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JPS5927308B2 - Automatic tool changer for machine tools - Google Patents
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JPS5927308B2 - Automatic tool changer for machine tools - Google Patents

Automatic tool changer for machine tools

Info

Publication number
JPS5927308B2
JPS5927308B2 JP15678376A JP15678376A JPS5927308B2 JP S5927308 B2 JPS5927308 B2 JP S5927308B2 JP 15678376 A JP15678376 A JP 15678376A JP 15678376 A JP15678376 A JP 15678376A JP S5927308 B2 JPS5927308 B2 JP S5927308B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
chuck
angle
holder
magazine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP15678376A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5380082A (en
Inventor
勝男 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WASHINO MACHINE
Original Assignee
WASHINO MACHINE
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Filing date
Publication date
Application filed by WASHINO MACHINE filed Critical WASHINO MACHINE
Priority to JP15678376A priority Critical patent/JPS5927308B2/en
Publication of JPS5380082A publication Critical patent/JPS5380082A/en
Publication of JPS5927308B2 publication Critical patent/JPS5927308B2/en
Expired legal-status Critical Current

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  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は主として垂直な主軸を持った工作機械に適用
し得る自動工具交換装置に係り、主軸がもつ軸方向の移
動機能を利用して、ターレット形のマニシングセンター
、単独軸の機械の何れについてもできるようにしたもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an automatic tool changer that can be mainly applied to a machine tool having a vertical spindle, and utilizes the axial movement function of the spindle to change a turret-type machining center, This can be done on any single-axis machine.

一般の立形の工作機械は上下方向に移動する主軸、主軸
頭と、左右前後に移動するテーブル並にサドルからなる
A typical vertical machine tool consists of a spindle and spindle head that move up and down, and a table and saddle that move left and right and back and forth.

他方自動工具交換装置は交換用の多数の工具を格納する
回転可能なマガジンを必須的に備え、その他に工具搬送
アームを有するものと有しないものの2力式に分けられ
る。
On the other hand, automatic tool changers are essentially equipped with a rotatable magazine for storing a large number of tools to be replaced, and can be divided into two types: those with and without tool transfer arms.

工具搬送アームを有するものは工具マガジンを主軸から
隔った位置に支持し、その工具マガジンと主軸の間に旋
回移動する前記のアームを設けるものであって、旋回、
伸縮、上下動など極めて複雑な運動により主軸に装着さ
れた工具を外して工具マガジンに搬送返納し、該マガジ
ンから交換すべき工具を取出し、これを主軸に搬送して
装着するものであるから工具交換の所要時間が長くなり
、装置構造の複雑化から高価になる不利がある。
A device having a tool transfer arm supports a tool magazine at a position apart from the main shaft, and has the above-mentioned arm that pivots between the tool magazine and the main shaft,
Tools attached to the spindle are removed through extremely complex movements such as expansion and contraction, vertical movement, etc., transported back to the tool magazine, removed the tool to be replaced from the magazine, and transported to and mounted on the spindle. Disadvantages are that the time required for replacement is long and that the device structure is complicated and expensive.

工具搬送アームを使用しない方式では工具マガジンを主
軸の至近距離に設置し、その工具マガジンと主軸端の間
で直接に工具交換を行うものであって、工具交換の所要
時間を短縮できるが工具マガジンに収容された工具がテ
ーブル又はそのテーブル上の加工物を覆うため、工具や
加工物の測定、力任物着脱の操作に支障を来たす操作上
の欠陥をもつ。
In a method that does not use a tool transfer arm, a tool magazine is installed close to the spindle, and tools are exchanged directly between the tool magazine and the end of the spindle, which reduces the time required for tool exchange. Because the tools stored in the table cover the table or the workpiece on the table, there is an operational defect that interferes with the measurement of tools and workpieces, and the operation of attaching and removing force objects.

本発明は前記諸欠陥を除くことを目的とし、旋回アーム
の先端に工具マガジンを取付けて工具交換時のみに旋回
アームにより工具マガジンを主軸の直下に移動し、機械
の切削加工時、変換された工具の測定、テーブル上への
加工物の着脱及び測定などは、旋回アームにより工具マ
ガジンを待機位置に移動してから行う構成としたもので
あって、その実施例を説明すれば次のとおりである。
The purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned defects, and by attaching a tool magazine to the tip of a rotating arm, the tool magazine is moved directly under the spindle by the rotating arm only when changing tools, and the tool magazine is moved directly under the spindle when the machine is cutting. Measurement of tools, loading and unloading of workpieces on the table, measurements, etc. are performed after the tool magazine is moved to the standby position using a rotating arm.An example of this is as follows. be.

第1図は本発明の第1、第2実施例に共通する概要平面
図であって、1は工作機械、1aはテーブル、1bは主
軸頭2の上下案内、3は主軸、22.22aは旋回アー
ム、23は該アームの旋回中心をなす縦軸、36.36
aは工具マガジンである。
FIG. 1 is a schematic plan view common to the first and second embodiments of the present invention, in which 1 is a machine tool, 1a is a table, 1b is a vertical guide for the spindle head 2, 3 is a spindle, and 22.22a is a Swivel arm, 23 is a vertical axis forming the center of rotation of the arm, 36.36
a is a tool magazine.

