JPS63120003A - ターレットヘッド交換装置における揺動機構 - Google Patents

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】 本発明は工作機械におけるターレットヘッド交換装置に
関し、−層詳細には、２つのワークに対して一挙に加工
等をすることが可能なように配設された工作機械におい
て、互いに対向するように配設された一組のターレット
ヘッドを他のターレットヘッドと交換するために、当該
工作機械近傍にフレーム部材を立設し、このフレーム部
材に回転駆動源の駆動作用下に揺動するスイングアーム
を取着し、さらに前記スイングアームの先端部に複数個
のターレットヘッドを保持するヘッドマガジンとを配設
し、ワークの種類の変更、あるいは切削工具の折損のよ
うにターレットヘッドの交換の必要性が顕在化した時、
回転駆動源の作用下にスイングアームを揺動させてこれ
に着脱自在に装着されている新たなターレットヘッドと
交換することを可能とするターレットヘッド交換装置に
関する。

従来から複数の切削加工部位を有するワーク、例えば、
自動車用エンジン等の切削加工にマシニングセンタが広
汎に採用されている。

前記マシニングセンタは切削工具を自動的に交換する自
動工具交換装置と、ワークの被加工面を自動的に工具軸
へ指向させる自動割出装置等を含み、前記ワークを当該
マシニングセンタに対して一度取り付けるだけで各切削
加工に必要な工具の交換を自動的に行いながら数値制御
によって好適に前記ワークの切削加工を遂行するもので
ある。

ところで、前記のように構成されるマシニングセンタは
、通常、その加工軸が車軸に構成されている。このため
、゛前述したように、自動工具交換装置等により工具を
交換して、多種類のワークに対応したとしても、前記加
工軸が工具を収納しているマガジン部まで往復する時間
、および工具の交換時間等の非切削時間が多くなりワー
クを切削する時間が相対的に短くなってしまう。従って
、従来技術においては切削工具の交換等のために前記ワ
ークに対する加工効率が低下するという欠点を露呈して
いる。

また、前記マシニングセンタをトランスファライン内に
設け、このマシニングセンタで同一ワークに対し多数の
切削加工を行わせると、当該マシニングセンタを含む加
工ステージョンだけ前記切削工具の交換のために相当な
長時間を費やし、結局、他の加工ステージョンは前記加
工ステージョンにおける工具の交換並びに新たな工具に
よる切削加工が終了するまでその加工作′業を待機しな
ければならない。

このため、前記マシニングセンタが配設される加工ステ
ージョンに、例えば、２台のマシニングセンタを配設し
てこのマシニングセンタで同一のワークに対して夫々所
定の加工を施して前記トランスファライン内の各ステー
ション毎の加工時間を実質的に略同−になるように調整
制御しているのが現状である。

然しなから、この場合も、前述したように、切削工具の
交換のために相当な時間を必要とし、結局、加工効率が
低下するという不都合を回避することが出来ない。

本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、複数の切削工具を装着するターレットヘッドが
互いに対向するよう配設された一組のターレット型工作
機械において、前記一組のターレット型工作機械近傍に
あってその中央空間部に対応してフレーム部材を立設し
、このフレーム部材の一端部側にスイングアームとこれ
を揺動するための駆動源を配設し、さらに前記スイング
アームの先端部に複数個のターレットヘッドを着脱自在
に保持するヘッドマガジンを回動自在に設け、ターレッ
トヘッドの交換の際にはヘッドマガジンの一方の端部に
交換を要するターレットヘッドを受領させ、次いで、ヘ
ッドマガジンを回動してその他端に取着された新たなタ
ーレットヘッドを工作機械に取′着させ、これによって
一対のターレットヘッドの交換を装置単体で一挙に行っ
てその交換作業に要する時間を短縮させ、且つ取付スペ
ースも一挙に縮小することが出来るターレットヘッド交
換装置を提供するにある。

前記の目的を達成するために、本発明は所定間隔離間し
て配置された一組のターレット型工作機械の夫々に装着
される一組のターレットヘッドを交換するためのターレ
ットヘッド交換装置であって、当該ターレットヘッド交
換装置は前記一組の工作機械の中間部位に対応し且つ前
記ターレット型工作機械近傍に配設されるフレーム部材
と、このフレーム部材に回動自在に配設され且つ第１の
アームと第２のアームとからなるスイングアームと、当
該スイングアームの前記第１アームに配設されるヘッド
マガジンと、第２アームに固着されるバランサ部とを含
み、前記スイングアームを回動するための手段は前記フ
レーム部材に取着される回転駆動源と、この回転駆動源
の回転駆動軸に連結されるウオームギヤと、当該ウオー
ムギヤに噛合すると共に前記スイングアームに一体的に
固着されたウオームホイールとから構成することを特徴
とする。

次に、本発明に係るターレットヘッド交換装置について
これを配設する工作機械との関係において好適な実施例
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する
。

第１図並びに第２図において、参照符号１０はターレッ
ト型工作機械を示し、このターレット型工作機械１０は
、基本的には、基台１２と当該基台１２上に載置される
第１の加工装置１４と第２の加工装置１６と本発明に係
るターレットヘッド交換装置１８とから構成される。

なお、本実施例においては、ターレット型工作機械１０
は第１加工装置１４と第２加工装２１６とを設けた、所
謂、複合型の工作機械であるが、通常のターレット型工
作機械を２台並列に配設した場合にも当該ターレットヘ
ッド交換装置１８を採用出来ることは謂うまでもない。

