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JP2019059005A - Machine Tools - Google Patents

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JP2019059005A
JP2019059005A JP2017187442A JP2017187442A JP2019059005A JP 2019059005 A JP2019059005 A JP 2019059005A JP 2017187442 A JP2017187442 A JP 2017187442A JP 2017187442 A JP2017187442 A JP 2017187442A JP 2019059005 A JP2019059005 A JP 2019059005A
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JP
Japan
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tool
spindle head
axis
spindle
machine tool
Prior art date
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Pending
Application number
JP2017187442A
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Japanese (ja)
Inventor
潤 渡邉
Jun Watanabe
潤 渡邉
伸晃 石橋
Nobuaki Ishibashi
伸晃 石橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
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Abstract

【課題】工具交換装置と主軸ヘッドの干渉を防ぎつつコンパクトにできる工作機械を提供する。【解決手段】工作機械1は、工具交換動作時に主軸ヘッド6を移動する工具交換位置Kを、XYZ軸の各機械ストローク範囲の端部であって、ATC装置40側の端部に設定する。故にATC装置40は、主軸ヘッド6の移動範囲の外側の位置で、主軸の工具交換を行うことができる。工作機械1は、工具交換用の移動ストローク範囲が不要になるので、主軸ヘッド6を移動するXYZ軸を最適な長さにできる。XYZ軸を最適な長さにできるので、例えばX軸移動機構、Y軸移動機構、Z軸移動機構103、これらの土台となる基台部2、各移動機構を覆う保護カバー15、16等についても最適な大きさにできる。故に工作機械1は、ATC装置40と主軸ヘッド6の干渉を防ぎつつコンパクトにできる。【選択図】図3A machine tool that can be made compact while preventing interference between a tool changer and a spindle head. A machine tool (1) sets a tool change position (K) at which a spindle head (6) moves during a tool change operation, at an end of each machine stroke range of the XYZ axes and at an end on the ATC device (40) side. Therefore, the ATC device 40 can perform the tool change of the spindle at a position outside the moving range of the spindle head 6. Since the machine tool 1 does not need a moving stroke range for tool exchange, the XYZ axes for moving the spindle head 6 can be set to an optimum length. Since the XYZ axes can be set to the optimum length, for example, the X-axis moving mechanism, the Y-axis moving mechanism, the Z-axis moving mechanism 103, the base 2 serving as a base thereof, and the protective covers 15 and 16 covering each moving mechanism are provided. Can also be optimized. Therefore, the machine tool 1 can be made compact while preventing interference between the ATC device 40 and the spindle head 6. [Selection diagram] FIG.

Description

本発明は、工作機械に関する。   The present invention relates to a machine tool.

特許文献1に記載の工作機械は、工具交換時、工具交換装置が有するレバーを用いて主軸ヘッドへ外力を与え、主軸における工具ホルダのクランプ/アンクランプを行う。工作機械は、主軸ヘッドの移動範囲にて、主軸ヘッドと工具交換装置のレバーが干渉しないように工具交換装置を配置する必要がある。故に工作機械は、例えば加工時には使用しない工具交換の為の機械移動ストローク範囲を設けることで、主軸ヘッドと工具交換装置のレバーの干渉を避けることができる。   At the time of tool change, the machine tool described in Patent Document 1 applies an external force to a spindle head using a lever of a tool changer to clamp / unclamp a tool holder on the spindle. The machine tool needs to arrange the tool changer so that the spindle head and the lever of the tool changer do not interfere within the movement range of the spindle head. Therefore, the machine tool can avoid interference between the spindle head and the lever of the tool changer by, for example, providing a machine movement stroke range for tool change not used during machining.

特開2006−106849号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-106849

加工時には使用しない工具交換の為の機械移動ストローク範囲を設けると、主軸ヘッドの移動機構、それらの土台となる構造物、それらを覆うカバー等も大きくなる。その結果、工作機械全体が大きくなることから、工作機械の製造費用は増大し、設置面積も広くなる等の問題点があった。   If a machine movement stroke range for tool change not used at the time of machining is provided, the movement mechanism of the spindle head, the structure serving as the foundation thereof, the cover covering them, etc. become large. As a result, since the machine tool as a whole becomes large, the manufacturing cost of the machine tool is increased, and the installation area is also increased.

本発明の目的は、工具交換装置と主軸ヘッドの干渉を防ぎつつコンパクトにできる工作機械を提供することである。   An object of the present invention is to provide a machine tool that can be made compact while preventing interference between the tool changer and the spindle head.

請求項1の工作機械は、工具を着脱可能に装着する主軸と、互いに直交する三軸方向に移動可能に設けられ、当該三軸方向のうち一軸方向に向けて前記主軸を回転可能に支持する主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドに設けられ、前記主軸に装着する前記工具のクランプ及びアンクランプを行うクランプ機構を駆動する為に外力が加えられる可動部と、前記主軸ヘッドの移動範囲に近接して設けられ、前記主軸の工具交換を行う工具交換装置と、前記工具交換装置に設けられ、前記工具交換により、前記主軸ヘッドが工具交換位置に移動したときに駆動して前記可動部に外力を加えるレバーとを備えた工作機械において、前記工具交換位置は、前記移動範囲を構成する前記三軸方向の夫々の移動軸における移動ストローク範囲のうち、前記工具交換装置に近接する側の端部に配置され、前記工具交換装置は、前記移動範囲内にて、前記主軸ヘッドと前記レバーが干渉しない位置に配置したことを特徴とする。工具交換時、主軸ヘッドは工具交換位置に移動する。工具交換位置は、各移動軸の移動ストローク範囲の端部である。故に工具交換装置は、主軸ヘッドの移動範囲の外側の位置で、主軸の工具交換を行うことができる。従来の工具交換用の移動ストローク範囲は不要になるので、工作機械は移動軸を最適な長さに設計できる。移動軸を最適な長さにできるので、本発明は工作機械の大きさをコンパクトにできる。移動軸を最適な長さにできるので、例えば主軸ヘッドを三軸方向に夫々ガイドする為のガイド機構、それらの土台となる構造物、それらを覆うカバー等も最適な大きさにできる。本発明は工作機械の大きさをコンパクトにできるので、工作機械の製造費用を削減でき、工作機械の設置面積も最適な大きさに縮小出来る。工具交換装置は、主軸ヘッドの移動範囲内にて、主軸ヘッドとレバーが干渉しない位置に配置する。故に工作機械は、主軸ヘッドが移動範囲内を移動する時、工具交換装置のレバーに主軸ヘッドが干渉するのを防止できる。工具交換時、工具交換装置のレバーは駆動し、主軸ヘッドの可動部に外力を加え、クランプ機構は駆動する。故に工作機械は、工具交換時に工具のクランプ及びアンクランプを行うことができる。「工具を着脱可能に装着する」とは、工具を支持する「工具ホルダを着脱可能に装着する」と同意義である。「工具交換位置」とは、例えば異なる三軸方向の夫々の移動ストローク範囲内において機械座標で表される座標位置であり、工具交換時に移動する主軸ヘッドの座標位置を意味する。   The machine tool according to claim 1 is provided so as to be movable in three axial directions orthogonal to each other and the main shaft for detachably mounting a tool, and rotatably supports the main spindle in one axial direction of the three axial directions. A spindle head, a movable part provided on the spindle head for applying a clamping force to drive a clamp mechanism for clamping and unclamping the tool mounted on the spindle, and a proximity to a movement range of the spindle head And a tool changer for changing the tool of the spindle, and the tool changer, which is driven when the spindle head moves to the tool change position by the tool change to apply an external force to the movable portion In a machine tool provided with a lever, the tool change position is the tool change in the movement stroke range in each of the three movement axes in the three axial directions constituting the movement range. Disposed at the end portion on the side close to the location, the tool changer, at the inner movement range, characterized in that the said spindle head lever is disposed at a position not to interfere. During tool change, the spindle head moves to the tool change position. The tool change position is the end of the movement stroke range of each movement axis. Therefore, the tool changer can perform tool change of the spindle at a position outside the movement range of the spindle head. The machine tool can design the moving axis to an optimal length since the conventional moving stroke range for tool change is not required. The present invention allows the size of the machine tool to be compact since the moving axis can be made to an optimal length. Since the movement axis can be set to an optimal length, for example, guide mechanisms for guiding the spindle head in three axial directions, structures serving as a foundation for them, a cover covering them, and the like can also be optimized. The present invention can reduce the size of the machine tool, thereby reducing the manufacturing cost of the machine tool and reducing the installation area of the machine tool to an optimum size. The tool changer is disposed at a position where the spindle head and the lever do not interfere within the movement range of the spindle head. Therefore, the machine tool can prevent the spindle head from interfering with the lever of the tool changer when the spindle head moves in the movement range. At the time of tool change, the lever of the tool changer is driven to apply an external force to the movable portion of the spindle head, and the clamp mechanism is driven. Therefore, the machine tool can clamp and unclamp a tool at the time of tool change. "To detachably attach a tool" is equivalent to "to removably attach a tool holder" for supporting a tool. The “tool change position” is, for example, a coordinate position represented by machine coordinates within respective movement stroke ranges in different three axial directions, and means a coordinate position of a spindle head moving at the time of tool change.

