JPH1158167A - Tool changing device and tool changing method - Google Patents

Tool changing device and tool changing method

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JPH1158167A
JPH1158167A JP22840297A JP22840297A JPH1158167A JP H1158167 A JPH1158167 A JP H1158167A JP 22840297 A JP22840297 A JP 22840297A JP 22840297 A JP22840297 A JP 22840297A JP H1158167 A JPH1158167 A JP H1158167A
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tool
arm
shaft
mounting portion
lock mechanism
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Shigehiko Hashimoto
成彦 橋本
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Brother Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To smoothly mount a tool by a simple mechanism. SOLUTION: In a position where an arbor Ta of a tool T is inserted into a tool mounting part 11 for a prescribed rate, an upper end of an arm rock pin 92 is push-pressed on a lower surface of a lower machinery frame 26, a taper surface of the arm rock pin 92 is openly fitted to a round groove 51b arranged on a lower surface of an arm rotary shaft, and thereby, an arm rock mechanism AR is released. When the arm rock mechanism AR is released, an arm main body 12 is independently oscillated from a turning shaft 25. Even if positioning accuracy is slightly reduced when the tool T is inserted into the tool mounting part 11, it is absorbed by oscillation of the arm main body 12, and thereby, the tool T is completely mounted smoothly.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は工作機械の主軸と工
具マガジンとにセットされた工具を交換するための工具
交換装置及び工具交換方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool changing device and a tool changing method for changing a tool set on a spindle of a machine tool and a tool magazine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、主軸と工具マガジンとの間で、工
具を交換可能な工作機械が知られている。これらの工作
機械は、工具交換実施用の工具交換装置を備え、その工
具交換装置を構成する工具交換アームの先端に設けられ
た把持部によって、主軸及び工具マガジンそれぞれにセ
ットされた工具を把持し、該工具交換アームの旋回軸周
りの旋回運動によって工具の位置を変え、該工具交換ア
ームの旋回軸方向の往復運動によって工具を主軸の工具
装着部に脱着することにより、工具交換を行うものであ
った。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a machine tool capable of exchanging a tool between a spindle and a tool magazine. These machine tools are provided with a tool changing device for performing tool changing, and a tool set on the main spindle and the tool magazine is gripped by a gripping portion provided at a tip of a tool changing arm constituting the tool changing device. The tool is changed by changing the position of the tool by a turning motion of the tool changing arm around the turning axis, and by detaching the tool from the tool mounting portion of the main spindle by a reciprocating motion of the tool changing arm in the turning axis direction. there were.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように工具交換アームを旋回させてから、該工具交換ア
ームを旋回軸方向に移動して、工具を主軸の工具装着部
に装着するため、旋回後の工具の位置が主軸の軸線に対
し、わずかでもずれている場合には問題が生ずる。すな
わち、このような状態で装着しようとすると、工具が工
具装着部に完全に装着される前に、工具と主軸の工具装
着部とが衝突して互いに干渉し、負荷がかかった状態で
強制的に装着されるため、最悪の場合には、工具又は主
軸が破損してしまうといった問題があった。このため、
上記工具交換アームの旋回後の位置決め精度を厳密に設
定する必要があり、この位置決め精度を実現するため
に、高精度のカム溝が形成された高価なローラギヤカム
等を使用する必要があった。
However, after turning the tool changing arm as described above, the tool changing arm is moved in the direction of the turning axis, and the tool is mounted on the tool mounting portion of the main spindle. A problem arises if the position of the latter tool is slightly offset from the axis of the main spindle. In other words, when trying to mount in such a state, before the tool is completely mounted in the tool mounting section, the tool and the tool mounting section of the spindle collide and interfere with each other, and the tool is forcibly forced under load. In the worst case, there is a problem that the tool or the spindle is damaged. For this reason,
It was necessary to strictly set the positioning accuracy of the tool change arm after turning, and in order to achieve this positioning accuracy, it was necessary to use an expensive roller gear cam having a high-precision cam groove.

【0004】本発明は上記課題を解決し、簡易な機構に
よりスムーズに工具の装着が実現できる工具交換装置を
提供することを目的とする。
[0004] It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a tool changer capable of smoothly mounting a tool by a simple mechanism.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するため、本発明の工具交換装置は、少なくとも
一端に工具を把持するための把持部が設けられ、旋回軸
の軸線周りに回動可能なアーム本体を備え、上記旋回軸
の回転運動と往復運動とを利用して、上記把持部に把持
された工具を、主軸の工具装着部に挿入嵌合し、あるい
は該工具装着部から抜き取る工具交換装置において、該
アーム本体を、上記旋回軸に対して一体的に固定するア
ームロック機構を機能させ、あるいは解除するアームロ
ック・解除手段を有し、該アームロック・解除手段は、
上記工具が上記工具装着部に対し、予め定められた挿入
深さにまで挿入された状態において、上記アームロック
機構を解除させることを特徴とする。
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention In order to solve the above-mentioned problems, a tool changer of the present invention is provided with a grip portion for gripping a tool at at least one end, and rotates around a rotation axis. A movable arm body is provided, and the tool gripped by the gripping portion is inserted and fitted into the tool mounting portion of the main shaft using the rotational motion and the reciprocating motion of the swiveling shaft, or from the tool mounting portion. In the extracting tool changing device, an arm lock mechanism for integrally fixing the arm body with respect to the pivot is provided, or an arm lock / release means for releasing the arm body is provided.
The arm lock mechanism is released when the tool is inserted into the tool mounting portion to a predetermined insertion depth.

【0006】上記構成よれば、工具が上記予め定められ
た挿入深さにまで挿入された後は、アームロック機構が
解除されるため、先端に工具が把持されたアーム本体の
揺動が可能となる。この結果、工具はアームロック機構
が解除された後、旋回軸を中心とする所定の円周軌道上
を自由に移動することができる。すなわち、工具は上記
予め定められた深さまで挿入されて以降、工具位置が多
少ずれていても、アーム本体の旋回軸方向の移動ととも
に、主軸の工具装着部の装着面に沿って移動させられて
嵌合される。このとき、工具は主軸の工具装着面にガイ
ドされるかたちで挿入されるため、工具と工具装着部と
の間に負荷がかかることがない。
According to the above configuration, after the tool is inserted to the predetermined insertion depth, the arm lock mechanism is released, so that the arm body with the tool held at the tip can swing. Become. As a result, after the arm lock mechanism is released, the tool can freely move on a predetermined circumferential orbit centered on the turning axis. That is, after the tool is inserted to the predetermined depth, even if the tool position is slightly shifted, the tool is moved along the mounting surface of the tool mounting portion of the main spindle along with the movement of the arm body in the direction of the turning axis. Mated. At this time, since the tool is inserted while being guided by the tool mounting surface of the spindle, no load is applied between the tool and the tool mounting portion.

【0007】また、上記予め定められた挿入深さにおい
ては、工具の装着面と主軸の工具装着部の装着面との間
にある程度のクリアランスがあるため、逆にこのクリア
ランスの大きさだけ、旋回軸の旋回後の工具位置の位置
決め精度を落とすことが可能となる。従って、従来のよ
うに、旋回軸の旋回後の工具位置を厳密に設定するため
にローラギヤカム等を使用した高価な機構を設ける必要
がなく、上記クリアランス分の誤差を許容して設計する
ことが可能である。この結果、装置の製造コストの低減
をも図ることができる。
At the above-mentioned predetermined insertion depth, there is a certain clearance between the mounting surface of the tool and the mounting surface of the tool mounting portion of the spindle. It is possible to reduce the positioning accuracy of the tool position after the rotation of the shaft. Therefore, unlike the related art, there is no need to provide an expensive mechanism using a roller gear cam or the like in order to strictly set the tool position after the turning of the turning shaft, and it is possible to design by allowing an error corresponding to the clearance. It is. As a result, the manufacturing cost of the device can be reduced.

【0008】また、上記工具と上記工具装着部とは、各
々互いに係合するテーパ面を有し、上記工具は上記工具
装着部に該テーパ面に沿って挿入嵌合されることを特徴
とするものでもよい。このように構成すると、工具は、
上記予め定められた挿入深さにまで挿入された後、主軸
の軸線に対して僅かにずれていても、工具装着部のテー
パ面に沿って揺動しながら挿入勘合される。
Further, the tool and the tool mounting portion each have a tapered surface which engages with each other, and the tool is inserted and fitted into the tool mounting portion along the tapered surface. It may be something. With this configuration, the tool
After being inserted to the above-mentioned predetermined insertion depth, even if it is slightly displaced with respect to the axis of the main shaft, it is inserted and fitted while swinging along the tapered surface of the tool mounting portion.

