JPS61182741A - Automatic tool exchanger of machine tool - Google Patents
Automatic tool exchanger of machine toolInfo
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- JPS61182741A JPS61182741A JP2062785A JP2062785A JPS61182741A JP S61182741 A JPS61182741 A JP S61182741A JP 2062785 A JP2062785 A JP 2062785A JP 2062785 A JP2062785 A JP 2062785A JP S61182741 A JPS61182741 A JP S61182741A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産１上曵剋里分！
本発明は工作機械の自動工具交換装置に関するものであ
り、更に詳しくは工具交換アームの前後動と、工作機械
の主軸の工具把持爪の開閉と、工具交換アームの旋回運
動を、カム駆動軸の１回転中に正確な同調下に実行し得
るようにした数値制御工作機械用の自動工具交換装置に
関するものである。[Detailed description of the invention] First production! The present invention relates to an automatic tool changer for a machine tool. More specifically, the present invention relates to an automatic tool changer for a machine tool, and more specifically, the forward and backward movement of a tool change arm, the opening and closing of a tool gripping pawl on the main shaft of a machine tool, and the turning movement of the tool change arm are controlled by a cam drive shaft. The present invention relates to an automatic tool changer for a numerically controlled machine tool which can be executed with precise synchronization during one revolution.
従来生致血
数値制御工作機械、例えばマシニングセンタの主軸と、
ツールマガジンまたはツールカセットとの間で、ワーク
加ニブログラムに従って選択された工具を受は渡しする
目的で、自動工具交換装置が使用されている。汎用の自
動工具交換装置は、数値制御工作機械の主軸、およびツ
ールマガジンまたはツールカセットのツールポットに工
具を着説するため工具交換アームに前進・後退運動を生
起させる直線往復動機構と、使用済み工具と使用予定工
具との相対位置を入れ替えるため前記工具交換アームに
旋回運動を生起させる回転運動機構と、工作機械の主軸
の工具把持爪に開閉動作を生起させる把持爪駆動機構を
備えている。而して公知の自動工具交換装置に於いては
、上記直線往復動機構、回転運動機構、ならびに把持爪
駆動機構は、それぞれ別個のソ１ツノイド弁やアクチュ
エータによってその作動タイミングを規制されており、
このため自動工具交換装置の全体構造が著しく複雑化し
ていた。斯かる構造の複雑化は単に自動工具交換装置の
製造コストを高騰させるだけでなく、故障の発生頻度を
も増大せしめワーク加工ラインの生産性向上を阻害して
いる。Traditional numerically controlled machine tools, such as the main shaft of a machining center,
Automatic tool changers are used to transfer selected tools to and from a tool magazine or tool cassette according to a workpiece machining program. A general-purpose automatic tool changer has a linear reciprocating mechanism that causes the tool change arm to move forward and backward in order to place the tool in the spindle of a numerically controlled machine tool and the tool pot of a tool magazine or tool cassette. The tool includes a rotational movement mechanism that causes the tool exchange arm to rotate in order to change the relative positions of the tool and the tool to be used, and a gripping pawl drive mechanism that causes the tool gripping pawl of the main shaft of the machine tool to open and close. In the known automatic tool changer, the operation timing of the linear reciprocating mechanism, rotary movement mechanism, and gripping pawl drive mechanism is regulated by separate solenoid valves and actuators, respectively.
For this reason, the overall structure of the automatic tool changer has become significantly complicated. Such complication of the structure not only increases the manufacturing cost of the automatic tool changer, but also increases the frequency of occurrence of failures and impedes improvement in the productivity of the workpiece machining line.
