JPS5939257B2 - automatic tool changer - Google Patents

automatic tool changer

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JPS5939257B2
JPS5939257B2 JP2589282A JP2589282A JPS5939257B2 JP S5939257 B2 JPS5939257 B2 JP S5939257B2 JP 2589282 A JP2589282 A JP 2589282A JP 2589282 A JP2589282 A JP 2589282A JP S5939257 B2 JPS5939257 B2 JP S5939257B2
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JP
Japan
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tool
spindle
attachment
tools
magazine
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JP2589282A
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Japanese (ja)
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章 永井
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Ikegai Corp
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Ikegai Corp
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Publication date
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Publication of JPS5939257B2 publication Critical patent/JPS5939257B2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • 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
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/08Protective coverings for parts of machine tools; Splash guards
    • 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
    • B23Q3/157Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B23Q3/15713Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle

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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はマシニングセンタ等の工作機械における自動
工具交換装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an automatic tool changer for a machine tool such as a machining center.

従来、マシニングセンタ等の工作機械(以下にマシニン
グセンタと称す)における工具交換装置には、大別して
、工具交換アームを用いて、工具マガジンとマシニング
センタの主軸との間で工具の交換を行なう所謂アーム方
式のものと、工具交換アームを用いることなく工具マガ
ジンと主軸との相対移動により、マガジンと主軸との間
で直接に工具交換を行なう所謂アームレス方式のものと
があり、更に、これらには工具を装着して回転する主軸
の配置形式すなわち主軸の軸線の方向が垂直か水平かに
よって、立型と横型とがあった。
Conventionally, tool changing devices for machine tools such as machining centers (hereinafter referred to as machining centers) can be roughly divided into so-called arm-type devices that use a tool changing arm to change tools between a tool magazine and the main spindle of a machining center. There are two types, the so-called armless type, in which tools are exchanged directly between the magazine and the spindle by relative movement between the tool magazine and the spindle without using a tool exchange arm. There were two types, vertical and horizontal, depending on the arrangement of the main shaft that rotates, that is, whether the direction of the axis of the main shaft was vertical or horizontal.

しかし、工具交換アームを用いるアーム方式のものは、
横型あるいは立型をとわず、工具交換アームとその付帯
装置及びこれらの設置スペースを必要とし、マシニング
センタ全体が大型かつ複雑になる欠点があり、更には被
加工物と交換アーム及びそれに把持された工具との干渉
が生じ易いという欠点もあった。
However, the arm type that uses a tool exchange arm,
Regardless of whether it is horizontal or vertical, machining centers require a tool change arm, its ancillary equipment, and space for their installation, which has the disadvantage of making the entire machining center large and complicated. Another drawback was that interference with tools was likely to occur.

またアームレス方式のものにおいても、立型のものにあ
っては、例えば、次lこ使用される工具の中心が主軸中
心に合致する交換位置と工具マガジンに収納されている
待機位置との二点間の工具マガジン全体の水平移動と、
主軸頭の上下方向の移動と、主軸のクランプ、アンクラ
ンプによって工具の交換を行なっているが、この場合に
は、工具マガジンに収納された工具のシャンクが通常露
出した状態で主軸近傍に位置するため、切屑や塵埃によ
る悪影響を受けるとともに、工具マガジンの設置場所が
テーブル上又はテーブルに接近していることから、被加
工物との干渉を生じ易く、運動範囲ひいては加工範囲に
制約を受ける欠点があった。
Furthermore, in the case of the armless type, for example, in the case of the vertical type, there are two positions: an exchange position where the center of the tool to be used coincides with the center of the spindle, and a standby position where the tool is stored in the tool magazine. Horizontal movement of the entire tool magazine between
Tools are exchanged by vertically moving the spindle head and clamping and unclamping the spindle, but in this case, the shank of the tool stored in the tool magazine is usually exposed and positioned near the spindle. Therefore, it is adversely affected by chips and dust, and since the tool magazine is installed on the table or close to the table, it is likely to interfere with the workpiece, and the range of motion and therefore the machining range are restricted. there were.

他方、アームレス方式で横型のものにおいては、例えば
、特公昭38−10091号公報に示すように、被加工
物に隣接してテーブル上に載置された工具マガジンに工
具をマトリックス状に配列して収納し、工具交換は、主
軸頭とテーブルとの相互移動位置決めによって、主軸中
心と工具マガジン中の次に使用する工具の中心とを合致
させると共に主軸軸線方向の動きによって、工具マガジ
ンと主軸との間でこれを行なっているため、立型の場合
と同様に切屑や塵埃の悪影響を受は易く、しかもテーブ
ルを工具マガジン載置分だけ大型化し、移動量もその分
だけ大きくする必要があるなどの欠点があった。
On the other hand, in the armless horizontal type, tools are arranged in a matrix in a tool magazine placed on a table adjacent to the workpiece, as shown in Japanese Patent Publication No. 38-10091, for example. Storing and changing tools are performed by aligning the spindle center with the center of the next tool in the tool magazine by positioning the spindle head and table, and by moving in the axis direction of the spindle. Because this is done in between, it is susceptible to the adverse effects of chips and dust as in the case of a vertical type, and it is also necessary to increase the size of the table to accommodate the tool magazine and increase the amount of movement accordingly. There was a drawback.

