JPH08318443A - 工作機械 - Google Patents

工作機械

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JPH08318443A
JPH08318443A JP7151050A JP15105095A JPH08318443A JP H08318443 A JPH08318443 A JP H08318443A JP 7151050 A JP7151050 A JP 7151050A JP 15105095 A JP15105095 A JP 15105095A JP H08318443 A JPH08318443 A JP H08318443A
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幸雄 滝
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ４個のカム一回転による保護カバー６１の開
け閉めを含むＡＴＣ動作と、１個のモータによる４個の
カムの回転と工具マガジンの旋回割出しとを選択的に行
うことにより高速ＡＴＣ動作の長期安定性と、小型化を
図る。 【構成】 ＡＴＣ本体に設けられた第１カム２４による
交換アーム４４の旋回と、第２カム２３による抜き差し
動作と、第３カム２６によるアーム軸５１の僅かな回転
を歯車側５３，５８及び５５，５９により増速してチエ
ン６２を介して行う開閉カバー６１の開閉動作と、第４
カム２５によるピストンポンプ４７の作動で主軸頭側の
油圧シリンダに圧油を送り主軸工具Ｔのクランプかけ外
しとの各ＡＴＣ動作を行う。更に油圧シリンダ２９によ
りシフタギヤ３４を移動してモータ１４の回転をカム軸
２１とマガジン駆動軸３１とに切り換え１個のモータで
４個のカムの回転のほか工具マガジンの旋回割出しをも
行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動工具交換装置（以下
ＡＴＣと呼ぶ）を有する工作機械に関するもので、更に
詳しくは交換アームの旋回及び抜き差しと、主軸工具の
クランプのかけ外しと、前記ＡＴＣを切削中の切粉から
守る開閉カバーの開け閉めを４個のカム一回転で行うと
ともに、工具マガジンの駆動をもカム軸駆動用のモータ
により行うカム式ＡＴＣを有する工作機械に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、マシニングセンタ等工作機械に用
いられるＡＴＣは、複数のアクチュエータを用いて各交
換動作を行っていたが、構造が複雑かつ大がかりとな
り、各動作間の確認信号のやりとりを行う必要があるの
で、それだけＡＴＣ時間が長くなるという欠点を有して
いた。そのため実公昭６３−１１３５３０号で公知の２
連カムを用いて交換アームの旋回と抜き差しとを行う方
式が開発されている（図示せず）。その後、上述の交換
アームの旋回及び抜き差し動作に、アーム爪開閉用カム
と主軸工具アンクランプ用カムとを追加した実開昭６３
−１３９９４５号の技術（図示せず）や、上述の交換ア
ームの旋回及び抜き差し動作にＡＴＣドアの開閉動作を
追加した実公平５−３３２４２号の技術がある（図示せ
ず）。
【０００３】また、特開平６−６３８３３号で公知の技
術に図１０に示す自動工具交換装置がある。このものは
交換アーム１０１を抜き差しするカム１０２と、交換ア
ーム１０１を旋回するカム１０３とを有する交換アーム
装置の駆動軸１０４と、主軸１０５の中心穴に嵌挿され
皿ばね１０６により常時反主軸テーパ穴側に付勢される
ドローバ１０７を押し出して主軸工具Ｔのクランプの解
除を行うカム１０８の駆動軸１０９とにそれぞれ絶対位
置検出器１１０，１１１を設け、二つの絶対位置検出器
１１０，１１１の位置検出信号をもとに工具の着脱と、
工具クランプのかけ外しのタイミング制御を行うように
したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】自動工具交換には大別
して次の五つの動作が必要である。 （１）交換アームによる工具のテーパ穴への抜き差し （２）交換アームによる工具の旋回 （３）主軸工具のクランプのかけ外し （４）ＡＴＣ保護カバーの開閉 （５）工具マガジンの旋回割出し
【０００５】従来の技術で述べた実公昭６３−１１３５
３０号は上述の（３）（４）（５）の動作が、また実開
昭６３−１３３９４５号は（４）（５）の動作が不足
し、特開平６−６３８３３号も（４）（５）が不足す
る。従ってこの不足する動作は単独動作として制御する
必要があり、長期使用時のリミットスイッチ等の寿命な
どによる不測のトラブルの回避が困難で、信頼性に不安
が残り、ＡＴＣ時間の短縮化を阻害する。また専用モー
タが必要となり小型化及び省資源化を阻害するという問
題を有している。
【０００６】本発明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、工具交換動作に必要な上述の（１）〜（４）の動作
を４つのカムの一回転により行うＡＴＣ付工作機械を提
供しようとするものである。また、本発明の他の目的は
上述の（１）〜（４）に加え（５）の動作をも一個のモ
ータで行うＡＴＣ付工作機械を提供しようとするもので
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明における工作機械は、工具マガジンと本機の回
転工具主軸との間でツイン形交換アームにより工具を自
動工具交換する自動工具交換装置を備え、該自動工具交
換装置を切削加工中の切粉から守る開閉カバーを有する
マシニングセンタにおいて、前記自動工具交換装置の本
体に回転可能に支持されるカム軸に嵌着され互いに連動
する第１カム，第２カム，第３カム，第４カムからなる
４個のカムと、前記カム軸を駆動するモータと、前記第
１カムにより前記交換アームをほぼ９０°と１８０°と
ほぼ９０°とに間欠的に旋回して工具つかみとつかんだ
工具の位置替えと工具からの交換アームの退避とを行う
手段と、前記第２カムにより前記交換アームを軸方向移
動して前記第１カムによる工具つかみのあとと工具の位
置替えのあととに工具の抜き取りと差し込みとを行う手
段と、前記第３カムにより前記第１カムによる工具つか
みの前と工具からの交換アームの退避のあととに前記開
閉カバーを開け閉めする手段と、前記第４カムによりピ
ストンポンプを作動して本機主軸頭の油圧シリンダに圧
油を送り前記第２カムによる工具の抜き取りの前と差し
込みの後とに主軸工具のアンクランプとクランプとを行
う手段とを含んでなり、１個のモータによる４個のカム
の１回転で工具交換動作を行うものである。
【０００８】また工具マガジンと本機刃物台との間でツ
イン形交換アームにより工具を自動交換する自動工具交
換装置を備え、該自動工具交換装置を切削加工中の切粉
から守る開閉カバーを有する旋盤において、前記自動工
具交換装置の本体に回転可能に支持されるカム軸に嵌着
され互いに連動する第１カム，第２カム，第３カム，第
４カムからなる４個のカムと、前記カム軸を駆動するモ
ータと、前記第１カムにより前記交換アームをほぼ９０
°と１８０°とほぼ９０°とに間欠的に旋回して工具つ
かみとつかんだ工具の位置替えと工具からの交換アーム
の退避とを行う手段と、前記第２カムにより前記交換ア
ームを軸方向移動して前記第１カムによる工具つかみの
あとと工具の位置替えのあととに工具の抜き取りと差し
込みとを行う手段と、前記第３カムにより前記第１カム
による工具つかみの前と工具からの交換アームの退避の
あととに前記開閉カバーを開け閉めする手段と、前記第
４カムによりピストンポンプを作動して本機主軸頭の油
圧シリンダに圧油を送り前記第２カムによる工具の抜き
