JPH0243641Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は工具交換装置に関し、特に、外径加
工用工具及び内径加工用工具を取付け可能な工具
タレツトを有する旋盤に並設される装置に関す
る。

従来の技術 旋盤における旋削工具には、主にワークの外周
を削る外径用工具と、主にワークの内周を削る内
径用工具とがあるが、上記各工具は旋盤の工具タ
レツトへの取付方向も異つている。

すなわち、外径用工具はタレツトの工具取付面
に垂直に取付け、内径用工具はタレツトの工具取
付面に沿つて取付ける。

そこで、上記内径用と外径用工具を共に備えた
工具タレツトと、工具マガジンとの間に自動工具
交換装置を設け、該工具タレツトと工具マガジン
との間で工具交換を自動化する場合には、従来、
外径用工具を専門に収容した工具マガジンと、該
外径用工具の工具マガジン、工具タレツト間で工
具交換する交換アーム装置（つまり、タレツト面
に垂直な方向に抜き差しする装置）および内径用
工具を専門に収容した工具マガジンと該内径用工
具の工具マガジン、工具タレツト間で工具交換す
る交換アーム装置（つまり、タレツト面に沿つた
方向に抜き差しする装置）の少くとも２セツトの
工具マガジン、交換アーム装置の組み合わせを設
けていた。

ところが、上記のように構成した場合には、工
具マガジンは２セツトに収容しうる分だけ大容量
の工具が収容できて有利であるが、交換アーム装
置は２セツト（つまり外径工具交換用と内径工具
交換用）が存在することにより該工具交換装置が
大がかりとなり、かつコスト高になると共に、設
置面積も２倍必要であり不都合であつた。

考案の目的 この考案の目的は、外径用及び内径用工具の両
方が取付け可能な工具タレツトに対しても、簡単
な構成で工具の自動交換を行うことができる工具
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 この考案に係る工具交換装置は、外径用及び内
径用工具の両方が着脱可能な工具タレツトを有す
る旋盤に並設される装置であり、工具を収容する
工具マガジンと、工具交換を行う交換装置本体と
を備えている。

そして、前記工具マガジンは、外径加工用工具
を旋盤の主軸と交差する第１方向に装填可能な第
１装填部と、内径加工用工具を前記旋盤の主軸に
沿つた第２方向に装填可能な第２装填部とを有し
ている。また、前記交換装置本体は、前記旋盤と
工具マガジン側との間に設けられ、前記旋盤の主
軸と平行な軸の回りに旋回可能で、かつ軸方向に
進退自在な取付板と、この取付板の対向する位置
に設けられ、それぞれ前記工具タレツト及び工具
マガジンと対向する位置で進退自在な１対のグリ
ツパとを有している。前記グリツパは、外径加工
用工具を把持する第１工具把持部及び内径加工用
工具を把持する第２工具把持部を有する開閉爪を
先端部に有している。

作 用 この考案においては、外径加工用工具を交換す
る場合は、交換装置本体のグリツパを突出させ、
その先端の開閉爪に設けられた第１工具把持部で
工具タレツト及び工具マガジンに装着された外径
加工用工具のいずれか一方または両方を把持す
る。次に前記グリツパを進退させて工具を工具交
換装置側に引き取る。その後グリツパを旋回し、
さらに突出させて、工具タレツト側の工具を工具
マガジンに、工具マガジン側の工具を工具タレツ
トに装着する。

また内径加工用工具を交換する場合は、グリツ
パを前記とは異なる方向に進退させ、第２工具把
持部で工具を把持し、旋回させて前記同様に工具
タレツトと工具マガジンとの間で工具の交換を行
う。

このように、各工具に対応する工具マガジンを
それぞれ別々に設ける必要がなく、しかも１個の
交換装置本体により、外径加工用及び内径加工用
の両工具を、工具タレツトと工具マガジンとの間
で交換可能である。しがつて、全体の構成が簡素
になり、コストを低減でき、設置面積も狭くてよ
い。

