JPS632638A - Tool mounting/demounting device - Google Patents

Tool mounting/demounting device

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JPS632638A
JPS632638A JP14391286A JP14391286A JPS632638A JP S632638 A JPS632638 A JP S632638A JP 14391286 A JP14391286 A JP 14391286A JP 14391286 A JP14391286 A JP 14391286A JP S632638 A JPS632638 A JP S632638A
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main shaft
tool
cylinder
force
spindle
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Takeo Yamamoto
豪夫 山本
Mitsuo Nagashima
長島 光男
Kouichi Shinsei
新生 孝一
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Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To enable smooth replacement of a tool by mounting both a subcylinder which presses a piston against a disc by the force weaker than the load of a clamping disk spring and a main cylinder which presses the piston against the disc by the force stronger than said spring load. CONSTITUTION:A small-diameter sub cylinder 41 and a large-diameter main cylinder 42, which are separated wetertightly, are mounded inside a cylinder case 21 coaxially. The driving force of the sub cylinder 41 is set weaker than the load of the spring of a clamping disk spring 18, stronger than the load of a clearance-maintaining disk spring 23, and can move the cylinder case 21. The friction force is generated by contacting both a piston 31 and a disk 16 with each other so that a main shaft 13 may be interrupted by the external force which turns the main shaft 13 by the effect of the friction between the change arm of an automatic tool replacement unit and a tool. The main cylinder 42 operates on the working oil supplied from a secondary oil supply port 42A to move the piston 31 and the disk 16 against the load of the clamping disk spring 18.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工具を主軸に着脱自在に固定する工具着脱装
置の改良に係り、マシニングセンタ等の工作機械に利用
できる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement of a tool attachment/detachment device for detachably fixing a tool to a spindle, and can be used in machine tools such as machining centers.

C背景技術とその問題点〕 近年多用されるようになったマシニングセンタ等の多機
能型の工作機械においては、自動工具交換装置とこれに
連動する工具着脱装置とを備えることにより、主軸に取
り付けられた工具の交換を自動化している。−般に、こ
のような自動交換用の工具は取付用テーパーシャンクを
備えるとともに、まわり止めのために主軸のキーに対応
したキー溝が設けられており、工具交換時にこれらのキ
−とキー溝を円滑に噛み合わせるためには主軸を一定の
回転角度位置に停止させ(オリエンテーションストップ
)、その角度位置を保持しておく必要がある。
C. Background technology and its problems] Multi-functional machine tools such as machining centers, which have become widely used in recent years, are equipped with an automatic tool changer and a tool attachment/detachment device that is linked to the automatic tool changer. Automated tool replacement. - In general, such tools for automatic exchange are equipped with a tapered shank for mounting, and are also provided with a keyway that corresponds to the key on the main shaft to prevent rotation, and when changing the tool, these keys and keyway In order to mesh smoothly, it is necessary to stop the main shaft at a certain rotation angle position (orientation stop) and maintain that angular position.

従来、このような主軸のオリエンテーションストップの
保持には主軸モータの停止時の保持力が利用されている
が、保持力としては充分ではないため自動工具交IA 
Wa置のチェンジアームが工具に接触した際など、摩擦
等により主軸が回転されてしまうことがある。特に、高
速型の主軸駆動系ではモータ軸に対して主軸を歯車等を
介して増速することがなされており、主軸に外力が作用
した場合、小さな外力であっても前記歯車などで倍力さ
れて大きな回転力としてモータに伝達され、モータは容
易に回転してしまう。つまり、オリエンテーションスト
ップの保持を主軸モータの保持力によっていたのでは、
自動工具交11a置を用いるにあたって主軸がチェンジ
アーム等によって容易に回転され、主軸のキーと工具の
キー溝との位相角度が狂ってしまい、工具交換が困難と
なるという問題があった。
Conventionally, the holding force of the spindle motor when it is stopped has been used to hold the spindle orientation stop, but since the holding force is not sufficient, automatic tool change IA has been used.
When the change arm in Wa position comes into contact with a tool, the main shaft may be rotated due to friction or the like. In particular, in high-speed spindle drive systems, the speed of the spindle relative to the motor shaft is increased through gears, etc., and when an external force acts on the spindle, even if the external force is small, the gears etc. are used to boost the speed. is transmitted to the motor as a large rotational force, and the motor easily rotates. In other words, the orientation stop was held by the holding force of the spindle motor.
When using the automatic tool changer 11a, there is a problem in that the main spindle is easily rotated by a change arm or the like, and the phase angle between the key of the main spindle and the keyway of the tool becomes out of order, making it difficult to change the tool.

