JP3167303U - 切削加工機の工具マガジン及び工具交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切削加工機の工具マガジン及び工具交換装置を提供する。【解決手段】刃物滑り台は横方向に移動するように横向きレール上に設けられ、チェーン工具マガジンの方へ移動する。また、刃物をつかみ取るためのピックアンドプレースが備わり、横向きレールの伸び側の底部には、縦向きにプリセット工具位置台が備わり、該工具位置台の伸び側にある工具保持部の工具収納方向は、プリセット工具保持部の工具収納方向と同じく横軸方向に設けられ、プリセット工具位置台と主軸との間には横軸回転工具交換装置が備わり、該横軸回転工具交換装置は、取付位置決定部とアームを備え、該アームは、横軸方向に設けられる中央カムシャフト、及びアームの対向する両側にある第一、第二工具留め部を備え、該第二工具留め部の円周移動は、該プリセット工具位置台のプリセット工具保持部と主軸を経て行われ、二者の刃物が工具の交換位置を行うように設けられることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本考案は、切削加工機の一部の構造に関し、特にその工具マガジン及び工具交換装置の新規の構造設計に関する。

コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）タイプの切削加工機は、自動生産の製造業に欠かせない設備であるが、該切削加工機は、自動化全体の設計要求に応じて、工具マガジンと工具交換装置で、工具を自動的に取り出して交換し、元の位置に戻す機能を有する。

従来の切削加工機の工具マガジンには、旋盤タイプが多く、当該タイプは、スペースを要し、工具の必要数量に応じて、工具マガジンのサイズが横方向に増え、切削加工機の体積全体も大きくなるという問題点・欠点を持つ。

また、従来の切削加工機の工具マガジンは、縦式チェーン状の工具マガジン構造を採用するが、その配置に幾つかの問題が存在する。例えば、従来のチェーン状工具マガジンは、直接に切削加工機の本体の片側に設けられる場合がある。このような設計には、単一加工主軸の切削加工機のみに適用され、複数の加工主軸の場合には適用できないという問題点・欠点がある。

従って、関連業者は、上述の従来の切削加工機の工具マガジン及び工具交換装置機構に存在する問題点を解決し、より理想的で実用性のある新規の構造を開発する必要がある。

それを鑑みて、考案者は、関連製品の製造開発と設計に携わった長年の経験を持ったうえで、上述の目標を達成するために詳しく設計し、慎重に評価したうえで、実用性のある本考案を得られたのである。

本考案は、切削加工機の工具マガジン及び工具交換装置を提供することを目的とする。本考案の解決しようとする課題は、より理想的で実用性のある新規の切削加工機の工具マガジン及び工具交換装置の開発を目指し、製造することによって達成することであり、当該工具マガジン及び工具交換装置は、切削加工機の本体の主軸工具交換及び工具収納の機能を提供する。

本考案の課題を解決するための技術的特徴として、少なくとも切削加工機の本体の片側において間隔を置いたところに縦式チェーン状工具マガジンが備わり、該縦式チェーン状工具マガジンは、縦式スタンドとチェーン工具マガジンを備える。該チェーン工具マガジンは、縦方向に伸びるように縦式スタンドの片側に設けられ、チェーン式ルートに沿って循環移動する複数の工具保持部を備え、各工具保持部の工具収納は、横軸方向に設けられている。縦式チェーン状工具マガジンには、横方向に伸びるように設けられる横式工具案内装置が備わり、該横式工具案内装置は、横向きレールと刃物滑り台を備え、該横向きレールは、縦式チェーン状工具マガジンの最上部の片側に接続し、固定され、工具マガジンの対応側と伸び側とを備える。該工具マガジンの対応側は、チェーン工具マガジンに隣接し、伸び側は切削加工機の本体の向きにはみ出すように設けられる。該刃物滑り台は、横方向で前進スライド移動をするように、横向きレールに設けられ、該刃物滑り台には、チェーン工具マガジンの方に移動して刃物を取り出すためのピックアンドプレースがある。横向きレールの伸び側の底部には、縦向きにプリセット工具位置台が備わり、該プリセット工具位置台の伸び側には、プリセット工具保持部があり、該工具の収納方向は、工具保持部の工具収納方向と同じように設けられている。プリセット工具位置台と主軸との間に横軸回転工具交換装置が備わり、該横軸回転工具交換装置は、取付位置決定部とアームとを備え、該アームは、横軸方向に中央カムシャフト、及びアームの対向した両側に第一、第二工具留め部を備え、該第一、第二工具留め部の円周移動は、該プリセット工具位置台のプリセット工具保持部と主軸を経て行われ、それにより、主軸とプリセット工具保持部の刃物が、該アームの伸縮回転運動によって、工具の位置交換を素早く行えるように設けられる。本考案の該切削加工機の工具マガジン及び工具交換装置は、上記を特徴とする。また、本考案は、当該設計により、背景技術に比べて、切削加工機の工具マガジン及び工具交換装置が多種の切削加工機に適用され、設置体積が縮小され、空間制限が低減され、主軸の工具交換角度がよりうまく利用でき、その交換が素早く行われるという実用性及び進歩性を有する。

