JPH0343125A - マシニングセンタ - 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 この発明はマシニングセンタに関シ、特にワークホルダ
を水平方向に着脱可能に設置するＸ−Ｙテーブルとワー
クマガジンを備えたマシニングセンタに関するものであ
る。

従来の技術とその問題点 前述したタイプのマシニングセンタのワークマガジンに
おいては、ワークを取付けた多数のワークホルダは同一
水平面上に配置される。ワークホルダは通常ホルダの軸
が鉛直方向に向くようにワークマガジンに収容される。

一方、Ｘ−Ｙテーブルにおいてワークホルダはホルダ軸
が水平になるように取付けられる。

ワークチェンジャはワークマガジンに鉛直方向向きに収
容されたワークホルダを抜きとり、水平方向に向くよう
に回転しつつ、Ｘ−Ｙテーブルまで移送する。

逆にワークチェンジャはＸ−Ｙテーブルに水平方向向き
に収容されたワークホルダを抜きとり、鉛直方向に向く
ように回転しつつ、ワークマガジンまで移送する。

ワークチェンジャはこれらの動作のための駆動機構と駆
動手段を必要とする。従ってその構造が複雑化、大型化
し°、故障が起き易かった。

発明の目的 前述の従来技術の問題点に鑑み、本発明は簡単な構造を
持ち、ワーク交換を迅速に行え、駆動手段を少なくした
ワークチェンジャを備えたマシニングセンタを提供する
ことを目的としている。

発明の要旨 前述の目的を達成するために、この発明は請求項１に記
載のマシニングセンタを要旨としている。

問題点を解決するための手段 本発明のマシニングセンタはワークホルダを水平方向に
取付ける構成のＸ−Ｙテーブル２４を設け、 ワークを取付けた多数のワークホルダを鉛直方向に収容
して所定方向に送るワークマガジン３を設け、 上下方向と水平面内の一方向に移動可能な第１グリップ
手段５１と、第１グリップ手段５１を上下方向、一方向
に移動させる第１゜２駆動手段４８．３９とを備えた第
１ワークチェンジャ４を設け、 第１かさ歯車７４を持つ鉛直軸７１と、鉛直軸７１の回
りに回転可能に設けたケース７２と、ケース７２を鉛直
軸回りに回転させる第３駆動手段７５〜７８と、第１か
さ歯車７４にかみ合う第２かさ歯車８３を持ちケース７
２に回転可能に設けた水平軸８１と、この水平軸８１に
固定関係に設けたフィンガフレーム８０と、フィンガフ
レーム８０に回転可能に設けたフィンガ軸８４と、フィ
ンガ軸８４に固定関係に設けたロータリブラケット８５
と、ロータリブラケット８５に設けられフィンガ軸８４
に関し対称な位置関係に配置された第２．第３のグリッ
プ手段８６ａ、８６ｂと、フィンガ軸８４を回転させる
第４駆動手段９０とを備え、第２かさ歯車７４が第１か
さ歯車の２倍の歯数をもち鉛直軸が１８００回転すると
フィンガフレーム８０が９０゜回転する構成の第２ワー
クチェンジャ５を設け、 未加工ワークを取付けたワークホルダがワークマガジン
３から第１ワークチェンジャ４、第２ワークチェンジャ
５を経てＸ−Ｙテーブル２４に搬送され、反対に加工済
ワークを取付けたワークホルダがＸ−Ｙテーブル２４か
ら第２ワークチェンジャ５、第１ワークチェンジャを経
てワークマガジン４に搬送されることを特徴とする。

作用 鉛直向きにワークマガジン３に設けられたワークホルダ
を第１ワークチェンジャ４で抜き取り、第２ワークチェ
ンジャ５に渡す。ワークホルダは第２ワークチェンジャ
５によって鉛直向きから水平向きに回転され、Ｘ−Ｙテ
ーブル２４に水平向きに挿入される。このように、未加
工ワークを取付けたワークホルダがワークマガジン３か
らＸ−Ｙテーブル２４に搬送される。

水平向きにＸ−Ｙテーブル２４に設置されたワークホル
ダは第２ワークチェンジャ５を経由して第１ワークチェ
ンジャ４に渡される。

この時第２ワークチェンジャ５は水平向きのワークホル
ダを鉛直向きに回転する。ワークホルダは第１ワークチ
ェンジャ４によってワークマガジン３に退去される。こ
のように、加工剤ワークを取付けたワークホルダがＸ−
Ｙテーブル２４からワークマガジン３に搬送される。

