JP3345618B2 - Tool changer - Google Patents

Tool changer

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JP3345618B2
JP3345618B2 JP27411896A JP27411896A JP3345618B2 JP 3345618 B2 JP3345618 B2 JP 3345618B2 JP 27411896 A JP27411896 A JP 27411896A JP 27411896 A JP27411896 A JP 27411896A JP 3345618 B2 JP3345618 B2 JP 3345618B2
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arms
arm
magazine
cam
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大介 薦田
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CLIMB PRODUCTS CO.,LTD.
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  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回転切削用のツー
ルをツールマガジンとスピンドルとの間で自動的に換装
するためのツールチェンジャーに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool changer for automatically changing a rotary cutting tool between a tool magazine and a spindle.

【0002】[0002]

【従来の技術】ツールチェンジャーは、多数個のツール
を収容するツールマガジンと、スピンドルからツールを
取り外してツールマガジンへ返却し、あるいはツールマ
ガジン上のツールをスピンドルに装着するためのキャリ
アとを主要部材にして構成されている。キャリアには、
スピンドルから取り外したツールをクランプ保持するツ
ール返却用のアームと、ツールマガジンから取り出した
ツールをクランプ保持するツール装填用のアームとを一
体に設けてあり、両アームの位置の入れ換えを行って、
スピンドルに対するツールの交換を行う。この種のツー
ルチェンジャーは、実公平6−7872号公報や実公平
3−33397号公報等にみられる。
2. Description of the Related Art A tool changer is mainly composed of a tool magazine for accommodating a large number of tools and a carrier for removing a tool from a spindle and returning it to the tool magazine, or for mounting a tool on the tool magazine to the spindle. It is configured. In a career,
A tool returning arm that clamps and holds the tool removed from the spindle and a tool loading arm that clamps and holds the tool taken out of the tool magazine are provided integrally, and the positions of both arms are exchanged.
Replace the tool with the spindle. This type of tool changer is found in Japanese Utility Model Publication No. 6-7872 and Japanese Utility Model Publication No. 3-33397.

【0003】ツールマガジンの周囲に多数個のツールホ
ルダーを配置しておき、ツールマガジンの回転動作と、
ツールホルダーのクランプ爪の開閉、およびスピンドル
ヘッドの往復動作等によってツール交換を行う、先のキ
ャリアを用いない形態のツールチェンジャーとして、実
公平5−25793号公報や実公平4−48909号公
報がある。
A large number of tool holders are arranged around a tool magazine, and the rotation of the tool magazine and
Japanese Utility Model Publication No. 5-25793 and Japanese Utility Model Publication No. 4-48909 disclose a tool changer that does not use the above-mentioned carrier and that exchanges tools by opening and closing a clamp claw of a tool holder and reciprocating operation of a spindle head. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】マシニングセンターや
ボーリングマシン等の大形加工機においては、上記のよ
うなツール換装システムが一般化している。しかし大
学、研究所あるいは製品模型メーカー等で多用され、機
械部品の一品製作や試作部品の製作に適用される比較的
小形の加工機においては、簡易型のツール換装システム
が実用化されているに過ぎない。簡易型のツール換装シ
ステムでは、複数個のツールヘッドをツールラックまで
移動したうえで、ツールの返却と新たなツールの再装着
を行う。そのため、換装できるツール数が、スペンドル
ヘッドの移動範囲に配列できるツール数に限定される。
ツール交換に要する時間が長い(約20秒)点にも改善
の余地がある。
In a large-sized processing machine such as a machining center or a boring machine, the above-described tool replacement system has become popular. However, simple tool replacement systems have been put to practical use in relatively small processing machines that are often used in universities, research laboratories, product model makers, etc., and are applied to the manufacture of one-piece or prototype parts of mechanical parts. Not just. In a simple tool replacement system, a plurality of tool heads are moved to a tool rack, and then a tool is returned and a new tool is mounted. Therefore, the number of tools that can be replaced is limited to the number of tools that can be arranged in the movement range of the spendle head.
There is also room for improvement in that the time required for tool change is long (about 20 seconds).

【0005】上記のような比較的小形の加工機は、研究
室や実験室等の一画を利用して設置されることが多く、
狭い場所でも搬入設置できるようコンパクトにまとめて
ある。従って、本格的なツール換装システムを装備した
としても、装置全体のコンパクトさが損なわれてはなら
ない点で、大形機にない制約を受ける。こうした制約を
受けるために、先に挙げたような大形機用のツールチェ
ンジャーを単にスケールダウンしても、装置全体をコン
パクトにまとめることは難しい。
[0005] The relatively small processing machines as described above are often installed by using a part of a laboratory or a laboratory.
It is compactly packed so that it can be installed and installed even in narrow places. Therefore, even if a full-scale tool replacement system is provided, the compactness of the entire apparatus must not be impaired, which is a limitation that large machines do not have. Due to these restrictions, it is difficult to make the entire apparatus compact by simply scaling down the tool changer for a large machine as described above.

【0006】コスト上の問題もある。大形機用のツール
チェンジャーは、モータや操作シリンダー等の駆動源を
各所にふんだんに使っているうえ、全体の構成部品点数
も多い。従って、小形の加工機において同様のツールチ
ェンジャーを用いると、加工機全体のコストが高騰す
る。つまり、小形加工機用のツールチェンジャーには、
加工機本体のコストメリットを損なうことなく、大形機
用のツールチェンジャーと同様のツール換装機能を発揮
できることが求められる訳であり、このことも小形加工
機において本格的なツールチェンジャーの実現を阻む大
きな要因になっている。
There is also a cost problem. The tool changer for large machines uses abundant drive sources such as motors and operation cylinders in various places, and has a large number of components as a whole. Therefore, if a similar tool changer is used in a small processing machine, the cost of the entire processing machine will increase. In other words, tool changers for small processing machines
It is necessary to be able to perform the same tool replacement function as a tool changer for large machines without losing the cost advantage of the processing machine itself, which also hinders the realization of a full-fledged tool changer for small machines. It is a big factor.

