JPS60249557A - ヘッドチェンジャを備えた工作機械 - 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 本発明は複数のギヤングヘッドを収納したプールライン
から所定のギヤングヘッドを加工内容に応して選択的に
取出し、工作機械の割出し可能なタレットヘッド上のギ
ヤングヘッドと自動的にチェンジを行う為のヘッドチェ
ンジャに関する。

（［１）従来技術 従来、プールラインに収納されたギヤングヘッドと工作
機械の割出し可能なタレットヘッド上のギヤングヘッド
とをチェンジするヘッドチェンジャとしては、旋回割出
し方式による自動ギヤリングヘッド交換装置（以下ヘッ
ドチェンジャという）が通常使用されている。

（ハ）問題点 この旋回割出し方式によるヘッドチェンジャ゛は、装置
そのものが大型で、かつ構造が複雑であり、しかも床ス
ペースを必要以上に取り、さらにチェンジ時間が長くか
かるという問題があった。

（ニ）目的 本発明の目的は、上記事実に鑑み従来の問題点を解決す
るために種々検討を重ねた結果、ギヤングヘッドのチェ
ンジを短時間で迅速に行なえるように可能ならしめると
共に構造が簡単なヘットチェンジャを提供するにある。

（２）発明の構成 （イ）問題点を解決するための手段 本発明は、複数のギヤングヘッドを収納したプールライ
ンのヘッドチェンジ位置で、プールラインに収納された
ギヤングヘッドを昇降させる昇降位置の移動と、クレッ
トのＸ軸方向の移動とによる単純動作でヘッドチェンジ
を行うことを特徴とするものである。

（Ｄ）実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明のへソドチェンシャを説明する為のプー
ルラインを隣接し備えた量産型工作機械で、本実施例で
は２面割出し用クレット型旋盤の側面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ線矢視の２面割出し用タレット型旋盤のみの
背面図である。

第１図および第２図において、ヘッドｌ上にベース２が
載設され、該ベース２にはガイド３が載置され嵌合され
ている。

ガイド３は主軸軸線方向であるＸ軸方向に図略のサーボ
モータで移動し得るようになっている。ガイド３上には
タレット型旋盤のクレットユニット４が載置され、該ク
レットユニット４の前面にはタレットヘッド５が載置さ
れている。

タレットヘッド５はＸ軸方向に対し４５°傾斜していて
、モータ８により回転される。タレットヘッド５には、
切削工具が挿着されたギヤングヘットを取付ける面を有
し、第１図の場合には２面割出し用になっている。タレ
ットヘッド面６ａ、６ｂは夫々クレットヘッド旋回軸に
対して対象位置にあり、タレットヘッドを１８０゜回転
させることにより置換できるようになっている。タレッ
トヘッド面６ａが所定の切削加工位置である。クレット
ヘッド面５ａ、５ｂには夫々複数の切削工具例えばドリ
ル、リーマ等が挿着されたギヤングヘッド７ａ、７ｂが
クランプされている。

タレットヘッドのヘッド面６ａにクランプされたギヤン
グヘッド７ａの前には、角物の工作物ＷがＺ軸方同郡ち
紙面に対し直角な方向であるＸ軸方向に移動可能で、第
１図の２点鎖線の後退位置が所定のヘッド交換位置に割
出された状態を示している。第１図の状態でクレットユ
ニット４が図略のサーボモータでＺ軸の左方へ前進させ
て所定の切削加工を同時に施すのである。

タレット型旋盤の後部には、隣接して複数のギヤングヘ
ッドを収容するプールラインの柱９が立設されている。

柱９の上方には、プールライン１１がＸ軸方向に閉ルー
プで載置されている。プールライン１１には複数個のパ
レット１０が配置され、該パレット１０にはギヤングヘ
ッド（第１図には７Ｃ，７ｄおよび７ｅ）が把持されて
いる。

今タレントヘッド面６ａにクランプされたギヤングヘッ
ド７ａの前面に挿着された複数の切削工具で、角物の工
作物Ｗを切削加工している間に、プールラインに収容さ
れ、パレットに把持されたギヤングヘッドの中から次加
工用ギヤングヘッドをＮＣ装置の指令により呼び出す。

