JP2010023157A - アタッチメント着脱装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アタッチメント15の最小割出し角度に応じた数の噛合歯を有するカービックカップリング44a、44bを設け、アタッチメント本体32のキー溝に係合する割出しキーを先端に有する中間軸と、主軸24の回転を中間軸に伝達する旋回伝達部材48と、アタッチメント本体に設けたクランプ用フック57に係合する凸状クランプ部55を有し、旋回伝達部材を主軸に着脱させるとともに、凸状クランプ部によりアタッチメントとラム本体22を連結したままクランプする機能と、クランプ状態を解除してアタッチメント本体をラム本体から外せる状態にする機能と、アタッチメントを割出し可能な半連結状態にする機能とを有するクランプシリンダ装置28をラム14に設けた。
【選択図】図2
Description
図1は、本発明に係るアタッチメント着脱装置が用いられる門形マシニングセンタを示す。この図1において、参照番号10は、ベッドを示し、11は、門形コラムを示す。門形コラム11の上部には、クロスレール12が水平に架け渡されている。クロスレール12には、サドル13が水平方向に移動自在に設置されている。ラム14は、サドル13によって鉛直に支持されており、このラム14の下端部には、本発明に係るアタッチメント着脱装置が組み込まれている。アタッチメント15は、このアタッチメント着脱装置を介してラム14の主軸に連結されている。工具16は、アタッチメント15に取り付けられ、この工具16は自動工具交換装置により交換される。ベッド10には、テーブル17が設置されている。この門形マシニングセンタでは、X軸がサドル13をクロスレール12に沿って水平に左右に移動させる軸で、Y軸がテーブル17前後に移動させる軸、Z軸がラム14を上下に移動させる軸である。
次に、図5は、主軸24先端の雌スプライン35および中間軸26の端面を示す。アタッチメント本体32の端面には、180°対称に割出しキー46a、46bが取り付けられている。この割出キー46a、46bは、中間軸26の端面にある割出しキー溝47a、47bに係合し(図4参照)、アタッチメント15を割り出すときに必要な回転を中間軸26からアタッチメント本体32に伝えるようになっている。なお、中間軸26には、後述する旋回伝達キー48を介して主軸24の回転が伝達される(図2参照)。
図2において、クランプシリンダ装置28は、ラム本体22の先端部で中間軸26の外側に取り付けられている。クランプシリンダ装置28は、シリンダ50と、その両端部のシリンダカバー51、52を含む。カービックカップリング44bとシリンダ50は、シリンダカバー52に各々ボルトで結合され、シリンダカバー52はラム本体22にボルトで結合されている。クランプシリンダ装置28のシリンダ50には、3つのピストン、すなわち、クランプピストン30と、旋回作動ピストン54と、割出作動ピストン56が摺動自在に嵌合している。このうち、クランプピストン30は、先端の凸状クランプ部55がアタッチメント本体32に取り付けてあるクランプ用フック57に係合した状態で引っ張り、アタッチメント本体32を固定するクランプ力を発生するピストンである。
まず、図2において、クランプピストン30は、アタッチメント本体32をクランプしている位置にある。このクランプピストン30のクランプ位置とアンクランプ位置間のストロークはLで、割出作動ピストン56に当接するまで移動するとアンクランプ位置になる。このアンクランプ位置では、クランプピストン30の先端の凸状クランプ部55は、アタッチメント本体32のクランプ用フック57をクランプ状態から開放する。クランプ位置とアンクランプ位置との切り換えは、圧油供給ポートCに圧油を供給すると、クランプピストン30は、クランプ位置に移動し、圧油供給ポートCから油圧の圧力を開放すると、アンクランプ位置に下降するようになっている。
中間軸26には、アタッチメント15に圧油、エア、切削剤などの流体をそれぞれ供給する3つの流体供給通路60a乃至60c(図2ではそのうちの一つの通路60aが示されている)が軸方向に形成されている。この流体供給通路60a乃至60cには、第1中間軸26aから流体が導入される。中間軸26の端面では、図3に示すように、流体継手として、各流体供給通路60a乃至60c毎にソケット側のカプラ61a乃至61cが取り付けられている。そして、図4に示すように、アタッチメント15の端面には、プラグ側のカプラ62a乃至62cが取り付けられており、このカプラ62a乃至62cからアタッチメント15の各部に図示しない流体通路が延びている。
図2では、アタッチメント15はラム本体22に取り付けられ、クランプシリンダ装置28によって強固にクランプされている状態を示している。このクランプ状態では、圧油供給ポートCに圧油が供給されている。このときカービックカップリング44a、44bは噛み合っており、クランプピストン30はその先端の凸状クランプ部55をクランプ用フック57に係合させたままアタッチメント本体32を引っ張っているので、アタッチメント本体32はラム本体22に固定されることになる。
このアタッチメント交換は、ラム14を図示しないアタッチメント支持台まで移動させ、アタッチメント15を支持台に載置した状態で行われる。
クランプシリンダ装置28は、次のように動作して、旋回伝達キー48を主軸24のキー溝49に入れるとともに、アタッチメント15のクランプ状態を解除する。
先ず、圧油供給ポートAの圧油の圧力を開放し、圧油供給ポートBへ圧油を供給する。このとき、圧油供給ポートCにも圧油は供給されているが、圧油供給ポートBへは圧油供給ポートCの圧力よりも低い圧力の油を供給する。これにより、図8に示す位置に旋回作動ピストン54は移動し、旋回伝達キー48が主軸24側のキー溝49に係合する。この段階では、アタッチメント15のクランプ状態は維持されたままである。
