JP2009125912A - Automatic tool changer - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動工具交換装置(ATC:Automatic Tool Changer)に関し、特に、チェンジャアームによって工具ホルダを把持する機構に関する。 The present invention relates to an automatic tool changer (ATC), and more particularly, to a mechanism for gripping a tool holder by a changer arm.
自動工具交換装置のチェンジャアームによって工具ホルダを把持する機構として、従来、次のようなものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。すなわち、図28に示すように、チェンジャアーム100内にロックピン101が進退可能に配設され、スプリング102によってロックピン101の先端が、常にチェンジャアーム100の把持部100aから突出するようになっている。そして、チェンジャアーム100が回動(回転)して把持部100aの開口側が工具ホルダHに向かい、工具ホルダHが把持部100aに嵌合すると、把持部100aとロックピン101とによって工具ホルダHが挟持された状態となる。また、工具ホルダHが工作機械の主軸などに固定された状態でチェンジャアーム100が逆方向に回動すると、ロックピン101が後退して把持部100aとによる工具ホルダHの挟持が解除されるものである。さらに、工具ホルダHを挟持した状態でロックピン101が後退しないようにロックピン101をロック(固定)し、挟持を解除する際にロックを解除するロック機構が設けられている。
ところで、上記のような工具ホルダの把持機構では、ロックピン101の先端が、常にチェンジャアーム100の把持部100aから突出した状態となっている。このため、工具ホルダHが把持部100aに嵌合する際には、工具ホルダHがロックピン101に当たり、工具ホルダHによってロックピン101が後退して工具ホルダHが把持部100aに嵌合した後に、再びロックピン101が前進して工具ホルダHを挟持することになる。つまり、工具ホルダHを把持するたびに、工具ホルダHがロックピン101に衝突し、チェンジャアーム100(特にロックピン101)や工具ホルダHは、強い衝撃力を受けることになる。しかも、自動工具交換装置の動作速度は高速化しており、チェンジャアーム100の回動速度も速く、工具ホルダHがロックピン101と衝突することによる衝撃力は大きなものとなる。この結果、チェンジャアーム100や工具ホルダHに損傷を与えたり、周囲に大きな衝撃音を発したりすることになる。
By the way, in the tool holder gripping mechanism as described above, the tip of the
また、上記の把持機構では、ロックピン101を後退させながら工具ホルダHが把持部100aに嵌合していき、嵌合完了に近づくとロックピン101が再び前進して挟持が開始される。つまり、工具ホルダHと把持部100aとの嵌合が完了する前に、把持部100aとロックピン101とによる挟持が行われる。このため、工具ホルダHの挟持・把持が不安定となる。
Further, in the above-described gripping mechanism, the tool holder H is fitted into the gripping
そこでこの発明は、チェンジャアームなどに損傷を与えたり、周囲に大きな音を発したりすることがなく、しかも工具ホルダを安定して把持可能な自動工具交換装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an automatic tool changer that can stably grip a tool holder without damaging a changer arm or the like or generating a loud sound around the changer arm.
上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、先端部側にチェンジャアームが配設された出力シャフトが、メインカムに連動して軸方向に進退動するとともに軸中心に回動し、前記チェンジャアームに工具ホルダを把持する把持部が設けられた自動工具交換装置であって、前記チェンジャアーム側に開閉自在に設けられ、前記工具ホルダを前記把持部と把持し、あるいは把持を解除する把持体と、前記メインカムに連動して前記把持体を開閉駆動する駆動手段と、を備え、前記チェンジャアームが前記工具ホルダを把持しない位置では把持体が開き、前記チェンジャアームが前記工具ホルダを把持する位置では把持体が閉じるように、前記駆動手段が前記メインカムに連動していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an output shaft having a changer arm disposed on the tip end side thereof is moved back and forth in the axial direction in conjunction with the main cam and rotated about the axis, An automatic tool changer provided with a gripping part for gripping a tool holder on the changer arm, which is provided on the changer arm side so as to be openable and closable, and grips the tool holder with the gripping part or releases the gripping. A gripping body and drive means for opening and closing the gripping body in conjunction with the main cam, the gripping body opens at a position where the changer arm does not grip the tool holder, and the changer arm grips the tool holder. The drive means is interlocked with the main cam so that the gripping body is closed at a position where the gripping body is closed.
