JP3869124B2 - マトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置 - Google Patents
マトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、マトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の工具マガジン(登録実用新案第3002625号公報)においては、図5に示されるように工作機械の工具主軸Aの軸線方向(Z方向)と平行な左右方向に複数の櫛形工具保持プレートPが所定間隔を有して配置され、各プレートPには左右方向の一端が開口するU字状の工具保持溝Gが上下方向(Y方向)に所定間隔で形成されている。
【0003】
前記工具保持プレートPの背面側には、図6に示されるようにハンドキャリアHが、左右方向および上下方向にそれぞれサーボモータSにより駆動される送りネジ機構Nにより割出し位置決め可能に案内されている。ハンドキャリアHには、その移動平面(Z−Y平面)と直交するX方向にハンド機構が前後動可能に支持される。
【0004】
工作機械の工具主軸Aに装着すべき工具TをマガジンMから取出す場合、ハンド機構をその工具と同心に整列するようにハンドキャリアHがZ−Y平面内で移動され、その後ハンド機構がX方向に前進して、工具Tのシャンク部を把持する。この把持状態で、ハンドキャリアHはZ方向に移動されて工具Tを工具保持溝Gから釈放し、X方向に後退した後、X−Y平面内で移動されて工具主軸側へ向かって移動される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の工具マガジンは、前記マガジンM内の保持状態において、各工具Tが、刃先部を前記工具保持プレートPからX方向の正面側に突き出している。このため、作業者が不要となった工具Tを前記マガジンMの正面側に取出し、代わりの工具TをマガジンMへ装填する場合、作業者は自分に向かって突き出ている多数の刃先部の間から両手をマガジンM内に入れて工具Tの取外および装填を行っており、作業性が悪く、時として手や腕が負傷することも生じ得る。
【0006】
作業者が工具Tの取外および装填作業を行っている間、工具Tの背面側でのハンドキャリアHの移動は保安回路により停止されるように構成することもできるが、作業者間の連絡ミス等により各機構が予期せぬ動作をする恐れが有り、この場合、工具主軸Aから返却された工具Tを把持するハンドキャリアHが、作業者が取外および装填作業を行っている工具の貯蔵領域に侵入し、マガジンM内に差し入れている作業者の両腕を負傷させることも起こり得る。
【0007】
そこで本発明者は、多数の工具をマトリックス状に保持する保持部を有する保持部材を有し、この保持部材の背部側で左右方向、上下方向および前後方向にハンド機構の位置決め可能な形式の工具マガジンにおいて、作業者による工具の取外および装填を容易かつ安全にする観点より、工具マガジンの一部に工具の取外および装填領域を設定し、工具の取外および装填を工具マガジンの前記領域の外部において行うことに着目した。
【0008】
また本発明者は、上記着目点に基づき、前記保持部材を、前記工具マガジンの一部に画定された取外および装填領域からこの領域の外方への移動可能とし、移動機構により前記取外および装填領域内における前記保持プレートを前記領域の外方へ移動させて、前記領域の外部において前記工具の取外および装填を行うという本発明の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重ねた結果、作業者による工具の取外および装填を容易かつ安全にするとともに、作業者が工具の取外および装填作業をしている間は、ハンド機構に把持された工具がその作業領域へ侵入することを阻止することにより、作業者が手や腕を負傷することを回避するという目的を達成する本発明に到達した。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、
多数の工具をマトリックス状に保持する保持部を有する保持部材を有し、この保持部材の背部側で左右方向、上下方向および前後方向にハンド機構を位置決め可能な形式の工具マガジンにおいて、
前記保持部材は、前記ハンド機構に保持された工具がし得る前記工具マガジンの一部に画定された取外および装填領域から前記工具マガジンの外方への移動が可能であり、
前記取外および装填領域内における前記保持部材を前記工具マガジンの前記取外および装填領域から外方へ移動させる移動機構を備えた
ものである。
【0010】
