JPS6384837A - 工具自動組立装置 - 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】 ［発明の目的コ （発明の利用分野） 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
う工具自動組立装置に関する。

（従来の技術） タトエば、マシニングセンタ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を設け、制御装置から加
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、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、その工具を本体に設けられた工具自動交換装置
によりて主軸に装着するとともに、主軸に装着された工
具を取外して前記工具マガジンに格納する機能を備えた
ものは、例えば特開昭５９−１９２４３３号公報などで
公知である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前述のようなマシニングセンタは、一体
式１具が使用石れている。この一体式１具は、一般に第
８図に示すようにテーパをなすホルダ部鳳と鍔部すおよ
び刃先部Ｃとから構成嘔れている。そして、刃先部Ｃは
加工の目的によって種々異なるが、ホルダ部ａの形状は
マシニングセンタの共通の主軸に装着するために同一形
状に形成されている。したがりて、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本当シ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シ。

マシニングセンタの設備も大掛かシとなるという事情が
ある。

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、ホルダモジュールに対して刃部モ
ジュールを自動的に組立てて主軸に装着することができ
、また使用後のモジュラ工具を解体して刃部モジュール
のみを交換することができ、工具マガジンの小形化およ
び工具のコストダウンを図ることができる工具自動組立
装置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および作用）この発明は
、前記目的を達成するために、そり為う工具を構成する
種類が異なる複数の刃部モジュールを格納する工具マガ
ジンに工具受渡しポジシ曹ンと、組立ボジシ璽ンとを設
け、この組立ポジションにモジュラ工具を構成するホル
ダモジ。

−ルを把持するとともに１組立ポジシ■ンにおいてホル
ダモジュールと刃部モジュールとの組立および解体を行
なう工具組立装置を設け、この工具マガジンの工具ホル
ダが前記工具組立ポジションと工具受渡しポジシｌンと
の間を移動して組立したそジ、う工具を工具受渡しポジ
シ菅ンへ、解体すべきモジュラ工具を組立ポジションに
移すようにしたことにある。

［発明の実施例コ 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図は工作機械、たとえばマシニングセンタの全体を
示すもので、１はマシニングセンタ本体である。このマ
シニングセンタ本体１の前部にはＸＹ方向に移動可能な
主軸２が設けられているとともに、下部には被加工物３
を載置するテーブル４が設けられている。このマシニン
グセンタ本体１の一側には工具マガジン５および工具自
動交換装置（以下ＡＴＣという）６が設けられ、前記工
具マガジン５に格納された工具を選択的に取出して前記
主軸２に装着したシ、この主軸２に装着された工具を取
外して前記工具マガジン５に格納することが自動的に行
なうことができるようになりている。すなわち、前記工
具マガジン５は、上下方向に長い偏平楕円形状のガイド
レール７とこのガイドレール７にガイドされてエンドレ
ス走行するプレートチェーン８とから構成されている。

そして、このプレートチェーン８の谷プレート９・・・
には透孔からなる工具ホルダ１０が設けられ、これら工
具ホルダ１０・・・にモジュラ工具１１を構成する各モ
ノーールが１本づつ格納されるようになっている。すな
わち、モジュラ工具１１はたとえば第６図に示すように
、ホルダモジュール１２と刃部モジュール１３とから構
成でれ、ホルダモジ。

−ル１２のチー／４部１４の先端には係合爪１５が、下
端には鍔部１６および花弁状の係合爪１７が設けられて
いる。また、刃部モジュール１３の上端には前記ホルダ
モジュール１２の係合爪１７と係合可能な花弁状の係合
穴１８が設けられているとともに、下端には刃部１９が
設けられている。そして、ホルダモジュール１１の係合
爪１７に対して刃部モジュール１３の係合穴１８を係合
することによシ、一体的に結合されてモジュラ工具１１
が構成されるようになっている。なお、２０は締付はボ
ルトである。このように構成されたモジ。

