JPH05104375A - Automatic tool exchange device - Google Patents

Automatic tool exchange device

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Publication number
JPH05104375A
JPH05104375A JP29629891A JP29629891A JPH05104375A JP H05104375 A JPH05104375 A JP H05104375A JP 29629891 A JP29629891 A JP 29629891A JP 29629891 A JP29629891 A JP 29629891A JP H05104375 A JPH05104375 A JP H05104375A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
tool holder
spindle
gripping means
holder
Prior art date
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Pending
Application number
JP29629891A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Hisatomi
靖弘 久富
Shigeru Suzuki
繁 鈴木
Nobuo Sugaya
伸夫 菅谷
Yoshio Sasaki
芳雄 佐々木
Hirohito Yoshimura
博仁 吉村
Masahiro Ishikawa
雅洋 石川
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.)
Toyota Motor Corp
Kuroda Precision Industries Ltd
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Kuroda Precision Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, Kuroda Precision Industries Ltd filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP29629891A priority Critical patent/JPH05104375A/en
Publication of JPH05104375A publication Critical patent/JPH05104375A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To achieve compactness of the entire device, to improve operability, and to ensure automatic tool exchange by utilizing a quick-change type tool holder to achieve the automatic tool exchange. CONSTITUTION:A spindle unit 2 so provided on a base board 1 that it is freely moved in the longitudinal direction, and a tool exchange unit 3, which is so provided on the same basic board 1 that it is freely moved in the longitudinal direction, and which has a flat plate-shaped tool magazine part moving vertically, are provided. First and second V-shaped circumferential grooves, that are engaged with the front end of a piston, are provided on each tool holder 6, and the second V-shaped circumferential groove is provided on the outer periphery of a drive collar of the tool holder 6, and is used for removing the tool holder 6 installed in a spindle 4. The first V-shaped circumferential groove is used at the time of installation in a tool holder grip means arranged on a new tool area.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械、特にトラン
スファマシンのような専用工作機械に用いて有用な自動
工具交換装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic tool changer useful for a machine tool, particularly a dedicated machine tool such as a transfer machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、トランスファマシンのような専用
工作機械に使用される自動工具交換装置として、例えば
特公昭51−9947号公報、同51−31705号公
報又は特公昭50−8231号公報等に開示されている
ような種々のものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an automatic tool changer used for a dedicated machine tool such as a transfer machine, for example, Japanese Patent Publication Nos. 51-9947, 51-31705, and 50-8231 have been disclosed. Various are known as disclosed.

【0003】これらの装置に使用されている工具ホルダ
把持手段つまりホルダは、工作機械主軸の先端部に保持
されている駆動ボールと工具ホルダ側の凹部とが係合し
て、回転トルクを工作機械の主軸から工具側に切削トル
クとして伝達するように構成されている。また工具交換
機構としては、例えば先の特公昭51−9947号公報
に示されているように、工作機械の主軸側の固定部であ
る軸頭本体外側に軸線方向に摺動可能な案内軸と、それ
に一体化した制御板をスプリングを介して装着し、一方
の交換装置側には工具保持プレートに工具ホルダ装着用
の保持ブッシュと、交換時に制御板を押圧する押圧部材
が設けられており、これらはワーク取付台上方の支持台
に設置されている。
In the tool holder gripping means, that is, the holder used in these devices, the drive ball held at the tip of the machine tool spindle and the recess on the tool holder side are engaged with each other, and the rotational torque is applied to the machine tool. It is configured to be transmitted as a cutting torque from the main spindle of the tool to the tool side. Further, as the tool exchanging mechanism, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 51-9947, there is a guide shaft slidable in the axial direction on the outside of the shaft head body which is a fixed part on the spindle side of a machine tool. , A control plate integrated with it is mounted via a spring, and a holding bush for mounting the tool holder on the tool holding plate and a pressing member for pressing the control plate at the time of replacement are provided on one of the exchange devices. These are installed on a supporting table above the work mounting table.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このように従来の装置
では、工具交換操作用の制御板が工作機械の主軸側に設
けられているため、交換装置が大型化すると共に、それ
ぞれの工具ホルダ部が制御板に覆われているので工具交
換の確認が困難であり、保守作業が不自由である等の欠
点がある。
As described above, in the conventional device, since the control plate for the tool changing operation is provided on the spindle side of the machine tool, the changing device becomes large and each tool holder part is Since it is covered by the control plate, it is difficult to confirm the tool change, and maintenance work is inconvenient.

【0005】また、工具保持プレートの保持ブッシュに
設けたロック手段がスプリングと係合ボールによるた
め、工具交換が不安定という問題点もある。更に、工具
保持プレート側つまり工具交換装置がワーク取付台側に
設置されているため、ワークの取り付け・取り外しと工
具の取り付け・取り外しとが非常に近いエリアで行わ
れ、しかもそれが加工エリアと重なる等の危険性を伴っ
たり、或いは作業性を低下させる等の欠点も有してい
る。
Further, since the locking means provided on the holding bush of the tool holding plate is composed of the spring and the engaging ball, there is a problem that the tool exchange is unstable. Furthermore, since the tool holding plate side, that is, the tool changer is installed on the work mount side, work attachment / detachment and tool attachment / detachment are performed in very close areas, and it overlaps the machining area. There are also drawbacks such as being accompanied by dangers such as above, or lowering workability.

