KR200482697Y1

KR200482697Y1 - Machine tool and automatic tool changer

Info

Publication number: KR200482697Y1
Application number: KR2020120005339U
Authority: KR
Inventors: 아쓰시 가미가와라; 다쿠야 도미자와
Original assignee: 나카무라 토메 세이미쓰고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2017-02-22
Also published as: KR20130000102U; JP5808164B2; CN202862020U; TWM444888U; CN203077117U; JP2013006246A

Abstract

[과제] 자동 교환되는 공구를 보다 간단한 동작으로 공구축에 탈착하는 것이 가능한 공구 및 공구 교환 장치를 얻는다.
[해결수단] 공구축에 결합하는 생크와 절삭공구(숫돌 또는 칩)와의 사이 또는 절삭공구의 반 생크측에, 공구 매거진의 공구 홀더에 마련한 원통 요면 또는 원추 요면에 끼워맞춰지는 원통면 또는 원추면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다. 이 고안의 공구는, 절삭공구(3)측을 아래로 한 연직 자세로 공작기계의 공구축에 장착되고, 원통면 또는 원추면을 공구 매거진의 공구 홀더에 마련한 원통 요면 또는 원추 요면에 끼워맞춘 상태로, 절삭공구를 하방으로 한 연직 자세로, 공구 매거진의 공구 홀더에 유지된다.PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a tool and a tool changer capable of attaching and detaching a tool to be automatically exchanged to a tool construction with a simpler operation.
[MEANS FOR SOLVING PROBLEMS] A cylindrical surface or a conical surface fitted to a cylindrical or conical surface provided in a tool holder of a tool magazine is provided on the half shank side of a cutting tool or between a shank and a cutting tool (grindstone or chip) And the like. The tool in this design is mounted on the tool construction of the machine tool in a vertical posture with the cutting tool 3 side down, and the cylindrical surface or the conical surface is fitted into the cylindrical hollow or conical hollow provided on the tool holder of the tool magazine , And held in the tool holder of the tool magazine in a vertical posture with the cutting tool downward.

Description

[0001] MACHINE TOOL AND AUTOMATIC TOOL CHANGER [0002]

이 고안은, 자동 공구 교환 장치(이하,「ATC」라고 한다)를 구비한 공작기계에서 이용하는 공구 및 그러한 공작기계의 ATC에 관한 것이다.This invention relates to a tool used in a machine tool equipped with an automatic tool changer (hereinafter referred to as " ATC ") and an ATC of such a machine tool.

공구를 장착하여 회전하는 회전 공구축과, 그 공구축에 장착되는 공구의 ATC를 구비한 공작기계는 공지이다. 이 종류의 공작기계(이하, 단지 「공작기계」라고 한다.)에서 사용하는 공구는, 공구축에서 파지되는 생크(shank)와, 워크를 가공하는 절삭공구(연마입자 내지 숫돌을 포함한다.)를 구비하고 있다. 또, ATC는, 복수의 공구를 수용하는 공구 매거진과, 이 공구 매거진과 공구축과의 사이에서 공구를 주고 받는 교환 장치를 구비하고 있다.A machine tool equipped with an ATC of a tool to be mounted on the tool and a rotary ball which rotates by mounting the tool is well known. A tool used in this type of machine tool (hereinafter simply referred to as a " machine tool ") includes a shank gripped by a tool and a cutting tool (including abrasive particles or a grinding wheel) . The ATC includes a tool magazine for accommodating a plurality of tools and an exchange device for exchanging tools between the tool magazine and the tool assembly.

공구축과 공구의 결합은, 개폐하는 척(chuck)으로 공구의 생크를 파지하는 구조와, 테이퍼 생크와 테이퍼 구멍의 끼워맞춤에 의한 구조가 일반적이다. 전자의 구조에서는, 생크는 원통 형상의 스트레이트 생크이며, 후자의 구조에서는, 생크는 절삭공구측이 굵은 원추 형상의 테이퍼 생크이다. 도 8은, 테이퍼 생크(21b)를 구비한 공구(2)의 종래의 공구 교환 동작을 모식적으로 나타낸 도면이고, 41은 공구 매거진에 마련한 포트, 7은 공구축(1)과 포트(41)와의 사이에서 공구(2)의 주고 받기를 하는 교환 장치이다. 포트(41)는, 공구의 테이퍼 생크(21b)에 끼워맞추는 원추 요면(凹面)(42)을 구비하고 있으며, 공구(2)는, 테이퍼 생크(21b)를 이 원추 요면(42)에 끼워맞춘 상태로 포트(41)에 유지된다.The combination of the tool and the tool is generally made up of a structure for holding the shank of the tool with a chuck that opens and closes, and a structure for fitting a taper shank and a taper hole. In the former structure, the shank is a cylindrical straight shank. In the latter structure, the shank is a conical tapered shank on the cutting tool side. 8 is a view schematically showing a conventional tool changing operation of the tool 2 provided with the taper shank 21b. Reference numeral 41 is a port provided in the tool magazine, 7 is a port provided in the tool construction 1 and the port 41, And the tool 2 is exchanged with the tool 2. The port 41 is provided with a conical surface 42 to be engaged with the taper shank 21b of the tool and the tool 2 is a tool having a tapered shank 21b fitted into the conical surface 42 Lt; RTI ID = 0.0 > 41 < / RTI >

도면의 교환 장치(7)는, 양단(兩端)에 핑거(72)를 구비한 선회팔(73)을, 180도 선회 및 축방향으로 왕복 움직이는 선회축(71)의 선단에 장착한 구조이다. 교환 장치(7)는, 양단의 핑거(72)로 포트(41)에 유지된 공구의 날밑(28)과 공구축으로 유지된 공구의 날밑(28)을 파지하여 아래로 움직이는 것에 의해, 공구(2, 2)를 공구축(1) 및 포트(41)로부터 빼낸다. 다음에, 선회축(71)이 180도 선회하여 위로 움직이는 것에 의해, 공구(2, 2)의 테이퍼 생크(21b)를 공구축(1) 및 포트(41)에 삽입하고, 포트(41)와 공구축(1)과의 사이에서 공구(2, 2) 상호의 교환을 행한다.The swapping device 7 shown in the figure has a structure in which a swivel arm 73 having fingers 72 at both ends is mounted at the tip of a pivot shaft 71 which rotates 180 degrees and reciprocates in the axial direction . The swapping device 7 is configured to grip the tool edge 28 of the tool held in the port 41 by the fingers 72 at both ends and the tool edge 28 held in the co- 2 and 2 are pulled out from the coaxial construction 1 and the port 41. The taper shank 21b of the tools 2 and 2 is then inserted into the tool construction 1 and the port 41 by turning the pivot shaft 71 by 180 degrees and moving upward, The tools 2 and 2 are exchanged with the tool construction 1.