前記の主軸頭は単軸形式のものを以て示したが、6〜8
本の主軸を保有しているクレット形にすることも自由で
ある。
The above spindle head was shown as a single-shaft type, but 6 to 8
You can also make it into a crette shape that holds the main axis of the book.

第2〜7図は本発明の第1実施例を示し、主軸頭2の内
部に回転自由に支持した主軸3の中心にチャック取付ね
じ4を設ける。
2 to 7 show a first embodiment of the present invention, in which a chuck mounting screw 4 is provided at the center of a spindle 3 rotatably supported inside a spindle head 2.

主軸3は主軸頭2と共に任意に設定したストロークで上
下動して工作物の穿孔などの工作を行い、工具交換時に
は第3図のとおりに交換位置aと上昇位置すの間で移動
する。
The spindle 3 moves up and down along with the spindle head 2 at an arbitrarily set stroke to perform operations such as drilling holes in the workpiece, and when exchanging tools, moves between an exchanging position a and a raised position as shown in FIG. 3.

6は主軸3の端面から取付ヘッド8を挿入して前記取付
ねじ4により緊締固着した公知のノンストップチャック
で、鍔9に形成したキー溝9aを主軸3の端面に突着し
たキー5に嵌めて廻り止めを施す。
Reference numeral 6 denotes a known non-stop chuck in which a mounting head 8 is inserted from the end face of the main shaft 3 and secured by tightening with the mounting screw 4, and a key groove 9a formed in the collar 9 is fitted into the key 5 stuck to the end face of the main shaft 3. Apply a rotation stopper.

このノンストップチャック6は取付ヘッド8、鍔9を含
めたチャック本体7と、外筒13とからなり、取付ヘッ
ド8には鍔9より下方に取付軸部10を形成して該軸部
10の下端部をテーパー形に拡げ、その下端面から切頭
円錐状の取付穴11を穿つと共に、外周壁に外部に突出
したり取付穴11内に突出したりする上下二段の保合ボ
ール12を移動自由に嵌める。
This non-stop chuck 6 consists of a chuck body 7 including a mounting head 8 and a flange 9, and an outer cylinder 13.The mounting head 8 has a mounting shaft 10 formed below the flange 9. The lower end is expanded into a tapered shape, and a truncated cone-shaped mounting hole 11 is bored from the lower end surface, and the upper and lower two stages of retaining balls 12 that protrude outward from the outer peripheral wall or protrude into the mounting hole 11 are freely movable. Fit it into.

また、外筒13は前記取付軸部10の外周に軸方向移動
自由に嵌め、発条15によって第4図のとおりに下方に
移動したとき係合ボール12を取付穴11内に押出し発
条15に抗して第5図のとお、りに少し上刃に移動した
とき該係合ボール12の押出しを解放するようにしたも
のであって、その上端部にフランジ14が形成しである
Further, the outer cylinder 13 is fitted onto the outer periphery of the mounting shaft portion 10 so as to be freely movable in the axial direction, and when moved downward by the spring 15 as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the engaging ball 12 is released from being pushed out when the blade is moved slightly toward the upper edge, and a flange 14 is formed at the upper end thereof.

工具ホルダー16には上端に前記取付穴11に挿入され
る切頭円錐形シャンク17を設け、その下部に工具21
の締輪19を設け、シャンク17の外周に上段の係合ボ
ール12の嵌入によって回転方向移動を拘束される長円
形状の孔18と、下段の係合ボール12の嵌入によって
軸方向移動を拘束される環溝18aとを設は締輪19の
外周に環状溝20が形成しである。
The tool holder 16 is provided with a truncated conical shank 17 at its upper end to be inserted into the mounting hole 11, and a tool 21 at its lower part.
A fastening ring 19 is provided on the outer periphery of the shank 17, and an oval hole 18 is provided on the outer periphery of the shank 17, and movement in the rotational direction is restrained by the engagement ball 12 in the upper stage, and movement in the axial direction is restrained by the engagement ball 12 in the lower stage. An annular groove 20 is formed on the outer periphery of the fastening ring 19.

22は工作機械1に縦軸23によって第1図のとおりに
工具交換角度Iと待機角度Hの間を旋回移動するように
支持した旋回アームで、これに固定したピニオン24を
シリンダ25により往復移動するラック杆26に係合し
て前記旋回移動を制御される。
Reference numeral 22 denotes a swing arm supported on the machine tool 1 by a vertical shaft 23 so as to swing between a tool change angle I and a standby angle H as shown in FIG. The pivoting movement is controlled by engaging the rack rod 26.

