JP2005305619A - Attaching-detaching device of spindle tool - Google Patents

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Akitoshi Sato
秋利 佐藤
Shinichi Hitomi
真一 人見
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten tool replacing time, by quickening response operation of an unclamping cylinder when replacing a tool. <P>SOLUTION: A mechanical valve 17 is integrally arranged on an outside surface of a cylinder tube 35 of the unclamping cylinder 16 for moving a draw bar 19 fitted to a spindle 6 of a machine tool 2 in the unclamping direction. Supply-discharge ports A and B of the mechanical valve 17 are directly connected to fluid supply-discharge ports A1 and B1 of the unclamping cylinder 16. The mechanical valve 17 instantly operates the unclamping cylinder 16 by quickly supplying pressure oil by switching the ports by moving a spool 42 in the axial direction by a rocking lever 18 interlocking with operation of a tool replacing arm 12 of an automatic tool exchanger 11 by projecting the spool 42 from a valve body 40. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、工作機械の主軸先端のツールホルダをクランプ用ばねによりドローバーをクランプ方向に移動してクランプし、また、ツールホルダをアンクランプシリンダによりドローバーをアンクランプ方向に移動してアンクランプし、そのアンクランプシリンダを動作させるメカバルブを工具交換時に操作部材により操作する主軸工具の着脱装置に関する。   The present invention clamps the tool holder at the tip of the spindle of the machine tool by moving the draw bar in the clamping direction by a spring for clamping, and unclamps the tool holder by moving the draw bar in the unclamping direction by an unclamping cylinder, The present invention relates to a spindle tool attaching / detaching device for operating a mechanical valve for operating the unclamp cylinder by an operating member when changing a tool.

マシニングセンタ等において、主軸先端のツールホルダをクランプするドローバーはアンクランプシリンダによりアンクランプ方向に移動されツールホルダをアンクランプする。そのアンクランプシリンダはメカバルブを切換えることで圧流体の給排方向が切換えられ、ドローバーがアンクランプ方向とクランプ方向に移動するようにしている。メカバルブの切換えは、工具交換時に所定のタイミングで操作部材によって行われるようになっている。このようなものとして特許文献1〜3のものがある。   In a machining center or the like, a draw bar that clamps a tool holder at the tip of a spindle is moved in an unclamping direction by an unclamping cylinder to unclamp the tool holder. In the unclamping cylinder, the supply / discharge direction of the pressurized fluid is switched by switching the mechanical valve so that the draw bar moves in the unclamping direction and the clamping direction. The mechanical valve is switched by the operating member at a predetermined timing when the tool is changed. There exists a thing of patent documents 1-3 as such.

特許文献1では、主軸側に設けられた工具クランプ用シリンダとこの工具クランプ用シリンダのポート切換えを行う支持フレームに設けられたメカバルブとが油圧配管で連結されており、工具交換動作時には、カム体に連繋された作動レバーによってメカバルブの切換動作が行われて工具クランプ用シリンダが動作しツールホルダのクランプ、アンクランプが行われるものが開示してある。特許文献2では、コラムに設けられた主軸の油圧シリンダへの流路を切換えるメカバルブがコラムの側方でベッド上面に載置されたベースに設けられており、メカバルブは、メカバルブの作動ローラと圧接する駆動モータにより回転する回転カムによって、クランプ、あるいはアンクランプのタイミングに合わせて流路切換動作を行い、ツールホルダのクランプ、アンクランプを行うものが開示してある。特許文献3では、主軸のツールホルダのアンクランプ機構を構成する締め緩め用シリンダにカム軸の回転角度によって切換制御される切換弁が連繋されたものが開示してある。   In Patent Document 1, a tool clamping cylinder provided on the spindle side and a mechanical valve provided on a support frame for switching the port of the tool clamping cylinder are connected by hydraulic piping. There is disclosed a mechanism in which a mechanical valve switching operation is performed by an operation lever connected to the cylinder, a tool clamping cylinder is operated, and a tool holder is clamped and unclamped. In Patent Document 2, a mechanical valve for switching a flow path of a main shaft provided to a column to a hydraulic cylinder is provided on a base placed on the upper surface of a bed on the side of the column, and the mechanical valve is pressed against an operating roller of the mechanical valve. A tool that performs a flow path switching operation in accordance with the timing of clamping or unclamping by a rotating cam rotated by a driving motor that performs clamping and unclamping of the tool holder is disclosed. Patent Document 3 discloses that a switching valve that is controlled to be switched by a rotation angle of a camshaft is connected to a tightening / loosening cylinder that constitutes an unclamping mechanism of a tool holder for a main shaft.