【0009】また、本発明の工具交換方法は、少なくと
も一端に工具を把持するための把持部が設けられたアー
ム本体を、旋回軸の軸線周りに回動させ、あるいは該軸
方向に往復運動させることにより、上記把持部に把持さ
れた工具を、主軸の工具装着部に挿入嵌合し、あるいは
該工具装着部から抜き取る工具交換方法において、アー
ム本体を上記旋回軸に対して一体的に固定するためのア
ームロック機構を機能させる工程と、上記把持された工
具を、工具装着部に対し、予め定められた挿入深さにま
で挿入する工程と、上記工具が、上記予め定められた挿
入深さにまで挿入された時に、上記アーム本体が、上記
旋回軸に対して独立して回動できるように上記アームロ
ック機構を解除する工程と、該アーム本体の独立した回
動を利用して、上記工具を上記工具装着部に挿入嵌合す
る工程とを含むことを特徴とする。 上記方法は、本発
明に係る上記工具交換装置を利用可能な工具交換方法で
あり、アーム本体に把持された工具は、工具位置を入れ
替えて、主軸の工具装着部に対し予め定められた挿入深
さまで挿入されるまでは、旋回軸の位置精度に従うが、
これ以降アームロック機構が解除される。従って、それ
以降、上記工具は旋回軸の周りに揺動可能な状態で、工
具装着部の形状に従って挿入勘合される。
Further, according to the tool changing method of the present invention, an arm body provided with a grip portion for gripping a tool at least at one end is rotated about an axis of a turning shaft or reciprocated in the axial direction. Thereby, in the tool changing method in which the tool gripped by the gripping portion is inserted and fitted into the tool mounting portion of the main spindle, or the tool is removed from the tool mounting portion, the arm body is integrally fixed to the pivot shaft. A step of operating an arm lock mechanism for inserting the gripped tool into the tool mounting portion up to a predetermined insertion depth, and wherein the tool has the predetermined insertion depth. Releasing the arm lock mechanism so that the arm body can be independently rotated with respect to the rotation axis when the arm body is inserted up to The tool characterized in that it comprises a step of inserting the fitting into the tool mounting part. The above method is a tool changing method that can use the tool changing device according to the present invention, and the tool gripped by the arm main body changes the tool position and inserts a predetermined insertion depth into the tool mounting portion of the spindle. Until it is fully inserted, it follows the position accuracy of the pivot axis,
Thereafter, the arm lock mechanism is released. Therefore, thereafter, the tool is inserted and fitted according to the shape of the tool mounting portion in a state where the tool can swing around the pivot axis.

【0010】旋回後の工具の位置決め精度は、上記予め
定められた挿入深さにおける工具と主軸の工具装着部と
のクリアランスの大きさだけ誤差が許容されるため、従
来ほどの位置決め精度が要求されることなく、工具交換
が完了する。この結果、従来高精度を要するために使用
されていたローラギヤカム等を使用しなくてもよいた
め、装置の製造コストを低く抑えることができる。
As for the positioning accuracy of the tool after turning, an error is allowed by the size of the clearance between the tool and the tool mounting portion of the spindle at the above-mentioned predetermined insertion depth, so that the positioning accuracy of the prior art is required. The tool change is completed without any change. As a result, it is not necessary to use a roller gear cam or the like which has been conventionally used because high accuracy is required, so that the manufacturing cost of the apparatus can be reduced.

【0011】また、上記工具交換方法において、上記工
具と上記工具装着部とは、各々互いに係合するテーパ面
を有し、上記工具は上記工具装着部にテーパ面に沿って
挿入嵌合されることを特徴とするものでもよい。このよ
うに構成すると、工具は、上記予め定められた挿入深さ
にまで挿入された後、主軸の軸線に対して微妙にずれて
いても、揺動しながら、工具装着部のテーパ面に沿って
挿入勘合される。
[0011] In the above-mentioned tool exchanging method, the tool and the tool mounting portion each have a tapered surface which engages with each other, and the tool is inserted and fitted to the tool mounting portion along the tapered surface. It may be characterized by the following. With this configuration, after the tool is inserted to the predetermined insertion depth, even if the tool is slightly displaced with respect to the axis of the main shaft, the tool swings along the tapered surface of the tool mounting portion. Is inserted and fitted.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を一層
明確にするため、本発明の好適な実施例を図面と共に説
明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施例に
何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属
する限り、種々の態様で実施できることはいうまでもな
い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings in order to further clarify the embodiments of the present invention. The embodiments of the present invention are not limited to the following examples at all, and it goes without saying that the embodiments can be implemented in various modes as long as they belong to the technical scope of the present invention.

【0013】まず、本実施例の工具交換機TCが装着さ
れたマシニングセンタの全体を主に図1を参照して、概
説する。図1に示すように、このマシニングセンタで
は、基台1に直立して固定されたコラム2に主軸台3が
支持されている。主軸台3は、一対のリニアガイド4に
案内され、Z軸送りモータ5及び送りネジ6により上下
方向に移動される。基台1に設けられたテーブル7は水
平面方向に移動可能である。主軸台3には主軸モータ
8、主軸9及び回転型の工具マガジン10が搭載されて
いる。なお、主軸9と工具マガジン10は、特開昭63-1
23646号で開示したものと同様なものが使用されてい
る。
First, the entire machining center on which the tool changer TC of this embodiment is mounted will be outlined with reference mainly to FIG. As shown in FIG. 1, in this machining center, a headstock 3 is supported by a column 2 fixed upright to a base 1. The headstock 3 is guided by a pair of linear guides 4 and is moved vertically by a Z-axis feed motor 5 and a feed screw 6. The table 7 provided on the base 1 is movable in the horizontal plane direction. On the headstock 3, a spindle motor 8, a spindle 9 and a rotary tool magazine 10 are mounted. The spindle 9 and the tool magazine 10 are disclosed in
The same one disclosed in 23646 is used.

【0014】主軸9は、工具Tを着脱可能に保持しうる
工具装着部11と、この工具装着部11にドローバ(図
示せず)を介して連結し押し下げられることによって工
具Tを離脱させる工具リリースピン(図示せず)とを備
えている。工具マガジン10は、工具Tを着脱可能に保
持し通常水平の姿勢にある保持ポットを、回転盤の周辺
部に複数備えたものである。その最下位に位置した保持
ポットのみ90゜下方に回転して垂直な姿勢をとり、本
実施例の工具交換機TCによって工具交換可能な状態に
なる。工具Tの選択(最下位置への配置)は、マガジン
モータ14の回転により実施される。
The spindle 9 has a tool mounting portion 11 capable of detachably holding the tool T, and a tool release for releasing the tool T by being connected to the tool mounting portion 11 via a drawbar (not shown) and being pushed down. Pins (not shown). The tool magazine 10 is provided with a plurality of holding pots, which hold the tool T in a detachable manner and are usually in a horizontal position, on the periphery of the turntable. Only the lowermost holding pot is rotated downward by 90 ° to take a vertical position, and the tool is changed by the tool changing machine TC of this embodiment. Selection of the tool T (disposition at the lowest position) is performed by rotation of the magazine motor 14.

【0015】また、主軸台3には、工具マガジン10と
主軸9との間で工具Tを交換する本実施例の工具交換機
TCが組み込まれている。この工具交換機TCは、工具
交換駆動モータ15や工具交換アームA等から構成され
ている。本実施例の工具交換アームAは、その旋回軸と
同一軸線上に延びるアーム中軸を有するアーム支持体1
6と、アーム中軸を中心にアーム支持体16に回動可能
に支持され、両端に工具を支持するための把持部17を
有するアーム本体12とから構成されており、主軸9と
工具マガジン10とにセットされた工具Tを、把持部1
7による把持と工具交換アームAの旋回と上下動とを利
用して交換するものである。
The headstock 3 incorporates a tool changer TC according to the present embodiment for exchanging the tool T between the tool magazine 10 and the spindle 9. The tool changer TC includes a tool change drive motor 15, a tool change arm A, and the like. The tool change arm A of the present embodiment has an arm support 1 having an arm center axis extending on the same axis as the pivot axis.
6 and an arm main body 12 rotatably supported by an arm support 16 about an arm center axis and having gripping portions 17 at both ends for supporting a tool, comprising a main shaft 9, a tool magazine 10, The tool T set in the
7 is exchanged by utilizing the gripping by 7 and the turning and vertical movement of the tool exchange arm A.

