JP5246570B2 - Tool change method and tool change device - Google Patents

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Description

本発明は、例えば工具マガジンに格納された工具をマシニングセンタなどの工作機械の主軸との間で着脱交換する際に、工具を清掃・潤滑・防錆を施すための工具交換方法と工具交換装置に関する。   The present invention relates to a tool changing method and a tool changing device for cleaning, lubricating, and rust-proofing a tool when, for example, a tool stored in a tool magazine is attached to and detached from a spindle of a machine tool such as a machining center. .

従来、例えばマシニングセンタなどの工作機械では、チェーン形の工具マガジンに保持された多数の交換工具を、工作機械本体内の主軸に自動的に着脱交換して被削材を切削加工するようにしている。このような工作機械では、工具交換に際して工具にゴミや切り屑等の異物が付着していると主軸に工具のテーパシャンク部を装着した際に、位置ずれを生じて精密に装着できず、加工精度を悪化させるおそれがある。
また、図10に示すように主軸60に工具61が装着された切削可能状態で、主軸60の中心と工具61の中心を連通する流路62からクーラントとして切削液を吐出させて刃先の加熱や摩耗等を抑制する場合、近年、水溶性切削液が多く使用されるようになってきている。このような場合、工具61のテーパシャンク部61aに被覆されている潤滑油が水溶性切削液で流されてしまい、加工後の工具61のシャンク部61aに錆が発生したり、主軸60に潤滑性の低下した工具61のテーパシャンク部61aが固着して抜けなくなるという不具合が発生することがある。
また、切削加工時に工具61のテーパシャンク部61aに付着した切削液が残存して乾燥することで粘着性を発揮すると、主軸60と工具61との固着の原因になるおそれもあった。
Conventionally, in a machine tool such as a machining center, for example, a large number of exchange tools held in a chain-shaped tool magazine are automatically attached to and detached from a main spindle in a machine tool body to cut a work material. . In such a machine tool, if foreign matter such as dust or chips adheres to the tool when changing the tool, the tool will not be mounted accurately due to misalignment when the taper shank of the tool is mounted on the spindle. There is a risk of deteriorating accuracy.
Further, as shown in FIG. 10, in a state where cutting is possible with the tool 61 mounted on the main shaft 60, the cutting fluid is discharged as coolant from a flow path 62 that communicates the center of the main shaft 60 and the center of the tool 61 to heat the cutting edge. In order to suppress wear and the like, in recent years, many water-soluble cutting fluids have been used. In such a case, the lubricating oil coated on the taper shank portion 61a of the tool 61 is washed away with the water-soluble cutting fluid, and rust is generated on the shank portion 61a of the tool 61 after processing, or the spindle 60 is lubricated. There may be a problem that the taper shank portion 61a of the tool 61 whose property is lowered is fixed and cannot be removed.
Further, if the cutting fluid adhering to the taper shank portion 61a of the tool 61 remains and dries at the time of cutting and exhibits adhesiveness, the spindle 60 and the tool 61 may be fixed.

このような不具合を改善する発明として、例えば下記特許文献1乃至4に記載された交換工具の洗浄・清掃装置が提案されている。
特許文献1に記載された自動工具洗浄装置では、自動工具交換装置においてチェーン式マガジン内の工具を格納した多数の工具格納ポットのうちの1つのポットを洗浄ポットとしている。マガジンを割り出すことで、洗浄すべき工具を格納した洗浄ポットを洗浄位置に持ち来すことで別個に備えた洗浄装置と連結する。この状態で、洗浄ポット内に洗浄媒体を吐出させて、ATC交換アームを利用して工具を洗浄ポットに対して抜き差ししながら洗浄するようにしている。
As an invention for improving such a problem, for example, a cleaning / cleaning device for a replacement tool described in Patent Documents 1 to 4 below has been proposed.
In the automatic tool cleaning apparatus described in Patent Document 1, one pot among a large number of tool storage pots storing tools in a chain magazine in the automatic tool changer is used as a cleaning pot. By indexing the magazine, the cleaning pot containing the tool to be cleaned is brought to the cleaning position and connected to a separate cleaning device. In this state, the cleaning medium is discharged into the cleaning pot, and cleaning is performed while the tool is inserted into and removed from the cleaning pot using the ATC exchange arm.

特許文献2に記載された工具交換装置では、工具ホルダに保持された待機中の工具が保護カバーで覆われた状態で、工具の表面にエア等の流体を流して工具の表面に付着する異物を洗い流すようにしている。
また、特許文献3に記載された工具マガジンでは、工具マガジンに対して工具を取り出し及び返却する動作に連動して工具のシャンク部にエアブロー手段でエアを噴出して工具に付着する異物を洗浄するようにしている。
また、特許文献4に記載された工作機械では、使用済みの工具を回転アームで主軸から取り出して工具マガジンに格納する前に、回転アームで保持する工具を清掃位置で保持する。この状態で、工具を2体の回転ブラシで挟み込み、回転ブラシを旋回させながら移動させることで使用済みの工具を素早く清掃するようにしている。
特許第3955428号公報 特開平6−210536号公報 特開2001−105266号公報 特開2003−340669号公報
In the tool changer described in Patent Document 2, a foreign object that adheres to the surface of the tool by flowing a fluid such as air over the surface of the tool while the standby tool held by the tool holder is covered with a protective cover To wash away.
Further, in the tool magazine described in Patent Document 3, foreign matter adhering to the tool is cleaned by blowing air to the shank portion of the tool by air blowing means in conjunction with the operation of taking out and returning the tool to the tool magazine. I am doing so.
Further, in the machine tool described in Patent Document 4, the tool held by the rotary arm is held at the cleaning position before the used tool is taken out from the main shaft by the rotary arm and stored in the tool magazine. In this state, the tool is sandwiched between two rotating brushes, and the used tool is quickly cleaned by moving the rotating brush while turning.
Japanese Patent No. 3955428 Japanese Patent Laid-Open No. 6-210536 JP 2001-105266 A JP 2003-340669 A

しかしながら、上記のような工具清掃装置や工具交換装置等には、以下のような問題があった。
即ち、特許文献1に記載の自動工具洗浄装置では、工具マガジンで工具を格納するポットの1つを洗浄ポットとしているため、洗浄の都度、工具マガジンから洗浄すべき工具を割り出してポットから抜き出し、更に洗浄ポットを割り出してその工具の洗浄を行う必要があるから、洗浄すべき工具や洗浄ポットの割り出しに時間を要することになり、効率的で迅速な工具の洗浄を行えない欠点がある。
しかも、洗浄ポットではエアで洗浄を行うだけであり、切削時にクーラントで工具のテーパシャンク部に付着している潤滑油分が流されてしまうと、工具に錆が発生してしまうという欠点もある。
However, the tool cleaning device and the tool changer as described above have the following problems.
That is, in the automatic tool cleaning apparatus described in Patent Document 1, one of the pots for storing tools in the tool magazine is a cleaning pot. Therefore, each time cleaning is performed, the tool to be cleaned is indexed and extracted from the pot. Further, since it is necessary to determine the cleaning pot and clean the tool, it takes time to determine the tool to be cleaned and the cleaning pot, and there is a drawback that the tool cannot be cleaned efficiently and quickly.
Moreover, the cleaning pot only needs to be cleaned with air, and if the lubricating oil adhering to the taper shank portion of the tool is washed away by the coolant during cutting, there is also a drawback that the tool rusts. .

また、特許文献2では、工具マガジンの工具を格納するポットの全てに洗浄装置を取り付ける必要があり、工具格納本数が多いとコスト高になる上に洗浄装置の数が増えて構造が複雑になる欠点がある。しかも、この洗浄装置もエアによる洗浄だけであり、工具のテーパシャンク部の潤滑と防錆については考慮されていない。特許文献3においても、エアブロー手段によって工具のテーパシャンク部にエアを噴出して洗浄するだけであり、特許文献1及び2と同様に、工具のテーパシャンク部の潤滑と防錆については考慮されていない。
特許文献4では、回転ブラシによって工具に付着する異物を除去するため、回転ブラシに付着した異物が次の工具に付着してしまうことがあり、十分な洗浄を行えない欠点がある。しかも、上述した特許文献1乃至3と同様に、この洗浄装置も工具のテーパシャンク部の潤滑と防錆については考慮されていない。
Further, in Patent Document 2, it is necessary to attach a cleaning device to all pots for storing the tools of the tool magazine. If the number of tools stored is large, the cost increases and the number of cleaning devices increases and the structure becomes complicated. There are drawbacks. Moreover, this cleaning device is also only cleaned by air, and does not consider lubrication and rust prevention of the taper shank portion of the tool. Also in Patent Document 3, only air is blown to the taper shank portion of the tool to be cleaned by air blowing means, and as with Patent Documents 1 and 2, lubrication and rust prevention of the taper shank portion of the tool are considered. Absent.
In patent document 4, since the foreign material adhering to a tool is removed with a rotating brush, the foreign material adhering to a rotating brush may adhere to the next tool, and there exists a fault which cannot perform sufficient washing | cleaning. In addition, as in the above-described Patent Documents 1 to 3, this cleaning device does not consider lubrication and rust prevention of the tapered shank portion of the tool.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、工具の交換に際し、工具に付着する異物を除去するだけでなく、工具の潤滑と防錆を発揮できるようにした工具交換方法と工具交換装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and when replacing a tool, not only removes foreign matter adhering to the tool, but also a tool changing method capable of exhibiting lubrication and rust prevention of the tool, and An object is to provide a tool changer.

