JP3725744B2

JP3725744B2 - Tool changer

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Publication number: JP3725744B2
Application number: JP33754099A
Authority: JP
Inventors: 学伊藤
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2019-11-29
Also published as: JP2001150277A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工具を多数収納した工具マガジンを備えた工作機械において、工具マガジンと工作機械の主軸ヘッドの工具主軸との間で工具の交換を自動的に行う工具交換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マシニングセンタ等の工作機械において、工具マガジンに複数の工具を予め収納し、工具マガジンと工作機械の主軸ヘッドの工具主軸との間に工具交換アームを介在させて、工具主軸に装着された使用済みの工具を抜き取って工具マガジンへ搬送（返還）し、次いで、工具マガジンから工具主軸へ新たな所望の工具を搬送して工具主軸の工具装着穴に装着することにより、工具交換を行う工具交換装置は従来から周知であり、汎用されている。
【０００３】
この例として従来技術１を述べると、ワークに対する工作機械の加工条件の相違に応じて長さ、外径あるいは形状等が異なる多種類の工具が準備されて工具マガジンに収納されており、工作機械の工具主軸に設けられた一定寸法規格の工具装着穴に、これら種々の工具を装着するために、あるいは工具マガジンに種々の工具を一定の姿勢で収納するために、前記種々の工具の工具主軸装着部に対して一定形状で一定寸法のテーパシャンク、すなわち工具主軸の工具装着穴と相補形状のテーパシャンクを有した工具ソケットを一体化して取り付けるようにしたものがある。この工具ソケットの形状では、いずれの工具でも同一であり、また工具交換アームで保持するためにその外周には溝が形成されている。このような工具ソケットを利用する工具交換装置においては、この工具ソケットに形成した工具交換用途の溝部を工具交換アームによる把持部分として用い、工具と一体化された工具ソケットを工具マガジンと工作機械の工具主軸との間で授受することにより工具の交換を行っている。
【０００４】
また、前記例として従来技術２を述べると、特開平５−２７７８６７号公報に記載された発明であり、この発明は、図５〜７に示すように、工具交換装置の構造の簡単化を計ったものであり、工具４０には工具ソケットを用いず、工具マガジン４１の工具ホルダ４２に着脱自在に保持した工具４０に対して、工作機械の工具主軸４３を移動させることにより、工作機械の工具主軸４３と工具マガジン４１との間で直接に工具４０の授受、交換を行うようにした工具交換装置である。
【０００５】
前記従来技術２の発明によれば、工作機械の工具主軸４３に装着される工具４０には、工具主軸４３に装着する側の主軸装着部４４とワークを加工する側の切削用刃部４５との間に所定長さの中間軸部４６を備え、この中間軸部４７に対して位置決め溝４７を形成するものである。そして、この位置決め溝４７によって、工具４０の工具マガジン４１に対する位置決めをするとともに、工具４０を工具主軸４３の工具装着穴４８に対しての位置決めをするようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術１の工具交換装置において、工作機械の工具主軸に工具ソケットを介して取り付けられる工具にあっては、工具ソケットのテーパシャンク部を工具主軸の工具装着穴に固定するための装着部としており、また工具ソケットのテーパシャンク部を工具マガジンの工具収納位置に保持する場合にも工具マガジンに保持するための把持部としている。したがって、工具マガジン側には工具主軸と同様に工具ソケットのテーパシャンク部を着脱自在に把持する機構部を設けており、工具主軸と同様に構造が複雑であるとともにコスト高になる。
【０００７】
前記従来技術２として述べた特開平５−２７７８６７号公報に記載された発明においては、工具主軸４３に対する工具４０の軸方向の位置関係を常に一定にするために、工具４０の中間軸部４６に位置決め溝４７が必要である。しかし、この位置決め溝４７を工具４０の中間軸部４６外周に形成するには、一般に市販される工具に対して工作機械の使用者が追加工する必要があり、よって特殊な工具となってコスト高になる。また、工具４０の外周に位置決め溝４７を形成するため部分的に径が細くなり、工具４０の軸方向に対してワークの加工時等に垂直方向の力がかかると該溝４７部分に応力集中が発生し強度が低下する。さらに、工作機械の動作自体を利用して工具マガジン４１の工具ホルダ４２から工具４０の主軸装着部４４を工具主軸４３で保持して取り出しするために大きな力が工具４０にかかる可能性があり、位置決め溝４７を形成した工具４０では、工具４０が折れる危険性がある。
【０００８】
そこで本発明は、工具の強度を低下することなく安全で且つ工具主軸に対する工具位置決めも確実であり、コスト高にならない工具交換装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る工具交換装置は、工具を複数収納した工具マガジンを備えた工作機械における工具交換装置であって、工具位置決め部を外周に形成した筒形状の工具ソケットを工具中間軸部に対して一体的に装着した工具ソケット付工具と、前記工具ソケットの工具位置決め部と嵌り合うようにした係合部を形成した爪を一対として備えたチャックを背中合わせで２組有するチャック支持板と、前記チャック支持板を保持する支軸を備え、前記チャック支持板を昇降および回転させるロータリシリンダ部と、前記支軸に対する前記チャック支持板の傾きを調整するための調整手段と、を具備することとした。
【００１０】
また、本発明の請求項２に係る工具交換装置は、請求項１における工具位置決め部として、前記工具ソケットの外周に形成された工具位置決め溝を備えることとした。
【００１１】
すなわち、本発明の請求項１の構成にあっては、工具ソケット付工具の工具中間軸部に、工具位置決め部を外周に形成した筒形状の工具ソケットを一体的に装着する。そして、工具交換の際には、背中合わせでチャック支持板に設けた２組のチャックの、一方のチャックの爪で工具マガジンの新たな工具ソケット付工具を前記位置決め部において把持し、他方のチャックで工具主軸に装着している使用済みの工具ソケット付工具を前記位置決め部において把持する。そして、チャック支持板をロータリシリンダ部で回転して２組のチャックを入れ換え、新たな工具ソケット付工具と使用済み工具ソケット付工具との位置を交換した後、新たな工具ソケット付工具を工具主軸に装着し、使用済み工具ソケット付工具を工具マガジンに戻す。
【００１２】
