JPH0620700B2 - プログラム制御式万能フライス盤および中ぐり盤の工具交換機 - Google Patents

プログラム制御式万能フライス盤および中ぐり盤の工具交換機

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JPH0620700B2
JPH0620700B2 JP62227544A JP22754487A JPH0620700B2 JP H0620700 B2 JPH0620700 B2 JP H0620700B2 JP 62227544 A JP62227544 A JP 62227544A JP 22754487 A JP22754487 A JP 22754487A JP H0620700 B2 JPH0620700 B2 JP H0620700B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はプログラム制御式万能フライス盤および中ぐり
盤に対する工具交換機にして、工具マガジンと垂直およ
び水平主軸との間の複数の軸線の中を移動し得る少なく
とも一つの把持部材を有し、該把持部材がプログラム制
御式に駆動される担持構造に固定されかつ工具を工具マ
ガジンの遷移位置から水平および垂直主軸に、またはそ
の逆に選択的に移送するようになつた工具交換機に関す
る。
（従来の技術） プログラム制御式万能フライス盤およびいわゆる加工セ
ンターに対する工具交換装置に関してはすでに種々の実
施例が知られている。このような装置は普通単数または
複数の把持部材を有し、この把持部材によつて工具は普
通機械の後方部分に配置されたマガジンから取出され、
任意の主軸の前に搬送され、かつこの主軸に自動的に挿
入される。両方の主軸に対する前記工具マガジンの大き
さおよび配置により、把持部材の複雑な三次元的運動過
程が必要とされ、かつそのために別個の構造部分によつ
て構成された多数の担持構造にして、対応する数の別個
の駆動装置によつて駆動せねばならぬような構造が必要
となる。これは特に水平および垂直主軸に対して選択的
に使用される工具交換機の場合に重要である。比較的多
数の別個に運動し得る構造部材はその制御が複雑であ
り、かつ製作費を高くすると共に、工作機械の周囲にお
ける所要場所が相当大となる。さらにこのような複雑な
交換装置は通例作業の信頼性および工具交換に要する時
間の点において満足できない。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的はプログラム制御式万能フライス盤および
中ぐり盤、加工センターまたは類似のものに対する工具
交換機にして、比較的簡単であり、少数の可動部材によ
つて形成することができ、かつ水平および垂直主軸に対
する工具交換を選択的にマガジンにより確実に、しかも
敏速に行い得るようになつた工具交換機を供することで
ある。
（問題を解決するための手段） 前記目的は本発明によれば機柱の側壁に横材が固定さ
れ、その軸線は水平にかつ主軸台の縦軸線に対して直角
に設置され、横材上には担持腕が横材の軸線方向移動可
能にかつ横材の軸線の周りに回転可能に設置され、担持
腕からほぼ横方向に延びるキャリヤが担持腕の軸線方向
に移動可能にその基端部を担持腕に取り付けられ、キャ
リヤの自由端には横材の縦軸線に平行な軸線の周りに、
９０゜回転可能な横腕が取り付けられ、該横腕はその軸
線の横方向に把持部材を担持していることによって達成
される。
前記機柱に固定された横材に装架された担持腕は直線駆
動機構、例えば中空の円筒形横材内に配置された液圧シ
リンダの作用で同時に横材の軸線方向の移動と該軸線の
周りの回転運動を行う。これ等の二つの同時に行われる
運動の組合せによって、前記把持部材は１回の動作で直
接マガジンの工具交換位置の前に動かされたり、使用さ
れる主軸の前に動かされ、この動作はほんの数秒という
短時間で行われる。スリーブまたはブッシュによる横材
上の担持腕の案内は、例えば固定ストッパによって決め
られる両端位置に担持腕を安全かつ正確に位置決めする
ことを保証する。本発明による工具交換機の構造部材は
安価に製造することができ、かつほんの僅かな精密仕上
げを要するだけである。更にキャリヤを後方に湾曲させ
ることによつて機械の直ぐ近くでの運動に対して比較的
小さな空間を必要とするだけである。
最近の万能フライス盤および加工センターにおいては、
後方の作業空間が隔壁によつて制限され、可動機械部
分、および特にマガジン内の工具が削り屑および冷却油
によつて汚染されるのを阻止するようになつている。本
発明の特に好適な実施例においては、前記保護壁の１部
分を垂れ蓋として形成し、該垂れ蓋が把持部材装架装置
の適当に配置された棒機構を通して、工具交換が行われ
る度に、開閉されるようになつている。
本発明のさらに好適な構造は従属特許請求の範囲に記載
されている。
