JP3009160B2 - 工具交換装置を備えた工作機械 - Google Patents
工具交換装置を備えた工作機械Info
- Publication number
- JP3009160B2 JP3009160B2 JP1277017A JP27701789A JP3009160B2 JP 3009160 B2 JP3009160 B2 JP 3009160B2 JP 1277017 A JP1277017 A JP 1277017A JP 27701789 A JP27701789 A JP 27701789A JP 3009160 B2 JP3009160 B2 JP 3009160B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- spindle
- magazine
- axis
- spindle head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、工具マガジンに収納された工具を主軸に挿
着する工具交換装置を備えた工作機械に関するものであ
る。
着する工具交換装置を備えた工作機械に関するものであ
る。
＜従来の技術＞ 従来、立形の工作機械において、工具軸線が主軸軸線
と平行になるよう水平面内で回動する工具マガジンを主
軸直下まで前後移動可能に設け、主軸頭を上下運動させ
て工具マガジンとの間で直接工具交換するようにした工
具交換装置が実公昭63−4583号で提供されいる。この装
置は、工具交換アームレスとした利点はあるが、工具マ
ガジンはコラムに設けた開口部内の原位置から主軸頭直
下に出入りして工具交換を行う方式であるため、重量の
大なる工具マガジンを可動台上に載置する必要があり、
また、コラム開口部内の制約によりマガジンの拡張性に
問題があるので、それを解決するために特開昭63−7246
号で立形マシニングセンタが提供されている。
と平行になるよう水平面内で回動する工具マガジンを主
軸直下まで前後移動可能に設け、主軸頭を上下運動させ
て工具マガジンとの間で直接工具交換するようにした工
具交換装置が実公昭63−4583号で提供されいる。この装
置は、工具交換アームレスとした利点はあるが、工具マ
ガジンはコラムに設けた開口部内の原位置から主軸頭直
下に出入りして工具交換を行う方式であるため、重量の
大なる工具マガジンを可動台上に載置する必要があり、
また、コラム開口部内の制約によりマガジンの拡張性に
問題があるので、それを解決するために特開昭63−7246
号で立形マシニングセンタが提供されている。
＜発明が解決しようとする課題＞ 前記特開昭63−7246号には工具交換アームの両端に工
具把持爪があり、工具交換動作の際に工具交換アームが
旋回するので、工具交換アームとの干渉を考慮して工具
交換アームが旋回可能なスペースを確保する必要があ
り、広いスペースがないと工具交換装置を設けることが
できないという問題がある。
具把持爪があり、工具交換動作の際に工具交換アームが
旋回するので、工具交換アームとの干渉を考慮して工具
交換アームが旋回可能なスペースを確保する必要があ
り、広いスペースがないと工具交換装置を設けることが
できないという問題がある。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、主軸を回転可能に支持すると共にこの主軸
の軸線と直交する方向に移動可能な主軸頭と、この主軸
頭から離間した所定位置に設置され、前記主軸軸線と平
行に多数の工具を保持すると共にこれらの工具を前記主
軸軸線と直交する面内で回動割出し可能な工具マガジン
と、前記主軸頭と前記工具マガジンとの間に設けられた
可動台と、この可動台を前記主軸頭と前記工具マガジン
との間で往復移動させる機構と、前記可動台に設けられ
前記主軸軸線と平行な軸線回りで旋回可能な旋回体と、
この旋回体を前記工具マガジン側に向かう位置と前記主
軸頭側に向かう位置との間で半回転以内の領域で往復反
転させる機構と、前記工具マガジン上の２つの異なる工
具と対向するように前記旋回体上に同一方向に向けて並
列配置された２組の工具把持爪と、これら２組の工具把
持爪に把持した工具を工具軸線方向に移動するように各
工具把持爪を各々別個に前記主軸軸線と平行な方向に進
退移動させる機構とを備えたものである。
の軸線と直交する方向に移動可能な主軸頭と、この主軸
頭から離間した所定位置に設置され、前記主軸軸線と平
行に多数の工具を保持すると共にこれらの工具を前記主
軸軸線と直交する面内で回動割出し可能な工具マガジン
と、前記主軸頭と前記工具マガジンとの間に設けられた
可動台と、この可動台を前記主軸頭と前記工具マガジン
との間で往復移動させる機構と、前記可動台に設けられ
前記主軸軸線と平行な軸線回りで旋回可能な旋回体と、
