JPH0611940U - 多軸工作機械用自動工具交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】加工ユニットへの外部からの配管が行える範囲
を拡大すること及び工具取付け位置から工具交換位置ま
での距離が長くなったとしても対応できるようにする。 【構成】進退駆動する加工ユニット１０２を備えた多軸
工作機械において、立てカバー１１１上の横スライドガ
イドに摺動可能な横スライドテーブル１１３と、これに
直交する縦スライドガイド１２０に案内された縦スライ
ドテーブル１２１とを設ける。縦スライドテーブル１２
１上に、一端を回転可能に固着し、工具保持穴が上下２
列に設けられた工具保持具１２７と、工具保持具１２７
を所定角度旋回させる旋回用シリンダ１２６と、工具保
持具１２７の位置決めを行う位置決め用シリンダ１２８
とを備える。工具保持具１２７の上段穴に新工具を把持
し、下段穴に受容する旧工具に代え装着する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、多軸工作機械における自動工具交換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来では、例えば、特開昭５９−９３２５０公報に示すものがあり、この多軸 工作機械用工具交換装置は、図３に示すように、送りユニット３上に進退可能に 案内された主軸装置５と、この主軸装置５に回転可能に設けられた複数の加工主 軸７と、この複数の加工主軸７を回転駆動する駆動要素６と、前記主軸装置５を 進退駆動する図示しない送り装置と、前記主軸装置５の側部の横形ユニット１上 に配設した２つの支持ブロック９と、この頂端部１０に各々一端を加工主軸７と 直交する水平軸を中心として回動可能に取付けられた２つのアーム１２と、各ア ーム１２の他端に固着され、新旧の工具保持用の開口部１６が上下２列設けられ た工具保持具１４と、アーム１２を回動する図示しない旋回駆動装置と、工具保 持具１４に設けられ、多軸工具８の保持を行う図示しない工具保持装置とを備え ており、旋回駆動装置によって工具保持具１４が加工主軸７と直交する水平軸を 中心として、主軸装置５の後側の工具取付け位置から主軸装置５を越えて主軸装 置５の前側の工具交換位置まで回動して多軸工具８を搬送し、工具交換位置にお いて加工主軸７内のクランプ装置の作動及び送り装置４による主軸装置５の進退 により多軸工具８を自動で交換していた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

図３に示すような従来の工具交換装置では、主軸装置５の後側の工具取付け位 置から主軸装置５の前側の工具交換位置までの距離が長くなると、アーム１２の 旋回半径が大きくなるとともに、アーム１２を回動する旋回駆動装置が大型化し てしまうおそれがあり、また、アーム及び工具保持具１４の旋回範囲内おいては 主軸装置５へ外部からの配管ができないので、外部からの配管が行える範囲が制 限されてしまう等の問題があった。さらに、設計上、主軸装置５の両側及び上側 において、アーム１２及び工具保持具１４との干渉を考えなければならなかった 。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上述した問題を解決するためになされたもので、ベース上に進退可 能に案内される多軸加工ユニットと、この多軸加工ユニットに回転可能に設けら れ、工具が取付けられた複数の加工主軸と、この複数の加工主軸を回転駆動する 回転駆動装置と、前記多軸加工ユニットを進退駆動する進退駆動装置とを備え、 治具に固定された複数のワークに対して加工を行う多軸工作機械において、前記 ベースの側面に前記多軸加工ユニットの進退方向と平行に設けられた立てカバー と、この立てカバー上に前記多軸加工ユニットの進退方向と平行に固設された横 スライドガイドと、この横スライドガイドに摺動可能に案内された横スライドテ ーブルと、この横スライドテーブルを前記多軸加工ユニットの後側の工具取付け 位置から前記多軸加工ユニットの前側の工具交換位置まで進退駆動する駆動装置 と、前記横スライドテーブル上に前記多軸加工ユニットの進退方向と直交する方 向に固設された縦スライドガイドと、この縦スライドガイドに摺動可能に案内さ れた縦スライドテーブルと、この縦スライドテーブル上に一端を回転可能に固着 し、新旧の工具保持用の保持穴が上下に各々複数個設けられた工具保持具と、前 記縦スライドテーブルに設置され、前記工具保持具を所定角度旋回させる旋回用 シリンダと、前記工具保持具が水平状態に旋回された位置で前記縦スライドテー ブルを進退駆動して前記新旧の工具保持用の保持穴のうちどちらか一方の保持穴 を前記加工主軸と対応する位置に割り出しを行う進退割出装置とを備えた多軸工 作機械用自動工具交換装置とを備えたものである。

