JPH01228744A - 治工具交換装置を備えた工作機械 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は治工具交換装置に関し、特に専用工作機械にお
けるワーク用治具や加工工具等を自動的に交換する治工
具交換装置に関する。

〔従来の技術］ 専用工作機械に限らず工具貯蔵マガジンを備えた工作機
械は一般に、ワークの種類、大きさに応じあるいは加工
工程に応じて工具をＡＴＣ（自動工具交換装置）によっ
て工具貯蔵マガジンから自動的に取り出し、主軸に装着
して予定された加工を行なう。

一方、ワークを固定把持する装置、すなわちワーク用治
具についてもワークの種類に対応してワーク用治具を自
動交換する専用の装置を設けていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし上記従来の技術によれば、工具交換とワーク用治
具の交換をそれぞれに専用の装置で行なっているため、
段取り操作が構成上煩雑であると言う問題点があった。

また、それぞれ専用の装置を設けているため装置の設置
スペースも当然多く必要であり、経済的にも不利な点が
あった。

本発明は上記事情に迄みて提案されたものでその目的は
、同一機構を用いて加工工具とワーク用治具を自動交換
することができ、且つ機械側の段取り操作の自動化およ
び簡素化を図る経済的な工作機械の治工具交換装置を提
供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決するための手段として、工作
機械の固定台と、該固定台上に直線移動可能に設けられ
回転自在に軸承された主軸を有する主軸台と、ワークを
加工する工具とワークを一定位置に固定する治具を収納
する治工具貯蔵マガジンと、該治工具貯蔵マガジンと前
記主軸台の主軸との間で前記工具もしくは治具を交換す
る治工具自動交換装置と、前記固定台に設けられ前記治
具を装着してワークを把持固定するワーク把持装置とか
らなり、前記治工具自動交換装置により前記主軸に装着
された治具を前記主軸台の移動により前記ワーク把持装
置に受渡し、前記治工具自動交換装置により前記主軸に
装着された工具が前記ワーク把持装置に把持されたワー
クを加工することを特徴とする工作機械の治工具交換装
置とした。

〔作用〕

ワークに対応する加工工具ホルダとワーク用冶具ホルダ
を１組として、複数組を予じめ工具貯蔵マガジンに収納
させておいて、加工情報に基づいてワークに対応する加
工工具ホルダとワーク用冶具ホルダの内、まずワーク用
治具ホルダをＡＴＣによって治工具貯蔵マガジンから抜
き出し主軸に装着させる。コラムのＺ軸方向移動により
ワーク把持手段に近づけ、ワーク用治具ホルダがら把持
部材のみをワーク把持手段に受は渡す。

次に、加工工具ホルダをＡＴＣによって交換し、ワーク
把持手段で把持したワークを主軸に装着された加工工具
で各種加工を行なう。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて更に詳細に説
明する。

まず、第１図ないし第３図において工作機械の全体につ
いて説明する。

本工作機械Ｍはワークである各種鋼管Ｐの外径。

内径の面取りおよび端面加工を行なう専用工作機械であ
る。工作機械Ｍの固定台であるベッド１上部にスライド
面１ａが形成されていて、このスライド面ｌａ上をＺ軸
方向（主軸軸線方向）に移動可能なコラム２が設けられ
ている。コラム２前方（第１図中左方）には主軸台３が
あり、更に主軸４が設けられる。この主軸４に加工工具
ホルダ１０または４０を装着し、後述するワーク把持装
置３０と回路の鋼管支持装置で位置決めされた鋼管Ｐに
対して、コラム２のＺ軸方向の移動によって接近し鋼管
Ｐの外径の面取りおよび端面加工を行なうものである。

前記コラム２の片側上方部にはＡＴＣ（自動工具交換装
置）５が配設されている。ＡＴＣ５はアーム５ａを存し
ており、前後動（Ｃ方向）および揺動（ｂ方向）可能で
ある。更にアーム５ａは伸縮（Ｃ方向）自在である。

前記ＡＴＣ５を中間位置とし主軸４の反対側対称位置の
ベツド１上には治工具貯蔵マガジン６が配設されている
。この治工具貯蔵マガジン６は円板式の割出し可能な４
ポジション方式のものであり、４ポジシヨン内には各種
ワークに対応させた加工工具ホルダ１０．４０とワーク
用治具ホルダ２０．５０をそれぞれ１セツトとして、２
セツト分収納できるようになっている。

前記主軸４に対向した前方にはワーク把持装置３０が設
けられている。このワーク把持装置３゜は回路の鋼管支
持装置によって案内支持される鋼管Ｐを把持して位置決
めするものである。

