(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーム軸（４）には一対の工具を保持するアーム（３）を備えると共に、スピンドルケーシング（１１）にスピンドル（１）を内蔵し、長手方向を水平方向とするアーム軸（４）の真下にスピンドル（１）を平行に設け、アーム軸（４）を正逆転するローラギアカム（１６）と、アーム軸（４）をスライドリンク（１７）で前進後退する溝カムと、スピンドル（１）に内蔵するプルスタッドコレット（１３）に連通するドローロッド（１４）を押すプレートカム（１８）との三者で複合カム機構（８）を構成し、複合カム機構（８）によって、ドローロッド（１４）を前進・後退してプルスタッドコレット（１３）を開放・閉鎖すると共に、アーム軸（４）を正逆転及び前後進してツールマガジンのツールポット（５）の工具を工具交換部位に位置するスピンドル（１）の工具と交換する自動工具交換装置において、
工具交換部位と加工部位間についてスピンドル（１）を移動可能に設けると共に、複合カム機構（８）をツールマガジンの後方部でアーム軸（４）の上部に備え、前記スピンドル（１）がスピンドル用モータ（９）の出力軸（１０）に直結して回転駆動可能となし、前記複合カム機構（８）と同軸で回転するプレートカム（１８）によって揺動するアンクランプリンク（２０）と、ドローロッド（１４）をその軸方向の中間部においてプルスタッドコレット（１３）側に向かって押し付け可能に設けたアンクランプアーム（２４）とを、スピンドル（１）の工具交換部位への移動によって前記アンクランプリンク（２０）の下端部とアンクランプアーム（２４）の上側が対面するように配設し、
アンクランプリンク（２０）はカムケーシング（１９）に内蔵され、その上端部を枢着し、その中間部にプレートカム（１８）に従接するカムローラ（２２）を設け、その下端部に作動ローラ（２３）を設けたもので、
アンクランプアーム（２４）は、その中間部をスピンドルケーシング（１１）の上側の長手方向中間部で支持することによってその上側及び下側を前後方向に揺動可能に設け、その上側が作動ローラ（２３）と対面し、その下側でドローロッド（１４）を押し付け可能に設けたものであることを特徴とする自動工具交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械の工具を自動的に交換する装置に関するもので、更に詳しくはツールポットに備えた複数の工具のうちの一つの工具と、工作機械のスピンドルに先に取り付けている工具とを、工具交換部位において複合カム機構で正逆転及び前後進するアームによって行われる形態の自動工具交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置として特公平５−３７７８４号公報に開示してある。当該の装置は、両端部に工具を保持するアームを備えたアーム軸と、複数の工具を支持するツールマガジンテーブルのポットを傾倒するストローク軸と、プルスタッド押棒を互いに平行に設け、上記アーム軸、ストローク軸及びプルスタッド押棒を複合カム機構によって、工具の交換に適したタイミングで前進、回転、後退の各作動を行うように構成したもので、交換時には、アームにポットの工具とスピンドルの工具を支持し、アームを前進する直前にプルスタッド押棒を前進してコレットを開放し、前進した後にアームを回転し、次いでアームを後退することにより、スピンドルに取り付けていた工具がポットに返され、ポットの新規の工具がスピンドルに差し込まれるものである。
【０００３】
ところで、上記公報の装置において、プルスタッド押棒が、スピンドル内に設けたプルスタッドと同軸上に対峙して設け、スピンドルを加工するための回転駆動は、スピンドルの軸間に設けたベルト掛けのプーリによるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようにベルト掛けによる駆動手段であると、駆動を停止しても回転に惰性が残り、工具交換時に工具とアームが擦れ摩耗の原因を惹起するものであり、またスピンドルの回転加減速時間を迅速に切り換えることができず、更に装置自体が大型化されるなどの欠点があった。
【０００５】