本発明による工具交換方法は、工具を格納した複数の格納ポットを設けた工具マガジンのいずれかの格納ポットから工具を取り出して待機ポットに移送し、待機ポットから主軸に取り付けると共に、当該工具を主軸から取り出して待機ポットに挿入し、該待機ポットから工具を取り出して工具マガジンの格納ポットに格納するようにした工具交換方法において、工具マガジンの受け渡し位置にある格納ポットから工具を取り出す際に第一ノズルによってエアを工具のシャンク部に噴射する工程と、エアを噴射した後に工具を待機ポットに装着する工程と、待機ポットから工具を取り出す際に第二ノズルによってオイルを工具のシャンク部に噴射する工程と、オイルを噴射した後に工具を主軸に装着する工程と、主軸から工具を待機ポットに移し替える際に第二ノズルによってエアを工具のシャンク部に噴射する工程と、待機ポットから工具を格納ポットに格納する際に第一ノズルによってオイルを工具のシャンク部に噴射する工程と、オイルを噴射した後に工具を格納ポットに装着する工程とを備え、前記第一ノズルは、前記格納ポットの内面の中心線に対して傾斜する角度でエアまたはオイルを噴射する複数の噴射口が設けられて前記格納ポットの内部を通して工具のシャンク部に噴射させ、前記第二ノズルは、前記待機ポットの内面の中心線に対して傾斜する角度でエアまたはオイルを噴射する複数の噴射口が設けられて前記待機ポットの内部を通して工具のシャンク部に噴射させることを特徴とする
本発明によれば、工具マガジンの受け渡し位置にある格納ポットから工具を取り出す際に第一ノズルによってエアを噴射させることで工具のシャンク部に付着している異物を除去する等の清掃を行うことができ、工具を主軸に装着した際に異物による装着精度が悪化することを防止できる。また、エアブロー後に、第二ノズルによって工具にオイルを噴射させることで潤滑性が向上して主軸に対する工具のシャンク部の装着と離脱をスムーズに行うことができ、錆等で主軸に工具が固着して抜けなくなることを防止できる。
そして、主軸に装着した工具で被削材を切削した後、工具を待機ポットに移し変える際にエアを噴射させることで、加工時に工具に付着した切削液や切粉等の異物を除去する等の清掃を行うことができ、これらの異物が工具に付着したまま残ったり粘着物化したりして次の切削時に主軸への取り付け精度が悪化したり主軸から工具が抜けない等の不具合を防止できる。エアブロー後に、格納ポットに工具を格納する際に工具にオイルを噴射させることで潤滑性が向上して工具のシャンク部に錆等が発生するのを防止できる。
しかも、工具に対するエアとオイルの噴射を工具の主軸への装着及び工具マガジンへの格納という各交換工程の中でそれぞれ行うことができるから、工具交換のサイクル時間が長くなるのを防止できる。
また、第一ノズルは、格納ポットの内面の中心線に対して傾斜する角度でエアまたはオイルを噴射する複数の噴射口が設けられて格納ポットの内部を通して工具のシャンク部に噴射させ、第二ノズルは、待機ポットの内面の中心線に対して傾斜する角度でエアまたはオイルを噴射する複数の噴射口が設けられて待機ポットの内部を通して工具のシャンク部に噴射させる。そのため、格納ポットや待機ポットの内面を通してエアまたはオイルを噴射させる際、内部でエアが中央側から外側に渦巻いてノズル側に戻る渦巻き流が発生して異物が内部に巻き込まれることを防止でき、放射状のエア流がシャンク部に沿って流れて異物を確実に外部に吹き出すことができ、オイルはシャンク部全体に付着できる。
In the tool changing method according to the present invention, a tool is taken out from any storage pot of a tool magazine provided with a plurality of storage pots storing tools, transferred to a standby pot, attached to the main spindle from the standby pot, and the tool is connected to the main spindle. In the tool changing method in which the tool is taken out from the standby pot and inserted into the standby pot, and the tool is taken out from the standby pot and stored in the storage pot of the tool magazine, when the tool is taken out from the storage pot in the tool magazine delivery position, Injecting air into the shank part of the tool by the nozzle, attaching the tool to the standby pot after injecting air, and injecting oil into the shank part of the tool by the second nozzle when removing the tool from the standby pot The process, the process of mounting the tool on the spindle after oil is injected, and the tool is transferred from the spindle to the standby pot. Injecting air into the shank part of the tool by the second nozzle when changing, Injecting oil into the shank part of the tool by the first nozzle when storing the tool from the standby pot in the storage pot, and injecting oil Attaching the tool to the storage pot after the first nozzle is provided with a plurality of injection ports for injecting air or oil at an angle inclined with respect to the center line of the inner surface of the storage pot. The standby nozzle is provided with a plurality of injection ports for injecting air or oil at an angle inclined with respect to the center line of the inner surface of the standby pot. It is characterized by spraying the shank part of the tool through the inside of the pot .
According to the present invention, when removing the tool from the storage pot at the delivery position of the tool magazine, cleaning is performed such as removing foreign matter adhering to the shank portion of the tool by injecting air with the first nozzle. It is possible to prevent the mounting accuracy due to foreign matter from deteriorating when the tool is mounted on the spindle. In addition, after air blowing, oil is injected into the tool by the second nozzle to improve lubricity, so that the shank part of the tool can be smoothly attached and detached from the spindle, and the tool adheres to the spindle due to rust etc. Can be prevented.
And after cutting the work material with the tool attached to the main shaft, by spraying air when moving the tool to the standby pot, foreign matter such as cutting fluid and chips adhering to the tool during processing is removed, etc. This prevents foreign matter from sticking to the tool or making it sticky to deteriorate the accuracy of mounting to the spindle during the next cutting or preventing the tool from coming off the spindle. . When air is blown, when the tool is stored in the storage pot, oil is sprayed onto the tool to improve lubricity and prevent rust and the like from being generated in the shank portion of the tool.
In addition, since the air and oil can be injected into the tool in each of the changing steps of mounting the tool on the spindle and storing it in the tool magazine, it is possible to prevent the tool change cycle time from becoming long.
The first nozzle is provided with a plurality of injection ports for injecting air or oil at an angle inclined with respect to the center line of the inner surface of the storage pot, and is injected into the shank portion of the tool through the inside of the storage pot. The nozzle is provided with a plurality of injection ports for injecting air or oil at an angle inclined with respect to the center line of the inner surface of the standby pot, and injects it into the shank portion of the tool through the inside of the standby pot. Therefore, when injecting air or oil through the inner surface of the storage pot or standby pot, it is possible to prevent the air from swirling from the center side to the outside and generating a swirling flow returning to the nozzle side to prevent foreign matter from being caught inside, A radial air flow can flow along the shank portion to reliably blow out foreign matter, and oil can adhere to the entire shank portion.

また、第一ノズルは工具マガジンの受け渡し位置にある格納ポットに対向して設けられており、第二ノズルは待機ポットに対向して設けられていることが好ましく、二つのノズルによって使用予定及び使用後の工具に対するエアとオイルの噴射を順次行うことができて経済的である。   Moreover, it is preferable that the first nozzle is provided facing the storage pot at the delivery position of the tool magazine, and the second nozzle is preferably provided facing the standby pot. It is economical that air and oil can be sequentially injected to the subsequent tool.

