JPH025521B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は数値制御方式主軸摺動型自動旋盤にお
けるガイドブツシユ、チヤツク自動交換装置に関
し、その目的とするところは省力化により生産性
向上をはかることにある。

従来、該種の自動旋盤においては１つのチヤツ
クによつて異径の加工棒材を把持する範囲は限定
され、且、加工棒材の先端部を回転自在に保持す
るガイドブツシユも加工精度上、その範囲は限定
される。従つて、その機械の加工能力内における
前記使用範囲外の加工棒材を加工する場合は前記
の如く理由により、通常、該加工棒材に適合する
チヤツクとガイドブツシユに交換する必要性があ
る。しかしながら、該種の自動旋盤においてはこ
れらの作業を人手により交換を行つているため非
常に手数を要し、このことは特に数値制御方式自
動旋盤に見られる如く多種少量生産になるとその
繁雑さが顕著となり、加工プログラムのし易さと
は相反し生産性向上の面における大きな問題とな
つている。

本発明はこれら欠点を除去するもであり、使用
異径材料に対応し複数の使用範囲の異なるチヤツ
クとガイドブツシユを備え、この中より使用材料
径に適合するものを選択し自動セツトする構造で
あり、特に、主軸摺動台におけるチヤツクの交換
動作において所定のチヤツクを主軸軸心位置に選
択位置決め停止すると共に、該チヤツクに対する
把持解除動作と主軸摺動台と該チヤツクとの間の
相対的な主軸軸方向への動作により、チヤツクを
主軸摺動台内に着脱する構造にて目的を達成した
ものである。

以下、本発明を一実施例にて説明する。第１図
は本発明数値制御方式主軸摺動型自動旋盤を示す
概略平面図である。１は刃物台であり、主軸に対
し直交する方向（矢印ホ，ヘ）に摺動制御できる
よう本体フレーム５上に配設してなり、且、２つ
のタレツト１Ａ，１Ｂはおのおのセツトされる刃
物を所定の位置に割出し停止する機構を有してい
る。２はガイドブツシユドラムであり、第２図に
示す如くガイドブツシユ保持用フレーム３に回転
自在に支持され、且、該ドラム前端部に形成した
フランジ部２Ａと後部に形成したネジ部２Ｂにネ
ジ止めしたナツト６０とにより軸方向への摺動が
規制されると共に該ドラム軸方向中間外周部に形
成したウオームギヤー２Ｃがウオーム６１とかみ
合い、ウオーム駆動モータ６２の駆動回転制御に
より該ドラム２が伝達回動制御される。該ドラム
回転中心を中心として、同一円周上には該ドラム
を主軸軸方向に貫通した複数のガイドブツシユセ
ツト用の穴を有し、該ガイド穴を通しそれぞれ使
用材料径に対し使用範囲の異なるガイドブツシユ
４Ａ及至４Ｄが配設固定してなる。そして、ガイ
ドブツシユ保持用フレーム３は前記ドラム２の回
転により各ガイドブツシユ４Ａ及至４Ｄの軸心が
主軸軸心と一致するよう本体フレーム５上に固定
されると共に、更にガイドブツシユドラム２は複
数のガイドブツシユの中より所定のガイドブツシ
ユを選択し、主軸軸心位置に割出し選択する機構
を有している。該割出し選択する機構としては該
実施例の場合、例えば、ガイドブツシユドラム２
の後端部外周上、前記各ガイドブツシユ４Ａ及至
４Ｄと対応する位置に該ドラム軸心に向け位置決
め用穴２Ｄ及至２Ｇを形成し、且、所定のガイド
ブツシユ選択信号に基づきソレノイド、流体圧ア
クチユータ６３の作動によりピン（図示なし）を
突出せしめ、該ピンと前記位置決め用穴との嵌合
にて、該所定のガイドブツシユが主軸軸心位置に
割出し選択される。該図においては位置決め用穴
２Ｆとピンとの嵌合によりガイドブツシユ４Ｃが
割出し選択された状態である。６はチヤツクピー
スローダであり、該ローダーは前記ガイドブツシ
ユ４Ａ及至４Ｄと対をなすそれぞれ使用材料径に
対し使用範囲の異なるチヤツクピース７Ａ及至７
Ｄを把持解除する機能を有するチヤツクピースホ
ルダーを同一円周上に有したチヤツクピースマガ
ジン８を回転自在に支持してなり、主軸に対し直
交する方向に前後摺動（矢印イ，ロ）できるよう
構成してなり、前進摺動（矢印イ方向）時には割
出し選択されたチヤツクピースの軸心が主軸軸心
