JPS63105854A - Tool exchanging method - Google Patents
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- JPS63105854A JPS63105854A JP25249586A JP25249586A JPS63105854A JP S63105854 A JPS63105854 A JP S63105854A JP 25249586 A JP25249586 A JP 25249586A JP 25249586 A JP25249586 A JP 25249586A JP S63105854 A JPS63105854 A JP S63105854A
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- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
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- B23Q3/157—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
- B23Q3/15706—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a single tool being inserted in a spindle directly from a storage device, i.e. without using transfer devices
-
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- B23Q3/1552—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
- B23Q3/15553—Tensioning devices or tool holders, e.g. grippers
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は工作機の工具交換方法に関するものである。[Detailed description of the invention] Industrial applications This invention relates to a tool changing method for a machine tool.
従来の技術
従来、工作機の工具交換装置において、例えば複数の工
具を保持する工具保持体（工具交換腕を用いないマガジ
ン直接交換方式の工具マガジン１、または旋回する工具
交換腕を含む。）をコラムに主軸と平行な方向へ前後及
び旋回自在に備え、主軸には工具をクランプするクラン
プ機構を備えているものがある。この装置による工具交
換動作は。BACKGROUND ART Conventionally, in a tool changing device for a machine tool, a tool holder (including a tool magazine 1 of a magazine direct exchange type without using a tool changing arm, or a rotating tool changing arm) that holds a plurality of tools, for example, is used. Some machines are equipped with a column that can be freely rotated back and forth and rotated in a direction parallel to the main shaft, and the main shaft is equipped with a clamp mechanism for clamping tools. What is the tool exchange operation using this device?
主軸を所定の工具交換位置へ移動させて、主軸に挿着し
である使用済みの工具を前記工具保持体に確実に把持さ
せた後に主軸の工具をアンクランプし１次に工具保持体
を軸方向に前進させた後に旋回させて後退させ、新しい
工具を主軸にクランプさせている。After moving the spindle to a predetermined tool exchange position and ensuring that the used tool inserted into the spindle is gripped by the tool holder, the tool on the spindle is unclamped, and the tool holder is first moved to the axis. After moving the tool forward in the same direction, it is rotated and moved backward, and a new tool is clamped to the spindle.
発明が解決しようとする問題点
前記従来の方法によれば、工具保持体が工具を把持した
後に主軸の工具をアンクランプし、その後工具の入れ換
えを行うようにしであるので、工具交換時（主軸が所定
の工具交換位置に移動した時以降、次に主軸が工具交換
位置を離れるまでの間）に工具交換動作の準備動作であ
る主軸工具のアンクランプ動作が含まれており、工具交
換位置で工具保持体が主軸工具を把持した後、直ちに工
具保持体を前進させることができず、工具交換時間が長
くなるという問題点があった。Problems to be Solved by the Invention According to the conventional method, the tool on the spindle is unclamped after the tool holder grips the tool, and then the tool is replaced. The period from when the spindle moves to a predetermined tool exchange position until the spindle next leaves the tool exchange position includes an unclamping operation of the spindle tool, which is a preparation operation for the tool exchange operation. There is a problem in that the tool holder cannot be moved forward immediately after the tool holder grips the spindle tool, resulting in a longer tool exchange time.
問題点を解決するための手段
本発明は、前記問題点を解決する為に、主軸の工具挿着
孔に挿着されている工具を離脱自在に係止する仮クラン
プ機構を備えさせ、主軸の工具を交換する場合主軸の工
具を工具保持体の工具保持部に保持させる前に、その主
軸の工具をアンクランプ状態にしておき、主軸の工具を
工具保持体の工具保持部に保持させた後直ちに工具保持
体を前進移動させて主軸の工具挿着孔から工具を抜取り
、その後工具保持体を旋回させた後、後退移動させて工
具保持体の工具を主軸の工具挿着孔に挿着することを特
徴とする。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a temporary clamp mechanism that releasably locks the tool inserted into the tool insertion hole of the main spindle. When exchanging tools, before holding the tool on the spindle in the tool holder of the tool holder, unclamp the tool on the spindle, and after holding the tool on the spindle in the tool holder on the tool holder. Immediately move the tool holder forward to remove the tool from the tool insertion hole in the spindle, then rotate the tool holder and move it backward to insert the tool in the tool holder into the tool insertion hole in the spindle. It is characterized by
作用
前記方法によれば、主軸が所定の工具交換位置に位置す
るまでに主軸の工具をアンクランプして仮クランプ機構
により仮クランプさせておくことで工具交換時間を短縮
できる。According to the method described above, the tool on the spindle is unclamped and temporarily clamped by the temporary clamping mechanism until the spindle is located at a predetermined tool exchange position, thereby shortening the tool exchange time.