【0007】本発明の目的は、小形加工機の特長であ
る、コンパクトで全体コストが少なくて済む点を維持し
たままで、大形加工機用のツールチェンジャーと同等の
ツール換装機能を発揮できるツールチェンジャーを提供
することにある。本発明の目的は、ツール返却用のアー
ムとツール装填用のアームとを備えていて、狭い限られ
た空間内で両アームを操作してツール交換を迅速に行
え、とくに小形加工機に好適なツールチェンジャーを提
供することにある。本発明の目的は、モータや操作シリ
ンダー等の駆動源の使用数量を極力減らして、返却用の
アームと装填用のアームとの位置入れ換え構造を簡素化
し、大形機用のツールチェンジャーと同等の高機能を発
揮できながら、製作コストを十分に減少できるツールチ
ェンジャーを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a tool capable of exhibiting a tool changing function equivalent to that of a tool changer for a large-size processing machine while maintaining the features of the small-size processing machine that it is compact and low in overall cost. To provide changers. An object of the present invention is to provide a tool returning arm and a tool loading arm, and operate both arms in a narrow limited space to quickly perform tool change, which is particularly suitable for a small processing machine. To provide a tool changer. An object of the present invention is to minimize the number of driving sources such as motors and operating cylinders, simplify the structure for changing the positions of a returning arm and a loading arm, and provide a tool changer equivalent to a tool changer for large machines. An object of the present invention is to provide a tool changer that can sufficiently reduce manufacturing costs while exhibiting high functions.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のツールチェンジ
ャーは、多数個のツールTを保持するツールマガジン1
2と、ツールマガジン12と加工機1のスピンドル2と
の間を往復してツールTの換装を行うキャリア13とを
備えている。ツールマガジン12は、スピンドル2の回
転軸心P1と直交する回転軸心P2のまわりに回転駆動
されるマガジン本体15を有する。キャリア13は、マ
ガジン本体15の前記回転軸心P2と平行な向きに往復
動自在に案内支持される移送枠18と、移送枠18をマ
ガジン本体15とスピンドル2との間で往復操作する操
作シリンダー24と、移送枠18で支持したツール装填
用の装填アーム20、およびツール返却用の返却アーム
21と、移送枠18上に設けられて、両アーム20・2
1を同時に逆向きに旋回操作し、アーム位置の入れ換え
を行う旋回機構19とを有する。旋回機構19は、前記
両回転軸心P1・P2と直交する回転軸心P3まわりに
回転自在に支持した一対の駆動輪31・32と、両駆動
輪31・32を逆向きに回転駆動するギヤ機構と、モー
タ26とを含んでいる。装填アーム20と返却アーム2
1とは、それぞれ各駆動輪31・32に同行回転可能に
連結する。移送枠18の往復ストロークの両端におい
て、装填アーム20と返却アーム21を旋回機構19で
同時に逆向きに旋回操作して、両アーム20・21の位
置を入れ換えながらツール交換を行う。
According to the present invention, there is provided a tool changer for holding a large number of tools.
2 and a carrier 13 for reciprocating the tool T by reciprocating between the tool magazine 12 and the spindle 2 of the processing machine 1. The tool magazine 12 has a magazine body 15 that is driven to rotate around a rotation axis P2 orthogonal to the rotation axis P1 of the spindle 2. The carrier 13 includes a transfer frame 18 that is guided and supported reciprocally in a direction parallel to the rotation axis P2 of the magazine body 15, and an operation cylinder that reciprocates the transfer frame 18 between the magazine body 15 and the spindle 2. 24, a loading arm 20 for loading a tool supported by the transfer frame 18, and a return arm 21 for returning the tool, and both arms 20 and 2 provided on the transfer frame 18.
1 has a turning mechanism 19 for simultaneously turning in the opposite direction to change the arm position. The turning mechanism 19 includes a pair of drive wheels 31 and 32 rotatably supported around a rotation axis P3 orthogonal to the two rotation axes P1 and P2, and a gear that rotationally drives the two drive wheels 31 and 32 in opposite directions. It includes a mechanism and a motor 26. Loading arm 20 and return arm 2
1 is connected to each of the drive wheels 31 and 32 so as to be rotatable together. At both ends of the reciprocating stroke of the transfer frame 18, the loading arm 20 and the return arm 21 are simultaneously turned in the opposite directions by the turning mechanism 19, and the tools are exchanged while exchanging the positions of the arms 20 and 21.

【0009】旋回機構19のギヤ機構は、駆動輪31・
32の回転軸心P3まわりに回転自在に支持した一対の
ベベルギヤ29・30と、両ベベルギヤ29・30を同
時に逆向きに回転駆動する原動ベベルギヤ28とで構成
し、一対のベベルギヤ29・30のそれぞれに、駆動輪
31・32を同行回転可能に連結する。
The gear mechanism of the turning mechanism 19 includes a driving wheel 31.
A pair of bevel gears 29 and 30 rotatably supported around the rotation axis P3 of 32, and a driving bevel gear 28 for simultaneously driving the two bevel gears 29 and 30 in opposite directions. The drive wheels 31 and 32 are connected so as to be rotatable together.

【0010】装填アーム20および返却アーム21は、
それぞれツールTを保持するクランプ爪38と、クラン
プ爪38を切り換え操作する操作シリンダー39と、こ
れらを支持するフレーム37とを含んでいる。両アーム
20・21の各フレーム37は、軸受ブロック35を介
して各駆動輪31・32にそれぞれ連結する。各軸受ブ
ロック35とフレーム37とは、両アーム20・21が
互いに接近ないしは離反する向きに揺動できるよう、揺
動軸40を介して連結する。両アーム20・21の旋回
動作を利用して、両アーム20・21を揺動軸40まわ
りに揺動操作するカム機構を、移送枠19と各フレーム
37との間に設ける。
The loading arm 20 and the return arm 21
Each of them includes a clamp claw 38 for holding the tool T, an operation cylinder 39 for switching the clamp claw 38, and a frame 37 for supporting these. Each frame 37 of both arms 20 and 21 is connected to each drive wheel 31 and 32 via a bearing block 35, respectively. Each of the bearing blocks 35 and the frame 37 are connected via a swing shaft 40 so that the arms 20 and 21 can swing toward or away from each other. A cam mechanism is provided between the transfer frame 19 and each frame 37 for swinging the arms 20 and 21 around the swing shaft 40 by utilizing the turning operation of the arms 20 and 21.

【0011】装填アーム20および返却アーム21を揺
動操作するカム機構は、駆動輪31・32に外嵌する状
態で移送枠18に固定したカム筒43と、各アーム20
・21に対応してカム筒43に形成した一対のカム溝4
4・45と、各アーム20・21からカム筒43の外周
面へ向かって突設した受動腕46と、各受動腕46で支
持したカムフォロワ47とで構成する。
A cam mechanism for swinging the loading arm 20 and the return arm 21 includes a cam cylinder 43 fixed to the transfer frame 18 so as to be fitted over the driving wheels 31 and 32,
A pair of cam grooves 4 formed in the cam cylinder 43 corresponding to
4 and 45, a passive arm 46 protruding from each arm 20 and 21 toward the outer peripheral surface of the cam barrel 43, and a cam follower 47 supported by each passive arm 46.

【0012】[0012]

【作用】ツールTの換装を行うキャリア13は、装填ア
ーム20と返却アーム21とを、ツールマガジン12と
スピンドル2との間で往復移動し、往復ストロークの一
端ないしは両端において、旋回機構19で両アーム20
・21の位置の入れ換えを行ってツール交換を行う。
The carrier 13 for reloading the tool T reciprocates the loading arm 20 and the return arm 21 between the tool magazine 12 and the spindle 2. At one or both ends of the reciprocating stroke, the revolving mechanism 19 is used. Arm 20
・ The tool is replaced by exchanging the position of 21.

