(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具マガジンに収容された工具を外部に取り出して交換する工具交換装置において、
内部の工具受渡位置と外部の工具交換位置との間で移動可能に配設された工具交換台と、
その工具交換台上に設けられ、工具を工具ホルダとともに着脱可能に支持する工具支持部材と、
前記工具ホルダの外周のキー溝と係合して、工具ホルダを工具支持部材上の支持状態にロックするロック部材と、
前記工具交換台の前記工具交換位置からの移動を拘束する移動拘束機構と、
前記ロック部材の係合及び離脱操作と前記移動拘束機構の拘束及び拘束解除操作とをするための操作部材と
を備え、前記操作部材の操作によって、前記ロック部材が工具ホルダのキー溝に係合されるときは前記移動拘束機構による前記工具交換台の前記工具交換位置からの移動拘束を解除し、前記ロック部材が工具ホルダのキー溝に係合されないときは前記移動拘束機構による前記工具交換台の前記工具交換位置からの移動を拘束することを特徴とする工具交換装置。
【請求項２】
前記移動拘束機構は、操作部材の操作に伴って回動される回動部材と、その回動部材に対応配置された拘束板とよりなり、その拘束板には回動部材に係合して工具交換台の移動を拘束する拘束溝を形成したことを特徴とする請求項１に記載の工具交換装置。
【請求項３】
前記拘束溝は、工具交換台の工具受渡位置と工具交換位置とに対応して設けられていることを特徴とする請求項２に記載の工具交換装置。
【請求項４】
工具マガジンに収容された工具を外部に取り出して交換する工具交換装置において、
内部の工具受渡位置と外部の工具交換位置との間で移動可能に配設された工具交換台と、
その工具交換台上に設けられ、工具を工具ホルダとともに着脱可能に支持する工具支持部材と、
前記工具ホルダの外周のキー溝と係合して、工具ホルダを工具支持部材上の支持状態にロックするロック部材と、
そのロック部材を係合及び離脱操作するための操作部材と、
その操作部材の係合操作に際して、ロック部材が工具ホルダのキー溝に係合されないとき、工具交換台の移動を拘束する移動拘束機構と
を備え、前記工具交換台を引き出すためにケースに形成された開口部には開閉カバーを設け、その開閉カバーと工具交換台との間には工具交換台の移動に伴って開閉カバーを開閉させるための連動機構を設けたことを特徴とする工具交換装置。
【請求項５】
前記連動機構は、工具交換台の工具受渡位置から工具交換位置への引き出し移動途中で開閉カバーの動作をさせるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の工具交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工具マガジンに収容された工具を外部に取り出して交換する工具交換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の工具交換装置としては、例えば特開２００１−９６５９号公報に開示されるような構成のものが知られている。この従来構成においては、工具マガジンの保持部に収容保持された旧工具を新工具と交換する場合に、旧工具が工具ホルダに保持された状態で、工具ローダにより工具ポットとともに工具マガジンから取り出されて、昇降機構の工具受け部材に引き渡される。この状態で、昇降機構の工具受け部材が下降されて、旧工具が工具ポットとともに工具受渡位置に下降され、工具ホルダの外周の把持溝に工具交換機構の工具支持部材が係合される。
【０００３】
その後、工具交換機構の工具交換台を内部の工具受渡位置から外部の工具交換位置に引き出すことにより、旧工具が工具交換位置に配置される。この状態で、工具支持部材上の旧工具を工具ホルダとともに新工具と交換した後、工具交換台を工具交換位置から工具受渡位置に押し込むと、新工具が内部の工具受渡位置に移動されて、前記昇降機構の工具受け部材上の工具ポットに差し込まれる。
【０００４】
続いて、前記工具受け部材が上昇されて、新工具が工具ポットとともに上昇され、工具ホルダの把持溝が工具交換機構の工具支持部材から離脱される。その後、工具ローダにより新工具が工具ポットとともに工具受け部材から受け取られて、工具マガジンの所定の保持部に収容される。これにより、工具マガジンの保持部に対する旧工具と新工具との交換動作が終了するようになっている。
