JP4341796B2 - Tool attachment / detachment device for machine tools - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばホルダー等の工具取付具に取り付けられたエンドミル等の工具によってワークを加工する工作機械用の工具着脱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的に、旋盤、フライス盤等の各種工作機械の回転部には、ドリルを含むエンドミル等からなる各種工具を着脱するホルダーが設けられている。このホルダーは、工作機械の回転部にワンタッチで着脱し得るテーパ部と、工具が着脱し得る例えば円形孔からなる嵌合孔が設けられている。
【0003】
そして、このような工作機械においては、加工精度の向上の観点から、工具とホルダーの嵌合孔との芯出しが重要な作業となっている。また、エンドミルとして各種形状(例えば外径)のものがワークの加工部分に応じて適宜に選択されて使用されることから、この工具の取り替え作業も重要な作業となっているが、従来、このような工具の着脱作業は、工作機械を操作する作業者の経験や勘に頼っているのが実情である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような工具の着脱方法にあっては、工具とホルダーの嵌合孔の芯出しを精度良く行うことができず、例えば工作機械によるワークの加工作業中に工具が工具取付具の嵌合孔に対して動いて、ワークの精度良い加工が困難になるという問題点があった。また、工具を取り替える際に、交換した工具の芯出しに時間が掛かると共に、芯出し不良によって不良品を加工してしまう場合があり、結果としてワークの加工作業の効率が低下し易いという問題点があった。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、工作機械に装着される工具取付具に対する工具の芯出しを確実に行えて高精度な加工が可能になると共に、加工作業の効率を向上させ、かつ工具の工具取付具からの焼き抜き等を極めて簡単に行い得る工作機械用の工具着脱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】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項1記載の発明は、工作機械に装着される工具取付具に対して所定の工具を着脱し得る工具着脱装置であって、前記工具取付具に対して工具を移動させて取り付けたり工具取付具に取り付けられた工具を移動させて取り外す工具移動装置と、前記工具取付具と工具との嵌合部分の周囲に配置される加熱コイルと、該加熱コイルに高周波電流を供給して前記嵌合部分を誘導加熱するトランジスタインバータと、前記工具移動装置、加熱コイル及びトランジスタインバータを制御する制御装置と、を具備し、前記工具の工具取付具との非嵌合部外周面に少なくとも一部が接触する如く配置されると共に、前記工具もしくは工具取付具の材質と異なる金属で形成されて、前記工具取付具と工具の嵌合部分に所定の温度差を生じさせ得る温度差発生手段を配置したことを特徴とする。
【0007】
このように構成することにより、工具を工具取付具に取り付ける場合は、工具を工具取付具の嵌合孔に嵌合させ、この嵌合部分の周囲に配置した加熱コイルにトランジスタインバータから高周波電流を供給する。この高周波電流が加熱コイルに供給されると、工具と工具取付具が誘導加熱されて焼きバメ状態となって、工具が工具取付具に取り付けられ、取り付け時の芯出し作業が不要となり、この取り付けられた工具によってワークが高精度に加工される。一方、工具を工具取付具から取り外す場合は、嵌合部分を誘導加熱させた状態で、制御装置で工具移動装置を移動させること等によって工具取付具から取り外され、工具の交換作業等が容易となる。
【0008】
また、例えば工具取付具に取り付けられた工具の非嵌合部外周面に温度差発生手段が配置されていることから、温度差発生手段としての例えば銅のブロックを工具の非嵌合部の外周面に接触する状態で配置することにより、誘導加熱による工具の嵌合部の熱がブロックに吸収され、嵌合部分において工具と工具取付具との間に温度差が生じて工具が容易に焼き抜きされる。さらに、温度差発生手段として銅のブロックを配置するだけで良いことから、その構成が簡略化される。
