JP3868079B2

JP3868079B2 - 自動工具交換装置

Info

Publication number: JP3868079B2
Application number: JP23601397A
Authority: JP
Inventors: 博樹田沢; 朋範板津
Original assignee: Yamazaki Mazak Corp
Current assignee: Yamazaki Mazak Corp
Priority date: 1997-09-01
Filing date: 1997-09-01
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2017-09-01
Also published as: JPH1177467A

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。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械の主軸に対して工具を自動的に交換する装置は、主軸から排出される工具と主軸に供給する工具を、工具のフランジ部で把持する把持装置を備え、主軸から工具を抜き出すとともに、把持装置を旋回動させて供給する工具を主軸に差し込む機能を備える。
【０００３】
工具の把持装置は、工具のフランジ部を両側から把持するグリッパを有し、グリッパはスプリング等により常時閉じる方向に付勢される。
工具の交換位置にあっては、グリッパは開閉する必要があるが、その他の位置にあっては、グリッパの開放を規制して工具の脱落を防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
グリッパの開放を規制する手段として、グリッパを機械的にロックする構造が採用される。
工具交換装置は工作機械の機種毎に用意されるのが通例であって、グリッパのロック装置は、工具交換装置を工作機械に取り付けた状態で調整されていた。
したがって、自動工具交換装置の単体での調整、試運転が困難であった。
そこで本発明は、異なる機種の工作機械に装備することができるグリッパの機械的なロック装置を内蔵し、ユニット化された自動工具交換装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動工具交換装置は、基本的手段として工作機械への取付部を有する本体と、該本体に形成されるシリンダ部に支持されるシャフトと、シャフトを該伸縮及び旋回動させる駆動手段と、前記シャフトの先端に装備される工具把持装置とを有する。そして、前記工具把持装置は、前記シャフトの先端に固着される本体と、該本体に対して揺動自在に支持されて工具のフランジ部を把持するグリッパと、該グリッパを閉じる方向に付勢するスプリングと、前記グリッパの開放を規制するロック装置とを備え、該ロック装置は、前記シャフトが伸長される工具交換位置でのみ解除されるようにしている。
【０００６】
更に、前記ロック装置は、前記シャフトに平行に配設されるロッドと、該ロッドの先端に取り付けられるロック部材と、該ロック部材をグリッパに向けて付勢するスプリングと、前記ロッドの前進位置を規制するストッパを備えるものであることを前提とする。
【０００７】
前記前提のもとで、前記自動工具交換装置のシリンダ部は、前記ロッドを支持するリング装置を備えるとともに、該リング装置は、前記シリンダに固着される内側リング部材と、該内側リング部材に回動自在に支持される外側リング部材とを備えている。そして、前記ロッドは、前記外側リング部材を貫通するとともに、前記ロッドの前進位置を規制するストッパが前記ロッドの端部に設けられていることを特徴とする。また、内側リング部材は、前記シリンダ部に形成されるねじ部に螺合され、軸方向の位置が調整する手段を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の自動工具交換装置（ＡＴＣ装置）の全体構成を示す側面図、図２は平面図、図３は正面図である。
全体を符号１で示す自動工具交換装置は、本体１０、モータ２０、減速装置３０、シャフト５０、ガイドロッド６０の先端に装備される工具把持装置１００等を備えるもので、ユニット化された構造を有する。
【０００９】
そこで、このユニット化された自動工具交換装置１は、取付相手である工作機械３００の取付部３１０に対して、ボルト３１２によって装着される。
シャフト５０は、矢印Ａ，Ｂ方向に摺動するとともに、軸線まわりに矢印Ｒ方向に旋回動する。
シャフト５０の先端部に装備される工具把持装置１００は、ベースとなるブラケット１１０を有し、ブラケット１１０に対して、ピン１３２で揺動自在に支持される４個のグリッパ１３０を備える。対向して配設される２個のグリッパ１３０は、それぞれ工具２００のシャンクのフランジ部２２０を把持する機能を備える。
【００１０】
図２は、自動工具交換装置１と工作機械の主軸３２０との位置関係を示し、工具把持装置１００に把持された工具２００を主軸３２０に対して着脱する。工具把持装置１００は、工具２００のフランジ部２２０を把持しているので、主軸３２０の軸線に対して直交する方向に主軸を移動して、工具把持装置１００のグリッパから工具を引き出す。
シャフト５０の両側部には、ガイドロッド６０が配設される。このロッド６０は、工具把持装置１００に連結されるとともに、リング装置７０により摺動自在に支持される。リング７０は、その内周部が本体１０と一体のシリンダ部４０に固定され、外周部はリング部材を回転自在に支持する。
【００１１】
図４はシャフト５０、ロッド６０と、工具把持装置１００の構造を示す説明図、図５は工具把持装置の正面図、図６はロッド６０の先端部に設けられるロック装置の説明図、図７はロック装置の作用を示す説明図である。
【００１２】
シャフト５０の先端部に装備される工具把持装置１００は、固定装置１１１によりシャフト５０の先端に固定される本体１１０と、本体１００に対してピン１３２で揺動自在に支持されるグリッパ１３０を有する。４個のグリッパ１３０は、対向する２個のグリッパで２基の工具把持手段を構成する。
【００１３】
対向する２本のグリッパの先端部は円弧部１３４を有し、本体１１０に取り付けたコマ１１４と協働して工具２００のシャンク２１０のフランジ部２２０を把持する。
本体１１０を貫通する穴内に配設されるスプリング１４２は、ピン１４０を外方へ向けて付勢し、ピン１４０はグリッパ１３０の後部を外側に向けて付勢する。
【００１４】
常時は、このスプリングの作用でグリッパ１３０は本体１１０のテーパ面１１２に当接しており、工具が押し込まれたときには、スプリング力によって工具のフランジ部を把持する。
工具は、このスプリング力によって把持されるが、工具交換位置以外の状態にあっては、グリッパを機械的にロックして安全性を確保する。
【００１５】
ロック部材１５０は、ロッド６０の先端部にビス１５２により固着される。工具把持装置の本体１１０にボルト１２４で固着されるキャップ１２０内には、スプリング１２２が配設され、ロック部材１５０をロッド６０とともに、図４の矢印Ａ₂方向に付勢する。
【００１６】
ロッド６０の後端部は、リング装置７０により支持される。リング装置７０は、シリンダ４０の外周部に形成されるねじ部に螺合する内側リング部材７２を有し、内側リング部材７２は、ロックナット７４により位置決めされる。
この内側リング部材７２の外側に取り付けられる外側リング部材７１は、摺動部７６を介して回転自在に支持される。
【００１７】
この構成により、ロック部材１５０を取り付けたロッド６０は、工具把持装置１００がシャフト５０とともに旋回動すると、外側リング部材７１とともに旋回動する。また、シャフト５０が工具把持装置１００とともに引き込まれると、ロッド６０も外側リング部材７１に案内されて引き込まれる。
シャフト５０が矢印Ａ₁方向に押し出されると、ロッド６０も一体となって矢印Ａ₂方向に移動する。ロッド６０の後端部にはストッパ６２が取り付けてある。そこで、ストッパ６２が外側リング部材７１に当接した位置でロッド６０の矢印Ａ₂方向への移動は停止する。
【００１８】
シャフト５０を矢印Ａ₁方向へさらに移動させると、工具把持装置１００の本体１１０はシャフト５０とともに移動し、ロッド６０の先端に取り付けたロック部材１５０は、その位置に停止するから、ロック部材１５０は本体１１０に対して相対的に移動し、スプリング１２２は圧縮される。
【００１９】
図８はロック部材１５０の平面図、図９は側面図、図１０は正面図である。
ロック部材１５０は有底の穴１５４を有し、先端部近傍に板カム部材１６０が設けられている。有底穴１５４はコイルスプリング１２２を収容し、底部１５５はスプリング１２２により押圧される。板カム部材１６０は、テーパ面１６２を有し、図７に示すようにこのテーパ面１６２がグリッパ１３０の対向するテーパ面１３６に係合することで、グリッパ１３０の揺動はロックされる。
【００２０】
そこで、シャフト５０が最先端まで伸長した位置にあっては、ロック部材１５０はグリッパ１３０を解放し、工作機械の主軸３２０や工具マガジンとの間で工具を交換することができる。
シャフト５０を引き込む最初のストロークで、ロック部材１５０はスプリング１２２の作用でグリッパ１３０の後端部に押し込まれ、グリッパ１３０の開放はロックされる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の自動工具交換装置は、以上のようにユニット化された構造を備え、主軸が水平方向に配設された横型の工作機械や主軸が垂直方向に配設された縦型の工作機械に対して装備することができる。
そこで、工作機械の異なる機種に対して共通化が可能となり、コストが低減できる。
また、単体で調整や試運転ができるので、機械総組立のリードタイムを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動工具交換装置の側面図。
【図２】本発明の自動工具交換装置の下面図。
【図３】本発明の自動工具交換装置の正面図。
【図４】本発明の自動工具交換装置の工具把持装置の説明図。
【図５】本発明の自動工具交換装置の工具把持装置の正面図。
【図６】本発明の自動工具交換装置のロック装置の説明図。
【図７】本発明の自動工具交換装置のロック機構の説明図。
【図８】本発明の自動工具交換装置のロック部材の平面図。
【図９】本発明の自動工具交換装置のロック部材の側面図。
【図１０】本発明の自動工具交換装置のロック部材の正面図。
【符号の説明】
１自動工具交換装置
１０本体
２０モータ
３０減速装置
４０シリンダ部
５０シャフト
６０ロッド
７０リング装置
１００工具把持装置
１１０本体
１３０グリッパ
１５０ロック部材
２００工具
２１０シャンク
２２０フランジ
３００工作機械
３２０主軸

