JP2503687Y2 - アンギュラアタッチメント兼用形工具交換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はたて，横両主軸のほか９
０°以外のアンギュラアタッチメント主軸の自動工具交
換を可能にする自動工具交換装置（以下ＡＴＣと呼ぶ）
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図６に示すような比較的大形の門
形マシニングセンタ等のＡＴＣにおいては、主軸頭１０
１に９０°アンギュラアタッチメント１０４又はエクス
テンションアタッチメント１０６を装着して工作物の上
面と四側面の合計五面の加工を行うものが多く、たて，
横両主軸に対応可能な交換アームユニット１０３を具備
するＡＴＣ１０２が一般に用いられている。

【０００３】しかし最近は金型加工等で３０°，４５°
等９０°以外のアンギュラアタッチメントを使用するこ
とが増えており、この９０°以外のアタッチメント主軸
に対する工具交換は、単に交換アームユニット１０３を
アタッチメント角度に合わせて旋回させただけでは前後
の位置関係が合わず、アタッチメント主軸１０５工具を
掴めない場合が多い。このため交換アームユニット１０
３を前後移動可能にすると構造が複雑になりコスト高に
なるため、手作業に頼っているのが現状である。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】従来の技術で述べた９
０°以外のアンギュラアタッチメントに対して手作業で
工具交換を行う方法は、自動化の障害になるという問題
を有している。本考案は、従来の技術の有するこのよう
な問題点に鑑みなされたものであり、その目的とすると
ころは、９０°以外のアンギュラアタッチメントにも対
応可能なＡＴＣを提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案におけるアンギュラアタッチメント兼用形工
具交換装置は、主軸頭の移動方向に対して平行移動可能
なキャリアに設けられ前記移動方向の直角平面内におい
て、０°，９０°及び前記９０°以外のアンギュラアタ
ッチメントと同一角度の三位置に旋回割出し可能な交換
アームユニットと、該交換アームユニットに１８０°旋
回可能かつ旋回軸方向に抜き差し可能に設けられ、前記
旋回軸の両側に前記本機主軸及び９０°アンギュラアタ
ッチメント用と前記９０°以外のアタッチメント用の複
数のグリッパを並列に有する交換アームと、前記レデイ
ステーションポットを前記複数のグリッパ対応位置にそ
れぞれ移動位置決めする手段とを含んでなり、複数のグ
リッパにより９０°以外のアンギュラアタッチメントの
自動工具交換をも可能にしたものである。

【０００６】

【作用】例えば３０°アンギュラアタッチメント主軸に
対する工具交換の場合は、サブアームにより工具マガジ
ンより抜き取った次工具を一旦レデイステーションポッ
トに挿入し、レデイステーションポットを３０°アンギ
ュラアタッチメント用グリッパ対応位置に移動させ、キ
ャリアのマガジン側への移動で外側の３０°アンギュラ
アタッチメント用グリッパで次工具を把持し、交換アー
ムが旋回軸方向に延びて次工具をレデイステーションポ
ットから抜き取り、キャリアが中央位置に戻り、交換ア
ームが旋回軸方向に縮んで待機する。

【０００７】次いで３０°アンギュラアタッチメント主
軸が所定の工具交換位置に割出され、ＮＣより３０°ア
ンギュラアタッチメント対応の工具交換指令が出ると、
交換アームユニットが３０°旋回されて、交換アームの
旋回軸がアタッチメント主軸に対して平行となり、キャ
リアが主軸側に移動して３０°アンギュラアタッチメン
ト用の他方のグリッパで使用済工具を把持し、交換アー
ムの旋回軸方向移動と１８０°旋回により使用済工具が
抜き取られて、代わりに次工具がアタッチメント主軸に
挿入される。

【０００８】次いでキャリアが中央位置に戻って次工具
から離れ、交換アームユニットが逆方向に３０°旋回さ
れて交換アームの旋回軸が垂直となり、交換アームが旋
回軸方向に伸びたのち、キャリアがマガジン側に移動し
て把持する使用済工具がレデイステーションポットと同
心となり、交換アームが旋回軸方向に縮んで使用済工具
をレデイステーションポットに挿入し、キャリアが中央
位置に移動して使用済工具から離れる。