前記第１加工装置１４はこれを矢印Ｘ方向に変位させる
ためのモータ２０を含み、このモータ２０は板体２２を
介して基台１２に固着されている。前記モータ２０の回
転駆動軸２０ａはカンプリング部材２４を介して第１の
ジヨイント部材２６の一端側に連結する。前記第１ジヨ
イント部材２６の他端側からは回転軸２８が矢印Ｚ方向
に指向して延在し、当該回転軸２８の先端部は第２のジ
ヨイント部材３０に係合する。前記第２ジヨイント部材
３０は第１と第２のベベルギヤまたはスパイラルギヤ（
図示せず）を含み、第２ギヤから矢印Ｘ方向に指向して
図示しないボールねじが延在する。

このボールねしに前記第１加工装置１４を構成する筐体
３２の一部が螺合する。前記筺体３２の一端側近傍には
前記基台１２を介してモータ３４が配設され、このモー
タ３４は図示しないボールねじを介して前記第１加工装
置１４を矢印２方向に変位させるよう機能する。

前記筺体３２の上面部には本体部３６が立設されており
、当該本体部３６の一側面部には矢印Ｙ方向に延在して
一対のガイドレール４０．４２が所定間隔離間して取着
される。前記ガイドレール４０゜４２には矢印Ｙ方向に
変位可能な昇降テーブル４４が配設される。前記昇降テ
ーブル４４の上方には、当該昇降テーブル４４を駆動す
るためのモータ４６が配設されており、当該モータ４６
の近傍にはバランスシリンダ４８を装着している。さら
に、前記昇降テーブル４４には前記モータ４６およびバ
ランスシリンダ４８を保護するためのカバ一部材５０が
装着される。

前記昇降テーブル４４の側面部にはヘッドホルダ５２が
取着され、さらに当該ヘッドホルダ５２の一側面部には
ターレットヘッド５４が着脱自在に装着される。このタ
ーレットヘッド５４には夫々工具ホルダ５６を介して切
削工具５８が取着されている。前記ヘッドホルダ５２の
上部にはインデックスモークロ０が取着されており、こ
のインデックスモークロ０を駆動させることによって前
記ターレットヘッド５４を矢印Ａ方向に回動させ、これ
によって所望の切削工具５８を選択してワークに対し臨
ませるよう構成している。

一方、前記本体部３６の他側面側にはモータ６２が取着
される。このモータ６２の図示しない回転駆動軸は前記
ヘッドホルダ５２側に指向して延在しており、当該モー
タ６２を回転駆動させると、前記ヘッドホルダ５２に取
着されるターレットヘッド５４の工具ホルダ５６を介し
て切削工具５８が矢印Ｂ方向に回転するよう構成してい
る。

当該第１加工装置１４から所定間隔離間して前記基台１
２上には第２加工装置１６が前記第１加工装置１４と対
称的に配設される。この場合、前記第２加工装置１６は
前記第１加工装置１４と略同様に構成されており、従っ
て、同一の構成要素を示す参照数字にａを付しその詳細
な説明を省略する。

なお、図中、参照符号６４はリミットスイッチを示し、
このリミットスイッチ６４は前記昇降テーブル４４の矢
印Ｙ方向への変位を検出するためのものであり、また、
図中、参照符号６６は摺動部等を保護するためのカバ一
部材を示し、この゛　　カバ一部材６６は前記第１加工
装置１４および第２加工装置１６の変位動作に伴って伸
縮自在に構成している。

次に、当該ターレットヘッド交換装置１８について以下
詳細に説明する。

第３図並びに第４図に示すように、前記ターレットヘッ
ド交換装置１８は基台１２の一側面部に当接するマガジ
ンフレーム７０を含む。この場合、前記マガジンフレー
ム７０は略コ字状を呈しており、当該マガジンフレーム
７０には後述するスイングアームの一端側が係合するた
めの凹部７０ａが形成される。この凹部７０ａの下部に
はストッパブロック７２ａ、７２ｂが配設される。

一方、前記マガジンフレーム７０の上方には減速機７４
を介してスイングアームを揺動させるためのスイングモ
ータ７６が取着される。当該スイングモータ７６の駆動
作用下にその回転速度を減速すべく回転する前記減速機
７４の回転軸は矢印２１方向に指向して延在し、その先
端部にはウオームギヤ７８を取着している。前記ウオー
ムギヤ７８にはウオームホイール８０が噛合する。この
場合、スイングアーム８２は実質的に屈曲形状を呈する
第１のアーム８２ａと第２のアーム８２ｂとからなり、
この第１アーム８２ａと第２アーム８２ｂとが連結され
る屈曲部位に前記ウオームホイール８０が配設される。

前記ウオームホイール８０は当該スイングアーム８２と
共に、前記マガジンフレーム７０の上端部に橋架される
軸８４によって支承されている。従って、スイングモー
タ７６の駆動作用下にウオームギヤ７８、ウオームホイ
ール８０を回転させ、これによって軸８４を中心にして
前記スイングアーム８２が揺動することが容易に諒解さ
れよう。

