JPH0516093U - 自動工具交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意な角度の各種アンギュラアタッチメント
に対する自動工具交換を可能とし、複雑な角度加工面を
有する工作物の連続自動運転ができるようにする。 【構成】 門形マシニングセンタにおいて、工具マガジ
ン側と本機側とに水平移動可能なキャリア１２に、継手
軸１４を中心として旋回可能に支持される工具交換アー
ムユニット１５を、ＮＣ制御のサーボモータ１８により
任意の角度に割出し可能となし、これにより主軸ラムに
着脱可能に装着されるアンギュラアタッチメントのアタ
ッチメント主軸に対して工具交換アーム１７用旋回軸１
６が平行となるように工具交換アームユニット１５を割
出して、工具交換アーム１７の１８０°旋回と回転軸方
向の抜き差し動作で工具の入れ替えを行う。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はマシニングセンタ等工作機械の任意角度の各種アンギュラアタッチメ ントに対応可能な自動工具交換装置（以下ＡＴＣと呼ぶ）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

最近、比較的大形の門形マシニングセンタ等において、各種アタッチメントを 主軸頭ラム又は主軸スリーブに自動装着して複雑な角度の加工面を有する工作物 の全加工を一度に行う方法が多く用いられるようになった。 従来、門形マシニングセンタのＡＴＣは、図５に示すたて形の本機主軸１０１ と、図６に示す９０°アンギュラアタッチメント１０２のアタッチメント主軸に 対しては、図７，図８に示す油圧シリンダ１０３により工具交換アームユニット １０４を９０°旋回させることにより、工具交換アーム１０５の旋回軸１０６を たて形主軸又は９０°アンギュラアタッチメント主軸と平行にして工具交換を行 っている。しかし、従来のＡＴＣでは９０°以外の任意な角度のアンギュラアタ ッチメントに対しては、工具交換アームユニット１０４の旋回が９０°に限定さ れている限りできないため、ＡＴＣによる自動交換を諦めて手動交換に頼ってい るのが現状である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来の技術で述べた手動工具交換は、長時間の連続自動運転を目標とする大形 マシニングセンタの機能を阻害するという問題点を有している。 本考案は、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、工具交換アームユニットの旋回角度を任意な角度に割 出し可能として、任意な角度を有する各種のアンギュラアタッチメントに対応で きるＡＴＣを提供しようとするものである。

【０００４】

【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考案における自動工具交換装置は、工具マガジン 側と本機主軸側に水平移動可能なキャリアに前記キャリア移動方向に対する垂直 平面内において旋回可能に設けられた工具交換アームユニットを任意な角度に旋 回するＮＣ制御の駆動手段を設けてなり、任意な角度の各種アンギュラアタッチ メントに対応可能としたものである。

【０００５】

【作用】

主軸ラムに装着された例えば３０°アンギュラアタッチメントのアタッチメン ト主軸の現工具による切削加工の一区割が終わると、３０°アンギュラアタッチ メントが所定の工具交換角度に割出されたのち、主軸頭がＹ軸方向移動して所定 の工具交換位置に位置決めされる。次いでＮＣより工具交換指令が出て、ＮＣ制 御のサーボモータにより工具交換アームユニットが旋回され、工具交換アーム用 旋回軸がアタッチメント主軸に対して平行に割出される。次いで待機中のキャリ アが本機主軸側に移動して、一方に次工具を把持する工具交換アームの他方の空 の把持爪でアタッチメント主軸の現工具を把持し、工具交換アームが旋回軸方向 に伸びて現工具を抜き取り、１８０°旋回して把持する両工具の位置が入れ替わ り、再び旋回軸方向に縮んで次工具をアタッチメント主軸に挿入する。次いでキ ャリアが工具マガジン側に移動して次工具から離れたのち、主軸頭が工具交換位 置から離れて切削加工を再開する。

【０００６】

【実施例】

実施例について図１〜図４を参照して説明する。 図３の門形マシニングセンタにおいて、床上に設置されたベッド１に設けられ たＸ軸方向の案内上に、テーブル２が移動可能に載置され、ベッド１の両側床上 に立設されたコラム３上にトップビーム４が固着されている。コラム３はそれぞ れ前面にＺ軸方向の案内を有し、この案内上にクロスレール５が移動可能に載置 されており、クロスレール５のＹ軸方向の案内上に主軸頭６が移動可能に載架さ れている。

【０００７】 主軸頭６に主軸ラム７がＺ軸移動可能に支持されており、主軸ラム７に本機主 軸が回転可能に支承されている。主軸ラム７は先端に例えば３０°アンギュラア タッチメント８等任意の角度のアタッチメントの装着が可能とされており、アタ ッチメント主軸９は本機主軸により回転されるようになっている。コラム３の左 側床上に工具マガジン装置１０が設置されており、工具マガジン装置１０は複数 の工具をＹ軸方向左向きにして貯蔵する図示しないマガジンポットが、リンク状 の鎖でエンドレスに連結され、交換位置に旋回割出されるようになっている。

