JP5398216B2 - Tool magazine - Google Patents

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本発明は、工作機械に隣接して配置され、複数の工具を収納する工具マガジンに関するものである。   The present invention relates to a tool magazine that is arranged adjacent to a machine tool and stores a plurality of tools.

複数の工具を収納する工具マガジンには、工具マガジンの工具格納位置と工具交換位置との間で工具を搬送する工具搬送装置を具備したものがある。工具搬送装置を具備した工具マガジンの従来の一例として、特許文献1で開示されているものがある。特許文献1の段落番号[0018]〜[0020]には工具搬送装置の説明が記載されており、特に、段落番号[0020]には、「X軸移動部56は、工具マガジン4の指定された工具収納部20に工具6を出し入れするために、工具キャリア12をX軸方向に移動させるもので、工具キャリア12を着脱可能に保持するクランプ部を内蔵し、Yフレーム部44にX軸方向に敷設されたガイドレール57a、57bに摺動自在に係合している。このガイドレール57a、57bと平行にボールねじ60が配設され、このボールねじ60に螺合するボールナット62は、X軸移動部56に固定されている。ボールねじ60を回転駆動するX軸用のサーボモータ64は、Yフレーム部44に取り付けられており、タイミングベルト66を介してボールねじ60に回転を伝達するようになっている。」と記載されている。また、段落番号[0021]には、工具搬送装置の作用の説明として、「・・・工具キャリア12を移動させ、工具6の返却、取り出しを行うことができる。例えば、図1において、中継位置P3で中継装置14から工具搬送装置16に渡された工具キャリア12は、P7で示す工具返却位置まで移動する。ここで工具を返却してから、工具搬送装置16は、空の工具キャリア12をP8で示す位置まで移動させてから、指令された工具を取り出し、さらに中継位置P3まで移動させて工具キャリア12を中継装置14に工具ごと渡すようになっている」と記載されている。   Some tool magazines that store a plurality of tools include a tool conveying device that conveys tools between a tool storage position and a tool change position of the tool magazine. As a conventional example of a tool magazine provided with a tool conveying device, there is one disclosed in Patent Document 1. Paragraph numbers [0018] to [0020] of Patent Document 1 describe the tool conveying device. In particular, in paragraph [0020], “X-axis moving unit 56 is designated in tool magazine 4. The tool carrier 12 is moved in the X-axis direction so that the tool 6 can be inserted into and removed from the tool storage unit 20, and a clamp part that detachably holds the tool carrier 12 is built in, and the Y frame part 44 has an X-axis direction. A ball screw 60 is disposed in parallel to the guide rails 57a and 57b, and a ball nut 62 screwed into the ball screw 60 is provided. The X-axis servo motor 64 that rotates the ball screw 60 is fixed to the X-axis moving unit 56. The X-axis servo motor 64 is attached to the Y frame unit 44, and is connected via a timing belt 66. Thereby transmitting rotation to Lumpur screw 60. "Is described as. In paragraph [0021], as an explanation of the operation of the tool conveying device, “... Can move the tool carrier 12 and return and take out the tool 6. For example, in FIG. The tool carrier 12 transferred from the relay device 14 to the tool conveying device 16 at P3 moves to the tool return position indicated by P7.After returning the tool here, the tool conveying device 16 removes the empty tool carrier 12. After moving to the position indicated by P8, the commanded tool is taken out and further moved to the relay position P3 to pass the tool carrier 12 to the relay device 14 together with the tool. "

特開2001−105266号公報JP 2001-105266 A

しかしながら、特許文献1で開示されている工具搬送装置16では、X軸移動部56がガイドレール57a、57bと平行に配設されたボールねじ60にガイドされながら、工具の軸方向であるX軸方向に移動するようになっている。このため、工具長さの長い工具を工具マガジンに格納できるようにした場合には、直動ガイドとしてのボールねじ60を長くしなければならず、工具マガジンの背面側にボールねじ60の長さ相当のスペースを確保しなければならないという問題があった。また、縦方向の剛性を高めるために、縦方向に長い取り付け板を具備しているため、工具マガジンの高さが高くなるという問題もあった。   However, in the tool conveying device 16 disclosed in Patent Document 1, the X-axis moving portion 56 is guided by the ball screw 60 disposed in parallel with the guide rails 57a and 57b, and the X-axis which is the axial direction of the tool. It is designed to move in the direction. For this reason, when a tool with a long tool length can be stored in the tool magazine, the ball screw 60 as a linear motion guide must be lengthened, and the length of the ball screw 60 on the back side of the tool magazine. There was a problem that a considerable space had to be secured. In addition, in order to increase the rigidity in the vertical direction, there is also a problem that the height of the tool magazine is increased because a long mounting plate is provided in the vertical direction.

本発明は、工具搬送装置の剛性を低下させることなく、工具軸線方向の長さを短くし、もって全体の構造をコンパクトにすることができる工具マガジンを提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a tool magazine that can reduce the length in the tool axis direction without reducing the rigidity of the tool conveying device, thereby making the entire structure compact.