また、本発明の請求項２の構成にあっては、工具ソケット付工具の工具中間軸部に、工具位置決め溝を外周に形成した筒形状の工具ソケットを一体的に装着する。そして、工具交換の際には、背中合わせでチャック支持板に設けた２組のチャックの、一方のチャックの爪で工具マガジンの新たな工具ソケット付工具を前記位置決め溝において把持し、他方のチャックの爪で工具主軸に装着している使用済みの工具ソケット付工具を前記位置決め溝において把持する。そして、チャック支持板をロータリシリンダ部で回転して２組のチャックを入れ換え、新たな工具ソケット付工具と使用済み工具ソケット付工具との位置を交換した後、新たな工具ソケット付工具を工具主軸に装着し、使用済み工具ソケット付工具を工具マガジンに戻す。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１を図１〜３を用いて説明する。図１は本実施の形態を一部断面にして示す正面図、図２は工具ソケット付工具を示す正面図、図３は授受チャックを示す斜視図である。
【００１４】
まず図２において、外周に工具位置決め部となるＶ型形状の工具位置決め溝３を形成した円筒形状の工具ソケット２を、工具１の工具主軸装着部側に近い中間軸部の外周に対してその円筒形状の工具ソケット２の内径を圧入（あるいは焼き填め、接着でもよい）の手段を用いて一体的に固定して工具ソケット付工具４を作成する。
【００１５】
工具ソケット２を固定した工具１の中間軸部における工具ソケット２よりも上方側の工具主軸装着部側は、工具１のシャンク部１ａ、すなわち図１に示す工作機械の工具主軸５の工具装着穴５ａに装着される部分が露出した状態となっている。したがって、工具ソケット２は、工具１のシャンク部１ａの上方側が露出した状態で、シャンク部１ａと刃部１ｂとの間の中間軸部に一体的に固定されている。また、Ｖ型形状の工具位置決め溝３は工具ソケット２の外周において、工具ソケット２の軸方向の中央よりも上方側に形成されている。
【００１６】
円筒形状の工具ソケット２の外径と内径の同軸度は、工具主軸５の回転に伴う工具ソケット付工具４の回転時の振動防止のためφ０．０１ｍｍ以内に設定されている。したがって、工具ソケット２を作成するための加工は、円筒形状の外周面にＶ型形状を旋削加工しただけの加工であるから、極めて単純な加工であり、安価に作成できるものである。
【００１７】
次に、図１において、外周にＶ型形状の工具位置決め溝３を具備させた円筒形状の工具ソケット２を、予め工具１の中間軸部の外周に装着した工具ソケット付工具４の多数本を、工作機械の本体６の所定の位置に固定した工具マガジン８に収納する。
【００１８】
工具マガジン８は、その上方に板状の工具差し込み台８ａを備えるとともに、この工具差し込み台８ａに対して所定ピッチでＸＹ方向に多数の孔８ｂが穿設されており、前記工具ソケット付工具４の刃部１ｂ側を差し込んでシャンク部１ａを上面側に突出させ、工具ソケット２の下面側で係止して工具ソケット付工具４を立設した状態で保持するようになっている。また、工具マガジン８の上方側には、工具マガジン８の工具差し込み台８ａから所定の工具ソケット付工具４を、その主軸装着部側であるシャンク部１ａを挟持して取り出して搬送可能にする爪１１を備えた搬送チャック１０を取り付けた搬送アーム９が配備されている。
【００１９】
この搬送アーム９は、その基端側がガイド付シリンダ１２に連結されて上下動自在であり、また、このガイド付シリンダ１２を保持する３軸駆動装置１３によって、ＸＹ方向の２軸方向およびＸＹ平面に対して平行に旋回する１軸方向に搬送アーム９は移動自在である。この３軸駆動装置１３は、工作機械の本体６に配備されている。
【００２０】
また、工具マガジン８の近傍には、工具マガジン８から取り出した工具ソケット付工具４を授受するための、工具搬送装置１４を構成する開閉自在な爪１６を備えた授受チャック１５が設けられている。この授受チャック１５は、一対のチャック１５ａ，１５ｂが背中合わせ（回転対称の位置関係）に配設されている。
【００２１】
前記チャック１５ａ，１５ｂに備えられた各爪１６は、図３に示すように各チャック１５ａ，１５ｂにそれぞれ一対で構成され、その先端側は円弧状の凹部１７にそれぞれ形成されている。この凹部１７は向かい合うように位置し、凹部１７の最小径部分は前記工具ソケット２のＶ型形状の位置決め溝３に対応した山型形状のＶ型突起１８となって、工具ソケット２の位置決め溝３に嵌まり合う係合部として機能し、その周囲の内周面１９の径は前記工具ソケット２の外周径に対応している。これらの各爪１６は、その基端側の軸２０を介して開閉し、一対の凹部１７内で工具ソケット２の外周面を挟持するようになる。
【００２２】
前記背中合わせの一対のチャック１５ａ，１５ｂは、工具搬送装置１４を構成するチャック支持板としてのアーム板２１に取り付けられている。このアーム板２１は、その中心位置において、連結支軸２２の上部側がナット２３で締め付けられて取り付けられており、一対のチャック１５ａ，１５ｂは連結支軸２２を中心とした回転対称の位置で背中合わせして配置されている。よって、この連結支軸２２の回転動作により、一対の各チャック１５ａ，１５ｂはその位置を入れ換え、爪１６の凹部１７を相互に同一位置へ移動することができる。
【００２３】
また、連結支軸２２の下部側には、前記チャック１５ａ，１５ｂの位置を１８０°入れ換えするために、連結支軸２２を１８０°ずつ回転動作させる駆動モータ（不図示）を内蔵した回転駆動部２５が連結され、この回転駆動部２５の下側には連結支軸２２を上下動させるシリンダ部２６が連結されている。したがって、回転駆動部２５およびシリンダ部２６によってチャック１５ａ，１５ｂは１８０°ずつ回転するとともに、上下動するようになっている。この回転駆動部２５およびシリンダ部２６は工具交換装置１４を構成するロータリシリンダ部２４として機能する。この回転駆動部２５は、工作機械の本体６に固定して配備されているので、ロータリシリンダ部２４と工具マガジン８と３軸駆動装置１３とは相互の位置決めが定まっている。
【００２４】
前記搬送アーム９の搬送チャック１０で搬送される工具ソケット付工具４を授受チャック１５のチャック１５ａ，１５ｂの一方（図１ではチャック１５ａ）で授受する位置とは反対側の位置、すなわち、連結支軸２２の回転中心に対して対称の位置にあるチャック１５ｂの凹部１７の上方には、工具ソケット付工具４の主軸装着部側であるシャンク部１ａを直接に挟持して固定する工具装着穴５ａが位置し得るように、下端側に工具装着穴５ａを有する工具主軸５を備えてＸＹ方向および上下方向に移動自在な主軸ヘッド７が配設されている。なお、主軸ヘッド７をＸＹ方向および上下方向に移動する駆動手段は不図示であり、また、前記各動作を実行させるための制御プログラムを内蔵した制御装置も不図示である。
【００２５】
次に、上記構成における工具ソケット付工具４を、工具交換装置１４を介して工具マガジン８から主軸ヘッド７に備えた工具主軸５の工具装着穴５ａに取り付けるまでを説明する。
【００２６】
まず、３軸駆動装置１３により搬送アーム９を動作させて搬送チャック１０を移動し、工具マガジン８の孔８ｂ内に立設されて、ワークの加工用に指定された工具ソケット付工具４のシャンク部１ａの上方に、搬送チャック１０を位置決めする。
【００２７】
ガイド付シリンダ１２を介して搬送アーム９を下降し、搬送チャック１０の爪１１が前記指定された工具ソケット付工具４のシャンク部１ａを挟持可能な位置にする。次いで、工具マガジン８に収納されている工具ソケット付工具４のシャンク部１ａを、搬送チャック１０の先端に開閉自在に設けられている爪１１にて直接把持する。
