JP2009241173A - チェーン式工具マガジン及び工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の外形を省スペースに抑えることができ、製造コスト及び工数が低減され、設置時の据付期間が短縮できるチェーン式工具マガジン及び工作機械を提供する。
【解決手段】工具Ｔを保持する複数の工具保持具１１と、前記工具保持具１１を支持するチェーン１２と、前記チェーン１２を巻き回して支える回転部１３と、前記回転部１３を支持する支持体１４と、を備えるチェーン式工具マガジン１０であって、前記支持体１４は、複数の前記回転部１３により巻き回される前記チェーン１２の内側の領域に制御部１７を配設していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、工具を保持する複数の工具保持具と、前記工具保持具を支持するチェーンと、前記チェーンを巻き回して支える回転部と、前記回転部を支持する支持体と、を備えるチェーン式工具マガジン及び工作機械に関する。

従来、切削加工を行うマシニングセンタ等の工作機械として、複数の工具を収納するための工具マガジン及びこれら工具を自動的に交換するための自動工具交換装置（ＡＴＣ）を配設したものが知られている。

このような工具マガジンには、種々様々な切削を行うための複数の工具を各々保持するためのポット（工具保持具）が設けられており、これらポットが、チェーンによって一体に支持され、該チェーンが駆動モータ等により移動自在とされていて工具を搬送したり保管したりする。このようなチェーンを用いた工具マガジンは、チェーン式工具マガジンと呼ばれている。またチェーンは、複数のホイール（回転部）によって、例えば略四角形枠状或いは略円形枠状に巻き回されて支持されて、無端状とされている。また、これらホイールは、略平板状の支持体によって支持されている。

一般に、このような支持体は、装置の省スペース化のため立設されていて、立設した状態で複数の工具、ポット、チェーン及びホイール等を支持することとなるため、重量を支えるためにある程度の強度を確保する必要がある。そのため、支持体にはリブやアングル等の補強部材が配設されている。

また、工作機械においては、近年、さらなる仕様向上のため、工具長の伸長、工具本数の増加、移動体軸移動の高速・高加減速化に伴うサーボモータ駆動アンプの大型化等が行われている。このような仕様向上により、工具収容スペースが拡大したり、電装部材を収納するための強電盤（制御部）の設置スペースが拡大したりして、装置の外形が大型化する傾向にある。

一方、工場においては、古い工作機械から新しい工作機械へと入れ替えたいといった要望や、或いは複数台の工作機械を並べて据付したいといった要望があり、これら要望に対応するために、工作機械をよりコンパクトに形成し、限られたスペース内に設置する必要があった。
そこで、例えば特許文献１に開示される工作機械では、装置の設置スペースを縮小するために、工具を収容する工具マガジンを工作機械の装置上部に配設することとし、装置の幅方向及び奥行き方向のスペースを抑制している。
また、特許文献２に開示される工作機械では、装置の幅方向のスペースを縮小するために、制御部を装置の奥行き方向の背面部分に配設している。

また、工作機械の入れ替えに際しては、工場の生産性を確保するために、据付期間を極力短くしたいという要望がある。
特開２０００−５９６０号公報 特開２００５−３４９３３号公報

しかしながら、特許文献１の工作機械では、装置の幅方向及び奥行き方向の省スペース化は図れるものの、装置の高さ方向の寸法が増大するため、設置場所に高さ制限が生じる。また、装置の重心が比較的高く設定されているため、据付時や運転時に装置が揺動しやすく、不安定になる。また、工具を収容する工具マガジンが、装置の幅方向の外形に合わせ小さく形成されているので、収納可能な工具本数が減り、種々様々な切削加工に対応することが難しかった。
また、特許文献２の工作機械では、制御部を装置の背面に配設しているため、装置の奥行き方向の外形が縮小できない。