呼び出された空パレットは、詳細を後述するギヤングヘ
ッドチェンジ位置に割出しておく。

（第１図の場合７０の位置）次いで、所定の切削加工が
終了した時点で、モータ８によりギヤングヘッド７ａを
１８００回転させギヤングヘッド７ｂに置換え割出す。

タレットユニット４をＺ軸の右方へ後退させ、ギャング
ヘソドチェンソ位置へ位置決めする。すなわち柱９のプ
ールライン１１の左下部（パレット１０の下部）にギヤ
ングヘッドをタレントユニット４にクランプめするため
の油圧モータを取付けたブラケ、ト１２を突設し、該ブ
ラケット１２の先端にモータの出力軸端１３が突出して
いる。タレ・ノトヘソド５が後退してタレントヘッドに
設けられた偏心軸５８の水平溝１４にモータの出力軸端
　１３が係合する。この場合モータ８は２点鎖線の８′
の位置まで後退する。ギヤングヘッドチェンジ位置にお
けるクランプ・アンクランプの具体的構造については後
述する。

予めギヤングヘットチェンジ位置へ準備し割出された空
バレットに、使用済ギヤングへ・ノド６ａを把持させ移
設する。次いでＮＣ装置の指令により、次加工用ギヤン
グヘッドを呼び出し、へ、トチェンジ位置に割出す。こ
のヘッドチェ、ンジ位置でギヤングヘッドをプールライ
ンからタレ、トヘ移設しチェンジされるのである。タレ
、トをＺ軸の左方へ前進させ、１８０°回転し割出した
後、次の切削加工を開始するのである。

まず、本発明に使用するプールラインの構造について説
明する。

（１）　プールラインの全体的な構造について第３図は
第１図のＢ　−Ｂ　ｗＡ矢視のプールライン１１のみの
概略正面図、第４図は第３図の平面図を示すものである
。

量産型の工作機械特に２面割出し用タレント型旋盤に隣
接して載設されたプールライン１１は第３図および第４
図に示すように、立設された柱９ａ、９ｂおよび９Ｃで
支持されている。

柱９ａ、９ａおよび９ｃ上には、ベース１５が載設され
ている。ベース１５には、ギヤングヘッドを搬送するた
めのレール１６が閉ループ状に敷かれている。レール１
６には、ギヤングヘッドを把持するためのパレットが一
定間隔毎に載置されている。第４図に示す如く、本実施
例ではパレソ）１７ａ〜１７βの１２個が載置されてい
る。各ノくし・ノド１７ａ〜１７ｆｆｉには、夫々ギヤ
ングへ・ノド１８ａ〜ＩＥＩが把持されている。囲路の
駆動源Ｇこより、夫々各パレ・ノド１７ａ〜１７ＥＧこ
把持された各ギヤングへ・ノド１８ａ〜１８βが閉ルー
プ状のレール１６に沿って搬送されるのである。

本実施例では１２個のギヤングへ・ノドを載置したプー
ルラインを示したが、本実施例Ｇこ限定されるものでな
く、切削加工内容、種類によって適宜プールラインの構
造を選定すればよい。

本実施例においては、第４図に示した（イ）の位置がヘ
ッドチェンジ位置で、切削加工中空パレットを予めＮＣ
装置の指令により呼び出し、（イ）の位置に割出し、切
削加工終了後に使用済ギヤングヘッドと次加工用ギヤン
グヘットをチェンジするのである。

（２）プールラインにおけるパレ・ノドに把持されたギ
ヤングヘッドの駆動機構について第５図は第４図のＣ−
Ｃ線矢視の断面図、第６図はギヤングへノドチェンジ位
置（第４図の（イ）位置）における拡大側面図の一部破
断図である。

第５図において、柱９Ｃの上面にはベース１５が載設さ
れていて、該ベース１５の上下部および両側壁にはパレ
ットを搬送させるための軌道となるレール１６が固設さ
れている。

ベース１５の両側壁の脇には、夫々バレン）１７ｅ、１
７ｉが載置されている。パレ・ノド１７ｅ、１７ｉの形
状は同一で後端部がコ字形を形成している。夫々のパレ
ット１７ｅ。

