JP2792868B2 - 自動工具交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的】

（産業上の利用分野） 本発明は、トランスファマシンに用いられ、複数の加
工ステーションに対して、工具交換を行うための自動工
具交換装置に関する。 （従来の技術） 例えば、エンジン用シリンダブロックのシリンダ穴を
加工するトランスファマシンは、加工ラインに沿って荒
加工、仕上げ加工および計測などの複数の加工ステーシ
ョンを設け、ワークを順次送りながら加工を行うように
なっている。 従来、この種のトランスファマシンにおいて、加工穴
すなわちシリンダ内径の変更などに対処するには、主と
して手作業で工具の交換を行っていた。また、各加工ス
テーションに、それぞれ工具のマガジンと、前記マガジ
ンと主軸ヘッドとの間で工具の受け渡しを行う工具交換
装置とを設け、工具交換作業の自動化を図ったものもあ
った。 （発明が解決しようとする課題） ところが、上記した手作業で工具の交換を行うもので
は、チップ突出量の補正操作等を含む作業が煩雑である
とともに交換時間が長くかかり、また、作業上の危険性
もあった。一方、各加工ステーションに対しマガジンと
交換装置をそれぞれ設けたものでは、各加工ステーショ
ンでの装置全体が複雑化かつ大型化ししかも高価になる
と共に、各加工ステーション毎にマガジンや交換装置の
設置および作動のための空間が必要となって全体の占有
スペースが大きくなるなどの問題点があり、これらの問
題点を解決することが課題になっていた。 （発明の目的） 本発明は、このような従来の課題を解消するために成
されたもので、ツールホルダ（工具を含む）の自動交換
機能を有すると共に、装置全体の簡略化や占有スペース
の節約などを実現することができ、さらには、主軸ヘッ
ドに対するツールホルダの装着状態の良否判断や、ツー
ルホルダにおけるチップ突出量の補正の自動化を実現す
ることができる自動工具交換装置を提供することを目的
としている。

【発明の構成】

（課題を解決するための手段） 本発明による自動工具交換装置は、請求項１におい
て、複数の加工ステーションからなる加工ラインに沿っ
て移動可能なマガジン支持体を備え、このマガジン支持
体に、前記加工ラインに略直交する水平軸を中心に割出
し回転される工具マガジンと前記加工ラインに向けて進
退可能なアーム支持台とを備え、このアーム支持台に、
回転動作によって前記工具マガジンに対するツールホル
ダの挿脱を行うとともに前記工具マガジンと各加工ステ
ーションの主軸ヘッドとの間でツールホルダの受け渡し
を行う交換アームと、主軸ヘッドに装着状態のツールホ
ルダの外周面を被検査部とし且つツールホルダの回転に
より主軸ヘッドの軸線に対するツールホルダの偏心量を
測定する変位検出用センサを備えた構成とし、請求項２
において、本体部の軸線上にロッドを摺動自在に挿設し
且つ前記ロッドにチップカートリッジを本体部外側へ押
圧するくさび部を設けたツールホルダを用い、前記主軸
ヘッドに、前記ロッドに同軸状態で当接する補正用軸
と、前記補正用軸をその軸線方向に位置調整する工具補
正装置とを備えた構成としており、これらの構成を従来
の課題を解決するための手段としている。 （発明の作用） 本発明の請求項１に係わる自動工具交換装置は、工具
マガジンや交換アームが加工ライン上の各加工機側から
独立してユニット化された状態になっており、マガジン
支持体を一つの主軸ヘッドに対応する位置に停止させた
状態において、交換アームの往復回動、アーム支持台の
進退動作および主軸ヘッドの進退動作の組合わせによ
り、主軸ヘッドに装着されていたツールホルダを工具マ
ガジンに収容し、さらに工具マガジンから選択された別
のツールホルダを主軸ヘッドに装着する。このとき、工
具マガジンに対するツールホルダの挿脱は、アーム支持
