JPH081795Y2 - 自動工具交換装置の工具保護ポット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【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）の搬送及び待機
中の工具のテーパシャンク部を切削液や切粉等から守る
保護ポットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば図８に示すように、比較的
大形のマシニングセンタのＡＴＣにおいては、工具マガ
ジン装置１０１と主軸頭１０２との間に距離があり、工
具交換時間を短縮するために、工具交換アーム１０４に
より工具マガジンより次工具１０３を抜き取り、工具交
換アーム１０４に把持したままで搬送途中の待機位置
で、主軸装着工具による切削加工が終わるまで待機する
形式のものが多い。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】従来の技術で述べた、
次工具を工具交換アームに把持したままで搬送途中で待
機させる形式のＡＴＣは、主軸スリーブにアタッチメン
トを着脱可能に装着して五面加工を行う場合、たて，横
両主軸に対する複雑な工具交換動作が必要となり、他と
の干渉等が発生するため、次工具のシャンク部を切削液
や切粉等から守る保護ポットが付けにくいという問題点
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、たて，横両主軸に対応可能な工具交換アームに
次工具を把持して搬送途中で待機する形式のＡＴＣに簡
単に装着できる工具保護ポットを提供しようとするもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、指定角度に旋回可能かつ旋回軸方向に抜き差し可能
な工具交換アームに工具を把持して工具搬送途中にて待
機する自動工具交換装置において、工具交換アームユニ
ット上の位置に前記工具交換アームにより抜き差し可能
かつ工具交換動作中他との干渉のないアームの工具交換
角度に対してずれた角度で旋回軸心からアームの把持中
心までの距離に等しい位置に旋回軸と平行に前記工具の
シャンク部を保護する保護ポットを設けたものである。

【０００５】

【作用】マガジン装置の工具交換位置に割出された次工
具を、工具交換アームが把持して抜取ったあと、保護ポ
ットのある旋回角に工具交換アームを割出して差し動作
で保護ポットに工具のテーパシャンク部を挿入し、搬送
途中で現在行われている主軸装着工具による切削加工の
一区割が終わるまで待機する。

【０００６】

【実施例】実施例について図１〜図７を参照して説明す
る。図３の門形マシニングセンタにおいて、床上に設置
されたベッド１上のＸ軸方向の案内に沿ってテーブル２
が移動位置決め可能に載置され、ベッド１の両側床上に
立設されたコラム３上にトップビーム４が固着されてい
る。

【０００７】コラム３には前面にＺ軸方向の案内が削設
されており、この案内上にクロスレール５が移動位置決
め可能に設けられ、クロスレール５のＹ軸方向の案内上
に主軸頭６が移動可能に載架されている。コラム３の左
側面に複数の工具をＹ軸方向左向きにして貯蔵する工具
マガジン装置８が取付けられており、コラムの前面下側
に固着される図示しない旋回ユニット本体に設けられた
Ｚ軸方向の旋回中心軸のまわりで、マガジン側と主軸側
とに９０°旋回割出可能に旋回ユニット９が設けられて
いる。

【０００８】旋回ユニット９の前側面に水平方向の案内
９ａが設けられており、この案内に沿ってキャリア１１
が移動位置決め可能に設けられている。キャリア１１に
は水平方向の旋回中心軸１２の回りで９０°旋回割出可
能に工具交換アームユニット１３が設けられている。

【０００９】工具交換アームユニット１３にはツインア
ーム形工具交換アーム１４が旋回及び旋回軸方向に抜き
差し可能に設けられており、工具交換アーム１４は工具
交換アームユニット１３に内蔵する図示しないＮＣ制御
のサーボモータにより指定角度に旋回割出可能とされて
いる。

【００１０】工具交換アームユニット１３にはアーム１
４側の端面１３ａに、図２，図７に示すようにアームの
工具交換角度に対して反時計回りに６０°の位置にポッ
ト軸心がくるように、保護ポット１５が支え１６を介し
て取付けられており、この位置が工具交換アームの待機
角度としてＮＣに指定される。

