JP3324897B2 - マシニングセンタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工具マガジン及び工
具交換装置を有するマシニングセンタに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のマシニングセンタにおいては、
スピンドルの先端にドリルなどの工具が装着される。そ
して、スピンドルの回転及び同スピンドルのＸ，Ｙ，Ｚ
方向への移動により、ワークが配置された加工スペース
内において同ワークに対して穿孔などの加工が施され
る。従って、工具が折損などにより損傷した場合にはそ
れを差し替える必要がある。そして、その交換は、工具
マガジンから直接作業者によって行われるか、または作
業者の位置によっては、その作業者に身近な加工スペー
ス内で行われることが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】例えば、縦型マシニン
グセンタにおいては、スピンドルが装置の前部において
下向きに配置され、工具の先端が下向きになるととも
に、加工スペースがその下方に配置される。このため、
作業者はスピンドルに近づいて工具差し替えを比較的容
易に行える場合が多い。

【０００４】ところが、横型マシニングセンタにおいて
は、スピンドルが水平軸線上に配置されて工具が前方を
向いて突出され、加工スペースがその前方に配置され
る。このため、作業者がマシニングセンタの正面すなわ
ち前方側から、スピンドルに装着された工具に近づくに
は、ワークや治具などが配置された加工スペース内に入
る必要があり、その作業はかなり前かがみの姿勢となり
面倒な苦渋作業となる。

【０００５】そのために、工具を差し替える装置を設け
ることも考えられるが、この装置は、必然的に加工スペ
ース内に位置することになる。このため、スピンドルに
よる作業範囲内に加工に無関係な装置が存在することに
なり、加工スペースが狭まって、加工作業遂行に対して
大きな制約を生じるものであった。

【０００６】この発明の目的は、以上の問題点を解決
し、工具の差し替え作業が容易になるとともに、加工ス
ペースを損なうことがないマシニングセンタを提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、請求項１においては、工具を保持した状態でワー
ク加工のために回転されるスピンドルと、複数の工具を
ストックする工具マガジンと、工具交換のために工具マ
ガジンと所定の工具交換位置との間で工具を出し入れす
る工具シフト装置と、スピンドルと工具マガジンとの間
に配置され、スピンドルと前記工具交換位置との間で工
具交換を行わせる工具交換装置とを有するマシニングセ
ンタにおいて、前記工具交換位置に配置され、工具交換
位置に取り出された工具を加工スペースを避けてスピン
ドルの可動範囲よりも当該スピンドル側からみて加工ス
ペースが位置する方向である前方の工具差し替え位置へ
移動させるとともに前記スピンドルの可動範囲よりも前
方位置では工具を一定量下降させる工具移動手段を設
け、該工具移動手段は、工具を保持する工具ポットを移
動させるものであるとともに、工具ポットに対する工具
の固定を解除するための解除機構を有し、前記工具移動
手段は、凹部を有する工具ポット把持部材と、該工具ポ
ット把持部材を支持するロッドと、そのロッドを進退さ
せるアクチュエータと、ロッドの進退にともない工具ポ
ット把持部材を上下に回動させるカム手段とを含むもの
である。なお、本実施形態では前方とは、スピンドル側
から見て加工スペースが位置する方向をいう。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【作用】請求項１においては、工具の破損などによりそ
の工具を差し替える場合、工具マガジン或いはスピンド
ルから工具交換位置へ取り出された工具が、工具移動手
段により、加工スペースを避けてスピンドルの可動範囲
よりも当該スピンドル側からみて加工スペースが位置す
る方向である前方の差し替え作業が容易に行える工具差
し替え位置に移動される。

【００１８】また、工具移動手段により、工具がスピン
ドルの可動範囲よりも前方位置ではさらに下方の、作業
者が差し替え作業をし易い高さ位置へ移動される。

【００１９】解除機構として、例えばハンドルなどの操
作により、工具保持用の工具ポットに対する工具の固定
を解除できる。更に、アクチュエータの駆動に基づくカ
ム手段の作用により、工具ポット把持部材の前進後退及
び上下方向への回動が行われ、工具がこれとともに移動
される。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【実施例】

