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KR970008474B1 - Automatic tool changer of machine tool - Google Patents

Automatic tool changer of machine tool Download PDF

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Publication number
KR970008474B1
KR970008474B1 KR1019890008237A KR890008237A KR970008474B1 KR 970008474 B1 KR970008474 B1 KR 970008474B1 KR 1019890008237 A KR1019890008237 A KR 1019890008237A KR 890008237 A KR890008237 A KR 890008237A KR 970008474 B1 KR970008474 B1 KR 970008474B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tool
cam
spindle head
cam follower
grip arm
Prior art date
Application number
KR1019890008237A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR900000157A (en
Inventor
나리히꼬 가네
Original Assignee
부라더 고교 가부시기가이샤
야스이 요시히로
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 부라더 고교 가부시기가이샤, 야스이 요시히로 filed Critical 부라더 고교 가부시기가이샤
Publication of KR900000157A publication Critical patent/KR900000157A/en
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Abstract

내용없음.None.

Description

공장기계의 자동공구교환장치Automatic tool changer of factory machine

제1도는 본원 발명의 자동공구교환장치의 최선실시예에 관한 주요구성부분의 개략구성을 나타내는 종단면도.1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a main component part according to the best embodiment of the automatic tool changer according to the present invention.

제2도는 공구매거진의 주요부분을 나타내는 종단면도.2 is a longitudinal sectional view showing a main part of a tool magazine.

제3도는 제 2 도에 나타낸 공구매거진의 화살표 A에서 본 도면.3 is a view from arrow A of the tool magazine shown in FIG.

제4도는 제 2 도에 나타낸 공구매거진의 화살표 B에서 본 도면.4 is a view from arrow B of the tool magazine shown in FIG.

제5도는 본 실시예에 의한 자동공구교환장치의 요부를 개략적으로 나타내는 분해상태사시도.5 is an exploded perspective view schematically showing the main part of the automatic tool changer according to the present embodiment.

제6도는 본 실시예에 사용하는 공구매거진 인덱스기구의 일실시예를 나타내는 제 1 도의 화살표 C에서 본 도면.6 is a view seen from arrow C of FIG. 1 showing an embodiment of a tool magazine index mechanism used in this embodiment.

제7도는 공구매거진측에서 본 주축헤드를 나타내는 제 1 도의 화살표 D에서 본 도면.FIG. 7 is a view from arrow D of FIG. 1 showing the spindle head as seen from the tool magazine side.

제8도는 제 7 도에 나타낸 주축헤드의 화살표 E에서 본 도면.FIG. 8 is a view seen from arrow E of the spindle head shown in FIG. 7. FIG.

제9도 (a) - (j)는 고정위치에 배치한 공구매거진과 Z 방향으로 승강하는 주축헤드와 이 공구매거진에 회전인덱스할 수 있도록 설치된 그립암의 각각의 시간경과에 따른 동작을 나타내는 개략설명도.9 (a)-(j) are schematic diagrams showing the motions of the tool magazine disposed at the fixed position, the spindle head lifting in the Z-direction, and the grip arms provided to rotate index the tool magazine. Explanatory diagram.

제10도는 제 9 도 (b) - (j)에 나타낸 주축헤드의 이동에 대응하는 각 부재의 동작을 시간경과에 따라 나타내는 타임챠트도.FIG. 10 is a time chart diagram showing the operation of each member corresponding to the movement of the spindle head shown in FIGS. 9 (b)-(j) over time. FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

12 : 프레임18 : 너트12 Frame 18 Nut

20 : 볼나사22 : 서보모터20: Ball screw 22: Servo motor

24 : 주축헤드40 : 주축24: spindle head 40: spindle

42 : 공구지지부48 : 공구홀더42: tool support 48: tool holder

64 : 매거진베이스66 : 공구매거진64: magazine base 66: tool magazine

82 : 홀더파지수단(그립암)82 : 2분기부82: holder holding means (grip arm) 82: 2 branch portion

84 : 피보팅축86 : 가동캠체84: pivoting shaft 86: movable cam body

86a : 가동캠면87 : 고정캠체86a: movable cam surface 87: fixed cam body

87a : 고정캠면94 : 제 1의 캠폴로어87a: fixed cam surface 94: first cam follower

96 : 제 2의 캠폴로어97 : 레일판96: second cam follower 97: rail plate

98 : 지지핀98: support pin

본원 발명은 공작기계의 자동공구교환장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 프레임에 대해 주축헤드를 왕복이동할 수 있도록 배설하고, 공구홀더를 파지(把持)할 수 있는 그립암(grip arm)을 복수 구비한 공구매거진을 회전시키는 동시에, 상기 주축헤드의 왕복이동에 의해 상기 주축헤드와 공구매거진 사이에서 공구홀더의 주고받음을 자동적으로 행하는 공작기계의 자동공구교환장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic tool changer for a machine tool, and more particularly, a plurality of grip arms which are arranged to reciprocate a spindle head with respect to a frame, and which can hold a tool holder. An automatic tool changer for a machine tool which rotates a tool magazine and automatically transmits and receives a tool holder between the spindle head and the tool magazine by reciprocating the spindle head.

공작물에 대하여 나사절삭, 구멍뚫기, 스폿페이싱가공등 여러가지의 가공을 단일장치로 복합적으로 행할 수 있도록 구성한 머시닝센터(MC)로 대표되는 다기능 공작기계에서는 탭이나 드릴등의 공구를 미리 소정의 수납장소에 다수 격납해 두고, 소망하는 공구를 적시에 선택하여, 이것을 사용이 종료된 공구와 자동적으로 교환하는 자동공구교환장치(ATC)가 일반적으로 배설되어 있다. 이 자동공구교환장치로서는 여러가지 형식의 것이 제안되어 있으나, 주축헤드를 수직방향(이하 "Z축 방향"이라 함)으로 이동시켜, 프레임에 대해 고정적으로 배설한 공구매거진과의 사이에서, 캠기구를 이용하여 공구교환을 행하도록 한 기구가 실용화되고 있다.Multifunctional machine tools represented by machining centers (MCs), which are designed to perform a variety of machining operations such as thread cutting, hole drilling, spot facing processing, etc. on a workpiece in a single device, require tools such as taps and drills to be previously stored in a predetermined storage location. In general, an automatic tool changer (ATC) for storing a large number of tools in a timely manner, selecting a desired tool in a timely manner, and automatically replacing the tool with the used tool is usually disposed. Various types of automatic tool changers have been proposed, but the cam mechanism is moved between the tool magazine which is fixed to the frame by moving the spindle head in the vertical direction (hereinafter referred to as "Z-axis direction"). A mechanism for performing tool change by using the tool has been put into practical use.

에를들면, 출원인들의 선출원에 관한 일본국 쇼와 62(1987)년 특허출원 제102345호에 의해 제안된 공작기계는 외주에 대략 V형 홈부가 각설(刻說)된 공구홀더를 협지 및 해제가능한 협지해제기구를 가진 주축을 회전할 수 있도록 지지하고, 왕복구동기구에 의해 프레임에 대하여 상기 주축의 축선방향으로 공구교환영역 및 공작물가공영역에 걸쳐서 왕복이동되는 주축헤드와, 상기 프레임에 고정되고, 상기 공구홀더를 상기 대략 V형 홈부에 있어서 파지가능한 2분기부(分岐部)가 자유단에 형성된 그립암을 요동할 수 있도록 또한 회전인덱스 가능하게 설치한 공구매거진을 구비하고, 공구를 자동교환할 수 있는 공작기계에 있어서, 상기 그립암에 피보팅부 근처의 반자유단(反自由端)에 제 1의 캠폴로어가 배설되고, 상기 주축헤드의 왕복이동에 의거하여 이 캠폴로어와 접촉하여 상기 2분기부를 상기 공구홀더의 대략 V형 홈부를 따라서 안내하는 캠면을 형성한 제1의 캠체가 상기 주축헤드의 공구매거진에 대향하는 측면에 배설된 것이다.For example, a machine tool proposed by Showa 62 (1987) Patent Application No. 102345 of the Applicant's earlier application can be clamped and released with a tool holder with a V-shaped groove on the outer periphery. A spindle head rotatably supported by the reciprocating drive mechanism, the spindle head being reciprocated in the axial direction of the spindle axis with respect to the frame by means of a reciprocating drive mechanism, and fixed to the frame; The tool holder is provided with a tool magazine which is rotatably indexable so that the grip arm formed at the free end has a two-part gripper that can be gripped in the substantially V-shaped groove, and the tool can be changed automatically. In a machine tool, a first cam follower is disposed at a semi-free end near the pivoting portion on the grip arm, and is based on the reciprocating movement of the spindle head. A first cam body having a cam surface in contact with the cam follower and guiding the two branch portions along the approximately V-shaped groove portion of the tool holder is disposed on a side opposite to the tool magazine of the spindle head.