請求項2の工作機械において、前記三軸方向とは、左右方向であるX軸方向、前後方向であるY軸方向、上下方向であるZ軸方向であって、前記工作機械は、前記主軸がZ軸方向に延びる縦型の工作機械であって、前記可動部は、前記主軸ヘッドから前記Y軸方向の後方に延びる棒状に形成され、後方に向く先端部が後方から前方へ押下されることによって、前記クランプ機構を駆動するものであって、前記レバーは、前記主軸ヘッドが前記工具交換位置に移動したときの前記可動部の後方に位置し、前方に移動駆動することによって、前記可動部を前方へ押下するとよい。故に縦型の工作機械は、主軸ヘッドを移動する移動軸であるX軸、Y軸、Z軸の夫々の移動ストローク範囲を最適な長さに設計できる。   3. The machine tool according to claim 2, wherein the three axial directions are an X-axis direction which is a lateral direction, a Y-axis direction which is a longitudinal direction, and a Z-axis direction which is a vertical direction. A vertical machine tool extending in the Z-axis direction, wherein the movable portion is formed in a rod-like shape extending rearward from the spindle head in the Y-axis direction, and a rearward facing tip portion is pushed forward from the rear Drive the clamp mechanism, and the lever is positioned behind the movable portion when the spindle head moves to the tool replacement position, and is moved forward by moving the movable portion forwardly. It is good to push forward. Therefore, the vertical type machine tool can design the movement stroke range of each of X axis, Y axis, and Z axis which is a movement axis for moving the spindle head to an optimum length.

請求項3の工作機械の前記可動部は、前記主軸の延びる方向に対して直交する所定方向に押下されることによって、前記クランプ機構を駆動するものであって、前記レバーは、前記主軸の延びる方向に対して平行に延びる基本姿勢から、その長さ方向の一端部が、他端部側に設けられた揺動軸を中心に揺動駆動するものであって、前記基本姿勢である前記レバーの前記一端部は、前記主軸ヘッドが前記工具交換位置に位置したときの前記可動部に対して、前記所定方向とは反対方向に隙間を空けた位置に配置され、前記揺動軸を中心に前記所定方向側に揺動駆動することによって、前記可動部を前記所定方向に押下するとよい。工具交換時、基本姿勢のレバーは、主軸の延びる方向に対して平行に延びている。故に工作機械は、可動部の近くにレバーの一端部を配置できるので、レバーを所定方向側に揺動駆動することで、可動部を速やかに押下できる。故に工作機械は工具交換時間を短縮化できる。   The movable portion of the machine tool according to claim 3 drives the clamp mechanism by being pressed in a predetermined direction orthogonal to the extending direction of the main shaft, and the lever extends the main shaft From the basic posture extending parallel to the direction, one end in the length direction is rockingly driven around a rocking axis provided on the other end side, the lever being the basic posture The one end portion is disposed at a position at which a gap is opened in a direction opposite to the predetermined direction with respect to the movable portion when the spindle head is positioned at the tool replacement position, centering on the swing axis The movable portion may be pressed in the predetermined direction by swinging driving in the predetermined direction. When changing the tool, the lever in the basic position extends parallel to the direction in which the main shaft extends. Therefore, since the machine tool can arrange one end of the lever near the movable portion, the movable portion can be pressed quickly by swinging the lever in the predetermined direction. Therefore, the machine tool can shorten the tool change time.

上述した請求項1−3の発明は、任意に組み合わせることができる。例えば請求項1の全部又は一部を備えずに他の請求項2、3の少なくとも何れか1つの構成を備えたものとしても良い。但し特に、請求項1の構成を備えて、請求項2、3の少なくとも何れか1つの構成と組み合わせを備えると良い。請求項1−3の任意の構成要素を抽出し、組み合わせても良い。本出願人はこれらのような構成についても特許権を取得する意思を有する。   The inventions of claims 1-3 described above can be arbitrarily combined. For example, at least any one of the configurations of claim 2 and claim 3 may be provided without including all or part of claim 1. However, in particular, it is preferable that the configuration and the combination of at least one of the second and third aspects be provided. Optional components of claims 1-3 may be extracted and combined. The applicant has the intention to obtain patent rights for these configurations as well.

工作機械1の斜視図。FIG. 1 is a perspective view of a machine tool 1; 工作機械1の平面図。FIG. 2 is a plan view of the machine tool 1; 工作機械1の正面図。FIG. 2 is a front view of the machine tool 1; 工作機械1の右側面図。FIG. 2 is a right side view of the machine tool 1; 図3に示すI−I線矢視方向断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line I-I in FIG. 図1に示すW領域内の部分拡大図。The elements on larger scale in the W area shown in FIG.

以下、本発明の実施形態を説明する。以下説明は図中に矢印で示す左右、前後、上下を使用する。図1に示す工作機械1の左右方向、前後方向、上下方向は、夫々、工作機械1のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向である。工作機械1は、主軸7がZ軸方向に延びる縦型工作機械である。工作機械1は、工具を装着した主軸7を回転し、該主軸7と、被削材を上面に固定した回転テーブル11とをXYZ軸方向に相対移動することで、被削材を加工する機械である。工作機械1の動作は数値制御装置(図示略)で制御する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the following description, left and right, front and back, up and down indicated by arrows in the drawings are used. The left-right direction, the front-rear direction, and the up-down direction of the machine tool 1 shown in FIG. 1 are the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction of the machine tool 1, respectively. The machine tool 1 is a vertical machine tool in which the main spindle 7 extends in the Z-axis direction. The machine tool 1 is a machine for processing a work material by rotating the main spindle 7 equipped with a tool and relatively moving the main spindle 7 and the rotary table 11 with the work material fixed on the upper surface in the XYZ axial directions. It is. The operation of the machine tool 1 is controlled by a numerical controller (not shown).

図1〜図4を参照し、工作機械1の構造を説明する。工作機械1は、基台部2、コラム5、主軸ヘッド6、主軸7、テーブル装置10、ATC装置40等を備える。   The structure of the machine tool 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 4. The machine tool 1 includes a base 2, a column 5, a spindle head 6, a spindle 7, a table device 10, an ATC device 40, and the like.

