JPS6228364Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案はマシニングセンタの工具交換装置に関
し特に工具交換アーム搬送機構に係る。

従来技術 本考案はマシニングセンタにおいて、工具マガ
ジンと主軸間を工具交換するため工具交換アーム
が工具を把持して搬送する方法には、レール上を
交換アームがシリンダの駆動によつて移動される
か、或いは又交換アームを旋回アームで移動させ
るか、どちらかの方法がとられている。前者の方
法は交換時間が長くまた配線配管が難しくなつて
好ましくない。後者のものはアームが旋回するた
め隣の工具との干渉が起こりマガジンのポツト間
隔が広くなるＲ部で取出すという制約がある。こ
のためまた交換アームの軸は主軸交換のときその
ままでは軸心が合わず交換軸を少し傾斜させる必
要があつて設計上に問題が多い。また後者のもの
に特開昭53−112585号が知られている。

目 的 従つて本考案は上記の後者の形式において、旋
回運動と旋回端での直線運動とを組合わせてマガ
ジンからの取出位置の制約をうけず配管が容易な
工具搬送機構を提供しようとするものである。

解決手段 マシニングセンタの前記主軸軸線及びマガジン
の工具軸線とに直角な旋回軸１０で90゜旋回可能
な旋回レバー１１と、該旋回レバー１１を90゜旋
回させる第１油圧シリンダ８と、前記旋回レバー
１１の旋回軸１０と同心で旋回可能に設けられた
歯車部材１４と、前記旋回レバー１１にその旋回
方向の接線方向に移動可能に設けられた旋回アー
ム１３と、該旋回アーム１３に設けられ前記歯車
部材１４と噛合うラツク１６と、前記旋回アーム
１３を交換位置と待機位置とに移動させるため前
記歯車部材１４を旋回させる第２油圧シリンダ９
と、該第２油圧シリンダ９と前記歯車部材１４，
１５との枢軸１９に設けられたローラ１７ａ，１
７ｂと、前記旋回レバー１１に一体された直線案
内面を有する規制板２３と、該規制板２３の直線
案内面２３ａとで該ローラ１７ａ，１７ｂを案内
して前記歯車部材１４の回転方向を規制するＶ形
案内部材１８ａ，１８ｂと、前記旋回アーム１３
の先端に設けられた工具交換アーム２１と、第２
油圧シリンダのピストンが後退端にあるとき第１
油圧シリンダの作動を可能とする規制手段とを備
えてなり、歯車部材１４を固定状態にして旋回レ
バー１１を旋回させることにより旋回アーム１３
が90゜旋回した各端において旋回アーム１３がそ
れぞれの待機位置に位置決めされることを特徴と
する自動工具交換装置における工具搬送装置とを
備えるものである。

