JP3530479B2 - ドローバ変位装置 - Google Patents
ドローバ変位装置Info
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Description
に工具をクランプ・アンクランプする装置に関する。特
に、クランプ状態とアンクランプ状態の切換えを簡単な
構造で高速化する技術に関する。
その主軸に対して軸方向に変位して主軸に工具をクラン
プ・アンクランプするドローバと、そのドローバをクラ
ンプ位置側に付勢する付勢手段と、その付勢手段の付勢
力に抗してドローバをアンクランプ位置に移動させるド
ローバ用カム機構を備えている。その一例が特開平10
−43984号公報に記載されている。
せるためには、主軸に工具を固定しておくクランプ力を
大きくする必要があり、ドローバ付勢手段の付勢力は極
めて大きくなる。ドローバ用カム機構はこの大きな力に
抗してドローバをアンクランプ位置に変位させなければ
ならず、大きくて頑丈なものが必要とされる。工作機械
はますます高速化しており、高精度が要求されており、
ドローバ付勢手段とドローバ用カム機構の双方がますま
す大型化している。これに伴ってドローバ用カム機構を
駆動するモータも大型化している。大型化を避けるため
に、ドローバのアンクランプ用に大きな駆動力が得られ
るシリンダを用いる構造も提案されている。この構造で
は、シリンダの他に、主軸と工具マガジンの間で工具を
交換する別のアクチュエータが用いられる。
で確実に主軸に工具をクランプし、それでいて小型のド
ローバ用カム機構と小型のモータで工具をアンクランプ
できる構造を提案する。これによって、小型のモータで
小型のドローバ用カム機構を変位させることでアンクラ
ンプでき、しかも大きなクランプ力を発揮させることが
可能となる。また、ドローバのアンクランプ動作と工具
交換動作を一つの小型モータで実現することが可能とな
り、制御装置が簡単化され、同期制御のための待ち時間
を確保する必要もなく、工具交換時間を短時間で完了す
ることが可能となる。
式的に示すように、主軸64と、その主軸64に対して
軸方向に変位して主軸64に工具32をクランプ・アン
クランプするドローバ70と、そのドローバ70をクラ
ンプ位置側(上側)に付勢する第1付勢手段68と、そ
のドローバ70をアンクランプ位置側(下側)に付勢す
る第2付勢手段78と、ドローバ70をアンクランプ位
置に移動させるドローバ用カム機構24を備える。ここ
で第2付勢手段78は、ドローバ用カム機構24による
アンクランプ動作に先立ってドローバ70にアンクラン
プ位置側への付勢力を付与し、ドローバ用カム機構24
によるクランプ動作後にその付勢力を除去する。上記の
第2付勢手段78は、主軸64が工具交換高さにおかれ
ると、ドローバ70をアンクランプ位置側に付勢する。
ドローバ用カム機構24は、主軸64が工具交換高さに
おかれると、ドローバ70をアンクランプ位置側に押
す。第2付勢手段78による付勢力は、第1付勢手段6
8による付勢力より小さく設定されている。ドローバ用
カム機構24による押す力は、第1付勢手段68による
付勢力より小さく設定されている。第2付勢手段78に
よる付勢力とドローバ用カム機構24による押す力の合
力が、第1付勢手段68による付勢力よりも大きく設定
されている。なお、図1は本発明の技術的思想を理解し
やすくするための模式図であり、本発明の技術的思想を
図示のものに限定するものでない。
68のクランプ位置側(上側)への付勢力でクランプ力
を確保する。加工中には第2付勢手段78の付勢力がド
ローバ70に加えられず、第2付勢手段78が工具32
のクランプ力を弱めることがない。第1付勢手段68の
付勢力によって、主軸64に工具32を強固にクランプ
することができる。アンクランプ作動時には第2付勢手
段78がドローバ70にアンクランプ位置側(下側)へ
の付勢力を付与する。即ち、アンクランプ作動時には、
第1付勢手段68によるクランプ位置側への付勢力が第
2付勢手段78によるアンクランプ位置側への付勢力に
よって相殺される。このために、ドローバ70に作用し
