JPH0464801B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0464801B2 JPH0464801B2 JP2191995A JP19199590A JPH0464801B2 JP H0464801 B2 JPH0464801 B2 JP H0464801B2 JP 2191995 A JP2191995 A JP 2191995A JP 19199590 A JP19199590 A JP 19199590A JP H0464801 B2 JPH0464801 B2 JP H0464801B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- main shaft
- hollow main
- spindle head
- pin
- 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 - Lifetime
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Landscapes
- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
- Gripping On Spindles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、中空主軸の内部に収容されたドロ
ーバーを押し下げるための押圧体を、該中空主軸
の側部に配置することにより、中空主軸の軸方向
一端に駆動用モータを直結可能とし、これにより
動力伝達効率の向上と主軸の停止精度の向上とを
図り得る工作機械に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application This invention provides a pusher for pressing down a drawbar housed inside the hollow main shaft by arranging it on the side of the hollow main shaft. The present invention relates to a machine tool in which a drive motor can be directly connected to one end of the machine tool, thereby improving power transmission efficiency and stopping accuracy of the main spindle.
従来技術
被加工物に、ねじ切りや孔開け等の各種加工を
多機能に行ない得るマシニングセンタ(MC)等
の工作機械では、主軸の工具装着部に対しタツプ
やドリル等の工具を確実に装着・取外しするため
の手段が設けられている。例えば、実開昭55−
151435号公報に開示される工作機械の如く、主軸
の内部に、一端に工具装着部を形成したドローバ
ーを摺動自在に挿入し、該ドローバーの工具装着
部に工具を強固に装着するようにした構成が知ら
れている。また、主軸の上部には、前記ドローバ
ーを強制的に軸方向に押し下げる機構が配設さ
れ、該機構によるドローバーの押し下げにより、
工具装着部からの工具の取外しを行なうようにな
つている。Conventional technology In machine tools such as machining centers (MC) that can perform various types of processing such as thread cutting and drilling on workpieces, tools such as taps and drills are securely attached to and removed from the tool attachment part of the spindle. Means are provided to do so. For example, Utsukai 55-
As in the machine tool disclosed in Publication No. 151435, a drawbar with a tool mounting portion formed at one end is slidably inserted into the main spindle, and a tool is firmly mounted in the tool mounting portion of the drawbar. The configuration is known. Further, a mechanism for forcibly pushing down the drawbar in the axial direction is provided at the top of the main shaft, and by pushing down the drawbar by the mechanism,
The tool is removed from the tool mounting section.
発明が解決しようとする課題
前述した構成の工作機械では、主軸の上部にド
ローバーを押し下げる機構が配設されているの
で、該主軸とこれを駆動するモータや減速機等の
駆動源とは直結することができない。このため主
軸の適宜位置にプーリを配設し、該プーリに巻掛
けたベルトを介して駆動モータに連結することに
より、主軸を回転駆動するよう構成されている。
この場合において、プーリとベルトとによる動力
伝達では、不可避的に「すべり」を生じ、このた
め主軸の回転数が変化して加工精度が低下する問
題がある。また、前述した「すべり」に起因して
主軸を所定位置で停止させる際の精度が低下する
欠点も有している。更に、ベルト駆動方式では、
主軸に曲げ変形を与えるおそれがある。そこで、
主軸の支持構造を剛固にして補強する必要がある
が、このときには構造が複雑となつてコストが嵩
む難点も指摘される。Problems to be Solved by the Invention In the machine tool having the above-mentioned configuration, a mechanism for pushing down the drawbar is provided above the main spindle, so the main spindle is directly connected to a drive source such as a motor or a speed reducer that drives the main spindle. I can't. For this reason, a pulley is disposed at an appropriate position on the main shaft, and the main shaft is rotationally driven by being connected to a drive motor via a belt wrapped around the pulley.
In this case, when power is transmitted by the pulley and the belt, "slip" inevitably occurs, which causes a change in the rotational speed of the main shaft, resulting in a reduction in machining accuracy. It also has the disadvantage that the precision in stopping the main shaft at a predetermined position is reduced due to the above-mentioned "slip". Furthermore, with the belt drive system,
There is a risk of bending deformation to the main shaft. Therefore,
It is necessary to strengthen and reinforce the supporting structure of the main shaft, but this also makes the structure complicated and increases costs.
発明の目的
本発明は、前記工作機械に内在している前述し
た欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提案さ
れたものであつて、工具の装着・取外し操作は従
来通り主軸の上部から行ない得ると共に、該主軸
と動力源とは直結し得るようにして、主軸への効
率的な動力伝達を達成し、併せて該主軸による加
工精度の向上を図り得る工作機械を提供すること
を目的とする。Purpose of the Invention The present invention has been proposed in order to suitably solve the above-mentioned drawbacks inherent in the machine tool, and the tool mounting/removal operations are performed from the top of the spindle as before. It is an object of the present invention to provide a machine tool in which the main spindle and a power source can be directly connected to achieve efficient power transmission to the main spindle, and the machining accuracy of the main spindle can be improved. do.
課題を解決するための手段
先の課題を克服し、所期の目的を達成するため
本発明に係る工作機械は、一端に工具装着部を有
する中空主軸を回転自在に支持すると共に、中空
主軸の軸線に沿つてフレームに移動可能に支持さ
れた主軸ヘツドと、
その主軸ヘツドを前記軸線に沿つて移動させる
送り用モータと、
前記主軸ヘツドに設けられ、前記中空主軸の軸
線と同一軸線上に延びる出力軸を有し、該中空主
軸を回転駆動するため前記出力軸を該中空主軸に
連結してなる主軸駆動手段と、
前記中空主軸の中心孔内に摺動自在に挿通さ
れ、適宜の付勢手段の作用により、常には中空主
軸の工具装着部に装着された工具のプルスタツド
を挟持する工具挟持部材と、
一端が前記工具挟持部材に連結され、他端側が
中空主軸の中心孔内に収容されたドローバーと、
そのドローバーの他端側に対向し、かつ前記軸
線に沿つて延びるように前記中空主軸に形成され
たスロツトと、
前記ドローバーの他端側に直交状に固定され、
自由端が前記スロツトを介して前記中空主軸の外
方に延出するピンと、
前記主軸ヘツドに移動可能に支持され、前記ピ
ンに係合可能な係合部を有する押圧体と、
前記押圧体とフレームとの間に設けられ、前記
送り用モータにより主軸ヘツドが工具交換位置に
移動されるに連動して、前記押圧体により前記ピ
ンを前記付勢手段に抗して押進させる連動手段と
より構成されたことを特徴とする。Means for Solving the Problems In order to overcome the above problems and achieve the intended purpose, a machine tool according to the present invention rotatably supports a hollow main shaft having a tool mounting portion at one end, and a a spindle head movably supported by a frame along an axis; a feed motor for moving the spindle head along the axis; and a feed motor provided on the spindle head and extending coaxially with the axis of the hollow spindle. a main shaft driving means having an output shaft and connecting the output shaft to the hollow main shaft for rotationally driving the hollow main shaft; By the action of the means, a tool clamping member which always clamps the pull stud of a tool mounted on the tool mounting portion of the hollow spindle, and one end connected to the tool clamping member and the other end accommodated in the center hole of the hollow spindle. a slot formed in the hollow main shaft so as to face the other end of the drawbar and extend along the axis; and a slot fixed perpendicularly to the other end of the drawbar;
a pin whose free end extends outward from the hollow main shaft through the slot; a pressing body movably supported by the main shaft head and having an engaging portion capable of engaging with the pin; and the pressing body. interlocking means provided between the tool and the frame and causing the pushing body to push the pin against the urging means in conjunction with the movement of the spindle head to the tool exchange position by the feed motor; It is characterized by being configured.
実施例
次に、本発明に係る工作機械につき、好適な実
施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明
する。第10図は、実施例に係る工作機械10の
全体的な概略構成を示し、この工作機械10は、
中空主軸26を回転自在に支持する主軸ヘツド1
8を、フレーム16に対し往復昇降可能に支持し
て、被加工物に所要の切削加工を施し得るように
なつている。主軸26の下端部に設けた工具装着
部52に、工具20を着脱自在に挟持する工具挟
持部材66が配設され、またフレーム16に工具
支持台24が昇降自在に支持されている。この工
具支持台24には、複数個の工具把持具96を放
射状に配置した円盤状の工具マガジン22が回転
割出し自在に枢支してある。後述する如く工具把
持具96は、第1カム162および第1クランク
28により付勢されて、主軸26の先端に設けた
工具20に対する把持および解放を行ない得る。Embodiments Next, preferred embodiments of the machine tool according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 10 shows an overall schematic configuration of a machine tool 10 according to an embodiment, and this machine tool 10 includes:
Spindle head 1 rotatably supports hollow spindle 26
8 is supported on the frame 16 so as to be able to move up and down in a reciprocating manner, so that required cutting can be performed on the workpiece. A tool holding member 66 for removably holding the tool 20 is disposed in a tool mounting portion 52 provided at the lower end of the main shaft 26, and a tool support base 24 is supported on the frame 16 so as to be movable up and down. A disk-shaped tool magazine 22 in which a plurality of tool grippers 96 are arranged radially is pivotally supported on the tool support base 24 so as to be rotatably indexable. As will be described later, the tool gripper 96 is biased by the first cam 162 and the first crank 28, and can grip and release the tool 20 provided at the tip of the main shaft 26.
