JPS6352946A - マシニングセンタ−等の工具交換装置 - 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】 産業上の利用分野 この発明はマシニングセンター等の工具交換装置に関す
るものである。

従来の技術 従来のこの種の工具交換装置は、交換腕を有する交換軸
を支持体に軸線方向へひ１動可能でかつ回＋Ｉクツｉ＋
ｆ能に支持させ、その交換軸を１ψ動モータの作動によ
って回動又は移動させて交換腕内に工具を位置させた後
別の駆動モータの作動によって交換腕を閉じて工具を把
持し、その後交換軸を再び慴動させたり回動させて工具
交換を行なうようになっている。

発明が解決しようとする問題点 前記従来装置にあっては、交換軸の摺動、回動や交換腕
の開閉を別個の駆動源によって行なうようにしであるの
で、これ□らの作動時に信号の遅れを生じて工具交換時
間が長くなったり、各動作にタイミングのずれを生じて
作動が不円滑になり、また交換軸の摺動、回動の為の装
置や交換腕の開閉の為の装置の構成が極めて複雑になっ
て製造コストが高くなる問題点があった。

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ために、支持体に摺動か
つ回動可能に支持させた交換軸を中空にしてその中に操
作軸を軸線方向へ移動自在に嵌挿し、その操作軸と各交
換腕とを操作軸の軸線方向への移動によって各交換腕が
開閉するように関連させ、前記支持体に前記交換軸を回
転させるようにしたゼネバ機構と前記交換軸を軸線方向
へ移動させるようにした円筒カム機構と前記操作軸を軸
線方向へ移動させるようにした端面カム機構を装設する
と共に前記各機構を作動させる一つの駆動モータを設け
て成ることを特徴としている。

作用 −つの駆動モータを作動させると、その駆動モータが端
面カム機構と円筒カム機構とゼネバ機構とを夫々作動さ
せ、その端面カム機構の作動によって交換腕を開閉させ
、また円筒カム機構の作動によって交換軸を軸線方向へ
摺動させ、またゼネバ機構の作動によって交換軸を回動
させる。前記交換腕の開閉と交換軸の摺動、回動は一つ
の駆動モータによってタイミング良く円滑に作動され。

所定の工具交換動作を行なう。

実施例 図面は縦型マシニングセンターに実施した例を示してお
り、第１図、第２図において、１はコラム、２はコラム
１に設けた案内レール３．３に上下動自在に取付けであ
る支持体として例示する主軸ヘッドで、第３図に示すよ
うに昇降用モータ４によって回転されるスクリュー軸５
とそのスクリュー軸５に螺合するボールねじ６によって
周知のごとく上下動されるようにしである。前記主軸ヘ
ッド２には第：３図、第４図に示すように下向き状態の
主軸７がベアリング８を介して回転自在に支承され、か
つ抜止体２ａによって抜止めされている。前記主軸７に
は従動プーリ９が楔着され、その従動プーリ９が主軸ヘ
ッド２に固着したブラケット１０に取着しである駆動モ
ータ１１の駆動プーリ１２によってベルト１３を介して
一方向へ回転されるようにしである。前記主軸７は中心
部に操作孔１４を有し、その操作孔１４の下端部に工具
挿着用の挿着穴１５が形成されている。前記操作孔１４
内には挿着穴１５に挿着された工具１６をクランプする
為のドローバ−１７が上下摺動可能に嵌合されている、
ＩＴＪ記ドローバ−１７において、１８はバー本体、１
９はバー本体１８と一体に設である摺動部で、小径孔１
４ａに摺動自在に嵌合されている。２０はバー本体１８
に固着しである摺動体で、大径部１４ｂに摺動自在に嵌
合されている。この慴動体２０は操作孔１４の段部１＝
４　ｃとの間に介在したバネ２］、によって上方へ付勢
されている。２２は摺動体２ｏにベアリング２３を介し
て回転自在に取付けである連結片で、後述の操作アーム
に長孔２２ａを介して連結されている。２４はバー本体
１８に螺着しであるバネ性を有する一対のクランパーで
、下端部に係合部２４ａを有し、この係合部２４ａが操
作孔１４の逃げ孔１４ｄに逃げることによって挿着穴１
５に挿着された工具１６の係合部１６ａを受入れ、係合
部２４ａが小径孔１４ａに引込まれることによってｊ工
具１６の係合部１．６　ａに係合して工具１６をクラン
プするようにしである。次に、２５は主軸ヘッド２上に
突設しである支持腕２６に枢軸２７を介して枢着しであ
るＬ形の操作アームで、一方のアーム２５ａには前記連
結片２２の長孔２２ａに挿入されたピン２８が突設され
、他方のアーム２５ｂにはローラ２９が回転自在に軸支
されている。このローラ２９は主軸ヘッド２の上昇時に
コラム１にブラケット３０を介して位置調整自在に止着
しであるカム３１に当接するようにしである。