종래의 ATC의 공구 매거진은, 공구축에서 파지되는 생크의 부분을 공구 매거진에 마련한 포트로 유지(포트 타입)하거나, 생크의 근본에 마련한 날밑의 부분을 공구 매거진에 마련한 핑거로 유지(핑거 타입)하거나 하여, 교환되는 다수의 공구를 수용하고 있다.In the conventional ATC tool magazine, the portion of the shank held in the tool construction is held by the port provided in the tool magazine (port type), or the edge portion provided at the root of the shank is held by the finger provided on the tool magazine (finger type) Or a plurality of tools to be exchanged.

그러나, 포트 타입의 것은, 공구축과 공구 매거진과의 사이에서 공구를 주고 받는 교환 장치가 필요하다. 한편, 핑거 타입의 것은, 공구 매거진에 마련한 다수의 공구 홀더에 핑거를 마련할 필요가 있고, 공구 매거진의 구조가 복잡하게 되는 동시에, 공구 교환시에 핑거의 개폐가 필요하다. 따라서, 포트 타입 및 핑거 타입의 모두, ATC의 구조가 복잡하게 되는 동시에, 공구 교환 동작이 복잡하게 된다고 하는 문제가 있다.However, the port type requires an exchange device to exchange tools between the tool assembly and the tool magazine. On the other hand, in the case of the finger type, it is necessary to provide fingers in a plurality of tool holders provided in the tool magazine, the structure of the tool magazine becomes complicated, and the fingers must be opened and closed at the time of tool change. Therefore, both the port type and the finger type have a problem that the structure of the ATC becomes complicated and the tool exchange operation becomes complicated.

이 고안은, 자동 교환되는 공구를 보다 간단한 동작으로 공구축에 탈착하는 것이 가능한 공구, 및 그러한 공구를 자동 교환하기 위한 ATC를 얻는 것을 과제로 하고 있다.The object of the invention is to obtain a tool capable of detachably attaching a tool to be automatically exchanged to a tool construction with a simpler operation, and an ATC for automatically exchanging such tool.

이 고안의 공구는, 공구축에 결합하는 생크(21(스트레이트 생크(21a) 또는 테이퍼 생크(21b))와 절삭공구(3(숫돌(3a) 내지 칩(3b)))를 구비한 공작기계의 자동 교환용의 공구(2(2a∼2d))이다. 이 고안의 공구(2)는, 생크(21)와 절삭공구(3)와의 사이에, 또는 절삭공구(3)의 반(反)생크(21)측에, 공구 매거진의 공구 홀더(4)에 마련한 원통 요면(48) 또는 원추 요면(42)에 끼워맞춰지는 원통면(이하, 「유지 원통면」이라고 한다.)(38) 또는 생크(21)측이 큰 지름이고 절삭공구(3)측이 작은 지름으로 된 원추면(이하, 「유지 원추면」이라고 한다.)(22)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.The tool of this design is a machine tool having a shank 21 (a straight shank 21a or a taper shank 21b) and a cutting tool 3 (a grindstone 3a to a chip 3b) The tool 2 in this design is disposed between the shank 21 and the cutting tool 3 or between the shank 21 and the cutting tool 3 or between the shank 21 and the cutting tool 3, (Hereinafter, referred to as a "retaining cylindrical surface") 38 or a cylindrical surface (hereinafter referred to as a "retaining cylindrical surface") fitted to the cylindrical conical surface 48 or the conical concave surface 42 provided in the tool holder 4 of the tool magazine, (Hereinafter referred to as a "retaining conical surface") 22 having a large diameter on the side of the cutting tool 21 and a small diameter on the cutting tool 3 side.

이 고안의 공구(2)는, 생크(21)를 공구축의 척(스트레이트 생크의 경우)으로 파지하는지, 또는 공구축의 테이퍼 구멍(테이퍼 생크의 경우)에 끼워맞추고, 절삭공구(3)측을 아래로 한 연직 자세로 공작기계의 공구축(1)에 장착된다. 또, 이 고안의 공구(2)는, 유지 원통면(38) 또는 유지 원추면(22)을 공구 매거진(5)의 공구 홀더(4)에 마련한 원통 요면(48) 또는 원추 요면(42)에 끼워맞춘 상태로, 절삭공구 (3)를 하방으로 한 연직 자세로, 공구 매거진의 공구 홀더(4)에 유지된다. 유지 원통면(38) 또는 유지 원추면(22)을 생크(21)와 절삭공구(3)와의 사이에 마련했을 때는, 공구 홀더(4)는, 유지 원통면(38)의 하방 또는 원추 요면(42)의 작은 지름측에, 절삭공구(3) 및 이 절삭공구를 유지하고 있는 보디(25)의 부분이 통과 가능한 개구(45)를 구비하고 있다.The tool 2 in this design is used to grasp the shank 21 with a chuck construction chuck (in the case of a straight shank) or with a taper hole (in the case of a taper shank) (1) of the machine tool. The tool 2 according to this design is configured such that the holding cylindrical surface 38 or the holding conical surface 22 is sandwiched between the cylindrical cylindrical surface 48 or the conical cylindrical surface 42 provided in the tool holder 4 of the tool magazine 5 And held in the tool holder 4 of the tool magazine in a vertical position with the cutting tool 3 downward. When the holding cylindrical surface 38 or the holding conical surface 22 is provided between the shank 21 and the cutting tool 3, the tool holder 4 is positioned below the holding cylindrical surface 38 or on the conical surface 42 The cutting tool 3 and an opening 45 through which a portion of the body 25 holding the cutting tool can pass.