【００２８】
ガイド付シリンダ１２により搬送アーム９を上昇させて、工具マガジン８より工具ソケット付工具４を取り出し、３軸駆動装置１３により工具交換装置１４を構成する授受チャック１５の一対のチャック１５ａ，１５ｂの一方の爪１６の上方まで搬送する。図１では搬送チャック１０で把持した工具ソケット付工具４をチャック１５ａの一対の爪１６の凹部１７上方まで搬送しており、次いでガイド付シリンダ１２で搬送アーム９を下降する。ここで、工具マガジン８より取り出した工具ソケット付工具４を、工具交換装置１４を構成するアーム板２１上のチャック１５ａに渡すとき、ロータリシリンダ部２４のシリンダ部２６にてアーム板２１上のチャック１５ａを上昇させ、次いで、工具ソケット工具４の外周に装着された工具ソケット２をチャック１５ａの先端に開閉自在に設けられている爪１６にて把持する。
【００２９】
このとき、工具ソケット２の工具位置決め溝３と、爪１６の山型形状のＶ状突起１８の位置を軸方向に一致させるように制御されており、この状態にて把持する。爪１６による工具ソケット２の把持が終了したら、搬送チャック１０の爪１１が開いて、工具ソケット付工具４のシャンク部１ａの把持を開放するとともに、ガイド付シリンダ１２の動作で搬送アーム９は上昇し、この位置で工具主軸５に取り付けられていた使用済みの工具ソケット付工具４をチャック１５ｂから受け取り可能なように待機する。
【００３０】
この後、ロータリシリンダ部２４のシリンダ部２６にてアーム板２１上のチャック１５ａ，１５ｂを下降し、回転駆動部２５にてアーム板２１を回転させることによりチャック１５ａの位置を１８０°入れ換えて工具ソケット付工具４を工具主軸５の工具装着穴５ａの下方へ移動させて、ロータリシリンダ部２４のシリンダ部２６にてアーム板２１上のチャック１５ａ，１５ｂを上昇させ、工具主軸５の工具装着穴５ａに工具ソケット付工具４を差し込み、その後端部の工具装着部であるシャンク部１ａを直接に把持させる。工具主軸５に対して工具ソケット付工具４のシャンク部１ａを把持させるときの工具ソケット付工具４の押し込み量は、シリンダ部２６による上昇ストロークで行う。なお、工具ソケット２の上端面と工具主軸５の下端面との当接によって、工具ソケット付工具４の押し込み量を定めてもよい。その後、主軸ヘッド７を作動させて工具ソケット付工具４を加工位置へ移動する。
【００３１】
次に、工具マガジン８から新たな工具ソケット付工具４を工具主軸５に装着し、工具主軸５の工具装着穴５ａに装着してある使用済みの工具ソケット付工具４を工具マガジン８に戻す動作、すなわち、工具ソケット付工具４の交換を行う場合を説明する。なお、以下の説明においては、図１に示すように、新たな工具ソケット付工具４を授受チャック１５のチャック１５ａに把持させ、使用済みの工具ソケット付工具４をチャック１５ｂに把持させるものとする。
【００３２】
前記したように、工具ソケット付工具４を工具マガジン８より搬送アーム９を介してチャック１５ａの把持位置に搬送し、チャック１５ａの先端に開閉自在に設けられている爪１６により、工具ソケット付工具４の中間軸部外周に固着された円筒形状の工具ソケット２に形成した工具位置決め溝３部分を把持する。一方、チャック１５ｂは、工具主軸５がワークの加工を終了して工具交換位置に移動したときに、工具主軸５の工具装着穴５ａの下方位置となる位置に待機し、工具主軸５が移動された時点で、他方のチャック１５ｂの先端に開閉自在に設けられている爪１６により、工具主軸５に装着された使用済み工具ソケット付工具４の外周に固着された工具ソケット２の位決め溝３部分を把持する。
【００３３】
この後、ロータリシリンダ部２４のシリンダ部２６により連結支軸２２を介してアーム板２１上の各チャック１５ａ，１５ｂを下降させて、それぞれ工具ソケット付工具４を工具主軸５および搬送チャック１０から同時に取り出す。続いて、ロータリシリンダ部２４の回転駆動部２５により連結支軸２２を中心にしてアーム板２１を水平方向に回転してチャック１５ａ，１５ｂの位置を１８０°入れ換え、チャック１５ａで把持している新たな工具ソケット付工具４のシャンク部１ａを工具主軸５の工具装着穴５ａの下方に移動させるとともに、チャック１５ｂで把持している使用済みの工具ソケット付工具４のシャンク部１ａを搬送チャック１０の爪１１の下方に移動させ、工具ソケット付工具４の位置を１８０°入れ換える。
【００３４】
その後、ロータリシリンダ部２４のシリンダ部２６によりアーム板２１上の各チャック１５ａ，１５ｂを上昇させて、チャック１５ａで把持している次に使用する新たな工具ソケット付工具４のシャンク部１ａを工具主軸５の工具装着穴５ａへ装着するとともに、チャック１５ｂで把持している使用済みの工具ソケット付工具４のシャンク部１ａを把持するように搬送チャック１０をガイド付シリンダ１２により下降して、搬送チャック１０の爪１１でシャンク部１ａを挟持する。次いで、シリンダ部２６によりアーム板２１を下降させるとともに搬送チャック１０をガイド付シリンダ１２で上昇させ、そして、搬送アーム９を工具収納マガジン８方向に移動し、爪１１で直接把持している工具ソケット付工具４を工具マガジン８の孔８ａの上方に位置させ、刃部１ｂ側から孔８ａに挿入して工具ソケット２の下面で載置させるようにし、使用済みの工具ソケット付工具４を工具マガジン８に収納する。
【００３５】
その後、次の加工に使用する工具の指令に基づいて、３軸駆動装置１３およびガイド付シリンダ１２を動作させ、次加工用工具を工具マガジン８から取り出して、授受チャック１５との交換位置に移動し、工具交換の準備をしておく。
【００３６】
なお、図１では、連結支軸２２の上部側にアーム板２１をナット２３で締め付けて取り付けたが、連結支軸２２とアーム板２１との連結（接続）を以下のように、連結部材としての外スリーブ２７と内スリーブ３０を介して行うと、連結支軸２２に対してアーム板２１の位置修正が可能となり、工具マガジン８から搬送チャック１０の爪１１で挟持した工具ソケット付工具４が垂直方向に対して傾いた場合でも、良好に授受チャック１５のチャック１５ａあるいは１５ｂの爪１６に対して工具ソケット付工具４を授受できるようになる。
【００３７】
すなわち、図４の連結支軸２２とアーム板２１を連結する部位を示す半裁正面図において、アーム板２１の中心位置には、孔２１ａが設けられており、この孔２１ａに対して遊嵌自在な軸部２７ａを有する外スリーブ２７がフランジ部２７ｂを介してアーム板２１上に載置されている。外スリーブ２７の軸部２７ａには、その軸方向に複数のすり割り溝２８が設けられており、軸部２７ａの内面にはテーパ面２７ｃが形成されている。この外スリーブ２７のフランジ部２７ｂには、ネジ孔２７ｄが設けられており、このネジ孔２７ｄにアーム板２１を貫通するようにして設けた貫通孔２１ｂに挿通したガイドボルト２９のネジが螺合している。
【００３８】
このガイドボルト２９のネジ下（軸部）の長さはアーム板２１の板厚よりも僅かに長く、且つネジ下（軸部）の径がアーム板２１の貫通孔２１ｂよりも小径なので、外スリーブ２７のフランジ部２７ｂは、アーム板２１上を摺動可能となっている。
【００３９】
