JPH04129636A - Automatic tool exchange device for machine tool - Google Patents

Automatic tool exchange device for machine tool

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Publication number
JPH04129636A
JPH04129636A JP24459190A JP24459190A JPH04129636A JP H04129636 A JPH04129636 A JP H04129636A JP 24459190 A JP24459190 A JP 24459190A JP 24459190 A JP24459190 A JP 24459190A JP H04129636 A JPH04129636 A JP H04129636A
Authority
JP
Japan
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tool
cam
exchange arm
door
arm
Prior art date
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Pending
Application number
JP24459190A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiichi Takayama
高山 清一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Seiki Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Seiki Co Ltd
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Publication date
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  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Abstract

PURPOSE:To remove a wasteful operation time through elimination of detection and confirmation of opening and closing of a door and to increase the operation speed of an ATC by effecting opening and closing operation of the door in linkage with exchange operation of a tool exchange arm through drive of the door and the tool exchange arm by means of the same actuator. CONSTITUTION:When a tool exchange command is issued, an automatic tool exchange device (ATC) 1 opens an opening closing door mechanism 40, a tool exchange arm 50 is revolved in a 90 deg. arc to grasp an existing tool held by a main spindle 20 and a new tool held by a waiting pot 30, and the tool exchange arm 50 is moved forward in the direction of the axis of the main spindle to pull off a tool. After the tool exchange arm 50 is revolved in a 180 deg. arc, the tool exchange arm is moved backward, the opening closing door mechanism 40 is closed, and exchange between an existing tool and a new tool is effected. An exchange forward and backward movement mechanism 70, an exchange arm revolving mechanism, and a door opening closing mechanism 90 are operated along a cam and a cam groove formed in a cam body 81, and the operations are effected in linkage with each other. The existing tool and the new tool are exchanged with each other without detection and confirmation of the opening closing operation of the door mechanism 40 and the forward backward movement operation of the tool exchange arm 50.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、主軸に保持されている使用済工具(以下、旧
工具と記載)と待機ボ・ントまたは自動工具交換装置の
工具交換アームの待機側位置に保持されている使用予定
工具(以下、新工具と記載)とを、その間に位置し、加
工領域内外を仕切るドアを開閉して交換する工作機械の
自動工具交換装置(以下、ATCと記載)に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention is directed to the use of a used tool (hereinafter referred to as an old tool) held on a spindle and a standby bolt or a tool changing arm of an automatic tool changing device. An automatic tool changer (hereinafter referred to as ATC) of a machine tool replaces a tool scheduled to be used (hereinafter referred to as a new tool) held in a standby position by opening and closing a door that is located between them and partitions the inside and outside of the machining area. ).

「従来の技術」 従来のATCては、主軸と待機ポットまたは、ATCの
工具交換アームの待機側位置との間に開閉ドアを有し、
旧工具を主軸に、新工具を待機ポットまたは、ATCの
工具交換アームの待機側位置に取り付けている。旧工具
を新工具と交換する場合には、ドア開閉用アクチュエー
タを用いて開閉ドアを開く、そして、工具交換アーム用
アクチュエータにより、工具交換アームを旋回させ、旧
工具と新工具とを工具交換アームの把持部て把持する。
"Prior Art" A conventional ATC has an opening/closing door between the main shaft and the standby pot or the standby side position of the tool change arm of the ATC,
The old tool is attached to the spindle, and the new tool is attached to the standby pot or the standby side position of the ATC tool exchange arm. When replacing an old tool with a new tool, open the door using the door opening/closing actuator, rotate the tool changing arm using the tool changing arm actuator, and move the old tool and new tool to the tool changing arm. Grip with the grip part.

次に、工具交換アームは、前進し工具を主軸等より離脱
させ、開閉ドアの開口部を通して旋回して旧工具と新工
具との位置を入れ替えた後、後退し、主軸に新工具を、
待機ポットに旧工具を取り付ける。交換アームの工具の
把持を解除し、交換アームを90度旋回させ、初期の位
置に戻し、開閉ドアを閉じる。こうして、新工具と旧工
具とを交換することかてきるようになっている。
Next, the tool exchange arm advances to remove the tool from the spindle, rotates through the opening of the opening/closing door to swap the positions of the old tool and the new tool, and then moves backward to place the new tool on the spindle.
Attach the old tool to the standby pot. Release the grip of the tool on the exchange arm, rotate the exchange arm 90 degrees, return to the initial position, and close the opening/closing door. In this way, the new tool can be replaced with the old tool.

「発明か解決しようとする課題」 しかしながら、このような従来のATCては、開閉ドア
の開閉動作と、工具交換アームの前後動および旋回動作
とを異なるアクチュエータにより行なうため、開閉ドア
と工具交換アームとの動作を同期させることかてきない
。従って、互いの動作か干渉しないよう、ドア開閉の検
知装置によりドア開閉の状態を検知し確認後、工具交換
アームの動作を行なう必要があった。このため、ATC
動作に無駄な時間を生じ、生産能率の向上を図ることか
できないという問題点があった。
``Problem to be Solved by the Invention'' However, in such a conventional ATC, the opening/closing operation of the opening/closing door and the forward/backward movement and turning operation of the tool exchange arm are performed by different actuators, so the opening/closing door and the tool exchange arm are separated by different actuators. It is not possible to synchronize the operation with. Therefore, in order to prevent mutual interference, it is necessary to detect and confirm the door opening/closing state using a door opening/closing detection device before operating the tool exchange arm. For this reason, ATC
There is a problem that time is wasted in the operation and it is impossible to improve production efficiency.

