JPH01115538A - 数値制御マシニングセンターの工具交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 従来、直線状のチェーンストランドを有する工具マガジ
ンを備えたマシニングセンタでは、工具を一つ一つ手動
あるいは自動でグリッパを用いて交換していた。

本発明の目的とすることろは、この工具交換を従来より
も迅速に行うことにある。

また該目的は本発明により順次整列した複数の工具容器
を有するカセットをもって達成され、さらに該複数の工
具容器は互いに相対的に不動の関係にあり、チェーンマ
ガジンの工具容器と等間隔となる様に離間している。ま
た、カセットはノーマルポジションと第１ポジションに
おいては、１個あるいは複数個の工具を直接カセットか
らストランドへ移すことができ、またその逆も可能であ
る。また、ノーマルポジションでは工具のカセットへの
受け渡しあるいはカセットからの受け取りができ、また
その別のものとの交換も可能である。

（もちろん必要の限りにおいてであるが）この交換は、
カセットを、それを担持する器具から除去し、別のカセ
ットを後者に入れることにより行なわれる。また、本発
明によれば、工具容器の数は４個以上とし、特に１０個
の場合について後述する。

上記の方法により工具交換の時間を短縮することが可能
なる。また、上記カセットにより、１個または複数個の
工具、例えば、カセット内の全ての工具を自動的にマガ
ジンに入れることも、また該マガジンから除去すること
もできる。さらに該カセットは前記ノーマルポジション
において、好ましくは手動により着脱され、また他のも
のと好ましくは手動により交換される。

また、下記及び請求の範囲内において使用する「前方に
」、「後方に」、「側方に」などの表現はマシニングセ
ンターに対してであり、例えば「前方に」とはワーキン
グスピンドルが配置される位置をいう。

本発明は主に前述したタイプの装置に関し、該装置では
マガジンのチェーンが垂直平面内に配設され、かつ工具
が該平面に対して垂直に配設され、さらに該平面内にお
ける工具の動きによってマガジンが該工具の受け渡しを
行う。

また、前記工具容器が側方において開き状態となる装置
があり、この場合、本発明によれば前記工具の交換位置
は下部チェーンストランドの領域とし、該カセットはま
ず下方に向ってストランドから離れていき、その後折り
返して反対方向に該ストランドに向って移動する。（例
１）さらに、前述したタイプの装置として、マガジンの
チェーンが垂直平面内に配設され、工具が該平面に垂直
に配設され、さらに該マガジンが工具の該平面に対する
垂直な動きによって工具の受け渡しを行なうものが知ら
れている。この場合、工具用の容器は閉じ状態となって
いる。この目的の為には、本発明によれば、工具の交換
位置は下部チェーンストランドの領域とし、さらにカセ
ットはまず横及び水平方向にストランドから離れて移動
し、その後下方に向い、折り返して逆方向にストランド
に向って移動する。（例２） 最後に、前述したタイプの装置としてはマガジンのチェ
ーンが垂直平面内に配設され、工具が該平面内に配設さ
れ、さらにマガジンが工具の該平面内における動きによ
って工具の受渡しをおこなうものが知られている。この
場合もまた、前記容器は閉じ状態である。この目的の為
には、本発明によれば工具交換の位置は下部チェーンス
トランドの領域とし、カセットはまずストランドから下
方に向かって離れていき、その後横及び水平方向に移動
し、さらに折り返して、反対方向にストランドに向って
移動する。（砲１３　） もちろん、この例１乃至３の場合においては前記乗せ換
え位置または本発明によれば別のストランドに配されて
おり、例えば後方や上部に配置されている。

