JPS62803Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は旋盤の刃物台に切削工具を着脱する
装置に関するものであつて、特に搬送ロボツトを
備えた数値制御旋盤（以下、NC旋盤ということ
もある。）において、搬送ロボツトを用いて切削
工具を交換する際に、切削工具を刃物台に緊締
し、あるいは緩めるのに効果がある、切削工具の
着脱装置に関する。

近年、NC旋盤においては、被加工物を搬送す
る搬送ロボツトを旋盤本体に隣接して配置してお
き、この搬送ロボツトによつて搬送された被加工
物をパワーチヤツクで把持回転させるとともに、
他方刃物台に複数の切削工具を予め装着してお
き、この刃物台を回転（タレツト刃物台）させた
り、あるいは水平移動（くし型刃物台）させるこ
とにより、各工具を順次割出し、位置決めして加
工する技術が実現されている。

ところで最近、省力化等の要請から、この種の
NC旋盤にあつては、人手をわずらわすことなく
長時間に亘つて自動的に加工を行う無人化の要望
が高まつてきている。ところが、上述したような
NC旋盤にあつては、刃物台に予め装着し得る切
削工具はせいぜい10数本どまりであり、予め、寿
命に達した工具、或いは欠損した工具に対する代
替用工具を多数本準備して装着することがむずか
しくこのため長時間の無人化が困難であつた。

そこで、例えばマシニングセンタにおけるよう
に、多数の切削工具を収納し得る工具マガジン
と、この工具マガジンと刃物台との間で切削工具
の交換を行う専用の工具交換装置とを旋盤本体に
付設する技術が開発された。しかしながら、この
ような工具交換装置を付設すると、旋盤本体のス
ペースが狭くなつて加工し得る被加工物の大きさ
が制限されるばかりか、工具交換装置を付設する
ために製造費が嵩むという問題があり、その普及
を阻んでいる。

この考案は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、特別な装置の増設を最小限におさえ、しかも
無人化をなし得る搬送ロボツトを備えた数値制御
旋盤に用いて効果のある工具着脱装置を提供する
ことを目的とする。

以下、この考案の一実施例について添附した第
１図から第６図を参照して説明する。第１図は、
この発明の一実施例の概略構成を示す図である。
図中符号１は、図示しない旋盤本体の主軸に設け
られた油圧チヤツク等のパワーチヤツクで、被加
工物２を把持して回転するようになされている。
被加工物２の着脱は、旋盤本体に隣接して設置さ
れた搬送ロボツトのロボツトハンド３によつてな
される。このロボツトハンド３の一対の爪３１の
把持面は、被加工物の外周に適合するようになさ
れている（この実施例においては円筒状）。一
方、図中符号４は旋盤本体に設けられた刃物台
で、切削工具５が取り付けられる緊締手段６が設
けられている。被加工物２がパワーチヤツク１に
よつて把持され、切削工具５が刃物台４に取り付
けられると、予め設定された加工プログラムに従
つて刃物台４が移動し、被加工物２の加工が行わ
れる。加工が繰り返えされて切削工具５が摩耗し
てその寿命に達すると、周知の工具寿命判定手
段、例えば切削抵抗の増大あるいは被加工物の加
工後の寸法誤差等を検知して切削工具の寿命が尽
きたことを判定する工具寿命判定手段から搬送ロ
ボツトに工具交換指令が発せられる。この指令に
基づきロボツトハンド３が移動して刃物台４に取
り付けられた切削工具５をつかんで取り外し、予
め準備された代替工具と交換する。なお、ロボツ
トハンド３を移動させる代わりに刃物台４を移動
させてもよいことは勿論である。また、寿命判定
手段を設ける代わりに、被加工物２の加工数が一
定数に達したら、搬送ロボツトに切削工具５の交
換を自動的に行わせるようにしてもよい。さら
に、代替工具については、ベルトコンベアによつ
て搬送してもよく、あるいは多数の切削工具を収
納し得る工具マガジンを旋盤本体に付設してもよ
い。また、この実施例においては刃物台４を複数
の工具が装着されるタレツト刃物台としている
が、１個の切削工具が装着される固定刃物台とし
てもよい。タレツト刃物台とする場合には、装着
される切削工具の全部または複数の一部を一時に
交換してもよく、またそうすることによつて切削
工具交換の時間短縮をなし得、加工能率の向上を
図ることができる。なお、切削工具５の外周は被
加工物２の外周とほぼ同形同寸法範囲になされ、
被加工物把持のロボツトハンド３と共通のロボツ
トハンド３の爪３１によつて確実に把持されるよ
うになされている。以上の如く、ロボツトハンド
３の爪３１を被加工物２と切削工具５の把持・搬
送に共通して用いることができるので、ロボツト
ハンドの機構が従来通りの単純な構成でよくその
使用方法、制御方式も複雑とならないですむ。