う工具１１のうち種類の異なる多数本の刃部モジュール
１３・・・が前記工具マガジン５の工具ホルダ１０・・
・に格納されておシ、刃部モジュール１３は工具マガジ
ン５の裏側から挿脱できるようになっている。

そして、前記工具マガジン５には第２図ないし第４図に
示すように工具組立ポジシ１ン２１と工具受渡しポジシ
ョン２２が設けられている。そして、この工具組立ポジ
シ曽ン２１は工具マガジン５の上部位置にあり、工具受
渡しポジション２２はマシニングセンタ本体１の主軸２
と同一高さ位置に設けられている。また、工具組立ポジ
ション２１に対向して工具マガジン５の裏側に設けられ
た工具組立装置２３について説明すると、２４は前後方
向に移動自在なテーブルであシ、これはエヤシリンダ２
５によってスライドできるように構成されている。そし
て、前記テーブル２４の上部には組立ヘッド２６が搭載
され、この組立ヘッド２６によって前記モジュラ工具１
１の組立・解体を行なうようになっている。この組立ヘ
ッド２６は第５図に示すように構成式れておシ、２７は
工具把持具でるる。この把持具本体２８の内部には軸受
２９を介して回転ドラム３０が回転自在に軸支されてい
る。この回転ドラム３０の下端部にはチー、ｐ４穴３１
が設けられ、この底部にはコレットチャック３２を有し
たドローバ３３が設けられている。このドローバは前記
回転ドラム３０の内部に設けられた油圧シリンダ３４の
ピストン３５と連結されているとともに、このドローバ
３３は皿ばね３６によって引込み方向に付勢されている
。

なお、３７は回転ドラム３０を回転駆動する駆動機構で
あシ、３８は油圧シリンダ３４に油圧を送シ込むロータ
リカグラである。そして、前記テーパ穴３１にモジュラ
工具１１のホルダモジュール１２を装着するようになっ
ている。また、前記把持具本体２８の側壁にはブラケッ
ト３９を介してナツトランナ４０が設けられている。こ
のナツトランナ４０は駆動モータ４１と歯車機構４２お
よび締付は軸４３によって構成され、この締付は軸４３
はエヤシリンダ４４によってモノ、う工具１１の締付は
ボルト２０に押付けられるように構成されている。

このように構成式れた組立ヘッド２６はテーブル２４に
よりて前記工具マガジン５の工具ホルダ１０に対して進
退自在に構成されている。

また、前記ＡＴＣ６ｄ、新旧工具を自動的に交換するも
ので６Ｄ、工具交換アーム４５の長手方向中間部がロー
タリエヤシリンダ４６０回転軸４７に装着されている。

この工具交換アーム４５の両端にはモノ、う工具１１を
構成するホルダモジ。

−ル１２の鍔部１６ｔ−把持するクラン／＃　４　Ｂ　
ｓ４９が設けられている。そして、この工具交換アーム
４５は回転軸４７を細心として回動可能であり、水平状
態においては、前記一方のクラン１４４８が前記主軸２
に対向し、他方のクランパ４９が工具受痕しポジション
２２に対向してそれぞれの位置にあるモジュラ工具１１
．１１を把持することができるようになっている。

つぎに、前述のように構成式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ｓ２
に装着されたモジュラ工具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ノ、う工
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
づいてマシニングセンタ本体１０制御装置から工具−ｒ
、ｆジン５、工具組立装置２３およびＡＴＣ６に作動信
号が入力される。まず、工具マガジン５に１呉指定信号
が入力されると、グレートチェーン８が正逆方向に走行
して指定された工具、っまシ刃部そジュール１３を保持
した工具ホルダ１ｏが工具組立ポジシ四ン２１に位置決
めされる。このとき、工具組立−ジシ璽ン２１に位置す
る組立ヘッド２６の工具把持具２１にはモジュラ工具１
１を構成するホルダモジュール１２が装着されておシ、
テーブル２４の前進によって組立ヘッド２６に装着され
たホルダモジュール１２が工具ホルダ１０の刃部そジュ
ール１３に対向する。そして、組立ヘッド２６の前進に
よってホルダモジュール１２の係合爪１７が刃部モジュ
ール１３の係合穴１８に係合してホルダモジュール１２
と刃部モジ１−ル１３が結合される。ことで、エヤシリ
ンダ４４が前進してナツトランナ４０の締付は軸４３を
押圧すると、締付は軸４３は締付け？シト２０に係合し
、この状態でモータ４１が回転すると。