本発明による工具交換装置は、工具マガジンの格納ポットに格納された工具を待機ポットを介して主軸に取り付けると共に、該主軸から取り出した工具を待機ポットを介して工具マガジンの格納ポットに格納するようにした工具交換装置において、工具を格納する格納ポットが複数配列されていて任意の格納ポットを受け渡し位置に移送可能な工具マガジンと、受け渡し位置にある格納ポットと待機ポットと主軸との間で工具を移送する工具チェンジャと、受け渡し位置にある格納ポットに対応する位置に設けられていてエアとオイルの一方を選択的に工具に噴射する第一ノズルと、待機ポットに対応する位置に設けられていてエアとオイルの一方を選択的に工具に噴射する第二ノズルとを備え、第一ノズルは、格納ポットの内面の中心線に対して傾斜する角度でエアまたはオイルを噴射する複数の噴射口が設けられて格納ポットの内部を通して工具のシャンク部に噴射させ、第二ノズルは、待機ポットの内面の中心線に対して傾斜する角度でエアまたはオイルを噴射する複数の噴射口が設けられて待機ポットの内部を通して工具のシャンク部に噴射させることを特徴とする。
本発明によれば、工具を工具マガジンから主軸に装着したり、主軸から工具マガジンに格納したりする際に、最初にエアを工具に噴射してシャンク部に付着している異物を除去し、その後に工具のシャンク部にオイルを噴射させることで異物を含むことなく工具に潤滑性と防錆性を付与することができる。しかも、工具交換工程において行われるから、工具交換のサイクル時間がエアとオイルの噴射処理に関連して長くなることがない。
しかも、第一ノズルは、格納ポットの内面の中心線に対して傾斜する角度でエアまたはオイルを噴射する複数の噴射口が設けられており、第二ノズルは、待機ポットの内面の中心線に対して傾斜する角度でエアまたはオイルを噴射する複数の噴射口が設けられているので、格納ポットや待機ポットの内面を通してエアまたはオイルを噴射させる際、内部でエアが中央側から外側に渦巻いてノズル側に戻る渦巻き流が発生して異物が内部に巻き込まれることを防止でき、放射状のエア流がシャンク部に沿って流れて異物を確実に外部に吹き出すことができ、オイルはシャンク部全体に付着できる。
A tool changer according to the present invention attaches a tool stored in a storage pot of a tool magazine to a main shaft through a standby pot, and stores a tool taken out from the main shaft in a storage pot of the tool magazine through the standby pot. In the tool changer, a plurality of storage pots for storing tools are arranged, and a tool magazine that can be transferred to any delivery pot, a tool between the storage pot at the delivery position, the standby pot, and the spindle Is provided at a position corresponding to the storage pot at the delivery position, a first nozzle for selectively injecting one of air and oil to the tool, and a position corresponding to the standby pot. and a second nozzle for injecting the selectively tool one of the air and oil Te, first nozzle, the centerline of the inner surface of the storage pot A plurality of injection ports for injecting air or oil at an inclined angle are provided and injected into the shank portion of the tool through the inside of the storage pot, and the second nozzle is inclined with respect to the center line of the inner surface of the standby pot A plurality of injection ports for injecting air or oil at an angle are provided and injected into the shank portion of the tool through the inside of the standby pot .
According to the present invention, when the tool is mounted on the spindle from the tool magazine or stored in the tool magazine from the spindle, first, air is sprayed onto the tool to remove foreign matter adhering to the shank portion, Thereafter, oil is sprayed onto the shank portion of the tool, so that lubricity and rust prevention can be imparted to the tool without including foreign matter. And since it is performed in a tool change process, the cycle time of a tool change does not become long in connection with the injection process of air and oil.
In addition, the first nozzle is provided with a plurality of injection ports for injecting air or oil at an angle inclined with respect to the center line of the inner surface of the storage pot, and the second nozzle is provided at the center line of the inner surface of the standby pot. Since there are a plurality of injection ports for injecting air or oil at an angle inclined with respect to the inside, when air or oil is injected through the inner surface of the storage pot or standby pot, the air swirls from the center side to the outside. A swirling flow returning to the nozzle side can be prevented and foreign matter can be prevented from getting inside, and a radial air flow can flow along the shank part to reliably blow out the foreign matter. Can adhere.

また、第一ノズルは格納ポットの工具を着脱する方向の反対側に配設され、第二ノズルは待機ポットの工具を着脱する方向の反対側に配設され、格納ポットまたは待機ポットの内部を通して工具にエアまたはオイルを噴射させるようにした。
これにより、工具にエアやオイルを噴射させる際、工具のシャンク部側から噴射させることで工具のシャンク部の全体に均等に噴射させることができ、一部に異物が残存したりオイルが付着しないで錆や切削液による粘着物が付着したりしない。
The first nozzle is disposed on the opposite side of the storage pot with respect to the direction of attaching / detaching the tool, and the second nozzle is disposed on the opposite side of the standby pot with respect to the direction of attaching / detaching the tool. Air or oil was sprayed on the tool.
As a result, when air or oil is sprayed onto the tool, it can be sprayed evenly over the entire shank part of the tool by spraying from the shank part side of the tool. In this way, rust and adhesives from cutting fluid do not adhere.

本発明の工具交換方法及び工具交換装置によれば、工具交換に際して工具マガジンの格納ポットと待機ポットを介して主軸との間で工具の交換を行い、工具のシャンク部にエア噴射させて工具に付着している異物をエアによって除去できると共に工具にオイルを付着させることで工具の潤滑性と防錆処理を行うことができる。しかも、工具交換工程に連動してエアとオイルを選択的に工具に噴射させることで、工具交換に必要なサイクルタイムを延長することなく効率的に工具を洗浄して潤滑性と防錆性とを付与できる。   According to the tool changing method and the tool changing device of the present invention, when changing tools, the tool is exchanged between the spindle through the storage pot of the tool magazine and the standby pot, and air is injected into the shank portion of the tool to the tool. The adhering foreign matter can be removed by air, and oil can be attached to the tool to perform lubricity and rust prevention of the tool. In addition, by selectively injecting air and oil to the tool in conjunction with the tool change process, the tool can be cleaned efficiently without extending the cycle time required for tool change, and lubricity and rust prevention. Can be granted.

以下、本発明の実施の形態による工具交換装置について添付図面を参照して説明する。図1は本発明の実施形態によるマシニングセンタにおける工具交換装置の正面図、図2は工具マガジンの正面図、図3は工具マガジンの受け渡し位置にある格納ポットを示す断面図、図4は工具チェンジャで待機ポットに装着された工具を把持した平面図、図5は図4に示す工具チェンジャのA−A線断面図、図6は待機ポットに近接する工具にエアまたはオイルミストを噴射する状態の図、図7は格納ポット及び待機ポットにエアまたはオイルミストを供給するエア回路の図、図8は工具交換と工具に対する清掃、潤滑、防錆工程を示すタイムチャート、図9は工具交換方法のフローチャートである。
なお、図中に記載したXYZ軸座標系は、Y軸が鉛直方向、X軸とZ軸は水平面内における互いに直交する方向を指している。
Hereinafter, a tool changer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a front view of a tool changer in a machining center according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of a tool magazine, FIG. 3 is a cross-sectional view showing a storage pot at a delivery position of the tool magazine, and FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along line AA of the tool changer shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a view showing a state in which air or oil mist is injected to the tool adjacent to the standby pot. FIG. 7 is a diagram of an air circuit for supplying air or oil mist to the storage pot and standby pot, FIG. 8 is a time chart showing tool change and cleaning, lubrication, and rust prevention processes for the tool, and FIG. 9 is a flowchart of the tool change method. It is.
In the XYZ axis coordinate system shown in the figure, the Y axis indicates the vertical direction, and the X axis and the Z axis indicate directions orthogonal to each other in the horizontal plane.

図1に示す本実施形態による工作機械、例えばマシニングセンタ1は、多種の工具2をそれぞれ格納するチェーン型の工具マガジン3と、工具マガジン3に格納された多種の工具2のうち受け渡し位置にある工具2を取り出す工具チェンジャ5と、工具チェンジャ5で取り出された工具2を収容する待機ポット6と、待機ポット6から工具チェンジャ5で工具2を受け取って切削のために装着する主軸7とを概略で備えている。これらを工具交換装置8とする。
図2に示す工具マガジン3の座標系は工作機械の座標系でいうとY−Z軸方向であるが、工具マガジン3の座標系はX軸の向きが工作機械と異なるためX1−Y1軸方向とし、この面に直交する方向をZ1軸とする。
工具マガジン3は無端状のチェーン10が例えば略四角形枠状をなすように形成され、その四つの角部の内側にはスプロケットホイール11a、11bとガイドホイール11c、11dとが配設されていてチェーン10の周回運動をガイドする。1のスプロケットホイール11aには駆動モータMが連結されており、駆動モータMの駆動力は伝達機構を介してスプロケット11aに伝動されてチェーン10を間欠回転させることになる。
A machine tool according to the present embodiment shown in FIG. 1, for example, a machining center 1, includes a chain-type tool magazine 3 that stores various types of tools 2, and a tool that is in a delivery position among the various types of tools 2 stored in the tool magazine 3. 2 schematically shows a tool changer 5 for taking out 2, a standby pot 6 for storing the tool 2 taken out by the tool changer 5, and a spindle 7 for receiving the tool 2 from the standby pot 6 by the tool changer 5 and mounting it for cutting. I have. These are referred to as a tool changer 8.
The coordinate system of the tool magazine 3 shown in FIG. 2 is the YZ axis direction in terms of the coordinate system of the machine tool. However, since the coordinate system of the tool magazine 3 is different from the machine tool in the X-axis direction, it is the X1-Y1 axis direction. The direction orthogonal to this plane is taken as the Z1 axis.
The tool magazine 3 is formed such that an endless chain 10 has, for example, a substantially rectangular frame shape, and sprocket wheels 11a and 11b and guide wheels 11c and 11d are disposed inside the four corners. Guide 10 orbital movements. A driving motor M is connected to one sprocket wheel 11a, and the driving force of the driving motor M is transmitted to the sprocket 11a through a transmission mechanism to rotate the chain 10 intermittently.

