JPS63251143A - マシニングセンタ - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、モジュラ工具の組立・解体を行なうととも
に、そのモジュラ工具の工作機械への授受を自動的に行
なうマシニングセンタに関する。

（従来の技術） マシニングセンタにおいて、その本体に種類の異なる多
数の工具を格納する工具マガジンと工具自動交換装置を
備え、工具の自動交換を可能にした工作機械は、たとえ
ば特開昭５９−１９２４３３号公報から公知である。

これは、制ｔｉ１１装置から加工に必要な工具の種類を
指定した指令信号が入力されると、前記工具マガジンが
作動して指定された工具の割出しを行ない、その工具を
前記工具自動交換装置によって工作機械の主軸に装着す
るともに、その主軸に装着されている工具を取外して前
記工具マガジンに格納する一連の工具交換作業を自動化
したものである。

しかしながら、前述したようなマシニングセンタは、一
体式１具が使用されている。この一体式１具は、一般に
第７図に示すようにテーバ部ａと鍔部すおよび刃先部Ｃ
とから構成されている。そして、刃先部Ｃは加工目的に
よって種々異なる形状、大きさであるが、ホルダ部ａの
形状、大きさはマシニングセンタの主軸に装着するため
同一形状に形成されている。したがって、一体式１具の
場合には、その刃先部Ｃのみが異なる多数本の工具を用
意し、これを工具マガジンに格納する必要がある。この
ため、工具１本当りのコストが高くなるとともに、工具
を格納する工具マガジンが大形となり、マシニングセン
タの段端も大掛かりとなるという事情がある。

また、前述のような問題を解決するために、工具のホル
ダ部とアダプタ部および刃先部とに分割できるようにし
たモジュラ工具が開発され、実用化されつつあるが、こ
のモジュラ工具を自動的に組立し、工作機械の主軸に装
着する装置としては、一部限定された工具、すなわち切
削抵抗がスラスト方向のみの工具しか試用されていす、
汎用性のある工具に対しては作業者の手作業が前提とな
っている。

（発明が解決しようとする問題点） 前述したように、従来においては、一体式１具が主流で
あり、一部、モジュラ工具も試用されているが、前述し
たスラスト力主体の工具（たとえば小径のドリル、タッ
プ、エンドミル）のみであり、最近の工作機械に対する
加工範囲のフレキシビリティの要求に答えられていない
。

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その
目的とするところは、汎用性のある工具、つまり加工範
囲にフレキシビリティのあるモジュラ工具の組立・解体
および工作機械の主軸に対するモジュラ工具の着脱が自
動的に行なうことができるマシニングセンタを提供する
ことにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段及び作用）この発明は、
マシニングセンタにおいて、工作機械の隔測に設けられ
る工具マガジンに、種類が異なる複数の刃部モジュール
とアダプタモジュールを格納するとともに、この工具マ
ガジンをモジュラ工具を工作機械の主軸に対して授受す
る工具受渡しポジション並びに前記モジュラ工具の組立
および解体を行なう組立ポジションに移動可能とし、さ
らに、この工具マガジンと前記工作機械との間に工具受
渡しポジションと前記工作機械の主軸との間でモジュラ
工具の交換を行なう工具交換機構と前記工具組立ポジシ
ョンに前後左右に移動可能であるとともに前記モジュラ
工具を把持する把持アームおよびモジュラ工具を構成す
るモジュール相互の締結部を締結および弛緩する締結駆
動部材を備え、前記把持アームと締結駆動装置との間隔
を前記モジュールの締結端面と締結部の間隔と一致させ
た工具組立装置を設け、使用済のモジュラ工具の解体と
新たに使用しようとする［ジュラ工具の組立および主軸
への装着を自動化したことにある。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はマシニングセンタの正面図、第２図はその平面
図を示すもので、１は工作機械、たとえばマシニングセ
ンタ本体である。この本体１の前部にはＸＹｈ向に移動
可能な主軸２が水平方向に設けられ、下部には被加工物
を載置するためのテーブル３が設けられている。前記本
体１の左側の隔測には工具マガジン４が離間には設けら
れ、この工具マガジン４と本体１との間には工具交換機
構（以下ＡＴＣという）５および工具組立装置６が設け
られている。