次に本発明による工具交換機の実施例を添付図面によつ
て説明する。
（実施例） 図示の万能フライス盤は機柱１にして、ブラケツト（図
示せず）に対する前方垂直案内２と、上方案内３とを備
えた機柱を有し、該上方案内によつて主軸台４が縦方向
に案内されている。この主軸台４の下方部分に水平主軸
５が位置している。傾斜端面６には揺動ヘツド７が４５
度軸線（図示せず）のまわりに回転自在、かつ錠止自在
に軸持され、該ヘツドの前方端面には垂直主軸９を有す
る垂直ヘツド８が装架されている。
前記主軸台４と並んで、頑丈な支持体１１上に鎖マンガ
ン１０が配置され、該マガジンのリンクベルト１２は工
具ホルダ１３を有している。前記やつとこ状工具ホルダ
にはそれぞれ下向き円錐および上向き工具１５を有する
工具受入器１４が触座している。前記リンクベルト１２
は鎖車１６にかけられ、該鎖車の少なくとも一つは駆動
され、かつ対応する作業プログラムにしたがつて工具１
５を次々に最前方の交換位置に動かす。この交換位置に
ある工具は第１図においては陰影を付して示されてい
る。
機柱１の前方部分には、中空円筒形の横材２０が堅く取
付けられ、この横材には頑丈なブツシユ２１が該横材２
０の縦方向に移動し得るように、かつその軸線のまわり
を回転し得るように配置されている。前記ブツシユは方
形断面を有する頑丈な担持腕２２に結合され、該担持腕
の前端には第１図で見て後方に曲がつたキヤリヤ２３が
装架されている。このキヤリヤ２３は前記担持腕２２内
に一体的に配置された液圧シリンダ２５（第４図）によ
り第１図に示された矢印２４の方向に向つて、第１図に
おいて破線によつて示された位置に移動し得るようにな
つている。前記頑丈な方形キヤリヤ２３の自由端は太く
形成され、かつ主軸台の方に向いた側に横腕２６を担持
し、該腕の端部には横向きに把持部材２７が装架され、
第１図に示された位置において、その縦軸線が主軸台の
軸線と平行に延び、かつ交換位置にある工具ホルダ１３
の垂直中央軸線を通るようになつている。
第５図に示される如く、機柱１には横材２０の軸線に液
圧シリンダ３０が装架され、そのピストン棒３１には中
間部材３２を通して横ピン３３が固定され、該ピンは弯
曲軌道として形成された孔３５を通つて横材２０の中に
突出し、かつその自由端においてたとえばナツト３４に
より、担持腕２２のブツシユ２１に固定されている。液
圧シリンダ３０は図示されていない連結部材を通して圧
力油配管に連結され、その作動室がピストンの両側にお
いて圧力流体の作用を交互に受け得るようになつてい
る。このようにしてピストン棒３１は所定の力によつて
伸縮することができ、この時横ピンに結合されているブ
ツシユ２１は前記弯曲軌道３５の形に対応して、たとえ
ば９０度の回転運動を行い、同時に縦方向に移動する。
この目的のために前記中間部材３２はピストン棒３１に
回転自在に装着されている。摩擦を減少させるために前
記横ピン３３にローラを設け、該ローラが螺旋状弯曲軌
道３５に沿つて転動するようなすことができる。
第４図に示される如く、ブツシユ２０と一体的に形成さ
れた担持腕２１の下方部分には、圧力流体の供給および
排出管に対する連結部材３６を備えた液圧シリンダ２５
が配置されている。この液圧シリンダ２５のピストン棒
は後向きに弯曲したキヤリヤ２３の下方部分と係合して
いる。さらにこの下方キヤリヤ部分には案内棒３７が固
定され、該案内棒は案内ブツシユ３８内において、たと
えば軸受により担持腕２１の中を縦方向に案内されてい
る。この担持腕２１の中に液圧シリンダ２５を堅く配置
し、かつ前記案内棒３７を設けることによつて、弯曲し
たキヤリヤ２３は第１図の２頭矢印２４の方向に、望ま
しからざる遊隙を発生させることなく移動することがで
きる。
キヤリヤ２３の上方弯曲部分には別の液圧シリンダ４０
が設置され、該液圧シリンダのピストン棒はクランク４
１に連結されている。このクランク４１は横腕２６の端
部ブツシユ４２に堅く連結され、液圧シリンダ４０のピ
ストン棒の伸縮によつて、前記横腕２６を把持部材２７
と共にその縦軸線のまわりにおいて回転させるようにな
つている。可橈性の配管４３によつて液圧シリンダ４０
には圧力流体が供給される。
図示の如く主軸台と並んで配置された鎖マガジン１０は
作業空間に対し、隔壁５０によつて保護され、該隔壁の
中には、水平ヒンジピン５２のまわりを揺動し得る垂れ
蓋５１が設けられている。この垂れ蓋５１は第５図の右
方部分に示された持上げ棒により、その閉鎖位置から持
上げ位置に、またはその逆に動かされ、該持上げ棒はブ
ツシユ２１の軸線方向移動によつて作動される。保護室
および機柱の側壁にはブラケツト５３が固定され、その
凹所５４の中には押し棒５５が縦方向に移動し得るよう
に案内されている。前記ブラケツト５３の表面と対抗支
持体との間には、押し棒に対する圧縮ばね５６が圧縮さ
れている。押し棒５５の上端は継手５７を通して垂れ蓋
