JP2008238298A - Tool changer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tool changer capable of restraining damage of a tool or large shock noises when gripping the tool, and normally mounting the tool to a main spindle even when a rotation speed of a tool changing arm is made high. <P>SOLUTION: This device comprises a power source 42 capable of generating a power, an output shaft 2 installed to a casing 60 and displaceable in an axial direction, a drive mechanism 10 for driving the output shaft by a power from the power source, a first shaft part 3 installed along an axial direction of the output shaft movably relative to the output shaft, a tool changing arm 1 provided at one end of the output shaft, a tool holding part 44 formed on the tool changing arm and capable of holding the tool, a second shaft part 40 provided to the tool changing arm movably forward and backward, a fixing member 43 mounted to an end of the second shaft part and capable of fixing the tool to the tool holding part, and a link mechanism 50 linking the first and second shaft parts. The link mechanism is driven by the first shaft part, and then the fixing member 43 is driven together with the second shaft part, so as to fix the tool to the tool holding part by the fixing member. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、マシニングセンタ等の工作機械の工具を自動で交換する工具交換装置に関する。   The present invention relates to a tool changer that automatically changes a tool of a machine tool such as a machining center.

一般に、マシニングセンタの主軸に装着された工具は、たとえば、特許第3201804号公報に記載された工具交換装置によって、新たな工具と交換される。そして、主軸に装着された工具を交換する際には、まず、退避していた工具交換アームが主軸に設けられた工具およびツールマガジンに配置された新たな工具を迎えにいく。   In general, a tool mounted on a spindle of a machining center is replaced with a new tool by a tool changer described in Japanese Patent No. 3120804, for example. When exchanging the tool mounted on the main shaft, first, the retracted tool exchanging arm picks up a tool provided on the main shaft and a new tool arranged in the tool magazine.

そして、主軸に設けられた工具は、アンクランプ装置によって、アンクランプ状態とされ、このアンクランプ状態とされた工具は、工具を把持する把持部を備えた工具交換アームによって把持される。   Then, the tool provided on the spindle is brought into an unclamped state by an unclamping device, and the tool brought into the unclamped state is gripped by a tool exchange arm having a gripping part for gripping the tool.

その後、工具交換アームが軸方向に変位することにより、工具が主軸から引き抜かれる。この際、工具交換アームは、ツールマガジンに配置された新たな工具も把持してツールマガジンから取り出す。そして、工具交換アームが回転し、その後、上方に変位して、新たな工具を主軸に装着する。このように、主軸に装着された工具と新たな工具とを交換する工具交換アームは、工具交換アームの先端に形成され、円弧状に形成された固定グリップと、弾性部材によって付勢され進退可能な可動グリップとを備えている。   Then, the tool is pulled out from the main shaft by the tool change arm being displaced in the axial direction. At this time, the tool change arm also grasps and removes a new tool arranged in the tool magazine from the tool magazine. Then, the tool change arm rotates and then is displaced upward, and a new tool is mounted on the spindle. In this way, the tool change arm for exchanging a tool mounted on the spindle and a new tool is formed at the tip of the tool change arm and can be moved forward and backward by being urged by an arcuate fixed grip and an elastic member. And a movable grip.

可動グリップは、工具を把持する際、弾性部材の付勢力によって前進した状態とされている。工具は、弾性部材の付勢力に抗して、可動グリップを後退させて、固定グリップ内に収納される。そして、弾性部材からの弾性力によって可動グリップが前進して、可動グリップと固定グリップとによって、工具が把持される。
特許第3201804号公報
The movable grip is moved forward by the biasing force of the elastic member when gripping the tool. The tool is housed in the fixed grip by retracting the movable grip against the biasing force of the elastic member. Then, the movable grip advances by the elastic force from the elastic member, and the tool is gripped by the movable grip and the fixed grip.
Japanese Patent No. 3120804

上記のように構成された工具交換装置においては、工具を把持する際に、可動グリップと工具とが衝突して大きな衝撃音が生じると共に、工具が損傷するおそれがある。さらに、交換速度の向上を図るために、工具交換アームの回転速度を速くすると、可動グリップに大きな応力がかかり、弾性部材によって付勢されている可動グリップが揺動するおそれがある。このため、工具が振れたり、傾斜したりして、正常に工具を主軸に装着できない場合がある。   In the tool changer configured as described above, when gripping the tool, the movable grip and the tool collide with each other to generate a large impact sound, and the tool may be damaged. Furthermore, if the rotational speed of the tool exchange arm is increased in order to improve the exchange speed, a large stress is applied to the movable grip, and the movable grip biased by the elastic member may swing. For this reason, the tool may swing or tilt, and the tool may not be normally mounted on the spindle.

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、工具を把持する際に、工具の損傷や大きな衝撃音の発生が抑制され、さらに、工具交換アームの回転速度を速くしても、正常に工具を主軸に装着させることができる工具交換装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object thereof is to suppress the damage of the tool and the generation of a large impact sound when gripping the tool, and further the rotational speed of the tool changing arm. It is to provide a tool changer that can correctly attach a tool to a spindle even if the speed is increased.