【0016】図2に工具交換アームAの動きを引き起こ
す上記工具交換機TC全体の構成を、図3に本発明の主
要部に相当する工具交換装置の下部の断面図を示す。図
2に示すように、工具交換機TCのATC駆動軸18は
工具交換駆動モータ15に結合されて鉛直方向を向いて
配置され、軸受19,20を介して主軸台3に回転自在
に軸支されている。ATC駆動軸18には4つのカム2
1,22,23,24が設けられている。
FIG. 2 shows the entire configuration of the tool changer TC causing the movement of the tool change arm A, and FIG. 3 shows a sectional view of the lower part of a tool changer corresponding to a main part of the present invention. As shown in FIG. 2, the ATC drive shaft 18 of the tool changer TC is connected to the tool change drive motor 15 and is arranged vertically, and is rotatably supported by the headstock 3 via bearings 19 and 20. ing. The ATC drive shaft 18 has four cams 2
1, 22, 23, and 24 are provided.

【0017】一方、ATC駆動軸18の側方には、旋回
軸25が鉛直向きに配置されている。この旋回軸25の
上部にはスプライン25aが、最下端にフランジ25b
が設けられ、該フランジ25bには、工具交換アームA
が固定されている。上記旋回軸25の上端には該旋回軸
25の軸中心に沿って所定の深さの段付孔32が開けら
れており、この段付孔32の内径より小さい外径を有す
る長軸状の支持部材31が、主軸台3の上部機械フレー
ム28に開けられた透孔28aに挿通されている。支持
部材31は上部機械フレーム28に固定され、上記段付
孔32の上段に配設されたブッシュ33を介し、上記段
付孔32に挿通され、旋回軸25の上部を軸支してい
る。
On the other hand, on the side of the ATC drive shaft 18, a turning shaft 25 is disposed vertically. A spline 25a is provided at an upper portion of the pivot shaft 25, and a flange 25b is provided at a lowermost portion.
The flange 25b has a tool change arm A
Has been fixed. A stepped hole 32 having a predetermined depth is formed at the upper end of the turning shaft 25 along the center of the turning shaft 25, and has a long axis shape having an outer diameter smaller than the inner diameter of the stepped hole 32. A support member 31 is inserted through a through hole 28 a formed in the upper machine frame 28 of the headstock 3. The support member 31 is fixed to the upper machine frame 28, is inserted into the stepped hole 32 via a bush 33 disposed above the stepped hole 32, and supports the upper part of the revolving shaft 25.

【0018】一方、図3に示すように、上記旋回軸25
の下端は、旋回軸25の径より大きい孔径を持つ略円筒
形状の外軸ギヤ29を貫通し、ブッシュ30と外軸ギヤ
29とをガイドとして中心軸周りの回動と軸方向の往復
運動が可能に支承されている。 主軸台3の下部機械フ
レーム26には孔26aが設けられており、上記外軸ギ
ヤ29が、ブッシュ27を介して該孔26aを貫通し、
上記旋回軸25の回動とは独立して、中心軸周りの回動
ができるように支承されている。
On the other hand, as shown in FIG.
Has a hole diameter larger than the diameter of the revolving shaft 25, and penetrates a substantially cylindrical outer gear 29. Using the bush 30 and the outer gear 29 as a guide, rotation around the central axis and reciprocation in the axial direction are performed. Supported as possible. A hole 26a is provided in the lower machine frame 26 of the headstock 3, and the outer shaft gear 29 passes through the hole 26a through a bush 27,
It is supported so as to be able to rotate around the central axis independently of the rotation of the turning shaft 25.

【0019】また、図2に示すように、旋回軸25は上
下方向中央近辺に固定された、円周溝をもつ円筒部材3
6を有し、該円筒部材36が上下されることによって、
該旋回軸25は鉛直方向に往復移動する。更に、旋回軸
25は、その上部のスプライン25aと嵌合したスプラ
イン副軸37の軸回りの回転に伴って回転する。なお、
スプライン副軸37の外周に形成されたフランジ部37
aの上下面には、カム21の従動子としての従動ローラ
38の軸が固定されている。
As shown in FIG. 2, the rotating shaft 25 is a cylindrical member 3 having a circumferential groove and fixed near the center in the vertical direction.
6, the cylindrical member 36 is moved up and down,
The turning shaft 25 reciprocates in the vertical direction. Further, the turning shaft 25 rotates with the rotation of the spline sub shaft 37 fitted around the spline 25a on the upper side thereof. In addition,
Flange portion 37 formed on the outer periphery of spline counter shaft 37
A shaft of a driven roller 38 as a follower of the cam 21 is fixed to the upper and lower surfaces of the cam 21.

【0020】図3に示すように、外軸ギヤ29の上端部
外周には、ギヤ29aが刻まれており、そのギヤ29a
は側方のセグメントギヤ34に噛合している。このセグ
メントギヤ34には、揺動子35が固定されており、こ
れがカム24に従動する。また、円筒状の外軸ギヤ29
の下端部の互いに180゜離れた2ヶ所には、下方が開
いた凹部71a、71bが設けられ、該凹部を介して後
述する工具交換アームAのアーム回転軸と嵌合してい
る。
As shown in FIG. 3, a gear 29a is engraved on the outer periphery of the upper end of the outer shaft gear 29.
Are meshed with the side segment gears 34. An oscillator 35 is fixed to the segment gear 34, and is driven by the cam 24. Also, the cylindrical outer shaft gear 29
Two lower portions of the lower end are separated from each other by 180 °, and are provided with concave portions 71a and 71b which are open downward, and are fitted with an arm rotating shaft of a tool changing arm A to be described later via the concave portions.

【0021】本実施例の工具交換アームAは、中心にア
ーム中軸62を有するアーム支持体16及び該アーム支
持体16にアーム中軸62を中心に回動可能に支持され
ているアーム本体12等から構成されている。上記アー
ム支持体16は、アーム中軸62の上端部に一体的に形
成され、半径方向外側に延在する上フランジ61と、ア
ーム中軸62の下端部に嵌合された円盤状の部材からな
る下フランジ63とを有し、該上フランジ61と下フラ
ンジ63との間にアーム本体12を回動可能に挟持して
いる。
The tool exchanging arm A of this embodiment includes an arm support 16 having an arm center shaft 62 at the center and an arm main body 12 rotatably supported by the arm support 16 about the arm center shaft 62. It is configured. The arm support 16 is formed integrally with the upper end of the arm shaft 62, and extends downward in the radial direction. The lower flange 61 is formed of a disc-shaped member fitted to the lower end of the arm shaft 62. A flange 63 is provided, and the arm body 12 is rotatably held between the upper flange 61 and the lower flange 63.

【0022】アーム本体12は、アーム中軸62が貫通
する中空円筒形状のアーム回転軸51と、中央部が該ア
ーム回転軸51の下部に嵌合され、両端部が工具を把持
するための把持部17を有する旋回アーム52とから構
成されている。上記アーム回転軸51は上部にフランジ
51aを有し、その上端部において上記外軸ギヤ29の
下端に設けた凹部71a,71bに対向する2ヶ所に上
方に突出した凸部72a、72bが設けられている。ま
た、上記旋回アーム52は、その中央に凹部を有し、該
凹部の中央に貫通孔が設けられている。換言すれば、該
凹部側面から中心に向かうフランジ52aが一体的に形
成された形状を有する。アーム本体12は、その一部で
あるフランジ52aが上記フランジ51aに接合される
ことにより、フランジ51aと一体化して構成されてい
る。なお、上記アーム回転軸51と旋回アーム52とは
一体的に成形してもよい。
The arm main body 12 has a hollow cylindrical arm rotating shaft 51 through which an arm center shaft 62 penetrates, a center portion fitted to a lower portion of the arm rotating shaft 51, and both end portions for holding a tool. And a revolving arm 52 having the same. The arm rotation shaft 51 has a flange 51a at an upper portion, and upper portions thereof are provided with convex portions 72a and 72b protruding upward at two places facing concave portions 71a and 71b provided at a lower end of the outer shaft gear 29. ing. The turning arm 52 has a recess at the center thereof, and a through hole is provided at the center of the recess. In other words, it has a shape in which the flange 52a extending from the side surface of the recess toward the center is integrally formed. The arm main body 12 is integrally formed with the flange 51a by joining a flange 52a, which is a part thereof, to the flange 51a. The arm rotation shaft 51 and the turning arm 52 may be formed integrally.

