JP3820543B2

JP3820543B2 - 横型マシニングセンターの工具交換装置

Info

Publication number: JP3820543B2
Application number: JP2001202445A
Authority: JP
Inventors: 秦介菅田
Original assignee: Horkos Corp
Current assignee: Horkos Corp
Priority date: 2001-07-03
Filing date: 2001-07-03
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2021-07-03
Also published as: JP2003019635A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の工具交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
主軸先端の移動範囲の外側に配置されていて外周囲の適当間隔箇所毎にグリッパを装着された回転円盤を備えた工具交換装置は存在している。
この種の工具交換装置では、一般に、前記回転円盤と主軸との間に工具交換アームが装設され、この工具交換アームを介することにより、各グリッパと主軸との間の工具交換が行われるようになされている。
【０００３】
しかし、上記工具交換アームを介しての工具交換では工具交換アームを駆動する複雑な駆動装置と広い設置場所が必要となるため工具交換アームを省略して、回転円盤の任意なグリッパと主軸先端とを工具交換時にのみ正対させ、グリッパと主軸との間で直接的な工具交換を行わせるようになされたものが出現している（例えば特許出願公表２０００−５０９６６０号公報参照）。
【０００４】
一方、主軸先端の移動範囲の外側に配置されチェン案内路上を周回移動するものとなされ長さ方向の適当間隔箇所毎にグリッパを装着されてなる無端状の搬送チェンを有する工具収納部を備えた工具交換装置も存在する。
【０００５】
この種の工具交換装置においても上記した直接的な工具交換の実施が望まれるが、搬送チェンを備えた工具収納部が一般に重量物でありしかも大型であるなどの理由から、その実現が困難視されているのであり、現在のところ、それを実施したものは存在していないのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、主軸先端の移動範囲の外側に配置されチェン案内路上を周回移動し長さ方向の適当間隔箇所毎にグリッパを装着されてなる無端状の搬送チェンを有する工具収納部を備えた工具交換装置において、工具交換アームを設けないでも、グリッパと主軸との間での直接的な工具交換が行えるようになした工作機械の工具交換装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、ベッド上へ起立状に固定させたコラム、該コラムの前面にガイドレールを介して変位可能に装着させた四角枠状の第一サドルと、該第一サドルの前面にガイドレールを介して変位可能に装着させた四角状の第二サドルを備え、且つ上記第二サドルに設けた前後向きのガイドレールを介して前後変位可能に装着させた主軸ユニットを備えた構成であって、上記コラム上へ前後向きの支持フレームを前方へ張出状に設けると共に、該支持フレームの前部へ前方視円形状のチェン摺接部を有する案内部材を、支持軸により同心状に固定させ、また上記支持軸の周面部には細長状のスプロケット台の基部を揺動変位自在に外嵌させ、これにより無端状となした長さ方向の適当間隔箇所毎にグリッパの装着されるチェン案内路を形成した工具交換装置を取付け、上記工具交換装置に於けるグリッパの移動軌跡の一部が、任意時に上記主軸ユニットに於ける主軸の前後移動する特定箇所へ位置されるものとする動力位置変更手段を備えさせた構成にする。
【０００８】