本発明に係る工具交換装置は、動力を発生可能な動力源と、ケーシングに設けられ、軸方向に変位可能とされた出力軸と、動力源からの動力によって出力軸を駆動する駆動機構と、出力軸の軸方向に沿って、出力軸に対して移動可能に設けられた第1軸部と、出力軸の一端部に設けられた工具交換アームと、工具交換アームに形成され、工具を保持可能な工具保持部と、進退可能に工具交換アームに設けられた第2軸部と、第2軸部の端部に取付けられ、工具保持部に工具を固定可能な固定部材と、第1、第2軸部を連結するリンク機構とを備え、第1軸部でリンク機構を駆動することで、第2軸部と共に固定部材を駆動して、固定部材によって工具保持部に工具を固定するようにした。   A tool changer according to the present invention includes a power source capable of generating power, an output shaft provided in the casing and capable of being displaced in an axial direction, a drive mechanism that drives the output shaft by power from the power source, A first shaft portion that is movable with respect to the output shaft along the axial direction of the output shaft, a tool change arm provided at one end of the output shaft, and a tool change arm are formed to hold the tool. A tool holding portion that can be moved forward and backward, a second shaft portion that is provided on the tool exchange arm, a fixing member that is attached to an end of the second shaft portion and can fix the tool to the tool holding portion, A link mechanism for connecting the second shaft portion, and driving the link mechanism with the first shaft portion to drive the fixing member together with the second shaft portion so that the tool is fixed to the tool holding portion by the fixing member. I made it.

好ましくは、一端部が第2軸部に回転可能に設けられ、他端部が第1軸部に回転可能に接続されたリンク部材を有する。好ましくは、第1軸部に形成された第1係止部と、出力軸に形成され、第1係止部を係止して、出力軸と第1軸部とを一体的に出力軸の軸方向に変位可能とする第2係止部とをさらに備える。好ましくは、出力軸と第1軸部とに対し、互いに離間する方向に弾性力を付与する弾性部材をさらに備える。   Preferably, one end portion is rotatably provided on the second shaft portion, and the other end portion has a link member rotatably connected to the first shaft portion. Preferably, the first locking portion formed on the first shaft portion and the output shaft are formed, the first locking portion is locked, and the output shaft and the first shaft portion are integrally formed on the output shaft. And a second locking portion that is displaceable in the axial direction. Preferably, an elastic member that applies elastic force to the output shaft and the first shaft portion in a direction away from each other is further provided.

本発明に係る工具交換装置によれば、弾性部材の付勢力によって固定部材を駆動せずに、リンク機構によって固定部材を駆動し、工具を固定している。このため、工具交換アームを高速回転させ、固定部材に大きな応力が加えられたとしても、固定部材はリンク機構によってその位置が規定されているため、工具の固定状態を良好に維持することができ、工具交換中に保持している工具の位置ずれの発生を抑制することができる。さらに、工具を工具保持部内に受け入れる際に、固定部材を退避させることにより、工具と固定部材との接触を防止することができる。さらに、固定部材の駆動は、リンク機構を介して第1軸部の駆動によって規定されているため、固定部材の進出速度が過大に速くなることが抑制されており、固定部材と工具とが高速で衝突することがなく、固定部材が工具を傷つけることが抑制されており、また、固定部材と工具との衝突による衝撃音の発生を抑制することができる。   With the tool changer according to the present invention, the fixing member is not driven by the biasing force of the elastic member, but the fixing member is driven by the link mechanism to fix the tool. For this reason, even if the tool changing arm is rotated at a high speed and a large stress is applied to the fixing member, the fixing member has its position regulated by the link mechanism, so that the fixing state of the tool can be maintained well. In addition, it is possible to suppress the occurrence of displacement of the tool held during the tool change. Further, when the tool is received in the tool holding portion, the contact between the tool and the fixing member can be prevented by retracting the fixing member. Further, since the driving of the fixing member is defined by the driving of the first shaft portion via the link mechanism, the advancement speed of the fixing member is suppressed from being excessively increased, and the fixing member and the tool are operated at a high speed. It is possible to prevent the fixing member from damaging the tool, and to prevent the generation of impact sound due to the collision between the fixing member and the tool.

図1から図10を用いて、本実施の形態に係る工具交換装置100について説明する。図1は、本実施の形態に係る工具交換装置100の断面図であり、図2は、図1のII−II線における断面図である。   A tool changer 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 10. FIG. 1 is a cross-sectional view of a tool changer 100 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.

図1に示されるように、工具交換装置100は、動力源としてのモータ42と、モータ42の出力軸の回転数等を制御する変速機41と、ケーシング60に設けられ、軸方向に変位可能とされた筒状の出力軸2と、モータ42からの動力によって出力軸2を回転駆動させる回転駆動機構10と、軸方向に摺動させる摺動機構30と、出力軸2の先端部に固定された工具交換アーム1とを備えている。   As shown in FIG. 1, the tool changer 100 is provided in a motor 42 as a power source, a transmission 41 that controls the rotational speed of the output shaft of the motor 42, and the casing 60, and can be displaced in the axial direction. The cylindrical output shaft 2, the rotational drive mechanism 10 that rotationally drives the output shaft 2 with the power from the motor 42, the sliding mechanism 30 that slides in the axial direction, and the tip of the output shaft 2 are fixed. The tool change arm 1 is provided.

