JPS62292336A

JPS62292336A - 工具交換装置

Info

Publication number: JPS62292336A
Application number: JP10652887A
Authority: JP
Inventors: ベルナー　バーベル
Original assignee: Maho Werkzeugmaschinenbau Babel and Co
Current assignee: Maho Werkzeugmaschinenbau Babel and Co
Priority date: 1986-05-02
Filing date: 1987-05-01
Publication date: 1987-12-19
Also published as: DE3614807A1; EP0243711A2; DE3614807C2; EP0243711A3

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】３、発明の詳細な説明産業上の利用分野本発明は、特許請求の範囲第１項の前文に記載されてい
る類の工具交換装置であって、しかも垂直主軸の工具な
らびに水平主軸の工具を必要に応じ、かつその時々の制
御プログラムないしは加ニブ［１グラムに従って、−切
手動介入することなく、交換し、工具マガジンに搬送、
収納することがでさるような、一つの工具交換装置に閏
するものである。

発明の背日と在来技術の問題点万能フライス盤の一つの大きな特徴は、工作物を最初に
唯一度セッティングするだけで、水平主軸ならびに垂直
主軸によって次々に加工してゆくことがき、かつその際
、最新型の工作機械、例えばいわゆるマシニング・セン
タのような機械の場合には、加工に当たるべき主軸用の
■貝を交換する作業がすべて自動化されている、ことに
ある。

このように、？Ｑ　Ｍ　ｉｔ形の１作物に唯一回のセツ
ティングの下であらゆる加工を行い得るということは、
また同時に加工精良を高めるとともに、むだ時間を減ら
すことにもなるのである。

しかしながら、水平主軸ならびに垂直主軸の工具を、一
つの在来型の、例えば西独特許第ＤＥ−Ｏ３３３／１４
　０８４号に記載されているような、工具交換機によっ
てプログラム制御しながら行うことには問題がある。す
なわち、両方の主軸がｎいに直角の方向に向いているた
め、−［Ｌｌを工具マガジンから取り出し、その時々の
必要に応じて水平主軸もしくは垂直主軸のところまで届
けるには、工具交換機の受渡し部は幾つかの軸の周りの
運動を電ｖ）で次々に行い得るようになっていなければ
ならないのである。また種々様々な運動からなる工具交
換機の複雑に組合わさった工程をこなすためには、比較
的長い時間、機械を止めておかなければならず、これが
工具交換時間を長引かせ、従って機械の能力を低下させ
ることとなるのである。その上また、工具交換機ないし
はその工具を搬送づるための構成部分は、種々様々な運
動をするために、受渡し箇所において工具の軸を主軸に
正確に心合わせするには、非常に精密に作っておかな（
）ればならないのである。こうした要求は、在来型の工
具交換機の場合には、非常に高い今をかけなければ達成
できないのである。

本発明の目的本発明の目的は、一つの万能型フライス盤の水平主軸な
らびに垂直主軸にその時々の必要に応じＣ適切な工具を
供給するのに適していて、しか−ｂ仝体としてかかるコ
スｉ・をできるだけ少なくシ’Ｊがら、その時々の加工
主軸への工具の取付【′Ｊ１ないしは加工主軸からの工
具の取外しを敏速に行うことができ、それによって工作
機械のむだ時間を短縮し得るような、一つの工具交換装
置を提供することにある。

目的達成の手段と問題点の解決方法こ０月１的は本発明に従って、その特許請求の範囲第１
項に記載されている特徴によって達成されるのである。

１なわち、水平、垂直双方の主軸のそれぞれに対して、
比較的構造の命中な＾速工具交換機を一つずつ設けてお
くことによって、１−一タルの工具交換時間が、その時
々の加工主軸への、ないし−ま加工主軸からの工具の取
付け、取外しのために本当に必要な正味の工程の分だけ
に短縮されるのである：というのは、■貝の取付け、取
外しのために必要な諸々の工程が、この自在に（すＪき
１ｑる工具交換機によれば、−在来型の交換機の場合の
ように機械を止めてではなく、−機械を稼＋）ＪＬなが
らでも行い得るからである。このため本発明では、工具
交換に要する全ての工程が二つに分類されており、その
際、加工主軸を停止して行わな番ノればならないのは、
捗く短時間で済む取付け、取外し工程のみとする一方、
工具の工具マガジンからの取出しとか、それの受渡し箇
所への搬送、姿勢の調整といったような、はるかに艮い
時間をｌ￥　ツる諸々の工程は全て機械の稼動中に行う
ようになされている。主軸に対して工具をその都度正確
な位置に合わせる作業は、しつかり固定支持されている
高速工具交換機によって行われるので、この自在に動き
得る工具交換機の頑丈さと動きの正確さとに関する技術
的な要求が、高速工具交換機を双方に設けることによっ
て生ずるコスト・アップをはるかに上回る程度にまで、
軽減され、従って、工具交換時間が短縮されるのみなら
ず、全体のコス１−も軽減されるのである。

