(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸ヘッドの先端に工具を保持するクランプ爪を備え、前記主軸ヘッドの後退動作に伴って主軸内に備えられたドローバーをバネ部材の付勢力に抗して相対的に前進動作させることにより前記クランプ爪を開き、前記主軸ヘッドの前進動作に伴って前記バネ部材の付勢力で前記ドローバーを相対的に後退させてクランプ爪を閉じ、ＡＴＣ装置による工具の脱着を行う様に構成されると共に、以下の（１１）〜（１４）の全ての構成を備えていることを特徴とするＡＴＣ装置を備えた工作機械の工具脱着機構。
（１１）主軸ヘッドをＺ軸方向に進退動作可能に備えると共に、該主軸ヘッドを前記Ｚ軸と直交するＸ軸方向及びＹ軸方向にも横移動させるガイド機構を備え、該ガイド機構によって許容されるＸＹＺ空間内の移動可能範囲の任意の位置へと前記主軸ヘッドを移動させることができる様に構成されていること。
（１２）前記主軸ヘッドのＺ軸方向の進退動作をガイドする部材のＺ軸方向後端側に、前記主軸ヘッドの後退時に前記ドローバーの後端と一端が当接し、他端をＺ軸方向前方へ向かって回動させるアーム部材が取り付けられていること。
（１３）前記アーム部材の前記他端の回動範囲内において、Ｚ軸方向前側から該アーム部材の他端に対して当接し得る当接部材を、機枠の所定位置に取り付けてあること。
（１４）前記当接部材の取り付け位置を、前記ＡＴＣ装置による工具の脱着を行うＡＴＣポジションに対応させ、ＸＹ方向については、前記ＡＴＣ装置による工具の脱着を行う際に前記主軸ヘッドをＺ軸方向へ進退動作させるＸＹ方向位置とし、Ｚ方向については、前記主軸ヘッドの先端部が前記ＡＴＣ装置による工具の脱着を行う際のＡＴＣアームの旋回範囲に達するＺ方向位置において前記ドローバーをクランプ爪開放位置まで押し出した状態とする様に前記アーム部材の前記他端の回動を阻止する位置としたこと。
【請求項２】
さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項１に記載のＡＴＣ装置を備えた工作機械の工具脱着機構。
（４１）前記ＡＴＣポジションは、Ｘ軸又はＹ軸の少なくとも一方について、当該軸の端部位置としたこと。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートツールチェンジャ（ＡＴＣ装置）を備えた工作機械に係り、特に、その工具脱着機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の機構として油圧シリンダを駆動して工具ホルダのクランプ・アンクランプ動作を行うものが知られている（特許文献１，２）。特許文献１の装置は、図８（Ａ）に示す様に、主軸と同軸に備えた油圧シリンダによって中空主軸内に挿通されたドローバーを前後動させる構成となっている。特許文献２の装置は、図８（Ｂ）に示す様に、油圧シリンダを主軸と平行に側方へシフトさせ、揺動レバーと受け部材とを備えたものとなっている。
【０００３】
また、ドローバーの前後動をエアシリンダで実行する様にしたものも知られている（特許文献３〜５）。特許文献３の装置は、図９（Ａ）に示す様に、エアシリンダと、円筒カムと、端面カムとを備え、エアシリンダを駆動して円筒カムを回転させ、端面カムの作用によってドローバーを前後動させる構成となっている。特許文献４の装置は、図９（Ｂ）に示す様に、クサビ駆動装置及びクサビ係合部を設けることでドローバー駆動装置もエアシリンダとしている。特許文献５の装置は、図９（Ｃ）に示す様に、てこ部を設けることでドローバー駆動装置をエアシリンダとしている。
【０００４】
また、主軸の後退動作を利用してドローバーを押し出す様にしたものも知られている（特許文献６〜８）。特許文献６は、図１０（Ａ）に示す様に、主軸頭のＷ軸のストロークを利用して、ドローバーの上端をＷ軸ベース上部の当接部と係合させ、ドローバーを押し下げ、工具のアンクランプを行なわせるようにしている。特許文献７の装置は、図１０（Ｂ）に示す様に、主軸ヘッドの上昇移動経路中に設置された板カムにアンクランプレバーを乗り上げさせてドローバーを押し出す様にしている。特許文献８の装置は、図１０（Ｃ）に示す様に、特許文献７の装置と同様であるが、プッシュロッドを介してアンクランプレバーを動作させる様にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−１３０１４５（第４図）