歯車機構４２ｔ−介して締付は軸４３が回転して締付は
ゲルト２０を締付ける。したがって、ホルダモジュール
１２と刃部モジュール１３とによってモジュラ工具１１
が構成される。モジュラ工具１１の組立が児了すると、
テーブル２４によりて組立ヘッド２６が後退し、モジュ
ラ工具１１はプレートチェーン８０走行によって工具マ
ガジン５の工具受渡しポジシロン２２へ移行する。そし
て、工具ホルダ１０に支持されたモジュラ工具１１はマ
シニングセンタ本体１の主軸２に装Ｎされているモー）
ユラ工具１１とＹ方向同一位置に位置決めされる。この
ようにして新旧のモジュラ工具１１゜１１が並設された
状態となると、ＡＴＣ６の工具交換アーム４５が回転＄
４７を中心として時計方向に回転する。そして、工具交
換アーム４５の一方のクランパ４８が主軸２に装着され
ているそジ。

う工具１１の鍔部１６を把持し、他方のクランパ４９が
工具ホルダ１１に装着されているモジュラ工具１１の鍔
部１６を把持する。このようにして新旧のモジュラ工具
１１．１１をクランプすると、主軸２によるモジュラ工
具１１のロックが解除され、工具ホルダ１０によるモジ
ュラ工具１ノのロックが解除される。つぎに、ロータリ
エヤシリンダ４６によって工具交換アーム４５が前進す
ると、クラン／４４８．４９に把持された新旧のモジュ
ラ工具１１．１１はそれぞれ主軸２および工具ホルダ１
０から抜き取られる。そして、モジュラ工具１１．１１
が主軸２および工具ホルダ１０から分離されると、工具
交換アーム４５は回転軸４７を中心として１８００回転
する。したがって、新旧のモジュラ工具１１．１１はそ
の位置が置き変えられ、新のそジ、う工具１ノは主軸２
に対向し、旧のモジュラ工具１１は工具ホルダ１０に対
向する。

そして、ロータリエヤシリン〆４６によって工具交換ア
ーム４５が後退すると、新のモジュラ工具１１は主軸２
に装着されるとともに、旧のモジ。

う工具１１は工具ホルダ１０に装着される。主軸２に装
着されたモジュラ工具１１は加工可能な状態にロックさ
れるとともに、工具ホルダ１０に装着されたモジュラ工
具１１はプレートチェーン８０走行によりて工具組立ポ
ジシロン２１へ移行する。新旧のモジュラ工具１１．１
１の交換が終了すると、工具交換アーム４５は中立状態
に戻シ、組立ヘッド２６はテーブル２４によりて前進す
る。

つぎに、エヤシリンダ４４が前進して締付は軸４３をモ
ジュラ工具１ノの締付け♂ルト２０に係合させる。そし
て、モータ４１から歯車機構４２を介して締付は軸４４
を回転させると、締付はゲルト２０は緩められ、ホルダ
モジュール１２と刃部モジュール１３とが分離可能とな
る。ここで、テーブル２４の作動によって組立ヘッド２
６が工具組立？ジシ冒ン２１から後退する。そして、こ
の状態で、組立ヘッド２６の駆動機構３７が作動して回
転ドラム３０を回転させると、ホルダモジュール１２の
係合爪１７と刃部モジュール１３の係合穴１８との係合
が解除される。そして、旧のモジュラ工具１１のホルダ
モジュール１２と刃部モジュール１３とは分離して解体
されるとともＫ。

