JPH03121736A - 工作機のヘッドおよび工具交換装置 - Google Patents

工作機のヘッドおよび工具交換装置

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JPH03121736A JP1257286A JP25728689A JPH03121736A JP H03121736 A JPH03121736 A JP H03121736A JP 1257286 A JP1257286 A JP 1257286A JP 25728689 A JP25728689 A JP 25728689A JP H03121736 A JPH03121736 A JP H03121736A
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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、−台の工作機で多種類の加工が行なえる工作
機に関し、特にそのヘッドおよび工具交換装置に関する
ものである。
（従来の技術） 従来の技術として、特公昭５９−３３２８１号公報があ
った。
即ち１機台に横設したクロスコラムに、複数個のヘッド
を掛は外しかつ横移動可能に並列に装着し、各ヘッドの
横移動経路中に対応する部位のクロスコラムに、いずれ
か−個のヘッドに接続し得るヘッド駆動用のコネクタを
設け、該コネクタに向けて任意のヘッドを選択移動させ
る移動装置および選択移動されたヘッドと前記コネクタ
とを接続する接続装置を設けてなるものがあった。
（発明が解決しようとする課題） 上記従来のものは、予め必要とされる種類のヘッドを一
括してクロスコラムに設けるようにしていたので、ヘッ
ドの種類が増すにつれてクロスコラムが長尺かつ大物と
なり１機械の幅が増大する欠点があった。
また、クロスコラム側の重量が増大するので、クロスコ
ラム側を加工運動の一部に取り入れると、大きな動力を
要する欠点があった。
本発明は上記欠点を解消した新規な工作機のヘッドおよ
び工具交換装置に関するものである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、以下の如く構成
したものである。
即ち、Ｙ軸方向に延長するクロスコラムにＹ軸移動台を
設け、Ｙ軸移動台に替えヘッドを着脱可能に連結するヘ
ッド連結装置を設け、クロスコラムの側方にてＸ軸方向
に延長するヘッド支持台を設け、ヘッド支持台に多数の
替えヘッドを移動かつ着脱可能に設け、Ｙ軸移動台をＹ
軸方向に移動させる台移動装置と、ヘッド支持台上の任
意の替えヘッドをヘッド支持台方向に移動されたＹ軸移
動台に向けて選択移動させるヘッド移動装置とを設ける
構成にしたものである。
また、Ｙ軸方向に延長するクロスコラムにＹ軸移動台を
設け、クロスコラムのＹ軸方向の一側方と他側方とにＸ
軸方向に延長するヘッド支持台と可動工具台とを設け、
替えヘッドを着脱可能に連結するヘッド連結装置と替え
工具を着脱可能に連結する工具連結装置を有するヘッド
とを、Ｙ軸移動台のヘッド支持台側と可動工具台側とに
並列に設け、ヘッド支持台に多数の替えヘッドを移動か
つ着脱可能に設け、可動工具台に多数の替え工具を着脱
可能に設け、Ｙ軸移動台をＹ軸方向に移動させる台移動
装置と、ヘッド支持台上の任意の替えヘッドをヘッド支
持台方向に移動されたＹ軸移動台に向けて選択移動させ
るヘッド移動装置と、可動工具台上の任意の替え工具を
可動工具台方向に移動されたＹ軸移動台に向けて選択移
動させる工具台移動装置とを設ける構成にしたものであ
る。
（作用） 本発明は上記構成にしたものであるから１台移動装置お
よびヘッド移動装置を作動させてＹ軸移動台と所定の替
えヘッドとを互いに接近させ、この状態でヘッド連結装
置をオン作動させると、Ｙ軸移動台に上記替えヘッドが
連結されることになる。
また、上記替えヘッドによる加工が完了した後において
、Ｙ軸移動台をヘッド支持台方向に移動させてヘッド連
結装置をオフ作動させると、上記替えヘッドがＹ軸移動
台から離脱してヘッド支持台に返還され、この状態でヘ
