JP2578412B2 - Automatic stylus changer for copying machine tools - Google Patents

Automatic stylus changer for copying machine tools

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JP2578412B2
JP2578412B2 JP61203863A JP20386386A JP2578412B2 JP 2578412 B2 JP2578412 B2 JP 2578412B2 JP 61203863 A JP61203863 A JP 61203863A JP 20386386 A JP20386386 A JP 20386386A JP 2578412 B2 JP2578412 B2 JP 2578412B2
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magazine
tracer
tracer head
head
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浩 大関
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Makino Milling Machine Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q35/00Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
    • B23Q35/04Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
    • B23Q35/24Feelers; Feeler units

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
  • Machine Tool Copy Controls (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、倣い工作機械の自動スタイラス交換装置に
関し、スタイラス自動交換の迅速性を改善すると共に構
造の簡単化を図って改良された倣い工作機械の自動スタ
イラス交換装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic stylus changing device for a copying machine tool, and relates to an improved copying machine that improves the speed of automatic stylus changing and simplifies the structure. The present invention relates to an automatic stylus changing device for a machine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

倣い工作機械の自動スタイラス交換装置は既に種々提
案されており、例えば、特公昭60−59109号公報には本
出願人による2種の自動スタイラス交換装置が提案され
ている。すなわち、それら2種の一方の倣い工作機械の
自動スタイラス交換装置においては、工作機械のテーブ
ル上に固設配置でスタイラス貯蔵装置を設け、工作機械
の主軸頭とトレーサヘッド支持台とを一体にしてテーブ
ルに対しX、Y、Zの3軸方向に相対移動させることに
より、該トレーサヘッドを上記スタイラス貯蔵装置上へ
接近、位置決めし、トレーサヘッドのトレーサ軸とスタ
イラス貯蔵装置との間で所望のスタイラスへの自動交換
を遂行するようにしている。この形式の自動スタイラス
交換装置は、工作機械のテーブルや主軸頭におけるX、
Y、Z3軸方向の送り機構を利用してトレーサヘッドをス
タイラス貯蔵装置に対して接近、離反させ得る利点が有
る反面で、倣いモデルをテーブル上に載置するときにテ
ーブル上に固設配置されているスタイラス貯蔵装置が障
害になり、また、テーブルの移動ストロークは、トレー
サヘッドをテーブル端に設けられるスタイラス貯蔵装置
へ到達させ得るように工作上から必要な距離寸法より長
いストローク長を要するという不都合がある。しかもス
タイラスの自動交換の度に上述の如く、X、Y、Zの3
軸方向の機械動作を要することから機械加工作用を中断
してスタイラス交換を完了し、再び機械加工作用を開始
するまでの時間が比較的長時間になるという不利が有
り、しかも機械加工の中断時点におけるトレーサヘッド
の位置がスタイラス貯蔵装置に対して必ずしも一定して
いないため、スタイラスの貯蔵装置上への移動位置決め
を遂行させる指令をその都度、変更しなければならない
という不利も有る。
Various types of automatic stylus changers for copying machine tools have already been proposed. For example, Japanese Patent Publication No. 60-59109 discloses two types of automatic stylus changers by the present applicant. That is, in the automatic stylus changing device of one of the two copying machine tools, a stylus storage device is provided in a fixed arrangement on the table of the machine tool, and the spindle head of the machine tool and the tracer head support are integrated. The tracer head is moved closer to and positioned on the stylus storage device by moving the tracer head relative to the table in three X, Y and Z directions, and a desired stylus is moved between the tracer shaft of the tracer head and the stylus storage device. The automatic exchange to is performed. This type of automatic stylus changer is used for X,
The tracer head can be moved closer to and away from the stylus storage device by using the feed mechanism in the Y and Z axes, but it is fixed and arranged on the table when the copying model is placed on the table. In addition, the stylus storage device that is used is an obstacle, and the moving stroke of the table requires a stroke length longer than a required distance dimension from the work so that the tracer head can reach the stylus storage device provided at the end of the table. There is. In addition, every time the stylus is automatically replaced, the X, Y, and Z
Since the mechanical operation in the axial direction is required, there is a disadvantage that the machining operation is interrupted, the stylus exchange is completed, and the time required to start the machining operation again becomes relatively long. However, the position of the tracer head is not always constant with respect to the stylus storage device, so that there is a disadvantage in that the command for performing the movement positioning of the stylus on the storage device must be changed each time.

上述した前者の種類の倣い工作機械の自動スタイラス
交換装置に対して、他方の種類の自動スタイラス交換装
置は、トレーサヘッド支持用のトレーサアームの端部に
スタイラスマガジンを固定し、トレーサヘッドとスタイ
ラスマガジンとの間には周知の工作機械の自動工具交換
装置で採用されている交換アームと同様のスタイラス交
換用のチェンジャアームを設け、このチェンジャアーム
の上下方向の移動や旋回動作を利用してスタイラス交換
を達成する構成が採られている。この構成は、スタイラ
スマガジンが工作機械のテーブル上には無いが、トレー
サヘッド支持用のトレーサアーム先端部にスタイラスマ
ガジンとチェンジャアームとの両者を組み込まれなけれ
ばならないという配置空間の確保で設計上から無理な点
があり、また、チェンジャアームにはトレーサヘッドの
トレーサ軸やスタイラスマガジンのソケットからスタイ
ラスを抜き差ししたり、スタイラスの装着手段を錠止、
解錠したり、スタイラスを入れ換えるための旋回を行っ
たり、機械加工時に障害とならないスタンバイ位置へ復
帰する等の種々の機能を要すると共にそれに伴う多数の
アクチュエータを必要とする等の不利があり、構造も比
較的複雑になるという欠点がある。
In contrast to the above-described automatic stylus changing device of the copying machine tool of the former type, the other type of automatic stylus changing device has a stylus magazine fixed to an end of a tracer arm for supporting a tracer head, and a tracer head and a stylus magazine. A stylus changer arm similar to the change arm used in the automatic tool changer of a well-known machine tool is provided between the stylus changer arm and the stylus changer using the vertical movement and the turning operation of the changer arm. Is achieved. This configuration has a stylus magazine that is not on the table of the machine tool, but has both a stylus magazine and a changer arm at the tip of the tracer arm for supporting the tracer head. There is an impossible point.In addition, the stylus is pulled out of the changer arm from the tracer shaft of the tracer head or the socket of the stylus magazine, and the stylus mounting means is locked.
It has various disadvantages such as unlocking, turning for replacing the stylus, returning to a standby position that does not interfere with machining, and the need for a number of actuators associated therewith. Also has the disadvantage of being relatively complex.

〔解決すべき問題点〕[Problems to be solved]

依って、上述した既提案の倣い工作機械の自動スタイ
ラス交換装置では、機能上又構造上から改善すべき種々
の難点が有るので、本発明はスタイラスマガジンをテー
ブル上に載置する構造を排して倣いモデルの取付や作業
者によるモデルへの接近性を良好にし、その上、スタイ
ラス交換に要する時間の短縮を図り、また機械構造的に
も適正な空間利用と構造のより簡素化を図り、機能、構
造の両面から改善された倣い工作機械の自動スタイラス
交換装置を提供せんとするものである。
Therefore, the above-described automatic stylus changing apparatus for a copying machine tool has various difficulties to be improved in terms of function and structure. Therefore, the present invention eliminates the structure for mounting the stylus magazine on the table. In addition to improving the access to the model by attaching the copying model and the operator, the time required for stylus replacement is shortened, and the space utilization and the structure are simplified in terms of mechanical structure. It is an object of the present invention to provide an automatic stylus changing device for a copying machine tool improved in both functions and structure.

