(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の工具を工具ソケットを介して収納する工具マガジンと、工具を受入れる主軸を回転自在に支持すると共に前記主軸の軸線方向に進退可能な主軸支持組立体と、前記工具マガジンと前記主軸支持組立体の前記主軸との間で工具を搬送するために主軸支持組立体の進退方向と直交する方向に延び該主軸支持組立体に係止された可動案内部および前記工具マガジンと前記可動案内部とを接続して単一トラックを完成する固定案内部とで形成されるガイドトラックを含む工具交換装置とからなる工作機械において、
前記工具交換装置が、前記ソケットを保持し前記ガイドトラックに沿って移動可能なソケット搬送部材と、前記主軸支持組立体の状態に応じて前記ソケット搬送部材を前記工具マガジンから前記ガイドトラックの固定案内部の端部に定義される待機位置および、前記ガイドトラックの可動案内部上の前記交換位置までの間において前記ガイドトラックの固定案内部および前記主軸支持組立体と共に進退する可動案内部上を移動させる搬送部材駆動装置と、前記交換位置に移動された前記ソケットの工具と前記主軸上の工具とを同時に交換する交換アームとにより構成される
ことを特徴とする工作機械。
【請求項２】
多数の工具を各工具のための取り出し可能な工具ソケットを介して収納する工具マガジンと、工具を受入れ可能な主軸を回転自在に支持すると共に前記主軸の軸線方向に進退可能な主軸支持組立体と、前記工具マガジンと前記主軸支持組立体の前記主軸との間で工具を搬送するために前記主軸支持組立体の進退方向と直交する方向に延び主軸支持組立体に係止された可動案内部および前記工具マガジンと不動関係にあり前記主軸支持組立体が所定の交換位置まで後退された時前記可動案内部に接続して単一トラックを完成する固定案内部とで形成されるガイドトラックを含む工具交換装置とからなる工作機械において、
前記工具交換装置が、前記ソケットを保持し前記ガイドトラックに沿って移動可能なソケット搬送部材と、前記主軸支持組立体が前記交換位置から前進している状態では前記ソケット搬送部材を前記工具マガジンから前記ガイドトラックの固定案内部の前記可動案内部側の端部に定義される待機位置まで搬送すると共に、前記主軸支持組立体が前記交換位置に復帰した状態では前記ソケット搬送部材を前記待機位置から前記ガイドトラックの主軸支持組立体と共に進退する可動案内部上の前記交換位置へ移動させる搬送部材駆動装置と、前記主軸支持組立体が前記後退位置にある状態において前記交換位置に移動された前記ソケットの工具と前記主軸上の工具を同時に交換する交換アームとにより構成されることを特徴とする工作機械。
【請求項３】
請求項２に記載の工具交換装置において、
前記主軸支持組立体は、前記主軸の軸線方向に進退可能で工具交換動作に際して前記工具交換のための前記後退位置へ復帰されるコラムと、このコラム上で上下方向に摺動可能に案内され前記主軸を回転自在に支持する主軸ヘッドとからなり、前記可動案内部が前記コラムの前面に固定され前記コラムが前記後退位置へ復帰された状態で前記固定案内部と整列して単一の前記ガイドトラックを完成することを特徴とする工作機械。
【請求項４】
請求項３に記載の工作機械において、
前記主軸は前記コラムの進退方向と一致する水平軸線上で回転するよう前記主軸ヘッドに支持されており、前記工具マガジンは多数の前記工具を前記主軸の回転軸線と直角な水平方向に向けて収納しており、前記固定案内部は前記コラムの前面に水平に固定した可動案内部と上下方向において一致する水平面内で前記工具マガジンから前記可動案内部の近辺まで水平に延びる円弧状に形成されていることを特徴とする工作機械。
【請求項５】
請求項２，３又は４に記載の工作機械において、
前記ソケット搬送部材は前記工具マガジン上の所定位置に割出されたソケットを前記工具マガジンに対して授受可能でかつ前記ガイドトラック上を移動可能に案内されたソケット保持器からなり、前記搬送部材駆動装置は、前記保持器を前記固定案内部の前記工具マガジン側端部と前記可動案内部側の端部との間で往復動する第１アクチエータと、前記保持器を前記固定案内部の前記可動案内部側の端部とこの可動案内部上の工具交換位置との間で往復動する第２アクチエータとからなることを特徴とする工作機械。