【０００８】 左側コラム３の前面下側にＺ軸垂直平面内における９０°旋回でマガジン側と 主軸側とに旋回可能に旋回ユニット１１が設けられており、この旋回ユニット１ １の側面に設けられた水平方向の案内１１ａに沿ってキャリア１２が移動可能に 設けられ、キャリア１２は油圧シリンダ１３により待機位置とＡＴＣ位置の二位 置に位置決めされる。キャリア１２には工具交換ユニット１５が案内１１ａと平 行な継手軸１４の回りでほぼ９０°旋回可能に支持されており、工具交換ユニッ ト１５に案内１１ａと直角の旋回軸１６の回りで１８０°旋回可能かつ旋回軸方 向に抜き差し移動可能に工具交換アーム１７が設けられている。

【０００９】 キャリア１２には減速器付サーボモータ１８が取付け用ブラケット１９を介し て継手軸１４と平行に固着されており、サーボモータ１８の出力軸に嵌着されて いるプーリ２１と、継手軸１４に同心に固着のプーリ２２の間に、シンクロベル ト２３が張設されている。更にサーボモータ１８には回転検出器２４が組込まれ ており、このサーボモータ１８はコンパクトであるが、充分な駆動力を発揮でき るとともに、ＮＣ制御で任意な角度に位置決めが可能とされている。

【００１０】 続いて本実施例の作用について説明する。 主軸ラム７の先端に着脱可能に装着されている３０°アンギュラアタッチメン ト８のアタッチメント主軸９に装着された現工具による切削加工の一区割が終わ ると、アタッチメント８が所定の工具交換角度に旋回割出されたあと、主軸頭６ がＹ軸方向工具マガジン側に移動して所定の工具交換位置に位置決めされる。そ してＮＣより工具交換指令が出力されると、待機中のキャリア１２に内蔵される 減速器付サーボモータ１８がＮＣにより回転制御されシンクロベルト２３を介し て工具交換アームユニット１５を旋回し、図４に示すように工具交換アーム用旋 回軸１６をアタッチメント主軸９に対して平行に割出す。

【００１１】 次いでキャリア１２がＹ軸方向本機主軸側に移動してＡＴＣ位置に位置決めさ れると、これにより工具交換アーム１７の一方の空のグリッパがアタッチメント 主軸９の現工具を把持する。次いで工具交換アーム１７が旋回軸方向に伸びて現 工具をアタッチメント主軸９より抜き取り、１８０°旋回して把持する次工具と 現工具の位置が入れ替わり、再び旋回軸方向に縮んで次工具をアタッチメント主 軸９に挿入する。次いでキャリア１２がＹ軸方向反主軸側に移動して工具交換ア ーム１７が次工具から離れ、主軸頭６がＹ軸方向右側に移動して工具交換位置を 離れ、加工プログラムに従って切削加工が再開される。

【００１２】 一方現工具（返却工具）を工具交換アーム１７の一方のグリッパに把持した工 具交換アームユニット１５は、サーボモータ１８により逆方向に旋回されて元の 姿勢に戻され、再び工具交換アーム１７が旋回軸方向に伸び、同時に旋回ユニッ ト１１が９０°旋回してマガジン側を向き、把持する返却工具が割出位置に待機 中のマガジンポットと同心となる。次いで工具交換アーム１７が旋回軸方向に縮 んで返却工具がマガジンポットに挿入され、キャリア１２がＸ軸方向反マガジン 側に移動して返却工具より離れる。 尚、本実施例ではシンクロベルト２３によりサーボモータ１８の駆動力を工具 交換アームユニット１５に伝達するうようにしたが、チェン又は歯車による伝達 方法或いはサーボモータを直結した伝達方法等にすることもできる。

【００１３】

【考案の効果】

本考案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。 ＮＣ制御のサーボモータにより工具交換アームユニットを任意な角度に旋回割 出し可能として、たて，横両主軸は勿論、任意角度の各種アンギュラアタッチメ ントにも対応可能なＡＴＣとしたので、自動アタッチメント交換装置との組合わ せで各種の角度加工面を有する工作物に対して長時間の連続自動運転が可能とな り、能率の向上と省人化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のサーボモータ駆動の工具交換アーム
ユニット及びキャリアの正面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】門形マシニングセンタの斜視姿図である。

【図４】３０°アンギュラアタッチメントに対する工具
交換動作の説明図である。

【図５】従来の技術の本機のたて形主軸に対する工具交
換動作の説明図である。

【図６】従来の技術の９０°アンギュラアタッチメント
に対する工具交換動作の説明図である。

【図７】従来の技術の油圧シリンダ駆動の工具交換アー
ムユニット及びキャリアの正面図である。

【図８】図７の側面図である。

【符号の説明】

６ 主軸頭 ８ ３０°アンギ
ュラアタッチメント １０ 工具マガジン装置 １２ キャリア １５ 工具交換アームユニット １７ 工具交換ア
ーム １８ サーボモータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 各種のアンギュラアタッチメントが着脱
   可能なマシニングセンタ等工作機械の自動工具交換装置
   において、工具マガジン側と本機主軸側に水平移動可能
   なキャリアに前記キャリア移動方向に対する垂直平面内
   において旋回可能に設けられた工具交換アームユニット
   を任意な角度に旋回するＮＣ制御の駆動手段を設けてな
   り、任意な角度の各種アンギュラアタッチメントに対応
   可能なことを特徴とする自動工具交換装置。