JP2551679Y2 - アタッチメント交換装置 - Google Patents

アタッチメント交換装置

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JP2551679Y2 JP1991086369U JP8636991U JP2551679Y2 JP 2551679 Y2 JP2551679 Y2 JP 2551679Y2 JP 1991086369 U JP1991086369 U JP 1991086369U JP 8636991 U JP8636991 U JP 8636991U JP 2551679 Y2 JP2551679 Y2 JP 2551679Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、工作機械の主軸に装着
される工具のアタッチメント交換装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】工作機械の主軸には工具が直接装着され
る場合と、工作物の加工位置によっては、その加工位置
に工具が対応するようアタッチメントを介して装着され
る場合がある。従って、各種のアタッチメントが格納さ
れたアタッチメントマガジンを工作機械に近接して配置
し、主軸とアタッチメントマガジンとの間で自動交換が
行われるようになっている。
【0003】図7で示すように、テーブル1aをスライ
ド可能に支持したベッド1の両側に設立したコラム2
a,2bと、このコラム2a,2b上に固設した横フレ
ーム2とによる門型コラムに上下方向に移動可能なクロ
スレール3が設けられ、このクロスレール3に鉛直軸線
方向に主軸5が軸承された主軸頭4が横方向に移動可能
に支持された門型マシニングセンタにおいて、ベッド1
の側方にアタッチメント7が格納されたアタッチメント
マガジン6を固設した定置式のものと、図8で示すよう
に、アタッチメントマガジン6がベッド1に対して進退
移動可能としたシフト式のものとの2方式が知られてい
る。また、これらの門型マシニングセンタのように大形
の工作機械においては、作業者がテーブル1a上へ工作
物を取り付ける作業を容易にするために、ベッド1の両
側には作業スペースを確保する必要がある。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】上記図7の定置式の場
合は、アタッチメント交換に際して、主軸頭4を加工の
際の横ストロークS1に加えてアタッチメントマガジン
6の直上に位置するよう交換ストロークS2を必要とす
る。これに対して図8のシフト式の場合は、通常は加工
の妨げにならない位置にベッド1から離間した後退位置
にシフトされ、交換時には交換位置8をベッド1に最も
接近させることができるので、前記定置式の交換ストロ
ークS2を短縮しているが、アタッチメントの格納数が
増大するとシフト機構が大型化すると共に、構造が複雑
となる問題がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本考案は上記従来の問題
点を解決するために成されたものであり、その構成要旨
は、ベッド上で水平なX軸方向に移動するテーブルの両
側に直立する一対のコラムを立設し、このコラムに沿う
Z軸方向にクロスレールを昇降可能に案内し、このクロ
スレール上に主軸頭を前記X軸方向と直交する水平のY
軸方向に移動可能に案内し、前記主軸頭の前記Y軸方向
の移動経路の直下に設けられる交換位置へ複数のアタッ
チメントを直立状態で選択的に割出すアタッチメント交
換装置を備えた工作機械において、前記交換位置を前記
主軸頭の前記Y軸方向の移動経路の直下でかつ前記直立
コラムの一方の前記X軸方向における前方に設定し、少
なくとも一部に円弧状部を持つエンドレスのガイドレー
ルを前記テーブルのこのガイドレール側に面する側に作
業スペースを確保するように、かつ前記円弧状部が前記
交換位置を通るように配置し、各々が前記アタッチメン
トの一つを直立状態で着脱可能に支持する複数のアタッ
チメント支持手段を前記ガイドレールにより縦列周回走
行可能に案内し、前記交換位置へ前記複数のアタッチメ
