JPS6210772B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工具交換装置付工作機械に関し、特に
生産ラインに設けられる工具交換装置付工作機械
に関するものである。

従来複数のカツターをアーバで支持する重量物
工具を扱う工具交換装置として最適なものはなく
重量物を支持するためにはアームの剛性を持たせ
ると共にグリツパの把持力を強固にするために大
形化し、余分な動力源を必要としていた。このた
めエネルギーロスや干渉問題が起る欠点が生じて
いた。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、
本発明の目的は工具交換装置の持つべき機能を分
散するために工具交換アームを工作機械と工具マ
ガジンの中間に配置すること、即ち工具交換アー
ムは工作機械と工具マガジンとの間で旋回動作の
みを行い、工作機械側では主軸ヘツドを主軸軸線
に対し垂直方向（Ｙ軸）及び主軸軸線方向（Ｘ
軸）に移動することで工具の着脱を行い、更に、
工具マガジン側では該工具マガジンの工具受け台
の上下動並びに旋回動作で工具交換アーム上の工
具と交換を行う様各機能を分散することで工具交
換アームを単純構造とし、軽量化による省エネル
ギー化を図ると共に異種工具との工具交換及び工
具破損、工具摩耗時における工具交換を可能と
し、専用機のFMS化に適した工具交換装置付工
作機械を提供することにある。

本発明は上記の目的を達成するため、工具の一
端を着脱自在に保持する主軸を回転可能に支承し
且つ主軸の軸線に対し垂直方向及び主軸の軸線方
向に移動自在の主軸ヘツドと、前記工具の他端を
主軸の軸線方向に着脱自在に軸支するアーバサポ
ートブラケツトと、ワークの搬送路を挾んで主軸
の反対側に設けられた位置において旋回割出し及
び昇降動自在であり且つ複数の工具を載置する工
具受け台を有する工具マガジンと、該工具マガジ
ンの工具受け台に載置した工具の交換位置と主軸
に取付けた工具の交換位置との間で前記ワークの
搬送路を越えて旋回自在のアームと、該アームに
載置された工具を係脱自在に係止するストツパー
とを有することを特徴とする工具交換装置付工作
機械という構成をとる。

以下本発明の実施例について図面に基づいて説
明をする。第１図は生産ラインに設けられた本発
明の一実施例に係る工具交換装置付工作機械１の
全体概要図を示す平面図、第２図は第１図の矢
視正面図である。該工作機械１においてベツド２
上にベース３が載設され、該ベース３の具備する
Ｚ方向のガイド４にはコラム５が載置され、且つ
該コラム５はＺ方向移動用のサーボモータ６の駆
動するボールスクリユー（図示省略）の回転によ
りＺ方向移動自在となつている。第３図は第２図
の−線断面図である。前記コラム５の正面に
具備するＹ方向のガイド７にはサドル８が案内さ
れ、且つ該サドル８はＹ方向移動用のサーボモー
タ９の駆動するボールスクリユー１０の回転によ
りＹ方向移動自在となつている。また該サドル８
の正面に具備するＸ方向のガイド１１には左右一
対の主軸ヘツド１２，１２が案内され、且つサド
ル８には左右対称位置に左螺子部１３ａと右螺子
部１３ｂとを具備するボールスクリユー１３が回
転自在に支承され、更に該ボールスクリユー１３
の左螺子部１３ａと右螺子部１３ｂには前記主軸
ヘツド１２，１２の夫々に固着したナツト１４，
１４が螺合している。従つて左右の主軸ヘツド１
２，１２は、Ｘ方向移動用のサーボモータ１５で
前記ボールスクリユー１３を回転することによ
り、Ｘ方向に且つ両主軸ヘツド１２，１２が対称
に互いに接近し又は遠去かる向きに移動自在とな
つている。

