WO2015059993A1

WO2015059993A1 - 工作機械

Info

Publication number: WO2015059993A1
Application number: PCT/JP2014/071917
Authority: WO
Inventors: 明神田
Original assignee: コマツＮｔｃ株式会社
Priority date: 2013-10-24
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2015-04-30
Also published as: CN105764648A; JP6346193B2; JPWO2015059993A1; CN105764648B

Abstract

工作機械は、複数の工具（１８）を着脱可能に保持する工具マガジン（２４）と、工具交換待機位置と工具交換位置との間を移動可能な主軸（１７）と、工具交換位置の主軸（１７）と工具マガジン（２４）との間において工具交換動作を行う工具交換装置（２６）とを備える。主軸（１７）と工具受け渡し装置（５０）との間には、工具交換待機位置から工具交換位置への主軸（１７）の移動により工具（１８）の受け渡しを行わせる連係機構が設けられている。主軸（１７）の移動を利用して工具（１８）の受け渡しが行なわれるため、工具（１８）の受け渡し動作を駆動するためのシリンダ等の駆動部材が不要になる。このため、シリンダを動作させるための流体ポンプ等が不要になり、工作機械の構成が簡素化される。

Description

工作機械

　この発明は、主軸と工具マガジンとの間で工具を交換するように構成した工作機械に関する。

　この種の工作機械は、特許文献１に開示されている。この従来構成においては、工具マガジン上の１つの工具保持部を工具交換用割出し位置に配置した状態で、工具マガジンが、待機位置から、主軸と対応する工具交換位置に移動する。その後、工具マガジンが軸線方向に移動することにより、工具マガジン上の工具保持部と主軸との間で、工具が交換される。

特開平７－２１４４４５号公報

　ところが、特許文献１の従来構成においては、発明の詳細な説明の段落００２７等から理解されるように、工具マガジンを待機位置と工具交換位置との間で移動させるために、シリンダよりなる駆動部材が工具交換装置に設けられている。このため、シリンダに加えてシリンダを動作させる流体ポンプ等の周辺部材が必要となり、装置全体の構成が複雑になるという問題があった。

　この発明の目的は、主軸と工具マガジンとの間で工具を交換する工具交換装置の構成を簡略化することができる工作機械を提供することにある。

　上記の目的を達成するために、本発明の第一の態様によれば、複数の工具を着脱可能に保持する工具マガジンと、工具交換待機位置と工具交換位置との間を移動可能な主軸と、工具交換位置の主軸と工具マガジンとの間において工具交換動作を行う工具交換装置と、工具マガジンと工具交換装置との間で工具の受け渡しを行う工具受け渡し装置とを備えた工作機械が提供される。主軸と工具受け渡し装置との間には、工具交換待機位置から工具交換位置への主軸の移動を工具受け渡し装置に伝達して工具の受け渡しを行わせる連係機構が設けられている。

　この工作機械においては、工具交換待機位置から工具交換位置への主軸の移動が連係機構を介して工具受け渡し装置に伝達されることで、工具が工具交換装置に受け渡されて、工具が交換される。よって、工具を工具交換位置に移動させるための専用の駆動部材が不要となる。従って、工作機械の構成を簡略化することができる。

　連係機構は、主軸の移動を工具受け渡し装置に伝達する伝達部材を備え、伝達部材は、第１ラックと、第１ラックに噛合するピニオンと、ピニオンと噛合するように工具受け渡しのための受け渡し部材に設けられた第２ラックとにより構成されている。このため、連係機構を簡易な構造で適切に動作させることができる。

　また、駆動体の移動によって回転する連動レバーと、連動レバーの回転によって移動する移動体とにより伝達部材を構成しても、連係機構を簡易な構造で適切に動作させることができる。