本発明による好ましい態様においては、Ｕ詩形四部を有
するカセットが前記チェーンストランド、好ましくは下
方水平チェーンストランドに連係しており、この様にす
ることにより、前記チェーンストランドに隣接され、個
々にまたはブロックで制御可能な駆動ユニットによりチ
ェーンマガジンに係合された工具容器ポケットを係止ま
たは解除する。さらに該工具は乗せ換え領域においぞ個
々またはブロックで対応する工具容器ポケットを係止状
態にすることによってチェーンマガジン内にカセットか
ら移され、また該工具容器ポケットを解除の状態にする
ことによってチェーンマガジンからカセット内に移され
る。また、テーブルが設けられ、そこからカセットがト
ランスファー位置に移動したり、また該位置から離脱し
たり、さらに該カセットを交換可能とする交換位置に運
搬することができる。

次に本発明の詳細について以下図面に基いて説明する。

第１図は横から見たマシニングセンターを示す。符号（
１）は工具用のチェーンマガジンを示し、（２）はワー
キングスピンドル、（３）はダブルグリッパ−の形状を
有する工具交換器、（４）は該工具交換器の回転軸、（
５）はワークピーステーブル、（６）は工具カセット、
（７）は工具の容器となるカセットの四部、また（８）
はカバーフードを示す。

カセット（６）の移動径路は第２図において破線（９）
により示す。第２図において、符号（１０）は工具トラ
ンスファー位置の最後部１用のロック−アンロック機構
を示し、符号（１２）はトランスファー位置の２乃至５
の位置のロック−アンロック機構を示し、さらに符号（
１３）はトランスファー領域（１１）の６乃至１０の位
置のロック−アンロック機構を示している。第２図にお
いては、カセットはノーマルポジションに位置しており
、破線（９）に沿って移動すると、前記マガジンチェー
ン１（「第１ポジション」）に直接隣接する。

従って、この位置で工具が交換可能となる。第３図は該
位置を示す。

逆にノーマルポジションのカセットの１の位置にある工
具を１個だけ移すことも可能であり、第２図に示すよう
に工具はチェーンマガジンの１で示す位置に移される。

さらに、カセット（第４図示）の他の位置にある工具も
手動により移すことができ、カセットの１乃至５の位置
の工具はチェーンマガジンの１乃至５の位置に移される
。

第５図は他の変化を示しており、カセット（６）は第４
図示の位置をこえて手動制御される電気工業用トラック
（１４）上に移送され、後者により工具ロード−アンロ
ードステーションに移動され該カセットの１乃至１０で
示す全ての位置から工具を除去したり、新しい工具を該
位置に載置することが可能である。

その後、前述した様にしてこれらの工具はチェーンマガ
ジンの１乃至１０で示す位置に移される。

第２図乃至５図示の如く、カセット（６）はローラー（
１６）を備えたテーブル（１５）上に待機している。こ
の装置はトランスポート機構（図示せず）を有しており
、該機構は前記テーブルをカセットと共にノーマルポジ
ション（第２図示）から第１ポジション（第３図示）に
往復動させる。またカセットは別の機構（図示せず）に
よってノーマルポジションから第４図示の位置に移動す
る。

該カセットは手動により車体（１４）に引き出される。

該車体（１４）にはまたローラ（１７）が取付けられ、
さらにガイドレール（１８）を有しており、ガイドレー
ル（１８）は非対称に載置されたカセット（６）が傾か
ないようにしている。また符号（１９）はセンタリング
機構を示しており、該機構は車体（１４）をカセットの
交換時に常に所望の位置に置く。また車体（１４）は必
要に応じて複数個の、例えば３つのカセット受容位置を
有するようにしでもよい。

第６図はまずカセット（６）とチェーンマガジンの工具
（２０）及び容器（２１）を示す。また矢印Ｐは工具（
２０）を有するカセット（６）の動きを示す。該マガジ
ンの容器（２１）は底部が開き状態となっており、工具
（２０）はホルダー（２２）と共にカセット（６）から
上方に移動して容器（２１）内に移動する。そしてホル
ダー（２２）が係止されると、空のカセット（６）は再
び下降する。（第６図ではホルダー（２２）は容器（２
１）と係合する位置において破線で示されている。）カ
セット（６）の容器はホルダー（２２）の台形状の溝（
２３）に嵌合している。また符号（１５）はテーブルを
示す。