一方、チェーン式工具マガジンにおいては、ホイールに巻き回されるチェーンが、収容する工具本数の増加に伴ってその周長を増大させる傾向にあり、これに伴い、チェーンに囲まれる内側のスペースも拡大しているが、このスペースが無駄となっている。

また、工具本数の増加に伴い重量が増加し、重量を支持する支持体の強度を確保するためにリブ等の補強部材の使用量が増加され、製造コスト、工数がかかっていた。
また、工場設置時の据付期間の短縮が望まれていた。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、装置の外形を省スペースに抑えることができ、製造コスト及び工数が低減され、設置時の据付期間が短縮できるチェーン式工具マガジン及び工作機械を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。すなわち本発明は、工具を保持する複数の工具保持具と、前記工具保持具を支持するチェーンと、前記チェーンを巻き回して支える回転部と、前記回転部を支持する支持体と、を備えるチェーン式工具マガジンであって、前記支持体は、複数の前記回転部により巻き回される前記チェーンの内側の領域に制御部を配設していることを特徴とする。

本発明におけるチェーン式工具マガジンによれば、チェーンが、回転部により例えば略四角形枠状や略円形枠状に巻き回されており、支持体のチェーンの内側の領域には、チェーン式工具マガジン、自動工具交換装置又は／及び工作機械等の制御を行うためのサーボモータ駆動アンプ等の電装部材からなる制御部が配設されている。

すなわち、従来は無駄なスペースとされていたチェーンの内側の領域に制御部を配置し有効利用しているので、この制御部を装置外装の外方へ突出するようにして設置し、装置の外形を増大させてしまうようなことがない。よって装置の外形が縮小でき設置の自由度が増し、種々様々な要望に対応することができる。また、支持体と制御部とをユニット化しているので、装置の設置時の据付期間が短縮される。

また本発明のチェーン式工具マガジンにおいて、前記制御部は、前記支持体の前記チェーンの内側の領域に立設される収納壁部に収容されていることとしてもよい。
本発明によれば、支持体のチェーンの内側の領域には、例えば平板状の複数の壁部が矩形枠状に組み合わされて形成されてなる収納壁部が設けられている。この収納壁部は、例えば略平板状の支持体上に、溶接や螺合によって立設されているとともに、支持体の面に沿って前記領域を囲むようにして配置されていて、その内側に制御部を収納している。

このような収納壁部が設けられることによって、支持体の強度が確保され、支持体が工具、工具保持具、チェーン及び回転部等の支持する重量によって変形してしまうようなことが防止されている。すなわち、収納壁部が支持体の強度を確保するための補強手段とされているので、従来のように、補強のためのリブ等を設ける必要はない。

すなわち、このような収納壁部によって支持体の補強と制御部の収容とが共に行われているので、装置の構成部材に無駄がなく、部品点数、工数が削減される。
また、収納壁部を鉄板等の金属材料で形成することとすれば、外部からのノイズを反射させて遮断するので、制御部の誤作動防止の効果も奏功する。

また本発明のチェーン式工具マガジンにおいて、前記収納壁部は、その前記支持体側と反対側を向く先端部分を、装置外装に開口する開口部の縁部分に接続していることとしてもよい。

本発明によれば、収納壁部は、支持体に立設されており、その先端部分を支持体側と反対側の装置外装に向けて配置している。そして、その先端部分が、装置外装に開口した開口部の縁部分に溶接や螺合等により固定され接続されているので、収納壁部の強度が向上するとともに、収納壁部が立設される支持体及び装置外装の強度も向上する。また、この開口部を覆うようにして、取り外し可能な蓋体等を設置することとすれば、収納壁部の内部に配設される制御部を装置外部の塵埃等から保護できるとともに、メンテナンスを装置外装側から簡便に作業性よく行うことができる。

