JPH0899247A

JPH0899247A - 工作機械

Info

Publication number: JPH0899247A
Application number: JP23764794A
Authority: JP
Inventors: Nobuhito Todama; 紳人登玉
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-04-16

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、工具交換アームと主軸との間で開閉
可能に設けられた可動カバーをコラムの移動を利用し
て、コラムの運動と同調して開閉作動し、工具交換のサ
イクルタイムを短縮することを目的とする。【構成】上下一対の可動カバー６０，６１を上下方向に
開閉可能に設け、これら可動カバー６０，６１を開閉可
能に支持するリンク機構７０，８０を設け、コラム２０
の移動によってリンク機構７０，８０に係合して作動さ
せるカム部材９２，９３をコラム２０に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械に関するもの
で、特に、工具交換装置との間に工具交換時に開閉され
る可動カバーを備えた工作機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、工具交換装置を備えた工作機械に
は、例えば、図１０に示すように、上下方向に移動可能
に主軸ヘッド２が設けられたコラム１に隣接して工具交
換アーム５を備えた工具交換装置（ＡＴＣユニット）４
及び工具マガジン６が設置されたものがある。ＡＴＣユ
ニット４は水平方向に設けられた案内レール７に工具マ
ガジン６とコラム１との間を移動可能に設置されてお
り、図略のＡＴＣユニット駆動装置、例えば、油圧シリ
ンダ装置により移動されるようになっている。

【０００３】また、上記コラム１の周囲には加工時の切
粉飛散防止用の固定カバー（図示しない）が設けられる
とともに、工具交換時に開閉される可動カバー８がＡＴ
Ｃユニット４と主軸ヘッド２との間に設けられている。
この可動カバー８は図略のカバー開閉用駆動装置によっ
て、工具交換時に開かれるようになっている。

【０００４】上記の構成によって、工具交換を行う際に
は、カバー開閉用駆動装置によって可動カバー８を開
き、この状態で工具交換アーム５が主軸ヘッド２側に移
動して、主軸３との間で工具交換を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のＡＴＣユニット
４の移動に、油圧シリンダが用いられた場合、ストロー
ク端での振動を抑えるために移動速度は遅くする必要が
あり、また、可動カバー８を開ける時間は工具交換アー
ム５の移動ができないため、その結果、工具交換のサイ
クルタイムが伸びてしまうという問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の工作機械は、上
述した問題を解決するためになされたもので、請求項１
の発明においては、ベッド上に移動可能に設けられたコ
ラムと、このコラムに上下方向に移動可能に設けられた
主軸ヘッドと、この主軸ヘッドに回転可能に設けられた
主軸と、この主軸に着脱可能に支持される複数の工具を
保持保管する工具マガジンと、この工具マガジンと前記
主軸との間で前記工具を交換する工具交換装置と、機械
の周囲を覆う固定カバーと、前記工具交換装置と前記コ
ラムとの間に設けられ、前記工具交換時に開閉される可
動カバーとを備えた工作機械において、前記工具マガジ
ン及び前記工具交換装置を前記コラムの移動方向の固定
側に設け、前記コラムを前記工具交換装置に対応する工
具交換位置まで移動可能に設け、前記可動カバーを開閉
可能に支持するリンク機構を設け、前記コラムに前記リ
ンク機構を作動させるカム部材を設け、前記コラムの移
動によって前記カム部材を前記リンク機構に係合させ、
前記可動カバーを開閉するようにしたことを特徴とする
ものである。

【０００７】また、請求項２の発明においては、前記可
動カバーを上下一対に上下方向に開閉可能に設け、前記
リンク機構を、前可動カバーに固定される一対の固定部
材と、この固定部材に回転可能に支持された回転軸と、
一端が前記固定部材に連結され、他端が前記回転軸に連
結され前記可動カバーを閉じる方向に付勢するばねと、
一端が前記回転軸に固定され、他端が前記可動カバーに
回動可能に取り付けられた作動リンクと、一端が前記固
定部材に回動可能に取り付けられ、他端が前記可動カバ
ーに回動可能に取り付けられた従動リンクと、前記作動
リンクに一体的に設けられ前記カム部材と係合するカム
フォロワとから構成したことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】上記の構成により、請求項１の発明において
は、工具交換の際に、コラムが自動工具交換装置側に移
動されると、カム部材がリンク機構に係合することによ
ってリンク機構が作動され、可動カバーが開かれ、主軸
に支持された工具は工具交換位置に移動される。そし
て、自動工具交換装置によって工具マガジンとの間で工
具の交換が行われる。

