WO2024121989A1 - 工具交換装置 - Google Patents

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WO2024121989A1
WO2024121989A1 PCT/JP2022/045148 JP2022045148W WO2024121989A1 WO 2024121989 A1 WO2024121989 A1 WO 2024121989A1 JP 2022045148 W JP2022045148 W JP 2022045148W WO 2024121989 A1 WO2024121989 A1 WO 2024121989A1
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WO
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tool
arm
spindle
gripping
gripping member
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/045148
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English (en)
French (fr)
Inventor
学 五十部
Original Assignee
ファナック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by ファナック株式会社 filed Critical ファナック株式会社
Priority to PCT/JP2022/045148 priority Critical patent/WO2024121989A1/ja
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Definitions

  • This disclosure relates to a tool changer that changes tools attached to the spindle of a machine tool.
  • Some tool changers remove a previously used tool, which is one of a number of tools, from the spindle and attach a next-to-be-used tool, which is different from the previously used tool, to the spindle.
  • the inventors have devised a structure for a tool changer that includes an arm having a gripping member and a gripping interlocking mechanism that rotates the gripping member in conjunction with the relative movement of the arm with respect to the spindle.
  • the gripping member is rotatable to a gripping angle at which the tool is gripped and a release angle at which the gripping of the tool is released.
  • the arm uses the gripping member to remove the previously used tool from the spindle and attach the next tool to be used to the spindle.
  • the gripping interlocking mechanism includes a cam and a roller that moves together with the arm relative to the cam.
  • the roller comes into contact with the cam and displaces according to the cam profile.
  • the gripping member rotates based on this displacement.
  • This disclosure was made in consideration of the above circumstances, and aims to prevent external forces from being applied to the spindle during machining by the spindle.
  • the tool changing device of the present disclosure is A tool changing device for removing a previously used tool as one of a plurality of tools from a spindle of a machine tool and attaching a next-use tool as the tool different from the previously used tool to the spindle, comprising: an arm having a gripping member that can be rotated to a gripping angle for gripping the tool and a release angle for releasing the grip of the tool, and that uses the gripping member to remove the previously used tool from the spindle and attach the next tool to the spindle; a gripping interlocking mechanism that rotates the gripping member in conjunction with the relative movement of the arm with respect to the main shaft, the gripping interlocking mechanism comprises a spindle-side cam, an arm roller attached to the gripping member and moving together with the arm relative to the spindle-side cam, a release cam provided at a position farther away from the spindle than the spindle-side cam, and a release roller attached to the gripping member and moving together with the arm relative to the release
  • FIG. 10 is a flowchart showing a procedure for tool replacement.
  • FIG. 13 is a configuration diagram showing a control system of a tool exchange device according to a fourth embodiment.
  • 10 is a flowchart showing a procedure for controlling the moving speed of an arm.
  • 10 is a flowchart showing a procedure of another example of control of the moving speed of the arm.
  • the magazine body 39 is configured to be rotatable around an axis in the left-right direction X.
  • a plurality of tool pots 33 are attached to the magazine body 39. By rotating the magazine body 39, one of the plurality of tool pots 33 is positioned at the lowest "exchange position P," which serves as a standby position for tool exchange.
  • the arm 50 removes the next tool Tn from the tool pot 33 at the exchange angle Pb and attaches it to the spindle 215, and also removes the previously used tool Tp from the spindle 215 and attaches it to the tool pot 33 at the exchange angle Pb.
  • the arm 50 has an arm body 59, a first gripping member 51, and a second gripping member 52.
  • first gripping member 51 and the second gripping member 52 will be collectively referred to as “gripping members 51, 52.”
  • first direction Ya a predetermined horizontal direction based on the arm body 59
  • second direction Xa a horizontal direction perpendicular to it
  • the first direction Ya is the front-to-back direction Y
  • the second direction Xa is the left-to-right direction X.
  • the first gripping member 51 and the second gripping member 52 are supported rotatably about the first direction Ya with their gripping portions 54 facing opposite sides of the second direction Xa.
  • This rotation causes each of the gripping members 51, 52 to be displaced to a gripping angle Qb shown in FIG. 13 for gripping the tool T, and a release angle Qa shown in FIG. 14 for releasing the grip of the tool T.
  • the first gripping member 51 and the second gripping member 52 partially overlap each other.
  • the gripping portion 54 has a U-shape that opens toward the tip side, i.e., toward one side in the second direction Xa, and is configured so that the upper part of the tool T can be inserted therein. Specifically, below the upper engagement groove Ga at the top of the tool T, an engagement recess Gc and a lower engagement groove Gb are provided.
  • the gripping portion 54 has an engagement protrusion 54c, a pair of engagement members 54a, 54a, and a pair of engagement springs 54b, 54b.
  • the engagement protrusion 54c is provided on the opposite side of the gripping portion 54 from the tip side, protrudes toward the tip side, and is configured so as to be able to engage with the engagement recess Gc.
  • the pair of engagement members 54a, 54a are configured so as to be able to engage with the lower engagement groove Gb from both sides in the first direction Ya on the tip side of the center line of the tool T.
  • the pair of engagement springs 54b, 54b urge the pair of engagement members 54a, 54a in a direction in which they approach each other.
  • each gripping portion 54 is configured to be able to grip the tool T at three points.
  • the arm main body 59 shown diagrammatically in FIG. 13 is configured to be displaceable in the vertical direction Z and rotatable about an axis in the vertical direction Z.
  • the gripping member 51 on the magazine 30 side or the "grip member 52 on the magazine 30 side” as appropriate for the drawings to be referenced.
  • the gripping member whose gripping portion 54 is on the spindle 215 side will be referred to as the "grip member 52 on the spindle 215 side" or the “grip member 51 on the spindle 215 side” as appropriate for the drawings to be referenced.
  • the pot interlocking mechanism 40 rotates the tool pot 33 at the exchange position P from the storage angle Pa to the exchange angle Pb in conjunction with the relative descent of the arm 50 with respect to the magazine 30, and then rotates it back to the storage angle Pa.
  • the pot interlocking mechanism 40 also rotates the tool pot 33 at the exchange position P from the storage angle Pa to the exchange angle Pb in conjunction with the relative ascent of the arm 50 with respect to the magazine 30, and then rotates it back to the storage angle Pa.
  • the pot interlocking mechanism 40 has an arm-side cam 41, a link roller 45, a link mechanism 46, and a pot roller 48.
  • the link roller 45 is attached to the upper end of the link mechanism 46.
  • the arm-side cam 41 is provided on the arm body 59 and abuts against the link roller 45.
  • the link roller 45 is biased against the arm-side cam 41 by the weight of the link mechanism 46, a return spring (not shown) of the tool pot 33 (described later), other return springs, weights, etc.
  • the pot rollers 48 are attached to each tool pot 33 at a location spaced from the holding portion 34, i.e., away from the rotation axis.
  • the pot rollers 48 are pushed up by the lower end of the link mechanism 46 when the lower end rises. This causes the tool pot 33 to rotate towards the exchange angle Pb.
  • the aforementioned return spring (not shown) is attached to each tool pot 33, and the tool pots 33 are biased towards the storage angle Pa by the biasing force of the return spring.
  • the arm-side cam 41 together with the arm 50, is displaced in the vertical direction Z relative to the link roller 45, thereby rotating the tool pot 33 via the link roller 45, the link mechanism 46, and the pot roller 48.
  • the gripping interlocking mechanism 60 rotates the gripping member 51 on the magazine 30 side toward gripping angle Qb in conjunction with the relative descent of the arm 50 with respect to the magazine 30.
  • the gripping interlocking mechanism 60 also rotates the gripping member 52 on the spindle side toward gripping angle Qb in conjunction with the relative descent of the arm 50 with respect to the spindle 215.
  • the gripping interlocking mechanism 60 also rotates the gripping member 51 on the spindle side toward release angle Qa in conjunction with the relative rise of the arm 50 with respect to the spindle 215.
  • the gripping interlocking mechanism 60 also rotates the gripping member 52 on the magazine 30 side toward release angle Qa in conjunction with the relative rise of the arm 50 with respect to the magazine 30.
  • the gripping interlocking mechanism 60 has a magazine-side cam 61, a spindle-side cam 62, and an arm roller 64.
  • the two gripping members 51, 52 are shown diagrammatically offset in the second direction Xa for the sake of visibility, but in reality, as described above, the two gripping members 51, 52 partially overlap each other when viewed in the first direction Ya. However, if there is sufficient space in the second direction Xa, the two gripping members 51, 52 may actually be installed offset in the second direction Xa, as shown in FIG. 15.
  • the magazine side cam 61 is attached to the frame or housing of the tool changer 100.
  • the spindle side cam 62 is attached to the frame or housing 211 of the spindle assembly 210.
  • One arm roller 64 is attached to each of the gripping members 51, 52. Therefore, the arm roller 64 moves relative to the magazine side cam 61 and the spindle side cam 62 in the vertical direction Z together with the arm 50.
  • Each gripping member 51, 52 is biased toward the release angle Qa by a return spring, weight, its own weight, etc. Therefore, the arm roller 64 of the gripping member 51 on the magazine 30 side is biased toward the magazine side cam 61, and the arm roller 64 of the gripping member 52 on the spindle 215 side is biased toward the spindle side cam 62.
  • the gripping interlocking mechanism 60 further includes a release cam 63 and a release roller 65.
  • the release cam 63 is provided at a position farther away from the spindle 215 than the spindle-side cam 62, and is specifically attached to the frame or housing of the tool changer 100.
  • One release roller 65 is attached to each of the gripping members 51, 52. The release roller 65 moves relative to the release cam 63 in the vertical direction Z together with the arm 50.
