JP2020104251A

JP2020104251A - Exchanger for blade tool of processing tool

Info

Publication number: JP2020104251A
Application number: JP2019152287A
Authority: JP
Inventors: 義弘宮田; Yoshihiro Miyata
Original assignee: FINETECHNO CO Ltd
Current assignee: FINETECHNO CO Ltd
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2019-08-22
Publication date: 2020-07-09
Anticipated expiration: 2039-08-22
Also published as: CN111376096A; CN111376096B; JP6650171B1

Abstract

To provide an exchanger for a blade tool of a processing tool that can automatically exchange the blade tool by operating a robot arm and can be downsized.SOLUTION: A clamp part 2 of a spindle main body 1 is provided with a plurality of clamp balls 14, a clamp sleeve 13 that energizes the clamp balls inward and a spring member 19 that energizes the clamp sleeve in a clamping direction. In an outer periphery part of a blade tool collet is provided a toric engagement groove 34. A blade tool magazine 8 is provided with a storage recess part 80 for storing a blade tool collet 3. The storage recess part 80 is provided with an engagement holding part 81 that can engage with the engagement groove 34 of the blade tool collet, and in the engagement holding part are provided torsion imparting parts 82 and 83 that engage with the engagement groove to impart torsion force to the blade tool collet, when the blade tool disengages from the storage recess part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ロボットアームに取り付けられ、回転駆動部のモータ等により超硬ロータリーバー、軸付砥石などの刃具を高速回転させて、ワークの面取り、バリ取り、ラッピングなどの加工を行う加工工具に関し、特に、加工工具のスピンドル本体に対し、各種の刃具を、ロボットアームの動作により交換する加工工具の刃具交換装置に関する。 The present invention relates to a processing tool which is attached to a robot arm and rotates a cutting tool such as a carbide rotary bar or a grindstone with a shaft at a high speed by a motor or the like of a rotary drive unit to perform processing such as chamfering, deburring and lapping of a work. In particular, the present invention relates to a cutting tool exchanging device for a machining tool, in which various kinds of cutters are exchanged with a spindle body of the machining tool by the operation of a robot arm.

従来、ロボットアームの先端などに取り付けられ、刃具をモータの出力軸の先端に取り付けて刃具を高速回転させ、製品のバリ取り加工などを行う加工工具は、下記の特許文献１などで知られている。 BACKGROUND ART Conventionally, a processing tool that is attached to the tip of a robot arm, etc., attaches a cutting tool to the tip of an output shaft of a motor, rotates the cutting tool at high speed, and deburrs a product is known from Patent Document 1 below. There is.

この種の加工工具は、通常、ロボットアームの先端に取り付けられ、ロボットアームの動作により、完全に自動化されて使用されるため、刃具を交換する際にも、自動で、刃具の交換を行うことができる構造にすることが要求される。 This type of processing tool is usually attached to the tip of the robot arm and is used completely automatically by the operation of the robot arm.Therefore, when exchanging the cutting tool, the cutting tool should be replaced automatically. It is required to have a structure that allows

このため、この従来の加工工具では、加工工具のヘッド内に、空気圧により軸方向に移動する移動部材を設け、移動部材の内側に、チャック機構を配設し、空気圧により移動部材を軸方向に摺動させて、チャック機構の開閉を行い、自動的に刃具の交換を行う構造を採用している。
特開２００９−２３０７６号公報 Therefore, in this conventional machining tool, a moving member that moves axially by air pressure is provided in the head of the machining tool, a chuck mechanism is arranged inside the moving member, and the moving member is axially moved by air pressure. It adopts a structure that slides to open and close the chuck mechanism and automatically replaces the cutting tool.
JP, 2009-23076, A

しかしながら、この従来の加工工具は、そのヘッド内に、圧力空気の導入回路を配設し、移動部材の摺動機構を設け、移動部材の内側に、チャッキング機構を配設しているため、構造が複雑化し、ヘッド部分が必然的に大型化する。 However, in this conventional machining tool, a head air is provided with a pressure air introduction circuit, a sliding member for a moving member is provided, and a chucking mechanism is provided inside the moving member. The structure becomes complicated, and the head portion inevitably becomes large.

ワークの面取り、バリ取り、ラッピングなどの加工を行う加工工具は、ロボットアームの動作により、各種ワークの細かい箇所や狭い空間に、刃具を進入させて、加工を行う必要がある。しかし、加工工具のヘッド部分が大型化すると、ワークの細かい箇所に、刃具を進入させる際、ヘッド部分がワークに干渉して、ワークの細かい部分を加工することが困難となっていた。 A machining tool that performs machining such as chamfering, deburring, and lapping of a workpiece needs to perform machining by moving a cutting tool into a fine space or a narrow space of various workpieces by the operation of a robot arm. However, when the head portion of the processing tool becomes large, the head portion interferes with the work when the cutting tool is inserted into the fine portion of the work, making it difficult to machine the fine portion of the work.

本発明は、上述の課題を解決するものであり、ロボットアームの動作により、刃具の交換を自動的に行うことができ、小型化を図ることができる加工工具の刃具交換装置を提供することを目的とする。 The present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a cutting tool exchanging device for a machining tool, which can automatically change the cutting tool by the operation of a robot arm and can achieve miniaturization. To aim.

上記目的を達成するために、本発明の加工工具の刃具交換装置は、
スピンドル軸を回転駆動する回転駆動部と、該回転駆動部に連結され、内部に該スピンドル軸を回転可能に保持するスピンドル本体と、該スピンドル軸の先端に設けられたクランプ部と、該クランプ部にクランプされ、刃具を取り付けた刃具コレットと、複数の該刃具コレットを保持する刃具マガジンと、を備えた加工工具の刃具交換装置において、
該刃具コレットの端部に設けたコレット連結部に、円環状のクランプ溝が設けられ、
該クランプ部には、該クランプ溝に嵌合する複数のクランプボールと、該クランプボールを内側に付勢するために、外周部に摺動可能に外嵌されたクランプスリーブと、該クランプスリーブをクランプ方向に付勢するバネ部材とが設けられ、
該刃具コレットの外周部に、円環状の係合溝が設けられるとともに、前記刃具マガジンには、前記刃具コレットを収納する収納凹部が設けられ、該収納凹部に、該刃具コレットの該係合溝に係合可能な係合保持部が設けられるとともに、該クランプスリーブに接触して該クランプスリーブをアンクランプ方向に摺動させるクランプ解除部が該刃具マガジン上に設けられ、
該係合保持部内に、該刃具コレットが該収納凹部から離脱する際、該係合溝と係合して該刃具コレットに捻り力を付与する捻り付与部が設けられたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the cutting tool exchanging device for a machining tool of the present invention,
A rotary drive unit for rotationally driving the spindle shaft, a spindle body connected to the rotary drive unit for rotatably holding the spindle shaft, a clamp unit provided at the tip of the spindle shaft, and the clamp unit. In a cutting tool exchanging device for a machining tool, comprising: a cutting tool collet having a cutting tool attached thereto and a cutting tool magazine holding a plurality of the cutting tool collets,
An annular clamp groove is provided in the collet connecting portion provided at the end of the cutting tool collet,
The clamp portion includes a plurality of clamp balls fitted into the clamp grooves, a clamp sleeve slidably fitted on an outer periphery of the clamp sleeve to urge the clamp balls inward, and the clamp sleeve. A spring member for urging in the clamp direction is provided,
An annular engaging groove is provided on the outer peripheral portion of the cutting tool collet, and a storage recess for storing the cutting tool collet is provided in the cutting tool magazine, and the engagement groove of the cutting tool collet is provided in the storage recess. Is provided on the cutting tool magazine, and an engaging holding portion that is engageable with the
A twist imparting portion that engages with the engagement groove and imparts a twisting force to the blade collet when the blade collet is disengaged from the storage recess is provided in the engagement holding portion.

この発明の加工工具の刃具交換装置によれば、ロボットアームに加工工具が取り付けられ、空気圧などの動力や電力を使用せずに、ロボットアームの動作のみで、刃具マガジンに保持された刃具コレットを、スピンドル軸のクランプ部に嵌合させ、クランプすることができ、且つクランプスリーブを自動的に摺動させてクランプ解除を行うことができる。また、刃具コレットをクランプする際、クランプボールをクランプ溝に係合させ、刃具コレットを捻りながらクランプ状態とするので、常に刃具コレットをクランプ部に適正に連結してクランプし、回転駆動可能に取り付けることができる。 According to the cutting tool exchanging device for a processing tool of the present invention, the processing tool is attached to the robot arm, and the cutting tool collet held in the cutting tool magazine is operated only by the operation of the robot arm without using power or electric power such as air pressure. It is possible to fit and clamp the clamp portion of the spindle shaft, and to release the clamp by automatically sliding the clamp sleeve. Also, when clamping the cutting tool collet, the clamping ball is engaged with the clamp groove and the cutting tool collet is twisted to be in a clamped state, so that the cutting tool collet is always properly connected to the clamp part and clamped so that it can be rotationally mounted. be able to.

また、刃具コレットを刃具マガジンに収納する場合、ロボットアームの動作により、クランプスリーブをアンクランプ方向に摺動させて、刃具コレットをクランプ部から離脱させ、刃具コレットを刃具マガジンに収納することができる。これにより、刃具を取り付けた刃具コレットの交換を適正に行うことができる。 Further, when the cutting tool collet is stored in the cutting tool magazine, the operation of the robot arm causes the clamp sleeve to slide in the unclamping direction to separate the cutting tool collet from the clamp portion, and the cutting tool collet can be stored in the cutting tool magazine. .. As a result, it is possible to properly replace the cutting tool collet to which the cutting tool is attached.

さらに、スピンドル軸の先端に設けたクランプ部は、クランプスリーブの内側にクランプボールを配設するのみでよいため、従来の加工工具に比して、クランプ部を大幅に小型化することができる。このため、クランプ部をワークに干渉させずに、ワークの細かい部分或いは刃具を進入させにくい複雑で細い部位まで、刃具を進入させて、ワークの面取り、バリ取り、ラッピングなどの加工を行うことができる。 Further, since the clamp portion provided at the tip of the spindle shaft only needs to be provided with the clamp ball inside the clamp sleeve, the clamp portion can be significantly downsized as compared with the conventional machining tool. For this reason, it is possible to carry out machining such as chamfering, deburring, lapping, etc. of the work by inserting the cutting tool into a fine part of the work or a complicated and thin part where the cutting tool is hard to enter without interfering with the clamp part. it can.

