JP2017024169A - 工具を収容するチェーンマガジン - Google Patents

Abstract

【課題】よりコンパクトな構造を有するチェーンマガジンを提供する。
【解決手段】工作機械用の工具５を収容するチェーンマガジンは、無端のチェーン１であって、それぞれ少なくとも１つの工具収容部２ａ，２ｂを有する複数のチェーンリンクを有し、少なくとも１つのチェーンホイール６，７が係合するチェーン１と、ガイド装置９〜１２であって、１つのチェーンリンクの１つの工具収容部２ａ，２ｂを列外変位可能かつ列内変位可能とする、第１及び第２の位置間で往復運動可能なガイド要素１２を有するガイド装置９〜１２とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の工具を収容するチェーンマガジン（Ｋｅｔｔｅｎｍａｇａｚｉｎ）に関する。

この種のチェーンマガジンは、工作機械の様々な加工ジョブのために必要とされる多数の工具を提供するために用いられる。工作機械における工具交換は、例えばダブルグリッパ（Ｄｏｐｐｅｌｇｒｅｉｆｅｒ）により実施される。ダブルグリッパの両アーム端部は、それぞれ１つの工具を収容可能である。工具をチェーンマガジンから取り出す又はチェーンマガジン内に取り込むべく、ダブルグリッパが回転されるとき、隣接する工具との衝突が起こる虞がある。このことは、工具収容部間に十分に大きな間隔が設けられ、その結果、接近のために十分なスペースが提供されていれば、回避可能である（例えば欧州特許出願公開第２３０８６３７号明細書参照）。しかし、このような構造は、チェーンマガジンの構造が比較的嵩張ったものとなってしまうという欠点を有している。

欧州特許出願公開第０６３６０５６号明細書において、工具収容部をそれぞれ、半径方向で開口するように構成した２つのスリーブにより形成することが公知である。これにより、工具は、チェーンが延在している平面内での移動により、取り出し可能あるいは取り込み可能である。しかし、工具が工具収容部に保管されたとき、脱落しないようにする特別な対策が講じられていなければならない。このことは、チェーンマガジンの構造を比較的複雑なものとしてしまう。

この従来技術から出発して、本発明の根底にある課題は、よりコンパクトな構造を有するチェーンマガジンを提案することである。

この課題を解決するチェーンマガジンは、請求項１に記載されている。その他の請求項は、特別な態様と、チェーンマガジンを備える工作機械及びチェーンマガジンの使用とを示している。

チェーンマガジンは、１つのチェーンリンクの１つの工具収容部を列外変位可能かつ列内変位可能とする、第１及び第２の位置間で往復運動可能なガイド要素を有するガイド装置を設けることにより、コンパクトに構成可能である。工具収容部が列外変位された位置において、例えばグリッパの衝突なしの接近を可能とすべく、側方にスペースが提供可能である。ガイド装置は、工具の簡単かつ迅速な出し入れを可能にする。

好ましくは、ガイド要素は、工具収容部のための２つの収容場所を有し、ガイド要素内に配置されたチェーンリンクの継手軸と一致する旋回軸周りに旋回可能である。本形態は、チェーンマガジンの特に簡単な構造を可能にする。

以下に、本発明の一実施例について、添付の図面を参照しながら説明する。

基本位置にあるチェーンマガジンの側面図である。 チェーンリンクが列外変位された図１のチェーンマガジンを示す図である。 定置のガイド要素と旋回可能なガイド要素とを有する、図１のチェーンマガジン用のガイド装置の側面図である。 旋回可能なガイド要素が旋回された位置にある図３に対応する図である。 図３の定置のガイド要素の端面を示す図である。 旋回可能なガイド要素を図３の線ＶＩ‐ＶＩに沿って断面した図である。