実施例
第１．２図において、１はベース上を前後動す、るコラ
ム、５ａはコラム１に、案内レール６０゜６０により上
下動自在に取り付けである主軸ヘッドで、図示しない昇
降用モータにより周知のごとく上下動するようになって
いる。主軸ヘッド５ａには、第６図に示すように主軸５
が軸受け６１を介して回動自在に支承されている。この
主軸５には、クランプ機構６２が内蔵されている。この
クランプ機構６２において、６３は主軸５先端に形成さ
れた工具装着孔で、これに続く貫通孔６４にプルロッド
６５が軸方向摺動自在に挿通されて、皿ばね６６により
後方に付勢されている。プルロッド６５はその先端に４
つの鋼球６７を半径方向に移動可能に組み込んだ保持部
６８を一体に備えている。この鋼球６７はプルロッド６
５の軸方向移動によって貫通孔６４前方のカム面６９と
協働し、工具Ｔ後端部のプルスタッド７ｏと係合して工
具Ｔを主軸５にクランプし、また、プルスタッド７０と
の係合を外して主軸５に対しアンクランプするようにな
っている。プルロッド６５の後端は、主軸ヘッド５ａ後
端部に配置されたアンクランプシリンダ７１のピストン
ロッド７２と所定間隔をもって対向している。なお、本
実施例ではプルロッド６５の先端６５ａはアンクランプ
状態とした時に工具Ｔのプルスタッド後端７０ａと当接
せず、工具Ｔを前方に押し出さないようにしである（第
７図）。Embodiment In Fig. 1.2, 1 is a column that moves back and forth on the base, 5a is a spindle head that is attached to column 1 so that it can move up and down by guide rails 60° 60, and is moved by a lifting motor (not shown). As is well known, it moves up and down. The main shaft head 5a has a main shaft 5 as shown in FIG.
is rotatably supported via a bearing 61. This main shaft 5 has a built-in clamp mechanism 62. In this clamp mechanism 62, reference numeral 63 is a tool mounting hole formed at the tip of the main shaft 5, and a pull rod 65 is inserted into a through hole 64 that follows this so as to be slidable in the axial direction, and is biased backward by a disc spring 66. There is. The pull rod 65 has 4 points at its tip.
It is integrally provided with a holding part 68 in which two steel balls 67 are movably incorporated in the radial direction. This steel ball 67 is the pull rod 6
5 cooperates with the cam surface 69 in front of the through hole 64, engages with the pull stud 7o at the rear end of the tool T, clamps the tool T to the main shaft 5, and also engages with the pull stud 70. It is designed to be unclamped to the main shaft 5 by removing the joint. The rear end of the pull rod 65 faces a piston rod 72 of an unclamp cylinder 71 disposed at the rear end of the spindle head 5a with a predetermined distance therebetween. In this embodiment, the tip 65a of the pull rod 65 does not come into contact with the rear end 70a of the pull stud of the tool T when the pull rod 65 is in the unclamped state, so as not to push the tool T forward (FIG. 7).
この主軸５には軸線に直交する方向に仮クランプピン７
３が移動可能に嵌合されると共にばね７４により主軸５
の中心に向けて付勢されて仮クランプ機構７５が内装さ
れ、仮クランプピン７３の先端が保持部６８の孔内に突
出した状態で仮クランプピン７３の段部が収納孔７６の
段部に当接しており、第７図のように工具Ｔのプルスタ
ッド７０と鋼球６７との係合が外れて、工具Ｔがアンク
ランプ状態になった時にも、工具Ｔのプルスタッド７ｏ
と半径方向から係合して工具Ｔをばね７４力で仮クラン
プする。This main shaft 5 has a temporary clamp pin 7 in a direction perpendicular to the axis.
3 are movably fitted together, and the main shaft 5 is moved by a spring 74.
is biased toward the center of the temporary clamp mechanism 75 and the step part of the temporary clamp pin 73 is inserted into the step part of the storage hole 76 with the tip of the temporary clamp pin 73 protruding into the hole of the holding part 68. Even when the pull stud 70 of the tool T and the steel ball 67 are disengaged and the tool T is in an unclamped state as shown in FIG.
The tool T is temporarily clamped by the force of the spring 74.