ここで、上記クランプ溝内に複数のディンプルを設け、上記クランプボールを上記クランプ溝の上記ディンプルに嵌合させて、駆動力を伝達する構成とすることができる。また、上記クランプスリーブの内側に係合面が設けられ、該係合面は、上記クランプスリーブの軸方向の摺動に応じて、上記クランプボールを上記クランプ溝のディンプルに嵌合させて駆動力を伝達し、嵌合を解除して刃具コレットを離脱させるように構成することができる。 Here, a plurality of dimples may be provided in the clamp groove, and the clamp ball may be fitted into the dimple of the clamp groove to transmit the driving force. An engaging surface is provided inside the clamp sleeve, and the engaging surface fits the clamp ball to the dimple of the clamp groove in accordance with the axial sliding of the clamp sleeve to drive force. Can be transmitted, the fitting is released, and the cutting tool collet is disengaged.

これによれば、従来の加工工具のクランプ部と刃具コレットとの連結部に使用されていた大形の凹凸部による噛み合わせ構造と異なり、クランプボールとディンプルとの係合により、回転力を刃具コレットに伝達するため、刃具コレットとクランプ部の軸回りでの相対角度位置が所定状態にない場合でも、ロボットアームの動きのみで、刃具コレットに捻り力を付与して、刃具コレットをクランプ部に適正にクランプさせることができる。このため、刃具コレットやクランプ部の角度姿勢を検出するセンサーや、角度検出信号に基づく制御機構が不要となり、刃具交換装置の構成を簡単化することができる。 According to this, unlike the conventional meshing structure by the large uneven portion used for the connecting portion between the clamp portion of the processing tool and the blade collet, the engagement force between the clamp ball and the dimple causes the rotational force to change. Since it is transmitted to the collet, even when the relative angular position of the cutting tool collet and the clamp part around the axis is not in the specified state, the twisting force is applied to the cutting tool collet only by the movement of the robot arm and the cutting tool collet is clamped to the clamping part. Can be properly clamped. Therefore, a sensor for detecting the angular attitude of the cutting tool collet or the clamp portion and a control mechanism based on the angle detection signal are not required, and the structure of the cutting tool exchanging device can be simplified.

またここで、上記クランプボールとディンプルの係合に代えて、カービックカップリング方式を採用することもできる。この場合、刃具コレットの外周部に第１カービックカップリング部を設け、スピンドル軸先端のスピンドル先端部に、第１カービックカップリング部と係合する第２カービックカップリング部を設けて構成する。 Further, here, instead of the engagement of the clamp ball and the dimple, a curvic coupling system can be adopted. In this case, a first curb coupling portion is provided on the outer peripheral portion of the cutting tool collet, and a second curb coupling portion that engages with the first curb coupling portion is provided on the spindle tip portion of the spindle shaft tip. To do.

またここで、上記クランプボールは、スピンドル先端部に所定の角度間隔で放射状に設けたボール保持孔に、内周側及び外周側に露出して挿入することができる。またここで、上記スピンドル軸の先端に設けたコレット挿入穴の奥部に、刃具コレットのコレット連結部を、突き出し方向にバネ力で付勢する付勢部材を、設けることができる。さらに上記スピンドル軸の先端のクランプ部には、上記クランプスリーブをバネ力により軸方向に付勢するバネ部材を設けることが好ましい。 Further, the clamp balls can be inserted into the ball holding holes radially provided at the tip of the spindle at predetermined angular intervals so as to be exposed on the inner peripheral side and the outer peripheral side. Further, here, an urging member for urging the collet connecting portion of the cutting tool collet by a spring force in the protruding direction can be provided in the inner part of the collet insertion hole provided at the tip of the spindle shaft. Further, it is preferable to provide a spring member for urging the clamp sleeve in the axial direction by a spring force at the clamp portion at the tip of the spindle shaft.

さらに、上記刃具マガジンにクランプ解除部が設けられ、クランプ解除部は、上記クランプスリーブに接触し、上記スピンドル本体の動きに応じて、クランプスリーブを摺動させ、上記スピンドル先端部と上記刃具コレットのコレット連結部とのクランプ解除を行うように構成することができる。 Further, the cutter magazine is provided with a clamp releasing portion, the clamp releasing portion comes into contact with the clamp sleeve, and the clamp sleeve is slid in accordance with the movement of the spindle body, so that the spindle tip portion and the blade collet are separated from each other. It can be configured to unclamp with the collet connection.

上記刃具マガジンのクランプ解除部は、収納凹部内に収納された刃具コレットに対し、スピンドル軸のクランプ部が進入し、該クランプ部のコレット挿入穴にコレット連結部が嵌入するとき、上記クランプスリーブの端部が該クランプ解除部に当接して連結が解除されるように構成することができる。 The clamp releasing portion of the cutting tool magazine is configured such that when the clamping portion of the spindle shaft enters the cutting tool collet housed in the housing recess and the collet connecting portion is fitted into the collet insertion hole of the clamping portion, It can be configured such that the end portion abuts the clamp releasing portion to release the connection.

さらに、上記刃具マガジン上には、収納凹部の縁部に沿って、上記クランプ解除部に続く傾斜面を設けることができる。これにより、ロボットアームの動作により、スピンドル軸の先端のクランプ部にクランプした刃具コレットを、刃具マガジンの収納凹部内に収納させるように、簡単に動かすのみで、傾斜面からクランプ解除部にかけてクランプスリーブを解除方向に摺動させて、クランプ部をアンクランプさせ、刃具コレットを安全に外すことができる。 Furthermore, an inclined surface can be provided on the cutting tool magazine along the edge of the storage recess and continuing to the unclamping section. This allows the tool arm collet clamped by the clamp part at the tip of the spindle shaft to be stored in the storage recess of the tool magazine by the operation of the robot arm, simply by moving the clamp sleeve from the inclined surface to the clamp release part. Can be slid in the releasing direction to unclamp the clamp part, and the cutting tool collet can be safely removed.

また、上記捻り付与部は、上記刃具マガジンの上記収納凹部に、対向して配設された２個のボールプランジャから構成され、２個のボールプランジャのボール付勢力は、相互に相違して設定され、刃具コレットが収納凹部から離脱する際、係合溝と２個のボールプランジャの接触摩擦抵抗を相違させて、刃具コレットに捻り力を付与するように構成することができる。 Further, the twist imparting section is composed of two ball plungers arranged to face each other in the storage recess of the cutting tool magazine, and the ball urging forces of the two ball plungers are set differently from each other. Thus, when the cutting tool collet separates from the storage recess, the contact friction resistance between the engaging groove and the two ball plungers can be made different, and a twisting force can be applied to the cutting tool collet.

これによれば、スピンドル本体は、ロボットアームの動作により、収納凹部内に収納された刃具コレットに向けて移動し、スピンドル軸のクランプ部のコレット挿入穴を、刃具コレットのコレット連結部に被せるように嵌合させる。このとき、クランプスリーブの端部がクランプ解除部に当接してクランプを解除し、且つクランプ部に刃具コレットを連結した状態で、ロボットアームの動作により、スピンドル本体を収納凹部の前方に移動させると、クランプスリーブが傾斜面を摺動して、クランプスリーブが徐々にクランプ側に摺動する。 According to this, the spindle body moves toward the cutting tool collet housed in the housing recess by the operation of the robot arm, and the collet insertion hole of the spindle shaft clamp part is covered with the collet connecting part of the cutting tool collet. To fit. At this time, when the end of the clamp sleeve comes into contact with the clamp release portion to release the clamp and the blade collet is connected to the clamp portion, the spindle arm is moved to the front of the storage recess by the operation of the robot arm. , The clamp sleeve slides on the inclined surface, and the clamp sleeve gradually slides toward the clamp side.

このとき、２個のボールプランジャからなる捻り付与部が刃具コレットに捻り力を付与し、これにより、刃具コレットが軸の回りで捻られる。このため、クランプスリーブ内のクランプボールとコレット連結部のクランプ溝内のディンプルとの係合が、自動的に適正嵌合状態となり、刃具コレットが収納凹部から離れるとき、クランプスリープがコレット連結部を、自動的に、完全にクランプすることができる。これにより、比較的簡単な構成の装置により、刃具の交換時、ロボットアームの動作のみで、コレット連結部に刃具コレットを、適正且つ迅速にクランプさせることができる。 At this time, the twist imparting portion including the two ball plungers imparts a twisting force to the cutting tool collet, whereby the cutting tool collet is twisted around the shaft. For this reason, the engagement between the clamp ball in the clamp sleeve and the dimple in the clamp groove of the collet connecting part automatically becomes the proper fitting state, and when the cutting tool collet is separated from the storage recess, the clamp sleep moves the collet connecting part. Can be automatically and completely clamped. Thus, with a device having a relatively simple structure, the blade collet can be appropriately and quickly clamped at the collet connecting portion only by the operation of the robot arm when exchanging the blade.

また、ここで、上記捻り付与部は、刃具マガジンの収納凹部の一方の側に並設された複数のボールプランジャから構成し、一方の側のボールプランジャと刃具コレットの係合溝との係合により、刃具コレットの移動時に摩擦抵抗を生じさせ、刃具コレットに捻り力を付与することもできる。 Further, here, the twist imparting section is composed of a plurality of ball plungers arranged in parallel on one side of the storage recess of the cutting tool magazine, and the engagement between the ball plunger on one side and the engaging groove of the cutting tool collet. Thereby, it is possible to generate a frictional resistance when the cutting tool collet is moved and to give a twisting force to the cutting tool collet.

また、ここで、上記クランプスリーブの外周部に環状凸部が設けられ、環状凸部に係合してクランプスリーブを押し下げる押し下げ部を、刃具マガジン上に設けることが好ましい。これによれば、刃具マガジンの収納凹部内に収納された刃具コレットに対し、スピンドル軸のクランプ部が進入し、クランプ部のコレット挿入穴にコレット連結部が嵌入され、ロボットアームが収納凹部から刃具コレットを離すように移動させたとき、環状凸部が押し下げ部に係合して押し下げられ、クランプスリーブが下降して刃具コレットのクランプを、確実に完了させることができる。 Further, it is preferable that an annular convex portion is provided on an outer peripheral portion of the clamp sleeve, and a push-down portion that engages with the annular convex portion and pushes down the clamp sleeve is provided on the cutting tool magazine. According to this, the clamp part of the spindle shaft enters the tool collet housed in the housing recess of the tool magazine, the collet connecting part is fitted in the collet insertion hole of the clamp part, and the robot arm moves from the housing recess to the blade tool. When the collet is moved so as to be separated, the annular convex portion engages with the pushing-down portion and is pushed down, the clamp sleeve descends, and clamping of the cutting tool collet can be reliably completed.

本発明の加工工具の刃具交換装置によれば、ロボットアームの動作により、刃具の交換を自動的に行うことができ、且つ加工工具の小型化を図ることができる。 According to the cutting tool exchanging device for a machining tool of the present invention, the cutting tool can be automatically replaced by the operation of the robot arm, and the machining tool can be downsized.