基台部2は、Y軸方向に延びる平面視略矩形状の鉄製部材である。基台部2は、上面後部側に台座部20(図4参照)を備える。台座部20は略直方体状である。台座部20は上面にX軸移動機構101を備える。X軸移動機構101は、運搬体12(図1,図4参照)をX軸方向に移動可能に支持する。X軸移動機構101は、X軸方向に延びる一対のX軸レール(図示略)、X軸ボールネジ(図示略)、X軸モータ21等を備える。一対のX軸レールは、台座部20上面に設ける。X軸ボールネジはX軸方向に延び、一対のX軸レールの間に設ける。運搬体12は、X軸レールに沿って移動可能である。運搬体12は底部にナット(図示略)を備える。ナットはX軸ボールネジに螺合する。X軸モータ21はX軸ボールネジを回転することにより、運搬体12をナットと共にX軸方向に移動する。   The base portion 2 is an iron member having a substantially rectangular shape in plan view extending in the Y-axis direction. The base 2 includes a pedestal 20 (see FIG. 4) on the upper surface rear side. The pedestal portion 20 has a substantially rectangular parallelepiped shape. The pedestal 20 includes an X-axis moving mechanism 101 on the top surface. The X-axis moving mechanism 101 supports the carrier 12 (see FIGS. 1 and 4) movably in the X-axis direction. The X-axis moving mechanism 101 includes a pair of X-axis rails (not shown) extending in the X-axis direction, an X-axis ball screw (not shown), an X-axis motor 21 and the like. The pair of X axis rails are provided on the upper surface of the pedestal portion 20. The X-axis ball screw extends in the X-axis direction and is provided between a pair of X-axis rails. The carrier 12 is movable along the X-axis rail. The carrier 12 is provided at its bottom with a nut (not shown). The nut is screwed into the X-axis ball screw. The X-axis motor 21 moves the carrier 12 together with the nut in the X-axis direction by rotating an X-axis ball screw.

運搬体12は、上面にY軸移動機構(図示略)を備える。Y軸移動機構は、コラム5をY軸方向に移動可能に支持する。Y軸移動機構は、Y軸方向に延びる一対のY軸レール、Y軸ボールネジ、Y軸モータ等を備える。Y軸ボールネジはY軸方向に延び、一対のY軸レールの間に設ける。コラム5は一対のY軸レールに沿って移動可能である。コラム5は下部にナット(図示略)を備える。ナットはY軸ボールネジに螺合する。Y軸モータはY軸ボールネジを回転することにより、コラム5をナットと共にY軸方向に移動する。コラム5は運搬体12を介してX軸方向に移動可能である。即ちコラム5は、X軸移動機構101、運搬体12、Y軸移動機構等により、X軸方向とY軸方向に移動可能である。   The carrier 12 is provided with a Y-axis moving mechanism (not shown) on the top surface. The Y-axis moving mechanism supports the column 5 movably in the Y-axis direction. The Y-axis moving mechanism includes a pair of Y-axis rails extending in the Y-axis direction, a Y-axis ball screw, a Y-axis motor, and the like. The Y-axis ball screw extends in the Y-axis direction and is provided between a pair of Y-axis rails. The column 5 is movable along a pair of Y-axis rails. The column 5 is provided at its lower part with a nut (not shown). The nut is screwed into the Y-axis ball screw. The Y-axis motor moves the column 5 together with the nut in the Y-axis direction by rotating a Y-axis ball screw. The column 5 is movable in the X-axis direction via the carrier 12. That is, the column 5 is movable in the X-axis direction and the Y-axis direction by the X-axis moving mechanism 101, the carrier 12, the Y-axis moving mechanism, and the like.

運搬体12は、右側部に保護カバー15、左側部に保護カバー16、後部に保護カバー17を備える。保護カバー15は、運搬体12右側部から右側方において露出するX軸移動機構101を覆う。保護カバー16は、運搬体12左側部から左側方において露出するX軸移動機構101を覆う。保護カバー17は、運搬体12後部から後方において露出するY軸移動機構を覆う。保護カバー15〜17は運搬体12の移動に追従して移動する。保護カバー15〜17は、X軸移動機構101とY軸移動機構内に切粉及び切削液が侵入するのを防止する。運搬体12は、Y軸移動機構が露出する上面にカバー部材18を備える。カバー部材18の基端部(後端部)は、コラム5下部の前端部に固定する。カバー部材18の前端部は、運搬体12の前側に垂れ下る。運搬体12の上部に設けたローラ(図示略)は、カバー部材18の下面をY軸方向に摺動可能に支持する。カバー部材18は、コラム5と共にY軸方向に移動する。故にカバー部材18は、コラム5前方において露出するY軸移動機構を常時覆うことができる。   The carrier 12 includes a protective cover 15 on the right side, a protective cover 16 on the left side, and a protective cover 17 on the rear. The protective cover 15 covers the X-axis moving mechanism 101 exposed from the right side of the carrier 12 to the right. The protective cover 16 covers the X-axis moving mechanism 101 exposed from the left side of the carrier 12 to the left. The protective cover 17 covers the Y-axis moving mechanism exposed from the rear of the carrier 12 to the rear. The protective covers 15 to 17 move following the movement of the carrier 12. The protective covers 15 to 17 prevent chips and cutting fluid from entering the X-axis moving mechanism 101 and the Y-axis moving mechanism. The carrier 12 is provided with a cover member 18 on the top surface where the Y-axis moving mechanism is exposed. The base end (rear end) of the cover member 18 is fixed to the front end of the lower portion of the column 5. The front end of the cover member 18 hangs down on the front side of the carrier 12. A roller (not shown) provided on the upper portion of the carrier 12 slidably supports the lower surface of the cover member 18 in the Y-axis direction. The cover member 18 moves in the Y axis direction together with the column 5. Therefore, the cover member 18 can always cover the Y-axis moving mechanism exposed in front of the column 5.

コラム5は前面に、Z軸移動機構103(図2,図3,図5参照)を備える。Z軸移動機構103は、主軸ヘッド6をZ軸方向に移動可能に支持する。Z軸移動機構103は、Z軸方向に延びる一対のZ軸レール35,35、Z軸ボールネジ36(図5参照)、Z軸モータ19等を備える。Z軸ボールネジ36はZ軸方向に延び、Z軸レール35,35の間に配置する。主軸ヘッド6は、Z軸レール35,35に沿って移動可能である。主軸ヘッド6は背面に、ナット68(図5参照)を備える。ナット68はZ軸ボールネジ36に螺合する。Z軸モータ19は、コラム5前面上部に支持する。Z軸モータ19はZ軸ボールネジ36を回転することにより、主軸ヘッド6をナット68と共にZ軸方向に移動する。コラム5は前面に、Z軸シャッタ30(図3,図5参照)を備える。Z軸シャッタ30は主軸ヘッド6の上下動に従い伸縮する。Z軸シャッタ30は、Z軸移動機構103内に切粉及び切削液が侵入するのを防止する。   The column 5 has a Z-axis moving mechanism 103 (see FIGS. 2, 3 and 5) on the front surface. The Z-axis moving mechanism 103 movably supports the spindle head 6 in the Z-axis direction. The Z-axis moving mechanism 103 includes a pair of Z-axis rails 35 and 35 extending in the Z-axis direction, a Z-axis ball screw 36 (see FIG. 5), a Z-axis motor 19 and the like. The Z-axis ball screw 36 extends in the Z-axis direction and is disposed between the Z-axis rails 35 and 35. The spindle head 6 is movable along the Z-axis rails 35, 35. The spindle head 6 has a nut 68 (see FIG. 5) on the back. The nut 68 is screwed into the Z-axis ball screw 36. The Z-axis motor 19 is supported at the top front of the column 5. The Z-axis motor 19 moves the spindle head 6 together with the nut 68 in the Z-axis direction by rotating the Z-axis ball screw 36. The column 5 has a Z-axis shutter 30 (see FIGS. 3 and 5) on the front surface. The Z-axis shutter 30 expands and contracts as the spindle head 6 moves up and down. The Z-axis shutter 30 prevents chips and cutting fluid from entering the Z-axis moving mechanism 103.