【０００５】
ところで、この従来の工具交換装置においては、工具交換機構の工具支持部材上に新工具を旧工具と交換して装着する際に、新工具を装着した工具ホルダを工具支持部材に対して軸線を中心とする回転方向の所定位置に位置決めする必要がある。この位置決め機構として、前記工具ホルダの外周に形成したノッチに対し工具支持部材側に装着した係止爪を有する係止レバーを係止位置に切り替え配置するようになっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の位置決め機構は、ノッチに係止爪が確実に係止されていない状態でも新工具を工具マガジンへ搬入することができるので、次のような問題が発生した。新工具が回転方向の所定位置に位置決めされていない状態で、工具マガジンの保持部に収容された後に、工具交換アーム等を介して主軸に装着されると、主軸の取付溝に噛み合わず工具ホルダが無理に嵌合されようとするので、エラー信号が出力されて、主軸に対する工具交換をやり直す必要があった。又、エラー信号が出力されないまでも、不適切に工具ホルダが主軸に装着されたままワークの加工が行われると、加工精度の低下を招くという問題があった。
【０００７】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、工具支持部材への工具の交換に際して、新工具を工具支持部材に対して軸線を中心とする回転方向の所定位置に正確に位置決めして装着することができる工具交換装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、工具マガジンに収容された工具を外部に取り出して交換する工具交換装置において、内部の工具受渡位置と外部の工具交換位置との間で移動可能に配設された工具交換台と、その工具交換台上に設けられ、工具を工具ホルダとともに着脱可能に支持する工具支持部材と、前記工具ホルダの外周のキー溝と係合して、工具ホルダを工具支持部材上の支持状態にロックするロック部材と、前記工具交換台の前記工具交換位置からの移動を拘束する移動拘束機構と、前記ロック部材の係合及び離脱操作と前記移動拘束機構の拘束及び拘束解除操作とをするための操作部材とを備え、前記操作部材の操作によって、前記ロック部材が工具ホルダのキー溝に係合されるときは前記移動拘束機構による前記工具交換台の移動拘束を解除し、前記ロック部材が工具ホルダのキー溝に係合されないときは前記移動拘束機構による前記工具交換台の移動を拘束することを特徴とするものである。
【０００９】
従って、この請求項１に記載の発明によれば、工具支持部材上に新工具を旧工具と交換して装着する際に、新工具が軸線を中心とする回転方向の所定位置に配置されていれば、操作部材の係合操作に伴って、ロック部材が工具ホルダのキー溝に係合される。そして、この係合により工具ホルダが工具支持部材上の支持状態にロックされるとともに、移動拘束機構による工具交換台の移動拘束が解除されて、工具交換台の押し込み操作による新工具の装填が許容される。
【００１０】
よって、新工具を工具支持部材に対して軸線を中心とする回転方向の所定位置に正確に位置決めして装着することができる。このため、新工具が回転方向の所定位置に位置決めされない状態で、工具マガジンの保持部に収容された後に、工具交換アーム等を介して主軸に装着されることはなく、工具交換動作のやり直しが不要となる。又、主軸のテーパ部に対する工具の取り付けが適正になって、加工精度の低下を招くおそれを防止することもできる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記移動拘束機構は、操作部材の操作に伴って回動される回動部材と、その回動部材に対応配置された拘束板とよりなり、その拘束板には回動部材に係合して工具交換台の移動を拘束する拘束溝を形成したことを特徴とするものである。
【００１２】
従って、この請求項２に記載の発明によれば、移動拘束機構の構造が簡単であるとともに、新工具が回転方向の所定位置に配置されていない場合に、工具交換台の移動拘束を確実に行うことができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記拘束溝は、工具交換台の工具受渡位置と工具交換位置とに対応して設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