第４図は第３図の−線断面図である。第４
図は前記左右一対の主軸ヘツドのうち右の主軸ヘ
ツド１２について内部構造を示すものであるが、
左の主軸ヘツド１２は右の主軸ヘツド１２と対称
の構造とすることができるから、左の主軸ヘツド
１２について内部構造の図示を省略する。主軸ヘ
ツド１２の内部には主軸１６が回転可能に支承さ
れている。主軸１６は駆動用のモータ１７により
ベルト伝動装置１８及び歯車装置１９を経て回転
駆動される。該主軸１６に装着されるべき工具の
一例としてサイドカツター２０は、アーバ２１の
一方端に溝をなす把持部２３付きのフランジ部２
４及びテーパシヤンク２５と他方端に螺子部２２
を設け、アーバ２１に任意長のスペーサ２６，２
７及びスペーサを兼ねるスリーブ２８を介装した
カツター２９，３０を着脱自在にキー２１ａを介
して嵌合し、前記アーバ２１の螺子部２２に螺合
したナツト３１の締付力によりカツター２９，３
０をアーバ２１に固定するものである。該サイド
カツター２０の前記スリーブ２８は、前記サドル
８に取付けられたアーバサポートブラケツト３２
に設けた軸受３３に嵌合支持されている。またサ
イドカツター２０の前記テーパシヤンク２５は、
前記主軸１６に設けたテーパ孔３４に嵌合してい
る。主軸１６には貫通孔３５が設けられており、
該貫通孔３５内に工具緊締用のバー３６が軸方向
移動自在に挿入されている。該バー３６の一方端
には螺子部３７が螺設され、該螺子部３７は前記
サイドカツター２０のアーバ２１の他方端に螺設
した螺子孔３８に螺合している。前記バー３６の
他方端にはスプライン３９が設けられ、該スプラ
イン３９は、主軸ヘツド１２の側方に取付けられ
た工具着脱用のモータ４０の出力軸に、軸方向移
動自在且つ回転伝動可能に係合している。バー３
６の中間部にはフランジ４１が設けられており、
該フランジ４１の後方に備える軸受４２と主軸１
６との間にはコイルスプリング４３が介装され、
該コイルスプリング４３は前記バー３６をサイド
カツター２０に向けて付勢している。またフラン
ジ４１の前面と主軸１６との間には当て板４４，
４５を介して前記コイルスプリング４３よりもば
ね係数の大きい皿ばね４６が介装され、該皿ばね
４６はサイドカツター２０を主軸１６内に引込む
付勢力を発生する。４７は、主軸に工具を装着し
ていない状態において当て板４５が当接すること
によりバー３６の軸方向の位置決めをなす主軸１
６の貫通孔３５の肩部である。

４８は、主軸１６の主軸端４９に固着されてサ
イドカツター２０のフランジ部２４の切欠溝５０
に係合するキーである。

第１図及び第２図において、ベツド２上には工
作機械１と該工作機械１の前後に設けられた他の
専用工作機械又はワークフイーダー若しくはワー
クストツカー等とを結ぶワーク搬送装置５１が設
けられている。該ワーク搬送装置５１は、工作機
械１の前面に近接する位置でベツド２上にベース
５２が載設され、ベース５２に設けられたレール
５４に案内されながらワーク搬送用パレツト５５
が一端を駆動源に接続されたトランスフアーバー
５３によりワーク搬送路５６に沿つて移動可能で
ある。５７は、ワーク搬送用パレツト５５が工作
機械１に対応する位置に来たとき該ワーク搬送用
パレツト５５を位置決めするロケートピンであ
る。

ベツド２上にはワーク搬送路５６を挾んで工作
機械１とは反対の側即ち他方側にスタンド５８が
立設され、該スタンド５８上に工具マガジン５９
及び自動工具交換装置６０が装着されている。

