JP2005271179A - Tool changer of machining tool - Google Patents

Tool changer of machining tool Download PDF

Info

Publication number
JP2005271179A
JP2005271179A JP2004091850A JP2004091850A JP2005271179A JP 2005271179 A JP2005271179 A JP 2005271179A JP 2004091850 A JP2004091850 A JP 2004091850A JP 2004091850 A JP2004091850 A JP 2004091850A JP 2005271179 A JP2005271179 A JP 2005271179A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
gripping
holder
arm
spindle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004091850A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigehiko Hashimoto
成彦 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2004091850A priority Critical patent/JP2005271179A/en
Publication of JP2005271179A publication Critical patent/JP2005271179A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tool changer of a machining tool, preventing abrasion of the respective parts of a tool holding member to the utmost in attaching and detaching a tool holder. <P>SOLUTION: A holder gripping part 45 is provided on the end of an arm body 41 of a grip arm 36. The holder gripping part 45 includes: a holder receiving part 46 integrally provided on the arm body 41; a pair of gripping arms 48 rotatably supported on the holder receiving part 46; a gripping roller 51 provided on one end of the gripping arm 48; and a compression coiled spring 50 interposed in the other end of the gripping arm 48. The gripping arm 48 is energized in the direction from which the gripping roller 51 comes close by the compression coiled spring 50. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、工作機械に設けられ主軸に装着された工具ホルダを別の工具と交換する工作機械の工具交換装置に関する。   The present invention relates to a tool changer for a machine tool for exchanging a tool holder provided on a machine tool and mounted on a spindle with another tool.

ワークに対して各種の加工を単一の装置で複合的になし得るマシニングセンタ(MC)等の多機能工作機械は、工具ホルダを介して工具を保持する主軸を回転自在に支持する主軸ヘッドを、当該主軸の軸線方向に往復移動させることによりワークに対して加工を行うようになっている。このような工作機械は主軸に装着された工具ホルダを自動的に交換する工具交換装置を備えており、前記工具交換装置により加工が終了した工具は次の加工に用いられる工具と交換される。   A multi-function machine tool such as a machining center (MC) capable of performing various types of machining on a workpiece in a complex manner with a single device, a spindle head that rotatably supports a spindle holding a tool via a tool holder, The workpiece is processed by reciprocating in the axial direction of the spindle. Such a machine tool is provided with a tool changer that automatically changes a tool holder mounted on the spindle, and a tool that has been processed by the tool changer is replaced with a tool used for the next process.

前記工具交換装置は、工具ホルダを把持する複数の工具把持部材としてのグリップアームを揺動自在に且つ回転割り出し可能に有する工具マガジンを備えている。前記工具交換装置により、主軸ヘッドが加工領域から交換領域に移動されたとき、前記主軸と割り出されたグリップアームとの間で工具ホルダの受け渡しが行われる。従って、前記グリップアームには、工具ホルダに対する十分な把持力を確保しつつ、容易に工具ホルダの差し込み作業や抜き取り作業性を行うことができる構成が要求される。   The tool changer includes a tool magazine having grip arms as a plurality of tool gripping members that grip a tool holder so as to be swingable and rotationally indexable. When the spindle head is moved from the machining area to the exchange area by the tool changer, the tool holder is transferred between the spindle and the indexed grip arm. Therefore, the grip arm is required to have a configuration that can easily perform insertion and extraction work of the tool holder while ensuring a sufficient gripping force for the tool holder.

図6はグリップアームの従来例の構成を示している。図6に示すように、グリップアーム1の両端部のうちの一方は二股状に分かれたホルダ把持部2とされている。前記ホルダ把持部2の先端には対向方向に貫通する孔部3が設けられており、前記孔部3の内部にフィンガー4及び付勢ばね5が収容されている。付勢ばね5の一端部はホルダ把持部2の外側面に取り付けられたばね押え6に固定され、他端部はフィンガー4に連結されている。これにより、フィンガー4は付勢ばね5によって孔部3から突出し他方のフィンガー4に向かう方向に付勢される。尚、前記フィンガー4は抜け止め状態で孔部3内に収容されている。   FIG. 6 shows a configuration of a conventional grip arm. As shown in FIG. 6, one of both end portions of the grip arm 1 is a holder gripping portion 2 that is divided into two forks. A hole 3 that penetrates in the opposite direction is provided at the tip of the holder grip 2, and a finger 4 and a biasing spring 5 are accommodated in the hole 3. One end of the urging spring 5 is fixed to a spring retainer 6 attached to the outer surface of the holder grip 2, and the other end is connected to the finger 4. Thus, the finger 4 is urged by the urging spring 5 in a direction protruding from the hole 3 toward the other finger 4. The finger 4 is housed in the hole 3 in a retaining state.

上記構成により、ホルダ把持部2内に工具ホルダが配置されると、フィンガー4の先端部は前記工具ホルダの把持溝7(図6中、二点鎖線で示す)に押し当てられて係合する。従って、前記工具ホルダはホルダ把持部2内から落下することはない。このとき、前記工具ホルダのキー溝7aは、ホルダ把持部2の基部に設けられた位置決めキー8に係合するようになっている。
特公平7−80109号公報
With the above configuration, when the tool holder is arranged in the holder gripping portion 2, the tip end portion of the finger 4 is pressed against and engaged with the gripping groove 7 (shown by a two-dot chain line in FIG. 6) of the tool holder. . Therefore, the tool holder does not fall from within the holder grip 2. At this time, the key groove 7 a of the tool holder is adapted to engage with a positioning key 8 provided at the base of the holder grip 2.
Japanese Patent Publication No. 7-80109