【特許文献２】実公平７−１２１０（第１図）
【特許文献３】特公平７−３６９６１（第１図）
【特許文献４】特開２００４−２０２６５９（図１，２，４，５）
【特許文献５】特開２００４−２１６５３６（図１〜３）
【特許文献６】特開平５−２７７８１２（図１，４）
【特許文献７】特開平１１−３３８０５（図１〜３）
【特許文献８】特開平１１−４２５０５（図１〜３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２の装置の様に油圧シリンダをドローバー駆動装置として用いると、油圧配管等が必要となって主軸の構造が複雑化したり、圧油の温度が主軸ヘッドに伝達してしまうなどの問題がある。
【０００７】
特許文献３〜５の装置の様にエアシリンダをドローバー駆動装置として用いる場合、油圧シリンダほどの出力が得られないのをカバーするためのカム機構や、クサビ係合部、てこ部などを設ける必要があり、主軸部分の構造が複雑化するという問題がある。
【０００８】
特許文献６〜８の装置の様に主軸の後退動作を利用する方法は、油圧シリンダやエアシリンダを用いないで工具のアンクランプ動作を実行できる利点がある。しかし、特許文献６の装置の当接部や、特許文献７，８の装置の板カムは、主軸の鉛直方向のガイド部材と一体に取り付けられているため、主軸の鉛直方向の加工ストロークが制限されるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、油圧レスで工具のクランプ・アンクランプ動作を実行することができ、しかも、機構を複雑にしたり、主軸の加工動作の範囲を制限することのない装置を提供することを目的としてなされた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達するためになされた本発明のＡＴＣ装置を備えた工作機械の工具脱着機構は、主軸ヘッドの先端に工具を保持するクランプ爪を備え、前記主軸ヘッドの後退動作に伴って主軸内に備えられたドローバーをバネ部材の付勢力に抗して相対的に前進動作させることにより前記クランプ爪を開き、前記主軸ヘッドの前進動作に伴って前記バネ部材の付勢力で前記ドローバーを相対的に後退させてクランプ爪を閉じ、ＡＴＣ装置による工具の脱着を行う様に構成されると共に、以下の構成を備えていることを特徴とする。
（１１）主軸ヘッドをＺ軸方向に進退動作可能に備えると共に、該主軸ヘッドを前記Ｚ軸と直交するＸ軸方向及びＹ軸方向にも横移動させるガイド機構を備え、該ガイド機構によって許容されるＸＹＺ空間内の移動可能範囲の任意の位置へと前記主軸ヘッドを移動させることができる様に構成されていること。
（１２）前記主軸ヘッドのＺ軸方向の進退動作をガイドする部材のＺ軸方向後端側に、前記主軸ヘッドの後退時に前記ドローバーの後端と一端が当接し、他端をＺ軸方向前方へ向かって回動させるアーム部材が取り付けられていること。
（１３）前記アーム部材の前記他端の回動範囲内において、Ｚ軸方向前側から該アーム部材の他端に対して当接し得る当接部材を、機枠の所定位置に取り付けてあること。
（１４）前記当接部材の取り付け位置を、前記ＡＴＣ装置による工具の脱着を行うＡＴＣポジションに対応させ、ＸＹ方向については、前記ＡＴＣ装置による工具の脱着を行う際に前記主軸ヘッドをＺ軸方向へ進退動作させるＸＹ方向位置とし、Ｚ方向については、前記主軸ヘッドの先端部が前記ＡＴＣ装置による工具の脱着を行う際のＡＴＣアームの旋回範囲に達するＺ方向位置において前記ドローバーをクランプ爪開放位置まで押し出した状態とする様に前記アーム部材の前記他端の回動を阻止する位置としたこと。
【００１１】