（第１実施例）以下、この発明を横型マシニングセンタ
に具体化した第１実施例を、図１〜図１３に基づいて説
明する。

【００２７】図１〜図３に示すように、横型マシニング
センタの本体フレーム３１はその前部にワーク（図示し
ない）や治具（図示しない）を載置するためのテーブル
３２を有している。そして、テーブル３２の上方空間が
加工スペース３９になっている。サドル３３は本体フレ
ーム３１の中央部にＺ軸方向へ移動可能に支持され、そ
の上部にはコラム３４がＸ軸方向へ移動可能に支持され
ている。ヘッド３５はコラム３４にＹ軸方向に移動可能
に支持され、そのヘッド３５にはスピンドル３７が前方
を向いて水平軸線上に位置するように支持されている。
スピンドル３７はモータ３６により回転される。スピン
ドル３７の先端には工具３８が取り付けられる。従っ
て、工具３８は、前記サドル３３，コラム３４，ヘッド
３５のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向への移動に伴い、前記加工スペ
ース３９内を移動して、テーブル３２上のワークに対し
て加工を行う。

【００２８】図４に示すように、前記スピンドル３７の
先端にはクランプ筒４１が固定され、そのクランプ筒４
１には一対のクランプボール４２が設けられている。ロ
ッド４４はスピンドル３７及びクランプ筒４１内をその
軸線方向に沿って進退可能に配置され、その外周には前
記クランプボール４２に対応する一対の凹部４５が形成
されている。

【００２９】一方、前記工具３８は、ホルダ４６と、そ
のホルダ４６に固定支持されたドリルなどの工具本体４
７とにより構成されている。ホルダ４６の後端には挾入
筒４３が一体形成され、その挾入筒４３には長孔状をな
すとともに斜面５０を有する一対のクランプ溝４８と、
後方に向かって開放する一対の位置決め溝４９（図９参
照）とが透設されている。

【００３０】そして、工具３８がスピンドル３７の先端
に装着されると、挾入筒４３がクランプ筒４１とスピン
ドル３７との間の間隙に挾入される。この状態で、ロッ
ド４４が後退することにより、そのロッド４４の外周面
によりクランプボール４２が外方へ移動してクランプ溝
４８内の斜面５０に係合し、これにより工具３８がスピ
ンドル３７に固定される。また、ロッド４４が前進する
ことにより、そのロッド４４の凹部４５とクランプボー
ル４２とが対応し、クランプボール４２が前記斜面５０
から離れて凹部４５側に移動可能な状態になり、工具３
８をスピンドル３７から取り外すことができる。

【００３１】図１〜３及び図５〜図７に示すように、本
体フレーム３１の上部にはカバー５６により覆われた工
具マガジン５１が横向きに配置されている。工具マガジ
ン５１のマガジンプレート５２は円板上をなし、横向き
で、且つ水平な軸線上において回転可能に支持され、モ
ータ５３により割り出し回転される。マガジンプレート
５２の外周には等間隔をおいて保持部としての複数（実
施例では８個）の保持体５４が固定され、各保持体５４
にはマガジンプレート５２の軸心を中心とした放射方向
に開口する保持溝５５が形成されている。保持体５４は
全体として円弧状をなすように湾曲形成されている。

【００３２】図８及び図９に示すように、工具ポット６
１はその外周の円弧状に湾曲する装着溝６２において前
記保持体５４の保持溝５５に位置決めされた状態で着脱
可能にストックされる。プラグ６３は工具ポット６１の
基端に固定され、工具ポット６１内に位置する先端部に
はそれぞれクランプボール６４を有する一対の溝６５が
形成されている。プラグ６３の基端開口にはガイドスリ
ーブ６６が固定され、そのガイドスリーブ６６にはクラ
ンプロッド６７が図８の左右方向へ移動可能に支持され
ている。クランプロッド６７の内端には斜面６８を有す
るクランプ部６９が膨出形成されるとともに、外端には
リング７０が固定されている。スプリング７１はクラン
プ部６９とガイドスリーブ６６との間に介装され、クラ
ンプロッド６７を図８において左側方向へ付勢してい
る。

【００３３】そして、工具３８が工具ポット６１に装着
されると、ホルダ４６の挾入筒４３が工具ポット６１の
内周面とプラグ６３の外周面との間の間隙に挾入され
る。この状態で、クランプロッド６７がスプリング７１
の弾性力により図８の左側方向へ移動されると、クラン
プ部６９の斜面６８の作用によりクランプボール６４が
外方へ移動され、そのクランプボール６４が挾入筒４３
の斜面５０に圧接される。この圧接により、工具３８が
工具ポット６１に固定される。また、クランプロッド６
７がスプリング７１の弾性力に抗して図８の右側へ移動
されることにより、クランプボール６４がプラグ６３の
軸心側へ移動可能となる。このため、そのクランプボー
ル６４が挾入筒４３の斜面５０から離脱して、工具３８
を工具ポット６１から離脱させることができる。ピン７
２は挾入筒４３の位置決め溝４９に係合して、工具ポッ
ト６１に対する工具３８の位置決めを行う。

