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JPH07108497B2 - 工具交換装置 - Google Patents

工具交換装置

Info

Publication number
JPH07108497B2
JPH07108497B2 JP61229054A JP22905486A JPH07108497B2 JP H07108497 B2 JPH07108497 B2 JP H07108497B2 JP 61229054 A JP61229054 A JP 61229054A JP 22905486 A JP22905486 A JP 22905486A JP H07108497 B2 JPH07108497 B2 JP H07108497B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
holding plate
swivel
tool holding
support
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61229054A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6384838A (ja
Inventor
正 植村
悦規 廣田
英司 吉田
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.)
Howa Machinery Ltd
Original Assignee
Howa Machinery Ltd
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Howa Machinery Ltd filed Critical Howa Machinery Ltd
Priority to JP61229054A priority Critical patent/JPH07108497B2/ja
Publication of JPS6384838A publication Critical patent/JPS6384838A/ja
Publication of JPH07108497B2 publication Critical patent/JPH07108497B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/157Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B23Q3/15706Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a single tool being inserted in a spindle directly from a storage device, i.e. without using transfer devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、NC工作機等において、工具保持部を放射状に
複数備えた工具保持盤(マガジン直接交換方式の工具マ
ガジン)を主軸に対して軸方向に移動させると共に旋回
させて主軸の工具を交換するようにした工具交換装置に
関するものである。
従来の技術 従来、工具マガジンと主軸間で工具を交換するようにし
た工具交換装置において、例えば特開昭60−134537号に
開示されているように、固定的な機台に対して前後動す
る支持体に固設された旋回支持軸に、多数の工具を保持
する面板が軸方向に移動しないで回転自在に支承されて
工具マガジンが構成され、所定の工具交換位置に位置し
た主軸に対して支持体が面板と共に軸方向に移動し、支
持体内のゼネバ機構で面板を旋回割出しして主軸との間
で工具を交換するようにしたものがある。
発明が解決しようとする問題点 前記従来の技術によれば、工具交換時に面板と共にゼネ
バ機構を備えた支持体が軸方向に移動し、面板と支持体
を合せた重量の、極めて重い物体が軸方向移動するので
軸方向移動のスピードを上げることができず、また、そ
の重量故に軸方向移動の停止時に衝撃が生じるおそれが
あった。
問題点を解決するための手段 そこで本発明は前記従来技術の問題点を解決するため
に、工具保持部を放射状に複数備えた工具保持盤を主軸
に対して軸方向に移動させると共に旋回させて主軸の工
具を交換するようにした工具交換装置において、機台に
固定された支持体に旋回支持体を回動自在に支持し、こ
の旋回支持体に前記工具保持盤を互いの相対回動を阻止
すると共に所定量軸方向移動自在に装着し、この工具保
持盤を軸方向に移動させる軸方向移動駆動源を備えた軸
方向移動機構を前記旋回支持体に設けるとともに、旋回
支持体を旋回させる旋回駆動源を備えた旋回機構を支持
体に設けて成ることを特徴とする。
作用 前記構成によれば、工具交換時に所定の工具交換位置に
位置された主軸に対して、軸方向移動機構で工具保持盤
のみを所定量軸方向に移動させると共に、旋回機構で旋
回支持体を旋回させて工具保持体を旋回させ、工具交換
を行う。従って、軸方向の移動物は工具保持体のみであ
って、重量が軽減され、移動スピードを速くできる。
実施例 第1、2図において、固定の機台(コラム)1にL字状
