JPH01127243A

JPH01127243A - 工作機械の為の工具ラック

Info

Publication number: JPH01127243A
Application number: JP63254688A
Authority: JP
Inventors: Peter Novak; ペーター　ノーファク
Original assignee: STARRFRAESMAS AG
Current assignee: STARRFRAESMAS AG
Priority date: 1987-10-08
Filing date: 1988-10-07
Publication date: 1989-05-19
Also published as: EP0310953A1; US4920631A; CH673610A5

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】産業上の利用分野本発明は、工作物の加工の為の数値制御工作機械、特に
−軸工作機械、工具の収納装置、工具の変換装置の為の
工具ラック或いは工具ストアに関する。上記ラックは、
底部が固定された垂直の柱を備え、該柱は、回転可能に
取り付けられた円筒状ローターを支えており、また、工
具を積極的に受け取る為の装着手段を備えている。

従来の技術及びその問題点工具ラックは、多くの工作機械、特に数値制御加工機械
、とりわけマシニング・センターにおいて使用されるも
のであり、数多くの異なる構造が知られている。工具ラ
ックの公知の一つの基本形式は、その円周上に工具が、
−船釣には工具ホルダーと共に、ドラムのように或いは
半径方向に並べである円盤形状のマガジンである。工具
を半径方向に並べたものにおいては、例えば西ドイツ国
特許第１９１２３６９号明細書記載のように幾つかのプ
レート状マガジンを順次上に積み重ねることによって、
収納場所の数の増加を得られる。上記ラックにおいては
工具は、軸方向に移動可能なブロックに取り付けられて
おり、これらの工具は、その目的に応じて工具交換機に
よってマがジンからの取り出し或いはマガジンへの返却
ができる工具移転ポジションへその工具が移動され得る
。しかしながら、そのブロック移動可能な取り付けやそ
の移動可能な機構に比較的高い費用が要るのは不利であ
る。

明らかにこの費用は減じることができるが、それは、工
具を回転ドラム上に数段階に軸方向に並べ、また円筒状
ローターと同心円の円弧軌道の接線方向にそれら工具の
長手方向の軸を並べる必要がある。そうすれば、工具は
、把持手段により外したり挿入したりされうる。しかし
ながら、スイス国特許第５５６７１２号明細書に記載の
ように、ドラムの上には比較的少数の工具しか並べられ
ないので、この方法では不利である。

別の基本的な工具ラックの形式はチェーンマガジンであ
る。この形式では、工具はチェーン回転駆動の回転軸に
対して平行或いは垂直に取り付けられる。しかしながら
、もしそのようなマガジンにおいて工具取り付は場所の
数が不適当な場合には、その工作機械に一つ或いは複数
のマガジンを更に準備する必要がある。工具の移動と返
却の制御の為のかなり大きな空間と費用の必要性は不利
である。

加うるに、いわゆる平面ラックが知られるが、該平面ラ
ックでは、工具は平面に一般的には垂直な面に並べられ
て移動型装填機により移動されまた返却される。このよ
うに、大きな工具収納容量が得られ、加えて例えばプレ
ートあるいはチエーンマガジンの場合のように移動型装
填機により比較的迅速にそれぞれの工具は検索されるこ
とができる。しかしながら、平面ラックは、極めて大き
な空間を必要とするという欠点を有する。これは、該ロ
ーターは、該ラック自身の空間面積は別として、それぞ
れの工具が工具移動型装填機の為に本来の使用部分以外
の接近用の表面スペースを付加的に必要とするので、工
具移動型装填機はかなりの距離を移動しなければならな
いからである。

本出願人の出願（スイス国特許出願　４３４４／８６−
ＢＥ　　２１　１８９）に係わる工具ラックの別の公知
の構造においては、円筒状で回転できるように取り付け
られたローターが使用されている。該ローターは、走行
歯車の備えられた工具マガジンを受け取る為の円形の走
行部材をその両端に備えており、これらの走行部材は互
いに接触していてモーターに対した円周方向に位置を変
えることができる。また該走行部材は、マガジンフリー
セクターを有し、工具付きのローターの脱着及び工具交
換用装填機のような取扱手段の接近を為しうるように構
成されている。この構造は、個々の工具の位置を密接に
配列できることを可能にするが、マガジンフリーセクタ
ーは工具による占有という面では利用できない。このラ
ックは一軸および多軸工作機械のどちらでも利用できる
が、その操作の点では特に後者に向いている。

