JP2017177318A

JP2017177318A - 工具マガジン

Info

Publication number: JP2017177318A
Application number: JP2016073579A
Authority: JP
Inventors: 智也小黒; Tomoya Oguro
Original assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Current assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: JP6114854B1

Abstract

【課題】工具を回転位相に関して逆向きに挿入することを防止する。【解決手段】回転位相を識別するための凹部を有した工具を保持する工具ポット２００を複数有する工具マガジン１２０において、工具に設けられた溝２０６で工具を把持するハンド５０、６０と、ハンドに設けられ、該ハンドに工具を逆向きに入れることを阻害する突出部５４、７６と、ハンドに保持された工具を工具ポットに挿入する工具挿入部１０とを備えた工具マガジンが提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、回転工具を正しい位相で装填するようにした工具マガジンにおいて、逆向きに工具を装填することを防止した工具マガジンに関する。

回転工具を主軸に挿入して、ワークを取り付けたテーブルと主軸とを相対移動させて加工するようにした工作機械では、例えば中ぐりカッタや裏座ぐりカッタのような工具は、所定の回転位相で主軸に挿入しなければならない。そのために、例えば特許文献１には、工具マガジン内に配設された工具ポットに回転位相合わせのための位置決めキーを設けて、工具を正しい回転位相で挿入することが記載されている。

特開平１１−２３５６３４号公報

一方、多数の工具を収納して自動工具交換装置を介して工作機械に工具を供給したり、工作機械から使用済工具を受け取るようにした工具マガジンが工作機械に備えられる。工具マガジンには、工具保持部縦横のマトリックス状に配列して収納するようにしたマトリックス式工具マガジンや、環状部材に多数の工具ポット方式の工具保持部を配列して、該工具ポットに工具（工具ホルダのテーパーシャンク）を挿入するようにしたリング式工具マガジンや、チェーンに工具保持部を取り付け、該工具保持部に工具を保持させるようにしたチェーン式工具マガジン等の多く種類や形式の工具マガジンがある。

そのため、工具マガジンの形式や種類によっては、工具ポット等に回転位相合わせのための位置決めキーを配置することができないことがある。こうした場合、オペレータの過誤により工具を工具マガジンに逆向きに挿入してしまうことがあり、工具が逆向きになっているため、加工時に工具がワークと干渉してしまう可能性がある。

本発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、工具を回転位相に関して逆向きに挿入することを防止した工具マガジンを提供することを目的としている。

上述の目的を達成するために、本発明によれば、回転位相を識別するための凹部を有した工具を保持する工具保持部を複数有する工具マガジンにおいて、工具に設けられた溝に係合し、工具を把持するハンドと、前記ハンドに設けられ、該ハンドに工具を逆向きに入れることを阻害する突出部と、前記ハンドに把持された工具を前記工具保持部に挿入する工具挿入部とを備えた工具マガジンが提供される。

本発明によれば、オペレータがハンドに工具を逆向きに入れようとすると、突出部が工具と干渉してハンドへの工具の挿入が阻害される。

工具マガジンを備えた工作機械の略示平面図である。図１の工作機械の正面図である。収納位置にある工具段取り装置と共に示す工具マガジンの部分斜視図である。突出位置にある工具段取り装置と共に示す工具マガジンの部分斜視図である。工具ホルダの一例を示す斜視図である。第１の実施形態によるハンドの略示正面図である。正しい回転位相で挿入される工具と共に示す図６のハンドの正面図である。回転位相に関して逆向きに挿入される工具と共に示す図６のハンドの正面図である。第２の実施形態によるハンドの略示正面図である。正しい回転位相で挿入される工具と共に示す図９のハンドの正面図である。図１０において矢視線XI-XIで示す方向に見た回転部材の端面図である。回転位相に関して逆向きに挿入される工具と共に示す図９のハンドの正面図である。図１２において矢視線XIII-XIIIで示す方向に見た回転部材の端面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１、２において、工具マガジン１２０は工作機械１００に併設されている。工作機械１００は、工場の床面に固定された基台としてのベッド１０２、ベッド１０２の前方部分（図１では下側）の上面でＺ軸案内レール１１０に沿って往復動可能に設けられワークＷが固定されるテーブル１０８、ベッド１０２の後端側（図１では上側）で同ベッド１０２の上面でＸ軸案内レール１０６に沿って往復動可能に設けられたコラム１０４、該コラム１０４の前面でＹ軸案内レール１１６に沿って往復動可能に取り付けられたヘッドストック１１２、該ヘッドストック１１２に取り付けられ主軸１１８を回転可能に支持する主軸頭１１４を具備している。

工具マガジン１２０は、工具Ｔを挿入した工具ホルダ２００を受容、保持する複数の工具ポット１２４を有した環状部材１２２を備えている。環状部材１２２は、サーボモータ１２６によって、工作機械１００のＺ軸に平行な回転軸線を中心として回転可能に支持されている。また、工作機械１００と工具マガジン１２０との間には自動工具交換装置１４０が配設される。