次に工具マガジンについて説明する。前記コラム１上面
１ａにはＬ字状の第１支持体２が固着され、この第１支
持体２の前面に主軸５側へ向って腕のように伸びた第２
支持体３が固着されて、両者で支持体４を構成している
。前記第２支持体３は内側が空間部６に形成されている
。この第２支持体３の先端の軸支部３ａには軸受７，７
を介して旋回支持体８が回動自在に支持され、軸方向中
央部にはフランジ部９が形成されている。また、旋回支
持体８のフランジ部９より前方の軸部分は、後述する揺
動アームを支持する壁部１０（第３図）を残して軸断面
の約１／２が切除され、また後述するピストンロッドの
先端部分の円周の１／２が露出するようにピストンロッ
ド挿通孔９ａが半円状に切除されている。このフランジ
部９には、前方に向けて二本一対の案内バー１１が突設
され、この案内バー１′１の先端は旋回支持体８の先端
に固着した連結板１２に連結されている。案内バー１１
．１１は円板状の工具保持体１３の案内孔１４に挿通さ
れており、これにより旋回支持体８と工具保持体１３と
は互いに相対回動を阻止すると共に所定量軸方向に移動
自在となっている。工具保持体１３はその外周に工具Ｔ
を保持する工具保持部１５を備えており、この工具保持
部１５は公知の機構で、二つの把持爪１６，１６をその
中間部分で支持し、圧縮ばね１７により把持爪１６゜１
６を閉じるようにしである。１８．１８は把持爪１６，
１６に工具Ｔが把持されていない時に圧縮ばね１７によ
り把持爪１６，１６が閉じ過ぎないように把持爪１６，
１６の後端に当接するストッパである。また、１９は工
具把持状態をロックする公知の工具ロック機構で、前記
把持爪１６゜１６の突片２２，２２間に配設され前後に
摺動する摺動軸２０を後方へ付勢し、後端にローラ２１
が回動自在に支持されている。この摺動軸２０は軸方向
中間部分に太径部を有しており、常時は突片２２，２２
間に突出しており、把持爪１６，１６間で工具Ｔを把持
した状態から把持爪１６，１６が開くのを防止し、工具
交換位置にある時のみ主軸ヘッド先端に固着されたカム
２３と係合して太径部が前進して突片２２．２２と対向
しなくなり、把持爪１６，１６のロック状態を解除する
ようにしである。Next, the tool magazine will be explained. An L-shaped first support 2 is fixed to the upper surface 1a of the column 1, and a second support 2 extending like an arm toward the main shaft 5 is attached to the front surface of the first support 2.
A support body 3 is fixed to the support body 4, and the two constitute a support body 4. The second support body 3 has a space 6 formed inside. The shaft support 3a at the tip of the second support 3 has bearings 7, 7.
A swing support body 8 is rotatably supported via the swivel support body 8, and a flange portion 9 is formed at the center in the axial direction. In addition, approximately 1/2 of the shaft section of the pivot support 8 in front of the flange portion 9 is cut away, leaving a wall portion 10 (FIG. 3) that supports a swinging arm, which will be described later. The piston rod insertion hole 9a is cut out in a semicircular shape so that 1/2 of the circumference of the tip portion of the piston rod is exposed. A pair of guide bars 11 are provided on the flange portion 9 to protrude forward, and the tips of the guide bars 1'1 are connected to a connecting plate 12 fixed to the tip of the swing support 8. Guide bar 11
．． 11 is inserted into a guide hole 14 of a disc-shaped tool holder 13, thereby preventing the rotation support 8 and the tool holder 13 from rotating relative to each other and allowing them to move freely in the axial direction by a predetermined amount. ing. The tool holder 13 has a tool T on its outer periphery.
The tool holder 15 is a known mechanism that supports two gripping claws 16, 16 at an intermediate portion thereof, and a compression spring 17 causes the gripping claws 16.degree.
6 should be closed. 18.18 is the gripping claw 16,
When the tool T is not gripped by the gripping claws 16, 16, the compression spring 17 prevents the gripping claws 16, 16 from closing too much.
This is a stopper that comes into contact with the rear end of 16. Reference numeral 19 denotes a known tool locking mechanism for locking the tool gripping state, which biases the sliding shaft 20 disposed between the protrusions 22 and 22 of the gripping claws 16 and 16 and sliding back and forth backward. Roller 21 at the rear end
is rotatably supported. This sliding shaft 20 has a large diameter portion in the axially intermediate portion, and normally the protrusions 22, 22
It protrudes between the gripping pawls 16 and 16 to prevent the gripping pawls 16 and 16 from opening when the tool T is gripped between them, and engages with the cam 23 fixed to the tip of the spindle head only when the tool T is in the tool exchange position. At the same time, the large diameter portion moves forward and no longer faces the protruding pieces 22, 22, so that the gripping claws 16, 16 are released from the locked state.
次に軸方向移動機構２４について説明する。前記旋回支
持体８の後部にはシリンダ室２５ａが形成され、ピスト
ンロッド２７と一体のピストン２６が軸方向摺動自在に
嵌装されてシリンダ２５が構成されている。このピスト
ンロッド２７の先端部分にはピストンロッド２７の挿通
孔９ａから露出した円周部分にラック２８が刻設されて
いる。Next, the axial movement mechanism 24 will be explained. A cylinder chamber 25a is formed at the rear of the swing support 8, and a piston 26 integral with a piston rod 27 is fitted in the cylinder 25 so as to be slidable in the axial direction. A rack 28 is carved in the circumferential portion of the tip of the piston rod 27 exposed from the insertion hole 9a of the piston rod 27.