図2に示すように、変速機41は、モータ42の駆動力によって駆動する回転軸31を備えており、この回転軸31には、ローラギア(第1ローラギア)6と、ローラギア(第2ローラギア)13とが設けられている。   As shown in FIG. 2, the transmission 41 includes a rotating shaft 31 that is driven by the driving force of the motor 42. The rotating shaft 31 includes a roller gear (first roller gear) 6 and a roller gear (second roller gear). 13 is provided.

そして、回転駆動機構10は、ローラギア6と、このローラギア6と係合して、回転可能に設けられたタレット4とを備えている。   The rotation drive mechanism 10 includes a roller gear 6 and a turret 4 that is rotatably engaged with the roller gear 6.

ローラギア6は、図2に示す回転軸31が回動することにより、周方向に回動する。このローラギア6の外周面には、カム溝6Aが形成されている。タレット4は、図1および図2に示されるように、筒状に形成されており、外周面上には、周方向に沿って複数のボール5が回転可能に嵌め込まれている。   The roller gear 6 rotates in the circumferential direction when the rotating shaft 31 shown in FIG. 2 rotates. A cam groove 6 </ b> A is formed on the outer peripheral surface of the roller gear 6. As shown in FIGS. 1 and 2, the turret 4 is formed in a cylindrical shape, and a plurality of balls 5 are rotatably fitted along the circumferential direction on the outer peripheral surface.

そして、ボール5は、カム溝6Aと係合しており、ローラギア6が回動することによりカム溝6Aの位置が変位すると、ボール5の位置も変位して、タレット4が回動する。   The ball 5 is engaged with the cam groove 6A. When the roller gear 6 is rotated and the position of the cam groove 6A is displaced, the position of the ball 5 is also displaced and the turret 4 is rotated.

その一方で、出力軸2は、タレット4の中央部に形成された貫通孔に挿入されている。出力軸2は、タレット4に対して軸方向に摺動可能とされている一方で、周方向は、タレット4と係合して一体となって回動するようになっている。このため、タレット4が回動することにより、出力軸2も回動する。出力軸2が回動すると、工具交換アーム1も回動する。   On the other hand, the output shaft 2 is inserted into a through hole formed in the central portion of the turret 4. The output shaft 2 is slidable in the axial direction with respect to the turret 4, while the circumferential direction engages with the turret 4 and rotates integrally. For this reason, when the turret 4 rotates, the output shaft 2 also rotates. When the output shaft 2 rotates, the tool change arm 1 also rotates.

摺動機構30は、図1および図2に示すローラギア13と、ローラギア13に係合する従動子11を一端部に有し、他端部に出力軸2に形成された溝14Aと係合する図示されないカムフォロアを有する図示されない板状の回動部材とを有する。   The sliding mechanism 30 has the roller gear 13 shown in FIGS. 1 and 2 and a follower 11 that engages with the roller gear 13 at one end, and engages with a groove 14A formed in the output shaft 2 at the other end. And a plate-like rotation member (not shown) having a cam follower (not shown).

ローラギア13の外周面上には、カム溝15が形成されており、このカム溝15には、従動子11の端部に回転可能に嵌め込まれたボール12が係合している。図示されない回動部材は、回動可能にケーシング60に設けられいる。   A cam groove 15 is formed on the outer peripheral surface of the roller gear 13, and a ball 12 that is rotatably fitted to the end of the follower 11 is engaged with the cam groove 15. A rotating member (not shown) is provided in the casing 60 so as to be rotatable.

そして、図2に示す回転軸31が回転して、ローラギア13が回転して、図1に示すカム溝15の位置が変位すると、従動子11の位置も変位する。これにより、回動部材も回動して、溝14A内に嵌め込まれたカムフォロアを介して、出力軸2を軸方向に摺動させる。これにより、工具交換アーム1も、出力軸2の軸方向に沿って変位する。なお、溝14Aは、出力軸2の中央部の外周面に形成された2つの環状鍔部14間に形成されている。   When the rotating shaft 31 shown in FIG. 2 rotates and the roller gear 13 rotates and the position of the cam groove 15 shown in FIG. 1 is displaced, the position of the follower 11 is also displaced. As a result, the rotating member also rotates, and the output shaft 2 is slid in the axial direction via the cam follower fitted in the groove 14A. Thereby, the tool change arm 1 is also displaced along the axial direction of the output shaft 2. The groove 14 </ b> A is formed between the two annular flanges 14 formed on the outer peripheral surface of the center portion of the output shaft 2.

出力軸2は、筒状に形成されており、この出力軸2には、軸方向に沿って延びる貫通孔2Cが形成されている。そして、出力軸2の下端部には、貫通孔2Cの径より大径に形成された凹部2Aが形成されている。   The output shaft 2 is formed in a cylindrical shape, and the output shaft 2 is formed with a through hole 2C extending along the axial direction. And the recessed part 2A formed in the lower end part of the output shaft 2 larger diameter than the diameter of 2 C of through-holes is formed.