工具マガジン3のチェーン10は複数の連結板13とプレート14とが回転可能に連結されて無端状に構成されている。各連結板13とプレート14との連結部には工具2を格納する格納ポット15が連結板13と例えば図示しないキーとキー溝の相互嵌合によって支持されている。そのため、多数の格納ポット15はチェーン10の周回方向に沿ってチェーン10によって移動可能に配列されている。この格納ポット15に装着される工具2は刃部を含む工具本体2aとテーパシャンク部(単にテーパ部ということがある)2bとこれらの間に位置する凹溝部2cとを備えており、テーパシャンク部2bの基端にはプルスタッド2dが設けられている(図3参照)。
格納ポット15は、図3に示すように、略有底円筒状に形成され、底部15aには貫通孔15bが穿孔されている。格納ポット15の開口部側内面には工具2のテーパシャンク部2bを嵌合するテーパ部15cが形成されている。貫通孔15bの内面には工具2のプルスタッド2dを内部に引き込んで固定するための複数のボール16がコイルバネ等の付勢部材によって径方向内側に付勢されている。
図2において、工具マガジン3の略四角形枠状に形成されたチェーン10の右上部で、工具チェンジャ5と同一高さに位置する格納ポット15は工具2の受け渡し位置Pとされている。図3において、この受け渡し位置Pに位置する格納ポット15の貫通孔15bに対向する後端側の位置には、エアブロー(単にエアということがある)とオイルミストを選択的に格納ポット15の内部に噴出する第一ノズル17が設けられている(図3参照)。第一ノズル17は格納ポット15の貫通孔15bを通して工具2のテーパシャンク部2bにエアまたはオイルミストを均等に噴射することになる。
The chain 10 of the tool magazine 3 has an endless shape in which a plurality of connecting plates 13 and a plate 14 are rotatably connected. A storage pot 15 for storing the tool 2 is supported by a connecting portion between each connecting plate 13 and the plate 14 by mutual fitting of the connecting plate 13 and, for example, a key and a key groove (not shown). Therefore, a large number of storage pots 15 are arranged so as to be movable by the chain 10 along the circumferential direction of the chain 10. The tool 2 attached to the storage pot 15 includes a tool body 2a including a blade portion, a taper shank portion (sometimes simply referred to as a taper portion) 2b, and a concave groove portion 2c positioned therebetween, and a taper shank. A pull stud 2d is provided at the base end of the portion 2b (see FIG. 3).
As shown in FIG. 3, the storage pot 15 is formed in a substantially bottomed cylindrical shape, and a through hole 15b is formed in the bottom portion 15a. A taper portion 15 c that fits the taper shank portion 2 b of the tool 2 is formed on the inner surface of the opening portion side of the storage pot 15. A plurality of balls 16 for pulling and fixing the pull stud 2d of the tool 2 inside is urged radially inward by an urging member such as a coil spring on the inner surface of the through hole 15b.
In FIG. 2, the storage pot 15 positioned at the same height as the tool changer 5 at the upper right portion of the chain 10 formed in a substantially rectangular frame shape of the tool magazine 3 is set as the delivery position P of the tool 2. In FIG. 3, air blow (sometimes referred to simply as air) and oil mist are selectively placed inside the storage pot 15 at a position on the rear end side facing the through hole 15 b of the storage pot 15 located at the delivery position P. The 1st nozzle 17 which ejects to is provided (refer FIG. 3). The first nozzle 17 uniformly injects air or oil mist to the taper shank portion 2 b of the tool 2 through the through hole 15 b of the storage pot 15.

また、図1において、主軸7と工具マガジン3との間に設けられた工具チェンジャ5は、両側に工具2を把持するための略コ字状の把持部21a、21bを備えていて中心軸22回りにX−Y軸面内で略180°旋回可能とされている。工具チェンジャ5の一方の把持部21aで例えば主軸7から使用済みの工具2を取り出して把持し、他方の把持部21bでは交換用の新たな工具2を把持することで、主軸7に対して工具2の交換を可能としている。
また、図1において、工具チェンジャ5は水平方向(X−Z軸面内)に旋回可能である。工具チェンジャ5は図1に示す位置から軸部20を中心に工具マガジン3側に向けて水平方向に約45°旋回した位置を中立位置とし、中立位置から図1に示すように主軸7側に水平方向に約45°回転した第一位置と工具マガジン3側に45°旋回した第二位置との間を90°に亘って旋回可能としている。そして、工具チェンジャ5は主軸7側と工具マガジン3側とに水平方向(X軸方向)に直線移動可能とされ、また前後方向(Z軸方向)にも直線移動可能とされている。
工具チェンジャ5は、第二位置では、工具受け渡し位置Pにあるチェーン10の格納ポット15に対して直交する位置(図1で紙面に直交する位置)に保持される。
In FIG. 1, a tool changer 5 provided between the main shaft 7 and the tool magazine 3 includes substantially U-shaped gripping portions 21 a and 21 b for gripping the tool 2 on both sides, and a central shaft 22. It is possible to turn about 180 ° around the XY axis. For example, the used tool 2 is taken out from the spindle 7 and held by one gripping portion 21a of the tool changer 5, and the replacement gripping tool 2 is held by the other gripping portion 21b. 2 can be exchanged.
In FIG. 1, the tool changer 5 can pivot in the horizontal direction (in the XZ axis plane). The tool changer 5 has a neutral position at a position rotated about 45 ° in the horizontal direction from the position shown in FIG. 1 about the shaft portion 20 toward the tool magazine 3 side, and from the neutral position to the main shaft 7 side as shown in FIG. It is possible to turn over 90 ° between a first position rotated about 45 ° in the horizontal direction and a second position turned 45 ° to the tool magazine 3 side. The tool changer 5 is linearly movable in the horizontal direction (X-axis direction) between the main shaft 7 side and the tool magazine 3 side, and is also linearly movable in the front-rear direction (Z-axis direction).
In the second position, the tool changer 5 is held at a position perpendicular to the storage pot 15 of the chain 10 at the tool delivery position P (a position perpendicular to the paper surface in FIG. 1).

そのため、工具チェンジャ5が図1に示す第一位置では主軸7に対して工具着脱交換可能とされ、90°回転した第二位置では工具受け渡し位置Pにあるチェーン10の格納ポット15に対して工具着脱可能とされている。
また、主軸7はマシニングセンタ1のベース18に保持されたコラム19から突出して取り付けられている。そして、工具チェンジャ5の把持部21a、21bとの間で工具交換可能とされている。
第一位置における工具チェンジャ5の主軸7から遠い側の把持部21b(21a)に対向する位置には、主軸7と略平行な位置に工具2を着脱する待機ポット6が配設されている。
Therefore, the tool changer 5 can be attached to and detached from the main shaft 7 at the first position shown in FIG. 1, and the tool changer 5 is turned against the storage pot 15 of the chain 10 at the tool delivery position P at the second position rotated 90 °. It is supposed to be removable.
The main shaft 7 is attached so as to protrude from a column 19 held by the base 18 of the machining center 1. The tool can be exchanged with the gripping portions 21a and 21b of the tool changer 5.
A standby pot 6 for attaching and detaching the tool 2 is disposed at a position substantially parallel to the main shaft 7 at a position facing the grip portion 21b (21a) on the side far from the main shaft 7 of the tool changer 5 in the first position.