〔解決手段〕[Solution]

上述の発明目的に鑑みて、本発明によれば、倣い工作
機械のトレーサヘッドのトレーサ軸に装着するスタイラ
スを交換指令に応じて自動的に交換する倣い工作機械の
自動スタイラス交換装置において、トレーサヘッド支持
台上でトレーサヘッドを昇降動作させるトレーサヘッド
昇降作動手段と、前記トレーサヘッド支持台に移動自在
に取付けられると共に複数個のスタイラスを一定姿勢で
収納し、所望のスタイラスをスタイラス交換位置に割出
し可能になったスタイラスマガジンと、前記トレーサヘ
ッドのトレーサ軸にスタイラスを着脱自在に装着するた
めに各スタイラスに具備されたスタイラス装着手段と、
前記スタイラスマガジンを前記トレーサヘッドから離れ
た退避位置と前記トレーサヘッドに直近したスタイラス
転送位置との間でスタイラス交換指令に応じて移動させ
るマガジン移動手段と、前記スタイラスマガジンが前記
スタイラス転送位置に移動したとき該スタイラスマガジ
ンのスタイラス交換位置で被交換用のスタイラスの前記
スタイラス装着手段をクランプ状態又はアンクランプ状
態にする着脱作動手段とを備えて構成され、倣い工作機
械のトレーサヘッドのトレーサ軸に装着するスタイラス
を交換指令に応じて自動的に交換する倣い工作機械の自
動スタイラス交換装置において、前記スタイラスマガジ
ンは、前記トレーサヘッド支持台に移動自在に取付けら
れたマガジンベースと、前記マガジンベースに回転可能
に支持され、前記複数のスタイラスを各保持する受承面
および切欠き部を外周に複数個形成したマガジン板と、
前記マガジン板を前記スタイラス交換位置に対して制御
指令に応じて割出し回転させる回転駆動手段とで構成さ
れ、前記スタイラス装着手段は、前記トレーサヘッドの
トレーサ軸の先端に形成した先細円錐形状部分の外周に
形成したV溝に係合する複数個のクランプ用球体と、下
端にスタイラスを取付け具備すると共に内部に前記トレ
ーサ軸の先端の先細円錐形状部分と相補形の嵌合凹所お
よび前記複数個のクランプ用球体を遊嵌受容する複数の
ラジアル受孔を備えたソケット部材と、前記ソケット部
材を上下に相対移動可能に収納すると共に下端内部に前
記ラジアル受孔に臨む球体当接面を、また下端外部にフ
ランジを形成され、かつ上端にトレーサ軸先端の挿入口
を形成されたスリーブ部材と、前記ソケット部材の上端
と前記スリーブ部材の上端との間に装着されて前記スリ
ーブ部材の球体当接面を前記ソケット部材に受容された
前記複数個のクランプ用球体に向けて圧接せしめクラン
プ力を付与する圧縮ばねとで構成され、前記着脱作動手
段は、前記マガジンベースにおける前記マガジン板の外
周部との対設位置に枢着され、2又形状部で前記スリー
ブ部材のフランジに係合して該スリーブ部材を前記圧縮
ばねに抗して押し下げるように伸張作動可能な多リンク
形のレバーと、前記マガジンベースにおける前記マガジ
ン板の外周部から離れた位置に枢着保持されると共に、
前記多リンク形のレバーに伸縮ピストン端を結合したシ
リンダ装置とを備え、該シリンダ装置はスタイラス交換
指令に応動して前記多リンク形のレバーにより前記スタ
イラス装着手段をアンクランプさせる伸張位置と該スタ
イラス装着手段をクランプさせ、かつ前記マガジン板を
干渉なく割り出し回転可能にする収縮位置との間で伸張
収縮するように構成されたことを特徴とする倣い工作機
械の自動スタイラス交換装置を提供するもので、これに
よれば、スタイラスマガジンがスタイラス交換に際し
て、退避位置からトレーサヘッドのトレーサ軸に直近し
たスタイラス転送位置へ移動してスタイラス交換に備え
ることができるからトレーサヘッドや工作機械側の主軸
頭、テーブル等がスタイラス交換の目的のみでスタイラ
スマガジンに向けて3次元的に移動する必要はなく、し
かも、チェンジャアームを要すること無く、スタイラス
交換を遂行するのである。以下、本発明を添付図面に示
す実施例に基づいて詳細に説明する。
In view of the above-described object, according to the present invention, there is provided an automatic stylus changing apparatus for a copying machine tool that automatically changes a stylus mounted on a tracer shaft of a tracer head of the copying machine tool in accordance with an exchange command. A tracer head lifting / lowering operation means for raising / lowering the tracer head on the support, and a plurality of styluses which are movably mounted on the tracer head support and accommodate a plurality of styli in a fixed posture, and index a desired stylus to a stylus replacement position. Stylus magazine enabled, stylus mounting means provided on each stylus to removably mount a stylus on the tracer shaft of the tracer head,
A magazine moving means for moving the stylus magazine between a retracted position away from the tracer head and a stylus transfer position closest to the tracer head in accordance with a stylus exchange command; and the stylus magazine has been moved to the stylus transfer position. At the stylus exchange position of the stylus magazine, the attachment / detachment actuation means for setting the stylus attachment means of the stylus to be exchanged into the clamped state or the unclamped state, and attached to the tracer shaft of the tracer head of the copying machine tool. In an automatic stylus changing device of a copying machine tool for automatically changing a stylus in response to a change command, the stylus magazine is rotatably mounted on the magazine base movably mounted on the tracer head support base and the magazine base. Supported, said A magazine plate in which a plurality is formed on the outer peripheral of the nest surface and notch for respective holding the number of styli,
Rotation driving means for indexing and rotating the magazine plate with respect to the stylus replacement position in accordance with a control command, wherein the stylus mounting means includes a tapered conical portion formed at a tip of a tracer shaft of the tracer head. A plurality of clamping spheres engaged with a V-groove formed on the outer periphery; a stylus attached to a lower end; and a fitting recess formed therein and complementary to a tapered conical portion at the tip of the tracer shaft; A socket member having a plurality of radial receiving holes for loosely receiving the clamping spheres, and a sphere contact surface facing the radial receiving holes inside the lower end while accommodating the socket members so as to be vertically movable, A sleeve member having a flange formed outside the lower end and an insertion opening at the top end formed with an insertion port at the tip of the tracer shaft; an upper end of the socket member and the sleeve portion; A compression spring mounted between the upper end of the sleeve member and pressing the sphere contact surface of the sleeve member toward the plurality of clamping spheres received by the socket member to apply a clamping force; The attachment / detachment actuating means is pivotally attached to the magazine base at a position opposed to the outer peripheral portion of the magazine plate, and is engaged with a flange of the sleeve member at a bifurcated portion to press the sleeve member against the compression spring. A multi-link lever operable to extend and push down, and pivotally held at a position in the magazine base away from the outer periphery of the magazine plate;
A cylinder device in which a telescopic piston end is coupled to the multi-link type lever, wherein the cylinder device responds to a stylus exchange command to extend and retract the stylus mounting means by the multi-link type lever and the stylus; An automatic stylus changing device for a copying machine tool, characterized in that the mounting means is clamped, and the magazine plate is configured to expand and contract between a retracted position where the magazine plate can be indexed and rotated without interference. According to this, when the stylus magazine is replaced with a stylus, the stylus magazine can be moved from the retracted position to the stylus transfer position close to the tracer axis of the tracer head to prepare for the stylus replacement. For stylus exchange only for stylus magazine There is no need to move dimensionally, moreover, without requiring changer arm is to perform a stylus replacement. Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、本発明による倣い工作機械の自動スタイラ
ス交換装置の1実施例における構造要部を示した断面図
であり、また第2図は、この自動スタイラス交換装置を
備えた倣い工作機械の正面図、第3図は第2図の矢視II
I−III方向から見たトレーサヘッドの構成を示す断面
図、第4図は第1図のIV−IV線による断面図、第5図は
スタイラス装着手段の構造を示す断面図、第6図はスタ
イラス交換の作用を説明するフローチャートである。
FIG. 1 is a sectional view showing an essential part of a structure of an automatic stylus changing device of a copying machine tool according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a copying machine tool having the automatic stylus changing device. FIG. 3 is a front view, and FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 1, FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of the stylus mounting means, and FIG. It is a flowchart explaining the effect | action of a stylus exchange.