(主軸ヘツドとその昇降系について)
第10図に示す如く、基台12に直立配置した
コラム14の前面に中空箱型のフレーム16が水
平に配設固定され、主軸26を回転自在に支持す
る主軸ヘツド18が、このフレーム16中に昇降
可能に配設されている。すなわち第5図および第
6図に示すように、コラム14の前面に平行に直
立配置した一対の長尺柱部材32,32の各長手
方向端面に、ガイドレール36がねじ34を介し
て垂直に固着されている。そして、主軸ヘツド1
8の後部に上下一対で配設した左右一組の摺動こ
ま38,38を、前記ガイドレール36,36に
対応的に嵌合させることにより、該主軸ヘツド1
8はフレーム16に対し垂直に昇降可能である。(Regarding the spindle head and its elevating system) As shown in FIG. 10, a hollow box-shaped frame 16 is horizontally arranged and fixed in front of a column 14 that is placed upright on a base 12, and rotatably supports the spindle 26. A spindle head 18 is disposed within this frame 16 so as to be movable up and down. That is, as shown in FIGS. 5 and 6, a guide rail 36 is installed perpendicularly through a screw 34 to each longitudinal end surface of a pair of long column members 32, 32 arranged upright in parallel with the front surface of the column 14. It is fixed. Then, spindle head 1
By fitting a pair of left and right sliding pieces 38, 38, which are arranged in a pair above and below at the rear of the spindle head 8, into the guide rails 36, 36 in a corresponding manner, the spindle head 1
8 can be raised and lowered perpendicularly to the frame 16.
また前記一対の長尺柱部材32,32の頂部間
に支持板39が水平に橋架固定され、ロータリー
エンコーダ42を内蔵したACサーボモータ40
が前記支持板39上に直立配置されている。前記
サーボモータ40の回転軸41は、カツプリング
43を介してボールねじ44に固着され、このボ
ールねじ44は第6図から判明するように、前記
一対のガイドレール36,36の中間において垂
直下方に延在している。更に第1図および第6図
に示す如く、主軸ヘツド18の背面突出部にボル
ト48を介してナツト46が水平に固定され、こ
のナツト46に前記ボールねじ44が挿通螺合さ
れている。そして前記ACサーボモータ40を回
転させることによつて、ボールねじ44は所要の
方向に回転して前記ナツト46に直線運動を与
え、主軸ヘツド18は所定のストロークだけ垂直
方向に自在に昇降駆動される。 Further, a support plate 39 is horizontally fixed to the bridge between the tops of the pair of long column members 32, 32, and an AC servo motor 40 with a built-in rotary encoder 42 is mounted.
is arranged upright on the support plate 39. The rotating shaft 41 of the servo motor 40 is fixed to a ball screw 44 via a coupling 43, and as can be seen from FIG. Extending. Further, as shown in FIGS. 1 and 6, a nut 46 is horizontally fixed to the protrusion on the rear surface of the spindle head 18 via a bolt 48, and the ball screw 44 is inserted and screwed into this nut 46. By rotating the AC servo motor 40, the ball screw 44 rotates in a desired direction, giving linear motion to the nut 46, and the spindle head 18 is vertically driven up and down by a predetermined stroke. Ru.
なお主軸ヘツド18が昇降する領域は、第5図
に示す如く、主軸ヘツド18が被加工物に向け
反復昇降して所要の切削加工を行なう加工動作領
域Aと、この領域より上方のレベルに位置し
て、主軸26に対する工具20の一連の着脱交換
動作が行なわれる自動交換領域Bとに大別され
る。そして自動交換領域B中を主軸ヘツド18が
復動上昇する過程において、一連の工具交換動作
を行なわせる3つの変節点が現われる(後述)。
ちなみに第1図,第5図および第10図に示す主
軸ヘツド18は、被加工物に対する加工を終了し
て加工動作領域Aの上限(自動交換領域Bの下
限)にまで上昇し、次の加工指令または工具交換
指令の何れかを待機している状態にある。 The area in which the spindle head 18 moves up and down is, as shown in FIG. The automatic exchange area B is divided into an automatic exchange area B where a series of attachment/detachment exchange operations of the tool 20 with respect to the spindle 26 are performed. In the process of the spindle head 18 moving upward in the automatic exchange area B, three inflection points appear (described later) that cause a series of tool exchange operations to be performed.
Incidentally, the spindle head 18 shown in FIGS. 1, 5, and 10 finishes machining the workpiece and rises to the upper limit of the machining operation area A (lower limit of the automatic exchange area B), and then starts the next machining. It is in a state where it is waiting for either a command or a tool change command.
(主軸の工具装着構造について)
前記主軸ヘツド18には、第1図に示す如く、
中空円筒状の主軸26が、上下の軸受50,50
を介して回転自在に垂直に軸承されている。また
主軸ヘツド18の頂部に、減速機58を備えるモ
ータ56が直立配置され、その出力軸60はカツ
プリング54を介して前記主軸26の上端部に接
続されている。これにより、モータ56からの動
力は効率的に主軸26に伝達され、該主軸26の
安定した回転を得られる。しかもモータ56と主
軸26とを減速機58のみを介して連結したこと
により、主軸26の停止精度を向上させることが
できる。(Regarding the tool attachment structure of the spindle) As shown in FIG.
A hollow cylindrical main shaft 26 is connected to upper and lower bearings 50, 50.
It is rotatably vertically supported through the shaft. A motor 56 having a speed reducer 58 is disposed upright on the top of the main shaft head 18, and its output shaft 60 is connected to the upper end of the main shaft 26 via a coupling 54. Thereby, the power from the motor 56 is efficiently transmitted to the main shaft 26, and stable rotation of the main shaft 26 can be obtained. Moreover, by connecting the motor 56 and the main shaft 26 only through the reducer 58, the accuracy in stopping the main shaft 26 can be improved.
また主軸26の下端部に、裁頭円錐状の開口部
からなる工具装着部52が形成され、アーバー6
2を備える工具20を着脱自在に装着し得るよう
になつている。なお工具20のアーバー後端部に
プルスタツド64が設けられ、前記中空主軸26
中に摺動自在に挿通した工具挟持部材66により
該プルスタツド64を挟持することによつて、主
軸26への工具20の固定がなされる。工具挟持
部材66は、前記プルスタツド64のネツク部を
複数のボール68により囲繞する構成に係る公知
のコレツトからなり、当該工具挟持部材66が主
軸26の中空部を軸線方向に摺動することによつ
て、該プルスタツド64のクランプおよび解除を
行ない得る。 Further, a tool mounting portion 52 consisting of a truncated conical opening is formed at the lower end of the main shaft 26, and the arbor 6
2 can be detachably attached to the tool 20. A pull stud 64 is provided at the rear end of the arbor of the tool 20, and the hollow main shaft 26
The tool 20 is fixed to the main shaft 26 by clamping the pull stud 64 with a tool clamping member 66 slidably inserted therein. The tool holding member 66 is a known collet having a configuration in which the neck portion of the pull stud 64 is surrounded by a plurality of balls 68. The pull stud 64 can then be clamped and released.
第1図に示す如く、主軸26の中空部内にプラ
グ70が上下摺動自在に挿入され、このプラグ7
0の縦孔中に上端部を挿通固定したドローバー7
6が、主軸20の中心軸線に沿つて垂下すると共
に、その下端部は前記工具挟持部材66の頂部に
接続されている。主軸26におけるプラグ70の
配設位置には、長円形のスロツト74,74が対
向的に穿設され(第1図)、前記プラグ70に直
交的に挿通したピン72の両端部が、前記一対の
スロツト74,74を介して主軸26の外方に水
平に延出している(第6図)。なお第1図に示す
ように、工具装着部52に工具20を装着した状
態において、主軸中空部の下方に形成した段部と
前記プラグ70の下端部に設けたワツシヤー80
との間に一群の皿ばね78が弾力的に圧縮介挿さ
れ、この多数の皿ばね78の中心部をドローバー
76が挿通延在している。そしてこの皿ばね78
の弾力により、プラグ70を常には押圧して定位
置に保持すると共に、工具挟持部材66を弾力的
に引上げてプルスタツド64の挟持を確実にして
いる。 As shown in FIG.
