JP2014180730A - Machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械に係り、特に鉛直方向に移動可能な主軸に固定された焼嵌めホルダに工具を自動で交換できる工作機械に関する。 The present invention relates to a machine tool, and more particularly to a machine tool that can automatically change a tool to a shrink-fit holder fixed to a main shaft that is movable in a vertical direction.
特許文献1には、主軸と工具マガジンとの間で工具を搬送する搬送アームを備えた工作機械が記載されている。この工作機械では、主軸の先端に凹形状のホルダが設けられており、一方、工具の支持部には凸形状のホルダが設けられている。そして、主軸の凹形状のホルダが加熱されて内径が拡大された状態で、搬送アームによって工具が主軸に向けて搬送され、当該工具の凸形状のホルダが主軸の凹形状のホルダに嵌合された後、主軸の凹形状のホルダが冷却されて閉塞されることにより、工具が主軸に取付けられるようになっている。また、特許文献1には、一方のホルダに微振動を与える装置が設けられている場合には、凸状部のホルダと凹状部のホルダとの嵌合及び脱抜をスムーズに行うことができると記載されている。 Patent Document 1 describes a machine tool including a transfer arm that transfers a tool between a spindle and a tool magazine. In this machine tool, a concave holder is provided at the tip of the main shaft, while a convex holder is provided at the support portion of the tool. Then, in a state where the concave holder of the main shaft is heated and the inner diameter is enlarged, the tool is transported toward the main shaft by the transport arm, and the convex holder of the tool is fitted to the concave holder of the main shaft. After that, the concave holder of the main shaft is cooled and closed, so that the tool is attached to the main shaft. In addition, in Patent Document 1, when a device that applies fine vibration to one of the holders is provided, the convex portion holder and the concave portion holder can be smoothly fitted and removed. It is described.
特許文献2には、主軸に固定された焼嵌めホルダと工具マガジンとの間で工具を搬送する工具把持装置を備えた工作機械が記載されている。この工作機械では、焼嵌めホルダが加熱されて開放された状態で、工具把持装置の移動制御によって、当該工具把持装置に把持された工具が焼嵌めホルダ内に挿入されて正確に位置決めされた後、焼嵌めホルダが冷却されて閉塞されることにより、工具が焼嵌めホルダに取付けられるようになっている。 Patent Document 2 describes a machine tool including a tool gripping device that conveys a tool between a shrink-fit holder fixed to a main shaft and a tool magazine. In this machine tool, after the shrink-fit holder is heated and opened, the tool gripped by the tool gripping device is inserted into the shrink-fit holder and accurately positioned by movement control of the tool gripping device. The tool is attached to the shrink-fit holder by cooling and closing the shrink-fit holder.
特許文献3には、主軸に固定された焼嵌めホルダと工具マガジンとの間で工具を搬送する工具搬送装置と、焼嵌めホルダ内からエアを吸引する吸引装置と、を備えた工作機械が記載されている。この工作機械では、焼嵌めホルダが加熱されて開放された状態で、工具搬送装置によって保持された工具が焼嵌めホルダと対向する工具受け渡し位置まで搬送され、続いて、吸引装置によって焼嵌めホルダ内からエアが吸引されることにより、工具搬送装置に保持された工具が焼嵌めホルダ内に向けて吸い上げられ、その後、焼嵌めホルダが冷却されて閉塞されることにより、工具が主軸に取付けられるようになっている。 Patent Document 3 describes a machine tool including a tool conveying device that conveys a tool between a shrink-fit holder fixed to a main shaft and a tool magazine, and a suction device that sucks air from within the shrink-fit holder. Has been. In this machine tool, with the shrink-fit holder heated and released, the tool held by the tool transport device is transported to the tool delivery position facing the shrink-fit holder, and then the suction fit holder is placed inside the shrink-fit holder by the suction device. As the air is sucked from the tool, the tool held by the tool conveying device is sucked up into the shrink-fit holder, and then the shrink-fit holder is cooled and closed, so that the tool is attached to the spindle. It has become.
しかしながら、本件発明者の知見によれば、特許文献1に記載された工作機械においては、凹形状のホルダが加熱されて内径が拡大された状態でも、当該凹形状のホルダと凸形状のホルダとの隙間が数μmしかない。そのため、搬送アームの位置決め精度が十分であることが必要である。もし、搬送アームの位置決め精度が不十分である場合には、特許文献1の技術が採用しているように、嵌合及び脱抜をスムーズに行うために一方のホルダに微振動を与える装置が必須となり、コストが高くなってしまう。 However, according to the knowledge of the present inventors, in the machine tool described in Patent Document 1, even when the concave holder is heated and the inner diameter is enlarged, the concave holder and the convex holder The gap is only a few μm. Therefore, it is necessary that the positioning accuracy of the transfer arm is sufficient. If the positioning accuracy of the transfer arm is insufficient, there is a device that applies a slight vibration to one of the holders in order to smoothly engage and disengage, as employed in the technique of Patent Document 1. It becomes essential and the cost becomes high.