　主軸と工具マガジンとの間で工具を交換するための構成を簡略化することができ、工作機械の構成を簡略化することができる。

本発明の第１実施形態の工作機械を示す斜視図。工作機械の側面図。工作機械の機台を除いて示す側面図。工作機械の要部を拡大して示す側面図。ワーク加工中の工具交換装置を示す斜視図。扉が開口を開放した状態の工具交換装置を示す斜視図。工具交換開始時における工具交換装置を示す斜視図。工具を主軸及び工具ポットから抜き出した状態の工具交換装置を示す斜視図。図５の状態に対応する工具交換装置を示す平面図。図６の状態に対応する工具交換装置を示す平面図。本発明の第２実施形態の工作機械を示す斜視図。Ｘ軸移動台及びＹ軸移動台の部分を示す斜視図。主軸が加工室内に配置されているときの連係機構及びその周辺の機構を示す斜視図。主軸が工具交換位置に配置されているときの連係機構及びその周辺の機構を示す斜視図。主軸が工具交換位置に配置されているときの連係機構及びその周辺の機構を示す斜視図。

　（第１実施形態）
　以下、第１実施形態を図面に従って説明する。
　図１～図４に示すように、工作機械の機台１１上には、Ｘ軸移動台１２が支持されている。Ｘ軸移動台１２は、図示しないＸ軸移動用モータにより水平面内でレール１２１に沿ってＸ軸方向へ移動可能である。Ｘ軸移動台１２上には、Ｙ軸移動台１４が支持されている。Ｙ軸移動台１４は、Ｙ軸移動用モータ１５によりレール１４１に沿って水平面内でＹ軸方向へ移動可能である。すなわち、図４に示すように、正逆回転可能なＹ軸移動用モータ１５の出力軸には、ネジ軸１５１が連結されている。ネジ軸１５１には、駆動体としての雌ネジ体１４３が螺合されている。雌ネジ体１４３は、Ｙ軸移動台１４の下面に固定されている。従って、Ｙ軸移動用モータ１５の回転にともなうネジ軸１５１の回転により雌ネジ体１４３がＹ軸方向に往復移動すると、Ｙ軸移動台１４も雌ネジ体１４３と同方向にかつ雌ネジ体１４３と一体に移動する。なお、Ｘ軸移動台１２をＸ軸方向に案内するレール１２１は、機台１１上に敷設されている。また、レール１２１によって案内されるスライダ１２２が、Ｘ軸移動台１２に設けられている。Ｙ軸移動台１４をＹ軸方向に案内するレール１４１は、Ｙ軸移動台１４上に敷設されている。また、レール１４１を案内するスライダ１４２が、Ｘ軸移動台１２上に設けられている。Ｙ軸移動台１４には、主軸１７が支持されている。主軸１７は、上下方向（Ｚ軸方向）に延びる軸線を中心に回転する。主軸１７の下端には、工具１８が着脱可能に装着される。

　図１、図９及び図１０に示すように、機台１１は、加工室１９と工具室２０との間に、区画壁２１を有している。区画壁２１の一部には、開口２１１が形成されている。区画壁２１には、開口２１１を開閉する扉２２がＸ軸方向へ移動可能に装着されている。扉２２が開口２１１の開放位置に移動した状態で、Ｙ軸移動用モータ１５により、Ｙ軸移動台１４がＹ軸方向に移動する。これによって、主軸１７が、図１、図９に示す加工室１９内の工具交換待機位置Ｐ１と、図１０に２点鎖線で示す工具室２０内の工具交換位置Ｐ２との間を移動する。

　図１及び図２に示すように、機台１１における加工室１９内には、図示しない支持台に支持されたテーブル２３が設けられている。テーブル２３上には、図示しないワークが着脱される。主軸１７は、加工室１９内に配置された状態でＺ軸を中心に回転する。これと同時に、主軸１７がＸ軸及びＹ軸方向に必要に応じて移動するとともに、テーブル２３が図示しない移動機構によりＺ軸方向に移動する。これにより、主軸１７に装着された工具１８によって、テーブル２３上のワークに対して所要の加工が施される。