【請求項６】
請求項５に記載の工作機械において、
前記搬送部材駆動装置は前記主軸と平行なガイドレールとこのガイドレール上で走行可能なスライド部材とをさらに含み、前記第１アクチエータが前記工具マガジンに対して前記スライド部材を走行するように設けられた第１流体圧シリンダにより構成され、また前記第２アクチエータが前記スライド部材に対して前記ソケット保持器を移動させるために前記スライド部材と前記ソケット保持器とに結合された第２流体圧シリンダにより構成されていることを特徴とする工作機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械において、工具ソケットを保持しガイドトラックに沿って移動可能なソケット搬送部材と、前記ソケット搬送部材を工具マガジンから交換位置までの間において前記ガイドトラックの固定案内部および前記ガイドトラックの可動案内部上を移動させる搬送部材駆動装置と、前記交換位置に移動された前記ソケットの工具と前記主軸上の工具を同時に交換する交換アームとにより構成される前記工具交換装置を備えた工作機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の工具交換装置を備えた工作機械（特開昭５７−１０２７２９号、特開昭６２−１４０７３１号）は、図８および図９に示すように工具マガジンＭから主軸Ｓ付近の工具交換位置まで工具Ｔを搬送する搬送装置Ｈを走行させるガイドトラックＧが、マガジン側に固定された固定案内部Ｆと主軸ヘッドＳＨ側で上下方向に移動できる可動案内部Ｖとで構成され、前記搬送装置Ｈが、自走推進機構Ｐ、および工具交換アームＡとその駆動機構Ｄを備える形式の工具交換装置を備えていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらの従来の工作機械における工具交換装置においては、前記搬送装置Ｈが工具交換アームＡとその駆動機構Ｄおよびこれらを走行させる自走推進機構Ｐを備えた大形の機構となり、この搬送装置をガイドトラックＧ上を走行するようにしている。特に、大重量の駆動機構Ｄおよび自走推進機構Ｐが、ガイドトラックＧ上を走行するようにしているので、機構が複雑になるとともに、走行速度を上げることができないという問題があった。
【０００４】
また上記従来の装置は、可動案内部Ｖが主軸ヘッドＳＨの上下動に追従して上下動する形式のものであるので、主軸ヘッドＳＨを上下案内するコラムＣＲが、主軸の軸線方向に進退する形式の工作機械には適用できないという問題があった。
【０００５】
特に上記特開昭６２−１４０７３１号に示される装置では、主軸ヘッドＳＨがガイドトラックＧの下方での加工動作中に大形の搬送装置を円弧状トラックのコーナー部ＣＮに待機させなければならないので、交換動作を開始する時、可動案内部Ｖに移行させる前に搬送装置Ｈをさらに固定案内部Ｆの前面直線部を走行させなければならず時間的ロスを生ずるという問題があった。この問題は、交換アームＡによる工具交換動作が１秒前後で行われる最新の高速ＡＴＣ装置を採用する場合では、顕著となる。
【０００６】
そこで本発明者は、主軸支持組立体が交換位置から前進している状態では、ソケット搬送部材を工具マガジンからガイドトラックの固定案内部の可動案内部側の端部に定義される待機位置まで搬送すると共に、主軸支持組立体が交換位置に復帰した状態では前記ソケット搬送部材を前記待機位置から前記ガイドトラックの前記主軸支持組立体と共に進退する前記可動案内部上の前記交換位置へ移動させるという本発明の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重ねた結果、前記ソケット搬送部材の構成をシンプルにして小型化するとともに、高速搬送を可能にし、主軸の軸線方向に進退する形式の工作機械への適用を可能にし、高速ＡＴＣ装置への採用を可能にするという目的を達成する本発明に到達した