JPH0215936A - 工作機械の自動工具交換装置 - 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」 本発明は、工作機械の自動工具交換装置に関し、更に詳
しくは、フレームに対し主軸ヘッドを往復移動自在に配
設し、工具ホルダを把持可能なグリップアームを複数備
えた工具マガジンを回転させると共に、前記主軸ヘッド
の往復移動により前記主軸ヘッドと工具マガジンとの間
で工具ホルダの受渡しを自動的に行う工作機械の自動工
具交換装置に関する。

「従来の技術」 ワークに対し、ねじ切りや孔開け、座ぐり加工等多種の
加工を単一の装置で複合的になし得るよう構成したマシ
ニングセンタ（Ｍ　Ｃ）に代表される多機能工作機械で
は、タップやドリル等の工具を予め所定の収納個所に多
数格納しておき、所望の工具を速時に選択して、これを
使用が終了した工具と自動的に交換する自動工具交換装
置（Ａ　Ｔ　Ｃ）が一般に配設されている。この自動工
具交換装置としては、種々の形式のものが提案されてい
るが、主軸ヘッドを垂直方向（以下「Ｚ軸方向」という
）に移動させ、フレームに対し固定的に配設した工具マ
ガジンとの間で、カム機構を利用して工具交換を行うよ
うにした機構が実用化されている。

例えば、出願人による先の出願に係る昭和６２年特許願
第１０２３４５号により提案された工作機械は、外周に
略■形溝部が刻設された工具ホルダを挟持および解除可
能な挟持解除機構を有した主軸を回転自在に支持し、往
復駆動機構によりフレームに対して前記主軸の軸線方向
に工具交換領域およびワーク加工領域にわたって往復移
動される主軸ヘッドと、前記フレームに固定され、前記
工具ホルダを萌記略Ｖ形消部において把持可能な２股部
が自由端に形成されたグリップアームを、揺動自在にか
つ回転割出し可能に設けた工具マガジンとを備え、工具
を自動交換可能な工作機械において、前記グリップアー
ムの枢支部近くの反自由端に第１のカムフォロアが設け
られ、前記主軸ヘッドの往復移動に基づいて該カムフォ
ロアと当接して前記２股部を前記工具ホルダの略■形溝
部に沿って案内するカム面を形成した第１のカム体が、
前記主軸ヘッドの工具マガジンに対向する側面に配設さ
れたものである。

また、前記工作機械は、前記グリップアームの反自由端
に第２のカムフォロアが設けられ、前記主軸ヘッドの往
復移動に基づいて該カムフォロアと当接して前記グリッ
プアームの２股部を前記主軸ヘッドに向けて揺動するカ
ム面を形成した第２のカム体が、前記主軸ヘッドの工具
マガジンに対向する側面に固定的に配設される場合があ
る。

「発明が解決しようとする課題Ｊ しかしながら、主軸ヘッドをＺ軸方向に移動させ、フレ
ームに対して固定位置に配設された工具マガジンに揺動
自在に枢支されたグリップアームを、前記主軸ヘッドの
側面に配設された第１のカム体で運動させる場合には、
グリップアームの枢支部近くに配設された第１のカムフ
ォロアでグリップアームを運動させるので、グリップア
ームの自由端部における、２股部の工具保持部分と工具
ホルダに周設した■形溝部との把持位置における誤差は
、第１のカム体とカムフォロアの接触時における誤差あ
るいは、グリップアームやカム体および枢支部の加工誤
差の数倍となって生じてしまう。

しかも、グリップアームの２股部を前記主軸へ・ラドに
向けて揺動するための第２のカム体を備えている場合、
グリップアームを運動させるカム体は２個となるので、
両カム体の加工精度、及びグリップアームの枢支部の加
工精度を極めて高くしなければならず、また異常動作時
にグリップアームの枢支部に過大な力が加わる場合が生
じ、ひいては、製造コストが高くなるか自動工具交換装
置の故障等の原因となる。