공구 홀더(4)에 상기와 같은 개구(45)를 마련하는 것이 곤란한 때, 즉, 공구의 절삭공구가 크기 때문에 원통 요면이나 원추 요면의 지름이 실용적이지 않을수록 큰 지름이 될 때는, 절삭공구(3)의 반생크측에 유지 원추면을 마련하고, 이 유지 원추면과 공구 홀더측의 원추 요면과의 끼워맞춤에 의해, 공구 홀더에 공구를 유지한다. 그러나 이 구조는, 공구(2)의 축방향 길이가 짧을 때에만 실용 가능하다.When it is difficult to provide the above-described opening 45 in the tool holder 4, that is, when the diameter of the cylindrical hollow or the conical hollow becomes larger as the diameter of the cylindrical hollow or conical hollow becomes larger as the cutting tool of the tool becomes larger, 3, and the tool is held in the tool holder by the engagement between the retaining conical surface and the conical surface on the tool holder side. However, this structure is usable only when the axial length of the tool 2 is short.

공구 홀더(4)는 공구(2)의 축을 연직 방향으로 하여 유지하므로, 공구(2)는 자중(自重)에 의해 공구 홀더(4)의 원통 요면(48) 또는 원추 요면(42)에 끼워맞추고, 공구 홀더(4)내에서의 공구(2)의 위치가 유지된다. 안전을 기하기 위해서는, 공구 홀더(4)에, 공구의 유지 원통면(38) 내지 유지 원추면(22)을 공구 홀더의 원통 요면(48) 내지 원추 요면(42)에 부세(付勢)하는 압접구(押接具)(6(6a, 6b))를 마련하는 것이 바람직하다. 공구 홀더에 유지된 공구의 축심의 위치 정밀도나 기울기 정밀도를 높게 하고 싶을 때는, 유지 원추면(22)과 원추 요면(42)과의 끼워맞춤에 의해 공구를 유지하는 것이 바람직하다.The tool holder 4 keeps the axis of the tool 2 in the vertical direction so that the tool 2 is fitted to the cylindrical circumferential surface 48 or the conical surface 42 of the tool holder 4 by its own weight , The position of the tool 2 in the tool holder 4 is maintained. In order to ensure safety, the tool holder 4 is provided with a pressure contact (not shown) for urging the holding cylindrical face 38 to the retaining conical face 22 of the tool to the cylindrical recess face 48 or the conical recess face 42 of the tool holder It is preferable to provide a press fitting 6 (6a, 6b). It is desirable to hold the tool by fitting the retaining conical surface 22 and the conical surface 42 when it is desired to increase the positional accuracy and tilt accuracy of the tool held by the tool holder.

이 고안의 ATC는, 공구축(1)의 공구 장착단(11)과, 공구 홀더(4)의 원통 요면(48)의 개구단 또는 원추 요면(42)의 큰 지름측 개구단을 대향시킨 상태로, 공구축(1)의 축방향의 진퇴 동작과 그 진출단에 있어서의 공구축측의 척이나 풀로드 (pull rod) 등의 공구 파지 장치의 개폐 동작에 의해, 공구축(1)과 공구 매거진의 공구 홀더(4)와의 사이에서, 이 고안의 공구(2)를 직접(교환 장치를 통하지 않고) 장착 탈착하는 것을 특징으로 한다.The ATC in this design is a state in which the tool mounting end 11 of the tool construction 1 is opposed to the opening end of the cylindrical recess 48 of the tool holder 4 or the large diameter side end of the conical recess 42 By the axial movement of the tool building 1 in the axial direction and by the opening and closing operations of the tool holding device such as a chuck or pull rod on the cooperating side at the leading end thereof, And the tool 2 of this design is directly mounted (without passing through the exchanging device) between the tool holder 4 of the magazine and the tool holder 4.

이 고안의 ATC는, 공구축(1)이 그 공구 장착단(11)을 하방으로 한 연직 자세로 공구 교환을 행하는 공작기계에 특히 적합하다. 그러한 공작기계에서는, 공구 매거진의 공구 홀더(4)에 공구(2)가, 그 유지 원통면(38) 또는 유지 원추면(22)을 공구 홀더의 원통 요면(48) 또는 원추 요면(42)에 자중에 의해 끼워맞추는 상태로 유지되므로, 유지 원통면(38) 또는 유지 원추면(22)과 원통 요면(48) 또는 원추 요면(42)과의 공구축 방향의 끼워맞춤 길이가 비교적 짧아도, 공구(2)를 정확한 연직 자세로 공구축(1)으로부터 공구 홀더(4)로 주고 받을 수 있다. 따라서, 공구(2)가 공구 홀더(4)에 정확한 자세로 유지되기 때문에, 다음에 그 공구를 공구축(1)에 장착할 때, 상기 공구가 정확하게 공구축(1)에 장착된다.The ATC of this design is particularly suitable for a machine tool in which the tool construction 1 performs tool change to a vertical posture with its tool attaching end 11 downward. In such a machine tool, the tool 2 is attached to the tool holder 4 of the tool magazine such that the holding cylindrical surface 38 or the retaining conical surface 22 is self-weighted on the cylindrical circumferential surface 48 or the conical surface 42 of the tool holder Even if the fitting length of the holding cylindrical surface 38 or the holding conical surface 22 and the cylindrical hollow surface 48 or the conical hollow surface 42 in the coplanar direction is relatively short, To and from the tool holder (4) in the correct vertical posture. Thus, as the tool 2 is held in the correct posture in the tool holder 4, the tool is then correctly mounted on the tool construction 1 when the tool is subsequently mounted on the tool construction 1.

