JPH07106521B2 - マシニングセンタ−等の工具交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はマシニングセンター等の工具交換装置に関す
るものである。

従来の技術 従来のこの種の工具交換装置としては、例えば把持爪を
有する交換軸をコラム又は主軸ヘッドに設け、主軸ヘッ
ドが所定の工具交換位置に移動した後交換軸が回動して
把持爪が主軸の工具と工具ポットの工具を把持するよう
にしたものや、開閉可能な一対二組の把持爪を有する交
換軸をコラムに移動可能に設け、主軸ヘッドが所定の工
具交換位置に移動した後交換軸が移動して把持爪が主軸
の工具を把持するようにしたものが知られている。

発明が解決しようとする問題点 前記従来装置にあっては、何れも工具交換の際に交換軸
が回動又は移動した後に把持爪によって工具を把持し、
その後工具をアンクランプし、工具の抜き−旋回−挿入
動作を行なっているので、工具把持の為の把持爪の回動
や移動の時の動作量が大きく、工具交換時間が長くなる
問題点があった。

問題点を解決する手段 本発明は前記問題点を解決するために、コラムに摺動可
能に取付けた主軸ヘッドに主軸を回転自在に支持させ、
前記コラムに複数の工具を保持する工具マガジン装置を
装設し、主軸に挿着の工具と工具マガジン装置によって
所定の工具交換位置に割出された工具とを交換するよう
にしてあるマシニングセンター等の工具交換装置におい
て、前記主軸ヘッドに主軸と平行な交換軸を、工具挿入
側端と工具抜取側端との間で軸線方向へ移動自在でかつ
回転自在に支持させ、その交換軸に、交換軸の軸線と直
交する開閉中心線の両側に設けられて開閉する一対の把
持爪を、交換軸の軸心を挾んで互いに逆方向へ突出させ
て二組設け、交換軸を工具挿入側端に位置させた状態に
おいて、それらの二組の把持爪は、一方の組の把持爪が
主軸に挿着の工具を挾んだ両側に位置し他方の組の把持
爪が主軸ヘッドを所定の工具交換位置に位置させた状態
で工具交換位置の工具を挟んだ両側に位置するように配
設してあることを特徴とする。

作用 交換軸の軸心に対して一方側の組の一対の把持爪は、交
換軸が工具挿入側端にある状態で主軸の工具を挾んでそ
の両外側に位置され、この状態において加工作業が行わ
れる。主軸ヘッドが所定の工具交換位置に移動される
と、他方側の一対の把持爪が予め工具交換位置に位置さ
れている工具ポットの工具を挾んでその両外側に位置さ
れ、その後二組の把持爪が夫々閉じて主軸の工具と工具
ポットの工具を把持し、工具交換動作を行う。

実施例 図面は縦型マシニングセンターに実施した例を示してお
り、第１図、第２図において、１はコラム、２はコラム
１に設けた案内レール３、３に上下動自在に取付けてあ
る主軸ヘッドで、第３図に示すように昇降用モータ４に
よって回転されるスクリュー軸５とそのスクリュー軸５
に螺合するボールねじ６によって周知のごとく上下動さ
れるようにしてある。前記主軸ヘッド２には第３図、第
４図に示すように下向き状態の主軸７がベアリング８を
介して回転自在に支承され、かつ抜止体2aによって抜止
めされている。前記主軸７には従動プーリ９が楔着さ
れ、その従動プーリ９が主軸ヘツド２に固着したブラケ
ット10に取着してある駆動モータ11の駆動プーリ12によ
ってベルト13を介して一方向へ回転されるようにしてあ
る。前記主軸７は中心部に操作孔14を有し、その操作孔
14の下端部に工具挿着用の挿着穴15が形成されている。
前記操作孔14内には挿着穴15に挿着された工具16をクラ
ンプする為のドローバー17が上下摺動可能に嵌合されて
いる。前記ドローバー17において、18はバー本体、19は
バー本体18と一体に設けてある摺動部で、小径孔14aに
摺動自在に嵌合されている。20はバー本体18に固着して
ある摺動体で、大径部14bに摺動自在に嵌合されてい
る。この摺動体20は操作孔14の段部14cとの間に介在し
たバネ21によって上方へ付勢されている。22は摺動体20
にベアリング23を介して回転自在に取付けてある連結片
で、後述の操作アームに長孔22aを介して連結されてい
る。24はバー本体18に螺着してあるバネ性を有する一対
のクランパーで、下端部に係合部24aを有し、この係合
部24aが操作孔14の逃げ孔14dに逃げることによって挿着
穴15に挿着された工具16の係合頭16aを受入れ、係合部2
4aが小径孔14aに引込まれることによって工具16の係合
頭16aに係合して工具16をクランプするようにしてあ
る。次に、25は主軸ヘッド２上に突設してある支持腕26
に枢軸27を介して枢着してあるＬ形の操作アームで、一
方のアーム25aには前記連結片22の長孔22aに挿入された
ピン28が突設され、他方のアーム25bにはローラ29が回
転自在に軸支されている。このローラ29は主軸ヘッド２
の上昇時にコラム１にブラケット30を介して位置調整自
在に止着してあるカム31に当接するようにしてある。上
記支持腕26にはストッパーボルト26aが止着され、この
ストッパーボルト26aが主軸ヘッド２の下降時に前記操
作アーム25のバネ21による回動を受止めるようにしてあ
る。

