(57)【要約】 【課題】加工終了位置において直ちに工具交換動作を行うことができるようにし、もって工具交換の高速化を図る【解決手段】主軸１４を回転自在に支持した主軸ヘッド８と、主軸ヘッド８の前側位置に昇降作動手段Ａを介して配設した昇降体１７と、昇降体１７に設けた支軸２１によって旋回自在に配設した旋回体２０と、旋回体２０の円周上に多数配を設し、かつ開閉動作によって工具ホルダ３０を着脱する把持爪２２と、所望の工具ホルダ３０を主軸１４の直下の工具交換位置に位置決めする割出し駆動手段Ｂと、上記工具交換位置において把持爪２２を開閉させる開閉作動手段Ｃを装備する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸を回転自在に支持した主軸ヘッドと、主軸ヘッドの前側位置に昇降作動手段を介して配設した昇降体と、昇降体に設けた支軸によって旋回自在に配設した旋回体と、旋回体の円周上に多数配を設し、かつ開閉動作によって工具ホルダを着脱する把持爪と、所望の工具ホルダを主軸の直下の工具交換位置に位置決めする割出し駆動手段と、上記工具交換位置において把持爪を開閉させる開閉作動手段とを備えたことを特徴とする工作機械の自動工具交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工具交換動作の高速化さらには構成の小型化を図った工作機械の自動工具交換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
旋回体（タレット）の円周上に多数の把持爪（グリッパ）を配設し、把持爪によって保持した工具の中から所望のものを主軸の直下の工具交換位置に割り出し、そしてこの位置において、工具と主軸の相対的な昇降動作さらには把持爪の開閉動作を行い、工具交換を一連的に行う装置は、特許文献１によって既に知られている。
【０００３】
この従来の自動工具交換装置は、腕部材、外周に複数のグリッパを有し、該グリッパで工具ホルダを保持するタレット、該タレットの背面に固定されたクランク、主軸頭に固定された第１、第２のカム、第１のカムに協働してタレットをスイングさせるスイングローラ、クランクと回転軸で連結されたリフトスライダ、該リフトスライダに連結されたリフトリンク、該リフトリンクに取りつけられた回転軸を中心にして回動する腕部材を有するリフトレバー、該リフトレバーの腕部材に設けられたリフトローラを備え、さらにタレットには、主軸に設けられた主軸ギヤと噛み合うタレットギヤ、タレットギヤの回転を減速してタレットに伝達し回転させる減速装置などで構成したものである。
【０００４】
工具交換指令に基づいて、主軸頭が上動して、Ｚ軸の原点位置に停止し、該位置で主軸のオリエンテーションが実施され、オリエンテーション終了後、さらに主軸頭は上昇し、この上昇動作により、スイングローラと第１のカムによって、タレットは反時計回りにスイング動作をして、主軸に装着されている工具ホルダの溝にタレットの外周に配置されたグリッパが係合する。さらに、主軸頭が上動して工具ホルダ１ａを主軸から抜き取る。主軸頭の上昇動作終了時、主軸ギヤとタレットギヤが係合し、この状態で主軸が回転して、所望の工具の割出が実行される。こうして、所望の工具ホルダが選択された後、主軸頭が下降動作を行うことにより、主軸ギヤとタレットギヤのかみ合いが解かれ、工具ホルダが主軸テーパ穴に装着され、グリッパが工具ホルダから退避する。
【０００５】
さて、上記した従来の自動工具交換装置にあっては、工具ホルダを配設したタレットと主軸頭が別体で構成されており、タレットが上方位置で常に待機する形をとっている。このため、工具交換の都度、主軸頭がＺ軸の原点である上方端に戻れなければならず、加工終了位置において直ちに工具交換動作を行うことができなかった。よって、工具交換に余計な時間がかかることは避け得ないものとなっていた。また、この工具交換装置は、主軸頭の外側位置に出張るリンク機構、カム機構などを要するため、構成が複雑で大型化してしまうという問題点を有していた。
【特許文献１】特開２００５−２８４６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、加工終了位置において直ちに工具交換動作を行うことができるようにし、もって工具交換の高速化を図ることにある。また複雑なリンク機構などを排除して構成の小型化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
課題の解決手段として、本発明に係る工作機械の自動工具交換装置は、主軸ヘッドと工具ホルダを保持した旋回体とを昇降作動手段を介して一体的に設け、ともに移動できるようにしたことを最も大きな特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るガントリー型の工作機械によれば、主軸ヘッドに対して常に旋回体が接近して配設されており、工具交換のたびに主軸ヘッドを上昇端位置まで大きく移動することがない。このため、加工終了位置で直ちに工具交換を行うことができ、高速化を達成することができる。またリンク機構、カム機構を採用していないので構成を簡単化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
主軸ヘッドと旋回体とを一体的に移動し、工具交換動作の高速化を図るという目的を、以下の構成によって簡単かつ合理的に実現した。
【実施例１】
【００１０】
図１は、この発明に係る工作機械の自動工具交換装置の一実施例を示す側面図  図２は、図１のＸ−Ｘ線で切断して示す拡大平面図にして、１は水平ビーム  ２は水平ビーム１に配設したＹ軸ガイドレール  ３はスライドベアリングを介してＹ軸ガイドレール２に移動自在に配設した水平移動ベース  この水平移動ベース３は、水平ビーム１側の送りねじ軸５、水平移動ベース３側の受動ナット６および図示省略のサーボモータによってＹ軸方向に制御移動される。
