JPH0679568A - 穴加工用工作機械のツール交換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ツールに合わせてブッシュを交換するための
構造を簡素化する。 【構成】 ツールストッカー１１に収容されたボーリン
グバーＢのそれぞれに専用のガイドブッシュｂを装着し
ておき、加工中のボーリングバーＢを案内するガイドヘ
ッド７にはガイドブッシュｂをチャッキングするチャッ
ク８を設ける。ツール交換対象となるボーリングバーＢ
が切削加工ユニット３の主軸５に装着されている状態
で、切削加工ユニット３の前進後退動作と併せてチャッ
ク８を開閉することにより、ボーリングバーＢとチャッ
ク８との間で該当するガイドブッシュｂの受け渡しを行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボーリングバーやガン
ドリル等の回転型の長尺なツールバーを用いて加工を行
う自動ツール交換機能付きの穴加工用工作機械におい
て、ツールストッカーと切削加工ユニットの主軸との間
でツールバーの交換を行うツール交換方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の穴加工用工作機械として図６，
７に示す構造のものがある。図６，７に示すものは一般
にガンツールセンタあるいはガンドリルセンタと称され
ているもので、主軸１０１の先端にツールバー（ガンド
リル）１０２を備えた切削加工ユニット１０３と、ワー
クＷが固定されたパレット１０４を位置決め固定するた
めのワークベース１０５と、複数のツールバー１０２，
１０２…が収容された自動ツール交換機構付きのツール
ストッカー１０６を中心として構成されている。

【０００３】そして、基本的には、ツールストッカー１
０６から選択されて取り出されたツールバー１０２を切
削加工ユニット１０３の主軸１０１に装着した上、その
ツールバー１０２を回転駆動させながら切削加工ユニッ
ト１０３に切削送りを与えることでワークＷに所定の穴
加工が施されることになる。

【０００４】一方、上記ツールバー１０２はその長さが
長いために、図６に示すようにガイドヘッド１０７に設
けたガイドブッシュ１０８に対し加工に関与するツール
バー１０２を挿入してこれを案内しながらツールバー１
０２の芯出しを行うようにしているものであるが、上記
のガイドブッシュ１０８はツールバー１０２の外径に応
じてそれぞれに内径寸法が異なることからツールバー１
０２自体の種類に応じてガイドブッシュ１０８も使い分
ける必要があり、そのために自動ブッシュ割出装置１０
９が設けられている。

【０００５】この自動ブッシュ割出装置１０９は、円板
状のブッシュマガジン１１０に各ツールバー１０２に対
応した複数のガイドブッシュ１０８を装着し、ツールス
トッカー１０６から選択されるツールバー１０２の種類
に応じてブッシュマガジン１１０を回転させて該当する
ガイドブッシュ１０８を主軸１０１と同一軸線上に割り
出すようにしたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の構
造においては、ツールストッカー１０６とは別に自動ブ
ッシュ割出装置１０９が必要になることから、装置全体
の構造が複雑かつ大型化する結果となって好ましくな
い。

【０００７】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、従来のものと同等の機能を有しながら自動
ブッシュ割出装置を廃止して構造の簡素化を図ることを
主たる目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、主軸に穴加工
用のツールバーが着脱可能に装着される切削加工ユニッ
トと、複数のツールバーが収容されるとともに自動ツー
ル交換機能を有して前記切削加工ユニットとの間でツー
ルの交換を行うツールストッカーと、前記切削加工ユニ
ットに装着されたツールバーに外挿されるガイドブッシ
ュを有して加工中のツールバーを案内支持するガイドヘ
ッドとを備えてなり、前記切削加工ユニットに装着され
ているツールバーに回転運動と切削送りとを与えること
によって穴加工を行うようにした穴加工用工作機械のツ
ール交換方法において、前記各ツールバーにはそれぞれ
のツールバー専用のガイドブッシュを予め挿入して支持
させておく一方、前記ガイドヘッドにはガイドブッシュ
をチャッキングするチャックを設けておき、ツール交換
時に前記切削加工ユニットから除去されるツールバーお
よびツール交換によって切削加工ユニットに装着された
直後のツールバーを前記切削加工ユニットごと前進後退
動作させながら前記チャックを開閉動作させることによ
り、前記ガイドヘッドに対するガイドブッシュの脱着、
ならびにガイドヘッドとツールバーとの間の該当するガ
イドブッシュの受け渡しを行うことを特徴としている。