Drawbar 7 whose upper end is inserted and fixed into the vertical hole of 0
6 hangs down along the central axis of the main shaft 20, and its lower end is connected to the top of the tool holding member 66. At the position where the plug 70 is disposed on the main shaft 26, oval slots 74, 74 are formed facing each other (FIG. 1), and both ends of a pin 72 inserted perpendicularly into the plug 70 are inserted into the pair of slots 74, 74 facing each other. It extends horizontally outward of the main shaft 26 through slots 74, 74 (FIG. 6). As shown in FIG. 1, when the tool 20 is attached to the tool attachment portion 52, the step portion formed below the hollow portion of the spindle and the washer 80 provided at the lower end of the plug 70
A group of disc springs 78 are elastically compressed and inserted between the two, and a draw bar 76 is inserted through and extends through the center of the large number of disc springs 78. And this disc spring 78
The elasticity of the plug 70 normally pushes the plug 70 and holds it in place, and also elastically pulls up the tool clamping member 66 to ensure that the pull stud 64 is clamped.
なお主軸外方に延出している直交ピン72の上
方には、第1図および第6図に示すように、後述
する第2クランク30の先端に2股形成したフオ
ーク部81が近接的に臨み、当該クランク30の
動作によりピン72を押圧付勢してドローバー7
6を下降させるようになつている。すなわち後述
する第2カム188および第2クランク30のカ
ム動作により、直交ピン72を下方へ押圧付勢す
れば、前記ドローバー76は軸線方向に下降して
工具挟持部材66を降下させ、ボール68による
プルスタツド64の押圧を解除する。従つて工具
20は、工具装着部52から解放し得る状態とな
る。なお第1図において符号83は、工具20に
着脱自在に取付けられるドリルやタツプ等の切削
刃物を示す。 As shown in FIGS. 1 and 6, above the orthogonal pin 72 extending outward from the main shaft, a fork portion 81 formed into two at the tip of the second crank 30, which will be described later, faces closely. , the pin 72 is pressed and biased by the operation of the crank 30, and the drawbar 7
6 is lowered. That is, when the orthogonal pin 72 is pressed downward by the cam operation of the second cam 188 and the second crank 30, which will be described later, the draw bar 76 descends in the axial direction, lowering the tool holding member 66, and the ball 68 Release the pressure on the pull stud 64. Therefore, the tool 20 is in a state where it can be released from the tool mounting portion 52. In FIG. 1, reference numeral 83 indicates a cutting tool such as a drill or tap that is detachably attached to the tool 20.
(工具支持台について)
次に、フレーム16上には、工具マガジン22
を回転自在に支承する工具支持台24が、前記主
軸26の軸線方向に移動し得るように支持されて
いる。第1図および第6図において、フレーム1
6の対向側壁16a,16bに支持板82,82
が水平に取付けられ、各水平支持板82の適所に
穿設した垂直貫通孔に丸棒状のガイドレール84
が摺動自在に挿通されている。また第1図に示す
ように、フレーム16の下方から夫々左右一対を
なす水平支持板86が延出し、この水平支持板8
6に穿設した垂直貫通孔に前記ガイドレール84
が摺動自在に挿通されている。前記ガイドレール
84(第6図に示すように2本ある)の上端部お
よび下端部は、工具支持台24の頂部に橋架した
水平天板88に設けた支持板91および底部に設
けた支持板89に夫々固定されている。従つて前
記工具支持台24は、ガイドレール84を水平支
持板82,86に対し摺動させることにより、フ
レーム16に対し昇降可能であり、後述する第1
カム162および第1クランク28のカム動作に
より所定のストロークだけ昇降駆動される。なお
工具支持台24の前記支持板91に、ストツパー
ボルト90が高さ調節自在に挿通螺着され、該ボ
ルト90の下端部が常には水平支持板82の平面
に休止することにより、該工具支持台24をフレ
ーム16に対し所定の高さ位置に保持している。(About the tool support stand) Next, on the frame 16, there is a tool magazine 22
A tool support stand 24 that rotatably supports the main shaft 26 is supported so as to be movable in the axial direction of the main shaft 26. In Figures 1 and 6, frame 1
Support plates 82, 82 are provided on the opposite side walls 16a, 16b of 6.
is installed horizontally, and a round bar-shaped guide rail 84 is inserted into the vertical through hole bored at the appropriate position of each horizontal support plate 82.
is slidably inserted. Further, as shown in FIG. 1, a pair of left and right horizontal support plates 86 extend from below the frame 16.
The guide rail 84 is inserted into the vertical through hole drilled in 6.
is slidably inserted. The upper and lower ends of the guide rails 84 (there are two as shown in FIG. 6) are connected to a support plate 91 provided on a horizontal top plate 88 bridged over the top of the tool support stand 24 and a support plate provided on the bottom. 89, respectively. Therefore, the tool support stand 24 can be moved up and down with respect to the frame 16 by sliding the guide rail 84 with respect to the horizontal support plates 82 and 86.
The cam 162 and the first crank 28 are moved up and down by a predetermined stroke. A stopper bolt 90 is inserted into and screwed into the support plate 91 of the tool support base 24 so that its height can be adjusted freely, and the lower end of the bolt 90 is always resting on the plane of the horizontal support plate 82, so that the tool The support stand 24 is held at a predetermined height position relative to the frame 16.
(工具マガジンについて)
工具支持台24には、多数の工具20を放射状
に保持した工具マガジン22が回転割出し可能に
支持されている。すなわち工具支持台24には、
水平面に対し所定の角度だけ斜め下方に傾斜させ
た軸線を有する枢軸92が突出固定され、この枢
軸92に工具マガジン22が軸受け94を介して
回転自在に支持されている。工具マガジン22
は、第1図および第7図に示すように、基本的に
大径の平歯車98をベースとする円盤形状をな
し、この工具マガジン22の外周に複数個の工具
把持具96が配設されて、等中心角で半径方向に
延出している。前記大径の平歯車98は軸受け9
4にボルト100で固定され、工具支持台24に
配設したモータ102の回転軸104に固着した
ピニオン106が前記平歯車98と噛み合つて、
工具マガジン22を回転させることにより、所望
の工具20の割出しを可能としている。(About the Tool Magazine) A tool magazine 22 holding a large number of tools 20 in a radial manner is supported on the tool support base 24 so as to be rotatably indexable. That is, the tool support stand 24 has
A pivot shaft 92 having an axis inclined diagonally downward at a predetermined angle with respect to a horizontal plane is protruded and fixed, and the tool magazine 22 is rotatably supported on this pivot shaft 92 via a bearing 94. Tool magazine 22
As shown in FIGS. 1 and 7, the tool magazine 22 basically has a disk shape based on a large-diameter spur gear 98, and a plurality of tool grippers 96 are arranged around the outer periphery of the tool magazine 22. and extend radially at equal central angles. The large diameter spur gear 98 is a bearing 9
4 with a bolt 100 and a pinion 106 fixed to a rotating shaft 104 of a motor 102 disposed on a tool support 24 meshes with the spur gear 98.
By rotating the tool magazine 22, a desired tool 20 can be indexed.
第1図に示す如く、工具支持台24の適宜個所
に、収納の圧縮ばね110により弾力的に押圧さ
れるボール112を備えた中空円筒部材108
が、前記枢軸92とその軸線を平行させて配設さ
れている。また平歯車98の平坦部には、周方向
に所定間隔でノツチ114が凹設され、このノツ
チ114に前記ボール112を弾力的に押圧着座
させることにより、工具マガジン22における所
望工具20の回転割出し時に、該工具20は定位
置でクリツクストツプされる。 As shown in FIG. 1, a hollow cylindrical member 108 is provided with a ball 112 that is elastically pressed by a stored compression spring 110 at an appropriate location on the tool support base 24.
is disposed so that the pivot shaft 92 and its axis are parallel to each other. Furthermore, notches 114 are recessed in the flat part of the spur gear 98 at predetermined intervals in the circumferential direction, and the balls 112 are elastically pressed and seated in the notches 114 to rotate the desired tool 20 in the tool magazine 22. Upon ejection, the tool 20 is click-stopped in place.