該旋回アーム22の先端には溝プーリ28を固着した縦
方向の回転軸27を設けて下端部に円形板からなる工具
マガジン36を固定し、旋回アーム22の下面のブラケ
ットに取付けたギャードモータ29の出力軸に固定した
溝プーリ30と、前記溝プーリ28との間に■ベルト3
1を掛けて工具マガジン36の回転装置となし、さらに
前記回転軸27の周部を取巻かせて旋回アーム22に固
定したブラケット32に停止角度割出装置をなす位置決
めピン34の下降上昇を制御する小シリンダ33と、二
叉レバー43の上昇下降を制御する小シリンダ35とを
取付け、工具マガジン36には回転軸27の周りに複数
個の割出孔37(第7図)を位置決めピン34の下部に
対応させ得るように等間隔に設けて、停止角度割出装置
を構成し、さらに周縁部には旋回アーム22の工具交換
角度Iへの旋回き共に交換位置aの主軸3のノンストッ
プチャック6によって取付けられた工具ホルダー16の
環状溝20の周面に開放口39から嵌入するように整合
された工具収納溝38を前記割出孔37と同数にして等
間隔に設け、それら各収納溝38の下面の一側溝縁に沿
って収納した工具ホルタ−16を抱きかかえる発条40
を取付ける。
A vertical rotating shaft 27 to which a grooved pulley 28 is fixed is provided at the tip of the swing arm 22, and a tool magazine 36 made of a circular plate is fixed to the lower end. A belt 3 is installed between the groove pulley 30 fixed to the output shaft and the groove pulley 28.
1 to act as a rotating device for the tool magazine 36, and further to control the lowering and raising of the positioning pin 34, which forms a stop angle indexing device, on a bracket 32 that wraps around the circumference of the rotating shaft 27 and is fixed to the swing arm 22. A small cylinder 33 that controls the movement of the lever 43 and a small cylinder 35 that controls the rise and fall of the two-pronged lever 43 are installed, and a plurality of index holes 37 (FIG. 7) are formed in the tool magazine 36 around the rotating shaft 27 using the positioning pin 34. A stop angle indexing device is provided at equal intervals so as to correspond to the lower part of the tool exchange angle I, and a stop angle indexing device is provided at the peripheral edge thereof. The same number of tool storage grooves 38 as the index holes 37 are provided at equal intervals on the circumferential surface of the annular groove 20 of the tool holder 16 attached by the chuck 6 so as to fit through the openings 39. A spring 40 that holds the tool holder 16 stored along one side groove edge of the lower surface of the groove 38
Install.

回転軸27の上端には旋回アーム22により支持した割
出スイッチ41を取付ける。
An index switch 41 supported by the pivot arm 22 is attached to the upper end of the rotating shaft 27.

また、工具マガジン36の外周を旋回アーム22に取付
けた円形カバー42で覆って収納工具の過犬な遠心力に
よる飛出しを防止するようになし、そのカバー42は工
具ホルダー16に対応する工具収納溝38の開放口39
と二叉レバー43の先端に該当する部分を切除する。
Further, the outer periphery of the tool magazine 36 is covered with a circular cover 42 attached to the rotating arm 22 to prevent stored tools from flying out due to excessive centrifugal force. Opening port 39 of groove 38
Then, the portion corresponding to the tip of the forked lever 43 is removed.

前記した二叉レバー43は小シリンダ35のピストンが
下降した状態で旋回アーム22が工具交換角度に旋回す
るとき常に必ず交換位置aのノンストップチャック6の
外筒13におけるフランジ14の下面に嵌入するように
整合する。
The aforementioned two-pronged lever 43 always fits into the lower surface of the flange 14 on the outer cylinder 13 of the non-stop chuck 6 at the exchange position a when the pivot arm 22 rotates to the tool exchange angle with the piston of the small cylinder 35 being lowered. be consistent.

前記第1実施例は工具交換のため主軸3を移動モータ(
図示せず)により工具交換位置a(第4図)に下降させ
て停止し、待機角度■にある旋回アーム22をシリンダ
25の駆動、ラック杆26の一方向移動によって工具交
換角度Iに旋回し、工具ホルダー16を収納していない
空の工具収納溝38を第4図に示すように工具ホルダー
16の環状溝20に嵌入して上下移動不能に収納すると
同時に、二叉レバー43をノンストップチャック6の外
筒13の周面に嵌入してフランジ14の下面に接触させ
、それから直ちに小シリンダ35を駆動してピストンと
二叉レバー43を上昇する。
In the first embodiment, the spindle 3 is moved by a motor (
(not shown) is lowered to the tool exchange position a (Fig. 4) and stopped, and the swing arm 22, which is at the standby angle ■, is rotated to the tool exchange angle I by driving the cylinder 25 and moving the rack rod 26 in one direction. As shown in FIG. 4, the empty tool storage groove 38 in which no tool holder 16 is stored is inserted into the annular groove 20 of the tool holder 16 to store it so that it cannot move up and down, and at the same time, the two-pronged lever 43 is held in the non-stop chuck. The small cylinder 35 is then immediately driven to raise the piston and the two-pronged lever 43.

然るとき外筒13が第5図のとおりに上昇して係合ボー
ル12の取付穴11内への押出し強制を開放するため、
該ポール12を切頭円錐形シャンク17の孔18及び環
溝18aに受入れて取付ヘッド8の取付穴11内で軸方
向及び回転方向移動を生じないようにクランプされてい
た工具ホルダー16が自由状態になり工具マガジン36
の工具収納溝38のみで発条40により押されて保持さ
れるに至る。
At this time, the outer cylinder 13 rises as shown in FIG. 5 to release the engagement ball 12 from being forced into the mounting hole 11.
The tool holder 16, which had been clamped to prevent axial and rotational movement within the mounting hole 11 of the mounting head 8 by receiving the pawl 12 in the hole 18 of the truncated conical shank 17 and the annular groove 18a, is in a free state. Nari tool magazine 36
It is pushed and held by the spring 40 only by the tool storage groove 38.