従って、この請求項３に記載の発明によれば、工具交換台の工具交換位置において、工具交換台の移動拘束を確実に行うことができるとともに、工具交換台の工具受渡位置において、ロック部材による工具ホルダのロックを容易に解放することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、工具マガジンに収容された工具を外部に取り出して交換する工具交換装置において、内部の工具受渡位置と外部の工具交換位置との間で移動可能に配設された工具交換台と、その工具交換台上に設けられ、工具を工具ホルダとともに着脱可能に支持する工具支持部材と、前記工具ホルダの外周のキー溝と係合して、工具ホルダを工具支持部材上の支持状態にロックするロック部材と、そのロック部材を係合及び離脱操作するための操作部材と、その操作部材の係合操作に際して、ロック部材が工具ホルダのキー溝に係合されないとき、工具交換台の移動を拘束する移動拘束機構とを備え、前記工具交換台を引き出すためにケースに形成された開口部には開閉カバーを設け、その開閉カバーと工具交換台との間には工具交換台の移動に伴って開閉カバーを開閉させるための連動機構を設けたことを特徴とするものである。
【００１６】
従って、この請求項４に記載の発明によれば、工具支持部材上に新工具を旧工具と交換して装着する際に、新工具が軸線を中心とする回転方向の所定位置に配置されていれば、操作部材の係合操作に伴って、ロック部材が工具ホルダのキー溝に係合される。そして、この係合により工具ホルダが工具支持部材上の支持状態にロックされるとともに、移動拘束機構による工具交換台の移動拘束が解除されて、工具交換台の押し込み操作による新工具の装填が許容される。よって、新工具を工具支持部材に対して軸線を中心とする回転方向の所定位置に正確に位置決めして装着することができる。このため、新工具が回転方向の所定位置に位置決めされない状態で、工具マガジンの保持部に収容された後に、工具交換アーム等を介して主軸に装着されることはなく、工具交換動作のやり直しが不要となる。又、主軸のテーパ部に対する工具の取り付けが適正になって、加工精度の低下を招くおそれを防止することもできる。
また、工具交換台を開口部から出し入れして、工具支持部材上の工具を交換する際に、工具交換台の引き出し及び押し込み動作に伴い、連動機構を介して開閉カバーにより開口部が適切に閉ざされる。よって、工具の交換中にケースの開口部を、内部に作業者の手等が入らないように閉状態に保持することができて、作業者の安全を確保することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記連動機構は、工具交換台の工具受渡位置から工具交換位置への引き出し移動途中で開閉カバーの動作をさせるようにしたことを特徴とするものである。
【００１８】
従って、この請求項５に記載の発明によれば、工具交換台の引き出し移動に伴う開閉カバーの開閉動作時に、開閉カバーが引き出し途中の工具交換台や工具支持部材に衝突するおそれを防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、工作機械のベース１１上にはコラム１２が図示しない駆動装置によって前後方向及び左右方向へ移動可能に配設され、そのコラム１２には主軸ヘッド１３が上下方向へ移動可能に支持されている。主軸ヘッド１３には主軸１４が回転可能に支持され、その先端にはドリル等の工具１５が工具ホルダ１６に保持された状態で着脱可能に装着されている。
【００２０】
前記ベース１１上にはテーブル１７が配設され、その上面にはワーク１８が着脱可能に載置されている。そして、主軸ヘッド１３が図１に鎖線で示す下方の加工位置に移動配置された状態で、主軸１４が回転されながら、コラム１２がテーブル１７上のワーク１８に向かって移動されて、工具１５によりワーク１８に穿孔等の所定の加工が施されるようになっている。
【００２１】
前記コラム１２を跨ぐように、ベース１１上にはフレーム１９が立設されている。主軸１４の上方において、フレーム１９の上部前面側には工具交換アーム２０が主軸１４の回転軸線と平行な軸線の周りで回動可能及びその軸線方向へ移動可能に支持され、その両端には工具１５を工具ホルダ１６とともに把持するための工具把持部２０ａが形成されている。