ッド移動装置を作動させて他の替えヘッドをＹ軸移動台
に接近させ、ヘッド連結装置をオン作動させると、この
替えヘッドがＹ軸移動台に連結されることになる。
次に、台移動装置および工具台移動装置を作動させてＹ
軸移動台と所定の替え工具とを互いに接近させ、この状
態で工具連結装置をオン作動させると、Ｙ軸移動台に上
記替え工具が連結されることになる。
また、上記替え工具による加工が完了した後において、
Ｙ軸移動台を可動工具台方向に移動させて工具連結装置
をオフ作動させると、上記替え工具がＹ軸移動台から離
脱して可動工具台に返還され、この状態で工具台移動装
置を作動させて他の替え工具をＹ軸移動台に接近させ、
工具連結装置をオン作動させると、この替え工具がＹ軸
移動台に連結されることになる。
（実施例） 以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。
図面において、第１図は本発明の実施例を示す正面図、
第２図はその平面図、第３図は第１図の要部右側面図、
第４図はヘッド連結装置部の断面側面図、第５図はその
コネクタ部の断面側面図、第６図は第４図のＶＩ−ＶＩ
相当の断面図、第７図は工具連結装置部の断面側面図で
ある。
第１図および第２図において、１は木工用の多ヘツド形
の工作機であり、以下の如くなっている。
機台２にテーブル３を前後（Ｘ軸）方向に移動可能に載
置し、このテーブル３はＸ軸モータ４によって前後方向
に移動させる。
また１機台２の左右に起立固定した一対のコラム５・５
間にクロスコラム６を渡架し、このクロスコラム６にＹ
軸移動台７を取付ける。
Ｙ軸移動台７は、クロスコラム６にＹ軸モータ８ａ（台
移動装置）によって左右動されるＹ軸シレー８を左右摺
動可能に係止し、このＹ軸シレー８の前部にＺ軸モータ
９ａによって上下動されるＺ軸シレー９を係止してなり
、Ｚ軸シレー９に１個のヘッド連結装置１０と４個のヘ
ッド２０〜２３とを並列に取付ける。
これらヘッド連結装置１ｏおよび各ヘッド２０〜２３は
、昇降シリンダ１０ａおよび昇降シリンダ２０ａ〜２３
ａで単独に上下動される。
上記ヘッド２０〜２３のうち、右部の３個のヘッド２１
〜２３には、使用頻度の高い種類の工具を常時取付けて
おく。
また、左端のヘッド２０および右端の連結装置１０には
、後述する多種類の替え工具６０および替えヘッド４０
を適宜選択して取付ける。
機台２の右部と左部とに、前後方向に延びるヘッド支持
台３０と上下方向の軸心を中心として回転する可動工具
台５０とを取付け、ヘッド支持台３０に多種類の替えヘ
ッド４０を前後方向に並列に取付け、可動工具台５０に
はその外周部に多種類の替え工具６０を並列に取付ける
。
前述したヘッド連結装置１０は、以下の如くなっている
。
即ち、Ｚ軸シレー９の右側面に昇降シリンダ１０ａによ
って上下動される取付は台１１を係止する。
この取付は台１１は、第４図に示すように、右面に前後
（Ｘ軸）方向に延びる上下一対の中継Ｘ軸シール１２を
形成し、上端部に右方に突出するブラケット部を形成し
、このブラケット部に受は口１３および雌コネクタ１４
を取付け、また下端部に加圧シリンダ１５を取付けてな
る。
受は口１３はその下面軸心部をコーン状に凹ませ、加圧
シリンダ１５はその加圧ロッド１５ａを受は口１３と同
軸線上に配置するとともに、その上端部をコーン状に突
出させる。
また、雌コネクタ１４は、第５図および第６図に示すよ
うに、電源用、制御信号用、スイッチ信号用等のソケッ
ト１４ａ、あるいはエア接続口１４ｂ等を集中配置し、
押し込みシリンダ１６によって上下動される。
１７は取付は台１１の下部右面に上下に配列して取付け
たミツトスイッチ群であり、取付は台１１部位に到来し
た替えヘッド４０の種類を検出するためのものである。
前述した左端のヘッド２０は、スピンドル２５の軸心部
に工具連結装置２６を設ける。
この工具連結装置２６は、第７図に示すように、スピン
ドル２５を中空に形成するとともに、中空の下端部を下
方に向かって拡開するテーパ孔２５ａに形成し、このテ
ーパ孔２５ａの上方にチャック２７を嵌挿してなる。
チャック２７は、シリンダロッド２８により上下動され