この発明によれば、動力位置変更手段の作動、搬送チェンの周回移動、及び主軸の移動により、任意な１つのグリッパが工具交換位置で主軸先端と正対するのであり、この正対状態がグリッパと主軸との間における直接的な工具交換を可能となす。この際、動力位置変更手段はグリッパの移動軌跡の一部を移動させるため、このグリッパの移動軌跡の移動は小さな駆動力で迅速に行われるものとなる。
【０００９】
ところで、チェン案内路の一部はスプロケットで形成しており、前記動力位置変更手段は、前記スプロケットの装着されたスプロケット台と、このスプロケット台を特定軌跡上の位置変更可能に支持するものとした支持機構と、前記スプロケット台を前記特定軌跡上で変位させるための動力駆動装置とを備えたものとなしてあり、動力駆動装置の作動により、グリッパの移動軌跡の一部が主軸先端の移動範囲内の特定位置に移動される構成となす。
【００１０】
而して、スプロケット台が一側へ変位されると、スプロケットは主軸先端の移動範囲の外側へ向けて移動され、またスプロケット台が他側へ変位されると、スプロケットは主軸先端の移動範囲の内側へ向けて移動される。そしてスプロケットが前記他側への移動されることにより、グリッパの移動軌跡の一部は主軸先端の移動範囲内の工具交換位置に移動されるものとなる。またスプロケットは搬送チェンにその周回移動に要する駆動力を付与することのできるものとなる。
【００１１】
一方、前記チェン案内路が円形状のチェン摺接部を有する案内部材と前記スプロケットとで形成され、前記搬送チェンが前記チェン摺接部と前記スプロケットとに掛け回され、前記スプロケット台が前記チェン摺接部に関連した中心線回りへ揺動可能となされ、前記動力駆動装置がスプロケット台を揺動変位させるように作動する構成となす。
【００１２】
これによれば、スプロケット台が前記チェン摺接部に関連した中心線回りの一側へ揺動されると、スプロケットは主軸先端の移動範囲の外側へ向けて移動され、またスプロケット台が他側へ揺動されると、スプロケットは主軸先端の移動範囲の内側へ向けて移動される。そして、スプロケットが前記他側への揺動されることにより、グリッパの移動軌跡の一部は主軸先端の移動範囲内の工具交換位置に移動されるものとなる。またスプロケット台の揺動にも拘わらずスプロケットとチェン摺接部との相対位置は不変となるため、スプロケットが移動されても、案内部材とスプロケットとによるチェン案内路の案内長は変化しないものとなり、従って搬送チェンは振動の原因をなすバネ力による案内長さ調整機構を設けないチェン案内路によりこの案内路との緊密状態に案内されるのであり、このことがチェン案内路による搬送チェンの案内状態の剛性を増大させ、搬送チェンによる工具の支持を安定的となす。
【００１３】
他方、前記チェン案内路が特定方向の変位可能に装設された可動案内部材と前記スプロケットとを具備し、搬送チェンが前記可動案内部材と前記スプロケットとの外周囲に掛け回され、スプロケット台がスライド支持手段による特定方向の変位可能となされるほか、スプロケット台と可動案内部材とがリンク機構を介して関連変位するものとなされ、動力駆動装置がスプロケット台をスライド変位させるように作動する。
【００１４】
これによれば、スプロケット台が特定方向へスライド変位されると、スプロケットは主軸先端の移動範囲の外側へ向けて移動され、またスプロケット台が他側へスライド変位されると、スプロケットは主軸先端の移動範囲の内側へ向けて移動される。そして、スプロケットが前記他側へスライド変位されることにより、グリッパの移動軌跡の一部は主軸先端の移動範囲内の工具交換位置に移動されるものとなる。また可動案内部材がリンク機構を介してスプロケット台の変位に連動するため、スプロケット台のスライド変位にも拘わらず可動案内部材とスプロケットとによるチェン案内路の案内長は変化しないものとなり、従ってこの発明の場合にも、請求項３記載の発明の場合と同様に、搬送チェンは振動の原因をなすバネ力による案内長さ調整機構を設けないチェン案内路によりこの案内路との緊密状態に案内されるののとなり、このことがチェン案内路による搬送チェンの案内状態の剛性を増大させ、搬送チェンによる工具の支持を安定的となす。