実施例 以下、図面に基づいて実施例を説明する。

すなわち、第２図は、旋盤１と、工具マガジン
装置２と、該旋盤１、工具マガジン装置２間に設
けた工具交換装置３とからなる工具交換システム
の平面配置図、第３図は工具マガジン装置２と工
具交換装置３の略正面図であり、旋盤の工具タレ
ツト４に取付けられた内径用工具Tiと工具マガ
ジン装置２上の内径用工具Tiとが工具交換装置
３により交換され、同じく工具タレツト４上の外
径用工具Toと工具マガジン装置２上の格径用工
具Toとが同じく工具交換装置３により交換され
る。

この実施例の工具交換システムでは、内径用工
具Tiを工具マガジンの周側面１４ａに着脱自在
に装填し、外径用工具Toを同じく工具マガジン
の前面１４ｂに着脱自在に装填することにより、
工具マガジン１４の単一化も図つている。

なお５は旋盤の主軸、６は工具交換装置３の工
具把持用グリツパ、７は工具交換装置３と工具マ
ガジン装置２の共通の機台フレームである。

以下、上記各装置について順に構造を説明す
る。

すなわち、まず工具マガジン装置２であるが、
該装置２は、第４，５図に示したように、機台フ
レーム７上で各レール８，９によりＸ，Ｙ軸方向
に移動自在となつた移動台１１上に搭載された軸
受台１２と、該軸受台１２により水平回転軸１３
を介して支持された回転マガジン１４と、上記水
平回転軸１３の軸端に設けた回転マガジン１４の
回転位置決め装置１５とからなつている。

移動台１１は上記各レール８，９に夫々平行に
設けた流体シリンダ１６，１７の伸縮により、第
２図実線位置と鎖線位置との間に亘つて水平面内
を平行移動する。１８はフレーム７上のＸ軸レー
ル８に沿つてＸ軸方向に移動する中間移動板であ
り、該中間移動板１８上にＹ軸方向のレール９が
敷設してある。２１，２２は上記Ｘ，Ｙ軸方向の
レール８，９夫々に摺動自在に嵌合したスライド
部材である。

回転マガジン１４は、この実施例では略円盤形
状の周側面に内径用工具Tiの着脱自在なソケツ
ト２３を等間隔に12箇所設け、前面に外径用工具
Toの着脱自在なソケツト２４を等間隔に12箇所
設けてある（第４，５図）。

すなわち、この実施例では回転マガジン１４の
周側面１４ａが内径用工具Tiの工具装填部、前
面１４ｂが外径用工具Toの工具装填部になして
あり、上記12箇所ずつの各ソケツト２３，２４位
置、つまり合計24箇所のソケツト２３，２４位置
は内径用と外径用が交互になつてすべてが回転マ
ガジン１４の中心に対して等間隔に設定してあ
る。

回転位置決め装置１５は、上記回転マガジン１
４に結合した水平回転軸１３端のウオームホイー
ル２５と、該ウオームホイール２５に噛合するウ
オームギヤ２６と該ウオームギヤ２６にその出力
軸を嵌合したサーボモータ２７、および、上記回
転軸１３端の24個の歯を有したギヤ２８と該ギヤ
２８の歯側面を押圧するプツシヤピン装置２９と
からなつており、プツシヤピン装置２９のピン２
９ａが後退してギヤ２８に噛合つていない状態
で、上記サーボモータ２７を所定数回転すると回
転マガジン１４が所定角度回転されて、所望の工
具Ti，Toが後述の取出し位置に割出され、該回
転により割出しが終了した後、上記ピン２９ａを
突出してギヤ２８の歯側面に当接せしめると（第
４図）、回転マガジン１４に生じている、ウオー
ムホイール２５とウオームギヤ２６とのバツクラ
ツシユによる停止位置ずれが修正されるようにな
つている。

３１はギヤハウジングであり、３２は各ソケツ
ト２３，２４内に設けた工具脚部３３のガイドピ
ン、３４は該脚部３３に係合する外れ止めのクリ
ツクストツプ用突起部である。

次に、工具交換装置３について説明すると、こ
の実施例の工具交換装置３は、第１，６，７図に
示したように、機台フレーム７上でＹ軸方向のレ
ール３５により移動自在となつた移動機台３６
と、該機台３６上に水平軸３７まわりで旋回自在
に設けられた１対の伸縮アーム装置３８，３８と
該アーム装置３８，３８端の前記グリツパ６とか
らなつている。

