JPS62246448A

JPS62246448A - 工具自動組立装置

Info

Publication number: JPS62246448A
Application number: JP8610886A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sato; 進一佐藤; Akihiko No; 明彦能; Shigeyuki Sugano; 菅野　成行
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Tungaloy Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Tungaloy Corp
Priority date: 1986-04-16
Filing date: 1986-04-16
Publication date: 1987-10-27

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、ホルダモジュールと刃部モジュールとから
なる工作機械用のモジュラ工具を組立てる工具自動組立
装置に関する。

（従来の技術）工作機械、たとえばマシニングセンタに使用する回転工
具には一体式１具とモジュラ工具とがあるが、モジュラ
工具の場合には種類の異なる多数本の刃部モジュールを
工具ホルダに収納し、作業者がホルダモジュールと刃部
モジュールとを手作業によって組立・解体しているのが
普通である。

また、旋盤用の固定工具においては、タレット刃物台に
クランピングユニットを固定し、別の場所に容易された
刃先ユニットをロボットまたはマニプレータによって前
記タレット刃物台に搬送して組立てている。

しかしながら、マシニングセンタ用の回転工具は、主軸
に装着するためにホルダモジュールにテーバ部を有して
おり、このテーバ部の基部に対して刃部モジュールを結
合してモジュラ工具を構成している。したがって、モジ
ュラ工具の組立・解体に際してはホルダモジュールのテ
ーバ部を治具等に装着して刃部モジュールとの組立・解
体を行なう必要があり、またホルダモジュールと刃部モ
ジュールとを係合した状態でナツトランナ等によって締
付けねじを締付けることによって両者を一体的に結合す
る必要がある。また、モジュラ工具が大形になって重員
物となると、取扱いが困難であるとともに、組立・解体
作業の安全性の面でも問題がある。さらに、組立解体作
業に時間がかかり、段取り時間が長く、工作機械の稼動
率にも影響を及ぼすという事情がある。

（発明が解決しようとする問題点）この発明は、前記事情に着目してなされたもので、ホル
ダモジュールと刃部モジュールとの組立・解体が人手を
介することなく自動的に行なうことができるとともに、
ホルダモジュールと刃部モジュールとの係合部の位相合
せが迅速に行なうことができる工具自動組立装置を提供
することにある。

〔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、
本体に回転方向および軸方向に自由度を持って軸支され
るとと、、もに回転駆動手段によって回転される主軸を
設け、この主軸にホルダモジュールを装着する装着部お
よびホルダモジュールと係脱可能なチャックおよびこの
チャックを支持するドローバを有しチャックを進退する
とともに開閉する進退駆動機構を設け、また、前記本体
に前記ホルダモジュールと刃部モジュールとの結合機構
を操作する操作ねじを駆動するナツトランナを設け、主
軸の回転によってホルダモジュールと刃部モジュールと
の位相を合せて結合したのち、ナツトランナによって結
合機構を操作することにある。

（実ｍ例）以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

まず、第２図および第３図に基づいてモジュラ工具１１
について説明すると、１１はモジュラ工具であり、１２
は刃部モジュール、１３はホルダモジュールである。刃
部モジュール１２は基部１４と刃先部１５とから構成さ
れている。そして、基部１４は円柱状に形成されていて
、この端部にはテーバ部１６が同心的に突没されていて
、このテーバ部１６には花弁状の係合穴１７が設けられ
ているとともに、外周面一部には円弧Ｆ＃１１８が設け
られている。また、前記ホルダモジュール１３は第２５
ｉ！ｌに示すように構成されている。すなわち、２１は
テーバ部であり、このテーバ部２１の大径側には鍔部２
２を介して連結基部２３が設けられている。

この連ｖ５！１部２３の下端面には前記刃部モジュール
１２のテーバ部１６と嵌合するテーバ穴２４が設けられ
、この周縁の一部には刃部モジュール１９の内弧溝１只
と温合する部会ピン９５バ窃般されている。さらに、前
記連結基部２３の軸心部には進退軸２６が突没可能に設
けられ、この進退軸２６の先端には前記刃部モジュール
１２の係合穴１７と係脱可能に花弁状の係合爪２７が設
けられている。そして、この進退軸２６は鍔部２２に軸
方向と直交する方向に挿通された操作ねじ２８の回転に
よって進退軸２６を突出および引込みする結合機構２９
と連動している。そして、ホルダモジュール１３の結合
機構２９によって突出状態にある進退軸２６の係合爪２
７を刃部モジュール１２の係合穴１７に係合し、この状
態でホルダモジュール１３を所定角度回転させることに
より係合爪２７と係合穴１７との位相をずらす。そして
、結合機構２９によって進退軸２６を引込むことにより
ホルダモジュール１３に対して刃部モジュール１２が結
合され、モジュラ工具１１がｍ成されるようになってい
る。

