JPH06210536A - 工具交換装置における待機工具の保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】待機中の工具に切粉や切削屑等の異物が付着す
るのを防止し、また付着しても速やかに除去することが
できる工具交換装置における待機工具の保護装置を提供
する。 【構成】複数の工具ホルダー２３にそれぞれ工具２４を
保持し、工作機械１０の加工作業に応じてこれら工具２
４のなかから所定の工具２４を選択して上記工作機械１
０に取り付けるようにした工具交換装置２０において、
上記工具ホルダー２３に保持されている待機中の工具２
４をそれぞれ保護カバー１２０で覆い、これら工具２４
の表面をクリーニング装置１３０から供給する流体によ
り掃除して表面に付着する異物を洗い流すようにしたこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マシニングセンタ等に
設置された自動工具交換装置において、待機中の工具に
切り屑などの異物が付着するのを防止した保護装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】工作物に対する各種の加工を１台の工作
機械で行うようにした万能工作機械において、数値制御
装置と自動工具交換装置とを備え、この数値制御にもと
づき工作物の各面を割出し、自動工具交換装置から必要
な工具を順次選択して取り出し、これら工具で各種加工
を順番に行うようにした自動連続複合工作機械はマシニ
ングセンタとも称されている。このようなマシニングセ
ンタ等に用いられている自動工具交換装置は、要求され
る加工に対応できるように多数の工具を備えており、こ
れら工具の中から選ばれた所定の工具が加工に用いられ
るようになっており、残りの不使用工具は次の使用に備
えて待機状態にある。

【０００３】このような自動工具交換装置の従来の使用
実態について、横型マシニングセンタに用いた場合を例
にして、図３にもとづき説明する。図３において、符号
１０はマシニングセンタであり、１１はこのマシニング
センタ１０のベッドである。このベッド１１には、主軸
１２が図中上下方向（Ｙ方向）に移動可能に設けられて
いるとともに、Ｚ軸コラム１３が図中左右方向へ移動可
能に設けられている。上記主軸１２には工具取付孔１４
が形成されており、この工具取付孔１４に工具が支持さ
れ、この工具により図示しない工作物の加工をなす。

【０００４】上記Ｚ軸コラム１３には自動工具交換装置
２０が設置されている。自動工具交換装置２０は、図示
左右方向に進退可能でかつ水平な中心線の回りに回転可
能な交換作動軸２１を備えており、この交換作動軸２１
の端部にハウジング２２が取着されている。なお、図３
において、交換作動軸２１およびハウジング２２は中心
線から上下に分けて図示してあり、上半分は後退してい
る状態、下半分は前進している状態を示してある。ハウ
ジング２２には、周方向に間隔を有して多数個の工具ホ
ルダー２３…が設けられている。これら工具ホルダー２
３…にはそれぞれ相互に異なる加工用の工具２４…が保
持されている。なお、工具２４の後端にはプルスタッド
２５が取り付けられている。

【０００５】上記のように構成された横型マシニングセ
ンタ１０の自動工具交換装置２０について、工具を交換
する場合の作用を説明する。主軸の工具を交換する場
合、まず、主軸１２が上昇されて所定の工具交換位置に
て停止される。主軸１２の上昇により、この主軸１２に
取り付けられている工具は、自動工具交換装置２０のハ
ウジング２２の下方に取着されている空きの工具ホルダ
ー２３に収容される。この状態で工具ホルダー２３は主
軸の工具をクランプし、主軸１２側はその工具を解放す
る。次に、自動工具交換装置２０の交換作動軸２１が前
進し、ハウジング２２が前方に移動され、上記工具ホル
ダー２３にチャックされている工具が主軸１２から引き
出される。そして、工具２４の後端に取り付けられてい
るプルスタッド２５が主軸１２の工具取付孔１４から完
全に抜け出した位置でハウジング２２の前進が停止され
る。

【０００６】次に、交換作動軸２１が回転し、次の加工
に必要な工具２４を選択し、この工具を支持した工具ホ
ルダー２３を下方に移動させて主軸２２と対向する位置
で停止する。そして、交換作動軸２１が後退し、工具ホ
ルダー２３に支持されている工具を主軸１２の工具取付
孔１４に差し込み、主軸１２はこの工具をクランプす
る。この状態で、工具ホルダー２３は工具を解放し、よ
って工具を主軸１２に渡す。