ている付勢力に抗してドローバ70をアンクランプ位置
に移動させるドローバ用カム機構24は小さなもので足
りる。従ってドローバ用カム機構のためのモータも小さ
なもので足りる。本発明によると、小型モータと小型ド
ローバ用カム機構24でアンクンプすることができる第
1付勢手段68の付勢力に限界がなくなり、必要なクラ
ンプ力を必要に応じて得ることができる。
を、オン・オフの切換えが可能なシリンダで構成するこ
とが好ましい。この場合、アンクランプ動作に先立って
第2付勢手段78が付勢力を発揮してドローバ用カム機
構24が小さな力でアンクランプできる状態を得ること
ができ、クランプ動作後に第2付勢手段78による付勢
力を消失させて大きなクランプ力を得ることができる。
しかも、安価に生産することができる。さらに、シリン
ダのオン・オフの切換えタイミングの時間精度がラフで
よく、安価な制御装置で工具交換時間を短縮化すること
ができる。
方向変位に連動して、第2付勢手段178とドローバ7
0が結合・分離するようにしても良い。この場合、第2
付勢手段178に制御装置を付加しないでも、ドローバ
用カム機構によるアンクランプ動作に先立ってドローバ
70にアンクランプ位置側への付勢力を付与し、ドロー
バ用カム機構によるクランプ動作後にその付勢力を除去
することができる。
特徴を最初に列記する。 (形態1) 図1に模式的に示すように、工具交換モー
タ10と、工具交換モータの出力軸12と、工具交換ア
ーム軸50と、モータ出力軸12の回転を工具交換アー
ム軸50の軸方向変位に変換する工具交換アーム用軸方
向カム機構20と、モータ出力軸12の回転を工具交換
アーム軸50の回転に変換する工具交換アーム用旋回カ
ム機構22を備え、ドローバ用カム機構24が、モータ
出力軸12とドローバ70の間に設けられていることを
特徴とする請求項1のドローバ変位装置。この構造によ
ると、一つの工具交換モータ10が下記の一連の動作、
即ち、(1)工具交換アーム用旋回カム機構22によっ
て工具交換アーム52を旋回させ、主軸64にクランプ
されている工具と、工具マガジンに収容されている工具
群のうちの一つの工具を把持し、(2)ドローバ用カム
機構24によってドローバ70をアンクランプ位置に変
位させて主軸64から工具32をアンクランプし、
(3)工具交換アーム用軸方向カム機構20によって工
具交換アーム軸50を下方に送り出し、一対の工具を主
軸と工具マガジンから抜き、(4)工具交換アーム用旋
回カム機構22によって工具交換アーム52を旋回させ
て主軸64にクランプされていた工具を工具マガジン側
に移動させ、工具マガジンに収容されていた工具を主軸
64の直下に移動させ、(5)工具交換アーム用軸方向
カム機構20によって工具交換アーム軸50を軸方向上
側に変位させて一対の工具を主軸と工具マガジンに取り
付け、(6)ドローバ用カム機構24によってドローバ
70をクランプ位置に変位させて主軸64に工具32を
クランプし、(7)工具交換アーム用旋回カム機構22
によって工具交換アーム52を旋回させて主軸64の上
下動を妨げない待機位置に回転させる。という一連の動
作を順序良く実行することができ、工具交換時間を短縮
化し、装置構造を単純化することができる。第2付勢手
段78によってドローバ70をアンクランプ位置に移動
させるに要する力が小さくてすむために、一つの小型の
モータ10で、ドローバ用カム機構24、工具交換アー
ム用軸方向カム機構20、工具交換アーム用旋回カム機
構22の全部を作動させることができる。2以上のアク
チュエータを同期制御する必要がなく、一つのモータで
3つのカム機構を順序良く作動させることができる。簡
単な制御と装置で工具交換時間を短縮することができ
る。
付勢手段であるシリンダ78をオンし、上死点以外にあ
る間はオフするシリンダ制御装置79を持つ。 (形態3) 第2付勢手段であるシリンダ78のオン動
作と、工具交換モータ10のオン動作を同時に開始させ
る制御装置9、79を持つ。 (形態4) 主軸64外周には、主軸と一緒に回転して
軸方向にはドローバ70と共に変位可能な連携部材66
