JP3921569B2 - Automatic tool changer - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械、たとえばマシニングセンタにおいて、主軸頭に回転自在に支持された主軸に対して工具を自動的に交換する自動工具交換装置に関する。
【0002】
なお、この明細書において、図1の上側を前、これと反対側を後といい、図1の左右(図2〜図4の左右)を左右というものとする。
【0003】
【従来の技術】
従来、自動工具交換装置として、工具を、その長さ方向が主軸軸線方向と直交するように保持する複数の工具ポットを有する工具マガジンと、主軸軸線方向と平行な軸線の周りに回転自在であるとともに主軸軸線方向に移動自在である工具交換アームと、工具マガジンと工具交換アームとの間に配された工具搬送装置とを備えたものが知られている。工具搬送装置は、工具マガジンの受け渡し位置に割り出された工具ポットから工具を引き抜き、かつ工具をその長さ方向が主軸軸線方向と平行となるように90度旋回させて工具交換アームとの受け渡し位置まで搬送するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この自動工具交換装置では、工具搬送装置により工具を搬送をさせる際に他の機器との干渉を避けるためのスペースを必要とし、その結果マシニングセンタなどの工作機械の据え付け面積を大きくしなければならないという問題がある。
【0005】
この発明の目的は、上記問題を解決し、工作機械の据え付け面積を従来に比べて小さくすることのできる自動工具交換装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段と発明の効果】
請求項1の発明による自動工具交換装置は、工具を、その長さ方向が主軸軸線方向であるZ軸方向と平行になるように保持する複数の工具ポットを有するチェーン式工具マガジンと、Z軸と平行な軸線の周りに回転自在であるとともにこの軸線の方向に移動自在であり、かつ主軸と工具マガジンとの間で工具を交換する工具交換アームとを有しており、チェーン式工具マガジンにおける工具受け渡し位置に割り出された工具ポットと少なくともその両隣の工具ポットが1直線上に並ぶようになされ、各工具ポットが工具マガジンに枢着されることにより、工具受け渡し位置に割り出された工具ポットの少なくとも両隣の位置の工具ポットが、工具交換アームの旋回軌跡上に位置する干渉位置と、同旋回軌跡上から退避する退避位置との間で揺動するようになされており、工具受け渡し位置に割り出された工具ポットの少なくとも両隣の位置の工具ポットを、工具マガジンと工具交換アームとの受け渡し時に干渉位置から退避位置に揺動させ、同じく非受け渡し時に退避位置から干渉位置に揺動させる揺動手段と、工具受け渡し位置に割り出された工具ポットを、チェーン式工具マガジンのチェーンの走行方向の前後両側から挟む1対のフィンガが設けられた把持部材を備えているとともに、フィンガを利用して工具ポットを前記チェーンの走行方向の前後両側から挟着固定する固定手段とを有しているものである。
【0007】
請求項1の発明の自動工具交換装置によれば、工具を、その長さ方向が主軸軸線方向であるZ軸方向と平行になるように保持する複数の工具ポットを有する工具マガジンと、Z軸と平行な軸線の周りに回転自在であるとともにこの軸線の方向に移動自在であり、かつ主軸と工具マガジンとの間で工具を交換する工具交換アームとを有しているので、従来の自動工具交換装置の場合のように、工具マガジンと工具交換アームとの間に工具搬送装置を設ける必要がない。したがって、工具搬送装置により工具を搬送をさせる際に他の機器との干渉を避けるためのスペースが不要になり、その結果マシニングセンタなどの工作機械の据え付け面積を、従来の自動工具交換装置を備えたものに比較して小さくすることができる。さらに、工具マガジンと工具交換アームとの受け渡し時、すなわち工具マガジンの工具ポットに保持されている次工具を把持するために工具交換アームが待機位置から工具把持位置までの回転を始めるときから加工の終了した工具を工具マガジンの工具ポットに差し込んだ後工具交換アームが待機位置までの回転を終了するまでの間は、揺動手段により、工具受け渡し位置に割り出された工具ポットの少なくとも両隣の工具ポットを、干渉位置から退避位置に揺動させておくと、回転する工具交換アームと、上記両隣の工具ポットおよびこれに保持されている工具との干渉を避けることができる。したがって、隣接する工具ポット間の間隔を小さくすることができ、工具マガジンに多くの工具ポットを取り付けることが可能となり、その結果工具マガジンに多くの工具を取り付けることができる。
【0008】
また、請求項1の発明による自動工具交換装置は、工具受け渡し位置に割り出された工具ポットを固定する固定手段を有しているものである。この場合、待機位置から工具把持位置まで回転してきた工具交換アームによる工具に対する把持を確実に行うことができる。
【0009】
請求項2の発明による自動工具交換装置は、請求項1の発明において、揺動手段が、工具受け渡し位置の両側に配されかつ工具受け渡し位置に割り出された工具ポットの揺動中心を中心として回転する2つの回転部材と、いずれか一方の回転部材を駆動する駆動手段と、両回転部材にそれぞれ取り付けられかつ工具受け渡し位置に割り出された工具ポットの少なくとも両隣の工具ポットに係合する可動係合部材とを備えており、固定手段が、固定部分に固定されかつ工具受け渡し位置に割り出された工具ポットに係合する固定係合部材と、揺動手段の両回転部材間に渡し止められかつ工具受け渡し位置に割り出された工具ポットを把持する把持部材とを備えているものである。この場合、工具受け渡し位置に割り出された工具ポットに隣接した工具ポットを簡素な構造で退避位置に揺動可能に構成することができ、また単一の駆動源で、工具受け渡し位置の両側の工具ポットの退避位置への揺動と工具受け渡し位置の工具ポットの固定とを行うことができる。さらに、工具受け渡し位置に割り出された工具ポットと少なくともその両隣の工具ポットが並ぶ方向と、主軸の軸線および工具交換アームの回転中心軸線を結ぶ方向とが、直交するように配置することができるので、工作機械の幅を小さくすることができる。
