JPS5819419B2 - Multi-axis machine tool with tool changer - Google Patents

Multi-axis machine tool with tool changer

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Publication number
JPS5819419B2
JPS5819419B2 JP52028874A JP2887477A JPS5819419B2 JP S5819419 B2 JPS5819419 B2 JP S5819419B2 JP 52028874 A JP52028874 A JP 52028874A JP 2887477 A JP2887477 A JP 2887477A JP S5819419 B2 JPS5819419 B2 JP S5819419B2
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JP
Japan
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tool
tools
exchange
spacer
arm
Prior art date
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Application number
JP52028874A
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Japanese (ja)
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JPS53113381A (en
Inventor
沢田金吾
林武彦
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Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
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  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工具交換装置を備えた多軸工作機械に関するも
ので、その目的とすることろは、複数の主軸の配列ピッ
チを任意に変更でき、かつかかる複数の主軸の工具を一
対の把持アームで一括して交換できるようにして、加工
のフレキシビリティを高めるとともに、複数の工具を確
実に把持して多軸工具の同時交換を行うことにある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a multi-spindle machine tool equipped with a tool changer, and its purpose is to arbitrarily change the arrangement pitch of a plurality of spindles, and to To increase the flexibility of machining by allowing tools to be exchanged all at once using a pair of gripping arms, and to simultaneously exchange multi-axis tools by gripping a plurality of tools reliably.

一般に複数の工具を担持したギヤングヘッドを自動交換
して多軸加工を連続的に行い得るようにした工作機械は
よく知られているが、このような工作機械に用いられる
ギヤングヘッドの各工具相互のピッチ関係は一般に不変
であり、そのために加工内容に応じてきわめて多数のギ
ヤングヘッドを用意して交換する必要がある。
In general, machine tools that are able to perform continuous multi-axis machining by automatically exchanging gearing heads that carry multiple tools are well known, but the mutual pitch between the tools of the gearing heads used in such machine tools is well known. The relationship is generally unchanged, and therefore it is necessary to prepare and replace a very large number of gigang heads depending on the processing content.

このため、工作物の加工開始前に複数の主軸を加工ヘッ
ド上の任意の点に位置決めできるようにし、主軸の工具
を交換する場合には、主軸を一定の配列の工具交換位置
に割出した後、主軸の数と同数の工具把持機構を備えた
工具把持装置によって複数の工具を同時に把持して主軸
から取出し、取出された工具を工具把持装置とともに空
の工具マガジンの前面まで移送して使用済の工具を収納
し、交換工具の収納されている工具マガジンから新しい
工具を取り出して主軸に装着する工具交換装置を備えた
多軸工作機械が提案される。
For this reason, we made it possible to position multiple spindles at any point on the machining head before starting machining the workpiece, and when changing the tool on the spindle, the spindles were indexed to a fixed array of tool exchange positions. After that, a tool gripping device equipped with the same number of tool gripping mechanisms as the number of spindles grips multiple tools simultaneously and takes them out from the spindle, and the taken out tools are transferred together with the tool gripping device to the front of an empty tool magazine for use. A multi-axis machine tool is proposed that includes a tool changer that stores used tools, takes out new tools from a tool magazine that stores replacement tools, and attaches them to the spindle.

しかしながら、かかる多軸工作機械における工具交換装
置の工具把持機構はスプリングにより工具を弾性保持す
るものであり、複数の工具を確実に把持することが困難
であつjも このため、交換動作時において工具が脱落
する恐れがあり、スプリングクランプにたよらない積極
的な把持機構が望まれていた。
However, the tool gripping mechanism of the tool changer in such a multi-axis machine tool uses a spring to elastically hold the tool, making it difficult to securely grip multiple tools. There is a risk that the grip may fall off, and an active gripping mechanism that does not rely on spring clamps has been desired.

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、外周面に工
具と係合する複数の係合凹部を有するスペーサを加工ヘ
ッドおよび工具マガジンに着脱可能に保持するとともに
、主軸を軸架する複数の移動部材を制御指令に基づいて
移動させかつ工具交換時においては複数の主軸上の工具
がスペーサに形成された係合凹部に係入するように複数
の主軸を位置決めできるようにし、さらに、工具をスペ
ーサの係合凹部へ押圧する複数の係合部を形成した交換
アームを設け、工具交換の場合には工具をスペーサと交
換アームとによって把持して工具交換を行うことを特徴
とするものである。
The present invention has been made in view of the above problems, and includes a spacer that removably holds a spacer having a plurality of engagement recesses on the outer peripheral surface that engages with a tool in a machining head and a tool magazine, and a plurality of spacers that support a main spindle. The movable member is moved based on a control command, and at the time of tool exchange, the plurality of spindles can be positioned so that the tools on the plurality of spindles engage in engagement recesses formed in the spacer. The present invention is characterized in that an exchange arm is provided with a plurality of engagement portions that press into the engagement recess of the spacer, and in the case of tool exchange, the tool is held by the spacer and the exchange arm to exchange the tool. .