また、特許文献2に記載された工作機械においても、焼嵌めホルダが加熱されて開放された状態で、当該焼嵌めホルダと工具との隙間が数μmしかない。そのため、工具を焼嵌めホルダ内にスムーズに挿入するためには、工具把持装置の位置決め精度が十分であることが必要である。そして、十分な位置決め精度を実現するためには、例えば、特許文献2の技術が採用しているように、数μm以下の高精度の位置決め及び軸移動装置を工具把持装置として追加的に採用する必要があり、コストが高くなってしまう。 Also, in the machine tool described in Patent Document 2, the gap between the shrink-fit holder and the tool is only a few μm in a state where the shrink-fit holder is heated and opened. Therefore, in order to smoothly insert the tool into the shrink fit holder, it is necessary that the positioning accuracy of the tool gripping device is sufficient. And in order to implement | achieve sufficient positioning accuracy, as the technique of patent document 2 is employ | adopted, the highly accurate positioning and axis movement apparatus of several micrometers or less are additionally employ | adopted as a tool holding device, for example. It is necessary and the cost becomes high.
一方、特許文献3に記載された工作機械においては、焼嵌めホルダに対して工具が吸引される構成が採用されている。そのため、吸引装置によってエアを吸引する際に、切削屑などのゴミが一緒に吸引されてしまうことがある。そのようなゴミは、障害物となって、工具が所定の位置まで入らなくなったり、工具と焼嵌めホルダとの間で芯ズレが生じたりするという問題がある。 On the other hand, the machine tool described in Patent Document 3 employs a configuration in which a tool is sucked with respect to the shrink-fit holder. Therefore, when air is sucked by the suction device, dust such as cutting waste may be sucked together. Such dust becomes an obstacle, and there is a problem that the tool cannot enter a predetermined position or a misalignment occurs between the tool and the shrink-fit holder.
本発明は、以上の知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、主軸に固定された焼嵌めホルダに工具を低コストで正確に取付けることができる工作機械を提供することである。 The present invention has been created based on the above findings. An object of the present invention is to provide a machine tool capable of accurately attaching a tool to a shrink-fit holder fixed to a main shaft at low cost.
本発明は、鉛直方向に移動可能な主軸に固定された焼嵌めホルダと工具マガジンとの間で工具を受け渡す工具受け渡し装置と、前記焼嵌めホルダを加熱して当該焼嵌めホルダを開放する加熱装置と、を備え、前記工具受け渡し装置は、前記主軸が下降された工具受け渡し位置において、前記焼嵌めホルダとの間で工具を受け渡すようになっており、前記加熱装置は、前記主軸の下降行程の少なくとも一部において、当該主軸の下降に伴って下降する前記焼嵌めホルダを加熱しながら、当該焼嵌めホルダと共に下降する加熱部を有していることを特徴とする工作機械である。 The present invention relates to a tool delivery device for delivering a tool between a shrink fit holder and a tool magazine fixed to a spindle movable in the vertical direction, and heating for heating the shrink fit holder to open the shrink fit holder. And the tool delivery device delivers a tool to and from the shrink-fit holder at a tool delivery position where the spindle is lowered, and the heating device lowers the spindle. In at least a part of the stroke, the machine tool is characterized by having a heating unit that moves down together with the shrink-fit holder while heating the shrink-fit holder that descends as the main shaft descends.
本発明によれば、工作機械に本来備えられている主軸用の高精度の位置決め及び軸移動装置を利用することで、主軸は工具受け渡し位置に向かって精度良く下降され得る。主軸の下降中に、当該主軸に固定された焼嵌めホルダは、当該焼嵌めホルダと共に下降する加熱装置の加熱部によって直ちに加熱されて開放され得る。そのため、工具受け渡し位置において工具が工具受け渡し装置に保持されている場合には、主軸の下降に伴って下降する焼嵌めホルダ内に当該工具がスムーズに迅速に挿入されていく。そして、主軸に固定された焼嵌めホルダが工具受け渡し位置に正確に位置決めされることにより、当該焼嵌めホルダ内に当該工具が正確に位置決めされ得る。これにより、主軸に固定された焼嵌めホルダに対して工具を低コストで正確に取付けることが可能となる。 According to the present invention, the spindle can be accurately lowered toward the tool delivery position by utilizing the high-precision positioning and axis moving device for the spindle that is originally provided in the machine tool. During the lowering of the main shaft, the shrink-fit holder fixed to the main shaft can be immediately heated and opened by the heating unit of the heating device that moves down together with the shrink-fit holder. Therefore, when the tool is held by the tool delivery device at the tool delivery position, the tool is smoothly and quickly inserted into the shrink-fit holder that descends as the spindle is lowered. Then, the shrink fitting holder fixed to the main shaft is accurately positioned at the tool delivery position, so that the tool can be accurately positioned within the shrink fitting holder. Thereby, it becomes possible to attach a tool correctly with respect to the shrink-fit holder fixed to the main axis | shaft at low cost.
好ましくは、前記加熱部は、前記主軸と共に下降する間に当該主軸のハウジングと当接する当接部を有している。このような態様によれば、主軸の下降中に当該主軸のハウジングが加熱部の当接部に当接して以降は、主軸の下降に伴って加熱部の当接部が主軸のハウジングから下向きに押されるため、加熱部を主軸に固定された焼嵌めホルダと共に容易に下降させることができる。 Preferably, the heating unit has a contact portion that contacts the housing of the main shaft while descending together with the main shaft. According to such an aspect, after the main shaft housing comes into contact with the contact portion of the heating portion while the main shaft is lowered, the contact portion of the heating portion faces downward from the housing of the main shaft as the main shaft is lowered. Since it is pushed, the heating unit can be easily lowered together with the shrink-fit holder fixed to the main shaft.