なお、本発明では請求項２に記載の通り、チェン摺接部を有する案内部材の支持軸と、スプロケット台の基部とを同心状になしてあり、且つ該軸心を通る鉛直線の下方に主軸ユニットの主軸が配設されており、また上記方形状の工具収納ケースに於ける下方の開放口に対し、スプロケット台の揺動移動と関連して開閉作動される開閉蓋を設けた構成になされている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜図５は第一実施例を示すものであり、図１は正面図、図２は側面図、図３は一部正面図、図４は一部側面図、図５は一部平面図である。
【００１６】
これらの図に於いて、１は上面の前部をワーク台部１ａとなされたベッド、２はベッド１上面の後部に起立状に固定されたコラム、３はコラム２前面に縦向きのガイドレール４を介して上下変位可能に装着された四角枠状の第一サドル、５は第一サドル３の前面に横向きのガイドレール６を介して左右変位可能に装着された四角枠状の第二サドル、７はこの第二サドル５の前後向き支持部５ａの上面に設けた前後向きのガイドレール８を介して前後変位可能に装着された主軸ユニットである。これらの構成は特開２００１−９６５２号公報に示すものと概略同一のものとなされている。
【００１７】
第一サドル３の駆動機構は次のようになされているのであって、即ち、コラム２上面の左右箇所にモータ台９を介して一対の第一モータ１０、１０を縦向きに固定し、これらモータ１０、１０で回転される左右一対のネジ軸１１、１１をコラム２前面に一定位置での回転可能に装設し、これらネジ軸１１、１１を第一サドル３の左右箇所に設けた図示しないナット体に螺入させ、左右の第一モータ１０、１０が作動することにより第一サドル３が上下駆動されるようになされている。
【００１８】
第二サドル５の駆動機構は、第一サド３ル前面の上部に第二モータ１２及び、このモータ１２で回転されるネジ軸１３を設け、このネジ軸１３を第二サドル５に固定されたナット体１４に螺入させ、第二モータ１２が作動することにより第二サドル５が左右駆動されるようになされている。
【００１９】
また主軸ユニット７の駆動機構は第二サドル５の前後向き支持部５ａの後端部に第三モータ１５を固定すると共に主軸ユニット７の下方に送り機構１６を設け、第三モータ１５の作動により送り機構１６の作動部材が連動して主軸ユニット７が前後駆動されるようになされている。
この主軸ユニット７には主軸１７が特定位置での回転変位自在に装着されているのであり、この主軸１７は主軸ユニット７に組み込まれた図示しない主軸モータで回転駆動されるものとなされている。
【００２０】
上記コラム２の上面中央部には前後向きの支持フレーム１８が前方への張出状に固定されており、この支持フレーム１８の前部に工具交換装置１９が組み付けてある。この工具交換装置１９にはチェン案内路用の動力位置変更手段が形成されるのであり、この動力位置変更手段は、スプロケット２５を支持したスプロケット台２３と、このスプロケット台２３を特定軌跡上の位置変更可能に支持するものとした支持機構と、前記スプロケット台２３を前記特定軌跡上で変位させるための動力駆動装置としての油圧シリンダ装置３０を備えたものとなす。
【００２１】
このようなものとなされる工具交換装置１９は主軸１７先端の移動範囲ａの外側に位置させるのであり、その詳細について説明すると次のとおりである。
即ち、支持フレーム１８先端のフランジ部１８ａに下面の大部分が開放された方形状の工具収納ケース２０が固定してあり、この工具収納ケース２０内の略中央箇所には前記フランジ部１８ａに形成された支持孔に嵌合されボルト固定された前後向き支持軸２１がフランジ部１８ａから前方への張出状に設けてある。
【００２２】
支持軸２１の前端面には前方視円形状のチェン摺接部２２ａを有する案内部材２２を支持軸２１と同心状にボルト固定し、また支持軸２１の周面部には細長状のスプロケット台２３の基部を転がり軸受２４を介して揺動変位自在に外嵌させている。この際、支持軸２１及び軸受２４がスプロケット台２３を特定軌跡上での変位可能に支持するための支持機構をなす。
