JPH06210504A - Tool attachment/detachment device - Google Patents

Tool attachment/detachment device

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Publication number
JPH06210504A
JPH06210504A JP23000492A JP23000492A JPH06210504A JP H06210504 A JPH06210504 A JP H06210504A JP 23000492 A JP23000492 A JP 23000492A JP 23000492 A JP23000492 A JP 23000492A JP H06210504 A JPH06210504 A JP H06210504A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nut
tool
lock
spindle
holding member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23000492A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Koo
孝宏 小尾
Yoshiaki Sugimoto
好昭 杉本
Kiyoyuki Fukushima
清之 福島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DMG Mori Co Ltd
Kuroda Precision Industries Ltd
Original Assignee
Mori Seiki Co Ltd
Kuroda Precision Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mori Seiki Co Ltd, Kuroda Precision Industries Ltd filed Critical Mori Seiki Co Ltd
Priority to JP23000492A priority Critical patent/JPH06210504A/en
Priority to EP93301558A priority patent/EP0559424B1/en
Priority to DE69310579T priority patent/DE69310579T2/en
Priority to US08/025,252 priority patent/US5423643A/en
Publication of JPH06210504A publication Critical patent/JPH06210504A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a tool attachment/detachment device which can conduct the exchange of tools by means of uniform clamp force surely in a short time without any wrong action. CONSTITUTION:The tool attachment/detachment device of a machine tool is constituted by being equipped with a nut 9 screwed on the end part of a main spindle 4; a tool retaining member 10 to be furnished the end part of the main spindle 4 by means of the nut 9; and a lock mechanism 12 to lock the nut 9 in a rotary direction. In this instance, the lock mechanism 12 is equipped with a lock recessed part 9c formed on the outer periphery surface of the nut 9 and a lock pin 12c to be brought in press-contact with the outer periphery surface of the nut 9, and when the main spindle 4 is rotated, the lock recessed portion 9c and the lock pin 12c are engaged with each other.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マシニングセンタ等の
工作機械の自動工具交換装置に使用される工具着脱装置
に関し、詳細には工具保持部材を締付ナットで主軸に固
定する、いわゆるナットランナ方式の工具着脱装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool attaching / detaching device used for an automatic tool changing device of a machine tool such as a machining center, and more specifically, it is of a so-called nut runner type in which a tool holding member is fixed to a spindle with a tightening nut. A tool attaching / detaching device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ナットランナ方式の工具着脱装置
としては、特公平3−4324号に開示された装置があ
る。これは、主軸の雌テーパ孔に嵌合する雄テーパ部を
有する工具保持部材と、外周にロック孔と位置決めセン
サ検知用突起を有し、上記工具保持部材を主軸の下端部
に締め付け固定するナットと、上記ロック孔と係合する
油圧作動式ロックピンを有するロック機構と、上記ロッ
ク孔とロックピンとの位置決め用センサとで構成されて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a nut runner type tool attaching / detaching device, there is a device disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 3-4324. This is a nut that has a tool holding member having a male taper part that fits into a female taper hole of the main shaft, a lock hole and a positioning sensor detection protrusion on the outer circumference, and tightens and fixes the tool holding member to the lower end part of the main shaft. And a lock mechanism having a hydraulically operated lock pin that engages with the lock hole, and a sensor for positioning the lock hole and the lock pin.

【0003】上記従来装置では、工具交換信号が出され
ると、上記ナットのロック孔がロックピンと対向する位
置に来るまで主軸が低速回転し、両者が対向すると上記
位置決め用センサが主軸停止信号を出力し、主軸がその
位置に停止する。次に上記ロック機構がロックピンを油
圧によって前進させ、これによりロックピンが上記ロッ
ク孔に係合してナットをロックする。この状態で主軸を
所定方向に回転させて上記ナットを緩め、工具を交換す
る。なお、工具の取付けにあたっては、上記ナットのロ
ック状態で主軸を所定角度上記と逆方向に回転させる。
なお、上記公報には、工作機械側のオリエンテーション
機能を用いて位置決めすることによりセンサを不用にで
きると記載されている。しかしオリエンテーション機能
のみを用いた場合は、工具保持部材のフランジ部の厚さ
のばらつきによって締め付力が不安定となることから、
センサを不用とするのは困難である。
In the above conventional apparatus, when a tool change signal is issued, the main shaft rotates at a low speed until the lock hole of the nut comes to a position facing the lock pin, and when both of them face each other, the positioning sensor outputs a main shaft stop signal. Then, the spindle stops at that position. Next, the lock mechanism hydraulically advances the lock pin, whereby the lock pin engages with the lock hole and locks the nut. In this state, the spindle is rotated in a predetermined direction to loosen the nut, and the tool is replaced. When mounting the tool, the spindle is rotated in the opposite direction to the above by a predetermined angle while the nut is locked.
The above publication describes that the sensor can be dispensed with by using the orientation function on the machine tool side for positioning. However, when only the orientation function is used, the tightening force becomes unstable due to the variation in the thickness of the flange part of the tool holding member,
Disabling the sensor is difficult.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このように上記従来装
置では、位置決めのためのセンサが必要であるが、構造
上このセンサの設置場所が切削点に近くならざるを得な
いことから切粉等により故障・誤動作する恐れがある。
しかも、主軸をアタッチメントごと交換するタイプの機
械では、センサを動作させるために必要な電気配線が困
難となる問題もある。
As described above, the above-mentioned conventional apparatus requires a sensor for positioning. However, because of the structure, the installation location of this sensor must be close to the cutting point, so that chips, etc. May cause malfunction or malfunction.
Moreover, in a machine of the type in which the spindle is replaced together with the attachment, there is a problem that the electrical wiring required to operate the sensor becomes difficult.