つぎに、前述のように構成されたモジュラ工具１１を自
動的に組立・解体する自動組立装置を第１図に基づいて
説明する。３０は本体であり、この本体３０はスライド
装置３１によって上下動可能に設けられている。この本
体３０は円筒状をなしており、この上端部にはフランジ
３２が設けられている。そして、このフランジ３２の内
周面および本体３０の下端部の内周面にはそれぞれ軸受
３３・・・が設けられ、これら軸受３３・・・によって
主軸３４が回転方向および軸方向に自由度を持つて軸支
されている。この主軸３４は円筒状をなしており、この
上端には前記７ランジ３２に支承される鍔部３５が設け
られているとともに、下端部にはテーバ穴からなる装着
部３６が同心的に設けられている。そして、この装着部
３６には前記ホルダモジュール１３のテーバ部２１が装
着されるようになっている。さらに、装着部３６の上部
には小径部３７とこの小径部３７の上部に設けた大径部
３８とからなるチャック開閉部３９が設けられている。

そして、このチャック開閉部３９には前記ホルダモジュ
ール１３のプルスタッド１３ａと係脱するチャック４０
が挿入されている。

一方、前記主軸３４の上端には支持台４１が固定され、
この支持台４１の上部にはシリンダ４２が設けられてい
る。このシリンダ４２には０ツド４３が上下に突出して
おり、このロッド４３の下端部には前記主軸３４内を貫
通するドローバ４４が連結されている。このドローバ４
４の下端部は前記チャック開閉部３９まで延長しており
、その先端部には前記チャック４０が連結されている。

そして、ドローバ４４によってチャック４０を前進位置
、中立位＠および後退位置の３段階に切換えできるよう
になっており、前進位置においてはチャック４０が開、
中立および後退位置においては小径部３７に引込まれて
閉となるように形成されている。また、ドローバ４４は
皿ばね４５によって引込み方向に付勢されており、シリ
ンダ４２の作動時に突出するようになっている。そして
、この皿ばね４５とシリンダ４２とによって進退駆動機
構４７を構成している。ざらに、シリンダ４２のロッド
４３の上方突出部には突起４６が設けられ、この突起４
６と対向して上下方向に第１、第２および第３のセンサ
４７ａ、４７ｂ、４７ｃが設けられ、ロッド４３のスト
ロークによって前記チャック４０の開閉状態および工具
有無が検出できるようになっている。すなわち、第１セ
ンサ４７ａがオンのときにはチャック４０が開（工具な
し）、第２のセンサ４７ｂがオンのときにはチャック４
０が閉（工具有り）、第３のセンサ４７ｃがオンのとき
はチャック４０が閉（工具なし）の状態が検知できるよ
うになっている。

また、前記主軸３４の外周面における前記フランジ３２
の下方にはストップリング４８が嵌着されている。この
ストップリング４８は主軸３４の軸方向の移動量を規制
するものであり、主軸３４が上方へ押し上げられたとき
ストップリング４８がフランジ３２に当接して移動量を
規制するようになっている。さらに、このストップリン
グ４８の下方に位置する主軸３４の外周面にはプーリ４
９が嵌着され、このプーリ４９と対応する前記本体３０
の外側壁には回転駆動手段としての第１のロータリアク
チュエータ５０によって回転するプーリ５１が設けられ
ている。そして、両プーリ４９．５１間には本体３０の
外ｉＷ！に設けた開口部５２を挿通するベルト５３が掛
渡され、主軸３４に回転力を伝達するようになっている
。

また、前記本体３０の下端部における外側壁には前記ホ
ルダモジュール１３に設けた操作ねじ２８を締付け・弛
緩するナツトランナ５４が設けられている。このナツト
ランナ５４について説明すると、５５は第２のロータリ
アクチュエータであり、この出力軸５６には第１の傘歯
車５７が嵌着されている。この第１の傘歯車５７はこれ
と直角方向に軸支された第２の傘歯車５８と歯合してお
り、第２の傘歯車５８の軸心にはスプライン軸５９が軸
方向移動自在に歯合している。このスプライン軸５９の
先端には前記ホルダモジュール１３の操作ねじ２８と対
向する締付は軸６０が突設され、この侵端にはスプリン
グ６１を介してシリンダロッド６２と連結されている。

そして、このシリンダロッド６２の前進時にスプライン
軸５９を介して締付は軸６０が前進するとともに、第２
の傘歯車５Ｂの回転力がスプライン軸５９を介して締付
は軸６０に伝達されるようになっている。