実　　施　　例 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明のマシニングセンタ１は第１図に示すように大別
するとマシニングセンタ本体２、ワークマガジン３、第
１及び第２ワークチェンジャ４．５から構成される。以
下では各構成要素を項目別に説明するが、第１，２ワー
クチェンジャ４，５を中心に説明し、他の構成は周知の
ものを採用できるので簡単に説明する。

［マシニングセンタ本体］ 第１図はマシニングセンタ１の正面図である。第２図は
マシニングセンタ本体２の側面図である。

ベツド１０の上にコラム１１が設けである。

コラム１１にはスピンドルヘッド１２が上下方向に移動
可能に設けである。スピンドルヘッド１２内にはスピン
ドル１３が水平方向に配置しである。スピンドル１３は
モータ１４によって回転される。スピンドルヘッド１２
の上下移動はＹ方向送り手段によって行われる。

コラム１１の上部にはツールチェンジャ１５が設けであ
る。ツールチェンジャ１５は、２つのグリップ部をもつ
ツールチェンジアーム１６によって新旧２つのツールを
交替する構成になっている。ツールチェンジャ１５はエ
ンドレスタイプのツールマガジン１７を備えている。ツ
ールチェンジアームとツールマガジンの構成は周知であ
り、詳細は簡単のために図示しない。

ベツド１０の上にはサドル１８がＺ方向に移動可能に設
けである。サドル１８は２方向送り手段１９によってＺ
方向に移動する。Ｚ方向送り手段■９は送りネジ２０．
サドル下部に固定したナツト２１、送りネジ２０を回転
するためのモータ２２を備えている。送りネジ２０の両
端はベアリングによって支持されている。

サドルの側方にはスライドカバー２３が設けてあり、サ
ドルのＺ方向移動にあわせて伸縮して切屑や油の侵入を
防ぐ。

サドル１８の上部にはＸ−Ｙテーブル２４が設けてあり
、このテーブル２４はＸ方向移動手段２７によってＸ方
向に移動する。

テーブル２４の横にはスライドカバー２９が設けである
。

Ｘ方向移動手段２７はＺ方向移動手段と同様に構成でき
る。

テーブル２４の上部にはロータリステージ２５が設けで
ある。ロータリステージ２５は図示しない回転手段によ
って鉛直軸を中心に回転する構成になっている。ロータ
リステージ２５は第２図に示すように断面り字型に形成
されていて、ワークスピンドル２６が水平方向に設けで
ある。ワークスピンドル２６はモータ２８によって水平
軸回りに回転する。

ベツド１０にはチップコンベア３０、切削油トイ３１、
油タンク３２が設けである。また工作機械本体２の外側
にはチップガード９が設けである。

［ワークマガジン］ 第７図はワークマガジン３の概観を示す斜視図である。

ワークマガジン３はドーナツ型にワークホルダを収容す
るエンドレスタイプの装置で、その上部に第１ワークチ
ェンジャ４が設置しである。

周知のワークマガジン３はワークを取付けた多数のワー
クホルダＨを鉛直向きに配置し、ワークホルダＨを順次
送る構成になっている。

ワークマガジン３の中央上部に第１ワークチェンジャ４
が設置しである。また、ワークマガジン３はインデック
ス動作時にワークを検出するための検出手段４０を備え
ている。

［第１ワークチェンジャ］ 第５，６図は第１ワークチェンジャ４を示す一部断面を
とった側面図、上面図である。

なお第５．６図でワークマガジン３は簡単化して示して
いる。

ワークマガジン３の上部にガイドベー′ス４３が固定し
である。ガイドベース４３上にはリニアウェイ４４を備
えたスライドベース４５がＺ方向に移動可能に配置しで
ある。スライドベースはワークマガジン３に設けたシリ
ンダ３９のロッド３８に接続してあり、シリンダ３９の
作動によってＺ方向に移動する。

スライドベース４５には２本のガイドロッド４６が鉛直
方向に固定しである。ガイドロッド４６の上端には連結
板４７が固定してあり、連結板４７の上には油圧シリン
ダ４８が設けである。

ガイドロッド４６にはフィンガブラケット５０が上下方
向に移動可能に設けである。フィンガブラケット５０の
一方の端部には１組の爪が設けである。他の端部には円
筒状のガイド体５７が２個設けてあり、ガイド体５７の
穴にガイドロット４６が貫通している。