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図において10は回路の工作物と対向して設置され
た加工ヘッドで、この加工ヘッド10上には水平方向の
案内面11,12および垂直方向の案内面13.14が
形成され、これらの案内面11〜14にはスライド部材
15が2個ずつ案内されている。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a machining head installed facing the circuit workpiece.Horizontal guide surfaces 11, 12 and vertical guide surfaces 13, 14 are formed on this machining head 10. Two slide members 15 are guided on each of the guide surfaces 11-14.

これらのスライド部材15には案内面16が放射方向に
形成され、この案内面16には移動部材17が摺動自在
に案内されている。
Guide surfaces 16 are formed in the radial direction on these slide members 15, and a movable member 17 is slidably guided on the guide surfaces 16.

そして、この移動部材17の内側先端部には主軸18が
軸架され、この主軸18の先端部に工具Tが着脱可能に
収納されている。
A main shaft 18 is mounted on the inner end of the moving member 17, and a tool T is removably housed in the end of the main shaft 18.

また、前記スライド部材15はサーボモータ20によっ
て回転される螺子軸21に螺合され、可動部材17はサ
ーボモータ22によって回転される螺子軸23に螺合さ
れている。
Further, the slide member 15 is screwed onto a screw shaft 21 rotated by a servo motor 20, and the movable member 17 is screwed onto a screw shaft 23 rotated by a servo motor 22.

したがって、図示しない数値制御装置によってサーボモ
ータ20.22を駆動することにより、主軸18を第1
図に示す円周状の工具交換位置を基点として所定の角度
範囲の平面内で任意の点に位置決めすることができる。
Therefore, by driving the servo motor 20.22 by a numerical control device (not shown), the main shaft 18 is moved to the first position.
Positioning can be performed at any point within a plane within a predetermined angular range using the circumferential tool exchange position shown in the figure as a reference point.

なお、主軸18には第2図に示すように、加工ヘッド1
0に固着された回路の駆動源からの動力が自在継手19
を介して移動部材17の後端部より伝達されるようにな
っている。
Note that the main shaft 18 has a processing head 1 as shown in FIG.
The power from the driving source of the circuit fixed to the universal joint 19
The signal is transmitted from the rear end of the moving member 17 via the rear end of the moving member 17.

この主軸18には第3図に示すように、把持部材31、
ロッド32、スプリング33、突出部材34、環状部材
37.38によって構成される工具クランプ機構が設け
られており、実線で示すクランプ状態では、ロッド32
がスプリング33によって図示右方に押圧されるため、
工具T後端部の把持部が把持部材31によってクランプ
されている。
As shown in FIG. 3, this main shaft 18 includes a gripping member 31,
A tool clamping mechanism is provided which includes a rod 32, a spring 33, a protruding member 34, and an annular member 37, 38. In the clamped state shown by the solid line, the rod 32
is pressed to the right in the figure by the spring 33,
A gripping portion at the rear end of the tool T is clamped by a gripping member 31.

そして、この状態で、環状部材38の外周部に突設され
た作動腕39が主軸軸線に対して反時計方向へ旋回され
ると、この旋回運動は環状部材37.38の保合面に形
成されたカム面によって軸線方向の運動に変換され、ロ
ッド32が図示左側へ移動される。
In this state, when the actuating arm 39 protruding from the outer circumference of the annular member 38 is rotated counterclockwise with respect to the main shaft axis, this rotational movement is formed on the retaining surface of the annular member 37, 38. This is converted into an axial movement by the cam surface, and the rod 32 is moved to the left in the figure.

これにより、把持部材31は拡開しながら左進し、工具
Tの把持は解除される。
As a result, the gripping member 31 moves to the left while expanding, and gripping of the tool T is released.

一方、円周状の工具交換位置の中央部、移動部材17の
後方には第2図、第4図に示すように外周部に前記作動
腕39と係合する係合ローラ40aを軸承した円板状の
操作部材40が回動可能に装架されており、この操作部
材40は固定部材42内に嵌挿されたピストン43の一
端に固着されている。
On the other hand, at the center of the circumferential tool exchange position and behind the moving member 17, as shown in FIGS. A plate-shaped operating member 40 is rotatably mounted, and this operating member 40 is fixed to one end of a piston 43 inserted into a fixed member 42 .

また、このピストン43は加工ヘッド10のフレームに
一端が固着された固定スリーブ41と固定部材42との
間に嵌装された回動スリーブ45にキー止めされており
、この回動スリーブ45の後端部は第5図に示すように
シリンダ48によって旋回される回動部材47が固着さ
れている。
Further, this piston 43 is keyed to a rotating sleeve 45 fitted between a fixed sleeve 41 whose one end is fixed to the frame of the processing head 10 and a fixed member 42. As shown in FIG. 5, a rotating member 47 that is rotated by a cylinder 48 is fixed to the end portion.