【０００９】交換完了後、コラムは加工開始位置に移動
され、このコラムの移動に連動して可動カバーが閉めら
れる。請求項２の発明においては、工具交換の際に、コ
ラムが自動工具交換装置側に移動されると、カム部材が
リンク機構のカムフォロワに係合することによって、リ
ンク機構が作動され、上下一対の可動カバーがばねの付
勢力に抗して同時に開かれ、主軸に支持された工具は工
具交換位置に移動される。そして、自動工具交換装置に
よって工具マガジンとの間で工具の交換が行われる。

【００１０】交換完了後、コラムは加工開始位置に移動
され、このコラムの移動に連動して可動カバーはばねの
付勢力によって閉められる。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１、図２において、１０はベッドで、このベッド１０
上にはＸ軸方向（左右方向）に伸びるＸ軸案内ガイド１
１が設けられ、このＸ軸案内ガイド１１にコラム２０が
Ｘ軸方向に摺動可能に案内支持され、また、このコラム
２０の前方にはコラム２０の摺動方向と直交するＺ軸方
向（前後方向）に伸びるＺ軸案内ガイド１２が設けら
れ、このＺ軸案内ガイド１２にスライドテーブル２１が
摺動可能に案内支持されている。このスライドテーブル
２１上にはパレット２２が装架され、このパレット２２
上に図略の工作物が位置決めクランプされるようになっ
ている。

【００１２】前記コラム２０の前面にはＹ軸方向（上下
方向）に伸びるＹ軸案内ガイド１３が設けられ、このＹ
軸案内ガイド１３に主軸ヘッド２２が上下方向摺動可能
に案内支持されている。前記コラム２０はコラム駆動用
モータ１４によってボールねじ１４ａを介してＸ軸方向
に、前記スライドテーブル２１はテーブル駆動モータ１
５によってボールねじ１５ａを介してＺ軸方向に、前記
主軸ヘッド２２は主軸ヘッド駆動用モータ１６によって
図略のボールねじを介してＹ軸方向に各々進退駆動され
るようになっている。ここで、コラム２０は図２に示す
加工原位置から後述する工具交換装置５０に対応する工
具交換位置（図９に示すコラム２０の位置）まで移動可
能となっている。

【００１３】前記主軸ヘッド２２には主軸２３がＺ軸と
平行な軸心回りに回転可能に支承され、この主軸２３は
主軸ヘッド２２内に設けられた図略の主軸回転駆動モー
タによって回転駆動されるようになっている。前記主軸
２３の先端には、工具２４の工具ホルダ２４ａが着脱可
能に装着され、この工具２４に隣接して、前記主軸ヘッ
ド２２には、工具交換の際、後述する工具交換装置５０
の主軸ヘッド２２側の把持爪５２ａ，５２ｂ（５１ａ，
５１ｂ）に設けられたカムフォロワ５５に係合するカム
プレート２５が設けられている。このカムプレート２５
がカムフォロワ５５に係合することによって把持爪５２
ａ，５２ｂ（５１ａ，５１ｂ）が開かれ、工具ホルダ２
４ａが把持爪５２ａ，５２ｂ（５１ａ，５１ｂ）内に把
持爪５２ａ，５２ｂ（５１ａ，５１ｂ）と干渉すること
なくスムーズに挿入されるようになっている。なお、カ
ムプレート２５との係合によって把持爪５２ａ，５２ｂ
（５１ａ，５１ｂ）は徐々に開かれ、最大で工具２４の
工具ホルダ２４ａが充分通過し得るだけ開き、工具ホル
ダ２４ａが把持爪５２ａ，５２ｂ（５１ａ，５１ｂ）内
に挿入された後には徐々に閉じられ、最終的にはカムフ
ォロワ５５とカムプレート２５との係合が解除され、ば
ね５６によって強固に工具ホルダ２４ａを把持するよう
になっている。