尚、マシニングセンタの主軸工具の着脱装置に関するものではないが、特許文献4には、シリンダチューブの外側胴部にバルブボディを設けて開閉バルブを構成し、シリンダチューブの2つの油室を連通したものが開示されている。また、特許文献5には、シリンダケーシングに油圧制御弁を備えたものが開示されている。   Although not related to the spindle tool attaching / detaching device of the machining center, Patent Document 4 discloses a valve body provided on the outer body of the cylinder tube to form an open / close valve, and the two oil chambers of the cylinder tube communicated with each other. Is disclosed. Patent Document 5 discloses a cylinder casing provided with a hydraulic control valve.

特許文献1では、工具クランプ用シリンダとメカバルブとが離れており配管で連結されているので、管路長さが長く、工具交換時のアンクランプシリンダの応答動作を速くする妨げの要因となっており、工具交換時間の短縮の妨げになる等の問題があった。特許文献2でも、アンクランプシリンダとメカバルブとが離れていた。尚、特許文献3では切換弁の取り付け位置についての記載はない。
実公平5−13469号公報 特許第3019618号公報 特許第3144021号公報 特開平10−184609号公報 特開2003−113811号公報
In Patent Document 1, since the tool clamping cylinder and the mechanical valve are separated and connected by piping, the pipe length is long, which is a factor that hinders the response operation of the unclamping cylinder at the time of tool replacement. In other words, there are problems such as hindering shortening of the tool change time. Even in Patent Document 2, the unclamping cylinder and the mechanical valve are separated. In addition, in patent document 3, there is no description about the attachment position of a switching valve.
No. 5-13469 Japanese Patent No. 3019618 Japanese Patent No. 3144221 JP-A-10-184609 JP 2003-1113811 A

本願発明は、工具交換時のアンクランプシリンダの応答動作を速くして、工具交換時間を短縮することを目的とする。   It is an object of the present invention to shorten the tool change time by speeding up the response operation of the unclamp cylinder during tool change.

上記課題解決のため、本願発明では、工作機械の主軸ホルダ装着孔に嵌め込まれたツールホルダをクランプ用ばねのばね力でクランプするドローバーと、そのドローバーをアンクランプ方向に移動させるアンクランプシリンダと、アンクランプシリンダを作動させるメカバルブと、前記メカバルブを工具交換の所定のタイミングで切換える操作部材とを備えた主軸工具の着脱装置において、アンクランプシリンダのシリンダチューブ外面にメカバルブを設け、メカバルブの給排ポートとシリンダチューブに形成した流体給排ポートとを直結したことを特徴とする。   In order to solve the above problems, in the present invention, a draw bar that clamps a tool holder fitted in a spindle holder mounting hole of a machine tool with a spring force of a clamp spring, an unclamp cylinder that moves the draw bar in an unclamping direction, In a spindle tool attaching / detaching device having a mechanical valve for operating an unclamping cylinder and an operation member for switching the mechanical valve at a predetermined timing of tool change, a mechanical valve is provided on the cylinder tube outer surface of the unclamping cylinder, and a mechanical valve supply / discharge port And a fluid supply / discharge port formed in the cylinder tube.

主軸ヘッドに主軸を回転自在に支持し、その主軸内にツールホルダ用のドローバーを軸線前後に移動するように案内し、主軸ヘッドの後端にはアンクランプシリンダのシリンダチューブを一体に取り付けて前記ドローバーの後端部が、アンクランプシリンダの中空ピストンを貫通して後方に突出し、中空ピストンとドローバー後端部との軸線対向部分にお互いに係脱する係脱部分を形成してあることを特徴とする。   The spindle head is rotatably supported by the spindle head, and a tool holder draw bar is guided to move back and forth in the spindle, and a cylinder tube of an unclamp cylinder is integrally attached to the rear end of the spindle head. The rear end portion of the draw bar penetrates the hollow piston of the unclamp cylinder and protrudes rearward, and an engagement / disengagement portion that engages / disengages from each other is formed at the axially opposed portion of the hollow piston and the draw bar rear end portion. And

前記メカバルブを切替える操作部材は、工具交換アームの動作と連動する揺動レバーであることを特徴とする。   The operation member for switching the mechanical valve is a swing lever that is interlocked with the operation of the tool change arm.