【0009】
また、請求項2記載の発明は、前記工具取付具に工具を誘導加熱しつつ取り付けた後に、該工具取付具と工具の嵌合部分を冷却する冷却装置を有することを特徴とする。このように構成することにより、誘導加熱により工具取付具に取り付けられた工具と工具取付具の嵌合部分を、冷却装置で例えば急速冷却できることから、工具の工具取付具に対する取付強度を高めることができ、この工具によるワークの加工がより高精度に行える。
【0010】
また、請求項3記載の発明は、前記嵌合部分の温度を測定する放射温度計を配置し、該放射温度計で測定された温度に基づいて前記制御装置によりトランジスタインバータの出力を制御することを特徴とする。このように構成することにより、工具取付具に対して誘導加熱で工具を取り付けたり取り外す際に、嵌合部分の加熱温度が放射温度計で測定され、この測定結果に基づいてトランジスタインバータの出力が制御されることから、工具の焼きバメや焼き抜き時の加熱温度を最適温度に容易に設定することができて、その作業がより簡単となる。
【0011】
また、請求項4記載の発明は、前記温度差発生手段が、ブロックで形成されて上下方向に貫通したテーパー面部と円弧面部を有する異形形状の孔を有すると共に、該孔内に移動可能に設けられた押圧板を有することを特徴とする。このように構成することにより、異形形状の孔を有するブロックと押圧板を有していることから、工具と工具取付具の嵌合部分において温度差を発生させて熱膨張量の差によって、工具の工具取付具からの焼き抜きを極めて簡単に行うことができ、工具の取り外しをより一層容易かつ効率良く行うことができる。また、一つのブロックで各種外径の工具に対応できるため、構成簡易でかつ汎用性が向上し、安価な工具着脱装置が得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1〜図3は、本発明に係わる工作機械用の工具着脱装置の基本的な実施例を示し、図1がその概略構成図、図2がその工具取付時の動作を説明する工程図、図3が工具取り外し時の動作を説明する工程図である。
【0013】
図1において、工具着脱装置1は、工具取付具としてのホルダー2を固定すると共に所定方向に移動させるホルダー移動装置3と、工具としてのエンドミル4を固定すると共に所定方向に移動させるエンドミル移動装置5と、ホルダー2の外周部に所定間隔で配置し得る加熱コイル6と、この加熱コイル6を所定方向に移動させる加熱コイル移動装置7と、加熱コイル6に高周波電流を供給するトランジスタインバータ8と、冷却水が収容された冷却タンク9を所定方向に移動させる冷却タンク移動装置10と、これらを制御する制御装置11等で構成されている。
【0014】
前記ホルダー移動装置3は、ホルダー2の嵌合孔2aの下端外周を固定保持するチャック12に連結され、このチャック12を矢印イ方向に移動させてホルダー2を固定保持すると共に、固定保持したホルダー2を矢印ロ方向に移動させる。また同様に、前記エンドミル移動装置5は、エンドミル4の下端外周を固定保持するチャック13に連結され、このチャック13を矢印ハ方向に移動させてエンドミル4を固定保持すると共に、固定保持したエンドミル4を矢印ニ方向に移動させる。なお、チャック12、13の固定保持位置は、ホルダー2やエンドミル4の下端外周に限らず、適宜位置を固定保持することができる。
【0015】
前記加熱コイル6は、例えば銅パイプや適宜の電線を屈曲させることによって2分割状態(もしくは馬蹄型)に形成され、加熱コイル移動装置7の作動で2分割された加熱コイル6が閉じることによって、ホルダー2(エンドミル4)の外周位置に所定の間隔で配置される加熱位置と、2分割された加熱コイル6が開くことによって、ホルダー2等の外周位置から退去する退去位置とに設定され得るように構成されている。なお、加熱コイル6としては、退去位置において、加熱コイル移動装置7でホルダー2等の上下動に邪魔にならない位置まで移動させることもできる。
【0016】