上記目的を達成するために、本発明によれば、複数の工具を収納する工具マガジンにおいて、前記工具を収納する工具収納部と、前記工具を把持して前記工具収納部と工具交換位置との間で前記工具を搬送し、把持した工具の軸線方向の移動機構が前記工具の軸線方向と直交するレールガイド機構によりガイドされるパンタグラフ機構でなるキャリッジを有する工具搬送装置と、を具備し、前記リンク機構は、前記工具の軸線方向に伸縮可能なパンタグラフと、該パンタグラフを伸縮させる駆動手段とで構成され、前記レールガイド機構は、前記パンタグラフの両端において一対のリンク先端の接離移動をガイドする工具マガジンが提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, in a tool magazine for storing a plurality of tools, a tool storage part for storing the tool, a tool storage part for holding the tool, and the tool storage part and a tool change position. A tool conveying device having a carriage formed of a pantograph mechanism that conveys the tool between them, and a moving mechanism in the axial direction of the gripped tool is guided by a rail guide mechanism orthogonal to the axial direction of the tool , The link mechanism includes a pantograph that can be expanded and contracted in the axial direction of the tool, and a drive unit that expands and contracts the pantograph, and the rail guide mechanism guides the contact and separation of a pair of link tips at both ends of the pantograph. A tool magazine is provided.

また、本発明によれば、前記工具収納部は、パネルに形成された複数の工具受容孔を有する第1の工具収納部と、前記パネルの周辺部に形成された複数の工具受容くぼみ部を有する第2の工具収納部とを有し、前記第2の工具収納部が、前記第1の工具収納部の後方に段違いに設けられている工具マガジンが提供される。   According to the present invention, the tool storage portion includes a first tool storage portion having a plurality of tool receiving holes formed in the panel, and a plurality of tool receiving recess portions formed in a peripheral portion of the panel. There is provided a tool magazine having a second tool storage portion, the second tool storage portion being provided in a stepped manner behind the first tool storage portion.

以上の如く、本発明の工具マガジンによれば、リンク機構でなるキャリッジで工具を軸線方向に移動するので、キャリッジの剛性を低下させることなく伸縮でき、収縮時のキャリッジの工具軸線方向の長さを短くすることができ、工具マガジンをコンパクトにすることができる。   As described above, according to the tool magazine of the present invention, since the tool is moved in the axial direction by the carriage formed of the link mechanism, the tool can be expanded and contracted without reducing the rigidity of the carriage, and the length of the carriage in the tool axial direction when contracted. The tool magazine can be made compact.

特に、リンク機構をパンタグラフとそのパンタグラフの関節を直動する駆動手段とで構成すると、いわゆる倍速倍尺移動機構となり、上記のキャリッジの工具軸線方向の長さが短くなり、工具マガジンをコンパクトにすることができるという効果が顕著になる。また、パンタグラフはリンク数が多いので剛性を高くすることができ、工具の収納及び収納された工具の取り出しを確実に行うことができる。   In particular, if the link mechanism is composed of a pantograph and a drive means that linearly moves the joint of the pantograph, a so-called double speed double movement mechanism is obtained, the length of the carriage in the tool axis direction is shortened, and the tool magazine is made compact. The effect of being able to do is remarkable. In addition, since the pantograph has a large number of links, the rigidity can be increased, and the storage of the tool and the removal of the stored tool can be reliably performed.

また、工具収納部が、第1の工具収納部と、第1の工具収納部より後方に位置する第2の工具収納部とを有しているため、第2の工具収納部に収納された工具のV溝を有するフランジ部は、第1の工具収納部に収納された工具のフランジ部より後方に位置するものとなる。このため、第2の工具収納部には、第1の工具収納部に収納される工具よりも工具長さの長い工具を保持することができる。   Moreover, since the tool storage part has the 1st tool storage part and the 2nd tool storage part located back from the 1st tool storage part, it was stored in the 2nd tool storage part. The flange portion having the V groove of the tool is located behind the flange portion of the tool stored in the first tool storage portion. For this reason, the second tool storage unit can hold a tool having a tool length longer than that of the tool stored in the first tool storage unit.

以下に本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。図1〜4は、本発明に係る工具マガジンの実施の形態を示す。本発明の工具マガジンは、工具を収納する工具収納部を有する工具ラックと、工具を把持して工具収納部と工具交換位置との間で工具を搬送し、把持した工具の軸線方向の移動機構がリンク機構でなるキャリッジを有する工具搬送装置と、を具備している。以下において、工具ラックと、工具搬送装置を順に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 to 4 show an embodiment of a tool magazine according to the present invention. The tool magazine according to the present invention includes a tool rack having a tool storage section for storing tools, a tool holding the tool, transporting the tool between the tool storage section and the tool change position, and a moving mechanism in the axial direction of the gripped tool. And a tool conveying device having a carriage formed of a link mechanism. Below, a tool rack and a tool conveyance apparatus are demonstrated in order.