工具マガジン５９について説明をする。第５図
は第１図の−線断面図、第６図は第５図の
−線断面図、第７図は第５図の矢視平面図、
第８図は第７図の矢視正面図、第９図は第７図
の矢視側面図である。工具マガジン５９に於い
てスタンド５８の側方に筒体６１が縦方向に取付
けられており、該筒体６１の下部は油圧シリンダ
６２をなす。該油圧シリンダ６２の備えるピスト
ン６３の上下に構成されている油室６４，６５に
は、ポート６６，６７を経て圧油が供給される。
また該ピストン６３に固着したピストンロツド６
８は油圧シリンダ６２を上方に油密に貫通すると
共に前記筒体６１を貫通する。ピストンロツド６
８の上部は筒体６１の上端外方に臨み、ピストン
ロツド６８の上端に工具受け台６９が取付けら
れ、該工具受け台６９上には一対の工具受け部７
０，７０が第７図に示す如く前記ピストンロツド
６８の軸心に対し互いに180度位相のずれた位置
に設けられている。各工具受け部７０は、工作機
械１に装着される前記サイドカツター２０又は類
似の工具を受けるために、第１ブラケツト７１と
第２ブラケツト７２と第３ブラケツト７３とを有
する。第１ブラケツト７１はサイドカツター２０
のスリーブ２８を、該スリーブ２８の全長の一部
について３点７１ａ，７１ｂ，７１ｃにて受ける
ものである。第２ブラケツト７２はサイドカツタ
ー２０のフランジ部２４の一部をそのほぼ半周に
わたつて受けるテーパー段付きの凹溝７２ａを有
する。第３ブラケツト７３はサイドカツターのフ
ランジ部２４に設けた凹溝７４に嵌合するテーパ
付きのキー７３ａを有する。

主として第６図を参照して前記筒体６１には前
記ピストンロツド６８の軸心に食い違い直角をな
す方向に油圧シリンダ７５が形成されている。該
油圧シリンダ７５の備えるラツク付きのピストン
７６の両側に構成されている油室７７，７８に
は、ポート７９，８０を経て圧油が供給される。
８１は、筒体６１に螺合されて、前記ピストン７
６のラツク部８２の背面に設けた溝８３に係合す
る回り止め用の棒先ねじである。前記ピストンロ
ツド６８には、該ラツク部８２に噛合し、且つピ
ストン６３の作動によるピストンロツド６８の昇
降動の全範囲に渡つて該噛合を維持し得る長さを
有するピニオン８４が取付けられている。前記工
具受け台６９には各工具受け部７０に対応する位
置検出用のドツグ８５が設けられ、一方前記スタ
ンド５８上に立設したブラケツト８６には、工具
受け台６９の上昇位置検出用の近接センサ８７と
工具受け台６９の下降位置検出用の近接センサ８
８が設けられている。

本実施例の工具マガジン５９は、シリンダ７５
の作動にてピストンロツド６８を180度旋回させ
即ち工具受け台６９を反転させることにより、各
工具受け部７０を、Ｘ方向に平行で且つワーク搬
送路５６に近付いた位置即ち工具交換位置８９と
ワーク搬送路５６から遠去つた位置即ち工具待避
位置９０に夫々割出すことができる。また各工具
受け部７０は、シリンダ６２の作動により、近接
センサ８７，８８の位置が規定する範囲で上昇位
置と下降位置とをとり得る。

以上工作機械１の右の主軸ヘツド１２に対応す
る位置にある右の工具マガジン５９について説明
をしたが、左の主軸ヘツド１２に対応する位置に
ある左の工具マガジン５９の構造は、右の工具マ
ガジン５９の構造と対称である構造をとり得るか
ら、その詳細な図示を省略する。

次に工具交換装置６０について説明をする。第
１０図は第１図の−線断面図、第１１図は第
１０図のXI矢視による一部破断した平面図、第１
２図は第１１図のXII−XII線断面図、第１３図は第
１２図の−線断面図である。前記スタン
ド５８には、前記主軸１６が工具交換を行なうと
きに該主軸１６の軸心の位置即ち工具交換位置９
１と前記工具マガジン側の工具交換位置８９との
中間位置であつてワーク搬送路５６に対して工作
機械１とは反対側に位置する軸と平行する直線
即ちアーム旋回中心線９２上に軸心を有する如
く、回転軸９３が回転自在に支承されている。該
回転軸９３は主として３つの部分即ち第１部材９
３ａ、第２部材９３ｂ及び第３部材９３ｃから成
つている。第１部材９３ａの一端には、規制部材
９４を介して第２部材９３ｂ及び第１のアーム９
５が、第１部材９３ａと一体回転をするように固
着されている。第２部材９３ｂの一端には、規制
部材９６を介して第３部材９３ｃ及び第２のアー
ム９７が、第２部材９３ｂと一体回転をするよう
に固着されている。