【0006】また従来の場合においては、1個の制御板
で多軸部に工具交換するため、特に交換した新工具を装
着する際には、各軸ごとに係合ボールと係合凹部との位
相が常に合致していることは殆どない。従って、交換時
に工具保持プレート側に保持された工具ホルダが、スピ
ンドル先端の工具ソケット内に挿入された状態で位相を
合致させるために、スピンドルを寸動回転させる必要が
ある。このとき、工具保持プレート側のロック手段によ
り工具ホルダは保持状態にあるが、単に片方からのスプ
リング力でボールが工具ホルダの溝に押されているだけ
でその押圧力が小さいため、スピンドルを寸動させて位
相合わせをする際に滑ってしまい、位相合わせが困難で
ある等の技術的にも種々の問題を有している。このよう
なことは、多軸になればなる程、より大きな問題となっ
てくる。
Further, in the conventional case, since the tool is exchanged for the multi-axial portion with one control plate, especially when mounting the exchanged new tool, the engagement ball and the engagement recess are formed for each axis. Phases are rarely always in phase. Therefore, in order to match the phase of the tool holder held on the tool holding plate side at the time of replacement with the tool holder inserted in the tool socket at the tip of the spindle, the spindle needs to be slightly rotated. At this time, although the tool holder is held by the locking means on the tool holding plate side, the pressing force is small because the ball is pressed into the groove of the tool holder simply by the spring force from one side. There are various technical problems such as slipping when moving and phase matching, which makes phase matching difficult. This problem becomes more serious as the axis becomes multi-axis.

【0007】本発明の目的は、このような従来例の欠点
を改善するため、所謂クイックチェンジ方式の工具ホル
ダを用いて自動工具交換ができるようにし、それによっ
て交換動作を安全確実に行うことができ、かつ操作性の
高いコンパクトな自動工具交換装置を提供することにあ
る。
The object of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art by making it possible to perform automatic tool change using a so-called quick change type tool holder, so that the change operation can be performed safely and reliably. An object of the present invention is to provide a compact automatic tool changer capable of performing and having high operability.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係る自動工具交換装置は、基台上に長手方
向に移動自在に設置したスピンドルユニットと、前記基
台上に長手方向及び垂直方向に移動自在な面板状工具マ
ガジン部を有する工具交換ユニットとを備え、前記工具
マガジン部は上下方向に新工具エリアと旧工具エリアと
に区分して、それぞれの領域に適当数の工具ホルダ把持
手段を配置し、これらの工具ホルダ把持手段によって把
持した工具ホルダには、前記新工具エリアに配置した工
具ホルダ把持手段に係合する第1のV型円周溝と、前記
旧工具エリアに配置した工具ホルダ把持手段に係合する
第2のV型円周溝とを設け、該第2のV型円周溝は工具
ホルダのドライブカラーに設けたことを特徴とするもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, an automatic tool changer according to the present invention comprises a spindle unit movably mounted in a longitudinal direction on a base, and a longitudinal unit mounted on the base. And a tool exchanging unit having a vertically movable face plate-shaped tool magazine section, and the tool magazine section is vertically divided into a new tool area and an old tool area, and an appropriate number of tools in each area. In the tool holders in which holder gripping means are arranged and gripped by these tool holder gripping means, a first V-shaped circumferential groove that engages with the tool holder gripping means arranged in the new tool area, and the old tool area And a second V-shaped circumferential groove that engages with the tool holder gripping means disposed in the tool holder gripping means, and the second V-shaped circumferential groove is provided in the drive collar of the tool holder.

【0009】[0009]

【作用】上述の構成を有する自動工具交換装置は、工具
ホルダ交換に際してスピンドルユニットと工具交換ユニ
ットとの相対移動及びスピンドルの回転によって着脱動
作が行われる。
In the automatic tool changer having the above-described structure, the tool holder is replaced by the relative movement between the spindle unit and the tool change unit and the rotation of the spindle.

【0010】[0010]

【実施例】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明
する。図1は全体の正面図、図2は図1のA方向から見
た側面図、図3は平面図である。本実施例は7軸の主軸
つまりスピンドルを有する専用機に適用した例であり、
図1に示すように基台1上にはスピンドルユニット2が
軸方向摺動可能に装着され、また工具交換ユニット3も
基台1上を軸方向摺動可能に設置されている。スピンド
ルユニット2には7本のスピンドル4が備えられ、これ
らのスピンドル4は駆動モータ5により回転駆動され、
各先端には工具ホルダ6を介してドリル等の切削工具7
が取り付けられている。スピンドルユニット2は駆動モ
ータ8によって駆動されるねじ軸9と、このねじ軸9に
螺合したねじ連結具10とによって基台1上を往復動さ
れるようになっている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail based on the illustrated embodiments. 1 is an overall front view, FIG. 2 is a side view seen from the direction A in FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view. This embodiment is an example applied to a dedicated machine having a 7-axis main shaft, that is, a spindle,
As shown in FIG. 1, a spindle unit 2 is mounted on a base 1 so as to be slidable in the axial direction, and a tool changing unit 3 is also installed on the base 1 so as to be slidable in the axial direction. The spindle unit 2 is equipped with seven spindles 4, and these spindles 4 are rotationally driven by a drive motor 5,
A cutting tool 7 such as a drill is attached to each tip through a tool holder 6.
Is attached. The spindle unit 2 is configured to reciprocate on the base 1 by a screw shaft 9 driven by a drive motor 8 and a screw connector 10 screwed onto the screw shaft 9.