本発明のＡＴＣ装置を備えた工作機械の工具脱着機構によれば、主軸ヘッドをＡＴＣポジションに対応するＸＹ方向位置でＺ軸方向に後退させるとき以外は、Ｚ軸方向に後退したとしてもアーム部材は当接部材には当たることなく空振りの回動動作となる。よって、ＡＴＣポジション以外では、Ｚ軸方向の移動量に何らの制限も生じない。そして、所定のＡＴＣポジションへとＸＹ方向に主軸ヘッドを移動させた後にＺ軸方向へ後退させると、アーム部材が当接部材に邪魔されて回動することができなくなり、ドローバーが相対的に押し出された状態となり、クランプ爪が開く。この様に、空振りの回動動作を実行させることにより、主軸ヘッドのＺ軸方向ストロークに対する制約を設けることなく、ＡＴＣ装置を作動させるべきときにだけ、「クランプ→アンクランプ」及び「アンクランプ→クランプ」を的確に実行することができる。
【００１２】
より具体的な本発明のＡＴＣ装置を備えた工作機械の工具脱着機構は、主軸ヘッドの先端に工具を保持するクランプ爪を備え、前記主軸ヘッドの後退動作に伴って主軸内に備えられたドローバーをバネ部材の付勢力に抗して相対的に前進動作させることにより前記クランプ爪を開き、前記主軸ヘッドの前進動作に伴って前記バネ部材の付勢力で前記ドローバーを相対的に後退させてクランプ爪を閉じ、ＡＴＣ装置による工具の脱着を行う様に構成されると共に、以下の構成を備えていることを特徴とする。
（２１）機枠に対して固定されたＸ軸ガイドと、該Ｘ軸ガイドに対してスライド可能に嵌合されたＸ軸ベースと、該Ｘ軸ベースから垂直方向に立設されたコラムと、該コラムに取り付けられたＹ軸ガイドと、該Ｙ軸ガイドに対してスライド可能に嵌合されたＹ軸ベースと、該Ｙ軸ベースに取り付けられたＺ軸ガイドと、該Ｚ軸ガイドに対してスライド可能に嵌合されたＺ軸ベースとを備え、該Ｚ軸ベースに対してＺ軸方向に軸心を合わせて主軸ヘッドが取り付けられ、該主軸ヘッドは、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ及びＺ軸モータを駆動することにより、前記Ｘ軸ガイド、Ｙ軸ガイド及びＺ軸ガイドによってガイドされる最大移動範囲で規定されるＸＹＺ空間内の任意の位置へと工具を移動させることができる様に構成されていること。
（２２）前記主軸ヘッドの先端部には、クランプ爪を備えた工具ホルダが備えられ、該クランプ爪は、前記主軸ヘッドの軸心と軸を一致させる様に主軸ヘッドに内蔵されバネ部材によってＺ軸の奥へ向かって付勢されているドローバーのＺ軸方向の進退動作により開閉される機構となっていること。
（２３）前記主軸ヘッドに対して工具の脱着を行うためのＡＴＣ装置を備え、該ＡＴＣ装置は、ワーク加工時にはワーク加工に支障のない待機位置へと移動しており、工具交換時にＡＴＣポジションへと移動する様に構成されていること。
（２４）前記ＡＴＣポジションは、前記ＡＴＣ装置による工具の脱着を行う際に前記主軸ヘッドをＺ軸方向へ進退動作させるＸＹ方向位置に対応して設定され、該ＡＴＣポジションに移動した主軸ヘッドの軸線のＹ軸高さ位置に重なる様に、機枠に対してアンクランプステーションが取り付けられていること。
（２５）前記アンクランプステーションは、機枠に固定されたブロックのＺ軸方向奥側にアーム当接部を備えた構成となっていること。
（２６）前記Ｙ軸ベースのＺ軸方向奥端には、リンクアーム装置が設置されていること。
（２７）前記リンクアーム装置は、前記Ｙ軸ベースのＺ軸方向奥端に取り付けられたベースプレートから後方に伸びる様に取り付けられたアーム支持プレートに対して回動可能に取り付けられたアームプレートの機枠と反対側の端部に回動可能に取り付けられると共に軸受けを介して前記ベースプレートにＺ軸方向に沿ってスライド可能に支持されたスライドバーの前端部分に、前記主軸ヘッドの軸心と一致する様にドローバー当接部を備えた構成となっていること。
（２８）前記アームプレートは、前記主軸ヘッドがＡＴＣポジションにあるときに、その機枠側端部が前記アンクランプステーションのアーム当接部に後方から当接し得ると共に、その反対側の端部のスライドバーの前端部分に備えられたドローバー当接部が前記ドローバーの軸線上に位置する長さとされていること。
【００１３】
