JP3874504B2

JP3874504B2 - Tool changer

Info

Publication number: JP3874504B2
Application number: JP26592897A
Authority: JP
Inventors: 昌弘町田; 真笹生; 博之四林
Original assignee: OKUBO GEAR CO.,LTD.
Current assignee: OKUBO GEAR CO.,LTD.
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JPH1199429A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械の加工ヘッドに装着された工具を他種類の工具と交換する工具交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械の加工ヘッドに装着された工具を交換する装置として、特公昭６３−６５４６５号公報に記載された工具交換装置が知られている。この種の工具交換装置は、工作機械の架台等に取り付けられるハウジングと、このハウジングに回転可能に支持された工具交換軸とを備えており、この工具交換軸をハウジング内に設けられた駆動機構により周方向に回転駆動すると共に軸方向に進退駆動して加工ヘッドに装着された工具を所望の工具と交換している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の工具交換装置にあっては、工具交換軸の先端部に工具交換ア−ムを取り付け、この工具交換ア−ムの両端部に設けられたフック部に工具を係合させて工具の着脱を行っているため、工具交換ア−ムが旋回可能な広いスペ−スを必要とし、加工ヘッドの周辺スペースが狭い場合には適用できないという問題があった。
【０００４】
この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、加工ヘッドの周辺スペースが狭くても工具交換を確実に行うことのできる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】
かかる目的を達成するために、この発明に係る工具交換装置は、工作機械に設置されるハウジングと、このハウジングに支持された工具交換軸と、この工具交換軸を周方向に回転駆動すると共に軸方向に進退駆動する第１の駆動機構部と、前記工具交換軸の先端部に取り付けられた回動部と、この回動部に前記工具交換軸を挟んで前記工具交換軸と平行に支持された一対の回動軸と、前記回動部の回動動作に連動して前記回動軸を前記工具交換軸の回転方向と逆方向に周方向に駆動する第２の駆動機構部と、前記回動軸の先端部に取り付けられた一対の旋回部と、これらの旋回部に前記工具交換軸を挟んで前記回動軸と平行に支持された一対の旋回軸と、前記回動部の回動動作に連動して前記旋回軸を前記回動軸の回転方向と同一方向に回転駆動する第３の駆動機構部と、前記旋回軸の先端部に取り付けられた一対の工具把持手段とを備えてなるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図１１はこの発明の一実施形態を示す図であり、図１はこの発明の一実施形態に係る工具交換装置の正面図、図２は同装置の側面図である。
図１及び図２において、符号１は図示しない工作機械に設置されるハウジングであり、このハウジング１内には、図３に示すように、ハウジング１に鉛直に支持された工具交換軸２を周方向に回転駆動すると共に軸方向に進退駆動する第１の駆動機構部３が設けられている。
【０００７】
上記第１の駆動機構部３は工具交換軸２と一体に形成されたスプライン軸４の外周に嵌合する筒状部材５と、この筒状部材５の外周に設けられた複数のカムボール６とを備えており、上記筒状部材５の外周面には、カムボール６と係合する複数の係合凹部７（図４参照）が形成されている。
さらに、第１の駆動機構部３はカムボール６を介して筒状部材５に回転力を付与するウォームカム８と、このウォームカム８を回転駆動する駆動軸９と、この駆動軸９に取り付けられたウォームホイール１０と、このウォームホイール１０をウォームギヤ１１を介して駆動する駆動モータ１２とを備えており、ウォームカム８の外周面には、カムボール６と係合する複数本のカム溝１３が形成されている。
【０００８】
また、第１の駆動機構部３は軸１４を介してハウジング１に回動可能に支持された第１のローラ支持部材１５と、軸１６を介してハウジング１に回動可能に支持された第２のローラ支持部材１７とを備えており、上記第１のローラ支持部材１５には、ピン１８を介して連結部材１９の一端部が回動可能に連結されていると共にローラ２０が取り付けられている。
上記ローラ２０は、図５及び図６に示すように、ウォームホイール１０の端面に形成されたカム溝２１に係合しており、ウォームホイール１０の回転動作に伴って工具交換軸２の軸方向に変位するようになっている。
【０００９】
一方、第２のローラ支持部材１７には、上記連結部材１９の他端部がピン２２を介して回動可能に連結されていると共にローラ２３（図７参照）が取り付けられている。このローラ２３はカラー２４の外周面に形成された環状溝２４ａ（図１参照）に係合しており、上記カラー２４は工具交換軸２の外周に嵌着されている。
したがって、駆動モータ１２の回転力がウォームギヤ１１を介してウォームホイール１０に伝わると、第１のローラ支持部材１５及び第２のローラ支持部材１７がそれぞれ軸１４，１６を支点として回動動作することにより工具交換軸２が軸方向に進退動作するようになっている。また、駆動モータ１２の回転力がウォームギヤ１１、ウォームホイール１０、駆動軸９、ウォームカム８及びカムボール６を介して筒状部材５に伝わると、工具交換軸２が図８中反時計方向に回転するようになっている。
【００１０】
工具交換軸２の下端部は、図１に示すように、ハウジング１に形成された下部フランジ２５から下方に向かって延出されている。この工具交換軸２の下端部には回動部２６が取り付けられており、上記回動部２６には、図８に示すように、回動軸２７，２７が鉛直に且つ軸受を介して回転可能に支持されている。これらの回動軸２７，２７は工具交換軸２を挟んで回動部２６に支持されており、回動部２６内に設けられた第２の駆動機構部２８（図９参照）により所定方向（工具交換軸２の回転方向と逆方向）に回転駆動されるようになっている。