【0011】基台1の端部にはワーク取付台11が配置
され、その上にワークWが取り付けられている。工具交
換ユニット3は基台1上を図1の実線で示す工具交換エ
リアと、仮想線3’で示す待機エリアとの間を往復動さ
れる。その駆動手段としては、スピンドルユニット2の
場合と同様にモータによって駆動されるねじ軸とねじ連
結具ナットを用いる方法でもよいし、或いは流体圧駆動
シリンダ好ましくロッドレスタイプ等の手段を用いても
よい。工具交換ユニット3は交換工具マガジンとしての
機能と、交換装置としての機能との2つの機能を備えて
おり、以下にその構成例を説明する。
A work mounting base 11 is arranged at an end of the base 1, and a work W is mounted on the work mounting base 11. The tool exchanging unit 3 is reciprocated on the base 1 between a tool exchanging area indicated by a solid line in FIG. 1 and a standby area indicated by an imaginary line 3 ′. As the driving means, a method of using a screw shaft driven by a motor and a screw connector nut as in the case of the spindle unit 2 may be used, or a means such as a fluid pressure driven cylinder, preferably a rodless type may be used. .. The tool changing unit 3 has two functions, that is, a function as a changing tool magazine and a function as a changing device, and a configuration example thereof will be described below.

【0012】図2、図3に示すように、基台1の上面に
はスピンドルユニット2の両側において、軸方向に平行
する2本の横レール12a、12bが設置され、これら
の横レール12a、12b上を移動可能な可動台13
a、13bに、縦レール14a、14bが垂直に取り付
けられている。これら2つの縦レール14a、14b間
には、縦方向に摺動可能な工具マガジン部15が取り付
けられ、これを駆動する流体圧駆動シリンダ16の本体
は片方の縦レール14aに固定され、ロッド先端部は工
具マガジン部15に連結されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, two horizontal rails 12a, 12b parallel to the axial direction are provided on both sides of the spindle unit 2 on the upper surface of the base 1, and these horizontal rails 12a, Movable base 13 movable on 12b
Vertical rails 14a and 14b are vertically attached to a and 13b. A vertically slidable tool magazine portion 15 is mounted between these two vertical rails 14a and 14b, and the main body of a fluid pressure driven cylinder 16 that drives the tool magazine portion 15 is fixed to one vertical rail 14a. The part is connected to the tool magazine part 15.

【0013】更に、図3に示すように一方の横レール1
2b側には、基台1の長手方向に可動台を移動させるた
めの駆動手段として、駆動モータ17によって回転され
るねじ軸18が設けられ、このねじ軸18に螺合してい
るねじ連結具19が可動台13bに結合されている。工
具マガジン部15には縦レール14a、14bに摺動自
在に連結され、流体圧駆動シリンダ16のロッド先端部
を連結する支持体20と、この支持体20に対して上下
位置にそれぞれ7個ずつ計14個の工具ホルダ把持手段
21が設けられている。
Further, as shown in FIG. 3, one lateral rail 1
On the 2b side, a screw shaft 18 rotated by a drive motor 17 is provided as a driving means for moving the movable base in the longitudinal direction of the base 1, and a screw coupling tool screwed to the screw shaft 18 is provided. 19 is coupled to the movable base 13b. The tool magazine portion 15 is slidably connected to the vertical rails 14a and 14b, and a support body 20 that connects the rod tip portion of the fluid pressure drive cylinder 16 and seven support bodies 20 in the vertical position relative to the support body 20 are provided. A total of 14 tool holder gripping means 21 are provided.

【0014】図4〜図7において、各工具ホルダ把持手
段21の本体22は、支持体20に取り付けた例えば3
本の支持軸23によって可能に支持され、また支持軸2
3のそれぞれに装着したスプリング24によって常時支
持体20から離れる方向に押圧され、その摺動範囲は支
持軸23の先端部に螺合したナット25によって規制さ
れている。実施例では支持軸23としてボルトを用い、
それに螺合されたナット25により本体22を着脱自在
に取り付け、また摺動範囲も調整できるようになってい
る。本体22の中央には、工具ホルダ6を通すための貫
通孔26が設けられ、その周囲に支持軸23を通すため
の取付孔27が等間隔に配置されている。
4 to 7, the main body 22 of each tool holder gripping means 21 is, for example, 3 attached to the support body 20.
Is supported by a book support shaft 23, and also the support shaft 2
The springs 24 mounted on the respective Nos. 3 are constantly pressed in a direction away from the support body 20, and the sliding range thereof is regulated by a nut 25 screwed to the tip of the support shaft 23. In the embodiment, a bolt is used as the support shaft 23,
The main body 22 is detachably attached by a nut 25 screwed to it, and the sliding range can be adjusted. Through holes 26 for passing the tool holder 6 are provided in the center of the main body 22, and mounting holes 27 for passing the support shaft 23 are arranged at equal intervals around the through holes 26.