【００３４】図５〜図７に示すように、前記マガジンプ
レート５２の外周近傍には、マガジンプレート５２の回
転に伴う工具ポット６１の遠心方向への離脱を防止する
ための離脱防止ガイド７３が配置固定されている。離脱
防止ガイド７３の前側部分（図５の右部分）の上下中間
部には切り離し部７４が形成されており、工具ポット６
１がこの切り離し部７４を介して出し入れされる。

【００３５】図５及び図６に示すように、前記カバー５
６の下部にはマガジンプレート５２の下半分を露出させ
ることができる開口５７が形成され、その開口５７には
扉５８が設けられている。扉５８の内方に位置するよう
に、前記工具マガジン５１の下方において、フレーム３
１には軸受８１が固定され、その軸受８１にはハンドル
８２が軸８３において回動可能に支持されている。軸受
８１の上方には、別の一対の軸受８４が固定され、それ
らの軸受８４にはマガジンプレート５２上の最下部の工
具ポット６１と対向する第１アンクランプ爪８５がその
軸８６において回動可能に支持されている。前記両軸８
３，８６はそれぞれレバー８７及び連結ロッド８８を介
して連結されている。このマガジンプレート５２上の最
下部の位置が、工具マガジン５１に対し直接手作業によ
って工具３８を差し替えるための工具差し替え位置に割
り当てられている。

【００３６】そして、通常は図示しないスプリング及び
ストッパなどの作用により、ハンドル８２が一定の位置
に保持される。この状態においては、軸８３，８６、レ
バー８７及び連結ロッド８８を介して、第１アンクラン
プ爪８５の先端爪部がクランプロッド６７のリング７０
の内側に対向配置される。また、扉５８を開放してハン
ドル８２が回動操作されると、連結ロッド８８等を介し
て第１アンクランプ爪８５が回動され、そのアンクラン
プ爪８５がリング７０を介してクランプロッド６７を図
６及び図８の右側方向へ移動させる。従って、このハン
ドル操作により、前記工具差し替え位置におけるクラン
プボール６４による工具３８のクランプ状態を解除し
て、工具３８をマガジンプレート５２上に保持された状
態の工具ポット６１から手作業で抜き出すことが可能と
なる。

【００３７】図７、図１０及び図１１に示すように、本
体フレーム３１の上面には案内手段を構成する上下の固
定ガイド９１，９２が配置されている。それらの固定ガ
イド９１，９２間には水平面内を延びるガイド溝９３が
形成されており、そのガイド溝９３の一端は前記離脱防
止用ガイド７３の切り離し部７４に近接対向している。
両固定ガイド９１，９２は９０度弱の円弧状をなして、
その他端が本体フレーム３１の前部側の工具交換位置に
達している。前記マガジンプレート５２上の保持体５４
の円弧は両固定ガイド９１，９２と同一の曲率であり、
両固定ガイド９１，９２の延長曲線上に位置することが
できる。

【００３８】第１搬送アーム９４は軸９５を介して本体
フレーム３１の上面に水平回動可能に支持され、その一
端には把持凹部９６が形成されているとともに、他端に
はレバー１０２が一体形成されている。第１搬送アーム
９４の近傍において本体フレーム３１の上面にはピン９
９を介してシリンダ９８が回動可能に支持され、そのピ
ストンロッド１００がピン１０１を介して前記レバー１
０２に連結されている。本実施例では、この第１搬送ア
ーム９４、シリンダ９８、前記両固定ガイド９１，９２
などにより工具シフト装置が構成されている。

【００３９】そして、シリンダ９８のピストンロッド１
００が突出しているときには、第１搬送アーム９４が図
７の実線位置に配置されて、その把持凹部９６が前記切
り離し部７４に位置する保持体５４と対向する。また、
ピストンロッド１００が没入されているときには、第１
搬送アーム９４が図７の２点鎖線位置に配置され、把持
凹部９６が前方を向く。第１搬送アーム９４が実線位置
に配置された状態においては、マガジンプレート５２の
回転により、保持体５４の保持溝５５に保持された工具
ポット６１が把持凹部９６内を順次通過される。そし
て、第１搬送アーム９４の回動により、把持凹部９６内
に把持された工具ポット６１がガイド溝９３に案内され
て工具マガジン５１に対して出し入れされる。