本発明の治工具交換装置は、ＡＴＣ５を利用して治工具
貯蔵マガジン６内に収納されている加工工具ホルダ１０
．４０を主軸４との間で又、ワーク用治具ホルダ２０．
５０を主軸４を介してワーク把持装置３０との間で交換
するものである。

次に、第４図に基いて加工工具ホルダ１０を説明する。

ここで加工工具ホルダ１０およびワーク用治具２０は大
径鋼管Ｐ用爪２３，２３に対応させたもので１セツトを
構成し、加工工具ホルダ４０およびワーク用治具ホルダ
５０は小径鋼管Ｐ′用爪２９，２９に対応させたもので
１セツトを構成している。両者は鋼管の把持部と各種チ
ップの取付位置が異なるのみで、構造は全く同一である
。

加工工具ホルダ１０はホルダボディ１１と、最先端に刃
具である鋼管の外径面取り用チップ１２゜内径面取り用
チップ１３および端面加工用チップ１４を組込んだホル
ダ先端部１５とが一体化され構成されている。ホルダボ
ディ１１は通常の工具ホルダと同様、ＡＴＣ５により自
動交換されるように把持溝１１ａを有しており、更に主
軸４のテーパ孔４ａ内に挿入され回路のプルスタッドを
締結装置により締結して主軸に装着される。

次に、第５図および第６図に基づいてワーク用治具ホル
ダを説明する。ワーク用治具ホルダ２０も前述した加工
工具ホルダ１０と同様、ＡＴＣ５により自動交換される
ように把持溝２１ａを有し主軸４のテーバ孔りａ内に挿
入されるホルダボディ２１と、このホルダボディ２１と
一体化されたホルダ先端部２２と、このホルダ先端部２
２に装着される爪２３．２３を支持するガイドバー２７
等から構成されている。

前記ホルダボディ２１に一体的に固着されたホルダ先端
部２２の主軸軸線上には、段付き貫通孔２２ａが形成さ
れていて、この段付き貫通孔２２ａ内にばね支持ピン２
４が固着されている。そして、この支持ビン２４に支持
された圧縮コイルばね２５を介してブツシャ−２６を主
軸側と反対方向に付勢するようにしている。ホルダ先端
部２２からの飛び出しを防ぐためにプッシャー２６は端
部に鍔部２６ａを形成し、その動きを段付き貫通孔２２
ａの段差部で規制させている。

前記ホルダ先端部２２には、プッシャー２６やホルダボ
ディ２１の中心から上下左右の対称位置に４本のガイド
バー２７が主軸軸線方向に固着されている。このガイド
バー２７には、鋼管Ｐの大きさに対応した円弧把持部２
３ａ、２３ａを形成した各種爪２３．２３が、爪２３．
２３のガイド孔２３ｄ、２３ｄを介して挿入される。な
お、２７ｂ、２７ｃはエア通路であり、爪２３．２３が
ガイドバー２７に挿・入される際に回路のエア源から供
給されたエアにより、爪２３のガイド孔２３ｄ内の塵埃
等を吹き飛ばし清掃して、爪２３．２３とガイドバー２
７等がスムーズに挿入されるようにするものである。

第６図（イ）に示すような大径鋼管用には２３゜２３０
爪を使用し、同図（ロ）に示すような小径鋼管用には２
９．２９の爪を使用する等、鋼管外径に対応できるよう
な円弧把持部２３　ａ、　　’ｌ　３　ａ。

２９ａ、２９ａを形成しである。爪２３．２３は向き合
って設けられた２個が−セットとして前記ホルダ先端２
２に装着される。爪２３．２３の円弧把持部２３ａ、２
３ａの反対側他端には、主軸軸線方向に貫通して締結部
材３４．３４と係合する係合部である丁字形の係合溝２
３ｂ、２３ｂが削設されている。さらにこの係合溝２３
ｂ、２３ｂのある爪２３端面には図の紙面上下位置に２
ケ所■溝が削設されている。この■溝に対し開閉台３２
．３２に固着されているガイドバー３５，３５が係合し
ている。前記爪２３．２３のガイド孔２３ｄ、２３ｄの
一部には、位置決め用の鋼球２８がばね付勢されて設け
られている。そして、この鋼球２８が前述したホルダ先
端２２のガイドバー２７に削設された■ノツチ２７ａに
係合することで爪２３．２３を位置決め保持する。