図5に示す如く、主軸ヘッド6は、内部に主軸7を回転可能に支持する。主軸7はZ軸方向に延びる。主軸ヘッド6は、上部に主軸モータ8を固定する。主軸7は、主軸モータ8の下方に延びる駆動軸8Aとカップリング25で連結する。主軸7は、テーパ装着穴(図示略)、ホルダ挟持部(図示略)、ドローバ70等を備える。テーパ装着穴は主軸7下端部に設ける。テーパ装着穴は主軸ヘッド6下部に位置する。ホルダ挟持部は主軸7の中心を通る軸穴(図示略)内で且つテーパ装着穴上方に設ける。ドローバ70は、主軸7の軸孔内に同軸上に挿入する。ドローバ70はバネで上方に常時付勢する。工具ホルダは、主軸7のテーパ装着穴に装着する。工具ホルダは工具を支持する。テーパ装着穴に工具ホルダを装着すると、ホルダ挟持部は工具ホルダをクランプする。ドローバ70がホルダ挟持部を下方に押圧すると、ホルダ挟持部は工具ホルダのクランプを解除する。   As shown in FIG. 5, the spindle head 6 rotatably supports the spindle 7 therein. The main shaft 7 extends in the Z-axis direction. The spindle head 6 fixes the spindle motor 8 at the top. The main shaft 7 is coupled with a drive shaft 8 A extending downward of the main shaft motor 8 by a coupling 25. The main shaft 7 includes a tapered mounting hole (not shown), a holder holding portion (not shown), a drawbar 70 and the like. A taper mounting hole is provided at the lower end of the main shaft 7. The tapered mounting hole is located below the spindle head 6. The holder holding portion is provided in an axial hole (not shown) passing through the center of the main shaft 7 and above the taper mounting hole. The drawbar 70 is coaxially inserted into the axial hole of the main shaft 7. The drawbar 70 is always biased upward by a spring. The tool holder is mounted in the taper mounting hole of the spindle 7. The tool holder supports the tool. When the tool holder is mounted in the taper mounting hole, the holder clamping unit clamps the tool holder. When the drawbar 70 presses the holder holding portion downward, the holder holding portion releases the clamp of the tool holder.

図5に示す如く、主軸ヘッド6は、後方上部内側にスイングアーム60を備える。スイングアーム60は略L字型で支軸61を中心に揺動自在である。支軸61は主軸ヘッド6内部を左右方向に延び、主軸ヘッド6の左右両側壁に固定する。スイングアーム60は、縦アーム部63と横アーム部62を備える。縦アーム部63は、支軸61からコラム5側に対して斜め上方に延びる。横アーム部62は、支軸61からコラム5前方に略水平に延びる。横アーム部62の先端部62Aは、ドローバ70の上端部に直交して突設したピン71に上方から係合可能である。スイングアーム60を左側方から見た場合、引張バネ(図示略)は、スイングアーム60を反時計回りに常時付勢する。故にスイングアーム60は、横アーム部62によるピン71の下方向への押圧を常時解除する。   As shown in FIG. 5, the spindle head 6 is provided with a swing arm 60 at the rear upper portion inside. The swing arm 60 is substantially L-shaped and is swingable around a support shaft 61. The spindle 61 extends in the left and right direction inside the spindle head 6 and is fixed to the left and right side walls of the spindle head 6. The swing arm 60 includes a longitudinal arm portion 63 and a transverse arm portion 62. The vertical arm portion 63 extends obliquely upward from the support shaft 61 with respect to the column 5 side. The horizontal arm portion 62 extends substantially horizontally from the support shaft 61 forward of the column 5. The tip end portion 62A of the lateral arm portion 62 can be engaged from above with a pin 71 protruding perpendicularly to the upper end portion of the draw bar 70. When the swing arm 60 is viewed from the left side, a tension spring (not shown) always biases the swing arm 60 counterclockwise. Therefore, the swing arm 60 always releases the downward pressing of the pin 71 by the lateral arm portion 62.

図5,図6に示す如く、主軸ヘッド6は上部におけるATC装置40側に、ロッド支持部91を備える。ロッド支持部91は、プッシュロッド92を前後方向に移動可能に支持する。プッシュロッド92は前後方向に延びる。スイングアーム60の縦アーム部63は、上端部(先端部)の右側面に当接部63Aを備える。当接部63Aはプッシュロッド92の前端部に当接し、引張バネにより常時後方に付勢する。故にプッシュロッド92の後端部は、ロッド支持部91から後方に向けて所定距離だけ常時突出する。後述するが、プッシュロッド92の後端部を前方に押圧すると、工具ホルダは主軸7のテーパ装着穴から取り外し可能となる。   As shown in FIGS. 5 and 6, the spindle head 6 is provided with a rod support 91 on the side of the ATC device 40 at the top. The rod support portion 91 supports the push rod 92 so as to be movable in the front-rear direction. The push rod 92 extends in the front-rear direction. The vertical arm portion 63 of the swing arm 60 includes an abutting portion 63A on the right side surface of the upper end portion (tip portion). The abutting portion 63A abuts on the front end portion of the push rod 92, and is always urged rearward by a tension spring. Therefore, the rear end of the push rod 92 always protrudes rearward from the rod support 91 by a predetermined distance. As described later, when the rear end of the push rod 92 is pressed forward, the tool holder can be removed from the tapered mounting hole of the main shaft 7.

図1,図2に示す如く、テーブル装置10は、基台部2上面における台座部20前方に設ける。テーブル装置10は上部に、回転テーブル11を備える。回転テーブル11は、テーブルモータ(図示略)により、Z軸方向に平行な回転軸線を中心に360°高速回転可能に設ける。回転テーブル11上面は平面視略長方形状且つ水平に調整する。回転テーブル11は上面において回転軸線を中央に挟み、回転テーブル11の長手方向に並ぶ位置にパレットP1,P2を備える。被削材はパレットP1,P2の一方、又は両方に冶具(図示略)等を用いて固定できる。テーブル装置10は被削材の加工中、回転テーブル11の長手方向がY軸方向に対して平行になるように、回転テーブル11の位置を固定する。テーブル装置10は、パレットP1,P2の何れか一方を、主軸ヘッド6の下方に配置する。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the table device 10 is provided in front of the pedestal portion 20 on the upper surface of the base portion 2. The table apparatus 10 is provided with a rotary table 11 at the top. The rotary table 11 is provided so as to be capable of rotating at a high speed by 360 ° around a rotation axis parallel to the Z-axis direction by a table motor (not shown). The upper surface of the rotary table 11 is adjusted to be substantially rectangular in plan view and horizontally. The rotary table 11 is provided with pallets P1 and P2 at positions aligned in the longitudinal direction of the rotary table 11, sandwiching the rotation axis at the center on the upper surface. The material to be cut can be fixed to one or both of the pallets P1 and P2 using a jig (not shown) or the like. The table device 10 fixes the position of the rotary table 11 so that the longitudinal direction of the rotary table 11 is parallel to the Y-axis direction during processing of the work material. The table device 10 arranges one of the pallets P1 and P2 below the spindle head 6.

例えばパレットP1に固定した被削材の加工中、作業者はパレットP2に未加工の被削材を固定する。パレットP1に固定した被削材の加工終了後、テーブル装置10は、回転テーブル11を180°回転し、パレットP1とP2の位置を入れ替える。工作機械1は、パレットP2に固定した未加工の被削材の加工を開始し、その間、作業者は、パレットP1に固定した加工済みの被削材を取り外し、別の未加工の被削材を固定する。故に工作機械1は回転テーブル11を用いて複数の被削材の連続加工が可能である。   For example, while processing a work material fixed to the pallet P1, the operator fixes an unprocessed work material to the pallet P2. After the processing of the work material fixed to the pallet P1 is completed, the table apparatus 10 rotates the rotary table 11 by 180 ° to switch the positions of the pallets P1 and P2. The machine tool 1 starts processing of the unprocessed work material fixed to the pallet P2, while the operator removes the processed work material fixed to the pallet P1 and another unprocessed work material Fix the Therefore, the machine tool 1 can perform continuous processing of a plurality of workpieces using the rotary table 11.