なお第1図および第7図に示すように、前記枢
軸92の先端に、該枢軸92に対し直角方向に延
在する二股部材116がボルト118を介して締
付け固定されている。この二股部材116に所定
厚みの支持板120が橋架固定され、該支持板1
20の上面および下面に平行配置した一対の取付
板122,122に、夫々発光素子および受光素
子からなる一対の光センサ124が、光軸を一致
させて対向的に配設されている。この発光素子お
よび受光素子の間に、前記軸受94に配設固定さ
れて工具マガジン22と一体的に回転するスリツ
ト円盤126が非接触で介在し、前記光軸を遮断
することにより、工具マガジン22に保持した複
数の工具20の内、何れの工具20が現在主軸2
6に保持されているか、を適宜の電気回路により
指示することができる。 As shown in FIGS. 1 and 7, a bifurcated member 116 extending perpendicularly to the pivot shaft 92 is fastened to the tip of the pivot shaft 92 via a bolt 118. A support plate 120 having a predetermined thickness is bridge-fixed to this bifurcated member 116.
A pair of optical sensors 124 each consisting of a light emitting element and a light receiving element are disposed on a pair of mounting plates 122, 122 arranged in parallel on the upper and lower surfaces of the sensor 20, facing each other with their optical axes aligned. A slit disk 126, which is fixed to the bearing 94 and rotates integrally with the tool magazine 22, is interposed between the light emitting element and the light receiving element in a non-contact manner, and blocks the optical axis. Which tool 20 among the plurality of tools 20 held in the main spindle 2 is currently
6 can be instructed by an appropriate electric circuit.
(工具把持具について)
次に、工具マガジン22の外周に配設されいる
工具把持具96について説明する。この工具把持
具96は、第2図〜第4図に示すように、フイン
ガ130に開閉自在に旋回し得るように支持した
一対の爪部材128,128から基本的に構成さ
れる。すなわち第1図において、工具マガジン2
2の基体となる平歯車98の周方向に、複数のフ
インガ130が所定の中心角でボルト132によ
り固定されて半径方向に延在している。このフイ
ンガ130は、所要角度に折曲形成した板状部材
からなり、該フインガ130の自由端に一対の爪
部材128,128が開閉自在に枢支されてい
る。(About the tool gripper) Next, the tool gripper 96 disposed on the outer periphery of the tool magazine 22 will be described. As shown in FIGS. 2 to 4, the tool gripping tool 96 basically comprises a pair of claw members 128, 128 supported by a finger 130 so as to be able to open and close freely. That is, in FIG. 1, the tool magazine 2
A plurality of fingers 130 are fixed by bolts 132 at predetermined central angles and extend in the radial direction in the circumferential direction of the spur gear 98 serving as the base of the second gear. The finger 130 is made of a plate-like member bent at a predetermined angle, and a pair of claw members 128, 128 are pivotally supported at the free end of the finger 130 so as to be openable and closable.
すなわち各爪部材128は、平面において
「く」字状に折曲形成され、その折曲部を境とす
る長尺のアーム部128aと短尺のアーム部12
8bとから構成されている。その長尺アーム部1
28aの先端内側に設けられる工具把持面129
は、工具20のフランジ196に周設した山形溝
210と密着的に嵌合可能なテーパ付き弧状凹部
として形成されている。そして、これら一対の爪
部材128,128は、その折曲部において前記
フインガ130の自由端裏面に枢着ピン134を
介して枢支され、これにより前記工具把持面12
9,129を相互に対向させた状態で所要角度だ
け回動可能になつている。また、両長尺アーム部
128a,128a間に引張ばね136が弾力的
に張架されて、第2図に示すように、両爪部材1
28,128を常には相互に閉成する方向に付勢
している。 That is, each claw member 128 is bent into a "dog" shape in a plane, and the long arm part 128a and the short arm part 12 are separated from each other by the bent part.
8b. The long arm part 1
Tool gripping surface 129 provided inside the tip of 28a
is formed as a tapered arcuate recess that can be tightly fitted into a chevron-shaped groove 210 provided around the flange 196 of the tool 20. The pair of claw members 128, 128 are pivotally supported on the back surface of the free end of the finger 130 at the bent portion thereof via a pivot pin 134, so that the tool gripping surface 12
9 and 129 can be rotated by a required angle while facing each other. Further, a tension spring 136 is elastically stretched between the long arm portions 128a, 128a, and as shown in FIG.
28 and 128 are always biased in the direction of mutually closing.
更に、各爪部材128における短尺部128b
の先端は、第2図〜第4図に示す如く相互に重ね
合わせられ、その重ね合わせ部に軸ピン138を
垂直に挿通することにより共通的に遊着してあ
る。そしてこの軸ピン138は、フインガ130
に開設した開口部130aを介して、上方に所要
距離だけ突出延在している。従つて、後述するベ
ルクランク機構により、前記軸ピン138を第4
図において矢印X方向へ強制的に付勢すれば、各
爪部材128は枢着ピン134を中心として、前
記引張ばね136の弾力に抗しつつ外方へ回動
し、工具20の溝付きフランジ196に対する把
持を解放する(第3図)。また第3図の状態から、
前記軸ピン138に対する付勢を解除すれば、引
張ばね136の弾力作用下に、両爪部材128,
128は、各枢着ピン134を中心として相互に
近接し合う方向に閉成し、前記工具20の溝付き
フランジ196を把持する(第2図)。 Furthermore, the short portion 128b of each claw member 128
The tips of the two are overlapped with each other as shown in FIGS. 2 to 4, and a shaft pin 138 is inserted perpendicularly into the overlapping portion to be freely attached in common. This shaft pin 138 is connected to the finger 130.
It protrudes and extends upward by a required distance through an opening 130a opened in . Therefore, the bell crank mechanism described later moves the shaft pin 138 to the fourth position.
When forcibly biased in the direction of arrow X in the figure, each pawl member 128 rotates outward about the pivot pin 134 while resisting the elasticity of the tension spring 136, causing the grooved flange of the tool 20 to rotate. Release the grip on 196 (FIG. 3). Also, from the state shown in Figure 3,
When the force applied to the shaft pin 138 is released, both claw members 128,
128 close toward each other around each pivot pin 134 to grip the grooved flange 196 of the tool 20 (FIG. 2).
すなわち工具把持具96における両爪部材12
8,128は、工具20を把持する把持位置と工
具20を解放する解放位置との間を移動可能であ
り、被加工物の加工時に両爪部材128,128
は解放位置に移動される。そしてこの加工時に前
記主軸ヘツド18が、両爪部材128,128の
間を通過し得る解放角度に予め設定してある。こ
の場合において、工具マガジン22の外周に各工
具把持具96を支持する前記フインガ130の折
曲角度は、回転割出しされた工具把持具96に把
持した工具20が、前記主軸先端の工具装着部5
2の下方に到来した際に、当該工具20の軸線が
主軸26の中心軸線と整列し得る値に設定されて
いる。 That is, both claw members 12 in the tool gripper 96
8 and 128 are movable between a gripping position where the tool 20 is gripped and a release position where the tool 20 is released, and both claw members 128 and 128 are movable when processing the workpiece.
is moved to the release position. During this machining, the release angle is set in advance so that the spindle head 18 can pass between the two claw members 128, 128. In this case, the bending angle of the finger 130 that supports each tool gripper 96 on the outer periphery of the tool magazine 22 is such that the tool 20 gripped by the rotationally indexed tool gripper 96 can be attached to the tool mounting portion at the tip of the spindle. 5
The axis of the tool 20 is set to a value that allows the axis of the tool 20 to be aligned with the central axis of the spindle 26 when the tool 20 reaches the lower part of the axis 2.
(工具把持具の開閉機構について)
第1図に示すように、工具支持台24の支持板
89に一体形成したクレビス140に、ピン14
4を介してベルクランク142が、その中央部に
おいて回動自在に枢支されている。このベルクラ
ンク142の下端部は二股部146として形成さ
れ、工具マガジン22の回転割出しにより前記工
具把持具96が主軸26の直下に到来した位置に
おいて、前記軸ピン138が二股部146の間に
介在し得るよう位置設定されている。(Regarding the opening/closing mechanism of the tool gripper) As shown in FIG.
4, a bell crank 142 is rotatably supported at the center thereof. The lower end of this bell crank 142 is formed as a bifurcated portion 146, and at a position where the tool gripper 96 comes directly under the main shaft 26 due to rotational indexing of the tool magazine 22, the shaft pin 138 is inserted between the bifurcated portion 146. It is positioned so that it can intervene.