内部に多数の工具Tを収納した工具マガジン11は、工作機械に隣接させて配置され、工具マガジン11の外部に設けられた工具交換装置55を介して工作機械に工具Tを取り付け、かつ、工作機械から工具Tを取り出す。本実施の形態の工具Tは、切刃部TEと工具ホルダTHとを有し、工具ホルダTHは、環状のV溝57の形成されたフランジ部Fとテーパ状のシャンク部Sを有する。工具マガジン11は、基台13の水平上面に立設された工具ラック15と工具搬送装置25を具備し、工具交換装置55は、工具交換アーム55aを具備している。本実施の形態では、工具交換アーム55aは、工具マガジン11の工具交換位置Pと工作機械の主軸(図示せず)との間で工具を交換する。   A tool magazine 11 storing a number of tools T therein is disposed adjacent to the machine tool, and the tool T is attached to the machine tool via a tool changer 55 provided outside the tool magazine 11, and Remove tool T from machine. The tool T of the present embodiment has a cutting edge portion TE and a tool holder TH, and the tool holder TH has a flange portion F in which an annular V groove 57 is formed and a tapered shank portion S. The tool magazine 11 includes a tool rack 15 and a tool transfer device 25 that are erected on the horizontal upper surface of the base 13, and the tool changer 55 includes a tool changer arm 55a. In the present embodiment, the tool exchange arm 55a exchanges a tool between the tool exchange position P of the tool magazine 11 and the main spindle (not shown) of the machine tool.

工具ラック15は、第1の工具収納部を形成するラック本体部17、及び第2の工具収納部を形成する一対のサイドラック部19、21並びに上ラック部23を具備している。ラック本体部17は、基台13の上面に垂直に立設された平板状の部材より成る。本明細書では、ラック本体部17が形成する鉛直平面をXY平面とし、水平方向にX軸、鉛直方向にY軸、XY平面に対して垂直な方向にZ軸を定義する。工具Tの中心軸線がZ軸と平行となるように工具Tは工具ラック15に収納され、収納された工具Tのシャンク部Sの側を工具マガジン11の後方と定義する。   The tool rack 15 includes a rack body portion 17 that forms a first tool storage portion, a pair of side rack portions 19 and 21 and an upper rack portion 23 that form a second tool storage portion. The rack body portion 17 is made of a flat plate-like member that is erected vertically on the upper surface of the base 13. In this specification, the vertical plane formed by the rack body 17 is defined as an XY plane, and the X axis is defined in the horizontal direction, the Y axis in the vertical direction, and the Z axis in the direction perpendicular to the XY plane. The tool T is stored in the tool rack 15 so that the center axis of the tool T is parallel to the Z axis, and the shank portion S side of the stored tool T is defined as the rear of the tool magazine 11.

サイドラック部19、21は基台13の上面に垂直に立設された平板状の部材より成り、ラック本体部17に対してZ軸方向に所定距離を以て後方に、つまり工具搬送装置25側に寄せてオフセット配置されている。本実施の形態では、サイドラック部19、21は、側壁19a、21aによってラック本体部17の側縁部に連結されており、これによってラック本体部17及びサイドラック部19、21がしっかりと基台13の上面に立設されるようになっている。   The side rack portions 19 and 21 are formed of a plate-like member that is erected vertically on the upper surface of the base 13, and is rearward with a predetermined distance in the Z-axis direction with respect to the rack body portion 17, that is, on the tool conveying device 25 side. They are offset. In the present embodiment, the side rack portions 19 and 21 are connected to the side edge portions of the rack main body portion 17 by the side walls 19a and 21a, whereby the rack main body portion 17 and the side rack portions 19 and 21 are firmly connected to each other. It stands on the upper surface of the base 13.

上ラック部23はラック本体部17に対して平行な平板状の部材より成り、工具ラック15の上部で水平に延設され、かつ、ラック本体部17に対してZ軸に沿って所定距離を以て後方にオフセット配置されている。図示する実施の形態では、上ラック部23は、L字形のアングル部材の垂直部分より成り、該アングル部材の水平部分23aによって、サイドラック部19、21の側壁19a、21aの上端部分に連結されている。   The upper rack portion 23 is formed of a flat plate-like member parallel to the rack body portion 17, extends horizontally at the upper portion of the tool rack 15, and has a predetermined distance along the Z axis with respect to the rack body portion 17. It is offset behind. In the illustrated embodiment, the upper rack portion 23 is composed of a vertical portion of an L-shaped angle member, and is connected to the upper end portions of the side walls 19a, 21a of the side rack portions 19, 21 by the horizontal portion 23a of the angle member. ing.

図示する実施の形態では、第2の工具収納部を形成するサイドラック部19、21及び上ラック部23は、ラック本体部17からZ軸に沿って後方にオフセットされ、かつ、概ね同一平面内に配置されているが、用途に応じて両者は必ずしも同一平面内に配置されていなくともよい。また、第2の工具収納部は、ラック本体部17の下方に設けられてもよい。   In the illustrated embodiment, the side rack portions 19 and 21 and the upper rack portion 23 forming the second tool storage portion are offset rearward along the Z axis from the rack body portion 17 and are substantially in the same plane. However, the two are not necessarily arranged in the same plane depending on the application. Further, the second tool storage portion may be provided below the rack body portion 17.