待機ポット6は、図4及び図6に示すように、格納ポット15と同様に略有底筒状に形成されており、底部6aには貫通孔6bが形成されている。待機ポット6の開口部から続く内面には工具2のテーパシャンク部2bを嵌合するためのテーパ部6cが設けられている。また、待機ポット6の後方には貫通孔6bに対向してエアブロー(単にエアということがある)とオイルミストを選択的に噴射させる第二ノズル23が軸受を介して相対回転可能に取り付けられている。第二ノズル23から噴射されるエアまたはオイルミストは待機ポット6の内部を通して工具2のテーパシャンク部2bにほぼ均等に吹き付けられる。
また、図4及び図5に示すように、工具チェンジャ5の中心軸22に連結されている回転軸22Aの周囲の枠部24には、例えば略くの字形状のポットアーム25が支持されている。ポットアーム25はその一端部25aで揺動可能に支持されており、他端部には待機ポット6が連結されている。そして、ポットアーム25の中途部と枠部24とは伸縮可能なバネ部材26によって連結されている。
そのため、待機ポット6は、常態では図4に示すバネ部材26によって第一位置にある工具チェンジャ5の把持部21b(21a)に対向する位置(図5の実線位置:図4参照)にあり、工具チェンジャ5が工具マガジン3側に旋回した第二位置ではポットアーム25が工具マガジン3等で押されて回動し、回転軸22Aに当接する位置に格納される。
As shown in FIGS. 4 and 6, the standby pot 6 is formed in a substantially bottomed cylindrical shape like the storage pot 15, and a through hole 6b is formed in the bottom 6a. A taper portion 6 c for fitting the taper shank portion 2 b of the tool 2 is provided on the inner surface continuing from the opening of the standby pot 6. In addition, a second nozzle 23 for selectively injecting air blow (sometimes simply referred to as air) and oil mist is attached to the rear of the standby pot 6 through a bearing so as to be opposed to the through hole 6b. Yes. Air or oil mist sprayed from the second nozzle 23 is blown almost uniformly onto the taper shank portion 2 b of the tool 2 through the inside of the standby pot 6.
As shown in FIGS. 4 and 5, for example, a substantially U-shaped pot arm 25 is supported on the frame portion 24 around the rotating shaft 22 </ b> A connected to the central shaft 22 of the tool changer 5. Yes. The pot arm 25 is swingably supported at one end 25a, and the standby pot 6 is connected to the other end. The midway part of the pot arm 25 and the frame part 24 are connected by a spring member 26 that can be expanded and contracted.
Therefore, the standby pot 6 is normally in a position (solid line position in FIG. 5: refer to FIG. 4) facing the gripping portion 21b (21a) of the tool changer 5 in the first position by the spring member 26 shown in FIG. At the second position where the tool changer 5 is swung to the tool magazine 3 side, the pot arm 25 is pushed by the tool magazine 3 or the like to rotate and is stored in a position where it abuts on the rotating shaft 22A.

また、図7に示すように、第一ノズル17と第二ノズル23はエア回路27に接続されており、これら第一及び第二ノズル17,23とエア回路27は工具洗浄潤滑装置28を構成する。
次に、工具洗浄潤滑装置28について図7に基づいて説明する。
工具洗浄潤滑装置28のエア回路27は圧縮空気を供給するコンプレッサ等の圧縮エア供給源29からエア流路がエアフィルタ30を介してレギュレータ31に接続され、エアブロー用切換弁32でエアブローの開、閉を切換制御される。切換弁32から供給されるエアはチェック弁(逆止弁)33を介してノズル切換弁34に供給され、ノズル切換弁34では、エアを第一ノズル17と第二ノズル23のいずれか一方に供給するよう制御手段40によって切換制御する。
Further, as shown in FIG. 7, the first nozzle 17 and the second nozzle 23 are connected to an air circuit 27, and the first and second nozzles 17, 23 and the air circuit 27 constitute a tool cleaning lubrication device 28. To do.
Next, the tool cleaning lubrication device 28 will be described with reference to FIG.
The air circuit 27 of the tool washing and lubrication device 28 is connected to a regulator 31 through an air filter 30 from a compressed air supply source 29 such as a compressor for supplying compressed air, and an air blow switching valve 32 opens an air blow. The closing is controlled to be switched. The air supplied from the switching valve 32 is supplied to the nozzle switching valve 34 via the check valve (check valve) 33, and the air is supplied to one of the first nozzle 17 and the second nozzle 23 in the nozzle switching valve 34. Switching is controlled by the control means 40 so as to supply.

また、エア回路27において、レギュレータ31とエアブロー用切換弁32との間でエア流路が分岐され、この分岐エア流路には潤滑油(オイル)をミスト状にしてエアブローに送り込んでオイルミストとするルブリケータ35が設けられている。その下流側にはオイルミストの開、閉を切換制御するオイルミスト用切換弁36、絞り弁37、チェック弁38が順次設けられ、その後、分岐エア流路は逆止弁33とノズル切換弁34との間でエア流路と合流する。そして、分岐エア流路のオイルミストをノズル切換弁34で第一ノズル17と第二ノズル23のいずれか一方に供給するよう切換制御する。
なお、絞り弁37は、オイルミストの潤滑油分を工具2のテーパシャンク部2bに適度に付着させるためにエアの流速を調整するものである。エア流路に設けたエアブロー用切換弁32と分岐エア流路に設けたオイルミスト用切換弁36も制御手段40によってそれぞれ切換制御される。
Further, in the air circuit 27, an air flow path is branched between the regulator 31 and the air blow switching valve 32. Lubricating oil (oil) is made into a mist form and sent to the air blow to the branch air flow path, A lubricator 35 is provided. On the downstream side, an oil mist switching valve 36 for controlling the opening and closing of the oil mist, a throttle valve 37, and a check valve 38 are sequentially provided. Thereafter, the branch air flow path includes a check valve 33 and a nozzle switching valve 34. And the air flow path. Then, switching control is performed so that the oil mist in the branch air passage is supplied to either the first nozzle 17 or the second nozzle 23 by the nozzle switching valve 34.
The throttle valve 37 adjusts the air flow rate in order to cause the lubricating oil component of the oil mist to adhere to the tapered shank 2b of the tool 2 appropriately. The air blow switching valve 32 provided in the air flow path and the oil mist switching valve 36 provided in the branch air flow path are also switched by the control means 40.

また、第一ノズル17は、その内部の流路42が途中で分岐流路42a、…として複数に分岐され、それぞれ噴射口を構成する。各分岐流路42a、…は同軸に配設された第一ノズル17と格納ポット15の中心線Oに対して適宜の所定角度だけ傾斜して形成されている。
これにより、第一ノズル17から噴出されたエアやオイルミストが貫通孔15bを通って格納ポット15の開口部内面のテーパ部15cに沿ってテーパシャンク部2bの全周に噴射され、渦巻き流による格納ポット15内部への逆流が発生しないようにしている。
第二ノズル23も第一ノズル17とほぼ同一の構成と機能を有している。
これに対し、図11の比較例に示すように、第一ノズル17′(第二ノズル23′)の噴射口が中心線O上に1つ形成されている場合には、第一ノズル17′から噴射されて格納ポット15(待機ポット6)の内周面の中心線O上を流れるエアブローは外側に回る渦巻き流となって外気と異物を格納ポット15の内周面に流入させて異物を付着させる。そのため、第一ノズル17′によるエアブロー後に装着する工具2のテーパシャンク部2bに異物が付着する不具合が発生する。
Moreover, the flow path 42 in the inside of the 1st nozzle 17 is branched into multiple as the branch flow path 42a, ... in the middle, and each comprises an injection port. Each of the branch flow paths 42a is formed so as to be inclined at an appropriate predetermined angle with respect to the first nozzle 17 and the center line O of the storage pot 15 arranged coaxially.
As a result, air or oil mist ejected from the first nozzle 17 passes through the through-hole 15b and is sprayed to the entire circumference of the tapered shank portion 2b along the tapered portion 15c on the inner surface of the opening portion of the storage pot 15, thereby causing a swirl flow. Backflow into the storage pot 15 is prevented from occurring.
The second nozzle 23 also has substantially the same configuration and function as the first nozzle 17.
On the other hand, as shown in the comparative example of FIG. 11, when one injection port of the first nozzle 17 ′ (second nozzle 23 ′) is formed on the center line O, the first nozzle 17 ′. The air blow which is injected from the air and flows on the center line O of the inner peripheral surface of the storage pot 15 (standby pot 6) becomes a spiral flow that turns to the outside, causing the outside air and the foreign matter to flow into the inner peripheral surface of the storage pot 15 to remove the foreign matter. Adhere. For this reason, there is a problem that foreign matter adheres to the taper shank portion 2b of the tool 2 to be mounted after air blowing by the first nozzle 17 ′.

本実施形態によるマシニングセンタ1の工具交換装置8は上述の構成を備えており、次にこの工具交換装置8を用いた工具交換方法について図8に示すタイムチャートと図9に示すフローチャートに沿って説明する。
先ず、工具交換指令により、多種類の工具2が無端のチェーン状に格納された工具マガジン3から被削材を切削するための所望の工具2を割り出して、駆動モータMを駆動させてチェーン10を間欠的に周回運動させ、所要の工具2を受け渡し位置Pまで搬送させる(ステップ101)。そして、図1において、第一位置にある工具チェンジャ5を中立位置から第二位置まで略90°X−Z軸面内で水平旋回させ、工具チェンジャ5を格納ポット15の凹溝部2cに対向する位置に持ち来す。
次いで工具チェンジャ5をZ軸方向に移動させて受け渡し位置Pの格納ポット15に格納された工具2の凹溝部2cを把持部21bで把持し、更にX軸方向に移動させて格納ポット15から工具2を引き抜く。
The tool changer 8 of the machining center 1 according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, a tool change method using the tool changer 8 will be described with reference to a time chart shown in FIG. 8 and a flowchart shown in FIG. To do.
First, in accordance with a tool change command, a desired tool 2 for cutting a work material is determined from a tool magazine 3 in which various types of tools 2 are stored in an endless chain shape, and a drive motor M is driven to drive the chain 10. Are moved to the delivery position P (Step 101). In FIG. 1, the tool changer 5 at the first position is horizontally swiveled within the approximately 90 ° X-Z axis plane from the neutral position to the second position, and the tool changer 5 is opposed to the recessed groove portion 2 c of the storage pot 15. Bring to position.
Next, the tool changer 5 is moved in the Z-axis direction, the groove 2c of the tool 2 stored in the storage pot 15 at the transfer position P is gripped by the gripping part 21b, and further moved in the X-axis direction to move the tool from the storage pot 15 Pull 2 out.