次に、前記主軸７には第４図に示すように小径孔14aの
下端部に開口する収納孔32が主軸７の軸線に対して直交
する方向に形成されている。その収納孔32にはストップ
ピン33が孔軸線方向へ移動可能に嵌合されている。その
ストップピン33はバネ34によつて主軸７の中心に向けて
付勢され、自体の先端部が小径孔14aに突出した状態で
段部32aに当接されている。そのストップピン33の先端
部は丸く曲面に形成され、挿着孔15に挿脱される工具16
の係合頭16aに係脱し得るようにしてある。

次に、35は前記コラム１に工具貯蔵用の複数の工具ポッ
ト36を所定の工具交換位置Ｂへ選択的に移動させるよう
に装設してある工具マガジン装置で、第５図〜第８図に
示すように構成してある。この工具マガジン装置35にお
いて、37はコラム１に止着してあるマガジン本体で、先
端部に上下方向の回動軸38がベアリング39を介して回転
自在に取付けられている。前記マガジン本体37の下面に
は回動軸38を中心とする環状の案内溝40が形成されてい
る。この案内溝40は両側の溝縁に張出状の係止片41を夫
々備え、これらの係止片41が工具ポット36外周の係止溝
36aに夫々嵌合して工具ポット36を下向状態に吊下げて
案内するようにしてある。前記回動軸38下端部には回動
プレート42が固着されている。この回動プレート42には
周囲の等分割位置に夫々放射方向の嵌合溝42aが形成さ
れ、これらの嵌合溝42aが前記案内溝40に案内されてい
る工具ポット36の切欠部36bに夫々嵌合されている。前
記回動軸38の上端部には第６図に示すように周囲に係合
溝43aを有するゼネバ歯車43が楔着されている。44はコ
ラム１に止着してあるブラケット、45はブラケット44に
止着してある下向の割出用モータで、そのモータ軸45a
に原動車46が固着され、その原動車46に前記ゼネバ歯車
43の係合溝43aと係合可能なローラ46aが回動自在に軸支
されている。47は前記主軸７の工具交換位置Ａと対向す
る割出位置Ｃにおいてマガジン本体37に形成した放射方
向の切欠溝で、前記案内溝40を側面に開放させている。
48は切欠溝47の上方位置においてマガジン本体37に固着
してある支持体で、下面に前記切欠溝47と対向する収納
溝49aを有する支持本体49とその収納溝49aの両縁部から
張出すように支持本体49に固着してある案内片50とで構
成してある。前記収納溝49aと切欠溝47は案内路51を形
成している。52は前記案内路51内に放射方向へ移動自在
に配設してある工具移動体で、自体の一対の嵌合溝52a
が前記案内片50に摺動自在に嵌合されている。前記移動
体52には第７図に実線で示す後退位置において案内溝40
に連続する受入溝53と係止片41に連続する係止片54とが
形成され、割出位置Ｃに工具ポット36が割出されると係
止片54がその工具ポット36の係止溝36aに嵌合して工具
ポット36を支持するようにしてある。また工具移動体52
の上面には第７図に示すように長溝55が形成されてい
る。56は支持本体49に止着してある移動用モータで、そ
のモータ軸56aにはクランク57を固着してある。そのク
ランク57のクランクピン58は前記長溝55に嵌合され、モ
ータ軸56aが回転すると移動体52を第７図に仮想線にて
示す前進位置に移動させて交換用の工具ポット36を工具
交換位置Ｂに移動させるようにしてある。

