JP4127331B2

JP4127331B2 - Tool magazine device

Info

Publication number: JP4127331B2
Application number: JP27407598A
Authority: JP
Inventors: 利夫土屋
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1998-09-28
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2018-09-28
Also published as: JP2000094252A

Description

【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tool magazine apparatus that is built in or attached to a machine tool such as a machining center, supplies a tool to the machine tool, and stores a tool removed from the machine tool.
[0002]
[Prior art]
As a tool magazine device that stocks a plurality of tools in an automatic tool changer, for example, a plurality of tool pots that detachably hold a tool are fixed at equal intervals in the circumferential direction of a rotating body that rotates about a predetermined rotation axis. An arrangement of the same structure is known.
Tool exchange operation between this type of tool magazine device and the spindle device of the machine tool is, for example, a tool change arm is provided between the tool magazine device and the spindle device of the machine tool to hold the specified tool. The tool pot to be moved is moved to the tool change position where the tool change arm can be gripped, the specified tool is held by one gripping part of the tool change arm, and the tool change arm is linearly moved and swung to be designated as the spindle device. Carry the tool. Overlapping this operation, the tool mounted on the spindle device is gripped by the other gripping portion of the tool replacement arm, carried to the tool replacement position, and mounted on the tool pot.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the tool magazine apparatus configured as described above, the tool mounted on the spindle apparatus is directly replaced with the tool pot that holds the tool to be replaced anew. Therefore, there is a disadvantage that electrical storage management is required, management becomes complicated, and mistakes such as wrong tools to be mounted on the spindle device are likely to occur.
In order to eliminate the above disadvantages, it is necessary to adopt a configuration called a fixed address system in which a specific tool is always stored in each tool pot.
[0004]
Conventionally, in order to make the tool magazine device a fixed address system that stores a specific tool in each tool pot, for example, an intermediate pot for taking out the tool is provided at the outer peripheral position of a plurality of tool pots. It is necessary to take a tool out of the tool pot, hold it with a tool changing arm, and attach it to the spindle device.
That is, transfer between the tool pot and the intermediate pot holding the specified tool moved to the replacement position, the tool held in the intermediate pot and the tool mounted on the spindle device is replaced by the tool change arm, During this replacement operation, the empty tool pot to store the tool mounted on the spindle device is moved to the replacement position, and the tool mounted on the spindle device held in the intermediate pot is moved to the above-mentioned empty tool pot. By transferring, a specific tool can always be stored in the tool pot.
However, in the above-configured tool magazine apparatus, since the tool pot is fixed to the rotating body, a tool changer must be provided between the tool pot and the intermediate pot, which is disadvantageous in that the apparatus becomes expensive. In addition, there is a disadvantage that it takes time to transfer the tool between the tool pot and the intermediate pot, and it is difficult to shorten the tool change time between the tool magazine device and the spindle device. To do.
[0005]
On the other hand, in the tool magazine apparatus having the tool pot fixed to the rotating body as described above, the tool pot is fixed to the rotating body when it is desired to replace the tool held in each tool pot with a new tool due to its life. Therefore, it is necessary for an operator to directly remove the tool held in the tool pot and to perform a work of installing a new tool. For this reason, it is dangerous to replace the tool held in the tool pot with a new tool while the spindle device of the machine tool is in operation, and it is necessary to stop the machine tool. It was a factor to decrease.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a tool magazine device capable of shortening the tool change time with the spindle device with a relatively inexpensive configuration.