と、連携部材に連携する梃子76が設けられており、そ
の梃子76がドローバ用カム機構24に結合・分離す
る。 (形態5) 前記梃子76の一端に第2付勢手段78が
結合されている。 (形態6) 前記梃子176の一端に第2付勢手段17
8が結合・分離する。
て、第1実施例の全体を概説する。図1は工作機械の全
体構成を模式的に示す。但し、工具マガジンは図示省略
されている。図中60は主軸装置を示し、全体として上
下動する(Z軸矢印82)。但し、上下動機構は図示省
略されている。図示62は主軸モータ、64は主軸、6
6は連携部材、68は第1付勢手段(具体的には圧縮状
態で主軸内に収容されている皿バネ群)、70はドロー
バ、71はチャック部、76は梃子を示す。図示90は
被加工物であり、図示省略の機構によって左右方向(X
軸矢印94)と前後方向(Y軸矢印92)に移動する。
主軸装置60のZ軸移動と、被加工物90のX軸移動と
Y軸移動が複合して、被加工物90に工具32によって
意図した加工がなされる。
上方に付勢されている。ドローバ70の下端には、工具
32の上端に係合する係合部が設けられており、ドロー
バ70の下端に工具32の上端が係合した状態でドロー
バ70が第1付勢手段68によって上方に付勢される
と、工具32はチャック部71のテーパ部に押し当てら
れて主軸64にクランプされる。工具32の主軸64に
対するクランプ力は第1付勢手段68の付勢力によって
もたらされる。第1付勢手段68の付勢力は充分に強
く、主軸64に工具32は強固にクランプされる。連携
部材66は鍔つきの略リング状であり、主軸64に対し
て軸方向に変位可能である。主軸64の連携部材66に
対応する高さには直径を挟んだ2箇所に貫通孔64a
(図3に示されている)が設けられている。ドローバ7
0にも貫通孔が設けられており、それらの貫通孔をピン
67が貫通している。ピン67の両端は連携部材66に
固定されている。ドローバ70の貫通孔はピン67の断
面形状に等しく、主軸64の貫通孔64aは軸方向に所
定長さに亘っている。従って、ピン67ひいては連携部
材66とドローバ70が長穴64aの長さ内で軸方向に
変位できる。連携部材66とドローバ70が長穴64a
の長さ内で上動したときにドローバ70が工具32をク
ランプし、長穴64aの長さ内で下動したときにドロー
バ70が工具32をアンクランプする。
に梃子76の一端が連携している。梃子76の主軸60
側の一端(第1の端部)は二股部72となっており、各
先端にローラ73が取り付けられている。図3に示すよ
うに、梃子76はほぼT字形であり、中間部が主軸装置
60にピン74によって揺動可能に軸支されている。梃
子76の第2の端部の先端にはローラ80が取り付けら
れている。梃子76の第3の端部には、空圧シリンダ7
8のピストンが連結されている。図1に示すように、空
圧シリンダ78が梃子76の第3の端部を持ち上げる
と、ローラ73が連携部材66の鍔を押し下げる。この
結果、ドローバ70には下向き(アンクランプ位置側)
への付勢力が加えられる。空圧シリンダ78はドローバ
70にアンクランプ位置側への付勢力を加える第2付勢
手段として用いられている。主軸装置60の全体が下降
して被加工物90に加工している間は、空圧シリンダ7
8が梃子76の第3の端部の位置を押し下げ、ローラ7
3を連携部材66の鍔から浮かしている。これによっ
て、被加工物90に加工している間のクランプ力が、第
2付勢手段78の付勢力によって低下することはない。
また、空圧シリンダ78がオンされて梃子76の第3の
端部を持ち上げて、ローラ73が連携部材66の鍔を押
し下げても、ローラ73が連携部材66の鍔を押し下げ
る力は、第1付勢部材68がドローバ70を押し上げる
力よりもわずかに小さく、シリンダ78がオンされても
それだけでは主軸64から工具32がアンクランプされ
ることはない。
軸50が主軸64と平行に伸びている。その下端には工
具交換アーム52が固定されている。工具交換アーム5
2は左右両端部に工具を把持する機構を備えている。工
具交換アーム52は普段は主軸装置60の上下動に干渉
しない角度に旋回している。