또, 상기 공작기계는 상기 그립암의 반자유단에 제 2의 캠폴로어가 배설되며, 상기 주축헤드의 왕복이동에 의거하여 이 캠폴로어와 접촉되어서 상기 그립암의 2분기부를 상기 주축헤드를 향해서 요동하는 캠면을 형성한 제 2의 캠체가 상기 주축헤드의 공구매거진에 대향하는 측면에 고정적으로 배설되는 경우가 있다.Further, the machine tool has a second cam follower disposed at the semi-free end of the grip arm, and contacts the cam follower based on the reciprocating movement of the spindle head so that the second branch of the grip arm faces the spindle head. The 2nd cam body which formed the cam surface to oscillate is fixedly arrange | positioned at the side surface which opposes the tool magazine of the said spindle head.

그러나, 주축헤드를 Z축 방향으로 이동시켜, 프레임에 대해 고정위치에 배설된 공구매거진에 요동할 수 있도록 지지된 그립암을 상기 주축헤드의 측면에 배설된 제1의 캠체로 운동시키는 경우에는, 그립암의 피보팅부 근처에 배설된 제1의 캠폴로어로 그립암을 운동시키므로, 그립암의 자유단부에 있어서의 2분기부의 공구지지부분과 공구홀더에 주설(周設)한 V형 홈부와의 파지위치에 있어서의 오차는 제1의 캠체와 캠폴로어의 접촉시에 있어서의 오차 또는 그립암이나 캠체 및 피보팅부의 가공오차의 수배가 되어 발생한다.However, in the case of moving the spindle head in the Z-axis direction to move the grip arm supported so as to swing in the tool magazine disposed at a fixed position with respect to the frame by the first cam body disposed on the side of the spindle head, Since the grip arm is moved by the first cam follower disposed near the pivoting portion of the grip arm, the tool support portion of the second branch at the free end of the grip arm and the V-shaped groove portion cast in the tool holder are placed. An error in the gripping position occurs due to an error in the contact between the first cam body and the cam follower, or a multiple of the machining error of the grip arm, the cam body, and the pivoted portion.

더우기, 그립암의 2분기부를 상기 주축헤드를 향해서 요동하기 위한 제2의 캠체를 구비하고 있는 경우, 그립암을 운동시키는 캠체는 2개가 되므로, 양 캠체의 가공정밀도 및 그립암의 피보팅부의 가공정밀도를 매우 높이지 않으면 안되며, 또 이상동작시에 그립암의 피보팅부에 과대한 힘이 가해지는 경우가 발생하고, 나아가서는 제조원가가 올라가든가 자동공구교환장치의 고장등의 원인이 된다.Furthermore, when the second cam body for swinging the second branch of the grip arm toward the spindle head is provided with two cam bodies for moving the grip arms, the machining precision of both cam bodies and the machining precision of the pivoting portions of the grip arms In this case, excessive force is applied to the pivoting part of the grip arm during abnormal operation, which leads to an increase in manufacturing cost or failure of the automatic tool changer.

현재의 다품종 소량생산에 대응하기 위해, 빈번한 공구교환을 필요로 하며, 수초단위로 가공시간의 단축을 필요로 하고 있는 시세(時勢)에 있어서, 공구교환을 안정적으로 행할 수 있도록 하는 것은 대단히 중요한 것이다.In order to cope with the current small quantity production of a large variety of products, it is very important to enable stable tool change in the market which requires frequent tool change and shortening of machining time by several seconds. .

본원 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 그 목적은 공구를 주축으로부터 뽑아내어 공구매거진에 주고받을 때, 그립암의 자유단부에 있어서의 2분기부의 공구지지부분과 공구홀더에 주설한 환상홈과의 파지위치에 있어서의 정밀도를 용이하게 낼 수 있는 자동공구교환장치를 제공하는데 있다. 또, 본원 발명의 다른 목적은 그립암의 피보팅부에 과대한 힘이 가해지지 않고 안정되게 공구교환을 행할 수 있는 자동공구교환장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is an annular groove formed in the tool support portion and the tool holder of the two-branch portion at the free end of the grip arm when the tool is pulled out from the main shaft and sent to the tool magazine. It is an object of the present invention to provide an automatic tool changer that can easily achieve a precision at a grip position of a. Further, another object of the present invention is to provide an automatic tool changer that can perform tool change stably without excessive force being applied to the pivoting portion of the grip arm.

상기 목적을 달성하기 위해 본원 발명의 자동공구교환장치는 상기 그립암의 상기 2분기부의 근방에 제1의 캠폴로어가 배설되는 동시에, 상기 주축헤드의 왕동(往動)에 의거하여 이 캠폴로어와 접촉하여 상기 그립암에 요동운동을 부여하고, 주축에 장착된 공구홀더를 인발하기 위한 캠면을 형성한 고정캠체가 상기 주축헤드의 공구매거진에 상대하는 측면으로부터 주측의 공구홀더장착부의 주변단면(端面)에 걸쳐 고정설치된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the automatic tool changer of the present invention has a first cam follower disposed near the two branch portions of the grip arm, and at the same time based on the movement of the spindle head. A peripheral surface of the tool holder mounting portion on the main side from a side facing the tool magazine of the spindle head, the fixed cam body having a cam surface for applying a swinging motion to the grip arm and drawing out a tool holder mounted on the main shaft. It is characterized in that the fixed installation over).

또한, 본원 발명의 다른 목적을 달성하는 자동공구교환장치는 상기 주축헤드의 상기 공구매거진에 대향하는 측면에 탄력적으로 부동(浮動) 가능하고, 또한 상기 2분기보다 폭이 좁은 가동캠체가 설치되고, 상기 제1의 캠폴로어와 요동중심을 사이에 두고 반대측의 상기 그립암위에 상기 가동캠체의 캠면에 접촉가능한 제2의 캠폴로어가 설치된 것을 특징으로 한다.In addition, the automatic tool changer which achieves another object of the present invention is provided with a movable cam body which is elastically floating on a side opposite to the tool magazine of the spindle head and is narrower than the second branch. A second cam follower capable of contacting the cam surface of the movable cam body is provided on the grip arm on the opposite side with the first cam follower and the swinging center interposed therebetween.

다음에, 본원 발명의 자동공구교환장치의 실시예를 제1도 내지 제1도에 따라 설명한다.Next, an embodiment of the automatic tool changer according to the present invention will be described with reference to FIGS.

