(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
割出し回転駆動される無端条体と、工具が軸線方向に押入・引張りにより着脱され得るようになっている工具ポットと、無端条体から外方に突出し、工具ポット本体に離脱可能に係合し、工具ポットを保持する把持爪を備え、無端条体に列設された複数の把持器とを備えた工具マガジン、軸線方向の往復移動と軸線回りの回転との駆動がされ、両端に工具を把持する把持部をもつ旋回腕を備えた工具交換腕装置、及び工具マガジンと工具交換腕装置との間に設けられた工具昇降装置から構成され；
工具昇降装置は、工具マガジンにおける工具交換位置と工具交換腕装置の工具把持・解放位置とを結ぶ方向に設けられ、工具マガジン側から工具交換腕装置の工具把持・解放位置側に向う水平域とそれに続く上昇傾斜域をもつ案内カム溝が形成された案内カムと、案内カム溝に係合した従動子を備え、案内カム溝に沿って移動可能に設けられ、工具ポットに係合する係合子が形成された工具ポットを保持する把持部と、工具ポット把持部本体がリンクを介して連結されている往復動駆動手段とを具備していることを特徴とする自動工具交換装置。
【請求項２】
案内カムが把持部の両側に対向して設けられ、各案内カムのカム溝は平行して２本一対となり且つそれらの４本のカム溝は工具ポット把持部本体の進退方向及び進退方向と直交する方向の位置がずれている請求項１に記載の自動工具交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、工作機械の自動工具交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術における自動工具交換装置においては、図８に図示のようにマシニングセンタのベッド９０の後部に工具マガジン２０が設けられ、更に主軸頭１３の下方の工具受渡し位置と工具マガジン２０との間を移動し、且つ回動・上下動する工具交換腕９１を備えた工具搬送・交換装置９２が設けられている。そして、工具搬送・交換装置は、工具マガジンにおいて選択された工具を工具交換腕９１に受取り、主軸頭１３の下方の工具受渡し位置にまで搬送し、工具交換腕９１により使用済の工具を主軸１８から取外すと共に搬送された新しい工具Ｔを主軸１８に装着する。その後、主軸頭１３は所定の位置に戻ると共に、工具搬送・交換装置９２は使用済工具Ｔを工具マガジン２０に戻して収納するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術におけるマシニングセンタにおいては、剛性・操作性・コスト等の点からベッド９０の高さを低くすることが望まれているため、上記の従来の技術におけるマシニングセンタに付属する工具マガジン２０の高さも低くなる。従って、工具マガジン２０と主軸頭１３の下方の工具受渡し位置との間で工具を搬送する工具搬送・交換装置９２の工具受渡し位置も自ずと低くなり、そのため工具受渡しにおいては、主軸１８乃至主軸頭１３は、加工位置の高さより下降する必要がある。
【０００４】
工具受渡しのための主軸１８乃至主軸頭１３の下降・上昇は、作業効率からいって望ましくない。
この発明は、自動工具交換における主軸に対する工具受渡しのための主軸乃至主軸頭の下降・上昇の必要を排除することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の自動工具交換装置は、割出し回転駆動される無端条体と、工具が軸線方向に押入・引張りにより着脱され得るようになっている工具ポットと、無端条体から外方に突出し、工具ポット本体に離脱可能に係合し、工具ポットを保持する把持爪を備え、無端条体に列設された複数の把持器とを備えた工具マガジン、軸線方向の往復移動と軸線回りの回転との駆動がされ、両端に工具を把持する把持部をもつ旋回腕を備えた工具交換腕装置、及び工具マガジンと工具交換腕装置との間に設けられた工具昇降装置から構成されている。
