JP2013202698A - Tool changer - Google Patents

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初 倉橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tool changer capable of shortening wait time for orientation of a positioning key to a key groove.SOLUTION: In a tool changer, in a case in which a main shaft head is moved to an ATC region, a delivery of a tool holder is performed between a main shaft and a gripping part 63 of a grip arm. The gripping part 63 includes a pair of support pins 76 for pinching side surfaces of the tool holder, and a positioning key 100 which is inserted in a key groove 7f formed on the side surface of the tool holder. A key width at an end part that is inserted in the key groove 7f of the positioning key 100 is changed to a first width before delivery of the tool holder, then it is changed to a second width after the delivery of the tool holder.

Description

本発明は複数の工具保持部を有する工具マガジンが回転可能に設けられた工具交換装置に関する。   The present invention relates to a tool changer in which a tool magazine having a plurality of tool holding portions is rotatably provided.

従来、ワークに対して「ネジ切り」「孔開け」「座ぐり」等の多種に渡る加工等を単一の装置で複合的に実行できる工作機械が公知である。このような工作機械は工具交換装置(ATC)が付設してある。工具交換装置はタップやドリル等の工具を予め所定の収納箇所に多数収納する工具マガジンを備える。工具マガジンは複数のグリップアームを放射状に備えて回転可能である。複数のグリップアームは所望の工具を適時選択して加工が終了した工具と自動的に交換する(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a machine tool that can perform various types of machining such as “thread cutting”, “drilling”, and “spot facing” on a workpiece in a single apparatus is known. Such a machine tool is provided with a tool changer (ATC). The tool changer includes a tool magazine that stores a large number of tools such as taps and drills in a predetermined storage location in advance. The tool magazine is rotatable with a plurality of grip arms radially. The plurality of grip arms automatically select a desired tool and replace it with a tool that has been processed (see, for example, Patent Document 1).

ワークの加工に使用する工具を装着した工具ホルダをグリップアーム先端に設けた把持部で保持する。加工中における工具交換時には、主軸ヘッドが所定の位置(Z軸原点)まで上昇して、使用済みの工具を装着した工具ホルダをグリップアームで保持する。さらに主軸ヘッドが上昇して、使用済みの工具を装着した工具ホルダを主軸から抜き取る。次に工具マガジンが回転して、次に使用する工具を装着した工具ホルダを把持したグリップアームが主軸の直下に移動する。そして主軸ヘッドが垂直方向に下降して、次に使用する工具を装着した工具ホルダを主軸に嵌挿する。   A tool holder on which a tool used for processing a workpiece is mounted is held by a gripping portion provided at the tip of the grip arm. At the time of tool change during machining, the spindle head moves up to a predetermined position (Z-axis origin), and a tool holder on which a used tool is mounted is held by a grip arm. Further, the spindle head is raised, and the tool holder with the used tool is removed from the spindle. Next, the tool magazine rotates, and the grip arm that holds the tool holder on which the tool to be used next is moved moves immediately below the spindle. Then, the spindle head descends in the vertical direction, and a tool holder equipped with a tool to be used next is inserted into the spindle.

特開2006−305663号公報JP 2006-305663 A

一般に工具ホルダはキー溝が形成してある。工具ホルダをグリップアームの把持部で保持しる場合、工具ホルダの位置ズレを防止するためにキー溝を把持部に設けた位置決めキーに確実に嵌め込む必要がある。故に使用済みの工具を装着した工具ホルダをグリップアームで保持する場合、キー溝を位置決めキーに対してオリエント(位置合わせ)する必要がある。キー溝の位置決めキーに対するオリエントが完了するまで、工具ホルダを主軸からグリップアームに移送できず、このオリエントに起因する待機時間が発生する。   Generally, a tool holder is formed with a keyway. When the tool holder is held by the gripping portion of the grip arm, it is necessary to securely fit the keyway into the positioning key provided in the gripping portion in order to prevent the tool holder from being displaced. Therefore, when holding the tool holder on which the used tool is mounted by the grip arm, it is necessary to orient (align) the key groove with respect to the positioning key. Until the orientation of the keyway relative to the positioning key is completed, the tool holder cannot be transferred from the spindle to the grip arm, and a waiting time due to this orientation occurs.

本発明は、キー溝の位置決めキーに対するオリエントの待ち時間を短縮することができる工具交換装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a tool changer capable of shortening an orientation waiting time for a positioning key in a keyway.

本発明の一態様に係る工具交換装置は、工作機械の主軸を回転可能に支持する主軸ヘッドと、ワークに対する加工動作を行う加工領域と工具の交換動作を行う工具交換領域との間で、前記主軸ヘッドを移動可能に支持するコラムと、前記コラムに固定され、一軸線を中心に回転割出可能に設けられたマガジン本体を回転可能に支持する支持部材と、前記マガジン本体の外周に放射状に設けられ、前記工具が装着された工具ホルダを把持する把持部を先端に有する複数のグリップアームと、前記グリップアームの前記先端と後端との間を軸支し、前記マガジン本体の外周に固定される支点台とを備えた工具交換装置において、前記主軸ヘッドは、前記工具交換領域に移動された場合、所定割出位置に位置する前記グリップアームの前記把持部と、前記主軸との間で前記工具ホルダの受け渡しを行い、前記把持部は、前記工具ホルダの側面を挟持する一対の挟持部と、前記工具ホルダの側面に形成された凹部であるキー溝に嵌め込まれる位置決めキーとを備え、前記位置決めキーは、少なくとも前記キー溝に嵌め込まれる端部の幅を、前記凹部の形成幅未満である第一幅と、前記第一幅よりも広い第二幅との間で変更可能であって、前記工具ホルダの受け渡し前には前記端部の幅が前記第一幅に変更される一方、前記工具ホルダの受け渡し後には前記端部の幅が前記第二幅に変更される。   A tool changer according to an aspect of the present invention includes a spindle head that rotatably supports a spindle of a machine tool, a machining area that performs a machining operation on a workpiece, and a tool exchange area that performs a tool exchange operation. A column that movably supports the spindle head, a support member that is fixed to the column and that rotatably supports a magazine body that is rotatably indexed about a single axis, and a radially outer periphery of the magazine body A plurality of grip arms having a gripping portion at the tip for gripping a tool holder on which the tool is mounted and the tip and the rear end of the grip arm are pivotally supported and fixed to the outer periphery of the magazine body In the tool changer provided with the fulcrum stand, when the spindle head is moved to the tool change area, the grip portion of the grip arm positioned at a predetermined index position The tool holder is transferred to and from the main shaft, and the gripping portion is fitted into a pair of holding portions that hold the side surface of the tool holder and a key groove that is a recess formed on the side surface of the tool holder. A positioning key, wherein the positioning key has a width of at least an end portion fitted in the key groove between a first width that is less than the formation width of the recess and a second width that is wider than the first width. The width of the end is changed to the first width before delivery of the tool holder, while the width of the end is changed to the second width after delivery of the tool holder. Is done.