この発明によれば、チェンジャアームが工具ホルダを把持しない位置、つまり工具ホルダを把持する前では、駆動手段によって把持体が開き、工具ホルダと把持体とが接触しない。また、チェンジャアームが工具ホルダを把持する位置では、駆動手段によって把持体が閉じ、工具ホルダと把持体とが接触する。 According to this invention, before the position where the changer arm does not grip the tool holder, that is, before the tool holder is gripped, the gripping body is opened by the driving means, and the tool holder and the gripping body do not contact each other. Further, at the position where the changer arm grips the tool holder, the gripping body is closed by the driving means, and the tool holder and the gripping body come into contact with each other.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の自動工具交換装置において、前記チェンジャアームが前記出力シャフトの軸方向に対して垂直に配設され、前記駆動手段は、前記チェンジャアーム側に配設された開閉機構と、前記出力シャフトの基端部側に配設されたロック機構とを備え、前記開閉機構は、前記把持体が設けられ、前記出力シャフトと平行な軸を中心に回動自在に配設された回動体と、前記出力シャフトの軸方向に進退動自在に配設された進退動体と、前記回動体と前記進退動体とを連結する連結体と、前記進退動体を前記ロック機構側に押し付ける押圧手段と、を備え、前記ロック機構は、前記メインカムに連動して前記出力シャフトの軸方向に進退動するロック体を備え、前記ロック体が前記開閉機構側に前進し、前記押圧手段の押圧力に抗して前記進退動体を前進させることで、前記連結体を介して前記回動体が回動して前記把持体が開き、前記ロック体が後退し、前記押圧手段によって前記進退動体を後退させることで、前記連結体を介して前記回動体が回動して前記把持体が閉じることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the automatic tool changer according to the first aspect, the changer arm is disposed perpendicular to the axial direction of the output shaft, and the drive means is disposed on the changer arm side. An opening / closing mechanism disposed on the proximal end portion side of the output shaft, and the opening / closing mechanism is provided with the gripping body and rotates around an axis parallel to the output shaft. A rotating body that is movably disposed, an advancing / retracting body that is disposed so as to be movable back and forth in the axial direction of the output shaft, a connecting body that connects the rotating body and the advancing / retreating body; and Pressing means that presses against the lock mechanism side, the lock mechanism includes a lock body that moves forward and backward in the axial direction of the output shaft in conjunction with the main cam, and the lock body moves forward to the opening / closing mechanism side, Said pressing By advancing the advancing / retracting body against the pressing force of the step, the rotating body is rotated via the connecting body, the gripping body is opened, the lock body is retracted, and the advancing / retreating is performed by the pressing means. By reversing the moving body, the rotating body is rotated through the connecting body and the gripping body is closed.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の自動工具交換装置において、前記把持体が閉じた状態で、前記チェンジャアームから前記連結体を介して前記進退動体に伝わる力の前記進退動方向の成分力が小さくなるように前記連結体が配設されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the automatic tool changer according to the second aspect, the forward / backward movement of a force transmitted from the changer arm to the forward / backward moving body via the connecting body in a state where the gripping body is closed. The connecting body is disposed so that the component force in the direction is reduced.
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の自動工具交換装置において、前記把持体が閉じた状態で、前記ロック体と前記進退動体との間に可動スペースが確保されるように前記ロック体と前記進退動体とが配設されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the automatic tool changer according to the second aspect, the movable body is secured between the lock body and the forward / backward moving body in a state where the gripping body is closed. A lock body and the advance / retreat body are arranged.
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の自動工具交換装置において、前記チェンジャアームの把持部が工具ホルダに接触する寸前に、前記出力シャフトの回動速度が減速するようにメインカムのカム形状が設定されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the automatic tool changer according to the first aspect of the present invention, the main cam is controlled so that the rotation speed of the output shaft is reduced immediately before the gripping portion of the changer arm contacts the tool holder. The cam shape is set.
請求項6に記載の発明は、請求項1に記載の自動工具交換装置において、前記チェンジャアームの把持部と対向するように一体の前記把持体が設けられていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the automatic tool changer according to the first aspect, the integral gripping body is provided so as to face the gripping portion of the changer arm.
請求項7に記載の発明は、請求項1に記載の自動工具交換装置において、相互に対向するように二体の前記把持体が設けられていることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the automatic tool changer according to the first aspect, the two gripping bodies are provided so as to face each other.
請求項1に記載の発明によれば、チェンジャアームが工具ホルダを把持する前では、把持体が開き、工具ホルダと把持体とが接触しない。このため、工具ホルダと把持体とが衝突して、チェンジャアームや把持体、あるいは工具ホルダに損傷を与えたり、周囲に大きな衝撃音を発したりすることがない。しかも、チェンジャアームが工具ホルダを把持する位置で把持体が閉じ、工具ホルダを把持するため、チェンジャアームの把持部に工具ホルダが嵌合した(把持された)後に把持体を閉じ、工具ホルダを安定して把持することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, before the changer arm grips the tool holder, the gripping body is opened and the tool holder and the gripping body are not in contact with each other. For this reason, the tool holder and the gripping body do not collide, and the changer arm, the gripping body, or the tool holder is not damaged, and a large impact sound is not generated around. In addition, the gripper is closed at the position where the changer arm grips the tool holder, and the tool holder is gripped. It becomes possible to grip stably.