図１は、無端循環するチェーン１を備えるチェーンマガジンを示している。チェーン１は、ヒンジ状に互いに結合される複数のチェーンリンク２，３を有している。１つのチェーンリンク２は、第１及び第２の工具収容部２ａ，２ｂを有している。第１及び第２の工具収容部２ａ，２ｂは、それぞれ、工具５を収容するために用いられ、例えば収容筒（Ａｕｆｎａｈｍｅｋｏｅｃｈｅｒ）の形態で形成されている。それぞれの工具収容部２ａ，２ｂには、継手が設けられており、継手には、結合リンク３が連結されており、結合リンク３は、隣接するチェーンリンク２を互いに結合する。１つのチェーンリンク２は、当該チェーンリンク２に連結される結合リンク３に関して一軸Ｘ周りに旋回可能である。この軸Ｘは、工具収容部２ａあるいは２ｂを貫くように延び、ＹＺ平面に対して垂直である。ＹＺ平面内でチェーン１は、全体として循環可動である。図１で見て軸Ｘは、紙面に対して垂直である。工具収容部２ａ，２ｂは、循環するように形成されており、その結果、工具は、軸Ｘに沿った移動により取り出し可能あるいは取り込み可能である。

チェーン１は、本実施例では、２つのチェーンホイール６，７あるいはスプロケットに巻き掛けられて延びている。一方の変向箇所にのみチェーンホイールを設け、他方の変向箇所を定置のガイド要素により形成することも可能である。ガイド要素に沿ってチェーン１は、滑動可能であり、ガイド要素は、例えば特に平滑であって、しかも耐久性を具備した表面を有している。さらに、２つより多くの変向箇所を有する軌道を形成すべく、チェーン１が３つ、４つ又はそれよりも多くのチェーンホイールに巻き掛けられて延びる実施例も可能である。

それぞれのチェーンホイール６，７は、チェーン１に係合する歯６ａ，７ａを有している。チェーンホイールの少なくとも１つ、ここではチェーンホイール６は、駆動可能であり、この目的のためにチェーン駆動装置（図示せず）に結合されている。さらに下で説明するように、切り換え可能な変向箇所が設けられており、その結果、チェーン１の軌道寸法は、変更可能である。このような変更を補償すべく、チェーンホイールの少なくとも１つは、回転可能かつ移動可能に支持されている。これにより、上記の変向箇所の切り換え状態にかかわらず、チェーン１が十分に張っていて、常にチェーン１へのチェーンホイールの十分な係合が提供されていることが保証され得る。

本実施例において、チェーンホイール７の回転中心であるチェーンホイール７の軸７ｂは、Ｙ軸に沿って往復移動可能に支持されている。これにより、チェーンホイール６，７間の間隔は、変更可能である。チェーンホイール７の移動には、リニア駆動装置８が用いられる。リニア駆動装置８は、定置に組み付けられたハウジング８ａと、移動可能な作動ロッド８ｂとを有しており、作動ロッド８ｂは、チェーンホイール７の軸７ｂに連結されている。リニア駆動装置８として、例えば空気圧式の駆動装置が使用可能である。

さらに図１は、チェーン１用のガイド装置９〜１２を示している。ここでは、ガイド装置は、チェーン１の、図１で見て上側のセクション１ａに作用するガイド要素９，１０と、チェーン１の、図１で見て下側のセクション１ｂに作用するガイド要素１１，１２とを有している。ガイド要素９，１０は、レールの形態で形成されており、ガイド要素９，１０間を通るようにチェーン１が延びている。図１に示したアッセンブリは、Ｚ軸が鉛直方向で延び、ひいては重量（力）がこの軸に沿って作用するように設計されている。ガイドレール１０は、ここでは、案内の他、チェーン１と、チェーン１内に収容される工具５とを支持するためにも好適であるように設計されている。用途次第でチェーンマガジンは、これとは異なる向きに配置されていてもよい。相応にそれぞれのガイド要素９，１０は、これとは異なって構成されたり、追加されたり、場合によっては完全に省略されたりする。