本願発明では、アンクランプシリンダのシリンダチューブ外面にメカバルブを設け、メカバルブの給排ポートとシリンダチューブに形成した流体給排ポートとを直結したので、アンクランプシリンダと、メカバルブとが離れ両者を配管接続したものに比べ、管路長さが極めて短い。このため、バルブ切換時にアンクランプシリンダに圧流体を素早く供給できてアンクランプシリンダを瞬時に作動させることができる。よって、工具交換時間を短縮できる利点がある。また、アンクランプシリンダとメカバルブ間の配管がなくなる利点がある。また、メカバルブを切替える操作部材は、工具交換アームの動作と連動する揺動レバーであるので、構成簡易にできる。   In the present invention, a mechanical valve is provided on the outer surface of the cylinder tube of the unclamp cylinder, and the supply / discharge port of the mechanical valve and the fluid supply / discharge port formed on the cylinder tube are directly connected, so the unclamp cylinder and the mechanical valve are separated and both are connected by piping. The pipe length is extremely short compared to the above. For this reason, the pressure fluid can be quickly supplied to the unclamping cylinder when the valve is switched, and the unclamping cylinder can be operated instantaneously. Therefore, there is an advantage that the tool change time can be shortened. Moreover, there is an advantage that piping between the unclamp cylinder and the mechanical valve is eliminated. Further, since the operation member for switching the mechanical valve is a swing lever that is interlocked with the operation of the tool changing arm, the configuration can be simplified.

本願発明の実施例について図1〜図9に基づいて説明する。図1は本発明の主軸工具の着脱装置1を備えた工作機械2の側面図である。工作機械2のベッド3上には前後左右に移動自在とした移動コラム4が載置されている。移動コラム4には昇降可能に主軸ヘッド5が備えられている。主軸ヘッド5には、水平な主軸6が回転自在に軸承されている。また、移動コラム4の後方でベッド3上には左右一対の支柱7が立設されている。この支柱7の上端には、支持ベース8が固定してある。支持ベース8の上面には、複数のツールホルダ9を保持するツールマガジン10が設けられ、支持ベース8下側には移動コラム4の上方に位置するように自動工具交換装置(ATC)11が取付けられている。自動工具交換装置11は、ツールマガジン10と主軸6との間でツールホルダ9を交換アーム12により交換する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view of a machine tool 2 provided with a spindle tool attaching / detaching device 1 according to the present invention. On the bed 3 of the machine tool 2, a moving column 4 that is movable back and forth and left and right is placed. The moving column 4 is provided with a spindle head 5 which can be moved up and down. A horizontal main shaft 6 is rotatably supported on the main shaft head 5. In addition, a pair of left and right columns 7 are erected on the bed 3 behind the moving column 4. A support base 8 is fixed to the upper end of the column 7. A tool magazine 10 for holding a plurality of tool holders 9 is provided on the upper surface of the support base 8, and an automatic tool changer (ATC) 11 is attached to the lower side of the support base 8 so as to be positioned above the moving column 4. It has been. The automatic tool changer 11 exchanges the tool holder 9 between the tool magazine 10 and the main shaft 6 with an exchange arm 12.