Another object of the present invention is to provide a tool magazine device that can easily replace a tool held in a tool pot with a new tool even during operation of the spindle device.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention is a tool magazine apparatus that holds a plurality of tools mounted on a spindle device of a machine tool, and supplies and stores the tools to and from the spindle device via a tool change arm. A plurality of tool pots that are freely held, a guide rail that is arranged on a predetermined circumference and that holds the tool pots movably, and the guide rail that the tool pots lock in a direction along the guide rails A rotating body provided with a locking portion formed at equal intervals along the circumferential direction of the rotating body provided to be rotatable around a rotation axis passing through the center of the circumference, and one of the plurality of tool pots. A movable rail member that can hold the tool pot and constitutes a part of the guide rail, and the movable rail portion of the guide railMaterialAn alternative rail member that can be fitted to a movable rail arrangement position where the movable rail is arranged, and the movable rail member,The movable rail arrangement position;The tool rail is moved between a tool pot removal position located on the outer periphery of the guide rail different from the tool change position by the tool change arm, and the substitute rail member is moved in conjunction with the movement of the movable rail member. A tool pot take-out means for moving the tool pot held by the movable rail member between the guide rail and the tool pot take-out position;Tool pot conveying means for conveying the tool pot between the tool pot removal position and a manual tool changing position for manually changing the tool pot.HaveThe tool pot taking-out means and the tool pot conveying means include a conveying member in which the movable rail member is fixed at a predetermined position, and a rail portion that holds the conveying member movably in the conveying direction. A transport rail member that can be swiveled around a swivel axis and that has the alternative rail member fixed at a predetermined position, a drive unit that moves the transport member along the rail portion, and a swivel that swivels the transport rail And a movable rail member fixed to the conveying member located at one end of the conveying rail is moved between the guide rail and the tool pot take-out position by a turning operation of the conveying rail, The alternative rail member is moved to the movable rail disposition position in conjunction with the movement of the movable rail member, and is positioned at the one end of the transport rail and the other end of the transport rail. Transporting the conveying member between the tool change position.
[0013]
In the present invention, when the movable rail member is moved by the tool pot taking-out means to the take-out position different from the tool change position by the tool changing arm, the tool pot on the movable rail member is also taken out to the take-out position.
Instead of directly replacing the tool held in the tool pot on the guide rail with a new tool, the tool pot taken out to the take-out position can be manually operated.
In addition, since the alternative rail member is fitted to the guide rail instead of the movable rail member, it does not interfere with automatic tool change work with the spindle device by the tool changing arm, and even while the spindle device is movable, Tool change can be performed on the tool pot.
[0014]
  Preferably, the manual tool change position is located below the one end of the transport rail.
[0015]
  Preferably, the manual tool change position is located on the opposite side of the spindle of the machine tool.
[0016]
There is a drop-off prevention means that engages with the tool pot held by the movable rail member and prevents the tool pot from falling off the movable rail member.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First embodiment
FIG. 1 is a front view showing the configuration of the tool magazine apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
The tool magazine apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 is applied to, for example, a machining center apparatus.
The tool magazine device 1 is provided at a position above a main shaft 301 of a machining center device (not shown). Between the main shaft 301 and the tool magazine device 1, a swiveling operation is performed about a rotating shaft 202 and linearly moved along the rotating shaft 202. An operating tool change arm 201 is provided.
Both end portions of the tool exchange arm 201 are respectively provided with gripping portions 203 for gripping the tool T. The tool change arm 201 is provided at a position where the tool T moved to the tool change position PT of the tool magazine apparatus 1 can be gripped.
Further, the spindle 301 is moved to a position where the grip portion 203 of the tool change arm 201 can be gripped at the time of tool replacement.
[0018]
1 and 2, the tool magazine apparatus 1 is provided on a rotating disk 11 held on an output shaft 13 of a drive motor 12 held on a frame FL in a horizontal direction, and on an outer periphery of the rotating disk 11. A guide pot 31, a tool pot 21 held by the guide rail 31, and a tool pot moving mechanism 51.
[0019]
The drive motor 12 is fixed to the frame FL by fixing members 16 and 17, and the output shaft 15 is connected to the rotating disk 11 by the connecting member 15.