【0013】詳しくは、図3に示すごとく、両アーム2
0・21がツールマガジン12の回転軌跡の外に待機し
ている状態を基準にして、返却アーム21は上方旋回し
て水平姿勢に切り換わる動作b1と、スピンドル2へ向
かって前進する動作b2と、前進ストローク端において
ツールTを取り外す動作b3と、ツールマガジン12側
へ後退してツールTを返却する動作b4とを経たのち、
上方旋回して待機状態へ復帰する動作b5とを循環して
行う。同時に、装填アーム20は待機位置から下方旋回
してツールTを捕捉する動作a1と、前進しながら捕捉
したツールTをツールマガジン12から抜き出す動作a
2と、前進端において上方旋回してツールTをスピンド
ル2に装着する動作a3と、水平姿勢を維持したままで
ツールマガジン側へ後退する動作a4と、下方旋回して
待機位置へ復帰する動作とを循環して行う。
More specifically, as shown in FIG.
On the basis of a state where 0.21 is outside the rotation trajectory of the tool magazine 12, the return arm 21 pivots upward and switches to a horizontal position, and an operation b2 moves forward toward the spindle 2. After the operation b3 of removing the tool T at the end of the forward stroke and the operation b4 of retreating to the tool magazine 12 and returning the tool T,
The operation b5 of turning upward and returning to the standby state is circulated. At the same time, the loading arm 20 pivots downward from the standby position to capture the tool T, and an operation of extracting the captured tool T from the tool magazine 12 while moving forward.
2, an operation a3 of turning upward at the forward end to mount the tool T on the spindle 2, an operation a4 of retreating to the tool magazine side while maintaining the horizontal posture, and an operation of turning downward and returning to the standby position. Is performed in circulation.

【0014】このように本発明のキャリア13は、移送
枠18の前進および後退動作を利用して、ツールマガジ
ン12からツールTを出し入れ操作し(動作a2とb
4)、さらに両アーム20・21を逆向きに旋回駆動し
て、ツールTの取り外し動作b3と、新たなツールTの
装填動作a3とを併行して行うので、ツール換装を短時
間で迅速に行える。キャリア13の駆動源としては、移
送枠18を往復操作する操作シリンダ24と、旋回機構
19用のモータ26を用いるのみである。さらに、移送
枠18の前進ストローク端において、両アーム20・2
1のそれぞれを上下に旋回操作して位置の入れ換えを行
うことにより、スピンドル2に対するツールTの着脱を
行うので、2個のアーム20・21を用いているにもか
かわらず、キャリア13の全体構造を簡素化し、コンパ
クトにまとめることができる。
As described above, the carrier 13 of the present invention uses the forward and backward operations of the transfer frame 18 to move the tool T in and out of the tool magazine 12 (operations a2 and b).
4) Further, since both arms 20 and 21 are driven to turn in the opposite direction, and the removal operation b3 of the tool T and the loading operation a3 of the new tool T are performed in parallel, the tool replacement can be performed quickly in a short time. I can do it. As a drive source of the carrier 13, only an operation cylinder 24 for reciprocating the transfer frame 18 and a motor 26 for the turning mechanism 19 are used. Further, at the end of the forward stroke of the transfer frame 18, both arms 20.
The tool T is attached to and detached from the spindle 2 by pivoting each of them up and down to exchange the positions. Therefore, despite the use of the two arms 20 and 21, the entire structure of the carrier 13 is provided. Can be simplified and compactized.

【0015】ギヤ機構を一対のベベルギヤ29・30
と、両ギヤ29・30を同時に逆向きに回転駆動する原
動ベベルギヤ28とで構成した旋回機構19によれば、
例えばスパーギヤの一群で同等のギヤ機構を構成する場
合に比べてギヤ機構を簡素化し、その分だけ部品点数を
減らすこができる。
The gear mechanism is a pair of bevel gears 29 and 30.
According to the turning mechanism 19 composed of the driving bevel gear 28 that drives the two gears 29 and 30 to rotate simultaneously in opposite directions,
For example, the gear mechanism can be simplified as compared with a case where a group of spur gears constitutes an equivalent gear mechanism, and the number of parts can be reduced accordingly.

【0016】装填アーム20と返却アーム21とは、互
いに接近ないしは離反する向きに揺動できるよう支持
し、両アーム20・21が旋回機構19で旋回操作され
るとき、両アーム20・21をカム機構で同時に離反な
いしは接近揺動しながら、位置の入れ換えを行うツール
換装形態によれば、旋回機構19による旋回ストローク
の両端において、両アーム20・21の移行軌跡のツー
ル捕捉位置を一致させて、キャリア13の動作空間量を
減少して設置スペースをコンパクト化できる。
The loading arm 20 and the return arm 21 are supported so as to be able to swing toward or away from each other. When both the arms 20 and 21 are turned by the turning mechanism 19, the two arms 20 and 21 are cammed. According to the tool replacement mode in which the positions are exchanged while simultaneously moving away from or approaching by the mechanism, at both ends of the turning stroke by the turning mechanism 19, the tool capture positions of the transition trajectories of the two arms 20 and 21 are matched, The installation space can be made compact by reducing the operation space amount of the carrier 13.

【0017】駆動輪31・32の外面を覆うカム筒43
にカム溝44・45を設け、カム溝44・45と係合す
るカムフォロワ47を各アーム20・21の受動腕46
に設けたカム機構によれば、旋回機構19とカム機構と
をコンパクトにまとめて、構造の簡素化と動作スペース
のコンパクト化とを同時に実現できる。
A cam cylinder 43 for covering the outer surfaces of the drive wheels 31 and 32
Are provided with cam grooves 44 and 45, and a cam follower 47 which engages with the cam grooves 44 and 45 is attached to the passive arm 46 of each arm 20 and 21.
According to the cam mechanism provided in (1), the swivel mechanism 19 and the cam mechanism are compactly integrated, and the simplification of the structure and the compact operation space can be realized at the same time.

【0018】[0018]

【実施例】図1ないし図8は、本発明に係るツールチェ
ンジャーの実施例を示しており、ツールチェンジャーを
小形の数値制御型の縦軸ミーリングマシンに適用した場
合について説明する。図2において、符号1はミーリン
グマシン(加工機)、2はスピンドルである。スピンド
ル2の下端にツールホルダー3が設けられる。このツー
ルホルダー3に装着したツールTを回転しながら、X軸
方向(左右)、Y軸方向(前後)、Z軸方向(上下)の
3方向へ各コラムを往復操作することにより、加工テー
ブル上に固定した素材ブロックに、各種の加工を施すこ
とができる。因みに、ミーリングマシン1の左右幅寸法
×前後奥行寸方×上下寸法は、それぞれ117×111
×182.5cmであり、加工範囲はX軸×Y軸×Z軸の各
方向寸法が280×250×145mmであって、鋼材、
ステンレス鋼、チタン等の金属材はもちろんのこと、プ
ラスチック材等の各種の素材を切削加工できる。
1 to 8 show an embodiment of a tool changer according to the present invention. A case where the tool changer is applied to a small numerically controlled vertical axis milling machine will be described. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a milling machine (processing machine), and 2 denotes a spindle. A tool holder 3 is provided at a lower end of the spindle 2. While rotating the tool T mounted on the tool holder 3, each column is reciprocated in three directions of the X-axis direction (left and right), the Y-axis direction (front and rear), and the Z-axis direction (up and down), so that the processing table Various processes can be applied to the material block fixed to the substrate. Incidentally, the left-right width dimension × front-back depth dimension × up-down dimension of the milling machine 1 is 117 × 111, respectively.
× 182.5 cm, and the processing range is 280 × 250 × 145 mm in each direction of X axis × Y axis × Z axis.
Various materials such as plastic materials can be cut as well as metal materials such as stainless steel and titanium.

