JP3177766B2 - 工具搬送装置 - Google Patents

工具搬送装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械におい
て、工具マガジンと自動工具交換装置との間で工具を搬
送する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】工作機械の工具交換方式としては、工具
マガジンのチェーン又はドラムを回転して、工具を交換
位置に割り出す方式と、工具マガジンを固定し、搬送装
置で工具をマガジンから抜き取って自動工具交換装置ま
で搬送する方式とが知られている。また、後者の方式に
おいては、従来、マガジンから抜き取った工具をチェー
ンによって搬送する装置が公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の工具
搬送装置によると、チェーンを用いているため、工具の
移動初期及び終期に大きなトルクが必要で、搬送速度が
遅くなるばかりでなく、チェーンを定位置で停止させる
ために複雑な制御機構が必要になるという問題点があっ
た。
【０００４】そこで、本発明の課題は、簡単な構成で工
具をスムーズかつ高速に搬送できる装置を提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の工具搬送装置は、工作機械において、工
具マガジンと自動工具交換装置との間で工具を搬送する
装置であって、揺動可能な第１リンクと、第１リンクを
駆動する手段と、第１リンクの自由端に中間部にて回動
可能に連結された第２リンクと、第２リンクの一端に取
り付けられた工具保持部材と、工具保持部材を搬送方向
に直線案内する第１ガイドと、第２リンクの他端を第１
ガイドと直交する方向に直線案内する第２ガイドとから
構成される。
【０００６】また、本発明の工具搬送装置は、工具を自
動工具交換装置の近傍位置で搬送方向に対し直角の向き
に旋回する機構を備え、該機構は相互に噛み合う同一歯
数の３つの歯車と、そのうちの１つを駆動する手段とを
含み、第１歯車を第２リンクの他端に設け、第２歯車を
第２リンクの中間部に設け、第３歯車を第２リンクの一
端に工具保持部材のフックと一体回動可能に設けて構成
される。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、本
実施形態の工作機械においては、主軸１と平行に工具マ
ガジン２が設置され、このマガジン２には多数本の工具
３がポット４と共に主軸軸線と直交する方向に抜き取り
可能に収納されている。主軸１と工具マガジン２との間
には、旋回可能な交換アーム５を備えた自動工具交換装
置６と、工具マガジン２と自動工具交換装置６との間で
工具３を搬送する搬送装置７とが設置されている。搬送
装置７はスライダ８を介しレール９に沿って水平移動可
能で、かつスライダ８に対し送り軸１０により昇降可能
に支持されている。搬送装置７には工具３をポット４と
共に保持する工具保持部材１１が主軸軸線と直交する方
向へ往復移動可能に設けられている。
【０００８】図２及び図３に示すように、搬送装置７の
機枠１３には軸１４により第１リンク１５がその基端に
て揺動可能に支持されている。軸１４上には歯車１６が
設けられ、この歯車１６は流体圧シリンダ１７の可動部
１７ａに設けたラック１８に噛み合わされている。第１
リンク１５の自由端には軸１９により第２リンク２０が
その中間部にて回動可能に連結され、このリンク２０の
一端に軸２１を介し工具保持部材１１が取り付けられて
いる。工具保持部材１１にはポット４を引っ掛けるフッ
ク１１ａが軸２１の周りで旋回可能に設けられている。
そして、機枠１３には工具保持部材１１の軸２１を工具
搬送方向に直線案内する第１ガイド２３と、第２リンク
２０の他端に設けた軸２２を第１ガイド２３と直交する
方向に直線案内する第２ガイド２４とが配設されてい
る。
【０００９】また、本実施形態の工具搬送装置７には、
工具３を自動工具交換装置６の近傍位置で搬送方向に対
し直角の向きに旋回する機構が装備されている。この旋
回機構は相互に噛み合う同一歯数の３つの歯車２６，２
７，２８と、歯車２６を駆動する流体圧シリンダ２９と
から構成されている。第１歯車２６は第２リンク２０の
他端の軸２２に設けられ、レバー３０を介して流体圧シ
リンダ２９に連結されている。第２歯車２７は第２リン
ク２０の中間部の軸１９に設けられ、そして、第３歯車
２８が第２リンク２０の一端の軸２１に工具保持部材１
１のフック１１ａと一体回動可能に設けられている。
【００１０】次に、上記のように構成された工具搬送装
置７の作用について説明する。図２に示すように、工具
保持部材１１が工具マガジン２側に配置された状態で、
流体圧シリンダ１７が駆動されると、その可動部１７ａ
によりラック１８及び歯車１６を介して第１リンク１５
が図において時計方向へ揺動される。この第１リンク１
５の揺動に伴い、図３に示すように、第２リンク２０の
両端の軸２１及び軸２２が第１ガイド２３及び第２ガイ
ド２４によって相直交する方向へ直線案内される。これ
により、第２リンク２０が図４に示すような軌跡を描い
て変位し、軸２１の直線移動に伴い、工具保持部材１１
が主軸軸線と直交する方向において工具マガジン２から
自動工具交換装置６の近傍位置まで移動し、その過程
で、フック１１ａによりポット４及び工具３が工具マガ
ジン２から抜き取られる。
