JPH0549404B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、多軸ヘツド交換式工作機械、特に加
工ユニツトを装備した基台上に、該ユニツトを囲
繞する環状の第１案内レールと、この第１案内レ
ールと等径に形成されてその上方に同一軸線上に
並ぶ環状の第２案内レールとを配設すると共に、
その各案内レールに、複数の多軸ヘツドを走行可
能に支持し、基台には、第１案内レール上の各多
軸ヘツドを走行駆動し得る第１インデツクス機構
と、第２案内レール上の各多軸ヘツドを走行駆動
し得る第２インデツクス機構とを、各々対応する
多軸ヘツドに対し着脱可能に設け、各多軸ヘツド
はそれが第１案内レール上の所定部位に在る時に
加工ユニツトと協働してワークを加工できるよう
にした形式の多軸ヘツド交換式工作機械における
昇降体安定支持機構付きヘツド交換装置に関す
る。

(2) 従来の技術 上記構造の多軸ヘツド交換式工作機械は、例え
ば特開昭58−71013号公報や同59−81007号公報に
開示されるように従来公知である。

(3) 発明が解決しようとする課題 ところが上記従来公知のものでは、上下に並ぶ
第１、第２環状案内レールの一側方に、その両案
内レール間での多軸ヘツドの昇降交換を行うため
の昇降機構が該両案内レールから別個独立して配
設されている上、その昇降機構中には、多軸ヘツ
ドを載置・昇降させるヘツド交換用昇降支持台が
唯１個しか設けられていないため、次のような問
題がある。即ち、上、下案内レール間での多軸
ヘツドの昇降交換を行うに際しては、前記支持台
と上、下案内レールとの各間で多軸ヘツドの移替
えをいちいち行う必要があつて全体として作業能
率が悪く、またその移替えのための手段を昇降
機構中に特別に設ける必要があつて、それだけ構
造が複雑化し、更に上側の第２案内レールに
は、第１案内レールからの多軸ヘツド受入れのた
めに少なくとも多軸ヘツド１台分の空きスペース
を常に確保しておく必要があつて、それだけ第２
案内レールにおける多軸ヘツドの貯蔵容量が少な
くなるのである。

本発明は、斯かる事情に鑑み提案されたもの
で、第１及び第２案内レールの一部である第１及
び第２昇降レールをヘツド交換用昇降支持台に兼
用させるべく、案内レール一側方の案内柱に昇降
案内される昇降体を以て両昇降レールを同時に昇
降駆動できるようにして、従来装置の上記問題を
一挙に解決することを第１の目的としている。

ところで上記のようにしてヘツド交換用昇降支
持台としての昇降レールを昇降駆動する場合にお
いて、その駆動手段たる昇降体はその基部側が案
内柱に昇降可能に案内支持される関係上、その自
由端部たる先部側が特に昇降時にふらつき易く、
該昇降体を安定した昇降姿勢でスムーズに昇降動
作させることが容易でない。また各案内レール
は、これが１本レールであると、該レールに走行
案内される多軸ヘツドを、安定した走行姿勢でス
ムーズに走行動作させることがこれまた容易でな
い。本発明は、これらの問題を簡単な構造で解決
することを第２の目的としている。

Ｂ 発明の構成 (1) 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は、前記形式
の多軸ヘツド交換式工作機械において、両案内レ
ールの一側方に配設した案内柱に、昇降体の基部
を所定の上限位置と下限位置との間で昇降可能に
支持し、第２案内レールを、基台に第２支持板を
介して固定される上下一対の第２固定レールと、
昇降体の先部に固定されてその下限位置で第２固
定レールに並ぶ上下一対の第２昇降レールとに分
割する一方、第１案内レールを、基台に第１支持
板を介して固定される上下一対の第１固定レール
と、同昇降体の先部に固定されてその下限位置で
第１固定レールに、またその上限位置で第２固定
レールにそれぞれ並ぶ上下一対の第１昇降レール
とに少なくとも分割し、両第１昇降レール間を結
合する第１レールサポートには上下に延びる第１
サポートガイドを、また両第２昇降レール間を結
合する第２レールサポートには上下に延びる第２
サポートガイドをそれぞれ一体的に沿設し、第１
及び第２支持板には上下方向に延びる第１及び第
２ガイド部材を、昇降体の昇降時に少なくとも一
方のガイド部材が少なくとも一方のサポートガイ
ドに上下摺動自在に係合するよう、それぞれ固定
したことを特徴とする (2) 作用 多軸ヘツドの交換に当たつては、第１案内レー
ル上にある任意の多軸ヘツドを第１インデツクス
機構で第１昇降レールの位置にもたらし、次いで
第１及び第２昇降レールを昇降体と共に昇降させ
る。そしてその第１昇降レールが第２案内レール
に対応する位置に来たとき（このとき第２昇降レ
ールは、それに支承される多軸ヘツドと共に第２
案内レールよりも上方の退避位置に置かれる）に
は、第２インデツクス機構により新たに供給すべ
き多軸ヘツドを第１昇降レール上にもたらし、次
いで第１及び第２昇降レールを昇降体と共に下降
させることにより、新たな多軸ヘツドが第１案内
レールにもたらされ、それと同時に前記第２昇降
レール上の多軸ヘツドは第２案内レールに戻され
る。