【００１１】
上記第２の駆動機構部２８は、図９に示すように、工具交換軸２の下端部外周に軸受２９，２９を介して回動可能に設けられた駆動ギヤ３０を備えており、この駆動ギヤ３０には、回動軸２７，２７の外周面に形成された従動ギヤ３２，３２がアイドラギヤ３１，３１を介して係合している。ここで、駆動ギヤ３０と従動ギヤ３２とのギヤ比は２：１に設定されており、駆動ギヤ３０が１回転すると、従動ギヤ３２が２回転するようになっている。
また、駆動ギヤ３０には複数の係合孔３２が工具交換軸２の軸方向に沿って穿設されており、これらの係合孔３２には、下部フランジ２５に固定された固定ピン３３が引き抜き可能に挿入されている。
【００１２】
回動軸２７，２７の下端部は回動部２６の下方に延出しており、これら回動軸２７，２７の下端部に取り付けられた旋回部３４，３４には、図１０に示すように、旋回軸３５，３５が鉛直に且つ軸受を介して回転可能に支持されている。これらの旋回軸３５，３５は工具交換軸２を挟んで旋回部３４，３４に支持されており、旋回部３４，３４内に設けられた第３の駆動機構部３６，３６（図１１参照）により所定方向（回動軸２７の回転方向と同一方向）に回転駆動されるようになっている。
【００１３】
上記第３の駆動機構部３６は、図１０及び図１１に示すように、回動軸２７の下端部に取り付けられた駆動ギヤ３７と、この駆動ギヤ３７にアイドラギヤ３８を介して係合する従動ギヤ３９とから構成されており、従動ギヤ３９は旋回軸３５の外周面に形成されている。ここで、駆動ギヤ３７と従動ギヤ３９のギヤ比は１：２に設定されており、駆動ギヤ３７が１回転すると、従動ギヤ３２が１／２回転するようになっている。
【００１４】
旋回軸３５，３５の下端部は旋回部３４，３４の下方に突出しており、これら旋回軸３５，３５の下端部には、工具把持手段としての工具グリッパ４０，４０が取り付けられている。また、上記旋回部３４，３４は回動軸２７の中心と旋回軸３５の中心とを通る直線が工具交換軸２の中心と回動軸２７の中心とを通る直線に対して３０ °の角度で交差するように旋回軸３５，３５に取り付けられている。
【００１５】
このような構成の工具交換装置では、工具交換軸２が図８中反時計方向に所定角度（例えば７５°）だけ回動すると、回動部２６が工具交換軸２と一体に回動するとともに、回動軸２７，２７が第２の駆動機構部２８により駆動され、図８中時計方向に所定角度（例えば１５０°）だけ回動する。そして、回動軸２７，２７が図８時計方向に所定角度だけ回動すると、旋回部３４，３４が回動軸２７，２７と一体に回動するとともに、旋回軸３５，３５が第３の駆動機構部３６，３６により駆動され、図８中時計方向に所定角度（例えば７５°）だけ回動する。
【００１６】
このように回動部２６の回動動作に連動して回動軸２７，２７及び旋回軸３５，３５が所定方向に所定角度だけ回動すると、旋回軸３５，３５の下端部に取り付けられた工具グリッパ４０，４０が工具交換軸２の半径方向に沿って図８中実線で示す位置から一点鎖線で示す位置に変位するため、加工ヘッド等に装着された工具を工具グリッパ４０により把持することができる。
したがって、上述した実施形態では、工具交換軸２の下端部に工具交換アームを取り付けなくても工具を加工ヘッドから脱着することができ、これにより加工ヘッドの周辺スペースが狭くても工具交換を確実に行うことができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、工具交換軸の先端部に工具交換アームを取り付けなくても工具を加工ヘッドから脱着することができ、これにより加工ヘッドの周辺スペースが狭くても工具交換を確実に行うことのできる工具交換装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る工具交換装置の正面図である。
【図２】同実施形態に係る工具交換装置の側面図である。
【図３】図１に示すハウジングの縦断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図である。
【図７】図３のＤ−Ｄ線に沿う矢視断面図である。
【図８】図１のＥ−Ｅ線に沿う矢視断面図である。
【図９】図８のＦ−Ｆ線に沿う矢視断面図である。
【図１０】図９のＧ−Ｇ線に沿う矢視断面図である。
【図１１】図１０のＨ−Ｈ線に沿う矢視断面図である。
【符号の説明】
１ハウジング
２工具交換軸
３第１の駆動機構部
１２駆動モータ
２６回動部
２７回動軸
２８第２の駆動機構部
３４旋回部
３５旋回軸
３６第３の駆動機構部
４０工具グリッパ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tool changer for exchanging a tool mounted on a machining head of a machine tool with another type of tool.
[0002]
[Prior art]
As a device for exchanging a tool mounted on a machining head of a machine tool, a tool exchanging device described in Japanese Patent Publication No. 63-65465 is known. This type of tool changer includes a housing attached to a machine tool stand and the like, and a tool changer shaft rotatably supported by the housing, and a drive mechanism provided in the housing. Thus, the tool mounted on the machining head by rotating in the circumferential direction and driving in the axial direction is replaced with a desired tool.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional tool changer described above, a tool change arm is attached to the tip of the tool change shaft, and the tool is engaged with hooks provided at both ends of the tool change arm. Since the tool is attached and detached, there is a problem that the tool changing arm requires a wide space in which the tool can be turned and cannot be applied when the space around the processing head is narrow.