이 고안의 ATC의 공구 교환 위치는, 공구축(1)의 이동 영역내에서 상기 공구축의 축심과, 교환되는 공구를 유지하는 공구 홀더의 축심이 정확하게 일치하는 위치로 설정된다. 이 공구 교환 위치는, 공구축의 이동 영역내의 복수 위치로 설정하는 것이 가능하다. 공구 매거진에 다수의 공구 홀더(4)를 마련할 때는, 종래의 ATC 와 동일하게, 공구 홀더를 공구 교환 위치로부터 퇴피시키는 왕복동(往復動) 장치나 주회(周回) 장치를 마련해서 하면 좋다. 공구축을 연직 방향 하향으로 하여 공구 교환을 행하는 공작기계에서는, 공구 홀더의 연직 방향 상향의 자세를 유지하고 왕복동 내지 주회 이동시키는 구조가 바람직하다.The tool change position of the ATC in this design is set to a position where the axis center of the tooling in the movement area of the tool construction 1 exactly matches the axis center of the tool holder holding the tool to be exchanged. This tool change position can be set to a plurality of positions in the movement area of the tool construction. When a plurality of tool holders 4 are to be provided in the tool magazine, a reciprocating device or a circling device for retracting the tool holder from the tool changing position may be provided in the same manner as in the conventional ATC. In a machine tool for performing a tool change with the tool axis turned downward in the vertical direction, it is preferable that a structure in which the tool holder is reciprocated or rotated around the tool holder in an upright posture in the vertical direction is preferable.

이 고안의 ATC는, 공구 매거진의 공구 홀더(4)와 공작기계의 공구축(1)과의 사이에서 공구가 직접 주고 받아지기 때문에, 교환 장치를 마련하는 것에 의한 기계의 복잡화와, 교환 장치와의 주고 받을 때에 생기는 축심 위치의 오차의 발생을 피할 수 있으므로, ATC의 구조 및 공구의 교환 동작을 단순화할 수 있는 동시에, 자동 교환되는 공구를 공작기계의 공구축에 정확하게 장착할 수 있다고 하는 효과가 있다.In this design, the tool is directly exchanged between the tool holder 4 of the tool magazine and the tool assembly 1 of the machine tool. Therefore, the complexity of the machine by providing the tool changer, It is possible to simplify the structure of the ATC and the operation of exchanging the tool, and at the same time, it is possible to accurately mount the tool to be automatically exchanged in the tool construction of the machine tool have.

이 고안의 공구는, 공구 매거진내에서, 공구에 마련한 유지 원통면(38) 또는 유지 원추면(22)과 공구 매거진의 공구 홀더에 마련한 원통 요면(48) 또는 원추 요면(42)과의 끼워맞춤에 의해 유지되고 있다. 유지 원통면(38)이나 유지 원추면(22)을 생크(21)와 절삭공구(3)와의 사이에 마련한 공구는, 생크(21)보다 절삭공구(3)에 가까운 위치에서 유지되므로, 테이퍼 생크를 공구 매거진의 포트에 끼워맞추고 공구를 유지하는 종래 구조와 비교해도, 끼워맞춤부가 절삭공구(3)에 가까운 정도만큼 절삭공구(3)의 위치를 보다 정확한 위치로 한 상태로 공구가 공구 매거진에 유지되는 것으로 된다. 게다가 그 공구가 교환 장치를 통하지 않고 직접 공구축에 장착되기 때문에, 보다 높은 정밀도로 공구를 공구축에 장착할 수 있다.The tool of this design is designed to fit in the tool magazine between the holding cylindrical surface 38 provided on the tool or the holding cylindrical surface 22 and the cylindrical cylindrical surface 48 provided on the tool holder of the tool magazine or the conical surface 42 . The tool provided with the holding cylindrical surface 38 or the holding conical surface 22 between the shank 21 and the cutting tool 3 is held at a position closer to the cutting tool 3 than the shank 21, The tool is retained in the tool magazine in a state in which the position of the cutting tool 3 is set to a more accurate position by a degree close to the cutting tool 3 in comparison with the conventional structure in which the tool is fitted to the port of the tool magazine and the tool is held. . In addition, since the tool is mounted directly on the tool construction without through the exchange device, the tool can be mounted on the tool construction with higher precision.

공구의 유지 원추면(22)과 공구 홀더의 원추 요면(42)과의 끼워맞춤에 따를 때는, 공구 매거진의 공구 홀더(4)에 공구(2)를 축심의 어긋남이나 기울기가 없는 자세로 유지할 수 있고, 또한 공구축(1)과 공구 홀더(4)와의 사이에서 교환 장치를 통하는 일 없이 직접 공구를 주고 받을 수 있다. 이 때문에, 공구축(1)과 공구 홀더(4)와의 사이에서 공구(2)를 높은 정밀도로 주고 받을 수 있고, 따라서 공구축 (1)에 장착된 공구(2)의 축심의 어긋남이나 기울기를 최소한으로 한, 높은 정밀도에서의 공구의 장착이 가능하게 된다고 하는 효과가 있다. 이 효과는, 공구축(1)과 공구(2)와의 결합부에 높은 조심(彫心) 작용을 구비시키는 것이 곤란한 스트레이트 생크의 공구에 대해서 특히 유효하다.The tool 2 can be held in the tool holder 4 of the tool magazine in a posture without inclination and inclination of the axis when the retaining conical surface 22 of the tool is fitted to the conical surface 42 of the tool holder , And the tools can be directly exchanged between the tool construction 1 and the tool holder 4 without passing through the exchange device. This makes it possible to transfer the tool 2 with high accuracy between the tool assembly 1 and the tool holder 4 so that the deviation or inclination of the center of the tool 2 mounted on the tool assembly 1 So that it is possible to mount the tool at a high accuracy with a minimum amount of the tool. This effect is particularly effective for a tool of a straight shank in which it is difficult to provide a high centering effect on the joint portion between the tool 1 and the tool 2. [

도 1은, 이 고안의 공구의 제 1 실시예의 측면도이다.
도 2는, 도 1의 공구를 유지하는 공구 홀더의 단면 측면도이다.
도 3은, 이 고안의 ATC의 제 1 실시예의 부분 측면도이다.
도 4는, 이 고안의 공구의 제 2 실시예의 측면도이다.
도 5는, 도 4의 공구를 유지하는 공구 홀더의 단면 측면도이다.
도 6은, 이 고안의 공구와 ATC의 공구 홀더의 제 3 실시예의 단면 측면도이다.
도 7은, 이 고안의 공구와 ATC의 공구 홀더의 제 4 실시예의 단면 측면도이다.
도 8은, 종래의 공구와 ATC의 일례를 나타내는 측면도이다.1 is a side view of a first embodiment of a tool in this design.
Fig. 2 is a cross-sectional side view of the tool holder holding the tool of Fig. 1; Fig.
Figure 3 is a partial side view of a first embodiment of the ATC of this design.
4 is a side view of a second embodiment of the tool of this design.
Fig. 5 is a cross-sectional side view of the tool holder holding the tool of Fig. 4; Fig.
6 is a cross-sectional side view of a third embodiment of a tool of this design and a toolholder of an ATC.
7 is a cross-sectional side view of a fourth embodiment of a tool of this design and a tool holder of an ATC.
8 is a side view showing an example of a conventional tool and ATC.

