JPS63109937A - Tool change method - Google Patents

Tool change method

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Publication number
JPS63109937A
JPS63109937A JP25409486A JP25409486A JPS63109937A JP S63109937 A JPS63109937 A JP S63109937A JP 25409486 A JP25409486 A JP 25409486A JP 25409486 A JP25409486 A JP 25409486A JP S63109937 A JPS63109937 A JP S63109937A
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JP
Japan
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tool
spindle
holder
tool holder
clamped
Prior art date
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Pending
Application number
JP25409486A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Wakuya
涌谷 哲也
Tadashi Uemura
植村 正
Kiyoshi Onodera
小野寺 潔
Etsuki Hirota
廣田 悦規
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Howa Machinery Ltd
Original Assignee
Howa Machinery Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Howa Machinery Ltd filed Critical Howa Machinery Ltd
Priority to JP25409486A priority Critical patent/JPS63109937A/en
Publication of JPS63109937A publication Critical patent/JPS63109937A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/157Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B23Q3/15706Arrangements 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

Abstract

PURPOSE:To shorten a time a spindle stops at a tool change position, by providing the spindle with a tentative clamp mechanism for detachably locking a tool inserted into a tool inserting hole. CONSTITUTION:When a tool T on a spindle 5 is to be changed, the tool T on the spindle 5 is held by a tool holding unit 15 of a tool holding member 13, then the tool holding member 13 moves forwardly to remove the tool T from a tool insert hole of the spindle 5. Next, the tool holding member 13 is turned and then moved backwardly so that a tool T in the tool holding member 13 is inserted into the tool inserting hole and tentatively clamped. Holding of the tool by the tool holding unit is released before clamping of the tool T in the spindle 5 has been completed. With the arrangement, the new tool T is mounted on the spindle 5 and the new tool T is clamped by the tentative clamp mechanism, whereby a clamping action is effected after the new tool has been released by the tool holding member 15 (e.g., in parallel with a movement for next machining). As a result, a time the spindle 5 stops at a tool change position can be shortened.

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1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、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 changer for a machine tool, a tool holder that holds a plurality of tools (including a tool magazine of a magazine direct exchange type that does not use a tool change arm or a rotating tool change arm) is mounted in a column. Some machines are equipped with a clamping mechanism 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 clamping mechanism for clamping the tool. 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
である使石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、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
工具は工具保持体の工具保持部に保持されたままで主軸
に挿着されてクランプ完了後工具保持部による保持が解
除されて主軸が次の加工に移るようになっている。
After moving the spindle to a predetermined tool changing position and making sure that the tool holder holds the stoned tool inserted into the spindle, the tool on the spindle is unclamped, and then the tool holder is After being moved forward in the axial direction, it is rotated and moved backward, and the new tool is inserted into the spindle while being held in the tool holder of the tool holder. After clamping is completed, the holding by the tool holder is released and the spindle is moved to the next one. Now it is time to move on to processing.

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、主軸が、工具保持部に保持さ
れたままの新工具をクランプ完了した後に工具保持部の
新工具に対する保持を解除しているので、工具交換位置
で主軸に新工具が挿着されて直ちに主軸が次の加工に向
けて移動を開始することができず、主軸が工具交換位置
で停止している時間が長くなるという問題があった。
Problems to be Solved by the Invention According to the conventional method, after the spindle completes clamping the new tool held in the tool holder, the tool holder releases the new tool from holding the new tool. There was a problem that when a new tool was inserted into the spindle at the tool exchange position, the spindle could not immediately start moving for the next machining, resulting in a long time when the spindle was stopped at the tool exchange position. .

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た後、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して仮クラン
プし、主軸の工具をクランプ完了する前に工具保持部に
よる工具保持を解除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 replacing a tool, hold the tool on the spindle in the tool holder of the tool holder, move the tool holder forward and remove the tool from the tool insertion hole on the spindle, then rotate the tool holder, and then , the tool holding body is moved backward to insert the tool in the tool insertion hole of the spindle and temporarily clamped, and the holding of the tool by the tool holding portion is released before the tool on the spindle is completely clamped.