本発明の一実施形態を示す加工工具の正面図である。It is a front view of a processing tool showing one embodiment of the present invention. Ａは同加工工具の縦断面図、ＢはそのＢ−Ｂ断面図である。A is a vertical cross-sectional view of the processing tool, and B is a cross-sectional view taken along the line BB. 刃具コレットが離脱した状態の断面図である。It is a sectional view of a state where a cutting tool collet has separated. 刃具マガジンの平面図である。It is a top view of a cutting tool magazine. 図４のV-V断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 4. 刃具マガジンの正面図である。It is a front view of a cutting tool magazine. 刃具コレットを刃具マガジンに収納する際の説明断面付き側面図である。It is a side view with an explanatory cross section at the time of storing a cutting tool collet in a cutting tool magazine. 刃具コレットを刃具マガジンから取り出す際の説明断面付き側面図である。It is a side view with an explanatory cross section when taking out a cutting tool collet from a cutting tool magazine. 刃具コレットを刃具マガジンに収納する際の説明平面図である。It is an explanatory plan view at the time of storing a cutting tool collet in a cutting tool magazine. 刃具コレットを刃具マガジンの収納凹部に進入させたときの正面図である。It is a front view when the cutting tool collet is inserted into the storage recess of the cutting tool magazine. 加工工具の使用状態を示す正面図である。It is a front view which shows the use condition of a processing tool. Ａは第２実施形態の加工工具の縦断面図、ＢはそのＢ−Ｂ矢視図である。A is a longitudinal cross-sectional view of the processing tool of the second embodiment, and B is a view taken along the line BB. Ａは第２実施形態における、スピンドル本体と刃具コレットを分離したときの縦断面図、ＢはそのＢ−Ｂ断面図である。A is a longitudinal sectional view when the spindle body and the cutting tool collet are separated from each other in the second embodiment, and B is a BB sectional view thereof. Ａは第３実施形態の加工工具の縦断面図、ＢはそのＢ−Ｂ矢視図である。A is a longitudinal cross-sectional view of the working tool of the third embodiment, and B is a view taken along the line BB. スピンドル本体と刃具コレットを分離したときの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view when a spindle body and a cutting tool collet are separated. Ａはその刃具マガジンの正面図、Ｂはその平面図、ＣはそのＣ−Ｃ断面図である。A is a front view of the cutting tool magazine, B is a plan view thereof, and C is a sectional view taken along line CC. Ａは刃具コレットを刃具マガジンに収納する際の説明平面図、Ｂはクランプ部を収納凹部の上方に進入させたときの側面図、Ｃはそれを収納凹部内の刃具コレットに嵌合させたときの側面図である。A is an explanatory plan view when the cutting tool collet is stored in the cutting tool magazine, B is a side view when the clamp part is inserted above the storage recess, and C is when it is fitted to the cutting tool collet in the storage recess. FIG. クランプ部が刃具コレットを刃具マガジンから取り出し、クランプした際の側面図である。It is a side view when a clamp part takes out a tool collet from a tool magazine and clamps it. 第３実施形態における、カービックカップリングを用いたクランプ部と刃具コレットを示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the clamp part and the cutting tool collet which used the curvic coupling in 3rd Embodiment.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。加工工具は、図１に示すように、スピンドル本体１のスピンドル軸１０の先端にクランプ部２が設けられ、スピンドル本体１（回転駆動部９）がロボットアームなどに取り付けられ、クランプ部２にクランプした刃具７を高速回転させ、製品のバリ取り加工などを行う工具である。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the machining tool is provided with a clamp portion 2 at the tip of a spindle shaft 10 of a spindle body 1, the spindle body 1 (rotational drive portion 9) is attached to a robot arm, etc., and clamped to the clamp portion 2. It is a tool for rotating the cutting tool 7 at high speed to deburr the product.

バリ取りなどの刃具７は刃具コレット３に固定され、刃具コレット３がクランプ部２にクランプされ、加工工具はスピンドル本体１の回転駆動により刃具７を高速回転させて、ワークのバリ取り、面取り、ラッピング加工などを行う。 The cutting tool 7 such as deburring is fixed to the cutting tool collet 3, the cutting tool collet 3 is clamped in the clamp part 2, and the machining tool rotates the cutting tool 7 at high speed by the rotation drive of the spindle body 1 to deburr, chamfer the work, Performs wrapping processing, etc.

図２Ａ，Ｂに示すように、スピンドル本体１内には、軸受部材１１が設けられ、軸受部材１１を介してスピンドル軸１０が円筒ケースの軸芯位置に、回転可能に軸支される。スピンドル本体１の末端部に、電動モータなどの回転駆動部９が取り付けられ、回転駆動部９の回転軸がスピンドル軸１０の末端に連結され、スピンドル軸１０は、回転駆動部９により高速で回転駆動される。 As shown in FIGS. 2A and 2B, a bearing member 11 is provided in the spindle body 1, and the spindle shaft 10 is rotatably supported at the axial center position of the cylindrical case via the bearing member 11. A rotation driving unit 9 such as an electric motor is attached to the end of the spindle body 1, and the rotation shaft of the rotation driving unit 9 is connected to the end of the spindle shaft 10. The spindle shaft 10 rotates at high speed by the rotation driving unit 9. Driven.

スピンドル軸１０のスピンドル先端部１５は、大径部となって、スピンドル本体１から突出し、図３に示す如く、スピンドル先端部１５に、コレット挿入穴１６が、先端側に開口して軸方向に形成される。コレット挿入穴１６は内面が円錐型のテーパ状に形成され、図３のように、同様にテーパ状に形成された、刃具コレット３のコレット連結部３０が、コレット挿入穴１６内に密に進入可能な形状となっている。 The spindle tip portion 15 of the spindle shaft 10 becomes a large-diameter portion and projects from the spindle body 1, and as shown in FIG. 3, a collet insertion hole 16 is opened in the tip end side of the spindle tip portion 15 in the axial direction. It is formed. The inner surface of the collet insertion hole 16 is formed in a conical taper shape, and the collet connecting portion 30 of the cutting tool collet 3, which is similarly formed in a tapered shape, closely enters the collet insertion hole 16 as shown in FIG. It has a possible shape.

一方、刃具コレット３は、図３に示すように、刃具７を固定する刃具固定部３１と、刃具固定部３１の上部に係合溝３４を介して設けられたコレット連結部３０とから構成され、コレット連結部３０は上記のように、コレット挿入穴１６内に挿入されて連結保持される。コレット連結部３０はテーパ状つまり円錐台状に形成され、上部付近の外周にクランプ溝３２が形成され、クランプ溝３２内に、所定の間隔で複数のディンプル（断面略半円形状の凹部）３３が形成される。 On the other hand, the cutting tool collet 3, as shown in FIG. 3, is composed of a cutting tool fixing part 31 for fixing the cutting tool 7, and a collet connecting part 30 provided on the upper part of the cutting tool fixing part 31 via an engaging groove 34. As described above, the collet connecting portion 30 is inserted into the collet insertion hole 16 and is connected and retained. The collet connecting portion 30 is formed in a taper shape, that is, a truncated cone shape, and a clamp groove 32 is formed on the outer periphery near the upper portion, and a plurality of dimples (recesses having a substantially semicircular cross section) 33 are formed in the clamp groove 32 at predetermined intervals. Is formed.

これらのディンプル３３には、クランプボール１４が嵌入し、スピンドル軸１０の回転力をコレット連結部３０に伝達するようになっている。図２Ａ，Ｂに示すように、例えば、６個のクランプボール１４が使用される場合、１２個のディンプル３３が、３０°の角度間隔でクランプ溝３２内に形成される。６個のドライブボール１４は、図２Ｂに示す如く、スピンドル軸１０の先端部近傍内にリング状に、６０°の角度間隔で、放射状に設けた複数のボール保持孔１７内に、転動可能に嵌入され、保持される。これら６個のボール保持孔１７は、スピンドル軸１０の先端部の内外に開口し、ボール保持孔１７内の各クランプボール１４は、ボール保持孔１７の内外の開口から、内側及び外側に露出して孔内に収容されている。 The clamp balls 14 are fitted into these dimples 33, and the rotational force of the spindle shaft 10 is transmitted to the collet connecting portion 30. As shown in FIGS. 2A and 2B, for example, when six clamp balls 14 are used, twelve dimples 33 are formed in the clamp groove 32 at angular intervals of 30°. As shown in FIG. 2B, the six drive balls 14 can roll in a ring shape in the vicinity of the tip of the spindle shaft 10 and in a plurality of ball holding holes 17 radially provided at angular intervals of 60°. Is inserted into and retained in. These six ball holding holes 17 open inside and outside the tip of the spindle shaft 10, and each clamp ball 14 in the ball holding hole 17 is exposed inside and outside through the opening inside and outside the ball holding hole 17. Is housed in the hole.

一方、図３に示す如く、スピンドル軸１０のスピンドル先端部１５に設けたコレット挿入穴１６の奥部には、プレート１２が嵌入され、付勢部材１８が、コイルばね１８ａにより、挿入された刃具コレット３のコレット連結部３０を、先端側に付勢するように配設される。付勢部材１８は、係止リング２１により、コレット挿入穴１６の所定位置内で、摺動可能に保持される。さらに、スピンドル軸１０のスピンドル先端部１５の外周部に、クランプスリーブ１３が所定の範囲で、上下に摺動可能に外嵌され、さらにスピンドル先端部１５にはクランプスリーブ１３を先端側に付勢するバネ部材１９（コイルばね）が装着される。クランプスリーブ１３は、係止リング２２により、スピンドル先端部１５の所定位置で、摺動可能に保持される。 On the other hand, as shown in FIG. 3, the plate 12 is fitted in the inner portion of the collet insertion hole 16 provided in the spindle tip portion 15 of the spindle shaft 10, and the biasing member 18 is inserted by the coil spring 18a. The collet connecting portion 30 of the collet 3 is arranged so as to urge it toward the tip side. The biasing member 18 is slidably held by the locking ring 21 within the predetermined position of the collet insertion hole 16. Further, the clamp sleeve 13 is fitted onto the outer peripheral portion of the spindle tip portion 15 of the spindle shaft 10 so as to be vertically slidable within a predetermined range, and the clamp sleeve 13 is urged toward the tip end side of the spindle tip portion 15. A spring member 19 (coil spring) is attached. The clamp sleeve 13 is slidably held at a predetermined position of the spindle tip portion 15 by the locking ring 22.

クランプスリーブ１３の内周面には、クランプボール１４を含むスピンドル先端部１５の外周面に接触する係合面１３ａが形成され、図７に示す如く、クランプスリーブ１３が上に摺動したとき、クランプボール１４が係合面１３ａの一部に設けたディンプル１３ｂに係合する。これにより、クランプボール１４とクランプ溝３２のディンプル３３との嵌合が解除され、刃具コレット３の離脱を許容するようになっている。 An engagement surface 13a is formed on the inner peripheral surface of the clamp sleeve 13 so as to contact the outer peripheral surface of the spindle tip portion 15 including the clamp ball 14, and when the clamp sleeve 13 slides up as shown in FIG. The clamp ball 14 engages with the dimple 13b provided on a part of the engagement surface 13a. As a result, the fitting between the clamp ball 14 and the dimple 33 in the clamp groove 32 is released, and the cutting tool collet 3 is allowed to come off.