この発明は従来装置の上述の欠点に鑑みてなされたもの
で、工具交換アームを用いることなく、マシニングセン
タtこおけるテーブル、主軸頭等の移動制御軸を利用す
ることによって、工具マガジンを加工位置から離してマ
シニングセンタ本体とは別に設置できるよらにし、工具
を切屑や塵埃から保護するとともに、工具マガジンの設
置場所にも制約を受けず、更には、マシニングセンタの
主軸頭先端部に着脱自在に嵌着され、マシニングセンタ
の主軸の向きと異なる向きの工具主軸を有するアタッチ
メントの工具主軸に対する工具交換にも使用できる自動
工具交換装置を提供することを目的としている。
This invention was made in view of the above-mentioned drawbacks of the conventional device, and uses movement control axes of the table, spindle head, etc. on the machining center, without using a tool change arm, to move the tool magazine from the machining position. It can be installed separately from the main body of the machining center to protect the tools from chips and dust, and there are no restrictions on the installation location of the tool magazine. It is an object of the present invention to provide an automatic tool changer that can also be used to change tools with respect to a tool spindle of an attachment that has a tool spindle oriented in a direction different from that of the main spindle of a machining center.

以上の目的を達成するため、この発明の自動工具交換装
置は、工具を嵌着して回転する主軸を支承して移動可能
な主軸頭と、被加工物を載置して移動可能なテーブルと
を備えた数値制御工作機械において、前記主軸と前記工
作機械本体から離隔して配設され複数の工具をそれぞれ
保持器に収納して回転割出し可能な工具マガジンとの間
で自動的に工具を交換する装置であって、所要の前記工
具を把持可能な一対の把持爪を1組または複数組布する
工具保持体と、前記工具マガジンの工具交換位置と前記
テーブルの所定移動位置との間を移動可能なキャリアと
、このキャリアに設けられ前記工具保持体をクランプす
る第1のクランプ部材と、前記テーブルに設けられ前記
工具保持体をクランプする第2のクランプ部材とを備え
、前記キャリアと前記テーブルとの相互移動位置決めに
よって前記工具保持体の授受を行ないかつ前記テーブル
と前記主軸との相互位置決めによって前記工具保持体の
把持爪を介して新旧工具の交換を行なうことを特徴とし
ている。
In order to achieve the above object, the automatic tool changer of the present invention includes a spindle head that is movable by supporting a rotating spindle in which a tool is fitted, and a table that is movable by placing a workpiece thereon. In a numerically controlled machine tool, tools are automatically transferred between the main spindle and a tool magazine that is arranged at a distance from the machine tool body, stores a plurality of tools in respective holders, and is rotatably indexable. The tool exchange device comprises: a tool holder having one or more pairs of gripping claws capable of gripping the required tools; and a tool exchange position of the tool magazine and a predetermined movement position of the table. a movable carrier; a first clamp member provided on the carrier for clamping the tool holder; and a second clamp member provided on the table for clamping the tool holder; The present invention is characterized in that the tool holder is delivered and received by mutual movement and positioning with a table, and new and old tools are exchanged via gripping claws of the tool holder by mutual positioning of the table and the spindle.

以下、図示する実施例pこもとづいて、この発明の詳細
な説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.

第1図に示すように、この発明による自動工具交換装置
を具備した横型マシニングセンタの機械本体10はこれ
と別に設置した工具マガジン30を有し、本体10とマ
ガジン30との間に工具搬送交換装置40を備え、別に
アタッチメント搬送交換装置60を備えている。
As shown in FIG. 1, a machine body 10 of a horizontal machining center equipped with an automatic tool changer according to the present invention has a tool magazine 30 installed separately. 40, and an attachment conveyance/exchange device 60 separately.

機械本体10は第1及び2図に示すように、ベッド11
上に移動自在に設けられたコラム12、コラム上に上下
動可能に装設された主軸頭13を有し、主軸頭13は、
主軸14を回転自在かつ一定角度位置停止(オリエンテ
ーション)可能に支承している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the machine body 10 has a bed 11.
It has a column 12 that is movably provided above, and a spindle head 13 that is mounted on the column so that it can move up and down.
The main shaft 14 is supported so as to be rotatable and capable of being stopped at a fixed angle position (orientation).

また、主軸頭13は先端にアタッチメント15を着脱可
能に装着し、アタッチメント15はアタッチメント主軸
16を回転自在に支承し、このアタッチメント主軸16
は垂直方向に配置され、主軸14と連結して工具の回転
とオリエンテーションを行なうようになっている。
Further, an attachment 15 is detachably attached to the tip of the spindle head 13, and the attachment 15 rotatably supports an attachment spindle 16.
is arranged vertically and is connected to the spindle 14 for rotation and orientation of the tool.