設けられており、その出力軸12が工具交換アーム軸5
0と主軸装置60の上方を横切っている。出力軸12に
はドローバ用カム機構24、工具交換アーム用軸方向カ
ム機構20と、工具交換アーム用旋回カム機構22が取
り付けられている。
股部24fが設けられており、主軸装置60が上死点ま
で上昇したときに梃子76の第2の端部に設けられてい
るローラ80が二股部24fに受け入れられる。図4と
図5を参照して後で詳しく説明するように、工具交換ア
ーム軸50は、工具交換アーム用軸方向カム機構20
と、工具交換アーム用旋回カム機構22に常時連携され
ている。図1に示すように、主軸装置60に隣接してス
イッチ3が設けられており、そのスイッチ3は主軸装置
60が上死点に移動したときにオンする。シリンダ制御
装置79はこのスイッチ3がオンしている間オンして圧
力を加え、工具交換モータ10の制御装置9はこのスイ
ッチ3がオンしたときにモータ10を回転させはじめ
る。
って主軸装置60が上死点まで上昇すると、梃子76の
第2の端部に設けられているローラ80がドローバ用カ
ム機構24に連携される。 (2)主軸装置60が上死点まで上昇すると、シリンダ
78がオンされ、梃子76とローラ73と連携部材66
とピン67を介してドローバ70に下向きの力を付与す
る。但し、この下向きの力は第1付勢手段68がドロー
バ70を押し上げる力よりもわずかに小さく、シリンダ
78がオンされてもそれだけではドローバ70は下方に
変位しない。但し、第1付勢手段68がドローバ70を
押し上げる力は、シリンダ78がドローバ70を押し下
げようとする力で相殺される。結局、主軸装置60が上
死点まで上昇すると、ドローバ70を押し上げておく力
は非常に小さくされる。 (3)主軸装置60が上死点まで上昇すると、工具交換
モータ10が工具交換アーム用旋回カム機構22によっ
て工具交換アーム52を旋回させて主軸64にクランプ
されている工具と、工具マガジン(図1では図示省略さ
れている)に収容されている工具の一つを把持する。即
ち、工具交換アーム52の一端が主軸64の直下に回り
込み、他端が工具マガジンの工具交換位置に入り込む。
これに先立って、工具マガジンが回転して次に使用する
工具が工具交換位置におかれている。図1では、次に使
用される工具32bが選択されて工具交換アーム52の
一端に把持された状態を示す。なお、ここでは、工具と
工具ホルダを集合的に工具を称している。 (4)工具交換モータ10がドローバ用カム機構24に
よってローラ80と梃子76とローラ73と連携部材6
6とピン67を介してドローバ70を押し下げる。工具
交換モータ10は小型モータであり、ドローバ用カム機
構24によってドローバ70を押し下げる力は小さい。
仮に、シリンダ78による付勢力がなければ、小型の工
具交換モータ10では第1付勢手段68の付勢力に抗し
てドローバ70を押し下げることはできない。しかしな
がら、前記したように、主軸装置60が上死点まで上昇
した状態では、シリンダ78がオンされ、第1付勢手段
68がドローバ70を押し上げる力はシリンダ78がド
ローバ70を押し下げようとする力で相殺され、ドロー
バ70を押し上げておく付勢力は非常に小さくされてい
る。このために、小型の工具交換モータ10でドローバ
70を押し下げることができる。工具交換モータ10は
小型ですみ、従って、ドローバ用カム機構24にも大き
な力がかからず、小型カムで足りる。工具交換モータ1
0がドローバ70を押し下げるので、主軸64から工具
32がアンクランプされる。 (5)次に、工具交換モータ10が工具交換アーム用軸
方向カム機構20によって工具交換アーム軸50を下方
に変位させて工具を主軸から抜く。図1はこの状態を示
し、工具32cが主軸64のチャック部71から抜かれ
た状態を示す。 (6)次に、工具交換モータ10が工具交換アーム用旋
回カム機構22によって工具交換アーム52を旋回させ
て主軸64にクランプされていた工具32cを工具マガ
ジン側に移動させ、工具マガジンに収容されていた工具
32bを主軸64の直下に移動させる。 (7)次に、工具交換モータ10が工具交換アーム用軸