現在の多品種少量生産に対応するため、頻繁な工具交換
を要し、数秒の単位で加工時間の短縮を必要とされてい
る時分において、工具交換が安定して行われる様にする
ことは、非常に重要なことである。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであ
り、その目的は、工具を主軸から抜き取り工具マガジン
に受渡す際、グリップアームの自由端部における２股部
の工具保持部分と、工具ホルダに周設したＶ形溝部との
把持位置における精度を容易に出すことができる自動工
具交換装置を提供することにある。また、本発明の他の
目的は、グリップアームの枢支部に過大な力が加わるこ
となく、安定して工具交換を行うことができる自動工具
交換装置を提供することにある。

「課題を解決するための手段および作用」上記目的を達
成するための、本発明の自動工具交換装置は、前記グリ
ップアームの自由端に前記２股部の支持ピン中心を回転
中心とする第１のカムフォロアが設けられると共に、前
記主軸ヘッドの往復移動に基づいて該カムフォロアと当
接して前記２股部を前記工具ホルダの略Ｖ形溝部に沿っ
て案内するカム面を形成した固定カム体が、前記主軸ヘ
ッドに固設されたことを特徴とする。

この構成によれば、自動工具交換のためグリップアーム
が主軸ヘッドに向けて揺動されたとき、該グリップアー
ムの自由端における第１のカムフォロアが、主軸ヘッド
に固設された固定カム体のカム面に当接し、このカム面
に沿って前記カムフォロアが案内されることにより、同
じくグリップアームの自由端における２股部が、主軸ヘ
ッドの下部における工具保持部にこれまで嵌合していた
工具ホルダの■形溝部を把持する。このようにグリップ
アームの自由端の位置、即ち２股部の支持ピンの運動を
定めるカムフォロアの回転中心を支持ピン中心と一致さ
せることにより、カム面の主要部を直線とすることがで
き、工具ホルダの把持が精度良く行われる。

また、本発明の他の目的を達成する自動工具交換装置は
、前記主軸ヘッドの前記工具マガジンに対向する側面に
、弾力的に浮動可能な、かつ前記２股部より幅狭な可動
カム体が設けられ、この可動カム体には斜面状をなすカ
ム面が形成されると共に、前記グリップアームの反自由
端側には、前記可動カム体のカム面に当接可能な第２の
カムフォロアが設けられたことを特徴とする。

上記構成によれば、主軸ヘッドの工具マガジンに対向す
る側面に設けられた可動カム体のカム面は、主軸ヘッド
が工具交換領域に上昇するとき、グリップアームの反自
由端側に設けられた第２のカムフォロアに当接するなめ
、前記グリップアームが揺動され、第１のカムフォロア
が主軸ヘッドに固設された固定カム体に当接する。この
結果、グリップアームは、自由端および反自由端におい
て第１．第２のカムフォロアを介して固定カム体および
可動カム体にそれぞれ当接するが、可動カム体が弾力的
に浮動可能であるため、グリップアームおよびその枢支
部に過大な力が加わることはなく、こめ力は可動カム体
の浮動により吸収される。

「実施例」 次に、本発明の自動工具交換装置の実施例を第１ｒｙＵ
から第１０図について説明する。

（主軸ヘッドおよび工具マガジンについて）第１図に示
す自動工具交換装置を備える工作機械は、垂直なコラム
１０に（ｉ！ｌ設したフレーム１２に配設されてＺ軸方
向に往復移動可能な主軸へラド２４と、前記フレーム１
２にマガジン支持台５８を介して配設され、回転割出し
可能な工具マガジン６６とを基本的に備えている。すな
わち前記フレーム１２にガイドレール１４が垂直に配設
され、上下の関係で配設した一対の摺動こま１６゜１６
を介して主軸ヘッド２４が、前記ガイドレール１４に沿
ってＺ軸方向に昇降自在に取付けられている。この主軸
ヘッド２４には適宜の位置にナツト１８が固定され、前
記ガイドレール１４に沿って平行に支持した回転自在な
ボールねじ２ｏが、前記ナツト１８にねじ込み挿通され
ている。そして該ボールねじ２０をフレーム１２の上方
に配置したサーボモータ２２により正逆両方向に回転駆
動することによって、前記主軸ヘッド２４には、ナツト
１８およびボールねじ２０の螺合作用下に、ガイドレー
ル１４に沿ってＺ軸方向に昇降する円滑な運動が付与さ
れる。