またフレーム16に取付けた上下の水平支持板
82,86に、第1図および第6図に示す垂直板
148が配設固定され、所要の屈曲溝150から
なる溝カム152が前記垂直板148にボルト1
54を介して取付けられている。前記ベルクラン
ク142の上端部にはピンフオロワ156が取付
けられ、このピンフオロワ156は前記溝カム1
52に挿入されて、その屈曲溝150に倣い摺動
可能になつている。しかも前述したように工具支
持台24は、フレーム16に対し所定のストロー
クだけ上昇し得るようになつているから、後述す
る第1カム162および第1クランク28のカム
作動により、工具支持台24が上昇を開始すれ
ば、この工具支持台24に軸着された前記ベルク
ランク142も一体的に上昇する。従つて、ベル
クランク142の上端部に取付けたピンフオロワ
156は、フレーム16側に固定した前記溝カム
152の屈曲溝150に倣つて摺動し、これによ
りカム動作が与えられて、前記ベルクランク14
2はピン144を中心として時計方向に若干回動
することになる。すなわちベルクランク142の
二股部146は、工具把持具96の軸ピン138
を第4図において矢印Y方向へ駆動し、一対の爪
部材128,128を閉成させる。また逆に、ベ
ルクランク142が反時計方向に回動すれば、二
股部146は軸ピン138を第4図において矢印
X方向へ強制的に駆動し、一対の爪部材128,
128を解放することになる。 Further, a vertical plate 148 shown in FIGS. 1 and 6 is arranged and fixed to the upper and lower horizontal support plates 82 and 86 attached to the frame 16, and a groove cam 152 consisting of a required bending groove 150 is attached to the vertical plate 148. bolt 1
It is attached via 54. A pin follower 156 is attached to the upper end of the bell crank 142, and this pin follower 156 is connected to the groove cam 1.
52 and can slide along the bending groove 150 thereof. Furthermore, as described above, the tool support base 24 is designed to be able to rise by a predetermined stroke with respect to the frame 16, so the tool support base 24 is raised by the cam operation of the first cam 162 and the first crank 28, which will be described later. When the tool support 24 starts to rise, the bell crank 142, which is pivotally attached to the tool support base 24, also rises integrally. Therefore, the pin follower 156 attached to the upper end of the bell crank 142 slides along the bent groove 150 of the grooved cam 152 fixed to the frame 16 side, and a cam movement is thereby applied to the bell crank 14.
2 will rotate slightly clockwise about the pin 144. That is, the bifurcated portion 146 of the bell crank 142 is connected to the shaft pin 138 of the tool gripper 96.
is driven in the direction of arrow Y in FIG. 4 to close the pair of claw members 128, 128. Conversely, when the bell crank 142 rotates counterclockwise, the bifurcated portion 146 forcibly drives the shaft pin 138 in the direction of arrow X in FIG.
128 will be released.
(工具支持台の昇降機構について)
次に主軸ヘツド18の復動に基き工具支持台2
4を、自動交換領域B内でフレーム16に対し上
昇させる機構につき説明する。第1図,第5図お
よび第6図に示す如く、フレーム16における対
向側壁16a,16bの各内面に、L型形状を有
する第1クランク28が軸158を介して回動自
在に夫々軸着されている。この第1クランク28
を構成する一方の短いアーム部167の端部に
は、ローラ160が回転自在に枢着されている。
また第5図に明確に示す如く、傾斜カム面164
を形成した第1板カム162が、主軸ヘツド18
の側面にボルト166を介して取付けられてい
る。なお、この第1板カム162は、図示の如く
主軸ヘツド18が自動交換領域Bの下限に位置し
ている状態において、前記第1クランク28に軸
支したローラ160の下方に離間的に位置するよ
う設定されている。(Regarding the elevating mechanism of the tool support stand) Next, based on the back movement of the spindle head 18, the tool support stand 2
4 relative to the frame 16 within the automatic exchange area B will be explained. As shown in FIGS. 1, 5, and 6, a first crank 28 having an L-shape is rotatably attached to each inner surface of the opposing side walls 16a, 16b of the frame 16 via a shaft 158. has been done. This first crank 28
A roller 160 is rotatably attached to the end of one short arm portion 167 that constitutes the roller.
Also, as clearly shown in FIG.
The first plate cam 162 formed with the main shaft head 18
It is attached to the side of the frame via bolts 166. Note that this first plate cam 162 is located at a distance below the roller 160 pivotally supported by the first crank 28 when the main shaft head 18 is located at the lower limit of the automatic exchange area B as shown in the figure. It is set like this.
また第1クランク28における他方の長いアー
ム部168には、その上端面に接触子170が固
定されている。この接触子170は、第5図およ
び第6図に示す如く、工具支持台24の天板88
に固定した支持板91にねじ込んだボルト172
の下端部と、常には若干の距離だけ離間して下方
に位置している。そして後述するように、サーボ
モータ40を回転させて主軸ヘツド18を上昇さ
せれば、この主軸ヘツド18の両側面に夫々取付
けた前記板カム162の傾斜カム面164が、前
記第1クランク28のローラ160に当接して、
該クランク28を軸158を中心として時計方向
へ回動させる。これにより長いアーム部168の
接触子170が、前記ボルト172の下端部に当
接して、工具支持台22を所定のストロークだけ
ガイドレール84に沿つて上昇させる。なお第1
クランク28の長いアーム部168および短いア
ーム部167の寸法比率および両アームの折曲角
度は、主軸ヘツド18の上昇距離と工具支持台2
4の上昇距離とが一致し、かつその上昇速度が同
期するような値に予め設定されているものとす
る。 Further, a contactor 170 is fixed to the upper end surface of the other long arm portion 168 of the first crank 28 . This contactor 170 is connected to the top plate 88 of the tool support stand 24, as shown in FIGS. 5 and 6.
Bolts 172 screwed into support plate 91 fixed to
It is always located at a certain distance below the lower end of the . Then, as will be described later, when the servo motor 40 is rotated to raise the main shaft head 18, the inclined cam surfaces 164 of the plate cams 162 attached to both sides of the main shaft head 18, In contact with the roller 160,
The crank 28 is rotated clockwise about the shaft 158. As a result, the contact 170 of the long arm 168 comes into contact with the lower end of the bolt 172, and the tool support 22 is raised along the guide rail 84 by a predetermined stroke. Note that the first
The dimensional ratio of the long arm portion 168 and the short arm portion 167 of the crank 28 and the bending angle of both arms are determined by the ascending distance of the spindle head 18 and the tool support base 2.
It is assumed that the value is set in advance such that the ascending distance of No. 4 matches the ascending distance and the ascending speed thereof is synchronized.
(工具挟持部材の解放機構について)
次に、前記第1カム162および第1クランク
機構28により主軸ヘツド18および工具支持台
24が一体的に復動される際に、工具装着部52
中に設けた工具挟持部材66が工具20を解放さ
せるべく作動する第2カムおよびクランク機構に
ついて説明する。第1図および第6図に示す如
く、主軸ヘツド18の内部に軸176を介して、
L型形状を有する第2クランク30が所定の回動
角度だけ揺動可能に取付けられている。この第2
クランク30を構成する長いアーム部178の先
端に、ローラ180が回転自在に枢着されると共
に、短いアーム部182の先端部は、第6図に示
す如く、前記フオーク部81として分岐形成され
ている。フオーク部81は、主軸26を外方から
囲繞すると共に、前記ドローバー76の頂部に設
けたプラグ70に挿通した直交ピン72の僅か上
方に、常には非接触で位置して工具解放指令を待
機している。(Regarding the tool holding member release mechanism) Next, when the spindle head 18 and the tool support base 24 are integrally moved back by the first cam 162 and the first crank mechanism 28, the tool mounting portion 52
The second cam and crank mechanism in which the tool clamping member 66 provided therein operates to release the tool 20 will now be described. As shown in FIGS. 1 and 6, a shaft 176 is inserted into the interior of the spindle head 18.
A second crank 30 having an L-shape is mounted so as to be swingable by a predetermined rotation angle. This second
A roller 180 is rotatably attached to the tip of a long arm portion 178 constituting the crank 30, and the tip portion of the short arm portion 182 is branched into the fork portion 81 as shown in FIG. There is. The fork part 81 surrounds the main shaft 26 from the outside, and is always located in a non-contact position slightly above the orthogonal pin 72 inserted into the plug 70 provided at the top of the drawbar 76, and waits for a tool release command. ing.
なお、加工指令を受けて主軸26を回転させる
モータ56は、その加工終了時に常に定位置で停
止する制御がなされている。従つて主軸26から
直角に延出する前記ピン72も、モータ停止時
に、第6図に示す如く、フオーク部81の直下の
定位置で停止するので、後述する第2クランク3
0の作動時にフオーク部81は確実にピン72を
捕捉し得る。 The motor 56, which rotates the main shaft 26 in response to a machining command, is controlled to always stop at a fixed position when the machining is completed. Therefore, when the motor is stopped, the pin 72 extending perpendicularly from the main shaft 26 also stops at a fixed position directly below the fork portion 81, as shown in FIG.