第７ａ、ｂ及びＣは第６図示の上部の王様、すなわち上
方（「第１」）位置にある工具ホルダー（２２）及びカ
セット（６）を挿入した状態のチェーンマガジンの工具
容器（２１）を示している。

（但し第７Ｃ図においては、容器（２１）及びホルダー
（２２）は省略している。）また、前述した様に該カセ
ット（６）の工具を受け取る四部は符号（７）で示され
、ホルダー（２２）の台形状の溝（２３）が嵌合する。

さらに、チェーンポケット（２１）に回転防止ロック部
材が符号（２４）で示され、さらにロックプレートが符
号（２５）で示されている。後者は第７ａ図示の如く、
右方向に移動可能であり、これにより挿入された工具を
解放することができる。カセットは支持部材（２６）を
有し、該部材（２６）は工具（２０）及びホルダー（２
２）が傾くことを防止している。また、該部材（２６）
は工具の回転防止ロック部材（２７）及び工具の挿入ミ
スを防止するセイフティーコーナ部（２８）が設けられ
ている。

第８図はカセット（６）の斜視図であり、符号（２９）
は駆動機構（第９ａ、ｂ、ｃ図参照）とともに使用され
るロック機構を示す。

第９ａ、ｂ、ｃ図はカセット（６）とロック機構（２９
）及びテーブル１５を示す。駆動機構（３０）は前記テ
ーブル（１５）が静止状態のとき、カセットをノーマル
ポジションから「別の」ポジションに往復動させる。こ
の為に駆動機構（３０）の部材（３０ａ）がロック機構
（２９）の部材（２９ａ）と係合している。該係合関係
はハンドル（２９ｂ）によって解除可能であり、次いで
カセットが手動により、例えば車体（１４）上に引き出
される。

第１０図は他の実施例を示し、第６図に対応した表現を
しており、カセット（６）、テーブル（１５）、工具ホ
ルダー（２２）及びマガジンボケッ）（２１ａ）が示さ
れている。この場合も、マガジンポケット（２１ａ）が
底部で閉じ状態となる。それゆえ工具は第１０図におい
て少なくとも右方向に移動することによりポケットから
除去される必要がある。

矢印（３１）は挿入された工具を有するカセット（６）
の動きを示しており、矢印（３２）は工具が除かれたカ
セット（８）の動きを示し、すなわちそれぞれ工具の受
け渡し前及び受け渡し後の状態を示している。

第１１図はさらに別の実施例を示しており、第６図と対
応する図となっている。この場合マガジンポケット（２
１ｂ）は下方チェーンストランドの領域における底部に
おいて開き状態となり、カセット（６゛）は溝（２３）
を介してホルダー（２２）を把持するトランスバーズウ
ェブ（３３）を有している。

矢印（３４）は工具を有するカセットの動きを示し、ま
た矢印（３５）は工具を除いたカセットの動きを示し、
それぞれ工具の受渡しの前後の作動方向を示している。

【図面の簡単な説明】

第１図はマシニングセンターの側面図、第２図は前記カ
セットがノーマルポジションにある第１図の左側の拡大
図、第３図は該カセットが第１ポジションにある第１図
の左側下部の拡大図、第４図はカセットが前記側のポジ
ションにある第１図の左側下部の拡大図、第５図はカセ
ットが前記車体上にあるマシニングセンターの左側下部
の拡大図、第、６図は部品すなわちカセット、工具及び
工具マガジンの工具容器部分について、前記の図面を垂
直方向から見た状態の説明図、第７ａ、ｂ。 ０図は第６図の上部左側部分の拡大図であり、それぞれ
部分的に破断し、また部分的に他の部品を添えた正面図
、側面図、平面図であり、また第８図は前記カセットの
斜視図、第９ａ、ｂ、ｃ図はカセットの一部とロック機
構とを示すそれぞれ側面図、正面図、平面図であり、ま
た第１０図は他の実施例の第６図に対応する説明図、さ
らに第１１図は他のもう一つの実施例の第６図に対応す
る状態説明図である。 （１）：チェーンマガジン、 （２）：ワーキングスピンドル、 （５）：テーブル、　　　（６）二カセット、（７）：
容器、　　（１０，１２，１３）　　：ユニット、（１
１）ニドランスファー領域、 （１４）　　：車体、　　　　　（１５）　　：テーブ
ル、（２２）　　：工具ホルダー、（２３）　　：溝、
（２６）　　：支持部材、　　　（２９）　　：ロック
機構、（３０）　　：駆動機構。 １、事件の表示　　　　特願昭６３−１０７３８０号２
９発明の名称　　　　数値制御マシニングセンターの工
具交換装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 デー。エム、ベー、バー ５、補正命令の日付　　自　発