また、特許請求の範囲の二つの従属項に記載されている
工具交換機は、工具マガジンを比較的遠く後退させてフ
ライス盤のメイン・ポストに取付けるか、もしくは、−
独立した構成ユニットとして作っておぎ、−自由に選択
できる内情に設けることができる、という利点を提供づ
−るものである。

本発明によるこの装置の交換作業工程を寸らすらと′ｉ
！！滞なく進歩させるのに基本的に重要なことは、正確
な位置決め作業、ならびに交換されるべき工具の取イ・
１す、取外し作業が、１２？ｉ単かつ頑丈な構造でしか
も主軸ハウジングに直接取付りられている二組の高速工
員交換機によって行われるところにあり、しかもこれら
の高速工具交換機が簡Ｉドかつ短い＊ｈ　ｅによって、
工具を垂直フライス・ヘッドないしは水平主軸台の近く
の、受渡しのし易い箇所まで運び、そこで工具が工具交
換機から主軸に確実に受渡しされ得るようになされてい
る、ことにある。

図面による本発明の特徴と利点の説明以下、本発明による工具交換装置の実施例について、図
面を参照しつつ、更に詳しく説明しよう。

図面には一つのフライス盤の主軸台１が示されており、
その正面側には中間部材３を介して一つの垂直フライス
・ヘッド２が取付けられている。

この垂直フライス・ヘッド２の内部には、図示されてい
ないが、加工主軸が支承されており、これまで通りの方
法で、主軸台１に取付けられている一台の電動モータに
よって、一つのブレーキ・ギア・システム、一つの噛合
いクラッチおよび少なくとも一組の傘歯車を介して駆動
されるようになっている。更に加工主軸には、図示され
てはいないが、工具のテーパー・シャンクを自由に把持
したり固定したりし得るチＡ７ツクＶ装置が設けられて
いる。

垂直フライス・ヘッド２には、フライス・ヘッド２内の
主軸５の中心線に平行に軸方向に滑動し得ると同時に回
転もし得るように支承されている一本の回転軸６、なら
びにその下端部に固着されている一枚の長方形の仮型保
持エレメント７を含／υでいる、一つの高速工具交換機
４が組込まれている。保持エレメント７には、上記の回
転＠６の両側に互いに１８０°反対向きに食い違った形
で、二つの半円形の切欠き部８．９が設けられており、
これら二つの切欠き部の大きざと形が、それぞれ一つの
工具のテーパー・シャンク１０を受は止め得るように作
られている。更にこれらの切欠き部８．９のところには
、−図示されてはいないが、−スプリング・ニッパが設
けられており、工具のテーパー・シャンクを受は止め、
工具交換の間、保持ニレメン１−７に保持しておくよう
になされている。更にまた、高速−Ｌ具交換機４には、
上記の回転軸６を丁度１８０°だけ回転させるための一
つの回転駆ＩＪ＋装置と、回転軸を軸方向に出入りさ「
るための一つの滑動駆動装置とが設けられているが、こ
れら二つはいずれら垂直フライス・ヘッド２の中に組込
まれている。