一方前記スタンド５８上には油圧シリンダ９８
が立設されており、該油圧シリンダ９８の備える
ピストン９９の上下に構成されている油室１０
０，１０１には、ポート１０２，１０３を経て圧
油が供給される。また該ピストン９９に固着した
ラツク付きのピストンロツド１０４は油圧シリン
ダ９８を下方に油密に貫通して前記スタンド５８
内に臨み、該ピストンロツド１０４のラツク部１
０５にピニオン１０６が噛合しており、該ピニオ
ン１０６は前記回転軸９３の第１部材９３ａにキ
ー止めされている。従つて油圧シリンダ９８の作
動により各アーム９５，９７は主軸１６の軸心９
１と工具マガジン側の工具交換位置８９との間で
旋回することにより振り込み可能である。従つて
各アーム９５，９７が主軸１６の軸心９１に振込
まれたときのアーム９５，９７が位置する軸心９
１上の位置は工作機械１側の工具交換位置とな
る。またこの実施例では工作機械１の加工中アー
ム９５，９７は工具マガジン側の工具交換位置８
９に振り込まれているから、８９はまたアーム９
５，９７の待避位置をも示すことになるが、この
ことは本発明におけるアームの待避位置を限定す
るものではない。１０７は、回転軸９３の第３部
材９３ｃに取付けられた位置検知用のドツグであ
り、１０８はアーム９５，９７が工作機械１側の
工具交換位置９１に振込まれた状態において前記
ドツグ１０７に対応する近接センサである。近接
センサ１０８は前記ブラケツト８６に取付けられ
ている。

スタンド５８には、回転軸９３の軸心９２の延
長線上に油圧シリンダ１０９が取付けられてお
り、該油圧シリンダ１０９の備える両ロツド型の
ピストン１１０の両側に構成されている油室１１
１，１１２にはポート１１３，１１４を経て圧油
が供給される。該ピストン１１０に固着した一方
側のピストンロツド１１５は油圧シリンダ１０９
を油密に貫通して前記回転軸９３の第１部材９３
ａの貫通孔１１６内に軸方向移動自在に貫入して
いる。該貫通孔１１６内にはまた第１軸１１７が
軸方向移動自在に嵌合しており、該第１軸１１７
はスプリング１１８により前記ピストンロツド１
１５に接近する方向に付勢されている。該第１軸
１１７の一方端即ち前記ピストンロツド１１５側
端部にはボルト１１９が螺合されている。前記ピ
ストン１１０が第１１図に示す後退位置をとり且
つ第１軸１１７がスプリング１１８の付勢力によ
りピストンロツド１１５に接近した状態におい
て、第１軸１１７のボルト１１９とピストンロツ
ド１１５との間には一定の隙間１２０が設けられ
ている。１２１は、回転軸９３に螺合され且つ第
１軸１１７の溝１２２に係合して、第１軸１１７
が回転軸９３に対して一定範囲内で軸方向移動を
することを許容しながら回転軸９３に対する第１
軸１１７の相対回転を規制するキーである。前記
第１軸１１７の他方端は、回転軸９３の第２部材
９３ａに設けた貫通孔１２３内に軸方向移動自在
に貫入している。該貫通孔１２３内にはまた第２
軸１２４が軸方向移動自在に嵌合しており、該第
２軸１２４はスプリング１２５により前記第１軸
１１７に接近する方向に付勢されている。該第２
軸１２４の一方端即ち前記第１軸１１７側端部に
はボルト１２６が螺合されている。第１軸１１７
及び第２軸１２４がスプリング１１８，１２５の
付勢力によりそれぞれピストンロツド１１５及び
第１軸に接近した状態において、第２軸１２４の
ボルト１２６と第１軸１１７との間には一定の隙
間１２７が設けられている。１２８は、回転軸９
３に螺合され且つ第２軸１２４の溝１２９に係合
して、第２軸１２４が回転軸９３に対して一定範
囲内で軸方向移動することを許容しながら回転軸
９３に対する第２軸１２４の相対回転を規制する
キーである。前記ピストン１１０に固着した他方
側のピストンロツド１３０は位置検出用のドツグ
１３１が取付けられており、また油圧シリンダ１
０９の側壁に設けたブラケツト１３２にはピスト
ン１１０が第１１図示の如く後退位置をとるとき
前記ドツグ１３１に対応する近接センサ１３３が
取付けられている。

