(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に配設され、多数の工具が両側から挟着把持する各ホルダーに挿入され馬蹄形状に並置される工具マガジンを備えた工作機械において、
前記工具マガジンの中心を前記工作機械の幅方向のほぼ中心に位置させるとともに、前記工作機械の幅方向の両側からの作業者による工具マガジン内の工具の差し換え交換を可能にする寸法に設定されているとともに、
ＡＴＣによる前記工具マガジンのホルダーに挟着把持された工具と前記工作機械のスピンドルに挿入把持された工具との工具交換位置を、工具マガジンの回転による工具移動軌跡と前記工作機械の幅方向中心との下方の交点から斜め上方に偏心させた前記工具移動軌跡上の位置であって、スピンドルを下方に移動させても回転テーブル上の治具と干渉しない工作機械の幅方向外側の位置に配置して、
前記ＡＴＣによる工具交換位置において、前記ホルダーに挟着把持されている工具を前記工作機械のスピンドル内に挿入把持して下方に引き抜いて工具交換するようにしたことを特徴とする工具マガジンを備えた工作機械。
【請求項２】
請求項１において、
前記工具マガジンの最大径が、前記工作機械の幅より小さく設定されていることを特徴とする工具マガジンを備えた工作機械。
【請求項３】
請求項２において、
ＡＴＣによる工具交換位置を、スピンドルのストロークエンドに配置した
ことを特徴とする工具マガジンを備えた工作機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工具マガジンを備えた工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の工具マガジンを備えた工作機械は、図６および図７に前記工作機械の工具交換を行う前記工作機械Ｋの幅方向の側面に応じて、工具マガジンＭを、前記工作機械Ｋの幅方向の中心から右側または左側に偏心させて配置させるものであった。
【０００３】
すなわち前記工作機械Ｋの幅方向の右側より工具を流す場合は、図７に示されるように工具マガジンＭが左側に配置され、前記工作機械Ｋの幅方向の左側より工具を流す場合は、図６に示されるように右側に工具マガジンＭが配置されるものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の工具マガジンを備えた工作機械は、前記工作機械の工具交換を行う前記工作機械Ｋの幅方向の側面に応じて、工具マガジンＭを、前記工作機械Ｋの幅方向の中心から右側または左側に偏心させて配置させるものであるので、工具マガジンを備えた工作機械が２種類となり、前記工作機械のマシン原点も２種類となり、製造、保守その他の各種管理が複雑になるという問題があった。
【０００５】
また上記従来の工具マガジンを備えた工作機械の納入後、機械を別のラインへ移設転用する事が多いとともに、ワークの流す方向が変わった場合、工具マガジンＭの乗せ替え工事が必要となり、汎用性に乏しいという問題があった。
【０００６】
そこで本発明者は、工具マガジンを備えた工作機械において、前記工具マガジンの中心を前記工作機械の幅方向のほぼ中心に位置させるとともに、前記工作機械の幅方向の両側からの工具交換を可能にする寸法に設定するという本発明の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重ねた結果、工具マガジンを備えた工作機械の種類を１種類にして、製造、保守その他の各種管理をシンプルにするとともに、前記工作機械の幅方向の両側からの工具交換を可能にし、別のラインへの移設転用を容易にし、ワークの流す方向の変更に対しても工具マガジンの乗せ替え工事を不要とし、汎用性を高めるという目的を達成する本発明に到達した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１に記載の第１発明）の工具マガジンを備えた工作機械は、
回転自在に配設され、多数の工具が両側から挟着把持する各ホルダーに挿入され馬蹄形状に並置される工具マガジンを備えた工作機械において、