次に、59は前記工具交換位置Ａの主軸７と工具交換位置
Ｂの工具ポット36との間で工具交換する交換装置で、第
９図〜第16図に示すように構成してある。この交換装置
59において、60は主軸ヘッド２に設けた軸受61、61によ
って軸線方向へ摺動自在でかつ回動自在に支承されてい
る交換軸で、第１図、第２図に示すように工具交換位置
Ａの主軸７と工具交換位置Ｂの工具ポット36との中間位
置に主軸７と平行に配設されている。前記交換軸60の下
端部には交換ヘッド62が装設されている。この交換ヘッ
ド62は第９図〜第12図に示すように左右対称的に構成さ
れ、交換軸60の軸心を挾んで、互いに逆方向（図10では
左右）に、夫々一対の把持爪68,68からなる把持爪の組
が突出して設けてある。次に図面において左側のものに
ついてのみ説明し、右側のものには左側と対応するもの
に同じ符号を付して重複説明を省略する。この交換ヘッ
ド62において、63は交換軸60の下端に一体的に固着して
あるヘッド本体で、収納室64と先端面に開口する腕案内
孔65とが夫々形成されている。またヘッド本体63には腕
案内孔65の両側壁63aに第10図に示すように貫通孔66が
形成され、その貫通孔66の外側においてヘッド本体63に
バネ受部材67が止着されている。前記腕案内孔65には、
交換軸60の軸線と直交する開閉中心線Ｙの両側に配置さ
れ、開閉する一対の把持爪68,68の組の内の一方の組の
把持爪68、68の基部側が挿入され、それらの把持爪68、
68の基部がヘッド本体63に枢軸69、69を介して開閉自在
に枢着されている。前記枢軸69、69は図面の右側（他方
側の組）の把持爪68、68をも同時に枢着している。前記
把持爪68、68の先端部には把持爪70、70が止着され、こ
れらの把持片70、70が工具16の切欠部16Cに嵌合して工
具16を回転方向の位置決めをした状態で把持するように
してある。また把持爪68、68の中間部内側には第12図に
示すようにカム部材として例示するカム片71、71が設け
られ、これらのカム片71、71に上方に行くにつれて開閉
中心線Ｙから遠ざかるように傾斜しているカム面71a、7
1aが形成されている。また把持爪68、68の中間部外側に
はバネ受穴72、72が形成され、このバネ受穴72、72と前
記バネ受部材67に設けたバネ受穴73、73間に把持バネ7
4、74が夫々圧縮介装されている。これらの把持バネ7
4、74は把持爪68、68を閉じる方向へ付勢し、前記カム
面71a、71aを後述のカムフォロアに当接させている。前
記ヘッド本体63の収納室64内には両把持爪68、68間に操
作体75が上下動可能に配設されている。この操作体75は
交換軸60の中空孔60aに上下動自在に嵌挿してある操作
軸76に固着され、かつヘッド本体63に止着してあるガイ
ドピン77によって上下摺動自在に案内されている。前記
操作体75の側面にはカム部材として例示する一対のカム
フォロア78、78が回転自在に軸支され、これらのカムフ
ォロア78、78がカム面71a、71aに当接しており、第12図
に示すように操作軸76が上昇すると把持爪68、68が閉
じ、操作軸76が下降すると把持爪68、68が開くようにし
てある。また前記操作体75の下端部には第12図に示すよ
うに腕ロック用の一対の係合片79、79が一体に突設され
ている。それらの係合片79、79は夫々把持爪68、68の下
方に位置され、それらの先端部上面には閉状態の把持爪
68、68の外側下部と対向する位置に上方に行くにつれて
開閉中心線Ｙから遠ざかるようにした斜面79a、79aが形
成されている。これらの斜面79a、79aは前記開閉中心線
Ｙに対して対称に形成され、操作軸76が上昇されると斜
面79a、79aが把持爪68、68に係合して両把持爪68、68を
開閉中心線Ｙを中心とする閉位置にロックするようにし
てある。上記操作軸76の上端部にはバネ受座80が固着さ
れ、このバネ受座80と交換軸60間にバネ81が圧縮介装さ
れている。150は切粉の侵入を防止する為の遮蔽板であ
る。