【0005】また、主軸を低速回転させながら、位置決
め用センサでナットの突起部の位置検出を行い、これに
よりロック孔とロックピンとの位置合わせを行う方法を
採用していることから、工具交換作業に時間がかかる問
題がある。
Further, while the spindle is rotated at a low speed, the positioning sensor detects the position of the projection of the nut, and the lock hole and the lock pin are aligned with each other. There is a problem that it takes time.

【0006】さらにまた、上記ロック機構はロックピン
を電磁弁,油圧シリンダ等の機構で移動させる構造であ
るため、装置が複雑で高価格となり、また、保守点検等
の手間が増す問題点もある。
Furthermore, since the lock mechanism has a structure in which the lock pin is moved by a mechanism such as a solenoid valve and a hydraulic cylinder, the device is complicated and expensive, and there is also a problem that maintenance and inspection are troublesome. .

【0007】また、主軸を所定角度だけ回転させる構造
を採用していることから、ナットでクランプされる工具
保持部材のフランジ部分の厚さが各工具保持部材毎に完
全に同じでないことや、長期使用中にねじ部が摩耗する
ことに起因して、締め付け力が変動する場合があり、結
果的に十分なクランプ力を得ることが難しい等の問題点
がある。
Further, since the structure in which the main shaft is rotated by a predetermined angle is adopted, the thickness of the flange portion of the tool holding member clamped by the nut is not completely the same for each tool holding member, and long-term The tightening force may fluctuate due to wear of the threaded portion during use, and as a result it is difficult to obtain a sufficient clamping force.

【0008】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、位置決め用のセンサが不要であり、またロ
ックピンを動作させるための電磁弁,油圧シリンダ等複
雑な機構を設ける必要がなく、均一なクランプ力でもっ
て短時間で誤動作することなく確実に工具交換ができる
工具着脱装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, does not require a sensor for positioning, and needs to provide a complicated mechanism such as a solenoid valve for operating a lock pin and a hydraulic cylinder. It is an object of the present invention to provide a tool attaching / detaching device capable of reliably exchanging tools with a uniform clamping force in a short time without malfunction.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、工作
機械の主軸端部に螺装されたナットと、該ナットによっ
て主軸端部に装着される工具保持部材と、上記ナットを
回転方向にロックするロック機構とを備え、該ロック機
構により上記ナットをロックした状態で上記主軸を正,
又は逆回転させることにより、上記工具保持部材を上記
主軸に対して締め付け、又は緩めるようにした工具着脱
装置において、上記ロック機構が、上記ナットの外周面
に凹設されたロック凹部と、工具着脱時に上記ナットの
外周面に所定の付勢力で圧接されるロックピンとを備
え、主軸を所定角度回転させる間に、上記ロック凹部と
上記ロックピンとが係合するよう構成されていることを
特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, a nut screwed on a spindle end portion of a machine tool, a tool holding member mounted on the spindle end portion by the nut, and the nut are rotated in a rotating direction. And a lock mechanism for locking the main shaft in a state where the nut is locked by the lock mechanism.
Alternatively, in the tool attaching / detaching device in which the tool holding member is tightened or loosened with respect to the main shaft by rotating in the reverse direction, the lock mechanism includes a lock concave portion provided on the outer peripheral surface of the nut, and a tool attaching / detaching tool. A lock pin, which is sometimes pressed against the outer peripheral surface of the nut with a predetermined biasing force, is provided, and the lock recess is engaged with the lock pin while the main shaft is rotated by a predetermined angle. .

【0010】また請求項2の発明は、請求項1の発明に
おいて、上記ロック凹部にロックピンが係合した状態
で、上記工具保持部材が主軸の端面に圧接されるよう上
記主軸を所定トルクとなるまで任意角度回転させること
を特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the spindle is set to a predetermined torque so that the tool holding member is pressed against the end surface of the spindle with the lock pin engaged with the lock recess. It is characterized by rotating an arbitrary angle until it becomes.

