JP3412142B2 - 工具交換装置のグリッパ機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工具交換装置に関するも
ので詳しくは、把持腕基部のピニオンを回動させてグリ
ッパの開閉を行わせるラックを備えたグリッパ機構に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来自動工具交換装置のグリッパ機構に
は例えば特開昭５７−１２７６４１号公報に開示されて
いるように、工具を把持する一対の把持腕の基部にピニ
オンを形成し、この各ピニオンとの間にラックを両面に
備えた摺動体を配設し、摺動体の移動でラックと噛合す
る把持腕基部のピニオンを回動させ、把持腕を開閉し工
具の把持、解放を行わせるものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術によれ
ば摺動体の両面にラックが形成してあるので加工コスト
が嵩む問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明は支持体に中空の交換軸を軸線方向に摺動自在
で、かつ、旋回自在に支持し、この交換軸の先端に設け
た交換ヘッドに一対の把持腕から成るグリッパを互いに
逆方向に突出させ、交換軸の中心に挿通したプルロッド
の軸線方向の移動によって移動するラックを介して把持
腕基部と一体のピニオンを回動させて、把持腕を開閉す
る工具交換装置のグリッパ機構において、各グリッパに
おける一対の把持腕基部のピニオンを互いに噛合させ、
交換ヘッドには各グリッパに対応して、噛合されたピニ
オンの一方のピニオンに噛合するラック歯をピニオンと
の対向面のみに形成したラックを夫々プルロッドの軸線
と直交する方向へ移動自在に備え、プルロッド先端部に
は、リンク支持ブロックを球面部を介して連結して傾斜
可能とし 、 そのリンク支持ブロックの左右端に夫々連結
リンクの一端を回動自在に軸着し、各連結リンクの他端
を対応するラックにピンを介して軸着して、前記プルロ
ッドの軸線方向移動を２つのラックの移動に変換するよ
うにしたことを特徴とする。

【０００５】

【作用】前記によれば、プルロッドの軸線方向の移動で
ラックとプルロッドとを連結するリンク機構を介してラ
ックをプルロッドの軸線方向と直交する方向に移動させ
ラックと噛合する把持腕基部の一方のピニオン及びこの
一方のピニオンに噛合する他方のピニオンを同時に回動
する。この各把持腕基部のピニオンの回動により支持腕
は大きく開閉する。

【０００６】

【実施例】図１において、移動コラム１が下方の本体ベ
ッド（図示省略）上に左右方向にのみ移動自在に案内さ
れている。移動コラム１には、主軸２を回転自在に支持
した主軸ヘッド６を前後方向移動自在に案内したサドル
３が昇降自在に装架されている。従って主軸２は上下、
前後、左右に移動可能になっている。又、本体ベッドか
らは移動コラム１の頂部より上方まで延びた複数の支柱
４が取付けられ、この支柱上端に支持ベース５が固着さ
れ前記移動コラム１の水平移動空間上方に位置されてい
る。

【０００７】支持ベース５の上面には公知の工具マガジ
ン１０が台座１１を介在して固着され、モータ回転によ
り割り出し自在に装備されている。この工具マガジン１
０において、旋回割出しされるマガジンプレート１２は
多数の工具ポット１４を放射状に備え、工具ポット１４
に工具１３を着脱自在に備えている。又、台座１１には
工具交換装置２０が一体に装着してあり、所定の工具交
換位置の主軸２（旧工具Ｔ１を装備している）と交換用
の新工具Ｔ２を抜き差し自在に保持した所定の工具交換
位置の工具ポット１４との間で工具交換するもので図２
〜図５に示すように構成してある。

