JP2728722B2 - マシニングセンタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、工具マガジンにモジュラ工具および一体
工具を格納し、選択的に使用できるマシニングセンタに
関する。

（従来の技術） マシニングセンタの本体に種類の異なる多数のモジュ
ラ工具を格納する工具マガジンを設け、制御装置から加
工に必要なモジュラ工具の種類を指定した指令信号が入
力されると、工具マガジンおよび工具自動交換装置が作
動して指定されたモジュラ工具の組立を行って前記本体
の主軸に装着できるようにしたマシニングセンタが知ら
れている。

特開昭61−257737号公報は、その一例を示すもので、
このマシニングセンタは、本体にメイン工具マガジン
と、サブ工具マガジンとを備えており、メイン工具マガ
ジンにモジュラ工具のベース部を収容し、サブ工具マガ
ジンにモジュラ工具の刃先部を収容している。そして、
メイン工具マガジンとサブ工具マガジンとの隣接部に小
径工具交換装置を設け、前記制御装置からの指令に基づ
いてメイン工具マガジンが作動してモジュラ工具のベー
ス部を組立ポジションに位置決めするとともに、サブ工
具マガジンが作動してモジュラ工具の刃先部を前記組立
ポジションに位置決めする。つぎに、前記小径工具交換
装置によってベース部に対して刃先部を装着してモジュ
ラ工具を組立てし、工具自動交換装置によって本体の主
軸に装着するように構成されている。

したがって、このマシニングセンタによれば、本体の
主軸に対して指定された工具の装着および装着されてい
る使用済の工具の取外しを自動的に行うことができる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、前述したマシニングセンタは、メイン工具
マガジンにモジュラ工具のベース部を収容し、サブ工具
マガジンにモジュラ工具の刃先部を収容している。つま
り、モジュラ工具のベース部と刃先部とを別々の工具マ
ガジンに収容しており、マガジンが大型となり、スペー
スおよびコストの面で問題がある。また、工具自動交換
装置とは別個に小径工具交換装置を設けているため、構
造的に複雑であるという欠点がある。

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、そ
の目的とするところは、多数のモジュラ工具を格納でき
る工具マガジンを備えた上で、小型化およびコストの面
で有利なマシニングセンタを提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段及び作用） この発明は前記目的を達成するために、マシニングセ
ンタ本体に、複数の工具を格納する工具マガジンと、使
用済の工具と前記工具マガジンに格納された使用予定の
工具を交換する工具自動交換装置とを備え、前記工具マ
ガジンは、少なくともモジュラ工具の刃先部、モジュラ
工具のベース部および一体工具を保持する複数の保持部
を有し、エンドレス走行して所定の前記保持部を授受ポ
ジションに選択的に位置決め自在であり、工具自動交換
装置は、前記モジュラ工具のベース部および前記一体工
具を把持する把持部および前記モジュラ工具の刃先部を
把持する把持部を有し、この把持部を移動させることに
より、前記授受ポジションに位置された前記保持部に対
する前記モジュラ工具および前記一体工具の着脱および
前記モジュラ工具の組立および解体を可能にしたことを
特徴とする。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図はこのマシニングセンタの全体を示すもので、
１は本体である。本体１の前部にはXY方向に移動自在な
主軸２が設けられているとともに、下部には被加工物３
を載置するテーブル４が設けられている。本体１の一側
には工具マガジン５が設けられている。この工具マガジ
ン５は、上下方向に長い偏平楕円形状のガイドレール６
と、このガイドレール６にガイドされてエンドレス走行
するプレートチェーン７とから構成されている。そし
て、このプレートチェーン７は、複数枚のプレート８…
をピン９によって連接することにより形成され、各プレ
ート８には工具を保持するための保持部10…を有してい
る。すなわち、前記保持部10…は、第２図に示すような
一体工具11およびモジュラ工具12のベース部13を保持す
る第１のポット14と、モジュラ工具12の刃先部15を保持
する第２のポット16とからなる。そして、第１のポット
14は１枚のプレート８に１個で、第２のポット16は１枚
のプレート８に２個設けられている。しかも、第２のポ
ット16相互のピッチを１ピッチとすると、第１のポット
14相互のピッチおよび第１のポット14と第２のポット16
とのピッチは２ピッチに設定されている（第３図参
照）。