この旋回体を前記工具マガジン側に向かう位置と前記主
軸頭側に向かう位置との間で半回転以内の領域で往復反
転させる機構と、前記工具マガジン上の２つの異なる工
具と対向するように前記旋回体上に同一方向に向けて並
列配置された２組の工具把持爪と、これら２組の工具把
持爪に把持した工具を工具軸線方向に移動するように各
工具把持爪を各々別個に前記主軸軸線と平行な方向に進
退移動させる機構とを備えたものである。
＜作 用＞ 上記の構成により、定位置で割出し回動する工具マガ
ジンと主軸頭との間で工具交換ユニットが往復移動し、
前記工具マガジン側に向かう位置と前記主軸頭側に向か
う位置との間で半回転以内の領域で往復反転させる旋回
体上に同一方向に向けて並列配置されたの２組の工具把
持爪がそれぞれ別個に主軸軸線方向に進退移動して、２
組の工具把持爪に把持した工具を工具軸線方向に移動さ
せて１組の工具把持爪は工具マガジンより工具を抜き取
って主軸に挿着する役割を持たせ、他の１組の工具把持
爪は主軸より工具を抜き取って工具マガジンに返却する
役割を持たせて工具交換を行うようにしたものである。
ジンと主軸頭との間で工具交換ユニットが往復移動し、
前記工具マガジン側に向かう位置と前記主軸頭側に向か
う位置との間で半回転以内の領域で往復反転させる旋回
体上に同一方向に向けて並列配置されたの２組の工具把
持爪がそれぞれ別個に主軸軸線方向に進退移動して、２
組の工具把持爪に把持した工具を工具軸線方向に移動さ
せて１組の工具把持爪は工具マガジンより工具を抜き取
って主軸に挿着する役割を持たせ、他の１組の工具把持
爪は主軸より工具を抜き取って工具マガジンに返却する
役割を持たせて工具交換を行うようにしたものである。
＜実施例＞ 以下本考案の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図及び第２図は立形工作機械であり、１はベッド、２は
前記ベッド１上に第１図において紙面に直角な水平方向
に進退移動するワークテーブル、３は前記ワークテーブ
ル２を跨いで前記ベッド１上に固設された門形のコラ
ム、４は主軸頭であり、前記コラム３上に前記ワークテ
ーブル２の進退移動方向に対し直交する水平方向に移動
可能に載置されたサドルに鉛直軸線方向に上下動可能に
設けられている。５は前記主軸頭４に鉛直軸線回りに回
転可能に軸承されている主軸である。
図及び第２図は立形工作機械であり、１はベッド、２は
前記ベッド１上に第１図において紙面に直角な水平方向
に進退移動するワークテーブル、３は前記ワークテーブ
ル２を跨いで前記ベッド１上に固設された門形のコラ
ム、４は主軸頭であり、前記コラム３上に前記ワークテ
ーブル２の進退移動方向に対し直交する水平方向に移動
可能に載置されたサドルに鉛直軸線方向に上下動可能に
設けられている。５は前記主軸頭４に鉛直軸線回りに回
転可能に軸承されている主軸である。
10は前記主軸頭４の後方に設置された工具マガジンで
あり、11は前記工具マガジン10と主軸頭４の直下との間
を門形のコラム３内を通って水平方向に往復移動可能に
設けられた工具交換ユニットである。
あり、11は前記工具マガジン10と主軸頭４の直下との間
を門形のコラム３内を通って水平方向に往復移動可能に
設けられた工具交換ユニットである。
前記工具マガジン10は第４図で示すように、ベッド１
の後方に結合され、床面上に固定した台13上に設置して
いる。そして、工具が主軸５の軸線と平行な軸線で所定
のピッチで収納され、水平面内でエンドレスに回動す
る。
の後方に結合され、床面上に固定した台13上に設置して
いる。そして、工具が主軸５の軸線と平行な軸線で所定
のピッチで収納され、水平面内でエンドレスに回動す
る。
前記工具交換ユニット11は、前記台13上に設置された
ガイドレール14に案内部材15を介して前後方向に進退移
動可能な可動台12の前端に設けられている。16は前記可
動台12の進退用シリンダであり、前記工具交換ユニット
11を主軸頭４の直下と工具マガジン10との間の略中間の
主軸頭４並びに工具マガジン10の何れにも干渉すること
のない位置の原位置と、工具マガジン10並びに主軸頭４
の直下とに移動制御する。
ガイドレール14に案内部材15を介して前後方向に進退移
動可能な可動台12の前端に設けられている。16は前記可
動台12の進退用シリンダであり、前記工具交換ユニット
11を主軸頭４の直下と工具マガジン10との間の略中間の
主軸頭４並びに工具マガジン10の何れにも干渉すること
のない位置の原位置と、工具マガジン10並びに主軸頭４
の直下とに移動制御する。
前記工具交換ユニット11の構成について第３図、第５
図及び第６図によって説明する。前記可動台12と一体の
支持部材17に旋回体18が支軸22により主軸５の軸線と平
