JPS6218305B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２サドルで各サドル上に各１個のタレ
ツト刃物台を有するNC施盤において、該刃物台
と工具マガジン間の自動工具交換装置に関する。

本発明は２サドル上のタレツト刃物台の工具交
換時間を短縮するために好適な自動工具交換装置
を提供しようとするものであり、本発明は特に第
１刃物台と第２刃物台の各工具交換位置と同じＸ
軸方向位置の２個所を工具交換位置とする工具マ
ガジンとタレツト刃物台との間でＸ軸方向に移動
可能で前記２交換位置に位置決めされる自動工具
交換アームを有するキヤリアを備えたことを特徴
とするものである。

以下本発明の実施例を図面にもとづき説明す
る。先づ全体構成を説明する。旋盤ベツド１上に
は上面に平行且、水平な２本の案内２，２が形成
され上面が前傾斜の三角形のサドル３が主軸（Ｚ
軸）方向に摺動可能に載置され図示しないサーボ
モータで回転される送りねじによりNC装置１４
の指令で独立に位置制御される。また前面に平行
且水平で上下に配された２本の案内４，４が形成
され上面が前記サドル３の傾斜面と同一面で前傾
斜の三角形のサドル５がＺ軸方向に摺動可能に載
置され、図示しないサーボモータで回転される送
りねじによりNC装置１４の指令で独立に位置制
御される。更にベツドの左側には先端にチヤツク
６を締着した主軸を回転可能に軸承した主軸台７
が固着されている。サドル３上にはＺ軸方向と直
角（Ｘ軸）方向に摺動可能に載置された中台８上
に旋回軸がＺ軸方向の第１タレツト刃物台９が固
着されており、タレツト１０の外周にはマシニン
グセンタと共用できる複数個の工具ホルダＴが取
換可能に取付けられていて中台８が図示しないサ
ーボモータで回転される送りねじによつてＸ軸方
向にNC装置１４の指令で独立に位置制御され
る。またサドル５上にはＸ軸方向に摺動可能に載
置された中台１１上に旋回軸がＺ軸方向の第２タ
レツト刃物台１２が固着されており、タレツト１
３の外周にはマシニングセンタと共用できる複数
個の工具ホルダＴが取換可能に取付けられてい
て、中台１１が図示しないサーボモータで回転さ
れる送りねじによつてＸ軸方向にNC装置１４の
指令で独立に位置制御される。更にベツド１の主
軸の反対側端面にはエンドレスチエーン上に工具
を収納した工具マガジン２０が工具の上列を第
１、第２各タレツト刃物台の工具交換位置と同一
面となるように傾斜して設けられている。更にま
た第１タレツト刃物台と第２タレツト刃物台がＺ
軸方向の工具交換位置にあるとき工具マガジンと
の間で工具を交換するための工具交換アーム３０
がタレツト刃物台とマガジン２０との間に設けら
れている。

次にタレツト刃物台の構成を説明する第１、第
２タレツト刃物台は同じであるので第２タレツト
刃物台の説明を省略する。中台８上に載置された
刃物台本体９に水平方向に摺動且回転可能に軸承
された回転軸１００にキーによつて回り止めされ
タレツト１０が一体に固定されている。回転軸１
００の中程には刃物台本体９に設けたシリンダ１
０１に嵌装したピストン体１０２が設けられてお
り、端部には粗位置決め用の割り出し板円板１０
３と歯車１０４が同心に固着されている。割り出
し円板１０３にはタレツト１０の各工具取付位置
に対応して同数の溝１０３ａが外周に削設されて
おり、この溝１０３ａにシリンダ１０５に嵌装し
たピストン１０６のピストンロツド１０７が位置
決めピンとなつている。また歯車１０４に噛合う
歯車１０８を入力軸に固定し工具本数に対応した
数、本例では８個の接点を有するロータリスイツ
