JPS5924935A - 工具の割出し方法 - 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】 本発明は取替え工具マガジンに装備されて工作機械の前
に移送されてきた工具を所定の位置に割υ出す、工具の
割出し方法に関する。

マシニングセンタなどを多数並設し、これら工作機械を
コンピュータによシ総括制御する加工設備（ＶＭＳ）、
〜が最近数多くみらハる。この設備で使用される工具は
、他の場合と同様に、寿命がきたり、折損したり、或い
は加工の対象が変ったような場合、これを取り替える必
要がある。

は、 （〜　工作機械を停止させ、人手によシ工具マガジンの
工具を取シ替える。

（ｂ）　　工作機械の工具マガジンを交換式にしてマガ
ジンごと工具を取り替える。

（、）　　工作機械の工具マガジンと別のサブマガジン
の間で工具を取り替える。

などが採用されているが、上記（ｌＬ）の場合は、機械
を停止させて工具を取シ替える必要があるため稼働率が
低くなり、また人手を要するため、無人運転化すること
ができない、という欠点がある。

また、（ｂ）の場合は、一般の加工において工作物の工
程及び対象によって共用工具と専用工具で対処すること
になるが、これを一つの工具マガジンに収納するとき、
マガジンごと交換する取替え方法では、共用工具を各マ
ガジンごとにもつ必要があシネ経済である上、マガジン
を搬送し、工作機械にローディングする装置、さらには
位置決め、クランプ装置など、通常の工具交換装置以外
の装置が必要で高価につき、しかも広いスペースを必要
とする、といった欠点がある。さらにまた（０）の場合
は、サブマガジンの搬送割出し装置、工作機械の工具マ
ガジンへのローディング装置などが必要で、上記（ｂ）
の場合と同様に高価なものとなシ、広いスペースもとる
といった欠点がある。

本発明は、工作機械に設備された専用工具マガジンと別
の取替え工具マガジンの間で工具を取シ替える前記（Ｃ
）の工具取替え方式において、取、替え工具マガジンの
工具保持機構に保持されて工作機械の前に移送された工
具を、工作機械の主軸の作動によって取替え工具マガジ
ンを動かして所定の位置に割シ出すようにして上記従来
の問題点を解消したもので、専用の工具割出し装置を必
要とせず、迅速かつ正確に工具を所定の位置に割り出す
ことができる、工具の割出し方法を提供することを目的
とする。以下本発明を図面を参照して説明する。

第１図は、工作機械とこれの関連機器の概要を示すもの
で、工作機械Ａは専用工具マガジン１と工具チェンジャ
２とを備え、工具チェンジャ２によシ、専用工具マガジ
ン１から１個の工具３を取シ出してこれを主軸４に装着
し、また主軸４から工具３を取シ外して専用工具マガジ
ン１に戻すことができるようになっている。上記工作機
械ＡのロータリテーブルＢの前にオートパレットチェン
ジャＣが配設されておシ、無人搬送車りによって運ばれ
てきたワークパレツ）Ｋまたは工具パレットＦを、オー
トパレットチェンジャＣを通じてロータリテーブルＢの
上に送シ込むことができるようになっている。なお、上
記の工作機械ＡやロータリテーブルＢ、或いはオートパ
レットチェンジャＯ等は周知のものである。

第２図と第３図は本発明の実施に用いて好適な取替え工
具マガジン５を示すもので、一対のマガジン単体７．８
を胴体６により一体に結合して成り、工具パレツ）Ｆに
固定した一対のフレームＦ１、ＩＦ５の上端部に設けた
一対の軸受け９．１０に支持された中心軸１１に、スト
ッパリング２５を介して固定され、該中心軸１１ととも
に軸方向に移動自在に、かつ周方向に回転自在に設けら
れている。