【００２２】
そして、主軸ヘッド１３が図１に実線で示す上方の工具交換位置に移動配置された状態で、工具交換アーム２０が軸線の周りで回動及び軸線方向へ移動される。これにより、主軸１４に装着された工具１５と、後述する工具ローダ２３に保持された工具１５とが、工具ホルダ１６とともに工具交換アーム２０の工具把持部２０ａに把持されて、同時に脱着交換されるようになっている。
【００２３】
前記主軸１４の回転軸線と平行に延びるように、ベース１１上にはリニア形式の工具マガジン２１が配設されている。工具マガジン２１の上端縁には複数の工具保持凹部２１ａが上方に向かって開口した状態で所定ピッチにて配列形成されている。そして、これらの工具保持凹部２１ａには、種類や外径寸法の異なった工具１５が工具ホルダ１６とともに工具ポット２２に装着された状態で着脱可能に収容保持されている。
【００２４】
前記工具マガジン２１の上方には、工具ローダ２３が工具保持凹部２１ａの配列方向に沿って移動可能に配設されている。工具ローダ２３の移動方向に延びるように、工具マガジン２１の上方には送りねじ２４が回転可能に配設され、この送りねじ２４が移動用モータ２５にて回転されることにより、工具ローダ２３が図１の左右方向に移動されるようになっている。
【００２５】
そして、前記工具ローダ２３により、工具マガジン２１の所定の工具保持凹部２１ａから、工具ホルダ１６に保持された工具１５が工具ポット２２とともに取り出されて、工具交換アーム２０と対応する位置まで移送される。図１の右端の所定位置で、工具交換アーム２０により工具ポット２２から工具１５が抜き取られて、主軸１４との間で工具１５の交換が行われる。その後、交換済みの工具１５が工具ローダ２３上の工具ポット２２に差し込まれ、その工具ローダ２３により、工具マガジン２１の所定の工具保持凹部２１ａと対応する位置まで移送されて、その工具保持凹部２１ａに収容保持されるようになっている。
【００２６】
図１〜図３に示すように、前記コラム１２の背面側において、ベース１１上には昇降機構２６が配設されている。昇降機構２６のフレーム２７には、上方に向かって開口した工具受け部材２８がガイドレール２９に沿って昇降可能に支持され、シリンダ３０によりスプロケット３１及びチェーン３２等を介して昇降されるようになっている。
【００２７】
そして、工具マガジン２１の工具保持凹部２１ａに収容保持された工具１５を交換する場合には、その旧工具１５が工具ホルダ１６とともに工具ポット２２に嵌挿された状態で、工具ローダ２３により工具保持凹部２１ａから取り出されて、昇降機構２６と対応する位置まで移送される。この状態で、昇降機構２６の工具受け部材２８が図１に鎖線で示す上方位置に上昇されて、工具ポット２２の外周の係合溝２２ａ（図３参照）に係合され、旧工具１５が工具ポット２２とともに工具受け部材２８に引き渡される。その後、工具受け部材２８が図１に実線で示す下方位置まで下降されて、旧工具１５が工具ポット２２とともに工具受渡位置に移動配置されるようになっている。
【００２８】
図１〜図３に示すように、前記昇降機構２６の下方において、ベース１１上には工具交換機構３３が配設され、工具受渡位置に移動された旧工具１５を外部に引き出して、新工具１５と交換するようになっている。すなわち、ベース１１上には工具交換台３４がガイドレール３５に沿って、図３に示す内部の工具受渡位置と、図５に示す外部の工具交換位置との間で移動可能に配設されている。工具交換台３４の前端には蓋体３６及び把手３７が取り付けられ、把手３７にて工具交換台３４を内部の工具受渡位置に押し込み移動させたとき、工作機械のケース３８に形成された引き出し用の開口部３９が蓋体３６により閉ざされるようになっている。
【００２９】
前記工具交換台３４の上面後端には、上方に向かって開口した工具支持部材４０がブラケット４１を介して取り付けられている。そして、図２及び図３に示すように、工具交換台３４が内部の工具受渡し位置に移動された状態で、昇降機構２６の工具受け部材２８に支持された旧工具１５が下降されたとき、この工具支持部材４０が工具ホルダ１６の外周の把持溝１６ａに係合されるようになっている。
【００３０】