このような問題に対し、停止時に突出して主軸をロック
するショットピンを用いて確実なオリエンテーションス
トップを行うことがなされているが、主軸および周辺に
ショットビンをガイドする機構や専用の駆りJ装置等を
設ける必要があるなど構造が複雑化するという問題があ
り、主軸まわりをコンパクトにすることが望ましい工作
機械にはそぐわないものであった。
To solve this problem, a shot pin that protrudes and locks the spindle when stopped is used to achieve a reliable orientation stop, but this method requires a mechanism to guide the shot bottle around the spindle, a special drive J device, etc. There was a problem in that the structure was complicated, such as the need to provide a spacer, which made it unsuitable for machine tools where it was desirable to make the area around the spindle compact.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、構造が簡単で主軸位置の保持が確実に
行なえる工具着脱装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a tool attachment/detachment device that has a simple structure and can reliably maintain the position of the spindle.

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は、
主軸にクランプされた工具をアンクランプする際に主軸
に関与する作動部材を兼用し、アンクランプ動作に先だ
って主軸を固定するプリアンクランプ動作を行う。
[Means and effects for solving the problems] The present invention has the following features:
When unclamping a tool clamped to the spindle, the actuating member that is involved in the spindle also serves as a pre-unclamping operation to fix the spindle prior to the unclamping operation.

これがため本発明は、工具着脱装置として、フレームに
ベアリングを介して回転自在に支持された主軸の先端に
設けられて軸方向の移動によって工具をクランプアンク
ランプ可能なコレットチャックと、前記主軸の他端近傍
に軸方向に移動可能に設けられてドローパーを介してコ
レットチャックと一体に動作可能な主軸側作動部材と、
前記主軸の他端近傍に設けられて主軸側作動部材を付勢
してコレットで工具をクランプさせるクランプ用付勢手
段と、前記フレームに主軸の軸方向に移動可能に支持さ
れて主軸側作動部材に当接可能な固定側作動部材と、こ
の固定側作動部材を前記付勢手段の付勢力向と逆向きに
駆動して前記付勢手段の付勢力より小さな力で主軸側作
動部材に圧接させる主軸固定用駆動手段と、前記固定側
作動部材を前記付勢手段の付勢方向と逆向きに駆動して
前記付勢手段の付勢力より大きな力で主軸側作動部材に
圧接させるアンクランプ用駆動手段とを設けて構成する
For this reason, the present invention provides a collet chuck as a tool attachment/detachment device, which is provided at the tip of a main shaft rotatably supported by a frame via a bearing, and is capable of clamping and unclamping a tool by moving in the axial direction; a main shaft side operating member that is provided near the end so as to be movable in the axial direction and that can operate integrally with the collet chuck via a drawper;
a clamp biasing means provided near the other end of the spindle to urge the spindle-side operating member to clamp the tool with the collet; and a spindle-side actuator supported by the frame so as to be movable in the axial direction of the spindle. a fixed-side actuating member that can come into contact with the main shaft-side actuating member; and the fixed-side actuating member is driven in a direction opposite to the urging force direction of the urging means to press it against the main shaft-side actuating member with a force smaller than the urging force of the urging means. a driving means for fixing the main shaft; and an unclamping drive for driving the fixed-side operating member in a direction opposite to the urging direction of the urging means to press the fixed-side operating member against the main shaft-side operating member with a force greater than the urging force of the urging means. means.