【0011】[0011]

【作用】本発明に係る工具着脱装置によれば、ロックピ
ンは例えばスプリングの弾性力等によりナットの外周面
に圧接されている。この状態で例えば工具保持部材を取
り外す場合、主軸を回転させると、上記ロックピンと上
記ナットのロック凹部とが自然に係合し、ロックピンが
ナットを回転方向にロックする。さらに主軸を回転させ
るとナットが相対的に緩み側に回転したこととなり、工
具保持部材の取り外しが可能となる。一方、工具を取り
付ける場合は、上記ロックピンと上記ロック凹部が係合
した状態で上記工具保持部材を主軸に挿入嵌合させ、主
軸を上記とは逆方向に回転させる。これにより上記ナッ
トが上記工具保持部材を主軸に押圧し、工具保持部材が
主軸にクランプされる。
According to the tool attaching / detaching device of the present invention, the lock pin is pressed against the outer peripheral surface of the nut by the elastic force of the spring or the like. In this state, for example, when the tool holding member is removed, when the main shaft is rotated, the lock pin and the lock recess of the nut are naturally engaged with each other, and the lock pin locks the nut in the rotation direction. When the main shaft is further rotated, the nut rotates relatively to the loose side, and the tool holding member can be removed. On the other hand, when attaching a tool, the tool holding member is inserted and fitted into the main shaft with the lock pin and the lock recess engaged with each other, and the main shaft is rotated in the opposite direction to the above. As a result, the nut presses the tool holding member against the spindle, and the tool holding member is clamped on the spindle.

【0012】また、請求項2の発明では、工具の取り付
けにあたって、主軸の回転に要する駆動トルクが所定値
になるまで、主軸を任意角度回転させる。
According to the second aspect of the invention, when the tool is attached, the spindle is rotated by an arbitrary angle until the drive torque required for the rotation of the spindle reaches a predetermined value.

【0013】このように本発明では、ロック機構とし
て、ロックピンをナットの外周面に付勢力を持って圧接
させ、ナットを回転させることにより、ロックピンとロ
ック凹部とが自然に係合する構造を採用したので、ロッ
クピンとロック凹部とを位置決めするためのセンサ等を
不要にでき、故障・誤動作等の恐れを回避できる。ま
た、ロックピンを動作させるための油圧シリンダ等の機
構も不要であるので、ロック機構、ひいては装置を安価
にかつ簡単に構成することが可能となる。
As described above, according to the present invention, as the lock mechanism, the lock pin is pressed against the outer peripheral surface of the nut with a biasing force, and the nut is rotated to naturally engage the lock pin and the lock recess. Since this is adopted, a sensor or the like for positioning the lock pin and the lock recess can be eliminated, and the risk of failure or malfunction can be avoided. Further, since a mechanism such as a hydraulic cylinder for operating the lock pin is not necessary, the lock mechanism and eventually the device can be constructed inexpensively and easily.

【0014】また、主軸を回転させることによってロッ
クピンが自然にロックされ、そのままさらに主軸を回転
させることによってナットが緩むこととなるので、ロッ
クピンとロック凹部とをセンサで位置決めする従来方法
と比べて、工具交換作業に必要な時間を短縮できる。
Further, since the lock pin is naturally locked by rotating the main shaft and the nut is loosened by further rotating the main shaft as it is, the lock pin and the lock recess are positioned by the sensor as compared with the conventional method. The time required for tool change work can be shortened.

【0015】さらにまた、請求項2の発明ではロック凹
部にロックピンが係合した状態で、主軸を所定トルクに
なるまで任意角度回転させるようにしたので、工具保持
部材のナットで締め付けられるフランジ部分の厚さ等に
不揃いがあったり、ナット及び主軸のねじ部が摩耗した
場合でも十分なクランプ力が得られる。
Further, according to the second aspect of the present invention, the main shaft is rotated by an arbitrary angle until the predetermined torque is reached in the state where the lock pin is engaged with the lock recess. Therefore, the flange portion tightened by the nut of the tool holding member. Sufficient clamping force can be obtained even if there is unevenness in thickness, etc., or if the nut and the threaded portion of the spindle are worn.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図1〜図14は、本発明の一実施例による工
作機械における工具着脱装置を説明するための図であ
り、図1は工具着脱装置の断面側面図、図2は主軸の側
面図、図3は主軸の底面図、図4は工具保持部材の平面
図、図5は工具保持部材の側面図、図6はナットの断面
側面図、図7はナットの底面図、図8は主軸装置の断面
側面図、図9は交換アームの一部断面平面図、図10〜
図14は動作を説明するための一部断面側面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 to 14 are views for explaining a tool attaching / detaching device in a machine tool according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a sectional side view of the tool attaching / detaching device, FIG. 2 is a side view of a spindle, and FIG. Is a bottom view of the spindle, FIG. 4 is a plan view of the tool holding member, FIG. 5 is a side view of the tool holding member, FIG. 6 is a sectional side view of the nut, FIG. 7 is a bottom view of the nut, and FIG. 8 is a sectional view of the spindle device. Side view, FIG. 9 is a partial cross-sectional plan view of the exchange arm, FIGS.
FIG. 14 is a partial cross-sectional side view for explaining the operation.