前記工具交換台３４の後方に位置するように、ベース１１上には工具交換機構３３に問題が生じた時に、工具ポット２２から工具ホルダ１６を仮に取り出し可能なように、工具ホルダ１６の係止解除機構４２が配設されている。ベース１１の前部には操作レバー４３が回動可能に配設され、この操作レバー４３を図２に実線で示す位置から鎖線で示す位置に回動操作することにより、係止解除機構４２が作動される。これにより、工具ポット２２に対する工具ホルダ１６の係止が解除されて、旧工具１５が工具ホルダ１６とともに工具ポット２２から容易に抜き取りできる状態が形成されるようになっている。
【００３１】
前記工具交換台３４上において、ブラケット４１にはロック部材４４が支軸４４ａを介して回動可能に取り付けられ、その先端には係合爪部４４ｂが形成されている。ロック部材４４の係合爪部４４ｂと対応するように、工具１５を保持する工具ホルダ１６の外周には、第１キー溝１６ｂ、第２キー溝１６ｃ及びノッチ１６ｄが形成され、第１キー溝１６ｂの溝幅が第２キー溝１６ｃの溝幅よりも大きくなっている。
【００３２】
そして、工具１５が工具支持部材４０上で軸線を中心とする回転方向の所定位置に支持された状態で、ロック部材４４が図２の時計方向に回動されたとき、係合爪部４４ｂが工具ホルダ１６の第１キー溝１６ｂに係合される。これにより、工具１５が工具ホルダ１６とともに工具支持部材４０上の支持状態にロックされるようになっている。なお、係合爪部４４ｂは第２キー溝１６ｃには入らない寸法になっている。
【００３３】
前記工具交換台３４の一側上面には操作部材としての操作軸４５が回動可能に支持され、その前端には操作ノブ４６が取り付けられている。操作軸４５の後端には回動部材４７が取り付けられ、その一端にはロック部材４４に係合可能な係合ボルト４８が取り付けられるとともに、他端には係合突起４７ａが形成されている。操作軸４５の後端にはバネ４９が設けられ、このバネ４９により、操作軸４５が図２の時計方向に回動付勢されている。
【００３４】
そして、操作ノブ４６の操作にて操作軸４５を図２に鎖線で示す位置と実線で示す位置とに回動させることにより、回動部材４７を介してロック部材４４が同図に鎖線で示す位置と実線で示す位置とに回動配置される。これにより、ロック部材４４の係合爪部４４ｂが工具ホルダ１６の第１キー溝１６ｂに係合または離脱されて、工具ホルダ１６が工具支持部材４０に対してロックされ、またはそのロックが解放されるようになっている。
【００３５】
図２〜図４に示すように、前記ベース１１上には拘束板５０が工具交換台３４の移動方向に沿って延長配置され、この拘束板５０と前記回動部材４７とにより移動拘束機構５１が構成されている。工具交換台３４の工具受渡位置と工具交換位置とにおいて、回動部材４７の係合突起４７ａに係脱可能に対応するように、拘束板５０の上縁両端には一対の拘束溝５０ａ，５０ｂが形成されている。
【００３６】
よって、旧工具１５が工具支持部材４０上にロックされた状態で、操作ノブ４６を左へ回転することにより、回動部材４７が左回転して係合爪部４４ｂが第１キー溝１６ｂに係合されるとともに、係合突起４７ａが拘束溝５０ａのロック位置から外れる。係合爪部４４ｂが第１キー溝１６ｂに入らなければ係合突起４７ａもロック解除されることはない。
【００３７】
前述のロック解除状態で工具交換台３４を図３に示す工具受渡位置から、図５に示す工具交換位置に引き出すことによって、旧工具１５をケース３８の開口部３９から外方に取り出すことができる。この状態では、操作ノブ４６がバネ４９の蓄勢力により図２に実線で示す位置に復帰され、回動部材４７の係合突起４７ａが拘束溝５０ｂに係合される。ロック部材４４の係合爪部４４ｂは非係合位置に保持されたままである。
【００３８】
その後、空となった工具支持部材４０に対し工具ホルダ１６とともに新工具１５を装着する。このとき、工具ホルダ１６の第１キー溝１６ｂが係合爪部４４ｂと正確に対向するように工具ホルダ１６を回動して位置調整する。
【００３９】
さらに、操作ノブ４６を左へ回転することにより、係合爪部４４ｂが第１キー溝１６ｂに係合されるとともに、回動部材４７が左回転して係合突起４７ａが拘束溝５０ｂのロック位置から外れる。このため、工具交換台３４を図５に示す工具交換位置から図３に示す工具受渡位置に移動することができる。