【０００８】この工具交換装置２０において、２１は図
２に示すように前記台座に固着された支持体２２に支持
され軸線ＣＬ２方向へ摺動自在で、かつ、回動自在に支
持されている中空の交換軸で工具交換位置の主軸２と工
具交換位置の工具ポット１４との中間位置に主軸２と平
行に配設されている。交換軸２１の中心には貫通孔２３
が形成され、この貫通孔２３にはプルロッド２４が前後
に移動可能に挿通してある。プルロッド２４の先端部は
交換ヘッド２５内で後述のリンク支持ブロック３１に連
結してある。この交換ヘッド２５はヘッドキャップ２６
とヘッドボディ２７とを備えており、ヘッドキャップ２
６とヘッドボディ２７との間がボルトで締着され、前記
交換軸２１の先端に一体固着されている。ヘッドキャッ
プ２６とヘッドボディ２７との間には前記貫通孔２３に
通じる収納空間２８が形成され、前記リンク支持ブロッ
ク３１とこれに連結したプルロッド２４とが収納空間２
８内を前後移動するようになっている。又、収納空間２
８に連通してヘッドキャップ２６にも貫通孔２６ａが穿
設されてロックボルト３２の頭部が進入可能になってい
る。この貫通孔２６ａの前端部はヘッドキャップ２６に
締着したプレート２９で塞がれている。

【０００９】次にリンク機構３０について説明する。図
３に示すようにプルロッド２４先端のリンク支持ブロッ
ク３１は、左右方向に長い長方形状のブロックで、中心
がロックボルト３２によりプルロッド２４軸線上に軸着
され、ロックボルト３２との間には僅かな隙間εが設け
てある。又、リンク支持ブロック前後端の中心が球面部
３１ａに形成されて、プルロッド先端の球面部２４ａと
ロックボルト３２のボルト頭との間に介在されたワッシ
ャ３３の球面部３３ａとによりリンク支持ブロック３１
は軸線ＣＬ２を中心にして水平方向に隙間ε分だけ傾斜
可能になっている。又、収納空間２８上下の案内面２８
ａに上下面が摺接して軸線ＣＬ２回りに回転しないよう
になっている。

【００１０】図４に示すようにリンク支持ブロック３１
の左右端には連結リンク３５の一端がそれぞれ回動自在
に軸着されている。各連結リンク３５の他端がピニオン
駆動用の各ラック３６にそれぞれピン３７を介して軸着
してある。図５に示すように各ラック３６はヘッドキャ
ップ２６とヘッドボディ２７にはさまれてプルロッド２
４の軸線方向と直交する方向へ移動自在に嵌装されてい
る。各ラック３６には、後述のピニオン４０との対向面
にのみラック歯３６ａが形成してある。そしてプルロッ
ド２４の軸線方向移動によって連結リンク３５を介して
ラック３６をプルロッド２４の軸線線方向と直交する方
向へ移動させるようになっている。

【００１１】ピニオン４０，４１は夫々回動軸４２に一
体形成され、回動軸４２はリンク支持ブロック３１を挾
んだ上下両側に一対ずつ、ヘッドキャップ２６とヘッド
ボディ２７間にはさまれて回動自在に支持されている。
対となる回動軸４２のピニオン４０，４１は互いに噛合
され、その一方のピニオン４０と、ラック３６のラック
歯３６ａとが噛合されている。各回動軸４２の後端はヘ
ッドボディ２７の側面より突出している。回動軸４２の
突出した突出部４２ａには上下方向に把持腕４３が延び
るようにしてその把持腕基部４５がキー止めされボルト
により一体締着されて、リンク支持ブロック３１を挾ん
だ上下両側で、夫々一対の把持腕４３，４３から成るグ
リッパ４８が互いに逆方向に２組突出されている。各把
持腕４３にはそれぞれ先端部に互いに協働して工具１３
の把持部４６を把持する工具把持部材４３ａが装着され
工具１３を把持する時にその工具１３のキー溝に嵌合し
て工具１３を把持するようになっている。

【００１２】次に動作を説明する。次に使用する新工具
Ｔ２を装着した工具ポット１４が所定の工具交換位置に
割り出され、加工完了で主軸ヘッド３が所定の工具交換
位置に位置する。すると新工具Ｔ２側の開脚状態のグリ
ッパ４８の間には次の使用する新工具Ｔ２が位置する。
また、旧工具Ｔ１側の開脚状態のグリッパ４８の間には
主軸２の旧工具Ｔ１が位置する。次いでプルロッド２４
の後退でリンク支持ブロック３１が後退し、連結リンク
３５を図５の２点鎖線の位置から実線位置へ移動させて
ラック３６を移動させ、一方のピニオン４０を回動させ
る。他方のピニオン４１は一方のピニオン４０により回
動させられ、一対の各グリッパ４８の把持腕４３，４３
は夫々回動軸４２を中心として閉じ、主軸２の旧工具Ｔ
１と新工具Ｔ２とを夫々把持する。

