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JPH032617B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH032617B2
JPH032617B2 JP11599485A JP11599485A JPH032617B2 JP H032617 B2 JPH032617 B2 JP H032617B2 JP 11599485 A JP11599485 A JP 11599485A JP 11599485 A JP11599485 A JP 11599485A JP H032617 B2 JPH032617 B2 JP H032617B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
spindle
fixed
bracket
drive
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
JP11599485A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61274833A (en
Inventor
Sakae Tashiro
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.)
Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
Priority to JP11599485A priority Critical patent/JPS61274833A/en
Publication of JPS61274833A publication Critical patent/JPS61274833A/en
Publication of JPH032617B2 publication Critical patent/JPH032617B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/157Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B23Q3/15706Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a single tool being inserted in a spindle directly from a storage device, i.e. without using transfer devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、工作機械における自動工具交換装置
に係り、特に直立ボール盤等の単軸工作機械に簡
単に装着できてその主軸に複数の異なる工具を自
動的に着脱することができるようにした安価な自
動工具交換装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] Technical Field The present invention relates to an automatic tool changer for machine tools, and in particular, it can be easily attached to a single-spindle machine tool such as an upright drilling machine, and is capable of automatically attaching and detaching a plurality of different tools to and from its main spindle. The present invention relates to an inexpensive automatic tool changer that allows for automatic tool changing.

従来技術 従来、工作機械における自動工具交換装置とし
ては、種々のものが提案されているが、一般的に
構造が極めて複雑で、大型でありかつ非常に高価
であり、既存の直立ボール盤には取り付けること
ができないという欠点があつた。即ち、既存の単
軸直立ボール盤に簡単に取り付けられてしかも安
価な自動工具交換装置は従来全く存在しなかつ
た。
Prior Art Various types of automatic tool changers for machine tools have been proposed in the past, but they generally have extremely complex structures, are large, and are very expensive, and cannot be installed on existing upright drilling machines. The drawback was that I couldn't do it. That is, there has been no automatic tool changer that can be easily attached to an existing single-spindle upright drilling machine and is inexpensive.

目 的 本発明は、上記した従来技術の欠点を除くため
になされたものであつて、その目的とするところ
は、単軸直立ボール盤等の単軸工作機械の主軸駆
動用クイルに固定されたブラケツトに対して複数
の工具を着脱し得るようにした回転板が上下動及
び一方向に間欠回転するようにして特定の工具に
よる加工が終了すると、該工具が主軸から外され
て次の工具が主軸に装着される如き工具交換工程
が自動的に行われるようにした構造が簡易で小型
であり、かつ安価な自動工具交換装置を提供する
ことである。また他の目的は、主軸に対する工具
の芯合せ及び主軸と工具間のキー溝とキー位置決
めが正確に行なわれるようにすることである。
Purpose The present invention was made in order to eliminate the drawbacks of the prior art described above, and its purpose is to provide a bracket fixed to a main shaft driving quill of a single-spindle machine tool such as a single-spindle upright drilling machine. The rotary plate, on which multiple tools can be attached and detached, moves up and down and rotates intermittently in one direction. When machining with a specific tool is completed, that tool is removed from the spindle and the next tool is attached to the spindle. It is an object of the present invention to provide an automatic tool changer which has a simple structure, is small in size, and is inexpensive, so that a tool change process such as when installed in a tool is automatically carried out. Another object is to ensure accurate centering of the tool with respect to the spindle and accurate positioning of the keyway and key between the spindle and the tool.

構 成 要するに本発明は、単軸工作機械の主軸上部に
取り付けられた主軸位置停止機構と、前記単軸工
作機械の主軸上下動用クイルに固定されたブラケ
ツトと、該ブラケツトを貫通して上下動及び回転
運動可能な駆動ロツドと、該駆動ロツドに上下動
及び往復回転運動を与える往復回転複合機構と、
前記駆動ロツドに回動自在に取り付けられ複数の
工具が着脱自在に構成され該工具の数及びその取
付位置に対応した複数の回転駆動用ノツク穴及び
複数の位置決め穴が形成された回転板と、前記駆
動ロツドの下端に固着され前記回転駆動用ノツク
穴に係脱するノツクピン駆動機構を有し該駆動ロ
ツドと共に往復回転して前記回転板を一方向に回
転させるようにした回転アームと、基端部が前記
ブラケツトに固着され下端部がばねにより下方に
押圧付勢されて該基端部に対して摺動自在に構成
され該下端部が前記位置決め穴に係脱するように
した位置決め棒と、前記工具のフランジ部に形成
されたキー溝に対して水平方向に往復動して係脱
し得る工具位置決め駒を有する工具位置決め機構
と、該工具位置決め駒を前記回転板の上昇時に該
工具のキー溝から離脱させるように前記ブラケツ
トに固着されれたくさび状部材とを備えたことを
特徴とするものである。
Configuration In short, the present invention comprises a spindle position stop mechanism attached to the upper part of the spindle of a single-spindle machine tool, a bracket fixed to the quill for vertical movement of the spindle of the single-spindle machine tool, and a quill for vertical movement and movement of the spindle passing through the bracket. a drive rod capable of rotational movement; a reciprocating rotation compound mechanism that provides vertical movement and reciprocating rotational movement to the drive rod;
a rotary plate which is rotatably attached to the drive rod and configured to allow a plurality of tools to be detachably attached thereto, and in which a plurality of rotary drive notch holes and a plurality of positioning holes are formed corresponding to the number of the tools and their mounting positions; a rotary arm fixed to the lower end of the drive rod and having a knock pin drive mechanism that engages and disengages from the rotary drive notch hole and reciprocates with the drive rod to rotate the rotary plate in one direction; a positioning rod having a lower end portion fixed to the bracket, a lower end portion being pressed downward by a spring so as to be slidable relative to the base end portion, and the lower end portion engaging and disengaging from the positioning hole; a tool positioning mechanism having a tool positioning piece that can be reciprocated in a horizontal direction to engage and disengage from a keyway formed in a flange portion of the tool; and a wedge-shaped member fixed to the bracket so as to be detachable from the bracket.