【0023】なお、外軸ギヤ29の下端に設けられた上
記各凹部71a、71bと、アーム本体12の上端に設
けられた上記各凸部72a、72bとが嵌合することに
より、外軸ギヤ29とアーム本体12とは、一体的に運
動することができる。図5に旋回アーム52の水平方向
の部分断面図を示すように、該旋回アーム52は、アー
ム中軸62を中心として対称に構成され、その両端には
把持部17,17が、互いに逆向き面した工具当接部5
6,56を有して設けられている。
By fitting the concave portions 71a and 71b provided at the lower end of the outer shaft gear 29 with the convex portions 72a and 72b provided at the upper end of the arm body 12, the outer shaft gear The arm 29 and the arm body 12 can move integrally. As shown in FIG. 5, a partial cross-sectional view in the horizontal direction of the swing arm 52, the swing arm 52 is configured symmetrically with respect to an arm center shaft 62, and gripping portions 17, 17 are provided at both ends thereof in opposite surfaces. Tool contact part 5
6, 56 are provided.

【0024】また、旋回アーム52の中央部に設けられ
たフランジ52aの外側には中心に対して対称な位置に
2つの透孔55,55が設けられている。該各透孔55
には、後述するツールロックピン91及びアームロック
ピン92が鉛直方向に挿通され、該透孔内で所定角度回
動できるように形成されている。
Further, outside the flange 52a provided at the center of the turning arm 52, two through holes 55, 55 are provided at positions symmetrical with respect to the center. Each through hole 55
A tool lock pin 91 and an arm lock pin 92, which will be described later, are inserted in the vertical direction, and are formed so as to be able to rotate by a predetermined angle in the through hole.

【0025】また、アーム本体12の内部には、工具当
接部56が面した側の側面に近接して、上記透孔55と
把持部17との間に長手方向に延び、その中央よりも透
孔55側に小さくなる段部を有する段付挿通孔58が設
けられている。該段付挿通孔58には、工具当接部56
に当接した工具を押圧固定するためのローラ81を一端
に回転自在に軸支した係止部材としてのローラシャフト
80が挿通されている。該ローラシャフト80は、その
棒状円柱形状の中央に透孔55側に小さくなる段部を有
し、上記段付挿通孔58を摺動可能に貫通している。ま
た、上記ローラシャフト80の中央部には長円形のスロ
ット83が設けられており、旋回アーム52に固定され
た直交ピン59を該スロット83に挿通させることによ
って、ローラシャフト80の自軸回りの回転を防止して
いる。更に、上記段付挿通孔58の段部とローラシャフ
ト80の段部との間には、バネ85が弾力的に圧縮介挿
され、ローラシャフト80を把持部側に付勢している。
Further, inside the arm body 12, in the vicinity of the side surface on which the tool contact portion 56 faces, extends in the longitudinal direction between the through hole 55 and the grip portion 17, and extends from the center thereof. A stepped insertion hole 58 having a reduced step portion is provided on the through hole 55 side. The stepped insertion hole 58 has a tool contact portion 56
A roller shaft 80 as a locking member rotatably supported at one end by a roller 81 for pressing and fixing a tool abutting on the shaft is inserted. The roller shaft 80 has a step portion that becomes smaller toward the through hole 55 at the center of the rod-shaped columnar shape, and slidably passes through the stepped insertion hole 58. An oval slot 83 is provided at the center of the roller shaft 80, and the orthogonal pin 59 fixed to the revolving arm 52 is inserted through the slot 83 so that the roller shaft 80 rotates around its own axis. Prevents rotation. Further, a spring 85 is elastically compressed and inserted between the step portion of the stepped insertion hole 58 and the step portion of the roller shaft 80 to urge the roller shaft 80 toward the grip portion.

【0026】図4は、図3におけるB−B断面を示す図
である。図3及び図4から分かるように、旋回軸25と
アーム支持体16とを接続するフランジ25bは、図4
に示すように、円盤の相対する部分を平行に切り欠いた
形状をしていて、その上面の中央部が旋回軸25の下面
と結合されている。また、該フランジ25bの下面は2
ヶ所の円周部でアーム支持体16の上面にピン76を用
いて結合されている。上記凹部71a、71bと凸部7
2a、72bとの嵌合はフランジ25bの上面から上方
に少し離れた位置で行われる。後述するように、旋回軸
25とアーム支持体16との回転運動は、旋回軸25及
びアーム支持体16を下方に移動させて上記嵌合部の嵌
合を解除した状態で行われるが、外軸ギヤ29とアーム
回転軸51との回転運動は、旋回軸25及びアーム支持
体16が上方に引き上げられて、外軸ギヤ29とアーム
回転軸51とが上記嵌合部で嵌合した状態で行われる。
FIG. 4 is a view showing a BB section in FIG. As can be seen from FIGS. 3 and 4, the flange 25 b that connects the pivot shaft 25 and the arm support 16 is configured as shown in FIG.
As shown in (1), the disk has a shape in which opposing portions are cut out in parallel, and the central portion of the upper surface is coupled to the lower surface of the revolving shaft 25. The lower surface of the flange 25b is 2
It is connected to the upper surface of the arm support 16 by using a pin 76 at the four circumferential portions. The concave portions 71a and 71b and the convex portions 7
The fitting with 2a, 72b is performed at a position slightly above the upper surface of the flange 25b. As will be described later, the rotational movement of the pivot shaft 25 and the arm support 16 is performed in a state where the pivot shaft 25 and the arm support 16 are moved downward to release the fitting of the fitting portion. Rotational movement between the shaft gear 29 and the arm rotation shaft 51 is performed in a state where the revolving shaft 25 and the arm support 16 are pulled upward, and the outer shaft gear 29 and the arm rotation shaft 51 are fitted at the fitting portion. Done.

【0027】図8にアーム本体12が待機位置(2点鎖
線)にある時と工具交換位置(実線)にある時を示すよ
うに、上記凸部72a,72bは、アーム支持体16の
上フランジ61においてフランジ25bの側部に設けら
れた透孔73内を所定角度回転するだけであるので、フ
ランジ25bによりその回動が妨げられることはない。
図3に戻り、アーム支持体16には、上記ローラシャ
フト80の先端に設けられたローラを把持された工具に
押圧後固定するために、ローラシャフト80の摺動をロ
ックする一対のツールロック機構TRと、アーム本体1
2をアーム中軸62に対してロックあるいは解除するた
めの一対のアームロック機構ARとが各々軸対称に設け
られている。図3では、アーム中軸62を中心として、
右方にツールロック機構TRが、左方にアームロック機
構ARが配置されているように示されているが、図5に
示すように、ツールロック機構TRの一方とアームロッ
ク機構ARの一方とは互いに近接して設けられている。
As shown in FIG. 8 when the arm body 12 is at the standby position (two-dot chain line) and when it is at the tool change position (solid line), the protrusions 72a and 72b In 61, only the inside of the through hole 73 provided on the side of the flange 25b is rotated by a predetermined angle, so that the rotation is not hindered by the flange 25b.
Returning to FIG. 3, a pair of tool lock mechanisms for locking the slide of the roller shaft 80 are provided on the arm support 16 so that the roller provided at the tip of the roller shaft 80 is pressed and fixed to the gripped tool. TR and arm body 1
A pair of arm lock mechanisms AR for locking or unlocking 2 with respect to the arm center shaft 62 are provided symmetrically with each other. In FIG. 3, with the arm center shaft 62 as the center,
Although the tool lock mechanism TR is shown on the right side and the arm lock mechanism AR is shown on the left side, as shown in FIG. 5, one of the tool lock mechanism TR and one of the arm lock mechanisms AR Are provided close to each other.

