JPS60238248A - 工作機械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】 （１）発明の目的 （イ）産業上の利用分野 本発明は工具の自動交換時間の短縮と、非切削一時間の
短縮を回るに好適な工作機械の自動工具交換装置に関す
る。

（ロ）従来技術 第１図に示す如き数値制御工作機械において、ヘッド１
０上には多数の工具１１を保有する工具マガジン１２が
固定され、工具１１は工具マガジン１２と主軸１３間で
自動工具交換される。主軸１３はコラム】４に示矢Ｙ軸
方向に摺動自在に支持され、モータ１５により移動する
と共に、図示しない駆動手段により回転し得るように形
成される。またコラム１４はベッド１０上に示矢Ｚ方向
に摺動自在に載置され、モータ１６により移動する。工
作物を載置するテーブル１７はモータ１８によりＸ方向
（Ｙ、Ｚ方向に直交）に移動可能に形成される。

主軸１３に固定された工具により工作物を加工した後、
主軸１３と工具マガジン１２とは所定の関係位置に位置
決めされ、自動工具交換装置１９により工具１１の自動
交換が行われる。

（ハ）問題点 工具交換のためには、主軸１３が上記の関係位置まで移
動する時間、所望工具１１を工具マガジン１２内で所定
交換位置まで回送する時間および回送された工具１１を
自動工具交換装置１９により引き出し、これを主軸１３
内に挿入する時間が必要となり従来技術ではこれ等の加
算時間が非切削時間となり、機械稼動率を低下させる主
要要因とされていた。

（ニ）目的 本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであり、その
目的は自動工具交換時間および非切削時間の短縮を図る
と共に、工具交換動作に連動して工具を１：実に、かつ
迅速に把持し、機械稼動率を向にする工作機械の自動工
具交換装置を提供するごとにある。

（２）発明の構成 （イ）解決手段 本発明は上記目的を達成するために、互いに直交する平
面に沿って移′動可能でワークテーブルの左右動、コラ
ムの前後動および主軸ユニットの上下動でワークの加工
を行なう工作機械の振込み形自動工具交換装置において
、上記コラム近傍に設けられた工具マガジンと、該工具
マガジンに枢支され工具マガジンと上記主軸ユニットの
主軸との間を回動する振込みボディと、該振込みボディ
を回動する駆動源と、上記振込みボディに設けられ上記
工具マガジンおよび上記主軸の工具を把持して交換する
アームを有する工具交換機構と、工具交換のため上記コ
ラムが上記工具マガジンと主軸との所定の関係位置まで
移動する間に上記駆動源を駆動し振込みボディを揺動さ
せる検知手段と、該検知手段により上記アームが待機位
置から揺動し上記コラムの移動に同期して上記主軸の工
具を把持する所定の交換位置まで連動する保合手段と、
上記コラムを上記所定の関係位置まで移動させて位置決
めするサーボモータとからなる工作機械の自動工具交換
装置を特徴としたものである。

（ロ）実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第２図は第１図をＡ矢視した平面図である。

主軸１３はコラム１４と共にＺ方向に後退し、工具交換
のための所定の関係位置に位置決めされる。

−１−具マガジン１２には多数個の−「具ホルダ１２０
０がナエーンポイールのチェーン１２０１に支持されて
配列され、工具ホルダ１２００内には工具１１が収納さ
れている。

主軸１３と工具マガジン１２間の９０°空間内には自動
工具交換装置１９が工具マガジン１２側から角度；（０
°　（θで示す）離れた状態で位置決めされる。

後に詳説するがこの位置を自動工具交換装置１９の原点
位置とする。

自動工具交換装置１９は、工具マガジン１２の主軸１３
側端に枢支され、上記原点位置を基点として主軸１３側
および工具マガジン１２側に回動可能に形成される摺動
部１と、摺動部１にその揺動方向に沿う向きに摺動可能
に支持される摺動部２と、摺動部２にその摺動方向と直
交する向きに摺動可能に支持されると共に、その摺動軸
線まわりに回動可能に保持されるアーム１ルダ３と、ア
ームホルダ３に固定され工具１１に着脱可能に係合する
爪部（図に明示してない）を有するアーム４と、後に説
明する図示しない工具ロック手段５等とから構成される
。

