JP4749935B2 - 工作機械及びそれに用いる多軸ヘッド交換用治具、工作機械ユニット、並びに多軸ヘッドの交換方法 - Google Patents

Description

本発明は、生産加工ラインに装設された工作機械に係り、さらに詳しくは、多軸ヘッドの交換作業を容易に行うことができる工作機械及びそれに用いる多軸ヘッド交換用治具、工作機械ユニット、並びに多軸ヘッドの交換方法に関するものである。

この種の工作機械においては、ベッドの上面に対し、前後動機構により前後方向の往復動可能に前後動サドルが装着され、該サドルの前側面には多軸ヘッドが取り外し可能に装着され、多軸ヘッドに取り付けた複数の工具によりワークテーブル又はワーククランプ用治具に装着されたワークの加工を行うようになっている。

ワークの加工の種類を変更する場合には、前記サドルから使用済みの多軸ヘッドが取り外され、新しい多軸ヘッドと交換される。この多軸ヘッドの交換作業を交換用重機を用いて行う場合もあるが、工場内に重機を配備することや、安全性配慮のため交換作業の能率が非常に低いという問題があった。

上記の問題を解消するため特許文献１には、多軸ヘッドマガジンにストックされた多軸ヘッドと、加工ユニットに装着された多軸ヘッドとを自動的に交換する多軸ヘッド交換装置が提案されている。

又、特許文献２には、機械本体上に複数の多軸ヘッドを搭載し、送りユニットにより前後方向に往復動される主軸ユニットに設けられたテーブル上にフリーベアリングを有した支持台により、多軸ヘッドが前記テーブル上を移動して多軸ヘッドの交換作業を行うようにしたものが提案されている。
特開平７−２３７０１５号公報 実開平５−１６０２５号公報

ところが、特許文献１に開示された多軸ヘッド交換装置は、多軸ヘッドマガジンや、その自動交換機構が必要で、構造が非常に複雑となり、それらの設置スペースが広くなるという問題があった。

又、特許文献２の多軸ヘッド交換装置は、特許文献１のものと比較して、構成がある程度簡素化されるという利点がある。しかし、機械本体上に複数の交換用の多軸ヘッドを常時ストックする必要があり、工作機械毎に前記交換用の多軸ヘッドをストックするための機構が必要で部品点数を低減することができないばかりでなく、広い設置スペースが必要になるという問題があった。

本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、部品点数を低減することができるとともに、多軸ヘッド交換用治具を常時設置するためのスペースを不要にして小型化を図り、治具の材料コスト及び製造コストを低減することができる工作機械及びそれに用いる多軸ヘッド交換用治具、工作機械ユニット並びに多軸ヘッドの交換方法を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ベッドの上面に対し、前後動機構により前後方向の往復動可能に前後動サドルを装着し、該サドルの前側面に多軸ヘッドを取り外し可能に装着した工作機械において、前記ベッドの左右両側部に対し、前記多軸ヘッドの下面を支持して該ヘッドを左右方向に搬送する多軸ヘッド交換用治具を架橋するための一対の架橋基部を設けたことを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記架橋基部はベッドの左右両側上面に形成された取付座であることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記架橋基部はベッドの左右両側部に予め立設された一対の橋脚であることを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の工作機械の架橋基部に装着される多軸ヘッド交換用治具であって、該交換用治具は、前記多軸ヘッドを左右方向に搬送可能に構成されていることを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記多軸ヘッド交換用治具は、前記両架橋基部に対し左右方向に架橋される前後一対の平行な第１搬送用レールにより構成されていることを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記両第１搬送用レールには、左右一対の平行な第２搬送用レールが前後方向に架橋されていることを要旨とする。
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６において、前記搬送用レールは、レール本体と、該レール本体に対し位置切換機構により下降位置と、上昇位置との間で位置の切り換え可能に構成される昇降用バーと、該バーに装着され、かつ多軸ヘッドの下面を支持する複数のローラとにより構成されていることを要旨とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載された工作機械と、請求項４〜７のいずれか一項に記載された多軸ヘッド交換用治具とにより構成したことを要旨とする。