本考案によって得られる効果は次の通りである。

１．多種の切削加工機に適用可能：本考案の縦式チェーン状工具マガジン、横式工具案内装置と本体は、間隔を置いて設けられ、設置形態がより適切であるため、多種の切削加工機に利用され、好適な適応性を有するという実用性、進歩性がある。

２．体積減少による使用空間の縮小：本考案は縦式チェーン状工具マガジン構造を採用し、工具配置は、縦向きに伸びるように設けられることから、工具の数量が増えても、体積は上方向に増え、横方向における体積は影響されず、装置の使用空間が減少するという実用性及び進歩性が得られる。

３．主軸の工具交換角度がより適切に利用できる：本考案の工具交換機能は、該横軸回転工具交換装置によって提供され、主軸の位置が該横軸回転工具交換装置のアーム回転の経路にあるときに工具交換が行われる。該横式工具案内装置の伸びる長さ、及び該アームの長さに合わせて、異なる主軸の工具交換角度を用いて多種の加工ニーズを満たすことができる。

４．工具の交換速度の向上：本考案の工具交換の案内機能は、該横軸回転工具交換装置と横式工具案内装置とを合わせて行う。該横軸回転工具交換装置のアームの速い回転動作によって、主軸の刃物の工具交換動作が済むと、加工し続けることができる。主軸の刃物はプリセット工具位置台にあるプリセット工具保持部に移され、刃物滑り台のピックアンドプレースのつかみ取りによって、チェーン工具マガジンに戻される間にも、主軸の加工作業に影響しないことから、工具交換の速度の向上につながるという実用性、進歩性がある。

上述の実施例に掲示したのは、本考案を具体的に説明する内容であり、文中で特有の専門用語で説明されているものの、それらによって本考案の実用新案登録請求範囲を制限すべきではない。また、当業者は、本考案のコンセプトや概念を理解したうえで、それらの改造又は変更などを行って、同等な効果を得たとしても、それらの改造又は変更などは、後述の実用新案登録請求の範囲に含まれるものとする。

本考案の構造の好適な実施例の組立立体図である。 本考案の横式工具案内装置の立体拡大図である。 本考案の横軸回転工具交換装置の立体拡大図である。 本考案の工具交換動作の状態を示す図１である。 本考案の工具交換動作の状態を示す図２である。 本考案の工具交換動作の状態を示す図３である。 本考案の工具交換動作の状態を示す図４である。 本考案の工具交換動作の状態を示す図５である。

図１〜図３に示すのは、本考案の切削加工機の工具マガジン及び工具交換装置の好適な実施例であり、これらの実施例は、説明に用いられるのみであり、実用新案登録請求の際、それらに制限されないものとする。当該工具マガジン及び工具交換装置Ａは、切削加工機の本体０５の主軸０６に設けられている工具交換及び工具収納の機能を提供し、次のように構成されている。

当該切削加工機の本体０５の片側において間隔を置いたところに、少なくとも一つの縦式チェーン状工具マガジン１０が備わり、該縦式チェーン状工具マガジン１０は、縦式スタンド１１及び該縦式スタンド１１にあるチェーン工具マガジン１２を備えてなる。該縦式スタンド１１はまた、少なくとも該切削加工機の本体０５の片側において間隔を置いたところに置き台１１０を備え、該チェーン工具マガジン１２は、縦向きに伸びるように該縦式スタンド１１の片側に設けられる。該チェーン工具マガジン１２は、チェーン式ルートに沿って循環移動する複数の工具保持部１２０を備え、各工具保持部１３０の工具収納は横軸方向に設けられている。

該縦式チェーン状工具マガジン１０の最上部の片側に横方向に伸びるように設けられる横式工具案内装置２０が備わり、該横式工具案内装置２０は、横向きレール２１と刃物滑り台２２とを備え、該横向きレール２１は、該縦式チェーン状工具マガジン１０の最上部の片側に接続し、固定され、工具マガジンの対応側２１１と伸び側２１２とを備えてなる。該工具マガジンの対応側２１１は該チェーン工具マガジン１２に隣接し、該伸び側２１２は、切削加工機の本体０５の方向にはみ出すように設けられている。該刃物滑り台２２は、横方向で前進スライド移動をし、該横向６きレール２１に設けられ、該刃物滑り台２２には、また、ピックアンドプレース２２１があり、該ピックアンドプレースは、刃物滑り台２２が工具マガジンの対応側２１１にスライド移動したとき、チェーン工具マガジン１２のところに移動して刃物を取り出す。

