JPH0581380B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多軸交換式工作機械に関し、一層詳細
には複数本の加工主軸とこの加工主軸に装着され
た工具を交換する工具交換機構とを有し、多数の
ワークの加工を同時に行うことが可能であり、し
かも、必要に応じて当該複数個の工具を一括して
交換することが出来る多軸交換式工作機械に関す
る。

コンベア等によつてワークを作業台まで搬送す
るトランスフア機械に取り付けられ前記ワークの
加工を行う工作機械には、その加工主軸にワーク
の種類、または、加工工程に応じた工具が装着さ
れており、当該ワークはこの工具によつて加工さ
れる。

ところで、従来、この種の工作機械では、１台
の工作機械に対して１本の加工主軸しか有してお
らず、例えば、トランスフア機械により搬送され
た多数のワークを同時に加工するためには、多数
の工作機械をワーク搬送手段を構成するコンベア
等に沿つて並設しなければならなかつた。また、
この種の工作機械には、加工主軸に装着された工
具をワークの種類、または、加工工程に応じて自
動的に取り外し、新しい工具と交換する工具交換
機構を有したものがあり、この工具交換機構は工
具マガジンに収納された工具とワークの前加工時
に必要とされる工具とを自動的に交換するように
構成されている。従つて、従来の工作機械では、
加工主軸の駆動手段、工具交換機構等の工作機械
を構成する各部分が夫々の工作機械毎に必要とな
るため、相当の経済的負担を要請され、また、こ
れらの工作機械に占有されるスペースも大となる
ために、狭小な工場内の空間を有効に活用出来な
い等の難点が露呈していた。さらに、このような
従来の工作機械では、コスト、スペース等の問題
に加えて、加工時間も相当長くなるために、同一
種類のワークを一挙に大量に加工しようとする現
在のロツド生産方策に適合しない等の不都合が指
摘されていた。

本発明は前記の種々の不都合を克服するために
なされたものであつて、同時に同一種類で且つ多
数のワークの加工を行うことが出来、しかも、異
なる種類のワークに対して多数の工具を一挙に自
動的に交換出来ると共に、コンパクトで廉価に製
造することが可能な多軸交換式工作機械を提供す
ることを目的とする。

前記の目的を達成するために本発明は、単一の
スピンドルモータによつて駆動される複数個の加
工主軸を有し、前記夫々の加工主軸に工具を着脱
自在に装着可能な加工主軸装置と、 ベツド上に載置され前記加工主軸装置をワーク
に向けて進退動作するテーブルと、 両端部に前記加工主軸の数に対応した数の工具
チヤツク機構を備えた複数のアームと、前記複数
のアームを一体的に回転させるアーム駆動モータ
と、前記複数のアームを前記テーブルの進退方向
と直交する方向へと変位させるリニアアクチユエ
ータと、を具備する工具交換装置と、 前記工具交換装置を構成する複数のアームの
夫々に工具を供給する工具供給装置と、 からなり、前記リニアアクチユエータは前記両
端部に工具チヤツク機構を備えた複数のアームを
加工主軸装置と工具供給装置との間で変位させて
工具供給装置から供給される新たな工具を該アー
ムの一方の端部の工具チヤツク機構に担持せし
め、使用済工具を該アームの他方の端部の工具チ
ヤツク機構から該工具供給装置側へと戻すことを
特徴とする。

次に本発明に係る多軸交換式工作機械について
好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。

第１図および第２図において、参照符号１０は
本発明に係る多軸交換式工作機械を示し、この場
合、この工作機械１０は、２台の多軸交換式工作
機構１２Ａ，１２Ｂを含む。これらの機構１２
Ａ，１２Ｂは互いに対向して共通のベツド１４上
に載置される。なお、これらの多軸交換式工作機
構１２Ａ，１２Ｂの互いに離間する中間部には、
治具ベース１６が設けられ、この治具ベース１６
上に載置された治具パレツト１８にワーク２０ａ
乃至２０ｆを取着し図示しないコンベア等によつ
て順次搬送するよう構成している。多軸交換式工
作機構１２Ａは、加工主軸装置２２Ａ、移動テー
ブル２４Ａ、工具交換装置２６Ａおよび工具供給
装置２８Ａとから構成される。なお、多軸交換式
工作機構１２Ｂは前記機構１２Ａと同一の構造で
且つ対称的に配設されるものであるために、参照
符号にＢを付しその詳しい説明は省略し以下多軸
交換式工作機構１２Ａについて記す。

