JP6113498B2 - Automatic tool change system for shrink-fit holders - Google Patents
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Description
本発明は、焼嵌めホルダ用自動工具交換システムに関する。 The present invention relates to an automatic tool change system for shrink fit holders.
精密加工機においては、加工に使用される工具が工具ホルダを介して主軸に取り付けられている。工具ホルダにはコレット方式や焼嵌め方式など様々なタイプがあるが、現在最も高精度且つ小型の工具ホルダとしては焼嵌め方式が使用されている。焼嵌め方式では、工具の交換時に工具ホルダ(焼嵌めホルダ)を加熱及び冷却する必要がある。 In a precision processing machine, a tool used for processing is attached to a main shaft via a tool holder. There are various types of tool holders such as a collet method and a shrink-fit method, but the shrink-fit method is currently used as the most accurate and compact tool holder. In the shrink-fit method, it is necessary to heat and cool the tool holder (shrink-fit holder) when changing the tool.
特許文献1では、主軸から焼嵌めホルダごと工具を取出し、機外で焼嵌めホルダを加熱して焼嵌めホルダから工具のみを取外し、当該焼嵌めホルダに新たな工具をセットした後、機外で焼嵌めホルダを冷却して新たな工具を焼嵌めホルダ内に固定し、主軸に対して焼嵌めホルダごと新たな工具をセットする方法が記載されている。 In Patent Document 1, the tool is taken out from the spindle together with the shrink-fit holder, the shrink-fit holder is heated outside the machine, only the tool is removed from the shrink-fit holder, and a new tool is set in the shrink-fit holder. A method is described in which the shrink-fit holder is cooled, a new tool is fixed in the shrink-fit holder, and a new tool is set together with the shrink-fit holder with respect to the spindle.
しかしながら、この方法では、主軸に対する焼嵌めホルダの着脱機構を予め設けておく必要があり、その分だけ主軸が大型化してしまう。精密加工機においては主軸を超高速で回転させる必要があるところ、主軸が大型化すると回転振動などの影響が大きくなるため、その様な主軸を超高速で回転させることは困難である。 However, in this method, it is necessary to provide in advance a mechanism for attaching and detaching the shrink-fit holder to the main shaft, and the main shaft is enlarged accordingly. In a precision processing machine, it is necessary to rotate the spindle at an ultra-high speed. However, since the influence of rotational vibration and the like increases as the size of the spindle increases, it is difficult to rotate such a spindle at an ultra-high speed.
この問題を解決するために、主軸に対して着脱不能の焼嵌めホルダを手動で加熱及び冷却して工具を交換する方法も知られている。しかしながら、この方法では、工具交換時に機械を停止する必要があり、工具交換時間が長くかかる。また、工具交換時間が長くかかると、工具交換後に周囲の温度環境が変化している場合があり、当該変化を補償する調整を行わなければ加工精度に悪影響が生じてしまう。 In order to solve this problem, a method is also known in which a tool is exchanged by manually heating and cooling a shrink-fit holder that cannot be attached to and detached from the main shaft. However, in this method, it is necessary to stop the machine when changing the tool, and it takes a long time to change the tool. In addition, if the tool change time takes a long time, the ambient temperature environment may change after the tool change. If adjustment for compensating the change is not performed, the machining accuracy is adversely affected.
特許文献2では、主軸に対して着脱不能の焼嵌めホルダに対して工具を自動で交換する方法が記載されている。この方法では、刃先が下方に向けられた状態で工具が工具ポッドにセットされた後に、特殊な測定器具を用いて、工具の突き出し量(すなわちシャンク端面の突出高さ位置)が測定される。そして、工具ポッドにセットされた工具は、前記特殊な測定器具による測定結果に基づいて、工具搬送装置によって把持されて上昇され、予め決定された所定高さに高精度に位置決めされる。この状態で工具は焼嵌めホルダ内に適切に受け渡されることができる。 Patent Document 2 describes a method of automatically changing a tool with respect to a shrink-fit holder that cannot be attached to and detached from the main shaft. In this method, after the tool is set on the tool pod with the cutting edge directed downward, the protruding amount of the tool (that is, the protruding height position of the shank end face) is measured using a special measuring instrument. Then, the tool set in the tool pod is gripped and raised by the tool conveying device on the basis of the measurement result of the special measuring instrument, and is positioned with high accuracy at a predetermined height determined in advance. In this state, the tool can be properly transferred into the shrink-fit holder.
しかしながら、本件発明者の知見によれば、特許文献2に記載された方法では、工具の受け渡しを適切に実施するための工具の高さ制御のために特殊な測定器具を用いて工具の突き出し量を測定する必要があるため、当該突き出し量の測定時間の分だけ工具交換時間が延びてしまう。 However, according to the knowledge of the present inventor, the method described in Patent Document 2 uses a special measuring instrument to control the height of the tool for appropriately carrying out the tool delivery, and the amount of protrusion of the tool. Since it is necessary to measure the tool change time, the tool change time is extended by the measurement time of the protrusion amount.
本発明は、以上の知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、特殊な測定器具を用いて工具の突き出し量を測定することなく、主軸に対して着脱不能の焼嵌めホルダに対して工具を短時間で位置決めできる焼嵌めホルダ用自動工具交換システムを提供することである。 The present invention has been created based on the above findings. An object of the present invention is to provide an automatic tool change for a shrink-fit holder that can position the tool in a short time with respect to a shrink-fit holder that is not attachable to and detachable from the spindle without measuring the amount of tool protrusion using a special measuring instrument. Is to provide a system.
あるいは、本発明の目的は、主軸に対して着脱不能の焼嵌めホルダを短時間で冷却できる焼嵌めホルダ用自動工具交換システムを提供することである。 Alternatively, an object of the present invention is to provide an automatic tool change system for a shrink-fit holder that can cool a shrink-fit holder that is not removable from the main shaft in a short time.
あるいは、本発明の目的は、工具のシャンクを効果的に清掃できると共に工具ポッドの内部から容易にワークカスを除去できる焼嵌めホルダ用自動工具交換システムを提供することである。 Alternatively, an object of the present invention is to provide an automatic tool change system for a shrink-fit holder capable of effectively cleaning a shank of a tool and easily removing a work residue from the inside of a tool pod.
本発明は、シャンク端面が所定の高さ位置に位置決めされた状態で工具がセットされる工具ポッドと、前記工具ポッドと主軸に固定された焼嵌めホルダとの間で工具を搬送する工具搬送装置と、前記焼嵌めホルダを加熱して当該焼嵌めホルダを開放する加熱装置と、前記焼嵌めホルダを冷却して当該焼嵌めホルダを閉塞する冷却装置と、を備え、前記工具搬送装置は、前記工具ポッドにセットされた工具を把持する一対のハンドを有し、前記工具を前記工具ポットの鉛直上方の予め定められた高さ位置で前記一対のハンドのうち一方のハンドにより把持可能で、把持した工具を昇降移動可能且つ上下反転可能な工具搬送ユニットを有し、前記工具搬送ユニットは、前記一対のハンドが回転軸回りに180°旋回し前記工具を上下反転させた後において、前記工具搬送ユニットに対する前記工具のシャンク端面の高さ位置が一定にされた状態で前記工具搬送ユニットが上昇し、前記加熱装置により開放された状態の前記焼嵌めホルダ内の所定位置に当該工具を位置決めするようになっていることを特徴とする焼嵌めホルダ用自動工具交換システムである。 The present invention relates to a tool conveying device for conveying a tool between a tool pod in which a tool is set with a shank end face positioned at a predetermined height position, and a shrink fit holder fixed to the tool pod and a spindle. A heating device that heats the shrink-fit holder and opens the shrink-fit holder; and a cooling device that cools the shrink-fit holder and closes the shrink-fit holder. a pair of hand gripping the the set tool in the tool pod, the tool the tool pot vertically above by Ri bunch capable lifting the one hand of the pair of hands at a predetermined height position And a tool transport unit that can move the gripped tool up and down and that can be turned upside down. The tool transport unit turns the tool up and down by turning the pair of hands 180 degrees around the rotation axis. Oite a predetermined position of the tool the state where the height position of the shank end face of the tool is constant with respect to the transport unit the tool carrier unit is raised, wherein the sintering fit in a holder in a state of being opened by the heating device An automatic tool changing system for a shrink-fit holder, characterized in that the tool is positioned.