上記構成のグリップアーム1に対して工具ホルダが装着される場合は、フィンガー4の間に工具ホルダが矢印Aで示す方向に差し込まれる。一方、グリップアーム1から工具ホルダを取り外す場合は、フィンガー4の間から反矢印A方向に工具ホルダが引き出される。このように、フィンガー4の間を矢印A方向及び反矢印A方向に工具ホルダを通過させると、フィンガー4は孔部3の内面に圧接されながら孔部3内を矢印B方向に移動する。特に、ホルダ把持部2から工具ホルダを取り外すときは、フィンガー4は符号C1で示す部分に強く圧接され、ホルダ把持部2に工具ホルダを取り付けるときは、フィンガー4は符号C2で示す部分に強く圧接される。   When the tool holder is attached to the grip arm 1 having the above configuration, the tool holder is inserted between the fingers 4 in the direction indicated by the arrow A. On the other hand, when removing the tool holder from the grip arm 1, the tool holder is pulled out from between the fingers 4 in the direction of the arrow A. In this way, when the tool holder is passed between the fingers 4 in the direction of the arrow A and the direction of the opposite arrow A, the fingers 4 move in the direction of the arrow B while being pressed against the inner surface of the hole 3. In particular, when the tool holder is removed from the holder gripping portion 2, the finger 4 is strongly pressed against the portion indicated by C1, and when the tool holder is attached to the holder gripping portion 2, the finger 4 is pressed strongly against the portion indicated by C2. Is done.

このため、符号C1及びC2で示す部分においてフィンガー4及びホルダ把持部2の一方或いは双方が磨耗し、グリップアーム1の寿命低下、工作機械の工具交換動作の信頼性の低下を招くという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、工具ホルダを着脱する際に工具把持部材の各部で磨耗が生じることを極力防止した工作機械の工具交換装置を提供することである。
For this reason, one or both of the fingers 4 and the holder gripping portion 2 are worn at the portions indicated by reference numerals C1 and C2, which causes a problem that the life of the grip arm 1 is reduced and the reliability of the tool change operation of the machine tool is reduced. It was.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a tool changer for a machine tool that prevents as much as possible wear on each part of the tool gripping member when the tool holder is attached or detached. is there.

本発明は、工具ホルダを着脱可能に保持する主軸と、前記主軸を回転自在に支持し前記主軸の軸線方向に往復することにより工具交換領域と加工領域との間を移動可能な主軸ヘッドとを備えた工作機械に設けられ前記主軸ヘッドが前記工具交換領域に位置するときに前記主軸との間で前記工具ホルダを受け渡す工具把持部材を備えた工具交換装置であって、前記工具把持部材を、把持部材本体と、前記把持部材本体の端部に設けられ前記工具ホルダを把持するホルダ把持部とを備えて構成すると共に、前記ホルダ把持部を、前記把持部材本体に支持され前記主軸の軸線方向に延びる回動軸を中心に回動可能な一対のアーム部材と、前記一対のアーム部材の先端部に設けられ前記工具ホルダの把持溝に係合する一対のローラ部材、前記一対のアーム部材間に掛け渡され前記一対のアーム部材を前記ローラ部材が近接する方向に付勢するばね部材を有し、前記把持部材本体と前記アーム部材との間に前記工具ホルダが挟持されるように構成したことを特徴とする。   The present invention includes a spindle for detachably holding a tool holder, and a spindle head that rotatably supports the spindle and moves between a tool change area and a machining area by reciprocating in the axial direction of the spindle. A tool changer provided with a tool gripping member that is provided in a machine tool provided and delivers the tool holder to and from the spindle when the spindle head is located in the tool change area, the tool gripping member being A gripping member main body, and a holder gripping portion that is provided at an end of the gripping member main body and grips the tool holder, and the holder gripping portion is supported by the gripping member main body and is an axis of the main shaft A pair of arm members pivotable about a pivot shaft extending in the direction, a pair of roller members provided at the distal ends of the pair of arm members and engaged with a gripping groove of the tool holder, the pair of arms A spring member that spans between the pair of arm members and urges the pair of arm members in a direction in which the roller member approaches, so that the tool holder is sandwiched between the gripping member main body and the arm member It is characterized by comprising.

前記工具把持部材のホルダ把持部に工具ホルダが差し込まれると、ばね部材の付勢力に抗してアーム部材が押し広げられる。このとき、ローラ部材は工具ホルダの把持溝に係合しつつ、工具ホルダのホルダ把持部内への挿入に伴い把持溝に沿って回転する。そして、工具ホルダは、ホルダ把持部内に完全に挿入されることにより、把持部材本体とアーム部材とによって挟持される。   When the tool holder is inserted into the holder holding portion of the tool holding member, the arm member is pushed and spread against the biasing force of the spring member. At this time, the roller member rotates along the gripping groove with the insertion of the tool holder into the holder gripping portion while engaging with the gripping groove of the tool holder. And a tool holder is clamped by a holding member main body and an arm member by being completely inserted in a holder holding part.

本発明の工作機械の工具交換装置によれば、ホルダ把持部に工具ホルダを差し込む際、及び取り外す際のいずれにおいても、工具把持部材の各部で磨耗が生じることがない。   According to the tool changer for a machine tool of the present invention, wear does not occur in each part of the tool gripping member when the tool holder is inserted into or removed from the holder gripping part.

以下、本発明の第1の実施例について図1ないし図4を参照しながら説明する。まず、本実施例に係る工作機械の構成について説明する。図1に示すように、工作機械11は切削屑の飛散を防止するためのスプラッシュガード12の内側に、ワーク(図示せず)を保持するテーブル14、工作機械本体15、ドリルやタップなどの工具16を交換するための工具交換装置17などを配置して構成されている。   The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, the configuration of the machine tool according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, a machine tool 11 includes a table 14 that holds a workpiece (not shown), a machine tool body 15, a tool such as a drill or a tap inside a splash guard 12 for preventing scattering of cutting waste. A tool exchanging device 17 for exchanging 16 is arranged.