移動機台３６は、上記レール３５に平行に配設
した流体シリンダ３９の伸縮により前後動（Ｙ軸
移動）する。４１はレール３５に摺動自在に嵌合
したスライド部材である。

伸縮アーム装置３８，３８は上記水平軸３７に
固定した長方形の旋回取付板４２上に取付けてあ
り、いずれの伸縮アーム装置３８，３８も、その
円筒アーム部４３を取付板４２上のガイドスリー
ブ４４により案内支持され、平行に配設した流体
シリンダ４５の伸縮により連結板４６を介して伸
縮動作されるようになつている。

なお、上記取付板４の水平軸３７端にはギヤ４
７が嵌着固定してあり、該ギヤ４７に油圧モータ
４８軸端のギヤ４９を噛合することにより、取付
板４２が、つまり伸縮アーム装置３８，３８が垂
直面内を180度ずつ旋回駆動される。

したがつて、上記アーム部４３端に取付けた各
グリツパ６は流体シリンダ４５により、アーム部
４３に沿つて水平軸３７から接近離反する方向へ
移動できる（外径工具To用の着脱動作）と共に、
流体シリンダ３９によつて機台３６ごと第１，２
図Ｙ軸方向へ移動できる（内径工具Ti用の着脱
動作）のであるが、上記グリツパ６は第６，７図
に示したように互いに直交する２種の把持部５
１，５２をもつた次のような開閉爪５３を具えて
いる。

すなわち、１対の開閉爪５３はグリツパハウジ
ング５４の先側に設けた溝５５内に、基端の突条
部５６を摺動自在に支持せしめて開閉自在になし
てあり、該基端部に形成したラツク部５７をハウ
ジング５４内の互いに噛み合うギヤ５８，５９に
噛合せしめると共に、上記ギヤ５９に駆動ラツク
６１を噛合することにより、同じくハウジング５
４内の駆動シリンダ６２の伸縮によつて、ラツク
６１、ギヤ５８，５９を介して開閉駆動されるよ
うになつているが、該１対の開閉爪５３の先端は
共に一方側へ屈曲形成してあり、該屈曲端と屈曲
部の根元に、夫々ハ字状の薄刃６３からなる２種
の把持部５１，５２を取付けてあるのである。

そして、該薄刃６３は夫々前記各工具Ti，To
の側面外周に形成した周溝６４に嵌入しうる形状
になしてある（第６図）。

次に、旋盤１の工具タレツト４側の工具着脱ソ
ケツト装置６５，６６について説明する。

該着脱ソケツト装置６５，６６は第８図示の内
径工具用と、第９図示の外径工具用とがあるが、
まず内径工具用着脱ソケツト装置６５から説明す
ると、該装置６５は工具Tiの筒状脚部３３が嵌
入するコレツト状のソケツト体６７と、該ソケツ
ト体６７先端にフランジ６８ａ連結した長手方向
に移動自在な連結体６８と、該連結体６８他端に
形成したねじ部６８ｂに螺合したナツト体６８と
からなつており、該ナツト体６９が外部の回転装
置７１に連結されて回転され、連結体６８が長手
方向（第８図上下方向）に移動すると、前記ソケ
ツト体６７が連行されて第８図上下方向に移動
し、前記工具脚部３３が嵌入した状態でソケツト
体６７が第８図下方向へ引かれると、ソケツト体
６７の前側フランジ部６７ａがハウジング７２内
面の肩部７３に乗り上げてソケツト体６７自身が
収縮し、ソケツト体６７内面の突起部６７ｂが脚
部３３の溝部３３ａに喰い込み、工具の抜け止め
をなすようになつている。７４はナツト体６９の
回転支持用のベアリングである。

外径工具用着脱ソケツト装置６６は、工具の筒
状脚部３３が嵌入するコレツト状のソケツト体７
５と、該ソケツト体７５先端にフランジ７６ａ連
結したハウジング７７内を第９図左右方向に移動
自在な連結ブロツク７６と、該連結ブロツク７６
にテーパー面７８で係合し、かつハウジング７７
内を第９図上下方向に移動自在な移動体７９と、
該移動体７９一端に形成したねじ部７９ａに螺合
したナツト体８１とからなつており、上記連結ブ
ロツク７６は皿ばね８２により常時第９図左方向
へ付勢されていて、ナツト体８１が外部の回転装
置７１に連結されて回転され、移動体７９が第９
図下方向へ移動すると、連結ブロツク７６がテー
パ面７８の作用により皿ばね８２に抗して第９図
右方向へ移動し、ソケツト体７５も連行されて右
移動して前記工具脚部３３がソケツト体７５内に
嵌入している状態であれば、ソケツト体の前側フ
ランジ部７５ａが肩部８３に乗り上げてソケツト
体７５自身が収縮し、ソケツト体７６内面の突起
部７５ｂが脚部３３の溝部３３ａに喰い込み、工
具の抜け止めをなすようになつている。８４はナ
ツト体８１の回転支持用のベアリング、７６ｂは
連結ブロツク７６に形成した移動体の貫通孔であ
る。