行な軸線回りで180度反転可能に支持されている。この
旋回体18に２組の工具把持爪20A、20Bが同一方向に向け
て並設され、それぞれが別個に主軸５の軸線と平行な鉛
直方向に上下動可能に設けられている。
図及び第６図によって説明する。前記可動台12と一体の
支持部材17に旋回体18が支軸22により主軸５の軸線と平
行な軸線回りで180度反転可能に支持されている。この
旋回体18に２組の工具把持爪20A、20Bが同一方向に向け
て並設され、それぞれが別個に主軸５の軸線と平行な鉛
直方向に上下動可能に設けられている。
この工具把持爪20A、20Bの上下動手段は、前記旋回体
18に２個のシリンダ26A、26Bが固設され、これらのピス
トンロッド28A、28Bに前記工具把持爪20A、20Bが設けら
れている。27A、27Bは各工具把持爪20A、20Bの上下動パ
イロットバーである。
18に２個のシリンダ26A、26Bが固設され、これらのピス
トンロッド28A、28Bに前記工具把持爪20A、20Bが設けら
れている。27A、27Bは各工具把持爪20A、20Bの上下動パ
イロットバーである。
前記旋回体18を工具マガジン10側に向かう位置と主軸
頭４側に向かう位置との間で半回転以内の領域で往復反
転させる機構は、前記支持部材17に旋回駆動モータ21が
設置され、この旋回駆動モータ21の回転軸上の駆動ギヤ
23と前記支軸22に固着した従動ギヤ25とを中間ギヤ24を
介して噛合させた構成である。
頭４側に向かう位置との間で半回転以内の領域で往復反
転させる機構は、前記支持部材17に旋回駆動モータ21が
設置され、この旋回駆動モータ21の回転軸上の駆動ギヤ
23と前記支軸22に固着した従動ギヤ25とを中間ギヤ24を
介して噛合させた構成である。
次に上記本発明の動作について説明する。工具交換ユ
ニット11は主軸頭４と工具マガジン10との略中間の原位
置に停止され、工作物を加工動作する主軸頭４や工具の
割出し回転を行う工具マガジン10等との干渉を回避して
いる。このとき、２組の工具把持爪20A、20Bはシリンダ
26A、26Bによって上昇端に位置され、かつ工具マガジン
10側の後方に向いている。
ニット11は主軸頭４と工具マガジン10との略中間の原位
置に停止され、工作物を加工動作する主軸頭４や工具の
割出し回転を行う工具マガジン10等との干渉を回避して
いる。このとき、２組の工具把持爪20A、20Bはシリンダ
26A、26Bによって上昇端に位置され、かつ工具マガジン
10側の後方に向いている。
次の工具交換に備えて工具交換ユニット11は可動台12
によって工具マガジン10側へ後退移動し、２組の工具把
持爪20A、20Bが第３図で示す割出し位置にある２本のマ
ガジン工具29A、29Bを把持する。この２本のマガジン工
具29A、29Bの中で交換を必要とする工具はマガジン工具
29Bとすると、このマガジン工具29Bを把持した側の工具
把持爪20Bを下降動させてマガジンソケットより離脱さ
せる。
によって工具マガジン10側へ後退移動し、２組の工具把
持爪20A、20Bが第３図で示す割出し位置にある２本のマ
ガジン工具29A、29Bを把持する。この２本のマガジン工
具29A、29Bの中で交換を必要とする工具はマガジン工具
29Bとすると、このマガジン工具29Bを把持した側の工具
把持爪20Bを下降動させてマガジンソケットより離脱さ
せる。
次いで、工具交換ユニット11は主軸頭４側へ前進移動
する。これにより、上昇端に位置してマガジン工具29A
を把持している工具把持爪20Aはマガジンソケットに収
納拘束状態にあるマガジン工具29Aによって爪が開口
し、マガジン工具29Aを工具マガジン10に残したまま空
の状態で前進する。
する。これにより、上昇端に位置してマガジン工具29A
を把持している工具把持爪20Aはマガジンソケットに収
納拘束状態にあるマガジン工具29Aによって爪が開口
し、マガジン工具29Aを工具マガジン10に残したまま空
の状態で前進する。
工具交換ユニット11が前記原位置まで前進したところ
で旋回駆動モータ21により旋回体18が180度旋回動し、
２組の工具把持爪20A、20Bは反転して主軸頭４側へ向き
が変更され、この状態で工具交換が指令されるまで待機
する。この状態で空の工具把持爪20Aは上昇端に、マガ
ジン工具29Bを把持した工具把持爪20Bは下降端に位置し
ている。
で旋回駆動モータ21により旋回体18が180度旋回動し、
２組の工具把持爪20A、20Bは反転して主軸頭４側へ向き
が変更され、この状態で工具交換が指令されるまで待機
する。この状態で空の工具把持爪20Aは上昇端に、マガ
ジン工具29Bを把持した工具把持爪20Bは下降端に位置し
ている。
工具交換指令により工具交換ユニット11が前進を開始
して主軸頭４の直下に位置する。このとき、主軸頭４は
