JPS5935738B2 - 工作機械の工具交換装置 - Google Patents

工作機械の工具交換装置

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JPS5935738B2
JPS5935738B2 JP57152600A JP15260082A JPS5935738B2 JP S5935738 B2 JPS5935738 B2 JP S5935738B2 JP 57152600 A JP57152600 A JP 57152600A JP 15260082 A JP15260082 A JP 15260082A JP S5935738 B2 JPS5935738 B2 JP S5935738B2
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JP
Japan
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tool
cartridge
magazine
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indexed
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JP57152600A
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JPS5942241A (ja
Inventor
建二 野呂田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Makino Milling Machine Co Ltd
Original Assignee
Makino Milling Machine Co Ltd
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Publication date
Application filed by Makino Milling Machine Co Ltd filed Critical Makino Milling Machine Co Ltd
Priority to JP57152600A priority Critical patent/JPS5935738B2/ja
Priority to US06/527,302 priority patent/US4590662A/en
Priority to DE3331293A priority patent/DE3331293A1/de
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Publication of JPS5935738B2 publication Critical patent/JPS5935738B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/15526Storage devices; Drive mechanisms therefor
    • B23Q3/15539Plural magazines, e.g. involving tool transfer from one magazine to another

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工作機械の工具交換装置に関するものであり、
特に複数個の工具ソケットを有するカートリッジを複数
個配設した工具マガジンを用いた工作機械の工具交換装
置に関するものである。
一般に工具交換装置は、複数個の工具を貯蔵して必要な
工具を工具交換位置に割出す工具マガジンと、前記工具
交換位置に割出した工具と機械の工具主軸に装着されて
いる工具とを交換する工具転送装置とで構成されている
従来の工具マガジンは、円板上の外周部に工具ソケット
を配設した円板状工具マガジンあるいは工具ソケットを
チェーン状に連結したチェーン状工具マガジン等が良く
知られていた。
しかし、これらの工具マガジンは貯蔵工具の本数が多く
なると円板状あるいはチェーン状をなす工具マガジンの
外形が大きくなり、これにともなって装置の所要面積も
大きくなり、また、必要工具を工具交換位置に割出す場
合に時間がかかりすぎる等の欠点を有していた。
これらの欠点を除去したものとして、例えば特公昭47
−14550に開示されているように、円筒状の外周面
に複数個の工具ソケットを有するカートリッジを配設し
たドラム状のカートリッジ式1具マガジンが知られてい
る。
また、実開昭49−21672に開示されているように
、複数個の工具ソケットを有するカートリッジを垂直平
面的に配設した工具マガジンが知られている。
これらの改良された工具マガジンにおいてもやはり欠点
があり、前者は装置が複雑になり工具の差替えのとき不
便である。
また、後者は平面的に配設した工具マガジンが横スライ
ドするので装置の所要面積が大きい等の問題点があった
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去し、装置
の所要面積が小さく、しかも工具マガジンへの工具差替
