JPS5877423A - トランスフアマシンの自動工具交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はトランスファマシンの自動工具交換装置に関
するものである。

歯膜Ｋ、トランスファマシンとして、搬送ラインに沿っ
て多数の加工ユニットが並べて設置され、これらの加工
ユニットでパレットに装着した工作物に順次加工を行う
ものが用いられている。このようなトランス７アマシン
において、例えば工作物が変更された場合や加工ユニッ
トの主軸に装着されている工具が摩耗して使用できなく
なった場合には、各加工ユニットごとに工具を交換する
必要がある。

従来、前述のようなトランスファマシンの工具交換は、
搬送ラインに沿って交侯丁べぎ工具を載せたパレットを
走行させ、このパレットを工具の交爽が必要な加工ユニ
ットの前方に位置決めして停止させた後、作業者が手作
業で工具を交換していた。しかし、このような作業者の
手作業による工具の交換は、交換のために長い時間がか
かり、この間トランスファマシンを停止させなければな
らないため、その稼動率が低下するという問題があった
。

また、一部には加工ユニットの移動を利用してその前方
に位置決め停止させたパレットのソケットより工具を加
工ユニット側へ引抜くようにした位置も知られているが
、かかる引抜き方式によるものは工具の種類、、保持形
式によっては採用できない場合があった。

この発明は、前述した従来のものの欠点を解消するため
になされたもので、交換すべき工具を加工ユニットの主
軸に装着された工具と同じ向き圧着脱可能に保持する工
具ソケットをもつパレットと、両端部に工具を解放可能
に把持する把持部が設けられた交換アーム、およびこの
交換アームを加工ユニット側と前記パレットを越えた反
対側との間で進退させると共に交換アームを軸ゲ中心と
して旋回させるアーム操作手段を有する加工ユニットと
を備え、前記交換アームによって主軸と工具ソケットの
間で工具の交ＩＩ＆ｅ行５ようにするこまだ構成が簡単
であり、さらに工具の種類、保持形式に左右されず用途
が広い、トランスファマシンの自動工具交換装置を提供
すること４を目的としている。

以下、この発明の一実施例につき図面を参照して説明す
る。

６１１図はトランスファマシンの概略を示す。第１図に
おいて、ｌは搬送ラインであり、この搬送２インｌに沿
って多数の加工ユニット２が並べて設置された加工ステ
ージョン３が設けられ、この加工ステージョン３の一端
側には待機ステーション４が、他端側にはバッファステ
ーション５を介してローディング、アンローディングス
テーション６がそれぞれ設けられている。また、搬送ラ
インｌと平行にパレットリターン用コンベア７、治具段
取換え用コンベア８′Ｊ６よび工具段取換え用コンベア
９がそれぞれ平行に設けられ、これらの両端部が連結用
コンベア１０．１１で搬送ライン１に連結されている。

なお、第１図中１２．１３は工作物載置用パレット、１
４．１５は工具支持用パレットである。

第１ｒＥＪＫ示すトランスファマシンは、通常の加工時
には、一方の工作物載置用パレツ）ＩＩＫ図示しない工
作物がローディング、アンローディングステージ冒ン６
で装着された後、工作物載置用パレット１１＋は連結用
コンベア１１の一部１パレットリターン用コンベア７、
連結用コンベア１０の一部および待機ステージ薔ン纏を
経て、矢印１に示すように搬送ラインＩＫ搬送され、加
エステーｐｗン３の各加工ユニット２の正面側で位置決
め停止されて工作物の加工が行われ、加工が完了してロ
ーディング、アンローディングステージ目ン６に搬送さ
れる。このステーション６で加工が完了した工作物が工
作物載置用パレツ）ＩＩかう取出された後１．未加工の
工作物が装着されて前述した操作が繰返される。