そこで、加工主軸装置２２Ａは治具ベース１６
上の６個のワーク２０ａ乃至２０ｆに沿つて並設
された６基の加工主軸３０ａ乃至３０ｆと、これ
らの加工主軸３０ａ乃至３０ｆを駆動するための
主軸用駆動モータ３２Ａを含む。前記主軸用駆動
モータ３２Ａは第３図に示すギヤトレイン３１Ａ
によつて夫々の加工主軸３０ａ乃至３０ｆに装着
された工具３４ａ乃至３４ｆを一体的に回転可能
とする。なお、図中、参照符号３３Ａは主軸用駆
動モータ３２Ａの回転駆動軸に装着されて回転す
る主ギヤを示す。この主ギヤ３３Ａには、加工主
軸３０ａ，３０ｂを駆動するギヤ３５ａ，３５ｂ
が夫々噛合し、また、ギヤ３５ｂには、アイドル
ギヤ３５ｇを介して加工主軸３０ｃを駆動するた
めのギヤ３５ｃを連結している。同様にして、ギ
ヤ３５ｃにはアイドルギヤ３５ｈ乃至３５ｊを介
して夫々の加工主軸３０ｄ乃至３０ｆを駆動する
ギヤ３５ｄ乃至３５ｆが連結されている。夫々の
ギヤ３５ａ乃至３５ｆには工具ホルダ３６ａ乃至
３６ｆと連結するスピンドル３７ｆが嵌合連結さ
れている。この場合、各加工主軸３０ａ乃至３０
ｆにはワーク２０ａ乃至２０ｆの加工工程に応じ
た回転工具３４ａ乃至３４ｆが取り付けられた工
具ホルダ３６ａ乃至３６ｆが着脱自在に装着され
ている。この加工主軸装置２２Ａは移動テーブル
２４Ａ上のガイドレール２３ａに沿つてＸ方向に
変位自在であり、一方、前記移動テーブル２４Ａ
はベツド１４上のガイドレール２３ｂに沿つてＺ
方向に変位自在である。すなわち、前記移動テー
ブル２４Ａはサーボモータ３８Ａの回転駆動軸に
連結するボールねじ３９Ａによつてガイドレール
２３ｂに沿いワーク２０ａ乃至２０ｆの方向に進
退移動し、加工主軸装置２２Ａはサーボモータ４
０Ａによりガイドレール２３ａに沿つてワーク２
０ａ乃至２０ｆの連設方向に沿つて移動可能であ
る。

工具交換装置２６Ａは加工主軸装置２２Ａの上
方に配設されており、他方の多軸交換式工作機構
１２Ｂに対向し、且つ各加工主軸３０ａ乃至３０
ｆの上方の対応した位置には、夫々上下両端に工
具ホルダ３６ａ乃至３６ｆを把持するチヤツク４
２ａ乃至４２ｆ、４３ａ乃至４３ｆを有する６基
のアーム４４ａ乃至４４ｆが第４図に示すように
して並設されている。これらのアーム４４ａ乃至
４４ｆは連結部材４６Ａによつて回動軸４８Ａに
連結され、前記回動軸４８Ａはアーム回動モータ
５０Ａによつて第１図に示す矢印Ａ方向に180°旋
回されるように構成されている。

次に、工具供給装置２８Ａはベツド１４上に下
端が固定され、工具交換装置２６Ａの上方まで延
設された支持台５２Ａよつて中空状に支持され
る。なお、図中、参照符号５４Ａは工具供給装置
２８Ａを構成するマガジンテーブルを示し、この
矩形状のマガジンテーブル５４Ａの４つの側面５
６ａ乃至５６ｄには、夫々工具ホルダ把持用のチ
ヤツク５８ａ乃至５８ｆを有する６基の工具保持
具６０ａ乃至６０ｆが配設されている。この場
合、前記マガジンテーブル５４Ａは、第５図に示
すように、鉛直なテーブル回転軸６１Ａに取り付
けられたピニオン６３Ａに噛合するラツク６９Ａ
によつてシリンダ６５Ａの駆動作用下にテーブル
回転軸６１Ａの周囲を90°ずつ回動制御される。
この場合、図示しないインデツクス装置がその回
転角度の割り出し制御を行う。その回動方向を第
１図矢印Ｂにより示す。なお、工具供給装置２８
Ａと工具交換装置２６Ａとはシリンダ軸６２Ａに
よつて連絡されており、このシリンダ軸６２Ａに
より工具交換装置２６Ａは第１図矢印Ｙ方向に上
下移動自在である。すなわち、マガジンテーブル
５４Ａ内部にはシリンダ６４Ａが内装固定されて
おり、このシリンダ６４Ａから突出するシリンダ
軸６２Ａの下端は工具交換装置２６Ａを構成する
アーム回動用モータ５０Ａの回動軸４８Ａを囲繞
するように装着した連結リング６６Ａに固定され
る。一方、前記シリンダ６４Ａに平行にガイドレ
ール６７Ａが配設され、連結リング６６Ａにこの
ガイドレール６７Ａに係合する。従つて、工具交
換装置２６Ａはガイドレール６７Ａにガイドされ
た状態でシリンダ６４Ａの駆動作用下に第５図の
状態から距離ａだけ下方の下死点および距離ｂだ
け上方の上死点までその移動変位が確保される。