(주축헤드 및 공구매거진에 대하여)(About spindle head and tool magazine)

제1도에 도시한 자동공구교환장치를 구비한 공작기계는 수직의 콜럼(10)에 고정설치한 프레임(12)에 배설되어 Z축 방향으로 왕복이동가능한 주축헤드(24)와, 상기 프레임(12)에 매거진지지대(58)를 통해서 배설되고, 회전인덱스 가능한 공구매거진(66)을 기본적으로 구비하고 있다. 즉, 상기 프레임(12)에 가이드레일(14)이 수직으로 배설되고, 상하의 관계로 배설한 한쌍의 슬라이딩톱(16),(16)을 통해서 주축헤드(24)가 상기 가이드레일(14)을 따라서 Z축 방향으로 승강할 수 있도록 장착되어 있다. 이 주축헤드(24)에는 적절한 위치에 너트(18)가 고정되고, 상기 가이드레일(14)을 따라서 평행으로 지지된 회전할수 있는 볼나사(20)가 상기 너트(18)에 삽통되어 있다. 그리고, 이 볼나사(20)를 프레임(12)의 뒤쪽에 배치한 서보모터(22)에 의해 정역향방향으로 회전구동함으로써, 상기 주축헤드(24)에는 너트(18) 및 볼나사(20)의 나합(螺合)작용하에 가이드레일(14)을 따라서 Z축 방향으로 승강하는 운동이 부여된다.The machine tool equipped with the automatic tool changer shown in FIG. 1 is arranged in a frame 12 fixed to a vertical column 10, and includes a main head 24 for reciprocating in the Z-axis direction, and the frame ( The tool magazine 66 which is arrange | positioned through the magazine support 58 at 12) and which can be indexed rotationally is provided basically. That is, the guide rail 14 is vertically disposed on the frame 12, and the main shaft head 24 opens the guide rail 14 through a pair of sliding saws 16 and 16 disposed in a vertical relationship. Therefore, it is mounted so that it can go up and down in the Z-axis direction. The nut 18 is fixed to the spindle head 24 at an appropriate position, and a rotatable ball screw 20 supported in parallel along the guide rail 14 is inserted into the nut 18. Then, the ball screw 20 is rotationally driven in the forward direction by the servomotor 22 disposed behind the frame 12, so that the spindle head 24 has a nut 18 and a ball screw 20. Movement along the guide rail 14 to move up and down in the Z-axis direction is given under the action of screwing.

주축헤드(24)의 내부에는 하단부에 공구지지부(42)를 구비한 주축(40)이 회전할 수 있도록 수직으로 배설되며, 이 주축(40)은 프레임(12)의 위쪽에 설치한 공구구동용모터(36)에 컵링(38)을 통해서 연결되어, 이 모터(36)에 의해 회전구동되도록 되어 있다. 주축(40)의 상기 공구지지부(42)는 선단에 공구(50)를 장착한 공구홀더(48)에 있어서의 아버(52)를 끼울 수 있게 되어 있으며, 이 공구홀더(48)를 공구지지부(42)에 끼우면 이 홀더(48)에 설치된, 풀스터드(54)가 주축(40)안에 설치한 홀더협지부재(44)에 의해 협지(클램프)된다. 또, 이 홀더협지부재(44)를 주축(40)의 중심관통공안에 동축적으로 삽통배치한 드로바(46)에 의해 누르면, 이 홀더협지부재(44)에 의한 상기 풀스터드(54)의 협지가 해제(언클램프)되어 공구홀더(48)를 떼어낼 수 있게 된다.Inside the spindle head 24 is vertically disposed so that the spindle 40 with the tool support 42 at the lower end can rotate, the spindle 40 for the drive of the tool installed above the frame 12 It is connected to the motor 36 via the cup ring 38, and is rotated by this motor 36. As shown in FIG. The tool support part 42 of the main shaft 40 is able to fit the arbor 52 in the tool holder 48 with the tool 50 mounted at the tip, and the tool holder 48 is connected to the tool support part ( 42, the pull stud 54 provided in this holder 48 is clamped (clamped) by the holder holding member 44 provided in the main shaft 40. As shown in FIG. In addition, the holder clamping member 44 is pressed by the draw bar 46 which is coaxially inserted into the center through hole of the main shaft 40, so that the pull stud 54 of the holder clamping member 44 is pressed. The pinch is released (unclamped) so that the tool holder 48 can be removed.

(공구홀더의 협지·협지해제기구에 대하여)(Agreement and Release of Organization of Tool Holders)

상기 공구지지부(42)에 끼워진 공구홀더(48)를 클램프하고, 또 이 클램프를 해제하기 위해서 크랭크레버 및 이것에 요동운동을 부여하는 캠기구가 설치되어 있다. 즉 주축헤드(24)의 적절한 위치에 지지축(32)을 통해서 대략 L자형의 크랭크레버(30)가 요동할 수 있도록 지지되며, 이 레버(30)에 있어서의 한쪽의 짧은 레버(30a)의 선단부가 상기 드로바(46)에 직교적으로 돌출설치한 핀(56)과 결합할 수 있도록 되어 있다. 또, 크랭크레버(30)의 다른쪽의 긴레버(30b)에 아래쪽에서 위쪽을 향하여 기울어진 경사면이 형성된 도시형상의 판캠(28)이 고정되며, 이 판캠(28)은 그 이동궤적에 위치하도록 상기 서보모터(22)에 배설한 캠폴로어(26)와 결합이탈할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 상기 긴레버(30b)와 주축헤드(24)사이에 인장코일스프링(34)이 탄력적으로 장착되고, 크랭크레버(30)를 평상시에는 시계방향으로 힘을 가하여, 짧은레버(30a)에 의한 상기 핀(56)의 누름을 해제하고 있다.In order to clamp the tool holder 48 fitted to the tool support portion 42, and to release the clamp, a crank lever and a cam mechanism for imparting a rocking motion thereto are provided. In other words, the L-shaped crank lever 30 is supported so as to be able to swing through the support shaft 32 at an appropriate position of the main shaft head 24. The distal end portion can engage with the pin 56 protruding orthogonal to the draw bar 46. In addition, an urban plate cam 28 having an inclined surface inclined downward from the top thereof is fixed to the other long lever 30b of the crank lever 30 so that the plate cam 28 is located on the movement trajectory. The cam follower 26 disposed on the servomotor 22 can be disengaged from the cam follower 26. In addition, the tension coil spring 34 is elastically mounted between the long lever 30b and the spindle head 24, and the crank lever 30 is normally applied in a clockwise direction, and thus the short lever 30a is used. The pin 56 is released.

그리고, 상기 서보모터(22)의 구동에 의해 주축헤드(24)가 상승하면, 그 상승과정에 있어서 크랭크레버(30)에 설치한 판캠(28)이 고정위치에 배치한 상기 캠폴로어(26)와 결합하여, 이 크랭크레버(30)에 지지축(32)을 중심으로 하는 반시계방향의 이동을 부여한다. 이로 인해, 짧은 레버(30a)가 상기 핀(56)을 아래쪽으로 누르고, 드로바(46)을 통해서 홀더협지부재(44)에 힘을 가하여 공구홀더(48)의 풀스터드(54)에 대한 클램프를 해제한다.Then, when the spindle head 24 is raised by the driving of the servomotor 22, the cam follower 26 in which the plate cam 28 installed on the crank lever 30 is disposed at a fixed position in the raising process. ), And gives the crank lever 30 a counterclockwise movement about the support shaft 32. Due to this, the short lever 30a pushes the pin 56 downward and exerts a force on the holder clamping member 44 through the drawbar 46 to clamp the pull stud 54 of the tool holder 48. Release it.

