(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成で、工具の交換性に優れた工作機械を提供する。【解決手段】工具が取り付けられる主軸と、前記主軸に対向して配置されて被加工物が固定されるワークテーブルと、前記ワークテーブルに設けられて、複数の工具が収容される工具収容部、及び当該工具収容部を工具交換時に開状態とする第一カバー部材、及び前記第一カバー部材に対向して設けられた第二カバー部材を有する工具マガジンと、前記ワークテーブルを前記主軸に対して移動させる移動手段と、前記移動手段によって前記ワークテーブル及び前記工具マガジンの移動に連動して、前記第一カバー部材と前記第二カバー部材とが離れる方向に作動させて前記工具マガジンの前記工具収容部を開状態とするカバー作動手段と、を備えた工作機械とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具が取り付けられる主軸と、
前記主軸に対向して配置されて被加工物が固定されるワークテーブルと、
前記ワークテーブルに設けられて、複数の工具が収容される工具収容部、及び当該工具収容部を工具交換時に開状態とする第一カバー部材、及び前記第一カバー部材に対向して設けられた第二カバー部材を有する工具マガジンと、
前記ワークテーブルを前記主軸に対して移動させる移動手段と、
前記移動手段によって前記ワークテーブル及び前記工具マガジンの移動に連動して、前記第一カバー部材と前記第二カバー部材とが離れる方向に作動させて前記工具マガジンの前記工具収容部を開状態とするカバー作動手段と、
を備えたことを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記第一カバー部材及び前記第二カバー部材は、閉状態に付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動工具交換装置等が組み込まれ、工具マガジンを備えた工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＮＣ複合工作機械等は、無人運転で効率良く加工を進めて行くことが求められ、そのための一つとして自動工具交換装置を組み込んだものが一般的となっている。
【０００３】
このような自動工具交換装置が組み込まれた工作機械の工具マガジンには、加工中に供給される切削油などの加工液や、生成する切り屑などが入り込んで工具交換の不具合や加工精度の低下を引き起こすような不具合を生じないことが求められる。
【０００４】
このため、加工中に加工領域に供給される加工液や、加工によって生成する切り屑から工具マガジン内の工具を保護する技術として、特許文献１に開示されたような自動工具交換装置が提案されている。
【０００５】
この特許文献１に開示の工具交換装置では、砥石車をそれぞれ保持する複数のツールハンドを備えたツールマガジンの周囲をマガジンカバーにて囲繞し、これにより砥石車を保護するマガジンカバーの一部に、工具交換位置に対応した工具交換窓を開設している。
【０００６】
一方、ツールマガジンにおけるツールハンドの配設箇所の一つに開閉シャッタを設け、ツールマガジンが工具非交換位置に回転停止している時、開閉シャッタがマガジンカバーの工具交換窓を閉止している。
【０００７】
これにより、開閉シャッタの開閉のための独立した開閉機構や装置を用いずとも、ツールマガジンの基本動作である回転運動に連動して開閉シャッタを開閉させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−１４８３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特開２０１２−１４８３２のような自動工具交換装置は、ツールハンド及び開閉シャッタを動作させるために、回転駆動手段を設けているため、高コスト化を招くほか、エネルギーの消費、ランニングコストの問題がある。
【００１０】