本態様の工具交換装置では、主軸を回転可能に支持する主軸ヘッドが、コラムによって加工領域と工具交換領域との間で移動可能に支持される。コラムに固定された支持部材によって、複数のグリップアームが設けられたマガジン本体が回転可能に支持される。マガジン本体の外周に固定される支点台によって、把持部を先端に有するグリップアームが軸支される。主軸ヘッドが工具交換領域に移動された場合、主軸とグリップアームの把持部との間で工具ホルダの受け渡しが行われる。把持部は、工具ホルダの側面を挟持する一対の挟持部と、工具ホルダの側面に形成されたキー溝に嵌め込まれる位置決めキーとを備える。位置決めキーのキー溝に嵌め込まれる端部の幅は、工具ホルダの受け渡し前にはキー溝の形成幅未満である第一幅に変更される一方、工具ホルダの受け渡し後には第一幅よりも広い第二幅に変更される。   In the tool changer of this aspect, the spindle head that rotatably supports the spindle is supported by the column so as to be movable between the machining area and the tool exchange area. A magazine body provided with a plurality of grip arms is rotatably supported by a support member fixed to the column. A grip arm having a grip at the tip is pivotally supported by a fulcrum base fixed to the outer periphery of the magazine body. When the spindle head is moved to the tool change area, the tool holder is transferred between the spindle and the gripping portion of the grip arm. The gripping portion includes a pair of clamping portions that clamp the side surface of the tool holder, and a positioning key that is fitted in a key groove formed on the side surface of the tool holder. The width of the end portion fitted in the key groove of the positioning key is changed to a first width that is less than the formation width of the key groove before delivery of the tool holder, but is wider than the first width after delivery of the tool holder. It is changed to the second width.

これにより、工具ホルダの受け渡し前には位置決めキーをキー溝に嵌め込み容易であり、且つ、工具ホルダの受け渡し後には位置決めキーをキー溝に確実に固定できる。その結果、キー溝の位置決めキーに対するオリエントを従来のように高精度で実行しなくても、位置決めキーをキー溝に確実に固定できる。ひいては、キー溝の位置決めキーに対するオリエントの待ち時間を短縮することができる。   Thereby, it is easy to fit the positioning key into the key groove before delivery of the tool holder, and the positioning key can be securely fixed to the key groove after delivery of the tool holder. As a result, the positioning key can be securely fixed to the key groove without performing the orientation of the key groove with respect to the positioning key with high accuracy as in the prior art. As a result, the orientation waiting time for the positioning key in the keyway can be shortened.

前記位置決めキーは、前記主軸ヘッドが前記工具交換領域にある場合に前記主軸ヘッドによって押圧される一方、前記主軸ヘッドが前記加工領域にある場合に前記主軸ヘッドから離間するスイッチ部を備え、前記スイッチ部は、前記主軸ヘッドによって押圧されている場合、前記端部の幅を前記第一幅に変更する一方、前記主軸ヘッドによって押圧されていない場合、前記端部の幅を前記第二幅に変更してもよい。この場合、主軸とグリップアームの把持部との間で工具ホルダの受け渡しが行われる場合に、主軸ヘッドが工具交換領域でスイッチ部を押圧することで、位置決めキーのキー溝に嵌め込まれる端部の幅を第一幅に変更して、位置決めキーをキー溝に嵌め込み容易にすることができる。   The positioning key includes a switch portion that is pressed by the spindle head when the spindle head is in the tool change area, and is separated from the spindle head when the spindle head is in the machining area, When the part is pressed by the spindle head, the width of the end is changed to the first width, and when not pressed by the spindle head, the width of the end is changed to the second width. May be. In this case, when the tool holder is transferred between the spindle and the grip arm gripping part, the spindle head presses the switch part in the tool change area, so that the end of the positioning key fitted into the key groove of the positioning key By changing the width to the first width, the positioning key can be easily fitted in the key groove.

前記位置決めキーは、前記キー溝に嵌め込まれる、前記スイッチ部を挟んで対向配置された一対の板状部材と、前記一対の板状部材を前記スイッチ部に向けて付勢する弾性部材とを備え、 前記スイッチ部は、押圧されている場合に、前記一対の板状部材の間隔幅を前記第一幅に保持する第一径部と、押圧されていない場合に、前記間隔幅を前記第二幅に保持する第二径部とを備えてもよい。この場合、スイッチ部が押圧されるか否かに応じて一対の板状部材が開閉する簡易な構造で、位置決めキーのキー溝に嵌め込まれる端部の幅を変更することができる。   The positioning key includes a pair of plate-like members that are fitted in the key groove and are arranged to face each other with the switch portion interposed therebetween, and an elastic member that biases the pair of plate-like members toward the switch portion. When the switch portion is pressed, the first diameter portion that holds the interval width of the pair of plate-like members at the first width, and when the switch portion is not pressed, the interval width is set to the second width. You may provide the 2nd diameter part hold | maintained at the width | variety. In this case, the width of the end portion fitted in the key groove of the positioning key can be changed with a simple structure in which the pair of plate-like members open and close depending on whether or not the switch portion is pressed.

工作機械1および工具交換装置2の要部を示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view showing main parts of a machine tool 1 and a tool changer 2. FIG. グリップアーム60、可動カム28、および固定カム29の相互の位置関係を示す斜視図である。3 is a perspective view showing a positional relationship among a grip arm 60, a movable cam 28, and a fixed cam 29. FIG. 工具ホルダ7の正面図である。It is a front view of the tool holder. 開状態の位置決めキー100を拡大した背面図である。It is the rear view to which the positioning key 100 of the open state was expanded. 開状態の位置決めキー100を拡大した平面図である。It is the top view to which the positioning key 100 of the open state was expanded. 閉状態の位置決めキー100を拡大した背面図である。It is the rear view to which the positioning key 100 of the closed state was expanded. 閉状態の位置決めキー100を拡大した平面図である。It is the top view to which the positioning key 100 of the closed state was expanded.

本発明の一実施形態である工具交換装置2について、図面を参照して説明する。以下説明において、図1の左側を工作機械1の前側とし、右側を工作機械1の後ろ側とし、紙面手前側を工作機械1の右側とし、紙面奥行き側を工作機械1の左側とする。   A tool changer 2 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the left side of FIG. 1 is the front side of the machine tool 1, the right side is the rear side of the machine tool 1, the front side of the paper is the right side of the machine tool 1, and the depth side of the paper is the left side of the machine tool 1.

図1を参照して、工作機械1の構成を概略的に説明する。工作機械1は、土台となるベース(図示外)と、ベースの上部後方に立設された柱状のコラム10と、コラム10の前面に沿って昇降可能に支持された主軸ヘッド24と、主軸ヘッド24の内側に回転可能に支持される主軸30と、主軸30に装着される工具5の交換を自動的に行う工具交換装置2とを主体に構成されている。   With reference to FIG. 1, the structure of the machine tool 1 is demonstrated roughly. The machine tool 1 includes a base (not shown) serving as a base, a columnar column 10 erected on the upper rear side of the base, a spindle head 24 supported so as to be movable up and down along the front surface of the column 10, and a spindle head The main shaft 30 is rotatably supported inside 24 and the tool changer 2 that automatically changes the tool 5 attached to the main shaft 30 is mainly configured.

コラム10の左右両側面には、主軸ヘッド24を内側に挟むようにして前方に延びるフレーム18(図1では、一枚のフレーム18のみ図示)が各々設けられている。一対のフレーム18の前端部には、マガジン支持台37が固定されている。マガジン支持台37に対して、工具交換装置2のマガジン本体41が支持されている。マガジン支持台37の上部には、工作機械1の前側に向かって斜め前方に延設され、マガジン本体41を覆って保護するための断面略L字型のマガジンカバー19が固定されている。   Frames 18 (only one frame 18 is shown in FIG. 1) are provided on the left and right side surfaces of the column 10 so as to extend forward with the spindle head 24 sandwiched therebetween. A magazine support base 37 is fixed to the front end portions of the pair of frames 18. The magazine main body 41 of the tool changer 2 is supported on the magazine support base 37. A magazine cover 19 having a substantially L-shaped cross section for covering and protecting the magazine main body 41 is fixed to the upper portion of the magazine support base 37 so as to extend obliquely forward toward the front side of the machine tool 1.