後に詳説するが、自動工具交換装置１９は、２点鎖線に
示す如く、工具マガジン１２から所望の工具１１ａを引
き出し、上記原点位置で待機すると共に、角度６０°回
動し、工具］１ａを主軸】３内に挿入すべく動作するも
のである。なお、工具マガジン１２と主軸１３側とは開
閉可能なカバー２０により仕切られ、加工中の切粉およ
び潤滑油の飛散を防止している。

以下、自動工具交換装置１９の各要素を順次説明する。

まず、摺動部１を説明する。

第３図は第１図のＢ矢視の正面図、第４図は第２図に２
点鎖線で示す如く、自動工具交換装置１９が主軸１３側
に振り込んだ位置における状態を示す一部平面図である
。

ｔｇ動部１は大別して工具マガジン１２に枢支される支
持金具１０１と、支持金具１０１を回動する移動機構１
０２　、！：から構成される。

第２図および第３図に示す如く、支持金具１０１は工具
マガジン１２に固定される支持具１０３にピン１０４を
介し枢支され揺動可能に支持される。第３図および後に
説明する第８図に示す如く、支持金具１０１には案内部
１０７が形成され、案内部１０７には摺動部２を案内す
るガイドバー１０５がボルト１０６（第８図に示す）に
より固定される。また第５図に示す如く、移動機ｆｉ］
０２が連結するビン１０８が固定される。第４図に示す
如く、支持金具１０１にはカムフォロア１０９が枢着さ
れるブラケット１１０が一体的に形成され、接続される
油圧ホース１１１を支持する金具１１２が固定される。

第３図。

第４図に示す如く、コラム１４側にはカムフォロア１０
９が当接するストッパー１３０１がボルト１３ｏ２によ
り固定される。なお、第３図にはコラム１４がＺ方向に
摺動する摺動案内部１４０１が示され、第４図にはコラ
ム１４に沿ってＹ方向に摺動する主軸１３を支持するＹ
軸ガイド１４０２が示されている。

第２図に示す如く、移動機構１０２は直列に連結される
３０度側ストロークのシリンダ１１３と６０度側ストロ
ークのシリンダ１１４が設けられ、シリンダ１１４の開
放端側に連結されるピボット金具１１５は支持金具１０
１に固定されるビン１０８に球面ジヨイント結合し、シ
リンダ１１３の開放端側に連結されるピボット金具１１
６は工具マガジン１２に固定されるピン１２０２と球面
ジヨイント結合する。なお振れ止め具１１７は工具マガ
ジン１２に係合し、移動機構１０２の振れを防止してい
る。

以上の構成により、シリンダ１１３を動作すると自動工
具交換装置１９は上記原点位置がら３ｏ度だけ工具マガ
ジン１２側に振り込まれ、シリンダ１１４を動作すると
、６０度だけ主軸１３側に振り込まれることになる。

次に、摺動部２を説明する。

第５図は第２図のＣ矢視図、第６図は第５図のＤ矢視図
、第７図は第５図の■−■線断面図、第８図は第２図の
■−■線断面図である。

摺動本体２０１ａおよび２０１ｂはボルト２０３で一体
的に結合され箱体を形成する（第５図）。第６図および
第８図に示す如く、摺動本体２０１ａ内にはガイドバー
１０５を案内するガイドブツシュ２０２が嵌挿される。

第６図および第７図によく示す如く、摺動本体２０１ａ
の一側面側にはブラケット２０４の一端側がボルト２０
５により固定され、ブラケット２０４の他端側にはピス
トンロノド２０６の一端が結合される。ピストンロッド
２０６は摺動部１の案内部１０７に貫通形成されたシリ
ンダ穴１１８（第７図および第８図に示す）に嵌入され
たブツシュ１１９内に挿入され、ピストン２０７はブツ
シュ１１９に摺動可能に係合する。第７図に示す如く、
シリンダ穴１１８の両開放端には蓋２０８，２０９が取
付けられこれを閉止すると共に、！２０８．２０ｇ−内
には油通路２１０゜２１１が形成される。油通路２１０
．２１１は油圧ホース１１１に連通する通路１２０に連
通ずると共にブツシュ１１９内と連通ずる。またＭ２Ｏ
９にはピストンロッド２０６の他端が当接して停止位置
決められるストッププラグ２１２が螺着される。