前記トランジスタインバータ8は、例えばMOSFET、IGBT等の半導体スイッチング素子を用いた図示しないインバータ回路と、出力トランス(変流器)等を有し、数KHz〜数MHzの所定出力の高周波電流を、加熱コイル6に出力し得るように構成されている。
【0017】
また、前記冷却タンク移動装置10は、冷却水14が収容された冷却タンク9を矢印ホ方向に移動させる如く構成されている。なお、この冷却タンク移動装置10は、ホルダー2等をホルダー移動装置3等によって、冷却タンク9内の冷却水14中まで下降するように構成することで省略することもできる。
【0018】
さらに、前記制御装置11は、例えばシーケンサやマイクロコンピュータで形成され、各移動装置3、5、7、10の作動を制御すると共に、トランジスタインバータ8の出力を制御して、所定の高周波電流を加熱コイル6に供給する。
【0019】
そして、これらの各移動装置3、5、7、10、加熱コイル6、トランジスタインバータ8及び制御装置11は、筐体15内に収容配置され、チャック12、13が筐体15の上部に露出する状態で配置されている。この時、チャック12、13は、使用するホルダー2やエンドミル4の形状に応じて例えばホルダー移動装置3やエンドミル移動装置5で水平回転する回転盤(図示せず)の円周方向に複数配置することもできる。また、筐体15には、図示しない電源スイッチや各種制御スイッチが設けられると共に、底面に設けたキャスター(図示せず)によって移動可能に構成されている。
【0020】
次に、上記工具着脱装置1の動作の一例を図2及び図3の工程図等に基づいて説明する。先ず、ホルダー2の嵌合孔2aの内径とエンドミル4の嵌合部4a(図1参照)の外径が略等しいか、エンドミル4の嵌合部4aの外径をホルダー2の嵌合孔2aの内径より僅かに大きく設定する。そして、このようなホルダー2にエンドミル4を取り付ける場合は、図2に示すように、エンドミル移動装置5の作動でチャック13によってエンドミル4を固定保持してセット(K101)すると共に、ホルダー移動装置3の作動でチャック12によってホルダー2を固定保持してセット(K102)する。
【0021】
エンドミル4とホルダー2がそれぞれセットされると、両移動装置3、5の作動でこれらを加熱コイル6の位置まで下降(K103)させる。この時、加熱コイル6は、退去位置に設定されており、ホルダー2等の下降がスムーズに行える。ホルダー2等が加熱コイル6の位置まで下降すると、エンドミル4は所定位置に保持され、この状態で加熱コイル移動装置7が作動して、加熱コイル6が退去位置から加熱位置に移動して、加熱コイル6がホルダー2の外周面側にセットされる。
【0022】
そして、制御装置11の制御信号によって、トランジスタインバータ8から加熱コイル6に高周波電流が供給される。この加熱コイル6への高周波電流の供給で、ホルダー2の嵌合孔2aとエンドミル4の嵌合部4aに渦電流が誘起されてそれぞれ誘導加熱(K104)され、この加熱状態で、ホルダー移動装置3を作動させてホルダー2をさらに下降させる。これにより、ホルダー2の嵌合孔2a内にエンドミル4の嵌合部4aが徐々に嵌合し、エンドミル4がホルダー2に完全に嵌合したら、ホルダー移動装置3の作動を停止すると共に、トランジスタインバータ8を停止させる。
【0023】
この状態において、ホルダー2の嵌合孔2aとエンドミル4の嵌合部4aは、加熱状態で嵌合されており、次に、加熱コイル移動装置7を作動させて、加熱コイル6を退去位置に設定(K105)する。そして、冷却水タンク移動装置10を作動させて冷却水タンク9を上昇(K106)させ、冷却水タンク9の冷却水14中に、加熱状態のホルダー2とエンドミル4を浸漬させる。これにより、ホルダー2とエンドミル4が急速冷却されて焼きバメされる。
【0024】
ホルダー2とエンドミル4が冷却されると、冷却水タンク9を下降させて元の位置に戻すと共に、エンドミル4が焼きバメされたホルダー2を上昇(K107)させ、筐体15の上面に露出させる。この状態で、ホルダー2を適宜の治具で保持し、チヤック12による固定保持状態を解除することによって、エンドミル4が取り付けられたホルダー2が工具着脱装置1から取り出され(K108)、このホルダー2が工作機械に装着されて回転するエンドミルでワークが加工される。
【0025】