取りの前と差し込みの後とに刃物台工具のアンクランプ
とクランプとを行う手段とを含んでなり、１個のモータ
による４個のカムの１回転で工具交換動作を行うもので
ある。
【０００９】またモータの回転をカム軸と工具マガジン
駆動軸との何れか一方に選択的に伝達する切り換え手段
を設けて１個のモータにより工具マガジンの駆動をも可
能にしたものである。
【００１０】また第４カムにより作動するピストンポン
プの吐出量を本機主軸頭の油圧シリインダの油室の容量
より大きくし前記ピストンポンプと油圧シリンダとの主
軸アンクランプ側流路とクランプ側流路とを互いに方向
の異なる２つのリリーフバルブにより接続しピストンポ
ンプ側の余った油を逃がすようにしたものである。
【００１１】またモータの回転をカム軸と工具マガジン
駆動軸との何れか一方に選択的に伝達する切り換え手段
による切り換えで非駆動側となるカム軸又は工具マガジ
ンの回転を阻止する手段を設けたものである。
【００１２】
【作用】ＡＴＣ本体内に設けたカム軸に嵌着された４個
のカム一回転により次の各動作を完全同期させて行う。 （１）第１カムにより外周上に複数個のカムローラを有
するタレットカムフオロアを回転してギヤを介して交換
アームをほぼ９０°と１８０°と互いにほぼ９０°逆方
向に旋回して、工具の把持と、把持する工具の位置交換
と工具からの離脱とを間欠的に行う。 （２）第２カムによるレバーの揺動で交換アームを軸方
向移動して工具把持のあとと工具の位置交換のあととに
把持する工具の抜き差しを行う。 （３）第３カムによる僅かな回転を複数のギアからなる
倍速歯車列を介してチエン歯車を回転し、交換アームが
工具を把持する前と退避したあととに切粉保護用の開閉
カバーの開け閉めを行う。 （４）第４カムによりピストンポンプを作動して本機主
軸頭の油圧シリンダに圧油を送り、交換アームの工具抜
きの前と工具差し込みあととに主軸中心穴に軸方向移動
可能に嵌挿され複数の皿ばねにより常時引上げ勝手に付
勢されるドローバを軸方向移動して、主軸工具のアンク
ランプとクランプとを行う。
【００１３】更にモータにより回転される駆動軸に嵌着
された幅広のギヤと常時噛合するシフタギヤを、カム軸
とマガジン駆動軸とにそれぞれ嵌着されるギヤに選択的
に噛合させて、４個のカム一回転で行う上述の各動作の
ほか工具マガジンの旋回割出しを行う。
【００１４】
【実施例】以下本実施例を図面にもとづいて説明する。
図１は本発明のＡＴＣを有するマシニングセンタの斜視
図で、図２はＡＴＣを骨組みにて示す概略構成図であ
る。床上に設置されたベッド１上後側に左右方向（Ｘ軸
方向）の案内１ａが、また前側に前後方向（Ｚ軸方向）
の案内１ｂが設けられており、Ｚ軸方向の案内１ｂ上に
テーブル本体２が移動位置決め可能に載置され、テーブ
ル本体２上に鉛直方向の軸のまわりで旋回割出し可能に
旋回テーブル３が設けられている。
【００１５】Ｘ軸方向の案内１ａ上にコラム４が移動位
置決め可能に載置され、コラム４の前側面に設けられて
いる垂直方向（Ｙ軸方向）の案内４ａに主軸頭５が移動
位置決め可能に設けられている。主軸頭５には図６に示
すように主軸６が複数の軸受７により水平かつ回転可能
に支持されており、主軸中心穴６ａは先端がテーパ穴６
ｂに形成されている。主軸中心穴６ａにはドローバ８が
軸方向移動可能に嵌挿され、ドローバ８は主軸中心の大
径穴８ｃ内に介装されている複数の皿ばね９により常時
引込勝手に付勢されている。ドローバ８は先端のコレッ
ト１１により工具ＴのプルスタッドＴａを把持してテー
パ穴１ｂに引き込み皿ばね９により切削力に耐え得る強
力な力でクランプするようになっている。
【００１６】更に、ベッド１上には図１に示すようにコ
ラム４の左方にＡＴＣ本体１２が設置され、ＡＴＣ本体
１２の左壁面に隣接して工具マガジン１３が設けられて
いる。ＡＴＣ本体１２の天板には図３に示すようにＮＣ