以上の構成により、油圧ホース１１１からの圧油が通路
１２０から蓋２０９’Ｏ油通路２１１に導入されると、
ピストン２０７が押圧され、ピストンロッド２０６が図
中右方向に移動し、ブラケット２０４を介し摺動本体２
０１ａをガイドバー１０５に沿って右方向に移動させる
。逆に、図示しない切換弁により蓋２０８側から圧油を
導入することにより摺動本体２０１ａは図中左方向に移
動する。

次にアームホルダ３を説明する。

第８図に示す如く、長筒３０１内にはブツシュ３０２が
挿設され、両者は後に説明するアーム本体４０１を介し
て固定される。ブツシュ３０２の内径にはボールスプラ
イン３０３が挿設される。ブツシュ３０２内にはホール
スプライン３０３を介して駆動軸３０４の一端側が挿入
される。従って、ブツシュ３０２は駆動軸３０４に噛合
すると共に、その軸線に沿って摺動可能となる駆動軸３
０４の他端側はスリーブ３０５にキー結合し、かつプラ
グ３０９を介し、ボルト３１０により固定される。スリ
ーブ３０５は軸受３０６により支持され、軸受３０６は
摺動本体２０１ｂにガイドバー１０５と直交する向きに
形成された穴３０７に嵌挿保持される。またスリーブ３
０５にはトルクモーフ３０８が係合し、これを回動する
。

ブツシュ３０２の外径には軸受３１１を介し連結板３１
２が嵌挿され、連結板３１２にはピストンロノ１−３１
３の一端側が連結される。ピストンロノｔ”３１３の他
端側に形成されるピストン３１４　はブツシュ３１５内
に摺動可能に保持され、ブツシュ３１５は摺動本体２０
１ｂに穴３０７と平行に貫通形成されたノリンダ穴３１
６内に嵌入される。またシリンダ穴；３１６の両端側に
は蓋３１７．３１８が取付け、られ、蓋３１７゜３１８
に形成された油通路３１９，３２０はブツシュ３１５内
に連通すると共に油圧ボースＩＩＩに連通ずる通路１２
．１に連通ずる。

以上の構成により、ピストンロッド３１３は油圧ホース
１．１１側から圧油を通路１２１、油通路３１９゜３２
０に導入することにより図中左右方向に移動する。

第６図に示す如く、連結板３１２にはドッグ３２１゜が
取付けられたロッド３２３が連結し、ドッグ３２１゜に
よりリミットスイッチ３２４　、３２５がアームホルダ
３の移動位置を検出す′る。

以上の構成により、長筒３０１はピストンロッド３１３
によりその軸線方向に移動すると共に、駆動軸３０４に
より回動される。

次に、アーム４を説明する。

上記の如く、アーム本体４０１は長筒３０１に固定され
、軸線方向に移動すると共に駆動軸３０４まわりに回動
する。アーム本体４０１は１８０度づつ回動するように
制御されている。

第９図は第８図のＥ矢視の一部断面図で、平板状のアー
ム本体４０１の両端側には爪部４０２が形成される。爪
部４０２は爪部材４０３と、アーム本体４０１に形成さ
れ、工具１１の把持部１１ｏ１に係合する係止部４０４
と、工具１１の位置決め溝１１０２に嵌合する位置決め
駒４０５とから形成される。

爪部材４０３は第９図、第１２図に示す如く、レバー形
状に形成され、その中央部近傍をアーム本体４０１にピ
ン４０６を介し枢支され、その一端側にば工具１１の把
持部１１０１に係止する爪状突起４０３ａが形成されろ
。

アーム本体４０１の爪部４０２の近傍には爪部材４０３
の他端側に当接するスプリング４０９が収納される穴４
１０が形成される。スプリング４０９は爪部４Ａ４０３
の爪状突起４０３ａを閉しる側に付勢する。

位置決め駒４０５はアーム本体４０１にボルト４０７に
より固定され、アーム本体４０１の位置決め駒４０５と
対峙する位置には主軸１３の工具ストッパ１２０３の収
納される逃げ溝４０８が凹設される。

以上の構成により、アーム本体４０１は１８０度づつ回
動して工具１１に係合し、爪部４０２により工具１１を
把持する。把持力はスプリング４０９および５０５のバ
ネ力に比例し、工具１１の離脱はこのハネ力に抗して爪
部材４０３をピン４０６まわりに回動することによって
行われる。