の第1支持体2が固着され、この第1支持体2の前面に
主軸5側へ向って腕のように伸びた第2支持体3が固着
されて、両者で支持体4を構成している。この第2支持
体3は内側が空間部6に形成されている。この第2支持
体3の先端の軸支部3aには軸受7,7を介して旋回支持体
8が回動自在に支持され、軸方向中央部にはフランジ部
9が形成されている。また、旋回支持体8のフランジ部
9より下方の軸部分は、後述する揺動アームを支持する
壁部10(第3図)を残して軸断面の約1/2が切除され、
また後述するピストンロッドの先端部分の円周の1/2が
露出するようにピストンロッド挿通孔9aが半円状に切除
されている。このフランジ部9には、下方に向けて二本
一対の案内バー11が突設され、この案内バー11の先端は
旋回支持体8の先端に固着した連結板12に連結されてい
る。案内バー11,11は円板状の工具保持盤13の案内孔14
に挿通されており、これにより旋回支持体8と工具保持
盤13とは互いに相対回動を阻止すると共に所定量軸方向
に移動自在となっている。工具保持盤13はその外周に工
具Tを保持する工具保持部15を備えており、この工具保
持部15は公知の機構で、二つの把持爪16,16をその中間
部分で支持し、圧縮ばね17により把持爪16,16を閉じる
ようにしてある。18,18は把持爪16,16に工具Tが把持さ
れていない時に圧縮ばね17により把持爪16,16が閉じ過
ぎないように把持爪16,16の後端に当接するストッパで
ある。また、19は工具把持状態をロックする公知の工具
ロック機構で、前記把持爪16,16の突片22,22間に配設さ
れ上下に摺動する摺動軸20を上方へ付勢し、先端にロー
ラ21が回動自在に支持されている。この摺動軸20は軸方
向中間部分に太径部を有しており、常時は突片22,22間
に突出しており、把持爪16,16間で工具Tを把持した状
態から把持爪16,16が開くのを防止し、工具交換位置に
ある時のみ主軸ヘッド先端に固着されたカム23と係合し
てその係合が外れ、把持爪16,16のロック状態を解除す
るようにしてある。
次に軸方向移動機構24について説明する。前記旋回支持
体8の上部にはシリンダ室25aが形成され、ピストンロ
ッド27と一体のピストン26が軸方向摺動自在に嵌装され
てシリンダ25(軸方向移動駆動源)が構成されている。
このピストンロッド27の先端部分にはピストンロッド27
の挿通孔9aから露出した円周部分にラック28が刻設され
ている。一方、旋回支持体8の壁部10には、基部に前記
ラック28と噛合うピニオン29を形成した揺動アーム30を
軸方向(上下方向)に180度揺動するように軸支し、こ
の揺動アーム30の先端にはカムフォロア31が回動自在に
軸支されている。このカムフォロア31は、前記工具保持
盤13の旋回支持体8に貫装された円形孔32に続く矩形孔
33(第3図)の縁部に固着され、矩形孔33内に入り込ん
でいる移動用ガイド板34に形成されている水平方向のコ
字状の案内溝35間を水平方向に転動するように係合され
ている。従って、第1図の状態でピストンロッド27を上
昇させるとラック28も上昇してピニオン29を回動させて
揺動アーム30を上鉛直位置から下鉛直位置へ180度揺動
させ、この移動により揺動アーム30先端のカムフォロア
31が案内溝35間を水平に移動し、工具保持盤13はその上
昇端から下降端へ移動する。また、工具保持盤13の下降
端から上昇端への移動はその逆となる。
次にこの工具保持盤13の上昇、下降端を検出する検出機
構について説明する。第4図に示すように36は検出リン
グで、前記第2支持体3先端の軸支部3a外周に遊嵌さ
れ、検出リング36の上面から二本の摺動ピン37,37が垂
設され、この摺動ピン37,37は軸支部3aの案内孔38,38に
軸方向摺動自在に挿通されている。検出リング36は下部
にリング状の突縁部36aが形成され、また、その外周の
一箇所にリミットドッグ39が固着されている。前記突縁
部36aには検出バー40上部の鍔部41が上下方向に移動不
能に係合されている。この検出バー40はその先端に2つ
のノッチを備えており、前述の連結板12に固着した案内
ブロック42の案内孔内を軸方向に摺動するするようにし
てある。この案内ブロック42内には前記ノッチとの係合
方向に付勢されたボール43が、何れかのノッチと係合
し、検出バー40をその位置に保持するようにしてある。
検出バー40の途中には工具保持盤13の下面と当接する押
下リング44が第4図でL2の距離をおいて固着されてい
る。また、前記工具保持盤13上面には検出リング39の下
面を押上げる押上ピン45が二箇所に垂設されている。従
って工具保持盤13の上昇端では押上ピン45が検出リング
39を押上げてリミットスイッチSW1を作動させ上昇端を
確認し、この時、下側のノッチにボール43が係合する。
工具保持体13の下降時には押下リング44を工具保持盤13
が下降させて検出バー40を下降させ、この下降により鍔
部41が検出リング39をひっかけた状態で下降させてリミ
ットスイッチSW2を作動させて下降端を確認し、上側の
ノッチにボール43が係合するようにしてある。尚、旋回
機構について説明すると、46は旋回支持体8の後端に装
着されたタイミングベルトプーリ、47は第1支持体2に
軸支された中間ギヤ48の軸に一体に装着されたタイミン
グベルトプーリ、49はタイミングベルトプーリ46,47間