以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明す
る。本発明に係る自動工具交換装置1は、主軸定
位置停止機構2と、ブラケツト3と、駆動ロツド
4と、往復回転複合機構5と、回転板6と、回転
アーム7と、位置決め棒8と、工具位置決め機構
9と、くさび状部材10とを備えている。
The present invention will be explained below based on embodiments shown in the drawings. The automatic tool changer 1 according to the present invention includes a main shaft fixed position stop mechanism 2, a bracket 3, a drive rod 4, a reciprocating rotation compound mechanism 5, a rotating plate 6, a rotating arm 7, a positioning rod 8, It includes a tool positioning mechanism 9 and a wedge-shaped member 10.

主軸定位置停止機構2は、第1図、第7図、第
8図及び第9図において、単軸工作機械11の主
軸12の上部に取り付けられており、該主軸はモ
ータ13によつて回転駆動されるようになつてい
る。主軸12の上端12aには円筒カム13が固
着されており、該円筒カムは、第7図及び第8図
に拡大して示すように、一対の斜面14からなる
プロフイルと該斜面の下端部14aから下方に形
成された平行溝15とからなつており、該平行溝
には、カム13が回動自在に収容され単軸工作機
械11の上部に固着された円筒部材16が植設さ
れたピン18が係合し得るように構成されてい
る。この主軸定位置停止機構2を設けたのは、該
主軸12の下端に取り付けられる工具20のフラ
ンジ部21の一対のキー溝21aが第9図に示す
ように主軸12の停止時に必ず同一方向を向くよ
うにするためである。
The main spindle fixed position stop mechanism 2 is attached to the upper part of the main spindle 12 of a single-spindle machine tool 11 in FIGS. 1, 7, 8, and 9, and the main shaft is rotated by a motor 13. It is becoming driven. A cylindrical cam 13 is fixed to the upper end 12a of the main shaft 12, and as shown enlarged in FIGS. and a parallel groove 15 formed downward from the top, in which a pin is implanted with a cylindrical member 16 in which a cam 13 is rotatably housed and is fixed to the upper part of the single-axis machine tool 11. 18 can be engaged with each other. This main spindle fixed position stopping mechanism 2 was provided because the pair of keyways 21a of the flange portion 21 of the tool 20 attached to the lower end of the main spindle 12 always move in the same direction when the main spindle 12 is stopped, as shown in FIG. This is to make sure you are facing the right direction.

ブラケツト3は、第1図、第2図及び第3図に
示すように、単軸工作機械11の主軸上下動用ク
イル22に固定されており、平板状に形成されて
いる。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the bracket 3 is fixed to a quill 22 for vertically moving the main spindle of the single-spindle machine tool 11, and is formed into a flat plate shape.

駆動ロツド4は、第1から第3図に示すよう
に、ブラケツト3を貫通して上下動及び回転運動
可能に構成されており、軸受23によつて支承さ
れて、その上端4aにはピン4bが植設され、ま
たその下方にはストツパ4cが植設されている。
そして下端4dは回転アーム7がピン24によつ
て固着されており、該下端4dは回転板6に軸受
25を介して回動自在に支承されており、該回転
板6の上下には一対のカラー26が固着されてい
る。
As shown in FIGS. 1 to 3, the drive rod 4 is configured to be able to move up and down and rotate through the bracket 3, is supported by a bearing 23, and has a pin 4b at its upper end 4a. is planted, and a stopper 4c is planted below it.
A rotary arm 7 is fixed to the lower end 4d by a pin 24, and the lower end 4d is rotatably supported by the rotary plate 6 via a bearing 25. A collar 26 is fixed.