また特に各案内レールを構成する固定レールや
昇降レールの各々を上下一対のレールの組よりそ
れぞれ構成したことにより、案内レールによる多
軸ヘツドの支持が安定し、その多軸ヘツドを常に
スムーズに走行させることができる。更に各昇降
レールを支持する昇降体は、その基部が案内柱に
支持されるばかりでなく、その自由端側の先部
が、相互に係合・摺接するサポートガイド及びガ
イド部材を介して基台側に支持されるから、該昇
降体の昇降姿勢も常に安定し、昇降レールによる
多軸ヘツドの昇降も安定よく行われる。

(3) 実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説
明すると、先ず第１図および第２図において、床
面に固定される基台１上には、その中央部の原位
置HPと、側端の加工位置MPとの間で進退自在
にして加工ユニツト２が配設される。すなわち基
台１上には、一対の平行な進退用ガイド部材３が
配設されており、加工ユニツト２はその進退用ガ
イド部材３で案内されて原位置HPと加工位置
MPとの間に進退移動する。また基台１上には、
移動用モータ４が固定的に支持されており、この
移動用モータ４が加工ユニツト２に連結される。

原位置HPにある加工ユニツト２を囲繞するよ
うにして上、下一対の環状の第１案内レール５，
５が配置され、第１案内レール５，５の上方位置
には上下の間隔を第１案内レール５，５と同一に
した上、下一対の環状の第２案内レール６，６が
配置される。しかも第１および第２案内レール
５，５；６，６の中心位置および半径は同一に設
定されている。

第３図および第４図を併せて参照して、第１案
内レール５は、可動レール７と、一対の第１固定
レール８，９と、第１昇降レール１０とで環状に
構成される。可動レール７は、加工位置MPに対
応する部分に配置され、第１昇降レール１０は第
１案内レール５の中心に関して可動レール７と反
対側に配置される。可動レール７および第１昇降
レール１０間を結ぶようにして、第１固定レール
８，９は例えば115度の中心角を有する円弧状に
形成されており、基台１に固定される。すなわち
下方の第１固定レール８，９は、脚部材１１を介
して基台１上にそれぞれ固定され、上、下一対の
第１固定レール８，８；９，９相互は、円弧状に
彎曲した側板１２でそれぞれ一体化される。ま
た、上、下一対の可動レール７，７は加工ユニツ
ト２に一体化されており、加工ユニツト２と一体
的に移動する。さらに上、下一対の第１昇降レー
ル１０，１０は第１レールサポート１３により一
体化される。

上方の第１固定レール８，９には、前記側板１
２と一体の水平な第１支持板１４がそれぞれ一体
化されており、これらの第１支持板１４から内方
にそれぞれ延設された複数の支持脚１５により、
上下に延びる支柱１６の下端が、第１および第２
案内レール５，５；６，６と同心にして固定、支
持される。

第５図を併せて参照して、第２案内レール６
は、第２固定レール１７と第２昇降レール１８と
で環状に構成されており、第２昇降レール１８
は、第１昇降レール１０と同一の中心角を有して
円弧状に形成され、第１昇降レール１０に対応す
る位置に配置される。

上方の第２固定レール１７は、支柱１６におけ
る中心部から半径方向外方に張出した第２支持板
１９に固設され、上、下一対の第２固定レール１
８，１８相互は、前記第２支持板１９と一体に形
成され周方向に間隔をあけた複数の連結板２０を
介して一体化される。また上、下一対の第２昇降
レール１８，１８は第２レールサポート２１を介
して一体化される。

第１案内レール５，５には、複数たとえば６種
類の多軸ヘツドＡ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，
Ｂ３が走行可能に支承され、第２案内レール６，
６には、複数たとえば６種類の多軸ヘツドＣ１，
Ｃ２，Ｃ３，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が走行可能に支承
される。すなわち、各多軸ヘツドＡ１〜Ａ３、Ｂ
１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３の上部には、
上方の第１案内レール５および上方の第２案内レ
ール６の各上面上を転動可能な一対の車輪２２が
それぞれ軸支されるとともに、上方の第１および
第２案内レール５，６の内側面に沿つて転動する
一対の車輪２３がそれぞれ軸支され、各多軸ヘツ
ドＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜
Ｄ３の下部には、下方の第１および第２案内レー
ル５，６の内側面および外側面に沿つて転動する
一対の車輪２４がそれぞれ軸支される。

ここで各多軸ヘツドＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，
Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３において、英字Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄおよび数字１，２，３を組合せて参照符号
を付したのは、対応するワークおよび工程を区別
して表示するのに便利なためであり、英字Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄは対応するワークの種類を示す。また
数字１，２，３は加工工程を示すものであり、た
とえば１はドリル加工用、２はタツプ加工用、３
はリーマ加工用を示している。