本発明によれば、シャンク端面が所定の位置に位置決めされた状態で工具が工具ポッドにセットされているため、工具ポッドにセットされた工具を例えば常に同じ高さ位置で工具搬送ユニットが把持するとすれば、当該工具と工具搬送ユニットとの間の高さに関する位置関係は、常に一定となる。次いで、把持された工具が工具搬送ユニットによって上昇されて上下反転されることにより、前記位置関係と工具搬送ユニット自身の高さとに基づいて、上下反転後の工具のシャンク端面の高さを制御することができる。このことに基づいて、工具のシャンク端面が所定高さに制御された状態で、焼嵌めホルダ内に工具が位置決めされ得る。これにより、特殊な測定器具を用いて工具の突き出し量を測定せずとも、焼嵌めホルダ内に工具が短時間で位置決めされる。 According to the present invention, since the tool is set on the tool pod with the shank end face positioned at a predetermined position, for example, when the tool transport unit always holds the tool set on the tool pod at the same height position. Then, the positional relationship regarding the height between the tool and the tool transport unit is always constant. Next, the gripped tool is raised by the tool transfer unit and turned upside down, so that the height of the shank end face of the tool after turning up and down is controlled based on the positional relationship and the height of the tool transfer unit itself. be able to. Based on this, the tool can be positioned in the shrink-fit holder with the shank end face of the tool controlled to a predetermined height. Thus, the tool is positioned in the shrink-fit holder in a short time without measuring the protruding amount of the tool using a special measuring instrument.
好ましくは、前記工具搬送ユニットは、回転軸回りに回転出力部を回転駆動する回転駆動機構と、前記回転出力部に結合されたハンド支持部と、前記ハンド支持部に支持された開閉自在の第1ハンドと、前記回転軸に関して前記第1ハンドに対して軸対称な位置及び姿勢で前記ハンド支持部に支持された開閉自在の第2ハンドと、を有する。このような態様によれば、ハンド支持部が180°回転されることにより、第1ハンドと第2ハンドとの位置及び姿勢が回転軸に関して軸対称に上下反転される。これにより、例えば、第1ハンドに把持された工具が焼嵌めホルダ内から取り出された後において、当該取り出された工具を工具ポッドに返却する前に、第1ハンドと第2ハンドとの位置及び姿勢を回転軸に関して軸対称に上下反転させることにより、第2ハンドに把持させておいた次の工具を焼嵌めホルダ内に位置決めすることができる。これにより、工具の交換時間が更に短縮される。 Preferably, the tool conveying unit includes a rotation drive mechanism that rotates the rotation output unit around a rotation axis, a hand support unit coupled to the rotation output unit, and an openable and closable first supported by the hand support unit. And a second hand that is openable and closable supported by the hand support portion at a position and posture that is axially symmetrical with respect to the first hand with respect to the rotation axis. According to such an aspect, when the hand support portion is rotated by 180 °, the positions and postures of the first hand and the second hand are inverted vertically with respect to the rotation axis. Thereby, for example, after the tool gripped by the first hand is taken out from the shrink-fit holder, before returning the taken tool to the tool pod, the positions of the first hand and the second hand and By reversing the posture up and down symmetrically with respect to the rotation axis, the next tool held by the second hand can be positioned in the shrink-fit holder. Thereby, the tool change time is further shortened.
更に好ましくは、前記第1ハンドと前記第2ハンドとは、それぞれ前記ハンド支持部に微小領域内を可動な状態で支持されており、前記工具搬送ユニットは、前記第1ハンドを前記ハンド支持部に対して不動に固定するための第1ハンド固定部材と、前記第2ハンドを前記ハンド支持部に対して不動に固定するための第2ハンド固定部材と、を有している。このような態様によれば、例えば、焼嵌めホルダに保持された工具または工具ポッドにセットされた工具が第1ハンド(または第2ハンド)によって把持される際に、第1ハンド(または第2ハンド)を微小領域内で可動な状態としておけば、例えば水平面内での位置決め誤差が微小に生じていた場合等において、当該工具及び第1ハンド(または第2ハンド)間の芯ずれに起因する高い応力の発生を抑制することができる一方、第1ハンド(または第2ハンド)が工具を把持した後においては、第1ハンド(または第2ハンド)をハンド支持部に対して不動とすることにより、その後の動作を円滑に実施することができる。 More preferably, each of the first hand and the second hand is supported by the hand support unit in a movable state within a minute region, and the tool transport unit is configured to support the first hand with the hand support unit. And a second hand fixing member for fixing the second hand relative to the hand support portion. According to such an aspect, for example, when the tool held in the shrink-fit holder or the tool set on the tool pod is gripped by the first hand (or the second hand), the first hand (or the second hand) If the hand) is in a movable state within a minute region, for example, when a positioning error in the horizontal plane is minute, it is caused by misalignment between the tool and the first hand (or second hand). While the generation of high stress can be suppressed, after the first hand (or the second hand) grips the tool, the first hand (or the second hand) is made immovable with respect to the hand support portion. Thus, the subsequent operation can be smoothly performed.
更に好ましくは、前記工具搬送ユニットは、直線駆動機構によって前記回転軸と平行な向きに進退されるくさび部材を有し、前記第1ハンドには、位置決め用の第1テーパ穴が設けられており、前記第2ハンドには、位置決め用の第2テーパ穴が設けられており、前記第1固定部材は、前記第1テーパ穴に挿脱可能な第1テーパ軸を有しており、前記第2固定部材は、前記第2テーパ穴に挿脱可能な第2テーパ軸を有しており、前記第1テーパ軸は、前記くさび部材に当接され、当該くさび部材の進退に応じて昇降することによって、前記第1テーパ穴に挿脱されるようになっており、前記第2テーパ軸は、前記くさび部材に当接され、当該くさび部材の進退に応じて昇降することによって、前記第2テーパ穴に挿脱されるようになっている。このような態様によれば、第1テーパ軸は第1テーパ穴の内周面の少なくとも一部に当接した後、当該内周面に沿って相対的に案内されて、当該第1テーパ穴に嵌め合わされる。これにより、第1ハンドは第1テーパ軸によって高精度に位置決めされる。また、第2テーパ軸は第2テーパ穴の内周面の少なくとも一部に当接した後、当該内周面に沿って相対的に案内されて、当該第2テーパ穴に嵌め合わされる。これにより、第2ハンドは第2テーパ軸によって高精度に位置決めされる。 More preferably, the tool conveying unit has a wedge member that is advanced and retracted in a direction parallel to the rotation axis by a linear drive mechanism, and the first hand is provided with a first tapered hole for positioning. The second hand is provided with a second taper hole for positioning, and the first fixing member has a first taper shaft that can be inserted into and removed from the first taper hole. The two fixing members have a second taper shaft that can be inserted into and removed from the second taper hole, and the first taper shaft is brought into contact with the wedge member and moves up and down according to the advancement and retraction of the wedge member. Thus, the second taper shaft is inserted into and removed from the first tapered hole, and the second taper shaft is brought into contact with the wedge member and moved up and down in accordance with the advancement and retraction of the wedge member. It is designed to be inserted into and removed from the taper holeAccording to such an aspect, after the first taper shaft abuts at least a part of the inner peripheral surface of the first taper hole, the first taper shaft is relatively guided along the inner peripheral surface, and the first taper hole Fitted. Thereby, the first hand is positioned with high accuracy by the first taper shaft. In addition, after the second tapered shaft abuts at least a part of the inner peripheral surface of the second tapered hole, the second tapered shaft is relatively guided along the inner peripheral surface and is fitted into the second tapered hole. Thereby, the second hand is positioned with high accuracy by the second taper shaft.