【００１１】一方、主軸頭６に主軸スリーブ１７がＺ軸
方向移動位置決め可能に設けられており、主軸スリーブ
１７に主軸１８が回転可能に支持されている。主軸スリ
ーブ１７の先端には、図２，図６，図７に示すような横
主軸用アンギュラアタッチメント１９が着脱可能に装着
されるようになっており、アタッチメント１９に回転可
能に支持されアタッチメント主軸２１は、本機主軸１６
によって回転され、更にアタッチメント１９自体が水平
面内において旋回割出しされて、アタッチメント主軸２
１がＸ・Ｙ軸方向の四面を向くようになっている。

【００１２】続いて本実施例の作用について説明する。
ＮＣの次工具指令で、工具マガジン装置８に貯蔵する次
工具Ｔが工具交換位置に割出されると、キャリア１１が
Ｘ軸方向マガジン側に移動して、工具交換アーム１４の
一方の把持爪で次工具Ｔを把持し、工具交換アーム１４
が旋回軸方向に伸びて、マガジンポットより次工具Ｔを
抜き取る。次いで工具交換アーム１４が１２０°時計回
りに旋回されて、把持する次工具Ｔが保護ポット１５と
同心となり、工具交換アーム１４が旋回軸方向に縮んで
図６に示すように次工具Ｔのテーパシャンク部が保護ポ
ット１５の穴内に挿入される。

【００１３】次いで工具交換アームユニット１３が９０
°旋回して把持する次工具Ｔが下向きとなり、旋回ユニ
ット９が９０°旋回されて工具交換アームユニット１３
が主軸８側を向き、今行われている主軸装着工具による
切削加工の一区割が終わるまで待機する。

【００１４】切削加工の一区割が終わりＮＣより工具交
換指令が出ると、主軸スリーブ１７がＺ軸方向移動して
所定の工具交換位置に位置決めされ、主軸頭６がＹ軸方
向マガジン側に移動して所定の工具交換位置に位置決め
される。同時に工具交換アーム１４が旋回軸方向に伸び
て把持する次工具Ｔを保護ポット１５から抜き取り、工
具交換アーム１４が１２０°反時計方向に回転して工具
交換姿勢となり空の把持爪がＹ軸方向主軸側１８を向
く。

【００１５】次いでキャリア１１がＹ軸方向主軸側に移
動して、工具交換アーム１４の空の把持爪で主軸の使用
済工具を把持し、工具交換アーム１４が旋回軸方向に伸
びて使用済工具を主軸１８より抜き取り、１８０°旋回
して把持する両工具の位置が入れ替わり、再び工具交換
アーム１４が縮んで次工具Ｔを主軸１８に挿入する。

【００１６】次いでキャリア１１がＹ軸方向マガジン側
に移動して主軸嵌着工具より離れ、主軸頭６がＹ軸方向
右側に移動したのち、加工プログラムに従って切削加工
を続行する。同時に工具交換アーム１４が旋回軸方向に
伸びて時計方向に１２０°旋回し、把持する使用済工具
Ｔが保護ポット１５と同心となり、工具交換アーム１４
が旋回軸方向に縮んで使用済工具Ｔのテーパシャンク部
が保護ポット１５に挿入される。

【００１７】次いで旋回ユニット９が９０°旋回されて
工具交換アームユニット１３がマガジン側を向き、工具
交換アームユニット１３が９０°旋回して把持する使用
済工具ＴがＹ軸方向左側を向く。次いで工具交換アーム
１４が旋回軸方向に伸びて、使用済工具が保護ポット１
５から抜き取られ、工具交換アーム１４が１２０°反時
計方向に旋回されて水平となり、把持する使用済工具が
マガジンポットと同心となる。次いで工具交換アーム１
４が旋回軸方向に縮んで使用済工具Ｔをマガジンポット
に挿入し、キャリア１１がＸ軸方向反マガジン側に移動
して使用済工具から離れる。

【００１８】次に主軸スリーブ１７にアンギュラアタッ
チメント１９が取付けられている場合の作用について説
明する。次工具Ｔを工具マガジン装置８から抜き取って
待機位置にて待機するまでの動作は前述と同一のため省
略する。アタッチメント主軸２１装着工具による切削加
工が終わると、アンギュラアタッチメント１９が旋回し
て主軸２１がＸ軸方向前向きに割出され、主軸スリーブ
１７がＺ軸方向移動して所定の工具交換位置に位置決め
され、主軸頭６がＹ軸方向マガジン側に移動して所定の
工具交換位置に位置決めされる。