制御のサーボモータ１４が減速器１５を介して固着さ
れ、減速器１５の本体１２内に突出する出力軸１５ａに
ベベルギヤ１６が嵌着されている。ＡＴＣ本体１２内に
は図３に示すように出力軸１５ａの真下に駆動軸１７が
Ｘ軸方向を向いて枢支されており、駆動軸１７にベベル
ギヤ１６と噛合するベベルギヤ１８及び幅広のギヤ１９
がそれぞれ嵌着されている。
【００１７】更に、駆動軸１７の斜め前下位置にカム軸
２１が駆動軸１７と平行に枢支されており、カム軸２１
にギヤ２２と、後述の交換アームを抜き差しする第２カ
ム２３を側面に一体に有する交換アーム旋回用の第１カ
ム２４と、主軸工具Ｔのクランプかけ外し用の第４カム
２５を側面に一体に有する後述の開閉カバー開け閉め用
の第３カム２６とがそれぞれキー着されている。
【００１８】更に駆動軸１７の斜め後ろ下位置にシフタ
軸２７が駆動軸１７と平行に軸方向移動のみ可能に支持
され、このシフタ軸２７をシフタレバー２８を介して移
動する油圧シリンダ２９がＡＴＣ本体１２の天板上に固
着されている。更にＡＴＣ本体１２にはマガジン駆動軸
３１が本体１２の左壁面より先端部が突出するように駆
動軸１７と平行に枢支され、この突出する先端部にマガ
ジンスプロケットギヤ３２が一体又はキー着されてい
て、後端部にギア３３が嵌着されている。
【００１９】そして、前述のシフタ軸２７に回転のみ可
能に設けられているシフタギヤ３４が幅広のギヤ１９と
常時噛合するとともに、シフタ軸２７の軸方向移動でカ
ム軸２１のギヤ２２とマガジン駆動軸３１のギヤ３３と
に交互に噛合して、サーボモータ１４の回転をカム軸２
１とマガジン駆動軸３１とに選択的に伝達するようにな
っている。
【００２０】更に、シフタ軸２７の右端に第１カム２４
の外周に刻設された係止溝３５と係脱自在に係合する爪
２７ａが刻設されており、シフタ軸２７の左端はマガジ
ンスプロケットギヤ３２の側面に等ピッチに穿設されて
いる係止穴３２ａに係脱自在に嵌挿されるようになって
いる。従って油圧シリンダ２９の図３で左室に油圧が送
られてシフタギヤ３４がギヤ２２と選択的に噛合された
とき、マガジンスプロケットギヤ３２の係止穴３２ａに
シフタ軸２７の先端部が嵌合して工具マガジンの回転を
阻止し、反対に油圧シリンダ２９の右室に圧油が送られ
てシフタギヤ３４がギヤ３３と噛合したとき、第１カム
２４の係止溝３５にシフタ軸後端の爪２７ａが係合して
カム軸２１の回転を阻止するロック機構が形成されてい
る。尚、図３はシフタ軸２７がカム軸２１の陰となって
分かり難くなるのを避けるため図４に示すＤ−Ｄ線に沿
った一部展開された断面図である。
【００２１】ＡＴＣ本体１２には図４に示すように先端
にツイン形の交換アーム４４を有するアーム軸３７がＺ
軸方向前側を向いて旋回及び軸方向移動可能に支持さ
れ、アーム軸３７の中心穴に雌スプラインが刻設されて
いる。ＡＴＣ本体１２にはこの雌スプラインに係合され
るスプライン軸３８が回転のみ可能に支持されていて、
このスプライン軸３７と平行にアーム旋回駆動軸３９が
回転のみ可能に支持されている。そしてスプライン軸３
８とアーム旋回駆動軸３９のそれぞれの一端に互いに噛
合するギヤ４１，４２が嵌着され、アーム旋回駆動軸３
９には第１カム２４と係合する複数個のカムローラを円
周上等間隔に有するタレットカムフオロア４３が嵌着さ
れている。
【００２２】更に、ＡＴＣ本体１２内には前板の上部位
に一体に設けられている凸部１２ａに下端がアーム軸３
７に達するレバー４５が揺動可能に支持され、レバー４
５先端のピンがアーム軸３７の環状溝に係合されてい
て、レバー４５の中央部上端寄り位置に第２カム２３と
係合するカムフオロア４６が設けられている。従って第
１カム２４，第２カム２３による交換アーム４４の動作
は図８の動作タイミング説明図に示すように、カム軸２
１の一回転で交換アーム４４がほぼ９０°旋回して工具
を把持し、暫く休止したのち、更に１８０°旋回して把
