JP2566626Y2 - 多軸工作機械用自動工具交換装置 - Google Patents

多軸工作機械用自動工具交換装置

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JP2566626Y2
JP2566626Y2 JP3498392U JP3498392U JP2566626Y2 JP 2566626 Y2 JP2566626 Y2 JP 2566626Y2 JP 3498392 U JP3498392 U JP 3498392U JP 3498392 U JP3498392 U JP 3498392U JP 2566626 Y2 JP2566626 Y2 JP 2566626Y2
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雅洋 石川
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裕司 吉岡
歩 吉川
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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、多軸工作機械における
自動工具交換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来では、例えば、特開昭59−932
50公報に示すものがあり、この多軸工作機械用工具交
換装置は、図3に示すように、送りユニット3上に進退
可能に案内された主軸装置5と、この主軸装置5に回転
可能に設けられた複数の加工主軸7と、この複数の加工
主軸7を回転駆動する駆動要素6と、前記主軸装置5を
進退駆動する図示しない送り装置と、前記主軸装置5の
側部の横形ユニット1上に配設した2つの支持ブロック
9と、この頂端部10に各々一端を加工主軸7と直交す
る水平軸を中心として回動可能に取付けられた2つのア
ーム12と、各アーム12の他端に固着され、新旧の工
具保持用の開口部16が上下2列設けられた工具保持具
14と、アーム12を回動する図示しない旋回駆動装置
と、工具保持具14に設けられ、多軸工具8の保持を行
う図示しない工具保持装置とを備えており、旋回駆動装
置によって工具保持具14が加工主軸7と直交する水平
軸を中心として、主軸装置5の後側の工具取付け位置か
ら主軸装置5を越えて主軸装置5の前側の工具交換位置
まで回動して多軸工具8を搬送し、工具交換位置におい
て加工主軸7内のクランプ装置の作動及び送り装置4に
よる主軸装置5の進退により多軸工具8を自動で交換し
ていた。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】図3に示すような従来
の工具交換装置では、主軸装置5の後側の工具取付け位
置から主軸装置5の前側の工具交換位置までの距離が長
くなると、アーム12の旋回半径が大きくなるととも
に、アーム12を回動する旋回駆動装置が大型化してし
まうおそれがあり、また、アーム及び工具保持具14の
旋回範囲内おいては主軸装置5へ外部からの配管ができ
ないので、外部からの配管が行える範囲が制限されてし
まう等の問題があった。さらに、設計上、主軸装置5の
両側及び上側において、アーム12及び工具保持具14
との干渉を考えなければならなかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本考案は、上述した問題
を解決するためになされたもので、ベース上に進退可能
に案内される多軸加工ユニットと、この多軸加工ユニッ
トに回転可能に設けられ、工具が取付けられた複数の加
工主軸と、この複数の加工主軸を回転駆動する回転駆動
装置と、前記多軸加工ユニットを進退駆動する進退駆動
装置とを備え、治具に固定された複数のワークに対して
加工を行う多軸工作機械において、前記ベースの側面に
前記多軸加工ユニットの進退方向と平行に設けられた立
てカバーと、この立てカバー上に前記多軸加工ユニット
の進退方向と平行に固設された横スライドガイドと、こ
の横スライドガイドに摺動可能に案内された横スライド
テーブルと、この横スライドテーブルを前記多軸加工ユ
ニットの後側の工具取付け位置から前記多軸加工ユニッ
トの前側の工具交換位置まで進退駆動する駆動装置と、
前記横スライドテーブル上に前記多軸加工ユニットの進
退方向と直交する方向に固設された縦スライドガイド
と、この縦スライドガイドに摺動可能に案内された縦ス
ライドテーブルと、この縦スライドテーブル上に一端を
回転可能に固着し、新旧の工具保持用の保持穴が上下に
各々複数個設けられた工具保持具と、前記縦スライドテ
ーブルに設置され、前記工具保持具を所定角度旋回させ
る旋回用シリンダと、前記工具保持具が水平状態に旋回
された位置で前記縦スライドテーブルを進退駆動して前
記新旧の工具保持用の保持穴のうちどちらか一方の保持
穴を前記加工主軸と対応する位置に割り出しを行う進退
割出装置とを備えた多軸工作機械用自動工具交換装置と
を備えたものである。
【0005】
【作用】多軸加工ユニットが加工位置において、治具に
固定されたワークに対し、所定の加工を行う間、工具保
持具は、多軸加工ユニットの後側の工具取付け位置にお