前記工具マガジンの中心を前記工作機械の幅方向のほぼ中心に位置させるとともに、前記工作機械の幅方向の両側からの作業者による工具マガジン内の工具の差し換え交換を可能にする寸法に設定されているとともに、
ＡＴＣによる前記工具マガジンのホルダーに挟着把持された工具と前記工作機械のスピンドルに挿入把持された工具との工具交換位置を、工具マガジンの回転による工具移動軌跡と前記工作機械の幅方向中心との下方の交点から斜め上方に偏心させた前記工具移動軌跡上の位置であって、スピンドルを下方に移動させても回転テーブル上の治具と干渉しない工作機械の幅方向外側の位置に配置して、
前記ＡＴＣによる工具交換位置において、前記ホルダーに挟着把持されている工具を前記工作機械のスピンドル内に挿入把持して下方に引き抜いて工具交換するようにしたものである。
【０００８】
本発明（請求項２に記載の第２発明）の工具マガジンを備えた工作機械は、
前記第１発明において、
前記工具マガジンの最大径が、前記工作機械の幅より小さく設定されている
ものである。
【０００９】
本発明（請求項３に記載の第３発明）の工具マガジンを備えた工作機械は、
前記第２発明において、
ＡＴＣによる工具交換位置を、スピンドルのストロークエンドに配置した
ものである。
【００１０】
【発明の作用および効果】
上記構成より成る第１発明の回転自在に配設され、多数の工具が両側から挟着把持する各ホルダーに挿入され馬蹄形状に並置される工具マガジンを備えた工作機械は、前記工具マガジンの中心を前記工作機械の幅方向のほぼ中心に位置させるとともに、前記工作機械の幅方向の両側からの作業者による工具マガジン内の工具の差し換え交換を可能にする寸法に設定されているとともに、ＡＴＣによる前記工具マガジンのホルダーに挟着把持された工具と前記工作機械のスピンドルに挿入把持された工具との工具交換位置を、工具マガジンの回転による工具移動軌跡と前記工作機械の幅方向中心との下方の交点から斜め上方に偏心させた前記工具移動軌跡上の位置であって、スピンドルを下方に移動させても回転テーブル上の治具と干渉しない工作機械の幅方向外側の位置に配置して、前記ＡＴＣによる工具交換位置において、前記ホルダーに挟着把持されている工具を前記工作機械のスピンドル内に挿入把持して下方に引き抜いて工具交換するようにしたので、前記工作機械の幅方向の両側からの作業者による工具マガジン内の工具の差し換え交換を可能にし、工具マガジンを備えた工作機械の種類を１種類にして、製造、保守その他の各種管理をシンプルにするとともに、別のラインへの移設転用を容易にし、ワークの流す方向の変更に対しても工具マガジンＴの乗せ替え工事を不要とし、汎用性を高めるとともに、回転テーブル上の治具との干渉を回避して、前記工作機械の高さを低減するという効果を奏する。
【００１１】
上記構成より成る第２発明の工具マガジンを備えた工作機械は、前記第１発明において、前記工具マガジンの最大径が、前記工作機械の幅より小さく設定されているので、前記工作機械の幅方向の両側からの工具交換を実現するとともに、前記工具マガジンの前記工作機械の幅からの突出を防止するという効果を奏する。
【００１２】
上記構成より成る第３発明の工具マガジンを備えた工作機械は、前記第２発明において、工具交換位置を、スピンドルのストロークエンドに配置したので、回転テーブル上の治具との干渉を回避するとともに、前記工作機械の高さを低減するという効果を奏する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００１４】
（実施形態）
本実施形態の工具マガジンを備えた工作機械は、図１ないし図５に示されるように工具マガジン１を備えた工作機械２において、前記工具マガジン１の中心を前記工作機械２の幅方向のほぼ中心に位置させるとともに、前記工具マガジン１の最大径が、前記工作機械２の幅より若干小さく設定され、前記工作機械２の幅方向の両側からの工具交換を可能にするように構成されている。
【００１５】
本実施形態の工作機械２は、図１ないし図３に示されるようにベッド２０の一端にワークが載置される回転テーブル２５が配設され、前記ベッド２０上の前記回転テーブル２５に対向する位置において、平行に配設されたガイド２１１によって構成されるＸ軸上移動自在に門型のコラム２１が配設されている。
