(57)【要約】【課題】自動切削工具交換装置を提供する。【解決手段】ツールアームベース１０、ツールアームスピンドル１１、交換用ツールアーム１２、駆動トーラス２２を有する平板カム２０、及び駆動ア−ム３０を備える。平板カム２０と連動する駆動ア−ム３０によりツールアームスピンドル１１の昇降摺動動作を行わせ、交換用ツールアーム１２を駆動して昇降ツール抜き、ツール止め動作を行わせる。駆動トーラス２２は、後退用凹溝２７を有するツ−ル止め部２３、第一昇降部２４、ツ−ル抜き部２５、及び第二昇降部２６から構成され、この順に配列される。駆動トーラス２２の後退用凹溝２７は広くなり、交換用ツールアーム１２が軸方向にスライドする為の遊びｈ‘を提供する。これにより、工作機械主軸５０が後退動作を自動で行わせ、工作機械主軸５０と切削工具とがぶつかり損壊したり、交換用ツールアームが湾曲して変形してしまう問題を防止する。【選択図】図７
0003189298.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ツールアームベースと、
前記ツールアームベースの内部で回転方向に回転し軸方向にスライドするツールアームスピンドルと、
前記ツールアームベースに設けられ、前記ツールアームスピンドルの一端に設けられ、前記ツールアームベースから外に突出される交換用ツールアームと、
回転軸が前記ツールアームベース内に回転するよう枢設され、且つツ−ル止め部、第一昇降部、ツ−ル抜き部、及び第二昇降部から順に組成される駆動トーラスを凹設させる平板カムと、
両端はそれぞれツールアームベース内に枢設される回転端及び駆動端となり、前記回転端と駆動端との間には駆動トーラス内で移動するローリング部材が設けられ、前記駆動端は前記ツールアームスピンドルに連結され、前記平板カムが回転するとそれは駆動トーラスの形状変化に従い、前記ツールアームスピンドルを連動させて軸方向へのスライドを行わせる駆動ア−ムを備え、
前記駆動トーラスのツ−ル止め部には後退用凹溝が設けられて交換用ツールアームを軸方向にスライドさせるための遊びを提供し、主軸の切削工具が一定距離を推し出させ後退させる作用を与えることを特徴とする自動切削工具交換装置。
【請求項２】
前記駆動トーラスは内壁面及び外壁面を有し、前記後退用凹溝はツ−ル止め部の外壁面に設けられると共に前記後退用凹溝はツ−ル止め部と第一昇降部との隣接箇所に設けられることを特徴とする請求項１に記載の自動切削工具交換装置。
【請求項３】
前記後退用凹溝の両端には傾斜面が各々設けられることを特徴とする、請求項２に記載の自動切削工具交換装置。
【請求項４】
前記ツ−ル止め部及びツ−ル抜き部は円弧部が形成され、前記ツ−ル止め部及び回転軸の半径方向のサイズはツ−ル抜き部及び回転軸の半径方向のサイズより小さく、前記第一昇降部及び第二昇降部の各点から回転軸に至る半径方向のサイズはツ−ル止め部及び回転軸の半径方向のサイズより大きく且つツ−ル抜き部及び回転軸の半径方向のサイズより小さいことを特徴とする、請求項２に記載の自動切削工具交換装置。
【請求項５】
前記ツ−ル止め部、第一昇降部、ツ−ル抜き部、及び第二昇降部の半径方向の大きさは、ローリング部材に等しいことを特徴とする請求項１に記載の自動切削工具交換装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、主軸が切削工具を通過する際に後退動作を自動で行わせ、損壊を防止させる切削工具自動交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＣＮＣ総合切削加工機の多くにはツールボックス及び切削工具自動交換装置が設けられ、交換用ツールアームが自動でツールボックス内に保管される切削工具及び工作機械主軸の切削加工工具を加工工程に沿って交換させる。