(공구매거진의 회전인덱스기구에 대하여)(About the rotating index mechanism of the tool magazine)

프레임(12)에 고정설치된 매거진지지대(58)에는 제1도에 도시한 바와 같이 주축헤드(24)의 공구교환영역과 인접해서 좌하측으로 경사져 지향하는 지지축(60)이 배설되고, 이 지지축(60)에 콜러부착원통형의 매거진베이스(64)가 베어링(62)을 통해서 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 이 매거진베이스(64)에는 후술하는 홀더파지수단으로서 기능하는 그립암(82)이 방사형으로 소요의 중심각으로 복수개(도시예에서는 10개) 요동할 수 있도록 배설되어 있다. 이 매거진베이스(64)에는 상기 지지축(60)을 중심으로 하는 인덱스원판(80)의 일측면에 롤러형상의 캠폴로어(78)가 그립암(82)의 배설위치에 대응시켜서 복수개(실시예에서는 10개) 설치되어 있다.In the magazine support 58 fixed to the frame 12, as shown in FIG. 1, a support shaft 60 is inclined to the lower left side and is disposed adjacent to the tool change region of the spindle head 24. A cylindrical magazine base 64 with a collider is supported by 60 so that it can rotate through the bearing 62. As shown in FIG. The magazine base 64 is arranged so that a plurality of grip arms 82 which function as holder holding means described later can be radially swinged in plural (ten in the illustrated example) at the required center angle. In the magazine base 64, a roller-shaped cam follower 78 is provided on one side of the index disc 80 centering on the support shaft 60 so as to correspond to the position where the grip arm 82 is disposed. In the example, 10) are installed.

제1도 및 제1도의 C 화살표에서 본 도면인 제6도에 나타낸 바와 같이, 상기 매거진지지대(58)에 수직 배치한 케이싱(67)의 상부에 인덱스용 모터(68)가 도립(倒立)배치되고, 이 모터(68)의 회전축(69)에 구동축(70)이 컵링(71)을 통해서 접속되어 있다. 이 구동축(70)의 하단부에는 베벨기어(72)가 고정되고, 이 베벨기어(72)는 베어링(73),(73)을 통해서 수평으로 지지된 회전축(75)에 설치한 베벨기어(74)와 맞물려서, 이 회전축(75)에 소요방향의 회전을 부여할 수 있도록 되어 있다. 상기 회전축(75)에는 외주면에 직선과 나사형상을 연속시킨 소요의 곡선을 그리는 캠홈(76a)이 형성된 배럴캠(76)이 배설되고, 이 캠홈(76a)에 상기 인덱스원판(80)에 방사배치된 각 캠폴로어(8)가 차례로 끼워지게 되어 있다. 그리고, 이 배럴캠(76)의 회전에 의해 인덱스원판(80)에 간헐적으로 인덱스회전이 부여된다.As shown in FIG. 6 which is the figure seen from the arrow C of FIG. 1 and FIG. 1, the indexing motor 68 is inverted in the upper part of the casing 67 arrange | positioned perpendicularly to the said magazine support 58. FIG. The drive shaft 70 is connected to the rotary shaft 69 of the motor 68 via the cup ring 71. Bevel gears 72 are fixed to the lower end of the drive shaft 70, and the bevel gears 72 are bevel gears 74 provided on the rotating shaft 75 horizontally supported through the bearings 73 and 73. In conjunction with, the rotational shaft 75 can be given rotation in the required direction. A barrel cam 76 having a cam groove 76a is formed on the rotary shaft 75, and a cam groove 76a is formed on the outer circumferential surface of the curved line. The radial groove is disposed on the index disc 80 in the cam groove 76a. Each cam follower 8 is fitted in order. The index cam is intermittently applied to the index disc 80 by the rotation of the barrel cam 76.

(그립암에 대하여)(About grip arm)

다음에, 상술한 회전인덱스 기구에 의해 인덱스되는 요소의 그립암(82), 및 이 그립암을 공구홀더(48)의 수수(授受)를 위해 요동구동하는 기구에 대해 설명한다. 제2도 내지 제4도에 나타내는 바와 같이, 공구매거진(66)의 일부를 구성하는 매거진베이스(64)에는 상기 지지축(60)을 중심으로 하는 원주방향으로 소요의 중심각으로 클레비스(81)가 차례로 배설되어 있다(도시예에서는 10개). 각각의 클레비스(81)에는 지지축(84)를 통해서 봉모양의 그립암(82)이 요동할 수 있도록 지지되고, 이 암의 자유단을 반경방향 바깥쪽으로 면하게 하고 있다. 상기 그립암(82)의 자유단에는 특히 제3도에 나타내는 바와 같이 상기 공구홀더(48)의 외경부에 주설된 환상(環狀)홈(48a)를 협지가능한 치수로 설정된 2분기부(83)가 형성되어 있다. 또 이 2분기부(83)의 각 내단부(內端部)에는 암기부(基部)에 대해 직교하는 방향으로 막힌구멍(83a)이 천설되고, 이 막힌구멍(83a)에 압축코일스프링(99)에 의해 탄압되는 지지핀(98)이 후퇴할 수 있도록 수납되며, 이 지지핀(98)의 선단을 2분기부 안쪽으로 면하게 하고 있다. 따라서 2분기부(83)의 양 내단부에서는 한쌍의 지지핀(98),(98)이 중심을 정렬시켜 그 선단을 서로 대향시키고 있다. 그리고, 그립암(82)의 2분기부(83)를 상기 공구홀더(48)의 환상홈(48a)에 위치맞춤함으로써, 한쌍의 지지핀(98),(98)이 상기 환상홈(48a)에 삽통되어 접촉되고, 압축코일스프링(99)의 탄력에 항거하여 후퇴한 상태에서 공구홀더(48)를 파지한다. 또, 상기 2분기부(83)의 각 외단부(外端部)에는 상기 지지핀(98)의 중심을 회전중심으로 하는 제1의 캠폴로어(94)가 각각 회전할 수 있도록 설치되어 있다.Next, the grip arm 82 of the element indexed by the above-mentioned rotary index mechanism, and the mechanism which oscillates and drives this grip arm for the hand of the tool holder 48 are demonstrated. As shown in FIG. 2 to FIG. 4, the magazine base 64 constituting a part of the tool magazine 66 has a clevis 81 at a desired center angle in the circumferential direction around the support shaft 60. Are arranged in sequence (10 in the city example). Each clevis 81 is supported so that the rod-shaped grip arm 82 can swing through the support shaft 84, and the free end of the arm faces radially outward. In the free end of the grip arm 82, as shown in FIG. 3, a second branch 83 having a dimension capable of clamping the annular groove 48a formed in the outer diameter portion of the tool holder 48. ) Is formed. In addition, at each inner end of the second branch 83, a hole 83a clogged in a direction orthogonal to the memorization portion is laid, and the compression coil spring 99 is formed in the blocked hole 83a. The support pin 98, which is suppressed by N, is accommodated so as to retreat, and the front end of the support pin 98 faces the inside of the second branch. Therefore, at both inner ends of the second branch 83, a pair of support pins 98 and 98 align their centers so that their ends face each other. Then, by aligning the second branch 83 of the grip arm 82 with the annular groove 48a of the tool holder 48, the pair of support pins 98, 98 cause the annular groove 48a. The tool holder 48 is gripped in contact with each other by being inserted into and contacted with the elasticity of the compression coil spring 99. Further, at each outer end of the second branch 83, the first cam follower 94, which has the center of rotation of the support pin 98 as its center of rotation, is rotatably provided. .

