JPH0487748A - 工作機械 - 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】 本発明は、旋盤の自動工具交換装置に関するものである
。

従来の技術 従来、２個のタレント刃物台を有する旋盤の自動工具交
換装置として特開昭５８−１６００３８号で公知の技術
がある。このものは旋盤の右側に隣接して、第１タレン
ト刃物台の工具交換位置に対応するＡ位置と、第２タレ
ット刃物台の工具交換位置に対応するＢ位置を交換値１
とする二つの交換位置を有する工具マガジンを設け、第
１タレット刃物台と第２タレント刃物台との間を移動す
るキャリア上に第１タレント刃物台と工具マガジンのＡ
　位置及び、第２タレント刃物台と工具マガジンのＢ位
置の間でそれぞれ工具交換を行う自動交換アームを備え
たものである。

発明が解決しようとするｔｌｌＲ 従来の技術で述べた特開昭５８−１６００３８号の技術
は、それぞれのタレント刃物台に対応する二つの交換位
置を有する工具マガジンと自動工具交換装置とを旋盤に
専用として付属させるものであり、このために、セルマ
シンやシステムとして長時間自動運転を行って、１０フ
トプロダクシヨン等を行う場合、ガントリローダ等自動
ワーク交換装置や自動段取交換装置及びマガジンツール
の補充交換装置等が必要となり、これ等との共存が難し
く、無理に行えば不経済かつフロア−スペースが多（な
る等の無駄が多くなるという問題点を有していた。

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、セルマ
シンシステムとして長時間の自動運転を可能とするため
の他の交換装置等と容易に共存可能な自動工具交換装置
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、本発明における自動工具交
換装置は、一個所以上の工具交換位置を有する一台の旋
盤又は直列に配設された複数台の旋盤の上方主軸軸線方
向に設けられた走行ビームと、該走行ビームに移動可能
に設けられた自動交換装置と、前記走行ビームの下方に
設けられた工具マガジンと、前記走行ビームに沿って前
記自動ワーク交換装置と互いにすれ違い可能かつ移動位
置決め可能に設けられたキャリアと、該キャリアの案内
に沿って移動位置決め可能に設けられた昇降アームと、
該昇降アーム下端面の前記走行ビームに対して直角かつ
水平方向の案内に沿って移動位置決め可能に設けられ水
平面内において旋回可能な交換アームを含んでなり、自
動ワーク交換装置と走行ビームを共有するものである。

作用 ＮＣの火工具指令で、工具マガジンの交換位置に火工具
が割出され、昇降アームが下降し、キャリアがマガジン
側に移動して、交換アームの一方のグリッパで火工具を
把持し、昇降アームが上昇して火工具をマガジンボンド
より抜き取る０次いでＮＣの工具交換指令で、必要によ
って交換アームが１８００旋回したのち、走行ビームに
沿って自動工具交換装置が移動して、タレント刃物台対
応の所定位置に位置決めされる０次いで昇降アームの下
降と必要によって交換アームが水平移動して、交換アー
ムのグリツパがタレント刃物台の交換位置に割出されて
いる使用済工具のボトルグリップ部の高さと同一高さと
なり、キャリアのタレット刃物台側への移動で空のグリ
７パで使用済工具を把持す゛る０次いで昇降アームが上
昇して使用済工具を抜き取り、交換アームが１８０　　
°旋回したのち、再び昇降アームが下降して火工具をタ
レント刃物台に挿入する０次いでキャリアが反タレント
刃物台側に移動して火工具から離れ、昇降アームの上昇
と必要によって交換アームが水平移動したのち、自動工
具交換装置が工具マガジン側に移動され、必要によって
交換アームが１８００旋回したのち使用済工具を工具マ
ガジンに返却する。

実施例 第１実施例について第１図、第２図を参照して説明する
。

対向主軸旋盤において、スラントベツドｌ上面の前側傾
斜面上に、Ｚ軸方向の主軸台用摺動面ｌａ及び刃物台用
案内面１ｂがそれぞれ削設されている。２軸案内面１ａ
上に第１主軸台２及び第２主軸台３がそれぞれＮＣによ
り移動位置決め可能に載置されている。第１主軸台２に
は図示しない複数の軸受により第１生軸４が回転可能に
軸承されており、第１主軸４の先端に第１チヤツク６が
嵌着されている。また第１主軸台３には第１主軸４に対
向かつほぼ同心に第２主軸５が回転可能に軸承されてお
り、第２主軸５の先端に第２チヤツク７が嵌着されてい
る。そして第１主軸台２のＺ軸方向右側への移動量と第
２主軸台３のＺ軸方向左側への移動量は、中央部におい
て互いに重複する領域が設けられている。