一方、旋回支持体８の壁部１０には、基部に前記ラック
２８と噛合うピニオン２９を形成した揺動アーム３０を
軸方向（前後方向）に１８０度揺動するように軸支し、
この揺動アーム３０の先端にはカムフォロア３１が回動
自在に軸支されている。On the other hand, a swinging arm 30 having a pinion 29 formed at its base that engages with the rack 28 is pivotally supported on the wall 10 of the swing support 8 so as to swing 180 degrees in the axial direction (back and forth direction).
A cam follower 31 is rotatably supported at the tip of the swing arm 30.
このカムフォロア３１は、前記工具保持体１３の旋回支
持体８に貫装された円形孔３２に続く矩形孔３３（第３
図）の縁部に固着され、矩形孔３３内に入り込んでいる
移動用ガイド板３４に形成されている上下方向のコ字状
の案内溝３５間を上下方向に転動するように係合されて
いる。従って、第１図の状態でピストンロッド２７を後
退させるとラック２８も後退してピニオン２９を回動さ
せて揺動アーム３０を１８０度揺動させ、この移動によ
り揺動アーム３０先端のカムフォロア３１が案内溝３５
間を上下に移動し、工具保持体１３はその後退端から前
進端へ移動する。また、工具保持体１３の前進端から後
退端への移動はその逆となる。This cam follower 31 has a rectangular hole 33 (a third
(Fig.), and is engaged so as to roll vertically between vertical U-shaped guide grooves 35 formed in a moving guide plate 34 inserted into a rectangular hole 33. ing. Therefore, when the piston rod 27 is moved backward in the state shown in FIG. is the guide groove 35
The tool holder 13 moves from its retracted end to its forward end. Moreover, the movement of the tool holder 13 from the forward end to the backward end is the opposite.
次にこの工具保持体１３の後退、前進端を検出する検出
機構について説明する。第４図に示すように３６は検出
リングで、前記第２支持体３先端の軸支部３ａ外周に遊
嵌され、検出リング３６の後面から二本の摺動ピン３７
．３７が突設され、この摺動ピン３７．３７は軸支部３
ａの案内孔３８．３８に軸方向摺動自在に挿通されてい
る。検出リング３６は前部にリング状の突縁部３６ａが
形成され、また、その外周の一箇所にリミットドッグ３
９が固着されている。前記突縁部３６ａには検出バー４
０後部の鍔部４１が前後方向に移動不能に係合されてい
る。この検出バー４０はその先端に２つのノツチを備え
ており、前述の連結板１２に固着した案内ブロック４２
の案内孔内を軸方向に摺動するするようにしである。こ
の案内ブロック４２内には前記ノツチとの係合方向に付
勢されたボール４３が、何れかのノツチと係合し、検出
バー４０をその位置に保持するようにしである。検出バ
ー４０の途中には工具保持体１３の前面と当接する当接
リング４４が第４図でＬ２の距離をおいて固着されてい
る。また、前記工具保持体１３後面には検出リング３６
の前面を押す押ビン４５が二箇所に突設されている。従
って工具保持体１３の後退端では押ピン４５が検出リン
グ３６を押してリミットスイッチＳＷＩを作動させ後退
端を確認し、この時、前側のノツチにボール４３が係合
する。工具保持体１３の前進時には当接リング４４を工
具保持体１３が前進させて検出バー４０を前進させ、こ
の前進により鍔部４１が検出リング３６をひっかけた状
態で前進させてリミットスイッチＳＷ２を作動させて前
進端を確認し。Next, a detection mechanism for detecting the backward and forward ends of the tool holder 13 will be explained. As shown in FIG. 4, a detection ring 36 is loosely fitted around the outer periphery of the shaft support 3a at the tip of the second support 3, and two sliding pins 37 are inserted from the rear surface of the detection ring 36.
．． 37 is provided protrudingly, and this sliding pin 37.37 is connected to the shaft support 3.
It is inserted into the guide hole 38.38 of a so as to be slidable in the axial direction. The detection ring 36 has a ring-shaped protruding edge 36a formed in the front part, and a limit dog 3 at one location on its outer circumference.
9 is fixed. A detection bar 4 is attached to the projecting edge 36a.
0 rear flange 41 is engaged so as not to be movable in the front-rear direction. This detection bar 40 has two notches at its tip, and a guide block 40 fixed to the aforementioned connecting plate 12.
It is designed to slide in the axial direction within the guide hole. Inside the guide block 42 is a ball 43 which is biased in the direction of engagement with the notch and engages with one of the notches to hold the detection bar 40 in that position. An abutment ring 44 that abuts the front surface of the tool holder 13 is fixed in the middle of the detection bar 40 at a distance of L2 in FIG. 4. Further, a detection ring 36 is provided on the rear surface of the tool holder 13.