ガイド要素１１は、定置に配置されており、ガイド要素１２に関するチェーンセクション１ｂの位置を規定するように設計されている。ガイド要素１２は、旋回可能に構成されており、この目的のために駆動装置（図示せず）に連結されている。ガイド要素１２の旋回軸１２ｃは、チェーンリンク２の軸Ｘの方向を向いている。ガイド要素１２は、切り換え可能な変向箇所として用いられ、その結果、任意のチェーンリンク２、ひいては工具収容部２ａ又は２ｂは、列外変位可能であり、これにより、列外変位された工具収容部２ａ又は２ｂは、工具５のハンドリングのためにより良好にアクセス可能となる。

ガイド要素１２は、工具収容部２ａ又は２ｂが位置決め可能である第１の収容場所１２ａと、隣接する工具収容部２ｂあるいは２ａが位置決め可能である第２の収容場所１２ｂとを有している。第１の収容場所１２ａは、第１の収容場所１２ａに位置決めされた工具収容部２ａ又は２ｂとともに列外変位可能かつ列内変位可能である一方、第２の収容場所１２ｂは、第２の収容場所１２ｂに位置決めされた工具収容部２ｂあるいは２ａとともに旋回軸１２ｃ周りに旋回可能である。図１では、両収容場所１２ａ，１２ｂが、同じチェーンリンク２の工具収容部２ａ，２ｂにより占拠されており、その結果、工具収容部２ａが、列外変位可能かつ列内変位可能となっている。工具収容部２ｂを列外変位させたり、列内変位させたりしたいときは、２つの隣接するチェーンリンク２に属する工具収容部２ａ，２ｂが両収容場所１２ａ，１２ｂに位置するようにする。

切り換え可能な変向箇所に引き渡しステーション１５が存在する。引き渡しステーション１５では、工具５が工具収容部２ａ，２ｂから取り出し可能あるいは工具収容部２ａ，２ｂ内に取り込み可能である。

ガイド要素１２が旋回可能な角度は、チェーンマガジンの使用目的に応じて設計されており、少なくとも２０°、好ましくは少なくとも３０°、特に好ましくは少なくとも４０°であってよい。

図１に示した実施例において、下側のチェーンセクション１ｂは、非直線の延びを有しており、その結果、ガイド要素１２が列外変位されていない基本位置で既に、収容場所１２ａ，１２ｂ内に収容されている工具収容部２ａ，２ｂのオフセットが提供されている。図１には、収容場所１２ａ，１２ｂ内に収容されている工具収容部２ａ，２ｂに隣接する他の工具収容部の中心を通るように延びる軸を、破線Ｗにより示してある。収容場所１２ａにある工具収容部２ａは、軸Ｗに対してオフセットｗ１を有し、収容場所１２ｂにある工具収容部２ｂは、オフセットｗ２を有している。チェーンセクション１ｂのこの非直線の延び、ひいては工具収容部２ａ，２ｂのオフセットは、列外変位されていない基本位置で既に、衝突なしのアクセスを容易にすべく、付加的なスペースが提供されることを実現する。

特に多くのスペースは、図２に示した位置で生じる。この位置においてガイド要素１２は、旋回された位置にある。所望の工具５を有する工具収容部、ここでは２ａが、列外変位されており、引き渡しステーション１５にある。隣接する両工具収容部、ここでは２ｂ間の間隔は、短縮されている。この短縮は、Ｙ方向でのチェーンホイール７の移動により補償されている。工具収容部の列外変位は、当該工具収容部を、チェーンセクション１ｂの可動方向である運動方向Ｙに対して横方向に移動せしめる。これにより、例えばグリッパの衝突なしのアクセスを可能にするために、列外変位された工具収容部の側方に、特に広いスペースが提供される。