ATC装置40は、基台部2上面右側に設けた一対の支柱31,32により、主軸ヘッド6の右側方に支持する。支柱31,32は前後方向に互いに離間し、基台部2上面から上方に延びる。ATC装置40は、数値制御装置からの制御信号を受け、主軸7のテーパ装着穴に装着する工具を、NCプログラムで指定した他の工具と入れ替え交換する。ATC装置40は、本体部401、工具マガジン41、マガジンモータ42、旋回軸43、工具交換アーム44、工具交換モータ45等を備える。   The ATC device 40 is supported on the right side of the spindle head 6 by a pair of columns 31 and 32 provided on the upper surface of the base 2 upper surface. The columns 31 and 32 are separated from each other in the front-rear direction, and extend upward from the upper surface of the base 2. The ATC device 40 receives a control signal from the numerical control device, and replaces and replaces the tool mounted in the tapered mounting hole of the spindle 7 with another tool designated by the NC program. The ATC apparatus 40 includes a main body 401, a tool magazine 41, a magazine motor 42, a pivot 43, a tool change arm 44, a tool change motor 45, and the like.

本体部401は略直方体状の金属製の箱体であり、支柱31,32で支持する。本体部401は、レバー部材47、レバー駆動機構(図示略)等を内部に備える。レバー部材47は、Z軸方向に対して平行に延びる棒状部材である。レバー部材47の上端部は、本体部401の上面に設けた開口部(図示略)から上方に突出する。レバー部材47の下端部は、揺動軸49を中心に揺動可能に軸支する。揺動軸49は、本体部401内部を左右方向に延び、本体部401の左右両側壁に固定する。故にレバー部材47の上端部は、揺動軸49を中心に、前後方向に移動可能である。本実施形態は、レバー部材47がZ軸方向に平行に延びる姿勢を基本姿勢とする。レバー駆動機構は、数値制御装置からの制御信号を受け、モータ又はエアシリンダ等により、レバー部材47を基本姿勢の状態から前方に揺動駆動する。レバー部材47は上端部の左側面に当接部48を備える。当接部48は左側方に突出する略円筒形状である。後述するが、工具交換を行う為、主軸ヘッド6が工具交換位置K(図2,図3参照)に移動した時、図6に示す如く、レバー部材47の当接部48の前方に、主軸ヘッド6に設けたロッド支持部91が支持するプッシュロッド92の後端部が位置するようになっている。   The main body portion 401 is a substantially rectangular metal box made of metal and supported by columns 31 and 32. The main body portion 401 internally includes a lever member 47, a lever drive mechanism (not shown), and the like. The lever member 47 is a rod-like member extending in parallel to the Z-axis direction. An upper end portion of the lever member 47 protrudes upward from an opening (not shown) provided on the upper surface of the main body portion 401. The lower end portion of the lever member 47 is pivotably supported around a pivot shaft 49. The swing shaft 49 extends in the left and right direction inside the main body portion 401 and is fixed to the left and right side walls of the main body portion 401. Therefore, the upper end portion of the lever member 47 is movable in the front-rear direction about the swing shaft 49. In the present embodiment, a posture in which the lever member 47 extends in parallel to the Z-axis direction is taken as a basic posture. The lever driving mechanism receives a control signal from the numerical control device, and swings and drives the lever member 47 forward from the basic posture state by a motor, an air cylinder or the like. The lever member 47 includes an abutting portion 48 on the left side surface of the upper end portion. The contact portion 48 has a substantially cylindrical shape protruding leftward. As will be described later, when the spindle head 6 is moved to the tool replacement position K (see FIGS. 2 and 3) in order to perform tool replacement, as shown in FIG. The rear end portion of the push rod 92 supported by the rod support portion 91 provided on the head 6 is positioned.

図1,図4に示す如く、工具マガジン41は、本体部401の右側面に固定し、側面視Y軸方向に長い略楕円形状である。工具マガジン41は、内側に略楕円形状の工具通路を有し、該工具通路内に沿って複数の工具ポット41Aを収納する。工具ポット41Aは、工具ホルダを着脱可能に装着する。工具マガジン41は下部前側に、下方へ開口する工具交換部(図示略)を備える。マガジンモータ42は、工具マガジン41の上部前側に支持する。複数の工具ポット41Aは、マガジンモータ42の駆動により工具通路内を移動する。数値制御装置は、工具マガジン41の工具交換部に、所定の工具を支持する工具ホルダが搬送したことを検出すると、マガジンモータ42の駆動を停止し、所定の工具を工具交換部に位置決めする。   As shown in FIGS. 1 and 4, the tool magazine 41 is fixed to the right side surface of the main body 401 and has a substantially elliptical shape elongated in the side view Y-axis direction. The tool magazine 41 has a substantially oval shaped tool passage inside, and accommodates a plurality of tool pots 41A along the tool passage. The tool pot 41A detachably mounts a tool holder. The lower end of the tool magazine 41 is provided with a tool changer (not shown) that opens downward. The magazine motor 42 is supported on the upper front side of the tool magazine 41. The plurality of tool pots 41A move in the tool path by the drive of the magazine motor 42. When the numerical control device detects that the tool holder supporting the predetermined tool has been conveyed to the tool changer of the tool magazine 41, the drive of the magazine motor 42 is stopped and the predetermined tool is positioned in the tool changer.

図3〜図5に示す如く、旋回軸43は、本体部401の下部から下方に突出する円筒状に形成し、軸線回りに回転可能及び上下動可能に支持する。工具交換アーム44は、旋回軸43の下端部に直交し且つ水平方向に延びる。工具交換アーム44は両端部に、把持部44A,44Aを備える。把持部44A,44Aは、工具ホルダを着脱可能に把持する旋回軸43は、本体部401内に設けた運動伝達装置(図示略)を介して、工具交換モータ45に連結する。工具交換モータ45は、本体部401の上面における前後方向略中央部に支持する。運動伝達装置は、例えば第一伝達機構と第二伝達機構を備える。第一伝達機構は、工具交換モータ45の回転力を旋回軸43に伝達する。第二伝達機構は、工具交換モータ45の回転力を上下方向への直線運動力に変換して旋回軸43に伝達する。数値制御装置は、工具交換モータ45或いはこれによって駆動する駆動軸が1回転する間に、把持部44A,44Aの把持動作、工具交換アーム44の上下動作及び旋回動作を制御する。   As shown in FIGS. 3 to 5, the pivot shaft 43 is formed in a cylindrical shape projecting downward from the lower portion of the main body portion 401, and supported rotatably and vertically movably around an axis. The tool changer arm 44 extends perpendicularly to the lower end of the pivot 43 and horizontally. The tool change arm 44 is provided with grips 44A and 44A at both ends. The grippers 44A and 44A connect the tool replacement motor 45 via a motion transmission device (not shown) provided in the main body 401, for the pivot shaft 43 that detachably grips the tool holder. The tool replacement motor 45 is supported at a substantially central portion in the front-rear direction on the upper surface of the main body portion 401. The motion transmission device includes, for example, a first transmission mechanism and a second transmission mechanism. The first transmission mechanism transmits the rotational force of the tool change motor 45 to the pivot shaft 43. The second transmission mechanism converts the rotational force of the tool replacement motor 45 into linear motion force in the vertical direction, and transmits it to the pivot shaft 43. The numerical control device controls the gripping operation of the gripping portions 44A and 44A, the up-down operation and the pivoting operation of the tool replacement arm 44 while the tool replacement motor 45 or the drive shaft driven thereby rotates once.