本発明は、このような従来の工作機械の自動工具交換装
置が有する問題点に着目してなされたものて、ドア開閉
動作と工具交換アームの交換動作とを同しアクチュエー
タて駆動し、同期させるため、ドア開閉の検知、確認を
なくして無駄な動作時間を除去し、ATC動作の高速化
を図ることによりマシニングセンタ等工作機械の生産能
率を向上させることかできる工作機械の自動工具交換装
置を提供することを目的としている。
The present invention was made by focusing on the problems of the conventional automatic tool changer for machine tools, and provides a system in which the door opening/closing operation and the tool exchange arm exchange operation are driven by the same actuator and synchronized. Therefore, we provide an automatic tool changer for machine tools that can improve the production efficiency of machine tools such as machining centers by eliminating unnecessary operation time by eliminating detection and confirmation of door opening/closing and speeding up ATC operation. It is intended to.

「課題を解決するための手段」 かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところ
は、 主軸ヘッドに回転自在に軸承されるとともに工具を保持
する主軸と、 複数の工具を連鎖状に貯蔵する工具貯蔵マガジンと、 前記主軸と前記工具貯蔵マガジンとの間に設けられ、前
記主軸と前記工具貯蔵マガジンとの間で使用済工具と使
用予定工具とを交換する工作機械の自動工具交換装置で
あって、 前記主軸と前記自動工具交換装置との間に加工領域内外
を仕切るように設けられ、開口部より記自動工具交換装
置を出入りさせる開閉自在なドア体と、 前記使用済工具と前記使用予定工具とを把持して交換を
行なう工具交換アームと、 前記自動工具交換装置を駆動する駆動体と。
"Means for Solving the Problems" The gist of the present invention for achieving the above object is to provide a spindle that is rotatably supported on a spindle head and holds a tool, and a plurality of tools that are stored in a chain. an automatic tool changer for a machine tool, which is provided between the spindle and the tool storage magazine, and exchanges used tools and tools to be used between the spindle and the tool storage magazine. a door body that is provided between the spindle and the automatic tool changer to partition the inside and outside of the machining area and that can be opened and closed to allow the automatic tool changer to enter and exit through the opening; a tool changing arm that grips and exchanges a scheduled tool; and a drive body that drives the automatic tool changing device.

この駆動体の駆動力により回転動作する駆動軸に固定さ
れ、複数のカムを形成したカム体と。
A cam body formed with a plurality of cams and fixed to a drive shaft that rotates by the driving force of the drive body.

このカム体に形成された第1のカムと係合し、前記工具
交換アームを前後動させる交換アーム前後動機構と、 前記カム体に形成された第2のカムと係合し、前記工具
交換アームを旋回させる交換アーム旋回機構と、 前記カム体に形成された第3のカムと係合し、前記ドア
体を開閉させるドア開閉機構とからなり、 前記工具交換アームの前後動動作、旋回動作と前記ドア
体の開閉動作を重複して連動させることを特徴とする工
作機械の自動工具交換装置に存する。
an exchange arm back and forth movement mechanism that engages with a first cam formed on the cam body and moves the tool exchange arm back and forth; and an exchange arm back and forth movement mechanism that engages with a second cam formed on the cam body and moves the tool exchange arm back and forth; It consists of an exchange arm rotation mechanism that rotates the arm, and a door opening/closing mechanism that engages with a third cam formed on the cam body to open and close the door body; The automatic tool changer for a machine tool is characterized in that the opening and closing operations of the door body and the door body are overlapped and linked.

「作用」 カム体を固定した駆動軸か回動すると、第3のカム(ド
ア開閉カム溝)によりドア開閉機構は、ドア機構が開口
を開く方向に開閉ドア機構を動作させる。交換アーム旋
回機構は、第2のカム(旋回カム溝)により工具交換ア
ームをドア機構の開口を通して主軸と待機ボットとの角
度位置まて旋回させる。交換アーム前後動機構は、第1
のカム(前後動カム溝)により工具交換アームを前進さ
せて、工具交換アームて重工具と新工具とを把持させ主
軸および待機ボットより離脱させる。
"Operation" When the drive shaft to which the cam body is fixed rotates, the third cam (door opening/closing cam groove) causes the door opening/closing mechanism to operate in the direction in which the door mechanism opens. The exchange arm turning mechanism uses a second cam (swivel cam groove) to turn the tool exchange arm through the opening of the door mechanism to an angular position between the main shaft and the standby bot. The exchange arm back and forth movement mechanism is the first
The tool exchange arm is moved forward by the cam (back-and-forth movement cam groove), and the tool exchange arm grips the heavy tool and the new tool and removes them from the main shaft and standby bot.