台を後退位置とした状態において、交換アームの回転動
作のみにより行われ、他の部位のシフト動作を必要とし
ない。そして、上記交換作業の後には、マガジン支持体
を別の主軸ヘッドに対応する位置まで移動させ、その主
軸ヘッドに対して同様の工具交換作業を行う。続いて、
次の加工ステーションへもマガジン支持体を移動させ、
同様の工具交換作業を行う。 また、本発明の請求項１に係わる自動工具交換装置
は、主軸ヘッドにツールホルダを装着した後、マガジン
支持体を変位検出位置に割出し、アーム支持台を前進さ
せたままの状態で前記ツールホルダを少なくとも一回転
させることにより、主軸ヘッドの軸線に対するツールホ
ルダの偏心量を変位検出用センサで測定する。そして、
前記変位検出用センサの測定結果を利用することによ
り、例えばツールホルダおよび主軸ヘッド内部の洗浄や
装置の運転停止などの処置を自動的に行うことを可能に
している。すなわち、回転時の工具の振れをなくし、加
工精度を向上させるとともに、加工不良を未然に防止で
きるものである。 さらに、本発明の請求項２に係わる自動工具交換装置
は、主軸ヘッドに設けた駆動手段で補正用軸を位置調整
し、この補正用軸に当接するツールホルダ側のロッドを
移動させることによりくさび部を介してチップの突出量
を変化させることができ、例えば当該加工ラインに含ま
れる計測ステーションからのデータを利用して、チップ
突出量の補正つまり工具補正を自動的に行うことを可能
にしている。 （実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。 第１図〜第８図は、本発明の一実施例を説明する図で
あって、この実施例では、エンジン用シリンダブロック
のシリンダ穴を加工する装置として例示している。 第３図に示すように、複数の加工ステーションによっ
て加工ラインが形成され、一加工ステーションにおいて
それぞれ２個ずつのワーク（シリンダブロック）を同時
加工するようになっている。第３図の左側から右側への
向きを加工ラインの流れ方向とし、各加工ステーション
には流れの順に二台の荒加工用加工機1,2、裏面取り用
加工機３、二台の仕上げ加工用加工機4,5、およびシリ
ンダ径の計測機６が配設されている。なお、荒加工およ
び仕上げ加工は、各加工機における主軸ヘッドの設置間
隔の都合上、各々二台に分けて加工を行っている。そし
て、各加工機1,2,3,4,5それぞれに対し、複数本の主軸
ヘッド11,12,13,14,15が設けられ、計測機６には計測ヘ
ッド16が設けられている。 この実施例では、各々二台の荒加工用加工機1,2およ
び仕上げ加工用加工機4,5に対して、加工ラインに沿っ
て移動可能なマガジン支持体7,7がそれぞれ設けてあ
る。なお、両マガジン支持体7,7は、いずれも同様の構
成を有するため、以下、仕上げ加工用加工機4,5に対応
するマガジン支持体７について説明し、この際、マガジ
ン支持体７においては加工ラインと反対側の面を正面と
する。 マガジン支持体７は、第１図および第２図にも示すよ
うに、両加工機4,5の加工ライン方向にわたって立設し
たフレーム８により保持され、正面に、前記加工ライン
に直交する水平軸９を中心に割出し回転される工具マガ
ジン10を備えると共に、上部に、前記加工ラインに向け
て進退可能なアーム支持台17を備えている。また、前記
アーム支持台17には、前記工具マガジン10と主軸ヘッド
14,15との間でツールホルダ18の受け渡しを行う交換ア
ーム19が枢着してある。 前記フレーム８は、上下二段のレール76a,76bと、こ
れらに平行なラック20とを備えている。前記マガジン支
持体７は、前記レール76a,76bに係合するスライダ21a,2
1bを介して前記フレーム８に背面側を取付けた本体部7a
と、前記本体部7aの上端片側に固定した据付台7bとを基