第１案内レール５，５に沿つて走行可能な多軸
ヘツドＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３は第１インデツク
ス機構２５によつて角変位駆動され、多軸ヘツド
Ａ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３の任意のものが可動レー
ル７，７あるいは昇降レール１０，１０に対応す
る位置に配置される。また第２案内レール６，６
に沿つて走行可能な多軸ヘツドＣ１〜Ｃ３，Ｄ１
〜Ｄ３は、第２インデツクス機構２６によつて角
変位駆動され、多軸ヘツドＣ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ
３の任意のものが昇降レール１８，１８に対応す
る位置に配置される。

第１インデツクス機構２５は、支柱１６の中間
部で回転自在に支承された回転板２７と、周方向
に等間隔をあけた複数個所たとえば６個所で回転
板２７から半径方向外方に延設されるインデツク
スアーム２８と、回転板２７を角変位駆動するた
めの駆動源２９とを備える。また第２インデツク
ス機構２６は、基本的に第１インデツクス機構２
５と同様に構成されており、回転板３０と、イン
デツクスアーム３１と、駆動源２３とを備える。

各インデツクスアーム２８，３１の先端は、多
軸ヘツドＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，
Ｄ１〜Ｄ３の上部にそれぞれ固設した係止ブロツ
ク３６に、係脱可能にしてそれぞれ係合する。

第６図、第７図および第８図において、各イン
デツクスアーム２８，３１の先端には、水平面内
で各多軸ヘツドＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜
Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３側に開放した略Ｕ字状の案内部
３７がそれぞれ形成される。この案内部３７に
は、各多軸ヘツドＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１
〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３に対する近接、離反を可能と
して略Ｕ字状の係合部材３８が摺合される。この
係合部材３８には、インデツクスアーム２８，３
１に挿通される案内軸３９が固設されており、案
内軸３９を囲繞してインデツクスアーム２８，３
１および係合部材３８間に介装されるばね４０に
より、係合部材３８は各多軸ヘツドＡ１〜Ａ３，
Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３に近接する
方向に弾発付勢される。しかもインデツクスアー
ム２８，３１から突出した案内軸３９の端部に
は、インデツクスアーム２８，３１に係合し得る
ストツパ４１が固設されており、ばね４０で付勢
された係合部材３８がインデツクスアーム２８，
３１から離脱することが阻止される。

係合部材３８の相互に対向する内側面には、各
多軸ヘツドＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ
３，Ｄ１〜Ｄ３から離反するにつれて相互に近接
するように傾斜した傾斜嵌合面４２，４３がそれ
ぞれ形成される。また係合部材３８の中央上部お
よび中央下部には、各多軸ヘツドＡ１〜Ａ３，Ｂ
１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３側に突出した
案内突部４４，４５が一体に設けられる。これら
の案内突部４４，４５の先端面には、上方から順
に、下方に向かうにつれて先端側に傾斜した第１
案内面４６，４７と、鉛直な第２案内面４８，４
９と、上方に向かうにつれて先端側に傾斜した第
３案内面５０，５１とが形成される。

一方、各多軸ヘツドＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，
Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３の上部には、インデツク
スアーム２８，３１側に突出する係止ブロツク３
６がそれぞれ固設される。この係止ブロツク３６
には、前記傾斜嵌合面４２，４３に対応する外側
面５２，５３が先端側に向かうにつれて相互に近
接するように傾斜して形成される。また、係止ブ
ロツク３６の先端には、第３案内面５０，５１に
対応して傾斜した第１当接面５４と、第２案内面
４８，４９に対応して鉛直な第２当接面５５と、
第１案内面４６，４７に対応して傾斜して第３当
接面５６とが、上方から順に設けられる。

このようなインデツクスアーム２８，３１の先
端構造と、係止ブロツク３６の構造とによれば、
外側面５２，５３を傾斜嵌合面４２，４３に当接
させるとともに第３当接面５６を第１案内面４７
に当接させて係止ブロツク３６と係合部材３８と
が係合している状態で、係止ブロツク３６すなわ
ち各多軸ヘツドＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜
Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３を上昇させると、第１当接面５
４が第３案内面５０に当接して係合部材３８がば
ね４０のばね力に抗して押圧され、外側面５２，
５３と傾斜嵌合面４２，４３とが離反して係合状
態が解除される。また、インデツクスアーム２
８，３１の下方から係止ブロツク３６すなわち各
多軸ヘツドＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ
３，Ｄ１〜Ｄ３が上昇して来たときには、ばね４
０で弾発付勢されている係合部材３８の第３案内
面５１に第１当接面５４が当接して係合部材３８
が押込まれる。次いで、第３当接面５６が第１案
内面４７に対応する位置まで上昇したときに係合
部材３８は第１案内面４７を第３当接面５６に当
接させるまで前進し、係止ブロツク３６の両先側
面５２，５３に傾斜嵌合面４２，４３が当接し
て、インデツクスアーム２８，３１と多軸ヘツド
Ａ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ
３とが係合状態となる。これは、各多軸ヘツドＡ
１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３
が上方から降下して来たときも同様である。

