JP2022133103A - automatic tool changer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の工具を保持し、工作機械との間で工具を交換する自動工具交換装置に関する。 The present invention relates to an automatic tool changer that holds a plurality of tools and exchanges tools with a machine tool.
従来、回転可能に支持された工具マガジンに複数の工具を保持し、工具マガジンと工作機械との間で工具交換する自動工具交換装置は、工作機械の分野で広範に利用されている。例えば、特許文献1には、複数の工具を保持し、該複数の工具の中から1つの工具を所定の位置に割り出す工具マガジンと、割り出した工具と回転主軸に把持された工具とを交換する、工具交換装置が記載されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an automatic tool changer that holds a plurality of tools in a rotatably supported tool magazine and exchanges tools between the tool magazine and a machine tool has been widely used in the field of machine tools. For example, Patent Document 1 discloses a tool magazine that holds a plurality of tools and indexes one of the plurality of tools to a predetermined position, and replaces the indexed tool with the tool gripped by the rotary spindle. , a tool changer is described.
回転式の工具マガジンは、保持する工具の本数が増えると、工具マガジンの半径を大きくしなければならず、従って、特許文献1のように、そうした工具マガジンを備えた工作機械や、自動工具交換装置を設置する空間を広くしなければならない問題がる。 With rotary tool magazines, as the number of tools to be held increases, the radius of the tool magazine must be increased. There is a problem that the space for installing the device must be widened.
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、装置のサイズの増加を最小限に抑えながら、保持する工具の数を一層増やした自動工具交換装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art, and to provide an automatic tool changer capable of holding a greater number of tools while minimizing an increase in the size of the device. and
上述の目的を達成するために、本発明によれば、複数の工具を保持し、工作機械との間で工具を交換する自動工具交換装置において、回転軸線周りに回転可能に支持され複数の工具を保持するストッカーと、両端部に工具を把持するグリッパーを備え、前記ストッカーと工作機械の主軸との間で工具交換する交換アーム組立体とを具備し、前記ストッカーは、前記複数の工具の長手の中心軸線が、前記回転軸線を通過することなく、同回転軸線に垂直な平面内に配置されるように、前記複数の工具を前記回転軸線周りに保持することを特徴とする自動工具交換装置が提供される。 To achieve the above object, according to the present invention, in an automatic tool changer for holding a plurality of tools and exchanging tools with a machine tool, a plurality of tools rotatably supported around a rotation axis are provided. and an exchange arm assembly having grippers for gripping tools at both ends thereof for exchanging tools between the stocker and a spindle of a machine tool, wherein the stocker holds the plurality of tools in the longitudinal direction holding the plurality of tools around the rotation axis such that the center axis of the tool is arranged in a plane perpendicular to the rotation axis without passing through the rotation axis is provided.
本発明によれば、工具の長手の中心軸線が、ストッカーの回転軸線を通過することなく、かつ、同回転軸線に垂直な平面内に配置されるように、複数の工具を前記回転軸線周りに配列してストッカーに保持させたので、工具はストッカーの回転軸線に対して斜めに配向されるので、ストッカーの半径を増大することなく、一層多数の工具を保持することが可能となる。 According to the present invention, a plurality of tools are arranged around the axis of rotation of the stocker such that the central axis of the longitudinal axis of the tool is arranged in a plane perpendicular to the axis of rotation of the stocker without passing through the axis of rotation of the stocker. Arranged and held by the stocker, the tools are oriented obliquely to the axis of rotation of the stocker, allowing a greater number of tools to be held without increasing the radius of the stocker.