１７ｉの駆動は全く同しであるから、パレット１７ｉに
ついて説明する。

柱９Ｃの上部右端には、パレット１７１を搬送させる為
の出力軸を支える軸受台用の穴１９および柱９Ｃ上に載
設されたベース１５の同一個所に軸受を嵌合させる為の
穴２０が穿孔されている。穴１９に軸受台２１．穴２０
に軸受２２が夫々嵌着されている。

また、ベース１５並びにレール１６の部材１６ａの同一
個所垂直方向へ出力軸用穴２３を穿孔し貫通しである。

ベース１５上に、パレット１７ｉを搬送させる駆動源と
なるモータ２５を配置し、該モータ２５の出力軸２４を
出力軸用穴に嵌入させる。出力軸２４の先端２４ａを軸
受２２に嵌合し、該出力軸２４が自由に回転できるよう
になっている。出力軸２４のほぼ中央部にスプロケット
ホイール２６を嵌合させる。スプロケットホイール２６
の先端２６ａはベース１５の側壁に突出し、後述するロ
ーラーチェンのコマに噛合している。パレット１７１の
コ字形後端部１７ｉａ、１７ｉ−ｂには夫々ガイドロー
ラー２７ａ、２７ｂが軸着されていて、該ガイドローラ
ー２７ａはＬ／−／１ｚ１５の部材１６ｂ。

１６ｃ間に嵌合されて、横方向の動きを規制し落下を防
止している。ガイドローラー２７ｂはレール１６の部材
　１６ｄに抑え付けて倒れを防止している。

第６図および第７図に示す如く、パレットの上部に軸支
されたガイドローラー２７ｃがレール１６に嵌合され、
パレットの下部に軸支されたガイドローラー２７６がレ
ール１６に嵌合されている。夫々のカイトローラー２７
Ｃ，２７ｄがレール１６の軌道を走行してパレットを搬
送するのである。ガイドローラー２７ｅはレール１６上
に載置されていて、パレットの全重量を支えている。ガ
イドローラー２７ｆ、２７ｆ’はレール１６の側壁に抑
え付けてあり、第７図に示す如く、レールをカーブの際
にレールから離脱しないようガイドローラー２７ｃを中
ｒＱ−４こして回動される。

なお、ガイドローラー２７ｃ、２７ｄ。

２７ｆおよび２７ｆ′は、パレット１７ｃに支持された
ブラケ・ノド３４に夫々軸支されている。パレソ）１７
ｃの後部上端には軸受３５．３６が軸支され、該軸受３
５．３６には、旋回軸３７が嵌合されている。カーブす
る際旋回軸３７が旋回して１パレツト１７ｃを追随させ
ているのである。

第５図に示す如く、アーム２８の先端部にはローラーチ
ェーンを固定する為の穴２９が穿孔されていて、該穴２
９にローラーチェーン３０の後部に取付けられているピ
ン３１が着脱可能に係合する。

ローラーチェーン３０ａが前述したスプロケットホイー
２６の歯部２６ａに噛合し、パレット１７１を搬送させ
るのである。

ガイド３２は逆り字形をなしてレール１６上の部材１６
ｅに接合し、該ガイド３２の先端部がローラーチェーン
３０の側部に取付けたフランジ３３に抑え付けてローラ
ーチェーン３０の落下を防止している。

而して、駆動源モータ２５の出力軸２４に伝達され、該
出力軸２４に嵌着しているスプロケットホイール２６を
介してローラーチェーン３０をＸ軸方向に駆動させて、
パレット１７ａ−１７ｆｆｉをレール１６に沿って走行
させ、パレットに把持されたギヤングヘッドを搬送させ
るのである。