一方、図３に示すように、刃具コレット３の中間部つまりコレット連結部３０と刃具固定部３１間の外周部に、係合溝３４がリング状に形成され、係合溝３４内に複数の係合ディンプル３５が所定の角度間隔で設けられる。 On the other hand, as shown in FIG. 3, an engaging groove 34 is formed in a ring shape in an intermediate portion of the cutting tool collet 3, that is, an outer peripheral portion between the collet connecting portion 30 and the cutting tool fixing portion 31, and a plurality of engaging grooves 34 are formed in the engaging groove 34. The engagement dimples 35 are provided at a predetermined angular interval.

これらの係合ディンプル３５は、図７〜図９に示すように、刃具コレット３が、刃具マガジン８の収納凹部８０に収納されたとき、収納凹部８０内の両側に、対向して設置された捻り付与部８２のボールプランジャが係合するように構成される。 As shown in FIGS. 7 to 9, these engagement dimples 35 are installed on both sides in the storage recess 80 so as to face each other when the blade collet 3 is stored in the storage recess 80 of the blade magazine 8. The ball plunger of the twist imparting portion 82 is configured to engage.

捻り付与部８２、８３の一対のボールプランジャは、収納凹部８０内で両側から対向して、収納凹部８０内の両側に設けられ、両側のボールプランジャのボールが内側に露出する。ロボットアームＲＡによって、刃具コレット３が刃具マガジン８の収納凹部８０に挿入されたとき、捻り付与部８２、８３の両側のボールプランジャのボールが、係合ディンプル３５内に係合するようになっている。 The pair of ball plungers of the twist imparting portions 82 and 83 are provided on both sides in the storage recess 80 so as to face each other in the storage recess 80, and the balls of the ball plungers on both sides are exposed inside. When the cutting tool collet 3 is inserted into the storage recess 80 of the cutting tool magazine 8 by the robot arm RA, the balls of the ball plungers on both sides of the twist imparting sections 82 and 83 are engaged in the engagement dimples 35. There is.

さらに、捻り付与部８２、８３の両側のボールプランジャの付勢力は、相互に相違するように設定される。つまり、両側に設けられる捻り付与部８２、８３のボールプランジャは、その円筒部内に配設されるコイルばねのバネ力が相違してセットされる。 Further, the urging forces of the ball plungers on both sides of the twist imparting portions 82 and 83 are set to be different from each other. That is, the ball plungers of the twist imparting portions 82 and 83 provided on both sides are set so that the spring forces of the coil springs disposed inside the cylindrical portion are different.

このため、両側のボールプランジャのボールが係合ディンプル３５に係合し、ロボットアームＲＡの動作により刃具コレット３が収納凹部８０から離脱するとき、両側のボールプランジャのボールと係合ディンプル３５間に生じる摩擦抵抗値が両側で異なる。これにより、ロボットアームＲＡの動作により刃具コレット３が収納凹部８０から離脱するとき、刃具コレット３に捻り力が付与され、刃具コレット３が捻られる。これにより、クランプボール１４とクランプ溝３２内の各ディンプル３３との係合が適正状態となり、クランプ部２で刃具コレット３が適正にクランプされるようになっている。 Therefore, when the balls of the ball plungers on both sides are engaged with the engagement dimples 35 and the cutting tool collet 3 is separated from the storage recess 80 by the operation of the robot arm RA, the balls of the ball plungers on both sides and the engagement dimples 35 are separated. The generated frictional resistance value is different on both sides. As a result, when the cutting tool collet 3 is separated from the storage recess 80 by the operation of the robot arm RA, a twisting force is applied to the cutting tool collet 3 and the cutting tool collet 3 is twisted. As a result, the engagement between the clamp ball 14 and each dimple 33 in the clamp groove 32 becomes proper, and the clamp collet 3 is properly clamped by the clamp portion 2.

この例では、捻り付与部８２、８３として、ボールプランジャを使用したが、刃具コレット３に捻り力を付与するために、ロボットアームＲＡの動作時、刃具コレット３の外周部と刃具マガジン８の収納凹部８０間の両側で、異なる摩擦抵抗を付与する構造であれば、他の付勢構造などを使用することもできる。 In this example, ball plungers are used as the twist imparting units 82 and 83, but in order to impart a twisting force to the blade collet 3, the outer periphery of the blade collet 3 and the blade magazine 8 are housed when the robot arm RA operates. Other urging structure or the like can be used as long as it has a structure that gives different frictional resistance on both sides between the recesses 80.

刃具７を刃具固定部３１に固定した複数の刃具コレット３は、図４〜図１０に示すように、刃具マガジン８の収納凹部８０内に収納される。超硬ロータリーバー、軸付砥石などからなる交換可能な刃具７は、刃具コレット３の刃具固定部３１の底部に挿入され、締付ネジで締め付け固定される。 The plurality of cutting tool collets 3 in which the cutting tools 7 are fixed to the cutting tool fixing portion 31 are stored in the storage recess 80 of the cutting tool magazine 8 as shown in FIGS. 4 to 10. The replaceable cutting tool 7 including a cemented carbide rotary bar, a grindstone with a shaft, etc. is inserted into the bottom of the cutting tool fixing portion 31 of the cutting tool collet 3, and is tightened and fixed by a tightening screw.

刃具マガジン８は、図４〜図６に示す如く、水平部上に、複数の収納凹部８０を水平に並設し、複数の収納凹部８０内に刃具付きの刃具コレット３を収納するように構成される。各収納凹部８０は、前方に向けて略Ｕ字型に開口して形成され、収納凹部８０の周縁部には、上記刃具コレット３の係合溝３４と係合し刃具コレット３を保持する係合保持部８１が形成される。図７，８に示す如く、係合保持部８１は、ロボットアームＲＡの動作により、刃具コレット３が収納凹部８０内に進入するとき、その係合溝３４が係合保持部８１に係合しながら、収納凹部８０の奥まで進入して保持されるようになっている。 As shown in FIGS. 4 to 6, the cutting tool magazine 8 is configured such that a plurality of storage recesses 80 are horizontally arranged side by side on a horizontal portion, and the cutting tool collet 3 with a cutting tool is stored in the plurality of storage recesses 80. To be done. Each of the storage recesses 80 is formed so as to open in a substantially U-shape toward the front, and a peripheral portion of the storage recess 80 is engaged with the engaging groove 34 of the cutting tool collet 3 to hold the cutting tool collet 3. The holding unit 81 is formed. As shown in FIGS. 7 and 8, when the cutting tool collet 3 enters the storage recess 80 by the operation of the robot arm RA, the engagement groove 34 of the engagement holding portion 81 engages with the engagement holding portion 81. However, it is adapted to enter and be held deep inside the storage recess 80.

さらに、図４に示すように、各収納凹部８０の両側に、ボールプランジャからなる捻り付与部８２、８３が内側に対向して設けられる。両側の捻り付与部８２と捻り付与部８３の各ボールプランジャは、内蔵されるコイルばねのバネ力が相違して設定され、先端部のボールの付勢力が異なっている。捻り付与部８３の先端の各ボールプランジャは、刃具コレット３の係合溝３４の係合ディンプル３５と係合可能である。 Further, as shown in FIG. 4, twist imparting portions 82 and 83 formed of ball plungers are provided on both sides of each storage recess 80 so as to face each other inward. The ball plungers of the twist imparting portion 82 and the twist imparting portion 83 on both sides are set so that the spring forces of the coil springs incorporated therein are different, and the biasing force of the ball at the tip portion is different. Each ball plunger at the tip of the twist imparting portion 83 can be engaged with the engagement dimple 35 of the engagement groove 34 of the cutting tool collet 3.

刃具コレット３の各収納凹部８０の両側上には、クランプ解除部８４が水平部として形成され、クランプ解除部８４の収納凹部８０側の縁部は、その箇所に達した刃具コレット３のクランプスリーブ１３を、上昇させるように形成される。さらに、図５、図７に示すように、刃具マガジン８上には、クランプ解除部８４から前方にかけて傾斜面８５が、奥に向かって高くなるように、連続して形成される。 Clamp release parts 84 are formed as horizontal parts on both sides of each storage recess 80 of the blade collet 3, and the edge of the clamp release part 84 on the storage recess 80 side is the clamp sleeve of the blade collet 3 reaching that position. 13 is formed so as to rise. Further, as shown in FIGS. 5 and 7, an inclined surface 85 is continuously formed on the cutting tool magazine 8 from the clamp releasing portion 84 toward the front so as to become higher toward the back.

これにより、図７に示すように、ロボットアームＲＡの動作によって、刃具コレット３がスピンドル本体１とともに移動し、刃具コレット３が収納凹部８０の前方から奥に向かって進入したとき、刃具コレット３のクランプスリーブ１３の下端部が傾斜面８５上に接触する。これにより、クランプスリーブ１３が傾斜面８５上を摺動しながら持ち上げられ、クランプ解除部８４まで達したとき、クランプボール１４の外側が、係合面１３ａのディンプル１３ｂに嵌り、クランプボール１４とコレット連結部側のディンプル３３との係合が外れ、クランプスリーブ１３によるクランプが解除される。 As a result, as shown in FIG. 7, when the robot arm RA moves, the cutting tool collet 3 moves together with the spindle body 1, and when the cutting tool collet 3 enters from the front of the storage recess 80 toward the inside, the cutting tool collet 3 moves. The lower end of the clamp sleeve 13 contacts the inclined surface 85. As a result, when the clamp sleeve 13 is lifted while sliding on the inclined surface 85 and reaches the clamp releasing portion 84, the outer side of the clamp ball 14 is fitted into the dimple 13b of the engaging surface 13a and the clamp ball 14 and the collet. The engagement with the dimple 33 on the connecting portion side is released, and the clamp by the clamp sleeve 13 is released.

このため、ロボットアームＲＡによりスピンドル本体１が上昇すると、刃具コレット３が図３に示す如く、スピンドル軸１０のクランプ部２から離脱し、収納凹部８０の係合保持部８１が刃具コレット３の係合溝３４に係合しているため、刃具コレット３は収納凹部８０に保持され、スピンドル本体１はロボットアームＲＡとともに上昇移動する。 Therefore, when the spindle body 1 is lifted by the robot arm RA, the blade collet 3 is disengaged from the clamp portion 2 of the spindle shaft 10 as shown in FIG. 3, and the engagement holding portion 81 of the storage recess 80 is engaged with the blade collet 3. Since it is engaged with the mating groove 34, the cutting tool collet 3 is held in the storage recess 80, and the spindle body 1 moves upward together with the robot arm RA.