このように構成された本発明においては、通′畠時には
クランプ用付勢手段が主軸側作動部材およびドローパー
を介してコレットチャックを付勢して、主軸先端に取付
けられた工具のプルスタンド部分等をコレットチヤツク
で確実に固定する。−方、工具交換の際には主軸固定用
駆動手段で固定側作動部材を主軸側作動部材に圧接させ
て主軸を固定し、所定の自動工具交換装置により工具を
保持したのら、アンクランプ用駆動手段で固定側作動部
材を主軸側作動部材にさらに圧接させ、クランプ用付勢
手段にlんして主軸側作動部材、ドローパーおよびコレ
ットチャックを移動させて工具をアンクランプし、自動
工具交換装置により工具を交換する。本発明は、このよ
うに工具の交換時の確実なオリエンテーションスト7プ
の保持を実現し、前記目的を達成しようとするものであ
る。
In the present invention configured as described above, during the operation, the clamp biasing means biases the collet chuck via the spindle-side operating member and the drawper, and the pull stand portion of the tool attached to the tip of the spindle, etc. Securely fix it with a collet chuck. - On the other hand, when changing tools, the main spindle is fixed by pressing the fixed side operating member against the main spindle side operating member using the spindle fixing drive means, the tool is held by a specified automatic tool changer, and then the tool is unclamped. The fixed side operating member is further pressed into contact with the main shaft side operating member by the driving means, and the main shaft side operating member, the drawer, and the collet chuck are moved by the clamp biasing means to unclamp the tool, and the automatic tool changer is Replace the tool. The present invention thus achieves the above-mentioned object by realizing reliable holding of the orientation stop 7 when changing tools.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施例の工具着脱装置は、先端に工具のプルスタンド
をクランプ可能なコレットチャックを備えた主軸の終端
側に設けられており、この主軸の先端近傍には工具の自
動交換を行うためのチェンジアームを有する自動工具交
換装置が設けられている。
The tool attachment/detachment device of this embodiment is installed at the end of a main spindle that is equipped with a collet chuck that can clamp a tool pull stand at the tip. An automatic tool changer having an arm is provided.

工具着脱装置の細部を示す第1図において、フレームl
lにベアリング12を介して回転自在に支持された主軸
13の中心には、軸方向に移動可能かつ先端を前記コレ
ットチャックに連結されて一体に動作可能なドローバ−
14が挿通されており、このドローバー14の中心には
主軸13および前記工具のテーパ面を清掃するための圧
搾空気供給用の通気路15が貫通されている。
In FIG. 1 showing details of the tool attachment/detachment device, the frame l
At the center of the main shaft 13, which is rotatably supported by the main shaft 13 via a bearing 12, is a drawbar which is movable in the axial direction and whose tip is connected to the collet chuck so that it can operate as an integral part.
A vent passage 15 for supplying compressed air for cleaning the main shaft 13 and the tapered surface of the tool passes through the center of the draw bar 14.

主軸13の終端には、軸方向に移動可能な主軸側作り1
部材である円板16が設けられており、この円板16は
ドローバ−14の終端近傍に固定されてコレットチャッ
クと一体に動作可能であるとともに、第1の回転止めの
ピン17によって主軸13と一体に回転するように構成
されている。さらに、主軸13の終端側のフレーム11
近傍には第1の当接部分13Aが形成されており、この
当接部分13Aと円板16との間にはクランプ用付勢手
段であるクランプ角皿ばね18が介装されている。この
クランプ角皿ばね18は、円板16およびドローバ−1
4を図中右方へ移動させてコレットチャックで工具のプ
ルスタンドを確実にクランプしうるような付勢力を生じ
るように構成されている。
At the end of the main shaft 13, there is a main shaft side structure 1 that is movable in the axial direction.
A disc 16 which is a member is provided, and this disc 16 is fixed near the end of the drawbar 14 and can operate integrally with the collet chuck, and is connected to the main shaft 13 by a first rotation stopper pin 17. It is configured to rotate as a unit. Furthermore, the frame 11 on the terminal side of the main shaft 13
A first contact portion 13A is formed in the vicinity, and a clamp square disc spring 18, which is a clamp biasing means, is interposed between this contact portion 13A and the disc 16. This clamp square disc spring 18 includes a disc 16 and a drawbar 1.
4 to the right in the figure to generate a biasing force that can reliably clamp the pull stand of the tool with the collet chuck.