つぎに、前述のように構成された工具自動組立装置の作
用について説明する。まず、モジュラ工具１１を構成す
るホルダモジュール１３は主軸３４のＳ巻部３６に装着
されるが、このとき、シリンダ４２によってドローバ４
４が前進し、チャック４０は小径部３７より下方に突出
して開状態にある。この状態で、装着部３６にホルダモ
ジュール１３のテーパ部２１を挿入してシリンダ４２を
開放すると、ドローバ４４は皿ばね４５によって引込ま
れ、チャック４０は小径部３７に引込まれながら閉状態
となり、ホルダモジュール１３のプルスタッド１３ａを
チャッキングする。したがって、ホルダモジュール１３
は主軸３４に対して一体的に装着される。つぎに、ホル
ダモジュール１３に対して刃部モジュール１２を結合す
る場合について説明すると、スライド装置３１の作動に
よって本体３０は下降し、工具ホルダ等に保持された刃
部モジュール１２に対してホルダモジュール１３が対向
する。本体３０がさらに下降すると、ホルダモジュール
１３の掛止爪２７と刃部モジュール１２の係合穴１７ど
の位相は一致していないために、掛止爪２７は刃部モジ
ュール１２の基部に当接する。したがって、主軸３４は
上方への力を受けるため本体３０に対して軸方向に移動
する。

このとき、本体３０に対して主軸３４は軸方向にも自由
度を持っているために上昇し、ストップリング４８がフ
ランジ３２に当接するまで逃げることができる。この状
態で、第１のロータリアクチュエータ５０が作動すると
、ベルト５３を介して主軸３４に回転力が伝達される。

したがって、固定状態にある刃部モジュール１２に対し
てホルダモジュール１３が回転するため、係合爪２７と
係合穴１７との位相が一致すると互いに係合し、係合し
たのち係合爪２７と係合穴１７との位相がずれて両者は
保合状態となる。そして、このホルダモジュール１３と
刃部モジュール１２とをナツトランナ５４によって一体
的に結合する。すなわち、第２のロータリアクチュエー
タ５５が作動すると、出力軸５６を介して第１の傘歯車
５７が回転し、この回転力は第２の傘歯車５８からスプ
ライン軸５９を介して締付は軸６０に伝達される。この
とき、締付は軸６０はスプライン軸５９を介してシリン
ダロッド６２によって前進方向に付勢されているため、
締付は軸６０はホルダモジュール１２の操作ねじ２８と
頭部に当接し、両者の位相が一致していない場合にはス
プリング６１を圧縮させて後退しているが、位相が一致
すると、スプリング６１の反力によって両者は係合状態
となり、締付は軸６０のトルクが操作ねじ２８に伝達さ
れる。

したがって、係合爪２７と一体の進退軸２６は引込まれ
、係合爪２７と係合穴１７とが結合してホルダモジュー
ル１３に対して刃部モジュール１２が一体的に組立られ
ることになる。

また、ホルダモジュール１３と刃部モジュール１２とを
解体する場合には、前述と逆のサイクルによって解体す
ることができる。

なお、前記一実施例によれば、本体３０に対して主軸３
４が軸方向に押し上げられたときストップリング４８が
フランジ３２に当接して軸方向の移動漏を規制するよう
にしたが、７ランジ３２に圧力センサを付設すれば、ス
ライド装置３１の過負荷を回避できる。また、ナツトラ
ンナ５４のスプライン軸５９と締付は軸６０との結合部
にフレキシブルカップリングを設けることによって締付
は軸６０の操作ねじ２８に対する求心性が向上するとと
もに、スプライン軸５９にトルクセンサを付設すること
によってクランプ力の確認ができ、信頼性を向上できる
。

（発明の効果〕以上説明したように、この発明によれば、ホルダモジュ
ールと刃部モジュールとの係合爪と保合穴との位相を合
せて係合するとともに、その係合部における結合、つま
り組立および解体が自動的に行なうことができる。した
がって、共通のホルダモジュールに対して種類の異なる
刃部モジュールを交換して工作機械に供給する場合の段
取りも迅速に行なえ、機械の稼働率を向上できるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明の一実施例を示す工具自動組立装置の
縦断正面図、第２図はホルダモジュールの側面図および
下面図、第３図は刃部モジュールの側面図および上面図
である。１１・・・モジュラ工具、１２・・・ホルダモジュール
、１３・・・刃部モジュール、１７・・・係合穴、２７
・・・係合爪、２８・・・操作ねじ、２９・・・結合機
構、３０・・・本体、３４・・・主軸、３６・・・装着
部、４０・・・チャック、４７・・・進退駆動機構、５
４・・・ナツトランナ。出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦第１図１・・」第２！！！第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ホルダモジュールと刃部モジュールとを係合爪と
係合穴との係合によって着脱可能に結合し、モジュラ工
具を構成する装置において、スライド機構に設けた本体
と、この本体に回転方向および軸方向に自由度を持って
軸支されるとともに回転駆動手段によって回転される主
軸と、この主軸に設けられ前記ホルダモジュールを装着
する装着部およびホルダモジュールと係脱可能なチャッ
クと、このチャックを支持するドローバを有しチャック
を進退するとともに開閉する進退駆動機構と、前記本体
に設けられ前記ホルダモジュールと刃部モジュールとの
結合機構を操作する操作ねじを駆動するナットランナと
を具備したことを特徴とする工具自動組立装置。
（２）進退駆動機構は、チャック引込み方向に付勢する
皿ばねとこの皿ばねに抗して突出させるシリンダとから
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の工具
自動組立装置。