実施例 以下本考案の実施例を図面にもとづき説明す
る。ベツド１の後部にはコラム２が直立されてお
り、このコラム２の中央を水平な主軸３を回転可
能に軸承した主軸頭４が垂直方向（Ｙ軸）にNC
で移動位置決め可能に支承されている。コラム２
の前面にはテーブル５が左右（Ｘ軸）、前後（Ｚ
軸）方向にNCで移動位置決め可能に載置されて
いる。コラム２の側面にはポツト６を複数個軸心
を水平にしてエンドレスに工具マガジン７が選択
割出可能に設けられている。この公知のマシニン
グセンタにおいて、主軸３とマガジン７との間の
中間に工具交換アーム装置が設けられていのもの
であつて、主軸３とマガジン７の工具軸心のそれ
ぞれに直角である旋回軸１０がコラムの上面に固
着取付体２ａに垂直に設立されていて、アームの
旋回レバー１１が軸受けによつて水平面で回動可
能に軸承されている。該レバー１１には旋回軸１
０と直角方向水平に２本の平行な案内軸１２，１
２を両端で支承しており、この案内軸にアーム１
３が摺動可能に支承されている。該レバー１１に
はまたマガジン７側と主軸３側に90゜旋回させる
ための油圧シリンダ８が取付けられている。更に
アーム旋回軸１０には旋回レバー１１の下側に1/
４歯車１４を刻設した歯車旋回レバー１５が同心
に嵌装されており1/4歯車１４には旋回アーム１
３の基部に案内軸１２と平行に刻設したラツク１
６と噛合し、歯車旋回レバー１５を90゜旋回させ
るための油圧シリンダ９が取付けられている。そ
して第４図、第６図に示すように油圧シリンダ９
のピストンロツド先端に設けた垂直方向の枢軸１
９の上下端にローラがそれぞれ枢着されていて、
この枢軸１９が歯車旋回レバー１５の二又となつ
た半径方向の溝１５ａに挿入され水平方向に摺動
可能とされている。旋回アーム１３が主軸側に位
置しているときには第３図において旋回レバー１
１に一体に固定の撥状の規制板２３の直線の案内
面２３ａと案内軸１２に傾斜して取付体２ａに固
定された案内面１８ａとによつて規制路が形成さ
れ、油圧シリンダ９の作用で上のローラ１７ａは
案内面２３ａに下のローラ１７ｂは案内面１８ａ
に沿つて前進し1/4歯車１４を反時計方向に旋回
させる。これにつれてラツク１６が移動して旋回
アーム１３は主軸３への交換位置となる。このと
きローラ１７ｂの前進端はリミツトスイツチLS
１により確認される。油圧シリンダ９の逆作用で
ローラ１７ａ，１７ｂが逆方向に移動してもとの
位置に戻ると1/4歯車１４は時計方向回転となり
旋回アーム１３は主軸待機位置となる。このとき
のローラ１７ｂの後退端はリミツトスイツチLS
２により確認される。シリンダ８により旋回レバ
ー１１が90゜旋回させられてマガジン側に位置し
たときには一体に固定の規制板２３も90゜旋回さ
れ案内面２３ａは案内面１８ａと反対に傾斜して
Ｖ形になるように取付体２ａに固定された案内面
１８ｂに対面する。この状態でシリンダ９が作用
して上のローラ１７ａは規制板２３の案内面２３
ａに下のローラ１７ｂは案内面１８ｂにより形成
された規制路にそつて前進される。このときの前
進端は歯車１４に取付けたドツグ２７がリミツト
スイツチLS３に当接することにより確認され
る。またシリンダ８のピストンの後退による旋回
レバー１１、旋回アーム１３の主軸側位置はリミ
ツトスイツチLS４により確認されピストンの前
進による旋回レバー１１、旋回アーム１３のマガ
ジン側位置はリミツトスイツチLS５により確認
される。そして油圧シリンダ９のピストンの後退
位置でリミツトスイツチLS２の信号が出力して
いるときに油圧シリンダ８の作動が可能なように
規制手段が設けられている。旋回アーム１３の先
端には公知のツイーンアーム形の工具交換装置２
０が設けられている。即ち両端に互いに反対方向
に開口するグリツパ２１ａ，２１ｂを有するＺ形
のツイーンアーム２１はその中心の長いボス２１
ｃで旋回シリンダ２２のピストンロツドに刻設し
たラツクと噛合する歯車を刻設した歯車筒とスプ
ライン嵌合しており、このボス２１ｃの中心に固
定したロツドが歯車筒の中心を通り工具抜取り、
挿入シリンダのピストンと連結されている。従つ
てツイーンアーム２１は180゜反転され更に反転
軸方向の工具抜取り、挿入の２位置に移動され
る。更に旋回アーム１３にはツイーンアーム２１
と平行して２本の平行棒２４が後述のマガジン側
のグリツパで把持された工具のテーパシヤンクを
受け、且防塵カバーを兼ねる工具ポツト２５が摺
動可能に装架されていて工具ポツトが後述のマガ
ジン７との交換位置でポツト６との衝突時に退避
できるように付勢されている。そして各可動部の
終端位置で動作を確認するリミツトスイツチがそ
れぞれ設けられている。