The rotating disk 11 has an annular portion 12 formed on the outer periphery thereof, and a concave locking groove portion K in which a locked member 22 provided in a tool pot 21 described later is locked to the annular portion 12.₀ ~ K₁₉Are formed at equal intervals along the circumferential direction. Note that the four circular holes H formed in the rotating disk 11 are formed to reduce the inertia of the rotating disk 11.
[0020]
The guide rail 31 is provided on the circumference around the output shaft 13 of the drive motor 12 on the outer circumference of the rotating disk 11, and is fixed to the frame FL by a plurality of support members 32.
Further, the guide rail 31 has a predetermined width in the radial direction, and the outer peripheral surface and the inner peripheral surface are formed in an R-shaped curved surface or an inclined surface.
[0021]
3-5 is a figure which shows an example of the structure of the tool pot 21, Comprising: FIG. 3 is a front view, FIG. 4 is sectional drawing of the DD line direction of FIG. 3, FIG. FIG.
3 to 5, the tool pot 21 includes a holding member 24, a locked member 22, and a roller member 23.
The holding member 24 is formed with an insertion hole 24a into which the rear end portion of the tool T is inserted. The opening side of the insertion hole 24a is a tapered surface 24b into which the tapered shank portion Ts of the tool T is fitted. In addition, the insertion hole 24c that communicates with the insertion hole 24a of the holding member 24 and into which the locking portion Ta provided at the rear end of the tool T is inserted is concentric with a diameter smaller than the diameter of the insertion hole 24a. Is formed.
A key 29 that engages with a groove formed in the tool T is fixed to the opening of the insertion hole 24a of the holding member 24, and the rotational position of the tool T fitted and inserted into the insertion hole 24a is defined. Playing a role.
[0022]
Further, the holding member 24 is formed with a through hole 24d communicating with the insertion hole 24c from four directions in a direction orthogonal to the insertion hole 24c.
A ball member 30 made of, for example, a steel ball is inserted into the through hole 24d, and the ball member 30 is movable in the through hole 24d, and the ball from the communicating portion with the insertion hole 24c of the through hole 24d. The member 30 is locked at a position where a part of the member 30 protrudes toward the insertion hole 24c.
On the inner peripheral surface on the opening side of the through hole 24d, a screw portion is formed with a predetermined depth, and a screw member 27 is screwed to the screw portion.
A spring member 28 is provided between the screw member 27 and the ball member 30 to urge the ball member 30 toward the insertion hole 24c. The ball member 30 is locked to the locking portion Ta of the tool T, If a predetermined axial direction is not applied to the tool T, the tool T will not fall out of the insertion hole 24a.
[0023]
Roller members 23 that fit into the guide rail 31 described above are rotatably held by support shafts 26 at four positions on the side of the holding member 24 opposite to the side on which the tool T is inserted.
The roller member 23 is formed in a concave shape composed of a slope so that the outer peripheral surface 23 a is fitted to the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the guide rail 31.
As shown in FIG. 3, the guide rail 31 is sandwiched between the roller members 23 facing each other, and the outer peripheral surface 23 a of each roller member 23 is fitted to the inner periphery and the outer periphery of the guide rail 31.
As a result, the tool pot 21 is held on the guide rail 31 so as not to drop off from the guide rail 31.
[0024]
A block-like locked member 22 is fixed to a surface of the holding member 24 toward the inner peripheral side of the guide rail 31 by a bolt member. The locked member 22 is a locking groove K formed on the outer periphery of the annular portion 12 of the rotating disk 11.₀ ~ K₁₉To fit.
[0025]
The tool pot moving mechanism unit 51 includes a movable rail member 52, an alternative rail member 53, a moving member 54, a drive mechanism unit 61, and a guide plate 80.
The moving member 54 is movably held by a rail member 56 provided on the frame FL along the vertical direction via a cage 55, and protrudes in front of the moving member 54 at two predetermined distances. The movable rail member 52 and the alternative rail member 53 are fixed to the portions 54a and 54b, respectively.