　図４及び図５に示すように、機台１１における工具室２０内には、円盤状の工具マガジン２４が配置されている。工具マガジン２４は、上下方向（Ｚ軸方向）に延びる軸線を中心に水平面内において回転可能である。工具マガジン２４の外周面には、複数の凹溝状の工具保持部２４１が等角度間隔をおいて形成されている。各工具保持部２４１には、種類等の異なった工具１８が、工具ポット２５とともに支持されている。工具１８は、工具ポット２５に対して抜き差し可能に装着される。また、工具１８は、工具ポット２５とともに、工具保持部２４１に対して工具マガジン２４の半径方向に着脱される。工具交換のため、工具マガジン２４の回転により、工具ポット２５が工具マガジン２４と一体に割出し回転される。工具ポット２５の両側面には、工具マガジン２４の工具保持部２４１及び後述する受け台３０に係合可能な一対の支持溝２５１が形成されている。工具ポット２５の上面には、後述する受け渡し部材３２の係合溝３２１に係合可能な突起２５２が形成されている。

　図３，図４及び図５に示すように、機台１１における工具室２０内には、工具交換装置２６が配置されている。工具交換装置２６は、図７に示す工具交換位置Ｐ２の主軸１７と工具マガジン２４との間において工具交換動作を行う。

　以下に、工具交換装置２６について説明する。図４、図５及び図７に示すように、工具交換待機位置Ｐ１の主軸１７と工具マガジン２４との間の位置には、工具交換アーム２７が配置されている。工具交換アーム２７は、その中央部において、上下方向に延びる回転軸２８により、水平面内において回転可能にかつ軸方向に沿って上下移動可能に支持されている。工具交換アーム２７の両端には、工具１８を把持する把持部２７１が設けられている。把持部２７１は、工具１８の上端外周面の溝部１８１に係脱される。

　図３，図９及び図１０に示すように、区画壁２１の扉２２と工具交換アーム２７の回転軸２８との間には、連動アーム２９１を備えた連動機構２９が介装されている。連動アーム２９１は、工具交換アーム２７の回転に連動して扉２２を開閉する。連動アーム２９１は、工具交換アーム２７と一体に回転するとともに、軸方向に移動する。連動アーム２９１は、その両端にピン２９２を備えている。ピン２９２は、扉２２に突設されたレバー２２１の長孔２２２に対応している。ピン２９２が長孔２２２に係合して、扉２２が連動アーム２９１に連結される。工具交換アーム２７が軸線方向の下方に移動すると、ピン２９２が長孔２２２から離脱して、扉２２と連動アーム２９１との連結が解離される。

　図５～図８に示すように、工具室２０内において工具交換アーム２７と工具マガジン２４との間の位置には、受け台３０が配置されている。受け台３０は、工具ポット２５に装着されている工具１８を工具マガジン２４の工具保持部２４１から受け取るか、工具保持部２４１に工具１８を受け渡す。

　以下に、受け台３０を介して工具１８を受け渡すための工具受け渡し装置５０の構成を説明する。図４及び図５に示すように、工具マガジン２４の上方において機台１１には、受け渡し部材３２が支持されている。受け渡し部材３２は、Ｙ軸方向に延びると共に、その延長方向へ移動可能である。受け渡し部材３２における受け台３０近傍の端部の下面には、工具ポット２５上の突起２５２に係合可能な係合溝３２１が形成されている。図５及び図８に示すように、受け渡し部材３２がＹ軸方向の後退端に位置しているときに、係合溝３２１は、突起２５２の回転軌跡上に位置している。図５～図８に示すように、受け渡し部材３２がＹ軸方向へ前進すると、突起２５２と係合溝３２１とが係合しているため、工具ポット２５に装着されている工具１８が、工具マガジン２４の工具保持部２４１と受け台３０との間で移動する。

　図５～図８に示すように、主軸１７と工具受け渡し装置５０の受け渡し部材３２との間には、連係機構３３が設けられている。連係機構３３は、工具交換待機位置Ｐ１と工具交換位置Ｐ２との間の主軸１７の移動を受け渡し部材３２に伝達して、工具１８の受け渡し動作を行わせる。