請求項９に記載の発明は、ベッドの上面に対し、前後動機構により前後方向の往復動可能に前後動サドルを装着し、該サドルの前側面に多軸ヘッドを取り外し可能に装着した工作機械において、前記ベッドの左右両側部に設けた架橋基部に対し、前記多軸ヘッドの下面を支持して搬送する多軸ヘッド交換用治具を架橋する工程と、前後動サドルから多軸ヘッドを分離して多軸ヘッド交換用治具上へ移し替える工程と、多軸ヘッド交換用治具上の多軸ヘッドを工作機械の側方に配置した搬出用台車に移し替える工程と、工作機械の側方に配置した搬入用台車上の多軸ヘッドを前記多軸ヘッド交換用治具上に移し替えた後、多軸ヘッドを前後動サドルまで移動して、該サドルに装着する工程と、前記多軸ヘッド交換用治具を前記架橋基部から取り外す工程とを含むことを要旨とする。

（作用）
請求項１記載の発明は、ベッド側の一対の架橋基部に対し多軸ヘッドの交換作業の際にのみ多軸ヘッド交換用治具が装着されるので、工作機械毎に治具を用意しなくても済むとともに、工作機械に前記治具の専用の装着スペースを常時確保しなくても済む。

請求項２に記載の発明は、前記架橋基部がベッドの左右両側上面に形成された取付座であるため、架橋基部の構成が簡素化される。
請求項３に記載の発明は、前記架橋基部がベッドの左右両側部に予め立設された一対の橋脚であるため、前記治具の架橋作業が容易となる。

請求項４に記載の発明は、多軸ヘッド交換用治具により多軸ヘッドが左右方向に搬送されるので、多軸ヘッドの搬出作業及び搬入作業の時間が短縮される。
請求項５に記載の発明は、多軸ヘッド交換用治具の構成が一対の第１搬送用レールにより簡素化される。

請求項６に記載の発明は、第１搬送用レールと第２搬送用レールにより多軸ヘッドが左右方向及び前後方向に搬送されるので、前後動サドルに対する多軸ヘッドの脱着時に多軸ヘッドを前後する必要のある工作機械において、前後動サドルから多軸ヘッドを前方に分離して、第２搬送用レールにより多軸ヘッドを前方に移動し第１搬送用レールに移動することができる。

請求項７に記載の発明は、位置切換機構により昇降用バー及び複数のローラが下降位置から上昇位置に切り換えられると、レール本体の上面よりも下方に位置していたローラが該上面から上方に持ち上げられ、レール本体の上面に支持されていた多軸ヘッドの下面がローラにより支持され、多軸ヘッドのローラによる搬送が可能となる。

本発明によれば、多軸ヘッドの交換作業の際にのみベッドに設けた左右一対の架橋基部に対し多軸ヘッド交換用治具を装着すればよい。このため、多軸ヘッド交換用治具を複数の工作機械に共用することが可能で、部品点数を低減することができるとともに、多軸ヘッド交換用治具を常時設置するためのスペースを不要にして工作機械の小型化を図ることができるとともに、生産加工ライン全体の省スペース化が可能となる。

以下、本発明を具体化した工作機械の第１の実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１及び図５に示すように、ベッド１１の上面１１ａには、案内レール１２が主軸の送り方向である前後方向を指向するように、かつ左右（機幅）方向に所定の間隔をおいて平行に敷設されている。両案内レール１２にはボールねじ方式の前後（主軸）方向の送り機構１３によって加工ユニット１４が前後方向の往復動可能に装着されている。図１及び図４に示すようにこの加工ユニット１４は、前記案内レール１２に案内されて前後方向に往復動される前後動サドル１５と、この前後動サドル１５の前側面１５ａに取り外し可能に装着される多軸ヘッド１７とにより構成されている。多軸ヘッド１７には工具Ｔを装着する複数の主軸１６が備えられている。

前記サドル１５には主軸用モータ１８が取り付けられ、その回転軸１９の回転運動が爪噛み合わせ方式のクラッチ機構２０及び多軸ヘッド１７内に内蔵された歯車伝動機構（図示略）を介して、前記各主軸１６に伝達されるようになっている。

図１及び図４に示すように、前記多軸ヘッド１７の背面１７ａの上部には二箇所に位置決めピン２１が後方に指向するように取り付けられ、両位置決めピン２１はサドル１５の前側面１５ａに形成された二つの位置決め孔１５ｂに対し前方へ引き抜き可能に挿入されている。前記サドル１５と多軸ヘッド１７の間には、サドル１５を正規の取付位置に固定するための従来周知の油圧式のクランプ機構２２が複数（例えば４）箇所に設けられている。そして、工作機械の動作を制御する制御盤に設けられたスイッチを操作することにより、前記各クランプ機構２２をクランプ状態又はアンクランプ状態に切り換えることができるようになっている。

