JPS6365465B2 - - Google Patents

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JPS6365465B2
JPS6365465B2 JP59065477A JP6547784A JPS6365465B2 JP S6365465 B2 JPS6365465 B2 JP S6365465B2 JP 59065477 A JP59065477 A JP 59065477A JP 6547784 A JP6547784 A JP 6547784A JP S6365465 B2 JPS6365465 B2 JP S6365465B2
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) この発明は、工作機械における自動工具交換装
置に関する。
(背景並びに従来技術) 一般に、数値制御工作機械等においては、スピ
ンドルの先端に取付けられた工具は、自動工具交
換装置により工作目的に応じて自動的に交換され
ることは良く知られている。
従来、上記自動工具交換装置における工具の着
脱及び搬送のためのアーム軸等の間欠揺動(回
転)並びに直進運動は、そのほとんどが油圧機構
によつて行なわれていた。
そのため、円滑な運動が期待できないと共に、
位置決め精度が悪いことからストツパが必要とな
り、このストツパによる位置決め時のシヨツクに
より動作不良、寿命短縮等の問題が生じていた。
また、高速化がはかれないという問題点もあつ
た。
これに対して特開昭58―45836号公報等により、
アーム軸の回転及び直進運動をカム機構により行
い、迅速な工具交換作業を可能にした装置が提案
されている。ところが、このようにカム機構を用
いる場合、各運動部分のバツクラツシの問題があ
るため、カム要素が増えるに伴つて位置決め精度
の低下が無視できなくなる。したがつてカム機構
によりアーム軸を駆動する場合、高い位置決め精
度を確保するには、使われるカム要素の数をでき
るだけ少なくする必要がある。
しかし、上記工具交換用のアーム軸は、比較的
複雑な運動を要求される関係で、前掲公報にもあ
るように、多くのカム要素を使わざるを得なかつ
た。そのため、位置決め精度の低下を防ぐのに、
各カム要素の加工精度を著しく高く保たねばなら
ず、これでは製作コストが大幅にアツプすること
が避けられない。
(発明の目的) そこで、この発明は円滑でかつ迅速な交換作動
が得られ、しかも正確な位置決め精度をもつ信頼
性の高い自動工具交換装置を提供することを目的
とする。
(発明の開示) 上記目的を達成するために、この発明ではまず
その先端にプロペラ状のアームを介して二つの工
具が着脱可能なアーム軸を、間欠回転及び直進の
複合運動をさせてスピンドル等に対する工具を自
動的に交換するようにした自動工具交換装置が前
提となる。
そして、モータ等により回転する駆動軸を設け
ると共に、この駆動軸に上記アーム軸を周期的に
直進運動させる溝カムと、同じく間欠回転させる
ローラギヤカムとを配設する一方、前記アーム軸
に同軸的にスプライン係合する軸を設け、前記溝
カムに従動するレバーをアーム軸に対して摺動方
向に係合させ、かつ前記ローラギヤカムのリブ間
に案内される従節ローラをもつターレツトにより
前記アーム軸とスプライン係合する軸を回転させ
るように構成する。
したがつて駆動軸の回転に伴い溝カムに従動す
るレバーにより、アーム軸が軸方向に摺動させら
れる。また、駆動軸の回転でローラギヤカムが回
転すると、リブ間に案内された従節ローラを介し
てターレツトが回転し、これによりアーム軸とス
プライン係合する軸が回転し、これと同一的にア
ーム軸を間欠回転させる。これにより、アームが
工具交換のために必要な複合運動を行う。
(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図ないし第2図に示すように、まずハウジ
ング1に駆動軸(カム軸)2が軸受3等を介して
回転自由に支持される。
この駆動軸2上には、モータ4との間でベルト
5掛けされるプーリ6と、幾何学的な溝7形状を
有する平面溝カム8(これが第1のカム機構を構
成する)と、その外周に所定形状のリブ9が形成