また、工作物を変更する場合には、先ずローディング、
アンｐ−ディングステーション６で加工が終了した工作
物を取外した一方の工作物載置用パレット１２を矢印Ｏ
１で示す径路で治具段取換え用コンベア８に戻すととも
に、工具段取換え用コンベア９がら空の工具支持用パレ
ット１４を矢印ｂ２に示す経路で搬送ラインＩＫ搬送し
、所要の加工ユニット２の前方で停止させて、後述する
ように工具の取外を行った後、矢印ｂｌの径路で工具段
取換え用コンベア９に戻す。続いて工具段取換え用コン
ベア９より新しい工具を支持した工具支持用パレツ）１
５を矢印ｂ２で示す径路で搬送ラインＩＫ搬送し、加工
ユニット２の前方で後述するように工具の取付けを行っ
たのち、再び工具段取換え用コンベア９に戻す。その後
、このコンベア８から他方の工作物載置用パレツ）１３
を矢印ｃ２の経路で搬送ライン１を経てローディング。

アンローディングステーション６に搬送し、ここで他方
の工作物を他方の工作物載置用パレツ）１３に装着し、
前述した一方の工作物載置用パレット１２の場合と工具
が交換されている以外はほぼ同様にして工作物の加工を
行う。

なお、工具の摩耗、欠損などの場合には工具支持用パレ
ツ）１４１１５だけを搬送ラインｌに搬送すればよい。

この発明は上記構成のトランス７アマシンに適用される
もの゛で、その一実施例による自動工具交換装置は次の
ように構成されている。第２図に示すように、ベッド１
６上に加エユエット送り用サーボモータ１７で進退可能
に送り台１８が支持台１８ｍを介して支持され、送り台
ｌＢ上には前記加工ユニット′８が固定されている。加
工ユニット８には、嬉８図、第３図に示すよ５に、主軸
駆動モータ１９によって軸回りに回転される水平な主軸
２０が設けられ、この主軸２０の先端部には主軸ヘッド
１１が固定され、この主軸ヘッド２１には主軸８０の軸
方向と直交する送りねじ２２が回転可能に軸支され、送
りねじｇｇＶｃ＆合固定されたベペルギ讐！３が主軸２
０に嵌挿軸支されたこれと同心の軸！！４に設けたベベ
ルギヤ！！５に噛合され、軸ｊ１４が工具送９モータ２
６で軸回９に回転されるようＫなっている。前記送りね
じ２２にねじ嵌合された送りナツト２７・に工具保持台
２８が固定され、工具保持台８は前記主軸ヘッド２１に
半径方向の往復動可能に支持されている。工具保持合意
８には９皿ばね！Ｉ９．ボール３０およびこのボール３
０を保持する把持部材３１などから構成された通常の工
具クランク機構３２が設けられ、このクランプ機構３２
でプルスタット部きの工具３３が着脱可能に保持されて
いる。前記把持部材３１と先端が対向するブツシュロッ
ド３４が主軸２０に進退可能に支持され、前記ブツシュ
ロッド３４が図示しない進退手段によって進退されるよ
うになっている。そして、工具送りモータ２６の駆動に
よって、軸２４．ベベルギヤ２５．２３を介して送９ね
じ２２が回転し、この送りねじ２２の回転で送りナツト
２７が主軸２０の半径方向に移動することにより工具保
持台２８を介して工具３３が主軸２０の半径方向に移動
されるようになっている。なＳ、工具保持台２８はフェ
ーシング加工のため工具３３と主軸２０の軸方向が一致
する位置とこれらが所定の偏心量で偏心する位置との間
を往復動される。また１把持部材３１とブツシュロッド
３４の先端が対向するように工具保持台２８を配置して
、進退手段によってブツシュロッド３４を前進させ、こ
のロッド３４で把持部材３１を第３Ｅの右方に抑圧する
こと（より、り２ンプ機１ｌＩ３２による工具３３のク
ランプが解除されるようになっている。