請求項2に記載の発明によれば、チェンジャアーム側に配設された開閉機構と、出力シャフトの基端部側に配設されたロック機構とで駆動手段を構成するため、開閉機構およびロック機構の保守、修繕などを別個に行うことができ、保守性や修繕性などが向上する。 According to the second aspect of the present invention, the opening / closing mechanism disposed on the changer arm side and the lock mechanism disposed on the base end side of the output shaft constitute the driving means. Maintenance and repair of the mechanism can be performed separately, and maintainability and repairability are improved.
請求項3に記載の発明によれば、進退動体への進退動方向の成分力が小さくなるように連結体が配設されているため、チェンジャアームからの力によって押圧手段による押圧力が大きく影響されない。この結果、把持体による把持力が安定する。 According to the third aspect of the present invention, since the coupling body is disposed so that the component force in the forward / backward direction to the forward / backward moving body is small, the pressing force by the pressing means is greatly influenced by the force from the changer arm. Not. As a result, the gripping force by the gripping body is stabilized.
請求項4に記載の発明によれば、ロック体と進退動体との間に可動スペースが確保されているため、把持体と工具ホルダとの位置関係(把持体の開閉距離)が変化した場合でも、進退動体が可動スペース側に後退することで、把持体で工具ホルダを安定して把持することが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, since a movable space is secured between the lock body and the advance / retreat body, even when the positional relationship between the grip body and the tool holder (open / close distance of the grip body) changes. Since the advance / retreat body moves backward toward the movable space, the tool holder can be stably gripped by the grip body.
請求項5に記載の発明によれば、チェンジャアームの把持部が工具ホルダに接触する寸前に、出力シャフトの回動速度つまりチェンジャアームの回動速度が減速するため、把持部と工具ホルダとの衝撃力が緩和され、チェンジャアームなどへの損傷や周囲への衝撃音がさらに抑制される。 According to the fifth aspect of the present invention, the rotational speed of the output shaft, that is, the rotational speed of the changer arm is decelerated immediately before the gripping portion of the changer arm contacts the tool holder. The impact force is alleviated, and damage to the changer arm and the surrounding impact sound are further suppressed.
請求項6に記載の発明によれば、チェンジャアームの把持部と一体の把持体とで工具ホルダを把持するため、構成が簡易となる。
According to the invention described in
請求項7に記載の発明によれば、チェンジャアームの把持部と二体の把持体とで工具ホルダを把持するため、より安定して工具ホルダを把持することが可能となる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the tool holder is gripped by the gripping portion of the changer arm and the two gripping bodies, the tool holder can be gripped more stably.
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。 The present invention will be described below based on the illustrated embodiments.
(実施の形態1)
図1は、この実施の形態に係る自動工具交換装置1を示す正面図であり、図2は図1の左側面図、図3は図1の本体カバー50を外した状態での正面図、図4は図3の状態での斜視図である。この自動工具交換装置1は、出力シャフト2が水平方向に延びて配設された横型の自動工具交換装置であり、出力シャフト2の先端部側にチェンジャアーム3が配設され、カムホイール(メインカム)4に連動して出力シャフト2が軸方向に進退動するとともに軸中心に回動しながら、チェンジャアーム3で工具ホルダHを把持あるいは、把持を解除するものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a front view showing an