【００１４】前記ベッド１０上には、前記コラム２０に
隣接して、複数の工具２４が収納された工具マガジン３
０が設けられている。この工具マガジン３０において
は、ベッド１０上に立設された固定基板３１上に図略の
マガジン円板が水平軸線回りに回転割出し可能に軸承さ
れ、割出しモータ３２によって回転割出しされるように
なっている。マカジン円板の円周上等角度間隔に工具を
着脱可能に保持するソケット２６が放射方向に離脱可能
に保持されており、このソケット２６はマガジン円板を
取り巻くように設けられたガイドレール３３によってマ
ガジン円板からソケット２６が脱落するのを防止するよ
うになっている。しかして、ガイドレール３３は工具取
出位置Ｐ０においてソケット２６の取り出しを可能にす
べく切欠かれている。

【００１５】前記固定基板３１には工具マガジン３０か
ら後述する工具交換装置５０に工具２４を受け渡すため
にソケット２６を搬送するソケット搬送装置４０が設け
られている。このソケット搬送装置４０は、前記固定基
板３１にブラケット４１を介して鉛直軸線回りに回転可
能に軸承された回転軸４２と、前記ガイドレール３３の
切欠き部（工具取出位置Ｐ０）に対応して配置され、図
略の基部を介して回転軸４２の一端に固定されるととも
にソケット２６を保持するフック４３と、前記固定基板
３１の上部に設けられ、前記回転軸４２の他端に回転板
４４を介してそのロッド４５ａの先端が連結され、フッ
ク４３を９０°旋回させるフック旋回用シリンダ４５
と、前記ガイドレール３３の切欠き部に設けられ、前記
ソケット２６を案内する上下一対のガイドプレート４６
とから構成され、フック４３は工具取出位置Ｐ０におい
てはソケット２６を両側から挟み込むようにソケット２
６の外周に係合し、マガジン円板の回転によるソケット
２６の移動を案内するようになっている。

【００１６】前記ガイドプレート４６の端部には、工具
交換の際、後述する工具交換装置５０の工具マガジン３
０側の把持爪５１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）を開閉
させる把持爪開閉用シリンダ４７が設けられている。こ
の把持爪開閉用シリンダ４７のロッド４８の先端に形成
されたテーパ面４８ａ（図６の一点鎖線を参照）が把持
爪５１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）に形成されたテー
パ面５９ａに係合することによって把持爪５１ａ，５１
ｂ（５２ａ，５２ｂ）が開かれ、工具ホルダ２４ａが把
持爪５１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）内に把持爪５１
ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）に干渉することなくスム
ーズに挿入されるようになっている。ここで、把持爪５
１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）は工具ホルダ２４ａが
充分通過し得るだけ開かれるようになっている。

【００１７】前記ベッド１０上において、前記コラム２
０と前記工具マガジン３０との間には支柱１７が立設さ
れ、この支柱１７に工具交換装置５０が設けられてい
る。この工具交換装置５０は、両端に工具２４の工具ホ
ルダ２４ａを把持する把持爪５１ａ，５１ｂ，５２ａ，
５２ｂを有し、前記主軸２３と平行な軸線回りで所定角
度で正逆回転運動するとともに、前進後退する工具交換
アーム５３と、この工具交換アーム５３を前記主軸２３
と平行な軸線回りで所定角度で正逆回転運動させるとと
もに、前進後退させる図略のカム機構を備えた駆動装置
５４とから構成されている。なお、このカム機構は例え
ば特開昭６２−２８２８４０号で公知のものである。

【００１８】工具交換アーム５３を図６、図７を用い
て、詳細に説明すると、工具交換アーム本体５３ａには
工具２４の工具ホルダ２４ａを把持する一対の把持爪５
１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂが工具交換アーム本体５
３ａの両端に設けられた支軸５５に回動可能に支持さ
れ、これら一対の把持爪５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２
ｂはそれぞればね５６によってクランプ方向に回動付勢
されるようになっている。各々の把持爪５１ａ，５１
ｂ，５２ａ，５２ｂには前記主軸ヘッド２２に設けられ
たカムプレート２５と係合するカムフォロワ５７が設け
られるとともに、工具２４の工具ホルダ２４ａと当接し
て把持する把持部５８と、前記把持爪開閉用シリンダ４
７のロッド４８の先端と係合する係合部５９が形成され
ている。この係合部５９は図６に示すようにテーパ面５
９ａを有している。

