JPH0651253B2 - 工作機械 - Google Patents

工作機械

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JPH0651253B2
JPH0651253B2 JP61127854A JP12785486A JPH0651253B2 JP H0651253 B2 JPH0651253 B2 JP H0651253B2 JP 61127854 A JP61127854 A JP 61127854A JP 12785486 A JP12785486 A JP 12785486A JP H0651253 B2 JPH0651253 B2 JP H0651253B2
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ロルフ、ケルプリン
ラインハルト、シュナイダー
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クラウス、パイス
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ガブリーダー、ホンスベルク、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュランクター、ハフトゥンク
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工作機械に関し、詳しくは垂直柱に設けられた
ヘッドキャリヤに対し、工具ヘッドを交換し得るように
構成した工作機械に関するものである。
〔従来の技術およびその問題点〕 機械的な組立技術に従って種々のユニットにより構成さ
れ、工具ヘッドを交換できるようにして固定できるヘッ
ドキャリヤを垂直柱が含む工作機械が、たとえばドイツ
公開特許出願第3328230 号に開示されている。
垂直柱またはヘッドキャリヤは、工具ヘッドがヘッドキ
ャリヤに取付けられるものとすると、それに主軸台また
はドリルヘッドのような工具ヘッドを結合するために駆
動手段を含む。別々の工具ヘッドマガジンがいくつかの
工具ヘッドを含む。各工具ヘッドキャリヤへ送るために
ヘッド交換機が各工具ヘッドをつかむようにされ、ヘッ
ド交換機は工作機械のヘッドマガジンと垂直柱の中間の
別のユニットとして装置される。ヘッドマガジンは垂直
柱の後ろ側に配置され、加工中の加工物の加工位置ヘッ
ドマガジンはそらされる。したがって、工具ヘッドを加
工位置から交換位置へ動かすために垂直柱をそれの垂直
軸線を中心として回転させることが必要である。
簡単な単軸加工機から、自動ヘッド交換機および自動工
具交換機を有する三軸工作機械までの種々のユニットご
との階段が公知の工作機械装置において実現されている
が、そのような装置において、自己の長手軸を中心とし
て回転できる垂直柱を基本的なモジュールとして設ける
必要がある。
最も簡単な単軸加工機の場合でも、長手軸を中心として
回転できる垂直柱を、それから何の利益が得られないと
しても、考慮に入れるべきである。
というのは、垂直柱の回転可能性が、より高度な構造の
工具ヘッド用の自動交換機の場合にのみ関連するからで
ある。しかし、あまり高度でない加工機の場合でも、垂
直柱に回転機構および対応する駆動機構を必要とし、そ
のために工作機械のコストが上昇することになる。
多角形状に配置されたいくつかの工具ヘッドのためのヘ
ッドキャリヤを備え、各工具ヘッドを加工位置へ回すこ
とができる工作機械も知られている。ヘッドキャリヤを
全部交換することもできれば、ヘッドキャリヤにおいて
個々の工具ヘッドを交換することも可能である。また、
長手軸を中心として回転できる柱もそのような工作機械
の基本的な部品として必要である。
最後に、工具ヘッドを支持する垂直柱をそれの加工位置
から後方へ動かすことができるような特別な工具交換装
置もドイツ公開特許出願第3329539 号において開示され
ている。垂直柱の下部領域において組立てられた回転可
能な環はいくつかのヘッドつかみを保持する。その環を
それの垂直軸線を中心として回転させることにより、工
具ヘッドは置く位置へ動かされ、かつその環を一層回す
ことにより別の工具ヘッドを垂直柱に取付けることがで
きる。したがって、工具を交換するためには、垂直柱を
移動させることおよび環を回転運動させることが必要で
ある。更に工具ヘッドを垂直に結合し、または工具ヘッ
ドを垂直柱から取外すためには、上昇運動を行わなけれ
ばならない。