【００４０】第１搬送アーム９４の側部には飛び出し防
止バー１０４が固定され、第１搬送アーム９４が図７の
２点鎖線位置に配置された状態でマガジンプレート５２
が回転されたときに、切り離し部７４から工具ポット６
１が飛び出すのを防止する。

【００４１】前後方向に延びるロッドガイド１１１は本
体フレーム３１の上面に固定され、そのロッドガイド１
１１には支持ロッド１１２が軸線を中心に回動可能に、
かつ軸線方向へ移動可能に支持されている。支持ロッド
１１２の外周にはカム溝１１３が形成され、ロッドガイ
ド１１１にはそのカム溝１１３に係合するピン１１４が
固定されている。カム溝１１３とピン１１４とによりカ
ム手段が構成されている。アクチュエータとしてのシリ
ンダ１１５は本体フレーム３１の上面に固定され、その
ピストンロッド１２７がカップリング１１６を介して前
記支持ロッド１１２の端部に相対回転可能に連結されて
いる。支持ロッド１１２の前端部には工具ポット把持部
材としての第２搬送アーム１１７が固定され、その先端
には把持凹部１１８が形成されている。本実施例では、
このシリンダ１１５、ロッドガイド１１１、第２搬送ア
ーム１１７などにより工具移動手段が構成されている。

【００４２】そして、シリンダ１１５のピストンロッド
１２７が没入されている状態においては、図７及び図１
１に実線で示すように、第２搬送アーム１１７が後方倒
伏位置に配置され、その把持凹部１１８が前記ガイド溝
９３と近接対向して、第１搬送アーム９４により移動さ
れてきた工具ポット６１を把持することが可能である。
この状態において、把持凹部１１８は後述する工具交換
のための工具交換位置を形成する。また、シリンダ１１
５のピストンロッド１２７が突出すると、図７に鎖線で
示すように、第２搬送アーム１１７は前方へ移動される
とともに、カム溝１１３のカム作用により、その移動の
後半部において下方へ９０度回動される。最終的には、
マシニングセンタの正面から手作業によって工具３８の
差し替え作業を行うための工具差し替え位置Ｐ１に、工
具３８を工具ポット６１とともに移動させるものであ
る。この工具差し替え位置Ｐ１は、スピンドル３７の可
動範囲よりも前方でかつ加工スペース３９から外れた位
置に設定されている。しかも、作業者がマシニングセン
タの正面に立った姿勢で、工具差し替え作業のし易い高
さで、できるだけ作業者側に近づけた位置としている。

【００４３】図７、図１１及び図１２に示すように、第
２搬送アーム１１７にはガイド１１９が固定され、その
ガイド１１９にはロッド１２０が上下動可能に支持され
ている。スプリング１２１はロッド１２０を下方へ付勢
している。ロッド１２０の下端にはローラ１２２が支持
されている。ロックレバー１２３はその一端において第
２搬送アーム１１７に軸１２４を介して回動可能に支持
され、その一端部寄りに前記ロッド１２０の上端がピン
１２８を介して連結されている。ドグ１２５は本体フレ
ーム３１の上面に固定され、そのドグ１２５の上面には
斜面１２６及び水平面１２９が連続するように形成され
ている。

【００４４】そして、第２搬送アーム１１７が後方位置
に配置されている時には、ドグ１２５の平面１２９とロ
ーラ１２２との係合により、ロッド１２０がスプリング
１２１の弾性力に抗して上方位置に配置され、このため
ロックレバー１２３の先端爪部が前記把持凹部１１８の
上方に位置する。また、第２搬送アーム１１７が前方へ
移動されると、ローラ１２２がドグ１２５の上面から離
脱して、スプリング１２１の弾性力によりロックレバー
１２３が軸１２４を中心に図１１の反時計方向へ回動さ
れ、そのロックレバー１２３の先端爪部が工具ポット６
１に係合し、工具ポット６１が把持凹部１１８から落下
するのを防止する。そして、第２搬送アーム１１７が後
方位置へ復帰すると、ローラ１２２がドグ１２５の斜面
１２６から水平面１２９に移動するため、前記のように
ロックレバー１２３が把持凹部１１８の上方位置へ回動
復帰する。ロックレバー１２３、スプリング１２１など
により工具ポット６１の落下防止機構が構成されてい
る。

