JPS618211A - ヘツドチエンジヤ− - 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 本考案は工作機械のヘッドチェンジャーに関する。特に
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ー
に関するものである。

１口）従来の技術 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
とをチェンジする為に、自動ギヤングヘッド交換位Ｗ（
以下ヘントチエンジャーという）が使用されている。従
来のヘッドチェンジャーは旋回割出し方式と呼ばれてい
るもので、プ−ルラインと工作機械のタレットヘッドと
の間に設ＬＪられてヘッドをチェンジしていたのである
。

（ハ）問題点 従“来の旋回割出し方式によるヘッドチェンジャーは、
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とっていること並びにチェンジ
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
するためになされたもので、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
、構造を簡単にしたヘッドチェンジャーを提供するにあ
る。

（２）発明の構成 （イ）問題点を解決するための手段 プールラインと工作機械のヘッドとの間に設けた旋回割
出し方式によるヘッドチェンジャーに代って、プールラ
イン上のへソドチェンジ位ｉｆｆでヘッドをチェンジす
る。その際、ヘッドがヘッドチェンジ位置へ１絞送され
る搬送方向の動きにより、搬送路側面に設けたカムの作
用で、ヘッドをタレット内に設けた位置決めする操作、
タレット側壁に取付けたクランプレバ−によるクランプ
操作およびパレットへのへソド把持操作を同時に連動せ
しめて行うヘッドチェンジャーである。

（ロ）実施例 以下本発明の構成に対する実施態様について、図面を基
にして詳細に説明する。

第１図は本発明のヘッドチェンジャーを説明する為のプ
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である。

第１図において、ベッド１」二にベース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軸方向に回路のサーボ
モータで移動し得るようになっている。ガイド３上には
タレット型旋盤のタレットユニット４が載置され、該タ
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の旋回軸はＸ軸方向の水
平面に対し４５°（’Ｊｉ斜していてモータ６により所
要回転数で回転される。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ドをクランプする面を有し、
第１図の場合には２面割出し用となっている。タレット
ヘッド面には夫々ギヤングヘッド７ａ、７ｂがクランプ
され、タレットヘッド旋回軸に対して対向位置にあり、
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。ギヤングヘッド７ａをクランプ
した位置が所定の切削加工位置である。ギヤングヘッド
には複数の切削工具例えばドリル、リーマ等が着脱可能
に挿着されている。タレットヘッド５にクランプされた
ギヤングヘッド７ａの前面には、角物の工作物ＷがＺ軸
に対し直角な方向であるＸ軸方向に移動可能に載置され
る。第１図の２点鎖線の位置が所定の加工位置に割出さ
れた状態を示している。タレットユニット４を回路のサ
ーボモータでＺ軸の左方へ前進させて、所定の切削加工
を工作物Ｗにギヤングヘッド７ａに挿着されている複数
の切削工具で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へ・２ドを収容したプ
ールライン８が載設されている。

プールライン８は柱９で立設され、該柱９の上部にＸ軸
方向へ閉ループ状に載置されている。プールライン８に
は士数個のパレット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）が把持されている
。

今切削加工位置のギヤングへソド７ａに挿着された複数
の切削工具で角物の工作物を切削加工している間、予め
プールラインに収容されているギヤングヘッドを把持し
たパレットの中からＮＣ装置の指令により空パレットを
呼び出し、ギヤングヘッドチェンジ位置（詳細は後述）
に割出しておく。次いで所定の切削加工が終了した時点
で、モータ６によりギヤングヘッド７ａを１８０°回転
させ、ギヤングヘッド７ｂに置換え割出しする。

タレットユニット４を回路のサーボモータによりＺ軸の
右方向へ後退させる。すなわちモータ６が６′の位置、
タレットヘッド５が５′位置に後退し、ギヤングヘッド
７ａが７０の位置に割出された位置がヘッドチェンジ位
置である。このヘッドチェンジ位置で、使用済の切削工
具が挿着されているギヤングヘッド７ａと、次工程で使
用の切削工具が挿着されているギヤングヘッドとを自動
的にチェンジするのである。

（Ａ）プールラインの機構について説明する。

第２図は第１図のＡ−Ａ線矢視のプールラインのみの一
部破断図、第３図は第１図の円で囲んだＸ部の拡大側面
図を示すものである。プールライン８ば十数間のパレソ
１−に把持されたギヤングヘッドが閉ループ状に配置さ
れ、走行可能となっている。第２図はプールライン８の
一部で、柱９ａ。

