JPH0197536A - 自動工具交換装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は自動工具交換装置に関し、更に詳しくは、１
つの駆動源により全ての工具交換動作を機械的な連動で
行うことのできる自動工具交換装置に関する。

［従来技術］ 従来、自動工具交換装置としては、駆動方式別に分ける
と、カム方式、油、空圧方式に分けられる。カム方式は
工具交換アームの旋回及び前・後進の夫々の動作を行う
カム駆動軸を夫々の駆動源により駆動するものであり、
また、油・空圧方式は駆動源である直進形シリンダ相互
の組合せ、あるいは直進形シリンダとロータリ形シリン
ダとの組合せで駆動し、少なくとも２つ以上の駆動源を
使用して工具交換動作を行うものが知られていた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、前記のような従来技術においては、工具
交換アームの直進、旋回動作の切り換え時の整合性が困
難である。特に高速性が要求されるカム方式にあっては
、何等かの障害でタイミングのズレが生じたりすると、
池との干渉などでカムに異常負荷が生じ破損に至る危険
性を有し、油・空圧駆動にあっても制御装置および配線
・配管を必要とし、構造が複雑化してメンテナンスの困
難性を有するなどの問題点があった。

この発明は、前記のような従来の問題点を解決するもの
であって、工具交換アームの直線・旋回動作を１つの駆
動源で行うようにすることにより、構造を簡易化しメン
テナンスを容易にした自動工具交換装置を提供するもの
である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前記問題点を解決するために次のような手段
を採る。

ボディ内に１つの駆動源により直進行程と旋回行程を全
直進行程とする行程間を移動可能に設けられた移動部材
に固定され前記ボディに移動部材と共に摺動可能に支持
された旋回軸と、前記ボディ外部に突出した前記した前
記旋回軸の一端に回転可能に軸承されたハウジングと、
該ハウジングの先端に固定された工具交換アームと、前
記ハウジング後端に設けられた第１の歯車と、前記ボデ
ィに直進のみ可能に前記旋回軸と平行に支持され、前記
ボディ内に前記移動部材の直進行程の範囲に夫々当接部
を有すると共に該当接部間で前記移動部材に摺動可能に
挿通する作動軸と、該作動軸の前記ボディ外部のハウジ
ング側突出部に固定されたナツトと、該ナツトと螺合す
べく前記ボディに設けられたブラケットに回転可能に軸
承され前記ナツト側と反対側に第２の歯車を設けた螺子
軸と、前記第１の歯車と係合し前記工具交換アームの旋
回動作を前記直進移動行程間で規制する旋回規制部材と
からなり、前記工具交換アームが移動部材の移動で直進
移動行程を越えたとき前記第１の歯車が前記規制部材か
ら離脱すると共に前記移動部材の当接部との当接による
作動軸の前記旋回行程間の移動で工具交換アームを旋回
する構成を採用したものである。

［作用］ この発明は、前記の構成を採用したことにより、次の作
動で動作する。駆動源の作用で移動部材が前進すると、
この移動部材と共に旋回軸も前進し、ハウジング後端に
設けられた第１の歯車が前記旋回規制部材から離脱した
後、前記ねじ軸に設けられた第２の歯車とかみ合って、
同時に前記移動部材が前記作動軸の当接部との当接で、
作動軸を旋回行程量直進移動させる。この作動軸の先端
に設けられたナツトの移動により、このナツトとかみ合
っているねじ軸と共に、第２の歯車が回転する。

この第２の歯車は、この第２の歯車とかみ合い状態の第
１の歯車を介して工具交換アームを旋回させ、その後移
動部材の後退動作で旋回軸と共に工具交換アームも後退
させる。前記移動部材の後退の過程で前記位置にある作
動部材は、その当接部と移動部材との当接により前記旋
回行程分後退するとき第２の歯車も回転する。このとき
、第１の歯車は前記第２の歯車から離脱しているので、
第１の歯車は空転するのみで工具交換アームはそのまま
元の位置に戻り、１つの駆動源で全ての工具交換動作を
機構的な連動で行うことができる。

［実施例］ 本発明は、１つの駆動源により、全ての工具交換動作を
機構的な連動により行うように構成したものである。以
下、図面にしたがって本発明の実施例を詳述する。第１
図と第２図には、本発明の全体構成の断面図および工具
交換アームの断面図が示されている。シリンダ２と、こ
のシリンダ２の両端をＷ３，４で覆い圧力室であるボデ
ィ１を構成する。前記シリンダ２内には移動部材である
ピストン５が摺動可能に設けられており、前記圧力室は
ピストン５により２つの部屋に仕切られる。