【００１９】従って、工具交換アーム５３の一対の把持
爪５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂの一方で工具マガジ
ン３０側の工具２４の工具ホルダ２４ａを把持し、他方
で主軸２３側の工具２４の工具ホルダ２４ａを把持し、
工具マガジン３０と主軸２３との間で工具交換を行うよ
うになっており、工具交換時の工具交換アーム５３の位
置は図６に示す後退端位置である。

【００２０】ここで、工具交換アーム５３が後退端位置
に位置した状態では、工具マガジン３０側においては、
工具２４が前記ソケット搬送装置４０により工具マガジ
ン３０から９０°旋回された時、工具２４の工具ホルダ
２４ａが工具交換アームの把持爪５１ａ，５１ｂ（５２
ａ，５２ｂ）内に挿入され、主軸２３側においては、主
軸２３の移動によって主軸２３に装着された工具２４の
工具ホルダ２４ａが把持爪５２ａ，５２ｂ（５１ａ，５
１ｂ）内に挿入される位置関係となっている。

【００２１】工具交換アーム５３の動作としては、両把
持爪５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂに工具２４の工具
ホルダ２４ａを把持した状態で駆動装置５４の作動によ
って前進するとともに１８０°旋回され、その状態で後
退される。これによって、工具２４が交換され、一方は
主軸２３内に、他方はソケット２６内に挿入される。前
記コラム２０の前方には、前記スライドテーブル２１の
周辺を包囲するように切粉飛散防止用の固定カバー１８
が設けられている。この固定カバー１８はベッド１０に
設けられた支持部材１９及び支柱１７に固定されてい
る。

【００２２】この固定カバー１８は、前記工具交換装置
５０の工具交換アーム５３と前記主軸２３との間で工具
２４の受け渡しを行う際に主軸２３が通過する位置で開
口されている。この固定カバー１８が開口した位置に上
下に開閉される一対の可動カバー６０，６１が設けられ
ている。本発明は、この一対の可動カバー６０，６１の
開閉作動を前記コラム２０の運動と同調してリンク機構
７０，８０の機械的手段によって開閉作動するようにし
たものであり、上側に位置する第１可動カバー６０は第
１リンク機構７０によって、下側に位置する第２可動カ
バー６１は第２リンク機構８０によってそれぞれ作動さ
れるようになっている。

【００２３】第１リンク機構７０は、図３、図４に示す
ように、固定カバー１８上に図略の座を介して固定され
た一対の固定部材７１と、この固定部材７１に主軸２３
の軸線と平行な軸線回りに回転可能に支持された回転軸
７２と、この回転軸７２の外周に設けられ、一端が回転
軸７２に固定され、他端を前記固定部材７１に固定され
た渦巻きばね７３と、一端が第１可動カバー６０のリブ
６０ａに設けられた支持ピン７４によって回動可能に支
持され、他端が前記回転軸７２に固定された作動リンク
７５と、一端が第１可動カバー６０のリブ６０ａに設け
られた支持ピン７６によって回動可能に支持され、他端
が固定部材７１に設けられた支持ピン７７に回動可能に
支持された従動リンク７８と、前記コラム２０に近接す
る側の前記作動リンク７５に設けられ、後述する第１カ
ム部材に係合する第１カムフォロワ７９とから構成され
ている。

【００２４】第２リンク機構８０は、第１リンク機構７
０と基本的に同一であり、図５に示すように、固定カバ
ー１８に座１８ａを介して固定された一対の固定部材８
１と、この固定部材８１に主軸２３の軸線と平行な軸線
回りに回転可能に支持された回転軸８２と、この回転軸
８２の外周に設けられ、一端が回転軸８２に固定され、
他端を前記固定部材８１に固定された渦巻きばね８３
（図１参照）と、一端が第２可動カバー６１のリブ６１
ａに設けられた支持ピン８４によって回動可能に支持さ
れ、他端が前記回転軸８２に固定された作動リンク８５
と、一端が第２可動カバー６１のリブ６１ａに設けられ
た支持ピン８６によって回動可能に支持され、他端が固
定部材８１に設けられた支持ピン８７によって回動可能
に支持された従動リンク８８と、前記コラム２０に近接
する側の作動リンク８４に隣接して前記回転軸８２に一
端が固着され、後述する第２カム部材に係合するカムフ
ォロワ８９を有するカムリンク９０とから構成されてい
る。