チでなる工具位置検出器１０９が設けられてい
る。タレツト１０と刃物台本体９との対面する位
置には工具取付数の整数倍の歯を有するカービツ
クカツプリング１１０が回転軸１００と同心に固
着されている。またタレツト１０側の裏面のカツ
プリング１１０の内側には噛合い巾の長い内歯車
１１１が固着されており、刃物台本体９にモータ
１１２より歯車１１３を介して回転されるように
軸承された回転軸１１４の先端のピニオン１１５
と噛合している。従つてシリンダ１０１の後室に
圧力流体が送られピストン１０２が前進して回転
軸１００とともにタレツト１０が押し出されると
カービツクカツプリング１１０の噛合いが外れ、
回転可能状態となりモータ１１２の回転で噛合い
状態にあるピニオン１１５を介して内歯車１１１
及びタレツト１０が旋回される。タレツト１０の
八角形をなす側面の平坦部の取付穴にはそれぞれ
工具及び交換アーム３０の把持溝を有するマシニ
ングセンタ用の工具ホルダＴのプルスタツト１１
６を設けたテーパシヤンク１１７が嵌装する雌テ
ーパ穴１１８ａを有するとともに工具ホルダＴの
位置決めピン１１９を有するソケツト１１８が嵌
装締着されている。そしてこのソケツト１１８の
奥の穴にはプルスタレツト１１６を引き上げる２
個の対称のコレツト爪１２０が納められており、
またこのコレツト爪１２０を引上げるためのドロ
ーバー１２１が軸方向に摺動自在に納められてい
る。このドローバー１２１は外方端部に鍔部１２
１ａを有しソケツト１１８との間に介装した圧縮
ばね１２２によつて常時コレツト爪１２０を引き
上げる方向に付勢されており、更に端部のドロー
バー１２１の軸方向に穿設された矩形の窓にはタ
レツト１０の裏側近くに支点１２３で枢支された
天秤形レバー１２４の短腕の一端が臨んでいる。
このレバー１２４の長腕の他端はタレツト１０の
工具ホルダＴの取換位置である真上位置において
刃物台本体９に設けたアンクランプシリンダ１２
５に嵌装したピストン１２６のピストンロツド１
２７端に当接している。従つてシリンダ１２５に
圧力流体が送られるとレバー１２４が第３図で時
計方向に旋回されコレツト爪１２０を開放するも
のである。またレバー１２４の長腕の他端は工具
使用位置の真横において刃物台本体９に設けたク
ランプシリンダ１２８に嵌装したピストン１２９
のピストンロツド１３０端の鍵部に係合してい
る。従つてシリンダ１２８の前室に圧力流体が送
られたとき鍵部によつて引かれ第３図で時計方向
に旋回されてドローバー１２１を介してコレツト
爪１２０を引き上げ工具ホルダＴを強くソケツト
１１８に嵌着して切削力に対する剛性を持たせ
る。

次に工具マガジン２０について説明する。工具
マガジン枠体のマガジン駆動ユニツト２０１に回
転可能に軸承された軸２０２上に間隔を置いて２
枚スプロケツトホイール２０３，２０３が固定さ
れており、軸２０２の延長部にチエーンの１ピツ
チの割出しの溝２０４ａを外周に等間隔に削設し
た割出し円板２０４と歯車２０５，２０６とが固
着されている。割出し円板２０４に対し駆動ユニ
ツト２０１に設けたシリンダ２０７に嵌装された
ピストン２０８のピストンロツド２０９端が位置
決めピンとして割出し円板２０４の溝２０４ａに
指令によつて嵌入され、チエーンのピツチを確実
に割り出し位置決めする。駆動歯車２０５は歯車
群２１０を介してサーボモータ２１１と連結され
ている。また歯車２０６は歯車２１２を介して工
具番号検出器２１３に連結されている。そして駆
動スプロケツトホイール２０３と対をなす被動ス
プロケツトホイール２１４が工具マガジン枠体に
平行に設けられていて両スプロケツトホイール２