17はコラム12の送り用サーボモータ、18は主軸頭
13の上下送り用サーボモータ、19は主軸14の回転
とオリエンテーションとを行なう例えばり、Cサーボモ
ータ、21は主軸14の送り用サーボモータである。
17 is a servo motor for feeding the column 12, 18 is a servo motor for vertically feeding the spindle head 13, 19 is a C servo motor for rotating and orienting the spindle 14, and 21 is a servo motor for feeding the spindle 14. be.

摺動台22は、水平かつ主軸14の軸線と直角方向に適
宜の長さに床面に固定して延設されており、この摺動台
22案内面上を被加工物Wを載置するテーブル23が送
り用サーボモータ24によって移動されるようになって
いる。
The sliding table 22 is fixed to the floor and extends horizontally and at an appropriate length in a direction perpendicular to the axis of the main spindle 14, and the workpiece W is placed on the guide surface of the sliding table 22. The table 23 is moved by a feeding servo motor 24.

工具マガジン30は工作機械本体10から離隔した位置
に別置されており、そのドラム周縁(こ工具保持器(ソ
ケット)31を複数個形成し、各工具保持器31にはそ
れぞれ所要の工具32がそのシャンク部33を嵌着させ
保持されて、下向き垂直に吊下げられており、マガジン
30全体が回転割出し可能に構成しである。
The tool magazine 30 is located separately from the machine tool main body 10, and has a plurality of tool holders (sockets) 31 formed around the periphery of the drum. Each tool holder 31 stores the required tools 32. The shank portion 33 is fitted and held, and the magazine 30 is vertically suspended downward, and the entire magazine 30 is configured to be rotatably indexable.

摺動台22の終端部付近に別置立設された上述の工具マ
ガジン30と機械本体10の主軸14との間を移動し、
新旧工具の搬送交換を行なう工具搬送交換装置40は、
第1〜3図に示すように、工具マガジン30の基台をも
兼ね摺動台22と平行に摺動台22の端末部まで延設さ
れた基台41、基台41上の長手方向に敷設された軌道
42、モータ44及び送りねじ451こよって軌道42
上をテーブル23と平行して水平移動する移動台43、
シリンダ4γによって移動台43の移動方向と直角方向
に水平移動するキャリア46及びキャリア46上に上下
動自在に設けられた第1のクランプ部材48等からなっ
ている。
It moves between the above-mentioned tool magazine 30, which is separately installed near the end of the slide table 22, and the main shaft 14 of the machine body 10,
The tool transport and exchange device 40 that transports and exchanges old and new tools is
As shown in FIGS. 1 to 3, a base 41 that also serves as the base of the tool magazine 30 and extends parallel to the slide base 22 to the end of the slide base 22, The track 42 laid, the motor 44 and the feed screw 451, the track 42
a moving table 43 that moves horizontally above in parallel with the table 23;
It consists of a carrier 46 that moves horizontally in a direction perpendicular to the moving direction of the moving table 43 by a cylinder 4γ, a first clamp member 48 that is vertically movable provided on the carrier 46, and the like.

テーブル23の下方において、工具搬送交換装置40と
対向する側面には第2のクランプ部材49が設けられ、
第5図に示すように、第1のクランプ部材48と同等構
造で、流体圧作動のそれぞれのピストン48b。
A second clamp member 49 is provided below the table 23 on the side surface facing the tool conveyance/exchange device 40.
As shown in FIG. 5, each piston 48b is of similar construction to the first clamping member 48 and is hydraulically actuated.

49bで移動するクランプ片48a、49aが工具保持
体51と係合していないときは、7ランジの凹部48c
、49cに没入し、クランプ片48a。
When the clamp pieces 48a, 49a moving at 49b are not engaged with the tool holder 51, the recess 48c of the 7-lunge
, 49c, and the clamp piece 48a.

49aに切屑等がかからないようになっている。This prevents chips and the like from getting on 49a.

なお第5図に示すクランプ部材49はそのピストン49
bが水平方向に往復動するものであるが、第1のクラン
プ部材48はそのピストン48bが垂直方向に往復動す
る点のみが異なるものである。
Note that the clamp member 49 shown in FIG.
b reciprocates in the horizontal direction, but the first clamp member 48 differs only in that its piston 48b reciprocates in the vertical direction.

第6A及び6B図に示すように、工具保持体51は第1
のクランプ部材48と係合する第1のクランプ溝52が
下部に形成され、かつ第2のクランプ部材49に係合す
る第2のクランプ溝53が背側面に形成され、上部に移
動台43の移動方向と平行して所要間隔りを保って水平
面状にそれぞれ工具把持用の一対の把持爪54a 、5
4b2組を取付けている。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the tool holder 51
A first clamp groove 52 that engages with the clamp member 48 of the movable table 43 is formed in the lower part, a second clamp groove 53 that engages with the second clamp member 49 is formed in the back surface, and a A pair of gripping claws 54a, 5 for gripping tools are provided in a horizontal plane parallel to the moving direction with a required spacing between them.
Two sets of 4b are installed.