次に、82は前記交換軸60を昇降させる為の昇降装置で、
第９図、第13図、第14図に示すように構成されている。
この昇降装置82において、83は主軸ヘッド２の上面に止
着してある中空の支持ブラケットで、下方部は主軸ヘッ
ド２上面の孔84を通して主軸ヘッド２内に収容されてい
る。85は支持ブラケット83にベアリング86、86を介して
回転自在に支持させてある上下方向の回転軸で、上端部
は、支持ブラケット83上に止着してある駆動モータ87の
モータ軸87aに一体回転するように連結されている。前
記回転軸85の中間部には外周面にカム溝88aを有する円
筒カム88が一体的に楔着され、この円筒カム88が支持ブ
ラケット83の４本の脚部83a、83b、83c、83d問に位置さ
れている。前記支持ブラケット83の後方の脚部83aには
カムレバー89の基部が枢軸90を介して上下揺動自在に枢
着されている。そのカムレバー89の先端部にはローラ91
が回転自在に軸支され、このローラ91が前記交換軸60の
上端部に固着してある係合体92の環状溝92aに係合され
ている。また、カムレバー89の中間部には前記カム溝88
aに係合されているカムフォロア93が回転自在に軸支さ
れている。前記カム溝88aは円筒カム88の１回転によっ
てカムレバー89を第９図に仮想線で示す位置まで１回揺
動させて交換軸60を上昇端から下降端へ一時的に所定量
下降させるように形成してある。

次に、94は前記交換軸60を回転させる為の回転装置で、
第９図、第14図〜第16図に示すように構成されている。
この回転装置94において、95は前記支持ブラケット83の
下面に固着してある支軸120やベアリング121を介して回
転自在に取付けられている中間歯車、96は中間歯車95と
一体に設けてあるゼネバ歯車で、周囲には第15図に示す
ように複数の係合溝96aを備えている。97は回転軸85の
下端部に楔着してある原動車で、前記ゼネバ歯車96の係
合溝96aと係合可能なローラ98が回転自在に軸支されて
いる。99は前記交換軸60の中間部に楔着してある従動歯
車で、交換軸60が前記昇降装置82によって最下降された
状態において前記中間歯車95に噛合し、交換軸60が下降
端から上昇された状態ではその中間歯車95との噛合が外
れるようにしてある。前記従動歯車99と中間歯車95との
歯数比率は前記回転軸85の矢印方向への１回転によって
交換軸60が矢印方向へ半回転するように設定してある。
100は主軸ヘッド２に止着してある回動阻止片で、第16
図に示すように交換軸60側の面に従動歯車99の１つの歯
溝と係合可能な突条100aが形成され、交換軸60が下降端
から上昇された状態では従動歯車99の歯溝と係合して従
動歯車99の自由回動を阻止するようにしてある。

101は前記操作軸76を軸線方向へ移動させて把持爪68、6
8を開閉操作する腕開閉装置で、第９図、第13図、第14
図に示すように構成されている。この腕開閉装置101に
おいて、102は中間部を前記脚部83bに枢軸103を介して
上下揺動自在に枢着してあるカムレバーで、前端部102a
にはねじ孔104が形成され、そのねじ孔104に操作軸76の
上端部に当接可能な当接ボルト105が螺合されてナット1
06によって固定されている。前記カムレバー102の後端
部102bにはカムフォロア107が回転自在に枢着され、そ
のカムフォロア107が前記円筒カム88の上側端面に形成
してある端面カム108のカム面108aに前記バネ81のバネ
力によって圧接されている。前記端面カム108のカム面1
08aは通常はカムフォロア93を押上げることによって把
持爪68、68が開放させており、回転軸85が回転されると
その中間回動領域においてカムフォロア93の下降を許容
して把持爪68、68を閉じるように形成してある。109は
把持爪68、68が開放状態にあることを検出する検出器
で、カムレバー102に突設してある検出ピン110を検出す
るようにしてある。上記昇降装置82、回転装置94及び腕
開閉装置101の作動は第17図に示すタイムチャート図に
示すように互いに関連されている。なお、図面上、111
は加工テーブルである。