更に好ましくは、前記加熱装置は、当該工作機械の本体部に支持された支持フレームと、当該支持フレームに対して前記加熱部を弾性的に支持する加熱部支持部材と、を有している。このような態様によれば、主軸の下降中において、加熱部の当接部が主軸のハウジングから下向きに押される際に、加熱部支持部材の弾性力によって加熱部の当接部から主軸のハウジングに上向きの抵抗力が加わるため、加熱部の当接部が主軸のハウジングから離間されることが防止され、加熱部と焼嵌めホルダとの相対位置関係が一定に維持され得る。これにより、加熱部による焼嵌めホルダの加熱効率も一定に維持され得る。 More preferably, the heating device includes a support frame supported by the main body of the machine tool, and a heating unit support member that elastically supports the heating unit with respect to the support frame. According to such an aspect, when the contact portion of the heating unit is pushed downward from the housing of the main shaft while the main shaft is lowered, the housing of the main shaft is moved from the contact portion of the heating unit by the elastic force of the heating unit support member. Since an upward resistance force is applied to the heating portion, the contact portion of the heating portion is prevented from being separated from the housing of the main shaft, and the relative positional relationship between the heating portion and the shrink-fit holder can be maintained constant. Thereby, the heating efficiency of the shrink-fit holder by the heating unit can also be maintained constant.
具体的には、例えば、前記加熱部支持部材は、エアシリンダである。 Specifically, for example, the heating unit support member is an air cylinder.
あるいは、前記加熱部支持部材は、バネであってもよい。 Alternatively, the heating unit support member may be a spring.
更に好ましくは、前記支持フレームには、エアが流される冷却通路と、当該冷却通路に連通されていて前記焼嵌めホルダに向けてエアを噴出する冷却ノズルと、が設けられており、前記加熱装置は、加熱冷却装置として構成されている。このような態様によれば、冷却ノズルから噴出されたエアによって焼嵌めホルダが冷却され得るため、開放状態の焼嵌めホルダを迅速に閉塞させることができる。 More preferably, the support frame is provided with a cooling passage through which air flows, and a cooling nozzle that communicates with the cooling passage and ejects air toward the shrink-fit holder, and the heating device Is configured as a heating and cooling device. According to such an aspect, the shrink-fit holder can be cooled by the air ejected from the cooling nozzle, so that the open shrink-fit holder can be quickly closed.
また、好ましくは、前記加熱装置は、回転駆動機構によって鉛直な回転軸回りに旋回されるアーム部材を有し、前記加熱部は、前記アーム部材に搭載されている。このような態様によれば、主軸と工具マガジンとが平面視において異なる位置に配置されている場合であっても、アーム部材が鉛直な回転軸回りに旋回されることにより、アーム部材に搭載された加熱部を主軸と工具マガジンとの間で水平移動させることができる。 Preferably, the heating device includes an arm member that is turned around a vertical rotation axis by a rotation drive mechanism, and the heating unit is mounted on the arm member. According to such an aspect, even when the main shaft and the tool magazine are arranged at different positions in plan view, the arm member is mounted on the arm member by turning around the vertical rotation axis. The heating unit can be moved horizontally between the spindle and the tool magazine.
更に、好ましくは、前記工具受け渡し装置も、前記アーム部材に搭載されている。このような態様によれば、主軸と工具マガジンとが平面視において異なる位置に配置されている場合であっても、アーム部材が鉛直な回転軸回りに旋回されることにより、アーム部材に搭載された工具受け渡し装置も主軸と工具マガジンとの間で水平移動させることができる。 Further preferably, the tool delivery device is also mounted on the arm member. According to such an aspect, even when the main shaft and the tool magazine are arranged at different positions in plan view, the arm member is mounted on the arm member by turning around the vertical rotation axis. The tool delivery device can also be moved horizontally between the spindle and the tool magazine.
前記したいずれかの特徴を有する工作機械は、具体的には、例えば、前記主軸の回転及び移動を制御する主軸制御部と、ワークが載置されるテーブルと、を更に備えている。 Specifically, the machine tool having any one of the above features further includes, for example, a spindle control unit that controls the rotation and movement of the spindle, and a table on which a workpiece is placed.
また、本発明は、鉛直方向に移動可能な主軸に固定された焼嵌めホルダを備えた工作機械に設置される加熱冷却装置であって、前記主軸の下降行程の少なくとも一部において、当該主軸の下降に伴って下降する前記焼嵌めホルダを加熱しながら、当該焼嵌めホルダと共に下降する加熱部と、前記工作機械の本体部に支持された支持フレームと、当該支持フレームに対して前記加熱部を弾性的に支持する加熱部支持部材と、を備え、前記支持フレームには、エアが流される冷却通路と、当該冷却通路に連通されていて前記焼嵌めホルダに向けてエアを噴出する冷却ノズルと、が設けられていることを特徴とする加熱冷却装置である。 Further, the present invention is a heating and cooling device installed in a machine tool having a shrink fit holder fixed to a main shaft movable in a vertical direction, and at least a part of the lowering process of the main shaft, While heating the shrink fitting holder that descends as it descends, the heating unit descends together with the shrink fitting holder, a support frame supported by the main body of the machine tool, and the heating unit with respect to the support frame. A heating portion supporting member that elastically supports, a cooling passage through which air flows, and a cooling nozzle that is communicated with the cooling passage and ejects air toward the shrink-fit holder. And a heating / cooling device.