マガジン単体７、ｉは、いずれも、円盤１２の外周部に
複数（図のものは８個）の工具保持機構１３を等間隔に
配し、また内周部の上記工具保持機構１３の位置に、上
記軸受け９．１０のボス９ａ、１０ａの内端面に固定さ
れた案内環１４．１５の外周に沿って動くロック部材１
６を設けた構成とされている。上記工具保持機構１３は
、前記円盤１２の外端面に形成した放射状の複数個の溝
１２ｂに、背面部を嵌入されてボルト等によシ該円盤１
２に固定されている爪保持体１３＆と、該爪保持体１３
ａの溝１３１）内に根端部が収納され、枢軸１８によシ
該爪保持体１３＆に回動自在に支持されており、先端側
の内周に円弧状の突条１７ａが形成されている一対の爪
１７．１７と、前記爪保持体１３ａにあけた穴１３０内
に保持され、かつ一対の爪１７．１７の根端部の間に装
着されておシ、前記型１７．１７の先端側を閉じる側に
付勢している挾みバネ１９と、前記一対の爪１７．１７
の先端側の間にあって、前記爪保持体１３ａに固定され
ている回シ止めキー１３ｄとから成シ、工具３を爪１７
，１７の先端側から半環状をなす一対の爪の間に押し込
むと、一対の爪１７．１７が挾みバネ１９の弾力に抗し
て枢軸１８を支点に回動し、上記突条１７ａを工具３に
設けられた保持壽３ａに嵌め入れて工具３を保持するよ
うに構成されている。またロック部材１６は、円盤１２
の内周側外端面に固定したリング１２Ａに爪１７の位置
に対応して放射状にあけた複数個の孔３３にその軸触方
向に摺動自在に挿入されておシ、該ロック部材１６と前
記爪保持体１３ａとの間に設けた抑圧バネ２０輪よって
中心軸１１の中心に向けて付勢され、円盤１２と一緒に
回転してその内端部に設けられた位置決めｕ　−ラ２１
を、案内環１４．１５に取替え工具マガジン５の割出位
置に対応して設けられた一対の位置決め溝１４ｍ、１５
ａに落し込んで工具保持機構１３から容易に工具を取シ
出し、差込みができるようになっている。ここで、取替
え工具マガジン５は、一方（第２図の左方）のマガジン
単体７の円盤１２と案内環１４との間に設けられた抑圧
固定バネ２２により第２図において右方に押し動かされ
、他方（第２図の右方）のマガジン単体８の円盤１２に
固定したリング１２Ａに突設された固定ビン２３を、軸
受け１０のボス１０１Ｌと案内環１５とを固定している
介在部材２４に一対のマガジン単体７．８の工具保持機
構１３と同＃１（図のものは１６個）、等間隔に形成さ
れた、固定孔２４ａに挿入させて中心軸１１を中心とす
る自由回転を止められている。

なお、２個のマガジン単体７．８は、第４図に示すよう
に、工具保持機構１３を互いに半ピッチ宛位相をずらせ
て中心軸１１に支持されている。

このように構成された取替え工具マガジン５では２個の
マガジン単体７．８の工具保持機構１３．１３に保持さ
れる工具３が相互に触れることがなく、シたがって長大
な工具を多数保持できるという長所を有するが、本発明
においては取替え工具マガジン５の構造及び工具保持機
構１３の構造は任意である。

しかして２５は取替え工具マガジン５の一方の円盤１２
に固着したハウジング１２Ｂに嵌められ、該円盤１２を
中心軸１１に固定しているストッパリング、２６はリン
グ１２Ａに固定されており、先端部がキー溝２７に嵌入
してロック部材１６の周方向の回転を止めている滑りキ
ーである。

なお、取替え工具マガジン５の第２図右方への過移動は
、案内輪１５に前記円盤１２の外端面が当接することに
よシ阻止されている。

次に本発明の詳細な説明する。

工具ステーションで用意された工具３は、工具パンツ）
Ｆに積載された取替え工具マガジン５の所定の工具保持
機構１３に保持される。工作機械等を総括制御する占ン
ビュータには、前記工具パンツ）Ａ（取替え工具マガジ
ンＡ）、取替え工具マガジン５内の工具屋と工具コード
（工具は絶対コードが付与されている。）が記憶される
。上記工具パンツ）ＩＦは上記コンピュータからの取替
え指令があるまでパレット収納場所などで待機する。

加工スケジュールに従って取替え指令が出ると、取替え
工具マガジン５を積載した工具パレットＦは、無人搬送
車りにのせられて工作機械Ａのオートパレットチェンジ
ャＯの所まで運ばれ、取替え工具マガジン５とともにオ
ートパレットチェンジャＯに引き込まれる。工作機械＾
が加工中である時は、加工が終るまで工具パレツ）Ｆ・
はオートパレットチェンジャ０の上で待機する。

工作機械Ａによる加工が終了すると、工具パレツ）Ｆは
、工作機械ＡのロータリテーブルＢ、上に移されて後、
例えばマガジン単体７側を主軸４に向け、かつ主軸４の
中心に取替え工具マガジン５の中心を工作機械制御軸の
Ｙ軸の移動平面（主軸の移動平面）に一致させられる。

なお、上記に並行して、主軸４にくわえられた工具３は
工具チェンジャ２の作用で専用工具マガジン１に移され
る。

上記のようにして工具パンツ）ＦがロータリテーブルＢ
上に移されると、主軸４がＹ軸に沿って下降して一主軸
４の中心と取替えマガジン５の最上位置の取替え工具３
の中心とが一致したところで停止して、主軸４内のチャ
ックが開状態となる。

