(57)【要約】【課題】多数のバイトを同時に交換することができ、且つ加工効率が向上になる自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システムを提供する。【解決手段】ワーク放置ステージと、ホスト、ホストに設けられる加工主軸と、ホストの隣に設けられるバイト倉庫と、バイト交換アームとを少なくとも有し、バイト倉庫には多数のバイトブッシュが設けてあり、各バイトブッシュにはバイトが挿入されて位置決められている。バイト交換定点が若干に設けてあり、ホストには加工主軸が若干に設けてあり、各加工主軸と各バイト交換定点との間にはバイト交換アームが設けてあり、各バイト交換アームの中央には軸心が設けてあり、各バイト交換アームは駆動装置に制御されて前記軸心を中心として回転するようになる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ワーク放置ステージと、ホスト、前記ホストに設けられる加工主軸と、前記ホストの隣に設けられるバイト倉庫と、バイト交換アームとを少なくとも有する自動化工作機械であって、前記バイト倉庫には多数のバイトブッシュが設けてあり、前記各バイトブッシュにはバイトが挿入されて位置決められている自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システムにおいて、
前記バイト倉庫には、バイト交換定点が若干に設けてあり、
前記ホストには、加工主軸が若干に設けてあり、
前記各加工主軸と、前記各バイト交換定点との間にはバイト交換アームが設けてあり、前記各バイト交換アームの中央には軸心が設けてあり、前記各バイト交換アームは駆動装置に制御されて前記軸心を中心として回転するようになり、前記各バイト交換アームには、第一端バイト取出溝と、第二端バイト取出溝とが設けてあり、
各バイト交換定点に位置される各バイトブッシュがバイト後進手段に制御されて、前記バイトブッシュと、前記バイトブッシュに設けれたバイトとが前記加工主軸に平行するようになり、前記各バイト交換アームは、第一端バイト取出溝と、第二端バイト取出溝とにより、前記加工主軸に設置されたバイトと、前記バイト交換定点に設置されたバイトと、を取り出して交換することを特徴とする、
自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システム。
【請求項２】
前記バイト倉庫はチェーン式バイト倉庫であることを特徴とする、請求項１に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システム。
【請求項３】
前記ホストには少なくとも二つの加工主軸が設けてあり、前記バイト倉庫にはバイト交換定点が少なくとも二つ設けてあり、前記バイト交換アームは第一バイト交換アームと第二バイト交換アームとを含み、前記第一バイト交換アームと第二バイト交換アームとは、各加工主軸と各バイト交換定点との間にそれぞれ位置されることを特徴とする、請求項１に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システム。
【請求項４】
前記第一バイト交換アームと第二バイト交換アームとは、その第一端バイト取出溝の開口方向が互いに反対し、その第二端バイト取出溝の開口方向も互いに反対することを特徴とする、請求項３に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システム。
【請求項５】
前記第一バイト交換アームと第二バイト交換アームとは、ディファレンシヤル回転方式により互いに反対する方向へそれぞれ９０度旋回することを特徴とする、請求項４に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システム。
【請求項６】
前記第一バイト交換アームと第二バイト交換アームとは、ディファレンシヤル回転方式により互いに反対する方向へそれぞれ１８０度旋回することを特徴とする、請求項４に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システム。
【請求項７】
前記ホストには少なくとも四つの加工主軸が設けてあり、前記バイト倉庫にはバイト交換定点が少なくとも四つ設けてあり、前記バイト交換アームは第一バイト交換アームと第二バイト交換アームと第三バイト交換アームと第四バイト交換アームとを含み、前記第一バイト交換アームと第二バイト交換アームと第三バイト交換アームと第四バイト交換アームとは、各加工主軸と各バイト交換定点との間にそれぞれ位置されることを特徴とする、請求項１に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システム。