本発明によれば、主軸の下降中に、当該主軸に固定された焼嵌めホルダは、当該焼嵌めホルダと共に下降する加熱装置の加熱部によって直ちに加熱されて開放され得る。ここで、主軸の下降中において、加熱部の当接部が主軸のハウジングに当接される場合、加熱部支持部材の弾性力によって加熱部の当接部から主軸のハウジングに上向きの抵抗力が加わるため、加熱部の当接部が主軸のハウジングから離間されることが防止され、加熱部と焼嵌めホルダとの相対位置関係が一定に維持され得る。これにより、加熱部による焼嵌めホルダの加熱効率も一定に維持され得る。また、冷却ノズルから噴出されたエアによって焼嵌めホルダが冷却され得るため、開放状態の焼嵌めホルダを迅速に閉塞させることもできる。 According to the present invention, while the main shaft is lowered, the shrink-fit holder fixed to the main shaft can be immediately heated and opened by the heating unit of the heating device that is lowered together with the shrink-fit holder. Here, when the abutting portion of the heating portion is brought into contact with the housing of the main shaft while the main shaft is descending, an upward resistance force is exerted on the housing of the main shaft from the abutting portion of the heating portion by the elastic force of the heating portion support member. Therefore, the contact portion of the heating unit is prevented from being separated from the housing of the main shaft, and the relative positional relationship between the heating unit and the shrink-fit holder can be maintained constant. Thereby, the heating efficiency of the shrink-fit holder by the heating unit can also be maintained constant. Moreover, since the shrink fit holder can be cooled by the air ejected from the cooling nozzle, the open shrink fit holder can be quickly closed.
本発明によれば、工作機械に本来備えられている主軸用の高精度の位置決め及び軸移動装置を利用することで、主軸は工具受け渡し位置に向かって精度良く下降され得る。主軸の下降中に、当該主軸に固定された焼嵌めホルダは、当該焼嵌めホルダと共に下降する加熱装置の加熱部によって直ちに加熱されて開放され得る。そのため、工具受け渡し位置において工具が工具受け渡し装置に保持されている場合には、主軸の下降に伴って下降する焼嵌めホルダ内に当該工具がスムーズに迅速に挿入されていく。そして、主軸に固定された焼嵌めホルダが工具受け渡し位置に正確に位置決めされることにより、当該焼嵌めホルダ内に当該工具が正確に位置決めされ得る。これにより、主軸に固定された焼嵌めホルダに工具を低コストで正確に取付けることが可能となる。 According to the present invention, the spindle can be accurately lowered toward the tool delivery position by utilizing the high-precision positioning and axis moving device for the spindle that is originally provided in the machine tool. During the lowering of the main shaft, the shrink-fit holder fixed to the main shaft can be immediately heated and opened by the heating unit of the heating device that moves down together with the shrink-fit holder. Therefore, when the tool is held by the tool delivery device at the tool delivery position, the tool is smoothly and quickly inserted into the shrink-fit holder that descends as the spindle is lowered. Then, the shrink fitting holder fixed to the main shaft is accurately positioned at the tool delivery position, so that the tool can be accurately positioned within the shrink fitting holder. As a result, the tool can be accurately attached to the shrink-fit holder fixed to the main shaft at low cost.
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施の形態による工作機械の概略斜視図であり、図2は、当該工作機械が備える工具受け渡し装置を拡大して示す概略斜視図である。 FIG. 1 is a schematic perspective view of a machine tool according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged schematic perspective view showing a tool delivery device provided in the machine tool.
