JPH0580637U - チップ自動交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スローアウェイチップをネジ止めしてあるフ
ライス等の切削工具を対象にしてその工具のチップ交換
作業の全自動化を計る。 【構成】 アーム先端にナットランナ３を有する締緩ユ
ニット１と、ハンドリングヘッド４を有する交換ユニッ
ト２と、カッタ１０を保持する支持ユニット５とで交換
装置を構成する。支持ユニット５には支持テーブル８を
割り出して傾斜させ、かつ、回転させる駆動手段を含
め、この支持ユニット５で交換位置のチップ支持座１１
が水平になるようカッタの姿勢を制御し、この状態で３
による皿ネジ１３の取り外し、４によるチップの取り外
し並びに未使用刃を有する新しいチップの装着、３によ
る皿ネジの締付け（再クランプ）を行う。この構造であ
ると、アンクランプチップの落下、位置ずれ等が起こら
ず、動作手順を正しく維持して作業の全自動化を計るこ
とができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、フライス工具等に取付けられている複数のスローアウェイチップの 自動交換を行う装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、正面フライスカッタやピンミーリングカッタ等は、数多くのスローア ウェイチップを装着したものが多い。このうような多刃工具の中には、チップを 直にネジ止めして固定するものが結構含まれているが、この種の工具についての チップ自動交換の試みは何らなされていない。即ち、このチップネジ止め式工具 では、クランプ用のネジを緩めて完全に抜き取った後にチップを支持座上から離 脱させ、交換用の新品チップ、或いは離脱後、姿勢変更によるコーナチェンジを 行った元のチップを支持座に載せ、クランプネジを締めると云う動作を何度も繰 り返す必要があるが、こういった一連の単調な作業を、現状では殆ど人手に頼っ ている。しかし、これでは作業能率が上がらず生産性に影響する。

【０００３】 なお、くさび止め式工具については、実開昭６４−６４７１４号公報に示され るようなフライスカッタを対象にしたチップ取り外し装置や特開昭６４−６４７ １５号公報に示されるようなフライスカッタを対象にしたチップ締付け装置が提 案されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記の公開公報に記載の装置は、取り外し、締付けの専用機であり、また、対 象となるカッタもチップの取付角が一定しているようなものに限られる。従って 、交換作業の完全自動化には程遠く、その適用範囲も狭い。

【０００５】 本考案は、この点に鑑みてなされたものであって、チップネジ止め式工具にお けるチップ交換作業の完全自動化を実現することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記の課題を解決するため、フライスカッタ等の切削工具を保持す る支持ユニットと、チップ固定用の皿ネジをナットランナで締緩し、着脱する締 緩ユニットと、スローアウェイチップの着脱、交換を行うハンドリングヘッド付 きの交換ユニットを具備させる。また、前記支持ユニットは、工具保持部を回転 させる回転角割出し機構付きの第１駆動手段と、この手段を含めて工具保持部を 傾斜させる傾斜角割出し機構付きの第２駆動手段を有するものとし、この支持ユ ニットで保持した工具の姿勢を交換位置にあるチップ支持座が水平になるように 制御する。そして、交換位置のチップ支持座が水平な状態の下でその座に装着さ れているチップについて、皿ネジの取り外し→チップの取り外し→新しいチップ の装着→皿ネジの締付けを実行し、その後に行う次番交換チップの交換位置への 割出しを含めてこの一連の動作を繰り返す装置構成を採用する。

【０００７】 なお、スローアウェイチップは、複数のコーナを入れ替えて無駄なく使用する のが一般的であるので、前記ハンドリングヘッドに切削工具のチップ支持座上か ら取り上げたスローアウェイチップを所定角度回転させて使用済切刃と未使用刃 を入れ替えるコーナチェンジ機構を具備させて支持座から離脱させたチップをそ の場でコーナチェンジして再度支持座に戻す装置構成を採用してもよい。

【０００８】

【作用】

工具保持部の回転駆動手段、傾斜駆動手段を有する支持ユニットが工具の姿勢 を制御して交換位置にきたチップ支持座を常に水平に保つので、ナットランナに よる皿ネジ取り外し後のチップの脱落、交換ユニットによるハンドリングミス、 セットミス等が起こらず、従って、交換動作の手順に狂いが出ず、これにより一 連の作業の全自動化が可能になる。また、工具の姿勢調整が可能であるので、チ ップ支持座の傾き角等の変化にも対応でき、その適用範囲も広い。