Push pins 45 are provided at two protruding locations to push the front surface of the machine. Therefore, at the retreating end of the tool holder 13, the push pin 45 pushes the detection ring 36 to operate the limit switch SWI to confirm the retreating end, and at this time, the ball 43 engages with the front notch. When the tool holder 13 moves forward, the tool holder 13 moves the contact ring 44 forward to move the detection bar 40 forward, and this forward movement causes the collar 41 to move forward with the detection ring 36 hooked thereon, thereby activating the limit switch SW2. and check the forward end.
後側のノツチにボール４３が係合するようにしである。The ball 43 is designed to engage with the notch on the rear side.
尚、４６は旋回支持体８の後端に装着されたタイミング
ベルトプーリ、４７は第１支持体２に軸支された中間ギ
ヤ４８の軸に一体に装着されたタイミングベルトプーリ
、４９はタイミングベルトプーリ４６．４７間に巻回さ
れたタイミングベルト、５０はインデックスモータ５１
の出力軸にキ一連結され、前記中間ギヤ４８と噛合する
駆動ギヤで１図示しないＮＣ装置からの指令により、イ
ンデックスモータ５１を駆動してタイミングベルト４９
を介して旋回支持体８を工具保持体１３と一体に旋回割
出しするようになっている。また、第５図に示すように
工具保持体１３の各工具保持部１５に対応して位置決め
孔５２が形成され、第２支持体３から前方に突出された
位置決めピン５３が嵌入するようにしである。In addition, 46 is a timing belt pulley attached to the rear end of the swing support 8, 47 is a timing belt pulley that is integrally attached to the shaft of the intermediate gear 48 that is pivotally supported on the first support 2, and 49 is a timing belt. A timing belt is wound between pulleys 46 and 47, and 50 is an index motor 51.
A drive gear that is connected to the output shaft of the key and meshes with the intermediate gear 48 drives the index motor 51 in response to a command from an NC device (not shown) to rotate the timing belt 49.
The pivot support 8 is pivoted and indexed integrally with the tool holder 13 via the tool holder 13. Further, as shown in FIG. 5, a positioning hole 52 is formed corresponding to each tool holder 15 of the tool holder 13, into which a positioning pin 53 protruding forward from the second support 3 is fitted. be.
次に作用を説明する。主軸５に装着されていた工具Ｔに
よる加工が終了すると、主軸５の回転が停止されると共
にコラム１が所定位置まで後退し、主軸ヘッド５ａが昇
降用モータにより上昇して後退端にある工具保持体１３
に接近する。この、主軸５が停止してしてから主軸５が
工具交換位置へ位置するまでの所定のタイミングで、ア
ンクランプシリンダ７１が作動して、プルロッド６５が
前進しクランプ機構６２の鋼球６７と工具Ｔのプルスタ
ッド７０の係合が外され、工具Ｔはアンクランプ状態と
なるが、仮クランプ機構７５の仮クランプピン７３がい
まだ工具Ｔのプルスタッド７０に係合しており、工具Ｔ
は主軸５に仮クランプされ、ばね７４力に抗して工具Ｔ
を前方へ引き抜がない限り主軸から容易には外れない。Next, the effect will be explained. When machining with the tool T attached to the spindle 5 is completed, the rotation of the spindle 5 is stopped, the column 1 is moved back to a predetermined position, and the spindle head 5a is raised by the lifting motor to hold the tool at the retreating end. body 13
approach. At a predetermined timing from when the main spindle 5 stops to when the main spindle 5 moves to the tool exchange position, the unclamp cylinder 71 is activated, the pull rod 65 moves forward, and the steel ball 67 of the clamp mechanism 62 and the tool The pull stud 70 of the tool T is disengaged and the tool T becomes unclamped, but the temporary clamp pin 73 of the temporary clamp mechanism 75 is still engaged with the pull stud 70 of the tool T.
is temporarily clamped to the spindle 5, and the tool T is held against the force of the spring 74.
It cannot be easily removed from the main shaft unless it is pulled forward.
主軸ヘッド５ａが工具交換位置に近付くと、主軸ヘッド
５ａのカム２３が工具ロック機構１９のローラ２１と係
合して摺動軸２０を前進させ、把持爪１６，１６のロッ
クを解除し、その後、この把持爪１６゜１６間に主軸５
の工具Ｔを把持させて主軸５は工具交換位置に位置する
。次いで直ちにピストン２６が第１図の前進端から圧流
体の作用で後退し。When the spindle head 5a approaches the tool exchange position, the cam 23 of the spindle head 5a engages with the roller 21 of the tool locking mechanism 19 to advance the sliding shaft 20, unlocking the gripping claws 16, 16, and then , the main shaft 5 is held between the gripping claws 16° and 16°.
The main spindle 5 is located at the tool exchange position while gripping the tool T. Immediately thereafter, the piston 26 is moved back from the forward end in FIG. 1 by the action of pressure fluid.