好ましくは、前記工具搬送装置は、第2回転駆動機構によって鉛直な第2回転軸回りに旋回されるアーム部材を有し、前記工具搬送ユニットは、前記アーム部材に固定されている。このような態様によれば、アーム部材が第2回転軸回りに旋回されることにより、例えば、把持した工具のシャンク端面を所定の高さに維持したまま、工具搬送ユニットを焼嵌めホルダに対して水平面内で適切に位置決めすることができる。 Preferably, the tool conveying device includes an arm member that is turned around a vertical second rotation axis by a second rotation driving mechanism, and the tool conveying unit is fixed to the arm member. According to such an aspect, when the arm member is turned around the second rotation axis, for example, the tool conveying unit is placed against the shrink-fit holder while the shank end surface of the gripped tool is maintained at a predetermined height. Can be properly positioned in a horizontal plane.
また、本発明は、さらに、前記焼き嵌めホルダの周囲を覆うことで当該焼嵌めホルダに対する冷却効率を高める伝熱材製の冷却リングを備えたことを特徴とする焼嵌めホルダ用自動工具交換システムである。 Furthermore, the present invention further includes a cooling ring made of a heat transfer material that covers the periphery of the shrink-fit holder to increase the cooling efficiency of the shrink-fit holder, and is provided with an automatic tool change system for a shrink-fit holder. It is.
本発明によれば、冷却リングが焼き嵌めホルダの周囲を覆うことで焼嵌めホルダに対する冷却効率を高めるため、当該焼嵌めホルダの冷却時間を効果的に短縮することができる。 According to the present invention, since the cooling ring covers the periphery of the shrink-fit holder to increase the cooling efficiency for the shrink-fit holder, the cooling time of the shrink-fit holder can be effectively shortened.
好ましくは、前記冷却リングは、筒状の本体部と、当該本体部の外面から更に外方に突出する複数の放熱フィンと、を有する。このような態様によれば、複数の放熱フィンによって冷却リングの放熱効率が高められ、これにより、省スペースかつ製造容易な構成でありながら、焼嵌めホルダに対する冷却効率を効果的に高めることができる。具体的には、例えば、前記複数の放熱フィンの少なくとも一部は、円環形状を有している。 Preferably, the cooling ring includes a cylindrical main body portion and a plurality of heat radiation fins protruding further outward from the outer surface of the main body portion. According to such an aspect, the heat dissipation efficiency of the cooling ring is increased by the plurality of heat dissipation fins, and thus the cooling efficiency for the shrink-fit holder can be effectively increased while having a configuration that saves space and is easy to manufacture. . Specifically, for example, at least a part of the plurality of radiating fins has an annular shape.
また、好ましくは、前記冷却リングには、当該冷却リングの外側に冷却エアを供給する冷却エア供給部が設けられている。このような態様によれば、冷却エア供給部から供給される冷却エアによって冷却リングを急速に冷却することができる。この場合、冷却リングを予め冷却させておくことが容易となり、焼嵌めホルダに対する冷却効率を更に高めることができる。 Preferably, the cooling ring is provided with a cooling air supply unit that supplies cooling air to the outside of the cooling ring. According to such an aspect, the cooling ring can be rapidly cooled by the cooling air supplied from the cooling air supply unit. In this case, it is easy to cool the cooling ring in advance, and the cooling efficiency for the shrink-fit holder can be further increased.
また、本発明は、さらに前記工具ポッドには、セットされた工具のシャンク端面に向けてエアを供給するエア供給部が設けられていることを特徴とする焼嵌めホルダ用自動工具交換システムである。 Further , the present invention is an automatic tool change system for a shrink-fit holder, wherein the tool pod is further provided with an air supply unit for supplying air toward a shank end surface of a set tool. .
本発明によれば、エア供給部から供給されたエアが工具ポッドの内周面と工具のシャンク外面との間の隙間を流れて外部に流出される。当該隙間においてエアの流速が上昇されるため、シャンクの外面が効果的に清掃され得る。また、工具ポッドの内部からワークカスが効果的に除去される。 According to the present invention, the air supplied from the air supply unit flows out through the gap between the inner peripheral surface of the tool pod and the outer surface of the tool shank. Since the air flow rate is increased in the gap, the outer surface of the shank can be effectively cleaned. Further, the work residue is effectively removed from the inside of the tool pod.
本発明の第1の態様によれば、シャンク端面が所定の位置に位置決めされた状態で工具が工具ポッドにセットされているため、工具ポッドにセットされた工具を例えば常に同じ高さ位置で工具搬送ユニットが把持するとすれば、当該工具と工具搬送ユニットとの間の高さに関する位置関係は、常に一定となる。次いで、把持された工具が工具搬送ユニットによって上昇されて上下反転されることにより、前記位置関係と工具搬送ユニット自身の高さとに基づいて、上下反転後の工具のシャンク端面の高さを制御することができる。このことに基づいて、工具のシャンク端面が所定高さに制御された状態で、焼嵌めホルダ内に工具が位置決めされ得る。これにより、特殊な測定器具を用いて工具の突き出し量を測定せずとも、焼嵌めホルダ内に工具が短時間で位置決めされる。 According to the first aspect of the present invention, since the tool is set on the tool pod with the shank end face positioned at a predetermined position, the tool set on the tool pod is always placed at the same height position, for example. If the transfer unit is gripped, the positional relationship regarding the height between the tool and the tool transfer unit is always constant. Next, the gripped tool is raised by the tool transfer unit and turned upside down, so that the height of the shank end face of the tool after turning up and down is controlled based on the positional relationship and the height of the tool transfer unit itself. be able to. Based on this, the tool can be positioned in the shrink-fit holder with the shank end face of the tool controlled to a predetermined height. Thus, the tool is positioned in the shrink-fit holder in a short time without measuring the protruding amount of the tool using a special measuring instrument.
また、本発明の第2の態様によれば、冷却リングが焼き嵌めホルダの周囲を覆うことで焼嵌めホルダに対する冷却効率を高めるため、当該焼嵌めホルダの冷却時間を効果的に短縮することができる。 Moreover, according to the 2nd aspect of this invention, since the cooling ring covers the circumference | surroundings of a shrink-fit holder and improves the cooling efficiency with respect to a shrink-fit holder, the cooling time of the said shrink-fit holder can be shortened effectively. it can.
また、本発明の第3の態様によれば、エア供給部から供給されたエアが工具ポッドの内周面と工具のシャンク外面との間の隙間を流れて外部に流出される。当該隙間においてエアの流速が上昇されるため、シャンクの外面が効果的に清掃され得る。また、工具ポッドの内部からワークカスが効果的に除去される。 Moreover, according to the 3rd aspect of this invention, the air supplied from the air supply part flows through the clearance gap between the internal peripheral surface of a tool pod, and the shank outer surface of a tool, and flows out outside. Since the air flow rate is increased in the gap, the outer surface of the shank can be effectively cleaned. Further, the work residue is effectively removed from the inside of the tool pod.
