JPH0613803Y2 - 自動工具交換装置の工具把持機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はマシニングセンタ等の工具交換アームの改良さ
れた工具把持機構に関するものである。

従来の技術 従来、自動工具交換装置（以下ＡＴＣと呼ぶ）の工具交
換アームにおける工具把持及びロック機構として公知の
技術としては実開昭58-75647号がある。このものは、交
換アーム内にばねにより外端方向に常時突出勝手に付勢
されて把持工具の脱落を防止するローラ軸を旋回軸線方
向と直角に設け、カム面を有する可動軸を工具交換の工
具抜き取りに先がけ又挿入後流体圧で作動させて、ロー
ラ軸をロック状態から解放するようにしたものである。

考案が解決しようとする問題点 従来の技術で述べた実開昭58-75647号の技術において
は、最近のＡＴＣ時間短縮のニーズに答えて工具交換ア
ームの旋回速度を早くすると、工具把持時のローラ軸と
工具とが当接したときに大きな衝突音が発生し、主軸，
工具，ＡＴＣ等に衝撃が伝わりこれによる悪影響ができ
るという問題が発生している。

本考案は従来の技術の有するこのような問題に鑑みなさ
れたものであり、その目的とするところは把持時に衝突
音のない工具把持機構を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本考案におけるＡＴＣの工
具把持機構は、アーム旋回軸と直角方向に移動可能で常
時工具を把持する方向に付勢され工具を把持するとき並
びに把持工具を解放するときロックが解除される工具脱
落防止用のローラ軸が交換アーム内に設けられたマシニ
ングセンタ等の自動工具交換装置において、前記ローラ
軸に直角に設けられたピンに枢支されたカムフオロア
と、交換装置本体に前記交換アームの旋回面と平行に設
けられ前記交換アームが工具把持又は解放のための旋回
をする位置で待機位置から工具把持直前までの旋回時に
前記カムフオロアと係合して前記ローラ軸を引込める円
弧状カム（２０）とを含んでなり、工具把持におけるロ
ーラ軸と工具との干渉をなくしたものである。

作用 主軸に装着された工具による切削加工が終わり、主軸台
がＹ軸方向又はＸ軸方向に移動して工具交換位置に位置
決めされると、待機中の交換アームが工具交換のため旋
回する。この位置での交換アームは切欠きカムによって
ローラ軸のロックが解除されており、更にローラ軸は待
機位置から工具把持の直前までカムフオロアがＡＴＣ本
体に固着の円弧状カムと当接して、ばね力に抗して引込
まれ工具と当接しないようになっている。そして旋回の
終わり近くの工具把持爪が工具に接触する直前にカムフ
オロアが円弧状カムから離れてローラ軸がばねの力で押
し出され工具を把持爪に押圧して把持する。続いて交換
アームが工具抜取りのため旋回軸方向に前進し始める
と、ローラ軸は切欠きカムから離れて内端が旋回軸外周
に当接し後退移動が規制されてロック状態とされる。

実施例 実施例について図面を参照して説明する。

第１図〜第４図において、ＡＴＣ本体１に軸受２を介し
て回転可能に軸承されるアームの旋回軸３の中心穴に刻
設されたスプライン３ａに、図示しない旋回駆動装置に
より回転されるスプライン軸４が軸方向移動可能に噛合
されている。そして旋回軸３の外周に交換アーム用スリ
ーブ５が軸方向移動可能に枢支され、スリーブ５の外周
に交換アーム６がボルトにより嵌着されている。そして
スリーブ５の左端面に固着される円板７の端面と交換ア
ーム６の端面との間に、スラスト軸受８を介して連結板
９が設けられ、連結板９は図示しない油圧シリンダのピ
ストンロッド１０の先端に固着されており、シリンダに
供給される圧油の切換えによりスリーブ５が軸方向移動
されて、交換アーム６が後退端の待機及び工具挿入完了
位置と、前進端の工具抜取り完了位置とに移動される。
またスリーブ５の右端面とスプライン軸４の右端とはフ
ランジ１１を介して連結されており、スプライン軸４は
交換アーム６と共に軸方向移動されるようになってい
る。

交換アーム６は両端部に半円状の工具把持爪６ａを有
し、旋回軸３にスリーブ５を貫通する直角な穴６ｂが旋
回中心に対して対称に穿設されており、穴６ｂにローラ
軸１４が軸方向移動可能に嵌挿されている。そしてロー
ラ軸には外端に算盤玉形状のローラ１２が軸心を把持工
具軸心と平行にして設けられ、内端にローラ１３が軸心
を旋回軸心と直角にして設けられている。またローラ軸
１４はばね１５により工具把持爪方向に突出勝手に付勢
されており、交換アーム６の側面に抜け止め用のストッ
パ１６が固着されている。更に旋回軸３には後退端位置
における交換アームのローラ軸の対応位置に切欠きカム
３ｂが刻設されており、後退端位置においてローラ軸１
４は、切欠きカムの底面３ｂとローラ１３との隙間量だ
け軸方向移動が可能でロック解放状態となり、油圧シリ
ンダにより連結板９を介して交換アームが前進し始める
と切欠きカムから外れローラ１３が旋回軸３の外周に当
接して後退移動が規制されてロック状態となる。