体とするものであって、前記本体部7aの下部には、前記
ラック20に係合するピニオン22を出力軸に固着した支持
体駆動用モータ23が取付けてある。このモータ23は割出
し機能を有し、各主軸ヘッド11,12,13,14に対応する複
数の工具交換位置および後述する変位検出のための複数
の検出位置そして待機位置にマガジン支持体７を正確に
割出す。 前記工具マガジン10は、第４図および第５図に示すよ
うに、回転板24の円周に沿って正面側に開口する多数
（例えば20個程度）のツールポット25を設けたものであ
って、上記回転板24は前記本体部7aに基端を固定した水
平軸９に軸受26,26を介して回転自在に取付けてある。
また、前記本体部7aには、出力軸27aに原動歯車28を設
けたインデックスモータ27がブラケット29により固定し
てあり、これに対して、前記回転板24の背面には、前記
原動歯車28と係合する従動歯車30が固定してある。これ
により、前記工具マガジン10は、インデックスモータ27
の作動で各歯車28,30を介して回転して、水平軸９の真
上となる位置をツールホルダ18の着脱位置とし、選択さ
れたツールポット25が上記着脱位置で停止するように割
出し回転される。さらに、前記水平軸９の先端には、回
転板24の正面に沿って上方へ延出するプレート31が固定
してあり、このプレート31には、回転板24に固定したド
グ板103に対向して複数の近接センサ104が設けられ、割
出し位置の検出が行われる。さらに、このプレート31の
上端には、上記着脱位置におけるツールポット25の下側
に対応するカバー32が取付けてある。なお、前記工具マ
ガジン10は、加工機4,5側を背面としているため、加工
中に生じた切粉などがツールホルダ18にかかる心配が全
く無い。 前記ツールポット25は、ツールホルダ18の基端部分を
収容するものであって、ツールポット25の底部に固定さ
れた底板33に沿ってロックプレート34が工具マガジン10
の中心方向へ貫通状態で設けてある。前記ツールホルダ
18の基端部分には、プルスタッドが設けてある。前記ロ
ックプレート34は、マガジン中心側の端部に、頭部を正
面側とした係合ボルト35が固着してあると共に、第６図
に示すように、プルスタッド頭部18bが充分通過しうる
寸法を有する大径部36aと、前記大径部36aのマガジン中
心側に連続し且つプルスタッド軸部18aの直径に対応し
た寸法を有する小径部36bとから成るロック穴36が形成
してある。また、前記底板33には、正面側に開口する筒
状のスプリングケース33aが一体成形してあって、前記
スプリングケース33a内には、ばね37により正面方向へ
付勢されるロック用ボール38が収容してあり、さらに前
記ロックプレート34の背面には、前記プルスタッド軸部
18aと小径部36bとが係合している状態（第６図の実線で
示す状態）において、前記ボール38が突出係合するＶ字
状の凹部34aが形成してある。 前記ツールポット25内におけるツールホルダ18の着脱
は、本体部7aに固定したプレート駆動用シリンダ39によ
り行う。このプレート駆動用シリンダ39は、工具マガジ
ン10を正面から見た状態において水平軸９の中心を通る
鉛直線に合わせて配置されている。このシリンダ39の上
下に突出するシリンダロッド40の上端に、前記係合ボル
ト35の頭部がマガジン回転方向にのみ通過可能な鉤部40
aを有すると共に、前記シリンダロッド40の下端には、
本体部7aの背面方向へ延出するロック・アンロック検知
用バー41が取付けてある。なお、前記本体部7aの背面に
は、前記検知用バー41の上昇位置と下降位置とに対応す
るロック検知用センサ42aとアンロック検知用センサ42b
が設けてある。 つまり、選択されたツールポット25を先述の着脱位置
に停止させ、プレート駆動用シリンダ39のシリンダロッ
ド40を下方へ駆動すると、鉤部40a内に入り込んだ係合