ントの何れもが割出されないように少なくとも一か所の
空間部を設けて前記複数のアタッチメント支持手段をエ
ンドレスチェーンにより連結し、さらに前記エンドレス
チェーンを駆動し前記交換位置へ前記空間部および前記
アタッチメント支持手段の何れかを選択的に割出す割出
駆動装置を設け、前記空間部を交換位置へ割出したとき
は前記空間部において前記主軸頭が加工動作を遂行でき
るようにしたことを特徴とするものである。 また、上記
の構成のアタッチメント交換装置において、前記複数の
アタッチメントを直立状態でその内部に格納するアタッ
チメント交換装置の前記円弧状部を除く外面を覆うカバ
ーと、前記円弧状部を開放可能に覆うように前記カバー
に開閉可能に取り付けられた扉とをさらに含み、前記扉
は前記交換位置近辺における前記主軸頭の加工動作を妨
げないように前記複数のアタッチメントの上端部よりも
低い上面を一部に形成していることを特徴とするもので
ある
【0006】
【作用】上記の構成により、アタッチメントマガジンと
しては定置式であるが、マガジンと面したテーブルの側
面側に作業スペースを確保する要求を満足しつつ、縦列
周回走行する複数のアタッチメント支持台により多数の
アタッチメントを格納可能とし、加工時は空間部を割り
出して工作機械の工具とアタッチメントマガジンが干渉
しないようにし、アタッチメント交換時は、割出し位置
決めされるアタッチメント支持台と主軸頭との間でアタ
ッチメントを交換するものである。
【0007】
【実施例】以下本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。図1及び図2は本考案を門型マシニングセンタに応
用した例を示す図であり、10はベッド、11は前記ベ
ッド10上をX軸方向に水平移動するテーブルであり、
このテーブル11上に加工すべき工作物が位置決め固定
される。12a,12bは前記ベッド10の左右、つま
りテーブル11の移動方向と直交方向の両側に立設され
たコラムであり、その上端間には横フbーム12cが固
設され、前記コラム12a,12bと横フレーム12c
とによって前記ベッド10上方を跨ぐ門型コラムを形成
している。
【0008】前記コラム12a,12bにはクロスレー
ル13がZ軸方向に昇降動可能に設けられ、これに主軸
頭14が左右のY軸方向に移動可能に案内支持されてい
る。15は前記主軸頭14に鉛直軸線方向に軸承された
回転可能な主軸である。16は前記ベッド10の側方に
配置された工具マガジンであり、工具自動交換装置を介
して工具マガジンと主軸15との間で工具が交換され
る。17は門型マシニングセンタの操作盤である。
【0009】このような門型マシニングセンタにおい
て、前記ベッド10の側方で前記工具マガジン16に近
接して本考案のアタッチメントマガジン18が配置さ
れ、工具の交換時に必要に応じて工具のアタッチメント
が主軸頭14の主軸15に自動交換される。
【0010】アタッチメント交換装置の具体的な構成を
図3乃至図6により以下で説明する。図3及び図4にお
いて、19はベッド10の側方に近接して設置されたア
タッチメント交換装置18のカバーであり、ベッド10
に近い一端の上方に開口部21を有し、この開口部21
を開閉する扉20がカバー19の側壁にヒンジ47によ
り取り付けられ、扉20より突設されたアーム48に扉
開閉用シリンダ49が連結されていて、この扉開閉用シ
リンダが49の作動によって前記扉20が自動開閉可能
となっている。
【0011】前記カバー19内にはアタッチメント交換
装置の構成が内設されている。その構成を図3乃至図5
によって説明する。22は環状の内周ガイドレールであ
り、23は環状の外周ガイドレールであり、前記主軸頭
14のY軸移動方向と平行に設置されている。この環状
の内、外周ガイドレール22,23は丁度競走路(トラ
ック)のように両端のRコーナ部(円弧状部)と、この
Rコーナを結ぶ直線部とによる環状である。尚、内、外
周ガイドレール22,23は正円の環状でもよい。
【0012】さらに、前記内周ガイドレール22の全周
に沿ってチェーン支え台24と、内周ガイドレール22
の両端のRコーナ部にチェーンガイド25とが配置さ
れ、前記チェーン支え台24上にはエンドレスのチェー