【0015】一方、これらの工具ホルダ把持手段21を
取り付けた支持体20側にも、それぞれの本体22の貫
通孔26と同心の工具逃げ孔28が設けられている。本
体22には図7に示すように、その外側の三方から貫通
孔26の中心に向かうシリンダ孔29が設けられ、これ
らのシリンダ孔29の内部にはそれぞればね30と、ば
ね30によって外方へ押圧されているピストン31とが
収容され、外側開口部にはそれぞれ蓋体32a、32
b、32cが被せられている。なお、シリンダ孔29は
貫通孔26へ開口する直前で縮径されており、内部に収
容したばね30とピストン31が内方へ脱落しないよう
になっている。3つの蓋体32a、32b、32cの中
の少なくとも1つの蓋体32aには流体給排用継手33
が装着され、切換弁34を介して流体供給源35に接続
されている。蓋体32aの両側には、カバー36を取り
付けてその内部に流体通路37を形成し、流体供給源3
5からの流体を他のシリンダ孔29に導くように構成さ
れている。
On the other hand, tool escape holes 28 which are concentric with the through holes 26 of the respective main bodies 22 are also provided on the side of the support body 20 to which these tool holder gripping means 21 are attached. As shown in FIG. 7, the main body 22 is provided with cylinder holes 29 extending from the outer three sides toward the center of the through hole 26. Inside the cylinder holes 29, springs 30 and springs 30 are provided outward. The piston 31 being pressed is accommodated therein, and lids 32a, 32 are respectively provided in the outer openings.
b and 32c are covered. The diameter of the cylinder hole 29 is reduced immediately before opening into the through hole 26, so that the spring 30 and the piston 31 housed inside do not drop inward. At least one lid 32a among the three lids 32a, 32b, 32c has a fluid supply / drain joint 33.
Is mounted and connected to the fluid supply source 35 via the switching valve 34. A cover 36 is attached to both sides of the lid 32a to form a fluid passage 37 therein, and the fluid supply source 3
The fluid from 5 is guided to another cylinder hole 29.

【0016】従って、切換弁34を切換えると、流体は
各シリンダ孔29へ同時に導入され、それぞれのピスト
ン31をばね30の弾力に抗して内方へ押し出し、後述
する工具ホルダのV型円周溝にピストン31の先端を係
合して工具ホルダを把持できるようになっている。
Therefore, when the switching valve 34 is switched, the fluid is simultaneously introduced into each cylinder hole 29, and the respective pistons 31 are pushed inward against the elastic force of the spring 30, and the V-shaped circumference of the tool holder to be described later. The tip of the piston 31 is engaged with the groove so that the tool holder can be gripped.

【0017】本実施例では、このような工具ホルダ把持
手段21が図4に示すように、支持体20の上下に7個
ずつ配置され、その中の下側の旧工具エリアMに配置さ
れた7個が旧工具用、上側の新工具エリアNに配置され
た7個が新工具用になっている。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, seven tool holder gripping means 21 are arranged above and below the support 20, and in the old tool area M on the lower side. Seven are for old tools, and seven arranged in the upper new tool area N are for new tools.

【0018】支持体20を上下動する図2に示す流体圧
駆動シリンダ16は、スピンドルユニット2に対して使
用済の工具を取り外す第1の位置と、新しい工具を取り
付ける第2の位置と、工具交換を終って工具マガジン側
を加工エリアから完全に後退する第3の位置との3段階
に位置変更ができるように設定されている。
The fluid pressure driven cylinder 16 shown in FIG. 2 for moving the support 20 up and down has a first position where a used tool is removed from the spindle unit 2, a second position where a new tool is attached, and a tool. It is set so that the tool magazine side can be changed in three stages with the third position where the tool magazine side is completely retracted from the machining area after the replacement.

【0019】スピンドルユニット2のスピンドル4の先
端に取り付けられる工具ホルダ6には、従来から周知の
種々のものを用い得るが、その最も好適な一例としてク
イックチェンジ方式の工具ホルダを、図8、図9につい
て説明する。このクイックチェンジホルダと称される工
具ホルダの基本的な構成は、図8に例示するようにホル
ダ本体40の一端部にスピンドル端面の取付孔に嵌合さ
れる取付軸部41を有し、ホルダ本体40の他端側には
工具保持部42を構成し、更にホルダ本体40の中間部
外周にはドライブカラー43が軸方向に摺動可能に嵌合
されている。
As the tool holder 6 attached to the tip of the spindle 4 of the spindle unit 2, various conventionally known tools can be used. As the most preferable example, a quick change type tool holder is shown in FIGS. 9 will be described. The basic structure of the tool holder called this quick change holder is, as illustrated in FIG. 8, that one end of a holder main body 40 has a mounting shaft portion 41 that is fitted into a mounting hole of a spindle end surface. A tool holding portion 42 is formed on the other end side of the main body 40, and a drive collar 43 is axially slidably fitted to the outer periphery of the intermediate portion of the holder main body 40.

【0020】取付軸部41の側端部には、図9に示すよ
うに周囲の2個所にキー部44が一体に設けられ、更に
工具7側にフランジ45が形成されている。このフラン
ジ45に続く大径軸部46端から穿設されたテーパ孔内
にはコレット47が挿入され、コレット47の雄ねじ4
8に螺合されたロックナット49が、ボール50を介し
て大径軸部46に嵌合されている。
As shown in FIG. 9, key portions 44 are integrally provided at two peripheral portions on the side end portion of the mounting shaft portion 41, and a flange 45 is formed on the tool 7 side. A collet 47 is inserted into a tapered hole formed from the end of the large-diameter shaft portion 46 following the flange 45, and the male screw 4 of the collet 47 is inserted.
A lock nut 49 screwed to the No. 8 is fitted to the large-diameter shaft portion 46 via a ball 50.