Further, for example, a contact member 54c made of a material that absorbs an impact such as a resin material is provided at the lower end portion of the moving member 54, and on the frame FL facing the contact member 54c, the contact member 54c is pressed. A stopper member 57 with which the contact member 54c abuts is provided.
Furthermore, an abutting member 54f made of a material that absorbs an impact such as a resin material is provided at the upper end of the moving member 54, and the abutting member 54f is placed on the fixed member 16 facing the abutting member 54f. A pin-shaped stopper member 58 is provided in contact with the pin.
[0026]
The movable rail member 52 has the same cross-sectional shape as that of the guide rail 31 described above, and constitutes a part of the guide rail 31.
The width of the movable rail member 52 in the rail direction is substantially the same as the width W of the tool pot 21 shown in FIG.
The alternative rail member 53 is formed in the same shape as the movable rail member 52.
The guide plate 80 is fixed to the frame FL via a fixed member 81 along the moving direction of the moving member 54, and the two guide plates 80 so as to sandwich the tool pot 31 on the movable rail member 52 from both sides. Are provided with a width slightly wider than the width of the tool pot 31 and spaced apart from each other.
[0027]
The drive mechanism unit 61 includes a link member 70 and a hydraulic cylinder 66.
One end of the link member 70 is connected to a long hole 54e formed in a connecting portion protruding to the rear side of the moving member 54 via a connecting shaft 73 so as to be rotatable and movable in the forming direction of the long hole 54e. The other end is rotatably connected to a fixing member 71 fixed to the frame FL via a connecting shaft 72.
[0028]
The hydraulic cylinder 66 has a built-in piston rod 67 that expands and contracts by hydraulic pressure, and a connecting member 68 is fixed to the tip of the piston rod 67. The connecting member 68 is connected to the middle portion of the link member 70 described above. The shaft 69 is rotatably connected.
[0029]
In the drive mechanism 61 configured as described above, when the piston rod 67 of the hydraulic cylinder 66 is contracted, the link member 70 is pivoted about the connecting shaft 72 in the direction of the arrow R1.
When the link member 70 turns, the moving member 54 moves vertically downward, and the contact member 54c of the moving member 54 contacts the stopper member 57 and stops. At this time, the tool pot 21 on the movable member 52 moves to the tool change position PT.
At this time, the alternative rail member 53 is fitted to a part of the guide rail 31.
[0030]
When the piston rod 67 of the hydraulic cylinder 66 extends, the link member 70 turns about the connecting shaft 72 in the direction of the arrow R2, the moving member 54 moves vertically upward, and the contact member 54f of the moving member 54 is The moving member 54 stops after coming into contact with the stopper member 58.
At this time, the movable rail member 52 is engaged with a part of the guide rail 31.
[0031]
Next, an example of the automatic change operation of the tool T by the tool change arm between the tool magazine apparatus 1 having the above configuration and the main shaft 301 will be described.
As shown in FIG. 1, 19 tool pots 21 are held on the guide rail 31 in the tool magazine device 1, and the locked member 22 of each tool pot 21 is formed on the rotating disk 11. Each locking groove K₁~ K₁₉Is engaged and locked. Note that the locking groove part locking groove part K₀ The tool pot 21 is not locked.
Each tool pot 21 has a respective locking groove K of the rotating disk 11.₁~ K₁₉A specific type of tool T corresponding to is held.
[0032]
In this state, the locking groove K_TenThe operation of mounting the tool T held in the tool pot 21 locked to the main shaft 301 is started. Note that the tool T is not attached to the main shaft 301.
When the piston rod 67 of the hydraulic cylinder 66 contracts, the moving member 54 moves downward, and the locking groove portion K of the rotating disk 11 riding on the movable rail member 52._TenAs shown in FIG. 6, the tool pot 21 that is locked to is moved on the movable rail member 52 from the tool pot extraction position Pd on the guide rail 31 to the tool standby position PT.
[0033]
At this time, since the tool pot 21 riding on the movable rail member 52 is guided in the moving direction while being sandwiched between the two guide plates 80, the tool pot 21 does not fall off the movable rail member 52. .