往復回転複合機構5は、第2図及び第3図にお
いて、駆動ロツド4に上下動及び往復回転複合運
動を与えるためのものであつて、ブラケツト3に
シリンダ25が固着され、該シリンダ25のシリ
ンダ室25aは第4図に示すように、その断面が
楕円形に形成されており、下方に段部25bが形
成され、該段部に駆動ロツド4のストツパ4cが
当接することによつて駆動ロツド4の下方への移
動範囲が規制されるようになつている。またシリ
ンダ室25aには該シリンダ室と同一形状の楕円
形のピストン26が摺動自在に収容されており、
該ピストン26の穴26aには、その内面に所定
のリードを有するねじ溝26bが形成されてお
り、該ねじ溝に駆動ロツド4のピン4bが摺動自
在に係合している。またシリンダ室25aの段部
25bの下方には空間25cが形成されており、
該空間には外部からエアを供給するためのパイプ
28が接続されている。またシリンダ25の上端
には同様に外部からエアを供給するためのパイプ
29が接続されている。
The reciprocating rotation compound mechanism 5, shown in FIGS. 2 and 3, is for giving vertical movement and reciprocating rotation compound motion to the drive rod 4, and has a cylinder 25 fixed to the bracket 3. As shown in FIG. 4, the chamber 25a has an elliptical cross section, and a stepped portion 25b is formed at the bottom, and when the stopper 4c of the driving rod 4 comes into contact with the stepped portion, the driving rod is rotated. The downward movement range of 4 is restricted. Further, an elliptical piston 26 having the same shape as the cylinder chamber is slidably accommodated in the cylinder chamber 25a.
A thread groove 26b having a predetermined lead is formed on the inner surface of the hole 26a of the piston 26, and a pin 4b of the drive rod 4 is slidably engaged with the thread groove. Further, a space 25c is formed below the stepped portion 25b of the cylinder chamber 25a.
A pipe 28 for supplying air from the outside is connected to the space. Further, a pipe 29 for supplying air from the outside is similarly connected to the upper end of the cylinder 25.

回転板6は、第2図、第3図、第5図及び第6
図において、四角形状に形成されており、駆動ロ
ツド4に回動自在に取り付けられ、複数、例えば
4つの工具20が着脱自在に構成され、該工具2
0の数及びその取付位置に対応した複数、例えば
4つの回転駆動用ノツク穴6a及び複数の位置決
め穴6bが形成されている。該回転板6の4つの
角部に形成された円弧部6cには、夫々異なる工
具20がスラスト軸受30を介して着増自在に取
り付けられるようになつており、該工具はそのフ
ランジ部21がスラスト軸受30の上に載置され
るようになつている。また回転駆動用ノツク穴6
a及び位置決め穴6bは夫々回転方向に90度間隔
で形成されている。また回転板6の他の部分には
くさび状部材10が貫通できるようにした角穴6
dが複数、例えば4個形成されている。
The rotating plate 6 is shown in FIGS. 2, 3, 5, and 6.
In the figure, it is formed into a rectangular shape, is rotatably attached to the drive rod 4, and has a plurality of tools 20, for example, four, which are detachably attached to it.
A plurality of, for example four, rotational drive notch holes 6a and a plurality of positioning holes 6b are formed corresponding to the number of zeros and their mounting positions. Different tools 20 can be attached to the arcuate portions 6c formed at the four corners of the rotary plate 6 through thrust bearings 30, and the flange portions 21 of the tools are It is designed to be placed on a thrust bearing 30. Also, the rotation drive notch hole 6
The positioning holes 6a and 6b are each formed at 90 degree intervals in the rotational direction. In addition, the other part of the rotating plate 6 has a square hole 6 through which the wedge-shaped member 10 can pass.
A plurality of d's, for example four, are formed.

回転アーム7は、第2図に示すように駆動ロツ
ド4の下端4dに固着されており、回転駆動用ノ
ツク穴6aに係脱するノツクピン駆動機構31を
有し、駆動ロツド4と共に往復回転して回転板6
を一方向に回転させるように構成されている。回
転アーム7はピン24により駆動ロツド4に固着
され、シリンダ32が一体的に形成され、該シリ
ンダ内にはノツクピン駆動用のピストン33が摺
動自在に収容され、該ピストンはばね34によつ
て常時下方に押圧付勢されている。またシリンダ
32の下端には外部からエアを供給するためのパ
イプ37が接続されている。そしてシリンダ32
の作動によりノツクピン35が回転駆動用ノツク
穴6aに係合することによつて回転アーム7と回
転板6とが一体的に回転し得るように構成されて
いる。
The rotating arm 7 is fixed to the lower end 4d of the drive rod 4 as shown in FIG. Rotating plate 6
It is configured to rotate in one direction. The rotating arm 7 is fixed to the drive rod 4 by a pin 24, and a cylinder 32 is integrally formed therein. A piston 33 for driving the knock pin is slidably housed in the cylinder, and the piston is held by a spring 34. It is constantly pressed downward. Further, a pipe 37 for supplying air from the outside is connected to the lower end of the cylinder 32. and cylinder 32
When the knob pin 35 engages with the rotation drive knob hole 6a, the rotary arm 7 and the rotary plate 6 can rotate together.