首記工具マガジン４について説明すると、７は上下方向
に長い偏平楕円形状のガイドレールであリ、このガイド
レール７にはエンドレス走行するプレートチェーン８が
設けられている。そして、プレートチェーン８の各プレ
ート９・・・には透孔からなる工具ホルダ１０が設けら
れ、モジュラ工具１１を構成する各モジュールが１本づ
つ水平方向に格納されるようになっている。すなわち、
モジュラ工具１１は、第３図に示すように、ホルダモジ
ュール１２とアダプタモジュール１３および刃部モジュ
ール１４とから構成されている。そして、ホルダモジュ
ール１２のテーバ部１５の先端部には係合凸部１６が、
下端には鍔部１７および花弁状の係合爪１８が設けられ
ている。また、前記アダプタモジュール１３の基部には
前記ホルダモジュール１２の係合爪１８に係合可能な花
弁状の係合穴１９が、先端には前記ホルダモジュール１
２の係合爪１８と同形状の係合爪２０が設けられている
。さらに、前記刃部モジュール１４の基部には前記ホル
ダモジュール１２およびアダプタモジュール１３の係合
爪１８．２０に選択的に係合可能な花弁状の係合穴２１
が設けられ、先端には刃部２２が設けられている。ざら
に、前記ホルダモジュール１２およびアダプタモジュー
ル１３の側面には係合爪１８．２０を進退させるための
ＩＴｉ　ｌａ部２３．２３が設けられ、この締結部２３
と各モジュール１２．１３の締結端面１２ａ、、１３ａ
との間隔ａ、ａは同一寸法に形成されている。また、ア
ダプタモジュール１３および刃部モジュール１４の基端
部には断面Ｖ字状の環状溝２４．２４が設けられている
。そして、前述のように構成されたモジュラ工具１１の
各モジュールは工具マガジン４の工具ホルダ１０に前方
から軸方向に挿入することによって水平に保持されるよ
うになっている。

つぎに、前記ＡＴＣ５について説明すると、これは本体
１と工具マガジン４との間の工具受渡しポジション２５
に設置されていて、新旧の工具を自動的に交換するもの
であり、工具交換アーム２６を有している。この工具交
換アーム２６は中間部がロータリシリンダ２７の回転軸
２８に装着され、この両端部には前記モジュラ工具１１
の鍔部１７を把持するクランパ２９ａ、２９ｂが設けら
れている。そして、この工具交換アーム２６は回転軸２
８を軸心として回動可能であり、水平状態においては、
一方のクランパ２９ａが前記主軸２に対向し、他方のク
ランパ２９ｂが前記工具ホルダ１０に対向し、モジュラ
工具１１．１１を把持することができるようになってい
る。このように構成されたＡＴＣ５は、ＸＹテーブル３
０に搭載され、前後左右に移動可能であり、モジュラ工
具１１の主軸２および工具ホルダ１０に対する工具受渡
しを行なうようになっている。

つぎに、前記工具組立装置６について説明すると、これ
は前記ＡＴＣ５の下方に位置する工具組立ポジシンヨン
３１に設置されている。すなわち、第４図および第５図
に示すように、基台３２の上面にはＸＹテーブル３３が
設けられ、このＸＹテーブル３３に組立本体部３４が搭
載されている。

この組立本体部３４には前記アダプタモジュール１３お
よび刃部モジュール１４の環状１１１２４に係合し、そ
のモジュール１３．１４を上下方向から把持する把持ア
ーム３５と前記ホルダモジュール１２およびアダプタモ
ジュール１３の締結部２３を締結および弛緩する締結駆
動部材としてのナツトランナ３６が設けられている。前
記把持アーム３５とナツトランナ３６は組立本体部３４
が平行に突出しており１．この間隔すは前記ホルダモジ
ュール１２およびアダプタモジュール１３の締結部２３
と締結端面１２ａ、１３ａとの間隔ａと同一寸法に設定
されている。そして、この工具自動組立装置６は把持ア
ーム３５によってアダプタモジュール１３もしくは刃部
モジュール１４を把持した状態で、その締結部２３を締
結もしくは弛緩して組立・解体を行なうようになってい
る。

