JPH08150530A - Machine tool having automatic tool changer - Google Patents

Machine tool having automatic tool changer

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Publication number
JPH08150530A
JPH08150530A JP31558094A JP31558094A JPH08150530A JP H08150530 A JPH08150530 A JP H08150530A JP 31558094 A JP31558094 A JP 31558094A JP 31558094 A JP31558094 A JP 31558094A JP H08150530 A JPH08150530 A JP H08150530A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
magazine
gear
drive
spindle head
Prior art date
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Pending
Application number
JP31558094A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mikihiko Satou
巳喜彦 佐藤
Nobuyuki Kusaba
信行 草場
Yukio Taki
幸雄 滝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Machinery Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Okuma Machinery Works Ltd filed Critical Okuma Machinery Works Ltd
Priority to JP31558094A priority Critical patent/JPH08150530A/en
Publication of JPH08150530A publication Critical patent/JPH08150530A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide a machine tool having an automatic tool changer which is simple and which can cope with speed-up operation, for attaching and removing a tool in association with vertical motion of a main spindle head, by indexing a magazine and turning a tool change arm by means of a single drive motor. CONSTITUTION: A shift gear 14 is moved by an air cylinder 29 so as to change over the meshing of gears 14A, 14B for a first drive gear 24 for a tool magazine and a second drive gear 25 for a changing arm unit 9. Further, the tool change arm 12 which can be only turned by a drive motor is turned by an angle of 90deg. so as to elevate a main spindle head 5 in a condition in which a spindle 6 side tool and a magazine side tool are gripped, and accordingly, a magazine pod 43 having a coupling piece 44 is elevated along a pot guide 41 through the intermediary of a hook body 46 engaged with a coupling pin 49 and a hook 48, and accordingly, tools are simultaneously pulled out from the spindle and the magazine pot.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は一個の駆動モータで工具
マガジンの貯蔵工具の旋回割出しと交換アームユニット
の工具交換アームの旋回とを選択的に行い、主軸頭の上
下動で工具の抜き差しを行う自動工具交換装置を有する
工作機械に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention selectively pivots a storage tool in a tool magazine and pivots a tool exchanging arm of an exchanging arm unit with a single drive motor, and vertically inserts / removes the spindle head. The present invention relates to a machine tool having an automatic tool changer for performing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、自動工具交換装置の工具マガジン
と交換アームユニットとは機能的に分離独立しているの
で、それぞれ独立した駆動装置を有している。例えばカ
ム駆動方式の交換アームユニットの場合は、駆動モータ
が一個必要であり、NC駆動方式の交換アームユニット
の場合には旋回用と抜き差し用とにそれぞれ一個計2個
の駆動モータが必要である。一方、工具マガジンにも専
用の駆動モータが必要であり、自動工具交換装置全体と
して2個から3個の駆動モータが必要であった。
2. Description of the Related Art Conventionally, since a tool magazine and an exchange arm unit of an automatic tool changer are functionally separated and independent, each has an independent drive unit. For example, a cam drive type exchange arm unit requires one drive motor, and an NC drive type exchange arm unit requires two drive motors, one for turning and one for inserting / removing. . On the other hand, the tool magazine also requires a dedicated drive motor, and the automatic tool changer requires two to three drive motors as a whole.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたカ
ム駆動方式の交換アームユニットは、駆動モータが一個
ですむので比較的安価であるが工具交換の高速化に対応
できないという問題を有し、NC駆動方式の交換アーム
ユニットは、サイクルタイムも短く、組立調整が容易で
あるが駆動モータ(サーボモータ)が2個必要でコスト
高になるという問題を有している。
The cam drive type exchange arm unit described in the prior art is relatively inexpensive because it requires only one drive motor, but has a problem that it cannot cope with high speed tool exchange. The NC drive type exchange arm unit has a short cycle time and is easy to assemble and adjust, but has a problem that two drive motors (servo motors) are required and the cost is high.