と一致する度決め機構を有し、且、後退摺動（矢
印ロ方向）時においてはチヤツクピースマガジン
８が主軸摺動台９のの摺動動作（矢印ハ、ニ方
向）に対し係合しない位置まで後退するよう構成
してなり、且、チヤツクピースマガジン８は前記
ガイドブツシユドラム２と同様選択されたチヤツ
クピースを所定の位置に位置決めする割出し選択
機構を有している。そして、前記チヤツクピース
マガジン８の割出し選択動作とチヤツクピースロ
ーダ６の摺動制御とチヤツクピースマガジン８に
収容するチヤツクピース７Ａ及至７Ｄに設けたチ
ヤツクピース把持解除制御、並びに主軸摺動台９
の前進後退制御による組合せ制御にて主軸摺動台
９の先端部９Ａに位置する中空のチヤツクピース
把持作用部に対するチヤツクピースの着脱交換が
行われる。

次に第３図及至第８図により前記チヤツク交換
機構について詳述する。第３図はチヤツクピース
マガジン８におけるチヤツクピースホルダー部を
拡大した図である。１０はチヤツクピースを把持
解除するためのチヤツクピースホルダーであり、
主軸摺動台側前部が断面テーパ部１１Ａ、後部が
断面段付部１１Ｂを有し、チヤツクピースマガジ
ン８内を主軸軸心と平行に貫通したガイド穴１１
に嵌挿してなり、チヤツクピースホルダー１０の
主軸摺動台側前部は前記断面テーパ部１１Ａに当
接するテーパ部１０Ａを有し、第４図に示す如く
三割加工してなり、且、チヤツクピースホルダー
１０、ガイド穴１１内軸方向に形成されたキー溝
部１２に係合したキー１３により回り止めされ、
軸方向に摺動自在に形成されると共に該後端部に
配設したバネ受け１４とピースマガジン貫通穴１
１内における断面段付部１１Ｂに内在したバネ１
５の弾性力にてピースマガジンに保持してなる。
１８はチヤツクピース収容部、１９はチヤツクピ
ース位置決め用突起部である。通常、該チヤツク
ピースホルダー１０へのチヤツクピースセツトは
該バネ力にて把持される。チヤツクピースホルダ
ー１０は更に前記バネ受け１４に一端が枢着さ
れ、ピースチヤツクマガジン８に固定された枢軸
１６を支点として、揺動するレバー１７を有して
なり、該レバーの矢印Ａ方向への駆動によりバネ
１５の力に抗し、チヤツクピースホルダー１０を
矢印チ方向に移動すると、チヤツクピースホルダ
ー１０の先端テーパ部１０Ａがピースマガジン貫
通穴１１に形成したテーパ部１１Ａに沿つて移動
することにより拡開する。逆にレバー１７の矢印
Ｂ方向への駆動によりチヤツクピースホルダー１
０を矢印ト方向に移動するとチヤツクピースホル
ダー１０は前記とは逆にピースマガジンテーパ部
１１Ａとの係合作用により圧縮され閉じる。な
お、これらの機構はチヤツクピースマガジン８に
おける同一円周上に配設される各チヤツクピース
毎同じ様に構成され、且、チヤツク開閉選択は流
体圧又はソレノイド等を駆動源とする押圧装置に
よつて行われる。第５図、第６図は前記チヤツク
ピースホルダー１０にセツトされるチヤツクピー
ス２０の断面図、及び該左側面図である。該図に
示す如く三割加工が施されると共にチヤツクピー
スホルダー１０におけるチヤツクピース収容部１
８に収容されるフランジ部２１、及び、該チヤツ
クピース２０を所定の態様でセツトするためチヤ
ツクピース位置決め用突起部１９に係合するため
の切欠部２２を形成してなり、更には後述する主
軸摺動台前端部に位置するチヤツク内への嵌挿セ
ツトにおいて位置決め保持するための位置決め用
突起２３を形成してなる。第７図、第８図は主軸
摺動台９における前端部９Ａに位置するチヤツク
部の構造を示す断面図、及び、第７図のＡ−
A′断面図である。３０はチヤツク開閉用スリー
ブ、３１はチヤツクピースを内包するメインチヤ
ツクであり、該後部におけるチヤツク開閉用スリ
ーブ３０内に配設したバネ３２の力にて前方に付
勢され、該チヤツク先端部が軸支されたスピンド
ル３６の先端部にネジ止めしてなるキヤツプ３３
にて係止され弾性保持される。そしてメインチヤ
ツク３１とチヤツク開閉用スリーブ３０、スピン
ドル３６とはキー３７，３８とキー溝３７Ａ，３
８Ａとの係合によりこれら全体がスピンドル３６
の回転により一体回転すると共に、メインチヤツ
