JPS5988236A - 主軸無制動式工具交換装置 - Google Patents

主軸無制動式工具交換装置

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JPS5988236A
JPS5988236A JP57193624A JP19362482A JPS5988236A JP S5988236 A JPS5988236 A JP S5988236A JP 57193624 A JP57193624 A JP 57193624A JP 19362482 A JP19362482 A JP 19362482A JP S5988236 A JPS5988236 A JP S5988236A
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JP
Japan
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tool
spindle
rotating
arm
exchange
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JP57193624A
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Kunio Murakami
邦雄 村上
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Enshu Ltd
Original Assignee
Enshu Ltd
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Publication date
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

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】 本発明は主軸を高速回転させたままで工具交換な行う新
規な工具交換装置に関するものである。
最近、主軸な低速回転させた状態で主軸の工具交換を行
う技術が見られる。この工具交換方式は主軸を低速回転
させつつ主軸のテーパ穴へ工具のンヤンク部を挿入し、
主軸に内蔵するセンサでキーとキー溝の位置合わせなし
てチャッキングする。
上記J、具交換方式は工具交換時間の短縮や主軸定位置
停止装置が省略できる長所をもつものの7−ムの把持器
がつかむ工具は停止していて低速回転する主軸との着脱
時に一時的に回動される。このため、アームの把持爪と
工具のフランジ間で発生するすべり摩擦により、把持爪
や7ランシが摩耗して早期に把持不良を生じやすい欠点
がある。更に、工具交換動作の前後で主軸の減速、加速
区間が必要であり、工具交換時間な飛曜的に短縮させる
程のものでもない。
本発明は上記要望に対応すべくなさptだもので、工作
機械の主軸を高速回転させたままの状態で工具交換作用
を短時間に行うことを目的とする。即ち、高速回転する
主軸とほぼ等速K ’11.具マカジン内の工具を空回
転させておき、工具交換アームの両杷持器を静圧軸受の
把持爪構成として高速回転中の工具を回転状態で把持で
きるようになし、工具及び主軸を高速回転させたままで
工具交換作用な飛躍的な短時間に行えるようにしたもの
である。
以下、本発明の工具交換装置な図面に示す実施例で説明
する。第1図において、1は主軸頭で、この下端面に主
軸2が覗き右側には工具交換アームTAと工具貯蔵マガ
ジンTMから成る工具交換装置を備えている。上記工具
交換装置は主軸2が高速回転時にその動作が行われるた
め、マガジンTMのノールボットTPに嵌入している工
具T2も主軸の工具TIと近似回転敬に回転されている
。このような回転状態において、工具交換アームTAの
各把持器)(1,)T2が各工具フランジFl、F2を
静圧軸受のように機能して把持し、回転状態の工具’r
1. T2を主軸2、ソールボッ1−TPから抜き出す
。この後、アームTAは180°旋回して新しく・工具
T2を回転したまま主軸2に嵌着させ、使用後の工具T
l&ツールボットTPに回転させたまま嵌着させろ。
以上は本発明者が開発した工具交換装置の概容であって
、以下部分の詳細構成を説明する。先ず、工具を回転し
たまま保持するソールポットTPは第2図のように構成
されている。即ち、ソールポットTPの1方にはテーバ
穴3が開けられ、これに円錐筒4が」−下2カ所のベア
リング5,5′によって回転自在に承持されている。上
記円錐筒4には工具TI(T2)の尾端であるシャンク
部(テーパ部)6が挿入され、シャンク尾端の突起6a
が通孔3a内に進入して数個のホール7・・・によって
落下しないよう保持されている。なお、ホール7・・・
は嵌合孔3b・・・から落下し17いよう封入され、ば
ね9・・・によって突出力が付与され、ヒス8・・・で
その圧力が微調整される。上記構成により主軸で高速回
転された工具’r’i (T2 )は、工具交換アーム
でノールボットTP内に嵌着保持されたのちも、慣性力
で回転をつづけ、ソールポットが第1図のように水平姿
勢となっても回転をさまたげられない。Dlは工具の回