【0021】コレット47は大径軸部46から突出した
ピン51によって回転止めされているので、ロックナッ
ト49を廻すとコレット47が軸線方向に移動し、内径
部へ挿し込んだドリルなどの切削工具7を強固に保持す
ることができる。
Since the collet 47 is prevented from rotating by a pin 51 protruding from the large diameter shaft portion 46, when the lock nut 49 is turned, the collet 47 moves in the axial direction and a cutting tool such as a drill inserted into the inner diameter portion. 7 can be firmly held.

【0022】ドライブカラー43はフランジ45とロッ
クナット49との間において、大径軸部46にスライド
自在に嵌合され、スプリング52によってフランジ45
側に常時押圧されている。このドライブカラー43のフ
ランジ45の側端部の2個所には、図9に示すようにキ
ー部53が一体に突設され、これらのキー部53は通常
ではフランジ45の周りに設けた切欠部54を通って、
その先端は更に突出し、スピンドル先端のキー溝に係合
できるようになっている。
The drive collar 43 is slidably fitted to the large-diameter shaft portion 46 between the flange 45 and the lock nut 49, and the flange 45 is fitted by the spring 52.
Always pressed to the side. As shown in FIG. 9, key portions 53 are integrally projected at two locations on the side edge portion of the flange 45 of the drive collar 43, and these key portions 53 are normally notched portions provided around the flange 45. Through 54,
Its tip further projects so that it can be engaged with the key groove at the tip of the spindle.

【0023】ここに説明した部分は、従来のクイックチ
ェンジ方式の工具ホルダに採用されている周知の構造で
あるが、本実施例の場合には、ロックナット49の外周
には第1のV型円周溝55、またドライブカラー43の
外周には同様な第2のV型円周溝56が形成され、これ
らの円周溝が本発明に係る自動工具交換装置の重要な要
素となっている。
The portion described here is a well-known structure adopted in a conventional quick change type tool holder, but in the case of this embodiment, a first V-shaped portion is formed on the outer periphery of the lock nut 49. A similar second V-shaped circumferential groove 56 is formed on the outer circumference of the circumferential groove 55 and the drive collar 43, and these circumferential grooves are important elements of the automatic tool changer according to the present invention. ..

【0024】なお、スピンドル4は例えば図10、図1
1に示すように、その先端の2個所にキー部53が係合
するキー溝4aを有し、また工具ホルダ6の取付軸部4
1を受け入れる取付孔4bの入口部近傍の内面には環状
溝4cが設けられ、かつキー溝4aと同位相でこの環状
溝4cに至る2個所に凹溝4dが形成されて入る。
The spindle 4 is, for example, as shown in FIGS.
As shown in FIG. 1, a key groove 4a with which a key portion 53 is engaged is provided at two positions on the tip thereof, and the mounting shaft portion 4 of the tool holder 6 is also provided.
An annular groove 4c is provided on the inner surface in the vicinity of the entrance of the mounting hole 4b for receiving 1 and a concave groove 4d is formed in two places reaching the annular groove 4c in the same phase as the key groove 4a.

【0025】従って、工具ホルダ6を取り付ける場合に
は、先ずホルダ本体40のキー部44をスピンドル先端
の凹溝4dの位置に合わせて挿入し、スピンドル4の先
端がフランジ45に当接するまで押し込むと、キー部4
4は環状溝4cの位置まで挿し込まれる。一方、工具ホ
ルダ6側では、スピンドル端面によりフランジ45から
突出しているキー部53が押されるので、ドライブカラ
ー43はスプリング52に抗して工具側に押し戻され
る。実際の動きとしては、スピンドル4の取付孔4bに
取付軸部41が挿入されてゆくに従って、ドライブカラ
ー43側はスピンドル端面の位置に残っている。
Therefore, when the tool holder 6 is attached, first, the key portion 44 of the holder body 40 is inserted by being aligned with the position of the concave groove 4d at the tip of the spindle, and is pushed until the tip of the spindle 4 contacts the flange 45. , Key part 4
4 is inserted to the position of the annular groove 4c. On the other hand, on the tool holder 6 side, the key portion 53 protruding from the flange 45 is pushed by the spindle end surface, so the drive collar 43 is pushed back to the tool side against the spring 52. As the actual movement, as the mounting shaft portion 41 is inserted into the mounting hole 4b of the spindle 4, the drive collar 43 side remains at the position of the spindle end surface.

【0026】次に、工具ホルダ6とスピンドル4とを9
0度回転させると、スピンドル端面のキー溝4aとドラ
イブカラー43のキー部53との位相が合致するので、
スプリング52の弾性力によってキー部53がキー溝4
aに係合する。その結果、工具ホルダ6はスピンドル4
に対してキー部44と環状溝4cとの係合で軸方向に固
定され、一方でキー部53とキー溝4aとの係合で回転
方向に固定されて工具ホルダ6の取り付けが完了する。
Next, the tool holder 6 and the spindle 4 are set to 9
When it is rotated 0 degrees, the phase of the key groove 4a on the spindle end face and the key portion 53 of the drive collar 43 match,
The elastic force of the spring 52 causes the key portion 53 to move into the key groove 4.
engage a. As a result, the tool holder 6 is attached to the spindle 4
On the other hand, the engagement of the key portion 44 and the annular groove 4c is fixed in the axial direction, while the engagement of the key portion 53 and the key groove 4a is fixed in the rotational direction, whereby the attachment of the tool holder 6 is completed.