一方、主軸13の終端側を包囲するようにシリンダケー
ス21が設けられており、このシリンダケース21はフ
レーム11に固定されたガイドボルト22に摺動自在に
貫通支持され、図中左端の第2の当接部分21Aで第1
の当接部分+3Aに当接可能であるが、ガイドボルト2
2の頭部との間に介装されたクリアランス保持用皿ばね
23によって図中左方へ付勢され、通常第1および第2
の当接部分13A、21Aは互いに所定のクリアランス
を保持されているゆ シリンダケース21の内部に形成されたシリンダ24内
には固定側作動部材であるピストン31が収められてお
り、このピストン31は軸方向に移動可能かつ図中左側
端面で円(反16に当接可能とされているとともに、第
2の回転止めのビン32によってシリンダケース蓋21
Bおよびフレーム11に対して回転しないように保持さ
れている。
On the other hand, a cylinder case 21 is provided so as to surround the terminal end side of the main shaft 13, and this cylinder case 21 is slidably supported by a guide bolt 22 fixed to the frame 11, and is supported by a second cylinder case 21 at the left end in the figure. The first contact portion 21A of
It is possible to contact the contact part +3A of the guide bolt 2.
It is biased to the left in the figure by a clearance-maintaining disc spring 23 interposed between the head of
The abutting portions 13A and 21A are maintained at a predetermined clearance from each other.A piston 31, which is a fixed side operating member, is housed in a cylinder 24 formed inside a cylinder case 21. It is movable in the axial direction and can come into contact with a circle (reverse 16) on the left end surface in the figure, and the cylinder case lid 21 is movable by the second rotation stopper pin 32.
B and the frame 11 so as not to rotate.

また、ピストン31の中心にはシリンダケース蓋21B
を摺動自在に貫通して一端を外部に露出された中空の通
気管33が取付けられており、この通気管33はピスト
ン31と円板16との当接時に図中通気管33の左端に
取付けられたカプラ34を介してドローバ−14の終端
に圧接され、外部に露出する給気口33Aから通気路1
5を介して主軸先・地部に圧搾空気を供給可能に構成さ
れている。
Also, at the center of the piston 31 is a cylinder case lid 21B.
A hollow vent pipe 33 is attached to the vent pipe 33 with one end exposed to the outside and slidably penetrates the pipe. The air passage 1 is connected to the terminal end of the drawbar 14 through the attached coupler 34 and from the air supply port 33A exposed to the outside.
5, compressed air can be supplied to the tip of the spindle and the base.

一方、シリンダケース21の図中右側のシリンダケース
M21Bとピストン31との間には、第1の駆動手段で
ある小径の副シリンダ41と第2のW fJ+手段であ
る大径の主シリンダ42とが同軸かつ互いに水密に隔離
されて設けられており、それぞれシリンダケースI!2
1Bの外側面に開口する第1の給油口41Aおよび第2
の給油口42Aに連通されている。
On the other hand, between the cylinder case M21B on the right side in the figure of the cylinder case 21 and the piston 31, there is a small diameter sub cylinder 41 which is the first driving means and a large diameter main cylinder 42 which is the second W fJ+ means. are provided coaxially and watertightly isolated from each other, each with a cylinder case I! 2
A first oil filler port 41A and a second oil filler port that open on the outer surface of 1B
The fuel supply port 42A is connected to the fuel supply port 42A.

ここで、gf1シリンダ41は第1の給油口41Aから
供給される作動油によってピストン31を図中左方へ移
動させて円(反16に当接させることが可能であるが、
副シリンダ41による駆動力はクランプ角皿ばね18の
付勢力より小さく、かつシリンダケース21を移動可能
なようにクリアランス保持用皿ばね23の付勢力より大
きくされ、ピストン31と円(反16とを当接させるこ
とによって摩擦力を生じさせ、自動工具交換装置のチェ
ンジアームと工具間の摩擦などによる主軸13を回転さ
せようとする外力に抗して主軸13を停止させ得るよう
に設定されている。
Here, the gf1 cylinder 41 can move the piston 31 to the left in the figure by using the hydraulic oil supplied from the first oil supply port 41A and make it come into contact with a circle (reverse 16).
The driving force of the sub-cylinder 41 is smaller than the biasing force of the clamp square disc spring 18 and larger than the biasing force of the clearance-maintaining disc spring 23 so that the cylinder case 21 can be moved. The contact is configured to generate a frictional force and stop the spindle 13 against an external force that attempts to rotate the spindle 13 due to friction between the change arm of an automatic tool changer and the tool. .

