JPH0445282B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、工具の主軸先端への押し付けが解除
された状態において、工具を主軸の軸線と直交す
る方向に移動できるようにかつ脱落しないように
主軸に保持するようにした主軸工具着脱装置に関
するものである。

＜従来の技術＞ 一般に主軸工具着脱装置は、主軸の先端にテー
パ状の工具装着穴を形成し、この工具装着穴に工
具ホルダのテーパ部を嵌合させ、工具ホルダに固
着されたプルスタツトをドローロツドの一端に設
けられたコレツト若しくはボールによつて把持
し、前記ドローロツドをクランプ用スプリングで
後方へ付勢することにより工具をクランプし、ア
ンクランプ用シリンダ装置によりクランプ用スプ
リングの押圧力に抗してドローロツドを前進させ
ることによつて工具をアンクランプしている。工
具交換時には、まず工具をクランプした状態で主
軸ヘツドを工具交換位置に移動させ、工具交換ア
ームを旋回させて爪に工具を把持させる。かかる
状態でアンクランプ用シリンダ装置を作動させて
工具のクランプを解除し、工具交換アームの前進
により工具を主軸から抜き取る。次に工具交換ア
ームを180度旋回させた後工具交換アームを後退
させて主軸に新しい工具を挿入し、ドローロツド
を後退させて工具をクランプし、工具交換アーム
を旋回させて爪による工具の把持を解除してい
た。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 上述した主軸工具着脱装置は、爪に工具を把持
させた後工具をアンクランプ若しくは工具をクラ
ンプした後爪による工具の把持を解除しなければ
ならず、又工具を主軸の軸線方向に主軸から抜き
取つて工具交換アームを旋回若しくは工具交換ア
ームを旋回した後主軸に工具を挿入しなければな
らないため工具交換時間が長くかかるといつた問
題があつた。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、上述した問題点を解決するためにな
されたもので、ドローロツドの一端に係合部を形
成し、この係合部に係合し主軸の軸線と直交する
方向にのびる案内溝を工具の後部に形成し、工具
の後端面に当接する当接部材をドローロツドの軸
線方向に移動可能に設け、工具の主軸先端への押
し付けが解除された時にも前記当接部材を工具の
後端面に押し付けるスプリングを主軸と当接部材
間に介挿したものである。

＜作用＞ 上記した構成により、アンクランプ用シリンダ
装置を作動させて工具の主軸先端への押し付けを
解除し、保持用スプリングによつて工具の後部を
係合部と当接部材とで挟み込み、工具を主軸に保
持する。かかる状態で工具を主軸の軸線と直交す
る方向に移動させて係合部と案内溝との係合を解
除し、新たな工具の案内溝を係合部に係合させ
る。この後ドローロツドを後退させ工具を主軸の
先端に押し付ける。

＜実施例＞ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第２図において１０はベツドであり、このベ
ツド１０上にはテーブル１１が固定され、このテ
ーブル１１に図略の治具によりワーク１２が固定
されている。又ベツド１０には可動台１３が図面
の前後方向に移動可能に案内支持され、可動台１
３の移動はサーボモータ１４により図略のボール
ネジ、ナツトを介してなされる。可動台１３には
この可動台１３の移動方向と直角方向にコラム１
５が移動可能に案内支持され、コラム１５の移動
はサーボモータ１６によりなされる。コラム１５
には主軸ヘツド１７が上下方向に移動可能に案内
され、この主軸ヘツド１７の上下動はサーボモー
タ１８によりなされる。主軸ヘツド１７の後部に
は主軸回転駆動モータ１９とアンクランプ用シリ
ンダ装置２０が取付けられている。２１はコラム
１５の側面より前面に設けられた工具マガジンで
あり、この工具マガジン２１には複数の工具２２
が主軸軸線と平行な軸線回りに旋回可能に支持さ
れている。