交換アーム旋回機構は、工具交換アームをさらに半回転
旋回させて、重工具と新工具との角度位置を入れ替える
The exchange arm rotation mechanism rotates the tool exchange arm further by half a turn to exchange the angular positions of the heavy tool and the new tool.

交換アーム前後動機構は、第1のカム(前後動カム溝)
により工具交換アームを後退させ、主軸と待機ボ・ント
とに新工具と重工具とを保持させる。交換アーム旋回機
構は、第2のカム(旋回カム)により工具交換アームか
当初の角度位置に戻るまて工具交換アームを旋回させる
。ドア開閉機構は、第3のカム(ドア開閉カム溝)によ
り開口を閉しる方向に開閉ドア機構を動作させる。こう
して、重工具と新工具との交換が完了する。
The exchange arm back-and-forth movement mechanism is the first cam (back-and-forth movement cam groove)
The tool change arm is moved backward, and the new tool and heavy tool are held in the spindle and standby bolt. The exchange arm rotation mechanism rotates the tool exchange arm using a second cam (swivel cam) until the tool exchange arm returns to its initial angular position. The door opening/closing mechanism operates the opening/closing door mechanism in the direction of closing the opening by a third cam (door opening/closing cam groove). In this way, the replacement of the heavy tool with the new tool is completed.

これら第1のカム(前後動カム溝)と第2のカム(を回
カム)と第3のカム(ドア開閉カム溝)とは、1つのカ
ム体に形成されてΣす、開閉ドア機構の開閉動作、工具
交換アームの旋回動作、前後動動作の検知、確認を行な
わずに、重工具と新工具との交換を行なうことかできる
These first cam (back-and-forth movement cam groove), second cam (rotation cam), and third cam (door opening/closing cam groove) are formed in one cam body and are part of the opening/closing door mechanism. It is possible to exchange a heavy tool with a new tool without detecting or confirming the opening/closing operation, the turning operation of the tool exchange arm, or the forward/backward movement.

「実施例」 以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明する。各図
は本発明の一実施例を示している。
“Embodiment” An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings. Each figure shows one embodiment of the invention.

第1図に示すように、マシニングセンタは、コラムlO
に上下動自在な主軸ヘッド12を有し、主軸へウド12
には回転自在に軸承されている主軸20を有している。
As shown in FIG. 1, the machining center has a column lO
It has a spindle head 12 that can move up and down.
The main shaft 20 is rotatably supported.

コラム10の上部には、自動工具交換装置(ATC)1
の基部11が取り付けられており、その基部11に待機
ボット30を有している。コラム10の側部には、図示
しない工具貯蔵マガジンか設けてあり、複数の工具を連
鎖状に貯蔵している。ATClは、主軸20と工具貯蔵
マガジンとの間に設けられている。また、主軸20と待
機ボット30との間に加工領域内と外部とを仕切るため
の開閉ドア機構40を有し、主軸20と待機ボット30
とには、図示しない公知の工具クランプ機構により工具
か取り付けられるようになっている。
At the top of the column 10, an automatic tool changer (ATC) 1 is installed.
A base 11 is attached to the base 11, and a standby bot 30 is provided on the base 11. A tool storage magazine (not shown) is provided on the side of the column 10, and a plurality of tools are stored in a chain. ATCl is provided between the spindle 20 and the tool storage magazine. Furthermore, an opening/closing door mechanism 40 is provided between the main spindle 20 and the standby bot 30 for partitioning the inside of the machining area and the outside.
A tool can be attached to the tool by a known tool clamp mechanism (not shown).

ATC1は、使用済工具(重工具)と使用予定工具(新
工具)とを同時に把持することか可能な工具交換アーム
50を有しており0、主軸20と工具貯蔵マガジンとの
間で重工具と新工具とを交換するようになワている。
The ATC 1 has a tool changing arm 50 that can simultaneously hold a used tool (heavy tool) and a tool to be used (new tool). I am now replacing the new tools with new ones.

ATC1は、工具交換指令があると、開閉ドア機構40
を開き、工具交換アーム50を90度旋回させて、主軸
20に保持されている重工具と待機ボット30に保持さ
れている新工具とを把持し、主軸20の工具クランプ機
構をアンクランプ状態にし、工具交換アーム50を主軸
軸線方向に前進させ、工具を引き抜く。工具交換アーム
50を180度旋旋回せ、画工具の位置を変えた後、工
具交換アームを、後退させ、主軸20の工具クランプ機
構をクランプ状態にし、開閉ドア機構40を閉じ、重工
具と新工具との交換を行なう。
When the ATC 1 receives a tool change command, the opening/closing door mechanism 40
, the tool exchange arm 50 is rotated 90 degrees to grasp the heavy tool held on the spindle 20 and the new tool held on the standby bot 30, and the tool clamp mechanism of the spindle 20 is unclamped. , the tool exchange arm 50 is advanced in the direction of the spindle axis, and the tool is pulled out. After rotating the tool exchange arm 50 by 180 degrees and changing the position of the drawing tool, the tool exchange arm is moved backward, the tool clamp mechanism of the spindle 20 is placed in the clamped state, the opening/closing door mechanism 40 is closed, and the heavy tool and new Replace with tools.