３１とチヤツク開閉用スリーブ３０とが軸方向に
摺動できるよう形成してなる。該状態にてチヤツ
ク開閉用スリーブ３０が前後摺動すると該スリー
ブ先端内部に形成したテーパ部とメインチヤツク
３１の前部外方に形成したテーパ部との係合作用
によにより、メインチヤツク３１の開閉動作が行
われる。そして該メインチヤツク３１内は前記チ
ヤツクピース２０を収容するガイド穴を有し、
且、該チヤツクピース２０の位置決め用突起２３
と係合し所定の位置に保持するための切欠部３４
を有し、更には前端部にはチヤツクピース２０の
装填においてチヤツクピース２０のフランジ２１
の切欠部２２と係合する該チヤツクピース回り止
め用の突起３５を有し、且、主軸回転停止におい
ては該突起３５が該装填されるチヤツクピース２
０を把持するチヤツクピースホルダー１０のチヤ
ツクピース位置決め用突起１９と相対向する位置
に停止するよう制御される。

以上、構成のチヤツク交換機構についてチヤツ
クピース着脱を行うための動作作用を第９図及至
第１１図にて説明する。第９図は第１図において
チヤツクピースマガジン８の割出し選択にて所定
のチヤツクピース２０が選択位置決めされ、且、
チヤツクピースローダ６の前進摺動（矢印イ方
向）により、チヤツクピース２０が主軸軸心と同
心位置に停止された状態である。該状態において
は、いうまでもなくメインチヤツク３１が拡開状
態にて棒材の排出処理が行われた状態であり、
且、チヤツクピース２０はバネ１５の力の作用に
て把持されている。該状態にて、主軸摺動台９が
所定ストローク矢印方向に前進摺動する。メイン
チヤツク３１内にチヤツクピース２０が嵌挿され
ると共に、チヤツクピース２０のフランジ２１の
切欠部２２にチヤツク前端部に形成された突起３
５が係合され、且、メインチヤツク３１の切欠部
３４にチヤツクピース２０の位置決め用突起２３
とがチヤツクピースの径方向に作用する弾性力に
て係合保持される。該状態を第１０図に示す。次
にレバー１７の矢印Ａ方向への駆動によりチヤツ
クピースホルダー１０がバネ１５の力に抗して矢
印方向に摺動することにより拡開し、チヤツクピ
ース２０が把持解除されると共に、主軸摺動台９
の後退摺動にてチヤツクピース２０がチヤツクピ
ースホルダー１０より引出される。該状態を第１
１図に示す。そして、チヤツクピースローダ６が
後退摺動しチヤツクピース２０の装填動作が完了
する。この後、所定の棒材がチヤツクピースを通
し案内され、チヤツク開閉用スリーブ３０の前後
摺動制御によりメインチヤツク３１を介しチヤツ
クピース２０による棒材の把持解除動作が行われ
る。次にメインチヤツク３１に装填されたチヤツ
クピース２０の抜取り動作を説明する。基本的に
は前記動作の逆であり、第１１図においてチヤツ
ク開状態にて主軸摺動台を矢印方向に所定ストロ
ーク移動せしめ、第１０図の状態とし、該状態に
てレバー１７をＢ方向に駆動せしめることにより
チヤツクピース２０のフランジ２１を把持せし
め、主軸摺動台を所定ストローク後退せしめるこ
とによりメインチヤツク３１内よりチヤツクピー
ス２０を抜出す。該状態にてレバー１７の駆動は
解除され、バネ１５の力にてチヤツクピース２０
が把持される。該状態が前記第９図の状態であ
り、チヤツクピースローダ６の後退摺動にて完了
する。以上、説明の如く加工部品形状に基づき交
換を要するガイドブツシユ、及びチヤツクピース
の交換は数値制御指令に基づき自動交換すること
ができる。なお、チヤツクピース交換については
必ずしも本実施例の如く構成しなくともロボツト
の手の如チヤツクピース把持解除機能を有し、選
択された所定のチヤツクピースを主軸軸心位置に
位置決めせしめ、本実施例と同様の動作にて着脱
するよう構成してもよく、又、チヤツクピースの
着脱動作においては主軸摺動台の前後摺動を利用
し行う好適な例にて説明したが主軸摺動台を定位
置に停止せしめた状態にて、選択されたチヤツク
ピース把持側の主軸摺動台に対する摺動動作を介
して行つてもよく、又、本実施例においては主軸
摺動台前端部内に配設されたメインチヤツクに対
し、チヤツクピースを着脱する２重チヤツク構造
のものについて説明したが使用異径材料に対応