このときの動作は、基本的には、アタッチメント取り外しと逆の動作である。まず、図示しない支持台を移動させて、ラム本体22に次に取り付けるべきアタッチメントがアタッチメント交換位置であるラム本体22の真下に搬送される。以下、次の順序で各動作が行われる。
まず、図11において、クランプシリンダ装置28では、圧油供給ポートAの圧油を開放し、圧油供給ポートBへ圧油を供給しておく。このとき、圧油供給ポートCにも圧油は供給されているが、圧油供給ポートBへは圧油供給ポートCの圧力よりも低い圧力の油を供給する。これにより、図11に示す位置に旋回作動ピストン54が移動し、旋回伝達キー48が主軸24側のキー溝49に係合する。この段階では、アタッチメント15のクランプ状態は解除されていない。
15 アタッチメント
22 ラム本体
24 主軸
26 中間軸
28 クランプシリンダ装置
30 クランプピストン
32 アタッチメント本体
34 アタッチメント主軸
35 雌スプライン
36 雄スプライン
44a、44b カービックカップリング
46a、46b 割出しキー
48 旋回伝達キー
54 旋回作動ピストン
55 凸状クランプ部
56 割出作動ピストン
57 クランプ用フック
Claims (10)
- 工作機械のラム本体の備える主軸に着脱可能に接続されるアタッチメント主軸を有するアタッチメントを前記ラム本体の端面に着脱可能に取り付けるアタッチメント着脱装置において、
前記アタッチメントの本体を前記ラム本体の端面に結合しまたは端面から開放し、当該アタッチメントの最小割出し角度に応じた数の噛合歯を有するカービックカップリングと、
前記主軸と前記ラム本体の間に配置され、前記アタッチメント本体のキー溝に係合する割出しキーを先端に有する中間軸と、
前記主軸に着脱可能に係合し、前記主軸の回転を前記中間軸に伝達する旋回伝達部材と、
前記ラム本体の先端部で前記中間軸と連結され、前記アタッチメント本体に設けたクランプ用フックに係合する凸状クランプ部を有し、前記旋回伝達部材を前記主軸に着脱させるとともに、前記凸状クランプ部により前記アタッチメントとラム本体を連結したままクランプする機能と、クランプ状態を解除して前記アタッチメント本体をラム本体から外せる状態にする機能と、前記アタッチメントを割出し可能な半連結状態にする機能とを有するクランプシリンダ装置と、
を具備することを特徴とするアタッチメント着脱装置。 - 前記クランプシリンダ装置は、
前記アタッチメントをラム本体に前記カービックカップリングが噛み合った状態で固定するクランプ位置と、前記アタッチメントのクランプ状態を解除するアンクランプ位置と、前記カービックカップリングの噛み合いが外れ前記アタッチメントを割出し可能な状態にする割出位置の3位置に移動するクランプピストンと、
前記旋回伝達部材と連結され、前記クランプピストンとは独立して旋回伝達位置と伝達解除位置との間で移動し、前記旋回伝達部材と主軸との着脱状態を切り換える旋回作動ピストンと、
前記クランプピストンのストロークを規制して前記割出位置に前記クランプピストンを位置決めし、前記アタッチメントを割出し可能な半連結状態にする割出作動ピストンと、
を組み合せてなることを特徴とする請求項1に記載のアタッチメント着脱装置。 - 前記クランプシリンダ装置は、ポートA、ポートB、ポートC、ポートDの4つの圧油供給ポートを有し、ポートA、Bは前記旋回作動ピストンの位置を旋回伝達位置と伝達解除位置の間で切り換えるためのポート、前記ポートCは前記クランプピストンの位置をクランプ位置とアンクランプ位置の間で切り換えるためのポート、前記ポートDは前記割出作動ピストンの位置を切り換えるためのポートであることを特徴とする請求項2に記載のアタッチメント着脱装置。
- 前記ポートBへはポートCに供給する圧油よりも低い圧力の圧油を供給することにより、前記クランプピストンによるクランプ状態を維持したまま、前記旋回作動ピストンにより前記主軸と旋回伝達部材の連結を解除するようにしたことを特徴とする請求項3に記載のアタッチメント着脱装置。
- 前記ポートDに圧油が供給されると、前記割出作動ピストンは、前記クランプピストンのストロークをクランプ位置から途中の割出位置までに制限する位置に移動することを特徴とする請求項3に記載のアタッチメント着脱装置。
- 前記中間軸には、前記アタッチメントに圧油、エア、切削剤などの流体を供給する複数の流体供給通路が形成され、該流体供給通路は、それぞれ前記アタッチメントと流体継手を介して接続され、前記クランプピストンが前記割出位置にあるときには、前記カービックカップリングの噛み合いが外れかつ中間軸側とアタッチメント側の流体継手同士が半結合状態に維持されることを特徴とする請求項2に記載のアタッチメント着脱装置。
- 前記旋回伝達部材は、前記旋回作動ピストンに固定され前記クランプピストンと前記中間軸を規制して前記主軸に向かって延びる旋回伝達キーからなり、前記旋回伝達位置では、主軸に形成されたキー溝に係合することを特徴とする請求項1に記載のアタッチメント着脱装置。
- 前記主軸と、前記アタッチメント主軸と、スプライン結合により着脱可能に結合されることを特徴とする請求項1に記載のアタッチメント着脱装置。
- 前記主軸の旋回角度を検出するエンコーダは、前記主軸に取り付けたリング式エンコータからなることを特徴とする請求項1に記載のアタッチメント着脱装置。
- 前記ラムは、門形マシニングセンタのラムであることを特徴とする請求項1に記載のアタッチメント着脱装置。
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