이하, 도면을 참조하여, 이 고안의 공구 및 ATC에 대해서 더 설명한다. 도 1은, 이 고안의 공구의 일례를 나타낸 도면으로, 유리판의 구멍 뚫기 및 안둘레 가장자리의 가공을 행하는 숫돌의 예를 나타낸 도면이다.Hereinafter, with reference to the drawings, the tool and the ATC in this design will be further described. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view showing an example of a tool in this design, showing an example of a grindstone for drilling a hole in a glass plate and machining an inner peripheral edge; FIG.

도 1에 도시한 숫돌(3a)은, 기본 형상이 가는 원통형으로, 그 선단면(31)은, 유리판을 숫돌축 방향으로 잘라가는 연삭면으로 되고, 상기 선단면에는, 연삭작용이 발휘되지 않는 중심부가 유리판에 접촉하는 것을 방지하는 동시에 가공액을 유통시키기 위한 직경 방향의 홈(32)이 설치되어 있다. 숫돌(3a)의 선단부 바깥둘레는, 선단측이 작은 지름으로 되는 원추면(33)으로 되고, 그것에 계속되는 원통면 (34)과, 고형부(鼓形部)(35)를 구비하고 있다. 고형부(35)의 양측의 원추면(36, 37)은, 도려낸 구멍의 둘레면의 표리(表裏)의 엣지를 비스듬하게 깎아내리는, 이른바 모따기를 행하기 위한 연삭면으로 되어 있다.The grindstone 3a shown in Fig. 1 has a thin cylindrical shape in a basic shape, and the distal end face 31 thereof is a grind surface that cuts the glass plate in the grindstone axis direction. In the grindstone 3a, There is provided a groove 32 in the radial direction for preventing the center portion from contacting the glass plate and for circulating the processing liquid. The outer periphery of the front end of the grindstone 3a has a conical surface 33 whose tip end has a small diameter and is provided with a cylindrical surface 34 followed by a solid portion 35. The conical surfaces 36 and 37 on both sides of the solid portion 35 are grinding surfaces for chamfering so as to reduce the edges of the front and back surfaces of the circumferential surface of the cut-out hole obliquely.

숫돌(3a)에는, 숫돌축(26)이 일체로 마련되고, 그 선단측이 스트레이트 생크 (21a)로 되어 있다. 숫돌축(26)의 생크(21a)와 절삭공구로 되는 숫돌(3a)과의 사이에는, 생크측이 큰 지름으로 숫돌측이 작은 지름으로 된 유지 원추면(22)이 형성되어 있다. 그리고, 이 유지 원추면(22)의 작은 지름단에 인접하고 역방향인, 즉 생크(21a)측이 작은 지름이고 숫돌(3a)측이 큰 지름인, 부세 원추면(23)이 형성되어 있다. 부세 원추면(23)은 유지 원추면(22)보다 작은 지름이고, 유지 원추면(22)의 작은 지름단과 부세 원추면(23)의 작은 지름단과의 연접부에, 유지 원추면측이 큰 지름으로 되는 단차(27)가 형성되어 있다. 게다가, 부세 원추면(23)의 큰 지름단에 연접하고, 숫돌(3a)측이 작은 지름으로 된 안내 원추면(실용 신안 등록 청구의 범위에서 말하는 제3원추면)(24)이 형성되어 있다.The grindstone 3a is integrally provided with a grindstone shaft 26, and its tip end is a straight shank 21a. A retaining conical surface 22 having a large diameter at the shank side and a small diameter at the grindstone side is formed between the shank 21a of the grinding wheel shaft 26 and the grinding wheel 3a serving as a cutting tool. A concave conical surface 23 adjacent to the small diameter end of the retaining conical surface 22 and having a small diameter on the shank 21a side and a large diameter on the grindstone 3a side is formed. The auxiliary conical surface 23 is smaller in diameter than the retaining conical surface 22 and is connected to the connecting portion between the small diameter end of the retaining conical surface 22 and the small diameter end of the auxiliary conical surface 23 by a step 27 Is formed. In addition, a convex conical surface (a third conical surface in the scope of utility model registration request) 24 having a small diameter on the side of the grindstone 3a is formed so as to be connected to the large diameter end of the concave conical surface 23.

도 2는, 이 공구(2a)를 유지하는 공구 홀더(4)의 단면 측면도이다. 공구 홀더(4)는, 그 축심에 공구(2a)의 유지 원추면(22)과 끼워맞추는 원추 요면(42)을 구비하고, 이 원추 요면(42)을 상방으로 향한 연직 자세로 소정 개수가 공구 매거진의 테이블(51)에 볼트(52)로 장착되어 있다. 공구 홀더(4)는, 원추 요면(42)의 작은 지름단에 연속해서 관통하는 개구(45)를 구비하고 있으며, 이 개구는, 공구(2a)의 숫돌(3a), 안내 원추면(24) 및 부세 원추면(23)이 통과 가능한 크기이다. 게다가 공구 홀더(4)는, 원추 요면(42)에 유지 원추면(22)이 끼워맞춘 상태로 공구 홀더(4)에 유지된 공구의 부세 원추면(23)에 대응하는 위치에, 스프링(61)으로 부세 원추면(23)에 압접되는 볼(62)을 구비한 볼 플런저(6a)를 구비하고 있다. 이 볼 플런저(6a)는, 공구 홀더(4)의 축주위에 120도의 각도로 3개 마련되어 있다.2 is a sectional side view of the tool holder 4 holding the tool 2a. The tool holder 4 is provided with a conical concave surface 42 that fits with the retaining conical surface 22 of the tool 2a at the axial center thereof and a predetermined number of the conical concave surface 42, And is mounted on the table 51 of the vehicle by bolts 52. The tool holder 4 has an opening 45 continuously passing through a small diameter end of the conical concave surface 42 which is formed by the grinding wheel 3a of the tool 2a, So that the auxiliary conical surface 23 can pass through. The tool holder 4 is supported by the spring 61 at a position corresponding to the urging conical surface 23 of the tool held by the tool holder 4 with the retaining conical surface 22 fitted to the conical surface 42 And a ball plunger 6a provided with a ball 62 which is in pressure contact with the auxiliary conical surface 23. [ Three ball plungers 6a are provided around the axis of the tool holder 4 at an angle of 120 degrees.

