JP3819667B2 - ガンドリル装置における自動工具交換装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピンドルの軸線方向に進退可能な加工ユニットと、ガンドリルを保持してスピンドルに装着されるホルダと、加工ユニットの前方に配置されるガンドリル支持手段と、ガンドリル支持手段に装着されるガイドブッシュとを備えるガンドリル装置に関し、特に、ガンドリルを保持したままのホルダおよびガイドブッシュを自動的に交換可能とした自動工具交換装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる自動工具交換装置は、たとえば特開昭６３−１４４９２７号公報で既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のものでは、ガンドリルを保持したホルダおよびガイドブッシュを相互に結合した状態で交換するようにしている。しかるに、ガンドリルで加工すべきワークによっては、加工孔の深さに応じてガンドリルを保持したホルダだけを交換したいときや、ワークの形状に応じてガイドブッシュだけを交換したいときがあるが、上記従来の自動工具交換装置では、ホルダおよびガイドブッシュを外してから、交換したいホルダもしくはガイドブッシュの交換を手作業で行わねばならず、面倒である。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ガンドリルを保持したホルダおよびガイドブッシュを別々にかつ自動的に交換可能としたガンドリル装置における自動工具交換装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、スピンドルを備えるとともに該スピンドルの軸線方向に進退可能な加工ユニットと、ガンドリルを保持するとともに前記スピンドルとの軸方向相対移動に応じた脱着を可能として前記スピンドルに装着されるホルダと、前記スピンドルの軸線に沿う方向での前記加工ユニットとの相対移動を可能として加工ユニットの前方に配置されるガンドリル支持手段と、前記スピンドルの軸線に沿う方向での前記ガンドリル支持手段との軸方向相対移動に応じた脱着を可能として前記ガンドリル支持手段に装着されるガイドブッシュとを備えるガンドリル装置において、前記スピンドルの軸線と平行な軸線まわりの回転を可能とするとともに前記ホルダおよび前記ガイドブッシュのいずれかを択一的にクランプし得る交換アームが前記加工ユニットの側方に配置され、前記ホルダおよび前記ガイドブッシュのいずれか一方を前記交換アームとの間で受け渡すことを可能としたマガジンが、前記交換アームの回転軸線に関して前記加工ユニットと反対側に配置されることを特徴とする。
【０００６】
このような構成によれば、ガイドブッシュが着脱可能に装着されるガンドリル支持手段と、ガンドリルを保持するホルダが着脱可能に装着されるスピンドルを備える加工ユニットとは、スピンドルの軸線方向に相対移動可能であるので、加工ユニットの側方に配置される交換アームに対応する位置に、前記ホルダおよびガイドブッシュを択一的に配置することができ、ガンドリルをガイドブッシュから抜いた状態で、交換アームにホルダおよびガイドブッシュのいずれか一方をクランプすることにより、ホルダおよびガイドブッシュを別々にしてマガジンとの間で自動的に交換することができる。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記マガジンには、前記交換アームとの間での授受位置に順次移動させ得る複数の同一形状のツールポットが設けられ、前記ホルダおよび前記ガイドブッシュは、該ツールポットに脱着可能な形状に形成されることを特徴とし、かかる構成によれば、マガジンの構成を簡略化することができる。
【０００８】
さらに請求項３記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明の構成に加えて、前記ガンドリル支持手段は、前記ガイドブッシュを着脱可能に支持するガイドブッシュ支持部と、前記ホルダを回転可能にかつ挿脱可能に支持してガイドブッシュ支持部よりも加工ユニット側に配置されるホルダ支持部とを備え、ガイドブッシュ支持部およびホルダ支持部間でガンドリル支持手段には、下方に開放したチップポケットが形成されることを特徴とし、かかる構成によれば、ガンドリルによる穿孔加工時に発生した切粉をチップポケットから円滑に排出することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図５は本発明の一実施例を示すものであり、図１はワーク加工状態でのガンドリル装置の横断平面図、図２はガイドブッシュ交換状態での図１の２−２線断面図、図３は図１の３矢示部拡大断面図、図４はガイドブッシュ交換状態でのガンドリル装置の横断平面図、図５はホルダ交換状態でのガンドリル装置の横断平面図である。