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施の形態による焼嵌めホルダ用自動工具交換システムの概略側面図であり、図2は、当該焼嵌めホルダ用自動工具交換システムの概略平面図であり、図3は、当該焼嵌めホルダ用自動工具交換システムの概略正面図である。 FIG. 1 is a schematic side view of an automatic tool change system for a shrink-fit holder according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view of the automatic tool change system for a shrink-fit holder, and FIG. It is a schematic front view of the automatic tool change system for the shrink fit holder.
図1に示すように、本実施の形態による焼嵌めホルダ用自動工具交換システム10は、シャンク端面が所定の位置に位置決めされた状態で工具15がセットされる工具ポッド11と、当該工具ポッド11と主軸16に固定された焼嵌めホルダ17との間で工具15を搬送する工具搬送装置12と、焼嵌めホルダ17を加熱して当該焼嵌めホルダ17を開放する加熱装置13と、焼嵌めホルダ17を冷却して当該焼嵌めホルダ17を閉塞する冷却装置14と、を備えている。なお、本実施の形態では、主軸16は昇降移動可能且つ水平移動可能に構成されている。
As shown in FIG. 1, an automatic
工具搬送装置12は、工具ポッド11にセットされた工具15を把持可能で、把持した工具15を昇降移動可能且つ上下反転可能な工具搬送ユニット20を有しており、当該工具搬送ユニット20は、工具15を上下反転させた後において、当該工具15のシャンク端面が所定高さに制御された状態で、加熱装置13により開放された状態の焼嵌めホルダ17内に当該工具15を位置決めするようになっている。
The
具体的には、図1及び図3に示すように、工具搬送ユニット20は、回転軸22回りに回転出力部21aを回転駆動する回転駆動機構21と、回転出力部21aに結合されたハンド支持部23と、ハンド支持部23に支持された開閉自在の第1ハンド241と、回転軸22に関して第1ハンド241に対して軸対称な位置及び姿勢でハンド支持部23に支持された開閉自在の第2ハンド242と、を有している。
Specifically, as shown in FIGS. 1 and 3, the
回転駆動機構21は、具体的にはモータであり、回転軸22は水平方向に向けられている。
The
ハンド支持部23は、水平方向に延びる筒状の形状を有しており、中心軸線が回転軸22と一致するように配置され、基端部が回転出力部21aに結合されている。回転出力部21aが回転軸22回りに回転駆動されることにより、ハンド支持部23は回転出力部21aと一緒に回転軸22回りに回転されるようになっている。
The
第1ハンド241と第2ハンド242とは、例えば、それ自体は公知の平行開閉形エアチャックである。具体的には、特に図3に示すように、第1ハンド241(または第2ハンド242)は、互いに対向して配置されて互いに対して空圧によって相対移動可能な可動部材である。当該一対の可動部材が互いに近接される際、当該一対の可動部材間に位置決めされた工具15が当該一対の可動部材に挟まれて把持されるようになっている。一方、当該一対の可動部材が互いに離間される際、当該一対の可動部材間に把持されていた工具15が開放されるようになっている。
The
本実施の形態では、第1ハンド241(または第2ハンド242)である一対の可動部材が、ハンド支持部23に微小領域内を可動な状態で支持されている。具体的には、例えば、ハンド支持部23に設けられた穴部内に、第1ハンド241(または第2ハンド242)のハンド支持部23に対する接続固定部としての突状部が隙間を伴って(可動な状態で)挿入される。この場合、第1ハンド241(または第2ハンド242)は、ハンド支持部23の穴部の内周と第1ハンド241(または第2ハンド242)の突状部の外周との間の隙間に対応する微小領域内を可動な状態で支持されている。
In the present embodiment, a pair of movable members that are the first hand 241 (or the second hand 242) are supported by the
工具搬送ユニット20は、第1ハンド241をハンド支持部23に対して不動に固定するための第1ハンド固定部材251と、第2ハンド242をハンド支持部23に対して不動に固定するための第2ハンド固定部材252と、を有している。
The
具体的には、工具搬送ユニット20は、直線駆動機構29によって回転軸22と平行な向きに進退されるくさび部材28を有しており、第1ハンド241には、位置決め用の第1テーパ穴261が設けられており、第2ハンド242には、位置決め用の第2テーパ穴262が設けられており、第1固定部材251は、第1テーパ穴261に挿脱可能な第1テーパ軸271を有しており、第2固定部材252は、第2テーパ穴262に挿脱可能な第2テーパ軸272を有している。そして、第1テーパ軸271は、くさび部材28に当接され、当該くさび部材28の進退に応じて昇降することによって、第1テーパ穴261に挿脱されるようになっており、第2テーパ軸272も、くさび部材28に当接され、当該くさび部材28の進退に応じて昇降することによって、第2テーパ穴262に挿脱されるようになっている。
Specifically, the
より詳細には、くさび部材28は筒状のハンド支持部23の内部に同軸状に挿入されており、くさび部材28とハンド支持部23との間に介設されたバネ部材29aの弾性力によって、くさび部材28は図1における左方向に引っ張られている。くさび部材28の上面には図1における左下がりの斜面が設けられ、くさび部材28の下面には図1における左上がりの斜面が設けられている。そして、第1テーパ軸271の下端部は、くさび部材28の上面の左下がりの斜面に対応する斜面を有しており、両斜面は互いに当接されている。また、第2テーパ軸272の上端部は、くさび部材28の下面の左上がりの斜面に対応する斜面を有しており、両斜面は互いに当接されている。
More specifically, the
直線駆動機構29は、例えばエアシリンダを有している。直線駆動機構29によってくさび部材28が右方向に直線駆動される場合、図4に示すように、バネ部材29aが収縮されると共に、第1テーパ軸271はくさび部材28の左下がりの斜面に沿って摺動され、結果的に下降されるようになっている。一方、第2テーパ軸272はくさび部材28の左上がりの斜面に沿って摺動され、結果的に上昇されるようになっている。続いて、直線駆動機構29による右方向の直線駆動が解消される場合、図1に示すように、くさび部材28がバネ部材29aの弾性力によって左方向に直線移動され、第1テーパ軸271はくさび部材28の左下がりの斜面に沿って摺動され、結果的に上昇されるようになっている。一方、第2テーパ軸272はくさび部材28の左上がりの斜面に沿って摺動され、結果的に下降されるようになっている。この時、第1テーパ軸271の上端部は第1テーパ穴261の内周面の少なくとも一部に当接した後、当該内周面に沿って相対的に案内されて、当該第1テーパ穴261に嵌め合わされ、結果的に、第1ハンド241は第1テーパ軸271によって高精度に位置決めされるようになっている。また、第2テーパ軸272の下端部は第2テーパ穴262の内周面の少なくとも一部に当接した後、当該内周面に沿って相対的に案内されて、当該第2テーパ穴262に嵌め合わされ、結果的に、第2ハンド242は第2テーパ軸272によって高精度に位置決めされるようになっている。
The
更に、図2に示すように、本実施の形態の工具搬送装置12は、第2回転駆動機構53によって鉛直な第2回転軸52回りに旋回されるアーム部材51を有しており、工具搬送ユニット20は、当該アーム部材51に固定されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
第2回転駆動機構53は、具体的にはエアシリンダとリンク機構とを有しており、エアシリンダの直線駆動に応じてリンク機構が動作することにより、リンク機構に接続されたアーム部材51が第2回転軸52回りに旋回されるようになっている。第2回転駆動機構53によって第2回転軸52回りにアーム部材51が旋回される際に、当該アーム部材51に固定された工具搬送ユニット20も第2回転軸52回りに旋回されるようになっている。
Specifically, the second
本実施の形態では、図1に示すように、アーム部材51は、上下方向に離間して配置された一対の水平部55a、55bと、当該一対の水平部55a、55b間に掛け渡されるように設けられた一対の鉛直部56a、56bと、当該一対の鉛直部56a、56bに対して摺動可能な一対の摺動部57a、57bと、を有しており、工具搬送ユニット20は、当該一対の摺動部57a、57bに固定されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