に巻回されたタイミングベルト、50はインデックスモー
タ51(旋回駆動源)の出力軸にキー連結され、前記中間
ギヤ48と噛合する駆動ギヤで、図示しないNC装置からの
指令により、インデックスモータ51を駆動してタイミン
グベルト49を介して旋回支持体8を工具保持盤13と一体
に旋回割出しするようになっている。また、第5図に示
すように工具保持盤13の各工具保持部15に対応して位置
決め孔52が形成され、第2支持体3から垂設された位置
決めピン53が嵌入するようにしてある。
次に作用を説明する。主軸5に装着されていた工具Tに
よる加工が終了すると、主軸は上昇端にある工具保持盤
13に接近し、主軸ヘッドのカム23が工具ロック機構19の
ローラ21と係合して摺動軸20を押下げ、把持爪16,16の
ロックを解除し、その後、この把持爪16,16間に主軸5
の工具Tを把持させる。次いでピストン26が第1図の加
工端から圧流体の作用で上昇され、ピストンロッド27の
ラック28も上昇して揺動アーム30を上鉛直位置から下鉛
直位置まで揺動させる。この揺動に伴ない、揺動アーム
30の先端のカムフォロア31が移動用ガイド板34の水平な
案内溝35間を転動し、工具保持盤13のみを上昇端から下
降端へL1だけ移動させる。この移動は、カムフォロア31
の描く円弧運動を工具保持盤13の上下動に変更している
ので、工具保持盤13の移動速度はピストンロッド27の直
線動作が一様であってもサイン曲線のようにでき、移動
開始、移動終了で衝撃が少なく、ピストンロッド27の移
動速度を上げることができる。工具保持盤13の下降途中
(L2だけ移動した時)にその下面が押下リング44を押下
げ、上昇端で検出バー40の下側ノッチにより上昇端検出
位置に保持してあった検出リング36をストロークST=L1
−L2だけ検出バー40の下降で押下げて上側ノッチにボー
ル43が係合し、リミットスイッチSW2がリミットドック3
9を検出して工具保持盤13は下降端に至る。次いで、図
示しないNC装置からの指令でインデックスモータ51を駆
動し、タイミングベルト49を介して工具保持盤13が前進
端にある状態で旋回支持体8が旋回割出しされ、この旋
回により工具保持盤13も一体に旋回割出しされて、次に
使用する工具Tが主軸5の軸線上に割出される。この割
出し中に、前記検出バー40はその鍔部41を、旋回しない
検出リング36の突縁部36aと係合したまま旋回支持体8
と共に旋回する。次に後退していたピストン26を前進さ
せ、これにより前記と逆の動作で工具保持盤13を下降端
から上昇端へ移動させる。上昇端では、工具保持盤13の
位置決め孔52に位置決めピン53が嵌入して工具保持盤13
が位置決めされ、また、押上ピン45が下降端検出位置に
あった検出リング36をストロークSTだけ押上げ、検出バ
ー40を引き上げてその下側ノッチにボール43を係合さ
せ、リミットドッグ39がリミットスイッチSW1と係合し
て上昇端確認を行う。工具保持盤13が上昇端に至ると主
軸5の軸線上に割出された工具Tを保持している工具保
持部15の工具ロック機構19の摺動軸20がカム23と係合し
て押下げられ、アンロック状態になると共に主軸ヘッド
の主軸5に新しい工具が装着される。次いで主軸ヘッド
が第1図右方向へ離反して次に加工を開始する。尚、軸
方向移動機構については、ピストンのピストンロッドを
直接工具保持盤に接続し、ピストンロッドをその位動端
で速度が遅くなるようにしてもよい。また、本実施例で
は工具保持盤の上昇、下降端検出機構を検出リングとこ
れに接続された検出バー等から構成したので、工具保持
盤13の全ストロークL1に対して、検出する要する検出リ
ングのストロークはストロークST=L1−L2となり、リミ
ットスイッチSW1とSW2とを近接して配置でき、コンパク
ト化に寄与している。
発明の効果 以上のように本発明では、機台に固定された支持体に旋
回支持体を回動自在に支持し、この旋回支持体に前記工
具保持盤を互いの相対回動を阻止すると共に所定量軸方
向移動自在に装着し、この工具保持盤を軸方向に移動さ
せる軸方向移動駆動源を備えた軸方向移動機構を前記旋
回支持体に設けるとともに、旋回支持体を旋回させる旋
回駆動源を備えた旋回機構を支持体に設けたので、工具
交換時に所定の工具交換位置に位置している主軸に対し
て軸方向に近接,離反移動させるものを工具を保持した
工具保持盤のみにすることができ、従来のように支持体
と工具保持盤とが一体となっているものと比べ、軸方向
移動するものを軽くできて、時方向の移動スピードを上
げることができ、工具交換時間を短くでき、しかも、工
具保持盤の旋回と軸方向移動を、別々の駆動源で独立し
て駆動可能としたので、工具保持盤に主軸工具を返し
て、これを抜き取った状態で任意の工具を割出し旋回で
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は第2図のI−I断面図、第2図は第1図の正面
図、第3図は第1図のII−II断面拡大図、第4図は第3
図のIII−III断面図、第5図は位置決めピン説明図であ
る。 1……機台、4……支持体、5……主軸、8……旋回支
持体、11……案内バー、13……工具保持盤、15……工具
保持部、24……軸方向移動機構、25……シリンダ、27…
…ピストンロッド、28……ラック、29……ピニオン、30
……揺動アーム、35……案内溝