交換可能な工具ヘッドが設けられた公知の工作機械で工
具ヘッドを交換するためには、垂直柱を基体位置へ回転
させるか、移動させて、工具ヘッドを加工位置から交換
位置へ動かすことができるようにしなければならないか
ら、そのような工作機械は不利である。その動作を行わ
せるためには大きい質量を加速または減速する必要があ
る。更に、垂直柱の回転運動に続いて、ヘッド交換機は
長い時間を要する一連の運動をさせられる。その時間は
加工物の加工時間にくいこむ。
工作機械は応用自在でなければならず、種々の加工作業
を実現するために、プログラムされた制御に従って、種
々の工具ヘッドまたは工作を動作させることを期待され
る。本発明は工具ヘッドまたは工具を簡単かつ迅速に取
付けることができる工作機械を提供するものである。
「工具ヘッド」という用語はこれに関連して一般的な意
味を有する。本発明の工作機械は静止している工具また
は動くことができる工具、とくに主軸台およびドリルヘ
ッドを保持する任意の支持体を含む。工具ヘッドは多軸
ヘッドとすることもできる。
本発明の目的は、種々の機械加工作業を行うために、基
本的な加工部品の簡単な構成により工具ヘッドを迅速に
交換できるようにする、種々の工具ヘッドを取付ける融
通性に富む工作機械を得ることである。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで本発明では、垂直柱と、少なくとも１個の工具ヘ
ッドを保持するとともに該工具ヘッドをワークに対応さ
せた位置および交換位置の間で移動させるべく垂直柱に
対し上下動自在に設けられたヘッドキャリヤと、工具ヘ
ッドを保持するヘッドつかみを備えかつ該ヘッドつかみ
とヘッドキャリヤとの間で工具ヘッドを直接に交換する
交換位置にヘッドつかみを移動させるべく垂直柱に対し
垂直軸を中心に回転自在に設けられたヘッド交換機と、
工具ヘッドの上部とヘッドつかみの底部とを連結する第
１の連結手段、および工具ヘッドの側面とヘッドキャリ
ヤの正面とを連結する第２の連結手段とを設けることに
より、上記目的を達成している。
かかる構成によれば、第１の連結手段と第２の連結手段
との協働作用によって、工具ヘッドはヘッドキャリヤと
ヘッド交換機との間において、専用の移送手段を要する
ことなく直接に移載されるので、不用意な構成部品の増
加や制御の繁雑化を未然に防止することができる。
また、工具ヘッドがヘッド交換機とヘッドキャリヤとの
間で直接に移載されることにより、工具ヘッドの交換作
業が短時間で済み、もって機械加工作業を効率良く実施
することができる。
さらに、第１の連結手段を介して工具ヘッドをヘッドつ
かみに保持させたことにより、ヘッド交換機が移動する
際の工具ヘッドのガタや脱落が防止され、もって構造部
品の不用意な損傷を未然に防止することができる。
本発明の基本的な工作機械は自己の長手軸を中心として
回転できる必要がない垂直柱を有する。本発明の一実施
例においては、垂直柱は少くとも１個の工具ヘッドを有
し、垂直柱の長手軸（垂直軸）を中心として回転させら
れるヘッド交換機が設けられている。
本発明の工作機械は、希望により種々の部品で構成で
き、かつ種々の部品に拡張できる。本発明の工作機械装
置の基本的なユニットは垂直柱を含み、簡単な設計の場
合には、その垂直柱はただ１個のヘッドキャリヤと、た
だ１個の工具ヘッドを含む。たとえば三軸工作機械にお
いては、垂直柱をＺ軸方向に動くことができる移動手段
として使用できる。
更に、ヘッドキャリヤは垂直柱の上を垂直方向に移動で
きる。その結果、使用されるこの基本的な工具交換機は
簡単であるばかりでなく、高度に進歩した機能を有し、
ヘッド交換機のための回転しない垂直柱すなわち支持体
であって、その垂直柱の構造は非常に簡単である。この
基本的なユニット（垂直柱）は複雑でなくて、低コスト
で製作できるから（工具ヘッドの交換機が無い）基本ユ
ニットのみを使用したい利用者は、より高度の複雑な構
造においてのみ利用される付加構成要素を有する工作機
械を得る必要はない。
工具ヘッドを交換するために簡単な一連の運動を行わせ
るが、そうすると非常に有利である。工具ヘッドを交換
するためには、垂直柱に設けられているヘッド交換機の
みを回転させるだけでよい。交換作業のためには、工具
または工具の把っ手を加工物に当らないように少し動か
すことを除き、垂直柱を移動させる必要はない。
ヘッド交換機の質量は比較的小さい。このために、ヘッ
ドつかみを加速すること、およびヘッドキャリヤに取付
けられている工具ヘッドが受けられる交換位置、または