공작기계의 회전 공구축(1)은, 적어도 공구 교환시에, 그 공구 장착단(11)을 아래로 향한 연직 방향을 향하고 있다. 공구축(1)에는, 공구의 생크(21)를 파지하는 콜릿 척(collet chuck) 및 그 개폐 장치가 내장되어 있다.The rotary shaft construction (1) of the machine tool is oriented in the vertical direction with the tool mounting end (11) facing downward at least during tool change. In the tool construction 1, a collet chuck for gripping the shank 21 of the tool and its opening / closing device are incorporated.

공구축(1)에 장착된 공구(2a)는, 공구 교환 위치에 위치 결정된 빈 공구 홀더(4)를 향해서 공구축(1)을 축방향으로 진출시키고, 유지 원추면(22)이 원추 요면 (42)에 충돌하기 직전의 진출단에서 정지하고, 콜릿 척을 여는 것에 의해, 공구 홀더(4)에 주고 받아진다.The tool 2a mounted on the tool axis 1 axially advances the tool axis 1 toward the tool holder 4 positioned in the tool change position and the retaining conical surface 22 is in contact with the conical surface 42 ), And is sent to the tool holder 4 by opening the collet chuck.

이때 공구의 숫돌(3a)은, 개구(45)를 통과하고, 볼 플런저(6a)는, 안내 원추면(24)에서 밀어넣어져서 그 큰 지름단을 통과한 위치에서, 부세 원추면(23)에 대향하고 있다. 공구축(1)으로부터 해방된 공구(2a)는, 볼 플런저(6a)가 부세 원추면 (23)을 누르는 것에 의해 발생하는 쐐기 작용으로, 유지 원추면(22)이 원추 요면 (42)에 끼워맞춘 상태로 공구 홀더(4)에 유지된다. 이 유지 상태에 있어서, 공구 홀더(4)의 축심과 이것에 유지된 공구(2a)의 축심과는, 유지 원추면(22)과 원추 요면(42)과의 원추 상호의 끼워맞춤에 의해, 어긋남이나 기울기가 없는 상태로 유지된다.At this time, the grindstone 3a of the tool passes through the opening 45, and the ball plunger 6a is pushed in from the conical conical surface 24 and passes through the large diameter end of the conical conical surface 23, . The tool 2a freed from the tool construction 1 is a wedge action generated by the ball plunger 6a pressing the biasing countersunk surface 23 so that the retaining conical surface 22 is fitted to the conical concave surface 42 In the tool holder 4. The center axis of the tool holder 4 and the center axis of the tool 2a held by the tool holder 4 are displaced or deformed due to the fitting of the conical surfaces between the retaining conical surface 22 and the conical surface 42 It is maintained in a state without inclination.

다음에 교환하는 공구를 유지한 공구 홀더를 공구 교환 위치로 위치 결정하고, 공구축(1)을 축방향으로 진출시켜, 공구의 생크(21a)가 공구축으로 삽입 통과된 상태로 콜릿 척을 닫고, 공구축(1)을 상승시키는 것에 의해, 공구(2a)가 공구축 (1)에 주고 받아진다. 이때 볼 플런저(6a)는, 부세 원추면(23)에서 밀어넣어져서 그 큰 지름단을 통과한 후, 안내 원추면(24)에 안내되어서 진출 위치로 돌아온다. 공구의 숫돌(3a)은, 개구(45)를 통과하고 상승한다.Next, the tool holder holding the tool to be exchanged is positioned to the tool change position, the tool construction 1 is advanced in the axial direction, the collet chuck is closed with the shank 21a of the tool inserted into the tool construction , The tool 2a is transferred to the tool construction 1 by raising the tool construction 1. At this time, the ball plunger 6a is pushed in from the auxiliary conical surface 23, passes through the large diameter end thereof, and is guided to the convex conical surface 24 and returns to the advanced position. The grinding wheel 3a of the tool passes through the opening 45 and ascends.

도 4 및 도 5는, 상기 제 1 실시예의 변형예를 나타낸 도면으로, 도 4는 공구(2c)를, 도 5는 도 4의 공구를 유지하는 공구 홀더(4)를 나타낸 도면이다. 이 제 2 실시예는, 제 1 실시예의 유지 원추면(22)에 대신해서 유지 원통면(38)을 마련하고, 원추 요면(42)에 대신해서 유지 원통면(38)에 끼워맞추는 원통 요면(48)을 마련한 것이다. 원통 요면(48)은, 공구측의 단차(27)와 걸어맞추는 바닥 가장자리 (49)를 구비하고 있으며, 볼 플런저(6a)의 압접력에 의해, 공구(2c)의 유지 원통면 (38)은, 단차(27)와 바닥 가장자리(49)가 접촉한 상태로, 공구 홀더(4)의 원통 요면(48)에 끼워맞춰져서 유지된다.4 and 5 are views showing a modification of the first embodiment. Fig. 4 shows a tool 2c, and Fig. 5 shows a tool holder 4 holding the tool of Fig. The second embodiment is different from the first embodiment in that a holding cylindrical surface 38 is provided in place of the holding conical surface 22 of the first embodiment and a cylindrical convex surface 48 that is fitted to the holding cylindrical surface 38 instead of the conical concave surface 42 ). The cylindrical annular surface 48 has a bottom edge 49 to engage with the step 27 on the tool side and the holding cylindrical surface 38 of the tool 2c is pressed by the pressure contact force of the ball plunger 6a And is held and held by the cylindrical recess 48 of the tool holder 4 in a state in which the step 27 and the bottom edge 49 are in contact with each other.