いて、水平状態に旋回されている。工具保持具は、この
位置で、作業によって使用した工具が取り外されるとと
もに新しい工具が取付けられる。ここで、工具保持具の
上側の保持穴に新しい工具が取付けられており、下期の
保持穴は空いた状態にある。ワークの加工が終了し、多
軸加工ユニットが進退駆動装置により加工位置から非加
工位置まで後退され、加工主軸の駆動が停止される。こ
の時、工具の交換を行おうとする場合、まず、旋回用シ
リンダによって工具保持具が水平状態から90度旋回さ
れ、次いで、駆動装置によって横スライドテーブルが多
軸加工ユニットの後側の工具取付け位置から多軸加工ユ
ニットの前記の工具交換位置まで移動される。次に、旋
回用シリンダによって工具保持具が水平状態に90度旋
回され、次いで、進退割出装置によって縦スライドテー
ブルが進退駆動され、空いた状態にある工具保持具の下
側の保持穴を加工主軸と対応する位置に割り出しが行わ
れる。この状態で、進退駆動装置によって多軸加工ユニ
ットが所定量前進され、加工主軸に取付けられた工具が
工具保持具の保持穴に保持される。保持された状態で、
加工主軸の回転及び多軸加工ユニットの後退により、工
具が加工主軸から取り外される。次に、進退割出装置に
よって縦スライドテーブルが進退駆動され、新しい工具
が取付けられてある工具保持具の上側の保持穴を加工主
軸と対応する位置に割り出しが行われる。次いで、多軸
加工ユニットの前進、加工主軸の回転、多軸加工ユニッ
トの後退という具合に、先程の逆動作を行うことによ
り、工具保持具から新しい工具が加工主軸に取付けられ
る。その後、旋回用シリンダによって、工具保持具が水
平状態から90度旋回され、次いで、多軸加工ユニット
の後側の工具取付け位置まで駆動装置によって横スライ
ドテーブルが移動される。そして、旋回用シリンダによ
って、工具保持具が水平状態に90度旋回され、この状
態で作業者によって新旧の工具の取付け及び取り外しが
行われる。
【0006】以上のようにして、工具交換を行うので設
計上、多軸加工ユニットの一側面に対してのみ干渉を考
えればよく、設計がし易くなり、また、多軸加工ユニッ
トへの外部からの配管が行える範囲が拡大でき、さらに
工具取付け位置から工具交換位置までの距離が長くなっ
たとしても対応できる。
【0007】
【実施例】本考案の実施例を図面に基づいて説明する。
図1において、100はベースで、このベース100上
に加工ユニット用ガイド101が固設されている。この
加工ユニット用ガイド101上に加工ユニット102が
進退可能に案内されている。加工ユニット102は、ベ
ース100上に設けられた加工ユニット進退駆動用モー
タ103によってボールねじ104を介して進退駆動さ
れるようになっている。加工ユニット102には、各々
工具105が嵌着した8個の加工主軸106が回転可能
に設けられている。各々加工主軸106は加工ユニット
102上に設けられた回転駆動用モータ107によって
回転駆動されるようになっている。
【0008】図1中、108は治具ベースで、この治具
ベース108上において、ワーク109は位置決め部材
110によって位置決め及び固定されている。図1、図
2に示すように、ベース100の側面には立てカバー1
11が固着されており、この立てカバー111上に横ス
ライドガイド112ユニット102の進退方向と平行に
固設されている。この横スライドガイド112に横スラ
イドテーブル113が進退可能に案内されている。立て
カバー111には、加工ユニット102の進退方向と直
交する方向に回転可能に突起したピン114、115が
設けられ、このピン114、115に歯車116、11
7が固着し、この歯車116、117にチェーン118
が巻かれている。ピン114には、立てカバー111に
設けられた横スライドテーブル駆動用モータ119のロ
ッド119aが連結しており、また、チェーン118に
は、横スライドテーブル113に設けられた係合部11
3aが連結している。これにより、横スライドテーブル
駆動用モータ119によって、チェーン118の移動と
ともに、横スライドテーブル113が加工ユニット10
2の後側の工具取付け位置から加工ユニット102の前
側の工具交換位置まで進退するようになっている。
【0009】横スライドテーブル113上には、加工ユ
ニット102の進退方向と直交する方向に縦スライドガ
イド120が固設されている。この縦スライドガイド1
20に縦スライドテーブル121が進退可能に案内され
ている。また、横スライドテーブル113上には、縦ス
ライドテーブル駆動用シリンダ122が設置されてお
り、縦スライドテーブル121に設けられた係合部12
1aが縦スライドテーブル駆動用シリンダ122のロッ
ド122aに連結しており、これにより、縦スライドテ
ーブル駆動用シリンダ122によって縦スライドテーブ
ル121が進退するようになっている。
【0010】縦スライドテーブル121上には、加工ユ
ニット102の進退方向と直交する方向にブラケット1
23、123が互いに平行に固設され、このブラケット
123、123にはピン124が加工ユニット102の
進退方向と平行な軸線回りに回転可能に両端支持されて
いる。このピン124には、歯車125が固着し、この
歯車125には縦スライドテーブル121上に設けられ