次に作用を説明する。第３図のように油圧シリ
ンダ９のピストンが後退していてリミツトスイツ
チLS２から後退端信号が出力されているとす
る。油圧シリンダ８に送られた圧油はピストンを
前進させ旋回レバー１１、旋回アーム１３を90゜
マガジン７側に旋回させ旋回端でリミツトスイツ
チLS５より信号を出力する。このとき油圧シリ
ンダ９により1/4歯車１４が固定されているため
ラツク１６により旋回アーム１３を平行移動させ
てマガジンより離す。旋回シリンダ２２及び図示
しない抜取り、挿入シリンダに送られた圧油はピ
ストン、即ち交換アーム２１の旋回軸を後退させ
交換アーム２１をマガジン待機位置Ａ（第２図）
に位置せしめる。このとき交換アーム２１の一方
のグリツパ２１ｂには工具を把持しているものと
する。この状態でマシニングセンタが運転に入
り、油圧シリンダ８の作用方向を切換えピストン
を後退させて旋回レバー１１、旋回アーム１３を
主軸側に90゜旋回させ旋回端でリミツトスイツチ
LS４より信号を出力する。この旋回アーム１３
の旋回にともない規制板２３の案内面２３ａは案
内面１８ｂと対向する。そして1/4歯車１４が固
定であるためラツク１６により旋回アーム１３は
平行移動されて交換アーム２１を主軸待機位置Ｃ
とする。一方マガジン７は主軸工具の収納位置を
割出し始める。工具交換指令により油圧シリンダ
９の作用方向を切換えピストンを前進させる。こ
のときピストンの前進にともない枢軸１９が歯車
旋回レバー１５の半径方向の溝１５ａ内を移動す
るとともに上のローラ１７ａは規制板２３の案内
面２３ａに下のローラ１７ｂは案内面１８ａに規
制されて移動し、歯車旋回レバー１５を旋回させ
旋回アーム１３を平行移動し交換アーム２１を主
軸交換位置Ｄに送りグリツパ２１ａは主軸の工具
を把持する。そして油圧シリンダ９のピストンの
前進端でリミツトスイツチLS１が信号を出力す
る。次いで抜取り挿入シリンダの作用方向を切換
えピストンを前進させて交換アーム２１の旋回軸
を軸方向に伸長し主軸の工具を引抜く。次いで旋
回シリンダ２２の作用方向を切換えてピストンを
前進させて交換アームを180゜反転させ工具を交
換し抜取り挿入シリンダの作用方向を切換えてピ
ストン、即ち交換アーム２１の旋回軸を縮小して
グリツパ２１ｂの工具は主軸３に、グリツパ２１
ａの主軸より抜いた工具は把持状態で工具ポツト
２５に差し込む。そして油圧シリンダ９の作用方
向を切換えピストンを後退させて枢軸１９が歯車
旋回レバー１５の半径方向の溝１５ａ内を移動す
るとともに上のローラ１７ａは規制板２３の案内
面２３ａに下のローラ１７ｂは案内面１８ａに規
制されてＶ形の底迄移動することにより歯車旋回
レバー１５が旋回され旋回アーム１３は主軸待機
位置Ｃにおかれる。そして油圧シリンダ９のピス
トンの後退端でリミツトスイツチLS２が信号を
出力する。この間に主軸の工具を収納するマガジ
ン７の指定ポツトが割出されその工具ポツト６は
交換位置Ｂに停止されている。次いで油圧シリン
ダ８の作用方向を切換えピストンを前進させて旋
回レバー１１、旋回アーム１３を90゜反転させ旋
回端でリミツトスイツチLS５が信号を出力す
る。この時1/4歯車１４は固定であるためラツク
１６により旋回アーム１３は平行移動され交換ア
ーム２１はマガジン待機位置Ａにおかれる。また
旋回レバー１１の旋回とにともない規制板２３が
旋回されて案内面２３ａは案内面１８ｂと対向す
る。次いで抜取り挿入シリンダの作用方向を切換
えて交換アーム２１の旋回軸を伸長して工具ポツ
ト２５に挿入している工具を抜き出す。次に油圧
シリンダ９の作用方向を切換えローラ１７ａ，１
７ｂは同様に規制板２３の案内面２３ａと案内面
１８ｂとに規制されて移動し、歯車旋回レバー１
５を旋回させて旋回アーム１３を平行移動させマ
ガジン交換位置Ｂにおき油圧シリンダ９のピスト
ンの前進端でドツグ２７がリミツトスイツチLS
３を圧し信号を出力する。抜取り挿入シリンダの
作用方向を切換え交換アーム２１の反転軸を縮小
してグリツパ２１ａの主軸３にあつた工具をマガ
ジン７の空のポツト６に差し込み収納する。次い
で油圧シリンダ９の作用方向を切換えピストンを
後退させローラ１７ａ，１７ｂは同様に規制板２
３の案内面２３ａと案内面１８ｂに規制されてＶ
の底位置に移動させ歯車旋回レバー１５を旋回さ
せて旋回アーム１３をマガジン待機位置Ａとす
る。油圧シリンダ９のピストンの後退端でリミツ
トスイツチLS２が信号を出力する。