該横置式工具案内装置２０の横向きレール２１の伸び側の底部から縦向きにはみ出すようにプリセット工具位置台３０が備わり、該プリセット工具位置台３０の伸び側には、プリセット工具保持部３１があり、前記工具保持部の工具収納方向は、プリセット工具保持部３１の工具収納方向と同じであるように設けられ（同じく横軸方向で、同じ方向に収納されるタイプ）、それにより、刃物滑り台２２が横向きレール２１の伸び側２１２にスライド移動すると共に、該ピックアンドプレース２２１が該チェーン工具マガジン１２に取り出された工具を、該プリセット工具位置台３０にあるプリセット工具保持部３１に入れる。すなわち、該プリセット工具位置台３０は工具交換のターミナルのように設けられる。

該プリセット工具位置台３０と主軸０６との間に横軸回転工具交換装置４０が備わり、該横軸回転工具交換装置４０は、取付位置決定部４１（図３のみに表示）とアーム４２を備え、該取付位置決定部４１は、横軸回転工具交換装置４０全体を一定の高さに固定する。該アーム４２は、横軸方向に設けられる中央カムシャフト４２３、及び該アーム４２の対向する両側にある第一工具留め部４２１と第二工具留め部４２２を備える。

そして、該第一、第二工具留め部４２１、４２２の円周移動は、該プリセット工具位置台３０のプリセット工具保持部３１及び本体０５の主軸０６を経て行われるが、それにより、該主軸０６の刃物０７と該プリセット工具保持部３１の刃物０７Ｂが、該アーム４２の伸縮回転運動によって、工具の位置交換を素早く行えるように設けられることを特徴とする。

上述の構造、組立て設計により、本考案の使用作動については次のように説明する。

図４に示すのは、該横式工具案内装置２０と横軸回転工具交換装置４０が作動していない状態のイメージである。この場合において、該横式工具案内装置２０の刃物滑り台２２は、該横向きレール２１の工具マガジンの対応側２１１にて停止し、チェーン工具マガジン１２の工具保持部１２０と、間隔を隔てて対応関係をなす。該横軸回転工具交換装置４０のアーム４２は、横方向の角度で停止し、第一工具留め部４２１とプリセット工具位置台３０のプリセット工具保持部３１との間は、間隔を隔てて接触せず、該第二工具留め部４２２と主軸０６との間も間隔を隔てて接触しないように設けられている。

次に、主軸０６の刃物とチェーン工具マガジン１２の刃物との工具交換を行うとき、図５に示すように（注：横軸回転工具交換装置４０の図示は省略）、該チェーン工具マガジン１２の工具保持部１２０を設定位置に移動し、交換する刃物を該刃物滑り台２２にあるピックアンドプレース２２１に対応するところに移動し、該ピックアンドプレース２２１を作動する前に、チェーン工具マガジン１２の工具保持部１２０の刃物０７を取り出すところに移動して（矢印Ｌ１）、工具保持部１２０を元の位置に戻すようにする（矢印Ｌ２）。

続いて図６に示すように、該刃物滑り台２２を横向きレール２１の工具マガジンの対応側２１１から伸び側２１２へスライド移動させるようにする（矢印Ｌ３）。

今度は、図７に示すように（註：横軸回転工具交換装置４０の図示は省略）、刃物滑り台２２のピックアンドプレース２２１を作動前に、該プリセット工具位置台３０にあるプリセット工具保持部３１に移動し、上記の取り出した刃物０７を該プリセット工具保持部３１に入れて（矢印Ｌ４）、それから工具保持部１２０を元の位置に戻すようにする（矢印Ｌ５）。

次は図８に示すように、該横軸回転工具交換装置４０のアーム４２を１８０°回転させるようにし、該アーム４２の回転中、中央カムシャフト４２３の伸縮動作に合わせて（矢印Ｌ６）、アーム両側の第一工具留め部４２１と第二工具留め部４２２が先にプリセット工具保持部３１の刃物０７と主軸０６の刃物０７Ｂを同時に掴み取り、それからすぐに取り出し、交換回転を行う（矢印Ｌ７）。それにより、該プリセット工具保持部３１の刃物０７と主軸０６の刃物０７Ｂが相互に交換される。

該主軸０６の刃物０７Ｂがプリセット工具位置台３０にあるプリセット工具保持部３１に移されたとき、同じく刃物滑り台２２のピックアンドプレース２２１がつかみ取り、反対方向で横向きレール２１の工具マガジンの対応側２１１に移動し、該刃物０７Ｂをチェーン工具マガジン１２の工具保持部１２０に入れることになるが、これで、工具交換動作が完了する（注：図４〜図８の部品は簡単化した図で表示されているが、図１〜図３とは若干異なることをここで説明しておく）。