次に、上記構成の作動について説明する。先ず、加工作
業に先立ち工具マガジン装置35の各工具ポット36には所
定の種類の工具16が夫々挿着され、また主軸７の挿着穴
15にも所定の種類の工具16が挿着されている。次に加工
テーブル111上の加工物Ｍを加工する場合には、昇降用
モータ４を作動させてスクリュー軸５を回転させ、この
スクリュー軸５の回転によって主軸ヘッド２を最上昇端
の工具交換位置Ａから下方の加工領域に下降させる。上
記主軸ヘッド２が工具交換位置Ａから下降されると、操
作アーム25のローラ29がカム31から離れて操作アーム25
がバネ21によって第３図において時計方向へ回動されて
ストッパーボルト26aに当接される。これによりドロー
バー17は上昇されてクランパー24の係合部24aが挿着穴1
5内の工具16の係合頭16aを係止して小径孔14a内に引き
込み、その工具16をクランプした状態に維持する。また
上記工具交換位置Ａからの下降によって主軸ヘッド２が
第３図に示すように工具16のクランプを完了する位置迄
下降されると、そのことを図示しない検出器によって検
出して駆動モータ11を作動させ、その結果駆動プーリ12
が回転して従動プーリ９を回転させ、主軸７を矢印方向
へ回転させる。この状態で主軸ヘッド２が加工領域内で
昇降し、主軸２に挿着されている工具16によって加工物
Ｍの加工を行なう。なお上記加工作業を行なう場合に
は、交換装置59の駆動モータ87は停止されており、円筒
カム88は第９図の状態で停止されている。従って、昇降
装置82のカムレバー89は上方へ回動され、交換軸60を第
９図に示すように上昇端（工具挿入側端）に位置させて
いる。この場合回転装置94の従動歯車99は中間歯車95と
の噛合が外れて上昇されているが、その従動歯車99の歯
溝が回動阻止片100の突条100aに係合して自由回動が阻
止されている。また腕開閉装置101のカムレバー102が第
９図において反時計方向へ回動され、当接ボルト105が
操作軸76をバネ81に抗して押下げている。この操作軸76
の押下げによって交換ヘッド62の操作体75を下降させ、
この操作体75の下降によって係合片79、79が下降して把
持爪68、68の把持位置へのロックを解除し、またカムフ
ォロア78、78が第12図に実線で示すようにカム片71、71
のカム面71a、71aを押し、把持爪68、68を夫々把持バネ
74、74に抗して開放させており、これにより一方側の組
の把持爪68、68は主軸７の工具16を挟む位置に位置され
ている。

一方、前記加工作業を行なっている間に、工具マガジン
装置35においては割出用モータ45が作動してモータ軸45
aが回動軸38及び回動プレート42を回動させ、主軸７の
工具16と次に交換すべき工具16を保持している工具ポッ
ト36を割出位置Ｃに割出す。その割出位置Ｃに工具ポッ
ト36が割出されると、その工具ポット36の上部が移動体
52の受入溝53に入って工具ポット36の係止溝36aが係止
片54に係合する。その後移動用モータ56が作動してクラ
ンク57を一方向へ半回転させ、これによりクランクピン
58が工具移動体52を主軸７方向へ前進移動させ、前記工
具ポット36の工具16を第11図に示す工具交換位置Ｂに移
動させ、その工具16を主軸７と平行な下向状態に位置保
持する。