１尻が脆犬し＆ゲζ支灸聞点
本発明は、在来の自動工具交換装置に認められた上記の
如き問題点を解決し得る構造の簡易性と作動の確実性に
優れた自動工具交換装置、即ち、カム駆動軸の１回転に
よって工具交換に要するすべての動作を正確な同調下に
完了させ得る３個のカム機構を採用した工作機械の自動
工具交換装置の提供をその主要な目的とするものである
。The present invention is an automatic tool changer with a simple structure and reliable operation that can solve the above-mentioned problems found in conventional automatic tool changers. Our main objective is to provide an automatic tool changer for machine tools, which employs three cam mechanisms that can complete all operations required for tool change in precise synchronization with one revolution of the cam drive shaft. This is the purpose.
・、占ｔ″ゞ−・るための−
斯かる目的に鑑みて本発明は、工作機械とツールマガジ
ンもしくはツールカセットとの間に位置して使用済み工
具と使用予定工具とを自動的に交換するための自動工具
交換装置であって、該自動工具交換装置の工具交換アー
ム（１）を前後方向に駆動する円筒溝カム（２）、該円
筒溝カム（２）に同軸状に固着され工作機械の主軸（図
示省略）の工具把持爪に工具保持用の締付けならびに弛
ｙ動作を生起させるエア・バルブ（２１）開閉用の円板
カム（３）と、カム駆動軸（４）の１回転に付き１回の
割合で工具交換アーム（ｉ）に位置決め動作を伝達する
適位置停止機構（５）を備えた工具交換アーム（１）の
旋回駆動用ローラーギヤ・カム機構（６）とからなる、
工作機械の自動工具交換装置を７旨とするものである。In view of this purpose, the present invention provides a system that is located between a machine tool and a tool magazine or a tool cassette to automatically exchange used tools and tools scheduled for use. This automatic tool changer includes a cylindrical grooved cam (2) that drives a tool changer arm (1) of the automatic tool changer in the front and back direction, and a cylindrical grooved cam (2) that is fixed coaxially to the cylindrical grooved cam (2) and that is used for machining. One rotation of the disc cam (3) for opening and closing the air valve (21) that causes the tool gripping claw of the machine's main shaft (not shown) to tighten and loosen for tool holding, and the cam drive shaft (4). It consists of a roller gear/cam mechanism (6) for driving the rotation of the tool change arm (1), which is equipped with a proper position stop mechanism (5) that transmits positioning motion to the tool change arm (i) once per time. ,
This article aims to provide an automatic tool changer for machine tools.
在■
本発明装置によれば、カム！ｉｌ＋ （９）およびカム
駆動軸（４゛）が１回転する間に、工具交換アームに、
工具交換に必要なすべての動作、即ち、工具交換アーム
（１）の駆動軸（１３）の軸線方向に沿う直線往復動、
該駆動軸（１３）の軸線と直交する平面に沿う工具交換
アーム（１）の回転運動ならびに工作機械の主軸の工具
把持爪の開閉運動を完全な同調下に生起させることがで
きる。■According to the device of the present invention, the cam! While the il+ (9) and cam drive shaft (4゛) rotate once, the tool change arm is
All movements necessary for tool changing, i.e. linear reciprocating movement along the axial direction of the drive shaft (13) of the tool changing arm (1);
The rotational movement of the tool changing arm (1) along a plane perpendicular to the axis of the drive shaft (13) and the opening/closing movement of the tool gripping pawl of the main shaft of the machine tool can be caused in perfect synchronization.
遺」１Ｎ
第１図は本発明装置の全体構造を例示する縦断面図であ
り、５ｓ２図および第３図はそれぞれ第１図の線ｎ−ｎ
および線ｎｒ−ｍに沿う部分断面図である。また第４図
は円筒溝カムおよび円板カムと工具交換アームの駆動軸
との相対作動位置を例示する部分正面図である。Figure 1 is a longitudinal sectional view illustrating the overall structure of the device of the present invention, and Figures 5s2 and 3 are taken along line n-n in Figure 1.
and a partial cross-sectional view taken along line nr-m. FIG. 4 is a partial front view illustrating the relative operating positions of the cylindrical grooved cam, the disc cam, and the drive shaft of the tool exchange arm.