【0017】まず、図8において1は本実施例の工具着
脱装置が採用された主軸装置であり、2は図示しないコ
ラムによって垂直方向に移動可能に支持されたハウジン
グ、3はハウジング2内に挿入固着された主軸筒、4は
下部軸受5及び上部軸受6を介してハウジング2により
回転自在に支持された主軸である。
First, in FIG. 8, reference numeral 1 is a spindle device in which the tool attaching / detaching device of the present embodiment is adopted, 2 is a housing movably supported in the vertical direction by a column (not shown), and 3 is inserted into the housing 2. The fixed main barrel 4 is a main shaft rotatably supported by the housing 2 via a lower bearing 5 and an upper bearing 6.

【0018】上記主軸4は筒状のもので、ハウジング2
内に配置された駆動モーター7で回転駆動される。この
主軸4の上部には回転角度を検出するためのセンサ1
5,及び検出リング16が設けられ、また下端部には工
具着脱装置8が取り付けられている。なお、上記検出リ
ング16は主軸4に固定され、センサ15はハウジング
2の上端に固定されている。
The main shaft 4 has a cylindrical shape and has a housing 2
It is rotationally driven by a drive motor 7 arranged inside. A sensor 1 for detecting a rotation angle is provided above the spindle 4.
5, and a detection ring 16 are provided, and a tool attaching / detaching device 8 is attached to the lower end portion. The detection ring 16 is fixed to the main shaft 4, and the sensor 15 is fixed to the upper end of the housing 2.

【0019】上記工具着脱装置8は、図1に示すよう
に、主軸4の下端部に螺合されたナット9と、該ナット
9によって上記主軸4に装着され、工具Tを保持する工
具保持部材10と、交換アーム11側に配設されたロッ
ク機構12とから構成されている。
The tool attaching / detaching device 8 is, as shown in FIG. 1, a nut 9 screwed to the lower end of the spindle 4, and a tool holding member which is attached to the spindle 4 by the nut 9 and holds the tool T. 10 and a lock mechanism 12 arranged on the exchange arm 11 side.

【0020】上記主軸4の下端部には、図1〜3に示す
ように、上記ナット9と螺合する雄ねじ4aと、上記工
具保持部材10が嵌合する雄テーパ4bと、上記工具保
持部材10が圧接される接触端面4cとが形成されてお
り、また該接触端面4cには廻り止めキー13がボルト
締め固定されている。
At the lower end of the main shaft 4, as shown in FIGS. 1 to 3, a male screw 4a screwed with the nut 9, a male taper 4b with which the tool holding member 10 is fitted, and the tool holding member. A contact end surface 4c with which 10 is pressed is formed, and a detent key 13 is bolted to the contact end surface 4c.

【0021】上記工具保持部材10には、図4,5に示
すように、上記主軸4の雄テーパ4bと係合するテーパ
孔10aが形成され、これの周縁のフランジ部10fに
は上記主軸4の接触端面4cと密着する接触端面10b
と、上記主軸4の廻り止めキー13と係合して回転力を
伝達するキー溝10cとが形成されている。また、上記
フランジ部10fの下方に形成された把持フランジ10
dには、図1に示す交換アーム11により把持されてい
るV型グリップ10eが形成されている。この交換アー
ム11は図1,9に示すように、ハウジング11aに回
転可能に、かつ軸方向移動可能に支持された交換軸11
bの下端に固着されており、上記ハウジング11aと共
に図1左右方向に移動可能となっている。これにより、
工具保持部材10を主軸の軸方向にH(図5参照)だけ
移動することにより工具Tの交換を可能にしている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the tool holding member 10 is formed with a taper hole 10a which engages with the male taper 4b of the main shaft 4, and the main shaft 4 is formed in a flange portion 10f on the periphery thereof. Contact end face 10b closely contacting the contact end face 4c of
And a key groove 10c that engages with the detent key 13 of the main shaft 4 and transmits the rotational force. Further, the gripping flange 10 formed below the flange portion 10f.
A V-shaped grip 10e held by the exchange arm 11 shown in FIG. 1 is formed in d. This exchange arm 11 is, as shown in FIGS. 1 and 9, an exchange shaft 11 supported by a housing 11a so as to be rotatable and axially movable.
It is fixed to the lower end of b and is movable in the left-right direction in FIG. 1 together with the housing 11a. This allows
The tool T can be exchanged by moving the tool holding member 10 in the axial direction of the spindle by H (see FIG. 5).

