JPS62246406A - マシニングセンタ - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、モジュラ工具の組立・解体を行なうととも
にそのモジュラ工具の授受を自動的に行なう機能を備え
たマシニングセンタに関する。

（従来の技術） マシニングセンタの本体に種類の異なる多数の工具を格
納する工具マガジンを設け、制御装置から加工に必要な
工具の種類を指定した指令信号が入力されると、工具マ
ガジンが作動して指定された工具の割出しを行ない、そ
の工具を前記マシニングセンタの本体に設けられた工具
自動交換装置によって主軸に装着するとともに、主軸に
装着された工具を取外して前記工具マガジンに格納する
可能を備えたものは、たとえば特開昭５９−１９２４３
３号公報などで公知である。

しかしながら、前述のようなマシニングセンタは、一体
式１具が使用されている。この一体式１具は、一般に第
６図に示すようにテーバをなすホルダ部ａと鍔部すおよ
び刃先部Ｃとから構成されている。そして、刃先部Ｃは
加工の目的によって種々異なるが、ホルダ部ａの形状は
マシニングセンタの共通の主軸に装着するために同一形
状に形成されている。したがって、−休戦１具の場合に
は、その刃先部Ｃのみが異なる多数本の工具を用意し、
これを工具マガジンに格納する必要がある。

このため、工具１本当りのコストが高くなるとともに工
具を格納する工具マガジンが大形となる。

ざらに、−休戦１具は大形であるとともに重量が大であ
るため、工具自動交換装置も大形化してマシニングセン
タの設備も大掛りとなるという事情がある。

（発明が解決しようとする問題点） 前述したように、−休戦１具を使用する場合のように工
具全体を交換することなく、加工に必要な刃部モジュー
ルのみを交換することができ、工具マガジンおよび工具
自動交換装置の小形化とともに、工具管理の容易化を図
ることができるマシニングセンタを提供することにある
。

Ｃ発明の構成） （問題点を解決するための手段及び作用）この発明は、
マシニングセンタ本体の主軸内に中空部を貫通してモジ
ュラ工具を構成するホルダモジュールを装着するととも
に、ホルダモジュールと刃部モジュールとの組立および
解体を行なう組立ヘッドを設け、マシニングセンタ本体
に前記主軸のホルダモジュールに装着された刃部モジュ
ールと工具マガジンに格納された刃部モジュールとを交
換する工具自動交換装置を設け、使用済工具の工具マガ
ジンへの格納および加工に必要な工具の主軸への装着を
自動的に行なうように構成したことにある。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はマシニングセンタの全体を示す゛もので、１は
マシニングセンタ本体である。このマシニングセンタ本
体１の前部にはＸＹ方向に移動可能な主軸２が設けられ
ているとともに、下部には被加工物３を載置するテーブ
ル４が設けられている。このマシニングセンタ本体１の
一側には工具マガジン５および工具自動交換装！（以下
ＡＴＣという）６が設けられ、前記工具マガジン５に格
納された工具を選択的に取出して前記主軸２に装着した
り、この主軸２に装着された工具を取外して前記工具マ
ガジン５に格納することが自動的に行なうことができる
ようになっている。すなわち、前記工具マガジン５に格
納される工具はモジュラ工具７を構成する刃部モジュー
ル８であって、第４図で示すように基部９と刃先部１０
とから構成されている。そして、基部９は円柱状に形成
されていて、この外周面には断面がＶ字状の係合溝１１
が刻設されている。さらに、基部９の端部にはテーバ部
１２が同心的に突設されていて、このテーバ部１２には
花弁状の保合穴１３が設けられているとともに、この外
周一部には円弧溝１４が設けられている。そして、前述
のように構成された刃部モジュール８は前記工具マガジ
ン５に後述する手段によって保持されている。すなわち
、工具マガジン５は、上下方向に長い偏平楕円形状のガ
イドレール１５とこのガイドレール１５にガイドされて
エンドレス走行するプレートチェーン１６とから構成さ
れている。そして、このプレートチェーン１６の各プレ
ート１７・・・には工具ホルダ１８が設けられている。

この工具ホルダ１８は第２図に示すように、円筒状をな
し前記刃部モジュール８の基部９に嵌合するチャック１
９とこのチャック１９内に設けられ、前記刃部モジュー
ル８のテーバ部１２と嵌合するテーバ穴２０とから構成
されている。そして、各刃部モジュール８・・・の軸心
を水平にして保持するように構成されており、刃部モジ
ュール８を前方へ引出すことによってチャック１９から
外れ、漬方へ押し込むことによってチャック１９に固定
的に保持されるようになっている。