또, 제2도에 나타내는 바와 같이, 그립암(82)의 반자유단(反自由端)에도 별도의 막힌구멍(82a)이 천설되고, 이 막힌구멍(82a)에 압축코일스프링(92)과 함께 강구(90)가 탄력적으로 수납되어서, 이 강구(90)의 일부를 막힌구멍(82a)의 개공(開孔)으로부터 돌출시키고 있다. 또, 매거진베이스(64)에 있어서의 보스부(64a)에는 제2도에 나타내는 바와 같이 단면(斷面)이 원호형을 나타내는 안내면(88a)을 외주에 주설한 그립지지콜러(88)가 바깥끼움되고, 이 안내면(88a)에 상기 그립암(82)에 설치한 강구(90)가 탄력적으로 접촉할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 상기 안내면(88a)의 매거진베이스(64)측에는 노치홈(88b)이 주설되고, 제1도에서 인덱스대기상태에 있는 각 그립암(82)은 그 강구(90)를 상기 노치홈(88b)에 낙착시켜서 이 암(82)을 그 자세로 안정적으로 지지할 수 있도록 되어 있다.In addition, as shown in FIG. 2, an additional blocked hole 82a is also formed in the semi-free end of the grip arm 82, and the compressed coil spring 92 is formed in the blocked hole 82a. Together, the steel balls 90 are elastically stored so that a part of the steel balls 90 protrudes from the opening of the blind hole 82a. Moreover, as shown in FIG. 2, the grip support collar 88 which provided the guide surface 88a which has an arc-shaped cross section on the outer periphery is shown in the boss part 64a in the magazine base 64 outside. The steel ball 90 provided in the said grip arm 82 is fitted in this guide surface 88a, and can contact elastically. In addition, a notch groove 88b is provided on the magazine base 64 side of the guide surface 88a, and each grip arm 82 in the index standby state in FIG. 1 moves the steel ball 90 to the notch groove 88b. ), The arm 82 can be stably supported in the posture.

제1도 및 제5도에 나타낸 바와 같이, 상기 그립암(82)의 피보팅점이 있는 피보팅축(84)을 협지하는 암길이방향의 반자유단측의 위치이며, 또한 상기 피보팅축(84)에 근접된 위치에 롤러형상을 한 제2의 캠폴로어(96)가 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 그리고, 이 제2의 캠폴로어(96)는 제1도 및 제5도에 도시한 가동캠체(86)에 형성된 경사면형상의 가동캠면(86a)에 대응적으로 접촉할 수 있도록 되어 있다. 즉, 제1도, 제7도 및 제8도에 나타낸 바와 같이, 주축헤드(24)의 수직면이고 또한 공구매거진(66)과 대향하는 측면에 가동캠체(86)가 지지축(93)에 의해 축지지되고, 또 이 가동캠체(86)와 주축헤드(24) 사이에 압축코일스프링(85)이 배설됨으로써, 가동캠체(86)는 탄성적으로 부동(浮動)할 수 있도록 되어 있다. 이 가동캠체(86)는 제5도 및 제7도에 나타내는 바와 같이, 2분기부(83)보다도 폭이 좁게 형성되어 있으며, 2분기부(83)가 이 가동캠체(86)를 사이에 둔 궤적으로 통과할 수 있도록 되어 있다. 또, 제7도에 나타내는 바와 같이, 상기 2분기부에 있어서의 제1의 캠폴로어(94)의 하면궤적(94b)도 가동캠체(86)를 사이에 두고 통과할 수 있다. 제1도, 제5도, 제7도 및 제8도에 도시한 바와 같이, 주축헤드(24)의 축선방향 저부에는 고정캠체(87)가 고정설치되어 있다. 이 고정캠체(87)는 앞쪽이 완만한 곡선과 이에 이어지는 경사면을 이루고 뒤쪽이 주축헤드(24)의 저부와 평행이 되는 형상의 캠면(87a)이 형성되어 있으며, 이 고정캠체(87)의 캠면(87a)에 안내되는 제1의 캠폴로어(94)의 중심궤적(94a)은 공구홀더(48)의 환상홈부(48a)의 중심과 일치하도록 되어 있다. 또한, 제8도에 도시한 바와 같이, 제2의 캠폴로어(96)의 중심궤적(96a)은 가동캠체(86)의 캠면을 본뜬 경사면형상을 하고 있다.As shown in FIG. 1 and FIG. 5, it is the position of the half free end side of the arm length direction which clamps the pivoting shaft 84 with the pivoting point of the said grip arm 82, and is close to the pivoting shaft 84. FIG. The second cam follower 96 in the shape of a roller is supported so that it can rotate. The second cam follower 96 is able to correspond to the inclined surface movable cam surface 86a formed on the movable cam body 86 shown in Figs. That is, as shown in FIG. 1, FIG. 7 and FIG. 8, the movable cam body 86 is supported by the support shaft 93 on the vertical surface of the spindle head 24 and opposite to the tool magazine 66. As shown in FIG. It is axially supported, and the compression coil spring 85 is arrange | positioned between this movable cam body 86 and the spindle head 24, and the movable cam body 86 is made to be able to elastically float. As shown in FIGS. 5 and 7, the movable cam body 86 is formed to have a smaller width than the second branch 83, and the second branch 83 has the movable cam body 86 interposed therebetween. It can pass through the trajectory. In addition, as shown in FIG. 7, the lower surface trace 94b of the 1st cam follower 94 in the said 2nd branch part can also pass through the movable cam body 86 in between. As shown in FIG. 1, FIG. 5, FIG. 7, and FIG. 8, the fixed cam body 87 is fixed to the axial bottom of the main shaft head 24. As shown in FIG. The fixed cam body 87 has a cam surface 87a having a gentle curve in the front and an inclined surface subsequent thereto and a rear surface parallel to the bottom of the spindle head 24. The cam surface of the fixed cam body 87 is formed. The center trace 94a of the first cam follower 94 guided to 87a is made to coincide with the center of the annular groove portion 48a of the tool holder 48. In addition, as shown in FIG. 8, the center trace 96a of the 2nd cam follower 96 has the inclined surface shape which imitated the cam surface of the movable cam body 86. As shown in FIG.

그리고, 그립암(82)에 설치한 제1의 캠폴로어(94) 및 제2의 캠폴로어(96)는 제9도 (a) - (j) 및 제10도에 관하여 후술하는 바와 같이 원점 Z0을 중심으로 하는 추축헤드(24)의 공구교환영역내에서의 왕복이동에 의해, 상기 고정캠체(87)의 캠면(87a) 및 가동캠체(86)의 캠면(86a)과 각기 대응적으로 슬라이드할수 있게 접촉할 수 있도록 위치설정되어 있다. 즉, 주축헤드(24)를 Z축 방향으로 왕복이동시키면 후술하는 조건하에서 제1의 캠폴로어(94)가 고정캠체(87)에, 그리고 제2의 캠폴로어(96)가 가동캠체(86)에 접촉되어서, 각 대응하는 캠작용하에 상기 그립암(82)은 피보팅축(84)을 중심으로 하여 소정의 요동운동을 한다. 이때, 그립암(82)의 반자유단에 설치한 강구(90)는 그립지지콜러(88)에 주설한 노치홈(88b)으로부터 이탈하여 원호형의 안내면(88a)에 따르면 이동하게 된다.The first cam follower 94 and the second cam follower 96 provided on the grip arm 82 are described later with reference to FIGS. 9 (a)-(j) and 10. By the reciprocating movement in the tool exchange area of the axis head 24 around the origin Z0, the cam surface 87a of the fixed cam body 87 and the cam surface 86a of the movable cam body 86 are respectively corresponded. Positioned for sliding contact. That is, when the spindle head 24 is reciprocated in the Z-axis direction, the first cam follower 94 is fixed to the fixed cam body 87 and the second cam follower 96 is movable cam body under the conditions described below. 86, the grip arm 82 makes a predetermined rocking motion about the pivoting shaft 84 under each corresponding cam action. At this time, the steel ball 90 installed in the semi-free end of the grip arm 82 is separated from the notch groove 88b formed in the grip support collar 88 to move according to the arc-shaped guide surface 88a.