そこで、前記第２アーム８２ｂの一端側は、第４図にお
いて、前記屈曲部位から下方に指向して延在すると共に
屈曲し、その先端部は揺動して下降する際、前記マガジ
ンフレーム７０の凹部７０ａに臨入する。このスイング
アーム８２の一端部には前記マガジンフレーム７０内に
配設されるストッパブロック７２ａに当接するショック
アブソーバ８６と、ストッパブロック７２ｂに当接する
ストッパビン８８とが取着されている。

一方、前記スイングアーム８２を構成する第１アーム８
２ａには、その途上において略三角形状に突出する膨出
部９０が形成され、この膨出部９０からさらに先端部側
に互いに反対方向へと拡開するように指向して一対のシ
ョックアブソーバ９２ａ、９２ｂが取着されている。こ
の場合、前記ショックアブソーバ９２ａ、９２ｂの拡開
角度は略９０″に選択されている。

次に、前記ショックアブソーバ９２ａ、９２ｂの背面部
近傍には夫々ストッパピン９３ａ、９３ｂが前記ショッ
クアブソーバ９２ａ、９２ｂと略平行に設けられる（第
５図参照）。この場合、前記第１アーム８２ａの他端部
には後述するヘッドマガジン部を回動するための回動手
段９４が取着される。前記回動手段９４を駆動するため
の駆動用モータ９６は前記スイングアーム８２の膨出部
９０の一面部に取着されており、当該モータ９６の回転
駆動軸９６ａは連結部材９８の一端側と係合する。前記
連結部材９８の他端側は前記回動手段９４を構成し且つ
実質的にスイングアーム８２の先端部に取着されるギヤ
ケース１００に指向してその近傍まで延在している。前
記ギヤケース１００は比較的小径な第１の円筒部１０２
と、当該第１円筒部１０２より相当に大径で且つ当該第
１円筒部１０２に対して直交して配設される第２の円筒
部１０４とを連結して前記夫々の円筒部１０２および１
０４に形成される内部空間を連通させた形状を呈してい
る。

この場合、前記第１円筒部１０２の外周面にはブラケッ
ト１０６を介して近接スイッチ１０８が取着されると共
に、前記第２円筒部１０４の外周面にはエアシリンダ１
１０が取着される。前記エアシリンダ１１０のシリンダ
ロッド１１０ａは、第５図において、図面と直交する方
向に変位可能である。

前記ギヤケース１００を構成する第１の円筒部１０２の
両端部近傍にはベアリング部材１１２．１１４が嵌合す
ると共に、当該第１円筒部１０２の両端面には蓋部材１
１６．１１８が取着される。さらに、当該第１円筒部１
０２内には前記ベアリング部材１１２．１１４に回転自
在に保持されるウオーム軸１２０が配設される。当該ウ
オーム軸１２０の一端側は蓋部材１１６を貫通して前記
ギヤケース１００の外方に突出して前記連結部材９８の
他端側と係合する。当該ウオーム軸１２０の中間部には
ウオームギヤ１２２が外嵌しており、当該ウオームギヤ
１２２には前記第２円筒部１０４内に配設されるウオー
ムホイール１２４が噛合する。前記ウオームホイール１
２４はその略中央部に円筒部１２４ａが形成され、当該
円筒部１２４ａに支軸１２６が嵌合する。

第６図に示すように、前記ギヤケース１００の第２円筒
部１０４の一端面は蓋部材１２８によって閉塞されてお
り、当該蓋部材１２８の略中央部には凹部１２８ａが画
成され、この凹部１２８ａにベアリング部材１３０が嵌
合されている。一方、前記第２円筒部１０４の他端側に
はベアリング部材１３２が嵌合すると共に、当該第２円
筒部１０４の他端面には前記ベアリング部材１３２と当
接する蓋部材１３４が取着され、この第２円筒部１０４
の他方側開口部を閉塞している。この場合、前記夫々の
蓋部材１２８．１３４の略中央部に形成される孔部１２
８ｂと１３４ａおよびベアリング部材１３０．１３２の
孔部１３０ａ、１３２ａとが同軸的に形成され、これら
の孔部並びにウオームホイール１２４の円筒部１２４ａ
を貫通して前記支軸１２６が回転自在に配設されること
になる。

前記支軸１２６にヘッドマガジン部１３５が装着される
。すなわち、当該支軸１２６の一端部１２６ａは、第６
図において、ギヤケース１００の一端面から下方に指向
して突出しており、この支軸１２６の一端部１２６ａに
は前記ヘッドマガジン部１３５を構成する第１のヘッド
支持アーム１３６が固着される。実際、この第１ヘツド
支持アーム１３６の固着に際しては、当該第１ヘツド支
持アーム１３６の略中央部に設けられるボス部材１３８
が利用される。

一方、前記支軸１２６の他端部１２６ｂはギヤケース１
００の他端面から、図において、上方に指向して突出し
ており、この支軸１２６の他端部１２６ｂには第２のヘ
ッド支持アーム１４０が前記第１ヘツド支持アーム１３
６と同様にボス部材１４２を介して一体的に固着される
。