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１に記載の第１発明）の工作機械は、多数の工具を工具ソケットを介して収納する工具マガジンと、工具を受入れる主軸を回転自在に支持すると共に前記主軸の軸線方向に進退可能な主軸支持組立体と、前記工具マガジンと前記主軸支持組立体の前記主軸との間で工具を搬送するために主軸支持組立体の進退方向と直交する方向に延び該主軸支持組立体に係止された可動案内部および前記工具マガジンと前記可動案内部とを接続して単一トラックを完成する固定案内部とで形成されるガイドトラックを含む工具交換装置とからなる工作機械において、
前記工具交換装置が、前記ソケットを保持し前記ガイドトラックに沿って移動可能なソケット搬送部材と、前記主軸支持組立体の状態に応じて前記ソケット搬送部材を前記工具マガジンから前記ガイドトラックの固定案内部の端部に定義される待機位置および、前記ガイドトラックの可動案内部上の前記交換位置までの間において前記ガイドトラックの固定案内部および前記主軸支持組立体と共に進退する可動案内部上を移動させる搬送部材駆動装置と、前記交換位置に移動された前記ソケットの工具と前記主軸上の工具とを同時に交換する交換アームとにより構成される
ものである。
【０００８】
本発明（請求項２に記載の第２発明）の工作機械は、多数の工具を各工具のための取り出し可能な工具ソケットを介して収納する工具マガジンと、工具を受入れ可能な主軸を回転自在に支持すると共に前記主軸の軸線方向に進退可能な主軸支持組立体と、前記工具マガジンと前記主軸支持組立体の前記主軸との間で工具を搬送するために前記主軸支持組立体の進退方向と直交する方向に延び主軸支持組立体に係止された可動案内部および前記工具マガジンと不動関係にあり前記主軸支持組立体が所定の交換位置まで後退された時前記可動案内部に接続して単一トラックを完成する固定案内部とで形成されるガイドトラックを含む工具交換装置とからなる工作機械において、
前記工具交換装置が、前記ソケットを保持し前記ガイドトラックに沿って移動可能なソケット搬送部材と、前記主軸支持組立体が前記交換位置から前進している状態では前記ソケット搬送部材を前記工具マガジンから前記ガイドトラックの固定案内部の前記可動案内部側の端部に定義される待機位置まで搬送すると共に、前記主軸支持組立体が前記交換位置に復帰した状態では前記ソケット搬送部材を前記待機位置から前記ガイドトラックの主軸支持組立体と共に進退する可動案内部上の前記交換位置へ移動させる搬送部材駆動装置と、前記主軸支持組立体が前記後退位置にある状態において前記交換位置に移動された前記ソケットの工具と前記主軸上の工具を同時に交換する交換アームとにより構成される
ものである。
【０００９】
本発明（請求項３に記載の第３発明）の工作機械は、請求項３に記載の工具交換装置において、
前記主軸支持組立体は、前記主軸の軸線方向に進退可能で工具交換動作に際して前記工具交換のための前記後退位置へ復帰されるコラムと、このコラム上で上下方向に摺動可能に案内され前記主軸を回転自在に支持する主軸ヘッドとからなり、前記可動案内部は前記コラムの前面に固定され前記コラムが前記後退位置へ復帰された状態で前記固定案内部と整列して単一の前記ガイドトラックを完成するものである。
【００１０】
本発明（請求項４に記載の第４発明）の工作機械は、請求項４に記載の工作機械において、
前記主軸は前記コラムの進退方向と一致する水平軸線上で回転するよう前記主軸ヘッドに支持されており、前記工具マガジンは多数の前記工具を前記主軸の回転軸線と直角な水平方向に向けて収納しており、前記固定案内部は前記コラムの前面に水平に固定した可動案内部と上下方向において一致する水平面内で前記工具マガジンから前記可動案内部の近辺まで水平に延びる円弧状に形成されているものである。
【００１１】
本発明（請求項５に記載の第５発明）の工作機械は、請求項５に記載の工作機械において、