【0028】まず、ツールロック機構TRについて説明
する。上記アーム支持体16の上フランジ61には、ア
ーム中軸62に対し対称な位置に貫通孔65,65が設
けられ(図4参照)、下フランジ63の上記貫通孔6
5,65に鉛直軸線上で対向する位置には、下方に小さ
くなる段付挿通孔68,68が設けられている。また、
上記貫通孔65及び段付挿通孔68を貫通するようにし
てツールロックピン91が設けられている。ツールロッ
クピン91は、長軸形状の略中央位置に上方に向かって
断面が小さくなるテーパを有するフランジ91aを有
し、その上端部が上記貫通孔65を貫通しており、下端
部が上記段付挿通孔68に挿通されている。そして、段
付挿通孔68の段部上面と上記フランジ91aの底面間
には、バネ93が弾力的に圧縮介挿され、ツールロック
ピン91を上方に付勢している。該ツールロックピン9
1が上昇したとき、フランジ91aのテーパ面が旋回ア
ーム52の透孔55に突き出たローラシャフト80の端
部を押圧することにより、ローラシャフト80の透孔5
5側への摺動をロックする。
First, the tool lock mechanism TR will be described. In the upper flange 61 of the arm support 16, through holes 65, 65 are provided at positions symmetrical with respect to the arm shaft 62 (see FIG. 4).
At positions opposed to the vertical axes 5 and 65 on the vertical axis, there are provided stepped insertion holes 68 and 68 which become smaller downward. Also,
A tool lock pin 91 is provided so as to pass through the through hole 65 and the stepped insertion hole 68. The tool lock pin 91 has a flange 91a having a taper whose cross section becomes smaller upward at a substantially central position of the long axis shape, an upper end thereof penetrates the through hole 65, and a lower end thereof is formed by the step. It is inserted through the attached insertion hole 68. A spring 93 is elastically compressed and inserted between the step upper surface of the stepped insertion hole 68 and the bottom surface of the flange 91a to urge the tool lock pin 91 upward. The tool lock pin 9
1 rises, the tapered surface of the flange 91 a presses the end of the roller shaft 80 protruding into the through hole 55 of the revolving arm 52, thereby causing the through hole 5 of the roller shaft 80 to move.
Lock the sliding to the 5 side.

【0029】次に、アームロック機構ARについて説明
する。上記アーム支持体16の上フランジ61には、ア
ーム中軸62に対し対称な位置に貫通孔67,67が設
けられ(図4参照)、下フランジ63の上記貫通孔6
7,67に鉛直軸線上で対向する位置には、下方に小さ
くなる段付挿通孔69,69が設けられている。また、
上記貫通孔67及び段付挿通孔69を貫通するようにし
てアームロックピン92が設けられている。アームロッ
クピン92は、長軸形状の略中央位置に上方に向かって
断面が小さくなるテーパを有するフランジ92aを有
し、その上端部が上記貫通孔67を貫通しており、下端
部が上記段付挿通孔69を挿通している。そして、段付
挿通孔69の段部上面と上記フランジ92aの底面間に
は、バネ95が弾力的に圧縮介挿され、アームロックピ
ン92を上方に付勢している。該アームロックピン92
が上昇したとき、そのテーパ面が上記アーム回転軸の側
面に設けられた丸溝51b(図5参照)に嵌合すること
により、アーム本体12のアーム支持体16に対する回
動をロックする。
Next, the arm lock mechanism AR will be described. In the upper flange 61 of the arm support 16, through holes 67, 67 are provided at positions symmetrical with respect to the arm shaft 62 (see FIG. 4).
Stepped insertion holes 69, 69 which are reduced downward are provided at positions facing the vertical lines 7, 67 on the vertical axis. Also,
An arm lock pin 92 is provided so as to pass through the through hole 67 and the stepped insertion hole 69. The arm lock pin 92 has a flange 92a having a taper whose cross section becomes smaller upward at a substantially central position of the long axis shape, an upper end thereof penetrates the through hole 67, and a lower end thereof has the step. The attached insertion hole 69 is inserted. A spring 95 is elastically compressed and inserted between the step upper surface of the stepped insertion hole 69 and the bottom surface of the flange 92a to urge the arm lock pin 92 upward. The arm lock pin 92
Is raised, its tapered surface fits into a round groove 51b (see FIG. 5) provided on the side surface of the arm rotation shaft, thereby locking the rotation of the arm main body 12 with respect to the arm support 16.

【0030】以上工具交換機の全体構成が明らかとなっ
たところで、本実施例の工具交換機TCの動きを説明す
る。本発明の工具交換装置による工具交換機構は、旋回
により工具当接部56を工具Tに当接させた後に把持を
ロックさせるタイプのものである。工具交換工程は、工
具交換位置から旋回平面内において所定角度離れたアー
ム待機位置から該所定角度旋回して工具交換位置に移動
し、工具交換アームAの両端に設けられた把持部17が
それぞれ主軸9に装着された使用後の工具Tとマガジン
10とにセットされた新しい工具Tとを把持する工程
(図1参照)、把持が完了すると工具交換アームAが下
降して180゜旋回し、工具の位置を換える工程(図7
参照)、その後、上記工具交換アームAが上昇し、新し
い工具Tを主軸9に装着した後、工具Tの把持を解除
し、使用後の工具Tをマガジン10に収納する工程、収
納が完了した後、所定角度逆旋回し、アーム待機位置に
戻る工程から構成されている。 以下各工程の動作につ
いて詳細に説明する。
Now that the overall configuration of the tool changer has been clarified, the operation of the tool changer TC of this embodiment will be described. The tool changing mechanism of the tool changing device of the present invention is of a type in which the grip is locked after the tool abutting portion 56 abuts on the tool T by turning. In the tool changing step, the tool is turned by a predetermined angle from an arm standby position, which is separated from the tool changing position by a predetermined angle in a turning plane, to the tool changing position, and the gripping portions 17 provided at both ends of the tool changing arm A are respectively driven by the spindles. A step of gripping the used tool T used in the magazine 9 and the new tool T set in the magazine 10 (see FIG. 1). When the gripping is completed, the tool exchange arm A descends and turns 180 °, Of changing the position of
After that, the tool change arm A is raised, a new tool T is mounted on the spindle 9, the grip of the tool T is released, and the step of storing the used tool T in the magazine 10 is completed. Thereafter, a step of reversely turning by a predetermined angle and returning to the arm standby position is constituted. Hereinafter, the operation of each step will be described in detail.

【0031】上述のように、工具交換アームAは、待機
位置から所定角度旋回して工具把持位置に移動して工具
を把持し、最終的に工具を交換した後、工具交換位置か
ら上記待機位置に逆旋回する機構が備えられている。こ
れは、本実施例の工具把持機構が、工具交換アームAの
工具当接部を工具に対し片側から当接させるタイプであ
るからである。この動きに係わるのは、ATC駆動軸1
8周囲の円筒部材39の下面の平面溝カム24である
(図2,3参照)。
As described above, the tool change arm A pivots by a predetermined angle from the standby position, moves to the tool gripping position, grips the tool, and finally exchanges the tool. Is provided with a mechanism for reverse turning. This is because the tool gripping mechanism of this embodiment is of a type in which the tool contact portion of the tool change arm A contacts the tool from one side. ATC drive shaft 1 is involved in this movement.
8 is the flat groove cam 24 on the lower surface of the cylindrical member 39 around (see FIGS. 2 and 3).

【0032】図6に、図3のX−X断面図を示す。図示
するように、平面溝カム24の溝形状は、閉じたリング
状であって、カム軸を中心とする円弧状の大径部24a
と小径部24bとそれらを連結する連結部分24cとを
有する。揺動子35が、回転する平面溝カム24の大径
部24a、小径部24b、連結部24cのどこに組み付
くかによって、工具交換アームAは、待機位置、工具交
換位置、または旋回運動状態となる。
FIG. 6 is a sectional view taken along line XX of FIG. As shown in the figure, the groove shape of the flat groove cam 24 is a closed ring shape, and a large-diameter portion 24a having an arc shape centered on the cam shaft.
And a small diameter portion 24b and a connecting portion 24c for connecting them. Depending on where the rocker 35 is attached to the large-diameter portion 24a, the small-diameter portion 24b, and the connection portion 24c of the rotating flat grooved cam 24, the tool change arm A is switched between the standby position, the tool change position, and the turning motion state. Become.