前記第１ヘツド支持アーム１３６と第２ヘツド支持アー
ム１４０は略同−の形状を呈する。すなわち、第３図並
びに第４図に示すように、第１ヘツド支持アーム１３６
および第２ヘツド支持アーム１４０は前記夫々のボス部
材１３８．１４２から互いに離間する方向に延在するア
ーム部１３６ａ、１３６ｂとアーム部１４０ａ、　１４
０ｂとを含み、前記アーム部１３６ａ、　１３６ｂおよ
びアーム部１４０ａ、１４０ｂと直交する方向に略三角
形状に膨出する膨出部１３６Ｃ１１４０ｃが形成されて
いる。前記第１ヘツド支持アーム１３６のアーム部１３
６ｂには前記ギヤケース１００に取着されるエアシリン
ダ１１０のシリンダロッド１１０ａと係合するための保
合部材１４４が取付部材１４４ａを介して取着されてい
る。

また、前記第２ヘツド支持アーム１４０のアーム部１４
０ｂには前記ギヤケース１００に取着される近接スイッ
チ１０８を作動させるためのボルト１４６が植設されて
いる。前記第１ヘッド支持アーム１３６および第２ヘツ
ド支持アーム１４０にはアーム部１３６ｂと１４０ｂと
の間に懸架される第１のストッパブロック１４８と、膨
出部１３６ｃ、１４０ｃとの間に懸架される第２のスト
ッパブロック１５０とが配設される（第４図乃至第６図
参照）。さらに、当該第１ヘツド支持アーム１３６およ
び第２ヘツド支持アーム１４０の各アーム部１３６ａ、
　１３６ｂ。

１４０ａ、１４０ｂの先端部には夫々第１乃至第４のヘ
ッドクランプ機構１５２ａ乃至１５２ｄが配設される。

この場合、前記１乃至第４ヘッドクランプ機構１５２ａ
乃至１５２ｄは略同−に構成されるものであり、従って
、ここでは第１ヘッドクランプ機構１５２ａの詳細を説
明し、第２乃至第４ヘッドクランプ機構１５２ｂ乃至１
５２ｄについては前記第１へ７ドクランプ機構１５２８
と同一の構成要素を示す参照数字に夫々符号す、ｃおよ
びｄを付し、その詳細な説明を省略する。

すなわち、前記第１ヘッドクランプ機構１５２８は、第
７図並びに第８図に示すように、中空状の支持体１５４
ａを含み、当該支持体１５４ａの外周面には支持部材１
５６ａが一体的に固着される。前記支持部材１５６ａの
一側面部には板体１５８ａを介して近接スイッチ１６０
ａが取着されている。

一方、前記支持部材１５６ａの他側面部には当該ヘッド
クランプ機構１５２８を位置決めするための位置決め手
段１６２ａが設けられる。すなわち、当該位置決め手段
１６２ａは前記支持部材１５６ａに取着され且つ内部に
大径部と小径部からなる空間を有するシリンダ１６４ａ
を含み、このシリンダ１６４ａの一端部にはガイド部材
１６６ａが取着されている。

前記ガイド部材１６６ａは外部に膨出して前記シリンダ
１６４ａの開口部を閉塞するフランジ部を有する円筒状
を呈しており、当該ガイド部材１６６ａの一端側が前記
シリンダ１６４ａの大径部に嵌合することによって前記
ガイド部材１６６ａ内部に開成され、このガイド部材１
６６ａを貫通する孔部とシリンダ１６４ａの大径部およ
び小径部とが同軸的に整列されるよう構成している。

そこで、前記ガイド部材１６６ａの孔部とシリンダ１６
４ａの大径部および小径部には当該夫々の孔部を貫通す
るロッド部材１６８ａが嵌合する。当該ロフト部材１６
８ａは前記シリンダ１６４ａの小径部側の一端部から突
出して矢印Ｃ方向に延在する。

また、当該ロッド部材１６８ａの他端部は前記ガイド部
材１６６ａから矢印り方向に指向して突出し、その端部
には把手１７０ａが取着されている。

前記ロッド部材１６８ａの中間部には前記シリンダ１６
４ａの大径部内で摺動するためのリング部材１７２ａが
設けられており、このリング部材１７２ａと前記ガイド
部材１６６ａの間にコイルスプリング１７４ａが配設さ
れる。さらに、前記ロッド部材１６８ａの他端部近傍に
は前記近接スイッチ１６０ａを作動させるためのピン部
材１７６ａが配設される。

一方、前記中空状の支持体１５４ａの外周面にはアング
ル部材１７８ａが取着され、当該アングル部材１７８ａ
の端部には近接スイッチ１８０ａ、　１８２ａを取着し
ておく。なお、前記中空状の支持体１５４ａの内部には
ベアリング部材１８４ａを嵌合し、当該ベアリング部材
１８４ａにはシリンダ１８６ａが嵌合する。

この場合、前記シリンダ１８６ａは実質的に小径な円筒
部１８８ａと大径な円筒部１９０ａとによって構成され
る。前記小径な円筒部１８８ａと大径な円筒部１９０ａ
の接合部位には内方に突出し且つ周回する突起部１９２
ａが形成され、当該突起部１９２ａの円筒部１８８ａ側
の側面部には後述するコイルスプリングを係合するため
の周溝１９４ａが画成されている。

前記のように構成されるシリンダ１８６ａの小径な円筒
部１８８ａ側にあってその端部近傍の外周面には当該シ
リンダ１８６ａを抜は止めさせるために抜止め部材１９
６ａが外嵌する。前記抜止め部材１９６ａは段部を有す
るリング状を呈しており、当該抜止め部材１９６ａの小
径部側の端部は前記ベアリング部材１８４ａに当接して
いる。