図1に示すように、本実施の形態による工作機械10は、鉛直方向に移動可能な主軸11と、当該主軸11の回転及び移動を制御する主軸制御部(制御盤)17と、ワークが載置されるテーブル18と、を備えている。主軸11には、工具15を保持する焼嵌めホルダ12が取付けられている。焼嵌めホルダ12に保持される工具15は、例えば工具径4mm以下の工具である。
As shown in FIG. 1, a
本実施の形態では、主軸11は水平なX方向に移動可能になっており、一方、テーブル18は当該X方向に対して直角で水平なY方向に移動可能になっている。主軸制御部17によって主軸11の回転及び移動が制御されると共に、テーブル18が水平なY方向に移動されることにより、焼嵌めホルダ12に保持された工具15は、テーブル18上の所望の位置に相対的に移動可能になっている。これにより、テーブル18上に載置されたワークは、回転する当該工具15によって所望の形状に加工されるようになっている。
In the present embodiment, the
図1では、複数の予備の工具15がセットされる工具マガジン13がテーブル18の外側に配置されている。すなわち、本実施の形態では、主軸11と工具マガジン13とが平面視において異なる位置に配置されている。
In FIG. 1, a
図1に示すように、本実施の形態による工作機械10は、鉛直方向に移動可能な主軸11に固定された焼嵌めホルダ12と工具マガジン13との間で工具15を受け渡す工具受け渡し装置20と、焼嵌めホルダ12を加熱して当該焼嵌めホルダ12を開放する加熱装置30と、を備えている。工具受け渡し装置20は、主軸11が下降された工具受け渡し位置において、焼嵌めホルダ12との間で工具15を受け渡すようになっている。また、加熱装置30は、主軸11の下降行程の少なくとも一部において、当該主軸11の下降に伴って下降する焼嵌めホルダ12を加熱しながら、当該焼嵌めホルダ12と共に下降する加熱部31を有している。
As shown in FIG. 1, the
加熱部31の本体部は、具体的には、環状の電磁誘導式加熱コイルである。焼嵌めホルダ12と加熱部31の本体部とには、互いに対応する組み合わせとして販売されている市販品が使用され得る。
Specifically, the main body of the
図2は、工具受け渡し装置20と加熱装置30とを拡大して示す概略斜視図である。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing the
図2に示すように、本実施の形態では、加熱装置30は、工作機械10の本体部に支持された支持フレーム41と、当該支持フレーム41に対して加熱部31を弾性的に支持する加熱部支持部材33と、を有している。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the
具体的には、図2に示すように、支持フレーム41は平板形状を有しており、工作機械10の本体部に後述のアーム部材34を介して水平に支持されている。また、支持フレーム41には、加熱部31の本体部と同軸状に貫通孔44が設けられている。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
一方、加熱部支持部材33は、具体的には、エアシリンダである。エアシリンダ33は、支持フレーム41上において貫通孔44を間に挟んで位置する2箇所にそれぞれ立設されている。そして、加熱部31は、フランジ部材39を介して、エアシリンダ33のロッド部分に固定されている。エアシリンダ33は、内部を一定の圧力に維持するように構成されている。そのため、エアシリンダ33内の空気の圧力によって、加熱部31は支持フレーム41上で弾性的に支持されるようになっている。
On the other hand, the heating
また、支持フレーム41上において貫通孔44を取り囲むように位置する合計4箇所にはブシュ37がそれぞれ設置固定されており、各々のブシュ37内に昇降移動可能に挿通された4本のシャフト36の上端部も、加熱部31のフランジ部材39にそれぞれ固定されている。4本のシャフト36は、各々対応するブシュ37によって直線案内されることにより、下降(及び上昇)中の加熱部31の姿勢を常時水平に安定させるために設けられている。
In addition,
図3に示すように、本実施の形態の支持フレーム41には、エアが流される冷却通路42と、当該冷却通路42に連通されていて焼嵌めホルダ12に向けてエアを噴出する冷却ノズル43と、が設けられている。冷却通路42は、支持フレーム41の内部において貫通孔44を取り囲むように環状に設けられていて、不図示の冷却エア供給部に接続されている。一方、冷却ノズル43は冷却通路42から複数個が周方向に略均等に、各々は斜め上向きに、設けられており、各冷却ノズル43の先端は貫通孔44の内周面に露出されている。冷却エア供給部から冷却通路42内にエアが供給されると、供給されたエアは冷却通路42を介して各冷却ノズル43内に流入され、各冷却ノズル43の先端から貫通孔44内に斜め上向きに噴出されるようになっている。これにより、焼嵌めホルダ12が支持フレーム41の貫通孔44に近接して位置する場合には、各冷却ノズル43から噴出されたエアによって焼嵌めホルダ12が冷却されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
すなわち、本実施の形態では、加熱装置30は、焼嵌めホルダ12を加熱及び冷却する加熱冷却装置として構成されている。
That is, in the present embodiment, the
図1及び図2に示すように、加熱装置30は、回転駆動機構38によって鉛直な回転軸回りに旋回されるアーム部材34を有している。回転駆動機構38は、具体的にはエアシリンダである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施の形態では、図2に示すように、アーム部材34は、上下一対の水平な細長部材34a、34bを有している。工作機械10の本体部には鉛直な回転軸と同軸状に第1シャフト35aが設置されており、上下一対の細長部材34a、34bの基端部は、それぞれ当該第1シャフト35aに回転可能に支持されている。一方、上下一対の細長部材34a、34bの先端部は、鉛直な第2シャフト35bを介して互いに接続されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
そして、上方側の細長部材34aの先端部に、前述の支持フレーム41が固定されている。すなわち、支持フレーム41上に支持された加熱部31は、当該支持フレーム41を介してアーム部材34に搭載されている。
And the above-mentioned
一方、下方側の細長部材34b上には、昇降機構25が設置されており、昇降機構25の直線出力部に接続部材29を介して工具受け渡し装置20が接続されている。すなわち、工具受け渡し装置20も、昇降機構25を介してアーム部材34に搭載されている。
On the other hand, an elevating
昇降機構25は、具体的にはエアシリンダである。昇降機構25の直線出力部が直線駆動されることにより、工具受け渡し装置20は接続部材29と一緒に鉛直方向に直線移動されるようになっている。