したがって、固定部材42のポート44bに圧油が供給
されると、操作部材40は第2図において左進して保合
ローラ40aが作動腕39と係合され、ピストン48の
ポート48aに圧油が供給されると、操作部材40が第
4図において時計方向に回転して複数の主軸に設けられ
た作動腕39が同時に反時計方向に旋回され、複数の主
軸18に保持されている工具Tが同時にアンクランプさ
れる。
Therefore, when pressure oil is supplied to the port 44b of the fixed member 42, the operating member 40 moves to the left in FIG. When the tool T held on the plurality of main shafts 18 is supplied, the operating member 40 rotates clockwise in FIG. are unclamped at the same time.

第1図、第2図において24は加工ヘッド10に着脱可
能に保持されたスペーサで、このスペーサ24の外周部
には第6図に示すように工具Tの把持溝と係合する複数
の係合凹部24bが形成されている。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 24 denotes a spacer detachably held on the processing head 10, and the outer circumference of this spacer 24 has a plurality of engagements that engage with gripping grooves of the tool T, as shown in FIG. A mating recess 24b is formed.

また、このスペーサ24の後部には後述する保持機構5
0の固定スリーブ41と嵌合する嵌合穴24cが穿設さ
れており、この嵌合穴24cには半径方向外側に向って
係合穴24aが設けられている。
In addition, a holding mechanism 5, which will be described later, is provided at the rear of this spacer 24.
A fitting hole 24c that fits into the fixed sleeve 41 of No. 0 is bored, and an engagement hole 24a is provided in the fitting hole 24c toward the outside in the radial direction.

前記保持機構50は、円周状の工具交換位置の中央部、
移動部材17の前方まで延在する固定スリーブ41と、
この固定スリーブ41の外側に嵌着されたストッパ54
と、固定スリーブ41に半径方向移動可能に軸承され先
端部がスペーサ24の係合穴24aと係合する係合軸5
2と、固定スリーブ41の内側に嵌装され固定スリーブ
41の後端部に配設されたシリンダ53の作動によって
係合軸52を半径方向へ移動させる移動軸51とによっ
て構成されており、移動軸51の先端部には第6図に示
すように係合軸52の後端部と係合する傾斜係合溝51
aが、先端軸心方向に向って刻設されている。
The holding mechanism 50 is located at the center of the circumferential tool exchange position,
a fixed sleeve 41 extending to the front of the moving member 17;
A stopper 54 fitted on the outside of this fixed sleeve 41
and an engagement shaft 5 which is movably supported in the fixed sleeve 41 in the radial direction and whose tip engages with the engagement hole 24a of the spacer 24.
2, and a moving shaft 51 that moves the engagement shaft 52 in the radial direction by the operation of a cylinder 53 fitted inside the fixed sleeve 41 and disposed at the rear end of the fixed sleeve 41. As shown in FIG. 6, the tip of the shaft 51 has an inclined engagement groove 51 that engages with the rear end of the engagement shaft 52.
a is engraved toward the tip axis direction.

したがって、シリンダ53のポート53aに圧油が供給
されると、係合軸52は半径方向内側へ移動されるため
、係合軸52の先端部がスペーサ24の係合穴24aに
係合しなくなり、スペーサ24を固定スリーブ41から
取り外し得るようになる。
Therefore, when pressure oil is supplied to the port 53a of the cylinder 53, the engagement shaft 52 is moved radially inward, so that the tip of the engagement shaft 52 no longer engages with the engagement hole 24a of the spacer 24. , the spacer 24 can now be removed from the fixing sleeve 41.

次に工具マガジンおよび工具交換装置について説明する
Next, the tool magazine and tool exchange device will be explained.

第1図において25は加工ヘッド10に隣接して設置さ
れた工具マガジンで、この工具マガジン25にはマガジ
ン円板26が回転割出可能に装架されている。
In FIG. 1, reference numeral 25 denotes a tool magazine installed adjacent to the processing head 10, and a magazine disk 26 is rotatably mounted on the tool magazine 25.

このマガジン円板26の円周上の6箇所には、前記加工
ヘッド10上に設定された工具交換位置における主軸1
8の配列と同一ピッチで8個の工具ソケット27がそれ
ぞれ設けられており、この8個の工具ソケットの中央部
には第7図に示すように加工ヘッド10のスペーサ24
と同一形状のスペーサ24′を保持する保持機構60が
設けられている。
At six locations on the circumference of this magazine disk 26, the main spindle 1 at the tool exchange position set on the machining head 10 is provided.
Eight tool sockets 27 are provided at the same pitch as in the arrangement of eight tool sockets, and in the center of these eight tool sockets, as shown in FIG.
A holding mechanism 60 is provided to hold the spacer 24' having the same shape as the spacer 24'.

この保持機構60はスペーサ24’の嵌合穴24c′と
嵌合するスリーブ部61aとスペーサ24′の位置決め
を行うストッパ部61bとを有する固定部材61と、こ
の固定部材61の内側に嵌装され、先端部に加工ヘッド
10の移動軸51と同様の切り欠きを有する移動軸62
と、前記固定部材61に半径方向の移動が可能に軸承さ
れた係合軸63と、移動軸62を第7図において左側へ
押圧するスプリング64とから構成されており、移動軸
62に外力が加えられない状態では移動軸62が左進端
に位置し、係合軸63の先端部がスペーサ24′の係合
穴24a′に係合している。
This holding mechanism 60 includes a fixing member 61 having a sleeve part 61a that fits into the fitting hole 24c' of the spacer 24', and a stopper part 61b that positions the spacer 24', and a fixing member 61 that is fitted inside the fixing member 61. , a moving shaft 62 having a notch similar to the moving shaft 51 of the processing head 10 at its tip.
, an engagement shaft 63 supported by the fixed member 61 so as to be movable in the radial direction, and a spring 64 that presses the moving shaft 62 to the left in FIG. In the state in which no force is applied, the moving shaft 62 is located at the leftward end, and the distal end of the engaging shaft 63 is engaged with the engaging hole 24a' of the spacer 24'.