【請求項８】
前記第一バイト交換アームと第三バイト交換アームとは、その第一端バイト取出溝の開口方向は同じであり、その第二端バイト取出溝の開口方向も同じであり、前記第二バイト交換アームと第四バイト交換アームとは、その第一端バイト取出溝の開口方向は同じであり、その第二端バイト取出溝の開口方向も同じであり、なお、前記第一バイト交換アームと第二バイト交換アームとは、その第一端バイト取出溝の開口方向は互いに反対し、その第二端バイト取出溝の開口方向も互いに反対することを特徴とする、請求項７に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システム。
【請求項９】
前記第一バイト交換アームと第二バイト交換アームとは、ディファレンシヤル回転方式により互いに反対する方向へそれぞれ９０度旋回することを特徴とする、請求項８に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システム。
【請求項１０】
前記第一バイト交換アームと第二バイト交換アームとは、ディファレンシヤル回転方式により互いに反対する方向へそれぞれ１８０度旋回することを特徴とする、請求項８に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、自動化工作機械のバイト交換作業に係り、具体的には、多軸式バイト自動交換システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動化工作機械は、一般に、ワーク放置ステージと、ホストと、前記ホストに設けられる加工主軸と、前記ホストの隣に設けられるバイト倉庫と、バイト交換アームとを含む。このような自動化工作機械は、加工主軸に設置されたバイトによりワーク放置ステージの上で設置されたワークに対して予定の加工を施すものである。バイトアームは、旋回可能であり、加工主軸に設置されたバイトをバイト倉庫における選定されたバイトに交換するためのものである。
【０００３】
このように、従来の自動化工作機械は、一つの主軸だけにより一つのワークを加工可能であり、生産性は良くない。この欠点を解決するために、スタンダードな自動化工作機械に主軸と平行な一組み以上の補助主軸を設置することにより、自動化工作機械を多主軸のホストにすることが実施可能な方法の一つである。補助主軸の応用は状況によって決められ、例えば主軸が低回転数でハイパワーの切削加工を施す場合には、補助主軸が高回転数でローパワーの切削加工を施す。改良された多主軸のホストは、複数のワークを同時に切削可能である。しかし、旋回しているときに、多数組みのバイト交換アームは衝突などの問題を発生する可能性があった。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案の主な目的は、工作機械に設けるバイト倉庫をチェーン式バイト倉庫にすることにより、多数のバイトを同時に交換することができ、且つ加工効率が向上になる自動化工作機械用多軸式バイト自動交換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】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた本願の考案は、当該自動化工作機械は、ワーク放置ステージと、ホスト、前記ホストに設けられる加工主軸と、前記ホストの隣に設けられるバイト倉庫と、バイト交換アームとを少なくとも有し、前記バイト倉庫には多数のバイトブッシュが設けてあり、前記各バイトブッシュにはバイトが挿入されて位置決められている自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システムにおいて、前記バイト倉庫には、バイト交換定点が若干に設けてあり、前記ホストには、加工主軸が若干に設けてあり、前記各加工主軸と、前記各バイト交換定点との間にはバイト交換アームが設けてあり、前記各バイト交換アームの中央には軸心が設けてあり、前記各バイト交換アームは駆動装置に制御されて前記軸心を中心として回転するようになり、前記各バイト交換アームには、第一端バイト取出溝と、第二端バイト取出溝とが設けてあり、各バイト交換定点に位置される各バイトブッシュがバイト後進手段に制御されて、前記バイトブッシュと、前記バイトブッシュに設けたバイトとが前記加工主軸に平行するようになり、前記各バイト交換アームは、第一端バイト取出溝と、第二端バイト取出溝とにより、前記加工主軸に設置されたバイトと、前記バイト交換定点に設置されたバイトと、を取り出して交換することを特徴とする自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システムであることを要旨としている。