【0010】
【発明の実施形態】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【0011】
図1はこの発明による自動工具交換装置の下方から見た全体構成を示し、図2〜図7はその要部の構成を示す。
【0012】
図1において、自動工具交換装置は、マシニングセンタの主軸頭に回転自在に支持され、かつ軸線方向であるZ軸が上下方向を向いた主軸(1)に対して工具(T)を自動的に交換するものであって、水平状のチェーン式工具マガジン(2)と、Z軸と平行な垂直軸線の周りに回転自在であるとともに上下方向に移動自在であり、かつ主軸(1)と工具マガジン(2)との間で工具(T)を交換する工具交換アーム(3)とを備えている。工具交換アーム(3)の両端部に工具(T)を把持するグリッパ(4)が設けられている。
【0013】
工具マガジン(2)は、前後に間隔をおいて配されかつ垂直軸線の周りに回転自在である1対のスプロケット(5)と、両スプロケット(5)に掛け渡された無端状チェーン(6)と、チェーン(6)にその長さ方向に間隔をおいて取り付けられかつ工具(T)を下向きに保持する複数の工具ポット(7)とよりなる。
【0014】
両スプロケット(5)のうちいずれか一方が、減速歯車装置を介してサーボモータ(いずれも図示略)により駆動されるようになっている。チェーン(6)は、両スプロケット(5)間において、それぞれ前後方向に伸びる左右両直線状ガイド(6A)(6B)により案内されるようになっており、各ガイド(6A)(6B)に案内される部分において複数の工具ポット(7)が1直線上に並ぶようになっている。右側ガイド(6B)における前後の中央部が、工具交換アーム(3)との工具受け渡し位置(P)である。そして、図1に鎖線で示すように、工具受け渡し位置(P)に割出された工具ポット(7)の前後両側のそれぞれ2つの工具ポット(7)が、工具交換アーム(3)の旋回軌跡(O)上に位置するようになっている。図3および図4に示すように、工具ポット(7)の上端部は、水平ピン(8)によりチェーン(6)に固定されたブラケット(9)に枢着されている。ピン(8)は、チェーン(6)が左右両側のガイド(6A)(6B)に案内される部分において、これらのガイド(6A)(6B)と両スプロケット(5)によるテンションによって前後方向を向くようになっている。その結果、工具受け渡し位置(P)に割り出された工具ポット(7)の前後両側のそれぞれ2つの工具ポット(7)は、工具交換アーム(3)の旋回軌跡(O)上に位置する干渉位置(図1〜図3実線参照)と、同旋回軌跡(O)上から退避する退避位置(図1〜図3鎖線参照)との間でピン(8)の周りに左右方向に揺動するようになされている。各工具ポット(7)の下端部における左右方向内側部分(左側ガイド(6A)において右側に位置し、右側ガイド(6B)においては左側に位置する部分)に、左側ガイド(6A)に沿ってフレーム(10)下面に固定された垂直帯板状ガイド(11)に係合する係合部(12)が設けられている。
【0015】
自動工具交換装置は、工具受け渡し位置(P)に割り出された工具ポット(7)の前後両側のそれぞれ2つの工具ポット(7)を、工具マガジン(2)と工具交換アーム(3)との受け渡し時に干渉位置から退避位置に揺動させ、同じく非受け渡し時に退避位置から干渉位置に揺動させる揺動装置(13)と、工具受け渡し位置(P)に割り出された工具ポット(7)を固定する固定装置(14)とを備えている。
【0016】
図2〜図5に示すように、工具受け渡し位置(P)の前後両側において、それぞれフレーム(10)下面に垂直板状ブラケット(15)が固定されている。各ブラケット(15)には、チェーン(6)および工具ポット(7)の移動の際の干渉を避けるための切り欠き(15a)が形成されている。両ブラケット(15)の前後方向内面に沿って、それぞれ右側ガイド(6B)に位置する工具ポット(7)の揺動中心を中心とした円周上に位置する円弧状の回転部材(16)が配されている。各回転部材(16)は、チェーン(6)および工具ポット(7)の移動の際の干渉を避けるために、下方に開口した円弧状となされている。各回転部材(16)は、各ブラケット(15)の内面に取り付けられた複数のガイドローラ(17)に案内されて、上記揺動中心の周りに回転するようになっている。両回転部材(16)は、前後方向に伸びる複数の連結ロッド(18)により相互に連結され、一体的に回転するようになっている。これらの回転部材(16)は、駆動用エアシリンダ(19)により回転させられるようになっている。エアシリンダ(19)は、後側の回転部材(16)の左側において、回転部材(16)が配されている上記円周の接線上に、そのピストンロッド(20)を右斜め上方に向けて配されており、フレーム(10)の下面に取付部材(21)を介して取り付けられている。ピストンロッド(20)の先端は、後側の回転部材(16)に固定されたブロック(22)に枢着されている。前後両回転部材(16)の左端部に、それぞれ前後方向に伸びかつ工具受け渡し位置(P)の前後両側に位置する2つの工具ポット(7)の係合部(12)に係合する帯板状の可動係合板(23)が固定されている。工具マガジン(2)と工具交換アーム(3)との非受け渡し時には、回転部材(16)は図3に実線で示す状態にあり、可動係合板(23)は垂直面内に位置することになって、工具ポット(7)の係合部(12)と係合しガイドの役割を果たしている。そして、回転部材(16)、エアシリンダ(19)および可動係合板(23)により揺動装置(13)が構成されている。