９ｂが立設され、該柱９ａ、９ｂの」二面にはベース１
１が載設されている。ベース１１の側壁にはレール１２
ａ、１２ｂが敷かれている。レール１２ａ、１２ｂに載
置したパレット１０ｄ。

１０ｅおよび１０「が夫々一定間隔毎に配置されている
。第２図のＹＩＪｉ１位置がヘッドチェンジ位置で、第
３図かへラドチェンジ位置の状態を表わすものである。

ヘッドチェンジ位ｆＷＹ（パレット１０ｅ、ギヤングヘ
ッド７ｅ）のタレット−・ラド搬送路側面に、力１．１
４　ａ、　　１４　ｂｆＪ＜設けである。

カム１４ａ、１４ｂは夫々柱９ａ、９ｂに固定されたブ
ラケット１３ａ、１３ｂの先端部に俄付けられている。

（Ｂ）ギヤングヘッドを把持したパレットの駆動機構に
ついて説明する。

第３図において、ベース１１の側壁に固設されたレール
１２の上下端にレール１２ａ、１２ｂが敷かれている。

レール１２ａの両脇にはガイドローラー１５ａ、１５ｂ
並びにレール１２ｂの両脇にはガイドローラー１５ｃ、
１５ｄが回転自在に軸着されている。ガイドローラー１
５ａ〜１５ｄはレール１２ａ、１２ｂ沿って走行するパ
レット１０の横振れを防止している。ガイドローラ１５
８はレール１２ａ上を転勤し、パレット１０ｅの全重量
を支えている。パレット１ｏｅの後端部のほぼ中央部に
固定されたブラケット１６に部材１７を介してローラー
チェーン１８がボルトで止められている。このローラー
チェーン１８は回路の駆動モータにより回転され、パレ
ット１０ｅをレール１２ａ、１２ｂの軌道に沿って走行
させるのである。ブラケット１９はローラーチェーン１
８の逃げを防止している。而して、ローラーチェーン１
８の駆動によりパレット１０ｅをレール１２ａ、１２ｂ
の軌道に沿って走行させ、予めＮＣ装置に組込まれたプ
ログラムの指令により、切削加工の内容に応じて選択的
にギヤングへラドをヘッドチェンジ位置に割出すのであ
る。

（Ｃ）ヘッドチェンジ位置におけるパレットの位置決め
機構について説明する。

第３図において、ベース１１の上部側壁にヘッドチェン
ジ位置のみにパレットを位置決めする為のシリンダ２０
が固着されている。シリンダ２０の先端部には位置決め
用ロケートピン２１が取付けられ、該シリンダ２０の作
用により位置決め用ロケートピン２１が前後に移動可能
となっている。

位置決め用ロケートピン２１の対向位置であるパレット
１０ｅの後部側壁に、位置決め用ロケートピン２１を挿
入する為の穴２２が穿孔されている。

ヘッドチェンジ位置にパレットを割出し、位置決めする
際には、シリンダ２０を作用させて位置決め用ロケート
ピン２１を前進させ、穴２２に挿入し位置決めセットす
るのである。パレットの位置決めを解際させる際には、
シリンダ２０を戻すことにより、位置決め用ロケートピ
ン２１が穴２２から抜き出て解除されるのである。

（Ｄ）ヘッドチェンジ位置におけるパレットからのギヤ
ングヘッド落下防止機構について説明する。

第３図に示す如く、パレットの後部下方位置に、予め落
下防止用溝カム２７に嵌合せしめたレバー２４をセント
する。該レバー２４はピン２３を支点として上下に揺動
可能となっている。レバー２４の一端は係合ピン２５の
上部２５ａの溝に嵌合され、他端はレー月用２の側壁に
設けられたカム２７の逆へ字形をした溝２８に係合され
ている。

一方ヒン２５の係合部２５ｂは、ギヤングへラド７ｅの
最下端側壁の突出部保合穴２９に係合すべく上下動可能
に設けられている。

而して、ヘッドチェンジ位置でパレットを位置決めした
後、ギヤングヘッドをパレットから落下するのを防止す
るために、パレットを横（即ち搬送方向）にほんのわず
か移動せしめると、カム溝２８に倣ってレバー２４はピ
ン２３を支点にして上下に揺動し係合ピン２５が下方−
１押し付けられて移動し、係合ピン２５が係合穴２９に
挿入されて落下を防止するのである。