各把持爪54a 、54bはそれぞれの固定爪上、ばね
54cによって常時閉じる方向に押圧されている可動爪
とによって一対の把持爪として構成され、工具32の把
持部34を機械的に把持するようになっている。
Each of the gripping claws 54a and 54b is configured as a pair of gripping claws with a fixed claw and a movable claw that is always pressed in the closing direction by a spring 54c, so that the gripping part 34 of the tool 32 is mechanically grasped. It has become.

54aは搬送中工具の角度位置を確保する位置決め用キ
一部材である。
54a is a positioning key member that secures the angular position of the tool during transportation.

第1,2及び4図に示すようtこ、アタッチメント搬送
交換装置60は、機械本体10の後方(テーブル23と
反対側、第1図の右側)に設置したアタッチメント収納
庫61と機械本体10の主軸14との間を往復移動して
、アタッチメント15の搬送交換を行なうもので、主軸
頭13の下方を通り、主軸14とアタッチメント収納庫
61との間に延設された基台62と、基台62上の長手
方向に敷設された軌道63と、軌道63上を水平移動し
てアタッチメント15をアタッチメント収納庫61から
主軸14まで搬送するキャリア64等からなっている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the attachment conveyance/exchange device 60 is connected to an attachment storage 61 installed at the rear of the machine body 10 (on the opposite side to the table 23, on the right side in FIG. 1). It reciprocates between the spindle 14 and the attachment 15 to carry and exchange it, and the base 62, which passes under the spindle head 13 and extends between the spindle 14 and the attachment storage 61, and the It consists of a track 63 laid in the longitudinal direction on the stand 62, a carrier 64, etc. that moves horizontally on the track 63 to transport the attachment 15 from the attachment storage 61 to the main shaft 14.

なお、アタッチメント搬送交換装置60はアタッチメン
ト15の搬送のみを自動的に行ない、アタッチメント1
5の主軸頭13の前面への着脱は手動で行なうようにす
ることも、あるいは公知の自動アタッチメント交換手段
を用いて自動的に着脱を行なうことも可能である。
Note that the attachment transport and exchange device 60 automatically transports only the attachment 15, and
The attachment and detachment of the spindle head 13 of No. 5 to the front surface can be performed manually, or it can be automatically attached and detached using a known automatic attachment exchange means.

以上のように、第1〜6B図に示す実施例の場合、マシ
ニングセンタは水平主軸を備えた横型であるが、主軸頭
13の先端に立型アタッチメント主軸16を有するアタ
ッチメント15が装着されており、自動工具交換装置は
この垂直方向下向きに工具嵌着穴を有するアタッチメン
ト主軸16の工具交換用として構成しである。
As described above, in the embodiments shown in FIGS. 1 to 6B, the machining center is a horizontal type with a horizontal spindle, but the attachment 15 having the vertical attachment spindle 16 is attached to the tip of the spindle head 13. The automatic tool changer is configured to use the attachment main shaft 16, which has a tool fitting hole directed downward in the vertical direction, for tool change.

以下、この実施例の作動を説明する。The operation of this embodiment will be explained below.

アタッチメント主軸16に嵌着されている現工具による
加工が終了し、次に使用する新工具の選択とその交換指
令が、例えば図示していない数値制御装置から発せられ
ると、サーボモータ19により、アタッチメント主軸1
6が機械本体10の主軸14を介して所定の角度位置に
回転停止され、同時に工具マガジン30が割出し位置決
め動作を行ない、次に使用するべき新工具を、第1図に
示す交換位置P点に位置決めする。
When machining with the current tool fitted to the attachment spindle 16 is completed and a command to select a new tool to be used next and to replace it is issued, for example, from a numerical control device (not shown), the servo motor 19 causes the attachment Main shaft 1
6 is rotated and stopped at a predetermined angular position via the main shaft 14 of the machine body 10, and at the same time, the tool magazine 30 performs an indexing and positioning operation, and the new tool to be used next is placed at the exchange position P shown in FIG. position.

この時、新工具32を把持するための把持爪54bは、
第3図に示す位置よりCだけ上昇した新工具32の把持
部34と同じ高さで、第1図に示す交換位置Q点に位置
しているので、工具マガジン30の位置決めが終了した
時点で流体圧シリンダ47を作動し、キャリア46を工
具マガジン30側に距離りだけ前進移動させてP点に至
らしめ、新工具32を把持爪54bに把持させる。
At this time, the gripping claw 54b for gripping the new tool 32 is
Since it is at the same height as the gripping part 34 of the new tool 32, which is elevated by C from the position shown in FIG. 3, and is located at the exchange position Q shown in FIG. The fluid pressure cylinder 47 is operated to move the carrier 46 forward by a distance toward the tool magazine 30 until it reaches point P, and the new tool 32 is gripped by the gripping claws 54b.