さらに、前記第１のポット14は、第４図に示すよう
に、一体工具11のテーパ部11aおよびベース部13のテー
パ部13aが嵌合される嵌合穴17と、この嵌合穴17の奥部
に設けられ、一体工具11の係合部11bおよびベース部13
の係合部13bに結合するボールプランジャ18とからな
り、一体工具11、ベース部13を挿入することにより、自
動的に係合保持されるように構成されている。また、前
記第２のポット16は、第６図に示すように、刃先ホルダ
19を有しており、この刃先ホルダ19にはモジュラ工具12
の刃先部15のテーパ部15aが嵌合される嵌合穴20と、こ
の嵌合穴20の奥部に設けられ、刃先部15の係合部15bに
結合するボールプランジャ21とからなり、モジュラ工具
12の刃先部15を挿入することにより、自動的に係合保持
されるように構成されている。

一方、前述のように構成された工具マガジン４と前記
主軸２との間には工具を授受するための授受ポジション
22が設けられている。そして、この授受ポジション22に
位置する本体１には工具自動交換装置としてのATC（Aut
omatic Tool Changer）23が設けられている。このATC23
について第４図乃至第９図に基づき説明すると、24はロ
ータリシリンダであり、このロータリシリンダ24には軸
方向に進退自在で、かつ回転自在な回転軸25が設けられ
ている。回転軸25の先端部にはATCアーム26が装着さ
れ、このATCアーム26は前後方向、つまり工具マガジン
５に格納された一体工具11およびモジュラ工具12の軸方
向に移動自在であるとともに、旋回自在である。このAT
Cアーム26の両端部には切欠部からなる把持部27、27が
設けられており、前記一体工具11の鍔部11cおよびモジ
ュラ工具12のベース部13に設けた鍔部13cを把持できる
ようになっている。さらに、前記ATCアーム26の旋回中
心部には組立アーム28が設けられている。この組立アー
ム28はアクチュエータ29によってATCアーム26に対して
直角方向に突没自在であり、その先端部には前記刃先部
15の鍔部15cを把持するための把持部30を備えている。
なお、第７図において、31は第２のポット16に格納され
たモジュラ工具12に対して側方から進退自在なナットラ
ンナであり、モジュラ工具12のベース部13と刃先部15と
を結合するねじ部（図示しない）を締付けたり、緩める
ことにより、モジュラ工具12を組立および解体できるよ
うに構成されている。

つぎに、前述のように構成されたマシニングセンタの
作用について説明する。本体１の主軸２に装着されたモ
ジュラ工具12による加工が終了し、つぎに別の新しい使
用予定のモジュラ工具12によって加工を行う場合には、
主軸２に装着されている使用済のモジュラ工具12を取外
し、新しいモジュラ工具12を主軸２に装着する必要があ
る。このような場合、生産管理情報に基づいてマシニン
グセンタの制御装置から工具マガジン５、ATC23および
ナットランナ31に作動信号が入力される。まず、工具マ
ガジン５に工具指定信号が入力されると、プレートチェ
ーン７が正逆方向に走行して指定された使用予定工具、
つまり指定工具がモジュラ工具12であれば、１ピッチの
送りによって刃先部15が格納されている第２のポット16
を授受ポジション22に割出す（第６図参照）。つぎに、
ATC23の組立アーム28がアクチュエータ29によって前進
し、把持部30によって刃先部15を把持したのち、ATCア
ーム26がロータリシリンダ24によって前進する（第７図
および第８図参照）。ATCアーム26の前進によって刃先
部15は第２のポット16から抜け、再びプレートチェーン
７が正逆方向に２ピッチ送りによって指定されたベース
部13が格納された第１のポット14を授受ポジション22に
割出す。

そして、ベース部13と刃先部15が同軸的に対向する
と、ATCアーム26が後退し、刃先部15のテーパ部15aはベ
ース部13に装着され、この状態でナットランナ31によっ
てベース部13と刃先部15とを結合すると、モジュラ工具
12の組立が終了する。