　以下に、連係機構３３について説明する。図４及び図５に示すように、機台１１（図１及び図２参照）には、支持体３１が固定されている。支持体３１には、被動体３５が、Ｙ軸方向に移動可能に支持されている。被動体３５上には、雌ネジ体１４３の端部に係合可能なピン３５１が突設されている。ネジ軸１５１と雌ネジ体１４３とが螺合されているため、Ｙ軸移動用モータ１５が駆動すると、Ｙ軸移動台１４は、主軸１７とともに工具交換位置Ｐ２に向けて移動を開始する。Ｙ軸移動台１４が移動端に到達すると、雌ネジ体１４３がピン３５１に係合して、被動体３５がＹ軸移動台１４と同方向に移動を開始する。

　被動体３５と受け渡し部材３２との間には、被動体３５の移動を受け渡し部材３２に伝達する伝達部材３６が設けられている。伝達部材３６は、被動体３５の下面に固定された第１ラック３７と、第１ラック３７に噛合するピニオン３８と、ピニオン３８と噛合する第２ラック３９とによって構成されている。ピニオン３８は、支持体３１に対して回転可能に支持されている。第２ラック３９は、受け渡し部材３２の上面に固定されている。工具交換位置Ｐ２への主軸１７の移動にともなって、被動体３５が図４及び図５の右方向に移動すると、受け渡し部材３２は、伝達部材３６の第１ラック３７、ピニオン３８及び第２ラック３９を介して、図４及び図５の左方向に移動する。受け渡し部材３２の移動によって、工具ポット２５に装着されている工具１８は、工具マガジン２４の工具保持部２４１から受け台３０上に移動する。

　支持体３１と受け渡し部材３２との間には、スプリング４０が介装されている。スプリング４０は、受け渡し部材３２等に対して、雌ネジ体１４３による被動体３５の移動方向と反対方向へ付勢力を付与する。従って、主軸１７が工具交換位置Ｐ２から工具交換待機位置Ｐ１へ移動して雌ネジ体１４３の端部が被動体３５上のピン３５１から離間すると、スプリング４０の付勢力により、受け渡し部材３２は、図４及び図５～図８の右方向に移動して、最終的には元の位置に戻る。このような受け渡し部材３２の移動によって、工具１８は、工具ポット２５とともに、受け台３０上から工具マガジン２４の工具保持部２４１に移動する。

　次に、上記の工作機械の作用を説明する。
　図５及び図９に示す状態では、主軸１７が加工室１９内の工具交換待機位置Ｐ１に配置され、工具１８がその主軸１７の下端に装着されている。また、工具交換装置２６の工具交換アーム２７が軸線方向の上方位置に配置されるとともに、扉２２の移動方向（Ｘ軸方向）と平行な非交換位置に配置されている。また、連動機構２９のピン２９２がレバー２２１の長孔２２２に係合して工具交換アーム２７と扉２２とが連結されており、扉２２は、その連動機構２９を介して、区画壁２１の開口２１１を閉鎖する位置に配置されている。この状態で、主軸１７やテーブル２３をＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向のいずれかに移動させながら主軸１７を回転させることで、工具１８によりテーブル２３上のワークに対して所定の加工が施される。このとき、扉２２により区画壁２１の開口２１１が閉鎖されている。このため、加工室１９から開口２１１を介して工具室２０内に加工屑や冷却液が侵入するおそれはない。

　ワークの加工中に、次の加工の準備が行われる。即ち、工具マガジン２４が割り出し回転されて、工具保持部２４１に支持された複数の工具１８のうち次の加工に使用する工具１８が、受け台３０と対応する位置に配置される。そして、選択された工具１８を支持する工具ポット２５上の突起２５２が、工具交換装置２６における受け渡し部材３２の係合溝３２１に係合される。

　主軸１７に装着された工具１８によるワークの加工が終了して、工具１８の交換を必要とする場合、工具交換アーム２７は、図５及び図９の状態から反時計方向に９０度回転する。そして、図６及び図１０に示すように、工具交換アーム２７は、扉２２の移動方向と交差する方向（Ｙ軸方向）に延びる交換位置に配置される。このとき、ピン２９２が長孔２２２に係合しているため、
工具交換アーム２７の回転により、扉２２は、区画壁２１の開口２１１を開放する位置に移動する。