更にローラ軸１４には軸心と直角にピン１８が植設され
ており、ピン１８は交換アームの長穴６ｃを貫通して先
端がＡＴＣ本体側に突出し、ピン１８の先端部にカムフ
オロア１９が回転可能に枢支されている。一方ＡＴＣ本
体１の端面１ａには旋回軸を中心として対称に円弧状カ
ム２０が固着されており、交換アームが工具把持又は解
放のため旋回をする旋回軸線方向後退端位置ではカムフ
オロアと円弧状カムとが係合可能となり、交換アームの
前進で離れるようになっており、後退端位置においては
図示しない主軸及び待機ポットに対して旋回角が中立の
待機位置から工具を把持する直前までの旋回時にカムフ
オロア１９がカム面２０ａに当接してばね１５の力に抗
してローラ軸を切欠きカム３ｂ側に引込み、旋回の終わ
り近くで把持爪６ａが工具に接触する直前にカムフオロ
ア１９がカム面２０ａから外れてローラ軸が解放され、
ばね１５の力により工具を工具把持爪６ａに押圧する。

続いて本考案の工具把持機構の動作を説明する。主軸に
装着された工具による切削加工が終わり、主軸台がＸ軸
又はＹ軸方向に移動して工具交換位置に位置決めされる
と、ＮＣ工具交換指令により待機中の交換アーム６が工
具把持のため旋回する。このときローラ軸１４はカムフ
オロア１９が円弧状カム２０に当接して引込まれてお
り、外端ローラ１２は工具２１のＶ溝２１ａに当接する
ことなく工具を通過し、工具把持爪６ａが工具のＶ溝２
１ａに接触する直前に端部の傾斜面に沿ってゆるやかに
カムフオロアがカムから離れ、ローラ軸外端のローラ１
２がばねの力で工具２１のＶ溝２１ａに当接され、工具
を工具把持爪６ａに押圧して把持する。

続いて図示しない油圧シリンダに供給される圧油が切換
えられてピストンロッド１０，連結板９を介して両端に
工具を把持した交換アーム６が前進するとローラ軸１４
は切欠きカムから離れ下端のローラ１３が旋回軸の外周
に当接してローラ軸の後退移動を規制しロック状態とな
り把持工具の脱落防止が行われ、交換アームの前進で把
持工具が主軸及び待機ポットから抜き取られる。次いで
図示しない旋回駆動装置によりスプライン軸４が回転さ
れ、旋回軸３，スリーブ５を介して交換アーム６が180
℃旋回されて把持する工具が入れ替わり、交換アーム６
が後退して把持工具が主軸及び待機ポットに挿入され、
切欠きカムが真下に来てローラ軸１４のロックが解除さ
れる。そして交換アームの前述の工具把持時の逆方向に
旋回し始めるとカムフオロアがカム面２０ａに当接して
ローラ軸を引込み交換アームは空となり待機位置に戻
る。

効果 本考案は、上述のとおり構成されているので、次に記載
する効果を奏する。

交換アームが待機位置から旋回して先端の工具把持爪が
工具に接触する直前までカムによりローラ軸をばね力に
抗して内側に引込むようになしたので、旋回中にローラ
軸が工具と当たって衝突音を発することがなくなり、交
換アームの旋回速度を速くすることが可能となり工具交
換時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一部省略した本考案の側面切断図、第２図は一
部切断面で表した交換アームの正面図、第３図は第１図
のＡ−Ａ線視図、第４図は交換アームの外端部を表す側
面図である。 ３……旋回軸、６……交換アーム １４……ローラ軸、１９……カムフオロア ２０……カム

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】アーム旋回軸（３）と直角方向に移動可能
   で常時工具を把持する方向に付勢され工具を把持すると
   き並びに把持工具を解放するときロックが解除される工
   具脱落防止用のローラ軸（１４）が交換アーム（６）内
   に設けられたマシニングセンタ等の自動工具交換装置に
   おいて、前記ローラ軸に直角に設けられたピン（１８）
   に枢支されたカムフオロア（１９）と、交換装置本体に
   前記交換アームの旋回面と平行に設けられ前記交換アー
   ムが工具把持又は解放のための旋回をする位置で待機位
   置から工具把持直前までの旋回時に前記カムフオロアと
   係合して前記ローラ軸を引込める円弧状カム（２０）と
   を含んでなり、工具把持時におけるローラ軸と工具との
   干渉をなくしたことを特徴とする自動工具交換装置の工
   具把持機構。