主軸ヘッド24の上部には、主軸30を回転させるためのサーボモータ22が固定されている。ベース上には、ワークをXY方向に移動可能に保持するテーブル装置(図示外)が設置されている。工作機械1は、主軸ヘッド24が昇降すると共に、高速回転する主軸30に装着された工具ホルダ7に取り付けられた工具5がワークに接触することで、テーブル装置に保持されたワークに所望の加工を施す。具体的には、図1に示す主軸ヘッド24の位置(Z軸原点位置)よりも下方の加工領域で、ワークに対する加工動作が行われる。また、Z軸原点位置よりも上方の工具交換領域(ATC領域)で、工具5の交換動作が行われる。   A servo motor 22 for rotating the spindle 30 is fixed to the upper part of the spindle head 24. On the base, a table device (not shown) that holds the workpiece movably in the XY directions is installed. In the machine tool 1, the spindle head 24 moves up and down, and the tool 5 attached to the tool holder 7 mounted on the spindle 30 that rotates at high speed comes into contact with the workpiece. Apply. Specifically, the machining operation for the workpiece is performed in a machining area below the position of the spindle head 24 (Z-axis origin position) shown in FIG. Further, the tool 5 is exchanged in a tool exchange area (ATC area) above the Z-axis origin position.

主軸ヘッド24の昇降機構について説明する。コラム10の前面には、上下方向に延設されたボールねじ12が、上側軸受部14と下側軸受部15とによって回転可能に支持されている。主軸ヘッド24の背面に固定されたナット13に対して、ボールねじ12がねじ込まれて挿通している。ボールねじ12の上端部は、上側軸受部14の上部に固定されたサーボモータ(図示外)の駆動軸に対して、カップリング(図示外)を介して連結されている。ボールねじ12は、サーボモータの駆動によって正逆両方向に回転される。ボールねじ12が正逆方向に回転すると、ボールねじ12に螺合するナット13が昇降するのに伴って、ナット13に連結する主軸ヘッド24が昇降移動する。   The raising / lowering mechanism of the spindle head 24 will be described. On the front surface of the column 10, a ball screw 12 extending in the vertical direction is rotatably supported by an upper bearing portion 14 and a lower bearing portion 15. The ball screw 12 is screwed through the nut 13 fixed to the back surface of the spindle head 24. The upper end portion of the ball screw 12 is coupled to a drive shaft of a servo motor (not shown) fixed to the upper portion of the upper bearing portion 14 via a coupling (not shown). The ball screw 12 is rotated in both forward and reverse directions by driving of a servo motor. When the ball screw 12 rotates in the forward / reverse direction, the spindle head 24 connected to the nut 13 moves up and down as the nut 13 screwed to the ball screw 12 moves up and down.

主軸ヘッド24の内部構造について説明する。主軸ヘッド24の前方下部の内側には、上下方向に回転軸を有する主軸30が回転可能に支持されている。主軸30は、主軸ヘッド24の上部に固定されたサーボモータ22の駆動軸に対して、カップリング23を介して連結されている。主軸30は、サーボモータ22の回転駆動によって回転する。主軸30の先端部(下端部)には、後述のテーパ装着部7aを装着するためのテーパ穴31が設けられている。テーパ穴31にテーパ装着部7aが装着されると、後述のプルスタッド7bが主軸30の内部に設けられたホルダ狭持部材32によって狭持(クランプ)される。ホルダ狭持部材32が、主軸30の中心を通る孔の中に同軸上に挿通して配置されたドローバー34によって下方に押圧されると、ホルダ狭持部材32によるプルスタッド7bのクランプが解除される。   The internal structure of the spindle head 24 will be described. A main shaft 30 having a rotation shaft in the vertical direction is rotatably supported inside the front lower portion of the main shaft head 24. The main shaft 30 is connected via a coupling 23 to a drive shaft of a servo motor 22 fixed to the upper portion of the main shaft head 24. The main shaft 30 is rotated by the rotational drive of the servo motor 22. A tapered hole 31 for mounting a taper mounting portion 7a described later is provided at the tip (lower end) of the main shaft 30. When the taper mounting portion 7 a is mounted in the taper hole 31, a pull stud 7 b described later is clamped (clamped) by a holder clamping member 32 provided inside the main shaft 30. When the holder holding member 32 is pressed downward by a draw bar 34 that is coaxially inserted into a hole passing through the center of the main shaft 30, the clamp of the pull stud 7 b by the holder holding member 32 is released. The

主軸ヘッド24の後方上部の内側には、右側面視略L字型のクランクレバー20が、支軸21を介して揺動自在に軸支されている。クランクレバー20は、垂直方向に延びる垂直レバー20bと、垂直レバー20bの下端部から前方に向かって略水平に延びる水平レバー20aとを有する。水平レバー20aの先端部は、ドローバー34に直交して突設されたピン35に対して係合可能である。垂直レバー20bの背面上部には、板カム体36が固定されている。板カム体36は、上側軸受部14に固定されたカムフォロア17と接離可能となっている。垂直レバー20bと主軸ヘッド24との間には、引張コイルバネ(図示外)が弾力的に介装されている。クランクレバー20を右側面から見た場合、クランクレバー20は時計回りに常時付勢されているので、水平レバー20aによるピン35の下方への押圧は常時解除されている。   A crank lever 20 that is substantially L-shaped when viewed from the right side is pivotally supported via a support shaft 21 inside the upper rear portion of the spindle head 24. The crank lever 20 includes a vertical lever 20b extending in the vertical direction and a horizontal lever 20a extending substantially horizontally from the lower end of the vertical lever 20b toward the front. The front end portion of the horizontal lever 20 a can be engaged with a pin 35 that protrudes perpendicularly to the draw bar 34. A plate cam body 36 is fixed to the upper back of the vertical lever 20b. The plate cam body 36 can be brought into and out of contact with the cam follower 17 fixed to the upper bearing portion 14. A tension coil spring (not shown) is elastically interposed between the vertical lever 20b and the spindle head 24. When the crank lever 20 is viewed from the right side, the crank lever 20 is always urged clockwise, so that the downward pressing of the pin 35 by the horizontal lever 20a is always released.

例えば、主軸30のテーパ穴31に、工具ホルダ7のテーパ装着部7aが装着された状態において、主軸ヘッド24が上昇すると、クランクレバー20に設けた板カム体36がカムフォロア17に摺動する。この場合、クランクレバー20は、右側面から見た場合に、支軸21を中心に反時計回りに回転する。これに伴って、水平レバー20aはピン35に係合しつつ下方に押圧するので、ドローバー34を介してホルダ狭持部材32が下方に付勢される。よって、ホルダ狭持部材32によるプルスタッド7bの狭持が解除される。これにより、工具5を保持する工具ホルダ7が、主軸30に対して着脱可能に装着される。   For example, in a state where the taper mounting portion 7 a of the tool holder 7 is mounted in the taper hole 31 of the main shaft 30, when the main shaft head 24 rises, the plate cam body 36 provided on the crank lever 20 slides on the cam follower 17. In this case, the crank lever 20 rotates counterclockwise around the support shaft 21 when viewed from the right side. Accordingly, the horizontal lever 20 a is pressed downward while engaging the pin 35, so that the holder holding member 32 is biased downward via the draw bar 34. Therefore, the holding of the pull stud 7b by the holder holding member 32 is released. Thereby, the tool holder 7 holding the tool 5 is detachably attached to the main shaft 30.

