(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の主軸装置に装着される複数の工具を保持し、前記主軸装置との間で工具交換アームを介して工具の供給および収納を行う工具マガジン装置であって、
工具を着脱自在に保持する複数の工具ポットと、
所定の円周上に配置され、前記工具ポットを移動自在に保持する案内レールと、
前記工具ポットが前記案内レールに沿った方向で係止する前記案内レールの周方向に沿って等間隔に形成された係止部を有し、前記円周の中心を通る回転軸を中心に回動可能に設けられた回転体と、
前記複数の工具ポットのうち一の工具ポットを保持可能で、前記案内レールの一部を構成する可動レール部材と、
前記案内レールの前記可動レール部材が配設される可動レール配設位置に嵌合可能な代替レール部材と、
前記可動レール部材を、前記可動レール配設位置と、前記工具交換アームによる工具交換位置とは異なる前記案内レールの外周に位置する工具ポット取出位置との間で移動させ、かつ、当該可動レール部材の移動に連動させて前記代替レール部材を前記可動レール配設位置に移動させ、前記可動レール部材に保持された工具ポットを案内レールと前記工具ポット取出位置との間で移動させる工具ポット取出手段と、
前記工具ポット取出位置と、手動で工具ポットの工具を交換するための手動工具交換位置との間で前記工具ポットを搬送する工具ポット搬送手段と
を有し、
前記工具ポット取出手段および工具ポット搬送手段は、
前記可動レール部材が所定の位置に固定された搬送部材と、
前記搬送部材を搬送方向に移動自在に保持するレール部を有し、所定の旋回軸を中心に旋回可能で、かつ前記代替レール部材が所定の位置に固定された搬送レール部材と、
前記搬送部材を前記レール部に沿って移動させる駆動手段と、
前記搬送レールを旋回させる旋回手段と
を有し、
前記搬送レールの旋回動作により、当該搬送レールの一端部に位置する前記搬送部材に固定された可動レール部材を前記案内レールと工具ポット取出位置との間で移動させ、前記可動レール部材の移動に連動させて前記代替レール部材を前記可動レール配設位置に移動させ、前記搬送レールの前記一端部と搬送レールの他端部に位置する手動工具交換位置との間で前記搬送部材を搬送する
工具マガジン装置。
【請求項２】
前記手動工具交換位置は、前記搬送レールの前記一端部よりも下方に位置する
請求項１に記載の工具マガジン装置。
【請求項３】
前記手動工具交換位置は、前記工作機械の前記主軸とは反対側に位置する
請求項１又は２に記載の工具マガジン装置。
【請求項４】
前記可動レール部材に保持された工具ポットと係合して当該工具ポットが当該可動レール部材から抜け落ちるのを防ぐ抜け落ち防止手段を有する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の工具マガジン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、マシニングセンタ等の工作機械に内蔵または付設され、工作機械に対して工具を供給し、工作機械から取り外された工具を収納する工具マガジン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動工具交換装置における複数の工具をストックする工具マガジン装置としては、たとえば、工具を着脱自在に保持する複数の工具ポットが所定の回転軸を中心として回転する回転体の周方向に等間隔に固定された構成のものが知られている。
このタイプの工具マガジン装置と工作機械の主軸装置との間での工具の交換動作は、たとえば、工具マガジン装置と工作機械の主軸装置との間に工具交換アームを設け、指定された工具を保持する工具ポットを工具交換アームの把持可能な工具交換位置まで移動させ、指定された工具を工具交換アームの一方の把持部で把持し、工具交換アームを直動および旋回させて主軸装置に指定された工具を運ぶ。この動作と重複して、主軸装置に装着されていた工具は工具交換アームの他方の把持部で把持され上記の工具交換位置に運ばれ、工具ポットに装着される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の工具マガジン装置では、主軸装置に装着された工具を新たに交換される工具を保持していた工具ポットに直接入れ替えるため、各工具がいずれの工具ポットに収納されているかを加工シーケンスにしたがって電気的に記憶管理する必要があり、管理が複雑となり、主軸装置へ装着する工具を間違える等のミスが発生しやすいとういう不利益がある。