【００１１】このとき、工具保持部材１１が流体圧シリ
ンダ１７により一対のリンク１５，２０を介して駆動さ
れるので、図５に示すように、工具保持部材１１の移動
初期及び終期における加速及び減速時のトルクをそれぞ
れ小さくして、工具３を高速度で搬送することができ
る。しかも、第１リンク１５の死点が工具保持部材１１
のストロークエンドになるから、ストッパを必要としな
い簡単な構成により、工具３をマガジン側位置及び交換
装置側位置にショックのない状態でスムーズかつ精度よ
く停止させることができる。また、各リンク１５，２０
の長さを変えることで、流体圧シリンダ１７のストロー
ク等を調整することなく、工具３の搬送距離を任意に変
更でき、長い工具３を交換する場合等に際して容易に対
処することも可能である。
【００１２】工具３が自動工具交換装置６の近傍位置ま
で搬送されると、図３に示すように、流体圧シリンダ２
９が駆動され、レバー３０を介し第１歯車２６が回転さ
れ、第２歯車２７を介して第３歯車２８も回転され、こ
の歯車２８と同軸のフック１１ａが旋回され、図１に示
すように、ポット４及び工具３が搬送方向と直角つまり
主軸軸線と平行な向きに旋回される。この状態で、工具
３は図示しない移載装置によりポット４から抜き取られ
て交換アーム５に装着され、周知の工具交換動作により
主軸１の前工具３と交換される。そして、この前工具３
は交換アーム５及び移載装置を介し工具搬送装置７のポ
ット４に収容され、その後、搬送装置７の前述とは逆の
動作によって工具マガジン２に収納される。従って、こ
の実施形態の工具搬送装置７によれば、工具３を直線移
動及び旋回の２動作で搬送するので、工具３の搬送距離
を短縮して、搬送装置７を小型に構成でき、その結果、
主軸１と工具マガジン２との間隔を狭くできて、工作機
械の各部をコンパクトな形態でレイアウトすることが可
能となる。
【００１３】ところで、工具３の搬送時には、流体圧シ
リンダ２９により回転規制された第１歯車２６は太陽歯
車として機能し、これに噛み合う第２歯車２７は遊星歯
車であって、第２リンク２０の回動に伴い、第２歯車２
７が第１歯車２６の周りで１８０°公転する。しかしな
がら、第１乃至第３歯車２６，２７，２８の歯数は同じ
であるから、第３歯車２８は同一位相を保ったまま移動
し、軸２１が回転しない。従って、第２リンク２０の回
動に係わらず、ポット４及び工具３を第１ガイド２３と
平行に搬送することができる。
【００１４】なお、上記実施形態では工具３がポット４
と共に搬送されるが、工具３を単独で搬送するように構
成してもよい。また、第１リンク１５及び第１歯車２６
の駆動手段として、流体圧シリンダ１７，２９にかえて
電動機を使用することもできる。その他、本発明は上記
実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲で各部の形状並びに構成を適宜に変更して
具体化することも可能である。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、リンク機構を用いた簡単な構成で、工具をスム
ーズかつ高速に搬送できるという優れた効果を奏する。
【００１６】請求項２の発明によれば、工具の搬送距離
を短縮して、搬送装置を小型に構成できるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す工作機械の平面図で
ある。
【図２】同工作機械の工具搬送装置を示す平面図であ
る。
【図３】同搬送装置のリンク機構及び歯車機構を示す斜
視図である。
【図４】同リンク機構の作用説明図である。
【図５】同リンク機構のトルク線図である。
【符号の説明】
１・・主軸、２・・工具マガジン、３・・工具、４・・
ポット、５・・交換アーム、６・・自動工具交換装置、
７・・工具搬送装置、１１・・工具保持部材、１１ａ・
・フック、１５・・第１リンク、１７・・流体圧シリン
ダ、２０・・第２リンク、２３・・第１ガイド、２４・
・第２ガイド、２６・・第１歯車、２７・・第２歯車、
２８・・第３歯車、２９・・流体圧シリンダ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23Q 3/157

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 工作機械において、工具マガジンと自動
    工具交換装置との間で工具を搬送する装置であって、揺
    動可能な第１リンクと、第１リンクを駆動する手段と、
    第１リンクの自由端に中間部にて回動可能に連結された
    第２リンクと、第２リンクの一端に取り付けられた工具
    保持部材と、工具保持部材を搬送方向に直線案内する第
    １ガイドと、第２リンクの他端を第１ガイドと直交する
    方向に直線案内する第２ガイドとからなる工具搬送装
    置。
  2. 【請求項２】 工具を自動工具交換装置の近傍位置で搬
    送方向に対し直角の向きに旋回する機構を備え、該機構
    は相互に噛み合う同一歯数の３つの歯車と、そのうちの
    １つを駆動する手段とを含み、第１歯車を第２リンクの
    他端に設け、第２歯車を第２リンクの中間部に設け、第
    ３歯車を第２リンクの一端に工具保持部材のフックと一
    体回動可能に設けてなる請求項１記載の工具搬送装置。
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