し、複数の使用範囲の異なるメインチヤツクを備
え、該メインチヤツクを直接選択交換するもので
もよい。該実施例について第１２図及至第１４図
にて説明する。４０は刃物台、４１はガイドブツ
シユドラム、４２はメインチヤツクローダ、４３
はメインチヤツクマガジン、４４は主軸摺動台で
あり、基本構造としては略前実施例と同様である
が、以下、相違点を含み説明すると、前記メイン
チヤツクマガジン４３における同一円周上に配設
されたメインチヤツクホルダー４５は第１４図に
示す如く把持されたメインチヤツク４６を主軸摺
動台４４の前端部内に位置するチヤツク開閉用ス
リーブ内への装填動作において前記メインチヤツ
クホルダー４５の開動作（メインチヤツク開閉レ
バー４７の矢印Ａ方向への動作）と共にメインチ
ヤツク４６を離脱させるため作用するバネ４８及
び該作用にて弾性的に保持されたメインチヤツク
離脱部材４９を該ホルダー中心部内に配設してな
る。そして、メインチヤツク開閉レバー４７が
AB方向に動作しない定常状態においてメインチ
ヤツクマガジン４３へのメインチヤツク４６のセ
ツトは前記バネ４８に抗してメインチヤツク４６
がメインチヤツクホルダー４５内に装填されると
共にバネ５０の力により把持されるよう構成して
いる。５１は前記主軸摺動台先端部内に位置する
メインチヤツク先端部の軸方向の動きを規制する
ためのキヤツプ５５を把持するためのキヤツプチ
ヤツキングアームであり、第１３図に示す如く該
アーム５１はロータリーアクチユータ５３の回転
制御により回転する軸５２を中心として、一体に
揺動し、矢印Ｃ方向への揺動動作によりキヤツプ
５５を把持し、且、矢印Ｄ方向への揺動動作にお
いては主軸摺動台４４の前進摺動において係合し
ない位置まで退避するよう構成している。ネジ結
合したメインチヤツク係止用のキヤツプ５５は前
記キヤツプチヤツキングアーム５１のＣ方向への
揺動動作により回動係止され、キヤツプ５５を係
止するアーム先端部に内装された一対のバネ５４
と把持部材５６とによりキヤツプ５５が弾性的に
把持される。なお、キヤツプチヤツキングアーム
５１の機能としてはネジ止めされたキヤツプ５５
の取外しに際し、該キヤツプと該アームとの係合
状態において、キヤツプの回り止めを行う機能と
キヤツプ保持機能を有すれば、必ずしも該実施例
の如くバネ５４と把持部材５６との協働によりキ
ヤツプを把持しなくともよく、例えば、該部アー
ム構造を袋形状としキヤツプ先端部を嵌合保持す
るよう形成してもよい。

以上、構成のメインチヤツク着脱機構について
その動作を説明する。キヤツプチヤツキングアー
ム５１の矢印Ｃ方向への揺動動作により所定の位
置に停止したキヤツプ５５が把持されると共に、
主軸の該キヤツプをゆるめる方向への回転と共
に、主軸摺動台４４の後退動作（回転数×ネジピ
ツチの速度）にて離脱保持される。次にキヤツプ
チヤツキングアーム５１のＤ方向への揺動により
キヤツプ５５が主軸摺動台４４の動作により係合
しない位置に退避する。該状態においてはいうま
でもなく主軸摺動台前端部内にはメインチヤツク
が装着されていない状態であり、第１４図に示す
如く、前実施例と同様、割出し選択され主軸軸心
位置に位置したメインチヤツク４６に対し、主軸
摺動台４４の前進摺動にてチヤツク開閉用スリー
ブ内にメインチヤツク４６が嵌入する。次にレバ
ー４７のＡ方向への揺動によりメインチヤツクホ
ルダー４５が拡開し、メインチヤツク４６の把持
解除が行われると共に、主軸摺動台４４の後退摺
動と同時にバネ４８の押圧作用にてメインチヤツ
ク離脱部材４９を介し該ホルダー４５内よりメイ
ンチヤツク４６の離脱動作が行われる。そして、
メインチヤツクローダ４２は主軸摺動台４４の摺
動動作に対し、メインチヤツクマガジン４３が係
合しない位置に後退摺動する。次に前記チヤツキ
ングアーム５１のＣ方向への揺動動作にて、前記
キヤツプ５５が主軸軸心位置に位置決め静止する
と共に、主軸摺動台４４の前進摺動にてメインチ
ヤツク先端部がキヤツプ５５に当接し、メインチ
ヤツク４６の後端に弾接するバネを圧縮し、更に
主軸の前記キヤツプ５５をネジ止めする方向への