前記ソケット搬送部材は前記工具マガジン上の所定位置に割出されたソケットを前記工具マガジンに対して授受可能でかつ前記ガイドトラック上を移動可能に案内されたソケット保持器からなり、前記搬送部材駆動装置は、前記保持器を前記固定案内部の前記工具マガジン側端部と前記可動案内部側の端部との間で往復動する第１アクチエータと、前記保持器を前記固定案内部の前記可動案内部側の端部とこの可動案内部上の工具交換位置との間で往復動する第２アクチエータとからなるものである。
【００１２】
本発明（請求項６に記載の第６発明）の工作機械は、請求項６に記載の工作機械において、
前記搬送部材駆動装置は前記主軸と平行なガイドレールとこのガイドレール上で走行可能なスライド部材とをさらに含み、前記第１アクチエータが前記工具マガジンに対して前記スライド部材を走行するように設けられた第１流体圧シリンダにより構成され、また前記第２アクチエータが前記スライド部材に対して前記ソケット保持器を移動させるために前記スライド部材と前記ソケット保持器とに結合された第２流体圧シリンダにより構成されている
ものである。
【００１３】
【発明の作用および効果】
上記構成より成る第１発明の工作機械は、前記工具交換装置を構成する前記搬送部材駆動装置が、前記主軸支持組立体の状態に応じて前記ソケットを保持する前記ソケット搬送部材を、前記工具マガジンから前記ガイドトラックの単一トラックを完成する固定案内部の端部に定義される待機位置および、主軸支持組立体の進退方向と直交する方向に延びる前記ガイドトラックの可動案内部上の前記交換位置までの間において前記ガイドトラックの前記固定案内部および主軸支持組立体と共に進退する前記可動案内部によって構成される前記ガイドトラックに沿って移動させ、前記交換アームによって前記交換位置に移動された前記ソケットの工具と前記主軸上の工具とを同時に交換するので、前記ソケット搬送部材の構成をシンプルにして小型化するとともに、高速搬送を可能にし、主軸の軸線方向に進退する形式の工作機械への適用を可能にし、高速ＡＴＣ装置への採用を可能にするという効果を奏する。
【００１４】
上記構成より成る第２発明の工作機械は、前記工具交換装置を構成する前記搬送部材駆動装置が、前記ソケットを保持する前記ソケット搬送部材を、前記主軸支持組立体が前記交換位置から前進している状態では前記ソケット搬送部材を前記工具マガジンから前記ガイドトラックの固定案内部の前記可動案内部側の端部に定義される待機位置まで搬送すると共に、前記主軸支持組立体が前記交換位置に復帰した状態では前記ソケット搬送部材を前記待機位置から前記ガイドトラックの可動案内部上の前記交換位置へ移動させ、前記交換アームによって前記交換位置に移動された前記ソケットの工具と前記主軸上の工具を同時に交換するので、前記ソケット搬送部材の構成をシンプルにして小型化するとともに、高速搬送を可能にし、主軸の軸線方向に進退する形式の工作機械への適用を可能にし、高速ＡＴＣ装置への採用を可能にするという効果を奏する。
【００１５】
上記構成より成る第３発明の工作機械は、第２発明の工具交換装置において、前記コラムの前面に固定された前記可動案内部が、前記コラムが前記後退位置へ復帰された状態において、前記固定案内部と整列して単一の前記ガイドトラックを完成して、前記ソケット搬送部材の前記待機位置から前記交換位置への移動を可能にするという効果を奏する。
【００１６】
上記構成より成る第４発明の工作機械は、第３発明の工作機械において、水平に延びる円弧状に形成された前記固定案内部が、前記コラムの前面に水平に固定した可動案内部と上下方向において一致する水平面内において、多数の前記工具を前記主軸の回転軸線と直角な水平方向に向けて収納している前記工具マガジンから前記可動案内部付近まで案内するという効果を奏する。
【００１７】
上記構成より成る第５発明の工作機械は、第２、３又は４発明の工作機械において、前記搬送部材駆動装置を構成する前記第１アクチエータが、前記割出されたソケットを保持する保持器を前記固定案内部の前記工具マガジン側端部と前記可動案内部側の端部との間で往復動させ、前記第２アクチエータが、前記保持器を前記固定案内部の前記可動案内部側の端部とこの可動案内部上の工具交換位置との間で往復動するので、独立した最適制御を可能にするという効果を奏する。
【００１８】
