JPS5843217B2 - 工具俯仰時の工具抜け止め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は俯仰式自動工具交換装置付工作機械に工具転送
腕が前記阻止部材に作用して、抜は止めピンの戻り阻止
作用を解除するようにした工具俯仰時の工具後は止め装
置の提供にある。

即ち本発明によれば、工具転送腕の工具把持部が工具を
完全に把持するまで（ｌ工具は工具ホルダからの抜は出
しが防止されているから、安全性が向上すると共に、工
具ホルダの俯仰動作の速度を上げることが可能となる。

以下本発明の工具俯仰時の工具後は止め装置を装備した
自動工具交換装置付工作機械の実施例を［従って詳細に
説明する。

第１図においてベース１の上面にはコラム案内路２とテ
ーブル案内路３が設けられ、コラム案内路２上には、コ
ラム４がＸ軸方向に摺動可能に載置されている。

テーブル案内路３上には、テーブル５が２軸方向に摺動
可能に載置されている。

コラム４には、側面に主軸頭案内路６が設けられ、案内
路６上には主軸頭ＩがＹ軸方向に摺動可能に載置され、
主軸頭１には工具主軸８が回転自在に軸承されている。

主軸頭７上には、工具転送装置本体９が、正面から見て
右に傾げて載置され、さらに工具転送装置本体９上には
、工具貯蔵マガジン１０を回転割出し可能に支承したマ
ガジンベース１１が載置されている。

従って次の工具の呼び出し指令が出されると、工具貯蔵
マガジン１０が回転して、所要の工具が装着された工具
ホルダを正面（工具交換準備位置）に割り出し、その位
置で加工完了指令があるまで待機する。

加工完了指令が発せられると、工具ホルダが主軸と平行
な位置（工具交換位置）に傾倒され、工具交換が行なわ
れる。

工具転送装置本体９には、工具転送腕１２が前後動（紙
面に直角方向）並びに旋回可能に設けられ、前記主軸８
の工具と工具交換位置に傾倒された工具ホルダ内の工具
とを同時交換する。

次に工具貯蔵マガジン１０並びに工具転送装置の詳細な
説明を行なう。

第２図に示すように、マガジンベース１１の中央部には
柱１３が立設され、柱１３には軸受１４を介して円形の
マガジンディスク１５が回転自在に軸承されている。

マガジンディスク１５の下面には歯車１６が取り付けら
れ、駆動モータの回転が歯車１６を介してマガジンディ
スク１５に伝達される。

マガジンディスク１５の外周には、放射状に複数個の支
持腕１７が形成され、支持腕１１には枢動ピン１８が回
転可能に軸承されている。

該支持腕１１には、枢動ピン１８を介して工具ホルダ１
９が枢動可能に挾持されている。

工具ホルダ１９にはテーパ状の工具挿入孔１９Ａが形成
され、小径長寸工具Ｔａ又は大径短寸工具Ｔｂのテーパ
状シャンク部２０が挿入される。

シャンク部２０の後端部には、ツールロック用のプルス
タッド２１が取り付けられている。

工具ホルダ１９にはその軸線に平行にガイド孔２２が穿
孔され、ガイド孔２２は、その一部が前記工具挿入孔１
９Ａに連通している。

ガイド孔２２にはロッド２３が摺動可能に挿入され、ロ
ッド２３の突出端にはローラー２４が軸承されている。

第２図、第３図及び第５図に示すように、マガジンベー
ス１１の上面には、マガジン１０の旋回中心軸に対して
外向きに傾斜（本発明の実施例においては３０度）した
大径工具案内用構２６が閉ループ状に削設され、大径工
具案内用構２６の外側には、マガジン１０の旋回中心軸
に対して平行な小径工具案内用溝２７が閉ループ状に削
設されている。

大径工具案内用溝２６と小径工具案内用溝２７の溝幅は
同一で、前記したローラー２４が滑らかに転動するのに
充分な溝幅に設定されている。

ローラー２４の突出位置に応じて、各工具ホルダ１９を
、小径工具案内用溝２７と大径工具案内用溝２６のいづ
れか一方に選択的に案内させる為に、工具ホルダ１９の
枢動中心（枢動ピン１８の中心）から見て、小径工具案
内用溝２７は大径工具案内用溝２６より深く削設されて
いる。