工具交換装置2の構造について説明する。工具交換装置2は、鍔付き円筒状のマガジン本体41と、マガジン本体41の鍔部42の裏面の外周に沿って放射状に設けられた複数のグリップアーム60(図1では、上下2本のグリップアーム60のみを図示)とを主体に構成されている。フレーム18に固定されたマガジン支持台37には、工作機械1の前側に向かって斜め下方に延びる支軸45が回転可能に支持されている。支軸45に対して、マガジン本体41が外挿されている。これにより、マガジン本体41は、工作機械1の前方に、円形状の鍔部42の正面を向けて配置され、回転可能に支持された状態となっている。   The structure of the tool changer 2 will be described. The tool changer 2 includes a cylindrical magazine body 41 with a hook and a plurality of grip arms 60 (in FIG. 1, two upper and lower grips) provided radially along the outer periphery of the back surface of the collar portion 42. Only the arm 60 is shown). A support shaft 45 extending obliquely downward toward the front side of the machine tool 1 is rotatably supported on the magazine support 37 fixed to the frame 18. A magazine body 41 is externally attached to the support shaft 45. Thereby, the magazine main body 41 is disposed in front of the machine tool 1 with the front surface of the circular flange 42 facing the front, and is rotatably supported.

マガジン本体41について説明する。マガジン本体41は、支軸45が内挿される筒状のボス部43と、ボス部43の外周面の前端側に鍔状に設けられた鍔部42とを主体に構成されている。ボス部43の後端部には、支軸45を中心とする割出円板47が外挿して固定されている。割出円板47の背面側(主軸ヘッド24に対向する面)には、ローラ形状のカムフォロア(図示外)が複数のグリップアーム60の配設位置に対応して各々設けられている。   The magazine body 41 will be described. The magazine body 41 is mainly composed of a cylindrical boss portion 43 into which the support shaft 45 is inserted, and a flange portion 42 provided in a hook shape on the front end side of the outer peripheral surface of the boss portion 43. An indexing disk 47 centered on the support shaft 45 is fixed by being attached to the rear end portion of the boss portion 43. Roller-shaped cam followers (not shown) are provided on the back side of the indexing disc 47 (the surface facing the spindle head 24) corresponding to the positions where the plurality of grip arms 60 are provided.

マガジン支持台37の上部には、ケーシング51が固定されている。ケーシング51の上部には、マガジン本体41の回転割出用のサーボモータ50が固定されている。ケーシング51の内側では、サーボモータ50の回転軸に対して、複数のギヤ(図示外)とカム(図示外)とからなる回転割出機構の一部が連結されている。この回転割出機構のカムに形成されたカム溝(図示外)に対して、割出円板47の複数のカムフォロアが順次嵌合している。これにより、割出円板47は間欠的な割出回転を行うことができ、複数のグリップアーム60の中の1つを割り出して、マガジン本体41の最下端に位置させることができる。図示しないが、工作機械1の制御装置(図示外)に接続されているエンコーダが、サーボモータ50に固定されている。工作機械1では、このエンコーダの出力信号に基づいて、サーボモータ50のフィードバック制御を行うことで、マガジン本体41の回転割出位置を制御する。   A casing 51 is fixed to the upper part of the magazine support 37. A servo motor 50 for rotational indexing of the magazine body 41 is fixed to the upper part of the casing 51. Inside the casing 51, a part of a rotary indexing mechanism including a plurality of gears (not shown) and a cam (not shown) is connected to the rotation shaft of the servomotor 50. A plurality of cam followers of the indexing disc 47 are sequentially fitted into cam grooves (not shown) formed in the cam of the rotary indexing mechanism. Thus, the indexing disc 47 can perform intermittent indexing rotation, and one of the plurality of grip arms 60 can be indexed and positioned at the lowermost end of the magazine body 41. Although not shown, an encoder connected to a control device (not shown) of the machine tool 1 is fixed to the servo motor 50. In the machine tool 1, the rotation index position of the magazine body 41 is controlled by performing feedback control of the servo motor 50 based on the output signal of the encoder.

図1および図2を参照して、グリップアーム60の構造について説明する。図1に示すように、グリップアーム60は、マガジン本体41の鍔部42の裏面の外周側に、所要の中心角で周方向に複数本(例えば、14本)固定されている。   The structure of the grip arm 60 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 1, a plurality of grip arms 60 (for example, 14) are fixed to the outer peripheral side of the back surface of the collar portion 42 of the magazine body 41 in the circumferential direction at a required central angle.

図2に示すように、グリップアーム60は、マガジン本体41の鍔部42の裏面の外周側に固定される支点台62を揺動動作の支点とする。グリップアーム60は、支点台62に設けられた支持軸67を介して軸支されている。グリップアーム60は、略Lの字型で延びるアーム本体61と、把持部63と、カムフォロア支持部65とを主体に構成されている。把持部63は、アーム本体61の自由端となる先端側にY字型状で設けられ、工具ホルダ7を狭持可能である。カムフォロア支持部65は、アーム本体61の後端側における支持軸67に軸支される部分から主軸ヘッド24側に突出して設けられ、カムフォロア66を回転自在に支持する。   As shown in FIG. 2, the grip arm 60 uses a fulcrum base 62 fixed to the outer peripheral side of the back surface of the collar portion 42 of the magazine main body 41 as a fulcrum of the swing operation. The grip arm 60 is pivotally supported via a support shaft 67 provided on the fulcrum table 62. The grip arm 60 mainly includes an arm main body 61 extending in a substantially L shape, a gripping portion 63, and a cam follower support portion 65. The grip portion 63 is provided in a Y-shape on the distal end side that is the free end of the arm main body 61, and can hold the tool holder 7. The cam follower support portion 65 is provided so as to protrude from the portion supported by the support shaft 67 on the rear end side of the arm main body 61 toward the spindle head 24 side, and rotatably supports the cam follower 66.

支点台62は、マガジン本体41に固定される略板状の固定部62aと、固定部62aの下部から斜めに延設され、支持軸67を支持する軸支部62bとから構成されている。固定部62aには、固定部62aの厚み方向に貫通する固定孔が設けられ、マガジン本体41の鍔部42の外周に列設された固定孔に対応している。固定部62aの固定孔を、鍔部42の外周に列設された固定孔に合わせてボルトで固定することによって、支点台62がマガジン本体41に固定される。これにより、グリップアーム60全体をマガジン本体41に固定することができる。   The fulcrum table 62 includes a substantially plate-like fixing portion 62 a fixed to the magazine body 41 and a shaft supporting portion 62 b that extends obliquely from the lower portion of the fixing portion 62 a and supports the support shaft 67. The fixing portion 62a is provided with a fixing hole penetrating in the thickness direction of the fixing portion 62a, and corresponds to the fixing holes arranged in the outer periphery of the collar portion 42 of the magazine main body 41. The fulcrum base 62 is fixed to the magazine body 41 by fixing the fixing holes of the fixing portion 62a with bolts in accordance with the fixing holes arranged on the outer periphery of the flange portion 42. Thereby, the entire grip arm 60 can be fixed to the magazine body 41.