Specifically, the
図2に示すように、工具受け渡し装置20は、具体的には、水平な回転軸回りに回転出力部26を回転駆動する第2回転駆動機構24と、回転出力部26に結合されたハンド支持部23と、ハンド支持部23に支持された開閉自在の第1ハンド21aと、水平な回転軸線に関して第1ハンド21aに対して軸対称な位置及び姿勢でハンド支持部23に支持された開閉自在の第2ハンド21bと、を有している。
As shown in FIG. 2, the
第2回転駆動機構24は、具体的には、エアアクチュエータである。回転出力部26が水平な回転軸回りに180°回転駆動されることにより、ハンド支持部23に支持された第1ハンド21a及び第2ハンド21bは当該水平な回転軸に関して軸対称に上下反転されるようになっている。
Specifically, the second
第1ハンド21a及び第2ハンド21bは、具体的には、それ自体は公知の平行開閉形エアチャックであり、互いに対向して配置されて互いに対して空圧によって相対移動可能な一対の可動部材22a(または22b)を有している。当該一対の可動部材22a(または22b)が互いに近接される際、当該一対の可動部材22a(または22b)間に位置決めされた工具15が当該一対の可動部材22a(または22b)に挟まれて把持されるようになっている。一方、当該一対の可動部材22a(または22b)が互いに離間される際、当該一対の可動部材22a(または22b)間に把持されていた工具15が開放されるようになっている。
Specifically, the
また、図2に示すように、昇降機構25によって工具受け渡し装置20が上昇されると、第1ハンド21a及び第2ハンド21bのうち上方側に位置するハンドの一対の可動部材22a(または22b)は、支持フレーム41に設けられた貫通孔44の内部を通過して、支持フレーム41の上方側に突出されるようになっている。
Also, as shown in FIG. 2, when the
次に、以上のような本実施の形態の作用について、図3乃至図11を参照し、焼嵌めホルダ12内に固定された第1工具15aを、工具マガジン13にセットされた第2工具15bと交換する工程を一例に、説明する。
Next, with respect to the operation of the present embodiment as described above, the
図3に示すように、工具受け渡し装置20が工具マガジン13の上方位置に配置された状態で、刃先を上向きに向けられた状態で工具マガジン13にセットされた第2工具15bが、当該工具マガジン13の動作によって、工具受け渡し装置20に対して工具を受け渡すための予め定められた位置に適切に位置決めされる。
As shown in FIG. 3, the
次に、工具受け渡し装置20の第2ハンド21bが開放された状態で、昇降機構25によって工具受け渡し装置20が下降され、予め定められた高さ位置で不図示の公知のストッパにより静止される。このとき、工具マガジン13にセットされた第2工具15bの少なくとも一部が、第2ハンド21bの一対の可動部材22b間に挿入される。そして、第2ハンド21bが閉塞され、一対の可動部材22b間に挿入された第2工具15bが、当該第2ハンド21bに把持される。続いて、第2工具15bが第2ハンド21bに把持された状態で、昇降機構25によって工具受け渡し装置20が上昇され、工具マガジン13から第2工具15bが脱抜される。上昇中の工具受け渡し装置20は、第1ハンド21aの一対の可動部材22aが支持フレーム41の貫通孔44を通過して当該支持フレーム41の上方側に突出するような高さ位置で不図示の公知のストッパにより静止される。
Next, in a state where the
次に、図4に示すように、回転駆動機構38により工具受け渡し装置20が、加熱装置30と一緒に鉛直な回転軸回りに旋回され、焼嵌めホルダ12に対して工具を受け渡しするための工具受け渡し位置で不図示の公知のストッパにより静止される。一方、主軸制御部17によって主軸11が水平移動され、工具受け渡し位置と対応する上方位置に正確に位置決めされる。
Next, as shown in FIG. 4, the
次に、図5に示すように、主軸11が焼嵌めホルダ12と一緒に下降され、主軸11のハウジングが加熱装置30の当接部32に当接されると共に、焼嵌めホルダ12が加熱部31内に挿入される。そして、加熱部31による焼嵌めホルダ12の加熱が開始される。
Next, as shown in FIG. 5, the
次に、図6に示すように、加熱部31による焼嵌めホルダ12の加熱が継続された状態で、主軸制御部17によって主軸11が焼嵌めホルダ12と一緒に更に下降される。主軸11の下降に伴って加熱部31の当接部32が主軸11のハウジングから下向きに押されるため、加熱部31は主軸11に固定された焼嵌めホルダ12と共に容易に下降される。
Next, as shown in FIG. 6, the
本実施の形態では、主軸11の下降中において、加熱部31の当接部32が主軸11のハウジングから下向きに押される際に、エアシリンダ33の弾性力によって加熱部31の当接部32から主軸11のハウジングに上向きの抵抗力が加わる。このため、加熱部31の当接部32が主軸11のハウジングから離間されることが防止され、加熱部31と焼嵌めホルダ12との相対位置関係が一定に維持される。これにより、加熱部31による焼嵌めホルダ12の加熱効率も一定に維持される。
In the present embodiment, when the
主軸制御部17によって主軸11が予め定められた高さ位置で静止される。このとき、焼嵌めホルダ12に固定された第1工具15aの少なくとも一部が、第1ハンド21aの開放された一対の可動部材22a間に挿入される。そして、第1ハンド21aが閉塞され、一対の可動部材22a間に挿入された第1工具15aが、当該第1ハンド21aに把持される。そして、加熱部31の加熱によって焼嵌めホルダ12が開放される。
The
次に、図7に示すように、第1工具15aが第1ハンド21aに把持された状態で、主軸制御部17によって主軸11が焼嵌めホルダ12と一緒に上昇され、焼嵌めホルダ12内から第1工具15aが脱抜される。
Next, as shown in FIG. 7, the
次に、図8に示すように、昇降機構25によって工具受け渡し装置20が下降され、第1ハンド21aに把持された第1工具15aが支持フレーム41よりも下方位置に移動された後、第2回転駆動機構24によって、ハンド支持部23に支持された第1ハンド21a及び第2ハンド21bが水平な回転軸に関して軸対称に上下反転される。
Next, as shown in FIG. 8, after the
次に、図9に示すように、昇降機構25によって工具受け渡し装置20が上昇され、第2ハンド21bの一対の可動部材22bが支持フレーム41の貫通孔44を通過して当該支持フレーム41の上方側に突出されるような高さ位置で不図示の公知のストッパにより静止される。一方、主軸制御部17によって主軸11が焼嵌めホルダ12と一緒に下降される。主軸11の下降に伴って下降する焼嵌めホルダ12内に第2ハンド21bに把持された第2工具15bがスムーズに迅速に挿入されていく。そして、主軸制御部17によって主軸11が工具受け渡し位置に正確に位置決めされることにより、第2工具15bが焼嵌めホルダ12内に正確に位置決めされる。