上記のような不利益を解消するためには、常に各工具ポットに特定の工具を収納する固定番地方式とよばれる構成とする必要がある。
【０００４】
従来においては、工具マガジン装置を各工具ポットに特定の工具を収納する固定番地方式とするためには、たとえば、複数の工具ポットの外周位置に工具を取り出すための中間ポットを設け、この中間ポットに工具ポットから工具を取り出し、工具交換アームによって把持して主軸装置に装着する構成とする必要がある。
すなわち、交換位置まで移動された指定された工具を保持する工具ポットと中間ポットとの間で移し替え、中間ポットに保持された工具と主軸装置に装着された工具を工具交換アームによって交換し、この交換動作中に主軸装置に装着されていた工具を収納すべき空きの工具ポットを交換位置に移動し、中間ポットに保持された主軸装置に装着されていた工具を上記の空きの工具ポットに移し替えることにより、常に工具ポットに特定の工具を収納することができる。
しかしながら、上記構成の工具マガジン装置では、工具ポットは回転体に固定されているため、工具ポットと中間ポットとの間に工具交換装置を設けなければならず、装置が高価になるというの不利益が存在し、また、工具ポットと中間ポットとの間の工具の移し替え作業に時間がかかり、工具マガジン装置と主軸装置との間での工具交換時間を短縮するのが難しいという不利益が存在する。
【０００５】
一方、上記のような回転体に工具ポットが固定された構成の工具マガジン装置では、各工具ポットに保持された工具を寿命等により新たな工具に交換したい場合に、回転体に工具ポットが固定されているため、工具ポットに保持された工具を作業者が直接取り外して新たな工具を装着する作業を行う必要があった。このため、工作機械の主軸装置の稼働中に、工具ポットに保持された工具を新たな工具に交換することは危険であり、工作機械を停止させて行う必要があり、工作機械の稼働率を低下させる要因となっていた。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、比較的安価な構成で主軸装置との間で工具交換時間を短縮化できる工具マガジン装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、主軸装置の稼働中においても、容易に工具ポットに保持された工具を新たな工具に交換可能な工具マガジン装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、工作機械の主軸装置に装着される複数の工具を保持し、前記主軸装置との間で工具交換アームを介して工具の供給および収納を行う工具マガジン装置であって、工具を着脱自在に保持する複数の工具ポットと、所定の円周上に配置され、前記工具ポットを移動自在に保持する案内レールと、前記工具ポットが前記案内レールに沿った方向で係止する前記案内レールの周方向に沿って等間隔に形成された係止部を有し、前記円周の中心を通る回転軸を中心に回動可能に設けられた回転体と、前記複数の工具ポットのうち一の工具ポットを保持可能で、前記案内レールの一部を構成する可動レール部材と、前記案内レールの前記可動レール部材が配設される可動レール配設位置に嵌合可能な代替レール部材と、前記可動レール部材を、前記可動レール配設位置と、前記工具交換アームによる工具交換位置とは異なる前記案内レールの外周に位置する工具ポット取出位置との間で移動させ、かつ、当該可動レール部材の移動に連動させて前記代替レール部材を前記可動レール配設位置に移動させ、前記可動レール部材に保持された工具ポットを案内レールと前記工具ポット取出位置との間で移動させる工具ポット取出手段と、前記工具ポット取出位置と、手動で工具ポットの工具を交換するための手動工具交換位置との間で前記工具ポットを搬送する工具ポット搬送手段とを有し、前記工具ポット取出手段および工具ポット搬送手段は、前記可動レール部材が所定の位置