上記構成より成る第６発明の工作機械は、第５発明の工作機械において、前記第１アクチエータを構成する前記第１流体圧シリンダが、前記工具マガジンに対して前記スライド部材を走行させ、また前記第２アクチエータを構成する前記スライド部材と前記ソケット保持器とに結合された前記第２流体圧シリンダが前記スライド部材に対して前記ソケット保持器を移動させるので、前記スライド部材に対する前記ソケット保持器の付加的移動を可能にするという効果を奏する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００２０】
（実施形態）
本実施形態の工作機械は、図１ないし図５に示されるように多数の工具１１を工具ソケット１０を介して収納する工具マガジン１と、工具を受入れる主軸２１を回転自在に支持すると共に前記主軸２１の軸線方向に進退可能な主軸支持組立体２と、前記工具マガジン１と前記主軸支持組立体２の前記主軸との間で工具を搬送するために主軸支持組立体２に係止された可動案内部３および前記工具マガジン１と前記可動案内部３１とを接続する固定案内部３２とで形成されるガイドトラック３を含む工具交換装置４とからなる工作機械において、前記工具交換装置４が、前記ソケット１０を保持し前記ガイドトラック３に沿って移動可能なソケット搬送部材５と、前記ソケット搬送部材５を前記工具マガジン１から前記交換位置までの間において前記ガイドトラック３の前記固定案内部３２および前記主軸支持組立体２と共に進退する前記可動案内部３１上を移動させる搬送部材駆動装置６と、前記交換位置に移動された前記ソケット１０の工具１１と前記主軸上の工具１１を同時に交換する交換アーム７とにより構成される。
【００２１】
本実施形態の工作機械は、図６に示されるようにベッド１００上をＸ軸方向に移動するテーブル１１０上のワーク（図示せず）を加工する工具１１を把持する主軸２１と、主軸ヘッド２０および図６では省略された工具交換ユニット（ＡＴＣ）２２を備えた主軸支持組立体２を構成するコラム２３が、Ｚ軸方向に移動するように構成されている。
【００２２】
前記主軸支持組立体２は、図１、図２および図３に示されるように前記主軸２１の軸線方向に進退可能で工具交換動作に際して前記工具交換のための前記後退位置へ復帰されるコラム２３と、このコラム２３上で上下Ｙ軸方向に摺動可能に案内される主軸ヘッド２０とから成る。
【００２３】
前記主軸２１は、図１および図２に示されるように前記主軸ヘッド２０によって前記主軸２１が前記コラム２３の進退方向と一致する水平軸線上で回転するように回転自在に支持され、図略のビルトインモータにより回転駆動されるように構成されている。
【００２４】
前記工具マガジン１は、図１ないし図３および図６に示されるように多数の工具１１を各工具１１のための取り出し可能な工具ソケット１０を介して前記主軸２１の回転軸線と直角な水平方向に向けて収納するものである。
【００２５】
また上記各工具ソケット１０は、チェーン１２の一部を構成する前後一対のＵ字状の駒１３内に介挿され、スプロケットホィール１４の回転によって前記チェーン１２が移動され、図２に示されるように所定の工具１１を介挿した工具ソケット１０が、固定案内部３２の上下一対のレールの間に割出される。
【００２６】
前記ガイドトラック３は、図１、図２および図６に示されるように前記工具マガジン１と前記主軸支持組立体２の前記主軸２１の近傍との間で前記工具１１を搬送するために、前記主軸支持組立体２の進退方向と直交する方向に延びコラム２３の前面に一体的に係止された可動案内部３１と、前記工具マガジン１と不動関係にあり前記コラム２３が所定の交換位置まで後退された時前記可動案内部３１に接続して単一トラックを完成する固定案内部３２とで形成される。
【００２７】
前記固定案内部３２は、図２に示すように工具ソケット１０を案内する上下一対の板状レールを含み、図１および図６に示されるように前記コラム２３の前面に水平に固定した前記可動案内部３１と一致する上下方向の水平面内で前記工具マガジン１から前記可動案内部３１の付近まで水平に延びる円弧状に形成され、ブラケット３２１を介してマガジンフレーム１５に固着されている。
【００２８】