ベツド１のＺ軸案内面Ｉｂ上に往復台８がＮＣにより移
動位置決め可能に載置されており、往復台８上にＸ軸方
向の案内面８ａが削設されている。

このＸ軸案内面８ａ上に第１刃物台１１がＮＣにより移
動位置決め可能に載置されており、第１刃物台の右側に
２軸と直角な平面内において旋回割出可能に第１タレン
ト１２が設けられている。第１タレフト１２の外周に設
けられた複数の工具取付ステーションに自動着脱可能に
工具Ｔが取付けられており、各工具取付ステーシランは
切削位置の他に上側の工具交換位置にも割出可能とされ
、タレット内に自動工具クランプ機構を有している。

ヘッド１の後側傾斜面の中央部両生軸台２．３のＺ軸移
動重複領域又はその近くに、Ｘ軸に対して直角なＹ軸方
向の案内面ＩＣが削設されており、Ｙ軸案内面ＩＣ上に
移動台１３が移動可能に載置されている。移動台１３は
ヘッドｌに固着のＮＣ制御のサーボモータ１６により移
動位置決めされる。移動台１３は上面にＸ軸方向の案内
面１３ａを有し、このＸ軸案内面１３ａ上に第２刃物台
１４が移動可能に載置され、第２刃物台は移動台１３に
固着のＮＣｆｌ１Ｉｌ′ｒＢのサーボモータ１７により
移動位置決めされる。第２刃物台１４の左側には第２タ
レント１５がＺ軸と直角な平面内において旋回割出可能
に設けられ、第２タレント１５の外周に設けられた複数
の工具取付ステーシランに自動着脱可能に工具Ｔが取付
けられており、各工具取付ステーシランは切削位置の他
に上側の工具交換位置にも割出可能とされ、第２タレツ
ト内に自動工具クランプ機構を有している。

一方対向主軸旋盤の上方に主軸４．５と平行に走行ビー
ム２１が設けられており、走行ビーム２１の前側（第１
図で左側）に自動ワーク着脱装置２２が、また後側に自
動工具着脱装置２３がすれ違い移動可能に設けられてい
る。自動ワーク交換装置２２のキャリア２６は走行ビー
ム２１の前側の案内に沿って移動位置決め可能に設けら
れ、先端に２個のワークグリンパ２４．２５を有するグ
リッパヘッドが旋回可能に設けられている昇降アーム２
７がキャリア２６の垂直方向の案内上に移動位置決め可
能に設けられている。

一方走行ビーム２１の後側の案内には自動工具着脱装置
２３のキャリア２８が移動位置決め可能に設けられてお
り、キャリア２８の後側面に設けられた垂直方向案内に
沿ってＬ形の昇降アーム２９が移動位置決め可能に設け
られている。昇降アーム２９の下面には走行ビーム２１
に対して直角かつ水平方向の案内が設けられており、こ
の案内に沿って交換アームユニット本体３１が移動可能
に設けられ、ユニット本体３１にツインアーム形の交換
アーム３２が水平面内において１８０　　°旋回可能に
設けられている。交換アーム３２は両端にグリッパを有
し、ユニット本体３１は図示しない駆動機構により右側
のグリッパ中心が第１タレント１２のＸ軸上の交換位置
ａと第２タレント１５のＸ軸上の交換位置すに移動され
る。そしてユニット本体３１が交換位置す側に位置決め
された状態又はワークグリンパ２４．２５が昇降アーム
２９の水平真内部の上方になるよう位置決めされた状態
において、自動ワーク交換装置２２と自動工具交換装置
２３とは互いに干渉なく自由に移動できるようになって
いる。

走行ビーム２１の下方ヘッド１の右側床上に工具マガジ
ン３３が設置されており、工具マガジン３３には軸心を
２軸方向かつ右向きにして工具Ｔを貯蔵する複数のマガ
ジンポットが旋回可能に設けられている。マガジンポッ
トはＮＣ＠＠の旋回割出機構により上側の交換位置Ｃに
割出され、更に図示しない９０°旋回機構により工具Ｔ
を垂直かつ上向きの交換姿勢に９０°旋回するようにな
っている。

続いて第１実施例の作用について説明する。

最初に第１タレツ）１２の工具交換について説明する。

第１タレント１２により旋削加工が行われている間に、
ＮＧより火工具指令が出力されると、該当する火工具Ｔ
が貯蔵されているマガジンポットが交換位置Ｃに割出さ
れて９０’旋回して上向きとなる０次いで自動工具交換
装置２３が走行レール２１の案内に沿ってＺ軸方向マガ
ジン３３側に移動されて、交換アーム３２の右側グリッ
パで工具Ｔを把持し、昇降アーム２９が上昇して火工具
Ｔをマガジンポットより抜き取り待機する。