【０００６】
そして、工具昇降装置は、工具マガジンにおける工具交換位置と工具交換腕装置の工具把持・解放位置とを結ぶ方向に設けられ、工具マガジン側から工具交換腕装置の工具把持・解放位置側に向う水平域とそれに続く上昇傾斜域をもつ案内カム溝が形成された案内カムと、案内カム溝に係合した従動子を備え、案内カム溝に沿って移動可能に設けられ、工具ポットに係合する係合子が形成され、工具ポットを保持する把持部と、把持部本体がリンクを介して連結されている往復動駆動手段とを具備している。
案内カムは、把持部の両側に対向して設けられ、各案内カムのカム溝は平行して２本一対となり且つそれらの４本のカム溝は把持部本体の進退方向及び進退方向と直交する方向の位置がずれている。
【０００７】
【作用】
工具マガジンにおいて、各把持器には、工具を保持した工具ポットが把持爪により保持されている。そして、無端条体が回動されると、把持器に保持された工具ポット、即ち工具は、旋回する。
次の加工に使用される工具の工具ポットが工具マガジンにおける工具交換位置に至り、工具ポットは、工具昇降装置の把持部の係合子に係合され、無端条体が停止される。
【０００８】
次に、工具昇降装置において、往復動駆動手段が作動し、工具ポット把持部がリンクを介して案内カム溝の水平域に沿って前進する。すると、工具ポットは係合子の係合により把持部と共に移動され、工具ポットが工具マガジンの把持器の把持爪から外れながら、把持部に保持された状態になる。
【０００９】
更に、往復動駆動手段の作動により、把持部は、リンクを介して次に使用する工具が装着されている工具ポットを保持したまま、工具マガジンの開口部から外方に出て前進し続ける。
その際、リンク結合のため，回動自由なので、把持部の従動子がカム溝の傾斜域に係合して滑動する。従って、把持部、即ち工具は、前進と共に斜めに上昇し、工具交換腕装置の工具把持・解放位置に達する。
【００１０】
他方、マシニングセンタにおいては、一工程の加工が済み、主軸の使用済の工具は、工具交換腕装置の工具把持・解放位置にまで送られる。
そこで、工具交換腕装置において、旋回腕の上昇に続く、旋回腕の旋回が行われる。すると、両把持爪は、新旧の工具を把持する。次いで、旋回腕は下降すると、既に主軸で解放状態にある使用済の工具は主軸から引抜かれ、工具ポットに保持されている次の加工に使用される工具は工具ポットから引抜かれる。
【００１１】
そして、作動軸の逆回転、即ち新旧工具を把持爪で把持した旋回腕の逆旋回が行われ、旧工具は空になった工具ポットと同軸線関係になり、新工具は主軸に同軸線関係になる。それに続いて、旋回腕が上昇することにより、新工具は主軸に装着されると共に、旧工具は工具ポットに保持される。更に、作動軸の逆回転、即ち旋回腕の逆旋回が行われと、両把持爪は、新旧工具から外れ、旋回腕は原位置になる。
【００１２】
工具昇降装置において、往復動駆動手段が作動し、把持部は、リンクを介して旧工具が装着されている工具ポットを保持したまま後退する。すると、把持部の従動子がカム溝傾斜域に係合して滑動する。従って、把持部、即ち旧工具は斜めに下降すると共に後退する。そして、把持部が、更にカム溝の水平域に沿って後退し続けると、旧工具を保持した工具ポットが工具マガジンにおける工具交換位置の工具マガジンの把持器の把持爪に係合し、旧工具を保持した工具ポットは、工具マガジンの把持器に保持される。
【００１３】
【実施例】
この発明の実施例における自動工具交換装置を図面に従って説明する。
以下の説明における上下左右は、図１における方向を指し、左右方向の軸線をＸ軸線方向、上下方向をＹ軸線方向、紙面への垂直方向をＺ軸線方向とする。