前述のように、２個の爪２３．２３をホルダ先端２２に
装着しワーク用治具ホルダ２０に爪を装着した構成のも
のを工具貯蔵マガジン６に収納しておいて、ワーク用治
具ホルダ２０を交換位置Ｃにくるように工具貯蔵マガジ
ン６を割出しＡＴＣ５によってまず主軸４内に挿入させ
、その後コラム２のＺ軸方向の移動で爪２３．２３をワ
ーク把持装置側へ受渡すものである。次にこのワーク把
持装置について説明する。

ワーク把持装置３０は前述したように工作機械Ｍのベツ
ド端に主軸４と対向して設けられる。即ち、まず第１図
、第３図および第６図（イ）、（ＩＩ）に示すようにベ
ツド端突出部１ｂの左右に第１のシリンダ３１．３１を
主軸軸線方向に直交して取付け、それぞれのシリンダロ
ッド３１ａ、３１ａに連結した開閉台３２．３２を設け
る。この開閉台３２．３２内には第２のシリンダ３３．
３３が設けられる。この第２のシリンダ３３．３３のシ
リンダロッド３３ａ、３３ａが先端で締結部材３４゜３
４に連結されている。そして、前述した爪２３゜２３の
係合溝２３ａ、２３ａ内に前記締結部材３４．３４が遊
挿され、第２のシリンダ３３．３３の駆動によるシリン
ダロッド３３ａ、３３ａの伸縮で爪２３．２３のクラン
プ、アンクランプ動作を行なう。また、前記開閉台３２
．３２の爪２３゜２３に対向する面には、爪２３．２３
側のＶ溝２３ｃ、２３ｃと同様のＶ溝３２ａ、３２ａが
刻設されていて、このＶ溝３２ａ、３２ａ内に爪２３゜
２３が主軸４からワーク把持装置３０に移行するに際し
案内となるガイドバー−３５，３５がボルト３６．３６
によって固着されている。

これらの第１．第２シリンダ３１，３１，３３゜３３や
開閉台３２．３２および爪２３．２３等でワーク把持装
置３０を構成する。

以上のように構成された本装置の動作を次に述べる。

加工情報に基づいて、その鋼管Ｐを加工する前段で対応
する加工工具ホルダ１０とワーク用治具ホルダ２０をそ
れぞれセットする。すなわち、予じめ治工具貯蔵マガジ
ン６内に収納されている加工工具ホルダ１０とワーク用
治具ホルダ２ｏの内から治工具貯蔵マガジン６を割出し
、まずワーク用治具ホルダ２０をＡＴＣ５のアーム５ａ
で抜き出し揺動動作によって主軸４側へ振込んで装着さ
せる。アーム５ａを初期の位置に戻しておいて、コラム
２をＺ軸方向の移動でワーク把持装置３゜側へ近づける
。この時点で開閉台３２．３２内の第２のシリンダ３３
．３３のロッド３３ａ、３３ａは伸びて、締結部材３４
．３４が移行してくる爪２３．２３の係合溝２３ａ、２
３ａ内に遊挿されるように準備されている。コラム２が
所定位置まで移動して、爪２３．２３の係合溝２３ａ、
２３ａとワーク把持装置３０の締結部材３４．３４が同
一位置まできたら、開閉台３２．３２内の第２のシリン
ダ３３．３３を駆動させシリンダロッド３３ａ、３３ａ
を引き込んで爪２３．２３をクランプさせる。その後コ
ラム２を後退させると、爪２３．２３のみがワーク把持
装置３０側に残りホルダボディ２１等は主軸４と共に初
期位置に戻る。爪２３．２３のはずされたワーク用治具
ホルダ２０は、ＡＴＣ５によって再び治工具貯蔵マガジ
ン６内に戻され、次に全使用したワーク用治具ホルダ２
０に対応する加工工具ホルダ１０を交換位置Ｃに割出さ
れた治工具貯蔵マガジン６から前述したと同様にＡＴＣ
５で主軸４に装着する。

このような準備をした後に鋼管Ｐが送られてくる。ワー
ク把持装置３０の開閉台３２．３２を左右に拡開し、所
定位置まで鋼管Ｐが送られてきたら第１のシリンダ３１
．３１を駆動させ、対向する爪２３．２３を狭めて鋼管
Ｐを把持させる。