自動工具交換装置11は、図2に示すように、支持ベース8との間にカム体13を回転可能に備えている。このカム体13は、工具交換時に交換アーム12が固着された旋回軸14の動作と連動して回転するように旋回軸14と機械的に連繋されており、カム体13の周面にはカム溝15が形成されている。カム溝15は、自動工具交換装置11の旋回軸14が後退位置にある状態でかつ交換アーム12が待機位置(図8に示す)から90度正転したタイミングで揺動レバー18先端がメカバルブ17のスプール42を押し下げるように揺動レバー18を下方に揺動させてその状態を維持し、その後、交換アーム12が前進、180度正転、後退したタイミングで揺動レバー18を上方に揺動させて、スプール42から離脱する動作を行なうように形成されている。また、自動工具交換装置11は、後述のアンクランプシリンダ16に設けられたメカバルブ17の給排ポートA,B,P,T1,T2を切換える操作部材18を備えている。操作部材18と、メカバルブ17とアンクランプシリンダ16と後述のドローバー19とで主軸工具の着脱装置1を構成している。操作部材18は揺動レバーであり、揺動レバー18はその中間部で自動工具交換装置11に設けたレバー支持ブラケット20に上下方向に揺動可能に軸支されている。揺動レバー18の一端には、揺動用カムフォロア21が回転可能に設けられ、その揺動用カムフォロア21は前記カム体13のカム溝15に嵌入されている。また、揺動レバー18の他端には、メカバルブ17を切換える切換用カムフォロア22が回転可能に設けられている。尚、自動工具交換装置11は従来から種々のものが知られており、これらの構成に特定されるものでもないので、ここでの詳しい説明を省略する。   As shown in FIG. 2, the automatic tool changer 11 includes a cam body 13 that is rotatable with respect to the support base 8. The cam body 13 is mechanically linked to the pivot shaft 14 so as to rotate in conjunction with the operation of the pivot shaft 14 to which the exchange arm 12 is fixed when changing the tool. A groove 15 is formed. The cam groove 15 has the mechanical valve 17 at the tip of the swing lever 18 at a timing when the turning shaft 14 of the automatic tool changer 11 is in the retracted position and the change arm 12 is rotated 90 degrees from the standby position (shown in FIG. 8). The swing lever 18 is swung downward so as to push down the spool 42, and the state is maintained. Thereafter, the swing lever 18 is swung upward when the exchange arm 12 moves forward, forward 180 degrees, and retracts. Thus, it is configured to perform an operation of detaching from the spool 42. Further, the automatic tool changer 11 includes an operation member 18 that switches supply / discharge ports A, B, P, T1, and T2 of a mechanical valve 17 provided in an unclamp cylinder 16 described later. The operation tool 18, the mechanical valve 17, the unclamp cylinder 16, and a draw bar 19 described later constitute the spindle tool attaching / detaching device 1. The operating member 18 is a rocking lever, and the rocking lever 18 is pivotally supported by a lever support bracket 20 provided in the automatic tool changer 11 at an intermediate portion so as to be rockable in the vertical direction. A swing cam follower 21 is rotatably provided at one end of the swing lever 18, and the swing cam follower 21 is fitted in the cam groove 15 of the cam body 13. A switching cam follower 22 for switching the mechanical valve 17 is rotatably provided at the other end of the swing lever 18. Various automatic tool changers 11 are conventionally known and are not limited to these configurations, and thus detailed description thereof is omitted here.

主軸6はローター23とステータ24とからなるモータ25により回転されるようになっており、図2、3に示すように主軸ヘッド5に複数の軸受26を介して回転可能に支持されている。主軸6の先端には、ツールホルダ9を装着するホルダ装着孔(テーパ孔)27が形成されており、このホルダ装着孔27に連続して中空孔28が穿設されている。この中空孔28内にはツールホルダ9把持用のドローバー19が軸方向前後に移動自在に挿通されて、中空孔28とドローバー19間に介装されたクランプ用ばねである皿ばね29により後方へ付勢されている。ドローバー19の先端には、ツールホルダ9後部のプルスタッド30を保持する保持部31が設けられている。ドローバー19は軸方向前後の移動によって中空孔28前方のホルダ装着孔27と協働してプルスタッド30をクランプ、アンクランプするようになっている。ドローバー19の後端部は、図3に示すように、主軸ヘッド5の後端に一体に取り付けたアンクランプシリンダ16の中空ピストン33を貫通して後方に突出している。このドローバー19の後端部には係脱部分34が形成されている。   The main shaft 6 is rotated by a motor 25 including a rotor 23 and a stator 24, and is rotatably supported by the main shaft head 5 via a plurality of bearings 26 as shown in FIGS. A holder mounting hole (tapered hole) 27 for mounting the tool holder 9 is formed at the tip of the main shaft 6, and a hollow hole 28 is formed continuously from the holder mounting hole 27. A draw bar 19 for gripping the tool holder 9 is inserted into the hollow hole 28 so as to be movable in the axial direction and moved backward by a disc spring 29 which is a clamping spring interposed between the hollow hole 28 and the draw bar 19. It is energized. At the tip of the draw bar 19, a holding part 31 that holds the pull stud 30 at the rear part of the tool holder 9 is provided. The draw bar 19 clamps and unclamps the pull stud 30 in cooperation with the holder mounting hole 27 in front of the hollow hole 28 by moving back and forth in the axial direction. As shown in FIG. 3, the rear end portion of the draw bar 19 penetrates through the hollow piston 33 of the unclamp cylinder 16 that is integrally attached to the rear end of the spindle head 5 and protrudes rearward. An engagement / disengagement portion 34 is formed at the rear end portion of the draw bar 19.