【０００６】
本願の考案では、前記バイト倉庫はチェーン式バイト倉庫であることを特徴とする請求項１に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システムであることを要旨としている。
【０００７】
本願の考案では、前記ホストには少なくとも二つの加工主軸が設けてあり、前記バイト倉庫にはバイト交換定点が少なくとも二つ設けてあり、前記バイト交換アームは第一バイト交換アームと第二バイト交換アームとを含み、前記第一バイト交換アームと第二バイト交換アームとは、各加工主軸と各バイト交換定点との間にそれぞれ位置されることを特徴とする請求項１に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システムであることを要旨としている。
【０００８】
本願の考案では、前記第一バイト交換アームと第二バイト交換アームとは、その第一端バイト取出溝の開口方向が互いに反対し、その第二端バイト取出溝の開口方向も互いに反対することを特徴とする請求項３に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システムであることを要旨としている。
【０００９】
本願の考案では、前記第一バイト交換アームと第二バイト交換アームとは、ディファレンシヤル回転方式により互いに反対する方向へそれぞれ９０度旋回することを特徴とする請求項４に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システムであることを要旨としている。
【００１０】
本願の考案では、前記第一バイト交換アームと第二バイト交換アームとは、ディファレンシヤル回転方式により互いに反対する方向へそれぞれ１８０度旋回することを特徴とする請求項４に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システムであることを要旨としている。
【００１１】
本願の考案では、前記ホストには少なくとも四つの加工主軸が設けてあり、前記バイト倉庫にはバイト交換定点が少なくとも四つ設けてあり、前記バイト交換アームは第一バイト交換アームと第二バイト交換アームと第三バイト交換アームと第四バイト交換アームとを含み、前記第一バイト交換アームと第二バイト交換アームと第三バイト交換アームと第四バイト交換アームとは、各加工主軸と各バイト交換定点との間にそれぞれ位置されることを特徴とする請求項１に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システムであることを要旨としている。
【００１２】
本願の考案では、前記第一バイト交換アームと第三バイト交換アームとは、その第一端バイト取出溝の開口方向は同じであり、その第二端バイト取出溝の開口方向も同じであり、前記第二バイト交換アームと第四バイト交換アームとは、その第一端バイト取出溝の開口方向は同じであり、その第二端バイト取出溝の開口方向も同じであり、なお、前記第一バイト交換アームと第二バイト交換アームとは、その第一端バイト取出溝の開口方向は互いに反対し、その第二端バイト取出溝の開口方向も互いに反対することを特徴とする請求項７に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システムであることを要旨としている。
【００１３】
本願の考案では、前記第一バイト交換アームと第二バイト交換アームとは、ディファレンシヤル回転方式により互いに反対する方向へそれぞれ９０度旋回することを特徴とする請求項８に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システムであることを要旨としている。
【００１４】
本願の考案では、前記第一バイト交換アームと第二バイト交換アームとは、ディファレンシヤル回転方式により互いに反対する方向へそれぞれ１８０度旋回することを特徴とする請求項８に記載の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システムであることを要旨としている。