【００４５】軸受１３１は第２搬送アーム１１７に固定
され、その軸受１３１には軸１３２が回動及び軸方向移
動可能に支持されている。軸１３２の一端には第２アン
クランプ爪１３３が固定されるとともに、他端にはハン
ドル１３４が固定されている。そして、通常はハンドル
１３４及び第２アンクランプ爪１３３が図示しないスプ
リング及びストッパなどにより図７の実線位置に配置さ
れ、第２アンクランプ爪１３３の先端爪部が第２搬送ア
ーム１１７上の工具ポット６１のリング７０に内側から
対向する。工具３８を工具差し替え位置Ｐ１に移動させ
た後、作業者によりハンドル１３４を図７の実線位置か
ら２点鎖線位置まで回動させることにより、第２アンク
ランプ爪１３３が第２搬送アーム１１７に保持された工
具ポット６１のリング７０に係合してクランプロッド６
７を後退させる。従って、このハンドル１３４を操作す
ることにより、工具３８に対するクランプ状態を解除し
て工具３８を手作業で抜き出すことができる。このハン
ドル１３４、第２アンクランプ爪１３３などにより、解
除機構が構成されている。

【００４６】検出スイッチ１３５はハンドル１３４の位
置、すなわち第２アンクランプ爪１３３の位置を検出
し、第２アンクランプ爪１３３がリング７０と干渉する
位置にあるときに第２搬送アーム１１７に対する工具ポ
ット６１の搬送が行われないようになっている。

【００４７】図１〜図３に示すように、工具交換装置を
構成する工具交換アーム１４１は軸１４２を介して本体
フレーム３１の前面に支持され、その両端には把持部１
４３が設けられている。そして、この工具交換アーム１
４１は、一方の把持部１４３に前記第２搬送アーム１１
７上の工具ポット６１に装着されている工具３８のホル
ダ４６を把持するとともに、他方の把持部１４３にスピ
ンドル３７上の工具３８のホルダ４６を把持する。そし
て、この工具交換アーム１４１が軸線方向に移動するこ
とにより、工具３８が第２搬送アーム１１７上の工具ポ
ット６１及びスピンドル３７から引き抜かれる。引き続
き、工具交換アーム１４１が回動することにより、工具
３８の位置関係が入れ替わり、その後、工具交換アーム
１４１の軸線方向移動により、それらの工具３８がそれ
ぞれスピンドル３７及び工具ポット６１に挿入される。
尚、スピンドル３７に対して工具３８が着脱される際に
は、スピンドル３７内のロッド４４が前進または後退し
て、その着脱が少ない力で行われるが、第２搬送アーム
１１７上の工具ポット６１に対する着脱は強制的に行わ
れる。

【００４８】尚、１４４は横型マシニングセンタのほぼ
全体を覆うカバーを示し、その前端には前記差し替え位
置Ｐ１に移動された工具３８の先端と作業者との間を遮
蔽する位置において、内部を透視できるようにした透明
な保護カバー１４５が設けられている。

【００４９】次に、以上のように構成された横型マシニ
ングセンタの作用を説明する。さて、工具交換アーム１
４１を使用して、工具３８の交換を行う場合には、第１
搬送アーム９４の回動により、工具マガジン５１から所
要の工具３８をクランプした工具ポット６１が、ガイド
溝９３を介して工具交換位置である第２搬送アーム１１
７の把持凹部１１８内に移動されて、待機状態となる。
この状態で、工具交換アーム１４１により把持凹部１１
８側の工具３８と、スピンドル３７上の工具３８とが交
換される。その後、把持凹部１１８側の工具３８は、第
１搬送アーム９４の回動により、マガジンプレート５２
上の所要の保持溝５５に保持される。

【００５０】次に、工具３８の折損などにより、工具３
８を差し替える場合には、工具差し替えの指令がなされ
る。そして、その指令に基づき、差し替えるべく指定さ
れた工具３８が工具マガジン５１にある場合には、マガ
ジンプレート５２の回転によって、指定工具３８が第１
搬送アーム９４の位置に割り出され、次に、第１搬送ア
ーム９４の回動により、マガジンプレート５２上の指定
工具３８が工具ポット６１とともに、ガイド溝９３を介
して工具交換位置に位置する第２搬送アーム１１７の把
持凹部１１８内に移動される。また、差し替えるべく指
定された工具３８がスピンドル３７上にある場合には、
工具交換アーム１４１により、スピンドル３７上の工具
３８が、工具交換位置に位置する第２搬送アーム１１７
上の待機状態の空の工具ポット６１内に装着される。