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕順次整列された複数個の工具容器（７）を有する
   カセット（６）から成り、該工具容器（７）が互いに相
   対的に不動の関係にあって、チェーンマガジン（１）の
   工具容器と等間隔となる様に離間しており、該カセット
   （６）がノーマルポジション（第１図示）と、第１ポジ
   ション（第２図示）をとることができ、該配置状態にお
   いて、第１ポジションでは１個あるいは複数個の工具を
   直接カセットからストランドへ移すことができ、またそ
   の逆も可能であり、ノーマルポジションではカセットが
   工具の受け渡しをすることができ、また別のカセットと
   の交換が可能であることを特徴とする直線状チェーンス
   トランドを有する数値制御マシニングセンターの工具変
   換装置。 〔２〕前記カセット（６）が前記第１ポジションから離
   れた前記ノーマルポジションの側方に、工具またはカセ
   ットの交換の為の別のポジション（第４図示）をとるこ
   とが可能である請求項１に記載の数値制御マシニングセ
   ンターの工具変換装置。 〔３〕１個の工具がノーマルポジションで交換され、さ
   らに複数個の工具またはカセット（６）が前記別のポジ
   ションで交換される請求項２に記載の数値制御マシニン
   グセンターの工具変換装置。 〔４〕カセット（６）の容器と同数の乗せ換え場所がチ
   ェーンストランド（１）のトランスファー領域にあり、
   またこれらの場所にチェーン（１）に工具を停止または
   解除する為のユニット（１０、１２、１３）が配設され
   、該マガジンユニット（１０、１２、１３）が個々に、
   またはブロックの状態で駆動可能であり、特に最後部は
   １個の工具変換用に設けられ、次のｎはブロック交換用
   に第１の場所以外に４個の場所が設けられ、またその次
   のｍは別の交換用に前記別の場所以外に５個の場所が設
   けられ、該ユニットが個別に制御可能である請求項１乃
   至３のいずれか１項に記載の数値制御マシニングセンタ
   ーの工具変換装置。 〔５〕カセット（６）が長板状であり、かつ前記容器が
   該板の長手方向の端部を起端とするＵ字形状の凹部（７
   ）であり、該カセット（６）の前記ストランドへの離接
   の為の往復動が該工具の長手軸に対して垂直方向に行な
   われる請求項１乃至のいずれか１項に記載の数値制御マ
   シニングセンターの工具変換装置。 〔６〕前記マガジンのチェーンは垂直平面内に配設され
   、さらに前記工具が該平面に対して垂直方向に配設され
   、該マガジンが該平面内の工具の動きによって工具の受
   け渡しをし、また工具交換位置（１１）は下方チェーン
   ストランド（１）の領域にあり、かつ前記カセット（６
   ）がまず該ストランド（１）から下方に向って離れ、次
   いで折り返し、さらに反対方向に該ストランドに向って
   移動する（第２図示）請求項５に記載の数値制御マシニ
   ングセンターの工具変換装置。 〔７〕前期マガジンのチェーンが垂直平面内に配設され
   、工具が該平面に対して垂直方向に配設され、かつ該マ
   ガジンが該平面に対する工具の垂直方向の動きによって
   工具の受け渡しをし、また工具交換位置は下方チェーン
   ストランドの領域にあり、前記カセットがまず該ストラ
   ンドから横及び水平方向に離れ、その後下方に移動しさ
   らに折り返して反対方向にストランドに向って移動する
   請求項５に記載の数値制御マシニングセンターの工具変
   換装置。 〔８〕前記マガジンのチェーンが垂直平面内に配設され
   、かつ工具が該平面内に配設され、該マガジンが該平面
   内の工具の動きによって工具の受け渡しを行ない、また