【００２３】
スプロケット台２３の先端部の前面にはスプロケット２５が前後向きの支持軸２６及び転がり軸受を介して回転自在に装着してあり、またスプロケット台２６の前面の長さ途中箇所にはインデックスモータ２７を固定し、このモータ２７の出力軸とスプロケット２６とを歯車機構を介して連動連結している。この際、インデックスモータ２７はモータ本体部２７ａとモータ制御部２７ｂとからなっている。
【００２４】
スプロケット台２３の裏面の長さ途中箇所には前後向き結合軸２８を工具収納ケース２０の後面壁に形成された透孔ｂを通じて後方へ張り出した状態に固定し、一方、支持フレーム１８の前部の左右向き縦壁部１８ｂの前面に側面視Ｊ形のシリンダ受け部材２９を固定し、この受け部材２９に動力駆動装置としての油圧シリンダ装置３０の下部を前後向き軸３１を介して揺動可能に装着すると共に、前記結合軸２８にこの油圧シリンダ装置３０の出力ロッドの先端部を揺動自在に装着し、油圧シリンダ装置３０の伸縮作動によりスプロケット台２３が前記支持軸２１回りへ揺動される構成となしている。
【００２５】
前記チェン摺接部２２ａとスプロケット２５とで形成されたチェン案内路上に無端状の搬送チェン３２を位置させるべくチェン摺接部２２ａとスプロケット２５とに搬送チェン３２を掛け回しており、この搬送チェン３２の長手方向適当間隔毎に、１つの工具ホルダ３３を把持するものとしたグリッパ３４を形成している。
ここに、チェン案内路とはチェン摺接部２２ａとスプロケット２５に搬送チェン３２を弛みのない状態に掛け回して周回移動させたときの搬送チェン３２の移動軌跡に合致した仮想上の箇所を云うものである。
【００２６】
各グリッパ３４は搬送チェン３２のリンク部材３２ａの前面に、略半円形状の凹み部３５ａ（図１参照）を有する板状の本体部材３５をボルト固定し、この本体部材３５の左右箇所に一対の棒状フィンガー３６、３６を前後向き軸３７、３７回りの揺動可能に装着し、これらフィンガー３６、３６の支持軸２１側の端部間箇所にこれら端部を離反させるように作用する図３に示す圧縮スプリング３８を装着した構造となされている。なお、図中には代表的に、１つのグリッパ３４について圧縮スプリング３８を装着した状態を示しているが、この圧縮スプリング３８は他のグリッパ３４についても同様に装着されるものである。
【００２７】
このように形成された各グリッパ３４は、一対の棒状フィンガー３６、３６の外側の端部間の外方から工具ホルダ３３の環状係合溝部３３ａを適当力で押し込まれることにより、これらフィンガー３６、３６が環状係合溝部３３ａに押し拡げられて工具ホルダ３３は一対の棒状フィンガー３６、３６間に進入し、進入後は圧縮スプリング３８により弾圧される一対の棒状フィンガー３６、３６の外側端部と凹み部３５ａの周縁とが工具ホルダ３３の環状係合溝部３３ａに弾圧状の密状に嵌合して工具ホルダ３３を確実に把持した状態となり、逆にこのようにグリッパ３４で把持された状態の工具ホルダ３３に一対の棒状フィンガー３６、３６の外端部間の内方から外方へ向かう力を付与することにより、工具ホルダ３３の環状係合溝部３３ａが一対の把持フィンガー３６、３６を押し拡げてこれらフィンガー３６、３６間から工具ホルダ３３が抜け出るのを許容するように作動するものとなされている。
【００２８】
各グリッパ３４には工具ホルダ３３の１つづつが把持させてあり、このように把持された各工具ホルダ３３は種々異なる工具３３ｂを装着されたものとなされている。
【００２９】
次に上記した第一実施例に係るマシニングセンタの作動について説明する。
主軸１７は第一、第二及び第三モータ１０、１２、１５の作動により上下方向、左右方向及び前後方向へ平行移動されるのであり、また図４中の仮想線箇所ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４は何れも主軸７先端の移動範囲の限界位置に移動した主軸先端箇所を示しており、符号ｄで示す一点鎖線の四角部分が主軸１７中心の正面視移動範囲を示している。
