(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の保持部が一方向に開いた状態で直線上に配列されてなる工具マガジンと、工具の受渡しを行なう工具ローダを含む工作機械において、工具ローダに工具脱落防止部材が設けられ、工具ホルダを装着した工具ポットが、ボールねじ、ナット部によって上方に移動され、前記工具の工具ホルダ溝が前記工具脱落防止部材に係合された状態で前記工具が前記工具ローダにより搬送されるように構成されることを特徴とする搬送における工具脱落防止装置。
【請求項２】
複数の保持部が一方向に開いた状態で直線上に配列されてなる工具マガジンと、工具の受渡しを行なう工具ローダを含む工作機械において、工具ローダに工具脱落防止部材が設けられ、工具ホルダを装着した工具ポットがシリンダーによって上方に移動され、前記工具の工具ホルダ溝が前記工具脱落防止部材に係合された状態で前記工具が前記工具ローダにより搬送されるように構成されることを特徴とする搬送における工具脱落防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるリニア工具マガジン等を含む工作機械において、工具ローダによって工具を水平に保持して搬送する場合に、工具が工具ポットから脱落するのを防止する搬送における工具脱落防止方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工作機械においてはいわゆる円盤状の工具マガジンが採用されている。この円盤状の工具マガジンは、その円盤の外周に工具を着脱可能に保持するための複数の保持溝を放射方向に開口した状態で有するものである。
しかし、この従来の工作機械においては、この工具マガジンは円盤状をなしてその外周に保持溝を有するため、工具マガジンの中心部には利用できない大きなスペースが形成され、前記工具マガジンと工作機械の主軸との間で自動工具交換を行うための工具交換装置がどうしても大型になってしまう問題があった。
【０００３】
また、工具マガジンにて工具交換する場合にも、工具マガジンを割出し回転させて空の保持溝を工具入替え位置に割り出し、新工具と差し替え交換する。その後、再び工具マガジンを割出し回転させて、新しい工具を工具交換のための取出し位置に割り出し、そこから工具交換位置へ取り出すことで、初めて工具交換アームによる工具交換動作が行われるものであった。このため、交換に要する時間が長くなるとともに、いずれの場合にも、工具マガジンを介しての作業のため、機械を停止させた状態で工具交換を行う必要があり、工具交換の作業中機械を作動させることができず、加工作業の能率向上が妨げられていた。
【０００４】
そこで、これらの問題点を解決するものとして、図７に示すリニア工具マガジンを備えた工作機械が開発されてきた。図７はこの工作機械の側面図であるが、同図に示すように、この工作機械は、ベース１上に前後方向及び左右方向へ移動可能に配設されたコラム２に上下動可能に支持されている主軸ヘッド３に回転可能に支持された主軸４と、複数の保持部５が一方向に開口した状態で直線上に配列されてなるリニア工具マガジン６と、該リニア工具マガジン９の一端側に設けられた工具交換装置７と、工具ローダ１１とを備え、工具交換位置Ｐ１と該工具マガジン６の各保持部５に対応する位置Ｐ２との間を駆動モータ８によって回転されるボールねじ９を介して工具ローダ１１を移動させ、該工具交換装置７に備えられた工具交換アーム１０と該工具マガジン６の保持部５との間で工具１２の受け渡しを行なわせるものである。
【０００５】
ここで、リニア工具マガジン６の保持部５の工具１２は、工具ローダ１１によってＡからＢに上昇され、Ｃに移動される。図６はこの工作機械の要部平面図であるが、同図において工具ローダ１１は、駆動モータ８によって回転されるボールねじ９に噛み合うナット部１３の回転によって駆動モータの反対方向に移動する。該工具ローダ１１の下部にはカム１８が取り付けられ、このカム１８はカム溝１７によって案内されるようになっつている。したがって、工具ローダ１１がカム溝１７に案内されて移動するとき、工具ローダ１１の本体１９は、工具１２を保持したまま工具ローダ１１とともに当初の位置Ｄから位置Ｂを経て位置Ｃに至る。なお、工具ローダの本体１９は、カム１８の動きとともに回動するように構成されており、工具１２は位置Ｂから位置Ｃに至る過程で旋回される。１４は軸受けである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この工作機械においては、工具１２は、工具ホルダ２０に嵌合されて工具ポット２２に装着されている。この様子は、例えば、リニア工具マガジン６に工具ポット２２が保持された状態を示す図５の平面図に示される。同図において工具ポット２２は、その内部に本体２７、本体２７の中央にばね２３を介して嵌挿されるプランジャ２１、及び鋼球２４からなり、プランジャ２１を押すことにより工具ホルダ２０の孔２５に臨む鋼球２４が孔２６に落ち込み、工具ホルダ２０が外れる構造になっている。