図１及び図２において、マシニングセンタの基台１の中央域には、門形ベッド２が設置され、基台１上の一端側、即ち、門形ベッド２の後方には、後記の作動各部を制御する制御装置３が、他端側、即ち、門形ベッド２の前方には、工作物ＷをＺ軸線方向に搬送する工作物搬送装置４、工作物Ｗを位置決め支持するべく図示しない油圧シリンダにより工作物搬送装置４に対し昇降する工作物治具５及び工作物治具５上の工作物Ｗをクランプするべく油圧シリンダ６により回動作動するクランプ腕７が夫々設置されている。
【００１４】
門形ベッド２の上面には、Ｘ軸線方向の案内８に沿って滑動自在の送り台９が載置され、送り台９の上面には、Ｚ軸線方向の案内１０に沿って滑動自在のコラム１１が載置され、コラム１１の前面には、Ｙ軸線方向の案内１２に沿って滑動自在の主軸頭１３が取り付けられている。
【００１５】
送り台９は、門形ベッド２の後部に設けられたＸ軸線送りサーボモータ１４によりＸ軸線方向に送り駆動され、コラム１１は、Ｚ軸線送りサーボモータ１５によりＺ軸線方向に送り駆動され、主軸頭１３は、コラム１１の上部に設けられたＹ軸線送りサーボモータ１６によりＹ軸線方向に送り駆動されるようになっている。主軸頭１３には、主軸頭１３の頂面に設けられた主軸駆動モータ１７により回転駆動され、下端部に工具Ｔを着脱自在に装着する主軸１８が回転自在に取り付けられている。
【００１６】
図１及び図３に示すようにＸ軸線方向で開放されている門形ベッド２の内部空間には、下記のような工具マガジン２０、工具昇降装置４０及び工具交換腕装置７０が順次隣接して設置されている。
工具マガジン２０においては、基台１に立設されたスタンド２３の頂板２４の下方でＸ軸線方向に間隔をあけて一対のＹ軸線方向の軸２５，２６が設けられ、一方の軸２５は、スタンド２３に回転自在に取り付けられ、サーボモータ２７により回転駆動されようになっていると共に、スプロケット２８が取り付けられており、他方の軸２６は頂板２４に固着され、軸受２９を介してスプロケット３０を回転自在に支持している。
【００１７】
スプロケット２８とスプロケット３０とに巻き掛けられて、長円形状となった無端チェーン３１には、図６に示すような工具ポット８０を把持する多数の把持器３２が図４に示すように所定のピッチで取り付けられ、
この把持器３２に対して工具ポット８０は、夫々放射方向に離脱可能に係合するようになっている。
【００１８】
頂板２４の外周縁部には、図３に示すように、無端チェーン３１を囲繞するような配列状態に適宜間隔で下向きの支持ピン３３・・・が植設され、支持ピン３３には、無端チェーン３１と略平行な２本の長円形状の案内軌条３６，３６が上下になって取り付けられ、案内軌条３６，３６は、後記のように把持器３２に保持され、無端チェーン３１の走行で搬送される工具ポット８０の工具ポット本体８１の外周面に隣接乃至接触し得るように形成されている。
従って、案内軌条３６，３６によって把持器３２からの工具ポット８０の飛び出しを防止するようになっている。
【００１９】
案内軌条３６，３６には、工具交換腕装置４０に最も接近した域に工具ポット８０が通過し得る開口部３４ａが形成されていると共に、頂板２４にも開口部３４ａに続くＸ軸線方向の開口部２４ａが形成されている（図４参照）。
【００２０】
ここで、工具ポット８０について説明すると、工具ポット本体８１は、円柱状で、工具ＴのテーパシャンクＳが嵌着するテーパ穴８２が一方の端面（図３において下面）に開口して形成されており、テーパ穴８２の奥には工具ＴのプルスタッドＰが嵌着する小径穴８３が続いて形成されている。小径穴８３には、直径方向に対向したボール穴が開口し、ボール穴には、ストッパボール８５と圧縮コイルばね８６とが嵌装され、ストッパボール８５は、圧縮コイルばね８６により押圧されて小径穴８３の内周面に一部が突出し得るようになっている。