【0027】また、工具ホルダ6を取り外す場合には、
ドライブカラー43をスプリング52の弾力に抗して工
具7側に引っ張ってキー溝4aから外し、更にホルダ本
体40を90度回転するとキー部44と凹溝4dとが合
致するので、そのまま工具ホルダ6をスピンドル4から
引き抜くことができる。
When removing the tool holder 6,
When the drive collar 43 is pulled toward the tool 7 side against the elasticity of the spring 52 to remove it from the key groove 4a, and the holder body 40 is further rotated 90 degrees, the key portion 44 and the concave groove 4d are aligned with each other. Can be pulled out from the spindle 4.

【0028】以上の説明では理解を容易にするために、
人手によって操作する場合について説明したが、実際に
はこれらの操作は自動的に行われる。
In the above description, in order to facilitate understanding,
Although the case where the operation is performed manually has been described, in reality, these operations are automatically performed.

【0029】図12は工具ホルダ6と工具ホルダ把持手
段21との関係を示し、スピンドル4に装着された工具
ホルダ6を外す時は、工具ホルダ把持手段21のピスト
ン31はドライブカラー43に設けた第2のV型円周溝
56に係合し、また新工具エリアの工具ホルダ把持手段
21に予め装着される新しい工具ホルダの場合には、工
具ホルダ把持手段21のピストン31は第1のV型円周
溝55に係合される。
FIG. 12 shows the relationship between the tool holder 6 and the tool holder holding means 21. When the tool holder 6 mounted on the spindle 4 is removed, the piston 31 of the tool holder holding means 21 is provided on the drive collar 43. In the case of a new tool holder that engages the second V-shaped circumferential groove 56 and is pre-mounted on the tool holder gripping means 21 in the new tool area, the piston 31 of the tool holder gripping means 21 has a first V The die circumferential groove 55 is engaged.

【0030】以下に、自動工具交換の動作を説明する。
或る加工を終了した段階を想定し、そこからの動作を説
明すると、このとき工具マガジン側即ち工具交換ユニッ
ト3は図1に3’で示す後退位置つまり待機位置にあっ
て、新工具エリアの各工具ホルダ把持手段にはそれぞれ
次の加工工具がセッティングされており、一方で旧工具
エリアの工具ホルダ把持手段は空状態となっている。そ
れからの動作は次のようなシーケンスで制御される。
The operation of automatic tool change will be described below.
Assuming that a certain machining has been completed and the operation from that stage will be described, at this time, the tool magazine side, that is, the tool exchanging unit 3 is at the retracted position or standby position indicated by 3'in FIG. The following machining tools are set in the respective tool holder gripping means, while the tool holder gripping means in the old tool area are empty. The operation thereafter is controlled in the following sequence.

【0031】(1) 加工終了の信号を受けて駆動モータ1
7が動作し、ねじ軸18、ねじ連結具19を介して工具
交換ユニット3が前進し、加工エリア内の工具交換位置
に移動して位置決めされる。同時に、駆動モータ8を動
作してスピンドルユニット2を加工位置から後退させ
る。
(1) Drive motor 1 in response to a processing end signal
7 operates, the tool exchanging unit 3 advances through the screw shaft 18 and the screw connecting tool 19, moves to the tool exchanging position in the machining area, and is positioned. At the same time, the drive motor 8 is operated to retract the spindle unit 2 from the machining position.

【0032】(2) 次に、流体圧駆動シリンダ16を動作
させて、第1の位置に工具マガジンの工具ホルダ把持手
段を位置させる。
(2) Next, the fluid pressure driven cylinder 16 is operated to position the tool holder gripping means of the tool magazine at the first position.

【0033】(3) スピンドルユニット2を前進させ、各
工具ホルダ把持手段内に各スピンドル端の工具ホルダ6
を挿入し、所定位置に停止させる。このとき、工具ホル
ダ6のドライブカラー43に設けた第2のV型円周溝5
6が、工具ホルダ把持手段21のピストン31の位置に
合致している。
(3) The spindle unit 2 is moved forward, and the tool holder 6 at each spindle end is placed in each tool holder gripping means.
Insert and stop in place. At this time, the second V-shaped circumferential groove 5 provided on the drive collar 43 of the tool holder 6
6 matches the position of the piston 31 of the tool holder gripping means 21.

【0034】(4) 切換弁34を作動させ、ピストン31
を内方へ前進させ、工具ホルダ6のドライブカラー43
の第2のV型円周溝56と係合させる。続いて、スピン
ドルユニット2を所定の短距離、つまりドライブカラー
43のキー部53がスピンドル端面のキー溝4aから外
れる距離だけ後退させ、更に各スピンドル4を低速回転
させる。この動作により、工具ホルダ6はスピンドル4
との連結が解除される。
(4) The switching valve 34 is operated to move the piston 31
Drive inward, and drive collar 43 of tool holder 6
To engage with the second V-shaped circumferential groove 56 of. Then, the spindle unit 2 is retracted by a predetermined short distance, that is, the distance that the key portion 53 of the drive collar 43 is disengaged from the key groove 4a of the spindle end surface, and each spindle 4 is rotated at a low speed. This operation causes the tool holder 6 to move to the spindle 4
The connection with is released.