主軸ヘッド２４の内部には、下端部に工具保持部４２を
備えた主軸４０が回転自在に垂直に配設され、この主軸
４０はフレーム１２の上方に設けた工具駆動用モータ３
６にカップリング３８を介して連結され、当該モータ３
６により回転駆動されるようになっている。主軸４０の
前記工具保持部４２は、先端に工具５０を装着した工具
ホルダ４８におけるアーバー５２を嵌挿可能になってお
り、この工具ホルダ４８を工具保持Ｍ４２に嵌挿すると
、該ホルダ４８に設けたプルスタッド５４が主軸４０中
に設けたホルダ挟持部材４４により挟持（クランプ）さ
れる、またこのホルダ挟持部材４４を、主軸４０の中心
通孔中に同軸的に挿通配置したドローバー４６により押
圧すると、該ホルダ挟持部材４４による前記プルスタッ
ド５４の挟持が解除（アンクランプ）され、工具ホルダ
４８の取外しが可能となる。

（工具ホルダの挟持・挟持解除機構について）前記工具
保持部４２に嵌挿された工具ホルダ４８をクランプし、
また当該クランプを解除するために、クランクレバーお
よびこれに揺動運動を付与するカム機構が設けられてい
る。すなわち主軸ヘッド２４の適宜位置に、支軸３２を
介して略り字形のクランクレバー３０が揺動自在に枢支
され、このレバー３０における一方の短尺レバー３０ａ
の先端部が、前記ドローバ−４６に直交的に突設したピ
ン５６と係合可能になっている。またクランクレバー３
０の他方の長尺レバー３０ｂに下方から上方に向かつて
立上る斜面を形成された図示形状の板カム２８が固定さ
れ、当該板カム２８はその移動軌跡に位置するよう前記
サーボモータ２２に配設したカムフォロア２６と係合離
脱可能になっている。なお前記長尺レバ・−３０ｂと主
軸ヘッド２４との間に引張コイルばね３４が弾力的に介
装され、クランクレバー３０を常には時計方向に付勢し
て、短尺レバー３０ａによる前記ピン５６の押圧を解除
している。

そして前記サーボモータ２２の駆動により主軸へラド２
４が上昇すると、その上昇過程においてクランクレバー
３０に設けた板カム２８が固定位置に配置した前記カム
フォロア２６と係合し、当該クランクレバー３０に支軸
３２を中心とする反時計方向の動きを付与する。これに
より短尺レバー３０ａが前記ピン５６を下方に押圧し、
ドローバ−４６を介してホルダ挟持部材４４を付勢し、
工具ホルダ４８のプルスタッド５４に対するクランプを
解除する。

（工具マガジンの回転割出機構について）フレーム１２
に固設したマガジン支持台５８には、第１図に示すよう
に、主軸ヘッド２４の工具交換領域と隣接して斜め左下
方に指向する支持軸６０が配設され、この支持軸６０に
鍔付円筒状のマガジンベース６４が、軸受６２を介して
回転自在に枢支されている。当該マガジンベース６４に
は、後に説明するホルダ把持手段として機能するグリッ
プアーム８２が、放射状に所要の中心角で複数個（図示
例では１０個）揺動自在に配設されている。このマガジ
ンベース６４には、前記支持軸６０を中心とする割出円
板８０がボルト７９を介して固定され、この割出円板８
０の一側面にローラ形状のカムフォロア７８が、グリッ
プアーム８２の配設位置に対応させて複数個（実施例で
は１０個）設けられている。

第１図および第１図のＣ矢視図である第６図に示す如く
、前記マガジン支持台５８に垂直配置したケーシング６
７の上部に割出し用モータ６８が倒立配置され、このモ
ータ６８の回転軸６９に駆動軸７０がカップリング７１
を介して接続されている。この駆動軸７０の下端部には
ベベルギヤ７２が固定され、当該ベベルギヤ７２は軸受
７３゜７３を介して水平に枢支した回転軸７５に設けた
ベベルギヤ７４と噛み合って、当該回転軸７５に所要方
向の回転を付与し得るようになっている。