しかる後生軸４はｚ軸に沿って前進し、マガジン単体７
の最上位の工具保持機構１３に保持された１本の取替え
工具３をつかむ。取替え工具３をつかんだ主軸４はその
ままＹ軸に沿って上昇して通常の自動工具交換位置につ
くが、この時工具保持機構１３の爪１７．１７は挾みバ
ネ１９を圧縮し枢軸１８を中心に開いて取替え工具３を
離脱させる。これが済むと工具チェンジャ２が周知のよ
うに作動して専用工具マガジン１に装着されている１本
の被取替え工具を取シ出して主軸４にくわえさせ、また
上記で主軸４にくわえられて取替え工具マガジン５から
取シ出された１本の取替え工具を専用工具マガジン１に
装着させる。

このようにして工具チェンジャ２から被取替え工具を受
けた主軸４は前記で工具を抜き取られたマガジン単体７
の空の工具保持機構１３の真上に２軸に沿って前進移動
した後、そのままＹ軸に沿って下降して工具を爪１７．
１７の間に押し入れ、保持溝３ａに突条１７＆を嵌入さ
せて工具保持機構１３に工具を保持させる。このとき被
取替え工具の７ランク部に形成しであるキー溝と工具保
持機構１３の回り止めキー１３（ｌとが嵌合する被取替
え工具を工具保持機構１３に保持させ終ると、それまで
周方向の回転を止められていた主軸４は、そのロックを
解除されて、工具保持機構１３に挿入した被取替え工具
を主軸内チャックで保持したまま、第２図で左方に２軸
に沿って後進し、取替え工具マガジン５を押圧固定バネ
２２の弾力に抗し中心軸１１の方向に移動させて固定ピ
ン２３を固定孔２４ａから引き抜き、取替え工具マガジ
ン５の周方向の回転を自由にする。主軸４による取替え
工具マガジ′７１３の上記移動は被取替え工具友 を介してなされるが、゛この場合、爪１７の突条１７＆
が工具の保持溝３ａに嵌め込まれているため、主軸４の
２軸に沿う後退によって被取替え工具が工具保持機構１
３から引き抜かれることはない。

被取替え工具をつかんだまま後退して固定孔２４＆から
固定ピン２３を引き抜いた主軸４は、Ｙ軸に沿って下に
動きながらＸ軸に沿って（実際にはテーブルベースＧが
Ｘ軸方向に動く）横に動いてＣつまシ中心軸１１の中心
と被取替え工具の中心を結ぶ距離を半径とする円弧状に
動いて）取替え工具マガジン５を中心軸１１を中心に回
動させ次の工具を取外し位置に割出す。この際、案内環
１４．１５の位置決め溝１４ａ、１５ａに嵌まシ込んで
いた位置決めローラ２１は、位置決め溝１４ａ、１５ａ
から離脱し押圧バネ２０の弾力に抗してロック部材１６
を第３図で上方に押し上げるので、該ロック部材１６の
上端部が一対の爪１７．１７の根端部間に挿入され、工
具マガジン５の回転中に紋型１７．１７の先端側が不用
意に開放されて被取替え工具を脱落することはない。

新たに割出された工具取出位置では次の位置決めローラ
２１が位置決め溝１４ａ、１５ａに入って取替え工具マ
ガジン５をその位置に仮止めする。

このとき、ロック部材１６の上端部が一対の爪１７．１
７の根端部間から離脱するので、爪１７．１７はロック
が解除されて先端部側からの取替え工具の取出しを可能
にする。

円弧運動を行って次の取替え工具を取外し位置につける
と、主軸４は２軸に沿って前進し固定ビン２３を固定孔
２４ａに挿入する。すなわち取替え工具マガジン５は主
軸の２軸方向の移動及び押圧固定バネ２２の作用によっ
て第２図で右方に戻シ、固定ピン２３を固定孔２４＆に
挿入して周方向の自由回転を止められる。その後、主軸
４は主軸内のチャックをアンクランプして２軸にそって
後退する。

上記で１ｍｌの工具交換が終了するが、何本もの工具を
取シ替える場合は、上記の作動が繰り返えされる。マガ
ジン単体８側の工具を取り替える場合はロータリテーブ
ルＢを１８０度旋回させてマガジン単体８を主軸４に向
けて行う。ただしこの場合は、主軸４を前進させて固定
孔２４ａから固定ビン２３を引き抜く。