このため、ATCIは、工具交換アーム50のほか、駆
動軸60、駆動モータ61、カム体81、交換アーム前
後動機構70と、交換アーム旋回機構80と、ドア開閉
機構90とを有している。
For this reason, the ATCI includes, in addition to the tool exchange arm 50, a drive shaft 60, a drive motor 61, a cam body 81, an exchange arm back and forth movement mechanism 70, an exchange arm rotation mechanism 80, and a door opening/closing mechanism 90. .

工具交換アーム50は、アームシャフト51を中心とし
て旋回可能であフて、アームシャフト51を中心とした
対称形状のツインアームであり、両端に段部52と支持
部53とを有している。支持部53の段部52側は半円
状の凹部54を形成し、段部52には凹部54との間に
工具を把持することか可能な押え部材55が取り付けら
れている。アームシャフト51は、ATC交換位置に位
置決めされた主軸20と待機ボット3oとの中間に位置
している。このため、工具交換アーム50は、第1図で
時計回り方向に90度旋回するとき、主軸20の重工具
と、待機ボット3oの新工具とを把持することか可能と
なっている。
The tool exchange arm 50 is rotatable about the arm shaft 51, and is a twin arm having a symmetrical shape about the arm shaft 51, and has a stepped portion 52 and a support portion 53 at both ends. A semicircular recess 54 is formed on the step 52 side of the support portion 53, and a presser member 55 capable of holding a tool is attached to the step 52 between the recess 54 and the recess 54. The arm shaft 51 is located between the main shaft 20 positioned at the ATC exchange position and the standby bot 3o. Therefore, when the tool exchange arm 50 rotates 90 degrees clockwise in FIG. 1, it is possible to grasp the heavy tool on the main shaft 20 and the new tool on the standby bot 3o.

工具交換アーム50は、駆動軸60に固定したカム体8
1に形成した前後動カム溝(第1のカム)74と前後動
機構70によって主軸軸線方向に前後動可能となってい
る。第2図に示すように、前後動機構70は、カム体8
1に形成した前後動カム溝74と係合するカムフォロア
77とリンク72と、アームシャフト51を前後動させ
るシフタ78とにより構成され、工具交換アーム50を
前後動させるようになっている。
The tool exchange arm 50 includes a cam body 8 fixed to a drive shaft 60.
It is possible to move back and forth in the axial direction of the main shaft by the back and forth movement cam groove (first cam) 74 formed in 1 and the back and forth movement mechanism 70. As shown in FIG. 2, the longitudinal movement mechanism 70 includes a cam body 8
1, a link 72, and a shifter 78 that moves the arm shaft 51 back and forth.The tool changing arm 50 is moved back and forth.

カム体81は、回動動作を行なう駆動軸60に固定され
、側面に前後動カム溝74を形成している。リンク72
は、一端側の軸75かATC基部11に枢着され、他端
側のローラ76かアームシャフト51後端のシック78
の溝部と係合している。また、リンク72は、一端側の
軸75と他端側のローラ76との間に、前後動カム溝7
4と係合するカムフォロア77を有している。アームシ
ャフト51は、ATC基部11に往復移動可能に取り付
けられている。
The cam body 81 is fixed to the drive shaft 60 that rotates, and has a longitudinal cam groove 74 formed on its side surface. link 72
is pivoted to the shaft 75 at one end or the ATC base 11, and the roller 76 at the other end or the chic 78 at the rear end of the arm shaft 51.
It is engaged with the groove of. Further, the link 72 has a longitudinal movement cam groove 7 between the shaft 75 on one end side and the roller 76 on the other end side.
It has a cam follower 77 that engages with 4. The arm shaft 51 is attached to the ATC base 11 so as to be able to reciprocate.

また、工具交換アーム50も、駆動軸60に結合したカ
ム体81に形成した旋回カム(ローラギヤカム溝、第2
のカム)83と係合する一対のカムフォロア82と交換
アーム旋回機構80によってアームシャフト51を支軸
として旋回可能となっている。第3図に示すように、交
換アームシャフト80は、旋回カム83と、一対のカム
フォロア82と、アームシャフト51とにより構成され
、工具交換アーム50を旋回させるようになっている。
The tool exchange arm 50 also has a rotating cam (a roller gear cam groove, a second
A pair of cam followers 82 that engage with the cam) 83 and an exchange arm rotation mechanism 80 allow the arm shaft 51 to rotate as a support shaft. As shown in FIG. 3, the exchange arm shaft 80 includes a swing cam 83, a pair of cam followers 82, and an arm shaft 51, and is configured to rotate the tool exchange arm 50.

旋回カム83は、駆動軸6oに結合され、かつ、一対の
カムフォロア82と係合している。一対のカムフォロア
82は、アームシャフト51の外周に形成されたスプラ
イン84を介してアームシャフト51に回転自在に支持
されている。
The swing cam 83 is coupled to the drive shaft 6o and engaged with a pair of cam followers 82. The pair of cam followers 82 are rotatably supported by the arm shaft 51 via splines 84 formed on the outer periphery of the arm shaft 51.