前記ベッド１１の上面には、前記加工ユニット１４の工具Ｔにより加工されるワークを装着するための図示しないワークテーブル及びワーククランプ用治具が配設されている。又、床面には図示しないがワークを加工位置に搬入したり加工済みのワークを搬出したりするための例えばトランスファバー方式のワーク搬入出装置も装設されている。

次に、この発明の要部構成について説明する。
図４及び図５に示すように、前記ベッド１１の外周部全体には、保護カバー取付用の側壁１１ｂが一体に形成され、側壁１１ｂの内側にはワークの加工に用いられたクーラントの回収通路１１ｃが形成されている。前記側壁１１ｂのうち左右の側壁１１ｂの内側面には取付座１１ｄがそれぞれ一体に形成されている。両取付座１１ｄは、前後方向を指向するように形成され、両取付座１１ｄの前後方向の端部にはネジ孔１１ｅが形成されている。前記両取付座１１ｄの上面には、図４に示す前記加工ユニット１４の前後方向の移動軌跡Ｋ１，Ｋ２から左右方向に離隔した位置に、架橋基部としての一対のレール用橋脚３１がボルト３２を前記ネジ孔１１ｅに螺合することにより取り外し可能に取り付けられている。

図５に示すように、前記両レール用橋脚３１の上面には、前後方向に所定の間隔をおいてレール用の嵌入凹部３１ａがそれぞれ二箇所に形成されている。両レール用橋脚３１間には、多軸ヘッド交換用治具Ｇが取り外し可能に架橋されている。この多軸ヘッド交換用治具Ｇは前記レール用橋脚３１の四つの嵌入凹部３１ａに嵌入されて、左右方向を指向し、かつ前後方向に所定の間隔をおいて平行に架橋されたローラ方式の二本の第１搬送用レール３３を備えている。前記両搬送用レール３３の端部は、前記嵌入凹部３１ａに取り外し可能に嵌入され、レール用橋脚３１の上端外側部に形成されたネジ孔３１ｂに螺合された手動により回動操作可能なボルト３４により締付け固定されている。そして、前記第１搬送用レール３３により前記多軸ヘッド１７の下面を支持して該多軸ヘッド１７を左右方向に搬送可能にしている。

前記第１搬送用レール３３には、前記多軸ヘッド１７を前後方向に搬送するための第２搬送用レール３５が前後方向を指向するように、かつ左右方向に所定の間隔をおいて平行に架橋固定されている。

次に、図５〜図７に基づいて、前記第１搬送用レール３３及び第２搬送用レール３５の構成について説明する。両レール３３，３５は同様に構成されているので、第１搬送用レール３３について説明する。

図５に示すように、横長四角柱状をなすレール本体３６の上面に形成された収容溝３６ａには、図６に示すように同じく横長四角柱状の昇降用バー３７が昇降可能に収容されている。この昇降用バー３７の上面に形成されたほぼ横半円筒状をなす複数のローラ収容室３７ａには、ローラ３８がそれぞれ収容されるとともに、各ローラ３８は図７（ａ）に示すように軸３９により回転可能に支持されている。

前記レール本体３６の下部には、前記ローラ３８の位置切換機構を構成する複数のシリンダ４０が上向きに固定され、各シリンダ４０のピストンロッド４１の上端部は前記昇降用バー３７の下面に当接されている。

前記レール本体３６の端面には、前記シリンダ４０に圧油を供給するためのカプラー４２Ａが取り付けられ、このカプラー４２Ａから油通路３６ｄを通して前記シリンダ４０のピストン側シリンダ室に油を供給し、ピストンロッド４１を上昇することができるようにしている。前記各カプラー４２Ａには、専用の自走式の油圧ユニット４３からフレキシブルな複数本の配管４４の先端にそれぞれ接続されたカプラー４２Ｂが接続された状態で、圧油が供給されるようにしている。前記油圧ユニット４３には、前記シリンダ４０のピストンロッド４１を昇降動作させるための第１及び第２油圧操作レバー４５Ａ，４５Ｂが装備されている。第１油圧操作レバー４５Ａは、前記両第１搬送用レール３３のローラ３８の位置切換に用いられ、第２油圧操作レバー４５Ｂは前記両第２搬送用レール３５のローラ３８の位置切換に用いられる。