前記回転軸７５には、外周面に直線とねじ形状とを連続
させた所要の曲線を描くカム溝７６ａが形成されたバレ
ルカム７６が配設され、このカム溝７６ａに前記割出円
板８０に放射配置した各カムフォロア７８が順次嵌合可
能になっている。そして当該バレルカム７６の回転によ
り、割出円板８０に間欠的な割出し回転が付与される。

（グリップアームについて） 次に、前述した回転割出し機構により割出される所要の
グリップアーム８２、および当該グリップアームを工具
ホルダ４８の受渡しのため揺動駆動する機構につき説明
する。第２図〜第４図に示す如く、工具マガジン６６の
一部を構成するマガジンベース６４には、前記支持軸６
０を中心とする円周方向に、所要の中心角でクレビス８
１が順次配設されている（図示例では１０個）、夫々の
クレビス８１には、枢支軸８４を介して棒状のグリツブ
アーム８２が揺動自在に枢支され、該アームの自由端を
半径方向外方に臨ませている。前記グリップアーム８２
の自由端には、殊に第３図に示すように、前記工具ホル
ダ４８の外径部に周設されたＶ形溝部４８ａを挟持可能
な寸法に設定した２股部８３が形成されている。また、
この２股部８３の各内端部には、アーム基部に対し直交
する方向に行止り孔８３ａが穿設され、この行止り孔８
３ａに圧縮コイルばね９９により弾圧される支持ピン９
８が後退可能に収納され、当該支持ピン９８の先端を２
股部内方に臨ませている。従って２股部８３の真向端部
では、一対の支持ピン９８゜９８が中心線を整列させて
その先端を相互に対向させていることになる。そしてグ
リップアーム８２の２股部８３を前記工具ホルダ４８の
Ｖ形溝部４８ａに位置合わせすることにより、一対の支
持ピン９８．９８が前記■形溝部４８ａに挿通されて当
接し、圧縮コイルばね９９の弾力に抗して後退した状態
で工具ホルダ４８を把持する。また、前記２股部８コの
各外端部には、前貢己支持ピン９８の中心を回転中心と
する第１のカムフォロア９４が夫々回転可能に設けられ
ている。

また第２図に示すようにグリップアーム８２の反自由端
にも別の行止り孔８２ａが穿設され、この行止り孔８２
ａに圧縮コイルばね９２と共に鋼球９０が弾力的に収納
されて、当該鋼球９０の一部を行止り孔８２ａの開化か
ら突出させている。

またマガジンベース６４におけるボス部６４ａに。

は、第２図に示すように、断面が円弧状を呈する案内面
８８ａを外周に周設したグリップ支持カラー８８が外挿
され、この案内面８８ａに前記グリップアーム８２に設
けた鋼球９０が弾力的に当接可能になっている。なお前
記案内面８８ａのマガジンベース６４側にはノツチ溝８
８ｂが周設され、第１図で割出し待機状態にある各グリ
ップアーム８２は、その鋼球９０を前記ノツチ溝８８ｂ
に落着させて、該アーム８２をその姿勢で安定保持させ
得るようになっている。

第１図および第５図に示す如く、前記グリップアーム８
２の枢支点となる枢支軸８４を挟むアーム長手方向の反
自由端側の位置で、かつ前記枢支軸８４に近接した位置
に、ローラ形状を呈する第２のカムフォロア９６が回転
自在に枢支されている。そして、この第２のカムフォロ
ア９６は、第１図および第５図に示す可動カム体８６に
形成した斜面状の可動カム面８６ａに対応的に当接可能
になっている。すなわち、第１図、第７図および第８図
に示す如く、主軸へラド２４の垂直面で、かつ工具マガ
ジン６６と対向する側面に可動カム体８６が支軸９３に
より枢着され、またこの可動カム体８６と主軸ヘッド２
４の間に圧縮コイルばね８５が配設されることにより、
可動カム体８６は弾力的に浮動可能にされている。この
可動カム体８６は、第５図および第７−に示すように、
２股部８３よりも幅狭に形成されており、２股部８３が
この可動カム体８６を挟む軌跡で通過できるようにされ
ている。また、第７図に示すように、前記２股部におけ
る第１のカムフォロア９４の下面軌跡９４ｂも、可動カ
ム体８６を挟んで通過可能である。第１図、第５図、第
７図および第８図に示すように、主軸へラド２４の軸線
方向底部には固定カム体８７が固設されている。この固
定カム体８７は、前方が緩かな曲線とこれに続く斜面を
成し後方が主軸ヘッド２４の底部と平行になる形状のカ
ム面８７ａが形成されており、この固定カム体８７のカ
ム面８７ａに案内されるところの、第１のカムフォロア
９４の中心軌跡９４ａは、工具ホルダ４８のＶ形溝部４
８ａの中心と一致するようにされている。なお、第８図
に示すように、第２のカムフォロア９６の中心軌跡９６
ａは可動カム体８６のカム面に倣った斜面状を呈する。