[0034]
In conjunction with this operation, the alternative rail member 53 is fitted at the position where the movable rail member 52 of the guide rail 31 was present.
Thereby, even if the movable rail member 52 moves to the outer periphery of the guide rail 31, the remaining tool pot 21 can move on the guide rail 31.
[0035]
The tool T held in the tool pot 21 moved to the tool changing position PT is gripped by the gripping portion 203 of the tool changing arm 201 when the tool changing arm 201 is turned by driving by the arm driving portion 205.
The tool exchanging arm 201 partially overlaps the above-described turning operation, starts to move forward, and is grasped by the grasping portion 203 to extract the tool T from the tool pot 21.
Partly overlapping with this extraction operation, the tool change arm 201 turns again, and the tool T gripped by the tool change arm 201 is carried to the axis of the main shaft 301.
Partly overlapping with this turning operation, the tool changing arm 201 starts to move rearward and the tool T is inserted into the main shaft 301.
[0036]
On the other hand, the rotating disk 11 of the tool magazine apparatus 1 is rotated in a predetermined direction, overlapping with the mounting operation of the tool T on the spindle 301 by the tool changing arm 201 described above, and the locking groove portion K where the tool pot 21 does not exist.₀ Moves to a position facing the alternative rail member 53 of the guide rail 31.
[0037]
In this state, when the hydraulic cylinder 66 is driven, the movable rail member 52 returns to the guide rail 31 and the locked member 22 of the empty tool pot 21 that has been moved to the tool changing position PT is locked in the locking groove K.₀ To be fitted and locked.
In this state, the locking groove K_TenThe position of the tool pot_{twenty one}Does not exist.
[0038]
Next, the locking groove K_TenInstead of the tool T at the position of, for example, the locking groove K₈Change to the tool T at position.
First, the rotating disk 11 is rotated to stop the locking groove K.₈The tool pot 21 at the position is moved to the tool pot removal position Pd, the hydraulic cylinder 66 is driven, and the tool pot 21 is moved to the tool change position PT.
[0039]
The tool change arm 201 is provided with a locking groove K that is mounted on the spindle device 301._TenThe tool T held at the tool position T and the tool T held at the tool pot 21 at the tool change position PT are held by both holding parts 203, and each tool T is extracted from the spindle device 301 and the tool pot 21 and rotated. Locking groove K of disc 11_TenThe tool T at the position is mounted on the tool pot 21 at the tool replacement position PT, and the tool T is mounted on the spindle 301 while being held by the tool pot 21 at the tool replacement position PT.
[0040]
Duplicating the operation of the tool changing arm 201, the locking groove K of the rotating disk 11 where the tool pot 21 does not exist._TenHas moved to the tool removal position PT.
The tool pot 21 at the tool change position PT is returned to the tool take-out position PT by driving of the hydraulic cylinder 66, and the locking groove portion K of the rotary disk 11 is returned._TenThe tool T in the position of is the original locking groove K_TenWill be returned to.
At this time, the locking groove K of the rotating disk 11_TenThe tool pot 21 that has been moved to the position of₈This is the tool pot 21 in the position of.
[0041]
In the tool magazine apparatus 1 according to the present embodiment, the tool pot 21 has each locking groove K.₀ ~₁₉But the tool T is always in the corresponding locking groove K₀~₁₉The fixed-address-type tool magazine device is realized.
[0042]
As described above, in the tool magazine apparatus 1 according to the present embodiment, in the fixed address type tool magazine apparatus, the tool T can be automatically changed without providing an intermediate pot, and the tool T can be directly changed. The arm 201 can be exchanged.
As a result, the time required for automatic tool change can be shortened, the configuration of the apparatus can be simplified, and the cost can be suppressed.