【0017】
工具受け渡し位置(P)において、右側ガイド(6B)の左方に、前後方向に伸びかつ工具ポット(7)の係合部(12)と係合する垂直帯板状の固定係合板(24)が配されている。固定係合板(24)は工具ポット(7)のガイドの役割を果たすものであり、フレーム(10)の下面に取付部材(25)を介して固定されている。また、前後両回転部材(16)の右端部間に、工具受け渡し位置(P)に割り出された工具ポット(7)を把持する把持部材(26)が設けられている。把持部材(26)は、前後両回転部材(16)間に渡し止められた連結ロッド(27)と、連結ロッド(27)の長さの中間部に左方突出状に一体に形成され、かつ工具受け渡し位置(P)に割り出された工具ポット(7)を前後両側から挟む1対のフィンガ(28)とよりなる。そして、固定係合板(24)、回転部材(16)、エアシリンダ(19)および把持部材(26)により固定装置(14)が構成されている。
【0018】
工具ポット(7)の割り出しのために、チェーン(6)が走行して工具ポット(7)が移動している際には、図3および図4に実線で示すように、エアシリンダ(19)のピストンロッド(20)は退入状態にあり、可動係合板(23)が垂直状態となって工具ポット(7)の係合部(12)に係合し、ガイドの役割を果たしている。また、固定係合板(24)も工具ポット(7)の係合部(12)に係合してガイドの役割を果たしている。
【0019】
所定の工具(T)を保持した工具ポット(7)が工具受け渡し位置(P)に割り出されると、エアシリンダ(19)のピストンロッド(20)が進出し、両回転部材(16)が図3および図4に矢印で示すように時計方向に回転させられる。すると、工具受け渡し位置(P)の前後両側のそれぞれ2つの工具ポット(7)の係合部(12)に係合している可動係合板(23)も、図3に鎖線で示すように時計方向に移動し、これにより工具ポット(7)が、その下端部が左方に移動するように揺動させられる。これと同時に、把持部材(26)が、図4に鎖線で示すように時計方向に移動し、工具受け渡し位置(P)に割り出された工具ポット(7)が、両フィンガ(28)により前後から挟着されて固定される。
【0020】
上記構成の自動工具交換装置において、主軸(1)と工具マガジン(2)との間の工具交換方法について説明する。
【0021】
主軸(1)での加工中には、工具交換アーム(3)はその上昇位置である工具差込位置で、かつ工具把持位置から90度回転した待機位置にある(図1参照)。このとき、工具交換アーム(3)の各グリッパ(4)は空である。また、主軸(1)の加工中に、NC装置からの工具交換指令により、サーボモータが作動し、減速歯車装置を介して一方のスプロケット(5)が回転させられることによりチェーン(6)が走行し、次工具(T)を保持した工具ポット(7)が工具受け渡し位置(P)に割り出される。割り出し作業中は、エアシリンダ(19)のピストンロッド(20)は退入状態であり、可動係合板(23)は、固定係合板(24)とともにガイドの役割を果たしている。また、把持部材(26)は工具ポット(7)に干渉しない退避位置にある。そして、工具受け渡し位置(P)の前後両側のそれぞれ2つの工具ポット(7)は、工具交換アーム(3)の旋回軌跡(O)上に位置する干渉位置にある。
【0022】
次工具(T)を保持した工具ポット(7)が工具受け渡し位置(P)に割り出されると、エアシリンダ(19)のピストンロッド(20)が進出させられて両回転部材(16)が図3および図4に矢印で示す時計方向に回転する。すると、工具受け渡し位置(P)の前後両側のそれぞれ2つの工具ポット(7)の係合部(12)に係合している可動係合板(23)も同方向に移動し、これら4つの工具ポット(7)が、工具交換アーム(3)の旋回軌跡(O)上から退避した退避位置まで、ピン(8)を中心として左方に揺動させられる(図6参照)。これと同時に、把持部材(26)も同方向に移動し、工具受け渡し位置(P)に割り出された工具ポット(7)は、両フィンガ(28)により前後両側から挟着されることによって固定される(図7参照)。
【0023】
主軸(1)に取り付けられている工具(T)での加工が終了すると、主軸(1)が工具交換位置に移動する。ついで、工具交換アーム(3)が待機位置から工具把持位置まで90度回転させられ、一方のグリッパ(4)により主軸(1)の使用済み工具(T)が把持されるとともに、他方のグリッパ(4)により工具受け渡し位置(P)に割り出された工具ポット(7)の次工具(T)が把持される。このとき、工具交換アーム(3)と、工具受け渡し位置(P)の前後両側のそれぞれ2つの工具ポット(7)との干渉は防止される。
【0024】
ついで、工具交換アーム(3)が下降し、使用済み工具(T)が主軸(1)から、次工具(T)が工具ポット(7)からそれぞれ引き抜かれる。ついで、工具交換アーム(3)が180度回転させられる。その時点でも、グリッパ(4)により把持された工具(T)と、工具受け渡し位置(P)の前後両側の工具ポット(7)に挿入されている工具(T)との干渉は防止される。工具交換アーム(3)はその後上昇し、次工具(T)が主軸(1)へ、使用済み工具(T)が工具ポット(7)へそれぞれ差し込まれる。その後、工具交換アーム(3)が90度回転させられて待機位置に戻る。この工具交換アーム(3)の回転の際にも、工具交換アーム(3)と、工具受け渡し位置(P)の前後両側のそれぞれ2つの工具ポット(7)との干渉は防止される。こうして、工具交換が終了する。