【０００９】次いでレデイステーションポットが本機主
軸及び９０°アンギュラアタッチメント主軸用グリッパ
対応位置まで戻ったのち、９０°旋回してポット軸心が
マガジンポットと平行になり、サブ交換アームの交換動
作によりマガジンポットに使用済工具が戻される。また
本機主軸及び９０°アンギュラアタッチメント主軸に対
する工具交換の場合は、交換アームの内側の本機主軸及
び９０°アンギュラアタッチメント用グリッパにて工具
を把持し交換を行う。

【００１０】

【実施例】実施例について図１〜図５を参照して説明す
る。図２の門形マシニングセンタにおいて、床上に設置
されたベッド１上のＸ軸方向の案内に沿ってテーブル２
が移動位置決め可能に載置され、ベッド１の両側床上に
立設されたコラム３Ａ，３Ｂ上にトップビーム４が固着
されている。コラム３Ａ，３Ｂは前面にＺ軸と平行なＷ
軸方向の案内を有し、この案内上に横桁５が移動位置決
め可能に設けられ、横桁５のＹ軸方向の案内上に主軸頭
６が移動位置決め可能に載架されている。

【００１１】コラム３Ａの左側床上に工具マガジン装置
７が設置されており、工具マガジン装置７は複数の工具
をＹ軸方向左向きにして貯蔵するマガジンポット８が、
リンク状の鎖でエンドレスに連結されて前側のＭＧ工具
交換位置に割出されるようになっている。

【００１２】ＭＧ工具交換位置近くにサブアーム９がＹ
軸方向の旋回軸のまわりで９０°旋回及び旋回軸方向の
抜き差しとＸ軸又はＷ軸方向移動可能に設けられてい
る。

【００１３】横桁５の左側下方にＹ軸方向の案内１１ａ
を有するガイドベース１１が固着されており、案内１１
ａにキャリア１３が流体圧シリンダ１０によりマガジン
側と主軸側及びその中央の待機位置の三位置に移動位置
決め可能に載架されている。キャリア１３の右側には交
換アームユニット１４が、Ｘ軸垂直平面上において０
°，３０°，９０°の三位置に旋回割出可能に支持され
ており、旋回軸１５ａ先端に固着の交換アーム１５は１
８０°旋回可能かつ旋回軸方向に抜き差し可能に設けら
れている。

【００１４】更に交換アーム１５は、旋回中心の両側に
本機主軸２２及び図示しない９０°アンギュラアタッチ
メント主軸用グリッパ１５Ａ，１５Ｂとその外側に後述
の３０°アンギュラアタッチメント用グリッパ１５Ｃ，
１５Ｄを有している。

【００１５】サブアーム９と交換アーム１５の間で工具
の受け渡しをするレデイステーションポット１２は、横
桁５左側下方に固着の支持板１６に固着される案内台１
７に設けられたＸ軸方向の２本のガイドバー１８に沿っ
て流体圧シリンダ１９により移動される移動台２０に取
付けられており、グリッパ１５Ａ又は１５Ｂ対応位置と
１５Ｃ又は１５Ｄ対応位置とに移動可能とされるととも
にポット軸心がＹ軸方向左向きとＷ軸方向下向きに９０
°旋回可能とされている。

【００１６】一方主軸頭６には主軸ラム２１がＺ軸方向
に移動位置決め可能に支持されており、主軸ラム２１に
本機主軸２２が回転可能に軸承されている。主軸ラム２
１の先端に３０°アンギュラアタッチメント２３が水平
面内において旋回割出可能かつ着脱可能に装着され、ア
ンギュラアタッチメント２３にアタッチメント主軸２４
が回転可能に支持されており、アタッチメント主軸２４
は本機主軸２２により回転されるようになっている。

【００１７】続いて本実施例の作用について説明する。
今、主軸ラム２１の先端に３０°アンギュラアタッチメ
ント２３が装着され、アタッチメント主軸２４装着工具
による切削加工が行われている。ＮＣの３０°アンギュ
ラアタッチメント対応の次工具指令で、マガジンポット
８に貯蔵されている次工具がＭＧ工具交換位置に割出さ
れると、サブアーム９がＸ軸方向マガジン側に移動して
次工具を把持し、旋回軸方向に伸びて次工具をマガジン
ポットより抜き取る。