図3は、出力軸2の下端部を詳細に示す断面図である。この図3に示されるように、出力軸2の下端部には、凹部2Aを規定する側壁部2Bと、凹部2Aと貫通孔2Cとの境界に形成された段差部(第2係止部)2Dとが形成されている。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the lower end portion of the output shaft 2 in detail. As shown in FIG. 3, at the lower end portion of the output shaft 2, a side wall portion 2B that defines the recess 2A and a stepped portion (second locking portion) formed at the boundary between the recess 2A and the through hole 2C are formed. 2D is formed.

そして、軸部3の下端部には、軸部3の径より大径に形成された係止部35が設けられており、この係止部35は、凹部2A内に配置されている。図4は、係止部35の詳細を示す斜視図である。この図4に示すように、係止部35は、中央部に軸部3が嵌め込まれる穴部を有する天板部35Cと、この天板部35Cの端面に形成され、貫通孔35Bが形成された脚部35Aとを有する。   And the latching | locking part 35 formed larger diameter than the diameter of the axial part 3 is provided in the lower end part of the axial part 3, and this latching | locking part 35 is arrange | positioned in the recessed part 2A. FIG. 4 is a perspective view showing details of the locking portion 35. As shown in FIG. 4, the locking portion 35 is formed on a top plate portion 35C having a hole portion into which the shaft portion 3 is fitted in the center portion, and an end surface of the top plate portion 35C, and a through hole 35B is formed. Legs 35A.

そして、図3に示すように、係止部35の天板部35Cと、出力軸2の段差部2Dとが離間した状態から、図5に示すように、出力軸2が下方に変位することにより、段差部2Dに天板部35Cが係止すると、軸部3と出力軸2とが一体となり下方に変位するようになっている。   Then, as shown in FIG. 3, the output shaft 2 is displaced downward from the state in which the top plate portion 35C of the locking portion 35 and the stepped portion 2D of the output shaft 2 are separated from each other, as shown in FIG. Thus, when the top plate portion 35C is locked to the stepped portion 2D, the shaft portion 3 and the output shaft 2 are integrated and displaced downward.

図1において、軸部3の上端部には、円盤状の座板18が設けられており、この座板18と出力軸2の上端部との間には、バネ(弾性部材)17が設けられている。このバネ17は、出力軸2と軸部3とに対して互いに軸方向に離間する方向に付勢力を及ぼしている。さらに、溝14Aを規定する鍔部14のうち、下側に位置する鍔部14の下面には、弾性部材16が設けられている。この弾性部材16は、出力軸2を上方に向けて付勢している。そして、図3のように、係止部35と段差部2Dとが離間している状態で、図示されない上記回動部材が回動すると、出力軸2が弾性部材16からの付勢力に抗して、下方に向けて変位する。この際、図3および図5に示すように、出力軸2が下方に変位しても、弾性部材17は、座板18を上方に付勢しているため、軸部3は変位せずに、その位置が維持され、出力軸2のみが下方に変位する。そして、図5に示すように、係止部35の天板部35Cが段差部2Dに係止される。さらに、出力軸2が下方に変位すると、出力軸2と軸部3とが一体となって下方に変位する。   In FIG. 1, a disc-shaped seat plate 18 is provided at the upper end portion of the shaft portion 3, and a spring (elastic member) 17 is provided between the seat plate 18 and the upper end portion of the output shaft 2. It has been. The spring 17 exerts an urging force in a direction away from the output shaft 2 and the shaft portion 3 in the axial direction. Furthermore, the elastic member 16 is provided in the lower surface of the collar part 14 located in the lower side among the collar parts 14 which prescribe | regulate the groove | channel 14A. The elastic member 16 biases the output shaft 2 upward. As shown in FIG. 3, when the rotating member (not shown) rotates while the locking portion 35 and the stepped portion 2 </ b> D are separated from each other, the output shaft 2 resists the urging force from the elastic member 16. And is displaced downward. At this time, as shown in FIGS. 3 and 5, even if the output shaft 2 is displaced downward, the elastic member 17 urges the seat plate 18 upward, so that the shaft portion 3 is not displaced. The position is maintained, and only the output shaft 2 is displaced downward. Then, as shown in FIG. 5, the top plate portion 35C of the locking portion 35 is locked to the step portion 2D. Further, when the output shaft 2 is displaced downward, the output shaft 2 and the shaft portion 3 are integrally displaced downward.

図1において、出力軸2の下端部に設けられた工具交換アーム1は、平板状に形成された筐体51と、この筐体51の両端部側に形成され、工具を受け入れるフック(工具保持部)44と、ロッド(第2軸部)40と、ロッドの40の端部に設けられた固定部材43とを備えている。   In FIG. 1, a tool change arm 1 provided at the lower end of the output shaft 2 includes a casing 51 formed in a flat plate shape, and hooks (tool holding) that are formed on both ends of the casing 51 and receive a tool. Part) 44, a rod (second shaft part) 40, and a fixing member 43 provided at an end of the rod 40.

筐体51は、その中央部にて、出力軸2に固定されており、筐体51には、中央部から各フック44側に向けて延在する2つの貫通孔43Aが形成されている。   The casing 51 is fixed to the output shaft 2 at the center thereof, and the casing 51 is formed with two through holes 43A extending from the center toward the hooks 44.