に固定された搬送部材と、前記搬送部材を搬送方向に移動自在に保持するレール部を有し、所定の旋回軸を中心に旋回可能で、かつ前記代替レール部材が所定の位置に固定された搬送レール部材と、前記搬送部材を前記レール部に沿って移動させる駆動手段と、前記搬送レールを旋回させる旋回手段とを有し、前記搬送レールの旋回動作により、当該搬送レールの一端部に位置する前記搬送部材に固定された可動レール部材を前記案内レールと工具ポット取出位置との間で移動させ、前記可動レール部材の移動に連動させて前記代替レール部材を前記可動レール配設位置に移動させ、前記搬送レールの前記一端部と搬送レールの他端部に位置する手動工具交換位置との間で前記搬送部材を搬送する。
【００１３】
本発明では、可動レール部材が工具ポット取出手段によって、工具交換アームによる工具交換位置とは異なる取出位置に移動されると、可動レール部材上の工具ポットも取出位置に取り出される。
案内レール上の工具ポットに保持された工具を直接新たな工具に交換するのではなく、取出位置に取り出された工具ポットに対して手動で行うことができる。
また、代替レール部材は、可動レール部材に代わって案内レールに嵌合するので、工具交換アームによる主軸装置との間の自動工具交換作業を妨げることなく、また、主軸装置の可動中でも、手動で工具ポットに対して工具交換を行うことができる。
【００１４】
好適には、前記手動工具交換位置は、前記搬送レールの前記一端部よりも下方に位置する。
【００１５】
好適には、前記手動工具交換位置は、前記工作機械の前記主軸とは反対側に位置する。
【００１６】
前記可動レール部材に保持された工具ポットと係合して当該工具ポットが当該可動レール部材から抜け落ちるのを防ぐ抜け落ち防止手段を有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態に係る工具マガジン装置の構成を示す正面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線方向の断面図である。
図１および図２に示す工具マガジン装置１は、たとえば、マシニングセンタ装置に適用される。
工具マガジン装置１は、図示しないマシニングセンタ装置の主軸３０１の上方位置に設けられ、主軸３０１と工具マガジン装置１との間には、回転軸２０２を中心に旋回動作および回転軸２０２に沿って直動動作する工具交換アーム２０１が設けられている。
工具交換アーム２０１の両端部は、工具Ｔを把持するための把持部２０３がそれぞれ具備している。工具交換アーム２０１は工具マガジン装置１の工具交換位置ＰT に移動された工具Ｔを把持可能な位置に設けられている。
また、主軸３０１は、工具交換の際には、工具交換アーム２０１の把持部２０３が把持可能な位置まで移動される。
【００１８】
図１および図２において、工具マガジン装置１は、フレームＦＬに水平方向に向けて保持された駆動モータ１２の出力軸１３に保持された回転円板１１と、回転円板１１の外周に設けられた案内レール３１と、案内レール３１に保持された工具ポット２１と、工具ポット移動機構部５１とを有する。
【００１９】
駆動モータ１２は、固定部材１６および１７によってフレームＦＬに固定されており、出力軸１５が連結部材１５によって回転円板１１に連結されている。
回転円板１１は、外周に環状部１２が形成され、この環状部１２に後述する工具ポット２１に設けられた被係止部材２２が係止する凹状の係止溝部Ｋ0 〜Ｋ19が周方向に沿って等間隔に形成されている。なお、回転円板１１に形成された４つの円形孔Ｈは、回転円板１１の慣性を小さくするために形成されている。
【００２０】
案内レール３１は、回転円板１１の外周の駆動モータ１２の出力軸１３を中心とする円周上に設けられており、複数の支持部材３２によってフレームＦＬに対して固定されている。
また、案内レール３１は、半径方向に所定の幅を有しており、外周面および内周面は、Ｒ形状の曲面あるいは斜面に形成されている。
【００２１】
図３〜図５は、工具ポット２１の構造の一例を示す図であって、図３は正面図であり、図４は図３のＤ−Ｄ線方向の断面図であり、図５は背面図である。
図３〜図５において、工具ポット２１は、保持部材２４と、被係止部材２２と、ローラ部材２３とを有している。