主軸台１の側面には、一つの自在に動く工員交換機１１
が設【プられていて、それが水平主軸に対しても、垂直
主軸に対しても工員の供給を行い得るようになされてい
る。水平のガイド・レール１２には、一つのスキッド１
３が一図示されていムい−ｔ１線型駆動装置、例えばウ
オーム・ギア式駆ｆｈ装置あるいは油圧シリンダ式駆動
旧トｉとによって、図の矢印で示されているように、両
方向に滑動しｔするようにガイドされている。このスキ
ッド１３には一つの垂直支持部材１４がしつかり取付け
られており、その下端部には、一つのモータ１６によっ
て回転させられるようになっている−木の回転軸１５が
支承されている。この回転軸１５のもう一方の自由端の
方には、一つの揺動アーム１７がキーで固着されており
、このアームのもう一方の自由端部には、直角方向の孔
の中に一つの［５［１筒軸１８が支承されている。この
関節軸１８の一方の端には一つの回転駆ｆ、Ｉｔ装置１
９が、またもう一方の端には一つの揺動アーム２０が固
着されており、更にこのアームにはその自由端部に工具
のテーパー・シャンク１０を着脱し得るように把持する
ためのチャフ４：ング・エレメント２１が設【）られて
いる。図示されているように、この工員交換機が一番奥
まで後退した位置には、一つの工具マガジン２２−この
図の場合には鎖状マガジンである−が設けられており、
その交換位置が一図示されているように、−スキッド１
３ないしは揺動アーム２０の可動範囲内にくるようにな
されている。

上述の装置は工具の交換に際して次のように作ｖノする
：垂直フライス・ヘッド２に取付けられている工具が工作
物を加工している間は、工具交換■１１は、その可動部
分が種々様々な加工１−稈の妨げにならないよう／、ヱ
、一番突に後退した位２１に！しまっている。高速工具
交換機４も同様に引つ込／νだ状態になっていて、保持
エレメント７は垂直フライス・ヘッド２の下側の面とば
ば一致する、図に実線で示されている位置に止まってい
る。工具をテーパー・シャンク１０もろとも取外Ｊ゛た
めには、まず加工主軸がブレーキ装置によって１トめら
れ、続いて工具交換位置に正確に位置決めされる。その
上で、ｎ速工具交換機４用のリニア・七−夕が”フライ
ス盤のプログラム制御装置によって作動し、回転＠６な
らびに保持エレメント７を点線で示されている位置まで
移動させる。それまでに加二Ｕ　ｉＦ軸内のヂ）７ツク
［ｆｆが工具のテーパー・シ１／ンクを解放しているの
で、後者が保持エレメント７．５’Ｊよびそのスプリン
グ・ニッパによって取外される。

引続いて高速工具交換機４が回転軸６の軸の回りに回転
するので、切欠き部８内に保持されτ゛いるテーパー・
シャンクは垂直フライス・ヘッド２の側方の位置に移る
こととなる。それと同時に保持エレメント７の切欠き部
９を含んだ部分が加工主軸の軸中心位置にくる。これに
よって、すぐにそれまでにこの切欠さ部９に持り込まれ
ていた新しい工具が主軸の位置に移り、高速工員交換機
４のリニア駆動［？によって引起こされる引込み運動に
よって加工主軸内に引込まれ、続いてそのチ１７ツク装
置が作動することによつでしつかり把持される。切欠き
部８に保持されて垂直フライス・ヘッド２の側方に移さ
れた古いニ［具は、回転馴初装置１つによって引起こさ
れるＩ出初アーム２０の１！初運動により、その−空の
一チＡ７ツキング・ニレメン１−２１によってつかみ上
げられ、反転連動によって保持エレメント７の切欠き部
８から引抜かれる。、揺動アーム２ｏが図示されている
位置にある内に、スｌ−ツド１３は、取外された工具が
プログラムによってあらかじめ定められている鎖状マガ
ジンの中の受入れ箇所に引渡されるところまで、Ｉｕｎ
す゛る。そして、新しい工員によって次の加工が行われ
ている問に、更に次の工具が鎖状マガジン２２からチャ
ッキング・ニレメン１−２１によって取出され、待機位
置に移され、更にそこから撞く短時間の間に、例えばま
だ加工工程にある間、らしくは加工主軸が停止している
間に、保持エレメント７の一空になっている一切欠き部
８に引渡される。これによって−回の交換作業が完了り
るが、交換作業は隔間何回でも繰返すことができる。