そして、アーム部材51の上方側の水平部55aには昇降機構54が搭載されている。昇降機構54は、具体的にはエアシリンダとリンク機構とを有しており、エアシリンダの直線駆動に応じてリンク機構が動作することにより、リンク機構に接続された摺動部57a、57bが一対の鉛直部56a、56bに沿って鉛直方向に移動されるようになっている。これにより、一対の摺動部57a、57bに固定された工具搬送ユニット20も鉛直方向に移動されるようになっている。
An elevating
図1に示すように、本実施の形態では、加熱装置13と冷却装置14とはアーム部材51に固定されており、工具搬送ユニット20と一緒に第2回転軸52回りに旋回されるようになっている。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the
加熱装置13は、それ自体は公知の焼嵌めホルダ用加熱装置であり、焼き嵌めホルダ17の周囲を覆うことで当該焼嵌めホルダ17を加熱するようになっている。
The
冷却装置14も、それ自体は公知の焼嵌めホルダ用冷却装置であり、焼き嵌めホルダ17の周囲に冷却エアを吹き付けることで当該焼嵌めホルダ17を冷却するようになっている。なお、加熱装置13と冷却装置14とは、別個独立の装置として搭載されてもよいし、両装置13、14の機能を合わせ持つ単一の装置として搭載されてもよい。
The
一方、本実施の形態による焼嵌めホルダ用自動工具交換システム10は、冷却装置14の冷却機能を補助するべく、焼き嵌めホルダ17の周囲を覆うことで当該焼嵌めホルダ17に対する冷却効率を高める伝熱材製の冷却リング32を更に備えている。本実施の形態では、冷却リング32は、筒状の本体部33と、当該本体部33の外面から更に外方に突出する複数の放熱フィン34と、を有している。具体的には、例えば、複数の放熱フィン34の少なくとも一部は円環形状を有している。
On the other hand, the automatic
筒状の本体部33の内周は焼嵌めホルダ17の外周と同じ形状であり、焼嵌めホルダ17は本体部33の内部に挿入可能且つ密着可能になっている。本体部33が焼嵌めホルダ17より低温の場合には、挿入された焼嵌めホルダ17から本体部33に熱の移動が生じることにより、焼嵌めホルダ17が冷却されるようになっている。
The inner periphery of the cylindrical
本実施の形態では、冷却リング32にはバネ部材35が設けられており、バネ部材35の弾性力によって冷却リング32が焼嵌めホルダ17に対して押し付けられるようになっている。これにより、冷却された焼嵌めホルダ17に熱収縮が生じる場合であっても、冷却リング32と焼嵌めホルダ17との密着状態が維持されるようになっている。
In the present embodiment, the cooling
図2に示すように、冷却リング32には、当該冷却リング32の外側に冷却エアを供給する冷却エア供給部34が設けられている。冷却エア供給部34は、具体的にはそれ自体は公知の冷風発生器である。冷却エア供給部34から供給された冷却エアが冷却リング42に吹き付けられることにより、当該冷却リング32が効果的に冷却されるようになっている。
As shown in FIG. 2, the cooling
また、本実施の形態では、工具ポッド11は、鉛直な回転軸回りを回転するポッド回転テーブル43の周方向に複数個が設けられている。ポッド回転テーブル43は、所望の工具ポッド11が工具搬送ユニット20に対して工具15を受け渡しできるように、当該工具ポッド11の位置を位置決めできるようになっている。
In the present embodiment, a plurality of
図1に戻って、本実施の形態の工具ポッド11は筒状を有しており、工具ポッド11内の所定の高さに段部18が設けられている。刃先を上向きに向けられた状態で工具15が工具ポッド11内に挿入される際に、挿入された工具15のシャンク端面が前記段部18に当接され、これにより、挿入された工具15のシャンク端面が所定の位置に容易に位置決めされるようになっている。
Returning to FIG. 1, the
本実施の形態では、工具ポッド11の段部18の下方には、セットされた工具15のシャンク端面に向けてエアを供給するエア供給部46が接続可能になっている。具体的には、エア供給部46は、昇降移動可能に構成されており、ポッド回転テーブル43が回転する時には工具ポッド11の下方側に退避すると共に、所望の工具ポッド11が工具搬送ユニット20に対して適切に位置決めされた時には、工具ポッド11の底部に向けて上昇して当該底部に接続されるようになっている。
In the present embodiment, an air supply unit 46 that supplies air toward the shank end surface of the
次に、以上のような本実施の形態の作用について、図5乃至図13を参照し、主軸17に対して着脱不能な焼嵌めホルダ17内に固定された第1工具151を、第2工具ポッド112にセットされた第2工具152と交換する工程を一例に、説明する。
Next, with respect to the operation of the present embodiment as described above, referring to FIGS. 5 to 13, the
図5に示すように、シャンク端面が所定の位置に位置決めされた状態で第2工具152がセットされた第2工具ポッド112が、工具搬送ユニット20に対して工具を受け渡しできるように、ポッド回転テーブル43によって水平面内で適切に位置決めされる。そして、位置決めされた第2工具ポッド112の底部にエア供給部46が接続される。
As shown in FIG. 5, the pod rotation is performed so that the
次に、図6に示すように、工具搬送ユニット20の第2ハンド242が開放された後、昇降機構54によって工具搬送ユニット20が下降され、予め定められた高さ位置で静止される。このとき、第2工具ポッド112にセットされた第2工具152の少なくとも一部が、第2ハンド242の内部に挿入される。
Next, as shown in FIG. 6, after the
続いて、第2ハンド固定部材252(及び第1ハンド固定部材251)によって第2ハンド242(及び第1ハンド241)がハンド支持部23に対して微小領域内を可動な状態にされる。そして、第2ハンド242が閉塞され、第2ハンド242の内部に挿入された第2工具152が、当該第2ハンド242に把持される。このとき、第2ハンド242が微小領域内を可動な状態とされているため、例えば水平面内での位置決め誤差が微小に生じていた場合等においても、第2工具152と第2ハンド242との間の芯ずれに起因する高い応力の発生が抑制される。
Subsequently, the second hand fixing member 252 (and the first hand fixing member 251) causes the second hand 242 (and the first hand 241) to move within the minute region with respect to the
本実施の形態では、シャンク端面が所定の位置に位置決めされた状態で第2工具ポッド112にセットされた第2工具152が、予め定められた高さ位置で工具搬送ユニット20によって把持されるため、第2工具112と工具搬送ユニット20との間の高さに関する位置関係が特殊な測定器具を用いて測定しなくても求められる。
In the present embodiment, the
次に、図7に示すように、第2工具152が第2ハンド242に把持された状態で、エア供給部46から第2工具152のシャンク端面に向けてエアが供給されると共に、昇降機構54によって工具搬送ユニット20が上昇され、第2工具ポッド112内から第2工具152が抜き去られる。この時、エア供給部46から供給されたエアが第2工具ポッド112の内周面と第2工具152のシャンク外面との間の隙間を流れて外部に流出される。当該隙間においてエアの流速が上昇されるため、第2工具152のシャンクの外面が効果的に清掃される。また、第2工具ポッド112内からワークカスが容易に除去される。
Next, as shown in FIG. 7, air is supplied from the air supply unit 46 toward the shank end surface of the
続いて、第1ハンド固定部材251によって第1ハンド241がハンド支持部23に対して不動な状態にされると共に、第2ハンド固定部材252によって第2ハンド242がハンド支持部23に対して不動な状態にされる。そして、第2回転駆動機構53により工具搬送ユニット20が、アーム部材51と一緒に第2回転軸52回りに旋回され、焼嵌めホルダ17に対して工具を受け渡しできるように、水平面内で適切に位置決めされる。このとき、第1ハンド241及び第2ハンド242がハンド支持部23に対して不動な状態にされているため、工具搬送ユニット20の旋回に伴って第1ハンド241(または第2ハンド242)に振動が生じたり、ハンド支持部23と第1ハンド241(または第2ハンド242)とが擦れて騒音が生じたりすることが抑制される。
Subsequently, the first