次に、前記工具交換装置２６Ａに装着されたチ
ヤツク４２ａ乃至４２ｆ、４３ａ乃至４３ｆとア
ーム４４ａ乃至４４ｆおよび工具供給装置２８Ａ
に装着されたチヤツク５８ａ乃至５８ｆおよび工
具保持具６０ａ乃至６０ｆについて、第６図並び
に第７図を参照して以下に説明する。

先ず、アーム４４ａ乃至４４ｆの上下両端部に
は２本の爪６８ａ，６８ｂが互いに対向して取り
付けられており、その一組の爪６８ａ，６８ｂに
よつてチヤツク４２ａ乃至４２ｆ、４３ａ乃至４
３ｆが構成される。そして、この爪６８ａ，６８
ｂの夫々の中央部は、第６図に示すように、アー
ムパネル７０ａ，７０ｂ間にあつてピン７２によ
つて軸支される。また、爪６８ａ，６８ｂの夫々
の他端部はアームパネル７０ａ，７０ｂ間におい
て２本の互いに回動自在なリンク７４ａ，７４ｂ
により連結される。爪６８ａ，６８ｂはスプリン
グ７６によつて常時閉状態となるように付勢され
ると共に、リンク７４ａ，７４ｂによつて爪６８
ａ，６８ｂの離間距離を規制している。また、爪
６８ａ，６８ｂ他端側間には、第７図に示すよう
に、チヤツク４２ａ乃至４２ｆ、４３ａ乃至４３
ｆに把持される工具ホルダ３６ａ乃至３６ｆの脱
落を防止するための保持ロツク機構が設けられて
いる。すなわち、爪６８ａ，６８ｂの他端側間に
は互いに対向する突出片７８ａ，７８ｂが形成さ
れており、この突出片７８ａ，７８ｂ間にはロツ
クピン８０が嵌挿されている。このロツクピン８
０のアームパネル７０ａ側の一端部には突出片７
８ａ，７８ｂ間よりも幅広でその側周面が他端側
に向けて傾斜した楔部８０ａが形成されており、
また、アームパネル７０ｂ側から突出した他端に
は溝８０ｂが形成され、この溝８０ｂには円板状
の回転板８２が軸支されている。そして、このロ
ツクピン８０の楔部８０ａとアームパネル７０ａ
に螺子止めされたキヤツプ８４との間にはスプリ
ング８６が介装され、前記スプリング８６によつ
て楔部８０ａが突出片７８ａ，７８ｂ互いに離間
するように押し開くと共に、回転板８２側のロツ
クピン８０の端部がアームパネル７０ｂの押え板
８８を介して第５図に示すアーム回動用モータ５
０Ａ側に突出するように構成されている。

一方、工具交換装置２６Ａの下部に配置された
加工主軸装置２２Ａの夫々の加工主軸３０ａ乃至
３０ｆの上部には、夫々第５図に示すように、工
具交換装置２６Ａに指向して直立させた保持ロツ
ク機構解除用のカム部材９０ａ乃至９０ｆが取着
される。なお、この場合、説明の便宜のためにカ
ム部材９０ｄを図示している。そこで、前記カム
部材９０ａ乃至９０ｆの上部前面には工具変換装
置２６Ａの背面側に向けて徐々に薄肉となるテー
パ部９１ａ乃至９１ｆが形成され、また、工具交
換装置２６Ａの上部に配置された工具供給装置２
８Ａ側にも同様にして保持ロツク解除用のカム部
材９２ａ乃至９２ｆが取り付けられる。この場
合、夫々のカム部材９２ａ乃至９２ｆはテーパ部
９３ａ乃至９３ｆを含む。このアーム４４ａ乃至
４４ｆの保持ロツク機構は工具交換装置２６Ａの
上下移動に伴い、ロツクピン８０の回転板８２が
これらのカム部材９０ａ乃至９０ｆ、９２ａ乃至
９２ｆのテーパ部９１ａ乃至９１ｆ、９３ａ乃至
９３ｆに沿つて移動することによりロツクピン８
０が押圧され、この結果、楔部８０ａがスプリン
グ８６の弾発力に抗して変位し、従つて、この楔
部８０ａが突出片７８ａ，７８ｂとの係合を解く
ためにロツク状態を解除するように構成されてい
る。