また、第５図の工具交換準備位置Ｘの両側近傍には、マ
ガジンベース１１の上面に、大径工具案内用溝２６より
も若干内側に、マガジン１０の旋回中心軸に対して外向
きに４５度傾斜した合流構２８が削設されている。

合流溝２８の溝幅は、前記小径工具案内用溝２１及び大
径工具案内用溝２６と同一であり、溝の深さは、小径工
具案内用溝２１と同一であって、深く形成されている。

マガジンベース１１の上面の工具交換準備位置Ｘには、
ローラー２４の直径より若干幅の広い半径方向の逃げ溝
２９が削設され、工具交換準備位置Ｘにて工具ホルダ１
９を俯仰させる際、ローラー２４の旋回軌跡が通過する
ようにしている。

工具ホルダ１９の前面には各々プレート３０が取り付け
らへプレート３０の下部には円柱形の係合突起３０Ａが
設けられている。

また、工具転送装置本体９の上面には、工具ホルダ１９
を傾倒した際、主軸軸線と平行な工具交換位置に正確に
位置決めする為の位置決め板３１が取り付けられている
。

位置決め板３１と工具転送装置本体９０間には、主軸軸
線に平行に案内棒３２が取り付けらへ案内棒３２には、
俯仰ブロック３３が主軸軸線と平行に摺動可能に嵌合さ
れている。

第３図及び第５図に明らかなように、マガジンベース１
１には、俯仰ブロック３３が出入りする為の半径方向の
逃げ溝３４が形成されている。

俯仰ブロック３３の上面に＆入突起３３Ａ。

３３Ｂが形成され、俯仰ブロック３３は常時は前進端に
あって、工具交換準備位置Ｘに割出された工具ホルダ１
９（４５度傾斜している）の円柱形の保合突起３０Ａを
、前記俯仰ブロック３３の突起３３Ａ、３３Ｂの間で挾
み込んで案内する。

従つ文、工具交換準備位置Ｘにおいては、合流溝２８は
断ち切られているため、工具ホルダ１９のローラー２４
０案内が無くなるが、その代わりとして、上記した如く
、俯仰ブロック３３上面の突起３３Ａ、３３Ｂが、その
間に円柱形の係合突起３０Ａを挾み込んで案内する。

第２図及び第３図に示すように、各工具ホルダ１９には
、ばね３５によって常時内側に付勢される抜は止めピン
３６が各々設けられ、その一端がプルスタッド２１先端
の膨張部に引っ掛かって、工具が工具ホルダ１９から抜
げ出すのを防止している。

また抜は止めピン３６の他端は、常時工具ホルダ１９の
プレート３０を貫通して若干飛び出している。

俯仰ブロック３３の上面に形威された他の突起３３Ｃに
は、傾斜面３７が形成され、傾斜面３７の下端には後述
する孔４２が形成されている。

この傾斜面３１は、工具ホルダ１９の俯仰連動中に、工
具をロックした状態で抜は止めピン３６の突出端が描く
軌跡に近似させ若干の隙間を空けて形威しである。

従って、俯仰ブロック３３を前後に摺動させて工具ホル
ダ１９を俯仰させる際、傾斜面３１が抜げ止めピン３６
の抜げ出るのを阻止して、遠心力によって工具ホルダ１
９内から工具が飛び出すのを防止している。

第２図及び第３図に示すように、俯仰ブロック３３には
、主軸軸線に平行に貫通孔３８が穿孔され、貫通孔３８
にはロッド３９が摺動可能に嵌装されている。

ロッド３９は、位置決め板３１と工具転送装置本体９の
間に支持され、ばね４０によって常時前方に付勢される
と共に、ロッド３９の前端が位置決め板３１の前方に突
出している。

ロッド３９前側の長溝３９Ａに、位置決め板３１側から
ピン４１がはまり込んで、ロン１３９０回り止めと、前
進端Ｑ規制を行なっている。

第３図及び第５図に示すように、俯仰ブロック３３の上
面には、工具ホルダ１９を主軸軸線と平行な工具交換位
置に倒した際、抜は止めどン３６と対向する位置に、前
記貫通孔３８に連通する孔４２が穿孔されている。