ボルト35を介してロックプレート34が引き下げられ、第
６図中の仮想線で示すようにプルスタッド軸部18aに大
径部36aが対応し、ツールホルダ18の取出しが可能なア
ンロック状態となる。また、ツールホルダ18を収容した
ときには、前記シリンダロッド40を上方へ駆動すること
により、ロックプレート34を押上げてプルスタッド軸部
18aと小径部36bとを係合させると共に、ばね37の復動に
てボール38を凹部34a内に強く突出係合させ、前記ツー
ルホルダ18をツールポット25内に拘束しロック状態とす
る。 さらに、前記本体部7aには、着脱位置以外の各ツール
ポット25に対し、これらの係合ボルト35のマガジン中心
側に沿って環状枠43が設けてあり、着脱位置以外におい
てロックプレート34がマガジン中心方向へ移動するのを
完全に阻止している。そしてさらに、前記環状枠43は、
第５図で示すように、着脱位置から例えばツールポット
２個分（特に限定しない）のところに切除部分を有する
と共に、係合ボルト35が通過しうる溝部44aと操作レバ
ー45とを備えた係合片44が前記切除部分に合わせて枢着
してある。したがって、この実施例における工具マガジ
ン10は、着脱位置からツールポット２個分の位置におい
て、操作レバー45で係合片44をマガジン中心側へ回動さ
せることにより、溝部44a内に係入している係合ボルト3
5を介してロックプレート34をマガジン中心方向へ移動
させ、ツールホルダ18を手作業で簡単に着脱することが
できる。 前記アーム支持台17は、前記据付台7bの上面に敷設し
た一対のレール46a,46bに、スライダ47a,47bを介して取
付けてあると共に、第７図にも示すように、据付台7b上
に固定した支持台駆動用シリンダ48のピストンロッド48
aがブラケット49により連結してあり、前記支持台駆動
用シリンダ48により加工ラインに向けて進退駆動され、
シリンダ48の前進限および後退限によって前記アーム支
持台17を２位置に割出す。 前記交換アーム19は、第５図で示すようにアーム軸50
を摺動可能に挿設したスリーブ51をさらに摺動可能に保
持するケーシング52に、前記アーム軸50と直交する方向
へ延出する回動軸53を備えており、回動軸53の軸線が加
工ラインと平行になる状態にして、軸受54,54を介して
アーム支持台17に前記回動軸53を挿設している。また、
前記アーム支持台17には、回動軸53の下側に前記レール
46a,46bと平行なラック55が挿設してあると共に、この
ラック55を軸線方向に移動させるアーム回動用シリンダ
56（第７図に示す）が取付けてあり、これに対して、前
記回動軸53の外周には前記ラック55に係合する歯車57が
回り止めされて取付けてある。 前記スリーブ51の先端には、一対のチャックアーム58
をそれぞれ軸58aを介してたがいに開閉自在に枢支した
ブラケット59が取付けてある。このブラケット59には前
記チャックアーム58,58間に位置してチャック部59aが一
体に設けられている。前記アーム軸50は、その先端に係
合凹部50aを有し、この係合凹部50aに前記チャックアー
ム58,58の各他端を回動自在に係合していると共に、ス
リーブ51内に縮設したスプリング60により常時基端方向
に付勢されている。また、前記ケーシング52および回動
軸53の内部には、アーム支持台17に設けた供給口61a〜6
1cに連通する作動油流路62a〜62cが形成してあり、これ
らの流路62a〜62cは、アーム軸50とスリーブ51との間に
形成されたアンチャック用圧力室63aや、スリーブ51と
ケーシング52との間に形成されたアームシフト用圧力室
63bに連通している。 上記の交換アーム19は、アーム回動用シリンダ56によ
り、ラック55および歯車57を介して、アーム軸50が工具
マガジン10の正面に垂下する状態から、加工ライン側へ