この具体的な構成の本発明装置によれば、主軸ヘッドは、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ及びＺ軸モータを駆動することにより、Ｘ軸ガイド、Ｙ軸ガイド及びＺ軸ガイドによってガイドされる最大移動範囲で規定されるＸＹＺ空間内の任意の位置へと工具を移動させてワークに対する各種加工を実行することができる。このワーク加工の最中には、ＡＴＣ装置は、待機位置へと移動している。そして、工具交換をする時には、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ及びＺ軸モータを駆動して、主軸ヘッドをＺ軸方向に前進した状態でＸＹ方向所定位置へと移動させてからＺ軸方向の後退動作を実行させる。このとき、ＡＴＣ装置は、交換用の工具をＡＴＣアームの一端に保持した状態で待機位置からＡＴＣポジションへと移動される。そして、主軸ヘッドがＺ軸方向のＡＴＣポジションへと後退するタイミングにおいてＡＴＣアームを旋回させて空いている方のアーム端で主軸ヘッドから工具を抜き取り、次の工具への交換動作を実行する。そして、ＡＴＣ装置のよる工具交換動作が完了するタイミングに合わせてＡＴＣ装置を待機位置へと戻すと共に主軸ヘッドをＺ軸方向前進動作させる。
【００１４】
このＡＴＣポジションにおける主軸ヘッドの後退動作時には、ドローバー後端部がリンクアーム装置のドローバー当接部に当たり、さらに後退しようとするとアームプレートの機枠側の端部がアンクランプステーションのアーム当接部によって回動を阻止される結果、ドローバーが相対的に前方へ押し出される状態となってクランプ爪が開放状態となる。そして、主軸ヘッドをＺ軸方向前進させると、ドローバーがドローバー当接部から離脱し、内蔵されているバネ部材の付勢力で相対的に後方へ押し戻される結果、クランプ爪が閉じる。
【００１５】
ＡＴＣポジション以外における主軸ヘッドのＺ軸方向後退動作の際にもドローバーの後端部とドローバー当接部とが当接するが、この場合は、アームプレートの機枠側端部が回動を阻止されないので、バネ部材による付勢力が消されることはなく、クランプ爪は閉じたままの状態となる。
【００１６】
ここで、この具体的構成からなる本発明装置においては、さらに、以下の構成をも備えてるとよい。
（３１）前記アンクランプステーションのアーム当接部は、前記ブロックに螺合されたボルトの頭部によって構成されていること。
（３２）前記リンクアーム装置は、前記アーム支持プレート、前記アームプレート及び前記スライドバーを平行な位置に対で備え、該アームプレート同士の機枠側の端部を連結する連結ブロックを備え、前記スライドバー同士の前端部には連結プレートが取り付けられ、前記ドローバー当接部は前記連結プレートに螺合されたボルトの頭部によって構成されていること。
【００１７】
アームプレートを二股とすることで、主軸中心部に対するクーラントの供給等を配管を複雑化することなく実施することができる。また、当接部をボルトで構成することにより、その螺合量を調整することで、ＡＴＣポジションにおける最適なクランプ・アンクランプ動作タイミングを容易に達成することができる。
【００１８】
これら本発明装置のそれぞれは、さらに、以下の構成をも備えてるとよい。
（４１）前記ＡＴＣポジションは、Ｘ軸又はＹ軸の少なくとも一方について、当該軸の端部位置としたこと。
【００１９】
ＡＴＣポジションを、Ｘ軸又はＹ軸の少なくとも一方の軸端とすることにより、主軸ヘッドのワーク加工動作の可能な範囲をより広く確保することができるからである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、油圧レスで工具のクランプ・アンクランプ動作を実行することができ、しかも、機構を複雑にしたり、主軸の加工動作の範囲を制限することがない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１のマシニングセンタの要部の斜視図である。
【図２】実施例１のマシニングセンタの要部の右側面図である。
【図３】実施例１のマシニングセンタの要部の平面図である。