  • the arm roller 64 is displaced toward the magazine 30 according to the profile of the magazine side cam 61, causing the gripping member 51 on the magazine 30 side to rotate toward the gripping angle Qb. Also, as shown in Figure 31, in conjunction with the relative ascent of the arm 50 with respect to the magazine 30, the arm roller 64 is displaced toward the arm 50 according to the profile of the magazine side cam 61, causing the gripping member 51 on the magazine 30 side to rotate toward the release angle Qa.
  • the arm roller 64 is displaced toward the spindle 215 according to the profile of the spindle-side cam 62, causing the gripping member 52 on the spindle 215 side to rotate toward the gripping angle Qb.
  • the arm roller 64 is displaced toward the arm 50 according to the profile of the spindle-side cam 62, causing the gripping member 52 on the spindle 215 side to rotate toward the release angle Qa.
  • the release roller 65 is displaced toward the arm 50 according to the profile of the release cam 63, causing the gripping member 52 on the spindle 215 side to rotate further toward the release angle Qa. This rotation causes the arm roller 64 to move away from the spindle-side cam 62.
  • the tool changer 100 further includes a magazine rotation device 73, an arm lifting device 75, an arm swivel device 76, and a control device 80.
  • the magazine rotation device 73 rotates the magazine 30 around an axis in the left-right direction X.
  • the arm lifting device 75 moves the arm 50 in the up-down direction Z.
  • the arm swivel device 76 swivels the arm 50 around an axis in the up-down direction Z.
  • the magazine rotation device 73, arm lifting device 75, and arm swivel device 76 are all actuators such as motors.
  • the control device 80 controls each device including these actuators.
  • the arm 50 descends.
  • the tool pot 33 at the exchange position P rotates toward the exchange angle Pb
  • the gripping member 51 on the magazine 30 side rotates toward the gripping angle Qb.
  • the gripping member 51 on the magazine 30 side is positioned at the gripping angle Qb
  • the gripping member 51 grips the top of the next tool to be used Tn in the tool pot 33.
  • the arm 50 descends further, causing the gripping member 51 on the magazine 30 side to remove the next-to-be-used tool Tn from the tool pot 33 at the exchange angle Pb. Then, in conjunction with the arm 50 descending further, the tool pot 33 at the exchange position P rotates toward the storage angle Pa. At this time, the top of the next-to-be-used tool Tn passes through the notch 38. Then, as shown in FIG. 25, when the tool pot 33 rotates to the storage angle Pa, the magazine 30 starts to rotate and starts the operation of moving the desired tool pot 33 that stores the previously-used tool Tp to the exchange angle Pb.
  • the arm 50 descends and the spindle assembly 210 rises, causing the arm 50 to descend relative to the spindle 215.
  • the gripping member 52 on the spindle 215 side rotates toward the gripping angle Qb to grip the upper part of the previously used tool Tp of the spindle 215.
  • the spindle assembly 210 rises further, that is, the arm 50 descends further relative to the spindle 215, causing the gripping member 52 on the spindle side to remove the previously used tool Tp from the spindle 215.
  • the arm 50 rotates 180° around the axis in the vertical direction Z. This rotation causes the gripping member 51 on the magazine 30 side and the gripping member 52 on the spindle 215 side to switch places. As a result, the previously used tool Tp becomes the magazine 30 side, and the next tool to be used Tn becomes the spindle 215 side. Thereafter, as shown in FIG. 28, the spindle assembly 210 descends, that is, the arm 50 rises relative to the spindle 215, and the gripping member 51 on the spindle 215 side attaches the next tool to be used Tn to the spindle 215.
  • the spindle assembly 210 further descends and the arm 50 rises, causing the arm 50 to rise further relative to the spindle 215.
  • the gripping member 51 on the spindle 215 side rotates toward the release angle Qa to release the grip on the next tool to be used Tn.
  • the arm 50 rises relative to the magazine 30.
  • the tool pot 33 at the exchange position P rotates toward the exchange angle Pb. Note that at this time, the operation of moving the desired tool pot 33 to the exchange position P has already been completed. Therefore, the desired tool pot 33 is disposed at the exchange position P.
  • the tool pot 33 rotates toward the exchange angle Pb, the upper part of the previously used tool Tp passes through the notch 38 of the rotating tool pot 33.
  • the tool pot 33 at the replacement position P is positioned at the replacement angle Pb, and the gripping member 52 on the magazine 30 side attaches the previously used tool Tp to the tool pot 33.
  • the tool pot 33 is rotatably attached to the magazine body 39 by a holding portion 34 for attaching a tool T, and the holding portion 34 also serves as the rotation axis of the tool pot 33. Therefore, the structure of the tool pot 33 is simpler than when the holding portion 34 and the rotation axis are provided separately.
  • the pot interlocking mechanism 40 shown in FIG. 3 rotates the tool pot 33 at the exchange position P in conjunction with the relative movement of the arm 50 with respect to the magazine 30. Therefore, the tool pot 33 can be rotated between the exchange angle Pb and the storage angle Pa without a dedicated drive source for rotating the tool pot 33.
  • the pot interlocking mechanism 40 also rotates the tool pot 33 from the storage angle Pa to the exchange angle Pb in conjunction with the relative descent of the arm 50 to a predetermined position with respect to the magazine 30. Thereafter, the pot interlocking mechanism 40 rotates the tool pot 33 from the exchange angle Pb to the storage angle Pa in conjunction with the further relative descent of the arm 50 from the aforementioned predetermined position with respect to the magazine 30. Therefore, in conjunction with the relative descent of the arm 50 with respect to the magazine 30, a series of operations can be performed in which the tool pot 33 is rotated from the storage angle Pa to the exchange angle Pb and then returned to the storage angle Pa. Similarly, the series of operations can be performed in conjunction with the relative ascent of the arm 50 with respect to the magazine 30.
  • a notch 38 is formed on the outer periphery of the tool pot 33 in the direction from the storage angle Pa toward the exchange angle Pb. Then, while the arm 50 is moving relative to the magazine 30, the tool pot 33 rotates and the upper part of the tool T passes through the notch 38. This allows the relative movement of the arm 50 relative to the magazine 30 and the rotational movement of the tool pot 33 to overlap greatly, shortening the cycle time for tool exchange. Furthermore, when rotating the tool pot 33 in conjunction with the relative movement of the arm 50 in the vertical direction Z relative to the magazine 30, even if the stroke of the relative movement of the arm 50 in the vertical direction Z is small, such a large overlap ensures a sufficiently large stroke of the rotation of the tool pot 33. Therefore, the requirement for the stroke of the relative movement of the arm 50 in the vertical direction Z relative to the magazine 30 can be reduced.
  • the first gripping member 51 and the second gripping member 52 are configured to be rotatable in the forward and backward directions Y independently of each other, and rotate independently of each other to grip and release the tool T. Therefore, it is easier to perform other operations in parallel with the work performed by the arm 50, compared to a case in which the tool T can only be gripped and released at the same time.
  • the control device 80 removes the next-to-use tool Tn from the tool pot 33 at the replacement position P using the gripping member 51 on the magazine 30 side, and then removes the previously-used tool Tp from the spindle 215 using the gripping member 52 on the spindle 215 side.
  • the magazine 30 is rotated to perform an operation of placing the desired tool pot 33 that stores the previously-used tool Tp at the replacement position P. This allows the previously-used tool Tp to be quickly stored in the desired tool pot 33.
  • the first and second gripping members 51, 52 when viewed in the vertical direction Z, are offset from each other in the first direction Ya, and the gripping portions 54 are installed facing opposite sides in the second direction Xa. Therefore, as shown in FIG. 13, when viewed in the first direction Ya, the first and second gripping members 51, 52 can be arranged so that they partially overlap each other. This allows the arm 50 to be compactly arranged in the second direction Xa while avoiding interference between the first gripping member 51 and the second gripping member 52.
  • each of the gripping members 51, 52 is configured to be rotatable around the first direction Ya perpendicular to the axial length direction of the spindle 215, and in addition, a gripping interlocking mechanism 60 is provided as shown in FIG. 15.
  • the gripping interlocking mechanism 60 rotates the gripping member 51 on the magazine 30 side in conjunction with the relative movement of the arm 50 in the vertical direction Z with respect to the magazine 30 to grip and release the tool T.
  • the gripping interlocking mechanism 60 rotates the gripping member 52 on the spindle 215 side in conjunction with the relative movement of the arm 50 in the vertical direction Z with respect to the spindle 215 to grip and release the tool T.
  • the gripping interlocking mechanism 60 includes a spindle-side cam 62, an arm roller 64, a release cam 63, and a release roller 65.
  • the arm roller 64 displaces according to the profile of the spindle-side cam 62, causing the gripping member 52 to rotate toward the release angle Qa.
  • the release roller 65 displaces according to the profile of the release cam 63, causing the gripping member 52 to further rotate toward the release angle Qa.
  • the gripping interlocking mechanism 60 has a spring 67, a gripping side stopper 68a, a release side stopper 68b, and a rotation mechanism 69. Note that in this embodiment, only the gripping member 52 is described, but the same is true for the other gripping member 51.
  • the spring 67 has one end attached to the arm body 59 and the other end attached to the gripping member 52, and the change from the natural state is greatest at a predetermined midpoint between the release angle Qa and the gripping angle Qb. Therefore, as shown in FIG. 35, when the gripping member 52 is at the gripping angle Qb side of the midpoint, the spring 67 biases the gripping member 52 toward the gripping angle Qb. The gripping side stopper 68b restricts the gripping member 52 from rotating further when it has rotated to the gripping angle Qb. On the other hand, as shown in FIG. 37, when the gripping member 52 is at the release angle Qa side of the midpoint, the spring 67 biases the gripping member 52 toward the release angle Qa. The release side stopper 68a restricts the gripping member 52 from rotating further when it has rotated to the release angle Qa.
  • the spring 67 is a pull spring, and its length is maximized at the midpoint.