【０００７】主軸１２は下降し、工具取付孔１４にクラ
ンプしている工具で工作物の加工をする。この時、工具
を主軸１２に渡した上記工具ホルダー２３は空きとな
り、工具が返されるまで待つことになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような自動工具
交換装置２０においては、主軸１２に取り付けられた工
具による工作物の加工中に、加工箇所から切粉や切削屑
が発生し、これら切粉や切削屑は周囲に飛散する。この
ような切粉や切削屑は、自動工具交換装置２０の各工具
ホルダー２３にチャックされている待機中の工具２４に
付着する。すなわち、従来の場合、工具ホルダー２３に
保持されている待機中の工具２４は、プルスタッド２５
やテーパ部２６が剥き出しであり、これら露出箇所に上
記飛散した切粉や切削屑が付着することがある。

【０００９】上記工具２４のプルスタッド２５やテーパ
部２６に切粉や切削屑が付着すると、この切粉や切削屑
がくっついたままの工具２４が主軸１２の工具取付孔１
４に差し込まるようになり、この場合、工具２４のテー
パ部２６と主軸１２の工具取付孔１４との間に切粉や切
削屑が噛み込まれ、工具２４が主軸１２の軸芯から傾い
たり、芯ずれを生じる原因となり、工作物の加工精度に
悪影響を及ぼすことがある。

【００１０】また、噛み込まれた切粉や切削屑が工具２
４のプルスタッド２５やテーパ部２６の表面および工具
取付孔１４の内面を傷付けることもあり、工具取付孔１
４の内面が傷ついた場合は、次に装着される工具を傷付
ける虞れもある。

【００１１】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、待機中の工具に切
粉や切削屑等の異物が付着するのを防止し、また付着し
ても速やかに除去することができる工具交換装置におけ
る待機工具の保護装置を提供しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、複数の工具ホルダーにそれぞれ工具を保
持し、工作機械の加工作業に応じてこれら工具のなかか
ら所定の工具を選択して主軸に取り付けるようにした工
具交換装置において、上記工具ホルダーに保持されてい
る待機中の工具をそれぞれ囲う保護カバーと、これら工
具の表面に流体を流して工具の表面に付着する異物を洗
い流すクリーニング装置と、を備えたことを特徴とす
る。

【００１３】

【作用】本発明によれば、待機中の工具はそれぞれ保護
カバーにより覆われているので、飛散した切粉や切削
屑、その他の異物が工具の表面に付着するのが防止され
る。また工具の表面はクリーニング装置から供給される
流体により掃除されるから、付着した異物が除去され
る。

【００１４】

【実施例】以下本発明について、図１および図２に示す
一実施例にもとづき説明する。図１は主要部を拡大して
示す断面図、図２はマシニングセンタの全体を示す部分
的に断面した側面図である。この実施例において、図３
に記載した部材と同一部材は同一番号を付して説明を省
略する。本実施例は、自動工具交換装置２０に本発明に
係る保護装置１００を取り付けたものであり、以下この
保護装置１００について説明する。Ｚ軸コラム１３に取
り付けられた自動工具交換装置２０には、交換作動軸２
１を支持する軸受ハウジング２８が備えられており、こ
の軸受ハウジング２８はＺ軸コラム１３と同期して移動
可能となっている。この軸受ハウジング２８にはブラケ
ット１１０が取着されている。このブラケット１１０は
交換作動軸２１の先端側から見た正面視で馬蹄形をなし
ており、つまり下方が解放された逆Ｕ字型をなしてい
る。

【００１５】このブラケット１１０の内周面には、本発
明の保護カバーに該当するクリーニングブロック１２０
…が周方向に離間して取着されている。これらクリーニ
ングブロック１２０…は、自動工具交換装置２０に設け
た多数個の工具ホルダー２３…に対向して周方向に間隔
を存して配置されているが、ブラケット１１０の真下の
位置では、主軸１２が上昇してきて工具２４の受け渡し
をするので、クリーニングブロック１２０を設けていな
い。