なお、上記回転装置７１はこの実施例ではタレ
ツト４とは別体になされており、（第２図）その
回転ヘツド７１ａがシリンダにより上記工具着脱
ソケツト装置６５，６６へと接近離反できるよう
になつている。６９ａ，８１ａは夫々ナツト体６
９，８１に形成した回転ヘツド７１ａの嵌合孔で
ある。

上記システムは次のようにして稼動する。

すなわち、上記のように、工具マガジン装置２
の回転マガジン１４上には２種の工具装填部１４
ａ，１４ｂにわたつて工具Ti，Toが装填してあ
り、該回転マガジン１４は回転自在であると共
に、Ｘ，Ｙ軸に沿つて平面内を平行移動自在であ
るので、機台３６が第２図下方端位置である工具
交換装置３のアーム装置３８が伸長した状態のグ
リツパ６位置Ａ（第２図）をマガジン側での工具
着脱位置に設定すると、該工具着脱位置Ａに、上
記内径用工具Ti、外径用工具Toを共に持たらす
ことができる。

すなわち、第２図実線図示の回転マガジン１４
位置では工具装填部１４ａの内径用工具Tiが位
置Ａに持たらされており、平行移動後の鎖線図示
の回転マガジン１４位置では他の工具装填部１４
ｂの外径用工具Toが位置Ａに持たらされる。

したがつて、上記いずれか（実線、鎖線）の状
態で回転マガジン１４を所望角度回転させて、所
望の工具Ti，ToをＡ位置にインデツクス割出せ
ば、次に伸長して来た開状態のグリツパの開閉爪
５３内に、所望の工具TiまたはToが位置するこ
とになる。

一方、工具タレツト４側の各工具Ti，Toも、
タレツト４の回転および必要な場合にはタレツト
４のタレツト軸方向に沿つた進退動によつて、工
具着脱位置Ｂ（つまり、工具交換装置３のアーム
装置３８が伸長した状態のグリツパ６位置）に持
たらされ、上記Ａ，Ｂ各位置に持たらされている
工具TiとTo間、あるいは工具ToとTo間で次の
ようにして工具交換が行われる。

また、交換すべき工具Ti，Toがタレツト４の
回転によつて第２図Ｂ位置に持たらされたなら
ば、前記回転装置７１の工具着脱ソケツト装置６
５，６６への連結、および回転によつて前述のロ
ツク動作と逆の動作により各工具Ti，Toのソケ
ツト装置６５，６６へのロツクを解除しておく。

上記のようにして双方の着脱位置Ａ，Ｂに持た
らされた工具が共に内径用工具Tiである場合に
は、アーム装置３８を伸長してグリツパ６の開閉
爪５３内に各工具Tiを位置せしめ、次に開閉爪
５３を閉じて工具Tiを把持部５２により把持せ
しめた上で、該工具交換装置３を機台３６ごと第
２図上方向（Ｙ軸に沿つた方向）へ移動すれば、
各工具Ti，Toが、グリツパ６に把持されたまま
夫々回転マガジン１４、着脱ソケツト装置６５か
ら抜き出されるので、次に伸縮アーム３８を共に
収縮した上、取付板４２を180度旋回すれば、工
具Ti，Tiの位置が交換される。したがつて、次
に今度は伸縮アーム３８を伸長した後、機台３６
ごと工具交換装置３を第２図下方向（Ｙ軸に沿つ
た方向）へ移動すれば、位置交換された内径用工
具Ti，Tiが夫々回転マガジン１４、着脱ソケツ
ト装置６５へ装填される。