ロッド40は、貫通孔43A内に進退可能に設けられている。ロッド40のフック44側の端部には、フック44内に受け入れられた工具をフック44内に固定する固定部材43が設けられており、他方の端部には、リンク機構50が設けられている。   The rod 40 is provided in the through-hole 43A so as to be able to advance and retract. A fixing member 43 for fixing the tool received in the hook 44 to the hook 44 is provided at the end of the rod 40 on the hook 44 side, and a link mechanism 50 is provided at the other end. Yes.

図3に示すように、リンク機構50は、一方のロッド40と係止部35とを接続するリンク部材50Aと、他方のロッド40と係止部35とを接続するリンク部材50Bとを備えている。   As shown in FIG. 3, the link mechanism 50 includes a link member 50 </ b> A that connects one rod 40 and the locking portion 35, and a link member 50 </ b> B that connects the other rod 40 and the locking portion 35. Yes.

そして、リンク部材50Aは、一方のロッド40の端部に形成された穴部に挿入されたピン48と、一方の端部がピン48に回転可能に設けられた板部45と、板部45の他端部に回転可能に設けられたピン47とを備えている。このピン47は、図4に示す係止部35の貫通孔35Bに回転可能に挿入されている。   The link member 50 </ b> A includes a pin 48 inserted in a hole formed in an end portion of one rod 40, a plate portion 45 provided with one end portion rotatably on the pin 48, and a plate portion 45. And a pin 47 rotatably provided at the other end of the head. The pin 47 is rotatably inserted into the through hole 35B of the locking portion 35 shown in FIG.

また、リンク部材50Bも、リンク部材50Aと同様に構成されており、他方のロッド40の端部に形成された穴部に挿入されたピン49と、一方の端部がピン49に回転可能に設けられた板部46と、板部46の他端部に回転可能に設けられたピン47とを備えている。このため、リンク機構50は、係止部35を介して、ロッド40と軸部3とを接続している。   Further, the link member 50B is configured in the same manner as the link member 50A, and the pin 49 inserted into the hole formed in the end portion of the other rod 40 and the one end portion are rotatable to the pin 49. The board part 46 provided and the pin 47 rotatably provided in the other end part of the board part 46 are provided. For this reason, the link mechanism 50 connects the rod 40 and the shaft portion 3 via the locking portion 35.

そして、図3のように、係止部35が出力軸2の下端部より下方に突出すると、リンク部材50A、50Bは、ロッド40に対して下方に向けて傾斜する。このため、板部45、46の水平方向の長さが短くなり、ロッド40の端部に設けられた固定部材43は、フック44から退避した状態となる。   As shown in FIG. 3, when the locking portion 35 protrudes downward from the lower end portion of the output shaft 2, the link members 50 </ b> A and 50 </ b> B are inclined downward with respect to the rod 40. For this reason, the horizontal lengths of the plate portions 45 and 46 are shortened, and the fixing member 43 provided at the end portion of the rod 40 is in a state of being retracted from the hook 44.

そして、図5に示すように、係止部35が、凹部2A内に入り込むと、板部45、46は、ロッド40の軸方向と一致するような水平な状態となる。これにより、板部45、46の水平方向の長さは、図3に示す状態よりも長くなり、ロッド40の端部に設けられた固定部材43は、フック44に向けて進出した状態となる。   As shown in FIG. 5, when the locking portion 35 enters the recess 2 </ b> A, the plate portions 45 and 46 are in a horizontal state that matches the axial direction of the rod 40. Thereby, the horizontal length of the plate portions 45 and 46 is longer than the state shown in FIG. 3, and the fixing member 43 provided at the end of the rod 40 is advanced toward the hook 44. .

上記のように構成された工具交換装置100を用いて、マシニングセンタ等の主軸に設けられた工具と、工具マガジンに配置された新たな工具との交換過程について説明する。   A process of exchanging a tool provided on a spindle such as a machining center and a new tool arranged in a tool magazine will be described using the tool exchanging apparatus 100 configured as described above.

まず、工具交換装置100の工具交換アーム1は、加工中においては、主軸から退避している。そして、主軸に装着された工具と工具マガジンに配置された新たな工具とを交換する際には、工具交換装置100は、図1において、回転駆動機構10を用いて、工具交換アーム1を回転させて、主軸に装着された工具および工具マガジンに配置された新たな工具を取りに行く。   First, the tool change arm 1 of the tool changer 100 is retracted from the main shaft during machining. When exchanging a tool mounted on the spindle and a new tool arranged in the tool magazine, the tool changer 100 rotates the tool changer arm 1 using the rotation drive mechanism 10 in FIG. The tool mounted on the spindle and the new tool arranged in the tool magazine are taken out.

図6において、主軸に装着された工具および工具マガジンに配置された新たな工具は、工具交換アーム1のフック44内に受け入れられる。この際、出力軸2は、上死点に位置しており、工具交換アーム1も上死点に位置している。バネ17は、軸部3を上方に付勢している。   In FIG. 6, the tool mounted on the spindle and the new tool placed in the tool magazine are received in the hook 44 of the tool changing arm 1. At this time, the output shaft 2 is located at the top dead center, and the tool change arm 1 is also located at the top dead center. The spring 17 urges the shaft portion 3 upward.