【0004】本発明は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、工具マガジンの
旋回割出しと交換アームユニットの工具交換アームの旋
回とを一個の駆動モータ(サーボモータ)で行い、工具
の抜き差しを主軸頭の上下動で行う安価で工具交換の高
速化に対応可能な自動工具交換装置を有する工作機械を
提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide one drive motor (servo) for rotation indexing of the tool magazine and rotation of the tool changing arm of the changing arm unit. It is an object of the present invention to provide a machine tool having an automatic tool changer that can be operated by a motor and that can be inserted and removed by vertically moving a spindle head at a low cost and capable of accommodating high-speed tool change.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明における自動工具交換装置を有する工作機械
は、垂直及び水平方向に移動位置決め可能な垂直方向の
主軸頭の近傍に設けられ複数の工具を貯蔵して主軸に平
行な工具交換位置に割り出す工具マガジンと、該工具マ
ガジンと前記主軸頭との間に設けられた交換アームユニ
ットからなる自動工具交換装置を有する工作機械におい
て、前記工具マガジンのポットチエンに固着の垂直方向
の案内に沿って上下動可能に設けられたマガジンポット
と、前記交換アームユニットの旋回中心軸のまわりで旋
回のみ可能に設けられたツイーン形工具交換アームと、
該ツイーン形工具交換アームを90°と180°旋回す
る駆動手段と、前記旋回中心軸の前記ツイーン形工具交
換アームの上側に上下動のみ可能に設けられたフック部
材と、前記主軸頭の下端部水平に設けられ前記主軸頭の
水平移動で前記フック部材と係脱自在に係合する連結ピ
ン部材と、前記マガジンポットの上面に設けられ前記マ
ガジンポットが工具交換位置に旋回されたとき前記フッ
ク部材と係脱自在に係合する連結駒とからなり、ツイー
ン形工具交換アームの旋回と主軸頭の上下動による抜き
差し動作とで工具交換を行うものである。
In order to achieve the above object, a machine tool having an automatic tool changing device according to the present invention is provided with a plurality of machine tools provided in the vicinity of a vertical spindle head capable of moving and positioning vertically and horizontally. A machine tool having an automatic tool changing device comprising a tool magazine for storing tools and indexing them to a tool changing position parallel to a spindle, and an changing arm unit provided between the tool magazine and the spindle head. A magazine pot provided to the pot chain so as to be able to move up and down along a fixed vertical guide, and a tween-shaped tool exchanging arm provided so as to be only pivotable around the pivot center axis of the exchanging arm unit,
Driving means for turning the tween type tool changing arm by 90 ° and 180 °, a hook member provided above the tween type tool changing arm of the turning central shaft so as to be only vertically movable, and a lower end portion of the spindle head. A connecting pin member that is provided horizontally and that engages and disengages with the hook member by the horizontal movement of the spindle head; and the hook member that is provided on the upper surface of the magazine pot when the magazine pot is swung to a tool exchange position. And a connecting piece that engages and disengages with the tween type tool changing arm, and the tool is exchanged by the turning operation of the tween type tool changing arm and the inserting and removing operation by the vertical movement of the spindle head.

【0006】また主軸頭の近傍に設けられ複数の工具を
貯蔵して工具交換位置に割出す工具マガジンと、該工具
マガジンと前記主軸頭との間で工具交換を行う交換アー
ムユニットからなる自動工具交換装置を有する工作機械
において、前記工具マガジンの貯蔵工具の旋回割出し用
第1駆動ギアと前記交換アームユニットのツイーン形工
具交換アームの工具交換動作用第2駆動ギアとに選択的
に噛合する軸方向移動可能なシフトギアと、該シフトギ
アを軸方向移動する駆動部材と、前記シフトギアを回転
する駆動モータとからなり、一個の駆動モータにより工
具マガジンの旋回割出しと工具交換アームの旋回との両
方の駆動を行うものである。
An automatic tool comprising a tool magazine provided near the spindle head for storing a plurality of tools and indexing to a tool exchange position, and an exchange arm unit for exchanging tools between the tool magazine and the spindle head. In a machine tool having an exchanging device, the first drive gear for turning and indexing the storage tool of the tool magazine and the second drive gear for tool exchanging operation of the tween type tool exchanging arm of the exchanging arm unit are selectively meshed with each other. A shift gear that is movable in the axial direction, a drive member that moves the shift gear in the axial direction, and a drive motor that rotates the shift gear. Both of the rotation indexing of the tool magazine and the rotation of the tool exchanging arm are performed by one drive motor. Is to be driven.

【0007】またシフトギアを軸方向移動する駆動部材
に前記シフトギアが第1駆動ギアと噛合したとき第2駆
動ギアと係合し前記シフトギアが第2駆動ギアと噛合し
たとき第1駆動ギアと係合するロックピン部材を設けて
係合した方のギアの回転を拘束するようにしたものであ
る。
Further, a drive member that axially moves the shift gear engages with the second drive gear when the shift gear meshes with the first drive gear, and engages with the first drive gear when the shift gear meshes with the second drive gear. The lock pin member is provided to restrain the rotation of the engaged gear.

【0008】[0008]

【作用】請求項1は、主軸頭が所定の工具交換位置に位
置決めされると連結ピン部材がフック部材と係合する。
このとき既にフック部材は次に必要な工具がマガジンの
工具交換位置に割出される際にマガジンポットの連結駒
と係合している。次いで駆動手段により工具交換アーム
が90°旋回して主軸装着工具とマガジンポットに貯蔵
する工具とを同時に把持したあと、主軸頭が上昇すると
マガジンポットがともに上昇する。このとき両工具は工
具交換アームにより把持されて上下動が規制されている
ので主軸とマガジンポットの上昇で両工具が同時に抜き
取られる。次いで駆動手段により工具交換アームが18
0°旋回して両工具が入れ替わり、主軸頭とマガジンポ
ットが共に下降して両工具が主軸とマガジンポットに挿
入され、主軸頭が工具交換位置から離れ連結ピンがフッ
ク部材から抜ける。従って工具の抜き差しを主軸頭の上
下動で行うので抜き差し用駆動モータが不要となる。
According to the present invention, the connecting pin member engages with the hook member when the spindle head is positioned at a predetermined tool exchange position.
At this time, the hook member is already engaged with the connecting piece of the magazine pot when the next necessary tool is indexed to the tool changing position of the magazine. Next, the tool changing arm is rotated by 90 ° by the driving means to simultaneously grip the spindle mounting tool and the tool to be stored in the magazine pot, and when the spindle head is raised, the magazine pot is also raised. At this time, since both tools are gripped by the tool exchange arm and the vertical movement is restricted, both tools are pulled out at the same time when the spindle and the magazine pot are raised. Then, the tool changing arm is moved by the drive means to 18
Both tools are exchanged by turning 0 °, both the spindle head and the magazine pot are lowered, both tools are inserted into the spindle and the magazine pot, the spindle head is separated from the tool exchange position, and the connecting pin is pulled out from the hook member. Therefore, since the tool is inserted / removed by the vertical movement of the spindle head, the insertion / removal drive motor becomes unnecessary.