一方、刃具コレット３を外した後、スピンドル本体１が、刃具交換などのために、再び刃具コレット３を装着する場合、スピンドル本体１は、そのクランプ部２を、ロボットアームＲＡによって、刃具マガジン８の収納凹部８０上の刃具コレット３上に合せるように移動し、その後、クランプ部２とともにスピンドル本体１を下降させ、コレット挿入穴１６内に、刃具コレット３のコレット連結部３０を嵌入させる。 On the other hand, when the spindle body 1 mounts the cutting tool collet 3 again for replacement of the cutting tool after removing the cutting tool collet 3, the spindle main body 1 uses the robot arm RA to fix the clamp section 2 of the cutting tool collet 3 to the cutting tool magazine 8 Then, the spindle main body 1 is lowered together with the clamp portion 2 so that the collet connecting portion 30 of the cutting tool collet 3 is fitted into the collet insertion hole 16.

その状態で、ロボットアームＲＡの動作により、スピンドル本体１が刃具マガジン８の前側に水平移動すると、収納凹部８０内の係合保持部８１に保持された刃具コレット３が前方に移動する。このとき、捻り付与部８２、８３のボールプランジャが、刃具コレット３に捻り力を付与し、刃具コレット３が捻られながら収納凹部８０から離れる。 In this state, when the spindle body 1 horizontally moves to the front side of the cutting tool magazine 8 by the operation of the robot arm RA, the cutting tool collet 3 held by the engagement holding portion 81 in the storage recess 80 moves forward. At this time, the ball plungers of the twist imparting portions 82 and 83 impart a twisting force to the cutting tool collet 3, and the cutting tool collet 3 is twisted and separated from the storage recess 80.

このため、クランプ部２のクランプボール１４が刃具コレット３側のクランプ溝３２のディンプル３３に適正に係合した状態となり、クランプスリーブ１３の下端部が傾斜面８５上を摺動して、クランプスリーブ１３が図２に示すようにクランプボール１４を介して刃具コレット３のコレット連結部３０を適正に連結した状態となるように、構成される。 Therefore, the clamp ball 14 of the clamp portion 2 is properly engaged with the dimple 33 of the clamp groove 32 on the side of the cutting tool collet 3, and the lower end portion of the clamp sleeve 13 slides on the inclined surface 85, so that the clamp sleeve 2 is configured so that the collet connecting portion 30 of the cutting tool collet 3 is properly connected via the clamp ball 14 as shown in FIG.

通常、加工工具の刃具交換装置においては、スピンドル本体のクランプ部に刃具コレットを、回転力を確実に伝達し、且つ簡単に離脱させる必要があり、刃具コレットとスピンドル本体のクランプ部の連結は、駆動力が確実に伝達できるように、双方に歯部を設けておき、それらの歯部の噛合により連結状態とする。しかしながら、刃具コレットとスピンドル本体のクランプ部の連結を、歯部の噛合により行った場合、刃具コレットとクランプ部の角度位置関係がランダムであると、歯部の噛合が不完全となり、クランプスリーブが適正なクランプ位置まで戻らず、刃具コレットがクランプ部から落下する不具合が生じやすい。 Usually, in the cutting tool exchanging device for processing tools, the cutting tool collet is reliably transmitted to the clamp part of the spindle body, and it is necessary to easily separate it, and the connection between the cutting tool collet and the clamp part of the spindle body is To ensure that the driving force can be transmitted, tooth portions are provided on both sides, and the tooth portions are meshed to establish a connected state. However, when the blade collet and the clamp part of the spindle body are connected by meshing the teeth, if the angular positional relationship between the blade collet and the clamp is random, the meshing of the teeth will be incomplete and the clamp sleeve will The tool collet does not return to the proper clamp position and the tool collet easily falls from the clamp.

このため、連結動作時、常に、刃具コレットとスピンドル本体のクランプ部の角度を検出するセンサーが必要となり、ロボットアームには刃具コレットに対しスピンドル本体のクランプ部の角度を合わせる動きが必要となり、コストが上昇し、加工効率も低下しやすい。 For this reason, a sensor that always detects the angle between the blade collet and the clamp part of the spindle body is required during the connecting operation, and the robot arm needs to move the angle of the clamp part of the spindle body with respect to the blade collet. And the processing efficiency is likely to decrease.

これに対し、上記構成のように、刃具コレット３とスピンドル本体１のクランプ部２の連結を、クランプボール１４とクランプ溝３２内のディンプル３３との係合により行い、連結時、捻り付与部８２，８３により刃具コレット３に捻り力を自動的に付与し、刃具コレット３を捻るように構成することにより、角度検出用のセンサーは不要となり、ロボットアームＲＡに、刃具コレットとスピンドル本体のクランプ部の角度を合わせる制御も不要となる。 On the other hand, as in the above-described configuration, the blade collet 3 and the clamp portion 2 of the spindle body 1 are connected by the engagement between the clamp ball 14 and the dimple 33 in the clamp groove 32. , 83 automatically applies a twisting force to the cutting tool collet 3 and twists the cutting tool collet 3, thereby eliminating the need for a sensor for angle detection, and the robot arm RA has a clamp part for the cutting tool collet and the spindle body. The control to adjust the angle of is also unnecessary.

次に、上記構成の加工工具の刃具交換装置の動作を説明する。上述のように、加工工具は、図１１に示す如く、ロボットアームＲＡの先端に、フローティング装置Ｆを介して取り付けられる。フローティング装置Ｆは、加工工具の回転駆動部９とスピンドル本体１を保持する保持部が、所定範囲で上下動可能に、且つ水平方向に揺動可能に支持され、空気圧が保持部内に印加され、刃具７にワーク側から上下或いは左右方向に荷重が印加されたとき、回転駆動部９とスピンドル本体１が上下動或いは揺動し、刃具７にかかる荷重を減少させる。 Next, the operation of the cutting tool exchanging device for a machining tool having the above configuration will be described. As described above, the processing tool is attached to the tip of the robot arm RA via the floating device F, as shown in FIG. In the floating device F, a rotation driving unit 9 of the machining tool and a holding unit that holds the spindle body 1 are supported so as to be vertically movable and horizontally swingable within a predetermined range, and air pressure is applied to the inside of the holding unit. When a load is applied to the cutting tool 7 in the vertical or horizontal direction from the work side, the rotary drive unit 9 and the spindle main body 1 move up and down or swing to reduce the load applied to the cutting tool 7.

各種の刃具７を固定した複数の刃具コレット３は、刃具マガジン８上の収納凹部８０内に、その係合保持部８１を係合溝３４に係合させて、保持される。 The plurality of cutting tool collets 3 to which the various cutting tools 7 are fixed are held in the storage recesses 80 on the cutting tool magazine 8 by engaging the engaging holding portions 81 with the engaging grooves 34.

スピンドル本体１のクランプ部２に、刃具コレット３をクランプする場合、ロボットアームＲＡを動作させて、図３の状態のクランプ部２を、刃具マガジン８上の刃具コレット３の真上に位置させる。そして、スピンドル本体１を真下に下降させると、図７の左図に示す如く、クランプ部２のクランプスリーブ１３が刃具マガジン８上のクランプ解除部８４に当接し、クランプ部２の下降に伴いクランプスリーブ１３が持ち上げられ、同時にクランプ部２のコレット挿入穴１６内にコレット連結部３０が嵌入する。このとき、クランプボール１４はクランプスリーブ１３内の係合面１３ａのディンプル１３ｂに係合し、コレット連結部３０は適正なクランプ位置までコレット挿入穴１６内に嵌入する。 When the cutting tool collet 3 is clamped on the clamp section 2 of the spindle body 1, the robot arm RA is operated to position the clamping section 2 in the state of FIG. 3 right above the cutting tool collet 3 on the cutting tool magazine 8. Then, when the spindle body 1 is lowered right below, the clamp sleeve 13 of the clamp portion 2 contacts the clamp release portion 84 on the cutting tool magazine 8 as shown in the left diagram of FIG. The sleeve 13 is lifted, and at the same time, the collet connecting portion 30 is fitted into the collet insertion hole 16 of the clamp portion 2. At this time, the clamp ball 14 engages with the dimple 13b of the engagement surface 13a in the clamp sleeve 13, and the collet connecting portion 30 is fitted into the collet insertion hole 16 to an appropriate clamp position.

次に、ロボットアームＲＡの動作により、スピンドル本体１が刃具コレット３とともに、収納凹部８０の開口側に水平移動する。このとき、刃具コレット３は、その係合溝３４の係合ディンプル３５に、係合保持部８１側の捻り付与部８２，８３のボールプランジャが接触するため、捻り力が付与され、軸の回りで捻られる。同時に、クランプスリーブ１３の下端部が傾斜面８５上を、図７の右方向に摺動して開口側に進み、クランプスリーブ１３はバネ部材１９の付勢力により下降し、クランプスリーブ１３内の係合面１３ａがクランプボール１４を内側に押圧する。これにより、図７の右図のように、クランプボール１４がコレット連結部３０のクランプ溝３２のディンプル３３に適正に係合した状態となる。 Next, by the operation of the robot arm RA, the spindle body 1 along with the blade collet 3 horizontally moves to the opening side of the storage recess 80. At this time, since the ball plungers of the twist imparting portions 82 and 83 on the engagement holding portion 81 side contact the engagement dimples 35 of the engagement groove 34 of the cutting tool collet 3, a twisting force is applied to the collet 3. Twisted on. At the same time, the lower end portion of the clamp sleeve 13 slides on the inclined surface 85 in the right direction in FIG. The mating surface 13a presses the clamp ball 14 inward. As a result, the clamp ball 14 is properly engaged with the dimple 33 of the clamp groove 32 of the collet connecting portion 30, as shown in the right diagram of FIG. 7.

このように、ロボットアームＲＡの動作のみで、刃具コレット３のコレット連結部３０がクランプ部２のコレット挿入穴１６に挿入され、クランプが完了することとなる。この後、回転駆動部９が起動して、スピンドル軸１０及び刃具コレット３が高速で回転駆動され、ロボットアームＲＡは、ティーチングモードなどで、刃具７を、予め記憶した座標データに基づき、ワークテーブル上に固定されたワークＷの加工線に沿って移動させ、バリ取りなどの加工を行う。 In this way, only by the operation of the robot arm RA, the collet connecting portion 30 of the cutting tool collet 3 is inserted into the collet insertion hole 16 of the clamp portion 2, and the clamping is completed. After that, the rotation driving unit 9 is activated, the spindle shaft 10 and the blade collet 3 are rotationally driven at high speed, and the robot arm RA uses the teaching mode or the like to move the blade 7 based on the coordinate data stored in advance in the work table. The work W fixed above is moved along the machining line to perform machining such as deburring.