た旋回用シリンダ126のピストンロッド126aに形
成されたラック歯126bが歯合している。前記ピン1
23の一端には工具保持具127が連結しており、旋回
用シリンダ126によって工具保持具127がピン12
3を軸心として所定量旋回可能となっている。
【0011】工具保持具127には、図2に示すよう
に、工具保持穴127a、127bが上下2列に16個
設けてあり、この工具保持穴127a、127bは図示
しない工具保持機能を備えている。ここで、上側の工具
保持穴127aには新しい工具105aを保持し、下側
の工具保持穴127bには使用した工具105bを保持
するようにする。
【0012】また、128はベース100上に設けられ
た位置決め用シリンダで、工具保持具127が旋回用シ
リンダ126によって図2に示すように水平状態に旋回
された状態で縦スライドテーブル駆動用シリンダ122
によって工具保持具127が上下方向に移動する際に工
具保持具127と位置決め用シリンダ128のロッド1
28aの端部に形成された当接部128bとが当接する
ことによって工具保持具127の工具保持穴126a、
126bの各々を加工主軸106と対応する位置に位置
決めを行う。ここで、位置決め用シリンダ128による
当接部126bの位置設定は、上昇端で工具保持具12
7と当接すると、下側の工具保持穴127bが加工主軸
106と対応する位置に位置決めされ、また、下降端で
は、上側の工具保持穴127aが加工主軸106と対応
する位置に位置決めされるようになっている。
【0013】なお、図1中、Aは加工ユニット102の
後側の工具取付け位置に工具保持具127が駆動した時
の位置を示す。次に上述した構成における作動について
説明する。加工ユニット102が図1に示すように非加
工位置にあり、この位置において、回転駆動モータ10
7によって加工主軸106が回転駆動し、次いで加工ユ
ニット進退駆動用モータ103によって加工ユニット1
02が所定量前進し、治具ベース108上の位置決め部
材110により位置決め及び固定されたワーク109に
対し、各加工主軸106に嵌着された工具105によっ
て所定の加工を行う間、工具保持具127は図1の2点
鎖線で示す位置Aに位置しており、水平に旋回された状
態にある。この状態で、作業者によって使用した工具1
05bが取り外されるとともに新しい工具105aが取
付けられ、下側の工具保持穴127bは空いた状態にな
る。
【0014】ワーク109の加工が終了し、加工ユニッ
ト102が加工ユニット進退駆動用モータ103によっ
て非加工位置まで後退し、加工主軸106の駆動が停止
される。この時、工具交換を行おうとする場合、まず、
旋回用シリンダ126によって、工具保持具127が水
平状態から90度旋回され、次いで、横スライドテーブ
ル駆動用モータ119によって横スライドテーブル11
3が立てカバー111に固設された横スライドガイド1
12に案内されて、加工ユニット102の後側の工具取
付け位置から加工ユニット102の前側の工具交換位置
まで移動する。次に、旋回用シリンダ126によって工
具保持具127が水平状態に90度旋回れれる。ここ
で、位置決め用シリンダ128によって当接部128b
が上昇端部位置に移動されており、次に、工具保持具1
27が当接部128bに当接する位置まで縦スライドテ
ーブル駆動用シリンダ122によって縦スライドテーブ
ル120が進退駆動される。この時、加工主軸106
と、空いた状態にある下側の工具保持穴127bが対応
した位置となる。
【0015】この状態で、加工ユニット進退駆動用モー
タ103により、加工ユニット102が所定量前進し、
使用した工具105bが工具保持穴127bに保持され
る。次に、回転駆動用モータ107による加工主軸10
6の回転及び加工ユニット進退駆動用モータ103によ
る加工ユニット102の後退の動作により使用した工具
105bが加工主軸106から取り外される。
【0016】次に、位置決め用シリンダ128によって
当接部128bが下降端位置に移動され、次いで、工具
保持具127が当接部128bに当接する位置まで縦ス
ライドテーブル駆動用シリンダ122によって縦スライ
ドテーブル120が進退駆動される。この時、加工主軸
106と、新しい工具105aを保持した上側の工具保
持穴127aが対応した位置となる。次に、加工ユニッ
ト進退駆動モータ103による加工ユニット102の前
進、回転駆動用モータ107による加工主軸106の回
転、加工ユニット102の後退という具合に先程の逆動
作を行うことにより、加工主軸106に新しい工具10
5aが取付けられる。
【0017】工具交換が完了すると、旋回用シリンダ1
26によって工具保持具127が水平状態から90度旋
回され、次に横スライドテーブル駆動用モータ119に
よって横スライドテーブル113が加工ユニット102
の後側の工具取付け位置まで移動する。次に、旋回用シ
リンダ126によって工具保持具127が水平状態に9
0度旋回される。この状態で、再び作業者により、使用
した工具105bの取り外し及び新しい工具105aの
取付けが行われる。
【0018】以上のようにして、工具交換を行うので、
設計上、加工ユニットの一側面に対してのみ干渉を考え
ればよく、設計がし易くなり、また、加工ユニットへの