次いで、コラム２の移動で加工工具ホルダ１０を鋼管Ｐ
に近づけ、鋼管Ｐの端面加工、内、外径の面取り加工を
行なう。一種類の鋼管Ｐの加工が終了し、次の種類の鋼
管Ｐ′を加工するには、その鋼管Ｐ′に対応するワーク
用治具ホルダ５０と加工工具ホルダ４０を前述した通り
ワーク把持装置３０と主軸４に装着する。その前に、ま
ずＡＴＣ５によってすでに主軸４に装着されている加工
工具ホルダ１０を治工具貯蔵マガジン６に戻し、次いで
治工具貯蔵マガジン６内に収納されている爪２３．２３
のない空のワーク用治具ホルダ２゜をＡＴＣ５によって
抜き出し、主軸４へ装着させる。そして、コラム２を前
進させホルダ先端２１のガイドバー２７を、ワーク把持
装置３ｏの開閉台３２．３２にクランプされている爪２
３．　２３のガイド孔２３ｂ、２３ｂに挿入させる。所
定位置まで挿入すると、爪２３．２３に設けられた位置
決め用の鋼球２８．２８がガイドバー２７の■ノツチ２
７ａに飛び込んで爪２３．２３がホルダ先端２２に装着
される。次に、開閉台３２．３２内の第２のシリンダ３
３．３３を駆動させシリンダロッド３３ａ、３３ａを伸
ばして爪２３．２３のクランプを解除しコラム２を後退
させると、使用済みの爪２３．２３がワーク把持装置３
ｏがら抜き出される。その葎、所定位置まで戻った主軸
４からＡＴＣ５によってワーク用治具ホルダ２０を抜き
出して治工具貯蔵マガジン６へ振り込んで収納させる。

次ワークの鋼管Ｐ′用のワーク用治具ホルダ５０と加工
工具ホルダ４０をワーク把持装置３０と主軸４へ装着さ
せるために、まずワーク用治具ホルダ５０が交換位置Ｃ
にくるまで治工具貯蔵マガジン６を割出し、その後は前
述した通りの動作によって鋼管Ｐ′端面の各種加工を行
なう。

このように本実施例によれば、ワークである鋼管に対応
するワーク用治具ホルダと加工工具ホルダを１組として
治工具貯蔵マガジンに収納し、このワーク用治具ホルダ
と加工工具ホルダをＡＴＣとコラムの動きを利用して自
動的に交換することができる。このため、機械側の段取
り操作が楽になり、しかも同一機構を利用してワーク用
治具ホルダと加工工具ホルダを交換できるので経済的に
もメリットが生ずる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、加工工具ホルダと
ワーク用治具ホルダを治工具貯蔵マガジンからＡＴＣを
利用して主軸へ振込み、ワーク用治具ホルダの把持部材
も主軸の動きを利用してワーク把持装置へ移行すること
ができる。このように一つの機構で自動的にワークを把
持させ、加工することができるようになった。そしてワ
ーク交換装置及び治工具交換装置とそれぞれ専用の装置
も不要となり、経済的にもメリットの大なる工作機械の
治工具交換装置を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は本発明の治工
具交換装置の組込まれた工作機械の全体側面図、第２図
は第１図におけるＩ−１線矢視図、第３図は第１図にお
ける■−■線矢視図、第４図は加工工具ホルダの側面図
、第５図はワーク用治具ホルダの一部断面の側面図、第
６図は爪とワークとの関連図で同図（イ）はワークであ
る鋼管が大径の場合、同図（０）は鋼管が小径の場合の
関連図を示す。 図面において、 １・・・ベツド（固定台）、２・・・コラム、３・・・
主軸台、　　　　　　４・・・主軸、５・・・ＡＴＣ（
自動工具交換装置）、６・・・治工具貯蔵マガジン、 １０．４０・・・加工工具用ホルダ、 １１．２１・・・ホルダボディ、 １５．２２・・・ホルダ先端部、 ２０．５０・・・ワーク用治具ホルダ、２３．２９・・
・爪、　　　　２５・・・圧縮コイルばね、３０・・・
ワーク把持装置、３２・・・開閉台、３４・・・締結部
材、 Ｍ・・・工作機械、　　　　Ｐ・・・鋼管、Ｃ・・・交
換位置。 第１図 ｉＩＩ ！― 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 工作機械の固定台と、該固定台上に直線移動可能に設け
   られ回転自在に軸承された主軸を有する主軸台と、ワー
   クを加工する工具とワークを一定位置に固定する治具を
   収納する治工具貯蔵マガジンと、該治工具貯蔵マガジン
   と前記主軸台の主軸との間で前記工具もしくは治具を交
   換する治工具自動交換装置と、前記固定台に設けられ前
   記治具を装着してワークを把持固定するワーク把持装置
   とからなり、前記治工具自動交換装置により前記主軸に
   装着された治具を前記主軸台の移動により前記ワーク把
   持装置に受渡し、前記治工具自動交換装置により前記主
   軸に装着された工具が前記ワーク把持装置に把持された
   ワークを加工することを特徴とする工作機械の治工具交
   換装置。