これらの図面に於いて、本発明装置の基端部には、円筒
溝カム（２）、エア・バルブ（２１）開閉用の円板カム
（３）、およびローラーギヤ・カム機構（６）に対して
共通の駆動源を形成するように交流モータあるいはステ
ップモータ等の自動工具交換装置の駆動モータ（７）が
連結されている。而して該駆動モータ（７）の軸（８）
にはカップリング等の公知の接合手段を解してカム軸（
９）が接続されており、該カム軸（９）にはその上流側
から下流側に向かって、円筒溝カム（２）、メカニカル
バルブ開閉用の円板カム（３）、および前記カム駆動軸
（４）に回転駆動力を伝達するための第１の傘歯車（１
０）が固着されている。これに対応してカム駆動軸（４
）には、前記第１の傘歯車（１０）と同一の歯数を有す
る第２の傘歯車（１１）が固着されている。前記カム駆
動軸（４）は、カム軸（９）との間に動力伝達経路を形
成し、またその先端にローラーギヤ・カム機構（６）の
駆動部材としてローラーギヤ・カム（１２）を固着して
いる。一方、前記ローラーギヤ・カム（１２）の軸線と
回転軸の軸線方向を直交せしめてローラーギヤ・カム（
１２）の上方には、工具交換アーム（１）の駆動軸（１
３）が回転自在に支持されており、該駆動軸（１３）の
中間部には、第２図および第３図に示すように前記ロー
ラーギヤ・カム（１２）と噛合って工具交換アーム（１
）に回転駆動力を伝達するための従節スパイダ（１４）
がスプライン（１５）を介して前記駆動軸（１３）と同
時回転可能に嵌装されている。また前記円筒溝カム（２
）ならびに円筒カム（３）を回転自在に支持するフレー
ム（１６）には、第４図に見られるように円筒溝カム（
２）のカム溝（１７）内に嵌まり込むカムフォロア（工
８）を中間部に装着すると共に先端部に工具交換アーム
（１）の駆動軸（１３）の基端部に対する係合片（２２
）を装置した揺動レバー（１９）と、円板カム（３）の
回転軌跡上にローラーレバー（２０）を位置せしめたエ
ア・バルブ（２１）が配設されている。このエア・バル
ブ（２１）のエア流路を切換えることによって図示しな
い工作機械の主軸の工具把持爪は、常法に従って締付は
動作と弛緩動作を繰り返すことができる。一方、工具交
換アーム（１）の駆動軸（１３）は、数値制御工作機械
の主軸とツールマガジンもしくはツールカセットとの間
で使用済み工具と使用予定工具の位置を入れ替えるため
、１８０°刻みで間歇回転し得るように軸支されている
が、前記駆動モータ（７）の１回転で工具の交換を完了
するにはそれぞれの停止位置に於いて工具交換アーム（
１）に主軸のテーパ孔、およびツールマガジンもしくは
ツールカセットの工具収納ポットから被交換工具を抜き
取り、核部に代わりの工具を嵌着するための前進運動と
後退運動を生起させる必要がある。更に、この工具交換
アーム（１）の前進ｉ！！動と後退運動は、従節スパイ
ダ（１４）による駆動軸（１３）の間歇回転運動と完全
に同調する必要があるから、本発明装置に於いては従節
スパイダ（１４）を回転自在に支持する駆動軸（１３）
の外周面にスプライン（１５）を形成し、ローラーギヤ
・カム（１２）と従節スパイダ（１４）との噛合い状態
を保持したままで駆動軸（１３）がその軸線方向に沿っ
てスライドし得るような同調機構を形成している。また
ローラーギヤ・カム（１２）をカム駆動軸（４）の１回
転に付き１回の割合で正確に位置決め停止させ工具交換
アーム（１）の作動精度を向上させる目的で、カム駆動
軸（４）の支持フレーム（２３）には、加圧スプリング
（２４）による付勢下にローラーギヤ・カム（１２）の
端面に装着された位置決めローラ（２５）と係合するノ
ツチ（２６）付きの押圧゛レバー（２７）をピン（２８
）を介して揺動自在に取付は適位置停止機構（５）が設
けられている。ローラーギヤ・カム機構（６）は、本来
、ノンバックラッシュ・カム機能を備えているから、上
記位置決め機構と共働することによって、工具交換アー
ム（１）に極めて正確な位置決め精度を与えることがで
きる。In these drawings, the base end of the device of the present invention includes a cylindrical grooved cam (2), a disc cam (3) for opening and closing the air valve (21), and a roller gear cam mechanism (6). A drive motor (7) of an automatic tool changer, such as an AC motor or a step motor, is connected to the two to form a common drive source. The shaft (8) of the drive motor (7)
The camshaft (
9) is connected to the camshaft (9), from the upstream side to the downstream side, a cylindrical groove cam (2), a disc cam (3) for opening and closing a mechanical valve, and the cam drive shaft. The first bevel gear (1) for transmitting rotational driving force to (4)
0) is fixed. Corresponding to this, the cam drive shaft (4
) is fixed with a second bevel gear (11) having the same number of teeth as the first bevel gear (10). The cam drive shaft (4) forms a power transmission path with the cam shaft (9), and has a roller gear cam (12) fixed to its tip as a driving member of the roller gear cam mechanism (6). are doing. On the other hand, the axis of the roller gear cam (12) and the axis of the rotating shaft are made perpendicular to each other, so that the roller gear cam (
12) above the drive shaft (1) of the tool change arm (1).