従って、前記第１油圧操作レバー４５Ａ又は第２油圧操作レバー４５Ｂがローラ３８を上昇する方向に操作されると、油圧ユニット４３から配管４４を通して圧油が第１搬送用レール３３又は第２搬送用レール３５のシリンダ４０に供給され、前記ピストンロッド４１が上昇されて昇降用バー３７及びローラ３８が上昇される。このため、ローラ３８が図７（ａ）に示すようにレール本体３６の上端面の下方に位置する下降（不作動）位置からレール本体３６の上面から持ち上げられた上昇（作動）位置に切り換えられる。又、前記第１油圧操作レバー４５Ａ又は第２油圧操作レバー４５Ｂがローラ３８を下降する方向に操作されると、前記シリンダ４０の油が排出されて、前記昇降用バー３７及びローラ３８が自重により下降位置に移動される。

次に、前記のように構成した工作機械における多軸ヘッド１７の交換装置の動作について説明する。
図１は、前記レール用橋脚３１から第１搬送用レール３３及び第２搬送用レール３５が取り外されるとともに、前後動サドル１５に多軸ヘッド１７が装着されて加工ユニット１４が前後方向に移動可能で工具Ｔによるワークの加工が可能な状態を示す。

ワークの加工が終了して、前記多軸ヘッド１７を交換する際には、図４に示すように工作機械の側方近傍に示された搬入用台車４６と搬出用台車４７が用いられる。搬入用台車４６及び搬出用台車４７はその上面に複数のローラ４８を備え、搬入用台車４６のローラ４８上には、使用済みの多軸ヘッド１７と交換される新しい多軸ヘッド１７が搭載されている。

最初に、図１に示すようにサドル１５に多軸ヘッド１７が装着された状態において、多軸ヘッド１７に供給される図示しない潤滑油、エア及びクーラント等の供給用の配管のカプラーを取り外す。

次に、図１において加工ユニット１４を後方に移動して、レール用橋脚３１の上方から多軸ヘッド１７を後退させた状態で、図５に示すように前記両レール用橋脚３１の嵌入凹部３１ａに二本の第１搬送用レール３３の両端部をそれぞれ嵌合してボルト３４を手作業により締め付け方向に回動することにより両第１搬送用レール３３をレール用橋脚３１に固定する。その後、図６に示す前記油圧ユニット４３の配管４４の先端に接続されたカプラー４２Ｂを図５に示す前記第１搬送用レール３３及び第２搬送用レール３５の各カプラー４２Ａにそれぞれ接続する。

次に、送り機構１３が作動されて、加工ユニット１４が前進され、図２に示すように多軸ヘッド１７が前記第１搬送用レール３３の上方に移動される。この状態では、第１搬送用レール３３及び第２搬送用レール３５のローラ３８が共に下降位置にあるので、レール本体３６の上面（ローラ３８）と多軸ヘッド１７の下面との間には隙間が形成される。この状態で、第２油圧操作レバー４５Ｂを操作することにより第２搬送用レール３５の昇降用バー３７及びローラ３８を上昇させ、各ローラ３８により多軸ヘッド１７の下面を支持する。そして、工作機械の操作盤に設けたスイッチ（図示略）を操作することにより多軸ヘッド１７のクランプ機構２２をクランプ状態からアンクランプ状態に切り換え、前後動サドル１５に対する多軸ヘッド１７の連結を解除する。この状態で、多軸ヘッド１７を手押し作業により第２搬送用レール３５のローラ３８により図３及び図４に示すように前方に移動し、多軸ヘッド１７を一対の第１搬送用レール３３と対応する位置で停止させる。

次に、前記第１油圧操作レバー４５Ａを操作することにより第１搬送用レール３３の昇降用バー３７及びローラ３８を下降位置から上昇位置に切り換えて多軸ヘッド１７の下面を第１搬送用レール３３のローラ３８により支持するとともに、第２油圧操作レバー４５Ｂを操作して、第２搬送用レール３５の昇降用バー３７及びローラ３８を上昇位置から下降位置に切り換える。

続いて、図４において第１搬送用レール３３のローラ３８によって多軸ヘッド１７を手押し作業により前記搬出用台車４７のローラ４８上に移載する。
その後、新しい多軸ヘッド１７を載せた搬入用台車４６からこの多軸ヘッド１７を第１搬送用レール３３のローラ３８上に手押し作業により移動した後、一対の第２搬送用レール３５と対応する位置へ移動する。この状態で第２油圧操作レバー４５Ｂを操作して、第２搬送用レール３５のローラ３８を下降位置から上昇位置へ切り換えるとともに、第１油圧操作レバー４５Ａを操作して、第１搬送用レール３３のローラ３８を上昇位置から下降位置へ切り換える。そして、多軸ヘッド１７をサドル１５側へ手押し作業により移動してサドル１５の前側面１５ａに多軸ヘッド１７の背面１７ａを接近し、位置決め孔１５ｂに位置決めピン２１を挿入するとともに、前記クラッチ機構２０を接続し、前記クランプ機構２２をアンクランプ状態からクランプ状態に切り換える。