一方、エンドミル4をホルダー2から取り外す場合は、図3に示すように、エンドミル4が取り付けられたホルダー2をチャック12で固定保持してセット(K201)し、これを加熱コイル6の位置まで下降(K202)させる。そして、加熱コイル6を加熱位置に設定して、トランジスタインバータ8を作動させてホルダー2とエンドミル4の嵌合部分を誘導加熱(K203)すると共に、ホルダー移動装置3の作動でホルダー2を徐々に上昇(K204)させる。この時、エンドミル4は固定状態とされており、これにより、ホルダー2の嵌合孔2aからエンドミル4の嵌合部4aが抜けて取り外され(焼き抜きされ)、この取り外されたエンドミル4を上昇(K205)させることにより、取り外し作業が完了する。
【0026】
なお、以上の例では、取り付けの際の加熱コイル6による誘導加熱時に、エンドミル4を固定状態として、ホルダー2を徐々に下降させて嵌合させたが、エンドミル4とホルダー2を予め嵌合状態で加熱コイル6の位置まで下降させて誘導加熱することもできるし、ホルダー2を固定状態としてエンドミル4を上昇させつつ嵌合させて誘導加熱することもできる。さらに、取り付けや取り外しの際に、ホルダー2とエンドミル4の上下の位置関係を逆にすることも可能である。
【0027】
このように、上記実施例の工具着脱装置1によれば、ホルダー2とエンドミル4を誘導加熱しつつ取り付けたり取り外すことができるため、エンドミル4のホルダー2に対する焼きバメにより固定が可能となり、エンドミル4によるワークの各種加工を高精度に行うことができる。特に、誘導加熱されつつ取り付けられたホルダー2とエンドミル4が嵌合後に直ちに冷却されるため、エンドミル4のホルダー2に対する取付強度を高めることができて、工作機械による加工中にエンドミル4がホルダー2に対して動くことがなく、ワークの加工をより高精度に行うことが可能になる。
【0028】
また、エンドミル4とホルダー2が機械的に取り付けられたり取り外しされるため、従来の手作業による芯出しや取り外し作業が不要となり、エンドミル4の交換作業を簡単かつ確実に行うことができ、加工作業における段取り時間の短縮を図ることができると共に、芯出し不良等によるワークの加工不良の発生を無くすことができ、結果として、ワークの加工効率を向上させることが可能になる。
【0029】
さらに、筐体15に所定のホルダー2とエンドミル4をセットするだけで、エンドミル4とホルダー2とが自動的に取り付けられたり取り外しされるため、例えば筐体15を工作機械の近傍に設置することによって、加工作業の作業全体をより効率的に行うことができる。その際、筐体15の上面に複数のホルダー2等をセットし得るように構成すれば、所定のエンドミル4を素早く取り付けて使用することもできたり、キャスターで所定位置に移動させることができ、加工作業の効率をより一層向上させることが可能になる。
【0030】
図4及び図5は、本発明に係わる工具着脱装置の具体的な実施例を示し、図4がその要部概略構成図、図5が温度差発生部材の平面図である。なお、上記実施例と同一部位には同一符号を付して説明する。この実施例の特徴は、ホルダー2とエンドミル4の嵌合部分の加熱温度を測定するために、放射温度計20を配置すると共に、例えばエンドミル4のホルダー2からの取り外し時に、エンドミル4のホルダー2側に温度差発生部材21を配置して、ホルダー2の嵌合孔2aとエンドミル4の嵌合部4a外周面間に温度差を発生させるようにした点にある。
【0031】
すなわち、放射温度計20は、加熱コイル6で誘導加熱される際に発せられるホルダー2外周面からの赤外線を集光し、この赤外線信号を適宜に処理することによって、ホルダー2の外周面の温度を測定する。そして、この測定温度が制御装置11に入力されて、加熱温度が最適温度となるようにトランジスタインバータ8が制御される。また、温度差発生部材21は、ホルダー2の嵌合孔2aにその嵌合部4aが焼きバメされたエンドミル4のホルダー2側の非嵌合部4b外周面に接触状態で配置されている。
【0032】
この温度差発生部材21は、例えば図5に示すように、銅のブロック22で形成され、上下方向に貫通したテーパ面部23aと円弧面部23bを有する異形形状の孔23を有すると共に、この孔23内に矢印ヘの如く移動可能に設けられた銅からなる押圧板24とを有している。押圧板24には、スクリュウネジ25の一端が固定され、このスクリュウネジ25はブロック22のネジ孔22aを貫通して外部に所定寸法突出し、その他端が例えばステッピングモータ26a等の押圧板駆動装置26に連結されている。