[0004]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a tool changer capable of reliably changing tools even when the space around the machining head is narrow.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, a tool changer according to the present invention includes a housing installed in a machine tool, a tool change shaft supported by the housing, a rotary drive of the tool change shaft in the circumferential direction, and a shaft. A first drive mechanism portion that moves forward and backward in a direction, a rotating portion attached to a tip portion of the tool changing shaft, and the rotating portion supported by the tool changing shaft in parallel with the tool changing shaft. A pair of rotation shafts, a second drive mechanism portion for driving the rotation shaft in the circumferential direction opposite to the rotation direction of the tool exchange shaft in conjunction with the rotation operation of the rotation portion, A pair of swivel portions attached to the tip of the rotation shaft, a pair of swivel shafts supported in parallel with the rotation shaft with the tool exchange shaft interposed therebetween, and a rotation of the rotation portion. Rotating the swivel axis in the same direction as the rotation axis A third driving mechanism for moving is made and a pair of tool-holding means attached to the distal end of the pivot shaft.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 11 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a front view of a tool changer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the apparatus.
1 and 2, reference numeral 1 denotes a housing that is installed on a machine tool (not shown). As shown in FIG. 3, a tool change shaft 2 that is vertically supported by the housing 1 is provided around the housing 1. There is provided a first drive mechanism unit 3 that rotates in the direction and advances and retracts in the axial direction.
[0007]
The first drive mechanism section 3 includes a cylindrical member 5 that fits on the outer periphery of a spline shaft 4 formed integrally with the tool changing shaft 2, and a plurality of cam balls 6 provided on the outer periphery of the cylindrical member 5. A plurality of engaging recesses 7 (see FIG. 4) that engage with the cam balls 6 are formed on the outer peripheral surface of the cylindrical member 5.