【００２５】上記のように構成されるリンク機構７０，
８０の作動を説明すると、後述するカム部材９２，９３
がカムフォロワ７９，８９と係合することによってカム
フォロワ７９，８９を介して作動リンク７５，８５が所
定角度回転され、この作動リンク７５，８５の動作に追
従して従動リンク７８，８８が所定角度回転されること
によって可動カバー６０，６１が開かれる。一方、作動
リンク７５，８５を介して回転軸７２，８２が所定角度
回転されるため、渦巻きばね７３，８３は伸ばされ、こ
れによって、渦巻きばね７３，８３に基に戻ろうとする
付勢力が発生し、可動カバー６０，６１はこの付勢力に
よって閉じられるようになっている。

【００２６】前記コラム２０の前面における左右方向に
は、コラム２０の移動によって伸縮する図略のＸ軸方向
スライドカバーが設けられるとともに、コラム２０の前
面における上下方向には主軸ヘッド２２の移動によって
伸縮する図略のＹ軸方向スライドカバーが設けられてい
る。図略のＹ軸方向スライドカバーは、コラム２０にＹ
軸方向に伸びて設けられた案内レール９１に案内支持さ
れるようになっており、この案内レール９１に第１カム
部材９２及び第２カム部材９３がカムフォロワ７９，８
９の各々に対応した位置に設けられている。

【００２７】前記第２リンク機構８０の作動において、
前記第２カム部材９３は図８に示すように先ずカムフォ
ロワ８９と係合し、第２可動カバー６１を徐々に開かれ
ていくが、第２カム部材９３はカムフォロワ８９を超え
て移動されるため、前記カムリンク９０には第２カム部
材９３と係合する係合部９３ａが設けられており、第２
可動カバー６１が図９に示すように完全に開いた状態で
は、この係合部９３ａが第２カム部材９３と係合するよ
うになっている。

【００２８】ここで、前記主軸２３が工具交換のため
に、工具交換アーム５３側に移動され、図９に示すよう
に、主軸２３に装着された工具２４の工具ホルダ２４ａ
が工具交換アーム５３の把持爪５２ａ，５２ｂ（５１
ａ，５１ｂ）に挿入された状態で、可動カバー６０，６
１は完全に開いた状態となるようになっている。次に上
記した構成における動作について説明する。

【００２９】主軸２３に装着された工具２４によってパ
レット上に位置決めクランプされた図略の工作物に対し
て所定の加工を行っている間、工具マガジン３０では、
次に使用する工具２４が割出しモータ３２によって工具
取出位置Ｐ０に回転割出しされる。そして、工具交換ア
ーム５３が後退端位置に位置された状態で把持爪開閉用
シリンダ４７を作動させ、把持爪開閉用シリンダ４７の
ロッド４８を前進させ、把持爪５１ａ，５１ｂの係合部
５９に係合させ、把持爪５１ａ，５１ｂを開かせる。こ
の状態で、ソケット搬送装置４０によって工具２４を工
具交換アーム５３に対する受け渡し位置まで搬送する。
ここで、把持爪５１ａ，５１ｂが開かれているため、フ
ック４３の９０°旋回動作によって工具２４の工具ホル
ダ２４ａは把持爪５１ａ，５１ｂ内に把持爪５１ａ，５
１ｂに干渉することなくスムーズに挿入される。工具マ
ガジン３０から工具交換アーム５３への工具２４の受け
渡し完了後、把持爪開閉用シリンダ４７のロッド４８を
後退させ、係合を解除する。これによって、工具ホルダ
２４ａはばね５６の付勢力によって把持爪５１ａ，５１
ｂに強固に把持され、この状態で待機される。