【００２１】
工具ポット８０に溝鍔Ｆをもつ工具Ｔが保持されている状態は、テーパシャンクＳがテーパ穴８２にプルスタッドＰが小径穴８３に共に嵌着され、圧縮コイルばね８６により押圧されて小径穴８３の内周面に一部が突出したストッパボール８５がプルスタッドＰに係合し、下向き開口の工具ポット８０からの工具Ｔの脱落が抑止されている。
【００２２】
プルスタッドＰに対するストッパボール８５の係合は圧縮コイルばね８６のばね力によるのであり、ストッパボール８５は圧縮コイルばね８６のばね力に抗してボール穴内に埋没し得るので、工具Ｔの工具ポット８０に対する着脱は、工具Ｔを工具ポット８０に対して軸線方向、即ち上下方向に押入又は引張りにより行い得るようになっている。
【００２３】
又、工具ポット本体８１の外周面には、直径方向に対向した位置の夫々に互に平行となる平面状の底面をもつ広幅の凹部８７が形成されていると共に、小径穴８３側において凹部８７と直角方向の横溝８８が形成されている。
工具マガジン２０の把持器３２は、長円形状となった無端チェーン３１から外方垂直に、且つ互に平行に突出した板状の把持爪３５，３５を備え、把持爪３５，３５は、工具ポット本体８１の凹部８７，８７に丁度嵌まり込むようになつている。
【００２４】
図３及び図４に示すように、工具昇降装置４０においては、工具マガジン２０におけるの頂板２４上に、油圧シリンダ４１が取り付けられ、油圧シリンダ４１の作動方向は、外壁部３４の開口部３４ａと工具交換腕装置７０の工具把持・解放位置とを結ぶ方向である（即ち頂板２４の開口部２４ａと同一のＸ軸線方向となる）。そして、油圧シリンダ４１のピストン棒のフォーク状先端部４１ａに連結腕４２の基端部が嵌められて枢着され、ヘ字状に屈折した連結腕４２の先端部は、頂板２４の開口部２４ａに挿入され得る幅をもつ厚板状の把持部本体４４（把持部４３については後記される。）に枢着されている。
後述するように、把持部４３は、図３に示す工具マガジン２０内に後退した工具交換位置から図５に示すように前進した工具交換腕装置７０の工具把持・解放位置まで次に主軸に取り付ける工具の工具ポットを把持して斜め上方へ前進しながら上昇し、逆に、その後使用済み工具が収納される工具ポットをこの工具把持・解放位置から工具交換位置まで下降しながら後退する。把持部４３は、工具交換位置から前進上昇動作して工具交換の後に後退下降動作して再び工具交換位置に復帰する間、工具ポットを把持するように構成される。
【００２５】
把持部４３について説明すると、図４乃至図７に示すように、厚板状の把持部本体４４の先端部と後端部との夫々に垂下部が形成され、先端側の垂下部は、把持部４３の後退位置において、開口部３４ａで欠けた案内軌条３６を補間する補間案内面部４５となっており、後端側の垂下部は、工具ポット８０の横溝８８に係合し得る係合爪４６となっている。把持部本体４４の後部中心には、連結腕４２の先端部が挿入されるＸ軸線方向の溝部４７が形成され、連結腕４２と把持部４３との連結は、溝部４７に挿入された連結腕４２の先端部が把持部本体４４に枢軸４８で枢着されている。
【００２６】
把持部本体４４には、Ｘ軸線方向の２本の案内穴４９，４９が後方に開口して平行に形成され、更に案内穴４９の先端は段部を伴う小径穴部となって把持部本体４４の前側面に開口している。案内穴４９には、プランジャ５０が滑合し、プランジャ５０の前端から伸びた案内棒５１は、小径穴部から突出し、突出端には、工具マガジン２０の把持器３２における板状の把持爪３５と同一の板状の把持爪５２が把持器３２の把持爪３５と対向し得るようにブラケット５３により垂下して取り付けられている。即ち、案内棒５１，５１の把持爪５２，５２は、工具マガジン２０の外壁部３４の開口部３４ａに位置する把持器３２における板状の把持爪３５，３５と対向している。