また、主シリンダ42は加圧面積を広くされでおり、第
2の給油口42Aから供給される作動油によってピスト
ン31および円4&16をクランプ角皿ばね18の付勢
力に抗して図中左方へ移動させることが可能である。こ
のとき、シリンダケース21からピストン31へ加えら
れる力は、第1および第2の当接部分13A、21Aに
より直接主軸13と円板16との間に伝達され、主軸1
3とフレーム11との間に作用してヘアリング12に不
必要な力が加わることを防止する。
In addition, the main cylinder 42 has a wide pressurizing area, and the hydraulic oil supplied from the second oil supply port 42A moves the piston 31 and the circles 4 & 16 to the left in the figure against the biasing force of the clamp square plate spring 18. It is possible to move it to At this time, the force applied from the cylinder case 21 to the piston 31 is directly transmitted between the main shaft 13 and the disc 16 by the first and second contact parts 13A and 21A, and
3 and the frame 11 to prevent unnecessary force from being applied to the hair ring 12.

さらに、ピストン31の外周面とシリンダ24の内周面
との間には各々の段差によって形成されたクリアランス
保持用シリンダ43が設けられ、このシリンダ43はシ
リンダケースM21Bの外側面に開口する第3の給油口
43Aから供給される作動油によってピストン31を図
中右方へ移vJ可能に構成されている。なお、工具を交
換する際には、給気口33Aから圧搾空気を供給し、主
軸13および工具のテーバ面の清掃を行う。
Furthermore, a clearance-maintaining cylinder 43 is provided between the outer circumferential surface of the piston 31 and the inner circumferential surface of the cylinder 24, which is formed by respective steps, and this cylinder 43 has a third cylinder 43 that opens on the outer surface of the cylinder case M21B. The piston 31 is configured to be able to move to the right in the figure by hydraulic oil supplied from the oil supply port 43A. Note that when replacing the tool, compressed air is supplied from the air supply port 33A to clean the spindle 13 and the taper surface of the tool.

このように構成された本実施例においては、第3図(A
)に示すように工具を保持するとともに、第3図(B)
および(C)に示す一連の動作によって工具の交換を行
う。
In this embodiment configured in this way, as shown in FIG. 3 (A
) while holding the tool as shown in Figure 3(B).
The tool is replaced by a series of operations shown in (C).

第3図(A)において、シリンダケース21内のピスト
ン31は図中右端位置にあり、円板16はクランプ角皿
ばね18の付勢力R9によってドローバ−14を介して
コレットチャックへで確実に工具Bを固定している。こ
のとき、シリンダケース21はクリアランス保持角皿ば
ね23によりフレーム11側すなわち図中左側位置とさ
れており、第1および第2の当接部分13A、21Aの
間には所定のクリアランスが保持され、円+ff16と
ピストン31との間にもクリアランスが保たれており、
主軸13は主軸駆動用モータCによって回転されて主軸
13先端にコレットチャックAで取り付けられた工具B
で所定の工作を行う。
In FIG. 3(A), the piston 31 in the cylinder case 21 is at the right end position in the figure, and the disc 16 is securely moved to the collet chuck via the drawbar 14 by the biasing force R9 of the clamp square plate spring 18. B is fixed. At this time, the cylinder case 21 is positioned on the frame 11 side, that is, on the left side in the figure, by the clearance-maintaining square plate spring 23, and a predetermined clearance is maintained between the first and second contact portions 13A and 21A. A clearance is also maintained between the circle +ff16 and the piston 31,
The main shaft 13 is rotated by a main shaft driving motor C, and a tool B is attached to the tip of the main shaft 13 with a collet chuck A.
Perform the specified work with.

−方、工具Bの交換にあたっては、主軸13をオリエン
テーションストップで停止させたのち以下の動作を行う
- On the other hand, when replacing the tool B, the spindle 13 is stopped at the orientation stop and then the following operations are performed.

まず、プリアンクランプ動作として、第3図(B)に示
すように、副シリンダ41によってピストン31に図中
左向きの駆動力F、を加え、ピストン31を左方にDJ
多勤させて円十反16に当接させ、シリンダケース21
を介して主軸13とフレーム11とを一体化させること
により、フレーム11に対する主軸13の回転を阻止す
る。このとき、駆動力F、は付勢力R1より小さくかつ
付勢力Rtより大きくされており、ピストン31は円板
16によって移動を停止されるとともに、駆動力F、の
反力によりクリアランス保持角皿ばね23を圧縮してシ
リンダケース21を右方にDlだけ移動させ、第1およ
び第2の当接部分13A、21Aを当接させ、より確実
にオリエンテーションストップ状態を保持する。
First, as a pre-unclamp operation, as shown in FIG. 3(B), a driving force F directed leftward in the figure is applied to the piston 31 by the sub-cylinder 41, and the piston 31 is moved leftward by DJ.
The cylinder case 21 is brought into contact with the circle jutan 16.
By integrating the main shaft 13 and the frame 11 via the main shaft 13, rotation of the main shaft 13 with respect to the frame 11 is prevented. At this time, the driving force F is smaller than the urging force R1 and larger than the urging force Rt, and the piston 31 is stopped from moving by the disk 16, and the reaction force of the driving force F causes the clearance-maintaining rectangular plate spring 23 is compressed to move the cylinder case 21 to the right by Dl, and the first and second abutting portions 13A and 21A are brought into contact with each other to more reliably maintain the orientation stop state.

