(57)【要約】【課題】工具の変換時間を短縮し、スループットを向上させる工具機のサーボ駆動アンクランプシステムを提供する。【解決手段】工具機のサーボ駆動アンクランプシステムは、工具交換アームユニット１０、工具アンクランプユニット２０及びサーボ制御ユニットを備えるとともに、２つの工具を操作する。工具交換アームユニット１０は、カムボックス１１と、カムボックス１１を駆動する第１のサーボモータ１２と、カムボックス１１により駆動される駆動シャフト１３と、駆動シャフト１３により駆動される工具交換アームとを有する。第１のサーボモータ１２は、カムボックス１１及び駆動シャフト１３を順次駆動し、工具交換アームの工具交換作業を制御する。工具アンクランプユニット２０は、主軸２１と、伝動部材と、第２のサーボモータとを有する。第２のサーボモータは、伝動部材を駆動し、主軸２１から工具をアンクランプ・クランプする。【選択図】図２
2016020022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具交換アームユニット、工具アンクランプユニット及びサーボ制御ユニットを備えるとともに、２つの工具を操作する工具機のサーボ駆動アンクランプシステムであって、
前記工具交換アームユニットは、カムボックスと、前記カムボックスを駆動する第１のサーボモータと、前記カムボックスにより駆動される駆動シャフトと、前記駆動シャフトにより駆動される工具交換アームと、を有し、前記第１のサーボモータは、前記カムボックス及び前記駆動シャフトを順次駆動し、工具交換アームの工具交換作業を制御し、
前記工具アンクランプユニットは、主軸と、伝動部材と、第２のサーボモータとを有し、前記第２のサーボモータは、前記伝動部材を駆動し、前記主軸から工具をアンクランプ・クランプし、
前記サーボ制御ユニットは、メインコントローラと、前記メインコントローラと電気的に接続された２つのサーボ駆動器と、を含み、前記２つのサーボ駆動器には、前記第１のサーボモータ及び前記第２のサーボモータと電気的に接続され、プログラムにより前記工具交換アームユニット及び前記工具アンクランプユニットを数値制御し、前記工具交換アームの動作と、前記主軸のクランプ・アンクランプの動作を実行し、前記主軸のアンクランプの運動軌跡を制御することを特徴とする工具機のサーボ駆動アンクランプシステム。
【請求項２】
前記第２のサーボモータは、伝動軸を有し、
前記工具アンクランプユニットは、前記伝動部材を収容する筐体と、駆動アセンブリとを有し、
前記伝動部材は、前記第２のサーボモータと接続された前記伝動軸のギヤセットと、前記ギヤセットと同期で運動する付勢部材と、を有し、前記付勢部材は、非円形経路の外周面を有し、
前記駆動アセンブリは、前記主軸の上方に配設されるとともに、前記主軸の軸方向に沿って摺動可能なプッシュステムと、前記プッシュステムに外嵌された弾性部材と、を有し、前記プッシュステムは、互いに対をなす頂端と底端とを有し、前記底端は、前記主軸上のプルスタッドに対応し、前記頂端は、前記付勢部材の外周面に対応し、前記弾性部材により前記付勢部材に当接され続けることを特徴とする請求項１に記載の工具機のサーボ駆動アンクランプシステム。
【請求項３】
ギヤセットは、互いに噛合される第１の歯車と第２の歯車とを有し、
前記第２の歯車は、前記第２のサーボモータの伝動軸に軸着され、前記第１の歯車は、筐体内に枢着されて歯車減速システムが形成され、
前記第１の歯車の外側面には、同軸で付勢部材が着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の工具機のサーボ駆動アンクランプシステム。
【請求項４】
前記伝動部材の前記付勢部材は、外周面上に形成された凹部と、前記凹部に隣接した突出部とを有することを特徴とする請求項２に記載の工具機のサーボ駆動アンクランプシステム。
【請求項５】
前記駆動アセンブリは、前記プッシュステムの底端に軸着され、前記プルスタッドに押圧される押圧台を有することを特徴とする請求項２に記載の工具機のサーボ駆動アンクランプシステム。
【請求項６】