アンクランプシリンダ16は、図3に示すように、そのシリンダチューブ35が主軸ヘッド5の後端に固着されて一体となっており、シリンダチューブ35のシリンダ孔36に中空ピストン33が摺動可能に嵌合され、シリンダ孔36は中空ピストン33を挟んでアンクランプ側シリンダ室37とクランプ側シリンダ室38とに区画されている。中空ピストン33の中空孔28側には、前記ドローバー19の係脱部分34と軸線方向で対向し互いに係脱する軸線対向部分としての係脱部分39が設けてある。また、シリンダチューブ35の外面にはメカバルブ17が一体的に取り付けられており、シリンダチューブ35に形成した流体給排ポートA1,B1にメカバルブ17の給排ポートA,Bが直結してある。   As shown in FIG. 3, the unclamping cylinder 16 has a cylinder tube 35 fixed to the rear end of the spindle head 5 so as to be integrated, and the hollow piston 33 can slide in the cylinder hole 36 of the cylinder tube 35. The cylinder hole 36 is partitioned into an unclamping cylinder chamber 37 and a clamping cylinder chamber 38 with the hollow piston 33 interposed therebetween. On the hollow hole 28 side of the hollow piston 33, an engaging / disengaging portion 39 is provided as an axially facing portion that is opposed to and disengaged from the engaging / disengaging portion 34 of the draw bar 19 in the axial direction. The mechanical valve 17 is integrally attached to the outer surface of the cylinder tube 35, and the supply / discharge ports A, B of the mechanical valve 17 are directly connected to the fluid supply / discharge ports A1, B1 formed in the cylinder tube 35.

メカバルブ17は、図3、4に示すようにバルブボディ40に段付きに形成されるスプール孔41にスプール42が摺動可能に嵌挿されている。スプール42はその軸上に互いに離間して複数のランド43,44,45,46が設けられており、各ランド43〜46の径はスプール42の軸部47の径よりも大きく、スプール孔41の小径孔内周面48と摺接している。スプール42の一端側の軸部47aはバルブボディ40に設けたばね室49に挿入されており、ばね室49に介装されたばね50がランド46の下面に当接しスプール42を図3、4において上方(主軸6軸線と垂直方向)に付勢している。スプール42の他端側の軸部47bはバルブボディ40を貫通して突出しており、前記揺動レバー18の切換用カムフォロア22が当接する。スプール孔41は、スプール42の軸方向に間隔を有して、図示しない油圧源に接続される供給ポートPと、シリンダチューブ35の流体給排ポートA1にバルブボディ40に設けられた流路51を介して直結されクランプ側シリンダ室38に接続する給排ポートAと、シリンダチューブ35の流体給排ポートB1にバルブボディ40に設けられた流路52を介して直結されアンクランプ側シリンダ室37に接続する給排ポートBと、図4、5のようにバルブボディ40に設けられた流路53で互いに連通され図示しないタンクに接続される2つの排出ポートT1,T2を含む。   As shown in FIGS. 3 and 4, the mechanical valve 17 has a spool 42 slidably fitted in a spool hole 41 formed in a stepped shape in the valve body 40. A plurality of lands 43, 44, 45, 46 are provided on the shaft of the spool 42 so as to be spaced apart from each other. The diameters of the lands 43 to 46 are larger than the diameter of the shaft portion 47 of the spool 42. The small-diameter hole inner peripheral surface 48 is in sliding contact. A shaft portion 47a on one end side of the spool 42 is inserted into a spring chamber 49 provided in the valve body 40, and a spring 50 interposed in the spring chamber 49 abuts the lower surface of the land 46 so that the spool 42 is moved upward in FIGS. It is energized (perpendicular to the six main axes). The shaft portion 47b on the other end side of the spool 42 protrudes through the valve body 40, and the switching cam follower 22 of the swing lever 18 contacts. The spool hole 41 has a passage 51 provided in the valve body 40 at a supply port P connected to a hydraulic source (not shown) and a fluid supply / discharge port A1 of the cylinder tube 35 with an interval in the axial direction of the spool 42. The unclamping cylinder chamber 37 is directly connected to the supply / exhaust port A connected to the clamp side cylinder chamber 38 via the valve and the fluid supply / discharge port B1 of the cylinder tube 35 via the flow path 52 provided in the valve body 40. 4 and 5 and two discharge ports T1 and T2 connected to a tank (not shown) that are in communication with each other through a flow path 53 provided in the valve body 40 as shown in FIGS.