本発明は以上の問題を解決することにあり、スピンドルにモータの出力軸を直結して、しかも複合カム機構によるドローロッドの押圧作動が確実に得られる自動工具交換装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による解決手段は、アーム軸には一対の工具を保持するアームを備えると共に、スピンドルケーシングにスピンドルを内蔵し、長手方向を水平方向とするアーム軸の真下にスピンドルを平行に設け、アーム軸を正逆転するローラギアカムと、アーム軸をスライドリンクで前進後退する溝カムと、スピンドルに内蔵するプルスタッドコレットに連通するドローロッドを押すプレートカムとの三者で複合カム機構を構成し、複合カム機構によって、ドローロッドを前進・後退してプルスタッドコレットを開放・閉鎖すると共に、アーム軸を正逆転及び前後進してツールマガジンのツールポットの工具を工具交換部位に位置するスピンドルの工具と交換する自動工具交換装置において、工具交換部位と加工部位間についてスピンドルを移動可能に設けると共に、複合カム機構をツールマガジンの後方部でアーム軸の上部に備え、前記スピンドルがスピンドル用モータの出力軸に直結して回転駆動可能となし、前記複合カム機構と同軸で回転するプレートカムによって揺動するアンクランプリンクと、ドローロッドをその軸方向の中間部においてプルスタッドコレット側に向かって押し付け可能に設けたアンクランプアームとを、スピンドルの工具交換部位への移動によって前記アンクランプリンクの下端部とアンクランプアームの上側が対面するように配設し、アンクランプリンクはカムケーシングに内蔵され、その上端部を枢着し、その中間部にプレートカムに従接するカムローラを設け、その下端部に作動ローラを設けたもので、アンクランプアームは、その中間部をスピンドルケーシングの上側の長手方向中間部で支持することによってその上側及び下側を前後方向に揺動可能に設け、その上側が作動ローラと対面し、その下側でドローロッドを押し付け可能に設けたものであることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明による実施形態は、加工部位から工具交換部位へ移動可能のスピンドルに、スピンドル用モータの出力軸と、互いに同一軸線を保って直結するものである。
【０００８】
スピンドルはスピンドル用モータから突出するスピンドルケーシング内に設けてあって、このケーシングの長手方向の中間部にアンクランプアームを、その一端部がケーシング外に突出し、他方の端部がケーシング内に突入する状態で枢着してあり、しかもケーシング内に突入する先端部はスピンドルを跨るように分岐してあって、スピンドル内に設けているドローロッドよりスピンドル外へ一対の長穴を介して突出した左右の各受動ピンとアンクランプアームの先端部とが接合する状態に係合したものである。
【０００９】
従って、アンクランプアームのスピンドル外に突出する先端部をスピンドルケーシング側に向かって倒すように押し付けることにより、アンクランプアームの他端部が受動ピンを押し、ドローロッドが前進しスピンドルの先端部に備えるコレットを開放するものである。
【００１０】
上記のアンクランプアームを倒すように押し付けるには、周知の複合カム機構に設けているプレートカムによって揺動するアンクランプリンクによるもので、従ってスピンドルが工具交換部位に至った際に、アンクランプアームとアンクランプリンクとが対面するように配設するものである。
【００１１】
【実施例】
次ぎに本発明を具体的に説明すると、図１に示しているように、工具を保持して回転及び前進して加工するスピンドル１と、複数の工具を貯蔵するツールマガジン２と、ツールマガジン２に有する工具とスピンドル１の既に取り付けている工具とを交換するアーム３を備えたアーム軸４とから構成され、スピンドル１は工具交換部位と加工部位間を移動可能に設けたものであり、ツールマガジン２は複数のツールポット５を円周方向に等間隔おきに有し、ツールマガジン用モータ６で回転すると共に一つのツールポット５が工具交換部位に至った時に傾倒するようになっており、またアーム軸４はカム用モータ７で回転する複合カム機構８によって正逆転及び前後進するものである。
【００１２】
上記のスピンドル１とアーム軸４は、上下に平行した状態に配列しているものであって、スピンドル１がアーム軸４に近接するように上昇することにより工具交換部位に至り、その部位より下降することにより加工部位に至るものである。また、前記複合カム機構８はツールマガジン２の後方部でアーム軸４の上部に備えるもので、この配列によって装置をコンパクト化されるものである。
【００１３】
上記構成において、スピンドル１にスピンドル用モータ９の出力軸１０を同一軸線上において直結したものである。更に詳説すると、スピンドル１は、スピンドル用モータ９の筐体から延長するスピンドルケーシング１１内に回転自在に内蔵され、カップリング１２を介して連結してある。またスピンドル１は筒状をなすものであって、その内部には先端部側にプルスタッドコレット１３を備え、後部に上記コレット１３を押して開放するドローロッド１４が内蔵してあり、このドローロッド１４を押すことによりスプリング（皿バネ）１５を圧縮してコレット１３を開放し、ドローロッド１４の押圧力を解除することによりスプリング１５の反発力で復動してコレット１３を閉鎖するものである。この点については従来のスピンドル１の構造と変わりはない。