本発明の主要部であるギヤングへ・ノドチェンジ位置に
おける構造について説明する。

第７図は第６図の一部切欠平面図、第８図は第６図にお
けるタレントヘッドの半平面図、および第９図は第８図
のＤ　−Ｄ　ｗＡ矢視の側面断面図である。

（１）ヘッドチェンジ位置における昇降位置について 第６図において、ベース側壁の上下端にガイドバー３８
を支持する為の支持部材３９ａ。

３９ｂを固着し、該支持部材３９ａの上部には、パレッ
ト１７Ｃを上下に昇降させる為のシリンダー４０が載置
されている。ガイドバー３８に案内部材４１が嵌合しで
ある。シリンダー４０の作用により案内部材４１が上下
に昇降し得るようになっている。

案内部材４１には、バレット位置決め用シリンダー４２
を支持する支持部材４３が一体化されて載置されている
。

支持部材４３の先端中央部にはシリンダー４２に連結さ
れた位置決め用ロケートピン４４が取付けられ、該位置
決め用ロケートピン４４の対向位置のパレット後部には
穴４５が穿孔され、ブツシュ４６が挿着されている。

シリンダー４０の作用により案内部材４１を介して、バ
レン）１７Ｃが下方へ現在の位置を含めて３段階に停止
するようになっている。バレン）１７Ｃの壁側４７ａの
位置を上昇端位置、４７ｂの位置を受渡し位置および４
７ｃの位置を最下端位置とし、パレットがシリンダー４
０の作用で、４７ａ、４７ｂおよび４７ｃの３位置で停
止するようになっている。

なお、昇降装置はガイドバー３８、案内部材４１および
シリンダー４０の連動を総称して呼ぶものとする。

（２）　ヘッドチェンジ位置におけるパレットの位置決
め機構について パレットがヘッドチェンジ位置くると、シリンダー４２
の作用により、位置決め用ロケートピン４４が前後に移
動して、穴４５に出し入れされてパレットを位置決めす
るのである。

（３）ヘッドチェンジ位置におけるパレットへのギヤン
グヘッド把持機構について 第６図、第７図に示す如（、パレット１７Ｃの両側内側
で、前後部４ケ所に保合ピン４８が固着されている。保
合ピン４８の対向位置となるギヤングヘッド両側壁で前
後部４ゲ所にはヘッドサポート４９が固着され、該ヘッ
ドサポート４９の内部には、上面に開口した馬蹄形溝５
０が切られている。先端にフランジを形成するパレット
の保合ピン４８がギヤングヘッドのヘッドサポート４９
の馬蹄形溝５０に上方から飛び込んで把持されるのであ
る。

（４）　へノドチェンジ位置におけるタレットへのギヤ
ングヘッド位置決め機構について第８図および第９図に
示す如く、ギヤングヘット’　１８　ｃに位置決め用穴
５１を穿孔する。

位置決め用穴５１は相対向位置にもあり、計２ケ所で位
置決めされるようになっている。

タレントヘノド５のヘッド面６ｂには位置決め用ロケー
トピン５２が固着され、位置決め用穴と同様に、相対向
位置にもあり、計２ケ所に設けである。

第６図に示す如く、シリ゛ンダー４０の作用によりパレ
ット１７Ｃが下降し、受渡し位置４７ｂにきて、パレッ
トに把持されたギヤングヘッド１８ｃがタレットヘッド
面６ｂに密着すると、タレシトヘッドに固着されている
位置決め用ロケートピン５２がギヤングへシト１８ｃに
穿孔されている穴５１に挿入されて位置決めされるので
ある。

シリダ−４０の作用により、パレットに把持されたギヤ
ングヘッドが上昇端位置４７ａへ上昇すると、位置決め
用ロケートピン５２は穴５１から抜ける。

（５）　へノドチェンジ位置におけるタレントヘのギヤ
ングヘッドのクランプ機構についてギヤングヘッド１８
ｃの下部面には、第８図および第９図に示す如く、クラ
ンプピン５３を載設する為の穴５５を穿孔する。

クランプピン５３の一端に一体化されているネジ５４で
、クランプピン５３をギヤングヘッド１８ｃの下部に螺
着する。

クランプピン５３はギヤングヘッドの４ケ所に突設され
る。

タレントヘノド５にはクランプピン５３を挿入する為の
穴５６を穿孔する。さらにタレットヘッド内部に左右対
称なレバー５７を配置し、該レバー５７の中央部に偏心
軸５８が嵌入されている。各レバー５７のほぼ中央部に
は軸５９が嵌合されている。各レバー５７の一端は２又
のコ字形をしていて、軸６０が嵌合されている。各レバ
ー５７はｉｉ＋ｂ５９を支点として揺動するようになっ
ている。