  • the spring 67 may be a compression spring, and its length may be minimized at the midpoint.
  • the gripping interlocking mechanism 60 has a gripping cam 62b and a release cam 62a aligned in the first direction Ya, instead of the spindle side cam 62 in the first embodiment. Also, the gripping interlocking mechanism 60 has a gripping roller 64b and a release roller 64a aligned in the front-to-rear direction Y, instead of the arm roller 64 and release roller 65 in the first embodiment.
  • the rotation mechanism 69 includes these gripping cam 62b, release cam 62a, gripping roller 64b, and release roller 64a.
  • the gripping roller 64b and the release roller 64a are attached to the gripping member 52, and move together with the arm 50 in the vertical direction Z relative to the gripping cam 62b and the release cam 62a.
  • the gripping interlocking mechanism 60 also has a gripping cam and a release cam similar to the gripping cam 62b and the release cam 62a described above on the magazine 30 side, instead of the magazine side cam 61 in the first embodiment.
  • the gripping cam on the magazine 30 side may be read as a "magazine side cam”
  • the gripping cam 62b on the spindle 215 side may be read as a "spindle side cam”.
  • the gripping roller may be read as an "arm roller”.
  • the tool exchange device 100 of this embodiment includes a housing 90 having an opening 95 formed on the front side.
  • the housing 90 contains the magazine 30, the pot interlocking mechanism 40, the arm 50, the gripping interlocking mechanism 60, the spindle assembly 210, and the like.
  • a door 96 is attached to the opening 95.
  • the operation of taking in a tool T other than all the tools including the tool T attached to the tool pot 33 and the tool T attached to the spindle 215 into the tool exchange device 100 will be referred to as "taking in”.
  • the operation of taking out one of the tools from the tool exchange device 100 will be referred to as “removing”. Note that, although the following describes the case where “taking in” and “removing” are performed using the gripping member 52, “taking in” and “removing” may also be performed using the gripping member 51.
  • the control device 80 rotates the arm 50 to a predetermined access angle A, and positions the gripping member 52 that is not holding any tool T closer to the opening 95 than before the rotation.
  • one of the gripping members 52 grips the tool T to be removed from the tool exchange device 100. Thereafter, the arm 50 is rotated to a predetermined access angle A, and the tool T is positioned closer to the opening 95 than before the rotation.
  • the tool exchange device 100 has a display unit 120 and an input unit 130.
  • the input unit 130 has a tool attachment/detachment mode selection key 131, a pot number selection key 132, an import/removal selection key 133, and a work completion key 134.
  • the tool attachment/detachment mode selection key 131 is a key for selecting the tool attachment/detachment mode.
  • the pot number selection key 132 is a key for selecting one of the multiple tool pots 33 contained in the magazine 30.
  • the attachment/detachment selection key 133 is a key for selecting either "import" or "removal.”
  • the control device 80 causes the display unit 120 to display the pot number selection key 132.
  • the user operates the pot number selection key 132 to select a pot number and select one of the multiple tool pots 33.
  • the control device 80 causes the display unit 120 to display the import/remove selection key 133.
  • the user operates the import/remove selection key to select "import" or "remove.”
  • the control device 80 rotates the arm 50 to the access angle A. This positions the gripping portion 54 of the gripping member 52 that is not holding any tool T near the opening 95.
  • the control device 80 displays the work completion key 134 on the display unit 120. Thereafter, the user attaches the tool T related to the "take-in” to the gripping portion 54 of the gripping member 52 through the opening 95, and then presses the work completion key 134.
  • the control device 80 stores the tool T attached to the arm 50 in the selected tool pot 33.
  • the control device 80 moves the arm 50 to the standby position W. With the above, "take-in" is completed.
  • step S21 the control device 80 causes one of the gripping members 52 to grip the tool T in the selected tool pot 33.
  • step S22 the control device 80 rotates the arm 50 to the access angle A to place the tool T near the opening 95.
  • step S23 the control device 80 causes the display unit 120 to display a work completion key. Thereafter, the user retrieves the tool T gripped by the gripping member 52 from the opening 95, and then presses the work completion key 134. Then, in step S24, the control device 80 moves the arm 50 to the standby position W. This completes "remove.”
  • the control device 80 includes a weight acquisition unit 85 and a speed control unit 88.
  • the weight acquisition unit 85 acquires the weight of the previously used tool Tp and the next used tool Tn.
  • the speed control unit 88 controls the movement speed of the arm 50 based on the acquired weight. Specifically, when the acquired weight is smaller than a predetermined value, the speed control unit 88 makes the movement speed of the arm 50 faster than when the acquired weight is larger.
  • the control device 80 further has a weight memory unit 81.
  • the weight memory unit 81 stores the weight of the tool T in association with the number of the tool pot 33.
  • the weight acquisition unit 85 calculates the weight of the previously used tool Tp and the next tool to be used Tn based on this storage. In this case, for example, as shown in FIG. 43, first, in S51, the weight acquisition unit 85 acquires the weight data of the previously used tool Tp and the next tool to be used Tn and calculates the weight. Next, in S52, the speed control unit 88 controls the movement speed of the arm 50 based on the calculated weight.
  • the control device 80 may have a load detection unit 82.
  • the load detection unit 82 monitors the load of at least one of the arm lifting device 75 and the arm rotating device 76.
  • the weight acquisition unit 85 calculates the weight of the previously used tool Tp and the next tool to be used Tn based on the load. In this case, for example, as shown in FIG. 44, first, in S61, the load detection unit 82 detects the load of the arm lifting device 75 or the arm rotating device 76. Next, in S62, the weight acquisition unit 85 calculates the weight of the previously used tool Tp and the next tool to be used Tn based on the load. Next, the speed control unit 88 controls the movement speed of the arm 50 based on the calculated weight.
  • the present embodiment can solve the following problem. It is necessary to move the arm 50 within a range that does not apply excessive load to the arm lifting device 75 or the arm rotating device 76. However, if the movement speed of the arm 50 is set by always assuming the maximum possible weight of the next tool Tn and the previous tool Tp, the movement speed of the arm 50 will be unnecessarily slow, and the cycle time for tool change will be unnecessarily long. In this regard, in the present embodiment, when the weight of the next tool Tn and the previous tool Tp is small, the movement speed of the arm 50 is made faster than when the weight is large. This makes it possible to increase the movement speed of the arm 50 within a range that does not apply excessive load to the arm lifting device 75 or the arm rotating device 76. This makes it possible to efficiently shorten the cycle time for tool change.
  • one of the first gripping member 51 and the second gripping member 52 may be omitted, leaving only one gripping member 52.
  • the one gripping member 52 may be used to remove the previously used tool Tp from the spindle 215 and attach it to a specific tool pot 33, and then remove the next tool Tn from another tool pot 33 and attach it to the spindle 215.
  • the arm (50) has a first and a second gripping member (51, 52) as the gripping members (51, 52),
  • the gripping interlocking mechanism (60) has the arm roller (64) and the removal roller (65) for each of the gripping members (51, 52), the arm roller (64) of the gripping member on the spindle (215) side abuts against the spindle-side cam (62), and the removal roller (65) of the gripping member on the spindle (215) side abuts against the removal cam (63); 2.

