JPH05228768A - 工作機械の工具交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数のスピンドルと工具マガジンとの間で二以
上の工具を同時に交換することができ、しかも前記スピ
ンドルの加工範囲を有効に確保することを可能にする。 【構成】Ｘテーブル１４の側部に装着される工具マガジ
ン１０２と、自動交換機構１０４とを備え、この自動交
換機構１０４は、コラム５４の側部に設けられる駆動ユ
ニット１１２と、この駆動ユニット１１２に矢印Ｚ方向
に進退自在に支持されるギヤケース１１４と、このギヤ
ケース１１４に旋回可能に支持されるケーシング部材１
１６と、このケーシング部材１１６に対し進退自在に装
着され、第１および第２スピンドルユニットと工具マガ
ジン１０２とに保持されているそれぞれ二以上の工具を
同時に把持可能な工具把持手段１１８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多軸スピンドルが備え
られた工作機械に対し、二以上の工具を自動的に交換す
るための工作機械の工具交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、ＮＣ（数値制御）工作機械では、
単一のスピンドルによりワークに対して加工を行ってい
るため、複数の加工が必要なワークが用いられる際にそ
の加工効率が低下するという問題が指摘されている。こ
のため、この種の問題を解決すべく種々の改良がなされ
ており、例えば、特開昭５９−６９２４２号公報に開示
されているように、一つのコラムに二組の主軸頭が備え
られた工作機械が用いられている。

【０００３】この場合、工作機械では、種々の加工作業
に対応すべく、工具を交換する必要がある。このため、
多数の異なる工具を工具マガジンに収容しておき、この
工具マガジンから所望の工具を取り出して工作機械の主
軸頭に取着されている工具と交換する工具交換装置が使
用されている。例えば、実開昭６３−１１０３３６号公
報に開示されているように、複数の主軸を備えたコラム
が移動自在に載置されるベッドの近傍に、複数の工具を
収容する工具マガジンが設けられるとともに、前記複数
の主軸と工具マガジンとの間で工具を自動的に交換する
装置が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、工具マガジンからコラム側に突出してガ
イド部材が設けられており、このガイド部材に沿ってチ
ャックユニットが工具マガジンと主軸との間を移動する
よう構成されている。このため、コラムの横方向の移動
範囲が相当に規制されてしまい、スピンドルの加工範囲
が限定されるという問題が指摘されている。

【０００５】そこで、本出願人が提案した特開平１−２
０５９４５号公報に開示されている工具交換装置が知ら
れているが、これは単一の工具を交換するための装置で
あり、複数の工具を同時に交換するために使用すること
ができない。

【０００６】本発明は、この種の工具交換装置の改良に
関するものであり、複数のスピンドルと工具マガジンと
の間で二以上の工具を同時に交換することができ、しか
も前記スピンドルの加工範囲を有効に確保することが可
能な工作機械の工具交換装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、昇降自在な少なくとも二以上のスピン
ドルの軸線方向および該軸線方向に交差する半径方向に
進退可能なコラムの側方に配設され、前記コラムと一体
的に該半径方向に移動自在な工具マガジンと、前記工具
マガジンと前記二以上のスピンドルとの間で二以上の工
具を同時に交換自在な自動交換機構とを備え、前記自動
交換機構は、前記コラムの側部に設けられる駆動ユニッ
トと、前記駆動ユニットに前記軸線方向に進退自在に支
持されるギヤケースと、前記ギヤケースに旋回可能に支
持されるケーシング部材と、前記ケーシング部材に対し
前記半径方向両側に移動自在に装着され、前記二以上の
スピンドルと工具マガジンとに保持されているそれぞれ
二以上の工具を同時に把持可能な工具把持手段とを備え
ることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記の本発明に係る工作機械の工具交換装置で
は、ケーシング部材に装着されている工具把持手段が、
駆動ユニットを介してスピンドルの半径方向に進出し、
この工具把持手段により前記スピンドルと工具マガジン
とに保持されているそれぞれ二以上の工具が同時に保持
される。次に、駆動ユニットの作用下にギヤケースとケ
ーシング部材とが一体的にスピンドルの軸線方向前方に
移動し、工具把持手段に保持されている工具が、スピン
ドルおよび工具マガジンから取り出される。そして、ケ
ーシング部材が１８０°旋回された後、このケーシング
部材とギヤケースとが退動して工具マガジンに保持され
ていた二以上の工具がスピンドルに、このスピンドルに
保持されていた二以上の工具が工具マガジンに、それぞ
れ装着される。これにより、工具マガジンとスピンドル
とに保持されているそれぞれ二以上の工具を同時かつ自
動的に交換することができるとともに、このコラムの半
径方向に対する移動が規制されることがなく、スピンド
ルの加工範囲を有効に確保することが可能になる。