次に主として第１２図及び第１３図を参照し
て、アーム９５は、その先端部に、サイドカツタ
ー２０のフランジ部２４の把持部２３を受ける凸
部１３４と、キー１３５を有する。アーム９５及
び回転軸９３の第１部材９３ａは、回転軸９３の
軸心９２に直交する方向に貫通孔１３６及び孔１
３７を有する。両孔１３６，１３７内には工具緊
締用のロツド１３８が軸方向移動自在に嵌合して
いる。該ロツド１３８の一方端はアーム９５の前
記凸部１３４側外方に臨み、ロツド１３８の一方
端には工具に対するストツパー１３９が取付けら
れ、該ストツパー１３９はサイドカツター２０に
接触するための円弧面１４０を有する。該ロツド
１３８はスプリング１４１によりストツパ１３９
がサイドカツター２０に接触する方向に付勢され
ている。１４２は、アーム９５に螺合され且つロ
ツド１３８の溝１４３に係合して、ロツド１３８
がアーム９５に対して一定範囲内で軸方向移動す
ることを許容しながらアーム９５に対するロツド
１３８の相対回転を規制するキーである。回転軸
９３の第１部材９３ａの孔１３７内に位置するロ
ツド１３８の端部には、第１１図においてシリン
ダ１０９に背離する向きの傾斜面１４４が形成さ
れている。第１軸１１７の側面にはロツド１３８
の該傾斜面１４４に対応する傾斜面１４５が形成
されている。第１軸１１７には、また該傾斜面１
４５に対しシリンダ１０９に近い側で隣接する位
置に、該第１軸１１７がシリンダ１０９の作動に
よりスプリング１１８の付勢力に抗して押し込ま
れたとき、前記ロツド１３８の軸心の延長線上に
位置してロツド１３８がスプリング１４１の付勢
力に抗して軸方向に押し込まれることを許容し得
る穴１４６が穿設されている。以上がアーム９５
においてサイドカツター２０を把持しまた解放す
るための構造である。アーム９７についても、ア
ーム９５について上記したと同様のサイドカツタ
ー２０を把持しまた解放するための構造が設けら
れる。アーム９７におけるこれらの構造のうち、
第１１図にあつてはアーム９５におけるサイドカ
ツター２０を把持しまた解放するための構造に付
した符号と同一の符号を以つて示してあり、第１
２図に対応するものは図示を省略する。

以上工作機械１の右の主軸ヘツド１２及び右の
工具マガジン５９に対応する右の工具交換装置６
０について説明をしたが、左の主軸ヘツド１２及
び左の工具マガジン５９に対応する左の工具交換
装置６０の構造は、右の工具交換装置６０の構造
と対称である構造をとり得るから、その詳細な図
示を省略する。