別の工具ヘッドがヘッドキャリヤに取付けられる交換位
置に動いているヘッドつかみを制動することが容易とな
る。工具ヘッドの駆動手段が、回転できない垂直柱内に
組込まれる。その垂直柱にヘッド交換機が回転できるよ
うにして取付けられる。工具ヘッドを交換するために別
の交換手段を工作機械の横または背後に設ける必要はな
く、余分のスペースを必要とすることなしに交換機を垂
直柱に直接固定できる。
本発明の工作機械のヘッド交換機により、１個の工具ヘ
ッドを交換位置へ移動させることができると同時に、加
工側からそらされた垂直柱の背後側に別の工具ヘッドを
設けることができる。あるいは、工具ヘッドをコンピュ
ータにより制御されるマガジンへ送ることができる。
本発明の工作機械は、それに取付けることができる工具
の種類が豊富であり、かつ工具の交換を迅速に行えるこ
とが特徴である。工具ヘッドを交換するために加速せね
ばならない質量は非常に小さい。したがって、多種類の
工具ヘッドを容易かつ効果的に採用できる。予定されて
いる機械加工に従って最適な工具ヘッドを、たとえば単
軸ヘッド、多軸ヘッド、スライス削りヘッド、面削りヘ
ッド、精密機械加工ヘッド、油圧で支持される主軸台等
を使用できる。回転している加工物を受けるために主軸
台を使用することも可能である。
工具ヘッドで１個またはいくつかの工具を交換したいこ
とがしばしばある。そのために、従来のいくつかの工具
交換機は工具ヘッドから工具を外し、別の工具を取付け
ることができる。本発明に関わる工作機械には、垂直柱
に交換できるようにして取付けられているキャリヤの取
付け場所において第１の水平軸を中心として回ることが
できる工具交換機を設けることができる。工具交換機の
つかみ腕を、第１の水平軸に対して直角に延びる第２の
軸に沿って動かすことができる。工具は工具ヘッドから
水平方向に動かされ、工具マガジンの中に垂直方向に入
れられる。その工具マガジンには傾斜できる工具ケース
を設ける必要はない。
工具交換の場合に、工具ヘッドを短時間だけ加工物から
離すこと、および工具を交換するために必要な加工物か
ら動かす距離をできるだけ短くすることが工作機械の運
転時には非常に好ましいことである。これが本発明が行
うことであり、工具をぶつかる距離から離すことが必要
なだけである。
工具交換機は、工具ヘッド交換機の代りに、または工具
ヘッド交換機に加えて工作機械の垂直柱に取付けること
ができる。あるいは、垂直柱の右側または左側に工具交
換機と工具マガジンの少くとも一方を設けることができ
る。従来のヘッド交換機の場合には、マニピュレータに
より後方位置において工具交換を実現できる。そのマニ
ピュレータはマガジンの工具も交換できる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。
まず第１図を参照して、生産ラインに沿って配置され、
数値制御されている何台かの各工作機械はベッド10を有
する。このベッドは工作機械のベースを形成し、そのベ
ッド10にＸ軸方向に延びる案内ジブ11が設けられる。水
平キャリッジ12がＸ軸方向に動くことがで、かつ案内ジ
ブ13を含む。その案内ジブ13はＺ軸方向に加工物（図示
せず）へ向って延びる。
案内ジブ13上を案内される垂直柱14が案内ジブ15を含
む。この案内ジブ15の上でヘッドキャリヤ16が垂直方向
（Ｙ軸方向）に動くことができる。ヘッドキャリヤ16は
それの前側が加工物に向き合う移動手段である。そのヘ
ッドキャリヤ16は、１個またはそれ以上の工具18を受け
るようになっている主軸台を取付ける交換可能な工具ヘ
ッド17を支持する。ヘッドキャリヤ16と工具ヘッド17と
の間には、上記工具ヘッド17をヘッドキャリヤ16に掴持
固定する結合手段を備え、上記ヘッドキャリヤ16と工具
ヘッド17とを互いに連結するための第２の連結手段が設
けられている。ヘッドキャリヤ16は駆動力を垂直柱14の
内側の駆動軸（図示せず）から工具ヘッド17に連結する
ための連結機構も含む。
工具ヘッド17を交換するためヘッド交換機19は、垂直柱
14の上端部に位置させられて、垂直軸を中心として回転
するようになっている水平支持体20より成る。ヘッド交
換機19は垂直柱14に固定されているモータ21により駆動
され、水平支持体20のクラウン歯車にかみ合うピニオン
を駆動する。支持体20の直径上の２点からヘッドつかみ
22と23が下方へ延びる。上記工具ヘッド17の上部と、上
記ヘッドつかみ22, 23の底部との間には、両者を互いに
連結するための第１の連結手段が設けられている。この
