JP7049236B2 - Tool changer - Google Patents
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Description
本発明は、工具交換装置に関する。 The present invention relates to a tool changer.
ワークを加工する際、製品によっては、ワークには複数の形状の穴が必要なため、単一の工具では加工することができず、穴の形状に応じて複数の工具が用いられる。数値制御加工機の場合、主軸に把持する工具を取り換えて加工を行っている。その際、加工に用いる工具を工作機械の近傍に一時的に保管しておき、必要な時に工作機械の主軸に取り付けるため、工作機械には、工具交換装置が備わっている(例えば、特許文献1参照)。 When machining a work, depending on the product, the work requires holes having a plurality of shapes, so that it cannot be machined with a single tool, and a plurality of tools are used according to the shape of the holes. In the case of a numerically controlled processing machine, the tool gripped on the spindle is replaced for processing. At that time, in order to temporarily store the tool used for machining in the vicinity of the machine tool and attach it to the spindle of the machine tool when necessary, the machine tool is equipped with a tool changing device (for example, Patent Document 1). reference).
従来の工具交換装置は工具が案内部の中心軸線に対して平行に配置されているため、工具交換装置の幅が広くなってしまい、工作機械の横に置くためには広いスペースが必要になるという問題がある。 In the conventional tool changer, since the tools are arranged parallel to the central axis of the guide portion, the width of the tool changer becomes wide, and a large space is required to place it next to the machine tool. There is a problem.
本発明は、以上の点に鑑み、従来よりも幅を狭くすることができる工具交換装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a tool changing device having a narrower width than the conventional one.
[1]上記目的を達成するため、本発明は、
工具の基端部を保持する複数の工具保持部と、
前記工具保持部を環状に移動自在に案内する環状の案内部と、
前記案内部の第1 位置で前記工具保持部から工具を取り出し可能な工具交換アームと、
を備える工具交換装置であって、
前記工具の先端は前記案内部の内側に位置するように前記案内部は前記工具保持部を保持し、
前記工具保持部は、前記案内部による環状の移動軌跡上において、前記移動軌跡の接線に対して垂直に延びる基準線に対し、前記工具の中心軸線が前記案内部の周方向に傾斜するように前記工具を保持しており、
前記工具交換装置は、
前記工具保持部に保持された前記工具と、工作機械に取り付けられた前記工具とを交換する工具交換アームと、
回転軸を中心にして前記工具交換アームを回転駆動させる回転駆動機構と、
前記第1位置に位置する前記工具を所定角度に傾斜させる工具傾斜機構と、
を備え、
前記第1位置に位置し前記工具傾斜機構で傾斜させられる前の状態の前記工具は、前記工作機械の工具回転軸に取り付けられる工具に対して平行となるように配置されており、
前記回転駆動機構の前記回転軸は、前記工作機械の工具回転軸に対して所定角度で傾いて配置されていることを特徴とする。
[1] In order to achieve the above object, the present invention
Multiple tool holders that hold the base of the tool,
An annular guide portion that movably guides the tool holding portion in an annular shape, and an annular guide portion.
A tool change arm that can take out a tool from the tool holding part at the first position of the guide part, and
It is a tool changer equipped with
The guide portion holds the tool holding portion so that the tip of the tool is located inside the guide portion.
The tool holding portion is provided so that the central axis of the tool is inclined in the circumferential direction of the guide portion with respect to a reference line extending perpendicularly to the tangent line of the movement locus on the annular movement locus of the guide portion. Holds the tool
The tool changer is
A tool exchange arm for exchanging the tool held by the tool holding portion and the tool attached to the machine tool.
A rotary drive mechanism that rotationally drives the tool exchange arm around the rotary shaft,
A tool tilting mechanism that tilts the tool located at the first position to a predetermined angle,
Equipped with
The tool located at the first position and before being tilted by the tool tilting mechanism is arranged so as to be parallel to the tool attached to the tool rotation axis of the machine tool.
The rotation axis of the rotation drive mechanism is characterized in that it is tilted at a predetermined angle with respect to the tool rotation axis of the machine tool .