持する工具の位置を変え更に暫く休止したのち再度９０
°逆旋回して工具から離れる三つ動作を間欠的に行い、
この休止時間中に交換アーム４４がアーム軸方向に移動
して工具の抜き差しを行うようになっている。
【００２３】更に、ＡＴＣ本体１２内には図５に示すよ
うにピストンポンプ４７がＺ軸方向を向いて水平に固着
され、ＡＴＣ本体内の上部位に揺動可能に支持されるレ
バー４８の下端がピストンポンプ４７のピストンロッド
４７ａ先端とピンにより係合されていて、レバー４８の
ほぼ中央に設けられているカムフオロア４９が第４カム
２５と係合している。
【００２４】更に、ＡＴＣ本体１２内には逆Ｌ字形の折
れ曲がったレバー軸５１が垂直に枢支されており、レバ
ー軸５１のレバー部上端偏心位置に第３カム２６と係合
するカムフオロア５２が設けられ、下端にギヤ５３が嵌
着されている。ＡＴＣ本体１２の底板にはカバー開閉軸
５４が貫通するように垂直に支持され、カバー開閉軸５
４には上端に小ギヤ５５が、下端にチエン歯車５６（図
３）がそれぞれ嵌着されている。
【００２５】更に、レバー軸５１とカバー開閉軸５４の
間に中間軸５７が平行に枢支されていて、中間軸５７に
は上端にギヤ５３と噛合するギヤ５３より歯数の少ない
小ギヤ５８が、下端に小ギヤ５５と噛合する小ギヤ５５
より歯数の多いギヤ５９がそれぞれ嵌着されている。従
って第３カム２６によるレバー軸５１の僅かな旋回が、
上述の歯車列５３，５８及び５５，５９により増速され
てカバー６１を開閉するに十分な量だけカバー開閉軸５
４を回転するようになっている。
【００２６】一方、ベッド１上にはＡＴＣを切削加工中
に発生する切粉から保護するための開閉カバー６１が、
ＡＴＣ本体１２のコラム４側壁面近くにＺ軸方向に開閉
可能に垂直に設置されている。ベッド上には開閉カバー
６１と平行に前記チエン歯車５６に係合されるチエン６
２が循環可能に張設され、チエン６２の１個所が開閉カ
バー６１に固着されている。
【００２７】一方、本機の主軸頭５には図６に示すよう
に主軸６の後方に油圧シリンダ６３が同心に固着されて
おり、油圧シリンダ６３のピストンロッド６３ａの先端
はドローバ８の後端と僅かな隙間を有して対向してい
る。この油圧シリンダ６３に機外に設けられている図示
しない油圧ポンプ装置より３位置切換弁６４を介して圧
油を供給する手動用の油圧回路と、ＡＴＣ本体１２内の
ピストンポンプ４７より２位置切換弁６５を介して圧油
を供給する自動用の油圧回路とが設けられている。
【００２８】従って、自動の場合は図８の動作タイミン
グ図に示すように第３カム２６，第４カム２５一回転で
ピストンポンプ４７が１往復し、ピストンポンプ４７よ
り送られる油圧により油圧シリンダ６３のピストンロッ
ド６３ａを１往復させることによりドローバ８を介して
主軸工具Ｔのクランプのかけ外しが行われるとともに開
閉カバー６１が開け閉めされるようになっている。
【００２９】ピストンポンプ４７と油圧シリンダ６３と
を結ぶ二本の流路の間に互いに方向の異なる二個のリリ
ーフバルブ６０Ａ，６０Ｂが設けられていて、この二個
のリリーフバルブによりピストンポンプ４７のストロー
クを油圧シリンダ６３より長いストロークとすることを
可能とし、油圧シリンダ６３がストローク不足とならな
いよう配慮されている。また、ピストンポンプ４７の径
を油圧シリンダ６３の径より大きくしてもよい。
【００３０】一方、工具マガジン１３のマカジンポット
６７はポットチエン６８によりエンドレスに連結され、
ＡＴＣ本体１２の左壁面に隣接して設けられている図示
しないマガジンフレームのＹ・Ｚ平面上の循環路に沿っ
て前述のマガジンスプロケットギヤ３２により旋回さ
れ、予め設定されている交換位置に割出される。そして
この交換位置に割出されたマガジンポット６７は、図７
に示すようにＡＴＣ本体１２左壁面の凹部に設けられて