【考案の効果】
【００１５】
本考案の自動化工作機械用多軸式バイト自動交換システムによれば、次のような効果がある。
【００１６】
（イ）スタンダードな自動化工作機械に多軸式自動バイト交換システムを設けることにより、ホストに加工主軸とバイトとが増設され、ひいては多数主軸に設けられたバイトを同時に交換可能になり、生産性が向上する。
【００１７】
（ロ）バイト自動交換システムは複数のバイト交換アームにより、多数主軸に設けられたバイトを同時に交換しているときに、各バイト交換アームはディファレンシヤル回転方式で回転するので、バイトが互いに衝突することはなくなる。
【００１８】
（ハ）バイト自動交換システムのうちの若干のバイト交換アームは、９０度に回転して、多数主軸に設けられたバイトを同時に交換可能である。
【００１９】
（二）バイト自動交換システムのうちの若干のバイト交換アームは、１８０度に回転して、多数主軸に設けられたバイトを同時に交換可能である。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本考案の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
まず、図１乃至図３を参照する。本考案の自動化工作機械は、ワーク放置ステージ１０と、ホスト２０、前記ホスト２０に設けられる加工主軸２１と、前記ホスト２０の隣に設けられるバイト倉庫３０と、多数組みのバイト交換アーム４１，４２，４３，４４と、バイト後進手段５０と、を含む。本実施例では、四組のバイト交換アーム４１，４２，４３，４４により、四組の加工バイト２５，２６，２７，２８を同時に交換する。もちろん、本考案のバイト交換アームは、二組あってもいいし、四組以上あってもよく、すなわち、バイト交換アームの組み数に係らず、何れも同じ目的を達成することができる。
【００２２】
本考案の自動化工作機械のバイト倉庫３０は、チェーン式のバイト倉庫であり、多数のバイトブッシュ３１を有し、各バイトブッシュ３１に一つのバイトが挿入されて位置決められ、チューンの駆動により多数のバイトブッシュ３１がクローズド通路内に間歇的に運転する。前記バイト倉庫３０には、四つのバイト交換定点３５，３６，３７，３８が設定してある。
【００２３】
前記ホスト２０も四つの加工主軸２１，２２，２３，２４を有し、そうすると、多数主軸に設けられたバイトを同時に交換可能になる。
【００２４】
各加工主軸２１，２２，２３，２４と、各バイト交換定点３５，３６，３７，３８との間には、一組のバイト交換アーム４１，４２，４３，４４がそれぞれ設けてあり、前記バイト交換アーム４１，４２，４３，４４により、各加工主軸２１，２２，２３，２４と各バイト交換定点３５，３６，３７，３８とのバイトを同時に交換することができる。
【００２５】
前記バイト交換定点３５，３６，３７，３８に位置しているバイトブッシュ３１がバイト後進手段５０に制御されて、前記バイトブッシュ３１は、前記加工主軸２１，２２，２３，２４と垂直する状態から、前記加工主軸２１，２２，２３，２４と水平する状態に変わられ、すなわち、前記バイト交換定点３５，３６，３７，３８に位置している四つのバイトは水平状態から垂直状態に変わられ、そうすると、前記バイト交換アーム４１，４２，４３，４４により、バイトを交換することができる。
【００２６】
また、図４と図５を参照する。前記バイト後進手段５０は、シリンダー５１（油圧シリンダーでもいいし、空気圧シリンダーでもいい）によってバイト後進ブロック５２を直接に駆動し、前記バイト後進ブロック５２には、バイトブッシュ３１の尾端にあるローラ３２をガイドするための溝５３が設けてある。バイトを後進する場合には、前記バイト後進ブロック５２がシリンダー５１駆動されて上下動になりローラを駆動し、そうすると、バイトブッシュ３１が回転軸３３を中心として９０度に旋回するようになり、バイトを後進する目的を達成することができる。
【００２７】
前記バイト交換定点３５，３６，３７，３８においてバイトを後進した後、前記バイト交換アーム４１，４２，４３，４４は、前記加工主軸２１，２２，２３，２４に設置されたバイトと、前記バイト交換定点３５，３６，３７，３８に設置されたバイトと、を取り出して交換することができる。前記バイト交換アーム４１，４２，４３，４４の構造は、そのバイトを取り出して交換する技術は従来の技術と同じである。しかし、本考案の重点は、四本のバイト交換アームがバイトの取出および交換を同時に施すので、バイト交換アームの衝突を回避することが必要である。
【００２８】