次に、このような工具交換システムに好適で、
しかも汎用性に富む緊締手段６について説明す
る。第２図及び第３図に示すように刃物台４の切
削工具装着面には、各装着面が加工位置に割出さ
れた際にシリンダ４１がその軸線を主軸の軸線と
一致するように形成されている。このシリンダ４
１の開口端部には、クランプベース６１とシリン
ダ４１とにわたつてカラー６２が嵌合されてお
り、そしてクランプベース６１は図示していない
ボルトによつて刃物台４に固定されている。この
クランプベース６１の先端面中央部には加工位置
に割出し位置決めされた際に主軸の軸線と直交
し、かつ水平方向（Ｘ軸方向）に延びるあり部６
４が形成されている。

このあり部６４は、切削工具５に形成されたあ
り溝５１と同形状であるが、寸法は若干小さく形
成され、これによつて切削工具５がそのあり溝５
１に着脱自在に嵌合されるようになされている。
なお、あり部６４の主軸の軸線から遠ざかつた側
の端部にはストツパ６５が設けられ、切削工具５
の一側部に形成されたストツパ溝５２の側面が、
ストツパ６５に当接するまで切削工具５のあり溝
５１をあり部６４に嵌合して移動させることによ
り、切削工具５のＸ軸方向の位置決めがなされる
ようになつている。また、クランプベース６１と
シリンダー４１とにわたつて嵌合したカラー６２
の端面は、後述するピストン７０のストツパーと
しての役をする，そしてカラー６２の中央部には
棒状のクランパー６７が軸線方向（Ｚ軸方向）に
移動自在に挿入されている。このクランパー６７
の先端部一側には、切削工具５のあり溝５１の一
側にのみ当接させられる突出部６７ａが一体的に
形成されている。この突出部６７ａはあり部６４
と同形状に形成され、従つて、突出部６７ａはあ
り部６４とともに切削工具５のあり溝５１にスム
ースに嵌合されるようになつている。クランプバ
ー６７にはピストン７０がナツト７１で固着さ
れ、このピストン７０とクランプベース６１との
間にはさらばね（弾性部材）６９が装着され、こ
のさらばね６９によつてクランパー６７を常時刃
物台４の内方へ、つまり第２図中Ａ方向へ付勢し
ている。一方、シリンダ４１には油路７２の一端
が開口し、油路７２の他端は流体継手のプラグ７
３に連通する。この流体継手は商品名カプラとし
て市販されているものであつて、プラグ７３とソ
ケツト７４とで一組をなし、プラグ７３とソケツ
ト７４とを結合したときは、両者の油路は連通
し、両者を切離したときには、夫々内装したバル
ブで夫々の油路を閉止する構造になつている。以
上記載した構成を具備した刃物台４は架台７５に
枢支し、数値制御装置（図示せず）の指令で任意
の切削工具を選出するために割り出し、かつその
位置で刃物台４を固定する。架台７５に一体的に
固定した架台７６に枢支した前記流体継手のソケ
ツト７４は送油管７７の端部に連結し、この送油
管７７の他端部は架台７６に摺動可能に支持した
ブロツク７８に連結する。この送油管７７の油路
と連通するブロツク７８の中の油路７９はネジ部
８０に開口し、このネジ部８０には図示していな
い。油圧源より圧油を送るゴム管の端部に設けた
プラグを螺合する。架台７６には流体圧シリンダ
ー８１を固定し、この流体圧シリンダー８１のピ
ストンロツト８２の先端部をブロツク７８にねじ
等で連結する。この考案の装置によつて刃物台４
に切削工具５に取り付ける場合、割出し位置に割
り出されて停止した刃物台４のプラグ７３にソケ
ツト７４を結合する、この結合は流体圧シリンダ
８１に流体を送り、実施例においては空気圧を送
つて、ピストンロツト８２を突出し、ブロツク７
８、送油管７７並にソケツト７４とをプラグ７３
に向つて移動することによつて行う。プラグ７３
とソケツト７４とが結合したところで、ネジ部８
０に圧油を送ると、圧油は油路７９、送油管７
７、油路７２を通つてシリンダー４１に入り、ピ
ストン７０をさらばね６９の弾力に抗して押し、
クランプバー６７とともに移動する。そして、突
出部６７ａの位置があり部６４の位置と一致する
までクランパー６７を図中Ｂ方向に予め移動させ
ておく。次に、切削工具５のストツパ溝５２の側
面がストツパ６５に当接するまであり溝５１をあ
り部６４に嵌合した状態で切削工具５をＸ軸方向
に移動させる。その後、シリンダー４１内へ送油
する、油路に設けた図示していない切替バルブを
切替えて、タンク側の油路に連通すると、シリン
ダー４１内の油はさらバネ６９の弾力で押出され
るとともにさらばね６９の弾性復元力によつてク
ランパー６７が図中Ａ方向に移動して突出部６７
ａがあり溝５１の一側面５１ａに当接し、さらに
この反力によつてあり溝５１の他側面５１ｂがあ
り部６４の一側面に当接して第２図に示すＹ軸方
向の位置決めをするとともに、切削工具５の底面
がクランプベース６１の上面に当接しＺ軸方向の
位置決めが行われる。これによつて切削工具５が
Ｘ，Ｙ，Z3軸方向に位置決めされるとともに刃
物台４に強固に取り付けられる。しかる後に流体
圧シリンダー８１内の流体圧を切り替えてピスト
ンロツト８２を、前記と逆の方向に移動し、ソケ
ツト７４をプラグ７３から離して切削工具５の装
着作業を終了する。なお切削工具５を刃物台から
取り外す場合には、上記と逆の手順で行えばよ
く、その説明は省略する。