上記支持腕２６にはストッパーボルト２６ａが止着され
、このストッパーボルト２６ａが主軸ヘッド２の下降時
に前記操作アーム２５のバネ２１による回動を受止める
ようにしである。

次に、前記主軸７には第４図に示すように小径孔１４ａ
の下端部に開口する収納孔３２が主軸７の軸線に対して
直交する方向に形成されている。

その収納孔３２にはストップピン３３が孔軸線方向へ移
動可能に嵌合されている。そのストップピン３３はバネ
３４によって主軸７の中心に向けて付勢され、自体の先
端部が小径孔１４　ａに突出した状態で段部３２ａに当
接されている。そのストップピン３３の先端部は丸く曲
面に形成され、挿着孔１５に挿脱される工具１６の係合
頭１６ａに係脱し得るようにしである。

次に、３５は前記コラム１に工具貯蔵用の複数の工具ポ
ット３６を所定の工具交換位置Ａへ選択的に移動させる
ように装設しである工具マガジン装置で、第５図〜第８
図に示すように構成しである。この工具マガジン装置３
５において、３７はコラム１に止着しであるマガジン本
体で、先端部に」―下方向の回動軸；３８がベアリング
３９を介して回転自在に取付けられている。前記マガジ
ン本体３７の下面には回動軸３８を中心とする環状の案
内１か４０が形成されている。この案内ｔ７ＩＦ　４０
は両側の溝縁に張出状の係止片４１を夫々備え、これら
の係止片４】−が工具ボット３６外周の係止溝３６ａに
夫々嵌合して工具ポット３６を下向状態に吊下げて案内
するようにしである。前記回ｌｉＪ軸３８下端部には回
動プレート４２が固着されている。この回動プレート４
２には周囲の等分割１ケ置に夫々放射方向の嵌合溝４２
ａが形成され、これらの嵌合溝４２ａが前記案内溝ｌｌ
Ｏに案内されている工具ポット３６の切欠部３６ｂに夫
々嵌合されている。前記回動軸３８の上端部には第６図
に示すように周囲に係合溝４３ａを有するゼネバ機構の
ゼネバ歯車４３が楔着されされている。４４はコラム１
に止着しであるブラケット、４５はブラケット４４に止
着しである下向の割出用モータで、そのモータ軸４５ａ
にゼネバ機構の原動車４６が固着され、その原動車４６
に前記ゼネバ歯車４３の係合溝４３ａと係合可能なロー
ラ４６ａが回動自在に軸支されている。４７は前記主軸
７の工具交換位置Ａと対向する割出位置Ｃにおいてマガ
ジン本体３７に形成した放射方向の切欠溝で。

前記案内溝４０を側面に開放させている。４８は切欠溝
４７の上方位置においてマガジン本体３７に固着しであ
る支持体で、下面に前記切欠溝４７と対向する収納溝４
９ａを有する支持本体４９とその収納溝４９ａの両縁部
から張出すように支持本体４９に固着しである案内片５
０とで構成しである。前記収納溝４．９　ａと切欠溝４
７は案内路５１を形成している。５２は前記案内路５１
内に放射方向へ移動自在に配設しである工具移動体で。