【0033】すなわち、ATC駆動軸18が回転して所
定の角度に達すると、平面溝カム24の大径部24aか
ら揺動子35が脱し、該揺動子35が大径部24aから
小径部24bに至るまでの連結部24cを通過する間、
該揺動子35はセグメントギヤ34の軸を中心として一
方向に揺動する。更に上記揺動子35が小径部24bを
脱し、該揺動子35が小径部24bから大径部24aに
至るまでの連結部24cを通過する間、該揺動子35は
上記と逆方向に揺動する。
That is, when the ATC drive shaft 18 rotates and reaches a predetermined angle, the rocker 35 comes off from the large diameter portion 24a of the flat groove cam 24, and the rocker 35 moves from the large diameter portion 24a to the small diameter portion. While passing through the connecting portion 24c leading to 24b,
The rocker 35 rocks in one direction about the axis of the segment gear 34. Further, while the rocker 35 comes off the small diameter portion 24b and passes through the connecting portion 24c from the small diameter portion 24b to the large diameter portion 24a, the rocker 35 moves in the opposite direction to the above. Rocks.

【0034】上記揺動子35の揺動によって、該揺動子
35に従動するセグメントギヤ34が回動し、該セグメ
ントギヤ34にギヤ29aを介して噛合する外軸ギヤ2
9が回動する。この外軸ギヤの回動に伴って、該外軸ギ
ヤの下端にアーム回転軸の上端部で嵌合した工具交換ア
ームAが待機位置から工具交換位置へ、あるいは、工具
交換位置から待機位置へ旋回運動するのである。
The swing of the oscillator 35 causes the segment gear 34 driven by the oscillator 35 to rotate, and the outer gear 2 meshing with the segment gear 34 via the gear 29a.
9 rotates. With the rotation of the outer shaft gear, the tool change arm A fitted to the lower end of the outer shaft gear at the upper end of the arm rotation shaft moves from the standby position to the tool change position, or from the tool change position to the standby position. It makes a turning movement.

【0035】また、工具交換アームAは、旋回軸25の
軸方向に往復移動する。これは、工具Tを主軸台9や工
具マガジン10から抜き取ったり、クランプするためで
ある。この動きに係わるのは、ATC駆動軸18回りの
円筒部材39の周面中央部に形成された円筒溝カム23
である(図2参照)。該円筒溝カム23には支持点44
を支点として揺動する揺動レバー40が、その中央付近
に設けられた係合子43を介して係合しており、該揺動
レバー40の先端に設けられた接触子41が、旋回軸2
5に固定された円筒部材36の円周溝に係合している。
このためATC駆動軸18が1回転すると、上記揺動レ
バー40が揺動し、旋回軸25及びこれに固定されてい
る工具交換アームAを、軸方向に1往復させる。図2で
は接触子41と円筒部材36との係合関係を概念的に示
している。
The tool change arm A reciprocates in the axial direction of the turning shaft 25. This is for removing the tool T from the headstock 9 and the tool magazine 10 and clamping it. This movement is caused by the cylindrical groove cam 23 formed at the center of the peripheral surface of the cylindrical member 39 around the ATC drive shaft 18.
(See FIG. 2). The cylindrical groove cam 23 has a support point 44
A swinging lever 40 swinging around a fulcrum is engaged via an engaging member 43 provided near the center thereof, and a contact 41 provided at the tip of the swinging lever 40 is connected to the rotating shaft 2.
5 is engaged with a circumferential groove of the cylindrical member 36 fixed to the cylindrical member 5.
Therefore, when the ATC drive shaft 18 makes one rotation, the swing lever 40 swings, and the turning shaft 25 and the tool changing arm A fixed thereto are reciprocated once in the axial direction. FIG. 2 conceptually shows an engagement relationship between the contact 41 and the cylindrical member 36.

【0036】なお、図2に示すように、本実施例の工具
交換機TCは、使用後の工具Tを主軸9から抜き取るた
めの機構を有する。すなわち、ATC駆動軸18外側の
円筒部材39の周面上部には円筒溝カム22が形成され
ており、主軸9から工具Tを抜き取る際には、該円筒溝
カム22に従動して揺動される揺動部材42により主軸
9の工具脱着装置のドローバ(図示せず)に連結された
工具リリースピン(図示せず)を押圧して下げることに
より、離脱状態にすることが可能である。
As shown in FIG. 2, the tool changer TC of this embodiment has a mechanism for removing the used tool T from the spindle 9. That is, the cylindrical groove cam 22 is formed on the upper peripheral surface of the cylindrical member 39 outside the ATC drive shaft 18, and when the tool T is removed from the main shaft 9, the tool T is swung by following the cylindrical groove cam 22. By pressing and lowering a tool release pin (not shown) connected to a drawbar (not shown) of a tool attaching / detaching device of the main shaft 9 by the swinging member 42, it is possible to set the main shaft 9 in a detached state.

【0037】更に、工具交換アームAは、水平方向に旋
回する。これは、主軸9と工具マガジン10との工具T
を交換するためである。この動きに係わるのは、ATC
駆動軸18の最上位に設けられたパラレルカム21であ
る。これによる動きに関しては、特開昭63-123646号公
報開示の装置の対応部と同様なので、簡略に説明する。
パラレルカム21は2枚の板カム21a,bからなる複
合カムであり、スプライン副軸37に設けられている従
動子としての従動ローラ38に当接している。この構成
に基づき、ATC駆動軸18の1回転の間に、スプライ
ン副軸37、旋回軸25、及び工具交換アームAが18
0゜回転する。
Further, the tool changing arm A pivots in the horizontal direction. This is because the tool T between the spindle 9 and the tool magazine 10
In order to exchange. ATC involved in this movement
The parallel cam 21 is provided at the uppermost position of the drive shaft 18. The movement by this is the same as that of the corresponding part of the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-123646, and therefore will be briefly described.
The parallel cam 21 is a composite cam including two plate cams 21a and 21b, and is in contact with a driven roller 38 provided as a follower provided on the spline sub shaft 37. Based on this configuration, during one rotation of the ATC drive shaft 18, the spline counter shaft 37, the turning shaft 25, and the tool change arm A
Rotate 0 °.

【0038】以下、図7に基づいて、本発明の工具交換
装置のアームロック・解除手段及びツールロック・解除
手段、及び、工具Tが主軸に装着されるときのタイミン
グについて説明する。なお、図においては、簡単のため
主軸の工具装着部に装着される側の工具のみ示し、工具
マガジンに収納される側の工具については省略した。
The arm lock / release means and the tool lock / release means of the tool changer of the present invention and the timing when the tool T is mounted on the spindle will be described below with reference to FIG. In the drawings, only the tool mounted on the tool mounting portion of the spindle is shown for simplicity, and the tool stored on the tool magazine is omitted.

【0039】図7に示すように、本実施例における工具
装着は、テーパシャンクからなるアーバーTaを備え、
アーム本体12の把持部17に把持された工具Tを、該
アーバーTaの密着挿通を許容する裁頭円錐形状の開口
部を有する主軸9下端の工具装着部11に、公知のコレ
ット方式を採用して挿入固定することにより行ってい
る。
As shown in FIG. 7, the tool is mounted in this embodiment with an arbor Ta formed of a tapered shank.
A well-known collet method is adopted for the tool T gripped by the gripping portion 17 of the arm body 12 and the tool mounting portion 11 at the lower end of the spindle 9 having a frusto-conical opening that allows the arbor Ta to be closely inserted. It is done by inserting and fixing.