【００２７】
案内穴４９内には、段部とプランジャ５０の前端面との間で案内棒５１を巻回した圧縮コイルばね５４が嵌装され、そのばね力により、案内棒５１、即ち把持爪５２は、係合爪４６に向って付勢されており、工具ポット８０を把持移送する状態で、係合爪４６と対向して工具ポット本体８１を挟むストッパ５５がブラケット５３に設けられている。
【００２８】
工具昇降装置４０における板カム６１，６２は、把持部本体４４の両側面を挟み、油圧シリンダ４１による把持部３９の前進後退を案内するように工具マガジン２０と工具交換腕装置７０との間に位置し、工具マガジン２０の頂板２４に基部が固定されて平行に立設されている。板カム６１，６２の下側には、把持部本体４４の最後退位置にあっても把持爪５２，５２が所定位置より後退しないように、即ち工具マガジン２０の外壁部３４の開口部３４ａに位置する工具ポット８０に当接しないように、ブラケット５３に当接するストッパ５６が設けられている。
【００２９】
板カム６１の板カム６２に対向する内側面には、後方から前方に向って上昇して傾斜する２本の傾斜カム溝６１ａ，６１ｂが平行して形成され、傾斜カム溝６１ａ，６１ｂの上端部は、水平ストッパ溝部６１ｃ，６１ｄとなり、下端部は、共通した水平溝部６１ｅに連続している。板カム６２の内側面にも、板カム６１と同様に傾斜カム溝６２ａ，６２ｂ、水平ストッパ溝部６２ｃ，６２ｄ及び水平溝部６２ｅが形成されている。但し、板カム６１の傾斜カム溝６１ａ，６１ｂ及び板カム６２の傾斜カム溝６２ａ，６２ｂは、四者平行であるが、板カム６２の傾斜カム溝６２ａ，６２ｂの間隔は板カム６１の傾斜カム溝６１ａ，６１ｂの間隔より狭く、四者のＸ軸線方向位置は食い違う。
【００３０】
更に、板カム６１の傾斜カム溝６１ａ，６１ｂのＺ軸線方向の溝深さが食い違うと共に、板カム６２の傾斜カム溝６２ａ，６２ｂのＺ軸線方向の溝深さが食い違う。これら傾斜カム溝６１ａ，６１ｂ；６２ａ，６２ｂに後述する従動ころ６３ａ，６３ｂ；６４ａ，６４ｂが夫々係合するため、把持部本体４４は、移動時に４点で力を受けることとなり、傾くことなく水平状態を保って移動される。
【００３１】
そして、把持部本体４４の両側面には、傾斜カム溝６１ａ，６１ｂ及び傾斜カム溝６２ａ，６２ｂのＸ軸線方向位置関係に対応した従動ころ６３ａ，６３ｂ及び６４ａ，６４ｂが設けられ、従動ころ６３ａ，６３ｂ及び６４ａ，６４ｂは、夫々の対応した傾斜カム溝６１ａ，６１ｂ；６２ａ，６２ｂに係合する。
工具交換腕装置７０は、基台１に直立し、図示しない駆動装置で上下動及び回転される作動軸７１の頂部に旋回腕７２の中央が取り付けられ、旋回腕７２の両端には、工具Ｔの溝鍔Ｆに係合する把持爪７３が取り付けられている。
【００３２】
上記の自動工具交換装置の操作・作用について説明する。
工具マガジン２０において、各把持器３２には、下向きに工具Ｔを保持した工具ポット８０が凹部８７，８７に係合した把持爪３５，３５により把持されている。そして、制御装置３により制御されてサーボモータ２７が駆動されると、軸２５、即ちスプロケット２８が回転することにより、無端チェーン３１が回動して、把持器３２に把された工具ポット８０は、案内軌条３６，３６により案内されて、外方に外れることなく旋回し、工具Ｔも一体となって旋回する。
【００３３】
次の加工に使用される工具Ｔｎの工具ポット８０が後退位置にある把持部４３に係合する位置に至る。即ち、工具ポット本体８１の外周面が把持部４３の補間案内面部４５に対向すると共に横溝８８が把持部４３の係合爪４６に横方向から嵌入して係合し、サーボモータ２７が停止される。