作用 前記方法によれば、主軸に新工具を挿着してこの新工具
を仮クランプ機構により仮クランプさせておくことでク
ランプ動作を工具保持部による新工具の保持解除より後
に(例えば次の加工のための移動動作と並行して)行い
、工具交換のために主軸が工具交換位置で停止している
時間を短縮できるものである。
According to the method described above, a new tool is inserted into the spindle and the new tool is temporarily clamped by the temporary clamping mechanism, so that the clamping operation is performed after the tool holder releases the new tool (for example, when the next machining is started). (parallel to the movement operation for tool exchange), which can shorten the time the spindle is stopped at the tool exchange position for tool exchange.

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6
5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6
8を一体に備えている。この鋼球67はプルロッド65
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70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グランプシリンダ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4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 the column 1 so that it can move up and down by guide rails 60, 60. It is designed to move up and down. The main shaft 5 is rotatably supported on the main shaft head 5a via a bearing 61, as shown in FIG. This main shaft 5 has a built-in clamp mechanism 62. In this clamp mechanism 62, 63 is a tool mounting hole formed at the tip of the main shaft 5, and a pull rod 6 is inserted into the through hole 64 following this hole.
5 is inserted so as to be freely slidable in the axial direction, and is biased rearward by a disc spring 66. The pull rod 65 has a holding part 6 in which four steel balls 67 are movably incorporated in the tip of the pull rod 65 in the radial direction.
It is equipped with 8. This steel ball 67 is a pull rod 65
cooperates with the cam surface 69 in front of the through hole 64 by moving in the axial direction, and engages with the pull stud 70 at the rear end of the tool T to clamp 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 it. The rear end of the pull rod 65 faces a piston rod 72 of an unglamp cylinder 71 arranged at the rear end of the spindle head 5a at a predetermined distance. Note that 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, and is configured to prevent the tool T from being pushed forward.
figure).

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の孔内しこ
突出した状態で仮クランプピン730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7
0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 with the tip of the temporary clamp pin 73 protruding into the hole of the holding portion 68 , the stepped portion of the temporary clamp pin 730 is inserted into the storage hole 76 .
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. 7
0 from the radial direction to temporarily clamp the tool T with 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。
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. Also.

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172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172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11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1
3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
゜16を閉じるようにしである。18,18は把持爪1
6,16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1
6,16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
方向中間部分に大径部を有しており、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と係合して大径部が前進して突片22.22と
対向しなくなり1把持爪16,16のロック状態を解除
するようにしである。
About 172 mm of the shaft section in front of the flange part 9 of the swing support body 8 is cut away, leaving a wall part 10 (FIG. 3) that supports a swinging arm, which will be described later, and the tip of the piston rod, which will be described later. The piston rod insertion hole 9a is cut out in a semicircular shape so that the circumference 172 of the portion is exposed. This flange portion 9 has two guide bars 11 facing forward.
is provided protrudingly, and the tip of this guide bar 11 is connected to a connecting plate 12 fixed to the tip of the swing support 8. The guide bar 11.11 is inserted into the guide hole 14 of the disc-shaped tool holder 13, so that the pivoting support 8 and the tool holder 1
3 and are prevented from rotating relative to each other, and are movable in the axial direction by a predetermined amount. The tool holder 13 has a tool holder 15 on its outer periphery that holds the tool T. The tool holder 15 has a known mechanism, supports two gripping claws 16, 16 at its intermediate portion, and is supported by a compression spring. 17 gripping claw 16
゜16 is to be closed. 18, 18 are gripping claws 1
When the tool T is not gripped by 6, 16, the compression spring 17
To prevent the gripping claws 16, 16 from closing too much, the gripping claws 1
This is a stopper that comes into contact with the rear ends of 6 and 16. Also, 19
is a known tool locking mechanism that locks the tool gripping state,
A sliding shaft 20 disposed between the projecting pieces 22 of the gripping claws 16, 22 and sliding back and forth is biased rearward, and a roller 21 is rotatably supported at the rear end. This sliding shaft 20 has a large diameter portion in the axially intermediate portion, and normally has a protruding piece 22,
22, and prevents the gripping claws 16, 16 from opening from the state where the tool T is gripped between the gripping claws 16, 16,
Only when it is in the tool exchange position, it engages with the cam 23 fixed to the tip of the spindle head, and the large diameter portion moves forward, no longer facing the protruding pieces 22, 22, and releases the locked state of the first gripping claws 16, 16. It's Nishide.

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も後退してビニオン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。
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 installed protrudingly.