把持爪54bが新工具32を把持したら、第1のクラン
プ部材48の下動tこより、工具保持体51を介して把
持爪54bが距離Cだけ下降し、新工具32は工具マガ
ジン30の工具保持器31から引抜かれ、次いでシリン
ダ47が後退作動してキャリア46を工具マガジン30
から距離りだけ引離す(第3図に示す状態)。
When the gripping claw 54b grips the new tool 32, the gripping claw 54b is lowered by a distance C via the tool holder 51 due to the downward movement of the first clamp member 48, and the new tool 32 is held in the tool magazine 30. The cylinder 47 is then moved backward to move the carrier 46 into the tool magazine 30.
(the state shown in Figure 3).

続いて、移動台43がモータ44と送りねじ45によっ
て基台41の軌道42上を固設さ1また摺動台22の工
具マガジン30側の端部所定位置R点まで移動する。
Subsequently, the movable table 43 is fixed on the track 42 of the base 41 by the motor 44 and the feed screw 45, and is moved to a predetermined position R at the end of the sliding table 22 on the tool magazine 30 side.

テーブル23は現工具による加工が終了した後、送り用
サーボモータ24の1駆動制御により摺動台22上を移
動し、摺動台22の工具マガジン30側の端部所定位置
R点に位置決めされ、第2のクランプ部材49のクラン
プ片49aを突出させ、工具保持体51の第2のクラン
プ溝53と係合可能な状態で待機している。
After the machining with the current tool is completed, the table 23 is moved on the slide table 22 by one drive control of the feed servo motor 24, and is positioned at a predetermined position R point at the end of the slide table 22 on the tool magazine 30 side. , the clamp piece 49a of the second clamp member 49 protrudes and is on standby in a state capable of engaging with the second clamp groove 53 of the tool holder 51.

従って、移動台43が摺動台22の端部所定位置R点ま
で移動すると、第2のクランク部材49のクランプ片4
9aと工具保持体51の第2のクランプ溝53とが係合
する。
Therefore, when the moving table 43 moves to the predetermined position R point at the end of the sliding table 22, the clamp piece 4 of the second crank member 49
9a and the second clamp groove 53 of the tool holder 51 engage with each other.

この状態で流体圧作動ピストン49bによりクランプ片
49aを引込み、第2のクランプ部材49で工具保持体
51をテーブル23の側面にクランプするとともに、第
1のクランプ部材48のクランプ作用を解き、クランプ
片48aと工具保持体51の第1のクランプ溝52との
係合を解除した状態とする。
In this state, the clamp piece 49a is retracted by the fluid pressure operated piston 49b, the tool holder 51 is clamped to the side surface of the table 23 by the second clamp member 49, the clamping action of the first clamp member 48 is released, and the clamp piece 48a and the first clamp groove 52 of the tool holder 51 are disengaged.

次いで、テーブル23が再び機械本体10に向って移動
すると、工具保持体51は第1のクランプ部材48との
係合が解かれているので、キャリア46から離脱し、加
工を終了し、たアタッチメント主軸16に嵌着されてい
る旧工具32′を把持するための空の把持爪54aと新
工具32を杷持した把持爪54bとを主軸頭13の前方
まで移動させ、空の把持爪54aの中心を工具交換位置
S点に位置決めする。
Next, when the table 23 moves toward the machine body 10 again, the tool holder 51 is disengaged from the first clamp member 48, so it separates from the carrier 46, completes machining, and removes the attachment. The empty gripping claw 54a for gripping the old tool 32' fitted on the spindle 16 and the gripping claw 54b holding the new tool 32 are moved to the front of the spindle head 13, and the empty gripping claw 54a is moved to the front of the spindle head 13. Position the center at the tool exchange position S point.

把持爪54aが8点に位置決めされると、機械のコラム
12がベッド11上を送り用サーボモータ17によりテ
ーブル23側に前進し、アタッチメント15のアタッチ
メント主軸16の中心が8点に至るまで移動する。
When the gripping claws 54a are positioned at the 8 points, the column 12 of the machine moves forward on the bed 11 toward the table 23 by the feed servo motor 17, and the center of the attachment main shaft 16 of the attachment 15 moves until it reaches the 8 points. .

このとき、アタッチメント主軸16に嵌着されている旧
工具32′の把持部34′が把持部4 aの位置と同じ
高さとなるように、予め主軸頭13の上下送り用サーボ
モータ18とサーボモータ19によって位置決め及び角
度位置決め(オリエンテーション)されているので、ア
タッチメント主軸16が工具交換位置S点Iコ至ると、
旧工具32′はテーブル23に受渡されてクランプされ
ている工具保持体51上の把持爪54a内に、ばね54
cの弾撥力と位置決めキー54aとにより、一定の角度
位置に確実かつ自動的に杷持される。
At this time, the servo motor 18 for vertical feeding of the spindle head 13 and the servo motor Since the positioning and angle positioning (orientation) is carried out by 19, when the attachment spindle 16 reaches the tool exchange position S point I,
The old tool 32' is delivered to the table 23 and is clamped with a spring 54 in the gripping claw 54a on the tool holder 51.
It is reliably and automatically held at a certain angular position by the elastic force of c and the positioning key 54a.