次に、アンクランプ動作として、第3図(C)に示すよ
うに、主シリンダ42によってピストン31に図中左向
きの駆動力F2を加えて、付勢力R9に抗してクランプ
角皿ばね18を圧縮し、円板16を左方にD2だけ移動
させてドローバー14を左方に押し出すことにより、コ
レットチャックAで主軸I3に取付けられていた工具B
をアンクランプする。
Next, as an unclamping operation, as shown in FIG. 3(C), a driving force F2 directed leftward in the figure is applied to the piston 31 by the main cylinder 42, and the clamp square disc spring 18 is moved against the biasing force R9. By compressing and moving the disc 16 to the left by D2 and pushing the drawbar 14 to the left, the tool B attached to the main shaft I3 with the collet chuck A is removed.
Unclamp.

一方、交換された工具Bを主軸13にクランプするにあ
たっては、主シリンダ42および副シリンダ41への作
動油の供給を停止するとともに、クリアランス保持用シ
リンダ43に作動油を供給することにより、第2図(A
)の状態に戻り、工RBの交換を完了する。この状態に
おいて、工具Bは皿ばね18の付勢力により主軸13に
クランプされ、かつピストン31と円板I6との間およ
び当接部分21A、13Aの間には所定のクリアランス
が保たれており、主軸駆動用モータCによる主軸13の
回転が阻害されることはなく、工具已による加工作業が
可能となる。
On the other hand, when clamping the replaced tool B to the main shaft 13, the supply of hydraulic oil to the main cylinder 42 and the sub cylinder 41 is stopped, and hydraulic oil is supplied to the clearance holding cylinder 43, so that the second Diagram (A
) to complete the replacement of the engineering RB. In this state, the tool B is clamped to the main shaft 13 by the biasing force of the disc spring 18, and a predetermined clearance is maintained between the piston 31 and the disk I6 and between the contact portions 21A and 13A. The rotation of the main shaft 13 by the main shaft driving motor C is not hindered, and machining work using a tool blade is possible.

このような本実施例によれば、以下に示すような効果が
ある。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.

すなわち、工具の自動交換にあたって、主軸13のオリ
エンテーションストップの後、プリアンクランプ動作に
よって主軸13が回転しないように固定するため、自動
工具交1!ll!装置のチェンジアーム等の接触によっ
て主軸13の回転角度位置が変化することを防止でき、
円滑な自vJ工具交tA +jj作を行うことができる
That is, in automatic tool exchange, after the orientation of the spindle 13 is stopped, the spindle 13 is fixed so as not to rotate by a pre-unclamp operation, so that the automatic tool change 1! ll! It is possible to prevent the rotation angle position of the main shaft 13 from changing due to contact with the change arm of the device, etc.
Smooth self-vJ tool exchange tA +jj operation can be performed.

また、副シリンダ41により円板16とピストン31と
を当接させるプリアンクランプ動作による主軸13のオ
リエンテーションストップの保持は、主シリンダ42に
よる工具のアンクランプ動作の際に当接させる円板16
とピストン31とによって行われるため、構造を簡略化
できるとともに確実な動作を行うことができる。
Further, the orientation stop of the main shaft 13 is maintained by the pre-unclamping operation in which the disc 16 and the piston 31 are brought into contact with each other by the sub cylinder 41.
Since this is performed by the piston 31 and the piston 31, the structure can be simplified and reliable operation can be performed.