本発明(請求項1に記載の第1発明)のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、
多数の工具をマトリックス状に保持する保持部を有する保持部材を有し、この保持部材の背部側で左右方向、上下方向および左右−上下平面と直交する前後方向にハンド機構を位置決め可能な形式の工具マガジンにおいて、
前記保持部材は可動保持プレートおよび固定保持プレートを有し、
前記可動保持プレートは前記工具マガジンの正面側の一部に画定され前記ハンド機構に保持された工具が侵入し得る取外および装填領域から前記工具マガジンの正面側の前記ハンド機構に保持された工具の侵入領域の外部への移動が可能であり、
前記取外および装填領域内の前記保持部材を前記工具マガジンの正面側の前記ハンド機構に保持された工具を侵入領域の外部へ移動させるプレート移動機構を備え、
前記固定保持プレートおよび前記可動保持プレートにそれぞれ設けられた前記保持部が、左右方向の一端が開口するU字状溝であり、
前記取外および装填領域内における前記可動保持プレートを、前記プレート移動機構により上下方向に延びる軸線の周りで旋回可能に設けた
ものである。
【0011】
本発明(請求項2に記載の第2発明)のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、
前記第1発明において、
前記可動保持プレートのU字状の保持溝の開口部が、旋回動作端においてマガジンの作業者が立つ正面側に向くように形成されている
ものである。
【0012】
本発明(請求項3に記載の第3発明)のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、
前記第1発明又は第2発明において、
前記取外および装填領域内で前記可動保持プレートが前記固定保持プレートと左右方向に整列している状態では、前記ハンド機構が把持した工具を前記取外および装填領域内へ移動して前記可動保持プレートに保持させることを許容するが、取外および装填作業のために前記可動保持プレートが前記整列位置から移動した状態では少なくとも前記ハンド機構に把持された工具と干渉する位置に進出する可動の防護シェルを設け、
該防護シェルを前記可動保持プレートの移動に連係させる連係機構を設けた
ものである。
【0013】
本発明(請求項4に記載の第4発明)のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、
前記第3発明において、
前記プレート移動機構を、握りと、この握りを介して上下動される可動要素と、この可動要素の上下運動に応動して防護シェルを上下移動させる前記連係機構を含む機構と、この可動要素の上下運動に応動して前記可動保持プレートを移動させるように旋回運動するレバー機構とで構成した
ものである。
【0014】
本発明(請求項5に記載の第5発明)のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、
前記第4発明において、
前記連係機構を、前記可動要素の上下動により上下平面内で循環するチエーン機構と、前記可動要素の上下運動を拡大して前記チエーン機構のチエーンに伝える倍速機構とで構成し、
このチエーンの循環動作を前記防護シェルに伝達すると共に、前記レバー機構に伝達するようにした
ものである。
【0015】
【発明の作用および効果】
上記構成より成る本発明のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、前記移動機構によって、前記ハンド機構が把持した工具をさせる前記取外および装填領域から前記保持部材を前記領域の外方へ移動させるので、前記領域の外部において前記工具の取外および装填を行うことができるため、作業者による工具の取外および装填を容易かつ安全にするという効果を奏する。
【0016】
上記構成より成る第1発明のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、作業者の操作により、前記プレート移動機構により、左右方向の一端が開口するU字状溝の前記保持部が設けられた前記可動保持プレートを上下方向に延びる前記軸線の周りに旋回させるので、前記領域の外部において前記工具の取外および装填を行うことができるため、作業者による工具の取外および装填を容易かつ安全にするという効果を奏する。
【0017】
上記構成より成る第2発明のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、前記第1発明において、この可動保持プレートのU字状溝の開口部が、この可動保持プレートの旋回動作端においてマガジンの作業者が立つ正面側に向くので、作業者による工具の取外および装填を容易にするという効果を奏する。
