JP6147622B2 - 工具マガジン装置及び工作機械 - Google Patents

Description

この発明は、複数の工具を収納する工具マガジン装置及びそれを備えた工作機械に関するものである。

従来、この種の工具マガジン装置としては、例えば特許文献１に開示される構成が提案されている。この従来構成においては、マガジン本体の下面に円環状のレールが突設され、このレールには複数の工具ポットがレールの内外両側面及び下面の案内溝に係合する複数のローラを介して周方向に移動可能に吊り下げ支持されている。マガジン本体の下部には、工具ポットを割出し回転させるための割出し円板が回転可能に支持されている。

特開平１０−１０９２４３号公報

この従来構成のように、マガジン本体の下部外周に、複数の工具を工具ポットに装着した状態で放射方向へ延びるように配列した場合には、工具マガジン装置の高さを高くすることなく、多数の工具をストックすることができる。ところが、この従来構成では、マガジン本体の下面に突設した円環状のレールに、工具を装着する複数の工具マガジンが吊下げ状態で周方向に移動可能に支持されている。このため、レールの内外両側面及び下面に案内溝を形成するとともに、工具マガジンには各案内溝に係合する複数のローラを設けて、吊下げ状態の工具マガジン及び工具の重量をレールにより支持するように構成する必要があって、装置の構成が複雑になるという問題があった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、装置の構成を簡素化することができるとともに、多数の工具をストックすることができる工具マガジン装置、及びその工具マガジン装置を備えた工作機械を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この工具マガジン装置は、全体として環状に形成され、周方向の一部に分離部を形成したレールと、そのレールと同心状に配置され、駆動モータにより自身の軸心を中心に回転される保持リングと、その保持リングは、軸心方向の一方向に向かって開放された複数の保持部を周方向に列設していることと、前記保持部内に抜き出し可能に保持され、工具を着脱可能に装着する工具ポットと、前記保持部内の工具ポットを交換位置に向かって送り出すととともに、交換位置からの工具ポットを保持部に送り込む搬送装置とを備え、前記工具ポットに支持されたローラが前記保持リングの回転により前記レール上を転動するとともに、前記搬送装置による移動に際して前記分離部を通るようにしたことを特徴としている。

従って、この工具マガジン装置においては、装置の高さ等を小さくしても、複数の工具を保持リングの外周に放射状に延びるように整然と配列することができるとともに、各工具の重量を１つのローラを介してレール上に安定に支持することができる。よって、レールに工具を吊下げ支持した従来構成とは異なり、レールに複数の案内溝を設けたり、工具に複数のローラを設けたりする必要がなく、工具マガジン装置の構成を簡単にすることができる。

前記の工具マガジン装置及び工作機械によれば、装置の構成を簡素化することができるという効果を発揮する。

一実施形態の工具マガジン装置を示す斜視図。 図１の工具マガジン装置を下方側から見た斜視図。 図１の工具マガジン装置の要部分解斜視図。 図１の４−４線における断面図。 図４の動作状態を示す断面図。

以下、工具マガジン装置及びその装置を備えた工作機械の一実施形態を図面に従って説明する。
図１及び図４に示すように、工作機械における装置フレーム１１の上端には、工具マガジン装置１２が設置されている。この工具マガジン装置１２は、装置フレーム１１上に固定される支持台１３を備えている。図１、図２及び図４に示すように、支持台１３上には、図示しないステーを介して全体として円環状をなすレール１４がその上面を水平面内に配置した状態で固定されている。レール１４の周方向の一部には、所定の開口幅の分離部１４１が形成されている。

図１及び図４に示すように、前記レール１４の中心位置において支持台１３上には、支持軸１３１が立設されている。この支持軸１３１には支持リング１５１が回転可能に外嵌されている。支持リング１５１にはレール１４とほぼ同径の保持リング１５が複数の支持アーム１５２を介してレール１４と同心状に配置されている。支持軸１３１上には、保持リング１５を回転させるための駆動モータ１６が配置されている。

図１及び図４に示すように、前記保持リング１５の外周面には、複数の保持板１７が周方向に沿って列設されて固定されている。図３に示すように、各保持板１７には、保持リング１５の軸心方向の下方側に向かって開放された凹状の保持部１７１が形成されている。各保持部１７１内には、工具ポット１８が下側に抜き出し可能に保持されている。工具ポット１８の両側面には、保持部１７１の両内側縁に係合可能な係合溝１８１が形成されている。工具ポット１８の外面には、工具１９を抜き差し可能に装着するための装着孔１８２が形成されている。工具ポット１８の後側面の下端部には、レール１４の上面に接触する１つのローラ２０が回転可能に支持されている。このローラ２０がレール１４の上面に接触することにより、工具ポット１８がレール１４によって保持部１７１内に保持されて、レール１４上を移動可能である。