【0022】上記ナット9の内面上端には、図6,7に
示すように、上記主軸4の雄ネジ4aと螺合する雌ネジ
9aが形成され、下端には上記工具保持部材10のフラ
ンジ部10fを押圧するクランプ爪9bが形成されてい
る。またこのナット9の外周面には、該ナット9をロッ
クするためのロック凹部9cが形成されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, a female screw 9a is formed at the upper end of the inner surface of the nut 9 and is screwed into the male screw 4a of the main shaft 4, and the lower end thereof has a flange portion of the tool holding member 10. A clamp claw 9b for pressing 10f is formed. Further, a lock recess 9c for locking the nut 9 is formed on the outer peripheral surface of the nut 9.

【0023】上記ロック機構12は、図1及び図9に示
すように、上記ハウジング11a(装置固定部)に取り
付けられている。このロック機構12は、上記ハウジン
グ11aに突設された突部11cにスライド穴12aを
形成し、該スライド穴12a内にスライダ12bを摺動
自在に配設し、該スライダ12bの先端にロックピン1
2cを固着した構造のものである。また上記スライダ1
2bの後端には付勢ばね12dが配設されており、これ
により上記ロックピン12cは上記ナット9の外周面に
所定の付勢力で圧接可能となっている。
As shown in FIGS. 1 and 9, the lock mechanism 12 is attached to the housing 11a (apparatus fixing portion). The lock mechanism 12 has a slide hole 12a formed in a protrusion 11c protruding from the housing 11a, a slider 12b slidably disposed in the slide hole 12a, and a lock pin at the tip of the slider 12b. 1
It has a structure in which 2c is fixed. In addition, the slider 1
An urging spring 12d is provided at the rear end of 2b, whereby the lock pin 12c can be pressed against the outer peripheral surface of the nut 9 with a predetermined urging force.

【0024】次に本実施例装置の作用効果を主として図
10ないし図14に沿って説明する。
Next, the operation and effect of the apparatus of this embodiment will be described mainly with reference to FIGS.

【0025】まず、主軸4に装着された工具保持部材1
0を取り外す場合について説明する。工具交換指令が出
されていない時は、図10に示すごとく、ロック機構1
2及び交換アーム11はナット9より離れた位置にあ
る。また、ナット9のクランプ爪9bと工具保持部材1
0のキー溝10cは図10(b)に示すように、互いに
合致しない位置関係にある。
First, the tool holding member 1 mounted on the spindle 4.
The case of removing 0 will be described. When the tool change command is not issued, as shown in FIG. 10, the lock mechanism 1
2 and the exchange arm 11 are located apart from the nut 9. In addition, the clamp claw 9b of the nut 9 and the tool holding member 1
As shown in FIG. 10B, the 0 key grooves 10c are in a positional relationship that does not match each other.

【0026】この状態で、工具交換指令が出されると、
図11に示すように、上記ロック機構12及び交換アー
ム11が図面右方向に前進してロックピン12cをナッ
ト9の外周面に圧接させると同時に交換アーム11の把
持爪11dでV型グリップ10eを把持する。その後、
主軸4を矢印の方向に回転させると、ロックピン12c
がナット9に圧接された状態のままナット9が同方向に
回転し、図12に示すように、ナット9の外周面に凹設
されたロック凹部9cにロックピン12cが係合し、こ
れによりナット9が回転方向に固定される。
In this state, if a tool change command is issued,
As shown in FIG. 11, the lock mechanism 12 and the replacement arm 11 move forward in the right direction of the drawing to press the lock pin 12c against the outer peripheral surface of the nut 9, and at the same time, the grip claw 11d of the replacement arm 11 fixes the V-shaped grip 10e. Hold it. afterwards,
When the main shaft 4 is rotated in the direction of the arrow, the lock pin 12c
The nut 9 rotates in the same direction while being pressed against the nut 9, and as shown in FIG. 12, the lock pin 12c engages with the lock concave portion 9c provided on the outer peripheral surface of the nut 9, thereby The nut 9 is fixed in the rotation direction.

【0027】さらに、図12(b)に示すように、ナッ
ト9が固定された状態で主軸4を所定角度(α)だけ矢
印方向に回転させると、上記ナット9のクランプ爪9b
と上記工具保持部材10のキー溝10cとが図13に示
すように合致する。この状態で、上記交換アーム11を
下方に移動させると、上記工具保持部材10はそのキー
溝10c部分がクランプ爪9bの内側を通って下降し、
図14に示すように主軸4より取り外される。
Further, as shown in FIG. 12B, when the main shaft 4 is rotated in the arrow direction by a predetermined angle (α) with the nut 9 fixed, the clamp claw 9b of the nut 9 is rotated.
And the key groove 10c of the tool holding member 10 are aligned as shown in FIG. In this state, when the replacement arm 11 is moved downward, the tool holding member 10 has its key groove 10c portion descended through the inside of the clamp claw 9b,
As shown in FIG. 14, it is removed from the main shaft 4.