ラック本体部17には、工具TをZ軸方向に通過させるためのマトリックス状に配列された複数の工具受容孔が形成されている。一例として図示する実施の形態では、ラック本体部17の工具受容孔は、10行7列のマトリックス状に配列された第1の工具受容孔17aと、最上段の第1の工具受容孔17aの更に上側に横1行に配列された4つの第2の工具受容孔17bとを含む。第1の工具受容孔17aには、比較的直径が小さく、かつ、短い工具T1が保持される。第2の工具受容孔17bには、工具T1に比較して直径が大きな工具T2が保持されるようになっている。   The rack body 17 is formed with a plurality of tool receiving holes arranged in a matrix for allowing the tool T to pass in the Z-axis direction. In the embodiment illustrated as an example, the tool receiving holes of the rack main body 17 include first tool receiving holes 17a arranged in a matrix of 10 rows and 7 columns, and the first tool receiving holes 17a in the uppermost stage. Furthermore, it includes four second tool receiving holes 17b arranged in a horizontal row on the upper side. The first tool receiving hole 17a holds a short tool T1 having a relatively small diameter. The second tool receiving hole 17b holds a tool T2 having a diameter larger than that of the tool T1.

第1と第2の工具受容孔17a、17bは、上側内縁部が、収納される工具の直径よりも大きな直径を有した円弧状に形成されている。上側及び下側内縁部は、必ずしも円弧状ではなく、例えば矩形、五角形その他の多角形としてもよい。第1及び第2の工具受容孔17a、17bは、工具受容孔に保持する工具Tを通過可能とする寸法、形状を与える上側及び下側内縁部を具備していればよい。   The first and second tool receiving holes 17a and 17b are formed in an arc shape in which the upper inner edge portion has a diameter larger than the diameter of the tool to be stored. The upper and lower inner edges are not necessarily arcuate, and may be rectangular, pentagonal or other polygonal shapes, for example. The first and second tool receiving holes 17a and 17b only need to have upper and lower inner edges that give dimensions and shapes that allow the tool T held in the tool receiving hole to pass therethrough.

ラック本体部17の工具受容孔17a、17bの下側内縁部の周囲には、1つの工具受容孔当たり、4個の駒部材59が取り付けられる。駒部材59の環状の凸部59aとフランジ部FのV溝57とが係合することによって、工具Tは中心軸線が水平で互いに平行になるようにラック本体部17に保持される。4個の駒部材59のうち、下方の2個の駒部材はどちらか1個だけでもよい。つまり、駒部材59は、1つの工具受容孔当たり、少なくとも3個あればよい。また、工具受容孔17a、17bの下側内縁部の中央には、キー61が設けられ、フランジ部Fに形成されたキー溝(図示せず)と係合して、工具Tの回転方向の位置決めをしている。尚、駒部材59に代えて、V溝57と係合する円弧状の凸部を有する半環状部材を工具受容孔17a、17bの下側に取り付けてもよいし、工具受容孔17a、17bの下側内縁部の断面形状をV溝57と係合する半円弧状の凸形状に形成して、ラック本体部17に直接工具Tを保持するようにしてもよい。   Four piece members 59 are attached to each tool receiving hole around the lower inner edges of the tool receiving holes 17a and 17b of the rack body 17. By engaging the annular convex portion 59a of the piece member 59 and the V groove 57 of the flange portion F, the tool T is held by the rack body portion 17 so that the central axes are horizontal and parallel to each other. Of the four piece members 59, only one of the two lower piece members may be provided. That is, it is sufficient that at least three piece members 59 are provided for each tool receiving hole. Further, a key 61 is provided at the center of the lower inner edge of the tool receiving holes 17a and 17b, and engages with a key groove (not shown) formed in the flange F so that the tool T rotates in the rotational direction. Positioning is in progress. Instead of the piece member 59, a semi-annular member having an arcuate convex portion that engages with the V groove 57 may be attached to the lower side of the tool receiving holes 17a, 17b, or the tool receiving holes 17a, 17b. The cross-sectional shape of the lower inner edge portion may be formed into a semicircular convex shape that engages with the V-groove 57, and the tool T may be held directly on the rack body portion 17.