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】工具保持部を放射状に複数備えた工具保持
    盤を主軸に対して軸方向に移動させると共に旋回させて
    主軸の工具を交換するようにした工具交換装置におい
    て、機台に固定された支持体に旋回支持体を回動自在に
    支持し、この旋回支持体に前記工具保持盤を互いの相対
    回動を阻止すると共に所定量軸方向移動自在に装着し、
    この工具保持盤を軸方向に移動させる軸方向移動駆動源
    を備えた軸方向移動機構を前記旋回支持体に設けるとと
    もに、旋回支持体を旋回させる旋回駆動源を備えた旋回
    機構を支持体に設けて成ることを特徴とする工具交換装
    置。
  2. 【請求項2】旋回支持体から軸方向前方に突出した一対
    の案内バーに工具保持盤を軸方向摺動自在に装着して、
    工具保持盤と旋回支持体との相対回動を阻止したことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の工具交換装置。
  3. 【請求項3】軸方向に移動するピストンロッドを備えた
    シリンダを前記旋回支持体に内装し、このピストンロッ
    ドの先端にラックを刻設し、前記旋回支持体には揺動ア
    ームを軸方向揺動自在に軸支すると共にこの揺動アーム
    の基部には前記ラックと噛合するピニオンを形成し、こ
    の揺動アームの先端を前記工具保持盤に設けた軸方向と
    直交する案内溝に摺動自在に係合させて軸方向移動機構
    を構成したことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
    の工具交換装置。
JP61229054A 1986-09-27 1986-09-27 工具交換装置 Expired - Lifetime JPH07108497B2 (ja)

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JP61229054A JPH07108497B2 (ja) 1986-09-27 1986-09-27 工具交換装置

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JP61229054A JPH07108497B2 (ja) 1986-09-27 1986-09-27 工具交換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6384838A JPS6384838A (ja) 1988-04-15
JPH07108497B2 true JPH07108497B2 (ja) 1995-11-22

Family

ID=16886022

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JP61229054A Expired - Lifetime JPH07108497B2 (ja) 1986-09-27 1986-09-27 工具交換装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7024270B2 (en) 1997-07-21 2006-04-04 Newfrey Llc Riveting system and process for forming a riveted joint

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