本発明は、比較的簡単な構成で、工具の交換性に優れた工作機械を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の工作機械は、工具が取り付けられる主軸と、前記主軸に対向して配置されて被加工物が固定されるワークテーブルと、前記ワークテーブルに設けられて、複数の工具が収容される工具収容部、及び当該工具収容部を工具交換時に開状態とする第一カバー部材、及び前記第一カバー部材に対向して設けられた第二カバー部材を有する工具マガジンと、前記ワークテーブルを前記主軸に対して移動させる移動手段と、前記移動手段によって前記ワークテーブル及び前記工具マガジンの移動に連動して、前記第一カバー部材と前記第二カバー部材とが離れる方向に作動させて前記工具マガジンの前記工具収容部を開状態とするカバー作動手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、比較的簡単な構成で信頼性の高い切削工具の自動交換が可能な加工装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１に係る工作機械（加工装置）の斜視図。
【図２】図１の側面図。
【図３】図１の斜視図であって、工具マガジンの開状態を示す図。
【図４】図３の側面図。
【図５】図４の要部拡大図。
【図６】本発明の実施形態１に係る工具マガジンの上面図。
【図７】図１の斜視図であって、工具マガジンの開状態を示す図。
【図８】図７の状態から工具を取り付ける状態を示す斜視図。
【図９】図８の状態から工具を取り付けて退避した状態を示す斜視図。
【図１０】図９の状態から工具マガジンを閉状態とした図。
【図１１】本発明の実施形態２に係る工作機械の工具マガジンを示す斜視図。
【図１２】図１１の側面図。
【図１３】図１１に示す工具マガジンを開状態とした側面図。
【図１４】本発明の実施形態３に係る工作機械の工具マガジンを示す斜視図。
【図１５】図１４の工具マガジンを開状態とする途中状態を示す斜視図。
【図１６】図１４の状態から工具マガジンを開状態とした斜視図。
【図１７】本発明の実施形態４に係る工作機械の工具マガジンを示す斜視図。
【図１８】図１７の工具マガジンを開状態とする途中状態を示す斜視図。
【図１９】図１８の状態から工具マガジンを開状態とした斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
【００１５】
＜実施形態１＞
図１、図２、図６に本発明の実施形態における加工装置を示す。図１、図２において、基台１０にＹ軸テーブル１４が設けられ、不図示のＹ軸駆動機構によりＹ軸方向に移動可能な状態になっている。
【００１６】
Ｙ軸テーブル１４には、ワーク取り付けテーブル（Ｘ軸テーブル）１６が設けられ、不図示のＸ軸駆動機構によりＸ軸方向に移動可能な状態になっている。ワーク取り付けテーブル１６には、加工対象ワークが着脱自在に取り付けられると共に、工具マガジン２０が設けられ、その周囲を可動カバーで覆っている。
【００１７】
可動カバーは、第一カバー部材２２と第二カバー部材２４で構成され、第一カバー部材にはカバー開閉部材２６が設けられている。可動カバー内部には、付勢手段として弾性部材２８が設けられ、付勢力により可動カバーを閉じ状態にしている。
【００１８】
第一カバー部材２２と第２カバー部材２４は歯車機構２９で連結されており、互いが
連動して動作する状態になっている。
【００１９】
基台１０にはコラム１２が固定されており、コラム１２にはＺ軸スライダ１８が設けられ、不図示のＺ軸駆動機構によりＺ軸方向に移動可能な状態になっている。
【００２０】
Ｚ軸スライダ１８には主軸３０が設けられ、主軸３０の先端部は、切削工具３４を取り付ける工具ホルダー３２を着脱可能な状態になっている。
【００２１】
Ｚ軸スライダ１８の近傍には、接触部材４０が設けられている。
【００２２】
次に工具マガジンへの工具ホルダーの設置方法を説明する。
【００２３】
図１、図２に示すように、加工装置が工具ホルダー設置位置への移動指令を受けると、Ｚ軸スライダ１８が不図示のＺ軸駆動手段により、予め定められた位置に位置決めされる。
【００２４】
次に、加工装置は図１、図２に示す状態から、図３、図４、図５に示すように、予め定められた工具ホルダー３２を工具マガジン２０に設置し易い位置に、工具マガジン２０がＸＹ軸方向に移動され位置決めされる。
【００２５】
工具マガジン２０移動は、ワーク取り付けテーブル１６をＸ軸駆動機構によりＸ軸方向に移動させると共に、Ｙ軸テーブル１４をＹ軸駆動機構によりＹ軸方向に移動させることにより行われる。
【００２６】