【００１６】
スピンドルヘッド２２が、前記コラム２１に平行に配設されたガイド２２１によって構成されるＹ軸上移動自在の上下部材２２０に配設され、前記スピンドルヘッド２２には前記門型のコラム２１内に平行に配設されたガイド２３１によって構成されるＺ軸上移動自在にラム２３およびスピンドル２４が配設されている。
【００１７】
Ｘ軸用サーボモータ２６は、前記ガイド２１１に平行に前記ベッド２０に配設され、前記コラム２１をＸ軸上移動させるように構成され、Ｙ軸用サーボモータ２７が前記コラム２１に配設され、スピンドルヘッド２２をＹ軸上移動させるように構成されている。
【００１８】
スピンドル用サーボモータ２８が、前記上下部材２２０に配設され、前記ラム２３内において回転自在に配設された前記スピンドル２４を回転駆動するとともに、Ｚ軸用サーボモータ２９が上下部材２２０に配設され、前記ラム２３およびスピンドル２４をＺ軸上所定位置に移動させるように構成されている。
【００１９】
前記工具マガジン１は、図１および図４に示されるように前記コラム２１の上方に回転自在に配設され、馬蹄形状にドリルその他の多数の工具Ｔが両側から挾着把持する各ホルダーに挿入把持され並置されている。
【００２０】
前記工具マガジン１の工具交換位置は、図４に示されるように馬蹄形状に多数のドリルその他の工具Ｔが並置された図中右下端の工具に近い位置であって、前記工具マガジン１の工具移動軌跡と前記工作機械２の幅方向の中心との下方の交点から右方向に一定距離離れるとともに、さらに上方に一定距離離れた右斜め上方に偏心しており、図中右下端の前記スピンドル２４のストロークエンドに配置され、かかる位置において工具の交換が行われるように構成されているものである。
【００２１】
前記工作機械２は、その幅方向の両側からの作業者が腕を伸ばして作業することによって工具マガジン１内の工具の差し換え交換を行うことが出来る幅に設定されているとともに、前記工具マガジン１は、その最大径ＭＤが、図５に示されるように上述した幅を備えた前記工作機械２の幅方向の左右に窓が形成されたカバー２００の内壁間の距離ＭＷより、両側で例えば約５ないし１０ｍｍの間隙ｍが形成されるように小さく設定されている。
【００２２】
前記ドリルその他の工具は、前記工具交換位置において前記ラム２３内に回転自在に配設されている前記スピンドル２４内に挿入把持され、前記スピンドル用サーボモータ２８によって回転駆動され、前記回転テーブル２５上の前記ワークの加工が行われるように構成されている。
【００２３】
上記構成より成る本実施形態の工具マガジンを備えた工作機械は、前記工具交換位置において、工具Ｔが交換され前記ラム２３内に回転自在に配設されている前記スピンドル２４内に挿入把持される。
【００２４】
交換された工具Ｔが挿入された前記スピンドル２４および前記ラム２３は、前記Ｘ軸用サーボモータ２６による前記コラム２１のＸ軸上における移動および前記Ｙ軸用サーボモータ２７による前記コラム２１に配設された前記スピンドルヘッド２２をＹ軸上における移動によって加工位置に移動する。
【００２５】
上述したように加工位置に移動した工具Ｔは、前記スピンドル用サーボモータ２８によって回転駆動され、前記回転テーブル２５上の前記ワークに対して所定の加工が行われる。
【００２６】
上記作用を奏する本実施形態の工具マガジンを備えた工作機械は、前記工具マガジン１の中心を前記工作機械２の幅方向のほぼ中心に位置させるとともに、前記工作機械２の幅方向の両側からの工具交換を可能にする寸法に設定されているので、作業者による前記工作機械２の幅方向の両側からの工具交換を実現するという効果を奏する。
【００２７】
すなわち前記工具マガジン１の最大径ＭＤが、図５に示されるように上述した前記工作機械２の幅方向の両側からの工具交換を可能にする幅の前記工作機械２の幅方向の左右に窓が形成されたカバー２００の内壁間の距離ＭＷより、両側で例えば約５ないし１０ｍｍの間隙ｍが形成されるように小さく設定されているので、両側のどちらからでも作業者は腕を伸ばせば、カバー２００の窓を介して工具の交換を行うことが出来るものである。