Furthermore, in the tool magazine apparatus 1 according to this embodiment, even if the movable rail member 52 moves to the outer periphery of the guide rail 31, the alternative rail member 53 fits into the guide rail 31, so that the tool changing operation of the tool changing arm 201 is performed. A new tool T can be moved to the tool removal position Pd, and the time required for tool replacement can be further shortened.
Moreover, in the tool magazine apparatus 1 which concerns on this embodiment, since the tool pot 21 is hold | maintained through the roller member 23 on the guide rail 31, operation | movement of the tool pot 21 is smooth, and by the movement of the tool pot 21 Generation of vibration can be suppressed.
For this reason, even if the tool pot 21 is moved during machining with the tool T mounted on the main shaft 301, the influence of vibration on the main shaft 301 can be minimized.
[0043]
Second embodiment
FIG. 7 is a side view in which the tool magazine apparatus according to the second embodiment of the present invention is applied to a machining center, FIG. 8 is a top view, and FIG. 9 shows the main part of the tool magazine apparatus according to the present embodiment. FIG. 7 to 9, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
7 to 9, a tool magazine device 401 according to the present embodiment is provided on a machining center 302, and a tool change is performed between a spindle 301 and a tool magazine device 401 arranged along the horizontal direction of the machining center 302. An arm 201 is provided.
[0044]
The tool magazine device 401 according to the present embodiment has a configuration in which, for example, the tool magazine device 1 according to the first embodiment described above is further provided with a manual tool changer 411 that can manually change tools. Yes.
The manual tool changer 411 is provided for the tool removal position PH of the tool magazine apparatus shown in FIG.
[0045]
The manual tool changer 411 includes a movable rail member 451, an alternative rail member 461, a transport member 412, and a transport rail 421.
As shown in FIG. 7, the transport rail 421 is provided from the tool magazine device 401 along the back of the machining center 302 and is fixed to the holding member 424.
[0046]
The holding member 424 is connected by connecting members 428 and 429 to a pivot shaft 427 that is rotatably held along the vertical direction at the tips of support members 425 and 426 fixed to the back of the machining center 302.
Thereby, the conveyance rail 421 can turn around the turning shaft 427.
[0047]
Sprockets 422 are rotatably provided at both ends in the longitudinal direction of the transport rail 421, and a chain 472 is wound around the sprockets 422. The lower side of the chain 472 is held by a guide portion (not shown) formed along the transport rail 421.
[0048]
A fixed frame 463 is fixed to the side surface of the transport rail 421, and a chain drive motor 471 for driving the chain 472 is fixed to the frame 463.
The fixed frame 463 is provided with two rotation shafts 473a so as to be rotatable, and each rotation shaft 473a holds a sprocket 473 engaged with the chain 472.
A gear 474 that meshes with each sprocket 473 is fixed to the output shaft of the chain drive motor 471.
[0049]
Further, a piston rod 482 of a hydraulic cylinder 481 fixed along the horizontal direction to the frame of the tool magazine device 401 is rotatably connected to the fixed frame 463 via a connecting member 483 and a connecting shaft 484.
[0050]
A rail portion 421 a is formed on the transport rail 421 along the transport rail 421. The rail portion 421a is formed in an R shape or a slope shape.
The transport member 412 rotatably holds four roller members 414 provided at positions where the rail portion 421a of the transport rail 421 is sandwiched from above and below by a roller holding portion 412a extending in the vertical direction.
The outer peripheral surface of the roller member 414 is formed in an R shape or an inclined surface so as to be fitted to the rail portion 421a, so that the conveying member 412 does not fall off the conveying rail 421.
An engaging member 413 that engages with the chain 472 is provided on the lower surface of the conveying member 412 so as to protrude from the chain 472 at a position facing the chain 472.
When the chain 472 is driven, the conveying member 412 is conveyed along the conveying rail 421 through the engaging member 413 engaged with the chain 472.
[0051]
A movable rail member 451 is fixed to the top of the transport member 412.