【0009】請求項2は、工具マガジンの旋回割出し指
令で駆動手段によりシフトギアを軸方向移動して第1駆
動ギアと噛合させ、駆動モータにより第1駆動ギアを介
してマガジンポットを工具マガジンの工具交換位置に割
出す。また工具交換指令でシフトギアを軸方向移動して
第2駆動ギアと噛合させ、前記駆動モータにより第2駆
動ギアを介して工具交換アームを旋回する。従って一個
の駆動モータで工具マガジンの旋回割出しと工具交換ア
ームの旋回動作とを行うので、簡素な構造の自動工具交
換装置となりコストダウンと省スペースの両方が達成で
きる。
According to a second aspect of the present invention, the shift gear is axially moved by the drive means to mesh with the first drive gear by the turning index command of the tool magazine, and the magazine pot is moved to the tool magazine of the tool magazine by the drive motor. Index to the tool change position. In addition, the shift gear is axially moved in response to the tool change command to mesh with the second drive gear, and the tool change arm is rotated by the drive motor via the second drive gear. Therefore, since the turning indexing of the tool magazine and the turning operation of the tool changing arm are performed by one drive motor, the automatic tool changing device has a simple structure, and both cost reduction and space saving can be achieved.

【0010】請求項3は、シフトギアを軸方向移動して
工具マガジン駆動用の第1駆動ギアと噛合させると、駆
動手段のシフタに設けたロックピンが非駆動側の工具交
換アーム駆動用第2駆動ギアと係合して工具交換アーム
の動きを規制する。またシフトギアを第2駆動ギアに噛
合させると、ロックピンが工具マガジン駆動用の第1駆
動ギアと係合して、工具マガジンの動きを規制する。従
って非駆動側が誤って動き出すことがなく安全性が確保
できる。
According to a third aspect of the present invention, when the shift gear is axially moved to mesh with the first drive gear for driving the tool magazine, the lock pin provided on the shifter of the drive means drives the second tool exchanging arm for driving. Engages with the drive gear to regulate movement of the tool change arm. Further, when the shift gear is meshed with the second drive gear, the lock pin engages with the first drive gear for driving the tool magazine to restrict the movement of the tool magazine. Therefore, the non-driving side does not start accidentally and safety can be secured.

【0011】[0011]

【実施例】以下本発明の自動工具交換装置を有する工作
機械の一実施例を図面にもとづいて説明する。図5のた
て形マシニングセンタにおいて、ベッド1上のX軸方向
(紙面を直角に貫通する方向)の案内上にテーブル2が
移動位置決め可能に載置され、ベッド1の右側にコラム
3が立設されている。コラム3にはY軸方向(左右方
向)の案内が設けられていて、このY軸案内上にサドル
4が移動位置決め可能に載置されている。サドル4には
テーブル側端面にZ軸方向(上下方向)の案内が設けら
れていて、このZ軸案内に沿って移動位置決め可能に主
軸頭5が載架されている。主軸頭5には主軸6が図示し
ない複数の軸受により回転可能に支持されていて、主軸
6下端部の図示しないテーパ穴に工具ホルダT(以下工
具と呼ぶ)が着脱可能に装着されるようになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a machine tool having an automatic tool changer according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the vertical machining center shown in FIG. 5, the table 2 is movably mounted on the guide in the X-axis direction (direction perpendicular to the paper surface) on the bed 1, and the column 3 is erected on the right side of the bed 1. Has been done. The column 3 is provided with a guide in the Y-axis direction (horizontal direction), and the saddle 4 is mounted on the Y-axis guide so as to be movable and positioned. A guide in the Z-axis direction (vertical direction) is provided on the end surface of the saddle 4 on the table side, and a spindle head 5 is mounted on the saddle 4 so that the spindle head 5 can be moved and positioned along the Z-axis guide. A spindle 6 is rotatably supported by a plurality of bearings (not shown) on the spindle head 5, and a tool holder T (hereinafter referred to as a tool) is detachably mounted in a taper hole (not shown) at the lower end of the spindle 6. Has become.

【0012】自動工具交換装置7(以下ATCと呼ぶ)
は図1の縦断面図に示すように、コラム3のほぼ中央を
Y軸方向に貫通するようにベッド1上に取着されてい
て、ATC7の枠体は下台8A,中台8B,上台8Cの
三部構成とされている。下台8A上の主軸頭5側に交換
アームユニット9の旋回中心軸11が垂直かつ上向きに
回転可能に立設されていて、旋回中心軸11に図4の上
視図に示すような両端に工具把持部12aを有するツイ
ーン形工具交換アーム12が嵌着されている。
Automatic tool changer 7 (hereinafter referred to as ATC)
As shown in the longitudinal sectional view of FIG. 1, the column 3 is attached to the bed 1 so as to penetrate almost the center of the column 3 in the Y-axis direction, and the frame body of the ATC 7 is a lower stand 8A, a middle stand 8B, and an upper stand 8C. It is made up of three parts. A swivel center axis 11 of the exchange arm unit 9 is erected vertically and upwardly on the spindle head 5 side on the lower base 8A, and the swivel center axis 11 has tools at both ends as shown in the top view of FIG. A tween type tool changing arm 12 having a grip portion 12a is fitted.

