(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工機械のツール交換装置において、加工機械に取り付けられ、
軌道盤であって、該加工機械の機台に固定され、周縁近くに案内溝が開設され、該軌道盤は円の中心を通過し且つ二端が該案内溝の中心線に延伸された直線で上下の二つの部分に区分され、該軌道盤上部に位置する該案内溝は、直線ａを設定半径として構成された半円態様を該軌道盤下部に位置する該案内溝は、直線ａを設定長軸半径とし、直線ｂを設定短軸半径として構成された半楕円態様を呈し、両者が互いに接続されて該案内溝の案内経路を構成する、上記軌道盤と、
ツール盤であって、該軌道盤の一側に設けられて該案内溝に対向し、該軌道盤に対して回転し、該ツール盤の周縁に、複数の支持アームが放射状に等距離に配設された、上記ツール盤と、
複数のクランプアームであって、該支持アームに枢接されてツールを挟持するのに用いられ、且つ該クランプアームに凸柱が設けられ、該凸柱の上端に、該案内溝に対応し収容される位置決め球体が設けられた、上記複数のクランプアームと、
を包含したことを特徴とする、加工機械のツール交換装置。
【請求項２】
請求項１記載の加工機械のツール交換装置において、該ツール盤の中心から該支持アーム端部までの長さは、該軌道盤上部の直線ａ以下で、該軌道盤下部の直線ｂより大きいことを特徴とする、加工機械のツール交換装置。
【請求項３】
請求項１記載の加工機械のツール交換装置において、該クランプアームはさらに枢接シートと挟持板を包含し、該凸柱は該枢接シートの一端に設けられ、この端の底面に、該支持アームを進入させる溝口が設けられ、該挟持板の一端は該枢接シートの異なる一端に枢接され、該挟持板の異なる一端に、ツールを挟持するための円弧形溝口が設けられたことを特徴とする、加工機械のツール交換装置。
【請求項４】
請求項３記載の加工機械のツール交換装置において、該支持アームの端部底縁に、円弧面が設けられ、該枢接シートの溝口内縁に、該円弧面に対応する第２円弧面が設けられたことを特徴とする、加工機械のツール交換装置。
【請求項５】
請求項３記載の加工機械のツール交換装置において、該溝口の内壁に、斜溝面が設けられたことを特徴とする、加工機械のツール交換装置。
【請求項６】
請求項３記載の加工機械のツール交換装置において、該枢接シートと該挟持板の枢接部分に、第２溝口が設けられて、該第２溝口中にトルクバネが設けられたことを特徴とする、加工機械のツール交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加工機械のツール交換装置に係り、特に、収容するツールの数量を増やすことができ、並びにツール交換の順調さと便利さに影響を与えないツール交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、立式旋盤或いはフライス盤マシニングセンタの総合加工機に応用され、異なる規格、用途の、一般の重切削バイト、或いは、軽切削バイトを保存するため、加工主軸の部分に通常は、ツールマガジン、ツールマガジンに組み合わされるツール交換機構が配置されて、加工主軸が自動でツールを選択し取り付けるのに供され、並びにこれにより、工作物に対して各種の加工作業を実行する。
【０００３】
伝統的な作業の競争力と効率を高めるため、現在業界はツールマガジンのツール収容量を拡大し、随時異なる形態のツールに交換して加工が行えるようにしている。一般のツール収容数量拡大の方法の一つは、ツールマガジンの容積を増加することで、もう一つは、ツールマガジン内部でツール挟持に用いられるクランプアームの数量を増すことで、これによりさらに多くのツールを挟持し収容できるようにする。
【０００４】
しかし、ツールマガジンの容積を増加すると、ツール盤が体積が増すにつれて、重量が重くなり易く、このために該ツール盤を配置した加工機が過大な重量を搭載するため、変形或いは傾斜の状況を発生し、加工工程の精度に影響が生じる。
【０００５】