スプール42がばね50により付勢された図3に示すクランプ作動位置にあるとき、ランド44により排出ポートT1と給排ポートAが、ランド45により供給ポートPと給排ポートBが夫々遮断され、供給ポートPと給排ポートAが連通され、給排ポートBと排出ポートT2が連通される。また、スプール42がばね50に抗して図6に示すアンクランプ作動位置に移動すると、ランド44により供給ポートPと給排ポートAが、ランド45により給排ポートBと排出ポートT2が夫々遮断され、排出ポートT1と給排ポートAが連通され、供給ポートPと給排ポートBが連通される。   When the spool 42 is in the clamp operating position shown in FIG. 3 urged by the spring 50, the discharge port T1 and the supply / discharge port A are blocked by the land 44, and the supply port P and the supply / discharge port B are blocked by the land 45, respectively. The supply port P and the supply / discharge port A are communicated, and the supply / discharge port B and the discharge port T2 are communicated. When the spool 42 moves to the unclamping operation position shown in FIG. 6 against the spring 50, the supply port P and supply / discharge port A are blocked by the land 44, and the supply / discharge port B and discharge port T2 are blocked by the land 45, respectively. Then, the discharge port T1 and the supply / discharge port A are communicated, and the supply port P and the supply / discharge port B are communicated.

次に動作について説明する。工具交換アーム12が図8に実線で示す水平の待機位置から図8に2点鎖線で示す垂直のツールホルダ把持位置へ正方向へ90°旋回し、ツールマガジン10に割り出されたツールホルダ9と主軸6のツールホルダ9とを把持する。工具交換アーム12の動作と連動して、図9の工具交換動作線図に示すように、カム体13が回転し、工具交換アーム12の把持位置でカム体13により揺動レバー18が下方に揺動しスプール42の他端側の軸部47bの端面を押すと、スプール42は前記のようにばね50に抗して図6に示すアンクランプ作動位置に移動し、排出ポートT1と給排ポートAが連通され、供給ポートPと給排ポートBが連通され、圧油の供給が切換えられる。そして、直ちにアンクランプシリンダ16の流体給排ポートB1からアンクランプ側シリンダ室37に圧油が供給され、流体給排ポートA1からクランプ側シリンダ室38の圧油が排出され、中空ピストン33が軸線方向に前進する。この中空ピストン33の移動により、中空ピストン33の係脱部分39がドローバー19後端の係脱部分34を押動してドローバー19をアンクランプ方向に前進し、プルスタッド30をアンクランプする。   Next, the operation will be described. The tool changer arm 12 is turned 90 ° in the forward direction from the horizontal standby position shown by the solid line in FIG. 8 to the vertical tool holder holding position shown by the two-dot chain line in FIG. And the tool holder 9 of the spindle 6 are gripped. As shown in the tool change operation diagram of FIG. 9, the cam body 13 rotates in conjunction with the operation of the tool change arm 12, and the swing lever 18 is moved downward by the cam body 13 at the gripping position of the tool change arm 12. When swinging and pushing the end face of the shaft portion 47b on the other end side of the spool 42, the spool 42 moves to the unclamping operation position shown in FIG. Port A is connected, supply port P and supply / discharge port B are connected, and the supply of pressure oil is switched. Then, the pressure oil is immediately supplied from the fluid supply / discharge port B1 of the unclamp cylinder 16 to the unclamping cylinder chamber 37, the pressure oil in the clamp side cylinder chamber 38 is discharged from the fluid supply / discharge port A1, and the hollow piston 33 is moved along the axis. Move forward in the direction. By the movement of the hollow piston 33, the engaging / disengaging portion 39 of the hollow piston 33 pushes the engaging / disengaging portion 34 at the rear end of the draw bar 19 to advance the draw bar 19 in the unclamping direction, thereby unclamping the pull stud 30.