【０００９】

【実施例】本発明に係る工具交換装置について、これを
組み込む工作機械との関連で実施例を挙げ、添付の図面
を参照しながら以下詳細に説明する。

【００１０】図１乃至図３において、参照符号１０は、
本実施例に係る工具交換装置を組み込む工作機械を示
す。この工作機械１０は、基台１２上に矢印Ｘ方向に進
退自在に配設されるＸテーブル１４と、このＸテーブル
１４上に支持されて矢印Ｚ方向に進退自在な本体１６
と、この本体１６の前面に設けられたガイドレール２
０、２０に支持されるとともに、第１サーボモータ２２
を介して昇降可能な第１昇降テーブル２４と、この第１
昇降テーブル２４の前面に設けられたガイドレール２
８、２８に支持されるとともに、第２サーボモータ３０
を介して昇降可能な第２昇降テーブル３２と、前記第１
および第２昇降テーブル２４、３２に固設されて上下方
向に配列される第１および第２スピンドルユニット３
４、３６と、前記第１昇降テーブル２４に固着されるモ
ータＭと、このモータＭの回転力を前記第１スピンドル
ユニット３４に伝達するための第１伝動機構３７と、前
記モータＭの回転力を前記第２スピンドルユニット３６
に伝達するための第２伝動機構３９とを備える。

【００１１】基台１２には、ガイドレール３８ａ乃至３
８ｃと第１駆動モータ４０とが固設され、この第１駆動
モータ４０に連結されて矢印Ｘ方向に延びるボールねじ
４２がＸテーブル１４に設けられたナット部材４４に係
合する。このＸテーブル１４には、ガイドレール４６、
４６と第２駆動モータ４８とが連結され、この第２駆動
モータ４８に連結されて矢印Ｚ方向に延びるボールねじ
５０が本体１６に設けられたナット部材５２に係合す
る。

【００１２】本体１６は、鉛直方向に長尺なコラム５４
を備え、このコラム５４の上部に第１サーボモータ２２
が鉛直下方向に向かって固着される。この第１サーボモ
ータ２２に軸着されるボールねじ５６は、コラム５４の
下端側で支持されるとともに、第１昇降テーブル２４に
設けられたナット部材（図示せず）に係合する。この第
１昇降テーブル２４の側部に、第１スピンドルユニット
３４をその軸線が前記第１昇降テーブル２４の前面と交
差する方向に指向するように支持する第１ハウジング６
０が設けられる。

【００１３】この第１昇降テーブル２４の上部には、第
２サーボモータ３０が鉛直下方向に向かって固着され、
この第２サーボモータ３０に軸着されるボールねじ６２
は、第１昇降テーブル２４の前面の下端側で支持される
とともに、第２昇降テーブル３２に設けられたナット部
材（図示せず）に係合する。この第２昇降テーブル３２
の側部に、第２スピンドルユニット３６をその軸線が前
記第２昇降テーブル３２の前面と交差する方向に指向す
るように支持する第２ハウジング６８が設けられる。