次に、工具ロック手段５を説明する。

第９図、第１３図に示す如く、アーム本体４０１に結合
する長筒３０１の外周部に対峙して形成される１対のボ
ス３０１ａには穴３０１ｂが形成され、穴３０１ｂ内に
は楔状位置決めピン５０１が挿入される。楔状位置決め
ピン５０１　はアーム本体４０１およびブツシュ３０２
を貫通し、摺動本体２０１ｂの一端面側に突出し、その
突出端には突部５０１ａを形成する。また楔状位置決め
ピン５０１の突起５０１ａと反対側端面と穴３０１ｂの
閉止端間にはスプリング５０２が介設され、スプリング
５０２は突部５０１ａを摺動本体２０１ｂ側に付勢する
ように作用する。またボス３０１ａには穴３０１ｂに連
通ずる貫通小穴３０１ｃが形成され、穴３０１ｂの空気
抜をしている。

楔状位置決めピン５０１の中間位置には凹＊５０１ｂと
１頃斜面５０１ｃが形成される。

摺動本体２０１ｂのアーム本体４０１側の端面には、位
置決めボルト２１３が螺着され、位置決めボルト２１３
に形成された位置決め穴２１３ａには突起５０１ａが挿
入される。これにより、楔状位置決めピン５０１の長手
方向の移動が拘束される。楔状位置決めピン５０１の凹
溝５０１ｂは上記拘束状態で丁度アーム本体４０１の板
厚のほぼ中央部に位置するように形成され、？Ｊ０ 第９図、第１１図に示す如く、アーム本体４０１の板厚
内のほぼ中央には、楔ピン５０３が挿設される穴５０４
が形成される。穴５０４の一端側は開放されると共に、
他端側は楔状位置決めピン５０１側に連通ずる。楔ピン
５０３の一端部は爪部材４０３の他端側に当接し、その
他端部には楔状位置決めピン５０１の傾斜面５０１Ｃに
密接する傾斜部５０３ａが形成される。また楔ピン５０
３の頭部５０３ｂと穴５０４間にはスプリング５０５が
介設され、楔ビン５０３の頭部５０３ｂを爪部材４０３
側に圧接すべく付勢している。

また楔ピン５０３には長溝５０３Ｃが凹設され、アーム
本体４０１に頓着された廻り止めピン５０６により廻り
止めされる。

第１４図、第１５図に示す如く、摺動本体２０１ｂのア
ーム側の端面には位置決め金具５０７が設けられている
。位置決め金具５０７は摺動本体２０１ｂ側に頓着され
るガイド軸５０８に摺動可能に保持されると共に、位置
決め金具５０７と摺動本体２０１ｂ側間にはスプリング
５０９が介設される。

一方、工具マガジン１２の側面にはストッパーポル）　
１２０４が調整自在に固定される。自動工具交換装置１
９が工具マガジン側に振れ込まれて、位置決め金具５０
７がストッパーボルト２０４に当接するとアームホルダ
３の上記楔状位置決めピン５０１の突起５０１ａが位置
決め金具５０７の穴５１０に嵌入し得る位置にストッパ
ーボルト１２０４は調整される。

位置決め金具５０７がストッパーポル）　１２０４に当
接すると、スプリング５０９のハネ力に抗して位置決め
金具５０７は摺動本体２０１ｂに近接する方向に移動す
る。この状態で位置決め金具５０７に形成された穴５１
０は位置決めボルト２１３の位置決め穴２１３ａと対峙
する同一円周位置に位置決めされるように形成される。

なお第１５図に示す位置決め金具５０７の摺動本体２０
１ｂの端面からの高さｈは位置決めボルト２１３の高さ
Ｈ（第１３図に示す）と同一寸法に形成される。

以上の構成により、アーム４が回動し、楔状位置決めピ
ン５０１の突起５０１ａが位置決めボルト２１３の位置
決め穴２１３ａ又は位置決め金具５０７の穴５１０に挿
入されることによりアーム４は楔状位置決めピン５０１
の長手方向が拘束される。また、楔ビン５０３の１頃斜
部５０３ａが楔状位置決めピン５０１の傾斜面５０１ｃ
に当接すると、爪状突起４０３ａの外開き方向の動きが
拘束され、爪部４０２に把持された工具１１はロックさ
れる。また傾斜部５０３ａが凹溝５０１ｂと対峙する位
置にある場合には上記拘束は解除され工具１１はアンロ
ックされる。