自体の一対の嵌合溝５２ａが前記案内片５ｏに摺動自在
に嵌合されている。前記移動体５２には第７図に実線で
示す後退位置において案内溝４０に連続する受入溝５３
と係止片４１に連続する係止片５４とが形成され、割出
位置Ｃに工具ポット３６が割出されると係止片５４がそ
の工具ポット３（３の係止溝３６　ａに嵌合して工具ポ
ット３６を支持するようにしである。また工具移動体５
２の」二面には第７し１に示すように長溝５５が形成さ
れている。５６は支持本体４９に止着しである移動用モ
ータで、そのモータ軸５６ａにはクランク５７を固着し
である。そのクランク５７のクランクピン５８は前記長
！１５５に嵌合され、モータ軸５６ａが回転すると工具
移動体５２を第７図に仮想線にて示す前進位置に移動さ
せて交換用の工具ボッ１−３６を工具交換位置Ｂに移動
させるようにしである。

次に、５９は前記工具交換位置Ａの主軸７と工具交換位
置Ｂの」工具ポット３６との間で工具交換する交換装置
で、第９図〜第１６図に示すように構成しである。この
交換装置５９において２６０は主軸ヘッド２に設けた軸
受６１．６］によって軸線方向へ摺動自在でかつ回動自
在に支承されている交換軸で、第１図、第２図に示すよ
うに工具交換位置Ａの主軸７と工具交換位置Ｂの工具ポ
ット３６との中間位置に主軸７と平行に配設されている
。前記交換軸６０の下端部には交換ヘッド６２が装設さ
れている。この交換ヘッド６２は第９図〜第１２図に示
すように左右対称的に構成され、次に図面において左側
のものについてのみ説明し、右側のものには左側と対応
するものに同じ符号を付して重複説明を省略する。この
交換ヘッド６２において、６３は交換軸６０の下端に一
体的に固着しであるヘッド本体で、収納室６４と先端面
に開口する腕案内孔６５とが夫々形成されている。

またヘッド本体６３には腕案内孔６５の両側壁６３ａに
第１０図に示すように貫通孔６６が形成され、その貫通
孔６６の外側においてヘッド本体６３にバネ受部材６７
が止着されている。前記腕案内孔６５には一対の交換腕
６８．６８の基部側が挿入され、それらの交換腕６８．
６８の基部がヘッド本体６３に枢軸６９，６９を介して
開閉自在に枢着されている。前記枢軸６９．６９は図面
の右側の交換腕６８．６８をも同時に枢着している。

１）ス記交換腕Ｇ８．６８の先端部には把持片７０゜７
０が止着され、これらの把持片７０．７０が工具１６の
切欠部１．６（、Ｌ″−嵌合して工具１６を回転方向の
位置決めをした状態で把持するようにしである。また交
換腕６８．６８の中間部内側には第１２図に示すように
カム部材として例示するカム片７１．７１が設けられ、
これらのカム片７］、７１に上方に行くにつれて開閉中
心線Ｙから遠ざかるように傾斜しているカム面７１ａ、
７１Ｅ上が形成されている。また交換腕６８．６８の中
間部外側にはバネ受索７２．７２が形成され、このバネ
受索７２．７２と前記バネ受部材６７に設けたバネ受索
７３．７３間に把持バネ７４．７４が夫々圧縮介装さ才
している。これらの把持バネ７４．７４は交換腕６８．
６８を閉じる方向へ付勢し、前記カム面７１ａ、７１．
　ａを後述のカムフォロアに当接させている。前記ヘッ
ド本体６３の収納室Ｇ４内には両交換腕６８．６８間に
操作体７５が上下動可能に配設されている。この操作体
７５は交換軸６０の中空孔６０ａに上下動自在に嵌挿し
である操作軸７６に固着され、かつヘッド本体６３に止
着しであるガイドビン７７によって上下摺動自在に案内
されている。前記操作体７５の側面にはカム部材として
例示する一対のカムフォロア７８．７８が回転自在に軸
支され、これらのカムフォロア７８．７８がカム面７１
ａ、７１ａに当接しており、第１２図に示すように操作
軸７６が上昇すると交換腕６８．６８が閉じ、操作軸７
６が下降すると交換腕６８．６８が開くようにしである
。また前記操作体７５の下端部には第１２図に示すよう
に腕ロツク用の一対の係合片７９．７９が一体に突設さ
れている。それらの係合片７９゜７９は夫々交換腕６８
．６８の下方に位置され、それらの先端部−に面には閉
状態の交換腕６８．６８の外側下部と対向する位置に上
方に行くにつれて開閉中心線Ｙから遠ざかるようにした
斜面７９ａ、７９ａが形成されている。これらの斜面７
９ａ、７９ａは前記開閉中心線Ｙに対して対称に形成さ
れ、操作軸７６が１＝昇されろと斜面７９ａ。