モジュラ工具12の組立が終了すると、組立アーム28は
後退し、ATCアーム26が旋回して前記モジュラ工具12をA
TCアーム26の一方の把持部27で把持し、ATCアーム26が
前進すると、モジュラ工具12は第１のポット14から抜け
る（第４図および第９図参照）。この状態でATC23を本
体１に設けられたガイド部32に沿って方向変換すると、
ATC23が主軸２に対向する。そこで、ATCアーム26を旋回
すると、他方の把持部27によって主軸２に装着されてい
る使用済のモジュラ工具12を把持する。この場合、主軸
２に装着されているモジュラ工具12は第１のポット14に
装着されているときと基本的に同一であり、ATCアーム2
6が前進すると、使用済のモジュラ工具12は主軸２から
抜ける。そして、ATCアーム26が180゜旋回すると、他方
の把持部27に把持されている使用予定のモジュラ工具12
が主軸２に対向する。そこで、再びATCアーム26を後退
させると、使用予定のモジュラ工具12は主軸２に装着さ
れ、新しいモジュラ工具12によって加工できる。

マシニングセンタの加工中は、ATC23が方向変換して
工具マガジン５に対向し、使用済のモジュラ工具12を工
具マガジン５に格納する。使用済のモジュラ工具12を工
具マガジン５に格納する手順は、モジュラ工具12を取出
す場合と逆であり、モジュラ工具12のベース部13を第１
のポット14に格納した後、ナットランナ31によってベー
ス部13と刃先部15とを解体する。そして、プレートチェ
ーン７を走行して空いている第２のポット16を授受ポジ
ション22に割出し、刃先部15を組立アーム28の把持部30
によって把持して第２のポット16に格納する。

また、使用予定の工具が一体工具11の場合には組立操
作を要しないため、ATC23のATCアーム26によって第１の
ポット14から一体工具11を抜き、そのままATC23を方向
変換して本体１に供給でき、主軸２に装着されている使
用済の一体工具11もしくはモジュラ工具12を取外して新
しい一体工具11を主軸２に装着することができる。

なお、前記一実施例においては、工具マガジン５を構
成するプレートチェーン７に、第１のポット14を１ピッ
チ、第２のポット16を２ピッチとし、一体工具11やモジ
ュラ工具12のベース部13を割出すときには２倍のピッチ
で走行するようにしたが、サーボモータ等によって任意
の位置に割出すことも可能である。

また、ATCアーム26はダブルでも、シングルでもよ
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、モジュラ工
具を構成するベース部と刃先部および一体工具を同一の
工具マガジンに格納でき、工具マガジンの小型化を図る
ことができ、また工具自動交換装置によってモジュラ工
具の組立・解体ができ、構成の簡素化を図ることがで
き、コスト面で有利なマシニングセンタを提供できると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図はマシ
ニングセンタ全体の斜視図、第２図は一体工具とモジュ
ラ工具の側面図、第３図はプレートチェーンの正面図、
第４図は工具自動交換装置の平面図、第５図は同正面
図、第６図〜第９図は工具自動交換装置の作用を説明す
るための平面図である。 １……本体、２……主軸、５……工具マガジン、11……
一体工具、12……モジュラ工具、13……ベース部、15…
…刃先部、22……授受ポジション、23……ATC（工具自
動交換装置）。

フロントページの続き (72)発明者 菅野 成行 神奈川県川崎市幸区塚越１丁目７番地 東芝タンガロイ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−88530（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工具を装着する主軸を備えたマシニングセ
   ンタ本体と、この本体に設けられ前記主軸を装着すべき
   複数の工具を格納する工具マガジンと、前記主軸に装着
   された使用済の工具と前記工具マガジンに格納された使
   用予定の工具を交換する工具自動交換装置とを具備した
   マシニングセンタにおいて、前記工具マガジンは、少な
   くともモジュラ工具の刃先部、モジュラ工具のベース部
   および一体工具を保持する複数の保持部を有し、エンド
   レス走行して所定の前記保持部を授受ポジションに選択
   的に位置決め自在であり、前記工具自動交換装置は、前
   記モジュラ工具のベース部および前記一体工具を把持す
   る把持部および前記モジュラ工具の刃先部を把持する把
   持部を有し、この把持部を移動させることにより、前記
   授受ポジションに位置された前記保持部に対する前記モ
   ジュラ工具および前記一体工具の着脱および前記モジュ
   ラ工具の組立および解体を可能にしたことを特徴とする
   マシニングセンタ。