固定部材43は、図3に示すように、フック44から退避した状態とされており、フック44内に工具を受け入れる際に工具と固定部材43とが接触することが防止されている。   As shown in FIG. 3, the fixing member 43 is retracted from the hook 44, and the tool and the fixing member 43 are prevented from coming into contact with each other when the tool is received in the hook 44.

そして、図示されないアンクランプ装置によって、主軸に装着された工具がアンクランプ状態とされる。   And the tool with which the main axis | shaft was mounted | worn is made into an unclamp state by the unclamp apparatus which is not shown in figure.

主軸に装着された工具がアンクランプ状態となると、工具交換装置100は、摺動機構30を用いて、出力軸2を下方に変位させる。出力軸2が下方に変位と、工具交換アーム1も下方に変位する。   When the tool mounted on the main shaft is in an unclamped state, the tool changer 100 displaces the output shaft 2 downward using the sliding mechanism 30. When the output shaft 2 is displaced downward, the tool change arm 1 is also displaced downward.

出力軸2が下方に変位する一方で、軸部3は、バネ17によって上方に向けて付勢されているので、軸部3は、上死点の位置に維持される。このため、軸部3の位置は上死点に固定された状態で、出力軸2が下方に変位する。このため、図3において、係止部35の位置が固定された状態で、出力軸2が下方に変位すると、リンク部材50A,50Bのピン47の位置が固定された状態で、ピン48、49は下方に変位する。さらに、出力軸2が下方に変位して、係止部35が凹部2A内に入り込むと、リンク部材50A,50Bの板部45、46が水平状態に近づき、板部45、46の水平方向の長さが長くなる。このため、リンク部材50A,50Bが設けられたロッド40を介して、固定部材43がフック44に向けて進出する。その一方で、係止部35の天板部35Cに向けて、出力軸2の段差部2Dが近接する。   While the output shaft 2 is displaced downward, the shaft portion 3 is biased upward by the spring 17, so that the shaft portion 3 is maintained at the top dead center position. For this reason, the output shaft 2 is displaced downward while the position of the shaft portion 3 is fixed at the top dead center. Therefore, in FIG. 3, when the output shaft 2 is displaced downward with the position of the locking portion 35 being fixed, the pins 48 and 49 are being fixed with the position of the pin 47 of the link members 50 </ b> A and 50 </ b> B being fixed. Is displaced downward. Further, when the output shaft 2 is displaced downward and the locking portion 35 enters the recess 2A, the plate portions 45 and 46 of the link members 50A and 50B approach the horizontal state, and the horizontal direction of the plate portions 45 and 46 is increased. Length increases. For this reason, the fixing member 43 advances toward the hook 44 through the rod 40 provided with the link members 50A and 50B. On the other hand, the stepped portion 2D of the output shaft 2 approaches the top plate portion 35C of the locking portion 35.

図7は、固定部材43がフック44内に受け入れられた工具をフック44内に固定するときの断面図である。この図7および図5に示されるように、係止部35の天板部35Cが、段差部2Dに係止される。この際、図7および図5に示されるように、リンク部材50A,50Bの板部45、46が水平状態となり、固定部材43がフック44に向けて最も進出した状態となり、フック44内に受け入れられた工具をフック44内に固定する。   FIG. 7 is a cross-sectional view of the fixing member 43 when the tool received in the hook 44 is fixed in the hook 44. As shown in FIGS. 7 and 5, the top plate portion 35C of the locking portion 35 is locked to the step portion 2D. At this time, as shown in FIGS. 7 and 5, the plate portions 45 and 46 of the link members 50 </ b> A and 50 </ b> B are in the horizontal state, and the fixing member 43 is in the most advanced state toward the hook 44. The obtained tool is fixed in the hook 44.

このように、固定部材43が進出する速度は、出力軸2が下方に変位する速度によってきまり、過度の速度をもって工具と衝突することが防止されている。このため、工具を損傷するおそれがなく、さらに、工具と固定部材43との間で大きな衝撃音が生じることを抑制することができる。   Thus, the speed at which the fixing member 43 advances is determined by the speed at which the output shaft 2 is displaced downward, and is prevented from colliding with the tool at an excessive speed. For this reason, there is no possibility of damaging a tool, and it can control that a big impact sound is generated between a tool and fixing member 43 further.

ここで、固定部材43が工具をフック44内に固定する際、係止部35の天板部35Cが出力軸2の段差部2Dに係止される。そして、図8に示すように、係止部35の天板部35Cと段差部2Dとが当接した状態で、さらに、摺動機構30が出力軸2を下方に変位させると、軸部3と出力軸2とが一体となって下方に変位する。なお、バネ17は、出力軸2と軸部3とに対して、互いに離間するような付勢力を及ぼすため、このバネ17の付勢力によって、係止部35と段差部2Dの係止状態が良好に維持される。   Here, when the fixing member 43 fixes the tool in the hook 44, the top plate portion 35 </ b> C of the locking portion 35 is locked to the stepped portion 2 </ b> D of the output shaft 2. Then, as shown in FIG. 8, when the sliding mechanism 30 further displaces the output shaft 2 in a state where the top plate portion 35 </ b> C of the locking portion 35 and the stepped portion 2 </ b> D are in contact, the shaft portion 3. And the output shaft 2 are displaced downward together. Since the spring 17 exerts an urging force that separates the output shaft 2 and the shaft portion 3 from each other, the urging force of the spring 17 causes the locking portion 35 and the stepped portion 2D to be locked. Maintained well.