また、第２図に示すように、前記ベッド１６の正面倒に
は搬送ツインｌの固定台３５が配置され、この固定台３
８Ｊ：には前記パレツ）１１，１３゜１４．１ｇを搬送
するためのトランスファパー３６が設けられ、加工ユニ
ット２と対向する位置にクランパ作−用シリンダ機構３
７が配置され、これらのシリンダ機構３７のシリンダ３
７ｍが固定台３６の両側に固定され、シリンダ機構３７
のピストンレッド３フｂにはパレットに係脱可能に係合
するクツンバ３８が固定され、ｆｌｉ２図では一方の工
具支持用パレツ）１４がノックビン３９の係合により、
工具を交換すべき加工ユニット２の正面に位置決め固定
されている。工具支持用パレット１４は、第２図乃至第
６図に示すように、パレット本体４０ｊ：に支持体４１
が固定され、支持体４１の前、後端−上には工具ソケッ
ト４２がそれぞれ固定され、これらの間には上面が開放
した切欠４１ｉが支持体４１に形成されている。前記工
具ソケット４２は加工ユニット２の主軸２０に装着され
た工具３３と同じ向きに交換すべき工具３３ｍが着脱可
能に保持されるようＫなっている。すなわち、工具ソケ
ット４２の加工ユニット２側端部には前、後ｌ対の抑圧
ビン４３が半径方向に摺動可能に支持され、ばね４４で
工具ソケット４２の中心側に附勢され、前記抑圧ビン４
３の対向端部が工具３３のプルスタット部の外周に押圧
されるようになっている。前記支持体４１には第３図左
右方向に揺動可能にロックレバ−４５が枢着され、ロッ
クレバ−４５はロックばね４６で上端部フォーク部４５
ｍが加工ユニット２方向に付けられ、前記フォーク部４
５ａで常時は抑圧ビン４３の外端が支持され、これらの
支持部より加工ユニット２側にはビン逃げ溝４５ｂがフ
ォーク部４ＦａａＫ形成され、フォーク部４５ａの一方
に当接ボルト４７が位＃調整可能に加工ユニット２１１
１ＩＫ突出されている。なお、＃４３図中４６ａはロッ
クレバ−４５の傾斜角度を規制する支持ビンである。

さらに、第２図乃至第５図、第７図に示呻よ５に、加工
ユニット２上には工具交換機構４８が配設されている・
工具交換機構４８は加工ユニット２に固定したガイド４
９に１対のガイドロッド５０が進退可能に支持され、ガ
イドロッド５０の先端部に交換機構本体５１の先端部が
固定され、この先端部の両側に、前記ロックレバ−４５
の当接ポル）４７に当接する当接部材５２が固定されて
いる。交換機構本体５１の末端には進退用クランプ機構
５３のピストンロッド５３ｂが固定され、進退用シリン
ダ機構５３のシリンダ５３ａ＆家加工ユニツト８に固定
されている。前記交換機構本体５１の先端部内には交換
アーム進退用シリンダ機構５４のシリンダ５４ｍが形成
され、このシリンダ５４−ＫｆＲ合されたピストン５４
ｃと一体にピストンロッド５４ｂが加工ユニット２正面
１１に砥び、ピストンキッド５４ｃの先端には交換アー
ム５５が固定されている。交換アーム５′５０両端部に
は彎曲部６５ｍと、これらと対向する係°合ローラ５６
ｂとを有する工具把持部５５ｃがそれぞれ設けられてい
も。前記交換アーム進退用クランプ機構５４のピストン
５４ｃと一体に支持軸５６が加工ユニット２の背面側に
延び、支持軸５６には軸方向に長いギヤ５７が形成され
ている。前記交換機構本体５１にはアーム旋回用シリン
ダ機構５８の外側シリンダ５８ｍが固定され、外側シリ
ンダ５８ｂＫｍ合された内側シリンダ５８ｂにピストン
５８ｃが嵌合され、ピストン５８ｃＫピストンロツド５
８．ｄが固定され、ピストンロッド５８ｄに固定された
ラックパー５９が前記ギヤ５７と噛合っている。

