(57)【要約】【課題】  工具交換アームのグリッパの取り替えが容易、迅速に行える工作機械の工具交換装置を提供する。【解決手段】  工具を保持する工具ホルダのリング形状の凹溝と係合する半リング形状のグリッパ２９を工具交換アーム１７のアーム本体２７にボルト３１で取り外し可能に締結する。弾性付勢された押し駒３５とグリッパ２９とで工具ホルダを把持して工具交換を行う。グリッパ２９が摩耗や損傷を受けた場合は、ボルト３１を緩めてグリッパ２９を取り外し、グリッパ２９だけを取り替えることができる。【選択図】      図１
2006088273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を保持する工具ホルダを把持して工具マガジンと主軸との間で工具交換を行う工作機械の工具交換装置において、
工具交換アームの基体を成すアーム本体と、
前記アーム本体の両端に締結手段によって取り外し可能に取付けられ、前記工具ホルダのリング形状の凹溝と係合する半リング形状の凸部を有した半リング形状のグリッパと、
前記アーム本体に設けられ、前記グリッパに工具ホルダを押し付ける押し駒と、
を具備することを特徴とした工作機械の工具交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の工具マガジンと主軸との間で工具交換アームによって自動的に工具を交換する工作機械の工具交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の工具は、工具ホルダに保持され、工具ホルダごと工具マガジンや主軸に装着され、工具交換アームにより交換される。工具交換アームは、工具ホルダを把持するために、工具ホルダのシャンク部に形成されたリング形状の凹溝に係合する凸部を有した略半円形状の把持爪を有する。従来の工具交換アームは、この把持爪がアーム本体に一体的に形成された、例えば特許文献１に開示されているようなものが一般的である。また、アーム本体が中央部と把持爪が形成された先端部とに分割されて製作され、中央部の両端にそれぞれ先端部を締結して一つの工具交換アームにしているものもある。
【０００３】
【特許文献１】実開平４−２９３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
工具交換の度に、工具交換アームの把持爪と工具ホルダとは係合、離脱を繰り返し、長期間のうちに把持爪は摩耗や損傷を受ける。摩耗や損傷が発生すると、工具交換アームによる工具ホルダの把持姿勢が悪化したり、工具ホルダが落下したりすることがある。また、工作機械の使用現場では、搭載する工具ホルダの形式を変更し、工具交換アームの把持爪の形状を、その工具ホルダに合ったものに変更する必要に迫られることがある。このように、従来の工具交換アームにおいては、把持爪が摩耗や損傷などをした場合、あるいは使用する工具ホルダの形式変更により把持爪の形状を変更する場合、工具交換アーム全体又は先端部を取り替える必要があった。工具交換アーム全体又は先端部を取り替えることは,交換単位が大きく不経済であるという問題点がある。また、工具交換アーム又は先端部という異形状部材に略半円形状の把持爪を一体的に形成する加工は難しく、加工時間がかかり、加工精度が出にくい問題点もある。
【０００５】
本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、工具ホルダを把持する工具交換アームの把持爪が摩耗や損傷した場合、又は、工作機械に搭載する工具ホルダの形式を変更した場合に、工具交換アームの把持爪だけを容易、迅速に取り替えることができる工作機械の工具交換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述の目的を達成するため、本発明は、工具を保持する工具ホルダを把持して工具交換を行う工作機械の工具交換装置において、工具交換アームの基体を成すアーム本体と、前記アーム本体の両端に締結手段によって取り外し可能に取付けられ、前記工具ホルダのリング形状の凹溝と係合する半リング形状の凸部を有した半リング形状のグリッパと、前記アーム本体に設けられ、前記グリッパに工具ホルダを押し付ける押し駒と、を具備した工作機械の工具交換装置が提供される。
グリッパは、アーム本体に締結手段によって取り外し可能に取り付けられているため、グリッパだけを別のグリッパに容易に交換可能である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、工具ホルダを把持する工具交換アームのグリッパを半リング形状の部材で形成し、そのグリッパを締結手段によってアーム本体に取り外し可能に取付けてあるので、グリッパが摩耗や損傷した場合、又は、工作機械に搭載する工具ホルダの形式を変更した場合に、グリッパだけを取り替えれば良く、取り替え作業は容易、迅速に行える。また、グリッパは半リング形状という比較的単純な形状をしているので製作が容易であり、グリッパの取り替えコストを低く抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明による工作機械の工具交換装置の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の工具交換装置の工具交換アームの部分斜視図、図２は図１のグリッパの拡大斜視図、図３は、工具交換装置を備えた工作機械の全体斜視図である。