７９ａが交換腕６８．６８に係合して両交換腕６８．６
８を開閉中心線Ｙを中心とする閉位置にロックするよう
にしである。上記操作軸７Ｇの」一端部にはバネ受座８
０が固着され、このバネ受座８０と交換１ｌｉｌ１１６
０間にバネ８１が圧、縮介装されている。１５０は切粉
の侵入を防止する為の遮蔽板である。

次に、８２は前記交換１ｉｉ（ｌ１６０を昇降させる為
のＢ、　１線装置で、第９図、第１３図、第１４図に示
すように構成されている。この昇降装置８２において、
８３は主軸ヘッド２の上面に止着しである中空の支持ブ
ラケントで、下方部は主軸ヘッド２上面の孔８４を通し
て主軸ヘット２内に収容されている。８５は支持ブラケ
ット８３にベアリング８６．８６を介して回転自在に支
持させである」−下方向の回転軸で、上端部は、支持ブ
ラケット８３」−に止着しである駆動モータ８７のモー
タ軸８７ａに一体回転するように連結されている。前記
回転軸８５の中間部には外周面にカム溝８８ａを有する
円筒カム機構の円筒カム８８が一体的に梗着され、この
円筒カム８８が支持ブラケット８３の４本の脚部８３ａ
、８３ｂ、８３ｃ、８３ｄ間に位置されている。前記支
持ブラケット８３の後方の脚部８３ａには円筒カム機構
のカムレバー８９の基部が枢軸９０を介して上下揺動自
在に枢着されている。そのカムレバー８９の先端部には
ローラ９１が回転自在に軸支され、このローラ９１が前
記交換軸６０の上端部に固着しである係合体９２の環状
溝９２ａに係合されている。また、カムレバー８９の中
間部には前記カム溝８８ａに係合されているカムフォロ
ア９３が回転自在に軸支されている。前記カム溝８８ａ
は円筒カム８８の１回転によってカムレバー８９を第９
図に仮想線で示す位置まで１回揺動させて交換軸６ｏを
一時的に所定量下降させるように形成しである。

次に、９４は前記交換軸６０を回転させる為の回転装置
で、第９図、第１４図〜第１６図に示すように構成され
ている。この回転装置９４において、９５は前記支持ブ
ラケット８３の下面に固着しである支軸１２０やベアリ
ング１２１を介して回転自在に取付けられている中間歯
車、９６は中間歯車９５と一体に設けであるゼネバ機構
のゼネバ歯車で、周１．ｆｌ＋には第１５図に示すよう
に複数の係合１ｆ１９６　ａを備えている。９７は回転
軸８５の上端部に楔着しであるゼネバ機構の原動車で、
１油記ゼネバ歯車９６の係合溝９１３ａと係合可能なロ
ーラ９８が回転自在に軸支されている。９９は前記交換
軸６０の中間部に楔着しである従！ｊｌｌ車で、交換ｌ
ｌ１ｌｌ１６０が前記昇降装置８２によって最下降され
た状態において前記中間歯車９５に噛合し、交換軸６ｏ
が下降端から」二昇された状態ではその中間歯車９５と
の噛合が外れるようにしである。前記従動歯車９９と中
間歯車９５との歯数比率は前記回転軸８５の矢印方向へ
の１回転によって交換軸６０が矢印方向へ半回転するよ
うに設定しである。１．　ＯＯは主軸ヘット２に正着し
である回仙阻市片で、第１６図に示すように交換軸６０
側の面に従動歯車９９の１つの歯溝と係合可能な突条１
００ａが形成され、交換軸６０が下降端から」二昇され
た状態では従動歯車９９の歯溝と係合して従動歯車９９
の自由回動を阻止するようにしである。