【００１１】
先ず図１および図２において、このガンドリル装置は、たとえばクランクシャフトであるワークＷに穿孔加工を施すためのものであり、固定の基台１１上には、水平なＹ軸方向に延びる一対の第１ガイドレール１２，１２が固定配置されており、両第１ガイドレール１２，１２上には第１移動台１３が移動可能に載せられる。この第１移動台１３には、前記両第１ガイドレール１２，１２間に平行に配置されるねじ軸１４が螺合されており、該ねじ軸１４の一端に連結される電動モータ１５が基台１１に固定的に支持され、ねじ軸１４の他端を回転可能に支持する軸受部１６が基台１１上に固定配置される。すなわち電動モータ１５によってねじ軸１４が回転駆動されるのに応じて、第１移動台１３が両第１ガイドレール１２，１２に沿ってＹ軸方向に移動する。
【００１２】
第１移動台１３上には、前記Ｙ軸と直交する水平なＸ軸方向に延びる一対の第２ガイドレール１７，１７が固定配置されており、両第２ガイドレール１７，１７上には第２移動台１８が移動可能に載せられる。この第２移動台１８には、前記両第２ガイドレール１７，１７間に平行に配置されるねじ軸１９が螺合されており、該ねじ軸１９の一端に連結される電動モータ２０が第１移動台１３に固定的に支持され、ねじ軸１９の他端を回転可能に支持する軸受部２１が第１移動台１３上に固定される。すなわち電動モータ２０によってねじ軸１９が回転駆動されるのに応じて、第２移動台１８が両第２ガイドレール１７，１７に沿ってＸ軸方向に移動することになり、第１移動台１３がＹ軸方向に移動するので、第２移動台１８は水平面内でＸ軸およびＹ軸方向に移動可能である。
【００１３】
また前記第２移動台１８が第２ガイドレール１７，１７に沿ってＸ軸方向に移動するのに応じて第２移動台１８に対して近接・離反する位置で基台１１上には、前記ワークＷを位置決め載置して鉛直軸線まわりに回転可能な回転テーブル２２が配置される。
【００１４】
第２移動台１８上には、前記Ｘ軸方向に延びるスピンドル２５を備える加工ユニット２６が設けられており、該加工ユニット２６の前記回転テーブル２２とは反対側の端部には、前記スピンドル２５を回転駆動するスピンドルモータ２７が配設される。而して第２移動台１８はスピンドル２５の軸線に沿う方向に移動可能であり、加工ユニット２６はスピンドル２５の軸線に沿う方向に進退可能である。
【００１５】
スピンドル２５の前記回転テーブル２２側の端部には、該スピンドル２５との軸方向相対移動に応じた脱着を可能としたホルダ２８が装着される。すなわちホルダ２８の基端部は、スピンドル２５に設けられたテーパ状の嵌合孔に嵌合されるものであり、スピンドル２５内に配設されたドローバー（図示せず）に係脱可能に係合される。したがってドローバーとの係合を解除した状態でスピンドル２５の前記嵌合孔から離脱する方向にホルダ２８を移動させることによりホルダ２８をスピンドル２５から取外すことができ、それとは逆の操作を行なうことによりホルダ２８をスピンドル２５に装着することができる。
【００１６】
ホルダ２８には、ワークＷに穿孔加工を施すためのガンドリル２９の基端部が、スピンドル２５の軸線と同軸にして保持される。
【００１７】
第２移動台１８上で加工ユニット２６の側方には、Ｘ軸方向に延びる可動支持板３０が配置されており、この可動支持板３０はＸ軸方向の移動を可能として加工ユニット２６に支持される。また可動支持板３０の長手方向中間部に固着されたブラケット３１には前記Ｘ軸方向に延びるねじ軸３２の中間部が螺合され、該ねじ軸３２の一端には、第２移動台１８上に固定支持される電動モータ３３が連結される。したがって電動モータ３３によってねじ軸３２が回転駆動されることにより、可動支持板３０はＸ軸方向に移動することになり、可動支持板３０と加工ユニット２６とはＸ軸方向に相対移動可能である。
【００１８】
図３を併せて参照して、可動支持板３０における回転テーブル２２側の端部には、加工ユニット２６の前方に配置されるようにしてガンドリル支持手段３４が固定的に配設される。このガンドリル支持手段３４は、ガイドブッシュ３５を着脱可能に支持するガイドブッシュ支持部３６と、ホルダ２８を回転可能にかつ挿脱可能に支持するようにしてガイドブッシュ支持部３６よりも加工ユニット２６側に配置されるホルダ支持部３７とを備え、ガイドブッシュ支持部３６およびホルダ支持部３７間でガンドリル支持手段３４には、下方に開放したチップポケット３８が形成される。
【００１９】
ガイドブッシュ３５は、ガンドリル支持手段３４のガイドブッシュ支持部３６に設けられたテーパ状の嵌合孔３９に嵌合し得るガイドブッシュ本体４０と、ワークＷに弾発的に当接しつつガンドリル２９を回転自在に支持するようにしてガイドブッシュ本体４０に支持される円筒状の支持部材４１とを備える。