ツールマガジン内部でツールを挟持するクランプアームの数量を増やすと、一般のクランプアームはツール盤の周縁に固定され且つ隣り合う態様を呈するため、ツール交換時に、該加工主軸はとなりの両側のクランプアーム或いはその他のツールの干渉を受け易く、このために、アライメントが難しくなり或いは取り付けが順調に行えなくなり、衝突の状況を発生し、加工主軸の歪み、変形をまねき、これにより加工工程の精度に影響が生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これにより、本発明の主要な目的は、ツール収容の数量を増すことができ、且つツール交換時の順調性と便利性に影響を与えない加工機械のツール交換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明の加工機械のツール交換装置は、加工機械に配置され、それは、軌道盤、ツール盤、及び複数のクランプアームを包含する。
【０００８】
該軌道盤はその周縁近くに案内溝を有し、該軌道盤は円の中心を通過し且つ二端が該案内溝の中心線に延伸された直線で上下の二つの部分に区分され得て、該軌道盤上部に位置する該案内溝は、直線ａを設定半径として構成された半円態様を呈し、該軌道盤下部に位置する該案内溝は、直線ａを設定長軸半径とし、直線ｂを設定短軸半径として構成された半楕円態様を呈し、両者が互いに接続されて該案内溝の案内経路を構成する。
【０００９】
該ツール盤は、該軌道盤の一側に設けられて該案内溝に対向し、該軌道盤に対して回転し、該ツール盤の周縁に、複数の支持アームが放射状に等距離に配設されている。
【００１０】
該複数のクランプアームクランプアームムに枢接され、ツールを挟持するのに用いられ、且つ該クランプアームに凸柱が設けられ、該凸柱の上端に該案内溝に対応し収容される位置決め球体が設けられる。
【発明の効果】
【００１１】
該軌道盤下部の案内溝は、半楕円態様を呈するため、該ツール盤の各支持アーム端部から該案内溝までの距離は等しくない。そのうち、支持アームの軌道盤下部の短軸ｂに接近するものは、それに連結されたクランプアームが外向きに回転し、その回転角度がその他のクランプアームより大きく、このためこのクランプアームと隣のクランプアームの間に比較的大きなギャップが形成されて、ツール取り付け時に両側のクランプアームによる干渉と衝突が防止され、ツール交換エラーの確率が減り、ツール交換にかかる時間が節約されて、加工効率がアップする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の好ましい実施例を加工機械に応用した主要構造表示図である。
【図２】図１の局部を示し、好ましい実施例の局部断面表示図である。
【図３】本発明の好ましい実施例の軌道盤の平面図である。
【図４】本発明の実施例のクランプアームの表示図である。
【図５】本発明の好ましい実施例の実施表示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の技術内容、構造特徴、達成する目的を詳細に説明するため、以下に実施例を挙げ並びに図面を組み合わせて説明する。図の前後、左右、及び上下、上部と底部及び水平と垂直に関しては、あくまで参考であって、記載の便のために用いられているに過ぎず、部品は記載された位置或いは空間の方向に制限されない。図及び明細書中に指定された寸法は、本発明の特許請求の範囲より逸脱しない限り、本発明の具体的実施例の設計と必要に応じて変化し得る。
【００１４】
図１と図２を参照されたい。図１は本発明の好ましい実施例を加工機械に応用した主要構造表示図である。図２は図１の局部図であり、好ましい実施例の局部断面表示図である。
【００１５】
本発明の加工機械のツール交換装置（１）は、加工機械の機台（２）に配置される。図示されるように、該機台（２）は該機台（２）上に設置された動力ユニット（２０）と主軸ヘッド（２１）を包含する。該主軸ヘッド（２１）は該動力ユニット（２０）により駆動されて垂直往復運動する。機台（２）の主軸ヘッド（２１）に対向する前側部分には、連動機構（２２）が設けられて、該連動機構（２２）はツール交換装置（１）を駆動するのに用いられる。
【００１６】
本発明のツール交換装置（１）は、連動機構（２２）を介して該機台（２）上に斜めに配置され、それは、軌道盤（１０）を具え、該軌道盤（１０）は中心が連動機構（２２）より延伸された軸柱（２２０）に固定されて、該機台（２）に接続される。
【００１７】
本発明のツール交換装置（１）はさらに、円形ツール盤（１１）を具え、該ツール盤（１１）の中心に中空の軸着部（１１０）が設けられ、該軸柱（２２０）の外部に嵌合される。該軸着部（１１０）と軸柱（２２０）の間には軸受（１１１）が設けられ、これによりツール盤（１１）が該連動機構（２２）を介して駆動されて軌道盤（１０）に対して同軸回転する。