【００１４】図２に示すように、第１スピンドルユニッ
ト３４は、スピンドル７０を備え、このスピンドル７０
は、第１伝動機構３７を構成する図示しないギヤトレイ
ンを介してモータＭに連結されており、その先端部に工
具ホルダ７２が同軸的に係合する。一方、第２スピンド
ルユニット３６は、上記第１スピンドルユニット３４と
略同様に構成されるものであり、第２伝動機構３９を構
成する揺動自在な第１および第２ケーシング７４、７６
と図示しないギヤトレインを介してモータＭに連結され
るスピンドル７８を備え、このスピンドル７８の先端部
に工具ホルダ８０が同軸的に係合する。

【００１５】このように構成される工作機械１０に、本
実施に係る工具交換装置１００が装着される。図１に示
すように、この工具交換装置１００は、コラム５４の側
方に位置してＸテーブル１４の側部に装着されてこのコ
ラム５４と一体的に第１および第２スピンドルユニット
３４、３６の半径方向（矢印Ｘ方向）に移動自在な工具
マガジン１０２と、この工具マガジン１０２と前記第１
および第２スピンドルユニット３４、３６との間で二以
上の工具（後述する）を同時に交換自在な自動交換機構
１０４とを備える（図３参照）。工具マガジン１０２
は、多角形状を有しており、取付部材１０６を介してＸ
テーブル１４の側部に支持されるとともに、この取付部
材１０６にモータ１０８が固着され、このモータ１０８
を介して回転自在であり、その外側部には、二本ずつ複
数組の工具Ｔ１乃至Ｔｎが工具ホルダ１１０を介して取
り外し自在に保持されている。

【００１６】自動交換機構１０４は、コラム５４の側部
に設けられる駆動ユニット１１２と、この駆動ユニット
１１２に第１および第２スピンドルユニット３４、３６
の軸線方向（矢印Ｚ方向）に進退自在に支持されるギヤ
ケース１１４と、このギヤケース１１４に旋回可能に支
持されるケーシング部材１１６と、このケーシング部材
１１６に対し半径方向（矢印Ｘ方向）両側に移動自在に
装着され、第１および第２スピンドルユニット３４、３
６と工具マガジン１０２とに保持されているそれぞれ二
以上の工具を同時に把持可能な工具把持手段１１８とを
備える（図１および図４参照）。

【００１７】図５に示すように、この駆動ユニット１１
２は、筐体１１９の端部に固定される単一のモータ１２
０を備え、このモータ１２０に回転軸１２２が連結され
るとともに、この筐体１１９内には、回転軸１２２に平
行して円筒駆動軸１２４と旋回軸１２６とが同軸的に配
設される。この回転軸１２２と円筒駆動軸１２４とに
は、これらを介してギヤケース１１４およびケーシング
部材１１６を進退させるための第１カム手段１２７と、
工具把持手段１１８を進退させるための第２カム手段１
２８と、前記ケーシング部材１１６を旋回させるための
第３カム手段１３０とが設けられる。

【００１８】図５および図６に示すように、第１カム手
段１２７は、回転軸１２２に軸着されたドラムカム１３
２を備え、このドラムカム１３２の外周にねじ状カム溝
１３４が形成される。このカム溝１３４に、一端を筐体
１１９に対しピン１３６を介して揺動自在に支持された
揺動アーム１３８のローラ１４０が係合し、この揺動ア
ーム１３８の他端は、円筒駆動軸１２４に形成された周
溝１４２に嵌合する。