【0013】中台8Bには図2の部分拡大図に示すよう
にスプライン軸13が垂直かつ回転可能に支持されてい
て、スプライン軸13にシフトギア14が軸方向移動可
能に嵌合されている。スプライン軸13の中台8Bより
突出する下端部に受動プーリ15がキーを介して嵌着さ
れていて、下台8A上の反主軸頭側に駆動モータ(サボ
ーモータ)16が下向きに固着されており、このサーボ
モータ16の出力軸に嵌着される駆動プーリ17と前記
受動プーリ15との間にシンクロベルト18が張設され
ている。
As shown in a partially enlarged view of FIG. 2, a spline shaft 13 is vertically and rotatably supported on the center base 8B, and a shift gear 14 is fitted on the spline shaft 13 so as to be movable in the axial direction. A passive pulley 15 is fitted to a lower end portion of the spline shaft 13 projecting from a middle base 8B via a key, and a drive motor (sabot motor) 16 is fixed downward to the opposite main spindle head side on the lower base 8A, A synchro belt 18 is stretched between the drive pulley 17 fitted to the output shaft of the servo motor 16 and the passive pulley 15.

【0014】更に、中台8Bにはスプライン軸13と平
行に第1出力軸19と、第2出力軸21とが同心かつ回
転可能に支持されていて、第2出力軸21は先端が中台
8Bの下方に突出している。この突出部に駆動プーリ2
2がキーを介して嵌着されていて、駆動プーリ22と旋
回中心軸11下端に嵌着される受動プーリ20との間に
シンクロベルト30が張設されている。第1駆動軸19
にはギア23が一体に設けられていて、ギア23に隣接
して第1駆動ギア24がキーを介して嵌着されており、
第2駆動軸21には第2駆動ギア25がキーを介して嵌
着されている。
Further, a first output shaft 19 and a second output shaft 21 are concentrically and rotatably supported in parallel with the spline shaft 13 on the center stand 8B, and the tip of the second output shaft 21 is the middle stand. It projects below 8B. The drive pulley 2 is attached to this protrusion.
2 is fitted via a key, and a synchro belt 30 is stretched between the drive pulley 22 and the passive pulley 20 fitted at the lower end of the turning center shaft 11. First drive shaft 19
Is integrally provided with a gear 23, and a first drive gear 24 is fitted adjacent to the gear 23 via a key,
A second drive gear 25 is fitted on the second drive shaft 21 via a key.

【0015】シフトギア14には工具マガジン駆動用の
ギア14Aと、工具交換アーム駆動用のギア14Bとが
一体に設けられていてギア14Aは第1駆動ギア24
と、またギア14Bは第2駆動ギア25とそれぞれ選択
的に噛合するようになっている。
The shift gear 14 is integrally provided with a gear 14A for driving a tool magazine and a gear 14B for driving a tool changing arm. The gear 14A is a first drive gear 24.
Further, the gear 14B is adapted to selectively mesh with the second drive gear 25.

【0016】スプライン軸13と第1駆動軸19及び第
2駆動軸21の近くに図3に示すような切換え軸26が
上下動可能かつ垂直に支持されていて、切換え軸26は
上端部が上台8Cを貫通に上方に突出し、下側位置にシ
フトギア14に刻設されている外周溝14aに係合する
シフタ27が嵌着されている。更にシフタ27には上下
に貫通するロックピン28が植設されていて、第1駆動
ギア24と第2駆動ギア25とにこのロックピン先端部
が抜き差し可能に嵌挿される貫通穴24a,25aがそ
れぞれ穿設されている。
A switching shaft 26 as shown in FIG. 3 is vertically movable and vertically supported near the spline shaft 13, the first drive shaft 19 and the second drive shaft 21, and the upper end of the switching shaft 26 is an upper base. A shifter 27 that protrudes upward through 8C and engages with an outer peripheral groove 14a formed in the shift gear 14 is fitted to a lower position. Further, a lock pin 28 penetrating up and down is planted in the shifter 27, and through holes 24a, 25a into which the tip ends of the lock pin are detachably fitted are inserted in the first drive gear 24 and the second drive gear 25. Each is drilled.