また、上記のようにして双方の着脱位置Ａ，Ｂ
に持たらされた工具が共に外径用工具Toである
場合には、アーム装置３８を伸長してグリツパ６
の開閉爪５３内に各工具Toを位置せしめ、次に
開閉爪５３を閉じて工具Toを把持部５１により
把持せしめた上で、今度は工具交換装置３のＹ軸
方向平行移動をすることなしに、まず伸縮アーム
３８を共に収縮すれば（第２図Ｘ軸に沿つた方
向）、各工具To，Toがグリツパ６に把持された
まま夫々回転マガジン１４、着脱ソケツト装置６
６から抜き出されるので、次に取付板４２を180
度旋回し、再びアーム３８を伸長すれば（第２図
Ｘ軸に沿つた方向）、位置交換された外径用工具
To，Toが夫々、回転マガジン１４、着脱ソケツ
ト装置６５へと装填される。

なお、上記工具交換の際、グリツパ６に把持さ
れる工具Ti，Toまわりの把持用の周溝６４は、
タレツト４およびマガジン１４上において内外径
用で互いに直交しているが、開閉爪５３には前述
の通り、２箇所の敗持部５１，５２を設けてあ
り、しかも夫々の把持部５１，５２の薄刃６３
は、グリツパ６の２種類の移動方向、つまり第２
図におけるＸ，Ｙ軸に沿つた移動方向に直交する
方向になして取付けてあるので、工具着脱位置
Ａ，Ｂに持たらされた各工具Ti，Toに対して、
開閉爪５３を同一の閉じ動作を行うだけで工具が
内径、外径用いずれであつても、その周溝６４部
に薄刃６３が確実に嵌入して把持される。

上記動作が終了した後、タレツト４側の工具
は、工具着脱ソケツト装置６５，６６を前述のよ
うにして回転装置７１によりロツク状態にするこ
とによつてタレツト４に固定し、工具マガジン装
置２側は、次の動作にそなえて回転マガジン１４
を回転したり、Ｘ，Ｙ軸方向へ平行移動したりす
る。

考案の効果 以上の説明で明らかなように、この考案によれ
ば、旋盤等の工具交換システムにおいて工具着脱
方向が２種以上ある工具を扱う場合にも、各工具
種類ごとに交換アームまたは交換グリツパ等の工
具交換装置を設ける必要がなく、工具交換システ
ムが簡素化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は工具交換装置の一部切欠正面図、第２
図は工具交換システムの平面配置図、第３図は工
具マガジン装置と工具交換装置の略正面図、第４
図は工具マガジン装置の回転マガジンを省略して
示した側面図、第５図は同回転マガジンと回転位
置決め装置の縦断面図（第４図の−線断面
図）、第６図はグリツパの一部切欠正面図、第７
図は第６図の−線断面図、第８，９図は工具
着脱ソケツト装置の一部切欠断面図である。 １……旋盤、２……工具マガジン装置、３……
工具交換装置、４……工具タレツト、６……グリ
ツパ、５１，５２……把持部、５３……開閉爪、
Ti……内径用工具、To……外径用工具、Ａ，Ｂ
……工具着脱位置、Ｘ，Ｙ……移動方向。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 外径加工用工具を旋盤の主軸と交差する第１方
   向に、内径加工用工具を前記旋盤の主軸に沿つた
   第２方向にそれぞれ着脱可能な工具タレツトを有
   する旋盤に並設された工具交換装置であつて、 工具を収容する工具マガジンと、 前記旋盤と工具マガジンの間に配置され、工具
   交換を行う交換装置本体とを備え、 前記工具マガジンは、外径加工用工具を前記第
   １方向から着脱自在に装填可能な第１装填部と、
   内径加工用工具を前記第２方向から着脱自在に装
   填可能な第２装填部とを有し、 前記交換装置本体は、前記旋盤の主軸と平行な
   軸の回りに旋回可能でかつ軸方向に進退自在な取
   付板と、この取付板の対向する位置に設けられそ
   れぞれ前記工具タレツト及び工具マガジンと対向
   する位置で前記第１方向に進退可能な１対のグリ
   ツパとを有し、 前記グリツパは、外径加工用工具を把持する第
   １工具把持部及び内径加工用工具を把持する第２
   工具把持部を有する開閉爪を先端部に有する、 工具交換装置。