このとき移動モータの駆動により主軸3を上昇位置すに
上昇すると、工44ルダー16が工具マガジン36に残
り、ノイ帰トップチャック6が主軸3とともに上昇し、
外商13は発条15により押されて下降する(第6図)
At this time, when the main spindle 3 is raised to the raised position by the driving of the moving motor, the tool 44 and the rudder 16 remain in the tool magazine 36, and the top chuck 6 rises together with the main spindle 3.
Gaisho 13 is pushed down by spring 15 (Figure 6)
.

よってこのとき小シリンダ33を駆動して位置決めピン
34を割出孔37から上方に抜き、ギャードモータ29
の駆動により■ベルト31を介して工具マガジン36を
回転し交換すべき工具21の工具ホルダー16を収納し
た工具収納溝38を、上昇位置すにある主軸3の直下に
移動してキャードモーク29を停止させ、該移動を割出
スイッチ41により確認して小シリンダ33の反対駆動
、位置決めピン34の下降による割出孔37・\の嵌入
を生じさせ、続いて主軸3を移動モータの駆動により交
換位置aに下降する。
Therefore, at this time, the small cylinder 33 is driven to pull out the positioning pin 34 upward from the index hole 37, and the geared motor 29
By driving ■, the tool magazine 36 is rotated via the belt 31, and the tool storage groove 38 storing the tool holder 16 of the tool 21 to be replaced is moved to directly below the main shaft 3 in the raised position, and the caddy moke 29 is stopped. The movement is confirmed by the indexing switch 41, and the small cylinder 33 is driven in the opposite direction, and the positioning pin 34 is lowered to cause the indexing hole 37 to fit into the indexing hole 37. Then, the main shaft 3 is moved to the replacement position by driving the moving motor. Descend to a.

然るとき外筒13がフランジ14を二叉レバー43の上
面に接して発条15を圧縮しながら十ト対的に上昇し、
かつ工具ホルダー16のシャンク17を取付穴11に迎
え入れながらチャック本体7が下がるので、その下降を
確認してから小シリンダ35を駆動により二叉レバー4
3を下ける。
At that time, the outer cylinder 13 brings the flange 14 into contact with the upper surface of the two-pronged lever 43 and moves upward while compressing the spring 15.
In addition, the chuck body 7 is lowered while receiving the shank 17 of the tool holder 16 into the mounting hole 11, so after confirming the lowering, the small cylinder 35 is driven to lower the two-pronged lever 4.
Lower 3.

然るとき外筒13が発条15に押されて下降し、上下二
段の係合ポール12を取付穴11内1〕こ押出すが、同
時に工作機械が持っている低速回転の機能により主軸3
とチャック本体7とを低速回転して係合ボール12の回
転を伴はせ、それによって上段の係合ボール12を孔1
8に嵌入し、下段の係合ボールを環溝18aに嵌入して
シャンク17をクランプし、工具ホルダー16を主軸3
に装着する(第4図)。
At this time, the outer cylinder 13 is pushed down by the spring 15 and pushes out the upper and lower two engagement poles 12 into the mounting hole 11. At the same time, the machine tool's low-speed rotation function causes the main shaft 3 to be pushed out.
and the chuck body 7 are rotated at a low speed to cause the engagement ball 12 to rotate, thereby moving the upper engagement ball 12 into the hole 1.
8, fit the lower engagement ball into the annular groove 18a, clamp the shank 17, and move the tool holder 16 to the main shaft 3.
(Figure 4).

こ5で旋回アーム22をシリンダ25の駆動により待機
位置■に旋回し、工具マガジン36を主軸3の下面から
撤去して一回の自動工具交換を終る。
At step 5, the swing arm 22 is driven by the cylinder 25 to swing to the standby position (3), and the tool magazine 36 is removed from the lower surface of the spindle 3, completing one automatic tool exchange.

第8〜10図は本発明の第2実施例を示し、主軸頭2に
よって回転自由に支持された主軸3には工具交換角度割
出装置51と、内部で軸方向(こ移動して工具ホルダー
71のクランプ及びクランプ解放を制御するクランプ装
置61を有し、工具ホルダー71には主軸3の端面から
形成したテーパー形の取付穴64に円錐形シャンク72
を嵌め頭端の係合頚部74を前記クランプ装置61によ
りクランプされる公知のものを用いる。
8 to 10 show a second embodiment of the present invention, in which a main spindle 3 rotatably supported by a main spindle head 2 is provided with a tool change angle indexing device 51, and a tool change angle indexing device 51 is installed inside the main spindle 3, and a tool holder is moved in the axial direction. The tool holder 71 has a conical shank 72 in a tapered mounting hole 64 formed from the end surface of the main shaft 3.
A known device is used in which the engaging neck portion 74 at the head end is clamped by the clamping device 61.

主軸3には歯車55に噛合う回転歯車56があり、工具
交換角度割出装置51は主軸3の外周に固定した径大部
材52の下端から軸方向に形成した割出溝53(逆V形
をなし下刃が著しく拡がっている)と、概ね鎖線位置か
ら上昇して割出溝53に実線のとおりに嵌入する割出ピ
ン54とからなる。
The main shaft 3 has a rotating gear 56 that meshes with a gear 55, and the tool exchange angle indexing device 51 has an indexing groove 53 (inverted V-shaped The index pin 54 rises from the position shown by the chain line and fits into the index groove 53 as shown by the solid line.