具体的には、図3、4に示すように、カムホイール4の外周にウォームギヤ4aと旋回カム溝4bとが形成され、カムホイール4の一方の側面には環状のシフトカム溝4cが形成され、さらに図5、6に示すように、他方の側面には環状のロックカム溝4dが形成されている。ウォームギヤ4aは、ウォームシャフト5のウォームギヤ5aと噛み合い、モータ51によってウォームシャフト5が駆動されると、ウォームギヤ5a、4aの噛み合いを介してカムホイール4が回転するようになっている。
Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, a
旋回カム溝4bは、図7に示すように、旋回シャフト6の外周に配設された複数のスチールボール6aと噛み合い、旋回シャフト6に配設された旋回歯車6bと、出力シャフト2に配設された出力歯車7とが噛み合っている。ここで、出力シャフト2の外周には、軸方向に延びる外周スプライン2aが形成され、出力歯車7の内周には、外周スプライン2aと噛み合う内周スプライン(図示せず)が形成され、出力シャフト2が出力歯車7に対して軸方向にスライド自在となっている。また、旋回シャフト6は、出力シャフト2の軸方向と平行に配設されている。そして、カムホイール4が回転すると、旋回カム溝4bとスチールボール6aとの噛み合いを介して旋回シャフト6が回転し、旋回歯車6bと出力歯車7との噛み合いを介して出力シャフト2が軸中心に回動(回転)するようになっている。
As shown in FIG. 7, the turning
シフトカム溝4cには、図3、4に示すように、シフトレバー8の駆動側カムフォロア8aが摺動自在に挿入され、シフトレバー8の従動側カムフォロア8bが出力シャフト2のシフト溝2bに装着されている。そして、カムホイール4が回転すると、駆動側カムフォロア8aがシフトカム溝4cに沿って摺動し、レバー軸8cを軸にして従動側カムフォロア8bが水平動(揺動)する。この水平動に伴って、出力シャフト2が軸方向に進退動(往復動)するものである。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
ロックカム溝4dには、図5、6に示すように、ロックレバー9の駆動側カムフォロア9aが摺動自在に挿入され、ロックレバー9の従動側端部9bには、二股状のポストサポート10が配設されている。このポストサポート10の両端部には、出力シャフト2の軸線と平行に延びるロックポスト11が配設されている。さらに、この2つのロックポスト11は、その軸中心点と出力シャフト2の軸中心点とが一直線上に位置し、かつロックポスト11と出力シャフト2との間隔が同一になるように配設されている。また、2つのロックポスト11のチェンジャアーム3側の端部には、ロックプレート(ロック体)12がその板面が垂直になるように取り付けられ、カムホイール4に連動して出力シャフト2の軸方向に進退動するようになっている。
As shown in FIGS. 5 and 6, a
すなわち、カムホイール4が回転すると、駆動側カムフォロア9aがロックカム溝4dに沿って摺動し、レバー軸9cを軸にして従動側端部9bが水平動(揺動)する。この水平動に伴って、ポストサポート10およびロックポスト11が水平動し、ロックプレート12が出力シャフト2の軸方向(水平方向)に進退動するものである。以上のように、ロックレバー9、ポストサポート10、ロックポスト11およびロックプレート12によってロック機構が構成され、このロック機構は、出力シャフト2の基端部側、この実施の形態では、カムホイール4および旋回シャフト6の下側に配設されている。ここで、図中符号13はガイドプレートで、ロックプレート12に近接して出力歯車7側に配設され、ロックポスト11を通す貫通孔13aが形成されている。
That is, when the
出力シャフト2の先端部側には、図1、3に示すように、アームユニット20が配設され、アームユニット20のユニットカバー20aの一部を外した状態を図8、9に示す。図示のように、チェンジャアーム3は板状で、板面が出力シャフト2の軸方向に対して垂直に位置するように配設されている。このチェンジャアーム3の端部には、工具ホルダHを把持する(工具ホルダHが嵌合する)円弧状の把持部3aが形成され、このようなチェンジャアーム3が出力シャフト2に対して点対称に配設されている。ここで、この実施の形態では、チェンジャアーム3を二体としているが、一体としてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
このチェンジャアーム3の各把持部3aと対向し、かつ開閉自在なクランプブロック(把持体)21が配設され、クランプブロック21が閉じることで把持部3aとで工具ホルダHを把持し、クランプブロック21が開くことで把持部3aとの把持を解除するようになっている。すなわち、図10に示すように、工具ホルダHの外周には把持溝H1が形成され、この把持溝H1に嵌合するように把持部3aが形成されている。そして、図11に示すように、把持溝H1に把持部3aが嵌合した状態でクランプブロック21が閉じることで、把持部3aとクランプブロック21とで工具ホルダHを把持し(図11(a)の状態)、クランプブロック21が開くことで把持部3aとの把持を解除する(図11(b)の状態)。
A clamp block (gripping body) 21 which is opposed to each
具体的には、図8、9に示すように、出力シャフト2と平行なレバーシャフト22を回転軸として、コ字状のクランプレバー(回動体)23が回動自在に配設され、このクランプレバー23の一端部が把持部3a側に延び、その先端部23aにクランプブロック21が取り付けられている。また、クランプレバー23の開口側には、レバーシャフト22と平行な連結シャフト24が取り付けられている。
Specifically, as shown in FIGS. 8 and 9, a U-shaped clamp lever (rotating body) 23 is rotatably disposed around a