次に本発明の実施例に係る工具交換装置付工作
機械１の作用について説明をする。ワーク搬送路
５６に沿つてワークが搬入される際各工具交換装
置６０のアーム９５，９７は工具を把持しない状
態で待避位置８９に振り込まれている。加工位置
に搬入されたワークが工作機械１に装着されてい
る工具即ちサイドカツター２０により加工される
間、前記アーム９５，９７は待避位置８９に振り
込まれたままであり、また工具待避位置９０に割
出された工具マガジン５９の一方の工具受け部７
０には、次に加工に使用すべき工具即ちサイドカ
ツター２０が作業者により又は他のツールローダ
により装着されて待機する。他方の工具受け部７
０は工具を装着されていない状態で工具交換位置
８９に位置する。工作機械１による加工が終了す
ると加工済みのワークが搬出されるが、次に搬入
されるワークを加工するために工具交換を行なう
べき場合には次のようにして工具交換を行なう。
ワークの搬出作業が終了した後、工作機械１のＺ
軸及びＹ軸制御により、主軸１６の軸心を工作機
械における工具交換位置９１に位置せしめる。次
にＸ軸制御にて左右の主軸ヘツド１２，１２を相
互に離隔する方向に移動せしめることにより、各
主軸１６，１６に装着された状態のサイドカツタ
ー２０，２０をアーバサポートブラケツト３２か
ら抜き出し、且つアーム９５，９７により把持さ
れるべきサイドカツター２０の部分である把持部
２３及びスリーブ２８が各アーム９５，９７の回
転平面上に位置するように、主軸ヘツド１２，１
２を位置せしめる。次に油圧シリンダ９８の作動
にてアーム９５，９７を旋回せしめることによ
り、該アーム９５，９７を工作機械における工具
交換位置９１に振り込む。このとき、遅くともア
ーム９５，９７が工具交換位置９１に接近する前
に、油圧シリンダ１０９のピストン１１０が前進
移動を行なつて第１軸１１７及び第２軸１２４を
順次押し込むことにより、第１軸１１７及び第２
軸１２４のそれぞれの穴１４６が各アーム９５，
９７のロツド１３８の軸心の延長線上に位置する
ように、両軸１１７，１２４を位置せしめる。な
お、ピストンロツド１１５と第１軸１１７との間
に隙間１２０が設けられており且つ第１軸１１７
と第２軸１２４との間に隙間１２７が設けられて
いるから、上記の如く油圧シリンダ１０９の作動
により第１軸１１７及び第２軸１２４を順次押し
込む際、ピストンロツド１１５が第１軸１１７に
衝撃を与えまた第１軸１１７が第２軸１２４に衝
撃を与える。

上記の如くアーム９５，９７が工具交換位置９
１に振り込まれようとするとき、各アーム９５，
９７のストツパー１３９がサイドカツター２０に
衝突するので、アーム９５，９７の振り込みのた
めの駆動力により、サイドカツター２０はストツ
パー１３９及びロツド１３８に対しこれらを後退
させる力を付与する。アーム９５，９７が工具交
換位置９１に振り込まれるときは、上記の如く第
１軸１１７及び第２軸１２４の穴１４６がロツド
１３８の軸心の延長線上に位置するからロツド１
３８が穴１４６内に逃げることができ、従つてス
トツパー１３９及びロツド１３８は該ストツパー
１３９の円弧面をサイドカツター２０の側面に沿
つて摺動しながら後退移動を行なう。アーム９
５，９７が工具交換位置９１に振り込まれたと
き、サイドカツター２０はアーム９５，９７の凸
部１３４に嵌入し、且つストツパー１３９及びロ
ツド１３８はスプリング１４１の付勢力により前
進復帰して、ストツパー１３９がサイドカツター
２０を係止する。この状態を確認して油圧シリン
ダ１０９のピストン１１０が後退復帰移動を行な
い、従つて第１軸１１７及び第２軸１２４はそれ
ぞれスプリング１１８，１２５により復帰移動を
行ない、傾斜面１４５が傾斜面１４４に当接する
ことにより両軸１１７，１２４はロツド１３８を
錠止する。以上により使用済みのサイドカツター
２０はアーム９５，９７に把持される。

次にモータ４０の駆動によりバー３６を回転さ
せて、バー３６の螺子部３７とサイドカツター２
０の螺子孔３８との螺合を解く。次にＸ軸制御に
て左右の主軸ヘツド１２，１２を相互に更に離隔
する方向に移動せしめることにより、サイドカツ
ター２０，２０を工作機械１から離脱せしめる。