水平に延出状態となる270度の範囲で回動される。圧力
室63aへの油圧制御および前記スプリング60の作用によ
り、アーム軸50のみを進退させてチャックアーム58,58
の開閉動作を行い、且つ圧力室63bへの油圧制御により
アーム軸50とともにスリーブ51を進退させる。すなわ
ち、上記交換アーム19は、スリーブ51を前進させチャッ
ク部59aをツールホルダ18に押し当てた状態で、アーム
軸50を後退させ両チャックアーム58,58をたがいに閉じ
る方向に動作させることでツールホルダ18をチャックす
るようになっている（第５図の状態）。 また、前記アーム軸50の基端には、連結部材64を介し
て従動軸65が平行に連結してあって、この従動軸65に
は、軸線方向に４個のドグ66a〜66dを備えたロッド66が
くさび係合部67を介して直角に係合しており、これに対
してアーム支持台７には、前記ドグ66a〜66dに対応する
センサ（例えば近接スイッチ）68a〜68dを設けたブラケ
ット69が取付けてある。つまり、前記アーム軸50を軸線
方向に移動させると、従動軸65およびくさび係合部67を
介してロッド66が軸線方向に移動し、この際、アーム軸
50の移動位置に対応したいずれかのドグ66a〜66dとセン
サ68a〜68dとが相対向するように設定してあり、これに
よりチャックアーム58,58の開閉状態およびスリーブ51
のシフト状態を検出する。なお、前記ケーシング52に
は、アーム軸50や従動軸65の基端を被うカバー70が取付
けてある。 さらに、前記アーム支持台17の加工ライン側の端部に
は、主軸ヘッド14,15に装着状態のツールホルダ18の外
周面を被検査部とし且つツールホルダ18の回転により主
軸ヘッド14,15の軸線に対するツールホルダ18の偏心量
を測定する変位検出用センサ71が取付けてある。この変
位検出用センサ71は、アーム支持台17を加工ライン側に
前進シフトさせた状態でツールホルダ18の側部に延出す
るように位置設置されており、例えばタッチセンサを用
いることができる。 ここで、仕上げ加工用加工機４（５）で用いるツール
ホルダ18は、第８図に示すように、本体部の軸線上にロ
ッド72が摺動自在に挿設してあると共に、前記ロッド72
の先端にチップカートリッジ73を本体部外側へ押圧する
くさび部材（くさび部）74をねじ結合した構成になって
いる。前記ロッド72は、ツールホルダ18のプルスタッド
頭部18bから基端部分が突出している。前記くさび部材7
4は、一側面に下向きの傾斜面（例えば垂線に対して２
度程度）74aを有し、その内側に収容したばね75により
常時上方向へ付勢されている。前記チップカートリッジ
73は、下端にチップ73bが取付けてあると共に、上端を
ツールホルダ本体部に固定し、本体部中心方向に突設し
た受圧部73aを前記傾斜面74aに当接させた状態にある。 また、前記仕上げ加工用加工機４（５）は、主軸ヘッ
ド14（15）の下側となる位置に、ワークＷ（第１図に示
す）を位置決めして保持するための治具77およびクラン
パ78を備えている。前記主軸ヘッド14は、コラム105に
対し送りモータ106により上下方向に送り移動されるサ
ドル107に一体に取付けられ、内部にスピンドル79を回
転自在に保持するとともに、モータおよび減速機構から
成るスピンドル回転駆動部80を備えている。さらにスピ
ンドル79より上側に、ツールホルダ18のクランプ・アン
クランプ制御を行うシリンダ81とチップ73bの突出量を
調整するための補正装置82とを同軸状態で備えている。
さらに、前記主軸ヘッド14におけるツールホルダ18のク
ランプ・アンクランプ機構は、この種の装置によく用い
られるプルスタッドとクランプボールの係合方式の機構
であって、スピンドル79の軸線上において、皿ばね83に
より常に上方向へ付勢され且つ前記シリンダ81のピスト