【００１９】同時に工具交換アームユニット１３が９０
°旋回されて工具交換アーム１４が前向きとなり、旋回
軸方向に伸びて次工具Ｔが保護ポット１５から抜き取ら
れ、工具交換アーム１４が１２０°反時計方向に旋回し
て水平となり、空の把持爪が主軸２１側を向く図２の工
具交換姿勢となる。

【００２０】次いでキャリア１１がＹ軸方向主軸２１側
に移動して空の把持爪で主軸２１の使用済工具を把持
し、工具交換アーム１４が旋回軸方向に伸びて使用済工
具Ｔを主軸２１から抜き取る。次いで工具交換アーム１
４が１８０°旋回して両工具の位置が入れ替わり、工具
交換アーム１４が縮んで次工具Ｔが主軸２１に挿入され
る。

【００２１】次いでキャリア１１がＹ軸方向マガジン側
に移動して工具交換アーム１４が主軸装着工具から離
れ，主軸頭６がＺ軸方向左側に移動したのち加工プログ
ラムに従って切削加工が続行される。次いで工具交換ア
ーム１４が１２０°時計方向に旋回して、使用済工具Ｔ
が保護ポットと同心となり、工具交換アーム１４が縮ん
で使用済工具Ｔのシャンク部が保護ポット１５に挿入さ
れ、旋回ユニット９が９０°旋回して工具交換アームユ
ニット１３がマガジン側を向き、前述と同様の動作で使
用済工具をマガジンポットに挿入返却する。

【００２２】尚、使用済工具を主軸１８又は２１より抜
き取って工具マガジン装置８に返却するまでの動作は、
必ずしも保護ポット１５に返却工具のシャンク部を挿入
して保護する必要はなく、例えば主軸装着工具の切削加
工時間が短く交換動作時間を短縮したい場合等には省略
することもできる。

【００２３】また、工具交換アーム１４の旋回割出しは
ＮＣ制御のサーボモータにより行われるものと限定され
る必要はなく、保護ポット１５のある旋回角度に割出し
可能であればカム式又は油圧式の旋回割出機構でもよい
ことは勿論である。

【００２４】

【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。任意な旋回角度に
割出可能かつ抜き差し可能な工具交換アームに次工具を
把持して、工具搬送途中にて待機するＡＴＣの、工具交
換アームユニットのたて，横両方の主軸に対応する複雑
な工具交換動作中にも他との干渉がないアームの工具交
換角度に対してずれた角度で旋回軸心よりアームの把持
中心よりの距離に等しい位置に旋回軸と平行に工具保護
ポットをアームユニットに設けたことにより、簡単な構
造で五面加工機等複雑な機械のＡＴＣの待機中アームユ
ニットの位置・姿勢に関係なく常時の工具のテーパシャ
ンク部を切削液又は切粉等から保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本機のたて主軸に対する工具交換位置に割出さ
れた工具交換アームユニットと工具保護ポットの位置関
係を表す図である。

【図２】本機の主軸スリーブに取付けられたアンギュラ
アタッチメントの横形主軸に対する工具交換位置に割出
された工具交換アームユニットと保護ポットの位置関係
を表す図である。

【図３】門形マシニングセンタの斜視姿図である。

【図４】図１の上視図である。

【図５】図４の側面図である。

【図６】図２の上視図である。

【図７】図６の側面図である。

【図８】工具交換アームユニットに工具保護ポットを持
たない従来の門形マシニングセンタの斜視姿図である。

【符号の説明】

１３ 工具交換アームユニット １４ 工具交換アーム １５ 保護ポット １７ 主軸スリーブ １８ 主軸 １９ アンギュラアタッチメント Ｔ 工具

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 指定角度に旋回可能かつ旋回軸方向に抜
   き差し可能な工具交換アームに工具を把持して工具搬送
   途中にて待機する自動工具交換装置において、工具交換
   アームユニット上の位置に前記工具交換アームにより抜
   き差し可能かつ工具交換動作中他との干渉のないアーム
   の工具交換角度に対してずれた角度で旋回軸心からアー
   ムの把持中心までの距離に等しい位置に旋回軸と平行に
   前記工具のシャンク部を保護する保護ポットを設けたこ
   とを特徴とする自動工具交換装置の工具保護ポット。