工具交換のときには主軸3が停止し、回転歯車56がギ
ヤシフト装置により上昇して主軸3は自由状態になり、
ついで割出ピン54が上昇して割出溝53の下拡がり部
分に進入すると該主軸3は右又は左に自由回転し、割出
ピン54が割出溝53の上端に係合すると同時に割出角
度に保持され、かつ交換位置aと上昇位置すの間で移動
するように上下移動の範囲が設定される。
When changing tools, the main shaft 3 stops, the rotating gear 56 is raised by the gear shift device, and the main shaft 3 becomes free.
Next, when the indexing pin 54 rises and enters the lower widening part of the indexing groove 53, the main shaft 3 freely rotates to the right or left, and at the same time the indexing pin 54 engages the upper end of the indexing groove 53, the indexing occurs. The range of vertical movement is set so that it is held at an angle and moves between the exchange position a and the raised position.

工具ホルダーの取付穴64は主軸3の中心孔62の下端
に形成されその境界部分にクランプ解放の目的を持つ径
大孔63が設けられる。
The attachment hole 64 of the tool holder is formed at the lower end of the center hole 62 of the main shaft 3, and a large diameter hole 63 for the purpose of releasing the clamp is provided at the boundary portion thereof.

工具ホルダーγ1には取付穴64に密着状に嵌才る円錐
形シャンク72の頭端に係合頚部74を設けた保合軸7
3を突出し、係合頚部74が径大孔63を通って中心孔
62まで入るようにされており、中心孔62内にはシリ
ンダ等(図示せず)によって上下動を制御されるクラン
プ軸65を遊挿し、該軸65に、下端外側の突部を中心
孔62の孔壁に内接し、下端内側の爪67を前記係合頚
部74に喰い込ませて工具ホルダー11を吊上げる数片
の弾性クランプフィンガー66を取付ける。
The tool holder γ1 includes a retaining shaft 7 having an engaging neck portion 74 at the head end of a conical shank 72 that fits tightly into the mounting hole 64.
3 protrudes, and the engaging neck portion 74 enters through the large diameter hole 63 to the center hole 62, and within the center hole 62 is a clamp shaft 65 whose vertical movement is controlled by a cylinder or the like (not shown). is loosely inserted into the shaft 65, the protrusion on the outside of the lower end is inscribed in the hole wall of the center hole 62, and the claw 67 on the inside of the lower end is bitten into the engagement neck 74 to lift the tool holder 11. Install the elastic clamp finger 66.

前記クランプ軸65はクランプフィンガー66の大部分
を径大孔63内に移動する下降を生じ、それによってク
ランプフィンガーが自己の弾力で爪66を開いて工具ホ
ルダー71のクランプ解放を行なうものであって、クラ
ンプ軸65とクランプフィンガー66とにより前記した
フランツ装置61を構成する。
The clamp shaft 65 descends to move most of the clamp finger 66 into the large diameter hole 63, whereby the clamp finger opens the claw 66 by its own elasticity and releases the clamp on the tool holder 71. , the clamp shaft 65 and the clamp finger 66 constitute the Franz device 61 described above.

主軸3には端面に保合キー68を突出する。A retaining key 68 is protruded from the end face of the main shaft 3.

該キー68は工具交換角度割出装置51が作用したとき
常に必ず後記する一定の角度になる。
The key 68 always assumes a certain angle, which will be described later, whenever the tool change angle indexing device 51 is activated.

工具ホルダー71の円錐形シャンク72には主軸3の取
付穴64に嵌まったとき下刃に突出する部分に鍔75を
嵌めて固定し、これに上方部分で主軸3の係合キー68
が嵌合するキー溝76を設ける。
The conical shank 72 of the tool holder 71 is fixed by fitting a collar 75 into the part that protrudes from the lower blade when it is fitted into the mounting hole 64 of the main spindle 3, and the engaging key 68 of the main spindle 3 is fixed to this in the upper part.
A key groove 76 is provided in which the key groove 76 is fitted.

前記した各部の構成は周知である。旋回アーム22aと
その先端に回転可能に支持した工具マガジン36aは第
1実施例の旋回アーム22及び工具マガジン36と原則
的に同じであり、小シリンダ35と二叉レバー43とを
欠除し、その代りとして工具マガジン36aの各工具収
納溝38の溝縁に工具ホルダー71の鍔75に形成され
たキー溝76の下方部に嵌まるローラからなる角度決め
保合子77を第10図のとおりに取付ける。
The configuration of each part described above is well known. The swing arm 22a and the tool magazine 36a rotatably supported at its tip are basically the same as the swing arm 22 and the tool magazine 36 of the first embodiment, except that the small cylinder 35 and the two-pronged lever 43 are omitted. Instead, an angular retainer 77 consisting of a roller that fits into the lower part of a key groove 76 formed in the collar 75 of the tool holder 71 is attached to the groove edge of each tool storage groove 38 of the tool magazine 36a as shown in FIG. Install.

その他第1実施例と同じ部分には同一符号を付した。Other parts that are the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals.

