(57)【要約】      （修正有）【課題】全体の構造が簡単であり、操作も簡単であるために、安定品質が維持され、マニピュレーションセンターなどの工作機械に広く応用できる工作機械の治具自動交換機構を提供する。【解決手段】工作機械の治具自動交換機構は、加工予定のワークを取り付けるための治具１と、治具を装着するための移動マニピュレーター２とを備え、移動マニピュレーターが少なくとも１つの２次元移動機構に取り付けられ、移動マニピュレーターには、治具を掛合するためのピン部材３が設けられ、治具には、ピン部材に対応する掛合孔４が設けられる。複数の治具を使用して複数のワークに対して加工を行う場合、移動マニピュレーターによって、治具の自動脱着が実現することができ、加工効率が大幅に向上することができる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の治具自動交換機構であって、加工予定のワークを取り付けるための複数の治具（１）と、治具（１）を装着するための移動マニピュレーター（２）とを備え、前記移動マニピュレーター（２）は、少なくとも１つの２次元移動機構に取り付けられ、移動マニピュレーター（２）には、治具（１）を掛合するためのピン部材（３）が設けられ、治具（１）には、ピン部材（３）に対応する掛合孔（４）が設けられ、治具（１）を取り付ける時、移動マニピュレーター（２）のピン部材（３）と治具（１）の掛合孔（４）とが掛け合うことで、治具（１）を吊り上げ、移動機構の駆動により、移動マニピュレーター（２）が治具（１）を工作機械まで移動させ、ピン部材（３）が掛合孔（４）から外し、ワーク加工後、移動マニピュレーター（２）のピン部材（３）と治具（１）の掛合孔（４）とが掛け合うことで、治具（１）を吊り上げ、移動機構の駆動により、移動マニピュレーター（２）が治具（１）を工作機械から取外して保管位置に移動させ、ピン部材（３）が掛合孔（４）から外す、ことを特徴とする工作機械の治具自動交換機構。
【請求項２】
前記治具（１）には、ピン部材配合部（５）が設けられ、ピン部材配合部（５）には、複数のひょうたん形状のピン部材が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の治具自動交換機構。
【請求項３】
前記ピン部材（３）は、全体として円柱状の小径部（６）と大径端部（７）とで構成され、前記小径部（６）の直径は、ひょうたん形状のピン部材の小孔（８）の直径以下であり、大径端部（７）の直径は、ひょうたん形状のピン部材の小孔（８）の直径よりも大きく、且つひょうたん形状のピン部材の大孔（９）の直径以下である、ことを特徴とする請求項２に記載の工作機械の治具自動交換機構。
【請求項４】
前記移動機構が工作機械のツールマガジンであり、工作機械のツールマガジンには、加工ツールと移動マニピュレーター（２）が取り付けられ、治具（１）の脱着時、ツールマガジンが回転して、移動マニピュレーター（２）を作業位置に回転させ、ツールをクランプする、ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の治具自動交換機構。
【請求項５】
前記工作機械には、複数の治具（１）を載置するための治具載置台（１０）が設けられる、ことを特徴とする請求項２に記載の工作機械の治具自動交換機構。
【請求項６】
前記治具載置台（１０）には、ピン部材配合部（５）に配合する環状溝部（１１）が複数設けられ、環状溝部（１１）の上端部に開放部が設けられ、治具（１）のピン部材配合部（５）は、前記開放部から環状溝部（１１）に挿入して取り付けられる、ことを特徴とする請求項５に記載の工作機械の治具自動交換機構。
【請求項７】
前記環状溝部（１１）及びピン部材配合部（５）に、位置決め掛合凹部（１２）と位置決め掛合凸部（１３）が設けられ、位置決め掛合凸部（１３）と位置決め掛合凹部（１２）とで、環状溝部（１１）及びピン部材配合部（５）を位置決めする、ことを特徴とする請求項６に記載の工作機械の治具自動交換機構。
【請求項８】
前記掛合孔（４）の縁部に面取り部（１４）が設けられ、ピン部材（３）は、掛合孔（４）に掛合する内側面に面取り部（１４）が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の治具自動交換機構。
【請求項９】
