106bを開口しプルスタッドTaの頭部が通り抜けることが出来るようにしている。
従って引き続きドローバ104が前進するとプルスタッドTaをドローバの先端でたたくので工具Tが完全にアンクランプされる。
もし、工具交換アームで予め工具を把持していなければ工具は直ちに落下する。従って、工具交換アームが工具Tを把持していることを確認してからドローバを前進させる必要がある。そのため、ドローバの前進により工具をアンクランプする場合には、工具交換アームが工具を把持しているかどうか動作確認が必要であり、交換時間の増大を招くという問題を生じていた。
【0009】
本発明は従来技術の要するこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、構造を複雑にすることなく、また、ほぼ従来のドローバ方式の工具クランプ装置のスペース内に従来とほぼ同様なコレットを使用して解決を図るものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1に記載の工具クランプ装置は、主軸内にドローバとドローバ先端に取り付けられたコレットと前記ドローバを主軸後方に引き込むばねとを備え、前記コレットで工具を主軸にクランプするようにした自動工具交換装置を有する工作機械主軸の工具クランプ装置であって、前記コレットの前端部の外周にリング状の溝が刻設され前記前端部が閉じている時にプルスタッドの頭部の傾斜面と当接する前記前端部の内径部分の当接面を傾斜面で形成して着脱自在となしたコレットと、前記溝に嵌装され前記前端部を閉じるように付勢するリングばねとを含んでなり、リングばねで付勢され閉じたコレットの前端部に工具交換アームで把持した主軸を軸方向に進退移動させてプルスタッド頭部を係脱させるものである。
【0011】
請求項1の発明によれば、ドローバが前進してもコレットが開口せずに閉じた状態を保つように、コレットの前端部の外周にリングばねを介装している。前端部の外周に設けられたばねでコレットを閉じるように付勢しているので、ドローバが前進しコレットの前端部が主軸内径に設けた窪みに位置しても、コレットの前端部は窪みに沿って開くことなく閉じたままである。
【0012】
従ってドローバが更に前進してプルスタッドをたたき工具をアンクランプしてもプルスタッドの頭部とコレットの前端部とは連結されているので工具は落下することがない。ドローバの前進動作と工具交換アームにより工具を把持する動作とのタイミングについて、後者を必ず先行させこの動作完了を確認してから前者を実行しなければならないという制約を取り払うことが可能となった。コレットの前端部への工具着脱は、工具交換アームに把持した工具を主軸に装着する軸方向の移動動作により行い、工具のクランプは従来と同様ドローバの後退で行われる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図1は本発明の工具クランプ装置を実施した工作機械主軸構造の断面説明図である。図2はドローバが後退し工具をクランプした状態の説明図、図3はドローバが前進端に達し工具交換可能な待機状態の説明図、図4は工具交換アームで工具を主軸に挿入しプルスタッドをコレットに着脱する状態の説明図である。
【0014】
本発明の工具クランプ装置の構成の説明に先立ち本発明を実施した工作機械の主軸構造の概要を説明する。
図1において、主軸構造は主として主軸頭本体1、ビルトインモータ本体31、工具アンクランプシリンダ41とからなり、これらの構造体は主軸3の軸線に沿って構成されている。本実施例では、主軸3はビルトインモータのロータ軸でもあり、主軸頭本体1とビルトインモータ本体31を一体としたフレームに軸受2により高精度に支承されている。
【0015】
主軸3の軸心に嵌装され工具Tをクランプするドローバ4は、主軸3と一体に高速回転駆動されるので主軸3の中心穴に振動を発生させないよう、且つ軸心方向移動可能に緊密に挿入されている。ドローバ4は常時後方に皿ばね9で付勢され、その付勢力で工具Tを主軸3の前方端のテーパ穴にクランプしている。
【0016】
工具Tを主軸3からアンクランプするため、主軸3の後端側に主軸3を前方に押圧する工具アンクランプシリンダ41が設けられている。工具アンクランプシリンダ41のピストン42が前進するとドローバ4も前進し工具Tのプルスタッド10の頭部をたたき工具Tを主軸3からアンクランプする。
なお、コレットの一般的形状と作用については従来技術において説明した事項と共通点が多いのでここでは本発明の主要部を構成するコレット11とリングばね12について説明する。
【0017】