転検出センサで、ツールボッ?TPの下端外縁に取付け
られていて、主軸回転同調回路(後記)に結ばれている
次に、上記工具’r1. T2・・・と主軸2との嵌着
はキー結合によらず、第3,4図に示すような手段を採
用している。即ち、工具’rl、’r2のフランジF1
(F2 )における上面周囲には、係合窪230・・・
が等間隔に複数個削設されている。これに対向する主軸
2の前端面の周囲には係合駒3】・・・が植設され、盲
孔2a・・・内に圧入した(了ね33の弾発力で突出し
、支持ホ7+、)32で突出量力zflill限されて
いる。而して、高速回転して(−る主糸II 2 VC
対して工具TI(T2)を主軸回転数に近似した回転の
もとに挿入すると、フランジFl(1”2)の係合窪み
3(1・・・に係合駒31・・・が近づき合致して嵌合
し、工具な主軸に嵌着させる。また、第4図のように工
具TI(T2)のフランジよりも上(l111に外歯歯
形35を刻設し、これに対応する主軸2の先端内周面に
内歯歯形20な刻設させ、工具を主軸へ嵌入時に両者2
0.35の螺合が行われる構成としてもよ−・。
続いて、工具交換アームTAの両端に備える把持器H1
,H2は、一対の回動する把持爪15.16.25゜2
6の構成で、アーム杆10の両端内に備える7クチエー
タのピストン17.27に設けたラック杆17a。
27IILが把持爪の各ピニオン片150. 160.
 250゜260 K噛合している。上記把持爪15.
16.25.26は、主軸2やツーノ[ボッ)TPに嵌
着した工具TI。
T2す把持したまま高速回転させるべく、第5,6図の
よう&c爪15.16.25.26の上下内周面15a
15a+  ”6a’+  16a+  25(z+ 
 25(z+  2671. 26(1iC+ま等間隔
に高圧空気の吹出孔a・・・を備え、工具の凹環フラン
ジF1を空気軸受(静圧ihl+受)する。
なお、吹出孔a・・・(まス1ノン1子りとしてもよ−
・。
上記吹出孔α・・・に高圧空気なati給1ろ空気路は
、第6図のようになって(・る。即ち、高圧空気源P1
から開閉切換電磁弁■1を介してアーム杆10内の通孔
IQa、  10aに結び、各両端で可撓管11〜14
によって各把持爪15.16.25.26に連絡され、
吹出孔α・・・に至って〜・る。また、各把持爪15゜
16、25.26な開閉させる高圧空気源p2iま4ボ
ー(・2位置電磁切換弁■2な介して配管P3に供給し
てピストン17.27を後退(把持爪な閉じる)させる
方向と、配置P4に供給してピストン17.27&前進
(把持爪を開く)させる方向とに切換えられる。
上記2組の電磁切換弁v1.v2iま工具把持指令e1
によって第6図のように高圧空気な吹出子Lα・・・に
供給すると共に、把持爪15.16.25.26を閉口
動作させる。そして、工具の解除指令e2によって、電
磁弁V2が切換えられて把持爪k 1stl <一方、
電磁弁■1が消勢されて吹出孔α・・・へり空気供給な
断つ関係構成となっている。
最後に、ツールボッ)TP内に回転保持されている工具
を主軸2に嵌着させるに先立ち、主軸回転な交換される
工具の回転数に近似させる主軸回転同調回路SSシ第7
図で説明する。工具交換位置にあるツールボッ1−TP
内の工具回転数はセンサD1によって検出され、また主
軸の回転数もセンサD2によって検出されており、比較
器CPで両者2.TI(T2)の回転速度差が出力され
る。比較器CPの出力は主軸駆動モータMQをコントロ
ールする制御部c1、切換器Sを介してドライブ回路D
Qに結ばれている。
即ち、切換器Sは、工具把持指令e1によって制御部C
1の出力をドライブ回路DQと結び、モータMQを調整
して主軸の回転数が工具の回転数に合わせられる。なお
、工具把持指令e1が消滅すると、切換器Sは主軸回転
設定器SPによって定められる制御部C2と結ばれる。
本発明の工具交換装置は上述の如くであり、以下その作
用を説明する。第1図のように工具交換時期になると、
アームTAが待機位置から旋回して両端の把持器H1,
H2が主軸2の工具T1及び工具交換位置にある工具T
2の各フランジFl、 F2と対向する。どの後、工具
把持指令e1が発信されろと、主軸回転同調回路SSが
働いて主軸2の回転数がツールポンドTP内で慣性回転
している工具T2の回転数まで若干下げられろ。工具把
持指令e1は第6図に示すよう各電磁弁vl、 V2を
作動させて、高圧空気源P1からは吹出孔α・・・に高
圧空気が供給され、高圧空気源P2から配管P3を通っ
てピストン17.27を後退させる。而して、第2,4
図のように一対の把持爪15.16.25.26が工具
TI、T2のフランジF1.F2を空気軸受の状態で回
転自在に把持する。
従って、主軸2及びツールボッ1−TPがら引き抜かれ
た工具TI、 T2は把持器H1,H2内で高速回転し
ており、アーム旋回ののち、新しい工具T2が主軸2に
使用済みの工具T1がツールポットTP内に回転したま
ま嵌入される。このとき、新しい工具T2は係合窪み3
0・・・を主軸の係合駒31・・・に両者2゜T2の回
転速度の微少な差によって合致嵌合される。
この後は、工具の解除指令e2によって電磁弁V2カ切
換えられて把持爪15.16.25.26を開き、電磁
弁■1が消勢されて吹出孔α・・・への空気供給が断た