【0018】
上記構成より成る第3発明のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、前記第1発明又は第2発明において、連係機構によって防護シェルを前記可動保持プレートの移動に連係させるので、前記可動保持プレートが固定保持プレートと左右方向に整列している状態では、ハンド機構が把持した工具を前記取外および装填領域内へ移動して前記可動保持プレートに保持させることを許容するが、取外および装填作業のために前記可動保持プレートが前記整列位置から移動した状態では少なくとも前記ハンド機構に把持された工具と干渉する位置に前記防護シェルが進出するため、作業者が工具の取外および装填作業をしている間は、前記防護シェルによって前記ハンド機構に把持された工具がその作業領域へすることを阻止することにより、作業者が手や腕を負傷することを回避するという効果を奏する。
【0019】
上記構成より成る第4発明のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、前記第3発明において、前記連係機構が、前記握りを介して上下動される可動要素の上下運動に応動して前記防護シェルを上下移動させるとともに、レバー機構がこの可動要素の上下運動に応動して旋回運動することにより前記可動保持プレートを旋回移動させるので、前記作業者による前記握りの操作により、前記可動要素を介して前記防護シェルを上下移動させるとともに、前記可動保持プレートを旋回移動させるため、作業者の上記簡単な操作によって前記防護シェルにより隔離された状態における工具の取外および装填を容易に実現するという効果を奏する。
【0020】
上記構成より成る第5発明のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、前記第4発明において、前記連係機構を構成する倍速機構によって、前記可動要素の上下運動を拡大して上下平面内で循環するチエーン機構のチエーンに伝えて、該チエーンの循環動作を防護シェルに伝達すると共に、レバー機構に伝達するので、作業者による前記握りの小さな操作により、前記可動保持プレートの大きな旋回移動を実現するという効果を奏する。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【0022】
(実施形態)
本実施形態のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、図1ないし図4に示されるように多数の工具1をマトリックス状に保持する保持溝を有する保持プレート2を有し、この保持プレート2の背面でハンド機構3を左右方向、上下方向および左右−上下平面と直交する前後方向に搬送位置決めする搬送装置を備えた工具マガジン4において、前記保持プレート2は、前記工具マガジン4の正面44側の一部に画定した取外および装填領域41から前記工具マガジンの正面側への移動が可能な可動保持プレート22を備え、作業者の操作により、前記取外および装填領域41内の前記可動保持プレート22を工具マガジン4の正面側の外部へ移動させるプレート移動機構5を備えたものである。
【0023】
本実施形態のマトリックス式工具マガジン4が適用される工作機械10は、ワークテーブル11が図1における上下方向に配設された一対のガイドウエイに沿ってX軸送りモータ12の回転駆動によって移動可能にベッド100上に配設されている。このワークテーブル11の上には回転テーブル13が回転自在に配設され、この回転テーブル13にはワークが載置されるワークパレット14が着脱可能に搭載されている。
【0024】
コラム16は、スピンドル15および工具交換アーム装置6が配設され、Z軸送りモータ17の回転駆動によって図1における左右方向に配設された一対のガイドウエイに沿って移動可能に前記ベッド100上に配設されている。このコラム16には、Y軸送りモータ19の回転駆動によって工具主軸を構成するスピンドルヘッド18およびスピンドル15が、図1の紙面垂直方向のY軸方向に移動可能に配設されている。このコラム16の工具マガジン側の一端には、前記工具交換アーム装置6が配設され、またハンドキャリア71とアーム装置6との間を中継する中間転送機構7が設けられている。
【0025】
前記工作機械10の工具主軸の軸線方向(Z方向)と平行な左右方向に複数の櫛形工具保持プレート21が所定間隔を有して並置され、各プレート21には左右方向の一端がY−Z平面内で斜め上方に開口するU字状の工具保持溝23が上下方向(Y方向)に所定間隔で形成されている。
【0026】