ツールホルダ9がアンクランプされるタイミングで旋回軸14が前進し、主軸6先端及びツールマガジン10からツールホルダ9が抜き取られる。その後、工具交換アーム12が180°正転し、次に旋回軸14が後退して、ツールホルダ9が主軸6及びツールマガジン10に挿入されて入換えが行われる。旋回軸14の後退完了のタイミングでカム体13の回転により揺動レバー18が上方に揺動してスプール42がばね50に押され再び図3のクランプ動作位置に移動し、前記のように供給ポートPと給排ポートA、給排ポートBと排出ポートT2が夫々連通され、圧油供給が切換えられる。この圧油供給のポートの切換により、圧油が素早くアンクランプシリンダ16のクランプ側シリンダ室38に供給されると共にアンクランプ側シリンダ室37から排出され、中空ピストン33が軸線方向に後退すると共に皿ばね29によりドローバー19がクランプ方向に後退しツールホルダ9のプルスタッド30をクランプする。また、中空ピストン33の後退が完了すると、中空ピストン33の係脱部分39とドローバー19の係脱部分34とが離れる。次に主軸6のクランプ完了タイミングで、工具交換アーム12が逆方向に90°旋回し図8の二点差線で示すツールホルダ把持位置から図8の実線で示す待機位置に戻りツールホルダ9の交換動作が終了する。尚、本実施例では、各動作タイミングを前動作の完了後を後動作の開始としたが、勿論、各動作が干渉しない範囲で前動作の途中から後動作を開始してもよい。   The turning shaft 14 advances at the timing when the tool holder 9 is unclamped, and the tool holder 9 is extracted from the tip of the main shaft 6 and the tool magazine 10. Thereafter, the tool changing arm 12 rotates forward 180 °, and then the turning shaft 14 moves backward, and the tool holder 9 is inserted into the main shaft 6 and the tool magazine 10 to be exchanged. The swing lever 18 swings upward by the rotation of the cam body 13 at the timing when the revolving shaft 14 is retracted, and the spool 42 is pushed by the spring 50 and again moves to the clamping operation position of FIG. 3, and is supplied as described above. The port P and the supply / discharge port A, the supply / discharge port B and the discharge port T2 are communicated with each other, and the pressure oil supply is switched. By switching the pressure oil supply port, the pressure oil is quickly supplied to the clamp-side cylinder chamber 38 of the unclamp cylinder 16 and discharged from the unclamp-side cylinder chamber 37, and the hollow piston 33 moves back in the axial direction and the dish. The draw bar 19 is retracted in the clamping direction by the spring 29 to clamp the pull stud 30 of the tool holder 9. When the retraction of the hollow piston 33 is completed, the engaging / disengaging portion 39 of the hollow piston 33 and the engaging / disengaging portion 34 of the draw bar 19 are separated. Next, at the timing when the spindle 6 is clamped, the tool changing arm 12 is turned 90 ° in the opposite direction, and the tool holder 9 is returned from the tool holder gripping position indicated by the two-dot chain line in FIG. 8 to the standby position indicated by the solid line in FIG. The operation ends. In the present embodiment, the post-operation is started after completion of the pre-operation for each operation timing. However, the post-operation may be started from the middle of the pre-operation as long as each operation does not interfere.

