JP3655730B2 - Automatic tool changer - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の工具を自動的に交換する装置に関するもので、更に詳しくはツールポットに備えた複数の工具のうちの一つの工具と、工作機械のスピンドルに先に取り付けている工具とを、工具交換部位において複合カム機構で正逆転及び前後進するアームによって行われる形態の自動工具交換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の装置として特公平5−37784号公報に開示してある。当該の装置は、両端部に工具を保持するアームを備えたアーム軸と、複数の工具を支持するツールマガジンテーブルのポットを傾倒するストローク軸と、プルスタッド押棒を互いに平行に設け、上記アーム軸、ストローク軸及びプルスタッド押棒を複合カム機構によって、工具の交換に適したタイミングで前進、回転、後退の各作動を行うように構成したもので、交換時には、アームにポットの工具とスピンドルの工具を支持し、アームを前進する直前にプルスタッド押棒を前進してコレットを開放し、前進した後にアームを回転し、次いでアームを後退することにより、スピンドルに取り付けていた工具がポットに返され、ポットの新規の工具がスピンドルに差し込まれるものである。
【0003】
ところで、上記公報の装置において、プルスタッド押棒が、スピンドル内に設けたプルスタッドと同軸上に対峙して設け、スピンドルを加工するための回転駆動は、スピンドルの軸間に設けたベルト掛けのプーリによるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようにベルト掛けによる駆動手段であると、駆動を停止しても回転に惰性が残り、工具交換時に工具とアームが擦れ摩耗の原因を惹起するものであり、またスピンドルの回転加減速時間を迅速に切り換えることができず、更に装置自体が大型化されるなどの欠点があった。
【0005】
本発明は以上の問題を解決することにあり、スピンドルにモータの出力軸を直結して、しかも複合カム機構によるドローロッドの押圧作動が確実に得られる自動工具交換装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明による解決手段は、アーム軸には一対の工具を保持するアームを備えると共に、スピンドルケーシングにスピンドルを内蔵し、長手方向を水平方向とするアーム軸の真下にスピンドルを平行に設け、アーム軸を正逆転するローラギアカムと、アーム軸をスライドリンクで前進後退する溝カムと、スピンドルに内蔵するプルスタッドコレットに連通するドローロッドを押すプレートカムとの三者で複合カム機構を構成し、複合カム機構によって、ドローロッドを前進・後退してプルスタッドコレットを開放・閉鎖すると共に、アーム軸を正逆転及び前後進してツールマガジンのツールポットの工具を工具交換部位に位置するスピンドルの工具と交換する自動工具交換装置において、工具交換部位と加工部位間についてスピンドルを移動可能に設けると共に、複合カム機構をツールマガジンの後方部でアーム軸の上部に備え、前記スピンドルがスピンドル用モータの出力軸に直結して回転駆動可能となし、前記複合カム機構と同軸で回転するプレートカムによって揺動するアンクランプリンクと、ドローロッドをその軸方向の中間部においてプルスタッドコレット側に向かって押し付け可能に設けたアンクランプアームとを、スピンドルの工具交換部位への移動によって前記アンクランプリンクの下端部とアンクランプアームの上側が対面するように配設し、アンクランプリンクはカムケーシングに内蔵され、その上端部を枢着し、その中間部にプレートカムに従接するカムローラを設け、その下端部に作動ローラを設けたもので、アンクランプアームは、その中間部をスピンドルケーシングの上側の長手方向中間部で支持することによってその上側及び下側を前後方向に揺動可能に設け、その上側が作動ローラと対面し、その下側でドローロッドを押し付け可能に設けたものであることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明による実施形態は、加工部位から工具交換部位へ移動可能のスピンドルに、スピンドル用モータの出力軸と、互いに同一軸線を保って直結するものである。
【0008】
スピンドルはスピンドル用モータから突出するスピンドルケーシング内に設けてあって、このケーシングの長手方向の中間部にアンクランプアームを、その一端部がケーシング外に突出し、他方の端部がケーシング内に突入する状態で枢着してあり、しかもケーシング内に突入する先端部はスピンドルを跨るように分岐してあって、スピンドル内に設けているドローロッドよりスピンドル外へ一対の長穴を介して突出した左右の各受動ピンとアンクランプアームの先端部とが接合する状態に係合したものである。
【0009】
従って、アンクランプアームのスピンドル外に突出する先端部をスピンドルケーシング側に向かって倒すように押し付けることにより、アンクランプアームの他端部が受動ピンを押し、ドローロッドが前進しスピンドルの先端部に備えるコレットを開放するものである。
【0010】
上記のアンクランプアームを倒すように押し付けるには、周知の複合カム機構に設けているプレートカムによって揺動するアンクランプリンクによるもので、従ってスピンドルが工具交換部位に至った際に、アンクランプアームとアンクランプリンクとが対面するように配設するものである。
【0011】
【実施例】
次ぎに本発明を具体的に説明すると、図1に示しているように、工具を保持して回転及び前進して加工するスピンドル1と、複数の工具を貯蔵するツールマガジン2と、ツールマガジン2に有する工具とスピンドル1の既に取り付けている工具とを交換するアーム3を備えたアーム軸4とから構成され、スピンドル1は工具交換部位と加工部位間を移動可能に設けたものであり、ツールマガジン2は複数のツールポット5を円周方向に等間隔おきに有し、ツールマガジン用モータ6で回転すると共に一つのツールポット5が工具交換部位に至った時に傾倒するようになっており、またアーム軸4はカム用モータ7で回転する複合カム機構8によって正逆転及び前後進するものである。
【0012】
上記のスピンドル1とアーム軸4は、上下に平行した状態に配列しているものであって、スピンドル1がアーム軸4に近接するように上昇することにより工具交換部位に至り、その部位より下降することにより加工部位に至るものである。また、前記複合カム機構8はツールマガジン2の後方部でアーム軸4の上部に備えるもので、この配列によって装置をコンパクト化されるものである。
【0013】
上記構成において、スピンドル1にスピンドル用モータ9の出力軸10を同一軸線上において直結したものである。更に詳説すると、スピンドル1は、スピンドル用モータ9の筐体から延長するスピンドルケーシング11内に回転自在に内蔵され、カップリング12を介して連結してある。またスピンドル1は筒状をなすものであって、その内部には先端部側にプルスタッドコレット13を備え、後部に上記コレット13を押して開放するドローロッド14が内蔵してあり、このドローロッド14を押すことによりスプリング(皿バネ)15を圧縮してコレット13を開放し、ドローロッド14の押圧力を解除することによりスプリング15の反発力で復動してコレット13を閉鎖するものである。この点については従来のスピンドル1の構造と変わりはない。