Next, as shown in FIG. 9, the
加熱部31による焼嵌めホルダ12の加熱を停止すると共に、各冷却ノズル43からエアの噴出を開始する。噴出されたエアは焼嵌めホルダ12に向かって流れて、焼嵌めホルダ12が冷却される。これにより、開放状態の焼嵌めホルダ12が迅速に閉塞され得る。
The heating of the shrink-fitting
焼嵌めホルダ12が閉塞されることにより、第2工具15bは焼嵌めホルダ12に固定される。
When the shrink-
次に、図10に示すように、第2ハンド21bが開放された状態で、主軸制御部17によって主軸11が焼嵌めホルダ12と一緒に上昇され、第2ハンド21bから第2工具15bが脱抜される。
Next, as shown in FIG. 10, with the
次に、図11に示すように、回転駆動機構38により工具受け渡し装置20が、加熱装置30と一緒に鉛直な回転軸回りに旋回され、工具マガジン13の上方位置において不図示の公知のストッパにより静止される。一方、工具マガジン13の動作によって、第1工具15aがセットされるべき中空ポッドが、工具受け渡し装置20に対して工具を受け渡すための予め定められた位置に適切に位置決めされる。そして、昇降機構25によって工具受け渡し装置20が下降され、不図示の公知のストッパにより予め定められた高さ位置で静止される。このとき、第1ハンド21aに把持された第1工具15aが、工具マガジン13の中空ポッドに適切にセットされる。
Next, as shown in FIG. 11, the
その後、第1ハンド21aが開放された状態で、昇降機構25によって工具受け渡し装置20が上昇され、第1ハンド21aから第1工具15aが脱抜される。
Thereafter, with the
以上のような本実施の形態によれば、工作機械に本来備えられている主軸用の高精度の位置決め及び軸移動装置である主軸制御部17を利用することで、主軸11は工具受け渡し位置に向かって精度良く下降され得る。主軸11の下降中に、当該主軸11に固定された焼嵌めホルダ12は、当該焼嵌めホルダ12と共に下降する加熱装置30の加熱部31によって直ちに加熱されて開放され得る。そのため、工具受け渡し位置において第2工具15bが工具受け渡し装置20に保持されている場合には、主軸11の下降に伴って下降する焼嵌めホルダ12内に当該第2工具15bがスムーズに迅速に挿入されていく。そして、当該主軸11が工具受け渡し位置に正確に位置決めされることにより、当該焼嵌めホルダ12内に当該第2工具15bが正確に位置決めされ得る。これにより、主軸11に固定された焼嵌めホルダ12に第2工具15bを低コストで正確に取付けることが可能となる。
According to the present embodiment as described above, the
また、本実施の形態によれば、主軸11の下降中に当該主軸11のハウジングが加熱部31の当接部32に当接して以降は、主軸11の下降に伴って加熱部31の当接部32が主軸11のハウジングから下向きに押されるため、加熱部31を主軸11に固定された焼嵌めホルダ12と共に容易に下降させることができる。
Further, according to the present embodiment, after the housing of the
更に、本実施の形態によれば、主軸11の下降中において、加熱部31の当接部32が主軸11のハウジングから下向きに押される際に、加熱部支持部材33の弾性力によって加熱部31の当接部32から主軸11のハウジングに上向きの抵抗力が加わるため、加熱部31の当接部32が主軸11のハウジングから離間されることが防止され、加熱部31と焼嵌めホルダ12との相対位置関係が一定に維持され得る。これにより、加熱部31による焼嵌めホルダ12の加熱効率も一定に維持され得る。
Furthermore, according to the present embodiment, when the
また、本実施の形態によれば、冷却ノズル43から噴出されたエアによって焼嵌めホルダ12が冷却され得るため、開放状態の焼嵌めホルダ12を迅速に閉塞させることができる。
Further, according to the present embodiment, the shrink-
また、本実施の形態によれば、主軸11と工具マガジン13とが平面視において異なる位置に配置されていても、アーム部材34が鉛直な回転軸回りに旋回されることにより、アーム部材34に搭載された加熱部31を主軸11と工具マガジン13との間で水平移動させることができる。
Further, according to the present embodiment, even if the
更に、本実施の形態によれば、主軸11と工具マガジン13とが平面視において異なる位置に配置されていても、アーム部材34が鉛直な回転軸回りに旋回されることにより、アーム部材34に搭載された工具受け渡し装置20も主軸11と工具マガジン13との間で水平移動させることができる。
Furthermore, according to the present embodiment, even if the
なお、本実施の形態では、加熱部支持部材33はエアシリンダであったが、これに限定されず、加熱部支持部材33はバネであってもよい。
In the present embodiment, the heating
10 工作機械
11 主軸
12 焼嵌めホルダ
13 工具マガジン
15 工具
15a 第1工具
15b 第2工具
16a 第1工具ポッド
16b 第2工具ポッド
17 主軸制御部
18 テーブル
20 工具受け渡し装置
21a 第1ハンド
21b 第2ハンド
22a 一対の可動部材
22b 一対の可動部材
23 ハンド支持部
24 第2回転駆動機構
25 昇降機構
26 回転出力部
30 加熱装置
31 加熱部
32 当接部
33 加熱部支持部
34 アーム部材
34a、34b 一対の細長部材
35a 第1シャフト
35b 第2シャフト
36 シャフト
37 ブシュ
38 回転駆動機構
39 フランジ部材
41 支持フレーム
42 冷却通路
43 冷却ノズル
44 貫通孔
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記焼嵌めホルダを加熱して当該焼嵌めホルダを開放する加熱装置と、
を備え、
前記工具受け渡し装置は、前記主軸が下降された工具受け渡し位置において、前記焼嵌めホルダとの間で工具を受け渡すようになっており、
前記加熱装置は、前記主軸の下降行程の少なくとも一部において、当該主軸の下降に伴って下降する前記焼嵌めホルダを加熱しながら、当該焼嵌めホルダと共に下降する加熱部を有している
ことを特徴とする工作機械。 A tool delivery device for delivering a tool between a shrink-fit holder fixed to a spindle movable in the vertical direction and a tool magazine;