【0019】ミーリングマシン1の加工機本体に隣接し
て、ツール収容区5を設け、その内部にツールチェンジ
ャーを配置している。ツール収容区5の上部や前部等に
は、数値制御用の加工パラメータや加工順のデータを入
力するための制御機器6、キーボード7、パーソナルコ
ンピュータ本体8、ディスプレイ9など各種の機器が配
置してある。
A tool accommodating section 5 is provided adjacent to the processing machine main body of the milling machine 1, and a tool changer is disposed therein. Various devices such as a control device 6, a keyboard 7, a personal computer main body 8, and a display 9 for inputting processing parameters for numerical control and data of a processing order are arranged in an upper portion, a front portion, and the like of the tool storage zone 5. It is.

【0020】図3において、ツールチェンジャーは、機
台上に固定した角箱状の基枠11を基体にして、基枠1
1のスピンドル2に臨む側の側面に配置したツールマガ
ジン12と、基枠11の上部に配置され、ツールマガジ
ン12とスピンドル2との間を往復してツールTの換装
を行うキャリア13とを備えている。
Referring to FIG. 3, the tool changer comprises a square frame-like base frame 11 fixed on a machine base,
A tool magazine 12 arranged on the side facing the first spindle 2 and a carrier 13 arranged above the base frame 11 for reciprocating the tool T by reciprocating between the tool magazine 12 and the spindle 2. ing.

【0021】ツールマガジン12は、減速機付きのモー
タ14と、モータ14で一方向へ回転駆動される円盤状
のマガジン本体15と、マガジン本体15の回転位相位
置を検知する図外のセンサーなどを備えている。マガジ
ン本体15の周縁には8個のホルダー16が等間隔置き
に配置してあり(図5参照)、各ホルダー16でツール
Tをツールシャンクを介して水平姿勢に支持できる。ス
ピンドル2の回転軸心P1が垂直であるのに対して、マ
ガジン本体15の回転軸心P2は、ミーリングマシン1
のX軸方向(左右方向)へ沿う水平軸に一致して設けら
れる。モータ14は基枠11の内面に固定した補助フレ
ームで支持してある。ツールTは、素材ブロックに施す
べき加工の種類に応じて加工前に選定し、ホルダー16
に装填しておく。
The tool magazine 12 includes a motor 14 having a speed reducer, a disk-shaped magazine main body 15 driven to rotate in one direction by the motor 14, a sensor (not shown) for detecting the rotational phase position of the magazine main body 15, and the like. Have. Eight holders 16 are arranged at equal intervals around the periphery of the magazine body 15 (see FIG. 5), and each holder 16 can support the tool T in a horizontal posture via a tool shank. While the rotation axis P1 of the spindle 2 is vertical, the rotation axis P2 of the magazine body 15 is
Are provided so as to coincide with the horizontal axis along the X-axis direction (left-right direction). The motor 14 is supported by an auxiliary frame fixed to the inner surface of the base frame 11. The tool T is selected before processing according to the type of processing to be performed on the material block,
To be loaded.

【0022】図3ないし図5において、キャリア13は
マガジン本体15の回転中心軸P2と平行な向きに往復
動自在に案内支持される移送枠18を有する。この移送
枠18上に旋回機構19を設け、移送枠18のスピンド
ル2側の端部に設けたツール装填用の装填アーム20
と、ツール返却用の返却アーム21とを旋回機構19で
上下方向に旋回操作できるよう構成する。移送枠18の
下面には、前後一対のスライド軸22が固定してあり、
両スライド軸22を基枠11上に設けたガイドブロック
23で左右スライド自在に支持する。両ガイドブロック
23間に操作シリンダー(油圧シリンダー又はエアーシ
リンダー)24を配置して、シリンダー本体をブラケッ
トを介して基枠11で支持し、ピストンロッドの先端を
移送枠18に連結することにより、移送枠18を操作シ
リンダー24でマガジン本体15とスピンドル2との間
で往復操作できる。
3 to 5, the carrier 13 has a transfer frame 18 which is guided and supported reciprocally in a direction parallel to the rotation center axis P2 of the magazine body 15. A turning mechanism 19 is provided on the transfer frame 18, and a loading arm 20 for loading a tool is provided at an end of the transfer frame 18 on the spindle 2 side.
And a return arm 21 for returning the tool can be turned up and down by the turning mechanism 19. A pair of front and rear slide shafts 22 are fixed to the lower surface of the transfer frame 18,
Both slide shafts 22 are slidably supported by guide blocks 23 provided on the base frame 11. An operation cylinder (hydraulic cylinder or air cylinder) 24 is arranged between the two guide blocks 23, the cylinder body is supported by the base frame 11 via a bracket, and the tip of the piston rod is connected to the transfer frame 18 to transfer the cylinder. The frame 18 can be reciprocated between the magazine body 15 and the spindle 2 by the operation cylinder 24.

【0023】図4および図6において旋回機構19は、
正逆転運転が可能な減速機付きのモータ26と、モータ
動力を中間軸27を介して受け継ぐ原動ベベルギヤ28
と、原動ベベルギヤ28に同時に噛み合って先の両回転
軸心P1・P2とそれぞれ直交する回転軸心P3まわり
に、互いに逆向きに回転駆動される前後一対のベベルギ
ヤ29・30と、両ベベルギヤ29・30のボス部に外
嵌固定した前後一対の駆動輪31・32と、両駆動輪3
1・32の回転位相位置を検知する図外のセンサーなど
で構成する。
4 and 6, the turning mechanism 19 includes:
A motor 26 with a speed reducer capable of forward and reverse rotation operation, and a driving bevel gear 28 which receives the motor power via an intermediate shaft 27
And a pair of front and rear bevel gears 29 and 30, which are simultaneously meshed with the driving bevel gear 28 and driven to rotate in opposite directions about a rotation axis P3 orthogonal to the two rotation axes P1 and P2, respectively. A pair of front and rear drive wheels 31 and 32 externally fitted and fixed to the boss portion 30;
It is composed of a sensor (not shown) that detects the rotation phase positions of 1.32.

【0024】駆動輪31・32は、前後一対のベベルギ
ヤ29・30の支持体を兼ねて有底筒状に形成してあ
り、筒底壁に固定した支軸33を移送枠18の上部の前
後一対の立壁18aに固定した軸受34で回転自在に支
持する。図5に示すように、各駆動輪31・32の支軸
33側の端部周面にはそれぞれ軸受ブロック35を固定
し、各軸受ブロック35に装填アーム20および返却ア
ーム21をそれぞれ連結して、各アーム20・21が対
応する駆動輪31・32と同行回転できるようにしてあ
る。
The drive wheels 31 and 32 are formed in a cylindrical shape with a bottom also serving as a support for a pair of front and rear bevel gears 29 and 30, and a support shaft 33 fixed to the cylinder bottom wall is provided at the front and rear of the upper part of the transfer frame 18. It is rotatably supported by bearings 34 fixed to the pair of standing walls 18a. As shown in FIG. 5, a bearing block 35 is fixed to an end peripheral surface of the drive wheel 31/32 on the support shaft 33 side, and the loading arm 20 and the return arm 21 are connected to the bearing block 35, respectively. Each of the arms 20 and 21 can rotate together with the corresponding drive wheels 31 and 32.