第１の連結手段は、ヘッドつかみの底部に設けられた掴
み部材と、工具ヘッドの上部に設けられ上記掴み部材を
挿入かつ固定する取付け手段とから成っており、上記掴
み部材を取付け手段に挿入することによって、各ヘッド
つかみ22，23は、工具ヘッド17を上方から保持すること
ができる。また上記掴み部材はＴ形を呈しており、取付
け手段に挿入した後、垂直軸線を中心として回転させる
ことによって取付け手段と係合する。固定機構のための
駆動手段がヘッドつかみ22の内部に組込まれる。ヘッド
キャリヤは熱硬化性のサスペンションを含む。そのサス
ペンションは、温度変動の場合に工具ヘッドの軸線がそ
れの位置を維持するように構成される。
ヘッドキャリヤ16から工具ヘッド17を外すために、工具
ヘッド17の高さがその工具ヘッドを交換できるような高
さになるような位置へヘッドキャリヤ16はＹ軸に沿って
移動させられる。第１図に示すようにヘッドつかみ22は
既に交換位置にある。工具ヘッド17がヘッドつかみ22の
下側に進ませられると、工具ヘッド17はヘッドつかみ22
のつかみ部材によりただちにつかまれる。それからヘッ
ドキャリヤ16における工具ヘッド17の固定をゆるめるこ
とにより、工具ヘッド17はヘッドつかみ22に固定されて
いるために、ヘッドキャリヤ16を遊び状態で降下させる
ことができる。
その後で、モータ21がヘッド交換機19を180 度回転させ
ることにより、搬出位置に既にある工具ヘッド17′が交
換位置まで回転させられ、交換位置に置かれていた工具
ヘッド17が搬出位置へ回転させられる。ヘッドキャリヤ
16が工具ヘッド17′の背後に入り込むと、その工具ヘッ
ド17′はヘッドキャリヤ16に固定される。それと同時
に、工具18のための駆動連結が設定される。ヘッドキャ
リヤ16が工具ヘッド17とともにＹ軸に沿って動いて所要
の位置に置かれるように、ヘッドつかみ22の固定が解放
される。そうすると垂直柱14のうしろ側で置く状態にな
っている工具ヘッド17を、最も簡単な場合には、いくつ
かの載置箇所を有する静止した載置台から成るヘッド載
置手段の上に置くことができる。垂直柱14またはキャリ
ッジ12の対応する動さにより、後部のヘッドつかみを希
望する任意の置く位置へ動かすことができ、工具ヘッド
を置くことができ、または置かれている工具ヘッドをつ
かむことができる。
第１図に示されている好適な実施例は、水平方向と垂直
方向に動くことができる載置台26を含むヘッド搬送手段
25を備えて成る機構を示す。ヘッド搬送手段25は、工作
機械の列に平行である案内ジブ27により棚装置に沿って
すべることができるキャリッジである。対応する工具ヘ
ッドを受けるため、およびそれをラック（図示せず）内
に置くために、載置台26を送り点の下側の各工作機械ヘ
ッドキャリヤまで動かすことが可能である。更に、工具
ヘッド17を工作機械の搬出位置へ送るために、載置台26
は工具ヘッド17をラックから取出すことができる。それ
から対応する工具ヘッドはヘッドつかみ23によりつかま
れ、ヘッド交換機19を回すことにより、それは交換位置
へ動かされ、その交換位置において、工具ヘッド17をヘ
ッドキャリヤ16を連結できるように工具ヘッドは位置さ
せられる。
ヘッド搬送手段またはマニピュレータにより、マガジン
からの工具を組立て、または分解することを随意に行う
ことができ、工具をラック装置からとり出すこと、また
は工具をラック装置に置くことができる。
ヘッド交換機19の中央部分には穴28が設けられ、垂直柱
14の種々の駆動手段がその穴を貫通する。その駆動手段
はヘッドキャリヤ16をＹ軸に沿って動かすモータ29と、
工具ヘッド17のスピンドルを駆動するためのモータ30
と、工具ヘッド17の質量補償を行う油圧シリンダ31とを
含む。
Ｘ，ＹおよびＺの３本の軸に沿う動きは距離測定器（図
示せず）により検出され、検出された距離は、加工動作
とヘッド交換動作を監視する数値制御装置へ与えられ
る。
第１図に示されている工作機械の場合には、個々の工作
ヘッドの交換と、その工具ヘッドを置くことは自動的に
行なわれる。第２図に示されている上部支持体19′は二
対のヘッドつかみを有し、それらのヘッドつかみのうち
の一対のヘッドつかみ22，23には工具交換機32が設けら
れる。ヘッドつかみ22，23は互いに180 度離れて向き合
わされ、それらのヘッドつかみ22，23から90度離れてい
る他の一対のヘッドつかみ33，34も互いに180 度隔てて
向き合わされる。