A rail portion 451a into which each roller member 23 of the tool pot 21 is fitted is formed at the end of the movable rail member 451 on the tool magazine device 1 side.
The movable rail member 451 is formed with a through hole 451b penetrating the rail portion 451a, and an engagement pin 452 is movably held in the through hole 451b.
[0052]
An engagement groove 452a is formed at one end of the engagement pin 452, and the lever 418a of the rotation member 418 is rotatably engaged with the engagement groove 452a.
The rotating member 418 is rotatably held by a connecting shaft 417 provided at the end of the fixed frame 463, and a lever portion 418a and a lever portion 418b are formed in different radial directions. Between the connecting shaft 417 and the rotation member 418, for example, elastic means made of a spring is provided, and the rotation member 418 is urged in the direction of the arrow M2 by this elastic means.
[0053]
The lever portion 418a of the rotating member 418 is fitted in the engaging groove portion 452a of the engaging pin 452, and the lever portion 418b abuts on the abutting member 419 fixed so as to protrude to the position facing the frame FL. It is possible.
For example, in the state shown in FIG. 8, the contact member 419 is in contact with the lever portion 418b of the rotating member 418 against the urging force of the elastic means, and the tip of the engagement pin 452 penetrates the movable rail member 451. It is in a state of being immersed in the hole 451b.
From this state, when the conveyance rail 421 turns to release the contact state between the contact member 419 and the lever portion 418b of the rotation member 418, the rotation member 418 is directed in the direction of the arrow M2 by the biasing force of the elastic means. Thus, the engagement pin 452 protrudes from the through hole 451b of the movable rail member 451 to the front of the rail portion 451a.
When the rail 451a of the movable rail member 451 protrudes from the engagement pin 452, the engagement pin 452 fits into an engagement hole formed behind the tool pot 21 on the rail 451a, and the tool pot 21 does not fall off in the rail direction. It is like that. The engagement holes formed behind the tool pot 21 are not shown.
[0054]
The alternative rail member 461 has a rail portion 461a having the same shape as the rail portion 451a of the movable rail member 451, and is fixed to a position separated from the movable rail member 451 of the fixed frame 463 by a predetermined distance in the horizontal direction. .
[0055]
Next, an example of a manual tool changing operation by the manual tool changing unit 411 of the tool magazine apparatus 401 having the above configuration will be described.
The tool magazine apparatus 401 having the above configuration is normally in the state shown in FIG. 8, and the rail part 451 a of the movable rail member 451 is in a state of being fitted to the guide rail 31.
In this state, the tool pot 21 holding the tool T to be replaced is moved to the tool removal position PH.
Next, when the hydraulic cylinder 481 is driven and the piston rod 482 is extended, the transport rail 421 itself turns about the turning shaft 427, and the rail portion 461 a of the alternative rail 461 moves to the guide rail 31 as shown in FIG. 10. Fit.
Accordingly, the other tool pot 21 of the tool magazine device 401 can be moved to an arbitrary position on the guide rail 31.
Further, the tool pot 21 on the movable rail member 451 moves to the outer peripheral position of the guide rail 31. The tool pot 21 on the movable rail member 451 is engaged with the engagement pin 452 provided on the movable rail member 451 and does not fall off from the rail portion 451a of the movable rail member 451.
[0056]
Next, by driving the chain drive motor 471, the transport member 412 that holds the tool pot 21 is transported along the transport rail 421, and the manual tool change position Px (FIG. See).
The operator changes the tool T in the tool pot 21 carried to the manual tool changing position Px to a new tool T.
[0057]
The tool pot 21 at the manual tool change position Px is transported along the transport rail 421 to the tool take-out position PH of the tool magazine device 401, and the hydraulic cylinder 481 is driven to contract the piston rod 482, thereby moving the rail member. 451 fits in part of the guide rail 31.
At this time, the engagement pin 452 provided on the movable rail member 451 is immersed in the through hole 451b, and the engagement with the tool pot 21 is released. As a result, the tool pot 21 replaced with a new tool T can move on the guide rail 31.