この後、別の刃具コレット３に交換して、加工を行う場合、先ず、クランプ部２にクランプ中の刃具コレット３を、刃具マガジン８の収納凹部８０に戻すために、図７，９のように、ロボットアームＲＡを動かして、その刃具コレット３を空の収納凹部８０に、その前方の開口から進入させる。このとき、刃具コレット３が、その係合溝３４に係合保持部８１が係合しながら、収納凹部８０の奥に進む。 After this, when exchanging with another cutting tool collet 3 for processing, first, in order to return the cutting tool collet 3 being clamped to the clamp part 2 to the storage recess 80 of the cutting tool magazine 8, as shown in FIGS. Then, the robot arm RA is moved so that the cutting tool collet 3 enters the empty storage recess 80 through its front opening. At this time, the cutting tool collet 3 advances to the back of the storage recess 80 while the engagement holding portion 81 engages with the engagement groove 34 thereof.

このとき、クランプスリーブ１３の下端部が傾斜面８５上を摺動して進み、クランプスリーブ１３の下端部が刃具マガジン８のクランプ解除部８４に達したとき、クランプスリーブ１３内の係合面１３ａのディンプル１３ｂがクランプボール１４に係合し、クランプスリーブ１３がアンクランプ状態となる。このとき、刃具コレット３の係合溝３４が係合保持部８１に係合保持されているため、ロボットアームＲＡの動作によりスピンドル本体１のクランプ部２が上昇すると、図８に示す如く、刃具コレット３がクランプ部２から離脱して収納凹部８０内に保持され、クランプ部２は空の状態に戻る。 At this time, when the lower end of the clamp sleeve 13 slides on the inclined surface 85 and reaches the clamp release section 84 of the cutting tool magazine 8 when the lower end of the clamp sleeve 13 reaches the engaging surface 13a in the clamp sleeve 13. The dimple 13b of the above engages with the clamp ball 14, and the clamp sleeve 13 is in an unclamped state. At this time, since the engaging groove 34 of the cutting tool collet 3 is engaged and held by the engaging holding portion 81, when the clamp part 2 of the spindle body 1 is lifted by the operation of the robot arm RA, as shown in FIG. The collet 3 is detached from the clamp portion 2 and held in the storage recess 80, and the clamp portion 2 returns to an empty state.

次に、スピンドル本体１のクランプ部２は、ロボットアームＲＡの動作により、交換先の刃具マガジン８上の刃具コレット３上に移動する。そして、上記と同様に、クランプ部２が、刃具マガジン８上の刃具コレット３の真上に移動し、スピンドル本体１が真下に下降する。このとき、上記と同様に、クランプ部２のクランプスリーブ１３が刃具マガジン８上のクランプ解除部８４に当接し、クランプ部２の下降に伴いクランプスリーブ１３が持ち上げられ、同時にクランプ部２のコレット挿入穴１６内にコレット連結部３０が嵌入する。このとき、クランプボール１４はクランプスリーブ１３内の係合面１３ａのディンプル１３ｂに係合し、コレット連結部３０は適正なクランプ位置までコレット挿入穴１６内に嵌入する。 Next, the clamp part 2 of the spindle body 1 is moved onto the cutting tool collet 3 on the replacement cutting tool magazine 8 by the operation of the robot arm RA. Then, similarly to the above, the clamp portion 2 moves to directly above the cutting tool collet 3 on the cutting tool magazine 8, and the spindle body 1 descends to just below. At this time, similarly to the above, the clamp sleeve 13 of the clamp portion 2 contacts the clamp release portion 84 on the cutting tool magazine 8, and the clamp sleeve 13 is lifted as the clamp portion 2 descends, and at the same time, the collet insertion of the clamp portion 2 is performed. The collet connecting portion 30 is fitted in the hole 16. At this time, the clamp ball 14 engages with the dimple 13b of the engagement surface 13a in the clamp sleeve 13, and the collet connecting portion 30 is fitted into the collet insertion hole 16 to an appropriate clamp position.

次に、上記と同様に、ロボットアームＲＡの動作により、スピンドル本体１が刃具コレット３とともに、収納凹部８０の開口側に水平移動する。このとき、刃具コレット３は、その係合溝３４の係合ディンプル３５に、係合保持部８１側の捻り付与部８２，８３のボールプランジャが接触し、刃具コレット３に捻り力が付与され、軸の回りで捻られる。同時に、クランプスリーブ１３の下端部が傾斜面８５上を摺動して開口側に進み、クランプスリーブ１３はバネ部材１９の付勢力により下降し、クランプスリーブ１３内の係合面１３ａがクランプボール１４を内側に押圧し、図７の右図のように、クランプボール１４がコレット連結部３０のクランプ溝３２のディンプル３３に適正に係合し、刃具コレット３はクランプ部２にクランプされる。この状態で、刃具コレット３が高速で回転駆動され、当該刃具コレット３による加工が行われる。 Next, in the same manner as described above, the spindle body 1 along with the blade collet 3 is horizontally moved to the opening side of the storage recess 80 by the operation of the robot arm RA. At this time, in the blade collet 3, the ball plungers of the twist imparting portions 82 and 83 on the engagement holding portion 81 side come into contact with the engagement dimples 35 of the engagement groove 34, and a twisting force is imparted to the blade collet 3. Twisted around an axis. At the same time, the lower end of the clamp sleeve 13 slides on the inclined surface 85 toward the opening side, the clamp sleeve 13 is lowered by the urging force of the spring member 19, and the engaging surface 13 a in the clamp sleeve 13 is clamped by the clamp ball 14. 7, the clamp ball 14 is properly engaged with the dimple 33 of the clamp groove 32 of the collet connecting portion 30, and the cutting tool collet 3 is clamped by the clamp portion 2 as shown in the right view of FIG. 7. In this state, the cutting tool collet 3 is rotationally driven at high speed, and processing is performed by the cutting tool collet 3.

このように、上記刃具交換装置は、ロボットアームＲＡに加工工具が取り付けられ、空気圧などの動力や電力を使用せずに、ロボットアームＲＡの動作のみで、刃具マガジン８に保持された刃具コレット３を、スピンドル軸１０のクランプ部２に嵌合させ、クランプすることができ、且つクランプスリーブ１３を自動的に摺動させてクランプ解除を行うことができる。また、刃具コレット３をクランプする際、クランプボール１４をクランプ溝３２のディンプル３３に係合させ、刃具コレット３を捻りながらクランプ状態とするので、常に刃具コレット３をクランプ部２に適正に連結してクランプし、回転駆動可能に取り付けることができる。 As described above, in the cutting tool exchanging device, the processing tool is attached to the robot arm RA, and the cutting tool collet 3 held in the cutting tool magazine 8 is operated only by the operation of the robot arm RA without using power or electric power such as air pressure. Can be fitted and clamped to the clamp portion 2 of the spindle shaft 10, and the clamp sleeve 13 can be automatically slid to release the clamp. Further, when the cutting tool collet 3 is clamped, the clamp ball 14 is engaged with the dimple 33 of the clamp groove 32, and the cutting tool collet 3 is twisted to be in a clamped state. Therefore, the cutting tool collet 3 is always properly connected to the clamp portion 2. It can be clamped and mounted so that it can be rotated.

また、刃具コレット３を刃具マガジン８に収納する場合、ロボットアームＲＡの動作により、クランプスリーブ１３をアンクランプ方向に摺動させて、刃具コレット３をクランプ部２から離脱させ、刃具コレット３を刃具マガジン８に収納することができる。これにより、刃具７を取り付けた刃具コレット３の交換を適正に行うことができる。 Further, when the cutting tool collet 3 is stored in the cutting tool magazine 8, the clamp arm 13 is slid in the unclamping direction by the operation of the robot arm RA, the cutting tool collet 3 is disengaged from the clamp part 2, and the cutting tool collet 3 is cut. Can be stored in magazine 8. As a result, the blade collet 3 to which the blade 7 is attached can be properly replaced.

図１２、図１３は第２実施形態を示し、この例では、上記クランプボール１４とディンプル１３ｂの係合に代えて、カービックカップリング方式が採用される。 12 and 13 show the second embodiment. In this example, instead of the engagement between the clamp ball 14 and the dimple 13b, a curbic coupling system is adopted.

すなわち、図１２，１３に示すように、刃具コレット３の外周上部に第１カービックカップリング部３９が設けられ、スピンドル軸１０のスピンドル先端部１５に、第１カービックカップリング部３９と係合する第２カービックカップリング部２９が設けられる。 That is, as shown in FIGS. 12 and 13, a first curb coupling portion 39 is provided on the upper outer periphery of the cutting tool collet 3, and the spindle tip portion 15 of the spindle shaft 10 is engaged with the first curb coupling portion 39. A second curvic coupling part 29 is provided which is fitted.

第１カービックカップリング部３９と第２カービックカップリング部２９の、各々の歯部と谷部の形状は、第１カービックカップリング部３９と第２カービックカップリング部２９が、任意の相対角度（軸回りの角度）位置で噛み合わされるとき、軸回りの角度が自動的に微調整され、適正なカップリング状態となるように形成される。 The tooth shape and the trough shape of the first curb coupling portion 39 and the second curb coupling portion 29 are arbitrarily determined by the first curb coupling portion 39 and the second curb coupling portion 29. When they are engaged at the relative angle (angle around the axis) position, the angle around the axis is automatically finely adjusted to form an appropriate coupling state.

このため、図８の如く、ロボットアームＲＡの動作により、スピンドル本体１のクランプ部２が刃具コレット３の真上まで移動して下降し、スピンドル先端部１５のコレット挿入穴１６がコレット連結部３０に嵌合された状態とすれば、その状態で、刃具コレット３に捻り力を付与して、僅かに捻るのみで、刃具コレット３をクランプ部２に適正にクランプさせることができる。このため、刃具コレットやクランプ部の角度姿勢を検出するセンサーや、角度検出信号に基づく制御機構が不要となり、刃具交換装置の構成を簡単化することができる。 Therefore, as shown in FIG. 8, the operation of the robot arm RA causes the clamp portion 2 of the spindle body 1 to move right above the cutting tool collet 3 to descend, and the collet insertion hole 16 of the spindle tip portion 15 to the collet connecting portion 30. In the state where the blade collet 3 is fitted, the blade collet 3 can be properly clamped to the clamp portion 2 by applying a twisting force to the blade collet 3 and only slightly twisting the blade collet 3. Therefore, a sensor for detecting the angular attitude of the cutting tool collet or the clamp portion and a control mechanism based on the angle detection signal are not required, and the structure of the cutting tool exchanging device can be simplified.