第5図、第6図に示すように、開閉ドア機構40は、案
内レール41と、ドア体42とを有している。ドア体4
2は、2つのドア部43を接続部材44により回動可能
に連結して成っている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the opening/closing door mechanism 40 includes a guide rail 41 and a door body 42. As shown in FIGS. door body 4
2 is made up of two door parts 43 rotatably connected by a connecting member 44.

ドア体42は、主軸20とATC1との間に加工領域内
外を仕切るように設けられ、開閉自在てあって、開口部
よりATCIを出入りさせるようになっている。ドア体
42は、一端45側に回転軸46を有し、2つのドア部
43の回動面と同一面て回動可能に案内レール41に支
持されている。
The door body 42 is provided between the main shaft 20 and the ATC 1 to partition the inside and outside of the machining area, and can be opened and closed to allow the ATCI to enter and exit through the opening. The door body 42 has a rotation shaft 46 on one end 45 side, and is supported by the guide rail 41 so as to be rotatable in the same plane as the rotation surfaces of the two door parts 43.

一方、他端47側はローラ48を有し、ローラ48は案
内レール41に係合され、ドア部43の回動面と同一面
て回動可能てかっ案内レール41に沿って移動可能とな
っている。
On the other hand, the other end 47 side has a roller 48 which is engaged with the guide rail 41 so that it can rotate in the same plane as the rotation surface of the door part 43 and can move along the lever guide rail 41. ing.

ドア開閉機構90は、カム体81に形成したドア開閉カ
ム溝(第3のカム)91と係合するカムフォロア97と
、リンク92と、往復シャフト93と、接続部材101
と、リンク102゜103とにより構成され、ドア体4
2を開閉させるようになっている。第2図、第4図に示
すように、駆動軸60に固定されたカム体81の側面に
ドア開閉カム溝91を形成している。
The door opening/closing mechanism 90 includes a cam follower 97 that engages with a door opening/closing cam groove (third cam) 91 formed in a cam body 81, a link 92, a reciprocating shaft 93, and a connecting member 101.
and links 102 and 103, and the door body 4
2 to open and close. As shown in FIGS. 2 and 4, a door opening/closing cam groove 91 is formed on the side surface of a cam body 81 fixed to the drive shaft 60.

リンク92は、一端側の軸95かATC基部11に枢着
され、他端側ローラ96か往復シャフト93の溝部に係
合され、一端側の軸95と他端側ローラ96との間に、
ドア開閉カム溝91と係合するカムフォロア97を有し
ている。往復シャフト93は、ATC基部11に往復移
動可能に取り付けられている。
The link 92 is pivotally connected to the shaft 95 at one end or the ATC base 11, is engaged with a roller 96 at the other end or a groove in the reciprocating shaft 93, and is connected between the shaft 95 at one end and the roller 96 at the other end.
It has a cam follower 97 that engages with the door opening/closing cam groove 91. The reciprocating shaft 93 is attached to the ATC base 11 so as to be able to reciprocate.

第5図に示すように、往復シャフト93はATC基部1
1から突出して接続部材101に固定され、接続部材1
01はリンク102に固定されている。リンク102は
リンク103に固定され、リンク103は回転軸46に
固定されている。
As shown in FIG. 5, the reciprocating shaft 93 is connected to the ATC base 1.
1 and is fixed to the connecting member 101.
01 is fixed to link 102. Link 102 is fixed to link 103, and link 103 is fixed to rotating shaft 46.

これにより、ドア開閉機構90は、駆動軸60の回動動
作を往復シャフト93の往復移動動作に変換し、その往
復移動動作をドア体42の一端45の回動運動に変換す
るようになっている。
Thereby, the door opening/closing mechanism 90 converts the rotational movement of the drive shaft 60 into a reciprocating movement of the reciprocating shaft 93, and converts the reciprocating movement into a rotational movement of the one end 45 of the door body 42. There is.

前後動カム溝74と、旋回カム83と、ドア開閉カム溝
91とは、カム体81に、工具交換アーム50の旋回動
作、前後動動作とドア機構40の開閉動作とか不干渉の
範囲て、それぞれの動作か重複して連動するように形成
されている。第7図に、(a)ドア開閉カム溝91のカ
ム曲線と、(b)旋回カム83のカム曲線と、(C)前
後動カム溝74のカム曲線を示す。
The longitudinal movement cam groove 74, the swing cam 83, and the door opening/closing cam groove 91 have a range in which the cam body 81 does not interfere with the rotation movement of the tool changing arm 50, the longitudinal movement, and the opening/closing movement of the door mechanism 40. Each operation is designed to overlap and interlock. FIG. 7 shows (a) a cam curve of the door opening/closing cam groove 91, (b) a cam curve of the swing cam 83, and (C) a cam curve of the longitudinally movable cam groove 74.