次に、工具供給装置２８Ａ側の工具保持具６０
ａ乃至６０ｆは、アーム４４ａ乃至４４ｆの場合
と同じように、各側面５６ａ乃至５６ｄのチヤツ
ク５８ａ乃至５８ｆを構成する爪９４ａ，９６ｂ
の夫々の中央部がピン９６によつて保持具パネル
９８ａ，９８ｂに軸支され、爪９４ａ，９４ｂの
一方の端部には夫々回動自在なリンク１００ａ，
１００ｂが連結されている。この場合も説明の便
宜のために工具保持具６０ｄを図示する。なお、
前記リンク１００ａ，１００ｂの連結部にはロツ
ド１０４の下端部が係着されており、これらの各
構成要素によりトグル機構が構成されている。前
記ロツド１０４はケーシング１０６を介してその
上端部がベルクランク機構を構成するＬ字状のク
ランクアーム１０８の一端に軸支される。また、
ケーシング１０６内には、上端がケーシング１０
６の内壁に衝止され、且つ下端がロツド１０４に
設けられたフランジ１０７に衝止されるスプリン
グ１１０が内装される。ここで、リンク１００
ａ，１００ｂおよびロツド１０４によつて構成さ
れるトグル機構は倍力機構とも称され、ロツド１
０４を前記フランジ１０７を介してこのスプリン
グ１１０の小さな弾発力で押し下げることによ
り、チヤツク５８ａ乃至５８ｆに大きな把持力を
生じさせることが可能である。このように、夫々
の工具保持具６０ａ乃至６０ｆに取着されたクラ
ンクアーム１０８はその中間折曲部がマガジンテ
ーブル５４Ａの各側面５６ａ乃至５６ｄに、第４
図に示すように軸支され、その中、第５図並びに
第６図に示す各側面５６ａ乃至５６ｄの中央部寄
りのクランクアーム１０８はマガジンテーブル５
４Ａの内部まで貫通された駆動軸１１２ａ乃至１
１２ｄによつて中間折曲部が軸支され、前記各駆
動軸１１２ａ乃至１１２ｄは軸受１１４ａ乃至１
１４ｄによりベアリング等の滑動手段を介して支
持される。また、各工具保持具６０ａ乃至６０ｆ
の夫々のクランクアーム１０８の他端は各側面５
６ａ乃至５６ｄの力伝達用のロツド１１６ａ乃至
１１６ｄに軸支されている。

一方、マガジンテーブル５４Ａ内に突出した
夫々の駆動軸１１２ａ乃至１１２ｄの端部にはこ
の駆動軸１１２ａ乃至１１２ｄと直交するように
連結されたアーム１１８が取着され、このアーム
１１８の先端には回転軸が前記駆動軸１１２ａ乃
至１１２ｄと平行な回転体１２０が取り付けられ
ている。前記マガジンテーブル５４Ａには、ま
た、シリンダ６４Ａに並設されるように、油圧シ
リンダ１２２Ａが内装固定されており、この油圧
シリンダ１２２Ａの上部からシリンダ軸１２４Ａ
が延在している。このシリンダ軸１２４Ａの上端
には張出側部１２６ａを有したキヤツプ１２６Ａ
が取着され、この張出側部１２６ａ上には、駆動
軸１１２ａ乃至１１２ｄに取り付けられた前記回
転体１２０の１つが当接されている。そして、シ
リンダ軸１２４Ａが上下動を行うと、前記回転体
１２０が張出側部１２６ａに追従し駆動軸１１２
ａ乃至１１２ｄの１本が回動され、ベルクランク
機構およびトグル機構を介して工具保持具６０ｄ
のチヤツク５８ｄが開閉される。また、他の工具
保持具６０ａ乃至６０ｃ，６０ｅ，６０ｆも同様
にロツド１１６ａ乃至１１６ｄによつて夫々とチ
ヤツク５８ａ乃至５８ｃ、５８ｅ，５８ｆを一括
して開閉する。