【0014】
また、スピンドル1が加工部位から工具交換部位への移動は従来のものと同様であり、更に前記複合カム機構8は、従来と同様にアーム軸4を正逆転するローラギアカム16、アーム軸4をスライドリンク17で前進後退する溝カム(図示省略)と、ドローロッド14を押すプレートカム18の3者で構成するものである。また、ツールマガジン2も従来のものと同様であり、それらの構造の説明を省略する。
【0015】
以上のようにスピンドル1にスピンドル用モータ9を直結し、しかも前記複合カム機構8をアーム軸4より上方部に設けたものにあって、如何にドローロッド14を起動するかが本発明の要旨である。
【0016】
その解決手段は、複合カム機構8のカムケーシング19に、中間部を屈折した恰もブーメラン状をなすアンクランプリンク20をその上端部を支持ピン21で枢着し、屈折した中間部にプレートカム18に従接するカムローラ22を設け、図示してないが前記支持ピン21に設けたスプリングでカムローラ22をプレートカム18に圧接してあり、更に下端部に作動ローラ23を取り付けたものである。
【0017】
一方、スピンドルケーシング11における長手方向の中間部に、アンクランプアーム24をその中間部において前後方向に揺動自在に取り付けるもので、しかもこのアンクランプアーム24の上側の突片25が、前記アンクランプリンク20の作動ローラ23が揺動する軌跡線内に対向し、下側の突片26はスピンドルケーシング11内に突入し、且つスピンドル1に跨って嵌まり込むように二股に形成してある。
【0018】
上記構造であるから、スピンドル1が工具交換部位に位置した際、アンクランプアーム24の上側の突片25が作動ローラ23の軌跡内に対向しているから、複合カム機構8が起動した際に共にプレートカム18も回転し、その回転に伴いアンクランプリンク20が図中右側へ揺動することによりアンクランプアーム24が回転され、アンクランプアーム24のスピンドル1に跨って係合する突片26がスピンドル1の先端部側に向かって推進するものである。
【0019】
以上の推進をドローロッド14に伝達できるように、スピンドル1に軸芯方向に沿って長い長穴27を前記二股の両突片26に対向するように設け、一方、ドローロッド14に各長穴27より突出する受動ピン28を突設したものである。
【0020】
従って前述のようにアンクランプアーム24が回転すると、下側の突片26で受動ピン28を介してドローロッド14をスプリング15に抗して前進し、その先端に取り付けているプルスタッドコレット13を開放するものである。以後、プレートカム18の回転に伴いアンクランプリンク20が図中左側へ揺動することにより、アンクランプアーム24への押圧力が解除されるから、これに伴いスプリング15の復動力によってドローロッド14が復動し、プルスタッドコレット13が閉鎖されるものである。
【0021】
尚、前記複合カム機構8は、例えば特開昭60−213454号公報、特開昭61−182741号公報、特公平5−37784号公報などに記載してある公知の手段によるものである。また、スピンドルケーシング11が加工部位と工具交換部位間を移動する手段及び前進後退する手段も従来と同様であり、その説明を省略する。
【0022】
【発明の効果】
本発明による自動工具交換装置によれば、複合カム機構のプレートカムで揺動するアンクランプリンクと、スピンドル側に設けたアンクランプアームとを、スピンドルの加工部位では両者断絶されるが、工具交換部位においては互いに相対向するように配設し、しかもアンクランプアームはスピンドルのドローロッドにおける軸方向の中間部よりドローロッドを推進するように構成したことから、スピンドルをそのモータの出力軸への直結が可能となり、直結することによりスピンドルの惰性が小さくなり、また加減速の切り換えが迅速に行われ、より正確な加工を実施し得ることができるようになる。また、本発明の構成により、装置のコンパクト化が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による自動工具交換装置を示す断面図である。
【符号の説明】
1 スピンドル
3 アーム
4 アーム軸
5 ツールポット
8 複合カム機構
9 スピンドル用モータ
10 出力軸
13 プルスタッドコレット
14 ドローロッド
18 プレートカム
20 アンクランプリンク
24 アンクランプアーム
28 受動ピン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for automatically changing a tool of a machine tool, and more specifically, one of a plurality of tools provided in a tool pot, and a tool previously attached to a spindle of a machine tool. The present invention relates to an automatic tool changer in a form that is performed by an arm that moves forward and backward and forwards and backwards by a composite cam mechanism at a tool change part.
[0002]
[Prior art]
This type of apparatus is disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-37784. The apparatus includes an arm shaft provided with an arm for holding a tool at both ends, a stroke shaft for tilting a pot of a tool magazine table that supports a plurality of tools, and a pull stud push bar provided in parallel to each other. The stroke shaft and pull stud push rod are configured to perform forward, rotational and reverse operations at a timing suitable for tool change by a composite cam mechanism. At the time of replacement, the pot tool and the spindle tool The tool attached to the spindle is returned to the pot by advancing the pull stud push bar just before advancing the arm, releasing the collet, rotating the arm after advancing, and then retracting the arm. A new tool in the pot is inserted into the spindle.