ハンドキャリア71が、図1に示されるように前記工具保持プレート21の背面側において、左右方向および上下方向に搬送装置7を構成するサーボモータにより駆動される送りネジ機構(図示せず)により、割出し位置決め可能に案内されている。前記ハンドキャリア71には、その移動平面(Z−Y平面)と直交するX方向にハンド機構3が前後動(図1中上下方向の動き)可能に工具1を支持する。
【0027】
前記ハンドキャリア71は、前記工作機械の工具主軸に装着すべき工具1を工具マガジン4から取出す場合にはZ−Y平面内で移動され、前記ハンド機構3をその工具1と同心に整列し、その後ハンド機構3がX方向に前進して、工具1のシャンク部を把持する。この把持状態で、ハンドキャリア71はY−Z平面での同時2軸制御により斜め上方に移動されて前記工具1を工具保持溝23から釈放し、上方に移動された後、工具保持プレート21の上方位置を横断し、工具主軸側へ向かって図1の右方へ移動される。
【0028】
前記保持プレート2は、図1ないし図3に示されるように所定間隔を有して工具マガジン4の上下面の間に立設された複数のプレート支柱45にボルト等により取外し可能に固着され並置された前記固定保持プレート21および前記取外および装填領域41に揺動自在に配設された可動保持プレート22によって構成される。該固定保持プレート21および可動保持プレート22は、それらの左右方向両側縁部及び右側縁部において工具のサイズに応じた所定ピッチでそれぞれ保持溝が多数設けられ、各保持溝は左右方向の一端が斜め上方に開口するU字状溝23によって構成される。尚、プレート支柱45の上端は、固定保持プレート21の背丈とほぼ同じ背丈とされ、ハンド機構3に把持された工具がそれら固定保持プレート21の上方位置で左右方向に横断移動することを許容している。
【0029】
前記可動保持プレート22は、図2および図3に示されるように前記取外および装填領域41内において上下方向に延びるヒンジ51の軸線の周りで前記プレート移動機構5により旋回可能に配設され、前記可動保持プレート22のU字状の保持溝23の開口部が、図3において鎖線で示す旋回動作端において工具マガジン4に対して作業者が立つ正面44側に向けられる。
【0030】
可動の防護シェル8は、前記可動保持プレート22が取外および装填作業のために図3において実線で示す整列位置から鎖線位置へ揺動した状態では、少なくとも前記ハンドキャリア71に把持された工具1と干渉する上昇位置に進出し、前記取外および装填領域41内において前記固定保持プレート21と左右方向に整列している状態では、前記ハンドキャリア71がそのハンド機構3によって把持した工具1を前記取外および装填領域41内へ移動して前記可動保持プレート22に保持させることを許容する下降位置へ退避するように構成されている。
【0031】
前記防護シェル8には、この防護シェル8を前記可動保持プレート22の水平旋回移動に連係させる連係機構が設けられている。すなわち前記プレート移動機構5は、握り52と、この握り52を介して上下動される可動要素53と、この可動要素の上下運動に応動して防護シェルを上下移動させる前記連係機構54を含む機構と、前記可動要素53の上下移動に応動して前記可動保持プレート22を揺動させるように旋回運動する揺動機構55とで構成される。
【0032】
前記揺動機構55は、前記可動要素53の上下動により上下平面内で循環するチエーン機構56と、前記可動要素53の上下運動を拡大してチエーン機構56のチエーンに伝える倍速機構57とを含み、このチエーンの循環動作を前記連係機構54を介して前記防護シェル8に伝達すると共に、前記可動保持プレート22を揺動させるレバー機構551に伝達するように構成されている。
【0033】
すなわち工具マガジンを構成するフレーム支柱43が、図2ないし図4に示されるように前記工具マガジン4内に立設され、前記握り52が配設された前記可動要素53の上下動をガイドするリニアガイドウエイ534がフレーム支柱43の右側面において上下に延在配設されるとともに、リニアガイドウエイ534の上部の前記フレーム支柱43の右側面に前記チエーン機構56を構成する第1チエーン561の上端を係止する係止部材560が固着されている。
【0034】
前記チエーン機構56を構成する第2のチエーン562が、前記フレーム支柱43の右側面における上端および下端に回転自在に配設された上下スプロケット564、565に巻装され、この第2のチエーン562には、所定重量のウエイト5651が配設され、握り52の上昇時及び下降時に必要な操作力が均等となるようにしている。
【0035】