【図４】実施例１のマシニングセンタの要部の正面図である。
【図５】実施例１のマシニングセンタの要部の背面図である。
【図６】実施例１のマシニングセンタにおけるＺ軸方向後退動作時の作用を示し、（Ａ）はＡＴＣポジションにない場合の動作の模式図、（Ｂ）はＡＴＣポジションにおける動作の模式図である。
【図７】実施例１のマシニングセンタが、Ｙ軸方向はアンクランプステーションと重なっているがＸ軸方向は原点から移動している場合におけるＺ軸後退動作における空振りの様子を示す模式図である。
【図８】従来技術の説明図である。
【図９】従来技術の説明図である。
【図１０】従来技術の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、主軸ヘッドの先端に工具を保持するクランプ爪を備え、前記主軸ヘッドの後退動作に伴って主軸内に備えられたドローバーをバネ部材の付勢力に抗して相対的に前進動作させることにより前記クランプ爪を開き、前記主軸ヘッドの前進動作に伴って前記バネ部材の付勢力で前記ドローバーを相対的に後退させてクランプ爪を閉じ、ＡＴＣ装置による工具の脱着を行う様に構成された本発明のＡＴＣ装置を備えた工作機械の工具脱着機構の実施形態について実施例１で具体的に説明する。
【実施例１】
【００２３】
実施例１のマシニングセンタ１０においては、図１〜図５に示す様に、機枠（図示略）に対して平行に水平方向に伸びる様に固定された２本のＸ軸ガイドレール１１，１１と、これらＸ軸ガイドレール１１，１１に対してスライドブロックを介して嵌合されたＸ軸ベース１２と、Ｘ軸ベース１２から垂直方向に平行に２本立設されたコラム１３，１３と、これらコラム１３，１３のそれぞれに取り付けられたＹ軸ガイドレール１４，１４と、これらＹ軸ガイドレール１４，１４に対してスライドブロックを介して嵌合されたＹ軸ベース１５，１５と、このＹ軸ベース１５，１５に取り付けられたＺ軸ガイドレール１６，１６と、これらＺ軸ガイド１６，１６に対してスライドブロックを介して嵌合されたＺ軸ベース１７とを備え、このＺ軸ベース１６に対してＺ軸方向に軸心を合わせて主軸ヘッド２０が取り付けられている。
【００２４】
この主軸ヘッド２０は、Ｘ軸モータＭ１、Ｙ軸モータＭ２及びＺ軸モータＭ３を駆動することにより、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の最大移動範囲によって規定されるＸＹＺ空間内の任意の位置へと工具を移動させることができる。なお、主軸ヘッド２０の先端部には、クランプ爪を備えた工具ホルダ２１が備えられている。この工具ホルダ２１は、主軸ヘッド２０に内蔵された主軸モータによって回転駆動される。
【００２５】
工具ホルダ２１のクランプ爪は、主軸ヘッド２０の軸心と軸を一致させる様に主軸ヘッドに内蔵されたドローバーの前後動作によって開閉される構造となっている。このドローバーは、多数の皿バネ状コイルスプリングによってＺ軸の奥へ向かって付勢されていて、常時は、クランプ爪を閉じる様に作用している。クランプ爪は、ドローバーを皿バネ状コイルスプリングの付勢力に抗してＺ軸前進方向へと移動させることによって開放される。なお、ドローバーは中空パイプ構造となっていて、パイプ孔を介して主軸ヘッド先端部へとクーラントや潤滑油などを送り込む配管の役目も兼ねている。
【００２６】
本実施例のマシニングセンタ１０は、主軸ヘッド２０に対して工具の脱着を行うためのＡＴＣ装置３０を備えている。このＡＴＣ装置３０は、ＡＴＣモータ３１によって旋回されるＡＴＣアーム３２を備えている。また、このＡＴＣアーム３２に対して装着すべき各種工具をストックした工具ストッカー３３も備えている。ＡＴＣアーム３２は、ＡＴＣ軸３４と共にＺ軸方向にも移動し、工具ストッカー３３から工具を脱着する位置と、主軸ヘッド２０から工具を脱着する位置との間を移動することができる機構となっている。また、工具ストッカー３３は、それ自身が回転することによって、工具の取り出し位置・収納位置の切り換えを行う様に構成されている。なお、ＡＴＣ装置３０のＡＴＣアーム３２は、ワーク加工時にはワーク加工に支障のない待機位置へと移動しており、工具交換時にＡＴＣポジションへと移動する様に構成されている。