また、ロッド３９の中間部には、その外周に階段状に平
担面４３Ａと４３Ｂが形成されている。

俯仰ブロック３３を後方に摺動させて、工具ホルダ１９
を主軸軸線と平行な工具交換位置に倒すと、抜は止めピ
ン３６の突端が孔４２に入る。

この時、孔４２には高い方の平担面４３Ａが貼いている
から、工具ホルダ１９が倒れる途中においても、倒れ終
ってからも抜は止めピン３６の抜は出るのが阻止されて
いる。

第３図に示されるように、後で詳述する機構によって工
具転送腕１２が９０度旋回して、両端の工具把持部が工
具ホルダ１９と主軸８中の工具の７ラック部を把持する
と、工具転送腕１２の後面の両端に取り付げられている
ドッグ４４が、ロッド３９の先端に当って、ロッド３９
を押し込む。

それによって、孔４２には低い方の平担面４３Ｂが貼く
から、スプリング３５よりも大きな力で、工具を工具ホ
ルダ１９から抜き出せば、抜は止めどン３６は容易に押
し出され、工具が工具転送腕１２によって抜き出される
のを許容する。

次に俯仰ブロック３３を前後に摺動させる機構について
説明する。

第３図に示すように、工具転送装置本体９には、前記案
内棒３２と平行に摺動可能に駆動棒４５が嵌装され、駆
動棒４５の先端が俯仰ブロック３３にピン止めされてい
る。

工具転送装置本体９と後部カバー４６との間には、駆動
棒４５と平行に第１の軸４７が回転可能に軸承され、第
１の軸４７の下方には、第２の軸４８が回転可能に軸承
されている。

第１の軸４７には円筒形のドラムカム４９がキー止めさ
れ、ドラムカム４９外周には、カム溝４９Ａが削設され
ている。

そして、駆動棒４５の後端に取り付けられたカムフォロ
ア４５Ａが、カム溝４９Ａに係合している。

従って、第１の軸４７が回転すると、駆動棒４５は主軸
軸線平行に往復動し、俯仰ブロック３３を前後に駆動す
る。

第３図及び第４図に示すように、第２の軸４８の下方に
（丸第２の軸４８に直交する方向にシリンダ５０が形成
され、シリンダ５０にはピストン５１が摺動可能に挿嵌
されている。

ピストン５１には、上下に各々ラック５２Ａ、５２Ｂが
削設されていて、上側のラック５２Ａが、第２の軸４８
に設けられたピニオン４８Ａに噛み合っている。

また第２の軸４８に設げられた歯車４８Ｂが、第１の軸
４７に設けられた歯車４７Ａに噛み合っている。

従って、ピストン５１の往復動は、第２の軸４８を介し
て第１の軸４７に伝達され、駆動棒４５を往復動させる
。

次に工具転送腕１２について述べると、第２図、第３図
に示すように、前記シリンダ５０の下方には、主軸軸線
に平行に旋回中心軸５３が軸承されている。

旋回中心軸５３は、旋回並びに軸方向に往復動可能で、
その先端部に工具転送腕１２が取り付けられている。

工具転送腕１２の両端には、第６図に示すように断面が
Ｖ形で、略半円形の工具把持部５４が形成されていて、
工具７ランジ部のＶ溝と係合して、工具を把持する。

旋回中心軸５３内には、軸線方向に摺動可能に往復動軸
５９が挿嵌さべ往復動軸５９の後部に取り付けられたピ
ストン６０が、工具転送装置本体９の後部に取り付けら
れたシリンダ６１に挿嵌されている。

従って、往復動軸５９は、ソレノイドバルブ６２を介し
てシリンダ６１の左右両シリンダ室に選択的に供給され
る圧油により、前進並びに後退運動を行なう。

旋回中心軸５３には、旋回中心軸５３の後退端において
前記したピストン５１の下側のラック５２Ｂと噛み合う
ピニオン６４がキー止めされている。

従って、ピストン５１の往復動は、前記した如く駆動棒
４５（第３図）を往復動させて、工具ホルダ１９の俯仰
動作を行なわせると共に、工具転送腕１２を待機位置か
ら把持位置へ９０度旋回させる。