第１タレント１２による旋削加工が終わると、第１刃物
台１１がＸ軸及びＺ軸方向第１主軸側に移動して所定の
位置に位置決めされ、第１タレント１２が旋回して使用
済工具Ｔが上側の交換位置ａに割出される。同時に待機
中の自動工具交換装置２３が、交換アーム３２が１８０
　　’旋回したのちＺ軸方向第１主軸４側に移動されて
所定の位置に位置決めされ、昇降アーム２９が下降し、
交換アームユニット本体３２が水平方向前側に移動した
のち、再び昇降アーム２９が下降して、交換アーム３２
の右側の空のグリッパが使用済工具Ｔのボトルグリップ
部と同一高さとなる。次いでキャリア２８が第１タレツ
ト側に移動して交換アーム３２の右側のグリッパで使用
済工具Ｔを把持する。

次いでタレント内のクランプ機構が作動してクランプが
解除されたのち、昇降アーム２９が上昇して使用済工具
が第１タレツトから抜き取られ、交換アーム３２が１８
０＠旋回して把持する使用済工具と火工具が入れ替わる
。次いで昇降アーム２９が下降して火工具のシャンク部
が第１タレント１２の工具取付は穴に挿入され、図示し
ないクランプ機構によりクランプされたのち、キャリア
２８がＺ軸方向及第１タレット側に移動して火工具から
離れ、昇降アーム２９が上昇し、この段階で第１タレン
トによる次の切削加工が可能となる。次いでユニット本
体３２が水平方向後側に移動し昇降アームが更に上昇し
たのち、自動工具交換装置２３がＺ軸方向工具マガジン
３３側に移動して把持する使用済工具をマガジンポット
に返却する。

次に第２タレント１５の工具交換について説明する。第
２刃物台１４による切削加工が終わって第２刃物台がＸ
、Ｙ軸方向に移動され所定の位置にて停止し、第２タレ
ント１５が旋回・して使用済工具がＸ軸方向位置がＣ位
置と同しの工具交換位置すに割出される。同時に待機中
の自動工具交換袋Ｗ２３が、交換アーム３２が１８０　
　°旋回したのち、Ｚ軸方向第１主軸４側に移動して所
定の位置に位置決めされる。次いで昇降アーム２９が下
降して右側の空のグリッパが使用済工具のボトルグリッ
プ部と同一高さとなり、キャリア２８が第２タレツト側
に移動して使用済工具を把持し、タレ７）内のクランプ
機構が作動してクランプが解除される。次いで昇降アー
ム２９が上昇して使用済工具が第２タレント１５から抜
き取られ、交換アーム３２が１８０　　°旋回して把持
する画工具が入れ替わり、昇降アーム２９が下降して火
工具が第２タレント１５に挿入されてクランプされる。

次いでキャリア２８が反タレント側に移動して火工具か
ら離れ、昇降アーム２９が上昇したのち、自動工具交換
装置２３が工具マガジン側に移動して、使用済工具を工
具マガジン３３に返却する。

次に第２実施例について第３図、第４図を参照して説明
する。尚、第１実施例と同一の個所には同一符号を付し
て説明を省略する。

ベツド１の後側傾斜面の中央部に、Ｘ軸に対して直角な
Ｙ軸方向の案内面が二つ並んで刻設されており、このＹ
軸案内面上に移動台３５．３６がそれぞれ移動可能に載
置され、ＮＣによりそれぞれ移動位置決めされる。移動
台３５．３６は上面にＸ軸方向の案内面３５ａ、３６ａ
を有し一方のＸ軸案内面３５ａ上に第１主軸台２に対応
する第３刃物台３７が移動可能に載置され、他方のＸ軸
案内面３６ａ上に第２主軸台３に対応する第４刃物台３
８が移動可能に載置されており、ＮＣによりそれぞれ移
動位置決めされる。そして第３刃物台３７の右側に第３
タレント３９が、また第４刃物台３８の左側に第４タレ
ント４１がそれぞれＺ軸と直角な平面内において旋回割
出可能に設けられ、第３タレント３９及び第４タレント
４１の外周にはそれぞれ複数の工具取付ステーションが
設けられ、工具Ｔが自動着脱可能に取付けられている。

そして各工具取付ステーションは切削位置の他に上側の
工具交換位置にも割出可能とされ、工具交換位置のＸ軸
方向位置は第３タレント３９が第２タレツト１５と同一
のｂ位置、第４タレント４１がそれより僅かに後のｄ位
置とされており、タレフト３９．４１にはそれぞれ自動
工具クランプ機構が設けられている。

続いて本実施例の作用について説明する。

第１タレント１２の工具交換動作については第１実施例
の作用と同一のため省略する。

第３タレツト３９の工具交換動作は第１実施例の第２タ
レント１５の工具交換動作と同一のため説明を省略し、
第４タレツト４１の工具交換について説明する。

第４刃物台３日による切削加工が終わって第４刃物台３
８がＸ、Ｙ軸方向移動されて所定の位置にて停止し、第
４タレント４１が旋回して使用済工具が工具交換位置ｄ
に割出される。