NC装置より次の工具が指令されるとマガジン
７を選択割出しを行い指定ポツト６を割出す。割
出し完了により油圧シリンダ９の作用方向を切換
えピストンを前進させローラ１７は規制板２３の
案内面２３ａと案内面１８ｂとの間を通つて移動
し、歯車旋回レバー１５を旋回させ旋回アーム１
３をマガジン交換位置Ｂに前進させる。油圧シリ
ンダ９のピストンの前進端でドツグ２７がリミツ
トスイツチLS３を押し信号を出力する。そして
交換アーム２１のグリツパ２１ａがマガジンの割
出されたポツト６の工具を把持し、抜取り挿入シ
リンダの作用方向を切換え交換アーム旋回軸を伸
長して工具を抜き出す。次いで油圧シリンダ９の
作用方向を切換えピストンを後退して歯車旋回レ
バー１５を旋回させて旋回アーム１３を移動させ
てマガジン待機位置Ａにおく。油圧シリンダ９の
ピストンの後退端でリミツトスイツチLS２が信
号を出力する。抜取り挿入シリンダの作用方向を
切換え交換アームの旋回軸を縮小し把持した工具
をポツト２５に納める。以後同じ動作が繰返され
加工が進行する。

効 果 以上詳述したように本考案は主軸とマガジンと
の間で工具交換アーム装置の旋回レバーを主軸と
マガジンの工具に直角な軸の回りに90゜旋回させ
るようにし、旋回レバーに工具交換アームを有す
る旋回アームを旋回レバーの旋回の接線方向に移
動させるようにになし、旋回レバーの旋回動作を
第１の油圧シリンダで旋回アームの平行移動を歯
車を介して第２の油圧シリンダにて行うようにな
し、さらに歯車の旋回方向を案内面で規制し第１
油圧シリンダの動作を第２シリンダのピストン位
置で規制したので、旋回レバーが90゜旋回するこ
とにより自動的に旋回アームが待機位置におかれ
旋回アームが２位置決めですむ。そして配管が少
なく且容易になし得るとともに機構が簡素化でき
コスト低減に寄与し、故障原因が少なく円滑な動
作で安定した工具交換をさせることができる特徴
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の工具搬送機構を取付けたマシ
ニングセンタの正面図、第２図は同側面図、第３
図は工具搬送機構の平面図、第４図は同機構の部
分縦断面図、第５図は工具交換アームの平面図、
第６図は規制板とＶ形の案内面とローラと枢軸と
歯車旋回レバーとの関係を示す図、第７図はＶ形
の案内板と規制板及びローラの平面的関係を示す
図、第８図は歯車旋回レバーと枢軸との平面的関
係を示す図である。 ３……主軸、７……工具マガジン、８，９……
油圧シリンダ、１１……旋回レバー、１３……旋
回アーム、１４……1/4歯車、１５……歯車旋回
レバー、１６……ラツク、１７ａ，１７ｂ……ロ
ーラ、１８ａ，１８ｂ，２３ａ……案内面、１９
……枢軸、２１……工具交換アーム、２２……旋
回シリンダ、２３……規制板、LS１，LS２，LS
３，LS４，LS５……リミツトスイツチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. マシニングセンタの主軸と該主軸の軸線と90゜
   の工具軸線を有して工具を貯蔵するマガジンとの
   間の工具自動交換装置において、前記主軸軸線及
   びマガジンの工具軸線とに直角な旋回軸で90゜旋
   回可能な旋回レバーと、該旋回レバーを90゜旋回
   させる第１油圧シリンダと、前記旋回レバーの旋
   回軸と同心で旋回可能に設けられた歯車部材と、
   前記旋回レバーにその旋回方向の接線方向に移動
   可能に設けられた旋回アームと、該旋回アームに
   設けられ前記歯車部材と噛合うラツクと、前記旋
   回アームを交換位置と待機位置とに移動させるた
   め前記歯車部材を旋回させる第２油圧シリンダ
   と、該第２油圧シリンダと前記歯車部材との枢軸
   に設けられたローラと、前記旋回レバーに固定さ
   れた直線案内面を有する規制板と、該規制板の直
   線案内面とで該ローラを案内して前記歯車部材の
   回転方向を規制するＶ形案内部材と、前記旋回ア
   ームの先端に設けられた工具交換アームと、第２
   油圧シリンダのピストンが後退端にあるとき第１
   油圧シリンダの作動を可能とする規制手段とを備
   えてなり、歯車部材を固定状態にして旋回レバー
   を旋回させることにより旋回アームが90゜旋回し
   た各端において旋回アームがそれぞれの待機位置
   に位置決めされることを特徴とする自動工具交換
   装置における工具搬送装置。