いる油圧シリンダ６９により９０°旋回されてＸ軸方向
左側からＺ軸方向前側に方向変換されるようになってい
る。
【００３１】続いて本実施例の作用を説明する。主軸６
に装着された工具（現工具）Ｔによる切削加工が行われ
ている間に図示しないＮＣ装置より次に使用する工具
（次工具）指令が出ると、油圧シリンダ２９の図で右室
に圧油が送られ、シフタレバー２８を介してシフタ軸２
７が右行し、シフタギヤ３４がギヤ３３と噛合する。そ
してシフタ軸２７の先端部がマガジンスプロケットギヤ
３２の穴３２ａから抜けてマガジン側のロックが解除さ
れ、同時にシフタ軸２７後端の爪２７ａが係止溝３５に
係合してカム軸２１側の回転がロックされる。次いで、
マガジン割出し指令でサーボモータ１４が回転し、次工
具を貯蔵するマカジンポット６７が交換位置に割出さ
れ、割出されたマガジンポット６７は、油圧シリンダ６
９により９０°旋回してＺ軸方向前側を向き、この姿勢
で現工具による切削加工が終わるまで待機する。
【００３２】現工具による切削加工の一区割が終わり、
ＮＣ装置より工具交換指令が出ると、油圧シリンダ２９
の図で左室に圧油が供給されてシフタギヤ３４がギヤ３
３から離れたのちギヤ２２と噛合し、爪２７ａが係止溝
３５から離れてカム軸２１側のロックが解除され、同時
にマガジンスプロケットギヤ３２の穴３２ａにシフタ軸
２７先端部が嵌挿されてマガジン側がロックされる。こ
の間に主軸頭５がＹ軸方向移動して主軸６が予め設定さ
れている工具交換位置の高さに位置決めされ、同時にコ
ラム４がＸ軸方向ＡＴＣ側に移動して予め設定されてい
る交換位置に位置決めされる。
【００３３】次いで、サーボモータ１４によりカム軸２
１が回転され４個のカム２３，２４，２５，２６が同時
に回転し、図８の動作タイミング図に示すように、最初
に第３カム２６によりレバー軸５１が僅かに旋回し、増
速ギヤ列を介してカバー開閉軸５４に嵌着されるチエン
歯車５６がカバー開閉に十分なだけ回転され、開閉カバ
ー６１が開く。
【００３４】次いで、第１カム２４により交換アーム４
４が正方向に９０°旋回してマガジンポット６７に嵌挿
されて待機中の次工具と主軸の現工具とを同時に把持す
る。次いで、第４カム２５によりピストンポンプ４７の
ピストンロッド４７ａが図２で右側に移動される。この
とき２位置切換弁６５はＳＯＬ１が非通電とされてイ位
置とされ、３位置切換弁６４はＳＯＬ２，ＳＯＬ３とも
に非通電とされてニ位置とされており、ピストンポンプ
４７の右室より押し出された圧油が油圧シリンダ６３の
反主軸側の室に送られ、ピストンロッド６３ａが前進し
てドローバ８が皿ばね９の力に抗して押し出され、現工
具のクランプが解除される。このときピストンポンプ４
７の吐出量は油圧シリンダ６３の油室の容量より大きい
ので、ピストンロッド６３ａが前進端に達したあとの余
った油はリリーフバルブ６０Ａにより戻り側流路に返さ
れる。
【００３５】次いで、第２カム２３によりレバー４５を
介して交換アーム４４が軸方向に前進し把持する両工具
を主軸６とマガジンポット６７から同時に抜き取る。次
いで、第１カム２４により交換アーム４４が１８０°旋
回して両工具の位置が入れ替わったあと、第２カム２３
により交換アーム４４が後退して次工具が主軸６に現工
具（使用済工具）がマガジンポット６７に挿入される。
【００３６】次いで、第４カム２５によりピストンポン
プ４７のピストンロッド４７ａが図２で左行して左室に
あった油が油圧シリンダ６３の主軸６側の室に圧送され
てピストンロッド６３ａが後退し、これによりドローバ
８が皿ばね９の力で後退し、次工具が主軸テーパ穴６ｂ
にクランプされる。
【００３７】次いで、第１カム２４により交換アーム４
４が９０°逆方向に旋回して両工具から離脱し垂直の待
機姿勢となり、第３カム２６により開閉カバー６１が閉
じ、サーボモータ１４の回転が停止する。そしてコラム