続いて、第２油圧操作レバー４５Ｂを操作して、第２搬送用レール３５のローラ３８を上昇位置から下降位置へ切り換えるとともに、送り機構１３を作動して加工ユニット１４を後方に移動させ、多軸ヘッド１７を後退させる。そして、油圧ユニット４３の配管４４の先端に接続されたカプラー４２Ｂを前記カプラー４２Ａから取り外すとともに、ボルト３４を緩めて、第１搬送用レール３３を第２搬送用レール３５とともにレール用橋脚３１から取り外す。最後に、多軸ヘッド１７に供給される図示しない潤滑油、エア及びクーラント等の供給用の配管のカプラーを取り付ける。

以上のような動作により新旧の多軸ヘッド１７の交換作業が行われる。
上記第１の実施形態の工作機械によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記第１の実施形態では、ベッド１１の左右両側上面にレール用橋脚３１を予め取り付けておき、両レール用橋脚３１に形成した一対の嵌入凹部３１ａに第２搬送用レール３５を備えた一対の第１搬送用レール３３を必要に応じて装着するようにした。このため、一基の工作機械にそれぞれ必要な部品は、一対のレール用橋脚３１のみとなり、第１搬送用レール３３、第２搬送用レール３５及びローラ３８を昇降する油圧ユニット４３は、一組あれば全ての工作機械に使用することができ、多軸ヘッド交換用治具Ｇの必要個数を低減して、治具の材料コスト及び製造コストを低減することができる。又、多軸ヘッド交換用治具Ｇを常時設置するためのスペースが不要となるので、従来の工作機械と比較して、工作機械を小型化することができるとともに、生産加工ライン全体の省スペース化が可能となる。

（２）上記第１の実施形態では、第１搬送用レール３３及び第２搬送用レール３５にローラコンベアを用いたので、多軸ヘッド１７の搬送を手押し作業により容易に行うこができる。

（３）上記第１の実施形態では、架橋基部がベッド１１の左右両側部に予め立設された一対の橋脚３１であるため、前記治具Ｇの架橋作業が容易となる。
（４）上記第１の実施形態では、第１搬送用レール３３と第２搬送用レール３５により多軸ヘッド１７が左右方向及び前後方向に搬送されるので、前後動サドル１５に対する多軸ヘッド１７の脱着時に多軸ヘッド１７を前後する必要のある工作機械において、前後動サドル１５から多軸ヘッド１７を前方に分離して、第２搬送用レール３５により多軸ヘッド１７を前方に移動し第１搬送用レール３３に移動することができる。

（５）上記第１の実施形態では、第１搬送用レール３３及び第２搬送用レール３５のローラ３８を位置切換機構によりそれぞれ下降位置と上昇位置とに切り換えるようにしたので、両レール間における多軸ヘッド１７の移し替えを円滑に行うことができる。

次に、本発明を具体化した多軸ヘッドの交換装置の第２の実施形態を図８〜図１３に従って説明する。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の部分についてはその説明を簡略或いは省略する。

この第２の実施形態においては、工作機械の前後動サドル１５に対する多軸ヘッド１７の脱着作業の際に、多軸ヘッド１７が前後動サドル１５から前方へ離隔されず、左右方向にのみ案内移動されるアリ溝方式の案内機構を備えた工作機械に具体化したものである。