第2実施例の作用を説明するに、工具交換時には工具交
換角度割出装置51によって主軸3の係合キー68が所
定の角度となるようにその角位相を既述のとおりに割出
し、かつ交換位置a(第8図)に下降して停止させる。
To explain the operation of the second embodiment, when changing a tool, the tool changing angle indexing device 51 indexes the angular phase of the engagement key 68 of the main shaft 3 as described above so that it is at a predetermined angle, and It is lowered to the replacement position a (Fig. 8) and stopped.

然るとき工具ホルダー71の鍔75に設けたキー溝76
が工具マガジン36aの対応の工具収納溝38の溝縁に
設けた係合子7Tに合致する角度になるから、こ5で旋
回アーム22aを待機角度■から工具交換角度Iに旋回
移動し、主軸3に取付けられた工具ホルダー71の鍔7
5の下面に、工具マガジン36aの空の工具収納溝38
を開放口39から嵌入して同ホルダー71を収納し、同
時に係合子77を係合キー68が係合しているキー溝7
6の下方部分に図のとおりに挿入して工具ホルダー71
の廻り移動を止める。
At that time, the key groove 76 provided in the collar 75 of the tool holder 71
is an angle that matches the engager 7T provided on the groove edge of the corresponding tool storage groove 38 of the tool magazine 36a, so the swing arm 22a is pivoted from the standby angle ■ to the tool exchange angle I, and the main shaft 3 Tsuba 7 of tool holder 71 attached to
The empty tool storage groove 38 of the tool magazine 36a is located on the lower surface of the tool magazine 36a.
is inserted through the opening 39 to house the holder 71, and at the same time the engaging element 77 is inserted into the key groove 7 in which the engaging key 68 is engaged.
6 into the lower part of the tool holder 71 as shown in the figure.
stop moving around.

そのあとでクランプ軸65が中心孔62内で下降し、ク
ランプフィンガー66を自己の有する弾力で開いて係合
頚部74の把持を解放し、ついで主軸頭2と主軸3が上
昇位置すに向って上昇を開始すると、工具ホルダー71
は工具マガジン36上に残される。
Thereafter, the clamp shaft 65 descends within the center hole 62, opens the clamp finger 66 with its own elasticity, releases the grip on the engagement neck 74, and then the spindle head 2 and the spindle 3 move toward the raised position. When the ascent starts, the tool holder 71
is left on the tool magazine 36.

そのあとで、第1実施例に説明した同じ順序で位置決め
ピン34の上方移動、工具マガジン36aの回転、位置
決めピン34の割出孔37への下降嵌入を制御して交換
すべき工具の工具ホルダー71を主軸3の直下方に移動
し、主軸頭2及び主軸3の交換位置aへの下降、工具ホ
ルダー71の円錐形シャンク72の取付穴64への相対
的挿入保合軸73の径大孔63内で拡がついてる弾性ク
ランプフィンガー66の爪67間の相対的進入を生じさ
せ、爪67が係合頚部74の周りに対応すると同時にク
ランプ軸65を上昇して第8図のとおりにクランプする
Thereafter, the upward movement of the positioning pin 34, the rotation of the tool magazine 36a, and the downward fitting of the positioning pin 34 into the index hole 37 are controlled in the same order as described in the first embodiment, and the tool holder of the tool to be replaced is controlled. 71 directly below the spindle 3, the spindle head 2 and spindle 3 are lowered to the replacement position a, and the conical shank 72 of the tool holder 71 is relatively inserted into the mounting hole 64 of the large diameter hole of the retaining shaft 73. 63, causing relative penetration between the pawls 67 of the elastic clamping fingers 66, and as the pawls 67 accommodate around the engagement neck 74, the clamping shaft 65 is raised and clamped as shown in FIG. .

そのときには係合キー68が鍔75のキー溝16に嵌入
して廻り止めを施す。
At that time, the engagement key 68 fits into the keyway 16 of the collar 75 to prevent rotation.

以上の諸動作が終了したあとで旋回アーム22aと工具
マガジン36aを待機角度に旋回する。
After the above operations are completed, the swing arm 22a and the tool magazine 36a are turned to the standby angle.

前記した第1実施例及び第2実施例の一定手順に従って
自動工具交換動作は、夫々の作動極点にリミットスイッ
チを配して行うプログラム制御により行うを原則とする
が、単軸工作機に適用する場合は少規模となるから半自
動制御にすることもできる。
The automatic tool change operation according to the fixed procedure of the first and second embodiments described above is, in principle, performed by program control with limit switches placed at the respective operating poles, but this is not applicable to single-axis machine tools. In some cases, since the scale is small, semi-automatic control can be used.

主軸3の上昇下降は移動モータにより制御される工作機
械本来の機能であり、また第1実施例の如く上段の係都
ボール12を工具ボルダ−16の孔18に係合する主軸
3の緩速回転、第2実施例の角度割出装置51、クラン
プ装置61等も同様である。
The raising and lowering of the main shaft 3 is an inherent function of a machine tool controlled by a moving motor, and as in the first embodiment, the main shaft 3 is slowed down to engage the upper engagement ball 12 with the hole 18 of the tool boulder 16. The same applies to the rotation, angle indexing device 51, clamping device 61, etc. of the second embodiment.