【0025】
工具交換が終了すると、エアシリンダ(19)のピストンロッド(20)が退入することにより、両回転部材(16)が図6および図7の反時計方向に回転させられる。すると、可動係合 (23)が垂直状態に戻り、工具受け渡し位置(P)の前後両側のそれぞれ2つの工具ポット(7)は干渉位置まで右方に揺動させられる。これと同時に、把持部材(26)も図6および図7の反時計方向に移動させられて工具ポット(7)から離れ、工具受け渡し位置(P)に割り出されている工具ポット(7)の固定が解除される。
【0026】
新たに主軸(1)に取り付けられた工具(T)による加工が始まると、再びNC装置からの工具交換指令により、さらに次の工具(T)を保持した工具ポット(7)が工具受け渡し位置(P)に割り出される。
【0027】
上記実施形態においては、揺動装置(13)によって、工具受け渡し位置(P)に割り出された工具ポット(7)の両隣のそれぞれ2つずつの工具ポット(7)が干渉位置と退避位置との間で揺動させられるようになっているが、揺動させられる工具ポット(7)の数はこれに限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による自動工具交換装置の全体構成を示す底面図である。
【図2】 図1の部分拡大図である。
【図3】 図2のIII−III線断面図である。
【図4】 図2のIV−IV線断面図である。
【図5】 揺動装置および固定装置を部分的に示す一部切り欠き斜視図である。
【図6】 工具受け渡し時の状態を示す図3相当の断面図である。
【図7】 工具受け渡し時の状態を示す図4相当の断面図である。
【符号の説明】
(1):主軸
(2):工具マガジン
(3):工具交換アーム
(6):チェーン
(7):工具ポット
(13):揺動装置(揺動手段)
(14):固定装置(固定手段)
(16):回転部材
(19):エアシリンダ(駆動手段)
(23):可動係合板(可動係合部材)
(24):固定係合板(固定係合部材)
(26):把持部材
(O):工具交換アームの旋回軌跡
(P):工具受け渡し位置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic tool changer for automatically changing a tool with respect to a spindle rotatably supported by a spindle head in a machine tool, for example, a machining center.
[0002]
In this specification, the upper side in FIG. 1 is referred to as the front, the opposite side is referred to as the rear, and the left and right in FIG. 1 (left and right in FIGS. 2 to 4) are referred to as the left and right.
[0003]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an automatic tool changer, a tool magazine having a plurality of tool pots for holding a tool so that its length direction is orthogonal to the main axis direction, and rotatable about an axis parallel to the main axis direction. In addition, there is known a tool provided with a tool changing arm that is movable in the direction of the main shaft axis, and a tool conveying device disposed between the tool magazine and the tool changing arm. The tool transfer device pulls out the tool from the tool pot indexed to the tool magazine transfer position, and turns the tool 90 degrees so that its length direction is parallel to the spindle axis direction, and transfers it to the tool changer arm. It conveys to the position.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, this automatic tool changer requires a space to avoid interference with other equipment when the tool is transferred by the tool transfer device, and as a result, the installation area of a machine tool such as a machining center must be increased. There is a problem of not becoming.