前記可動要素53は、図2および図4に示されるように略T字状の部材530によって構成され、上下に前記第1チエーン561が略S字状に巻装される一対のスプロケット531、532を回転自在に軸支している。前記第1チエーン561の下端は、係止部材533に固定され、この係止部材533は、スプロケットサポート565′を介してフレーム支柱43に固定されている。
【0036】
前記可動要素53に軸支された前記上方のスプロケット531は、シャフトを介して同軸的にスプロケット566が一体的に形成され、前記第2のチエーン562の左右辺が係合巻装されるので、作業者による前記握り52を介する前記可動要素53の上下動に応じて、この上下動しながら第1チェーン561上を転送する前記上方のスプロケット531の回転により前記第2のチエーン562が前記可動要素53の上下動の2倍の移動量で周回移動する前記倍速機構57を構成する。
【0037】
前記下スプロケット565は、前記フレーム支柱43の下端で前記スプロケットサポート565′上で回転自在に支持されるとともに前記第2のチエーン562が巻装され、さらにシャフトを介して同軸的な小径のスプロケット567が一体的に形成される。この小径のスプロケット567と前記工具マガジン4の下面板42上に回転自在に配設された小径のスプロケット568と間に前記チエーン機構56を構成する第3のチエーン563が巻装されている。
【0038】
前記第3のチエーン562の上側辺には、前記工具マガジン4の下面板42上で左右方向に延在配設されたリニアガイドウエイ421に係合する可動部材569が介挿されている。前記第2のチエーン562の上下周回動に応じて、前記小径のスプロケット567が回転し、この回転により前記可動部材569が左右(Z)方向に移動する。
【0039】
前記レバー機構551は、図2および図3に示されるように前記工具マガジン4の正面側の前記取外および装填領域41内において、上下方向に延びるヒンジ51の軸線の周りで旋回可能に配設された前記可動保持プレート22を備えた揺動部材50を前記プレート移動機構5により揺動させるものであって、前記ヒンジ51と一体的に形成された突出部57と、該突出部57に一端がスライド可能に長穴係合して工具マガジンの下面板42上に揺動自在に配設された略くの字状の揺動レバー58と、この揺動レバー58の他端に一端がスライド可能に長穴係合するとともに他端が前記可動部材569に突出形成された突出部に係合するレバー59とから成る。
【0040】
前記フレーム支柱43の左側面にはリニアガイドレール80が上下方向に延在形成され、前記リニアガイドレール80に上下方向移動自在に第1のベアリングブロック83が係合して、この第1のベアリングブロック83に一体的に固定された前記連係機構54としての略L字状の連結部が前記チエーン機構56を構成する第2のチエーン562の左側辺に係止されている。
【0041】
前記可動の防護シェル8は、前記リニアガイドレール80に対して上下動自在の前記第1のベアリングブロック83に対して係止具831を介して固着され下端に突出部811が形成されたL字状横断面形状の上方用の第1のカバー81と、前記リニアガイドレール80に対して上下動自在の前記第2のベアリングブロック84に対して係止具841を介して固着され上端に突出部821が形成された逆L字状横断面形状の下方用の第2のカバー82とから成る。
【0042】
前記第1のカバー81の下方には、前記第2のカバー82を前記第2のベアリングブロック84に係止するための係止具841との干渉を避けるために左右一対のスロット812が形成されている。
【0043】
前記可動の防護シェル8は、図3に示されるように前記第1のカバー81および第2のカバー82の幅方向の他方の端部(図3中左上端)においてもフレーム支柱46の右側面に配設されたリニアガイドレール461に沿ってベアリングブロック462、463によってガイドされるように構成され、両端にガイド機構を配設して滑らかな上下動を実現するようにされている。
【0044】
上記構成より成る本実施形態のマトリックス式工具マガジンは、前記ハンドキャリア71が、図1に示されるように複数並置された前記工具保持プレート21の背面側において、前記工具マガジン4の前記取外および装填領域41における前記可動保持プレート22との対面位置と、複数並置された前記工具保持プレート21との対面位置および前記工作機械の前記工具交換アーム装置6への接近位置とをカバーする範囲内において、前記ハンドキャリア71を含む搬送装置によって左右方向および上下方向に割出し位置決め可能に案内され、前記ハンドキャリア71に配設された前記ハンド機構3が、その移動平面(Z−Y平面)と直交するX方向に前後動して、工具1の取外、装填および交換を行うものである。
【0045】