本発明によれば、工具の先端が案内部の内側に位置しているため、工具が案内部の中心軸線に対して平行に配置された従来品よりも幅の狭い工具交換装置を提供することができる。特に、工具が先端に向かって先細り形状である場合には、工具の先端を案内部の内側に配置させることにより、工具の基端を案内部の内側に配置する場合と比較して、工具を含めた工具交換装置全体としての径方向の大きさもコンパクトに構成することができる。 According to the present invention, since the tip of the tool is located inside the guide portion, it is possible to provide a tool changer having a narrower width than the conventional product in which the tool is arranged parallel to the central axis of the guide portion. Can be done. In particular, when the tool has a tapered shape toward the tip, the tip of the tool is arranged inside the guide portion, so that the tool can be placed inside the guide portion as compared with the case where the base end of the tool is arranged inside the guide portion. The radial size of the entire tool changer including the tool changer can be compactly configured.
また、案内部の中心よりも下方の位置で工具保持部に保持された工具が水平となる位置を第1位置として、工作機械に工具を取り付ける位置とし、案内部の下方部分であって、工具が垂直姿勢となる位置(略垂直姿勢となる位置も含む)で工具を入れ替えることにより、案内部への工具の入れ替えも容易とすることができる。 Further, the position where the tool held by the tool holding portion is horizontal at a position below the center of the guide portion is set as the first position, and the position where the tool is attached to the machine tool is set as the lower portion of the guide portion. By replacing the tool at the position where the is in the vertical posture (including the position where the posture is substantially vertical), it is possible to easily replace the tool with the guide portion.
また、本発明は、
前記工具保持部に保持された前記工具と、工作機械に取り付けられた前記工具とを交換する工具交換アームと、
回転軸を中心にして前記工具交換アームを回転駆動させる回転駆動機構と、
前記第1位置に位置する前記工具を所定角度に傾斜させる工具傾斜機構と、
を備え、
前記第1位置に位置し前記工具傾斜機構で傾斜させられる前の前記工具は、前記工作機械の工具回転軸に取り付けられる工具に対して平行となるように配置されており、
前記回転駆動機構の前記回転軸は、前記工作機械の工具回転軸に対して所定角度で傾いて配置されている。
Further, the present invention
A tool exchange arm for exchanging the tool held by the tool holding portion and the tool attached to the machine tool.
A rotary drive mechanism that rotationally drives the tool exchange arm around the rotary shaft,
A tool tilting mechanism that tilts the tool located at the first position to a predetermined angle,
Equipped with
The tool located at the first position and before being tilted by the tool tilting mechanism is arranged so as to be parallel to the tool attached to the tool rotation axis of the machine tool.
The rotation axis of the rotation drive mechanism is arranged so as to be tilted at a predetermined angle with respect to the tool rotation axis of the machine tool .
かかる構成によれば、第1位置で工具を工具傾斜機構で所定角度に傾斜させた後、回転駆動機構で工具交換アームを回転駆動させて工具保持部に保持された工具を把持して、工作機械の工具回転軸に取り付け、または工具回転軸から取り外した工具を、工具交換アームを回転駆動させて、工具保持部に保持させることができる。 According to this configuration, after the tool is tilted to a predetermined angle by the tool tilting mechanism at the first position, the tool exchange arm is rotationally driven by the rotary drive mechanism to grip the tool held by the tool holding portion and perform the work. The tool attached to or removed from the tool rotating shaft of the machine can be held by the tool holding portion by rotating the tool changing arm.
[3]また、本発明においては、前記工具保持部は円環状とすることができる。 [3] Further, in the present invention, the tool holding portion may be annular.
[4]また、本発明の工作機械は、前記工作機械の側方に配置された工具交換装置と、ワークを保持するワーク保持部と、前記工具を取り付け可能な工具回転軸と、で構成することができる。 [4] Further, the machine tool of the present invention is composed of a tool changing device arranged on the side of the machine tool, a work holding portion for holding the work, and a tool rotation shaft to which the tool can be attached. be able to.
