JP3133383U - 工具類の交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業テーブル上のツールの交換作業に使用できるテーブル領域を広くし、またツールパレットとホルダのストッカとの連携を効果的に行なうことができる工具類の交換装置を提供する。
【解決手段】作業テーブルと、作業テーブル上に搭載されたツールの交換手段と、作業テーブルの所定位置に設けた開口の近傍において、作業テーブル下面に垂直方向に取り付けたツールパレットを収納するツールマガジンと、ツールマガジンからツールパレットを取り出し、上下左右に移動可能な取り出し昇降手段とを備え、取り出し昇降手段の操作によりツールパレットを前記開口を通って作業テーブル上に移動させた上、作業テーブル上に搭載されたツールの交換手段により焼きばめユニットの所定位置にツールを取り付け、用済み後は取り出し昇降手段の操作によりツールパレットを作業テーブル下に収納するようにした工具類の交換装置。
【選択図】図１

Description

本考案は工具類の交換を可能とした工具ホルダへ工具類（以下ツールと称する）を供給するための工具類の交換装置の改良に関する。

工作機械へツールを取り付ける場合には、予めツールをホルダに取り付け、このツールを保持したホルダを工作機械の所定位置に取り付けることによって行なっていた。
このツールの交換作業は一般には図６に示すように、作業テーブル１０１上にホルダのストッカ１０２とツールマガジン１０３を並列に設置し、また作業テーブル１０１上にはツールマガジン１０２の長さ方向に沿って配設したリニアガイド１０５を持つ３軸ロボット１０４が設置されている。３軸ロボット１０４の可動部先端にはホルダヘッド１０６およびツールヘッド１０７が取り付けられていて、ホルダストッカ１０２からホルダを取り出して作業テーブル１上の片側端部に設置した焼きばめ部１０８にはめ込むようになっている。そして前記ホルダに、ツールマガジン１０２から取り出したツールを装着し、高周波誘導加熱装置発信部１０９を稼動してワークコイル１１０を加熱させ、焼きばねによってホルダにツールを固着するのである。
その後、３軸ロボット１０４を用いてツールを取り付けたホルダを工作機械との受け渡し位置１１１に移動して、ツールの受け渡しを行なうのである。
図６において１１２は洗浄部（オプション）である。

また特開昭５３−１３２８７５号公報（特許文献１参照）のように、ツールのホルダへのツールの受け渡しを、回転式の工具マガジンの回転によって行なうようにしたものも知られている。
特開昭５３−１３２８７５号公報

しかるに、このようなツールの交換のための装置においては、作業テーブル上にホルダストッカやツールマガジンを設けているため、ツールの交換作業に使用できるテーブル領域が狭められるという不具合がある。
そして、作業テーブル上のツールマガジンの枚数が多くなると、非常に長いストロークのＸ−Ｙ軸もしくは３軸ロボットが必要となり、またその精度の確保が難しく、かつ装置全体が非常に大きくなってしまうという問題点があった。

また作業テーブルの側面にツールマガジンを設けることも考えられる。その場合には、作業テーブル上のツールの交換作業に使用できるテーブル領域を広くすることができるものの、ツールマガジン部分が作業テーブルから張り出し、全体の機器類のスペースが大きくなってしまうほか、ツールマガジンとホルダのストッカとの連携が作業テーブルの周辺に限定されてしまうという問題があった。

本考案は作業テーブルの内部にツールマガジンを収納し、ツールパレットを作業テーブル上に昇降可能として、作業テーブル上のツールの交換作業に使用できるテーブル領域を広くし、またツールパレットとホルダのストッカとの連携を効果的に行なうことができる工具類の交換装置を提供しようとするものである。

すなわち、上記問題点を解消するため本考案の工具類の交換装置は、作業テーブルと、作業テーブル上に搭載されたツールの交換手段と、作業テーブルの所定位置に設けた開口の近傍において、作業テーブル下面に垂直方向に取り付けたツールパレットを収納するツールマガジンと、ツールマガジンからツールパレットを取り出し、上下左右に移動可能な取り出し昇降手段とを備え、取り出し昇降手段の操作によりツールパレットを前記開口を通って作業テーブル上に移動させた上、作業テーブル上に搭載されたツールの交換手段により焼きばめユニットの所定位置にツールを取り付け、用済み後は取り出し昇降手段の操作によりツールパレットを作業テーブル下に収納するようにしたことを特徴とするものである。