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  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Abstract

主軸による加工中に外力が主軸に加わるのを抑えることを目的とする。工具交換装置は、アームと把持連動機構とを備える。アームは、把持部材を有し、把持部材を用いて主軸から先使用工具を取り外して次使用工具を取り付ける。把持連動機構は、主軸側カムと、アームローラと、主軸側カムよりも主軸から離間する位置に設けられた離脱用カムと、解除用ローラと、を有する。アームローラは、主軸に対するアームの所定方向への所定位置までの相対移動の際に、主軸側カムのプロフィールに従って変位して把持部材を解除角度側に回動させる。離脱用ローラは、主軸に対するアームの所定位置からの所定方向へのさらなる相対移動の際に、離脱用カムのプロフィールに従って変位して把持部材を解除角度側にさらに回動させて、アームローラを主軸側カムから離間させる。

Description

工具交換装置
　本開示は、工作機械の主軸に取り付ける工具を交換する工具交換装置に関する。
　工具交換装置の中には、複数の工具のうちの１つとしての先使用工具を主軸から取り外して、先使用工具とは別の工具としての次使用工具を主軸に取り付けるものがある。
特開２００８－１３２５５５号公報
　本発明者らは、工具交換装置において、把持部材を有するアームと、主軸に対するアームの相対移動に連動させて把持部材を回動させる把持連動機構と、を備える構造を考えた。把持部材は、工具を把持する把持角度と工具の把持を解除する解除角度とに回動可能である。アームは、把持部材を用いて主軸から先使用工具を取り外して主軸に次使用工具を取り付ける。
　把持連動機構は、カムと、アームと共にカムに対して相対移動するローラとを備える。ローラは、カムに当接してカムのプロフィールに従い変位する。その変位に基づいて、把持部材が回動する。
　本開示者らは、このような構成においては、次に示す問題があることに着目した。ローラがカムのプロフィールに従って変位するために、ローラが、把持部材の自重やスプリングや錘などによってカムに付勢されて、カムに常に当接する必要がある。
　そのことから、主軸によるワークの加工中において、把持部材が解除角度であっても、ローラからカムに常に力が加わってしまう。このような力の一部が、引いては主軸にも外力として伝わることによって、主軸による加工精度や加工面品位に悪影響を与えてしまうおそれがある。
　本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、主軸による加工中に外力が主軸に加わるのを抑えることを、目的とする。
　本開示の工具交換装置は、
　複数の工具のうちの１つとしての先使用工具を工作機械の主軸から取り外して、前記先使用工具とは別の前記工具としての次使用工具を前記主軸に取り付ける工具交換装置であって、
　前記工具を把持するための把持角度と前記工具の把持を解除するための解除角度とに回動可能な把持部材を有し、前記把持部材を用いて前記主軸から前記先使用工具を取り外して前記主軸に前記次使用工具を取り付けるアームと、
　前記主軸に対する前記アームの相対移動に連動させて前記把持部材を回動させる把持連動機構と、を備え、
　前記把持連動機構は、主軸側カムと、前記把持部材に取り付けられており前記アームと共に前記主軸側カムに対して相対移動するアームローラと、前記主軸側カムよりも前記主軸から離間する位置に設けられた離脱用カムと、前記把持部材に取り付けられており前記アームと共に前記離脱用カムに対して相対移動する離脱用ローラと、を備え、
　前記アームローラは、前記主軸に対する前記アームの所定方向への所定位置までの相対移動の際に、前記主軸側カムのプロフィールに従って変位して前記把持部材を前記解除角度側に回動させ、
　前記離脱用ローラは、前記主軸に対する前記アームの前記所定位置からの前記所定方向へのさらなる相対移動の際に、前記離脱用カムのプロフィールに従って変位して前記把持部材を前記解除角度側にさらに回動させて、前記アームローラを前記主軸側カムから離間させる。
　本開示によれば、主軸による加工中に外力が主軸に加わるのを抑えることができる。
第１実施形態の工具交換装置を示す斜視図である。 工具交換装置を示す正面図である。 アームおよびポット連動機構を示す正面図である。 収納角度の工具ポットおよび工具を示す正面図である。 交換角度の工具ポットおよび工具を示す正面図である。 工具ポットを示す斜視図である。 工具ポットの保持部を示す側面図である。 アームとアーム昇降装置とアーム旋回装置とを示す斜視図である。 把持部材の把持部を示す平面断面図である。 アームを示す正面図である。 アームを示す底面図である。 アームを模式的に示す平面図である。 アームを模式的に示す正面図である。 把持部材が解除角度に回動した状態を模式的に示す正面図である。 ２つの把持部材を模式的に第２方向にずらして示す正面図である。 主軸側の把持部材の回動動作の初期状態を模式的に示す正面図である。 続きの回動動作を模式的に示す正面図である。 続きの回動動作を模式的に示す正面図である。 続きの回動動作を模式的に示す正面図である。 続きの回動動作を模式的に示す正面図である。 工具交換動作の初期状態を示す正面図である。 続きの動作を示す正面図である。 続きの動作を示す正面図である。 続きの動作を示す正面図である。 続きの動作を示す正面図である。 続きの動作を示す正面図である。 続きの動作を示す正面図である。 続きの動作を示す正面図である。 続きの動作を示す正面図である。 続きの動作を示す正面図である。 続きの動作を示す正面図である。 続きの動作を示す正面図である。 第２実施形態の回動動作の初期状態を模式的に示す正面図である。 続きの回動動作を模式的に示す正面図である。 続きの回動動作を模式的に示す正面図である。 続きの回動動作を模式的に示す正面図である。 続きの回動動作を模式的に示す正面図である。 第３実施形態の工具交換装置を模式的に示す平面図である。 アームがアクセス角度に旋回した状態を模式的に示す平面図である。 工具交換装置の制御系を示す構成図である。 工具交換の手順を示すフローチャートである。 第４実施形態の工具交換装置の制御系を示す構成図である。 アームの移動速度の制御の手順を示すフローチャートである。 アームの移動速度の制御の別例の手順を示すフローチャートである。
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。ただし、本開示は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。なお、第２実施形態は、本開示の参考形態である。
　［第１実施形態］
　図１に示す工具交換装置１００は、図２に示すように工作機械２００に対して設置されている。以下、互いに直交し合う所定の３方向を「左右方向Ｘ」「前後方向Ｙ」「上下方向Ｚ」という。
　図２に示すように、工作機械２００は、主軸アセンブリ２１０を有する。主軸アセンブリ２１０は、軸長方向を上下方向Ｚに向けて設置されている主軸２１５と、主軸２１５を覆う筐体２１１とを有し、上下方向Ｚに移動可能に構成されている。
　主軸２１５の下端部には、図２に示すように、複数の工具Ｔのうちの１つが取り付けられる。以下、複数の工具Ｔのうちの今まで主軸２１５に取り付けられた工具Ｔを「先使用工具Ｔｐ」といい、複数の工具Ｔのうちの次に主軸２１５に取り付けられる工具Ｔを「次使用工具Ｔｎ」という。
　工具交換装置１００は、自動で先使用工具Ｔｐを主軸２１５から取り外して、次使用工具Ｔｎを主軸２１５に取り付ける。工具交換装置１００は、マガジン３０とアーム５０とポット連動機構４０と把持連動機構６０とを有する。
　まず、マガジン３０について説明する。図１に示すように、マガジン３０は、マガジン本体３９と複数の工具ポット３３とを有する。
　マガジン本体３９は、左右方向Ｘを軸に回動可能に構成されている。マガジン本体３９には、複数の工具ポット３３が取り付けられている。マガジン本体３９の回動によって、複数の工具ポット３３のうちの１つが、最も下側にある工具交換用の待機位置としての「交換位置Ｐ」に配される。
　各工具ポット３３は、図７に示すように、工具Ｔを取り付け可能な保持部３４を有する。工具ポット３３は、その保持部３４によって、マガジン本体３９に対して、前後方向Ｙを軸に回動可能に連結されている。つまり、工具Ｔを取り付けるための保持部３４が、工具ポット３３の回動軸を兼ねている。その保持部３４によって、工具ポット３３は、図４に示す交換位置Ｐにおいて、収納角度Ｐａと、図５に示す交換角度Ｐｂとに、回動可能に構成されている。収納角度Ｐａは、図４に示すように、工具ポット３３が左右方向Ｘに転倒する角度である。交換角度Ｐｂは、図５に示すように、工具ポット３３が上下方向Ｚに起立する角度である。
　各工具ポット３３は、図６に示すように、交換角度Ｐｂの状態において、下方に開口した有底筒状の形状をしている。各工具ポット３３は、下側から工具Ｔの上端部が保持部３４に挿入されることによって、当該工具Ｔが取り付けられる。具体的には、図７に示すように、各工具Ｔの上端部には、上下方向Ｚ回りに延びる環状の上側係合溝Ｇａが設けられている。保持部３４は、前後方向Ｙの両側から上側係合溝Ｇａに係合可能な一対の挟持部材３４ａ，３４ａと、それらの挟持部材３４ａ，３４ａを互いに接近し合う方向に付勢する挟持用スプリング３４ｂ，３４ｂと、を有する。これらの構造によって、保持部３４は、工具Ｔを取り付け可能に構成されている。
　また、各保持部３４は、挟持用スプリング３４ｂ，３４ｂをそれぞれ格納する一対の円筒状の格納部材３４ｃ，３４ｃを有する。各格納部材３４ｃは、少なくとも外周部が軸対称である。工具ポット３３は、これらの一対の格納部材３４ｃ，３４ｃによって、マガジン本体３９に対して回動可能に取り付けられている。図６に示すように、工具ポット３３における収納角度Ｐａから交換角度Ｐｂに向かう方向側の外周部には、切り欠き３８が形成されている。この切り欠き３８の機能については後述する。