【００４０】
上述した工具交換台３４の工具交換位置において、工具支持部材４０上に新工具１５が装着された後、操作軸４５がロック部材４４のロック方向に回動操作されたとき、新工具１５が軸線を中心とする回転方向の所定位置に位置決めされていなければ、ロック部材４４のロック回動が許容されることはない。このため、回動部材４７の係合突起４７ａが拘束板５０の拘束溝５０ｂから離脱されることはなく、工具交換位置から工具受渡位置への工具交換台３４の押し込み移動が不能になる。
【００４１】
図３及び図５に示すように、前記ケース３８の開口部３９の内側には開閉カバー５２がヒンジ５３を介して開閉回動可能に取り付けられ、ヒンジ５３に設けられた図示しないバネにより開放方向に回動付勢されている。開閉カバー５２と工具交換台３４との間には連動機構５４が設けられ、工具交換台３４の移動に伴い、連動機構５４を介して開閉カバー５２が開閉されるようになっている。
【００４２】
すなわち、前記工具交換台３４上には、平面形ほぼＬ字状の連動レバー５５が支軸５６を介して回動可能に取り付けられている。連動レバー５５の先端にはピン５７が設けられ、開閉カバー５２の側面に形成された長孔５２ａに摺動可能に係合されている。そして、工具交換台３４を図３に示す工具受渡位置から図５に示す工具交換位置に引き出し移動させたとき、開閉カバー５２が開放された状態のまま、連動レバー５５上のピン５７が長孔５２ａに沿ってその後端部から前端部まで摺動される。その後、連動レバー５５を介して、開閉カバー５２が工具交換台３４の移動開始から遅れて閉成させるようになっている。
【００４３】
次に、前記のように構成された工具交換装置の動作を説明する。
さて、工具マガジン２１の工具保持凹部２１ａに収容保持された旧工具１５を新しい工具１５と交換する場合には、図示しない操作パネルから交換対象の工具１５の番号を指定する。すると、工具ローダ２３により、旧工具１５が工具ホルダ１６に保持された状態で工具ポット２２とともに、工具保持凹部２１ａから取り出されて、昇降機構２６の工具受け部材２８に引き渡される。
【００４４】
この状態で、昇降機構２６の工具受け部材２８が下降され、旧工具１５が工具ポット２２とともに工具受渡位置に下降されて、図３に示すように、工具ホルダ１６の外周の把持溝１６ａに工具交換機構３３の工具支持部材４０が係合される。その後、操作レバー４３を図２及び図３に実線で示す位置から鎖線で示す位置に回動操作すると、係止解除機構４２が作動され、工具ポット２２に対する工具ホルダ１６の係止が解除されて、旧工具１５が工具ホルダ１６とともに工具ポット２２から容易に抜き取りできる状態が形成される。
【００４５】
続いて、操作ノブ４６により操作軸４５を図２に実線で示す位置から鎖線で示す位置に回動させると、回動部材４７を介してロック部材４４が同図に実線で示す位置から時計方向に回動される。これにより、ロック部材４４の係合爪部４４ｂが工具ホルダ１６の第１キー溝１６ｂに係合されて、旧工具１５が工具支持部材４０に対して支持状態にロックされる。それとともに、前記回動部材４７の係合突起４７ａが拘束板５０の拘束溝５０ａから離脱されて、工具交換台３４の工具交換位置からの引き出し移動が許容される。
【００４６】
そして、把手３７により工具交換台３４を図３に示す工具受渡位置から、図５に示す工具交換位置に引き出すと、旧工具１５が工具受け部材２８上の工具ポット２２より抜き取られて、ケース３８の開口部３９から外方に取り出される。このとき、工具交換台３４の引き出し移動に伴い、連動機構５４の連動レバー５５の先端に設けられたピン５７がカバー５２の一端部に設けられた長孔５２ａをスライドしてＡ位置からＢ位置に達する。このときに開閉カバー５２が時計方向に回動されて、図５に示すように、ケース３８の開口部３９が閉じられる。よって、工具１５の交換作業に際して、作業者が誤って開口部３９から内部に手等を入るおそれはない。
【００４７】
次いで、前記操作軸４５の回動操作を解放すると、ロック部材４４の係合爪部４４ｂが工具ホルダ１６の第１キー溝１６ｂから離脱されて、旧工具１５がロック状態から解放される。これとともに、回動部材４７の係合突起４７ａが拘束板５０の拘束溝５０ｂに係合されて、工具交換台３４が工具交換位置に移動拘束される。
【００４８】