【００３０】
工具交換装置１９の作動は次のように行われる。
先ず主軸１７先端に工具ホルダ３３が装着されてない状態の下で、グリッパ３４の把持した工具ホルダ３３を主軸１７に装着する場合のグリッパ３４と主軸１７との間の直接的な工具交換の作動例を説明する。
【００３１】
主軸１７は工具交換位置の真後ろに移動されるのであり、この一方で油圧シリンダ装置３０が図３及び図４に示すように短縮状態となって、スプロケット台２３が支持軸２１回りの真下方向位置に移動され、これによりスプロケット２５は主軸１７先端の移動範囲ａに最も近接した状態となり、グリッパ３４の移動軌跡の一部はその工具交換位置に位置される。
【００３２】
このようなスプロケット台２３の移動の一方では必要に応じてインデックスモータ２７が作動されて、搬送チェン３２がそのチェン案内路上を周回移動するのであり、この移動により、これから装着されるべき工具３３ｂを保持した工具ホルダ３３を把持したグリッパ３４が図３及び４に示すようにその工具交換位置に停止される。
【００３３】
次に第三モータ１５が作動して、主軸１７先端がその工具交換位置に前進するのであり、これにより工具ホルダ３３のシャンク部３３ｃが主軸１７前面中心箇所の挿入孔に進入し、この進入作動が終了したとき主軸１７内に形成された公知のクランプ機構１７ａがシャンク部３３ｃの後端箇所ｅを把持して引張し、工具ホルダ３３は抜け出しの規制された密状に主軸１７に固定されるものとなる。
【００３４】
この後、第一モータ１０、１０が作動して、主軸１７は下降されるのであり、この下降により工具ホルダ３３は圧縮スプリング３８の弾力によるグリッパ３４の把持力に逆らってそのグリッパ３４から抜き出されるのである。
【００３５】
次は、主軸１７先端に装着されている工具ホルダ３３を主軸１７から抜き取り、工具ホルダ３３を把持してない状態（空状態）のグリッパ３４に、その工具ホルダ３３を把持させる場合のグリッパ３４と主軸１７との間の直接的な工具交換の作動例を説明する。
【００３６】
工具３３ｂの装着された主軸１７はその工具交換位置の真下に移動されるのであり、一方では油圧シリンダ装置３０が先と同様に図３等に示すように短縮状態となって、スプロケット台２３が支持軸２１回りの真下方向位置に移動され、この移動後に、必要に応じてインデックスモータ２７が作動されて、搬送チェン３２が周回移動し適時に停止される。これにより、工具ホルダ３３を把持すべき空状態のグリッパ３４が図３などに示すようにその工具交換位置に停止される。
【００３７】
次に第一モータ１０、１０が作動して、主軸１７がその工具交換位置に上昇されるのであり、これにより主軸１７に装着された工具ホルダ３３の環状係合溝部３３ａが工具交換位置にあるグリッパ３４の一対の棒状フィンガー３６、３６間の内方に圧縮スプリング３８の弾力に抗しつつ進入し、この進入が終了したとき、工具ホルダ３３はグリッパ３４に確実に把持された状態となり、この後、主軸１７内に形成された公知のクランプ機構１７ａが工具ホルダ３３のシャンク部３３ｃの後端箇所ｅの把持を解放するのであり、これにより工具ホルダ３３は主軸１７先端から抜き出し可能な状態となる。次に第三モータ１５が作動し、主軸１７は後方へ移動されるのであり、この移動により工具ホルダ３３は主軸１７から抜き出されるのである。
【００３８】
上記のような工具交換において工具収納ケース２０から外方へ移動された状態のグリッパ３４やこれに把持された工具ホルダ３３などは工具交換の終了したとき或いは作業終了時などに工具収納ケース２０内に収納することが必要となるが、この場合の作動について説明すると、油圧シリンダ装置３０が伸張作動されて、スプロケット台２３が支持軸２１回りへ揺動され、この後、スプロケット台２３が図１に示す位置に達したときその揺動を停止されるのであり、これによりスプロケット台２３はその位置を図１及び図２に示すように保持され、各グリッパ３４及びこれに把持された工具ホルダ３３は工具収納ケース２０内に位置して完全に主軸１７先端の移動範囲ａから外れた状態となる。なお、この状態では、主軸１７は工具交換装置１９の構成部分と干渉することなく移動することができる。
