JP3290518B2 - 工作機械 - Google Patents

工作機械

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JP3290518B2
JP3290518B2 JP23148493A JP23148493A JP3290518B2 JP 3290518 B2 JP3290518 B2 JP 3290518B2 JP 23148493 A JP23148493 A JP 23148493A JP 23148493 A JP23148493 A JP 23148493A JP 3290518 B2 JP3290518 B2 JP 3290518B2
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定明 都築
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Toyoda Koki KK
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Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、工具の交換を行う工具
マガジンを具備するマシニングセンタ等の工作機械に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図4に示すように、10はマシニングセ
ンタであり、ベッド11に前後左右移動可能なコラム1
2が設けられている。前記コラム12には上下移動可能
な主軸頭13が設けられており、この軸頭13に主軸1
4が回転可能に支持されている。また、ベッド11に固
定されたフレーム19の上部には、主軸14に取り付け
られ、加工の際に使用される複数の工具18を保持保管
する工具マガジン16および工具マガジン16に保持保
管された工具18と主軸14に装着された工具18とを
工具交換アーム17により交換する工具交換装置15が
設けられている。
【0003】一般に、マシニングセンタ等の工作機械を
複数配設した生産ラインにおいては、工作物の搬送距離
(以下加工ピッチと呼ぶ)の短縮および工作機械の敷設
スペースの省スペース化が要求されるため、工具交換装
置15および工具マガジン16はコラム12の上方のフ
レーム19に配設される場合が多かった。なお、上述し
た構成のマシニングセンタは、実開平3−29234号
公報によって開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな工具交換装置15および工具マガジン16をコラム
12の上方に配設した工作機械は、工具マガジン16の
位置が高くなってしまい、作業者が工具マガジン16に
保持保管されている工具18を交換する場合や保守点検
を行う場合に作業性が悪く、危険性を伴うといった問題
があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るためには、ベッド上に移動可能に設けられたコラム
と、前記コラムに干渉しない位置に固定されたフレーム
と、前記コラムに回転自在に設けられた主軸と、前記コ
ラム上方であって、前記フレームに設けられ、前記主軸
に着脱可能に支持される複数の工具を保持保管する工具
マガジンと、前記コラムの移動を制御する制御装置とを
有し、前記工具マガジンに保持保管された前記工具と前
記主軸に取り付けられた工具との交換が可能な工作機械
において、前記コラムの移動領域内であって、前記制御
装置により前記コラムを移動させて設けられた空間に前
記工具マガジンを移動するマガジン移動装置を備えたこ
とからなる。
【0006】
【作用】まず、マガジン移動指示手段により信号を出力
し、制御装置によりコラムを移動して、工具マガジンの
位置できる空間を設ける。続いて、マガジン移動装置を
駆動して工具マガジンを前記空間に降下させる。この状
態で、作業者は工具の交換および保守点検等の作業を行
う。そして、作業者による作業が完了したら、マガジン
移動指示手段により信号を出力してマガジン移動装置を
駆動して、主軸との工具交換を行える元の位置に工具マ
ガジンを戻し、工作機械を加工可能な状態にする。
【0007】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図1および図2は本実施例のマシニングセンタの全
体構成図であり、図1は正面図、図2は側面図である。
マシニングセンタ30には、ベッド31上に左右方向
(図面X軸方向)および前後方向(図面Z軸方向)に移
動可能なコラム32が配設されている。前記コラム32
には上下方向(図面Y軸方向)に移動可能な主軸頭33
が設けられており、この主軸頭33には主軸34が回転
可能に支持されている。また、前記ベッド31には、コ
ラム32の前後左右移動に干渉しない位置にフレーム3
9が固定されており、このフレーム39の上部には工具
交換装置35および工具マガジン36が設けられてい
る。
【0008】工具マガジン36はマガジン本体36a、
回動部材36d、支持部材40、油圧シリンダ42から
構成されている。フレーム39に固定された固定部材4
1に前記支持部材40がX軸方向と平行な方向の軸を中
心として揺動可能に支持されている。この支持部材40
にはマガジン本体36aが固定されている。マガジン本
体36aには回動中心36bを中心として回動可能な回
動部材36dが支持されており、支持部材40に設けら
れた図略の駆動装置により回動部材36dを回動するよ
うになっている。また、支持部材40には油圧シリンダ
42が取り付けられている。この油圧シリンダ42の一
端は前記支持部材40に揺動可能に支持され、他端はフ
レーム39の後部側面に揺動可能に支持されている。そ
して、図略の油圧供給装置によりこの油圧シリンダ42
を伸縮することにより、支持部材40を介してマガジン
本体36aを昇降するようになっている。なお、本実施
例においては支持部材40、固定部材41および油圧シ
リンダ42からマガジン移動装置50が構成されてい
る。
【0009】また、マガジン本体36aは、回動部材3
6dにソケット36cが回動中心36bを中心に同一円