この工具１５の交換後に、操作ノブ４６により操作軸４５を図２に実線で示す位置から反時計方向に回動操作すると、回動部材４７を介してロック部材４４が同図に実線で示す位置から時計方向に回動されようとする。この場合、新工具１５が軸線を中心とする回転方向の所定位置に位置決めされていれば、ロック部材４４が回動されて、その係合爪部４４ｂが工具ホルダ１６の第１キー溝１６ｂに係合され、新工具１５が工具支持部材４０にロックされる。それとともに、回動部材４７の係合突起４７ａが拘束板５０の拘束溝５０ｂから離脱されて、工具交換位置に対する工具交換台３４の移動拘束が解放されて、工具受渡位置への押し込み移動が可能になる。
【００４９】
これに対して、前記工具支持部材４０上で新工具１５が軸線を中心とする回転方向の所定位置に位置決めされていない場合には、ロック部材４４のロック回動が阻止される。これにより、回動部材４７の係合突起４７ａが拘束板５０の拘束溝５０ｂから離脱されることなく係合状態に維持され、工具交換台３４の工具交換位置から工具受渡位置への押し込み移動が拘束され、作業者は正規位置に工具ホルダ１６を回転して位置合わせすることになる。よって、新工具１５を回転方向の所定位置に位置決めされていない状態で、工具交換台３４を図５から図２に示す工具受渡位置へ押し込むことはなく、この新工具１５の位置を直ちに直すことができる。
【００５０】
そして、前記新工具１５のロック状態、及び工具交換台３４の拘束解放状態で、工具交換台３４を図５に示す工具交換位置から、図３に示す工具受渡位置に押し込み移動させると、新工具１５がケース３８の開口部３９から内部に挿入され、工具受け部材２８上の工具ポット２２に差し込まれる。このとき、工具交換台３４の押し込み移動に伴い、連動機構５４の連動レバー５５を介して開閉カバー５２が開放回動されて、図３に示すように、ケース３８の開口部３９が開かれる。
【００５１】
前記工具交換台３４が図３の工具受渡位置に移動された状態で、操作ノブ４６による操作軸４５の回動操作が解放されると、バネ４９の作用で係合突起４７ａが拘束溝５０ａに入りロックされ、工具交換台３４が工具受渡位置に移動拘束される。又、ロック部材４４の係合爪部４４ｂが工具ホルダ１６の第１キー溝１６ｂから離脱されて、新工具１５がロック状態から解放される。
【００５２】
その後、昇降機構２６の工具受け部材２８が上昇されて、新工具１５が工具ポット２２とともに上昇され、工具ホルダ１６の把持溝１６ａが工具交換機構３３の工具支持部材４０から離脱される。続いて、工具ローダ２３により新工具１５が工具ポット２２とともに工具受け部材２８から受け取られて、工具マガジン２１の所定の工具保持凹部２１ａに収容される。これにより、工具マガジン２１の工具保持凹部２１ａに対する旧工具１５と新工具１５との交換動作が終了する。
【００５３】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）  この工具交換装置においては、工具交換台３４が内部の工具受渡位置と外部の工具交換位置との間で移動可能に配設されている。工具交換台３４上には工具支持部材４０が設けられ、工具１５を工具ホルダ１６とともに着脱可能に支持するようになっている。工具交換台３４上にはロック部材及び操作軸４５が設けられ、操作軸４５の操作により、ロック部材４４が工具ホルダ１６の外周のキー溝１６ｂと係合して、工具ホルダ１６が工具支持部材４０上の支持状態にロックされるようになっている。そして、操作軸４５の係合操作に際して、ロック部材４４が工具ホルダ１６のキー溝１６ｂに係合されないとき、移動拘束機構５１により工具交換台３４の移動が拘束されて、新工具１５を装填できないようになっている。
【００５４】
このため、工具支持部材４０上に新工具１５を旧工具１５と交換して装着する際に、新工具１５を工具支持部材４０に対して軸線を中心とする回転方向の所定位置に正確に位置決めされていることが確認できる。よって、新工具１５が回転方向の所定位置に位置決めされない状態で、工具マガジン２１の工具保持凹部２１ａに収容された後に、工具交換アーム２０等を介して主軸１４に装着されることはなく、工具交換のやり直しを回避することができる。又、主軸１４のテーパ部に対する工具１５の取り付けを適正に行うことができ、加工精度の低下を防止することができる。
【００５５】