前記可動案内部３１は、図１および図２に示されるように工具ソケット１０を案内する上下一対の板状レールを含み、取付けブラケット３１１によって前記コラム２３の上部前面に固定され、前記主軸の移動方向に移動するように構成されている。
【００２９】
前記ソケット搬送部材５は、図２に示されるように工具マガジン１上の所定の取出位置に割出されるソケット１０の後端部を上方または下方から受入れるＵ字状のソケット保持器５０と、この保持器５０を前端に固着し後端が円弧状の補助レール５３上を走行するベアリングブロック５４上に固着された保持器棹５１からなる。補助レール５３は、前記ガイドトラック３と同心でこのトラック３の内側に配置され、また後述する交換位置に保持器５０を進める時ベアリングブロック５４をコラム２３と干渉しない固定側に位置させるため図１で見るときガイドトラック３に対して時計方向に所定角度先行してマガジンフレーム１５上に固設されている。また、アーチ状の保持器棹５１の円弧長さは、ベアリングブロック５４をコラム２３と干渉しない補助レール５３の前進端に位置させた時に保持器５０を後述する交換位置に位置させる長さに設定される。
【００３０】
図３に示す補助保持器６３２は、前記保持器５０と同様に取出装置を上下方向に横切る工具ソケット１０の後端部を受入れるＵ字形状をなし、直線レール６３３に沿って移動可能であり、シリンダ６３０により旋回されるアングルレバー６３１の上端とピン係合されている。前述した保持器５０が取出位置に割出されたソケット１０を駒１３による保持から離脱して取出位置を去るとき、アングルレバー６３１が図３の状態から時計方向旋回し、補助保持器６３２をチェーン２１の背部を通過して保持器５０が居た取出位置へ進み、逆に保持器５０が取出位置に復帰する時図３の後退位置に復帰する。これにより、保持器５０が取出位置を離れる状態においても、チェーン２１を割出し動作でき、この動作の間は補助保持器６３２が取出位置を上方または下方から横切る工具ソケット１０を案内する。
【００３１】
前記搬送部材駆動装置６は、図４および図５に示されるように前記保持器５０を前記固定案内部３２の前記工具マガジン側端部と前記可動案内部側の端部との間で往復動させる第１アクチエータ６１と、前記保持器５０を前記固定案内部３２の前記可動案内部３１側の端部に定義される待機位置とこの可動案内部３１上の工具交換位置との間で往復動させる第２アクチエータ６２とから成る。
【００３２】
前記搬送部材駆動装置６は、前記主軸２１と平行な直線ガイドレール６２１とこのガイドレール６２１上で走行可能なスライド部材６２２とをさらに含み、前記第１アクチエータ６１が前記工具マガジン１に対して前記スライド部材６２２を走行するように設けられた第１流体圧シリンダ６１０により構成され、また前記第２アクチエータ６２が前記スライド部材６２２に対して保持器棹５１を前記ソケット保持器５０と共に移動させるために前記スライド部材６２２と前記ソケット保持器棹５１とに垂直なピボット結合された第２流体圧シリンダ６２０により構成されている。
【００３３】
前記第１流体圧シリンダ６１０、前記第２流体圧シリンダ６２０および補助保持器６３２駆動用シリンダ６３０は、図５に示されるように流体供給手段６００としてのポンプおよびリザーバに第１切替弁６０１および第２切替弁６０２を介して接続されている。前記第２流体圧シリンダ６２０は、図１に示されるようにマガジンフレーム１５に配設されたレール６２１上をスライドするスライド部材６２２に他端が係止されている。
【００３４】
前記主軸支持組立体２を構成するコラム２３が前記交換位置から前進している状態では前記保持器５０を前記工具マガジン１から前記ガイドトラック３の前記固定案内部３２の前記可動案内部３１側の端部に定義される待機位置まで搬送すると共に、前記コラム２３が前記交換位置に復帰した状態では前記保持器５０を前記待機位置から前記ガイドトラック３の前記コラム２３と共に進退する前記可動案内部３１上の前記交換位置へ移動させるように前記第１流体圧シリンダ６１０、６１１および前記第２流体圧シリンダ６２０が制御される。
【００３５】