（ハ）作用 次に、本実施例の作用について説明する。

第１６図（ａ）は自動工具交換装置１９の原点位置を示
す。

説明の便宜主補動部１が工具マガジン１２側に振り込む
のをマガジン側と称し、３０度振り込んだ状態でアーム
４に把持される工具１１は工具ホルダ１２００と対峙す
る位置にくるように形成される。また原点位置から擦動
部１が主軸側に振込むのを主軸側と称呼する。摺動部２
が工具マガジン１２側に動くのを左行とし、主軸側に動
くのを右行とする。

アームホルダ３は図示の上方向に移動するのを後退、逆
を前進とする。

原点位置は擦動部１がθ−３０°の位置、摺動部２が左
端位置、アームホルダ３が後退、アーム４が第１図に示
す如く水平状態にある状態をいう。

また工具交換する所定の関係位置は第１図に示ス如＜コ
ラム１４がＺ方向に後退し、工具マガジン１２と近接す
る位置である。この位置は第２図に示す如くドッグ１４
０３、リミットスイッチ１００１により検知される。す
なわち、工具交換指令によりコラム１４がＺ方向に後退
し、工具交換位置の手前でドッグ１４０３とリミットス
イッチ１００１により検知信号が発せられ、この信号に
より次の工具を把持して待機しいた自動工具交換装置１
９は、主軸側への振り込みを開始する。コラム１４が工
具交換位置で停止した時点と同時に工具交換装置１９の
カムフォロア１０９とストッパー１３０１が当接し振り
込み動作が完了する。また交換されるために呼出される
工具の呼出し位置は第１図に示す如く工具マガジン１２
のＹ方向の中央主軸側で、ある。

第１６図（ａ＋に示す如く、工具マガジン１２に戻入さ
れる工具１１が原点位置でアーム４に保持される。

加工完了後主軸１３は工具交換のため所定の関係位置に
向って後退移動を開始する。主軸１３が所定の関係位置
に到達するまでに以下に説明する動作が行われる。

すなわち、第１６図ｆｂｌに示す如くアームホルダ３が
前進する。後に詳説するが前進により工具１１の把持は
拘束され、迅速動作が行われても工具１１は確実に把持
される。第１６図（Ｃ）に示す如＜、補動部１がマガジ
ン側に回動し、工具１１を工具ホルダ１２００と対峙す
る位置に位置決めする。ここでストッパーボルト１２０
４が当接し上記した如く工具ロック手段５の位置決め金
具５０７が所定位置に配置されろ。次に第１６図（ｄ）
に示す如くアームホルダ３を後退するとＴ！１：１１は
工具ホルダ１２００内に収納され、アーＪ′・４と二［
具１１との拘束が解除される。

第１６図ｔｅｌに示す如く、摺動部２が右行するとアー
ノ、４は工具１１から外れる。次に図示しない手段によ
り工具マガジン１２が動作し、第１６図（ｆ）に示す如
く待艮工具１１ａが上記の工具の呼出し位置に回送され
る。次に摺動部２を左行し、第１６図（ｄｌに点線で示
す如く工具１１ａをアームホルダ４で把持する。以下、
第１６図（Ｃ１，（ｂｌ、　ｔａｌに点線で示す如く工
具１１ａは原点位置に移動位置されて待機する。この状
態で上記の如く主軸が所定の関係位置に移動される。

第１７図Ｆａｔないしくｄ）は主軸１３側に上記の待機
工具１１ａを挿入する動作を示す。

第１７図（ａ＋に示す如く、所定の関係位置に主軸１３
が後退した状態では、カバー２０は開放され、主軸１３
には用済の工具１１ｂが挿設されている。第１７図（ｂ
ｌに示す如（、摺動部１が主軸側に回動するとアーム４
は工具１１ｂの把持部１１０１と対峙する位置に位置決
めされる。

次に、第１７図（Ｃ１に示す如く、摺動部２を右行する
と、アーム４は工具１１ｂを把持する。この状態で第１
７図（ｄｌに示す如く、アームホルダ３を前進すると工
具１１ｂは主軸１３から引き抜かれ、アームに拘束把持
される。