本願発明の主軸工具の着脱装置を備えた工作機械の側面図である。It is a side view of a machine tool provided with a spindle tool attaching / detaching device of the present invention. 自動工具交換装置及び主軸を示す図である。It is a figure which shows an automatic tool change apparatus and a main axis | shaft. 主軸後端部の断面図である。It is sectional drawing of a spindle rear end part. メカバルブの排出ポートの連通を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the communication of the discharge port of a mechanical valve. 図4のV−V線断面図である。It is the VV sectional view taken on the line of FIG. アンクランプ時の主軸後端部の断面図である。It is sectional drawing of the spindle rear end part at the time of unclamping. アンクランプシリンダの駆動用の油圧回路図である。It is a hydraulic circuit diagram for driving an unclamp cylinder. 交換アームの回転動作説明図である。It is rotation operation explanatory drawing of an exchange arm. 工具交換動作線図である。It is a tool exchange operation diagram.

符号の説明Explanation of symbols

1 着脱装置
5 主軸ヘッド
6 主軸
9 ツールホルダ
12 工具交換アーム
16 アンクランプシリンダ
17 メカバルブ
18 操作部材(揺動レバー)
19 ドローバー
27 ホルダ装着孔
29 クランプ用ばね(皿ばね)
33 中空ピストン
34,39 係脱部分
35 シリンダチューブ
A,B 給排ポート
A1,B1 流体給排ポート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detachable device 5 Spindle head 6 Spindle 9 Tool holder 12 Tool change arm 16 Unclamp cylinder 17 Mechanical valve 18 Operation member (swing lever)
19 Drawbar 27 Holder mounting hole 29 Clamp spring (Belleville spring)
33 Hollow piston 34, 39 Engaging / disengaging part 35 Cylinder tube A, B Supply / discharge port A1, B1 Fluid supply / discharge port

Claims (3)

工作機械の主軸ホルダ装着孔に嵌め込まれたツールホルダをクランプ用ばねのばね力でクランプするドローバーと、そのドローバーをアンクランプ方向に移動させるアンクランプシリンダと、アンクランプシリンダを作動させるメカバルブと、前記メカバルブを工具交換の所定のタイミングで切換える操作部材とを備えた主軸工具の着脱装置において、アンクランプシリンダのシリンダチューブ外面にメカバルブを設け、メカバルブの給排ポートとシリンダチューブに形成した流体給排ポートとを直結したことを特徴とする主軸工具の着脱装置。 A draw bar that clamps the tool holder fitted in the spindle holder mounting hole of the machine tool with the spring force of the clamp spring, an unclamp cylinder that moves the draw bar in the unclamp direction, a mechanical valve that operates the unclamp cylinder, In a spindle tool attachment / detachment device with an operation member that switches the mechanical valve at a predetermined timing for tool replacement, a mechanical valve is provided on the outer surface of the cylinder tube of the unclamp cylinder, and the fluid supply / discharge port formed on the mechanical valve supply / discharge port and cylinder tube A spindle tool attaching / detaching device characterized in that 主軸ヘッドに主軸を回転自在に支持し、その主軸内にツールホルダ用のドローバーを軸線前後に移動するように案内し、主軸ヘッドの後端にはアンクランプシリンダのシリンダチューブを一体に取り付けて前記ドローバーの後端部が、アンクランプシリンダの中空ピストンを貫通して後方に突出し、中空ピストンとドローバー後端部との軸線対向部分にお互いに係脱する係脱部分を形成してあることを特徴とする請求項1記載の主軸工具の着脱装置。 The spindle head is rotatably supported by the spindle head, and a tool holder draw bar is guided to move back and forth in the spindle, and a cylinder tube of an unclamp cylinder is integrally attached to the rear end of the spindle head. The rear end portion of the draw bar penetrates the hollow piston of the unclamp cylinder and protrudes rearward, and an engagement / disengagement portion that engages / disengages from each other is formed at the axially opposed portion of the hollow piston and the draw bar rear end portion. The spindle tool attaching / detaching device according to claim 1. メカバルブを切替える操作部材は、工具交換アームの動作と連動する揺動レバーであることを特徴とする請求項1または2記載の主軸工具の着脱装置。 3. The spindle tool attaching / detaching device according to claim 1, wherein the operation member for switching the mechanical valve is a swing lever that is interlocked with the operation of the tool changing arm.
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