【０００９】

【作用】この方法によると、各ツールバーが該当するガ
イドブッシュを支持したままでツールストッカーに収容
されていることから、ツールストッカーで選択されたツ
ールバーが切削加工ユニットの主軸に装着されると、切
削加工ユニットがガイドブッシュの装着のために前進後
退動作するとともに、それに併せてガイドヘッドのチャ
ックがチャッキング動作する。その結果、主軸に装着さ
れているツールバーに対応するガイドブッシュがガイド
ヘッドに自動的に装着される。

【００１０】一方、現在切削加工ユニットに装着されて
いるツールバーがツール交換によってツールストッカー
側に戻される場合には、それに先立って切削加工ユニッ
トがガイドブッシュをガイドヘッドから離脱させるため
に前進後退動作するとともに、それに併せてガイドヘッ
ドのチャックがアンチャッキング動作する。その結果、
それまでガイドヘッドに装着されていたガイドブッシュ
が該当するツールバーに装着され、そののちにツールバ
ーはガイドブッシュとともにツールストッカー側に戻さ
れることになる。

【００１１】

【実施例】図１，２は本発明の一実施例を示す図で、ボ
ーリングバーをツールバーとして用いてボーリング加工
を行うボーリング加工装置の例を示している。

【００１２】図１，２に示すように、ベッド１上には、
フィードユニット２上に搭載された切削加工ユニット３
とワークベース４とが配置されており、切削加工ユニッ
ト３の主軸５にはボーリングバーＢが着脱可能に装着さ
れる一方、ワークベース４にはワークＷが固定されたパ
レット６が位置決め固定される。

【００１３】また、前記切削加工ユニット３とワークベ
ース４との間にはガイドヘッド７が配置されており、こ
のガイドヘッド７には後述するガイドブッシュｂをチャ
ッキングするための油圧式のチャック８が設けられてい
る。

【００１４】そして、モータ９によりボーリングバーＢ
を回転駆動させるとともに、フィードユニット２により
切削加工ユニット３に切削送りを与えると、ボーリング
バーＢがガイドヘッド７のガイドブッシュｂに案内され
ながら前進してワークベース４上のワークＷに所定の穴
加工を施すことになる。

【００１５】前記ベッド１上には切削加工ユニット３を
またぐようにしてコラム１０が設けられており、このコ
ラム１０には自動ツール交換機能を備えたツールストッ
カー１１が設けられている。前記ツールストッカー１１
は、コラム１０の側面に設けられて油圧シリンダ１２の
はたらきにより昇降動作するスライダ１３と、スライダ
１３に回転可能に設けられて所定角度ごとに割り出し回
転するドラム１４と、このドラム１４に設けられた複数
のグリッパ１５とから構成され、前記ドラム１４の外周
にはグリッパ１５により複数のボーリングバーＢ，Ｂ…
が装着されて収容されている。

【００１６】前記ボーリングバーＢには、各ボーリング
バー専用のガイドブッシュｂが挿入されて支持されてお
り、これらのガイドブッシュｂは、図３に示すように容
易に動くことがないようにボーリングバーＢに設けられ
た複数のボールプランジャ１６により保持されている。

【００１７】ここで、前記各ガイドブッシュｂの内径寸
法は該当するボーリングバーＢの外径寸法に合わせて設
定されているものの、各ガイドブッシュｂの外径寸法は
ガイドヘッド７のチャック８に装着し得る所定の寸法に
予め統一されている。

【００１８】そして、前記ツールストッカー１１は、複
数のボーリングバーＢ，Ｂ…が収容されているドラム１
４を割り出し回転させながらそのドラム１４をスライダ
ー１３ごと昇降動作させることにより、後述するように
ドラム１４と切削加工ユニット３の主軸５との間でボー
リングバーＢをガイドブッシュｂごと自動的に交換する
ようになっている。

【００１９】以上のように構成されたボーリング加工装
置でのツール交換手順は次のようになる。

【００２０】図１のほか図４の（Ａ）に仮想線で示すよ
うに、切削加工ユニット３がツール交換前進位置Ｐ₁か
ら所定量後退したツール交換後退位置にあって、かつそ
の切削加工ユニット３の主軸５にボーリングバーＢ₁が
装着されていないものとすると、外部から与えられるツ
ール選択指令によりツールストッカー１１のドラム１４
が割り出し回転して該当するボーリングバーＢ₁を割り
出した上、ドラム１４がスライダ１３ごと下降してその
割り出したボーリングバーＢ₁を主軸５と同一軸線上に
位置させる。この時、上記のボーリングバーＢ₁にはブ
ッシュｂ₁が保持されている。