前記交換アーム７は、図１および図２に示されるように中央部を揺動中心とし、両端に工具把持凹部７１が形成されるとともに係止ピン７２が配設された揺動部材７０によって構成され、前記コラム２３が前記後退位置にあり、主軸ヘッド２０が図２に示す上昇時にある状態において減速機２５付の駆動サーボモータを動作させることにより、前記交換位置に移動された前記ソケット保持器５０の工具１１と前記主軸２１上の工具１１を同時に交換出来るように構成されている。
【００３６】
上記構成より成る本実施形態の工作機械は、前記工具交換装置４を構成する前記搬送部材駆動装置６が、前記ソケットを保持する前記ソケット搬送部材５を、前記工具マガジン１から前記交換位置までの間において前記ガイドトラック３の前記固定案内部３２および主軸支持組立体２と共に進退する前記可動案内部３１によって構成される前記ガイドトラック３に沿って移動させ、前記交換アーム７によって前記交換位置に移動された前記ソケットの工具１１と前記主軸２１上の工具１１とを交換するものである。
【００３７】
すなわち、前記スプロケットホィール１４の回転によって前記チェーン１２が移動され、図２に示されるように前記駒１３内に介挿され所定の工具１１を介挿した工具ソケット１０が前記固定案内部３２のレールの一端側にある取出位置に割出される。
【００３８】
次に前記流体供給手段６００としてのポンプからの油圧を前記第１切替弁６０１および第２切替弁６０２の切替えにより前記第１シリンダ６１０が、前記割出されたソケット５０を保持する前記保持器５０を、前記コラム２３が前記交換位置から前進している状態では前記保持器５０を前記工具マガジン１から前記ガイドトラック３の固定案内部３２の前記可動案内部３１側の端部に定義される待機位置（図１中矢符Ｗで示される位置）まで搬送させると共に、前記主軸支持組立体２即ち、コラム２３及び主軸ヘッド２０が前記交換位置に復帰した状態においては前記第２シリンダ６２０が、前記保持器５０を前記待機位置から前記ガイドトラック３の前記可動案内部３１上の前記交換位置（図１中矢符Ｃで示される位置）へ移動させるものである。
【００３９】
中央部を揺動中心とし両端に工具把持凹部７１が形成された前記揺動部材７０によって構成された前記交換アーム７によって、前記コラム２３が前記後退位置にある状態において前記交換位置に移動された前記ソケット保持器５０の工具１１と前記主軸２１上の工具１１を同時に交換するものである。
【００４０】
上記作用を奏する本実施形態の工作機械は、上述した工具交換アームとその駆動機構およびこれらを走行させる自走推進機構を備えた大形の前記搬送装置を備えた従来装置に比べて前記ソケット５０のみを保持する前記ソケット搬送部材５の構成をシンプルにして小型化するとともに、高速搬送を可能にし、高速ＡＴＣ装置２２への採用を可能にするという効果を奏する。
【００４１】
また本実施形態の工作機械は、前記可動案内部３１が、前記主軸２１の軸線方向にコラム２３とともに進退移動するので、該主軸２１との干渉を回避することができるとともに、前記主軸２１の軸線方向に進退する形式の工作機械への適用を可能にするという効果を奏する。
【００４２】
さらに本実施形態の工作機械は、前記ソケット保持器５０を、前記コラム２３が前記交換位置から前進している状態では前記保持器５０を前記工具マガジン１から前記ガイドトラック３の前記固定案内部３２の前記可動案内部側の端部に定義される待機位置（図１中矢符Ｗ）まで予め搬送すると共に、前記コラム２３が前記交換位置に復帰した状態では前記保持器５０を前記待機位置から前記ガイドトラック３の前記固定案内部３２に比べて短い前記可動案内部３１上の前記交換位置（図１中矢符Ｃ）へ移動させるものであるため、前記ソケット搬送部材５の高速搬送を可能にし、短時間の工具交換を実現して、高速ＡＴＣ装置２２への採用を実現するという効果を奏する。
【００４３】
また本実施形態の工作機械は、前記コラム２３の前面に固定された前記可動案内部３１が、前記コラム２３が前記後退位置へ復帰された状態において、前記固定案内部３１と整列して単一の前記ガイドトラック３を完成して、前記ソケット搬送部材５の前記待機位置から前記交換位置への滑らかな移動を実現するという効果を奏する。