より具体的に述べると、固定保持プレート21又は可動保持プレート22から工具を取出すとき、ハンドキャリア71は、そのハンド機構3を取出すべき工具と同心上に整列させるように移動する。この場合、ハンド機構3には工具が把持されてないので、ハンドキャリア71は、取出すべき工具との同心位置へ向かって、保持プレート22,21の背面において自由な経路を通ることができ、左右方向移動と上下方向移動との同時2軸制御により前記同心位置への最短コースに沿って移動する。
【0046】
前記同心位置への到達後、ハンドキャリア71は、ハンド機構3を前進させてこのハンド機構3が工具のシャンク部を受け入れて把持させるようにする。把持完了と共に、図2において矢印経路に示すように、ハンドキャリア71は、ハンド機構3を前記同心位置DPから例えば15°斜め上方に定義されるアプローチ点APへ進め、この点APから固定保持プレートの上方位置に定義される左右搬送経路TC上まで上昇させる。
【0047】
工具を固定保持プレート21又は可動保持プレート22へ保持させるとき、ハンドキャリア71は、ハンド機構3を左右搬送経路TCに沿って移動させ、この経路TC上から垂直に下降させてアプローチ点APへ進め、この点APから斜め下方の前記同心位置DPへ移送して、工具の環状溝部をプレート21又は22のU字状保持溝23に着座させる。同心位置DPとアプローチ点APとの間の移動は、ハンドキャリア71の左右方向移動と上下方向移動とを同時2軸制御することにより行われる。その後、ハンドキャリア71は、ハンド機構3を後退させて工具を保持プレート21又は22に置去り、次の割出し位置へ移動する。
【0048】
このようにして、固定保持プレート21に収納された工具は、主軸15での使用のために工具交換アーム装置6との接近位置(工具交換準備位置)へ移送され、或いは工具マガジン4から取外すために可動保持プレート22へ返却される。また、可動保持プレート22に一時的に保持された工具は、工具マガジン4での使用のために固定保持プレート21上に移送されて収納される。
【0049】
本実施形態のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、作業者によって前記握り52を介して前記可動要素53が下方に移動されると、前記第2のチエーン562の右側辺が2倍の移動量で下方に移動するため、前記下スプロケット565および小径のスプロケット567が一体的に時計方向に回転するので、この小径のスプロケット567に巻装された第3のチエーン563の上部辺および前記可動部材569を図2中矢符に示すように右方向に移動する。この可動部材569の右方向への移動により、前記レバー59を介して前記揺動部材50を図2中矢符に示すように反時計方向に揺動することにより、この揺動部材50の一端に係合する前記ヒンジ51と一体的に形成された前記突出部57を時計方向に揺動して、前記可動保持プレート22を備えた揺動部材50を前記工具マガジン4の左側面44の外部に揺動させる。
【0050】
この時上記のように作業者により前記握り52を介して前記可動要素53が下方に移動されると、前記第2のチエーン562の左側辺が2倍の移動量で上方に移動するため、前記第2のチエーン562の前記左側辺に一端が係止された連結部54および前記第1のベアリングブロック83を介して前記第1のカバー81が上方に移動される。この第1のカバー81の上方への移動により、この第1のカバー81の下端の突出部811が前記第2のカバー82の上端の突出部821に係合すると、前記第2のカバー82が前記リニアガイドレール80に沿って随伴して上方に移動して、前記工具マガジン4の前記取外および装填領域41を固定保持プレートの設置領域STAから隔絶し、同時に左側面44の外部に揺動した前記可動保持プレート22および前記揺動部材50に対し取外し工具を把持した前記ハンドキャリア71が接近できないようにしている。
【0051】
ハンドキャリア71は、取外工具を把持した状態で、取外及び装填領域41内に接近しようと左進する時、それに把持した工具が第1及び第2カバー81,82の何れかと当接干渉し、それ以上の左進がカバー81,82により機械的に阻止される。
【0052】
これにより、前記工具マガジン4の前記取外および装填領域41内が前記可動の防護シェル8としての前記第1および第2のカバー81、82によって前記ハンドキャリア71および工具1から隔離された状態において、前記工具マガジン4の左側面44の外部で作業者が前記可動保持プレート22のU字状溝23から不要になった前記工具1を取外し、また必要になった工具1を前記可動保持プレート22のU字状溝23へ装填することができる。
【0053】
すなわち、可動保持プレート22に対し工具を取外し及び装填する作業を行っている作業者は、この作業の間中、防護シェル8により保護され、このため作業者の安全が確保される。