第2の工具収納部を形成するサイドラック部19、21の各々には、縦1列に配列された8個の工具受容くぼみ部19b、21bが形成されている。サイドラック部19、21には、工具TをX軸方向に移動させて工具受容くぼみ部19b、21b内に導入可能なように、側部に工具Tのフランジ部Fの直径より若干大きな切り欠き幅を有する切欠19c、21cが設けられている。サイドラック部19、21の工具受容くぼみ部19b、21bは、ラック本体部17の第1及び第2の工具受容孔17a、17bと同様に、下側内縁部の周囲には、4個の駒部材59が取り付けられ、工具を保持可能になっている。サイドラック部19、21の工具受容くぼみ部19b、21bには、工具T1、T2に比較して直径が大きくかつ/又は長い工具T3又はT4が保持される。   In each of the side rack portions 19 and 21 forming the second tool storage portion, eight tool receiving recess portions 19b and 21b arranged in a vertical row are formed. The side rack portions 19 and 21 have notches slightly larger than the diameter of the flange portion F of the tool T on the side so that the tool T can be moved in the X-axis direction and introduced into the tool receiving recess portions 19b and 21b. Notches 19c and 21c having a width are provided. Similarly to the first and second tool receiving holes 17a and 17b of the rack body 17, the tool receiving recesses 19b and 21b of the side racks 19 and 21 are provided with four pieces around the lower inner edge. A member 59 is attached to hold the tool. Tools T3 or T4 having a diameter larger and / or longer than the tools T1 and T2 are held in the tool receiving recesses 19b and 21b of the side rack portions 19 and 21, respectively.

本実施の形態では、サイドラック部19、21の工具受容くぼみ部19b、21bは、切欠19c、21cを通してX軸方向に工具Tを導入するようになっているので、ラック本体部17の第1及び第2の工具受容孔17a、17bのように、工具Tの直径よりも大きな直径の上側内縁部を有する必要はない。   In the present embodiment, the tool receiving recesses 19b and 21b of the side rack portions 19 and 21 introduce the tool T in the X-axis direction through the notches 19c and 21c. And unlike the second tool receiving holes 17a, 17b, it is not necessary to have an upper inner edge with a diameter larger than the diameter of the tool T.

また、第2の工具収納部を形成する上ラック部23には、横1列に配列された11個の工具受容くぼみ部23bが形成されている。工具受容くぼみ部23bは、収納する工具Tのフランジ部Fの直径より若干大きな切り欠き幅を有し、上方に開いた円弧状の切欠にて形成されている。この工具受容くぼみ部23bの下側内縁部の周囲には、4個の駒部材59が取り付けられ、工具Tを保持する。上ラック部23の工具受容くぼみ部23bには、工具T3よりは直径が小さいが、工具T1、T2に比較して直径が大きい工具や長い工具T5又はT6が保持される。   The upper rack portion 23 forming the second tool storage portion is formed with eleven tool receiving recess portions 23b arranged in a horizontal row. The tool receiving recess 23b has a notch width slightly larger than the diameter of the flange portion F of the tool T to be housed, and is formed by an arc-shaped notch opened upward. Four pieces 59 are attached around the lower inner edge of the tool receiving recess 23b to hold the tool T. The tool receiving recess 23b of the upper rack portion 23 holds a tool having a diameter smaller than that of the tool T3 but having a diameter larger than that of the tools T1 and T2 or a long tool T5 or T6.

本実施の形態では、収納する長い工具T3、T4、T5又はT6の最長工具の約半分の寸法を所定の工具長さと決めている。所定の工具長さ以下で、かつ、工具受容孔17a、17bを通過可能な直径の工具を短い工具T1又はT2とし、所定の長さを越える長い工具をT3、T4、T5又はT6としている。そして、ラック本体部17とサイドラック部19、21又は上ラック部23とのZ軸方向のオフセット量は、所定の長さより若干長い寸法としている。   In the present embodiment, the predetermined tool length is determined to be about half of the longest tool T3, T4, T5 or T6 to be stored. A tool having a diameter equal to or smaller than a predetermined tool length and capable of passing through the tool receiving holes 17a and 17b is defined as a short tool T1 or T2, and a long tool exceeding a predetermined length is defined as T3, T4, T5, or T6. The offset amount in the Z-axis direction between the rack body 17 and the side racks 19 and 21 or the upper rack 23 is slightly longer than a predetermined length.

次に、工具搬送装置25について説明する。工具搬送装置25は、工具ラック15と工具交換装置55との間で工具を搬送するものであり、工具を係脱可能に把持するキャリッジ35と、キャリッジ35をXY平面内で移動するためのキャリッジ移動手段として、X軸方向に延設された上、下レール27、29、上、下レール27、29の間にY軸方向に延設された動力伝達部材33、及び上、下レール27、29に沿ってX軸方向に往復動可能に設けられた移動支柱31とを具備している。キャリッジ35は、移動支柱31に沿ってY軸方向に往復動可能に取付けられている。   Next, the tool transport device 25 will be described. The tool conveying device 25 conveys a tool between the tool rack 15 and the tool changing device 55, and includes a carriage 35 that detachably holds the tool, and a carriage that moves the carriage 35 in the XY plane. As moving means, upper and lower rails 27 and 29 extending in the X-axis direction, a power transmission member 33 extending in the Y-axis direction between the upper and lower rails 27 and 29, and the upper and lower rails 27, 29 and a movable support column 31 provided so as to be reciprocable in the X-axis direction. The carriage 35 is attached so as to be able to reciprocate in the Y-axis direction along the movable column 31.