ン84により下方向へ押動されるパイプ状部材85と、この
パイプ状部材85の下端に当接し且つツールホルダ18のプ
ルスタッド頭部18bに係合するクランプボール86を備え
たスリーブ87とから成っている。 前記補正装置82は、シリンダ81の上端に取付けられる
ケーシング88内に、中間にピストン89を有する摺動体90
と、このケーシング88内に形成しためねじ部91に螺合す
るおねじ部材92とが設けてある。前記摺動体90は、前記
おねじ部材92を遊嵌し、上端に、前記おねじ部材92に対
して軸線方向にのみ係脱可能なストッパ93を有し、下端
には、軸受94を介して継手部材95が同軸状態で取付けて
ある。前記おねじ部材92は、ケーシング88の上端に固定
したステッピングモータ96の出力軸96aに連結してあ
る。また、前記継手部材95には、補正用軸97の上端が固
定してあり、この補正用軸97は、前記シリンダ81のピス
トン84およびパイプ状部材85を摺動自在に貫通して、下
端が前記ツールホルダ18のロッド72に同軸状態で当接す
る。なお、前記シリンダ81のピストン84および摺動体90
には、これらの移動を検知するのに用いるドッグ98,99
が各々ブラケット100,101により取付けてある。この各
ドッグ98,99に対応し固定側にクランプ・アンクランプ
検知用センサ108および補正軸原位置・前進検知用セン
サ109が設けられている。さらに、主軸ヘッド14におけ
るツールホルダ18の装着部分には、その内部に開口する
圧縮空気供給路102が形成してある。 上記の構成により、待機状態においては、マガジン支
持体７は所定の待機位置に位置し、アーム支持台17は加
工ラインより離れた後退位置で、しかも交換アーム19は
工具マガジン10より正面側にてそのアーム軸50を水平状
態とした姿勢に保持されている。次に、主軸ヘッド14,1
5にツールホルダ18を装着する場合について説明する。
一方の仕上げ加工用加工機４に対応する位置にマガジン
支持体７を位置割出しし停止させた状態において、工具
マガジン10の割出し回転により着脱位置となったツール
ホルダ18に対し、チャックアーム58,58を開いた状態の
交換アーム19を垂直状態となるまで90°回転させ、スリ
ーブ51の前進シフトおよびアーム軸50の後退によりチャ
ック部59aとチャックアーム58,58とで上記ツールホルダ
18を把持すると共に、ロックプレート34によるツールホ
ルダ18の拘束を解除したのち、交換アーム19を270°加
工ライン側へ回動させる（第１図中２点鎖線Ａで示す状
態）。このとき、交換アーム19の初期の回動動作でツー
ルホルダ18はツールポット25から引き抜かれ、第７図中
２点鎖線Ｃで示す位置から最終的に２点鎖線Ｄで示す位
置へ移動される。次に、支持台駆動用シリンダ48によっ
てアーム支持台17を前進させ、ツールホルダ18を主軸ヘ
ッド14の軸線上に差出した状態（第１図中の仮想線Ｂで
示す状態）にし、次いで主軸ヘッド14を下降させること
によりこの主軸ヘッド14のスピンドル79にツールホルダ
18を装着する。ツールホルダ18のプルスタッドは、シリ
ンダ81によってアンクランプ状態のスリーブ87に挿入さ
れると、シリンダ81および皿ばね83によってピストン84
が上昇し、スリーブ87によって上方へ引き込まれ、スピ
ンドル79に完全にクランプされる。その後も皿ばね83に
よってクランプ状態に保持される。 上記のツールホルダ装着後に、交換アーム19側では、
チャックアーム58,58が開放し、スリーブ51が後退シフ
トしてツールホルダ18を放し、この状態からアーム支持
台17を後退シフトさせるとともに、交換アーム19を180
°回転させ待機姿勢にもどし、支持体駆動用モータ23の
駆動により、マガジン支持体７を次の主軸ヘッド14或は
他方の仕上げ加工用加工機５に対応する位置まで移動さ