また第２図から明らかなように、水平主軸には工具交換
のために主ｌ１１ｉ１台１に全く同じ構造の？１速工具
交換機４ｏが組込まれて設けられてＪ３す、その工具交
換に際して同様の１１能と運動とが行われるようになっ
ている。この高速工具交換１１４０の場合には、主軸台
１内の水平主軸の側方に、この軸に平行に支承されてい
る一本の回転軸４６が含まれており、それが−図示され
ていない一駆動用モータによって１８０°の回転運動と
同時に軸方向の運動をもなしくｑるようになっている。

この回転軸の端部には一枚の板状の保持エレメント４７
が固着されでＪ３す、更にこの保持ニレメン（・には、
回転軸の中心を挟んで対称の位置に、１ニ貝受入れ用と
して設けられた二つの半円形の切欠き部４８゜４９、な
らびにスプリング・ニッパが含まれている。側方に張出
している工具受入れ用の切欠き部４９に工具を供給する
には、拙初アーム１７がし一タ１６によって、第２図に
示されている位置に揺動してくるので、１！動アーム２
０が関節軸１８の周りに回転することによって工具１０
を切欠き部４９に引渡したり、あるいは引取ったりする
ことができるのである。

４、図面（７）　Ｋ　ｆｉｌ　すｍ　明第１図は、垂直
主軸の工具交換に際しての、本％装置の状態を示し、第２図は、水平主軸の工具交換に際しての、本装置の状
態を示す。

１・・・主軸台、２・・・垂直フライス・ヘッド、３・
・・中間部材、４・・・高速工具交換機、５・・・主軸
、６・・・回転軸、７・・・保持エレメント、８．９・
・・切欠き部、１０・・・テーパー・シＡ７ンク、１１
・・・工具交換機、１２・・・ガイド・レール、１３・
・・スキッド、１４・・・垂直支持部材、１５・・・回
転軸、１６・・・モータ、１７・・・揺０Ｊアーム、１
訃・・関節軸４−１１９・・・回転駆動装置、２０・・
・揺動アーム、２１・・・チＶツＡング・エレメント、
２２・・・工具マガジン、４０・・・高速工具交換機、
４６川回転軸、４７・・・保Ｊ？ｊ　ＩＩ−レメント、
４８．４９・・・切欠き部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一つの工具収納用マガジンと、このマガジンから
工具を取り出し、これをその時々の必要に応じて垂直主
軸もしくは水平主軸のところまで搬送する、一つの工具
交換機とよりなる、一つの万能フライス盤の水平主軸用
および垂直主軸用の工具交換装置であつて、垂直主軸ならびに水平主軸にはそれぞれ一つの高速工具
交換器（４、４０）が付設されており、かつこの高速工
具交換機は、垂直フライス・ヘッド（２）内および主軸
台（１）内にそれぞれの主軸に平行に軸方向に電動で活
動し得るとともに回転もし得るように設けられている一
本の回転軸（６、４６）と、それぞれの１軸の前面に設
けられている一つの保持エレメント（７、４７）とを含
んでおり、更にこの保持エレメントには、切欠き部（８
、９；４８、４９）の形に作られ、かつそれぞれにスプ
リング・ニッパを備えた二つの工具支持部が設けられて
おり、更にその際、これら二つの工具支持部の内の一方
の切欠き部（８；４８）がその終点位置においてそれぞ
れの主軸中心線と同心になるように、また直径上で丁度
反対の位置にあるもう一方の切欠き部（９；４９）が垂
直フライス・ヘッド（２）ないしは主軸台の近傍で工具
交換機（１１）の機能領域内にくるようになされていることを特徴とする工具交換装置。
（２）特許請求の範囲第１項による工具交換装置であつ
て、前述の保持エレメント（７）が一枚のプレートからなつ
ており、かつこのプレートに前述の二つの切欠き部（８
、９）が、前述の回転軸（６）の中心軸を挟んで対称的
に設けられていることを特徴とする工具交換装置。
（３）特許請求の範囲第１項による工具交換装置であつ
て、前述の工具交換機（１１）が、固定ガイド・レール（１
２）に沿つて電動で滑動する一つのスキッド（１３）を
含んでおり、かつこのスキッドには一本の揺動アーム（
２０）を備えた一つの電動のトグル継手型関節機構（１
４から２０）が設けられており、更にこの揺動アームの
先端部には一つの工具支持部（２１）が設けられていることを特徴とする工具交換装置。