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を参照すると、自動工具交換装置100は、複数の工具10および加工液供給スリーブ20を保持するストッカー130を備えている。自動工具交換装置100は、工具10および加工液供給スリーブ20を使用する工作機械(図示せず)に隣接して配置される。
Preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
Referring to FIG. 1 , the
図7を参照すると、工具10は回転工具であり、工作機械の主軸(図示せず)先端部に形成されている工具装着穴(図示せず)またはテーパ穴(図示せず)に緊密に嵌合するテーパ部14と、周方向に延びるV溝16とを有してる。本例では、V溝16は、テーパ部14に隣接する大径部に設けられている。工作機械が、例えば研削盤の場合には、工具10は研削砥石または砥石車(図示せず)を取り付けるシャンク部12を有するようにできる。
Referring to FIG. 7, the
加工液供給スリーブ20は、工作機械のスリーブ装着穴に緊密に嵌合するテーパ部24と、ノズル装着部22と、周方向に延びるV溝26とを有している。スリーブ装着穴は、工作機械の主軸の近傍に設けることができる。スリーブ装着穴は、工作機械の主軸を回転支持する主軸頭に設けることができる。スリーブ装着穴には、加工液供給スリーブ20に加工液を供給する加工液通路(図示せず)を設けることができる。工作機械が、例えば、研削盤の場合には、加工液は研削液(研磨加工に使用する加工液)とすることができる。
The machining
ノズル装着部22は中空の円筒部材であり、内部に加工液供給管路(図示せず)が配設されいる。加工液供給管路は、外周面にノズル(図示せず)を装着するニップル(図示せず)が配設されている。ノズル装着部22には多数のノズル装着穴22aが形成されている。各ノズル装着穴22aは、加工液供給管路のニップルにアクセス可能な位置に配置され、かつ、各ニップルにノズルを装着可能な寸法、形状にて形成される。
The
V溝26は、図8に示す例では、テーパ部24とノズル装着部22との間に配置されている。V溝26は、テーパ部24に隣接させて設けることができる。工具10のV溝16と、加工液供給スリーブ20のV溝26は、好ましくは、同一形状に形成される。
The V-
自動工具交換装置100は、設置する工作機械のベッド(図示せず)等に固定されるスタンド110を備えている。スタンド110はストッカー130を支持する。本実施形態では、ストッカー130は、水平に延びる回転軸線Oを中心として回転可能に支持されている。自動工具交換装置100は、ストッカー130を回転駆動するモータ(図示せず)を備えている。該モータは、自動工具交換装置100に関連する工作機械の機械制御装置(図示せず)により制御するようにできる。
The
ストッカー130は、放射状に突出する複数の腕部132を有している。本実施形態では、ストッカー130は8本の腕部132を有しているが、8本よりも多い或いは少ない本数の腕部を備えていてもよい。また、腕部132は概ね三角形状を呈しているが、他の形状であってもよい。腕部132の各々には工具保持部材140が取り付けられている。工具保持部材140の各々は、工具装着部142とスリーブ装着部144とを有している。工具装着部142とスリーブ装着部144は、工具10および加工液供給スリーブ20を回転軸線Oに関して垂直な方向に保持する。これにより、複数の工具10は、各々の長手の軸線OTが、回転軸線Oを通過することなく、かつ、回転軸線Oに垂直な平面内に配置されるように、ストッカー130の外周部に配列、保持される。
The
また、工具10と、加工液供給スリーブ20とは互いに平行となっている。つまり、工具10と、加工液供給スリーブ20は、その長手の軸線OT、OSが平行になるように、工具装着部142とスリーブ装着部144とに保持される。従って、加工液供給スリーブ20は、その長手の軸線OSが、工具10の長手の軸線OTが配置される平面と同一の平面内に配置される。
Also, the
スタンド110の上端には交換アーム組立体150が配設されている。交換アーム組立体150は、ストッカー130に接近、離反するように、ストッカー130の回転軸線Oの方向に往復動可能に設けられている。交換アーム組立体150は、スタンド110の頂部おいてストッカー130に接近、離反するように設けられたベース部116と、ベース部116に取り付けられた交換アーム118とを備えている。
A