一般的な工作機械主軸の切削工具は、切削工具のプルロッド及び爪部等の装置を利用し緊合させて工作機械主軸のテーパ孔内に固定させる。加工作業中に切削工具は主軸の回転や切削による熱量の蓄積により温度が上昇してしまい、切削工具のツールハンドル台座とテーパ孔とが過度に嵌合するため、往々にして切削工具のプルロッドを余計に通過させてツールハンドル台座に衝突させ、嵌合したツールハンドル台座とテーパ孔とを分離させねばならない。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来の技術では、交換用ツールアームは正確な水平高度に保持されねば正確に回転するツールを停止出来ず、そのための遊びは小さかった。故に、切削工具のプルロッドがツールハンドル台座に衝突すると交換用ツールアームはツール止めの水平高度に固定されて静止するため、交換用ツールアームは衝突を受けねばならず、これが交換用ツールアームがすぐに湾曲し変形する問題や、切削工具のプルロッドがツールハンドル台座に衝突するため損壊が生じるといった問題があった。
【０００４】
そこで、本考案者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、上記の課題を効果的に改善する本考案の提案に到った。
【０００５】
本考案は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本考案は、主軸の切削工具が一定距離を推し出させ後退を発生する機能を具備する切削工具自動交換装置を提供することを主目的とする。換言すれば、従来の交換用ツールアームが変形や損壊する問題を解消する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本考案に係る主軸の切削工具が一定距離を推し出させ後退を発生する機能を具備する切削工具自動交換装置は、ツールアームベースの内部で回転方向に回転し軸方向にスライドするツールアームスピンドルと、  前記ツールアームベースに設けられ、前記ツールアームスピンドルの一端に設けられ、前記ツールアームベースから外に突出される交換用ツールアームと、  回転軸が前記ツールアームベース内に回転するよう枢設され、且つツ−ル止め部、第一昇降部、ツ−ル抜き部、及び第二昇降部から順に組成される駆動トーラスを凹設させる平板カムと、  両端はそれぞれツールアームベース内に枢設される回転端及び駆動端となり、前記回転端と駆動端との間には駆動トーラス内で移動するローリング部材が設けられ、前記駆動端は前記ツールアームスピンドルに連結され、前記平板カムが回転するとそれは駆動トーラスの形状変化に従い、前記ツールアームスピンドルを連動させて軸方向へのスライドを行わせる駆動ア−ムを備える。
駆動トーラスのツ−ル止め部には後退用凹溝が設けられて交換用ツールアームを軸方向にスライドさせるための遊びを提供し、主軸の切削工具が一定距離を推し出させ後退させる作用を与えることを特徴とする
【０００７】
本考案によれば、後退用凹溝により駆動トーラスは後退用凹溝の部分が広くなり、交換用ツールアームが軸方向にスライドするための遊びの空間を有する。工作機械主軸が切削工具を過通すると交換用ツールアームに後退動作を自動で行わせる。これにより、工作機械主軸と切削工具とが衝突し損壊することを防止するし、交換用ツールアームが湾曲し変形することを防止する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本考案の実施形態を示す模式的斜視図（一）である。
【図２】本考案の実施形態を示す模式的斜視図（二）である。
【図３】本考案の実施形態を示す概略断面図である。
【図４】本考案の実施形態の動作を説明するための概略断面図（一）である。
【図５】本考案の実施形態の動作を説明するための他の概略断面図（二）である。
【図６】本考案の実施形態による交換用ツールアームのツール止めを説明する動作概略図である。
【図７】本考案の実施形態による主軸が切削工具を通過する動作の概略図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
本考案における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１０】
以下、実施形態を図１〜７に基づいて説明する。