上、下レール27、29内には、例えばボールねじ(図示せず)が延設されており、移動支柱31の上下端部には、該ボールねじと係合するナット(図示せず)が取付けられている。上、下レール27、29の前記ボールねじは、動力伝達部材33の端部に設けられた歯車(図示せず)に係合し、該動力伝達部材33をモータ(図示せず)で回転することによって、上、下レール27、29のボールねじは同期して回転するようになっている。これによって、移動支柱31は、上、下レール27、29に沿ってX軸方向に往復動可能となっている。   For example, ball screws (not shown) are extended in the upper and lower rails 27 and 29, and nuts (not shown) that engage with the ball screws are provided at the upper and lower ends of the movable column 31. Installed. The ball screws of the upper and lower rails 27 and 29 are engaged with a gear (not shown) provided at an end of the power transmission member 33, and the power transmission member 33 is rotated by a motor (not shown). As a result, the ball screws of the upper and lower rails 27 and 29 are rotated synchronously. As a result, the movable column 31 can reciprocate in the X-axis direction along the upper and lower rails 27 and 29.

次に、キャリッジ35について説明する。本発明のキャリッジ35は、工具Tの軸線方向である前後方向(Z方向)に伸縮可能で、前後方向に直交する上下方向(Y方向、工具の半径方向)に上下動するパンタグラフ(平行リンク)70を具備している。パンタグラフ70自体は、回動自在の複数の関節部74を有する一対のアーム71,72がヒンジ接続されて平行リンクをなすものであり、倍速倍尺移動機構として知られている公知の構造である。個々のアーム71,72は、複数のリンク要素73がジョイント部74で回動自在に連結されており、一対のアーム71,72はヒンジ部75で回動自在に組み合わされている。   Next, the carriage 35 will be described. The carriage 35 of the present invention can expand and contract in the longitudinal direction (Z direction) that is the axial direction of the tool T, and moves up and down in the vertical direction (Y direction, radial direction of the tool) perpendicular to the longitudinal direction (parallel link). 70. The pantograph 70 itself has a pair of arms 71 and 72 having a plurality of pivotable joints 74 to be hinged to form a parallel link, and has a known structure known as a double speed double scale movement mechanism. . A plurality of link elements 73 are rotatably connected to each arm 71 and 72 by a joint portion 74, and the pair of arms 71 and 72 are rotatably combined by a hinge portion 75.

本実施の形態のパンタグラフ70は、後端がブラケット81及びスライダ82を介してベース77に取り付けられ、前端がブラケット83及びスライダ82を介して工具把持手段90を有する移動プレート78に取り付けられている。このため、ベース77と移動プレート78は、パンタグラフ70の両端で対向して配置されている。ベース77は前後方向に動かないが、移動プレート78は、パンタグラフ70の伸縮に伴って前後方向に移動できるようになっている。   In the pantograph 70 of the present embodiment, the rear end is attached to the base 77 via the bracket 81 and the slider 82, and the front end is attached to the moving plate 78 having the tool gripping means 90 via the bracket 83 and the slider 82. . For this reason, the base 77 and the moving plate 78 are arranged to face each other at both ends of the pantograph 70. The base 77 does not move in the front-rear direction, but the moving plate 78 can move in the front-rear direction as the pantograph 70 expands and contracts.

キャリッジ35は、さらに、パンタグラフ70の上側(一側)において前後方向にパンタグラフ70を直動させる駆動機構を有し、パンタグラフの下側の両端において一対のリンク先端の接離移動をガイドするリニアガイド機構を有している。駆動機構は、ボールねじとボールねじに螺合するナットとを具備した本実施の形態の機構の他、エアシリンダ、油圧シリンダなどを採用することもできる。   The carriage 35 further includes a drive mechanism that linearly moves the pantograph 70 in the front-rear direction on the upper side (one side) of the pantograph 70, and a linear guide that guides the contact / separation movement of the pair of link tips at both lower ends of the pantograph. It has a mechanism. As the drive mechanism, an air cylinder, a hydraulic cylinder, or the like can be employed in addition to the mechanism of the present embodiment including a ball screw and a nut screwed into the ball screw.

図5に示すように、本実施の形態では、駆動機構としてボールねじ85とボールねじ85に螺合するナット86とを具備したボールねじ機構が適用され、リニアガイド機構としてレール87とレール87上をスライドするスライダ82とを具備したレールガイド機構が適用されている。駆動機構のボールねじ85は、一端がキャリッジ35のベース77に軸受を介して回転支持され、他端が自由端となっており、工具Tの前後方向に延びている。ボールねじ85に螺合するナット86は、パンタグラフ70の上側に位置する関節部74にナットブラケット86aによって取り付けられている。ボールねじ85は、ベース77に設けられたモータ88で駆動されるようになっている。モータ88の駆動軸にはプーリ89aが備わっており、プーリ89aの回転がベルト89cを介してボールねじ85のプーリ89bに伝動されることで、端部が軸受に支持されたボールねじ85が回動するようになっている。   As shown in FIG. 5, in this embodiment, a ball screw mechanism including a ball screw 85 and a nut 86 screwed to the ball screw 85 is applied as a drive mechanism, and a rail 87 and a rail 87 on the rail 87 are used as linear guide mechanisms. A rail guide mechanism having a slider 82 that slides on the rail is applied. One end of the ball screw 85 of the drive mechanism is rotatably supported by a base 77 of the carriage 35 via a bearing, the other end is a free end, and extends in the front-rear direction of the tool T. A nut 86 that is screwed into the ball screw 85 is attached to a joint portion 74 located above the pantograph 70 by a nut bracket 86a. The ball screw 85 is driven by a motor 88 provided on the base 77. The drive shaft of the motor 88 is provided with a pulley 89a. The rotation of the pulley 89a is transmitted to the pulley 89b of the ball screw 85 via the belt 89c, so that the ball screw 85 whose end is supported by the bearing rotates. It comes to move.