そして、グリップアーム８２に設けた第１のカムフォロ
ア９４および第２のカムフォロア９６は、第９図（ａ）
〜（ｊ）および第１０図に関して後述する如く、原点Ｚ
Ｏを中心とする主軸ヘッド２４の工具交換領域内での往
復移動により、前記固定カム体８７のカム面８７ａおよ
び可動カム体８６のカム面８６ａと夫々対応的に摺動自
在に当接するように位置設定されている。つまり、主軸
ヘッド２４をＺ軸方向に往復移動させると、後述する条
件の下で第１のカムフォロア９４が固定カム体８７に、
また第２のカムフォロア９６が可動カム体８６に当接し
て、各対応のカム作用下に前記グリップアーム８２は枢
支軸８４を中心として所定の揺動運動を行う、このとき
グリップアーム８２の反自由端に設けた鋼球９０は、グ
リップ支持カラー８８に周設したノツチ清８８ｂから離
脱し、円弧状の案内面８８ａに倣いつつ移動することに
なる。

（実施例に係る装置の動作） 次に、このように構成した実施例に係る自動工具交換装
置の動作につき、第９図（ａ）〜（Ｊ）を参照して説明
する。なお前述した如く、主軸ヘッド２４およびこれに
設けた固定カム体８７および可動カム体８６は、サーボ
モータ２２の回転によるボールねじ２０とナツト１８と
の螺合作用下に、Ｚ軸方向の昇降移動を与えられるが、
工具マガジン６６自体はフレーム１２上の定位置にあっ
て、割出し用モータ６８の回転によりマガジンベース６
４を回転させ、各グリップアーム８２に保持された工具
ホルダ４８の割出しを行うものである。

従って第９ｃｉ！１（ａ）〜（ｊ）の全てに亘って、主
軸ヘッド２４の基準動作レベルとなる原点ＺＯが設定さ
れている。またこの第９図（ａ）〜（ｊ）に関連する各
部材の動作タイミングを、第１０図にチャートとして示
す。

第９図（ａ）は、本発明の工作機械により、ワーク９１
を切削している状態を示す、主軸ヘッド２４における主
軸４０の下部開放端は、原点ＺＯより下方のワーク加工
領域に位置していて、この状態でグリップアーム８２に
設けた第１のカムフォロア９４は、対応する固定カム体
８７を上昇しきった位置にある。また第２のカムフォロ
ア９６も対応する可動カム体８６を上昇しきった位置に
あり、当該グリップアーム８２の゛２股部８３は最も左
方向に振り切った状態に保持している。すなわち２股部
８３は、主軸４０の工具保持部４２に装着した特定の工
具ホルダ４８から大きく離間して位置し、このため主軸
ヘッド２４は単独でワーク９１に向は下降して所要の切
削加工を行うことができる。

第９図（ｂ）は、主軸ヘッド２４がワーク９１を離れた
工具交換領域に上昇した状態を示している。

グリップアーム８２の２股部８３は、この２股部８３よ
り幅狭な可動カム体８６に当接することなく、主軸ヘッ
ド２４の垂直な側面に沿うため、主軸ヘッド２４は自由
に上昇することができる。