該切削加工機は、単一の主軸０６または複数の主軸０６の構造形態でもよいが、複数の主軸０６に実施される場合、該工具マガジン及び工具交換装置Ａは複数の工具交換ニーズを満たすために、それに合わせて、複数で設けられる。

該横軸回転工具交換装置４０の取付位置決定部４１は、該縦式チェーン状工具マガジン１０の縦式スタンド１１または該切削加工機にある本体０５に設けられる構造形態でもよく、この部分について特に制限しないものとする。

本体 ０５
主軸 ０６
刃物 ０７、０７Ｂ
工具マガジン及び工具交換装置 Ａ
縦式チェーン状工具マガジン １０
縦式スタンド １１
置き台部 １１０
チェーン工具マガジン １２
工具保持部 １２０
横式工具案内装置 ２０
横向きレール ２１
工具マガジンの対応側 ２１１
伸び側 ２１２
刃物滑り台 ２２
ピックアンドプレース ２２１
プリセット工具位置台 ３０
プリセット工具保持部 ３１
横軸回転工具交換装置 ４０
取付位置決定部 ４１
アーム ４２
第一工具留め部 ４２１
第二工具留め部 ４２２
中央カムシャフト ４２３

Claims (3)

1. 切削加工機の本体の主軸に設けられる全ての工具の交換及び工具収納の機能を提供する工具マガジン及び工具交換装置であり、
   少なくとも該切削加工機の本体の片側において間隔を置いたところに備えられ、縦式スタンド及び該縦式スタンドにあるチェーン工具マガジンを備える少なくとも一つの縦式チェーン状工具マガジンと、
   前記縦式チェーン状工具マガジンの最上部の片側に横方向に伸びるように横式工具案内装置と、
   該横式工具案内装置の横向きレールの伸び側の底部から縦方向にはみ出すように備えられたプリセット工具位置台と、
   該プリセット工具位置台と本体の主軸との間に備えられた横軸回転工具交換装置と、を有し、
   前記縦式チェーン状工具マガジンは、縦式スタンド及び該縦式スタンドにあるチェーン工具マガジンを備え、該縦式スタンドはまた、少なくとも該切削加工機の本体の片側において間隔を置いたところに設けられる置き台部を有し、該チェーン工具マガジンは、縦向きに伸びるように該縦式スタンドの片側に設けられ、チェーン式ルートに沿って循環移動する複数の工具保持部を備え、該工具保持部の各々の工具収納は横軸方向に設けられ、
   前記横式工具案内装置は、横向きレールと刃物滑り台を備え、該横向きレールは、該縦式チェーン状工具マガジンの最上部の片側に接続し、固定して備えられ、該工具マガジンの対応側と伸び側とを備え、該工具マガジンの対応側は前記チェーン工具マガジンに隣接し、該伸び側は切削加工機の本体の方向にはみ出すように設けられ、該刃物滑り台は、横方向で前進スライド移動をし、該横向きレールに設けられ、該刃物滑り台にはピックアンドプレースが備えられ、該ピックアンドプレースは、該刃物滑り台が前記工具マガジンの対応側にスライド移動したとき、前記チェーン工具マガジンのところへ移動して刃物をつかみ取り、
   前記プリセット工具位置台の伸び側には、プリセット工具保持部があり、前記工具収納方向は、該プリセット工具保持部の工具収納方向と同じように設けられ、それにより、前記刃物滑り台が前記横向きレールの伸び側にスライド移動すると共に、前記ピックアンドプレースは前記チェーン工具マガジンに取り出された工具を、該プリセット工具位置台にあるプリセット工具保持部に入れるように設けられ、
   前記横軸回転工具交換装置は、取付位置決定部とアームを備え、該取付位置決定部は、該横軸回転工具交換装置全体を一定の高さに固定し、該アームは、横軸方向に設けられる中央カムシャフト、及び該アームの対向した両側にある第一工具留め部と第二工具留め部とを備え、
   該第一、第二工具留め部の円周移動は、前記プリセット工具位置台のプリセット工具保持部及び本体の主軸を経て行われ、それにより、該主軸の刃物と該プリセット工具保持部の刃物が、前記アームの伸縮回転運動によって、工具の位置交換を素早く行えるように設けられる、ことを特徴とする切削加工機の工具マガジン及び工具交換装置。
2. 前記切削加工機は、単一または複数の主軸からなる構造であることを特徴とする、請求項１に記載の切削加工機の工具マガジン及び工具交換装置。
3. 前記横軸回転工具交換装置の取付位置決定部は、前記縦式チェーン状工具マガジンの縦式スタンドに、または該切削加工機にある本体に取り付け、位置固定されるように設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の切削加工機の工具マガジン及び工具交換装置。

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