　以下、図５に示すように、交換位置Ｐにおいて交換角度Ｐｂに配されている工具ポット３３を、単に「交換角度Ｐｂの工具ポット３３」という。また、「工具ポット３３の保持部３４」から次使用工具Ｔｎを取り外すことを、単に「工具ポット３３」から次使用工具Ｔｎを取り外すという。また、「工具ポット３３の保持部３４」に先使用工具Ｔｐを取り付けることを、単に「工具ポット３３」に先使用工具Ｔｐを取り付けるという。
　次に、図２に示すアーム５０について説明する。アーム５０は、交換角度Ｐｂの工具ポット３３から次使用工具Ｔｎを取り外して主軸２１５に取り付けると共に、主軸２１５から先使用工具Ｔｐを取り外して交換角度Ｐｂの工具ポット３３に取り付ける。
　図１５に模式的に示すように、アーム５０は、アーム本体５９と第１把持部材５１と第２把持部材５２とを有する。以下、第１把持部材５１および第２把持部材５２を、まとめて「把持部材５１，５２」という。また以下では、図１２に模式的に示すように、アーム本体５９を基準とする所定の水平方向を「第１方向Ｙａ」といい、それに直交する水平方向を「第２方向Ｘａ」という。アーム５０の基本状態おいて、第１方向Ｙａは前後方向Ｙであり、第２方向Ｘａは左右方向Ｘである。
　図１２に模式的に示すように、上下方向Ｚに見て、第１把持部材５１と第２把持部材５２とは、互いに第１方向Ｙａにずらして配置されている。図１３に模式的に示すように、第１方向Ｙａの一方に見て、第１把持部材５１は、下側に延びてから第２方向Ｘａの一方側に延びる逆Ｌ字状の形状をしており、第２把持部材５２は、下側に延びてから第２方向Ｘａの他方側に延びるＬ字状の形状をしている。各把持部材５１，５２の上端部は、アーム本体５９に対して、それぞれの軸材５５によって第１方向Ｙａを軸に回動可能に取り付けられている。第１把持部材５１および第２把持部材５２の第２方向Ｘａの端部としての先端部には、把持部５４が設けられている。
　つまり、図１２に模式的に示すように、上下方向Ｚに見て、第１把持部材５１および第２把持部材５２は、把持部５４を互いに第２方向Ｘａの反対側に向けて、第１方向Ｙａを軸に回動可能に支持されている。その回動によって、各把持部材５１，５２は、工具Ｔを把持するための図１３に示す把持角度Ｑｂと、工具Ｔの把持を解除するための図１４に示す解除角度Ｑａとに変位する。これら図１３，図１４に示すように、第１方向Ｙａに見て、第１把持部材５１と第２把持部材５２とは、一部どうしが重なり合っている。
　図９に示すように、把持部５４は、先端側、つまり第２方向Ｘａの一方側に向けて開口するＵ字状の形状をしており、工具Ｔの上部を挿入可能に構成されている。具体的には、工具Ｔの上部における上側係合溝Ｇａよりも下方には、係合凹部Ｇｃと下側係合溝Ｇｂとが設けられている。把持部５４は、係合凸部５４ｃと、一対の係合部材５４ａ，５４ａと、一対の係合用スプリング５４ｂ，５４ｂとを有する。係合凸部５４ｃは、把持部５４における先端側とは反対側部分に設けられており、先端側に向けて突出して、係合凹部Ｇｃに係合可能に構成されている。一対の係合部材５４ａ，５４ａは、工具Ｔの中心線よりも先端側において、下側係合溝Ｇｂに第１方向Ｙａの両側から係合可能に構成されている。一対の係合スプリング５４ｂ，５４ｂは、それら一対の係合部材５４ａ，５４ａを互いに接近し合う方向に付勢する。以上の構成によって、各把持部５４は、３点で工具Ｔを把持可能に構成されている。
　図１３に模式的に示すアーム本体５９は、上下方向Ｚに変位可能且つ上下方向Ｚを軸に旋回可能に構成されている。以下、第１把持部材５１および第２把持部材５２のうちの、把持部５４がマガジン３０側にある方の把持部材を、参照する図面に適宜合わせて、「マガジン３０側の把持部材５１」又は「マガジン３０側の把持部材５２」という。また、第１把持部材５１および第２把持部材５２のうちの、把持部５４が主軸２１５側にある方の把持部材を、参照する図面に適宜合わせて、「主軸２１５側の把持部材５２」又は「主軸２１５側の把持部材５１」という。
　次に、図３に示すポット連動機構４０について説明する。ポット連動機構４０は、マガジン３０に対するアーム５０の相対下降に連動させて、交換位置Ｐの工具ポット３３を、収納角度Ｐａから交換角度Ｐｂに回動させてから再び収納角度Ｐａに回動させる。また、ポット連動機構４０は、マガジン３０に対するアーム５０の相対上昇に連動させて、交換位置Ｐの工具ポット３３を、収納角度Ｐａから交換角度Ｐｂに回動させてから再び収納角度Ｐａに回動させる。
　ポット連動機構４０は、アーム側カム４１とリンクローラ４５とリンク機構４６とポットローラ４８とを有する。リンクローラ４５は、リンク機構４６の上側の端部に取り付けられている。このリンクローラ４５がマガジン３０側に変位すると、リンク機構４６の下端部が上昇し、このリンクローラ４５がアーム５０側に変位すると、リンク機構４６の下端部が下降する。アーム側カム４１は、アーム本体５９に設けられており、リンクローラ４５に当接する。リンクローラ４５は、リンク機構４６の自重、工具ポット３３の後述するリターンスプリング（図示略）、その他のリターンスプリング、錘などによって、アーム側カム４１に付勢される。
　ポットローラ４８は、各工具ポット３３における保持部３４から離間した部位、つまり回動軸から離間した部位に取り付けられている。ポットローラ４８は、リンク機構４６の下端部の上昇時に当該下端部によって押し上げられる。これによって、工具ポット３３が、交換角度Ｐｂ側に回動する。各工具ポット３３には、前述のリターンスプリング（図示略）が取り付けられており、そのリターンスプリングの付勢力によって収納角度Ｐａ側に付勢されている。
　アーム側カム４１は、アーム５０と共に、リンクローラ４５に対して上下方向Ｚに変位することによって、リンクローラ４５とリンク機構４６とポットローラ４８とを介して、工具ポット３３を回動させる。
　具体的には、図２２に示すように、アーム側カム４１の下部は、マガジン３０に対するアーム５０の相対下降時に、リンクローラ４５をマガジン３０側に変位させてリンク機構４６の下端部を上昇させることによって、工具ポット３３を交換角度Ｐｂ側に回動させる。また、図２４に示すように、アーム側カム４１の上部は、マガジン３０に対するアーム５０のさらなる相対下降時に、リンクローラ４５をアーム５０側に変位させてリンク機構４６の下端部を下降させることによって、工具ポット３３を収納角度Ｐａ側に戻させる。
　また、図２９に示すように、アーム側カム４１の上部は、マガジン３０に対するアーム５０の相対上昇時に、リンクローラ４５をマガジン３０側に変位させてリンク機構４６の下端部を上昇させることによって、工具ポット３３を交換角度Ｐｂ側に回動させる。また、図３１に示すように、アーム側カム４１の下部は、マガジン３０に対するアーム５０のさらなる相対上昇時に、リンクローラ４５をアーム５０側に変位させてリンク機構４６の下端部を下降させることによって、工具ポット３３を収納角度Ｐａ側に戻させる。
　次に、図３に示す把持連動機構６０について説明する。把持連動機構６０は、マガジン３０に対するアーム５０の相対下降に連動させて、マガジン３０側の把持部材５１を、把持角度Ｑｂ側に回動させる。また、把持連動機構６０は、主軸２１５に対するアーム５０の相対下降に連動させて、主軸側の把持部材５２を把持角度Ｑｂ側に回動させる。また、把持連動機構６０は、主軸２１５に対するアーム５０の相対上昇に連動させて、主軸側の把持部材５１を解除角度Ｑａ側に回動させる。また、把持連動機構６０は、マガジン３０に対するアーム５０の相対上昇に連動させて、マガジン３０側の把持部材５２を、解除角度Ｑａ側に回動させる。
　図１５に模式的に示すように、把持連動機構６０は、マガジン側カム６１と、主軸側カム６２と、アームローラ６４と、を有する。なお、この図１５では、視認性のため、模式的に２つの把持部材５１，５２を第２方向Ｘａにずらして示しているが、実際には、前述の通り互いに、第１方向Ｙａに見て、２つの把持部材５１，５２は、一部どうしが重なり合っている。ただし、第２方向Ｘａにスペースの余裕がある場合には、実際にこの図１５のように、２つの把持部材５１，５２を第２方向Ｘａにずらして設置してもよい。
　マガジン側カム６１は、工具交換装置１００のフレームや筐体などに取り付けられている。主軸側カム６２は、主軸アセンブリ２１０のフレームや筐体２１１などに取り付けられている。アームローラ６４は、各把持部材５１，５２にそれぞれ１つずつ取り付けられている。よって、アームローラ６４は、アーム５０と共にマガジン側カム６１および主軸側カム６２に対して上下方向Ｚに相対移動する。各把持部材５１，５２は、リターンスプリング、錘、自重などによって、解除角度Ｑａ側に付勢されている。そのことから、マガジン３０側の把持部材５１のアームローラ６４は、マガジン側カム６１に付勢され、主軸２１５側の把持部材５２のアームローラ６４は、主軸側カム６２に付勢される。
　図１６に模式的に示すように、把持連動機構６０は、さらに離脱用カム６３と離脱用ローラ６５とを有する。離脱用カム６３は、主軸側カム６２よりも主軸２１５から離間する位置に設けられており、具体的には、工具交換装置１００のフレームや筐体などに取り付けられている。離脱用ローラ６５は、各把持部材５１，５２にそれぞれ１つずつ取り付けられている。離脱用ローラ６５は、アーム５０と共に離脱用カム６３に対して上下方向Ｚに相対移動する。
　図２３に示すように、マガジン３０に対するアーム５０の相対下降に連動して、アームローラ６４がマガジン側カム６１のプロフィールに従ってマガジン３０側に変位することによって、マガジン３０側の把持部材５１が把持角度Ｑｂ側に回動する。また、図３１に示すように、マガジン３０に対するアーム５０の相対上昇に連動して、アームローラ６４がマガジン側カム６１のプロフィールに従ってアーム５０側に変位することによって、マガジン３０側の把持部材５１が解除角度Ｑａ側に回動する。