そして、図１〜図３に示すように、種類や大きさ等の異なった複数の工具１９が工具ポット１８の装着孔１８２に装着される。この状態で、それらの工具ポット１８が保持リング１５上の各保持板１７の保持部１７１に保持されることにより、複数の工具１９が保持リング１５の外周に放射方向へ延びるように配列されている。この状態で、前記駆動モータ１６により保持リング１５が割出し回転されたとき、各工具ポット１８上のローラ２０がレール１４の上面を転動される。そして、図４に示すように、所要の工具１９を保持する工具ポット１８がレール１４の分離部１４１と対応する待機位置Ｐ１に配置される。

図２〜図５に示すように、レール１４の分離部１４１と対応する位置において、前記支持台１３上には搬送装置２１が設けられている。この搬送装置２１は、工具１９を保持した工具ポット１８を保持リング１５上の保持部１７１内における上方の待機位置Ｐ１と、そこから下方に離間した交換位置Ｐ２との間で搬入出する。

以下に、この搬送装置２１の構成について説明する。図３及び図４に示すように、支持台１３に固定したブラケット２２上においてレール１４の分離部１４１と対応する位置には、ガイド部材２３が配設されている。ガイド部材２３は、内側壁部２３１と外側壁部２３２とを有する側面形ほぼＵ字状をなすように構成されている。ガイド部材２３の外側壁部２３２には、待機位置Ｐ１の工具ポット１８を保持する保持板１７上の保持部１７１に連通可能な凹状のガイド部２３３が形成されている。

図２〜図４に示すように、前記ガイド部材２３の内側壁部２３１には、昇降部材２４がレール２５を介して昇降可能に支持されている。昇降部材２４の上下両端部には、レール１４の分離部１４１内を上下に移動可能な一対の突起２４１，２４２が形成されている。下側突起２４２の先端には、係合溝２４３が形成され、この係合溝２４３内にはレール１４上を移動される工具ポット１８上のローラ２０が通過されるとともに、待機位置Ｐ１に配置された工具ポット１８のローラ２０が収容状態に定置される。

図１、図３及び図４に示すように、前記ブラケット２２上においてガイド部材２３の内側近傍の位置には、昇降用モータ２６が配設されている。そして、この昇降用モータ２６の回転により、ボールネジ２７及びナット部材２８を介して昇降部材２４が昇降される。この昇降動作により、ローラ２０と係合溝２４３との係合を介して、工具１９を保持した工具ポット１８が、待機位置Ｐ１の保持部１７１から抜き出されて下方の交換位置Ｐ２に送り出され、下方の交換位置Ｐ２から待機位置Ｐ１の保持部１７１内に送り込まれる。

次に、前記のように構成された工具マガジン装置の作用を説明する。
この工具マガジン装置１２を備えた工作機械において、図示しない主軸に装着された工具の交換を行う場合には、工具マガジン装置１２の駆動モータ１６により保持リング１５が割出し回転される。このため、保持リング１５の各保持部１７１に保持された工具ポット１８上のローラ２０がレール１４上を転動するとともに、昇降部材２４の係合溝２４３内を順次通過する。そして、図４に示すように、所要の工具１９を保持する工具ポット１８がレール１４の分離部１４１と対応する待機位置Ｐ１に配置される。このため、待機位置Ｐ１に配置される工具ポット１８上のローラ２０が、レール１４の分離部１４１において搬送装置２１の昇降部材２４の係合溝２４３内に収容状態となる。

この状態で、搬送装置２１の昇降用モータ２６により、ボールネジ２７及びナット部材２８を介して昇降部材２４が下降される。これにより、ローラ２０と係合溝２４３との係合を介して、工具１９を保持した工具ポット１８が待機位置Ｐ１の保持部１７１から抜き出され、ガイド部材２３のガイド部２３３に沿って、図５に示す下方の交換位置Ｐ２に送り出される。そして、この交換位置Ｐ２において、図示しない工具交換装置により、工具１９が工具ポット１８の装着孔１８２から抜き取られて主軸に装着されるとともに、主軸から抜き取られた使用済みの工具１９が交換位置Ｐ２の工具ポット１８の装着孔１８２に装着される。