図８及び図１０に示すように前記サドル１５の前側面１５ａには、取付基板５１がボルトにより固定され、この取付基板５１の前面の下部には、下部のアリ溝Ｖ１を形成するブロック５２がボルト５３により取り付けられている。前記取付基板５１の上部前面には、厚肉部５１ａが形成され、この厚肉部５１ａの前面には、図１１及び図１２に示すように左右一対の取付板５４がボルト５５により取り付けられ、両取付板５４と取付基板５１の間には、上部のアリ溝Ｖ２を形成する斜面５６ａを有する一対のアリ溝形成用のブロック５６が収容されている。図１１に示すように、前記両ブロック５６には水平方向に逆方向のネジ孔５６ｂ，５６ｃが形成され、両ネジ孔５６ｂ，５６ｃには操作ボルト５７に形成された逆ねじの雄ネジ部５７ａ，５７ｂが螺合されている。前記操作ボルト５７の両端部は、前記取付基板５１の両端面にボルトにより固定された軸受板５８の支持孔５８ａにより所定位置において回転可能に支持されている。この操作ボルト５７の一端には操作部５７ｃが形成され、工具により回転されるようになっている。前記厚肉部５１ａの下面は、図１１及び図１２に示すように斜面５１ｂとなっており、前記両ブロック５６の上端面も前記斜面５１ｂに接触するように斜面５６ｄとなっている。

図１０に示すように、前記多軸ヘッド１７の背面にはアリ板５９がボルト６０により固定され、アリ板５９の上下両端部に形成されたアリ５９ａ，５９ｂが前記アリ溝Ｖ１，Ｖ２に左右方向の往復動可能に係合されている。そして、図１１及び図１２に示す前記操作ボルト５７の操作部５７ｃが回動されて両ブロック５６が互いに接近する方向に移動されると、ブロック５６の斜面５６ａが前記アリ板５９のアリ５９ｂの斜面に押し付けられて前後動サドル１５に多軸ヘッド１７が固定されるようになっている。

図９及び図１２に示すように、前記取付基板５１の左右両端面には、位置決め部材６１，６２が六角穴付きボルト６３により取り付けられ、前記アリ板５９の左右両端面に位置決め部材６１，６２を接触して、アリ板５９を基準位置に位置決めするようにしている。六角レンチを用いて前記ボルト６３を緩めて位置決め部材６１，６２を図１２に示すアリ溝Ｖ１と対応する位置から回動して退避することによりアリ板５９の位置決めを解除するようになっている。

図８に示すように前記クラッチ機構２０を構成する駆動クラッチ爪２０ａは、被動クラッチ爪２０ｂとアリ板５９の内部において噛み合わされ、主軸用モータ１８側に設けたクラッチの切り替えレバー６４を操作することにより被動クラッチ爪２０ｂから駆動クラッチ爪２０ａが後方に離隔される。これによって、アリ溝Ｖ１，Ｖ２内でアリ板５９のアリ５９ａ，５９ｂが左右方向に案内移動可能になる。

次に、前記のように構成した第２の実施形態の多軸ヘッド１７の交換装置の動作について説明する。
図８（ａ）は、前記レール用橋脚３１から第１搬送用レール３３及び第２搬送用レール３５が取り外されるとともに、前後動サドル１５に多軸ヘッド１７が装着されて加工ユニット１４が前後方向に移動可能で工具Ｔによりワークの加工が可能な状態を示す。

工具Ｔによるワークの加工が終了して、前記多軸ヘッド１７を交換する際には、図８（ａ）に示すようにサドル１５に多軸ヘッド１７が装着された加工ユニット１４を後退させ、図１３に示すように、予めベッド１１に固定されたレール用橋脚３１の嵌入凹部３１ａ，３１ａに分離された二本の第１搬送用レール３３をそれぞれ架橋支持し、前記油圧ユニット４３の配管４４の先端に接続されたカプラー４２Ｂを前記第１搬送用レール３３のカプラー４２Ａに接続する。その後、加工ユニット１４を前進させて、図８（ｂ）に示すように多軸ヘッド１７の下面を第１搬送用レール３３の直上に移動する。この状態では、第１搬送用レール３３と多軸ヘッド１７の下面との間に隙間が形成される。

次に、多軸ヘッド１７に供給される図示しない潤滑油、エア及びクーラント等の供給用配管のカプラーを取り外すとともに、切り替えレバー６４を操作して、クラッチ機構２０の駆動クラッチ爪２０ａを被動クラッチ爪２０ｂから後方に離隔する。さらに、図１２に示す多軸ヘッド１７の左右方向の位置決め部材６１，６２のボルト６３を緩め、該位置決め部材６１，６２をアリ溝Ｖ１，Ｖ２から離れた退避位置へ回動する。続いて、前記操作ボルト５７の操作部５７ｃを工具を用いて回動し、両ブロック５６を図１１において互いに離隔する方向に移動し、ブロック５６によるアリ板５９のアリ５９ａの押圧（クランプ）を解除する。これによって、前後動サドル１５と多軸ヘッド１７との連結状態が解除される。