把持部63は、後述のV溝7e(図3参照)を狭持するための非開閉式の二股部69と、二股部69の内端部に設けられた一対の支持ピン76とで構成されている。二股部69に取り囲まれた略円形の開口領域(工具装着口)に対して、工具ホルダ7を着脱可能である。支持ピン76は、圧縮コイルバネ(図示外)によって弾力的に後退可能に収納される。二股部69の両側に分かれる各端部の外側には、支持ピン76の中心を回転中心とするカムフォロア75が各々設けられている。カムフォロア75は、主軸ヘッド24の先端部(下端部)に設けられた固定カム29のカム面29aに沿って摺動することによって、主軸30に装着された工具ホルダ7のV溝7eへ把持部63を正確にガイドする。ガイドされた把持部63の二股部69がV溝7eに位置合わせされると、一対の支持ピン76がV溝7eに挿通して当接し、圧縮コイルバネを押し戻しながら後退することによって、工具ホルダ7が把持部63に狭持される。   The gripping portion 63 includes a non-open / close type bifurcated portion 69 for holding a V groove 7e (see FIG. 3) described later, and a pair of support pins 76 provided at the inner end of the bifurcated portion 69. ing. The tool holder 7 can be attached to and detached from a substantially circular opening region (tool mounting opening) surrounded by the bifurcated portion 69. The support pin 76 is accommodated so as to be elastically retractable by a compression coil spring (not shown). Cam followers 75 each having the center of the support pin 76 as the center of rotation are provided on the outer sides of the ends divided on both sides of the bifurcated portion 69. The cam follower 75 slides along the cam surface 29a of the fixed cam 29 provided at the tip end (lower end) of the spindle head 24, thereby gripping the V-groove 7e of the tool holder 7 attached to the spindle 30. Guide 63 correctly. When the bifurcated portion 69 of the guided gripping portion 63 is aligned with the V-groove 7e, the pair of support pins 76 are inserted into and abutted with the V-groove 7e, and retracted while pushing back the compression coil spring, whereby the tool holder 7 Is held by the gripping portion 63.

カムフォロア66は、主軸ヘッド24の前面に固定された可動カム28のカム面28aに沿って摺動する。可動カム28は、支軸25によって主軸ヘッド24の前面に軸支されている。可動カム28と主軸ヘッド24との間には、圧縮コイルバネ(図示外)が配設されており、可動カム28は弾力的に浮いた状態で支持されている。カムフォロア66が可動カム28のカム面28aを摺動すると、アーム本体61が支持軸67を中心に揺動する。これにより、二股部の69の端部に設けられたカムフォロア75が、主軸ヘッド24の先端部に設けられた固定カム29のカム面29aに向かって弾力的に押圧されるようになっている。   The cam follower 66 slides along the cam surface 28 a of the movable cam 28 fixed to the front surface of the spindle head 24. The movable cam 28 is pivotally supported by the spindle 25 on the front surface of the spindle head 24. A compression coil spring (not shown) is disposed between the movable cam 28 and the spindle head 24, and the movable cam 28 is supported in an elastically floating state. When the cam follower 66 slides on the cam surface 28 a of the movable cam 28, the arm body 61 swings around the support shaft 67. Thus, the cam follower 75 provided at the end of the bifurcated portion 69 is elastically pressed toward the cam surface 29a of the fixed cam 29 provided at the tip of the spindle head 24.

このように、工具交換装置2では、主軸ヘッド24を昇降させると共に、上述のカム機構を利用することで、複数のグリップアーム60のうち、マガジン本体41の最下方位置に割り出された1本のグリップアーム60のみを揺動させる。つまり、この割出位置のグリップアーム60の把持部63が、主軸30に近接する「近接位置」と、主軸30から離間する「退避位置」との間を移動する。   Thus, in the tool changer 2, the spindle head 24 is moved up and down, and one of the plurality of grip arms 60 indexed to the lowest position of the magazine main body 41 by using the cam mechanism described above. Only the grip arm 60 is swung. That is, the grip portion 63 of the grip arm 60 at the index position moves between a “proximity position” that is close to the main shaft 30 and a “retraction position” that is separated from the main shaft 30.

さらに、把持部63において、両側に分かれる二股部69の基部には、二股部69の工具装着口からアーム本体61に向けて切り欠かれた凹部80が形成されている。割出位置のグリップアーム60では、平面視で、凹部80が工具装着口に向けて開口するUの字型に形成されている。凹部80の底壁81および側壁82(図4、図6参照)で形成される内部空間には、後述のキー溝7f(図3参照)を固定するための位置決めキー100が設けられているが、詳細は後述する。   Further, in the gripping portion 63, a recess 80 is formed at the base of the bifurcated portion 69 that is divided on both sides, and is cut out from the tool mounting opening of the bifurcated portion 69 toward the arm body 61. In the grip arm 60 at the index position, the concave portion 80 is formed in a U shape that opens toward the tool mounting opening in a plan view. In an internal space formed by the bottom wall 81 and the side wall 82 (see FIGS. 4 and 6) of the recess 80, a positioning key 100 for fixing a key groove 7f (see FIG. 3) described later is provided. Details will be described later.

図3を参照して、工具ホルダ7について説明する。工具ホルダ7は、その本体部であるテーパ装着部7a(テーパシャンク部)と、テーパ装着部7aの一端部に一体形成された7bプルスタッド7bと、テーパ装着部7aの他端部に一体形成された鍔状部7cと、鍔状部7cに一体形成され、工具5を装着する為のコレットチャック7d等を有する。鍔状部7cには、グリップアーム60で保持するための環状のV溝7eと、1対のキー溝7fが凹設されている。   The tool holder 7 will be described with reference to FIG. The tool holder 7 is integrally formed with a taper mounting portion 7a (taper shank portion) which is a main body portion thereof, a 7b pull stud 7b integrally formed at one end portion of the taper mounting portion 7a, and the other end portion of the taper mounting portion 7a. And a collet chuck 7d for attaching the tool 5 to the hook-like portion 7c. An annular V-shaped groove 7e to be held by the grip arm 60 and a pair of key grooves 7f are recessed in the bowl-shaped portion 7c.

図4〜図7を参照して、位置決めキー100について説明する。以下の説明では、グリップアーム60が割出位置にある場合を基準として、位置決めキー100(および位置決めキー100を構成する各部材)の位置関係を説明する。位置決めキー100は、一対の板状部材(第一板101、第二板102)、支持軸103、スイッチ部104、および一対の弾性部材(第一バネ105、第二バネ106)を備える。   The positioning key 100 will be described with reference to FIGS. In the following description, the positional relationship of the positioning key 100 (and each member constituting the positioning key 100) will be described with reference to the case where the grip arm 60 is in the index position. The positioning key 100 includes a pair of plate-like members (first plate 101, second plate 102), a support shaft 103, a switch unit 104, and a pair of elastic members (first spring 105, second spring 106).

第一板101および第二板102は、凹部80内で対向配置されており、平面視で左右方向(図5、図7では上下方向)に対向する。第一板101および第二板102の前端部(図5、図7では左端部)は、凹部80内に立設された支持軸103によって連結され、且つ、支持軸103によって回転自在に支持される。第一板101および第二板102の後端部(図5、図7では右端部)は、凹部80から工具装着口に向けて若干突出している。   The first plate 101 and the second plate 102 are disposed to face each other in the recess 80, and face the left and right direction (up and down direction in FIGS. 5 and 7) in plan view. The front end portions (left end portions in FIGS. 5 and 7) of the first plate 101 and the second plate 102 are connected by a support shaft 103 erected in the recess 80 and are rotatably supported by the support shaft 103. The The rear ends (the right ends in FIGS. 5 and 7) of the first plate 101 and the second plate 102 slightly protrude from the recess 80 toward the tool mounting opening.