前記駆動アセンブリの前記プッシュステムは、前記頂端上に枢着された転動体を有し、前記プッシュステムにより前記転動体と前記付勢部材とが線状接触されることを特徴とする請求項２に記載の工具機のサーボ駆動アンクランプシステム。
【請求項７】
前記駆動アセンブリは、前記筐体の底部に収容された受け筒と、前記受け筒の底部に設置された底蓋と、を有し、
前記プッシュステム及び前記弾性部材が前記受け筒内に収容されることを特徴とする請求項２に記載の工具機のサーボ駆動アンクランプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具機のアンクランプシステムに関し、特に、数値制御により工具交換アームの作動を実行し、主軸に工具をクランプ・アンクランプさせる運動軌跡の工具機のアンクランプシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の工具機の工具自動交換システムは、カムボックス内のローラギヤカムにより従動ローラセットを駆動し、工具交換アームを回転させ、２組のローラギヤカムによりコンロッドアセンブリを駆動し、工具交換アームを上下に移動させることができる上、工具交換アームが主軸の下方に達するまで回転すると、主軸上で工具がクランプ・アンクランプされ、センサにより工具交換アームの位置を検出し、工具交換アームが所定位置に達したときにセンサが確認信号を発信し、主軸上の油圧シリンダ又は気圧シリンダを駆動し、油圧シリンダ又は気圧シリンダによりクランプ機構のクランプ軸を作動し、主軸上で工具がアンクランプされ、工具交換アームの工具交換を行っていた。
【０００３】
しかし、センサにより位置検出する制御方式の場合、工具機は工具のクランプ・アンクランプを行い、主軸上で工具をクランプ・アンクランプし、工具交換アームの回転、上下移動の動作を行うが、それらの動作を同期で行うことはできなかった。また、センサが信号の発生を確認すると、工具の交換過程で数回ほど停止することがあり、工具の交換にかかる時間が延びてしまう欠点があった。特に、工具機が多軸式の同期加工を行う場合、工具の交換にかかるのに延びる時間は僅かであるが、僅かでもその回数が増えれば最終的に製造時間が長くなってしまう虞があった。さらに重要なこととしては、従来の工具自動交換システムの交換アームと主軸のツールアンロック機構とが、機械構造又は油圧構造により連動されるため、工具機が初めて工具の自動交換を行う前には、現場のスタッフにより調整を複数回行う必要があり、自動的に微調整することはできず、非常に不便であった。また、工具交換アームと主軸の工具ロック機構との間の連結機構は、非常に大きくて複雑なため、占有空間が大きくメンテナンスは容易でなかった。
【０００４】
また、従来のアンロック機構のシリンダは、その工具アンクランプ行程において、ワッシャなどを加えるだけで駆動ポストとプルスタッドとの間の間隔を調整することができる。この機構は複雑であり、分解方式が複雑なだけでなく、提供可能な調整制度には限界があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、数値制御により工具変換アームの作動と、主軸のツールクランプ・アンクランプの運動軌跡とを利用し、工具変換ユニットと工具アンクランプユニットとを同期で運動させ、工具のアンクランプ操作を行い、工具の変換時間を短縮し、スループットを向上させる工具機のサーボ駆動アンクランプシステムを提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、サーボモータにより伝動部材を直接駆動し、伝動部材の付勢部材を同期で作動させ、引き上げ位置とアンクランプ位置との間でプッシュステムを直線的に運動させることができる上、構造が簡素で、小型であり、反応が素早く、速度が速い長所を有する工具機のサーボ駆動アンクランプシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、工具交換アームユニット、工具アンクランプユニット及びサーボ制御ユニットを備えるとともに、２つの工具を操作する工具機のサーボ駆動アンクランプシステムであって