[0005]
An object of the present invention is to provide an automatic tool changer capable of solving the above-described problems and reducing the installation area of a machine tool as compared with the conventional one.
[0006]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
An automatic tool changer according to a first aspect of the present invention includes a chain-type tool magazine having a plurality of tool pots for holding a tool so that a length direction thereof is parallel to a Z-axis direction that is a main axis direction, and a Z-axis And a tool change arm for exchanging the tool between the spindle and the tool magazine, and a tool change arm for exchanging the tool between the spindle and the tool magazine. The tool pot indexed at the tool delivery position is arranged such that the tool pot indexed at the tool delivery position and at least the adjacent tool pots are aligned in a straight line, and each tool pot is pivotally attached to the tool magazine. The tool pot at least on both sides of the pot swings between the interference position located on the turning trajectory of the tool changing arm and the retracted position retracted from the turning trajectory. The tool pot at least on both sides of the tool pot indexed to the tool delivery position is swung from the interference position to the retracted position during delivery between the tool magazine and the tool exchange arm, and is not delivered as well. A gripping means provided with a pair of fingers that sandwich the tool pot indexed to the tool delivery position from the front and rear sides of the chain in the running direction of the chain. It has a member and has fixing means for clamping and fixing the tool pot from both the front and rear sides in the running direction of the chain using fingers.
[0007]
According to the automatic tool changer of the invention of claim 1, a tool magazine having a plurality of tool pots for holding the tool so that its length direction is parallel to the Z-axis direction which is the main axis direction, and the Z-axis Can be rotated around an axis parallel to the axis and movable in the direction of this axis, and has a tool change arm for exchanging tools between the spindle and the tool magazine. There is no need to provide a tool conveying device between the tool magazine and the tool changing arm as in the case of the changing device. Therefore, a space for avoiding interference with other equipment is not required when the tool is transferred by the tool transfer device, and as a result, the installation area of a machine tool such as a machining center is provided with a conventional automatic tool changer. It can be made smaller than the one. Further, when the tool magazine and the tool changing arm are delivered, that is, when the tool changing arm starts rotating from the standby position to the tool holding position in order to hold the next tool held in the tool pot of the tool magazine. After inserting the finished tool into the tool pot of the tool magazine, until the tool change arm finishes rotating to the standby position, the tool at least on both sides of the tool pot indexed to the tool delivery position by the swinging means If the pot is swung from the interference position to the retracted position, it is possible to avoid interference between the rotating tool change arm and the adjacent tool pot and the tool held by the tool changing arm. Therefore, the interval between adjacent tool pots can be reduced, and a large number of tool pots can be attached to the tool magazine. As a result, many tools can be attached to the tool magazine.
[0008]
The automatic tool changer according to the first aspect of the invention has a fixing means for fixing the tool pot indexed to the tool delivery position. In this case, the tool can be reliably gripped by the tool changing arm that has rotated from the standby position to the tool gripping position.
[0009]
Automatic tool changer apparatus according to the invention of claim 2, in have you to the first aspect of the present invention, the oscillating means, the swing center of the tool pot indexed in arranged on either side of the tool delivery position and a tool delivery position Two rotating members rotating around the center, driving means for driving one of the rotating members, and engaging with at least the adjacent tool pots of the tool pots attached to both rotating members and indexed to the tool delivery position A movable engaging member that engages with a tool pot fixed to the fixed portion and indexed to the tool delivery position, and a rotating member between the rotating members of the swinging means. And a gripping member that grips the tool pot that is stopped and indexed to the tool transfer position. In this case, the tool pot adjacent to the tool pot indexed to the tool delivery position can be configured to be swingable to the retracted position with a simple structure, and a single drive source can be used on both sides of the tool delivery position. The tool pot can be swung to the retracted position and the tool pot at the tool transfer position can be fixed. Furthermore, the direction in which the tool pot indexed to the tool delivery position and at least the adjacent tool pots are arranged and the direction connecting the axis of the main shaft and the rotation center axis of the tool changing arm can be arranged to be orthogonal to each other. Therefore, the width of the machine tool can be reduced.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 shows the overall configuration of an automatic tool changer according to the present invention as viewed from below, and FIGS.
[0012]
In FIG. 1, the automatic tool changer automatically changes the tool (T) with respect to the spindle (1) that is rotatably supported by the spindle head of the machining center and whose Z axis is the vertical direction. A horizontal chain-type tool magazine (2) and a vertical axis parallel to the Z-axis and rotatable in the vertical direction, and the spindle (1) and the tool magazine ( And a tool change arm (3) for exchanging the tool (T) with 2). A gripper (4) for gripping the tool (T) is provided at both ends of the tool exchange arm (3).