一方、出力シャフト2と連結シャフト24との間には、出力シャフト2と平行に、かつ軸方向に進退動自在にクランプシャフト(進退動体)25が配設され、さらに、このクランプシャフト25をロックプレート12(ロック機構)側に押し付けるスプリング(押圧手段)26が配設されている。すなわち、図12に示すように、クランプシャフト25には、軸方向に延びる収容穴25aが形成され、この収容穴25aにスプリング26が収容されている。符号27はユニットカバー20aに配設された固定板で、この固定板27にスプリング26の一端部が当接し、スプリング26によってクランプシャフト25がロックプレート12側に押し付けられている。
On the other hand, a clamp shaft (advancing / retracting body) 25 is disposed between the
また、連結シャフト24(クランプレバー23)とクランプシャフト25とを連結する連結バー(連結体)28が、連結シャフト24とクランプシャフト25とを挟むように一対配設され、連結バー28の両端部は回動自在となっている。そして、外力がかかっていない状態(後述するようにクランプブロック21が閉じた状態)では、クランプシャフト25の端部とロックプレート12との間に可動スペース(隙間)Gが確保され、連結シャフト24とクランプシャフト25とに対して連結バー28がほぼ垂直に位置するように、連結シャフト24、クランプシャフト25および連結バー28が配設されている。
A pair of connecting bars (connectors) 28 that connect the connecting shaft 24 (clamp lever 23) and the
このような状態で、ロックプレート12が前進してクランプシャフト25を押すと、スプリング26の押圧力に抗してクランプシャフト25が固定板27側に前進し、連結バー28、連結シャフト24を介して、レバーシャフト22を軸にしてクランプレバー23が図9中矢印D1方向に回動する。そして、この回動に伴って、クランプブロック21が把持部3aから後退するようにして開く。このようにしてクランプブロック21が開いた状態では、工具ホルダHが、クランプブロック21に接触することなく、把持部3aに対して出入り自由となっている。一方、ロックプレート12が後退しクランプシャフト25から離れると、スプリング26によってクランプシャフト25が後退し、連結バー28、連結シャフト24を介して、レバーシャフト22を軸にしてクランプレバー23が図9中矢印D2方向に回動する。そして、この回動に伴って、クランプブロック21が把持部3a側に前進するようにして閉じ、把持部3aとによって工具ホルダHを把持する。
In this state, when the
この把持状態では、上記のように、クランプシャフト25の端部とロックプレート12との間に可動スペースGが確保されているため、クランプシャフト25がロックプレート12側にさらに後退できる。このため、クランプブロック21と工具ホルダHとの位置関係が変化した場合、例えば、クランプブロック21や工具ホルダHが磨耗して、クランプブロック21が開閉動すべき距離が変化した場合でも、クランプシャフト25が可動スペースG側に後退してクランプレバー23がさらに回動することで、クランプブロック21で工具ホルダHを安定して把持することが可能となる。
In this gripping state, as described above, since the movable space G is secured between the end of the
また、この把持状態では、上記のように、クランプシャフト25に対して連結バー28がほぼ垂直に位置する。つまり、チェンジャアーム3から連結バー28を介してクランプシャフト25に伝わる力の進退動方向(水平方向)の成分力が小さくなるように、言い換えると、クランプシャフト25の軸方向に垂直な力のみがクランプシャフト25に負荷されるように、連結バー28が位置する。このため、チェンジャアーム3からの力(工具ホルダHによる重力や遠心力など)によってクランプシャフト25が軸方向に押圧されることがなく、つまり、スプリング26による押圧力が大きく影響されず、クランプブロック21による把持力が安定する(スプリング26による押圧力で安定、確実に把持することができる)ものである。
In this gripping state, the connecting
以上のように、レバーシャフト22、クランプレバー23、連結シャフト24、クランプシャフト25、スプリング26、固定板27および連結バー28によって開閉機構が構成され、この開閉機構は、チェンジャアーム3側つまりアームユニット20内に配設されている。そして、この開閉機構と上記のロック機構とによって、カムホイール4に連動してクランプブロック21を開閉駆動する駆動手段が構成されている。すなわち、後述するように、チェンジャアーム3が工具ホルダHを把持しない位置では、駆動手段がカムホイール4に連動してクランプブロック21を開き、チェンジャアーム3が工具ホルダHを把持する位置では、駆動手段がカムホイール4に連動してクランプブロック21を閉じるようになっている。
As described above, the opening / closing mechanism is configured by the
ここで、カムホイール4の旋回カム溝4b、シフトカム溝4cおよびロックカム溝4dのカム形状(駆動手段の連動・動作タイミング)については、自動工具交換装置1の動作、作用を次に説明することで、説明を省略する。つまり、次に説明する自動工具交換装置1の動作、作用が得られるように、各カム溝4b、4c、4dのカム形状(カム軌跡)が設定されているものとする。
Here, with regard to the cam shape (interlocking / operation timing of the driving means) of the turning
次に、このような構成の自動工具交換装置1の動作、作用について、図13のタイミングチャートに基づいて説明する。