回転と同時に主軸摺動台４４の前進摺動にて主軸
摺動台先端部への該キヤツプのネジ止め固定作業
が行われる。そして、チヤツキングアーム５１が
Ｄ方向へ揺動退避し、メインチヤツクの装填作業
が完了する。一方、主軸摺動台先端部内に装填さ
れたメインチヤツク４６の抜取り動作は前記逆の
動作にて行われる。該作業は第１４図においてレ
バー４７のＢ方向への揺動動作によりメインチヤ
ツクを把持した状態にて主軸摺動台４４を後退す
ることにより行われる。該実施例においても主軸
摺動台の動きを利用しチヤツクを着脱する方法で
あるが、該動作は主軸摺動台と対応する相手方部
材の動作にて行つてもよい。又、メインチヤツク
の主軸軸心位置への選択割出しを工業用ロボツト
を介し行つてもよい。又、該実施例においてはメ
インチヤツク着脱に際し第１３図に示す如くキヤ
ツプ全体を着脱することにより行う方法である
が、主軸摺動台先端部内に位置するチヤツクの着
脱動作に支障のないようキヤツプ先端部をスライ
ド開閉できる駆動制御機構を設けてもよく、これ
ら組合せ変形は本発明の要旨を変更するものでは
ない。

以上、説明の如く本発明によれば加工部品形状
変化に伴い選択される加工棒材径の変化に対応
し、ガイドブツシユとチヤツクとを自動交換せし
めることができるため、数値制御方式自動旋盤と
しての稼動率向上となり生産性向上をはかること
ができる。そして、特に第１の実施例である２重
チヤツク構造のものは比較的構造の複雑なメイン
チヤツク１つに対し比較的構造の簡単なチヤツク
ピースを複数準備しておけばよく、且、着脱制御
機構についてもメインチヤツク後端と弾接するバ
ネの負荷をチヤツク着脱に際し考慮する必要がな
いため簡単な構成にて実施できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すものであり、第１
図は本発明装置を採用した数値制御方式主軸摺動
型自動旋盤の概略平面図、第２図はガイドブツシ
ユドラム部正面図、第３図はチヤツクピースマガ
ジンにおけるチヤツクピースホルダー部を示す要
部断面図、第４図は第３図における右側面図、第
５図はチヤツクピース断面図、第６図は第５図に
おける左側面図、第７図は主軸摺動台前端部にお
ける断面図、第８図は第７図においてキヤツプを
取外した状態のＡ−A′断面図、第９図及至第１
１図はチヤツク交換動作作用を説明するための断
面図である。第１２図及至第１４図は本発明の他
の実施例を示すものであり、第１２図は概略平面
図、第１３図はキヤツプを把持したチヤツキング
アームの動作作用を説明するための部分断面図、
第１４図はメインチヤツクを把持した状態の前記
第１の実施例における第１０図に対応する断面図
である。 ２，４１：ガイドブツシユドラム、６：チヤツ
クピースローダ、８：チヤツクピースマガジン、
９，４４：主軸摺動台、１０：チヤツクピースホ
ルダー、１７：チヤツク開閉レバー、１８：チヤ
ツクピース収容部、２０：チヤツクピース、２
３：チヤツクピース位置決め突起、３１，４６：
メインチヤツク、３４：チヤツクピース位置決め
用切欠部、４２：メインチヤツクローダ、４３：
メインチヤツクマガジン、４５：メインチヤツク
ホルダー、４７：メインチヤツク開閉レバー、４
９：メインチヤツク離脱部材、５１：キヤツプチ
ヤツキングアーム、５６：把持部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 数値制御方式主軸摺動型自動旋盤において異
   なる棒材径に適合する複数のガイドブツシユと該
   棒材を直接把持し異なる棒材径に適合する複数の
   チヤツクを備え、それぞれ所定のガイドブツシユ
   とチヤツクを主軸軸心位置に選択位置決めする手
   段を有すると共に該チヤツク選択位置決め手段は
   チヤツク把持解除機構を有し、且、主軸摺動台先
   端部内にはチヤツクガイド穴を形成したチヤツク
   開閉用の把持作用部材と前記把持作用部材へのチ
   ヤツク装填と共に該チヤツクの軸方向に対する動
   きを規制するための係合手段を備えてなる事を特
   徴とするガイドブツシユ、チヤツク自動交換装
   置。