第一板101および第二板102との間には、凹部80の内部から上方に延びる棒状のスイッチ部104が設けられている。スイッチ部104は、径が異なる複数の軸部(小径部104a、テーパ部104b、大径部104c)と、大径部104cが挿入される筒状部104dを有する。小径部104aは、スイッチ部104の軸部で最も小径であり、且つ、最も軸長が長い。テーパ部104bは、小径部104aの下側に連設されて、下方に向けて径が漸増するテーパ形状をなす。大径部104cは、テーパ部104bの下側に連設されて、スイッチ部104の軸部で最も大径である。筒状部104dは、凹部80の底壁81上に設けられており、その内部に筒状部104dを進退可能に保持して、スイッチ部104の軸部を立設状態で支持する。筒状部104dの内部には、図示しない圧縮コイルバネが設けられており、大径部104cが下方から常時付勢される。   Between the first plate 101 and the second plate 102, a rod-shaped switch unit 104 extending upward from the inside of the recess 80 is provided. The switch part 104 has a plurality of shaft parts (small diameter part 104a, taper part 104b, large diameter part 104c) having different diameters and a cylindrical part 104d into which the large diameter part 104c is inserted. The small diameter portion 104a has the smallest diameter at the shaft portion of the switch portion 104 and the longest shaft length. The tapered portion 104b is connected to the lower side of the small-diameter portion 104a and has a tapered shape with a diameter gradually increasing downward. The large diameter portion 104 c is connected to the lower side of the tapered portion 104 b and has the largest diameter at the shaft portion of the switch portion 104. The cylindrical portion 104d is provided on the bottom wall 81 of the recess 80, and holds the cylindrical portion 104d so as to be able to advance and retreat, and supports the shaft portion of the switch portion 104 in an upright state. A compression coil spring (not shown) is provided inside the cylindrical portion 104d, and the large diameter portion 104c is constantly urged from below.

第一板101と側壁82との間には、第一バネ105が介在している。第一バネ105は、第一板101をスイッチ部104に向けて常時付勢する。第二板102と側壁82との間には、第二バネ106が介在している。第二バネ106は、第二板102をスイッチ部104に向けて常時付勢する。このように、第一板101および第二板102は、スイッチ部104に押圧されているため、各々が接触しているスイッチ部104の軸径の大きさによって、第一板101と第二板102との自由端側(後端側)の間隔幅である「キー幅」が決まる。   A first spring 105 is interposed between the first plate 101 and the side wall 82. The first spring 105 constantly biases the first plate 101 toward the switch unit 104. A second spring 106 is interposed between the second plate 102 and the side wall 82. The second spring 106 constantly biases the second plate 102 toward the switch unit 104. Thus, since the 1st board 101 and the 2nd board 102 are pressed by the switch part 104, according to the magnitude | size of the shaft diameter of the switch part 104 which each contacts, the 1st board 101 and the 2nd board A “key width” that is a distance between the free end 102 and the free end (rear end) is determined.

図4および図5に示すように、スイッチ部104が上方から外力が加えられていない状態では、大径部104cが筒状部104d内を上方に移動することで、スイッチ部104が凹部80からの突出幅が最も大きい上昇位置に移動する。スイッチ部104が上昇位置に移動すると、大径部104cが第一板101および第二板102との間に挟まれる高さ位置となる。このとき、第一板101および第二板102が軸径の大きい大径部104cに接触した姿勢で保持されるため、位置決めキー100はキー幅の最も大きい開状態となる。   As shown in FIG. 4 and FIG. 5, in a state where the switch portion 104 is not applied with an external force from above, the large diameter portion 104 c moves upward in the cylindrical portion 104 d, so It moves to the ascending position with the largest protrusion width. When the switch portion 104 moves to the raised position, the large diameter portion 104c becomes a height position sandwiched between the first plate 101 and the second plate 102. Since the 1st board 101 and the 2nd board 102 are hold | maintained in the attitude | position which contacted the large diameter part 104c with a large shaft diameter at this time, the positioning key 100 will be in an open state with the largest key width.

図6および図7に示すように、スイッチ部104が上方から外力が加えられると、大径部104cが筒状部104d内を下方に移動するのに伴って、下降するテーパ部104bに沿って第一板101および第二板102との間隔幅が小さくなる。さらに、スイッチ部104が凹部80からの突出幅が最も小さい下降位置に移動すると、小径部104aのみが第一板101および第二板102との間に挟まれる状態になる。このとき、第一板101および第二板102が軸径の小さい小径部104aに接触した姿勢で保持されるため、位置決めキー100はキー幅の最も小さい閉状態となる。   As shown in FIGS. 6 and 7, when an external force is applied to the switch portion 104 from above, the large diameter portion 104c moves downward along the tapered portion 104b as it moves downward in the cylindrical portion 104d. The distance between the first plate 101 and the second plate 102 is reduced. Further, when the switch portion 104 moves to the lowered position where the protrusion width from the recess 80 is the smallest, only the small diameter portion 104 a is sandwiched between the first plate 101 and the second plate 102. At this time, since the first plate 101 and the second plate 102 are held in a posture in contact with the small-diameter portion 104a having a small shaft diameter, the positioning key 100 is in a closed state with the smallest key width.

開状態の位置決めキー100のキー幅(第二幅)は、閉状態の位置決めキー100のキー幅(第一幅)よりも広い。一例として、第一幅はキー溝7fの形成幅の97%未満であればよく、第二幅はキー溝7fの形成幅の97%以上であればよい。なお、従来の位置決めキーのキー幅は、キー溝7fの形成幅の97%である。   The key width (second width) of the positioning key 100 in the open state is wider than the key width (first width) of the positioning key 100 in the closed state. As an example, the first width may be less than 97% of the formation width of the key groove 7f, and the second width may be 97% or more of the formation width of the key groove 7f. The key width of the conventional positioning key is 97% of the formation width of the key groove 7f.

図4〜図7を参照して、工具交換装置2で実行される工具交換動作と、位置決めキー100の開閉動作の関係について説明する。工具交換時には、加工領域に位置する主軸ヘッド24が、Z軸原点位置(図1参照)に移動する。このとき、割出位置のグリップアーム60が、先述したように、退避位置から近接位置に移動する。さらに、割出位置のグリップアーム60では、主軸ヘッド24の下端面がスイッチ部104の突出端(詳細には、小径部104aの上端部)を押圧する。そのため、位置決めキー100が開状態から閉状態に変化し、キー幅が第二幅から第一幅に狭まる。   With reference to FIGS. 4-7, the relationship between the tool change operation performed with the tool change apparatus 2 and the opening / closing operation | movement of the positioning key 100 is demonstrated. At the time of tool change, the spindle head 24 located in the machining area moves to the Z-axis origin position (see FIG. 1). At this time, the grip arm 60 at the index position moves from the retracted position to the close position as described above. Further, in the grip arm 60 at the index position, the lower end surface of the spindle head 24 presses the protruding end of the switch portion 104 (specifically, the upper end portion of the small diameter portion 104a). Therefore, the positioning key 100 changes from the open state to the closed state, and the key width is reduced from the second width to the first width.

主軸ヘッド24がZ軸原点位置に到達すると、グリップアーム60の把持部63では、使用済みの工具5を取付けた工具ホルダ7が二股部69の工具装着口に嵌め込まれ、一対の支持ピン76がバネ力によってV溝7eに係止される。さらに、閉状態の位置決めキー100では、第一板101と第二板102との自由端側が、キー溝7fに挿入される(図7参照)。   When the spindle head 24 reaches the Z-axis origin position, in the grip portion 63 of the grip arm 60, the tool holder 7 to which the used tool 5 is attached is fitted into the tool mounting opening of the bifurcated portion 69, and the pair of support pins 76 are It is locked to the V-groove 7e by the spring force. Further, in the positioning key 100 in the closed state, the free end sides of the first plate 101 and the second plate 102 are inserted into the key groove 7f (see FIG. 7).

