JPH03149150A - 主軸装着工具の抜取り方法 - 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 本発明はマシニングセンタ等の主軸装着工具の抜取り方
法に関するものである。

従来の技術 プルスタアドを工具引上げ棒先端のコレットで把持して
皿ばねにより引上げ、工具を主輪テーパ穴にクランプす
る方式の主軸工具着脱装置には、油圧シリンダにより皿
ばねの力に抗して工具引上げ棒を移動して工具の緩め、
締めを行うもの々、交換アーム動作カムと連動するカム
により工具引上げ棒を皿ばねの力に抗して移動して工具
の緩め。

締めを行うものがある。

発明が解決しようとする課題 従来の技術で述べた前者においては、強力な皿ばねを圧
縮するために大径の油圧シリンダが必要で、圧油供給量
が多いため動作が遅くなり工具交換時間が長くなるとい
う問題点を有し、後者においては、皿ばねを圧縮するた
めに大きな力が必要であり動作が比較的遅く主軸テーパ
穴に喰いついている工具が外れに（いという問題点を有
している。

本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みな
されたものであり、その目的とするところは動作が速く
主軸テーパ穴に喰いついた工具をｍ単に外すことのでき
、しかも円滑な工具交換動作が実現できる主軸装着工具
の抜取り方法を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明における主軸装着工
具の抜取り方法は、工具交換動作サイクルの工具抜き始
め前に工具引張り棒を作動する系路に弾発力を蓄え、工
具抜き始めと同期して弾発力を瞬時に開放し工具引張り
棒を介して装着工具に衝撃を与えて工具のテーパ嵌合部
をゆるめるものである。

作用 工具交換アームが主軸工具を把持して抜き取りを開始す
る前にカムにより連結棒を移動して第３ばねを圧縮し、
抜き取りを開始すると同時に蓄勢部材により蓄えたばね
力で瞬間的に連結軸を押し出し、工具引張り棒を急速に
移動して、ハンマ効果により主軸にテーバ嵌合されてい
る工具を緩めて僅かに押し出し、工具交換アーム軸の軸
方向移動で工具を抜き取る。一 実施例 実施例について第１図、第２図を参照して説明する。

周知のよこ形マシニングセンタにおいて、図示しないベ
ッド上に削設されたＺ軸方向の摺動面上に、コラムｌが
ＮＣにより移動位置決め可能に載置され、コラム１のほ
ぼ中央に削設されたＹ軸（上下）方向の摺動面上に、主
軸頭２がＮＣにより移動位置決め可能に＊２されている
。主軸頭２には主軸３が回転可能に支持されており、主
軸３の中心大内に工具引張り棒４が軸方向移動可能に嵌
挿されている。主軸ｗ１２の主軸３と同心の穴２ａに油
圧シリンダ６を有するシリンダ筒５が軸方向移動可能に
嵌挿されており、油圧シリンダ６に嵌挿されるピストン
フは円筒８に一体形成され、油圧シリンダ６には電磁切
換弁ＩＩにより元圧Ｐが切換えられて供給されるように
なっている。主軸３の後端小径部３ａに嵌着され段差面
に当接して軸方向移動が規制されるカラー９と−小径部
３ａの先端部に軸方向移動可能に嵌挿されるカラーｌＯ
との間に複数の皿ばね１２が張設されている。

そしてカラー９．１０及び皿ばね１２は、円筒８の中心
大内に軸方向移動可＃！に嵌挿されており、油圧シリン
ダ６の左室に圧油が供給されたときシリンダ筒５と円筒
８が互いにはまり合う方向に移動して、円筒８の内周鍔
８ａがカラー９の鍔部端面に当接し、シリンダ筒５の内
周鍔５ａによりカラーＩＯの鍔部端面を押圧して、皿ば
ね１２を圧縮するようになっている。

工具引張り棒４は、先端に工具ＴのプルスタッドＴａを
着脱可能に把持する二つ割のコレット１３を有し、後端
にスラストカラー１４が嵌着されている。また主軸３の
中心穴には、中央部右寄り位置の段差部３ｂと、工具引
張り棒の段差部４ａとの間に、皿ばね１２より弱いばね
１５が介装されており、引張り捧４はこのばね１５によ
り常時右側（工具引上げ側）に付勢されており、皿ばね
を解放したとき、皿ばねの強い力で主軸テーパ穴３Ｃに
工具Ｔのテーパシャンク部を圧着するようになっている
。