【0017】そして切換え軸26の上端部は、上台8C
上に支えを介して下向きに固着されている油圧又は空圧
用の流体圧シリンダ29のピストンロッド29aと連結
されていて、圧力流体の切換えでシフトギア14が軸方
向移動して、ギア14Aが第1駆動ギア24と噛合した
場合には、ロックピン28が第2駆動ギア25の貫通穴
25aに嵌入されて第2駆動軸21の回転を拘束し、ギ
ア14Bが第2駆動ギア25と噛合したときには第1駆
動ギア24の貫通穴24aにロックピン28が挿入され
て第1駆動軸19の回転を拘束するようになっている。
The upper end of the switching shaft 26 has an upper base 8C.
It is connected to a piston rod 29a of a hydraulic or pneumatic fluid pressure cylinder 29 that is fixed downward via a support, and the shift gear 14 moves in the axial direction by switching the pressure fluid, so that the gear 14A moves to the first position. When engaged with the drive gear 24, the lock pin 28 is fitted into the through hole 25a of the second drive gear 25 to restrain the rotation of the second drive shaft 21, and when the gear 14B engages with the second drive gear 25. The lock pin 28 is inserted into the through hole 24a of the first drive gear 24 to restrain the rotation of the first drive shaft 19.

【0018】一方、工具マガジン31の駆動軸32は中
台8B上主軸頭側に上向きに回転可能に立設されてい
て、下端にギア33が上端にチエン歯車34がそれぞれ
嵌着されている。更に上台8C上反主軸側にテンション
調整部材35が設けられていて、このテンション調整部
材を介してY軸方向に位置調節可能に軸36が立設され
ており、軸36に複数の軸受を介してチエン歯車37が
回転可能に支持されている。更に上台8C上の両側に図
3に示すように複数のブラケット36を介して複数のチ
エンガイド40とローラガイド38が水平に取着されて
いて、チエン歯車34,37間に張設されるポットチエ
ン39がこのチエンガイド40に沿って循環するように
なっている。
On the other hand, the drive shaft 32 of the tool magazine 31 is erected on the upper spindle head side of the center table 8B so as to be rotatable upward, and the gear 33 is fitted to the lower end and the chain gear 34 is fitted to the upper end. Further, a tension adjusting member 35 is provided on the upper opposite main spindle side of the upper base 8C, and a shaft 36 is erected so as to be positionally adjustable in the Y-axis direction via the tension adjusting member. The chain gear 37 is rotatably supported. Further, as shown in FIG. 3, a plurality of chain guides 40 and roller guides 38 are horizontally attached to both sides of the upper base 8C through a plurality of brackets 36, and a pot chain is stretched between the chain gears 34 and 37. 39 is circulated along the chain guide 40.

【0019】ポットチエン39には複数のポットガイド
41が垂直に固着されていて、ポットガイド41下端部
に枢支されるローラ42が前記ローラガイド38上に当
接して重量を支えるようになっており、ポットガイド4
1に沿って上下動可能にマガジンポット43が取着され
ている。マガジンポット43は工具Tが着脱可能に装着
されるテーパ穴を有し、内部にばねとボールからなる図
示しない工具クランプ機構を有していて、上端面に連結
駒44が固着されている。更に軸36に手動工具着脱時
にマガジンポット43の上下動を規制するストッパ部材
45が取着されている。
A plurality of pot guides 41 are vertically fixed to the pot chain 39, and a roller 42 pivotally supported at the lower end of the pot guide 41 abuts on the roller guide 38 to support the weight. , Pot guide 4
A magazine pot 43 is attached so as to be vertically movable along the direction 1. The magazine pot 43 has a taper hole into which the tool T is detachably mounted, has a tool clamping mechanism (not shown) composed of a spring and a ball inside, and a connecting piece 44 is fixed to the upper end surface. Further, a stopper member 45 is attached to the shaft 36 to regulate the vertical movement of the magazine pot 43 when the manual tool is attached or detached.

【0020】一方、旋回中心軸11の上端部にフックボ
デー46が上下動可能に嵌合されていて、フックボデー
46はコラム3に固着のガイドピン47により回転が規
制されており、工具マガジン側端部に前記連結駒44と
係脱自在に係合するフック48が固着されている。更に
フックボデー46には主軸頭側に連結用の穴46aが水
平に穿設されていて、主軸頭5の下端対応位置に連結ピ
ン49が水平に取着されている。
On the other hand, a hook body 46 is vertically movably fitted to the upper end portion of the turning center shaft 11, and the hook body 46 is restricted from rotating by a guide pin 47 fixed to the column 3. A hook 48 that is detachably engaged with the connecting piece 44 is fixed to the end portion. Further, a connecting hole 46a is horizontally formed in the hook body 46 on the spindle head side, and a connecting pin 49 is horizontally attached to a position corresponding to the lower end of the spindle head 5.

【0021】更に、コラム3のテーブル2側端面に切削
領域と工具マガジン31とを仕切る図示しない防塵カバ
ーが開閉可能に設けられており、防塵カバーはNCの工
具交換指令で自動的に開くようになっている。尚、防塵
カバーの代わりにエアカーテンを設けて切粉等の塵が工
具マガジンにかからないようにすることもできる。
Further, a dustproof cover (not shown) for partitioning the cutting area and the tool magazine 31 is provided on the end face of the column 3 on the table 2 side so as to be opened and closed, and the dustproof cover is automatically opened by a NC tool change command. Has become. An air curtain may be provided instead of the dustproof cover to prevent dust such as cutting chips from being applied to the tool magazine.