【００２８】
また本実施形態の工具マガジンを備えた工作機械は、上述したように従来２種類であった前記工具マガジン１を備えた工作機械の種類を１種類にして、製造、保守その他の各種管理をシンプルにするものである。
【００２９】
さらに工具マガジンを備えた工作機械は、工作機械２の両側のどちらからでも工具Ｔの交換を可能にするので、別のラインへ移設転用を容易にするとともに、ラインおよび工場内におけるワークの流す方向の変更に対しても、工具マガジン１の乗せ替え工事を不要にするため、汎用性を高めるとともに、セールスポイントを高めるという効果を奏する。
【００３０】
また本実施形態の工具マガジンを備えた工作機械は、前記工具マガジン１の最大径が、前記工作機械２の幅より小さく設定されているので、前記工作機械２の幅方向の両側からの工具交換を実現するとともに、前記工具マガジン１の前記工作機械２の幅からの突出を防止するという効果を奏する。
【００３１】
さらに本実施形態の工具マガジンを備えた工作機械は、加工する工具を交換する前記工具交換位置を、前記工具マガジンの工具移動軌跡と前記工作機械２の幅方向の中心との下方の交点から斜め上方に偏心させて前記工具マガジン１に対してＸ軸上、Ｙ軸上、Ｚ軸上において相対的に移動する前記スピンドル２４のストロークエンドに配置したので、前記スピンドル２４が前記工具マガジンから工具を引き離すために下方に移動した際に生じる、前記スピンドル２４に把持された前記工具と回転テーブル２５上の治具との干渉を回避するとともに、前記工作機械２の高さを低減するという効果を奏する。
【００３２】
すなわち機械幅に合わせギリギリに工具マガジン１を配置し、工具（ＡＴＣ）交換位置をストロークの途中にする場合は、治具との干渉範囲が多くなるが、本実施形態における工具（ＡＴＣ）交換位置は、治具との干渉範囲を少なくする為、上述したようにストロークエンド端に偏心させてレイアウトしたので、治具との干渉が大幅に少なくなり、これにより、２種類の工具マガジンを作らなくても済むという利点を有する。
【００３３】
また本実施形態においては、マシンカバー２００の幅方向の左右に扉をつけ、左右どちらからでも作業者が工具Ｔの交換を行えるようにしたので、ワークの流す方向が変わったとしても、２種類のマガジンを作らなくても済むため、先行生産を可能にする利点を有する。
【００３４】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００３５】
上述の実施形態においては、一例として工具マガジンの最大径ＭＤが、図５に示されるように前記工作機械２の前記カバー２００の内壁間の距離ＭＷより、両側で例えば約５ないし１０ｍｍの間隙ｍが形成されるように小さく設定する例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、必要に応じて上記範囲以外の間隙ｍを設定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の工具マガジンを備えた工作機械を示す正面図である。
【図２】本実施形態の工作機械を示す斜視図である。
【図３】本実施形態の工作機械を示す側面図である。
【図４】本実施形態の工作機械における工具マガジンを示す部分拡大図である。
【図５】本実施形態の工作機械と工具マガジンとの位置関係を説明する説明図である。
【図６】従来の左側から工具を流す場合の工具マガジンを備えた工作機械を示す正面図である。
【図７】従来の右側から工具を流す場合の工具マガジンを備えた工作機械を示す正面図である。
【符号の説明】
１  工具マガジン
２  工作機械
【図１】
0003981795.tif 000002
【図２】
0003981795.tif 000003
【図３】
0003981795.tif 000004
【図４】
0003981795.tif 000005
【図５】
0003981795.tif 000006
【図６】
0003981795.tif 000007
【図７】
0003981795.tif 000008