先づ、第2図を参照すると、本発明による自動スタイ
ラス交換装置を備えた倣い工作機械の全体構成が図示さ
れている。この倣い工作機械は床面上に固定されるベッ
ド10上に第2図の紙面に対して垂直なY軸方向にガイド
12を案内にして直線移動可能なサドル14が設けられてお
り、このサドル14上には上記Y軸方向と直交するX軸方
向(第2図の紙面に沿う方向)に直線移動可能なテーブ
ル16が設けられている。また、ベッド10の背面部分には
コラム18が固定配置で立設されており、このコラム18上
に主軸頭20がテーブル16の上面に対して垂直なZ軸方向
に該コラム18に形成された案内面に沿って直線移動可能
に設けられている。この主軸頭20は工具Tが装着される
工具主軸22を有し、テーブル16上のワークWに対して機
械加工を行う。上述したサドル14、テーブル16、主軸頭
20の直線移動をそれぞれ駆動する駆動源としてY軸モー
タMy、X軸モータMx、Z軸モータMzが設けられている。
Referring first to FIG. 2, there is shown an overall configuration of a copying machine tool provided with an automatic stylus changing device according to the present invention. This copying machine tool is guided on a bed 10 fixed on the floor in the Y-axis direction perpendicular to the plane of FIG.
A saddle 14 that can move linearly with the guide 12 is provided. On this saddle 14, a table 16 that can move linearly in the X-axis direction (along the plane of FIG. 2) orthogonal to the Y-axis direction is provided. Is provided. A column 18 is fixedly provided upright on the back surface of the bed 10, and a spindle head 20 is formed on the column 18 in the Z-axis direction perpendicular to the upper surface of the table 16 on the column 18. It is provided so as to be able to move linearly along the guide surface. The spindle head 20 has a tool spindle 22 on which a tool T is mounted, and performs machining on a workpiece W on the table 16. Saddle 14, table 16, spindle head described above
Y-axis motor M y, X-axis motor M x, Z-axis motor M z is provided a linear movement of the 20 as a drive source for driving, respectively.

上記コラム18上には更に周知の自動工具交換装置にお
ける工具マガジン24がその中心軸線まわりに回転可能に
取付けられており、この工具マガジン24には複数の工具
Tが工具ソケットを介して着脱自在に収納されている。
自動工具交換に当っては、工具マガジン24内の所望の工
具Tを鎖線で図示した工具交換位置Taに割出し、この工
具交換位置Taに割出した工具Tを工具主軸22に装着され
た工具Tと工具交換アーム26を用いて相互に自動交換す
るようになっている。28は工具主軸22を手動操作で上下
に変位させるためのハンドルである。
A tool magazine 24 of a well-known automatic tool changer is mounted on the column 18 so as to be rotatable about its central axis, and a plurality of tools T are detachably attached to the tool magazine 24 via a tool socket. It is stored.
Hitting the automatic tool change, indexing the desired tool T tool change position shown in chain line T a within the tool magazine 24 is mounted a tool T indexed in the tool change position T a to the tool spindle 22 The tool T and the tool change arm 26 are used to automatically change one another. Reference numeral 28 denotes a handle for manually displacing the tool spindle 22 up and down.

他方、倣い工作機械においては、コラム18から横方向
に延設されたアーム状のトレーサヘッド支持台30が設け
られており、このトレーサヘッド支持台30にトレーサヘ
ッド32が上、下に昇降可能に保持され、該トレーサヘッ
ド32の下端にスタイラス34が着脱自在に装着される構成
となっている。トレーサヘッド32の昇降動作は昇降用モ
ータMTによって駆動され、後述のようにトレーサヘッド
自体は、トレーサヘッド移動台36の下端に保持され、該
トレーサヘッド移動台36が昇降用モータMTの作動に応じ
てトレーサヘッド支持台30に対して上、下に移動し、そ
のときトレーサヘッド32も一緒に上、下に昇降動作する
構成となっている。また、トレーサヘッド支持台30には
第2図に表われない位置にスタイラスマガジンの支持台
が別体取付け構造又は一体構造によって設けられてお
り、そのスタイラスマガジン支持台に後述するスタイラ
スマガジン40が複数の交換用スタイラスを貯蔵しかつト
レーサヘッド32との間でスタイラス交換を行うために設
けられている。
On the other hand, in the copying machine tool, an arm-shaped tracer head support 30 extending in the lateral direction from the column 18 is provided, and the tracer head 32 can be moved up and down on the tracer head support 30. The stylus is held at the lower end of the tracer head 32 so as to be detachable. Elevating operation of the tracer head 32 is driven by the lifting motor M T, tracer head itself, as described later, is held in the lower end of the tracer head moving table 36, actuating the tracer head moving table 36 of the elevating motor M T Accordingly, the tracer head 32 moves up and down with respect to the tracer head support 30. At this time, the tracer head 32 moves up and down together. Further, a stylus magazine support stand is provided on the tracer head support base 30 at a position not shown in FIG. 2 by a separate mounting structure or an integral structure, and the stylus magazine support base has a plurality of stylus magazines 40 described later. Is provided for storing the replacement stylus and for exchanging the stylus with the tracer head 32.

上述した機械的構成に加えて、倣い工作機械は電気的
制御手段として倣い制御部100、スタイラス交換制御部1
02等が具備され、前者の倣い制御部100は、テーブル16
上に設置された倣いモデルMをトレーサヘッド32のスタ
イラス34が倣い変位すると、その変位信号をトレーサヘ
ッド32から受信してX,Y,Z軸のそれぞれのモータMX
MY,MZの作動を制御し、倣いモデルMと同寸法又は相似
寸法にワークWを倣い加工する制御機能部として設けら
れている。一方、スタイラス交換制御部102は倣い加工
工程の間にスタイラス34の交換が必要となったことを上
記の倣い制御部100から指令信号として受信すると、ト
レーサヘッド32の昇降用モータMTとスタイラスマガジン
40とにスタイラス交換に伴う制御信号を送出して、トレ
ーサヘッド32のトレーサ軸に対してスタイラス34の自動
交換を遂行するように構成されている。
In addition to the mechanical configuration described above, the copying machine tool includes a copying control unit 100 and a stylus exchange control unit 1 as electrical control means.
02 etc., and the former copying control unit 100
When the stylus 34 of the tracer head 32 is displaced by the stylus 34 of the tracer head 32, the displacement signal is received from the tracer head 32, and the motors M X , X ,
It is provided as a control function unit that controls the operations of M Y and M Z and copies the workpiece W to the same or similar dimensions as the copying model M. On the other hand, when receiving the exchange of the stylus 34 is needed between the stylus exchange control unit 102 trace machining process as a command signal from the above-mentioned scanning control unit 100, the lifting motor M T and stylus magazine tracer head 32
A control signal accompanying stylus replacement is sent to the stylus 40 and the stylus 34 is automatically replaced with respect to the tracer shaft of the tracer head 32.

ここで、第3図を参照すると、同図には第1図に示し
たトレーサヘッド支持台30に保持されたトレーサヘッド
32の昇降作動機構の詳細な構成例が示されている。トレ
ーサヘッド支持台30は、顎部30aの前面部にブラケット4
2を有し、このブラケット42に前述したトレーサヘッド
移動台36が案内面44に沿って上、下の方向に昇降動作で
きるように取付けられている。トレーサヘッド移動台36
は、その最下端に適宜の固定手段によって固定されたト
レーサヘッド32を有し、そのトレーサヘッド32の先端に
スタイラス34(第2図)を装着するためのトレーサ軸33
が設けられている。またトレーサヘッド移動台36は図示
のように中空構造体として構成され、その内部の上方に
設けられた座46にナット48が固着されている。そして、
このナット48にはトレーサヘッド移動台36の軸方向に所
定の長さを有した送りねじ50が螺合され、この送りねじ
50の上端は、前記のブラケット42の上端に設けられた台
座52に取付けられた回転軸受54によって回転可能に、か
つ軸方向には不動に支承され、そしてプーリ56aに結合
されている。52aはカバーである。また、プーリ56aは、
ベルト58を介してトレーサヘッド32の昇降用モータMT
出力軸端に取付けられた他のプーリ56bに結合されて昇
降用モータMTの回転出力を送りねじ50に伝達するベルト
プーリ機構を構成している。そして、送りねじ50とナッ
ト48とはトレーサヘッド移動台36及びトレーサヘッド32
の昇降用送りねじ機構を構成している。なお、昇降用モ
ータMTとしては、サーボモータを用い、制御信号に従っ
て上記送りねじ機構の作動量を所望に応じて適宜に制御
できるように形成してある。また、第3図には、スタイ
ラスマガジン40を支持するマガジン支持台60の一部が図
示してある。
Referring now to FIG. 3, there is shown a tracer head held on the tracer head support 30 shown in FIG.
A detailed configuration example of 32 elevating operation mechanisms is shown. The tracer head support 30 has a bracket 4 on the front of the jaw 30a.
The above-mentioned tracer head moving base 36 is attached to the bracket 42 so as to be able to move up and down along the guide surface 44 in the upward and downward directions. Tracer head carriage 36
Has a tracer head 32 fixed at its lowermost end by a suitable fixing means, and a tracer shaft 33 for attaching a stylus 34 (FIG. 2) to the tip of the tracer head 32.
Is provided. The tracer head moving base 36 is formed as a hollow structure as shown in the figure, and a nut 48 is fixed to a seat 46 provided above the inside thereof. And
A feed screw 50 having a predetermined length in the axial direction of the tracer head moving base 36 is screwed into the nut 48.
The upper end of 50 is rotatably and axially immovably supported by a rotary bearing 54 mounted on a pedestal 52 provided on the upper end of the bracket 42, and is connected to a pulley 56a. 52a is a cover. Also, the pulley 56a
Constituting the belt pulley mechanism for transmitting to the screw 50 sends the rotational output of the combined by elevating motor M T to another pulley 56b mounted on the output shaft end of the elevating motor M T of the tracer head 32 through the belt 58 doing. The feed screw 50 and the nut 48 are connected to the tracer head moving base 36 and the tracer head 32.
Of the lifting screw mechanism. As the lifting motor M T, using the servo motor, is formed so as to be controlled appropriately in accordance with desired operation of the feed screw mechanism according to the control signal. FIG. 3 shows a part of a magazine support base 60 for supporting the stylus magazine 40.