【0022】続いて本実施例の作用を説明する。最初
に、ATCにおける主軸頭5の工具交換位置(ホームポ
ジション)は、図1に示すようにZ軸が上限位置aより
cだけ下のA位置で、Y軸は加工領域後方限度位置bよ
り更にdだけ後方のB位置と決められていて、Y軸方向
B位置への主軸頭5の移動はNCより工具交換指令が出
ているときのみ可能である。
Next, the operation of this embodiment will be described. First, as shown in FIG. 1, the tool exchange position (home position) of the spindle head 5 in the ATC is the A position where the Z axis is lower than the upper limit position a by c, and the Y axis is further than the machining area rear limit position b. The position B is determined to be backward by d, and the spindle head 5 can be moved to the position B in the Y-axis direction only when a tool change command is issued from the NC.

【0023】NCより工具交換指令が出ると主軸頭5が
Z軸方向A位置とY軸方向b位置に位置決めされたの
ち、更にY軸方向に距離dだけ後方のB位置に移動して
ホームポジションに位置決めされ、このとき連結ピン4
9がフックボデー46の穴46aに挿入される。この状
態で既に流体圧シリンダ29の下室に圧力流体が供給さ
れてシフタ27を介してシフトギア14が上側に移動
し、ギア14Bが第2駆動ギアー25と噛合し、ロック
ピン28が第1駆動ギア24の貫通穴24aに挿入され
ている。
When a tool change command is issued from the NC, the spindle head 5 is positioned at the A position in the Z-axis direction and the b position in the Y-axis direction, and then further moved to the B position rearward by the distance d in the Y-axis direction to the home position. Is positioned on the connecting pin 4
9 is inserted into the hole 46a of the hook body 46. In this state, the pressure fluid is already supplied to the lower chamber of the fluid pressure cylinder 29, the shift gear 14 moves upward through the shifter 27, the gear 14B meshes with the second drive gear 25, and the lock pin 28 makes the first drive. It is inserted into the through hole 24 a of the gear 24.

【0024】次いでサーボモータ16が回転してシンク
ロベルト18を介してスプライン軸13が回転される
と、ギア14B,第2駆動ギア25を介して駆動軸21
が回転し、更にシンクロベルト30を介して旋回中心軸
11が回転して工具交換アーム12が図4で反時計方向
に90°旋回し、両端の把持爪12aで主軸6装着工具
Tとマガジン側ホームポジションに割出されているマガ
ジンポット43貯蔵工具Tとを同時に把持する。
Next, when the servo motor 16 rotates and the spline shaft 13 rotates via the synchro belt 18, the drive shaft 21 moves via the gear 14B and the second drive gear 25.
Rotates, and further, the swivel center shaft 11 rotates via the synchro belt 30 and the tool exchanging arm 12 swivels 90 ° counterclockwise in FIG. The magazine pot 43 storage tool T indexed to the home position is simultaneously gripped.

【0025】次いで主軸装着工具Tのアンクランプが行
われたあと、図示しないZ軸モータにより主軸頭5がZ
軸方向へ距離cだけ上昇する。このとき主軸側工具Tも
マガジン側工具Tも工具交換アーム12により把持され
て上下動が規制されており、主軸頭5の上昇で連結ピン
49を介してフックボデー46,フック48が上昇し、
更に連結駒47を介してマガジンポット43がポットガ
イド41に沿って上昇する。この主軸頭5とポットガイ
ド41の上昇で両工具Tが主軸6とのポットガイド41
から同時に抜き取られる。
After the spindle mounting tool T is unclamped, the spindle head 5 is moved to Z by a Z-axis motor (not shown).
The distance c is increased in the axial direction. At this time, both the spindle-side tool T and the magazine-side tool T are gripped by the tool exchange arm 12 and their vertical movements are regulated. As the spindle head 5 rises, the hook body 46 and the hook 48 rise through the connecting pin 49,
Further, the magazine pot 43 rises along the pot guide 41 via the connecting piece 47. By the ascent of the spindle head 5 and the pot guide 41, both tools T are moved to the pot guide 41 of the spindle 6.
Simultaneously extracted from.

【0026】次いで工具交換アーム12が時計方向又は
反時計方向に180°旋回して把持する両工具Tの位置
が入れ替わり、主軸頭5がZ軸方向へ距離cだけ下降す
るとマガジンポット43が同時に下降し、主軸6に次の
加工に必要な工具Tが挿入されて工具クランプが行わ
れ、同時にマガジンポット43に使用済工具Tが挿入さ
れてクランプされる。
Next, when the tool exchanging arm 12 pivots clockwise or counterclockwise by 180 ° and the positions of both tools T to be grasped are exchanged, and the spindle head 5 is lowered by the distance c in the Z axis direction, the magazine pot 43 is simultaneously lowered. Then, the tool T necessary for the next machining is inserted into the spindle 6 to perform tool clamping, and at the same time, the used tool T is inserted into the magazine pot 43 and clamped.

【0027】次いで工具交換アーム12が図4で時計方
向に90°旋回して両工具Tから離れて待機姿勢とな
り、主軸頭5がY軸方向へ距離dだけ前側に移動して連
結ピン49がフックボデー46の穴46aから抜き取ら
れたのち、Z軸及びY軸方向に移動して切削加工が再開
される。
Next, the tool exchanging arm 12 pivots clockwise by 90 ° in FIG. 4 and moves away from both tools T to a standby position, the spindle head 5 moves forward in the Y axis direction by a distance d, and the connecting pin 49 moves. After being pulled out from the hole 46a of the hook body 46, it is moved in the Z-axis and Y-axis directions and the cutting process is restarted.