支持体19′の上側に環状の工具マガジン35が設けられ
る。その工具マガジンは回転可能環または循環するチェ
ーンで構成される。工具マガジン35には複数の収納手段
としての垂直穴36が設けられる。各穴36を対応する工具
交換機32の送り位置へ動かすことができる。工具交換機
32はＵ字形のホルダー37を有する。そのホルダーの端部
は関連するヘツドつかみ22または23に蝶番で連結され
る。そのヘッドつかみは第１の水平軸38を中心として回
ることができる。Ｕ字形ホルダー37の中央部分に、第１
の水平軸38に対して直交して延びる第２の水平軸40に沿
って動くことができる直線駆動部39が固定される。その
軸40はつかみ腕41を支持する。そのつかみ腕41も軸40を
中心として回ることができる。つかみ腕41は工具18ａま
たは18ｂを囲んで保持するつかみ手42または43を備え
る、互いに逆向きの２つのつかみ機構を有する。そのた
めに、工具は対応する溝を有する。各つかみ手には、つ
かみ腕41から延びて相対的に接近する向きに動き、工具
18ａまたは18ｂを囲む２つの同期して制御されるつかみ
指が設けられる。先行技術で知られているようにして、
工具ヘッド17の内側で固定するために、工具18ａ，18ｂ
は鋭いテーパー継手44と受けボルト45を含む。
第２図に示すように、工具18ｂはつかみ手41により工具
ヘッド17から外され、直線駆動部39を作動させることに
より、つかみ腕41は軸40へ向って動かされる。工具18ｂ
が抜き出されると、つかみ腕41は軸40を中心として回さ
れ、工具18ａを工具ヘッド17の穴の前に置く。直線駆動
部39を引きこめることにより、工具18ａは工具ヘッド17
の中に入れられて駆動側に連結され、固定される。それ
から、ホルダー37が軸38を中心として傾けられると同時
に、直線駆動部39が動かされて、つかみ腕41の一方のつ
かみ手が工具マガジン35の送り位置において、穴36の上
にくることができるようにする。直線駆動部39の対応す
る逆作動により、工具を降ろして穴36の中に入れること
ができる。工具を穴36から抜き出すには、いま述べた工
具を工具マガジン35に取付ける動作とは逆の動作により
行うことができる。
第２図に示されている実施例の場合には、各ヘッドつか
み22，23に１個の工具交換機32が割当てられる。したが
って、対応する工具ヘッド17が１つのヘッドつかみの所
に置かれた時に工具が交換されるから、たとえば、工作
機械の後方にあって、一時的に使用されていない工具ヘ
ッド17′の所で工具の交換を行うことができる。工具が
使用されていない間に工具交換を行うことにより時間を
節約できるから有利である。
第２図に示されている工具交換機32はヘッドつかみ22と
23に１対１で組合わせる必要はないが、ヘッド交換機1
9′の代りにただ１つの支持体34に垂直柱14上の少くと
も１つの工具交換機を設けることができる。その場合に
は、工具ヘッド17または17′ではなく、対応する工具ヘ
ッドの個々の工具が交換される。
いくつかのヘッドつかみ22，23，33，34を設けることに
より、特定の加工作業のために、工具受け、トルク、速
度範囲等が異なり、順次使用される種々の工具ヘッドを
ヘッドキャリヤに選択的に取付けることができるという
利点が得られる。こうすることにより、スピンドルの形
式が異なる工具ヘッド、たとえば極めて速い、または極
めて遅いスピンドルを有し、あるいは工具のための特定
の受けを有する工具ヘッドを使用できる。更に、２個の
工具を同時に交換するために二重工具交換機も使用でき
る。
本発明の工作機械はなるべく固定されている加工物を加
工するようにする。求められる全ての運動および加工動
作は工具ではなくて工作機械により行われる。
次に第３図を参照する。この図に示されているヘッド交
換機19′は、４個のヘッドつかみの代りにただ２個のヘ
ッドつかみ22，23が設けられ、第２図のヘッドつかみ3
3，34は省かれている点のみが第２図に示すヘッド交換
機と異なる。各ヘッドつかみ22，23は工具交換機32を含
む。この工具交換機は前記のようにして取付けられる。
更に、ヘッド交換機19′上で回転できる工具マガジン35
は工具交換機32と協働するようにされる。いくつかの工
具交換機があるから、異なる工具受けを有する工具を使
用でき、各工具交換機は異なる種類の工具受けに適合さ
せられる。
第４図に示されているヘッド交換機19′はいくつかのヘ
ッドつかみ22を有する。各ヘッドつかみには工具ヘッド
17が吊り下げられるようにして固定される。環状を成す