従って、アタッチメント主軸16内で旧工具32′のク
ランプを解き、主軸頭131こよってアタッチメント1
5を上方lこ移動させると、旧工具32′はアタッチメ
ント主軸16から引抜かれる。
Therefore, the old tool 32' is unclamped within the attachment spindle 16, and the attachment 1 is removed by the spindle head 131.
5 is moved upward, the old tool 32' is pulled out from the attachment main shaft 16.

次いで、送り用サーボメータ24により、テーブル23
を更に機械本体10側に所定距離りだけ移動させ、新工
具32を把持した把持爪54bの中心を8点に位置させ
た状態で、アタッチメント主軸16を再び下方に移動さ
せると、新工具32のシャンク33はアタッチメント主
軸16の先端穴(こ嵌着される。
Next, the table 23 is moved by the feeding servometer 24.
is further moved toward the machine body 10 by a predetermined distance, and with the center of the gripping claws 54b that grips the new tool 32 positioned at 8 points, the attachment main shaft 16 is moved downward again. The shank 33 is fitted into the tip hole of the attachment main shaft 16.

この状態でアタッチメント主軸16内で新工具32をク
ランプするとともに、コラム12の水平方向の後退移動
により、アタッチメント15を後退させると、新工具3
2のアタッチメント主軸16への嵌着が完了する。
In this state, when the new tool 32 is clamped within the attachment spindle 16 and the attachment 15 is moved backward by horizontal backward movement of the column 12, the new tool 32 is
2 to the attachment main shaft 16 is completed.

続いて、テーブル23が再び工具マガジン30側に移動
し、端部所定位置R点に位置決めされると、工具保持体
51の第1のクランプ溝52に、第1のクランプ部材4
8のクランプ片48aが係合する。
Subsequently, when the table 23 moves toward the tool magazine 30 again and is positioned at the predetermined end position R point, the first clamp member 4 is inserted into the first clamp groove 52 of the tool holder 51.
8 clamp pieces 48a are engaged.

ここで、第1のクランプ部材48を緊締動作させ、工具
保持体51をキャリア46にクランプするとともtこ、
第2のクランプ部材49を解放動作させて、テーブル2
3から工具保持体51を解除する。
Here, when the first clamp member 48 is tightened and the tool holder 51 is clamped to the carrier 46,
The second clamp member 49 is released and the table 2
3 to release the tool holder 51.

次いで、工具搬送交換装置40は前述とは反対の動作順
序で、旧工具32′を工具マガジン30の所定位置にあ
る保持器31内に収納し、工具交換の作動サイクルが終
了する。
Next, the tool transport/exchange device 40 stores the old tool 32' in the holder 31 at a predetermined position in the tool magazine 30 in a reverse order of operation to that described above, and the tool exchange operation cycle is completed.

なお、上述した実施例のものは、直接主軸141こ取付
ける工具の工具交換位置とは別個1コ、交換式アタッチ
メントの立型工具主軸専用の自動工具交換装置として用
いる場合であるが、このような場合には、大重量のアタ
ッチメント全体を交換する必要がすく、その工具主軸に
嵌着されるべき比較的軽量の工具のみを搬送交換するだ
けでよいので、交換時間も短かくて済み、その効果が太
きい。
In addition, the above-mentioned embodiment is used as an automatic tool changer exclusively for the vertical tool spindle of an exchangeable attachment, which is separate from the tool change position of the tool to which the main spindle 141 is directly attached. In some cases, it is not necessary to replace the entire heavy attachment, and only the relatively lightweight tool that is to be fitted onto the tool spindle needs to be transported and replaced, reducing the time needed for replacement, and the effect is It's thick.

第7〜10図は立型のマシニングセンタでテーブルが二
方向に移動する形式の比較的小型のものに用いたこの発
明の工具交換装置の実施例を示し、この実施例で、工具
マガジン30及び工具搬送交換装置40の構成は第1〜
6図の実施例と同じであるが、機械本体10′が所謂テ
ーブル式であることから、コラム12がベッド11上に
固定され、テーブル23の摺動台22がテーブル23と
ともに、送り用サーボモータ17により、ベッド11上
を移動するようになっている。
7 to 10 show an embodiment of the tool changer of the present invention used in a relatively small vertical machining center in which the table moves in two directions. The configuration of the transport exchange device 40 is as follows:
This is the same as the embodiment shown in FIG. 6, but since the machine body 10' is of the so-called table type, the column 12 is fixed on the bed 11, and the sliding base 22 of the table 23 is connected to the feed servo motor together with the table 23. 17 to move on the bed 11.