昇降レール１０，１０；１８，１８に対応する
部分で、第１および第２案内レール５，５；６，
６の側方には昇降機構６０が配設される。

第９図において、昇降機構６０は、上下に延び
る一対の案内柱６１，６１と、案内柱６１，６１
に沿つて昇降可能な上、下一対の昇降体６２，６
２と、昇降体６２，６２を昇降駆動するための昇
降駆動手段６３とを備える。

基台１の側方の床面上には、基板６４が配設さ
れており、横断面四角形の筒状である案内柱６
１，６１は相互間に間隔をあけて基板６４上に立
設される。また案内柱６１，６１の下部間には連
結板６５で相互に連結されており、この連結板６
５と基台１とは、Ｉ形鋼から成る一対の連結部材
６６，６６で相互に連結される。また案内柱６
１，６１の上部間は連結板６７で相互に連結され
る。さらに案内柱６１，６１の上部には、相互に
離反する側の側面にブラケツト６８，６８が固設
され、該ブラケツト６８，６８にはたとえばＩ形
鋼からなる連結部材６９，６９の一端が固設され
る。これらの連結部材６９，６９の他端は支柱１
６の上端に共通に固設される。

このようにして案内柱６１，６１は、その上部
および下部で基台１と実質的に一体化され、安定
的に支持されている。

案内柱６１，６１の基台１側の側面には、上下
に延びる昇降用ガイド部材７０，７０が固設され
ており、昇降体６２，６２はそれらのガイド部材
７０，７０に沿つて昇降する。すなわち両昇降体
６２，６２は、両案内柱６１，６１間にわたる鉛
直板７１，７１の下部に、基台１側に延出する水
平板７２，７２が直角に固設されて成り、鉛直板
７１，７１の両端には、ガイド部材７０，７０に
嵌合する嵌合脚部７３，７３がそれぞれ一対ずつ
設けられる。

両昇降体６２，６２は、接続部材７４を介して
相互に連結されており、上方の昇降体６２に、昇
降駆動手段６３が連結される。この昇降駆動手段
６３は、たとえば油圧シリンダであり、上下方向
に延びて一方の案内柱６１に支持される。したが
つて昇降駆動手段６３により両昇降体６２，６２
がガイド部材７０，７０に沿つて昇降駆動され
る。

両案内柱６１，６１の上端には、同期して回転
すべく軸７５を共通とした一対のスプロケツトホ
イル７６，７６が軸支されており、これらのスプ
ロケツトホイル７６，７６に巻き掛けられたチエ
ン７７，７７の一端が上方の昇降体６２にそれぞ
れ連結される。またチエン７７，７７の他端は、
上端から案内柱６１，６１内に挿入されており、
案内柱６１，６１内を昇降可能なバランスウエイ
ト７８，７８に連結される。

各スプロケツトホイル７６，７６は、案内柱６
１，６１の上端に取付けられるカバー７９，７９
で覆われる。またガイド部材７０，７０の下端に
は、下方の昇降体６２に当接して各昇降体６２，
６２の下限位置を定めるストツパ８０がそれぞれ
取付けられ、ガイド部材７０，７０の上端には、
上方の昇降体６２に当接して各昇降体６２，６２
の上限位置を定めるストツパ８１がそれぞれ取付
けられる。

接続部材７４で連結した状態で、両昇降体６
２，６２における水平板７２，７２間の間隔は、
下方の第１案内レール５と下方の第２案内レール
６との間の間隔に対応しており、両昇降体６２，
６２の水平板７２，７２は、下方の第１及び第２
昇降レール１０，１８にそれぞれ連結される。し
たがつて昇降体６２，６２の昇降に応じて第１及
び第２昇降レール１０，１０；１８，１８も昇降
するが、昇降体６２，６２が下限位置にあるとき
には第１昇降レール１０，１０が第１案内レール
５，５に対応する位置（即ち第１固定レール８，
８；９，９に並ぶ位置）にあると共に第２昇降レ
ール１８，１８が第２案内レール６，６に対応す
る位置（即ち第２固定レール１７，１７に並ぶ位
置）にあり、また昇降体６２，６２が上限位置に
あるときには、第１０図で示すように、第１昇降
レール１０，１０が第２案内レール６，６に対応
する位置（即ち第２固定レール１７，１７に並ぶ
位置）にあるように、昇降体６２，６２の上限お
よび下限位置すなわちストツパ８０，８１の取付
位置が設定される。