また本発明の工作機械は、前述のチェーン式工具マガジンを備えることを特徴としている。

本発明に係るチェーン式工具マガジン及び工作機械によれば、支持体のチェーンの内側の領域に制御部が配設されているので、従来のように、制御部を装置外装の外方へ突出するようにして設置し、装置の外形を増大させてしまうようなことがなく、従って装置の外形を省スペースに抑えることができ設置の自由度が増し、種々様々な要望に対応することができる。また、支持体と制御部とがユニット化されているので、設置時の据付期間が短縮される。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るチェーン式工具マガジンを備えた工作機械の内部構成を示す概略斜視図、図２は本発明の一実施形態に係るチェーン式工具マガジンを備えた工作機械の装置外装を示す概略斜視図である。

図１に示すように、本実施形態の工作機械１は、主軸２の工具Ｔを用いて自動的に被切削体へ切削加工を行う装置であり、種々様々な切削加工を行うため複数種類の工具Ｔを収容するチェーン式工具マガジン１０を備えている。また、チェーン式工具マガジン１０と主軸２との間には、各切削加工に合わせ自動的に工具Ｔを交換するための自動工具交換装置（ＡＴＣ）（不図示）が配設されている。

チェーン式工具マガジン１０は、工具Ｔを保持する複数の略筒状のポット（工具保持具）１１を有しており、これらポット１１が互いの軸線を同一方向に配置した状態でチェーン１２により支持されていて、これらポット１１及びチェーン１２が一体とされている。チェーン１２は、正面視（図１における左下方から右上方へ見て）略四角形枠状の形状をなしており、また無端状とされていて、その四隅を略円盤状のホイール（回転部）１３に各々巻き回されて支持されている。また、これらホイール１３は、その軸部分を鉄板等からなる略矩形平板状の支持体１４によって支持され、回転可能とされている。

また、チェーン１２には駆動モータ（不図示）が連結されており、駆動モータの駆動によって、周方向Ｃに循環移動するようになっている。チェーン１２の循環移動によって、チェーン１２に支持されるポット１１及び工具Ｔが周方向Ｃに搬送され、切削加工に必要な工具ＴをＡＴＣに受け渡したり、使用後の工具ＴをＡＴＣから受け取って保管したりする。

また、チェーン１２の内側に形成される領域には、支持体１４に立設される複数の略平板状の壁部１５が配設されている。これら壁部１５は、鉄板等の金属材料からなり、前記領域内に室（収納壁部）１６を形成するようにして相互固定されて組み合わされ、正面視略矩形枠状に配設されている。また、壁部１５の基端部分は、支持体１４に溶接又は螺合等により隙間なく固定されている。

また、壁部１５の先端部分は、図２に示すように、支持体１４側と反対側の装置外装３に向け延びており、装置外装３に開口された開口部４の縁部分に溶接や螺合等により隙間なく接続されている。また、開口部４の形状に合わせ該開口部４を覆うようにして形成され、鉄板等からなる略平板状の蓋体（不図示）が、ボルト等により該開口部４に取り外し又は蝶番による開閉可能に配設されている。

また、室１６の内部には、チェーン式工具マガジン１０、ＡＴＣ又は／及び工作機械１の制御を行うためのサーボモータ駆動アンプ等の電装部材からなる制御部１７が収容されている。ここで、チェーン式工具マガジン１０の制御部１７とは、例えば工具Ｔをチェーン１２の前記循環移動により搬送しＡＴＣに受け渡す位置割り出しを行うための電装部材等を示している。制御部１７は、強電盤及び操作盤等から構成されるが、操作盤については、例えば図１に示すように、操作性を考慮して符号１７ａに示す室１６の外部に出して配置することとしても構わない。

以上説明したように、本実施形態のチェーン式工具マガジン１０及び工作機械１によれば、支持体１４のチェーン１２の内側の領域に制御部１７が配設されているので、従来は無駄なスペースとされていた前記領域が有効に利用されている。また、従来のようにして、この制御部１７を装置外装３の外方へ突出するようにして設置し、装置の外形を増大させてしまうようなことがない。従って、装置の外形が縮小でき、設置の自由度が増し、種々様々な要望に対応することができる。また、支持体１４と制御部１７とをユニット化しているので、設置時の据付期間が短縮され、装置を設置する工場の生産性が確保される。