　その後、Ｙ軸移動用モータ１５によりＹ軸移動台１４が移動すると、図１０の二点鎖線及び図７に示すように、主軸１７は、加工室１９内の工具交換待機位置Ｐ１から区画壁２１の開口２１１を介して工具室２０内の工具交換位置Ｐ２に移動する。このとき、主軸１７に装着されている工具１８上の溝部１８１が、工具交換アーム２７の一方の把持部２７１に係合される。そして、主軸１７が工具交換位置Ｐ２に向けて移動しその移動端に到達すると、連係機構３３の雌ネジ体１４３の端部がピン３５１に係合されて、ピン３５１を有する被動体３５がＹ軸移動台１４と同方向に移動を開始する。被動体３５の移動が第１ラック３７、ピニオン３８及び第２ラック３９を介して受け渡し部材３２に伝達されることで、受け渡し部材３２は、受け台３０（図１０の下方）に向けて前進する。このとき、突起２５２が係合溝３２１に係合しているため、受け渡し部材３２の前進移動により、工具１８は、工具ポット２５とともに工具マガジン２４の工具保持部２４１から受け台３０上に移動する。このとき、工具ポット２５に装着されている工具１８上の溝部１８１が、工具交換アーム２７の他方の把持部２７１に係合される。

　この状態で、工具交換アーム２７が軸方向の下方に移動して、使用済みの工具１８が主軸１７から抜き取られるとともに、未使用の工具１８が工具ポット２５から抜き取られる。それと同時に、アーム２９１が下方へ移動して、ピン２９２と長孔２２２との係合が解除されるため、工具交換アーム２７と扉２２との連結も解除される。続いて、工具交換アーム２７が、図７の状態から反時計方向に１８０度回転する。つまり、工具交換アーム２７が、図８に実線で示す状態を経て更に９０度回転する。これにより、一方の把持部２７１に把持されている使用済みの工具１８が受け台３０上の工具ポット２５の下方に配置され、他方の把持部２７１に把持されている未使用の工具１８が主軸１７の下方に配置される。この状態で、工具交換アーム２７が軸方向の上方に移動することによって、工具１８が、工具ポット２５及び主軸１７の両方に下方からそれぞれ装着される。それと同時に、ピン２９２が長孔２２２と係合するため、工具交換アーム２７が扉２２に連結される。

　その後、Ｙ軸移動用モータ１５によりＹ軸移動台１４が移動して、主軸１７が、工具室２０内の工具交換位置Ｐ２から区画壁２１の開口２１１を介して加工室１９内の工具交換待機位置Ｐ１に移動する。このとき、連係機構３３の雌ネジ体１４３の端部が被動体３５上のピン３５１から離間すると、スプリング４０の付勢力により、受け渡し部材３２は、工具マガジン２４に向けて後退する。このような受け渡し部材３２の移動により、工具１８は、工具ポット２５とともに、受け台３０上から工具マガジン２４の工具保持部２４１に移動する。次いで、工具交換アーム２７は、図１０の状態から時計方向に９０度回転する。そして、図５及び図９に示すように、工具交換アーム２７は、扉２２の移動方向と平行な非交換位置に配置される。このとき、ピン２９２が長孔２２２に係合しているため、工具交換アーム２７の回転により、扉２２は、区画壁２１の開口２１１を閉鎖する移動する。この状態で、主軸１７に装着された工具１８によって、ワークに対する加工が再開される。

　従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（１）この実施形態において、主軸１７と工具受け渡し装置５０との間には、連係機構３３が設けられている。連係機構３３は、工具交換待機位置Ｐ１から工具交換位置Ｐ２への主軸１７の移動により、工具交換アーム２７と工具マガジン２４との間での工具１８の受け渡しを行わせる。