発明の概要本発明は、回転できるように取り付けられた工具を受け
取る為の円筒状ローターを備え、特に一軸工作機械によ
りよく適合する工具ラックに関するものである。本発明
の目的は、充分短い時間でまた正確な位置決めで取扱い
うる工具の数を増やすことであり、それらの工具につき
工作機械のスピンドルあるいは工具受け台における交換
機による交換を可能とすることである。

本発明の前記目的は、工作物の加工を数値制御で行なう
工作機械、工具の収納装置、及び工具の脱着用交換機の
ための工具ラックであって、底部を固定されて鉛直方向
に延びた柱を備え、該柱は回転可能に装着された円筒状
のローターを備え、該ローターは工具を積極的に装着す
るための装着部を備えて工具を受け取るようにされてい
る該工具ラックであって、工具脱着用交換機が直接接近
することができないほどに工具が略隙間なく密集して前
記ローターの装着部の周方向全体に装着されつるように
該装着部が構成され、さらに前記ローターに収容された
工具を該工具の長さより長い範囲に亙って半径方向に個
々に又は複数まとめて移動させるための移動装置が備え
られていることを特徴とする工具ラックにより達成され
る。

本発明工具ラックにおいては、工具の移動や返却の為の
交換機とは直接に軸とつながっていない取り付は手段で
あるところのローターの全円周に隙間無く密接して工具
が取り付けられるし、ローターに収納された工具の長さ
以上に半径方向に工具のいくつかあるいは個々の工具を
移動させられる工具ラックと交換手段と組み合わされて
いる。

このように工具は所定位置へ運ばれることができ、また
交換機により把持可能となっている。

実施例以下、本発明の実施例につき、添付図面を参照しつつ説
明する。第１図に示す工具を受け取る為の工具ラックは
、本出願人のスイス国特許出願第　４３４４／８６−Ｂ
Ｅ　　２１　１８９号に述べられたものと類似様式の構
造となっている。この工具ラックは、土台（１０）に設
けられた円筒形状の柱（１）を中央部に備えている。土
台（１０）は基礎としであるいは工作機械のベツドと一
体化された構造として構成することができる。柱（１）
は土台（１０）と、積極的には例えば溶接、楔で消極的
には例えば嵌め合いで接合されることができる。後者の
場合、機械周囲の環境にだいして無段階の半径方向の調
整のある完全な工具ラックが得られるという優位性があ
る。柱（１）は、円筒状のローター（１１）を支持して
おり、該ローターは、二つのロータリーサポート（１２
）。

（１３）とこれらを相互に接続している同軸スリーブ（
１４）とを備え、軸受け（１５）、（１６）で回転でき
るように柱（１）に取り付けられている。軸方向に延び
ておりまた柱の軸（３）に平行である工具マガジン（２
）は、円形のサポート（１２）、（１３）の円周部に円
環状に配列されている。ベースプレート（９）は、工具
マガジン（２）の位置を固定する為に使用されており、
また以下に説明するようにもし工具マガジン（２）を移
動しなければならない場合は該工具マガジンを解放する
。工具マガジン（２）は複数の隣り合って並べられた工
具ロケーション（４）を備えており、該工具ロケーショ
ンは半径方向に工具（５）を取り付は得る。工具（５）
は、−船釣には工具ホルダー（６）と組み合わせられて
いる。工具マガジンの端には把持プレート（７）が並べ
られており、番′号付与の為に使用することも出来る。

第２図はローター（１１）の全円周上に隙間無く配置さ
れた工具マガジンがあり、工具交換機が工具に近付くこ
とができない程度にこれらの工具マガジンは隙間無く密
集していることを示している。この工具の隙間無く密集
した配置は、工具ラックが工具により占められない隙間
をもつ本出願人の前述の最新特許に係る配置と比較して
収納容量においてかなりの増加につながるものであり、
より多くの工具で隙間を満たすことにより、収納容量は
１５％から２５％増加される。