一方、抜止め部材１９６ａの大径部側の周面には前記位
置決め手段１６２ａを構成するロッド部材１６８ａの先
端部が嵌合するための回り止め用孔部１９８ａと当該ロ
ッド部材１６８ａが係合する複数個の係合凹部２００ａ
が形成されている（第８図参照）。

さらに、前記小径な円筒部１８８ａ側の一端面には蓋部
材２０２ａが取着されており、この場合、前記蓋部材２
０２ａの一端部側は前記小径な円筒部１８８ａに嵌合し
ている。

前記シリンダ１８６ａを構成する小径な円筒部１８８ａ
の内部にはピストン２０４ａが摺動自在に嵌合する。す
なわち、当該ピストン２０４ａの一端側にはフランジ部
２０６ａが形成され、このフランジ部２０６ａの外周壁
面に画成される周溝に０リング２０８ａを係合し、これ
によって当該円筒部１８８ａ内の室を第１の室２１０ａ
と第２の室２１２ａとに分離している。

前記ピストン２０４ａの一端側面部には前記第１室２１
０ａに圧力流体を供給するための管体２１４ａが連結さ
れ、当該管体２１４ａの他端側は前記第１室２１０ａお
よび前記蓋部材２０２ａの略中央部に形成される孔部を
通過して外方に突出し、ロークリジヨイント２２２ａを
介してフレキシブルパイプ２２４ａと連結している。こ
のフレキシブルパイプ２２４ａは図示しない圧力流体供
給源に接続されている。

前記管体２１４ａは通路２１６ａと通路２１８ａと北よ
って第１室２１０ａに連通している。前記管体２１４ａ
の他端部近傍には前記近接スイッチ１８０ａ、１８２ａ
を作動させるための円盤状の板体２２０ａを取着してお
く。

一方、前記第２室２１２ａ内にはコイルスプリング２２
６ａが配設される。この場合、前記コイルスプリング２
２６ａの一端側は前記ピストン２０４ａのフランジ部２
０６ａと当接すると共に、その他端側は前記周回する突
起部１９２ａに形成された周溝１９４ａに着座している
。なお、前記ピストン２０４ａの他端側は小径になって
突起部１９２ａによって形成される孔部を貫通して前記
シリンダ１８６ａの大径な円筒部１９０ａ内に突出自在
である。

当該ピストン２０４ａの小径部先端近傍には第１の爪部
材２２８ａと第２の爪部材２３０ａとが配設され、この
ピストン２０４ａの変位動作により爪部材２２８ａ、２
３０ａは開閉自在であ゛る。すなわち、前記ピストン２
０４ａの他端部にはスリットが画成されており、このス
リットに前記第１爪部材２２８ａおよび第２爪部材２３
０ａの一端側を配設する。そして、このスリットを渡架
するピン部材２３４ａに前記爪部材２２８ａ、　２３０
ａの一端部を係合させる。

一方、前記第１爪部材２２８ａの他端側は矢印Ｃ方向に
指向して延在し、その途上で外方に指向して略直角に屈
曲する。前記第１爪部材２２８ａの屈曲部位に設けられ
た孔部２３６ａにはピン部材２３８ａが貫通する。

次に、前記第２爪部材２３０ａの他端側は矢印り方向に
指向して延在し、その途上で前記第１爪部材２２８ａと
同様に外方に指向して屈曲すると共に、当該第２爪部材
２３０ａの屈曲部位に設けられた孔部２４０ａにピン部
材２４２ａが貫通する。従って、当該第１ヘッドクラン
プ機構１５２ａは図示しない圧力流体供給源からフレキ
シブルパイプ２２４ａ、ロータリジヨイント２２２ａお
よび管体２１４ａを介して室２１０内に圧力流体を供給
することによってピストン２０４ａが矢印Ｅ方向に変位
し、このピストン２０４ａの変位作用下に第１爪部材２
２８ａおよび第２爪部材２３０ａが夫々ピン部材２３８
ａ、２４２ａを支点として矢印Ｆ方向および矢印Ｇ方向
に夫々開閉動作することになる。

工作機械に関連して配設される本発明に係るターレット
ヘッド交換装置は基本的には以上のように構成されるも
のであり、次にその作用並びに効果について説明する。

先ず、第１図に示す状態において、ターレット型工作機
械１０を駆動して図示しないワークに対して所望の加工
を行う。すなわち、モータ２０および３４を駆動して第
１加工装置１４を矢印Ｘ方向および矢印Ｚ方向に変位さ
せ、所定の部位に停止させる。次いで、モータ４６を駆
動して昇降テーブル４４を矢印Ｙ方向に変位させると共
に、インデックスモークロ０を駆動することによってタ
ーレットヘッド５４を矢印Ａ方向に回動させ、所望の切
削工具５８を選択し、ワークに臨ませる。

前記第１加工装置１４と同様にして第２加工装置１６も
矢印Ｘ方向、矢印Ｙ方向、矢印Ｚ方向に変位させ、所望
の位置に停止させ且つインデックスモータ６０ａを駆動
してターレットヘッド５４ａを矢印Ａ方向に回動させて
所望の切削工具５８ａを選択する。

