JPH0746439Y2 - 自動工具交換装置の工具把持機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、マシニングセンタ等の自動工具交換装置（以
下ATCと呼ぶ）に関するものである。

従来の技術 従来、マシニングセンタ等のATCの工具把持機構は、工
具交換アーム内に先端にローラを有しばねにより常時突
出勝手に付勢される工具把持軸を設け、工具交換アーム
が旋回して工具を把持する際工具のグリップ部にローラ
が当接して工具把持ばねの力に抗して押し込まれて把持
爪が係合し、工具交換アームが工具を把持する機構が一
般に用いられている。

考案が解決しようとする課題 従来の技術で述べた、工具交換アームを把持するときロ
ーラが工具グリップ部に当接して工具把持軸が引き込ま
れて把持爪が係合する方法は、工具把持ローラが工具の
グリップ部に当たるとき大きな衝突音が発生し、これが
工具把持機構の摩耗，損傷の原因となり、更にATC動作
の速度アップを阻害しているという問題点を有してい
る。

本考案は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
なされたものであり、その目的とするところは、工具把
持ローラと工具のグリップ部との衝突がない工具把持機
構を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本考案における自動工具交
換装置の工具把持機構は、交換アーム旋回軸用ハウジン
グの先端に固着された固定カムと、工具交換アームの長
手方向に軸方向移動可能に設けられ先端に工具のグリッ
プ部に当接する部材を有し弾性部材により突出勝手に付
勢される工具把持軸と、前記工具交換アームに設けられ
前記工具交換アームの旋回で前記固定カムにより前記工
具把持軸を前記ばねの力に抗して引き込む揺動レバー部
材とを含んでなり、工具交換アームが工具を把持するた
めに旋回するとき工具把持軸を引込んで工具のグリップ
部に当接する部材の衝突するのを回避するようになした
ものである。

作用 工具交換アームが工具を把持するために旋回するとき固
定カムにより揺動アーム部材が旋回して工具把持軸をば
ねの力に抗して引き込み、工具のグリップ部と工具把持
軸先端のローラとの衝突を防止し、工具交換アームの把
持爪が工具のグリップと係合すると同時にカムにより工
具把持軸の引込みを解除し、先端ローラ部が工具のグリ
ップ部にばねの力で圧接されて工具を把持する。

実施例 実施例について第１図〜第５図を参照して説明する。

公知のたて形マシニングセンタにおいて、ベッド１上に
上下（Ｚ軸）方向の摺動面を有するコラム２が固着され
ており、コラム２の摺動面上に主軸頭３が移動位置決め
可能に設けられ、主軸頭３に図示しない主軸が回転可能
に支持されている。第５図のコラム２の手前側面に工具
マガジン装置４が取付けられており、工具マガジン装置
４は工具を水平（Ｘ軸）方向にして貯蔵する複数個のマ
ガジンポット５を有し、ポット５は図示しない駆動装置
により旋回され、下側に設けられた工具交換位置に割出
され、90°旋回して主軸方向下側を向くようになってい
る。

工具マガジン装置４と主軸頭３との間にATCが取付けら
れており、ATC本体７には工具マガジン装置４の工具交
換位置ａと主軸の軸心ｂとの中央にＺ軸方向の穴7aが穿
設されており、この穴7aにハウジング８が嵌着されてい
る。ハウジング８の中心穴に旋回軸９が回転及び軸方向
移動可能に嵌挿され、旋回軸９の先端にツイン形工具交
換アーム10が取付けられている。工具先端アーム10は図
示しない駆動装置による旋回軸９の旋回で、待機位置と
（第４図の実線の姿勢）工具交換位置（第４図の仮想線
の姿勢）とに旋回及び180°旋回可能とされ、更に工具
交換位置において旋回軸９の軸方向移動でＺ軸方向に移
動されるようになっている。

工具交換アーム10は基部10Aとその両端に固着される先
端部10Bとにより構成され、先端部10Bに把持爪10aが形
成され、基部10Aの中央部が旋回軸９の先端鍔部9aに固
着されている。工具交換アームの基部10Aには、把持爪
中心より開口側へ僅かに外れて、外側からアームと平行
に穴10bが穿設されており、この穴10bに工具把持軸11が
軸方向移動可能に嵌挿されている。そして工具把持軸11
の先端部に、工具のグリップ部12と当接するローラ13が
回転可能に枢支されており、工具把持軸11は、ばね14に
より常時突出勝手に付勢され、工具交換アームの基部10
Aの先端面に設けられた駒15により抜け止めが施されて
いる。工具把持軸11の後端部にはクラッチピン16が同心
に螺着されており、クランプピン16の先端は、旋回軸９
に対して平行に穿設された穴10cのほぼ中央に突出可能
とされている。穴10cにはクランプ軸18が軸方向移動可
能に嵌挿され、ばね19により突出勝手に付勢されてい
る。クランプ軸18の中央部には軸心に対して直角に、深
さが２段のカム溝18a,18bが刻設されており、クランプ
軸18の先端がハウジング８の端面に当接してばね19の力
に抗して押し込まれた状態で、深い方のカム溝18aがロ
ックピン位置に移動して工具把持軸11の軸方向移動が可
能となり、旋回軸９の軸方向移動でクランプ軸先端がハ
ウジング８の端面から離れるとばね19によりクランプ軸
が押し出されて、浅い方のカム溝18bがロックピン位置
に移動して工具把持軸11の軸方向移動を規制し、把持す
る工具の抜け止めを行うようになっている。