本発明に係る多軸交換式工作機械は、基本的に
は以上のように構成されるものであり、次にその
作用並びに効果について説明する。

加工に先立ち、ワーク２０ａ乃至２０ｆは、第
８図に示すように、治具ベース１６上の一対の治
具パレツト１８ａ，１８ｂに夫々設けられたクラ
ンプ部材１２８ａ，１２８ｂによつて固定され
る。ここで、このワーク２０ａ乃至２０ｆは、例
えば、ロツド１２９ａ乃至１２９ｆとそのキヤツ
プ１３１ａ乃至１３１ｆからなるコンロツドであ
り、本発明に係る２台の多軸交換式工作機構１２
Ａ，１２Ｂによりこれらに結合用穴が加工形成さ
れるものとする。クランプ部材１２８ａ，１２８
ｂに固定されたロツド１２９ａ乃至１２９ｆおよ
びキヤツプ１３１ａ乃至１３１ｆは互いに対向す
る合わせ面が研削砥石等によつて研削加工された
後、これら治具パレツト１８ａ，１８ｂをガイド
バー１３０に案内させた状態で閉じることにより
衝合される。ここで、治具パレツト１８ａ，１８
ｂは治具パレツト１８ｂに内蔵されたロツク機構
をその外面の操作部１３２を介して動作させるこ
とにより互いに固定される。また、ロツド１２９
ａ乃至１２９ｆとキヤツプ１３１ａ乃至１３１ｆ
とは治具パレツト１８ａ，１８ｂに夫々設けられ
たカツプリング１３４ａ，１３４ｂを係合するこ
とで正確に位置決めされる。この場合、これらの
ロツド１２９ａ乃至１２９ｆとキヤツプ１３１ａ
乃至１３１ｆとからなるワーク２０ａ乃至２０ｆ
は、トランスフア機械等によつて２台の多軸交換
式工作機構１２Ａ，１２Ｂ間に搬送され、結合穴
の加工が開始される。

以下、６組のワーク２０ａ乃至２０ｆが２台の
多軸交換式工作機構１２Ａ，１２Ｂによつて４つ
の加工工程で加工されるものとして説明する。例
えば、第１工程として座ぐりカツターによる座ぐ
り穴の穿設を行い、第２工程として段付ドリルに
よる逃げ穴の形成を行い、第３工程としてドリル
による下穴の穿設を行い、第４工程としてリーマ
による仕上げ加工を行うものとする。

工具供給装置２８Ａ，２８Ｂにおける各側面５
６ａ乃至５６ｄの各工具保持具６０ａ乃至６０ｆ
には、前記各工程に対応する工具３４ａ乃至３４
ｆを装着した工具ホルダ３６ａ乃至３６ｆが保持
される。この場合、加工主軸３０ａ乃至３０ｆに
取着された工具ホルダ３６ａ乃至３６ｆには、予
め座ぐりカツターが装着され、主軸用駆動モータ
３２Ａ，３２Ｂの回転作用下にワーク２０ａ乃至
２０ｆには座ぐり穴が形成される。ここで、夫々
の加工主軸３０ａ乃至３０ｆに取着された工具ホ
ルダ３６ａ乃至３６ｆはギヤトレイン３１Ａ，３
１Ｂの各ギヤ３５ａ乃至３５ｆに嵌合されたスピ
ンドル３７ａ乃至３７ｆに連結される。このた
め、主軸用駆動モータ３２Ａ，３２Ｂが駆動され
ると、前記ギヤトレイン３１Ａ，３１Ｂにおける
主ギヤ３３Ａ，３３Ｂが回転し、この主ギヤ３３
Ａ，３３Ｂの回転に連動して各ギヤ３５ａ乃至３
５ｆが回転し、その結果、各工具３４ａ乃至３４
ｆが回転して穴明け加工が行われる。このように
してワーク２０ａ乃至２０ｆの第１の加工工程が
終了し、図示しないコントロール装置より「後退
指令」が発せられると、加工主軸装置２２Ａ，２
２Ｂは移動テーブル２４Ａ，２４Ｂを移動するサ
ーボモータ３８Ａ，３８Ｂによつてボールねじ３
９Ａ，３９Ｂを回転させ、ワーク２０ａ乃至２０
ｆから距離ｃだけ後退する。その時の状態を第５
図に示す。加工主軸装置２２Ａ，２２Ｂが距離ｃ
だけ後退すると、工具交換装置２６Ａ，２６Ｂに
対してシリンダ６４Ａ，６４Ｂが駆動され、この
結果、工具交換装置２６Ａ，２６Ｂはシリンダ６
２によつて距離ａだけ下降する。この時、夫々の
アーム４４ａ乃至４４ｆの下方の空のチヤツク４
３ａ乃至４３ｆも同時に下降し、回転板８２は加
工主軸３０ａ乃至３０ｆに付設されたカム部材９
０ａ乃至９０ｆのテーパ部９１ａ乃至９１ｆに当
接し、この結果、ロツクピン８０がスプリング８
６の弾発力に抗して押圧される。このため、第７
図ｂに示すように、ロツクピン８０の楔部８０ａ
が爪６８ａ，６８ｂの突出片７８ａ，７８ｂ間よ
り抜き取られて保持ロツク機構が解除され、チヤ
ツク４３ａ乃至４３ｆが工具ホルダ３６ａ乃至３
６ｆの把持部分４１ａ乃至４１ｆをグリツプする
ことになる。一方、アーム４４ａ乃至４４ｆの上
方のチヤツク４２ａ乃至４２ｆは、後述するよう
に、工具供給装置２８Ａ，２８Ｂより受け取つた
第２の加工工程用の工具３４ａ乃至３４ｆ、すな
わち、段付ドリルが装着された工具ホルダ３６ａ
乃至３６ｆを把持する。そして、このチヤツク４
２乃至４２ｆの保持ロツク機構では、ロツクピン
８０の楔部８０ａがスプリング８６によつて爪６
８ａ，６８ｂの突出片７８ａ，７８ｂ間に押し込
められ、ロツク状態が得られる。