【0025】図4および図5において装填アーム20
は、上下に対向する一対の板材からなるフレーム37を
有し、フレーム37の突端にツールTを挟み保持するク
ランプ爪38を配置し、フレーム37の基端寄りに、ク
ランプ爪38を拡開ないしは挟持操作する復動型の操作
シリンダー(エアーシリンダー又は油圧シリンダー)3
9を配置してなる。返却アーム21も基本的に装填アー
ム20と同様に構成するが、フレーム37を構成する下
方の板材を前後対称形状に形成した点が装填アー20と
異なっている。これら両アーム20・21は、それぞれ
対応する駆動輪31・32に固定した軸受ブロック35
・35に、揺動軸40を介して連結されていて(図5参
照)、各揺動軸40を中心に両アーム20・21が互い
に接近し、あるいは互いに離反する向きに揺動できるよ
う支持してある。
4 and 5, the loading arm 20 is used.
Has a frame 37 made of a pair of plate members facing up and down, a clamp claw 38 for holding and holding the tool T at a protruding end of the frame 37, and expanding or expanding the clamp claw 38 near the base end of the frame 37. Return type operation cylinder (pneumatic cylinder or hydraulic cylinder) 3 for holding operation
9 are arranged. The return arm 21 is basically configured similarly to the loading arm 20, but differs from the loading arm 20 in that the lower plate constituting the frame 37 is formed in a symmetrical shape in the front-rear direction. These arms 20 and 21 are provided with bearing blocks 35 fixed to the corresponding drive wheels 31 and 32, respectively.
35, which are connected to each other via a swing shaft 40 (see FIG. 5) so that the arms 20 and 21 can swing about the swing shaft 40 in directions approaching each other or moving away from each other. I have.

【0026】装填アーム20は、マガジン本体15から
次に使用するツールTを受け取ってスピンドル2に装填
する。返却アーム21は、スピンドル2に装填されてい
たツールTを取り外してマガジン本体15へと返却す
る。このとき、異なる移行軌跡を移動する両アーム20
・21が、マガジン本体15およびスピンドル2に対し
て同じツール捕捉位置においてツールTの授受を行える
ようにするために、上記のように揺動軸40を中心にし
て揺動できるよう支持し、さらに両アーム20・21の
上下旋回動作を利用して、両アーム20・21を接近な
いしは離反操作するカム機構が、各フレーム37と移送
枠18との間に設けられている。
The loading arm 20 receives the tool T to be used next from the magazine body 15 and loads it on the spindle 2. The return arm 21 removes the tool T loaded on the spindle 2 and returns the tool T to the magazine body 15. At this time, both arms 20 moving on different transition trajectories
21 supports the magazine body 15 and the spindle 2 so that the tool T can be transferred at the same tool capturing position so that the tool T can swing about the swing shaft 40 as described above. A cam mechanism is provided between each frame 37 and the transfer frame 18 for operating the arms 20 and 21 toward and away from each other by utilizing the vertical turning operation of the arms 20 and 21.

【0027】図4においてカム機構は、前後の駆動輪3
1・32に外嵌する円筒形のカム筒43と、各アーム2
0・21に対応してカム筒43の筒壁周面に凹み形成し
た一対のカム溝44・45と、両アーム20・21のフ
レーム37の下方の板材と一体に設けられて、カム筒4
3の外周面へ向かって接線状に延びる受動腕46・46
と、各受動腕46の突端上面に軸支されて前記カム溝4
4・45に係合するカムフォロワ47・47とで構成す
る。カム筒43の前後端は、移送枠18の上部に立設し
た前後一対の立壁18aにビス止め固定する。カム筒4
3の前後端寄りの筒周壁には、それぞれ逃げ溝49・4
9を通設し(図6参照)、各駆動輪31・32に固定し
た軸受ブロック35が、逃げ溝49の形成範囲内で旋回
できるようにしている。さらに筒壁の中央側面には、原
動ベベルギヤ28用の組付口を開口している。
In FIG. 4, the cam mechanism includes front and rear drive wheels 3.
1 and 32, and a cylindrical cam cylinder 43 fitted to each
The cam cylinder 4 is provided integrally with a pair of cam grooves 44 and 45 formed in the cylinder wall peripheral surface of the cam cylinder 43 corresponding to the cam cylinders 0.21 and 21 and the plate material below the frame 37 of the arms 20 and 21.
Passive arms 46, 46 extending tangentially toward the outer peripheral surface of 3
And the cam groove 4 supported by the upper surface of the protruding end of each passive arm 46.
The cam followers 47 engage with the cam followers 4.45. The front and rear ends of the cam cylinder 43 are screwed and fixed to a pair of front and rear standing walls 18a erected above the transfer frame 18. Cam cylinder 4
In the peripheral wall near the front and rear end of No. 3, escape grooves 49.4 are provided respectively.
9 (see FIG. 6), so that the bearing block 35 fixed to each of the drive wheels 31 and 32 can turn within the range in which the clearance groove 49 is formed. Further, an opening for assembling the driving bevel gear 28 is opened in the central side surface of the cylindrical wall.

【0028】図7はカム溝44・45の展開図を示す。
この展開図から理解できるように、カム溝44・45は
筒周方向両端の基準位置50aと、筒周方向中央の擦れ
違い位置50bとをそれぞれ逃げ溝49と平行に形成
し、両位置50a・50bを傾斜溝部50cで連続して
ハット形に形成してあり、擦れ違い位置50bが筒軸方
向へ隣接する状態で両カム溝44・45を対称に配置す
る。先に説明したように、両アーム20・21は互いに
逆向きに旋回し、さらに揺動軸40を中心に揺動するの
で、装填アーム20のカムフォロワ47が一方の基準位
置50aに位置しているとき、返却アーム21のカムフ
ォロワ47は他方の基準位置50aに位置している。そ
して、両アーム20・21が旋回して位置を入れ換える
際に、互いに接当干渉するのを避ける必要上、擦れ違い
位置50bの隣接間隔を狭め、両アーム20・21が互
いに離反する向きに揺動操作されるようにしている。
FIG. 7 is a developed view of the cam grooves 44 and 45.
As can be understood from this development, the cam grooves 44 and 45 are formed with reference positions 50a at both ends in the circumferential direction of the cylinder and rubbing positions 50b at the center in the circumferential direction of the cylinder in parallel with the escape grooves 49, respectively. Are formed in a hat shape continuously by the inclined groove portion 50c, and the two cam grooves 44 and 45 are symmetrically arranged in a state where the rubbing positions 50b are adjacent in the cylinder axis direction. As described above, the arms 20 and 21 pivot in opposite directions to each other and further swing about the swing shaft 40, so that the cam follower 47 of the loading arm 20 is located at one reference position 50a. At this time, the cam follower 47 of the return arm 21 is located at the other reference position 50a. Then, when the two arms 20 and 21 rotate and change positions, it is necessary to avoid contact and interference with each other. Therefore, the interval between adjacent rubbing positions 50b is reduced, and the arms 20 and 21 are pivoted away from each other. Being operated.