前記スプラッシュガード12には、工作機械11の運転状況等を表示するための表示部18、工作機械11に指令を与えたり条件を入力したりするためのボタン類やフロッピー(登録商標)ディスクドライブなどを備えた操作パネル19、ワークの入出やメンテナンスのためのワーク交換口20、点検ハッチ21などが設けられている。
図2に示すように、工作機械本体15は、コラム22に固定されたZ軸用サーボモータ(以下、Z軸モータとする)23、前記Z軸モータ23(駆動機構に相当)によってボールねじ24が回転されることにより前記コラム22内を上下動する主軸ヘッド25、フレーム26を介して前記コラム22に固定されたマガジン支持台27を中心に構成されている。
The splash guard 12 includes a display unit 18 for displaying the operation status of the machine tool 11, buttons for inputting a command to the machine tool 11 and inputting conditions, a floppy (registered trademark) disk drive, and the like. An operation panel 19 provided with a workpiece, a workpiece changing port 20 for entering and leaving the workpiece and maintenance, an inspection hatch 21 and the like are provided.
As shown in FIG. 2, the machine tool main body 15 includes a Z-axis servo motor (hereinafter referred to as a Z-axis motor) 23 fixed to a column 22 and a ball screw 24 by the Z-axis motor 23 (corresponding to a drive mechanism). Is configured around a spindle support 25 that moves up and down in the column 22 and a magazine support 27 that is fixed to the column 22 via a frame 26.

前記主軸ヘッド25は、工具保持部(図示せず)を有する主軸28、前記主軸28を回転駆動する主軸モータ29、一対の第1のカム体30、第2のカム体31、前記工具保持部に保持された工具ホルダ32を脱着可能に保持するクランプ・アンクランプ機構(図示せず)等を備えている。前記工具ホルダ32の下端部に前記工具16が嵌着されている。
工具交換装置17は、工具マガジン33、マガジンモータ34等を備えて構成されている。工具マガジン33は、前記マガジン支持台27に支持され斜め左下方に指向する軸線a周りに回転するマガジンベース35、前記マガジンベース35の外周部に放射状に設けられた複数、例えば10個のグリップアーム36(工具把持部材に相当)から構成されている。前記マガジンベース35の外周部には所定の角度毎に10個のクレビス37が設けられ、前記クレビス37に前記グリップアーム36が揺動軸36aを介して揺動自在に支持されている。
The spindle head 25 includes a spindle 28 having a tool holding portion (not shown), a spindle motor 29 that rotationally drives the spindle 28, a pair of first cam bodies 30, a second cam body 31, and the tool holding section. A clamp / unclamp mechanism (not shown) for detachably holding the tool holder 32 held by the tool holder 32 is provided. The tool 16 is fitted to the lower end of the tool holder 32.
The tool changer 17 includes a tool magazine 33, a magazine motor 34, and the like. The tool magazine 33 is supported by the magazine support 27 and rotates about an axis a that is inclined obliquely to the lower left, and a plurality of, for example, ten grip arms provided radially on the outer periphery of the magazine base 35. 36 (corresponding to a tool gripping member). Ten clevises 37 are provided on the outer periphery of the magazine base 35 at a predetermined angle, and the grip arm 36 is swingably supported by the clevis 37 via a swinging shaft 36a.

各グリップアーム36の側面のうち主軸ヘッド25との対向面の反対側面にはマガジンカバー38(図1にのみ示す)が固定されている。前記マガジンカバー38は、グリップアーム36に沿って屈曲する形状をなし、前記グリップアーム36よりも大きな面積を有している。そして、主軸ヘッド25が工具交換領域に位置し且つマガジンベース35が回転割り出し可能な状態にあるとき、マガジンカバー38は全体として円錐台形をなし、これらマガジンカバー38によって工具マガジン33は覆われるようになっている。   A magazine cover 38 (shown only in FIG. 1) is fixed to the side surface of each grip arm 36 opposite to the surface facing the spindle head 25. The magazine cover 38 is bent along the grip arm 36 and has a larger area than the grip arm 36. When the spindle head 25 is located in the tool change area and the magazine base 35 is in a state where the rotation can be indexed, the magazine cover 38 has a truncated cone shape as a whole so that the tool magazine 33 is covered by the magazine cover 38. It has become.

前記マガジンベース35は、前記マガジンモータ34により回転されるようになっている。マガジンモータ34には回転軸及びベベルギヤを介してバベルカム(いずれも図示せず)が連結されている。マガジンベース35は、前記グリップアーム36の配設位置に対応して設けられた10個のローラ形状のカムフォロア(図示せず)を有している。そして、前記バベルカムのカム溝に前記カムフォロアが順次嵌合することにより間欠的な割り出し回転がマガジンベース35に付与される。   The magazine base 35 is rotated by the magazine motor 34. A magazine cam 34 is connected to a bevel cam (both not shown) via a rotating shaft and a bevel gear. The magazine base 35 has ten roller-shaped cam followers (not shown) provided corresponding to the positions where the grip arms 36 are disposed. The cam follower is sequentially fitted in the cam groove of the Babel cam, so that intermittent indexing rotation is applied to the magazine base 35.