[5]また、本発明の工作機械は、前記工具回転軸を軸方向に進退自在な進退機構と、前記工具回転軸を上下に昇降自在な昇降機構と、前記工具回転軸を左右に移動自在な左右移動機構と、を備え、前記工具交換装置は、前記工具回転軸の左右方向の一方に配置されていることが好ましい。 [5] Further, in the machine tool of the present invention, the tool rotating shaft can be moved forward and backward in the axial direction, the tool rotating shaft can be moved up and down, and the tool rotating shaft can be moved left and right. It is preferable that the tool changing device is provided with a left-right moving mechanism and is arranged on one side of the tool rotation axis in the left-right direction.
図1~8を参照して、本発明の実施形態の工具交換装置を説明する。本実施形態の工具交換装置1は、工具2の基端部2aを保持する複数の工具保持部3と、工具保持部3を環状に移動自在に案内する環状の案内部4と、案内部4の第1位置4a(図1の最も右端に位置する工具の1つ下で水平姿勢の工具が存在する位置)で工具保持部3から工具2を取り出し可能な工具交換アーム5と、備える。
The tool changer according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. The
工具2の先端2bは案内部4の内側に位置するように案内部4は複数の工具保持部3を保持している。工具保持部3は、案内部4による環状の移動軌跡上において、移動軌跡の接線に対して垂直に延びる基準線に対し、工具2の中心軸線が案内部4の周方向に傾斜するように工具2を保持している。
The
また、工具交換装置1は、工具保持部3に保持された工具2と、工作機械100に取り付けられた工具2とを交換する工具交換アーム5と、回転軸6aを中心にして工具交換アーム5を回転駆動させる回転駆動機構6と、第1位置4aに位置する工具2を所定角度に傾斜させる工具傾斜機構7と、を備える。
Further, the
第1位置4aに位置し工具傾斜機構7で傾斜させられる前の状態の工具2は、工作機械100の工具回転軸102に取り付けられる工具2に対して平行となるように配置されており、回転駆動機構6の回転軸6aは、工作機械100の工具回転軸102に対して所定角度で傾いて配置されている。
The
工具保持部3は円環状である。円環状の場合、工具保持部3の、案内部4による環状の移動軌跡も円形状となり、このとき、案内部4による環状の移動軌跡上において、移動軌跡の接線に対して垂直に延びる基準線は、径方向に延びる線と一致することとなる。
The
図8を参照して、工作機械100は、ワーク200を保持するワーク保持部104と、工具2を取り付け可能な工具回転軸102と、工具回転軸102を軸方向に進退自在な進退機構106と、工具回転軸102を上下に昇降自在な昇降機構108と、工具回転軸102を左右に移動自在な左右移動機構110と、を備える。工具交換装置1は、工作機械100の側方であって工具回転軸102の左右方向の一方に配置されている。
With reference to FIG. 8, the
図5~図7を参照して、本実施形態の工具交換装置1を用いた工具2の交換作業を説明する。まず、図5Aに示すように、工具交換装置1は、工具交換アーム5の先端に設けられた第1と第2の把持部5a、5bのうちの第1把持部5aに第2番(#2)の工具を把持し、工作機械には第1番(#1)の工具が取り付けられた状態を前提に説明する。第1把持部5aと第2把持部5bは、周方向外向きに開口するC字形状に構成されている。
The
図5Aに示すように、工作機械100の左右移動機構110で工具回転軸102を横に移動させて工具交換装置1の第1位置4aに隣接する回転軸6aに近づける。次に、図5Bに示すように、工作機械100と工具交換装置1との間に設けられたシャッター装置9を開く。そして、図5Cに示すように、工作機械100に装着された第1番(#1)の工具2を、回転駆動機構6の回転軸6aを回転させることにより第2把持部5bで把持する。
As shown in FIG. 5A, the
そして、図5Dに示すように、更に回転軸6aを旋回させて第2番(#2)の工具2を工作機械100の工具回転軸102に取り付ける。なお、工作機械100への工具2の脱着時には、工作機械100の進退機構106を作動させて工具回転軸102を前後方向に進退させて脱着してもよい。
Then, as shown in FIG. 5D, the
そして、図5Eに示すように、第1把持部5aをシャッター装置9よりも工具交換装置1側へ旋回させた後、図5Fに示すように、シャッター装置9を閉じて、工作機械100の加工粉が工具交換装置1に飛ぶことを防いでいる。
Then, as shown in FIG. 5E, after the
次いで、図6Aに示すように、第1位置4aに待機する第3番(#3)の工具2を第1把持部5aで把持する工程を説明する。図6Bに示すように、回転軸6aを回転させて、第1把持部5aの開口部を第3番(#3)の工具2よりも下方に位置させる。そして、図6Cに示すように、工具傾斜機構7で第3番(#3)の工具2を傾斜させて第3番(#3)の工具2が第1把持部5aの旋回軌跡上に位置させる。
