JP5406579B2 - 縦型タレット旋盤 - Google Patents

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Description

本発明は、縦型タレット旋盤、特に自動工具交換装置を備えた縦型タレット旋盤に関する。
タレット旋盤は、タレット刃物台の周囲に例えば１２個所の旋削工具取付部を有し、短時間で適切な工具を選択して効率の良い加工を達成することができる。
特許文献１は、タレット旋盤における自動工具交換装置を開示している。このタレット旋盤は、タレット刃物台に油圧により工具をクランプ・アンクランプする工具ホルダを装備して多数の工具を自動交換する装置を備えている。
特開２００８−８０４１６号公報
しかしながら、上記公報のものは、自動工具交換位置に位置決めされた工具ホルダに対してソケットにより着脱自在の作動油供給手段を用いて工具ホルダに油圧を供給するものである。
そこで、回路中の作動油の漏れや異物の混入等の不具合の原因となっていた。
本発明の縦型タレット旋盤の自動工具交換装置は、機械的に作動するピンを備えた工具ホルダを用いて、外部から油圧を供給することなく、タレット刃物台の工具を自動交換する装置を提供するものである。
本発明の縦型タレット旋盤は、基本手段として、ワークを把持して回転するワークテーブルと、Ｘ軸及びＺ軸方向に移動する加工ヘッドと、加工ヘッドに装備されるタレット刃物台を加工エリア内に備えた縦型タレット旋盤において、タレット刃物台の工具取付部に装備されるツールホルダと、ツールホルダに対して工具を自動交換する加工エリア外に配置される自動工具交換装置を備え、自動工具交換装置は、フレームとフレーム上に設けられるガイドレールと、ガイドレール上を移動して加工エリアで工具交換を行う自動工具交換ユニットを備え、ツールホルダは、機械的に操作される１対のピンと、各ピンを交互に押し込むことにより内部に充填された作動油が、工具をクランプ・アンクランプする手段を備え、自動工具交換ユニットはツールホルダに対向して工具を交換する工具マガジンと、ツールホルダのピンを操作する１対のシリンダを備えるものである。
そして、自動工具交換ユニットは、タレット式の工具マガジンを備え、タレット式の工具マガジンは、工具を把持するグリッパと、グリッパを閉じる方向に付勢するスプリングを備える。
また、待機位置にある自動工具交換ユニットと加工エリアの間を開閉するドアを備えるものである。
さらに、自動工具交換ユニットは、加工中は閉じたドアにより待機位置に隔離されており、工具交換時はドアを開いて前進し、シリンダを突出させる機能を備えるものである。
本発明によれば、長尺の内径加工工具等をツールホルダに交換自在に装備することにより、外径加工時に内径加工工具とワークの干渉を回避することができ、段取り替えなく、多品種のワークの加工が可能となるものである。
本発明の縦型タレット旋盤の外観図。 要部の機械構成を示す説明図。 一般的なタレット旋盤の概要を示す説明図。 タレット刃物台と自動工具交換装置の構成を示す説明図。 タレット刃物台と自動工具交換装置の構成を示す説明図。 ツールホルダの外観図。 ツールホルダユニットの断面図。 本発明の自動工具交換装置の作動を示す説明図。 本発明の自動工具交換装置の作動を示す説明図。 本発明の自動工具交換装置の作動を示す説明図。 本発明の自動工具交換装置の作動を示す説明図。 本発明の自動工具交換装置の作動を示す説明図。
図１は本発明を実施する縦型タレット旋盤の外観図、図２は要部の機械構成を示す説明図である。
全体を符号１で示す縦型タレット旋盤は、ベース１０上に加工エリアＷＡを有し、ワークを把持して回転するワークテーブル２０を備える。
ベース１０上にはＸ軸に沿って移動するコラム３０を備え、コラム３０に対してワークテーブル２０の回転軸線と平行なＺ軸方向に移動する加工ヘッド４０が装備される。加工ヘッド４０にはタレット刃物台５０が旋回割り出し自在に設けられる。
図３は、一般的なタレット旋盤の概要を示す説明図である。
タレット刃物台５０は、例えば、１２角形の形状を有し、１２個の工具保持部６０を有する。各工具保持部６０には、外径旋削用工具Ｔ１や内径旋削用工具Ｔ２が装備される。
外径旋削用工具Ｔ１は、ワークテーブル２０上に把持されたワークＷ１に対して外径部の加工を施す。内径旋削用工具Ｔ２はワークＷ１に対して内径部の加工を施すが、内径旋削用の工具Ｔ２は突き出し寸法が長い。そこで、外径加工中にこの内径旋削用工具Ｔ２がワークＷ１と干渉する問題が発生する。
そこで、現実的な対応として、隣接する工具保持部には内径旋削用工具を装備せずに離れた位置の工具保持部に内径旋削用工具を装着することで、干渉発生を回避している。この処理により、タレット刃物台５０に装着できる工具の本数が制限され、加工効率の低減の原因となっていた。
本発明の縦型タレット旋盤は、自動工具交換装置を装備することによって、内径旋削用工具をタレット刃物台から一時的に取り外すか、又は、加工に最適な内径旋削用工具に交換することにより加工効率の向上を図るものである。
図２に示すように、ベース１０上には加えてエリアＷＡに隣接して自動工具交換装置１００が搭載されており、ワークテーブル２０とタレット刃物台５０がある加工エリアＷＡと自動工具交換装置１００の間は加工中はドア５５が閉じて隔離されている。
図４、図５はタレット刃物台５０と自動工具交換装置１００の構成を示す説明図である。
タレット刃物台５０の工具保持部６０には、後述するツールホルダ７０が装備され、このツールホルダ７０に対向して自動工具交換装置１００が装備される。
自動工具交換装置１００は、フレーム１０２上にガイドレール１０４を有し、レール１０４上に自動工具交換ユニット１１０が移動可能に搭載される。
自動工具交換ユニット１１０は、タレット式のツールマガジン１２０を有する。ツールマガジン１２０は１対のグリッパ１３０とグリッパ１３０を閉じる方向に付勢するスプリング１４０を備える。
グリッパ１３０で保持された内径旋削用工具Ｔ２は、外方へ力を加えることにより、スプリング１４０に抗して引き抜くことができ、また工具を押し込むこともできる。
ツールホルダ７０は、交互に出入りする１対のピン７４，７６を有し、このピン７４，７６を交互に押し込むことで、工具Ｔ２をクランプ・アンクランプすることができる。
自動工具交換ユニット１１０は、シリンダ１５０を有し、２本のピストン１６０，１６２を交互に駆動して、ツールホルダ７０のピン７４，７６を操作することができる。
図６は、ツールホルダ７０の外観を示す説明図、図７はツールホルダ７０内に装備されるツールホルダユニット８０の構造を示す断面図である。
ツールホルダユニット８０は、ハウジング内にツールシャンクに対応するシャンク穴８２を有し、シャンク穴８２内に軸方向に移動する爪８４が装備される。爪８４はピストン８６に連動し、ピストン８６を挟んで１対の油圧ポートＰ１，Ｐ２が設けられる。
第１のポートＰ１に作動油を供給することにより、ピストン８６とともに爪８４は後退し、シャンク穴８２に挿入された工具のシャンクをクランプする。一度クランプ状態になると、ピストン８６と楔部材８８によりセルフロックされる。第２のポートＰ２に作動油を供給することによって、ピストン８６と爪８４は前進して、工具のシャンクをアンクランプする。
本発明に使用するツールホルダ７０は、ピン７４，７６を交互に押し込むことにより、内部に充填された作動油が図示しない回路を介してポートＰ１又はＰ２に供給され、ツールシャンクのクランプ・アンクランプを行なうものである。
図８から図１２により、本発明の自動工具交換装置の作動を説明する。
ステップＳ１でタレット刃物台５０をＡＴＣ（自動工具交換）原点に移動させる。
ステップＳ２でタレット刃物台５０を割り出す
ステップＳ３でＡＴＣドア５５を開く。
ステップＳ４で自動工具交換装置のマガジン１２０を前進させ、グリッパ１３０で工具Ｔ２を受け取る。
ステップＳ５でアンクランプ用のピストン１６０を突出させて、ツールホルダ７０の工具をアンクランプする。
ステップＳ６でアンクランプ用のピストン１６０を復帰させる。
ステップＳ７でタレット刃物台５０を＋Ｚ方向に移動させる。
ステップＳ８でマガジン１２０を旋回させる。
ステップＳ９でタレット刃物台５０をＡＴＣ原点位置に移動させる。
ステップＳ１０でクランプ用のピストン１６２で工具Ｔ２１をクランプさせる。
ステップＳ１１でクランプ用ピストン１６２を復帰させる。
ステップＳ１２でマガジン１２０を復帰させる。
ステップＳ１３でＡＴＣドア５５を閉じる。
ステップＳ１４でタレット刃物台５０を割り出す。
ステップＳ１５でタレット刃物台５０を加工位置に移動させる。
以上の作動により工具の自動交換が完了する。また、ワークの外径加工中にはツールホルダ７０の工具を取り外しておくことにより、ワークと工具の干渉を確実に回避することができる。
１ 縦型タレット旋盤
１０ ベース
２０ ワークテーブル
３０ コラム
４０ 加工ヘッド
５０ タレット刃物台
５５ ドア
６０ 工具保持部
７０ ツールホルダ
７４，７６ ピン
１００ 自動工具交換装置
１１０ 自動工具交換ユニット
１２０ ツールマガジン
１３０ グリッパ
１５０ シリンダ
１６０，１６２ ピストン