図2において、コレット11はドローバ4とプルスタッド10を連結している。円筒体を切断して作られたコレット11の後端部11bに形成された内径の角部11cは、ドローバ4の前方軸端萼部4bと係合し工具Tのクランプ時にプルスタッド10を主軸後方に引き上げる。従ってコレット11の軸心部分には、ドローバ4の前方軸端部4cを内包することができる空間11dが形成されている。
【0018】
コレットの前端部11aの内径部11pとプルスタッド10の頭部10aが係合している。工具Tをクランプしているとき、コレット11の前端部11aの外周面11gは主軸3の内径穴3cの中に納まっている。このとき、ドローバ4が後退してコレット11の内径側の傾斜面11hがプルスタッド10の傾斜面10bに作用してもコレット11を押し拡げることはできない。
【0019】
図3において、ドローバ4が前進してドローバ4の前端面4cがプルスタッドの後端面10cをたたき工具Tはアンクランプ状態となる。コレット11の前端部11aの外周にはリングばね12を嵌装する溝が刻設されリングばね12が装着されている。このとき内径角部11cを支点としてコレット11の前端部11aは軸心方向に付勢される。リングばね12は密着ばねをリング状に形成するか引っ張りばねを連結してリング状にしても良い。コレット11が付勢されてリングを形成しているとき、前端部11aの内径部11kとプルスタッド10の軸部10aとの間に隙間があっても良い。
【0020】
竪形主軸の場合、図示しない工具交換アームで工具Tを保持していない時、工具Tには重力が作用し落下する。これを防ぐためにコレットの斜面11hとプルスタッドの斜面10bが当接したとき、コレット11の前端部11aが開口しない程度の引っ張り強さに設計されたリングばね12が嵌装されている。
このように、コレット11の前端部11aは、アンクランプした時に常時開口していない。アンクランプした時、工具Tはリングばね12で口を閉じたコレット11に拘束され工具交換待機状態にあるからである。
【0021】
図4において、交換待機状態にあった工具Tを、図示しない工具交換アームで工具溝Taを把持し工具Tを主軸3から抜く方向に前進させることによりプルスタッド10の頭部10aを、リングばね12で付勢され口を閉じている前端部11aから強制的に脱出させる。このとき頭部10aの外径部10dが前端部11aの内径部11pを押し拡げる。このため、前端部11aが開口した時の外周面11gの開き代として主軸3の内径部に溝3dが設けられている。
【0022】
更にコレット11が開口した時に後端部11bの内径側を曲面11mに形成して前端部11aの開口を容易にしている。プルスタッド10の頭部10aのコレット11からの脱出とコレット11への進入が容易なように傾斜面10bと11h及び傾斜面10cと11nのそれぞれの傾斜角が適宜設定されている。
【0023】
次に本発明の工具クランプ装置による工具交換作用について説明する。
工具Tは、ばね材で後方に付勢されたドローバ4と係合するコレット11により主軸3にクランプされている。工具交換が指令されると、機械送り軸の工具交換位置に移動するまでの間に工具アンクランプシリンダ41によってドローバ4及びコレット11を前進させる。
また、ドローバ4が前進して先端で工具Tと連結されているプルスタッド10の頭部10aをたたくことによって、クランプ状態にある工具Tをアンクランプして交換動作が容易である。交換待機状態では、工具Tはリングばねで付勢されたコレットにより保持されており落下することはない。
【0024】
主軸3が工具交換位置に位置決めされると同時に、工具交換アームが待機状態となっている工具を把持し、続いて抜き動作を行う。このときコレット11のリングばね12を押し拡げながら工具を引き抜く。交換アームが旋回し次工具を差し込む場合にもコレット11のリングばね12を押し拡げながら工具を差し込む。
続いて工具交換アームが待避すると同時に、工具アンクランプシンリダ41のピストン42が後退してばね材により次工具は引き上げられ交換動作は完了する。
【0025】
なお、上記の実施形態では、コレットは円筒状に形成したものを複数個に分割し、これを連結したものを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、先端でプルスタッドを保持可能なものであれば、例えばドローバ先端に形成或いは固着され素材の弾性変形を利用して開閉するものなど、一般に知られているコレットを利用可能である。
【0026】
【発明の効果】
本発明の工具クランプ装置は上述のとおり構成されているので次に記載する効果を奏する。
請求項1に記載の発明は、
(1)従来の工具クランプ装置を構成するドローバ,コレット,リングばね,プルスタッドのうちコレットの前端部がプルスタッドを把持するようにしたコレットである点が異なっている。しかし複雑な形状に変更するものではなく構造が簡単で従来機構に代替することが可能であり機能が向上する効果がある。