また、外スリーブ２７内には、連結支軸２２を挿入保持可能な軸部３０ａを有する内スリーブ３０が配置されている。軸部３０ａの外周面はテーパ面３０ｃとなっており、このテーパ面３０ｃに外スリーブ２７の前記テーパ面２７ｃを接触させ、内スリーブ３０のフランジ部３０ｂに形成した貫通孔３０ｄに挿通した締めボルト３１のネジを外スリーブ２７のフランジ部２７ｂに設けたネジ孔２７ｅに螺合させている。また、内スリーブ３０の軸部３０ａにも、すり割り溝３２が形成されている。
【００４０】
したがって、締めボルト３１を締め込むと、内スリーブ３０は軸方向で下方に移動し、外スリーブ２７のテーパ面２７ｃですり割り溝３２を有する内スリーブ３０のテーパ面３０ｃを押すので、内スリーブ３０の軸部３０ａに連結支軸２２を締める向きの力が発生して、連結支軸２２とアーム板２１が内スリーブ３０と外スリーブ２７を介して連結される。
【００４１】
この場合、内スリーブ３０上に等間隔に配置した複数本の締めボルト３１の締め込み量を調整すると、連結支軸２２の回転中心軸線に対してアーム板２１の上面を垂直に設定可能になる。
【００４２】
したがって、アーム板２１の中心位置の孔２１ａの内周面と、外スリーブ２７の軸部２７ａの外周面との間に隙間があり、またガイドボルト２９が貫通孔２１ｂと遊嵌しているため、連結支軸２２に対してアーム板２１の横ズレが可能であり、よって、工具マガジン８から搬送チャック１０の爪１１により挟持して取り出した工具ソケット付工具４が垂直方向に対して傾いた場合でも、アーム板２１が水平面方向で動作（外スリーブ２７に対して摺動）することができるので、傾いた工具ソケット付工具４であっても、確実に授受チャック１５の爪１６で工具ソケット付工具４を挟持し、授受できるようになる。
【００４３】
なお、上記した具体的実施の形態から次のような構成の技術的思想が導き出される。
（１）工具を多数収納した工具マガジンを備えた工作機械における工具交換装置において、
工具位置決め部を外周に形成した筒形状の工具ソケットを工具中間軸部に対して一体的に装着した工具ソケット付工具と、
前記工具ソケットの工具位置決め部と嵌まり合うようにした係合部を形成した爪を一対として備えたチャックを背中合わせで２組有するチャック支持板と、
このチャック支持板を昇降および回転させるロータリシリンダ部と、
を具備し、
前記チャック支持板と前記ロータリシリンダ部とは相互間の位置修正可能な連結部材を介して取り付けたことを特徴とする工具交換装置。
【００４４】
（２）工具を多数収納した工具マガジンを備えた工作機械における工具交換装置において、
工具位置決め溝を外周に形成した筒形状の工具ソケットを工具中間軸部に対して一体的に装着した工具ソケット付工具と、
前記工具ソケットの工具位置決め溝と係合する係合突起を形成した爪を一対として備えたチャックを背中合わせで２組有するチャック支持板と、
このチャック支持板を昇降および回転させるロータリシリンダ部と、
を具備し、
前記チャック支持板と前記ロータリシリンダ部とは相互間の位置修正可能な連結部材を介して取り付けたことを特徴とする工具交換装置。
【００４５】
前記付記（１）の工具交換装置によれば、工具の中間軸部外周に装着された筒形状の工具ソケットの位置決め部をチャックの先端に開閉自在に設けられている爪の係合部で嵌まり合うようにして把持し、ロータリシリンダ部にて昇降、回転するチャック支持板によって工具の授受、交換を行うので、工具外周面に細径部を有しないから工具の強度低下がなく、また工具ソケットが筒形状であるから作成容易で安価となり、また位置決め部と係合部が嵌まり合うようになっているから工具位置決めも確実になり、よって工具主軸に対する工具の位置決めも確実となる。さらに、チャック支持板とロータリシリンダ部との相互間の位置を修正することで、チャックに受け渡す工具ソケット付工具が傾いた状態であっても、良好に把持することができる。
【００４６】
また、付記（２）の工具交換装置によれば、位置決め部がＶ形状の溝であり、この溝に係合する爪の係合部が係合突起であるから、位置合わせおよび作成が特に容易にできるとともに、安価で、従来のように工具の中間軸部に溝を必要としないため、工具本来の強度が確保される。さらに、チャック支持板とロータリシリンダ部との相互間の位置を修正することで、チャックに受け渡す工具ソケット付工具が傾いた状態であっても、良好に把持することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１による工具交換装置によれば、工具の中間軸部外周に装着された筒形状の工具ソケットの位置決め部をチャックの先端に開閉自在に設けられている爪の係合部で嵌まり合うようにして把持し、ロータリシリンダ部にて昇降、回転するチャック支持板によって工具の授受、交換を行うので、工具外周面に細径部を有しないから工具の強度低下がなく、また工具ソケットが筒形状であるから作成容易で安価となり、また位置決め部と係合部が嵌まり合うようになっているから工具位置決めも確実になり、よって工具主軸に対する工具の位置決めも確実となる。
【００４８】
また、本発明の請求項２による工具交換装置によれば、位置決め部がＶ形状の溝であり、この溝に係合する爪の係合部が係合突起であるから、位置合わせおよび作成が特に容易にできるとともに、安価で、従来のように工具の中間軸部に溝を必要としないため、工具本来の強度が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を一部断面にして示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態１の工具ソケット付工具を示す正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１の授受チャックを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１の変形例を示す半裁正面図である。
【図５】従来技術の工具交換装置を示す正面図である。
【図６】従来技術の工具交換装置に備えた工具ホルダを示す正面図である。
【図７】従来技術の工具を示す側面図である。
【符号の説明】
１工具
１ａシャンク部
１ｂ刃部
２工具ソケット
３位置決め溝
４工具ソケット付工具
５工具主軸
５ａ工具装着穴
８工具マガジン
９搬送アーム
１０搬送チャック
１１，１６爪
１２ガイド付シリンダ
１３３軸駆動装置
１４工具搬送装置
１５授受チャック
１５ａ，１５ｂチャック
１７凹部
１８Ｖ型突起
２１アーム支持板
２２連結支軸
２４ロータリシリンダ部
２５回転駆動部
２６シリンダ部
２７外スリーブ
３０内スリーブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tool changer that automatically changes a tool between a tool magazine and a tool spindle of a spindle head of the machine tool in a machine tool including a tool magazine containing a large number of tools.