一方、工具マガジン25の固定部には移動軸操作用のシ
リンダ65が固着されており、このシリダ65のピスト
ンロッド66には移動軸62の係合部62bと係合する
係合部材67が固着され、工具マガジンの工具交換位置
Pに割出された保持装置60の移動軸62と係合するよ
うになっている。
On the other hand, a cylinder 65 for operating the moving shaft is fixed to the fixed part of the tool magazine 25, and an engaging member 67 that engages with the engaging part 62b of the moving shaft 62 is fixed to the piston rod 66 of this cylinder 65. and engages with the moving shaft 62 of the holding device 60 indexed to the tool exchange position P of the tool magazine.

なお、工具ソケット27にはテーパ穴27aが形成され
ているだけで把持機構はなく、工具ソケット27に収納
された工具Vはテーパ穴27aとスペーサ24′の周囲
に設けられている係合凹部24b′とによって保持され
る。
Note that the tool socket 27 only has a tapered hole 27a formed therein and does not have a gripping mechanism, and the tool V stored in the tool socket 27 is held in the engaging recess 24b provided around the tapered hole 27a and the spacer 24'. ′ is held by

したがって、交換すべき8個の工具T′を工具交換位置
Pに割出した後でシリンダ65のポー)65aに圧油を
供給するとスペーサ24′の保持は解除され、工具T/
はスペーサ24′とともに移送可能となる。
Therefore, when pressure oil is supplied to the port 65a of the cylinder 65 after the eight tools T' to be replaced are indexed to the tool exchange position P, the holding of the spacer 24' is released and the tools T/
can be transported together with the spacer 24'.

第1図において28.29は一対の交換アームで、この
交換アーム28,29の両端部には、加工ヘッド10お
よび工具マガジン25の工具交換位置に割出された工具
T 、 T’をスペーサ24゜24′の係合凹部側に押
圧する円弧状の切り欠き部28a 、29aがそれぞれ
4箇ずつ設けられている。
In FIG. 1, reference numerals 28 and 29 denote a pair of exchange arms, and spacers 24 are provided at both ends of the exchange arms 28 and 29 to hold the tools T and T' indexed at the tool exchange positions of the machining head 10 and the tool magazine 25. Four arcuate notches 28a and 29a are each provided to press toward the engagement recess at angle 24'.

この交換アーム28.29の内、交換アーム28は第8
図に示すように加工ヘッド10に回転自在に軸承された
支持軸71の一端に固着され、交換アーム29は支持軸
71の外側に嵌装された円筒状の支持軸72に固着され
ている。
Among these exchange arms 28 and 29, exchange arm 28 is the eighth
As shown in the figure, the exchange arm 29 is fixed to one end of a support shaft 71 rotatably supported by the processing head 10, and the exchange arm 29 is fixed to a cylindrical support shaft 72 fitted on the outside of the support shaft 71.

また、交換アーム29は交換アーム28と支持軸71の
段部端面71aとによって交換アーム28に対する軸方
向の動きが規正されている。
Further, the movement of the exchange arm 29 in the axial direction relative to the exchange arm 28 is regulated by the exchange arm 28 and the stepped end surface 71a of the support shaft 71.

支持軸72の中央部外周面には加工ヘッド10に固着さ
れたシリンダ73のピストン74が嵌着されており、後
端部外周面には、第9図に示すごとく円筒部材75内の
内部に形成された扇状のシリンダ76に嵌合された板状
のピストン77が固着されている。
A piston 74 of a cylinder 73 fixed to the processing head 10 is fitted onto the outer circumferential surface of the center portion of the support shaft 72, and a piston 74 of a cylinder 73 fixed to the processing head 10 is fitted onto the outer circumferential surface of the rear end portion of the support shaft 72, as shown in FIG. A plate-shaped piston 77 fitted into the formed fan-shaped cylinder 76 is fixed.

一方、支持軸71の後方には、前記円筒部材75内に形
成された他方の扇状シリンダ78に嵌合された板状のピ
ストン79が固着されている。
On the other hand, a plate-shaped piston 79 is fixed to the rear of the support shaft 71 and is fitted into the other fan-shaped cylinder 78 formed within the cylindrical member 75.

また、円筒部材75の外周面には歯溝75aが形成され
ており、この歯溝75aは、図示しないシリンダによっ
て第8図において紙面と直交する方向に移動されるラン
ク80に噛合している。
Furthermore, a tooth groove 75a is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical member 75, and this tooth groove 75a meshes with a rank 80 that is moved in a direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. 8 by a cylinder (not shown).