１０１は前記操作軸７６を軸線方向へ移動させて交換腕
６８．６８を開閉操作する腕開閉装置で、第９図、第１
３図、第１４図に示すように構成されている。この腕開
閉装置１０１において、１０２は中間部を前記脚部８３
ｂに枢軸１０３を介して上下揺動自在に枢着しである端
面カム機構のカムレバーで、前端部１０２ａにはねじ孔
１０４が形成され、そのねじ孔１０４に操作軸７６の上
端部に当接可能な当接ボルト１０５が螺合されてナツト
１０６によって固定されている。Ｏｊｆ記力ムレ／＜−
１０２の後端部１０２ｂにはカムフォロア１０７が回転
自在に枢着され、そのカムフォロア１０７が前記円筒カ
ム８８の上側端面に形成しである端面カム機構の端面カ
ム１０８のカム面１０８ａに前記バネ８１のバネ力によ
って圧接されている。前記端面カム１０８のカム面１０
８ａは通常はカムフォロア９３を押上げることによって
交換腕６８．６８を開放させており、回転軸８５が回転
されるとその中間回動領域においてカムフォロア９３の
下降を許容して交換腕６８．６８を閉じるように形成し
である。１．０９は交換腕６８，６８が開放状態にある
ことを検出する検出器で、カムレバー１０２に突設しで
ある検出ピン１　］、　Ｏを検出するようにしである。

上記昇降装置８２、回転装置９４及び腕開閉装置１．０
１の作動は第１７図に示すタイムチャート図に示すよう
に互いに関連されている。なお、図面上、１１】は加」
−テーブルである。

次に、上記構成の作動について説明する。先ず、加工作
業に先立ち工具マガジン装置３５の各工具ポット３６に
は所定の種類の工具１６が夫々挿４され、また主軸７の
挿着穴１５にも所定の種類の工具１６が挿着されている
。次に加工テーブル】１１上の加工物Ｍを加工する場合
には、昇１′−￥用モータ４を作動させてスクリュー軸
５を回転させ、このスクリュー軸５の回転によって主軸
ヘッド２を最上昇端の工具交換位置Ａから下方の加工領
域に下降させる。」二記主軸ヘッド２が工具交換位）π
Δから下降されると、操作アーム２５のローラ２９がカ
ム３１から離れて操作アーム２５がバネ２１によって第
３図において時計方向へ回動されてストッパーボルト２
６ａに当接される。これによりドローバ−１７は上昇さ
れてクランパー２４の係合部２４ａが挿着穴１５内の工
具１６の係合部１６ａを係止して小径孔１４ａ内に引き
込み、その工具１６をクランプした状態に維持する。ま
た上記工具交換位置Ａからの下降によって主軸ヘッド２
が第３図に示すように工具１６のクランプを完了する位
置迄下降されると、そのことを図示しない検出器によっ
て検出して駆動モータ１１を作動させ、その結果駆動プ
ーリ１２が回転して従動プーリ９を回転させ、主軸７を
矢印方向へ回転させる。この状態で主軸ヘッド２が加工
領域内で昇降し、主軸２に挿着されている工具１６によ
って加工物Ｍの加工を行なう。なお上記加工作業を行な
う場合には、交換装置５９の駆りｊモータ８７は停止さ
れており１円筒カム８８は第９図の状態で停止されてい
る。従って、昇降装置８２のカムレバー８９は上方へ回
動され、交換軸６０を第９図に示すように上昇端に位置
させている。この場合回転装置９４の従動歯車９９は中
間歯車９５との噛合が外れて上昇されているが、その従
動歯車９９の歯）１１￥が回動阻止片１００の突条１０
０ａに係合して自由回動が阻止されている。また腕開閉
装置１０１のカムレバー１０２が第９図において反時計
方向へ回動され、当接ボルト１０５が操作軸７６をバネ
８１に抗して押下げている。この操作軸７６の押下げに
よって交換ヘッド６２の操作体７５を下降させ、この操
作体７５の下降によって係合片７９．７９が下降して交
換腕６８．６８の把持位置へのロックを解除し、またカ
ムフォロア７８．７８が第１２図に実線で示すようにカ
ム片７１．７１のカム面７１ａ、７１ａを押し、交換腕
６８．６８を夫々把持バネ７４．７４に抗して開放させ
ており、これにより一方側の交換腕６８．６８は主軸７
の工具１６を挟む位置に位置されている。