その後、昇降用モータ２６により、ボールネジ２７及びナット部材２８を介して昇降部材２４が上昇される。これにより、使用済みの工具１９を保持した工具ポット１８がローラ２０と係合溝２４３との係合を介して、下方の交換位置Ｐ２からガイド部材２３のガイド部２３３に沿って上方の待機位置Ｐ１に移動され、保持リング１５の保持部１７１内に送り込まれる。

従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） この実施形態の工具マガジン装置においては、全体として環状に形成され、周方向の一部に分離部１４１を形成したレール１４と、そのレール１４と同心状に配置され、駆動モータ１６により自身の軸心を中心に回転される保持リング１５とが備えられている。保持リング１５には、軸心方向の一方向に向かって開放された複数の保持部１７１が周方向に列設されている。各保持部１７１内には工具ポット１８が抜き出し可能に保持されている。保持部１７１内の工具ポット１８を交換位置Ｐ２に向かって送り出すととともに、交換位置Ｐ２からの工具ポット１８を保持部１７１に送り込む搬送装置２１が備えられている。各工具ポット１８には、保持リング１５の回転にともなってレール１４上を転動するローラ２０が支持されている。

このため、この工具マガジン装置においては、装置全体の高さを高くすることなく、また、横幅が広がることなく複数の工具１９を保持リング１５の外周に整然と放射状に配列することができるとともに、各工具１９の重量を１つのローラ２０を介してレール１４上に安定に支持することができる。よって、レールに工具を吊下げ支持した従来構成とは異なり、レールに複数の案内溝を設けたり、工具に複数のローラ２０を設けたりする必要がなく、工具マガジン装置の構成を簡単にすることができるとともに、保持リング１５の外周に多数の工具１９を支持することができる。このため、工具マガジン装置を工作機械の上端等に納まりよく配置することができる。

（２） 前記レール１４は水平面内に配置されている。このため、保持リング１５の保持部１７１に保持された複数の工具１９の重量を、水平面内に配置されたレール１４によって均等に支持することができる。従って、工具１９の割り出しを円滑に行うことができる。

（３） 工具ポット１８の重量をローラ２０を介してレール１４によって受けることができるため、工具ポット１８を受けている保持リング１５や保持板１７等の剛性を低くすることができる。従って、工具マガジン装置を軽量化することができる。また、工具ポット１８が保持板１７に保持されて上下方向以外の方向への移動が拘束された状態であるため、前記ローラ２０は、主として工具ポット１８の重量を受ければよい。よって、ローラ２０の個数を少なくできて、構成を簡素化できる。

（４） 保持リング１５が回転するのみで割り出しが行なわれるため、割り出しに要する時間を短くできて、工具交換を能率よく行なうことができる。
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。

・ 保持板１７を設けることなく、保持リング１５に工具ポット１８を保持するための保持部１７１を直接形成すること。
・ 各工具ポット１８のローラ２０を複数にすること。

１１…装置フレーム、１２…工具マガジン装置、１４…レール、１４１…分離部、１５…保持リング、１６…駆動モータ、１７…保持板、１７１…保持部、１８…工具ポット、１９…工具、２０…ローラ、２１…搬送装置、２３…ガイド部材、２４…昇降部材、２４３…係合溝、２６…昇降用モータ、２７…ボールネジ、２８…ナット部材、Ｐ１…待機位置、Ｐ２…交換位置。

Claims (4)

1. 全体として環状に形成され、周方向の一部に分離部を形成したレールと、
   そのレールと同心状に配置され、駆動モータにより自身の軸心を中心に回転される保持リングと、
   その保持リングは、軸心方向の一方向に向かって開放された複数の保持部を周方向に列設していることと、
   前記保持部内に抜き出し可能に保持され、工具を着脱可能に装着する工具ポットと、
   前記保持部内の工具ポットを交換位置に向かって送り出すととともに、交換位置からの工具ポットを保持部に送り込む搬送装置とを備え、
   前記工具ポットに支持されたローラが前記保持リングの回転により前記レール上を転動するとともに、前記搬送装置による移動に際して前記分離部を通るようにした工具マガジン装置。
2. 前記レールは水平面内に配置された請求項１に記載の工具マガジン装置。
3. 前記保持リングにその周方向に沿って複数の保持板を列設し、各保持板に前記保持部を形成した請求項１または２に記載の工具マガジン装置。
4. 請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項に記載の工具マガジン装置を装置フレームの上端に設置した工作機械。