このようにして、主軸に装着された工具を固定した状態で主軸から引き抜くと共に、工具マガジンに配置された新たな工具を工具マガジンから取り出す。   In this way, the tool mounted on the main shaft is pulled out from the main shaft in a fixed state, and a new tool arranged in the tool magazine is taken out from the tool magazine.

そして、回転駆動機構10によって工具交換アーム1を回転させて、摺動機構30が工具交換アーム1を上昇させる。   Then, the tool changing arm 1 is rotated by the rotation driving mechanism 10, and the sliding mechanism 30 raises the tool changing arm 1.

ここで、工具を固定する固定部材43は、ロッド40によって支持されており、ロッド40の他方の端部に設けられたリンク部材50A,50Bも係止部35に接続されている。   Here, the fixing member 43 that fixes the tool is supported by the rod 40, and the link members 50 </ b> A and 50 </ b> B provided at the other end of the rod 40 are also connected to the locking portion 35.

このため、固定部材43に、ロッド40の軸方向に沿って応力が加えられたとしても、固定部材43およびロッド40が軸方向に変位する変位代がなく、固定部材43の位置が維持され、工具の位置ずれを良好に抑制することができる。   For this reason, even if stress is applied to the fixing member 43 along the axial direction of the rod 40, there is no displacement allowance for the fixing member 43 and the rod 40 to be displaced in the axial direction, and the position of the fixing member 43 is maintained. The displacement of the tool can be suppressed satisfactorily.

このように、一旦、工具が固定部材43によってフック44内に固定されると、固定された工具の位置ずれが防止されているので、高速で工具交換アーム1を出力軸2の軸方向に摺動させたり、高速で回転させることができ、短時間で、工具の搬送を行うことができる。   As described above, once the tool is fixed in the hook 44 by the fixing member 43, the fixed tool is prevented from being displaced, so that the tool changing arm 1 is slid in the axial direction of the output shaft 2 at high speed. It can be moved or rotated at high speed, and the tool can be transported in a short time.

そして、上記のように新たな工具を主軸側に搬送した後に、新たな工具を主軸に挿入する。新たな工具を主軸内に挿入する過程において、軸部3の上端部がケーシング60に設けられたストッパと当接して、上死点に位置し、軸部3および係止部35の位置が固定される。   And after conveying a new tool to the spindle side as described above, the new tool is inserted into the spindle. In the process of inserting a new tool into the main shaft, the upper end portion of the shaft portion 3 comes into contact with a stopper provided on the casing 60, is located at the top dead center, and the positions of the shaft portion 3 and the locking portion 35 are fixed. Is done.

その一方で、摺動機構30は、その後も、出力軸2をさらに上方に変位させる。これにより、係止部35の位置が固定された状態で、出力軸2が上方に変位することにより、係止部35の天板部35Cが段差部2Dから離間する。   On the other hand, the sliding mechanism 30 displaces the output shaft 2 further upward thereafter. Thereby, the output shaft 2 is displaced upward in a state where the position of the locking portion 35 is fixed, whereby the top plate portion 35C of the locking portion 35 is separated from the stepped portion 2D.

そして、係止部35が出力軸2に対して相対的に下方に変位することにより、ピン47を下方に向けて押圧する。これにより、リンク部材50A,50Bがピン48、49を中心に回動して、水平方向の長さが短くなり、固定部材43が後退する。そして、工具の固定状態が解除される。固定部材43がフック44から完全に退避した状態で、工具が主軸にクランプされる。その後、工具交換アーム1が回転して、主軸から退避する。このようにして、工具の交換を完了する。   Then, the locking portion 35 is displaced downward relative to the output shaft 2 to press the pin 47 downward. As a result, the link members 50A and 50B rotate around the pins 48 and 49, the length in the horizontal direction becomes shorter, and the fixing member 43 moves backward. Then, the fixed state of the tool is released. With the fixing member 43 completely retracted from the hook 44, the tool is clamped to the main shaft. Thereafter, the tool change arm 1 rotates and retracts from the main shaft. In this way, the tool replacement is completed.

図9は、本実施の形態に係る工具交換装置の工具交換アーム1の変形例を示す断面図であり、図10は、図9の断面図である。   FIG. 9 is a sectional view showing a modification of the tool changing arm 1 of the tool changing device according to the present embodiment, and FIG. 10 is a sectional view of FIG.

上記図1から図7に示されたリンク機構50においては、各リンク部材50A,50Bは、いずれも、ピン47を介して係止部35に接続されているが、図9、図10に示すように、各々別々のピン47A,47Bを介して係止部35に接続されるような構成にしてもよい。以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   In the link mechanism 50 shown in FIGS. 1 to 7, the link members 50A and 50B are both connected to the locking portion 35 via the pins 47, but are shown in FIGS. In this way, the configuration may be such that each is connected to the locking portion 35 via separate pins 47A and 47B. Although the embodiment of the present invention has been described above, it should be considered that the embodiment disclosed this time is illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、工具交換装置に好適である。   The present invention is suitable for a tool changer.