前記主軸ヘツド１７には第１図に示すように主
軸３０が回転可能に軸承され、この主軸３０には
主軸３０の軸線方向に軸孔３１が形成されている
とともに主軸３０の先端にテーパ状の嵌合孔３２
が形成されている。前記軸孔３１にはドローロツ
ド３３が主軸ヘツド１７の軸線方向に進退可能に
挿通され、ドローロツド３３の一端にはプルスタ
ツド３４が固定されている。このプルスタツド３
４には半径方向に拡大した係合部３４ａが形成さ
れている。軸孔３１とドローロツド３３間にはク
ランプ用スプリング３５が配設され、このスプリ
ング３５の一方は軸孔３１に形成した段部３１ａ
に係止され、他方はドローロツド３３の後部で係
止している。これによつてドローロツド３３には
常に後方へ引つ張る力が作用する。ドローロツド
３３の後端にはシリンダ装置２０の図略のピスト
ンロツドが相対回転可能に作動的に連結され、シ
リンダ装置２０が作動するとドローロツド３３が
スプリング３５に打ち勝つて前進するようになつ
ている。プルスタツド３４には第３図に示すよう
に円板状の当接部材３６がプルスタツド３４の軸
線方向に移動可能に嵌装され、当接部材３６の前
進は当接部材３６がプルスタツド３４に形成した
係止部３４ｂに係合することにより拘束される。
軸孔３１に形成した段部３１ｂと当接部材３６間
には当接部材３６を係止部３４ｂに係合する方向
に押し付ける保持用スプリング３７が介挿されて
いる。主軸３０の前面にはドローロツド３３を挿
通する挿通穴３８ａを形成した案内部材３８が固
定されている。工具２２は工具ホルダ４０に保持
され、この工具ホルダ４０の後部には主軸３０の
嵌合孔３２に嵌合しかつドローロツド３３の進退
量以下の短かいテーパ部４１が形成されている。
又工具ホルダ４０には案内部材３８に沿つて工具
ホルダ４０が移動できるように案内部材３８に係
合する案内溝４２及び係合部３４ａに係合する引
つ掛け溝４２ａが形成され、案内溝４２と引つ掛
け溝４２ａは工具ホルダ４０の直径方向に貫通し
て形成されている。工具ホルダ４０の外周には工
具マガジン２１の一対の把持爪によつて把持され
る被把持部４３が形成されている。工具ホルダ４
０の後端面には保持用スプリング３７によつて当
接部材３６が押し付けられている。案内溝４２に
案内部材３８が係合することにより主軸３０の回
転が案内部材３８を介して工具ホルダ４０に伝え
られ、この案内部材３８は工具交換時には一定向
きとなるように主軸３０が定位置停止されるよう
になつている。

工具マガジン２１には主軸３０の軸線と平行な
軸線回りに旋回する回転板５０を備えており、こ
の回転板５０には円周上複数の位置で一対の把持
爪５１ａ，５１ｂが取り付けられている。把持爪
５１ａは回転板５０に固定され、把持爪５１ｂは
回転板５０に旋回可能に軸承されている。工具ホ
ルダ４０を把持する方向に把持爪５１ｂへの力の
付勢は、把持爪５１ａ内に設けられた図略のスプ
リングによりプツシヤロツド５２を介してなされ
る。把持爪５１ａにはキー５３が固定されてお
り、このキー５３が工具ホルダ４０に形成された
キー溝５４に係合することにより工具ホルダ４０
の回り止めがなされるようになつている。

次に上述した構成に基づいて工具交換動作につ
いて説明する。工具交換指令が出されると、主軸
ヘツド１７はサーボモータ１８により工具交換位
置まで上昇するとともにシリンダ装置２０により
ドローロツド３３がスプリング３５に打ち勝つて
前進し、工具ホルダ４０を主軸３０の先端に押し
付ける力が解除される。工具ホルダ４０はスプリ
ング３７により当接部材３６と係合部３４ａとが
挟み込まれた状態で主軸３０の一端に保持され、
かかる状態で工具ホルダ４０を工具マガジン２１
の下方から把持爪５１ａ，５１ｂ間に挿入し、把
持爪５１ｂを反時計回りに旋回させて把持爪５１
ａ，５１ｂにより工具ホルダ４０の被把持部４３
を把持する。次に回転板５０を回転させ、古い工
具ホルダ４０の案内溝４２と案内部材３８並びに
工具ホルダ４０の引つ掛け溝４２ａと係合部３４
ａとの係合を解除するとともに新しい工具ホルダ
４０の案内溝４２と案内部材３８並びに工具ホル
ダ４０の引つ掛け溝４２ａと係合部３４ａとを係
合させる。又回転板５０の回転により、古い工具
ホルダ４０の後端面と当接部材３６との当接を解
除し、続いて新しい工具ホルダ４０に当接部材３
６が回転板５０の回転方向に係合する。このと
き、工具ホルダ４０の後端面に当接する位置から
係止部３４ｂに係合するまでの当接部材３６の移
動量は僅かであるため、当接部材３６を係合部３
４ａとの間隔が拡がる方向へ押し拡げることがで
き、新しい工具ホルダ４０の後端面に当接部材３
６を当接させることができる。かかる状態で主軸
ヘツド１７を下降させ、把持爪５１ａ，５１ｂに
よる工具ホルダ４０の把持を解除する。主軸ヘツ
ド１７を工具２２とともにワーク１２を加工する
位置に移動させる過程でドローロツド３３をスプ
リング３５により後退させ、工具ホルダ４０を主
軸３０の先端に押し付ける。