前記面取り部（１４）の角度が３０°である、ことを特徴とする請求項８に記載の工作機械の治具自動交換機構。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、工作機械の治具を自動交換する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
マシニングセンターなどの加工機械では、通常、ワークを治具に固定して、その治具をワークテーブルに取り付けた状態で、カッターヘッドを使用して適切なツールを選択し、ワークテーブルとスピンドルを動きながら加工を行う。従来のマシニングセンターには、治具の自動装着装置がないため、治具の装着は基本的に手作業で行われ、大量のワークをまとめて加工する場合、治具の装着は時間がかかり、生産効率が低い問題がある。
【考案の概要】
【０００３】
従来技術の欠点を解決するために、本考案は、工作機械の治具自動交換機構を提供し、治具の自動脱着が実現され、生産効率が大幅に向上する。
【０００４】
本考案は、工作機械の治具自動交換機構であって、加工予定のワークを取り付けるための複数の治具と、治具を装着するための移動マニピュレーターとを備え、前記移動マニピュレーターは、少なくとも１つの２次元移動機構に取り付けられ、移動マニピュレーターには、治具を掛合するためのピン部材が設けられ、治具には、ピン部材に対応する掛合孔が設けられ、治具を取り付ける時、移動マニピュレーターのピン部材と治具の掛合孔とが掛け合うことで治具を吊り上げ、そして、動機構の駆動により、移動マニピュレーターが治具を工作機械まで移動させ、その後、ピン部材が掛合孔から外し、ワーク加工後、移動マニピュレーターのピン部材と治具の掛合孔とが掛け合うことで治具を吊り上げ、移動機構の駆動により、移動マニピュレーターが治具を工作機械から取外して保管位置に移動させ、ピン部材が掛合孔から外す、工作機械の治具自動交換機構を提供する。
【０００５】
好ましくは、前記治具には、ピン部材配合部が設けられ、ピン部材配合部には、複数のひょうたん形状のピン部材が設けられる。
【０００６】
好ましくは、前記ピン部材は、全体として円柱状の小径部と大径端部とで構成され、前記小径部の直径は、ひょうたん形状のピン部材の小孔の直径以下であり、大径端部の直径は、ひょうたん形状のピン部材の小孔の直径よりも大きく、且つひょうたん形状のピン部材の大孔の直径以下である。
【０００７】
好ましくは、前記移動機構が工作機械のツールマガジンであり、工作機械のツールマガジンには、加工ツールと移動マニピュレーターが取り付けられ、治具の脱着時、ツールマガジンが回転して、移動マニピュレーターを作業位置に回転させ、ツールをクランプする。
【０００８】
好ましくは、前記工作機械には、複数の治具を載置するための治具載置台が設けられる。
【０００９】
好ましくは、前記治具載置台には、ピン部材配合部に配合する環状溝部が複数設けられ、環状溝部の上端部に開放部が設けられ、治具のピン部材配合部は、前記開放部から環状溝部に挿入して取り付けられる。
【００１０】
好ましくは、前記環状溝部及びピン部材配合部に、位置決め掛合凹部と位置決め掛合凸部が設けられ、位置決め掛合凸部と位置決め掛合凹部とで、環状溝部及びピン部材配合部を位置決めする。
【００１１】
好ましくは、前記掛合孔の縁部に面取り部が設けられ、ピン部材は、掛合孔に掛合する内側面に面取り部が設けられる。
【００１２】
好ましくは、前記面取り部の角度が３０°である。
【考案の効果】
【００１３】
本考案の効果は以下である。複数の治具を使用して大量のワークに対して加工を行う場合、移動マニピュレーターによってそれぞれの治具を吊り上げて工作機械に移動して取り付け、加工後、移動マニピュレーターによって治具を取り外し、治具の自動脱着が実現することができ、加工効率が大幅に向上することができる。また、本機構の全体の構造が簡単であり、操作も簡単であるために、安定性が維持され、マニピュレーションセンターなどの工作機械に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本考案を説明する。
【図１】本考案の立体構造図である。
【図２】図１の分解図である。
【図３】治具が取り付けられた状態の治具載置台の立体構造図である。
【符号の説明】
【００１５】
１．治具、２．移動マニピュレーター、３．ピン部材、４．掛合孔、５．ピン部材配合部、６．小径部、７．大径端部、８．小孔、９．大孔、１０．治具載置台、１１．環状溝部、１２．位置決め掛合凹部、１３．位置決め掛合凸部、１４．面取り部。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