【００２０】
ガイドブッシュ支持部３６には、ガイドブッシュ本体４０に設けられた係合溝４２に、周方向３箇所で弾発係合する球体４３，４３…が配設される。而してガイドブッシュ本体４０は、該ガイドブッシュ本体４０をガイドブッシュ支持部３６に当接させるまで嵌合孔３９に差し込むことでガイドブッシュ支持部３６に装着され、またガイドブッシュ支持部３６から離反させて嵌合孔３９から離脱させる方向の力をガイドブッシュ本体４０を作用せしめることでガイドブッシュ支持部３６から取り外されるものであり、スピンドル２５の軸線に沿う方向でのガンドリル支持手段３４との軸方向相対移動に応じた脱着を可能としてガイドブッシュ３５がガンドリル支持手段３４のガイドブッシュ支持部３６に装着される。
【００２１】
ところでガンドリル２９の外面には、軸方向に延びる溝２９ａが設けられており、ワークＷへの穿孔加工時に発生する切粉は該溝２９ａによりガイドブッシュ３５内を後方側に移動するものであり、ガイドブッシュ３５の後方側に配置されて下方に開放したチップポケット３８から下方に落下することになり、切粉の排出が円滑に行なわれる。
【００２２】
前記加工ユニット２６の側方で基台１１上には支持枠４４が立設されており、該支持枠４４には、スピンドル２５の軸線と平行な軸線まわりの回転を可能とする回転軸４５が支承され、該回転軸４５に交換アーム４６の中間部が固定される。この交換アーム４６の両端には、回転軸４５の軸線からの距離を同一としてクランプ部４７，４７が設けられており、各クランプ部４７，４７は、ホルダ２８およびガイドブッシュ３５のいずれをもクランプ可能であり、ホルダ２８の外周にはクランプ部４７でクランプするための溝４８が設けられ、またガイドブッシュ３５におけるガイドブッシュ本体４０の外周にはクランプ部４７でクランプするための溝４９が設けられる。
【００２３】
交換アーム４６の回転軸線すなわち回転軸４５の軸線に関して加工ユニット２６とは反対側で前記支持枠４４には、複数のツールポット５１，５１…のうちの任意の１つを、前記交換アーム４６のクランプ部４７に対応する位置にもたらし得るようにしたマガジン５０が配設されており、各ツールポット５１，５１…は、ホルダ２８およびガイドブッシュ３５を脱着可能として同一形状に形成される。
【００２４】
次にこの実施例の作用について説明すると、ガンドリル２９によりワークＷの穿孔加工を施す際には、図１で示すように、加工ユニット２６を回転テーブル２２上のワークＷに対応する位置に配置し、ガンドリル２９に対するワークＷの姿勢を回転テーブル２２の角変位により調節し、スピンドル２５の軸線に沿う加工ユニット２６およびガンドリル支持手段３４の相対位置を一定に定めた状態で、スピンドル２５すなわちガンドリル２９を回転しつつ第２移動台１８をＸ軸方向に前進せしめる。そうすれば、ワークＷに当接したガイドブッシュ３５で支持されたガンドリル２９によりワークＷの所望位置に穿孔加工が施されることになる。
【００２５】
ワークＷへの穿孔位置が変化するのに伴ってガイドブッシュ３５を交換したいときには、図４で示すように、ガイドブッシュ３５が交換アーム４６の回転軸線に関してマガジン５０と反対側でのガイドブッシュ３５および交換アーム４６の回転軸線間の距離が、交換アーム４６の回転軸線およびマガジン５０間の距離と同一となるように、第１移動台１３をＹ軸方向に移動させる。
【００２６】
このとき可動支持板３０すなわちガンドリル支持手段３４と、加工ユニット２６とをＸ軸方向に相対移動させて、ガンドリル２９がガイドブッシュ３５から離脱せしめておく。この状態で、交換アーム４６を回動駆動することにより、ガンドリル支持手段３４に装着されているガイドブッシュ３５を空き状態であるクランプ部４７でクランプし、マガジン５０に予め準備されていた新たなガイドブッシュ３５を他のクランプ部４７でクランプすることが可能である。
【００２７】
そこで第２移動台２８をＸ軸方向に移動させることにより、ガンドリル支持手段３４からガイドブッシュ３５を離脱させて交換アーム４６のクランプ部４７に保持することができ、またマガジン５０から新たなガイドブッシュ３５を他のクランプ部４７に保持することができる。そこで交換アーム４６を１８０度回動させることにより、新たなガイドブッシュ３５をガンドリル支持手段３４に対応する位置にもたらすとともに、取り外されたガイドブッシュ３５をマガジン５０側にもたらすことができ、ガイドブッシュ３５の自動的な交換が可能となる。
【００２８】
またガンドリル２９を、そのガンドリル２９を保持するホルダ２８とともに交換したいときには、図５で示すように、ガイドブッシュ３５の交換時と同じ位置に第１移動台１３を配置しておき、可動支持板３０すなわちガンドリル支持手段３４と、加工ユニット２６とを、相互間の間隔が大きくなるようにしてＸ軸方向に相対移動させ、ホルダ２８が交換アーム４６に対応する位置となるように、第２移動台１８をＸ軸方向に移動させる。