駆動軸60は、歯車62.63を介して駆動モータ(駆
動体)61の駆動力により回転動作するようになってお
り、また、駆動モータ61は、ATC1を駆動するよう
になりている。
The drive shaft 60 is configured to rotate by the driving force of a drive motor (driver) 61 via gears 62 and 63, and the drive motor 61 is configured to drive the ATC1.

次に作用を説明する。Next, the action will be explained.

第7図に示すように、重工具と新工具とを交換するとき
、まず、駆動モータ61により駆動軸60か回動する。
As shown in FIG. 7, when replacing a heavy tool with a new tool, first, the drive shaft 60 is rotated by the drive motor 61. As shown in FIG.

駆動軸60かa度回転するとき、カム体81のドア開閉
カム機構91か回転を始め、カムフォロア97かドア開
閉カム溝91に従動し、リンク92か一端の軸95を支
軸として揺動し、他端のローラ96と係合している往復
シャフト93は前進する。このとき、ドア開閉機構90
は、ドア体42か移動して開口49を形成する方向にド
ア機構40を運動させる。すなわち、往復シャフト93
か前進すると、それにともなって回転軸46か回転し、
ドア部43を揺動させる。ドア部43か揺動するととも
に、ローラ48か案内レール41に沿って回転軸46側
に移動し、ドア機構40か開き始め、カム体81の回転
角度かd度になるまて開き続ける。ドア開閉機構90は
、カム体81かd度の角度からg度の角度になるまて動
作を停止しドアを開いた状態にする。
When the drive shaft 60 rotates a degree, the door opening/closing cam mechanism 91 of the cam body 81 begins to rotate, follows the cam follower 97 or the door opening/closing cam groove 91, and the link 92 swings around the shaft 95 at one end. , the reciprocating shaft 93 engaged with the roller 96 at the other end moves forward. At this time, the door opening/closing mechanism 90
The door mechanism 40 is moved in a direction in which the door body 42 is moved to form the opening 49. That is, the reciprocating shaft 93
When the robot moves forward, the rotating shaft 46 rotates accordingly.
The door portion 43 is swung. As the door part 43 swings, the roller 48 moves along the guide rail 41 toward the rotating shaft 46, and the door mechanism 40 begins to open and continues to open until the rotation angle of the cam body 81 reaches d degrees. The door opening/closing mechanism 90 stops operating when the cam body 81 changes from an angle of d degrees to an angle of g degrees, thereby opening the door.

ドア機構40か開き始めると同時に、旋回カム83によ
り、一対のカムフォロア82とスプライン83を介して
アームシャフト51は回転する。
At the same time as the door mechanism 40 begins to open, the arm shaft 51 is rotated by the swing cam 83 via the pair of cam followers 82 and the spline 83.

アームシャフト51の回転は、カム体81かb度回転す
るまて続き、アームシャフト51は第1図に示す角度か
らb度の角度まて回転する。このとき、交換アーム旋回
機構80は、工具交換アーム50かドア機構40の開口
49を通って旋回して主軸20に保持された重工具と待
機ボット30に保持された新工具とを両端の凹部54と
押え部材55とにより把持可能な角度位置となる。主軸
の工具保持機構の保持をやめる。この位置て、交換アー
ム旋回機構80は、カム体81がb度の角度から0度の
角度になるまて回転を停止する。
The rotation of the arm shaft 51 continues until the cam body 81 rotates b degrees, and the arm shaft 51 rotates by an angle b degrees from the angle shown in FIG. At this time, the exchange arm turning mechanism 80 rotates through the tool exchange arm 50 or the opening 49 of the door mechanism 40, and moves the heavy tool held on the main shaft 20 and the new tool held on the standby bot 30 into the recesses at both ends. 54 and the holding member 55, the angular position is such that it can be held. Stop holding the tool holding mechanism of the spindle. At this position, the exchange arm turning mechanism 80 stops rotating until the cam body 81 changes from an angle of b degrees to an angle of 0 degrees.

カム体81かb度の角度まて回転すると、前後動カム溝
によってリンク72を摺動させる。すなわち、リンク7
2は、カムフォロア77と前後動カム溝74とか係合し
ているため、一端側軸75を支軸として揺動する。他端
76側のローラと係合しているアームシャフト51は、
リンク72の揺動とともに前進する。このとき、前後動
機構70は、工具交換アーム50か主軸20に保持され
ていた重工具と待機ボット30に保持されていた新工具
とを主軸20および待機ボット30よりぬきとる位置ま
て把持した状態て工具交換アーム50を前進させ、カム
体81の角度かe度になるまて、さらに工具交換アーム
50を前進させる。
When the cam body 81 rotates through an angle of b degrees, the link 72 is slid by the longitudinally movable cam groove. That is, link 7
2 engages with the cam follower 77 and the longitudinally movable cam groove 74, so it swings about the one end shaft 75 as a support shaft. The arm shaft 51 engaged with the roller on the other end 76 side is
It moves forward as the link 72 swings. At this time, the forward and backward movement mechanism 70 is in a state where the heavy tool held on the tool exchange arm 50 or the main spindle 20 and the new tool held on the standby bot 30 are held at a position where they can be removed from the main spindle 20 and the standby bot 30. Then, the tool exchange arm 50 is advanced, and the tool exchange arm 50 is further advanced until the angle of the cam body 81 reaches e degrees.