Next, the operation and action of the
まず、カムホイール4の回転角θが0度の状態においては、図14に示すように、出力シャフト2すなわちチェンジャアーム3の回転角(旋回角)ψが0度(基準位置)であり、ストローク位置(直動位置)は下死点P1、つまり最も後退してカムホイール4側に近い位置となっている。また、この状態では、ロックプレート12のストローク位置(直動位置)も下死点P3、つまり最も後退してカムホイール4側に近い位置で、上記のように、クランプシャフト25の端部とロックプレート12との間に可動スペースGが確保され、クランプブロック21が閉じた状態(ツールクランプ状態)となっている。
First, when the rotation angle θ of the
次に、カムホイール4の回転角θがθ1度に達すると、チェンジャアーム3が回動し始め、さらに、カムホイール4の回転角θがθ2度に達すると、ロックプレート12が前進し始める。そして、カムホイール4の回転角θがθ3度に達すると、図15に示すように、ロックプレート12が上死点P4、つまり最も前進した位置に達し、上記のようにして、ロックプレート12によってクランプシャフト25が前進してクランプレバー23が回動し、クランプブロック21が開く。つまり、ツールアンクランプ状態となる。このとき、チェンジャアーム3の回転角ψはψ1度となっている。
Next, when the rotation angle θ of the
このような状態で、カムホイール4の回転角θがθ4度に達すると、図16に示すように、ロックプレート12が後退し始め、上記のように、クランプシャフト25が後退してクランプレバー23が回動し、クランプブロック21が閉じ始める。これと同時に、チェンジャアーム3の回動速度、つまり出力シャフト2の回動速度が減速する。すなわち、カムホイール4の回転角θがθ4度に達した時点で、チェンジャアーム3の回転角ψがψ2度に達し、カムホイール4の回転角θがθ5度に達した時点で、チェンジャアーム3の回転角ψがψ3度に達し、回転角ψ2度からψ3度に至る回動速度(図13中のチャート線T1の傾き)が、回転角0度からψ2度に至る回動速度よりも遅くなっている。一方、チェンジャアーム3の回転角ψがψ3度に達すると、チェンジャアーム3の把持部3aが工具ホルダHに完全に接触し(工具ホルダHが把持部3aに嵌合し)、しかも、回転角ψ2度とψ3度との差は、1度程度に設定されている。つまり、把持部3aが工具ホルダHに接触する寸前に、チェンジャアーム3の回動速度が減速するように、旋回カム溝4bのカム形状が設定されている。
In this state, when the rotation angle θ of the
そして、カムホイール4の回転角θがθ5度に達すると、チェンジャアーム3の回転角ψがψ3度に達して、その回転角ψ3が維持される。また、回転角ψがψ3度の時点、つまり、チェンジャアーム3の把持部3aに工具ホルダHが嵌合した時点では、クランプブロック21が工具ホルダHに接触しない程度に開いた状態となっている。この状態から、カムホイール4の回転角θがθ6度に達すると、図17に示すように、ロックプレート12が下死点P3に達し、上記と同様にしてクランプブロック21が閉じ、把持部3aとによる工具ホルダHの把持が完了する。一方、この把持の完了と同時に、チェンジャアーム3が前進し始める。
When the rotation angle θ of the
次に、カムホイール4の回転角θがθ7度に達すると、図18に示すように、チェンジャアーム3が再び回動し始め、カムホイール4の回転角θがθ8度に達した時点で、図19に示すように、チェンジャアーム3のストローク位置が上死点P2、つまり最も前進した位置に達する。さらに、カムホイール4の回転角θがθ9度に達すると、図20に示すように、チェンジャアーム3が後退し始め、カムホイール4の回転角θがθ10度に達した時点で、図21に示すように、チェンジャアーム3の回転角ψがψ4度(180度以上)に達する。
Next, when the rotation angle θ of the
続いて、カムホイール4の回転角θがθ11度に達すると、図22に示すように、ロックプレート12が前進し始め、上記のようにしてクランプブロック21が開き始める。これと同時に、チェンジャアーム3の後退速度、つまり出力シャフト2の後退速度が減速する。すなわち、カムホイール4の回転角θがθ11度に達した時点で、チェンジャアーム3のストローク位置が位置P5に達し、カムホイール4の回転角θがθ12度に達した時点で、チェンジャアーム3のストローク位置が下死点P1に達し、位置P5から下死点P1に至る後退速度(図13中のチャート線T2の傾き)が、上死点P2から位置P5に至る後退速度よりも遅くなっている。しかも、位置P5から下死点P1までの距離は1mm以下で、上死点P2から位置P5までの距離が100mm以上であることに比べて、著しく短く設定されている。すなわち、チェンジャアーム3が下死点P1に達する寸前で後退速度が減速し、減速した速度状態で下死点P1、つまり後述するツールアンクランプ状態に達する。
Subsequently, when the rotation angle θ of the
そして、カムホイール4の回転角θがθ12度に達すると、図23に示すように、ロックプレート12が上死点P4に達し、上記と同様にしてクランプブロック21が開き、ツールアンクランプ状態となる。これと同時に、上記のようにしてチェンジャアーム3が下死点P1に達するとともに、チェンジャアーム3が逆方向に回動し始める。この状態で、カムホイール4の回転角θがθ13度に達すると、図24に示すように、ロックプレート12が後退し始め、上記のようにしてクランプブロック21が閉じ始める。このとき、チェンジャアーム3の回転角ψはψ5度となっている。
When the rotation angle θ of the
さらに、カムホイール4の回転角θがθ14度に達すると、図25に示すように、ロックプレート12が下死点P3に達し、上記と同様にしてクランプブロック21が閉じ、把持部3aとによる工具ホルダHの把持が完了する。続いて、カムホイール4の回転角θがθ15度に達すると、チェンジャアーム3の回転角ψが180度に達し、この状態で、カムホイール4の回転角θが360度に達するものである。