前記両端の蓋３．４間には旋回軸６が摺動可能に支持さ
れ、この旋回軸６は前記ピストン５の中心から離れた位
置に固定されている。更に、旋回軸６の前記ボディ１の
外部に突出した先端部には、ハウジング７が軸受８，９
により回転可能に支持される。ハウジング７の先端には
工具交換アーム１０が固定されると共に、後端には第１
の歯車１１が固定されている。一方、前記両端の蓋３．
４には、前記旋回軸６と平行に作動軸１２が摺動可能に
支持される。

この作動軸１２には適宜な間隔をもって当接部１３．１
４から形成される。更に、作動軸１２の工具交換アーム
ｌ０ＩＦＪの前記蓋３から突出した先端には突出部であ
るホルダー１５が固定され、このホルダー１５にナツト
１６が固定されている。

このナツト１６の更に、前方までブラケット１７が前記
ボディ１から延長して設けられている。このブラケット
１７には、一対のアンギュラ軸受１８にねじ軸であるボ
ールネジ１つが回転可能に支持されている。

このボールネジ１９の先端には第２の歯車２０が固定さ
れている。作動軸１２がピストン５の移動時に軸方向に
動くと、歯車２０が回ってしまう。このため、作動軸１
２の外周に外周溝４６が二つ設けである。この外周溝４
６にボール４７が挿入してあり、ボール４７はスプリン
グ４８により押されている。スプリ〉・グ４８の加圧力
は、Ｏリング４５と作動軸１２の外周との摩擦力より強
く調節しであるので、ピストン５が当接部１３に突き当
たるまで動くことはない。一方、前記ブラケット１７の
旋回軸６側には旋回規制部材である前記第１の歯車１１
の一歯分の歯型と同一の形状をした係止部３９が前記旋
回軸６と平行に設けられている。

したがって、第１の歯車１１前記係止部材３９と係合し
ている区間（直進行程：Ｓ）では、第１の歯車１１は回
転が拘束され、直進移動のみ可能となる。更に、前記ナ
ツト１６を支持しているホルダー１５には、前記作動１
２の軸線方向に溝２１が穿設され、この溝２１と前記ブ
ラケット１７に締着したねじ２２との係合により、作動
軸１２およびナツト１６の回転が規制される。一方、工
具交換アーム１０に組み込まれている工具把持部２３の
ロック機構につき概略の説明をする。

工具交換アーム１０には、その取付部であるハウジング
７側に、前記旋回軸６と平行に軸２４が摺動可能に設け
られている。軸２４は、ばね２５で前記ボディ１側に常
に押されている。また、この軸２４の先端に形成された
大径偏心部２６には満２７が穿設されている。工具交換
アーム１０には、押圧軸２８が前記溝２７と係合すべく
前記軸２４と直交する方向にのみ摺動可能に設けられて
いる。この押圧軸２８には、前記満２７側の先端に傾斜
部を形成した係合部２９を設けると共に後端が当接部と
なるフランジ３０が設けられている（第２図）。

この押圧軸２８には、前記フランジ３０を介して、ばね
３１により外方に押圧付勢されている。

更に、工具交換アームｌＯの側面にはビン３２を中心と
して先端に爪３３を設けたレバー３４が揺動可能に・設
けられている。このレバー３４の爪３３と反対側は押圧
軸２８により常時押圧されているため、工具把持部２３
にある工具３５は爪３３により把持されている。レバー
３４には、工具交換アーム１０の旋回時の遠心力による
工具の飛び出しを防止するため、補助ばね３６で爪３３
把持力を更に強化している。

化１工臭又狽装置の作動 つぎに、前記のように構成された、本発明の詳細な説明
する二蓋４に穿設されたボート４０から圧油が供給され
ると、ピストン５は旋回軸６と共に前進し、ハウジング
７後端にある第１の歯車１１も前記係止部材３９と係合
状態のまま前進する。ピストン５の全直進行程は、直進
行程Ｓと旋回行程Ｒとに区分される。ピストン５が直進
行程Ｓ量を越えて前進すると、前記第１の歯車１１は前
記係止部材３９から離脱し、第２の歯車２０と噛合する
。

この時、同時にピストン５は、前記作動軸１２の当接部
１３と当接し、作動軸１２はピストン５により更に、旋
回行程Ｒ分前進する。この作動軸１２と共にナラ１−１
６の前進作動で、このナツト１６とかみ合っているボー
ルねじ１９を回すと、第１の歯車２０が回転する。この
第１の歯車２００回転で第２の歯車１１が回転し、工具
交換アーム１０は１８０°旋回する。

工具交換アーム１０が前進位置にあるときの位置は、旋
回軸６の後方のドッグ４２の検知信号により確認され、
工具マガジン（図示せず）の割出し開始指令などの条件
となる。また、工具交換アーム１０の後退位置は、ドッ
ク４３の検知信号により確認され、主軸（図示せず）に
挿着された工具の締結指令などの条件となる。