[0013]
The tool magazine (2) includes a pair of sprockets (5) that are spaced apart in the front-rear direction and are rotatable about a vertical axis, and an endless chain (6) that spans both sprockets (5). And a plurality of tool pots (7) which are attached to the chain (6) at intervals in the length direction and hold the tool (T) downward.
[0014]
One of the two sprockets (5) is driven by a servo motor (both not shown) via a reduction gear device. The chain (6) is guided between both sprockets (5) by left and right linear guides (6A) (6B) extending in the front-rear direction, and is guided to each guide (6A) (6B). A plurality of tool pots (7) are arranged in a straight line in the portion to be formed. The front and rear center portions of the right guide (6B) are the tool delivery position (P) with the tool change arm (3). Then, as indicated by the chain line in FIG. 1, the two tool pots (7) on both the front and rear sides of the tool pot (7) indexed to the tool delivery position (P) are turned on the trajectory of the tool changing arm (3). (O) It is located on the top. As shown in FIGS. 3 and 4, the upper end of the tool pot (7) is pivotally attached to a bracket (9) fixed to the chain (6) by a horizontal pin (8). The pin (8) faces in the front-rear direction due to the tension of these guides (6A) (6B) and both sprockets (5) in the part where the chain (6) is guided by the left and right guides (6A) (6B). It is like that. As a result, the two tool pots (7) on both the front and rear sides of the tool pot (7) indexed to the tool delivery position (P) interfere with each other on the swivel path (O) of the tool change arm (3). Swing in the left-right direction around the pin (8) between the position (see the solid line in FIGS. 1 to 3) and the retracted position (see the chain line in FIGS. 1 to 3) retracted from the turning locus (O). It is made like that. Frame along the left guide (6A) on the inner side in the left-right direction at the lower end of each tool pot (7) (located on the right side of the left guide (6A) and on the left side of the right guide (6B)) (10) An engagement portion (12) that engages with a vertical strip guide (11) fixed to the lower surface is provided.
[0015]
The automatic tool changer has two tool pots (7) on both the front and rear sides of the tool pot (7) indexed to the tool delivery position (P), and the tool magazine (2) and the tool change arm (3). A swinging device (13) that swings from the interference position to the retracted position during delivery and also swings from the retracted position to the interference position when not handed over, and a tool pot (7) that is indexed to the tool delivery position (P). And a fixing device (14) for fixing.
[0016]
As shown in FIGS. 2 to 5, vertical plate brackets (15) are fixed to the lower surface of the frame (10) on both front and rear sides of the tool delivery position (P). Each bracket (15) has a notch (15a) for avoiding interference when the chain (6) and the tool pot (7) are moved. Along the front and rear inner surfaces of both brackets (15), there are arcuate rotating members (16) located on the circumference centering on the swing center of the tool pot (7) located on the right guide (6B). It is arranged. Each rotating member (16) has a circular arc shape opened downward in order to avoid interference when the chain (6) and the tool pot (7) move. Each rotating member (16) is guided around a plurality of guide rollers (17) attached to the inner surface of each bracket (15) and rotates around the swing center. Both rotating members (16) are connected to each other by a plurality of connecting rods (18) extending in the front-rear direction, and rotate integrally. These rotating members (16) are rotated by a driving air cylinder (19). The air cylinder (19) is located on the left side of the rear rotating member (16) with its piston rod (20) facing diagonally upward to the right on the circumference tangent to the rotating member (16). And is attached to the lower surface of the frame (10) via an attachment member (21). The tip of the piston rod (20) is pivotally attached to a block (22) fixed to the rear rotating member (16). At the left end of both the front and rear rotating members (16), a strip that extends in the front-rear direction and engages with the engaging portions (12) of the two tool pots (7) located on both front and rear sides of the tool delivery position (P) The movable engagement plate (23) having a shape is fixed. When the tool magazine (2) and the tool change arm (3) are not delivered, the rotating member (16) is in the state shown by the solid line in FIG. 3, and the movable engagement plate (23) is positioned in the vertical plane. Thus, it engages with the engaging portion (12) of the tool pot (7) to serve as a guide. The rotating member (16), the air cylinder (19), and the movable engagement plate (23) constitute a swing device (13).
[0017]
In the tool delivery position (P), the fixed engagement plate (24) in the form of a vertical strip extending to the left and right of the right guide (6B) and engaging with the engagement portion (12) of the tool pot (7) Is arranged. The fixed engagement plate (24) serves as a guide for the tool pot (7), and is fixed to the lower surface of the frame (10) via an attachment member (25). A gripping member (26) for gripping the tool pot (7) indexed to the tool delivery position (P) is provided between the right ends of both the front and rear rotating members (16). The gripping member (26) is integrally formed with a connecting rod (27) secured between the front and rear rotating members (16) and a left protruding portion at an intermediate portion of the length of the connecting rod (27), and It consists of a pair of fingers (28) that sandwich the tool pot (7) indexed to the tool delivery position (P) from both front and rear sides. The fixed engagement plate (24), the rotating member (16), the air cylinder (19), and the gripping member (26) constitute a fixing device (14).