第５図は前記固定孔２４＆と固定ピン２３に代る他の固
定機構を示すもので、２個の孔２８ａ。

２８ｂを逆Ｔ字状に穿設した筒部相２８が軸受はボス９
ａ、１０ａに固定され、上記一方の孔２８ａには、先端
にローラ２９１Ｌを備え中央部分に受圧突起２９ｂを有
する固定ビン２９がバネ３０により上記ローラ２９色側
（円盤１２の側）に付勢されて挿入されるとともに、上
記他方の孔２８ｂには、上端にローラ３１＆を備え下端
に加圧傾斜面３１ｂを有する加圧ピン３１がバネ３２に
より上方に付勢されて挿入されて成り、主軸４が降下し
て加圧ピン３１を下に動かすと、加圧傾斜面３１ｂが受
圧突起２９ｂを押圧して固定ピン２９をバネ３０の弾力
に抗して第５図で左方に後退させ、円盤１２に穿設され
た固定溝１２ａからローラ２９＆を離脱させて取替え工
具マガジン５の固定を解くようになっている。

なお、上記の実施例においては、工具を介して主軸４の
円弧運動を取替え工具マガジン５に伝え、工具を所定の
位置に割り出すようになっているが、他の部材或いは伝
動機構を介し、主軸４の前後、左右、上下等の移動或い
は回転によって取替え工具マガジン５を動かして工具を
割り出すこともできる。

なお、上記においては、工具チェンジャ２を使用して専
用工具マガジン１と主軸４との間で、通常の工具交換を
行う方式の自動工具交換装置付工作機械に本発明を適用
した場合を示したが、本発明はこれに限宙されず、上記
工具チェンジャ２を使用しないで専用工具マガジン１と
主軸４との間で直接に通常の工具交換を行う方式の自動
工具交換装置付工作機械にも適用できる。

以上説明したように、本発明においては主神４が本来持
っているＸ％ＹｓＺ軸の移動機能等を活用し、その主軸
４の作動によシ取替え工具マガジンを動かして工具を所
定の位置に割り出すものであるから、専用の工具割出し
装置および駆動装置を必要とせず、迅速かつ正確に工具
を割シ出すことができると共に、所要装置の構成が簡単
になる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は工作機械とこれの関連機器の概要を示す平面略
図、第２図は本発明の実施に用いられる取替え工具マガ
ジンの一例を示す断面図、第３図は同、工具保持機構の
断面図、第４図は一対のマガジン単体の配置例を示す正
面略図、第５図は他の固定機機の断面図である。 Ａ・・・・・工作機械、３・・・・・工具、４・・・・
・主軸、５・・・・・取替え工具マガジン、１３・・・
・・工具保持機構。 第３図 第４図 第５図 １ 手続補正書（自発） １．６イ。イ、６８・６・８，１ 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５７　年特ｉｆ願第１３２５７６号２、発明の名称 工具の割出し方法 ３、補正をする者 特許出願人 （３９３）　　株式会社　Ｗａｒ潟鉄工所４、代理人 （１）第Ｊ’Ｍ最下行、「Ａは」のあとに「通常の」を
加入する◎ （２）第５頁第２行、「円盤」のあとに「（支持体）」
を加入する０ （３）第７頁毎ｇ行、「た、固定」を「た固定」に訂正
する０ （４）第９頁第１Ｎ弘行、「２５は〜ストッパリング、
」を次の文に訂正する。 「１２Ｂは一方の円盤１２に固着されたハウジングであ
り、この中に嵌着されたストッパリング２５によりその
円盤１２が中心軸１１に固定されている。」 （６）第を頁毎１／行、「主軸４の中心に」を削除する
０ （６）　　第９頁第１３行、「移動」の前に「垂直」を
加入する。 （７）第１Ｏ頁第９〜／、１行、「専用上〜させる。」
を次の文に訂正する。 「、上記で主軸４にくわえられて取替え工具マガジン５
から取り出され７２：１本の取替え工具を専用工具マガ
ジン１に装着させ、また専用工具マガジン１に装着され
ている１本の被取替え工具を取り出して主軸４にくわえ
させる◎」 （８）　　第１／Ｒ最下行、「沿って」のあとに「横に
動いて」を加入する。 （９）第１コ頁第１−２行、「）横に動いて（っまり」
を「。この結果、主軸４は実質的に」に訂正する。 ａｌ　　第１ＪＪｊ第３行、「いて」を「〈ことに′ｆ
ｒ、る０」に訂正する〇 （１１）　　第１１頁第１行、「なお」を「下た」に訂
正する０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 取替え工具マガジンをその工具保持機構に工具を保持し
   て工作機械に移送し、上記工作機械の主軸の作動によっ
   て上記取替え工具マガジンを動かして上記工具を所定位
   置に割り出すことを特徴とする工具の割出し方法。