前後動機構70は、カム体81かe度の角度からf度の
角度になるまて工具交換アーム50の動作を停止する。
The back and forth movement mechanism 70 stops the operation of the tool exchange arm 50 when the cam body 81 changes from an angle of e degrees to an angle of f degrees.

交換アーム旋回機構80は、カム体81か0度の角度か
らh度の角度になるまてドア機構40の開口49を通し
て工具交換アーム50を半回転旋回する。これにより、
重工具と新工具との互いの角度位置か入れ替わる。交換
アーム旋回機構80は、カム体81がh度の角度からi
度の角度になるまで工具交換アーム50の旋回を停止す
る。
The exchange arm rotating mechanism 80 rotates the tool exchange arm 50 by half a turn through the opening 49 of the door mechanism 40 until the cam body 81 changes from an angle of 0 degrees to an angle of h degrees. This results in
The angular positions of the heavy tool and the new tool are swapped. The exchange arm turning mechanism 80 allows the cam body 81 to rotate from an angle of h degrees to i.
The rotation of the tool exchange arm 50 is stopped until the angle reaches the angle of .degree.

交換アーム前後動機構70は、カム体81がf度の角度
から1度の角度になるまて工具交換アーム50を後退さ
せる。このとき、重工具か待機ボット30に保持され、
新工具か主軸20の保持機構に保持されて、重工具と新
工具とが交換される。
The exchange arm back and forth movement mechanism 70 moves the tool exchange arm 50 backward until the cam body 81 changes from an angle of f degrees to an angle of 1 degree. At this time, it is held by a heavy tool or by the standby bot 30,
The new tool is held by the holding mechanism of the spindle 20, and the heavy tool and the new tool are exchanged.

ドア開閉機構90は、カム体81がg度の角度から36
0度の角度になるまて、開口49を閉しる方向にドア機
構40を移動させ続ける。
In the door opening/closing mechanism 90, the cam body 81 is rotated from an angle of 36 degrees.
The door mechanism 40 continues to be moved in the direction of closing the opening 49 until the angle reaches 0 degrees.

交換アーム旋回機構80は、カム体81がi度の角度か
ら360度の角度になるまて、工具交換アーム50を初
期の位置に逆旋回させる。これにより、交換アーム旋回
機構80は、工具交換アーム50を第1図て示す角度に
戻る。こうして、重工具と新工具との交換か完了する。
The exchange arm turning mechanism 80 reversely rotates the tool exchange arm 50 to the initial position until the cam body 81 changes from an angle of i degrees to an angle of 360 degrees. As a result, the exchange arm turning mechanism 80 returns the tool exchange arm 50 to the angle shown in FIG. In this way, the replacement of heavy tools with new tools is completed.

このように、交換アーム前後動機構70と交換アーム旋
回機構80とドア開閉機構90とは、カム体81に形成
されたカム、カム溝に沿って動作し、それぞれの動作か
連動しており、ドア機構40の開閉動作、工具交換アー
ム50の前後動動作、旋回動作の検知、確認を行なわず
に、重工具と新工具とを交換することがてきる。
In this way, the exchange arm back and forth movement mechanism 70, the exchange arm rotation mechanism 80, and the door opening/closing mechanism 90 operate along the cam and cam groove formed on the cam body 81, and their respective operations are interlocked. A heavy tool and a new tool can be exchanged without detecting or confirming the opening/closing operation of the door mechanism 40, the forward/backward movement of the tool exchange arm 50, or the turning operation.

また、交換アーム前後動機構70と交換アーム旋回機構
80とドア開閉機構90との動作時間は、重複した時間
たけATC動作時間か短縮される。
Further, the operating time of the exchange arm forward/backward movement mechanism 70, exchange arm rotation mechanism 80, and door opening/closing mechanism 90 is reduced by the amount of time required for the ATC operation.

「発明の効果」 本発明に係る工作機械の自動工具交換装置によれば、交
換アーム前後動機構と交換アーム旋回機構とドア開閉機
構との各動作かそれぞれ連動するのて、ドア機構開閉動
作、工具交換アームの前後動動作、旋回動作の検知、確
認を省略することか可能となり無駄な動作時間を除去し
、工具交換動作の高速化を図ることによりマシニングセ
ンタ等工作機械の生産能率を向上させることがてきる。
"Effects of the Invention" According to the automatic tool changer for a machine tool according to the present invention, each operation of the exchange arm back-and-forth movement mechanism, exchange arm rotation mechanism, and door opening/closing mechanism is interlocked with each other, so that the door mechanism opening/closing operation, It is possible to omit the detection and confirmation of the forward and backward movement and rotational movement of the tool exchange arm, thereby eliminating wasted operation time and improving the production efficiency of machine tools such as machining centers by speeding up tool exchange operations. It's coming.