本発明は主軸頭2及び主軸3その他の工作機械側のもつ
構成と機能の中で、既述した各種の運動範囲を設定する
点を一つの特徴とする。
One of the features of the present invention is that the various motion ranges described above are set among the configurations and functions of the spindle head 2, spindle 3, and other machine tools.

本発明は前記実施例の説明によって明らかにしたように
、第1の発明のおいては、工具交換角度と待機角度の間
を移動する旋回アームの先端に工具マガジンを回転可能
に支持し、その旋回アームと工具マガジンとの間に回転
装置と停止角度割出装置を設けると共に工具マガジンに
は前記回転装置と停止角度割出装置とによって多数の工
具収容溝の一つを工具交換角度で主軸の直下に対応し、
待機角度から工具交換角度に、或はその反対に旋回アー
ムと共に旋回するとき、前記工具収容溝を開放口から主
軸に取付けた工具ホルダーの周面に嵌入し、或はその周
面から脱出する構成としているものであって、工具ホル
ダーを工具収容溝から誤って脱落するおそれは全くなく
、しかも旋回アームを従前の工具搬送アームの如き多元
運動の複雑な構成とする必要もなく、工具の脱落は工作
機械主軸頭の有する軸方向運動により主制御を行うので
、工具マガジン自体も簡易に構成し得る利益をもち、ま
たこの発明によって工具交換時以外は工作機械テーブル
上から自動工具交換のための装置を撤去して加工物の搭
載、除去その他の諸操作に全く支障を生じさせなくでき
る。
As clarified by the description of the above embodiments, in the first aspect of the present invention, a tool magazine is rotatably supported at the tip of a swing arm that moves between a tool exchange angle and a standby angle. A rotating device and a stop angle indexing device are provided between the swivel arm and the tool magazine, and the tool magazine uses the rotating device and the stop angle indexing device to rotate one of the many tool storage grooves at the tool exchange angle of the main spindle. Corresponds directly below,
When rotating together with the rotating arm from a standby angle to a tool exchange angle or vice versa, the tool accommodating groove is inserted into the circumferential surface of the tool holder attached to the main shaft through the open opening, or escapes from the circumferential surface. There is no risk of the tool holder accidentally falling out of the tool storage groove, and there is no need for the swing arm to have a complex structure with multiple motions like the conventional tool transport arm, so the tool does not fall off. Since the main control is performed by the axial movement of the machine tool spindle head, the tool magazine itself has the advantage of being easily configured, and this invention also provides a device for automatic tool exchange from the machine tool table except when changing tools. can be removed so that loading, removing, and other operations of workpieces will not be hindered at all.

また第2の発明は前記第1の発明にノンストップボール
チャックを使用する場合を実施を簡易にする具体的構成
を有し、第3の発明は主軸側のクランプ装置により取付
及び取外しを制御される工具ホルダーを使用する場合の
実施を簡易にする具体的構成を有して、夫々の自動工具
交換作動の複雑化を廃止できる利益をもつ。
Further, the second invention has a specific configuration that simplifies implementation when a non-stop ball chuck is used in the first invention, and the third invention has a structure in which mounting and dismounting are controlled by a clamp device on the spindle side. The present invention has the advantage of having a specific configuration that simplifies implementation when using a tool holder, and eliminates the complexity of the respective automatic tool change operations.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