【0028】次に、交換アーム11を180度旋回させ
ると、該交換アーム11の反対側の把持爪11d´に把
持された工具保持部材が主軸4の軸線と一致する。この
状態で交換アームを上昇させると工具保持部材10のキ
ー溝10cがクランプ爪9bの内側を通って上昇し、テ
ーパ穴10aが主軸4の雄テーパ4bに嵌合する。この
とき、ナット9はロックピン12cでロックされてお
り、この状態で主軸4を上記と逆方向にその駆動トルク
が所定値となるまで回転させれば、これにより工具の交
換が終了する。
Next, when the exchanging arm 11 is rotated 180 degrees, the tool holding member grasped by the grasping claw 11d 'on the opposite side of the exchanging arm 11 coincides with the axis of the spindle 4. When the exchange arm is raised in this state, the key groove 10c of the tool holding member 10 rises through the inside of the clamp claw 9b, and the tapered hole 10a fits into the male taper 4b of the main shaft 4. At this time, the nut 9 is locked by the lock pin 12c. In this state, if the main shaft 4 is rotated in the opposite direction to the driving torque thereof reaching a predetermined value, the tool exchange is completed.

【0029】このように本実施例では、ロックピン12
cをナット9の外周面に圧接した状態で該ナット9を主
軸4で回転させることにより、上記ナット9上のロック
凹部9cにロックピン12cが自然に係合するようにし
たので、位置決めセンサ等を用いて位置決めする場合の
ような故障・誤動作等の恐れがなくなり、信頼性を向上
できる。
As described above, in this embodiment, the lock pin 12
By rotating the nut 9 with the main shaft 4 in a state in which c is pressed against the outer peripheral surface of the nut 9, the lock pin 12c is naturally engaged with the lock recess 9c on the nut 9. There is no fear of failure or malfunction like the case of positioning by using, and reliability can be improved.

【0030】また、ロック機構12としてロックピン1
2cをナット9にスプリング等の弾性力を用いて圧接さ
せる構造を採用したので、油圧シリンダ等を用いた機構
と比較して、装置が簡単になり、価格も抑えられ、保守
点検等の手間も少なくできる。
Further, the lock pin 1 is used as the lock mechanism 12.
Since the structure in which the 2c is pressed against the nut 9 using the elastic force of a spring or the like is adopted, the device is simpler, the cost is suppressed, and the maintenance and inspection work is easier than the mechanism using a hydraulic cylinder or the like. Can be reduced.

【0031】さらにまた、ナット9をロックピン12c
で固定した後、主軸4を所定のトルクになるまで任意角
度だけ回転させるようにしたので、ナット9でクランプ
される工具保持部材10のフランジ部10fの厚さに誤
差があったり、ナット9及び主軸4のネジ部が摩耗した
場合でも、工具保持部材10を一定の締め付け力で締め
付けることができる。
Furthermore, the nut 9 is attached to the lock pin 12c.
Since the main shaft 4 is rotated by an arbitrary angle until it reaches a predetermined torque after being fixed by the above, there is an error in the thickness of the flange portion 10f of the tool holding member 10 clamped by the nut 9, and the nut 9 and Even if the threaded portion of the spindle 4 is worn, the tool holding member 10 can be tightened with a constant tightening force.

【0032】図15は上記実施例における交換アームの
変形例を示す。本変形例では交換アーム11の旋回動作
によって、ロック機構12のロックピン12cをナット
9に圧接させる構造を採用している。この圧接状態で、
上記主軸4を回転させることによりロック凹部9cとロ
ックピン12cとが係合し、これによりナット9が固定
され、工具保持部材10の着脱が行われる。本変形例
は、上述の交換アームが軸直角方向に移動するタイプの
工作機械だけでなく、旋回動作及び上下方向動作のみ行
うタイプの工作機械にも採用できる。
FIG. 15 shows a modification of the exchange arm in the above embodiment. In this modification, a structure is adopted in which the lock pin 12c of the lock mechanism 12 is pressed against the nut 9 by the turning operation of the replacement arm 11. In this pressure contact state,
By rotating the main shaft 4, the lock concave portion 9c and the lock pin 12c are engaged with each other, whereby the nut 9 is fixed and the tool holding member 10 is attached and detached. This modification can be applied not only to the above-described machine tool of the type in which the exchange arm moves in the direction perpendicular to the axis, but also to the machine tool of only the type in which the swing arm and the vertical movement are performed.

【0033】なお、上記実施例では、垂直方向に配設さ
れた主軸の下端に工具着脱装置を直接設けた場合を説明
したが、本発明の工具着脱装置は、上記以外の工作機械
にも勿論採用可能である。
In the above embodiment, the case where the tool attaching / detaching device is directly provided at the lower end of the spindle arranged in the vertical direction has been described, but the tool attaching / detaching device of the present invention can be applied to machine tools other than the above. Can be adopted.