また、制御部１７は、支持体１４のチェーン１２の内側の領域に配設される室１６に収容されており、室１６は、支持体１４に立設される複数の壁部１５を正面視略矩形枠状に組み合わせるようにして形成されているので、このような室１６が設けられることによって、支持体１４の強度が充分に確保されており、支持体１４が工具Ｔ、ポット１１、チェーン１２及びホイール１３等の重量により変形してしまうようなことが防止されている。すなわち、室１６が支持体１４の強度を確保するための補強手段とされているので、従来のように、補強のためのリブ等を設ける必要はない。

また、室１６を形成する壁部１５の先端部分が、装置外装３の開口部４の縁部分に固定されているので、室１６の強度がさらに向上するとともに、室１６が配設される支持体１４の強度及び装置外装３の強度も向上する。
また、このような室１６によって、支持体１４の補強と制御部１７の収容とが共に行われているので、装置の構成部材に無駄がなく、部品点数、工数が削減される。

また、装置外装３の開口部４には、取り外し又は蝶番による開閉可能な蓋体が設置されているので、室１６の内部に配設される制御部１７を外部の塵埃等から保護するとともに、メンテナンスを装置外装３側から簡便に作業性よく行うことができる。
また、室１６、支持体１４及び蓋体は夫々鉄板等の金属材料で形成されており、外部からのノイズを反射させて遮断しているので、収容する制御部１７の誤作動を防止する効果を奏功している。

尚、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本実施形態では、室１６は複数の壁部１５を相互固定して組み合わせて形成することとして説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、室１６を形成するための壁部１５を互いに間隔を開けて配置してもよく、またそれ以外の配置としても構わない。

また本実施形態では、室１６の形状は正面視略矩形枠状に形成されるものとして説明したが、これに限らず、例えば正面視略円形枠状や正面視略多角形枠状等の形状に形成されていても構わない。
また、室１６を構成する壁部１５、支持体１４及び蓋体をすべて鉄板等からなるものとして説明したが、材料が限定されるものではない。

また、本実施形態では、壁部１５の支持体１４側と反対側を向く先端部分を、装置外装３の開口部４の縁部分に接続することとして説明したが、これに限定されるものではなく、前記接続されていなくてもよい。
また、開口部４を覆う蓋体は固定式でもよく、また配設されていなくても構わない。

本発明の一実施形態に係るチェーン式工具マガジンを備えた工作機械の内部構成を示す概略斜視図である。 本発明の一実施形態に係るチェーン式工具マガジンを備えた工作機械の装置外装を示す概略斜視図である。

符号の説明

１ 工作機械
３ 装置外装
４ 開口部
１０ チェーン式工具マガジン
１１ ポット（工具保持具）
１２ チェーン
１３ ホイール（回転部）
１４ 支持体
１６ 室（収納壁部）
１７ 制御部
Ｔ 工具

Claims (4)

1. 工具を保持する複数の工具保持具と、前記工具保持具を支持するチェーンと、前記チェーンを巻き回して支える回転部と、前記回転部を支持する支持体と、を備えるチェーン式工具マガジンであって、
   前記支持体は、複数の前記回転部により巻き回される前記チェーンの内側の領域に制御部を配設していることを特徴とするチェーン式工具マガジン。
2. 請求項１に記載のチェーン式工具マガジンであって、
   前記制御部は、前記支持体の前記チェーンの内側の領域に立設される収納壁部に収容されていることを特徴とするチェーン式工具マガジン。
3. 請求項１又は請求項２に記載のチェーン式工具マガジンであって、
   前記収納壁部は、その前記支持体側と反対側を向く先端部分を、装置外装に開口する開口部の縁部分に接続していることを特徴とするチェーン式工具マガジン。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のチェーン式工具マガジンを備えることを特徴とする工作機械。
   

Images