【0033】
この押圧板駆動装置26が前記制御装置11の制御信号で作動することにより、スクリュウネジ25が回転して進退し、押圧板24が孔23内を移動する。この押圧板24の移動によって、孔23内に貫通する状態で配置されたエンドミル4の他方側の外周面が押圧されつつ一方側の外周面が孔23のテーパ面部23aに接触し、他方側の外周面が押圧板24内面に所定圧力で接触する。したがって、孔23内に実線で示す外径のエンドミル4や、二点鎖線で示す外径のエンドミル4を配置固定することができる等、ブロック22が各種外径のエンドミル4に容易に取り付けられ、この時、エンドミル4の外周面は、少なくとも上下方向の4本の略直線部分によって銅のブロック22や押圧板24に接触している。
【0034】
この状態で、加熱コイル6にトランジスタインバータ8から高周波電流が供給されると、ホルダー2とエンドミル4の嵌合部分とブロック22等が誘導加熱される。その際、ブロック22や押圧板24が銅で形成されていることから、超硬合金やハイス(高速度工具鋼)で形成されているエンドミル4に対して渦電流が例えば多く誘起されて高温度(もしくは低温度)に加熱される。このブロック22や押圧板24が所定温度に加熱されることにより、エンドミル4自体の温度がブロック22等で吸収される状態となり、エンドミル4のホルダー2との嵌合部分の表面温度がホルダー2が無い場合に比較して低温度(もしくは高温度)となる。
【0035】
一方、一般的にエンドミル4と同材質で形成されるホルダー2の嵌合孔2a内面の温度は、加熱コイル6でそのまま誘導加熱されて所定の温度を維持する。これにより、エンドミル4の嵌合部4aとホルダー2の嵌合孔2aとの間に温度差が生じ、この温度差により両部材の熱膨張量が異なる。すなわち、互いに嵌合しているホルダー2とエンドミル4が同一の膨張量で膨張しないため、両部材の膨張量に差が生じ、この差によってエンドミル4が、例えば前記エンドミル移動装置5の作動でホルダー2の嵌合孔2aから容易に焼き抜きされる。
【0036】
なお、ハイスからなるホルダー2やエンドミル4を使用して実験したところ、焼きバメ状態のエンドミル4がホルダー2から極めて簡単に焼き抜きできることが確認されている。このようにこの実施例においても、基本的に上記実施例の同様の作用効果を得ることができる他に、次のような作用効果が得られる。つまり、放射温度計20を配置しているため、この放射温度計20によってエンドミル4のホルダー2への焼きバメ時や焼き抜き時に誘導加熱温度を最適温度に設定することができて、エンドミル4の取り付け(芯出し)や取り外し作業をより簡単に行うことができると共に、極端な焼きバメ等が確実に防止されて、誘導加熱によるエンドミル4やホルダー2の劣化を防止することができて、長期に亘り着脱を繰り返し行うことができる。
【0037】
また、エンドミル4の焼き抜き時に、エンドミル4の非嵌合部4bにブロック22や押圧板24を接触状態で配置しているため、ホルダー2とエンドミル4の嵌合部分において温度差を発生させることができ、この温度差による両部材の熱膨張量の差によって、エンドミル4のホルダー2の嵌合孔2aからの焼き抜きを極めて簡単に行うことができ、エンドミル4の取り外しをより一層容易かつ効率良く行うことができる。さらに、一つのブロック22で各種外径のエンドミル4に対応できるため、構成簡易でかつ汎用性が向上し、安価な工具着脱装置1を得ることが可能になる。
【0038】
この実施例における温度差発生部材21としては、上記した例に限定されず、例えば各エンドミル4の外径に対応したブロック22をそれぞれ準備し、エンドミル4の外周面に対応したブロック22の孔23を略全面接触させることもできる。この場合は、エンドミル4の熱をブロック22でより吸収することができて、所定の温度差をより素早く得る(発生させる)ことが可能になる。
【0039】