ピストンロッド２７のラック２８も後退して揺動アーム
３０を１８０度揺動させる。この揺動に伴ない、揺動ア
ーム３０の先端のカムフォロア３１が移動用ガイド板３
４の上下の案内溝３５間を転動し、主軸工具Ｔを把持し
たまま工具保持体１３を後退端から前進端へＬｌだけ移
動させ、この移動により仮クランプ状態の主軸工具Ｔは
、そのプルスタッド７０がばね７４カに抗して仮クラン
プピン７３を押して係合を外し、主軸５がら引き抜かれ
る。そしてこの移動は、カムフォロア３１の描く円弧運
動を工具保持体１３の前後動に変更しているので、工具
保持体１３の移動速度はピストンロッド２７の直線動作
が一様であってもサイン曲線のようにでき、移動開始、
移動終了でｉ撃が少なく、ピストンロッド２７の移動速
度を上げることができる。工具保持体１３の前進途中（
Ｌ２だけ移動した時）にその前面が当接リング４４を押
し、後退端で検出バー４０の前側ノツチにより後退端検
出位置に保持してあった検出リング３６をストローク５
Ｔ＝Ｌ１−Ｌ２だけ検出バー４０の前進で前進させ後側
ノツチにボール４３が係合し、リミットスイッチＳＷ２
がリミットドック３９を検出して工具保持体１３は前進
端に至る。次いで、図示しないＮＣ装置からの指令でイ
ンデックスモータ５１を駆動し、タイミングベルト４９
を介して工具保持体１３が前進端にある状態で旋回支持
体８が旋回割出しされ、この旋回により工具保持体１３
も一体に旋回割出しされて、次に使用する工具Ｔが主軸
５の軸線上に割出される。この割出し中に、前記検出バ
ー４０はその鍔部４１が、旋回しない検出リング３６の
突縁部３６ａと係合したままで旋回支持体８と共に旋回
する。次に後退していたピストン２６を前進させ、こ九
により前記と逆の動作で工具保持体１３を前進端から後
退端へ移動させる。後退端では、工具保持体１３の位置
決め孔５２に位置決めピン５３が嵌入して工具保持体１
３が位置決めされ、また、押ピン４５が前進端検出位置
にあった検出リング３６をストロークＳＴだけ押し、検
出バー４０を右行させてその前側ノツチにボール４３を
係合させ、リミットドッグ３９がリミットスイッチＳＷ
Ｉと係合して後退端確認を行う。工具保持体１３が後退
端に至ると主軸５の軸線上に割出された工具Ｔを保持し
ている工具保持部１５の工具ロック機構１９の摺動軸２
０がカム２３と係合して前進され。The rack 28 of the piston rod 27 also moves back, causing the swinging arm 30 to swing 180 degrees. Along with this swinging, the cam follower 31 at the tip of the swinging arm 30 moves to the moving guide plate 3.
4, and moves the tool holder 13 by Ll from the retreat end to the forward end while gripping the spindle tool T, and as a result of this movement, the spindle tool T in the temporarily clamped state is released from its pull. The stud 70 pushes against the temporary clamp pin 73 against the force of the spring 74 to disengage it and is pulled out from the main shaft 5. In this movement, the circular arc movement drawn by the cam follower 31 is changed to the back-and-forth movement of the tool holder 13. Therefore, even if the linear movement of the piston rod 27 is uniform, the moving speed of the tool holder 13 follows a sine curve. so that you can start moving,
At the end of the movement, there is less impact, and the moving speed of the piston rod 27 can be increased. While the tool holder 13 is moving forward (
When it moves by L2), its front surface pushes the contact ring 44, and at the backward end, the detection ring 36, which was held at the backward end detection position by the front notch of the detection bar 40, moves to the stroke 5.
The detection bar 40 is moved forward by T=L1-L2, and the ball 43 engages with the rear notch, and the limit switch SW2 is activated.
detects the limit dock 39 and the tool holder 13 reaches the forward end. Next, the index motor 51 is driven by a command from an NC device (not shown), and the timing belt 49 is
The swinging support 8 is pivoted and indexed with the tool holder 13 at the forward end, and this pivoting causes the tool holder 13 to
are rotated and indexed together, and the tool T to be used next is indexed onto the axis of the main spindle 5. During this indexing, the detection bar 40 pivots together with the pivot support 8 while its collar 41 remains engaged with the protruding edge 36a of the detection ring 36 that does not pivot. Next, the piston 26, which had been retreating, is moved forward, and the tool holder 13 is moved from the forward end to the backward end by a reverse operation to the above. At the backward end, the positioning pin 53 is fitted into the positioning hole 52 of the tool holder 13, and the tool holder 1
3 is positioned, and the push pin 45 pushes the detection ring 36 at the forward end detection position by the stroke ST, moves the detection bar 40 to the right and engages the ball 43 with its front notch, and the limit dog 39 is activated. Limit switch SW
I is engaged to confirm the backward end. When the tool holder 13 reaches the retreat end, the sliding shaft 2 of the tool locking mechanism 19 of the tool holder 15 holding the tool T indexed on the axis of the main spindle 5
0 is engaged with the cam 23 and moved forward.