本実施の形態に係る工具交換装置の断面図であるIt is sectional drawing of the tool change apparatus which concerns on this Embodiment. 図1のII−II線における断面図である。It is sectional drawing in the II-II line of FIG. 出力軸の下端部を詳細に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the lower end part of an output shaft in detail. 係止部の詳細を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the detail of a latching | locking part. 段差部に係止部に係止された状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state latched by the latching | locking part at the level | step-difference part. フック内に主軸に装着されていた工具と、新たな工具を受け入れたときの断面図である。It is sectional drawing when a tool with which the main axis | shaft was mounted | worn in a hook, and a new tool were received. 固定部材がフック内に受け入れられた工具をフック内に固定するときの断面図である。It is sectional drawing when a fixing member fixes the tool received in the hook in a hook. 係止部の天板部と段差部とが当接した状態で、さらに、摺動機構が出力軸下方に変位させたときの断面図である。It is sectional drawing when a sliding mechanism is further displaced below an output shaft in the state which the top plate part of the latching | locking part and the level | step difference part contact | abutted. 本実施の形態に係る工具交換装置の工具交換アームの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the tool change arm of the tool change apparatus which concerns on this Embodiment. 図9の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of FIG. 9.

符号の説明Explanation of symbols

1 工具交換アーム、2 出力軸、2D 段差部(第2係止部)、3 軸部、4 タレット、5 ボール、6 ローラギア、10 回転駆動機構、11 従動子、13 ローラギア、14A カム溝、17 バネ(弾性部材)、18 座板、30 摺動機構、31 回転軸、35 係止部、40 ロッド、41 変速機、42 モータ(動力源)、43 固定部材、44 フック(工具保持部)、50 リンク機構、50A,50B リンク部材、51 筐体、60 ケーシング、100 工具交換装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tool change arm, 2 output shaft, 2D level | step difference part (2nd latching | locking part), 3 shaft part, 4 turret, 5 ball | bowl, 6 roller gear, 10 rotational drive mechanism, 11 follower, 13 roller gear, 14A cam groove, 17 Spring (elastic member), 18 seat plate, 30 sliding mechanism, 31 rotating shaft, 35 locking part, 40 rod, 41 transmission, 42 motor (power source), 43 fixing member, 44 hook (tool holding part), 50 link mechanism, 50A, 50B link member, 51 housing, 60 casing, 100 tool changer.

Claims (4)

動力を発生可能な動力源と、
ケーシングに設けられ、軸方向に変位可能とされた出力軸と、
前記動力源からの動力によって前記出力軸を駆動する駆動機構と、
前記出力軸の軸方向に沿って、前記出力軸に対して移動可能に設けられた第1軸部と、
前記出力軸の一端部に設けられた工具交換アームと、
前記工具交換アームに形成され、工具を保持可能な工具保持部と、
進退可能に前記工具交換アームに設けられた第2軸部と、
前記第2軸部の端部に取付けられ、前記工具保持部に前記工具を固定可能な固定部材と、
前記第1、第2軸部を連結するリンク機構と、
を備え、
前記第1軸部で前記リンク機構を駆動することで、前記第2軸部と共に前記固定部材を駆動して、前記固定部材によって前記工具保持部に前記工具を固定するようにした、工具交換装置。
A power source capable of generating power,
An output shaft provided in the casing and displaceable in the axial direction;
A drive mechanism for driving the output shaft by power from the power source;
A first shaft portion movably provided with respect to the output shaft along the axial direction of the output shaft;
A tool change arm provided at one end of the output shaft;
A tool holder formed on the tool change arm and capable of holding a tool;
A second shaft portion provided on the tool changeable arm so as to be able to advance and retreat;
A fixing member attached to an end of the second shaft portion and capable of fixing the tool to the tool holding portion;
A link mechanism for connecting the first and second shaft portions;
With
A tool changer that drives the link mechanism with the first shaft portion to drive the fixing member together with the second shaft portion, and fixes the tool to the tool holding portion with the fixing member. .
一端部が前記第2軸部に回転可能に設けられ、他端部が前記第1軸部に回転可能に接続されたリンク部材を有する、請求項1に記載の工具交換装置。   2. The tool changer according to claim 1, further comprising a link member having one end portion rotatably provided on the second shaft portion and the other end portion rotatably connected to the first shaft portion. 前記第1軸部に形成された第1係止部と、
前記出力軸に形成され、前記第1係止部を係止して、前記出力軸と前記第1軸部とを一体的に前記出力軸の軸方向に変位可能とする第2係止部とを、
さらに備えた、請求項1または請求項2に記載の工具交換装置。
A first locking portion formed on the first shaft portion;
A second locking portion that is formed on the output shaft, locks the first locking portion, and allows the output shaft and the first shaft portion to be integrally displaced in the axial direction of the output shaft; The
The tool changer according to claim 1 or 2, further comprising:
前記出力軸と前記第1軸部とに対し、互いに離間する方向に弾性力を付与する弾性部材をさらに備える、請求項1から請求項3のいずれかに記載の工具交換装置。   The tool changer according to any one of claims 1 to 3, further comprising an elastic member that applies an elastic force to the output shaft and the first shaft portion in a direction away from each other.
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