【００２７】
ＡＴＣポジションは、図２，図３に示す様に、主軸ヘッド２０がＸ軸方向原点位置にあると共にＹ軸方向中間の位置において、Ｚ軸方向へ所定量後退した位置となる様に設定してある。そして、ＡＴＣポジションに移動した主軸ヘッド２０の軸線のＹ軸高さ位置に重なる様に、機枠に対してアンクランプステーション４０が取り付けられている。
【００２８】
このアンクランプステーション４０は、機枠に固定されるベースプレート４１と、このベースプレート４１から垂直に立設された２枚のブラケット４２，４２と、これらブラケット４２，４２の間に固定されたブロック４３と、このブロック４３のＺ軸方向奥側の中心に螺合された当接ボルト４４とを備えている。
【００２９】
またＹ軸ベース１５，１５のＺ軸方向奥端には、リンクアーム装置５０が設置されている。このリンクアーム装置５０は、Ｙ軸ベース１５，１５のＺ軸方向奥端を連結するベースプレート５１と、このベースプレート５１から後方に伸びる様に取り付けられた２枚の平行なアーム支持プレート５２，５２と、これらアーム支持プレート５２，５２のそれぞれに対して回動可能に取り付けられた２枚のアームプレート５３，５３と、これらアームプレート５３，５３の機枠側の端部を連結する連結ブロック５４と、アームプレート５３，５３の機枠と反対側の端部に回動可能に取り付けられた２本の平行なスライドバー５５，５５とを備えている。これらスライドバー５５，５５は、軸受けを介してベースプレート５１にＺ軸方向に沿ってスライド可能に支持されている。また、スライドバー５５，５５の正面側端部には連結プレート５６が取り付けられている。そして、この連結プレート５６に対して主軸ヘッド２０の軸心と一致する様に当接ボルト５７が螺合されている。なお、アームプレート５３，５３は、機枠と反対側の端部も孔明きプレート５８で連結されており、全体が枠体状に構成されている。また、連結プレート５６の後面側中心に前端を固定され、後端側がベースプレート５１に対してスライド可能に支持された中心ロッド５９の外周にコイルバネ（図示略）が装着され、このコイルバネの作用により、当接ボルト５７が押圧されていないときには連結プレート５６を前方へ押し戻して自動的に復帰させることができる様に構成されている。なお、中心ロッド５９に装着されたコイルバネは、ドローバーを前方へ付勢する皿バネ状コイルスプリングよりも十分に弱いバネとなっている。
【００３０】
アームプレート５３，５３は、主軸ヘッド２０がＡＴＣポジションにあるときに、その機枠側端部に取り付けられた連結ブロック５４が、アンクランプステーション４０の当接ボルト４４の頭に当接し得ると共に、その反対側の端部に取り付けられた当接ボルト５７がドローバーの軸線上に位置する長さとされている。
【００３１】
このため、主軸ヘッド２０がＺ軸方向へ所定量だけ後退すると、ドローバーの後端はリンクアーム装置５０の当接ボルト５７に必ず当接することになる。しかし、図６（Ａ）に示す様に、ＡＴＣポジション以外であれば、スライドバー５５，５５が後方へ押し出されてもアームプレート５３，５３が空振りをするだけであるため、ドローバーを後方へ向かって付勢している皿バネ状コイルスプリングが縮むことはなく、クランプ爪は開かない。
【００３２】
一方、ＡＴＣポジションにおいては、図６（Ｂ）に示す様に、主軸ヘッド２０がＺ軸方向へ所定量だけ後退してドローバーの後端がリンクアーム装置５０の当接ボルト５７に当接した後は、アームプレート５３，５３の機枠側端部に取り付けられた連結ブロック５４がアンクランプステーション４０の当接ボルト４４の頭に当接してアームプレート５３，５３の回動を妨げる。この結果、ドローバーが前方へ押し出されることとなり、皿バネ状コイルスプリングに抗してクランプ爪が開き、工具ホルダ２１の工具がアンクランプ状態となる。
【００３３】
このタイミングに合わせて、ＡＴＣ装置３０を作動させ、ＡＴＣ軸３４の伸縮動作とＡＴＣアーム３２の旋回動作とを実行することによって、主軸ヘッド２０の工具ホルダ２１からアンクランプ状態の工具を抜き取り、工具ストッカー３３から取り出した次の工具を工具ホルダ２１へと挿入する。