3) is rotatably supported, and a tool changing arm (13) is provided at the middle part of the drive shaft (13) in mesh with the roller gear cam (12) as shown in FIGS. 2 and 3. 1
) Follower spider (14) for transmitting rotational driving force to
is fitted via a spline (15) so as to be rotatable simultaneously with the drive shaft (13). In addition, the cylindrical groove cam (2
) and the frame (16) that rotatably supports the cylindrical cam (3) has a cylindrical groove cam (
A cam follower (work 8) that fits into the cam groove (17) of 2) is attached to the intermediate part, and an engagement piece (22) for the base end of the drive shaft (13) of the tool exchange arm (1) is attached to the tip part.
) and an air valve (21) with a roller lever (20) positioned on the rotation locus of the disk cam (3). By switching the air flow path of this air valve (21), the tool gripping claw of the main shaft of a machine tool (not shown) can repeat the tightening and loosening operations in accordance with a conventional method. On the other hand, the drive shaft (13) of the tool change arm (1) is operated intermittently in 180° increments in order to exchange the positions of used tools and tools to be used between the main axis of the numerically controlled machine tool and the tool magazine or tool cassette. Although the tool change arm (7) is rotatably supported, in order to complete the tool change with one revolution of the drive motor (7), the tool change arm (
1) It is necessary to extract the tool to be replaced from the taper hole of the spindle and the tool storage pot of the tool magazine or tool cassette, and to generate forward and backward movements to fit the replacement tool into the core. Furthermore, the forward movement of this tool exchange arm (1) i! ! Since the movement and the backward movement must be completely synchronized with the intermittent rotational movement of the drive shaft (13) by the follower spider (14), in the device of the present invention, the follower spider (14) is rotatably supported. Drive shaft (13)
A spline (15) is formed on the outer peripheral surface of the drive shaft (13) so that the drive shaft (13) slides along its axial direction while maintaining the meshing state between the roller gear cam (12) and the follower spider (14). It forms a tuning mechanism that allows In addition, in order to accurately position and stop the roller gear cam (12) once per rotation of the cam drive shaft (4) and improve the operating accuracy of the tool change arm (1), the cam drive shaft (4) ) is provided with a press with a notch (26) which engages a positioning roller (25) mounted on the end face of the roller gear cam (12) under the bias of a pressure spring (24).゛Place the lever (27) with the pin (28)
) is provided with an appropriate position stop mechanism (5) for freely swinging attachment. Since the roller gear cam mechanism (6) originally has a non-backlash cam function, it can provide extremely accurate positioning accuracy to the tool change arm (1) by working together with the above positioning mechanism. can.