次に、前記第１加工装置１４および第２加工装置１６の
モータ６２．６２ａを駆動して前記選択した夫々の切削
工具５８．５８ａを矢印Ｂ方向に回転させて後、各加工
装置１４．１６を矢印ｘＳｙ、ｚ方向の中、所望の方向
に変位させて図示しないワークに対して所定の加工を行
う。この際、必要に応じて前記切削加工を一旦中断した
後に、インデックスモータ６０．６０ａを駆動して他の
切削工具５８．５８ａを選択することが可能なことは勿
論である。

ところで、このように、ワークに対して所定の加工を行
った後にさらに他の加工を行うために、または切削工具
の折損等の事故に基因して前記第１加工装置１４および
第２加工装置１６に取着されるターレットヘッド５４．
５４ａを交換する必要が出てくる。

そこで、本発明に係るターレットヘッド交換装置１８に
よって前記ターレットヘッド５４．５４ａを交換する作
業を行う。この交換作業について以下詳細に説明する。

先ず、第５図に実線で示す状態において、前記ターレッ
トへラド５４．５４ａに代替するターレットヘッド２５
０ａ　、　２５０ｂを当該ターレットヘッド交換装置１
８を構成する第１乃至第４のヘッドクランプ機構１５２
ａ乃至１５２ｄの中、第１ヘッドクランプ機構１５２ａ
並びに第３ヘッドクランプ機構１５２０に夫々装着する
。

この場合、第１へラドクランプ機構１５２ａと第３ヘフ
ドクランプ機構１５２０において、前記代替するターレ
ットヘッド２５０ａ、２５０ｂを保持するための作用は
略同様であり、従って、ここでは第１ヘッドクランプ機
構１５２ａの作用について説明し、第３ヘッドクランプ
機構１５２０についてはその説明を省略する。

第７図に示すように、第１ヘッドクランプ機構１５２ａ
を構成する爪部材２２８ａ、２３０ａの間にターレット
へラド２５０ａの一側部に形成される保合部位を位置決
めする。その際、前記爪部材２２８ａ、２３０ａは、第
７図に二点鎖線で示すように、矢印Ｆ方向および矢印Ｇ
方向に揺動させた状態で停止させておく。すなわち、図
示しない圧力供給源からフレキシブルパイプ２２４ａ　
、ロータリジョイン）　２２２ａと管体２１４ａに形成
される通路２１６ａおよび通路２１８ａを介して第１室
２１０ａ内に圧力流体を供給する。この圧力流体によっ
て前記第１室２１０ａを画成するピストン２０４ａに矢
印Ｅ方向の荷重が生じ、この荷重が第２室２１２ａ内に
配設されるコイルスプリング２２６ａの弾発力に抗して
、結局、前記ピストン２０４ａを矢印Ｅ方向に変位させ
るに至る。これに伴って当該ピストン２０４ａの他端側
にピン部材２３４ａを介して係合している夫々の爪部材
２２８ａ、２３０ａの一端側が矢印Ｅ方向に変位し、当
該各爪部材２２８ａ、２３０ａの他端側は夫々ピン部材
２３８ａ、２４２ａを支点として矢印Ｆ方向および矢印
Ｇ方向に開動し、図中、二点鎖線で示す位置で停止する
。

次に、このようにして第１および第２爪部材２２８ａ、
２３０ａの間に配設されたターレットヘッド２５０ａの
係合部を当該夫々の爪部材２２８ａ、２３０ａによって
クランプ保持する。すなわち、前記第１室２１０ａ内に
供給した圧力流体を前記とは逆に通路２１８ａ、　２１
６ａ、ロークリジヨイント２２２ａ　、フレキシブルパ
イプ２２４ａを介して外部に排出する。

これによって、前記ピストン２０４ａはコイルスプリン
グ２２６ａの押圧作用下に前記とは反対方向に変位する
。従って、当該ピストン２０４ａの他端側に係合する第
１爪部材２２８ａおよび第２爪部材２３０ａの先端部が
互いに接近する方向に回動し、第７図に実線で示すよう
に、ターレットヘッド２５０ａを当該ヘッドクランプ機
構１５２ａによって保持することになる。

次いで、前記第１ヘッドクランプ機構１５２ａに保持さ
れたターレットヘッド２５０ａの図示しない切削工具ホ
ルダに所望の切削工具を取り付ける。

この場合、前記ターレットヘッド２５０ａを保持してい
る夫々の爪部材２２８ａおよび２３０ａは当該夫々の爪
部材２２８ａ、２３０ａが配設されるシリンダ１６４ａ
と共に、ベアリング部材１８４ａの作用によって回動自
在である。このため、前記ターレットヘッド２５０ａに
所望の切削工具を取り付ける際に当該ターレットヘッド
２５０ａを回転させて前記切削工具の取付作業を容易に
行える位置に変位させることが可能である。

その際、当該第１へフドクランプ機構１５２ａを構成す
る位置決め手段１６２ａの把手１７０ａを矢印り方向に
変位させて当該位置決め手段１６２ａの拘束を解除した
状態でシリンダ１８６ａを回転させる。

なお、前記位置決め手段１６２ａのロッド部材１６８ａ
の先端部が臨む抜止め部材１９６ａには回り止め用孔部
１９８ａの他に前記ロッド部材１６８ａが係合する係合
凹部２００ａがその外周面に画成されている。

このため、前記ターレットヘッド２５０ａを回転させた
際に、当該係合凹部２００ａに前記ロッド部材１６８ａ
が係合し、これによって前記ターレットヘッド２５０ａ
を好適な位置に停止させることが出来る。