このように主軸ヘツド１７を工具交換位置と加
工位置との間で移動させる途中で、工具ホルダ４
０を主軸３０へ押し付けたり、工具ホルダ４０の
主軸３０への押し付けを解除するため、工具交換
時間を短くできる。又、工具交換位置において、
回転板５０を回転させるだけで、工具ホルダ４０
を交換でき、従来のように工具ホルダ４０を主軸
軸線方向に移動させる動作を必要としないためよ
り工具交換時間を短くできる。さらに、工具ホル
ダ４０を主軸３０の先端へ押し付ける力が解除さ
れた状態で工具ホルダ４０はスプリング３７によ
り当接部材３６と係合部３４ａとで挟み込まれる
ため、主軸３０より脱落する恐れがない。

上述した実施例は主軸３０の工具２２を直接工
具マガジン２１に交換する例について述べたが、
工具交換アームを介して工具交換を行なうように
しても良い。この場合には、工具交換アームの爪
により工具ホルダが把持される過程で工具ホルダ
が動かないようにスプリングにより主軸にしつか
り保持されるのが望しく、工具交換アームの旋回
させる力で係合部と当接部材との挟み込みを解除
する。

又上述した実施例は、係合部３４ａとは個別に
案内部材３８を設けた例について述べたが、係合
部３４ａと案内部材３８とを一体にしたもので良
い。

＜発明の効果＞ 以上述べたように本発明は、工具の主軸先端へ
の押し付けが解除された状態で工具はスプリング
により当接部材と係合部とで挟み込まれるため、
主軸より脱落する恐れがない。又、工具の主軸先
端への押し付けが解除されかつスプリングにより
当接部材と係合部とで挟み込まれた状態で、工具
を案内溝の溝方向に移動させて工具交換を行うこ
とができるため工具交換時間を短縮できる効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
本発明の要部を示す断面図、第２図は工作機械全
体の側面図、第３図は第１図において方向から
見た工具ホルダを除いた図、第４図は工具マガジ
ンの一部を示す図。 １７……主軸ヘツド、２０……シリンダ装置、
２１……工具マガジン、２２……工具、３０……
主軸、３３……ドローロツド、３４……プルスタ
ツド、３４ａ……係合部、３５……クランプ用ス
プリング、３６……当接部材、３７……保持用ス
プリング、３８……案内部材、４０……工具ホル
ダ、４２……案内溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主軸ヘツドに回転可能に軸承された主軸内で
   ドローロツドを主軸の軸線と同方向に進退可能に
   設け、このドローロツドの一端に係合部を形成
   し、この係合部と係合し主軸の軸線と直交する方
   向にのびる案内溝を工具の後部に形成し、前記係
   合部と案内溝とが係合した状態で工具を主軸の先
   端に押し付けるべくドローロツドを後方に付勢す
   るクランプ用スプリングを設け、逆に工具の主軸
   先端への押し付けを解除すべくドローロツドをク
   ランプ用スプリングの押圧力に抗して前進させる
   アンクランプ用シリンダ装置を設け、前記工具の
   後端面に当接する当接部材をドローロツドの軸線
   方向に移動可能に設け、工具の主軸先端への押し
   付けが解除された時にも前記当接部材を工具の後
   端面に押し付ける保持用スプリングを主軸と当接
   部材間に介挿してなる主軸工具着脱装置。