【００１４】
また、スピンドル１が加工部位から工具交換部位への移動は従来のものと同様であり、更に前記複合カム機構８は、従来と同様にアーム軸４を正逆転するローラギアカム１６、アーム軸４をスライドリンク１７で前進後退する溝カム（図示省略）と、ドローロッド１４を押すプレートカム１８の３者で構成するものである。また、ツールマガジン２も従来のものと同様であり、それらの構造の説明を省略する。
【００１５】
以上のようにスピンドル１にスピンドル用モータ９を直結し、しかも前記複合カム機構８をアーム軸４より上方部に設けたものにあって、如何にドローロッド１４を起動するかが本発明の要旨である。
【００１６】
その解決手段は、複合カム機構８のカムケーシング１９に、中間部を屈折した恰もブーメラン状をなすアンクランプリンク２０をその上端部を支持ピン２１で枢着し、屈折した中間部にプレートカム１８に従接するカムローラ２２を設け、図示してないが前記支持ピン２１に設けたスプリングでカムローラ２２をプレートカム１８に圧接してあり、更に下端部に作動ローラ２３を取り付けたものである。
【００１７】
一方、スピンドルケーシング１１における長手方向の中間部に、アンクランプアーム２４をその中間部において前後方向に揺動自在に取り付けるもので、しかもこのアンクランプアーム２４の上側の突片２５が、前記アンクランプリンク２０の作動ローラ２３が揺動する軌跡線内に対向し、下側の突片２６はスピンドルケーシング１１内に突入し、且つスピンドル１に跨って嵌まり込むように二股に形成してある。
【００１８】
上記構造であるから、スピンドル１が工具交換部位に位置した際、アンクランプアーム２４の上側の突片２５が作動ローラ２３の軌跡内に対向しているから、複合カム機構８が起動した際に共にプレートカム１８も回転し、その回転に伴いアンクランプリンク２０が図中右側へ揺動することによりアンクランプアーム２４が回転され、アンクランプアーム２４のスピンドル１に跨って係合する突片２６がスピンドル１の先端部側に向かって推進するものである。
【００１９】
以上の推進をドローロッド１４に伝達できるように、スピンドル１に軸芯方向に沿って長い長穴２７を前記二股の両突片２６に対向するように設け、一方、ドローロッド１４に各長穴２７より突出する受動ピン２８を突設したものである。
【００２０】
従って前述のようにアンクランプアーム２４が回転すると、下側の突片２６で受動ピン２８を介してドローロッド１４をスプリング１５に抗して前進し、その先端に取り付けているプルスタッドコレット１３を開放するものである。以後、プレートカム１８の回転に伴いアンクランプリンク２０が図中左側へ揺動することにより、アンクランプアーム２４への押圧力が解除されるから、これに伴いスプリング１５の復動力によってドローロッド１４が復動し、プルスタッドコレット１３が閉鎖されるものである。
【００２１】
尚、前記複合カム機構８は、例えば特開昭６０−２１３４５４号公報、特開昭６１−１８２７４１号公報、特公平５−３７７８４号公報などに記載してある公知の手段によるものである。また、スピンドルケーシング１１が加工部位と工具交換部位間を移動する手段及び前進後退する手段も従来と同様であり、その説明を省略する。
【００２２】
【発明の効果】
本発明による自動工具交換装置によれば、複合カム機構のプレートカムで揺動するアンクランプリンクと、スピンドル側に設けたアンクランプアームとを、スピンドルの加工部位では両者断絶されるが、工具交換部位においては互いに相対向するように配設し、しかもアンクランプアームはスピンドルのドローロッドにおける軸方向の中間部よりドローロッドを推進するように構成したことから、スピンドルをそのモータの出力軸への直結が可能となり、直結することによりスピンドルの惰性が小さくなり、また加減速の切り換えが迅速に行われ、より正確な加工を実施し得ることができるようになる。また、本発明の構成により、装置のコンパクト化が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による自動工具交換装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１  スピンドル
３  アーム
４  アーム軸
５  ツールポット
８  複合カム機構
９  スピンドル用モータ
１０  出力軸
１３  プルスタッドコレット
１４  ドローロッド
１８  プレートカム
２０  アンクランプリンク
２４  アンクランプアーム
２８  受動ピン
【図１】
0003655730.tif 000002