Next, as shown in FIG. 6A, a step of gripping the third (# 3)
そして、図6Dに示すように第1把持部5aで第3番(#3)の工具2を把持させる。回転駆動機構6の回転軸6aは軸線方向に進退自在に構成されており、第3番(#3)の工具2を第1把持部5aが把持した後に、回転軸6aを工具2の先端2bの方向に移動させることにより、工具2を工具保持部3から取り外すことができる。このとき、第1把持部5aは先端方向に延びるほど回転軸6aに近づくように構成されたカム機構が回転駆動機構6に設けられている。
Then, as shown in FIG. 6D, the third (# 3)
そして、図6Eに示すように、回転軸6aを更に回転させて、第1番(#1)の工具2を工具保持部3に保持させる。そして、図7Aに示すように、回転軸6aを更に回転させて第2把持部5bから第1番(#1)の工具2から離脱させる。そして、図7Bに示すように、工具傾斜機構7による傾斜を元の状態に戻し、第1番(#1)の工具2を第2把持部5bの旋回軌跡上から離脱させる。
Then, as shown in FIG. 6E, the
そして、図7Cに示すように、先端に第1把持部5a及び第2把持部5bを備える工具交換アーム5を初期位置に移動させる。そして、図7Dに示すように、工具保持部3を案内部4に沿って移動させ、次に利用される第4番(#4)の工具2を第1位置4aに配置させる。
Then, as shown in FIG. 7C, the
本実施形態によれば、工具2の先端2bが案内部4の内側に位置しているため、工具2が案内部4の中心軸線に対して平行に配置された従来品よりも幅の狭い工具交換装置1を提供することができる。
According to the present embodiment, since the
特に、工具2が先端2bに向かって先細り形状である場合には、工具2の先端2bを案内部4の内側に配置させることにより、工具2の基端部2aを案内部4の内側に配置する場合と比較して、工具2を含めた工具交換装置1全体としての径方向の大きさもコンパクトに構成することができる。
In particular, when the
また、本実施形態においては、案内部4の中心よりも下方の位置であって、且つ工具保持部3に保持された工具2が水平となる位置を第1位置4aとして、この第1位置4aを工作機械100に工具2を取り付ける位置とし、案内部4の下方部分であって、工具2が垂直姿勢となる第2位置4b(略垂直姿勢となる位置も含む)で工具2を入れ替える位置としている。
Further, in the present embodiment, the
これにより、第1位置4aを案内部4の中心よりも下方に位置させることで第2位置4bを上方に位置させることができ、工具2の交換作業者が膝を折り曲げて屈むことなく、案内部4への工具2の入れ替えを行うことができ、工具2の交換作業も容易とすることができる。
As a result, the
なお、本実施形態においては、案内部4の形状として真円形状を用いて説明したが、案内部4の形状としては真円形状に限らず、例えば、長円形状や楕円形状などのオーバル形状であってもよい。
In the present embodiment, the shape of the
1 工具交換装置
2 工具
2a 基端部
2b 先端
3 工具保持部
4 案内部
4a 第1位置
4b 第2位置
5 工具交換アーム
5a 第1把持部
5b 第2把持部
6 回転駆動機構
6a 回転軸
7 工具傾斜機構
8 支持枠体
9 シャッター装置
100 工作機械
102 工具回転軸
104 ワーク保持部
106 進退機構
108 昇降装置
110 左右移動機構
200 ワーク
1
Claims (4)
前記工具保持部を環状に移動自在に案内する環状の案内部と、
前記案内部の第1位置で前記工具保持部から工具を取り出し可能な工具交換アームと、
を備える工具交換装置であって、
前記工具の先端は前記案内部の内側に位置するように前記案内部は前記工具保持部を保持し、
前記工具保持部は、前記案内部による環状の移動軌跡上において、前記移動軌跡の接線に対して垂直に延びる基準線に対し、前記工具の中心軸線が前記案内部の周方向に傾斜するように前記工具を保持しており、
前記工具交換装置は、
前記工具保持部に保持された前記工具と、工作機械に取り付けられた前記工具とを交換する工具交換アームと、
回転軸を中心にして前記工具交換アームを回転駆動させる回転駆動機構と、
前記第1位置に位置する前記工具を所定角度に傾斜させる工具傾斜機構と、
を備え、
前記第1位置に位置し前記工具傾斜機構で傾斜させられる前の状態の前記工具は、前記工作機械の工具回転軸に取り付けられる工具に対して平行となるように配置されており、
前記回転駆動機構の前記回転軸は、前記工作機械の工具回転軸に対して所定角度で傾いて配置されていることを特徴とする工具交換装置。 Multiple tool holders that hold the base of the tool,
An annular guide portion that movably guides the tool holding portion in an annular shape, and an annular guide portion.