【００１９】図５および図７に示すように、第２カム手
段１２８は、回転軸１２２に軸着されたフェイスカム
（カム部材）１４４を備え、このフェイスカム１４４の
端面に、ガイド溝１４６が形成される。ガイド溝１４６
は、円形状部分の一部を外方に延在させた略リング状を
有しており、このガイド溝１４６にカムローラ１４８が
嵌合する。図８に示すように、カムローラ１４８は、リ
ンク機構を構成する第１リンク１５０に設けられてお
り、この第１リンク１５０の一端が筐体１１９に支持さ
れるとともに、その他端が第２リンク１５２に係合す
る。この第２リンク１５２が第３リンク１５４に係合
し、この第３リンク１５４は、一端を筐体１１９に支持
され、他端を第４リンク１５６に係合する。この第４リ
ンク１５６は、第５リンク１５８に係合し、この第５リ
ンク１５８が、図５に示す位置で円筒駆動軸１２４にス
プライン結合される。

【００２０】図５および図９に示すように、第３カム手
段１３０は、回転軸１２２に軸着されるパラレルカム１
６０を備え、このパラレルカム１６０の外周部から外方
に突出形成されたそれぞれ一対のカム部１６２ａ、１６
２ｂが回転体１６４に回転自在に支持されたカムローラ
１６６ａ、１６６ｂに係合する。回転体１６４の軸線方
向に膨出する円筒部には、外側スプライン１６８と内側
スプライン１７０とが形成される。この円筒部に円筒駆
動軸１２４が外嵌しており、この円筒駆動軸１２４の端
部内周部にスプライン１７２が形成され、このスプライ
ン１７２は、円筒駆動軸１２４が第１カム手段１２７を
介して前方に進出した際に外側スプライン１６８と係合
する。円筒部の内側スプライン１７０は、旋回軸１２６
の端部外周に所定の長さにわたって形成されたスプライ
ン１７４に係合しており、この係合状態は、旋回軸１２
６が進退しても維持される。

【００２１】図５および図１０に示すように、円筒駆動
軸１２４および旋回軸１２６の先端部は、ギヤケース１
１４内に突出しており、このギヤケース１１４の上下が
ガイドロッド１７６ａ、１７６ｂに保持される。旋回軸
１２６の先端部には、歯車１７８が軸着され、この歯車
１７８は、ギヤトレイン１８０を介して保持筒体１８２
に連結され、この保持筒体１８２がケーシング部材１１
６に固着される。一方、円筒駆動軸１２４の先端部に
は、歯車部１８４が形成され、この歯車部１８４はギヤ
トレイン１８６を介してロッド１８８に連結され、この
ロッド１８８の先端部がケーシング部材１１６内に突出
している。

【００２２】図１１に示すように、ロッド１８８の先端
部に比較的大径なピニオン１９０が軸着され、このピニ
オン１９０は、ラック部材１９２、１９４に噛合する。
このラック部材１９２、１９４は、工具把持手段１１８
を構成する支持板１９６、１９８に設けられており、こ
の支持板１９６、１９８は、ケーシング部材１１６によ
って矢印Ｘ方向に案内されるとともに、それぞれ上下に
二つのチャック部材２００ａ、２００ｂと２０２ａ、２
０２ｂとが開閉自在に装着される。各チャック部材２０
０ａ、２００ｂと２０２ａ、２０２ｂとは、スプリング
２０４を介して先端側が閉じる方向に押圧されており、
この先端側に工具位置決め部材２０６が配設されてい
る。

【００２３】図１に示すように、基台１２上には、上述
した本体１６の他、本体１６ａがＸテーブル１４ａを介
して個別に移動自在に配置されている。この本体１６ａ
に設けられた第１および第２昇降テーブル２４ａ、３２
ａには、本体１６を構成する第１および第２昇降テーブ
ル２４、３２の第１および第２ハウジング６０、６８に
対向する側部に第１および第２ハウジング６０ａ、６８
ａが形成されている。この第１および第２ハウジング６
０ａ、６８ａに第１および第２スピンドルユニット３４
ａ、３６ａが装着され、この第１および第２スピンドル
ユニット３４ａ、３６ａは、本体１６に装着された第１
および第２スピンドルユニット３４、３６に可及的に近
接可能である。Ｘテーブル１４ａには、工具交換装置１
００ａが装着されており、前述した工具交換装置１００
と同一の構成要素には同一の参照数字にａを付してその
詳細な説明は省略する。