、前記工具交換アームユニットは、カムボックスと、前記カムボックスを駆動する第１のサーボモータと、前記カムボックスにより駆動される駆動シャフトと、前記駆動シャフトにより駆動される工具交換アームと、を有し、前記第１のサーボモータは、前記カムボックス及び前記駆動シャフトを順次駆動し、工具交換アームの工具交換作業を制御し、前記工具アンクランプユニットは、主軸と、伝動部材と、第２のサーボモータとを有し、前記第２のサーボモータは、前記伝動部材を駆動し、前記主軸から工具をアンクランプ・クランプし、前記サーボ制御ユニットは、メインコントローラと、前記メインコントローラと電気的に接続された２つのサーボ駆動器と、を含み、前記２つのサーボ駆動器には、前記第１のサーボモータ及び前記第２のサーボモータと電気的に接続され、プログラムにより前記工具交換アームユニット及び前記工具アンクランプユニットを数値制御し、前記工具交換アームの動作と、前記主軸のクランプ・アンクランプの動作及び運動軌跡とを実行することを特徴とする工具機のサーボ駆動アンクランプシステムが提供される。
【０００７】
前記第２のサーボモータは、伝動軸を有し、前記工具アンクランプユニットは、前記伝動部材を収容する筐体と、駆動アセンブリとを有し、前記伝動部材は、前記第２のサーボモータと接続された前記伝動軸のギヤセットと、前記ギヤセットと同期で運動する付勢部材と、を有し、前記付勢部材は、非円形経路の外周面を有し、前記駆動アセンブリは、前記主軸の上方に配設されるとともに、前記主軸の軸方向に沿って摺動可能なプッシュステムと、前記プッシュステムに外嵌された弾性部材と、を有し、前記プッシュステムは、互いに対をなす頂端と底端とを有し、前記底端は、前記主軸上のプルスタッドに対応し、前記頂端は、前記付勢部材の外周面に対応し、前記弾性部材により前記付勢部材に当接され続けることが好ましい。
【０００８】
ギヤセットは、互いに噛合される第１の歯車と第２の歯車とを有し、前記第２の歯車は、前記第２のサーボモータの伝動軸に軸着され、前記第１の歯車は、筐体内に枢着されて歯車減速システムが形成され、前記第１の歯車の外側面には、同軸で付勢部材が着脱自在に取り付けられていることが好ましい。
【０００９】
前記伝動部材の前記付勢部材は、外周面上に形成された凹部と、前記凹部の一側に隣接した突出部とを有することが好ましい。
【００１０】
前記駆動アセンブリは、前記プッシュステムの底端に軸着され、前記プルスタッドに押圧される押圧台を有することが好ましい。
【００１１】
前記駆動アセンブリの前記プッシュステムは、前記頂端上に枢着された転動体を有し、前記プッシュステムにより前記転動体と前記付勢部材とが線状接触されることが好ましい。
【００１２】
前記駆動アセンブリは、前記筐体の底部に収容された受け筒と、前記受け筒の底部に設置された底蓋と、を有し、前記プッシュステム及び前記弾性部材が前記受け筒内に収容されることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る工具機のサーボ駆動アンクランプシステムを示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る工具機のサーボ駆動アンクランプシステムを示す側面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る工具アンクランプユニットが初期位置にあるときの状態を示す、工具アンクランプユニットの伝動部材及び駆動アセンブリとが主軸の工具アンロック機構に接続された状態を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る工具機のサーボ駆動アンクランプシステムを示す斜視図（１）である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係る工具機のサーボ駆動アンクランプシステムを示す斜視図（２）である。
【図６】図６は、本発明の工具アンクランプユニットがアンクランプ動作を開始するときの、付勢部材と駆動アセンブリとの相対関係を示す、図３の構造のもう一つの断面図である。