　また、図１７に模式的に示すように、主軸２１５に対するアーム５０の相対下降に連動して、アームローラ６４が主軸側カム６２のプロフィールに従って主軸２１５側に変位することによって、主軸２１５側の把持部材５２が把持角度Ｑｂ側に回動する。また、図１９に模式的に示すように、主軸２１５に対するアーム５０の所定位置までの相対上昇に連動して、アームローラ６４が主軸側カム６２のプロフィールに従ってアーム５０側に変位することによって、主軸２１５側の把持部材５２が解除角度Ｑａ側に回動する。
　図２０に示すように、主軸２１５に対するアーム５０の前述の所定位置からのさらなる相対上昇に連動して、離脱用ローラ６５が離脱用カム６３のプロフィールに従ってアーム５０側に変位することによって、主軸２１５側の把持部材５２が解除角度Ｑａ側にさらに回動する。その回動によって、アームローラ６４が主軸側カム６２から離間する。
　図２に示すように、工具交換装置１００は、さらに、マガジン回動装置７３とアーム昇降装置７５とアーム旋回装置７６と制御装置８０とを備える。マガジン回動装置７３は、マガジン３０を、左右方向Ｘを軸に回動させる。アーム昇降装置７５は、アーム５０を上下方向Ｚに移動させる。アーム旋回装置７６は、アーム５０を、上下方向Ｚを軸に旋回させる。これらのマガジン回動装置７３、アーム昇降装置７５、アーム旋回装置７６は、いずれもモータなどのアクチュエータである。工具交換装置１００内において、制御装置８０は、これらのアクチュエータを含む各装置を制御する。
　次に、図２１～図３２を参照しつつ、制御装置８０による制御に基づく工具交換の具体的な手順について説明する。図２１に示すように、初期の状態においては、アーム５０は、上下方向Ｚのストロークにおける最上部としての「待機位置Ｗ」に配されている。このとき、各把持部材５１，５２は、解除角度Ｑａに配される。
　この状態から、図２２に示すように、アーム５０が下降する。その下降に連動して、交換位置Ｐの工具ポット３３が交換角度Ｐｂ側に回動すると共に、マガジン３０側の把持部材５１が把持角度Ｑｂ側に回動する。そして、図２３に示すように、交換位置Ｐの工具ポット３３が交換角度Ｐｂに配されると共に、マガジン３０側の把持部材５１が把持角度Ｑｂに配されて、当該把持部材５１が工具ポット３３の次使用工具Ｔｎの上部を把持する。
　その状態から、図２４に示すように、アーム５０がさらに下降することによって、マガジン３０側の把持部材５１が、交換角度Ｐｂの工具ポット３３から次使用工具Ｔｎを取り外す。その後、アーム５０がさらに下降するのに連動して、交換位置Ｐの工具ポット３３が、収納角度Ｐａ側に回動する。このとき、次使用工具Ｔｎの上部が切り欠き３８を通過する。その後、図２５に示すように、工具ポット３３が収納角度Ｐａにまで回動すると、マガジン３０が回動を開始して、先使用工具Ｔｐを収納する所望の工具ポット３３を交換角度Ｐｂに移動させる動作を開始する。
　これらの動作と並行して、同図２５に示すように、アーム５０が下降すると共に主軸アセンブリ２１０が上昇することによって、主軸２１５に対してアーム５０が相対下降する。その相対下降に連動して、主軸２１５側の把持部材５２が把持角度Ｑｂ側に回動して、主軸２１５の先使用工具Ｔｐの上部を把持する。
　その状態から、図２６に示すように、主軸アセンブリ２１０がさらに上昇することによって、つまり、主軸２１５に対してアーム５０がさらに相対下降することによって、主軸側の把持部材５２が主軸２１５から先使用工具Ｔｐを取り外す。
　次に、図２７に示すようにアーム５０が上下方向Ｚを軸に１８０°旋回する。その旋回によって、マガジン３０側の把持部材５１と主軸２１５側の把持部材５２とが互いに入れ替わる。これにより、先使用工具Ｔｐがマガジン３０側になり、次使用工具Ｔｎが主軸２１５側になる。その後、図２８に示すように、主軸アセンブリ２１０が下降することによって、つまり主軸２１５に対してアーム５０が相対上昇することによって、主軸２１５側の把持部材５１が次使用工具Ｔｎを主軸２１５に取り付ける。
　その後、図２９に示すように、主軸アセンブリ２１０がさらに下降すると共にアーム５０が上昇することによって、主軸２１５に対してアーム５０がさらに相対上昇する。その相対上昇に連動して、主軸２１５側の把持部材５１が、解除角度Ｑａ側に回動して次使用工具Ｔｎの把持を解除する。
　また、このときのアーム５０の上昇によって、同図２９に示すように、アーム５０がマガジン３０に対して相対上昇する。その相対上昇に連動して、交換位置Ｐの工具ポット３３が交換角度Ｐｂ側に回動する。なお、このとき、前述の所望の工具ポット３３を交換位置Ｐに移動させる動作は既に完了している。よって、所望の工具ポット３３が交換位置Ｐに配されている。工具ポット３３が交換角度Ｐｂ側に回動するとき、先使用工具Ｔｐの上部が、回動する工具ポット３３の切り欠き３８を通過する。
　そして、図３０に示すように、交換位置Ｐの工具ポット３３が交換角度Ｐｂに配されると共に、マガジン３０側の把持部材５２が、工具ポット３３に先使用工具Ｔｐを取り付ける。
　その後、図３１に示すように、アーム５０がさらに上昇するのに連動して、交換位置Ｐの工具ポット３３が収納角度Ｐａ側に回動すると共に、マガジン３０側の把持部材５１が解除角度Ｑａ側に回動する。それらの回動によって、マガジン３０側の把持部材５２が先使用工具Ｔｐの把持を解除する。その後、図３２に示すように、アーム５０が元の最上部の待機位置Ｗにまで上昇するのに連動して、交換位置Ｐの工具ポット３３が収納角度Ｐａにまで戻る。
　以下に、本実施形態の構成および効果についてまとめる。
　図７に示すように、工具ポット３３は、工具Ｔを取り付けるための保持部３４によってマガジン本体３９に対して回動可能に取り付けられており、保持部３４が工具ポット３３の回動軸を兼ねている。そのため、保持部３４と回動軸とを別々に設ける場合に比べて、工具ポット３３の構造がシンプルになる。
　図３に示すポット連動機構４０は、マガジン３０に対するアーム５０の相対移動に連動させて、交換位置Ｐの工具ポット３３を回動させる。そのため、工具ポット３３の回動専用の駆動源なしで、工具ポット３３を交換角度Ｐｂと収納角度Ｐａとに回動させることができる。
　また、このポット連動機構４０は、マガジン３０に対するアーム５０の所定位置までの相対下降に連動させて、工具ポット３３を収納角度Ｐａから交換角度Ｐｂに回動させる。その後、このポット連動機構４０は、マガジン３０に対するアーム５０の前述の所定位置からのさらなる相対下降に連動させて、工具ポット３３を交換角度Ｐｂから収納角度Ｐａに回動させる。そのため、マガジン３０に対するアーム５０の相対下降に連動させて、工具ポット３３を収納角度Ｐａから交換角度Ｐｂに回動させてから収納角度Ｐａに戻す一連の動作を実行させることができる。また同様に、マガジン３０に対するアーム５０の相対上昇に連動させて、当該一連の動作を実行させることができる。
　図６に示すように、工具ポット３３における収納角度Ｐａから交換角度Ｐｂに向かう方向側の外周部に、切り欠き３８が形成されている。そして、マガジン３０に対してアーム５０が相対移動している最中に、工具ポット３３が回動して、工具Ｔの上部が切り欠き３８を通過する。これによって、マガジン３０に対するアーム５０の相対移動と、工具ポット３３の回動動作を大きくオーバラップさせて、工具交換のサイクルタイムを短縮することができる。また、マガジン３０に対するアーム５０の上下方向Ｚの相対移動に連動させて工具ポット３３を回動させるにあたっては、アーム５０の上下方向Ｚの相対移動のストロークが小さくても、このように大きくオーバラップさせることによって、充分に大きく工具ポット３３の回動のストロークを確保することができる。そのため、マガジン３０に対するアーム５０の上下方向Ｚの相対移動のストロークの要求を抑えることができる。
　図１３，図１４に示すように、第１把持部材５１および第２把持部材５２は、互いに独立して前後方向Ｙ回りに回動可能に構成されており、互いに独立して回動して工具Ｔの把持および把持解除を行う。そのため、同じタイミングでしか、工具Ｔの把持および把持解除をできない場合に比べて、アーム５０による作業に並行して他の動作を行い易い。
　具体的には、制御装置８０は、図２４に示すように、マガジン３０側の把持部材５１によって、交換位置Ｐの工具ポット３３から次使用工具Ｔｎを取り外してから、主軸２１５側の把持部材５２によって主軸２１５から先使用工具Ｔｐを取り外す。その先使用工具Ｔｐを取り外す動作に並行して、マガジン３０を回動させて、先使用工具Ｔｐを収納する所望の工具ポット３３を交換位置Ｐに配する動作を進行させる。それによって、速やかに所望の工具ポット３３に先使用工具Ｔｐを収納することができる。
　図１２に模式的に示すように、上下方向Ｚに見て、第１および第２の把持部材５１，５２は、互いに第１方向Ｙａにずらして、且つ把持部５４を、第２方向Ｘａの互いに反対側に向けて設置されている。そのため、図１３に示すように、第１方向Ｙａに見て、第１および第２の把持部材５１，５２を、一部どうしが重なり合うように配置できる。それによって、第１把持部材５１と第２把持部材５２との干渉を避けつつも、アーム５０を、第２方向Ｘａにコンパクトにまとめることができる。
　仮に図２に示すアーム５０を上下方向Ｚ回りに若干旋回させることによって、把持部５４を工具Ｔに押し当てて工具Ｔを把持したり、工具Ｔから引き離して工具Ｔの把持を解除したりするようにした場合、次に示す問題がある。すなわち、アーム５０の旋回をしっかりと停止させてから、マガジン３０や主軸２１５に対してアーム５０を上下方向Ｚに相対移動させる必要がある。そのため、工具Ｔの把持および把持解除のための加減速動作に、アーム５０の上昇や下降などの他の動作をオーバラップさせることが難しい。そのことから、工具交換のサイクルタイムを短縮することが難しい。