工具チェンジャ5で把持された工具2のテーパシャンク部2bが格納ポット15から離れた状態(図3参照)で、図7に示す工具洗浄潤滑装置28のエア回路27において制御手段40によりエアブロー用切換弁32を開、オイルミスト用切換弁36を閉、切換弁34を切り替え設定して、圧縮エアをエアブローとして第一ノズル17から貫通孔15bと格納ポット15を通して工具2のテーパシャンク部2bに噴射させる(ステップ102)。これにより、工具2のテーパシャンク部2bに付着しているゴミ等の異物を除去できる。
このとき、第一ノズル17から噴射されるエアブローは複数の分岐流路42a、…が中心軸Oから傾斜した角度に設定されているから、各エアブローは格納ポット15の内周面で外側に向けて噴射される。噴射されたエアは、格納ポット15の内周面内またはその近傍で渦巻き流となって格納ポット15内に戻る流れを生じることはなく、テーパシャンク部2bの全周に均等に吹き付けられテーパシャンク部2b上の異物を除去する。
When the taper shank 2b of the tool 2 held by the tool changer 5 is separated from the storage pot 15 (see FIG. 3), the air circuit 27 of the tool cleaning lubrication device 28 shown in FIG. The valve 32 is opened, the oil mist switching valve 36 is closed, the switching valve 34 is switched, and the compressed air is blown from the first nozzle 17 to the tapered shank 2b of the tool 2 through the through hole 15b and the storage pot 15. (Step 102). Thereby, foreign matters such as dust adhering to the tapered shank portion 2b of the tool 2 can be removed.
At this time, the air blows ejected from the first nozzle 17 are set at an angle at which the plurality of branch flow paths 42a,... Are inclined from the central axis O, so that each air blow is directed outward on the inner peripheral surface of the storage pot 15. Is injected. The jetted air does not flow as a spiral flow in or near the inner peripheral surface of the storage pot 15, and does not flow back into the storage pot 15, and is sprayed evenly over the entire circumference of the taper shank portion 2 b. Foreign matter on the part 2b is removed.

次いで、図1において、工具チェンジャ5を格納ポット15から外れた位置でX軸方向の逆方向に戻し、第二位置から第一位置へ90°旋回させる。図1に示す第一位置で工具チェンジャ5の把持部21bによって把持された工具2は待機ポット6に対向する位置に来る。更に工具チェンジャ5をZ軸方向に移動させて工具2を待機ポット6に装着する(ステップ103)。
更に、工具チェンジャ5を主軸7側にへ旋回させ、把持部21aによって主軸7に保持された使用済みの工具2を把持した後、工具チェンジャ5で待機ポット6から工具2を引き抜いた状態で、図6に示すように第二ノズル23からエア回路27で選択されたオイルミストを噴射させる(ステップ104)。これにより、待機ポット6の内部を通して工具2のテーパシャンク部2bの全周にほぼ均等にミスト状のオイルが付着する。
次に、工具チェンジャ5をX−Y軸面内で180°回転させ、工具2を把持する把持部21bを主軸7側に位置させる。次いで、工具チェンジャ5をX軸方向及びZ軸方向に移動させて主軸7の図示しない主軸コレットで工具2のテーパシャンク部2bをクランプする(ステップ105)。
この場合、主軸7に装着される工具2のテーパシャンク部2bにはオイルミストによる潤滑油が均等に付着しているから、主軸7へのテーパシャンク部2bの装着と離脱がスムーズに行われる。テーパシャンク部2bに錆が発生したりせず、錆や切削液の乾燥が進んだ粘着物がテーパシャンク部2bに付着して工具2が主軸7から抜けなくなることもない。
この状態で、主軸7に装着された工具2によって被削材を切削することになる(ステップ106)。
Next, in FIG. 1, the tool changer 5 is returned to the opposite direction of the X-axis direction at a position removed from the storage pot 15, and turned 90 ° from the second position to the first position. The tool 2 gripped by the gripping portion 21 b of the tool changer 5 at the first position shown in FIG. 1 comes to a position facing the standby pot 6. Further, the tool changer 5 is moved in the Z-axis direction, and the tool 2 is mounted on the standby pot 6 (step 103).
Further, the tool changer 5 is turned to the main shaft 7 side, the used tool 2 held by the main shaft 7 is gripped by the gripping portion 21a, and then the tool 2 is pulled out from the standby pot 6 by the tool changer 5, As shown in FIG. 6, the oil mist selected by the air circuit 27 is ejected from the second nozzle 23 (step 104). As a result, mist-like oil adheres almost uniformly to the entire circumference of the taper shank portion 2 b of the tool 2 through the inside of the standby pot 6.
Next, the tool changer 5 is rotated 180 degrees in the XY axis plane, and the gripping portion 21b that grips the tool 2 is positioned on the main shaft 7 side. Next, the tool changer 5 is moved in the X-axis direction and the Z-axis direction, and the taper shank portion 2b of the tool 2 is clamped by a spindle collet (not shown) of the spindle 7 (step 105).
In this case, since the lubricating oil by the oil mist is evenly attached to the taper shank portion 2b of the tool 2 attached to the main shaft 7, the taper shank portion 2b is attached to and detached from the main shaft 7 smoothly. Rust does not occur in the taper shank portion 2b, and the adhesive that has been dried by the rust and the cutting fluid does not adhere to the taper shank portion 2b and the tool 2 does not come out of the main shaft 7.
In this state, the work material is cut by the tool 2 mounted on the main shaft 7 (step 106).

次に主軸7に装着して切削加工に用いた使用済みの工具2を工具マガジン3に戻すには、上述した工具2を工具マガジン3から主軸7に装着する手順と逆の手順で作動させればよい。ここでは、第一及び第二ノズル17,23からのエアとオイルミストの噴射を中心に説明する。
先ず、工具2の凹溝部2cを工具チェンジャ5の把持部21a(または21b)で把持して主軸7から引き抜く(ステップ107)。次に、工具チェンジャ5をX−Y軸面内で180°旋回することで把持部21aで把持する工具2は待機ポット6に対向する位置にくる。図6に示すように、工具チェンジャ5をZ軸方向に移動させて把持部21aで把持する工具2を待機ポット6に引き渡す際、第二ノズル23から待機ポット6の内部を通してエアをテーパシャンク部2bに噴射させる(ステップ108)。これにより、テーパシャンク部2bに付着している切粉や切削液等の異物を除去し、工具2を待機ポット6に装着する(ステップ109)。
Next, in order to return the used tool 2 mounted on the spindle 7 and used for the cutting process to the tool magazine 3, the above-described tool 2 can be operated in the reverse procedure to the procedure of mounting the tool 2 on the spindle 7. That's fine. Here, the description will focus on the injection of air and oil mist from the first and second nozzles 17 and 23.
First, the concave groove portion 2c of the tool 2 is gripped by the grip portion 21a (or 21b) of the tool changer 5 and pulled out from the main shaft 7 (step 107). Next, the tool 2 gripped by the gripping portion 21 a is turned to a position facing the standby pot 6 by turning the tool changer 5 by 180 ° in the XY axis plane. As shown in FIG. 6, when the tool changer 5 is moved in the Z-axis direction and the tool 2 gripped by the gripping portion 21 a is delivered to the standby pot 6, the air is tapered from the second nozzle 23 through the inside of the standby pot 6. 2b is injected (step 108). Thereby, foreign matters such as chips and cutting fluid adhering to the taper shank portion 2b are removed, and the tool 2 is mounted on the standby pot 6 (step 109).

次に、工具チェンジャ5の把持部21aで工具2を把持して引き抜き(ステップ110)、工具チェンジャ5をX−Z軸面内で略90°水平回転させて工具マガジン3側に移動させる。そして、工具チェンジャ5をX軸及びZ軸方向に順次移動させて工具2を工具マガジン3の受け渡し位置における格納ポット15に対向させる。更に、工具2のテーパシャンク部2bを格納ポット15に受け渡す際に、図3に示すように若干離れた位置で第一ノズル17からオイルミストを噴射させる(ステップ111)。すると、オイルミストは格納ポット15の内部を通過して工具2のテーパシャンク部2bに均等に付着して被覆されることになるから、その後、工具マガジン3の格納ポット15に格納された状態で工具2に錆等を生じることはない(ステップ112)。   Next, the tool 2 is grasped and pulled out by the grasping portion 21a of the tool changer 5 (step 110), and the tool changer 5 is horizontally rotated by about 90 ° within the XZ axis and moved to the tool magazine 3 side. Then, the tool changer 5 is sequentially moved in the X-axis and Z-axis directions so that the tool 2 faces the storage pot 15 at the delivery position of the tool magazine 3. Further, when the taper shank portion 2b of the tool 2 is transferred to the storage pot 15, oil mist is sprayed from the first nozzle 17 at a position slightly apart as shown in FIG. 3 (step 111). Then, since the oil mist passes through the inside of the storage pot 15 and is evenly attached to the taper shank portion 2b of the tool 2, it is then stored in the storage pot 15 of the tool magazine 3. The tool 2 is not rusted (step 112).