[0058]
As described above, according to the present embodiment, since the tool pot 21 can be taken out from the tool magazine device 401, the tool T of the tool pot 21 can be exchanged safely and easily.
Further, since the tool magazine device 401 can be operated even when the tool pot 21 is taken out to the manual tool change position Px, the tool change of the tool pot 21 is possible even when the machining center 302 is in operation.
[0059]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to shorten the tool change time with the spindle device with a relatively inexpensive configuration.
Further, according to the present invention, the tool pot can be easily taken out from the tool magazine device, and the tool held in the tool pot can be replaced with a new tool even while the spindle device is in operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a configuration of a tool magazine apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
3 is a front view showing an example of the structure of a tool pot 21. FIG.
4 is a cross-sectional view in the DD line direction of FIG. 3,
5 is a rear view of the tool pot 21 shown in FIG. 3. FIG.
6 is a view for explaining an operation example of the tool magazine apparatus shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 7 is a side view in which a tool magazine device according to a second embodiment of the present invention is applied to a machining center.
8 is a top view of the tool magazine apparatus shown in FIG.
9 is a front view showing a main part of the tool magazine apparatus shown in FIG.
10 is a diagram for explaining an operation example of the tool magazine apparatus shown in FIG. 7; FIG.
[Explanation of symbols]
1, 401 ... Tool magazine device
11 ... Rotating disc
12 ... Drive motor
13 ... Output shaft
21 ... Tool pot
31 ... Guide rail
51. Tool pot moving mechanism
411 ... Manual tool changer
T ... Tool

Claims

A tool magazine device that holds a plurality of tools mounted on a spindle device of a machine tool and supplies and stores the tools with the spindle device via a tool change arm,
A plurality of tool pots for detachably holding the tool;
A guide rail disposed on a predetermined circumference and holding the tool pot movably;
The tool pot has locking portions formed at equal intervals along the circumferential direction of the guide rail that locks in the direction along the guide rail, and rotates around a rotation axis that passes through the center of the circumference. A rotating body provided to be movable;
A movable rail member that can hold one of the plurality of tool pots and constitutes a part of the guide rail;
Fittable alternative rail member to the movable rail disposed position where the movable rail member of the guide rail is disposed,
Said movable rail member, said movable rail installation position, is moved to and from the tool pot extraction position located on the outer periphery of said different guide rails and the tool changing position by the tool exchange arm, and the movable rail member Tool pot removal means for moving the alternative rail member to the movable rail arrangement position in conjunction with the movement of the tool and moving the tool pot held by the movable rail member between the guide rail and the tool pot extraction position and,
It possesses said tool pot removal position, the tool pot conveying means for conveying the tool pot with the manual tool changing position for manually changing tools of the tool pot,
The tool pot removing means and the tool pot conveying means are:
A transport member in which the movable rail member is fixed at a predetermined position;
A transport rail member having a rail portion that holds the transport member so as to be movable in the transport direction, and capable of swiveling around a predetermined swivel axis, and wherein the alternative rail member is fixed at a predetermined position;
Driving means for moving the conveying member along the rail portion;
Turning means for turning the transport rail;
Have
The movable rail member fixed to the conveyance member located at one end of the conveyance rail is moved between the guide rail and the tool pot removal position by the turning operation of the conveyance rail, and the movable rail member is moved. A tool that moves the substitute rail member to the movable rail disposition position in conjunction with it, and transports the transport member between the one end of the transport rail and the manual tool change position located at the other end of the transport rail. Magazine device.

The manual tool change position is located below the one end of the transport rail.
The tool magazine apparatus according to claim 1.

The manual tool change position is located on the opposite side of the spindle of the machine tool.
The tool magazine apparatus according to claim 1 or 2.

The tool magazine apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a drop prevention means that engages with a tool pot held by the movable rail member and prevents the tool pot from falling off the movable rail member.