Further, when the rotation angle θ of the
以上のように、この自動工具交換装置1によれば、工具ホルダHがチェンジャアーム3の把持部3aに接触(嵌合)するまでは、クランプブロック21が開いた状態で工具ホルダHがクランプブロック21に接触しない。このため、工具ホルダHとクランプブロック21とが衝突して、チェンジャアーム3やクランプブロック21、あるいは工具ホルダHに損傷を与えたり、周囲に大きな衝撃音を発したりすることがない。しかも、チェンジャアーム3の把持部3aに工具ホルダHが嵌合した後に、クランプブロック21が閉じて工具ホルダHを把持するため、工具ホルダHを安定して把持することが可能となる。
As described above, according to the
また、チェンジャアーム3の把持部3aが工具ホルダHに接触する寸前に、チェンジャアーム3の回動速度が減速するため、把持部3aと工具ホルダHとの衝撃力が緩和され、チェンジャアーム3や工具ホルダHなどへの損傷や、周囲への衝撃音がさらに抑制される。さらに、チェンジャアーム3が後退して下死点P1に達する寸前で、チェンジャアーム3の後退速度が減速するため、チェンジャアーム3の後退による衝撃力(慣性力)が緩和される。とともに、チェンジャアーム3が位置P5から下死点P1まで後退する短い距離間において、工具ホルダHがアンクランプ(開放)されるため、工具ホルダHの位置精度のズレを吸収することが可能となる。また、均等に配設された2つのロックポスト11によってロックプレート12を進退動させるため、ロックプレート12の進退動、さらにはクランプシャフト25の前進動が安定化する。
In addition, since the rotational speed of the
一方、チェンジャアーム3側に配設された開閉機構(アームユニット20)と、出力シャフト2の基端部側に配設されたロック機構とで駆動手段を構成するため、アームユニット20およびロック機構の保守、修繕などを別個に行うことができ、保守性や修繕性などが向上する。さらに、一体のクランプブロック21で工具ホルダHを把持するため、構成が簡易となる。
On the other hand, since the opening / closing mechanism (arm unit 20) disposed on the
(実施の形態2)
図26、27は、この実施の形態に係るクランプブロック(把持体)41、42の配設状態を示す図であり、この実施の形態では、二体のクランプブロック41、42が相互に対向するように配設されている。すなわち、実施の形態1におけるクランプブロック21に該当する第1のクランプブロック41が、チェンジャアーム3の把持部3aの出力シャフト2側(図中下側)に配設され、第2のクランプブロック42が第1のクランプブロック41と対向するように(図中上側)に配設されている。つまり、把持部3aを挟むようにクランプブロック41、42が配設され、後述するようにして工具ホルダHを把持した状態で、二体のクランプブロック41、42で工具ホルダHを把持部3a側に押さえ付けるように配設されている。
(Embodiment 2)
FIGS. 26 and 27 are views showing an arrangement state of the clamp blocks (gripping bodies) 41 and 42 according to this embodiment. In this embodiment, the two clamp blocks 41 and 42 face each other. It is arranged like this. That is, the
第1のクランプブロック41は、実施の形態1と同様な開閉機構によって開閉駆動されるようになっている。この第1のクランプブロック41と第2のクランプブロック42とが、「へ」の字状の連結リンク43によって連結されている。すなわち、第1のクランプブロック41の連結部41aと連結リンク43の一端部とが、第1の関節部(滑節部)44を介して回動自在に接続され、第2のクランプブロック42の連結部42aと連結リンク43の他端部とが、第2の関節部45を介して回動自在に接続されている。また、第2のクランプブロック42は「へ」の字状で、中央部(「へ」の字の頂部)が第3の関節部46を介して回動自在にチェンジャアーム3に接続されている。
The
そして、ロックプレート12が後退してクランプシャフト25から離れた状態では、図26に示すように、クランプブロック41、42が閉じた状態となっている。この状態から、ロックプレート12が前進してクランプシャフト25を押すと、実施の形態1と同様にしてクランプレバー23が回動し、第1のクランプブロック41が把持部3aから後退するようにして開く。この開動に伴って、図27に示すように、連結リンク43を介して第2のクランプブロック42の自由端部側(把持部側)が、第3の関節部46を中心にして開く。さらに、ロックプレート12が後退しクランプシャフト25から離れると、スプリング26によってクランプシャフト25が後退し、実施の形態1と同様に、クランプレバー23の回動に伴って第1のクランプブロック41が、把持部3a側に前進するようにして閉じる。この閉動に伴って、図26に示すように、連結リンク43を介して第2のクランプブロック42の自由端部側が、第3の関節部46を中心にして閉じ、二体のクランプブロック41、42と把持部3aとによって工具ホルダHを把持するものである。
When the
以上のような構成によれば、二体のクランプブロック41、42で工具ホルダHを把持するため、より安定して工具ホルダHを把持することが可能となる。 According to the above configuration, since the tool holder H is gripped by the two clamp blocks 41 and 42, the tool holder H can be gripped more stably.