その後、主軸ヘッド24がZ軸原点位置からATC領域内を上昇する間に、割出位置のグリップアーム60では、主軸ヘッド24の下端面がスイッチ部104の突出端から離間するため、位置決めキー100が閉状態から開状態に変化する。これにより、キー幅が第一幅から第二幅に広がり、位置決めキー100がキー溝7f内で固定される(図5参照)。さらに、主軸ヘッド24がATC領域内を上昇するのに伴って、ホルダ狭持部材32がドローバー34を押圧してプルスタッド7bに対するクランプを解除する。これにより、グリップアーム60の把持部63に保持された工具ホルダ7は、主軸30から下方に抜き取られる。   After that, while the spindle head 24 moves up in the ATC region from the Z-axis origin position, in the grip arm 60 at the index position, the lower end surface of the spindle head 24 is separated from the protruding end of the switch unit 104. Changes from closed to open. As a result, the key width increases from the first width to the second width, and the positioning key 100 is fixed in the key groove 7f (see FIG. 5). Further, as the spindle head 24 moves up in the ATC region, the holder holding member 32 presses the draw bar 34 to release the clamp on the pull stud 7b. As a result, the tool holder 7 held by the grip portion 63 of the grip arm 60 is extracted downward from the main shaft 30.

次に、マガジン本体41が回転して、次のワーク加工で使用する工具5を取付けた工具ホルダ7を保持したグリップアーム60が割出位置に位置決めされる。その後、主軸ヘッド24がZ軸原点位置に向けてATC領域内を下降する間に、割出位置のグリップアーム60では、主軸ヘッド24の下端面がスイッチ部104の突出端を押圧する。そのため、位置決めキー100が開状態から閉状態に変化し、キー幅が第二幅から第一幅に狭まり、位置決めキー100によるキー溝7fの固定が解除される(図7参照)。   Next, the magazine body 41 rotates, and the grip arm 60 holding the tool holder 7 to which the tool 5 used in the next workpiece machining is held is positioned at the index position. Thereafter, while the spindle head 24 descends in the ATC region toward the Z-axis origin position, the lower end surface of the spindle head 24 presses the protruding end of the switch unit 104 in the grip arm 60 at the index position. Therefore, the positioning key 100 is changed from the open state to the closed state, the key width is reduced from the second width to the first width, and the key groove 7f is not fixed by the positioning key 100 (see FIG. 7).

さらに、主軸ヘッド24がATC領域内を下降するのに伴って、次のワーク加工で使用する工具5が主軸30内に下方から挿入され、ホルダ狭持部材32がドローバー34の押圧を中断してプルスタッド7bをクランプすることで、工具5が主軸30に装着される。その後、主軸ヘッド24がZ軸原点位置から下降領域内を下降するのに伴って、割出位置のグリップアーム60が近接位置から退避位置に移動する。下降領域では、新たな工具5を使用してワーク加工が実行される。   Further, as the spindle head 24 descends in the ATC region, the tool 5 used in the next workpiece machining is inserted into the spindle 30 from below, and the holder holding member 32 interrupts the pressing of the draw bar 34. The tool 5 is mounted on the main shaft 30 by clamping the pull stud 7b. Thereafter, as the spindle head 24 descends in the descending region from the Z-axis origin position, the grip arm 60 at the index position moves from the proximity position to the retracted position. In the descending region, workpiece machining is performed using a new tool 5.

上記の工具交換動作において、使用済みの工具5を装着した工具ホルダ7をグリップアーム60に移送する場合(つまり、加工領域に位置する主軸ヘッド24をZ軸原点位置に移動させる場合)、キー溝7fを位置決めキー100に対してオリエントする制御が、主軸ヘッド24を下降させる前に実行される。本実施形態では、位置決めキー100をキー溝7fに嵌め込む場合に、位置決めキー100が開状態から閉状態に変化するため、第一板101と第二板102との自由端側をキー溝7fに挿入しやすい(図7参照)。さらに、位置決めキー100をキー溝7fに嵌め込んだ後は、位置決めキー100が閉状態から開状態に変化するため、第一板101と第二板102との自由端側がキー溝7f内で確実に係止される(図5参照)。そのため、上記のオリエント制御に要求される位置決め精度を従来よりも抑制することができ、ひいてはオリエント制御に要する処理時間を短縮することができる。   In the above-described tool change operation, when the tool holder 7 on which the used tool 5 is mounted is transferred to the grip arm 60 (that is, when the spindle head 24 located in the machining area is moved to the Z-axis origin position), the keyway Control for orienting 7f with respect to the positioning key 100 is executed before the spindle head 24 is lowered. In the present embodiment, when the positioning key 100 is fitted into the key groove 7f, the positioning key 100 changes from the open state to the closed state, so the free end side of the first plate 101 and the second plate 102 is placed on the key groove 7f. (See FIG. 7). Furthermore, after the positioning key 100 is fitted into the key groove 7f, the positioning key 100 changes from the closed state to the open state, so that the free end sides of the first plate 101 and the second plate 102 are securely within the key groove 7f. (See FIG. 5). Therefore, the positioning accuracy required for the above-described orientation control can be suppressed as compared with the conventional case, and the processing time required for the orientation control can be shortened.

以上説明したように、本実施形態に係る工具交換装置2では、主軸30を回転可能に支持する主軸ヘッド24が、コラム10によって加工領域とATC領域との間で移動可能に支持される。コラム10に固定されたマガジン支持台37によって、複数のグリップアーム60が設けられたマガジン本体41が回転可能に支持される。マガジン本体41の外周に固定される支点台62によって、把持部63を先端に有するグリップアーム60が軸支される。主軸ヘッド24がATC領域に移動された場合、主軸30とグリップアーム60の把持部63との間で工具ホルダ7の受け渡しが行われる。把持部63は、工具ホルダ7の側面を挟持する一対の支持ピン76と、工具ホルダ7の側面に形成されたキー溝7fに嵌め込まれる位置決めキー100とを備える。   As described above, in the tool changer 2 according to the present embodiment, the spindle head 24 that rotatably supports the spindle 30 is supported by the column 10 so as to be movable between the machining area and the ATC area. A magazine main body 41 provided with a plurality of grip arms 60 is rotatably supported by a magazine support 37 fixed to the column 10. A fulcrum base 62 fixed to the outer periphery of the magazine body 41 supports a grip arm 60 having a gripping portion 63 at the tip. When the spindle head 24 is moved to the ATC region, the tool holder 7 is transferred between the spindle 30 and the grip portion 63 of the grip arm 60. The grip portion 63 includes a pair of support pins 76 that sandwich the side surface of the tool holder 7 and a positioning key 100 that is fitted into a key groove 7 f formed on the side surface of the tool holder 7.

位置決めキー100のキー溝7fに嵌め込まれる端部のキー幅は、工具ホルダ7の受け渡し前には第一幅に変更される一方、工具ホルダ7の受け渡し後には第二幅に変更される。これにより、工具ホルダ7の受け渡し前には位置決めキー100をキー溝7fに嵌め込み容易であり、且つ、工具ホルダ7の受け渡し後には位置決めキー100をキー溝7fに確実に固定できる。その結果、キー溝7fの位置決めキー100に対するオリエントを従来のように高精度で実行しなくても、位置決めキー100をキー溝7fに確実に固定できる。ひいては、キー溝7fの位置決めキー100に対するオリエントの待ち時間を短縮することができる。   The key width of the end portion fitted in the key groove 7f of the positioning key 100 is changed to the first width before the tool holder 7 is transferred, and is changed to the second width after the tool holder 7 is transferred. Thus, the positioning key 100 can be easily fitted into the key groove 7f before the tool holder 7 is delivered, and the positioning key 100 can be reliably fixed to the key groove 7f after the tool holder 7 is delivered. As a result, the positioning key 100 can be reliably fixed to the key groove 7f without performing the orientation of the key groove 7f with respect to the positioning key 100 with high accuracy as in the prior art. As a result, the orientation waiting time for the positioning key 100 in the keyway 7f can be shortened.