え作業が容易にできる工作機械の工具交換装置を提供す
るものである。
そこで本発明は、複数個の工具ソケットを有するカート
リッジを放射状に配設した工具マガジンを用いた工作機
械の工具交換装置であって、基台と、複数個の工具ソケ
ットを有するカートリッジと、複数個の前記カートリッ
ジを円板状マガジン基体に放射状に配設した円板状工具
マガジンと、前記円板状工具マガジンを前記基台に回転
自在に支持するとともに前記カートリッジを工具交換の
ための割出し位置に割出し可能にした工具マガジン割出
し装置と、前記基台に設けられ前記工具交換のための割
出し位置に割出された前記カートリッジを前記円板状工
具マガジンの半径方向に移動可能に案内するカートリッ
ジ案内装置と、前記割出し位置に割出した前記カートリ
ッジを前記円板状工具マガジンの半径方向に移動させ所
望の工具を工具交換位置に割出し可能にしたカートリッ
ジ割出し装置と、前記工具交換位置に割出された工具を
機械の工具主軸に転送し該工具主軸に装着されている工
具を、前記工具交換位置に割出された工具ソケットに転
送する工具転送装置とを備えた工作機械の工具交換装置
である。
また、前記工具交換装置の工具マガジンに工具差替え作
業を容易にするための装置を付加したもので、前記基台
に設けられ前記工具差替えのための割出し位置に割出し
た前記カートリッジを前記円板状工具マガジンの半径方
向に移動させ所望の工具を差替え可能にしたカートリッ
ジ抜き差し駆動装置を備えた工作機械の工具交換装置で
ある。
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は工具交換装置付工作機械の外観図であり、第2
図は第1図の矢印■から見た上面の外観図である。
工作機械の基本構造は、ベッド1上をX軸方向に摺動す
るテーブル3と、Z軸方向に摺動するコラム5と、コラ
ム5の前面をY軸方向に摺動する主軸頭7とからなって
いる。
各軸の送りは、X軸駆動モータ9、X軸駆動モータ11
およびX軸駆動モータ13によってそれぞれ駆動される
主軸頭7には工具主軸15が回転自在に軸承され、その
先端には工具17が着脱自在に把持されている。
そしてテーブル3上に被加工物を固定して、工具17と
の間でX、Y、Z軸方向の相対的移動を行なわせ、被加
工物を所望の形状に加工する。
一方、工具交換装置の基本構造は、ベッド1の側面後方
に設置された基台21と、基台21に回転割出し自在に
支持され多数の工具を収納する円板状工具マガジン22
と、工具マガジン22に収納されたある工具を工具主軸
15に転送し、工具主軸15に把持された工具17を工
具マガジン22の所定の工具ソケット57に転送するた
めの工具転送装置19とでなっている。
第3図は第1図のト1断面図であり、第4図は第3図の
■矢視図であり、第5図は第4図のV−■断面図である
円板状工具マガジン22は、円板状のマガジン基体23
に3個の工具ソケット57を有するカートリッジ39を
8個放射状に配置して構成されている。
円板状のマガジン基体23は、中央部に円筒内壁25お
よび内歯車27が形成され、更に、その厚み方向の二面
29,31は平坦に形成されている。
そして基台21に回転自在に取付けられた4箇所のロー
ラ33が前記円筒内壁25を支持し、また、基台21に
回転自在に取付けられた一対のローラ35を前記二面2
9゜31を挟み込むように4箇所設けることによって円
板状のマガジン基体23を基台21に対して回転可能に
支持している。
マガジン基体23は放射状に8箇所の切欠き部37を有
しており、そのそれぞれにカートリッジ39が収納され
ている。
カートリッジ39には第5図に示すようにマガジン基体
23の切欠き部37と係合する案内溝55が形成されて
おり、必要なときに円板状マガジンの半径方向に摺動可
能な構造になっている。
各カートリッジ39には工具ソケット57が3個ずつ設
けられており、工具を収納し固定する構造になっている
3個の工具ソケット57を有するカートリッジ39が8
個あるのでこの円板状工具マガジン22には合計24本
の工具を収納することができる。
同様にこのカートリッジ39を20個設ければ合計60
本の工具を収納可能な工具マガジンを得ることができる
基台21に取付けられたマガジン割出しモータ61は、
その回転軸に歯車63が固定され、その歯車63とマガ
ジン基体23の中央部に設けられた内歯車27とがかみ
合って、マガジン基体23を所望の回転角度位置に割出
しを行なうことができる。
また、基台21の上方には第1カートリツジ案内装置6
5が設けられており、マガジン基体23に収納されたカ
ートリッジ39が第1割出し位置67に位置決めされた
とき、そのカートリッジ39を受は入れることができる
構造になっている。
あるカートリッジ39が第1割出し位置67に割出され
たとき、そのカートリッジ39を第1カートリツジ案内
装置65へ移動させる機構を説明する。
各カートリッジ39の裏面にはマガジン基体23と同心
円状の凹部71が形成されており、その凹部71と係合
する凸部73を有した割出し杆75がマガジン基体23
と基台21との間に上下動可能に設けられている。
この割出し杆75の下部にはナツト77が取付けてあり
、送りねじ79と螺合している。