５１の内面に固定されている。押し棒５５の下端には場
合によつてはローラを備えた横ピン５８が設けられ、該
横ピンは揺動腕６０の溝孔５９の中に受入れられてい
る。この揺動腕６０はカム６１に堅く結合され、かつ保
護室のスタンドに軸持されたピン６２によつて回転自在
に支持されている。ブツシユ２１には推力部材６３が触
座し、該部材のローラはカム６１の弯曲軌道上を転動
し、かつこのカムを揺動腕６０と共に揺動させる。
前述の工具交換機は次のように作動する。
第１図および第２図に示された水平軸における交換工程
に対しては、工具交換機が第１図に示された位置にあ
り、かつ垂直フライスヘツド８が図示の非作動位置に下
降しているものと仮定する。キヤリヤ２３は液圧シリン
ダ２５の作動により、矢印２４の方向に向つて第１図の
破線位置に移動し、これと共に動かされた把持部材２７
がマガジン１０の交換位置にある工具１５の工具ホルダ
を把持するようになる。液圧シリンダ２５の圧力作動が
反対となればキヤリヤ２３が復帰することによつて工具
の円錐部分がマガジンの保持部分から取出される。ばね
圧力によつて作動する把持部材を使用することにより、
この工程には別の補助手段を設ける必要がなくなる。こ
の把持部材は力作動式の標準部材にして、十分な開きを
有すると共に、確実に閉鎖運動を行い、かつその動作が
機械のプログラムによつて制御されるようになつた部材
を有するものとなすことができる。
キヤリヤ２３が第１図に示された位置に復帰した後、液
圧シリンダ３０のピストン棒３１は後退運動を行い、し
たがつて同時にブツシユ２１が回転することによつて該
ブツシユ２１は横棒２０の上を軸線方向に移動し、担持
腕２２およびキヤリヤ２３は第２図に示された位置を占
める。なおブツシユ２１の移動を開始させるために、該
ブツシユに固定された推力部材６３（第５図）が駆動さ
れ、かつばね５０の力によつて押し棒５５が持上げら
れ、揺動レバー６０が停止カム６１と共に上方位置に回
転せしめられる。押し棒５５のこの運動により、垂れ蓋
５１は第２図に示された上昇位置において正しい時に開
かれる。横材２０上におけるブツシユ２１の回転および
移動が終了すれば、前記工具１５は工具円錐部分を内向
きにして、その出発位置に復帰した主軸台４の端面前方
の、しかも主軸軸線の下方に位置するようになる。あら
ためて液圧シリンダ２５が作動すれば、キヤリヤ２３は
図示の上方位置に移動し、この時作動シリンダ２５は工
具１５および工具円錐部分の軸線を主軸５の縦軸線と一
致させる。次に主軸台４の前進および主軸自体の締着装
置の作動によつて、工具円錐部分が主軸５の受入孔の中
に挿入される。液圧シリンダ２５が作動することにより
キヤリヤ２３は横腕２６と共に下降し、かつ把持部材２
７が工具ホルダから引離される。液圧シリンダ３０の圧
力媒体が新規に作動することにより工具変換機は第１図
に示された出発位置に復帰し、これと同時にカム６１が
作動し、垂れ蓋５１が閉じる。水平主軸５の工具を交換
する場合、該工具が工具マガジン１０の空の位置に移動
する時には、前述の工程が逆に行われる。
第３図に示された垂直主軸９を使用するための交換工程
は広い範囲において前述の経過に対応するが、横材２０
の上においてブツシユ２１が回転しかつ移動する時に、
横腕２６が液圧シリンダ４０の作動によつてその縦軸線
のまわりを回転し、ブツシユ２１の移動および回転運動
が終了した後に、工具は第３図に示された垂直位置を占
めるようになる。液圧シリンダ２５の圧力作用によりキ
ヤリヤ２３はこの時垂直位置にある担持腕２２に対して
第３図の破線によつて示された位置に持上げられ、これ
によつて工具円錐部分は垂直主軸９の受入れ孔に挿入さ
れる。主軸自体の締着部材が作動した後、前記把持部材
はばね力または組入れられている制御駆動装置によつて
開かれ、横材２０上におけるブツシユ２１の移動により
主軸台４が横方向に小さな距離だけ前進した後、締着さ
れた工具１５を釈放するようになる。ブツシユ２１がさ
らに移動した後、該ブツシユは回転し、したがつて担持
腕２２は第１図に示された始動位置に揺動する。同時に
液圧シリンダ４０の制御された作動により、横腕２６は
把持部材２７と共に第１図に示された準備位置に復帰す
る。
前記工程はすべて自動的に行われ、しかも制御装置に記
憶された作業プログラムに対応する。
本発明は前述の実施例に制限されるものではない。特に
腕２２，２３，２６の形および位置は他の適当な態様で
選択することができる。同様に駆動装置も他の線型駆動
装置として形成することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は万能フライス盤に取付けられた工具交換機の透
視図で、マガジンから工具を取出す直前の状態を示すも
の、第２図は水平主軸に工具を取付ける直前における、
第１図の工具交換機を示す図、第３図は垂直主軸に工具
を取付る直前における、第１図の工具交換機を示す図、