ン26が周回可能に支持されている。
【0013】27は前記チェーン26を周回駆動させる
チェーン駆動装置である。このチェーン駆動装置27は
図6でも示すように、モータ38と、図略の減速機を介
して回転伝達され前記チェーン26に噛合するスプロケ
ット28と、後述するアタッチメント支持台33を所定
位置に割出しするための割出し装置とを有している。2
9はチェーン駆動装置27の部位に配置したチェーンガ
イドである。
【0014】前記割出し装置の構成は、前記モータ38
の回転軸に固着された駆動歯車39と、前記スプロケッ
ト28の回転軸に固着された中間歯車40と、この中間
歯車40と噛合する従動歯車42と、この従動歯車42
によって回動するエンコーダ41とを有し、前記スプロ
ケット28の回転軸にハート形のカムプレート30が固
着され、このカムプレート30の前記ハート形の凹溝に
係合してスプロケット28の回転をラフに規制するラフ
ノック32と、前記エンコーダ41の検出信号により作
動され、前記ラフノック32を進退作動するラフノック
シリンダ31とから構成されている。
【0015】前記内、外周ガイドレール22,23上に
は複数台のアタッチメント支持台33が縦列周回走行可
能に案内されている。このアタッチメント支持台33上
にはアタッチメント支持具33aが固定され、このアタ
ッチメント支持具33aにアタッチメント33bが格納
されている。前記内、外周ガイドレール22,23に案
内されるアタッチメント支持台33は図5で示すよう
に、内、外周ガイドレール22,23の両側面に接触す
る横方向ガイドローラ34と、内、外周ガイドレール2
2,23の上面に接触するカムフォロア35a、35b
とによって案内されている。前記アタッチメント支持台
33およびアタッチメント支持具33aは、アタッチメ
ント支持手段を構成する。
【0016】前記カムフォロア35a、35bは、内、
外周ガイドレール22,23の上面に対して傾斜軸線回
りに回転可能に軸支され、カムフォロア35a、35b
のテーパ面が内、外周ガイドレール22,23の上面に
当接している。これは、アタッチメント支持台33が
内、外周ガイドレール22,23のRコーナ部の走行を
円滑とするものであるが、内、外周ガイドレール22,
23の上面と平行な軸線回りに回転可能に支持したコロ
状のカムフォロアでもよい。
【0017】前記複数台の各アタッチメント支持台33
は所定のピッチ間隔で連結具36を介して前記チェーン
26に連結されている。このチェーン26に連結して縦
列する複数台のアタッチメント支持台33は、前記カバ
ー19の開口部21の直下に位置する内、外周ガイドレ
ール22,23の一端のRコーナ部にアタッチメント支
持台33が存在しない空間部が形成されるよう台数が設
定され、前記開口部21の直下をアタッチメント交換位
置43とする。これによって、アタッチメント交換位置
43に空間部が割り出された時のみ、前記扉20が閉め
た状態をとり得る。前記内、外周ガイドレール22,2
3は、その一端の円弧状のRコーナ部に設定した前記ア
タッチメント交換位置43が主軸頭14のY軸方向の移
動経路の直下でかつ一方の直立コラム12aのテーブル
11の移動方向つまりX軸方向の前方に位置されるよう
に工作機械に対し配置される。換言すれば、主軸頭14
のY軸方向の移動経路の直下でかつ一方の直立コラム1
2aのテーブル11の移動方向の前方に前記交換位置4
3が設定され、前記内、外周ガイドレール22,23は
その一端の円弧状のRコーナ部が前記交換位置43を通
るように工作機械に対し配置される。また、前記内、外
周ガイドレール22,23は、これに面する前記テーブ
ル11の側面側に作業スペースを確保するように工作機
械に対して配置される。好適には、内、外周ガイドレー
ル22,23は、その直線部をY軸方向と平行にして配
置される。
【0018】前記アタッチメント交換位置43には1台
のアタッチメント支持台33を位置決めする位置決め装
置44が設置されている。この位置決め装置44はアタ
ッチメント支持台33の走行方向に一定の間隔をおいて
ノック上下動用シリンダ45が設置され、このノック上
下動用シリンダ45のピストンロッド端にノック46を