交換アーム前後動機構と交換アーム旋回機構とドア開閉
機構との動作時間か重複するようにカム体のカム形状を
形成しており、重複した時間たけ工具交換動作時間か短
縮され、より一層生産能率を向上させることがてきる。
The cam shape of the cam body is formed so that the operating time of the exchange arm forward/backward movement mechanism, exchange arm rotation mechanism, and door opening/closing mechanism overlaps, which reduces the tool exchange operation time by the overlap time, further increasing production efficiency. can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図から第7図は本発明の一実施例を示しており、第
1図は自動工具交換装置の概略正面図、第2図はその要
部の平面断面図、第3図は交換アーム旋回機構を示す断
面図、第4図は交換アーム前後動機構、ドア開閉機構を
示す断面図、第5図はドア機構の閉した状態を示す側面
断面図、第6図はドア機構の開いた状態を示す側面断面
図、第7図はカム体に形成したドア開閉カム溝、交換ア
ーム旋回用カムと交換アーム前後動カムのカム曲線図で
ある。 1・・・自動工具交換装置(ATC) 10・・・コラム 11・・・ATC基部 20・・・主軸 30・・・待機ポット 40・・・開閉ドア機構 41・・・案内レール 42・・・ドア体 50・・・工具交換アーム 51・・・アームシャフト 60・・・駆動軸 61・・・駆動モータ 70・・・交換アーム前後動機構 80−・・交換アーム旋回機構 81・・・カム体 82・・・一対のカムフォロア 90・・・ドア開閉機構 93・・・往復シャフト
1 to 7 show one embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a schematic front view of an automatic tool changer, FIG. 2 is a plan sectional view of the main parts thereof, and FIG. 3 is an exchange arm. 4 is a sectional view showing the exchange arm back and forth movement mechanism and the door opening/closing mechanism; FIG. 5 is a side sectional view showing the door mechanism in a closed state; and FIG. 6 is a sectional view showing the door mechanism in an open state. A side sectional view showing the state, and FIG. 7 is a cam curve diagram of the door opening/closing cam groove formed in the cam body, the exchange arm turning cam, and the exchange arm back and forth movement cam. 1... Automatic tool changer (ATC) 10... Column 11... ATC base 20... Main shaft 30... Standby pot 40... Opening/closing door mechanism 41... Guide rail 42... Door body 50... Tool exchange arm 51... Arm shaft 60... Drive shaft 61... Drive motor 70... Exchange arm back and forth movement mechanism 80... Exchange arm turning mechanism 81... Cam body 82...Pair of cam followers 90...Door opening/closing mechanism 93...Reciprocating shaft

Claims (1)

【特許請求の範囲】 主軸ヘッドに回転自在に軸承されるとともに工具を保持
する主軸と、 複数の工具を連鎖状に貯蔵する工具貯蔵マガジンと、 前記主軸と前記工具貯蔵マガジンとの間に設けられ、前
記主軸と前記工具貯蔵マガジンとの間で使用済工具と使
用予定工具とを交換する工作機械の自動工具交換装置で
あって、 前記主軸と前記自動工具交換装置との間に加工領域内外
を仕切るように設けられ、開口部より記自動工具交換装
置を出入りさせる開閉自在なドア体と、 前記使用済工具と前記使用予定工具とを把持して交換を
行なう工具交換アームと、 前記自動工具交換装置を駆動する駆動体と、この駆動体
の駆動力により回転動作する駆動軸に固定され、複数の
カムを形成したカム体と、このカム体に形成された第1
のカムと係合し、前記工具交換アームを前後動させる交
換アーム前後動機構と、 前記カム体に形成された第2のカムと係合し、前記工具
交換アームを旋回させる交換アーム旋回機構と、 前記カム体に形成された第3のカムと係合し、前記ドア
体を開閉させるドア開閉機構とからなり、 前記工具交換アームの前後動動作、旋回動作と前記ドア
体の開閉動作を重複して連動させることを特徴とする工
作機械の自動工具交換装置。
[Scope of Claims] A spindle rotatably supported by a spindle head and holding tools; a tool storage magazine for storing a plurality of tools in a chain; and a spindle provided between the spindle and the tool storage magazine. , an automatic tool changer for a machine tool that exchanges used tools and tools to be used between the spindle and the tool storage magazine, the machine tool having a machining area inside and outside the machining area between the spindle and the automatic tool changer. a door body that is installed as a partition and can be opened and closed to allow the automatic tool changer to enter and exit through the opening; a tool change arm that grips and exchanges the used tool and the tool to be used; and the automatic tool changer. A driving body that drives the device, a cam body fixed to a drive shaft that rotates by the driving force of the driving body and forming a plurality of cams, and a first cam body formed on the cam body.
an exchange arm back-and-forth movement mechanism that engages with a cam and moves the tool exchange arm back and forth; an exchange arm rotation mechanism that engages with a second cam formed on the cam body and rotates the tool exchange arm; , a door opening/closing mechanism that engages with a third cam formed on the cam body and opens/closes the door body, and overlaps the forward/backward movement and rotational movement of the tool exchange arm with the opening/closing operation of the door body. An automatic tool changer for a machine tool, characterized in that the automatic tool changer is interlocked with each other.
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