されたローラギヤカム10(これが、第2のカム
機構を構成する)とがタンデムに固設される。な
お、本実施例では上記プーリ6と平面溝カム8と
が一体形成されている。
上記駆動軸2と直交するようにして、ハウジン
グ1に入力軸(ターレツト軸)11が軸受12等
を介して回転自由に支持される。
この入力軸11上には、上記ローラギヤカム1
0のリブ9と係合する従節ローラ13をその外周
同心円上に等間隔で複数(図中では6個)有した
ターレツト14が固設される。
上記入力軸11と適宜増減速用(図では増速
用)の歯車機構15を介して一体回転する中間軸
16が、ハウジング1の一側部において上記入力
軸11と平行して軸受17等により回転自由に支
持される。
そして、この中間軸16の同一軸線上に位置し
て、基端部が上記中間軸16とスプライン18結
合し、他端部がハウジング1に軸受19等を介し
て回転自由でかつ軸方向に摺動可能に支持されつ
つ外部に所定の長さで突出するアーム軸20が配
設される。
このアーム軸20の中間部外周には環状溝から
なるシフトローラガイド21が形成され、このシ
フトローラガイド21にシフトローラ22を介し
てその一端が係合するレバー23の他端が、その
中間部において従節ローラ24を介して上述した
平面溝カム8の溝7に係合しつつ、ハウジング1
に回転自由にピン25結合される。
アーム軸20の外部突出端には、プロペラ状の
アーム26が固設され、このアーム26の各々の
先端側方に形成したフツク部27に二つの交換工
具(もしく工具ホルダー)28A,28Bが着脱
可能になつている。勿腕、上記フツク部27はア
ーム26の両側にたがいちがいに開口するように
して設けられる。
このような構成のため、今モータ4が回転する
と、これにプーリ6を介してベルト5掛けされた
駆動軸2が等速回転することから、駆動軸2上に
固設された平面溝カム8及びローラギヤカム10
も同様に等速回転する。
これにより、上記ローラギヤカム10に従節ロ
ーラ13を介して係合するターレツト14が、ロ
ーラギヤカム10のリブ9の形状によつて決定さ
れる所定の間欠揺動運動をし、この運動が入力軸
11と中間軸16との間に設けられた歯車機構1
5によつて適宜増減速された後、中間軸16にス
プライン18結合したアーム軸16に伝えられ
る。つまり、アーム軸16が間欠回転運動するの
である。
同時に、上記平面溝カム8に従節ローラ24を
介して係合するレバー23が、平面溝カム8の溝
7の幾何学的な形状によつて、ピン25を支点と
して周期的な揺動運動をする。この揺動運動によ
つてアーム軸20はシフトローラ22及びシフト
ローラガイド21を介して周期的な直進運動をす
る。この時、アーム軸20は中間軸16にスプラ
イン18結合しているため、中間軸16による回
転中であつても直進運動は行ない得る。
これらの結果、アーム軸20は直進及び回転の
複合運動をし、例えば第5図A〜Dのような工具
交換作動を行なう。
つまり、上述したローラギヤカム10のリブ9
及び平面溝カム8の溝7の形状が、予めアーム軸
20に対して第4図に示したようなスイング(回
動)及びリフト(直進)特性を付与するようなも
のに形成される。
これによつて、駆動軸2(ローラギヤカム10
及び平面溝カム8)が一回転する間に、アーム軸
20が適宜歯車機構15によつて増速されつつ、
まず第5図Aのアーム待機位置から時計方向に
72゜回転し、アーム26のフツク部27が工具2
8A,28Bをグリツプする(第5図Bの状態)。
この後、アーム軸20の回転は停止される一方
アーム軸20は突出方向に所定距離だけストロー
ク(直進)し、工具28A及び28Bを図外のス
ピンドル等から引き抜く。
このストローク後半からアーム軸20は再び時
計方向に180゜回転し、工具28A及び28Bの位
置を逆にすると再び回転は停止される(第5図C
の状態)。
そして、上記回転後半からアーム軸20は今度
は上述したのとは反対方向に元の位置までストロ
ークし、工具28A及び28Bを再びスピンドル
等に挿入する。
最後に、アーム軸20は今度は反時計方向に
72゜回転し、アーム26が待機位置に戻り、工具
28A及び28Bの交換が終了するのである(第
5図Dの状態)。
このようにして、本実施例では工具28A及び