【００１６】各クリーニングブロック１２０は、工具２
４のテーパ部２６が嵌合する嵌合孔１２１、およびプル
スタッド２５が収容される収容孔１２２を有している。
これら嵌合孔１２１および収容孔１２２は、それぞれ工
具２４のテーパ部２６およびプルスタッド２５よりも若
干大きめの内径を有している。そして、各クリーニング
ブロック１２０には、それぞれクリーニング装置１３０
が設けられている。クリーニング装置１３０は、上記ク
リーニングブロック１２０に上記収容孔１２２に連通す
る吹き出し孔１３１を形成し、この吹き出し孔１３１は
ホースまたはチューブ１３２を通じて、図示しないエア
ーコンプレッサまたはクーラント液の吐出ポンプに接続
されている。

【００１７】したがって、エアーコンプレッサまたはク
ーラント液吐出ポンプを運転すると、加圧された空気ま
たはクーラント液がホースまたはチューブ１３２を通じ
て吹き出し孔１３１に供給され、この空気またはクーラ
ント液はクリーニングブロック１２０の収容孔１２２お
よび嵌合孔１２１内に送りこまれる。このため、クリー
ニングブロック１２０に接近してくる工具２４の表面に
付着している切粉や切り屑等の異物、またはこれから表
面に付着しようとする異物を空気で吹き飛ばし、または
クーラント液で洗い流し、工具２４の表面を綺麗に掃除
するようになっている。

【００１８】このような構成の自動工具交換装置２０に
ついて作用を説明する。自動工具交換装置２０のハウジ
ング２２は、工具２４を保持していない空の工具ホルダ
ー２３が図の下側に位置するようにして停止している。
そして、マシニングセンタ１０の主軸１２の工具を交換
する場合、主軸１２は上昇し所定の工具交換位置にて停
止する。これにより、この主軸１２に取り付けられてい
る工具が自動工具交換装置２０の上記空きの工具ホルダ
ー２３に収容され、この状態でこの工具ホルダー２３は
主軸１２の工具をクランプする。主軸１２は工具を解放
し、よって工具を工具ホルダー２３に渡す。

【００１９】次に、自動工具交換装置２０の交換作動軸
２１が前進してハウジング２２が前方に移動し、上記工
具ホルダー２３にチャックされている工具は主軸１２か
ら引き出される。そして、工具２４の後端に取り付けら
れているプルスタッド２５が主軸１２の工具取付孔１４
から完全に抜け出した位置でハウジング２２の前進が停
止される。

【００２０】この状態で交換作動軸２１が回転し、次の
加工に必要な工具２４を選択し、この工具を支持した工
具ホルダー２３を下方に移動させ、主軸２２と対向する
位置で停止する。そして、交換作動軸２１が後退し、工
具ホルダー２３に支持されている工具を主軸１２の工具
取付孔１４に差し込み、主軸１２はこの工具をクランプ
する。この状態で、この工具ホルダー２３は工具を解放
し、よって工具を主軸１２に渡す。

【００２１】上記交換作動軸２１が後退した場合、上記
主軸１２に取り付けられない他の工具２４…は、それぞ
れブラケット１１０に設けたクリーニングブロック１２
０…に嵌め込まれる。これら使用されない各工具２４…
がそれぞれクリーニングブロック１２０の嵌合孔１２１
および収容孔１２２に挿入される直前に、エアーコンプ
レッサまたはクーラント液吐出ポンプを運転すると、加
圧された空気またはクーラント液がホースまたはチュー
ブ１３２、および吹き出し孔１３１を経て、クリーニン
グブロック１２０の収容孔１２２および嵌合孔１２１内
に送りこまれる。このため、クリーニングブロック１２
０に接近してくる工具２４の表面に付着している切粉や
切り屑等の異物を空気で吹き飛ばし、またはクーラント
液で洗い流し、工具２４の表面を綺麗に掃除する。

【００２２】この状態で各工具２４…は、それぞれクリ
ーニングブロック１２０…に嵌め込まれる。つまり、待
機する工具２４…は表面が綺麗に掃除された状態でクリ
ーニングブロック１２０の収容孔１２２および嵌合孔１
２１に収容される。一方、工具取付孔１４に所定の工具
２４をクランプした上記主軸１２は下降し、この工具で
工作物の加工をする。

【００２３】上記のような自動工具交換装置２０におい
ては、主軸１２に取り付けられた工具による工作物の加
工中に、加工箇所から切粉や切削屑が発生し、これら切
粉や切削屑が周囲に飛散するが、自動工具交換装置２０
の各工具ホルダー２３にチャックされている待機中の工
具２４…は、それぞれクリーニングブロック１２０の収
容孔１２２および嵌合孔１２１に収容されているからこ
れらクリーニングブロック１２０が工具２４…の保護カ
バーとなり、工具２４の表面に切粉や切削屑等の異物が
付着するのを防止する。