刃部モジュール１３は工具マガジン５の所定の工具ホル
ダ１０に格納されることになる。したがって、つぎの加
工に使用するそジーラ工具１１の組立準備に入シ、共通
のホルダモジュール１２に種類の異なる刃部モジュール
１３を選択的に結合してマシニングセンタ本体１の主軸
２に供給するとともに、加工中に使用済のそジ、う工具
１１を解体したシ組立することができる。

なお、前記一実施例によれば、ホルダモジュールと刃部
モジュールとによってモジュラ工具を構成したが、ホル
ダモジュールにアダプタモジュールを介して刃部モジュ
ールを結合してモジュラ工具を構成する場合もあシ、こ
の場合においてもアダプタそジュールを工具マガジンに
格納し、必要に応じてアダプタモジュールを取出して装
着することができる。

また、フライスカッタのように刃部がその基部よシ大径
の刃部モジュールにおいては、工具ホルダから軸方向に
引出すことが不可能である。そこで、第７図に示すよう
に、工具マガジンにＵ字状の切欠部５Ｑを有する工具ホ
ルダ５１を設け、刃部モジュールとしてのフライスカッ
タ５２の鍔部５３を係止して保持し、組立ヘッド（図示
しない）を矢印方向に移動石せて７ライスカツタ５２の
出入れを行なうことによシ、工具を安定した状態に保持
することができる。

きらに、工具マガジンをガイドレールとエンドレス走行
するプレートチェーンとによって構成したが、刃部モジ
ュールなどの多数の工具を格納し、工具指定信号によっ
て指定された工具を選択的に工具組立ポジションに位置
決めできる機構であれば、その構造は前記実施例に限定
されるものではなく、適宜変更可能である。

［発明の効果コ 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
ラ工具を構成して主軸に装着することができ、また使用
後のモジュラ工具を解体して刃部モジュールのみを交換
することが自動的に行なうことができる。したがって、
工具マガジンを従来の一体式１具を格納する工具マガジ
ンに比べて小形化でき、また工具コストダウンが図れる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すマシニングセンタの
正面図、第２図は同じく工具組立装置と工具自動交換装
置の正面図、第３図は第２図のｍ−■線に沿う断面図、
第４図は第３図のＩＶ−ＩＶＭに沿う断面図、第５図は
同じく組立ヘッドの縦断正面図、第６図は七ノーラ工具
の側面図、第７図はフライスカッタを保持する工具ホル
ダの斜視図、第８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、２・・・主軸、５・・
・工具マガジン、６・・・ＡＴＣ（工具自動交換装置）
、１１・・・モジュラ工具、１２・・・ホルダモジュー
ル、１３・・・刃部モジュール、２１・・・工具組立ポ
ゾシ箇ン、２２・・・工具受渡しボジシ■ン、２３・・
・工具組立装置。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 ■ 「

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が組立られてなる
   モジュラ工具を工作機械に対して着脱する工具自動交換
   装置を備えた工具自動組立装置において、種類が異なる
   複数の前記刃部モジュールと前記モジュラ工具を格納す
   るとともに前記モジュラ工具を工作機械に対して授受す
   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が設けられかつこれ
   らのポジション間の移動を行なう工具マガジンと、前記
   ホルダモジュールを把持するとともに、前記組立ポジシ
   ョンにおいて前記ホルダモジュールと前記刃部モジュー
   ルとの組立および解体を行なう工具組立部と、前記工具
   受渡しポジションにて前記工作機械に装着されたモジュ
   ラ工具と前記工具マガジンに保持されたモジュラ工具と
   を交換する工具自動交換装置とを備えたことを特徴とす
   る工具自動組立装置。