次に油圧シリンダ９８の作動により、アーム９
５，９７を工具マガジン側の工具交換位置８９に
振り込む。このとき、使用済みのサイドカツター
２０は、アーム９５，９７に把持され、且つ工具
交換位置８９にある工具受け部７０に載置された
状態となる。この状態で再び油圧シリンダ１０９
のピストン１１０が前進移動を行なつて第１軸１
１７及び第１軸１２４を順次押し込むことによ
り、第１軸１１７及び第２軸１２４のそれぞれの
穴１４６がロツド１３８の軸心線上に位置するよ
うに、両軸１１７，１２４を位置せしめ、従つて
ストツパー１３９の錠止が解かれる。なお上記の
如くサイドカツター２０がアーム９５，９７に把
持され且つ工具受け部７０に載置された状態で
は、サイドカツター２０がストツパー１４０及び
ロツド１３８を第１軸１１７又は第２軸１２４に
向けて押し込む力によりロツド１３８と第１軸１
１７又は第２軸１２４との間に強い圧接力が生じ
ていることがあるが、上記の如く第１軸１１７及
び第２軸１２４を押し込む際前記したと同様にピ
ストンロツド１１５が第１軸１１７に衝撃を与え
また第１軸１１７が第２軸１２４に衝撃を与える
こと、並びにロツド１３８と第１軸１１７又は第
２軸１２４との間における接触は傾斜面１４４，
１４５間にて行なわれていることであるから、油
圧シリンダ１０９の作動により、上記ロツド１３
８と第１軸１１７又は第２軸１２４との間の圧接
力に抗して、ストツパー１３９を錠止解除状態に
導くことは容易且つ確実である。

次にアーム９５，９７を工具交換位置８９に振
り込んだ状態にとどめたまま、油圧シリンダ６２
の作動により工具受け台６９を上昇位置まで上昇
移動させる。このとき工具即ち使用済みのサイド
カツター２０は、工具受け部７０に載置された状
態で、工具受け台６９の上昇駆動力によりアーム
９５，９７のストツパー１３９を押し込みなが
ら、アーム９５，９７から上方に離脱する。次に
シリンダ７５の作動により工具受け台６９が反転
をし、従つて使用済みのサイドカツター２０が載
置された工具受け部７０は工具待避位置９０に位
置し、未使用のサイドカツター２０が載置された
工具受け部７０は工具交換位置８９に位置する。

油圧シリンダ６２の作動により工具受け台６９
を下降位置まで降下移動させる。このとき未使用
のサイドカツター２０は、工具受け部７０に載置
された状態で、サイドカツター２０自身の重量に
基づく重力によりアーム９５，９７のストツパー
１３９を押し込みながら、アーム９５，９７の凸
部１３４に着座し、ストツパー１３９はスプリン
グ１４１の付勢力によりサイドカツター２０を係
止する。この状態を確認して油圧シリンダ１０９
のピストン１１０が再び後退復帰移動を行ない、
従つて各ロツド１３８は第１軸１１７及び第２軸
１２４に錠止される。以上により未使用のサイド
カツター２０はアーム９５，９７に把持される。

次に油圧シリンダ９８の作動により、アーム９
５，９７を工作機械側の工具交換位置９１に振り
込む。次にＸ軸制御にて左右の主軸ヘツド１２，
１２を相互に接近する方向に移動せしめることに
より、サイドカツター２０，２０を主軸１６，１
６に挿入する。次にモータ４０の作動によりサイ
ドカツター２０にバー３６の螺子部３７を螺合さ
せる。以上により未使用のサイドカツター２０は
主軸１６，１６に装着される。

次に再び油圧シリンダ１０９の作動により、ア
ーム９５，９７の各ロツド１３８の錠止を解除す
る。油圧シリンダ９８の作動によりアーム９５，
９７を待避位置８９に振り込む。Ｘ軸制御にて左
右の主軸ヘツド１２，１２を相互に更に接近する
方向に移動せしめることにより、各サイドカツタ
ー２０，２０のスリーブ２８をアーバサポートブ
ラケツト３２に挿入する。その後工作機械１にお
けるＺ軸及びＹ軸制御と組合わせてワークの搬入
及び加工を行ない、上記に説明した作動を繰返す
ことにより、各種ワーク毎に応じた工具を使用し
た加工を自動工具交換と共になし得るものであ
る。