第１１図および第１２図において、第１及び第
２昇降レール１０，１０；１８，１８を連結する
第１及び第２レールサポート１３，２１には、係
止ブロツク３６の幅よりも大なる間隔をあけて上
下に延びる各一対の第１及び第２サーポトガイド
８２，８２；８３，８３がそれぞれ固設される。
そして、その第１サポートガイド８２，８２に摺
動自在に係合し得る第１ガイド部材としての第１
ガイド棒８４，８４が第１案内レール５，５間で
上下に延びて前記第１支持板１４に固定され、ま
た第１及び第２サポートガイド８２，８２；８
３，８３に摺動自在に係合し得る第２ガイド部材
としての第２ガイド棒８５，８５が第２案内レー
ル６，６間で上下に延びて前記第２支持板１９に
固定される。而して昇降体６２は、その基部が案
内柱６１に支持されるばかりでなく、その自由端
側の先部が、相互に係合・摺接する前記サポート
ガイド８２，８２；８３，８３及びガイド部材８
４，８４；８５，８５を介して基台１側に支持さ
れるから、該昇降体６２の昇降姿勢が常に安定
し、各昇降レール１０，１８による多軸ヘツドの
昇降も安定よく行われる。

前記各昇降レール１０，１８に対応する位置に
あるインデツクスアーム２８，３１間で、係止ブ
ロツク３６の先端に嵌合して多軸ヘツドＡ１〜Ａ
３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３の昇降
を案内するヘツド案内部材８６が上下に延びて支
持板１９に固定され、さらにインデツクスアーム
３１の上方で上下に延びるヘツド案内部材８７が
連結部材６９に固定される。これらのヘツド案内
部材８６，８７により係止ブロツク３６すなわち
各多軸ヘツドＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ
３，Ｄ１〜Ｄ３の昇降動作が安定する。

再び第４図において、第１固定レール８，９に
一体的な第１支持板１４には、可動レール７およ
び第１昇降レール１０に対応する位置にある多軸
ヘツドＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ
１〜Ｄ３の種類を検出するための検出器８８，８
９が取付けられており、各多軸ヘツドＡ１〜Ａ
３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３には、
それらの検出器８８，８９に対向したときに種類
に応じた信号を発信するための発信器９１がそれ
ぞれ取付けられる。

また第５図において、第２固定レール１７と一
体的な第１支持板１９には、第２昇降レール１８
に対応する位置にある多軸ヘツドＡ１〜Ａ３，Ｂ
１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３の発信器９１
に対向して信号を受信するための検出器９０がそ
れぞれ取付けられる。

第１３図において、上述のように構成された多
軸ヘツド交換式工作機械Ｍは、間欠的に搬送され
てくる複数種類たとえば４種類のワークWA，
WB，WC，WDを両側から加工すべく、複数た
とえば５個所の加工ステーシヨンＳ１，Ｓ２，Ｓ
３，Ｓ４，Ｓ５に一対ずつ配設される。すなわち
加工ステーシヨンＳ１〜Ｓ５を順次通過するよう
にして、コンベア９５が無端状に配置されてお
り、各加工ステーシヨンＳ１〜Ｓ５に対応する位
置でコンベア９５の両側に前記工作機械Ｍがそれ
ぞれ配設される。

コンベア９５上には複数のパレツト９６が載せ
られており、各加工ステーシヨンＳ１〜Ｓ５に入
る前の固定位置に設定された投入ステーシヨンSi
で、複数種類のワークWA，WB，WC，WDの
１つがパレツト９６に載せられる。また各加工ス
テーシヨンＳ１〜Ｓ５を経過した後の固定位置に
払出しステーシヨンSoが設定されており、各加
工ステーシヨンＳ１〜Ｓ５で加工された後のワー
クWA，WB，WC，WDが払出しステーシヨン
Soでパレツト９６上から払出される。しかも払
出し後のパレツト９６は投入ステーシヨンSiへと
循環する。

投入ステーシヨンSiには、ワークWA，WB，
WC，WDのいずれが投入されたかを検出するワ
ーク検出器９７が配設されており、このワーク検
出器９７で検出された信号は全体制御盤９８に入
力される。一方、各工作機械Ｍには、シーケンサ
９９およびCNC装置１００がそれぞれ付設され
ておりり、投入ステーシヨンSiに投入されたワー
クの種類が全体制御盤９８から各シーケンサ９９
に伝送される。

各工作機械Ｍにおいて、検出器８９，９０によ
り発信器９１からの信号を読み取ることにより、
各インデツクスアーム２８，３１のいずれに、多
軸ヘツドＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，
Ｄ１〜Ｄ３のいずれか係合されているかが検出さ
れており、そのデータがシーケンサ９９に記憶さ
れている。CNC装置１００からシーケンサ９９
へは、多軸ヘツド読み出し指令および加工指令信
号が入力され、シーケンサ９９に記憶されている
データとの比較により、所望の多軸ヘツドが加工
位置MPへと移動せしめられる。この際、第１案
内レール５，５上に所望の多軸ヘツドがある場合
には、第１インデツクス機構２５のみの作動によ
り加工位置MPへと移動せしめられるが、所望の
多軸ヘツドが第２案内レール６，６上にあるとき
には、昇降機構６０および第２インデツクス機構
２６の働きにより所望の多軸ヘツドが第１案内レ
ール５，５に降され、さらに第１インデツクス機
構２５によつて加工位置MPへと移動せしめられ
る。