次に第1図及び第4図を参照すると、第1図には本発
明に係る自動スタイラス交換装置の実施例における要部
構造が一部断面図を含んで示してあり、トレーサヘッド
32を保持するトレーサヘッド支持台30に一体形成又は別
体取付構造によって設けられたマガジン支持台60が備え
られている。このマガジン支持台60の下方部にはブラケ
ット62が形成され、かつまた、横方向の案内面64が形成
されている。この案内面64はスタイラスマガジン40の構
成要素であるスライドベース66をトレーサヘッド32に向
けて接近移動させ、またその反対方向に退避移動させる
ためのガイドとして形成されており、また、上記ブラケ
ット62にはスライドベース66の上記接近移動と退避移動
とを駆動するためのアクチュエータとして設けられる流
体シリンダ68のピストン杆70における外方端が結合さ
れ、同流体シリンダ68のシリンダ胴68aの外方端がスラ
イドベース66から下方に突出したブラケット66aにピン
結合で枢着されている。つまり、流体シリンダ68のピス
トン杆70に対してシリンダ胴68aが圧力流体の供給に従
って往復作動すると、スライドベース66は案内面64に沿
ってトレーサへッド32の直近位置まで接近したり、或い
はトレーサヘッド32から離反したりするのである。第1
図では、スライドベース66が退避した位置にあることを
示している。
Referring now to FIGS. 1 and 4, FIG. 1 shows a partial structure of a main part of an embodiment of an automatic stylus changing apparatus according to the present invention, including a cross-sectional view.
A magazine support 60 provided integrally with the tracer head support 30 holding the 32 or by a separate mounting structure is provided. A bracket 62 is formed below the magazine support base 60, and a lateral guide surface 64 is formed. The guide surface 64 is formed as a guide for moving the slide base 66, which is a component of the stylus magazine 40, toward the tracer head 32, and retracting the slide base 66 in the opposite direction. The outer end of a piston rod 70 of a fluid cylinder 68 provided as an actuator for driving the approach movement and the retreat movement of the slide base 66 is connected, and the outer end of a cylinder body 68a of the fluid cylinder 68 slides. It is pivotally connected to a bracket 66a projecting downward from the base 66 by pin connection. That is, when the cylinder body 68a reciprocates with respect to the piston rod 70 of the fluid cylinder 68 in accordance with the supply of the pressurized fluid, the slide base 66 approaches the tracer head 32 to the position closest to the tracer head 32 along the guide surface 64, or For example, it is separated from the head 32. First
The figure shows that the slide base 66 is at the retracted position.

スライドベース66は下方に延長した支柱72を有し、こ
の支柱72の下端にはマガジンベース74が設けられてい
る。スライドベース66、支柱72、マガジンベース74は一
体構造要素として形成してもよい。マガジンベース74に
は環状のボス部76が形成されており、このボス部76の外
周に軸受78を介してマガジン板80が上記軸受78を中心に
して旋回可能に取付けられている。そしてこのマガジン
板80には複数本のスタイラス34を貯蔵保持するための複
数の収納孔82が周方向に略等間隔で形成されている。ま
た、マガジン板80は中央大径孔の内周に内歯車84が刻設
されており、この内歯車84にはピニオン86が噛合されて
いる。このピニオン86はマガジンベース74上に取付けら
れた割出し用モータ88に直結されており、割出し用モー
タ88の回転駆動に応じてピニオン86と内歯車84との噛合
を介してマガジン板80を所望回転角度にわたって旋回さ
せることができるのである。そしてマガジン板80の旋回
によって複数の収納孔82に保持された複数本のスタイラ
ス34における所望の1本を所定の角度位置、つまり、ト
レーサヘッド32のトレーサ軸とマガジン半径方向に整合
したスタイラス交換位置STaに割出すことができるので
ある。そして、このスタイラスマガジン40のマガジン板
80におけるスタイラス交換位置STaに割出されたスタイ
ラス34をトレーサへッド32のトレーサ軸33の直下位置、
つまりスタイラス34をスタイラスマガジン40からトレー
サ軸33に転送可能なスタイラス転送位置へ前述したスラ
イドベース66の直線摺動によって移動させれば、スタイ
ラス交換を遂行し得るのである。勿論、予めマガジン板
80における空のスタイラス収納孔82をスタイラス交換位
置STaに割出し、これをトレーサ軸33に接近させて上述
のスタイラス転送位置へ到達させれば、トレーサへッド
32のトレーサ軸33に取付けられた、例えば使用済みのス
タイラス34を上記空のスタイラス収納孔82に転送返還す
ることも可能であることは言うまでもない。
The slide base 66 has a column 72 extending downward, and a magazine base 74 is provided at a lower end of the column 72. The slide base 66, the column 72, and the magazine base 74 may be formed as an integral structural element. An annular boss 76 is formed on the magazine base 74, and a magazine plate 80 is mounted on the outer periphery of the boss 76 via a bearing 78 so as to be pivotable about the bearing 78. In the magazine plate 80, a plurality of storage holes 82 for storing and holding a plurality of styluses 34 are formed at substantially equal intervals in a circumferential direction. In the magazine plate 80, an internal gear 84 is engraved on the inner periphery of the central large-diameter hole, and a pinion 86 meshes with the internal gear 84. The pinion 86 is directly connected to an indexing motor 88 mounted on a magazine base 74, and the magazine plate 80 is engaged with the pinion 86 and the internal gear 84 in accordance with the rotation of the indexing motor 88. It is possible to pivot over a desired rotation angle. Then, a desired one of the plurality of styluses 34 held in the plurality of storage holes 82 by the rotation of the magazine plate 80 is placed at a predetermined angular position, that is, a stylus replacement position that is aligned with the tracer axis of the tracer head 32 in the magazine radial direction. It can be indexed to ST a . And this stylus magazine 40 magazine board
The stylus 34 indexed to the stylus exchange position ST a at 80 directly below the position of the tracer axis 33 of the head 32 to the tracer,
That is, if the stylus 34 is moved from the stylus magazine 40 to the stylus transfer position where the stylus can be transferred to the tracer shaft 33 by the linear sliding of the slide base 66, the stylus can be replaced. Of course, a magazine plate
Indexing the empty stylus housing hole 82 in the 80 to stylus replacement position ST a, which if brought into reach stylus transfer position described above is brought closer to the tracer shaft 33, head to tracer
Needless to say, for example, a used stylus 34 attached to the tracer shaft 33 of the 32 can be transferred back to the empty stylus storage hole 82.