０３，２１４の工具マガジンとなるエンドレスチ
エーン２１５が掛けられている。エンドレスチエ
ーン２１５は各ビツチ毎に工具ポツト２１６を保
有しており、このポツトにマシニングセンタの工
具ホルダＴと共用できるものが収容される。工具
ポツト２１６には工具ホルダＴが挿入されたとき
シヤンク先端のプルスタツドと係合するばねで常
時閉じる方向に付勢され対称に位置する２個の保
持爪２１７が内蔵されている。そして上側チエー
ンの工具ポツト２１６の上面が第１、第２タレツ
ト刃物台のソケツト上面と一致する関係にチエー
ンが張設されタレツトに対応して工具交換位置と
してＡ，Ｂの２位置に割出し位置決めされる。

次に工具交換アーム３０に関して説明する。Ｚ
軸方向の交換位置に位置する第１、第２両タレツ
ト刃物台９，１２とマガジン２０との間中央に２
本の案内杆３００，３００が平行にマガジン枠体
又はベツド１上の支柱に設けられており、この案
内杆３００，３００に摺動可能にキヤリア３０１
が装架されている。キヤリア３０１は案内杆３０
０とともに固定された空気シリンダ３０２に嵌装
したピストンと一体のロツド３０２ａに結合され
ていて、第１タレツト刃物台位置と第２タレツト
刃物台位置の２位置に位置決めされる。またキヤ
リア３０１には工具交換アーム３０が設けられて
いてこのアームは三重筒の外筒３０３がキヤリア
３０１に垂直に軸方向に移動可能に貫通して軸承
されており、その下端にキヤリア３０１に三重筒
と平行に設けられたシリンダ３０４に嵌装された
ピストン３０５のピストンロツド３０６端に固着
のシフタ３０７が係止され上端には箱体３０８が
固着されている。そしてシフタ３０７によつて三
重筒を軸方向に移動させ後述の工具ホルダＴの取
出し挿入を行なう。三重筒の中筒３０９は外筒３
０３に回転のみ可能に支承されていてキヤリア３
０１より下側の下側に交換アーム支持体３１０を
固着するとともに上端は歯車３１１が固着されて
おり、箱体３０８に設けた空気シリンダ３１２に
嵌装したピストン３１３のピストンロツド３１４
に刻設したラツクと噛合つている。このシリンダ
機構によつてアームは180゜反転される。交換ア
ーム支持体３１０は中筒３０９に対して等距離離
れた両側位置で中筒３０９の軸と直角方向に２個
の交換アームが水平に支持されており、各交換ア
ーム筒杆３１５，３１６が支持体３１０を平行に
貫通しそれぞれ支持され互の対応端に爪保持体３
１７，３１８が固着されており、中央を支持され
た１対の把持爪３１９，３２０が圧縮ばね３２１
によつて常時閉止する方向に付勢されている。把
持爪３１９の間には工具ホルダＴを位置決めする
キー３２２が固着されている。筒杆３１５，３１
６の反対端はシリンダ３２３，３２４が固着され
ており嵌装したピストン３２５，３２６のロツド
３２７，３２８端のＶ形板３２９のＶ面が把持爪
３１９後端のローラ３３０と接しシリンダ３２
３，３２４に圧力流体が送られたとき把持爪３１
９，３２０を開放する。また筒杆３１５，３１６
の中程には互の対向面にラツクを刻設したラツク
筒３３１，３３２が固着されている。三重筒の中
心軸３３３の下端はピニオン３３４が固着されラ
ツク筒３３１，３３２のラツクが180゜離れた位
置で噛合しており、また上端には歯車３３５が固
着されていて、箱体３０８に設けたシリンダ３３
６に嵌装のピストン３３７のロツド３３８に刻設
したラツクと噛合しておりシリンダ３３６の前後
室内に圧力流体が送られたとき交換アームを伸び
縮みさせる。

次にこのように構成された本発明の作用を説明
する。加工すべき工作物に合わせてNC装置より