【００５１】そして、シリンダ１１５のピストンロッド
１２７が突出動作される。従って、図１に２点鎖線で示
すように、第２搬送アーム１１７が加工スペース３９を
避けてスピンドル３７の前方に移動される。又、この第
２搬送アーム１１７の前方移動により、ロッド１２０の
下端のローラ１２２がドグ１２５から離間し、ロッド１
２０がスプリング１２１の弾性力により下方へ移動さ
れ、ロックレバー１２３が工具ポット６１の落下を防止
する位置へ回動される。そして、第２搬送アーム１１７
の前進位置でカム溝１１３のカム作用により、その第２
搬送アーム１１７がさらに下方の工具差し替え位置Ｐ１
へ向かって回動される。

【００５２】従って、工具差し替え位置Ｐ１では、工具
３８が加工スペース３９の前方上方に位置して、作業者
に対して接近しているので、作業者はハンドル１３４の
操作により、工具３８に対するクランプを解除すれば、
工具３８を容易に手作業で引き抜くことができる。そし
て、この状態で新たな工具３８を工具ポット６１にセッ
トし、再びクランプさせることができる。その後、第２
搬送アーム１１７が後方位置に復帰回動される。

【００５３】以上のように、この実施例においては、工
具３８の破損などによりその工具３８を差し替える場
合、工具３８が第２搬送アーム１１７に把持された状態
で、加工スペース３９を避けてスピンドル３７の前方の
工具差し替え位置Ｐ１に移動される。このため、工具３
８の交換を加工スペース３９外で容易に行うことができ
る。また、スピンドル３７の周囲などの加工スペース３
９内に工具３８の差し替え装置を設ける必要がないた
め、加工スペース３９内に加工に関与しない余分な装置
が存在することがなく、加工上の制約を受けることがな
い。

【００５４】しかも、第２搬送アーム１１７は、前進に
ともない下方へ回動されるため、その第２搬送アーム１
１７上の工具３８は、作業者が作業し易い高さ位置の工
具差し替え位置Ｐ１に配置されることになり、差し替え
作業をいっそう容易に行うことができる。

【００５５】工具差し替え位置Ｐ１に移動された工具３
８を第２搬送アーム１１７上の工具ポット６１から抜き
出す際、及び工具ポット６１に対して再装着する際に
は、ハンドル操作による第２アンクランプ爪１３３によ
り、工具ポット６１に対する工具３８のクランプを解除
できる。従って、工具３８の引き抜きや挿入において大
きな力を加える必要がなく、その操作が容易である。特
に、工具３８の先端が作業者側を向いているため、工具
３８を手前に引き抜く際、その工具３８に大きな力を加
えることは作業上好ましくないが、本実施例ではそのよ
うな問題は生じない。

【００５６】さらに、第２搬送アーム１１７が下方へ回
動される際、ロックレバー１２３が工具３８の落下を防
止するため、作業者が工具３８を下から支える必要がな
い。このため、工具差し替え作業が楽になるとともに、
工具落下による破損を未然に防止できる。

【００５７】また、第２搬送アーム１１７の前進後退及
び上下回動の２つの異なる動作が１個のシリンダ１１５
の駆動により行われるため、構成が簡単になり、加え
て、前記の上下回動が支持ロッド１１２のカム溝１１３
の作用により行われるため、部品点数が多くなることが
なく、この点からも構成を簡単にできる。

【００５８】しかも、第２搬送アーム１１７は後退位置
において、工具の仮置き位置、すなわち工具交換位置を
形成するため、工具交換位置を形成するための仮置き台
等の専用部品が不要となり、構成が簡単になる。

【００５９】また、第２搬送アーム１１７とマガジンプ
レート５２との間の工具３８の移動が、一軸線を中心と
した第１搬送アーム９４の回転によって行われるととも
に、その移動がガイド溝９３によって案内されるため、
工具３８の移動が円滑かつ素早く行われる。しかも、マ
ガジンプレート５２上において工具３８を保持する保持
体５４がガイド溝９３と連続する円弧状をなしているた
め、工具３８の移動がいっそう円滑であるばかりでな
く、保持体５４が円弧状をなしていても、マガジンプレ
ート５２とは別体であるため、円弧を持たせるための湾
曲加工が容易である。