また全体御御盤９８からは、ワークの種類と、
投入ステーシヨンSiから該当ステーシヨンまでの
ステーシヨン数および工程数とが基準指令として
シーケンサ９９に入力されるものであり、その準
備指令信号とシーケンサ９９に記憶されているデ
ータとの比較により、準備すべき多軸ヘツドがサ
ーチされ、シーケンサ９９からの指令で準備すべ
き多軸ヘツドが順番に第１案内レール５，５へと
移動せしめられる。

次にこの実施例の作用について第１４図を参照
しながら説明する。或る工作機械Ｍにおいて、た
とえばワークWA，WB，WC，WDがこの順に
配送されて来るとともに、各ワークWA，WB，
WC，WDについてドリル加工、タツプ加工およ
びリーマ加工の３工程の加工を順に施す場合に、
第１４図ａで示すように、第１案内レール５，５
上には多軸ヘツドＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３が順番
に配置され、第２案内レール６，６上には多軸ヘ
ツドＣ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３が順番に配置されて
いる場合を想定する。

この場合、多軸ヘツドＡ１を加工位置MPにも
たらしてワークWAのドリル加工を行なつた後、
多軸ヘツドＡ２，Ａ３を加工位置MPに順次もた
らして、タツプ加工およびリーマ加工を順次行な
う。

その後、ワークWBが搬送されて来るのに伴つ
て、多軸ヘツドＢ１を第１４図ｂで示すように加
工位置MPにもたらしてドリル加工を行なう。こ
のとき、次に搬送されて来るワークWCは対応す
る多軸ヘツドＣ１，Ｃ２，Ｃ３が第２案内レール
６，６上にあることから、多軸ヘツドＢ１による
加工中に、第２案内レール６，６から多軸ヘツド
Ｃ１を第１案内レール５，５へと移動させる。

すなわち、昇降レール１０，１０；１８，１８
に対応する位置にある多軸ヘツドＡ１，Ｄ３を、
第１４図ｃで示すように、昇降機構６０により上
限位置まで上昇させる。これにより、多軸ヘツド
Ａ１が第２案内レール６，６に対応する位置まで
上昇し、多軸ヘツドＤ３は第２案内レール６，６
から上方に退避する。この際、退避した多軸ヘツ
ドＤ３のデータは、シーケンサ９９から抹消さ
れ、検出器９０で多軸ヘツドＡ１の発信器９１か
らのデータを読み取ることにより、第２インデツ
クス機構２６におけるインデツクスアーム３１と
多軸ヘツドＡ１との関係がシーケンサ９９に新た
に記憶される。

次いで、第１４図ｄで示すように、第２インデ
ツクス機構２６により、多軸ヘツドＣ１〜Ｃ３，
Ｄ１，Ｄ２，Ａ１が第２案内レール６，６に沿つ
て時計まわりに60度だけ角変位駆動される。この
ため、多軸ヘツドＣ１が昇降レール１８，１８に
対応する位置に来る。

そこで、第１４図ｅで示すように、昇降機構６
０を降下せしめ、多軸ヘツドＤ３を第２案内レー
ル６，６に対応する位置まで降下させるととも
に、多軸ヘツドＣ１を第１案内レール５，５に対
応する位置まで降下させる。この際、多軸ヘツド
Ｄ３と第２インデツクス機構２６のインデツクス
アーム３１との関係が改めてシーケンサ９９に記
憶されるとともに、シーケンサ９９内で、第２イ
ンデツクス機構２６に対応していた多軸ヘツドＣ
１のデータが第１インデツクス機構２５のインデ
ツクスアーム２８に関連付けて記憶される。

かかる動作は、多軸ヘツドＢ２，Ｂ３による加
工動作時にも同様にして行なわれ、多軸ヘツドＢ
２による加工時には多軸ヘツドＣ２が第２案内レ
ール６，６から第１案内レール５，５へと降下せ
しめられ、多軸ヘツドＢ３による加工時には多軸
ヘツドＣ３が第２案内レール６，６から第１案内
レール５，５へと降下せしめられる。しかも多軸
ヘツドＣ２，Ｃ３と交換に、多軸ヘツドＡ２，Ａ
３が第１案内レール５，５から第２案内レール
６，６へと移動させられる。

したがつて、ワークWBの加工後にワークWC
が搬送されて来たときには多軸ヘツドＣ１，Ｃ
２，Ｃ３を加工位置PMに順次もたらして、各多
軸ヘツドＣ１，Ｃ２，Ｃ３による加工を順番に行
なうことができる。

このような多軸ヘツドＣ１，Ｃ２，Ｃ３による
加工時には、次に搬送されて来るワークWDに備
えて、多軸ヘツドＤ１，Ｄ２，Ｄ３が第２案内レ
ール６，６から第１案内レール５，５へと降下さ
せられる。

たとえば、多軸ヘツドＣ２による加工時には、
第１４図ｆで示すように、多軸ヘツドＤ２が第１
案内レール５，５に降下せしめられる。この際、
第２案内レール６，６において、多軸ヘツドＤ３
は多軸ヘツドＤ２の上方位置にある。