（２）  この工具交換装置においては、前記移動拘束機構５１が、操作軸４５の操作に伴って回動される回動部材４７と、その回動部材４７に対応配置された拘束板５０とから構成されている。そして、拘束板５０には回動部材４７に係合して工具交換台３４の移動を拘束する拘束溝５０ａ，５０ｂが形成されている。このため、移動拘束機構５１の構造が簡単であるとともに、新工具１５が回転方向の所定位置に配置されていない場合に、工具交換台３４の移動拘束を確実に行うことができる。
【００５６】
（３）  この工具交換装置においては、前記拘束溝５０ａ，５０ｂが、工具交換台３４の工具受渡位置と工具交換位置とに対応して設けられている。このため、工具交換台３４の工具交換位置においては、工具交換台３４の移動拘束を確実に行うことができるとともに、工具交換台３４の工具受渡位置においては、ロック部材４４による工具ホルダ１６のロックを容易に解放することができる。
【００５７】
（４）  この工具交換装置においては、工作機械のケース３８に工具交換台３４を引き出すための開口部３９が形成され、その開口部３９には開閉カバー５２が設けられている。開閉カバー５２と工具交換台３４との間には、工具交換台３４の移動に伴って開閉カバー５２を開閉させるための連動機構５４が設けられている。このため、工具交換台３４を開口部３９から出し入れして、工具支持部材４０上の工具１５を交換する際に、工具交換台３４の引き出し及び押し込み動作に連動して、開閉カバー５２が閉成及び開放される。よって、工具１５の交換中にケースの開口部３９を、内部に作業者の手等が入らないように閉状態に保持することができて、作業者の安全を確保することができる。
【００５８】
（５）  この工具交換装置においては、前記連動機構５４が、工具交換台３４の工具受渡位置から工具交換位置への引き出し移動途中に、開閉カバー５２の閉成動作を開始するようになっている。このため、工具交換台３４の引き出し移動に伴う開閉カバー５２の閉成時に、開閉カバー５２が引き出し途中の工具交換台３４や工具支持部材４０に衝突するおそれを防止することができる。
【００５９】
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・  前記実施形態では、大きさの異なる第１キー溝１６ｂ及び第２キー溝１６ｃを有する日本工業規格ＨＳＫの工具ホルダ１６に適用したが、対称に形成された一対のキー溝を有する日本工業規格ＫＭの工具ホルダに適用してもよい。
【００６０】
・  前記実施形態において、ロック部材４４による工具ホルダ１６のロック構成を任意に変更して構成してもよい。
・  前記実施形態において、工具交換台３４の移動を拘束するための移動拘束機構５１を任意に変更して構成してもよい。
【００６１】
・  前記実施形態において、工具交換台３４の移動に伴って開閉カバー５２を開閉させるための連動機構５４を任意に変更して構成してもよい。
このように構成した場合でも、前記実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施形態の工具交換装置を備えた工作機械を示す正面図。
【図２】  図１の工具交換装置を拡大して示す要部正面図。
【図３】  図２の工具交換装置の要部平面図。
【図４】  図２の工具交換装置の拘束板を示す側面図。
【図５】  図３の工具交換装置の動作状態を示す要部平面図。
【符号の説明】
１３…主軸ヘッド、１４…主軸、１５…工具、１６…工具ホルダ、１６ａ…把持溝、１６ｂ…第１キー溝、１８…ワーク、２０…工具交換アーム、２１…工具マガジン、２１ａ…工具保持凹部、２２…工具ポット、２３…工具ローダ、２６…昇降機構、２８…工具受け部材、３３…工具交換機構、３４…工具交換台、３７…把手、３８…ケース、３９…開口部、４０…工具支持部材、４４…ロック部材、４４ｂ…係合爪部、４５…操作部材としての操作軸、４６…操作ノブ、４７…回動部材、４７ａ…係合突起、５０…拘束板、５０ａ，５０ｂ…拘束溝、５１…移動拘束機構、５２…開閉カバー、５２ａ…長孔、５４…連動機構、５５…連動レバー、５７…ピン。
【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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