　従って、この工作機械においては、主軸１７を移動させるためのＹ軸移動用モータ１５を駆動モータとして用いて、主軸１７を工具交換待機位置Ｐ１から工具交換位置Ｐ２に間で移動させることにより、工具１８の受け渡しが行われる。このため、工具１８を出し入れするための専用のシリンダ等の駆動装置が不要となる。従って、シリンダ等を駆動するための流体ポンプ等が不要になり、工作機械の構成を簡略化することができる。

　（２）複数の工具保持部２４１を有する工具マガジン２４が、上下方向に延びる軸線を中心に水平面内において回転可能に支持されている。また、主軸１７が工具交換待機位置Ｐ１と工具交換位置Ｐ２との間を水平方向に移動すると、連係機構３３も水平面内で動作する。このように、工具交換動作や連係機構３３の動作が水平面内で円滑に実行される。このため、工具マガジン２４の工具保持部２４１と主軸１７との間で、工具１８を、円滑かつ無理なく交換することができる。

　（３）工具受け渡し装置５０には、工具交換位置Ｐ２の主軸１７と工具マガジン２４との間に配置された工具交換アーム２７と、その工具交換アーム２７と工具マガジン２４との間で工具１８の受け渡し可能に配置された受け渡し部材３２とが備えられている。また、受け渡し部材３２は、工具交換待機位置Ｐ１と工具交換位置Ｐ２との間の主軸１７の移動にともない、連係機構３３を介して動作する。このため、工具交換アーム２７と工具マガジン２４との間での工具１８の受け渡しを、簡単な構成によって円滑に行うことができる。

　（４）連係機構３３は、主軸１７とともに移動する雌ネジ体１４３と、被動体３５と、スプリング４０とを備えている。主軸１７が工具交換位置Ｐ２に向けて移動してその移動端に到達したときに、被動体３５は、雌ネジ体１４３と係合して移動を開始する。スプリング４０は、被動体３５の移動方向と反対方向に被動体３５を付勢する。このため、連係機構３３の部品点数が少なく構成が簡単である。また、主軸１７が工具交換位置Ｐ２に向けて移動すると、受け渡し部材３２は、工具交換アーム２７と工具マガジン２４との間で一方向に動作する。また、主軸１７が工具交換位置Ｐ２から工具交換待機位置Ｐ１に向けて移動すると、スプリング４０の付勢力により、受け渡し部材３２は、工具交換アーム２７と工具マガジン２４との間で反対方向に動作する。従って、シリンダ等のアクチュエータを用いることなく、受け渡し部材３２を適切に動作させることができる。

　（５）伝達部材３６は、被動体３５に設けられた第１ラック３７と、第１ラック３７に噛合するピニオン３８と、ピニオン３８と噛合するように受け渡し部材３２に設けられた第２ラック３９とにより構成されている。このため、伝達部材３６は、被動体３５の移動を受け渡し部材３２に対して的確に伝達することで、受け渡し部材３２を適正に動作させることができる。

　（第２実施形態）
　次に、第２実施形態を図１１～図１５に基づいて第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。第２実施形態において、第１実施形態と同符号を付した部材等は、第１実施形態の同符号の部材等と形状や位置等が異なっていても、第１実施形態の同符号の部材等と同じ機能を有する。

　図１１及び図１２に示すように、Ｘ軸移動台１２及びＹ軸移動台１４の上下関係が、第１実施形態の逆である。すなわち、機台１１上においてＹ軸方向に延びるレール１４１には、Ｙ軸移動台１４のスライダ１４２が支持されている。また、Ｙ軸移動台１４上においてＸ軸方向に延びるレール１２１には、Ｘ軸移動台１２のスライダ１２２が支持されている。第２実施形態では、Ｘ軸移動台１２が、主軸１７とともに移動する駆動体を構成している。