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、クランプブロック21をクランプレバー23に一体的に設けてもよい。また、出力シャフト2が垂直方向に延びて配設された縦型の自動工具交換装置にも適用できることは勿論である。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration is not limited to the above embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention, Included in the invention. For example, the
1 自動工具交換装置
2 出力シャフト
3 チェンジャアーム
3a 把持部
4 カムホイール(メインカム)
4a ウォームギヤ
4b 旋回カム溝
4c シフトカム溝
5 ウォームシャフト
6 旋回シャフト
8 シフトレバー
9 ロックレバー
10 ポストサポート
11 ロックポスト
12 ロックプレート(ロック体)
9〜12 ロック機構
20 アームユニット
21 クランプブロック(把持体)
22 レバーシャフト
23 クランプレバー(回動体)
24 連結シャフト
25 クランプシャフト(進退動体)
26 スプリング(押圧手段)
27 固定板
28 連結バー(連結体)
22〜28 開閉機構
41 第1のクランプブロック(把持体)
42 第2のクランプブロック(把持体)
43 連結リンク
H 工具ホルダ
G 可動スペース
DESCRIPTION OF
9-12
22
24 Connecting
26 Spring (Pressing means)
27
22 to 28 Opening and
42 Second clamp block (gripping body)
43 Connecting link H Tool holder G Movable space
Claims (7)
前記チェンジャアーム側に開閉自在に設けられ、前記工具ホルダを前記把持部と把持し、あるいは把持を解除する把持体と、
前記メインカムに連動して前記把持体を開閉駆動する駆動手段と、を備え、
前記チェンジャアームが前記工具ホルダを把持しない位置では把持体が開き、前記チェンジャアームが前記工具ホルダを把持する位置では把持体が閉じるように、前記駆動手段が前記メインカムに連動していることを特徴とする自動工具交換装置。 An output shaft having a changer arm disposed on the tip end side is moved forward and backward in the axial direction in conjunction with the main cam and rotated about the axis, and the changer arm is provided with a gripping part for gripping the tool holder. A tool changer,
A gripping body that is provided on the changer arm side so as to be freely opened and closed, grips the tool holder with the gripping portion, or releases the gripping;
Drive means for opening and closing the gripper in conjunction with the main cam, and
The drive means is interlocked with the main cam so that the gripping body opens at a position where the changer arm does not grip the tool holder, and the gripping body closes at a position where the changer arm grips the tool holder. An automatic tool changer.
前記駆動手段は、前記チェンジャアーム側に配設された開閉機構と、前記出力シャフトの基端部側に配設されたロック機構とを備え、
前記開閉機構は、
前記把持体が設けられ、前記出力シャフトと平行な軸を中心に回動自在に配設された回動体と、
前記出力シャフトの軸方向に進退動自在に配設された進退動体と、
前記回動体と前記進退動体とを連結する連結体と、
前記進退動体を前記ロック機構側に押し付ける押圧手段と、を備え、
前記ロック機構は、前記メインカムに連動して前記出力シャフトの軸方向に進退動するロック体を備え、
前記ロック体が前記開閉機構側に前進し、前記押圧手段の押圧力に抗して前記進退動体を前進させることで、前記連結体を介して前記回動体が回動して前記把持体が開き、
前記ロック体が後退し、前記押圧手段によって前記進退動体を後退させることで、前記連結体を介して前記回動体が回動して前記把持体が閉じることを特徴とする請求項1に記載の自動工具交換装置。 The changer arm is disposed perpendicular to the axial direction of the output shaft;
The drive means includes an opening / closing mechanism disposed on the changer arm side, and a lock mechanism disposed on the base end side of the output shaft,
The opening and closing mechanism is
A rotating body provided with the gripping body and arranged to be rotatable around an axis parallel to the output shaft;
An advancing / retracting body arranged to be movable back and forth in the axial direction of the output shaft;
A connecting body for connecting the rotating body and the advance / retreat body;
Pressing means for pressing the advance / retreat body against the lock mechanism side,
The lock mechanism includes a lock body that moves forward and backward in the axial direction of the output shaft in conjunction with the main cam,
The lock body advances toward the opening / closing mechanism, and the advancement / retraction body is advanced against the pressing force of the pressing means, whereby the rotation body rotates via the connecting body and the gripping body opens. ,
The lock body is retracted, and the advancement / retraction body is retracted by the pressing means, whereby the rotating body is rotated through the connecting body and the gripping body is closed. Automatic tool changer.
The automatic tool changer according to claim 1, wherein the two gripping bodies are provided so as to face each other.
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