第５図は前記円筒溝カム（２）、円板カム（３）、およ
びローラーギヤ・カム機構（６）の共働によって合成さ
れる工具交換動作を、駆動軸（１３）の回転角、即ち、
駆動モータ（７）の軸（８）の回転角によっ”で表示し
た動作説明図である。第５図の例示から本発明装置のそ
れぞれの構成要素が如何なる時間的対応関係を維持して
同調下に連動し、使用済み工具と使用予定工具とを自動
交換するかが理解されるであろう、尚、第５図に於いて
横軸上に表示した時間（秒）および工具交換アーム（１
）の回転角度は、工具交換アーム（１）が１回転し工具
交換の１サイクルが終了する迄の円筒溝カム（２）、円
板カム（３）、およびローラーギヤ・カム機構（６）の
作動状況を位相角毎に関連付けて例示説明するものであ
るが、斯かる実施例の提示によって本発明の要旨は何等
限定解釈されるべきものではない。FIG. 5 shows the tool exchange operation synthesized by the cooperation of the cylindrical grooved cam (2), the disc cam (3), and the roller gear cam mechanism (6), that is, the rotation angle of the drive shaft (13). ,
This is an explanatory diagram of the operation indicated by "" according to the rotation angle of the shaft (8) of the drive motor (7). From the example shown in FIG. It will be understood that the used tool and the tool to be used are automatically exchanged in conjunction with the following.
) is the rotation angle of the cylindrical groove cam (2), disc cam (3), and roller gear cam mechanism (6) until the tool change arm (1) rotates once and one cycle of tool change is completed. Although the operating conditions will be explained by way of example in relation to each phase angle, the gist of the present invention should not be construed as limiting in any way by the presentation of such examples.
光尻生殖果
以上の説明から理解し得る如く、本発明装置は３個のカ
ム機構を同調下に連動させることにより、駆動モータの
１回転に付き１回の割合で正確な作動精度保持下に使用
済み工具と使用予定工具を交換することがてきる０本発
明装置によれば、工具交換アームの旋回動作、前進およ
び後退動作、ならびに工作機械の主軸の工具把持爪の開
閉動作が時間的な同調下にタイミング良く進行するから
、それぞれの機械要素の連動余裕時間の無駄がなくなり
短時間で工具交換作業を完了させることができる。As can be understood from the above explanation, the device of the present invention has three cam mechanisms that operate in synchronization, thereby maintaining accurate operating accuracy once per rotation of the drive motor. According to the device of the present invention, which allows a used tool to be exchanged with a tool to be used, the turning operation, forward and backward movement of the tool exchange arm, and the opening and closing operation of the tool gripping claw of the main spindle of the machine tool can be performed in a timely manner. Since the process proceeds in synchronization and in a timely manner, there is no wasted time for interlocking each machine element, and tool exchange work can be completed in a short time.
本発明装置はまた、在来装置に比較してその全体構造が
極めてＷｉ易であるから、工具の高速回転が可能である
だけでなく、良好な作動精度を長期間に亘って持続する
ことができる。更に公知の自動工具交換装置に於いて問
題となっていたソレノイド・バルブの作動不良や誤作動
に起因する工具の破損や自動工具交換装置自体のＭ障を
完全に回遊することができるから、本発明はワーク加工
ラインの生産性向上、ならびに保守管理作業の省力化に
対しても顕著な効果を発揮することができる。The device of the present invention also has an extremely easy-to-use overall structure compared to conventional devices, so it is not only possible to rotate the tool at high speed, but also to maintain good operating accuracy over a long period of time. can. Furthermore, problems with known automatic tool changers, such as damage to tools caused by malfunction or malfunction of solenoid valves, and problems with the automatic tool changer itself can be completely avoided. The invention can also have a significant effect on improving the productivity of workpiece processing lines and saving labor in maintenance management work.