【０００５】

【作用】

多軸加工ユニットが加工位置において、治具に固定されたワークに対し、所定 の加工を行う間、工具保持具は、多軸加工ユニットの後側の工具取付け位置にお いて、水平状態に旋回されている。工具保持具は、この位置で、作業によって使 用した工具が取り外されるとともに新しい工具が取付けられる。ここで、工具保 持具の上側の保持穴に新しい工具が取付けられており、下期の保持穴は空いた状 態にある。ワークの加工が終了し、多軸加工ユニットが進退駆動装置により加工 位置から非加工位置まで後退され、加工主軸の駆動が停止される。この時、工具 の交換を行おうとする場合、まず、旋回用シリンダによって工具保持具が水平状 態から９０度旋回され、次いで、駆動装置によって横スライドテーブルが多軸加 工ユニットの後側の工具取付け位置から多軸加工ユニットの前記の工具交換位置 まで移動される。次に、旋回用シリンダによって工具保持具が水平状態に９０度 旋回され、次いで、進退割出装置によって縦スライドテーブルが進退駆動され、 空いた状態にある工具保持具の下側の保持穴を加工主軸と対応する位置に割り出 しが行われる。この状態で、進退駆動装置によって多軸加工ユニットが所定量前 進され、加工主軸に取付けられた工具が工具保持具の保持穴に保持される。保持 された状態で、加工主軸の回転及び多軸加工ユニットの後退により、工具が加工 主軸から取り外される。次に、進退割出装置によって縦スライドテーブルが進退 駆動され、新しい工具が取付けられてある工具保持具の上側の保持穴を加工主軸 と対応する位置に割り出しが行われる。次いで、多軸加工ユニットの前進、加工 主軸の回転、多軸加工ユニットの後退という具合に、先程の逆動作を行うことに より、工具保持具から新しい工具が加工主軸に取付けられる。その後、旋回用シ リンダによって、工具保持具が水平状態から９０度旋回され、次いで、多軸加工 ユニットの後側の工具取付け位置まで駆動装置によって横スライドテーブルが移 動される。そして、旋回用シリンダによって、工具保持具が水平状態に９０度旋 回され、この状態で作業者によって新旧の工具の取付け及び取り外しが行われる 。

【０００６】 以上のようにして、工具交換を行うので設計上、多軸加工ユニットの一側面に 対してのみ干渉を考えればよく、設計がし易くなり、また、多軸加工ユニットへ の外部からの配管が行える範囲が拡大でき、さらに工具取付け位置から工具交換 位置までの距離が長くなったとしても対応できる。

【０００７】

【実施例】 本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図１において、１００はベースで、このベース１００上に加工ユニット用ガイ ド１０１が固設されている。この加工ユニット用ガイド１０１上に加工ユニット １０２が進退可能に案内されている。加工ユニット１０２は、ベース１００上に 設けられた加工ユニット進退駆動用モータ１０３によってボールねじ１０４を介 して進退駆動されるようになっている。加工ユニット１０２には、各々工具１０ ５が嵌着した８個の加工主軸１０６が回転可能に設けられている。各々加工主軸 １０６は加工ユニット１０２上に設けられた回転駆動用モータ１０７によって回 転駆動されるようになっている。