【００２４】本体１６、１６ａの前方には、ワークＷを
位置決め保持するためのワーク取付台２４０が配設され
ている（図２参照）。

【００２５】次に、このように構成される工作機械１０
の動作について説明する。

【００２６】先ず、ワーク取付台２４０にワークＷが所
定の加工姿勢で位置決め保持される一方、本体１６に装
着されている第１および第２スピンドルユニット３４
ａ、３６ａには、このワークＷの加工作業に対応して、
例えば工具Ｔ１、Ｔ１が予め装着されている。そこで、
この工具Ｔ１、Ｔ１が装着された第１および第２スピン
ドルユニット３４、３６が、モータＭの駆動作用下に第
１および第２伝動機構３７、３９を介して一体的に回転
されるとともに、この第１および第２スピンドルユニッ
ト３４、３６に装着された工具Ｔ１、Ｔ１は、第１サー
ボモータ２２および第２サーボモータ３０が駆動される
ことによりワークＷの加工部位に対応して夫々の高さ位
置の調整が自動的に行われる。

【００２７】すなわち、第１サーボモータ２２の駆動作
用下にボールねじ５６が回転されると、第１昇降テーブ
ル２４がガイドレール２０、２０の案内作用下に上下方
向に移動する。このため、第１昇降テーブル２４の第１
ハウジング６０に装着されている第１スピンドルユニッ
ト３４の軸芯が、ワークＷの下側加工部位（図示せず）
に対応して位置決めされる。さらに、この第１昇降テー
ブル２４の上部に固設されている第２サーボモータ３０
の駆動作用下に、第２昇降テーブル３２がガイドレール
２８、２８の案内作用下に上下方向に移動する。従っ
て、第２ハウジング６８に装着されている第２スピンド
ルユニット３６の軸芯が、ワークＷの上側加工部位（図
示せず）に対応して位置決めされる。

【００２８】次いで、第１および第２スピンドルユニッ
ト３４、３６は、第１駆動モータ４０が駆動されること
によりワークＷに対して矢印Ｘ方向に位置決めされる。
すなわち、第１駆動モータ４０の作用下にボールねじ４
２が回転されると、Ｘテーブル１４がガイドレール３８
ａ乃至３８ｃの案内作用下に矢印Ｘ方向に対して移動さ
れる。このため、Ｘテーブル１４が所定の位置まで移動
される際に第１駆動モータ４０が滅勢されることによ
り、このＸテーブル１４の矢印Ｘ方向の位置決め作業が
達成される。

【００２９】一方、第１および第２スピンドルユニット
３４、３６に装着された工具Ｔ１、Ｔ１は、第２駆動モ
ータ４８が駆動されることによりワークＷの各加工部位
に向かって（矢印Ｚ方向前方）移動される。

【００３０】従って、上記の各動作を選択的に行うこと
により、第１および第２スピンドルユニット３４、３６
に装着されて回転している工具Ｔ１、Ｔ１が、ワークＷ
の所定の加工部位に対し加工作業を自動的に遂行する。
この加工作業が終了した後、第２駆動モータ４８が前記
とは逆方向に駆動され、コラム５４がワークＷから離間
する方向に移動して工具Ｔ１、Ｔ１をワークＷから離脱
させる。そして、加工終了後のワークＷがワーク取付台
２４０から取り外され、このワーク取付台２４０には新
たな加工前のワークＷが取着され、前述した加工作業を
行うことによりこのワークＷに対する加工作業が行われ
る。