２個のガイド体の中間部にはロッドブラケット５４が形
成してあり、そこには油圧シリンダ４８のロッド４９が
固定しである。フィンガブラケットは油圧シリンダ４８
の作用により上下に移動する。

爪５１の一端にはワークホルダＨの形状に合致した弓形
形状をもつホルダ支持部５５ａ。

５５ｂが形成しである。爪５１の他端にはピニオン５２
が固定しである。２個のガイド体の中間部、ロッドブラ
ケット５４の下方には薄型油圧シリンダ５３が設けであ
る。シリンダ５３のロッドにはラック軸５６が固定して
あり、ラック軸５４の先端にはラック５８が形成しであ
る。ラック５８は爪５１に設けた１組のピニオン５２と
かみ合っている。ラック５８がシリンダ５３によって２
方向に移動すると爪が開閉し、ワークホルダＨを開放・
保持する。

［第２ワークチェンジャ］ 第３図は第２ワークチェンジャ５の一部断面をとった側
面図、第４図は上図面である。

第２ワークチェンジャ５は第１図に示すように、テーブ
ル２４と第１ワークマガジン４０の中間位置、特にワー
クチェンジャ４からロータリステージ２５ヘワークホル
ダを搬送できる位置に設ける。

フレーム７０の上部に形成したチェンジャ取付は台６９
に鉛直軸７１が固定しである。

鉛直軸７１の上部にはかさ歯車７４が取付けである。

鉛直軸７１の外側には全体的に円筒（又は角筒）形状の
ケース７２がベアリング７３を介して、鉛直軸７１に対
し回転可能に設けである。ケース７２の下部には平歯車
７５が固定しである。

チェンジャ取付は台６９の上面には、シリンダ７６が水
平方向に配置しである。シリンダ７６のロッド７７には
ラック７８が形成してあり、ラック７８は平歯車７５に
かみ合っている。シリンダ７６によってラック７８が移
動すると平歯車７５及びケース７２が矢印Ｂ方向に回転
する。

ケース７２の上部には水平軸８１がベアリング８２．８
２’を介して回転可能に設けである。水平軸８１の一端
にはフィンガフレーム８０が固定されている。軸８１に
はかさ歯車８３が固定してあり、このかさ歯車８３は軸
７１上部のかさ歯車７４にかみ合っている。

かさ歯車８３の歯数はかさ歯車７４の２倍、つまり径が
２倍、に設定しである。従ってかさ歯車７４が矢印Ｂ方
向に１８０°回転する時にかさ歯車８３は９０’回転す
る。

フィンガフレーム８０は第３，４図に示すように２枚の
側板と水平軸８１に固定された後板から構成される。

フィンガフレーム８０の先端部にはフィンガ軸８４が回
転可能に設けである。フィンガ軸８４は、水平軸８１と
鉛直軸７１を含む平面に直角に配置される。フィンガ軸
８４はフィンガフレーム８０に設けた油圧ハイロータ９
０により回転する。

フィンガ軸８４にはロータリブラケット８５が固定して
あり、ロータリブラケット８５は両端部に２組の爪８６
ａ、８６ｂを備えている。２組の爪８６．ａ、８６ｂは
反対向きにかつフィンガ軸８４に関し対称に設けてあり
、ワークホルダ４２を一方の爪では上向き、他方では下
向きに保持する構成になっている。

ロータリブラケット８５の端部にはロックプレート８７
が設けである。ロックプレート８７には２つの切欠き８
７ａが形成しである。

爪８６の後端には切欠き８７ａに対応するフォロワ８９
が設けである。

ロックプレート８７は薄型空圧シリンダ９０に接続して
あり、シリンダ９０によって所定の巾でスライド可能で
ある。ロックプレート８７はバネ８８により一方向に加
圧されている。爪８６の間にもバネ９１が設けである。

シリンダ９０を操作してロックプレート８７を移動し、
切欠き８７ａがフォロワ８９と並んだ時に爪８６がアン
ロック状態になる。

このとき、ワークホルダの開放・保持動作を行う。逆に
第４図のように両者がオフセット位置にある場合には爪
８６はロックされワークホルダ４２を確実に保持する。

次に第８〜２４図を参照してマシニングセンタ１の動作
の１例を説明する。

［第８図］ ワークマガジンを操作し次に加工すべきワークＷ２を装
えたワークホルダＨ２を位置Ｐ１にインデックスし、第
１ワークチェンジャ４の爪５１でワークＷ２を保持する
。爪５１の開閉は薄型油圧シリンダ５３により行う。