送りねじ79は基台21に固定された軸受81で回転自
在に支持され、基台21に固定されたカートリッジ割出
しモータ83に連結され、カートリッジ割出しモータ8
3の回転によって割出し杆75を上下移動するようにな
っている。
このようにして第1割出し位置に割出されたカートリッ
ジ39はマガジン基体23の切欠き部37から第1カー
トリツジ案内装置65の方へ案内移動される。
一方、第1カートリツジ案内装置65の工具交換位置9
1に割出された工具ソケット57に収納された工具と、
工具主軸15に把持された工具17とを交換する工具転
送装置19は公知の装置を使用する。
すなわち、第2図において、両端にグリッパ93,95
を有した工具交換アーム97が待機位置99から矢印1
01のように左方へ移動して、割出されたカートリッジ
39の工具ソケット57に収納されている工具102の
把持部103をグリッパ93で把持し、次いで矢印10
5のように前進して工具102を工具ソケット57から
抜き出し、矢印107のように右方へ移動し、そして矢
印109のように後退して待機位置99に戻る。
工具主軸15に装着されている工具17による加工が終
了すると、主軸頭7はY軸に沿って、コラム5はZ軸に
沿って所定の位置へ移動して、工具の交換が可能となる
工具交換アーム97は矢印113に沿って工具主軸15
の工具17をグリッパ95で把持するまで移動する。
そして工具交換アーム97は矢印115のように前進し
て工具17を工具主軸15から引き抜き、その工具交換
アーム91は1800旋回して後に矢印119のように
後退して新しい工具を工具主軸15に装着する。
工具交換アーム97は矢印121に沿って待機位置99
まで移動する。
機械は新しい工具で加工を開始する。
グリッパ95に把持した使用済みの工具は工具交換アー
ム97の矢印105の方向へ前進し、矢印101の方向
へ移動し、矢印109の方向へ後退して、工具交換位置
に割出されている空の工具ソケット57へ収納される。
そして工具交換アーム97は矢印107の方向へ移動し
待機位置99へ戻る。
使用済みの工具は円板状工具マガジン22に戻り次に使
用する工具が割出される。
ここで所定のカートリッジ39を第1割出し位置67へ
割出す方法は、マガジン基体23に設けられたドッグと
基台21に設けられた近接スイッチ(図示せず)によっ
てマガジン割出モータ61の回転を制御して行なう。
また、所定のカートリッジ39が第1割出し位置67へ
割出された後、そのカートリッジ39を第1カートリツ
ジ案内装置65へ移動させ、所定の工具ソケット57を
工具交換位置91へ割出す方法は、カートリッジ39に
設けられたドッグと第1カートリツジ案内装置65に設
けられた近接スイッチ(図示せず)によって、カートリ
ッジ割出モータ83の回転を制御して行なう。
次に、第2カートリツジ案内装置131へ所望のカート
リッジ39を抜き差しする駆動装置の構造を説明する。
マガジン基体23を前述の方法で割出し、所望のカート
リッジ39を第2割出し位置133へ位置決めすると、
マガジン基体23と基台21との間に設けられたシリン
ダ装置135のピストン137の先端の凸部139がカ
ートリッジ39に形成した凹部71と係合し、その後シ
リンダ装置135の動作によってピストン137が押し
出され、カートリッジ39は第2カートリツジ案内装置
131へ移動される。
カートリッジ39が第2カートリツジ案内装置131の
中に収納されているときでも必要ならばマガジン基体2
3は割出し可能である。
第2カートリツジ案内装置131に移動されたカートリ
ッジ39をマガジン基体23に返還する場合は、マガジ
ン基体23の所定の切欠き部31を第2割出し位置13
3へ位置決めして、シリンダ装置1&5の動作によって
戻すのである。
このようにしてシリンダ装置135は、カートリッジ3
9をマガジン基体23と第2カートリツジ案内装置13
1との間で抜き差しする働きをする。
この第2カートリツジ案内装置131ヘカートリツジ3
9を移動するのは、工具マガジン内の工具と他の工具と
を差替えたいときに、安全にかつ容易に差替え得るよう
にするためである。
以上説明した様に、本発明は複数個の工具ソケットを有
するカートリッジを放射状に配設した円板状工具マガジ
ンで構成したので、小さな面積の工具マガジンにできる
だけ多数の工具を収納できる利点があるばかりでなく、
工具交換のための第1割出し位置へカートリッジを割出
す場合は、マガジン基体を回転割出しするだけであるか
ら構造が簡単でしかも余分なカートリッジ移動面積を必
要とせず省スペースの効果がある。
また、工具マガジンは工具差替えのための第2割出し位
置にも割出し可能であり、第2カートリツジ案内装置へ
カートリッジ抜き差し駆動装置によりカートリッジを抜
き出すようにしたので、作業者が工具を差替えるとき、
安全に、かつ容易にできるようになったO
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の工作機械の工具交換装置の外観図、第
2図は第1図の矢印■から見た上面の外観図、第3図は
第1図のI−1[で切断した工具マガジンの断面図、第
4図は第3図の矢印■から見た工具マガジンの正面図、