【００３９】
スプロケット台２３が支持軸２１回りへ揺動されるときの、スプロケット２５とチェン摺接部２２ａとの関係を見ると、スプロケット２５は案内部材２２の前後向き中心線に合致した支持軸２１回りへ公転変位するため、これらの相対位置はスプロケット台２３の揺動にも拘わらず何ら変化せず、チェン摺接部２２ａやスプロケット２５からなる搬送チェン３２用のチェン案内路の全長は常に一定となり、従って搬送チェン３２はスプロケット台２３の揺動範囲の任意位置においてチェン摺接部２２ａとスプロケット２５により剛性を大きく保持されるものとなるチェン案内路によって安定的に案内されるものとなる。
【００４０】
次に本発明の第二実施例であるマシニングセンタの、第一実施例と相違する部分について説明する。
図６〜図１０は上記第二実施例であるマシニングセンタを示しており、図６は正面図、図７は側面図、図８は一部正面図、図９は一部側面図、図１０は一部平面図である。これらの図において第一実施例と同一部位には同一符号が付してある。
【００４１】
支持フレーム１８の前部に補強部材１８ｃを介して左右一対からなる左右向きの縦向き支持面部１８ｅ、１８ｅが形成してあり、これら縦向き支持面部１８ｅ、１８ｅと支持フレーム１８の前端下部に形成されたフランジ部１８ｄとに工具収納ケース２０が固定してあり、この際、前記縦向き支持面部１８ｅ、１８ｅの前面はこの工具収納ケース２０の内方に開放されている。
【００４２】
左右の縦向き支持面部１８ｅ、１８ｅのそれぞれの前面上部には縦向き支持面部に固定された縦向きの一対のガイドレール３７、３７を介して上下変位可能に装着された可動案内部材３８が設けてあり、また各可動案内部材３８の下側には同じ側の縦向き支持面部１８ｅにボルト固定された案内部材３９が設けてある。
【００４３】
この際、各可動案内部材３８はガイドレール３７、３７に支持された細長状の正面視略三角形状となされた台部３９と、この台部３９の前面上部にボルト固定され円弧状のチェン摺接部４０ａを有する正面視円形の案内部４０とを有するものとなされており、また案内部材３９は比較的曲がり半径の大きい円弧状のチェン摺接部３９ａを有するものとなされている。
【００４４】
左右の縦向き支持面部１８ｅ、１８ｅの中間箇所にはスプロケット台２３が配置してあり、このスプロケット台２３は各縦向き支持面部１８ｅ、１８ｅの内方側の側縁に設けたガイドレール４２ａ、４２ａとこれにスライド変位自在に支持されたサドル部材４２ｂからなるスライド支持機構４２を介して上下変位可能に支持されており、またスプロケット台２３の前面下部に前後向きの支持軸４３を固設し、この支持軸４３を介してスプロケット２５を回転可能に装着すると共に、スプロケット台２３の前面でスプロケット２５の上側には先と同様なインデックスモータ２７が固定されている。
【００４５】
スプロケット台２３の後側で支持フレーム１８の上面箇所には動力駆動装置としての油圧シリンダ装置３０が起立状に固定してあり、このシリンダ装置３０の出力ロッドの先端部とスプロケット台２３の後面とを結合板部材４４を介して結合し、油圧シリンダ装置３０の伸縮作動によりスプロケット台２３が上下駆動されるようになしている。
【００４６】
左右の可動案内部材３８、３８はスプロケット台２３にリンク機構４５を介して連動連結されており、この際、リンク機構４５は左右一対の棒状リンク部材４６を有し、各リンク部材４６の外側の一端を、その対応する縦向き支持面部１８ｅに固定された図１０に示す横張り出し部材４７の先部に支持軸４８を介して揺動可能に装着すると共に各リンク部材４６の内側の一端に形成された長孔ｆをスプロケット台２３の前面のその対応する側の側部に突設されたピン部材４９に係合させ、また各リンク部材４６の長さ途中に形成された特定曲がり形状となされた案内用長孔ｇにその対応する側の可動案内部材３８の台部３９の前面に突設されたピン部材５０を係入させ、可動案内部材３８がスプロケット台２３の上下変位に連動して適当量だけ変位するように作動するものとなされている。