しかし、機械本体1σの他の部分の構成、作用は第1〜
6図の実施例における機械本体10と基本的には同一で
ある。
However, the structure and operation of other parts of the machine body 1σ are
It is basically the same as the machine body 10 in the embodiment shown in FIG.

第1〜10図では同等又は相応部材に第1〜6図と同一
符号を付しているので、詳細な説明は省略する。
In FIGS. 1 to 10, equivalent or corresponding members are given the same reference numerals as in FIGS. 1 to 6, so detailed explanations will be omitted.

従って、第7〜10図の実施例では、機械本体10′の
ベッド11上に移動自在に敷設された摺動台22の工具
マガジン30側の端部が、被加工物Wを載置して、摺動
台22と直角方向に送り用サーボモータ241こよって
水平移動制御されるテープル23とキャリア46との間
で、新旧工具を把持した把持爪を有する工具保持体51
を授受するための所定位置R点となる。
Therefore, in the embodiment shown in FIGS. 7 to 10, the tool magazine 30 side end of the slide table 22 movably laid on the bed 11 of the machine body 10' is used to place the workpiece W. , a tool holder 51 having gripping claws for gripping old and new tools is placed between the carrier 46 and the table 23 whose horizontal movement is controlled by the feed servo motor 241 in a direction perpendicular to the slide table 22.
This is the predetermined point R for sending and receiving.

なお、第1〜10図の実施例ではアタッチメントを使用
しない構成としであるので、新旧工具はテーブルに移載
された工具保持体51の2個の把持爪54a、54bと
立型マシニングセンタ10′の主軸14との間で、直接
交換が行なわれる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 10, no attachment is used, so the old and new tools are held between the two gripping claws 54a and 54b of the tool holder 51 transferred to the table and the vertical machining center 10'. A direct exchange is performed with the main shaft 14.

横型のマシニングセンタにおいて、その主軸14の工具
を自動的に直接交換する場合は、工具保持体51に取付
けられている水平面状の把持爪54a、54bを、垂直
面状の把持爪lこ交換すると共に、工具マガジン30を
垂直型から水平型のものにするだけで、図示した実施例
のものと同様の動作順序で、工具を自動的に交換しうろ
ことは勿論である。
In a horizontal machining center, when directly replacing the tool on the main spindle 14, the horizontal gripping claws 54a and 54b attached to the tool holder 51 are replaced with the vertical gripping claws. Of course, by simply changing the tool magazine 30 from a vertical type to a horizontal type, tools can be automatically exchanged in the same operating sequence as in the illustrated embodiment.

以上のように、この発明によれば、数値制御工作機械の
移動テーブルの移動制御を有効に利用することにより、
工具マガジンを加工位置から離して設置することができ
、工具を切屑や塵埃の悪影響から保護することができる
とともに、工具マガジンの設置場所も制約を受けること
が殆んどない。
As described above, according to the present invention, by effectively utilizing the movement control of the moving table of a numerically controlled machine tool,
The tool magazine can be installed away from the machining position, the tools can be protected from the harmful effects of chips and dust, and there are almost no restrictions on the installation location of the tool magazine.

従って工具交換装置を比較的安価に提供することができ
るうえ、既設機にも付加的に追設することが可能になる
Therefore, the tool changer can be provided at a relatively low cost and can be additionally installed on an existing machine.

特にアタッチメント用工具主軸の自動工具交換装置とし
て使用すると極めて有効である。
It is particularly effective when used as an automatic tool changer for attachment tool spindles.