[0003]
By the way, in the apparatus of the above publication, the pull stud push rod is provided concentrically with the pull stud provided in the spindle, and the rotational drive for machining the spindle is a belt-hanging pulley provided between the spindle shafts. Is due to.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the belt is applied to the driving means, the inertia remains in the rotation even when the driving is stopped, and the tool and the arm are rubbed when the tool is changed. Cannot be switched quickly, and the device itself is further enlarged.
[0005]
An object of the present invention is to provide an automatic tool changer that solves the above-described problems and that can directly connect a motor output shaft to a spindle and can reliably obtain a draw rod pressing operation by a composite cam mechanism.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The solving means according to the present invention comprises an arm for holding a pair of tools on the arm shaft, the spindle is built in the spindle casing, and the spindle is provided in parallel directly below the arm shaft whose longitudinal direction is the horizontal direction. The composite cam mechanism consists of a roller cam that rotates forward and backward, a groove cam that moves the arm shaft forward and backward with a slide link, and a plate cam that pushes the draw rod that communicates with the pull stud collet built in the spindle. With the mechanism, the draw rod is moved forward and backward to open and close the pull stud collet, and the arm shaft is moved forward and backward and forward and backward to replace the tool in the tool pot of the tool magazine with the spindle tool located at the tool replacement site. In an automatic tool changer, the spindle can be moved between the tool change part and the machining part The composite cam mechanism is provided on the upper part of the arm shaft at the rear part of the tool magazine, the spindle is directly connected to the output shaft of the spindle motor and can be driven to rotate, and the plate rotates coaxially with the composite cam mechanism. An unclamp link that swings by a cam and an unclamp arm that is provided so that the draw rod can be pressed toward the pull stud collet at an axial intermediate portion thereof by moving the spindle to the tool change portion. Arranged so that the lower end of the link and the upper side of the unclamp arm face each other, the unclamp link is built in the cam casing, the upper end is pivotally attached, and a cam roller that contacts the plate cam is provided in the middle, The lower end of the arm is provided with an operating roller. The upper and lower sides of the casing are supported by the middle part in the longitudinal direction so that the upper and lower sides can swing back and forth, the upper side faces the operating roller, and the draw rod can be pressed on the lower side. It is characterized by being.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the embodiment according to the present invention, a spindle that is movable from a machining part to a tool change part is directly connected to an output shaft of a spindle motor while maintaining the same axis line.