本発明は以上説明をしたことから明らかなよう
に工作機械と工具マガジンとの間で重量物工具交
換を行うに際し、工作機械側では主軸ヘツドの移
動で工具の交換ができ、またマガジン側では工具
受け台の上下動および旋回動作で工具交換を行う
べく、工具交換機能を分散し、工具交換アームを
単純構造となし得ることにより省エネルギー化を
図ることが可能となる。

また、前述した様な工具交換装置の配置をとる
ことにより、異種工具との交換、工具摩耗、工具
破損時の交換を行うことができるので、複雑な形
状、構造の加工対象物の加工を能率化することが
でき、各専用工作機械により行なうべき加工作業
が一層柔軟性を有するため、専用工作機械の生産
ラインのFMS化に最も適した構成となる。更に
工具マガジンが工作物の搬送路を挾んで工作機械
の反対側に設けられるため、工具マガジンにおけ
る段取り換えに作業者が関与する場合における工
具マガジンの周辺での作業を、主軸による加工位
置から遠い位置で行なうことができ、且つ工具マ
ガジンの周辺での作業が工作機械の各部の移動と
干渉することがなく、従つて作業のより一層の安
全を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は平面
図、第２図は第１図の矢視正面図、第３図は第
２図の−線断面図、第４図は第３図の−
線断面図、第５図は第１図の−線断面図、第
６図は第５図の−線断面図、第７図は第５図
の矢視平面図、第８図は第７図の矢視正面
図、第９図は第７図の矢視側面図、第１０図は
第１図の−線断面図、第１１図は第１０図の
XI矢視による一部破断した平面図、第１２図は第
１１図のXII−XII線断面図、第１３図は第１２図の
−線断面図である。 １……工作機械、１２……主軸ヘツド、１６…
…主軸、２０……サイドカツター、５６……ワー
クの搬送路、５９……工具マガジン、６０……工
具交換装置、６９……工具受け台、７０……工具
受け部、８９……工具マガジンにおける工具交換
位置及び工具交換装置の待避位置、９１……工作
機械における工具交換位置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ベース上に移動可能に載置されたコラムと、
   該コラムの移動方向と直交する垂直案内面上に上
   下に案内される移動台と、該移動台にあつて前記
   コラムの垂直案内面と直交する水平案内面に案内
   される主軸ヘツドと、該主軸ヘツドに前記水平案
   内面と平行に駆動手段により回転自在に軸承され
   工具の一端を着脱自在に保持する主軸とで構成さ
   れる工作機械において、一端に前記主軸端の工具
   挿着孔に挿着すべく挿着部を形成し中央にカツタ
   ーを保持すると共に他端に支持部を有するアーバ
   ーサポートと、前記移動台にあつて前記アーバー
   サポートの他端支持部を前記主軸の軸線方向にの
   み着脱自在に軸支するアーバーサポートブラケツ
   トと、主軸ヘツドによる加工領域内にあつて主軸
   軸線と平行に設けられたワーク搬送路と、該ワー
   ク搬送路を挟んで前記主軸台に対向して設けられ
   たスタンド上にあつて一端を前記主軸軸線と平行
   な旋回軸に軸承され他端に把持部を有する旋回ア
   ームと、前記スタンド上にあつて旋回割出し及び
   昇降自在に設けられ複数の工具を載置する工具受
   け台を有する工具マガジンとから成り、該工具マ
   ガジンの工具受け台に載置した工具の交換位置と
   主軸に取付けた工具の交換位置との間で前記ワー
   クの搬送路を越えて旋回アームの旋回動作と前記
   主軸台の水平移動で工具の交換を行うことを特徴
   とする工具交換装置付工作機械。