ATC装置40による工具交換動作を説明する。説明の便宜上、本実施形態は「工具ホルダ」を「工具」と略して呼ぶことがある。数値制御装置からの制御信号を受け、主軸ヘッド6は、後述する工具交換位置Kに移動する。主軸ヘッド6に設けたプッシュロッド92の後端部は、ATC装置40に設けたレバー部材47の当接部48の前方に離間して位置する。レバー駆動機構は、レバー部材47を揺動駆動する。レバー部材47は前方に揺動し、当接部48はプッシュロッド92の後端部に当接し前方に押圧する。プッシュロッド92は前方に移動し、スイングアーム60の縦アーム部63の当接部63Aを前方に付勢する。すると、スイングアーム60は引張バネの付勢力に抗して、支軸61を中心に時計回りに回転する。横アーム部62はピン71に対して上方から係合し、主軸7内部に設けたバネの付勢力に抗してドローバ70を下方に押圧する。ドローバ70はホルダ挟持部を下方に付勢する。ホルダ挟持部は工具のクランプを解除する。工具は主軸7のテーパ装着穴から取り外し可能となる。   The tool change operation by the ATC device 40 will be described. For convenience of explanation, the present embodiment may sometimes call "tool holder" abbreviated as "tool". In response to the control signal from the numerical control device, the spindle head 6 moves to the tool change position K described later. The rear end portion of the push rod 92 provided on the spindle head 6 is spaced apart forwardly of the contact portion 48 of the lever member 47 provided on the ATC device 40. The lever drive mechanism swings and drives the lever member 47. The lever member 47 pivots forward, and the abutment portion 48 abuts on the rear end portion of the push rod 92 and presses it forward. The push rod 92 moves forward and biases the contact portion 63A of the vertical arm portion 63 of the swing arm 60 forward. Then, the swing arm 60 rotates clockwise about the support shaft 61 against the biasing force of the tension spring. The lateral arm portion 62 engages with the pin 71 from above and presses the draw bar 70 downward against the biasing force of a spring provided inside the main shaft 7. The drawbar 70 biases the holder holding portion downward. The holder clamping unit releases the clamp of the tool. The tool can be removed from the taper mounting hole of the spindle 7.

次いで、ATC装置40の工具交換アーム44は原点に上昇した状態で旋回軸43を中心に旋回し、工具マガジン41の工具交換部に位置する工具と、主軸7のテーパ装着穴に装着した工具を把持部44A,44Aで把持する。把持部44A,44Aが工具を把持した状態で、工具交換アーム44は旋回軸43と共に下降し、工具マガジン41と主軸7から工具を抜く。その後、工具交換アーム44は、旋回軸43と共に180°旋回する。主軸7側の工具と工具マガジン41側の工具が入れ替わる。工具交換アーム44は旋回軸43と共に上昇する。把持部44A,44Aが把持する工具は、工具マガジン41の工具ポット41A及び主軸7のテーパ装着穴に夫々装着する。   Then, the tool change arm 44 of the ATC device 40 pivots about the pivot 43 while rising to the origin, and the tool located in the tool change portion of the tool magazine 41 and the tool attached to the taper mounting hole of the spindle 7 are It grasps with grasping section 44A and 44A. With the gripping portions 44A and 44A gripping the tool, the tool exchange arm 44 descends together with the pivot shaft 43, and removes the tool from the tool magazine 41 and the spindle 7. Thereafter, the tool changer arm 44 pivots 180 ° with the pivot shaft 43. The tool on the spindle 7 side and the tool on the tool magazine 41 are interchanged. The tool change arm 44 ascends with the pivot 43. The tools gripped by the gripping portions 44A and 44A are respectively mounted in the tool pot 41A of the tool magazine 41 and the taper mounting holes of the spindle 7.

レバー駆動機構は、レバー部材47の当接部48を後方に揺動し、基本姿勢に戻る。レバー部材47の当接部48は、プッシュロッド92の後端部から離れる。スイングアーム60は、プッシュロッド92による押圧が無くなるので、引張バネの付勢力により、支軸61を中心に反時計回りに回転する。横アーム部62の先端部62Aは上方に移動し、ピン71から離れる。主軸7内部に設けたドローバ70は、バネの付勢力で上方に移動する。故にホルダ挟持部も上方に移動するので、主軸7のテーパ装着穴に装着した工具をクランプする。工具交換アーム44が旋回軸43と共に所定角度旋回することにより、把持部44A,44Aは工具を開放する。こうして工具交換動作は終了する。   The lever drive mechanism pivots the contact portion 48 of the lever member 47 rearward to return to the basic posture. The contact portion 48 of the lever member 47 separates from the rear end of the push rod 92. Since the swing arm 60 is not pressed by the push rod 92, the swing arm 60 rotates counterclockwise around the support shaft 61 by the biasing force of the tension spring. The tip 62A of the lateral arm 62 moves upward and separates from the pin 71. The drawbar 70 provided inside the main shaft 7 moves upward by the biasing force of the spring. Therefore, since the holder holding portion also moves upward, the tool mounted in the taper mounting hole of the spindle 7 is clamped. When the tool changer arm 44 pivots by a predetermined angle with the pivot shaft 43, the grips 44A and 44A open the tool. Thus, the tool change operation ends.

図2,図3を参照し、主軸ヘッド6の工具交換位置Kと、XYZ軸の夫々の機械ストローク範囲との位置関係を説明する。本実施形態の主軸ヘッド6の座標位置は、主軸ヘッド6の下端部であり、主軸7下端部の中心の座標位置とする。工作機械1は、主軸ヘッド6の移動軸であるXYZ軸において、機械ストローク範囲を夫々設定する。機械ストローク範囲とは、被削材の加工時に主軸ヘッド6が移動可能な範囲である。XYZ軸の各機械ストローク範囲によって囲まれた領域は、主軸ヘッド6の移動範囲である。X軸の機械ストローク範囲はX軸ストローク範囲、Y軸の機械ストローク範囲はY軸ストローク範囲、Z軸の機械ストローク範囲はZ軸ストローク範囲である。   The positional relationship between the tool change position K of the spindle head 6 and the machine stroke range of each of the XYZ axes will be described with reference to FIGS. 2 and 3. The coordinate position of the spindle head 6 in the present embodiment is the lower end portion of the spindle head 6 and is the coordinate position of the center of the lower end portion of the spindle 7. The machine tool 1 sets a machine stroke range on each of XYZ axes which are movement axes of the spindle head 6. The machine stroke range is a range in which the spindle head 6 can move at the time of machining a workpiece. The area surrounded by the machine stroke ranges of the XYZ axes is the movement range of the spindle head 6. The machine stroke range of the X axis is the X axis stroke range, the machine stroke range of the Y axis is the Y axis stroke range, and the machine stroke range of the Z axis is the Z axis stroke range.

工作機械1は、回転テーブル11のパレットP1,P2のうち、主軸ヘッド6側であるパレット(図2ではパレットP1)に固定する被削材を加工する。故にX軸ストローク範囲とY軸ストローク範囲は、回転テーブル11の主軸ヘッド6側のパレットP1上面に位置するように設定するとよい。本実施形態は例えば、X軸ストローク範囲のATC装置40側である右端部の座標位置をX0、その反対側の左端部の座標位置をXmaxとする。Y軸ストローク範囲の主軸ヘッド6側である後端部の座標位置をY0、その反対側である前端部の座標位置をYmaxとする。   The machine tool 1 processes a work material to be fixed to the pallet (pallet P1 in FIG. 2) which is the spindle head 6 side among the pallets P1 and P2 of the rotary table 11. Therefore, the X-axis stroke range and the Y-axis stroke range may be set to be located on the upper surface of the pallet P1 on the spindle head 6 side of the rotary table 11. In this embodiment, for example, the coordinate position of the right end portion on the ATC device 40 side of the X axis stroke range is X0, and the coordinate position of the left end portion on the opposite side is Xmax. The coordinate position of the rear end portion on the side of the spindle head 6 in the Y-axis stroke range is Y0, and the coordinate position of the front end portion on the opposite side is Ymax.