【0035】(5) スピンドルユニット2を後退させると
共に、流体圧駆動シリンダ16を動作して工具交換ユニ
ット3を第2の位置へ降下させ、その新工具エリアの工
具ホルダ把持手段21に装着されている工具ホルダ6を
スピンドル位置にセットする。この場合に、工具ホルダ
把持手段21に装着されている工具ホルダ6は、前述の
ように第1のV型円周溝55に工具ホルダ把持手段21
のピストン31が係合した状態で取り付けられている。
(5) The spindle unit 2 is retracted, the fluid pressure drive cylinder 16 is operated to lower the tool changing unit 3 to the second position, and the tool holder holding means 21 in the new tool area is mounted. Set the tool holder 6 in place to the spindle position. In this case, the tool holder 6 attached to the tool holder gripping means 21 has the tool holder gripping means 21 in the first V-shaped circumferential groove 55 as described above.
The piston 31 is attached in an engaged state.

【0036】(6) 再度、スピンドルユニット2を前進さ
せ、各スピンドル4の取付孔に各工具ホルダ6の取付軸
部41を挿入すると共に、スピンドル4を低速回転させ
る。すると、スピンドル端面にキー部44が当接する
が、回転に沿って端面上を摺動し凹溝4dに合致すると
工具ホルダ6はフランジ45端面まで挿入され、更に続
く回転により、今度はドライブカラー43のキー部53
がキー溝4aに係合し、それにより工具ホルダ6はスピ
ンドル端面に確実に固定される。
(6) The spindle unit 2 is moved forward again, the mounting shaft portion 41 of each tool holder 6 is inserted into the mounting hole of each spindle 4, and the spindle 4 is rotated at a low speed. Then, the key portion 44 comes into contact with the end surface of the spindle, but when the key holder 44 slides on the end surface along the rotation and matches the concave groove 4d, the tool holder 6 is inserted up to the end surface of the flange 45, and further rotation causes the drive collar 43 to move. Key part 53
Engage with the key groove 4a, whereby the tool holder 6 is securely fixed to the spindle end surface.

【0037】(7) 切換弁34をオフにしてピストン31
を押していた流体圧を排出し、ピストン31をばね30
により後退させ、工具ホルダ6側との係合を解除し、次
いでスピンドルユニット2を後退する。
(7) The switching valve 34 is turned off and the piston 31
The fluid pressure that was pushing the
To disengage from the tool holder 6 side, and then the spindle unit 2 is retracted.

【0038】(8) 次に、流体圧駆動シリンダ16を最初
の最上位置である第3の位置に後退させ、更に駆動モー
タ17を動作させて工具交換ユニット3を待機位置に後
退させる。
(8) Next, the fluid pressure drive cylinder 16 is retracted to the first uppermost position, the third position, and the drive motor 17 is further operated to retract the tool change unit 3 to the standby position.

【0039】(9) そこで、スピンドルユニット2を前進
させて加工開始となる。なお、待機位置に後退された工
具交換ユニット3は、その位置で旧工具の取り外しと新
工具のセッティングが行われる。
(9) Then, the spindle unit 2 is advanced to start machining. The tool changing unit 3 retracted to the standby position is where the old tool is removed and the new tool is set.

【0040】以上の工具交換動作の中で、スピンドルユ
ニット2の短距離後退動作は、スピンドル側と工具マガ
ジン側の相対移動であれば、スピンドルユニット2側又
は工具交換ユニット3側の何れかを動かしてもよい。ま
た、工具ホルダ6の構造は単に一例を示したものであ
り、この他の種々の構造のものを用いてもよいことは云
うまでもない。
In the above tool exchanging operation, the short-distance retreat operation of the spindle unit 2 moves either the spindle unit 2 side or the tool exchanging unit 3 side if the spindle side and the tool magazine side move relative to each other. May be. The structure of the tool holder 6 is merely an example, and it goes without saying that various other structures may be used.