ヘッド交換機19′の周囲には複数のヘッドつかみ22が半
径方向に取付けられる。
第５図に示されている工作機械では、垂直柱14がベッド
50上の案内ジブ51に沿ってＺ軸方向に動くことができる
とともに、ヘッド交換機19が垂直柱14に更に取付けら
れ、工具ヘッド17は垂直方向に動くことができるヘッド
キャリヤ16を介して垂直柱14に取付けられている。ヘッ
ド交換機19の各ヘッドつかみ22，23は工具ヘッド17また
は17′を吊り下げようにして支持できる。その工具ヘッ
ドはヘッドキャリヤ16の前方または後方へ回すことがで
きる。
第６図に示されている工作機械は、二軸工作機械であ
り、垂直柱14に設けられた垂直案内ジブの上を、ヘッド
キャリヤ16が垂直方向へ移動することができるととも
に、垂直柱14はベッド50の案内ジブ15上をＺ軸方向に動
くこともでき、さらに垂直柱14の上端部に設けられたヘ
ッド交換機19には、２個のヘッドつかみ22，23が枢着さ
れている。
第７図に示されている工作機械も、垂直柱14を使用する
二軸工作機械であり、ベッド10の上ではキャリッジ12が
Ｘ軸方向に動くことができるとともに、そのキャリッジ
12の上を垂直柱14がＺ軸方向に動くことができ、この垂
直柱14にはヘッドキャリヤ16とヘッド交換機19とが取り
付けられており、このヘッド交換機19におけるヘッドつ
かみ22，23の一方から、上記ヘッドキャリヤ16に工具ヘ
ッド17を送ることができる。
この垂直柱14は、本発明の工作機械に明らかに認めるこ
とができるものであり、工具ヘッドと工具の少くとも一
方を迅速かつ融通性をもって交換する本発明の工作機械
の動作を可能にするのは垂直柱14の存在である。
第８図は、加工位置または交換位置にはなくて搬出位置
にあるヘッドつかみ23（第１図）から工具ヘッド17′を
受け、それらの工具ヘッド17′をヘッド載置手段へ送る
ために、工作機械に使用できる比較的簡単なヘッド搬送
手段25の実施例を示す。このヘッド搬送手段25は、垂直
ビームを有するキャリッジ53の水平移動を案内するため
の平行案内ジブ27を含む。その垂直ビーム上においては
キャリッジ54が垂直方向に動く。そのキャリッジからは
平行四辺形のスイングアーム55が突き出る。このスイン
グアームの自由端部には平行に案内されるヘッドつかみ
56が固定され、工作機械のヘッドつかみ23（第１図）か
らそれを除去するために工具ヘッド17の上部をつかむよ
うになっている。ヘッドつかみ56に支持されている工具
ヘッド17′をキャリッジ53により送って、ラックの上に
のせることができ、または遠くの加工場所へ運ぶことが
できる。更に、スイングアーム55を、案内ジブを横切る
垂直平面内で軸58を中心として矢印57の向きに回すこと
ができる。
第９図に示されているヘッド搬送手段25も水平案内ジブ
27を有する。この水平案内ジブによりキャリッジ53は水
平方向に案内される。しかし、別のキャリッジ54はキャ
リッジ53の上を垂直方向に動くことができる。そのキャ
リッジ54は、工具ヘッド17′または工具18をラック60へ
送るために、工具ヘッド17′または工具18を工作機械か
ら除去するようになっている操作手段59を有する。これ
とは逆に、工具ヘッドまたは工作を工作機械へ送るため
に、ヘッド搬送手段25は工具ヘッドまたは工具をラック
60から除去できる。工具または工具ヘッドを置くために
格納場所がコンピュータ化された制御装置により格納さ
れて、指令が与えられた時に、工具または工具ヘッドを
それらが置かれている位置から取り出し、それを工作機
械へ送ることができる。図示の実施例においては、操作
手段59は、キャリッジ54の所で水平軸を中心として回る
アーム61と、別の水平軸に枢着されているヘッドつかみ
または工具つかみとで構成される。コンピュータ化され
た制御装置により作動させられるヘッドつかみおよび工
具つかみも設けることができる。操作手段59の自由度は
３本の軸の全ての方向に求められる運動を行うのに十分
である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、複数台の工作機械を並設して成る生産ライン
を示す斜視図。 第２図ないし第４図は、付加工具交換機の設けられたヘ
ッド交換機の実施例を示す斜視図。 第５図ないし第７図は、同じ基本ユニットを用いて成る
工作機械の開発段階を示す斜視図。 第８図は、ヘッド搬送手段の一実施例を示す概略斜視
図。 第９図は、ヘッド搬送手段の他の実施例を示す概略斜視
図。 12……水平キャリッジ、14……垂直柱、16……ヘッドキ