【0054】
可動保持プレート22に対し工具の取外し及び装填作業を終了すると、作業者は握り52を介して可動要素53を上方位置へ移動させる。これにより、第2チェーン562が可動要素53の上昇移動量の2倍の量だけ反時計周りに周回移動し、第3チェーン563も反時計周りに周回移動する。このため、図3においてレバー59が左進し、くの字状の揺動レバー58が時計周り旋回され、揺動部材50が鎖線で示す開放位置から実線で示す閉止位置へ旋回移動される。
【0055】
この閉止位置では、揺動部材50を構成する半割箱形形状のカバー50aがマガジン4の正面に固定した網目板状の正面カバー50bと整合し、取外および装填領域41内への作業者のアクセスを阻止する、つまり可動保持プレート22を内包する半割箱形形状のカバー50a内への作業者が入り込んだり、腕を挿入できないようにしている。
【0056】
第2チェーン562の反時計周り旋回は、このチェーン562の左側辺に結合した連結部54を介して防護シェル8の第1カバー81を下降させ、この下降に伴って第2カバー82も下降される。これにより、取外および装填領域41と固定保持プレート21の設置領域STAが再び連結され、ハンドキャリア71は工具を把持したまま設置領域STAから取外および装填領域41内へ進出できるようになり、この状態で前記したように固定保持プレート21と可動保持プレート22との間で工具を移送する。
【0057】
上記作用を奏する本実施形態のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、前記工具マガジン4の正面44側の一部に工具取外および装填領域41を設け、この領域41に設ける前記工具保持プレート22を可動とし、取外および装填作業時には、前記可動保持プレート22が前記工具マガジン4の正面44側の外部への移動を可能にして、前記工具1の取外および装填を容易かつ確実にするとともに、作業者のこの保持プレート22への接近性を良くするという効果を奏する。
【0058】
また本実施形態のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、工具1の取外および装填作業を行う時のみ、前記ハンドキャリア71に把持されて取外および装填領域41へ侵入しようとする工具と機械的に干渉する防護シェルを設けるとともに、作業者が前記工具1の取外および装填作業をしている間は、前記防護シェル8によって前記ハンドキャリア71に把持された工具1がその作業領域へ侵入することを阻止することにより、作業者が手や腕を負傷することを回避するという効果を奏する。
【0059】
さらに本実施形態のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、前記握り52を介して上下動される前記可動要素53の上下運動に応動して前記防護シェル8を上下移動させるとともに、前記レバー機構551が旋回運動することにより前記可動保持プレート22を旋回移動させるので、前記作業者による前記握り52の操作により、前記可動要素53を介して前記可動保持プレート22を旋回移動させるため、上記簡単な機構によって作業者の操作による工具の取外および装填を容易に実現するという効果を奏する。
【0060】
また本実施形態のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置は、前記倍速機構57によって、前記可動要素53の上下運動を拡大して上下平面内で循環する前記チエーン機構56の前記第2チエーン562に伝えて、該第2チエーン562の循環動作を前記防護シェル8に伝達すると共に、前記レバー機構551に伝達するので、前記作業者による前記握り52の小さな操作により、前記可動保持プレート22の大きな旋回移動を実現するという効果を奏する。
【0061】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【0062】
上述の実施形態においては、工具の取外および装填領域41を工具マガジンの左右方向の一端の正面側に配置したが、この領域41はマガジンの左右方向の中間部に設けてもよい。この場合、防護シェル8はハンドキャリア71の左右方向の両方向からの侵入を防止するように例えば上方から観てU字状に形成されることになる。
【0063】
また可動の保持プレート22の旋回動作および防護シェル8の上下動を、作業者が握り52を上下動して与えるようにしているが、握り52の操作により移動される可動要素530(チエーンホイール保持体)の移動方向は水平方向でもよく、また握り52の手動操作に代えて、押しボタンスイッチ等の操作により駆動される空気シリンダにより前記可動要素530を移動させるようにしてもよい。なお、可動の保持プレート22の旋回動作を、特別の駆動装置によることなく、作業者の手動動作により行うこととしても、本発明の基本的な作用及び効果を得ることができるのは当然である。