　第２実施形態においては、受け渡し装置５０の構成が第１実施形態と異なるため、以下に、受け渡し装置５０の構成の詳細を説明する。
　図１１～図１３に示すように、基台１１に固定された支持台３１は、板状に形成されている。図１３～図１５に示すように、支持台３１の中央部の上面には、Ｙ軸方向に延びるレール６１が敷設されている。第１移動体６２の下面には、スライダ６３が設けられている。第１移動体６２は、スライダ６３を介して、レール６１の上面にＹ軸方向に移動可能に支持されている。第１移動体６２の先端部には、係合溝３２１を有する受け渡し部材３２が固定されている。

　支持台３１の端部上面には、レール６１と平行に延びるレール６４が敷設されている。第２移動体６５の下面には、スライダ６６が設けられている。第２移動体６５は、スライダ６６を介して、レール６４の上面にはＹ軸方向に移動可能に支持されている。第２移動体６５の端部からは、ガイドロッド６７が突出されている。ガイドロッド６７がガイド部材６８の孔（図示しない）に挿通されることよって、第２移動体６５のＹ軸方向の移動が案内される。スプリング６９は、第２移動体６５とガイド部材６８との間のガイドロッド６７の外周面上に設けられている。スプリング６９は、第２移動体６５を加工室１９に向けて付勢する。Ｙ軸移動台１４には、当接板７０が固定されている。このため、Ｙ軸移動台１４が加工室１９から離間するように移動して主軸１７が工具交換位置Ｐ２に向けて移動すると、当接板７０が第２移動体６５の受け板６５１に当接される。この当接により、第２移動体６５が、スプリング６９の付勢力に抗して、Ｙ軸移動体１４と同方向に移動する。なお、第１及び第２移動体６２，６５の加工室１９への移動を前進とし、加工室１９から離間する方向への移動を後退とする。

　第１移動体６２と第２移動体６５との間において、支持台３１の上面には、連動レバー８１が支持されている。連動レバー８１は、軸８２を中心に回転可能である。連動レバー８１の一方の端部は、軸８３を介して第１移動体６２に連結されている。連動レバー８１の他方の端部は、軸８４を介して第２移動体６５に連結されている。第２実施形態では、第２移動体６５及び連動レバー８１によって被動体が構成され、第１移動体６２、第２移動体６５及び連動レバー８１によって伝達部材が構成されている。

　図１３に示すように、主軸１７が加工室１９内に位置する状態では、第２移動体６５が、スプリング６９の付勢力により、加工室１９に近い前進位置に配置されている。また、第１移動体６２が、連動レバー８１を介して後退位置に配置されている。この場合、受け渡し部材３２が後退位置に配置されている。このため、受け渡し部材３２の係合溝３２１が、工具マガジン２４上の工具ポット２５の突起２５２の回転軌跡上に位置する。

　この状態で、図１４及び図１５に示すように、Ｙ軸移動台１４の移動により主軸１７が工具交換位置Ｐ２に移動すると、Ｙ軸移動台１４の当接板７０が第２移動体６５の受け板６５１に当接する。このため、第２移動台６５が、スプリング６９の付勢力に抗して後退する。従って、第１移動体６２が連動レバー８１を介して前進し、工具マガジン２４の工具１８が工具交換アーム２７によって把持される位置にまで前進する。

　その後は、第１実施形態と同様に、工具交換アーム２７の下降によって主軸１７及び工具ポット２５から工具１８が引き抜かれ、工具交換アーム２７の回転によって工具１８の配置が入れ替えられる。次に、工具交換アーム２７の上昇によって、主軸１７及び工具ポット２５の両方に工具１８が装着されて、工具１８が交換される。そして、Ｙ軸移動台１４が移動して主軸１７が加工室１９へ移動すると、第２移動体６５がスプリング６９の付勢力によって前進すると共に、連動レバー８１を介して第１移動体６２が受け渡し部材３２とともに後退する。こうして、工具交換アーム２７上の工具１８が、工具マガジン２４に格納される。

　従って、第２実施形態においては、以下の効果がある。
　（６）工具マガジン２４と交換アーム２７との間の工具１８の出し入れが、Ｙ軸移動台１４の移動に基づく第２移動体６５の後退及び前進と、連動アーム８１の回転と、第１移動体６２の前進及び後退とによって行なわれる。このように、Ｙ軸移動台１４の移動を簡易な機械要素を介して受け渡し部材３２に伝達することができ、工作機械の構成を簡略化することができる。