設けた構造である。一方、各アタッチメント支持台33
の下面には、前記ノック46と対応するノック係合穴3
7が開設されている。
【0019】次に上記構成の動作について説明する。通
常ではアタッチメント交換位置43に空間部が割り出さ
れているためにカバー19の開口部21は扉20によっ
て閉じられていて、扉20の一部の高さを、加工時の主
軸頭14の作動を妨げない程度に低くできる。アタッチ
メント33bを交換するときには扉20が開口作動して
開口部21が開かれる。また、複数台の各アタッチメン
ト支持台33はチェーン26の周回移動によって内、外
周ガイドレール22,23に案内されて縦列周回走行す
るが、指令に基づき所要のアタッチメント33bを格納
又は交換するアタッチメント支持台33がアタッチメン
ト交換位置43の位置決め装置44に位置されるようエ
ンコーダ41によって割出しされる。
【0020】主軸頭14で使用していたアタッチメント
33bを格納する場合は、そのアタッチメント33bが
格納されていた空のアタッチメント支持台33が割出し
される。これには、空のアタッチメント支持台33が位
置決め装置44に位置したところでラフノックシリンダ
31によりラフノック32を前進させカムプレート30
に係合して、空のアタッチメント支持台33を位置決め
装置44上にラフな状態で位置決めする。その後、ノッ
ク上下動用シリンダ45によってノック46を上昇して
アタッチメント支持台33の下面に設けられているノッ
ク係合穴37に係合し、空のアタッチメント支持台33
を位置決めする。
【0021】この状態で主軸頭14をカバー19の開口
部21の直上に位置するようY軸方向に移動し、次いで
Z軸方向にクロスレール13を介して下降動させ、図1
における15aの位置まで主軸15を移動させることに
より主軸15からアタッチメント33bを空のアタッチ
メント支持台33に受け渡してアタッチメント支持具3
3aに格納する。
【0022】前記アタッチメント33bの格納が完了す
ると、次に交換するアタッチメント33bが格納されて
いるアタッチメント支持台33を前記と同様に割出し位
置決めして主軸15に新たに装着する。アタッチメント
33bが装着された主軸頭14は工作物の加工位置に戻
されて加工作業が行われる。
【0023】前記アタッチメント33bの交換動作が完
了すると、位置決め装置44で位置されていたアタッチ
メント支持台33は位置決めを解除してチェーン26の
回動によりアタッチメント交換位置43の空間部以外の
位置に移動し、開口部21の下部が空間となるように
し、扉20を閉めて次回の交換を待機する。
【0024】
【考案の効果】以上のように請求項1に記載の考案によ
ると、ガイドレールが形成する周回軌道上に複数台のア
タッチメントを格納するアタッチメント支持手段を縦列
周回移動可能に配置し、主軸頭のY軸方向の移動経路の
直下でかつ一方の直立コラムのテーブルの移動方向の前
方にアタッチメント交換位置を設定すると共に、前記ガ
イドレールをその円弧状部が前記交換位置を通るように
工作機械に対し配置し、さらに前記周回軌道上にアタッ
チメント支持手段が存在しない空間部を設けて、アタッ
チメント交換時のみアタッチメント交換位置に所要のア
タッチメント支持手段を割出しするようにした構成であ
るから、工作機械の主軸頭とアタッチメントマガジンと
の間でアタッチメントを交換する際に、加工の妨げなら
ない位置で交換を可能とすると共に、主軸頭のY軸方向
の余分なストロークが不要となり、主軸頭のY軸方向の
ストロークの減少により交換作業時間の短縮と、工作機
械の主軸頭のY軸方向の長さを短縮することが可能とな
る。また、ガイドレールを、これに面する前記テーブル
の一側に作業スペースを確保するように工作機械に対し
配置したので、前記テーブル上に工作物を取り付ける際
にアタッチメント交換装置が作業者の活動を妨げること
がない。
【0025】また、アタッチメント支持台は縦列周回移
動可能な構造であるため、小型のアタッチメントマガジ
ンによって多数個のアタッチメントを格納することがで
き、アタッチメントマガジンの設置スペースが縮小さ
れ、フロアスペースを確保することによりアタッチメン