本考案の工具類の交換装置は、前記ツールマガジンが、多段かつ複数列のツールパレット収納スペースを備えていることをも特徴とするものである。

以上のように本考案によれば、ツールパレットを作業テーブル上に昇降可能として、作業テーブル上のツールの交換作業に使用できるテーブル領域を広くし、またツールマガジンとホルダのストッカとの連携を効果的に行なうことができるようにしたので、次のような作用効果を奏することが可能となった。
１）工具類（ツール）を作業テーブルの下側に設けたツールマガジンに多数収納することができるようになった。
２）同時に、工具類の交換装置を全体として小型化することが可能となった。
３）ツールマガジンその他の工具類の収納部のユニットが図れるようになり、設計の自由度が増し、また機能を大幅に向上させることができるようになった。

以下、図面に基いて本考案の工具類の交換装置の実施の形態を詳細に説明する。
図面は本考案に係る工具類の交換装置の１実施例を示すものであって、図１はその立面図であり、図２はその右側面図を示し、また図３はその左側面図を示し、図４はその平面図を示す。図５はツールパレットの拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はツールマガジンにセットした状態の部分説明図、（ｃ）は概略断面図である。

図１ないし図４に示すように、本考案の工具類の交換装置は、側板によって周囲を囲まれた作業テーブル１１と、作業テーブル１１上に搭載されたツールの交換手段１２と、ツールのホルダをセットするホルダ搭載台１３と、作業テーブル１１の下部に昇降ガイド１６に沿って収納したツールマガジン１５と、昇降ガイド１６に昇降自在に取り付けた取り出し昇降手段１７とを備えている。

前記作業テーブル１１上にはツールの交換手段１２が配置されている。このツールの交換手段１２は、ツールマガジン１５に近接して配置されたツールの待機ストッカ２１と、このツールの待機ストッカ２１を保持しつつ振動を付与する起振装置２３を備えている。
ツールの交換手段１２はまた、ツールホルダの送り機構２４と、該ツールホルダの送り機構２４からツールのホルダ２５を取り出し、ツール２０をツールのホルダ２５に取り付けるためのツール装着機構２６と、ツール２０を取り付けたツールのホルダ２５を反転させて次の工程に送る反転受渡し機構２７とを備えている。

前記作業テーブル１１の適所には、後述するツールパレット３１の昇降を許容する開口１８が形成されている。そして、前記作業テーブル１１の下面には、該開口１８の近傍に、リニアガイド（直動軸受）のレール等からなる昇降ガイド１６（Ｙ軸）がツールマガジン１５に沿って垂直方向に取り付けてある。
前記ツールマガジン１５は、図示した実施例では５段でかつ３列のツールパレット用収納スペースを備えているが、５段でかつ３列の収納スペースに限定されることはなく、多段かつ複数列の収納スペースとすることができる。たとえば、各列や各段の位置を調節可能としておけば、簡単に段数や列の数を増減させることが可能である。

３１はツールマガジン１５に内蔵したツールパレットであり、各ツールパレット３１上にはツールホルダ２５を介してツール２０が搭載されている。
前記昇降ガイド１６には、モータを付設したリニアガイド（直動軸受）等からなる取り出し昇降手段１７が付設してあり、該取り出し昇降手段１７の作動に応じてツールパレット３１を昇降させることができる。
また昇降ガイド１６（Ｙ軸）には、直交するように水平移動用ガイド１９（Ｘ軸）が取り付けてあり、前記取り出し昇降手段１７は、該水平移動用ガイド１９（Ｘ軸）によって水平方向に移動することができるようになっている。

すなわち、前記昇降ガイド１６（Ｙ軸）にはパレット取出し用アーム３２が昇降自在に取り付けられており、パレット取出し用アーム３２の端部は昇降あるいは伸縮してツールマガジン１５の所定の位置まで移動し、その先端に設けたフォーク状支持片（図示せず）が前記ツールパレット３１をすくい上げて、所定の取出し操作あるいは収納操作を行なうようになっている。

前記ツールパレット３１は、図５（ａ）〜（ｃ）に示すようにツールマガジン１５に取り付けられている。すなわち、所定数のツール２０の収納孔３３を形成したツールホルダ２５を一体的もしくは取付け取外し可能に搭載したツールパレット３１の両側側辺には、凹状の切欠き３４が形成されている。
そして、ツールマガジン１５を５段でかつ３列の収納スペースに分画する枠体３５に位置決め突起３６を突設し、この位置決め突起３６に凹状の切欠き３４を係合させることにより、ツールパレット３１は所定の収納スペースに収納保持されるのである。