前記第1のカム体30は主軸ヘッド25の底面に固定されている。また、前記カム体31は、主軸ヘッド25の垂直面であって前記工具マガジン33と対向する面に圧縮コイルばね(図示せず)を介して設けられている。前記カム体30,31はそれぞれカム面30a,31aを有している。これに対して、前記グリップアーム36は第1及び第2のカムフォロア39,40を有している。前記第1のカムフォロア39は工具把持部28の先端部の外側面にそれぞれ1個ずつ設けられており(図3参照)、主軸ヘッド25の所定の昇降領域内で第1のカム体30のカム面20aに当接する。また、第2のカムフォロア40は、グリップアーム36の揺動軸36a近傍に設けられており、主軸ヘッド25の所定の昇降領域内でカム体31のカム面31aに当接する。
上記構成により、前記主軸ヘッド25の昇降移動に伴う第1及び第2のカム体30,31及び第1及び第2のカムフォロア39,40の協働作用により、前記グリップアーム36は揺動軸36aを中心として矢印Dで示す方向の所定の揺動運動を行う。
The first cam body 30 is fixed to the bottom surface of the spindle head 25. The cam body 31 is provided on a surface that is a vertical surface of the spindle head 25 and faces the tool magazine 33 via a compression coil spring (not shown). The cam bodies 30 and 31 have cam surfaces 30a and 31a, respectively. On the other hand, the grip arm 36 has first and second cam followers 39 and 40. Each of the first cam followers 39 is provided on the outer surface of the tip end portion of the tool gripping portion 28 (see FIG. 3). It abuts on the surface 20a. The second cam follower 40 is provided in the vicinity of the swing shaft 36 a of the grip arm 36, and abuts on the cam surface 31 a of the cam body 31 within a predetermined lift region of the spindle head 25.
With the above configuration, the grip arm 36 is pivoted by the cooperative action of the first and second cam bodies 30, 31 and the first and second cam followers 39, 40 as the spindle head 25 moves up and down. A predetermined oscillating motion in the direction indicated by the arrow D is performed around the center.

次に、グリップアーム36の構成について図3及び図4を参照しながら説明する。
前記グリップアーム36のアーム本体41(把持部材本体に相当)は、その両端部のうちマガジンベース35側(内周側)の端部に孔部(図示せず)を有しており、その孔部に鋼球42が圧縮コイルばね(図示せず)と共に収容されている。前記鋼球42の一部はグアーム本体41の端面から突出しており、マガジンベース35の軸線a周りに設けられた案内面43に当接している。
Next, the configuration of the grip arm 36 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
The arm main body 41 (corresponding to the gripping member main body) of the grip arm 36 has a hole (not shown) at the end on the magazine base 35 side (inner peripheral side) of both ends thereof. A steel ball 42 is accommodated together with a compression coil spring (not shown). A part of the steel ball 42 protrudes from the end face of the arm main body 41 and abuts on a guide face 43 provided around the axis a of the magazine base 35.

前記揺動軸36aは、アーム本体41の長手方向中央部よりもマガジンベース35側に寄せて設けられている。
前記アーム本体41のうち揺動軸36aよりも反マガジンベース35側(外周側)の部分は、その長手方向中央付近で折曲しており、前記折曲部44よりも先の部分がホルダ把持部45とされている。具体的には、アーム本体41のうち折曲部44よりも先の部分には二股状に構成されたホルダ受け部46が設けられている。ホルダ受け部46の内側面には円弧面状のホルダ支持面47が設けられている。前記ホルダ支持面47は工具ホルダ32を支持可能な形状及び寸法に設定されている。
The swing shaft 36 a is provided closer to the magazine base 35 than the central portion in the longitudinal direction of the arm body 41.
A portion of the arm main body 41 on the side opposite to the magazine base 35 (outer peripheral side) than the swing shaft 36a is bent near the center in the longitudinal direction, and a portion ahead of the bent portion 44 is gripped by the holder. Part 45. Specifically, a holder receiving portion 46 having a bifurcated shape is provided in a portion of the arm main body 41 that is ahead of the bent portion 44. An arcuate holder support surface 47 is provided on the inner surface of the holder receiving portion 46. The holder support surface 47 is set to a shape and size capable of supporting the tool holder 32.

また、ホルダ受け部46の基部には一対の把持アーム48(アーム部材に相当)が回動軸49を介して支持されている。前記把持アーム48は、ホルダ受け部46のうち反主軸ヘッド25側の面に配置されており、その長手方向中央付近が回動中心となるように構成されている。前記把持アーム48のマガジンベース35側の端部は折曲部44付近に位置しており、その間には圧縮コイルばね50が介装されている。   In addition, a pair of gripping arms 48 (corresponding to arm members) are supported on the base of the holder receiving portion 46 via a rotation shaft 49. The grip arm 48 is disposed on the surface of the holder receiving portion 46 on the side opposite to the main spindle head 25, and is configured so that the vicinity of the center in the longitudinal direction is the center of rotation. The end of the grip arm 48 on the magazine base 35 side is located near the bent portion 44, and a compression coil spring 50 is interposed therebetween.

前記把持アーム48の反マガジンベース35側の端部は、ホルダ受け部48の先端よりも突出しており、その突出部分に把持ローラ51(ローラ部材に相当)が回転自在に支持されている。前記把持ローラ51の回転軸51aは、ホルダ把持部45に把持される工具ホルダ32の軸線と略平行になるように設定されている。また、前記把持ローラ51の厚み方向中心はホルダ受け部46の厚み方向中心と略一致するように設定されている。前記圧縮コイルばね50により、両把持アーム48は前記ローラ51近づく方向に付勢される。   An end of the gripping arm 48 on the side opposite to the magazine base 35 protrudes from the tip of the holder receiving portion 48, and a gripping roller 51 (corresponding to a roller member) is rotatably supported by the protruding portion. The rotating shaft 51 a of the gripping roller 51 is set to be substantially parallel to the axis of the tool holder 32 gripped by the holder gripping part 45. The center of the gripping roller 51 in the thickness direction is set to substantially coincide with the center of the holder receiving portion 46 in the thickness direction. The gripping arms 48 are biased in the direction approaching the roller 51 by the compression coil spring 50.