一方コラムｌの側面には、図示しない工具マガジンとの
間にツインアーム形の工具交換アーム１８を有するカム
駆動式の工具交換装ｆｆｉ１９が取付けられており、工
具交換装置１９の本体２０に、輪受２１．２２によりカ
ム軸２３が回転可能に軸承されている。カム軸２３は本
体２０の上端面に固着のモータ２４により、減速器２５
．トルクリミッタ２６を介して駆動され、カム軸２３に
工具引上げ棒移動用カム板２７．交換アーム１８抜き差
し用溝カム円板２８、及び交換アーム旋回用ローラカム
円板２９がそれぞれ嵌着されている。更に本体２０には
ローラカム円板２９対応位置に、カム軸２３に対して直
角に文リープ３０が？ｊＩｌ＆の軸受により回転可能に
支持されており、スリーブ３０の外周に放射状等間隔に
ローラフォロア３２が回転可能に枢支されたタレットロ
ーラフォロア３３が形成されている。そしてローラフォ
ロア３２は、ローラカム円板２９の捻じれカム溝部（移
動部）を含むカム溝２９ａに係合されて、ローラカム円
板２９０回転でスリーブ３０がはぼ９０゜とをｓｏに間
欠的に旋回されるようになっている。スリーブ３０の中
心穴にはスプラインが刻設されており、このスプライン
穴にアーム軸３４のスプライン軸部が軸方向移動可能に
嵌挿され、アーム軸３４の先端に前述の工具交換アーム
１８が固着されている。本体２０の内側に固着のブラケ
ット３５に交換アーム抜き差し用レバー３６が、枢支ピ
ン３７により旋回可能に枢支されており、レバー３６の
中央部側面に回転可能に設けられた図示しないローラフ
ォロアが、溝カム円板２Ｂの溝カム２８ａに係合され、
レバー３６の先端は移動駒３８を介してアーム軸３４の
後端と連結されており、溝カム円板２８の回転でアーム
軸３４が軸方向移動されるようになっている。

コラムｌの側面にブラケット４◎、４１．４２が固着さ
れており、各ブラケットは同心の穴４０ａ、４１ａ、４
２ａを有し、このブラケット穴と同心に穿設された本体
２０の側面の穴２０ａに、鍔付プッシュ４３が嵌着され
ている。そしてプ、。

シェ４３の中心穴と穴４０ａに連結杆４４が軸方向移動
可能に嵌挿されており、連結杆４４は左端にカム板２７
の外周カム面２７ａに当接するローラフォロア４５を有
し、右端に穴４０ａに軸方向移動可能に嵌挿される鍔付
スリーブ４７が軸方向移動可能に嵌挿され、鍔付スリー
ブ４７の右端に連結軸４８が螺着されてロックナツト４
９により軸方向位置が固定されている。更に連結杆４４
の右側寄り位置に刻設されたねじ部にカラー５１が螺着
されており、カラー５１はロックナツト５２により軸方
向位置が固定されている。そして連結杆４４の右端にダ
ブルナフト５３が螺着されて鍔付スリーブの移動右端位
置が規制されている。連結杆にはカラー５１と鍔付スリ
ーブ４７０間にばね５４が張設され、更に連結杆４４の
中央部に嵌合されて段部により左側への移動が規制され
るカラー５５とブラケット４２との間に、ばね５６が張
設されており、連結杆４４はばね５６により常時カム面
２７ａ側に付勢され、鍔付スリーブはばね５４により常
時ダブルナツト５３偏に付勢されている。ブラケット４
１の中心穴４１ａには軸方向の溝４１ｂが刻設されてお
り、溝４１ｂ内に枢支ピン５７により、ｌＩ！Ｆルバー
５８が旋回可能に枢支されている。揺動レバー５８は先
端にフック部５８ａを、また枢支穴近くに腕５８ｂを有
し、フック部と腕は六４１ａ内に突出し、腕５８ｂに連
結杆４４と平行に調節ボルト５９が螺設されている。そ
して溝４１ｂの底面に穴４１ａに対して直角に穿設され
た止まり穴に嵌挿されるばね６１が、揺動レバー５８の
背部を押圧してフック部５８ａを常時穴４１ａの中心側
へ付勢している。

コラムｌの側面にブラケット６２が固着されており、ブ
ラケット６２の先端部に植設された枢支ピン６３により
Ｌ形の揺動杆６４が旋回可能に枢支され、揺動杆６４の
一方の端部は連結ピン６５により連結軸４８先端と旋回
可能に連結され、他方のＬ形部先端面が引張り棒に嵌着
されているスラストカラー１４に当接して引張り棒４を
移動するようになっている。

更に主軸８Ｉ［２にはシリンダ筒６と平行に油圧シリン
ダ６６が設けられており、油圧シリンダ６６にピストン
ロフト６８と一体のピストン６７が嵌挿されている。そ
して主軸頭２の側面に固着のブラケット６９に植設され
た枢支ピン７０により旋回可能に設けられた揺動レバー
７１が、ばね７２により常時ピストンロッド６８の先端
に当接されており、電磁切換弁７３の切換えで油圧シリ
ンダ６６に圧油が供給されてピストンロフト６８が移動
すると、揺動レバー７１先端部でスラストカラー１４を
押してばね１５の力に抗して引張り棒４を移動してコレ
ット１３を開閉し、主軸頭２のＹ軸方向位置に関係なく
工具Ｔの手動着脱が可能とされている。