方向カム機構20によって工具交換アーム軸50を上方
向に変位させて工具32bを主軸64のチャック部71
に取り付ける。 (8)次に、工具交換モータ10がドローバ用カム機構
24によってドローバ70をクランプ位置に変位させて
主軸64に工具32をクランプする。 (9)次に、工具交換モータ10が工具交換アーム用旋
回カム機構22によって工具交換アーム52を旋回させ
て主軸64の移動を妨げない待機位置に回転させる。 (10)次に、図1では図示省略されている主軸上下動
機構によって主軸装置60が被加工物90の側に送り出
される。主軸装置60が上始点から離れたときにシリン
ダ78がオフされて圧縮空気が抜かれる。逆にピストン
後室に圧力が掛けられて梃子76の第3の端部の位置を
押し下げる。この結果、ローラ73が連携部材66の鍔
から浮かび、工具32と主軸64間のクランプ力が第2
付勢手段78の付勢力によって低下することはない。こ
の実施例では、連携部材66の上端にも鍔を設けてお
き、シリンダ78がオフされると梃子76が連携部材6
6を上方に持ち上げるようにする。この力は工具のクラ
ンプ力を増大させる。この実施例では、第1付勢手段の
付勢力をF1、第2付勢手段の付勢力をF2としたとき
に、加工中にはF1+F2の力でドローバを付勢して工
具をクランプし、工具交換時にはF1−F2の力でドロ
ーバを付勢して簡単にアンクランプできるようにするの
である。
ーバ用カム機構24、工具交換アーム用軸方向カム機構
20、工具交換アーム用旋回カム機構22によって、ド
ローバ70と工具交換アーム軸50を順序良く動作させ
ることができることは、例えば特開平10−43984
号公報に記載されているところである。なお、図1で、
34は工具マガジンの回転中心、矢印36、38は工具
マガジンの回転を示し、任意の位置にある工具を工具交
換位置に送り出せることを模式的に示している。
主軸64と、その主軸64に対して軸方向に変位して主
軸64に工具32をクランプ・アンクランプするドロー
バ70と、そのドローバ70をクランプ位置側(上側)
に付勢する第1付勢手段68と、そのドローバ70をア
ンクランプ位置側(下側)に付勢する第2付勢手段78
と、ドローバ70をアンクランプ位置に移動させるドロ
ーバ用カム機構24を備える。ここで、第2付勢手段7
8は、ドローバ用カム機構24によるアンクランプ動作
に先立ってドローバ70にアンクランプ位置側への付勢
力を付与し、ドローバ用カム機構24によるクランプ動
作後にその付勢力を除去する。また、第2付勢手段78
のアンクランプ位置側への付勢力が第1付勢手段68の
クランプ位置側への付勢力未満に設定されている。ま
た、シリンダが第2付勢手段78として用いられ、この
シリンダはオンされると付勢力を発揮し、オフされると
付勢力が除去される。また、主軸64の軸方向変位に連
動してドローバ用カム機構24とドローバ70が二股部
24fとローラ80によって結合・分離する。さらに、
工具交換モータ10と、工具交換モータの出力軸12
と、工具交換アーム軸50と、その出力軸12の回転を
工具交換アーム軸50の軸方向変位に変換する工具交換
アーム用軸方向カム機構20と、その出力軸12の回転
を工具交換アーム軸50の回転に変換する工具交換アー
ム用旋回カム機構22を備え、ドローバ用カム機構24
がその出力軸12とドローバ70の間に設けられてい
る。
る間は第2付勢手段であるシリンダ78をオンし、上死
点以外にある間はオフするシリンダ制御装置79を持っ
ている。また、スイッチ3がオンしたときに、第2付勢
手段であるシリンダ78のオン動作と工具交換モータ1
0のオン動作を同時に実行させる制御装置9、79を持
っている。この場合、シリンダ78にオン動作を開始さ
せてから実際に圧力が掛かるのにある時間遅れが生じ
る。この実施例では、シリンダ78のオン動作と工具交
換モータ10のオン動作を同時に開始させるので、工具
交換モータ10が工具交換アーム用旋回カム機構22に
よって工具交換アーム52を旋回させて主軸64にクラ
ンプされている工具と工具マガジンに収容されている工
具の一つを把持するまでの間に、シリンダ78に所定の