第９図（ｃ）は、第９図（ｂ）図示の状態を経由して主
軸ヘッド２４が上昇して、主軸４ｏの下部開放端が原点
ＺＯと略一致した状態を示している。

主軸４０はオリエンテーション（回転方向位置決め）終
了の状態となっており、グリップアーム８２の第２のカ
ムフォロア９６は可動カム休８６の中途に位置して、当
該グリップアーム８２を枢支軸８４を中心として反時奸
方向に僅かに揺動させている。また、グリップアーム８
２の第１のカムフォロア９４は固定カム体８７の中途に
位置し、これにより２股部８３に設けた一対の支持ピン
９８．９８（第３図）を、工具ホルダ４８の外径部に形
成され水平に位置しているＶ形溝部４８ａに一致させて
近接している。

グリップアーム８２の自由端における第１のカムフォロ
ア９４、および反自由端側における第２のカムフォロア
９６は、固定カム体８７および可動カム体８６にそれぞ
れ当接するため、例えば両カム体８６．８７の取付位置
に誤差が生じた場合、または固定カム体８７のカム面に
切削屑などが付着した場合等の異常時には、グリップア
ーム８２の枢支軸８４などに過大な力が加わろうとする
が、この力は可動カム体８６の弾力的な浮動により吸収
される。

次に工具ホルダ４８を交換するべく、主軸ヘッド２４が
原点ＺＯよりも、例えば距＃Ｚ３０だけ上昇した状態を
第９図（ｄ）に示す、このレベルまで主軸へラド２４が
上昇する過程で、第１図に示したクランクレバー３０の
板カム２８がカムフォロア２６に当接するに至り、当該
クランクレバー３０は引張コイルばね３４の弾力に抗し
て反時計方向への回動を開始する。また原点ＺＯより上
方への主軸へラド２４の上昇に伴い、可動カム体８６は
対応の第２のカムフォロア９６に当接して、グリップア
ーム８２を反時計方向に更に揺動させる。これにより、
第２のカムフォロア９４は固定カム体８７に倣って案内
され、グリップアーム８２の２股部８３に設けた一対の
支持ピン９８゜９８は、工具ホルダ４８のＶ形溝部４８
ａに整列して追従移動し、当該支持ピン９８．９８をコ
イルばね９９．９９の弾力に抗して後退させながら、主
軸４０の中心線Ｃ上に位置するに至る。

なおこの時点で、前記クランクレバー３０の短尺レバー
３０ａがドローバ−４６に設けたピン５６を押下げ始め
、工具ホルダ４８のプルスタッド５４に対するホルダ挟
持部材４４による挟持の解除を開始する。

第９図（ｅ）は、主軸ヘッド２４が原点ＺＯよりも距［
２５０だけ上昇した状態を示している。第１０図から判
明する如く、この状態に至る直前で、前記クランクレバ
ー３０は完全に揺動しきって、ホルダ挟持部材４４はプ
ルスタッド５４を解除し、工具ホルダ４８に対するアン
クランプを終了している。グリップアーム８２は、両カ
ム面８７ａ。

８°６ａと各対応のカムフォロア９４．９６との作用下
に反時計方向に更に揺動して、該アーム８２の鋼球９０
をグリップ支持カラー８８のノツチ溝８８ｂ中に落着さ
せて安定しその動作を終了している。またアーム２股部
８３の支持ビン９８．９８が、工具ホルダ４８のＶ形溝
部４８ａを完全に把持して、グリップアーム８２による
工具ホルダ４８の把持がなされる。

またこの時点から、工具ホルダ４８の抜き取りが開始さ
れる。すなわち第９図（ｅ）に示す位置から主軸ヘッド
２４が更に上昇して、例えば第９図（ｆ）に示す如く当
該主軸ヘッド２４が原点ｚＯから距離Ｚ１３８だけ上昇
すると、ワーク９１の加工に使用されていた工具ホルダ
４８はグリップアーム８２に把持されたまま残留し、こ
れにより工具ホルダ４８の抜き取り（主軸ヘッド２４か
ら工具マガジン６６への受渡し）が完了している。この
状態で、第１図および第６図に関して説明した割出し用
モータ６８が回転駆動され、バレルカム７６およびカム
フォロア７８のカム作用下に、割出円板８０の回転割出
しがなされる。これにより次に使用される工具ホルダ４
８を把持した別のグリップアーム８２が、前記主軸ヘッ
ド２４の工具保持部４２の直下に中心線Ｃを整列させて
位置する（第９図（ｇ）参照）。