[0002]
[Prior art]
In a machine tool such as a machining center, a plurality of tools are previously stored in a tool magazine, and a tool change arm is interposed between the tool magazine and the tool spindle of the spindle head of the machine tool. A tool changer for exchanging tools by removing a tool and transferring (returning) it to the tool magazine, then transferring a new desired tool from the tool magazine to the tool spindle and installing it in the tool mounting hole of the tool spindle. Conventionally known and widely used.
[0003]
Prior art 1 will be described as an example of this. Various types of tools having different lengths, outer diameters, shapes, etc. are prepared and stored in a tool magazine in accordance with the processing conditions of the machine tool relative to the workpiece. In order to mount these various tools in a tool mounting hole of a certain size standard provided in the tool spindle of this type, or to store various tools in a fixed posture in the tool magazine, the tool spindles of the above various tools There is one in which a tool socket having a tapered shank having a fixed shape and a fixed dimension, that is, a tool mounting hole of a tool spindle and a complementary tapered shank, is integrally attached to the mounting portion. The shape of the tool socket is the same for any tool, and a groove is formed on the outer periphery of the tool socket for holding the tool socket. In such a tool changer using a tool socket, a groove part for tool change formed in the tool socket is used as a grip part by a tool change arm, and a tool socket integrated with a tool is used for a tool magazine and a machine tool. Tools are exchanged by exchanging with the tool spindle.
[0004]
Further, prior art 2 will be described as an example in the above-mentioned example, which is an invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-277867. This invention is intended to simplify the structure of the tool changer as shown in FIGS. The tool 40 of the machine tool is moved by moving the tool spindle 43 of the machine tool with respect to the tool 40 detachably held in the tool holder 42 of the tool magazine 41 without using a tool socket for the tool 40. This is a tool changer that exchanges and exchanges the tool 40 directly between the main shaft 43 and the tool magazine 41.
[0005]
According to the prior art 2, the tool 40 mounted on the tool spindle 43 of the machine tool includes a spindle mounting portion 44 on the side to be mounted on the tool spindle 43 and a cutting blade portion 45 on the side for machining the workpiece. An intermediate shaft portion 46 having a predetermined length is provided between them, and a positioning groove 47 is formed in the intermediate shaft portion 47. The positioning groove 47 positions the tool 40 with respect to the tool magazine 41, and positions the tool 40 with respect to the tool mounting hole 48 of the tool spindle 43.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the tool changer of prior art 1, in a tool attached to a tool spindle of a machine tool via a tool socket, the tool socket has a mounting portion for fixing the taper shank portion of the tool socket to the tool mounting hole of the tool spindle. Further, when the taper shank portion of the tool socket is held at the tool storage position of the tool magazine, it is used as a holding portion for holding the tool magazine. Therefore, a mechanism part for detachably holding the taper shank part of the tool socket is provided on the tool magazine side in the same manner as the tool spindle, and the structure is complicated and the cost is increased as in the tool spindle.
[0007]
In the invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-277867 described as the prior art 2, in order to always keep the axial positional relationship of the tool 40 with respect to the tool spindle 43, the intermediate shaft portion 46 of the tool 40 is provided with A positioning groove 47 is required. However, in order to form the positioning groove 47 on the outer periphery of the intermediate shaft portion 46 of the tool 40, it is necessary for a user of the machine tool to additionally process a commercially available tool. Become high. Further, since the positioning groove 47 is formed on the outer periphery of the tool 40, the diameter is partially narrowed, and stress is concentrated in the groove 47 portion when a vertical force is applied to the axial direction of the tool 40 when a workpiece is processed. Occurs and the strength decreases. Furthermore, there is a possibility that a large force is applied to the tool 40 in order to hold and take out the spindle mounting portion 44 of the tool 40 from the tool holder 42 of the tool magazine 41 by using the operation of the machine tool 41, In the tool 40 in which the positioning groove 47 is formed, there is a risk that the tool 40 is broken.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a tool changer that is safe without degrading the strength of the tool, is reliable in positioning the tool with respect to the tool spindle, and does not increase costs.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a tool changer according to claim 1 of the present invention provides a tool. Duplicate Tool changer for machine tools with several tool magazines Because A tool with a tool socket in which a cylindrical tool socket having a tool positioning portion formed on the outer periphery is integrally attached to the tool intermediate shaft portion, and an engagement portion that fits the tool positioning portion of the tool socket. A chuck support plate having two pairs of chucks each having the formed claws as a pair; A support shaft for holding the chuck support plate; A rotary cylinder for moving the chuck support plate up and down and rotating; Adjusting means for adjusting the inclination of the chuck support plate with respect to the support shaft; It was decided to comprise.
[0010]
A tool changer according to claim 2 of the present invention is A tool positioning groove formed on an outer periphery of the tool socket is provided as the tool positioning portion in claim 1. I decided to do it.
[0011]
That is, according to the first aspect of the present invention, a cylindrical tool socket having a tool positioning portion formed on the outer periphery thereof is integrally mounted on the tool intermediate shaft portion of the tool with a tool socket. When changing the tool, the tool with a new tool socket in the tool magazine is gripped by the claw of one chuck of the two chucks provided on the chuck support plate back to back at the positioning portion, and the other chuck is used. A used tool socket-attached tool mounted on the tool spindle is gripped by the positioning unit. Then, the chuck support plate is rotated by the rotary cylinder, the two sets of chucks are exchanged, the positions of the new tool socket tool and the used tool socket tool are exchanged, and then the new tool socket tool is moved to the tool spindle. And return the used tool socket tool to the tool magazine.
[0012]
According to the second aspect of the present invention, a cylindrical tool socket having a tool positioning groove formed on the outer periphery is integrally mounted on the tool intermediate shaft portion of the tool socket-equipped tool. When changing the tool, the tool with a new tool socket of the tool magazine is held in the positioning groove by the claws of one chuck of the two chucks provided on the chuck support plate back to back, and the other chuck The used tool socket-attached tool mounted on the tool spindle with a nail is gripped in the positioning groove. Then, the chuck support plate is rotated by the rotary cylinder, the two sets of chucks are exchanged, the positions of the new tool socket tool and the used tool socket tool are exchanged, and then the new tool socket tool is moved to the tool spindle. And return the used tool socket tool to the tool magazine.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view showing the present embodiment in a partial cross section, FIG. 2 is a front view showing a tool with a tool socket, and FIG. 3 is a perspective view showing a transfer chuck.
[0014]
First, in FIG. 2, a cylindrical tool socket 2 in which a V-shaped tool positioning groove 3 serving as a tool positioning portion is formed on the outer periphery is connected to the outer periphery of the intermediate shaft portion near the tool spindle mounting portion side of the tool 1. The inner diameter of the cylindrical tool socket 2 is integrally fixed by means of press-fitting (or shrinkage or bonding may be used) to produce the tool socket-equipped tool 4.
[0015]
The tool spindle mounting portion side above the tool socket 2 in the intermediate shaft portion of the tool 1 to which the tool socket 2 is fixed is the shank portion 1a of the tool 1, that is, the tool mounting hole of the tool spindle 5 of the machine tool shown in FIG. The part attached to 5a is in an exposed state. Therefore, the tool socket 2 is integrally fixed to the intermediate shaft portion between the shank portion 1a and the blade portion 1b with the upper side of the shank portion 1a of the tool 1 exposed. Further, the V-shaped tool positioning groove 3 is formed on the outer periphery of the tool socket 2 above the center in the axial direction of the tool socket 2.