本発明では、工具ホルダ１９の俯仰動作と工具転送腕１
２の旋回動作とが連動して同時に進行するが、工具ホル
ダ１９の工具交換位置への倒し動作の方が早く完了し、
工具が主軸軸線と平行に位置決めされた後に、工具転送
腕１２の工具把持部５４が工具７ランジ部に食い付く。

工具転送装置本体９には、その前側に、前記シリンダ５
０と平行に１８０度旋同周のシリンダ６５が形成され、
シリンダ６５にはピストン６６が摺動可能に挿嵌されて
いる。

ピストン６６には、ランク６６Ａが削設されていて、旋
回中心軸５３が前進端に来た時、ピニオン６４と噛み合
う。

後側のラック５２Ｂから前側のラック６６Ａにピニオン
６４を円滑に受げ渡す為に、第５図に示すように旋回中
心軸５３に隣接してガイドバー６１が設けられている。

ガイドバー６１には、ピニオン６４の歯と噛み合う長い
１本の歯６７Ａが、旋回中心軸５３に平行に削設されて
いる。

旋回中心軸５３の前進端並びに後退端で、ピニオン６４
がラック５２Ｂ又は６６Ａに噛み合っている時には、ガ
イドバー６１の歯６７Ａはピニオン６４の歯から完全に
離れているが、旋回中心軸５３が若干前進又は後退する
と、ピニオン６４の歯と噛み合って、ピニオン６４の円
滑な受げ渡しと、旋回中心軸５３の回り止め作用とを行
なう。

本発明の工具俯仰時の工具抜は止め装置を装備した工作
機械は以上のように構成され、次のように動作する。

動作の始めには、第２図に示すように、ソレノイドバル
ブ６２のソレノイド５ＱＬ−Ａが付勢され、５ＱＬ−Ｂ
は消勢されていて、往復運動軸５９はその後退端にある
。

また俯仰ブロック３３はその前進端にある。

工具の呼び出し指令が発せられると、マガジンディスク
１５が回転割出しを行なって、所要の工具を装着した工
具ホルダ１９を工具交換準備位置Ｘに割出す。

割出された工具は４５度に傾げられ、俯仰ブロック３３
上面の突起３３Ａ、３３Ｂが、割出された工具ホルダ１
９０円柱形の保合突起３０Ａを挾み込んｅ保持し、工具
交換指令が発せられるまで、この状態で待機する。

工具主軸８に挿着された工具による加工が完了して、工
具交換指令が発せられると、ピストン５１が作動して、
上側のラック５２Ａにより、第２の軸４８を介して第１
の軸４１を回転させ、ドラムカム４９により駆動棒４５
を後退運動させる。

同時に下側のラック５２Ｂがピニオン６４を回転させる
から、工具ホルダ１９の倒し動作と、工具転送腕１２の
第１図に示す待機位置から把持位置への旋回動作とが連
動重合して同時に進行する。

工具ホルダ１９が主軸軸線と平行な工具交換位置に位置
決めされた直後に、工具転送腕１２両端のｆ具把持部５
４が、各々工具ホルダ１９と工具主軸８中の工具のクラ
ンプ部に食い付く。

この時、工具転送腕１２の後面に取り付けられているド
ッグ４４がロッド３９を押し込む為、抜は止めどン３６
の抜は出しが可能となって、工具ホルダ１９から工具を
抜き出す準備が完了する。

次に工具主軸８中の工具クランプを解除せしめると共に
、旋回中心軸５３を前進させて、工具主軸８並びに工具
ホルダ１９から工具を同時に抜き出す。

前進端で工具転送腕１２を１８０度旋旋回せた後、旋回
中心軸５３をその後退端まで後退させ、主軸８及び工具
ホルダ１９へ新旧工具を入れ替えて挿入する。

往復動軸５９がその後退端まで後退すると、工具主軸８
中の工具のクランプ動作が行なわれると共に、後側のピ
ストン５１が前とは逆方向に作動して、上側のラック５
２Ａにより第２の軸４８を介して、ドラムカム４９を回
転させ、駆動棒４５を前進させる。