工具交換指令が発せられると、第１、第２両タレ
ツト刃物台はそれぞれＺ軸方向の指定の交換位置
へ移動されタレツト１０，１３の工具ホルダ取付
面がＸ軸方向一線に並ぶ。タレツト刃物台では交
換されるべき工具ホルダＴをタレツト交換位置で
ある上位置に旋回割出するためシリンダ１０１の
後室は圧力流体を送りピストン体１０２、回転軸
１００を介してタレツト１０が押し出されカービ
ツクカツプリング１１０の噛合いを外す。モータ
１１２を回転してピニオン１１５内歯車１１１よ
りタレツト１０を旋回させて工具位置検出器１０
９の信号にもとづき所要の工具ホルダＴを割り出
しカービツクカツプリング１１０を噛合わせ、上
位置に割り出されたソケツト１１８に対応するレ
バー１２４はアンクランプシリンダ１２６のピス
トンロツド１２７と当接しており、アンクランプ
シリンダ１２５の後室に圧力流体を送るとピスト
ンロツド１２７はレバー１２４端を押して時計方
向に旋回させるためドローバー１２１がばね１２
２の力に抗して外方に押されコレツト１２０を開
け工具ホルダＴのクランプをとく。このようにし
てタレツトの交換準備は完了する。一方マガジン
２０はタレツト刃物台に対応するＡ位置に交換す
べき工具ホルダＴがNC装置の指令で割出され
る。即ちシリンダ２０７の前室に圧力空気を送り
スプロケツトホイール割出し位置決めピン２０９
を割出し円板２０４の溝２０４ａから引きぬく。
この引きぬかれた信号でサーボモータ２１１が駆
動されて歯車群２１０，２０５を介して駆動スプ
ロケツトホイール２０３が回転されチエーン２１
５が移動される。検出器２１３より１ピツチづゝ
工具対応の信号が出力され番地方式でNC装置で
判定された指定の工具ホルダＴがＡ位置に割出さ
れると、サーボモータ２１１は停止されシリンダ
２０７の圧力空気の供給が切換えられ後室に送ら
れ位置決めピン２０９が割出し円板２０４の溝２
０４ａに嵌入してチエーン２１５をロツクして割
出し完了しマガジン側の第１回の準備が終る。工
具交換アーム３０はシリンダ３０２により交換Ａ
位置即ち第１タレツト刃物台とマガジンＡ位置に
対応する位置でシリンダ３３６の前室に圧力空気
を送りアームを縮め且シリンダ３２３，３２４後
室に圧力空気を送つて把持爪３１９，３２０を開
放して待機している。タレツト刃物台側及びマガ
ジン側より及び交換アーム側よりの各準備完了の
信号を受けたNC装置はＡ工具交換指令を出力す
る。圧力流体がシリンダ３０４の後室に送られ外
筒３０３を下降させることにより三重筒は下位置
をとる。次にシリンダ３３６の後室に圧力空気送
りラツク付ピストンロツド３３８の前進によつて
歯車３３５を介して中心軸３３３を時計方向に旋
回させ交換アーム３０を伸長させ把持爪３１９，
３２０を第１タレツト刃物台及びマガジンＡ位置
のそれぞれ工具ホルダの把持溝と係合する位置に
前進させる。次に筒杆３１５，３１６の後端のシ
リンダ３２３，３２４の前室に圧力空気を送りロ
ツド３２７，３２８を後退させ圧縮ばね３２１の
力によつて把持爪３１９，３２０を閉じ各工具ホ
ルダＴを把持する。次にシリンダ３０４の下室に
圧力空気を送つて三重筒を引き上げ工具ホルダＴ
をソケツト１１８及びポツト２１６より引き抜
く。次にシリンダ３１２の前室に圧力空気を送り
ラツク付ピストンロツド３１４を後退させ歯車３
１１、中筒３０９を介して交換アーム３０を180
゜反転させ刃物台とマガジンの工具を交換する。
次にシリンダ３０４の後室に圧力空気を送りピス
トンロツド３０６を押し下げ三重筒を下降させる
ことによつて工具ホルダＴのシヤンク１１７はソ
ケツト１１８及びポツト２１６の穴に嵌入され、