ャリヤ、17……工具ヘッド、19……ヘッド交換機、20…
…水平支持体、22，23，33，34……ヘッドつかみ、24…
…取付け手段、25……ヘッド搬送手段、26……載置台、
32……工具交換機、35……工具マガジン、41……つかみ
腕。
フロントページの続き (72)発明者 ラインハルト、シュナイダー ドイツ連邦共和国、デー5275、ベルクノイ シュタト ２、コルテミッカー・シュトラ ーセ 16 (72)発明者 ハインリヒ、ブルクトルフ ドイツ連邦共和国、デー5630、レムシャイ ト 11、ハケンベルク 63アー (72)発明者 クラウス、パイス ドイツ連邦共和国、デー5632、ヴェルメル スキルヒェン、ベルタ・フォン・ズットネ ルヴェーク ９ (56)参考文献 特開 昭53−7888（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−51077（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−96714（ＪＰ，Ｕ) 特開 昭53−115992（ＪＰ，Ａ)

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】垂直柱と、 少なくとも１個の駆動される工具ヘッドを保持するとと
    もに、上記工具ヘッドをワークに対応させた位置と工具
    ヘッド交換時における交換位置との間において移動させ
    るべく、上記垂直柱に対して上下方向に沿って移動自在
    に設けられたヘッドキャリヤと、 上記工具ヘッドを保持するヘッドつかみを備え、該ヘッ
    ドつかみと上記ヘッドキャリヤとの間において、上記工
    具ヘッドを直接に交換するための交換位置に上記ヘッド
    つかみを移動させるべく、上記垂直柱に対して垂直軸を
    中心として回転自在に設けられたヘッド交換機と、 上記工具ヘッドの上部と上記ヘッドつかみの底部とを連
    結する第１の連結手段と、 上記工具ヘッドの側面と上記ヘッドキャリヤの正面とを
    連結する第２の連結手段と、 を具備して成ることを特徴とする工作機械。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の工作機械であ
    って、垂直柱におけるヘッド交換機の高さは固定され、 ヘッドキャリヤは、ヘッド交換機に対して垂直に動くこ
    とができる移動手段に取り付けられることを特徴とする
    工作機械。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の工作機械であ
    って、ヘッド交換機は少くとも一対のヘッドつかみを含
    み、それらのヘッドつかみはヘッド交換機の回転中心で
    ある垂直軸に対して互いに180 度ずらされることを特徴
    とする工作機械。
  4. 【請求項４】特許請求の範囲第３項記載の工作機械であ
    って、上記一対のヘッドつかみは、一方のヘッドつかみ
    が上記交換位置に移動した際、他方のヘッドつかみがヘ
    ッドグリッパから工具ヘッドを解放するための予設定さ
    れた搬出位置へ移動し、かつ上記搬出位置に占位したヘ
    ッドつかみの下方には、上記搬出位置において上記ヘッ
    ドつかみから解放された工具ヘッドを受けるヘッド載置
    手段を備えて成ることを特徴とする工作機械。
  5. 【請求項５】特許請求の範囲第４項記載の工作機械であ
    って、ヘッド載置手段は静止した載置台であることを特
    徴とする工作機械。
  6. 【請求項６】特許請求の範囲第４項記載の工作機械であ
    って、ヘッド載置手段は、ラックに沿って動き、送り出
    し位置と複数の置く位置の間で移動するヘッド搬送手段
    を含むことを特徴とする工作機械。
  7. 【請求項７】特許請求の範囲第６項記載の工作機械であ
    って、ヘッド搬送手段は水平方向に動くことができる載
    置台を含むことを特徴とする工作機械。
  8. 【請求項８】特許請求の範囲第１項記載の工作機械であ
    って、第１の連結手段は、ヘッドつかみの底部に設けら
    れた掴み部材と、工具ヘッドの上部に設けられ上記掴み
    部材を挿入かつ固定し得る形状の取付け手段とから成る
    ことを特徴とする工作機械。
  9. 【請求項９】特許請求の範囲第１項記載の工作機械であ
    って、第２の連結手段は、工具ヘッドが交換位置に在る