(실시예에 의한 장치의 동작)(Operation of the device according to the embodiment)

다음에, 이와 같이 구성한 실시예에 의한 자동공구교환장치의 동작에 대해 제9도 (a) - (j)를 참조하여 설명한다. 또한 상술한 바와 같이, 주축헤드(24) 및 이것에 설치한 고정캠체(87) 및 가동캠체(86)는 서보모터(22)의 회전에 의한 볼나사(20)와 너트(18)와의 나합작용하에, Z축 방향의 승강이동을 받게되는데, 공구매거진(66)는 자체 프레임(12)상의 정위치에 있어서 인덱스용 모터(68)의 회전에 의해 매거진베이스(64)를 회전시켜 각 그립암(82)에 지지된 공구홀더(48)의 인덱스를 행한다. 따라서, 제9도 (a)-(j)의 전체에 걸쳐서, 주축헤드(24)의 기준동작레벨이 되는 원점 Z0이 설정되어 있다. 그리고, 이 제9도(a)-(j)에 관련되는 각 부재의 동작타이밍을 제10도에 차트로서 나타낸다.Next, the operation of the automatic tool changer according to the embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. 9 (a) to (j). As described above, the spindle head 24 and the fixed cam body 87 and the movable cam body 86 provided thereon are screwed together with the ball screw 20 and the nut 18 by the rotation of the servomotor 22. While being subjected to the lifting and lowering movement in the Z-axis direction, the tool magazine 66 rotates the magazine base 64 by the rotation of the index motor 68 at the correct position on the frame 12 of each grip arm. The tool holder 48 supported by 82 is indexed. Therefore, the origin Z0 which becomes the reference | standard operation level of the main-axis head 24 is set throughout FIG. 9 (a)-(j). In addition, the operation timing of each member which concerns on FIG. 9 (a)-(j) is shown by chart in FIG.

제9도(a)는 본원 발명의 공작기계에 의해 공작물(91)을 절삭하고 있는 상태를 나타낸다. 주축헤드(24)에 있어서의 주축(40)의 하부개방단은 원점 Z0으로부터 아래쪽의 공작물가공영역에 위치해 있고, 이 상태로 그립암(82)에 설치한 제1의 캠폴로어(94)는 대응하는 고정캠체(87)를 완전히 상승시킨 위치에 있다. 또한 제2의 캠폴로어(96)도 대응하는 가동캠체(86)를 완전히 상승시킨 위치에 있으며, 이 그립암(82)의 2분기부(83)는 가장 좌측방향으로 치우진 상태로 유지되어 있다. 즉, 2분기부(83)는 주축(40)의 공구지지부(42)에 장착한 특정의 공구홀더(48)로부터 크게 이간되어 위치하고, 이때문에 주축헤드(24)는 단독으로 공작물(91)을 향해 하강하여 소요의 절삭가공을 행할 수 있다.9 (a) shows a state in which the work 91 is cut by the machine tool of the present invention. The lower open end of the main shaft 40 in the main shaft head 24 is located in the workpiece processing region below the origin Z0. In this state, the first cam follower 94 provided on the grip arm 82 The corresponding fixed cam body 87 is in a fully raised position. In addition, the second cam follower 96 is also at the position where the corresponding movable cam body 86 is fully raised, and the second branch 83 of the grip arm 82 is kept in the leftmost direction. have. That is, the second branch 83 is largely spaced apart from the specific tool holder 48 mounted on the tool support 42 of the main shaft 40, so that the main shaft head 24 is the workpiece 91 alone. It can be lowered toward to carry out the required cutting processing.

제9도(b)는 주축헤드(24)가 공작물(91)을 떠나 공구교환영역으로 상승한 상태를 나타내고 있다. 그립암(82)의 2분기부(83)는 이 2분기부(83)보다 폭이좁은 가동캠체(86)에 접촉하지 않고, 주축헤드(24)의 수직측면에 따르기 때문에, 주축헤드(24)는 자유로이 상승할 수 있다.9 (b) shows a state in which the spindle head 24 leaves the workpiece 91 and rises to the tool change region. Since the second branch portion 83 of the grip arm 82 does not contact the movable cam body 86 which is narrower than the second branch portion 83 and is along the vertical side of the main shaft head 24, the main shaft head 24 ) Can rise freely.

제9도(c)는 제9도(b) 도시의 상태를 경유하여 주축헤드(24)가 상승하여 주축(40)의 하부개방단이 원점 Z0과 대략 일치된 상태를 나타내고 있다. 주축(40)은 오리엔테이션(회전방향 위치결정) 종료의 상태로 되어 있으며, 그립암(82)의 제2의 캠폴로어(96)는 가동캠체(86)의 중도에 위치하여 이 그립암(82)을 피보팅축(84)을 중심으로하여 반시계방향으로 약간 요동시키고 있다. 또, 그립암(82)의 제1의 캠폴로어(94)는 고정캠체(87)의 중도에 위치하고, 이것에 의해 2분기부(83)에 설치한 한쌍의 지지편(98),(98)(제3도)을 공구홀더(48)의 외경부에 형성되어 수평으로 위치하고 있는 환상홈(48a)에 일치시켜 근접하고 있다.FIG. 9 (c) shows a state in which the main shaft head 24 is raised via the state shown in FIG. 9 (b) so that the lower open end of the main shaft 40 substantially coincides with the origin Z0. The main shaft 40 is in a state of completion of orientation (rotational direction positioning), and the second cam follower 96 of the grip arm 82 is located in the middle of the movable cam body 86 and the grip arm 82 is located. ) Is swinging slightly counterclockwise around the pivoting shaft 84. Further, the first cam follower 94 of the grip arm 82 is located in the middle of the fixed cam body 87, whereby a pair of support pieces 98 and 98 provided in the second branch 83 are provided. (FIG. 3) is formed in the outer diameter portion of the tool holder 48 so as to coincide with the annular groove 48a located horizontally.

그립암(82)의 자유단에 있어서의 제1의 캠폴로어(94) 및 반자유단측에 있어서의 제2의 캠폴로어(96)는 고정캠체(87) 및 가동캠체(86)에 각기 접촉되기 때문에, 예를들면 양 캠체(86),(87)의 장착위치에 오차가 생긴 경우 또는 고정캠체(87)의 캠면에 절삭물등이 부착된 경우등의 이상시에는 그립암(87)의 피보팅축(84)등에 과대한 힘이 가해지려고 하나, 이 힘은 가동캠체(86)의 탄력적인 부동에 의해 흡수된다.The first cam follower 94 at the free end of the grip arm 82 and the second cam follower 96 at the half free end side are respectively provided to the fixed cam body 87 and the movable cam body 86. Because of contact, the pivoting of the grip arm 87 when an error occurs, for example, when an error occurs in the mounting positions of both the cam bodies 86 and 87 or when a cutting object or the like is attached to the cam surface of the fixed cam body 87. Excessive force is applied to the shaft 84 or the like, but this force is absorbed by the elastic floating of the movable cam body 86.

다음에, 공구홀더(48)를 교환하기 위해 주축헤드(24)가 원점 Z0 보다도 예를들면 거리 Z30 만큼 상승한 상태를 제9도(d)에 나타낸다. 이 레벨까지 주축헤드(24)가 상승하는 과정에서 제1도에 도시한 크랭크레버(30)의 판캠(28)이 캠폴로어(26)에 접촉하기에 이르고, 이 크랭크레버(30)는 인장코일스프링(34)의 탄력에 항거하여 반시계방향으로의 회전을 개시한다. 또, 원점 Z0 보다 위쪽으로의 주축헤드(24)의 상승에 따라 가동캠체(86)는 대응하는 제2의 캠폴로어(96)에 접속되어 그립암(82)을 반시계방향으로 더욱 요동시킨다. 이로 인해, 제2의 캠폴로어(94)는 고정캠체(87)에 따라서 안내되고, 그립암(82)의 2분기부(83)에 설치한 한쌍의 지지핀(98),(98)은 공구홀더(48)의 환상홈(48a)에 정렬하여 추종이동하며, 이 지지핀(98),(98)을 코일스프링(99),(99)의 탄력에 항거하여 후퇴시키면서 주축(40)의 중심선 C상에 위치하기에 이른다.Next, in order to replace the tool holder 48, the state in which the spindle head 24 has risen by the distance Z30, for example from the origin Z0 is shown in FIG. 9 (d). In the process of raising the spindle head 24 to this level, the plate cam 28 of the crank lever 30 shown in FIG. 1 comes into contact with the cam follower 26, and the crank lever 30 is tensioned. Rotation in the counterclockwise direction is started in response to the elasticity of the coil spring 34. In addition, as the spindle head 24 rises above the origin Z0, the movable cam body 86 is connected to the corresponding second cam follower 96 to further swing the grip arm 82 counterclockwise. . Thus, the second cam follower 94 is guided along the fixed cam body 87, and the pair of support pins 98, 98 provided at the second branch 83 of the grip arm 82 It moves in alignment with the annular groove 48a of the tool holder 48. The support pins 98 and 98 are retracted against the elasticity of the coil springs 99 and 99, thereby retracting. It is located on the centerline C.