Further, the first drive mechanism 3 is attached to the worm cam 8 for applying a rotational force to the cylindrical member 5 via the cam ball 6, the drive shaft 9 for rotationally driving the worm cam 8, and the drive shaft 9. The worm wheel 10 and a drive motor 12 that drives the worm wheel 10 via the worm gear 11 are provided. A plurality of cam grooves 13 that engage with the cam balls 6 are formed on the outer peripheral surface of the worm cam 8. Has been.
[0008]
Further, the first drive mechanism unit 3 includes a first roller support member 15 that is rotatably supported by the housing 1 via a shaft 14, and a first roller support member 15 that is rotatably supported by the housing 1 via a shaft 16. 2, and one end of a connecting member 19 is rotatably connected to the first roller supporting member 15 via a pin 18 and a roller 20 is attached to the first roller supporting member 15. Yes.
As shown in FIGS. 5 and 6, the roller 20 is engaged with a cam groove 21 formed on the end face of the worm wheel 10, and the axial direction of the tool change shaft 2 is accompanied by the rotation of the worm wheel 10. It is supposed to be displaced.
[0009]
On the other hand, the other end portion of the connecting member 19 is rotatably connected to the second roller support member 17 via a pin 22 and a roller 23 (see FIG. 7) is attached. The roller 23 is engaged with an annular groove 24 a (see FIG. 1) formed on the outer peripheral surface of the collar 24, and the collar 24 is fitted on the outer periphery of the tool changing shaft 2.
Therefore, when the rotational force of the drive motor 12 is transmitted to the worm wheel 10 via the worm gear 11, the first roller support member 15 and the second roller support member 17 rotate about the shafts 14 and 16, respectively. As a result, the tool changing shaft 2 moves forward and backward in the axial direction. Further, when the rotational force of the drive motor 12 is transmitted to the cylindrical member 5 through the worm gear 11, the worm wheel 10, the drive shaft 9, the worm cam 8, and the cam ball 6, the tool change shaft 2 rotates counterclockwise in FIG. It is supposed to be.
[0010]
As shown in FIG. 1, the lower end portion of the tool exchange shaft 2 extends downward from a lower flange 25 formed in the housing 1. A rotating portion 26 is attached to the lower end portion of the tool exchange shaft 2. As shown in FIG. 8, the rotating shafts 27, 27 rotate vertically through bearings on the rotating portion 26. Supported as possible. These rotation shafts 27 and 27 are supported by the rotation unit 26 with the tool change shaft 2 interposed therebetween, and a second drive mechanism unit 28 (see FIG. 9) provided in the rotation unit 26 has a predetermined direction. It is driven to rotate in the direction opposite to the direction of rotation of the tool change shaft 2.
[0011]
As shown in FIG. 9, the second drive mechanism section 28 includes a drive gear 30 that is rotatably provided on the outer periphery of the lower end portion of the tool exchange shaft 2 via bearings 29, 29. The gear 30 is engaged with driven gears 32, 32 formed on the outer peripheral surfaces of the rotating shafts 27, 27 via idler gears 31, 31. Here, the gear ratio between the drive gear 30 and the driven gear 32 is set to 2: 1. When the drive gear 30 rotates once, the driven gear 32 rotates twice.
In addition, a plurality of engagement holes 32 are formed in the drive gear 30 along the axial direction of the tool change shaft 2, and fixing pins 33 fixed to the lower flange 25 are provided in these engagement holes 32. It is inserted so that it can be pulled out.
[0012]
As shown in FIG. 10, the lower end portions of the rotating shafts 27, 27 extend below the rotating portion 26, and the rotating portions 34, 34 attached to the lower end portions of the rotating shafts 27, 27 The pivot shafts 35 and 35 are supported vertically and rotatably via a bearing. The turning shafts 35 and 35 are supported by the turning portions 34 and 34 with the tool exchange shaft 2 interposed therebetween, and third drive mechanism portions 36 and 36 provided in the turning portions 34 and 34 (see FIG. 11). Thus, it is driven to rotate in a predetermined direction (the same direction as the rotation direction of the rotation shaft 27).