そこで、多軸ヘツドＣ２による加工終了後、多
軸ヘツドＣ３を加工位置MPにもたらすべく第１
インデツクス機構２５を作動させるときには、第
１４図ｇで示すように、第２インデツクス機構２
６をも作動させて、多軸ヘツドＤ３を60度だけ角
変位させておく。

多軸ヘツドＣ３を加工位置MPに前進させてワ
ークWCを加工を行なうときに、昇降機構６０を
昇降作動させ、第１４図ｈで示すように、多軸ヘ
ツドＢ３を第２案内レール６，６まで上昇せしめ
るとともに、多軸ヘツドＡ１を第２案内レール
６，６から上方に退避させる。

その後、第１４図ｉで示すように、第２インデ
ツクス機構２６を第１４図ｇで示したときとは逆
方向に60度だけ作動させ、多軸ヘツドＤ３を昇降
レール１０，１０に載せる。

かかる状態で昇降機構６０を降下作動させるこ
とにより、第１４図ｊで示すように、多軸ヘツド
Ｄ３を第１案内レール５，５に降下させることが
できる。

このようにして、各多軸ヘツドＡ１〜Ａ３，Ｂ
１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３を加工位置
MPに任意にもたらして加工することができ、し
かも次の加工に備えて多軸ヘツドを準備配置する
ことができるので、加工能率が向上する。また、
第１および第２案内レール５，５；６，６には同
数の多軸ヘツドを貯蔵することができるので、従
来のものよりも多数の多軸ヘツドを貯蔵すること
ができる。

昇降機構６０では案内柱６１，６１を連結部材
６６，６６；６９，６９で基台１に実質的に一体
化したので、案内柱６１，６１の鉛直状態を安定
的に支持することが可能となる。また、昇降機構
６０の昇降作動時に、昇降レール１０，１０を連
結するレールサポート１３および昇降レール１
８，１８を連結するレールサポート２１は、ガイ
ド棒８４，８４；８５，８５で案内され、多軸ヘ
ツドＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１
〜Ｄ３の係止ブロツク３６はヘツド案内部材８
６，８７で案内されるので、多軸ヘツドＡ１〜Ａ
３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３が安定
的に昇降する。さらに、上、下一対の昇降体６
２，６２が接続部材７４で連結され、上方の昇降
体６２に連結した一対のチエン７７，７７を案内
柱６１，６１の上端に軸支したスプロケツトホイ
ル７６，７６に巻掛けるとともに、それらのチエ
ン７７，７７にバランスウエイト７８，７８を連
結したので、昇降体６２，６２がその水平姿勢を
保ちつつ安定して昇降作動することができ、しか
も単一の昇降駆動手段６３で駆動することが可能
となる。

第１および第２インデツクス機構２５，２６で
は、各インデツクスアーム２８，３１の先端に略
Ｕ字状の係合部材３８を先端から突出する方向に
弾発付勢して配置し、係合部材３８の中央上部お
よび下部に案内突部４４，５を設けるとともに、
係止ブロツク３６の先端を案内突部４４，４５に
対応して形成したので、各多軸ヘツドＡ１〜Ａ
３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３の昇降
に応じて、係止ブロツク３６とインデツクスアー
ム２８，３１の係脱が容易に行なわれ、しかも係
合状態を強固に維持することが可能である。

Ｃ 発明の効果 以上のように本発明によれば、第１及び第２案
内レールの一部を構成する第１及び第２昇降レー
ルを昇降体と共に単に昇降駆動するだけで、その
両昇降レール上の多軸ヘツドを２個同時に昇降さ
せて、特にその一方の多軸ヘツドを一方の案内レ
ールから他方の案内レールへ直接移動させること
ができるから、此の種工作機械において従来必要
とされていた昇降機構と第１、第２案内レールと
の各間での多軸ヘツドの特別な移替え作業が一切
不要となり、その両案内レール間での多軸ヘツド
の交換を極めて迅速に行わせることができる。し
かも第１及び第２案内レールの一部である第１及
び第２昇降レールを、その両案内レール間で昇降
するヘツド交換用昇降支持台にそのまま兼用で
き、昇降機構と各案内レール間での多軸ヘツド移
替えのための機構が極めて単純化されるから、そ
れだけ装置の構造が簡素化されコストダウンに寄
与することができる。また特に第１昇降レールを
第２案内レールに移動させるべく上昇させた時に
は、その第１昇降レールの真上に位置する第２昇
降レールに貯蔵されている多軸ヘツドを該第２昇
降レールと共に上方に自動的に退避させることが
できるから、第２案内レールには第１案内レール
からの多軸ヘツド受入れのための空きスペースを
常に確保しておく必要はなく、第１及び第２案内
レールに常に同数宛の多軸ヘツドを貯蔵しておく
ことができるから、それだけ多軸ヘツドの貯蔵容
量を増加させることができる。