생크(21a)를 파지하는 공구축의 척은, 삽입된 생크의 근소한 축 어긋남을 수정해서 파지하는 기능을 구비하고 있는 것이 보통이며, 유지 원통면(38)과 원통 요면(48)과의 지름 차이가 이 허용되는 축 어긋남의 범위내로 되도록 유지 원통면 (38)과 원통 요면(48)을 정밀도 좋게 가공하는 것에 의해, 유지 원통면(38)과 원통 요면(48)의 끼워맞춤으로 공구(2c)를 공구 홀더(4)에 실용상 충분한 정밀도로 유지할 수 있다.The chuck for grasping the shank 21a usually has a function of correcting and gripping a slight axial deviation of the inserted shank. The diameter difference between the holding cylindrical surface 38 and the cylindrical hollow surface 48 The holding cylindrical surface 38 and the cylindrical circular surface 48 are precisely processed so as to be within the permissible range of the axial deviation so that the fitting of the holding cylindrical surface 38 and the cylindrical circular surface 48 causes the tool 2c, Can be maintained in the tool holder 4 with sufficient accuracy for practical use.

도 6은, 이 고안의 공구와 ATC의 공구 홀더의 제 3 실시예를 나타낸 도면으로, 테이퍼 생크(21b)와 종래 구조의 교환 장치의 파지조(把持爪)로 공구를 파지하기 위한 날밑(28)을 구비한 공구(2b)에 이 고안을 적용한 예이다. 제 3 실시예의 공구(2b)는, 공구축의 테이퍼 구멍에 끼워맞추는 테이퍼 생크(21b)와, 장착된 공구를 끌어올려서 테이퍼 생크(21b)와 공구축의 테이퍼 구멍을 제대로 끼워맞추기 위한 풀 로드를 걸어멈추는 훅(29)을 구비하고 있다. 게다가 공구(2b)는, 종래 구조인 ATC에서도 이용할 수 있도록 공구축과 공구 매거진과의 사이에서 공구를 주고 받는 교환 장치의 핑거로 유지되는 날밑(28)을 구비하고 있다. 3b는 절삭공구로 되는 칩, 25는 칩(3b)을 고정하는 보디이다. 생크(21b)측이 큰 지름이고 칩(3b)측이 작은 지름으로 되는 유지 원추면(22)은, 날밑(28)과 보디(25)와의 사이에 마련되어 있다.6 is a view showing a third embodiment of a tool of this design and a tool holder of an ATC. The taper shank 21b and the blade 28 for grasping the tool with a gripping claw of a conventional structure- ) Is applied to the tool 2b. The tool 2b of the third embodiment has a taper shank 21b fitted to a tapered hole of a coaxial construction and a pull rod for pulling up the mounted tool to properly fit the taper shank 21b and the tapered hole of the co- And a hook 29 for hanging. In addition, the tool 2b is provided with a finger retaining flange 28 which is interchangeable with the tool magazine for tooling for use in the ATC of conventional construction. 3b is a chip as a cutting tool, and 25 is a body for fixing the chip 3b. The retaining conical surface 22 having a larger diameter on the shank 21b side and a smaller diameter on the chip 3b side is provided between the flange 28 and the body 25.

공구 매거진의 주회 테이블(51)에 장착된 공구 홀더(4)는, 공구의 유지 원추면(22)에 끼워맞추는 원추 요면(42)을 구비하고 있고, 그 작은 지름측에는, 칩(3b)과 보디(25)가 통과 가능한 개구(45)가 관통하고 있다. 공구 홀더(4)에는, 원추 요면(42)의 축심과 교차하는 지축(支軸)(66)에 축지(軸支)되어서 코일 스프링(65)으로 압접단(67)을 원추 요면(42)측으로 향해서 부세한 누름말(6b)이 설치되어 있다. 이 누름말(6b)은, 지축(66)으로부터 반(反) 압접단측으로 늘어나는 레버(68)를 구비하고 있고, 공구 교환 위치에서 도시하지 않는 액츄에이터(에어 실린더 등)에 레버(68)가 압동되었을 때에 압접단(67)이 상방으로 회동하고, 공구 홀더(4)에 삽입 탈착되는 공구의 날밑(28)과 누름말(6b)과의 간섭이 회피된다.The tool holder 4 mounted on the main table 51 of the tool magazine has a conical concave surface 42 to be fitted to the retaining conical surface 22 of the tool, 25 are passed through. The tool holder 4 is pivotally supported on a support shaft 66 intersecting the axial center of the conical concave surface 42 so that the press contact end 67 is pushed toward the conical concave surface 42 by the coil spring 65 And a pressing portion 6b for pressing the pressing portion 6b. The pusher 6b is provided with a lever 68 extending from the support shaft 66 to the side opposite to the pressurized contact end so that the lever 68 is pressed against an actuator (air cylinder or the like) The pressing contact 67 is rotated upward so that the interference between the tool edge 28 inserted into and detached from the tool holder 4 and the pressing tool 6b is avoided.

공구축(1)과 공구 홀더(4)와의 사이에서 공구(2b)를 주고 받을 때는, 누름말 (6b)의 압접단(67)이 상방으로 회동한 상태로 행해지고, 교환 동작이 종료된 후, 상기 액츄에이터가 퇴피하고, 누름말(6b)의 압접단(67)이 코일 스프링(65)의 부세력에 의해, 공구 홀더(4)에 유지된 공구의 날밑(28)의 상면(30)을 원추 요면(42)측으로 누르고, 공구(2b)가 공구 홀더(4)로부터 탈락하는 것을 방지한다. 공구 홀더 (4)가 공구 교환 위치로부터 퇴피한 상태에서 누름말(6b)은 코일 스프링(65)의 부세력에 의해 상시 유지한 공구의 유지 원추면(22)을 공구 홀더의 원추 요면(42)에 부세한 상태로 공구를 유지하고 있다. 이것에 의해, 공구(2b)와 공구 홀더(4)의 축심의 어긋남이나 기울기가 방지되고, 공구 홀더(4)에 유지된 공구가 재차 공구축 (1)에 장착되어 있을 때의 공구축(1)과 공구(2b)의 축심의 어긋남이나 기울기를 방지할 수 있다.When the tool 2b is exchanged between the tool construction 1 and the tool holder 4, the pressure contact end 67 of the presser 6b is rotated in the upward direction. After the exchange operation is completed, The actuator is retracted and the press contact end 67 of the presser 6b is pressed by the urging force of the coil spring 65 to move the upper surface 30 of the tool edge 28 held by the tool holder 4 to the cone To the side of the concave surface 42 and prevents the tool 2b from falling out of the tool holder 4. [ The pressing tool 6b is pressed against the cylindrical conical surface 22 of the tool which is always held by the urging force of the coil spring 65 in the conical surface 42 of the tool holder in a state in which the tool holder 4 is retracted from the tool exchange position The tool is kept in a relaxed state. This prevents deviation or inclination of the central axis of the tool 2b and the tool holder 4 and prevents the misalignment of the tools 1b when the tool held in the tool holder 4 is mounted on the tool construction 1 again And the center of the tool 2b can be prevented from being shifted or inclined.