圧力が掛かる。上記処理が同時並行して進められるため
に、工具交換時間の短縮される。また、シリンダ78に
所定の圧力が掛かってもそれだけではアンクランプしな
いことから、シリンダ78に所定の圧力が掛かるのを待
って次の動作を開始させる必要がない。工具交換時間が
一層短縮される。さらに、シリンダ78のオン・オフ切
換えタイミングの時間精度がラフで足り、安価な制御装
置で簡単に製造できる。モータの制御装置とシリンダの
制御装置の間で同期を取る必要もなければ、同期をとる
ために待つ必要もない。工具交換動作は、工具交換モー
タ10の回転に伴って順序良く休みなく進行していく。
64と一緒に回転して軸方向にはドローバ70と共に変
位可能な連携部材66と、連携部材66に連携する梃子
76が設けられており、その梃子76がドローバ用カム
機構24に結合・分離する。そして、梃子76の一端に
第2付勢手段78が結合されている。これにかえて、図
8に模式的に示すように、梃子176の一端に第2付勢
手段が結合・分離するようにしても良い。またシリンダ
78に代えてバネ178を使っても良い。図8では図1
と同じ部材には同じ番号を付して説明を省略する。図8
の例では、第2付勢手段がバネ178で構成され、主軸
装置60が上死点に上昇すると、梃子の176の一端に
設けられているローラ77がバネ178の下端に設けら
れている二股部180に受け入れられる。このために、
主軸装置60が上死点位置近傍にある間はバネ178が
ドローバ70に下向きの力を与える。主軸装置60が上
死点位置に達したときに、バネ178による力は最大と
なる。この力は、第1付勢手段68の付勢力に抗して工
具32を主軸64からアンクランプするにはわずかに足
りない力に設定されている。この実施の形態によると、
第二の付勢手段178をオン・オフ制御する必要がな
く、常時付勢力を発揮するものを使用できる。勿論、バ
ネ178に代えてシリンダを用いることもできる。
を説明する。図2は、主軸装置60が上死点位置(工具
交換位置)に上昇した状態の正面図を示す。主軸装置6
0は連携部材66を境界にしてそれよりも下方では主軸
64の軸方向に沿った図を示し、それよりも上方では梃
子76に沿った図を示す。図中32は工具(正確には主
軸から取り外される工具32c)、71はチャック部、
66は連携部材、72は梃子76の二股部、73はロー
ラ、76は梃子、80はローラであり、すでに説明した
ものである。
ーバ用カム機構24が示される。図3において、12は
工具交換モータ10の出力軸であり、ここに、ドローバ
用カム板24aが固定されている。カム板24aには略
D字状のカム溝24bが切られている。工作機械の不動
部にレバー24eがピン24dによって軸支されてい
る。レバー24eの中間部にはローラ状のカムフォロア
ー24cが取り付けられており、カムフォロアー24c
はカム溝24bに嵌りこんでいる。レバー24eの自由
端側は二股部24fとなっており、主軸装置60が上死
点まで上昇すると梃子76のローラ80が二股部24f
に嵌り込む。
とドローバ用カム板24aが回転すると、レバー24e
が揺動し、最終的には梃子76がピン74を中心として
揺動する。梃子76が時計回転方向に揺動すると、ドロ
ーバ70が押し下げられ、工具32は主軸64からアン
クランプされる。梃子76の第3の端子にはシリンダ7
8のピストンが連携されており、主軸装置60が上死点
にある間は、シリンダ78が梃子76を時計回転方向に
回そうとする。
る主軸モータ、66は連携部材である。連携部材66は
下端に周状の鍔を持つ管である。連携部材66の内側の
主軸64には直径を挟む2箇所に軸方向に伸びる長穴6
4aが形成されている。ピン67がこの一対の長穴64
aを貫通してドローバ70と連携部材66の間を連結し
ている。このために、連携部材66は主軸64と一緒に
回転し、ドローバ70と一緒に主軸64に対して軸方向
に変位可能となっている。
ローバ70を上向き(クランプ位置側)に付勢してい
る。ドローバ70は先端に複数個の球を持ち、各球はド
ローバの半径方向に移動可能となっている。ドローバ7
0が主軸64に対して下動すると、主軸内面に形成され