第２ワークチェンジャはワークを受は取れる位置Ｐ２に
あらかじめ待機させである。なお、位置Ｐ１はワークマ
ガジンにおけるワーク交換位置である。油圧シリンダ４
８を作動し、ワークＷ２を保持したままフィンガブラケ
ット５０をＹ２方向に移動する。さらにシリンダ３９を
作動し、フィンガブラケットを２１方向に移動する。な
お、インデックス動作では検出手段４０を利用する。

［第９図コ 第８図の動作によってワークホルダＨ２（ワークＷ２）
が第２ワークチェンジャ５の爪８６ｂの間に挿入される
。このとき爪８６ｂはアンロック状態にしておき、挿入
し終ったらロック状態にする。薄型油圧シリンダ５３を
作動して爪５１を開く。フィンガブラケット５０を２２
方向に移動する。次にモータ９０を作動してロータリブ
ラケット８５を矢印入方向に１８００回転する。

［第１０図］ 第２ワークチェンジャ５のケース７２を矢印Ｂｔ方向に
１８０°回転する。ケース７２の回転はシリンダ７６を
作動し、平歯車７５にかみ合ったラック７８を移動させ
ることにより行う。このときかさ歯車７４と８３の作用
により、フィンガフレーム８０が９０°回転する。

［第１１．１２図コ 第１２図は第１１図を上から見た図である。

前の動作によりワークホルダＨ２は第１１゜１２図に示
す位置に移送される。ロータリステージ２５をこの位置
まで移動し、さらに矢印Ｚ２方向に移動する。ロータリ
ステージ２５には加工ずみワークＷ１を取付けたワーク
ホルダＨ１が設定しである。

［第１３．１４図］ 第１４図は第１３図を上から見た図である。

前述の動作でワークホルダＨ１が第２ワークチェンジャ
５の爪８６ａに挿入される。このとき爪８６ａはアンロ
ック状態にしておき、挿入し終ったらロック状態にする
。

次に、ロータリステージ２５を矢印Ｘ１方向に移動する
。この移動の前にロータリステージ２５におけるワーク
ホルダＨ１の保持を解除してお（。

ロータリステージ２５の移動が完了したら、モータ９０
を作動してロータリブラケット８４を矢印Ｃ方向に１８
０°回転する。この回転によってワークホルダＨ１とＨ
２及びワークＷ１とＷ２の位置が入れ替る。

［第１５．１６図］ 第１６図は第１５図を上から見た図である。

ロータリテーブル２５をＸ２方向に移動する。

［第１７．１８図］ 第１８図は第１７図を上から見た図である。

前の動作によってテーブルにワークホルダＨ２が挿入さ
れる。そしてワークホルダＨ２をテーブルにグリップ（
クランプ）シ、爪８６ａをアンロックする。しかる後に
ロータリテーブル２５を２１方向に移動する。

［第１９図］ ロータリテーブル２５を十分に２１方向に移動したら、
モータ９０を作動してロータリステージ２５を矢印り方
向に１８０°回転する。

［第２０図１ 前述の動作によってＷｌが第２０図に示す位置に移動す
る。この後ケース７２を矢印Ｂ２方向に１８０°回転す
る。この時かさ歯車７４と８３の作用によってフィンガ
フレームが９０°回転し、ワークホルダの向きが水平向
きから鉛直向きに替わる。

［第２１図］ 前述の動作によりワークホルダＨ１は第２１図の位置に
移動する。この後第１ワークチェンジャ４のフィンガブ
ラケット５０をＺｔ方向に移動する。その時爪５１は開
いた状態にしておく。

［第２２図１ 爪５１がワークホルダＨ１を保持できる位置までフィン
ガブラケットが移動したら、爪５１を閉じてワークホル
ダＨ１を保持し、爪８６ａをアンロックする。しかる後
、フィンガブラケット５０をＺ２方向、Ｙ１方向に移動
する。

［第２３図コ 前述のフィンガブラケット５０の移動でワークホルダＨ
１をワークマガジン３の所定位置に退去する。この後、
フィンガブラケット５０を２２方向に少し移動する。