この摺動ピン37,37は軸支部3aの案内孔38.3
8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39が固着されている
。前記突縁部36aには検出バー40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4
0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。
These sliding pins 37, 37 are connected to the guide hole 38.3 of the shaft support 3a.
8 so as to be slidable in the axial direction. Detection ring 36
A ring-shaped protruding edge portion 36a is formed at the front portion, and a limit dog 39 is fixed to one location on the outer periphery of the ring-shaped protruding edge portion 36a. A flange 41 at the rear of the detection bar 40 is engaged with the protruding edge 36a so as to be immovable in the front-rear direction. This detection bar 4
0 has two notches at its tip, and is designed to slide in the axial direction within the guide hole of the guide block 42 fixed to the aforementioned connecting plate 12. Inside this guide block 42 is a ball 43 which is biased in the direction of engagement with the notch.
Either notch is engaged to hold the detection bar 40 in that position.

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の前面を押す押ピン45が三箇所に突設されてい
る。従って工具保持体13の後退端では押ビン45が検
出リング36を押してリミットスイッチSWl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4
4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、後側のノツチにボール43が係合
するようにしである。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5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1
5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。
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. Furthermore, push pins 45 that push the front surface of the detection ring 36 are protruded from three locations on the rear surface of the tool holder 13. Therefore, at the backward end of the tool holder 13, the push pin 45 pushes the detection ring 36 and activates the limit switch SWl to confirm the backward end.
is engaged. When the tool holder 13 moves forward, the contact ring 4
4 is moved forward by the tool holder 13 to move the detection bar 40 forward, and this forward movement causes the collar 41 to move forward with the detection ring 36 hooked on, activate the limit switch SW2 to confirm the forward end, and then move the detection bar 40 forward. The ball 43 is designed to engage with the notch. 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 50 is wound between the pulleys 46 and 47, and a drive gear 50 is connected to the output shaft of an index motor 51 and meshes with the intermediate gear 48. The rotation support body 8 is rotated and indexed integrally with the tool holder 13 via the timing belt 49. Further, as shown in FIG. 5, each tool holding part 1 of the tool holding body 13 is
A positioning hole 52 is formed corresponding to the second support 3.
The positioning pin 53 protruding forward from is inserted into the positioning pin 53.

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
ングランプシリンダ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の仮クランプビン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
を前方へ引き抜かない限り主軸から容易には外れない、
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
0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。
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 is positioned at 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.
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°.
When the tool T is gripped, the main shaft 5 is located at the tool exchange position.Then, the piston 26 is immediately 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力に抗して仮クラン
プビン73を押して係合を外し 主軸5から引き抜かれ
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、
移動終了で衝撃が少なく、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0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0次に後退していたピストン26を前進させ、これ
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、押ビン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
1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新しい工具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20がカム23と係合して前進され、アンロック状
態になると共に主軸ヘッド5aの主軸5に工具保持部1
5に保持されたままの新しい工具Tが挿着され、工具T
のプルスタッド70は前記仮クランプ機構75の仮クラ
ンプビン73をばね74力に抗して一旦押し出した後に
仮クランプビン73により仮クランプされる。この仮ク
ランプ状態で主軸ヘッド5aが直ちに第2図下方向へ下
降を始めて工具保持部15による新工具Tの保持状態を
解除し、この下降移動中の適宜タイミングにてクランプ
指令が出され、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、新工具Tの
保持状態の解除から次に主軸5が回転を開始するまでに
工具Tの主軸5に対するクランプを完了させ。
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 the temporary clamp pin 73 against the force of the spring 74, disengages 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,
There is less impact at the end of the movement, 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 driven.
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 has its collar 41 engaged with the protruding edge 36a of the detection ring 36 that does not rotate, and the piston 26, which has been retracted to the 0th position, rotates together with the rotation support 8. This causes the tool holder 13 to move from the forward end to the backward end in the reverse operation. 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
When the tool holder 13 reaches the retreat end, the tool lock mechanism 19 of the tool holder 15, which holds a new tool T indexed on the axis of the main spindle 5, engages with the tool holder 1 to confirm the retreat end. The sliding shaft 20 engages with the cam 23 and is moved forward to become unlocked, and the tool holder 1 is attached to the main shaft 5 of the main shaft head 5a.
A new tool T, which is still held at 5, is inserted, and the tool T
The pull stud 70 is temporarily clamped by the temporary clamp pin 73 after once pushing out the temporary clamp pin 73 of the temporary clamp mechanism 75 against the force of the spring 74. In this temporarily clamped state, the spindle head 5a immediately begins to descend downward in FIG. The piston rod 72 of the cylinder 71 retreats, the pull rod 65 retreats due to the force of the spring 66, and the pull stud 70 of the tool T is retracted. Complete the clamping of the T to the main shaft 5.