図６に示すように、加工主軸とバイト交換定点との開角が９０度である場合には、本考案の多軸式バイト自動交換システムによって９０度旋回のバイト自動交換を施すことができる。説明の理解を容易にするために、図６において、出願者は各バイト交換アーム４１，４２，４３，４４の軸心４１１，４２１，４３１，４４１を通過する、水平仮想ラインＸと、垂直仮想ラインＹとを描いて、四つのバイト交換アームをそれぞれ第一バイト交換アーム４１と、第二バイト交換アーム４２と、第三バイト交換アーム４３と、第四バイト交換アーム４４と、と呼ぶ。各バイト交換アーム４１，４２，４３，４４が駆動装置（図示せず）に制御されて、軸心４１１，４２１，４３１，４４１を中心としてそれぞれ回転可能である。
【００２９】
各バイト交換アーム４１，４２，４３，４４は、第一端バイト取出溝４１２，４２２，４３２，４４２と、第二端バイト取出溝４１３，４２３，４３３，４４３とを有し、前記第一端バイト取出溝４１２，４２２，４３２，４４２と、第二端バイト取出溝４１３，４２３，４３３，４４３との開口方向が互いに反対する。前記第一バイト交換アーム４１と第三バイト交換アーム４３とは、その第一端バイト取出溝４１２，４３２の開口方向は同じであり、その第二端バイト取出溝４１３，４３３の開口方向も同じである。前記第二バイト交換アーム４２と第四バイト交換アーム４４とは、その第一端バイト取出溝４２２，４４２の開口方向は同じであり、その第二端バイト取出溝４２３，４４３の開口方向も同じである。なお、前記第一バイト交換アーム４１と第二バイト交換アーム４２とは、その第一端バイト取出溝４１２，４２２の開口方向は互いに反対し、その第二端バイト取出溝４１３，４２３の開口方向も互いに反対する。第三バイト交換アーム４３と第四バイト交換アーム４４との状況も上記と同じである。
【００３０】
前記四つのバイト交換アーム４１，４２，４３，４４は駆動装置に制御されて回転し、第一バイト交換アーム４１と第三バイト交換アーム４３とは時計方向にゆっくり回転し、これにより、第一端バイト取出溝４１２，４３２がＸラインから下へ回転してＹラインに到着し、第二端バイト取出溝４１３，４３３がＸラインから上へ回転してＹラインに到着する。上記の説明から明らかなように、第一バイト交換アーム４１と第三バイト交換アーム４３とは、回転角度がほぼ９０度であり、水平状態から垂直状態に変わる。第一バイト交換アーム４１と第三バイト交換アーム４３とが回転を始める時点と同時に、第二バイト交換アーム４２と第四バイト交換アーム４４とは、反時計方向に低回転数の回転を始め、しかし、その回転角度は第一バイト交換アーム４１と第三バイト交換アーム４３と相違であり、すなわち、第一端バイト取出溝４２２，４４２がＸラインから上へ回転してＹラインに到着し、第二端バイト取出溝４２３，４４３がＸラインから下へ回転してＹラインに到着する。上記の説明から明らかなように、第二バイト交換アーム４２と第四バイト交換アーム４４とは、回転角度がほぼ９０度である。
【００３１】
図６から明らかなように、バイト交換アームが四つあっても、回転方向、回転角度と回転起動時間などを相違にする（すなわち、ディファレンシヤル回転にする）ことにより、回転しているときに、各バイト交換アームが互いに衝突することはなくなる。
【００３２】
図７に示すように、加工主軸とバイト交換定点との開角が１８０度である場合には、本考案の多軸式バイト自動交換システムによって１８０度旋回のバイト自動交換を施すことができる。説明の理解を容易にするために、図７において、出願者は各バイト交換アームの軸心を通過する、水平仮想ラインＸと、垂直仮想ラインＹとを描き、四つのバイト交換アームをもそれぞれ第一バイト交換アーム４１と、第二バイト交換アーム４２と、第三バイト交換アーム４３と、第四バイト交換アーム４４と、と呼ぶ。各バイト交換アームが駆動装置（図示せず）に制御されて、軸心４１１，４２１，４３１，４４１を中心としてそれぞれ回転可能である。
【００３３】
各バイト交換アーム４１，４２，４３，４４は、第一端バイト取出溝４１２，４２２，４３２，４４２と、第二端バイト取出溝４１３，４２３，４３３，４４３とを有し、前記第一端バイト取出溝４１２，４２２，４３２，４４２と、第二端バイト取出溝４１３，４２３，４３３，４４３との開口方向が互いに反対する。前記第一バイト交換アーム４１と第三バイト交換アーム４３とは、その第一端バイト取出溝４１２，４３２の開口方向は同じであり、その第二端バイト取出溝４１３，４３３の開口方向も同じである。前記第二バイト交換アーム４２と第四バイト交換アーム４４とは、その第一端バイト取出溝４２２，４４２の開口方向は同じであり、その第二端バイト取出溝４２３，４４３の開口方向も同じである。なお、前記第一バイト交換アーム４１と第二バイト交換アーム４２とは、その第一端バイト取出溝４１２，４２２の開口方向は互いに反対し、その第二端バイト取出溝４１３，４２３の開口方向も互いに反対する。第三バイト交換アーム４３と第四バイト交換アーム４４との状況も上記と同じである。