さて、上述のようにスタイラスマガジン40とトレーサ
軸33との間でスタイラス34を転送してスタイラス自動交
換を達成するためには、スタイラス34をトレーサ軸33の
軸端に装着するための手段と、この装着手段をクランプ
状態とアンクランプ状態との2状態に作動させ、トレー
サ軸33の軸端に対して着脱動作させる着脱手段との両手
段が必要とされる。そして、第1図には後者の着脱手段
の1実施例としてスタイラスマガジン40上に設けられた
シリンダ作動型の着脱装置90が図示されている。この着
脱装置90は、スライドベース66に一端が枢着された流体
シリンダ92、この流体シリンダ92のピストン94の先端に
取付けられたジョイント部材95、このジョイント部材95
に2つのリンク部材96a,96bを介して結合されると共に
マガジンベース74上に固定されたブラケット97へピン結
合によって枢着されたレバー部材98等の多リンク構造形
レバー装置として形成されている。この着脱装置90はス
タイラスマガジン40のスタイラス交換位置STaに割出さ
れたスタイラス34に具備された後述のフランジ部34aに
上述したレバー部材98が当接し、該フランジ部34aに下
向きの押下力を付与すると後述する装着手段をアンクラ
ンプ状態を移行させ、また該フランジ部34aとの当接位
置から離反すると装着手段をクランプ状態に移行させる
ように形成されており、流体シリンダ92の作動に従って
リンク部材96a,96bが伸張又は収縮し、その結果、レバ
ー部材98がスタイラス34のフランジ部34aに当接又は離
反動作する構成となっている。
Now, as described above, in order to transfer the stylus 34 between the stylus magazine 40 and the tracer shaft 33 to achieve the stylus automatic exchange, means for attaching the stylus 34 to the shaft end of the tracer shaft 33, This mounting means is required to be operated in two states, a clamp state and an unclamped state, and both means for attaching and detaching to and from the shaft end of the tracer shaft 33 are required. FIG. 1 shows a cylinder-operated attachment / detachment device 90 provided on the stylus magazine 40 as an embodiment of the latter attachment / detachment means. The attachment / detachment device 90 includes a fluid cylinder 92 having one end pivotally connected to the slide base 66, a joint member 95 attached to a tip of a piston 94 of the fluid cylinder 92, and a joint member 95.
Are formed as a multi-link structure type lever device such as a lever member 98 which is connected to the bracket 97 fixed on the magazine base 74 by a pin connection, while being connected via two link members 96a, 96b. The attachment apparatus 90 is in contact with the lever member 98 described above in the flange portion 34a to be described later which is provided in the stylus 34 indexed to the stylus exchange position ST a stylus magazine 40 is brought, a downward pressing force to the flange portion 34a When applied, the mounting means described below is shifted to the unclamped state, and when separated from the contact position with the flange portion 34a, the mounting means is shifted to the clamped state, and the link member is operated in accordance with the operation of the fluid cylinder 92. 96a and 96b expand or contract, and as a result, the lever member 98 is configured to contact or separate from the flange portion 34a of the stylus 34.

第4図は、上述した着脱装置90を含めたスタイラスマ
ガジン40の平面構成を第1図のIV−IV線から下方に見た
図であり、マガジン板80の周囲に複数本のスタイラス34
を貯蔵収納できる構造並びにスタイラス交換位置STa
配置等を明示している。なお、スタイラスの収納孔82は
各々が円形のマガジン板80の径方向外側に向けて開口し
た切欠き形状の孔(エッグポット孔)であることも明示
されている。
FIG. 4 is a diagram showing the plan configuration of the stylus magazine 40 including the above-mentioned attaching / detaching device 90 viewed downward from the line IV-IV in FIG. 1, and shows a plurality of styluses 34 around the magazine plate 80.
It is clearly the arrangement of the structure as well as stylus exchange position ST a possible storage housed. It is also specified that each of the stylus storage holes 82 is a notch-shaped hole (egg hole) which is opened outward in the radial direction of the circular magazine plate 80.

さて、第5図はスタイラス34をトレーサヘッド32のト
レーサ軸33の下端に着脱自在に装着可能とする装着手段
の1実施例を示しており、この実施例では主にスタイラ
ス34自体にトレーサ軸33の下端に対してクランプ状態又
はアンクランプ状態の2つの状態を呈するように形成さ
れた装着装置110として設けられている。
FIG. 5 shows an embodiment of a mounting means for detachably mounting the stylus 34 to the lower end of the tracer shaft 33 of the tracer head 32. In this embodiment, the stylus 34 is mainly attached to the tracer shaft 33 itself. Is provided as a mounting device 110 formed to exhibit two states of a clamp state and an unclamped state with respect to a lower end of the mounting apparatus 110.

この装着装置110はトレーサ軸33の下端の先細円錐形
状部分133に形成されたV字溝135に複数個のクランプ球
体112をばね付勢力によって係入させ、このV字溝135と
クランプ球体112との係合を利用してスタイラス34をト
レーサ軸33に装着する装置として形成されている。すな
わち、装着装置110はスタイラス34を止めねじ114等の固
定手段によって固定保持して一体化する中空筒形のソケ
ット116を有し、このソケット116の上部はトレーサ軸33
の下端を受容することができるように開口され、その開
口の内部周壁には、トレーサ軸33の下端に形成された先
細円錐形状部分133に対して密着係合し得るように相補
形に形成されたテーパ部118を備え、かつ、このテーパ
部118の真上部分にクランプ球体112を遊嵌状態で受容す
る複数個の孔120を有している。このソケット116は同じ
く中空筒形をしたスリーブ122に装入され、逆にスリー
ブ122はソケット116の外周に沿って上、下に摺動変位可
能に形成されている。スリーブ122は既述したスタイラ
ス34に関するフランジ部34aを最下端の外周に有し、ま
たソケット116の孔120に臨んだ球体当接面124を下部内
周に備えている。また、スリーブ122の頂部は、トレー
サ軸33の挿入口として形成されると共に内方に突出した
環状の唇部126がばね座として形成されている。そし
て、この唇部126とソケット116の頂端との間に上方から
挿入されたトレーサ軸33を囲繞するようにして圧縮ばね
128が収納されている。この圧縮ばね128は、スリーブ12
2に対してソケット116を上方から下方に向けて常時、押
圧するばね付勢力を付与するために設けられており、こ
のようにスリーブ122に対してソケット116が下方に押圧
下動した状態では、スリーブ122の球体当接面124がクラ
ンプ球体112を内方に押圧した状態にあり、故にクラン
プ球体112は挿入されたトレーサ軸33の先細円錐形状部1
33に形成されたV字溝135に係入してクランプ状態とな
るのである。
The mounting device 110 causes a plurality of clamp spheres 112 to be engaged with a V-shaped groove 135 formed in a tapered conical portion 133 at the lower end of the tracer shaft 33 by a spring urging force. The stylus 34 is mounted on the tracer shaft 33 by utilizing the engagement of the stylus 34. That is, the mounting device 110 has a hollow cylindrical socket 116 for fixing and holding the stylus 34 with fixing means such as a set screw 114 or the like, and the upper portion of the socket 116 has a tracer shaft 33.
Is formed to receive the lower end of the tracer shaft 33, and the inner peripheral wall of the opening is formed in a complementary shape so as to be able to tightly engage with the tapered conical portion 133 formed at the lower end of the tracer shaft 33. A tapered portion 118 is provided, and a plurality of holes 120 are provided directly above the tapered portion 118 for receiving the clamp sphere 112 in a loosely fitted state. The socket 116 is inserted into a sleeve 122 also having a hollow cylindrical shape. Conversely, the sleeve 122 is formed so as to be slidable up and down along the outer periphery of the socket 116. The sleeve 122 has the flange portion 34a for the stylus 34 at the lowermost outer periphery, and has a spherical contact surface 124 facing the hole 120 of the socket 116 at the lower inner periphery. The top of the sleeve 122 is formed as an insertion opening for the tracer shaft 33, and an inwardly projecting annular lip 126 is formed as a spring seat. A compression spring is arranged to surround the tracer shaft 33 inserted from above between the lip 126 and the top end of the socket 116.
128 are stored. The compression spring 128
It is provided to always apply a spring biasing force to press the socket 116 downward from above with respect to 2, and in a state where the socket 116 is pressed downward with respect to the sleeve 122 as described above, The sphere contact surface 124 of the sleeve 122 presses the clamp sphere 112 inward, so that the clamp sphere 112 is inserted into the tapered conical portion 1 of the inserted tracer shaft 33.
It is engaged with the V-shaped groove 135 formed in 33 and becomes a clamped state.