なお、２重シリンダに構成された工具旋回用シリンダ機
構５８の内側シリンダ５８ｂ、ピストン５８Ｃ。

ピストンロッド５８ｄおよびラックパー５９はギヤ５７
の軸方向と直交する水平方向に進退されゐようになって
いる。前記交換機構本体５１上には工具受体６０が固定
され、工具受体６０には前記工具保持台２８に保持され
た工具３３と平行で同じ向きに第２の工具３３ｂが着脱
可能に保持されている。

次に、前述のように構成された自動工具交換装置の作動
について説明する。

第３図に示すように、加工ユニット２の工具保持台２８
にクランプ機構３２で把持された工具３３が摩耗した場
合には、主軸２０の定位置停止させることにより、主軸
２０の軸中心の真上に工具３３の軸中心が位置する工具
交換位置に工具保持台２８を停止させる。工具送りそ一
夕２６の駆動によって送りナツト２７がブツシュロッド
３４と対向する位置に移動させる。この状態で、工具交
換機構４８の進退用シリンダ機ｌＩ＃５３を作動させて
、交換機構本体８１を第３図に示すストａ−りＢだけ右
方に前進させ、同時に工具保持台２８に保持された工具
３３の真上まで、交換機構本体５１の受体６０に保持さ
れた工具３３ｂを前進させる。その後、アーム旋回用シ
リンダ機−５８の外側、シリンダ５８畠を作動させ、ピ
ストンロッド５８ｄを介してラックパー５９を退入させ
ることにより、ラックパー８９とギヤ５７との噛合いに
より、支持軸５６．交換アーム進退用シリンダ機構５４
のピストン５４Ｃ，ピストンロッド５４ｂを介して交換
アーム５５をＦ２回転させ、交換アーム５５を垂直にし
て、その把持部５５ｃを両工具３３゜３３ｂとそれぞれ
対向させる。この操作中または操作後に後退していたブ
ツシュロッド８４を第８図の右方に前進させ、把持部材
３１を押圧してクランプ機構３２による工具３３のクラ
ンプな解除する。その後も、交換アーム進退用シリンダ
機構５４の作動により交換アーム５５を第３図に示すス
トローク人だけ第３図右方に前進させ、交換アーム５５
の把持部５５ｃＫ把持された工具３３゜ａｓｂを工具保
持台２８．受体６０からそれぞれ抜き出す。さらにその
後、アーム旋回用シリンダ＠＠Ｓａを作動させて交換ア
ーム５５を１８０＠回転させ、摩耗した工具３３を受体
６０と、対向させ、また第２の工具３３ｂを工具保持台
２８とそれぞれ対向させる。前述したと同様にして交換
アーム５５を第３図左方人だけに後退させることにより
、工具３３を受体６０に保持させると共に。

工具３３ｂを予めブツシュロッド３４を後退させた状態
で工具保持台２８のクランプ機構３２に保持させる。こ
のようにして、工具３３と３３ｂとの交換をした後、交
換アーム５５を工具３３，３３ｂと干渉しない位置まで
９０”回転させて水平にし、さらに第３図においてＢだ
け左進させて原位置まで後退させると共に、交換機構本
体５１も原位置まで後退復帰させる。なお、前述した工
具交換操作は、加工ユニット２が後退している状態で行
い、加工ユニット２の正面側に工作物載置パレットが停
止している場合に、このパレットに装着された工作物に
干渉されることなく、工具３３．３３ｂの交換ができる
。