【００２９】
この状態で、交換アーム４６の回動駆動と、ホルダ２８の加工ユニット２６に対するＸ軸方向の相対移動とを組み合わせることにより、上述のガイドブッシュ３５の交換時と同様に、ガンドリル２９を保持したホルダ２８を自動的に交換することが可能となる。
【００３０】
このようにして、加工ユニット２６の側方に配置される交換アーム４６に対応する位置に、ホルダ２８およびガイドブッシュ３５を択一的に配置することができ、ガンドリル２９をガイドブッシュ３５から抜いた状態で、交換アーム４６にホルダ２８およびガイドブッシュ３５のいずれか一方をクランプすることにより、ホルダ２８およびガイドブッシュ３５を別々にしてマガジン５０との間で自動的に交換することができる。
【００３１】
またマガジン５０には、交換アーム４６との間での授受位置に順次移動させ得る複数の同一形状のツールポット５１，５１…が設けられており、ホルダ２８およびガイドブッシュ３５は、ツールポット５１，５１…に脱着可能な形状に形成されているので、マガジン５０の構成を簡略化することができる。
【００３２】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、ガンドリルを保持したホルダおよびガイドブッシュを別々にかつ自動的に交換することができる。
【００３４】
請求項２記載の発明によれば、マガジンの構成を簡略化することができる。
【００３５】
さらに請求項３記載の発明によれば、ガンドリルによる穿孔加工時に発生した切粉をチップポケットから円滑に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ワーク加工状態でのガンドリル装置の横断平面図である。
【図２】ガイドブッシュ交換状態での図１の２−２線断面図である。
【図３】図１の３矢示部拡大断面図である。
【図４】ガイドブッシュ交換状態でのガンドリル装置の横断平面図である。
【図５】ホルダ交換状態でのガンドリル装置の横断平面図である。
【符号の説明】
２５・・・スピンドル
２６・・・加工ユニット
２８・・・ホルダ
２９・・・ガンドリル
３４・・・ガンドリル支持手段
３５・・・ガイドブッシュ
３６・・・ガイドブッシュ支持部
３７・・・ホルダ支持部
３８・・・チップポケット
４６・・・交換アーム
５０・・・マガジン
５１・・・ツールポット

Claims (3)

1. スピンドル（２５）を備えるとともに該スピンドル（２５）の軸線方向に進退可能な加工ユニット（２６）と、ガンドリル（２９）を保持するとともに前記スピンドル（２５）との軸方向相対移動に応じた脱着を可能として前記スピンドル（２５）に装着されるホルダ（２８）と、前記スピンドル（２５）の軸線に沿う方向での前記加工ユニット（２６）との相対移動を可能として加工ユニット（２６）の前方に配置されるガンドリル支持手段（３４）と、前記スピンドル（２５）の軸線に沿う方向での前記ガンドリル支持手段（３４）との軸方向相対移動に応じた脱着を可能として前記ガンドリル支持手段（３４）に装着されるガイドブッシュ（３５）とを備えるガンドリル装置において、前記スピンドル（２５）の軸線と平行な軸線まわりの回転を可能とするとともに前記ホルダ（２８）および前記ガイドブッシュ（３５）のいずれかを択一的にクランプし得る交換アーム（４６）が前記加工ユニット（２６）の側方に配置され、前記ホルダ（２８）および前記ガイドブッシュ（３５）のいずれか一方を前記交換アーム（４６）との間で受け渡すことを可能としたマガジン（５０）が、前記交換アーム（４６）の回転軸線に関して前記加工ユニット（２６）と反対側に配置されることを特徴とするガンドリル装置における自動工具交換装置。
2. 前記マガジン（５０）には、前記交換アーム（４６）との間での授受位置に順次移動させ得る複数の同一形状のツールポット（５１）が設けられ、前記ホルダ（２８）および前記ガイドブッシュ（３５）は、該ツールポット（５１）に脱着可能な形状に形成されることを特徴とする請求項１記載のガンドリル装置における自動工具交換装置。
3. 前記ガンドリル支持手段（３４）は、前記ガイドブッシュ（３５）を着脱可能に支持するガイドブッシュ支持部（３６）と、前記ホルダ（２８）を回転可能にかつ挿脱可能に支持してガイドブッシュ支持部（３６）よりも加工ユニット（２６）側に配置されるホルダ支持部（３７）とを備え、ガイドブッシュ支持部（３６）およびホルダ支持部（３７）間でガンドリル支持手段（３４）には、下方に開放したチップポケット（３８）が形成されることを特徴とする請求項１または２記載のガンドリル装置における自動工具交換装置。

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