【0029】次にツールチェンジャーの動作を説明する
と、キャリア13は図3の実線で示すごとくツールマガ
ジン12側へ後退した位置で待機しており、スピンドル
2はホーム位置へ復帰している。装填アーム20と返却
アーム21は、それぞれ水平線から45度下り傾斜した
位置にあって、マガジン本体15のツールTを含む回転
領域外で待機している。この状態を基準にして、装填ア
ーム20は(a1〜a5)の各動作を経て、ツールTの
スピンドル2への装填を行い、返却アーム21は(b1
〜b5)の各動作を経てスピンドル2に装着してあった
ツールTをツールマガジン12へ返却する。
Next, the operation of the tool changer will be described. As shown by the solid line in FIG. 3, the carrier 13 is on standby at a position retracted toward the tool magazine 12, and the spindle 2 has returned to the home position. The loading arm 20 and the return arm 21 are respectively located at positions inclined downward by 45 degrees from the horizontal line, and are waiting outside the rotation area including the tool T of the magazine body 15. Based on this state, the loading arm 20 performs loading of the tool T onto the spindle 2 through the operations (a1 to a5), and the return arm 21 performs the operations of (b1
The tool T mounted on the spindle 2 is returned to the tool magazine 12 through each of the operations b5) to b5).

【0030】ツール交換の指令を受けたツールマガジン
12は、マガジン本体15を回転駆動して、次に使用さ
れるツールTをマガジン本体15の真上に位置する状態
で停止し待機する。この状態で旋回機構19のモータ2
6を起動して原動ベベルギヤ28をモータ26の側から
見て反時計回転方向へ逆転駆動することにより、装填ア
ーム20は下方へ、返却アーム21は上方へそれぞれ同
時に旋回移動する。これにより装填アーム20は垂直姿
勢に切り換わった後、クランプ爪38が操作シリンダー
39で挟持操作されて、マガジン本体15上のツールT
を捕捉する(動作a1)。返却アーム21は水平姿勢に
切り換わった後、そのクランプ爪38が操作シリンダー
39で拡開操作される(動作b1)。
The tool magazine 12 that has received the tool change command drives the magazine body 15 to rotate, and stops and waits for the next tool T to be used immediately above the magazine body 15. In this state, the motor 2 of the turning mechanism 19
6, the driving bevel gear 28 is reversely driven in the counterclockwise direction when viewed from the motor 26 side, whereby the loading arm 20 and the returning arm 21 simultaneously pivot upward and downward, respectively. As a result, after the loading arm 20 is switched to the vertical position, the clamp claw 38 is clamped by the operation cylinder 39, and the tool T on the magazine body 15 is moved.
(Operation a1). After the return arm 21 is switched to the horizontal position, the clamp claw 38 is expanded by the operation cylinder 39 (operation b1).

【0031】上記の状態で操作シリンダー24を稼働し
て、移送枠18をスピンドル2側へ前進させる。この前
進動作によって、装填アーム20は図4に示すように捕
捉したツールTをホルダー16から抜き出す(動作a
2)。返却アーム21は前進ストローク端において、ク
ランプ爪38がツールホルダー3の真下に位置してツー
ルTのツールシャンクを捕捉できる状態になっている
(動作b2)。
In the above state, the operation cylinder 24 is operated to move the transfer frame 18 forward to the spindle 2 side. By this forward operation, the loading arm 20 pulls out the captured tool T from the holder 16 as shown in FIG.
2). At the end of the forward stroke of the return arm 21, the clamp claw 38 is located immediately below the tool holder 3 so that the tool shank of the tool T can be captured (operation b2).

【0032】次に返却アーム21のクランプ爪38を操
作シリンダー39で挟持操作してツールTを捕捉した
後、旋回機構19のモータ26を動作a1・b1の場合
とは逆方向へ正転駆動して、両アーム20・21を逆向
きに旋回操作する。このとき、返却アーム21は図1に
示すようにツールTを捕捉した状態で下方旋回し、垂直
姿勢に切り換わって、それまで使用していたツールTを
スピンドル2ら取り外す(動作b3)。同時に装填アー
ム20は上方旋回し、水平姿勢に切り換わって新たなツ
ールTをツールホルダー3に装填する(動作a3)。装
填と同時にクランプ爪38を開いて、ツールTからクラ
ンプ爪38を分離する。
Next, after the clamping claw 38 of the return arm 21 is clamped by the operation cylinder 39 to capture the tool T, the motor 26 of the turning mechanism 19 is driven to rotate normally in the direction opposite to that of the operations a1 and b1. Then, the arms 20 and 21 are turned in the opposite directions. At this time, the return arm 21 pivots downward while capturing the tool T as shown in FIG. 1, switches to the vertical position, and removes the tool T used up to now from the spindle 2 (operation b3). At the same time, the loading arm 20 turns upward, switches to the horizontal posture, and loads a new tool T into the tool holder 3 (operation a3). At the same time as the loading, the clamp pawl 38 is opened to separate the clamp pawl 38 from the tool T.

【0033】動作a3・b3の終了と同時に、操作シリ
ンダー24のピストンロッドを退入操作して、移送枠1
8をツールマガジン12側へ後退移動させる。この動作
によって返却アーム21に保持されたツールTは、マガ
ジン本体15のホルダー16へと返却され(動作b
4)、返却と同時にクランプ爪38を開く。装填アーム
20は水平姿勢を維持したままで後退移動する(動作a
4)。最後に、旋回機構19のモータ26を動作a1・
b1の場合と同じ向きに逆転駆動して、両アーム20・
21を互いに逆向きに旋回操作し(動作a5・動作b
5)、当初の待機状態へ戻す。この後にマガジン本体1
5を回転駆動し、次のツール換装に備える。以後は、上
記の循環動作を繰り返し行うことにより、次々と異なる
ツールTをスピンドル2に換装できる。因みに、ツール
換装に要する時間は約4秒である。
Simultaneously with the completion of the operations a3 and b3, the piston rod of the operation cylinder 24 is retracted to move the transfer frame 1
8 is moved backward to the tool magazine 12 side. The tool T held by the return arm 21 by this operation is returned to the holder 16 of the magazine body 15 (operation b).
4) The clamp claw 38 is opened simultaneously with the return. The loading arm 20 moves backward while maintaining the horizontal posture (operation a).
4). Finally, the motor 26 of the turning mechanism 19 is operated a1.
b1 is driven in the same direction as in the case of
21 are turned in opposite directions (operation a5 and operation b).
5) Return to the original standby state. After this, the magazine body 1
5 is rotated to prepare for the next tool change. Thereafter, by repeatedly performing the above-described circulation operation, different tools T can be replaced with the spindle 2 one after another. Incidentally, the time required for tool replacement is about 4 seconds.