【０００８】 図１中、１０８は治具ベースで、この治具ベース１０８上において、ワーク１ ０９は位置決め部材１１０によって位置決め及び固定されている。 図１、図２に示すように、ベース１００の側面には立てカバー１１１が固着さ れており、この立てカバー１１１上に横スライドガイド１１２ユニット１０２の 進退方向と平行に固設されている。この横スライドガイド１１２に横スライドテ ーブル１１３が進退可能に案内されている。立てカバー１１１には、加工ユニッ ト１０２の進退方向と直交する方向に回転可能に突起したピン１１４、１１５が 設けられ、このピン１１４、１１５に歯車１１６、１１７が固着し、この歯車１ １６、１１７にチェーン１１８が巻かれている。ピン１１４には、立てカバー１ １１に設けられた横スライドテーブル駆動用モータ１１９のロッド１１９ａが連 結しており、また、チェーン１１８には、横スライドテーブル１１３に設けられ た係合部１１３ａが連結している。これにより、横スライドテーブル駆動用モー タ１１９によって、チェーン１１８の移動とともに、横スライドテーブル１１３ が加工ユニット１０２の後側の工具取付け位置から加工ユニット１０２の前側の 工具交換位置まで進退するようになっている。

【０００９】 横スライドテーブル１１３上には、加工ユニット１０２の進退方向と直交する 方向に縦スライドガイド１２０が固設されている。この縦スライドガイド１２０ に縦スライドテーブル１２１が進退可能に案内されている。また、横スライドテ ーブル１１３上には、縦スライドテーブル駆動用シリンダ１２２が設置されてお り、縦スライドテーブル１２１に設けられた係合部１２１ａが縦スライドテーブ ル駆動用シリンダ１２２のロッド１２２ａに連結しており、これにより、縦スラ イドテーブル駆動用シリンダ１２２によって縦スライドテーブル１２１が進退す るようになっている。

【００１０】 縦スライドテーブル１２１上には、加工ユニット１０２の進退方向と直交する 方向にブラケット１２３、１２３が互いに平行に固設され、このブラケット１２ ３、１２３にはピン１２４が加工ユニット１０２の進退方向と平行な軸線回りに 回転可能に両端支持されている。このピン１２４には、歯車１２５が固着し、こ の歯車１２５には縦スライドテーブル１２１上に設けられた旋回用シリンダ１２ ６のピストンロッド１２６ａに形成されたラック歯１２６ｂが歯合している。前 記ピン１２３の一端には工具保持具１２７が連結しており、旋回用シリンダ１２ ６によって工具保持具１２７がピン１２３を軸心として所定量旋回可能となって いる。

【００１１】 工具保持具１２７には、図２に示すように、工具保持穴１２７ａ、１２７ｂが 上下２列に１６個設けてあり、この工具保持穴１２７ａ、１２７ｂは図示しない 工具保持機能を備えている。ここで、上側の工具保持穴１２７ａには新しい工具 １０５ａを保持し、下側の工具保持穴１２７ｂには使用した工具１０５ｂを保持 するようにする。

【００１２】 また、１２８はベース１００上に設けられた位置決め用シリンダで、工具保持 具１２７が旋回用シリンダ１２６によって図２に示すように水平状態に旋回され た状態で縦スライドテーブル駆動用シリンダ１２２によって工具保持具１２７が 上下方向に移動する際に工具保持具１２７と位置決め用シリンダ１２８のロッド １２８ａの端部に形成された当接部１２８ｂとが当接することによって工具保持 具１２７の工具保持穴１２６ａ、１２６ｂの各々を加工主軸１０６と対応する位 置に位置決めを行う。ここで、位置決め用シリンダ１２８による当接部１２６ｂ の位置設定は、上昇端で工具保持具１２７と当接すると、下側の工具保持穴１２ ７ｂが加工主軸１０６と対応する位置に位置決めされ、また、下降端では、上側 の工具保持穴１２７ａが加工主軸１０６と対応する位置に位置決めされるように なっている。