【００２１】ここで、図４ではボーリングバーＢ₁とし
てマパールリーマを使用した例を示している。このマパ
ールリーマとは、一枚の切刃ｅと外周に少なくとも二枚
以上のガイドパッドＰを有していて、加工時にはそのガ
イドパッドＰがガイドブッシュｂ₁で案内されながら前
進する。

【００２２】上記のようにボーリングバーＢ₁が下降す
ると、切削ユニット３が所定量だけ前進してツール交換
前進位置Ｐ₁に位置する。これにより、ボーリングバー
Ｂ₁の根元のテーパ部が主軸５に挿入されて、ボーリン
グバーＢ₁が主軸５に対しそのテーパ結合及び主軸５に
内蔵された工具クランプ装置により堅固に装着される。

【００２３】こうして、ボーリングバーＢ₁が切削加工
ユニット３の主軸５に装着されると、ツールストッカー
１１は既に主軸５に装着されているボーリングバーＢ₁
をグリッパ１５から解放して上昇する。

【００２４】こののち、切削加工ユニット３は、図４の
（Ａ）に実線で示すブッシュ挿入位置Ｐ₂まで前進し、
ボーリングバーＢ₁の外周に保持されているガイドブッ
シュｂ₁をガイドヘッド７のチャック８に挿入する。こ
の時、図１に示すワークベース４上にはワークＷはな
く、図４の（Ａ）に示すブッシュ挿入位置Ｐ₂まで前進
したボーリングバーＢ₁がワークＷと干渉するようなこ
とはない。

【００２５】そして、上記のようにブッシュｂ₁がチャ
ック８に挿入されるとチャック８はそのガイドブッシュ
ｂ₁をチャッキングし、さらにガイドブッシュｂ₁がチャ
ッキングされるのを待って図４の（Ｂ）に示すように切
削加工ユニット３が常用後退限位置Ｐ₃まで後退すると
ともに、ワークベース４上にはワークＷが固定されたパ
レット６が搬入されて位置決めクランプされる。

【００２６】したがって、上記のようにボーリングバー
Ｂ₁に保持されていたガイドブッシュｂ₁がチャック８で
チャッキングされるのを待って切削加工ユニット３が後
退することにより、それまでボーリングバーＢ₁に支持
されていたガイドブッシュｂ₁はボールプランジャ１６
から抜き取られてチャック８に堅固に保持される。

【００２７】上記のように切削加工ユニット３が常用後
退限位置Ｐ₃まで後退すると、この時点で初めてボーリ
ングバーＢ₁が回転駆動されるとともに、切削加工ユニ
ット３には図１に示すフィードユニット２によって所定
の切削送りが与えられる。その結果、図４の（Ｃ）に示
すようにボーリングバーＢ₁はガイドヘッド７のガイド
ブッシュｂ₁に案内されながら切削加工ユニット３とと
もに前進して、ワークＷにはボーリングバーＢ₁によっ
て所定の穴加工が施される。

【００２８】加工が終了すると、図５の（Ａ）に示すよ
うに切削加工ユニット３は再び常用後退限位置Ｐ₃まで
後退する一方、図１に示すワークベース４上からは加工
済みのワークＷがパレット６ごと搬出される。そして、
同一種類のワークＷの加工が続く場合には、上記の一連
の動作を繰り返す。

【００２９】一方、加工すべきワークＷの種別が変わっ
てそれに応じてボーリングバーＢ₁を交換する必要があ
る場合には、図５の（Ａ）に示すように先に加工が終了
したワークＷが搬出されるのを待って、図５の（Ｂ）に
示すように一旦常用後退限位置Ｐ₃まで後退した切削加
工ユニット３がブッシュ挿入位置Ｐ₂まで前進する。こ
れにより、ガイドヘッド７のチャック８にチャッキング
されているガイドブッシュｂ₁は、ボーリングバーＢ₁側
のボールプランジャ１６によっても同時に保持される。

【００３０】続いて、ガイドヘッド７のチャック８がア
ンチャッキング動作してそれまでチャッキングしていた
ガイドブッシュｂ₁を解放し、ガイドブッシュｂ₁はボー
リングバーＢ₁側のボールプランジャ１６のみによって
支持されるようになる。

【００３１】上記のようにガイドブッシュｂ₁がチャッ
ク８から解放されると、図５の（Ｂ）に仮想線で示すよ
うに切削加工ユニット３がツール交換前進位置Ｐ₁まで
後退し、ガイドブッシュｂ₁はボールプランジャ１６に
よって保持されたままチャック８から抜き取られてボー
リングバーＢ₁とともに後退する。