工具マガジン（２）及び工具のこの隙間無く密集した配
置により工具の移動の為に工具交換機が直接近付くこと
ができないので、必要な工具を備えた工具マガジンを半
径方向に直線的に前進させることが適切な方法である。

第１図は、ローター（１１）が駆動モーター（１７）、
例えば水圧モーター（１８）により、駆動ビニオン（２
０）や減速歯車（１９）を通して運転されることを示し
ている。駆動ピニオン（２０）は、柱軸（３）と同軸に
配置されたラック（２１）と噛み合い、また下部のサポ
ー）（１３）に固定されている。駆動モーター（１７）
は、時計方向にも反時計方向にも回転させられるばかり
でなく無段階的にも段階的にも調整できる。駆動モータ
ー（１７）を通して、必要な工具は、マガジングリッパ
−（８）の付近へその工具マガジン（２）と共に回転さ
れる。マガジングリッパ−（８）は、二つの対面してい
る水平方向のリフティングユニット（２６）。

（２７）を備え、該リフティングユニットは、工具マガ
ジンの長平方向に並設され、例えば空気圧力や水圧シリ
ンダーを備え、例えば水圧や空気圧シリンダーのような
移動アーム（２４）、（２５）の上に支持されている。

移動アーム（２４）。

（２５）は、図示されていないが工作機械のフレームに
おいて工具マガジンの接近を妨げない適切な位置で支持
されることができる。リフティングユニット（２６）、
（２７）の各々の端には、供給された特定の工具マガジ
ン（２）を把持でき、ベースプレート（９）の解放後に
半径方向に前進可能であるグリッパ−（２９）、（３０
）が備えられている。場合により隣りの工具マガジン（
２）の工具の長さ以上に半径方向に前進させる前に、工
具マガジン（２）を幾分か持ち上げることが必要となる
。

第３図は、移動ユニット（２３）の移動アーム（２４）
、（２５）が工具ラックの柱（１）に固定されていると
ころを示す。ここでは、再び移動アーム（２４）、（２
５）は、必要な工具を含む工具マガジン（２）を移動さ
せ、その工具が例えば第４図のような工具交換機（３０
）により把持されるのが可能な位置へ至らしめる。

工具ラックの中の工具への接近は次の方法による。マガ
ジングリッパ−（８）は解放している。

固定された工具マガジンを持つローター（１１）は、必
要なマガジン（２）がグリッパ−（８）の上流側に位置
決めされるまで回転される。検索されたマガジンからの
距離に応じて、マガジンの迅速な配置が達成されるよう
に回転運動が時計方向又は反時計方向に行われる。位置
決めされたマガジン（２）は把持され、選択的に持ち上
げられて直線的に前進させられる。移動位置にて工具交
換機（３０）はマガジンから必要な工具を取り出すこと
ができる。工具交換機（３０）はマガジンの全垂直範囲
を移動できるように構成されている。

工具交換機（３０）は工作機械の加工軸まで工具を移動
してそこで工具を交換する。使用ずみの工具は工具交換
機により、前進しているマガジン（２）へ移動される。

暫くして新しいマガジン（２）がラックにより移動位置
へ配置される。新しい工具は位置の交換、すなわち使用
ずみの工具と新しい工具との交換によりマガジンから取
り出される。この操作は新しい工具が必要なときに繰り
返される。

ローター（１１）の円周上にマガジン（２）が固定され
て並べられた結果として、回転運動が高速で行えること
ができる。移動位置での検索されたマガジン（２）の位
置決めは、位置センサー、例えばインクレメンタル位置
検出センサーを通して行なわれる。非常に短い時間の加
工操作の一軸加工機械の為の工具ラックの場合は、“非
拘束。

で操作するのが有利である。これは、制御と工具管理の
ソフトウェアの費用を増加させるけれども、工具配置の
為の時間の短縮に有利である。もしより長い時間と付加
的な動作が許容される場合は１、“拘束”が当然可能で
ある。