【００１３】 なお、図１中、Ａは加工ユニット１０２の後側の工具取付け位置に工具保持具 １２７が駆動した時の位置を示す。 次に上述した構成における作動について説明する。 加工ユニット１０２が図１に示すように非加工位置にあり、この位置において 、回転駆動モータ１０７によって加工主軸１０６が回転駆動し、次いで加工ユニ ット進退駆動用モータ１０３によって加工ユニット１０２が所定量前進し、治具 ベース１０８上の位置決め部材１１０により位置決め及び固定されたワーク１０ ９に対し、各加工主軸１０６に嵌着された工具１０５によって所定の加工を行う 間、工具保持具１２７は図１の２点鎖線で示す位置Ａに位置しており、水平に旋 回された状態にある。この状態で、作業者によって使用した工具１０５ｂが取り 外されるとともに新しい工具１０５ａが取付けられ、下側の工具保持穴１２７ｂ は空いた状態になる。

【００１４】 ワーク１０９の加工が終了し、加工ユニット１０２が加工ユニット進退駆動用 モータ１０３によって非加工位置まで後退し、加工主軸１０６の駆動が停止され る。この時、工具交換を行おうとする場合、まず、旋回用シリンダ１２６によっ て、工具保持具１２７が水平状態から９０度旋回され、次いで、横スライドテー ブル駆動用モータ１１９によって横スライドテーブル１１３が立てカバー１１１ に固設された横スライドガイド１１２に案内されて、加工ユニット１０２の後側 の工具取付け位置から加工ユニット１０２の前側の工具交換位置まで移動する。 次に、旋回用シリンダ１２６によって工具保持具１２７が水平状態に９０度旋回 れれる。ここで、位置決め用シリンダ１２８によって当接部１２８ｂが上昇端部 位置に移動されており、次に、工具保持具１２７が当接部１２８ｂに当接する位 置まで縦スライドテーブル駆動用シリンダ１２２によって縦スライドテーブル１ ２０が進退駆動される。この時、加工主軸１０６と、空いた状態にある下側の工 具保持穴１２７ｂが対応した位置となる。

【００１５】 この状態で、加工ユニット進退駆動用モータ１０３により、加工ユニット１０ ２が所定量前進し、使用した工具１０５ｂが工具保持穴１２７ｂに保持される。 次に、回転駆動用モータ１０７による加工主軸１０６の回転及び加工ユニット進 退駆動用モータ１０３による加工ユニット１０２の後退の動作により使用した工 具１０５ｂが加工主軸１０６から取り外される。

【００１６】 次に、位置決め用シリンダ１２８によって当接部１２８ｂが下降端位置に移動 され、次いで、工具保持具１２７が当接部１２８ｂに当接する位置まで縦スライ ドテーブル駆動用シリンダ１２２によって縦スライドテーブル１２０が進退駆動 される。この時、加工主軸１０６と、新しい工具１０５ａを保持した上側の工具 保持穴１２７ａが対応した位置となる。次に、加工ユニット進退駆動モータ１０ ３による加工ユニット１０２の前進、回転駆動用モータ１０７による加工主軸１ ０６の回転、加工ユニット１０２の後退という具合に先程の逆動作を行うことに より、加工主軸１０６に新しい工具１０５ａが取付けられる。

【００１７】 工具交換が完了すると、旋回用シリンダ１２６によって工具保持具１２７が水 平状態から９０度旋回され、次に横スライドテーブル駆動用モータ１１９によっ て横スライドテーブル１１３が加工ユニット１０２の後側の工具取付け位置まで 移動する。次に、旋回用シリンダ１２６によって工具保持具１２７が水平状態に ９０度旋回される。この状態で、再び作業者により、使用した工具１０５ｂの取 り外し及び新しい工具１０５ａの取付けが行われる。

【００１８】 以上のようにして、工具交換を行うので、設計上、加工ユニットの一側面に対 してのみ干渉を考えればよく、設計がし易くなり、また、加工ユニットへの外部 からの配管が行える範囲が拡大でき、さらに、工具取付け位置から工具交換位置 までの距離が長くなったとしても対応できる。