添付図面は本発明の実施態様を示し、第1図は概要平面
図、第2〜7図は第1実施例を示すものであって、第2
図は要部の一部切欠平面図、第3図は第2図A−A線切
断面図、第4〜6図は作動を説明した一部の一部切欠正
面図、第7図は第2図B−B線切断展開図である。 第8〜10図は第2実施例を示し、第8,9図は要部の
一部切欠正面図、第10図は工具マガジンの一部の平面
図である。 1・・・・・・工作機械、2・・・・・・主軸頭、3・
・・・・・主軸、a・・・・−交換位置、b・・・・・
・上昇位置、6・・・・・・ノンストップチャック、7
・・・・・・チャック本体、11・・・・・・取付穴、
12・・・・・・係合ボール、13・・・・・・外筒、
14°゛°°°フランジ、15・・・・・・発条、16
・・・・・・工具ホルダー、17・・・・・・切頭円錐
形シャン久18・・・・・・孔、18a・・・・・・環
溝、20・・・・・・環状溝、21・・・・・・工具、
22・・・・・・旋回アーム、27・・・・・・回転軸
、28・・・・・・溝プーリ、29・・・・・・ギャー
ドモータ、30・・・・・・溝プーリ、31・・・・・
・■ベルト、34・・・・・・位置決めピン、36・・
・・・・工具マガジン、37・・・・・・割出孔、38
・・・・・・工具収納溝、39・・・・・・開放口、4
3・・・・・・二叉レバー、51・・・・・・工具交換
角度割出装置、61・・・・・・クランプ装置、65・
・・・・・クランプ軸、66・・・・・・弾性クランプ
フィンガー、68・−・・・・係合キー、71・・・・
・・工具ホルダー、72・・・・・・円錐形シャンク、
73・・・・−・係合軸、76・・・・・・キー溝、7
7・・・・・・係合子。
The accompanying drawings show embodiments of the present invention, FIG. 1 is a schematic plan view, FIGS. 2 to 7 show the first embodiment, and the second embodiment is shown in FIG.
The figure is a partially cutaway plan view of the main part, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. FIG. 2 is a developed view cut along line B-B. 8 to 10 show a second embodiment, FIGS. 8 and 9 are partially cutaway front views of essential parts, and FIG. 10 is a plan view of a part of the tool magazine. 1...Machine tool, 2...Spindle head, 3.
...Main shaft, a...-exchange position, b...
・Rising position, 6...Nonstop chuck, 7
...Chuck body, 11...Mounting hole,
12... Engagement ball, 13... Outer cylinder,
14°゛°°°flange, 15...spring, 16
...Tool holder, 17...Truncated conical shape 18...Hole, 18a...Annular groove, 20...Annular groove , 21...tools,
22... Swivel arm, 27... Rotating shaft, 28... Groove pulley, 29... Geared motor, 30... Groove pulley, 31・・・・・・
・■Belt, 34...Positioning pin, 36...
...Tool magazine, 37... Index hole, 38
......Tool storage groove, 39...Opening mouth, 4
3... Two-pronged lever, 51... Tool exchange angle indexing device, 61... Clamping device, 65...
... Clamp shaft, 66 ... Elastic clamp finger, 68 ... Engagement key, 71 ...
...Tool holder, 72...Conical shank,
73...--Engagement shaft, 76...Keyway, 7
7... Engagement.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 工具交換角度と待機角度の間を移動する旋回アーム
の先端に工具マガジンを回転可能に支持し、その旋回ア
ームと工具マガジンの間に、工具マガジンの回転装置及
び停止角度割出装置を設置し、工具マガジンには旋回ア
ームの工具交換角度への旋回と共に工作機械の主軸に取
付けた工具ホルダーに周面の開放口から嵌入するように
整合された多数の工具収納溝を前記停止角度割出装置に
よる複数の割出角度に対応して設けると共に、軸方向移
動により工具ホルダーの釈放及び固定動作を行う工具チ
ャック乃至工具クランプ装置を具備する主軸頭の前記移
動により工具着脱の主制御を行う構成としたことを特徴
とする工作機械の自動工具交換装置。 2、特許請求の範囲1記載の装置において、チャック本
体に外装して発条力による移動と共に係合ボールを工具
ホルダー装着穴に押出し、発条力に抗する移動と共に保
合ボールの押出しを解除する外筒を備えるボール式ノン
ストップチャックを主軸頭)こ装着し、旋回アームには
工具マガジンの工具収納溝がチャックホルダーの周面嵌
入と同時に前記チャックの、外筒の周囲に嵌入係合する
二叉レバーを該外筒の軸方向への移動可能に設置し、そ
の二叉レバーによって前記外筒の前記移動を制御して工
具ホルダーの着脱を補助する構成きしたことを特徴とす
る工作機械の自動工具交換装置。 3 特許請求の範囲1記載の装置において、工具交換角
度割出装置と、内部で軸方向に移動して工具ホルダーの
クランプ及びクランプ解放を制御するクランプ装置と、
端面の保合キーとを主軸に設け、工具ホルダーには主軸
への挿入と共に前記係合キーを受入れるキー溝を形成し
た鍔を設ける普通構成とし、工具マガジンの各工具収納
溝に、工具ホルダーの前記のキー溝に嵌入する角度法め
の係合子を設けたことを特徴とする工作機械の自動工具
交換装置。
[Claims] 1. A tool magazine is rotatably supported at the tip of a swing arm that moves between a tool exchange angle and a standby angle, and a rotation device and a stop angle for the tool magazine are provided between the swing arm and the tool magazine. An indexing device is installed, and the tool magazine has a number of tool storage grooves that are aligned so that when the swivel arm rotates to the tool exchange angle, the tool holder attached to the main shaft of the machine tool fits into the tool holder from the open opening on the circumference. The tool attachment/detachment is performed by the movement of the spindle head, which is provided with a tool chuck or tool clamp device that is provided corresponding to a plurality of indexing angles by the stop angle indexing device and that releases and fixes the tool holder by moving in the axial direction. An automatic tool changer for a machine tool, characterized in that it is configured to perform main control. 2. In the device according to claim 1, the device is mounted on the chuck body and pushes the engagement ball into the tool holder mounting hole as it moves due to the spring force, and releases the extrusion of the retaining ball as it moves against the spring force. A ball-type non-stop chuck with a tube (spindle head) is attached to the rotating arm, and the tool storage groove of the tool magazine is fitted into the circumferential surface of the chuck holder, and at the same time a two-pronged chuck is fitted around the outer cylinder of the chuck. An automatic machine tool characterized in that a lever is installed so as to be movable in the axial direction of the outer cylinder, and the two-pronged lever controls the movement of the outer cylinder to assist in attachment and detachment of the tool holder. Tool changer. 3. The device according to claim 1, comprising: a tool exchange angle indexing device; a clamping device that moves in the axial direction to control clamping and unclamping of the tool holder;
The main shaft is provided with a locking key on the end surface, and the tool holder is provided with a flange with a key groove for receiving the engagement key when inserted into the main shaft. An automatic tool changer for a machine tool, characterized in that it is provided with an angular engagement element that fits into the keyway.
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