次に、シリンダ２側面のＷ３側に穿設されたボート４１
から圧油が供給されると、ピストン５は旋回軸６と共に
後退し、ハウジング７後端にある第１の歯車１１は第２
の歯車２０から離脱し、係止部材３９と係合する。した
がって、工具交換アーム１０は後退中、すなわち直進行
程Ｓでは旋回動作が規制される。この後退勤作の過程で
ピストン５は前進位置にある作動軸１２の当接部１４に
当接し、作動軸１２を後退させる。

作動軸１２の後退で前記ナラ１−１６とねじ結合してい
るボールねじ１９は、第２の歯車２０と共に回転する。

この時第１の歯車１１と第２の歯車２０は離脱している
ため、第２の歯車２０は空転するのみで、工具交換アー
ム１０は直進後退し、夫々主軸（図示せず）に対し新旧
の工具が交換される。

１目　　部のロック動イ つぎに、工具交換アーム１０の工具把持部２３のロック
機構の動作を説明する。工具交換アーム１０が後退位置
に後退したとき、すなわち、この工具交換アーム１０が
主軸側あるいは工具マガジン（図示せず）側の最も接近
した位置にあるときは、軸２４の端部は穴１１ａを貫通
して蓋３に当接し、バネ２５に抗して押し戻され、溝２
７は、前記押圧軸２８の先端の係合部２９が投入可能な
位置に位置決めされる。

したがって、工具３５を主軸に締着した状態で工具交換
アーム１０を前記旋回軸６と直交する方向に図示しない
駆動源により移動させると、レバー３４を押圧している
押圧軸２８は爪３３が工具３５の外径に乗り上げたとき
、その係合部２９が投入し工具把持部２３から工具３５
が抜き出される。つぎに、工具交換アーム１０が夫々工
具３５を把持した状態で前進すると、軸２４は、ばね２
５の加圧力で前記蓋３側に移動し、前記押圧部材２８の
係合部２９は大径偏心部２６の外径に乗り上げる。

したがって、レバー３４の一端を押圧している押圧軸２
８の軸方向の移動は拘束され、工具３５は爪３３により
ロックされる。すなわち、工具交換アーム１０の直進、
旋回動作などの全動作を１つの駆動源で行うことにより
、経済的効果を有し、動作が確実で、動作切換のときの
タイミングの整合性が向上するなどの効果が生ずる。

［発明の効果］ この発明は前記のように構成したことにより、工具交換
アームの全動作を機構的な連動により行うことができ、
駆動系、制御系の機器や配線、配管を最少限にすること
ができ構造が簡単になるため、装置のメンテナンスが容
易となり、動作の信頼性が向上するなどの優れた効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成を示す断面図であり工具交換
アーム部分は第２図のＩ−１断面図、第２図は工具交換
アーム部分の断面図である。 １・・・ボディ、２・・・シリンダ、３．４・・・蓋、
５・・・移動部材、６・・・旋回軸、７・・・ハウジン
グ、８．９・・・軸受、ｌＯ工具交換アーム、１１・・
・第１の歯車、１２・・・作動軸、１３．１４・・・当
接部、１７・・・ブラケット、１８・・・アンギュラ軸
受、１９・・・ねじ軸、２０・・・第２の歯車、２１・
・・溝、２２・・・ねじ、Ｓ・・・直進行程、Ｒ・・・
旋回行程

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ボディ内に１つの駆動源により直進行程と旋回行程を全
   直進行程とする行程間を移動可能に設けられた移動部材
   と、該移動部材に固定され前記ボディに移動部材と共に
   摺動可能に支持された旋回軸と、前記ボディ外部に突出
   した前記回転の一端に回転可能に軸承されたハウジング
   と、該ハウジングの先端に固定された工具交換アームと
   、前記ハウジング後端に設けられた第１の歯車と、前記
   ボディに直進のみ可能に前記旋回軸と平行に支持され、
   前記ボディ内に前記移動部材の直進行程の範囲に夫々当
   接部を有すると共に該当接部間で前記移動軸の前記ボデ
   ィ外部のハウジング側突出部に固定されたナットと、該
   ナットとかみ合つて前記ボディに設けられたブラケット
   に回転可能に支承され前記ナット側と反対側に第２の歯
   車を設けたねじ軸と、前記第１の歯車と係合し前記工具
   交換アームの旋回動作を前記直進移動工程間で規制する
   旋回規制部材とからなり、前記工具交換アームが移動部
   材の移動で直進移動行程を越えたとき前記第１の歯車が
   前記旋回規制部材から離脱すると共に前記第２の歯車と
   歯合し、同時に前記移動部材の当接部との当接による作
   動軸の前記旋回行程間の移動で工具交換アームを旋回す
   ることを特徴とする自動工具交換装置。