図３及び４は、ガイド要素１１，１２をチェーン１なしで示している。それぞれのガイド要素１１，１２は、ガイド通路１１ｄあるいは１２ｄを有している（図５及び６も参照）。運転中、チェーン１の工具収容部２ａ，２ｂは、工具収容部２ａ，２ｂ内に収容された工具５とともにガイド通路１１ｄ，１２ｄを通して移動される。図３に看取可能であるように、ガイド通路１１ｄ，１２ｄは、ガイド要素１２が列外変位されていない状態では、連続した通路を形成している。この連続した通路は、オフセットされた中間区分を有しており、これにより直線の延びからは外れている。これにより、収容場所１２ａあるいは１２ｂに存在する工具収容部の上述のオフセットｗ１及びｗ２が生じる。使用目的次第では、このオフセットを伴った構成を省略し、ガイド通路１１ｄ，１２ｄを、直線の延びを有する通路が生じるように構成することも可能である。

チェーンマガジンの運転は、例えば以下のように実施される。

ガイド要素１２の第１の収容場所１２ａに、所望の工具５を有する工具収容部２ａ，２ｂが来るまで、チェーン１を動かす。第２の収容場所１２ｂには、これに隣接する工具収容部２ａ，２ｂが配置されており、その結果、その軸Ｘは、旋回軸１２ｃに一致する。第２の収容場所１２ｂにある工具収容部２ａ，２ｂは、ガイド要素１２を操作すると、旋回軸１２ｃ周りに回動する。同時に、第１の収容場所１２ａにある工具収容部２ａ，２ｂは、列外変位し、その中に保管されている工具５は、ハンドリング装置によりアクセス可能となる。列外変位を可能とするために、チェーンホイール７をＹ方向に移動させる。

ハンドリング装置は、例えばダブルグリッパを有している。ダブルグリッパは、回転可能なレバーを有しており、レバーの両端に、工具を収容するそれぞれ１つのグリッパが配置されている。図２に示した実施例での使用時、ダブルグリッパは、Ｘ軸周りに回転可能であり、かつＸ軸及びＺ軸に沿って走行可能である。ダブルグリッパは、一方のグリッパが引き渡しステーション１５にある工具５を把持できるように走行する。チェーンマガジンからの工具５の取り出しは、グリッパをＸ軸に沿って、ひいては工具収容部１２ａ，１２ｂに対して軸方向で移動させることにより実施される。次にダブルグリッパを回転、典型的には１８０°回転させる。その結果、保管すべき工具を有する他方のグリッパが、引き渡しステーション１５に近付く。最終的にこの工具を軸方向で移動させることにより、工具収容部１２ａ，１２ｂに供給する。

本発明に係るチェーンマガジンは、コンパクトな設計を可能にし、効率的に工具を交換すべく、多様に使用可能、例えば切削加工用の機械において使用可能である。

上述の説明から当業者は、特許請求の範囲に規定されている本発明の権利範囲を逸脱することなく、多数の変更に想到することができる。

図示の例では、ガイド要素１２が旋回可能に形成されている。ガイド要素を第１の位置と第２の位置との間で往復運動させ、これにより、工具収容部を列外変位かつ列内変位させる別の運動形態も可能である。例えばガイド要素は、リニアに移動可能に配置されていてもよい。この目的のために、例えば図１に示した実施の形態において、ガイド要素１２の代わりに、駆動部に連結されていてＺ軸に沿ってリニアに往復移動可能に配置されているガイド要素が設けられていている。その結果、図２の図示と同様に、工具収容部２ａが列外変位可能であり、その側方に工具５の出し入れのためのスペースが提供されている。

１ チェーン
１ａ チェーンセクション
１ｂ チェーンセクション
２ チェーンリンク
２ａ 第１の工具収容部
２ｂ 第２の工具収容部
３ 結合リンク
５ 工具
６ チェーンホイール
６ａ 歯
７ チェーンホイール
７ａ 歯
７ｂ 回転軸
８ リニア駆動装置
８ａ ハウジング
８ｂ 作動ロッド
９ ガイド要素
１０ ガイド要素
１１ ガイド要素
１１ｄ ガイド通路
１２ ガイド要素
１２ａ 収容場所
１２ｂ 収容場所
１２ｃ 旋回軸
１２ｄ ガイド通路
１５ 引き渡しステーション