[0018]
When the chain (6) travels and the tool pot (7) is moving for indexing the tool pot (7), as shown by the solid line in FIGS. 3 and 4, the air cylinder (19) The piston rod (20) is in a retracted state, and the movable engagement plate (23) is in a vertical state and engages with the engagement portion (12) of the tool pot (7), thereby serving as a guide. The fixed engagement plate (24) also engages with the engagement portion (12) of the tool pot (7) to serve as a guide.
[0019]
When the tool pot (7) holding the predetermined tool (T) is indexed to the tool delivery position (P), the piston rod (20) of the air cylinder (19) advances, and both rotating members (16) are shown in FIG. 3 and 4 are rotated clockwise as indicated by arrows. Then, the movable engagement plate (23) engaged with the engagement portions (12) of the two tool pots (7) on both the front and rear sides of the tool delivery position (P) also has a timepiece as shown by a chain line in FIG. The tool pot (7) is swung so that its lower end moves to the left. At the same time, the gripping member (26) moves clockwise as indicated by the chain line in FIG. 4, and the tool pot (7) indexed to the tool delivery position (P) is moved back and forth by both fingers (28). It is pinched and fixed.
[0020]
A tool changing method between the spindle (1) and the tool magazine (2) in the automatic tool changing apparatus having the above configuration will be described.
[0021]
During machining with the spindle (1), the tool change arm (3) is at the tool insertion position, which is its raised position, and at a standby position rotated 90 degrees from the tool gripping position (see FIG. 1). At this time, each gripper (4) of the tool change arm (3) is empty. During machining of the main shaft (1), the servomotor is activated by a tool change command from the NC unit, and one sprocket (5) is rotated via the reduction gear unit, so that the chain (6) travels. Then, the tool pot (7) holding the next tool (T) is indexed to the tool delivery position (P). During the indexing operation, the piston rod (20) of the air cylinder (19) is in the retracted state, and the movable engagement plate (23) serves as a guide together with the fixed engagement plate (24). The gripping member (26) is in a retracted position that does not interfere with the tool pot (7). The two tool pots (7) on both the front and rear sides of the tool delivery position (P) are at interference positions located on the turning locus (O) of the tool change arm (3).
[0022]
When the tool pot (7) holding the next tool (T) is indexed to the tool delivery position (P), the piston rod (20) of the air cylinder (19) is advanced and both rotating members (16) are illustrated. 3 and 4 in the clockwise direction indicated by the arrow. Then, the movable engagement plates (23) engaged with the engagement portions (12) of the two tool pots (7) on both the front and rear sides of the tool delivery position (P) also move in the same direction, and these four tools The pot (7) is swung to the left about the pin (8) from the turning locus (O) of the tool changing arm (3) to the retracted position (see FIG. 6). At the same time, the gripping member (26) also moves in the same direction, and the tool pot (7) indexed to the tool delivery position (P) is fixed by being clamped from both front and rear sides by both fingers (28). (See FIG. 7).
[0023]
When machining with the tool (T) attached to the spindle (1) is completed, the spindle (1) moves to the tool change position. Next, the tool change arm (3) is rotated 90 degrees from the standby position to the tool gripping position, and the used tool (T) of the spindle (1) is gripped by one gripper (4) and the other gripper ( The next tool (T) of the tool pot (7) indexed to the tool delivery position (P) by 4) is gripped. At this time, interference between the tool change arm (3) and the two tool pots (7) on both the front and rear sides of the tool delivery position (P) is prevented.
[0024]
Next, the tool change arm (3) is lowered, and the used tool (T) is pulled out from the main shaft (1) and the next tool (T) is pulled out from the tool pot (7). Next, the tool change arm (3) is rotated 180 degrees. Even at that time, the interference between the tool (T) gripped by the gripper (4) and the tool (T) inserted in the tool pot (7) on both the front and rear sides of the tool delivery position (P) is prevented. The tool change arm (3) is then raised, and the next tool (T) is inserted into the spindle (1) and the used tool (T) is inserted into the tool pot (7). Thereafter, the tool change arm (3) is rotated 90 degrees to return to the standby position. Also during the rotation of the tool change arm (3), interference between the tool change arm (3) and the two tool pots (7) on both the front and rear sides of the tool delivery position (P) is prevented. Thus, the tool change is completed.
[0025]
When the tool change is completed, the piston rod (20) of the air cylinder (19) is retracted, whereby both rotating members (16) are rotated counterclockwise in FIGS. Then, return to the vertical position the movable engagement plate (23), each of the two tool pot (7) of the front and rear side of the tool delivery position (P) is caused to swing to the right until the interference position. At the same time, the gripping member (26) is also moved counterclockwise in FIGS. 6 and 7 to leave the tool pot (7), and the tool pot (7) indexed to the tool delivery position (P). Fixing is released.