그리고, 이 시점에서 상기 크랭크레버(30)의 짧은레버(30a)가 드로바(46)에 설치한 핀(56)을 밀어내리기 시작하고, 공구홀더(48)의 풀스터드(54)에 대한 홀더협지부(44)에 의한 협지의 해제를 개시한다.At this point, the short lever 30a of the crank lever 30 starts to push down the pin 56 installed on the drawbar 46, and the holder for the pull stud 54 of the tool holder 48. The release of the clamping by the clamping portion 44 is started.

제9도(e)는 주축헤드(24)가 원점 Z0 보다도 거리 Z50 만큼 상승한 상태를 나타내고 있다. 제10도로부터 판명되는 바와 같이, 이 상태에 이르기 직전에 상기 크랭크레버(30)는 완전히 요동하며, 홀더협지부재(44)는 풀스터드(54)를 해제하고, 공구홀더(48)에 대한 언클램프가 종료되어 있다. 그립암(82)은 양 캠면(87a),(86a)와 각 대응하는 캠폴로어(94),(96)와의 작용하에 반시계방향으로 더욱 요동하여, 이 암(82)의 강구(90)를 그립지지콜러(88)의 노치홈(88b)중에 낙착시켜서 안정시키고, 그 동작을 끝낸다. 또한, 암 2분기부(83)의 지지핀(98),(98)이 공구홀더(48)의 환상홈(48a)를 완전히 파지하여 그립암(82)에 의한 공구홀더(48)의 파지가 이루어진다.9 (e) shows a state in which the main shaft head 24 has risen by the distance Z50 from the origin Z0. As can be seen from FIG. 10, immediately before reaching this state, the crank lever 30 is fully oscillated, the holder clamping member 44 releases the pull stud 54, and unlocks the tool holder 48. The clamp is closed. The grip arm 82 oscillates further counterclockwise under the action of both cam surfaces 87a and 86a and the corresponding cam followers 94 and 96 so that the steel balls 90 of the arm 82 are moved. Is stabilized by falling in the notch groove 88b of the grip support collar 88, and the operation is completed. In addition, the support pins 98 and 98 of the two arm branches 83 grip the annular groove 48a of the tool holder 48 so that the grip of the tool holder 48 by the grip arm 82 is achieved. Is done.

그리고, 이 시점부터 공구홀더(48)의 인발이 개시된다. 즉, 제9도(e)에 표시하는 위치로부터 주축헤드(24)가 더욱 상승하여 예를들면 제9도(f)에 나타내는 바와 같이, 이 주축헤드(24)가 원점 Z0으로부터 거리 Z138 만큼 더욱 상승하면, 공작물(91)의 가공에 사용되고 있던 공구홀더(48)는 그립암(82)에 파지된 채로 잔류하고, 이로써 공구홀더(48)의 인발(주축헤드(24)로부터 공구매거진(66)에 의해 인도)가 완료되고 있다. 이 상태에서 제1도 및 제6도에 대해 설명한 인덱스용 모터(68)가 회전구동되고, 바렐캠(76) 및 캠폴로어(8)의 캠작용하에 인덱스원판(80)의 회전인덱스가 이루어진다. 이로 인해, 다음에 사용되는 공구홀더(48)를 파지한 별도의 그립암(82)이 상기 주축헤드(24)의 공구지지부(42)의 바로 밑에 중심선 C를 정렬시켜 위치한다(제9도 (g) 참조).From this point on, the drawing of the tool holder 48 is started. That is, the spindle head 24 further rises from the position shown in FIG. 9 (e). For example, as shown in FIG. 9 (f), the spindle head 24 is further moved by the distance Z138 from the origin Z0. When raised, the tool holder 48 used for the work of the workpiece 91 remains gripped by the grip arm 82, thereby pulling out the tool holder 48 (from the spindle head 24 to the tool magazine 66). India) is being completed. In this state, the index motor 68 described with reference to FIGS. 1 and 6 is rotationally driven, and the rotation index of the index disc 80 is made under the cam action of the barrel cam 76 and the cam follower 8. . For this reason, a separate grip arm 82 holding the tool holder 48 to be used next is positioned to align the center line C directly under the tool support portion 42 of the spindle head 24 (Fig. 9 ( g)).

이어서, 이 새로이 인덱스된 공구홀더(48)가 주축헤드(24)의 공구지지부(42)에 끼워지는 과정을 설명한다. 서보모터(22)를 반대방향으로 회전시키면, 볼나사(20) 및 너트(18)의 나합작용하에 주축헤드(24)는 제9도 (g)에 도시한 거리 Z138의 위치로부터 제9도 (h)에 표시한 거리 Z50의 위치까지 하강한다. 이 주축헤드(24)의 하강에 의해 새로이 인덱스된 공구홀더(48)의 아버(52)는 공구지지부(42)안에 삽입된다. 그리고, 제9도 (f) 및 (g)에서는 제1의 캠폴로어(94)는 고정캠체(87)에서 이탈되어 있었으나, 이 제9도 (h)에 나타낸 상태에 이르러 이 캠폴로어(94)는 다시 대응하는 고정캠(87)과 접촉하여 그 캠면(87a)에 따라 캠폴로어(94)가 전동(轉動)하면서 그립암(82)의 도피동작이 개시된다. 즉, 그립압(82)은 피보팅축(84)을 중심으로 하는 시계방향에의 요동을 개시하고, 이 암(82)의 2분기부(83)에 설치한 지지핀(98),(98)이 공구홀더(48)에 형성된 환상홈(48a)의 동작에 추종하여 후퇴하는 동작을 한다. 또한, 제2의 캠폴로어(96)는 가동캠체(86)에 접촉되는데 그립암(82)의 피보팅축(84)등에 과대한 힘이 가해지는 일은 없고 가동캠체(86)의 탄력적인 부동에 의해 이 힘이 흡수된다.Next, the process of fitting this newly indexed tool holder 48 to the tool support part 42 of the spindle head 24 is demonstrated. When the servomotor 22 is rotated in the opposite direction, under the action of screwing the ball screw 20 and the nut 18, the spindle head 24 is moved from the position of the distance Z138 shown in FIG. It descends to the position of distance Z50 indicated in (h). The arbor 52 of the tool holder 48 newly indexed by the lowering of the spindle head 24 is inserted into the tool support 42. In FIG. 9 (f) and (g), the first cam follower 94 is separated from the fixed cam body 87. However, the cam follower (9) reaches the state shown in FIG. 94 again contacts the corresponding fixed cam 87, and the cam follower 94 moves along the cam surface 87a to start the grip arm 82. That is, the grip pressure 82 starts the swing in the clockwise direction centering on the pivoting shaft 84, and the support pins 98 and 98 provided in the second branch 83 of the arm 82. The retracting operation follows the operation of the annular groove 48a formed in the tool holder 48. In addition, the second cam follower 96 is in contact with the movable cam body 86, and excessive force is not applied to the pivoting shaft 84 or the like of the grip arm 82, and to the elastic floating of the movable cam body 86. This force is absorbed by it.