したがって、交換アーム28,29が第1図実線で示す
位置に位置し、ピストン74,77゜79およびラック
80が第8図〜第10図に示す位置にある状態で、シリ
ンダ76.78のポート76a 、78bに圧油が供給
されると、円筒部材75はラック80によって回転が禁
止されているため、交換アーム28は第1図において時
計方向に旋回され、交換アーム29は反時計方向に旋回
される。
Therefore, with the exchange arms 28, 29 in the positions shown in solid lines in FIG. 1 and the pistons 74, 77° 79 and rack 80 in the positions shown in FIGS. When pressure oil is supplied to 76a and 78b, rotation of the cylindrical member 75 is prohibited by the rack 80, so the exchange arm 28 is rotated clockwise in FIG. 1, and the exchange arm 29 is rotated counterclockwise. be done.

そして、交換アーム28,29の切り欠き部28a、2
9aが工具交換位置の工具T 、 T’に係合して交換
アーム28.29とスペーサ24゜24′による工具T
、T’の把持が完了した後、ピストン73のポー)73
aに圧油が供給されると、交換アーム28,29は工具
T 、 T’、スペーサ24 、24’を把持した状態
で第8図において左進される。
Then, the notches 28a, 2 of the exchange arms 28, 29
9a engages with the tools T and T' at the tool exchange position, and the tool T is replaced by the exchange arm 28, 29 and the spacer 24°24'.
, after the gripping of T' is completed, the port of the piston 73) 73
When pressure oil is supplied to a, the exchange arms 28 and 29 are moved to the left in FIG. 8 while holding the tools T, T' and the spacers 24 and 24'.

その後、図示しないシリンダによってラック80が第9
図において右進されると、交換アーム28,29はとも
に時計方向に180度旋回される。
After that, the rack 80 is moved to the ninth position by a cylinder (not shown).
When moved to the right in the figure, both exchange arms 28 and 29 are rotated 180 degrees clockwise.

そして、シリンダ73のポート74bに圧油を供給して
交換アームを後退させた後で、シリンダ76.78のポ
ート76b 、78aに圧油を供給すると、交換アーム
28は反時計方向に旋回され、交換アーム29は時計方
向に旋回されて工具T 、 T’およびスペーサ24.
24’の把持が解除される。
Then, after supplying pressure oil to the port 74b of the cylinder 73 and retracting the exchange arm, when pressure oil is supplied to the ports 76b and 78a of the cylinders 76 and 78, the exchange arm 28 is rotated counterclockwise. The exchange arm 29 is pivoted clockwise to remove the tools T, T' and spacers 24.
24' is released.

次に上記構成による多軸工作機械の一連の工具交換動作
を説明する。
Next, a series of tool exchange operations of the multi-axis machine tool with the above configuration will be explained.

今、主軸18に装着されている工具Tによる加工を完了
し、主軸18の工具Tと工具マガジン25の工具交換位
置Pに割出さ。
Now, machining with the tool T mounted on the spindle 18 is completed, and the tool T on the spindle 18 and the tool magazine 25 are indexed to the tool exchange position P.

れている工具T′とを交換するものとすると、まず、サ
ーボモータ20.22を駆動し、工具Tを第1図に示す
円周状の工具交換位置まで戻す。
If the tool T' is to be replaced, first, the servo motors 20 and 22 are driven to return the tool T to the circumferential tool replacement position shown in FIG.

これにより、工具Tの把持溝はスペーサ24の外周部に
刻設された係合凹部24bに係合する。
As a result, the gripping groove of the tool T engages with the engagement recess 24b carved on the outer periphery of the spacer 24.

この後、。アーム駆動装置のシリンダ76.78のポー
ト76a 、78bに圧油が供給されると、交換アーム
28は時計方向に旋回され、交換アーム29は反時計方
向に旋回されるため、交換アーム28゜29の切り欠き
部28a 、29aは加工ヘッド ;10の工具Tおよ
び工具マガジン25の工具T′の把持溝に係合し、工具
T 、 T’はそれぞれスペーサ24 、24’の係合
凹部24b、24b’側に押圧される。
After this,. When pressure oil is supplied to the ports 76a and 78b of the cylinders 76 and 78 of the arm drive device, the exchange arm 28 is rotated clockwise and the exchange arm 29 is rotated counterclockwise, so that the exchange arm 28°29 The notches 28a and 29a of the machining head engage with the gripping grooves of the tool T of the processing head 10 and the tool T' of the tool magazine 25, and the tools T and T' fit into the engagement recesses 24b and 24b of the spacers 24 and 24', respectively. ' is pressed to the side.

これにより、工具Tは交換アーム28,29と、′スペ
ーサ24とにより、工具T′は交換アーム28゜29と
スペーサ24′とにより挾まれ、工具T 、 T’は確
実に把持される。
As a result, the tool T is held between the exchange arms 28 and 29 and the spacer 24, and the tool T' is held between the exchange arms 28 and 29 and the spacer 24', and the tools T and T' are securely held.