４がＸ軸方向反ＡＴＣ側に移動して交換位置から離れ、
次工具による切削加工が再開され、使用済工具が挿入さ
れたマガジンポット６７は油圧シリンダ６９により９０
°旋回されてＸ軸方向反コラム側に向きを変え、次の次
工具指令が出るまで待機する。上述の各ＡＴＣ動作中に
おけるサーボモータ１４の電流は常時ＮＣ装置内の電流
監視機能により監視されており、万一異物のかみ込み等
による交換アーム４４と工具Ｔとの衝突時等が発生した
場合には自動的にアラームストップとなる。
【００３８】尚、本実施例は４連カム式ＡＴＣを備える
マシニングセンタについて説明したが、必ずしもマシニ
ングセンタに限定されるものではなく図９に示すような
旋盤にも適応可能である。この場合は、開閉カバー７１
を隔てた本機の後方床上に、Ｚ軸の回りで旋回される交
換アーム７４が主軸台７０側を向くようにＡＴＣ本体７
２を設置し、工具マガジン７４の交換位置に割出されＺ
軸方向主軸側に向きを変えたマガジンポット７７と、工
具交換位置に位置決めされた刃物台７５の工具軸７６と
の間でツイン形交換アーム７４により工具交換を行うと
ともに、開閉カバー７１の開け閉めを行い、シフトギヤ
の切り換えで工具マガジン７４の旋回割出しをも一個の
モータで行う。
【００３９】
【発明の効果】本発明の工作機械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。４個のカムに
よる完全同期運動により開閉カバーの開け閉めを含む工
具交換動作を行わせるようにしたので、ＡＴＣ時間の短
縮が可能となり、機械の稼働率が向上し、生産性向上に
貢献できる。また動作間のタイミング調整や確認信号の
授受が不要となりメンテナンスフリーとなって動作の長
期間の安定性が確保できる。
【００４０】また、駆動系を切り換え式にして１個のモ
ータで工具マガジンの旋回割出しをもできるようにした
ので、工具マガジン用モータを削減することが可能とな
り省エネルギー化と省資源化が同時に達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の４連カム式ＡＴＣ付マシニングセンタ
の斜視図である。
【図２】ＡＴＣを骨組みにて示す概略構成図で、図が重
なり合って分かり難くなるのを避けるため第２カムと第
４カムとを反対側面（右側面）とした図である。
【図３】ＡＴＣを正面から見た図４のＤ−Ｄ線に沿った
一部展開された断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図６】主軸頭の主軸周辺の断面図である。
【図７】図３のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図８】ＡＴＣの動作タイミング図である。
【図９】他の実施例のカム式ＡＴＣを備える旋盤の上視
概略構成図である。
【図１０】従来の技術の自動工具交換装置の構成図であ
る。
【符号の説明】
１ ベッド ２ テーブル本体 ４ コラム ５ 主軸頭 ６ 主軸 ８ ドローバ ９ 皿ばね １２ ＡＴＣ本体 １４ サーボモータ １５ 減速器 １７ 駆動軸 ２１ カム軸 ２３ 第２カム ２４ 第１カム ２５ 第４カム ２６ 第３カム ２７ シフタ軸 ２８ シフタレバー ２９，６３，６９ 油圧シリンダ ３１ マガジン駆動軸 ３２ マガジンスプロケットギヤ ３７ アーム軸 ４４ 交換アーム ４７ ピストンポンプ ５５ カバー開閉軸 ６０Ａ，６０Ｂ リリーフバルブ ６１ 開閉カバー ６２ チエン ６７ マガジンポット

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 工具マガジンと本機の回転工具主軸との
    間でツイン形交換アームにより工具を自動工具交換する
    自動工具交換装置を備え、該自動工具交換装置を切削加
    工中の切粉から守る開閉カバーを有するマシニングセン