【0034】装填アーム20と返却アーム21とは、マ
ガジン本体15に対して、共通するツール捕捉位置でツ
ールTの授受を行う。同様に、スピンドル2に対して
も、共通するツール捕捉位置でツールTの授受を行う。
このように両アーム20・21を同時に逆向きに旋回し
て位置の入れ換えを行うとき、支障なく擦れ違い動作を
行うためにカム機構を設け、両アーム20・21の旋回
動作を利用して、カム機構で両アーム20・21を接離
揺動操作する。
The loading arm 20 and the return arm 21 transfer the tool T to and from the magazine body 15 at a common tool capturing position. Similarly, the tool T is transferred to and from the spindle 2 at a common tool capturing position.
In this way, when the arms 20 and 21 are simultaneously turned in the opposite directions and the positions are interchanged, a cam mechanism is provided to perform the sliding operation without any trouble, and the cam operation is performed by using the turning operation of the arms 20 and 21. The two arms 20 and 21 are operated to move toward and away from each other by a mechanism.

【0035】先に説明したように、カム機構のカム溝4
4・45は、両アーム20・21の旋回範囲の中途部に
おいて、カムフォロワ47が擦れ違い位置50bを通過
するよう設けてあり、両アーム20・21の隣接間隔が
擦れ違い位置50bにおいて最も拡がるように設定して
ある。従って、両アーム20・21は図8に示すように
動作a1・b1と動作a3・b3と動作a5・b5では
接当干渉することなく上下逆向きに旋回回転できる。こ
のように動作軌跡の一部を共有するツール換装形態によ
れば、キャリア13をY軸方向へ往復操作する必要もな
く、Y軸方向の同一座標位置においてツール交換を行え
るので、キャリア13の動作空間をコンパクトにまとめ
ることができるうえ、キャリア13の操作構造を簡素化
できる。さらに、移送枠18の前進および後退動作を利
用して、各アーム20・21で保持したツールTの、マ
ガジン本体15に対するツール授受を行うので、両アー
ム20・21の動きに無駄がなく、ツールチェンジャー
3の構造が簡単であるにもかかわらず、本格的なツール
換装動作を実現できる。
As described above, the cam groove 4 of the cam mechanism
No. 4.45 is provided so that the cam follower 47 passes through the rubbing position 50b in the middle of the turning range of the arms 20 and 21, and the distance between the adjacent arms 20 and 21 is set to be the largest at the rubbing position 50b. I have. Therefore, as shown in FIG. 8, the arms 20 and 21 can be turned upside down without contacting each other in the operations a1 and b1, the operations a3 and b3, and the operations a5 and b5. According to the tool replacement mode in which a part of the motion trajectory is shared as described above, it is not necessary to reciprocate the carrier 13 in the Y-axis direction, and the tool can be replaced at the same coordinate position in the Y-axis direction. The space can be made compact and the operation structure of the carrier 13 can be simplified. Further, the tool T held by each arm 20/21 is transferred to / from the magazine body 15 by utilizing the forward and backward movements of the transfer frame 18, so that the movement of both arms 20/21 can be performed without waste. Although the structure of the changer 3 is simple, a full-scale tool changing operation can be realized.

【0036】上記の実施例では、加工機として縦軸ミー
リングマシンを例示したが、横軸ミーリングマシンやボ
ーリングマシン等の他の工作機を加工機とする場合に
も、本発明のツールチェンジャーを適用できる。旋回機
構19のギヤ機構は、構造が簡素な点でベベルギヤで構
成することが好ましいが、平歯群や、平歯とベベルギヤ
の混用等によって、互いに逆向きの回転動力を出力する
ギヤ機構を構成できる。なお、本発明のベベルギヤと
は、はずば形やまがりば形の傘歯車を含む。
In the above embodiment, the vertical axis milling machine has been exemplified as a processing machine. However, the tool changer of the present invention is also applicable to other machine tools such as a horizontal axis milling machine and a boring machine. it can. The gear mechanism of the revolving mechanism 19 is preferably formed of a bevel gear because of its simple structure. However, a gear mechanism that outputs rotational powers in opposite directions to each other by a group of spur teeth or a mixture of spur teeth and bevel gears is formed. it can. In addition, the bevel gear of the present invention includes a bevel gear having a sprung or spiral shape.

【0037】装填アーム20と返却アーム21とは、ス
ピンドル2に対するツール捕捉位置のみが共通するよう
構成することができる。この場合は、両アーム20・2
1のマガジン本体15に対するツール捕捉位置が異なる
ことになるが、各アーム20・21ごとにマガジン本体
15を回転移動して、各アーム20・21のツール捕捉
位置に対応するホルダー16を変位させてツールTの授
受を行うことができる。つまり、マガジン本体15の上
部の周方向の2個所において、ツールTの授受を行うの
である。マガジン本体15は正逆双方向へ回転駆動でき
る。装填アーム20と返却アーム21とは、実施例の場
合とは前後が逆になるよう配置することができる。
The loading arm 20 and the return arm 21 can be configured so that only the tool capturing position with respect to the spindle 2 is common. In this case, both arms 20 and 2
Although the tool capturing position with respect to one magazine main body 15 is different, the magazine main body 15 is rotated and moved for each arm 20/21, and the holder 16 corresponding to the tool capturing position of each arm 20/21 is displaced. The tool T can be exchanged. That is, the tool T is transferred at two circumferential locations on the top of the magazine body 15. The magazine body 15 can be driven to rotate in both forward and reverse directions. The loading arm 20 and the return arm 21 can be arranged so that the front and rear are opposite to those of the embodiment.

【0038】動腕46はフレーム37と別体に形成で
きる。本発明のツールチェンジャーは、コンパクトな点
でとくに小形加工機に好適であるが、必要があれば中・
大形の加工機に適用できる。
The receiving Doude 46 may be formed separately from the frame 37. The tool changer of the present invention is particularly suitable for small processing machines in terms of compactness.
Applicable to large processing machines.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明のツールチェンジャーは、ツール
装填用の装填アーム20と、ツール返却用の返却アーム
21とを、移送枠18によってツールマガジン12と加
工機1のスピンドル2との間で往復操作し、往復ストロ
ークの一端ないしは両端において、旋回機構19で両ア
ーム20・21の位置の入れ換えを行ってツール交換を
行うことにより、ツールチェンジャーの構造を簡素化を
実現しながら、全体装置をコンパクトにまとめられるよ
うにした。さらに、一対のアーム20・21を異なる動
作軌跡に従って操作するにも拘らず、両アーム20・2
1を操作する駆動源としては、旋回機構19用のモータ
26と、移送枠18を往復操作する操作シリンダー24
を用いているに過ぎない。従って、大形加工機用のツー
ルチェンジャーと同等の機能を発揮しながら、コンパク
トで全体コストが少なくて済むツールチェンジャーが得
られ、とくに小形加工機のコストメリットや省スペース
性を生かすことができる、コンパクトで安価なツールチ
ェンジャーを提供できる。
According to the tool changer of the present invention, the transfer arm 18 reciprocates the loading arm 20 for loading the tool and the return arm 21 for returning the tool between the tool magazine 12 and the spindle 2 of the processing machine 1. By operating and exchanging the tools at one or both ends of the reciprocating stroke by changing the positions of the arms 20 and 21 by the turning mechanism 19, the structure of the tool changer can be simplified and the entire device can be made compact. I was able to put together. Furthermore, despite operating the pair of arms 20 and 21 according to different motion trajectories, both arms 20 and 2
The driving source for operating the motor 1 is a motor 26 for the turning mechanism 19 and an operating cylinder 24 for reciprocating the transfer frame 18.
It just uses. Therefore, it is possible to obtain a tool changer that is compact and has a low overall cost while exhibiting the same function as a tool changer for a large processing machine, and can make use of the cost advantage and space saving of a small processing machine. A compact and inexpensive tool changer can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ツールチェンジャーの概略正面図である。FIG. 1 is a schematic front view of a tool changer.