【００３４】
前記四つのバイト交換アーム４１，４２，４３，４４は駆動装置に制御されて回転し、第一バイト交換アーム４１と第三バイト交換アーム４３とは反時計方向にゆっくり回転し、これにより、第一端バイト取出溝４１２，４３２がＹラインから下へ回転してＹラインに到着し、第二端バイト取出溝４１３，４３３がＹラインから上へ回転してＹラインに到着する。上記の説明から明らかなように、第一バイト交換アーム４１と第三バイト交換アーム４３とは、回転角度がほぼ１８０度である。第一バイト交換アーム４１と第三バイト交換アーム４３とが約４５度に回転した後、第二バイト交換アーム４２と第四バイト交換アーム４４とは、時計方向に低回転数の回転を始め、しかし、その回転角度は第一バイト交換アーム４１と第三バイト交換アーム４３と相違であり、すなわち、第一端バイト取出溝４２２，４４２がＹラインから下へ回転してＹラインに到着し、第二端バイト取出溝４２３，４４３がＹラインから上へ回転してＹラインに到着する。上記の説明から明らかなように、第二バイト交換アーム４２と第四バイト交換アーム４４とは、回転角度がほぼ１８０度である。
【００３５】
図７から明らかなように、バイト交換アームが四つあっても、回転方向、回転角度と回転起動時間などを相違にする（すなわち、ディファレンシヤル回転にする）ことにより、回転しているときに、各バイト交換アームが互いに衝突することはなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本考案の自動化工作機械の正面概略図である。
【図２】図１における矢印２の視点から見た自動化工作機械の側面図である。
【図３】図２における矢印３の視点から見た自動化工作機械の上面図である。
【図４】図２におけるバイト後進手段の側面概略図である。
【図５】図２におけるバイト後進手段のバイトを後進する動作を示す概略図である。
【図６】本考案の多数組みのバイ交換アームが９０度に旋回されてバイトを交換する動作を示す概略図である。
【図７】本考案の多数組みのバイ交換アームが１８０度に旋回されてバイトを交換する動作を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０      ワーク放置ステージ                     
２０      ホスト
２１，２２，２３，２４    加工主軸
２５，２６，２７，２８    加工バイト
３０      バイト倉庫                             
３１      バイトブッシュ
３２      ローラ                                        
３３      回転軸
３５，３６，３７，３８    バイト交換定点
４１      第一バイト交換アーム
４２      第二バイト交換アーム
４３      第三バイト交換アーム
４４      第四バイト交換アーム
４１１，４２１，４３１，４４１    軸心
４１２，４２２，４３２，４４２    第一端バイト取出溝
４１３，４２３，４３３，４４３    第二端バイト取出溝
５０      バイト後進手段                         
５１      シリンダー
５２      バイト後進用ブロック                   
５３      溝
Ｘ        水平仮想ライン                         
Ｙ        垂直仮想ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003134721.tif 000005
【図４】
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【図５】
0003134721.tif 000007
【図６】
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【図７】
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