更に交換アームの基部10Aには、旋回軸９に対して平行
に揺動軸22が複数個の軸受21により回転可能に支持され
ており、揺動軸22の先端部にカムフオロア23を有するレ
バー24が嵌着され、揺動軸22の中央部にキー25を介して
セグメントピニオン26が嵌着されている。ピニオン26に
噛合されるラック27は、基部10Aの上面に固着される蓋2
8の内側に刻設された凹部28a内にセグメントピニオンと
ともに滑動可能に設けられており、ラック27の先端の係
合爪27aは、穴10bに貫通する長窓10dより突出し、工具
把持軸11の穴に係合されている。

一方ATC本体７のハウジング８の先端部外周に、固定カ
ム29が複数本のボルト30により嵌着されており、固定カ
ム外周のカム面の大径部29aに、交換アーム10の旋回で
カムフオロア23が乗り上げたとき、揺動軸22を介してセ
グメントピニオン26が旋回し、ラック27を介してばね14
の力に抗して工具把持軸11を移動し、工具把持時のロー
ラ13と工具のグリップ部12との衝突を回避するようにな
っている。

続いて本実施例の作用について説明する。

今主軸に装着された工具により切削加工が行われてい
る。NCの次工具指令で工具マガジン装置４のマガジンポ
ット５に貯蔵される工具の一つが次工具に指定され、工
具交換位置に割出される。主軸工具による加工の一区画
が終わると、主軸の回転が停止され、NCの工具交換指令
により主軸頭がＺ軸方向上限の工具交換位置に移動位置
決めされ、同時に次工具を収納するマガジンポット５が
90°旋回されて次工具がＺ軸方向下向となる。次いで待
機中の工具交換アーム10（第４図の実線の姿勢）が図示
しない駆動機構により反時計方向に旋回され、工具把持
軸11先端のローラ13が主軸工具及び次工具のグリップ部
12の頂点を通過した直後に、カムフオロア23が固定カム
29カム面の大径部29aから外れてレバー24が旋回し、揺
動軸22を介してセグメントピニオン26が旋回され、ラッ
ク27を介して工具把持軸を解放し今まで引込まれていた
工具把持軸11がばね14の力により押し出され、工具交換
アーム10の把持爪10a中心がa,b位置に旋回して、両工具
のグリップ部が把持爪10aに係合されると同時に、ロー
ラ13が当接して両工具を把持する。次いで旋回軸９がＺ
軸方向下側に移動すると、クランプ軸18がばね19の力で
突出して、浅い方のカム溝18bがロックピン16の位置に
移動し、工具把持軸11の軸方向移動が規制されて、把持
する工具の抜け止めが施され、両工具が同時に抜き取ら
れる。次いで工具交換アーム10が180°旋回して、両工
具が入れ替わり、再び旋回軸９のＺ軸方向上側への移動
で、把持する両工具が主軸及びマガジンポットに挿入さ
れる。そして工具の挿入が終わりに近づくと、クランプ
軸の先端がハウジング８の前端面に当接して、ばね19の
力に抗して押し込まれ、深い方のカム溝18aがクランプ
ピン16の位置に移動し、工具交換アーム10が時計方向に
旋回してカムフオロア23が固定カム29カム面の大径部29
aに乗り上げて工具把持軸11が引下げられ、同時に把持
爪10aが工具のグリップ部12から離れて待機姿勢とな
る。

考案の効果 本考案は、上述のとおり構成されているので次に記載す
る効果を奏する。

工具交換アームが工具を把持するために旋回するとき、
工具把持軸先端のローラが工具に衝突しないように退避
させておき、工具交換アームの把持爪が工具のグリッパ
部に係合すると同時に工具把持軸が突出してばねの力で
ローラが工具のグリップ部を押圧するようになしたの
で、衝突音や衝突による部品の損耗がなくなり、静かな
ATC動作が可能となり、ATC動作のスピードアップが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の自動工具交換装置の工具把持機構の
断面図で工具交換アームの上部を省略した図、第２図は
第１図のＡ−Ａ線視図、第３図は第２図のＢ−Ｂ線視断
面図、第４図は主として工具交換アームの旋回姿勢を表
す図、第５図はたて形マシニングセンタの側面姿図であ
る。 ８……ハウジング、９……旋回軸 10……工具交換アーム、11……工具把持軸 12……工具のグリップ部、13……ローラ 14……ばね、23……カムフオロア 24……レバー 26……セグメントピニオン、27……ラック 29……固定カム

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】交換アーム旋回軸（９）用ハウジング
   （８）の先端に固着された固定カム（29）と、工具交換
   アーム（10A）の長手方向に軸方向移動可能に設けられ
   先端に工具のグリップ部（12）に当接する部材（13）を
   有し弾性部材（14）により突出勝手に付勢される工具把
   持軸（11）と、前記工具交換アームに設けられ前記工具
   交換アームの旋回で前記固定カムにより前記工具把持軸
   を前記ばねの力に抗して引き込む揺動レバー部材（22〜
   27）とを含んでなり、工具交換アームが工具を把持する
   ために旋回するとき工具把持軸を引込んで工具のグリッ
   プ部に当接する部材の衝突を回避したことを特徴とする
   自動工具交換装置の工具把持機構。