このような作業を繰り返すことで、適宜の工具2を選択して主軸7に取り付けて切削加工を行える。
なお、上述の説明では、工具2を工具マガジン3の格納ポット15から主軸7に取り付けて切削加工した後で、主軸7から工具2を取り出して工具マガジン3の格納ポット15に格納するようにしたが、本発明はこのような手順に限定されない。例えば、主軸7から工具チェンジャ5の一方の把持部21aによって使用後の工具2を取り外し、次いで工具チェンジャ5を180°反転させて他方の把持部21bで把持する新規の工具2を主軸7に取り付けることで2種の工具2の着脱交換を連続して行うようにしてもよい。
By repeating such operations, an appropriate tool 2 can be selected and attached to the spindle 7 for cutting.
In the above description, after the tool 2 is attached to the spindle 7 from the storage pot 15 of the tool magazine 3 and cut, the tool 2 is taken out from the spindle 7 and stored in the storage pot 15 of the tool magazine 3. However, the present invention is not limited to such a procedure. For example, the tool 2 after use is removed from the spindle 7 by one gripping portion 21a of the tool changer 5, and then the tool changer 5 is turned 180 ° and a new tool 2 gripped by the other gripping portion 21b is attached to the spindle 7. Thus, the two types of tools 2 may be continuously attached and detached.

上述のように、本実施形態による工具交換装置8及び工具交換方法によれば、工具マガジン3のチェーン10に配列された格納ポット15のうち、受け渡し位置Pに位置する格納ポット15と主軸7近傍に設けた待機ポット6との間で、格納ポット15から新しい工具2を抜き出す際及び使用後の工具2を待機ポット6へ挿入する際に、第一ノズル17と第二ノズル23からエアを噴射することで、工具2のテーパシャンク部2bから異物を除去したり切削時の切粉や切削液等を除去することができて、主軸7に対する工具2の装着を正確に行えて高精度の切削を行え、着脱が容易である。
また、待機ポット6から主軸7へ向けて工具2を引き抜く際及び待機ポット6から格納ポット15に工具2を受け渡す際、第二ノズル23と第一ノズル17からオイルミストを噴射することで、工具2のテーパシャンク部2bに潤滑性を確保して主軸7にスムーズに着脱できて固着してしまうことはなく、また工具2の防錆性を確保できる。
As described above, according to the tool changer 8 and the tool change method according to the present embodiment, among the storage pots 15 arranged in the chain 10 of the tool magazine 3, the storage pot 15 located at the delivery position P and the vicinity of the main shaft 7. When the new tool 2 is extracted from the storage pot 15 and when the used tool 2 is inserted into the standby pot 6, air is injected from the first nozzle 17 and the second nozzle 23. As a result, foreign matters can be removed from the taper shank portion 2b of the tool 2 or chips and cutting fluid during cutting can be removed, so that the tool 2 can be accurately mounted on the spindle 7 and high-precision cutting can be performed. Can be easily attached and detached.
Further, when the tool 2 is pulled out from the standby pot 6 toward the main shaft 7 and when the tool 2 is transferred from the standby pot 6 to the storage pot 15, oil mist is injected from the second nozzle 23 and the first nozzle 17, The taper shank portion 2b of the tool 2 is secured with lubricity so that it can be smoothly attached to and detached from the main shaft 7, and the antirust property of the tool 2 can be secured.

しかも、上述した工具2の主軸7への装着工程と工具マガジン3への格納工程において、工具2を格納ポット15と待機ポット6へ着脱する前後の段階で上述したエアとオイルミストを選択的に噴射させるから、エアブローとオイルミストの噴射処理効率がよく、工具交換処理を中断させることがないため、工具2の着脱交換のサイクルタイムを短縮化できる。
更に、本実施形態による第一ノズル17及び第二ノズル23では、各ノズル17,23及び格納ポット15及び待機ポット6の内周面の中心線Oに対して傾斜する分岐流路42a、…からエアブローやオイルミストを噴射させるから、エアが格納ポット15や待機ポット6の内面に戻る渦流を発生することがなく格納ポット15や待機ポット6の内面にゴミや切粉等の異物が付着して工具2のテーパシャンク部2dに付着するのを防止できる。
In addition, in the process of mounting the tool 2 on the spindle 7 and the process of storing the tool 2 in the tool magazine 3, the air and oil mist described above are selectively used before and after the tool 2 is attached to and detached from the storage pot 15 and the standby pot 6. Since injection is performed, the efficiency of air blow and oil mist injection processing is high, and the tool change processing is not interrupted, so that the cycle time for attaching and detaching the tool 2 can be shortened.
Furthermore, in the first nozzle 17 and the second nozzle 23 according to the present embodiment, from the branch flow paths 42 a that are inclined with respect to the center line O of the inner peripheral surfaces of the nozzles 17, 23, the storage pot 15 and the standby pot 6. Since air blow or oil mist is injected, foreign matter such as dust and chips adheres to the inner surfaces of the storage pot 15 and the standby pot 6 without causing a vortex to return to the inner surfaces of the storage pot 15 and the standby pot 6. It can prevent adhering to the taper shank part 2d of the tool 2. FIG.

なお、上述の実施形態による工具交換装置8及び工具交換方法において、第一及び第二ノズル17,23の噴射口を形成する複数の分岐流路42aは中心線Oに対して一定の傾斜角である必要はなく、中心線Oに対して例えば0°〜10°程度の角度範囲で傾斜角を変更してもよい。この場合、最も傾斜角の大きい分岐流路42aの内径を最も小さくする構成を採用してもよい。これにより、中心線O寄りのエア流量を増大させ、格納ポット15や待機ポット6の内面に向かう傾斜流量を低減させてもよい。この場合でも渦巻き流の発生による異物の格納ポット15や待機ポット6内への逆流を防止できると共に、中心線O寄りのエア流量が増大することで、テーパシャンク部2bの傾斜面に沿ったエア流を増大させて付着している異物の除去効率を向上できる。
また、第一及び第二ノズル17、23によって噴出するオイルはエアブロー中に霧状の潤滑油(オイル)を混入させたオイルミストとして工具2のテーパシャンク部2bに噴射することが好ましいが、潤滑油自体をミスト状にして噴射させるようにしてもよい。そのため、本明細書でいうオイルはオイルミストを含むものである。
In the tool changer 8 and the tool change method according to the above-described embodiment, the plurality of branch flow paths 42a forming the injection ports of the first and second nozzles 17 and 23 are at a constant inclination angle with respect to the center line O. There is no need, and the inclination angle may be changed in an angle range of about 0 ° to 10 ° with respect to the center line O, for example. In this case, a configuration in which the inner diameter of the branch flow path 42a having the largest inclination angle is minimized may be employed. Thereby, the air flow rate near the center line O may be increased, and the inclined flow rate toward the inner surface of the storage pot 15 or the standby pot 6 may be reduced. Even in this case, it is possible to prevent the backflow of foreign matter into the storage pot 15 and the standby pot 6 due to the generation of the spiral flow, and the air flow rate near the center line O increases, so that the air along the inclined surface of the taper shank portion 2b is increased. The removal efficiency of the adhering foreign matter can be improved by increasing the flow.
The oil ejected by the first and second nozzles 17 and 23 is preferably sprayed onto the tapered shank portion 2b of the tool 2 as oil mist mixed with mist-like lubricating oil (oil) during air blowing. The oil itself may be injected in the form of a mist. Therefore, the oil referred to in this specification includes oil mist.

また、上述の実施形態では、工具チェンジャ5に工具2の移送のための180°回転、90°水平旋回、水平方向の左右及び前後動を行わせるようにして、受け渡しまたは受け取り位置にある格納ポット15と待機ポット6と主軸7との間の二段階に亘る工具2の搬送を担わせたが、この間の工具2の移動は工具チェンジャ5以外の移送機構にも分担させてもよい。要するに、この間の工具2の搬送機構は上述した工具チェンジャ5に限定されることなく公知の任意の機構を採用できる。本発明の工具チェンジャはこれらを包含する概念である。   Further, in the above-described embodiment, the storage pot in the delivery position or the receiving position is made to allow the tool changer 5 to perform 180 ° rotation, 90 ° horizontal turning, horizontal horizontal movement, and back-and-forth movement for transferring the tool 2. Although the transfer of the tool 2 in two stages between the standby pot 6, the spindle 7 and the spindle 7 is performed, the movement of the tool 2 during this period may be shared by a transfer mechanism other than the tool changer 5. In short, the conveyance mechanism of the tool 2 during this period is not limited to the tool changer 5 described above, and any known mechanism can be adopted. The tool changer of the present invention is a concept including these.