28Bの交換におけるアーム軸29の直進及び間
欠回転の複合運動を、ローラギヤカム10と平面
溝カム8との組合せによるカム機構(カム曲線)
で行なうようにしたので、従来の油圧駆動方式に
比べてはるかに円滑な作動(加速度まで連続的な
運動曲線が得られるので)が期待できると共に、
作動の高速化がはかれる。
ところで、アーム軸29の間欠回転はローラギ
ヤカム10と、そのリブ9間に案内される従節ロ
ーラ13をもつターレツト14とにより行うた
め、バツクラツシがきわめて少なく、このため精
度のよい回転位置決めが行えるのであり、同様に
して、アーム軸29の直進運動も平面溝カム8と
レバー23とにより、精度よく制御することがで
きる。
また、カム機構は位置決め精度が良いため、ス
トツパ等の2次的な位置決め機構が不要となつて
位置決め時のシヨツクが解消されることから、動
作不良や寿命の短縮等の問題は生じない。
更に、油圧配管等がないため構造が簡略化し、
装置に対する信頼性が高まるという利点もある。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、アーム軸の軸方
向への運動と、間欠回転とを溝カムとローラギヤ
カムとの2つのカム機構により行うため、カム要
素が少なく、したがつて単に構造が簡略化するば
かりでなく、バツクラツシに基づいて発生する誤
差も小さく、精度の高い位置決め機能が得られ
る。しかも、ローラギヤカムはリブ間に従節ロー
ラが挾持されているため、とくに正確な回転位置
決めができ、高い割出精度を発揮する。また、間
欠回転させるときの角度位置は、可逆回転を含め
てローラギヤカムにより自由に設定でき、しかも
ローラギヤカムの駆動軸は同一方向に連続回転さ
せるだけでよく、駆動軸の回転制御が非常に簡単
になる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例の断面図、第2図は
その―線断面図、第3図は同じく―線断
面図、第4図はアーム軸のスイング及びリフト特
性を示す説明図、第5図A〜Dは工具交換の原理
を示す各々の作動状態図である。 26…アーム、28A,28B…工具、20…
アーム軸、4…モータ、2…駆動軸、8…平面溝
カム、23…レバー、10…ローラギヤカム、1
4…ターレツト、21…シフトローラガイド、1
8…スプライン、16…中間軸、15…歯車機
構。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 その先端にプロペラ状のアームを介して二つ
    の工具が着脱可能なアーム軸を、間欠回転及び直
    進等の複合運動をさせてスピンドルに対する工具
    を自動的に交換するようにした自動工具交換装置
    において、モータ等により回転する駆動軸を設け
    ると共に、この駆動軸に上記アーム軸を周期的に
    直進運動させる溝カムと、同じく間欠回転させる
    ローラギヤカムとを配設する一方、前記アーム軸
    に同軸的にスプライン係合する軸を設け、前記溝
    カムに従動するレバーをアーム軸に対して摺動方
    向に係合させ、かつ前記ローラギヤカムのリブ間
    に案内される従節ローラをもつターレツトにより
    前記アーム軸とスプライン係合する軸を回転させ
    るようにしたことを特徴とする自動工具交換装
    置。
JP59065477A 1984-04-02 1984-04-02 自動工具交換装置 Granted JPS60213454A (ja)

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JP59065477A JPS60213454A (ja) 1984-04-02 1984-04-02 自動工具交換装置

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JPS60213454A JPS60213454A (ja) 1985-10-25
JPS6365465B2 true JPS6365465B2 (ja) 1988-12-15

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