また、工具保持台２８と受体６ＯＫ装着された工具３３
と＄３ｂが両方とも摩耗した場合や、工作物の変更に伴
って工具８３，３３ｂを交換する場合には、加工二ニッ
ト２が後退している状態で、これの正面側に工具ソケツ
）４２に工具を保持していない一方の工具持用バレツ）
１４を、工具段取換用コンベア９より書送ラインｌへ移
送し、そして工具交換すべき加工ユニット２の前方でク
ラ／パ作動用シリンダ機構３７の作動でクランパ３８゜
ノックビン３９で位置決め固定する。次に、前述した工
具３３と工具３３ｂの交換の場合と同ｌｌＫして、工具
保持台２８を工具交換位置く停止させ、工具交換機構４
Ｂの進退用シリンダ機構５３を作動させて交換機構本体
５１を第３図に示すストロークＡだけ前進させると共に
、その前位置においてアーム旋回用シリンダ機＄５８を
作動させて交換アーム５５を水平状態から垂直にしてそ
の把持部５５ｃに工具３３．３３ｂｔ’それぞれ把持さ
せる。その後、変換アーム進退用シリンダ機構５４を作
動させて交換アーム５５を第３図石方＆ＣＢだけ前進さ
せて工具３４，３３ｂを工具保持台２８゜受体６０かも
抜き出す。この状態で加工ユニット送り用サーボモータ
１７を駆動させ、送り台１８を介して加工ユニット２を
前進させることにより、交換アーム５５を工具支持用バ
レン）１４の支持体４１に設けた切欠１４ｍを通して、
第３図に示すストローク０だけ有刃に前進させ、前記支
持体４１を越えて加工ユニット２側と反対側まで突出さ
せると共に、工具保持台２８．受体６０を前記支持体４
１に設けた工具ソケット４２とほぼ同一垂直面に位置す
るまで前進させる。さらにその後、アーム旋回用シリン
ダ機構５８を作動させて交換アームｓｓｔ＃喬直状態か
ら水平にし、その把持部！！５ｃＫ把持された工具３３
，３３ｂを工具支持用パレット１４の工具ソケット４２
とそれぞれ対向させる。なお、前述した加工ユニット２
の前進によって、央換機柳本体５１に設けた当接部材５
２が当接ポル）４７に当接してこれらを押圧するため、
ロックレバ−４５は四ツクばね４６に抗して回動し、ピ
ン逃げ溝４５ｂが押圧ビン４３と対向した状態になって
いる。把持部５５ＣＫ工具３３゜８３ｂが把持された水
平状態のに換アーム５５をＢだけ後退させ、工具３３，
３８ｂを工具ソケット４２に嵌挿する。この場合に、工
具３３．！ｊａｂのプルスタット部が押圧ビン４３をば
ね４４に抗しピン逃げ溝４５ｂに逃がして乗越え、工具
３３゜３３ｂが工具ノケツ）４２に保持され、交換アー
ム５５の把持部５５ｃは工具８３，３３ｂの把持を解放
する。次に、交換アーム５５を水平状態から垂直に回転
させ、加工ユニット２をＣだけ後退させて交換アーム５
５などが工具支持用パレットに干渉しない位置にすると
共に、当接部材５２による当接ボルト４７の押圧を解除
してこれらを離間させ、ロックレバ−４５をロックばね
４６の復元力で回動復帰させ、ロックレバ−４５の７オ
一ク部４５ｍで抑圧ピン４３を支持し、これらで工具ソ
ケット４２に保持されている工具３３．３１ｂをロック
する。この状態で、クランパ作動用シリンダ機構３７の
逆作動させて、クランパ３８．ノックピン３９による工
具支持用パレット１４の固定、係合な解除し、このバレ
ン）１４を加工ユニット２の正面側からローディング、
アンローディングステーション１ｌｉｌＫ搬送し、交換
すべき工具を工具ソケツ）４２に保持、ロックした以外
は工具支持用バレン）１４と同様な他方の工具支持用パ
レットＩＱ／加工ユニット２の正面側に位置決め固定す
る。その後、交換アーム５５が垂直圧なっている加工ユ
ニット２を前進させ、交換アーム５５を支持体４１の加
工ユニット２側と反対側に位置させる。交換アーム５５
を回動させて水平にして、把持部５５ｃＫ工具ソケット
４２に保持されている交換すべき′工具を把持させ、交
換アーム５５をＢだけ再前進させて工具を工具ソケット
４２から抜き出す。さらにその後、交換アーム５５を水
平状態から−直にし、その把持部５５ｃＫ把持された工
具を工具保持台２８．受体６０とそれぞれ対向させ、こ
の状態で交換アーム５５をＢだけ後退させ、交換すべき
工具を工具保持台２８．受体６０に保持させ、また、加
工ユニット２な０だけ後退復帰させる。続いて、交換ア
ーム５５を水平にした状態で交換機構本体５１を原位置
まで人だけ後退復帰させ、一方工具支持用バレッ）１５
の固定を解除してこれをｐ−ディング、アンローゲイン
グステーシ曹ンＩＩＩＫ搬送する。