軸６０の一端には皿ハネ６１が挿入され、ナツト６２で
螺着されている。軸６０の他端にはクランプピンが挿入
される穴６３が設けられており、さらに軸６０の側内側
にはポール６４が嵌合されている。

第６図に示す如く、シリンダー４０の作用により昇降装
置が下降して受渡し位置４７ｂにくると、クランプピン
５３が六６３に挿入されてクランプされる。第９図はタ
レットヘッドにクランプされた状態を示している。

偏心軸５８の先端部５８ａのＺ軸方向に貫通する水平溝
が第１図に示したブラケット１２の油圧モータ出力軸端
に嵌合するので、囲路のモータにより該偏心軸５８を回
転させるとレバー５７が軸５９を支点として揺動し、レ
バー５７の先端部６５が上方へ持ち上げられることにな
り、ハネ６１にさからって軸６０が上方へ持ち上げられ
る。その結果ボ、−ル６４が周面に沿って転がり逃げて
クランプピン５３が抜ける状態に、アンクランプされる
のである。

タレットヘッドの先端上面には、安全ピン６６がバネ６
７を介してネジ６８で挿着されている。ギヤングヘッド
のチェンジが終了し、タレットヘッドを前進させると、
偏心軸５８は第６図に示す安全ピン６６がハネ６７によ
り押し出され偏心軸５８の水平構内に噛合い軸の回転が
規制される。

（ハ）作用 次に本発明のヘッドチェンジ中の動作順序を説明する。

（Ａ）プールライン上に所定の切削加工を施す複数の切
削工具を挿着したギヤングヘッドをパレットに把持させ
、予め収納しておく。

この際１個のパレットは空パレットとする。

（Ｂ）所定の切削加工中に、ギヤングヘッドを収納する
プールラインの中から、予め空パレットをヘッドチェン
ジ位置に割出す。

（第４図の（イ）の位置） （Ｃ）空パレットを割出した後、シリンダー４２の作用
で、位置決めピン４３をパレ・７トの穴４５に挿入し位
置決めする。

（Ｄ）空パレットをシリンダー４０の作用により、最下
端の位！４７ｃに下降させる。

（Ｅ）切削加工終了後、タレットヘッドにクランプされ
ているギヤングヘッドをヘッドチェンジ位置に後退させ
る。（第６図） （Ｆ）ヘッドチェンジ位置にくると、第１図に示すモー
タの出力軸端１３にタレットヘッドの偏心軸５８の水平
溝１４に係合する。

（Ｇ）プールラインのヘッドチェンジ位置に載設された
シリンダー４０の作用により、空パレットを受渡し位置
４７ｂに上昇させて、空パレットに使用済ギヤングヘッ
ドを把持させる。