さらに、円板16およびドローバ−14の移動によって
行われる工具のアンクランプ動作の際に、円I反16に
加えられるピストン31の駆動力の圧力はシリンダケー
ス21および第1、第2の当接部分13人、21Aを介
して、フレーム11を経由することなく直接主軸13に
伝達されるため、主軸13を回転支持するベアリング類
あるいはシリンダケース21とフレーム11との支持部
分などに無理な力がかかることを防止できる。なお、こ
れによりクランプ角皿ばね18の付勢力はベアリング類
の負荷容量に関わりなく強くすることができ、工具のク
ランプをさらに確実にすることもできる。
Furthermore, when the tool is unclamped by the movement of the disk 16 and the drawbar 14, the pressure of the driving force of the piston 31 applied to the circle 16 is applied to the cylinder case 21 and the first and second abutments. Since the force is directly transmitted to the main shaft 13 through the parts 13 and 21A without going through the frame 11, unreasonable force is applied to the bearings that rotationally support the main shaft 13 or to the support part between the cylinder case 21 and the frame 11. This can be prevented. In addition, as a result, the biasing force of the clamp square plate spring 18 can be increased regardless of the load capacity of the bearings, and the clamping of the tool can be made even more reliable.

また、ピストン31と円板16との間、および当接部分
13A、21Aの間にはクリアランス保持角皿ばね23
およびクリアランス保持用シリンダ43により所定間隔
が保持されるため、主軸13が高速回転中に接触して破
壊する等の危険を防止できる。
Additionally, a clearance-maintaining square disc spring 23 is provided between the piston 31 and the disc 16 and between the contact portions 13A and 21A.
Since a predetermined interval is maintained by the clearance-maintaining cylinder 43, it is possible to prevent the main shaft 13 from contacting and breaking during high-speed rotation.

なお、本発明は前記実権例に限定されるものではなく、
以下に示すような変形をも含むものである。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned practical examples,
It also includes the following modifications.

すなわち、主軸固定用駆動手段およびアンクランプ用駆
動手段は前記実施例における副シリンダ41および主シ
リンダ42に限らず、シリンダケース21の外部からピ
ストンロンドを介してピストン31を駆動するシリンダ
あるいはソレノイド、モータ等であってもよく、要する
に主軸固定用駆動手段は固定側動作部材を主軸側作動部
材にクランプ用付勢手段より小さい力で圧接させるもの
であればよく、またアンクランプ用駆動手段は固定側作
動部材を介して主軸側作動部材をクランプ用付勢手段に
抗して移動させうるものであればよい。
That is, the drive means for fixing the main shaft and the drive means for unclamping are not limited to the sub cylinder 41 and the main cylinder 42 in the above embodiment, but may also be a cylinder, a solenoid, or a motor that drives the piston 31 from outside the cylinder case 21 via the piston rod. In short, the driving means for fixing the main shaft may press the fixed-side operating member against the main shaft-side operating member with a smaller force than the clamping biasing means, and the driving means for unclamping may press the fixed-side operating member against the main shaft-side operating member. Any mechanism may be used as long as it can move the main shaft-side operating member via the operating member against the clamp biasing means.

また、固定側作動部材はピストン31のように単体のも
のに限らず、主軸固定用駆動手段に対応するものとアン
クランプ用駆動手段に対応するものとを別個に設けると
してもよく、例えば各々の駆動手段としてシリンダを用
い、これらから突出するピストン口、ド等を固定側作動
部材として主軸側作動部材に当接させるように構成して
もよい。
Furthermore, the fixed-side operating member is not limited to a single unit like the piston 31, but may also be provided separately with one corresponding to the main shaft fixing drive means and the other corresponding to the unclamping drive means. A cylinder may be used as the driving means, and the piston port, door, etc. protruding from the cylinder may be configured to contact the main shaft side operating member as a stationary side operating member.

しかし、前記実施例のように構成すれば構造を簡単かつ
コンパクトにすることができる。
However, if configured as in the embodiment described above, the structure can be made simple and compact.

さらに、クランプ用付勢手段としてはクランプ角皿ばね
18に限らずコイルばねあるいはガススプリング等でも
よいが、工具の確実なりランプが行え、主軸の高速回転
においても偏心の影響が小さくかつ温度変化による影響
が小さいことが好ましく、前記実施例のように皿ばねを
用いることが望ましい。
Furthermore, the biasing means for clamping is not limited to the clamp square plate spring 18, but may also be a coil spring or a gas spring, but the tool can be reliably ramped, the influence of eccentricity is small even when the main shaft rotates at high speed, and the influence of temperature changes It is preferable that the influence is small, and it is desirable to use a disc spring as in the above embodiment.