【００３０】工作物に対する加工完了後、工具２４を交
換する場合には、コラム駆動用モータ１４によってコラ
ム２０を図２に示す原位置から工具交換装置５０に対応
する工具交換位置に移動させる。主軸２３が工具交換ア
ーム５３に対する工具受け渡し位置まで移動する過程に
おいて、図８に示すように、先ず、第１リンク機構７０
のカムフォロワ７９には第１カム部材９２が、第２リン
ク機構８０のカムフォロワ８９には第２カム部材９３が
各々当接し、さらにコラム２０が移動すると、第１リン
ク機構７０においては、カムフォロワ７９が第１カム部
材９２に押されることによって作動リンク７８が支持ピ
ン７７を支点として回動され、第１可動カバー６０は徐
々に開かれる。一方、同時に第２リンク機構８０におい
ても、カムフォロワ８９が第２カム部材９３に押される
ことによって作動リンク８５が支持ピン８４を支点とし
て回動され、第２可動カバー６０は徐々に開かれる。

【００３１】さらにコラム２０が移動すると、主軸２３
の先端に設けられたカムプレート２５が把持爪５２ａ，
５２ｂに設けられたカムフォロワ５７に係合し、把持爪
５２ａ，５２ｂがコラム２０の移動につれて徐々に開か
れる。これによって、主軸２３に装着された工具２４の
工具ホルダ２４ａが把持爪５２ａ，５２ｂ内に把持爪５
２ａ，５２ｂに干渉することなくスムーズに挿入され
る。その後、徐々に把持爪５２ａ，５２ｂが閉じられ、
工具ホルダ２４ａが把持爪５２ａ，５２ｂ内への完全に
挿入された位置（図９参照）、即ち、カムプレート２５
が図７の一点鎖線に示す位置では、カムフォロワ５７と
は係合しておらず、工具ホルダ２４ａはばね５６の付勢
力によって強固に把持爪５２ａ，５２ｂに把持される。

【００３２】一方、この状態においては、図９に示すよ
うに第１可動カバー６０及び第２可動カバー６０は完全
に開いた状態となる。次に、主軸２３において、主軸２
３に装着された工具２４をアンクランプし、工具交換装
置５０の駆動装置５４を作動させることによって、工具
交換アーム５３は前進するとともに１８０°旋回し、後
退する。これによって、次に使用する工具２４は主軸２
３に挿入されるとともにクランプされ、一方の工具２４
はフック４３に保持された空のソケット２６内に挿入さ
れるとともにソケット２６に保持される。

【００３３】次に、コラム駆動用モータ１４を作動させ
ることによって、コラム２０を工具交換装置５０から離
間する方向、つまり図２中右方向に移動させる。このコ
ラム２０の移動によって把持爪５１ａ，５１ｂは再びカ
ムプレート２５と係合して開かれるため、把持爪５１
ａ，５１ｂ内から工具ホルダ２４ａは把持爪５１ａ，５
１ｂと干渉することなく、スムーズに引き抜かれる。一
方、コラム２０の移動に伴って、各カム部材９２，９３
が図２中右方向に移動されるため、各リンク機構７０，
８０の渦巻きばね７３，８３の作用によって各カムフォ
ロワ７９，８９はカム部材９２，９３の移動に追従する
ため、可動カバー６０，６１は徐々に閉じられる。

【００３４】そして、コラム２０が図８に示す位置まで
移動すると、可動カバー６０，６１は完全に閉じられ
る。コラム２０はさらに図２に示す加工原位置まで移動
され、次の加工を行う。一方、工具マガジン３０側にお
いては、把持爪開閉用シリンダ４７の作動によってロッ
ド４８を前進させ、把持爪５２ａ，５２ｂの係合部５９
に係合させ、把持爪５２ａ，５２ｂを開かせる。

【００３５】次にこの状態でソケット搬送装置４０によ
ってソケット２６に保持された工具２４を工具マガジン
３０へ搬送する。ここで、把持爪５２ａ，５２ｂが把持
爪開閉用シリンダ４７の作動によって開かれた状態であ
るため、工具ホルダ２４ａは把持爪５２ａ，５２ｂ内か
ら把持爪５２ａ，５２ｂと干渉することなく、フック４
３の９０°旋回動作によってスムーズに引き抜かれる。