【００４７】
そして可動案内部材３８、３８、案内部材３９、３９及びスプロケット２５で形成されたチェン案内路上に無端状の搬送チェン３２を位置させるべく、可動案内部材３８、３８の案内部４０、４０、案内部材３９、３９及びスプロケット２５に搬送チェン３２を掛け回している。ここにチェン案内路とは可動案内部材３８のチェン摺接部４０ａ、案内部材３９のチェン摺接部３９ａ、及びスプロケット２５に搬送チェン３２を弛みのない状態に掛け回して周回移動させたときの搬送チェン３２の移動軌跡に合致した仮想上の箇所を云うものである。
【００４８】
次に上記した第二実施例に係るマシニングセンタの固有構造部分の作動について説明する。
油圧シリンダ装置３０が伸張作動されることにより、スプロケット台２３及びスプロケット２５がガイドレール４２、４２に案内されて下方へ移動され、搬送チェン３２の移動に伴う各グリッパ３４の移動軌跡の一部が図８及び図９に示すようにグリッパ３４の工具交換位置に位置するものとなり、この状態でインデックスモータ２７が作動され、搬送チェン３２が可動案内部材３８、３８、案内部材３９、３９及びスプロケット２５により形成されたチェン案内路上を周回移動し、任意な１つのグリッパ３４がその工具交換位置に停止されるものとなる。
【００４９】
一方、油圧シリンダ装置３０が短縮作動されることにより、スプロケット台２３及びスプロケット２５がガイドレール４２ａ、４２ａに案内されて上方へ移動され、各グリッパ３４及びこれに把持された工具ホルダ３３が工具収納ケース２０内に収納され完全に主軸１７先端の移動範囲外に移動された状態となる。
【００５０】
上記したスプロケット台２３の上下移動中には、リンク機構４５の一対のリンク部材４６、４６が長孔ｆとピン部材４９の係合によりスプロケット台２３と連動して支持軸４８回りへ揺動し、このリンク部材４６の揺動が案内用長孔ｇの周面に案内されるピン部材５０を介して可動案内部材３８を連動させ、これにより可動案内部材３８、３８、案内部材３９、３９及びスプロケット２５からなる搬送チェン用のチェン案内路の全長は常に一定に保持される。従って搬送チェン３２はスプロケット台２３の上下移動範囲の任意位置においてチェン摺接部３９ａ、４０ａとスプロケット２５により剛性を大きく保持されるものとなる前記チェン案内路によって安定的に案内されるものとなる。
【００５１】
この第二実施例においてスプロケット台２３を上下変位させることは、工具収容ケース２０内のグリッパ３４の移動軌跡の一部をグリッパ３４の工具交換位置に移動させる際のスプロケット２５の移動通路をなす工具収納ケース２０の下面の開口ｈを第一実施例のそれに較べて小さくて足りるものとなす。
【００５２】
上記各実施例において、工具交換装置１９は主軸１７の移動範囲ａ外の上方に存在するため、グリッパ３４、搬送チェン３２及びスプロケット２５などが工具収納ケース２０内に移動されている限り、主軸１７先端の工具３３ｂによる工作中に飛散する切削屑は、これらに降りかかることは生じ難いのであるが、これをさらに厳密に阻止するため、工具収納ケース２０の下面の開口ｈに開閉蓋を設け、この開閉蓋をスプロケット台２３の移動に関連して開閉作動させるようになすことも差し支えない。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように構成した本発明によれば、主軸先端の移動範囲の外側に配置されチェン案内路上を周回移動し長さ方向の適当間隔箇所毎にグリッパを装着されてなる無端状の搬送チェンを有する工具収納部を備えた工具交換装置において、工具交換アームを設けないでも、グリッパと主軸との間の直接的な工具交換を迅速且つ確実に行わせることができるものであり、従って多数の工具を使用する工作であってもコンパクトな機構により能率的に行うことが可能となるのである。