工具交換装置を備えた工作機械として横形マシニングセンタを例に挙げ、まず図３を用いて本発明の実施形態を説明する。本発明は立形マシニングセンタや工具交換装置を備えた複合加工機にも適用できることは言うまでもない。
【０００９】
マシニングセンタ１の基台となるベッド３の前部上方には、Ｚ軸方向の往復動作が可能なサドル５が設けられ、そのサドル５の上にＹ軸周りの旋回動作が可能なテーブル６が設けられている。テーブル６上にはワークを取り付けるパレット７が着脱可能に載置される。ベッド３の前部より一段高くなっているベッド３の後部の上方には、コラム９がＸ軸方向へ往復動作可能に設けられている。コラム９の前部には主軸頭１１がＹ軸方向に往復動作可能に設けられている。主軸頭１１内には主軸１３が回転可能に支持され、その先端部には工具ホルダＨ１をクランプ、アンクランプ可能に装着することができる。
【００１０】
ベッド３の一側面には、工具マガジン１５及び工具交換アーム１７で成る工具交換装置が設けられる。工具マガジン１５は複数の工具ホルダに保持された工具を貯蔵しており、所望の工具Ｔ２をサブアーム１９により工具交換の可能な工具待機位置へ位置決めすることができる。一方、主軸１３に装着された工具Ｔ１をＸ軸及びＹ軸の送りにより工具交換の可能な工具交換位置へ位置決めすることができる。工具交換アーム１７は工具待機位置と工具交換位置との間に、Ｚ軸方向の往復動作及びＺ軸周りの旋回動作が可能なように設けられる。
【００１１】
工具Ｔ１、Ｔ２は、工具ホルダＨ１、Ｈ２に保持され、工具ホルダＨ１、Ｈ２を工具交換アーム１７の両端の把持部２１、２３で把持して工具ホルダごと工具交換する。このときの工具交換アーム１７の動きは、まず工具交換アーム１７が時計回りに９０度旋回動作して把持部２１、２３で工具ホルダＨ１、Ｈ２を把持する。主軸１３内の工具クランプ装置をアンクランプし、工具交換アーム１７を前進させ工具ホルダＨ１、Ｈ２の後端を主軸１３及びサブアーム１９の前端より前方位置へ抜き出す。次に工具交換アーム１７を時計回りに１８０度旋回し、後方へ後退させると、工具ホルダＨ２が主軸１３内に挿入され、工具ホルダＨ１がサブアーム１９に挿入される。主軸１３内の工具クランプ装置をクランプし、工具交換アーム１７を反時計回りに９０度旋回することにより、工具交換アーム１７はスタンバイ状態となる。その後、次加工に使用される工具ホルダがサブアーム１９に装着され、一連の工具交換動作が終了する。
【００１２】
次に、図１、図２を用いて工具交換アーム１７の構成について詳述する。工具交換アーム１７は、アーム本体２７の両端に半リング形状のグリッパ２９をボルト３１で取り外し可能に締結する。グリッパ２９の工具ホルダＨ１、Ｈ２との当接部、すなわち、内周部は工具ホルダＨ１、Ｈ２のリング形状の凹溝と相補形をした半リング形状の凸部３３を有する断面形状で成る。グリッパ２９とアーム本体２７との締結部は、グリッパ２９の外周部が半円形の突出形状３４をし、アーム本体側が凹形状をし、グリッパ２９の半円形の突出形状３４とアーム本体２７の凹形状とを嵌合させてボルト３１で締め付ける。アーム本体２７には、図１に示すように押し駒３５が弾性手段（図示せず）によって、常にアーム本体２７から飛び出す方向に付勢されており、この押し駒３５で工具ホルダＨ１、Ｈ２を把持爪２９に押し付けて把持する。工具交換のときは、工具ホルダが飛び出さないように押し駒３５はロックされている。
【００１３】
グリッパ２９は工具ホルダＨ１、Ｈ２のリング形状の凹溝にぴったり係合して工具を所定の姿勢に把持するのであるが、グリッパ２９と工具ホルダのリング形状の凹溝には工具交換の度に摩擦と衝撃が作用し、長期間経つとグリッパは摩耗や損傷を受ける。摩耗や損傷が発生するとグリッパ２９と工具ホルダＨ１、Ｈ２のリング形状の凹溝との間にガタが生じ、工具交換動作中に工具を落下させたり、工具姿勢が狂って工具が正しく主軸１３やサブアーム１９に装着されなかったりすることが生じる。これを防止するため、グリッパ２９が摩耗や損傷を受けた場合は、新しいグリッパ２９と取り替えなければならない。
また、工作機械の使用現場で、都合により工作機械に搭載する工具ホルダをリング形状の凹溝の形状の異なる形式のものに交換することがある。この場合にもグリッパ２９を取り替えなければならない。
【００１４】
このような場合、ボルト３１をゆるめ、グリッパ２９を交換して再度ボルト３１を締めるという簡単な方法でグリッパ２９だけを取り替えることができる。しかもグリッパ２９は半リング形状をしているので、加工が容易で加工精度も高く製作できる。すなわち旋盤工程、研削工程はリング形状で行い、その後、半分に切断するという製作方法を用いることができる。従来のアーム本体に一体的にグリッパを加工する方法は、異形状部材に半円形状部を加工するのでむずかしかった。またグリッパだけを交換するのではなく、アーム本体毎交換するので不経済であった。本発明によりグリッパの取り替えが容易、迅速、経済的に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の工具交換装置の工具交換アームの部分斜視図である。
【図２】図１のグリッパの拡大斜視図である。
【図３】工具交換装置を備えた工作機械の全体斜視図である。
【符号の説明】
【００１６】
１７    工具交換アーム
２７    アーム本体
２９    グリッパ
３５    押し駒
Ｈ１    工具ホルダ
Ｈ２    工具ホルダ
【図１】
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【図２】
2006088273.tif 000004
【図３】
2006088273.tif 000005