本考案の実施形態に係る切削工具自動交換装置は、図１から図３を参照すると、主軸の切削工具が一定距離を推し出させ後退を発生する機能を具備する。
ツールアームベース１０の内部に回転方向に回転し軸方向にスライドするツールアームスピンドル１１を設ける。ツールアームスピンドル１１の一端はツールアームベース１０から外に突出し、その突出部は交換用ツールアーム１２を設置している。回転軸２１がツールアームベース１０に内部で回転するよう枢設される。回転軸２１に設けられる平板カム２０は、ツ−ル止め部２３、第一昇降部２４、ツ−ル抜き部２５、及び第二昇降部２６から順に組成される駆動トーラス２２が凹設される。駆動トーラス２２のツ−ル止め部２３には後退用凹溝２７が設けられる。
駆動ア−ム３０の両端はそれぞれツールアームベース１０内に枢設される回転端３１及び駆動端３２となり、回転端３１と駆動端３２との間には駆動トーラス２２内で移動するローリング部材３３が設けられる。駆動ア−ム３０の駆動端３２はツールアームスピンドル１１に連結される。
交換用ツールアーム１２の両端はツール止め装置１３が各々設置される。直接的或いは間接的に動力源に接続されるツールアームスピンドル１１は、軸方向に駆動し回転方向に回転する。駆動トーラス２２は内壁面２２１及び外壁面２２２を有し、後退用凹溝２７はツ−ル止め部２３の外壁面２２２に設けられ、後退用凹溝２７の両端には傾斜面２７１が各々設けられる。また、後退用凹溝２７はツ−ル止め部２３と第一昇降部２４との隣接箇所に設けられる。ツールアームスピンドル１１にはトーラス１１１が設置され、トーラス１１１内には駆動ア−ム３０の駆動端３２が滑動するよう接合される。
平板カム２０が回転すると、ローリング部材３３は駆動トーラス２２の形状変化に伴い回転端３１を軸心として駆動ア−ム３０を駆動させ、駆動ア−ム３０を上下に擺動させ、駆動端３２にツールアームスピンドル１１を連動させて軸方向にスライドさせる。ツ−ル止め部２３及びツ−ル抜き部２５は円弧段であり、ツ−ル止め部２３及び回転軸２１の半径方向のサイズはツ−ル抜き部２５及び回転軸２１の半径方向のサイズより小さい。また、第一昇降部２４及び第二昇降部２６の各点から回転軸２１に至る半径方向のサイズはツ−ル止め部２３及び回転軸２１の半径方向のサイズより大きくツ−ル抜き部２５及び回転軸２１の半径方向のサイズより小さい。ツ−ル止め部２３、第一昇降部２４、ツ−ル抜き部２５、及び第二昇降部２６の半径方向の広さはローリング部材３３に等しい。
【００１１】
上述の切削工具自動交換装置は、図１及び図２に示すように、少なくとも１つのツールボックス４０及び工作機械主軸５０の間に設置され、ツールボックス４０内にはツールハンドル台座６１を有する複数の切削工具６０が収納され、ツールハンドル台座６１にはツール止め装置１３に係合されるツール溝６２を有する。工作機械主軸５０内には図６に示すように、軸穴５１にはボロ−チバ５２が内設され、ボロ−チバ５２の端部は爪台座５３及び爪部５４でも他の従来の固定装置でもよく、切削工具６０´のツールハンドル台座６１´を緊合させて軸穴５１の端部のテーパ孔５１１内に定位させ、工作機械主軸５０に切削工具６０´を連動させて回転させて切削や穿孔等の加工作業を施工させる。
【００１２】
上述の技術手段の通り、平板カム２０が回転すると、ローリング部材３３は駆動トーラス２２の形状変化に従い回転端３１を軸心として駆動ア−ム３０を駆動させ、駆動ア−ム３０を上下に擺動させ連動させて駆動端３２をトーラス１１１で動作させ、ツールアームスピンドル１１を連動させて軸方向にスライドさせる。ローリング部材３３がツ−ル止め部２３に位置されると交換用ツールアーム１２は第一高度に位置され、ローリング部材３３がツ−ル抜き部２５に位置されると交換用ツールアーム１２は第二高度に位置される。第一高度は第二高度より高く、ローリング部材３３が第一昇降部２４或いは第二昇降部２６に位置されると交換用ツールアーム１２は第一高度と第二高度との間で移動する（図３乃至図５参照）。
【００１３】