【0040】図7(a)は、工具交換アームAが下降し
た状態である。ツールロックピン91及びアームロック
ピン92の上端が開放されているため、バネ93,95
の付勢力により、上記ツールロックピン91及びアーム
ロックピン92が上方に押し上げられており、上記ツー
ルロック機構TR及びアームロック機構ARが機能して
いる。すなわち、上記ツールロックピン91が上昇し
て、ツールロックピン91のテーパ面が旋回アームの透
孔に突き出たローラシャフト80の端部を押圧すること
により、ローラシャフト80の透孔側への摺動をロック
し、一方、上記アームロックピン92が上昇して、アー
ムロックピン92のテーパ面が上記アーム回転軸の下面
に設けられた丸溝51b(図5参照)に嵌合することに
より、アーム本体12のアーム支持体16に対する回動
をロックしている。ツールロック機構TRにより、把持
された工具Tは把持部に強固に固定されており、アーム
ロック機構ARによりアーム本体12は、アーム支持体
16に対し、一体となった状態、すなわち、アーム本体
12が、旋回軸25に対して一体化した状態となってい
る。この状態で、工具交換アームAの180゜の旋回運
動が行われ、工具Tの位置が入れかわる。
FIG. 7A shows a state in which the tool change arm A is lowered. Since the upper ends of the tool lock pin 91 and the arm lock pin 92 are open, the springs 93, 95
The tool lock pin 91 and the arm lock pin 92 are pushed upward by the urging force, and the tool lock mechanism TR and the arm lock mechanism AR function. That is, the tool lock pin 91 is raised, and the tapered surface of the tool lock pin 91 presses the end of the roller shaft 80 protruding into the through hole of the turning arm, thereby sliding the roller shaft 80 toward the through hole. The arm lock pin 92 is raised, and the tapered surface of the arm lock pin 92 is fitted into the round groove 51b (see FIG. 5) provided on the lower surface of the arm rotation shaft. The rotation of the arm body 12 with respect to the arm support 16 is locked. The tool T grasped by the tool lock mechanism TR is firmly fixed to the grasping portion, and the arm body 12 is integrated with the arm support 16 by the arm lock mechanism AR, that is, the arm body 12 Are integrated with the turning shaft 25. In this state, the tool changing arm A makes a 180 ° turning motion, and the position of the tool T is changed.

【0041】そして、工具交換アームAが上昇し、図7
(b)に示すように、アームロックピン92及びツール
ロックピン91の上端面が、下部機械フレーム26の下
面に当接する。この当接するタイミング、すなわち、ア
ームロック機構AR及びツールロック機構TRが解除さ
れるタイミングは、工具Tの上記アーバーTaが、上記
工具装着部11に所定量挿入された位置に設定されてい
る。つまり、アーバーTaが、工具装着部に確実に固定
される以前にアームロック機構AR及びツールロック機
構TRは解除される。
Then, the tool exchanging arm A is raised, and FIG.
As shown in (b), the upper end surfaces of the arm lock pin 92 and the tool lock pin 91 abut on the lower surface of the lower machine frame 26. This contact timing, that is, the timing at which the arm lock mechanism AR and the tool lock mechanism TR are released, is set at a position where the arbor Ta of the tool T is inserted into the tool mounting portion 11 by a predetermined amount. That is, the arm lock mechanism AR and the tool lock mechanism TR are released before the arbor Ta is securely fixed to the tool mounting portion.

【0042】つまり、下部機械フレーム26の下面によ
り、ツールロックピン91及びアームロックピン92の
上端が押圧され、バネ93,95の付勢力に抗して上記
ツールロックピン91及びアームロックピン92が下方
に押し下げられることにより、上記ツールロック機構T
R及びアームロック機構ARが解除される。すなわち、
上記ツールロックピン91が下降すると同時に、ツール
ロックピン91のテーパ面と旋回アームの透孔に突き出
たローラシャフト80の端部との係合が開放されること
により、ローラシャフト80の透孔側への摺動が可能と
なり、一方、上記アームロックピン92が下降すると同
時に、アームロックピン92のテーパ面と上記アーム回
転軸の下面に設けられた丸溝51b(図5参照)との嵌
合が開放されることにより、アーム本体12のアーム支
持体に対する回動が可能となる。
That is, the upper ends of the tool lock pin 91 and the arm lock pin 92 are pressed by the lower surface of the lower machine frame 26, and the tool lock pin 91 and the arm lock pin 92 are pressed against the urging forces of the springs 93 and 95. By being pushed down, the tool lock mechanism T
R and the arm lock mechanism AR are released. That is,
Simultaneously with the lowering of the tool lock pin 91, the engagement between the tapered surface of the tool lock pin 91 and the end of the roller shaft 80 protruding into the through hole of the turning arm is released, so that the roller shaft 80 has a through hole. The arm lock pin 92 is lowered, and at the same time, the tapered surface of the arm lock pin 92 and the round groove 51b (see FIG. 5) provided on the lower surface of the arm rotation shaft are fitted. Is opened, the arm main body 12 can rotate with respect to the arm support.

【0043】アームロック機構ARが解除されると、ア
ーム本体12は、旋回軸25とは独立して旋回軸25の
軸線周りに揺動可能な状態となり、工具TのアーバーT
aが主軸の工具装着部のテーパに沿って挿入されるとき
の工具Tの動きに従って揺動する。
When the arm lock mechanism AR is released, the arm main body 12 can swing around the axis of the turning shaft 25 independently of the turning shaft 25, and the arbor T of the tool T
a swings according to the movement of the tool T when a is inserted along the taper of the tool mounting portion of the main shaft.

【0044】図7(c)の状態においては、工具交換ア
ームAが上死点にあり、この状態で外軸ギヤ29が回動
することにより、アーム待機位置と工具交換位置までの
往復旋回運動が、旋回軸25の動きとは独立に行われ
る。本発明の工具交換装置は、工具交換アームAの上下
動に伴ってツールロック機構TR及びアームロック機構
ARを機能あるいは解除させることができ、また、駆動
軸の回転運動を平面溝カム24及び外軸ギヤ29を介し
て、アーム本体12のアーム待機位置と工具交換位置と
の間の往復旋回運動に変換する簡単な機構により工具交
換を可能にしている。更に、工具Tを工具装着部11に
挿入する際の位置決め精度が多少低くても、アーム本体
12の揺動によりこれを吸収できるため、工具T及び工
具装着部11に負荷をかけることなく、確実に装着する
ことが可能になる。この結果、この位置決め精度を高精
度で実現する高価なローラカムギヤ等を用いる必要がな
く、製造コストを低く抑えることができる。
In the state shown in FIG. 7C, the tool change arm A is at the top dead center. In this state, when the outer gear 29 rotates, the reciprocating swing movement between the arm standby position and the tool change position is performed. However, it is performed independently of the movement of the turning shaft 25. The tool changer of the present invention can function or release the tool lock mechanism TR and the arm lock mechanism AR as the tool change arm A moves up and down. Through the shaft gear 29, tool exchange is enabled by a simple mechanism that converts the reciprocating swing motion between the arm standby position of the arm main body 12 and the tool exchange position. Further, even if the positioning accuracy when the tool T is inserted into the tool mounting portion 11 is slightly low, the positioning accuracy can be absorbed by the swing of the arm body 12, so that the load is not applied to the tool T and the tool mounting portion 11. It becomes possible to attach to. As a result, there is no need to use an expensive roller cam gear or the like that realizes this positioning accuracy with high accuracy, and the manufacturing cost can be kept low.

【0045】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、例えば本実施例では駆動源としてモータを用いてい
るが、ロータリシリンダやラック・ピニオン等を用いて
もよい。更に、本実施例では、外軸ギヤを動作させるも
のとしてカム機構で行われているが、他の駆動源、例え
ばエアシリンダあるいはATC駆動軸に直結しない別途
設置したモータ等によって動作させるようにしてもよ
い。
The embodiments of the present invention have been described above.
The present invention is not limited to such embodiments at all. For example, although a motor is used as a drive source in the present embodiment, a rotary cylinder, a rack and a pinion, or the like may be used. Further, in this embodiment, the cam mechanism is used to operate the outer shaft gear. However, it is operated by another drive source, for example, an air cylinder or a separately installed motor that is not directly connected to the ATC drive shaft. Is also good.

【0046】また、本実施例では、アームロック機構A
Rとツールロック機構TRとを同時に機能させるように
設定したが、アームロックピン92の長さとツールロッ
クピン91の長さとを相違させることにより(各上端面
の位置を相違させることにより)、アームロック機構A
Rが機能するタイミングとツールロック機構TRが機能
するタイミングとをずらして、所望のロックタイミング
を形成してもよい。
In this embodiment, the arm lock mechanism A
R and the tool lock mechanism TR are set to function at the same time, but the arm lock pin 92 and the tool lock pin 91 are made different in length (by making the positions of the respective upper end surfaces different), so that the arm Lock mechanism A
The desired lock timing may be formed by shifting the timing at which R functions and the timing at which the tool lock mechanism TR functions.