[0008]
The spindle is provided in a spindle casing protruding from the spindle motor. An unclamp arm is provided at an intermediate portion in the longitudinal direction of the casing, one end thereof protrudes outside the casing, and the other end enters the casing. The left and right ends that are pivotally attached in a state and branch into the casing so as to straddle the spindle and protrude from the draw rod provided in the spindle to the outside of the spindle through a pair of elongated holes. Each of the passive pins and the tip of the unclamp arm are engaged with each other.
[0009]
Therefore, by pressing the tip of the unclamp arm that protrudes out of the spindle toward the spindle casing, the other end of the unclamp arm pushes the passive pin, and the draw rod moves forward to the tip of the spindle. The collet provided is opened.
[0010]
The above-mentioned unclamp arm is pushed down by a unclamp link that is swung by a plate cam provided in a well-known composite cam mechanism. Therefore, when the spindle reaches the tool change part, the unclamp arm And the unclamp link are arranged so as to face each other.
[0011]
【Example】
Next, the present invention will be described in detail. As shown in FIG. 1, a spindle 1 that holds a tool and rotates and advances it, a tool magazine 2 that stores a plurality of tools, and a tool magazine 2 1 and an arm shaft 4 having an arm 3 for exchanging a tool already attached to the spindle 1. The spindle 1 is provided so as to be movable between a tool exchange part and a machining part. The magazine 2 has a plurality of tool pots 5 at equal intervals in the circumferential direction, and is rotated by a tool magazine motor 6 and tilts when one tool pot 5 reaches a tool change part. The arm shaft 4 is rotated forward and backward by a composite cam mechanism 8 rotated by a cam motor 7.
[0012]
The spindle 1 and the arm shaft 4 are arranged in parallel with each other in the vertical direction. When the spindle 1 is lifted so as to be close to the arm shaft 4, it reaches the tool change part and descends from the part. As a result, the processed part is reached. The composite cam mechanism 8 is provided at the rear part of the tool magazine 2 and at the upper part of the arm shaft 4, and this arrangement can make the apparatus compact.
[0013]
In the above configuration, the output shaft 10 of the spindle motor 9 is directly connected to the spindle 1 on the same axis. More specifically, the spindle 1 is rotatably incorporated in a spindle casing 11 extending from the housing of the spindle motor 9 and is connected via a coupling 12. Further, the spindle 1 has a cylindrical shape, and a pull stud collet 13 is provided on the inside of the spindle 1 and a draw rod 14 that pushes and releases the collet 13 is built in a rear portion. By pressing, the spring (disc spring) 15 is compressed to open the collet 13, and by releasing the pressing force of the draw rod 14, the collet 13 is closed by returning by the repulsive force of the spring 15. This is the same as the structure of the conventional spindle 1.
[0014]
Further, the spindle 1 is moved from the machining part to the tool changing part in the same manner as in the prior art, and the composite cam mechanism 8 slides the arm gear 4 and the
[0015]
As described above, the spindle motor 9 is directly connected to the spindle 1, and the composite cam mechanism 8 is provided above the arm shaft 4, and how the draw rod 14 is activated is the gist of the present invention. It is.
[0016]
The solution is that a
[0017]
On the other hand, an unclamp arm 24 is attached to an intermediate portion in the longitudinal direction of the spindle casing 11 so as to be swingable in the front-rear direction at the intermediate portion. Opposite the trajectory line in which the operating roller 23 of the link 20 swings, the lower projecting
[0018]
Because of the above structure, when the spindle 1 is positioned at the tool change part, the upper protruding
[0019]
In order to transmit the above propulsion to the draw rod 14, a long slot 27 is provided in the spindle 1 along the axial direction so as to oppose the bifurcated projecting
[0020]
Therefore, when the unclamp arm 24 rotates as described above, the draw rod 14 is moved forward against the spring 15 via the passive pin 28 by the
[0021]
The composite cam mechanism 8 is based on known means described in, for example, JP-A-60-213454, JP-A-61-182741, and JP-B-5-37784. Further, the means for moving the spindle casing 11 between the machining part and the tool change part and the means for moving forward and backward are the same as in the prior art, and the description thereof is omitted.