同時に下側のラック５２Ｂがピニオン６４を前とは逆方
向に回転させるから、工具ホルダ１９の起し動作と、工
具転送腕１２の把持位置から待機位置への旋回動作とが
連動重合して同時に進行する。

工具転送腕１２が待機位置に戻り、工具ホルダ１９が４
５度に起立せしめられて、工具交換動作の終了が確認さ
れると、工具主軸８に挿入された新工具による加工が開
始される。

以上述べた如く、本発明は実施例に示された構成に限定
されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発
明の技術思想を逸脱しない範囲内での変更は予期される
ところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工具俯仰時の工具後は止め装置を装備
した自動工具交換装置付工作機械の全体正拵図、第２図
は、工具ホルダが工具交換準備位置にある時の自動工具
交換装置の縦断面図、第３図は、工具ホルダを工具交換
位置に倒した時の自動工具交換装置の縦断面図、第４図
は第２図のＡＡ断面図、第５図はマガジンベースの部分
平面図である。 図において １・・・主軸頭、８・・・工具主軸、９・
・・工具転送装置本体、１０・・・工具貯蔵マガジン、
１１・・・マガジンベース、１２・・・工具転送腕、１
９・・・工具ホルダ、Ｔａ・・・小径長寸工具、Ｔｂ・
・・大径短寸工具、２３・・・ロッド、２４・・・ロー
ラー、２６・・・大径工具案内用溝、２７・・・小径工
具案内用溝、２８・・・合流溝、３３・・・俯仰ブロッ
ク、３６・・・抜は止めピン、３１・・・傾斜面、３９
・・・ロッド、４４・・・ドッグ、４９・・・ドラムカ
ム、５１・・・ピストン、５４・・・工具把持部、５９
・・・往復動軸、６４・・・ピニオン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工具を着脱可能に装着する工具ホルダを工具交換準
   備位置から工具交換位置へ傾倒させ、工具転送装置によ
   って工具の転送を行なう自動工具交換装置において、工
   具ホルダを工具交換準備位置と工具交換位置との間で府
   仰せしめる俯仰手段と、工具ホルダに装着された工具の
   抜は止め作用を行なうべく工具ホルダに設けられ常時弾
   性力により工具を保持する抜は止めピンと、工具ホルダ
   の俯仰運動中に工具をロックした状態で抜は止めピンの
   突出端が描く軌跡に近似させて前記俯仰手段に設けた阻
   止面と、工具ホルダの工具交換位置にて前記抜は止めピ
   ンと保合離脱可能で且つ常時弾性力により外方へ付勢さ
   れる阻止部材と該阻止部材を外方へ付勢すべくばねとを
   設け、工具転送動作の為に工具転送腕先端の工具把持部
   が作動して工具交換位置に位置決めされた工具ホルダ中
   の工具を把持した際、工具転送腕が前記阻止部材に作用
   して阻止部材を移動させ抜は止めピンが阻止部材の係止
   部に係合し抜は止めピンの戻り阻止作用を解除するよう
   にしたことを特徴とする工具俯仰時の工具後は止め装置
   。 ２ 工具を着脱可能に装着する工具ホルダを工具交換準
   備位置から工具交換位置へ傾倒させ、工具転送装置によ
   って工具の転送を行なう自動工具交換装置において、工
   具ホルダを工具交換準備位置と工具交換位置との間で俯
   仰せしめる俯仰手段と、工具の抜は止め作用を行なうべ
   く工具ホルダ前面に設けられ常時弾性力により工具を保
   持する抜は止めピンと、工具ホルダの俯仰運動中に工具
   をロックした状態で抜は止めピンの突出端が描く軌跡に
   近似させて前記俯仰手段に設けた阻止面と、工具ホルダ
   の工具交換位置にて前記抜は止めピンと係合離脱可能な
   阻止部材とを設けてなる工具俯仰時の工具後は止め装置
   。