【００１３】このように２つの工具Ｔ１，Ｔ２を把持し
た状態で交換軸２１が前進端に至り交換軸２１が１８０
度回転されると交換軸２１を後退端に位置させ、新工具
Ｔ２を主軸２に、旧工具Ｔ１を工具ポット１４に夫々挿
着する。次いでプルロッド２４を前進させリンク支持ブ
ロック３１が前進し、連結リンク３５を介してラック３
６を移動させ、前記把持動作と逆の動作が行われて各グ
リッパ４８の一対の把持腕４３，４３は夫々開き、工具
Ｔ１，Ｔ２を解放する。こうして工具交換が完了し新工
具Ｔ２を挿着された主軸２は主軸ヘッド３の移動により
加工を開始する。

【００１４】この把持動作において、把持腕４３，４３
の部品精度、その他の部品の加工、組付のばらつきによ
り、例えば主軸２側の把持腕４３，４３が先に主軸２の
旧工具Ｔ１の把持部４６を堅固に（両者間の隙間がな
い）把持する場合がある。この把持腕４３，４３はそれ
以上閉じることはなく、その位置に保持される。一方新
工具Ｔ２側の把持腕４３，４３の工具把持部材４３ａと
新工具Ｔ２の把持部４６との間には、この状態では僅か
な隙間があって堅固に保持されていない。この状態でプ
ルロッド２４が更に後退するとリンク支持ブロック３１
は球面部３１ａにより傾斜し、連結リンク３５を介して
ラック３６を押し上げピニオン４０，４１を回動する。
新工具Ｔ２側の把持腕４３，４３はその先端部を更に閉
じ新工具Ｔ２の把持部４６を堅固に把持し新旧の工具Ｔ
１，Ｔ２は確実に把持腕４３，４３に把持される。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、交換軸に
挿通したプルロッドの軸線方向の移動によって把持腕を
開閉するグリッパ機構において、プルロッドと、一対の
把持腕基部の互いに噛合うピニオンの一方のピニオンに
噛合するラックとを、リンク機構を介して連結し、プル
ロッドの軸線方向の移動でラックをプルロッドと直交す
る方向へ移動させてグリッパを開閉するので、ラックに
形成するラック歯加工を両面に設ける必要がなく加工コ
ストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工具交換装置のグリッパ機構を示す製
図面である。

【図２】図４のII−II断面図である。

【図３】図２のIII−III断面図である。

【図４】交換ヘッド内部の正面図である。

【図５】連結リンク機構を示す説明図である。

【符号の説明】

２０ 工具交換装置、 ２１ 交換軸、 ２２ 支持
体、２４ プルロッド、 ２５ 交換ヘッド、 ３０
リンク機構、３６ ラック、 ４０，４１ ピニオン、
４３ 把持腕、４５ 把持腕基部、 ４８ グリッパ

───────────────────────────────────────────────────── 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 (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体に中空の交換軸を軸線方向に摺動
   自在で、かつ、旋回自在に支持し、この交換軸の先端に
   設けた交換ヘッドに一対の把持腕から成るグリッパを互
   いに逆方向に突出させ、交換軸の中心に挿通したプルロ
   ッドの軸線方向の移動によって移動するラックを介して
   把持腕基部と一体のピニオンを回動させて、把持腕を開
   閉する工具交換装置のグリッパ機構において、各グリッ
   パにおける一対の把持腕基部のピニオンを互いに噛合さ
   せ、交換ヘッドには各グリッパに対応して、噛合された
   ピニオンの一方のピニオンに噛合するラック歯をピニオ
   ンとの対向面のみに形成したラックを夫々プルロッドの
   軸線と直交する方向へ移動自在に備え、プルロッド先端
   部には、リンク支持ブロックを球面部を介して連結して
   傾斜可能とし 、 そのリンク支持ブロックの左右端に夫々
   連結リンクの一端を回動自在に軸着し、各連結リンクの
   他端を対応するラックにピンを介して軸着して、前記プ
   ルロッドの軸線方向移動を２つのラックの移動に変換す
   るようにしたことを特徴とする工具交換装置のグリッパ
   機構。