[0016]
The coaxiality of the outer diameter and inner diameter of the cylindrical tool socket 2 is set within φ0.01 mm to prevent vibration during rotation of the tool socket-equipped tool 4 accompanying the rotation of the tool spindle 5. Therefore, since the process for creating the tool socket 2 is a process of simply turning a V-shape on a cylindrical outer peripheral surface, it is an extremely simple process and can be produced at low cost.
[0017]
Next, in FIG. 1, a cylindrical tool socket 2 provided with a V-shaped tool positioning groove 3 on the outer periphery thereof, and a plurality of tools 4 with tool sockets mounted on the outer periphery of the intermediate shaft portion of the tool 1 in advance. Then, the tool is stored in a tool magazine 8 fixed at a predetermined position of the main body 6 of the machine tool.
[0018]
The tool magazine 8 includes a plate-shaped tool insertion base 8a above the tool magazine 8, and a plurality of holes 8b are formed in the XY direction at a predetermined pitch with respect to the tool insertion base 8a. The blade portion 1b side is inserted, the shank portion 1a is protruded to the upper surface side, locked on the lower surface side of the tool socket 2, and held with the tool socket-equipped tool 4 standing. Further, on the upper side of the tool magazine 8, a nail that allows a predetermined tool socket-equipped tool 4 from the tool insertion base 8 a of the tool magazine 8 to be picked up by the shank portion 1 a on the spindle mounting portion side and taken out and conveyed. A transfer arm 9 to which a transfer chuck 10 having 11 is attached is provided.
[0019]
The transport arm 9 is connected to a guided cylinder 12 at its base end side, and can move up and down. Also, a triaxial drive device 13 that holds the guided cylinder 12 allows two axes in the XY direction and an XY plane. The transfer arm 9 is movable in a single axial direction that turns parallel to the axis. The three-axis drive device 13 is provided in the main body 6 of the machine tool.
[0020]
Further, in the vicinity of the tool magazine 8, an exchange chuck 15 having an openable and closable claw 16 constituting a tool conveying device 14 for exchanging the tool with tool socket 4 taken out from the tool magazine 8 is provided. . The transfer chuck 15 has a pair of chucks 15a and 15b arranged back to back (rotational symmetry positional relationship).
[0021]
As shown in FIG. 3, each of the claws 16 provided in the chucks 15a and 15b is formed as a pair on each of the chucks 15a and 15b, and the tip side thereof is formed in an arcuate recess 17 respectively. The recesses 17 are positioned so as to face each other, and the minimum diameter portion of the recesses 17 becomes a V-shaped projection 18 having a mountain shape corresponding to the V-shaped positioning groove 3 of the tool socket 2, and the positioning groove of the tool socket 2. 3, the diameter of the inner peripheral surface 19 around the engagement portion corresponds to the outer diameter of the tool socket 2. Each of these claws 16 opens and closes via a shaft 20 on the base end side, and sandwiches the outer peripheral surface of the tool socket 2 in the pair of recesses 17.
[0022]
The pair of back-to-back chucks 15 a and 15 b are attached to an arm plate 21 as a chuck support plate constituting the tool conveying device 14. The arm plate 21 is attached with the upper side of the connecting support shaft 22 fastened by a nut 23 at the center position, and the pair of chucks 15a and 15b are back-to-back at a rotationally symmetrical position about the connecting support shaft 22. Are arranged. Therefore, by the rotation operation of the connecting support shaft 22, the pair of chucks 15a and 15b can exchange their positions and move the concave portions 17 of the claws 16 to the same position.
[0023]
Further, on the lower side of the connection support shaft 22, a rotation drive unit incorporating a drive motor (not shown) that rotates the connection support shaft 22 by 180 ° in order to exchange the positions of the chucks 15 a and 15 b by 180 °. 25 is connected, and a cylinder portion 26 for moving the connecting support shaft 22 up and down is connected to the lower side of the rotation drive portion 25. Accordingly, the chucks 15a and 15b are rotated by 180 ° by the rotation drive unit 25 and the cylinder unit 26, and are moved up and down. The rotation drive unit 25 and the cylinder unit 26 function as a rotary cylinder unit 24 that constitutes the tool changer 14. Since the rotary drive unit 25 is fixedly arranged on the machine tool body 6, the rotary cylinder unit 24, the tool magazine 8 and the triaxial drive unit 13 are positioned relative to each other.
[0024]
A position opposite to the position at which the tool 4 with a tool socket transported by the transport chuck 10 of the transport arm 9 is transmitted / received by one of the chucks 15a and 15b of the transfer chuck 15 (chuck 15a in FIG. 1), that is, a connecting support. A tool mounting hole 5a for directly sandwiching and fixing the shank portion 1a on the spindle mounting portion side of the tool socket-equipped tool 4 above the concave portion 17 of the chuck 15b located symmetrically with respect to the rotation center of the shaft 22. Is provided with a tool spindle 5 having a tool mounting hole 5a on the lower end side, and a spindle head 7 which is movable in the XY direction and the vertical direction is disposed. A driving means for moving the spindle head 7 in the XY direction and the vertical direction is not shown, and a control device incorporating a control program for executing each operation is not shown.
[0025]
Next, a description will be given of the process of attaching the tool socket-equipped tool 4 in the above configuration from the tool magazine 8 to the tool mounting hole 5a of the tool spindle 5 provided in the spindle head 7 via the tool changer 14.
[0026]
First, the transfer arm 9 is operated by the three-axis drive device 13 to move the transfer chuck 10, and is erected in the hole 8 b of the tool magazine 8, and the shank of the tool socket-equipped tool 4 designated for machining the workpiece. The conveyance chuck 10 is positioned above the portion 1a.
[0027]
The conveying arm 9 is lowered via the guided cylinder 12, and the claw 11 of the conveying chuck 10 is brought into a position where the shank portion 1a of the designated tool socket-equipped tool 4 can be clamped. Next, the shank portion 1 a of the tool socket-equipped tool 4 stored in the tool magazine 8 is directly gripped by a claw 11 provided at the front end of the transport chuck 10 so as to be freely opened and closed.
[0028]
One of the pair of chucks 15a and 15b of the transfer chuck 15 that constitutes the tool changer 14 by the triaxial drive unit 13 is taken out from the tool magazine 8 by raising the transfer arm 9 by the cylinder 12 with guide. It is conveyed to above the nail 16. In FIG. 1, the tool socket-equipped tool 4 gripped by the transport chuck 10 is transported to above the recesses 17 of the pair of claws 16 of the chuck 15 a, and then the transport arm 9 is lowered by the guided cylinder 12. Here, when the tool with tool socket 4 taken out from the tool magazine 8 is transferred to the chuck 15a on the arm plate 21 constituting the tool changer 14, the chuck on the arm plate 21 is used by the cylinder portion 26 of the rotary cylinder portion 24. Then, the tool socket 2 mounted on the outer periphery of the tool socket tool 4 is gripped by a claw 16 provided at the tip of the chuck 15a so as to be opened and closed.