次に、主軸７の工具16による加工が終了し、次の加工の
為に工具交換指令が発信されると、先ず昇降用モータ４
が作動してスクリュー軸５を回転させ、そのスクリュー
軸５が主軸ヘッド２を最上昇端の工具交換位置Ａに向け
て上昇させる。この主軸ヘッド２の上昇によってその主
軸ヘッド２が加工領域より上昇されると、そのことを検
出器が検出して駆動モータ11の作動を停止し、これによ
り主軸７及び工具16の回転が停止される。また前記主軸
ヘッド２が工具交換位置Ａに上昇されると、操作アーム
25のローラ29がカム31に当接して第３図において反時計
方向へバネ21に抗して回動され、これにより操作アーム
25のピン28がドローバー17を押下げる。このドローバー
17の押下げによってクランパー24が下降され、その結果
係合部24aが小径孔14aから抜け出して逃げ孔14d内に位
置され、これにより係合部24aが工具16の係合頭16aから
離脱して工具16のクランプを解除する。この場合主軸７
にはストップピン33が設けてあり、そのストップピン33
がバネ34によって工具16の係合頭16aに係合しているの
で、挿着穴15に挿着されている工具16はクランプ状態が
維持され、その工具16が挿着穴15から抜け落ちることは
ない。また前記のように主軸ヘッド２が上昇されると、
第11図に示すように開放状態の他方側のの組の把持爪6
8、68が工具交換位置Ｂの交換用の工具16を両側から挾
む位置に上昇される。主軸ヘッド２が工具交換位置Ａに
上昇されると、次に駆動モータ87が作動されてモータ軸
87aが矢印方向へ１回転される。前記モータ軸87aの回転
によって回転軸85及び円筒カム88が回転され、その円筒
カム88の回転によって先ず端面カム108が第17図に示す
ようにカムフォロア107を下降させ、これによりカムレ
バー102がバネ81によって回動されると共に操作軸76が
バネ81によって上昇される。この操作軸76の上昇によっ
て操作体75、カムフォロア78、78及び係合片79、79が夫
々上昇され、そのカムフォロア78、78の上昇によって把
持爪68、68が把持バネ74、74のバネ力によって閉じら
れ、その結果両側の把持爪68、68の把持片70、70は主軸
７と工具ポット36の工具16の切欠部16c、16cに嵌合して
その工具16を把持バネ74、74のバネ力によって把持す
る。また係合片79、79の上昇によって係合片79、79の斜
面79a、79aが閉状態の把持爪68、68の外側角部に係合し
てそれらの把持爪68、68を閉鎖側へ引寄せて両把持爪6
8、68が開閉中心線Ｙに対して対称な位置となるように
センタリングすると共にそれらの把持爪68、68を工具把
持状態にロックする。その後、円筒カム88が更に回動さ
れるとカム溝88aがカムレバー89のカムフォロア93を下
降させてカムレバー89を下方へ回動させ、これによりカ
ムレバー89が交換軸60を下降端（工具抜取側端）へ最下
降させ、その結果前記一方側の把持爪68、68は主軸７の
挿着穴15から工具16を完全に抜取り、他方側の把持爪6
8、68は工具ポット36の挿着穴36cから工具16を完全に抜
取る。前記挿着穴15から工具16を抜取る場合、工具16の
係合頭16aはストップピン33をバネ34に抗して押下げる
ことによって係合が離脱される。また交換軸60が下降さ
れると、従動歯車99が中間歯車95に噛合されるが、この
場合従動歯車99の自由回動が回動阻止片100によって阻
止されているので、従動歯車99は中間歯車95の歯に確実
に噛合される。また交換軸60が下降されると、操作軸76
の上端が当接ボルト105から離れ、操作軸76はバネ81に
よって引上状態に維持される。その後、回転軸85の回転
によって原動車97のローラ98がゼネバ歯車96の係合溝96
aに係合してゼネバ歯車96及び中間歯車95を所定量回動
させる。この中間歯車95の回動によってこれと噛合する
従動歯車99を半回転させ、その結果前記主軸７から抜取
られた工具16を工具交換位置Ｂに位置する工具ポット36
の挿着穴36cの直下に対向させ、前記工具ポット36から
抜取られた工具16を主軸７の挿着穴15の直下に対向させ
る。前記円筒カム88が更に回動されると、カム溝88aが
カムフォロア93を今度は上昇させてカムレバー89を上方
へ回動させ、そのカムレバー89が交換軸60を上昇端まで
上昇させる。これにより前記主軸７から抜取られた工具
16は工具ポット36の挿着穴36cに挿入され、工具ポット3
6から抜取られた工具16は主軸７の挿着穴15に挿入され
る。前記挿着穴15に工具16が挿入されると、工具16の係
合頭16aがストップピン33をバネ34に抗して押戻してス
トップピン33に係合する。また挿着穴36cに工具16が挿
入されると、工具16の係合頭16aが図示しない係合手段
によって抜取めされる。その後円筒カム88が更に回動さ
れると、端面カム108のカム面108aがカムフォロア107を
押上げてカムレバー102を回動させ、これによりカムレ
バー102の当接ボルト105が操作軸76を押下げる。この操
作軸76の押下げによって操作体75が下降し、これにより
係合片79、79が下降して把持爪68、68のロックを解除す
ると共にカムフォロア78、78が下降して把持爪68、68を
開放させ、両側の把持爪68、68は工具16の把持を解除す
る。この場合、挿着穴15、36cに挿入されている工具16
は前記のようにストップピン33に係合しているので抜落
ちることは無い。その後、再び主軸ヘッド２が前記加工
領域に下降され、挿着穴15内の工具16が前記のようにク
ランパー24によってクランプされた後所定の加工が行な
われる。また工具マガジン装置35においては、移動用モ
ータ56が作動してクランク57を再び半回転させて移動体
52を割出位置Ｃに後退させる。その後割出用モータ45が
作動して回動プレート42を回動させ、次に交換すべき工
具16を有する工具ポット36を割出位置Ｃに割出し、その
工具ポット36を前記のように工具交換位置Ｂに移動させ
て次の工具交換に備える。前記のように主軸ヘッド２が
工具交換位置Ａに上昇された後直ちに駆動モータ87が作
動して工具交換動作を開始するようにしたので、工具交
換を極めて短時間（例えば0.8秒程度）に行なうことが
できる。