せ、同様にツールホルダ18の装着を行う。また、交換ア
ーム19やアーム支持台17をツールホルダ装着時と逆工程
で動作させることにより、主軸ヘッド14,15側から工具
マガジン10にツールホルダ18を戻すことができる。 ここで、ツールホルダ18やスピンドル79側の装着部分
には、装着不良の起因となる切粉等が付着している恐れ
がある。そこで、ツールホルダ18の装着完了後、マガジ
ン支持体７を変位検出用の割出し位置へ順次移動させ、
ツールホルダ18の装着の良否を検出する。アーム支持台
17を前記シフトさせ、変位検出用センサ71をツールホル
ダ18の被検出部に対応させる。この状態で、スピンドル
79を回転駆動させてツールホルダ18を一回転させ、この
際、変位検出用センサ71で回転に伴う変位を検出するこ
とにより、主軸ヘッド14,15におけるスピンドル79の軸
線に対するツールホルダ18の偏心量を測定する。そし
て、偏心量が所定値以下である場合には、装着状態が良
と判断しアーム支持台17を後退シフトさせる。一方、偏
心量が所定値以上であった場合には、装着不良と判断し
再度チャックアーム58によりツールホルダ18を把持する
のに続いてシリンダ81のピストン84を上昇させてツール
ホルダ18の拘束を解除し、さらに主軸ヘッド14をやや上
昇させ、供給路102を通して圧縮空気を噴射することに
より、ツールホルダ18およびスピンドル79側の装着部分
を空気洗浄し、こののち、再びスピンドル79への装着を
行う。なお、空気洗浄によっても偏心量の低下が見られ
ない場合には、装置の運転を自動的に停止させるように
することが充分可能である。 そしてさらに、最終ステーションにおける計測工程に
おいて例えば正の誤差が連続して所定回数検出された場
合には、その補正信号によって加工機4,5側では補正装
置82のピストン89により摺動体90を上昇させておねじ部
材92とストッパ93との係合を解除したのち、ステッピン
グモータ96の駆動でおねじ部材92を所定量下降させ、再
び摺動体90を下降させることにより、前記摺動体90およ
び補正用軸97の位置を下げた状態にし、前記補正用軸97
でロッド72およびくさび部材74を押動し、傾斜面74aに
当接する受圧部73aを介してチップカートリッジ73の下
端側を押圧変形させることにより、チップ73bの突出量
を増大させることができる。 なお、この発明による自動工具交換装置は、その細部
が上記実施例に限定されることはなく、例えば、ツール
ホルダを放射状に備えた工具マガジンを用いたり、主軸
ヘッドの軸線を水平とした加工機を用いたりすることが
でき、このほか、上記実施例のような工程を有するもの
では、荒削り用および仕上げ削り用の計四台の加工機1,
2,4,5に対して一台のマガジン支持体７を備えた構成と
することも充分可能である。

【発明の効果】

以上説明してきたように、この発明の請求項１に係わ
る自動工具交換装置によれば、複数の加工ステーション
からなる加工ラインに沿って移動可能なマガジン支持体
を備え、このマガジン支持体に、前記加工ラインに略直
交する水平軸を中心に割出し回転される工具マガジンと
前記加工ラインに向けて進退可能なアーム支持台とを備
え、このアーム支持台に、回転動作によって前記工具マ
ガジンに対するツールホルダの挿脱を行うとともに前記
工具マガジンと各加工ステーションの主軸ヘッドとの間
でツールホルダの受け渡しを行う交換アームを備えたた
め、加工機側にツールホルダ交換のための設備を設ける
必要が全く無く、工具マガジンや交換アームを備えた一
台のマガジン支持体により、複数の加工ステーションに
対してツールホルダの自動交換を効率良く行うことがで
き、また、工具マガジンに対するツールホルダの挿脱に
あっては、交換アームの回転動作のみにより行われるの
で、ツールホルダ軸線方向のシフト動作が不要となって
ツールホルダ着脱時間を短縮することができるととも