また、この実施例においては、エンドミル4をホルダー2から焼き抜きする際にブロック22を使用したが、ホルダー2やエンドミル4の材質によっては、エンドミル4のホルダー2への焼きバメ時にブロック22を使用することもできる。さらに、押圧板24の移動は、ステッピングモータ26aに限らず、場合によっては手動で移動させることもできるし、ブロック22の材質も銅に限定されず、ホルダー2やエンドミル4の材質に応じて適宜の材質を使用することができる。
【0040】
なお、上記各実施例においては、工具としてエンドミル4を使用する場合について説明したが、ドリルやコアミル等の工作機械に使用される全ての工具に適用することができるし、ホルダー2の形状や形態も工具に対応した適宜のものを使用することができる。また、上記各実施例における加熱コイル6の形態、エンドミル4とホルダー2の取り付け方法や取り外し方法、温度差発生部材21の形状等の構造も一例であって、種々変更できることはいうまでもない。
【0041】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1記載の発明によれば、工作機械に装着される工具取付具に対する工具の取り付けや取り外しを誘導加熱を利用して、機械的にかつ焼きバメ状態で取り付けたり焼き抜きすることができるため、芯出し作業等の手作業が不要となり、ワークの加工作業の効率を向上させることができると共に、取り付けられた工具によってワークを高精度に加工することができる。
【0042】
また、工具取付具に焼きバメされた工具の嵌合部分に温度差を発生させ得る温度差発生手段を有するため、工具取付具の嵌合孔内面温度と工具の嵌合部外周面温度との間に所定の温度差(熱膨張量差)を発生させることができ、例えば工具の工具取付具からの焼き抜きを極めて簡単に行うことができると共に、温度差発生手段として例えば銅のブロックを配置するだけで良いことから、その構成が簡略化され、安価な工具着脱装置を得ることができる。
【0043】
また、請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果に加え、工具の工具取付具に対する取付強度を高めることができるため、ワークをより高精度に加工することができる。
【0044】
また、請求項3記載の発明によれば、請求項1または2記載の発明の効果に加え、放射温度計で測定された嵌合部分の温度に基づいてトランジスタインバータの出力が制御されるため、工具の工具取付具に対する焼きバメや焼き抜き時の加熱温度を最適温度に容易に設定することができて、工具の取り付けや取り外し作業をより簡単に行うことができる。
【0045】
また、請求項4記載の発明によれば、請求項1ないし3記載の発明の効果に加え、温度差発生手段が異形形状の孔を有するブロックと押圧板を有しているため、工具と工具取付具の嵌合部分において温度差を発生させて熱膨張量の差によって、工具の工具取付具からの焼き抜きを極めて簡単に行うことができ、工具の取り外しをより一層容易かつ効率良く行うことができると共に、一つのブロックで各種外径の工具に対応できるため、構成簡易でかつ汎用性が向上し、安価な工具着脱装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係わる工作機械用の工具着脱装置の基本的な実施例を示す概略構成図
【図2】 同その動作を説明するための工程図
【図3】 同他の工程図
【図4】 本発明に係わる工作機械用の工具着脱装置の具体的な実施例を示す要部概略構成図
【図5】 同その温度差発生部材の平面図
【符号の説明】
1 工具着脱装置
2 ホルダー
2a 嵌合孔
3 ホルダー移動装置
4 エンドミル
4a 嵌合部
4b 非嵌合部
5 エンドミル移動装置
6 加熱コイル
7 加熱コイル移動装置
8 トランジスタインバータ
10 冷却タンク移動装置
11 制御装置
20 放射温度計
21 温度差発生部材
22 ブロック
26 押圧板移動装置[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a tool attaching / detaching device for a machine tool that processes a workpiece with a tool such as an end mill attached to a tool attachment such as a holder.