【００１１】
７は水平移動ベース３に配設したＺ軸ガイドレール  ８はスライドベアリングを介してＺ軸ガイドレール７に移動自在に配設した主軸ヘッド  この主軸ヘッド８は、送りねじ軸１０、受動ナット１１およびＺ軸サーボモータ１２によってＺ軸方向に制御移動される。される。１３は主軸ヘッド８に内蔵した駆動モータ  １４は駆動モータ１３の出力軸によって構成した主軸  この主軸１４の下端には、後述する工具ホルダのテーパ部に対応するテーパ穴１４ａを形成する。１５は主軸１４内のドローバー（周知につき図示省略）を昇降作動する空圧シリンダである。
【００１２】
１６は主軸ヘッド８の前側部に配設したＺ軸方向のガイドレール  １７はスライドベアリングを介してガイドレール１６に昇降自在に配設した昇降体  Ａは主軸ヘッド８側に下向きに取りつけた空圧シリンダ１８と、昇降体１７に取りつけたピストンロッド１９によって構成した昇降作動手段であり、昇降体１７に配設した旋回体２０を昇降作動する。上記の旋回体２０は昇降体１７に突設した支軸２１によって回動自在に保持される。
【００１３】
２２は旋回体２０の外周部にして同一円周上に配設した多数（実施例では、第１〜第６までの６個）の把持爪  図２に示すように、この把持爪２２は両側一対のレバー状の挟み片２３，２３と、この挟み片２３，２３に閉塞傾向を付与するバネ２４、閉塞間隔を規制するストッパ２５からなる。  Ｂは昇降体１７に取りつけた旋回駆動モータ２６、旋回駆動モータ２６の出力軸に設けた駆動ギヤ２７、駆動ギヤ２７に噛み合う旋回体２０の受動ギヤ２８によって構成した把持爪２２の割出し駆動手段  この割出し駆動手段Ｂは、所望の把持爪１１が前述した主軸１４の直下の工具交換位置に位置決めされるように旋回体２０を回動制御する。
【００１４】
３０は凹溝部を挟み片２３，２３に係合して把持爪２２に保持された工具ホルダ  ３１はチャックを介して工具ホルダ３０に固定した工具  上記の工具ホルダ３０は周知のものであり、主軸１４のテーパ穴１４ａに嵌合するテーパ部と、ドローバーの係止部に係合するプルスタッドを有する。Ｃは工具交換位置の把持爪２２に対応して主軸ヘッド８側に設けた把持爪２２の開閉作動手段  この開閉作動手段Ｃは、空圧シリンダ３２と両端へ突出作動するピストンロッド３３からなり、このピストンロッド３３を把持爪２２における挟み片２３，２３の端部に対応する。（図２参照）
【００１５】
４０は主軸１４に保持した工具３１の外周を囲繞する切屑飛散防止カバー  この飛散防止カバー４０は、アーム部材４１と、このアーム部材４１に連係した空圧シリンダ４２によって水平の囲繞位置と垂直の退避位置に設定される。
【００１６】
一実施例に係る工作機械の自動工具交換装置の構成は上記の通りであって、主軸１４の先端に工具３１を保持してワーク（図示省略）を切削加工している状態では、主軸ヘッド８に対して旋回体２０は図１にように設定される。すなわち、旋回体２０は昇降作動手段Ａによって上方位置に引き上げられ、把持爪２２は開閉作動手段Ｃによって図２のように開放されている。従って、この状態においては、主軸１４を支障なく高速回転することができ、さらには主軸ヘッド８をＺ軸方向およびＹ軸方向などに制御移動することで切削加工を順調に行うこうができる。この切削移動中において、主軸ヘッド８と旋回体２０は一緒の動きをする。
【００１７】
上記の切削加工が終了し、使用中の第１の工具３１に代えて第２の工具３１を使用するには、まず開閉作動手段Ｃにおけるピストンロッド３３を収縮作動し、把持爪２２を閉塞する。そして、この把持爪２２に第１の工具ホルダ３０を保持する。保持後は主軸１４内のドローバーを下降作動して工具ホルダ３０におけるプルスタッドとの係合を解除し、さらには切屑飛散防止カバー４０を退避位置に設定する。そして次に昇降作動手段Ａによって旋回体２０と共に工具ホルダ３０を図３のように下降位置に移動する。
【００１８】
このようにして第１の工具３１の取外し動作が終了したならば、割出し駆動手段Ｂによって旋回体２０を回動制御し、所望の第２の工具３１を工具交換位置、すなわち主軸１４の直下位置に設定する。そして、前述した工具の取外しと逆順に各手段を作動して第２の工具３１を主軸１４に取りつけるようにする。つまり、最初に昇降作動手段Ａによって工具ホルダ３０を引き上げ主軸１４に嵌合する。嵌合後はドローバーを上昇作動して工具ホルダ３０を主軸に固定する。
【００１９】
工具の取りつけが終了したならば、開閉作動手段Ｃによって把持爪２２を開放し、主軸１４を回転可能の状態に設定する。そして次に切屑飛散防止カバー４０を水平の工具囲繞位置に設定する。以上によって第２の工具３１を主軸１４に取りつけて、次の切削加工に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】工作機械の自動工具交換装置の一実施例を示した側面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線で切断して示す拡大平面図である。
【図３】一実施例に係る自動工具交換装置の作動状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
８    主軸ヘッド
１４    主軸
１７    昇降体
２０    旋回体
２１    支軸
２２    把持爪
２３    挟み爪
３０    工具ホルダ
３１    工具
３２    空圧シリンダ
４０    切屑飛散防止カバー
Ａ    昇降作動手段
Ｂ    割出し駆動手段
Ｃ    開閉作動手段
【図１】
2006326768.tif 000003
【図２】
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【図３】
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