アンロック状態になると共に主軸ヘッドの主軸５に新し
い工具Ｔが装着される。この時、工具Ｔのプルスタッド
７０は前記仮クランプ機構７５によりやはり仮クランプ
される。次いで主軸ヘッド５ａが第２図下方向へ下降を
始め、この下降移動中にクランプシリンダ７１のピスト
ンロッド７２が後退し、プルロッド６５がばね６６カに
より後退して工具Ｔのプルスタッド７０を引き込み、工
具Ｔを主軸５にクランプさせ、次の加工を開始する。A new tool T is attached to the spindle 5 of the spindle head at the same time as the unlocked state is reached. At this time, the pull stud 70 of the tool T is also temporarily clamped by the temporary clamp mechanism 75. Next, the spindle head 5a begins to descend downward in FIG. 2, and during this downward movement, the piston rod 72 of the clamp cylinder 71 retreats, the pull rod 65 retreats due to the spring 66, and pulls in the pull stud 70 of the tool T. The tool T is clamped to the spindle 5 and the next machining is started.
尚、本実施例では、主軸の工具をアンクランプした時に
プルロッドの先端が工具の後端に当接しないようにした
が、プルロッドが工具のプルスタッド後端を押して工具
を前方へ押し出しても、仮クランプ機構の仮クランプピ
ンがプルスタッドと係合して仮クランプ状態を保つよう
になっていればよい。また、本実施例では主軸工具が新
しい工具に交換され、工具交換位置から離れた後で新し
い工具を主軸にクランプするようにしたので、工具交換
時間が更に短縮できる。また、本実施例では、工具保持
体の工具割出位置の鉛直下方に主軸ヘッドを上下するよ
うに設けたので、コラムの横幅を狭くすることができる
。更に工具保持体は、主軸ヘッドに、主軸軸線の軸方向
に移動可能で旋回自在に装着された工具交換腕であって
もよく、この場合、工具マガジンは固定の機台に旋回割
出可能に装着されていればよい。In this embodiment, when the tool on the spindle is unclamped, the tip of the pull rod is prevented from coming into contact with the rear end of the tool, but even if the pull rod pushes the rear end of the pull stud of the tool and pushes the tool forward, It is sufficient that the temporary clamp pin of the temporary clamp mechanism engages with the pull stud to maintain the temporary clamp state. Furthermore, in this embodiment, the spindle tool is replaced with a new tool, and the new tool is clamped to the spindle after leaving the tool exchange position, so that the tool exchange time can be further reduced. Furthermore, in this embodiment, since the spindle head is provided vertically below the tool indexing position of the tool holder so as to move up and down, the width of the column can be narrowed. Furthermore, the tool holder may be a tool changing arm mounted on the spindle head so as to be movable and pivotable in the axial direction of the spindle axis, in which case the tool magazine can be pivotably indexed on a fixed machine base. It is sufficient if it is installed.
発明の効果
以上のように、本発明においては、主軸に、工具挿着孔
に挿着されている工具を離脱自在に係止する仮クランプ
機構を備えさせ、主軸の工具を交換する場合主軸の工具
を工具保持体の工具保持部に保持させる前に、その主軸
の工具をアンクランプ状態にしておき、主軸の工具を工
具保持体の工具保持部に保持させた後直ちに工具保持体
を前進移動させて主軸の工具挿着孔から工具を抜取り、
その後工具保持体を旋回させた後後退移動させて工具保
持体の工具を主軸の工具挿着孔に挿着するようにしたの
で、アンクランプ動作を１例えば、主軸が所定の工具交
換位置に移動する移動動作中に並行して予め行うことが
でき、工具交換時のアンクランプ動作を省略でき、工具
交換時間を短縮できる。Effects of the Invention As described above, in the present invention, the main spindle is equipped with a temporary clamp mechanism that releasably locks the tool inserted into the tool insertion hole, and when replacing the tool on the main spindle, Before holding a tool in the tool holder of the tool holder, the tool on the spindle is unclamped, and the tool holder is moved forward immediately after holding the tool on the spindle in the tool holder of the tool holder. and remove the tool from the tool insertion hole of the spindle.
After that, the tool holder is rotated and then moved backward to insert the tool in the tool holder into the tool insertion hole of the spindle, so the unclamping operation is performed 1. For example, the spindle moves to a predetermined tool exchange position. The unclamping operation can be performed in advance in parallel with the moving operation to be performed, and the unclamping operation at the time of tool exchange can be omitted, thereby shortening the tool exchange time.