第１図は本発明装置の全体構造を例示する縦断面図であ
り、第２図および第３図はそれぞれ第１図の線ＩＩ −
１１および線ｍ−ｍに沿う部分断面図である。また第４
図は円筒溝カムおよび円板カムと工具交換アームの駆動
軸との相対取付は位置を例示する部分正面図である。一
方、第５図は３個のカム機構の共働によって合成される
工具交換動作の説明図である。
（１） −・工具交換アーム、（２）−円筒溝カム、（
２１）・−・エア・バルブ、（３）・−・円板カム、（
４）・・−カム駆動軸、（５”） −・適位置停止機構
、（６）・−・ローラーギヤ・カム機構。FIG. 1 is a longitudinal sectional view illustrating the overall structure of the device of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are respectively taken along the line II--
11 and a partial cross-sectional view along line m-m. Also the fourth
The figure is a partial front view illustrating the relative attachment positions of the cylindrical grooved cam, the disc cam, and the drive shaft of the tool exchange arm. On the other hand, FIG. 5 is an explanatory diagram of a tool exchange operation synthesized by the cooperation of three cam mechanisms. (1) - Tool exchange arm, (2) - Cylindrical groove cam, (
21)---Air valve, (3)---Disc cam, (
4)...-Cam drive shaft, (5")--Appropriate position stop mechanism, (6)--Roller gear cam mechanism.
Claims (1)
トとの間に位置して使用済み工具と使用予定工具とを自
動的に交換するための自動工具交換装置であって、該自
動工具交換装置の工具交換アームを前後方向に駆動する
円筒溝カムと、該円筒溝カムに固着され工作機械の主軸
の工具把持爪に工具保持用の締付けならびに弛緩動作を
生起させるエア・バルブ開閉用の円板カムと、カム駆動
軸の１回転に付き１回の割合で工具交換アームに位置決
め動作を伝達する適位置停止機構を備えた工具交換アー
ムの旋回駆動用ローラーギヤ・カム機構とからなる、工
作機械の自動工具交換装置。(1) An automatic tool changer located between a machine tool and a tool magazine or tool cassette for automatically exchanging used tools and tools to be used, the tool exchanger of the automatic tool changer a cylindrical grooved cam that drives the arm in the front-rear direction; a disc cam that is fixed to the cylindrical grooved cam and that opens and closes an air valve that causes a tool gripping claw of the main shaft of the machine tool to tighten and loosen for tool holding; An automatic tool for machine tools consisting of a roller gear and cam mechanism for rotating the tool change arm and equipped with an appropriate position stop mechanism that transmits positioning motion to the tool change arm once per rotation of the cam drive shaft. Exchange device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2062785A JPS61182741A (en) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | Automatic tool exchanger of machine tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2062785A JPS61182741A (en) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | Automatic tool exchanger of machine tool |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61182741A true JPS61182741A (en) | 1986-08-15 |
| JPH0341303B2 JPH0341303B2 (en) | 1991-06-21 |
Family
ID=12032473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2062785A Granted JPS61182741A (en) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | Automatic tool exchanger of machine tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61182741A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112008438A (en) * | 2020-08-17 | 2020-12-01 | 邵阳县振华机械锻造配件有限责任公司 | Workpiece overturning and rotating assembly for machining |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55125992A (en) * | 1979-03-12 | 1980-09-29 | Mink George | Device for handling material |
| JPS5845836A (en) * | 1981-08-31 | 1983-03-17 | Tsugami Corp | Tool interchange device for machine tool |
-
1985
- 1985-02-05 JP JP2062785A patent/JPS61182741A/en active Granted
Patent Citations (2)
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| JPS55125992A (en) * | 1979-03-12 | 1980-09-29 | Mink George | Device for handling material |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0341303B2 (en) | 1991-06-21 |
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