一方、前記加工作業を行なっている間に、工具マガジン
装置３５においては割出用モータ４５が作動してモータ
軸４５ａが回動軸３８及び回動プレート４２を回動させ
、主軸７の工具１６と次に交換すべき工具１６を保持し
ている工具ポット３６を割出位置Ｃに割出す。その割出
位置Ｃに工具ボット３６が割出されると、その工具ポッ
ト３６の上部が移動体５２の受入溝５３に入って工具ボ
ッ１〜３６の係止溝３６ａが係止片５４に係合する。

その後移動用モータ５６が作動してクランク５７を一方
向へ半回転させ、これによりクランクピン５８が工具移
動体５２を主軸７方向へ前進移動させ、前記工具ボット
３６の工具１６を第１１図に示す工具交換位置Ｂに移動
させ、その工具１６を主軸７と平行な下向状態に位置保
持する。

次に、主軸７の工具１６による加工が終了し。

次の加工の為に工具交換指令が発右゛１されると、先ず
昇降用モータ４が作動してスクリュー軸５を回転させ、
そのスクリュー軸５が主軸へノド２を最」二昇端の工具
交換位置Ａに向けて上昇させる。この主軸ヘッド２の上
昇によってその主軸ヘッド２が加工領域より上昇される
と、そのことを検出器が検出して駆！ＦＩＩモータ１１
の作動を停止し、これにより主軸７及び工具１６の回転
が停止される。

また前記主軸ヘッド２が工具交換位［ｉＡに上昇される
と、操作アーム２５のローラ２９がカム３１に当接して
第３図において反時計方向へバネ２１に抗して回シ」さ
れ、これにより操作アーム２５のピン２８がドローバ−
１７を押下げる。このドローバ−１７の押下げによって
クランパー２４が下降され、その結果係合部２４ａが小
径孔１４Ｆ１から抜は出して逃げ孔１４ｄ内に位置され
、これにより係合部２４ａが工具１６の係合部１６ａか
ら離脱して工具１６のクランプを解除する。この場合主
軸７にはストップピン３３が設けてあり、そのストップ
ピン３３がバネ３４によって］−具１６の係合部１６ａ
に係合しているので、挿着穴１．５に挿着されている工
具１６はクランプ状態が維持され、その工具１６が挿着
穴１５から抜は落ちることはない。また前記のように主
軸ヘッド２が上昇されると、第１１図に示すように開放
状態の他方側の交換軸６８．６８が工具交換位置Ｂの交
換用の工具１６を両側から挟む位置に上昇される。

主軸ヘッド２が工具交換位置Ａに上昇されると、次に駆
動モータ８７が作動されてモータ軸８７ａが矢印方向へ
１回転される。前記モータ軸８７ａの回転によって回転
軸８５及び円筒カム８８が回転され、その円筒カム８８
の回転によって先ず端面カム１０８が第１７図に示すよ
うにカムフォロア１０７を下降させ、これによりカムレ
バー１０２がバネ８１によって回動されると共に操作軸
７６がバネ８１によって上昇される。この操作軸７６の
上昇によって操作体７５、カムフォロア７８．７８及び
係合片７９．７９が夫々上昇され、そのカムフォロア７
８．７８の上昇によって交換腕６８．６８が把持バネ７
４．７４のバネ力によって閉じられ、その結果両側の交
換腕６８．６８の把持片７ｏ、７０は主軸７と工具ポッ
ト３６の工具１６の切欠部１６ｃ、１６ｃに嵌合してそ
の工具１６を把持バネ７４．７４のバネ力によって把持
する。また係合片７９．７９の上昇によって係合片７９
．７９の斜面７９ａ、７９ａが閉状態の交換腕６８．６
８の外側角部に係合してそれらの交換腕６８．６８を閉
鎖側へ引寄せて両交換腕６８．６８が開閉中心線Ｙに対
して対称な位置となるようにセンタリングすると共にそ
れらの交換腕６８．６８を工具把持状態にロックする。