この時、可動カバーの第一カバー部材２２に設けられたカバー開閉部材２６が、フック形状の接触部材４０に接触し、工具マガジン２０の内部に設けられた弾性部材２８の不勢力を上回るＹ軸駆動機構の駆動力により、可動カバーの第一カバー部材２２が、閉じ状態から開き状態になる。
【００２７】
また、第一カバー部材２２と第二カバー部材２４は歯車機構２９により連動可能な状態となっており、第一カバー部材２２が閉じ状態から開き状態になるのに伴って、第二カバー部材２４も閉じ状態から開き状態になる。第二カバー部材２４の開き方向は、第一カバー部材２２の開き方向と対向する方向になっている。
【００２８】
図３に示すように、第一カバー部材２２と第二カバー部材２４が対向する方向に開くことにより、開口部がより広くなり、人による工具マガジン２０への工具ホルダー３２の設置が容易となる。開口部が広くなることは視認性が向上し、正確な作業に繋がるので、設置ミスによる工具交換の失敗の防止にもなる。
【００２９】
次に、図１、図２、図４〜図１０を用いて、自動工具交換方法を説明する。
【００３０】
加工装置が切削工具３４を取り付けた工具ホルダー３２を掴む指示を受けると、Ｚ軸スライダ１８が不図示のＺ軸駆動手段により、予め定められた位置に位置決めされる。
【００３１】
次に、加工装置は図１、図２に示す状態から、図４、図７に示すように、工具マガジン２０に収納された切削工具３４を取り付けた工具ホルダー３２と、主軸３０の中心軸が同軸となるように、工具マガジン２０がＸＹ軸方向に移動され位置決めされる。
【００３２】
工具マガジン２０に収納された切削工具３４を取り付けた工具ホルダー３２の移動は、ワーク取り付けテーブル１６をＸ軸駆動機構によりＸ軸方向に移動させると共に、Ｙ軸テーブル１４をＹ軸駆動機構によりＹ軸方向に移動させることにより行われる。
【００３３】
この時、可動カバーの第一カバー部材２２に設けられたカバー開閉部材２６が、フック形状の接触部材４０に接触し、工具マガジン２０の内部に設けられた弾性部材２８の不勢力を上回るＹ軸駆動機構の駆動力により、可動カバーの第一カバー部材２２が、閉じ状態から開き状態になる。
【００３４】
第一カバー部材２２が閉じ状態から開き状態になるのに伴って、第二カバー部材２４も歯車機構２９により閉じ状態から開き状態になる。第二カバー部材２４の開き方向は、第一カバー部材２２の開き方向と対向する方向になっている。すなわち、第二カバー部材２４は、第一カバー部材２２から遠ざかる方向（退避する方向）に回動し、第一カバー部材２２と第二カバー部材２４とが互いに遠ざかる方向に移動することにより、工具マガジン２０を全開状態とする。
【００３５】
使用される駆動手段は、加工対象ワークを所望の形状に加工するために、最低限必要な駆動手段であり、可動カバーの開閉のために、駆動手段は設けていない。
【００３６】
ＸＹ軸の位置決めが完了した後に、Ｚ軸スライダ１８が図８の位置まで降下する。Ｚ軸スライダ１８は、Ｚ軸駆動機構のよってＺ軸方向に移動させることにより行われる。
【００３７】
Ｚ軸スライダ１８の降下に伴い、工具マガジン２０に収納された切削工具２２が取り付けられた工具ホルダー３２が、主軸３０の工具ホルダー３２の把持部に挿入される。
【００３８】
主軸３０が、切削工具３４が取り付けられた工具ホルダー３２を把持し、Ｚ軸スライダ１８が図９の位置に上昇する。
【００３９】
図１０に示すように、工具マガジン２０がＸＹ軸方向に移動され、予め定められた位置に位置決めされる。工具マガジン２０の移動は、ワーク取り付けテーブル１６をＸ軸駆動機構によりＸ軸方向に移動させると共に、Ｙ軸テーブル１４をＹ軸駆動機構によりＹ軸方向に移動させることにより行われる。
【００４０】
この時、第一カバー部材２２のカバー開閉部材２６が、接触部材４０に接触した状態から離れ、工具マガジン２０の内部に設けられた弾性部材２８の不勢力により、可動カバーが、開き状態から閉じ状態になる。
【００４１】
＜実施形態２＞
図１１、図１２、図１３を用いて、実施形態２の説明を行う。実施携帯２はカム機構
により第一カバー部材２２と第二カバー部材２４を連動させ、開き状態にする例である。
【００４２】
図１１、図１２に示すように、ワーク取り付けテーブル１６には、加工対象ワークが着脱自在に取り付けられると共に、工具マガジンが設けられ、その周囲を可動カバーが覆っている。
【００４３】