　その点、本実施形態では、図１３に示すように、各把持部材５１，５２が、主軸２１５の軸長方向に直交する第１方向Ｙａ回りに回動可能に構成されているのに加えて、図１５に模式的に示す把持連動機構６０を備える。把持連動機構６０は、マガジン３０に対するアーム５０の上下方向Ｚの相対移動に連動させて、マガジン３０側の把持部材５１を回動させて工具Ｔの把持および把持解除をさせる。また、把持連動機構６０は、主軸２１５に対するアーム５０の上下方向Ｚの相対移動に連動させて、主軸２１５側の把持部材５２を回動させて工具Ｔの把持および把持解除をさせる。そのため、工具Ｔの把持や把持解除のために、アーム５０を上下方向Ｚ回りに旋回させる必要がない。よって当然、その旋回をきっちりと停止させてから、マガジン３０や主軸２１５に対してアーム５０を上下方向Ｚに相対移動させる、といった必要性もない。そのため、把持部材５１，５２の回動動作に、つまり、工具Ｔの把持および把持解除のための加減速動作に、アーム５０の上昇や下降などのアーム５０の他の動作をオーバラップさせることができる。そのことから、工具交換のサイクルタイムを短縮できる。
　図１６に模式的に示すように、把持連動機構６０は、主軸側カム６２とアームローラ６４と離脱用カム６３と離脱用ローラ６５とを備える。図１９に模式的に示すように、主軸２１５に対するアーム５０の所定位置までの相対上昇の際に、アームローラ６４は、主軸側カム６２のプロフィールに従って変位して、把持部材５２を解除角度Ｑａ側に回動させる。図２０に模式的に示すように、主軸２１５に対するアーム５０の前述の所定位置からのさらなる相対上昇の際に、離脱用ローラ６５は、離脱用カム６３のプロフィールに従って変位して把持部材５２を解除角度Ｑａ側にさらに回動させる。これによって、アームローラ６４を主軸側カム６２から離間させる。そのため、把持部材５２が解除角度Ｑａの時に、主軸側カム６２がアームローラ６４から力を受けることがない。このとき、離脱用ローラ６５が離脱用カム６３に当接するが、離脱用カム６３は主軸側カム６２よりも主軸２１５から離間しているので、アームローラ６４が主軸側カム６２に当接する場合に比べて、主軸２１５に外力が加わり難い。そのため、主軸２１５の加工中に主軸２１５に加わる外力を抑えて、加工精度や加工面品位への外力による悪影響を抑制できる。
　［第２実施形態］
　次に図３３～図３７を参照しつつ、第２実施形態について説明する。なお、本実施形態を含む以下の実施形態については、それ以前の所定の実施形態をベースにこれと異なる点を中心に説明し、当該ベースとする実施形態と同一又は類似の点については、説明を適宜省略する。本実施形態については第１実施形態をベースに説明する。
　本実施形態では、図３３に示すように、把持連動機構６０が、スプリング６７と、把持側ストッパ６８ａと、解除側ストッパ６８ｂと、回動機構６９を有する。なお、本実施形態については、一方の把持部材５２についてのみ説明するが、他方の把持部材５１についても同様である。
　スプリング６７は、一端がアーム本体５９に取り付けられると共に他端が把持部材５２に取り付けられており、把持部材５２が解除角度Ｑａから把持角度Ｑｂに至るまでの間の所定の中間点で自然状態からの変化が最大となる。そのため、図３５に示すように、把持部材５２が中間点よりも把持角度Ｑｂ側の状態では、スプリング６７は把持部材５２を把持角度Ｑｂ側に付勢する。把持側ストッパ６８ｂは、把持部材５２が把持角度Ｑｂまで回動した際にそれ以上回動しないように規制する。他方、図３７に示すように、把持部材５２が中間点よりも解除角度Ｑａ側の状態では、スプリング６７は把持部材５２を解除角度Ｑａ側に付勢する。解除側ストッパ６８ａは、把持部材５２が解除角度Ｑａまで回動した際にそれ以上回動しないように規制する。
　具体的には、本実施形態では、スプリング６７は、引きバネであって、当該中間点で長さが最大になる。ただし、これに代えて、例えば、スプリング６７を押しバネにして、当該中間点で長さが最小になるようにしてもよい。
　図３３に示すように、把持連動機構６０は、第１実施形態でいう主軸側カム６２に代えて、把持用カム６２ｂと、解除用カム６２ａとを第１方向Ｙａに並べて有する。また、把持連動機構６０は、第１実施形態でいうアームローラ６４および離脱用ローラ６５に代えて、把持用ローラ６４ｂと解除用ローラ６４ａとを前後方向Ｙに並べて有する。回動機構６９は、これらの把持用カム６２ｂと解除用カム６２ａと把持用ローラ６４ｂと解除用ローラ６４ａとを含む。
　把持用ローラ６４ｂおよび解除用ローラ６４ａは、それぞれ把持部材５２に取り付けられており、アーム５０と共に把持用カム６２ｂおよび解除用カム６２ａに対して上下方向Ｚに相対移動する。
　図３４に示すように、把持用ローラ６４ｂは、主軸２１５に対するアーム５０の相対下降の際に、把持用カム６２ｂに当接することによって、把持部材５２を前述の中間点よりも把持角度Ｑｂ側に回動させる。その後は、スプリング６７の付勢力によって、把持部材５２が把持角度Ｑｂまで回動する。このとき、図３５に示すように、把持部材５２は、把持側ストッパ６８ｂに付勢されて、把持用ローラ６４ｂおよび解除用ローラ６４ａが、それぞれ把持用カム６２ｂおよび解除用カム６２ａから離間する。
図３６に示すように、解除用ローラ６４ａは、主軸２１５に対するアーム５０の相対上昇の際に、解除用カム６２ａに当接することによって、把持部材５２を前述の中間点よりも解除角度Ｑａ側に回動させる。その後は、スプリング６７の付勢力によって、把持部材５２が解除角度Ｑａまで回動する。このとき、図３７に示すように、把持部材５２は、解除側ストッパ６８ａに付勢されて、把持用ローラ６４ｂおよび解除用ローラ６４ａが、それぞれ把持用カム６２ｂおよび解除用カム６２ａから離間する。
　なお、把持連動機構６０は、マガジン３０側においても、第１実施形態でいうマガジン側カム６１に代えて、前述の把持用カム６２ｂおよび解除用カム６２ａと同様の把持用カムおよび解除用カムを有する。ただし、例えば、マガジン３０側の把持用カムを、「マガジン側カム」と読み替え、主軸２１５側の把持用カム６２ｂを「主軸側カム」と読み替えてもよい。そして、把持用ローラを「アームローラ」と読み替えてもよい。つまり、本実施形態でも、図１５に模式的に示す場合と同様に、マガジン３０側の把持部材５１の「アームローラ」が「マガジン側カム」に当接し、主軸２１５側の把持部材５２の「アームローラ」が「主軸側カム」に当接する構成が成立している。
　以上の通り、本実施形態によれば、図３７に示すように、把持部材５２を解除角度Ｑａに配した際には、把持部材５２が解除側ストッパ６８ｂに付勢される。そのため、把持用カム６２ｂや解除用カム６２ａが、把持用ローラ６４ｂや解除用ローラ６４ａから力を受けることがない。そのことから、主軸２１５の加工中に主軸２１５に加わる外力を抑えて、加工精度や加工面品位への外力による悪影響を抑制できる。
　［第３実施形態］
　次に図３８～図４１を参照しつつ、第３実施形態について第１実施形態をベースに説明する。ただし、本実施形態は、第２実施形態をベースに実施してもよい。本実施形態の工具交換装置１００は、図３８に模式的に示すように、正面に開口９５が形成された筐体９０を備える。筐体９０内には、マガジン３０、ポット連動機構４０、アーム５０、把持連動機構６０、主軸アセンブリ２１０などが格納されている。開口９５に対しては、扉９６が取り付けられている。
　以下、工具ポット３３に取り付けられている工具Ｔ、および主軸２１５に取り付けられている工具Ｔを含む全工具とは別の工具Ｔを工具交換装置１００に取り込むための作業を「取込み」という。また、当該全工具のうちの１つを工具交換装置１００の外部に取り出す作業を「取出し」という。なお、以下では、把持部材５２を用いて、「取込み」および「取出し」を行う場合を説明するが、把持部材５１を用いて、「取込み」および「取出し」を行ってもよい。
　図３９に模式的に示すように、制御装置８０は、「取込み」の際に、アーム５０を所定のアクセス角度Ａに旋回させて、いずれの工具Ｔも把持していない把持部材５２を、旋回前よりも開口９５に近接する位置に配する。他方、「取出し」の際には、一方の把持部材５２に、工具交換装置１００の外部に取り出す工具Ｔを把持させる。その後、アーム５０を所定のアクセス角度Ａに旋回させて、当該工具Ｔを、旋回前よりも開口９５に近接する位置に配する。
　具体的には、図４０に示すように、工具交換装置１００は、表示部１２０と入力部１３０とを有する。入力部１３０は、工具脱着モード選択キー１３１と、ポット番号選択キー１３２と、取込み／取出し選択キー１３３と、作業完了キー１３４とを有する。工具脱着モード選択キー１３１は、工具脱着モードを選択するためのキーである。ポット番号選択キー１３２は、マガジン３０が有する複数の工具ポット３３のうちの１つを選択するためのキーである。取付け／取外し選択キー１３３は、「取込み」および「取出し」のうちのいずれか一方を選択するためのキーである。
　次に図４１を参照しつつ、「取込み」および「取出し」を行う手順について説明する。なお、以下において、数字の前に示すＳは、ステップの略である。
　まず、ユーザが、工具脱着モード選択キー１３１を押すと、Ｓ１において、制御装置８０が、表示部１２０に、ポット番号選択キー１３２を表示させる。ユーザが、そのポット番号選択キー１３２の操作によって、ポット番号を選択して、複数の工具ポット３３のうちの１つを選択する。その後、Ｓ２において、制御装置８０が、表示部１２０に、取込み／取出し選択キー１３３を表示させる。ユーザが、その取込み／取出し選択キーの操作によって、「取込み」又は「取出し」を選択する。