位置決め棒8は、第3図に示すように、基端部
8aがブラケツト6に固着されており、下端部8
bがばね35により常時下方に押圧付勢されて、
基端部8aに対して摺動自在に構成され、下端部
8bが位置決め穴6bに係脱するように構成され
ている。
As shown in FIG. 3, the positioning rod 8 has a base end 8a fixed to the bracket 6, and a lower end 8a.
b is constantly pressed downward by the spring 35,
It is configured to be slidable on the base end 8a, and the lower end 8b is configured to engage and disengage from the positioning hole 6b.

工具位置決め穴9は、第2図、第3図及び5図
に示すように、工具20のフランジ部21に形成
されたキー溝21aに対して水平方向に往復動し
て係脱し得る工具位置決め駒36を有し、該工具
位置決め機構9は、第5図に示すように、回転板
6上に複数、例えば4個同一のものが装着されて
いる。そして位置決め駒36は、回転板6に固着
された支持部材38のコの字形の溝38a内に摺
動自在に収容されており、常時ばね39によつて
工具20の方向に押圧付勢されている。工具位置
決め駒36には水平方向にピン40が四角形状の
穴36aを水平方向に貫通して固着されている。
そして工具位置決め駒36の先端36bはばね3
9により押圧されて前進することにより工具20
のキー溝21aに係合するように構成されてい
る。
As shown in FIGS. 2, 3, and 5, the tool positioning hole 9 is a tool positioning piece that can be reciprocated horizontally to engage and disengage from a keyway 21a formed in the flange portion 21 of the tool 20. 36, and a plurality of tool positioning mechanisms 9, for example four identical ones, are mounted on the rotary plate 6, as shown in FIG. The positioning piece 36 is slidably housed in a U-shaped groove 38a of a support member 38 fixed to the rotary plate 6, and is constantly urged in the direction of the tool 20 by a spring 39. There is. A pin 40 is horizontally fixed to the tool positioning piece 36 by passing through a square hole 36a in the horizontal direction.
The tip 36b of the tool positioning piece 36 is connected to the spring 3.
The tool 20 is pushed forward by being pushed by the tool 9.
It is configured to engage with the keyway 21a of.

くさび状部材10は、第2図、第3図及び第5
図に示すように、工具位置決め駒36を回転板6
の上昇時に該工具のキー溝21aから離脱させる
ようにブラケツト3にその基端部10aが固着さ
れており、その先端10bには勾配をつけた傾斜
面10cが形成されており、該傾斜面によつて工
具位置決め駒36をばね39の押圧力に抗して後
退させるように構成されている。
The wedge-shaped member 10 is shown in FIGS. 2, 3, and 5.
As shown in the figure, the tool positioning piece 36 is attached to the rotary plate 6.
The proximal end 10a of the tool is fixed to the bracket 3 so as to be detached from the keyway 21a of the tool when the tool is raised, and a sloped surface 10c is formed at the tip 10b of the bracket 3. Therefore, the tool positioning piece 36 is configured to be moved backward against the pressing force of the spring 39.

また回転板6に取り付けられる工具20として
は、例えば第1段加工用の小径のドリル20A、
第2段加工用の大径のドリル20B、荒加工用の
リーマ20C及び仕上加工用のリーマ20Dが取
り付けられるようになつている。工具20が主軸
12に取り付けられる場合には、フランジ部21
の一対のキー溝21aに主軸側のキー12cが係
合して回転力が該工具に伝達されるようになつて
いる。
The tools 20 attached to the rotary plate 6 include, for example, a small diameter drill 20A for first stage machining;
A large diameter drill 20B for second stage machining, a reamer 20C for rough machining, and a reamer 20D for finishing machining can be attached. When the tool 20 is attached to the main shaft 12, the flange portion 21
A key 12c on the main shaft side is engaged with a pair of key grooves 21a, so that rotational force is transmitted to the tool.

倒れ防止用シリンダ43は、その基端部43a
にブラケツト3に固着されており、ピストンロツ
ド44の下端に固着されたフツク45が回転板6
の下面を支え該回転板の倒れ防止するように構成
されている。
The fall prevention cylinder 43 has a base end 43a.
A hook 45 fixed to the lower end of the piston rod 44 is attached to the rotating plate 6.
It is constructed to support the lower surface of the rotating plate and prevent the rotary plate from falling down.