１周方向に分断された爪２７ａの下端部に半径方向に突
出するカム２７ｂを形成し、上動時にカム２７ｂがスピ
ンドル２５の小径孔により軸心方向に押圧されて替え工
具６０の上端を挾持し、該替え工具６０を上方に引き込
む。
前述したヘッド支持台３０は、第３図に示すように、後
部ヘッド支持台３１と前部ヘッド支持台３２とを前後方
向の間隔３３を保持して前後方向に配置するとともに、
この間隔３３は後述する替えヘッド４０のへラドベース
４１の幅よりも若干広くする。これら後部ヘッド支持台
３．１および前部ヘッド支持台３２には、前述した中継
Ｘ軸シール１２と同様のＸ軸シール３１ａ・３２ａをＸ
軸方向に延長形成する。
そして、後部ヘッド支持台３１に多種類の替えヘッド４
０１例えば垂直ポーリング、水平ルータ、丸鋸、水平ポ
ーリング、角のみ、■カット用の各替えヘッド４０ａ〜
４０ｆを、それぞれ略同構造のへラドベース４１を介し
て摺動可能に取付ける。
各替えヘッド４０ａ〜４０ｆのへラドベース４１は、上
下方向から係合する下向きフック４１ａおよび上向きフ
ック４１ｂにより、Ｘ軸（前後）方向に離間不能にかつ
Ｙ軸（左右）方向に摺動可能に係合させ、ヘッド移動装
置３５により、ヘッド支持台３０に沿ってＸ軸方向に移
動させる。
このヘッド移動装置３５は、第３図に示すように、後部
ヘッド支持台３１にラック３６を全長に亘って取付け、
後部ヘッド支持台３１の後端（右部）に駆動ベース３７
を摺動可能に係止し、１！動ベース３７にモータ３８を
固定し、このモータ３８にラック３６に噛み合うピニオ
ン３９を取付け、駆動ベース３７を上下から係合するフ
ック３７ａ・４１ａを介して最後部の替えヘッド４０ｆ
のへラドベース４１に係合させてなる。
上記へラドベース４１は、第４図に示すように、左面の
上下部に取付は台１１の中継Ｘ軸シール１２およびヘッ
ド支持台３０のＸ軸シール３１ａ・３２ａに沿って転動
し得るローラ４２を、上面に受は口１３に嵌合するコー
ン状の係合突起４３および雌コネクタ１４に嵌合する雄
コネクタ４５を、下面に加圧ロッド１５ａに嵌合するコ
ーン状の係合凹部４４を設けてなる。
４６はへラドベース４１の左面に取付けたリミットスイ
ッチ作動用のドッグであり、各ヘッドベース４１毎に上
下の位置を変えて設定し、取付は台１１に到来した際に
リミットスイッチ群１７の内のいずれかを作動させるも
のである。
なお、第１図および第３図において、４７はヘッド旋回
シリンダであり、垂直ポーリング、水平ルータ、丸鋸、
水平ポーリング用の各替えヘッド４０ａ〜４０ｃｉを垂
直軸心を中心として例えば９０度旋回させるためのもの
である。
前述した可動工具台５０は、モータ５１（工具台移動装
置）によって上下方向の軸心を中心として回転する円板
状の回転板５２の外周部に。
Ｃ形りランプからなる工具ホルダ５３を周方向に所定の
ピッチで取付けてなり、これら各工具ホルダ５３に多種
類の替え工具６ｏを半径方向外方から着脱可能に係止す
る。
上記各替え工具６０は、第７図に示すように。
その上部に共に同構造の係合部６１を設ける。
この係合部６１は、工具ホルダ５３に係合する括れ部６
２、スピンドル２５のテーバ孔２５ａに嵌合するテーバ
突起６３およびチャック２７の爪２７ａに係合するプル
スタッド６４を順次上方に向けて形成してなる。
ここで、ヘッド連結装置１０およびヘッド２０に替えヘ
ッド４０および替え工具６０を着脱する際においては、
Ｙ軸可動台７のＹ軸モータ８ａ、ヘッド連結装置１０お
よびヘッド２ｏの各昇降シリンダ１０ａ・２０ａ、ヘッ
ド移動装置３５および可動工具台５０の各モータ３８・
５１等が、ＮＧ制御装置（図示省略）からの指令によっ
て駆動制御されるようになっている。
次に上記実施例の作動態様について説明する。
まず、Ｙ軸可動台７に替えヘッド４０を連結する場合に
ついて説明する。
まず、Ｚ軸シレー９が上昇（原点位置）した状態におい
て、昇降シリンダ１０ａにより取付は台１１を降下させ
てその中継Ｘ軸シール１２をヘッド支持台３０のＸ軸シ
ール３１ａ・３２ａと等高位置にし、次いでＹ軸モータ
８ａ（台移動装置）によりＹ軸移動台７を第１図および
第２図において、右端に移動させて取付は台１１の中継