他方、装着装置110がクランプ状態にあるとき、上記
圧縮ばね128のばね付勢力に抗してスリーブ122をソケッ
ト116に対して強制的に下動させれば、スリーブ122の球
体当接面124は、クランプ球体112から解離する。この結
果、クランプ球体112に作用していた内向きの押圧力は
解除され、クランプ球体112はソケット116の孔120内で
遊動可能となる。こうしてクランプ球体112はトレーサ
軸33のV字溝135から遊離するため、装着装置110は、ア
ンクランプ状態となる。この場合に、上述したスリーブ
122をソケット116に対して下動変位させる手段が、既述
したスタイラスマガジン40上に設けられた着脱装置90で
あり、スタイラス34がスタイラスマガジン40のマガジン
板80における貯蔵収納孔82内に第5図に図示の如くソケ
ット116の段部116aで定着されているとき、フランジ部3
4aを着脱装置90のレバー部材98(第4図に図示のように
2又形状を有している。)で押下すれば、上述したクラ
ンプ状態からアンクランプ状態へ移行させ得るのであ
る。また、着脱装置90のレバー部材98を第1図に鎖線図
示した位置から実線図示した位置へ引き戻せば、装着装
置のクランプ状態が回復されるのである。
On the other hand, when the mounting device 110 is in the clamped state, if the sleeve 122 is forcibly moved down with respect to the socket 116 against the spring biasing force of the compression spring 128, the sphere contact surface 124 of the sleeve 122 is Dissociates from the clamp sphere 112. As a result, the inward pressing force acting on the clamp sphere 112 is released, and the clamp sphere 112 can move freely in the hole 120 of the socket 116. Thus, the clamp sphere 112 is released from the V-shaped groove 135 of the tracer shaft 33, so that the mounting device 110 is in an unclamped state. In this case, the sleeve described above
The means for moving the 122 downward with respect to the socket 116 is the attaching / detaching device 90 provided on the stylus magazine 40 described above, and the stylus 34 is inserted into the storage accommodating hole 82 in the magazine plate 80 of the stylus magazine 40 for the fifth time. As shown in the figure, when the fixing is performed at the step 116a of the socket 116, the flange 3
When the lever 4a is pressed by the lever member 98 (having a bifurcated shape as shown in FIG. 4) of the attaching / detaching device 90, the above-described clamped state can be shifted to the unclamped state. When the lever member 98 of the attachment / detachment device 90 is pulled back from the position shown by the dashed line in FIG. 1 to the position shown by the solid line, the clamped state of the attachment device is restored.

以上の説明においては、本発明による倣い工作機械の
自動スタイラス交換装置を構成するトレーサヘッドの昇
降作動機構、スタイラスマガジン、スタイラスマガジン
の移動装置、スタイラスの装着装置及び着脱装置等の機
械的構成と作用とに就いて説明したが、以下において
は、この自動スタイラス交換装置の作用を第6図に示し
た作用フローチャートに従って説明する。
In the above description, the mechanical structure and operation of the raising / lowering operation mechanism of the tracer head, the stylus magazine, the stylus magazine moving device, the stylus mounting device, and the attaching / detaching device constituting the automatic stylus changing device of the copying machine tool according to the present invention. The operation of the automatic stylus changing device will be described below with reference to the operation flowchart shown in FIG.

さて、スタイラス自動交換は、第2図に示した倣い制
御部100が所定のプログラムに従って倣い加工を遂行し
ている過程でトレーサヘッド32のトレーサ軸に装着され
ているスタイラス34を他のスタイラス34に交換をする必
要が発生したとき、スタイラス交換制御部102にスタイ
ラスの交換を指令する信号を送出することによって開始
されるのが一般である。勿論、作業者が自主的にスタイ
ラス交換を指示する信号をスタイラス交換制御部102に
送入することによって開始させることも可能である。そ
の他、使用中のスタイラス34に異常が発生したことを検
知する適宜の検知手段を設け、その検知手段からの異常
発生検知信号に応じてスタイラス自動交換を遂行するよ
うに構成することも可能である。
Now, the stylus automatic exchange is performed by transferring the stylus 34 attached to the tracer shaft of the tracer head 32 to another stylus 34 while the copying control unit 100 shown in FIG. 2 is performing the copying according to a predetermined program. When the need for replacement occurs, it is generally started by sending a signal instructing the stylus replacement control unit 102 to replace the stylus. Of course, it is also possible for the worker to start by sending a signal instructing the stylus exchange to the stylus exchange control unit 102 voluntarily. In addition, it is also possible to provide an appropriate detecting means for detecting that an abnormality has occurred in the stylus 34 in use, and to perform a stylus automatic exchange in response to an abnormality occurrence detection signal from the detecting means. .

スタイラス交換制御部102はスタイラス自動交換の指
令を受信すると、スタイラス自動交換の制御信号を一定
の順序に従って発生する。そのとき、先づ、倣い工作機
械における倣い加工作用が中断されるが、サドル14、テ
ーブル16、主軸頭20に就いては、単にその時点における
位置に停止してもよいし、或いは、必要に応じて自動工
具交換その他の作用を並列的に遂行してもよい。
Upon receiving the stylus automatic exchange command, the stylus exchange control unit 102 generates a stylus automatic exchange control signal in a predetermined order. At that time, first, the copying operation of the copying machine tool is interrupted, but the saddle 14, the table 16, and the spindle head 20 may simply be stopped at the position at that time, or if necessary. Accordingly, automatic tool change and other operations may be performed in parallel.

スタイラス自動交換は先づ、トレーサヘッド32をモデ
ルMと当接した倣い動作位置から予め定められたスタイ
ラス交換待機位置まで上昇させるステップによって開始
される。このスタイラス交換待機位置は第1図に示され
ているように上昇したトレーサヘッド32に装着されてい
るスタイラス34の顎部116aの面がスタイラスマガジン40
におけるマガジン板80のスタイラス受承面(スタイラス
貯蔵収納孔82の上面)に対して数ミリメートル程度の適
宜量だけ高くなる位置で、これによってトレーサ軸33か
らスタイラスマガジン40の空の収納孔82へ干渉なくスタ
イラス34を戻すことができるようにしているものであ
る。
First, the stylus automatic replacement is started by a step of raising the tracer head 32 from the copying operation position in contact with the model M to a predetermined stylus replacement standby position. The stylus replacement standby position is such that the surface of the jaw 116a of the stylus 34 mounted on the tracer head 32 raised as shown in FIG.
At a position slightly higher than the stylus receiving surface of the magazine plate 80 (the upper surface of the stylus storage / storage hole 82) by a few millimeters, thereby interfering with the empty storage hole 82 of the stylus magazine 40 from the tracer shaft 33. Without returning the stylus 34.

次いで、スタイラスマガジン40における空のスタイラ
ス収納孔82をスタイラス交換位置STaに割出すと共に該
スタイラスマガジン40を退避位置からトレーサヘッド32
の直近、直下のスタイラス転送位置まで前進させるスタ
イラスが遂行される。これは、既述の流体シリンダ68の
作動によって達成される。スタイラスマガジン40がトレ
ーサヘッド32に直近したスタイラス転送位置へ移動する
と、スタイラス交換待機位置に在るトレーサヘッド32が
上述した適宜量の上昇分と等量だけ下降させられる。こ
の下降動作により、トレーサ軸33の下端に装着されてい
たスタイラス34がスタイラスマガジン40の空の収納孔82
に着座する。つまり、スタイラス34のソケット116にお
ける顎部116aがマガジン板80のスタイラス収納孔82の上
面に当接状態となる。次に着脱装置90が作動され、スタ
イラス34の装着装置110がアンクランプ状態に移行され
る。この結果、先づ、トレーサ軸33の下端に装着されて
いたスタイラス34がスタイラスマガジン40の空の収納孔
82に転送、返還可能な状態となる。次にこの装着装置11
0のアンクランプ状態においてトレーサヘッド32を上昇
させると、スタイラス34は、トレーサ軸33から離脱して
スタイラスマガジン40への返還が完了する。このとき、
着脱装置90はトレーサ軸33から返還されたスタイラス34
のフランジ部34aから引き上げられる(第1図の実線位
置へ戻る)。
Then, the tracer head 32 the stylus magazine 40 with indexing the empty stylus housing hole 82 in the stylus magazine 40 to the stylus exchange position ST a from the retracted position
, The stylus is advanced to the stylus transfer position immediately below. This is achieved by the operation of the fluid cylinder 68 described above. When the stylus magazine 40 moves to the stylus transfer position immediately adjacent to the tracer head 32, the tracer head 32 at the stylus replacement standby position is lowered by the same amount as the above-described appropriate amount of rise. Due to this lowering operation, the stylus 34 attached to the lower end of the tracer shaft 33 becomes an empty storage hole 82 of the stylus magazine 40.
To sit down. That is, the jaw 116a of the socket 116 of the stylus 34 comes into contact with the upper surface of the stylus storage hole 82 of the magazine plate 80. Next, the attachment / detachment device 90 is operated, and the attachment device 110 of the stylus 34 is shifted to the unclamped state. As a result, first, the stylus 34 attached to the lower end of the tracer shaft 33 becomes an empty storage hole of the stylus magazine 40.
Transferred to 82, returnable. Next, this mounting device 11
When the tracer head 32 is raised in the unclamped state of 0, the stylus 34 is separated from the tracer shaft 33 and the return to the stylus magazine 40 is completed. At this time,
The attachment / detachment device 90 includes the stylus 34 returned from the tracer shaft 33.
(Returns to the position indicated by the solid line in FIG. 1).