【００６０】なお、図１３は、工場内等において、コン
ベア等のワーク搬送装置１５１を挟んで一対の横型マシ
ニングセンタを対向配置し、その対を複数配置した状態
を示すものである。このような場合、本実施例のよう
に、工具マガジン５１を本体フレーム３１の側部に横向
きに設けると、工具マガジン５１や、その工具マガジン
５１上の工具３８などの取扱いが容易となる。この場
合、ハンドル８２の操作により、第１アンクランプ爪８
５を介して、マガジンプレート５２上においても、工具
３８の手動差し替えを容易に行うことができる。

【００６１】（第２実施例）次に、この発明の第２実施
例を図１４〜図１８に基づいて説明する。さて、この第
２実施例においては、工具マガジン５１が本体フレーム
３１の前部において前方を向いた状態で配置されてい
る。従って、マガジンプレート５２は前後方向に延びる
水平な軸線上に支持されている。

【００６２】工具シフト装置を構成するシリンダ９８は
マガジンプレート５２の後方において本体フレーム３１
に下向きに固定されている。そのシリンダ９８のピスト
ンロッド１００の下端には第１搬送アーム９４が固定さ
れており、その第１搬送アーム９４の把持凹部９６は左
右方向に開口している。従って、この第２実施例では工
具シフト装置は直線的に上下動する。そして、シリンダ
９８のピストンロッド１００の没入により第１搬送アー
ム９４が上昇位置にあるときには、第１搬送アーム９４
の把持凹部９６内をマガジンプレート５２上の工具ポッ
ト６１が順次通過する。

【００６３】工具移動手段を構成する第２搬送アーム１
１７の把持凹部１１８は、工具交換位置において上向き
に開口するように形成されている。このため、把持凹部
１１８内の工具ポット６１の落下を防止するためのロッ
クレバー１２３は把持凹部１１８の側方に配置されてい
る。なお、ロックレバー１２３は図示しないスプリング
及びストッパにより落下防止のための作用方向、すなわ
ちロックレバー１２３の下端のローラ１２２がドグ１２
５に係合する方向に付勢されている。

【００６４】以上のように、この第２実施例において
は、第１搬送アーム９４の上下動により、工具ポット６
１がマガジンプレート５２と、第２搬送アーム１１７の
把持凹部１１８との間で直線的に上下動される。このた
め、前記第１実施例とは異なり、マガジンプレート５２
に工具ポット６１を把持するために、円弧状曲線を有す
る保持体５４が不要となり、単にマガジンプレート５２
に保持溝５５を凹設するのみでよく、部品点数が少なく
なるとともに、製作が簡単になる。また、工具マガジン
５１と第２搬送アーム１１７との間に円弧状の一対の固
定ガイド９１，９２を設ける必要がなくなる。従って、
前記と同様に部品点数が少なくなって、構成が簡単にな
る。

【００６５】しかも、この第２実施例においては、スピ
ンドル３７と工具マガジン５１とが同じ前方向きである
ため、マガジンプレート５２と第２搬送アーム１１７と
の間の移動経路を短くでき、そのために要する時間を短
くできて、加工の効率化に寄与できる。

【００６６】図１８は、単独の横型マシニングセンタを
複数並設し、それらの加工スペース３９の下部間にコン
ベア等のワーク搬送装置１５１を設けた工場内配置を示
す。このような配置においては、作業者が装置の前方に
位置することになり、工具マガジン５１を本体フレーム
３１の前部に前向きに設けたこの第２実施例の横型マシ
ニングセンタに適する。

【００６７】なお、前記各実施例以外にこの発明の範囲
内の実施例を以下に列挙する。 （１） 工具ポット６１を加工スペース３９の前方位置
で下降回動させる代わりに、直線的に下降させるように
構成すること。この場合、第２搬送アーム１１７にシリ
ンダなどのアクチュエータを設ける必要がある。 （２） 工具ポット６１から工具３８を自動的に引き抜
くための装置を第２搬送アーム１１７に搭載すること。 （３） 工具交換アーム１４１が通常の工具交換位置か
ら加工スペース３９の前方に移動できるように構成し
て、その工具交換アーム１４１により工具移動装置を構
成すること。 （４） 前記両実施例においては、クランプボール６４
により工具３８を工具ポット６１にクランプする構成と
して、工具３８のホルダ４６に挟入筒４３を形成して、
その挟入筒４３にクランプボール６４が係合する斜面５
０を形成した。これに対し、ホルダ４６に斜面を有する
プルスタッドを突設し、工具ポット６１側にクランプボ
ールを設けてもよい。 （５） スピンドル３７を鉛直軸線上に配置した縦型マ
シニングセンタにおいても、前記と同様な工具移動手段
を設けることにより、マシニングセンタの正面にて作業
者が作業し易い位置で工具差し替えを容易に行うことが
できる。