【００１８】
本発明のツール交換装置（１）はさらに、複数のクランプアーム（１２）を具え、それはツール盤（１１）の周縁部分に枢接され、ツール（３）を挟持するのに用いられる。
【００１９】
図３を参照されたい。並びに図１と図２も合わせて参照されたい。図３は本発明の好ましい実施例の軌道盤の平面図である。
【００２０】
図３に示されるように、本発明の特徴は、上述の軌道盤（１０）の内側の周縁部分に近接する部分に、軌道盤（１０）の輪郭内側に沿って、等距離に内向きに偏って環形のフランジ部（１００）が設けられ、該フランジ部（１００）に案内溝（１０１）が開設される。
【００２１】
該軌道盤（１０）は、設定された円の中心をとおり且つ両端が案内溝（１０１）の中心まで延伸された直線Ｄで、上下の二つの部分に分けられる。軌道盤（１０）の上部に位置する案内溝（１０１）は、直線ａを半径として構成される半円態様を呈し、直線ａの長さは直線Ｄの２分の１である。軌道盤（１０）の下部に位置する案内溝（１０１）は、直線ａを長軸半径、直線ｂを短軸半径として構成された半楕円態様を呈し、直線ｂは直線ａより短く、且つ該直線ｂの延伸線は、主軸ヘッド（２１）の加工軸線と交差する。上部の案内溝（１０１）と下部の案内溝（１０１）が互いに接続されて該案内溝（１０１）の案内経路が構成される。
【００２２】
上述のツール盤（１１）の周縁には、複数の、放射状に均一に円周上に等距離に環状に配設された支持アーム（１１２）が設けられ、各支持アーム（１１２）の間の円の中心と形成する角度は等しく、支持アーム（１１２）の端部に枢接棒（１１３）が形成され、該支持アーム（１１２）の端部の底端部分に、円弧面（１１４）が形成されている。
【００２３】
そのうち、該ツール盤（１１）の中心から支持アーム（１１２）の端部の半径は、軌道盤（１０）上部の直線ａ以下、且つ軌道盤（１０）下部の直線ｂより大きく設けられる。
【００２４】
図４に図１から図３も合わせて参照されたい。図４は本発明の実施例のクランプアームの表示図である。
【００２５】
上述のクランプアーム（１２）は、枢接シート（１３）と挟持板（１４）を包含する。該枢接シート（１３）の一端には、両側面を貫通する枢接孔（１３０）が設けられ、支持アーム（１１２）の枢接棒（１１３）が枢接される。この端の上面には、凸柱（１３１）が凸設され、凸柱（１３１）の上端に、案内溝（１０１）に対応し収容される位置決め球体（１３２）が形成され、この端の底面には、支持アーム（１１２）が進入する溝口（１３３）が開設されている。
【００２６】
該溝口（１３３）の内壁には斜溝面（１３４）が形成されて、ツール盤（１１）の支持アーム（１１２）を制止し、クランプアーム（１２）の支持アーム（１１２）に対する回転角を限定する。溝口（１３３）の内側には支持アーム（１１２）の底端の円弧面（１１４）に対応する第２円弧面（１３６）が形成され、これによりクランプアーム（１２）の回転がよりスムーズに行われる。枢接シート（１３）の異なる一端には、枢接部（１３５）が設けられている。
【００２７】
該挟持板（１４）の一端は、枢接シート（１３）の枢接部（１３５）に枢接され、この端に、第２溝口（１４０）が設けられ、該第２溝口（１４０）の両側に枢接片（１４１）が形成され、枢接ピン（１２０）が通されて枢接部（１３５）に枢接される。第２溝口（１４０）の内側には、該枢接ピン（１２０）に嵌合されるトルクバネ（１２１）が設けられ、それにより付勢力が提供され枢接シート（１３）と挟持板（１４）が支持され、これにより挟持板（１４）が枢接シート（１３）に対して位置決めされる。挟持板（１４）の異なる一端に、ツール（３）を挟持する円弧形溝口（１４２）が設けられる。
【００２８】
図５に図１から図４を合わせて参照されたい。図５は本発明の好ましい実施例の実施表示図である。
【００２９】
実施時に、クランプアーム（１２）はそれぞれツール盤（１１）周縁の支持アーム（１１２）に枢接され、ツール盤（１１）は軸着部（１１０）で連動機構（２２）の軸柱（２２０）に嵌合され、軌道盤（１０）に対向し、クランプアーム（１２）の位置決め球体（１３２）該軌道盤（１０）の案内溝（１０１）中に収容され、これによりクランプアーム（１２）の枢接シート（１３）が支持アーム（１１２）の枢接棒（１１３）を中心として回転し、設定角度を呈し、ツール（３）を挟持する。これにより、ディスク式ツールマガジンの態様を構成する。