つぎに、マシニングセンタ本体１の主軸２について第３
図および第５図に基づいて説明する。図中２１は、マシ
ニングセンタ本体１に固定されたハウジングであり、こ
のハウジング２１には軸受２２．２２によって前記主軸
２が回転自在に軸支されている。この主軸２は円筒状に
形成されていて、この基端側はマシニングセンタ本体１
の駆動機構（図示しない）に連動し、先端側はマシニン
グセンタ本体１の前面側に突出している。そして、この
主軸２にはモジュラ工具７を組立・解体するための組立
ヘッド２３が設けられている。すなわち、前記主軸２の
先端部にはモジュラ工具７を構成するホルダモジュール
２４が一体的に固定されている。このホルダモジュール
２４には主軸２の端面に当接する鍔部２５を有している
とともに、先端部には同心的にテーバ穴２６が設けられ
、この外周縁の一部にはビン２７が突設されている。

そして、前記テーバ穴２６には前記刃部モジュール８の
テーパ部１２が密に嵌合するようになっており、嵌合状
態においては前記ビン２７が刃部モジュール８の円弧溝
１４に係合するようになっている。さらに、前記ホルダ
モジュール２４の軸心には軸方向に貫通孔２８が設けら
れ、この貫通孔２８にはドローバ２９が軸方向に移動自
在が挿入されている。このドローバ２９の先端には前記
刃部モジュール８の係合穴１３と係脱可能な花弁状の係
合爪３０が固着されている。前記ドローバ２つの末端は
ジヨイント３１を介して前記主軸２を貫通するシャフト
３２に連結されている。このシャフト３２は主軸２の中
途部に設けられたブツシュ３３によって軸支されており
、このブツシュ３３とシャフト３２の中途部に設けたば
ね受け３４との間にはドローバ２９を引込み方向に付勢
する皿ばね３５が介在されている。また、前記シャフト
３２の末端部は前記ハウジング２１の外部に設けたシリ
ンダ３６と連結されていて、前記ドローバ２９を皿ばね
３５の付勢力に抗して突出できるようになっている。

また、第１図に示すＡＴＣ６は、工具マガジン５の刃部
モジュール８と主軸２のホルダモジュール２４に装着さ
れた刃部モジュール８とを交換する装置であり、３７は
ロータリシリンダである。

このロータリシリンダ３７はマシニングセンタ本体１の
主軸２と工具マガジン５との間に設けられている。そし
て、このロータリシリンダ３７の回転軸３８には工具交
換アーム３９の長手方向中間部が固着されている。この
工具交換アーム３９の両端には刃部モジュール８の係合
溝１１と係合して把持するクランパ４０．４１が設けら
れている。

そして、この工具交換アーム３つは回転軸３８を中心と
して旋回可能であり、水平状態においては、′　　一方
のクランパ４０が主軸２に対向し、他方のクランパ４１
が工具マガジン５の工具受渡しポジション５ａに対向し
てそれぞれの位置にある刃部モジュール８．８を把持す
ることができるようになっている。

つぎに、前述のように構成されたマシニングセンタの作
用について説明する。マシニングセンタ本体１の主軸２
に装着されたモジュラ工具７による加工が終了し、つぎ
に別の新しいモジュラ工具７によって加工を行なう場合
には、主軸２のホルダモジュール２４に装着されている
刃部モジュール８を取外し、そのホルダモジュール２４
に対して新しい刃部モジュール８を装着する必要がある
。