ている凹所がボール存在位置に対応し、ボール群が半径
方向外側に変位することが許容される。この状態では、
工具後端の拡大部が球群の間を通過できる。この状態で
は主軸64に対して工具32を脱着できる。これをアン
クランプ状態という。ドローバ70が主軸64に対して
上動すると、主軸内面に規制されて、ボール群が半径方
向外側に変位することが禁止される。この状態では、工
具後端の拡大部が球群の間を通過できない。この状態で
はドローバ70を押し上げる第1付勢手段68の付勢力
が工具32を上側に持ち上げる。この結果、工具32は
主軸64の工具取り付け用テーパ穴のテーパ面に押付け
られる。これをクランプ状態という。工具32の主軸6
4に対するクランプ力は第1付勢手段68の付勢力に起
因する。強いクランプ力が必要とされるので、第1付勢
手段68は付勢力が大きいものが用いられる。前記した
ように、第2付勢手段の付勢力を反転させてクランプ力
に寄与するようにすることもできる
ーバ70を押し下げようとすると、大きな工具交換モー
タ10が必要とされる。このドローバ変位装置では、シ
リンダ78を用い、工具交換する場合、即ち、主軸装置
60が上死点にある間は、シリンダ78がドローバ70
を押し下げようとするために、主軸装置60が上死点に
ある間は、第1付勢手段(皿バネ群)68の上向きの付
勢力が第2付勢手段(シリンダ)78の下向きの付勢力
で相殺され、結局、ドローバ70は小さな力で上向きに
付勢されている。この状態では小さな力でローラ80を
時計回転方向に変位させることができ、小さな工具交換
モータ10と小型のドローバ用カム機構24でドローバ
70をアンクランプ位置に移動させることができる。
って上方から見た図であり、左端にドローバ用カム機構
24が設けられている。その右側に工具交換アーム軸5
0が配置されており、工具交換アーム軸50と出力軸1
2の間に、出力軸12の回転を工具交換アーム軸50の
軸方向変位に変換する工具交換アーム用軸方向カム機構
20と、出力軸12の回転を工具交換アーム軸50の回
転に変換する工具交換アーム用旋回カム機構22が設け
られている。図中20aは工具交換アーム用軸方向カム
機構20のカム板であり、22aは工具交換アーム用旋
回カム機構22のカム板である。なお、図示13は出力
軸12の回転角を測定するエンコーダであり、11は減
速機構である。図5は、出力軸12の回転を工具交換ア
ーム軸50の軸方向変位に変換する工具交換アーム用軸
方向カム機構20を示す。
ときの工具交換アーム52の高さでの平面図を示す。図
中8は工作機械の不動部に固定されて上下方向に伸びる
レールであり、63はそれによって案内されるリニアガ
イドであり、主軸装置60はこのリニアガイドに固定さ
れている。図示61は図示省略の上下方向に伸びるボー
ルネジを受け入れる部分であり、この構造によって主軸
装置60は上限方向に移動できる。
ここに工具位置決め冶具6が固定されている。図2と図
7に示す工具マガジン30は、複数の工具ポットを円周
上に持ち、各工具ポットに各工具が把持されている。3
3は工具マガジンの回転用モータであり、次に使用する
工具を最下点に移動させる。図2中の39は最下点に位
置した一つの工具ポットのみを90度回転させるシリン
ダであり、このシリンダ39によって工具マガジン30
内では水平状態で収容されていた工具が、下向きにおか
れる。なお、図示35は、工具マガジン30の回転位置
を正確に位置決めして一時的に固定するストッパ用シリ
ンダである。図6中の6は、下向きに置き換えられた工
具32の位置決め用ストッパであり、次に使用される工
具32はこのストッパ6に押付けられることで位置決め
される。工具交換アーム52は、180度旋回すること
で、工具を主軸直下位置と工具マガジン側の工具交換位
置の間を移動させる。図7は工具マガジンの詳細を示し
ている。図中31は工具マガジンの回転位置を検出する
センサであり、34は複数の工具ポットを円周上に支え
るリング状の部材である。
ンクランプ位置側への付勢力が第1付勢手段68のクラ
ンプ位置側への付勢力未満に設定されている。しかしな