도 7은, 이 고안의 제 4 실시예를 나타낸 도면으로, 공구(2d)의 절삭공구(숫돌)(3a)가 큰 지름이기 때문에, 공구 홀더(4)에 숫돌(3a)이 통과 가능한 원통 요면이나 원추 요면을 마련할 수 없을 때의 예를 나타낸 도면이다. 이 예에서는, 공구 홀더(4)의 구조는 도 2에서 설명한 대로의 구조이며, 이 공구 홀더(4)의 원추 요면 (42)에 끼워맞추는 공구(2d)의 유지 원추면(22), 및 부세 원추면(23) 및 안내 원추면(24)은, 숫돌(3a)의 반 생크(21a)측에 마련되어 있다. 유지 원추면(22), 부세 원추면(23) 및 안내 원추면(24)의 형상 및 작용은, 제 1 실시예에서 설명한 바와 같고, 공구(2d)는, 볼 플런저(6a)에서 유지 원추면(22)을 공구 홀더의 원추 요면(42)을 향해서 부세된 상태로, 홀더(4)에 유지되고 있다.Fig. 7 is a view showing a fourth embodiment of the present invention. Since the cutting tool (grindstone) 3a of the tool 2d has a large diameter, the tool holder 4 is provided with a cylindrical concave surface Or when the conical concave surface can not be provided. In this example, the structure of the tool holder 4 is the same as that shown in Fig. 2, and the holding conical surface 22 of the tool 2d to be fitted to the conical surface 42 of the tool holder 4, The convex surface 23 and the convex conical surface 24 are provided on the half shank 21a side of the grindstone 3a. The shapes and actions of the retaining conical surface 22, the bi-axial conical surface 23 and the conical conical surface 24 are the same as those described in the first embodiment, and the tool 2d has the retaining conical surface 22 in the ball plunger 6a And is retained in the holder 4 in a state of being urged toward the conical surface 42 of the tool holder.

1 : 공구축
2(a∼d) : 공구
3 : 절삭공구
3a : 숫돌
3b : 칩
4 : 공구 홀더
5 : 공구 매거진
6 : 압접구
6a : 볼 플런저
6b : 누름말
11 : 공구 장착단
21 : 생크
21a : 스트레이트 생크
21b : 테이퍼 생크
22 : 원추면(유지 원추면)
23 : 부세 원추면
25 : 보디
28 : 날밑
30 : 단차부
38 : 원통면(유지 원통면)
42 : 원추 요면
45 : 개구
48 : 원통 요면
61 : 스프링
62 : 볼
65 : 코일 스프링
66 : 지축
67 : 압접단1: Ball construction
2 (a to d): Tool
3: Cutting tool
3a: Whetstone
3b: chip
4: Tool holder
5: Tool magazine
6:
6a: ball plunger
6b:
11: Tool mounting end
21: Shank
21a: Straight Shank
21b: taper shank
22: Conical surface (retaining conical surface)
23:
25: Body
28: under the weather
30: stepped portion
38: Cylindrical surface (retaining cylindrical surface)
42: Conical surface
45: aperture
48: cylindrical face
61: spring
62: Ball
65: coil spring
66: Axis
67:

Claims

delete

A tool having a shank gripped in the construction of a rotary shaft, comprising: a conical surface having a large diameter at a shank side between a shank and a cutting tool; a conical surface having a smaller diameter than the conical surface adjacent to the cutting tool side of the conical surface, A second conical surface and a third conical surface having a small diameter on the side of the cutting tool provided adjacent to the large diameter end of the second conical surface on the side of the cutting tool.

delete

A tool having a shank gripped by a rotary shaft, the tool having a cylindrical surface between the shank and the cutting tool, a small diameter smaller than the cylindrical surface adjacent to the cutting tool side of the cylindrical surface, And a second conical surface having a small diameter on the side of the cutting tool provided adjacent to the large diameter ends thereof on the cutting tool side of the conical surface.

delete

The tool magazine includes a plurality of tool holders each having a conical concave surface to be engaged with the conical surface of the tool according to claim 2 and a portion on the side of the cutting tool from the second conical surface on the small diameter side of the conical concave surface And a pressure contact that contacts the second conical surface of the tool held at the leading end and biases the tool toward the cutting tool. The center axis of the tool construction of the machine tool and the axis of one of the plurality of tool holders Wherein the tool holder and the tool holder are moved forward and backward to the one tool holder of the tool in a state of being coincident on the same axis line.

The tool magazine includes a plurality of tool holders each having a cylindrical hollow surface for fitting with the cylindrical surface of the tool according to claim 4 and a portion on the cutting tool side from the first conical surface on the inner side of the cylindrical hollow surface, And a pressure contact that contacts the first conical surface of the tool held at the leading end and biases the tool on the cutting tool side, wherein the axial center of the tool construction of the machine tool and the axis of one of the plurality of tool holders And a tool changer for moving a tool between the tool magazine and the machine tool by a forward and backward movement toward the one tool holder of the tool in a state of being aligned with the line.

The tool magazine is provided with a plurality of tool holders, each of the tool holders having a cylindrical annular surface or a conical surface to be fitted with the cylindrical surface or the conical surface of the tool according to the second or fourth aspect, Wherein the tool holder is provided with a pressing means for biasing the tool holder in such a manner that the axis of the tool construction and the axis centers of the plurality of tool holders coincide with each other on the same axis line in the vertical direction, And a tool changer for exchanging a tool between the tool magazine and the machine tool.