このような場合、生産管理情報に基づいてマシニングセ
ンタ本体１の制御装置から工具マガジン５、ＡＴＣ６お
よびマシニングセンタ本体１に作動信号が入力される。

まず、工具マガジン５に工具指定信号が入力されると、
プレートチェーン１６が正逆方向に走行して指定された
刃部モジュール８を保持した工具ホルダ１８が工具受渡
しポジション５ａに位置決めされる。一方、加工が終了
したマシニングセンタ本体１は制御装置の指令によって
主軸２の回転が停止する。この状態で中立状態に待機し
ていたＡＴＣ６のロータリシリンダ３７が作動して工具
交換アーム３９が旋回する。そして、一方のクランパ４
０によって主軸２のホルダモジュール２４に装着されて
いる刃部モジュール８をクランプするとともに、他方の
クランパ４１によって工具マガジン５の工具受渡しポジ
ション５ａに位置していた刃部モジュール８をクランプ
する。つぎに、主軸２に設けられた組立ヘッド２３のシ
リンダ３６が作動してシャフト３２を介してドローバ２
９を前方に突出させる。ドローバ２９の前進によってホ
ルダモジュール２４の係合爪３０と刃部モジュール８の
係合穴１３との締付け力が解除される。そこで、駆動機
構によって主軸２が一定の位相（回転角）で回転し、ド
ローバ２９の係合爪３０と刃部モジュール８の係合穴１
３どの位相を一致させる。したがって、ホルダモジュー
ル２４と刃部モジュール８とは分離可能となり、この状
態でＡＴＣ６のロータリシリンダ３７の作動によって工
具交換アーム３９が前方へわずかに突出すると、クラン
パ４０にクランプされた刃部モジュール８はホルダモジ
ュール２４から分離され、クランパ４１にクランプされ
た刃部モジュール８は工具ホルダ１８のチャック１９か
ら分離される。つぎに、ＡＴＣ６のロータリシリンダ３
７の作動によって工具交換アーム３９が１８０°旋回す
ると、クランパ４０にクランプされた旧の刃部モジュー
ル８は工具マガジン５側へ、クランパ４１にクランプさ
れた新の刃部モジュール８はマシニングセンタ本体１の
主軸２側へ移動する。そして、新の刃部モジュール８は
主軸２のホルダモジュール２４に対向し、旧の刃部モジ
ュール８は工具ホルダ１７のチャック１９に対向する。

そこで、ロータリシリンダ３７によって工具交換アーム
３９が後退すると、旧の刃部モジュール８はその基部９
がチャック１９に装着され、新の刃部モジュール８はホ
ルダモジュール２４に装着される。すなわち、刃部モジ
ュール８の係合穴１３はドローバ２９の係合爪３０に係
合するとともに、テーバ部１２はホルダモジュール２４
のテーバ穴２６に嵌合する。この状態でマシニングセン
タ本体１の駆動機構が作動して主軸２が一定の回転角で
回転すると、係合爪３ｏと係合穴１３との位相がずれて
係合状態となる。そして、シリンダ３６によるドローバ
２９の突出方向への作動力を解除すると、ドローバ２９
は皿ばね３５によって引き寄せられ、刃部モジュール８
はホルダモジュール２４に結合される。このようにして
新旧の刃部モジュール８．８の交換が終了すると、ロー
タリシリンダ３７によって工具交換アーム３９は中立状
態に戻り、つぎの工具交換に備える。したがって、主軸
２に装着されたホルダモジュール２４に対して工具マガ
ジン５に格納された種類の異なる多数の刃部モジュール
８・・・を選択的に供給して装着することができ、また
使用済の刃部モジュール８は工具マガジン５の指定され
た工具ホルダ１８に格納することができる。

なお、前記一実施例においては、主軸に設けた組立ヘッ
ドにドローバを設け、このドローバを皿ばねによって引
込み、シリンダによって突出するようにしたが、引きね
じ式の駆動機構によって引込み、突出駆動するようにし
てもよい。また、工具ホルダも刃部モジュールの基部に
嵌合するチャックとしたが、クランプ保持する方式でも
よく、その構造が限定されるものではない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、マシニングセ
ンタ本体の主軸に装着されたホルダモジュールに対して
刃部モジュールを自動的に組立・解体できる。したがっ
て、従来の一体式１具を主軸に対して着脱するものに比
較して刃部モジュールを交換するだけであるから、工具
自動交換装置および工具マガジンの小形化を図ることが
できるという効果を秦する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図はこの発明の一実施例を示すもので、
第１図はマシニングセンタの正面図、第２図は工具ホル
ダの縦断側面図、第３図は組立ヘッドの縦断側面図、第
４図は刃部モジュールの斜ｐＡｖ！Ｊ１第５図はホルダ
モジュールの斜視図、第６図は従来の一体式１具の側面
図である。 １・・・マシニングセンタ本体、２・・・主軸、５・・
・工具マガジン、６・・・ＡＴＣ（工具自動交換装置）
、８・・・刃部モジュール、２３・・・組立ヘッド、２
４・・・ホルダモジュール。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 第２図 第３図 第６図 １１１５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 工具を装着するとともに回転駆動する主軸を有したマシ
   ニングセンタ本体と、複数の工具を格納する工具マガジ
   ンとからなるマシニングセンタにおいて、前記主軸内の
   中空部を貫通してモジュラ工具を構成するホルダモジュ
   ールを把持するとともにホルダモジュールと刃部モジュ
   ールとの組立および解体を行なう組立ヘッドを設けると
   ともに、前記工具マガジンに種類の異なる複数の刃部モ
   ジュールを保持する工具ホルダを設け、前記マシニング
   センタ本体に前記主軸のホルダモジュールに装着された
   刃部モジュールと工具マガジンの工具ホルダに保持され
   た刃部モジュールとを交換する工具自動交換装置を設け
   たことを特徴とするマシニングセンタ。