に、工具マガジン側或いは交換アーム側にツールホルダ
軸方向のシフト機構を設ける必要がなく、全体として、
自動交換機能を備えたうえで装置全体の簡略化および小
型化や占有スペースの節約などを実現することができ
る。 また、前記アーム支持台に、主軸ヘッド装着状態のツ
ールホルダの外周面を被検査部とし且つツールホルダの
回転により主軸ヘッドの軸線に対するツールホルダの偏
心量を測定する変位検出用センサを設けたため、同一ユ
ニットで主軸ヘッドに対するツールホルダの装着状態の
良否を自動的に検出することができ、その検出結果を利
用して、ツールホルダの良好な装着状態の確保に対処し
得ると共に、工具振れのない安定した加工を実現するた
めの確実な自動制御に対処することが容易になる。 この発明の請求項２に係わる自動工具交換装置によれ
ば、本体部の軸線上にロッドを摺動自在に挿設し且つ前
記ロッドにチップカートリッジを本体部外側へ押圧する
くさび部を設けたツールホルダを用い、前記主軸ヘッド
に、前記ロッドに同軸状態で当接する補正用軸と、前記
補正用軸をその軸線方向に位置調整する工具補正装置と
を備えたため、ツールホルダにおけるチップ突出量の補
正の自動化を実現することができ、補正作業による時間
的ロスを少なくすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示し、一加工ステーショ
ンにおける加工機とマガジン支持体を説明する側面図、
第２図はマガジン支持体を説明する正面図、第３図は自
動工具交換装置の全体を説明する平面図、第４図はマガ
ジン支持体における工具マガジン部分の断面図、第５図
は工具マガジンおよび交換アームの正面側の断面図、第
６図はロックプレートを説明する正面図、第７図はマガ
ジン支持体における交換アーム部分の側面図、第８図は
ツールホルダ装着状態における主軸ヘッドの要部の断面
図である。 １〜５……加工機、７……マガジン支持体、９……水平
軸、10……工具マガジン、11〜16……主軸ヘッド、17…
…アーム支持台、18……ツールホルダ、19……交換アー
ム、71……変位検出用センサ、72……ロッド、73……チ
ップカートリッジ、74……くさび部材（くさび部）、82
……補正装置、97……補正用軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23Q 3/157 B23Q 41/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の加工ステーションからなる加工ライ
   ンに沿って移動可能なマガジン支持体を備え、このマガ
   ジン支持体に、前記加工ラインに略直交する水平軸を中
   心に割出し回転される工具マガジンと前記加工ラインに
   向けて進退可能なアーム支持台とを備え、このアーム支
   持台に、回転動作によって前記工具マガジンに対するツ
   ールホルダの挿脱を行うとともに前記工具マガジンと各
   加工ステーションの主軸ヘッドとの間でツールホルダの
   受け渡しを行う交換アームと、主軸ヘッドに装着状態の
   ツールホルダの外周面を被検査部とし且つツールホルダ
   の回転により主軸ヘッドの軸線に対するツールホルダの
   偏心量を測定する変位検出用センサを備えたことを特徴
   とする自動工具交換装置。
2. 【請求項２】本体部の軸線上にロッドを摺動自在に挿設
   し且つ前記ロッドにチップカートリッジを本体部外側へ
   押圧するくさび部を設けたツールホルダを用い、前記主
   軸ヘッドに、前記ロッドに同軸状態で当接する補正用軸
   と、前記補正用軸をその軸線方向に位置調整する工具補
   正装置とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の自
   動工具交換装置。