　ユーザが「取込み」を選択した場合、Ｓ１１において、制御装置８０が、アーム５０をアクセス角度Ａに回動させる。これによって、いずれの工具Ｔも把持していない把持部材５２の把持部５４が、開口９５の近くに配される。次に１２において、制御装置８０が、表示部１２０に作業完了キー１３４を表示させる。その後、ユーザが、開口９５から当該把持部材５２の把持部５４に、当該「取込み」に係る工具Ｔを取り付けてから、作業完了キー１３４を押す。その後、Ｓ１３において、制御装置８０が、アーム５０に取り付けられた工具Ｔを、選択された工具ポット３３に収納させる。その後、Ｓ１４において、制御装置８０が、アーム５０を待機位置Ｗに移動させる。以上によって、「取込み」が完了する。
　他方、遡るＳ２において、ユーザが「取出し」を選択した場合、Ｓ２１において、制御装置８０が、選択された工具ポット３３の工具Ｔを一方の把持部材５２に把持させる。次にＳ２２において、制御装置８０が、アーム５０をアクセス角度Ａに回動させて、当該工具Ｔを開口９５の近くに配する。次に２３において、制御装置８０が、表示部１２０に作業完了キーを表示させる。その後、ユーザが、開口９５から当該把持部材５２が把持している工具Ｔを回収してから、作業完了キー１３４を押す。その後、Ｓ２４において、制御装置８０が、アーム５０を待機位置Ｗに移動させる。以上によって、「取出し」が完了する。
　本実施形態によれば、図３８に示すように、筐体９０において開口９５が正面にあり、マガジン３０の近傍に開口がない場合であっても、ユーザによる開口９５からの工具Ｔの取込み、およびユーザによる開口９５からの工具Ｔの取出しが容易になる。
　［第４実施形態］
　次に図４２～図４４を参照しつつ、第４実施形態について第１実施形態をベースに説明する。ただし、本実施形態は、第２実施形態や第３実施形態をベースに実施してもよい。
　本実施形態では、図４２に示すように、制御装置８０は、重量取得部８５と速度制御部８８とを備える。重量取得部８５は、先使用工具Ｔｐおよび次使用工具Ｔｎの重量を取得する。速度制御部８８は、取得された重量に基づいてアーム５０の移動速度を制御する。具体的には、速度制御部８８は、取得された重量が所定値よりも小さい場合には、大きい場合よりもアーム５０の移動速度を速くする。
　制御装置８０は、さらに重量記憶部８１を有する。重量記憶部８１は、工具Ｔの重量と工具ポット３３の番号とを紐づけて記憶している。重量取得部８５は、当該記憶に基づいて、先使用工具Ｔｐおよび次使用工具Ｔｎの重量を算出する。この場合、例えば、図４３に示すように、まず、Ｓ５１において、重量取得部８５が、先使用工具Ｔｐおよび次使用工具Ｔｎの重量データを取得して重量を算出する。次に、Ｓ５２において、速度制御部８８が、算出された重量に基づいてアーム５０の移動速度を制御する。
　また、以上に示した重量記憶部８１に代えて又は加えて、制御装置８０は、負荷検出部８２を有していてもよい。負荷検出部８２は、アーム昇降装置７５およびアーム旋回装置７６のうちの少なくとも一方の負荷を監視する。重量取得部８５は、当該負荷に基づいて、先使用工具Ｔｐおよび次使用工具Ｔｎの重量を算出する。この場合、例えば、図４４に示すように、まず、Ｓ６１において、負荷検出部８２が、アーム昇降装置７５又はアーム旋回装置７６の負荷を検出する。次に、Ｓ６２において、重量取得部８５が、当該負荷に基づいて先使用工具Ｔｐおよび次使用工具Ｔｎの重量を算出する。次に、速度制御部８８が、算出された重量に基づいて、アーム５０の移動速度を制御する。
　本実施形態によれば、以下の課題を解決できる。アーム昇降装置７５やアーム旋回装置７６に無理な負荷が加わらない範囲内で、アーム５０を移動させる必要がある。しかしながら、その一方で、次使用工具Ｔｎおよび先使用工具Ｔｐについて有り得る最大限の重量を常に想定して、アーム５０の移動速度を設定したのでは、アーム５０の移動速度が無駄に遅くなって、工具交換のサイクルタイムが無駄に長くなってしまう。その点、本実施形態では、次使用工具Ｔｎおよび先使用工具Ｔｐの重量が小さい場合には、大きい場合よりもアーム５０の移動速度を大きくする。それによって、アーム昇降装置７５やアーム旋回装置７６に無理な負荷が加わらない範囲内で、アーム５０の移動速度を大きくすることができる。それによって、工具交換のサイクルタイムを効率的に短縮することができる。
　［他の実施形態］
　以上に示した実施形態は、例えば次のように変更できる。また、各実施形態において、工具ポット３３の構造が複雑でもさほど問題にならない場合には、工具ポット３３において、保持部３４と回動軸とを別々に設けてもよい。
　また、各実施形態において、第１把持部材５１および第２把持部材５２のうちの一方を省いて、把持部材５２を１つのみにしてもよい。この場合においては、当該１つの把持部材５２によって、主軸２１５から先使用工具Ｔｐを取り外して所定の工具ポット３３に取り付けてから、別の工具ポット３３から次使用工具Ｔｎを取り外して主軸２１５に取り付けるようにすればよい。
　　以上の実施形態によれば、以下の付記１，２の工具交換装置を実現できる。
［付記１］複数の工具（Ｔ）のうちの１つとしての先使用工具（Ｔｐ）を工作機械（２００）の主軸（２１５）から取り外して、前記先使用工具（Ｔｐ）とは別の前記工具（Ｔ）としての次使用工具（Ｔｎ）を前記主軸（２１５）に取り付ける工具交換装置（１００）であって、
　前記工具（Ｔ）を把持するための把持角度（Ｑｂ）と前記工具（Ｔ）の把持を解除するための解除角度（Ｑａ）とに回動可能な把持部材（５１，５２）を有し、前記把持部材（５１，５２）を用いて前記主軸（２１５）から前記先使用工具（Ｔｐ）を取り外して前記主軸（２１５）に前記次使用工具（Ｔｎ）を取り付けるアーム（５０）と、
　前記主軸（２１５）に対する前記アーム（５０）の相対移動に連動させて前記把持部材（５１，５２）を回動させる把持連動機構（６０）と、を備え、
　前記把持連動機構（６０）は、主軸側カム（６２）と、前記把持部材（５１，５２）に取り付けられており前記アーム（５０）と共に前記主軸側カム（６２）に対して相対移動するアームローラ（６４）と、前記主軸側カム（６２）よりも前記主軸（２１５）から離間する位置に設けられた離脱用カム（６３）と、前記把持部材（５１，５２）に取り付けられており前記アーム（５０）と共に前記離脱用カム（６３）に対して相対移動する離脱用ローラ（６５）と、を備え、
　前記アームローラ（６４）は、前記主軸（２１５）に対する前記アーム（５０）の所定方向への所定位置までの相対移動の際に、前記主軸側カム（６２）のプロフィールに従って変位して前記把持部材（５１，５２）を前記解除角度（Ｑａ）側に回動させ、
　前記離脱用ローラ（６５）は、前記主軸（２１５）に対する前記アーム（５０）の前記所定位置からの前記所定方向へのさらなる相対移動の際に、前記離脱用カム（６３）のプロフィールに従って変位して前記把持部材（５１，５２）を前記解除角度（Ｑａ）側にさらに回動させて、前記アームローラ（６４）を前記主軸側カム（６２）から離間させる、
　工具交換装置（１００）。
［付記２］前記アーム（５０）は、前記把持部材（５１，５２）として、第１および第２の把持部材（５１，５２）を有し、
　前記把持連動機構（６０）は、前記把持部材（５１，５２）ごとに、前記アームローラ（６４）と前記離脱用ローラ（６５）とを有し、
　前記主軸（２１５）側の前記把持部材の前記アームローラ（６４）が前記主軸側カム（６２）に当接し、当該主軸（２１５）側の前記把持部材の前記離脱用ローラ（６５）が前記離脱用カム（６３）に当接する、
　付記１に記載の工具交換装置（１００）。
　５０　　アーム
　５１　　第１把持部材
　５２　　第２把持部材
　５９　　アーム本体
　６０　　把持連動機構
　６２　　主軸側カム
　６３　　離脱用カム
　６４　　アームローラ
　６５　　離脱用ローラ
１００　　工具交換装置
２００　　工作機械
２１５　　主軸
　Ｐ　　　交換位置
　Ｐａ　　収納角度
　Ｐｂ　　交換角度
　Ｔ　　　工具
　Ｔｎ　　次使用工具
　Ｔｐ　　先使用工具

 

Claims (2)

  1. 　複数の工具のうちの１つとしての先使用工具を工作機械の主軸から取り外して、前記先使用工具とは別の前記工具としての次使用工具を前記主軸に取り付ける工具交換装置であって、
    　前記工具を把持するための把持角度と前記工具の把持を解除するための解除角度とに回動可能な把持部材を有し、前記把持部材を用いて前記主軸から前記先使用工具を取り外して前記主軸に前記次使用工具を取り付けるアームと、
    　前記主軸に対する前記アームの相対移動に連動させて前記把持部材を回動させる把持連動機構と、を備え、
    　前記把持連動機構は、主軸側カムと、前記把持部材に取り付けられており前記アームと共に前記主軸側カムに対して相対移動するアームローラと、前記主軸側カムよりも前記主軸から離間する位置に設けられた離脱用カムと、前記把持部材に取り付けられており前記アームと共に前記離脱用カムに対して相対移動する離脱用ローラと、を備え、
    　前記アームローラは、前記主軸に対する前記アームの所定方向への所定位置までの相対移動の際に、前記主軸側カムのプロフィールに従って変位して前記把持部材を前記解除角度側に回動させ、
    　前記離脱用ローラは、前記主軸に対する前記アームの前記所定位置からの前記所定方向へのさらなる相対移動の際に、前記離脱用カムのプロフィールに従って変位して前記把持部材を前記解除角度側にさらに回動させて、前記アームローラを前記主軸側カムから離間させる、
    　工具交換装置。
  2. 　前記アームは、前記把持部材として、第１および第２の把持部材を有し、
    　前記把持連動機構は、前記把持部材ごとに、前記アームローラと前記離脱用ローラとを有し、
    　前記主軸側の前記把持部材の前記アームローラが前記主軸側カムに当接し、当該主軸側の前記把持部材の前記離脱用ローラが前記離脱用カムに当接する、
    　請求項１に記載の工具交換装置。

     
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