前記のように、各アーム４４ａ乃至４４ｆがシ
リンダ６４Ａの作用下に連結リング６６Ａを距離
ａだけ下降して下死点に位置決めされると、コン
トロール装置からの「下降端指令」により加工主
軸装置２２Ａ，２２Ｂがさらに後退動作を行い、
工具ホルダ３６ａ乃至３６ｆがチヤツク４３ａ乃
至４３ｆに把持された状態で加工主軸３０ａ乃至
３０ｆより抜き取られる。次いで、各アーム４４
ａ乃至４４ｆはアーム回動用モータ５０Ａ，５０
Ｂによつて180°旋回し、チヤツク４３ａ乃至４３
ｆに把持され加工作業の終了した第１の加工工程
の工具ホルダ３６ａ乃至３６ｆが工具供給装置２
８Ａ，２８Ｂ側へ移動し、チヤツク４２ａ乃至４
２ｆに把持された第２の加工工程の工具ホルダ３
６ａ乃至３６ｆが加工主軸装置２２Ａ，２２Ｂ側
へ移動する。この時、上下の各チヤツク４２ａ乃
至４２ｆ、４３ａ乃至４３ｆの保持ロツク機構は
ロツクピンがいずれかのカム部材９０ａ乃至９０
ｆ、９２ａ乃至９２ｆにも当接しない状態となつ
ているため、ロツクピン８０の楔部８０ａが爪６
８ａ，６８ｂの突出片７８ａ，７８ｂ間に押し込
められロツク状態となる。各チヤツク４２ａ乃至
４２ｆ、４３ａ乃至４３ｆに把持された工具ホル
ダ３６ａ乃至３６ｆはスプリング７６の弾発力お
よびロツクピン８０の楔部８０ａの楔効果によつ
て強固に把持され、アーム４４ａ乃至４４ｆの旋
回によつて脱落する虞れはない。

次にコントロール装置から「ターン指令」が発
せられると、加工主軸装置２２Ａ，２２Ｂは再び
ワーク２０ａ乃至２０ｆ側へ前進し、チヤツク４
２ａ乃至４２ｆに把持された第２の加工工程用工
具ホルダ３６ａ乃至３６ｆ、すなわち、段付ドリ
ルが各加工主軸３０ａ乃至３０ｆに嵌入装着され
る。この時、第２の加工工程用工具ホルダ３６ａ
乃至３６ｆを把持したチヤツク４２ａ乃至４２ｆ
の保持ロツク機構はロツクピン８０がカム部材９
０ａ乃至９０ｆによつて押圧されることでそのロ
ツクを解除される。工具ホルダ３６ａ乃至３６ｆ
の各加工主軸３０ａ乃至３０ｆへの装着が完了す
ると、アーム４４ａ乃至４４ｆはシリンダ軸６２
Ａ，６２Ｂにより再び距離ａだけ上昇し、原位置
に復帰する。このアーム４４ａ乃至４４ｆの原位
置への復帰に際し、チヤツク４２ａ乃至４２ｆで
は保持ロツク機構のロツクが解除されているの
で、スプリング７６のみの把持力に抗して工具ホ
ルダ３６ａ乃至３６ｆはこのチヤツク４２ａ乃至
４２ｆから容易に離脱可能である。