スタンド110の頂部には、一対の案内レール112、114が回転軸線O方向に延設されている。ベース部116の下面には、案内レール112、114に沿って摺動するスライダ136が取り付けられている。こうして、ベース部116は、回転軸線Oの方向に往復動可能となっている。
A pair of
なお、本明細書では、交換アーム組立体150がストッカー130に接近する方向に移動するとき、交換アーム組立体150は「前方に移動」または「前進」すると定義し、ストッカー130から離反する方向に移動するとき、交換アーム組立体150は「後方に移動」または「後退」すると定義する。
In this specification, when the
交換アーム組立体150は、ベース部116を回転軸線Oの方向に往復駆動するアクチュエータ(図示せず)を備えている。該アクチュエータは、例えば、油圧シリンダや空圧シリンダのような流体圧シリンダとすることができる。アクチュエータは、自動工具交換装置100に関連する工作機械の機械制御装置により制御するようにできる。
The
本実施形態では、交換アーム118は、ストッカー130の回転軸線Oに平行に設けられた板部材より成る。交換アーム118はグリッパー120、122、124、126を備えている。グリッパー120、122、124、126は、工具10および加工液供給スリーブ20のV溝16、26に係合して、工具10および加工液供給スリーブ20を保持可能に形成されている。
In this embodiment, the
上段に配置されているグリッパー120、122は、互いに同じ高さに配置されている。下段に配置されているグリッパー124、126も同様に互いに同じ高さに配置されている。また、前方に配置されているグリッパー120、124は、鉛直方向に見たとき、互いに同じ位置に配置され、後方に配置されているグリッパー122、126も同様に、鉛直方向に見たとき、互いに同じ位置に配置されている。つまり、交換アーム118の各端部に配置されている一対のグリッパーは、回転軸線Oに対して平行な鉛直平面内に配置されている。
The
交換アーム組立体150は、上述のようにストッカー130の回転軸線Oの方向に往復動可能となっている。より詳細には、交換アーム118は、前進位置と後退位置との間で、ストッカー130の回転軸線Oの方向に往復動可能となっている。前進位置において、前方に配置されているグリッパー120、124が、交換位置にある工具保持部材140′に保持されている工具10′および加工液供給スリーブ20′のV溝16、26にそれぞれ係合する。なお、好ましくは、交換位置において、工具保持部材140′に保持されている工具10′および加工液供給スリーブ20′のV溝16、26は、同じ鉛直平面内に配置される。
The
交換アーム118は、ストッカー130の回転軸線Oに対して垂直な水平方向に延びる軸線O1を中心として回転可能に設けられている。交換アーム組立体150は、交換アーム118を軸線O1周りに回転駆動する油圧シリンダ(図示せず)を備えている。該油圧シリンダは、自動工具交換装置100に関連する工作機械の機械制御装置により制御するようにできる。
The
更に、交換アーム118は、軸線O1の方向に往復動可能に設けられている。交換アーム組立体150は、交換アーム118を軸線O1の方向に往復駆動するアクチュエータ(図示せず)を備えている。該アクチュエータは、例えば油圧シリンダや空圧シリンダのような流体圧シリンダとすることができる。該アクチュエータは、自動工具交換装置100に関連する工作機械の機械制御装置により制御するようにできる。
Furthermore, the
本実施形態では、自動工具交換装置100は、特に、交換アーム組立体150の軸線O1が、該自動工具交換装置100に関連する工作機械の主軸の回転軸線に平行になるように構成されている。つまり、図示する実施形態による自動工具交換装置100の場合、工作機械は横型の工作機械となる。
In this embodiment, the
1つの工具による加工工程が終了すると、工作機械のNC装置に入力されている加工プログラムに従って工具交換が行われる。まず、次工程で使用する工具が、交換位置に割り出される。次いで、交換アーム118が前進して、交換位置にある工具10′および加工液供給スリーブ20′に係合する。
After finishing the machining process with one tool, the tool is changed according to the machining program input to the NC unit of the machine tool. First, the tool to be used in the next process is indexed to the replacement position.