工作機械１００および工具マガジン１２０はカバー１３０内に収納されている。カバー１３０内において工作機械１００と自動工具交換装置１４０との間には、仕切り壁１３２が設けられている。仕切り壁１３２によって、カバー１３０内は、工作機械１００が配置されている加工室と、工具マガジン１２０が配置される工具収納室に分割される。仕切り壁１３２には、スライドドア１３４が設けられており、工具交換に際して該スライドドア１３４を開いて、自動工具交換装置１４０と工作機械１００の主軸１１８との間で工具の受け渡しが行われる。

図５に、本発明で用いられる工具ホルダの一例を示す。図５の工具ホルダ２００は、ＨＳＫ規格に準拠した２面拘束形の工具ホルダであって、主軸１１８の先端に形成されたテーパー穴に挿入されるテーパーシャンク２０２、主軸１１８の端面に当接する当接面２０４ａを有したフランジ２０４、フランジ２０４の外周面に形成された周溝２０６、フランジ２０４の外周面に形成されたＵ溝２０８および回転位相を識別するための凹部としてのＶノッチ２１０を有している。

カバー１３０の一側面には、工具マガジン１２０に工具を挿入し、また、工具マガジン１２０から工具を取外すために、工具挿入部としての工具段取り装置１０が設けられている。工具マガジン１２０の工具挿入部は、図１に示すように、工具マガジン１２０に対面するオペレータ側から見て左側に配置したり（実線）、右側に配置したり（破線）することができる。こうした場合、工具マガジン１２０に対する工具挿入部の配置によって、工具の回転位相は１８０°変化してしまう。

工具挿入部としての工具段取り装置１０は、カバー１３０の側面に固定されるフレーム１２、１４、１６、１８、フレーム１２、１４、１６、１８に対して前後方向にスライド可能に取り付けられた支持板２０、支持板２０と共に前後方向にスライドする中空シャフト２２、中空シャフト２２に連結されたドア２４、中空シャフト２２に結合され該中空シャフト２２と共にドア２４に対して回動可能に取り付けられたレバー２８を有している。中空シャフト２２には、工具ホルダ２００の周溝２０６と係合するハンド５０または６０が取り付けられる。

支持板２０、中空シャフト２２およびドア２４は、ハンド５０または６０を図３に示すマガジン側位置と、図４に示すオペレータ側位置の間で移動させる搬送台として機能する。フレーム１２〜１６は、環状部材１２２の回転軸線に対して平行に延在しており、搬送台のガイドとして機能する。搬送台は、オペレータがドア２４の上端に取り付けられているハンドル２６を把持して操作することによって、図３に示すカバー１３０内に収納される収納位置と、図４に示すカバー１３０外に引き出された突出位置との間で、ハンド５０または６０と共に移動可能となっている。

中空シャフト２２は、環状部材１２２の回転軸線に平行な回転軸線を中心として回転可能に支持板２０およびドア２４に取り付けられている。レバー２８は、図３に示す解除位置と図４に示す係合位置との間で、中空シャフト２２と共にドア２４および支持板２０に対して回転可能となっている。レバー２８を係合位置と解除位置との間で回転操作することによって、ハンド５０または６０は、環状部材１２２に取り付けられている工具ポット１２４に対して接近離反動作して、工具ポット１２４に挿入されている工具の周溝２０６に係合したり、該周溝２０６から離脱したりする。

第１の実施形態によるハンド５０は、薄板から形成される本体部５２と、本体部５２から平行に延設された一対のフィンガー５２ａを有している。一対のフィンガー５２ａの間に工具を保持するＵ溝状の工具挿入部５２ｂが形成される。ハンド５０の本体部５２には、ハンド５０に工具を逆向きに挿入することを防止する突出部としてキー５４が、工具挿入部５２ｂ内に突出するように取り付けられている。

オペレータによって、工具が一対のフィンガー５２ａの間に挿入されると、工具挿入部５２ｂの縁部が工具ホルダ２００の周溝２０６と係合して、工具ホルダ２００および該工具ホルダに挿入されている工具が、環状部材１２２の回転軸線に対して平行に保持される。このとき、工具が正しい回転位相でハンド５０に挿入されると、キー５４が工具ホルダ２００のＶノッチ２１０内に進入して、工具ホルダ２００が、工具挿入部５２ｂと周溝２０６との係合を許容する。工具が、不正な位置または回転位相に関して逆向きにハンド５０に挿入されると、キー５４が、工具挿入部５２ｂに挿入される工具ホルダ２００のフランジ２０４の外周面に干渉して、工具挿入部５２ｂと周溝２０６との係合を阻害する。

第２の実施形態によるハンド６０は、第１の実施形態のハンド５０と同様に、薄板から形成される本体部６２と、本体部６２から平行に延設され工具ホルダ２００の周溝２０６と係合して工具ホルダを保持する工具挿入部６２ｂを形成する一対のフィンガー６２ａを有している。