【0064】
さらに上述の実施形態においては、一例として簡単な構成による大きな動きを可能にする観点よりプレート移動機構を揺動機構によって構成する例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、プレート移動機構を伸縮自在のスライド機構その他必要に応じた機構を採用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態のマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置を示す平面図である。
【図2】本実施形態の工具取出および装着装置の要部を示す部分拡大図である。
【図3】本実施形態の工具取出および装着装置の要部を示す図2中B−B線に沿う部分断面図である。
【図4】本実施形態の工具取出および装着装置の要部を示す一部欠截斜視図である。
【図5】従来の工具交換装置を示す側面図である。
【図6】従来の工具交換装置のハンドを示す拡大図である。
【符号の説明】
1 工具
2 保持プレート
3 ハンド機構
4 工具マガジン
5 プレート移動機構
7 搬送装置
41 取外および装填領域
44 正面
Claims (5)
- 多数の工具をマトリックス状に保持する保持部を有する保持部材を有し、この保持部材の背部側で左右方向、上下方向および左右−上下平面と直交する前後方向にハンド機構を位置決め可能な形式の工具マガジンにおいて、
前記保持部材は可動保持プレートおよび固定保持プレートを有し、
前記可動保持プレートは前記工具マガジンの正面側の一部に画定され前記ハンド機構に保持された工具が侵入し得る取外および装填領域から前記工具マガジンの正面側の前記ハンド機構に保持された工具の侵入領域の外部への移動が可能であり、
前記取外および装填領域内の前記保持部材を前記工具マガジンの正面側の前記ハンド機構に保持された工具を侵入領域の外部へ移動させるプレート移動機構を備え、
前記固定保持プレートおよび前記可動保持プレートにそれぞれ設けられた前記保持部が、左右方向の一端が開口するU字状溝であり、
前記取外および装填領域内における前記可動保持プレートを、前記プレート移動機構により上下方向に延びる軸線の周りで旋回可能に設けたことを特徴とするマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置。 - 請求項1において、
前記可動保持プレートのU字状の保持溝の開口部が、旋回動作端においてマガジンの作業者が立つ正面側に向くように形成されていることを特徴とするマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置。 - 請求項1又は請求項2において、
前記取外および装填領域内で前記可動保持プレートが前記固定保持プレートと左右方向に整列している状態では、前記ハンド機構が把持した工具を前記取外および装填領域内へ移動して前記可動保持プレートに保持させることを許容するが、取外および装填作業のために前記可動保持プレートが前記整列位置から移動した状態では少なくとも前記ハンド機構に把持された工具と干渉する位置に進出する可動の防護シェルを設け、
該防護シェルを前記可動保持プレートの移動に連係させる連係機構を設けたことを特徴とするマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置。 - 請求項3において、
前記プレート移動機構を、握りと、この握りを介して上下動される可動要素と、この可動要素の上下運動に応動して防護シェルを上下移動させる前記連係機構を含む機構と、この可動要素の上下運動に応動して前記可動保持プレートを移動させるように旋回運動するレバー機構とで構成したことを特徴とするマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置。 - 請求項4において、
前記連係機構を、前記可動要素の上下動により上下平面内で循環するチエーン機構と、前記可動要素の上下運動を拡大して前記チエーン機構のチエーンに伝える倍速機構とで構成し、
このチエーンの循環動作を前記防護シェルに伝達すると共に、前記レバー機構に伝達するようにしたことを特徴とするマトリックス式工具マガジンにおける工具取出および装着装置。
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