次いで、交換アーム118を軸線O1に沿って突出させる、つまり、図1~図4において、左方へ移動させることによって、交換位置にある工具保持部材140′に保持されている工具10′および加工液供給スリーブ20′は、それぞれ工具装着部142とスリーブ装着部144から抜去される。
Next, the tool 10' held by the tool holding member 140' in the exchange position and the tool 10' held by the tool holding member 140' in the exchange position are moved by projecting the
後退位置では、後方に配置されているグリッパー122、126が、工作機械の主軸のテーパ穴に装着されている工具(図示せず)およびスリーブ装着穴に装着されている加工液供給スリーブのV溝16、26にそれぞれ係合する。次いで、交換アーム118を軸線O1に沿って突出させることによって、主軸のテーパ穴およびスリーブ装着穴から抜去される。
In the retracted position, the rearwardly disposed
こうして、交換アーム118の両端に工具10および加工液供給スリーブ20を把持した状態で、交換アーム118を軸線O1を中心として180°回転させることによって、主軸に装着されていた工具と、ストッカー130に装着されていた工具10′とが、加工液供給スリーブ20と共に入れ替わる。
In this way, with the
次いで、上述の手順とは反対の手順に従い、主軸のテーパ穴およびスリーブ装着穴に工具10′および加工液供給スリーブ20′が装着され、次いで、工具装着部142とスリーブ装着部144に、工具および加工液供給スリーブが装着され、工具交換プロセスが完了する。
Next, the tool 10' and the machining fluid supply sleeve 20' are mounted in the tapered hole and the sleeve mounting hole of the spindle according to the procedure opposite to the above-described procedure, and then the tool and the
本実施形態では、工具10の長手の中心軸線OTが、ストッカーの回転軸線Oを通過することなく、かつ、回転軸線Oに垂直な平面内に配置されるように、複数の工具10を回転軸線Oの周囲に配列してストッカー130に保持させたので、工具10はストッカー130の回転軸線Oに対して斜めに配向される。従って、ストッカー130の半径を増大することなく、一層多数の工具10を保持することが可能となる。ストッカー130の回転軸線Oに対する工具10の中心軸線OTの傾斜角は特に限定されないが、好ましくは、45°とする。
In this embodiment, the plurality of
10 工具
12 シャンク部
14 テーパ部
16 V溝
20 加工液供給スリーブ
22 ノズル装着部
22a ノズル装着穴
24 テーパ部
26 V溝
100 自動工具交換装置
110 スタンド
112 案内レール
114 案内レール
116 ベース部
118 交換アーム
120 グリッパー
122 グリッパー
124 グリッパー
126 グリッパー
130 ストッカー
130 アーム支持板
132 腕部
136 スライダ
140 工具保持部材
142 工具装着部
144 スリーブ装着部
150 交換アーム組立体
REFERENCE SIGNS
Claims (7)
回転軸線周りに回転可能に支持され複数の工具を保持するストッカーと、
両端部に工具を把持するグリッパーを備え、前記ストッカーと工作機械の主軸との間で工具交換する交換アーム組立体とを具備し、
前記ストッカーは、前記複数の工具の長手の中心軸線が、前記回転軸線を通過することなく、同回転軸線に垂直な平面内に配置されるように、前記複数の工具を前記回転軸線周りに保持することを特徴とする自動工具交換装置。 In an automatic tool changer that holds multiple tools and exchanges tools with a machine tool,
a stocker rotatably supported about a rotation axis and holding a plurality of tools;
a tool exchange arm assembly provided with grippers at both ends for gripping tools, and a tool exchange arm assembly between the stocker and the spindle of the machine tool;
The stocker holds the plurality of tools around the rotation axis such that the longitudinal central axes of the plurality of tools are arranged in a plane perpendicular to the rotation axis without passing through the rotation axis. An automatic tool changer characterized by:
前記交換アーム組立体が前記前進位置にあるとき、前記グリッパーが、前記交換位置にある腕部に保持された工具に係合する請求項3に記載の自動工具交換装置。 The stocker is indexable so that one of the plurality of arms is positioned at a replacement position at a predetermined angular position about the rotation axis,
4. The automatic tool changer of claim 3, wherein when said change arm assembly is in said advanced position, said gripper engages a tool held by said arm in said change position.
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