一方マガジン側において交換アーム３２の右側グリッパ
で火工具Ｔを把持して待機中の自動工具交換装置２３が
、Ｚ軸方向第１主軸４偏に移動して、第４刃物台３８対
応の所定位置に位置決めされる。次いで昇降アーム２９
が下向して左側の空のグリッパが使用済工具のボトルグ
リップ部と同一高さとなり、キャリア２８が第４タレン
ト側に左行して使用済工具を把持し、第４タレ７）内の
クランプ機構が作動してクランプが解除される。

次いで昇降アーム２９が上昇して使用済工具が第４タレ
ント４１から抜き取られ、交換アーム３２が１８０＃旋
回して把持する画工具が入れ替わり、再び昇降アーム２
９が下降して火工具が第４タレント４１に挿入されてク
ランプされる。次いでキャリア２１が反タレント側に右
行して火工具から離れ、昇降アーム２９が上昇したのち
、自動工具交換装置２３が工具マガジン３３側に右行し
、交換アーム３２が１８０＠旋回して、使用済工具が工
具交換位置Ｃにて上を向くマガジンポットと一１同心と
なり、昇降アーム２９が下降して使用済工具をマガジン
ポットに挿入し、キャリア２８が反マガジン側に僅かに
左行して交換アーム３２が使用済工具から離れる。

尚、第１実施例及び第２実施例は２個又は３個のタレッ
ト刃物台を有するＹ軸付対向主軸旋盤の自動工具交換に
ついて述べたが、Ｙ軸の有無に関係なく１個以上のタレ
ット刃物台を有する旋盤に適応可能なことは勿論である
。

また−個の自動工具交換装置により、−台又は直列に配
設した複数台の旋盤に対して各タレット刃物台と工具マ
ガジン間の自動工具交換は勿論各タレント相互間の自動
工具交換も行うことができる。

発明の効果 本発明は上述のとおり構成されているので、次に記載す
る効果を奏する。

一台の旋盤又は直列に配設した複数台の旋盤の上方主軸
軸線方向に設けた走行ビームの一方の案内に自動ワーク
交換装置を、他方の案内に自動工具交換装置を移動可能
に設け、自動工具交換装置は垂直方向に移動可能な昇降
アームと１８０　　°旋回可能な交換アームを走行ビー
ムに対して直角かつ水平方向に移動位置決め可能に有し
ているので、自動ワーク交換装置との共存かつ同時動作
が可能となり、−個の自動工具交換装置で一台の旋盤の
少なくとも１個以上のタレット刃物台と工具マガジン間
の自動工具交換ができるのは勿論、複数の旋盤の各タレ
ット刃物台と工具マガジン間の自動工具交換が可能とな
る。更に各タレット刃物台相互間の自動工具交換も可能
となる。

また走行ビームの下方に補助工具マガジンを設置すれば
、工具摩耗、折損、ワーク変更等によるマガジンツール
の交換も可能となる。

また自動ワーク交換装置又は自動工具交換装置のグリッ
パヘッドを交換して、チャック、チャック把持爪等他種
ワーク対応の段取交換も可能となり、１０ツトプロダク
シヨンを可能とする長時間自動運転システムの構築に効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の自動工具交換装置及び自動ワーク
交換装置付旋盤の側面図、第２図は第１図の主視図、第
３図は第２実施例の三つのタレット刃物台を有する旋盤
の斜視図、第４図は第３図の主視図である。 １１・・第１刃物台　１２・・第１タレツト１４・・第
２刃物台　１５・・第２タレ７ト２１・・走行ビーム ２２・・自動ワーク交換装置 ２３・・自動工具交換装置 ２９・・昇降アーム　　３２・・交換アーム３３・・工
具マガジン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一個所以上の工具交換位置を有する一台の旋盤又
   は直列に配設された複数台の旋盤の上方主軸軸線方向に
   設けられた走行ビームと、該走行ビームに移動可能に設
   けられた自動交換装置と、前記走行ビームの下方に設け
   られた工具マガジンと、前記走行ビームに沿って前記自
   動ワーク交換装置と互いにすれ違い可能かつ移動位置決
   め可能に設けられたキャリアと、該キャリアの案内に沿
   って移動位置決め可能に設けられた昇降アームと、該昇
   降アーム下端面の前記走行ビームに対して直角かつ水平
   方向の案内に沿って移動位置決め可能に設けられ水平面
   内において旋回可能な交換アームを含んでなり、自動ワ
   ーク交換装置と走行ビームを共有することを特徴とする
   自動工具交換装置。