【0034】図16は、工具アタッチメントを備えた工
作機械に採用した例である。図において20は工具アタ
ッチメントを備えた主軸装置であり、この主軸装置20
は筒型のハウジング21内にモータケース22を軸方向
に進退可能に挿入配設するとともに、該ハウジング21
の上端に上記モータケース22を軸方向に移動させる軸
送り用モーター23を装着し、この軸送り用モーター2
3の出力軸23aに接続されたボールネジ24を上記モ
ータケース22の上端に螺挿した構造となっている。
FIG. 16 shows an example adopted in a machine tool provided with a tool attachment. In the figure, 20 is a spindle device equipped with a tool attachment.
The motor case 22 is inserted and disposed in the cylindrical housing 21 so as to be movable back and forth in the axial direction.
A shaft feed motor 23 for moving the motor case 22 in the axial direction is mounted on the upper end of the shaft feed motor 2.
The ball screw 24 connected to the output shaft 23a of No. 3 is screwed into the upper end of the motor case 22.

【0035】そして上記ハウジング21の下端部にはク
ランプ機構25が配設されており、該クランプ機構25
によって工具アタッチメント26が該ハウジング21の
下端部に着脱可能に装着されている。
A clamp mechanism 25 is provided at the lower end of the housing 21. The clamp mechanism 25
The tool attachment 26 is detachably attached to the lower end of the housing 21.

【0036】上記工具アタッチメント26は、アタッチ
メントケース27と、該アタッチメントケース27内に
垂直方向に配置された垂直主軸28と、水平方向に配置
された水平主軸29とで構成されている。
The tool attachment 26 is composed of an attachment case 27, a vertical main shaft 28 arranged in the attachment case 27 in the vertical direction, and a horizontal main shaft 29 arranged in the horizontal direction.

【0037】上記水平主軸29の図示右端部に工具保持
部材30がナット31で着脱可能に装着されている。そ
してこのナット31の側方にロック機構32が配設され
ている。このロック機構32はロックピン33をナット
31の外周に圧接させるようになっており、上記水平主
軸29を回転させることによりロックピン33がナット
31のロック凹部31aに係合し、該ナット31を固定
する。
A tool holding member 30 is detachably attached to a right end portion of the horizontal main shaft 29 in the drawing with a nut 31. A lock mechanism 32 is arranged beside the nut 31. The lock mechanism 32 presses the lock pin 33 against the outer periphery of the nut 31, and by rotating the horizontal main shaft 29, the lock pin 33 engages with the lock recess 31a of the nut 31 to lock the nut 31. Fix it.

【0038】本変形例においても、上記実施例と同様の
効果が得られる。また、センサが不要であり、従ってセ
ンサ用配線も不要であるから、本実施例の如く工具アタ
ッチメント26全体を交換する場合にも適用可能であ
る。
Also in this modification, the same effect as that of the above embodiment can be obtained. Further, since the sensor is not necessary and therefore the wiring for the sensor is also unnecessary, it can be applied to the case of exchanging the entire tool attachment 26 as in the present embodiment.

【発明の効果】以上のように本発明に係る工具着脱装置
によれば、ナットにロックピンを圧接させておき、ナッ
トを回転させることによりロックピンがロック凹部に係
合するようにしたので、位置決め用センサが不要とな
り、切り屑等による誤動作の問題を解消できるととも
に、ロック機構の構造を簡素化できる効果がある。ま
た、センサ用電気配線を設ける必要もないので、主軸を
アタッチメントごと交換するタイプの工作機械にも採用
でき、適用可能機種を増大できる効果もある。
As described above, according to the tool attaching / detaching device of the present invention, the lock pin is brought into pressure contact with the nut, and the lock pin is engaged with the lock recess by rotating the nut. Since the positioning sensor is not required, the problem of malfunction due to chips or the like can be solved, and the structure of the lock mechanism can be simplified. Further, since it is not necessary to provide electrical wiring for the sensor, it can be adopted in a machine tool of a type in which the spindle is replaced together with the attachment, and the number of applicable models can be increased.

【0039】また、請求項2の発明では、ナットを固定
した後、主軸を所定トルクとなるまで任意角度回転させ
るようにしたので、工具保持部材のナットでクランプさ
れるフランジ部分の厚さに誤差があったり、ナット及び
主軸のネジ部が摩耗した場合でも十分な締め付け力が得
られる効果がある。
Further, in the invention of claim 2, after fixing the nut, the main shaft is rotated by an arbitrary angle until a predetermined torque is obtained. Therefore, there is an error in the thickness of the flange portion clamped by the nut of the tool holding member. There is an effect that a sufficient tightening force can be obtained even when the nut and the threaded portion of the main shaft are worn.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例による工作機械の工具着脱装
置の一部断面側面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional side view of a tool attaching / detaching device for a machine tool according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記実施例における主軸の側面図である。FIG. 2 is a side view of the spindle in the above embodiment.