【0028】次いで工具マガジン31の工具割出し指令
が出ると、流体圧シリンダ29の上室に圧力流体が供給
されてシフトギア14のギア14Aが第1駆動ギア24
と噛合し、同時にロックピン28が第2駆動ギア25の
貫通穴25aに挿入されて工具交換アーム12の旋回が
規制される。
Next, when a tool indexing command for the tool magazine 31 is issued, the pressure fluid is supplied to the upper chamber of the fluid pressure cylinder 29, and the gear 14A of the shift gear 14 is moved to the first drive gear 24.
At the same time, the lock pin 28 is inserted into the through hole 25a of the second drive gear 25 to restrict the turning of the tool changing arm 12.

【0029】次いでサーボモータ16が時計方向又は反
時計方向に回転して、チエン歯車34,ポットチエン3
9を介してマカジンポット43が旋回し、次に使用する
工具Tを有するマガジンポット43が工具マガジンのホ
ームポジションに割出される。
Then, the servomotor 16 rotates clockwise or counterclockwise to move the chain gear 34 and the pot chain 3.
The makajin pot 43 turns via 9 and the magazine pot 43 having the tool T to be used next is indexed to the home position of the tool magazine.

【0030】尚、このマガジンポット43旋回時に工具
マガジンのホームポジションを通過する際連結駒44と
マガジンポット上面との隙間を通ってフック48が通過
できるようになっているので、フック48によりマガジ
ンポット43の旋回が妨げられることはない。
When passing through the home position of the tool magazine when the magazine pot 43 is rotated, the hook 48 can pass through the gap between the connecting piece 44 and the upper surface of the magazine pot. The turning of 43 is not hindered.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明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。請求項1は、工具交換
位置に位置決めされた主軸とマガジン側工具交換位置に
割出されたマガジンポット間における工具交換動作にお
いて、ツイーン形工具交換アームを待機位置から90°
旋回して主軸装着工具とマガジンポット貯蔵工具とを同
時に把持し、主軸頭の上下動で連結ピン部材により主軸
頭と連結されたフック部材と係合する連結駒を有するマ
ガジンポットをともに上下動させて、工具の抜き差しを
行うようにしたので、工具抜き差し用駆動モータが不要
となり簡素な構造となってコストダウンが可能となる。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. According to a first aspect of the present invention, in the tool exchanging operation between the spindle positioned at the tool exchanging position and the magazine pot indexed at the magazine side tool exchanging position, the tween type tool exchanging arm is 90 ° from the standby position.
Pivot to simultaneously grip the spindle mounting tool and the magazine pot storage tool, and vertically move the spindle head to move up and down the magazine pot that has the connecting piece that engages with the hook member connected to the spindle head by the connecting pin member. Since the tool is inserted / removed, the tool insertion / removal drive motor is not required, and the structure is simplified and the cost can be reduced.

【0032】請求項2は、一個の駆動モータでシフトギ
アによる噛合の切り換えにより工具マガジンの旋回割出
しと工具交換アームの旋回との両方の駆動を行うように
したので、個々に必要であった駆動モータが一個で済む
ようになり、駆動系の簡素化による大幅なコストダウン
と省スペース化が可能となる。
According to a second aspect of the present invention, since one drive motor drives both the rotation indexing of the tool magazine and the rotation of the tool exchanging arm by switching the meshing by the shift gear, the drive required individually. Since only one motor is required, the cost can be greatly reduced and the space can be saved by simplifying the drive system.

【0033】請求項3は、シフトギアの切り換えと同時
に非駆動側の動きを拘束するようにしたので、工具マガ
ジン駆動中に誤って交換アームユニットが動くことがな
く、また交換アームユニット駆動中に誤って工具マガジ
ンが動くことがなくなり簡素にして確実な安価なロック
機構を有する自動工具交換アームとなる。
Since the movement of the non-driving side is restrained at the same time when the shift gear is switched, the replacement arm unit does not move accidentally while the tool magazine is being driven, and the replacement arm unit is erroneously driven. As a result, the tool magazine does not move and the automatic tool change arm has a simple and reliable inexpensive lock mechanism.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の自動工具交換装置を有する工作機械の
自動工具交換装置部分を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an automatic tool changing device portion of a machine tool having an automatic tool changing device of the present invention.

【図2】図1の駆動部の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a driving unit shown in FIG.

【図3】図1のイーイ線矢視断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the arrow line in FIG.

【図4】自動工具交換装置の上視図である。FIG. 4 is a top view of the automatic tool changer.