したがって、これに続く交換アーム28,290旋回、
停止等の衝撃によって工具T 、 T’が脱落すること
はなく、加工ヘッドく10および工具マガジン25の工
具交換位置における工具T 、 T’の配列ピッチを保
持した状態で工具T 、 T’の移送が行われる。
Therefore, the subsequent rotation of the exchange arm 28,290,
The tools T and T' do not fall off due to impacts such as stopping, and the tools T and T' are transferred while maintaining the arrangement pitch of the tools T and T' at the tool exchange positions of the machining head 10 and the tool magazine 25. will be held.

このようにして工具T 、 T’の把持が完了した後、
主軸18の工具Tをアンクランプするために、加工ヘッ
ド10の固定部材42のポー)44aに圧油が供給され
、その後、シリンダ48のポート48aに圧油が供給さ
れる。
After gripping the tools T and T' is completed in this way,
In order to unclamp the tool T of the spindle 18, pressure oil is supplied to the port 44a of the fixing member 42 of the processing head 10, and then to the port 48a of the cylinder 48.

これにより、操作部材40の係合ローラ40aが主軸1
8の作動腕39に係合して作動腕39が反時計方向に旋
回されるため、工具Tの把持は解除される。
As a result, the engagement roller 40a of the operating member 40
Since the actuating arm 39 is engaged with the actuating arm 39 of No. 8 and rotated counterclockwise, the grip on the tool T is released.

また、これと同時にシリンダ53のポート53aに圧油
が供給され、移動軸は第2図において右方に移動される
ため、係合軸52は半径方向内側へ移動され、係合軸5
2の先端部がろペーサ24の係合穴24aに係合しなく
なる。
At the same time, pressure oil is supplied to the port 53a of the cylinder 53, and the moving shaft is moved to the right in FIG.
The distal end portion of 2 no longer engages with the engagement hole 24a of the pacer 24.

これにより、スペーサ24は固定スリーブ41から取り
外し得るようになる。
This allows the spacer 24 to be removed from the fixing sleeve 41.

一方、工具マガジン25の固定部に固着されたシリンダ
65のポート65aにも同時に圧油カ供給されるため、
工具交換位置Pに割出されている保持装置60の移動軸
62が第7図において右側へ引張られ、スペーサ24′
の保持が解除される。
On the other hand, since pressure oil is simultaneously supplied to the port 65a of the cylinder 65 fixed to the fixed part of the tool magazine 25,
The moving shaft 62 of the holding device 60, which is indexed to the tool change position P, is pulled to the right in FIG. 7, and the spacer 24'
hold is released.

これにより、工具交換位置Pに割出されているスペーサ
24′は固定部材61から取り外し得るようになる。
Thereby, the spacer 24' indexed to the tool exchange position P can be removed from the fixing member 61.

この後、アーム駆動装置のシリンダ73のポート73a
に圧油が供給されると、交換アーム28゜29は工具T
、 T’をスペーサ24 、24’を介して把持した
状態で第8図において左進する。
After this, the port 73a of the cylinder 73 of the arm drive device
When pressurized oil is supplied to the tool T, the exchange arm 28゜29
, T' is held through the spacers 24 and 24' and moves to the left in FIG.

これにより、加工′ヘッド10の工具Tは主軸18の工
具収納穴30から取り出され、工具交換位置Pの工具T
′は工具ソケット27から取り出される。
As a result, the tool T of the machining head 10 is taken out from the tool storage hole 30 of the main spindle 18, and the tool T of the tool exchange position P is removed.
' is removed from the tool socket 27.

そして、図示しない油圧シリンダによってラック80が
移動されると、交換アーム28.29は工具T。
Then, when the rack 80 is moved by a hydraulic cylinder (not shown), the exchange arms 28 and 29 are moved to the tool T.

T/を把持した状態で同一方向に180度旋回される。While holding the T/, it is rotated 180 degrees in the same direction.

これにより、工具Tは工具交換位置Pの工具ソケット2
7の前面に、工具T′は工具交換位置に位置する主軸1
8の前面に、配列ピッチが保持された状態で位置決めさ
れる。
As a result, the tool T is placed in the tool socket 2 at the tool exchange position P.
7, the tool T' is mounted on the spindle 1 located in the tool change position.
8 with the arrangement pitch maintained.

続いて、シリンダ73のポー)73bに圧油が供給され
ると、交換アーム28.29は第8図において右進され
、工具T、T’はそれぞれ工具ソケット27および主軸
18に収納される。
Subsequently, when pressure oil is supplied to the port 73b of the cylinder 73, the exchange arms 28, 29 are moved to the right in FIG. 8, and the tools T and T' are housed in the tool socket 27 and the main shaft 18, respectively.

このとき、工具T、T’の配列ピッチが正確に保持され
ているため、工具T 、 T’は工具ソケット27のテ
ーパ穴27aおよび主軸18の工具収納穴30に干渉す
ることなく円滑に収納される。
At this time, since the arrangement pitch of the tools T and T' is maintained accurately, the tools T and T' are smoothly stored in the tapered hole 27a of the tool socket 27 and the tool storage hole 30 of the spindle 18 without interfering with each other. Ru.