前記ローラ51は、工具ホルダ32の外周部に周設された把持溝32aに係合可能な寸法に設定されている。特に、本実施例では、ローラ51の外周面の断面形状は把持溝32aの形状に対応する台形状に構成されている。また、前記圧縮コイルばね50の寸法及びばね定数は、工具ホルダ32の把持溝32aに係合したローラ51を当該把持溝32aに強く押し当てることができるように設定されている。このような構成により、ホルダ把持部45に装着された工具ホルダ32は、ホルダ支持面47、把持アーム48、把持ローラ51によって確実に把持される。
尚、ホルダ受け部46の基部中央には、ホルダ支持面47から突出する位置決めキー52が固定されている。工具ホルダ32の把持溝32aには前記位置決めキー52に対応するキー溝(図示せず)が設けられており、これら位置決めキー52及びキー溝により工具ホルダ32は位置決めされる。
The roller 51 is set to a size that can be engaged with a gripping groove 32 a provided around the outer periphery of the tool holder 32. In particular, in this embodiment, the cross-sectional shape of the outer peripheral surface of the roller 51 is configured as a trapezoidal shape corresponding to the shape of the gripping groove 32a. The size and spring constant of the compression coil spring 50 are set so that the roller 51 engaged with the grip groove 32a of the tool holder 32 can be pressed strongly against the grip groove 32a. With such a configuration, the tool holder 32 attached to the holder gripping portion 45 is securely gripped by the holder support surface 47, the gripping arm 48, and the gripping roller 51.
A positioning key 52 protruding from the holder support surface 47 is fixed at the center of the base of the holder receiving portion 46. The grip groove 32a of the tool holder 32 is provided with a key groove (not shown) corresponding to the positioning key 52, and the tool holder 32 is positioned by the positioning key 52 and the key groove.

さて、上記工作機械では、予め設定された加工プログラムに従い、次のように工具交換動作が実行される。加工プログラムは、工具交換タイミングや次の加工に使用する工具16、工具交換のためのモータ駆動量(マガジンベース35の回転角度)等を指示するためのものであり、一連の加工動作を実行するに際して作業者がキー入力する。尚、工具交換動作が開始される前の状態では、カムフォロア39,40はそれぞれカム面30a,31aに当接しており、グリップアーム36のホルダ把持部45は主軸28から離間した位置にある。   In the machine tool, a tool change operation is executed as follows in accordance with a preset machining program. The machining program is for instructing the tool exchange timing, the tool 16 used for the next machining, the motor driving amount for the tool exchange (the rotation angle of the magazine base 35), and the like, and executes a series of machining operations. At this time, the operator inputs a key. In the state before the tool change operation is started, the cam followers 39 and 40 are in contact with the cam surfaces 30a and 31a, respectively, and the holder grip 45 of the grip arm 36 is at a position away from the main shaft 28.

工具交換動作の実行が開始されると、ワークに対する加工を施すために原点よりも下方に位置していた主軸ヘッド25は、原点よりも所定距離だけ上昇した交換位置に移動される。すると、カム面30a、31aとカムフォロア39,40とのカム作用によりグリップアーム36が揺動し、グリップアーム36のホルダ把持部45は主軸28から離間した離間位置から主軸28に近接した近接位置に移動する。これにより、主軸28に装着されている工具ホルダ32は、その把持溝32aにグリップアーム36の把持ローラ51を係合させながらホルダ受け部46内に挿入される。これにより、工具ホルダ32は、その把持溝32aに把持ローラ51が係合した状態でホルダ支持面47及び把持アーム48に挟持される。   When the execution of the tool change operation is started, the spindle head 25 located below the origin for machining the workpiece is moved to an exchange position that is raised by a predetermined distance from the origin. Then, the grip arm 36 is swung by the cam action of the cam surfaces 30a, 31a and the cam followers 39, 40, and the holder grip 45 of the grip arm 36 is moved from a separated position away from the main shaft 28 to a close position close to the main shaft 28. Moving. As a result, the tool holder 32 mounted on the main shaft 28 is inserted into the holder receiving portion 46 while the gripping roller 51 of the grip arm 36 is engaged with the gripping groove 32a. As a result, the tool holder 32 is held between the holder support surface 47 and the grip arm 48 in a state where the grip roller 51 is engaged with the grip groove 32a.

次に、主軸28の工具保持部に保持されている工具ホルダ32の抜き取りが開始される。まず、主軸ヘッド25が交換位置に至る直前でクランプ・アンクランプ機構は工具ホルダ32に対するアンクランプ動作を終了する。そして、主軸ヘッド25が更に上昇することにより、主軸28が保持していた工具ホルダ32はグリップアーム36のホルダ把持部45内に残され、主軸28からグリップアーム36への工具ホルダ32の受け渡しが完了する。   Next, extraction of the tool holder 32 held by the tool holding portion of the main shaft 28 is started. First, the clamping / unclamping mechanism ends the unclamping operation on the tool holder 32 immediately before the spindle head 25 reaches the replacement position. When the spindle head 25 is further raised, the tool holder 32 held by the spindle 28 is left in the holder grip 45 of the grip arm 36, and the tool holder 32 is transferred from the spindle 28 to the grip arm 36. Complete.