つぎに、前述のように構成されたマシニングセンタの作
用について説明する。マシニングセンタ本体１の主軸２
に装着されているモジュラ工具１１による加工が終了し
、つぎに別の新しいモジュラ工具１１によって加工を行
なう場合には、主軸２に装着されている使用済のモジュ
ラ工具１１を取外し、新しいモジュラ工具１１を主軸２
に装着する必要がある。このような場合、生産管理情報
に基づいて前記本体１の制御１装冒から工具マガジン４
、ＡＴＣ５および工具組立装置６のそれぞれに作動信号
が入力される。まず、１ステツプの加工が終了した時点
では主軸２に旧モジュラ工具１１が装着され、ＡＴＣ５
の工具交換アーム２６の一方のクランパ２９ｂには組立
の完了した新モジュラ工具１１が把持されている。つぎ
に、主軸２が指令信号に基づいて左方向に移動し、工具
交換アーム２６の他方のクランパ２９ａに対向する位置
に到達すると、工具交換アーム２６が回動してクランパ
２９ａによって旧モジュラエ貝１１を把持する。したが
って、工具交換アーム２６は一方に旧モジュラ工具１１
を他方に新モジュラ工具１１を把持した状態にあり、こ
の状態から工具交換アーム２６が１８０゛回動偏位する
と、新モジュラ工具１１は主軸２に、旧モジュラ工具１
１は工具受渡しポジション２５に位置決めされる。そこ
で、ＡＴＣ５がＸＹテーブル３０によってＸＹ方向に移
動し、新モジュラ工具１１を主軸２に装着する。マシニ
ングセンタ本体１は新モジュラエ貝１１の主軸２に対す
る装着が完了すると、っぎのステップの加工を開始する
。一方、この加工中にＡＴＣ５はＸＹテーブル３０によ
って左方向に移動し、旧モジュラ工具１１が工具ホルダ
１ｏに対向すると、ＸＹテーブル３ｏが後方に移動して
旧モジュラ工具１１を工具ホルダ１０に挿入し、ついで
工具マガジン４から退避する。ＡＴＣ５が退避したのち
、工具マガジン４のプレートチェーン８がそうこうして
工具受渡しポジション２５ｈ１ら工具組立ポジション３
１に移動する。工具組立ポジション３１の右側に待機し
ていた工具自動組立装置６はＸＹテーブル３３によって
左側に移動し、旧モジュラ工具１１の解体を行なう。こ
の場合の旧モジュラ工具１１が第５図（Ａ）に示づよう
に、ホルダモジュール１２に対して刃部モジュール１４
が締結されているときには、組立本体部３４の前進時に
把持アーム３５が刃部モジュール１４を把持し、ホルダ
モジュール１２の締結部２３にナツトランナ３６が係合
する。そして、刃部モジュール１４を保持した状態で締
結部２３を弛緩することにより解体する。また、第５図
（Ｂ）に示すように、ホルダモジュール１２に対してア
ダプタモジュール１３を介して刃部モジュール１４が締
結されているときには、組立本体部３４の前進時に把持
アーム３５が刃部モジュール１４を把持し、アダプタモ
ジュール１３の締結部２３にナツトランナ３６が係合す
る。そして、刃部モジュール１４を保持した状態で締結
部２３を弛緩することにより、アダプタモジュール１３
と刃部モジュール１４を解体し、つぎに、組立本体部３
４がモジュラ工具１１の軸方向に移動してホルダモジュ
ール１２とアダプタモジュール１３との解体を行なう。

そして、解体されたアダプタモジュール１３および刃部
モジュール１４は工具マガジン４の指定の工具ホルダ１
０に挿入され、工具ホルダ１０に残ったホルダモジュー
ル１２はそのまま在席する。つぎに、前記制御装置から
つぎの加工に必要なモジュラ工具１１が指定されると。