【００３１】次いで、種類の異なるワークＷに対し加工
作業を行う場合、本実施例に係る工具交換装置１００が
駆動され、第１および第２スピンドルユニット３４、３
６に装着されている工具Ｔ１、Ｔ１が、この異なるワー
クＷに応じて、例えば、工具Ｔ２、Ｔ２と交換される。
すなわち、工具マガジン１０２がモータ１０８の駆動作
用下に所定の角度だけ回転され、その外側部に保持され
ている所望の工具Ｔ２、Ｔ２が水平方向に向かって配置
される位置で停止される。一方、第１および第２サーボ
モータ２２、３０が駆動され、第１および第２昇降テー
ブル２４、３２が上下方向に変位されて第１および第２
スピンドルユニット３４、３６に装着されている工具Ｔ
１、Ｔ１が工具交換装置１００を構成するケーシング部
材１１６の工具把持手段１１８の高さに対応して位置決
めされる。

【００３２】そこで、駆動ユニット１１２を構成するモ
ータ１２０が駆動され、このモータ１２０に連結されて
いる回転軸１２２の回転が開始される。その際、第２カ
ム手段１２８を構成するフェイスカム１４４は、そのガ
イド溝１４６を図７に示す状態に配置させており、この
ガイド溝１４６に係合するカムローラ１４８は、回転軸
１２２およびフェイスカム１４４の回転に伴って下方に
移動を開始する。このため、図８に示すように、カムロ
ーラ１４８が固着された第１リンク１５０が筐体１１９
を支点にして下方に揺動し、この第１リンク１５０に係
合する第２リンク１５２が移動する。さらに、この第２
リンク１５２に係合する第３リンク１５４およびこの第
３リンク１５４に係合する第４リンク１５６を介して第
５リンク１５８が揺動し、円筒駆動軸１２４が所定の角
度まで旋回される（図８中、二点鎖線参照）。

【００３３】円筒駆動軸１２４が旋回されると、その先
端部に形成された歯車部１８４が回転し、ギヤケース１
１４内のギヤトレイン１８６を介してロッド１８８が回
転される。このロッド１８８の回転によってピニオン１
９０が、図１１中、矢印方向に回転し、このピニオン１
９０に噛合するラック部材１９２、１９４が互いに離間
する方向（ケーシング部材１１６から突出する方向）に
移動する。従って、支持板１９６が工具マガジン１０２
側に移動してチャック部材２００ａ、２００ｂにより工
具Ｔ２、Ｔ２が把持される一方、支持板１９８が第１お
よび第２スピンドルユニット３４、３６側に移動してチ
ャック部材２０２ａ、２０２ｂにより工具Ｔ１、Ｔ１が
把持される。

【００３４】モータ１２０を介して回転軸１２２がさら
に回転されると、第１カム手段１２７を構成するドラム
カム１３２の回転作用下に、カム溝１３４に係合するロ
ーラ１４０が、図５中右方向に移動し、揺動アーム１３
８はピン１３６を支点にして、図中二点鎖線に示す位置
まで揺動する。このため、揺動アーム１３８の端部が嵌
合する周溝１４２を介して円筒駆動軸１２４が旋回軸１
２６と一体的に前方に移動し、この円筒駆動軸１２４の
先端部が臨入しているギヤケース１１４およびケーシン
グ部材１１６が、ガイドロッド１７６ａ、１７６ｂの案
内作用下に前方に移動する。

【００３５】この場合、ケーシング部材１１６では、工
具把持手段１１８を介してそれぞれ二つの工具Ｔ１、Ｔ
１およびＴ２、Ｔ２が保持されており、この工具Ｔ１、
Ｔ１およびＴ２、Ｔ２は、工具マガジン１０２および第
１および第２スピンドルユニット３４、３６から取り出
される。また、第２カム手段１２８と円筒駆動軸１２４
とのスプライン結合が解除されるとともに、この円筒駆
動軸１２４のスプライン１７２が回転体１６４の外側ス
プライン１６８と係合する。