がら、主軸装置60が上死点に位置して第2付勢手段7
8、178がドローバ70にアンクランプ方向への付勢
力を作用させる場合には、すでにドローバ70とドロー
バ用カム機構24が連結している。従って、第2付勢手
段78、178のアンクランプ位置側への付勢力を第1
付勢手段68のクランプ位置側への付勢力以上に設定し
ていても良い。この場合、ドローバ70とドローバ用カ
ム機構24がすでに連結しているために、第2付勢手段
78、178のアンクランプ位置側への付勢力が強くて
もドローバ用カム機構24が作動しない限りドローバ7
0はアンクランプ位置に変位せず、意図した作動を実現
することができる。
1付勢手段の付勢力を第2付勢手段の付勢力で相殺した
状態で工具交換する。このために、ドローバアンクラン
プ機構と無関係に第1付勢手段の付勢力を決定すること
ができ、必要なクランプ力を簡単に得ることができる。
大きなクランプ力を必要とする場合でも、ドローバ用カ
ム機構やドローバ用カム機構用のモータは小さなもので
足りる。このために、工作機械をコンパクトなものに仕
上ることができる。
示す図。
図。
図。
段の変形例を示す図。
Claims (4)
- 【請求項1】 工具交換高さに向けて上昇するとともに
工具交換高さから下降する主軸と、その主軸に対して軸
方向に変位して主軸に工具をクランプ・アンクランプす
るドローバと、そのドローバをクランプ位置側に付勢す
る第1付勢手段と、そのドローバをアンクランプ位置側
に付勢する第2付勢手段と、そのドローバをアンクラン
プ位置に移動させるドローバ用カム機構を備え、 その第2付勢手段は、主軸が工具交換高さにおかれる
と、ドローバをアンクランプ位置側に付勢するものであ
り、 そのドローバ用カム機構は、主軸が工具交換高さにおか
れると、ドローバをアンクランプ位置側に押すものであ
り、 第2付勢手段による付勢力は、第1付勢手段による付勢
力より小さく設定されており、 ドローバ用カム機構による押す力は、第1付勢手段によ
る付勢力より小さく設定されており、 第2付勢手段による付勢力とドローバ用カム機構による
押す力の合力が、第1付勢手段による付勢力よりも大き
く設定されている ことを特徴とするドローバ変位装置。 - 【請求項2】 第2付勢手段は、オン・オフの切換えが
可能なシリンダであることを特徴とする請求項1のドロ
ーバ変位装置。 - 【請求項3】 主軸の軸方向変位に連動して、第2付勢
手段とドローバが結合・分離することを特徴とする請求
項1のドローバ変位装置。 - 【請求項4】 ドローバ用カム機構を駆動するモータを
備え、 そのモータは、工具交換アームを軸方向に移動させるカ
ム機構を駆動するモータと、工具交換アームを旋回させ
るカム機構を駆動するモータを兼用していることを特徴
とする請求項1〜3のいずれかのドローバ変位装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000326402A JP3530479B2 (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | ドローバ変位装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002126916A JP2002126916A (ja) | 2002-05-08 |
JP3530479B2 true JP3530479B2 (ja) | 2004-05-24 |
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-
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- 2000-10-26 JP JP2000326402A patent/JP3530479B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2002126916A (ja) | 2002-05-08 |
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