第１図は第２図のＩ−１断面図、第２図は第１図の正面
図、第３図は第２図の■−■断面拡大図、第４図は第３
図のｍ−ｍ断面図、第５図は位置決めピン説明図、第６
図は主軸ヘッドの断面図、第７図は仮クランプ機構の拡
大図、第８図は第７図のｒＶ−ＩＶ断面図である。
１・・・機台、 ４・・・支持体、 ５・・・主軸、
８・・・旋回支持体、 １１・・・案内バー、 １
３・・・工具保持体、 １５・・・工具保持部、 ２
４・・・軸方向移動機構、 ２５・・・シリンダ、２
７・・・ピストンロッド、２８・・・ラック、 ２９・
・・ピニオン、 ３０・・・揺動アーム、 ３５・
・・案内溝、 ６２・・・クランプ機構、７１・・・ア
ンクランプシリンダ、 ７５・・・仮クランプ機構Figure 1 is an I-1 sectional view of Figure 2, Figure 2 is a front view of Figure 1, Figure 3 is an enlarged cross-sectional view of Figure 2, and Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of
Fig. 5 is an explanatory diagram of the positioning pin, Fig. 6 is
The figure is a sectional view of the spindle head, FIG. 7 is an enlarged view of the temporary clamp mechanism, and FIG. 8 is a sectional view taken along line rV-IV in FIG. 7. 1... Machine base, 4... Support body, 5... Main shaft,
8... Rotating support body, 11... Guide bar, 1
3... Tool holder, 15... Tool holder, 2
4... Axial direction movement mechanism, 25... Cylinder, 2
7... Piston rod, 28... Rack, 29.
... Pinion, 30... Swinging arm, 35.
...Guide groove, 62...Clamp mechanism, 71...Unclamp cylinder, 75...Temporary clamp mechanism
Claims (1)
主軸ヘッドに主軸、と平行な方向へ前後移動可能でかつ
旋回可能に備えさせ、主軸に、工具挿着孔に挿着した工
具をクランプするクランプ機構を備えさせ、主軸の工具
挿着孔に挿着されてクランプされている工具を予め工具
保持体の工具保持部に保持されている工具と交換する工
具交換方法において、前記主軸に、工具挿着孔に挿着さ
れている工具を離脱自在に係止する仮クランプ機構を備
えさせ、主軸の工具を交換する場合主軸の工具を工具保
持体の工具保持部に保持させる前に、その主軸の工具を
アンクランプ状態にしておき、主軸の工具を工具保持体
の工具保持部に保持させた後直ちに工具保持体を前進移
動させて主軸の工具挿着孔から工具を抜取り、その後工
具保持体を旋回させた後、後退移動させて工具保持体の
工具を主軸の工具挿着孔に挿着することを特徴とする工
具交換方法。1. A tool holder having a plurality of tool holders is provided on the column or spindle head so that it can move back and forth in a direction parallel to the spindle and can rotate, and the tool inserted into the tool insertion hole is clamped on the spindle. In the tool exchange method, the tool is provided with a clamping mechanism, and a tool inserted into a tool insertion hole of a spindle and clamped is exchanged with a tool held in advance in a tool holder of a tool holder. A temporary clamp mechanism is provided to releasably lock the tool inserted into the tool insertion hole, and when replacing the tool on the spindle, the tool must be clamped before the tool on the spindle is held in the tool holder of the tool holder. Leave the tool on the spindle in an unclamped state, hold the tool on the spindle in the tool holder of the tool holder, immediately move the tool holder forward to remove the tool from the tool insertion hole on the spindle, and then hold the tool. A tool changing method characterized by rotating the body and then moving it backward to insert the tool of the tool holder into the tool insertion hole of the spindle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25249586A JPS63105854A (en) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | Tool exchanging method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25249586A JPS63105854A (en) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | Tool exchanging method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63105854A true JPS63105854A (en) | 1988-05-11 |
Family
ID=17238167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25249586A Pending JPS63105854A (en) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | Tool exchanging method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63105854A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005120769A1 (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Chiron-Werke Gmbh & Co. Kg | Machine tool and method for changing tools on said machine tool |
| WO2018220771A1 (en) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | 株式会社牧野フライス製作所 | Method for controlling tool exchange in machine tool and spindle device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4888564A (en) * | 1972-02-25 | 1973-11-20 | ||
| JPS5845836A (en) * | 1981-08-31 | 1983-03-17 | Tsugami Corp | Tool interchange device for machine tool |
| JPS61103743A (en) * | 1984-10-25 | 1986-05-22 | Okuma Mach Works Ltd | Tool clamping device of main spindle |
-
1986
- 1986-10-23 JP JP25249586A patent/JPS63105854A/en active Pending
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| US7347807B2 (en) | 2004-06-14 | 2008-03-25 | Chiron-Werke Gmbh & Co. Kg | Machine tool and method for changing tools on this machine tool |
| WO2018220771A1 (en) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | 株式会社牧野フライス製作所 | Method for controlling tool exchange in machine tool and spindle device |
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