【００３６】回転軸１２２が所定の角度まで回転される
と、第３カム手段１３０を構成するパラレルカム１６０
のカム部１６２ａ、１６２ｂがカムローラ１６６ａ、１
６６ｂに係合して回転体１６４を所望の角度だけ回転さ
せる。この回転体１６４の回転は、内側スプライン１７
０に係合するスプライン１７４を介して旋回軸１２６に
伝えられ、この旋回軸１２６に軸着された歯車１７８お
よびギヤトレイン１８０を介して保持筒体１８２とケー
シング部材１１６とが一体的に１８０°旋回する。

【００３７】そして、回転軸１２２が回転されることに
より、第１カム手段１２７を構成する揺動アーム１３８
が、図５中、左方向に揺動して円筒駆動軸１２４と旋回
軸１２６とが一体的に後退する。これにより、チャック
部材２００ａ、２００ｂに把持されている工具Ｔ２、Ｔ
２が第１および第２スピンドルユニット３４、３６に装
着される一方、チャック部材２００ａ、２００ｂに把持
されている工具Ｔ１、Ｔ１が工具マガジン１０２に装着
される。さらに、円筒駆動軸１２４が後退することによ
りスプライン結合された第２カム手段１２８を介してこ
の円筒駆動軸１２４が回転され、ピニオン１９０および
ラック部材１９２、１９４の駆動作用下に支持板１９
６、１９８が互いに近接する方向に移動する。このた
め、チャック部材２００ａ、２００ｂおよび２０２ａ、
２０２ｂが、工具Ｔ２、Ｔ２およびＴ１、Ｔ１から離脱
してケーシング部材１１６の内方に移動し、工具交換作
業が終了する（図１１中、二点鎖線参照）。なお、上記
工具交換作業は、モータ１２０を介して回転軸１２２が
一回転する間に遂行される。

【００３８】この場合、本実施例では、単一の回転軸１
２２が一回転する間に、第１および第２スピンドルユニ
ット３４、３６に保持されている二本の工具Ｔ１、Ｔ１
と、工具マガジン１０２に保持されている二本の工具Ｔ
２、Ｔ２とを同時に交換することができる。従って、従
来のように単一の工具同士を交換するものに比べ、工具
交換作業が一挙に効率的に遂行されるという効果が得ら
れる。しかも、支持板１９６、１９８に複数のチャック
部材２００ａ乃至２００ｎ、２０２ａ乃至２０２ｎを設
けるだけで、特に多軸工作機械において、複数の工具Ｔ
１乃至Ｔｎの交換作業を同時に行うことができるという
利点がある。

【００３９】さらに、工具マガジン１０２がＸテーブル
１４に固定されており、駆動ユニット１１２がコラム５
４の側部に設けられるとともに、この駆動ユニット１１
２にギヤケース１１４とケーシング部材１１６とが矢印
Ｚ方向に一体的に進退自在に支持される。そして、この
ケーシング部材１１６は、第１および第２スピンドルユ
ニット３４、３６の前方で旋回自在に構成されている。
このため、コラム５４の矢印Ｘ方向の移動が、工具交換
装置１００により規制されることがなく、第１および第
２スピンドルユニット３４、３６の加工範囲を有効に確
保することが可能になるという効果が得られる。

【００４０】

【発明の効果】本発明に係る工作機械の工具交換装置に
よれば、以下の効果が得られる。

【００４１】ケーシング部材に装着されている工具把持
手段を介して、スピンドルと工具マガジンとに保持され
ているそれぞれ二以上の工具を同時かつ自動的に交換す
ることができる。さらに、この工具把持手段を備える駆
動ユニットが、コラムの側部に設けられるとともに、工
具マガジンがコラムと一体的にスピンドルの半径方向に
進退自在に構成されており、該半径方向に対するスピン
ドルの加工範囲を有効に確保することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る工具交換装置を組み込む工作機械
の正面説明図である。