【０００９】

【実施例】 図１に本考案の交換装置の一具体例を示す。図の１はナットランナ３を有する 皿ネジの自動締緩ユニット、２は、チップハンドリングヘッド４を有するチップ 交換ユニット、５はカッタ１０を保持する支持ユニットである。

【００１０】 締緩ユニット１とチップ交換ユニット２は、例えば、水平多間接型のロボット である。

【００１１】 支持ユニット５は、基台上に、角度割出し機構付きの駆動手段（図示せず）に よって水平軸７を支点に傾斜させるテーブル６を設け、さらに、そのテーブル上 に角度割出し機構付きの駆動手段（これも図示せず）で軸９を支点に回転させる 支持テーブル８を設けたものであって、最上位のテーブル８上にカッタ１０をセ ッティングして保持する。

【００１２】 図のカッタ１０は、外周縁部に複数のチップ支持座１１を設け、それぞれの座 にスローアウェイチップ１２を皿ネジ１３で固着してあるものを示した。

【００１３】 １４は、定位置に配置したチップストッカであり、ここには、未使用切刃を有 するスローアウェイチップ１２が必要数準備されている。

【００１４】 次に、以上の構成にした例示のチップ交換装置の機能、動作を説明する。 先ず、交換対象のカッタ１０を支持テーブル８上に装着する。これは、手動で マウントしてもよいし、アーム先端のハンドリングヘッド４をカッタ取り扱い用 のハンドと交換し、チップ交換ユニット１を使って予め準備したカッタストッカ から自動供給してもよい。

【００１５】 装着後のカッタ１０は、その種類によってチップ１２の装着角度や装着数、カ ッタの有効径等が様々に異なるので、支持ユニット５の２つの駆動手段を用いて カッタの種類に応じた姿勢制御を行い、交換位置にあるチップ支持座を水平に保 つようにする。この水平保持は、支持テーブル８を所定の角度傾斜させ、かつ回 転させて実現する。このために、対象カッタの設計諸元に基づいて必要な傾斜角 及び回転角を算出し、このデータに基づく制御を行う。制御部の記憶装置にカッ タ毎のデータをインプットし、一方、カッタにはバーコードやＩＣチップを付け て識別番号を持たせ、記憶データの中から識別したカッタに対応するデータを呼 び出して姿勢制御を行うようにすると、カッタの種類の如何に拘らず、チップ交 換の全自動化が計れる。

【００１６】 このようにして、カッタの姿勢制御を終えたら、締緩ユニット１を駆動してナ ットランナ３をチップ交換位置の直上に移動させ、さらに、真下に降下させて皿 ネジ１３にアプローチさせてこのネジを緩める。

【００１７】 また、皿ネジ１３がカッタのネジ穴から抜けたら、このネジをナットランナで 吸着し（これは磁力での吸着でもよい）てカッタから離脱させる。これでチップ １２は完全にアンクランプになる。しかし、座１１が水平に保たれているのでチ ップの落下は起こらず、ハンドリングに必要な位置保持もなされる。そこで、こ のアンクランプチップを、ナットランナと交替させたハンドリングヘッド４によ って支持座１１から離脱させる。この際のハンドリングヘッドによるチップ保持 は、ヘッド４に設けたチャック爪をチップのクランプ用穴に挿入して空圧等で外 側に開かせ、上記穴の内面を掴む方法や真空吸着などの周知の方法を用いて容易 に実施できる。

【００１８】 離脱後のチップは、ハンドリングヘッド４を移動させてチップストッカ１４の 所定位置に戻す。その後、そのヘッド４でストッカ内の未使用刃を有するチップ を選択保持して座１１上にローディングし、セットする。この際も支持座１１は 水平に保たれているのでチップの落下のトラブルは無く、正確な位置への確実な セッティングが保証される。

【００１９】 従って、この後、交換位置のハンドリングヘッド４をナットランナ３と入れ替 えれば、ナットランナが保持している皿ネジ１３はネジ穴とほぼ同軸上にあるこ とになり、ナットランナを単純に降下させてのネジ締め（再クランプ）が支障無 く行える。

【００２０】 このようにして、ある位置のチップ交換が終わったら、支持テーブル８を所定 角度回転させて次番のチップを交換位置に移し、必要があれば支持座１１を水平 にする姿勢制御を行って前述の動作を繰り返す。