【図5】自動工具交換装置を有する工作機械の側面の姿
図である。
FIG. 5 is a side view of a machine tool having an automatic tool changer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ベッド 2 テーブル 3 コラム 5 主軸頭 6 主軸 9 交換アームユニット 12 自動交換アーム 14 シフトギア 16 駆動モータ 24 第1駆動ギア 25 第2駆動ギア 27 シフタ 28 ロックピン 31 工具マガジン 34,37 チエン歯車 39 ポットチエン 41 ポットガイド 43 マガジンポット 44 連結駒 46 フックボデー 48 フック 49 連結ピン 1 bed 2 table 3 column 5 spindle head 6 spindle 9 exchange arm unit 12 automatic exchange arm 14 shift gear 16 drive motor 24 first drive gear 25 second drive gear 27 shifter 28 lock pin 31 tool magazine 34, 37 chain gear 39 pot chain 41 Pot guide 43 Magazine pot 44 Connecting piece 46 Hook body 48 Hook 49 Connecting pin

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 垂直及び水平方向に移動位置決め可能な
垂直方向の主軸頭の近傍に設けられ複数の工具を貯蔵し
て主軸に平行な工具交換位置に割り出す工具マガジン
と、該工具マガジンと前記主軸頭との間に設けられた交
換アームユニットからなる自動工具交換装置を有する工
作機械において、前記工具マガジンのポットチエンに固
着の垂直方向の案内に沿って上下動可能に設けられたマ
ガジンポットと、前記交換アームユニットの旋回中心軸
のまわりで旋回のみ可能に設けられたツイーン形工具交
換アームと、該ツイーン形工具交換アームを90°と1
80°旋回する駆動手段と、前記旋回中心軸の前記ツイ
ーン形工具交換アームの上側に上下動のみ可能に設けら
れたフック部材と、前記主軸頭の下端部水平に設けられ
前記主軸頭の水平移動で前記フック部材と係脱自在に係
合する連結ピン部材と、前記マガジンポットの上面に設
けられ前記マガジンポットが工具交換位置に旋回された
とき前記フック部材と係脱自在に係合する連結駒とから
なり、ツイーン形工具交換アームの旋回と主軸頭の上下
動による抜き差し動作とで工具交換を行うことを特徴と
する自動工具交換装置を有する工作機械。
1. A tool magazine, which is provided in the vicinity of a vertical spindle head capable of moving and positioning vertically and horizontally, stores a plurality of tools and indexes them at a tool exchange position parallel to the spindle, and the tool magazine and the spindle. In a machine tool having an automatic tool changer consisting of an exchange arm unit provided between the head and a magazine, a magazine pot movably provided up and down along a vertical guide fixed to the pot chain of the tool magazine, A tween type tool changing arm provided so as to be rotatable only around the center axis of rotation of the changing arm unit, and the tween type tool changing arm is set at 90 ° and 1 °.
A drive means for turning by 80 °, a hook member provided on the upper side of the tween type tool changing arm of the turning center shaft so as to be movable only up and down, and a lower end portion of the spindle head horizontally provided for horizontal movement of the spindle head. And a connecting pin member that is releasably engaged with the hook member, and a connecting piece that is provided on the upper surface of the magazine pot and that is releasably engaged with the hook member when the magazine pot is pivoted to a tool exchange position. A machine tool having an automatic tool changer, characterized in that the tool is changed by turning a tween type tool changing arm and inserting / removing by vertically moving a spindle head.
【請求項2】 主軸頭の近傍に設けられ複数の工具を貯
蔵して工具交換位置に割出す工具マガジンと、該工具マ
ガジンと前記主軸頭との間で工具交換を行う交換アーム
ユニットからなる自動工具交換装置を有する工作機械に
おいて、前記工具マガジンの貯蔵工具の旋回割出し用第
1駆動ギアと前記交換アームユニットのツイーン形工具
交換アームの工具交換動作用第2駆動ギアとに選択的に
噛合する軸方向移動可能なシフトギアと、該シフトギア
を軸方向移動する駆動部材と、前記シフトギアを回転す
る駆動モータとからなり、一個の駆動モータにより工具
マガジンの旋回割出しと工具交換アームの旋回との両方
の駆動を行うことを特徴とする自動工具交換装置を有す
る工作機械。
2. An automatic machine comprising a tool magazine provided near the spindle head for storing a plurality of tools and indexing to a tool exchange position, and an exchange arm unit for exchanging tools between the tool magazine and the spindle head. In a machine tool having a tool changing device, a first driving gear for turning and indexing a storage tool of the tool magazine and a second driving gear for tool changing operation of a tween type tool changing arm of the changing arm unit are selectively meshed with each other. A shift gear that is movable in the axial direction, a drive member that axially moves the shift gear, and a drive motor that rotates the shift gear. A machine tool having an automatic tool changer, characterized in that it drives both.
【請求項3】 シフトギアを軸方向移動する駆動部材に
前記シフトギアが第1駆動ギアと噛合したとき第2駆動
ギアと係合し前記シフトギアが第2駆動ギアと噛合した
とき第1駆動ギアと係合するロックピン部材を設けて係
合した方のギアの回転を拘束するようにしたことを特徴
とする請求項2記載の自動工具交換装置を有する工作機
械。
3. A drive member for axially moving a shift gear engages with a second drive gear when the shift gear meshes with the first drive gear, and engages with the first drive gear when the shift gear meshes with the second drive gear. A machine tool having an automatic tool changer according to claim 2, wherein a lock pin member is provided to restrain the rotation of the engaged gear.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6402671B1 (en) 1999-09-02 2002-06-11 Mori Seiki Co., Ltd. Tool-exchange apparatus for machine tool
KR101432299B1 (en) * 2007-12-21 2014-08-22 두산인프라코어 주식회사 Tool post for cnc lathe
CN115971942A (en) * 2022-12-27 2023-04-18 惠州久久犇科技有限公司 Chain type tool magazine

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