0, the fork portion 81 can reliably capture the pin 72.
次に、前記自動交換領域B中を第2クランク3
0が、主軸ヘツド18と共に上昇移動する経路中
に、所要の傾斜カム面186を有する第2板カム
188が配設され、前記第2クランク30と当接
して所定のカム動作を行なうようになつている。
すなわち第2板カム188は、第1図および第6
図から判明するように、前記ロータリーエンコー
ダ42の垂直ケーシング面にボルト190を介し
て固定され、その傾斜カム面186を垂直下方に
指向させている。そして主軸ヘツド18を上昇さ
せると、第2クランク30における長いアーム部
178の先端に軸支したローラ180が、前記板
カム188の傾斜カム面186に乗り上げ、これ
により該第2クランク30は軸176を中心とし
て所定中心角だけ反時計方向へ回動する。このた
め短いアーム部182の先端に設けたフオーク部
81が前記直交ピン72を接触押圧し、ドローバ
ー76を所定距離だけ引下げて工具挟持部材66
を下降させる。そしてボール68が前記プルスタ
ツド64から解除され、工具装着部52における
工具20の挟持を解除する。なお第2クランク3
0の長いアーム部178に板ばね192が取付け
られ、該板ばね192の解放端部は主軸ヘツド1
8の頂部に設けた水平支持板194の直立端面に
常時接触して、該クランク30に時計方向への復
帰力を与えるようになつている。 Next, the second crank 3
A second plate cam 188 having a predetermined inclined cam surface 186 is disposed in the path in which the spindle 0 moves upward together with the main shaft head 18, and comes into contact with the second crank 30 to perform a predetermined cam operation. ing.
That is, the second plate cam 188 is
As can be seen from the figure, it is fixed to the vertical casing surface of the rotary encoder 42 via bolts 190, with its inclined cam surface 186 directed vertically downward. Then, when the main shaft head 18 is raised, the roller 180 that is pivotally supported at the tip of the long arm portion 178 of the second crank 30 rides on the inclined cam surface 186 of the plate cam 188. Rotates counterclockwise by a predetermined center angle around . Therefore, the fork part 81 provided at the tip of the short arm part 182 contacts and presses the orthogonal pin 72, and pulls down the drawbar 76 by a predetermined distance, thereby causing the tool holding member 66 to
lower. The ball 68 is then released from the pull stud 64, and the tool 20 is released from being held in the tool mounting portion 52. Note that the second crank 3
A leaf spring 192 is attached to the long arm portion 178 of the spindle head 1, and the free end of the leaf spring 192 is attached to the long arm portion 178 of the spindle head 1.
The crank 30 is always in contact with the upright end surface of a horizontal support plate 194 provided at the top of the crank 30 to apply a clockwise return force to the crank 30.
なお第1クランク28および第1板カム162
の動作タイミングは、前記第2クランク30およ
び第2板カム188の動作タイミングよりも、常
に時間的に先行する関係に設定されているものと
する。すなわち動作説明の項で述べる如く、第1
図に示す基本位置において、例えば主軸ヘツド1
8が20mm上昇する間に、第1クランク28が第1
板カム162と接触してカム作動を行なつて工具
支持台24を20mm持ち上げ、更に主軸ヘツド18
が30mm上昇する過程に移行することにより、第2
クランク30が第2板カム188と当接してカム
作動を行ない、前記ドローバー76を押し下げて
工具20のプルスタツド64に対する工具挟持部
材68の挟持を解除するシーケンスに予め設定さ
れている。 Note that the first crank 28 and the first plate cam 162
The operation timing of the second crank 30 and the second plate cam 188 are always set to temporally precede the operation timings of the second crank 30 and the second plate cam 188. In other words, as described in the operation explanation section, the first
In the basic position shown in the figure, for example, the spindle head 1
8 rises by 20mm, the first crank 28 moves to the first
It contacts the plate cam 162 and operates the cam to lift the tool support stand 24 by 20 mm, and further lifts the spindle head 18.
By moving to the process of rising by 30 mm, the second
A sequence is preset in which the crank 30 comes into contact with the second plate cam 188 to perform a cam operation, pushes down the draw bar 76, and releases the clamping of the tool clamping member 68 from the pull stud 64 of the tool 20.
実施例の作用
次に、このように構成した実施例に係る工作機
械の作用について説明する。第1図は、主軸ヘツ
ド18が通常の切削加工を終了して、前記加工動
作領域Aにおける上限の定位置にまで復動して停
止し、かつピン72が第2クランク30のフオー
ク部81と直交する定位置に停止された後、次の
指令を待機している状態を示す。すなわち、次の
指令が引続き切削加工をすべき旨の指令であれ
ば、主軸ヘツド18は加工動作領域Aを往動して
被加工物への加工を行なう。また工具交換指令で
あれば、当該主軸ヘツド18は、後述するように
自動交換領域Bに向けて復動上昇する。Effects of the Embodiment Next, the effects of the machine tool according to the embodiment configured as described above will be explained. FIG. 1 shows that the spindle head 18 completes normal cutting, returns to the upper limit position in the machining operation area A and stops, and the pin 72 is connected to the fork portion 81 of the second crank 30. Indicates a state in which the robot is waiting for the next command after being stopped at a fixed orthogonal position. That is, if the next command is a command to continue cutting, the spindle head 18 moves forward in the machining operation area A to perform machining on the workpiece. If it is a tool exchange command, the spindle head 18 moves upward toward the automatic exchange area B as described later.
なお第1図では、前記ベルクランク142の二
股部146が、工具把持具96の軸ピン138を
X方向(第4図)に押圧している結果として、爪
部材128,128は解放し工具20の把持を解
除した状態となつている。また第1図では、工具
20のフランジ部196に形成した山形溝210
は、爪部材128より距離αだけ下方に位置して
おり、この状態では両爪部材128,128が閉
成しても、工具20を定位置で把持することはで
きない。しかし主軸ヘツド18の上昇により、第
1図から第8図aに示す位置に移行する過程にお
いて、第1板カム162は第1クランク28に設
けたローラ160に当接するまで距離αだけ移動
するので、前述した山形溝210が該爪部材12
8より距離αだけ下方に位置している問題点は解
消される。 In FIG. 1, as a result of the bifurcated portion 146 of the bell crank 142 pressing the shaft pin 138 of the tool gripper 96 in the X direction (FIG. 4), the claw members 128, 128 are released and the tool 20 The grip is released. Further, in FIG. 1, a chevron groove 210 formed in the flange portion 196 of the tool 20 is shown.
is located below the claw member 128 by a distance α, and in this state, even if both claw members 128, 128 are closed, the tool 20 cannot be held in a fixed position. However, in the process of moving from the position shown in FIG. 1 to the position shown in FIG. , the above-mentioned chevron groove 210 is connected to the claw member 12.
The problem of being located a distance α below 8 is solved.
第1図に示す状態において、工具交換指令が出
されると、前記ACサーボモータ40が駆動され
てボールねじ44が回転し、ナツト46を介して
主軸ヘツド18を自動交換領域Bに向けて垂直に
上昇させる。これにより主軸ヘツド18は、第8
図a,bに示す第1段階の復動に入る。すなわち
第8図aに示す如く、主軸ヘツド18は距離αだ
け単独で上昇し、これにより前述した工具20の
山形溝210と爪部材128との間の距離αが吸
収される。更に主軸ヘツド18の上昇により、第
1板カム162が第1クランク28のローラ16
0に当接して、該クランク28を軸158を中心
として時計方向に回動させる。このためクランク
28の長いアーム部168に設けた接触子170
が、工具支持台24の支持板91に設けたボルト
172の下端部と接触するに至る。このときAC
サーボモータ40は微速回転されて、接触子17
0とボルト172との当接音が抑制され、その後
は所定の速度で駆動される。 In the state shown in FIG. 1, when a tool change command is issued, the AC servo motor 40 is driven, the ball screw 44 is rotated, and the spindle head 18 is vertically directed toward the automatic change area B via the nut 46. raise. As a result, the spindle head 18 moves to the eighth position.
Entering the first stage of backward motion shown in Figures a and b. That is, as shown in FIG. 8a, the spindle head 18 is independently raised by a distance α, thereby absorbing the distance α between the chevron groove 210 of the tool 20 and the pawl member 128 described above. Further, as the main shaft head 18 rises, the first plate cam 162 moves against the roller 16 of the first crank 28.