れる。また、主軸回転同調回路SSの切換器Sも主軸回
転設定器SPからの指令で主軸駆動モータMQを回転駆
動する。そして、アームTAが待機位置に戻って新しい
工具T2によるワークの加工が行われる。
」−記工具交換作用において、主軸2は高速回転された
まま(ノールポット内の工具回転数まで下げられるが)
であり、主軸の加減速動作やキー合わせ時間が省略され
、工具交換時間を飛躍的に短縮する。従って、ワーク加
工時間が非常に短く頻繁な工具交換作用を繰返す多種多
量生産ラインの汎用専用機のATC装置としてその性能
を発揮できる。
本発明の工具交換装置は上記一実施例に限定されること
な〈発明の要旨内での設計変更が可能である。例えば、
把持器はアームの片側だけに取付けた型式であってもよ
いし、ソールポットTP内の内錐筒4を省略して直接ベ
アリング5.5の内輪で工具のシャンクな承持するよっ
てしてもよいし、静圧軸受としてもよい。また、ノール
ポット内の工具回転数がほとんど減速されないのであれ
は、主軸回転同調回路SS&省略することも可能である
本発明の工具交換装置によるときは」−述ノヨうに構成
したから、マガジンの工具゛及び主軸を高速回転させた
ままで工具交換作用を非常に短時間に行うことができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置を備えた主軸頭の正面図、第2図は
ソールポットの断面図、第3,4図は主軸と工具との保
合関係を示す第1実施例の正面図と第2実施例の斜視図
、第5図は工具を把持する把持爪の断面図、第6図は工
具交換アームの把持爪駆動系を示す系統図、第7図は主
軸回転同調回路のブロック線図である。 1・・・主軸頭、2・・・主軸、3・・・テーパ穴、4
・・・p[f[、Fl、 F’2・・・フランジ、 T
P・・・ノールボッ) 、、 TI、 T2・・・工具
、TM・・・工具貯蔵庫、TA・・・工具交換アーム、
H,H2・・・把持器、15゜j6.25.261−把
持爪、15a、  16a、  25a+  26a・
・・内周面、α・・・吹出孔、ss・・・主軸回転同調
回路。 出願人 達州製作株式会社 1M 茅 tljJ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 各ノー/←ポットに保持される工具を空回転のまま保持
    する工具貯蔵マガジンと、静圧軸受の把持爪で工具を回
    転したまま把持する工具交換7−ムと、工具交換アーム
    の把持器に保持された工具と回転状態で保合嵌着する主
    軸とからなる主軸無制動式1具交換装置。
JP57193624A 1982-11-04 1982-11-04 主軸無制動式工具交換装置 Pending JPS5988236A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57193624A JPS5988236A (ja) 1982-11-04 1982-11-04 主軸無制動式工具交換装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57193624A JPS5988236A (ja) 1982-11-04 1982-11-04 主軸無制動式工具交換装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5988236A true JPS5988236A (ja) 1984-05-22

Family

ID=16311031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57193624A Pending JPS5988236A (ja) 1982-11-04 1982-11-04 主軸無制動式工具交換装置

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JP (1) JPS5988236A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0249898A2 (de) * 1986-06-18 1987-12-23 Chiron-Werke GmbH & Co. KG Greifer für einen Werkzeughalter einer Werkzeugmaschine
US4827599A (en) * 1988-08-10 1989-05-09 Chiron-Werke Gmbh & Co. Kg Machine tool
US4910860A (en) * 1987-10-14 1990-03-27 Chiron-Werke Gmbh & Co. Kg Toolholder for a machine tool
EP0517085A1 (de) * 1991-05-30 1992-12-09 Chiron-Werke GmbH & Co. KG Verfahren zum Wechseln von Werkzeugen an einer Werkzeugmaschine

Cited By (5)

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