このようにして所望の切削工具を装着した後、前記シリ
ンダ１８６ａを回転させて前記位置決め手段１６２ａを
構成するロッド部材１６８ａの先端部を前記抜止め部材
１９６ａに穿設される回り止め用孔部１９８ａに臨入し
、これによって当該シリンダ１８６ａのそれ以上の回動
の阻止を行う。この時、前記位置決め手段１６２ａのロ
ッド部材１６８ａが前記回り止め用孔部１９８ａに所定
１１ｍ人し、当該ロッド部材１６８ａに取着されるビン
部材１７６ａが所定の位置に変位したことを近接スイッ
チ１６０ａが検出し、この検出信号によって当該ターレ
ットヘッド交換装置１８を構成するスイングアーム８２
の変位動作を可能とする。

以上のように、第１ヘッドクランプ機構１５２ａ並びに
第３ヘッドクランプ機構１５２０に新たなターレットヘ
ッド２５０ａおよび２５０ｂを取着した後、スイングア
ーム８２を第４図中実線で示す位置から二点鎖線で示す
位置へ変位させる。すなわち、当該スイングアーム８２
を回動させるためのスイングモータ７６を駆動して当該
スイングモータ７６に減速機７４を介して取着されるウ
オームギヤ７８を所定方向に回転させる。このウオーム
ギヤ７８の回転作用下にウオームホイール８０が軸８４
を支点として矢印方向に回転し、これによって当該ウオ
ームホイール８０に一体的に固着されるスイングアーム
８２が所定量回動する。この場合、前記スイングアーム
８２の一端側は第２アーム８２ｂとして構成されている
ため、第１アーム８２ａとの重量バランスが好適にとら
れ、当該スイングアーム８２の回動動作が円滑に行われ
る。

次に、第１加工装置１４および第２加工装置１６を駆動
して前記スイングアームの先端部に配設される第１乃至
第４ヘッドクランプ機構１５２ａ乃至１５２ｄの中、第
２ヘッドクランプ機構１５２ｂ並びに第４ヘンドクラン
プ機構１５２ｄに夫々ターレットヘッド５４および５４
ａを係合させる。

次いで、前記第１ヘッドクランプ機構１５２８の作用と
同様にして、当該第２ヘッドクランプ機構１５２ｂと第
４ヘッドクランプ機構１５２ｄによって前記ターレット
ヘッド５４．５４ａを夫々保持すると共に、前記第１加
工装置１４および第２加工装置１６のヘッドホルダ５２
および５２ａの図示しない保持手段を解除して前記第１
加工装置１４および第２加工装置１６を互いに離間する
方向に変位させて待機させる。これによって前記ターレ
ットヘッド５４．５４ａは前記第２ヘッドクランプ機構
１５２ｂと第４ヘッドクランプ機構１５２ｄに夫々確実
に保持される。

次いで、当該ターレットヘッド交換装置１８の第１ヘツ
ド支持アーム１３６並びに第２ヘツド支持アーム１４０
を支軸１２６を中心として約１８０　’回転させる。す
なわち、当該第１および第２ヘツド支持アーム１３６．
１４０の回り止めを行っているエアシリンダ１１０を駆
動して当該エアシリンダ１１０のシリンダロッド１１０
ａを第１ヘツド支持アーム１３６に取着される係合部材
１４４の凹部から脱揮する。このようにすれば前記第１
ヘツド支持アーム１３６および第２ヘツド支持アーム１
４０の回動が可能になる。

次に、回動手段９４°を構成するモータ９６を駆動する
。このモータ９６の駆動作用下に回転駆動軸９６ａ、連
結部材９８を介してギヤケース１００に配設されるウオ
ーム軸１２０とウオームギヤ１２２とが回転する。従っ
て、前記ウオームギヤ１２２に噛合しているウオームホ
イール１２４が第５図に示す矢印方向に回転し、当該ウ
オームホイール１２４に嵌合する支軸１２６を介して第
１と第２のヘッド支持アーム１３６．１４０が回転する
に至る。

前記第１ヘツド支持アーム１３６および第２ヘツド支持
アーム１４０が略１８０ａ回転すると、当該夫々のヘッ
ド支持アーム１３６．１４０に橋架される第１ストツパ
ブロツク１４８がショックアブソーバ９２ｂに当接する
。

次いで、当該ショックアブソーバ９２ｂの近傍に並設さ
れるストッパピン９３ｂに衝撃なく当接して当該第１ヘ
ツド支持アーム１３６および第２ヘツド支持アーム１４
０が所定部位に停止する。

これによって、前記第１加工装置１４と第２加工装置１
６の間には新たなターレットヘッド２５０ａおよび２５
０ｂが対峙することになる。

次に、前記第１加工装置１４と第２加工装置１６を互い
に接近する方向に変位させて当該第１加工装置１４およ
び第２加工装置１６のヘッドホルダ５２．５２ａに夫々
ターレットヘッド２５０ａ、　２５０ｂを保持すると共
に、前記ターレットヘッド交換装置１８の第１ヘッドク
ランプ機構１５２８と第３へ７ドクランプ機構１５２０
の内部に圧力流体を供給して前記ターレットヘッド２５
０ａ、　２５０ｂのクランプを解除する。