【図７】図７は、本発明の工具アンクランプユニットがアンクランプ動作を終了したときの状態を示す、図３の構造のさらにもう一つの断面図である。
【図８】図８は、主軸から工具をアンクランプした後、工具交換アームが工具をクランプするときのタイミング図であり、（８ａ）は、工具交換アームの回転を表す曲線図であり、（８ｂ）は、工具交換アームの駆動軸で上下に変位するときの動作を表す曲線図であり、（８ｃ）は、工具のアンクランプ・クランプ動作を表す曲線図である。
【図９】図９は、工具交換アームの動作を示す説明図であり、（９ａ）は、工具交換アームが元の場所に位置している状態を示し、（９ｂ）は、工具交換アームが逆時計回りで６５度回転したときの状態を示し、（９ｃ）は、工具交換アームが１１４ｍｍ下降したときの状態を示し、（９ｄ）は、工具交換アームが逆時計回りで１８０度回転したときの状態を示し、（９ｅ）は、工具交換アームが１１４ｍｍ上昇したときの状態を示し、（９ｆ）は、工具交換アームが時計回りで６５度回転したときの状態を示す説明図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態に係る工具機のサーボ駆動アンクランプシステムは、まず、工具交換アームに工具をクランプしてから、主軸から工具をアンクランプする動作を示す説明図であり、（１０ａ）は、工具交換アームの回転動作を示すタイミング図であり、（１０ｂ）は、工具回転アームの駆動軸が上下に上昇・下降する動作を示すタイミング図であり、（１０ｃ）は、工具アンクランプユニットにより工具のアンクランプ・クランプ動作を行う説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
図１及び図２を参照する。図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態に係る工具機のサーボ駆動アンクランプシステムは、２つの工具１００を操作するために用いる。本実施形態のサーボ駆動アンクランプシステムは、工具交換アームユニット１０、工具アンクランプユニット（ｔｏｏｌ  ｕｎｃｌａｍｐ  ｕｎｉｔ）２０及びサーボ制御ユニット３０を含む。
【００１６】
工具交換アームユニット１０は、カムボックス１１と、カムボックス１１を駆動するために用いる第１のサーボモータ１２と、カムボックス１１により駆動される駆動シャフト１３と、駆動シャフト１３により駆動される工具交換アーム１４と、を有する。第１のサーボモータ１２は、カムボックス１１及び駆動シャフト１３を順次駆動させ、工具交換アーム１４の工具交換作業を制御する。実際に使用する際、工具交換アームユニット１０は、工具マガジンユニット４０（図２参照）の側面のいずれか１つに対して設置される。
【００１７】
図３を参照する。図３に示すように、工具アンクランプユニット２０は、主軸２１、筐体２２、伝動部材２３、駆動アセンブリ２４及び第２のサーボモータ２５を有する。第２のサーボモータ２５は、伝動部材２３を駆動し、主軸２１から工具１００をアンクランプ・クランプする。
【００１８】
サーボ制御ユニット３０は、メインコントローラ３１と、メインコントローラ３１と電気的に接続された２つのサーボ駆動器３２，３３と、を含む。これら２つのサーボ駆動器３２，３３には、前述のサーボモータ１２，２５と電気的に接続され、プログラムにより工具交換アームユニット１０及び工具アンクランプユニット２０を数値制御し、工具交換アーム１４の動作と、主軸２１のクランプ・アンクランプの動作を実行し、主軸２１のアンクランプの運動軌跡を制御する。
【００１９】
図３及び図４を参照する。図３及び図４に示すように、本実施形態の工具アンクランプユニット２０の主軸２１は、工具アンロック機構２１０、プルスタッド２１１及び締付あご２１２を有する。工具アンロック機構２１０は、本発明の主な特徴ではないため、ここでは詳しく述べない。
【００２０】
第２のサーボモータ２５は、伝動軸２５１を有する。
【００２１】
筐体２２は、収容空間２２１を有する。実際に使用する際、筐体２２の外側には、収容空間２２１を封止する外カバー（図示せず）が設置されている。