(2)構成要素は信頼性の高い部品であり安価に構成できる効果を有する。
(3)工具を把持してからアンクランプする必要がない。即ちアンクランプする前に工具を把持しておかなくてもよい。従って、工具把持とアンクランプの動作を前後を問わず実行されることができるので、工具交換時間の短縮が図れる。従って、総合的にみて加工時間の短縮が可能という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の工具クランプ装置を実施した工作機械の主軸構造の断面説明図である。
【図2】ドローバが後退し工具をクランプした状態の説明図である。ばね材によりドローバとこれに係るコレットを引き上げて工具をクランプした状態を示している。
【図3】ドローバが前進端に達し、工具交換可能な待機状態の説明図である。工具アンクランプシリンダによってドローバとこれに係るコレットを前進させ、リングばねによって工具を保持している状態を示している。
【図4】工具交換アームで工具を主軸に挿入しプルスタッドをコレットに着脱する状態の説明図である。工具交換装置の交換アームによって工具を把握し、リングばねを押し拡げながら工具の抜き差しを行う状態を示している。
【図5】従来の工具クランプ装置が採用されている主軸構造の断面説明図である。
【符号の説明】
1 主軸頭本体 2 軸受
3 主軸 4 ドローバ
9 皿ばね 10 プルスタッド
11 コレット 12 リングばね
31 ビルトインモータ 41 アンクランプシリンダ
42 ピストン T 工具
【発明の属する技術分野】
工作機械の工具クランプ装置に関するものであり、詳しくはドローバとコレットにより主軸に工具を固定する工具クランプ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5はマシニングセンタ等工作機械の主軸頭の主軸先端の周辺部を示す断面図である。図5において、主軸頭本体101に複数の軸受102により回転可能に軸承される主軸103は貫通する中心穴103aを有し、先端部はテーパ穴103bに形成されている。主軸103の中心穴103aにはドローバ104が軸方向移動可能に挿通されている。ドローバ104は中心穴103a内に介装されるコイルばね108や図示しない積層した皿ばね等で常時主軸後端方向へ付勢されており、ドローバ104は主軸先端方向の軸端部にたたき棒105が同心に固着されている。たたき棒105の先端に工具TのプルスタッドTaを把持するコレット106が係合している。
【0003】
コレット106は円筒状に形成したものを複数個に分割して形成されている。たたき棒105の先端部分は大径部105a、中径部105b,小径部105cで示すように段付形状である。但しドローバ104とたたき棒105は一部品で形成される場合もある。分割されたコレット106の内径段付部とたたき棒105の外径段付部に組み付けてコレット106の外径に刻設された溝106aにリング状に形成されたばね107が嵌挿され、たたき棒105と一体状態で主軸103の穴103c内に組み込まれている。
【0004】
ドローバ104が主軸103の先端方向へ移動されたたき棒105の先端がプルスタッドTaをたたいて工具Tのテーパ面103bとの嵌着をゆるめる。更にたたき棒105が主軸先端方向に移動するとコレット106のプルスタッドTaの軸端段付部を外径で把持していたコレット106の前端部106bは引っ張りばね107の作用により外方向への力を分割片ごとに受けている。主軸103の溝103dにコレット106の前端部106bの外形部106cが嵌まり込みプルスタッドTaの頭部がコレット先端部106bの内径を通り抜けることが出来るので工具Tを主軸103から取り外すことが可能となる。
【0005】
コレット106は通常主軸中心穴103cの内径に嵌装可能な外径をもつ円筒形状に加工され、その後一定歯幅のスリットカッタで分割されている。たたき棒105の小径部105cに、溝106aに嵌装された引っ張りばね107の圧縮力でコレット片を組み付けて一体化後ドローバ104を主軸103の先端部から挿入し、前端部106bが開いて溝103dに前端部106bが嵌まり込む。次に工具Tを主軸先端部103bに嵌装後ドローバ104を主軸後端方向へ引くとコレット106の先端部が閉じてプルスタッドTaの段付部を把持し更にドローバ104への付勢力により工具Tは強固にテーパ穴103bに固定される。
【0006】
コレット前端部106bの外径と溝106aが刻設されたコレット後端部の外径は共に主軸中心穴103cの内径と摺動可能な状態にある。工具Tがドローバ104で固定されたときコレット106はプルスタッドTaを把持している。又コレット片は引っ張りばね107で保持されほぼ均等な隙間で配置されている。
【0007】