前記作業テーブル１１上のツールホルダの送り機構２４は、前記ツールマガジン１５の面に直交する向きに配設したガイドレール２８に取り付けられ、ツールのホルダ２５は前記ツールホルダの送り機構２４とともに、前記ガイドレール２８に沿って移動可能とされている。
作業テーブル１１上において、ツールの反転受渡し装置２７から所定の距離の位置にツールのホルダ２５のホルダ搭載台１３が設置されており、ツールホルダの送り機構２４から取り出されたツールのホルダ２５を取り付け、ツール装着機構２６によってツール２０をこのツールのホルダ２５に取り付けるようになっている。

なお前記ホルダ搭載台１３には、焼きばめ式にもしくはチャックでツール２０を取り付けるための機構が内蔵されている。
４１は作業テーブル１１に隣接して設けた副テーブル４０上に設置した誘導加熱装置用電源、４２は冷却装置であって、前記焼きばめ式取付機構を温度制御するために使用されるものである。

さらに、４３は作業テーブル１１上の所定位置に配置した表示灯、４４は装置本体の前面を上下に開閉する開閉とびら、４５は非常停止ボタン、４６は昇降手段１７の制御盤である。

この考案の工具類の交換装置の動作について説明する。
まず、作業テーブル１１上に設置されたツールのホルダ２５用のホルダ搭載台１３に、ツールホルダの送り機構２４から取り出されたツールのホルダ２５を取り付け、かつ好ましくは焼きばめ式にツール２０を取り付ける。
次いで、ツール装着機構２６によってツール２０をこのツールのホルダ２５から取外し、反転受渡し機構２７により次の工程に送る。

ツール２０の交換に際しては制御盤の操作により、あるいはプログラム制御によって取り出し昇降手段１７が作動する。取り出し昇降手段１７に取り付けたパレット取出し用アーム３２によってすくい上げられたツールパレット３１は昇降ガイド１６に沿って昇降し、ツールパレット３１は開口１８を経由して作業テーブル１１上に突き出るようになる。
その後、作業テーブル１１上に搭載されたツールの交換手段１２により、ツールパレット３１からツール２０を取出して、焼きばめユニットの所定位置にツール２０を取り付ける。もちろん、用済み後は取り出し昇降手段１７の操作によりツールパレット３１を作業テーブル１１下のツールマガジン１５内に収納する。
なお、前記実施例ではツールマガジン１５を作業テーブル１１の下側に配置した場合について説明したが、ツールマガジン１５自体を前記開口１８から昇降することができるようにしてもよい。

この考案の工具類の交換装置は、ツールの交換を可能とした工具ホルダへツールを供給するためのものであれば、例えば焼きばめ式に、もしくはチャックでツールを取り付けるための機構等に限定されるものではなく、より広い応用範囲に適用することができるものである。

本考案に係る工具類の交換装置の１実施例を示す立面図である。 その右側面図である。 その左側面図である。 その平面図である。 ツールパレットの拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はツールマガジンにセットした状態の部分説明図、（ｃ）は概略断面図である。 従来の工具類の交換装置の１例を示す平面図である。

符号の説明

１１ 作業テーブル
１２ ツールの交換手段
１３ ホルダ搭載台
１５ ツールマガジン
１６ 昇降ガイド
１７ 昇降手段
１８ 開口
２０ ツール
２１ ツールの待機ストッカ
２３ 起振装置
２４ ツールホルダの送り機構
２５ ツールのホルダ
２６ ツール装着機構
２７ 反転受渡し機構
２８ ガイドレール
３１ ツールパレット
３２ パレット取出し用アーム
３３ 収納孔
３４ 切欠き
３５ 枠体
３６ 位置決め突起
４０ 副テーブル
４１ 誘導加熱装置用電源
４２ 冷却装置
４３ 表示灯
４４ 開閉とびら
４５ 非常停止ボタン
４６ 制御盤

Claims (2)

1. 作業テーブルと、作業テーブル上に搭載されたツールの交換手段と、作業テーブルの所定位置に設けた開口の近傍において、作業テーブル下面に垂直方向に取り付けたツールパレットを収納するツールマガジンと、ツールマガジンからツールパレットを取り出し、上下左右に移動可能な取り出し昇降手段とを備え、取り出し昇降手段の操作によりツールパレットを前記開口を通って作業テーブル上に移動させた上、作業テーブル上に搭載されたツールの交換手段により焼きばめユニットの所定位置にツールを取り付け、用済み後は取り出し昇降手段の操作によりツールパレットを作業テーブル下に収納するようにしたことを特徴とする工具類の交換装置。
2. ツールマガジンが、多段かつ複数列のツールパレット用収納スペースを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の工具類の交換装置。

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