作 用 本発明は、上記のように構成されており、以下
その作用について説明する。まず第2図に示す状
態においては、工具20の一例たるドリル20A
が単軸工作機械11の主軸12のテーパ穴12b
に取り付けられ、キー12cがフランジ部21の
キー溝21aに係合し、主軸12からの動力が該
ドリル20Aに伝達されるようになつており、往
復回転複合機構5は、エアが矢印Aの如くパイプ
28から空間25cに供給されてピストン26が
上方に押し上げられ、この結果駆動ロツド4が上
昇して回転板6が上昇し、位置決め穴6aには位
置決め棒8が係合しており、くさび状部材10が
回転板6まで入り込んで位置決め駒36が矢印B
の如く後退した位置にあり、またノツクピン駆動
機構31においては、パイプ37からエアが排気
されてばね34の復元力によりピストン33が下
降し、ノツクピン35が回転駆動用ノツク穴6a
から離脱している。
Effects The present invention is configured as described above, and its effects will be explained below. First, in the state shown in FIG. 2, a drill 20A is an example of the tool 20.
is the tapered hole 12b of the main spindle 12 of the single-spindle machine tool 11.
The key 12c engages with the keyway 21a of the flange portion 21, and the power from the main shaft 12 is transmitted to the drill 20A. As shown in FIG. The shaped member 10 enters up to the rotary plate 6 and the positioning piece 36 moves as shown by arrow B.
In the dowel pin drive mechanism 31, air is exhausted from the pipe 37, the piston 33 is lowered by the restoring force of the spring 34, and the dowel pin 35 is moved into the notch hole 6a for rotational driving.
has left from.

このような状態において、モータ13が回転し
図示しない上下駆動機構によつて主軸12が下降
すると、ドリル20Aは回転しながら下降して単
軸工作機械11のテーブル41上に取り付けられ
たワーク(図示せず)に所定の第1段階の穴あけ
加工を行う。このようにして第1段階の穴あけ加
工が完了すると、主軸12は自動的に上昇し、主
軸定位置停止機構2によつて定位置に停止する。
In this state, when the motor 13 rotates and the main spindle 12 is lowered by a vertical drive mechanism (not shown), the drill 20A descends while rotating and hits the workpiece mounted on the table 41 of the single-spindle machine tool 11 (see FIG. (not shown), a predetermined first stage drilling process is performed. When the first stage of drilling is completed in this manner, the main spindle 12 automatically rises and is stopped at a fixed position by the main spindle fixed position stopping mechanism 2.

即ち、第7図及び第8図に示すように、主軸1
2が上昇してその上死点付近に達すると、カム1
3の一対の斜面14のいずれか又はその頂部14
bがピン18に当接し、いずれかの斜面14が該
ピンにより案内されて、換言すればピン18はい
ずれかの斜面14に沿つて摺動しながら下降し、
カム13及び主軸12をいずれかの方向に回転さ
せ、最終的にピン18が溝15に係合して主軸1
2の回転が停止するので、該主軸はその停止状態
においては必ず定位置に停止し、この結果第9図
に示すように、工具20のフランジ部21のキー
溝21aが、例えば図中水平方向に停止し、必ず
工具位置決め機構9の位置決め駒36にキー溝2
1aが対向して停止するようになる。
That is, as shown in FIGS. 7 and 8, the main shaft 1
When cam 2 rises and reaches near the top dead center, cam 1
Either of the pair of slopes 14 of 3 or its top 14
b comes into contact with the pin 18, and one of the slopes 14 is guided by the pin, in other words, the pin 18 descends while sliding along any of the slopes 14,
The cam 13 and the main shaft 12 are rotated in either direction, and finally the pin 18 engages with the groove 15 and the main shaft 1
2 stops rotating, the main shaft always stops at a fixed position in the stopped state, and as a result, as shown in FIG. , and be sure to place the keyway 2 in the positioning piece 36 of the tool positioning mechanism 9.
1a come to stop facing each other.