【００５４】
上記本発明によれば、スプロケットの移動により、グリッパの移動軌跡の一部が主軸先端の移動範囲内の工具交換位置に移動されて、グリッパと主軸との間の直接的な工具交換が的確に行われるのものとなり、またスプロケットを駆動することにより搬送チェンを的確に周回移動させることが可能となるものである。
【００５５】
本発明で、スプロケット台を揺動変位させることは、グリッパの移動軌跡の一部を主軸先端の移動範囲内の工具交換位置に移動させ、グリッパと主軸との間の直接的な工具交換を行わせることができるものであり、またスプロケット台の揺動にも拘わらずチェン案内路の案内長さが不変となり、従って案内部材とスプロケットとで形成されるチェン案内路による搬送チェンの案内状態の剛性を増大させることができ、搬送チェンによる工具の支持をより安定的となすことができる。さらに円形状の案内部材、スプロケット台及びスプロケットがスプロケットの移動にも拘わらず搬送チェンのチェン案内路の長さを一定に保持する構成を簡易に実現させるものとなる。
【００５６】
請求項２に記載したものによれば、スプロケット台をスライド変位させることにより、グリッパの移動軌跡の一部を主軸先端の移動範囲内の工具交換位置に移動させ、グリッパと主軸との間の直接的な工具交換を行わせることができるものであり、また案内部材とスプロケットとで形成されるチェン案内路による搬送チェンの案内状態の剛性を増大させることができ、搬送チェンによる工具の支持をより安定的となすことができる。なお、上記した本発明装置の構成によれば、工具交換装置側へ工作中に飛散する切削屑が、これに向かって降りかかることはないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第一実施例のマシニングセンタの正面図である。
【図２】前記マシニングセンタの側面図である。
【図３】前記マシニングセンタの一部正面図である。
【図４】前記マシニングセンタの一部側面図である。
【図５】前記マシニングセンタの一部平面図である。
【図６】本発明に係る第二実施例のマシニングセンタの正面図である。
【図７】第二実施例のマシニングセンタの側面図である。
【図８】第二実施例のマシニングセンタの一部正面図である。
【図９】第二実施例のマシニングセンタの一部側面図である。
【図１０】第二実施例のマシニングセンタの一部平面図である。
【符号の説明】
１７主軸
１９工具交換装置
２２案内部材
２２ａチェン摺接部
２３スプロケット台
２５スプロケット
３０油圧シリンダ装置（動力駆動装置）
３２搬送チェン
３４グリッパ
４２スライド支持機構（スプロケット支持機構）
４５リンク機構
ａ主軸先端の移動範囲

Claims

ベッド上へ起立状に固定させたコラム、該コラムの前面にガイドレールを介して変位可能に装着させた四角枠状の第一サドルと、該第一サドルの前面にガイドレールを介して変位可能に装着させた四角状の第二サドルを備え、且つ上記第二サドルに設けた前後向きのガイドレールを介して前後変位可能に装着させた主軸ユニットを備えた横型マシニングセンターであって、上記コラム上へ前後向きの支持フレームを前方へ張出状に設けると共に、該支持フレームの前部へ前方視円形状のチェン摺接部を有する案内部材を、支持軸により同心状に固定させ、また上記支持軸の周面部には細長状のスプロケット台の基部を揺動変位自在に外嵌させ、これにより無端状となした長さ方向の適当間隔箇所毎にグリッパの装着されるチェン案内路を形成した工具交換装置を取付け、上記工具交換装置に於けるグリッパの移動軌跡の一部が、任意時に上記主軸ユニットに於ける主軸の前後移動する特定箇所へ位置されるものとする動力位置変更手段を備えさせた構成を特徴とする横型マシニングセンターの工具交換装置。
上記工具交換装置に於いてチェン摺接部を有する案内部材の支持軸と、スプロケット台の基部とは同心状になしてあり、且つ該軸心を通る鉛直線の下方に主軸ユニットの主軸が配設される構成を特徴とした請求項１記載の横型マシニングセンターの工具交換装置。