保持部材２４には、工具Ｔの後端部が挿入される挿入穴２４ａが形成されており、挿入穴２４ａの開口部側は、工具Ｔのテーパシャンク部Ｔｓが嵌合するテーパ面２４ｂとなっており、また、保持部材２４の挿入穴２４ａと連通して、工具Ｔの後端に設けられた係止部Ｔａが挿入される挿入穴２４ｃが挿入穴２４ａの直径よりも小さい直径で同心上に形成されている。
また、保持部材２４の挿入穴２４ａの開口部には、工具Ｔに形成された溝と係合するキー２９が固定されており、挿入穴２４ａに嵌合挿入された工具Ｔの回転位置を規定する役割を果たしている。
【００２２】
さらに、保持部材２４には、挿入穴２４ｃと直交する方向に四方から挿入穴２４ｃと連通する貫通孔２４ｄが形成されている。
貫通孔２４ｄ内には、たとえば、鋼球からなボール部材３０が挿入され、ボール部材３０は、貫通孔２４ｄ内を移動自在となっており、貫通孔２４ｄの挿入穴２４ｃとの連通部からボール部材３０の一部が挿入穴２４ｃ側に突出する位置で係止される。
貫通孔２４ｄの開口部側の内周面には、所定の深さでねじ部が形成されており、このねじ部にネジ部材２７が螺合されている。
ネジ部材２７とボール部材３０との間には、ボール部材３０を挿入穴２４ｃ側に付勢するバネ部材２８が設けられており、ボール部材３０は工具Ｔの係止部Ｔａに係止し、工具Ｔに所定の軸方向が印加されないと工具Ｔが挿入穴２４ａから脱落しないようになっている。
【００２３】
保持部材２４の工具Ｔの挿入される側と反対の側面の４ヵ所には、上記した案内レール３１に嵌まるローラ部材２３が支持軸２６によって回転自在に保持されている。
ローラ部材２３は、外周面２３ａが案内レール３１の外周面および内周面と嵌合するように、斜面からなる凹状に形成されている。
図３に示すように、案内レール３１は、互いに対向する各ローラ部材２３によって挟まれており、各ローラ部材２３の外周面２３ａは案内レール３１の内周および外周に嵌まっている。
これによって、工具ポット２１は案内レール３１から脱落しないで、案内レール３１に移動自在に保持される。
【００２４】
保持部材２４の案内レール３１の内周側に向かう面には、ブロック状の被係止部材２２がボルト部材によって固定されている。被係止部材２２は、上記の回転円板１１の環状部１２の外周に形成された係止溝部Ｋ0 〜Ｋ19に嵌合する。
【００２５】
工具ポット移動機構部５１は、可動レール部材５２と、代替レール部材５３と、移動部材５４と、駆動機構部６１と、案内板８０とを有する。
移動部材５４は、フレームＦＬに鉛直方向に沿って設けられたレール部材５６に保持器５５を介して移動自在に保持されており、移動部材５４の前方に突き出した所定の距離離間した２つの突出部５４ａおよび５４ｂに、それぞれ可動レール部材５２と代替レール部材５３とが固着されている。
また、移動部材５４の下端部には、たとえば、樹脂材料等の衝撃を吸収する材料から形成された当接部材５４ｃが設けられており、当接部材５４ｃに対向するフレームＦＬ上には、当接部材５４ｃが当接するストッパ部材５７が設けられている。
さらに、移動部材５４の上端部には、樹脂材料等の衝撃を吸収する材料から形成された当接部材５４ｆが設けられており、当接部材５４ｆに対向する固定部材１６上に当接部材５４ｆに当接するピン状のストッパ部材５８が設けられている。
【００２６】
可動レール部材５２は、断面形状が上記の案内レール３１の断面形状と同一に形成されており、案内レール３１の一部を構成している。
可動レール部材５２のレール方向の幅は、図３に示した工具ポット２１の幅Ｗと略同一に形成されている。
代替レール部材５３は、可動レール部材５２と同一の形状に形成されている。
案内板８０は、移動部材５４の移動方向に沿ってフレームＦＬに固定部材８１を介して固定されており、可動レール部材５２に乗った工具ポット３１を両側から挟むように２枚の案内板８０が工具ポット３１の幅よりも若干広い幅で対向離間して設けられている。
【００２７】
駆動機構部６１は、リンク部材７０と、油圧シリンダ６６とを有している。
リンク部材７０は、一端が移動部材５４の後部側に突出した連結部に形成された長孔５４ｅに連結軸７３を介して回動自在にかつ長孔５４ｅの形成方向に移動自在に連結されており、他端がフレームＦＬに固定された固定部材７１に連結軸７２を介して回動自在に連結されている。