リニアガイド機構としての一対のレールガイド機構は、パンタグラフ70の前端及び後端で、パンタグラフ70の下側に位置するリンク73の先端が、パンタグラフ70の伸縮に伴って上下動することをガイドする。リンク73先端には、スライダ82が連結されており、スライダ82がベース77及び移動プレート78に設けられたリニアレール87上をY方向にスライドするようになっている。   The pair of rail guide mechanisms as the linear guide mechanism guides the front end and the rear end of the pantograph 70 so that the tip of the link 73 positioned below the pantograph 70 moves up and down as the pantograph 70 expands and contracts. A slider 82 is connected to the tip of the link 73, and the slider 82 slides in the Y direction on a linear rail 87 provided on the base 77 and the moving plate 78.

なお、本実施の形態において、駆動機構をパンタグラフ70の上側に配置しているが、パンタグラフ70の下側に配置することもできる。また、駆動軸機構の駆動源としてモータ88が使用されているが、これには限らず、他のアクチュエータを使用することができる。駆動源にサーボモータ88を使用した場合には、正確な位置制御及び衝撃の少ない速度制御を行える点で有利である。   In the present embodiment, the drive mechanism is disposed on the upper side of the pantograph 70, but may be disposed on the lower side of the pantograph 70. Further, although the motor 88 is used as a drive source of the drive shaft mechanism, the present invention is not limited to this, and other actuators can be used. Use of the servo motor 88 as the drive source is advantageous in that accurate position control and speed control with less impact can be performed.

パンタグラフ70の伸縮に伴って前後方向に移動する移動プレート78は、工具Tのテーパ部にテーパ嵌合する工具把持手段90を有している。工具把持手段90は、工具Tのシャンク部(テーパ部)Sに面接触して、工具Tを拘束するテーパ面を有するテーパ穴91と、テーパ穴91に工具Tを所定の力で引き込むドローバー(図示せず)と、ドローバーを駆動するアクチュエータ(図示せず)と、を具備している。本実施の形態では、移動プレート78は、ナット86の移動速度の3倍の速度で、ナット86の移動距離の3倍の距離を移動する3倍速3倍尺移動機構を構成している。   The moving plate 78 that moves in the front-rear direction along with the expansion and contraction of the pantograph 70 has a tool gripping means 90 that is taper-fitted to the taper portion of the tool T. The tool gripping means 90 is in surface contact with the shank portion (tapered portion) S of the tool T, and has a tapered hole 91 having a tapered surface for restraining the tool T, and a draw bar (with a predetermined force for drawing the tool T into the tapered hole 91) (Not shown) and an actuator (not shown) for driving the draw bar. In the present embodiment, the moving plate 78 constitutes a triple speed triple movement mechanism that moves three times the moving distance of the nut 86 at a speed that is three times the moving speed of the nut 86.

以上のように、本実施の形態の工具マガジン11によれば、工具Tの前後方向(軸線方向)に伸縮するパンタグラフ70を有するキャリッジ35を具備しているから、キャリッジ35の構造をコンパクトにすることができ、工具マガジン11が配置される工作機械の周辺を省スペース化することができる。また、パンタグラフ70は、ボールねじ機構により前後方向に駆動され、レールガイド機構によりパンタグラフ70の端部における一方のリンク73先端が他方のリンク73先端に近づく方向と離れる方向にガイドされるから、パンタグラフ70が前後方向に伸縮したときに、工具把持手段90で把持された工具Tが、前後方向に直交する平面内で動くことを抑制することができる。これにより、工具Tの収納及び収納された工具の取り出しを確実に行うことができる。   As described above, according to the tool magazine 11 of the present embodiment, the carriage 35 having the pantograph 70 that expands and contracts in the front-rear direction (axial direction) of the tool T is provided, so the structure of the carriage 35 is made compact. Therefore, the space around the machine tool on which the tool magazine 11 is arranged can be saved. Further, the pantograph 70 is driven in the front-rear direction by a ball screw mechanism, and the pantograph 70 is guided in a direction away from and approaching the other link 73 tip by the rail guide mechanism. When the 70 expands and contracts in the front-rear direction, the tool T gripped by the tool gripping means 90 can be prevented from moving in a plane orthogonal to the front-rear direction. Thereby, storage of the tool T and removal of the stored tool can be performed reliably.