次いで、アーム４４ａ乃至４４ｆはシリンダ軸
６２Ａ，６２Ｂによつてさらに距離ｂだけ上昇す
る。その上方には工具供給装置２８Ａ，２８Ｂの
１つの側面５６ａ乃至５６ｄのいずれかに装着さ
れた工具保持具６０ａ乃至６０ｆが待機してい
る。この工具保持具６０ａ乃至６０ｆではチヤツ
ク５８ａ乃至５８ｆが空の状態となつており、工
具ホルダ３６ａ乃至３６ｆの工具３４ａ乃至３４
ｆ側の部分４５ａ乃至４５ｆを把持し得るように
位置付けられる。一方、他方の多軸交換式工作機
構１２Ｂ側に面した側面５６ａ乃至５６ｄの工具
保持具６０ａ乃至６０ｆでは、アーム４４ａ乃至
４４ｆの上昇と共に油圧シリンダ１２２Ａ，１２
２Ｂのシリンダ軸１２４Ａ，１２４Ｂが上昇して
回転体１２０を押し上げ、それに伴つてアーム１
１８が駆動軸１１２ａ乃至１１２ｄの１本を回動
する。この結果、第６図におけるクランクアーム
１０８が反時計方向に回動してロツド１１６ａ乃
至１１６ｄが移動すると共にロツド１０４がスプ
リング１１０の力に抗するように上昇し、リンク
１００ａ，１００ｂからなるトグル機構が解除さ
れチヤツク５８ａ乃至５８ｆが開状態となる。そ
こで、アーム４４ａ乃至４４ｆが距離ｂだけ上昇
し上死点に達すると、アーム４４ａ乃至４４ｆの
チヤツク４３ａ乃至４３ｆに把持された第１の加
工工程の工具ホルダ３６ａ乃至３６ｆが工具保持
具６０ａ乃至６０ｆのチヤツク５８ａ乃至５８ｆ
の爪９４ａ，９４ｂ間に位置決めされる。この
時、アーム４４ａ乃至４４ｆのチヤツク４３ａ乃
至４３ｆに設けられた保持ロツク機構では、ロツ
クピン８０の回転板８２がマガジンテーブル５４
Ａ，５４Ｂに固定されたカム部材９２ａ乃至９２
ｄのテーパ部９３ａ乃至９３ｆによつて押圧さ
れ、そのロツクが解除され、工具ホルダ３６ａ乃
至３６ｆはチヤツク４３ａ乃至４３ｆより容易に
離脱され得る状態となる。次に、シリンダ軸１２
４Ａ，１２４Ｂが下降して各チヤツク５８ａ乃至
５８ｆのトグル機構がスプリング１１０の弾発力
によつて動作し、工具ホルダ３６ａ乃至３６ｆを
強固に把持する。

次いで、アーム４４ａ乃至４４ｆは第１の加工
工程における工具ホルダ３６ａ乃至３６ｆを各工
具保持具６０ａ乃至６０ｆに把持された状態で再
び距離ｂだけ下降し、原位置に復帰する。この
間、加工主軸３０ａ乃至３０ｆに装着された工具
ホルダ３６ａ乃至３６ｆの工具３４ａ乃至３４ｆ
はワーク２０ａ乃至２０ｆに所定の第２の加工工
程である段付ドリルによる逃げ穴の加工を行う。
なお、工具供給装置２８Ａ，２８Ｂはマガジンテ
ーブル５４Ａ，５４Ｂがシリンダ６５Ａ，６５Ｂ
によりラツク６９Ａ，６９Ｂおよびピニオン６３
Ａ，６３Ｂを介してテーブル回転軸６１Ａの回り
に所定角度旋回し、第３の加工工程に要する工具
ホルダ３６ａ乃至３６ｆ、すなわち、ドリルを把
持した工具保持具６０ａ乃至６０ｆ所定の位置に
位置決めする。そして、アーム４４ａ乃至４４ｆ
は再び距離ｂだけ上昇し、そのチヤツク４３ａ乃
至４３ｆに第３の加工工程用の工具３４ａ乃至３
４ｆが装着された工具ホルダ３６ａ乃至３６ｆを
把持し、原位置までさらに距離ｂだけ下降し、第
２の加工工程が終了するまでその地点に待機す
る。

このように、本実施例では６組のワーク２０ａ
乃至２０ｆの加工が６基の加工主軸３０ａ乃至３
０ｆによつて同時に行われ、１つの加工工程が終
了すると、各工具３４ａ乃至３４ｆは工具交換装
置２６Ａ，２６Ｂにより工具供給装置２８Ａ，２
８Ｂから供給される次の加工工程の工具３４ａ乃
至３４ｆと自動的に変換されることになる。