次いで主軸5を回転させて次の加工を開始する。Next, the main shaft 5 is rotated to start the next machining.

尚、主軸に挿着された新工具をクランプするクランプ指
令を出すタイミングは、新工具の工具保持体による保持
状態が解除される以前でも、同時でもよく、要は新工具
のクランプ完了が前記解除より後になるようにしてあれ
ばよい、また、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
クランプビ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、
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。
The timing to issue the clamp command to clamp the new tool inserted into the spindle may be before or at the same time as the new tool is released from the holding state by the tool holder; in short, the clamping of the new tool is completed when the release is completed. In addition, in this example, when the tool on the spindle is unclamped, the tip of the pull rod does not come into contact with the rear end of the tool, but the pull rod does not touch the rear end of the pull stud of the tool. Even if the tool is pushed forward by pressing , it is sufficient that the temporary clamp pin of the temporary clamp mechanism engages with the pull stud to maintain the temporary clamp state.
Since the spindle head is vertically disposed vertically below the tool indexing position of the tool holder, 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た後、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して仮クラン
プし、主軸の工具をクランプ完了する前に工具保持部に
よる工具保持を解除するようにしたので、主軸に新工具
を挿着すると直ちに次の加工に向けて移動できると共に
、工具のクランプ動作を例えば主軸が工具交換位置を離
れて後1次の加工に移るまでの移動時間中に並行して行
うことができ。
Effects of the Invention As described above, in the present invention, the main spindle is provided 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, the main spindle is After holding the tool in the tool holder of the tool holder, move the tool holder forward to remove the tool from the tool insertion hole of the spindle, then rotate the tool holder, move it backward, and remove the tool. The tool on the holder is inserted into the tool insertion hole of the spindle and temporarily clamped, and before the tool on the spindle is completely clamped, the tool holding part is released from holding the tool, so a new tool can be inserted into the spindle. Then, it is possible to immediately move toward the next machining, and the tool clamping operation can be performed in parallel, for example, during the movement time from when the spindle leaves the tool exchange position to when it moves to the next primary machining.

主軸が工具交換位置で停止している時間を短縮できる。The time the spindle is stopped at the tool exchange position can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は第2図の1−1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IV−fV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、 13・
・・工具保持体、 15・・・工具保持部、 24・・
・軸方向移動機構、  25・・・シリンダ、27・・
・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 a 1-1 cross-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 a cross-sectional view of Figure 3.
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 IV-fV in FIG. 7. 1... Machine base, 4... Support body, 5... Main shaft,
8... Rotating support body, 11... Guide bar, 13.
...Tool holder, 15...Tool holder, 24...
・Axis direction movement mechanism, 25... cylinder, 27...
・Piston rod, 28... rack, 29...
Pinion, 30... Swinging arm, 35...
Guide groove, 62... Clamp mechanism, 71... Unclamp cylinder, 75... Temporary clamp mechanism

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、複数の工具保持部を有する工具保持体をコラム又は
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た後、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して仮クランプし、主軸
の工具をクランプ完了する前に工具保持部による工具保
持を解除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 a 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 to the spindle. In a tool exchange method that includes a clamp mechanism and exchanges a tool inserted into a tool insertion hole of a spindle and clamped with a tool held in a tool holding part of a tool holder in advance, the tool is attached to the spindle. A temporary clamp mechanism that releasably locks the tool inserted into the insertion hole is provided, and when replacing the tool on the spindle, after holding the tool on the spindle in the tool holder of the tool holder, Move the holder forward to remove the tool from the tool insertion hole in the spindle, then rotate the tool holder, move it backwards, insert the tool in the tool holder into the tool insertion hole in the spindle, and temporarily remove the tool. A tool changing method characterized in that the tool is clamped and the tool holding part is released from the tool holding part before the tool on the spindle is completely clamped.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02298450A (en) * 1989-05-11 1990-12-10 Yamazaki Mazak Corp Tool holding mechanism and changing method thereof

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