図5において、図示しない自動工具交換装置のアームが先ず工具Tを把持し、その後ドローバ104を前進させ、まずコレット106を引っ張りばね107の作用により先端部106bを開口させる。続く前進によりプルスタッドTaをたたき棒105の先端で叩いて工具Tをアンクランプする。この場合、アームが工具Tを先行して把持しているので工具が落下することはない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術で述べた工具クランプ装置は、ドローバ104を前進させてコレット106の先端部106bを開口しプルスタッドTaの頭部が通り抜けることが出来るようにしている。
従って引き続きドローバ104が前進するとプルスタッドTaをドローバの先端でたたくので工具Tが完全にアンクランプされる。
もし、工具交換アームで予め工具を把持していなければ工具は直ちに落下する。従って、工具交換アームが工具Tを把持していることを確認してからドローバを前進させる必要がある。そのため、ドローバの前進により工具をアンクランプする場合には、工具交換アームが工具を把持しているかどうか動作確認が必要であり、交換時間の増大を招くという問題を生じていた。
【0009】
本発明は従来技術の要するこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、構造を複雑にすることなく、また、ほぼ従来のドローバ方式の工具クランプ装置のスペース内に従来とほぼ同様なコレットを使用して解決を図るものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1に記載の工具クランプ装置は、主軸内にドローバとドローバ先端に取り付けられたコレットと前記ドローバを主軸後方に引き込むばねとを備え、前記コレットで工具を主軸にクランプするようにした自動工具交換装置を有する工作機械主軸の工具クランプ装置であって、前記コレットの前端部の外周にリング状の溝が刻設され前記前端部が閉じている時にプルスタッドの頭部の傾斜面と当接する前記前端部の内径部分の当接面を傾斜面で形成して着脱自在となしたコレットと、前記溝に嵌装され前記前端部を閉じるように付勢するリングばねとを含んでなり、リングばねで付勢され閉じたコレットの前端部に工具交換アームで把持した主軸を軸方向に進退移動させてプルスタッド頭部を係脱させるものである。
【0011】
請求項1の発明によれば、ドローバが前進してもコレットが開口せずに閉じた状態を保つように、コレットの前端部の外周にリングばねを介装している。前端部の外周に設けられたばねでコレットを閉じるように付勢しているので、ドローバが前進しコレットの前端部が主軸内径に設けた窪みに位置しても、コレットの前端部は窪みに沿って開くことなく閉じたままである。
【0012】
従ってドローバが更に前進してプルスタッドをたたき工具をアンクランプしてもプルスタッドの頭部とコレットの前端部とは連結されているので工具は落下することがない。ドローバの前進動作と工具交換アームにより工具を把持する動作とのタイミングについて、後者を必ず先行させこの動作完了を確認してから前者を実行しなければならないという制約を取り払うことが可能となった。コレットの前端部への工具着脱は、工具交換アームに把持した工具を主軸に装着する軸方向の移動動作により行い、工具のクランプは従来と同様ドローバの後退で行われる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図1は本発明の工具クランプ装置を実施した工作機械主軸構造の断面説明図である。図2はドローバが後退し工具をクランプした状態の説明図、図3はドローバが前進端に達し工具交換可能な待機状態の説明図、図4は工具交換アームで工具を主軸に挿入しプルスタッドをコレットに着脱する状態の説明図である。
【0014】
本発明の工具クランプ装置の構成の説明に先立ち本発明を実施した工作機械の主軸構造の概要を説明する。
図1において、主軸構造は主として主軸頭本体1、ビルトインモータ本体31、工具アンクランプシリンダ41とからなり、これらの構造体は主軸3の軸線に沿って構成されている。本実施例では、主軸3はビルトインモータのロータ軸でもあり、主軸頭本体1とビルトインモータ本体31を一体としたフレームに軸受2により高精度に支承されている。
【0015】
主軸3の軸心に嵌装され工具Tをクランプするドローバ4は、主軸3と一体に高速回転駆動されるので主軸3の中心穴に振動を発生させないよう、且つ軸心方向移動可能に緊密に挿入されている。ドローバ4は常時後方に皿ばね9で付勢され、その付勢力で工具Tを主軸3の前方端のテーパ穴にクランプしている。
【0016】