［第２４図］ ワークマガジン３を作動して次に加工するワークＷ３を
取付けているワークホルダＨ３を位置Ｐ１にインデック
スする。

発明の効果 本発明のマシニングセンタにおけるワークチェンジャは
簡単な構造をもち、ワークチェンジャ動作を迅速に行え
、故障が起きにくい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるマシニングセンタを示す正面図、
第２図はマシニングセンタ本体を示す側面図、第３図は
第２ワークチェンジャの一部断面をとった側面図、第４
図は第２ワークチェンジャの上面図、第５図はワークマ
ガジンと第１ワークチェンジャを示す一部断面にとった
平面図、第６図は第５図の一部を上から見た上面図、第
７図はワークマガジンと第１．２ワークチェンジャの概
観を示す斜視図、第８〜２４図はマシニングセンタの動
作を示す動作図である。 Ｗｌ、Ｗ２．Ｗ３・・・ワーク Ｈｌ、Ｈ２，Ｈ３・・・ワークホルダ ト・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・マ
シニングセンタ２・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・マシニングセンタ本体３・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・ワークマガジン４
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第
１ワークチェンジャ５・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・第２ワークチェンジャ２４・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｘ−Ｙテーブル９
・・・・・・・・・・・・ ８・・・・・・・・・・・・ １　・・・・・・・・・・・・ １　・・・・・・・・・・・・ ２・・・・・・・・・・・・ ４・・・・・・・・・・・・ ５・・・・・・・・・・・・ ６　・・・・・・・・・・・・ ７　・・・・・・・・・・・・ ８　・・・・・・・・・・・・ ０・・・・・・・・・・・・ １　・・・・・・・・・・・・ ３・・・・・・・・・・・・ ４　・・・・・・・・・・・・ ５　・・・・・・・・・・・・ ６ａ、８６ 第１駆動手段 第２駆動手段 第１グリップ手段 鉛直軸 ケース 第１かさ歯車 平歯車 シリンダ ロッド ラック フィンガフレーム 水平軸 第２かさ歯車 フィンガ軸 ロータリブラケット 第２．第３グリップ手段 Ｆｉｇ、１３ Ｆｉｇ、２１ Ｆｉｇ、２２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ワークホルダを水平方向に着脱可能に設置するＸ−Ｙ
   テーブル（２４）を設け、 ワークホルダを鉛直方向に収容して所定方向に送るワー
   クマガジン（３）を設け、 上下方向と水平面内の一方向に移動可能な第１グリップ
   手段（５１）と、第１グリップ手段（５１）を上下方向
   及び一方向に移動させる第１および第２駆動手段（４８
   、３９）とを備えた第１ワークチェンジャ（４）を設け
   、 第１かさ歯車（７４）を持つ鉛直軸（７１）と、鉛直軸
   （７１）の回りに回転可能に設けたケース（７２）と、
   ケース（７２）を鉛直軸回りに回転させる第３駆動手段
   （７６、７７、７８、７５）と、第１かさ歯車（７４）
   にかみ合う第２かさ歯車（８３）を持ちケース（７２）
   に回転可能に設けた水平軸（８１）と、この水平軸（８
   １）に固定関係に設けたフィンガフレーム（８０）と、
   フィンガフレーム（８０）に回転可能に設けたフィンガ
   軸（８４）と、フィンガ軸（８４）に固定関係に設けた
   ロータリブラケット（８５）と、ロータリブラケット（
   ８５）に設けられフィンガ軸（８４）に関し対称な位置
   関係に配置された第２、第３のグリップ手段（８６ａ、
   ８６ｂ）と、フィンガ軸（８４）を回転させる第４駆動
   手段（９０）とを備え、第２かさ歯車（８３）が第１か
   さ歯車（７４）の２倍の歯数をもち鉛直軸が１８０゜回
   転するとフィンガフレーム（８０）が９０゜回転する構
   成の第２ワークチェンジャ（５）を設け、 未加工ワークを取付けたワークホルダがワークマガジン
   （３）から第１ワークチェンジャ（４）、第２ワークチ
   ェンジャ（５）を経てＸ−Ｙテーブル（２４）に搬送さ
   れ、加工済ワークを取付けたワークホルダが反対の経路
   でつまりＸ−Ｙテーブル（２４）から第２ワークチェン
   ジャ（５）、第１ワークチェンジャ（４）を経てワーク
   マガジン（３）に搬送されることを特徴とするマシニン
   グセンタ。