【図2】加工機の概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view of a processing machine.

【図3】ツールチェンジャーの動作説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory view of a tool changer.

【図4】旋回機構部を破断した正面図である。FIG. 4 is a front view in which a turning mechanism is broken.

【図5】ツールチェンジャーの側面図である。FIG. 5 is a side view of the tool changer.

【図6】図4におけるA−A線断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line AA in FIG.

【図7】カム溝の展開図である。FIG. 7 is a development view of a cam groove.

【図8】アームの擦れ違い動作を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory view showing the sliding operation of the arms.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 加工機 2 スピンドル 12 ツールマガジン 13 キャリア 15 マガジン本体 18 移送枠 19 旋回機構 20 装填アーム 21 返却アーム 24 操作シリンダー 26 モータ 31・32 駆動輪 T ツール P1 スピンドルの回転軸心 P2 マガジン本体の回転軸心 P3 駆動輪の回転軸心 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing machine 2 Spindle 12 Tool magazine 13 Carrier 15 Magazine body 18 Transfer frame 19 Rotating mechanism 20 Loading arm 21 Return arm 24 Operation cylinder 26 Motor 31 ・ 32 Driving wheel T Tool P1 Spindle axis of spindle body P2 Spindle axis of magazine body P3 Rotational axis of drive wheel

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 多数個のツールTを保持するツールマガ
ジン12と、ツールマガジン12と加工機1のスピンド
ル2との間を往復してツールTの換装を行うキャリア1
3とを備えており、 ツールマガジン12は、スピンドル2の回転軸心P1と
直交する回転軸心P2のまわりに回転駆動されるマガジ
ン本体15を有し、マガジン本体15の周縁にツールT
を支持するホルダー16が等間隔置きに配置されてお
り、 キャリア13は、マガジン本体15の前記回転軸心P2
と平行な向きに往復動自在に案内支持される移送枠18
と、移送枠18をマガジン本体15とスピンドル2との
間で往復操作する操作シリンダー24と、移送枠18
スピンドル2側の端部にそれぞれ設けたツール装填用の
装填アーム20およびツール返却用の返却アーム21
と、移送枠18上に設けられて、両アーム20・21を
同時に逆向きに旋回操作してアーム位置の入れ換えを行
う旋回機構19とを有し、 旋回機構19は、正逆転運転が可能なモータ26と、こ
のモータ26の動力を受け継ぐ原動ベベルギヤ28と、
原動ベベルギヤ28に同時に噛み合って前記両回転軸心
P1・P2とそれぞれ直交する回転軸心P3まわりに
互いに逆向きに回転駆動される一対のベベルギヤ29・
30と、この各ベベルギヤ29・30にそれぞれ同行回
転可能に連結された一対の駆動輪31・32とを含んで
おり、 装填アーム20と返却アーム21とは、それぞれツール
Tを保持するクランプ爪38と、クランプ爪38を切り
換え操作する操作シリンダー39と、これらを支持する
フレーム37とを含んでおり、 両アーム20・21の各フレーム37が、各駆動輪31
・32側に固定の各軸受ブロック35に揺動軸40を介
してそれぞれ連結されており、 両アーム20・21が、各揺動軸40を中心に互いに接
近ないしは離反する向きに揺動できるよう支持されてお
り、 両アーム20・21の旋回動作を利用して、両アーム2
0・21を揺動軸40まわりに揺動操作するカム機構
が、移送枠18と各フレーム37との間に設けてあり、 上記カム機構は、駆動輪31・32に外嵌する状態で移
送枠18に固定したカ ム筒43と、各アーム20・21
に対応してカム筒43に形成した一対のカム溝44・4
5と、各アーム20・21からカム筒43の外周面へ向
かって突設した受動腕46と、各受動腕46に支持され
て前記カム溝44・45に係合するカムフォロワ47と
で構成されており、 移送枠18の往復ストロークの両端において、装填アー
ム20と返却アーム21とを旋回機構19で同時に逆向
きに旋回操作して、両アーム20・21の位置を入れ換
えながらツール交換を行うことを特徴とするツールチェ
ンジャー
1. A tool magazine 12 for holding a large number of tools T, and a carrier 1 for reciprocating the tools T by reciprocating between the tool magazine 12 and a spindle 2 of a processing machine 1.
The tool magazine 12 has a magazine main body 15 that is driven to rotate around a rotation axis P2 orthogonal to the rotation axis P1 of the spindle 2, and a tool T is provided around the periphery of the magazine main body 15.
The holders 16 that support the
The carrier 13 is connected to the rotation axis P2 of the magazine body 15.
Transfer frame 18 guided and supported reciprocally in a direction parallel to
An operation cylinder 24 for reciprocating the transfer frame 18 between the magazine body 15 and the spindle 2 ;
Return for load arm 2 0 Contact and tools return of tools loaded respectively provided at an end of the spindle 2 side arms 21
And a turning mechanism 19 provided on the transfer frame 18 for simultaneously turning the arms 20 and 21 in opposite directions to exchange the arm positions. The turning mechanism 19 is capable of normal and reverse rotation operation. Motor 26 and this
A driving bevel gear 28 that inherits the power of the motor 26 of
Around the rotation axis P3 which meshes with the driving bevel gear 28 at the same time and is orthogonal to the two rotation axes P1 and P2, respectively .
A pair of bevel gears 29 that are driven to rotate in opposite directions to each other
30 and the bevel gears 29 and 30
It includes a pair of drive wheels 31, 32 which are rolling linked, the loading arm 20 and the return arm 21, respectively tool
Cut the clamp claw 38 holding the T and the clamp claw 38
Operation cylinder 39 for changing operation and supporting these
Frame 37, and each frame 37 of both arms 20 and 21
・ Through the swing shaft 40 on each bearing block 35 fixed to the 32 side
The arms 20 and 21 are in contact with each other around each swing shaft 40.
It is supported so that it can swing in the direction of
The two arms 2 and 21 using the turning motion of the two arms 20 and 21.
Cam mechanism for swinging 0.21 around swing shaft 40
Is provided between the transfer frame 18 and each frame 37, and the cam mechanism is moved in a state of being fitted to the drive wheels 31 and 32.
The cams cylinder 43 fixed to Okuwaku 18, each arm 20, 21
A pair of cam grooves 44.4 formed in the cam cylinder 43 corresponding to
5 and from each of the arms 20 and 21 to the outer peripheral surface of the cam barrel 43.
The passive arms 46 thus protruded, and each passive arm 46 supports
A cam follower 47 engaging with the cam grooves 44 and 45
At both ends of the reciprocating stroke of the transfer frame 18, the loading arm 20 and the return arm 21 are simultaneously turned in the reverse direction by the turning mechanism 19 to exchange tools while exchanging the positions of the arms 20 and 21. A tool changer .
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