ばね力で作用するコレツト爪１２０，２１７によ
つて抜け出さないように把持される。次にシリン
ダ３２３，３２４の後室に圧力空気を送りロツド
３２７，３２８を前進させ先端のＶ形板３２９で
把持爪３１９，３２０のローラ３３０を引き寄せ
爪を開放する。次にシリンダ３３６の前室に圧力
空気を送り中心軸３３３を反時計方向に旋回させ
て交換アーム３０を縮める。次にシリンダ３０４
の下室に圧力空気を送り三重筒を引き上げ待機状
態に戻る。このようにしてＡ位置における１個の
工具交換が行なわれたあと引続き第１タレツト刃
物台９及びマガジン２０を割り出し必要なる工具
交換を行なう。

更に第２工具交換指令によつてマガジン２０は
Ｂ位置割出しに変更されNC内ではマガジンの番
地はＢ位置基準に番号が変換され同様にして第２
タレツト刃物台１２及びマガジン２０のＢ位置に
それぞれ所定の工具を割り出し、刃物台の工具ホ
ルダＴのクランプを解いて交換準備をするととも
にシリンダ３０２の上室に圧力空気を送つてピス
トンロツド３０２ａを前進させキヤリア３０１を
Ｂ位置に前進させる。以下同様にして必要なる工
具交換を行ない第２タレツト刃物台１２の全工具
の交換が完了すればシリンダ３０２の下室に圧力
流体を送りキヤリア３０１をＡ位置の待機位置に
戻すものである。

以上詳述したように本発明は２つのサドルのそ
れぞれのタレツト刃物台の工具交換位置に対応し
てマガジン側においても２つの工具交換位置を設
け第１タレツト刃物台にはマガジンのＡ位置、第
２タレツト刃物台にはマガジンのＢ位置において
マガジンがそれぞれ割り出されるようになしたの
でマガジンの交換位置が１個所であれば少くとも
一方の刃物台の工具交換には工具を交換位置迄と
りに行くためのキヤリアのＸ軸方向の移動が必要
であるのが除かれ各刃物台での交換ではキヤリア
は移動しないので２サドルの場合の工具交換時間
を大巾に短縮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は工具交換装置をつけた旋盤の正面図、
第２図は同右側図、第３図は各部の構成の主要部
を断面とし展開的に示した説明図、第４図は工具
交換位置を示す説明図。 ３，５……サドル、９，１２……タレツト刃物
台、２０……マガジン、３０……工具交換アー
ム、３０１……キヤリア。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ２サドル２タレツト刃物台を有するNC旋盤
   において、第１及び第２のタレツト刃物台は工具
   自動着脱機構を有し主軸軸線方向のNC軸上の同
   じ工具交換位置にそれぞれ位置決めされるもので
   あつて、前記工具交換位置に位置決めされた前記
   第１、第２タレツト刃物台に並列するように設け
   られ前記第１タレツト刃物台の工具交換位置に割
   出された工具と対応するＡ位置と前記第２タレツ
   ト刃物台の工具交換位置に割出された工具と対応
   するＢ位置の２位置を工具交換位置とする工具貯
   蔵マガジンと、前記工具交換位置に位置決めされ
   た前記第１、第２タレツト刃物台と該工具貯蔵マ
   ガジンとの間にあつて第１タレツト刃物台と第２
   タレツト刃物台の間を移動して前記Ａ位置とＢ位
   置に位置決めされるキヤリアと、前記キヤリア上
   に前記第１タレツト刃物台の工具交換位置と前記
   マガジンのＡ位置の間及び前記第２タレツト刃物
   台の工具交換位置と前記マガジンのＢ位置の間で
   それぞれ工具交換を行う自動交換アームとを備え
   てなることを特徴とする２サドルのタレツト用自
   動工具交換装置。