第5図は第4図のV−■で切断したカートリッジの断面
図である。 7・・・・・・主軸頭、15・・・・・・工具主軸、1
9・・・・・・工具転送装置、21・・・・・・基台、
22・・・・・・円板状工具マガジン、23・・・・・
・マガジン基体、27・・・・・・内歯車、39・・・
・・・カートリッジ、57・・・・・・工具ソケット、
65・・・・・・第1カートリツジ案内装置、79・・
・・・・送りねじ、131・・・・・・第2カートリツ
ジ案内装置、135・・・・・・シリンダ装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数個の工具ソケットを有するカートリッジを複数
    個配設した工具マガジンを用いた工作機械の工具交換装
    置において、基台と、複数個の工具ソケットを有するカ
    ートリッジと、複数個の前記カートリッジを円板状マガ
    ジン基体に放射状に配設した円板状工具マガジンと、前
    記円板状工具マガジンを前記基台に回転自在に支持する
    とともに前記カートリッジを工具交換のための割出し位
    置に割出し可能にした工具マガジン割出し装置と、前記
    基台に設けられ前記工具交換のための割出し位置に割出
    された前記カートリッジを前記円板状工具マガジンの半
    径方向に移動可能に案内するカートリッジ案内装置と、
    前記割出し位置に割出した前記カートリッジを前記円板
    状工具マガジンの半径方向に移動させ所望の工具を工具
    交換位置に割出し可能にしたカートリッジ割出し装置と
    、前記工具交換位置に割出された工具を機械の工具主軸
    に転送し該工具主軸に装着されている工具を前記工具交
    換位置に割出された工具ソケットに転送する工具転送装
    置とを備えたことを特徴とする工作機械の工具交換装置
    。 2 複数個の工具ソケットを有するカートリッジを複数
    個配設した工具マガジンを用いた工作機械の工具交換装
    置において、基台と、複数個の工具ソケットを有するカ
    ートリッジと、複数個の前記カートリッジを円板状マガ
    ジン基体に放射状に配設した円板状工具マガジンと、前
    記円板状工具マガジンを前記基台に回転自在に支持する
    とともに前記カートリッジを工具交換のための第1割出
    し位置および工具差替えのための第2割出し位置に割出
    し可能にした工具マガジン割出し装置と、前記基台に設
    けられ前記工具交換のための第1割出し位置に割出され
    た前記カートリッジを前記円板状工具マガジンの半径方
    向に移動可能に案内する第1カートリツジ案内装置と、
    前記第1割出し位置に割出した前記カートリッジを前記
    円板状工具マガジンの半径方向に移動させ所望の工具を
    工具交換位置に割出し可能にしたカートリッジ割出し装
    置と、前記基台に設けられ前記工具差替えのための第2
    割出し位置に割出された前記カートリッジを前記円板状
    工具マガジンの半径方向に移動可能に案内する第2カー
    トリツジ案内装置と、前記第2割出し位置に割出した前
    記カートリッジを前記円板状工具マガジンの半径方向に
    移動させ所望の工具を差替え可能にしたカートリッジ抜
    き差し駆動装置と、前記工具交換位置に割出された工具
    を機械の工具主軸に転送し該工具主軸に装着されている
    工具を前記工具交換位置に割出された工具ソケットに転
    送する工具転送装置とを備えた工作機械の工具交換装置
JP57152600A 1982-09-03 1982-09-03 工作機械の工具交換装置 Expired JPS5935738B2 (ja)

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US06/527,302 US4590662A (en) 1982-09-03 1983-08-29 Tool changing machine of machine tool
DE3331293A DE3331293A1 (de) 1982-09-03 1983-08-31 Werkzeugwechselvorrichtung fuer eine werkzeugmaschine

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JPS5942241A JPS5942241A (ja) 1984-03-08
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JPS60153733U (ja) * 1984-03-19 1985-10-14 株式会社 牧野フライス製作所 工作機械の工具交換装置
JPS60259344A (ja) * 1984-06-05 1985-12-21 Makino Milling Mach Co Ltd 工具自動搬送装置
JPH0614978U (ja) * 1992-07-30 1994-02-25 株式会社島津製作所 スタータ付電動アクチュエータ

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