以上のような作用において、前記第１加工装置１４と第
２加工装置１６には新たなターレットヘッド２５０ａ、
２５０ｂが夫々装着される。そして、前記ターレットヘ
ッド交換装置１８のスイングアーム８２をスイングモー
タ７６の駆動作用下に、第４図中、二点鎖線で示す位置
から実線で示す位置に変位させる。この場合、前記スイ
ングアーム８２の他端側にはショックアブソーバ８６お
よびストッパピン８８が取着されており、このショック
アブソーバ８６がマガジンフレーム７０内に配設される
ストッパブロック７２ａに当接した後に、ストッパピン
８８がストッパブロック７２ｂに当接して当該スイング
アーム８２の変位動作を衝撃なく停止することが出来る
。

次いで、前記ターレフト型工作機械１０の第１加工装置
１４および第２加工装置１６の各駆動部を駆動して前記
と同様に図示しないワークに対して所定の切削加工を遂
行する。

以上のように、本発明によれば、ターレット型工作機械
に取着される一組のターレットヘッドを交換するための
マガジンフレームを前記ターレット型工作機械の略中央
部後方に位置するように配設している。そして、前記マ
ガジンフレームの上端部にはモータの駆動作用下に前記
一組のターレットヘッドの間に指向して変位可能なスイ
ングアームを設け、さらに当該スイングアームの一端部
には複数個のターレットヘッドを保持するヘッドマガジ
ン部を回動自在に配設している。

このような構成においては、先ず、前記ヘッドマガジン
部に新たなターレットヘッドを取着して前記モータを駆
動する。そして、このモータの駆動作用下にウオームギ
ヤと当該ウオーム　　。

ギヤに噛合するウオームホイールを介して前記スイング
アームを変位させる。次いで、前記ヘッドマガジン部に
よって前記ターレット型工作機械に装着されるターレッ
トヘッドを一旦保持した後に当該ヘッドマガジン部を回
動させてターレットヘッドの交換作業を行う。

従って、前記ターレフト型工作機械を構成する第１加工
装置と第２加工装置のターレットヘッドを新たなターレ
ットヘッドに交換する作業を前記ターレットヘッド交換
装置単体で一挙に遂行することが出来、当該ターレット
ヘッドの交換作業を効率的に行うことが可能となるとい
う効果が得られる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設
計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るターレットヘッド交換装置を装着
するターレット型工作機械の概略斜視図、 第２図は第１図に示すターレフト型工作機械の正面図、 第３図は本発明に係るターレットヘッド交換装置の斜視
説明図、 第４図は本発明に係るターレットヘッド交換装置の側面
図、 第５図は本発明に係るターレットヘッド交換装置を構成
するスイングアームの一端部を示す一部断面側面図、 第６図は第５図に示すスイングアームの一端部を示す一
部断面平面図、 第７図は本発明に係るターレットヘッド交換装置を構成
するヘッドクランプ機構の一部省略断面図、 第８図は第７図に示すヘッドクランプ機構の一部省略側
面図である。 １０・・・ターレット型工作機械 １２・・・基台　　　　　　　１４．１６・・・加工装
置１８・・・ターレットヘッド交換装置 ５２・・・ヘッドホルダ　　　５４・・・ターレットへ
ラド５８・・・切削工具　　　　　７０・・・マガジン
フレーム８２・・・スイングアーム　　９４・・・回動
手段１００・・・ギヤケース

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定間隔離間して配置された一組のターレット型
   工作機械の夫々に装着される一組のターレットヘッドを
   交換するためのターレットヘッド交換装置であって、当
   該ターレットヘッド交換装置は前記一組の工作機械の中
   間部位に対応し且つ前記ターレット型工作機械近傍に配
   設されるフレーム部材と、このフレーム部材に回動自在
   に配設され且つ第１のアームと第２のアームとからなる
   スイングアームと、当該スイングアームの前記第１アー
   ムに配設されるヘッドマガジンと、第２アームに固着さ
   れるバランサ部とを含み、前記スイングアームを回動す
   るための手段は前記フレーム部材に取着される回転駆動
   源と、この回転駆動源の回転駆動軸に連結されるウォー
   ムギヤと、当該ウォームギヤに噛合すると共に前記スイ
   ングアームに一体的に固着されたウォームホイールとか
   ら構成することを特徴とするターレットヘッド交換装置
   。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、第１
   アームに保持されるヘッドマガジンは少なくとも前記ス
   イングアームに対して回動自在な一対のヘッド支持アー
   ムと、当該夫々のヘッド支持アームに装着され実質的に
   ターレットヘッドを保持するヘッドクランプ機構を含む
   ことからなるターレットヘッド交換装置。
3. （３）特許請求の範囲第２項記載の装置において、ヘッ
   ドマガジンを構成する一対のヘッド支持アームは第１ア
   ームに配設される支軸の端部に夫々一体的に固着され、
   前記第１アームに設けられた第２の回転駆動源の駆動作
   用下に前記支軸を回転駆動させて前記ヘッド支持アーム
   を回動させることからなるターレットヘッド交換装置。
4. （４）特許請求の範囲第２項記載の装置において、ター
   レットヘッドを保持するヘッドクランプ機構は前記ター
   レットヘッドの係合部に対応して設けられる一組の爪部
   材と、当該爪部材を開閉動作させるアクチュエータとか
   らなるターレットヘッド交換装置。