この状態で、マガジンモータ34が駆動されマガジンベース35の回転割り出しがなされると、次に使用される工具16を保持した別のグリップアーム36が主軸ヘッド25の主軸28の真下に移動する。そして、主軸ヘッド25が下降することにより、新たに割り出されたグリップアーム36が把持する工具ホルダ32が主軸28の工具保持部内に挿入される。一方、主軸ヘッド25の下降に伴いグリップアーム36のカムフォロア39,40は再び対応するカム面30a,31aに当接する。これにより、グリップアーム36は揺動軸36aを中心に揺動を開始する。また、これと同時に、主軸ヘッド25のクランク・アンクランプ機構等により主軸28の工具保持部に挿入された工具ホルダ32の挟持が開始される。そして、主軸ヘッド25が更に下降すると、主軸28の工具保持部に工具ホルダ32が完全に挟持されると共に、グリップアーム36は前記工具保持部に挟持された工具ホルダ32から完全に離脱する。   In this state, when the magazine motor 34 is driven and the rotation of the magazine base 35 is indexed, another grip arm 36 holding the tool 16 to be used next moves directly below the spindle 28 of the spindle head 25. When the spindle head 25 is lowered, the tool holder 32 held by the newly determined grip arm 36 is inserted into the tool holding portion of the spindle 28. On the other hand, as the spindle head 25 descends, the cam followers 39 and 40 of the grip arm 36 again come into contact with the corresponding cam surfaces 30a and 31a. As a result, the grip arm 36 starts to swing around the swing shaft 36a. At the same time, clamping of the tool holder 32 inserted into the tool holding portion of the spindle 28 by the crank / unclamp mechanism of the spindle head 25 is started. When the spindle head 25 is further lowered, the tool holder 32 is completely clamped by the tool holder of the spindle 28, and the grip arm 36 is completely detached from the tool holder 32 clamped by the tool holder.

このように、本実施例では、アーム本体41に一対の把持アーム48を回動可能に設け、前記把持アーム48の先端部に工具ホルダ32の把持溝32aに係合する把持ローラ51を設けた。そして、ホルダ把持部45に工具ホルダ32が差し込まれるとき、或いは、ホルダ把持部45から工具ホルダ32が取り外されるときは、ばね50の付勢力に抗して前記把持アーム48が押し広げられて把持ローラ51が離間することにより当該ローラ51間を前記工具ホルダ32が通過するようにした。従って、従来の工具交換装置と異なり、工具ホルダ32の着脱時に把持ローラ51や把持アーム48等の部材が特定の部位に強く押し当てられることがないため、ホルダ把持部45に磨耗が生じることを抑えることができる。   Thus, in this embodiment, the arm main body 41 is provided with a pair of gripping arms 48 so as to be rotatable, and a gripping roller 51 that engages the gripping groove 32 a of the tool holder 32 is provided at the tip of the gripping arm 48. . When the tool holder 32 is inserted into the holder gripping part 45 or when the tool holder 32 is removed from the holder gripping part 45, the gripping arm 48 is pushed and spread against the biasing force of the spring 50. The tool holder 32 passes between the rollers 51 by separating the rollers 51. Therefore, unlike the conventional tool changer, since the members such as the gripping roller 51 and the gripping arm 48 are not strongly pressed against a specific part when the tool holder 32 is attached or detached, the holder gripping portion 45 is worn. Can be suppressed.

また、把持ローラ51の間を工具ホルダ32が通過するとき、前記ローラ51は把持溝32aに係合しつつ回転する。従って、工具ホルダの通過に伴いフィンガーが把持溝を修道していた従来の工具交換装置と異なり、把持ローラ51自身の磨耗も抑えることができる。
更に、本実施例では、把持アーム48間をばね50で連結し、前記ばね50により把持ローラ51の付勢力を得るように構成した。従って、グリップアームに付勢ばねを内蔵していた従来の工具交換装置に比べて、ばね50の設置スペースの制約がなく、ばね50の設計上の自由度が増す。このため、ばね50の大きさやばね定数を適宜の値に設定することにより、工具ホルダ32の十分な把持力を確保しつつ、工具交換動作性の優れたグリップアーム26の構成を実現できる。
また、前記ばね50は、グリップアーム26を横切るように設けられているため、前記把持アーム48による工具ホルダ32の十分な把持力を確保するために前記ばね50を大きくしても、グリップアーム26が大形化することがない。
When the tool holder 32 passes between the gripping rollers 51, the roller 51 rotates while engaging with the gripping grooves 32a. Therefore, unlike the conventional tool changer in which the fingers repair the grip groove as the tool holder passes, wear of the grip roller 51 itself can be suppressed.
Further, in this embodiment, the gripping arms 48 are connected by a spring 50, and the urging force of the gripping roller 51 is obtained by the spring 50. Therefore, as compared with the conventional tool changer in which the biasing spring is built in the grip arm, the installation space of the spring 50 is not limited, and the degree of freedom in designing the spring 50 is increased. For this reason, by setting the size of the spring 50 and the spring constant to an appropriate value, it is possible to realize a configuration of the grip arm 26 having excellent tool exchange operability while ensuring a sufficient gripping force of the tool holder 32.
Further, since the spring 50 is provided so as to cross the grip arm 26, even if the spring 50 is enlarged in order to secure a sufficient gripping force of the tool holder 32 by the gripping arm 48, the grip arm 26. Does not become large.

図5は本発明の第2の実施例を示すものであり、第1の実施例と異なるところを説明する。即ち、この第2の実施例では、把持ローラ51の外周面が円弧面状に構成されている。このような構成によれば、前記把持ローラ51が工具ホルダ32の把持溝32aに係合したときに、前記把持ローラ51と把持溝32aとの接触面積が小さくなる。このため、把持ローラ51の磨耗を一層抑えることができる。   FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, and the differences from the first embodiment will be described. In other words, in the second embodiment, the outer peripheral surface of the gripping roller 51 is formed in a circular arc shape. According to such a configuration, when the gripping roller 51 is engaged with the gripping groove 32a of the tool holder 32, the contact area between the gripping roller 51 and the gripping groove 32a is reduced. For this reason, the wear of the gripping roller 51 can be further suppressed.