【００１８】次いでサブアーム９の９０°旋回で把持す
る次工具がレデイステーションポット１２と同心とな
り、サブアーム９が旋回軸方向に縮んで次工具をレデイ
ステーションポットに挿入し、サブアーム９がＷ軸方向
上側に移動して次工具から離れる。次いでレデイステー
ションポット１２が９０°旋回して次工具がＺ軸方向下
向きとなり、流体圧シリンダ１９の前室に流体圧が送ら
れて移動台２０がＸ軸方向前側に移動しグリッパ１５Ｃ
対応位置となる。

【００１９】次いで中央位置で待機中のキャリア１３が
Ｙ軸方向左側に移動して交換アーム１５のグリッパ１５
Ｃで次工具を把持し、交換アーム１５が旋回軸方向に伸
びて次工具をレデイステーションポットから抜き取る。
次いでキャリア１３が左行して中央の待機位置に停止
し、交換アーム１５が旋回軸方向に縮み、この姿勢でア
タッチメント主軸２４の装着工具による切削加工の一区
割が終わるまで待機する。

【００２０】切削加工の一区割が終わり、３０°アンギ
ュラアタッチメント２３が交換角度に旋回されたのち、
主軸頭６がＹ軸方向マガジン側に移動して、所定の工具
交換位置に位置決めされ、３０°アタッチメント主軸２
４対応の工具交換指令が出ると、交換アームユニット１
４が３０°旋回されて交換アーム１５の旋回軸１５ａ
が、アタッチメント主軸２４と平行となって図５に実線
で示す姿勢となり、キャリア１３がＹ軸方向右側に移動
してグリッパ１５Ｄでアタッチメント主軸２４装着の使
用済工具を把持する。

【００２１】次いで交換アーム１５が旋回軸方向に伸び
て使用済工具をアタッチメント主軸２４から抜き取り、
１８０°旋回して把持する両工具の位置が入れ代わり、
再び旋回軸方向に縮んで次工具をアタッチメント主軸２
４に挿入する。次いでキャリア１３が中央位置に左行し
て次工具から離れ、交換アームユニット１４が３０°逆
方向に旋回して交換アーム１５の旋回軸１５ａが垂直と
なり、旋回軸方向に伸びたうえ再びキャリア１３が左行
して把持する使用済工具がレデイステーションポットと
同心となる。

【００２２】次いで交換アーム１５が旋回軸方向に縮ん
で、グリッパ１５Ｄに把持する使用済工具をレデイステ
ーションポット１２に挿入し、キャリア１３が右行して
使用済工具から離れて待機し、流体圧シリンダ１９の後
室に流体圧が送られて移動台２０がＸ軸方向マガジン側
に移動し、サブアーム９の交換動作によりマガジンポッ
ト８に使用済工具を戻す。

【００２３】本機主軸２２に対する工具交換の場合は、
対応する次工具指令でサブアーム９によりマガジンポッ
ト８から抜き取った次工具を、レデイステーションポッ
ト１２に挿入し、キャリア１３の右行でグリッパ１５Ａ
にて次工具を把持し、前述と同じ動作で待機位置に移動
して待機する。次いで主軸２２が工具交換位置に位置決
めされて本機主軸対応の工具交換指令が出ると、キャリ
ア１３が右行してグリッパ１５Ｂで使用済工具を把持
し、交換アーム１５の交換動作で主軸２２より使用済工
具を抜き取り、代わってグリッパ１５Ａに把持する次工
具を主軸２２に挿入する。

【００２４】次いでキャリア１３が中央位置に左行して
次工具から離れ交換アーム１５が旋回軸方向に伸びたの
ち、再びキャリア１３が左行して、グリッパ１５Ｂに把
持する使用済工具がレデイステーションポット１２と同
心となり、交換アーム１５が旋回軸方向に縮んで使用済
工具をレデイステーションポットに挿入する。次いでキ
ャリア１３の右行でグリッパ１５Ｂから離れ、サブアー
ム９の前述と同じ動作で使用済工具がマガジンポット８
に戻される。