本発明の実施形態による工作機械における工具交換装置の正面図である。It is a front view of the tool change apparatus in the machine tool by embodiment of this invention. 図1に示す工具マガジンの正面図である。It is a front view of the tool magazine shown in FIG. 工具マガジンの受け渡し位置にある格納ポットから離れた工具に第一ノズルでエア、オイルミストを噴射可能な状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which can inject air and oil mist with the 1st nozzle to the tool away from the storage pot in the delivery position of a tool magazine. 工具チェンジャで待機ポットに装着された工具を把持した状態の平面図である。It is a top view of the state which gripped the tool with which the tool pot was equipped with the standby pot. 図4に示す工具チェンジャのA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of the tool changer shown in FIG. 待機ポットから離れた工具に第二ノズルでエアまたはオイルミストを噴射可能な状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which can inject air or oil mist with the 2nd nozzle to the tool away from the standby pot. 第一、第二ノズルにエアまたはオイルミストを供給するエア回路を含む工具洗浄潤滑装置の説明図である。It is explanatory drawing of the tool washing | cleaning lubrication apparatus containing the air circuit which supplies air or oil mist to a 1st, 2nd nozzle. 工具交換と工具に対する清掃、潤滑、防錆工程を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows a tool exchange, cleaning with respect to a tool, lubrication, and an antirust process. 工具交換方法のフローチャートである。It is a flowchart of a tool exchange method. 従来の主軸に装着された工具を通した切削液の吐出状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the discharge state of the cutting fluid through the tool with which the conventional main axis | shaft was mounted | worn. ノズルによるエアの噴射方向が工具格納ポットの中心線方向である場合のエアブローの流れ方向を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow direction of an air blow in case the injection direction of the air by a nozzle is the centerline direction of a tool storage pot.

符号の説明Explanation of symbols

1 マシニングセンター
2 工具
2b テーパシャンク部
3 工具マガジン
5 工具チェンジャー
6 待機ポット
7 主軸
8 工具交換装置
10 チェーン
15 格納ポット
17 第一ノズル
23 第二ノズル
27 エア回路
42a 分岐流路(噴射口)
1 Machining center
2 tools
2b Taper Shank 3 Tool Magazine 5 Tool Changer 6 Standby Pot 7 Spindle 8 Tool Changer 10 Chain 15 Storage Pot 17 First Nozzle 23 Second Nozzle 27 Air Circuit 42a Branch Flow Channel (Injection Port)

Claims (4)

工具を格納した複数の格納ポットを設けた工具マガジンのいずれかの格納ポットから工具を取り出して待機ポットに移送し、待機ポットから主軸に取り付けると共に、当該工具を主軸から取り出して待機ポットに挿入し、該待機ポットから工具を取り出して工具マガジンの格納ポットに格納するようにした工具交換方法において、
前記工具マガジンの受け渡し位置にある前記格納ポットから工具を取り出す際に第一ノズルによってエアを工具のシャンク部に噴射する工程と、
エアを噴射した後に工具を前記待機ポットに装着する工程と、
該待機ポットから工具を取り出す際に第二ノズルによってオイルを前記工具のシャンク部に噴射する工程と、
オイルを噴射した後に工具を主軸に装着する工程と、
前記主軸から工具を待機ポットに移し替える際に前記第二ノズルによってエアを工具のシャンク部に噴射する工程と、
前記待機ポットから工具を前記格納ポットに格納する際に前記第一ノズルによってオイルを工具のシャンク部に噴射する工程と、
オイルを噴射した後に工具を前記格納ポットに装着する工程とを備え
前記第一ノズルは、前記格納ポットの内面の中心線に対して傾斜する角度でエアまたはオイルを噴射する複数の噴射口が設けられて前記格納ポットの内部を通して工具のシャンク部に噴射させ、
前記第二ノズルは、前記待機ポットの内面の中心線に対して傾斜する角度でエアまたはオイルを噴射する複数の噴射口が設けられて前記待機ポットの内部を通して工具のシャンク部に噴射させることを特徴とする工具交換方法。
A tool is taken out from one of the storage pots of a tool magazine provided with a plurality of storage pots for storing tools and transferred to the standby pot, attached to the spindle from the standby pot, and the tool is taken out from the spindle and inserted into the standby pot. In the tool change method in which the tool is taken out from the standby pot and stored in the storage pot of the tool magazine,
Injecting air into the shank portion of the tool by the first nozzle when taking out the tool from the storage pot at the delivery position of the tool magazine;
Attaching the tool to the standby pot after injecting air;
Spraying oil onto the shank of the tool by a second nozzle when removing the tool from the standby pot;
Attaching the tool to the spindle after injecting oil;
Injecting air into the shank portion of the tool by the second nozzle when the tool is transferred from the spindle to the standby pot;
Injecting oil into the shank portion of the tool by the first nozzle when storing the tool from the standby pot in the storage pot;
Attaching the tool to the storage pot after injecting oil ,
The first nozzle is provided with a plurality of injection holes for injecting air or oil at an angle inclined with respect to the center line of the inner surface of the storage pot, and is injected into the shank portion of the tool through the inside of the storage pot,
The second nozzle is provided with a plurality of injection ports for injecting air or oil at an angle inclined with respect to the center line of the inner surface of the standby pot, and causes the second nozzle to inject into the shank portion of the tool through the inside of the standby pot. A featured tool change method.
前記第一ノズルは前記工具マガジンの受け渡し位置にある格納ポットに対向して設けられており、前記第二ノズルは前記待機ポットに対向して設けられている請求項1に記載の工具交換方法。 2. The tool changing method according to claim 1 , wherein the first nozzle is provided to face a storage pot at a delivery position of the tool magazine, and the second nozzle is provided to face the standby pot. 工具マガジンの格納ポットに格納された工具を待機ポットを介して主軸に取り付けると共に、該主軸から取り出した工具を前記待機ポットを介して前記工具マガジンの格納ポットに格納するようにした工具交換装置において、
工具を格納する前記格納ポットが複数配列されていて任意の前記格納ポットを受け渡し位置に移送可能な工具マガジンと、
受け渡し位置にある前記格納ポットと待機ポットと主軸との間で工具を移送する工具チェンジャと、
前記受け渡し位置にある格納ポットに対応する位置に設けられていてエアとオイルの一方を選択的に工具に噴射する第一ノズルと、
前記待機ポットに対応する位置に設けられていてエアとオイルの一方を選択的に工具に噴射する第二ノズルと
を備え
前記第一ノズルは、前記格納ポットの内面の中心線に対して傾斜する角度でエアまたはオイルを噴射する複数の噴射口が設けられて前記格納ポットの内部を通して工具のシャンク部に噴射させ、
前記第二ノズルは、前記待機ポットの内面の中心線に対して傾斜する角度でエアまたはオイルを噴射する複数の噴射口が設けられて前記待機ポットの内部を通して工具のシャンク部に噴射させることを特徴とする工具交換装置。
A tool changer in which a tool stored in a storage pot of a tool magazine is attached to a main shaft through a standby pot, and a tool taken out from the main shaft is stored in the storage pot of the tool magazine through the standby pot. ,
A tool magazine in which a plurality of storage pots for storing tools are arranged and can be transferred to any delivery position;
A tool changer for transferring a tool between the storage pot, the standby pot and the spindle in the delivery position;
A first nozzle that is provided at a position corresponding to the storage pot at the delivery position and selectively injects one of air and oil into the tool;
A second nozzle that is provided at a position corresponding to the standby pot and selectively injects one of air and oil to the tool ;
The first nozzle is provided with a plurality of injection holes for injecting air or oil at an angle inclined with respect to the center line of the inner surface of the storage pot, and is injected into the shank portion of the tool through the inside of the storage pot,
The second nozzle is provided with a plurality of injection ports for injecting air or oil at an angle inclined with respect to the center line of the inner surface of the standby pot, and causes the second nozzle to inject into the shank portion of the tool through the inside of the standby pot. Tool change device characterized.
前記第一ノズルは前記格納ポットの工具を着脱する方向の反対側に配設され、第二ノズルは待機ポットの工具を着脱する方向の反対側に配設されるようにした請求項3に記載の工具交換装置。 Wherein the first nozzle is disposed on the opposite side of the direction for attaching and detaching a tool of the storage pot, the second nozzle according to claim 3 which is in so that is disposed on the opposite side of the direction for attaching and detaching a tool standby pot Tool changer.
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