前記実施例では縦型マシニングセンターに実施した場合
について示したが、本願にあっては横型マシニングセン
ターやボーリングマシンの工具交換装置にも同様に実施
できる。

発明の効果 以上のように本発明にあっては、交換軸を主軸ヘッドに
設け、加工状態において一方側の把持爪が主軸の工具を
挟む状態に位置し、主軸ヘッドを工具交換位置に上昇さ
せると他方側の把持爪が工具ポットの工具を挟む状態に
位置するようにしてあるので、工具交換する場合主軸ヘ
ッドを工具交換位置に移動させて、把持爪で工具を把持
するときに、把持爪の開閉動作が、工具のごく近くで把
持開放を行うだけの極めて小さな動作量となるため、従
来に比べて短時間で工具を把持できてそれに続く工具交
換動作に入ることができ、工具交換を極めて短時間に行
なうことができる。また交換軸を主軸ヘッドに設け、工
具マガジン装置をコラムに装設しているので、主軸ヘッ
ドの重量を軽くして主軸ヘッドの動作速度を速くできる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は正面図、第
２図は平面図、第３図はIII−III線拡大断面図、第４図
は第３図の要部拡大図、第５図はＶ−Ｖ線拡大断面図、
第６図は第５図の平面図、第７図は第６図を断面にして
示す部分図、第８図はVIII−VIII線拡大断面図、第９図
はIX−IX線拡大断面図、第10図はＸ−Ｘ線拡大断面図、
第11図はXI−XI線断面図、第12図はXII−XII線拡大断面
図、第13図は一部を破断して示すXIII−XIII線断面図、
第14図はXIV−XIV線断面図、第15図はXV−XV線断面図、
第16図はXVI−XVI線断面図、第17図はタイムチャート図
である。 １……コラム、２……主軸ヘッド、７……主軸、35……
工具マガジン装置、36……工具ポット、60……交換軸、
68……把持爪、Ａ……工具交換位置、Ｂ……工具交換位
置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コラムに摺動可能に取付けた主軸ヘッドに
   主軸を回転自在に支持させ、前記コラムに複数の工具を
   保持する工具マガジン装置を装設し、主軸に挿着の工具
   と工具マガジン装置によって所定の工具交換位置に割出
   された工具とを交換するようにしてあるマシニングセン
   ター等の工具交換装置において、前記主軸ヘッドに主軸
   と平行な交換軸を、工具挿入側端と工具抜取側端との間
   で軸線方向へ移動自在でかつ回転自在に支持させ、その
   交換軸に、交換軸の軸線と直交する開閉中心線の両側に
   設けられて開閉する一対の把持爪を、交換軸の軸心を挾
   んで互いに逆方向へ突出させて二組設け、交換軸を工具
   挿入側端に位置させた状態において、それらの二組の把
   持爪は、一方の組の把持爪が主軸に挿着の工具を挾んだ
   両側に位置し他方の組の把持爪が主軸ヘッドを所定の工
   具交換位置に位置させた状態で工具交換位置の工具を挟
   んだ両側に位置するように配設してあることを特徴とす
   るマシニングセンター等の工具交換装置。