（Ｅ）ヘッドチェンジ位置におけるパレットに把持され
るギヤングヘッドの把持機構について説明する。

第４図は第１図のＡ−Ａ線矢視の正面図である。

第４図に示す如く、パレソ）ｌｏｅの両脇部３１のほぼ
先端部内側には、■、型のギヤングヘッドを把持する為
の保持部材３２がネジ３３で螺着されている。さらに後
方両側にも同じ部材が固着されていて、都合４個所設け
られている。ギヤングへラド７ｅの両側壁には、■、型
の保持部材３２に引っかかるフック３４がネジ３５で螺
着され、Ｌ型の保持部材３２と同様に、４ケ所に止めら
れてい１す る。ギヤングヘッド７ｅが第４図に示すように、Ｚ軸方
向へ後退して、ヘッドチェンジ位置に移動してくると、
ギヤングヘッド７ｅの両側壁にネジ３５で螺着されたフ
ック３４が、パレットｌＯｅの両脇部３１にネジ３３で
螺着されたＬ型の保持部材３２上に係合支持される。フ
ック３４がＬ型の保持部材３２に飛び込んで把持される
のである。

（Ｆ）ヘッ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説明する。

第５図は、第３図のＢ−Ｂ線矢視の断面図で、特にヘッ
ドチェンジ位置における位置決めおよびクランプ・アン
クランプの駆動系統を示している。

第６図は第５図のｔ、−Ｃ線矢視の断面図、第７図は第
５図のＤ−Ｄ線矢視の断面図および第８図は第５図のＥ
−Ｅ線矢視の断面図である。

第２図、第４図および第５図に示す如く、ヘッドチェン
ジ位置においては、パレット両脇手前にカム１４ａ、１
４ｂがブラケット１３ａ、１３ｂを介して柱９ａ、９ｂ
に固定されている。

第５図〜第８図に示す如く、タレットへラド５のほぼ先
端部には、ギヤングヘッドを位置決めおよびクランプ・
アンクランプする為の駆動軸用の穴３７ａがＺ軸方向に
貫通され、その穴３７ａに軸３７が嵌入されている。軸
３７の両先端には支持部材３８ａ、３８ｂを介してロー
ラー３６ａ。

３６ｂが支持されている。ギヤングヘッドがクランプさ
れたタレットヘッド５を所定の加工位置から切削加工終
了後、ヘッドチェンジ位置へ後退移動させる。ヘッドチ
ェンジ位置にくると、タレットヘッドの両側壁に突出し
たローラー３６ａ。

３６ｂが前述したカム１４８．１４ｂの面に沿って転勤
する。その結果軸３７がＺ軸方向に対し直角な方向へ直
線的に移動し得るのである。

第５図、第８図に示す如く、タレットヘッド５内部には
、ギヤングヘッド５を位置決めする為の駆動軸用穴４８
が２個所Ｚ軸方向に対し直角方向に貫通して穿孔され、
該穴４８の中に位置決め用駆動軸４１．４３が嵌入され
る。軸３７にはラック３９が削設され、該ラック３９に
はピニオン４０．４２が噛合している。ピニオン４０．
４２は夫々位置決めピン４６．４７の駆動軸４１゜４３
に嵌合されている。位置決めピン４６．４７の駆動軸４
１．４３の夫々の一端の偏心部材４４゜４５がロケート
ピン４６．４７に係合される。

第８図に示す如く、位置決め用ロケートピン４６が、ギ
ヤングヘッド７ｅに飛び込む為の穴５７が穿孔され、該
穴５７にはブツシュ５８がギヤングヘッドに嵌入されて
いる。カム１４ａ。

１４ｂに沿って、ローラー３６ａ、３６ｂが転動し、軸
３７がＺ軸に対し直角方向に直線的に移動し、この直線
的移動を軸３７に取付けられたラックとピニオンの作用
で軸４１．４３が回転され、偏心部材４４．４５を介し
て、位置決め用ロケートピン４６．４７が上下に移動し
てギヤングヘッドがタレットヘッドに位置決めされるの
である。