[0002]
[Prior art]
In general, a rotating part of various machine tools such as a lathe and a milling machine is provided with a holder for attaching and detaching various tools such as an end mill including a drill. The holder is provided with a taper portion that can be attached to and detached from the rotating portion of the machine tool with a single touch, and a fitting hole made of, for example, a circular hole from which the tool can be attached and detached.
[0003]
In such a machine tool, centering of the tool and the fitting hole of the holder is an important operation from the viewpoint of improving machining accuracy. In addition, since various types of end mills (for example, outer diameter) are appropriately selected according to the work part of the workpiece and used, this tool replacement work is also an important work. In fact, such a tool mounting / removal operation relies on the experience and intuition of the operator operating the machine tool.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a tool attaching / detaching method, the fitting hole of the tool and the holder cannot be accurately centered. For example, the tool is inserted into the tool mounting tool during machining of a workpiece by a machine tool. There was a problem that it was difficult to accurately machine the workpiece by moving with respect to the hole. In addition, when replacing a tool, it takes time to center the replaced tool, and may cause a defective product to be processed due to a poor centering, resulting in a problem that the efficiency of work processing of the workpiece is likely to decrease. was there.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is to reliably perform the centering of the tool with respect to the tool fixture to be mounted on the machine tool, thereby enabling high-precision processing. It is an object of the present invention to provide a tool attaching / detaching device for a machine tool that can improve the efficiency of work and can extremely easily carry out the punching of a tool from a tool mounting tool .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the invention according to
[0007]
With this configuration, when the tool is attached to the tool fixture, the tool is fitted into the fitting hole of the tool fixture, and a high-frequency current is supplied from the transistor inverter to the heating coil arranged around the fitting portion. Supply. When this high-frequency current is supplied to the heating coil, the tool and the tool fixture are inductively heated to a shrinking state, the tool is attached to the tool fixture, and no centering work is required during installation. The workpiece is machined with high accuracy by the provided tool. On the other hand, when removing the tool from the tool fixture, the tool is removed from the tool fixture by moving the tool moving device with the control device while the fitting portion is inductively heated. Become.
[0008]
Further, for example, since the temperature difference generating means is arranged on the outer peripheral surface of the non-fitting portion of the tool attached to the tool fixture, for example, a copper block as the temperature difference generating means is arranged on the outer periphery of the non-fitting portion of the tool. By arranging it in contact with the surface, heat of the fitting part of the tool due to induction heating is absorbed by the block, and a temperature difference occurs between the tool and the tool fixture at the fitting part, and the tool is easily baked. It is pulled out. Furthermore, since it is only necessary to arrange a copper block as the temperature difference generating means, the configuration is simplified.
[0009]
The invention according to
[0010]
According to a third aspect of the present invention, a radiation thermometer for measuring the temperature of the fitting portion is arranged, and the output of the transistor inverter is controlled by the control device based on the temperature measured by the radiation thermometer. It is characterized by. With this configuration, when a tool is attached to or removed from the tool fixture by induction heating, the heating temperature of the fitting portion is measured with a radiation thermometer, and the output of the transistor inverter is calculated based on the measurement result. Since it is controlled, the heating temperature at the time of shrinking and punching the tool can be easily set to the optimum temperature, and the operation becomes easier.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, the temperature difference generating means has a deformed hole formed of a block and having a tapered surface portion and an arc surface portion penetrating in the vertical direction, and is movably provided in the hole. It is characterized by having a pressed plate. By comprising in this way, since it has the block and press plate which have a hole of an irregular shape, a temperature difference is generated in the fitting part of a tool and a tool fixture, and a tool is changed by the difference in the amount of thermal expansion. Thus, it is possible to extremely easily perform the tempering from the tool mounting tool, and it is possible to remove the tool more easily and efficiently. Further, since one block can deal with tools having various outer diameters, the structure is simple, versatility is improved, and an inexpensive tool attaching / detaching device is obtained.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 to 3 show a basic embodiment of a tool attaching / detaching apparatus for a machine tool according to the present invention, FIG. 1 is a schematic configuration diagram thereof, and FIG. 2 is a process diagram for explaining the operation at the time of tool mounting. FIG. 3 is a process diagram for explaining the operation when the tool is removed.