【０００７】
しかしながら、リニア工具マガジン６を採用する工作機械にあっては、図６に示すように工具１２は旋回されながら搬送される。したがって、工具１２には遠心力が作用し、工具の形状、重心の位置、及び重量によって工具が落下する不具合があった。
これらの不具合を解決するために、ばねを強くしたり、工具ローダ１１の走行速度を下げることが考えられるが、前者の場合には自動工具交換動作に支障を来たし、後者の場合には高速、高効率の点で問題があった。
そこで、本発明は、これらの問題点を解消し、工作機械の高速、高効率を損なわず、さらに安全面にも寄与する搬送における工具脱落防止装置を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために次の手段をとるものである。すなわち、請求項１の発明は、複数の保持部が一方向に開いた状態で直線上に配列されてなる工具マガジンと、工具の受渡しを行なう工具ローダを含む工作機械において、工具ローダに工具脱落防止部材が設けられ、工具ホルダを装着した工具ポットが、ボールねじ、ナット部によって上方に移動され、前記工具の工具ホルダ溝が前記工具脱落防止部材に係合された状態で前記工具が前記工具ローダにより搬送されるように構成されることを特徴とする搬送における工具脱落防止装置である。
【０００９】
次に、請求項２の発明は、複数の保持部が一方向に開いた状態で直線上に配列されてなる工具マガジンと、工具の受渡しを行なう工具ローダを含む工作機械において、工具ローダに工具脱落防止部材が設けられ、工具ホルダを装着した工具ポットがシリンダーによって上方に移動され、前記工具の工具ホルダ溝が前記工具脱落防止部材に係合された状態で前記工具が前記工具ローダにより搬送されるように構成されることを特徴とする搬送における工具脱落防止装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。なお、図は、あくまでも説明のためのものであり、本発明の精神を逸脱しない限り多少の変更は許容される。
図１は、本発明の搬送における工具脱落防止装置を工具ローダに適用したものの側面図を示すが、工具ローダ１１の基台３９はレール１５、１６の上をスライドするが、該基台３９の上には回動台２８が軸４０の周りに回動可能に設けられ、        この回動台１９は図５に示すカム溝１７に案内されて摺動するカム１８の動きに
従って回動する。
【００１２】
９はボールねじであり、ボールねじ９の回転により、ナット部４１が取り付けられている基台３９は、レール１５、１６の上をスライドするように構成される。
前記回動台２８には支柱４２が設けられ、該支柱４２の上部には水平台２８が設けられている。
【００１３】
水平台４３と回動台２８にはその両端を固定するレール３３が垂直に設けられ、このレール３３にはスライダー３４が懸架され、上下に移動可能に構成されている。スライダー３４にはスライドガイド３５設けられ、このスライドガイド３５にはナット部３２が取りつけられている。ナット部３２には係合溝３１が取り付けられており、係合溝３１は係合ピン３０に係合して工具ポット２２を上方又は下方に移動させる。
【００１４】
水平台４３にはモータ３７が取り付けられ、その下方にはボールねじ３６が取り付けられ、ボールねじ３６の下方にはナット部３２が螺合される。
モータ３７の下部には工具脱落防止部材の一例である工具脱落防止爪３８が取り付けられる。この工具脱落防止爪３８は、工具ポット２２がひいては工具ホルダ２０が上方に移動されたとき、工具ホルダ２０の工具ホルダ溝２９に係合するように取り付けられる。
【００１５】
前記工具脱落防止爪３８の一例は図２に示される。図２は，図１のＸ―Ｘ線に沿って矢印方向に見た工具脱落防止爪と工具ホルダとの断面図であり、また、図３は図２のＹ一Ｙ線に沿って矢印方向に見た断面図である。工具脱落防止爪の例としては、図４に示すものも挙げられる。少なくとも工具脱落防止爪が工具ホルダ溝に係合している必要がある。図４は、図２の工具脱落防止爪の他例を用いた場合の断面図である。