このようにして工具T 、 T’が収納された後、加工
ヘッド10のシリンダ48のポー)48bに圧油が供給
されると、操作部材39は第4図において反時計方向に
回動され、主軸18の作動腕39は原位置に戻されるた
め、工具T/は主軸18の先端にクランプされる。
After the tools T and T' are stored in this manner, when pressure oil is supplied to the port 48b of the cylinder 48 of the processing head 10, the operating member 39 is rotated counterclockwise in FIG. Since the operating arm 39 of the main shaft 18 is returned to its original position, the tool T/ is clamped to the tip of the main shaft 18.

そして、固定部材42のポー)44bに圧油が供給され
ると、操作部材40の係合ローラ40aは作動腕39と
係合しなくなる。
Then, when pressure oil is supplied to the port 44b of the fixed member 42, the engagement roller 40a of the operating member 40 no longer engages with the operating arm 39.

これと同時に、加工ヘッド10のシリンダ53および工
具マガジン25のシリンダ65のポート53b 、65
bに圧油が供給されると、保持機構50.60の移動軸
5L62はそれぞれ第2図、第7図において左進される
ため、係合軸52゜63は交換されたスペーサ24’、
24の係合穴24a’、24aに係合し、スペーサ24
’、24は保持される。
At the same time, the ports 53b and 65 of the cylinder 53 of the processing head 10 and the cylinder 65 of the tool magazine 25
When pressurized oil is supplied to b, the moving shafts 5L62 of the holding mechanisms 50, 60 are moved to the left in FIGS.
24 engagement holes 24a', 24a, and the spacer 24
', 24 are retained.

工具T 、 T’のクランプおよびスペーサ24゜24
′の保持が完了すると、工具交換装置のピストン76.
78のポート76b、78bに圧油が供。
Tools T, T' clamps and spacers 24゜24
′ is completed, the piston 76 . of the tool changer is completed.
Pressure oil is supplied to ports 76b and 78b of 78.

給されるため、交換アーム28は反時計方向に、交換ア
ーム29は時計方向に旋回され、原位置に戻る。
Therefore, the exchange arm 28 is rotated counterclockwise and the exchange arm 29 is rotated clockwise to return to the original position.

これにより、交換アーム28.29の両端に設けられた
切り欠き部28a、29bは工具T。
As a result, the notches 28a and 29b provided at both ends of the exchange arm 28, 29 can be inserted into the tool T.

T′に係合しなくなり、工具T、T’の位置決めが可。It no longer engages with T', allowing positioning of tools T and T'.

能となる。Becomes Noh.

上記のようにて工具交換が完了すると、新しい工具T′
は加工ヘッド10上の任意の点に位置決めされ、図示し
ない工作物の加工が再開される。
When the tool change is completed as described above, the new tool T'
is positioned at an arbitrary point on the machining head 10, and machining of a workpiece (not shown) is resumed.

以上述べたように本発明においては、複数の主;軸の配
列ピッチを自由に変更でき、かつこれら複数の主軸に装
着されている複数の工具を交換するものであるため、き
わめて多種の工作物加工に対応できる利点がある。
As described above, in the present invention, the arrangement pitch of a plurality of main axes can be freely changed, and the plurality of tools attached to these plurality of main axes can be exchanged, so that it can be used for a very wide variety of workpieces. It has the advantage of being compatible with processing.