その他、シリンダケース21を移動可能とする構造、あ
るいは通気路15、通気管33およびカプラ34により
形成される清掃用の通気路は本発明に特に必要なもので
はなく、実施にあたっては適宜省略しでよく、また各部
の形状、寸法等も適宜変更しうるちのである。
In addition, the structure that makes the cylinder case 21 movable or the cleaning air path formed by the air path 15, the air pipe 33, and the coupler 34 are not particularly necessary for the present invention, and may be omitted as appropriate when implementing the invention. It is also possible to change the shape, dimensions, etc. of each part as appropriate.

(発明の効果〕 前述したように、本発明によれば工具着脱装置を簡単な
構造で主軸位置を確実に保持することができるという効
果がある。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, there is an effect that the tool attachment/detachment device can reliably maintain the spindle position with a simple structure.

【図面の簡単な説明】 明図である。 2、     11・・・フレーム、12・・・ベアリ
ング、13・・・主軸、14・・・ドローバー、16・
・・主軸側作動部材である円板、18・・・クランプ用
付勢手段であるクランプ角皿ばね、31・・・固定側作
動部材であるピストン、4I・・・主軸固定用駆動手段
である副シリンダ、42・・・アンクランプ用駆動手段
である主シリンダ。
[Brief description of the drawings] This is a clear drawing. 2, 11... Frame, 12... Bearing, 13... Main shaft, 14... Drawbar, 16...
. . . Disc which is the main shaft side operating member, 18 . . . Clamp square plate spring which is the clamp biasing means, 31 . . . Piston which is the fixed side operating member, 4I . . . Sub cylinder, 42... Main cylinder which is a drive means for unclamping.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)フレームにベアリングを介して回転自在に支持さ
れた主軸の先端に設けられて軸方向の移動によって工具
をクランプアンクランプ可能なコレットチャックと、 前記主軸の他端近傍に軸方向に移動可能に設けられてド
ローバーを介してコレットチャックと一体に動作可能な
主軸側作動部材と、 前記主軸の他端近傍に設けられて主軸側作動部材を付勢
してコレットで工具をクランプさせるクランプ用付勢手
段と、 前記フレームに主軸の軸方向に移動可能に支持されて主
軸側作動部材に当接可能な固定側作動部材と、 この固定側作動部材を前記付勢手段の付勢方向と逆向き
に駆動して前記付勢手段の付勢力より小さな力で主軸側
作動部材に圧接させる主軸固定用駆動手段と、 前記固定側作動部材を前記付勢手段の付勢方向と逆向き
に駆動して前記付勢手段の付勢力より大きな力で主軸側
作動部材に圧接させるアンクランプ用駆動手段と を備えたことを特徴とする工具着脱装置。
(1) A collet chuck that is installed at the tip of a main shaft rotatably supported by a frame via a bearing and can clamp and unclamp a tool by moving in the axial direction; and a collet chuck that is movable in the axial direction near the other end of the main shaft. a spindle-side actuating member that is provided on the main shaft and can be operated integrally with the collet chuck via a drawbar; and a clamp attachment that is provided near the other end of the spindle and biases the spindle-side actuator to clamp the tool with the collet. a fixed-side actuating member supported movably in the axial direction of the main shaft by the frame and capable of abutting the main-shaft-side actuating member; a main shaft fixing drive means that is driven to press the main shaft-side operating member with a force smaller than the urging force of the urging means; and a drive means for driving the fixed-side operating member in a direction opposite to the urging direction of the urging means. A tool attachment/detachment device comprising: an unclamp drive means for pressing the main shaft side operating member into contact with a force greater than the urging force of the urging means.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02292103A (en) * 1989-04-28 1990-12-03 Okuma Mach Works Ltd Automatic tool exchanging device
JPH04115513U (en) * 1991-03-27 1992-10-14 株式会社日平トヤマメカトロニクス Spindle head tool clamping device
JP2020189383A (en) * 2019-05-23 2020-11-26 中村留精密工業株式会社 Tool main spindle structure

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JP2020189383A (en) * 2019-05-23 2020-11-26 中村留精密工業株式会社 Tool main spindle structure

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