次に、図８（ｂ）において、前記第１搬送用レール３３のローラ３８を上昇させ、多軸ヘッド１７の下面を複数のローラ３８により支持する。この状態で多軸ヘッド１７を手押し作業により第１搬送用レール３３のローラ３８により図９において右方向に移動し、多軸ヘッド１７を搬出用台車４７に移載する。

その後、新しい多軸ヘッド１７を載せた搬入用台車４６から多軸ヘッド１７を第１搬送用レール３３のローラ３８上に手押し作業により右方向に移動する。そして、多軸ヘッド１７をさらに右方向に移動し、多軸ヘッド１７のアリ板５９のアリ５９ａ，５９ｂを前記アリ溝Ｖ１，Ｖ２に嵌入する。次に、多軸ヘッド１７の位置を前記位置決め部材６１，６２により正規の取付位置に設定した後、操作ボルト５７を工具を用いて回動し、両ブロック５６を図１１及び図１２において互いに接近する方向に移動し、ブロック５６によりアリ板５９のアリ５９ａを押圧（クランプ）する。その後、切り替えレバー６４を操作して、クラッチ機構２０を動力切り状態から動力入り状態に切り換える。次に、加工ユニット１４を後退させた後、第１搬送用レール３３のローラ３８を上昇位置から下降位置へ切り換えるとともに、油圧ユニット４３の配管４４の先端に接続されたカプラー４２Ｂをカプラー４２Ａから取り外し、ボルト３４を緩める。そして、第１搬送用レール３３をレール用橋脚３１から取り外す。最後に、多軸ヘッド１７に供給される図示しない潤滑油、エア及びクーラント等の供給用の配管のカプラーを取り付ける。

以上のような動作により新旧の多軸ヘッド１７の交換が行われる。
従って、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の効果に加えて以下の効果を得ることができる。

（１）第２の実施形態では、サドル１５の前面に対し、アリ溝方式の案内機構により多軸ヘッド１７を左右方向にのみ移動して、多軸ヘッド１７の脱着作業を行うようにした。このため、前記案内機構により多軸ヘッド１７を左右方向にのみ移動することにより多軸ヘッド１７の脱着作業を迅速に行うことができる。

（２）第２の実施形態では、多軸ヘッド交換用治具Ｇの構成が一対の第１搬送用レール３３のみにより構成されているので、治具Ｇの構造をさらに簡素化することができる。
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。

・前記第１の実施形態において、第１搬送用レール３３に装着した第２搬送用レール３５を省略してもよい。この場合には、加工ユニット１４を前後方向に移動して、多軸ヘッド１７を一対の第１搬送用レール３３の上方に移動する。次に、シリンダ４０を作動して、第１搬送用レール３３の昇降用バー３７及びローラ３８を上昇させて、ローラ３８により多軸ヘッド１７の下面を支持する。この状態で、クランプ機構２２をアンクランプ状態に切り換えた後、送り機構１３を作動して多軸ヘッド１７を第１搬送用レール３３上に置いたままサドル１５を後方に移動する。

・前記レール用橋脚３１を、多軸ヘッド１７の交換作業のときにのみ取付座１１ｄに装着するようにしてもよい。この場合には、取付座１１ｄが架橋基部となり、レール用橋脚３１及び第１，第２搬送用レール３３，３５が多軸ヘッド交換用治具Ｇとなる。従って、この実施形態では、ベッド１１側の架橋基部の構成を簡素化することができる。

・前記第１搬送用レール３３及び第２搬送用レール３５のローラ３８に代えて、鋼球を用いたり、プーリに掛装されたベルトを用いたりしてもよい。
・前記昇降用バー３７、ローラ３８及び軸３９に代えて、モータにより多軸ヘッド１７を搬送する自動搬送機構を用いてもよい。

・前記レール用橋脚３１を予めベッド１１の成形時に一体に形成してもよい。
・図５に示す第２搬送用レール３５の前端部に多軸ヘッド１７の前方への移動を規制するストッパを設けてもよい。

・前記前後動サドル１５に対し昇降サドルを装着し、この昇降サドルに多軸ヘッド１７を装着した工作機械に本発明を具体化してもよい。この場合には、前記第１搬送用レール３３及び第２搬送用レール３５のローラ３８の位置切換機構が不要となり、多軸ヘッド交換用治具Ｇの構成を簡素化して、コストを低減することができる。