【００３６】そして、工具マガジン３０と工具交換装置
５０との間で、次に使用する工具２４の受け渡しが上記
と同様に行われ、工具交換アーム５３は次の工具２４を
保持した状態で、主軸２３との工具交換に備えて待機す
る。以上のように、一対の可動カバー６０，６１の開閉
作動をコラム２０の運動と同調しリンク機構７０，８０
の機械的手段によって行うようにしたので、可動カバー
６０，６１の開閉動作がコラムの移動とラップするた
め、工具交換のサイクルタイムを短縮することができ
る。

【００３７】さらに、工作物の加工に使用されるコラム
駆動用モータ１４を工具交換時において使用するので、
工具交換装置５０をコラム２０側に移動させる駆動装置
が不必要となり、コラムのストローク（移動距離）を若
干伸ばすだけで済むため、コスト低減を図ることができ
る。また、上記コラム駆動用モータ１４にはサーボモー
タが使用されるため、滑らかな加減速が可能となり、コ
ラム２０の早送り速度を高速にできるため、工具交換装
置５０を移動させる駆動装置に油圧シリンダを使用した
場合に比べ、大幅に工具交換のサイクルタイムが短縮で
きるとともに、ストローク端では送り速度の減速が可能
なため、ストローク端で振動が発生するのを防止するこ
とができる。

【００３８】また、さらに、上記実施例においては、上
下一対の可動カバー６０，６１を各々に設けたリンク機
構７０，８０を作動させることによって上下同時に開閉
するようにしたので、コラム２０の短い移動距離で可動
カバー６０，６１を大きく開くことができる効果も有し
ている。なお、上記実施例においては、工具マガジン３
０側において把持爪開閉用シリンダ４７を設けるととも
に、把持爪開閉用シリンダ４７のロッド４８の先端と係
合する係合部５９を把持爪５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５
２ｂに設け、工具マガジン３０から工具交換アーム５３
へ工具２４の受け渡しを行う際、把持爪開閉用シリンダ
４７のロッド４８の係合により、予め、工具マガジン３
０側の把持爪５１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）を開か
せておき、この状態で工具２４の受け渡しを行うように
したので、ソケット搬送装置４０の旋回動作によって工
具２４を保持したソケット２６を搬送し、把持爪５１
ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）内に工具２４の工具ホル
ダ２４ａを把持爪５１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）に
干渉することなくスムーズに挿入するようにした。これ
により、従来、ソケット搬送装置のフックの旋回半径を
大きくして、フックの旋回動作により工具ホルダが把持
爪に対しほぼ直線的に対向するようにして、工具ホルダ
を直接把持爪に当接させるとともに押圧させ、工具交換
アームの把持爪内に強制的に工具ホルダを挿入していた
場合に比べ、ソケット搬送装置４０のフック４３の旋回
半径が小さくでき、装置構成の小型化を図れるととも
に、工具ホルダ２４ａと把持爪５１ａ，５１ｂ（５２
ａ，５２ｂ）とが干渉せずスムーズに工具２４の受け渡
し動作を行うことができるので、工具ホルダ２４ａ及び
把持爪５１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）に受け渡しの
際に負荷がかからず、工具ホルダ２４ａ及び把持爪５１
ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）の交換時期を大幅に伸ば
すことができる。