ハンド６０は、更に、ハンド６０に工具を逆向きに挿入することを防止する突出部として回転部材７６を具備している。回転部材７６は、一方の端面から回転軸８０が突出しており、該回転軸８０は本体部６２の一側面に取り付けられた軸受７８によって回転可能に支持されている。回転部材７６において回転軸８０が結合された端面とは反対側の端面にはピン８２が結合されており、該ピン８２にローラのようなフォロア８４が取り付けられている。回転部材７６は、フォロア８４およびピン８２を介して駆動部材７０と係合している。回転部材７６は、図１１、１３に示すように、回転軸８０から外周面までの距離が一定ではないカム様の形状を有している。

駆動部材７０は、工具挿入部６２ｂへの工具の挿入方向に平行に伸びるロッド６８の上端に結合されている。ロッド６８は、駆動部材７０の反対側の端部において、本体部６２に取り付けられたブラケット６６に形成された貫通穴（図示せず）内に挿入されている。ブラケット６６と駆動部材７０との間には、ロッド６８を中心とするコイルばね７２が配設されている。コイルばね７２によって、ロッド６８および駆動部材７０は、上方に付勢される。駆動部材７０には、また、本体部６２の側面から突出したガイドピン７４を受容する案内溝７０ａが形成されている。また、駆動部材７０の上端部には、工具が回転位相に関して正しい向きに挿入されたときに、工具ホルダ２００のフランジ２０４の外周面に係合する検出部としてのキー６４が取り付けられている。

駆動部材７０が図９、１０に示す下位置にあるとき、回転部材７６は、その表面が工具挿入部６２ｂの下縁部よりも下側にある挿入許容位置にある（図１１参照）。駆動部材７０が図１２に示す上位置にあるとき、回転部材７６は、その表面が工具挿入部６２ｂの下縁部よりも上側に突出する挿入阻害位置に回転する（図１３参照）。

一対のフィンガー６２ａの間に工具が回転位相に関して正しい向きに挿入されると、工具ホルダ２００のフランジ２０４の外周面によって、キー６４は下方に押し込まれ、駆動部材７０は下位置へ下動する。これによって、回転部材７６は挿入許容位置へ回転し、工具挿入部６２ｂへの工具の挿入が可能となる。従って、工具挿入部６２ｂの縁部が工具ホルダ２００の周溝２０６と係合して、工具ホルダ２００および該工具ホルダに挿入されている工具が、環状部材１２２の回転軸線に対して平行に保持される。

工具が、不正な位置または回転位相に関して逆向きにハンド５０に挿入されると、キー６４が、工具挿入部５２ｂに挿入される工具ホルダ２００のＶノッチ２１０内に進入する。これによって、駆動部材７０はコイルばね７２によって上位置に付勢されたままの状態に維持される。そのため、回転部材７６も挿入阻害位置に保持され、フランジ２０４の外周面に干渉して、工具挿入部６２ｂと周溝２０６との係合を阻害する。

１０工具段取り装置
５０、６０ハンド
５２、６２本体部
５２ａ、６２ａフィンガー
５２ｂ、６２ａ工具挿入部
５４キー
６４キー
６６ブラケット
６８ロッド
７０駆動部材
７０ａ案内溝
７４ガイドピン
７６回転部材
７８軸受
８０回転軸
８２ピン
８４フォロア
１００工作機械
１１４主軸頭
１１８主軸
１２０工具マガジン
１２２環状部材
１２４工具ポット
１２６サーボモータ
１３４スライドドア
１４０自動工具交換装置
２００工具ホルダ
２０６周溝
２１０ノッチ

上述の目的を達成するために、本発明によれば、回転位相を識別するための凹部を有した工具を保持する工具保持部を複数有する工具マガジンにおいて、工具に設けられた溝に係合し、工具を把持するハンドと、前記工具を逆向きに入れたときに該工具の前記凹部に進入する検出部と、前記ハンドに設けられ、検出部が前記工具によって押し込まれたときに後退し、該ハンドに工具を逆向きに入れることを阻害する突出部と、前記ハンドに把持された工具を前記工具保持部に挿入する工具挿入部とを備えた工具マガジンが提供される。

Claims

回転位相を識別するための凹部を有した工具を保持する工具保持部を複数有する工具マガジンにおいて、
工具に設けられた溝に係合し、工具を把持するハンドと、
前記ハンドに設けられ、該ハンドに工具を逆向きに入れることを阻害する突出部と、
前記ハンドに把持された工具を前記工具保持部に挿入する工具挿入部と、
を備えたことを特徴とする工具マガジン。
前記突出部は、前記ハンドに工具を正しい向きに入れたときに、該工具の前記凹部に進入する請求項１に記載の工具マガジン。
前記工具を逆向きに入れたときに該工具の前記凹部に進入する検出部を備え、
前記検出部が前記工具によって押し込まれたときに、前記突出部が後退する請求項１に記載の工具マガジン。