【００１６】
工具ポット２２を上下に移動する手段として、モータ、ボールねじ及びナット部による例を示したが、この手段は、迅速性、速度コントロール性、随時停止性に優れており，本発明においては工具ホルダ溝２９に工具脱落防止爪３８を係合するのに好ましい。もっともシリンダータイプの手段を採用してもよいが、工具ホルダ溝に衝撃を与えないようにすることが肝要である。
【００１７】
次に、本発明の作用について説明する。図７において駆動モータ８によってボールねじ９が回転され、工具ローダ１１が右方向に移動し、特定の工具（例えば図６の位置Ｂ（Ａ）に示す。）の手前に停止する。ついで、モータ３７が作動してボールねじ３６が回転し、ナット部３２が下降し、図１に示す最下位の位置に停止する。その後ボールねじ９が回転し係合溝３１に係合ピン３０が係合したところで停止する。その後、ボールねじ３６の回転により工具１２は工具ポット２２とともに上昇せしめられ、工具脱落防止爪３８が工具ホルダ溝２９に係合する。この状態でボールねじ９が回転せしめられ、工具１２は、工具ホルダ２０，工具ポット２２とともに、図６の位置Ｂ（Ａ）から位置Ｃに至るまでに直線方向に、また旋回されながら搬送される。この場合に工具ホルダ２０の工具ホルダ溝２９には工具脱落防止爪３８が係合し、工具１２の脱落が防止される。
【００１８】
その後、位置Ｃにある工具は工具ローダ１１により下降せしめられ、図７に示すように、工具交換装置７の工具交換アーム１０が軸線の周りで回動され及び軸線方向に移動されることにより、図７に実線で示す上方位置に配置された主軸ヘッド３の工具と前記リニア工具マガジンからの工具とは、工具交換アーム１０により把持されて同時に脱着交換される。
【００１９】
さらに、脱着交換された旧工具１２は工具ポット２２に装着されたまま工具ローダ１１によりＣの位置まで移動せしめられ、工具ローダ１１は、工具脱落防止爪３８が工具ホルダ溝２９に係合した状態で工具１２を搬送し、リニア工具マガジン６の工具が空の保持部５に対応する位置に停止し、ボールねじ３６の回転によりナット部３２を降下させてリニア工具マガジン６に工具を載置する。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、リニア工具マガジンを備えた工作機械において、旋回を伴う工具搬送においても工具の脱落を生じることもなく安全に搬送することができ、さらに工具脱落防止部材を工具ホルダ溝に迅速にしかも任意の溝の深さに係合させることができるので工具ホルダを損傷することなく工具を搬送することができる装置である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の工具脱落防止装置の側面図である。
【図２】図１においてＸ一Ｘ線に沿って矢印方向に見た本発明に係る工具脱落防止爪が工具ホルダ溝に係合した個所の断面図である。
【図３】図２においてＹ一Ｙ線に沿って矢印方向に見た断面図である。
【図４】図２において他の工具脱落防止爪を用いた場合の断面図である。
【図５】リニア工具マガジンに保持された工具ポットに工具ホルダが装着された平断面図である。
【図６】リニア工具マガジンを備えた工作機械の要部平面図である。
【図７】リニア工具マガジンを備えた工作機械の側面図である。
【符号の説明】
１      ベース
２      コラム
３      主軸ヘッド
４      主軸
５      保持部
６      リニア工具マガジン
７      工具交換装置
８      駆動モータ
９      ボールねじ
１０    工具交換アーム
１１    工具ローダ
１２    工具
１３    ナット部
１４    軸受け
１５    レール
１６    レール
１７    カム溝
１８    カム
１９    回動体
２０    工具ホルダ
２１    プランジヤ
２２    工具ポット
２３    ばね
２４    鋼球
２５    孔
２６    孔
２７    本体
２８    水平台
２９    工具ホルダ溝
３０    係合ピン
３１    係合溝
３２    ナット部
３３    レール
３４    スライダ
３５    スライドガイド
３６    ボールねじ
３８    工具脱落防止爪
３９    基台
４０    軸
４１    ナット部
４２    支柱
【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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