次に、図8に示すように、第1ハンド241が開放された後、主軸16が焼嵌めホルダ17と一緒に下降され、当該焼嵌めホルダ17の周囲が加熱装置13によって覆われると共に、当該焼嵌めホルダ17に固定された第1工具151の少なくとも一部が第1ハンド241の内部に挿入される。
Next, as shown in FIG. 8, after the
続いて、第1ハンド固定部材251(及び第2ハンド固定部材252)によって第1ハンド241(及び第2ハンド242)がハンド支持部23に対して微小領域内を可動な状態にされる。そして、第1ハンド241が閉塞され、第1ハンド151の内部に挿入された第1工具151が当該第1ハンド241に把持される。このとき、第1ハンド241が微小領域内を可動な状態とされているため、例えば水平面内での位置決め誤差が微小に生じていた場合等においても、第1工具151と第1ハンド241との間の芯ずれに起因する高い応力の発生が抑制される。
Next, the first hand fixing member 251 (and the second hand fixing member 252) makes the first hand 241 (and the second hand 242) movable within the minute region with respect to the
そして、加熱装置13によって焼嵌めホルダ17が加熱されて、第1ハンド241に把持された第1工具151が焼嵌めホルダ17から開放される。
Then, the shrink-fitting
次に、図9に示すように、昇降機構54によって工具搬送ユニット20が下降される。これにより、第1ハンド241に把持された第1工具151が焼嵌めホルダ17内から取り出される。続いて、第1ハンド固定部材251によって第1ハンド241がハンド支持部23に対して不動な状態にされると共に、第2ハンド固定部材252によって第2ハンド242がハンド支持部23に対して不動な状態にされる。
Next, as shown in FIG. 9, the
そして、図10に示すように、回転駆動機構21によりハンド支持部23が回転軸22回りに180°回転され、これにより、第1ハンド241及び第2ハンド242の位置及び姿勢が回転軸22に関して軸対称に上下反転される。このとき、第1ハンド241及び第2ハンド242がハンド支持部23に対して不動な状態にされているため、ハンド支持部23の回転に伴って第1ハンド241(または第2ハンド242)に振動が生じたり、ハンド支持部23と第1ハンド241(または第2ハンド242)とが擦れて騒音が生じたりすることが抑制される。
Then, as shown in FIG. 10, the
第1ハンド241及び第2ハンド242の位置及び姿勢が回転軸22に関して軸対称に上下反転されることにより、第1ハンド241に把持された第1工具151と第2ハンド242に把持された第2工具152も、それぞれ上下反転される。
The positions and postures of the
本実施の形態では、第2工具152と工具搬送ユニット20との間の高さに関する位置関係と、当該工具搬送ユニット20自身の高さと、に基づいて、上下反転後の第2工具152のシャンク端面の高さが制御される。
In the present embodiment, the shank of the
続いて、第2ハンド固定部材252(及び第1ハンド固定部材251)によって第2ハンド242(及び第1ハンド241)がハンド支持部23に対して微小領域内を可動な状態にされる。
Subsequently, the second hand fixing member 252 (and the first hand fixing member 251) causes the second hand 242 (and the first hand 241) to move within the minute region with respect to the
次に、図11に示すように、第2工具152のシャンク端面が所定高さに制御された状態で、昇降機構54によって工具搬送ユニット20が上昇され、第2ハンド242に把持された第2工具152のシャンク端面が、加熱装置13によって開放された状態の焼嵌めホルダ17内に位置決めされる。これにより、特殊な測定器具を用いて第2工具152の突き出し量を測定せずとも、焼嵌めホルダ17内に第2工具152を短時間で位置決めすることができる。
Next, as shown in FIG. 11, the
そして、加熱装置13による焼嵌めホルダ17の加熱が停止され、冷却装置14による焼嵌めホルダ17の冷却が開始される。冷却装置14によって焼嵌めホルダ17が冷却されることにより、焼嵌めホルダ17が閉塞され、焼嵌めホルダ17内に位置決めされた第2工具152が当該焼嵌めホルダ17に固定される。このとき、第2ハンド242が微小領域内を可動な状態とされているため、例えば水平面内での位置決め誤差が微小に生じていた場合等においても、第2工具152と第2ハンド242との間の芯ずれに起因する高い応力の発生が抑制される。
Then, the heating of the
次に、図12に示すように、第2ハンド242から第2工具152が開放され、主軸16が焼嵌めホルダ17と一緒に上昇される。
Next, as shown in FIG. 12, the
続いて、図1に示すように、焼嵌めホルダ17が冷却リング31の内部に挿入され、互いに密着される。冷却リング31には冷却エア供給部34から冷却エアが供給されて、冷却リング31が急速に冷却されている。冷却された冷却リング31が焼嵌めホルダ17の周囲を覆うことにより、焼嵌めホルダ17の冷却効率が高められ、当該焼嵌めホルダ17の冷却時間が効果的に短縮される。
Subsequently, as shown in FIG. 1, the shrink-
一方、図12に戻って、エア供給部41が第2工具ポッド112の下方側に退避された後、ポッド回転テーブル43が回転されて、工具がセットされていない第1工具ポッド111が水平面内で適切に位置決めされる。そして、位置決めされた第1工具ポッド111の底部にエア供給部46が接続される。
On the other hand, returning to FIG. 12, after the
次に、第1ハンド固定部材251によって第1ハンド241がハンド支持部23に対して不動な状態にされると共に、第2ハンド固定部材252によって第2ハンド242がハンド支持部23に対して不動な状態にされる。そして、第2回転駆動機構53により工具搬送ユニット20が、アーム部材51と一緒に第2回転軸52回りに旋回され、第1工具ポッド111に対して工具を受け渡しできるように水平面内で適切に位置決めされる。このとき、第1ハンド241及び第2ハンド242がハンド支持部23に対して不動な状態にされているため、工具搬送ユニット20の旋回に伴って第1ハンド241(または第2ハンド242)に振動が生じたり、ハンド支持部23と第1ハンド241(または第2ハンド242)とが擦れて騒音が生じたりすることが抑制される。
Next, the first
続いて、第1ハンド固定部材251(及び第2ハンド固定部材252)によって第1ハンド241(及び第2ハンド242)がハンド支持部23に対して微小領域内を可動な状態にされる。そして、図13に示すように、エア供給部46から第1工具151のシャンク端面に向けてエアが供給されると共に、昇降機構54によって工具搬送ユニット20が下降され、第1ハンド241に把持された第1工具151が第1工具ポッド111内にセットされる。この時、エア供給部46から供給されたエアが第1工具ポッド111の内周面と第1工具151のシャンク外面との間の隙間を流れて外部に流出される。当該隙間においてエアの流速が上昇されるため、第1工具151のシャンクの外面が効果的に清掃される。また、第1工具ポッド111内にワークカスが入り込むことが防止される。
Next, the first hand fixing member 251 (and the second hand fixing member 252) makes the first hand 241 (and the second hand 242) movable within the minute region with respect to the
その後、第1ハンド241から第1工具151が開放され、昇降機構54によって工具搬送ユニット20が上昇される。
Thereafter, the
以上のような本実施の形態によれば、シャンク端面が所定の位置に位置決めされた状態で工具152が工具ポッド112にセットされているため、工具ポッド112にセットされた工具152を例えば常に同じ高さ位置で工具搬送ユニット20が把持するとすれば、当該工具152と工具搬送ユニット20との間の高さに関する位置関係は、常に一定となる。次いで、把持された工具152が工具搬送ユニット20によって上昇されて上下反転されることにより、前記位置関係と工具搬送ユニット20自身の高さとに基づいて、上下反転後の工具152のシャンク端面の高さを制御することができる。このことに基づいて、工具152のシャンク端面が所定高さに制御された状態で、焼嵌めホルダ17内に工具152が位置決めされ得る。これにより、特殊な測定器具を用いて工具152の突き出し量を測定せずとも、焼嵌めホルダ17内に工具152が短時間で位置決めされる。