続いて本実施例の作用について説明する。

主軸３に装着された工具Ｔによる加工が終わると、主軸
頭２がＹ軸方向上端の工具交換位置に移動位置決めされ
る。この主軸頭の移動中に電磁切換弁１１のソレノイド
ＳＱＬ　ｌに通電されて夏位置に切換えられ、油圧シリ
ンダ６の左室に元圧Ｐが供給されて、シリンダ筒５が−
ラー１０を介して皿ばねを圧縮し、カラー１０の右端面
がスラストカラー１４の左端面から離れて工具引張り棒
４と皿ばね１２との縁が切れる。

次いで工具交換装置ｆ１９のモータ２４が回転して力五
軸２３が回転され、カム板２７．溝力五円板２８．ロー
ラカム円板２９が回転される。この回転で最初にローラ
カム円板２９のカム溝２９ａが静止部から移動部に移り
、ローラフォロア３２によりスリーブ３０．旋回アーム
３４を介して交換アーム１８がほぼ９０°旋回されて、
マガジン装置の工具交換位置に割出されているマガジン
ポットの次工具と、主軸３の使用済工具とが同時に把持
される。次いで溝カム円板２８のカム溝が静止部から移
動部に移り、レバー３６．移動駒３８を介してアーム軸
３４が軸方向移動して交換アーム１８が両工具を抜き始
める。この工具を抜き始める前に、カム板２７のカム面
の工具緩め曲面２７ｂによりローラフォロア４５が押し
上げられて連結杆４４が右行し、ばね５４を圧縮してい
る。

そして交換アーム１８が工具を抜き始めると同時にロー
ラフォロア４５が曲面２７ｂの頂点ａに達してカラー５
１の右端面が調節ボルト５９を押して、ばね６１の力に
抗して揺動レバー５８を旋回し、フック部５８ａが鍔付
スリーブ４７の鍔部端面から外れる。これにより圧縮さ
れたばね５４の貯えられた力により瞬間的に鍔付スリー
ブ４フ。

連結軸４８が右行され、揺動杆６４を介してスラストカ
ラー１４を押し、ばね１５の力に抗して引張り棒４が左
行されてコレット１３を開き、引張り棒４の先端でプル
スタンドＴａの端面を打つ。

このハンマ効果で主軸テーパ穴３Ｃに喰いついている工
具を緩めて主軸工具を僅かに押し出す、これと同時にア
ーム軸３４が移動して交換アーム１８に把持する両工具
を主軸３及びマガジンポットから同時に抜き取る。次い
でローラカム円板２９のカム溝２９ａが静止部から移動
部に移って、タレットローラフォロア３３により交換ア
ーム１８が１８０°旋回し、把持する両工具の位置が入
れ替わり、再び溝カム円板２８のカム溝２８ａが静止部
から移動部に移り、アーム軸３４が主軸側に移動されて
、両工具が主軸とマガジンポットのテーパ穴に挿入され
る。この工具挿入中にカム板２７のカム面の工具締め点
すの前に設けられた曲面２７ｃによりローラフォロア４
５．連結杆４４がばね５６の力で僅かに左行し、引張り
棒４がばね１５の力で右行して、引張り棒４先端が挿入
工具ＴのプルスタンドＴａと衝突しないように待避する
。そして工具の挿入が終わると同時に、カム板２７の工
具締め点すにより連結杆４４が左行して鍔付スリーブ４
７の鍔部右端面に揺動レバー５８のフック部が係合し、
引張り捧４が右行してコレット１３が閉じ、ばね１５に
より工具Ｔが保持される、　次いでローラカム円板２９
のカム溝が静止部から移動部に移り、交換アーム１Ｂが
ほぼ９０°旋回されて待機位置に戻る。次に電磁切換弁
１１のソレノイドＳＱＬ　ｌが非通電とされて「位置に
切り換えられ、元圧Ｐが油圧シリンダ６の右室に供給さ
れて、皿ばね１２の圧縮が解かれ、工具Ｔが皿ばねの強
い力で主軸テーパ穴にクランプされ、主軸頭２がＹ軸方
向下側に移動して工具交換位置から離れ、新しく主軸に
装着された工具Ｔにより加工が続行される。

発明の効果 本発明は、上述のようであるので次に記載する効果を奏
する。

主軸と平行に設けた連結杆をカムにより軸方向移動して
、連結杆先端に軸方向移動可能に嵌合さればねにより突
出勝手に付勢される連結軸を、蓄勢部材によりばねの力
を貯えておいて瞬間的に解放することにより、連結軸を
押し出してハンマ効果により工具を緩めてわずかに押し
出すようになしたので、エンドミル加工等で主軸テーパ
穴に喰いついた工具も容易に抜くことができ、カム運動
のため動作確認用のリミットスイッチ等が不要で動作が
速いので、工具交換時間が短縮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する主軸工具着脱装置の説明図、
第２図は同じく工具引張り棒移動用カムを有するカム式
１具交換装置の断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）工具交換動作サイクルの工具抜き始め前に工具引
   張り棒を作動する系路に弾発力を蓄え、工具抜き始めと
   同期して弾発力を瞬時に開放し、工具引張り棒を介して
   装着工具に衝撃を与えて工具のテーパ嵌合部をゆるめる
   ことを特徴とする主軸装着工具の抜取り方法。