また、工具マガジン11は、第1の工具収納部と、第1の工具収納部より後方に位置する第2の工具収納部とを有する工具ラック15を具備しているから、第2の工具収納部には、第1の工具収納部に収納される工具Tよりも工具長さの長い工具Tを保持することができる。これにより、工具マガジン11が占有するスペースを大きくすることなく、工具長さの短い工具と長い工具Tを収容することができる。   Further, the tool magazine 11 includes a tool rack 15 having a first tool storage portion and a second tool storage portion located rearward of the first tool storage portion. The part can hold a tool T having a tool length longer than that of the tool T stored in the first tool storage part. Thereby, the tool with short tool length and the long tool T can be accommodated, without enlarging the space which the tool magazine 11 occupies.

また、伸縮機構にパンタグラフ70を適用したキャリッジ35と、第1の工具収納部より後方に位置する第2の工具収納部を有する工具ラック15との相乗効果により、工具マガジン11の前後方向の長さD(図4)を極力短くすることができ、工場内の省スペース化にもたらすことができる。   In addition, due to the synergistic effect of the carriage 35 in which the pantograph 70 is applied to the expansion / contraction mechanism and the tool rack 15 having the second tool storage portion located behind the first tool storage portion, the length of the tool magazine 11 in the front-rear direction is increased. The length D (FIG. 4) can be shortened as much as possible, which can contribute to space saving in the factory.

なお、本発明のキャリッジは、上記実施の形態のような段違いマトリックス形の工具マガジンにのみ用いられるものではなく、通常の一平面でなるマトリックス形の工具マガジン及び複数の工具が円板内や無端チェーンで連結された工具ポットに装着されて周回する他の形式の工具マガジンにおいて、工具を把持して工具の軸線方向に工具を移動させる必要のある場合に用いることができる。   The carriage according to the present invention is not used only for a stepped matrix type tool magazine as in the above-described embodiment, but a normal one-sided matrix type tool magazine and a plurality of tools are arranged in a disc or endlessly. It can be used when it is necessary to grip the tool and move the tool in the axial direction of the tool in another type of tool magazine that is mounted on a tool pot connected by a chain and goes around.

本発明の好ましい実施の形態による工具マガジンの正面図である。1 is a front view of a tool magazine according to a preferred embodiment of the present invention. 図1のA部の拡大図である。It is an enlarged view of the A section of FIG. 図2のIII −III 断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2. 図1の工具マガジンの側面図である。It is a side view of the tool magazine of FIG. パンタグラフを有するキャリッジの断面図である。It is sectional drawing of the carriage which has a pantograph. 図5のB−B線に沿って切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected along the BB line of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11 工具マガジン
15 工具ラック
17 ラック本体部
19,21 サイドラック
23 上ラック
25 工具搬送装置
35 キャリッジ
70 パンタグラフ
77 ベース
78 移動プレート
82 スライダ
85 ボールねじ
86 ナット
87 レール
90 工具把持手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Tool magazine 15 Tool rack 17 Rack main-body part 19,21 Side rack 23 Upper rack 25 Tool conveying apparatus 35 Carriage 70 Pantograph 77 Base 78 Moving plate 82 Slider 85 Ball screw 86 Nut 87 Rail 90 Tool holding means

Claims (2)

複数の工具を収納する工具マガジンにおいて、
前記工具を収納する工具収納部と、
前記工具を把持して、前記工具収納部と工具交換位置との間で前記工具を搬送し、把持した前記工具の軸線方向の移動機構が前記工具の軸線方向と直交するレールガイド機構によりガイドされるリンク機構でなるキャリッジを有する工具搬送装置と、
を具備し、
前記リンク機構は、前記工具の軸線方向に伸縮可能なパンタグラフと、該パンタグラフを伸縮させる駆動手段とで構成され、前記レールガイド機構は、前記パンタグラフの両端において一対のリンク先端の接離移動をガイドすることを特徴とした工具マガジン。
In a tool magazine that stores multiple tools,
A tool storage section for storing the tool;
The tool is gripped, the tool is transported between the tool storage unit and a tool change position, and the moving mechanism in the axial direction of the gripped tool is guided by a rail guide mechanism orthogonal to the axial direction of the tool. a tool-carrying device having a carriage made in that the link mechanism,
Equipped with,
The link mechanism includes a pantograph that can be expanded and contracted in the axial direction of the tool, and a driving unit that expands and contracts the pantograph, and the rail guide mechanism guides the contact and separation movement of a pair of link tips at both ends of the pantograph. A tool magazine characterized by
前記工具収納部は、パネルに形成された複数の工具受容孔を有する第1の工具収納部と、前記パネルの周辺部に形成された複数の工具受容くぼみ部を有する第2の工具収納部とを有し、前記第2の工具収納部が、前記第1の工具収納部の後方に段違いに設けられている請求項1に記載の工具マガジン。 The tool storage portion includes a first tool storage portion having a plurality of tool receiving holes formed in the panel, and a second tool storage portion having a plurality of tool receiving recess portions formed in a peripheral portion of the panel. The tool magazine according to claim 1 , wherein the second tool storage portion is provided in a stepped manner behind the first tool storage portion.
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