上述の実施例では工具緊締手段をクランプベー
ス６１に設けて刃物台４に固着する構造として説
明したが、クランプベース６１を設けることなく
刃物台４に直接的に形成して組込んでも良い。さ
らに、弾性部材６９により常時付勢する形式の緊
締方式のため、本機への電源入切状態等にかかわ
らずアンクランプ時以外は確実な緊締が維持され
る事は明らかである。

以上説明したように、この考案によれば、架台
の一定の位置で、数値制御装置の指令又はスイツ
チ等の作動によつて前進，後退するソケツト７４
の位置に、刃物台４の割り出し位置で工具の取付
位置に夫々設けたプラグ７３が停止し、プラグ７
３とソケツト７４とが流体圧で自動的に結合離脱
することによつて、切削工具の着脱を極めて容易
になし得る効果を有するものである。特に、搬送
ロボツトを備えた数値制御旋盤によれば、NC旋
盤に隣接して配置された搬送ロボツトを切削工具
の交換に用いるものであるから、特別な装置の増
設を最小限におさえ、しかも無人化をなし得ると
いう効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の概略構成を示す
図、第２図は緊締手段を示す一部切欠き側面図、
第３図はこの考案全体の断面図、第４図は緊締手
段の要部を示す一部切欠き拡大側面図、第５図は
その平面図、第６図は第４図の−線に沿う断
面図である。 １……パワーチヤツク、２……被加工物、３…
…ロボツトハンド、４……刃物台、５……切削工
具、６……緊締手段、４１……シリンダー、５１
……あり溝、６４……あり部、６７……クランバ
ー、６７ａ……突出部、６９……さらばね（弾性
部材）、７０……ピストン、７３……プラグ、７
４……ソケツト、７５……架台、７６……架台、
７７……送油管、７８……ブロツク、８１……流
体圧シリンダー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数の切削工具を着装する刃物台と、前記刃物
   台に設けられ、かつ前記切削工具に設けられたあ
   り溝が着脱自在に嵌合されるあり部と、前記刃物
   台にその内外方向に移動自在に設けられ、かつ一
   端部に前記切削工具のあり溝の一方の側面に当接
   させられる突出部を有するクランパーと、このク
   ランパーを前記刃物台の内方向に付勢して前記突
   出部をあり溝の一方の側面に当接させることによ
   り前記あり溝の他方の側面に前記あり部の一方の
   側面を当接させて切削工具を刃物台に緊締する弾
   性部材と、この弾性部材の力に抗して前記クラン
   パーを刃物台の外方向に移動させて前記切削工具
   の緊締を解除させる油圧ピストンと、該ピストン
   に圧油を送る油路の端部に設けた流体継手のプラ
   グと、前記刃物台を割出し、支持する架台と、該
   架台に一体的に固定した架台に枢支し、前記刃物
   台の割出し位置で、前記プラグと着脱する流体継
   手のソケツトと、該ソケツトを端部に支持した送
   油管と、該送油管と連結し、前記架台に摺動可能
   に支持されたブロツクと、該ブロツクに連結し、
   ブロツクを、前記刃物台の方向に向つて前進，後
   退させるシリンダー装置とからなることを特徴と
   する旋盤における工具着脱装置。