【００３４】
そして、次の工具が工具ホルダ２１へ挿入されるタイミングにおいて、主軸ヘッド２０をＺ軸方向へ前進動作させることにより、ドローバーに対するリンクアーム装置５０による押圧力が解除され、皿バネ状コイルスプリングの作用によってクランプ爪が閉じて工具をしっかりとクランプした状態となる。
【００３５】
このＡＴＣ装置３０による工具交換のタイミングは、ＡＴＣアーム３２は、主軸ヘッド２０が後退しきる前に旋回を開始し、主軸に装着されている工具の外周に形成されたＡＴＣ用の溝にＡＴＣアーム３２の工具ホールド部が嵌合するタイミングも主軸ヘッド２０が後退しきる前のタイミングに同期させ、工具がＡＴＣアーム３２にホールドされた後も主軸ヘッド２０がさらに後退することによって工具が確実にクランプ爪から外れる様に設定されている。
【００３６】
そして、主軸ヘッド２０が後退しきった後に、工具を確実に抜き取る位置までＡＴＣ軸３４を移動させ、次にＡＴＣアーム３２を旋回させて新しい工具を主軸ヘッド２０のクランプ爪の中心に位置させ、ＡＴＣ軸３４を主軸ヘッド２０に近づく方向に移動させる。そして、主軸ヘッド２０を前進させ、クランプ爪によるクランプができる位置まで前進するよりも少し前のタイミングでＡＴＣアーム３２の旋回を開始する。これにより、ＡＴＣアーム３２が主軸ヘッド２０の動作と干渉することなく、新しい工具のホールド溝との嵌合状態から抜け出し、新しい工具が主軸ヘッド２０に確実に装着される。ＡＴＣ軸３４は、ＡＴＣアームの１８０度旋回が完了したら主軸ヘッド２０から離れる方向へ移動し、抜き取った工具をストッカーに戻す動作が実行される。
【００３７】
なお、図７（Ａ）に示す様に、Ｙ軸方向位置がアンクランプステーション４０と重なっていてもＸ軸方向にＡＴＣポジションからずれていれば、同図（Ｂ）に示す様に、アームプレート５３，５３は空振りとなり、クランプ爪は開かない。
【００３８】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこの実施例に限らず、その要旨を逸脱しない範囲内での種々なる変形実施が可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
主軸ヘッドの工具クランプ・アンクランプ動作を油圧レスで実行する工作機械に適用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０・・・マシニングセンタ
１１・・・Ｘ軸ガイドレール
１２・・・Ｘ軸ベース
１３・・・コラム
１４・・・Ｙ軸ガイドレール
１５・・・Ｙ軸ベース
１６・・・Ｚ軸ガイドレール
１７・・・Ｚ軸ベース
２０・・・主軸ヘッド
２１・・・工具ホルダ
３０・・・ＡＴＣ装置
３１・・・ＡＴＣモータ
３２・・・ＡＴＣアーム
３３・・・工具ストッカー
３４・・・ＡＴＣ軸
４０・・・アンクランプステーション
４１・・・ベースプレート
４２・・・ブラケット
４３・・・ブロック
４４・・・当接ボルト
５０・・・リンクアーム装置
５１・・・ベースプレート
５２・・・アーム支持プレート
５３・・・アームプレート
５４・・・連結ブロック
５５・・・スライドバー
５６・・・連結プレート
５７・・・当接ボルト
５８・・・孔明きプレート
５９・・・中心ロッド
Ｍ１・・・Ｘ軸モータ
Ｍ２・・・Ｙ軸モータ
Ｍ３・・・Ｚ軸モータ
【図１】
0005634208.tif 000002
【図２】
0005634208.tif 000003
【図３】
0005634208.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005634208.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005634208.tif 000008
【図８】
0005634208.tif 000009
【図９】
0005634208.tif 000010
【図１０】
0005634208.tif 000011