[0022]
【The invention's effect】
According to the automatic tool changer of the present invention, the unclamp link that swings with the plate cam of the composite cam mechanism and the unclamp arm provided on the spindle side are cut off at the machining part of the spindle. Since the unclamp arm is configured to propel the draw rod from the axial intermediate portion of the spindle draw rod, the spindle is connected to the output shaft of the motor. Direct connection is possible, and the direct connection reduces the inertia of the spindle, and the acceleration / deceleration can be switched quickly, so that more accurate machining can be performed. In addition, the apparatus can be made compact by the configuration of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an automatic tool changer according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Spindle 3 Arm 4 Arm shaft 5 Tool pot 8 Compound cam mechanism 9 Spindle motor 10 Output shaft 13 Pull stud collet 14 Draw rod 18 Plate cam 20 Unclamp link 24 Unclamp arm 28 Passive pin
Claims (1)
工具交換部位と加工部位間についてスピンドル(1)を移動可能に設けると共に、複合カム機構(8)をツールマガジンの後方部でアーム軸(4)の上部に備え、前記スピンドル(1)がスピンドル用モータ(9)の出力軸(10)に直結して回転駆動可能となし、前記複合カム機構(8)と同軸で回転するプレートカム(18)によって揺動するアンクランプリンク(20)と、ドローロッド(14)をその軸方向の中間部においてプルスタッドコレット(13)側に向かって押し付け可能に設けたアンクランプアーム(24)とを、スピンドル(1)の工具交換部位への移動によって前記アンクランプリンク(20)の下端部とアンクランプアーム(24)の上側が対面するように配設し、
アンクランプリンク(20)はカムケーシング(19)に内蔵され、その上端部を枢着し、その中間部にプレートカム(18)に従接するカムローラ(22)を設け、その下端部に作動ローラ(23)を設けたもので、
アンクランプアーム(24)は、その中間部をスピンドルケーシング(11)の上側の長手方向中間部で支持することによってその上側及び下側を前後方向に揺動可能に設け、その上側が作動ローラ(23)と対面し、その下側でドローロッド(14)を押し付け可能に設けたものであることを特徴とする自動工具交換装置。 The arm shaft (4) is provided with an arm (3) for holding a pair of tools, and the spindle (1) is built in the spindle casing (11), and the arm shaft (4) is located directly below the arm shaft (4) with the longitudinal direction as the horizontal direction. A spindle (1) is provided in parallel, and a roller gear cam (16) for rotating the arm shaft (4) forward and backward, a groove cam for moving the arm shaft (4) forward and backward by a slide link (17), and a spindle (1) are built in. The composite cam mechanism (8) is composed of a plate cam (18) that pushes the draw rod (14) communicating with the pull stud collet (13), and the draw rod (14) is moved by the composite cam mechanism (8). The pull stud collet (13) is opened and closed by moving forward and backward, and the arm shaft (4) is moved forward and backward and moved forward and backward to move the tool in the tool pot (5) of the tool magazine to the tool change site. An automatic tool changer for exchanging the tool spindle (1) is located,
The spindle (1) is movably provided between the tool change part and the machining part, and a composite cam mechanism (8) is provided at the upper part of the arm shaft (4) at the rear part of the tool magazine, and the spindle (1) is used for the spindle. An unclamp link (20) that is directly connected to the output shaft (10) of the motor (9) and can be driven to rotate, and is oscillated by a plate cam (18) that rotates coaxially with the composite cam mechanism (8); An unclamp arm (24) provided so that the rod (14) can be pressed toward the pull stud collet (13) at an intermediate portion in the axial direction of the rod (14) is moved by moving the spindle (1) to the tool changing portion. Arranged so that the lower end of the clamp link (20) and the upper side of the unclamp arm (24) face each other,
The unclamp link (20) is built in the cam casing (19), and an upper end of the unclamp link (20) is pivotally attached. A cam roller (22) that contacts the plate cam (18) is provided at an intermediate portion of the unclamp link (20). 23)
The unclamp arm (24) is supported by the middle portion in the longitudinal direction above the spindle casing (11) so that the upper and lower sides of the unclamp arm (24) can swing in the front-rear direction. 23) An automatic tool changer characterized in that the draw rod (14) is provided so as to face the lower side and to which the draw rod (14) can be pressed.
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JP12215797A JP3655730B2 (en) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | Automatic tool changer |
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JPH10315088A JPH10315088A (en) | 1998-12-02 |
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- 1997-05-13 JP JP12215797A patent/JP3655730B2/en not_active Expired - Lifetime
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