その後、円筒カム８８が更に回動されるとカム溝８８ａ
がカムレバー８９のカムフォロア９３を下降させてカム
レバー８９を下方へ回動させ、これによりカムレバー８
９が交換軸６０を最下降させ、その結果前記一方何の交
換腕６８．６８は主軸７の挿着穴１５から工具１６を完
全に抜取り、他方側の交換腕６８．６８は工具ボット３
６の挿着穴３６ｃから工具１６を完全に抜取る。前記挿
着穴１５から］工具１６を抜取る場合、工具１６の係合
類１６ａはストップピン３３をバネ３４に抗して押下げ
ることによって係合が離脱される。また交換軸６０が下
降されると、従動歯車９９が中間両車９５に噛合される
が、この場合従動歯車９９の自由回動が回動阻止片１０
０によって阻止されているので、従動歯車９９は中間λ
車９５の歯に確実に噛合される。また交換＠６０が下降
されると、操作軸７６の上端が当接ボルト１０５から離
れ、操作１１ｉ１！１７６はバネ８１によって引上状態
に維持される。その後、回転軸８５の回転によって原動
車９７のローラ９８がゼネバ歯車９６の係合溝９６ａに
係合してゼネバ歯車９６及び中間歯車９５を所定量目：
ＦＩＩさせる。この中間歯車９５の回動によってこれと
噛合する従動歯車９９を半回転させ、その結果前記主軸
７から抜取られた工具１６を工具交換位置Ｂに位置する
工具ボット３６の挿着穴３６ｃの直下に対向させ、前記
工具ボッ１−３６から抜取られた工具１６を主軸７の挿
着穴１５の直下に対向させる。前記円筒カム８８か更に
回動されると、カム′ａ８８ａがカムフォロア９３を今
度は上昇させてカムレバー８９を上方へ回動させ、その
カムレバー８９が交換腕６０を上昇させる。これにより
前記主軸７から抜取られた工具１６は工具ポット３６の
挿着穴３６ｃに挿入され、工具ボッ１−３６から抜取ら
れた工具１６は主軸７の挿着穴１５に挿入される。前記
挿着穴１５に工具１６が挿入されると、工具１６の係合
類１６ａがストップピン３３をバネ３４に抗して押戻し
てストップピン３３に係合する。また挿着穴３６ｃに工
具１６が挿入されると、工具１６の係合類１６ａが図示
しない係合手段によって抜止めされる。その後円筒カム
８８が更に回Ｕノされると、端面カム１０８のカム而１
０８ａがカムフォロア１０７を押上げて力ｌルーバー１
０２を回動させ、これによりカムレバー１０２の当接ボ
ルト１０５が操作軸７６を押下げる。この操作軸７６の
押下げによって操作体７５が下降し、これにより係合片
７９．７９が下降して交換腕６８．６８のロックを解除
すると共に力１１フォロア７８．７８が下降して交換腕
６８．６８を開放させ、両側の交換腕６８．６８は工具
１６の把持を解除する。この場合、挿着穴１５．３６ｃ
に挿入されている工具１６は前記のようにストップピン
３３に係合しているので抜落ちることは無い。その後、
再び主軸ヘッド２が前記加工領域に下降され、挿着穴１
５内の工具１６が前記のようにクランパー２４によって
クランプされた後所定の加工が行なわれる。また工具マ
ガジン装置３５においては、移動用モータ５６が作動し
てクランク５７を再び半回転させて移動体５２を割出位
置Ｃに後退させる。その後割出用モータ４５が作動して
回動プレート４２を回動させ、次に交換すべき工具１６
を有する工具ポット３６を割出位置Ｃに割出し、その工
具ポット３６を前記のように工具交換位ｉＢに移動させ
て次の工具交換に備える。前記のように主軸ヘッド２が
工具交換位［Ａに上昇された後直ちに駆動モータ８７が
作動して工具交換動作を開始するようにしたので、工具
交換を極めて短時間（例えば０．８秒程度）に行なうこ
とができる。