【００２２】
伝動部材２３は、収容空間２２１内に収容されている。伝動部材２３は、第２のサーボモータ２５に接続された伝動軸２５１のギヤセット２３０と、ギヤセット２３０と同期で運動する付勢部材２３１と、を有する。付勢部材２３１は、非円形経路の外周面２３１１を有する。ギヤセット２３０は、互いに噛合される第１の歯車２３２と第２の歯車２３３とを有する。第２の歯車２３３は、第２のサーボモータ２５の伝動軸２５１上に軸着され、第１の歯車２３２は、筐体２２内に枢着されて歯車減速システムが形成されている。付勢部材２３１は、第１の歯車２３２と同軸設置されている。本実施形態の付勢部材２３１は、プレートカムであり、複数のロック部材２３４により第１の歯車２３２に螺着されている。付勢部材２３１の外周面２３１１上には、凹部２３１２と、凹部２３１２に隣接した突出部２３１３とが形成されている。
【００２３】
駆動アセンブリ２４は、主軸２１の上方に配設されるとともに、主軸２１の軸方向Ｘに沿って摺動可能なプッシュステム２４１と、プッシュステム２４１に外嵌された弾性部材２４２と、プッシュステム２４１の底端に軸着された押圧台２４３と、を有する。弾性部材２４２は、圧縮ばね、ベルビルワッシャ又は弾性ゴムである（図面では圧縮ばねで例示されている）。プッシュステム２４１は、反対方向へ設けられた頂端２４１１と、底端２４１２と、頂端２４１１上に枢着された転動体２４１３と、を有する。底端２４１２は、主軸２１上のプルスタッド２１１に対応する。頂端２４１１は、付勢部材２３１の外周面２３１１に対応し、弾性部材２４２により付勢部材２３１に当接され続ける。転動体２４１３の設置により、プッシュステム２４１により転動体２４１３と付勢部材２３１とを線状接触させ、付勢部材２３１とプッシュステム２４１との接触摩損を防ぐ。駆動アセンブリ２４は、筐体２２の底部の受け筒２２２内に収容される。受け筒２２２の底部には、弾性部材２４２が外れて落下することを防ぐために、底蓋２２３が設けられている。
【００２４】
第２のサーボモータ２５により伝動部材２３を駆動させると、付勢部材２３１が同期で作動し、プッシュステム２４１が軸方向で往復変位し、プルスタッド２１１が引き上げ位置（図３参照）と、アンクランプ位置（図７参照）との間で線状接触され、工具アンクランプユニット２０によりクランプ・アンクランプの動作を行う。以下、付勢部材２３１の回転位置により、工具アンクランプユニット２０と工具アンクランプユニット２１０との対応関係を説明する。
【００２５】
図３を参照する。図３に示すように、常態下では第２のサーボモータ２５は作動せず、駆動アセンブリ２４と工具エアロック機構２１０とが所定距離で離され、押圧台２４３がプルスタッド２１１に接触されることはなく、主軸２１上の工具１００は、締付あご２１２により固定されるとともに、付勢部材２３１が凹部２３１２によりプッシュステム２４１頂端の転動体２４１３上に当接され、弾性部材２４２は伸び切った状態となる。
【００２６】
図６を参照する。図１中のサーボ駆動器３３により工具アンクランプユニット２０を作動する際、第２のサーボモータ２５により伝動部材２３が駆動されて付勢部材２３１が回転すると（図面では逆時計回りに回転されている）、駆動アセンブリ２４底部の押圧台２４３がプルスタッド２１１の頂端に当接され、工具１００は工具アンロック機構２１０の締付あご２１２により固定されている。
【００２７】
図７を参照する。図７に示すように、付勢部材２３１の回転角度が大きくなるに従い、伝動部材２３の付勢部材２３１が逆時計回りで回転し続け、付勢部材２３１の突出部２３１３が転動体２４１３上に当接され、押圧台２４３により工具アンクランプユニット２１０が下向きに押圧され、プルスタッド２１１はこのとき連動して締付あご２１２が工具１００をアンクランプし、弾性部材２４２が最短距離で圧縮される。
【００２８】
図８を参照する。図８に示すように、横向き座標の角度は、モータの回転サイクル時間（ｃｙｃｌｅ  ｔｉｍｅ）の角度であり、垂直方向座標により工具交換アーム１４の回転角度８ａ、上下移動距離８ｂ及びアンクランプ距離８ｃが表されている。
【００２９】