[0026]
When machining with the tool (T) newly attached to the spindle (1) starts, the tool pot (7) holding the next tool (T) is further moved to the tool delivery position ( P).
[0027]
Te above embodiment smell, the rocking device (13), the tool pot (7) the interference position of two each and a retracted position of both sides of the tool pot indexed to the tool delivery position (P) (7) However, the number of tool pots (7) to be swung is not limited to this.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a bottom view showing an overall configuration of an automatic tool changer according to the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
FIG. 5 is a partially cutaway perspective view partially showing the rocking device and the fixing device.
6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 3, showing a state during tool delivery.
FIG. 7 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4 showing a state during tool delivery.
[Explanation of symbols]
(1): Spindle
(2): Tool magazine
(3): Tool change arm
(6): Chain
(7): Tool pot
(13): Oscillating device (oscillating means)
(14): Fixing device (fixing means)
(16): Rotating member
(19): Air cylinder (drive means)
(23): Movable engagement plate (movable engagement member)
(24): Fixed engagement plate (fixed engagement member)
(26): Holding member
(O): Turning trajectory of the tool change arm
(P): Tool delivery position

Claims (2)

工具を、その長さ方向が主軸軸線方向であるZ軸方向と平行になるように保持する複数の工具ポットを有するチェーン式工具マガジンと、Z軸と平行な軸線の周りに回転自在であるとともにこの軸線の方向に移動自在であり、かつ主軸と工具マガジンとの間で工具を交換する工具交換アームとを有しており、チェーン式工具マガジンにおける工具受け渡し位置に割り出された工具ポットと少なくともその両隣の工具ポットが1直線上に並ぶようになされ、各工具ポットが工具マガジンに枢着されることにより、工具受け渡し位置に割り出された工具ポットの少なくとも両隣の位置の工具ポットが、工具交換アームの旋回軌跡上に位置する干渉位置と、同旋回軌跡上から退避する退避位置との間で揺動するようになされており、工具受け渡し位置に割り出された工具ポットの少なくとも両隣の位置の工具ポットを、工具マガジンと工具交換アームとの受け渡し時に干渉位置から退避位置に揺動させ、同じく非受け渡し時に退避位置から干渉位置に揺動させる揺動手段と、工具受け渡し位置に割り出された工具ポットを、チェーン式工具マガジンのチェーンの走行方向の前後両側から挟む1対のフィンガが設けられた把持部材を備えているとともに、フィンガを利用して工具ポットを前記チェーンの走行方向の前後両側から挟着固定する固定手段とを有している自動工具交換装置。A chain-type tool magazine having a plurality of tool pots for holding the tool so that its length direction is parallel to the Z-axis direction, which is the main axis direction, and rotatable about an axis parallel to the Z-axis A tool exchange arm that is movable in the direction of the axis and exchanges a tool between the spindle and the tool magazine, and has at least a tool pot indexed to a tool delivery position in the chain-type tool magazine; The adjacent tool pots are arranged in a straight line, and each tool pot is pivotally attached to the tool magazine, so that at least the tool pots at the positions adjacent to the tool pots determined at the tool transfer position are It swings between the interference position located on the swivel trajectory of the exchange arm and the retreat position retracted from the swivel trajectory. The tool pot at least on both sides of the tool pot that is indexed to the position is swung from the interference position to the retracted position when the tool magazine and the tool change arm are transferred, and is also swung from the retracted position to the interference position when not transferred. The gripping member is provided with a pair of fingers that sandwich the swinging means and the tool pot indexed to the tool delivery position from both the front and rear sides in the running direction of the chain of the chain-type tool magazine. An automatic tool changer having fixing means for clamping and fixing the tool pot from both the front and rear sides in the running direction of the chain . 揺動手段が、工具受け渡し位置の両側に配されかつ工具受け渡し位置に割り出された工具ポットの揺動中心を中心として回転する2つの回転部材と、いずれか一方の回転部材を駆動する駆動手段と、両回転部材にそれぞれ取り付けられかつ工具受け渡し位置に割り出された工具ポットの少なくとも両隣の工具ポットに係合する可動係合部材とを備えており、固定手段が、固定部分に固定されかつ工具受け渡し位置に割り出された工具ポットに係合する固定係合部材と、揺動手段の両回転部材間に渡し止められかつ工具受け渡し位置に割り出された工具ポットを把持する把持部材とを備えている請求項1の自動工具交換装置。Two oscillating means are arranged on both sides of the tool delivery position and rotate around the oscillation center of the tool pot indexed to the tool delivery position, and a drive means for driving one of the rotatory members And a movable engaging member that engages with at least the adjacent tool pots of the tool pots that are respectively attached to both rotating members and indexed to the tool delivery position, and the fixing means is fixed to the fixing portion and A fixed engagement member that engages the tool pot indexed to the tool delivery position, and a gripping member that grips the tool pot indexed to the tool delivery position and secured between the rotating members of the swinging means. The automatic tool changer of Claim 1 provided.
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