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような変形が可能である。
各グリップアームが揺動するのではなく、マガジンベースの全体が一体的に揺動することにより各グリップアームが近接位置と離間位置との間を変位するように構成しても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and for example, the following modifications are possible.
Instead of swinging each grip arm, the entire magazine base may swing integrally so that each grip arm is displaced between the proximity position and the separation position.

グリップアームの回動中心よりも把持ローラ側にばね部材(引っ張りコイルばね)を取付けても良い。
グリップアームは、カム機構以外の機構によって揺動されるように構成しても良い。
A spring member (pulling coil spring) may be attached to the gripping roller side with respect to the rotation center of the grip arm.
The grip arm may be configured to be swung by a mechanism other than the cam mechanism.

本発明の第1の実施例を示すものであり、工作機械の全体構成を示す斜視図The perspective view which shows the 1st Example of this invention and shows the whole structure of a machine tool 主軸ヘッド及び工具交換装置の周辺部分の一部縦断側面図Partial vertical side view of the periphery of the spindle head and tool changer グリップアームの平面図Top view of grip arm 工具ホルダが装着された状態で示すグリップアームのホルダ把持部周辺部分の拡大側面図Enlarged side view of the periphery of the holder gripping part of the grip arm shown with the tool holder attached 本発明の第2の実施例を示す図4相当図FIG. 4 equivalent view showing a second embodiment of the present invention. グリップアームの従来構成を示す平面図Plan view showing conventional configuration of grip arm

符号の説明Explanation of symbols

図面中、11は工作機械、15は工作機械本体、17は工具交換装置、23はZ軸モータ(駆動機構)、25は主軸ヘッド、28は主軸、30,31はカム体、32は工具ホルダ、33は工具マガジン、36はグリップアーム(工具把持部材)、39,40はカムフォロア、41はアーム本体(把持部材本体)、45はホルダ把持部、48は把持アーム(アーム部材)、50は圧縮コイルばね(ばね部材)、51は把持ローラ(ローラ部材)を示す。

In the drawings, 11 is a machine tool, 15 is a machine tool body, 17 is a tool changer, 23 is a Z-axis motor (drive mechanism), 25 is a spindle head, 28 is a spindle, 30 and 31 are cam bodies, and 32 is a tool holder. , 33 is a tool magazine, 36 is a grip arm (tool gripping member), 39 and 40 are cam followers, 41 is an arm main body (gripping member main body), 45 is a holder gripping part, 48 is a gripping arm (arm member), and 50 is compression Coil springs (spring members) 51 are gripping rollers (roller members).

Claims (3)

工具ホルダを着脱可能に保持する主軸と、前記主軸を回転自在に支持し前記主軸の軸線方向に往復することにより工具交換領域と加工領域との間を移動可能な主軸ヘッドとを備えた工作機械に設けられ前記主軸ヘッドが前記工具交換領域に位置するときに前記主軸との間で前記工具ホルダを受け渡す工具把持部材を備えた工具交換装置において、
前記工具把持部材は、把持部材本体と、前記把持部材本体の端部に設けられ前記工具ホルダを把持するホルダ把持部とを備えて構成され、
前記ホルダ把持部は、前記把持部材本体に支持され前記主軸の軸線方向に延びる回動軸を中心に回動可能な一対のアーム部材と、前記一対のアーム部材の先端部に設けられ前記工具ホルダの把持溝に係合する一対のローラ部材、前記一対のアーム部材間に掛け渡され前記一対のアーム部材を前記ローラ部材が近接する方向に付勢するばね部材を有し、前記把持部材本体と前記アーム部材との間に前記工具ホルダが挟持されるように構成されていることを特徴とする工作機械の工具交換装置。
A machine tool comprising: a spindle that detachably holds a tool holder; and a spindle head that rotatably supports the spindle and moves between a tool change area and a machining area by reciprocating in the axial direction of the spindle. A tool changer provided with a tool gripping member for transferring the tool holder to and from the spindle when the spindle head is located in the tool change area;
The tool gripping member includes a gripping member main body and a holder gripping portion that is provided at an end of the gripping member main body and grips the tool holder.
The holder gripping portion is supported by the gripping member body and is pivotable about a pivot shaft that extends in the axial direction of the main shaft, and the tool holder provided at the tip of the pair of arm members A pair of roller members that engage with the gripping grooves of each other, and a spring member that is spanned between the pair of arm members and biases the pair of arm members in the direction in which the roller members approach, A tool changer for a machine tool, wherein the tool holder is sandwiched between the arm member and the arm member.
割り出し回転可能に設けられ、その外周に前記工具把持部材を放射状に複数配置してなる工具マガジンと、
主軸の軸線方向に主軸ヘッドを往復移動させる駆動機構と、
前記主軸ヘッドに設けられたカム体及び前記工具把持部材に設けられ前記主軸ヘッドの往復移動に基づき前記カム体と当接するカムフォロアからなるカム機構とを備え、
前記工具把持部材は、割り出されたときに、前記カム機構のカム作用により前記主軸の軸線と略直交する揺動軸を中心に揺動されて主軸から退避した退避位置と前記主軸に近接する近接位置との間を変位可能に構成されていることを特徴とする請求項1記載の工作機械の工具交換装置。
A tool magazine which is provided so as to be indexable and rotates, and a plurality of the tool gripping members are radially arranged on the outer periphery thereof;
A drive mechanism for reciprocating the spindle head in the axial direction of the spindle;
A cam body provided on the spindle head and a cam mechanism provided on the tool gripping member and comprising a cam follower that contacts the cam body based on the reciprocating movement of the spindle head;
When the tool gripping member is indexed, the tool gripping member is swung around a swinging shaft that is substantially orthogonal to the axis of the main shaft by the cam action of the cam mechanism, and closes to the main shaft with a retracted position retracted from the main shaft. 2. The tool changer for a machine tool according to claim 1, wherein the tool changer is configured to be displaceable between adjacent positions.
ローラ部材は、その外周面が円弧面状に構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の工作機械の工具交換装置。

The tool changer for a machine tool according to claim 1 or 2, wherein the roller member has an outer peripheral surface formed in an arcuate shape.