【００２１】 なお、支持座１１から離脱させたチップが、複数の切刃コーナを有するもので あれば、ハンドリングヘッド４に先端部を旋回させる割出し機能の付いたコーナ チェンジ機構を付加し、その機構で使用済刃と未使用刃を入れ替えて再セットす るようにしてもよい。この機能を持つものは、未使用刃が残されている間はハン ドリングヘッドをチップストッカの位置まで動かさずに済むので動作の無駄が無 く、作業時間がより短くなる。

【００２２】 また、チップ装着面を水平にする手段について、例えばターンブローチのよう な大径でしかも分割型の工具の場合、被削物を製作或いは使用する座標系で本装 置にセッティングしてチップ交換を行うと、干渉や誤着の助長等の問題が生じる が、全く異なる場所に位置する回転割出軸と傾斜軸を用いてチップ支持座の水平 位置決めが可能な姿勢に工具を支持テーブル８上にセッティングする専用の取付 治具を利用すれば、上記の問題を生じさせずに本考案の装置を使用できる。例え ば、前述のターンブローチは複数個の扇形のエレメントを工具周方向に配列して 構成されている。そこで今、テーブル８の回転軸と同心の軸を有する取付治具を 用いたとする。このとき、各エレメントに工具径方向のセッティング基準穴を設 けてその穴に治具の軸を挿入し、エレメントを個々にセッティングする形にする と、テーブル８を１８０°回転させて両面のチップ交換を行うことができ、干渉 、誤着の問題も起こらない。

【００２３】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案の装置は、カッタの姿勢制御機能をもたせ、交換位 置のチップ支持座を常に水平に保って皿ネジの取り外し、チップの取り外し、切 刃交換済みチップのセッティング、皿ネジの締付けによる再クランプの一連の動 作を実行するようにしたので、作業の機械化によるチップの落下、ハンドリング ミス、セットミス等の諸問題が起こらず、交換動作の手順を正しく維持してネジ 止めチップの交換作業の全てを自動化することができる。そして、この全自動化 によりチップ交換時間を大巾に短縮し、生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本考案の交換装置の一例を示す正面
図、（ｂ）は同上の一部を拡大した断面図

【符号の説明】

１ 締緩ユニット ２ チップ交換ユニット ３ ナットランナ ４ チップハンドリングヘッド ５ 支持ユニット ６ 傾動テーブル ７ 水平軸 ８ 支持テーブル ９ 軸 １０ カッタ １１ チップ支持座 １２ スローアウェイチップ １３ 皿ネジ

フロントページの続き (72)考案者 平田 孝一 伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友電気工 業株式会社伊丹製作所内 (72)考案者 森 英夫 伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友電気工 業株式会社伊丹製作所内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体の周縁部或いは内径部に複数のスロ
   ーアウェイチップを皿ネジで締め付けて取付けたフライ
   ス等の切削工具を対象にしてその工具のスローアウェイ
   チップを交換する装置であって、前記切削工具を保持す
   る支持ユニットと、前記皿ネジをナットランナで締緩し
   着脱する締緩ユニットと、前記スローアウェイチップを
   着脱、交換するハンドリングヘッド付きの交換ユニット
   を具備し、前記支持ユニットは、工具保持部を回転させ
   る回転角割出し機構付きの第１駆動手段と、この手段を
   含めて工具保持部を傾斜させる傾斜角割出し機構付きの
   第２駆動手段を有し、この支持ユニットで保持した工具
   の姿勢を交換位置にあるチップ支持座が水平になるよう
   に制御し、この状態下で交換位置のチップについて、皿
   ネジの取り外し→チップの取り外し→新しいチップの装
   着→皿ネジの締付けを行い、さらに、その後に行う次番
   交換チップの交換位置への割出しを含めてこの一連の動
   作を繰り返すようにしてあるチップ自動交換装置。
2. 【請求項２】 前記ハンドリングヘッドが、切削工具の
   チップ支持座上から取り上げたスローアウェイチップを
   所定角度回転させて使用済切刃と未使用刃を入れ替える
   コーナチェンジ機構を具備している請求項１記載のチッ
   プ自動交換装置。
3. 【請求項３】 工具製作時、使用時共通の回転軸並びに
   工具製作時に用いる傾斜軸とは全く異なる場所に位置す
   る軸を基準にして切削工具を前記工具保持部上に所定の
   姿勢にセッティングする専用の取付治具を含めてある請
   求項１又は２記載のチップ自動交換装置。