【図２】前記工作機械の側面説明図である。

【図３】前記工作機械の平面説明図である。

【図４】前記工具交換装置の要部平面図である。

【図５】前記工具交換装置を構成する駆動ユニットの縦
断側面図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。

【図７】図５のＶII−ＶII線断面図である。

【図８】図５のＶIII −ＶIII 線断面図である。

【図９】図５のＩＸ−ＩＸ線断面図である。

【図１０】前記工具交換装置を構成するギヤケースの縦
断側面図である。

【図１１】前記工具交換装置を構成するケーシング部材
と工具把持手段の正面図である。

【符号の説明】

１０…工作機械 １２、１２ａ…基台 １４、１４ａ…Ｘテーブル １６…本体 ２２、３０…サーボモータ ３４、３４ａ、３６、３６ａ…スピンドルユニット ３７、３９…伝動機構 ５４…コラム ７０、７０ａ…スピンドル １００、１００ａ…工具交換装置 １０２…工具マガジン １０４…自動交換機構 １０８…モータ １１２…駆動ユニット １１４…ギヤケース １１６…ケーシング部材 １１８…工具把持手段 １２０…モータ １２２…回転軸 １２４…円筒駆動軸 １２６…旋回軸 １２７、１２８、１３０…カム手段 １８０、１８６…ギヤトレイン １９６、１９８…支持板 ２００ａ、２００ｂ、２０２ａ、２０２ｂ…チャック部
材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】昇降自在な少なくとも二以上のスピンドル
   の軸線方向および該軸線方向に交差する半径方向に進退
   可能なコラムの側方に配設され、前記コラムと一体的に
   該半径方向に移動自在な工具マガジンと、 前記工具マガジンと前記二以上のスピンドルとの間で二
   以上の工具を同時に交換自在な自動交換機構とを備え、 前記自動交換機構は、前記コラムの側部に設けられる駆
   動ユニットと、 前記駆動ユニットに前記軸線方向に進退自在に支持され
   るギヤケースと、 前記ギヤケースに旋回可能に支持されるケーシング部材
   と、 前記ケーシング部材に対し前記半径方向両側に移動自在
   に装着され、前記二以上のスピンドルと工具マガジンと
   に保持されているそれぞれ二以上の工具を同時に把持可
   能な工具把持手段とを備えることを特徴とする工作機械
   の工具交換装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、駆動ユニッ
   トとケーシング部材との間に、前記駆動ユニットの駆動
   力を前記ケーシング部材および工具把持手段に伝達する
   ためのギヤケースが設けられるとともに、 前記ギヤケースは、コラムの軸線方向前方に配設される
   ことを特徴とする工作機械の工具交換装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の装置において、工具把持手
   段は、ケーシング部材の両側にそれぞれ設けられる上下
   二つのチャック部材と、 前記チャック部材に設けられるラック部材と、 前記ラック部材に噛合するとともに、駆動ユニットによ
   り回転駆動されるピニオン部材とを備えることを特徴と
   する工作機械の工具交換装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の装置において、駆動ユニッ
   トは、回転駆動される単一の回転軸と、 前記回転軸に係合してケーシング部材を進退させるため
   の第１カム手段と、 前記回転軸に係合して工具把持手段を移動させるための
   第２カム手段と、 前記回転軸に係合して前記ケーシング部材を旋回させる
   ための第３カム手段とを備え、 前記回転軸の回転作用下に第１乃至第３カム手段が選択
   的に駆動されることを特徴とする工作機械の工具交換装
   置。
5. 【請求項５】請求項４記載の装置において、第２カム手
   段は、回転軸に軸着されるカム部材と、 前記カム部材に形成された所定形状の溝部に嵌合するカ
   ムローラと、 ギヤケース内のギヤトレインを介して工具把持手段に係
   合する駆動軸と、 前記カムローラを固着するとともに、前記駆動軸に係合
   するリンク機構とを備えることを特徴とする工作機械の
   工具交換装置。