【００３２】切削加工ユニット３がツール交換前進位置
Ｐ₁まで後退すると、図１に示すツールストッカー１１
が下降して切削加工ユニット３との間でボーリングバー
Ｂ₁の交換を行う。

【００３３】すなわち、ツールストッカー１１は複数の
グリッパ１５のうち現在空いているグリッパ１５を割り
出した上で下降して、切削加工ユニット３に装着されて
いるボーリングバーＢ₁をグリッパ１５で把持する。そ
して、切削加工ユニット３に装着されているボーリング
バーＢ₁をグリッパ１５が把持すると、切削加工ユニッ
ト３がツール交換前進位置Ｐ₁からツール交換後退位置
まで所定量だけ後退し、これによってそれまで切削加工
ユニット３に装着されていたボーリングバーＢ₁がガイ
ドブッシュｂ₁とともに主軸５から抜き取られてツール
ストッカー１１側に移し替えられる。

【００３４】さらに、ツールストッカー１１は上記のよ
うにボーリングバーＢ₁を切削加工ユニット３から受け
取ると、次に切削加工ユニット３に装着すべきボーリン
グバーＢを割り出す。そして、ツール交換後退位置まで
後退していた切削加工ユニット３がツール交換前進位置
Ｐ₁まで前進することにより、ガイドブッシュｂを支持
している新たなボーリングバーＢが切削加工ユニット３
の主軸５に装着され、ツールストッカー１１は新たに切
削加工ユニット３に装着されたボーリングバーＢを解放
して上昇する。

【００３５】こうして、ツールストッカー１１と切削加
工ユニット３との間でボーリングバーＢの交換が行われ
ると、切削加工ユニット３はブッシュ挿入位置Ｐ₂まで
前進し、図４と同様にそのボーリングバーＢ専用のガイ
ドブッシュｂをガイドヘッド７側のチャック８に装着
し、以降は先の場合と同様の一連の動作を繰り返すこと
になる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ツールス
トッカーに収容されているツールバーのそれぞれが専用
のガイドブッシュを備えており、ツール交換に際しては
そのツール交換の対象となるツールバーが切削加工ユニ
ットに装着されている状態でツールバーとガイドヘッド
側のチャックとの間で該当するブッシュの受け渡しが行
われることになる。

【００３７】したがって、従来のようにツールストッカ
ーとは別に自動ブッシュ割出装置を用意する必要がな
く、設備の小型化と簡素化を図ることができるほか、ツ
ールバーとそれ専用のガイドブッシュをセットで管理す
ることから、ツールバーとガイドブッシュの組み合わせ
ミスが生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてボーリング加工装置の
構成を示す説明図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う矢視図。

【図３】図１のＥ部の拡大断面図。

【図４】図１のボーリング加工装置でのツール交換手順
を示す作動説明図。

【図５】図１のボーリング加工装置でのツール交換手順
を示す作動説明図。

【図６】従来の穴加工用工作機械の一例を示す構成説明
図。

【図７】図６の右側面説明図。

【符号の説明】

３…切削加工ユニット ５…主軸 ７…ガイドヘッド ８…チャック １１…ツールストッカー １６…ボールプランジャ Ｂ，Ｂ₁…ツールバーとしてのボーリングバー ｂ，ｂ₁…ガイドブッシュ Ｗ…ワーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸に穴加工用のツールバーが着脱可能
   に装着される切削加工ユニットと、複数のツールバーが
   収容されるとともに自動ツール交換機能を有して前記切
   削加工ユニットとの間でツールの交換を行うツールスト
   ッカーと、前記切削加工ユニットに装着されたツールバ
   ーに外挿されるガイドブッシュを有して加工中のツール
   バーを案内支持するガイドヘッドとを備えてなり、前記
   切削加工ユニットに装着されているツールバーに回転運
   動と切削送りとを与えることによって穴加工を行うよう
   にした穴加工用工作機械のツール交換方法において、 前記各ツールバーにはそれぞれのツールバー専用のガイ
   ドブッシュを予め挿入して支持させておく一方、前記ガ
   イドヘッドにはガイドブッシュをチャッキングするチャ
   ックを設けておき、 ツール交換時に前記切削加工ユニットから除去されるツ
   ールバーおよびツール交換によって切削加工ユニットに
   装着された直後のツールバーを前記切削加工ユニットご
   と前進後退動作させながら前記チャックを開閉動作させ
   ることにより、前記ガイドヘッドに対するガイドブッシ
   ュの脱着、ならびにガイドヘッドとツールバーとの間の
   該当するガイドブッシュの受け渡しを行うことを特徴と
   する穴加工用工作機械のツール交換方法。