次いで、この新たに割出された工具ホルダ４８が主軸ヘ
ッド２４の工具保持部４２に嵌挿される過程を説明する
。サーボモータ２２を逆方向に回転させると、ボールね
じ２０およびナツト１８の螺合作用下に主軸ヘッド２４
は、第９図（ｇ）に示す距離２１３８の位置から第９図
（ｈ）に示す距離２５０の位置まで下降する。この主軸
ヘッド２４の下降により、新たに割出された工具ホルダ
４８のアーバー５２は工具保持部４２中に挿入される。

なお第１？Ｉ（ｆ）および（ｇ）では、第１のカムフォ
ロア９４は固定カム体８７から離脱していたが、この第
９図（ｈ）に示す状態に至って、該カムフォロア９４は
再び対応の固定カム８７と当接して、そのカム面８７ａ
に沿ってカム７オロア９４が転動じながらグリップアー
ム８２の逃し動作が開始される。すなわちグリップアー
ム８２は、枢支軸８４を中心とする時計方向への揺動を
開始し、該アーム８２の２股部８３に設けた支持ビン９
８゜９８が、工具ホルダ４８に形成し４ｖ形漬部４８ａ
の動きに追従して後退する動作を行う、なお。

第２のカムフォロア９６は可動カム体８６に当接するが
、グリップアーム８２の枢支軸８４などに過大な力が加
わることはなく、可動カム体８６の弾力的な浮動により
この力が吸収される。

また主軸ヘッド２４が、第９図（ｉ）に示すように、距
離Ｚ３０まで下降すると、今迄カムフォロア２６に係合
してクランクレバー３０を反時計方向に揺動させていた
板カム２８は、カムフォロア２６から逃げ始め、工具ホ
ルダ４８のプルスタッド５４に対するホルダ挟持部材４
４による挟持を開始する。

第９図（ｊ）に示す如く、主軸ヘッド２４が更に下降し
て原点ＺＯに到ると、前記クランクレバー３０における
板カム２８はカムフォロア２６から完全に離脱し、これ
によりホルダ挟持部材４４がプルスタッド５４を挟持し
てクランプ動作を終了する。またグリップアーム８２は
、そのカムフォロア９４が対応の固定カム体８７と連繋
動作することにより、アーム先端に設けた鋼球９０がグ
リップ支持カラー８８のノツチ消８８ｂから離脱し、時
計方向に揺動する。そして、グリップアーム８２は工具
保持部４２に嵌挿保持された工具ホルダ４８から完全に
離脱する。これにより主軸４０の回転が許容され、ワー
ク９１に対する加工を可能とする。更にこの原点ＺＯよ
りも主軸ヘッド２４が下降すると、グリップアーム８２
は、例えば第９図（ａ）に示す如く、更に離間方向へ逃
げ、主軸ヘッド２４によるワーク９１に対する単独の下
降が可能とされる。

「発明の効果」 以上説明した如く、本発明の自動工具交換装置は、グリ
ップアームの自由端に２股部の支持ピン中心を回転中心
とする第１のカムフォロアが設けられると共に、主軸ヘ
ッドの往復移動に基づいて該カムフォロアと当接して前
記２股部を工具ホルダの略ＶＷ３涌部に沿って案内する
カム面を形成した固定カム体が、前記主軸ヘッドに固設
されたものであるから、前記工具ホルダの略■形泪部に
対するグリップアームの２股部の支持ピン位置が精度良
く定められ、安定した自動工具交換が可能になるという
優れた効果がある。