【００２８】
油圧シリンダ６６は、油圧によって伸縮するピストンロッド６７を内蔵しており、ピストンロッド６７の先端には、連結部材６８が固定されており、連結部材６８は、上記のリンク部材７０の中途部に連結軸６９を介して回動自在に連結されている。
【００２９】
上記構成の駆動機構部６１では、油圧シリンダ６６のピストンロッド６７が縮むと、リンク部材７０が連結軸７２を中心に矢印Ｒ１の向きに旋回する。
リンク部材７０が旋回すると、移動部材５４は、鉛直下方に移動し、移動部材５４の当接部材５４ｃはストッパ部材５７に当接して停止する。このとき、可動部材５２に乗った工具ポット２１は、工具交換位置ＰT に移動する。
このとき、代替レール部材５３が案内レール３１の一部に嵌合した状態となる。
【００３０】
油圧シリンダ６６のピストンロッド６７が伸びると、リンク部材７０が連結軸７２を中心に矢印Ｒ２の向きに旋回し、移動部材５４が鉛直上方に向かって移動し、移動部材５４の当接部材５４ｆはストッパ部材５８に当接し移動部材５４は停止する。
このとき、可動レール部材５２が案内レール３１の一部に嵌合した状態となる。
【００３１】
次に、上記構成の工具マガジン装置１と主軸３０１との間における、工具交換アームによる工具Ｔの自動交換動作の一例について説明する。
図１に示したように、工具マガジン装置１には、１９個の工具ポット２１が案内レール３１に保持されており、各工具ポット２１の被係止部材２２は、回転円板１１に形成された各係止溝部Ｋ1 〜Ｋ19に嵌合して係止している。なお、係止溝部係止溝部Ｋ0 には、工具ポット２１は係止していない。
各工具ポット２１には、回転円板１１の各係止溝部Ｋ1 〜Ｋ19に対応した特定種類の工具Ｔがそれぞれ保持されている。
【００３２】
この状態で、係止溝部Ｋ10に係止している工具ポット２１に保持された工具Ｔを主軸３０１に装着させる動作を開始する。なお、主軸３０１には工具Ｔは装着されていない。
油圧シリンダ６６のピストンロッド６７が縮むと、移動部材５４が下方に移動し、可動レール部材５２に乗っている回転円板１１の係止溝部Ｋ10に係止している工具ポット２１は、図６に示すように、案内レール３１上の工具ポット取出位置Ｐｄから工具待機位置ＰT まで可動レール部材５２に乗って移動する。
【００３３】
このとき、可動レール部材５２に乗っている工具ポット２１は、２枚の案内板８０に挟まれた状態で移動方向に案内されるため、工具ポット２１が可動レール部材５２から脱落することはない。
【００３４】
この動作に連動して、案内レール３１の可動レール部材５２があった位置には、代替レール部材５３が嵌合する。
これにより、可動レール部材５２が案内レール３１の外周に移動しても、案内レール３１上を残りの工具ポット２１は、移動することができる。
【００３５】
工具交換位置ＰT に移動された工具ポット２１に保持された工具Ｔは、アーム駆動部２０５による駆動によって工具交換アーム２０１が旋回することによって、工具交換アーム２０１の把持部２０３に把持される。
工具交換アーム２０１は、上記の旋回動作に一部重複して、前方に直動を開始し、把持部２０３に把持され工具Ｔを工具ポット２１を抜き取る。
この抜き取り動作に一部重複して、工具交換アーム２０１は再び旋回し、工具交換アーム２０１に把持された工具Ｔは、主軸３０１の軸心上まで運ばれる。
この旋回動作に一部重複して、工具交換アーム２０１は後方に直動を開始し、工具Ｔは主軸３０１に挿入される。
【００３６】
一方、上記の工具交換アーム２０１による工具Ｔの主軸３０１への装着動作に重複して、工具マガジン装置１の回転円板１１は所定の向きに回転され、工具ポット２１が存在しない係止溝部Ｋ0 が案内レール３１の代替レール部材５３と対向する位置に移動する。
【００３７】
この状態で、油圧シリンダ６６の駆動によって、可動レール部材５２が案内レール３１上に戻どり、工具交換位置ＰT に移動していた空の工具ポット２１の被係止部材２２は係止溝部Ｋ0 に嵌合係止する。
この状態では、係止溝部Ｋ10の位置には、工具ポット21が存在しない。
【００３８】
次に、係止溝部Ｋ10の位置にあった工具Ｔに代えて、例えば、係止溝部Ｋ8 の位置にある工具Ｔに交換する。