   工具交換位置が下方チェーンストランドの領域にあり、
   前記カセットがまず該ストランドから下方に向って離れ
   、その後、横及び水平方向に向って移動し次いで折り返
   して、反対方向に該ストランドに向って移動する請求項
   ５に記載の数値制御マシニングセンターの工具変換装置
   。 〔９〕前記第１ポジションにおいてカセットの凹部（７
   ）が前記チェーンマガジン（１）の容器内に存する工具
   ホルダー（２２）の溝（２３）内に嵌合する請求項５乃
   至８のいずれか１項に記載の数値制御マシニングセンタ
   ーの工具変換装置。 〔１０〕前記カセット（６）のノーマルポジションにお
   いて工具がカセット（６）内に手動で収められ、好まし
   くは最後部の容器に収められ、また後者から除去可能で
   ある請求項１乃至９のいずれか１項に記載の数値制御マ
   シニングセンターの工具変換装置。 〔１１〕前記カセット（６）の別のポジションにおいて
   、１個または複数個の工具、特に全ての工具がカセット
   （８）内に収納可能であり、さらに後者から除去可能で
   あり、該カセット（６）が他のカセットと、好ましくは
   最後部の位置において交換可能である請求項２乃至１０
   のいずれか１項に記載の数値制御マシニングセンターの
   工具変換装。 〔１２〕前記マシニングセンターの後方で移動自在の車
   体（１４）から成り、前記カセット（６）が該車体（１
   ４）上で移動可能である請求項１乃至１１のいずれか１
   項に記載の数値制御マシニングセンターの工具変換装置
   。 〔１３〕前記１４が複数の、特に３個のカセット容器を
   有し、該カセットの交換の前後において、１個またはカ
   セット容器の数よりも少ないカセットを運搬し、さらに
   該交換の操作が、前記ノーマルポジション（第２図示）
   おいて前記ストランド（１）の隣接位置あるいは下方に
   存する空のカセット（６）を前記第１ポジション（第３
   図示）に移動し、次いで該６がストランド（１）から工
   具を受け取り、その後該カセット（６）は前記車体（１
   ４）の空の容器内に移動し、次いで車体（１４）上に位
   置し、工具を収納したカセット（６）が該車体の適当距
   離の移動後に、前記第１ポジションに移動し、その後工
   具が前記マガジン（１）に移され、空になったカセット
   （６）がノーマルポジションに移動することにより行な
   われる請求項１に記載の数値制御マシニングセンターの
   工具変換装置。 〔１４〕前記車体（１４）が自動的に移動し、前記カセ
   ット（６）が自動的に交換される請求項１２または１３
   に記載の数値制御マシニングセンターの工具変換装置。 〔１５〕前記カセット（６）がテーブル（１５）上に待
   機し、好ましくは長手方向のガイドに保持されて係止さ
   れ、さらに該テーブル（１５）が水平方向及び垂直方向
   に案内される請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の
   数値制御マシニングセンターの工具変換装置。 〔１６〕前記テーブル（１５）が前記ノーマルポジショ
   ンと第１ポジションとの間を移動する請求項１５に記載
   の数値制御マシニングセンターの工具変換装置。 〔１７〕駆動機構（３０）が設けられ、前記テーブル（
   １５）が静止状態の時に、該駆動機構（３０）が前記カ
   セット（６）をノーマルポジションと第１ポジションま
   たは前記別のポジションとの間で移動する請求項１６に
   記載の数値制御マシニングセンターの工具変換装置。 〔１８〕前記カセット（６）が前記駆動機構（３０）に
   作用可能のロック機構（２９）を有する請求項１７に記
   載の数値制御マシニングセンターの工具変換装置。 〔１９〕前記ロック機構（２９）がカセット交換の為に