【００６８】

【発明の効果】以上実施例において例示したようにこの
発明は以下のような効果を奏する。請求項１において
は、工具の差し替え作業をスピンドル側からみて加工ス
ペースが位置する方向である前方の工具差し替え位置で
容易に行うことができるとともに、広い加工スペースを
確保することができる。

【００６９】また、工具の差し替え作業を低い位置で容
易に行うことができるとともに、工具ポットに対する工
具のクランプ解除が容易になり、その作業が安全とな
る。

【００７０】更に、工具の前進及び下降が簡単な構成の
カム手段とアクチュエータで行われるため、構成が簡単
である。

【００７１】

【００７２】

【００７３】

【００７４】

【００７５】

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例におけるマシニングセンタの一部
破断側面図。

【図２】 同じく正面図。

【図３】 同じく平面図。

【図４】 スピンドルの先端を拡大して示す断面図。

【図５】 工具マガジンを拡大して示す側面図。

【図６】 工具マガジン部の工具クランプ解除機構を示
す部分正面図。

【図７】 工具マガジン、工具シフト装置、工具移動手
段を示す平面図。

【図８】 工具ポット部分を拡大して示す縦断面図。

【図９】 工具ポット部分を拡大して示す横断面図。

【図１０】 工具シフト装置を拡大して示す部分側面
図。

【図１１】 工具移動手段を拡大して示す部分正面図。

【図１２】 工具落下防止機構の一部を拡大して示す部
分側面図。

【図１３】 マシニングセンタの配置例を示す平面図。

【図１４】 第２実施例におけるマシニングセンタの一
部破断側面図。

【図１５】 同じく正面図。

【図１６】 工具マガジン、工具シフト装置、工具移動
手段を示す側面図。

【図１７】 同じく正面図。

【図１８】 マシニングセンタの配置例を示す平面図。

【符号の説明】

３１…本体フレーム、３７…スピンドル、３８…工具、
３９…加工スペース、５１…工具マガジン、５２…マガ
ジンプレート、５４…保持部としての保持体、６１…工
具ポット、９１，９２…案内手段としての固定ガイド、
９３…ガイド溝、９４…第１搬送アーム、９８…シリン
ダ、１１２…支持ロッド、１１３…カム溝、１１４…ピ
ン、１１５…アクチュエータとしてのシリンダ、１１７
…工具ポット把持部材としての第２搬送アーム、１２１
…スプリング、１２３…ロックレバー、１３３…第２ア
ンクランプ爪、１３４…ハンドル、１４１…工具交換装
置としての工具交換アーム。第１搬送アーム９４、シリ
ンダ９８などにより工具シフト装置が構成されている。
シリンダ１１５、第２搬送アーム１１７などにより工具
移動手段が構成されている。スプリング１２１、ロック
レバー１２３などにより落下防止機構が構成されてい
る。カム溝１１３、ピン１１４などによりカム手段が構
成されている。ハンドル１３４、第２アンクランプ爪１
３３などにより解除機構が構成されている。

───────────────────────────────────────────────────── 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】 工具を保持した状態でワーク加工のため
   に回転されるスピンドルと、 複数の工具をストックする工具マガジンと、 工具交換のために工具マガジンと所定の工具交換位置と
   の間で工具を出し入れする工具シフト装置と、 スピンドルと工具マガジンとの間に配置され、スピンド
   ルと前記工具交換位置との間で工具交換を行わせる工具
   交換装置とを有するマシニングセンタにおいて、 前記工具交換位置に配置され、該工具交換位置に取り出
   された工具を加工スペースを避けてスピンドルの可動範
   囲よりも当該スピンドル側からみて加工スペースが位置
   する方向である前方の工具差し替え位置へ移動させると
   ともに前記スピンドルの可動範囲よりも前方位置で工具
   を一定量下降させる工具移動手段を設け、 該工具移動手段は、工具を保持する工具ポットを移動さ
   せるものであるとともに、工具ポットに対する工具の固
   定を解除するための解除機構を有し、 前記工具移動手段は、凹部を有する工具ポット把持部材
   と、該工具ポット把持部材を支持するロッドと、そのロ
   ッドを進退させるアクチュエータと、ロッドの進退にと
   もない工具ポット把持部材を上下に回動させるカム手段
   とを含 むマシニングセンタ。