次に、トレーサヘッド32を上述の上昇位置に維持した
ままでスタイラスマガジン40における割出し作用が遂行
される。つまり、次にトレーサヘッド32に装着すべき所
望のスタイラス34をスタイラス交換位置STaへ割出す作
用のステップが行なわれる。この割出し作用は割出し用
モータ88によって駆動されることは既述の通りである。
Next, the indexing operation of the stylus magazine 40 is performed while the tracer head 32 is maintained at the above-described raised position. That next step of action to index the desired stylus 34 to be mounted to the tracer head 32 to a stylus replacement position ST a is performed. As described above, the indexing action is driven by the indexing motor 88.

上述した所望のスタイラス34の割出しが終了すると、
再び着脱装置90が作動され、その所望のスタイラス34の
装着装置110をアンクランプ状態にする。次いで上昇位
置に在るトレーサヘッド32を下降させると、トレーサ軸
33の先端はアンクランプ状態で待機しているスタイラス
34の装着装置110の内部に挿入される。故に、このとき
着脱装置90を引き上げると、上記装着装置110はクラン
プ状態に復帰し、その結果、スタイラス34はトレーサ軸
33の下端にしっかりと装着される。
When the above-described indexing of the desired stylus 34 is completed,
The attachment / detachment device 90 is operated again, and the attachment device 110 of the desired stylus 34 is set in the unclamped state. Next, when the tracer head 32 at the raised position is lowered, the tracer shaft
The tip of 33 is a stylus waiting in the unclamped state
It is inserted inside 34 mounting devices 110. Therefore, when the attachment / detachment device 90 is pulled up at this time, the mounting device 110 returns to the clamped state, and as a result, the stylus 34
It is firmly attached to the lower end of 33.

次にトレーサヘッド32を再びスタイラス交換待機位置
まで上昇させると、トレーサ軸33の下端には所望のスタ
イラス34を装着した姿勢で上昇動作を行うから、該スタ
イラス34はスタイラスマガジン40のスタイラス収納孔82
から上向きに離脱する。この状態に達したとき、スタイ
ラスマガジン40をスタイラス転送位置から退避位置に向
けて後退移動させると、上述の所望のスタイラス34はス
タイラスマガジン40の収納孔82から完全に離脱し、スタ
イラス34の自動交換作用の1サイクルが完全に終了す
る。このとき、スタイラス交換制御部102はスタイラス
自動交換の完了信号を送出すると共にトレーサヘッド32
を倣いモデルMに接近させて倣い加工の再開が準備され
ることになる。
Next, when the tracer head 32 is again raised to the stylus replacement standby position, the ascent operation is performed with the desired stylus 34 attached to the lower end of the tracer shaft 33, so that the stylus 34 is stylus storage hole 82 of the stylus magazine 40.
Leave upward from. When the stylus magazine 40 reaches this state, when the stylus magazine 40 is moved backward from the stylus transfer position to the retreat position, the above-described desired stylus 34 is completely separated from the storage hole 82 of the stylus magazine 40, and the stylus 34 is automatically replaced. One cycle of operation is complete. At this time, the stylus exchange control unit 102 sends a stylus automatic exchange completion signal and the tracer head 32.
Is brought close to the copying model M, and preparation for restarting the copying process is prepared.

以上、本発明による倣い工作機械の自動スタイラス交
換装置における実施例に就いて説明したが、本発明によ
れば、上述した構成、作用に基づいて次のような諸効果
が得られる。
The embodiment of the automatic stylus changing apparatus of the copying machine tool according to the present invention has been described above. According to the present invention, the following effects can be obtained based on the above-described configuration and operation.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

1.スタイラスマガジン工作機械のテーブル上に載置せ
ず、トレーサヘッド支持台に取付けたマガジン支持台に
保持させてあるから、倣いモデルをテーブル上に取付け
る段取り作業過程で障害となるものが無く、又、倣いモ
デルやワークに対する作業者の接近性が良好であるか
ら、作業がし易い。
1.Because it is not mounted on the table of the stylus magazine machine tool but is held on the magazine support mounted on the tracer head support, there is no obstacle to the setup work process of mounting the copying model on the table. Further, since the worker has good accessibility to the copying model and the work, the work is easy.

2.トレーサヘッド昇降手段及びスタイラスマガジンの横
方向の移動手段が設けられて、スタイラス自動交換過程
では、スタイラスマガジンとトレーサヘッドだけで相互
接近動作を遂行できるから、工作機械側でX,Y,Z軸の送
り軸を動作させてスタイラス交換に利用する必要が無く
なったから、従来に比較してスタイラスの自動交換に要
するサイクル時間を短縮させることができる。また、工
作機械側では所望に応じて自動工具交換等の他の作用を
並行して遂行できる。
2.A means for raising and lowering the tracer head and a means for moving the stylus magazine in the horizontal direction are provided.In the stylus automatic change process, mutual approach operation can be performed only with the stylus magazine and the tracer head. Since it is not necessary to operate the feed shaft of the shaft and use it for stylus replacement, the cycle time required for automatic stylus replacement can be reduced as compared with the related art. Further, the machine tool can perform other operations such as automatic tool change in parallel if desired.