このように、スピンドル軸１０の先端に設けたクランプ部２は、クランプスリーブ１３の内側にクランプボール１４を配設するのみでよいため、圧力空気の導入回路を有し、移動部材の摺動機構を内蔵した、従来の加工工具に比して、クランプ部２を大幅に小型化することができる。このため、クランプ部２をワークに干渉させずに、ワークの細かい部分或いは刃具を進入させにくい複雑で細い部位まで、刃具を進入させて、ワークの面取り、バリ取り、ラッピングなどの加工を行うことができる。 As described above, since the clamp portion 2 provided at the tip of the spindle shaft 10 only needs to dispose the clamp ball 14 inside the clamp sleeve 13, the clamp portion 2 has a pressure air introduction circuit and a sliding mechanism of the moving member. It is possible to significantly reduce the size of the clamp portion 2 as compared with a conventional machining tool having a built-in. Therefore, without interfering with the work piece by the clamp part 2, the cutting tool is advanced to a fine part of the work or a complicated and thin part where the cutting tool is hard to enter, and the work such as chamfering, deburring and lapping is performed. You can

図１４〜図１９は第３実施形態を示している。この実施形態の刃具交換装置は、上記刃具マガジン８に、押し下げ部８６を設け、刃具コレット３をクランプ部２がクランプして離れる際、クランプ部２の移動とともに押し下げ部８６が、クランプスリーブ２３を押し下げ、確実にクランプ可能とする。 14 to 19 show the third embodiment. In the cutting tool exchanging device of this embodiment, the pressing tool magazine 8 is provided with a push-down section 86. When the clamp section 2 clamps and separates the cutting tool collet 3, the push-down section 86 moves the clamp sleeve 23 along with the movement of the clamp section 2. It can be pushed down and clamped securely.

図１４，１５に示すように、クランプスリーブ２３の外周部には、環状凸部２４が、スリーブの外周面から外側に、円環状に突き出している。クランプスリーブ２３の内周面には、クランプボール１４を含むスピンドル先端部の外周面に接触する係合面２３ａが形成される。 As shown in FIGS. 14 and 15, on the outer peripheral portion of the clamp sleeve 23, an annular convex portion 24 projects in an annular shape from the outer peripheral surface of the sleeve to the outside. An engagement surface 23 a is formed on the inner peripheral surface of the clamp sleeve 23 so as to contact the outer peripheral surface of the spindle tip including the clamp ball 14.

さらに、図１５に示す如く、クランプスリーブ２３が上に摺動したとき、クランプボール１４が係合面２３ａの一部に設けたディンプル２３ｂに係合する。これにより、クランプボール１４とクランプ溝３２のディンプル３３との嵌合が解除され、刃具コレット３の離脱を許容する。クランプ部２におけるその他の部分及び刃具コレット３の構造は、上記実施形態と同様である。 Further, as shown in FIG. 15, when the clamp sleeve 23 slides up, the clamp ball 14 engages with the dimple 23b provided on a part of the engagement surface 23a. As a result, the fitting between the clamp ball 14 and the dimple 33 in the clamp groove 32 is released, and the detachment of the cutting tool collet 3 is allowed. The other parts of the clamp part 2 and the structure of the cutting tool collet 3 are the same as those in the above embodiment.

なお、図１９に示すように、刃具コレット３の外周上部には、第１カービックカップリング部３９を設け、スピンドル軸１０のスピンドル先端部１５に、第１カービックカップリング部３９と係合する第２カービックカップリング部２６を設けることもできる。 As shown in FIG. 19, a first curb coupling portion 39 is provided on the upper periphery of the cutting tool collet 3, and the spindle tip portion 15 of the spindle shaft 10 is engaged with the first curb coupling portion 39. It is also possible to provide a second curvic coupling portion 26 that does this.

刃具マガジン８Ａには、図１６に示すように、クランプ解除部８４の傾斜面８５の上方に、押し下げ部８６が設けられる。押し下げ部８６は、刃具コレット３をクランプ部２がクランプし、係合保持部８１の開口側（前方）に移動する際、クランプスリーブ２３の外周部の環状凸部２４が、押し下げ部８６に係合し、クランプスリーブ２３が押し下げられる。 As shown in FIG. 16, the blade magazine 8A is provided with a push-down portion 86 above the inclined surface 85 of the clamp release portion 84. When the clamp portion 2 clamps the blade collet 3 and moves to the opening side (front side) of the engagement holding portion 81, the push-down portion 86 causes the annular convex portion 24 of the outer peripheral portion of the clamp sleeve 23 to engage the push-down portion 86. Then, the clamp sleeve 23 is pushed down.

押し下げ部８６の底面に、傾斜面８６ａが前方に向けて下がるように傾斜して設けられる。収納凹部８０の係合保持部８１内の奥に、図１６Ｂに示すように、１対のボールプランジャからなる保持部８８が対向して設けられる。これにより、収納凹部８０を係合保持部８１まで進入した、刃具コレット３の係合溝３４の係合ディンプル３５に、保持部８８が係合して刃具コレット３を定位置に保持する。 On the bottom surface of the push-down portion 86, an inclined surface 86a is provided so as to be inclined downward toward the front. As shown in FIG. 16B, a holding portion 88 formed of a pair of ball plungers is provided opposite to the inside of the engagement holding portion 81 of the storage recess 80. As a result, the holding part 88 engages with the engaging dimple 35 of the engaging groove 34 of the cutting tool collet 3 that has entered the storage recess 80 to the engaging holding part 81, and holds the cutting tool collet 3 at a fixed position.

刃具マガジン８Ａは、上記と同様に、図１６，１７に示す如く、水平部上に、収納凹部８０を水平に設け、収納凹部８０内に刃具付きの刃具コレット３を収納する。収納凹部８０は、前方に向けて略Ｕ字型に開口して形成され、収納凹部８０の周縁部に、刃具コレット３の係合溝３４と係合し刃具コレット３を保持する係合保持部８１が形成される。 In the blade tool magazine 8A, as shown in FIGS. 16 and 17, the storage recess 80 is horizontally provided on the horizontal portion, and the blade collet 3 with the blade is stored in the storage recess 80, as shown in FIGS. The storage recess 80 is formed so as to open in a substantially U shape toward the front, and an engagement holding portion that engages with the engagement groove 34 of the cutting tool collet 3 and holds the cutting tool collet 3 on the peripheral edge of the storage recess 80. 81 is formed.

さらに、図１６に示すように、収納凹部８０の一方の側に、ボールプランジャからなる複数の捻り付与部８７が、並べて設けられる。これにより、刃具コレット３が、ロボットアームＲＡにより、収納凹部８０内を前方に移動するとき、刃具コレット３の係合溝３４の係合ディンプル３５が、捻り付与部８７の各ボールプランジャの先端に接触し、刃具コレット３が捻られる。 Further, as shown in FIG. 16, a plurality of twist imparting portions 87 formed of ball plungers are provided side by side on one side of the storage recess 80. As a result, when the cutting tool collet 3 moves forward in the storage recess 80 by the robot arm RA, the engaging dimples 35 of the engaging groove 34 of the cutting tool collet 3 are attached to the tips of the ball plungers of the twist imparting section 87. The blade collet 3 is contacted and the blade collet 3 is twisted.

収納凹部８０の両側上には、上記と同様に、クランプ解除部８４が水平部として形成され、クランプ解除部８４の収納凹部８０側の縁部は、その箇所に達した刃具コレット３のクランプスリーブ２３を、上昇させるように形成される。さらに、刃具マガジン８Ａ上には、クランプ解除部８４から前方にかけて傾斜面８５が、奥に向かって高くなるように、連続して形成される。 On both sides of the storage recess 80, similarly to the above, the clamp releasing portion 84 is formed as a horizontal portion, and the edge of the clamp releasing portion 84 on the storage recess 80 side is the clamp sleeve of the cutting tool collet 3 that has reached that location. 23 is formed so as to rise. Further, an inclined surface 85 is continuously formed on the cutting tool magazine 8A from the clamp releasing portion 84 toward the front so that the inclined surface 85 becomes higher toward the back.

なお、簡略化されて図示された図１６において、刃具マガジン８Ａは、１個の収納凹部８０のみを設けて図示されているが、図１１に示す如く、通常、複数の収納凹部８０が設けられる。 Note that, in FIG. 16 which is simplified and illustrated, the cutting tool magazine 8A is illustrated with only one storage recess 80 provided, but as shown in FIG. 11, a plurality of storage recesses 80 are normally provided. ..

次に、上記構成の刃具交換装置の動作を説明する。各種の刃具７を固定した刃具コレット３は、刃具マガジン８Ａ上の収納凹部８０内に、その係合保持部８１を係合溝３４に係合させて、保持される。 Next, the operation of the cutting tool exchanging device having the above configuration will be described. The cutting tool collet 3 to which various cutting tools 7 are fixed is held in the storage recess 80 on the cutting tool magazine 8A by engaging the engaging holding portion 81 with the engaging groove 34.

スピンドル本体１のクランプ部２が、刃具コレット３をクランプする場合、ロボットアームＲＡを動作させて、図１７Ｂに示すように、クランプ部２を、刃具マガジン８上の刃具コレット３の真上に位置させる。そして、スピンドル本体１を真下に下降させると、クランプ部２のクランプスリーブ２３が刃具マガジン８上のクランプ解除部８４に当接し、クランプ部２の下降に伴いクランプスリーブ２３が持ち上げられ、同時にクランプ部２のコレット挿入穴１６内にコレット連結部３０が嵌入する。このとき、クランプボール１４はクランプスリーブ２３内の係合面２３ａのディンプル２３ｂに係合し、図１７Ｃのように、コレット連結部３０は適正なクランプ位置までコレット挿入穴１６内に嵌入する。 When the clamp part 2 of the spindle body 1 clamps the cutting tool collet 3, the robot arm RA is operated to position the clamping part 2 right above the cutting tool collet 3 on the cutting tool magazine 8 as shown in FIG. 17B. Let Then, when the spindle body 1 is lowered right below, the clamp sleeve 23 of the clamp portion 2 contacts the clamp release portion 84 on the cutting tool magazine 8, and the clamp sleeve 23 is lifted as the clamp portion 2 descends, and at the same time the clamp portion 23 is lifted. The collet connecting portion 30 is fitted into the second collet insertion hole 16. At this time, the clamp ball 14 engages with the dimple 23b of the engagement surface 23a in the clamp sleeve 23, and the collet connecting portion 30 is fitted into the collet insertion hole 16 to an appropriate clamp position as shown in FIG. 17C.

次に、ロボットアームＲＡ（図１１）の動作により、スピンドル本体１が刃具コレット３とともに、図１７，１８に示すように、収納凹部８０の開口側に水平移動する。このとき、刃具コレット３の係合溝３４の係合ディンプル３５が、収納凹部８０の片側に並設された、捻り付与部８７の複数のボールプランジャに、接触する。このため、刃具コレット３に捻り力が付与され、刃具コレット３が軸の回りで捻られる。同時に、クランプスリーブ２３の下端部が傾斜面８５上を摺動して開口側に進み、クランプスリーブ２３はバネ部材１９の付勢力により下降する。 Next, by the operation of the robot arm RA (FIG. 11), the spindle body 1 along with the blade collet 3 is horizontally moved to the opening side of the storage recess 80 as shown in FIGS. At this time, the engagement dimples 35 of the engagement groove 34 of the cutting tool collet 3 come into contact with the plurality of ball plungers of the twist imparting portion 87 arranged in parallel on one side of the storage recess 80. Therefore, a twisting force is applied to the cutting tool collet 3, and the cutting tool collet 3 is twisted around the axis. At the same time, the lower end of the clamp sleeve 23 slides on the inclined surface 85 and advances toward the opening side, and the clamp sleeve 23 is lowered by the urging force of the spring member 19.