Ｘ軸シール１２をヘッド支持台３０の隙間３３に嵌合さ
せる。
次いでヘッド移動装Ｗ３５のモータ３８を所定方向に回
転させてピニオン３９、駆動ベース３７を介して各替え
ヘッド４０を第３図において左方に移動させる。
この場合、各替えヘッド４０は、中継Ｘ軸シール１２に
到来した際に、ヘッドベース４１に取付けたドッグ４６
が取付は台１１側のリミットスイッチ群１７のうちのい
ずれかを作動させることになり、これにより所定の替え
ヘッド、例えば左端の替えヘッド４０ａが選択される。
上記替えヘッド４０ａが選択されると、モータ３８を停
止し、次に加圧シリンダ１５を伸長作動（上動）させて
加圧ロッド１５ａと受は口１３とによりヘッドベース４
１の係合突起４３と係合凹部４４とを挾持する。
次いで押し込みシリンダ１６を伸長作動させ、第５図に
示すように、雌コネクタ１４を下動させてヘッドベース
４１、側の雄コネクタ４５に接続する。
次いでＹ軸モータ８ａによりＹ軸移動台７を第１図およ
び第２図において、左方に移動させて隣接する上向きフ
ック４１ａと下向きフック４１ｂとを離脱させ、替えヘ
ッド４０ａを他の替えヘッドから離脱させ、これにより
Ｙ軸可動台７に上記替えヘッド４０ａが連結されること
になる。
次に、上記替えヘッド４０ａによる加工が完了し、他の
替えヘッド、例えば替えヘッド４０ｂと交換させる際に
は、まず、前述と同様にして取付は台１１を降下させた
後、ヘッド支持台３ｏ方向に移動させて取付は台１１の
中継Ｘ軸シール１２をヘッド支持台３０の隙間３３に嵌
合させ、隣接するヘッドベース４１同志の上向きフック
４１ａと下向きフック４１ｂとを係合させる。これによ
りローラ４２がＸ軸シール３１ａ・３２ａ上に乗ること
になる。
次いで、押し込みシリンダ１６を短縮作動させて雌コネ
クタ１４を雄コネクタ４５から離脱させた後、加圧シリ
ンダ１５を短縮作動させて加圧ロッド１５ａと受は口１
３とをヘッドベース４１の係合突起４３と係合凹部４４
から離脱させる。
次いで、再びモータ３８を所定方向に回転させ、前述と
同様にして希望の替えヘッド４０ｂを選択する。この場
合、返還された替えヘッド４０ａは他の替えヘッドとと
もに、ヘッド支持台３０（前部支持台３２）に支持され
ることになる。
次にヘッド２０に替え工具６ｏを連結する場合について
説明する。
まず、Ｙ軸モータ８ａによりＹ軸移動台７を第１図およ
び第２図において、左端に移動させ、ヘッド２０の工具
連結装置２６部を可動工具台５０の上方に位置させる。
次いでモータ５１により回転板５２を回転させて所定の
替え工具６０を上記ヘッド２０の直下に位置させた後、
Ｚ軸モータ９ａによりヘッド２０を降下させ、スピンド
ル２５のテーパ孔２５ａおよびチャック２７内に、替え
工具６０の係合部６１、つまりテーバ突起６３およびプ
ルスタッド６４を嵌合させる。
次いでシリンダロッド２８を上動させる。
さすれば、チャック２７の爪２７ａがプルスタッド６４
を挾持するとともに、これを上方に引き込み、替え工具
６０のテーパ突起６３がテーパ孔２５ａに圧着嵌合する
。
次いでＹ軸モータ８ａによりＹ軸移動台７を第１図およ
び第２図において、右方に移動させると、替え工具６０
の括れ部６２が工具ホルダ５３から離脱し、これにより
上記替え工具６０がヘッド２０に連結されることになる
。
また、上記替え工具６０による加工が完了し、他の替え
工具６０と交換する際には、ヘッド２０を再び左方に移
動させ、括れ部６２を工具ホルダ５３に嵌合させた後、
シリンダロッド２８を下動させてチャック２７の爪２７
ａをプルスタッド６４から離脱させる。
次いでヘッド２ｏを上昇させて工具連結装置２６を替え
工具６０の係合部６１から離脱させる。次いで、モータ
５１により回転板５２を回転させて次の替え工具（６０
）を上記ヘッド２０の直下に位置させ、前述と同様の動
作を行なわせて該替え工具（６０）をヘッド２０に取付
ける。
そして、非加工物を加工する際には、ＮＣ制御装置によ
り、各昇降シリンダ１０ａおよび２０ａ〜２３ａを介し
て替えヘッド４０およびヘッド２０〜２３の内から、加
工するヘッドを適宜選択下動させるとともに、Ｙ軸モー
タ８ａ、Ｚ軸モータ９ａおよびＸ軸モータ４等を駆動制