本発明のサーボ駆動工具アンクランプシステムの同期の工具アンクランプの第１種操作方式は、まず、主軸２１から工具をリリースした後、工具交換アーム１４の再クランプを行う。その後、図１、図２、図８及び図９に示すように、サーボ制御ユニット３０のメインコントローラ３１の制御により、サーボ駆動器３２が第１のサーボモータ１２を起動し、工具交換アーム１４を回転させる。工具交換アーム１４は、図９の（９ａ）から（９ｂ）のように逆時計方向で回転する。回転中の工具交換アーム１４は、主軸２１上の工具１００に近づく前に、サーボ駆動器３３が第２のサーボモータ２５を起動し、工具アンクランプユニット２０により主軸２１のアンクランプを開始する。図８の（８ｃ）に示すように、モータのサイクル時間が４１度に達すると、主軸２１上の工具１００の箇所がアンクランプされて取り外し可能な状態となり、工具のアンクランプをゆっくりと開始する。工具交換アーム１４が主軸２１上の工具１００に達すると、工具アンクランプユニット２０が完全にアンクランプされ、工具１００に工具交換アーム１４がロックされる（サイクル時間は６０．５度である）（図２参照）。続いて、図８の（８ｂ）及び図９の（９ｃ）に示すように、カムボックス１１により工具交換アーム１４を１１４ｍｍ下降させ（サイクル時間は８３度である）、下死点（サイクル時間は１３９度である）（図９ｄを参照）に達すると、図９の（９ｄ）及び図８の（８ａ）に示すように、工具交換アーム１４が逆時計方向で１８０度回転してから、１１４ｍｍ上昇し、上死点に戻り（サイクル時間は２７７度である）（図９の（９ｅ）を参照）、工具のアンクランプ作業が完了する。最終的に、工具交換アーム１４から工具がリリースされると（アンクランプの距離は１２ｍｍである）、順時計方向で６５度回転し（図９の（９ｆ））、この構成により工具交換アーム１４の作動と、主軸２１のアンクランプとが同期で行われる。
【００３０】
図１０を参照する。図１０に示すように、横座標の角度は、モータ回転のサイクル時間（ｃｙｃｌｅ  ｔｉｍｅ）角度を表し、縦座標は、工具交換アーム１４の回転角度（１０ａ）、上下移動距離（１０ｂ）及びアンクランプ距離（１０ｃ）を表す。
【００３１】
また、本発明のサーボ駆動工具アンクランプシステムの同期工具アンクランプの第２種操作方式は、まず、工具交換アーム１４から工具をリリースした後、主軸２１が工具をリリースする実施形態である。図１、図２、図９及び図１０に示すように、主軸２１は、サーボ制御ユニット３０のメインコントローラ３１により制御され、サーボ駆動器３２により第１のサーボモータ１２を起動して工具交換アーム１４を回転させる。工具交換アーム１４は、図９の（９ａ）から（９ｂ）へ向かって逆時計方向で回転する。工具交換アーム１４が主軸２１上の工具１００上まで回転されると、工具１００にロックされる（図２参照）。サーボ駆動器３３が第２のサーボモータ２５を同時に起動し、工具アンクランプユニット２０が主軸２１のアンクランプを実行すると、図１０の（１０ｃ）に示すように、モータのサイクル時間が６０度に達し、主軸２１上の工具１００のアンクランプを開始する。アンクランプが終了した後（サイクル時間が１００度である）、図１０の（１０ｂ）及び図９の（９ｃ）に示すように、カムボックス１１により工具交換アーム１４を１１４ｍｍ下降させる（サイクル時間は１０２度である）。下死点（サイクル時間は１５８度である）（図９の（９ｄ）参照）に達すると、図９の（９ｄ）及び図１０の（１０ａ）に示すように、工具交換アーム１４が逆時計方向で１８０度回転し、１１４ｍｍ上昇し、上死点に戻る（サイクル時間は２７７度である）（図９の（９ｅ）参照）。これと同時に工具のアンクランプ作業が完了する。最後に、工具交換アーム１４から工具がリリースされると（アンクランプ距離は１２ｍｍ）、順時計方向で６５度回転し（図９の（９ｆ）参照）、この構成により工具交換アーム１４の作動と、主軸２１のアンクランプとを同期で行うことができる。
【００３２】