【００４４】
さらに本実施形態の工作機械は、水平に延びる円弧状に形成された前記固定案内部３２が、前記コラム２３の前面に水平に固定した前記可動案内部３１と一致する上下方向の水平面内において、多数の前記工具１１を前記主軸２１の回転軸線と直角な水平方向に向けて収納している前記工具マガジン１から前記可動案内部３１付近まで滑らかに案内するという効果を奏する。
【００４５】
また本実施形態の工作機械は、前記搬送部材駆動装置６を構成する前記第１アクチエータ６１が、前記取出位置に割出されたソケットを保持する保持器５０を前記固定案内部３２の前記工具マガジン側端部と前記可動案内部側の端部との間で往復動させ、前記第２アクチエータ６２が、前記保持器５０を前記固定案内部の前記可動案内部側の端部とこの可動案内部上の工具交換位置との間で往復動させるので、待機位置への移動および交換位置への移動において独立した最適制御を可能にするという効果を奏する。
【００４６】
さらに本実施形態の工作機械は、前記第１アクチエータ６１を構成する前記第１流体圧シリンダ６１０が、前記工具マガジン１に対して前記スライド部材６２２を走行させ、また前記第２アクチエータ６２を構成する前記スライド部材６２２と前記ソケット保持器５０とに結合された前記第２流体圧シリンダ６２０が前記スライド部材６２２に対して前記ソケット保持器５０を移動させるので、移動する前記スライド部材５１に対する前記ソケット保持器５０の付加的移動を可能にするという効果を奏する。
【００４７】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００４８】
上述の実施形態においては、一例として本発明を横形工作機械に適用した例について述べたが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、例えば図７に示されるように縦形工作機械に適用することが出来る。
【００４９】
すなわち本発明は、主軸を上下方向の軸線周りに回転するように支持する形式の縦形の工作機械にも適用できる。この場合上述した図２は、工具が挿入される主軸２１の下端側から上方を臨んだ図として読むことができ、上述した実施形態におけるコラム２３はベッド１００から一体的に立設され、この変形例においては図７に示されるようにコラム２３の前面で上下方向に案内される。即ち、本変形例では、コラム２３上においてＹ軸方向に移動する主軸２１、主軸ヘッド２０の下面に可動案内部３１が設けられ、固定案内部３２は上方にあるマガジン１から工具ソケット５０を垂直面内の円弧経路に沿って案内する形式のものであり、ベッド１００上をＸ軸方向に移動するＸ軸テーブル１１上を図７の紙面直角方向に移動するＺ軸テーブルが配設されるように構成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の工作機械を示す平面図である。
【図２】本実施形態の工作機械を示す正面図である。
【図３】本実施形態の工作機械の要部を示す要部拡大左側面図である。
【図４】本実施形態の工作機械の搬送部材駆動装置を示す図２中Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】本実施形態の工作機械の搬送部材駆動装置の油圧回路を示す回路ブロック図である。
【図６】本発明を適用した本実施形態の横形工作機械の全体を示す平面図である。
【図７】本発明を適用した変形例の縦形工作機械の全体を示す平面図である。
【図８】従来の第１の工作機械を示す平面図である。
【図９】従来の第２の工作機械を示す平面図である。
【符号の説明】
１  工具マガジン
２  主軸支持組立体
３  ガイドトラック
４  工具交換装置
５  ソケット搬送部材
６  搬送部材駆動装置
７  交換アーム
１０  工具ソケット
１１  工具
２１  主軸
３１  可動案内部
３２  固定案内部
【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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