[0013]
As shown in FIGS. 10 and 11, the third drive mechanism 36 includes a drive gear 37 attached to the lower end of the rotating shaft 27 and a driven gear that engages the drive gear 37 via an idler gear 38. The driven gear 39 is formed on the outer peripheral surface of the turning shaft 35. Here, the gear ratio between the drive gear 37 and the driven gear 39 is set to 1: 2, and when the drive gear 37 rotates once, the driven gear 32 rotates 1/2.
[0014]
Lower ends of the pivot shafts 35 and 35 protrude below the pivot portions 34 and 34, and tool grippers 40 and 40 as tool gripping means are attached to the lower ends of the pivot shafts 35 and 35. Further, the swivel portions 34 and 34 have an angle of 30 ° with respect to a straight line passing through the center of the turning shaft 27 and the center of the turning shaft 35 with respect to a straight line passing through the center of the tool changing shaft 2 and the center of the turning shaft 27. Are attached to the pivot shafts 35 and 35 so as to cross each other.
[0015]
In the tool changer having such a configuration, when the tool change shaft 2 is rotated by a predetermined angle (for example, 75 °) in the counterclockwise direction in FIG. 8, the rotating portion 26 is rotated integrally with the tool change shaft 2. Rotating shafts 27 and 27 are driven by the second drive mechanism 28 and rotate clockwise by a predetermined angle (for example, 150 °) in FIG. When the rotation shafts 27 and 27 rotate by a predetermined angle in the clockwise direction in FIG. 8, the turning portions 34 and 34 rotate integrally with the rotation shafts 27 and 27, and the rotation shafts 35 and 35 become the third. Driven by the drive mechanisms 36, 36, it rotates clockwise by a predetermined angle (for example, 75 °) in FIG.
[0016]
Thus, when the pivot shafts 27 and 27 and the pivot shafts 35 and 35 are pivoted in a predetermined direction by a predetermined angle in conjunction with the pivoting operation of the pivot portion 26, they are attached to the lower ends of the pivot shafts 35 and 35. Since the tool grippers 40, 40 are displaced from the position indicated by the solid line in FIG. 8 along the radial direction of the tool exchange shaft 2 to the position indicated by the alternate long and short dash line, the tool gripper 40 grips the tool mounted on the machining head or the like. Can do.
Therefore, in the above-described embodiment, the tool can be detached from the machining head without attaching a tool exchange arm to the lower end portion of the tool exchange shaft 2, thereby ensuring tool exchange even when the space around the machining head is small. Can be done.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the tool can be detached from the machining head without attaching a tool exchange arm to the tip of the tool exchange shaft. It is possible to provide a tool changer that can reliably perform the change.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a tool changer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the tool changer according to the embodiment.
3 is a longitudinal sectional view of the housing shown in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
6 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
7 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 3;
8 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG.
9 is a cross-sectional view taken along line FF in FIG.
10 is a cross-sectional view taken along line GG in FIG.
11 is a cross-sectional view taken along the line HH in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2 Tool exchange shaft 3 1st drive mechanism part 12 Drive motor 26 Rotation part 27 Rotation shaft 28 2nd drive mechanism part 34 Rotation part 35 Rotation axis 36 3rd drive mechanism part 40 Tool gripper

Claims

A housing installed on the machine tool;
A tool change shaft supported by the housing;
A first drive mechanism that rotationally drives the tool change shaft in the circumferential direction and drives it to advance and retreat in the axial direction;
A rotating part attached to the tip of the tool change shaft;
A pair of rotating shafts supported in parallel with the tool changing shaft across the tool changing shaft in the rotating portion;
A second drive mechanism portion for driving the rotation shaft in the circumferential direction opposite to the rotation direction of the tool exchange shaft in conjunction with the rotation operation of the rotation portion;
A pair of swivel units attached to the tip of the pivot shaft;
A pair of pivot shafts supported in parallel with the pivot shaft with the tool change shaft sandwiched between the pivot portions;
A third drive mechanism for rotating the pivot axis in the same direction as the rotation direction of the pivot axis in conjunction with the pivoting movement of the pivot section;
A tool changer comprising a pair of tool gripping means attached to the tip of the pivot shaft.