【００３０】
そのうち、軌道盤（１０）上部に位置する案内溝（１０１）は半円態様を呈し、これにより、ツール盤（１１）の支持アーム（１１２）端部から案内溝（１０１）までの距離はいずれも等しく、且つ位置決め球体（１３２）を介して案内溝（１０１）に接続される各クランプアーム（１２）は、その回転角度がいずれもツール盤（１１）に垂直とされて、複数組のツール（３）を挟持できる。
【００３１】
軌道盤（１０）下部に位置する案内溝（１０１）は、半楕円態様を呈し、ツール盤（１１）の各支持アーム（１１２）端部から案内溝（１０１）までの距離は同じでない。
【００３２】
上部の案内溝（１０１）の長軸ａに接近する支持アーム（１１２）は、支持アーム（１１２）の端部から案内溝（１０１）までの距離が、支持アーム（１１２）の端部から上部案内溝（１０１）までの距離に接近し、これにより該支持アーム（１１２）に連結されたクランプアーム（１２）の回転角度もまた上部に位置するものに接近する。
【００３３】
軌道盤（１０）の下部の短軸ｂに接近する支持アーム（１１２）は、支持アーム（１１２）の端部から案内溝（１０１）の距離が最短であり、位置決め球体（１３２）を案内溝（１０１）に収容させるため、支持アーム（１１２）に連結されたクランプアーム（１２’）は、よって外向きに回転し、これにより、その回転角度は隣のクランプアーム（１２）より大きくなり、隣のクランプアーム（１２）との間に比較的大きな間距を形成する。
【００３４】
この設計により、クランプアーム（１２’）に設けたいツール（３）がバイトの時、連動機構（２２）がツール盤（１１）を駆動し回転させ、クランプアーム（１２’）を軌道盤（１０）の案内溝（１０１）に沿って軌道盤（１０）の短軸ｂ部分へと移動させる。このとき、クランプアーム（１２’）とその隣のクランプアーム（１２）の間は、前述の回転動作により比較的大きな間距が形成され、十分な取り付け空間を提供し、ツール（３）取り付け時に、両隣のクランプアーム（１２）の干渉或いは衝突を防止する。
【００３５】
その後、枢接シート（１３）と挟持板（１４）の間のトルクバネ（１２１）の弾性力により、ツール（３）をスピーディーにアラインさせて取り付けることができ、ツール交換のエラーが発生する確率を減らし、ツール交換にかかる時間を減らし、加工効率を高める。
【００３６】
以上述べたことは、本発明の実施例にすぎず、本発明の実施の範囲を限定するものではなく、本発明の特許請求の範囲に基づきなし得る同等の変化と修飾は、いずれも本発明の権利のカバーする範囲内に属するものとする。
【符号の説明】
【００３７】
１  ツール交換装置                    １１４  円弧面
１０  軌道盤                          １２  クランプアーム
１００  フランジ部                    １３  枢接シート
１０１  案内溝                        １３０  枢接孔
１１  ツール盤                        １３１  凸柱
１１０  軸着部                        １３２  位置決め球体
１１１  軸受                          １３３  溝口
１１２  支持アーム                    １３４  斜溝面
１１３  枢接棒                        １３５  枢接部
１３６  第２円弧面                    ２０  動力ユニット
１４  挟持板                          ２１  主軸ヘッド
１４０  第２溝口                      ２２  連動機構
１４１  枢接片                        ２２０  軸柱
１４２  円弧形溝口                    ３  ツール
２  機台
【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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