周上に複数設けられており、このソケット36cに工具
38が嵌合することにより、工具38がマガジン本体3
6aに保持保管されるようになっている。そして、回動
部材36dを回動し、次に使用される工具38を工具受
渡位置38aに移動するようになっている。また、ソケ
ット36cは工具受渡位置38aにて、Y軸方向と平行
な方向の軸を中心として旋回可能に支持されおり、マガ
ジン本体36aに設けられた図略の駆動装置によりソケ
ット36cを旋回することにより工具38の方向をX軸
方向からZ軸方向へ旋回し、工具マガジン36の工具3
8を主軸33側の工具38と交換可能な姿勢に位置決め
できるようになっている。
【0010】工具交換装置35は、基部37と工具交換
アーム37aから構成されている。基部37は前記フレ
ーム39に固定されている。この基部37には図略のモ
ータと図略のカム機構とによりZ軸と平行な方向の軸を
中心として回転するとともに、Z軸方向に伸縮移動する
工具交換アーム37aが支持されている。そして、この
工具交換アーム37aの回転動作と伸縮動作とにより、
上述した工具マガジン36の工具受渡位置38aでZ軸
方向に旋回されている工具38と主軸34に取り付けら
れた工具38を交換するようになっている。
【0011】また、フレーム39の上方にはマガジン固
装置44が設けられている。このマガジン固定装置4
4にはシリンダ46が設けられ、シリンダ先端に形成さ
れたノッチ45が、支持部材40に設けられた嵌合穴に
係合することで、上方位置(図1,2中破線位置)に移
動した工具マガジン36を固定するようになっている。
【0012】60は制御装置であり、コラム32のX軸
方向およびZ軸方向の移動、主軸頭33のZ軸方向の移
動、主軸34の回転、工具マガジン36の昇降移動、工
具マガジン36に保持保管され次に使用される工具38
の割り出し、工具交換装置37の交換アーム37aの駆
動、およびマガジン固定装置44のノッチ45の出入れ
を制御するようになっている。制御装置60にはスイッ
チ70が接続されており、スイッチ70のUP,DOW
Nを切り替えることにより工具マガジン36の昇降移動
を行うようになっている。
【0013】以上に述べた構成により、本実施例の工作
機械の作用を説明する。作業者がスイッチ70をDOW
Nにすると、図3[A]に示すように、制御装置36に
よりコラム32が右方向に移退避され、工具マガジン3
6の降下するスペースがつくられる。シリンダ46を縮
めノッチ45の支持部材40からの嵌合を解除する。次
に、油圧シリンダ42を縮め、図3[B]に示す位置に
工具マガジン36を降下させる。この工具マガジン36
が降下した状態で作業者は工具交換および保守点検等を
行う。工具交換および保守点検が終了した後、作業者は
スイッチ70をUPにする。すると、油圧シリンダ42
が伸び、工具マガジン36を図3[A]の位置まで上昇
させる。そして、マガジン固定装置44のノッチ45を
支持部材40に嵌合して工具マガジン36を固定し、工
作機械を工作物が加工可能な状態にする。
【0014】以上に述べたように本実施例の工作機械
は、工具マガジン36を上下方向に移動させるマガジン
移動装置50をコラム32上方に設け、コラム32を移
動することで設けられたスペースに工具マガジン36を
降下するために、従来の工作機械と同様に省スペースを
確保し、作業者の工具交換および保守点検の作業性を高
めるといった効果がある。また、本実施例の工作機械
は、工具マガジン36が上昇した位置にて、ノッチ45
を支持部材40に嵌合して固定するマガジン固定装置4
4が具備されているために、油圧配管の損傷等により油
圧シリンダ42の油圧が減少しても工具マガジン36が
降下するといった危険がない。
【0015】なお、本実施例の工作機械30において
は、工具マガジン移動指示手段としてスイッチ70のU
P,DOWNを切り替えにより、工具マガジン36の昇
降移動を行っているが、例えばコンピュータのプログラ
ムや他の工作機械の状態に応じて昇降するようにしても
構わない。
【0016】
【発明の効果】以上に述べたように本発明の工作機械
は、コラムを移動して設けられる空間に工具マガジンを
昇降移動させるマガジン移動装置を設けたことにより、
従来の工作機械と同様に省スペースを確保するととも
に、作業者の工具交換および保守点検の作業性を高める
といった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すマシニングセンタの正面
図である。
【図2】本発明の実施例を示すマシニングセンタの側面
図である。
【図3】本発明の本実施例の作用を示した図である。
【図4】従来のマシニングセンタを示した図である。
【符号の説明】
30 マシニングセンタ 31 ベッド 32 コラム 33 主軸頭 34 主軸 35 工具交換装置 36 工具マガジン 38 工具 39 フレーム 42 シリンダ 44 マガジン固定装置 50 マガジン移動装置 60 制御装置 70 スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23Q 3/155 B23Q 3/157

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベッド上に移動可能に設けられたコラム
    と、前記コラムに干渉しない位置に固定されたフレームと、 前記コラムに回転自在に設けられた主軸と、 前記コラム上方であって、前記フレームに設けられ、前
    記主軸に着脱可能に支持される複数の工具を保持保管す
    る工具マガジンと、 前記コラムの移動を制御する制御装置とを有し、前記工
    具マガジンに保持保管された前記工具と前記主軸に取り
    付けられた工具との交換が可能な工作機械において、前記コラムの移動領域内であって、 前記制御装置により
    前記コラムを移動させて設けられた空間に前記工具マガ
    ジンを降下させるマガジン移動装置を備えたことを特徴
    とする工作機械。
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