Claims (6)

  1. ワークを把持して回転するワークテーブルと、Ｘ軸及びＺ軸方向に移動する加工ヘッドと、加工ヘッドに装備されるタレット刃物台を加工エリア内に備えた縦型タレット旋盤において、タレット刃物台の工具取付部に装備されるツールホルダと、ツールホルダに対して工具を自動交換する加工エリア外に配置される自動工具交換装置を備え、自動工具交換装置は、フレームとフレーム上に設けられるガイドレールと、ガイドレール上を移動して加工エリアで工具交換を行う自動工具交換ユニットを備え、ツールホルダは、機械的に操作される１対のピンと、各ピンを交互に押し込むことにより内部に充填された作動油が、工具をクランプ・アンクランプする手段を備え、自動工具交換ユニットはツールホルダに対向して工具を交換する工具マガジンと、ツールホルダのピンを操作する１対のシリンダを備える縦型タレット旋盤。
  2. 自動工具交換ユニットは、タレット式の工具マガジンを備える請求項１記載の縦型タレット旋盤。
  3. タレット式の工具マガジンは、工具を把持するグリッパと、グリッパを閉じる方向に付勢するスプリングを備える請求項１記載の縦型タレット旋盤。
  4. 待機位置にある自動工具交換ユニットと加工エリアの間を開閉するドアを備える請求項２記載の縦型タレット旋盤。
  5. ツールホルダに装着される工具は、内径旋削用工具である請求項１記載の縦型タレット旋盤。
  6. 自動工具交換ユニットは、加工中は閉じたドアにより待機位置に隔離されており、工具交換時はドアを開いて前進し、シリンダを突出させる機能を備える請求項４記載の縦型タレット旋盤。
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