【図3】上記実施例における主軸の底面図である。FIG. 3 is a bottom view of the spindle in the above embodiment.

【図4】上記実施例における工具保持部材の平面図であ
る。
FIG. 4 is a plan view of a tool holding member in the above embodiment.

【図5】上記実施例における工具保持部材の側面図であ
る。
FIG. 5 is a side view of the tool holding member in the above embodiment.

【図6】上記実施例におけるナットの断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a nut in the above embodiment.

【図7】上記実施例におけるナットの底面図である。FIG. 7 is a bottom view of the nut in the above embodiment.

【図8】上記実施例の工具着脱装置を採用した主軸装置
の断面側面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional side view of a spindle device that employs the tool attaching / detaching device of the above embodiment.

【図9】上記実施例における交換アームの一部断面平面
図である。
FIG. 9 is a partial cross-sectional plan view of the exchange arm in the above-described embodiment.

【図10】上記実施例の動作を説明するための図であ
る。
FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the above embodiment.

【図11】上記実施例の動作を説明するための図であ
る。
FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the above embodiment.

【図12】上記実施例の動作を説明するための図であ
る。
FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the above embodiment.

【図13】上記実施例の動作を説明するための図であ
る。
FIG. 13 is a diagram for explaining the operation of the above embodiment.

【図14】上記実施例の動作を説明するための図であ
る。
FIG. 14 is a diagram for explaining the operation of the above embodiment.

【図15】上記実施例における交換アームの変形例の一
部断面平面図である。
FIG. 15 is a partial cross-sectional plan view of a modified example of the exchange arm in the above embodiment.

【図16】上記実施例における主軸装置の変形例の側面
図である。
FIG. 16 is a side view of a modified example of the spindle device in the above embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 主軸 8 工具着脱装置 9 ナット 9c,31a ロック凹部 10,30 工具保持部材 12,32 ロック機構 11a ハウジング(装置固定部) 12c,33 ロックピン 4 Spindle 8 Tool attachment / detachment device 9 Nuts 9c, 31a Lock recess 10,30 Tool holding member 12,32 Lock mechanism 11a Housing (apparatus fixing part) 12c, 33 Lock pin

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 清之 奈良県大和郡山市北郡山町106番地 株式 会社森精機製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kiyoyuki Fukushima 106 Kita-Koriyama-cho, Yamato-Koriyama-shi, Nara Mori Seiki Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 工作機械の主軸端部に螺装されたナット
と、該ナットによって主軸端部に装着される工具保持部
材と、上記ナットを回転方向にロックするロック機構と
を備え、該ロック機構により上記ナットをロックした状
態で上記主軸を正,又は逆回転させることにより、上記
工具保持部材を上記主軸に対して締め付け、又は緩める
ようにした工具着脱装置において、上記ロック機構が、
上記ナットの外周面に凹設されたロック凹部と、工具着
脱時に上記ナットの外周面に所定の付勢力で圧接される
ロックピンとを備え、主軸を所定角度回転させる間に、
上記ロック凹部と上記ロックピンとが係合するよう構成
されていることを特徴とする工具着脱装置。
1. A lock, comprising: a nut screwed on a spindle end of a machine tool; a tool holding member mounted on the spindle end by the nut; and a lock mechanism for locking the nut in a rotational direction. In the tool attaching / detaching device configured to tighten or loosen the tool holding member with respect to the main shaft by rotating the main shaft forward or reverse in a state where the nut is locked by the mechanism, the lock mechanism is
A lock recess formed in the outer peripheral surface of the nut, and a lock pin that is pressed against the outer peripheral surface of the nut with a predetermined biasing force when the tool is attached or detached, and while rotating the main shaft by a predetermined angle,
A tool attaching / detaching device, wherein the lock recess and the lock pin are configured to engage with each other.
【請求項2】 請求項1において、上記ロック凹部にロ
ックピンが係合した状態で、上記工具保持部材が主軸の
端面に圧接されるよう上記主軸を所定トルクとなるまで
任意角度回転させることを特徴とする工具着脱装置。
2. The spindle according to claim 1, wherein the spindle is rotated by an arbitrary angle until a predetermined torque is reached so that the tool holding member is pressed against the end surface of the spindle while the lock pin is engaged with the lock recess. Characteristic tool attachment / detachment device.
JP23000492A 1992-03-04 1992-08-28 Tool attachment/detachment device Pending JPH06210504A (en)

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JP23000492A JPH06210504A (en) 1992-08-28 1992-08-28 Tool attachment/detachment device
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DE69310579T DE69310579T2 (en) 1992-03-04 1993-03-01 Tool clamping and unclamping device
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