主軸30とグリップアーム60の把持部63との間で工具ホルダ7の受け渡しが行われる場合に、主軸ヘッド24がATC領域でスイッチ部104を押圧することでキー幅を第二幅から第一幅に変更して、位置決めキー100をキー溝7fに嵌め込み容易にすることができる。また、スイッチ部104が押圧されるか否かに応じて、第一板101および第二板102が開閉する簡易な構造でキー幅を変更することができる。   When the tool holder 7 is transferred between the spindle 30 and the gripping portion 63 of the grip arm 60, the key width is changed from the second width to the first width by the spindle head 24 pressing the switch portion 104 in the ATC region. The positioning key 100 can be easily fitted into the key groove 7f. Further, the key width can be changed with a simple structure in which the first plate 101 and the second plate 102 are opened and closed depending on whether or not the switch unit 104 is pressed.

上記実施形態において、マガジン支持台37が、本発明の「支持部材」に相当する。一対の支持ピン76が、本発明の「一対の挟持部」に相当する。第一板101および第二板102が、本発明の「一対の板状部材」に相当する。第一バネ105および第二バネ106が、本発明の「弾性部材」に相当する。小径部104aが、本発明の「第一径部」に相当する。大径部104cが、本発明の「第二径部」に相当する。   In the above embodiment, the magazine support base 37 corresponds to the “support member” of the present invention. The pair of support pins 76 corresponds to “a pair of sandwiching portions” of the present invention. The first plate 101 and the second plate 102 correspond to “a pair of plate members” of the present invention. The first spring 105 and the second spring 106 correspond to the “elastic member” of the present invention. The small diameter portion 104a corresponds to the “first diameter portion” of the present invention. The large diameter portion 104c corresponds to the “second diameter portion” of the present invention.

なお、本発明の工具交換装置は、上記実施形態に限らず、各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、上記実施形態では、第一バネ105および第二バネ106として圧縮コイルバネを例示したが、板バネや、ねじりコイルバネ等を用いてもよい。   Needless to say, the tool changer of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, compression coil springs are exemplified as the first spring 105 and the second spring 106, but a plate spring, a torsion coil spring, or the like may be used.

1 工作機械
2 工具交換装置
5 工具
7 工具ホルダ
7e V溝
7f キー溝
10 コラム
24 主軸ヘッド
30 主軸
37 マガジン支持台
41 マガジン本体
60 グリップアーム
63 把持部
76 支持ピン
100 位置決めキー
101 第一板
102 第二板
104 スイッチ部
104a 小径部
104c 大径部
105 第一バネ
106 第二バネ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Machine tool 2 Tool changer 5 Tool 7 Tool holder 7e V groove 7f Key groove 10 Column 24 Spindle head 30 Spindle 37 Magazine support base 41 Magazine main body 60 Grip arm 63 Grip part 76 Support pin 100 Positioning key 101 First plate 102 First Double plate 104 Switch portion 104a Small diameter portion 104c Large diameter portion 105 First spring 106 Second spring

Claims (3)

工作機械の主軸を回転可能に支持する主軸ヘッドと、ワークに対する加工動作を行う加工領域と工具の交換動作を行う工具交換領域との間で、前記主軸ヘッドを移動可能に支持するコラムと、前記コラムに固定され、一軸線を中心に回転割出可能に設けられたマガジン本体を回転可能に支持する支持部材と、前記マガジン本体の外周に放射状に設けられ、前記工具が装着された工具ホルダを把持する把持部を先端に有する複数のグリップアームと、前記グリップアームの前記先端と後端との間を軸支し、前記マガジン本体の外周に固定される支点台とを備えた工具交換装置において、
前記主軸ヘッドは、前記工具交換領域に移動された場合、所定割出位置に位置する前記グリップアームの前記把持部と、前記主軸との間で前記工具ホルダの受け渡しを行い、
前記把持部は、前記工具ホルダの側面を挟持する一対の挟持部と、前記工具ホルダの側面に形成された凹部であるキー溝に嵌め込まれる位置決めキーとを備え、
前記位置決めキーは、少なくとも前記キー溝に嵌め込まれる端部の幅を、前記キー溝の形成幅未満である第一幅と、前記第一幅よりも広い第二幅との間で変更可能であって、前記工具ホルダの受け渡し前には前記端部の幅が前記第一幅に変更される一方、前記工具ホルダの受け渡し後には前記端部の幅が前記第二幅に変更されることを特徴とする工具交換装置。
A spindle head that rotatably supports a spindle of a machine tool, a column that movably supports the spindle head between a machining area that performs a machining operation on a workpiece and a tool exchange area that performs a tool exchange operation; A support member that rotatably supports a magazine body that is fixed to a column and that can be rotated and indexed about one axis, and a tool holder that is radially provided on the outer periphery of the magazine body and on which the tool is mounted. A tool changer comprising: a plurality of grip arms each having a grip portion to be gripped; and a fulcrum base that is pivotally supported between the tip and rear ends of the grip arm and fixed to the outer periphery of the magazine body. ,
When the spindle head is moved to the tool change area, the tool holder is transferred between the gripping part of the grip arm located at a predetermined index position and the spindle,
The gripping portion includes a pair of sandwiching portions that sandwich the side surface of the tool holder, and a positioning key that is fitted into a key groove that is a recess formed on the side surface of the tool holder,
In the positioning key, at least a width of an end portion fitted in the key groove can be changed between a first width that is less than a formation width of the key groove and a second width that is wider than the first width. The width of the end is changed to the first width before delivery of the tool holder, and the width of the end is changed to the second width after delivery of the tool holder. A tool changer.
前記位置決めキーは、前記主軸ヘッドが前記工具交換領域にある場合に前記主軸ヘッドによって押圧される一方、前記主軸ヘッドが前記加工領域にある場合に前記主軸ヘッドから離間するスイッチ部を備え、
前記スイッチ部は、前記主軸ヘッドによって押圧されている場合、前記端部の幅を前記第一幅に変更する一方、前記主軸ヘッドによって押圧されていない場合、前記端部の幅を前記第二幅に変更することを特徴とする請求項1に記載の工具交換装置。
The positioning key includes a switch unit that is pressed by the spindle head when the spindle head is in the tool change area, and separated from the spindle head when the spindle head is in the machining area,
When the switch portion is pressed by the spindle head, the width of the end portion is changed to the first width, and when the switch portion is not pressed by the spindle head, the width of the end portion is changed to the second width. The tool changer according to claim 1, wherein the tool changer is changed to:
前記位置決めキーは、
前記キー溝に嵌め込まれる、前記スイッチ部を挟んで対向配置された一対の板状部材と、
前記一対の板状部材を前記スイッチ部に向けて付勢する弾性部材とを備え、
前記スイッチ部は、押圧されている場合に、前記一対の板状部材の間隔幅を前記第一幅に保持する第一径部と、押圧されていない場合に、前記間隔幅を前記第二幅に保持する第二径部とを備えたことを特徴とする請求項2に記載の工具交換装置。
The positioning key is
A pair of plate-like members that are fitted in the key groove and are arranged opposite to each other with the switch portion interposed therebetween;
An elastic member that urges the pair of plate-shaped members toward the switch portion;
When the switch portion is pressed, the first diameter portion that holds the interval width of the pair of plate-like members at the first width, and when the switch portion is not pressed, the interval width is set to the second width. The tool changer according to claim 2, further comprising a second diameter portion held on the tool.
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