ツールアームスピンドル１１の回転方向に回転する動作により交換用ツールアーム１２が予備位置(図１参照)から第一高度に回転方向に回転すると、ローリング部材３３はツ−ル止め部２３に位置されて交換用ツールアーム１２の両端のツール止め装置１３をツールボックス４０及び工作機械主軸５０の切削工具６０並びに切削工具６０´のツール溝６２並びツール溝６２´内に係合させる。次に、平板カム２０の回転に伴いローリング部材３３は第一昇降部２４からツ−ル抜き部２５に移動し、交換用ツールアーム１２を第一高度から第二高度に下降させて切削工具６０及び切削工具６０´をツールボックス４０及び工作機械主軸５０から離脱させ、ツール抜き動作を完成させる。
【００１４】
さらに、ツールアームスピンドル１１が回転方向に回転し本来ツールボックス４０及び工作機械主軸５０に位置された切削工具６０及び切削工具６０´が相互に位置交換した後、ローリング部材３３は第二昇降部２６からツ−ル止め部２３に移動し、切削工具６０及び切削工具６０´を上昇させて工作機械主軸５０及びツールボックス４０内に進入させて固定させ、ツール止め装置１３が切削工具６０及び切削工具６０´を弛緩した後、交換用ツールアーム１２を反対方向の回転方向に回転させ予備位置に戻し、自動ツール交換動作を完成させる。
【００１５】
図６及び図７に示すように、工作機械主軸５０内の切削工具６０´を退出させたい場合、ボロ−チバ５２を爪部５４の解放位置に移動させる以外、ツールハンドル台座６１´をテーパ孔５１１から退出させ、ボロ−チバ５２は移動距離ｈ´を増加させて爪台座５３をツールハンドル台座６１に衝突させテーパ孔５１１から分離させる(図７参照)。
【００１６】
図７によれば、後退用凹溝２７により駆動トーラス２２は後退用凹溝２７の部分が広くなり、ボロ−チバ５２がツールハンドル台座６１に衝突するとローリング部材３３は側方の後退用凹溝２７に向け移動距離ｈの分移動し、ツールアームスピンドル１１に軸方向に遊びの分スライドさせ、交換用ツールアーム１２に後退動作を自動で行わせ、ボロ−チバ５２及び切削工具６１´が衝突により損壊するのを防ぐほか、交換用ツールアーム１２が受力し湾曲し変形する問題をも回避させる。
【００１７】
そして、後退用凹溝２７はツ−ル止め部２３と第一昇降部２４との隣接箇所に設けられ、その長さは交換用ツールアーム１２がツール止めされる時点を超え、ボロ−チバ５２がツールハンドル台座６１に衝突した時点も包括する。ボロ−チバ５２がツールハンドル台座６１に衝突すると、ローリング部材３３は後退用凹溝２７に進入し、交換用ツールアーム１２は軸方向に移動するための後退空間を提供する。交換用ツールアーム１２及び切削工具６１´がボロ−チバ５２の衝突力により移動距離ｈ´の分推進される事で交換用ツールアーム１２が湾曲し変形するのを防止させ、交換用ツールアーム１２に自動後退機能を具備させる。
【００１８】
上記に説明する実施の形態は、実用新案登録請求の範囲に記載された本考案の内容を限定するものではない。
以上、本考案の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００１９】
１０  ツールアームベース、
１１  ツールアームスピンドル、
１１１  トーラス、
１２  交換用ツールアーム、
１３  ツ−ル止め装置、
２０  平板カム、
２１  回転軸、
２２  駆動トーラス、
２３  ツ−ル止め部、
２４  第一昇降部、
２５  ツ−ル抜き部、
２６  第二昇降部、
２７  後退用凹溝、
２２１  内壁面、
２２２  外壁面、
２７１  傾斜面、
３０  駆動ア−ム、
３１  回転端、
３２  駆動端、
３３  ローリング部材、
４０  ツールボックス、
５０  工作機械主軸、
５１  軸穴、
５１１  テーパ孔、
５２  ボロ−チバ、
５３  爪台座、
５４  爪部、
６０  切削工具、
６１  ツールハンドル台座、
６２  ツール溝、
ｈ  移動距離、
ｈ´  移動距離。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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