また、本発明においては外周上に係合凹部を形成したス
ペーサを加工ヘッド上に着脱可能に取付け、工具交換時
には、工具をスペーサの係合凹部に係入させた後で、こ
のスペーサと交換アームとによって複数の工具を保持し
て工具交換を行うようにしているため、複数の工具を確
実に杷持できて工具交換を確実に行なえるだけでなく、
工具交換装置のために加工装置の設置面積が増大するこ
とがなく、狭いスペースで加工装置を設置できる利点も
ある。
In addition, in the present invention, a spacer having an engagement recess formed on the outer periphery is removably attached to the processing head, and when exchanging tools, after the tool is engaged in the engagement recess of the spacer, the spacer and the exchange arm are connected to each other. Since the tool is designed to hold multiple tools and perform tool exchange, it is possible to not only hold multiple tools reliably and perform tool exchange reliably.
There is also the advantage that the installation area of the processing device does not increase due to the tool exchange device, and the processing device can be installed in a narrow space.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明にかかる多軸工作機械の一例を示す正面
図、第2図は第1図における■−■線断面矢視図、第3
図は第1図における■−■線断面矢視図、第4図は第2
図におけるIV −IV線断面矢視図、第5図は第2図
におけるV−V線断面矢視図、第6図は第2図における
VI−■線断面矢視図、第7図は第1図における■−■
線断面矢視図、第8図はアーム駆動装置を示す断面図、
第9図は第8図における1X−iX線断面矢視図、第1
0図は第8図におけるX−X線断面矢視図である。 10・・・・・・加工ヘッド、18・・・・・・主軸、
24゜24′・・・・・・スペーサ、24b、24b’
・・・・・係合凹部、25・・・・・・工具マガジン、
27・・・・・・工具ソケット、28.29・・・・・
・交換アーム、28a、29a・・・・・・切り欠き部
(係合部)、50 、60・−・・・・保持機構、71
.72・・・・・・支持軸、73.76.78・・・・
・・シリンダ、74.77.79・・・・・・ピストン
、75・・・・・・円筒部材、75a・・・・・・歯溝
、80・・・・・・ラック、T 、 T’・・・・・・
工具。
FIG. 1 is a front view showing an example of a multi-axis machine tool according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line ■-■ in FIG.
The figure is a cross-sectional view along the ■-■ line in Figure 1, and Figure 4 is a cross-sectional view of the
5 is a cross-sectional view taken along the line V-V in FIG. 2, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the VI-■ line in FIG. ■−■ in Figure 1
A cross-sectional view along the line, FIG. 8 is a cross-sectional view showing the arm drive device,
Figure 9 is a 1X-iX cross-sectional view in Figure 8,
FIG. 0 is a cross-sectional view taken along the line X--X in FIG. 8. 10... Processing head, 18... Main spindle,
24゜24'...Spacer, 24b, 24b'
...Engagement recess, 25...Tool magazine,
27... Tool socket, 28.29...
- Replacement arm, 28a, 29a... Notch part (engaging part), 50, 60... Holding mechanism, 71
.. 72...Support shaft, 73.76.78...
... Cylinder, 74.77.79 ... Piston, 75 ... Cylindrical member, 75a ... Tooth groove, 80 ... Rack, T, T'・・・・・・
tool.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 先端部に工具を着脱可能に保持した複数の主軸を加
工ヘッド上に軸架した多軸工作機械において、前記主軸
のそれぞれを軸承し、前記加工ヘッド上において前記主
軸の軸線と直交する面内で少なくとも放射方向に移動可
能に案内された複数の移動部材と、複数の工具を係入可
能な複数の凹部を外周上に形成したスペーサを前記加工
ヘッド上に離脱可能に保持する保持機構と、前記複数の
移動部材を制御指令に基づいて移動させかつ工具交換時
においては前記複数の主軸に装着された工具が前記スペ
ーサに形成された複数の凹部にそれぞれ係入する工具交
換位置に前記複数の工具を位置決めする複数のサーボモ
ータと、前記主軸の工具交換位置における配列ピッチに
対応した配列で複数の工具と前記スペーサとを複数組保
持し、その内の1つを交換位置に割出し可能な工具マガ
ジンと、前記加工ヘッドの工具交換位置に割出されてい
る複数の工具と前記工具マガジン上の交換位置に割出さ
れている複数の工具とに係合し、それぞれの工具を対応
する前記スペーサの係合凹部側へ押圧する複数の係合部
を先端部に形成した交換アームと、この交換アームの回
転によって前記加工ヘッドおよび工具マガジン上の交換
位置に割出されている複数の工具を交換アームの係合部
とスペーサとによって把持し、交換アームの前記主軸軸
線と平行な軸方向運動および回転運動によって前記工具
マガジンと加工ヘッドとの間で工具交換を行うアーム駆
動装置とを設けたことを特徴とする工具交換装置を備え
た多軸工作機械。
1. In a multi-spindle machine tool in which a plurality of spindles each having a tool removably held at its tip are mounted on a machining head, each of the spindles is supported, and on the machining head, the machine tool is mounted on a plane perpendicular to the axis of the spindle. a holding mechanism that removably holds, on the processing head, a plurality of moving members guided so as to be movable at least in a radial direction, and a spacer having a plurality of recesses formed on the outer periphery into which a plurality of tools can be inserted; The plurality of movable members are moved based on a control command, and at the time of tool exchange, the plurality of moving members are moved to a tool exchange position where the tools mounted on the plurality of spindles respectively enter the plurality of recesses formed in the spacer. A plurality of servo motors that position the tools, and a plurality of sets of the plurality of tools and the spacer are held in an arrangement corresponding to the arrangement pitch at the tool exchange position of the spindle, and one of them can be indexed to the exchange position. A tool magazine is engaged with a plurality of tools indexed at the tool exchange position of the processing head and a plurality of tools indexed at the exchange position on the tool magazine, and each tool is moved to the corresponding tool exchange position on the tool magazine. An exchange arm has a plurality of engagement parts formed at its tip to press toward the engagement recess of the spacer, and a plurality of tools indexed to the exchange position on the machining head and tool magazine by rotation of the exchange arm. An arm driving device is provided, which is gripped by the engaging portion of the exchange arm and the spacer and exchanges tools between the tool magazine and the machining head by axial movement and rotational movement of the exchange arm parallel to the main shaft axis. A multi-axis machine tool equipped with a tool changer characterized by:
JP52028874A 1977-03-15 1977-03-15 Multi-axis machine tool with tool changer Expired JPS5819419B2 (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4888568A (en) * 1972-02-26 1973-11-20
JPS5077984A (en) * 1973-11-12 1975-06-25

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4888568A (en) * 1972-02-26 1973-11-20
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