まず、回転円板１１を回転させて、係止溝部Ｋ8 の位置にある工具ポット２１を工具ポット取出位置Ｐｄまで移動させ、油圧シリンダ６６を駆動して、この工具ポット２１を工具交換位置ＰT に移動させる。
【００３９】
工具交換アーム２０１は、主軸装置３０１に装着されていた係止溝部Ｋ10の位置にあった工具Ｔと工具交換位置ＰT にある工具ポット２１に保持されている工具Ｔを両方の把持部２０３で把持し、それぞれの工具Ｔを主軸装置３０１および工具ポット２１から抜き取り、回転円板１１の係止溝部Ｋ10の位置にあった工具Ｔを工具交換位置ＰT にある工具ポット２１に装着し、工具交換位置ＰT にある工具ポット２１に保持されて工具Ｔを主軸３０１に装着する。
【００４０】
この工具交換アーム２０１の動作に重複して、工具ポット２１が存在しない回転円板１１の係止溝部Ｋ10が工具取出位置ＰT まで移動している。
工具交換位置ＰT にある工具ポット２１は、油圧シリンダ６６の駆動によって、工具取出位置ＰT に戻され、回転円板１１の係止溝部Ｋ10の位置にあった工具Ｔは、元の係止溝部Ｋ10に戻されることになる。
このとき、回転円板１１の係止溝部Ｋ10の位置に移動された工具ポット２１は、元々係止溝部Ｋ8 の位置にあった工具ポット２１である。
【００４１】
本実施形態に係る工具マガジン装置１では、工具ポット２１は各係止溝部Ｋ0 〜19の間で移動するが、工具Ｔは常に対応する係止溝部Ｋ0 〜19の位置に保持され、固定番地式の工具マガジン装置が実現される。
【００４２】
以上のように、本実施形態に係る工具マガジン装置１では、固定番地式の工具マガジン装置において、中間ポットを設けることなしに、工具Ｔの自動交換を行うことができ、工具Ｔを直接工具交換アーム２０１によって交換することができる。
この結果、自動工具交換に要する時間を短縮化できるとともに、装置の構成を簡素化でき、コストを抑制することができる。
さらに、本実施形態に係る工具マガジン装置１では、可動レール部材５２が案内レール３１の外周に移動しても、代替レール部材５３が案内レール３１に嵌まるため、工具交換アーム２０１の工具交換動作中に新たな工具Ｔを工具取出位置Ｐｄに移動でき、工具交換に要する時間をさらに短縮化できる。
また、本実施形態に係る工具マガジン装置１では、工具ポット２１は、案内レール３１にローラ部材２３を介して保持されているため、工具ポット２１の動作がスムーズであり、工具ポット２１の移動による振動の発生を抑制することができる。
このため、主軸３０１に装着された工具Ｔによって加工している最中に工具ポット２１を移動しても、主軸３０１への振動の影響を最小限に抑えることができる。
【００４３】
第２の実施形態
図７は、本発明の第２の実施形態に係る工具マガジン装置をマシニングセンタに適用した側面図であり、図８は上面図であり、図９は本実施形態に係る工具マガジン装置の要部を示す正面図である。なお、図７〜図９において、第１の実施形態と同一構成部分は同一の符号をもって示している。
図７〜図９において、本実施形態に係る工具マガジン装置４０１はマシニングセンタ３０２上に設けられ、マシニングセンタ３０２の水平方向に沿って配設された主軸３０１と工具マガジン装置４０１との間に、工具交換アーム２０１が配設されている。
【００４４】
本実施形態に係る工具マガジン装置４０１は、たとえば、上述した第１の実施形態に係る工具マガジン装置１の構成に、さらに工具を手動で交換可能な手動工具交換部４１１を備えた構成となっている。
手動工具交換部４１１は、図１に示した工具マガジン装置の工具取出位置ＰH に対して設けられる。
【００４５】
手動工具交換部４１１は、可動レール部材４５１と、代替レール部材４６１と、搬送部材４１２と、搬送レール４２１とを有する。
搬送レール４２１は、図７に示すように、工具マガジン装置４０１からマシニングセンタ３０２の背後に沿って設けられており、保持部材４２４に固定されている。
【００４６】
保持部材４２４は、マシニングセンタ３０２の背後に固定された支持部材４２５および４２６の先端に回転自在に鉛直方向に沿って保持された旋回軸４２７に連結部材４２８および４２９によって連結されている。
これにより、搬送レール４２１は旋回軸４２７を中心に旋回可能となっている。