図１に示すように、工作機械の治具自動交換機構は、加工予定のワークを取り付けるため複数の治具１と、治具１を装着するための移動マニピュレーター２とを備える。前記移動マニピュレーター２は、少なくとも１つの２次元移動機構に取り付けられている。移動マニピュレーター２には、治具１を掛合するためのピン部材３が設けられている。治具１には、ピン部材３に対応する掛合孔４が設けられている。治具１を取り付ける時、移動マニピュレーター２のピン部材３と治具１の掛合孔４とが掛け合うことで治具１を吊り上げ、そして、移動機構の駆動により、移動マニピュレーター２が治具１を工作機械に移動して固定する。最後、ピン部材３が掛合孔４から外す。ワーク加工が完了した後、移動マニピュレーター２のピン部材３と治具１の掛合孔４とが掛け合うことで治具１を吊り上げ、移動機構の駆動により、移動マニピュレーター２が治具１を工作機械から移動して、収納位置に載置する。最後に、ピン部材３が掛合孔４から外す。複数の治具１を使用して大量のワークに対して加工を行う時に、移動マニピュレーター２によって、治具１の自動脱着を実現することができ、加工効率が大幅に向上することができる。当該機械の構造及び操作が簡単であり、且つ安定性が高く、高性能で、様々なマシニングセンターなどの工作機械で広く応用できる。
【００１７】
把持構造全体を簡単で安定性の高いものにするために、また、ピン部材３の掛合を容易にするために、前記治具１にはピン部材配合部５が設けられ、ピン部材配合部５内部には、複数のひょうたん形状のピン部材が設けられている。ピン部材３は、全体として円柱状の小径部６と大径端部７で構成され、前記小径部６の直径はひょうたん形状のピン部材の小孔８の直径以下であり、大径端部７の直径はひょうたん形状のピン部材の小孔８の直径よりも大きく、且つひょうたん形状のピン部材の大孔９の直径以下である。治具１を取り付ける場合、移動機構がピン部材３を制御して治具１のひょうたん形状のピン部材の大孔９に移動させ、ピン部材３を大孔９に挿入させて、ピン部材３を引き上げる。この時、ピン部材３の小径部６が移動して小孔８に挿入され、治具１がピン部材３に掛け合われる。次に、移動機構がピン部材３を工作機械の主軸まで移動させ、主軸のチャックが治具１をクランプし、ピン部材３が大孔９まで下方に移動して大孔９より移出される。主軸より治具１を取り外す時に、同様の操作で取り外すことができ、簡単に操作できる。
【００１８】
マシニングセンターなどの工作機械には、様々な加工需要に対応できるツールマガジンが装備されている。ツールマガジンは、回転するカッターヘッドに各種ツールを装着するためのものである。カッターヘッドにはツール送りのための移動機構も装備されている。構造を簡素化したカッターヘッドに移動機構の機能を実現させるために、工作機械のカッターヘッドには、加工ツールと移動マニピュレーター２が設けられ、治具１の脱着を行う時、カッターヘッドが回転して移動マニピュレーター２を作業位置に回転させ、ツールをクランプする。
【００１９】
多数の治具１を便利に保管するために、工作機械には、複数の治具１を載置するための治具載置台１０が設けられる。治具載置台１０には、ピン部材配合部５に嵌合するための複数の環状溝部１１が設けられ、環状溝部１１の上端は開放しており）（開放された構造は開放部という）、治具１のピン部材配合部５は、開放部から環状溝部１１に挿入されて取り付けられる。治具１の位置決めを確実にするために、環状溝部１１及びピン部材配合部５には、位置決め掛合凹部１２及び位置決め掛合凸部１３が設けられ、位置決め掛合凸部１３と位置決め掛合凹部１２によって、環状溝部１１とピン部材配合部５が位置決められる。
【００２０】
ピン部材３が掛合孔４にスムーズに入り込み、両者の間に隙間で生じる振れ動くことを防止できるようにするために、掛合孔４の縁部に面取り部１４が設けられ、ピン部材３においても、掛合孔３と嵌合の内側面に面取り部１４が設けられる。掛合孔４及びピン部材３の面取り部１４によって、ピン部材３を掛合孔４に正確に挿入し、両者の間に隙間がないようにして正確な位置決めをすることができる。前記面取り部１４の角度が３０°である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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