工具マガジン４は作動して指定の刃部モジュール１４も
しくはアダプタモジュール１３と刃部［ジュール１４を
工具組立ポジション３１に位置決めし、工具自動組立装
置６によって組立を行なうが、この場合、アダプタモジ
ュール１３もしくは刃部モジュール１４を把持アーム３
５によって把持した状態で締結部２３をナツトランナ３
６によって締結する。このとき、組立本体部３４には把
持アーム３５とナツトランナ３６とが平行に突出してお
り、この間隔すは前記ホルダモジュール１２Ｊ５よびア
ダプタモジュール１３の締結部２３と締結端面１２ａ、
１３ａとの間隔ａと同一寸法に設定されている。したが
って１組立本体部３４をモジュラ工具１１に対して前進
させるだけで把持アーム３５は環状渦２４に、ナツトラ
ンナ３６は締結部２３に自動的に位置決めされ、最少軸
数でのａ、制御が可能である。

また、第２図に破線で示すように、工具マガジン４の後
方に補助工具マガジン４ａを増設することによって工具
像ｔＪｆｆｌを倍増できるとともに、従来の一体式１具
とモジュラ工具１１とを分離して保管でき、さらにホル
ダモジュール１２とアダプタモジュール１３および刃部
モジュール１４とを分離して収納することもできる。

なお、前記−実茄例においては、アダプタモジュール１
３と刃部モジュール１４との環状溝２４が同一径の場合
について説明したが、第６図に示すように両者の径が異
なる場合（リダクションタイプ）は、工具自動組立装置
６の把持アーム３５を平行チャック方式とすることによ
り対処できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、ホルダモジュ
ールに対してアダプタモジュールを介してもしくは直接
、刃部モジュールを自動的に組立て、モジュラ工具を構
成し、このモジュラ工具を工作機械の主軸に装着するこ
とができるとともに、前記モジュラ工具の解体およびそ
の各種モジュールの工具マガジンへの格納が自動的に行
なうことができる。したがって、従来のｒ体式１具を格
納する工具マガジンに比べて小形化できる。ざらに、工
具自動組立装置の把持アームと締結駆動部材の間隔とモ
ジュールの締結部と締結端面とのＩＪＩ隔を同一寸法に
したから、組立・解体時における制御が簡単で、また装
置の簡素化を図ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図はマイ
ニングセンタの正面図、第２図は同平面図、第３図（Ａ
）〜（Ｃ）はモジュラ工具の側面図、第４図は工具自動
組立装置の斜視図、第５図（Ａ）（Ｂ）は工具組立・解
体時の作用説明図、第６図はタイプの異なるモジュラ工
具の側面図、第７図は従来の一体式１具の側面図である
。 １・・・マシニングセンタ本体く工作機械）、２・・・
主軸、４・・・工具マガジン、５・・・ＡＴＣ（工具交
換機構）、６・・・工具組立装置、１１・・・モジュラ
工具、１２・・・ホルダモジュール、１３・・・アダプ
タモジュール、１４・・・刃部モジュール、２３・・・
締結部、３５・・・把持アーム、３６・・・ナツトラン
ナ（締結駆動部材）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 刃部モジュールとホルダモジュールとの組立あるいは前
   記両者がアダプタモジュールを介して組立てられてなる
   モジュラ工具を工作機械の主軸に対して着脱する工具交
   換機構を備えた工具自動組立装置を有するマシニングセ
   ンタにおいて、主軸が水平に設置された工作機械と、こ
   の工作機械の隣側に設けられ種類が異なる複数の前記刃
   部モジュールと前記アダプタモジュールを格納するとと
   もに前記モジュラ工具を工作機械の主軸に対して授受す
   る工具受渡しポジション並びに前記モジュラ工具の組立
   および解体を行なう組立ポジションに移動可能な工具マ
   ガジンと、この工具マガジンと前記工作機械との間に設
   けられ工具受渡しポジションと前記工作機械の主軸との
   間でモジュラ工具の交換を行なう工具交換機構と、前記
   工具組立ポジションに設けられ前後左右に移動可能であ
   るとともに前記モジュラ工具を把持する把持アームおよ
   びモジュラ工具を構成するモジュール相互の締結部を締
   結および弛緩する締結駆動部材を備え、前記把持アーム
   と締結駆動装置との間隔を前記モジュールの締結端面と
   締結部の間隔と一致させた工具組立装置とを具備したこ
   とを特徴とするマシニングセンタ。