【００１９】

【考案の効果】

本考案の多軸工作機械用自動工具交換装置は、ベースの側面に多軸加工ユニッ トの進退方向と平行に設けられた立てカバーと、この立てカバー上に前記多軸加 工ユニットの進退方向と平行に固設された横スライドガイドと、この横スライド ガイドに摺動可能に案内された横スライドテーブルと、この横スライドテーブル を前記多軸加工ユニットの後側の工具取付け位置から前記多軸加工ユニットの前 側の工具交換位置まで進退駆動する駆動装置と、前記横スライドテーブル上に前 記多軸加工ユニットの進退方向と直交する方向に固設された縦スライドガイドと 、この縦スライドガイドに摺動可能に案内された縦スライドテーブルと、この縦 スライドテーブル上に一端を回転可能に固着し、新旧の工具保持用の保持穴が上 下に各々複数個設けられた工具保持具と、前記縦スライドテーブルに設置され、 前記工具保持具を所定角度旋回させる旋回用シリンダと、前記工具保持具が水平 状態に旋回された位置で前記縦スライドテーブルを進退駆動して前記新旧の工具 保持用の保持穴のうちどちらか一方の保持穴を前記加工主軸と対応する位置に割 り出しを行う進退割出装置とを備えているので、設計上、多軸加工ユニットの一 側面に対してのみ干渉を考えればよく、設計がし易くなり、また、多軸加工ユニ ットへの外部からの配管が行える範囲が拡大でき、さらに、工具取付け位置から 工具交換位置までの距離が長くなったとしても対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の上面図である。

【図２】本考案の実施例の側面図である。

【図３】従来の多軸工作機械用自動工具交換装置の全体
構成図である。

【符号の説明】

１００ ベース １０１ 加工ユニット用ガイド １０２ 加工ユニット １０３ 加工ユニット進退駆動用モータ １０４ ボールねじ １０５ 工具 １０６ 加工主軸 １０７ 回転駆動用モータ １０８ 治具 １０９ ワーク １１０ 位置決め部材 １１１ 立てカバー １１２ 横スライド １１３ 横スライドテーブル １１４，１１５ ピン １１６，１１７ 歯車 １１８ チェーン １１９ 横スライドテーブル駆動用モータ １２０ 縦スライドガイド １２１ 縦スライドテーブル １２２ 縦スライドテーブル駆動用シリンダ １２３ ブラケット １２４ ピン １２５ 歯車 １２６ 旋回用シリンダ １２７ 工具保持具 １２８ 位置決め用シリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 石川 雅洋 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)考案者 吉村 博仁 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)考案者 吉岡 裕司 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)考案者 吉川 歩 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベース上に進退可能に案内される多軸加
   工ユニットと、この多軸加工ユニットに回転可能に設け
   られ、工具が取付けられた複数の加工主軸と、この複数
   の加工主軸を回転駆動する回転駆動装置と、前記多軸加
   工ユニットを進退駆動する進退駆動装置とを備え、治具
   に固定された複数のワークに対して加工を行う多軸工作
   機械において、前記ベースの側面に前記多軸加工ユニッ
   トの進退方向と平行に設けられた立てカバーと、この立
   てカバー上に前記多軸加工ユニットの進退方向と平行に
   固設された横スライドガイドと、この横スライドガイド
   に摺動可能に案内された横スライドテーブルと、この横
   スライドテーブルを前記多軸加工ユニットの後側の工具
   取付け位置から前記多軸加工ユニットの前側の工具交換
   位置まで進退駆動する駆動装置と、前記横スライドテー
   ブル上に前記多軸加工ユニットの進退方向と直交する方
   向に固設された縦スライドガイドと、この縦スライドガ
   イドに摺動可能に案内された縦スライドテーブルと、こ
   の縦スライドテーブル上に一端を回転可能に固着し、新
   旧の工具保持用の保持穴が上下に各々複数個設けられた
   工具保持具と、前記縦スライドテーブルに設置され、前
   記工具保持具を所定角度旋回させる旋回用シリンダと、
   前記工具保持具が水平状態に旋回された位置で前記縦ス
   ライドテーブルを進退駆動して前記新旧の工具保持用の
   保持穴のうちどちらか一方の保持穴を前記加工主軸と対
   応する位置に割り出しを行う進退割出装置とを備えた多
   軸工作機械用自動工具交換装置。