    とき、ヘッドつかみに結合された工具ヘッドを、上記ヘ
    ッドキャリヤに掴持固定する結合手段を有することを特
    徴とする工作機械。
  10. 【請求項１０】特許請求の範囲第３項記載の工作機械で
    あって、ヘッド交換機は周縁部に分布された少くとも二
    対のヘッド支持体を含むことを特徴とする工作機械。
  11. 【請求項１１】特許請求の範囲第１項記載の工作機械で
    あって、ヘッド交換機は、垂直柱に固定されている突出
    駆動手段が通るくぼみを垂直柱の上端部上に含む構造体
    であることを特徴とする工作機械。
  12. 【請求項１２】特許請求の範囲第１項記載の工作機械で
    あって、ヘッド交換機は、そのヘッド交換機の回転軸を
    中心として別々に回転できる工具マガジンを踏み、その
    工具マガジンは工具ヘッドの工具を受ける複数の収納手
    段を含むことを特徴とする工作機械。
  13. 【請求項１３】特許請求の範囲第12項記載の工作機械で
    あって、少くとも１個のヘッドつかみに割当てられる工
    具交換機を更に備え、この工具交換機はヘッド交換機に
    おいて水平の第１軸を中心として回ることができるホル
    ダーを備え、そこにおいて、第１の軸に対して垂直に延
    びる第２の軸に沿ってつかみアームが動くことができる
    ことを特徴とする工作機械。
  14. 【請求項１４】特許請求の範囲第13項記載の工作機械で
    あって、つかみアームの第２の軸に対して直角に延びる
    各端部はつかみ腕を備え、そのつかみ腕の長さは、ホル
    ダーが上に傾けられた時に、１本のつかみ腕が工具マガ
    ジン内に含まれている工具に係合し、ホルダーが下方に
    傾けられた時に、１本のつかみ腕が工具ヘッド内に挿入
    されている工具に係合するような長さであることを特徴
    とする工作機械。
  15. 【請求項１５】特許請求の範囲第14項記載の工作機械で
    あって、各つかみ腕は同期して制御される２本のつかみ
    指を含むことを特徴とする工作機械。
  16. 【請求項１６】特許請求の範囲第２項記載の工作機械で
    あって、垂直柱は頑丈なハウジングを備え、そのハウジ
    ングはそれの前方側に移動手段の垂直案内路を有するこ
    とを特徴とする工作機械。
  17. 【請求項１７】特許請求の範囲第16項記載の工作機械で
    あって、垂直柱はある軸線に平行にレール上を動くこと
    ができ、その軸線に対して加工物の処理が行われること
    を特徴とする工作機械。
  18. 【請求項１８】特許請求の範囲第17項記載の工作機械で
    あって、垂直柱は水平キャリッジ上を、ベース上の処理
    軸線に対して横方向に案内されて動くことができること
    を特徴とする工作機械。
  19. 【請求項１９】特許請求の範囲第１〜18項のいずれかに
    記載の工作機械であって、ヘッドキャリヤは工具ヘッド
    のために熱硬化できるサスペンションを含み、そのサス
    ペンションは、熱変動の場合に、工具ヘッドの軸線がそ
    れの位置を維持するように構成されることを特徴とする
    工作機械。
  20. 【請求項２０】特許請求の範囲第１項記載の工作機械で
    あって、 工具の装着された工具ヘッドを保持する垂直柱に対して
    移動可能に設置された支持体に、第１の水平軸を中心と
    して揺動自在に支承されたホルダーと、 上記ホルダーに設けられ、上記第１の水平軸に直交して
    延びる第２の水平軸に沿って移動可能であるとともに、
    工具ヘッドから解放された工具を受け取るための工具交
    換位置へ旋回可能な少なくとも１個のつかみ腕と、 を備えて成る工具交換を有することを特徴とする工作機
    械。
  21. 【請求項２１】特許請求の範囲第20項記載の工作機械で
    あって、 上記支持体は、工具の装着された工具ヘッドを保持し、
    上記工具ヘッドを該工具ヘッドが垂直柱に取付けられる
    位置へ移動させ、かつ上記位置から移動させるととも
    に、 工具ヘッドと該工具ヘッドに装着された工具が垂直柱に
    支持されていない状態であっても、工具ヘッドから工具
    を取外すべく上記ホルダーは揺動し得るとともに上記つ
    かみ腕は動作可能であることを特徴とする工作機械。
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