御することにより、所定の加工を行なう。
（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明は、予め必要とさ
れる種類の替えヘッドあるいは替え工具をクロスコラム
の外側に一括して配置し、これらを適宜選択してクロス
コラムに支持されたＹ軸移動台に取付けるようにしたの
で、−台の工作機で、しかもクロスコラムおよびＹ軸移
動台を小型にしながら、多種類の加工を行なうことがで
きる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例を示す正面図、第２図はその平
面図、第３図は第１図の要部右側面図、第４図はヘッド
連結装置部の断面側面図、第５図はそのコネクタ部の断
面側面図、第６図は第４図のＶＩ−ＶＩ相当の断面図、
第７図は工具連結装置部の断面側面図である。 １：工作機、２：機台、３：テーブル、４：Ｘ軸モータ
、５：コラム、６：クロスコラム、７：Ｙ軸可動台、８
：Ｙ軸シレー、８ａ：Ｙ軸モータ（台移動装置）、９：
Ｚ軸シレー、９ａ：Ｚ軸モータ。 １０：ヘッド連結装置、１０ａ　：昇降シリンダ、１１
：取付は台、１２：中継Ｘ軸シール、１３：受は口、１
４：＃！：Ｉネクタ、１４ａニソケツト、１４ｂ＝エア
接続口、１５：加圧シリンダ、１５ａ：加圧ロッド、１
６：押し込みシリンダ、１７：リミットスイッチ群。 ２０〜２３：ヘッド、２０ａ〜２３ａ：昇降シリンダ、
２５ニスピンドル、２５ａ：テーパ孔、２６：工具連結
装置、２７：チャック、２７ａ：爪、２７ｂ：カム、２
８：シリンダロフド。 ３０：ヘッド支持台、３１：後部ヘッド支持台、３２：
前部ヘッド支持台、３３：隙間。３５：ヘッド移動装置
、３６：ラック、３７：駆動ベース、３７ａ：フック、
３８：モータ、３９：ピニオン。 ４０　（４０ａ−４０ｆ）：替えヘッド、４１：へラド
ベース、４１ａ：下向きフック、４１ｂ：上向きフック
、４２：ローラ、４３：係合突起、４４：係合凹部、４
５：雄コネクタ、４６：ドッグ、４７：ヘッド旋回シリ
ンダ。 ５０：可動工具台、５１：モータ（工具台移動装置）、
５２：回転板、５３：工具ホルダ。 ６０：替え工具、６１：係合部、６２：括れ部、６３：
テーパ突起、６４ニブルスタツド。 第５図 第６図 出願代理人　　　松　本　　久 ３ ４ｂ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、Ｙ軸方向に延長するクロスコラムにＹ軸移動台を設
    け、Ｙ軸移動台に替えヘッドを着脱可能に連結するヘッ
    ド連結装置を設け、クロスコラムの側方にてＸ軸方向に
    延長するヘッド支持台を設け、ヘッド支持台に多数の替
    えヘッドを移動かつ着脱可能に設け、Ｙ軸移動台をＹ軸
    方向に移動させる台移動装置と、ヘッド支持台上の任意
    の替えヘッドをヘッド支持台方向に移動されたＹ軸移動
    台に向けて選択移動させるヘッド移動装置とを設けたこ
    とを特徴とする工作機のヘッド交換装置。 ２、Ｙ軸方向に延長するクロスコラムにＹ軸移動台を設
    け、クロスコラムのＹ軸方向の一側方と他側方とにＸ軸
    方向に延長するヘッド支持台と可動工具台とを設け、替
    えヘッドを着脱可能に連結するヘッド連結装置と替え工
    具を着脱可能に連結する工具連結装置を有するヘッドと
    を、Ｙ軸移動台のヘッド支持台側と可動工具台側とに並
    列に設け、ヘッド支持台に多数の替えヘッドを移動かつ
    着脱可能に設け、可動工具台に多数の替え工具を着脱可
    能に設け、Ｙ軸移動台をＹ軸方向に移動させる台移動装
    置と、ヘッド支持台上の任意の替えヘッドをヘッド支持
    台方向に移動されたＹ軸移動台に向けて選択移動させる
    ヘッド移動装置と、可動工具台上の任意の替え工具を可
    動工具台方向に移動されたＹ軸移動台に向けて選択移動
    させる工具台移動装置とを設けたことを特徴とする工作
    機のヘッドおよび工具交換装置。
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