マガジン（２）の自動扱いすなわち工具準備システムに
対して出願された最近の特許においてなされたのと同じ
ような考慮として、ラックの稼動範囲を越えたところで
の工具の手動交換や、移動用ユニットの脱着が、ここで
もまた採用される可能性があ゛る。

色々な使い方においては、マガジン（２）全体でなく単
一の工具を利用することが望まれることがあるが、第５
図に示すラック構造はこれに適したものである。第５図
において、ローター（１１）の中にグリッパ−付きの移
動ユニット（３２）が備えられており、該移動ユニット
（３２）は、工具ラックの柱（１）に取り付けられてい
る。移動ユニット（３２）は移動位置でマガジン（２）
から工具（５）を前進させる。移動ユニットは制御のた
めの空気圧か水圧シリンダーを備えている。

移動ユニット（３２）はマガジンの各々の工具が移動位
置へ移動させられるように、柱（１）上を移動できるよ
うな構造とすることができる。第５図において、移動ユ
ニット（３２）は柱（１）に固定されて配置されている
が、一方ローター（１１）は両方向に回転できてまた柱
（１）を移動できる。二重矢印（３３）、（３４）は、
両方向への回転運動とローター（１１）の高さ方向への
昇降運動とを各々表わしている。それゆえに工具交換機
は、多数の工具全体の中から単一の工具を取り出して一
つの決められた位置へ移動させることが可能である。移
動位置へ単一の工具を供給した後、工具交換が前述のよ
うな方法でおこなわれる。工具マガジン（２）を前進さ
せるのではなく、この場合は単一の工具が移動ユニット
（３２）により後方から把持されてそして移動位置まで
前進させられる。

回転テーブルの円周部に隙間無（密集して配置されてい
る工具マガジン（２）は、工具（５）を受け取める為の
装着用サポートを備えているローター（１１）上の閉じ
られたケーシング（２２）に置き換えることができる。

このように、高収納性と工具取り出しの迅速性というよ
うな前述の工具ラックの優位性は維持されるけれども、
工具マガジン全体の脱着の優位性のみは失われる。マガ
ジンの脱着の必要でないところでは、閉じられたケーシ
ングが適切に使用される可能性がある。そのような使用
は、例えば長寿命の工具とかアルミニウムの加工用工具
とか工具ラック用とかであり、そこでは交換すべき工具
は一つのみである。移動位置への単一の工具の前進は内
部の移動ユニット（３２）を通して行なわれ、また適切
にローター（１１）が二重矢印（３３）、（３４）に従
って移動させられる。

第７図は内部の移動ユニット（３２）のグリッパ−の構
造及び作用を四つの段階（ａ）から（ｄ）でに示してい
る。移動ユニットは、その自由端に顔形グリップ（３６
）の付いたグリップ頭部を備えており、該グリップ頭部
は工具ホルダー（６）の付いた工具（５）を引き渡す為
に前進して移動することが可能である。段階（ｂ）では
工具（５）はグリップ頭部（３５）に挿入されており、
段階（Ｃ）では顔形グリップ（３６）により工具は把持
されている。段階（ｄ）では、把持された工具が移動ユ
ニットにより前進させられることが可能であり、移動位
置で工具は工具交換機（３０）により引き渡される。

第８図は単一工具の脱着の可能性を示すものである。個
々の工具は、第８図の上部に示すように、機械回転軸を
操作する工具交換機（３０）に関して脱着可能である。

工具は例えばマガジンの単数あるいは複数のどちらでも
移動ステーション（３８）に収集される。この移動ステ
ーションは、また作業者が接近することができるので工
具マガジンを手動で操作することが可能である。

別の態様においては、個々の工具を、第二の移動ユニッ
ト（３２）により決められたポイントへ前進させること
ができる。これには異なる組み合わせ角を選ぶことがで
きる。第８図では１８０度が採用されている。この移動
ステーション（３８）で単一の工具は移動型装填交換機
（４０）により引き渡されることができ、図外の工具供
給ステーションから中央まで移動させられることができ
る。