前記実施例では縦型マシニングセンターに実施した場合
について示したが、本願にあっては横型は交換軸や交換
装置はコラムに装設しても良い。

発明の効果 以上のように本発明にあっては、一つの駆動モータによ
ってゼネバ機構と円筒カム機構と端面カム機構とを作動
させ、交換軸の軸線方向への摺動及び回動と交換腕の開
閉とを一つの駆動モータのモータ軸の回転によって行な
うようにしであるので、交換軸の１ｔｌＦ動及び回動と
交換腕の開閉を極めてタイミング良く円滑に行なうこと
ができ、工具交換動作を速くし得ると共に作動の為の信
号遅れを防止できて工具交換時間を極めて短かくするこ
とができる。また一つの駆動モータ作動よって交換軸の
慴動及び回ｍノと交換腕の開閉とを行なうようにしたの
で、工具交換装量の構成を簡易なものにできて装置を安
価に提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は正面図、第
２図は平面図、第３図はｌｌｌ−ＩＩＩ線拡大断７図は
第６図を断面にして示す部分図、第８図は■−■腺拡大
断面図、第９図は■−■線拡大断面図、第１０図はｘ−
ｘａ拡大断面図、第１１１図はＸ［−ＸＩ線断面図、第
１２図はｘｎ−ｘＩＩ線拡大断面図、第１３図は一部を
破断して示すＸ１ｌｌ−ＸＩＩｌ線断面図、第１４図は
ｘ　ｒｖ　−ｘ　ｒｖ線断面図、第１５図はｘｖ−ｘｖ
線断面図、第１６図はＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図、第１７
図はタイムチャート図である。 １・・・コラム、　　２・・・主軸ヘッド（支持体）、
７・・・主軸、　６０・・交換軸、７６・・・操作軸、
８７・・・駆動モータ、　　８８・・・円筒カム、　　
８９・・・カムレバー、　９６・・・ゼネバ歯車、　９
７・・・カムレバー、　１０２・・カムレバー、　　１
０８・・・端面カム、 特許出願人　　豊和工業株式会社 １ｇ１図 第２図 第３図 二づ 第４図 第５図 ＠７図 ｊ／ 第８図 １、−」 第１３図 第１７図 第１４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持体に軸線方向へ摺動可能でかつ回動可能に支持
   させた交換軸を備え、その交換軸の先端部に開閉可能な
   一対の交換腕を互いに逆方向へ突出するように二組設け
   て成るマシニングセンター等の工具交換装置に於いて、
   前記交換軸を中空にしてその中に操作軸を軸線方向へ移
   動自在に嵌挿し、その操作軸と各交換腕とを操作軸の軸
   線方向への移動によって各交換腕が開閉するように関連
   させ、前記支持体に前記交換軸を回転させるようにした
   ゼネバ機構と前記交換軸を軸線方向へ移動させるように
   した円筒カム機構と前記操作軸を軸線方向へ移動させる
   ようにした端面カム機構を装設すると共に前記各機構を
   作動させる一つの駆動モータを設けて成ることを特徴と
   するマシニングセンター等の工具交換装置。 ２、交換軸の軸線と平行な軸線を中心にして回転する円
   筒カムの周面にカム溝を設け、支持体に枢着したカムレ
   バーの先端部を交換軸に係合させ、そのカムレバーに設
   けたカムフォロアを前記カム溝に係合させて円筒カム機
   構を構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のマシニングセンター等の工具交換装置。 ３、円筒カムの端面に端面カムを設け、支持体に枢着し
   たカムレバーの先端部を操作軸に係合させ、そのカムレ
   バーに設けたカムフォロアを前記端面カムに弾力的に当
   接させて端面カム機構を構成したことを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載のマシニングセンター等の工具交
   換装置。