工具Tを主軸3からアンクランプするため、主軸3の後端側に主軸3を前方に押圧する工具アンクランプシリンダ41が設けられている。工具アンクランプシリンダ41のピストン42が前進するとドローバ4も前進し工具Tのプルスタッド10の頭部をたたき工具Tを主軸3からアンクランプする。
なお、コレットの一般的形状と作用については従来技術において説明した事項と共通点が多いのでここでは本発明の主要部を構成するコレット11とリングばね12について説明する。
【0017】
図2において、コレット11はドローバ4とプルスタッド10を連結している。円筒体を切断して作られたコレット11の後端部11bに形成された内径の角部11cは、ドローバ4の前方軸端萼部4bと係合し工具Tのクランプ時にプルスタッド10を主軸後方に引き上げる。従ってコレット11の軸心部分には、ドローバ4の前方軸端部4cを内包することができる空間11dが形成されている。
【0018】
コレットの前端部11aの内径部11pとプルスタッド10の頭部10aが係合している。工具Tをクランプしているとき、コレット11の前端部11aの外周面11gは主軸3の内径穴3cの中に納まっている。このとき、ドローバ4が後退してコレット11の内径側の傾斜面11hがプルスタッド10の傾斜面10bに作用してもコレット11を押し拡げることはできない。
【0019】
図3において、ドローバ4が前進してドローバ4の前端面4cがプルスタッドの後端面10cをたたき工具Tはアンクランプ状態となる。コレット11の前端部11aの外周にはリングばね12を嵌装する溝が刻設されリングばね12が装着されている。このとき内径角部11cを支点としてコレット11の前端部11aは軸心方向に付勢される。リングばね12は密着ばねをリング状に形成するか引っ張りばねを連結してリング状にしても良い。コレット11が付勢されてリングを形成しているとき、前端部11aの内径部11kとプルスタッド10の軸部10aとの間に隙間があっても良い。
【0020】
竪形主軸の場合、図示しない工具交換アームで工具Tを保持していない時、工具Tには重力が作用し落下する。これを防ぐためにコレットの斜面11hとプルスタッドの斜面10bが当接したとき、コレット11の前端部11aが開口しない程度の引っ張り強さに設計されたリングばね12が嵌装されている。
このように、コレット11の前端部11aは、アンクランプした時に常時開口していない。アンクランプした時、工具Tはリングばね12で口を閉じたコレット11に拘束され工具交換待機状態にあるからである。
【0021】
図4において、交換待機状態にあった工具Tを、図示しない工具交換アームで工具溝Taを把持し工具Tを主軸3から抜く方向に前進させることによりプルスタッド10の頭部10aを、リングばね12で付勢され口を閉じている前端部11aから強制的に脱出させる。このとき頭部10aの外径部10dが前端部11aの内径部11pを押し拡げる。このため、前端部11aが開口した時の外周面11gの開き代として主軸3の内径部に溝3dが設けられている。
【0022】
更にコレット11が開口した時に後端部11bの内径側を曲面11mに形成して前端部11aの開口を容易にしている。プルスタッド10の頭部10aのコレット11からの脱出とコレット11への進入が容易なように傾斜面10bと11h及び傾斜面10cと11nのそれぞれの傾斜角が適宜設定されている。
【0023】
次に本発明の工具クランプ装置による工具交換作用について説明する。
工具Tは、ばね材で後方に付勢されたドローバ4と係合するコレット11により主軸3にクランプされている。工具交換が指令されると、機械送り軸の工具交換位置に移動するまでの間に工具アンクランプシリンダ41によってドローバ4及びコレット11を前進させる。
また、ドローバ4が前進して先端で工具Tと連結されているプルスタッド10の頭部10aをたたくことによって、クランプ状態にある工具Tをアンクランプして交換動作が容易である。交換待機状態では、工具Tはリングばねで付勢されたコレットにより保持されており落下することはない。
【0024】
主軸3が工具交換位置に位置決めされると同時に、工具交換アームが待機状態となっている工具を把持し、続いて抜き動作を行う。このときコレット11のリングばね12を押し拡げながら工具を引き抜く。交換アームが旋回し次工具を差し込む場合にもコレット11のリングばね12を押し拡げながら工具を差し込む。
続いて工具交換アームが待避すると同時に、工具アンクランプシンリダ41のピストン42が後退してばね材により次工具は引き上げられ交換動作は完了する。
【0025】
なお、上記の実施形態では、コレットは円筒状に形成したものを複数個に分割し、これを連結したものを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、先端でプルスタッドを保持可能なものであれば、例えばドローバ先端に形成或いは固着され素材の弾性変形を利用して開閉するものなど、一般に知られているコレットを利用可能である。