A tool change arm that can take out a tool from the tool holding portion at the first position of the guide portion, and
It is a tool changer equipped with
The guide portion holds the tool holding portion so that the tip of the tool is located inside the guide portion.
The tool holding portion is provided so that the central axis of the tool is inclined in the circumferential direction of the guide portion with respect to a reference line extending perpendicularly to the tangent line of the movement locus on the annular movement locus of the guide portion. Holds the tool
The tool changer is
A tool exchange arm for exchanging the tool held by the tool holding portion and the tool attached to the machine tool.
A rotary drive mechanism that rotationally drives the tool exchange arm around the rotary shaft,
A tool tilting mechanism that tilts the tool located at the first position to a predetermined angle,
Equipped with
The tool located at the first position and before being tilted by the tool tilting mechanism is arranged so as to be parallel to the tool attached to the tool rotation axis of the machine tool.
A tool changer, wherein the rotation axis of the rotation drive mechanism is tilted at a predetermined angle with respect to the tool rotation axis of the machine tool.
前記工具保持部は円環状であることを特徴とする工具交換装置。 The tool changing device according to claim 1 .
A tool changing device characterized in that the tool holding portion is annular.
ワークを保持するワーク保持部と、
前記工具を取り付け可能な工具回転軸と、
を備えることを特徴とする工作機械。 A machine tool provided with the tool changer according to claim 1 or 2 on the side.
The work holding part that holds the work and the work holding part
A tool rotation shaft to which the tool can be attached and
A machine tool characterized by being equipped with.
前記工具回転軸を軸方向に進退自在な進退機構と、
前記工具回転軸を上下に昇降自在な昇降機構と、
前記工具回転軸を左右に移動自在な左右移動機構と、
を備え、
前記工具交換装置は、前記工具回転軸の左右方向の一方に配置されていることを特徴とする工作機械。 The machine tool according to claim 3 .
An advancing / retreating mechanism that allows the tool rotation axis to move forward and backward in the axial direction,
An elevating mechanism that can raise and lower the tool rotation axis up and down,
A left-right movement mechanism that can move the tool rotation axis left and right,
Equipped with
The tool changing device is a machine tool characterized in that it is arranged in one of the left and right directions of the tool rotation axis.
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