0 and rotates the crank 28 clockwise about the shaft 158. For this purpose, a contactor 170 provided on the long arm portion 168 of the crank 28
However, the bolt 172 comes into contact with the lower end of the bolt 172 provided on the support plate 91 of the tool support stand 24. At this time AC
The servo motor 40 is rotated at a slow speed, and the contact 17
The contact noise between the bolt 172 and the bolt 172 is suppressed, and thereafter the motor is driven at a predetermined speed.
次いで第8図bに示すように、主軸ヘツド18
は例えば20mm上昇する。この上昇過程において、
第1クランク28は第1板カム162とのカム作
動下に更に回動し、フレーム16に摺動自在に支
持した工具支持台24を、主軸ヘツド18と一体
的に20mm上昇させる。この工具支持台24の上昇
により、該工具支持台24に軸着した前記ベルク
ランク142も一体的に上昇し、その上端部に設
けたピンフオロワ156は、フレーム16側に固
定した前記溝カム152の屈曲溝150に倣つて
摺動する。これによりカム動作が与えられて、ベ
ルクランク142はピン144を中心として時計
方向に若干回動する。すなわちベルクランク14
2の二股部146は、工具把持具96の軸ピン1
38を、第2図および第4図において矢印Y方向
へ駆動し、一対の爪部材128,128を引張ば
ね136の弾力作用下に閉成動作させて、工具2
0のフランジ部196を確実に把持する。 Next, as shown in FIG. 8b, the spindle head 18
will rise by 20mm, for example. In this rising process,
The first crank 28 further rotates under the action of the first plate cam 162, and the tool support 24, which is slidably supported on the frame 16, is raised 20 mm integrally with the spindle head 18. As the tool support stand 24 rises, the bell crank 142 pivoted to the tool support stand 24 also rises together, and the pin follower 156 provided at the upper end of the bell crank 142 moves upwardly from the groove cam 152 fixed to the frame 16 side. It slides along the bending groove 150. This provides a cam action, causing the bell crank 142 to rotate slightly clockwise about the pin 144. That is, bell crank 14
The bifurcated portion 146 of the tool gripper 96 is
38 in the direction of arrow Y in FIGS. 2 and 4, the pair of claw members 128, 128 are closed under the elastic action of the tension spring 136, and the tool 2
0 securely grip the flange portion 196.
更に主軸ヘツド18は、引続き第8図cに示す
第2段階の復動に入る。このとき第1クランク2
8のローラ160は、第1板カム162の傾斜カ
ム面164と当接して転動している途次にあるの
で、工具支持台24は主軸ヘツド18と一体的に
例えば30mm上昇する。また主軸ヘツド18の第2
段階の復動により、第2クランク30の長いアー
ム部178に設けたローラ180が、上方定位置
にある第2板カム188に当接して、このクラン
ク30を軸176を中心として反時計方向に回動
させるに至る。これによつて短いアーム部先端の
フオーク部81が前記直交ピン72に接触し、該
ピン72を下方に押圧してドローバー76を所定
距離だけ引下げて工具挟持部材を下降させる。こ
のためボール68が工具20のプルスタツド64
から解除され、主軸26先端の工具装着部52に
おける工具20の挟持も解除される。このとき工
具20は、工具把持具96により既に把持されて
いるので(前述)、該工具20が自重で下方へ脱
落することはない。なおフレーム16側に固定し
た溝カム152に対して、工具支持台24に取付
けたベルクランク142は上昇するが、ピン14
4は屈曲溝150の傾斜溝を既に通過して主軸2
6の軸線と平行な溝部に位置しているから、該ベ
ルクランク142はこのエリアではカム作動しな
い。 Further, the spindle head 18 continues to enter the second stage of backward movement shown in FIG. 8c. At this time, the first crank 2
Since the roller 160 of No. 8 is in the process of rolling in contact with the inclined cam surface 164 of the first plate cam 162, the tool support base 24 is raised integrally with the spindle head 18 by, for example, 30 mm. Also, the second
Due to the stepwise return motion, the roller 180 provided on the long arm portion 178 of the second crank 30 comes into contact with the second plate cam 188 located at the upper fixed position, causing the crank 30 to move counterclockwise around the shaft 176. I ended up rotating it. As a result, the fork portion 81 at the tip of the short arm portion comes into contact with the orthogonal pin 72, presses the pin 72 downward, and pulls down the drawbar 76 by a predetermined distance, thereby lowering the tool holding member. Therefore, the ball 68 is attached to the pull stud 64 of the tool 20.
The gripping of the tool 20 in the tool mounting portion 52 at the tip of the main shaft 26 is also released. At this time, since the tool 20 is already gripped by the tool gripper 96 (as described above), the tool 20 will not fall off due to its own weight. Note that the bell crank 142 attached to the tool support stand 24 rises with respect to the grooved cam 152 fixed to the frame 16 side, but the pin 14
4 has already passed through the inclined groove of the bending groove 150 and the main shaft 2
6, the bell crank 142 does not cam in this area.
次いで主軸ヘツド18は、第8図dに示すよう
に第3段階の復動に入り、例えば70mm上昇する。
このとき第1クランク28のローラ160は第1
板カム162の平坦面に乗上げているので、カム
作動はせず、従つて工具支持台24は上昇しない
で主軸ヘツド18だけが単独で上昇する。また第
2クランク30のローラ180も、第2板カム1
88の平坦面に乗上げてカム作動はしないので、
前記ドローバー76も下方に押し下げられた状態
を保持し、プルスタツド64は依然挟持を解除さ
れたままである。しかも前述の如く、工具20は
工具把持具96により既に定位置に把持されてい
るから、主軸ヘツド18の単独上昇により工具2
0のアーバー62が主軸26先端の工具装着部5
2から抜出される。そして主軸ヘツド18は、工
具把持具96により把持されている工具20のプ
ルスタツド64頂部より上方に位置して停止す
る。 Next, the spindle head 18 enters the third stage of backward movement, as shown in FIG. 8d, and is raised, for example, by 70 mm.
At this time, the roller 160 of the first crank 28 is
Since it rests on the flat surface of the plate cam 162, the cam does not operate, so the tool support 24 does not rise, and only the spindle head 18 rises independently. Further, the roller 180 of the second crank 30 is also connected to the second plate cam 1.
Since it rides on the flat surface of 88 and does not operate the cam,
The draw bar 76 also remains pressed down, and the pull stud 64 remains unclamped. Moreover, as described above, since the tool 20 is already held in place by the tool gripper 96, the tool 20 is held in place by the independent lifting of the spindle head 18.
0 arbor 62 is attached to the tool mounting portion 5 at the tip of the main spindle 26
Extracted from 2. The spindle head 18 then stops at a position above the top of the pull stud 64 of the tool 20 held by the tool gripper 96.
次に、工具マガジン22のモータ102が駆動
されて工具20の回転割出しを行ない、先程の工
具装着部52から抜出された工具20を運び去る
と共に、新たに選択された所望の工具20を工具
装着部52の下方に到来させて軸線を整列させた
状態で停止させる。その後に第8図a〜dに示す
前記動作の逆を行なうことにより、工具の自動交
換が達成される。すなわち、主軸ヘツド18が70
mm下降すると、工具装着部52に工具20のアー
バー62が装着され、更に30mm下降することによ
り、ドローバー76に対する第2クランク30に
よる押圧が解除されて、一群の皿ばね78の弾力
作用下に、工具挟持部材66が工具20のプルス
タツド64を挟持する。引続き主軸ヘツド18お
よび工具支持台24が20mm下降することにより、
ベルクランク142が逆作動して、工具把持具9
6の軸ピン138を第4図においてX方向に押圧
し、爪部材128,128を開放して工具20に
対する把持を解放する。 Next, the motor 102 of the tool magazine 22 is driven to rotationally index the tool 20, carry away the tool 20 extracted from the tool mounting section 52, and transfer the newly selected desired tool 20. It is brought to a position below the tool mounting portion 52 and stopped with the axes aligned. Automatic tool exchange is then achieved by reversing the operations shown in FIGS. 8a-d. That is, the spindle head 18 is 70
When the arbor 62 of the tool 20 is lowered by mm, the arbor 62 of the tool 20 is attached to the tool mounting portion 52, and by further lowering by 30 mm, the pressure of the second crank 30 on the drawbar 76 is released, and under the elastic action of a group of disc springs 78, A tool clamping member 66 clamps the pull stud 64 of the tool 20. By continuing to lower the spindle head 18 and tool support 24 by 20 mm,
The bell crank 142 operates in reverse, and the tool gripper 9
6 in the X direction in FIG. 4, the claw members 128, 128 are released, and the grip on the tool 20 is released.