Claims (12)

1. それぞれ少なくとも１つの工具収容部（２ａ，２ｂ）を有する複数のチェーンリンク（２）を有し、少なくとも１つの駆動可能なチェーンホイール（６，７）が係合する、無端のチェーン（１）と、
   前記チェーンを案内するガイド装置（９〜１２）と、
   を備える、工作機械用の工具（５）、特に切削加工用の工具を収容するチェーンマガジンであって、
   前記ガイド装置（９〜１２）は、１つのチェーンリンク（２）の１つの工具収容部（２ａ，２ｂ）を列外変位可能かつ列内変位可能とする、第１及び第２の位置間で往復運動可能なガイド要素（１２）を有する、
   ことを特徴とする、チェーンマガジン。
2. 移動可能に配置されている軸（７ｂ）を有する、前記チェーン（１）と係合するチェーンホイール（７）を備える、請求項１に記載のチェーンマガジン。
3. 前記軸（７ｂ）を移動させるリニア駆動装置（８）を備える、請求項２に記載のチェーンマガジン。
4. 前記ガイド要素（１２）は、リニアに移動可能に又は旋回軸（１２ｃ）周りに旋回可能に配置されており、好ましくは、前記旋回軸（１２ｃ）は、前記ガイド要素（１２）内に配置されたチェーンリンク（２）の継手軸（Ｘ）と一致する、請求項１から３までのいずれか１項に記載のチェーンマガジン。
5. 前記ガイド要素（１２）は、第１の工具収容部（２ａ，２ｂ）を収容して、列外変位かつ列内変位させる第１の収容場所（１２ａ）と、前記第１の工具収容部に隣接し、前記ガイド要素（１２）とともに旋回可能又はリニアに移動可能である第２の工具収容部（２ａ，２ｂ）を収容する第２の収容場所（１２ｂ）とを有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載のチェーンマガジン。
6. 前記第１及び第２の工具収容部（２ａ，２ｂ）に隣接して、第３及び第４の工具収容部（２ａ，２ｂ）が配置されており、前記第３及び第４の工具収容部（２ａ，２ｂ）の中心は、一軸Ｗ上に位置しており、前記チェーン（１）は、前記ガイド要素（１２）が列内変位された位置で前記第３及び第４の工具収容部間において非直線的に延びており、前記第１及び第２の工具収容部は、前記軸Ｗに対して変位（ｗ１，ｗ２）している、請求項５に記載のチェーンマガジン。
7. それぞれの工具収容部（２ａ，２ｂ）は、工具を、前記チェーン（１）が延在している平面（ＹＺ）に対して横方向に移動させることで取り込んだり、取り出したりするようになっており、好ましくは、前記それぞれの工具収容部（２ａ，２ｂ）は、筒として形成されている、請求項１から６までのいずれか１項に記載のチェーンマガジン。
8. 前記それぞれのチェーンリンク（２）は、少なくとも２つの工具収容部（２ａ，２ｂ）を有する、請求項１から７までのいずれか１項に記載のチェーンマガジン。
9. 請求項１から８までのいずれか１項に記載のチェーンマガジンを備える工作機械。
10. 請求項１から８までのいずれか１項に記載のチェーンマガジンの、工作機械用の工具を保管し、交換するための使用。
11. ダブルグリッパを用いて交換を実施する、請求項１０に記載の使用。
12. 工具（５）を、前記チェーン（１）が延在する平面（ＹＺ）に対して横方向で移動させることにより工具収容部（２ａ，２ｂ）から取り出す又は工具収容部（２ａ，２ｂ）内に取り込む、請求項１０又は１１に記載の使用。