この態様はまた、二つ或いはそれ以上の個々の工作機械
の相互間で工具交換をすることを可能にする。手動の工
具交換もまたここでは可能である。

個々の工具は、固定側工具交換機（４１）が工具を引渡
し例えば前述の移動ユニットのような移動手段に該工具
を置く移動ステーション（３９）で、第二の移動ユニッ
ト（３２）により前進させられることが可能である。参
考数字（４２）は加工部分移動ステーション或いはスピ
ンドルを示している。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すもので、第１図は、工具マガ
ジンを受け取る為のローターを設けた工具ラックの縦断
面図、第２図は、第１図の工具ラックの横断面を概略的
に示す図、第３図は、第１図の工具ラックにおいてマガ
ジンカセットがローターより前進している状態を示す側
面図、第４図は、第１図の工具ラックにおいて工具交換
機が前進したマガジンカセットから工具を掴む状態を概
略的に示す横断面図、第５図は、工具を前進させる為の
位置決めユニットをローターの内部に持つ工具ラックの
例を一部切欠いて示す側面図、第６図は、マガジン無し
のホルダーを備えた工具ラックの例の側面図、第７図は
、第５図の工具ラックにおける位置決めユニットの作動
過程を示す説明図、第８図は、工具ラックに関して個々
の工具の脱着形態の種々の可能性を示す説明図である。（１）・・・・・・円筒状の柱（２）・・・・・・工具マガジン（５）・・・・・・工具（８）・・・・・・マガジングリッパー（１０）・・・
土台（１１）・・・円筒状ローター（２４）、（２５）・・・移動アーム（２６）、　　（２７）・・・リフティングユニット（
以上）Ｆｉｇ、３フＬＦｉｇ、４Ｆｉｇ、７Ｆｉ　ｇ、　８

Claims

【特許請求の範囲】

（１）工作物の加工を数値制御で行なう工作機械、工具
の収納装置、及び工具の脱着用交換機のための工具ラッ
クであって、底部を固定されて鉛直方向に延びた柱を備
え、該柱は回転可能に装着された円筒状のローターを備
え、該ローターは工具を積極的に装着するための装着部
を備えて工具を受け取るようにされている該工具ラック
であって、工具脱着用交換機が直接接近することができ
ないほどに工具が略隙間なく密集して前記ローターの装
着部の周方向全体に装着されうるように該装着部が構成
され、さらに前記ローターに収容された工具を該工具の
長さより長い範囲に亙って半径方向に個々に又は複数ま
とめて移動させるための移動装置が備えられていること
を特徴とする工具ラック。
（２）前記装着部が前記ローターに固定されたケーシン
グとして構成され、工具は該ケーシングの工具受け部に
略隙間なく密集して装着されることを特徴とする請求項
１に記載の工具ラック。
（３）前記ケーシングが、前記ローターに固定され密に
隣り合って配置されたマガジンを備え、該マガジンは各
々が独立し工具を１列に収納するようにされていること
を特徴とする請求項２に記載の工具ラック。
（４）前記移動装置が、マガジン移動ユニットとして構
成され、該移動ユニットは、前記ローターの上方及び下
方の双方に係合する移動アームと、前記マガジンを把持
するためのマガジングリッパーとを備えていることを特
徴とする請求項３に記載の工具ラック。
（５）前記マガジングリッパーを備えた移動アームが、
前記柱における前記ローターの上部及び下部に設けられ
ていることを特徴とする請求項４に記載の工具ラック。
（６）前記移動装置が、前記ローターの内部に装着され
た工具移動ユニットであり、該移動ユニットには半径方
向に移動可能なグリップ部を有した少なくとも１つの移
動アームが装着されており、該移動アームは、前記ロー
ター内に収容された単一の工具を把持し該工具をその長
さより長い範囲に亙って移動させ、工具交換機の接近に
適した位置に該工具を至らしめるようにされていること
を特徴とする請求項１又は２に記載の工具ラック。
（７）前記柱上に取り付けられた前記移動ユニットが、
該柱に沿って鉛直方向に移動可能に構成されていること
を特徴とする請求項６に記載の工具ラック。
（８）前記ローターがリフト装置を備え、該リフト装置
により前記ローターは前記柱上で位置調節可能であり単
一の工具を固定的な接近位置に至らしめるようにされて
いることを特徴とする請求項１又は２に記載の工具ラッ
ク。