次に、工具昇降装置４０において、制御装置３により制御されて油圧シリンダ４１が作動し、退縮状態にあるピストン棒が突出し、連結腕４２が前進すると、後退位置にある把持部本体４４は、従動ころ６３ａ，６３ｂ；６４ａ，６４ｂが水平溝部６１ｅ，６２ｅを滑動することにより案内されて水平方向に前進する。
【００３４】
すると、工具ポット８０は係合爪４６に押され、工具ポット８０の凹部８７，８７が把持器３２の把持爪３５，３５から外れながら、定位置にストッパ５６により定位置に位置する把持部４３の把持爪５２，５２に係合し、工具ポット本体８１が係合爪４６とストッパ５６とに挟持された状態になる。把持部本体４４の前進により、即ち把持部本体４４とプランジャ５０との相対変位により圧縮コイルばね５４は伸長するが、係合爪４６とストッパ５６とに挟持された状態にあっても、なお、圧縮状態でばね力を残す。
【００３５】
更に、油圧シリンダ４１の作動により、連結腕４２が前進するので、把持部４３は、工具Ｔｎが装着されている工具ポット８０を係合爪４６、ストッパ５６及び把持爪５２，５２で把持したまま、開口部３４ａから外方に出て前進し続ける。
その際、連結腕４２は、基端が回転自由に枢着され、回動自由なので、従動ころ６３ａは傾斜カム溝６１ａに、従動ころ６３ｂは傾斜カム溝６１ｂに、従動ころ６４ａは傾斜カム溝６２ａに、従動ころ６４ｂは傾斜カム溝６１ｂに係合して滑動し、従動ころ６３ａ，６３ｂ；６４ａ，６４ｂは夫々ストッパ溝部６１ｃ，６１ｄ；６２ｃ，６２ｄに達して止まる。従って、把持部４３、即ち工具Ｔｎは、前進と共に斜めに上昇し、工具交換腕装置７０の工具把持・解放位置に達する。
【００３６】
そして、傾斜カム溝６１ａ，６１ｂ；６２ａ，６２ｂの各Ｘ軸線方向位置及びＺ軸線方向の溝深さは、食い違うので、把持部本体４４は、４点で力を受けつつ前進される。従って、前進において把持部４３の傾きは阻止され、従動ころ６３ａ，６３ｂの水平溝部６１ｅから傾斜カム溝６１ａ，６１ｂへの夫々の進入及び従動ころ６４ａ，６４ｂの水平溝部６２ｅから傾斜カム溝６２ａ，６２ｂへの夫々の進入が誤って行われることが防止される。
【００３７】
他方、マシニングセンタにおいては、一工程の加工が済み、コラム１１は、Ｚ軸線送りサーボモータ１５により中央位置に、送り台９は、Ｘ軸線送りサーボモータ１４により後退位置に、主軸頭１３は、Ｙ軸線送りサーボモータ１６により下降位置に夫々送られる。即ち、使用済の工具Ｔｏは、工具交換腕装置７０の工具把持・解放位置に達する。
【００３８】
そこで、工具交換腕装置７０において、図示しない駆動装置により作動軸７１、即ち旋回腕７２の上昇に続く、作動軸７１の回転、即ち旋回腕７２の旋回が行われる。すると、把持爪７３，７３は、工具Ｔｎ，Ｔｏの各溝鍔Ｆに係合する。次いで、作動軸７１、即ち旋回腕７２は下降すると、既に主軸１８で解放状態にある使用済の工具Ｔｏは主軸１８から引抜かれ、工具ポット８０に保持されている次の加工に使用される工具Ｔｎは工具ポット８０から引抜かれる。そして、作動軸７１の逆回転、即ち工具Ｔｏ，Ｔｎを把持爪７３，７３で把持した旋回腕７２の逆旋回が行われ、工具Ｔｏは空になった工具ポット８０と同軸線関係になり、工具Ｔｎは主軸１８に同軸線関係になる。
【００３９】
それに続いて、作動軸７１、即ち旋回腕７２が上昇することにより、工具Ｔｎは主軸１８に装着されると共に、工具Ｔｏは工具ポット８０に保持される。更に、作動軸７１の逆回転、即ち旋回腕７２の逆旋回が行われと、把持爪７３，７３は、工具Ｔｎ，Ｔｏの各溝鍔Ｆから外れ、旋回腕７２は原位置になる。
【００４０】
マシニングセンタにおいては、送り台９、コラム１１及び主軸頭１３が、Ｘ軸線送りサーボモータ１４、Ｙ軸線送りサーボモータ１６及びＺ軸線送りサーボモータ１５により夫々適宜送られる。そして主軸駆動モータ１７により主軸１８を介して回転駆動される工具Ｔｎにより工作物Ｗに対し次の加工が行われる。その際、工作物Ｗは、工作物治具５上に位置決めされ、油圧シリンダ６で作動されるクランプ腕７でクランプされている。工作物Ｗの交換は、クランプ腕７の解放・クランプ、工作物治具５の下降・上昇、工作物Ｗの工作物搬送装置４による搬出入により順次行われる。