可動カバーは、第一カバー部材５２と第二カバー部材５４で構成され、第一カバー部材に５２はカバー開閉部材２６が設けられている。
【００４４】
可動カバー内部には、弾性部材２８と５８が設けられ、不勢力により弾性部材２８は第一カバー部材５２を閉じ状態にし、弾性部材５８は第二カバー部材５２を閉じ状態にしている。
【００４５】
第一カバー部材２２と第２カバー部材２４はカム機構５６で連結されており、互いが
連動して動作する状態になっている。
【００４６】
図１３に示すように、可動カバーが閉じ状態から、開き状態になる場合は、実施形
態１と同様に、カバー開閉部材２６が接触部材４０に接触することにより行われる。
【００４７】
開き状態から閉じ状態になる場合は、弾性部材２８と５８の不勢力により行われる。
【００４８】
＜実施形態３＞
図１４、図１５、図１６を用いて、実施形態３の説明を行う。実施携帯３は、第一
カバー部材と第二カバー部材が連動しない例であり、第二カバー部材の開きは人の手によって行う。
【００４９】
図１４、図１５に示すように、ワーク取り付けテーブル１６には、加工対象ワークが着脱自在に取り付けられると共に、工具マガジンが設けられ、その周囲を可動カバーが覆っている。
【００５０】
可動カバーは、第一カバー部材６２と第二カバー部材６４で構成され、第一カバー部材に６２はカバー開閉部材２６が設けられている。可動カバー内部には、弾性部材２８が設けられ、不勢力により第一カバー部材５２を閉じ状態にしている。
【００５１】
第二カバー部材５２には弾性部材７０が設けられ、不勢力により第二カバー部材を閉じ状態にしている。
【００５２】
図１６に示すように、可動カバーが閉じ状態から、開き状態になる場合は、実施形
態１と同様に、カバー開閉部材２６が接触部材４０に接触することにより行われる。
【００５３】
この時、カバー開閉部材６２は閉じ状態のままであるので、人の手により、弾性部材７０の不勢力を上回る力を作用させることにより、カバー開閉部材６４を開き状態にし、工具マガジンへ工具ホルダー３２を設置する。
【００５４】
開き状態から閉じ状態になる場合は、弾性部材６４と７０の不勢力により行われる。
【００５５】
＜実施形態４＞
図１７、図１８、図１９を用いて、実施形態４の説明を行う。実施携帯４は、第一
カバー部材と第二カバー部材が連動しない例であり、第二カバー部材の開きは人の手によって行う。
【００５６】
図１７、図１８に示すように、ワーク取り付けテーブル１６には、加工対象ワークが着脱自在に取り付けられると共に、工具マガジンが設けられ、その周囲を可動カバーが覆っている。
【００５７】
可動カバーは、第一カバー部材７２と第二カバー部材７４で構成され、第一カバー部材に７２はカバー開閉部材２６が設けられている。可動カバー内部には、弾性部材２８が設けられ、不勢力により第一カバー部材７２を閉じ状態にしている。
【００５８】
第二カバー部材５２は、板ばねのような不勢力を有し、第二カバー部材２６の不勢力により閉じ状態にしている。
【００５９】
図１９に示すように、可動カバーが閉じ状態から、開き状態になる場合は、実施形
態１と同様に、カバー開閉部材２６が接触部材４０に接触することにより行われる。
【００６０】
この時、第二カバー部材７４は閉じ状態のままであるので、人の手により、第二カバー部材の不勢力を上回る力を作用させることにより、カバー開閉部材７４を開き状態にし、工具マガジンへ工具ホルダー３２を設置する。
【００６１】
開き状態から閉じ状態になる場合は、弾性部材２８と第二カバー部材７４の不勢力により行われる。
【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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【図１１】
2017047483.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2017047483.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2017047483.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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