JP2004091850A 2004-03-26 2004-03-26 Tool changer of machining tool Pending JP2005271179A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004091850A JP2005271179A (en) 2004-03-26 2004-03-26 Tool changer of machining tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004091850A JP2005271179A (en) 2004-03-26 2004-03-26 Tool changer of machining tool

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005271179A true JP2005271179A (en) 2005-10-06

Family

ID=35171362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004091850A Pending JP2005271179A (en) 2004-03-26 2004-03-26 Tool changer of machining tool

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005271179A (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2620253A1 (en) 2012-01-30 2013-07-31 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Machine tool with a grip arm
CN104006270A (en) * 2013-02-27 2014-08-27 环旭电子股份有限公司 Fixing base and fastener mechanism thereof
DE102014102070A1 (en) 2013-02-20 2014-08-28 Fanuc Corporation Tool handling device in a machine tool
JP5640200B1 (en) * 2014-03-19 2014-12-17 進 中谷 Tool holder
CN108044389A (en) * 2017-12-12 2018-05-18 蔡江明 A kind of numerically-controlled machine tool for being conveniently replaceable cutter
CN109158936A (en) * 2018-11-06 2019-01-08 浙江理工大学瓯海研究院有限公司 A kind of cutter-exchange mechanism
JP2019025606A (en) * 2017-07-31 2019-02-21 ブラザー工業株式会社 Tool holding arm and machine tool
CN111195825A (en) * 2018-11-19 2020-05-26 发那科株式会社 Gripping device and system
WO2022004484A1 (en) * 2020-06-30 2022-01-06 ブラザー工業株式会社 Arms, tool magazine, and work machine
US11465250B2 (en) * 2019-05-28 2022-10-11 Chun-Chieh Chen Tool change unit and tool change device including same
JP7388878B2 (en) 2019-11-05 2023-11-29 ファナック株式会社 Gripping devices, tool changing devices and machine tools

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2620253A1 (en) 2012-01-30 2013-07-31 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Machine tool with a grip arm
DE102014102070A1 (en) 2013-02-20 2014-08-28 Fanuc Corporation Tool handling device in a machine tool
JP2014159067A (en) * 2013-02-20 2014-09-04 Fanuc Ltd Tool holding device of machine tool
CN104006270A (en) * 2013-02-27 2014-08-27 环旭电子股份有限公司 Fixing base and fastener mechanism thereof
JP5640200B1 (en) * 2014-03-19 2014-12-17 進 中谷 Tool holder
JP2015178140A (en) * 2014-03-19 2015-10-08 進 中谷 tool holder
JP2019025606A (en) * 2017-07-31 2019-02-21 ブラザー工業株式会社 Tool holding arm and machine tool
JP7037295B2 (en) 2017-07-31 2022-03-16 ブラザー工業株式会社 Tool holding arm and machine tool
CN108044389A (en) * 2017-12-12 2018-05-18 蔡江明 A kind of numerically-controlled machine tool for being conveniently replaceable cutter
CN109158936A (en) * 2018-11-06 2019-01-08 浙江理工大学瓯海研究院有限公司 A kind of cutter-exchange mechanism
CN111195825A (en) * 2018-11-19 2020-05-26 发那科株式会社 Gripping device and system
US11471988B2 (en) 2018-11-19 2022-10-18 Fanuc Corporation Gripping device and system
US11465250B2 (en) * 2019-05-28 2022-10-11 Chun-Chieh Chen Tool change unit and tool change device including same
JP7388878B2 (en) 2019-11-05 2023-11-29 ファナック株式会社 Gripping devices, tool changing devices and machine tools
WO2022004484A1 (en) * 2020-06-30 2022-01-06 ブラザー工業株式会社 Arms, tool magazine, and work machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5949182B2 (en) Machine Tools
JP4910565B2 (en) Machine Tools
JP6078413B2 (en) Tool changing method and machine tool
JP4803349B2 (en) Automatic tool changer
JP4962070B2 (en) Tool changer
JP2005271179A (en) Tool changer of machining tool
JP2006272473A (en) Tool replacement device, control method and program
JP6650171B1 (en) Cutting tool tool changer
JP5497582B2 (en) Horizontal machining center
JPH0780109B2 (en) Automatic tool changer for machine tools
JP6445084B2 (en) Machine Tools
JP2005230945A (en) Device for simultaneously machining deep hole and outer periphery for long workpiece
JP4363233B2 (en) Tool changer for machine tools
KR101419055B1 (en) Automatic tools changer of machine tool
KR100655316B1 (en) Tool loading fixture for tool install and change of tool magazine
JP2006095633A (en) Work chuck device
JP5987654B2 (en) Face clamp chuck and machine tool
JP2006123056A (en) Vice clamping device for automobile crankshaft
JP3324897B2 (en) Machining center
JP7049236B2 (en) Tool changer
JP5103785B2 (en) Internal tooth shaving device
KR101975841B1 (en) Clamping apparatus for a machine tool
JP3875615B2 (en) Machine Tools
JP3750105B2 (en) Steel pipe end processing equipment
JP3791733B2 (en) Machine tool with automatic tool changer