また、本発明の自動工具交換装置は、前記主軸ヘッドの
前記工具マガジンに対向する側面に、弾力的に浮動可能
な、かつ前記２股部より幅狭な可動カム体が設けられ、
この可動カム体には斜面状をなすカム面が形成されると
共に、前記グリップアームの反自由端側には、前記可動
カム体のカム面に当接可能な第２のカムフォロアが設け
られる場合があり、この場合にはグリップアームと主軸
ヘッドとの連動に際して、グリップアームの枢支部など
に過大な力が加わることがなく、安定した自動工具交換
を迅速に行うことができ、また各カム体の加工及びグリ
ップアームの枢支部の加工時に左程に高い精度を必要と
されず製造が容易になるなどの優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の自動工具交換装置の好適実施例に係る
主要構成部分の概略構成を示す縦断面図、第２図は工具
マガジンの主要部分を示す縦断面図、第３図は第２図に
示す工具マガジンのＡ矢視図、第４図は第２図に示す工
具マガジンのＢ矢視図、第５図は本実施例に係る自動工
具交換装置の要部を概略的に示す分解状態斜視図、第６
図は本実施例に使用する工具マガジン割出し機構の一実
施例を示す第１図のＣ矢視図、第７図は工具マガジン側
から見た主軸ヘッドを示す第１図のＤ矢視図、第８図は
第７図に示す主軸ヘッドのＥ矢視図、第９図（ａ）〜（
Ｊ）は固定位置に配置した工具マガジンとＺ方向に昇降
する主軸ヘッドと当該工具マガジンに回転割出し自在に
設けたグリップアームの夫々の経時的な動作を示す概略
説明図、第１０図は第９図（ｂ）〜（ｊ）に示す主軸ヘ
ッドの移動に対応する各部材の動作を経時的に示すタイ
ムチャート図である。 １２、、、フレーム、　　１８．、、ナツト、　　２０
．、。 ボールねじ、　２２　、、、サーボモータ、　　２４　
、、。 主軸ヘッド、　４０．、、主軸、　４２．、、工具保持
部、　４８．、、工具ホルダ、　６４　、、、マガジン
ベース、　６６、、、工具マガジン、　８２　、、、ホ
ルダ把持手段（グリップアーム）、　８３、、．２股部
、８４　、、、枢支軸、　８６　、、、可動カム体、　
８６ａ。 ０．可動カム面、　８７　、、、固定カム体、　８７ａ
、。 、固定カム面、　９４　、、、第１のカムフォロア、９
　Ｇ　、、、第２のカムフォロア、　９７　、、、レー
ル板、９８、、、支持ピン。 手 続 補 正 書く方式） ％式％ ２、発明の名称 工作機械の自動工具交換装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　　　名古屋市瑞穂区堀田通９丁目３５番地氏
　名（名称）　　（５２６）　　ブラザー工業株式会社
４、代理人　〒４６０ 住　所　　名古屋市中区栄−Ｔロ１２番１０号フシミフ
ァーストビル１００２ 昭和６３年　９月　７日 （発送ロ昭和６３年 ９月２７日χ ６、補正の対象 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　外周に略Ｖ形溝部が刻設された工具ホルダを挟持お
   よび解除可能な挟持解除機構を有した主軸を回転自在に
   支持し、往復駆動機構によりフレームに対して前記主軸
   の軸線方向に工具交換領域およびワーク加工領域にわた
   って往復移動される主軸ヘッドと、前記フレームに固定
   され、前記工具ホルダを前記略Ｖ形溝部において把持可
   能な支持ピンを有する２股部が自由端に形成されたグリ
   ップアームを、揺動自在にかつ回転割出し可能に設けた
   工具マガジンとを備え、工具を自動交換可能な工作機械
   において、 前記グリップアームの自由端に前記２股部の支持ピン中
   心を回転中心とする第１のカムフォロアが設けられると
   共に、 前記主軸ヘッドの往復移動に基づいて該カムフォロアと
   当接して前記２股部の支持ピンを前記工具ホルダの略Ｖ
   形溝部に沿って案内するカム面を形成した固定カム体が
   、前記主軸ヘッドに固設されたことを特徴とする工作機
   械の自動工具交換装置。 ２　前記主軸ヘッドの前記工具マガジンに対向する側面
   に、弾力的に浮動可能な、かつ前記２股部より幅狭な可
   動カム体が設けられ、この可動カム体には斜面状をなす
   カム面が形成されると共に、前記グリップアームの反自
   由端側には、前記可動カム体のカム面に当接可能な第２
   のカムフォロアが設けられたことを特徴とする請求項１
   に記載の工作機械の自動工具交換装置。