【0047】更に、本実施例のアーム本体には、いわゆ
るフック式のダブルアームを使用したが、把持部が片側
にしかないいわゆる片持ち式のアームや、工具を両側か
ら挟持するいわゆるフィンガー式のアームに同様のアー
ムロック機構を設けたものを使用してもよいことはもち
ろんである。
Further, a so-called hook-type double arm is used for the arm body of the present embodiment, but a so-called cantilever-type arm having only one gripping portion or a so-called finger-type arm for holding a tool from both sides. Needless to say, a device provided with a similar arm lock mechanism may be used.

【0048】なお、本実施例においては、高価なローラ
ギヤカム等を使用せずに、簡易に実現できる工具交換装
置について説明したが、上記ローラギヤカム等が用いら
れた工具交換装置に上記のようなアームロック機構を搭
載し、本実施例で示すタイミングでアームロック機構を
解除する構成としてもよい。
In this embodiment, a tool changer which can be easily realized without using an expensive roller gear cam or the like has been described. A configuration may be adopted in which a mechanism is mounted and the arm lock mechanism is released at the timing shown in this embodiment.

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

【図1】 本実施例の工具交換機の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a tool changer according to the present embodiment.

【図2】 本実施例の工具交換機の鉛直方向断面図であ
る。
FIG. 2 is a vertical sectional view of the tool changer according to the embodiment.

【図3】 本実施例の工具交換装置の下部の断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a lower portion of the tool changing device of the present embodiment.

【図4】 図3のB−B断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of FIG. 3;

【図5】 本実施例のアーム本体の水平方向部分断面図
である。
FIG. 5 is a horizontal partial cross-sectional view of the arm body of the present embodiment.

【図6】 図3のX−X断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line XX of FIG. 3;

【図7】 本実施例のアームロック手段及びツールロッ
ク手段を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an arm lock unit and a tool lock unit according to the present embodiment.

【図8】 本実施例の工具交換アームが待機位置と工具
把持位置との間での旋回運動を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a turning movement of the tool change arm of the present embodiment between a standby position and a tool holding position.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3・・・主軸台、 9・・・主軸、 11・・・工具装
着部、12・・・アーム本体、 16・・・アーム支持
体、17・・・把持部、 24・・・平面溝カム、25
・・・旋回軸、 26・・・下部機械フレーム、29・
・・外軸ギヤ、 51・・・アーム回転軸、51・・・
アーム中軸、 52・・・旋回アーム、54・・・把持
部、 55・・・透孔、 56・・・工具当接部、58
・・・段付挿通孔、 59・・・直交ピン、61・・・
上フランジ、 62・・・アーム中軸、63・・・下フ
ランジ、 80・・・ローラシャフト、91・・・アー
ムロックピン、 92・・・ツールロックピン、A・・
・工具交換アーム、 T・・・工具、 TC・・・工具
交換機、AR・・・アームロック機構、 TR・・・ツ
ールロック機構Ta・・・アーバー
3 ... headstock, 9 ... spindle, 11 ... tool mounting part, 12 ... arm body, 16 ... arm support, 17 ... gripping part, 24 ... flat groove cam , 25
... Swirl axis, 26 ... Lower machine frame, 29
..Outer shaft gears, 51 ... arm rotating shafts, 51 ...
Arm center shaft, 52: revolving arm, 54: gripping part, 55: through hole, 56: tool contact part, 58
... Stepped insertion hole, 59 ... orthogonal pin, 61 ...
Upper flange, 62: Arm center shaft, 63: Lower flange, 80: Roller shaft, 91: Arm lock pin, 92: Tool lock pin, A ...
-Tool change arm, T: Tool, TC: Tool changer, AR: Arm lock mechanism, TR: Tool lock mechanism Ta: Arbor

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも一端に工具を把持するための
把持部が設けられ、旋回軸の軸線周りに回動可能なアー
ム本体を備え、前記旋回軸の回転運動と往復運動とを利
用して、前記把持部に把持された工具を、主軸の工具装
着部に挿入嵌合し、あるいは該工具装着部から抜き取る
工具交換装置において、該アーム本体を、前記旋回軸に
対して一体的に固定するアームロック機構を機能させ、
あるいは解除するアームロック・解除手段を有し、該ア
ームロック・解除手段は、前記工具が前記工具装着部に
対し、予め定められた挿入深さにまで挿入された状態に
おいて、前記アームロック機構を解除させることを特徴
とする工具交換装置。
At least one end is provided with a gripping portion for gripping a tool, an arm body rotatable around an axis of a turning shaft is provided, and a rotating motion and a reciprocating motion of the turning shaft are used. In a tool changing device for inserting and fitting a tool held by the holding portion into a tool mounting portion of a main spindle or extracting the tool from the tool mounting portion, an arm for integrally fixing the arm main body with respect to the pivot shaft. Activate the lock mechanism,
Alternatively, the arm lock / release means includes an arm lock / release means for releasing the arm lock mechanism when the tool is inserted into the tool mounting portion to a predetermined insertion depth. A tool changing device for releasing the tool.
【請求項2】 前記工具と前記工具装着部とは、各々互
いに係合するテーパ面を有し、前記工具は前記工具装着
部に該テーパ面に沿って挿入嵌合されることを特徴とす
る請求項1記載の工具交換装置。
2. The tool and the tool mounting portion each have a tapered surface that engages with each other, and the tool is inserted and fitted into the tool mounting portion along the tapered surface. The tool changing device according to claim 1.
【請求項3】 少なくとも一端に工具を把持するための
把持部が設けられたアーム本体を、旋回軸の軸線周りに
回動させ、あるいは該軸線方向に往復運動させることに
より、前記把持部に把持された工具を、主軸の工具装着
部に挿入嵌合し、あるいは該工具装着部から抜き取る工
具交換方法において、アーム本体を前記旋回軸に対して
一体的に固定するためのアームロック機構を機能させる
工程と、前記把持された工具を、工具装着部に対し、予
め定められた挿入深さにまで挿入する工程と、前記工具
が、前記予め定められた挿入深さにまで挿入された時
に、前記アーム本体が、前記旋回軸に対して独立して回
動できるように前記アームロック機構を解除する工程
と、該アーム本体の独立した回動を利用して、前記工具
を前記工具装着部に挿入嵌合する工程と、を含むことを
特徴とする工具交換装置の工具交換方法。
3. An arm body provided with a gripper for gripping a tool at at least one end thereof is rotated around an axis of a turning shaft or reciprocated in the axial direction, whereby the gripper is gripped by the gripper. An arm lock mechanism for integrally fixing the arm main body to the pivot shaft in a tool changing method of inserting and fitting the set tool into the tool mounting portion of the main shaft or removing the tool from the tool mounting portion. Step, the step of inserting the gripped tool to a tool mounting portion to a predetermined insertion depth, when the tool is inserted to the predetermined insertion depth, Releasing the arm lock mechanism so that the arm body can be independently rotated with respect to the rotation axis, and inserting the tool into the tool mounting portion using the independent rotation of the arm body. A method of changing tools with a tool changing apparatus, comprising:
【請求項4】 前記工具と前記工具装着部とは、各々互
いに係合するテーパ面を有し、前記工具は前記工具装着
部にテーパ面に沿って挿入嵌合されることを特徴とする
請求項3記載の工具交換装置の工具交換方法。
4. The tool and the tool mounting portion each have a tapered surface that engages with each other, and the tool is inserted and fitted into the tool mounting portion along the tapered surface. Item 3. The tool changing method of the tool changing device according to Item 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008296322A (en) * 2007-05-31 2008-12-11 Brother Ind Ltd Tool changer
WO2009008204A1 (en) * 2007-07-10 2009-01-15 Pascal Engineering Corporation Tool exchanging device
KR101401128B1 (en) * 2007-10-01 2014-05-30 두산인프라코어 주식회사 Safety dedive for preventing tool from breaking in automatic tool changer
KR200462651Y1 (en) 2011-01-28 2012-09-20 테 신 캄 컴패니 리미티드 Automatic tool changer with advance tool locking mechanism
CN113245582A (en) * 2021-07-01 2021-08-13 江苏益铨数控科技有限公司 Drilling machine for drilling hardware

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