次に自動工具交換作用について説明すると、ま
ず第2図の状態から第3図の状態に移行し、往復
回転複合機構5のシリンダ25のパイプ29から
矢印Cの如くエアが供給されると、ピストン26
は駆動ロツド4のストツパ4cがシリンダ25の
段部25bに当接するまで下降して、これによつ
て駆動ロツド4が第3図に示す位置、即ち下死点
まで下降する。これによつて回転板6及び4つの
工具20が下降し、工具20のテーパ部20aが
主軸12のテーパ穴12bから離脱し、同時にく
さび状部材10が工具位置決め機構9の位置決め
駒36の穴36aから抜け出し、ばね39の押圧
力によつて該位置決め駒が前進し、主軸12から
離脱した工具20のフランジ部21のキー溝21
aにその先端36bが係合し、該工具の自由な回
転を防止する。また同時に位置決め棒8の下端部
8bがばね27により下方に押圧されて位置決め
穴6bにその一部が軽く係合する。これによつて
位置決め棒8が回転板6に対して軽い制動力を付
与することになる。一方ノツクピン駆動機構31
のシリンダ32には矢印Dの如くパイプ37から
エアが供給され、ピストン33がばね34の押圧
力に抗して上昇し、ノツクピン35が回転駆動用
ノツク穴6aに係合し、回転アーム7と回転板6
とが一体化する。このような状態において往復回
転複合機構5のシリンダ25のパイプ29から引
き続き矢印Cの如くエアが供給されると、駆動ロ
ツド4はこれ以上下降できないためピストン26
のみが該駆動ロツド4に対して相対的に下降を開
始し、この場合ピストン25は楕円形であるため
シリンダ25に対して回転することができないの
で、ねじ溝26bに沿つて駆動ロツド4のピン4
bが摺動することとなり、この結果駆動ロツド4
は矢印Eの如く、第6図に示すように時計方向に
90度回転する。この結果工具20は、ドリル20
Aが90度進んだ回転位置に移動すると共に、次の
ドリル20Bが主軸12の真下に到達し、この位
置において位置決め棒8の先端8bが次の位置決
め穴6bに係合する。
Next, to explain the automatic tool change operation, first, the state shown in FIG. 2 shifts to the state shown in FIG. 26
is lowered until the stopper 4c of the drive rod 4 comes into contact with the stepped portion 25b of the cylinder 25, whereby the drive rod 4 is lowered to the position shown in FIG. 3, that is, to the bottom dead center. As a result, the rotary plate 6 and the four tools 20 are lowered, the tapered portion 20a of the tool 20 is removed from the tapered hole 12b of the main shaft 12, and at the same time the wedge-shaped member 10 is removed from the hole 36a of the positioning piece 36 of the tool positioning mechanism 9. The positioning piece moves forward due to the pressing force of the spring 39, and the keyway 21 of the flange portion 21 of the tool 20 detached from the main shaft 12.
its tip 36b engages a to prevent free rotation of the tool. At the same time, the lower end 8b of the positioning rod 8 is pressed downward by the spring 27, and a portion thereof is lightly engaged with the positioning hole 6b. This allows the positioning rod 8 to apply a light braking force to the rotary plate 6. On the other hand, the knock pin drive mechanism 31
Air is supplied to the cylinder 32 from the pipe 37 as shown by the arrow D, the piston 33 rises against the pressing force of the spring 34, the knock pin 35 engages with the rotational drive knock hole 6a, and the rotation arm 7 and Rotating plate 6
become one. In this state, if air is continued to be supplied from the pipe 29 of the cylinder 25 of the reciprocating compound mechanism 5 as shown by arrow C, the piston 26
In this case, since the piston 25 is elliptical and cannot rotate relative to the cylinder 25, the pin of the driving rod 4 moves along the threaded groove 26b. 4
b will slide, and as a result, the drive rod 4
is clockwise as shown in Figure 6, as indicated by arrow E.
Rotate 90 degrees. As a result, the tool 20 is a drill 20
As A moves to a rotational position advanced by 90 degrees, the next drill 20B reaches directly below the main shaft 12, and at this position, the tip 8b of the positioning rod 8 engages with the next positioning hole 6b.

このように回転板6が矢印Eの如く90度回転す
ると、ノツクピン駆動機構31のパイプ37から
エアが排気されれ、ばね34の復元力によつてピ
ストン33が下降し、ノツクピン35が回転駆動
用ノツク穴6aから離脱する。次いで矢印Aの如
くパイプ28からエアがシリンダ25の空間25
cに供給されると駆動ロツド4は上昇することな
く、そのままの位置に停止し、ピストン26のみ
が上昇するので、ねじ溝26bとピン4bとの協
働作用によつて駆動ロツド4は矢印Fの如く、第
6図に仮想線で示す位置から実線で示す位置に戻
ることになり、ノツクピン35は次の回転駆動用
ノツク穴6aの真下に位置する。
When the rotating plate 6 rotates 90 degrees as shown by the arrow E, air is exhausted from the pipe 37 of the knock pin drive mechanism 31, the piston 33 descends due to the restoring force of the spring 34, and the knock pin 35 is rotated. It separates from the notch hole 6a. Next, as shown by arrow A, air flows from the pipe 28 into the space 25 of the cylinder 25.
C, the drive rod 4 does not rise and stops at the same position, and only the piston 26 rises, so the drive rod 4 moves in the direction of the arrow F due to the cooperation between the thread groove 26b and the pin 4b. As shown in FIG. 6, the position shown by the imaginary line returns to the position shown by the solid line, and the dowel pin 35 is located directly below the next rotary drive dowel hole 6a.