【0041】実施例においては、工具マガジンの機能を
加工エリア側へ移動させて工具交換できるように構成し
たので、ワーク取り付け空間又は工具マガジン側での工
具着脱空間を大きく取ることができ、作業性を向上でき
る。また、多数の工具交換を行う場合でも、それぞれ工
具ホルダ把持手段を構成してあるので、従来の制御板方
式に比べて確実な工具着脱を達成することができ、しか
も各工具ホルダ把持手段が独立しているため、保守作業
も容易である。更に、位置合わせのためのスピンドル回
転時においても、工具ホルダ把持手段を複数個所で流体
圧力により把持しているので、容易にかつ確実に位相を
合わせることができ、工具着脱の信頼性を向上すること
ができる。しかも、工具マガジンが面板状をなしている
ので、直線運動のみで容易に位置決めできるという利点
がある。
In the embodiment, since the function of the tool magazine is moved to the machining area side so that the tools can be exchanged, the work mounting space or the tool attaching / detaching space on the tool magazine side can be made large and the workability can be improved. Can be improved. Further, even when a large number of tools are exchanged, the tool holder gripping means are respectively configured, so that more reliable tool attachment / detachment can be achieved as compared with the conventional control plate method, and each tool holder gripping means is independent. Therefore, maintenance work is easy. Furthermore, since the tool holder gripping means is gripped by the fluid pressure at a plurality of places even when the spindle is rotated for position alignment, the phases can be easily and reliably aligned, and the reliability of tool attachment / detachment is improved. be able to. Moreover, since the tool magazine has a face plate shape, there is an advantage that the tool magazine can be easily positioned only by linear movement.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る自動工
具交換装置は、工具マガジンと工具交換ユニットを一体
化すると共にスピンドルユニットとの相対移動により、
自動工具交換をクイックチェンジ方式の工具ホルダを用
いて行えるため、装置全体をコンパクト化することがで
き、コストを大幅に切下げることができる。
As described above, the automatic tool changer according to the present invention integrates the tool magazine and the tool changer unit and moves relative to the spindle unit,
Since automatic tool change can be performed using a quick change type tool holder, the entire device can be made compact and the cost can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】全体的な構成の正面図である。FIG. 1 is a front view of the overall configuration.

【図2】側面図である。FIG. 2 is a side view.

【図3】平面図である。FIG. 3 is a plan view.

【図4】工具マガジン部の正面図である。FIG. 4 is a front view of a tool magazine portion.

【図5】工具ホルダ把持手段の正面図である。FIG. 5 is a front view of a tool holder gripping means.

【図6】工具ホルダ把持手段の一部を断面とした側面図
である。
FIG. 6 is a side view in which a part of a tool holder gripping unit is shown in section.

【図7】工具ホルダ把持手段の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a tool holder gripping means.

【図8】工具ホルダの一部を断面とした側面図である。FIG. 8 is a side view showing a cross section of a part of the tool holder.

【図9】端面図である。FIG. 9 is an end view.

【図10】スピンドルの断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a spindle.

【図11】端面図である。FIG. 11 is an end view.

【図12】工具ホルダと工具ホルダ把持手段との関係の
説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a relationship between a tool holder and a tool holder gripping unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基台 2 スピンドルユニット 3 工具交換ユニット 4 スピンドル 5 駆動モータ 6 工具ホルダ 7 切削工具 8、9、17 駆動モータ 15 工具マガジン部 16 流体圧駆動シリンダ 21 工具ホルダ把持手段 55、56 V型円周溝 1 Base 2 Spindle Unit 3 Tool Exchange Unit 4 Spindle 5 Drive Motor 6 Tool Holder 7 Cutting Tool 8, 9, 17 Drive Motor 15 Tool Magazine 16 Fluid Pressure Drive Cylinder 21 Tool Holder Holding Means 55, 56 V-Type Circumferential Groove

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅谷 伸夫 愛知県豊田市トヨタ町1 トヨタ自動車株 式会社内 (72)発明者 佐々木 芳雄 愛知県豊田市トヨタ町1 トヨタ自動車株 式会社内 (72)発明者 吉村 博仁 愛知県豊田市トヨタ町1 トヨタ自動車株 式会社内 (72)発明者 石川 雅洋 愛知県豊田市トヨタ町1 トヨタ自動車株 式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Nobuo Sugaya 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Yoshio Sasaki 1 Toyota Town, Aichi Prefecture Toyota City Company (72) Inventor Hirohito Yoshimura 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Masahiro Ishikawa 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Toyota Motor Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基台上に長手方向に移動自在に設置した
スピンドルユニットと、前記基台上に長手方向及び垂直
方向に移動自在な面板状工具マガジン部を有する工具交
換ユニットとを備え、前記工具マガジン部は上下方向に
新工具エリアと旧工具エリアとに区分して、それぞれの
領域に適当数の工具ホルダ把持手段を配置し、これらの
工具ホルダ把持手段によって把持した工具ホルダには、
前記新工具エリアに配置した工具ホルダ把持手段に係合
する第1のV型円周溝と、前記旧工具エリアに配置した
工具ホルダ把持手段に係合する第2のV型円周溝とを設
け、該第2のV型円周溝は工具ホルダのドライブカラー
に設けたことを特徴とする自動工具交換装置。
1. A spindle unit movably installed in a longitudinal direction on a base, and a tool exchanging unit having a face plate tool magazine movable on the base in a longitudinal direction and a vertical direction. The tool magazine part is vertically divided into a new tool area and an old tool area, and an appropriate number of tool holder gripping means is arranged in each area, and the tool holder gripped by these tool holder gripping means is
A first V-shaped circumferential groove that engages with the tool holder gripping means arranged in the new tool area and a second V-shaped circumferential groove that engages with the tool holder gripping means arranged in the old tool area. An automatic tool changer, wherein the second V-shaped circumferential groove is provided on a drive collar of a tool holder.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0698496A2 (en) 1994-08-24 1996-02-28 Canon Kabushiki Kaisha Ink container cartridge
US20120021880A1 (en) * 2010-01-06 2012-01-26 Delaware Capital Formation, Inc. Tool Changer

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0698496A2 (en) 1994-08-24 1996-02-28 Canon Kabushiki Kaisha Ink container cartridge
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