外部からの配管が行える範囲が拡大でき、さらに、工具
取付け位置から工具交換位置までの距離が長くなったと
しても対応できる。
【0019】
【考案の効果】本考案の多軸工作機械用自動工具交換装
置は、ベースの側面に多軸加工ユニットの進退方向と平
行に設けられた立てカバーと、この立てカバー上に前記
多軸加工ユニットの進退方向と平行に固設された横スラ
イドガイドと、この横スライドガイドに摺動可能に案内
された横スライドテーブルと、この横スライドテーブル
を前記多軸加工ユニットの後側の工具取付け位置から前
記多軸加工ユニットの前側の工具交換位置まで進退駆動
する駆動装置と、前記横スライドテーブル上に前記多軸
加工ユニットの進退方向と直交する方向に固設された縦
スライドガイドと、この縦スライドガイドに摺動可能に
案内された縦スライドテーブルと、この縦スライドテー
ブル上に一端を回転可能に固着し、新旧の工具保持用の
保持穴が上下に各々複数個設けられた工具保持具と、前
記縦スライドテーブルに設置され、前記工具保持具を所
定角度旋回させる旋回用シリンダと、前記工具保持具が
水平状態に旋回された位置で前記縦スライドテーブルを
進退駆動して前記新旧の工具保持用の保持穴のうちどち
らか一方の保持穴を前記加工主軸と対応する位置に割り
出しを行う進退割出装置とを備えているので、設計上、
多軸加工ユニットの一側面に対してのみ干渉を考えれば
よく、設計がし易くなり、また、多軸加工ユニットへの
外部からの配管が行える範囲が拡大でき、さらに、工具
取付け位置から工具交換位置までの距離が長くなったと
しても対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の実施例の上面図である。
【図2】本考案の実施例の側面図である。
【図3】従来の多軸工作機械用自動工具交換装置の全体
構成図である。
【符号の説明】
100 ベース 101 加工ユニット用ガイド 102 加工ユニット 103 加工ユニット進退駆動用モータ 104 ボールねじ 105 工具 106 加工主軸 107 回転駆動用モータ 108 治具 109 ワーク 110 位置決め部材 111 立てカバー 112 横スライド 113 横スライドテーブル 114,115 ピン 116,117 歯車 118 チェーン 119 横スライドテーブル駆動用モータ 120 縦スライドガイド 121 縦スライドテーブル 122 縦スライドテーブル駆動用シリンダ 123 ブラケット 124 ピン 125 歯車 126 旋回用シリンダ 127 工具保持具 128 位置決め用シリンダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 石川 雅洋 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)考案者 吉村 博仁 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)考案者 吉岡 裕司 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)考案者 吉川 歩 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 実開 平1−155145(JP,U)

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベース上に進退可能に案内される多軸加
    工ユニットと、この多軸加工ユニットに回転可能に設け
    られ、工具が取付けられた複数の加工主軸と、この複数
    の加工主軸を回転駆動する回転駆動装置と、前記多軸加
    工ユニットを進退駆動する進退駆動装置とを備え、治具
    に固定された複数のワークに対して加工を行う多軸工作
    機械において、前記ベースの側面に前記多軸加工ユニッ
    トの進退方向と平行に設けられた立てカバーと、この立
    てカバー上に前記多軸加工ユニットの進退方向と平行に
    固設された横スライドガイドと、この横スライドガイド
    に摺動可能に案内された横スライドテーブルと、この横
    スライドテーブルを前記多軸加工ユニットの後側の工具
    取付け位置から前記多軸加工ユニットの前側の工具交換
    位置まで進退駆動する駆動装置と、前記横スライドテー
    ブル上に前記多軸加工ユニットの進退方向と直交する方
    向に固設された縦スライドガイドと、この縦スライドガ
    イドに摺動可能に案内された縦スライドテーブルと、こ
    の縦スライドテーブル上に一端を回転可能に固着し、新
    旧の工具保持用の保持穴が上下に各々複数個設けられた
    工具保持具と、前記縦スライドテーブルに設置され、前
    記工具保持具を所定角度旋回させる旋回用シリンダと、
    前記工具保持具が水平状態に旋回された位置で前記縦ス
    ライドテーブルを進退駆動して前記新旧の工具保持用の
    保持穴のうちどちらか一方の保持穴を前記加工主軸と対
    応する位置に割り出しを行う進退割出装置とを備えた多
    軸工作機械用自動工具交換装置。
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