According to the present embodiment as described above, since the
また、本実施の形態によれば、ハンド支持部23が180°回転されることにより、第1ハンド241と第2ハンド242との位置及び姿勢が回転軸22に関して軸対称に上下反転される。これにより、例えば、第1ハンド241に把持された第1工具151が焼嵌めホルダ17内から取り出された後において、当該取り出された第1工具151を第1工具ポッド111に返却する前に、第1ハンド241と第2ハンド242との位置及び姿勢を回転軸22に関して軸対称に上下反転させることにより、第2ハンド242に把持させておいた第2工具152を焼嵌めホルダ17内に位置決めすることができる。これにより、工具の交換時間が更に短縮される。
Further, according to the present embodiment, the position and orientation of the
また、本実施の形態によれば、焼嵌めホルダ17に保持された第1工具151(または工具ポッド112にセットされた第2工具152)が第1ハンド241(または第2ハンド242)によって把持される際に、第1ハンド241(または第2ハンド242)を微小領域内で可動な状態とされていることにより、例えば水平面内での位置決め誤差が微小に生じていた場合等において、当該第1工具151(または第2工具152)及び第1ハンド241(または第2ハンド242)間の芯ずれに起因する高い応力の発生を抑制することができる一方、第1ハンド241(または第2ハンド242)が第1工具151(または第2工具152)を把持した後においては、第1ハンド241(または第2ハンド242)をハンド支持部23に対して不動な状態とされていることにより、その後の動作を円滑に実施することができる。
Further, according to the present embodiment, the first tool 151 (or the
更に、本実施の形態によれば、第1テーパ軸271は第1テーパ穴261の内周面の少なくとも一部に当接した後、当該内周面に沿って相対的に案内されて、当該第1テーパ穴261に嵌め合わされる。これにより、第1ハンド241は第1テーパ軸271によって高精度に位置決めされる。また、第2テーパ軸272は第2テーパ穴262の内周面の少なくとも一部に当接した後、当該内周面に沿って相対的に案内されて、当該第2テーパ穴262に嵌め合わされる。これにより、第2ハンド242は第2テーパ軸272によって高精度に位置決めされる。
Furthermore, according to the present embodiment, after the
また、本実施の形態によれば、アーム部材51が第2回転軸52回りに旋回されることにより、例えば、把持した工具152のシャンク端面を所定の高さに維持したまま、工具搬送ユニット20を焼嵌めホルダ17に対して水平面内で適切に位置決めすることができる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態によれば、冷却リング31が焼き嵌めホルダ17の周囲を覆うことで焼嵌めホルダ17に対する冷却効率を高めるため、当該焼嵌めホルダ17の冷却時間を効果的に短縮することができる。
Moreover, according to this Embodiment, since the
また、本実施の形態によれば、複数の放熱フィン33によって冷却リング31の放熱効率が高められ、これにより、省スペースかつ製造容易な構成でありながら、焼嵌めホルダ17に対する冷却効率を効果的に高めることができる。
In addition, according to the present embodiment, the heat dissipation efficiency of the
また、本実施の形態によれば、冷却エア供給部34から供給される冷却エアによって冷却リング31を急速に冷却することができる。この場合、冷却リング31を予め冷却させておくことが容易となり、焼嵌めホルダ17に対する冷却効率を更に高めることができる。
Further, according to the present embodiment, the cooling
また、本実施の形態によれば、エア供給部41から供給されたエアが工具ポッド11の内周面と工具15のシャンク外面との間の隙間を流れて外部に流出される。当該隙間においてエアの流速が上昇されるため、シャンクの外面が効果的に清掃され得る。
Further, according to the present embodiment, the air supplied from the
10 焼嵌めホルダ用自動工具交換システム
11 工具ポッド
111 第1工具ポッド
112 第2工具ポッド
12 工具搬送装置
13 加熱装置
14 冷却装置
15 工具
151 第1工具
152 第2工具
16 主軸
17 焼嵌めホルダ
18 段部
20 工具搬送ユニット
21 回転駆動機構
22 回転軸
22a 回転出力部
23 ハンド支持部
241 第1ハンド
242 第2ハンド
251 第1ハンド固定部材
252 第2ハンド固定部材
261 第1テーパ穴
262 第2テーパ穴
271 第1テーパ軸
272 第2テーパ軸
28 くさび部材
29 直線駆動機構
29a バネ部材
31 冷却リング
32 外挿部
33 放熱フィン
34 冷却エア供給部
35 バネ部材
41 エア供給部
43 ポッド回転テーブル
51 アーム部材
52 第2回転軸
53 第2回転駆動機構
54 昇降機構
55a、55b 水平部
56a、56b 鉛直部
57a、57b 摺動部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記工具ポッドと主軸に固定された焼嵌めホルダとの間で工具を搬送する工具搬送装置と、
前記焼嵌めホルダを加熱して当該焼嵌めホルダを開放する加熱装置と、
前記焼嵌めホルダを冷却して当該焼嵌めホルダを閉塞する冷却装置と、
を備え、
前記工具搬送装置は、前記工具ポッドにセットされた工具を把持する一対のハンドを有し、前記工具を前記工具ポットの鉛直上方の予め定められた高さ位置で前記一対のハンドのうち一方のハンドにより把持可能で、把持した工具を昇降移動可能且つ上下反転可能な工具搬送ユニットを有し、
前記工具搬送ユニットは、前記一対のハンドが回転軸回りに180°旋回し前記工具を上下反転させた後において、前記工具搬送ユニットに対する前記工具のシャンク端面の高さ位置が一定にされた状態で前記工具搬送ユニットが上昇し、前記加熱装置により開放された状態の前記焼嵌めホルダ内の所定位置に当該工具を位置決めするようになっている
ことを特徴とする焼嵌めホルダ用自動工具交換システム。 A tool pod in which the tool is set with the shank end face positioned at a predetermined height position;
A tool transfer device for transferring a tool between the tool pod and a shrink-fit holder fixed to the spindle;
A heating device that heats the shrink-fit holder and opens the shrink-fit holder;
A cooling device that cools the shrink-fit holder and closes the shrink-fit holder;
With
The tool conveying device has a pair of hands for holding a tool set in the tool pod, and the tool is moved to one of the pair of hands at a predetermined height position vertically above the tool pot. I Ri bunch capable lifting the hand, the grasped tool having a lifting movable and vertically invertible tool carrier unit,
In the tool transport unit, the height position of the shank end surface of the tool with respect to the tool transport unit is made constant after the pair of hands turn 180 ° around the rotation axis and the tool is turned upside down. An automatic tool change system for a shrink-fit holder, wherein the tool conveying unit is raised and positioned at a predetermined position in the shrink-fit holder in a state of being opened by the heating device.