【００２４】このため、各工具２４…のプルスタッド２
５やテーパ部２６に切粉や切削屑が付着しないから、主
軸１２の工具取付孔１４に差し込まれた場合に、工具２
４と主軸１２の工具取付孔１４との間に異物が噛み込ま
れる等の不具合が防止され、工具２４と工具取付孔１４
との密着性が向上し、工具２４の傾きや、芯ずれが防止
されるようになり、工作物の加工精度が向上する。ま
た、工具２４のプルスタッド２５やテーパ部２６の表面
および工具取付孔１４の内面を傷付けることもなくな
る。

【００２５】そして、エアーコンプレッサまたはクーラ
ント液吐出ポンプを運転して、加圧された空気またはク
ーラント液によりクリーニングブロック１２０に接近し
てくる工具２４の表面を掃除するから、工具２４がクリ
ーニングブロック１２０に嵌め込まれた場合に、異物が
工具２４の表面とクリーニングブロック１２０の収容孔
１２２および嵌合孔１２１との間に噛み込むこともな
い。

【００２６】特に、クリーニングブロック１２０の収容
孔１２２および嵌合孔１２１を、工具２４のテーパ部２
６およびプルスタッド２５よりも若干大きめに形成して
あるから、万が一工具２４の表面に異物が付着したまま
クリーニングブロック１２０に嵌め込まれても、クリア
ランスにより食い込みを防止することができる。

【００２７】なお、上記実施例の場合、エアーコンプレ
ッサまたはクーラント液吐出ポンプを運転するタイミン
グは、上記したように工具２４がクリーニングブロック
１２０の嵌合孔１２１に挿入される直前としたが、これ
以外に工具２４がクリーニングブロック１２０に収容さ
れた待機中、またはおよび、工具２４がクリーニングブ
ロック１２０の嵌合孔１２１から抜き出された直後に運
転し、それぞれ工具２４の表面を掃除するようにしても
よい。また、上記実施例では横型マシンニングセンタ１
０に適用した場合を説明したが、本発明はこれに限ら
ず、縦型マシンニングセンタ、その他の工作機械に適用
しても実施可能である。また、上記実施例の場合、工具
２４…をクリーニングブロック１２０…に出し入れする
作用は、自動工具交換装置２０の交換作動軸２１が前後
移動することを利用し、クリーニングブロック１２０…
は前後に移動しないように構成したが、自動工具交換装
置２０において工具ホルダ−が前後に移動しない構造の
場合は、クリーニングブロック１２０…を前後に移動さ
せて工具２４…を出し入れするようにしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、待
機中の工具が保護カバーにより覆われるので、切粉や切
削屑、その他の異物が待機中の工具に付着するのが防止
され、また工具の表面をクリーニング装置より送られる
流体によって掃除するので、工具に付着した異物が除去
される。このため、工作機械に取り付けた場合に、異物
が噛み込む等の邪魔をすることがなくなり、工具の傾斜
や芯ずれ等が防止され、加工精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す自動工具交換装置の断
面図。

【図２】同実施例の自動工具交換装置を装備した横型マ
シンニングセンタの構成図。

【図３】従来の自動工具交換装置を装備した横型マシン
ニングセンタの構成図。

【符号の説明】

１０…横型マシニングセンタ １１…ベッド
１２…主軸 １３…Ｚ軸コラム １４…工具取付孔 ２０…自動工具交換装置 ２１…交換作動軸 ２２…ハウジング ２３…工具ホルダー
２４…工具 １００…保護装置 １１０…ブラケット １２０…クリーニングブロック（保護カバー） １２１…嵌合孔 １２２…収容孔 １３０…クリーニング装置 １３１…吹き出し孔 １３２…チューブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の工具ホルダーにそれぞれ工具を保
   持し、工作機械の加工作業に応じてこれら工具のなかか
   ら所定の工具を選択して工作機械に取り付けるようにし
   た工具交換装置において、 上記工具ホルダーに保持されている待機中の工具をそれ
   ぞれ囲う保護カバーと、 これら工具の表面に流体を流して工具の表面に付着する
   異物を洗い流すクリーニング装置と、 を備えたことを特徴とする工具交換装置における待機工
   具の保護装置。