以上詳述したように、本発明によれば、１台の
工作機械による多種類のワークの大量生産が可能
となり、また、従来のように１つの加工主軸を有
する工作機械を所定の間隔をおいて複数台並設す
る必要がなくなるため、スペースも少なくて済み
有効な空間の活用が図れる。さらに、各加工主
軸、各アーム等を支持する部材を共通化出来るの
で廉価でコンパクトな構成が採用出来るばかり
か、この多軸交換式工作機械は従来のトランスフ
ア機械のシステムを何等変更することなく生産ラ
インに組み込むことが可能であるために、経済的
負担を些程に高騰させることなく多種類のワーク
の大量生産を実現することが出来る。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説
明したが、本発明は前記の実施例に限定されるも
のではなく、例えば、上記実施例では２台の多軸
交換式工作機械を用いてワークの加工を行うよう
にしたが、ワークの加工工程、または、種類によ
つてはこの工作機構が１台であつてもよい。さら
に、加工主軸、アーム等の数は、アームの回動
域、トランスフア機械の構成等を考慮した上で任
意に設定が可能である等、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々の改良並びに設計の変更が可能な
ことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る多軸交換式工作機械より
構成された本体の斜視図、第２図は同本体の側面
図、第３図は本発明に係る多軸交換式工作機械に
おけるギヤトレインを示す斜視図、第４図は本発
明に係る多軸交換式工作機械の要部正面図、第５
図並びに第６図は本発明に係る多軸交換式工作機
械の夫々要部構成図、第７図ａ，ｂは夫々保持ロ
ツク機構のロツク状態およびロツク解除状態を示
す第５図の−線断面図、第８図は本発明に係
る多軸交換式工作機械により加工されるワークの
セツテイング状態を示す平面図である。 １０……多軸交換式工作機械、１２Ａ，１２Ｂ
……多軸交換式工作機構、１４……ベツド、１６
……治具ベース、１８……治具パレツト、２０ａ
〜２０ｆ……ワーク、２２Ａ，２２Ｂ……加工主
軸装置、２４Ａ，２４Ｂ……移動テーブル、２６
Ａ，２６Ｂ……工具交換装置、２８Ａ，２８Ｂ…
…工具供給装置、３０ａ〜３０ｆ……加工主軸、
３１Ａ，３１Ｂ……ギヤトレイン、３２Ａ，３２
Ｂ……主軸用駆動モータ、３４ａ〜３４ｆ……工
具、３６ａ〜３６ｆ……工具ホルダ、３８Ａ，３
８Ｂ，４０Ａ，４０Ｂ……サーボモータ、４２ａ
〜４２ｆ，４３ａ〜４３ｆ，５８ａ〜５８ｆ……
チヤツク、４４ａ〜４４ｆ……アーム、５０Ａ，
５０Ｂ……アーム回動用モータ、５２Ａ，５２Ｂ
……支持台、５４Ａ，５４Ｂ……マガジンテーブ
ル、６０ａ〜６０ｆ……工具保持具、６１Ａ，６
１Ｂ……テーブル回転軸、６４Ａ，６４Ｂ……シ
リンダ、１１２ａ〜１１２ｄ……駆動軸、１１６
ａ〜１１６ｄ……ロツド、１２２Ａ，１２２Ｂ…
…油圧シリンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 単一のスピンドルモータによつて駆動される
   複数個の加工主軸を有し、前記夫々の加工主軸に
   工具を着脱自在に装着可能な加工主軸装置と、 ベツド上に載置され前記加工主軸装置をワーク
   に向けて進退動作するテーブルと、 両端部に前記加工主軸の数に対応した数の工具
   チヤツク機構を備えた複数のアームと、前記複数
   のアームを一体的に回転させるアーム駆動モータ
   と、前記複数のアームを前記テーブルの進退方向
   と直交する方向へと変位させるリニアアクチユエ
   ータと、を具備する工具交 換装置と、 前記工具交換装置を構成する複数のアームの
   夫々に工具を供給する工具供給装置と、 からなり、前記リニアアクチユエータは前記両端
   部に工具チヤツク機構を備えた複数のアームを加
   工主軸装置と工具供給装置との間で変位させて工
   具供給装置から供給される新たな工具を該アーム
   の一方の端部の工具チヤツク機構に把持せしめ、
   使用済工具を該アームの他方の端部の工具チヤツ
   ク機構から該工具供給装置側へと戻すことを特徴
   とする多軸交換式工作機械。