なＳ、この実施例は摩耗した工具３３，３３ｂの交換に
ついて説明したため工具保持台２８と受体６０に装着さ
れた工具３３と３３ｂが両方とも同じ工具であるが、こ
れに限定されるものではなく、工具保持台２８と受体６
０に装着された工具３３と３３Ｊｌとを異ったものとし
、これらを交換して同一の工作物Ｋ１台の加工ユニット
２で異った２回の加工を行い、あるいは異った工作物に
加工を行うようにしてもよい。

以上の説明は、１台の加工ユニット２に対して述べたが
、搬送ラインｌのいずれの加工３−ニット２に対し同様
にして工具の交換を行うようにしてもよい。さらに前述
した工具の交換操作は、周知の電気的手段による信号に
よって順次自動的に行うものである。

以上説明したよ５に、この発明による自動工具交換装置
は、交換すべき工具ぞ、加工ユニットの主軸に装着され
た工具と同じ同ぎにして、パレットの工具ソケットに保
持させ、前記パレットをトランスファマシンの加工ユニ
ットの正面１１ｉ１に位置決めし、加工ユニットに設け
られかつ両端部に工具の把褥部を設けた変換アームを、
加工ユニット側と前記パレットを越えた反対側との間で
進退させると共に、軸を中心として旋回させて、前記主
軸と工具ソケットとの間で工具？交換するようにしたの
で、工作物の変頁などによる工具の段取代えなどに際し
て工具の交換を短時間で行うことができ、フェーシング
工具のような頭部が大きい工具やテーバ保持される工具
などに対応でき、工具の種類および保持形式に左右され
ずに使用できて用途が広いという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の自動工具交換装置を設けるトランス
７７！シンの一例な示す概略平面図、第２図はこの発明
の一実施例な示す概略側面図、第３図は同主軸先端部分
およびパレット上部の一部縦断拡大側面図、第４図は第
３図のｙ矢視正面図、ｇｓ図は第３゛図のＶ矢視部分平
面図、第６図は第３図のＷ−Ｗ＠に沿う拡大断面図、第
７図は第２図のＸ−Ｘ＊に沿う拡大断面図である。 ２・・・加′Ｉ：Ｌニツ）、１４．１５・・・工具支持
用パレット、１７・・・加工ユニット送り用サーボモー
タ、１８・・・送り台、２０・・・主軸％２１・・・主
軸ヘッド、２８・・・工具保持台、３３ｇ３３ａｅ３３
ｂ・・嗜工具、４２・・・工具ソケット、４８・・・工
具交換機構、５１・・・交換機構本体、５３・・・進退
用シリンダ機構、５４・・・交換アーム進退用シリンダ
機構、５５・・・交換アーム、５５ｃ・・・工具把持部
、５７・・・ギヤ、５８・・・アーム旋回用シリンダ機
構、５゛９・・・ラックバ−１６ｏ・・・工具受体。 ｔ　ＳＷ 量６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 搬送ラインに沿って装置した複数の加工ユニットで、パ
   レットに装着した工作物に順次加工を行うトランスファ
   マシンにおいて、交換すべき工具を加工ユニットの主軸
   に装着された工具と同じ向きに着脱可能に保持する工具
   ソケットをもつパレットと、両端部に工具を解放可能に
   把持する把持部が設けられた交換アーム、およびこの交
   換アームを加工ユニット側と前記パレットを越えた反対
   側との間で進退させると共に交換アームを軸を中心とし
   て旋回させるアーム操作手段を有する加工ユニットとを
   備え、前記交換アームによって主軸と工具ソケットとの
   間で工具の交換を行うようにしたことを特徴とするトラ
   ンスファマシンの自動工具交換装置。