更に各案内レールを構成する固定レールや昇降
レールの各々を上下一対のレールの組よりそれぞ
れ構成したことにより、案内レールによる多軸ヘ
ツドの支持を安定させることができて、該案内レ
ール上における多軸ヘツドの走行を常にスムーズ
に行わせることができる。また各昇降レールを支
持する昇降体は、その基部が案内柱に支持される
ばかりでなく、その自由端側の先部が、相互に係
合・摺接するサポートガイド及びガイド部材を介
して基台側にも支持されるので、該昇降体の昇降
姿勢を常に安定させることができて、昇降レール
による多軸ヘツドの昇降を安定よく的確に行わせ
ることができ、しかも上記サポートガイドを、上
下一対の昇降レール間を結合するレールサポート
に対する補強手段として、また上記ガイド部材
を、固定レールを支持する支持板に対する補強手
段として、それぞれ兼用することができるから、
それだけ構造の簡素化を図りコストダウンに寄与
することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は多軸ヘツドの交換式工作機械の全体斜視図、第
２図は第１図の多軸ヘツドを取外して簡略化した
分解斜視図、第３図は第１図の矢視方向から見
て簡略化した部分切欠き側面図、第４図は第３図
の−線断面図、第５図は第３図の矢視図、
第６図は第４図の−線拡大断面図、第７図は
第６図の矢視図、第８図は係止ブロツクを取外
して見た第７図の矢視図、第９図は第３図の
矢視図、第１０図は昇降機構上昇時の第３図に
対応した側面図、第１１図は第３図のXI−XI線視
図、第１２図は第３図のXII−XII線断面図、第１３
図は多軸ヘツド交換式工作機械の配置例を示す簡
略図、第１４図は多軸ヘツドの交換動作を順次説
明するための説明図である。 １…基台、２…加工ユニツト、５…第１案内レ
ール、６…第２案内レール、７…可動レール、
８，９…第１固定レール、１０…第１昇降レー
ル、１３…第１サポートレール、１４…第１支持
板、１７…第２固定レール、１８…第２昇降レー
ル、１９…第２支持板、２１…第２サポートレー
ル、２５…第１インデツクス機構、２６…第２イ
ンデツクス機構、６１…案内柱、６２…昇降体、
６３…昇降駆動手段、８２，８３…第１、第２サ
ポートガイド、８４，８５…第１、第２ガイド部
材としての第１、第２ガイド棒、Ａ１〜Ａ３，Ｂ
１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３…多軸ヘツ
ド、HP…原位置、PM…加工位置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加工ユニツト２を装備した基台１上に、該ユ
   ニツト２を囲繞する環状の第１案内レール５と、
   この第１案内レール５と等径に形成されてその上
   方に同一軸線上に並ぶ環状の第２案内レール６と
   を配設すると共に、その各案内レール５，６に、
   複数の多軸ヘツドＡ１〜Ａ３；Ｂ１〜Ｂ３；Ｃ１
   〜Ｃ３；Ｄ１〜Ｄ３を走行可能に支持し、基台１
   には、第１案内レール５上の各多軸ヘツドを走行
   駆動し得る第１インデツクス機構２５と、第２案
   内レール６上の各多軸ヘツドを走行駆動し得る第
   ２インデツクス機構２６とを、各々対応する多軸
   ヘツドに対し着脱可能に設け、各多軸ヘツドはそ
   れが第１案内レール５上の所定部位に在る時に加
   工ユニツト２と協働してワークを加工できるよう
   にした多軸ヘツド交換式工作機械において、 両案内レール５，６の一側方に配設した案内柱
   ６１に、昇降体６２の基部を所定の上限位置と下
   限位置との間で昇降可能に支持し、第２案内レー
   ル６を、基台１に第２支持板１９を介して固定さ
   れる上下一対の第２固定レール１７と、昇降体６
   ２の先部に固定されてその下限位置で第２固定レ
   ール１７に並ぶ上下一対の第２昇降レール１８と
   に分割する一方、第１案内レール５を、基台１に
   第１支持板１４を介して固定される上下一対の第
   １固定レール８，９と、同昇降体６２の先部に固
   定されてその下限位置で第１固定レール８，９
   に、またその上限位置で第２固定レール１７にそ
   れぞれ並ぶ上下一対の第１昇降レール１０とに少
   なくとも分割し、両第１昇降レール１０間を結合
   する第１レールサポート１３には上下に延びる第
   １サポートガイド８２を、また両第２昇降レール
   １８間を結合する第２レールサポート２１には上
   下に延びる第２サポートガイド８３をそれぞれ一
   体的に沿設し、第１及び第２支持板１４，１９に
   は上下方向に延びる第１及び第２ガイド部材８
   ４，８５を、昇降体６２の昇降時に少なくとも一
   方のガイド部材が少なくとも一方のサポートガイ
   ドに上下摺動自在に係合するよう、それぞれ固定
   したことを特徴とする、多軸ヘツド交換式工作機
   械における昇降体安定支持機構付きヘツド交換装
   置。