【００４７】
搬送レール４２１の長手方向の両端部には、スプロケット４２２が回動自在に設けられており、このスプロケット４２２にチェーン４７２が巻回されている。チェーン４７２の下側は、搬送レール４２１に沿って形成された図示しない案内部によって保持されている。
【００４８】
搬送レール４２１の側面には、固定フレーム４６３が固定されており、このフレーム４６３に上記チェーン４７２を駆動するチェーン駆動モータ４７１が固定されている。
固定フレーム４６３には、回転軸４７３ａが回転自在に２本設けられており、各回転軸４７３ａにはチェーン４７２と噛合するスプロケット４７３がそれぞれ保持されている。
チェーン駆動モータ４７１の出力軸には、各スプロケット４７３と噛合する歯車４７４が固定されている。
【００４９】
また、固定フレーム４６３には、工具マガジン装置４０１のフレームに水平方向に沿って固定された油圧シリンダ４８１のピストンロッド４８２が連結部材４８３および連結軸４８４を介して回動自在に連結されている。
【００５０】
搬送レール４２１には、搬送レール４２１に沿ってレール部４２１ａが形成されている。レール部４２１ａは、Ｒ形状または斜面形状に形成されている。
搬送部材４１２は、鉛直方向に伸びるローラ保持部４１２ａに、上記搬送レール４２１のレール部４２１ａを上下からそれぞれ挟み込む位置に設けられた４つのローラ部材４１４を回転自在に保持している。
ローラ部材４１４の外周面は、レール部４２１ａに嵌まり合うようにＲ形状または斜面形状に形成されており、これにより、搬送部材４１２は搬送レール４２１から脱落しないようになっている。
搬送部材４１２の下面には、前記チェーン４７２と対向する位置に当該チェーン４７２に係合する係合部材４１３がチェーン４７２に対して先端が突き出すように設けられている。
チェーン４７２が駆動されると、チェーン４７２に係合する係合部材４１３を通じて、搬送部材４１２が搬送レール４２１に沿って搬送される。
【００５１】
搬送部材４１２の上部には、可動レール部材４５１が固定されている。
可動レール部材４５１の工具マガジン装置１側の端部には、工具ポット２１の各ローラ部材２３が嵌合するレール部４５１ａが形成されている。
また、可動レール部材４５１には、貫通孔４５１ｂがレール部４５１ａを貫通するように形成されており、貫通孔４５１ｂに係合ピン４５２を移動自在に保持している。
【００５２】
係合ピン４５２の一端には、係合溝部４５２ａが形成されており、係合溝部４５２ａに回動部材４１８のレバー部４１８ａが回動自在に係合している。
回動部材４１８は、固定フレーム４６３の端部に設けられた連結軸４１７に回動自在に保持されており、互いに異なる半径方向にレバー部４１８ａおよびレバー部４１８ｂが形成されている。連結軸４１７と回動部材４１８との間には、たとえば、スプリングからなる弾性手段が設けられており、この弾性手段によって回動部材４１８は矢印Ｍ２の向きに付勢されている。
【００５３】
回動部材４１８のレバー部４１８ａは、係合ピン４５２の係合溝部４５２ａに嵌合しており、レバー部４１８ｂはフレームＦＬの対向位置に突出するように固定された当接部材４１９に当接可能となっている。
たとえば、図８に示す状態では、当接部材４１９は回動部材４１８のレバー部４１８ｂに弾性手段の付勢力に抗して当接しており、係合ピン４５２の先端は可動レール部材４５１の貫通孔４５１ｂ内に没入した状態にある。
この状態から、搬送レール４２１が旋回して当接部材４１９と回動部材４１８のレバー部４１８ｂとの当接状態が解除されると、回動部材４１８は弾性手段の付勢力による矢印Ｍ２の向きに回動し、これによって係合ピン４５２は可動レール部材４５１の貫通孔４５１ｂからレール部４５１ａの前方に突出する。
係合ピン４５２が可動レール部材４５１のレール部４５１ａが突出すると、レール部４５１ａに乗っている工具ポット２１の背後に形成された係合孔に嵌合し、工具ポット２１がレール方向に脱落しないようになっている。なお、工具ポット２１の背後に形成された係合孔は図示を省略する。
【００５４】
代替レール部材４６１は、可動レール部材４５１のレール部４５１ａと同一形状のレール部４６１ａを有しており、固定フレーム４６３の可動レール部材４５１と水平方向において所定の距離離間した位置に固定されている。