図８の（８ｂ）及び（８ｃ）、図１０の（１０ｂ）及び（１０ｃ）、並びに図９の（９ｃ）及び（９ｅ）に示すように、工具交換アーム１４が１１４ｍｍ下降する前と、１１４ｍｍ上昇した後とのそれぞれ角度２度のアンクランプ距離（時間差、サイクル時間）を得て、上昇する前に、工具交換アーム１４が主軸２１上の工具１００にロックされ、下降した後、工具交換アーム１４が工具１００を再びアンクランプし、工具に衝突してしまうことを防ぐ。
【００３３】
続いて、図９に示すように、工具交換アーム１４のクランプ・アンクランプの回転角度が６４度である場合、実際には角度６０〜９０度の許容範囲が設定されている。
【００３４】
上述したように、本発明の工具機のサーボ駆動アンクランプシステムは、以下（１）〜（５）の長所を有する。
（１）工具交換アームユニット１０及び工具アンクランプユニット２０がそれぞれサーボ駆動器３２，３３により独立制御されるため、メインコントローラ３１により所定の工具交換アーム１４の作動をデジタル制御し、主軸２１のアンクランプの運動軌跡を制御し、工具交換アーム１４の動作と、主軸２１のアンクランプの動作とを同期で実行することができる。
（２）工具交換アーム１４の作動、主軸２１のアンクランプ動作の運動軌跡は、主軸２１を、まずアンクランプした後に工具交換アーム１４をクランプするか、或いは、まず工具交換アーム１４をクランプした後に主軸２１のアンクランプを行う方式を採用することができ、工具交換アーム１４及び主軸２１の運動軌跡を異なる順序で変化させ、前述と同様の制御と、同期動作とを行うことができる。
（３）センサにより工具交換位置を検出する従来技術の場合、工具交換過程において複数回の停止時間が発生し、動作時間が長くなってしまう問題があった。本発明は、工具交換アーム１４の作動、主軸２１のアンクランプ動作の運動軌跡の数値制御がプログラム化されており、数値制御により正確かつ連続的にクランプ・アンクランプの動作を行うため、クランプ・アンクランプ作業を停止させずに、作業時間を短縮し、生産効率及びスループットを高めることができる。
（４）第２のサーボモータ２５により伝動部材２３を直接駆動し、伝動部材２３の付勢部材２３１を同期で運動させ、プッシュステム２４１が引き上げ位置とアンクランプ位置との間で直線的に運動し、主軸２１上の工具１００を速やかにクランプ・アンクランプするため、本発明の工具機のサーボ駆動アンクランプシステムは、構造が簡素で、小型であり、高速で反応する。
（５）本発明は付勢部材２３１を取り外すことが可能な構造と伝動部材２３とが連結されているため、筐体２２の外カバーを開いてロック部材２３４を緩めるだけで、異なる運動軌跡を有する付勢部材２３１を交換することができ、プッシュステム２４１のアンクランプ行程を変化させることができる。そのため、本発明の工具アンクランプユニット２０は、駆動アセンブリ２４のアンクランプ行程を微調整して様々なメーカの工具アンロック機構に適用することができる。
【００３５】
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００３６】
１０  工具交換アームユニット
１１  カムボックス
１２  第１のサーボモータ
１３  駆動シャフト
１４  工具交換アーム
２０  工具アンクランプユニット
２１  主軸
２２  筐体
２３  伝動部材
２４  駆動アセンブリ
２５  第２のサーボモータ
３０  サーボ制御ユニット
３１  メインコントローラ
３２  サーボ駆動器
３３  サーボ駆動器
４０  工具マガジンユニット
１００  工具
２１０  工具アンクランプユニット
２１１  プルスタッド
２１２  締付あご
２２１  収容空間
２２２  受け筒
２２３  底蓋
２３０  ギヤセット
２３１  付勢部材
２３２  第１の歯車
２３３  第２の歯車
２３４  ロック部材
２４１  プッシュステム
２４２  弾性部材
２４３  押圧台
２５１  伝動軸
２３１１  外周面
２３１２  凹部
２３１３  突出部
２４１１  頂端
２４１２  底端
２４１３  転動体
Ｘ  軸方向
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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