3.スタイラス交換用アームがなく、直接トレーサヘッド
がスタイラスマガジンのスタイラス交換位置へ位置決め
されてスタイラス交換を行う構造のため、スタイラス交
換のためのアクチュエータが少くて済み構造が単純化さ
れる。特に、スタイラスをその装着装置を作動させてト
レーサヘッドのトレーサ軸に交換、装着する際に、コン
パクトな多リンク形レバーを単一のシリンダ装置で作動
させて同装着装置をクランプ、アンクランプ状態にし得
ると共に、複数のスタイラスを保持したマガジン板をト
レーサヘッドの直近で割り出し回転可能にさせて所要の
スタイラスをトレーサヘッドに装着できる点は、スタイ
ラス交換装置のコンパクト化と併せて倣い工作機械周り
の省スペース化を図る点にも寄与する。
3. Since there is no stylus changing arm and the structure in which the tracer head is directly positioned at the stylus changing position of the stylus magazine to perform stylus changing, the number of actuators for stylus changing is small, and the structure is simplified. In particular, when replacing the stylus with the tracer shaft of the tracer head by activating the mounting device, the compact multi-link lever is operated by a single cylinder device to clamp and unclamp the mounting device. In addition to this, the magazine plate holding multiple styli can be indexed and rotated near the tracer head so that the required stylus can be mounted on the tracer head. It also contributes to space saving.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明による倣い工作機械の自動スタイラス
交換装置における1実施例の要部構成を一部断面図を含
めて示した側面図、第2図は、同自動スタイラス交換装
置を備えた倣い工作機械の全体構成を示す機構図、第3
図は、第2図の矢視III−III方向から見たトレーサヘッ
ドの昇降作動機構を示す一部断面を含めて示す側面図、
第4図は第1図のIV−IV線による断面図、第5図は、ス
タイラスの装着装置の詳細な構造の1実施例を示す拡大
断面図、第6図は本発明による自動スタイラス交換装置
の作用を説明するフローチャートである。 16…テーブル、20…主軸頭、22…工具主軸、30…トレー
サヘッド支持台、32…トレーサヘッド、33…トレーサ
軸、34…スタイラス、40…スタイラスマガジン、60…マ
ガジン支持台、64…案内面、66…スタイドベース、68…
流体シリンダ、90…着脱装置、100…倣い制御部、102…
スタイラス交換制御部、110…装着装置、T…工具、STa
…スタイラス交換位置、M…倣いモデル。
FIG. 1 is a side view showing an essential part configuration of an embodiment of an automatic stylus changing apparatus for a copying machine tool according to the present invention, including a partial sectional view, and FIG. 2 is provided with the automatic stylus changing apparatus. Mechanism diagram showing overall configuration of copying machine tool, third
The figure is a side view including a partial cross-section showing the elevating operation mechanism of the tracer head viewed from the direction of arrows III-III in FIG.
4 is a sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 1, FIG. 5 is an enlarged sectional view showing one embodiment of a detailed structure of the stylus mounting device, and FIG. 6 is an automatic stylus changing device according to the present invention. 6 is a flowchart for explaining the operation of FIG. 16 ... table, 20 ... spindle head, 22 ... tool spindle, 30 ... tracer head support, 32 ... tracer head, 33 ... tracer shaft, 34 ... stylus, 40 ... stylus magazine, 60 ... magazine support, 64 ... guide surface , 66… Stide base, 68…
Fluid cylinder, 90 ... detachment device, 100 ... copying control unit, 102 ...
Stylus replacement control unit, 110 ... mounting device, T ... tools, ST a
... Stylus replacement position, M ... Copy model.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】トレーサヘッド支持台30上でトレーサヘッ
ド32を昇降動作させるトレーサヘッド昇降作動手段と、
前記トレーサヘッド支持台に移動自在に取付けられると
共に複数個のスタイラス34を一定姿勢で収納し、所望の
スタイラスをスタイラス交換位置に割出し可能になった
スタイラスマガジン40と、前記トレーサヘッドのトレー
サ軸にスタイラスを着脱自在に装着するために各スタイ
ラスに具備されたスタイラス装着手段110と、前記スタ
イラスマガジンを前記トレーサヘッドから離れた退避位
置と前記トレーサヘッドに直近したスタイラス転送位置
との間でスタイラス交換指令に応じて移動させるマガジ
ン移動手段と、前記スタイラスマガジンが前記スタイラ
ス転送位置に移動したとき該スタイラスマガジンのスタ
イラス交換位置で被交換用のスタイラスの前記スタイラ
ス装着手段をクランプ状態又はアンクランプ状態にする
着脱作動手段90とを備えて構成され、倣い工作機械のト
レーサヘッドのトレーサ軸に装着するスタイラスを交換
指令に応じて自動的に交換する倣い工作機械の自動スタ
イラス交換装置において、 前記スタイラスマガジンは、前記トレーサヘッド支持台
30に移動自在に取付けられたマガジンベース74と、前記
マガジンベースに回転可能に支持され、前記複数のスタ
イラス34を各保持する受承面および切欠き部を外周に複
数個形成したマガジン板80と、前記マガジン板を前記ス
タイラス交換位置に対して制御指令に応じて割出し回転
させる回転駆動手段88とで構成され、 前記スタイラス装着手段は、前記トレーサヘッド32のト
レーサ軸33の先端に形成した先細円錐形状部分133の外
周に形成したV溝135に係合する複数個のクランプ用球
体112と、下端にスタイラス34を取付け具備すると共に
内部に前記トレーサ軸33の先端の先細円錐形状部分と相
補形の嵌合凹所118および前記複数個のクランプ用球体
を遊嵌受容する複数のラジアル受孔120を備えたソケッ
ト部材116と、前記ソケット部材を上下に相対移動可能
に収納すると共に下端内部に前記ラジアル受孔に臨む球
体当接面124を、また下端外部にフランジ34aを形成さ
れ、かつ上端にトレーサ軸先端の挿入口を形成されたス
リーブ部材122と、前記ソケット部材の上端と前記スリ
ーブ部材の上端との間に装着されて前記スリーブ部材の
球体当接面を前記ソケット部材に受容された前記複数個
のクランプ用球体に向けて圧接せしめクランプ力を付与
する圧縮ばね128とで構成され、 前記着脱作動手段は、前記マガジンベース74における前
記マガジン板の外周部との対設位置に枢着され、2又形
状部で前記スリーブ部材122のフランジ34aに係合して該
スリーブ部材を前記圧縮ばね138に抗して押し下げるよ
うに伸張作動可能な多リンク形のレバー98と、前記マガ
ジンベースにおける前記マガジン板の外周部から離れた
位置に枢着保持されると共に、前記多リンク形のレバー
に伸縮ピストン端を結合したシリンダ装置92とを備え、
該シリンダ装置はスタイラス交換指令に応動して前記多
リンク形のレバーにより前記スタイラス装着手段をアン
クランプさせる伸張位置と該スタイラス装着手段をクラ
ンプさせ、かつ前記マガジン板80を干渉なく割り出し回
転可能にする収縮位置との間で伸張収縮するように構成
されたことを特徴とする倣い工作機械の自動スタイラス
交換装置。
1. A tracer head lifting / lowering operating means for raising / lowering a tracer head 32 on a tracer head support 30;
A stylus magazine 40 that is movably mounted on the tracer head support and houses a plurality of styluses 34 in a fixed posture, and enables a desired stylus to be indexed to a stylus replacement position, and a tracer shaft of the tracer head. A stylus mounting means 110 provided on each stylus for detachably mounting the stylus, and a stylus replacement command between a retracted position where the stylus magazine is separated from the tracer head and a stylus transfer position immediately adjacent to the tracer head. A magazine moving means for moving the stylus magazine according to the stylus magazine, and a detachable stylus mounting means for the stylus to be exchanged at the stylus exchange position of the stylus magazine when the stylus magazine is moved to the stylus transfer position. With operating means 90 Configured Te, an automatic stylus replacement device of a copying machine to automatically exchange in accordance with the change command of the stylus to be attached to the tracer axis of the tracer head tracing machine tool, the stylus magazine, the tracer head supporting base
A magazine base 74 movably mounted on the magazine 30; a magazine plate 80 rotatably supported by the magazine base and having a plurality of receiving surfaces and notches formed on the outer periphery thereof for holding the plurality of styli 34; Rotating drive means 88 for indexing and rotating the magazine plate with respect to the stylus replacement position in accordance with a control command, wherein the stylus mounting means has a taper formed at the tip of a tracer shaft 33 of the tracer head 32. A plurality of clamping spheres 112 engaged with a V-shaped groove 135 formed on the outer periphery of the conical portion 133, and a stylus 34 attached to the lower end thereof. The inside thereof is complementary to the tapered conical portion at the tip of the tracer shaft 33. And a socket member 116 having a plurality of radial receiving holes 120 for loosely receiving the plurality of clamping spheres, and the socket member can be relatively moved up and down. And a sleeve member 122 having a spherical contact surface 124 facing the radial receiving hole inside the lower end, a flange 34a formed outside the lower end, and an insertion opening at the top end of the tracer shaft formed therein, and the socket Compression mounted between the upper end of the member and the upper end of the sleeve member to press the sphere contact surface of the sleeve member against the plurality of clamping spheres received by the socket member to apply a clamping force. A spring 128, wherein the detachable operating means is pivotally attached to the magazine base 74 at a position opposite to the outer peripheral portion of the magazine plate, and engages with the flange 34a of the sleeve member 122 at a forked portion. A multi-link lever 98 that can be extended to push down the sleeve member against the compression spring 138, and separate from the outer peripheral portion of the magazine plate in the magazine base. While being pivotally retained in position, and a cylinder device 92 which combines the expansion piston end to the multi-link type lever,
In response to the stylus exchange command, the cylinder device causes the multi-link lever to unclamp the stylus mounting means, clamps the stylus mounting means, and allows the magazine plate 80 to be indexed and rotated without interference. An automatic stylus changing device for a copying machine tool, wherein the stylus changing device is configured to extend and contract between a retracted position and a retracted position.
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