【００４１】
他方、工具昇降装置４０において、制御装置３により制御されて油圧シリンダ４１が作動し、ピストン棒が退縮し、連結腕４２が後退すると、把持部４３は、工具Ｔｏが装着されている工具ポット８０を係合爪４６、ストッパ５６及び把持爪５２，５２で把持したまま後退する。すると、従動ころ６３ａ，６３ｂ；６４ａ，６４ｂがストッパ溝部６１ｃ，６１ｄ；６２ｃ，６２ｄから離れ、従動ころ６３ａは傾斜カム溝６１ａに、従動ころ６３ｂは傾斜カム溝６１ｂに、従動ころ６４ａは傾斜カム溝６２ａに、従動ころ６４ｂは傾斜カム溝６１ｂに係合して滑動し、更に夫々の従動ころは、水平溝部６１ｅ，６２ｅを滑動する。従って、把持部４３、即ち工具Ｔｏは斜めに下降すると共に後退する。
【００４２】
そして、把持部４３が、開口部３４ａから内方に後退し続けると、先ずブラケット５３がストッパ５６に当接して、把持爪５２，５２及びプランジャ５０の後退が阻止され、定位置に止まり、把持部本体４４のみが圧縮コイルばね５４のばね力に抗して後退する。その際、工具ポット本体８１は、補間案内面部４５に押されて後退する。それにより、工具ポット本体８１がストッパ５５から離れると共に、工具ポット８０の凹部８７，８７が把持部４３の把持爪５２，５２から外れながら、工具Ｔｎが保持した工具ポット８０が把持されていて空になっている工具マガジン２０の把持器３２の把持爪３５，３５に係合し、工具Ｔｏを保持した工具ポット８０は、把持器３２に把持される。
【００４３】
この場合、工具Ｔ毎に把持器３２が定っている場合には、工具Ｔｏを保持した工具ポット８０の受渡しに先立って、昇制御装置３により制御されてサーボモータ２７が駆動され、軸２５、即ちスプロケット２８が回転することにより、無端チェーン３１が回動して、所定の空の把持器３２が後退位置にある把持部４３に係合する位置に至る。
【００４４】
【発明の効果】
この発明の自動工具交換装置においては、工具マガジンと工具交換腕装置との間で工具を把持した工具ポットを傾斜した方向に昇降移送させるようになっているので、低い位置の工具マガジンに対し工具交換腕装置による主軸に対する工具交換位置を高くすることができる。従って、工具交換腕装置による工具受渡しのための主軸乃至主軸頭の昇降を省略乃至少量にすることでき、その結果、工具交換のサイクルタイムが短縮され、作業効率が向上する。
しかも、工具マガジンの位置を低くすることで支障が生じないので、ベッドを高くすることなく、工具マガジンをベッドの下に設置することもでき、マシニングセンタの設置面積を小さくできる。
【００４５】
そして、カム溝は、両側に２本一対となっており、把持部の移動方向のカム溝の傾斜域の位置は食い違うので、前進において把持部の傾きは阻止され、従動ころの水平域から傾斜域への夫々へ進入が誤って行われることが防止され、把持部の水平姿勢は保持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例における自動工具交換装置を備えたマシニングセンタの正面図である。
【図２】この発明の実施例におけるマシニングセンタの側面図である。
【図３】この発明の実施例における自動工具交換装置の部分断面正面図である。
【図４】この発明の実施例における自動工具交換装置の平面図である。
【図５】この発明の実施例における自動工具交換装置の工具昇降装置の部分断面正面図である。
【図６】この発明の実施例における工具ポット及び図５の工具昇降装置の把持部の断面正面図である。