【００５５】
次に、上記構成の工具マガジン装置４０１の手動工具交換部４１１による手動工具交換動作の一例について説明する。
上記構成の工具マガジン装置４０１は、通常は、図８に示した状態にあり、可動レール部材４５１のレール部４５１ａが案内レール３１に嵌まった状態にありる。
この状態で、交換すべき工具Ｔを保持した工具ポット２１を工具取出位置ＰH に移動させる。
次いで、油圧シリンダ４８１を駆動して、ピストンロッド４８２を伸ばすと、搬送レール４２１自体が旋回軸４２７を中心として旋回し、図１０に示すように、代替レール４６１のレール部４６１ａが案内レール３１に嵌まる。
これによって、工具マガジン装置４０１の他の工具ポット２１は、案内レール３１上の任意の位置に移動することができる。
また、可動レール部材４５１に乗った工具ポット２１は、案内レール３１の外周位置に移動する。可動レール部材４５１に乗った工具ポット２１は、可動レール部材４５１に設けられた係合ピン４５２に係合して、可動レール部材４５１のレール部４５１ａから脱落することはない。
【００５６】
次に、チェーン駆動モータ４７１を駆動することにより、工具ポット２１を保持する搬送部材４１２は、搬送レール４２１に沿って搬送され、搬送レール４２１の端部に位置する手動工具交換位置Ｐｘ（図７参照）まで運ばれる。
作業者は、手動工具交換位置Ｐｘに運ばれた工具ポット２１の工具Ｔを新たな工具Ｔに交換する。
【００５７】
手動工具交換位置Ｐｘにある工具ポット２１は、搬送レール４２１に沿って、工具マガジン装置４０１の工具取出位置ＰH に搬送され、油圧シリンダ４８１を駆動してピストンロッド４８２を縮めることにより、可動レール部材４５１は、案内レール３１の一部に嵌まる。
このとき、可動レール部材４５１に設けられた係合ピン４５２は、貫通孔４５１ｂ内に没入し、工具ポット２１との係合が解放される。これにより、新たな工具Ｔに交換された工具ポット２１は案内レール３１上を移動可能となる。
【００５８】
以上のように、本実施形態によれば、工具ポット２１を取り出す工具マガジン装置４０１から取り出すことができるため、安全にかつ、簡単に工具ポット２１の工具Ｔを交換することができる。
また、工具ポット２１を手動工具交換位置Ｐｘに取り出しても、工具マガジン装置４０１を動作させることができるため、マシニングセンタ３０２の稼働中であっても、工具ポット２１の工具交換が可能となる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、比較的安価な構成で主軸装置との間で工具交換時間を短縮化することができる。
また、本発明は、容易に工具ポットを工具マガジン装置から外部に取り出すことができ、主軸装置の稼働中においても、工具ポットに保持された工具を新たな工具に交換可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る工具マガジン装置の構成を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線方向の断面図である。
【図３】工具ポット２１の構造の一例を示す正面図である。
【図４】図３のＤ−Ｄ線方向の断面図であり、
【図５】図３に示す工具ポット２１の背面図である。
【図６】図１に示す工具マガジン装置の動作例を説明するための図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る工具マガジン装置をマシニングセンタに適用した側面図である。
【図８】図７に示す工具マガジン装置の上面図である。
【図９】図７に示す工具マガジン装置の要部を示す正面図である。
【図１０】図７に示す工具マガジン装置の動作例を説明するための図である。
【符号の説明】
１、４０１…工具マガジン装置
１１…回転円板
１２…駆動モータ
１３…出力軸
２１…工具ポット
３１…案内レール
５１…工具ポット移動機構部
４１１…手動工具交換部
Ｔ…工具
【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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