Z軸ストローク範囲は、回転テーブル11上に固定する被削材や冶具の高さを考慮して設定するとよい。Z軸ストローク範囲の上端部は、例えばATC装置40の工具交換アーム44の位置に設定するとよい。Z軸ストローク範囲の下端部は、回転テーブル11上面よりも上方に設定するとよい。本実施形態は例えば、Z軸ストローク範囲の上端部の座標位置をZ0、回転テーブル11側である下端部の座標位置をZmaxとする。   The Z-axis stroke range may be set in consideration of the height of the workpiece or jig fixed on the rotary table 11. The upper end of the Z-axis stroke range may be set, for example, at the position of the tool change arm 44 of the ATC device 40. The lower end portion of the Z-axis stroke range may be set above the upper surface of the rotary table 11. In this embodiment, for example, the coordinate position of the upper end of the Z-axis stroke range is Z0, and the coordinate position of the lower end on the rotary table 11 side is Zmax.

上記のようなXYZ軸の各機械ストローク範囲を有する工作機械1において、工具交換位置Kの座標位置は、XYZ軸の各機械ストローク範囲の端部のうちATC装置40側に位置する端部に設定する。即ち、本実施形態の工具交換位置K(x、y、z)=(X0、Y0、Z0)に設定する。工具交換時、主軸ヘッド6が工具交換位置Kに移動した状態では、主軸ヘッド6に設けたプッシュロッド92の後端部は、ATC装置40に設けたレバー部材47の当接部48の前方に離間して位置する。故にレバー部材47とプッシュロッド92は互いに最も近接した位置で干渉しないようになっている。工作機械1は、基本姿勢のレバー部材47を前方に揺動することで、プッシュロッド92を押下することができ、主軸7に装着する工具のクランプを解除できる。主軸ヘッド6がATC装置40に最も近接する工具交換位置Kで、レバー部材47とプッシュロッド92が干渉しないので、主軸ヘッド6が移動範囲内の何れの位置に移動しても、レバー部材47とプッシュロッド92は常に離れた位置にあるので、互いに干渉しない。   In the machine tool 1 having each machine stroke range of the XYZ axes as described above, the coordinate position of the tool change position K is set to the end positioned on the ATC device 40 side among the ends of each machine stroke range of the XYZ axes. Do. That is, the tool change position K (x, y, z) = (X0, Y0, Z0) of this embodiment is set. When the spindle head 6 is moved to the tool replacement position K at the time of tool change, the rear end of the push rod 92 provided on the spindle head 6 is in front of the contact portion 48 of the lever member 47 provided on the ATC device 40. Located apart. Therefore, the lever member 47 and the push rod 92 do not interfere at the closest position to each other. The machine tool 1 can press the push rod 92 by swinging the lever member 47 in the basic posture forward, and can release the clamp of the tool attached to the main shaft 7. Since the lever member 47 and the push rod 92 do not interfere with each other at the tool change position K where the spindle head 6 is closest to the ATC device 40, the lever member 47 and the spindle member 6 move to any position within the movement range. Since the push rods 92 are always at a separated position, they do not interfere with each other.

以上説明の如く、工作機械1は、工具交換動作時に主軸ヘッド6を移動する工具交換位置Kを、XYZ軸の各機械ストローク範囲の端部であって、ATC装置40側の端部に設定する。故にATC装置40は、主軸ヘッド6の移動範囲の外側の位置で、主軸7の工具交換を行うことができる。工作機械1は、工具交換用の移動ストローク範囲が不要になるので、主軸ヘッド6を移動するXYZ軸を最適な長さにできる。XYZ軸を最適な長さにできるので、例えばX軸移動機構101、Y軸移動機構、Z軸移動機構103、これらの土台となる基台部2、各移動機構を覆う保護カバー15〜17等についても最適な大きさにできる。故に工作機械1は、ATC装置40と主軸ヘッド6の干渉を防ぎつつコンパクトにできる。故に工作機械1の設置面積も最適な大きさに出来る。本実施形態は工作機械1を構成する各種部品を適切な大きさにできるので、各種部品の費用削減も期待できる。ATC装置40は、主軸ヘッド6の移動範囲内にて、主軸ヘッド6とレバー部材47が干渉しない位置に配置したので、工作機械1は、主軸ヘッド6が移動範囲内を移動するときに、ATC装置40のレバー部材47に主軸ヘッド6が干渉するのを防止できる。工具交換動作時に、ATC装置40のレバー部材47が揺動駆動することによって、主軸ヘッド6のプッシュロッド92に外力が加えられ、スイングアーム60が揺動する。スイングアーム60の揺動により、主軸7内部のドローバ70を押し下げ、テーパ装着穴に装着する工具のクランプを解除できる。   As described above, the machine tool 1 sets the tool change position K for moving the spindle head 6 at the time of tool change operation to the end of each machine stroke range of the XYZ axes at the end on the ATC device 40 side. . Therefore, the ATC device 40 can perform tool replacement of the spindle 7 at a position outside the movement range of the spindle head 6. Since the machine tool 1 does not need the moving stroke range for tool change, it is possible to make the XYZ axes for moving the spindle head 6 into an optimal length. Since the XYZ axes can be made an optimal length, for example, the X-axis moving mechanism 101, the Y-axis moving mechanism, the Z-axis moving mechanism 103, the base 2 serving as a base for these, protective covers 15 to 17 covering each moving mechanism, etc. Can also be of optimal size. Therefore, the machine tool 1 can be made compact while preventing interference between the ATC device 40 and the spindle head 6. Therefore, the installation area of the machine tool 1 can also be made an optimal size. In this embodiment, since various parts constituting the machine tool 1 can be appropriately sized, cost reduction of various parts can also be expected. Since the ATC device 40 is disposed at a position where the spindle head 6 and the lever member 47 do not interfere within the movement range of the spindle head 6, the machine tool 1 performs ATC when the spindle head 6 moves in the movement range. Interference of the spindle head 6 with the lever member 47 of the device 40 can be prevented. During tool change operation, when the lever member 47 of the ATC device 40 swings, an external force is applied to the push rod 92 of the spindle head 6, and the swing arm 60 swings. By swinging the swing arm 60, the draw bar 70 inside the main spindle 7 can be pushed down, and the clamp of the tool mounted in the taper mounting hole can be released.

上記実施形態では更に、ATC装置40に設けたレバー部材47は、Z軸方向に対して平行に延びる姿勢を基本姿勢とし、その基本姿勢から、下端側に設けられた揺動軸49を中心に前方に揺動駆動するものである。基本姿勢であるレバー部材47の上端部に設けた当接部48は、主軸ヘッド6が工具交換位置Kに位置したときのプッシュロッド92の後端部に対して、後方に隙間を空けた位置に配置する。故にレバー部材47が揺動軸49を中心に前方に揺動駆動することによって、レバー部材47の当接部48がプッシュロッド92を前方に押下できる。このように、工具交換動作時、基本姿勢のレバー部材47は、Z軸方向に対して平行に延びているので、プッシュロッド92の後端部の近くにレバー部材47の当接部48を配置できる。故にレバー部材47を前方に揺動駆動することによって、プッシュロッド92を速やかに押下できるので、工具交換時間を短縮化できる。   Further, in the above embodiment, the lever member 47 provided in the ATC device 40 has a posture extending in parallel to the Z-axis direction as a basic posture, and from the basic posture, the pivot member 49 provided on the lower end side is the center. It is driven to swing forward. The contact portion 48 provided at the upper end of the lever member 47, which is the basic posture, is a position at which a gap is formed rearward with respect to the rear end of the push rod 92 when the spindle head 6 is positioned at the tool replacement position K. Place on Therefore, when the lever member 47 pivots forward about the pivot shaft 49, the contact portion 48 of the lever member 47 can push the push rod 92 forward. As described above, at the time of tool change operation, the lever member 47 in the basic posture extends in parallel to the Z-axis direction, so the contact portion 48 of the lever member 47 is disposed near the rear end of the push rod 92 it can. Therefore, since the push rod 92 can be pressed quickly by swinging the lever member 47 forward, the tool replacement time can be shortened.