空の工具把持爪20Aと主軸５とが対応する位置関係にあ
り、空の工具把持爪20Aは主軸５に挿着されている主軸
工具を把持する。そして、工具把持爪20Aを下降動して
使用済の工具を主軸５より引き抜き離脱させる。
して主軸頭４の直下に位置する。このとき、主軸頭４は
空の工具把持爪20Aと主軸５とが対応する位置関係にあ
り、空の工具把持爪20Aは主軸５に挿着されている主軸
工具を把持する。そして、工具把持爪20Aを下降動して
使用済の工具を主軸５より引き抜き離脱させる。
その後主軸頭４をシフトして主軸５を工具把持爪20B
の直上に位置し、工具把持爪20Bを上昇動させ、次に使
用する工具を主軸５に挿着し、工具交換ユニット11を原
位置まで後退移動する。この工具交換ユニット11の後退
移動により工具把持爪20Bは主軸５に挿着した工具を開
放する。
の直上に位置し、工具把持爪20Bを上昇動させ、次に使
用する工具を主軸５に挿着し、工具交換ユニット11を原
位置まで後退移動する。この工具交換ユニット11の後退
移動により工具把持爪20Bは主軸５に挿着した工具を開
放する。
前記工具交換ユニット11が原位置に後退したところで
工作物の加工が開始され、この工作物の加工中に旋回体
18を180度旋回して工具把持爪20A、20Bを工具マガジン1
0側に向くよう反転させ、工具交換ユニット11を工具マ
ガジン10側へ後退移動する。そして、使用済の工具を把
持している工具把持爪20Aを上昇動して使用済工具をマ
ガジンソケットに収納返却し、再び工具交換ユニット11
を原位置まで前進した後、前述したと同様に次に使用す
る工具を工具マガジン10より取出して主軸頭４側に反転
した状態で、次回の工具交換動作まで待機するものであ
る。
工作物の加工が開始され、この工作物の加工中に旋回体
18を180度旋回して工具把持爪20A、20Bを工具マガジン1
0側に向くよう反転させ、工具交換ユニット11を工具マ
ガジン10側へ後退移動する。そして、使用済の工具を把
持している工具把持爪20Aを上昇動して使用済工具をマ
ガジンソケットに収納返却し、再び工具交換ユニット11
を原位置まで前進した後、前述したと同様に次に使用す
る工具を工具マガジン10より取出して主軸頭４側に反転
した状態で、次回の工具交換動作まで待機するものであ
る。
＜発明の効果＞ 以上のように本発明によると、主軸頭から離間し所定
位置に主軸軸線と平行な軸線回りに回動する工具マガジ
ンを設置し、主軸軸線と平行な軸線回りで工具マガジン
側に向かう位置と主軸頭側に向かう位置との間で半回転
以内の領域で往復反転する２組の工具把持爪を同一方向
に向け、かつそれぞれが別個に主軸軸線と平行な軸線方
向に進退移動可能とし、工具を工具軸線方向に移動する
工具交換ユニットを前記工具マガジンと主軸頭間で往復
移動可能に設け、この２組の工具把持爪により工具マガ
ジンから主軸に工具を挿着させ、主軸から工具マガジン
へ収納するようにした構成であるから、２組の工具把持
爪の旋回領域は、その角度範囲が360゜よりも小さくな
るので、少ないスペースに工具交換装置を設けることが
できる。また、工具交換の際に主軸頭の移動ストローク
を短くでき、工具交換時間が長くなることがない。さら
に、可動台は工具マガジンよりはるかに軽量な工具交換
ユニットを載置し、また、工具マガジンは主軸頭後方の
定置式であるため、マガジンの拡張スペースも十分にあ
り、マガジン本数の増大が容易に得られる。
位置に主軸軸線と平行な軸線回りに回動する工具マガジ
ンを設置し、主軸軸線と平行な軸線回りで工具マガジン
側に向かう位置と主軸頭側に向かう位置との間で半回転
以内の領域で往復反転する２組の工具把持爪を同一方向
に向け、かつそれぞれが別個に主軸軸線と平行な軸線方
向に進退移動可能とし、工具を工具軸線方向に移動する
工具交換ユニットを前記工具マガジンと主軸頭間で往復
移動可能に設け、この２組の工具把持爪により工具マガ
ジンから主軸に工具を挿着させ、主軸から工具マガジン
へ収納するようにした構成であるから、２組の工具把持
爪の旋回領域は、その角度範囲が360゜よりも小さくな
るので、少ないスペースに工具交換装置を設けることが
できる。また、工具交換の際に主軸頭の移動ストローク
を短くでき、工具交換時間が長くなることがない。さら
に、可動台は工具マガジンよりはるかに軽量な工具交換
ユニットを載置し、また、工具マガジンは主軸頭後方の
定置式であるため、マガジンの拡張スペースも十分にあ
り、マガジン本数の増大が容易に得られる。
図面は本発明の実施例を示し、第１図は正面図、第２図
は平面図、第３図は工具交換装置の平面図、第４図は同
側面図、第５図は第４図のＶ矢視図、第６図は工具交換
ユニットの要部断面図である。 ４……主軸頭、５……主軸、10……工具マガジン、11…