トの格納個数を増加させるこも可能である。さらに、
請求項2に記載の考案によれば、アタッチメント交換装
置の前記円弧状部を除く外面を覆うカバーを設けると共
に、このカバーに対し扉を前記円弧状部を開放可能に覆
うように開閉可能に取り付け、この扉の前記交換位置近
辺における上面を前記主軸頭の前記交換位置近辺におけ
る加工動作を妨げないようにアタッチメント交換装置内
の複数のアタッチメントの上端部よりも低く形成したの
で、前記扉が前記交換位置近辺における前記主軸頭の加
工動作を妨げることがなく、しかもこの加工動作中に生
起される切削チップによってアタッチメント交換装置に
格納された複数のアタッチメントが汚染されることも防
止できる等の実用上の格別な効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案を備えた工作機械の正面図
【図2】図1の平面図
【図3】本考案の平面図
【図4】本考案の要部側面図
【図5】図3のA−A線断面図
【図6】チェーン駆動装置の拡大平面図
【図7】従来のアタッチメントマガジンを備えた工作機
械の正面図
【図8】従来のアタッチメントマガジンを備えた工作機
械の正面図
【符号の説明】
10 ベッド 14 主軸頭 18 アタッチメントマガジン 19 カバー 20 扉 21 開口部 22 内周ガイドレール 23 外周ガイドレール 24 チェーン支え台 26 チェーン 27 チェーン駆動装置 32 ラフノック 33 アタッチメント支持台 36 連結具 41 エンコーダ 43 アタッチメント交換位置 44 位置決め装置

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベッド上で水平なX軸方向に移動するテ
    ーブルの両側に直立する一対のコラムを立設し、このコ
    ラムに沿うZ軸方向にクロスレールを昇降可能に案内
    し、このクロスレール上に主軸頭を前記X軸方向と直交
    する水平のY軸方向に移動可能に案内し、前記主軸頭の
    前記Y軸方向の移動経路の直下に設けられる交換位置へ
    複数のアタッチメントを直立状態で選択的に割出すアタ
    ッチメント交換装置を備えた工作機械において、前記交
    換位置を前記主軸頭の前記Y軸方向の移動経路の直下で
    かつ前記直立コラムの一方の前記X軸方向における前方
    に設定し、少なくとも一部に円弧状部を持つエンドレス
    のガイドレールを前記テーブルのこのガイドレール側に
    面する側に作業スペースを確保するように、かつ前記円
    弧状部が前記交換位置を通るように配置し、各々が前記
    アタッチメントの一つを直立状態で着脱可能に支持する
    複数のアタッチメント支持手段を前記ガイドレールによ
    り縦列周回走行可能に案内し、前記交換位置へ前記複数
    のアタッチメントの何れもが割出されないように少なく
    とも一か所の空間部を設けて前記複数のアタッチメント
    支持手段をエンドレスチェーンにより連結し、さらに前
    記エンドレスチェーンを駆動し前記交換位置へ前記空間
    部および前記アタッチメント支持手段の何れかを選択的
    に割出す割出駆動装置を設け、前記空間部を交換位置へ
    割出したときは前記空間部において前記主軸頭が加工動
    作を遂行できるようにしたことを特徴とするアタッチメ
    ント交換装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のアタッチメント交換装
    置において、前記複数のアタッチメントを直立状態でそ
    の内部に格納するアタッチメント交換装置の前記円弧状
    部を除く外面を覆うカバーと、前記円弧状部を開放可能
    に覆うように前記カバーに開閉可能に取り付けられた扉
    とをさらに含み、前記扉は前記交換位置近辺における前
    記主軸頭の加工動作を妨げないように前記複数のアタッ
    チメントの上端部よりも低い上面を一部に形成している
    ことを特徴とするアタッチメント交換装置。
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