（Ｇ）ヘッドチェンジ位置におけるタレットへのギヤン
グヘッドをクランプするクランプ機構について説明する
。

第５図〜第７図に示す如くタレットヘッドを貫通する穴
３７ａには軸３７が揺動可能に挿嵌され、該軸３７の両
左右端寄りに角溝４９ａを設けて、該角溝４９ａに板カ
ム４９が嵌入されである。板カム４９は角溝４９ａ内で
軸３７の軸方向に移動し得るようになっている。板カム
４９は板５２で落下しないよう支持されている。軸３７
に対し、直角な方向に軸４８ａ、４８ｂがタレットヘッ
ド５内に嵌入され、板カム４９により直線移動するよう
に摺動可能となっている。軸４８ａ、４８ｂの他端はタ
レットヘッド５内に貫通され、その両端にはクランプレ
バ−５０の−ｍｉｌｌｉ部が、グロック５１内に付勢さ
れたバネ５４を介して挿嵌されているロッド５５で押圧
されている。クランプレバ−５０は軸５６を支点として
、第７図に示した矢印の如く揺動可能となっている。

今、タレットヘッド５が所定の加工位置から後退してチ
ェンジ位置にくると、ローラー３６ａ。

３６ｂがカム１４ａ、１４ｂに倣って転勤し、軸３７を
Ｚ軸の右方へ移動させる（第５図）。軸３７の移動によ
り、該軸３７に嵌合された板カム４９の作用で軸４８ａ
、４８ｂが、該軸３７に対し直角な方向に移動して、ク
ランプレバ−５０が軸５６を支点としてほんのわず過１
第７図矢視方向に回動しアンクランプ状態となる。この
時、ロッド５５はバネ５４の力でクランプレバ−５０の
先端を押しつけている。アンクランプ状態では、ギヤン
グヘッドはタレットから切り離されているので、ヘッド
チェンジ位置から搬送可能となる。

従って、ＮＣ装置の指令により、次工程切削加工用ギヤ
ングヘッドを呼び出し、ヘッドチェンジ位置でギヤング
ヘッドをチェンジするのである。

ヘッドチェンジ位置で、ギヤングヘッドがタレット上に
のっかる。パレットから位置決め用ピンおよび落下防止
用ピンは抜かれた状態にある。タレットが所定の加工位
置へ前進し始める際、ローラー３６ａ、３６ｂがカム１
４ａ、１４ｂにならって左廻りに転勤し、軸３７が左方
に移動することにより、板カム４９の作用で軸４８ａ、
４８ｂが直角な方向に移動する。その結果クランプレバ
−５０が軸５６を支点として回動しクランプされる。

この場合パレットの四方に設けられた４個所のりランプ
レバーでパレットをクランプする場合、各クランプレバ
−５０は均等な締付は力を得るため弾性変形した状態で
クランプする。この時、ロッド５５の先端にあるバネ５
４は軸４８ａ、４８ｂの作用で押し戻される。

（ハ）作用 次に本考案のヘッドチェンジャー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２図のＹ位置） （Ｃ）空バレットを割出した後、シリンダ２０の作用で
位置決めロケートピン２１をパレットの穴２２に挿入し
位置決めする。

（Ｄ）切削加工終了後、使用済ギヤングヘッド付タレッ
トをヘッドチェンジ位置に後退させる。

（Ｅ）タレットが後退しヘッドチェンジ位置にくると、
ギヤングヘッドの両側壁に設けられたローラー３６ａ、
３６ｂが手前に設けられたカム１４ａ、１４ｂに沿って
転勤し、軸３７を軸線方向に沿って右方向へ移動する。

軸３７の移動に伴い、板カム４９の作用で軸４８ａ、４
８ｂを軸３７に対し直角な方向に直線移動させると共に
、軸３７に取付けられたランクとビニオンの作用で軸４
１．４３を回転させて、下記の動作を同時に行う。

（ａ）４個所のクランプレバ−５０が軸５６を支点とし
て揺動しフリーになりアンクランプ状態となる。

山）位置決めピン４６．４７が下降して、ギヤングヘッ
ドの穴５７から抜けて、ギヤングヘッドをタレットから
フリーにする。

（Ｃｌパレットの両側壁４ケ所に設けられたＬ型の保持
部材３２上に、ギヤングヘッド両側壁４ケ所に取付けら
れたフック３４が係合し把持される。

＋ｄ＋ギヤングヘッド落下防止ピン２５はギヤングへラ
ドの穴２９に挿入される。

（この状態で使用済ギヤングヘッドはタレットからフリ
ーとなり、パレットに把持された状態となる。） （Ｆ）パレットの位置決めロケートピン２１を、シリン
ダー２０の作用で抜く。

（Ｇ）使用済ギヤングヘッドと欠切削加工用ギヤングヘ
ッドとをＮＣ装置に組込まれたプログラムにより自動チ
ェンジする。（待機しているタレットにに、欠切削加工
用ギヤングヘッドかへラドチェンジ位置に割出されて載
置する。） （ＩＩ）シリンダ２０の作用で位置決め用ロケートピン
２１をパレットの穴２２に挿入し位置決めする。