【００３９】また、上記実施例のように、工具マガジン
３０側では工具交換アーム５３の把持爪５１ａ，５１ｂ
（５２ａ，５２ｂ）を把持爪開閉用シリンダ４７によっ
て予め開いておき、ソケット搬送装置４０のフック４３
の旋回動作によって工具マガジン３０と工具交換装置５
０との間で工具２４の受け渡しを行い、一方、コラム２
０側ではコラム２０を工具交換装置５０に対応した工具
交換位置に移動させ、主軸ヘッド２２に設けられたカム
プレート２５によって工具交換アーム５３の把持爪５２
ａ，５２ｂ（５１ａ，５１ｂ）を徐々に開きながらスム
ーズに把持爪５２ａ，５２ｂ（５１ａ，５１ｂ）内に主
軸２３に保持された工具２４の工具ホルダ２４ａを挿入
するようにして主軸２３と工具交換装置５０との間で工
具２４の受け渡しを行うようにしたので、工具交換装置
５０の工具交換アーム５３の動作も正逆反転動作及び前
進後退動作で済み、工具交換に必要な各装置の動作を単
純にすることができ、全体の装置構成の簡易化を図れる
とともに小型化を図ることができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明の工作機械は、請求項１の発明で
は、工具交換の際にコラムが自動工具交換装置側に移動
されると、カム部材がリンク機構に係合して、リンク機
構が作動され、コラムの動作に連動して可動カバーが開
くようにしたので、工具交換装置を移動させる駆動装置
が不必要となるとともに、コラムのストローク（移動距
離）を若干伸ばすだけで済むため、コスト低減を図るこ
とができる。

【００４１】さらに、可動カバーの開閉動作がコラムの
移動とラップするため、工具交換のサイクルタイムを短
縮することができる。また、さらに、コラムを移動させ
る駆動装置に、サーボモータを使用した場合、コラム移
動の加減速が可能となり、コラムを高速で移動させ、ス
トローク端では減速させることができ、ストローク端で
振動が発生することを防止できるとともに工具交換のサ
イクルタイムを大幅に短縮することができる。

【００４２】請求項２の発明では、作動リンク及び従動
リンクの２つのリンクから構成されるリンク機構を適用
し、可動カバーを上下に開くようにしたので、コラムの
短い移動距離で可動カバーを大きく開くことが可能とな
り、工具交換のサイクルタイムを短縮することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の工作機械の全体を示す上面図
である。

【図２】本発明の実施例の工作機械の全体を示す正面図
である。

【図３】第１可動カバー開閉装置の拡大上面図である。

【図４】図３におけるＡ矢視図である。

【図５】第２可動カバー開閉装置の拡大側面図である。

【図６】工具交換アームの拡大一部断面図である。

【図７】図８におけるＢ矢視図である。

【図８】可動カバー開閉直前の作動状態図である。

【図９】可動カバー開閉完了の作動状態図である。

【図１０】従来の自動工具交換装置を備えた工作機械の
正面図である。

【符号の説明】

１０ベッド１８固定カバー２０コラム２３主軸３０工具マガジン５０工具交換装置６０，６１可動カバー７０，８０リンク機構９２，９３カム部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベッド上に移動可能に設けられたコラム
と、このコラムに上下方向に移動可能に設けられた主軸
ヘッドと、この主軸ヘッドに回転可能に設けられた主軸
と、この主軸に着脱可能に支持される複数の工具を保持
保管する工具マガジンと、この工具マガジンと前記主軸
との間で前記工具を交換する工具交換装置と、機械の周
囲を覆う固定カバーと、前記工具交換装置と前記コラム
との間に設けられ、前記工具交換時に開閉される可動カ
バーとを備えた工作機械において、前記工具マガジン及
び前記工具交換装置を前記コラムの移動方向の固定側に
設け、前記コラムを前記工具交換装置に対応する工具交
換位置まで移動可能に設け、前記可動カバーを開閉可能
に支持するリンク機構を設け、前記コラムに前記リンク
機構を作動させるカム部材を設け、前記コラムの移動に
よって前記カム部材を前記リンク機構に係合させ、前記
可動カバーを開閉するようにしたことを特徴とする工作
機械。
【請求項２】請求項１に記載の工作機械において、前
記可動カバーを上下一対に上下方向に開閉可能に設け、
前記リンク機構を、前可動カバーに固定される一対の固
定部材と、この固定部材に回転可能に支持された回転軸
と、一端が前記固定部材に連結され、他端が前記回転軸
に連結され前記可動カバーを閉じる方向に付勢するばね
と、一端が前記回転軸に固定され、他端が前記可動カバ
ーに回動可能に取り付けられた作動リンクと、一端が前
記固定部材に回動可能に取り付けられ、他端が前記可動
カバーに回動可能に取り付けられた従動リンクと、前記
作動リンクに一体的に設けられ前記カム部材と係合する
カムフォロワとから構成したことを特徴とする工作機
械。