・前記前後動サドル１５に対し左右動サドルを装着し、この左右動サドルに多軸ヘッド１７を装着した工作機械に本発明を具体化してもよい。

この発明の工作機械を具体化した第１の実施形態を示す右側面図。 同じくレール用橋脚に第１搬送用レールを装着した状態を示す工作機械の右側面図。 同じく前後動サドルから多軸ヘッドを取り外した状態を示す工作機械の右側面図。 同じく前後動サドルから多軸ヘッドを取り外した状態を示す工作機械の平面図。 同じくベッド及び多軸ヘッドの交換用治具を示す斜視図。 搬送用レールの一部省略縦断面図。 （ａ）は搬送用レールのローラが下降位置にある拡大横断面図、（ｂ）はローラが上昇位置にある拡大横断面図。 （ａ）はこの発明の第２実施形態を示す工作機械の加工ユニットを後退させた右側面図、（ｂ）は前進させた右側面図。 同じく工作機械の平面図。 同じく前後動サドルから多軸ヘッドを分離した状態を示す工作機械の右側面図。 多軸ヘッドの案内機構を示す正面図。 取付基板、ブロック、操作ボルト及びアリ板を示す分離斜視図。 多軸ヘッド交換用治具を示す斜視図。

符号の説明

Ｇ…多軸ヘッド交換用治具、１１…ベッド、１１ａ…上面、１１ｄ…取付座、１５…前後動サドル、１５ａ…前側面、１７…多軸ヘッド、３１…レール用橋脚、３３…第１搬送用レール、３５…第２搬送用レール、３６…レール本体、３８…ローラ、４６…搬入用台車、４７…搬出用台車。

Claims (9)

1. ベッドの上面に対し、前後動機構により前後方向の往復動可能に前後動サドルを装着し、該サドルの前側面に多軸ヘッドを取り外し可能に装着した工作機械において、
   前記ベッドの左右両側部に対し、前記多軸ヘッドの下面を支持して該ヘッドを左右方向に搬送する多軸ヘッド交換用治具を架橋するための一対の架橋基部を設けたことを特徴とする工作機械。
2. 請求項１において、前記架橋基部はベッドの左右両側上面に形成された取付座であることを特徴とする工作機械。
3. 請求項１において、前記架橋基部はベッドの左右両側部に予め立設された一対の橋脚であることを特徴とする工作機械。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の工作機械の架橋基部に装着される多軸ヘッド交換用治具であって、該交換用治具は、前記多軸ヘッドを左右方向に搬送可能に構成されていることを特徴とする工作機械に用いる多軸ヘッド交換用治具。
5. 請求項４において、前記多軸ヘッド交換用治具は、前記両架橋基部に対し左右方向に架橋される前後一対の平行な第１搬送用レールにより構成されていることを特徴とする工作機械に用いる多軸ヘッド交換用治具。
6. 請求項５において、前記両第１搬送用レールには、左右一対の平行な第２搬送用レールが前後方向に架橋されていることを特徴とする工作機械に用いる多軸ヘッド交換用治具。
7. 請求項５又は６において、前記搬送用レールは、レール本体と、該レール本体に対し位置切換機構により下降位置と、上昇位置との間で位置の切り換え可能に構成される昇降用バーと、該バーに装着され、かつ多軸ヘッドの下面を支持する複数のローラとにより構成されていることを特徴とする工作機械に用いる多軸ヘッド交換用治具。
8. 請求項１〜３のいずれか一項に記載された工作機械と、請求項４〜７のいずれか一項に記載された多軸ヘッド交換用治具とにより構成したことを特徴とする工作機械ユニット。
9. ベッドの上面に対し、前後動機構により前後方向の往復動可能に前後動サドルを装着し、該サドルの前側面に多軸ヘッドを取り外し可能に装着した工作機械において、
   前記ベッドの左右両側部に設けた架橋基部に対し、前記多軸ヘッドの下面を支持して搬送する多軸ヘッド交換用治具を架橋する工程と、
   前後動サドルから多軸ヘッドを分離して多軸ヘッド交換用治具上へ移し替える工程と、
   多軸ヘッド交換用治具上の多軸ヘッドを工作機械の側方に配置した搬出用台車に移し替える工程と、
   工作機械の側方に配置した搬入用台車上の多軸ヘッドを前記多軸ヘッド交換用治具上に移し替えた後、多軸ヘッドを前後動サドルまで移動して、該サドルに装着する工程と、
   前記多軸ヘッド交換用治具を前記架橋基部から取り外す工程と
   を含むことを特徴とする工作機械における多軸ヘッドの交換方法。

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