（１）係合ピン２５作動用カム２７の作用により、係合
ピン２５をパレットの穴２９から抜く。

（Ｊ）シリンダ２０の作用で位置決め用ロケートピン２
１をパレットの穴２２から抜くと同時に、タレットを所
定の切削加工位置へ前進させる。ローラー３６ａ、３６
ｂがカム１４ａ、１４ｂに沿って転勤し、軸３７を軸線
方向に沿って左方へ移動する。軸３７の移動に伴い、板
カム４９の作用で軸４８ａ、４８ｂを軸３７に対して直
角な方向に直線移動させると共に、軸３７に削設された
ラック３９とピニオン４０の作用で、軸４１．４３を回
転させて下記の動作を同時に行う。

（ａ）４個所のクランプレバ−５０が軸５６を支点とし
て、揺動してクランプされる。

（ｂｌタレットの位置決めピン４６．４７が上昇してギ
ヤングヘッドの穴５７へ挿入され位置決めされる。

（Ｃｌギヤングヘッド両側壁４ケ所に取付けられたフッ
ク３４が、パレットの両側壁４ケ所に設けられたＬ型の
保持部材３２から外れて非把持状態になる。

（Ｋ）タレットが所定の切削加工位置にくると、タレッ
トを１８０°回転させ割出す。次いで位置決めした後所
定の切削加工を開始する。

以上の動作を繰返すことにより、ギヤングヘッドは逐次
自動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ヘッドチェンジ
位置に、タレットのＺ軸方向の動き、すなわちヘッドを
Ｚ軸に後退、前進させるだけで、ヘッドチェンジを自動
的に行なわしめることが可能となった。しかも、ヘッド
チェンジを従来に比べて短時間で迅速に行うことが出来
て、稼動効率を向上せしめることが出来る。

さらに、所定のタレットヘッド旋盤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い為
、床スペースを狭くすることが出来、機械の据付は上有
効である。

本発明のヘッドチェンジャーは簡単な構造であるため、
装置製作も容易に出来るので経済的にも非常に有益であ
る。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
ンジすることができるため、量産加工用のフレキシブル
トランスファライン（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ャーを説明する為のプ
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図は本
発明に使用するプールラインの一部破断図である。第３
図は第１図のＸ部における拡大図、第４図は第１図のＡ
−Ａ線矢視の正面図である。第５図は第３図のＢ−Ｂ線
矢視の側面断面図、第６図は第５図のＣ−Ｃ線矢視の側
面断面図、第７図は第５図のＤ−Ｄ線矢視の断面図およ
び第８図は第５図のＥ−４線矢視の断面図を示すもので
ある。 ５００．タレットヘッド ７ａ〜７ｂ、、、ギヤングヘッド ８０６．プールライン　９ａ〜９ｂ、、、柱１０、、、
パレット　　　１４ａ、１４ｂ、、、カム２０、、、　
　シリンダー ２１、、、位置決め用ロケートピン ２３、、、ピン　　　　　２４．、、　　レバー２５、
、、ピン　　　　　２７．、、カム２Ｂ、、、カム溝　
　　　３２．、、　Ｌ型の保持部材３４、、、フック ３６ａ、３６ｂ、、、ローラー　３７．、、軸３９、、
、ラック　　　　４０．　、　、ピニオン４１．４３，
４８ａ＋４８ｂ、、、軸 ４６、　、　、位置決め用ロケートピン４９・・・カム
５０．、、クランプレバ−５４、、、バネ

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け
   、該ツールヘッドの一面を工作物に対向し、一面をツー
   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の閉ループ状にプー
   ルラインを立設し、該プールラインにはパレットに把持
   されたヘッドを一定間隔毎に収納し、ヘッドが後退して
   プールライン上に持ち来たした位置をヘッドチェンジ位
   置とし、該ヘッドチェンジ位置でヘッドをチェンジする
   際、ヘッドが該ヘッドチェンジ位置へ搬送される搬送方
   向の動きにより、搬送路側面に設けたカムの作用で、ヘ
   ッドをタレット内に設けた位置決めする位置決めピンの
   出し入れ、タレット側壁に取付けたクランプレバーによ
   るクランプ操作およびパレットへのヘッド把持操作を同
   時に連動せしめて行うことを特徴とするヘッドチェンジ
   ャー。