　なお、この実施形態は、次のように変更してもよい。
　・本発明を、工具交換装置２６の中心軸線を水平面内に配置した構成に具体化してもよい。

　・主軸１７と工具交換装置２６との間に設けられた連係機構３３の構成として、ラックとピニオンに代えて、リンク機構を採用してもよい。つまり、雌ネジ体１４３と受け渡し部材３２との間に、動力を伝達可能なリンクを介在させてもよい。

　・第２実施形態において、第２移動体６５を省略する代りに、第１移動体６２を後退させるように付勢するスプリングを設けてもよい。この場合、主軸１７が工具交換位置Ｐ２に移動したときに、Ｙ軸移動台１４が連動レバー８１の自由端部に当接して第１移動体６２が前進するように、受け渡し装置５０を構成してもよい。このように、第２移動体６５を省略しても、第２実施形態の作用を得ることができる。

　１４…Ｙ軸移動台、１４３…雌ネジ体、１５…Ｙ軸移動用モータ、１７…主軸、１８…工具、２４…工具マガジン、２４１…工具保持部、２５…工具ポット、２６…工具交換装置、２７…交換アーム、３０…受け台、３１…支持体、３２…受け渡し部材、３３…連係機構、３５…被動体、３６…伝達部材、３７…第１ラック、３８…ピニオン、３９…第２ラック、４０…スプリング、５０…工具受け渡し装置、６２…第１移動体、６９…スプリング、８１…連動レバー、Ｐ１…工具交換待機位置、Ｐ２…工具交換位置。

Claims

複数の工具を着脱可能に保持する工具マガジンと、
　工具交換待機位置と工具交換位置との間を移動可能な主軸と、
　前記工具交換位置の主軸と前記工具マガジンとの間において工具交換動作を行う工具交換装置と、
　前記工具マガジンと前記工具交換装置との間で工具の受け渡しを行う工具受け渡し装置とを備えた工作機械において、
　前記主軸と前記工具受け渡し装置との間には、工具交換待機位置から工具交換位置への前記主軸の移動を前記工具受け渡し装置に伝達して前記工具の受け渡しを行わせる連係機構を設けたことを特徴とする工作機械。
請求項１に記載の工作機械において、
　前記工具マガジンは、上下方向に延びる軸線を中心に回転可能に支持されるとともに、複数の工具保持部が設けられた外周面を有し、
　前記主軸は、前記工具交換待機位置と前記工具交換位置との間を水平方向に移動し、
　前記連係機構は、水平面内で動作することを特徴とする工作機械。
請求項１または２に記載の工作機械において、
　前記工具受け渡し装置は、前記工具交換装置の前記工具交換アームと前記工具マガジンとの間で工具を受け渡し可能に配置された受け渡し部材を備え、
　前記受け渡し部材は、前記連係機構によって動作することを特徴とする工作機械。
請求項３に記載の工作機械において、
　前記連係機構は、
　前記主軸とともに移動する駆動体と、
　前記主軸が前記工具交換位置に向けて移動しその移動端に到達したときに前記駆動体と係合して移動する被動体と、
　前記被動体の移動を前記受け渡し部材に伝達する伝達部材と、
　前記駆動体による被動体の移動方向と反対方向への付勢力を有するスプリングとを備えることを特徴とする工作機械。
請求項４に記載の工作機械において、
　前記伝達部材は、
　前記被動体に設けられた第１ラックと、
　前記第１ラックに噛合するピニオンと、
　前記ピニオンと噛合するように前記受け渡し部材に設けられた第２ラックとを備えることを特徴とする工作機械。
請求項４に記載の工作機械において、
　前記伝達部材は、
　前記駆動体の移動によって回転する連動レバーと、
　前記受け渡し部材を有し、前記連動レバーの回転によって移動する移動体とを備えることを特徴とする工作機械。