第４図は万能フライス盤の上方部分の側面図で、工具交
換機および鎖マガジンを第５図の断面IV−IVによつて示
したもの、第５図は万能フライス盤の工具交換機の一部
断面で示した正面図。 １……機柱、４……主軸台、５……水平主軸、 ９……垂直主軸、１０……鎖マガジン、 １３……工具ホルダ、２０……横材、 ２２……担持腕、２３……キヤリヤ、 ２５……液圧シリンダ、２６……横腕、 ２７……把持部材、３０……液圧シリンダ、 ３３……横ピン、４０……液圧シリンダ、 ４１……クランク、５１……垂れ蓋。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】プログラム制御式万能フライス盤および中
    ぐり盤用の工具交換機にして、工具マガジンと垂直また
    は水平主軸の複数の軸線の間で移動しうる少なくとも一
    つの把持部材を有し、該把持部材がプログラム制御式に
    駆動される担持構造に固定されかつ工具を工具マガジン
    の遷移位置から水平または垂直主軸に移送するようにな
    っている工具交換機において、 機柱（１）の側壁に横材（２０）が固定され、その軸線
    は水平にかつ主軸台（４）の縦軸線に対して直角に設置
    され、 横材（２０）上には担持腕（２２）が横材（２０）の軸
    線方向移動可能にかつ横材（２０）の軸線の周りに回転
    可能に設置され、 担持腕（２２）からほぼ横方向に延びるキャリヤ（２
    ３）が担持腕（２２）の軸線方向に移動可能にその基端
    部を担持腕（２２）に取り付けられ、 キャリヤ（２３）の自由端には横材（２０）の縦軸線に
    平行な軸線の周りに、９０゜回転可能な横腕（２６）が
    取り付けられ、該横腕（２６）はその軸線の横方向に把
    持部材（２７）を担持している ことを特徴とする工具交換機。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の工具交換機に
    おいて、前記担持腕（２２）がブッシュに堅く結合さ
    れ、該ブッシュが中空円筒形横材（２０）上で内方直線
    駆動装置（３０，３１）により軸線方向に移動可能であ
    りまた同時に回転案内（３３，３４）を通してその縦軸
    線の周りに回転しうるように配置されている工具交換
    機。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項記載の工具交換機に
    おいて、液圧シリンダ（３０）として形成された直線駆
    動装置のピストン棒（３１）の端部に案内ピン（３３）
    が固定され、該ピンが前記横材（２０）の壁の中の螺旋
    状溝を通りかつ前記ブッシュ（２１）に堅く結合されて
    いる工具交換機。
  4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項から第３項までの何
    れか一つの項に記載されている工具交換機において、前
    記キャリヤ（２３）の湾曲部分が回転可能な担持腕（２
    ２）において軸線に平行に配置された直線駆動装置（３
    ５）によって縦方向に移動し得るようになっている工具
    交換機。
  5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項から第４項までの何
    れか一つの項に記載されている工具交換機において、前
    記キャリヤ（２３）の湾曲部分内に液圧シリンダ（４
    ０）が配置され、該液圧シリンダのピストン棒が前記縦
    軸線の周りに回転しうる横腕（２６）に堅く結合された
    クランク（４４）と係合するようになっている工具交換
    機。
  6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項から第５項までの何
    れか一つの項に記載されている工具交換機において、機
    械の作業空間とその後部との間の保護覆いが垂れふた
    （５１）を有し、該垂れふたが棒（５５〜６３）を通し
    てブッシュ（２１）に連結され、かつ該ブッシュが移動
    することによって作動されるようになっている工具交換
    機。
JP62227544A 1986-10-27 1987-09-10 プログラム制御式万能フライス盤および中ぐり盤の工具交換機 Expired - Fee Related JPH0620700B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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DE3636498.3 1986-10-27
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