次に、図示していないがアームホルダ３を１８０度回動
し、工具１１ａが主軸１３と対峙する位置に移動し、ア
ームボルダ３を後退することによりＴ具１ｔａは」−軸
１３内に挿入される（第１７図ｆｅ）の状態）。

以下、第１７図ｆｂｌの如く摺動部２を左行せしめ、第
１７図（ａｌ　４ご示ず原点位置に復帰することにより
］−興交換が終了する。以Ｆ、第１６図に示した動作が
繰返し行われる。

次に、工具ロック手段５の作用を説明する。

第１８図（ａｌに示す如（、自動工具交換装置が上記の
原点位置に位置決めされる状態では、楔状位置決めビン
５０１の突起５０１ａは位置決めボルト２１３の位置決
め穴２１３ａに挿入され、スプリング５０２は押圧され
、その凹溝５０１ｃと対峙する位置に楔ピン５０３の傾
斜部５０３ａが配置される。スプリング５０５により梗
ピン５０３と爪部材４０３は圧接され、爪部材４０３の
閉じる方向に付勢されるが、傾斜部５０３ａと凹溝５０
］ｃ間には間隙が形成されるため、この分だけ爪部材４
０３は開く方向に自由に動き得る。従って、上記状態に
ある場合には工具１１は着脱可能となる。また位置決め
金具５０７はスプリング５０９により摺動本体２０１ｂ
から離れた位置に配置される。

第１８図（ｂｌに示す如く、自動工具交換装置１９のア
ームボルダ３を前進させると、楔状位置決めビン５０１
は位置決めボルト対３から離れ、軸方向の拘束が解除さ
れる。スプリング５０２のハネ力により楔状位置決めビ
ン５０１は軸方向に移動され、傾斜面５０１ｃと楔ピン
５０３の傾斜部５０３ａとが接触する位置で停止する。

これにより楔ピン５０３の移動は拘束され、爪部材４０
３の開く方向の移動は拘束される。従って工具１１は爪
部４０２に堅く把持される。

次に、図示の如く自動工具交換装置１９を工具マガジン
１２側に回動するとストッパーポル目２０４と位置決め
金具５０７とが当接し、上記の如く穴５１０が楔状位置
決めビン５０１の突起５０１ａと対峙する位置に位置決
めされるど 第１８図（ｃｌに示す如く、自動工具交換装置１９を後
退させると、穴５１０内に突起５０１ａが挿入され、楔
状位置決めビン５０１は押し下げられる。上記した如く
、位置決めボルト２１３の高さ°Ｈと位置決め金具５０
７の高さｈとは等しいため、楔状位置決めピン５０１　
は第１８図（ａｌに示す位置と同様に位置決めされる。

従って、爪部材４０３の拘束は解除されることになる。

第１９図は工具交換のフローチャートを示す。

第１９図（ａｌは工具交換の全体の流れを示すものでス
テップ１　（以下Ｐ１と記載する）では主軸に挿入され
る工具ＡＡが選定される。Ｐ２では自動工員交換装置の
原点位置にある待機工具と工具ＡＡとが比較され、等し
い場合にはＰｌに飛び工具交換される。等しくない場合
には用済の工具ＢＢを収納するための工具ボッし呼出し
が行われ、Ｐ４で工具ＢＢの工具戻しが行われる。次に
、Ｐｓで工具ＡＡの工具ポット呼出が行われ、Ｐｓで工
具ＡＡの工具つかみが行われ、工具ＡＡは原点位置に位
置決めされ待機工具となりＰｌで工具交換が行われる。

第１９図（ｂｌは工具ポット呼出しのため流れを示すも
のである。

Ｐｌでは呼出される工具ＢＢの工具ポット番号と呼出し
位置にある工具ポット番号とが比較され、等しい場合に
はＰ８に進み呼出し完了となる。等しくない場合にはＰ
２で工具マガジンのロケートピンが抜かれ、Ｐｓで呼出
し位置に近回り方向の判断がされ、Ｐ４で工具マガジン
がその方向に回転し、Ｐｓでロケートピンが挿入され、
Ｐｓて割出し完了し、Ｐｌで工具マガジンが停止し、Ｐ
ｓで呼出し位置に所望の工具ポット番号のものが呼出さ
れて完了する。