【0026】
【発明の効果】
本発明の工具クランプ装置は上述のとおり構成されているので次に記載する効果を奏する。
請求項1に記載の発明は、
(1)従来の工具クランプ装置を構成するドローバ,コレット,リングばね,プルスタッドのうちコレットの前端部がプルスタッドを把持するようにしたコレットである点が異なっている。しかし複雑な形状に変更するものではなく構造が簡単で従来機構に代替することが可能であり機能が向上する効果がある。
(2)構成要素は信頼性の高い部品であり安価に構成できる効果を有する。
(3)工具を把持してからアンクランプする必要がない。即ちアンクランプする前に工具を把持しておかなくてもよい。従って、工具把持とアンクランプの動作を前後を問わず実行されることができるので、工具交換時間の短縮が図れる。従って、総合的にみて加工時間の短縮が可能という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の工具クランプ装置を実施した工作機械の主軸構造の断面説明図である。
【図2】ドローバが後退し工具をクランプした状態の説明図である。ばね材によりドローバとこれに係るコレットを引き上げて工具をクランプした状態を示している。
【図3】ドローバが前進端に達し、工具交換可能な待機状態の説明図である。工具アンクランプシリンダによってドローバとこれに係るコレットを前進させ、リングばねによって工具を保持している状態を示している。
【図4】工具交換アームで工具を主軸に挿入しプルスタッドをコレットに着脱する状態の説明図である。工具交換装置の交換アームによって工具を把握し、リングばねを押し拡げながら工具の抜き差しを行う状態を示している。
【図5】従来の工具クランプ装置が採用されている主軸構造の断面説明図である。
【符号の説明】
1 主軸頭本体 2 軸受
3 主軸 4 ドローバ
9 皿ばね 10 プルスタッド
11 コレット 12 リングばね
31 ビルトインモータ 41 アンクランプシリンダ
42 ピストン T 工具
Claims (1)
- 主軸内にドローバとドローバ先端に取り付けられたコレットと前記ドローバを主軸後方に引き込むばねとを備え、前記コレットで工具を主軸にクランプするようにした自動工具交換装置を有する工作機械主軸の工具クランプ装置であって、前記コレットの前端部の外周にリング状の溝が刻設され前記前端部が閉じている時にプルスタッドの頭部の傾斜面と当接する前記前端部の内径部分の当接面を傾斜面で形成して着脱自在となしたコレットと、前記溝に嵌装され前記前端部を閉じるように付勢するリングばねとを含んでなり、リングばねで付勢され閉じたコレットの前端部に工具交換アームで把持した主軸を軸方向に進退移動させてプルスタッド頭部を係脱させることを特徴とする工具クランプ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002205189A JP2004042223A (ja) | 2002-07-15 | 2002-07-15 | 工具クランプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2002205189A JP2004042223A (ja) | 2002-07-15 | 2002-07-15 | 工具クランプ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004042223A true JP2004042223A (ja) | 2004-02-12 |
Family
ID=31710559
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002205189A Pending JP2004042223A (ja) | 2002-07-15 | 2002-07-15 | 工具クランプ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004042223A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103722340A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-04-16 | 江苏锐成机械有限公司 | 摩擦焊机无油轴承套筒防滑夹紧装置 |
-
2002
- 2002-07-15 JP JP2002205189A patent/JP2004042223A/ja active Pending
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