Claims

工作機械への取付部を有する本体と、該本体に形成されるシリンダ部に支持されるシャフトと、該シャフトを伸縮及び旋回動させる駆動手段と、前記シャフトの先端に装備される工具把持装置とを有し、該工具把持装置は、前記シャフトの先端に固着される本体と、該本体に対して揺動自在に支持されて工具のフランジ部を把持するグリッパと、該グリッパを閉じる方向に付勢するスプリングと、前記グリッパの開放を規制するロック装置とを備え、該ロック装置は、前記シャフトが伸長される工具交換位置でのみ解除されるようにし、更に、前記ロック装置は、前記シャフトに平行に配設されるロッドと、該ロッドの先端に取り付けられるロック部材と、該ロック部材を前期グリッパに向けて付勢するスプリングと、前記ロッドの前進位置を規制するストッパとを備えてなる自動工具交換装置において、
前記自動工具交換装置の前記シリンダ部は、前記ロッドを支持するリング装置を備えるとともに、該リング装置は、前記シリンダに固着される内側リング部材と、該内側リング部材に回動自在に支持される外側リング部材とを備えており、前記ロッドは、前記外側リング部材を貫通するとともに、前記ロッドの前進位置を規制するストッパがロッドの端部に設けられていることを特徴とする自動工具交換装置。
前記内側リング部材は、前記シリンダ部に形成されるねじ部に螺合され、軸方向の位置を調整する手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の自動工具交換装置。