…工具交換ユニット、12……可動台、14……ガイドレー
ル、16……進退用シリンダ、18……旋回体、20A、20B…
…工具把持爪、26A、26B……シリンダ。
は平面図、第３図は工具交換装置の平面図、第４図は同
側面図、第５図は第４図のＶ矢視図、第６図は工具交換
ユニットの要部断面図である。 ４……主軸頭、５……主軸、10……工具マガジン、11…
…工具交換ユニット、12……可動台、14……ガイドレー
ル、16……進退用シリンダ、18……旋回体、20A、20B…
…工具把持爪、26A、26B……シリンダ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 浩之 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田 工機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−7246（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−150157（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−81249（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23Q 3/157
Claims (1)
- 【請求項１】主軸を回転可能に支持すると共にこの主軸
の軸線と直交する方向に移動可能な主軸頭と、この主軸
頭から離間した所定位置に設置され、前記主軸軸線と平
行に多数の工具を保持すると共にこれらの工具を前記主
軸軸線と直交する面内で回動割出し可能な工具マガジン
と、前記主軸頭と前記工具マガジンとの間に設けられた
可動台と、この可動台を前記主軸頭と前記工具マガジン
との間で往復移動させる機構と、前記可動台に設けられ
前記主軸軸線と平行な軸線回りで旋回可能な旋回体と、
この旋回体を前記工具マガジン側に向かう位置と前記主
軸頭側に向かう位置との間で半回転以内の領域で往復反
転させる機構と、前記工具マガジン上の２つの異なる工
具と対向するように前記旋回体上に同一方向に向けて並
列配置された２組の工具把持爪と、これら２組の工具把
持爪に把持した工具を工具軸線方向に移動するように各
工具把持爪を各々別個に前記主軸軸線と平行な方向に進
退移動させる機構とを備えたことを特徴とする工具交換
装置を備えた工作機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1277017A JP3009160B2 (ja) | 1989-10-26 | 1989-10-26 | 工具交換装置を備えた工作機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1277017A JP3009160B2 (ja) | 1989-10-26 | 1989-10-26 | 工具交換装置を備えた工作機械 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03142139A JPH03142139A (ja) | 1991-06-17 |
| JP3009160B2 true JP3009160B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=17577612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1277017A Expired - Lifetime JP3009160B2 (ja) | 1989-10-26 | 1989-10-26 | 工具交換装置を備えた工作機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3009160B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2518151B2 (ja) * | 1993-05-07 | 1996-07-24 | 株式会社新潟鉄工所 | 自動工具交換装置 |
| JP6884564B2 (ja) * | 2016-12-12 | 2021-06-09 | Dmg森精機株式会社 | 工具交換装置及び把持装置の位置決め方法 |
-
1989
- 1989-10-26 JP JP1277017A patent/JP3009160B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03142139A (ja) | 1991-06-17 |
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