回転軸回りに回転出力部を回転駆動する回転駆動機構と、
前記回転出力部に結合されたハンド支持部と、
前記ハンド支持部に支持された開閉自在の第1ハンドと、
前記回転軸に関して前記第1ハンドに対して軸対称な位置及び姿勢で前記ハンド支持部に支持された開閉自在の第2ハンドと、
を有することを特徴とする請求項1に記載の焼嵌めホルダ用自動工具交換システム。 The tool conveying unit is
A rotational drive mechanism for rotationally driving the rotational output unit around the rotational axis;
A hand support unit coupled to the rotation output unit;
An openable and closable first hand supported by the hand support part;
An openable and closable second hand supported by the hand support portion at a position and posture symmetrical with respect to the first hand with respect to the rotation axis;
The automatic tool change system for shrink-fit holders according to claim 1.
前記工具搬送ユニットは、
前記第1ハンドを前記ハンド支持部に対して不動に固定するための第1ハンド固定部材と、
前記第2ハンドを前記ハンド支持部に対して不動に固定するための第2ハンド固定部材と、
を有している
ことを特徴とする請求項2に記載の焼嵌めホルダ用自動工具交換システム。 The first hand and the second hand are each supported by the hand support portion in a movable state in a minute region,
The tool conveying unit is
A first hand fixing member for immobilizing the first hand relative to the hand support;
A second hand fixing member for immobilizing the second hand relative to the hand support,
The automatic tool change system for shrink-fit holders according to claim 2, wherein:
前記第1ハンドには、位置決め用の第1テーパ穴が設けられており、
前記第2ハンドには、位置決め用の第2テーパ穴が設けられており、
前記第1固定部材は、前記第1テーパ穴に挿脱可能な第1テーパ軸を有しており、
前記第2固定部材は、前記第2テーパ穴に挿脱可能な第2テーパ軸を有しており、
前記第1テーパ軸は、前記くさび部材に当接され、当該くさび部材の進退に応じて昇降することによって、前記第1テーパ穴に挿脱されるようになっており、
前記第2テーパ軸は、前記くさび部材に当接され、当該くさび部材の進退に応じて昇降することによって、前記第2テーパ穴に挿脱されるようになっている
ことを特徴とする請求項3に記載の焼嵌めホルダ用自動工具交換システム。 The tool conveying unit has a wedge member that is advanced and retracted in a direction parallel to the rotation axis by a linear drive mechanism,
The first hand is provided with a first tapered hole for positioning;
The second hand is provided with a second tapered hole for positioning,
The first fixing member has a first taper shaft that can be inserted into and removed from the first taper hole.
The second fixing member has a second taper shaft that can be inserted into and removed from the second taper hole.
The first taper shaft is brought into contact with the wedge member, and is moved up and down in accordance with advancement and retraction of the wedge member, thereby being inserted into and removed from the first taper hole.
The said 2nd taper axis | shaft is contact | abutted to the said wedge member, and it is inserted / removed in the said 2nd taper hole by raising / lowering according to the advance / retreat of the said wedge member. The automatic tool change system for shrink-fit holders according to 3.
前記工具搬送ユニットは、前記アーム部材に固定されている
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の焼嵌めホルダ用自動工具交換システム。 The tool conveying device has an arm member that is turned around a vertical second rotation axis by a second rotation drive mechanism,
The automatic tool change system for a shrink-fit holder according to any one of claims 1 to 4, wherein the tool conveying unit is fixed to the arm member.
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の焼嵌めホルダ用自動工具交換システム。 The automatic tool change system for a shrink-fit holder according to claim 1, further comprising a cooling ring made of a heat transfer material that covers the periphery of the shrink-fit holder to increase the cooling efficiency of the shrink-fit holder.
ことを特徴とする請求項6に記載の焼嵌めホルダ用自動工具交換システム。 The automatic tool change for a shrink-fit holder according to claim 6, wherein the cooling ring has a cylindrical main body portion and a plurality of heat radiation fins protruding further outward from the outer surface of the main body portion. system.
ことを特徴とする請求項7に記載の焼嵌めホルダ用自動工具交換システム。 The automatic tool change system for a shrink-fit holder according to claim 7, wherein at least some of the plurality of radiating fins have an annular shape.
ことを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載の焼嵌めホルダ用自動工具交換システム。 9. The automatic tool change system for a shrink-fit holder according to claim 6, wherein the cooling ring is provided with a cooling air supply unit that supplies cooling air to the outside of the cooling ring. .
ことを特徴とする請求項1に記載の焼嵌めホルダ用自動工具交換システム。 The automatic tool change system for a shrink-fit holder according to claim 1, wherein the tool pod is provided with an air supply unit that supplies air toward a shank end face of the set tool.
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Families Citing this family (3)
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Family Cites Families (15)
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JP4074378B2 (en) * | 1998-06-30 | 2008-04-09 | エヌティーツール株式会社 | Tool chuck |
JP2001018138A (en) * | 1999-07-09 | 2001-01-23 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | Tool gripping mechanism for tool changing arm |
EP1283759B1 (en) * | 2000-05-22 | 2005-10-26 | Haimer GmbH | Shrinking device for a toolholder |
JP2003225840A (en) * | 2002-01-31 | 2003-08-12 | Toshiba Mach Co Ltd | Blade replacing device for shrink fitting tool |
DE10249072A1 (en) * | 2002-10-21 | 2004-06-09 | E. Zoller GmbH & Co. KG Einstell- und Messgeräte | Method for fastening a tool in a tool chuck |
JP4163020B2 (en) * | 2003-02-07 | 2008-10-08 | 株式会社ソディック | Tool clamping device |
CN2673562Y (en) * | 2003-11-08 | 2005-01-26 | 漳州升源机械工业有限公司 | Electromagnetic induction heating device |
DE102004019867A1 (en) * | 2004-04-23 | 2005-11-17 | Franz Haimer Maschinenbau Kg | Damping adapter for an inductive shrinking device |
JP4410175B2 (en) * | 2005-09-09 | 2010-02-03 | 株式会社ソディック | Machine Tools |
JP5069013B2 (en) * | 2007-02-01 | 2012-11-07 | エヌティーツール株式会社 | Adapter for cooling shrink-fit tool holders |
CN101829923B (en) * | 2009-03-10 | 2015-05-27 | 弗朗茨海默尔机械制造两合公司 | Device for clamping and loosening cutter through induction heating tool rest |
KR101055272B1 (en) * | 2009-11-06 | 2011-08-09 | 한국기계연구원 | Tool changer and tool change method of shape memory alloy based tool holder |
CN102717290B (en) * | 2012-06-27 | 2015-07-01 | 宝鸡西力精密机械有限公司 | High-speed reblading mechanism for small drilling and milling center |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109877639A (en) * | 2019-03-07 | 2019-06-14 | 董清明 | A kind of new-type multifunction machine auxiliary device |
CN109877639B (en) * | 2019-03-07 | 2020-07-07 | 温州创谋三维设计有限公司 | Auxiliary device for multifunctional machine tool |
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