そして更に矢印Aの如くパイプ28からエアが
供給されると、それ以上ピストン26は単独では
上昇し得なくなり、ピン4bを介して駆動ロツド
4を引き上げ、第2図に示す上死点に到達して停
止する。この場合において、駆動ロツド4は矢印
Gの如く、回転することなしに上昇し、回転板6
もこれを同時に上昇するが、この場合において、
工具位置決め機構9の位置決め駒36はばね39
の復元力により第3図に示すように前進して工具
20のフランジ部21のキー溝21aに係合して
いるので、工具20の回転方向の位置決めがなさ
れた状態で上昇し、その上昇量がある程度に達す
るとくさび状部材10の斜面10cが位置決め駒
36に対して相対的に下降して、該位置決め駒3
6を第2図に示すように、矢印Bの如く後退させ
る。この結果工具20のフランジ部21のキー溝
21aは支障なく主軸12のキー12cに係合し
得、例えばドリル20Bがそのテーパ部20aに
つて主軸12のテーパ穴12bに対して取り付け
られる。この場合において位置決め棒8の下端部
8bは、第2図に示すように、再び回転板6の位
置決め穴6bに完全に係合し、該回転板の回転を
拘束する。このようにしてモータ13が回転して
主軸12が下降すると、ドリル20Bによつてワ
ークに第2段階の穴あけ加工が行われる。
Then, when air is further supplied from the pipe 28 as shown by arrow A, the piston 26 can no longer rise by itself, and pulls up the drive rod 4 via the pin 4b, reaching the top dead center shown in FIG. and stop. In this case, the drive rod 4 rises without rotating as shown by arrow G, and the rotating plate 6
also rises at the same time, but in this case,
The positioning piece 36 of the tool positioning mechanism 9 is a spring 39
As shown in FIG. 3, the restoring force causes the tool 20 to move forward and engage the keyway 21a of the flange portion 21 of the tool 20, so that the tool 20 rises while being positioned in the rotational direction, and the amount of rise increases. reaches a certain level, the slope 10c of the wedge-shaped member 10 descends relative to the positioning piece 36, and the positioning piece 3
6 is moved backward in the direction of arrow B, as shown in FIG. As a result, the keyway 21a of the flange portion 21 of the tool 20 can be engaged with the key 12c of the main shaft 12 without any problem, and, for example, the drill 20B is attached to the tapered hole 12b of the main shaft 12 with its tapered portion 20a. In this case, the lower end 8b of the positioning rod 8, as shown in FIG. 2, completely engages with the positioning hole 6b of the rotary plate 6 again, thereby restraining the rotation of the rotary plate. When the motor 13 rotates and the main shaft 12 descends in this manner, the drill 20B performs a second-stage drilling process on the workpiece.

以下同様にして、主軸12の上下動及び往復回
転複合機構5の作用による駆動ロツド4の上下動
並びにノツクピン駆動機構31の作動及び工具位
置決め機構9のくさび状部材10の作用によつて
順次工具20が自動的に交換され、リーマ20C
及びリーマ20Dが次々と主軸12に取り付けら
れて、夫々の加工が円滑に行われる。このように
して、例えば4本の工具20によつて4通りの加
工が完了すると、単軸工作機械11は停止し、作
業者はワークをテーブル41上から取り外し、次
の未加工のワークを取り付け、以下同様の加工が
行われ、各工具20が自動的に交換されるもので
ある。
Thereafter, in the same manner, the tool 20 is sequentially moved by the vertical movement of the main shaft 12, the vertical movement of the drive rod 4 by the action of the reciprocating rotation compound mechanism 5, the action of the knock pin drive mechanism 31, and the action of the wedge-shaped member 10 of the tool positioning mechanism 9. is automatically replaced and reamer 20C
The reamers 20D and 20D are successively attached to the main shaft 12, and each processing is performed smoothly. In this way, when four types of machining are completed using, for example, four tools 20, the single-axis machine tool 11 stops, the operator removes the workpiece from the table 41, and attaches the next unprocessed workpiece. , the same processing is performed thereafter, and each tool 20 is automatically replaced.

なお上記実施においては、工具20は4本とし
て説明したが、これは4本に限定されないことは
言うまでもない。
In the above embodiment, the number of tools 20 is described as four, but it goes without saying that this is not limited to four.

効 果 本発明は、上記のように構成され、作用するも
のであるから、単軸直立ボール盤等の単軸工作機
械の主軸駆動用クイルに固定されたブラケツトに
対して複数の工具を着脱し得るようにした回転板
が上下動及び一方向に間欠回転するようにして特
定の工具による加工が終了すると、該工具が主軸
から外されて次の工具が主軸に装着される如き工
具交換工程が自動的に行われるようにした構造が
簡易で小型であり、かつ安価な自動工具交換装置
を提供することができる効果が得られる。また主
軸に対する工具の芯合せ及び主軸と工具間のキー
溝とキーの位置決めが正確に行われるので、簡易
な構造でありながら非常に高精度かつ高能率の工
具自動工具交換作用が行われる効果がある。
Effects Since the present invention is configured and operates as described above, a plurality of tools can be attached to and detached from a bracket fixed to a main spindle drive quill of a single-axis machine tool such as a single-axis upright drilling machine. The rotating plate moves up and down and rotates intermittently in one direction, so that when machining with a specific tool is completed, the tool is automatically removed from the spindle and the next tool is attached to the spindle. The advantage is that an automatic tool changer can be provided that is simple, compact, and inexpensive. In addition, since the centering of the tool with respect to the spindle and the positioning of the keyway and key between the spindle and the tool are performed accurately, it is possible to perform automatic tool changing with extremely high precision and efficiency despite the simple structure. be.