第９図（Ｃ１は工具戻しの流れを示す。

Ｐｌでアームが前進し、Ｐ２で呼出し位置の工具ポット
内の工具の有無を確認する。工具が有る場合にはアラー
ムを発し、停止する。無い場合にはＰｓに進み、アーム
を工具マガジン側に回動し、Ｐ４でアームを後退し工具
を工具ポット内に収納する。

次に、Ｐｓでアームを右行せしめ、工具からアームを開
放する。Ｐｓで必要とする工具を指示し、待機工具番号
を書替えＰｌで完了する。

第９図（ｄ＋は工具マガジンから所望の工具をつかみ出
す流れを示す。

Ｐｌでアームを左行し工具マガジン内の所望の工具を把
持する。Ｐ２でアームを前進し工具を引き抜き、Ｐｓで
工具番号を書替え待機工具ＡＡとする。Ｐ４でアームを
原点位置に回動、し、Ｐｓでアームを後退し、原点位置
に復帰し、待機工具ＡＡを把持した状態でＰｓで完了す
る。

（３）発明の効果 本発明によれば次の如き効果が上げられる。

１）所望の工具が主軸側により近い任意の角度の原点位
置ですでに待機しているため工具交換時間が短縮される
。

２）主軸が所定の工具交換位置に向って移動している間
に、所望の工具を工具マガジンから引き出し、原点位置
に待機する動作が行われると共に、上記移動中にドアー
が開かれ到達と同時に振り込み動作が完了して工具交換
が行われるため非切削時間（チンブツウチソプ時間）を
大幅に短縮し、機械稼動率を向上することができる３）
王！１−の呼出し位置を工具マガジンの中央としたため
、工具交換時間を短縮することができる。