[0029]
At this time, the tool positioning groove 3 of the tool socket 2 and the position of the chevron-shaped V-shaped protrusion 18 of the claw 16 are controlled so as to coincide with each other in the axial direction, and the gripping is performed in this state. When the gripping of the tool socket 2 by the claw 16 is completed, the claw 11 of the transport chuck 10 is opened, the gripping of the shank portion 1a of the tool socket-equipped tool 4 is released, and the transport arm 9 is raised by the operation of the cylinder 12 with guide. At this position, the tool 4 with the used tool socket attached to the tool spindle 5 is put on standby so that it can be received from the chuck 15b.
[0030]
Thereafter, the chucks 15a and 15b on the arm plate 21 are lowered by the cylinder portion 26 of the rotary cylinder portion 24, and the arm plate 21 is rotated by the rotation driving portion 25 to change the position of the chuck 15a by 180 °. The tool 4 with the socket 4 is moved below the tool mounting hole 5 a of the tool spindle 5, and the chucks 15 a and 15 b on the arm plate 21 are raised by the cylinder portion 26 of the rotary cylinder portion 24. The tool 4 with a tool socket is inserted into 5a, and the shank portion 1a which is the tool mounting portion at the rear end portion is directly gripped. The pushing amount of the tool socket-equipped tool 4 when the shank portion 1a of the tool socket-equipped tool 4 is gripped with respect to the tool spindle 5 is performed by the ascending stroke of the cylinder portion 26. Note that the push amount of the tool socket-equipped tool 4 may be determined by the contact between the upper end surface of the tool socket 2 and the lower end surface of the tool spindle 5. Thereafter, the spindle head 7 is operated to move the tool socket-equipped tool 4 to the machining position.
[0031]
Next, a new tool 4 with a tool socket 4 is mounted on the tool spindle 5 from the tool magazine 8, and the used tool socket-equipped tool 4 mounted in the tool mounting hole 5 a of the tool spindle 5 is returned to the tool magazine 8. That is, a case where the tool socket-equipped tool 4 is replaced will be described. In the following description, as shown in FIG. 1, a new tool socket-equipped tool 4 is gripped by the chuck 15a of the transfer chuck 15, and a used tool socket-attached tool 4 is gripped by the chuck 15b. .
[0032]
As described above, the tool socket-equipped tool 4 is transported from the tool magazine 8 to the gripping position of the chuck 15a via the transport arm 9, and the tool socket-equipped tool is provided by the claw 16 provided at the tip of the chuck 15a so as to be freely opened and closed. The tool positioning groove 3 formed in the cylindrical tool socket 2 fixed to the outer periphery of the intermediate shaft 4 is gripped. On the other hand, the chuck 15b waits at a position below the tool mounting hole 5a of the tool spindle 5 when the tool spindle 5 finishes machining the workpiece and moves to the tool change position, and the tool spindle 5 is moved. At the time, the positioning groove 3 of the tool socket 2 fixed to the outer periphery of the used tool socket-equipped tool 4 attached to the tool spindle 5 by the claw 16 provided at the tip of the other chuck 15b so as to be freely opened and closed. Grab the part.
[0033]
Thereafter, the chucks 15a and 15b on the arm plate 21 are lowered by the cylinder portion 26 of the rotary cylinder portion 24 via the connection support shaft 22, and the tool 4 with the tool socket is simultaneously removed from the tool spindle 5 and the conveying chuck 10, respectively. Take out. Subsequently, the arm plate 21 is rotated in the horizontal direction around the connection support shaft 22 by the rotation drive unit 25 of the rotary cylinder unit 24 so that the positions of the chucks 15a and 15b are switched by 180 °, and the new gripped by the chuck 15a. The shank portion 1a of the tool with tool socket 4 is moved below the tool mounting hole 5a of the tool spindle 5, and the shank portion 1a of the used tool socket with tool socket 4 held by the chuck 15b is The tool is moved below the claw 11 and the position of the tool socket-equipped tool 4 is changed by 180 °.
[0034]
Thereafter, the chucks 15a and 15b on the arm plate 21 are raised by the cylinder part 26 of the rotary cylinder part 24, and the shank part 1a of the new tool socket-equipped tool 4 to be used next held by the chuck 15a is used as a tool. Attach to the tool mounting hole 5a of the spindle 5 and lower the transport chuck 10 by the guided cylinder 12 so as to grip the shank portion 1a of the used tool socket-equipped tool 4 gripped by the chuck 15b. The shank portion 1a is held between the claws 11 of the chuck 10. Next, the arm plate 21 is lowered by the cylinder portion 26, the conveyance chuck 10 is raised by the guided cylinder 12, and the conveyance arm 9 is moved in the direction of the tool storage magazine 8 and directly held by the claw 11. The attached tool 4 is positioned above the hole 8a of the tool magazine 8, inserted into the hole 8a from the blade portion 1b side, and placed on the lower surface of the tool socket 2. The used tool socket-attached tool 4 is placed in the tool magazine. 8 is stored.
[0035]
Thereafter, based on the command of the tool used for the next machining, the three-axis drive device 13 and the guided cylinder 12 are operated, the next machining tool is taken out from the tool magazine 8 and moved to the exchange position with the transfer chuck 15. Prepare for tool change.
[0036]
In FIG. 1, the arm plate 21 is attached to the upper side of the connection support shaft 22 by tightening the nut 23. However, the connection (connection) between the connection support shaft 22 and the arm plate 21 is a connection member as follows. If the outer sleeve 27 and the inner sleeve 30 are used, the position of the arm plate 21 can be corrected with respect to the connecting support shaft 22, and the tool socket-equipped tool 4 held between the tool magazine 8 and the claw 11 of the conveying chuck 10 can be obtained. Even when tilted with respect to the vertical direction, the tool socket-equipped tool 4 can be transferred to and from the claw 16 of the chuck 15a or 15b of the transfer chuck 15.
[0037]
That is, in the half-cut front view showing the portion connecting the connecting support shaft 22 and the arm plate 21 in FIG. 4, a hole 21a is provided at the center position of the arm plate 21, and the hole 21a can be freely fitted. An outer sleeve 27 having a shaft portion 27a is placed on the arm plate 21 via a flange portion 27b. The shaft portion 27a of the outer sleeve 27 is provided with a plurality of slit grooves 28 in the axial direction thereof, and a tapered surface 27c is formed on the inner surface of the shaft portion 27a. A screw hole 27d is provided in the flange portion 27b of the outer sleeve 27, and a screw of a guide bolt 29 inserted through the through hole 21b provided so as to penetrate the arm plate 21 through the screw hole 27d is screwed. are doing.
[0038]
The length of the screw bolt (shaft portion) of the guide bolt 29 is slightly longer than the thickness of the arm plate 21 and the diameter of the screw screw (shaft portion) is smaller than the through hole 21b of the arm plate 21. The flange portion 27 b of the sleeve 27 is slidable on the arm plate 21.