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

第1図はこの発明の自動工具交換装置の一実施例を備え
るマシニングセンタの平面図、第2図は第1図のマシニ
ングセンタ機械本体の正面図、第3図は第1図の矢印■
方向tこ見た工具搬送交換装置の正面図、第4図は第1
図の矢印■方向に見たアタッチメント搬送交換装置の側
面図、第5図はクランプ部材の詳細断面図、第6A図は
工具保持体の平面図、第6B図は工具保持体の側面図、
第7図はこの発明の自動工具交換装置の実施例を備える
立型マシニングセンタの機械本体の正面図、第8図は第
7図の機械本体の側面図、第9図は第7及び8図の機械
の工具搬送交換装置部分を示す平面図、第10図は第9
図の矢印×方向に見た側面図である。 10 、10’・・・・・・機械本体、11・・・・・
・ベッド、12・・・・・・コラム、13・・・・・・
主軸頭、14・・・・・・主軸、15・・・・・・アタ
ッチメント、16・・・・・・アタッチメント主軸、1
7・・・・・・コラム送り用サーボモータ、18・・・
・・・主軸頭上下送り用サーボモータ、19・・・・・
・主軸回転及びオリエンテーション用モータ、21・・
・・・・主軸送り用サーボモータ、22・・・・・・摺
動台、23・・・・・・テーブル、24・・・・・・テ
ーブル送り用モータ、30・・・・・・工具マガジン、
31・・・・・・工具保持器、32,32’・・・・・
・新旧工具、34・・・・・・把持部、40・・・・・
・工具搬送交換装置、41・・・・・・基台、42・・
・・・・軌道、43・・・・・・移動台、44・・・・
・・モータ、45・・・・・・送りねじ、46・・・・
・・キャリア、47・・・・・・シリンダ、48・・・
・・・第1のクランプ部材、49・・・・・・第2のク
ランプ部材、48a、49a・・・・・・クランプ片、
48b、49b・・・・・・ピストン、51・・・・・
・工具保持体、52・・・・・・第1のクランプ溝、5
3・・・・・・第2のクランプ溝、54a、54b・・
・・・・把持爪、54c・・・・・・ばね、54d・・
・・・・位置決め用キー、60・・・・・・アタッチメ
ント搬送交換装置、62・・・・・・基台、63・・・
・・・軌道、64・・・・・・キャリア。
Fig. 1 is a plan view of a machining center equipped with an embodiment of the automatic tool changer of the present invention, Fig. 2 is a front view of the main body of the machining center shown in Fig. 1, and Fig. 3 is an arrow indicated by the arrow in Fig. 1.
A front view of the tool conveyance and exchange device as seen in the direction t, FIG.
5 is a detailed sectional view of the clamp member, 6A is a plan view of the tool holder, 6B is a side view of the tool holder,
7 is a front view of the machine body of a vertical machining center equipped with an embodiment of the automatic tool changer of the present invention, FIG. 8 is a side view of the machine body of FIG. 7, and FIG. 9 is a view of the machine body of FIG. 7 and 8. A plan view showing the tool conveying and changing device part of the machine, FIG.
It is a side view seen in the arrow x direction of the figure. 10, 10'... Machine body, 11...
・Bed, 12...Column, 13...
Spindle head, 14... Main shaft, 15... Attachment, 16... Attachment main shaft, 1
7... Servo motor for column feed, 18...
...Spindle overhead downward feed servo motor, 19...
・Motor for spindle rotation and orientation, 21...
...Spindle feed servo motor, 22...Sliding table, 23...Table, 24...Table feed motor, 30...Tool magazine,
31... Tool holder, 32, 32'...
・New and old tools, 34... Gripping part, 40...
・Tool transport and exchange device, 41...Base, 42...
...Trajectory, 43...Moving platform, 44...
...Motor, 45...Feed screw, 46...
...Carrier, 47...Cylinder, 48...
...first clamp member, 49...second clamp member, 48a, 49a...clamp piece,
48b, 49b... Piston, 51...
- Tool holder, 52...First clamp groove, 5
3...Second clamp groove, 54a, 54b...
...Gripping claw, 54c... Spring, 54d...
...Positioning key, 60...Attachment conveyance/exchange device, 62...Base, 63...
... Orbit, 64 ... Career.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 工具を嵌着して回転する主軸を支承して移動可能な
主軸頭と、被加工物を載置して前記主軸頭に関して移動
可能なテーブルとを備えた数値制御工作機械において、
前記主軸と前記工作機械本体から離隔して配設され複数
の工具をそれぞれ保持器に収納して回転割出し可能な工
具マガジンとの間で自動的に工具を交換する装置であっ
て、所要の前記工具を把持可能な一対の把持爪を1組ま
たは複数組有する工具保持体と、前記工具マガジンの工
具交換位置と前記テーブルの所定移動位置との間を移動
可能なキャリアと、このキャリアに設けられ前記工具保
持体をクランプする第1のクランプ部材と、前記テーブ
ルに設けられ前記工具保持体をクランプする第2のクラ
ンプ部材とを備え、前記キャリアと前記テーブルとの相
互移動位置決めによって前記工具保持体の授受を行ない
、かつ前記テーブルと前記主軸との相互位置決めによっ
て前記工具保持体の把持爪を介して新旧工具の交換を行
なうことを特徴とする自動工具交換装置。
1. A numerically controlled machine tool equipped with a spindle head that is movable by supporting a rotating spindle with a tool fitted thereon, and a table on which a workpiece is placed and movable with respect to the spindle head,
A device that automatically exchanges tools between the main spindle and a tool magazine that is arranged at a distance from the machine tool body and that stores a plurality of tools in respective holders and that can be rotated and indexed, a tool holder having one or more pairs of gripping claws capable of gripping the tool; a carrier movable between a tool exchange position of the tool magazine and a predetermined movement position of the table; a first clamp member for clamping the tool holder, and a second clamp member provided on the table for clamping the tool holder; 1. An automatic tool changer, characterized in that a new tool and an old tool are exchanged via gripping claws of the tool holder by mutually positioning the table and the main shaft.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62170361U (en) * 1986-04-18 1987-10-29
JPH0322056Y2 (en) * 1986-03-31 1991-05-14
JPH0535899Y2 (en) * 1987-03-27 1993-09-10

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JPS62170361U (en) * 1986-04-18 1987-10-29
JPH0535899Y2 (en) * 1987-03-27 1993-09-10

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