上記説明にて、ホルダ挟持部、ドローバ70、スイングアーム60は、本発明のクランプ機構の一例である。プッシュロッド92は本発明の可動部の一例である。レバー部材47は本発明のレバーの一例である。揺動軸49は本発明の揺動軸の一例である。   In the above description, the holder holding portion, the drawbar 70, and the swing arm 60 are examples of the clamp mechanism of the present invention. The push rod 92 is an example of the movable part of the present invention. The lever member 47 is an example of the lever of the present invention. The rocking shaft 49 is an example of the rocking shaft of the present invention.

本発明は上記実施形態に限らず各種変形が可能なことはいうまでもない。上記実施形態の工作機械1は、主軸がZ軸方向に延びる縦型工作機械であるが、本発明は主軸が水平方向に延びる横型工作機械にも適用できる。   It goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiment and various modifications can be made. The machine tool 1 of the above embodiment is a vertical machine tool in which the main axis extends in the Z-axis direction, but the present invention can also be applied to a horizontal machine tool in which the main axis extends in the horizontal direction.

テーブル装置10は回転テーブル11を備えるが、回転しない固定のテーブルであってもよい。   The table device 10 includes the rotary table 11, but may be a fixed table that does not rotate.

ATC装置40は、上記実施形態のような工具交換アーム44の旋回動作で工具交換を行うものに限らず、他の方式で工具交換を行うATC装置であってもよい。ATC装置40は、主軸ヘッド6の右側に支持するが、主軸ヘッド6の左側に支持してもよい。その場合、工具交換位置Kは、例えば図2,図3とは左右対称の位置に設定するとよい。   The ATC device 40 is not limited to the one that performs tool replacement by the turning operation of the tool replacement arm 44 as in the above embodiment, but may be an ATC device that performs tool replacement by another method. The ATC device 40 is supported on the right side of the spindle head 6 but may be supported on the left side of the spindle head 6. In that case, the tool replacement position K may be set, for example, in a symmetrical position with respect to FIGS. 2 and 3.

上記実施形態のプッシュロッド92は、スイングアーム60とは別体であるが、例えば、スイングアーム60の縦アーム部63と一体化して作製してもよい。   The push rod 92 of the above embodiment is separate from the swing arm 60, but may be manufactured integrally with the vertical arm portion 63 of the swing arm 60, for example.

レバー部材47の形状は、上記実施形態のように上方に延びる棒状でなくてもよい。レバー部材47は、下端側に設けた揺動軸49を中心に前方に揺動駆動するものであるが、レバー部材47を例えば前方に平行移動させ、プッシュロッド92を押下するようにしてもよい。   The shape of the lever member 47 does not have to be a bar extending upward as in the above embodiment. The lever member 47 is driven to swing forward about the swing shaft 49 provided on the lower end side, but the lever member 47 may be moved in parallel, for example, to push the push rod 92. .

1 工作機械
6 主軸ヘッド
7 主軸
40 ATC装置
47 レバー部材
48 当接部
60 スイングアーム
70 ドローバ
92 プッシュロッド
Reference Signs List 1 machine tool 6 spindle head 7 spindle 40 ATC device 47 lever member 48 abutting portion 60 swing arm 70 draw bar 92 push rod

Claims (3)

工具を着脱可能に装着する主軸と、
互いに直交する三軸方向に移動可能に設けられ、当該三軸方向のうち一軸方向に向けて前記主軸を回転可能に支持する主軸ヘッドと、
前記主軸ヘッドに設けられ、前記主軸に装着する前記工具のクランプ及びアンクランプを行うクランプ機構を駆動する為に外力が加えられる可動部と、
前記主軸ヘッドの移動範囲に近接して設けられ、前記主軸の工具交換を行う工具交換装置と、
前記工具交換装置に設けられ、前記工具交換により、前記主軸ヘッドが工具交換位置に移動したときに駆動して前記可動部に外力を加えるレバーと
を備えた工作機械において、
前記工具交換位置は、前記移動範囲を構成する前記三軸方向の夫々の移動軸における移動ストローク範囲のうち、前記工具交換装置に近接する側の端部に配置され、
前記工具交換装置は、前記移動範囲内にて、前記主軸ヘッドと前記レバーが干渉しない位置に配置したこと
を特徴とする工作機械。
A spindle for detachably mounting a tool,
A spindle head provided movably in three axial directions orthogonal to each other and rotatably supporting the spindle in one of the three axial directions;
A movable part provided on the spindle head and to which an external force is applied to drive a clamp mechanism for clamping and unclamping the tool mounted on the spindle;
A tool changer provided close to the movement range of the spindle head and performing tool exchange of the spindle;
A machine tool comprising: a lever provided in the tool changer and driven when the spindle head moves to the tool change position by the tool change to apply an external force to the movable portion;
The tool change position is disposed at an end on the side closer to the tool change device among movement stroke ranges in respective movement axes in the three axial directions constituting the movement range,
A machine tool characterized in that the tool changer is disposed at a position where the spindle head and the lever do not interfere within the movement range.
前記三軸方向とは、左右方向であるX軸方向、前後方向であるY軸方向、上下方向であるZ軸方向であって、
前記工作機械は、前記主軸がZ軸方向に延びる縦型の工作機械であって、
前記可動部は、前記主軸ヘッドから前記Y軸方向の後方に延びる棒状に形成され、後方に向く先端部が後方から前方へ押下されることによって、前記クランプ機構を駆動するものであって、
前記レバーは、前記主軸ヘッドが前記工具交換位置に移動したときの前記可動部の後方に位置し、前方に移動駆動することによって、前記可動部を前方へ押下すること
を特徴とする請求項1に記載の工作機械。
The three axial directions are an X-axis direction which is a lateral direction, a Y-axis direction which is a longitudinal direction, and a Z-axis direction which is a vertical direction.
The machine tool is a vertical machine tool in which the spindle extends in the Z-axis direction.
The movable portion is formed in a rod-like shape extending rearward from the spindle head in the Y-axis direction, and drives the clamp mechanism by pressing a rearward-facing end portion forward from the rear side.
The lever is positioned behind the movable portion when the spindle head moves to the tool replacement position, and is driven to move forward to push the movable portion forward. The machine tool described in.
前記可動部は、前記主軸の延びる方向に対して直交する所定方向に押下されることによって、前記クランプ機構を駆動するものであって、
前記レバーは、前記主軸の延びる方向に対して平行に延びる基本姿勢から、その長さ方向の一端部が、他端部側に設けられた揺動軸を中心に揺動駆動するものであって、
前記基本姿勢である前記レバーの前記一端部は、前記主軸ヘッドが前記工具交換位置に位置したときの前記可動部に対して、前記所定方向とは反対方向に隙間を空けた位置に配置され、前記揺動軸を中心に前記所定方向側に揺動駆動することによって、前記可動部を前記所定方向に押下すること
を特徴とする請求項1又は2に記載の工作機械。
The movable portion drives the clamp mechanism by being pressed in a predetermined direction orthogonal to the direction in which the main axis extends.
From the basic posture extending parallel to the direction in which the main shaft extends, one end of the lever in the longitudinal direction is pivotally driven about a swing axis provided on the other end side. ,
The one end portion of the lever, which is the basic posture, is disposed at a position where a gap is opened in a direction opposite to the predetermined direction with respect to the movable portion when the spindle head is positioned at the tool replacement position. The machine tool according to claim 1 or 2, wherein the movable portion is pressed in the predetermined direction by swinging driving in the predetermined direction side about the swing axis.
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