[0039]
Further, an inner sleeve 30 having a shaft portion 30 a into which the connecting support shaft 22 can be inserted and held is disposed in the outer sleeve 27. The outer peripheral surface of the shaft portion 30a is a tapered surface 30c, and the taper surface 30c is in contact with the tapered surface 27c of the outer sleeve 27 and is inserted into a through hole 30d formed in the flange portion 30b of the inner sleeve 30. A screw 31 is screwed into a screw hole 27e provided in the flange portion 27b of the outer sleeve 27. A slit 32 is also formed in the shaft portion 30 a of the inner sleeve 30.
[0040]
Therefore, when the fastening bolt 31 is tightened, the inner sleeve 30 moves downward in the axial direction, and the tapered surface 27c of the outer sleeve 27 pushes the tapered surface 30c of the inner sleeve 30 having the slit 32, so the inner sleeve 30 A force in a direction to fasten the connection support shaft 22 is generated in the shaft portion 30 a, and the connection support shaft 22 and the arm plate 21 are connected via the inner sleeve 30 and the outer sleeve 27.
[0041]
In this case, by adjusting the tightening amount of the plurality of tightening bolts 31 arranged at equal intervals on the inner sleeve 30, the upper surface of the arm plate 21 can be set to be perpendicular to the rotation center axis of the connecting support shaft 22. .
[0042]
Therefore, there is a gap between the inner peripheral surface of the hole 21a at the center position of the arm plate 21 and the outer peripheral surface of the shaft portion 27a of the outer sleeve 27, and the guide bolt 29 is loosely fitted to the through hole 21b. The arm plate 21 can be laterally displaced with respect to the connecting support shaft 22, and the tool socket-equipped tool 4 taken out from the tool magazine 8 by the nail 11 of the conveying chuck 10 is inclined with respect to the vertical direction. Even in this case, since the arm plate 21 can move in the horizontal plane direction (slid with respect to the outer sleeve 27), even if the tool socket 4 is tilted, the tool socket is securely moved by the claw 16 of the transfer chuck 15. The accessory tool 4 can be held and exchanged.
[0043]
The technical idea of the following configuration is derived from the specific embodiment described above.
(1) In a tool changer in a machine tool equipped with a tool magazine containing a large number of tools,
A tool with a tool socket in which a cylindrical tool socket having a tool positioning portion formed on the outer periphery is integrally attached to the tool intermediate shaft portion;
A chuck support plate having two back-to-back chucks each having a pair of claws that are formed with engaging portions fitted to the tool positioning portion of the tool socket;
A rotary cylinder for moving the chuck support plate up and down and rotating;
Comprising
The tool changer, wherein the chuck support plate and the rotary cylinder part are attached via a connecting member whose position can be corrected.
[0044]
(2) In a tool changer in a machine tool equipped with a tool magazine containing a large number of tools,
A tool with a tool socket in which a cylindrical tool socket having a tool positioning groove formed on the outer periphery is integrally mounted on the tool intermediate shaft portion;
A chuck support plate having two back-to-back chucks each having a pair of claws formed with engaging protrusions that engage with the tool positioning grooves of the tool socket;
A rotary cylinder for moving the chuck support plate up and down and rotating;
Comprising
The tool changer, wherein the chuck support plate and the rotary cylinder part are attached via a connecting member whose position can be corrected.
[0045]
According to the tool changer of appendix (1), the positioning portion of the cylindrical tool socket mounted on the outer periphery of the intermediate shaft portion of the tool is fitted with the engaging portion of the claw provided at the tip of the chuck so as to be opened and closed. Since the tool is exchanged and exchanged by a chuck support plate that is gripped and held up and down and rotated by the rotary cylinder, there is no reduction in the strength of the tool because there is no small diameter part on the outer peripheral surface of the tool. Since the socket has a cylindrical shape, it is easy to produce and inexpensive, and since the positioning portion and the engaging portion are fitted together, the tool positioning is ensured, and thus the tool is reliably positioned with respect to the tool spindle. Further, by correcting the position between the chuck support plate and the rotary cylinder portion, it is possible to grip the tool socket with a tool socket delivered to the chuck even when it is tilted.
[0046]
Further, according to the tool changer of appendix (2), the positioning portion is a V-shaped groove, and the engaging portion of the claw that engages with this groove is the engaging protrusion, so that alignment and creation are particularly easy. In addition, it is inexpensive and does not require a groove in the intermediate shaft portion of the tool as in the prior art, so that the original strength of the tool is ensured. Further, by correcting the position between the chuck support plate and the rotary cylinder portion, it is possible to grip the tool socket with a tool socket delivered to the chuck even when it is tilted.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the tool changer according to the first aspect of the present invention, the positioning portion of the cylindrical tool socket mounted on the outer periphery of the intermediate shaft portion of the tool is provided at the tip of the chuck so as to be opened and closed. Since the tool is exchanged and exchanged by the chuck support plate that moves up and down and rotates in the rotary cylinder part, because the tool engages with the engaging part of the claw, there is no small diameter part on the outer peripheral surface of the tool. There is no reduction in strength, and the tool socket has a cylindrical shape, making it easy and inexpensive, and the positioning part and the engaging part are fitted together, so that the tool positioning can be ensured. Positioning is also ensured.
[0048]
In the tool changer according to claim 2 of the present invention, the positioning portion is a V-shaped groove, and the engaging portion of the claw that engages with the groove is an engaging protrusion. In particular, the tool can be made easily, is inexpensive, and does not require a groove in the intermediate shaft portion of the tool as in the prior art, so that the original strength of the tool is ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a first embodiment of the present invention with a partial cross section.
FIG. 2 is a front view showing the tool socket-equipped tool according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a transfer chuck according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 4 is a half-cut front view showing a modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a front view showing a conventional tool changer.
FIG. 6 is a front view showing a tool holder provided in a conventional tool changer.
FIG. 7 is a side view showing a prior art tool.
[Explanation of symbols]
1 Tool
1a Shank
1b Blade
2 Tool socket
3 Positioning groove
4 Tools with tool socket
5 Tool spindle
5a Tool mounting hole
8 Tool magazine
9 Transfer arm
10 Transport chuck
11,16 nails
12 Cylinder with guide
13 3-axis drive
14 Tool transfer device
15 Transfer chuck
15a, 15b chuck
17 recess
18 V-shaped projection
21 Arm support plate
22 Connecting spindle
24 Rotary cylinder
25 Rotation drive
26 Cylinder part
27 Outer sleeve
30 inner sleeve

Claims

A tool changer of a machine tool having a tool magazine for accommodating several tools,
A tool with a tool socket in which a cylindrical tool socket having a tool positioning portion formed on the outer periphery is integrally attached to the tool intermediate shaft portion;
A chuck support plate having two pairs of chucks each having a pair of claws formed with engaging portions adapted to be fitted to a tool positioning portion of the tool socket;
A rotary cylinder unit that includes a support shaft that holds the chuck support plate, and that moves the chuck support plate up and down; and
Adjusting means for adjusting the inclination of the chuck support plate with respect to the support shaft;
A tool changer characterized by comprising:

The tool changer according to claim 1, further comprising a tool positioning groove formed on an outer periphery of the tool socket as the tool positioning unit.