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

図面は本発明の実施例に係り、第1図は自動工
具交換装置を装着した単軸工作機械の側面図、第
2図は工具の取り付け状態における自動工具交換
装置の(第5図の−矢視)要部縦断面図、第
3図は工具交換状態を示す自動工具交換装置の要
部縦断面図、第4図は第3図の−矢視横断面
図、第5図は回転板及び工具位置決め機構並びに
工具のフランジ部との相互関係を示す平面図、第
6図は工具のフランジ部と回転アームと回転板と
の相互関係を示す概略平面図、第7図は主軸定位
置停止機構の要部縦断面図、第8図は主軸定位置
停止機構の同様な縦断面図、第9図は主軸定位置
停止機構と工具のフランジ部との相互関係を示す
概略平面図である。 1は自動工具交換装置、2は主軸定位置停止機
構、3はブラケツト、4は駆動ロツド、4dは下
端、5は往復回転複合機構、6は回転板、6aは
回転駆動用ノツク穴、6bは位置決め穴、7は回
転アーム、8は位置決め棒、8bは下端部、8a
は基端部、9は工具位置決め機構、10はくさび
状部材、11は単軸工作機械、12は主軸、20
は工具、21はフランジ部、21aはキー溝、3
1はノツクピン駆動機構、36は位置決め駒であ
る。
The drawings relate to embodiments of the present invention, and FIG. 1 is a side view of a single-axis machine tool equipped with an automatic tool changer, and FIG. Fig. 3 is a longitudinal cross-sectional view of the main parts of the automatic tool changer showing the tool changing state, Fig. 4 is a cross-sectional view taken in the - arrow direction of Fig. A plan view showing the mutual relationship between the tool positioning mechanism and the flange of the tool, FIG. 6 is a schematic plan view showing the mutual relationship between the tool flange, the rotary arm, and the rotary plate, and FIG. 7 is the main spindle fixed position stop mechanism. 8 is a similar vertical sectional view of the main spindle fixed position stopping mechanism, and FIG. 9 is a schematic plan view showing the mutual relationship between the main spindle fixed position stopping mechanism and the flange portion of the tool. 1 is an automatic tool changer, 2 is a main shaft fixed position stop mechanism, 3 is a bracket, 4 is a drive rod, 4d is a lower end, 5 is a reciprocating rotation compound mechanism, 6 is a rotary plate, 6a is a notch hole for rotational drive, 6b is a Positioning hole, 7 is rotating arm, 8 is positioning rod, 8b is lower end, 8a
9 is a base end, 9 is a tool positioning mechanism, 10 is a wedge-shaped member, 11 is a single-axis machine tool, 12 is a main spindle, 20
2 is a tool, 21 is a flange portion, 21a is a keyway, 3
1 is a knock pin drive mechanism, and 36 is a positioning piece.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 単軸工作機械の主軸上部に取り付けられた主
軸固定位置停止機構と、前記単軸工作機械の主軸
上下動用クイルに固定されたブラケツトと、該ブ
ラケツトを貫通して上下動及び回転運動可能な駆
動ロツドと、該駆動ロツドに上下動及び往復回転
運動を与える往復回転複合機構と、前記駆動ロツ
ドに回動自在に取り付けられ複数の工具が着脱自
在に構成され該工具の数及びその取付位置に対応
した複数の回転駆動用ノツク穴及び複数の位置決
め穴が形成された回転板と、前記駆動ロツドの下
端に固着され前記回転駆動用ノツク穴に係脱する
ノツクピン駆動機構を有し該駆動ロツドと共に往
復回転して前記回転板を一方向に回転させるよう
にした回転アームと、基端部が前記ブラケツトに
固着され下端部がばねにより下方に押圧付勢され
て該基端部に対して摺動自在に構成され該下端部
が前記位置決め穴に係脱するようにした位置決め
棒と、前記工具のフランジ部に形成されたキー溝
に対して水平方向に往復動して係脱し得る工具位
置決め駒を有する工具位置決め機構と、該工具位
置決め駒を前記回転板の上昇時に該工具のキー溝
から離脱させるように前記ブラケツトに固着され
たくさび状部材とを備えたことを特徴とする自動
工具交換装置。
1. A spindle fixed position stop mechanism attached to the upper part of the spindle of a single-spindle machine tool, a bracket fixed to the quill for vertical movement of the spindle of the single-spindle machine tool, and a drive penetrating the bracket and capable of vertical and rotational movement. A rod, a reciprocating rotation compound mechanism that gives vertical movement and reciprocating rotational motion to the driving rod, and a plurality of tools that are rotatably attached to the driving rod and can be attached and detached to correspond to the number of tools and their mounting positions. A rotary plate having a plurality of rotational drive notch holes and a plurality of positioning holes formed therein, and a knock pin drive mechanism that is fixed to the lower end of the drive rod and engages and disengages from the rotational drive notch hole, and reciprocates with the drive rod. A rotary arm that rotates to rotate the rotary plate in one direction, a base end fixed to the bracket, a lower end pressed downward by a spring, and slidable relative to the base end. and a tool positioning piece that can reciprocate horizontally to engage and disengage from a keyway formed in the flange of the tool. An automatic tool changer comprising: a tool positioning mechanism; and a wedge-shaped member fixed to the bracket so as to separate the tool positioning piece from the keyway of the tool when the rotary plate is raised.
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