（ｌ（）囲路のモータで偏心軸５８を回転させることに
より、第８図および第９図に示すクランプ装置で、ギヤ
ングヘッドをタレットからアンクランプ状態にする。

（１）　シリンダー４０の作用により昇降装置を最上昇
端位置４７ａに上昇させるに伴い、タレットの位置決め
ロケートピン５２がギヤングヘッドの穴より抜ける。

（Ｊ）パレットの位置決めピン４４をシリンダー４２の
作用で抜く。

０［）次加工用ギヤングヘッドと使用済ギヤングヘッド
とをチェンジし、次加工用ギヤングヘッドを割出す。

（Ｌ）　シ’Ｊ　ンタ−４２の作用で位置決めピン４４
をパレットの穴４５に挿入し位置決めする。

（Ｍ）　シリンダー４０の作用により昇降装置で、次加
工用ギヤングヘッドを把持したパレットを受渡し位置４
７ｂに下降させると次の操作が行われる。

（ａ）ギヤングヘッドの位置決め用穴５１に、タレット
の位置決め用ロケートピン５２が押圧され挿入される。

（ｂ）ギヤングヘッドのクランプピン５３がタレットの
クランプ六６３に押圧されてクランプされる。

（Ｎ）　シリンダー４０の作用により昇降装置で、パレ
ットを最下端位置４７ｃに下降させると、ギヤングヘッ
ドがパレットから離脱する。

（０）ギヤングヘッドを前進させた後、タレットを１８
０°回転させて位置決めし所定の切削加工を施す。

上記の動作順序を繰返すことによって逐次ヘッドチェン
ジされるのである。

（３）発明の効果 以上の如く、本発明はプールライン上のギヤングヘッド
を昇降装置の移動とタレットのＺ軸方向の移動で、ギヤ
ングヘッドをチェンジするヘッドチェンジャーであるか
ら、ギヤングヘッドを短時間で迅速にチェンジすること
が出来、併せて稼動率を向上せしめることが出来る。し
かも所定の工作機械とプールラインとの間に、中間的な
ヘッドチェンジャーを設ける必要がなくなった為、床ス
ペースを従来のものより狭くとることができ、機械を配
置する場合有効である。

本発明のヘッドチェンジャーはＮ単な構造であるから、
製作も簡単となり、かつコスト低減となる為非常に有益
である。

さらに本発明のヘッドチェンジャーは人手によらず、予
めＮＣ装置に組み込まれたプログラムにより自動的にチ
ェンジすることが出き、量産加工用のフレキプルトラン
スライン（Ｆ、Ｔ、Ｌ）等に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヘッドチェンジを説明する為のプール
ラインを隣接し備えた量産型工作機械で、本実施例では
２面割出し用タレット型旋盤の側面図、第２図は第１図
のＡ−Ａ線矢視の２面割出し用タレット型旋盤のみの背
面図である。 第３図は第１図のＢ−Ｂ線矢視のプールラインのみの概
略正面図、第４図は第３図の平面図を示すものである。 第５図は第４図のＣ−Ｃ線矢視の断面図、第６図はギヤ
ングへノドチェンジ位置における拡大側面図の一部破断
図である。 第７図は第６図の一部切欠平面図、第８図は第６図にお
？−するタレットヘッドの半平面図および第９図は第８
図のＤ−Ｄ線矢視の側面断面図である。 ６ａ、６ｂ・・・タレットヘッド面 ＩＩ・・・プールライン　１５・・・ベース１６・・・
レール　１７ａ〜１７１・・・パレット１８ａ〜１８Ｉ
！・・・ギヤングヘッド２４・・・出力軸　２７ａ〜２
７ｆ′・・・ガイドローラー３０・・・ローラーチェー
ン　３８・・・ガイドバー４０・・・シリンダ　４４・
・・位置決め用ロケートピン４７ａ〜４７ｃ・・・パレ
ットの位置　４８・・・係合ピン４９・・・馬蹄形溝　
５０・・・ヘッドサポート５２・・・位置決め用ロケー
トピン ５３・・・クランプピン　５７・・・レバー５８・・・
偏心軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基台上に移動可能に載置され、工作物に対し接近・離間
   するユニット上に複数のツールヘッドを割出し可能に設
   ｉＪ、該ツールヘッドの一面を工作物に対向し、−面を
   ツールヘッド交換位置とするタレットを有する工作機械
   において、前記ユニットの工作物から離間する移動位置
   にユニットの移動方向と直交する方向へ閉ループ状にプ
   ールラインを立設し、該プールラインにはパレット憾把
   持されたツールヘッドを一定間隔毎に収納し、タレット
   が後退移動してプールライン下に持ち来たした位置をヘ
   ッドチェンジ位置とし、該ツールヘッドチェンジ位置に
   は該パレットに把持されたツールヘッドを昇降する昇降
   装置を具備し、該昇降位置の移動とユニットの移動で、
   該ヘッドチェンジ位置においてパレットからのツールヘ
   ッドの把持操作、ツールヘッドをタレットへ位置決めす
   る位置決めピンの出し入れ操作およびツールヘッドをタ
   レントヘクランプするクランプ操作を行い、ツールヘッ
   ドの交換をすることを特徴とするヘッドチェンジャ。