このように、爪部材128,128が工具20
に対する把持を解放した第8図aに示す状態にお
いて、加工動作指令が出されると、ACサーボモ
ータ40の駆動によりボールねじ44が回転し、
新たに交換された工具20を装着した主軸ヘツド
18を、第9図に示すように加工動作領域Aに向
けて垂直に下降させる。このとき両爪部材12
8,128は前述の如く大きく解放しているの
で、主軸ヘツド18はこれら爪部材128,12
8の間をそのまま通過して、直ちに切削加工に移
行することができる。 In this way, the claw members 128, 128 are attached to the tool 20.
When a machining operation command is issued in the state shown in FIG.
The spindle head 18 equipped with the newly replaced tool 20 is vertically lowered toward the machining operation area A, as shown in FIG. At this time, both claw members 12
8 and 128 are wide open as described above, the spindle head 18 is able to hold these claw members 128 and 12.
8 and can immediately proceed to the cutting process.
発明の効果
以上説明したように、本発明に係る工作機械に
よれば、中空主軸に摺動自在に配設したドローバ
ーを押し下げるべく機能する押圧体を主軸の側部
に配設するよう構成されている。従つて、中空主
軸の軸方向一端に、中空主軸を回転駆動するため
の主軸駆動手段の出力軸を直結することが可能と
なり、該主軸駆動手段による中空主軸への動力伝
達を効率的に行なうことができ、中空主軸による
加工精度を向上させ得る。またこの場合には、主
軸駆動手段を停止制御する際に、中空主軸を定位
置で正確に停止させ得るものであり、このため主
軸側部に配設した押圧体とピンとが常に対応的に
位置し、従つてドローバーの押し下げを確実に行
ない得る。更に、中空主軸の側部に押圧体を配置
した結果として、主軸ヘツドの高さ寸法を短かく
し得る効果も奏する。Effects of the Invention As explained above, the machine tool according to the present invention is configured such that a pressing body that functions to push down a drawbar slidably disposed on a hollow spindle is disposed on the side of the spindle. There is. Therefore, it is possible to directly connect the output shaft of the main shaft driving means for rotationally driving the hollow main shaft to one end in the axial direction of the hollow main shaft, and to efficiently transmit power to the hollow main shaft by the main shaft driving means. This makes it possible to improve the machining accuracy using the hollow spindle. In addition, in this case, when controlling the stop of the spindle drive means, the hollow spindle can be accurately stopped at a fixed position, so that the pressing body and the pin arranged on the side of the spindle are always in corresponding positions. Therefore, the drawbar can be pressed down reliably. Furthermore, as a result of arranging the pressing body on the side of the hollow main shaft, the height dimension of the main shaft head can be shortened.
第1図は、本発明の好適な実施例に係る工作機
械の内部構造を示す縦断面図、第2図は、実施例
の工作機械に使用される工具把持具の概略構成を
示す斜視図であつて、一対の爪部材を閉成させて
工具のフランジ部を把持した状態を示し、第3図
は、工具把持具における一対の爪部材を解放させ
て、工具のフランジ部に対する把持を解放した状
態を示し、第4図は、工具把持具の概略平面図、
第5図は、第1図に示す工作機械の一部切欠側面
図、第6図は、第1図に示す工作機械の一部切欠
平面図、第7図は、工具マガジンにおける中心部
分の一部切欠概略図、第8図a〜dは、実施例に
係る工作機械の動作順序を示す説明図、第9図
は、第8図aに示す状態から加工指令を受けて、
引続き加工動作に入つた場合を示す説明図であつ
て、工具把持具における解放した両爪部材の間を
主軸ヘツドが通過している状態を示し、第10図
は、実施例に係る工作機械の主要構成部材の全体
配置を示す概略説明図である。
16……フレーム、18……主軸ヘツド、20
……工具、26……主軸、30……第2クラン
ク、40……ACサーボモータ、52……工具装
着部、56……駆動用モータ、60……出力軸、
64……プルスタツド、66……工具挟持部材、
72……ピン、74……スロツト、76……ドロ
ーバー、78……皿ばね、81……フオーク部、
188……第2板カム。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of a machine tool according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a schematic structure of a tool grip used in the machine tool of the embodiment. Fig. 3 shows a state in which a pair of claw members are closed to grip the flange portion of the tool, and Fig. 3 shows a state in which the pair of claw members in the tool gripper are released to release the grip on the flange portion of the tool. The state is shown, and FIG. 4 is a schematic plan view of the tool grip,
Fig. 5 is a partially cutaway side view of the machine tool shown in Fig. 1, Fig. 6 is a partially cutaway plan view of the machine tool shown in Fig. 1, and Fig. 7 is a partially cutaway side view of the machine tool shown in Fig. 1. FIGS. 8a to 8d are explanatory diagrams showing the operating order of the machine tool according to the embodiment. FIG. 9 is a partial cutaway schematic diagram, and FIG.
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a case in which the machining operation continues, and shows a state in which the spindle head passes between both released claw members of the tool grip; FIG. FIG. 2 is a schematic explanatory diagram showing the overall arrangement of main constituent members. 16...Frame, 18...Spindle head, 20
... Tool, 26 ... Main shaft, 30 ... Second crank, 40 ... AC servo motor, 52 ... Tool attachment part, 56 ... Drive motor, 60 ... Output shaft,
64...Pull stud, 66...Tool holding member,
72...pin, 74...slot, 76...drawbar, 78...disc spring, 81...fork part,
188...Second plate cam.
Claims (1)
を回転自在に支持すると共に、中空主軸26の軸
線に沿つてフレーム16に移動可能に支持された
主軸ヘツド18と、 その主軸ヘツド18を前記軸線に沿つて移動さ
せる送り用モータ40と、 前記主軸ヘツド18に設けられ、前記中空主軸
26の軸線と同一軸線上に延びる出力軸60を有
し、該中空主軸26を回転駆動するため前記出力
軸60を該中空主軸26に連結してなる主軸駆動
手段56,58と、 前記中空主軸26の中心孔内に摺動自在に挿通
され、適宜の付勢手段78の作用により、常には
中空主軸26の工具装着部52に装着された工具
20のプルスタツド64を挟持する工具挟持部材
66と、 一端が前記工具挟持部材66に連結され、他端
側が中空主軸26の中心孔内に収容されたドロー
バー76と、 そのドローバー76の他端側に対向し、かつ前
記軸線に沿つて延びるように前記中空主軸26に
形成されたスロツト74と、 前記ドローバー76の他端側に直交状に固定さ
れ、自由端が前記スロツト74を介して前記中空
主軸26の外方に延出するピン72と、 前記主軸ヘツド18に移動可能に支持され、前
記ピン72に係合可能な係合部81を有する押圧
体30と、 前記押圧体30とフレーム16との間に設けら
れ、前記送り用モータ40により主軸ヘツド18
が工具交換位置に移動されるに連動して、前記押
圧体30により前記ピン72を前記付勢手段78
に抗して押進させる連動手段188とより構成さ
れた ことを特徴とする工作機械。[Claims] 1. A hollow main shaft 26 having a tool mounting portion 52 at one end.
a spindle head 18 rotatably supported by the frame 16 along the axis of the hollow main shaft 26; a feed motor 40 for moving the spindle head 18 along the axis; A main shaft drive having an output shaft 60 provided on the head 18 and extending on the same axis as the axis of the hollow main shaft 26, and connecting the output shaft 60 to the hollow main shaft 26 in order to rotationally drive the hollow main shaft 26. The pull stud of the tool 20 mounted on the tool mounting portion 52 of the hollow main shaft 26 is always operated by means 56, 58 and an appropriate biasing means 78 which is slidably inserted into the center hole of the hollow main shaft 26. 64; a drawbar 76 having one end connected to the tool holding member 66 and the other end housed in the center hole of the hollow main shaft 26; and a slot 74 formed in the hollow main shaft 26 so as to extend along the axis; and a slot 74 fixed perpendicularly to the other end of the drawbar 76, with a free end extending outside the hollow main shaft 26 through the slot 74. a pin 72 that extends in the direction; a pressing body 30 that is movably supported by the spindle head 18 and has an engaging portion 81 that can be engaged with the pin 72; and between the pressing body 30 and the frame 16. The feed motor 40 moves the spindle head 18
is moved to the tool exchange position, the pressing body 30 pushes the pin 72 toward the urging means 78.
A machine tool characterized by comprising an interlocking means 188 for pushing against the force.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19199590A JPH0386408A (en) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | Machine tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19199590A JPH0386408A (en) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | Machine tool |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11946988A Division JPS63318234A (en) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | Machine Tools |
Publications (2)
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Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP19199590A Granted JPH0386408A (en) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | Machine tool |
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Also Published As
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