   解除される請求項１８に記載の数値制御マシニングセン
   ターの工具変換装置。 〔２０〕前記カセット（６）が、前記ノーマルポジショ
   ン（第２図示）において、少なくとも前記チェーンマガ
   ジン（１）から、この後者（１）が、工具を満載した状
   態で空のカセット（６）を通過しうる程度の距離だけ離
   間している請求項１乃至１９に記載の数値制御マシニン
   グセンターの工具変換装置。 〔２１〕前記工具がカセット（６）内で傾くことを防止
   する為の手段（２６）が設けられている請求項１乃至２
   ０のいずれか１項に記載の数値制御マシニングセンター
   の工具変換装置。 〔２２〕溝（２３）と、前記カセット（６）に設けられ
   たＵ時形凹部（７）とを有する工具ホルダー（２２）が
   存在する時に、支持部材（２６）が該カセット（６）に
   設けられ、該支持部材（２６）が前記溝部フランジの表
   面、好ましくは前記ホルダーの側面に作用する請求項２
   １に記載の数値制御マシニングセンターの工具変換装置
   。 〔２３〕前記チェーンマガジンが疲労していない工具の
   前記ワーキングスピンドルから該マガジン（１）内への
   帰還輸送時に再び元の場所に置かれることが可能である
   、ある固定された場所内において、ストレイジ領域とウ
   ェア領域に分割されており、さらに該ストレイジ領域は
   複数の補助領域に分割され、また該補助領域の数はカセ
   ット（６）内の場所の数と等しく、さらにウェア領域内
   の場所の数はカセット（６）内の場所の数に等しいか少
   なく、さらに上記の状態において、疲労している工具は
   ワーキングスピンドル内で使用後に、ウェア領域内に置
   くことが可能であり、また該カセット（６）によりそこ
   から１個またたはそこに置かれた他の疲労した工具と共
   に運ばれ、さらに必要であれば新しいものと交換可能で
   あり、その後、好ましくは迅速に分類操作によってそれ
   に割り当てたストレイジ領域内の場所に置くことができ
   、さらに工具が該補助領域を介して使用変更時に交換可
   能である請求項１乃至２２に記載の数値制御マシニング
   センターの工具変換装置。 〔２４〕前記マガジン（１）が疲労していない工具の前
   記ワーキングスピンドルから該マガジン（１）への帰還
   輸送時に再び元の場所に置かれることが可能である種々
   の順序の場所において、１個以上の交換領域に分割され
   、すなわちそれらはストレイジ領域とウェア領域であり
   、また交換領域内の場所の数は前記カセット内の場所の
   数に等しく、前記ウェア領域の数は該カセット（６）内
   の場所の数に等しいかそれ以上であり、該マガジン（１
   ）内に残された場所がストレイジ領域を形成し、さらに
   上記の状態において、疲労した工具をワーキングスピン
   ドルで使用後にウェア領域内に置くことができ、また該
   カセット（６）によりそこから１個またはそこに置かれ
   た他の疲労した工具と共に運ぶことができ、さらに必要
   があれば新しいものと交換可能であり、その後好ましく
   は迅速に分類操作によって該ストレイジ領域内の場所に
   置くことができ、工具を仕様変更時に最後のワークピー
   スの処理後に、次の仕様変更がないか該次の仕様変更の
   処理に要する付加的工具の為に場所をあけることが必要
   とされる場合に限り、直接交換領域に置くことができ、
   かつ該カセットの交換により後者の工具の為にそこから
   交換可能である請求項１乃至２２に記載の数値制御マシ
   ニングセンターの工具変換装置。 〔２５〕１個または複数個の交換領域がストレイジ領域
   として使用され、仕様変更時に分類操作を必要とする請
   求項２４に記載の数値制御マシニングセンターの工具変
   換装置。