４）装置の回動、左右向、前後進がそれぞれ独立に動作
し得るので、工具交換動作を迅速、確実に行うことがで
きる。

５）工具交換動作と連′動して工具のロックおよび７ン
ｕツクが行われ、かつ確実な把持が行われるため、迅速
な工具交換が可能となる。

６）工具のロック・７ンロソクにおいてモータの如き駆
動源を付設する必要がないので簡便、軽量な構造となり
従って迅速動作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例が通用された工作機械の全体
構造を示す側面図、第２図は第１図のＡ矢視における平
面図、第３図は第】図のＢ矢視からの正面図、第４図は
主軸側に振り込まれた状態の擦動部まわりの構造を示す
一部平面図、第５図は第２図のＣ矢視図、第６図は第５
図のＤ矢視図、第７図は第５図の■−■線断面図、第８
図は第２図の■−■線断面図、第９図は第８図のＥ矢視
の一部断面図、第１θ図は第９図の側面図、第１１図は
第９図のＸＩ−ＸＩ線断面図、第１２図は第９図の一部
底面図、第１３図は第９図のｘｍ−ｘｍ線断面図、第１
４図は工具ロック手段の位置決め金具の取付状態を示す
底面図、第１５図は第１４図のＸＶ−ＸＶ線断面図、第
１６図（ａｌないしくｆｌは工具戻し、工具つかみの動
作を示す説明図、第１７図（ａｌないしくｄ＋は主軸側
と工具交換する動作を示す説明図、第１８図ｔｉｔない
しくＣ１は工具ロック手段の動作を示す説明図、第１９
図（ａｌないし＋ｄ＋は工具交換の流れを示す線図であ
る。 １１１．揺動部　２１．、摺動部 ３１１．アームホルダ　４４１．アーム５１１．工具ロ
ック手段 ６１９．制御手段　１０．、、ヘッド １１．１１ａ、ｌｌｂ、、、工具　１２．、、工具マガ
ジン１３、、、主軸　１４．、、コラム １５、１６．１８．　、　、モータ　１７．　、　、テ
ーブル１９、　、　、自動工具交換袋Ｗ　− １０１、、、支持金具”　１０２．、、移動機構１０５
、、、ガイドバー　１０７．、、案内部１０９、　、　
、カムフォロア　１１１．、、油圧ホース１３０１、、
、ストッパー　１１３，１１４．、、シリンダ２０１ａ
、２０１ｈ、、、摺動本体 ２０２、　、　、ガイドブツシュ ２０６、、、ピストンロッド ２０７、、、ビス−トン　３０１．、、長筒３０１ａ、
、、ボス　３０３．、、ボールスプライン３０４、、、
駆動軸　３０８．、、ｌ−ルクモーク３１２、　、　、
連結板　３１３．、、ピストンロノ３１４、、、ピスト
ン　４０１．、、アーム本体４０２、　、　、爪部　４
０３．　、　、爪部材５０１、、、楔状位置決めピン ２１３、　、　、位置決めボルト ５０３、；、楔ピン　５０７．、、位置決め金具特許出
願人　日立精機株式会社 第１８図 （ｂ） （Ｃ） 第１９図 （α）（ｂ） 第１９図 （ｃ）　（ｄ） −″］−３六ネ市ｊ１三テ薯、（自発）昭和５９年　７
月１９０ 特ａ’ｌ庁長官　殿 １１１件の表示　特顎昭５９−０９４９９８号２、発明
の名称　］二作機械の自動工具交換装置３、′４＋ｆ目
［二を一５°ろ者 事件との関係　出願人 住所　東京都千代田区丸の内２の４の１氏名　日立精機
株式会社　（外　名） ４、代理人 ５、補正の対象 別紙 、（１）　図面中、第１８図１８＋を別添のとおり補正
します。 （２）　明細書中の「発明の詳細な説明」欄の２１ペ一
ジ８行目から２３ペ一ジ３行目までの文章を次のとおり
補正しまず。 「次に、工具ロック手段５の作用を説明する。 の突起５０１ａは摺動本体２０１ｂに穿孔されている穴
う ２０１ｃ挿入され、さらにスプリング５０２の押圧力に
よって傾斜面５０１ｃと喫ビン５０３の傾斜部５０３ａ
とが係合する。 これにより模ビン５０３の移動は拘束され、爪部材４０
３の開く方向の移動は拘束される。従って工具１１は爪
部材４０２に堅く把持される。また位置決め金具５０７
はスプリング５０９により摺動本体２０１ｂから離れた
位置に配置される。 次に、第１８図（ｂｌに示す如く、自動工具交接装置Ｉ
９のアームホルダー３を前進さセ、さらに工具マガジン
１２側に回動すると、ストッパーポル）１２０４と位置
決め金具５０７とが当接し、穴５１０が摺動本体２０１
ｂの穴２０１Ｃと、樹状位置決めピン５０１の突起５０
１ａと対峙する位置に位置決めされる。このとき、爪部
材４０３の開く方向の移動は拘束された状態をそのまま
維持している。 第１８図１８＋に示す如く、自動工具交換装置１９を後
退させると、穴５１０内に突起５０１ａが挿入され、樹
状位置決めビン５０１は押し上げられる。傾斜面５０１
ｃと模ピン５０３の傾斜部５０３ａとは切離される。ス
プリング５０５により喫ビン５０３と爪部材４０３は圧
接され、爪部材、１０３の閉じる方向に付勢されるが、
傾斜部５０３ａと凹＄５０　Ｉ　ｂ間には間隔が形成さ
れるため、この分だけ爪部材４０３は開（方向に自由に
動き得る。 従って、爪部材４０３の拘束は解除されることになる。 第１８図 （ａ） 手続ン市正書（方式） （特許庁審判長　殿） （特許庁審査官　殿） １、事件の表示　特願昭５９−９４９９８号２、発明の
名称　工作機械の自動工具交換装置３、補正をする者 事件との関係　出願人 住所 氏　名　日立精機　株式会社 ４、代理人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに直交する平面に沿って移動可能でワークテーブル
   の左右動、コラムの前後動および主軸ユニットの上下動
   でワークの加工を行なう工作機械の振込み形自動工具交
   換装置において、上記コラム近傍に設けられた工具マガ
   ジンと、該工具マガジンに枢支され工具マガジンと上記
   主軸ユニットの主軸との間を回動する振込みボディと、
   該振込みボディを回動する駆動源と、上記振込みボディ
   に設けられ上記工具マガジンおよび上記主軸の工具を把
   持して交換するアームを有する工具交換機構と、工具交
   換のため上記コラムが上記工具マガジンと主軸との所定
   の関係位置まで移動する間に上記駆動源を駆動し振込み
   ボディを揺動させる検知手段と、該検知手段により上記
   アームが待機位置から揺動し上記コラムの移動に同期し
   て上記主軸の工具を把持する所定の交換位置まで連動す
   る保合手段と、上記コラムを上記所定の関係位置まで移
   動させて位置決めするサーボモータとからなる工作機械
   の自動工具交換装置。