[0013]
In FIG. 1, a tool attaching / detaching
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The cooling
[0018]
Further, the
[0019]
Each of these moving
[0020]
Next, an example of operation | movement of the said tool attachment /
[0021]
When the
[0022]
Then, a high-frequency current is supplied from the
[0023]
In this state, the
[0024]
When the
[0025]
On the other hand, when removing the
[0026]
In the above example, at the time of induction heating by the
[0027]
As described above, according to the tool attaching / detaching
[0028]
Further, since the
[0029]
Furthermore, since the
[0030]
4 and 5 show a specific embodiment of the tool attaching / detaching device according to the present invention, FIG. 4 is a schematic view of the main part thereof, and FIG. 5 is a plan view of a temperature difference generating member. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same site | part as the said Example. The feature of this embodiment is that a
[0031]
That is, the
[0032]
For example, as shown in FIG. 5, the temperature
[0033]
When the pressing
[0034]
In this state, when a high frequency current is supplied to the
[0035]
On the other hand, the temperature of the inner surface of the
[0036]
In addition, as a result of experiments using the
[0037]
Further, since the
[0038]
The temperature
[0039]
In this embodiment, the
[0040]
In each of the above embodiments, the case where the
[0041]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first aspect of the invention, the attachment and removal of the tool to and from the tool attachment attached to the machine tool can be performed mechanically and in a shrinking state using induction heating. Since it can be tempered, manual work such as centering work becomes unnecessary, the work work efficiency can be improved, and the work can be machined with high accuracy by the attached tool.
[0042]
In addition, since there is a temperature difference generating means that can generate a temperature difference in the fitting portion of the tool that has been squeezed into the tool fixture, the inner surface temperature of the fitting hole of the tool fixture and the outer peripheral surface temperature of the fitting portion of the tool A predetermined temperature difference (difference in thermal expansion) can be generated between them, for example, the tool can be easily tempered from the tool fixture, and a copper block is disposed as a temperature difference generating means, for example. Therefore, the configuration is simplified and an inexpensive tool attaching / detaching device can be obtained.
[0043]
Further, according to the invention described in
[0044]
According to the invention of
[0045]
According to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a basic embodiment of a tool attaching / detaching device for a machine tool according to the present invention. FIG. 2 is a process diagram for explaining its operation. FIG. 3 is another process diagram. FIG. 4 is a schematic diagram of the main part showing a specific embodiment of a tool attaching / detaching device for a machine tool according to the present invention. FIG. 5 is a plan view of the temperature difference generating member.
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記工具の工具取付具との非嵌合部外周面に少なくとも一部が接触する如く配置されると共に、前記工具もしくは工具取付具の材質と異なる金属で形成されて、前記工具取付具と工具の嵌合部分に所定の温度差を生じさせ得る温度差発生手段を配置したことを特徴とする工作機械用の工具着脱装置。A tool attaching / detaching device capable of attaching / detaching a predetermined tool to / from a tool attachment attached to a machine tool by moving the tool with respect to the tool attachment or moving a tool attached to the tool attachment. A tool moving device to be removed, a heating coil disposed around a fitting portion between the tool fixture and the tool, and a transistor inverter for inductively heating the fitting portion by supplying a high-frequency current to the heating coil. A control device for controlling the tool moving device, the heating coil and the transistor inverter,
The tool is disposed so that at least a part thereof is in contact with the outer peripheral surface of the non-fitting portion with the tool fixture, and is formed of a metal different from the material of the tool or the tool fixture. A tool attaching / detaching device for a machine tool, characterized in that a temperature difference generating means capable of generating a predetermined temperature difference is arranged in the fitting portion.
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