さらに、刃具コレット３が収納凹部８０の開口側に水平移動してクランプスリーブ２３が下降しているとき、クランプスリーブ２３の環状凸部２４が刃具マガジン８の押し下げ部８６の傾斜面８６ａに接触する。これにより、クランプスリーブ２３は、押し下げ部８６により押し下げられて、下降し、図１８に示すように、クランプスリーブ２３内の係合面２３ａがクランプボール１４を内側に押圧し、クランプボール１４がコレット連結部３０のクランプ溝３２のディンプル３３に適正に係合し、クランプ状態となる。 Further, when the cutting tool collet 3 horizontally moves to the opening side of the storage concave section 80 and the clamp sleeve 23 descends, the annular convex section 24 of the clamp sleeve 23 contacts the inclined surface 86a of the pushing down section 86 of the cutting tool magazine 8. .. As a result, the clamp sleeve 23 is pushed down by the push-down portion 86 and descends. As shown in FIG. 18, the engaging surface 23a in the clamp sleeve 23 pushes the clamp ball 14 inward, and the clamp ball 14 collets. The dimples 33 of the clamp groove 32 of the connecting portion 30 are properly engaged with each other to be in a clamped state.

したがって、クランプスリーブ２３が、何らかの理由で、バネ部材１９の付勢に抗して下降しない場合であっても、クランプスリーブ２３は、押し下げ部８６により確実に押し下げられて下降する。このため、クランプ部２のクランプボール１４は、図１８の如く、クランプスリーブ２３内の係合面２３ａのディンプル２３ｂに係合し、確実にクランプされる。 Therefore, even if the clamp sleeve 23 does not descend for some reason against the bias of the spring member 19, the clamp sleeve 23 is reliably pushed down by the push-down portion 86 and descends. Therefore, the clamp ball 14 of the clamp portion 2 is engaged with the dimple 23b of the engagement surface 23a in the clamp sleeve 23 and reliably clamped, as shown in FIG.

一方、加工工具が、別の刃具コレット３に交換して、加工を行う場合、上記と同様に、ロボットアームＲＡが動作して、刃具コレット３を空の収納凹部８０に、その前方の開口から進入させる。このとき、刃具コレット３が、その係合溝３４を係合保持部８１に係合させながら、収納凹部８０の奥に進む。そして、上記と同様、クランプスリーブ２３の下端部が傾斜面８５上を摺動して進み、クランプスリーブ２３の下端部が刃具マガジン８Ａのクランプ解除部８４に達したとき、クランプスリーブ２３内の係合面２３ａのディンプル２３ｂがクランプボール１４に係合し、クランプスリーブ２３がアンクランプ状態となる。そして、ロボットアームＲＡの動作によりスピンドル本体１のクランプ部２が上昇すると、刃具コレット３の係合溝３４が係合保持部８１に係合保持されているため、刃具コレット３がクランプ部２から離脱して収納凹部８０内に保持され、クランプ部２は空の状態に戻る。 On the other hand, when the machining tool is replaced with another cutting tool collet 3 for processing, the robot arm RA operates in the same manner as described above to move the cutting tool collet 3 into the empty storage recess 80 from its front opening. To enter. At this time, the cutting tool collet 3 advances to the back of the storage recess 80 while engaging the engagement groove 34 with the engagement holding portion 81. Then, similarly to the above, when the lower end portion of the clamp sleeve 23 slides on the inclined surface 85 and reaches the clamp releasing portion 84 of the cutting tool magazine 8A, the engagement inside the clamp sleeve 23 is advanced. The dimple 23b of the mating surface 23a engages with the clamp ball 14, and the clamp sleeve 23 is in an unclamped state. Then, when the clamp part 2 of the spindle body 1 is lifted by the operation of the robot arm RA, the engagement groove 34 of the cutting tool collet 3 is engaged and held by the engaging holding part 81, so that the cutting tool collet 3 is removed from the clamping part 2. After being detached and held in the storage recess 80, the clamp portion 2 returns to an empty state.

１スピンドル本体
２クランプ部
３刃具コレット
７刃具
８刃具マガジン
８Ａ刃具マガジン
９回転駆動部
１０スピンドル軸
１１軸受部材
１２プレート
１３クランプスリーブ
１３ａ係合面
１３ｂディンプル
１４クランプボール
１５スピンドル先端部
１６コレット挿入穴
１７ボール保持孔
１８付勢部材
１９バネ部材
２１係止リング
２２係止リング
２３クランプスリーブ
２３ａ係合面
２３ｂディンプル
２４環状凸部
２９第２カービックカップリング部
３０コレット連結部
３１刃具固定部
３２クランプ溝
３３ディンプル
３４係合溝
３５係合ディンプル
３９第１カービックカップリング部
８０収納凹部
８１係合保持部
８２捻り付与部
８３捻り付与部
８４クランプ解除部
８５傾斜面
８６押し下げ部
８６ａ傾斜面
８７捻り付与部
８８保持部

1 Spindle Main Body 2 Clamping Part 3 Cutting Tool Collet 7 Cutting Tool 8 Cutting Tool Magazine 8A Cutting Tool Magazine 9 Rotation Drive Section 10 Spindle Shaft 11 Bearing Member 12 Plate 13 Clamp Sleeve 13a Engaging Surface 13b Dimple 14 Clamp Ball 15 Spindle Tip 16 Collet Insertion Hole 17 Ball retaining hole 18 Biasing member 19 Spring member 21 Locking ring 22 Locking ring 23 Clamp sleeve 23a Engaging surface 23b Dimple 24 Annular convex portion 29 Second curvic coupling portion 30 Collet connecting portion 31 Cutting tool fixing portion 32 Clamping groove 33 Dimples 34 Engagement Grooves 35 Engagement Dimples 39 First Carbic Coupling Section 80 Storage Recessed Section 81 Engagement Holding Section 82 Twisting Section 83 Twisting Section 84 Clamp Release Section 85 Inclined Surface 86 Depressed Section 86a Inclined Surface 87 Twisted Area Part 88 holding part

Claims

A rotary drive unit for rotationally driving the spindle shaft, a spindle body connected to the rotary drive unit for rotatably holding the spindle shaft, a clamp unit provided at the tip of the spindle shaft, and the clamp unit. In a cutting tool exchanging device for a machining tool, comprising: a cutting tool collet having a cutting tool attached thereto, and a cutting tool magazine holding a plurality of the cutting tool collets,
An annular clamp groove is provided at the collet connecting portion provided at the end of the cutting tool collet,
The clamp portion includes a plurality of clamp balls fitted into the clamp grooves, a clamp sleeve slidably fitted on an outer periphery of the clamp sleeve to urge the clamp balls inward, and the clamp sleeve. A spring member for urging in the clamp direction is provided,
An annular engagement groove is provided on the outer peripheral portion of the cutting tool collet, and a storage recess is provided in the cutting tool magazine for storing the cutting tool collet. The storage recess is provided in the engagement groove of the cutting tool collet. An engagement holding portion that can be engaged is provided, and a clamp releasing portion that contacts the clamp sleeve and slides the clamp sleeve in the unclamping direction is provided on the cutting tool magazine,
A cutting tool exchanging device for a machining tool, comprising: a twist applying section that engages with the engaging groove and applies a twisting force to the cutting tool collet when the cutting tool collet separates from the storage recess.

The cutting tool exchanging device for a machining tool according to claim 1, wherein a plurality of dimples are provided in the annular clamp groove, and the plurality of clamp balls are fitted into the dimples to transmit a driving force.

An engagement surface is provided inside the clamp sleeve, and the engagement surface fits the clamp ball to the dimple of the clamp groove and transmits the driving force in accordance with the axial sliding of the clamp sleeve. The cutting tool exchanging device for a machining tool according to claim 2, wherein the fitting is released to remove the cutting tool collet.

2. The machining tool according to claim 1, wherein the clamp balls are inserted into a plurality of ball holding holes radially provided at a tip end of the spindle at predetermined angular intervals so as to be exposed on an inner peripheral side and an outer peripheral side. Tool changer.

2. An urging member for urging the collet connecting portion of the cutting tool collet with a spring force in the protruding direction is provided in the inner part of the collet insertion hole provided at the tip of the spindle shaft. Tool changing device for machining tools.

2. The cutting tool exchanging device for a machining tool according to claim 1, wherein a spring member for urging the clamp sleeve in the axial direction by a spring force is provided in a clamp portion at the tip of the spindle shaft.

The clamp releasing portion of the blade magazine is configured such that when the clamp portion of the spindle shaft is inserted into the blade collet housed in the housing recess and the collet connecting portion is fitted in the collet insertion hole of the clamp portion, the clamp is released. 2. The cutting tool exchanging device for a machining tool according to claim 1, wherein an end of the sleeve comes into contact with the clamp releasing portion and slides to release the clamp.

The cutting tool exchanging device for a machining tool according to claim 7, wherein an inclined surface is provided on the cutting tool magazine along an edge of the storage recess in front of the clamp releasing section.

The twist imparting section is composed of two ball plungers arranged to face each other in the storage recess of the cutting tool magazine, and the ball urging forces of the two ball plungers are set to be different from each other. The cutting tool exchanging device for a machining tool according to claim 1, wherein

A first curb coupling portion is provided on an outer peripheral portion of the cutting tool collet, and a second curb coupling portion that engages with the first curb coupling portion is provided at a spindle tip portion of the spindle shaft tip. The cutting tool exchanging device for a machining tool according to claim 1, wherein

The twist imparting portion is composed of a plurality of ball plungers juxtaposed on one side of the storage recess of the cutting tool magazine, and the cutting tool collet is engaged by engagement of the ball plunger on the one side and the engaging groove. The cutting tool exchanging device for a machining tool according to claim 1, wherein a twisting force is applied to the cutting tool.

An annular convex portion is provided on the outer peripheral portion of the clamp sleeve, and a push-down portion that engages with the annular convex portion and presses down the clamp sleeve is provided on the cutting tool magazine and is stored in the storage recess of the cutting tool magazine. When the clamp portion of the spindle shaft enters the tool collet, and the collet connecting portion is fitted into the collet insertion hole of the clamp portion, and the tool collet is separated from the storage recess, the annular convex portion is The cutting tool exchanging device for a machining tool according to claim 1, wherein the pressing tool is engaged with the pressing tool and is pressed down, and the clamp sleeve descends to complete the clamping of the cutting tool collet.

The cutting tool exchanging device for a machining tool according to claim 12, wherein the pushing-down portion is provided above the storage recess on the cutting tool magazine, with an inclined surface.