【図７】図１のＶII−ＶII線における断面図である。
【図８】従来の技術における自動工具交換装置を備えたマシニングセンタの正面図である。
【符号の説明】
１  基台                          ２  門形ベッド
３  制御装置                      ４  工作物搬送装置
５  工作物治具                    ６  油圧シリンダ
７  クランプ腕                    ８  案内
９  送り台                      １０  案内
１１  コラム                      １２  案内
１３  主軸頭                      １４  Ｘ軸線送りサーボモータ
１５  Ｚ軸線送りサーボモータ      １６  Ｙ軸線送りサーボモータ
１７  主軸駆動モータ              １８  主軸
２０  工具マガジン                ２３  スタンド
２４  頂板                        ２４ａ  開口部
２５，２６  軸                    ２７  サーボモータ
２８  スプロケット                ２９  軸受
３０  スプロケット                ３１  無端チェーン
３２  把持器                      ３３  支持ピン
３４  外壁部                      ３４ａ  開口部
３５  把持爪                      ３６  案内軌条
４０  工具昇降装置                ４１  油圧シリンダ
４１ａ  フォーク状先端部          ４２  連結腕
４３  把持部                      ４４  把持部本体
４５  補間案内面部                ４６  係合爪
４７  溝部                        ４８  枢軸
４９  案内穴                      ５０  プランジャ
５１  案内棒                      ５２  把持爪
５３  ブラケット                  ５４  圧縮コイルばね
５５  ストッパ                    ５６  ストッパ
６１，６２  板カム
６１ａ，６１ｂ；６２ａ，６２ｂ  傾斜カム溝
６１ｃ，６１ｄ；６２ｃ，６２ｄ  水平ストッパ溝部
６１ｅ，６２ｅ  水平部
６３ａ,６３ｂ，６４ａ，６４ｂ  従動ころ
７０  工具交換腕装置              ７１  作動軸
７２  旋回腕                      ７３  把持爪
８０  工具ポット                  ８１  工具ポット本体
８２  テーパ穴                    ８３  小径穴
８５  ストッパボール              ８６  圧縮コイルばね
８７  凹部                        ８８  横溝
Ｔ  工具                          Ｓ  テーパシャンク
Ｆ  溝鍔                          Ｐ  プルスタッド
Ｗ  工作物
【図１】
0003642069.tif 000002
【図２】
0003642069.tif 000003
【図３】
0003642069.tif 000004
【図４】
0003642069.tif 000005
【図５】
0003642069.tif 000006
【図６】
0003642069.tif 000007
【図７】
0003642069.tif 000008
【図８】
0003642069.tif 000009