【００２５】主軸ラム２１の先端に装着される図示しな
い９０°アンギュラアタッチメントの横主軸に対する工
具交換の場合は、対応する次工具指令で交換アーム１５
のグリッパ１５Ａに次工具を把持して待機し、９０°ア
ンギュラアタッチメントの主軸がＸ軸方向前向きに割出
されたのち、工具交換位置に位置決めされ、９０°アン
ギュラアタッチメント対応の工具交換指令が出ると、交
換アームユニット１４が９０°旋回して交換アーム１５
が図５で仮想線にて示す前向きの姿勢となり、キャリア
１３が右行してグリッパ１５Ｂで９０°アタッチメント
主軸の使用済工具を把持する。

【００２６】次いで交換アーム１５の交換動作により９
０°アタッチメント主軸より使用済工具を抜き取り、代
わってグリッパ１５Ａに把持する次工具を挿入し、キャ
リア１３が中央位置へ左行して次工具から離れる。次い
で交換アームユニット１４が９０°旋回して旋回軸１５
ａが垂直となり、旋回軸方向に伸びたうえ、再びキャリ
ア１３が左行してグリッパ１５Ｂに把持する使用済工具
がレデイステーションポット１２と同心となり、交換ア
ーム１５が旋回軸方向に縮んで使用済工具をレデイステ
ーションポット１２に挿入する。

【００２７】次いでキャリア１３が中央位置に右行して
使用済工具から離れ、サブアーム９の前述と同じ動作に
よりマガジンポット８に使用済工具が戻される。

【００２８】

【考案の効果】本考案は上述のとおり構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。交換アームユニットを
０°，９０°及び９０°以外のアンギュラアタッチメン
トと同一角度の三位置に旋回割出可能とし、交換アーム
の旋回中心の両側に本機主軸及び９０°アンギュラアタ
ッチメント主軸用と、９０°以外のアンギュラアタッチ
メント主軸用の複数のグリッパを並列に設け、更にレデ
イステーションポットを複数のグリッパ対応位置に移動
位置決め可能として、本機主軸及び９０°アンギュラア
タッチメント主軸以外に９０°以外のアンギュラアタッ
チメント主軸の工具交換をも可能にしたので、簡単かつ
安価な構造で各種アンギュラアタッチメントを含めた自
動工具交換が可能となり自動化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】３０°アンギュラアタッチメント兼用形工具交
換装置の斜視配置図である。

【図２】門形マシニングセンタの正面姿図である。

【図３】本実施例のアンギュラアタッチメント兼用形工
具交換装置の上視図である。

【図４】図３の側面図である。

【図５】３０°アンギュラアタッチメントと交換アーム
ユニットの旋回割出し姿勢を表す側面図である。

【図６】従来の自動工具交換装置付門形マシニングセン
タの正面図である。

【図７】従来の自動工具交換装置によるエクステンショ
ンアタッチメントのたて主軸に対する工具交換動作を示
す斜視説明図である。

【符号の説明】

６ 主軸頭 ７ 工具マガジン １２ レデイステーションポット １４ 交換アームユニット １５ 交換アーム １５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ グリッパ １９ 流体圧シリンダ ２０ 移動台 ２３ ３０°アンギュラアタッチメント

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具マガジンと本機主軸又は主軸頭に着
   脱可能に装着された９０°アンギュラアタッチメント若
   しくは９０°以外のアンギュラアタッチメントとの間で
   レデイステーションポットを介して工具交換を行う自動
   工具交換装置において、前記主軸頭の移動方向に対して
   平行移動可能なキャリアに設けられ前記移動方向の直角
   平面内において、０°，９０°及び前記９０°以外のア
   ンギュラアタッチメントと同一角度の三位置に旋回割出
   し可能な交換アームユニットと、該交換アームユニット
   に１８０°旋回可能かつ旋回軸方向に抜き差し可能に設
   けられ、前記旋回軸の両側に前記本機主軸及び９０°ア
   ンギュラアタッチメント用と前記９０°以外のアタッチ
   メント用の複数のグリッパを並列に有する交換アーム
   と、前記レデイステーションポットを前記複数のグリッ
   パ対応位置にそれぞれ移動位置決めする手段とを含んで
   なり、複数のグリッパにより９０°以外のアンギュラア
   タッチメントの自動工具交換をも可能にしたことを特徴
   とするアンギュラアタッチメント兼用形工具交換装置。