A heating device that heats the shrink-fit holder and opens the shrink-fit holder;
With
The tool delivery device delivers a tool to and from the shrink-fit holder at the tool delivery position where the spindle is lowered,
The heating device has a heating section that lowers with the shrink fitting holder while heating the shrink fitting holder that descends as the spindle lowers in at least a part of the descending stroke of the spindle. A featured machine tool.
ことを特徴とする請求項1に記載の工作機械。 The machine tool according to claim 1, wherein the heating unit includes a contact portion that contacts the housing of the main shaft while descending together with the main shaft.
ことを特徴とする請求項2に記載の工作機械。 The heating device includes a support frame supported by a main body of the machine tool, and a heating unit support member that elastically supports the heating unit with respect to the support frame. The machine tool according to claim 2.
ことを特徴とする請求項3に記載の工作機械。 The machine tool according to claim 3, wherein the heating unit support member is an air cylinder.
ことを特徴とする請求項3に記載の工作機械。 The machine tool according to claim 3, wherein the heating unit support member is a spring.
前記加熱装置は、加熱冷却装置として構成されている
ことを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の工作機械。 The support frame is provided with a cooling passage through which air flows, and a cooling nozzle that communicates with the cooling passage and ejects air toward the shrink-fit holder,
The machine tool according to claim 3, wherein the heating device is configured as a heating / cooling device.
前記加熱部は、前記アーム部材に搭載されている
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の工作機械。 The heating device has an arm member that is turned around a vertical rotation axis by a rotation drive mechanism,
The machine tool according to claim 1, wherein the heating unit is mounted on the arm member.
ことを特徴とする請求項7に記載の工作機械。 The machine tool according to claim 7, wherein the tool delivery device is also mounted on the arm member.
ワークが載置されるテーブルと、
を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の工作機械。 A spindle control unit for controlling rotation and movement of the spindle;
A table on which the workpiece is placed;
The machine tool according to claim 1, further comprising:
前記主軸の下降行程の少なくとも一部において、当該主軸の下降に伴って下降する前記焼嵌めホルダを加熱しながら、当該焼嵌めホルダと共に下降する加熱部と、
前記工作機械の本体部に支持された支持フレームと、
当該支持フレームに対して前記加熱部を弾性的に支持する加熱部支持部材と、
を備え、
前記支持フレームには、エアが流される冷却通路と、当該冷却通路に連通されていて前記焼嵌めホルダに向けてエアを噴出する冷却ノズルと、が設けられている
ことを特徴とする加熱冷却装置。 A heating / cooling device installed in a machine tool having a shrink-fit holder fixed to a main shaft movable in a vertical direction,
A heating unit that lowers with the shrink-fit holder while heating the shrink-fit holder that descends as the main shaft descends in at least a part of the lowering process of the main shaft;
A support frame supported by the main body of the machine tool;
A heating unit support member that elastically supports the heating unit with respect to the support frame;
With
The support frame is provided with a cooling passage through which air flows and a cooling nozzle that communicates with the cooling passage and ejects air toward the shrink-fit holder. .
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