    タにおいて、前記自動工具交換装置の本体に回転可能に
    支持されるカム軸に嵌着され互いに連動する第１カム，
    第２カム，第３カム，第４カムからなる４個のカムと、
    前記カム軸を駆動するモータと、前記第１カムにより前
    記交換アームをほぼ９０°と１８０°とほぼ９０°とに
    間欠的に旋回して工具つかみとつかんだ工具の位置替え
    と工具からの交換アームの退避とを行う手段と、前記第
    ２カムにより前記交換アームを軸方向移動して前記第１
    カムによる工具つかみのあとと工具の位置替えのあとと
    に工具の抜き取りと差し込みとを行う手段と、前記第３
    カムにより前記第１カムによる工具つかみの前と工具か
    らの交換アームの退避のあととに前記開閉カバーを開け
    閉めする手段と、前記第４カムによりピストンポンプを
    作動して本機主軸頭の油圧シリンダに圧油を送り前記第
    ２カムによる工具の抜き取りの前と差し込みの後とに主
    軸工具のアンクランプとクランプとを行う手段とを含ん
    でなり、１個のモータによる４個のカムの１回転で工具
    交換動作を行うことを特徴とする工作機械。
  2. 【請求項２】 工具マガジンと本機刃物台との間でツイ
    ン形交換アームにより工具を自動交換する自動工具交換
    装置を備え、該自動工具交換装置を切削加工中の切粉か
    ら守る開閉カバーを有する旋盤において、前記自動工具
    交換装置の本体に回転可能に支持されるカム軸に嵌着さ
    れ互いに連動する第１カム，第２カム，第３カム，第４
    カムからなる４個のカムと、前記カム軸を駆動するモー
    タと、前記第１カムにより前記交換アームをほぼ９０°
    と１８０°とほぼ９０°とに間欠的に旋回して工具つか
    みとつかんだ工具の位置替えと工具からの交換アームの
    退避とを行う手段と、前記第２カムにより前記交換アー
    ムを軸方向移動して前記第１カムによる工具つかみのあ
    とと工具の位置替えのあととに工具の抜き取りと差し込
    みとを行う手段と、前記第３カムにより前記第１カムに
    よる工具つかみの前と工具からの交換アームの退避のあ
    ととに前記開閉カバーを開け閉めする手段と、前記第４
    カムによりピストンポンプを作動して本機刃物台の油圧
    シリンダに圧油を送り前記第２カムによる工具の抜き取
    りの前と差し込みの後とに刃物台工具のアンクランプと
    クランプとを行う手段とを含んでなり、１個のモータに
    よる４個のカムの１回転で工具交換動作を行うことを特
    徴とする工作機械。
  3. 【請求項３】 モータの回転をカム軸と工具マガジン駆
    動軸との何れか一方に選択的に伝達する切り換え手段を
    設けて１個のモータにより工具マガジンの駆動をも可能
    にしたことを特徴とする請求項１又は２記載の工作機
    械。
  4. 【請求項４】 第４カムにより作動するピストンポンプ
    の吐出量を本機主軸頭の油圧シリインダの油室の容量よ
    り大きくし前記ピストンポンプと油圧シリンダとの主軸
    アンクランプ側流路とクランプ側流路とを互いに方向の
    異なる２つのリリーフバルブにより接続しピストンポン
    プ側の余った油を逃がすようにしたことを特徴とする請
    求項１又は２又は３に記載の工作機械。
  5. 【請求項５】 モータの回転をカム軸と工具マガジン駆
    動軸との何れか一方に選択的に伝達する切り換え手段に
    よる切り換えで非駆動側となるカム軸又は工具マガジン
    の回転を阻止する手段を設けたことを特徴とする請求項
    ３又は４記載の工作機械。
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