또, 주축헤드(24)가 제9도 (i)에 나타내는 바와 같이 거리 Z30 까지 하강하면, 지름까지 캠폴로어(26)에 결합해서 크랭크레버(30)를 반시계방향으로 요동시키고 있던 판캠(28)은 캠폴로어(26)로부터 도피하기 시작하고, 공구홀더(48)의 풀스터드(54)에 대한 홀더협지부재(44)에 의한 협지를 개시한다.Moreover, when the spindle head 24 descends to the distance Z30, as shown in FIG. 9 (i), the plate cam which is coupled to the cam follower 26 to the diameter and swings the crank lever 30 counterclockwise ( 28 begins to escape from the cam follower 26 and initiates clamping by the holder clamping member 44 against the pull stud 54 of the toolholder 48.

제9도 (j)에 나타내는 바와 같이, 주축헤드(24)가 더욱 하강하여 원점 Z0에 도달하면, 상기 크랭크레버(30)에 있어서의 판캠(28)은 캠폴로어(26)로부터 완전히 이탈하여 이로 인해 홀더협지부재(44)가 풀스터드(54)를 협지하여 클램프동작을 끝낸다. 또, 그립암(82)은 그 캠폴로어(94)가 대응하는 고정캠체(87)와 연계동작함으로써 암선단에 설치한 강구(90)가 그립지지콜러(88)의 노치홈(88b)으로부터 이탈하여 시계방향으로 요동한다. 그리고, 그립암(82)은 공구지지부(42)에 끼워지지된 공구홀더(48)로부터 완전히 이탈한다. 이로 인해, 주축(40)의 회전이 허용되고, 공작물(91)에 대한 가공을 가능하게 한다. 더우기, 원점 Z0보다도 주축헤드(24)가 하강하면, 그립암(82)은 예를들면 제9도 (a)에 나타내는 바와 같이 더욱 이간방향으로 도피하여 주축헤드(24)에 의한 공작물(91)에 대한 단독하강이 가능하게 된다.As shown in FIG. 9 (j), when the spindle head 24 further descends and reaches the origin Z0, the plate cam 28 in the crank lever 30 is completely separated from the cam follower 26. As a result, the holder clamping member 44 clamps the pull stud 54 to end the clamping operation. In addition, the grip arm 82 is interlocked with the fixed cam body 87 of the cam follower 94 so that the steel ball 90 provided at the tip of the arm is notched from the notch groove 88b of the grip support collar 88. Break away and swing clockwise. Then, the grip arm 82 is completely separated from the tool holder 48 fitted to the tool support 42. This allows the rotation of the spindle 40 and allows machining to the workpiece 91. Furthermore, when the spindle head 24 is lowered than the origin Z0, the grip arm 82 escapes further in the spacing direction as shown in FIG. 9A, for example, and the workpiece 91 by the spindle head 24. The single descent of is possible.

이상 설명한 바와 같이, 본원 발명의 자동공구교환장치는 그립암의 2분기부의 근방에 제1의 캠폴로어가 배설되는 동시에, 주축헤드의 왕동에 의거하여 이 캠폴로어와 접촉하여 상기 그립암에 요동운동을 부여하고, 주축에 장착된 공구홀더를 인발하기 위한 캠면을 형성한 고정캠체가 상기 주축헤드의 공구매거진에 상대하는 측면으로부터 주축의 공구홀더장착부의 주변단면에 걸쳐 고정설치된 것이므로, 주축헤드의 왕동에 의거한 그립암의 요동운동이 확실하게 행하여져 안정된 자동공구교환이 가능해지는 우수한 효과가 있다.As described above, in the automatic tool changer of the present invention, the first cam follower is disposed in the vicinity of the second branch of the grip arm, and the swing arm moves in contact with the cam follower based on the thrust of the spindle head. And a cam surface for forming a cam surface for drawing out a tool holder mounted on the spindle is fixed from the side facing the tool magazine of the spindle head over the peripheral end surface of the tool holder mounting portion of the spindle. According to the present invention, the grip arm oscillation movement is performed reliably so that a stable automatic tool change is possible.

또, 본원 발명의 자동공교환장치는 상기 주축헤드의 상기 공구매거진에 대향하는 측면에 탄력적으로 부동가능하고, 또한 상기 2분기부보다 폭이 좁은 가동캠체가 설치되고, 상기 제1의 캠폴로어와 요동중심을 사이에 두고 반대측의 상기 그립암위에 상기 가동캠체의 캠면에 접촉가능한 제2의 캠폴로어가 설치되는 경우가 있으며, 이 경우에는 그립암과 주축헤드와의 연동에 있어서 그립압의 피보팅부에 과대한 힘이 가해지지 않고, 안정된 자동공구교환을 신속하게 행할 수 있고, 또 각 캠체의 가공 및 그립암의 피보팅부의 가공시에 그다지 높은 정밀도를 필요로 하지 않으며, 제조가 용이해지는 우수한 효과가 있다.In addition, the automatic co-exchanging apparatus of the present invention is provided with a movable cam body which is elastically floatable on the side of the spindle head facing the tool magazine and is narrower in width than the second branch portion, and is provided with the first cam follower. A second cam follower may be provided on the grip arm on the opposite side with the swinging center in between, and in this case, a pivoting portion of the grip pressure in linkage between the grip arm and the spindle head. It is possible to perform stable automatic tool change quickly without applying excessive force, and do not require very high precision during machining of each cam body and processing of the pivoting part of the grip arm, and the manufacturing effect is easy. have.

Claims (2)

외주에 환상홈이 각설(刻說)된 공구홀더를 협지 및 해제가능한 협지해제기구를 가진 주축을 회전할 수 있도록 지지하고, 왕복구동기구에 의해 프레임에 대하여 상기 주축의 축선방향으로 공구교환영역 및 공작물가공영역에 걸쳐서 왕복이동되는 주축헤드와, 상기 프레임에 고정되고, 상기 공구홀더를 상기 환상홈과 협동하여 파지가능한 2분기부가 자유단에 형성된 복수의 그립암을 각각 요동할 수 있도록 또한 회전인덱스 가능하게 설치한 공구매거진을 구비하고, 공구를 자동교환할 수 있는 공작기계에 있어서, 상기 그립암의 상기 2분기부의 근방에 제 1의 캠폴로어가 배설되는 동시에, 상기 주축헤드의 왕동(往動)에 의거하여 이 캠폴로어와 접촉하여 상기 그립암에 요동운동을 부여하고, 주축에 장착된 공구홀더를 인발하기 위한 캠면을 형성한 고정캠체가 상기 주축헤드의 공구매거진에 상대하는 측면으로부터 주축의 공구홀더장착부의 주변단면(端面)에 걸쳐 고정설치된 것을 특징으로 하는 공장기계의 자동공구교한장치.A tool holder with an annular groove angled to its outer circumference is supported so as to rotate a spindle having a clamping release mechanism capable of clamping and releasing, and a tool change area in the axial direction of the spindle with respect to the frame by a reciprocating drive mechanism. And a rotating index so as to swing each of a plurality of grip arms formed at a free end, each of which has a spindle head reciprocated over the workpiece machining area, and a two-branch portion fixed to the frame and cooperating with the annular groove to hold the tool holder. In a machine tool provided with a tool magazine installed so as to be able to automatically change a tool, a first cam follower is disposed near the second branch of the grip arm, and at the same time, a movement of the spindle head is performed. In contact with this cam follower to impart a rocking motion to the grip arm and to form a cam surface for drawing out the tool holder mounted on the main shaft. Body cam tool magazine device bridges a automatic tool machine of the plant, it characterized in that the fixed installed over the peripheral end face (端面) of the tool holder mounting portion of the spindle from the relative side of the spindle head. 제1항에 있어서, 상기 주축헤드의 상기 공구매거진에 대향하는 측면에 탄력적으로 부동(浮動) 가능하고, 또한 상기 2분기보다 폭이 좁은 가동캠체가 설치되고, 상기 제1의 캠폴로어와 요동중심을 사이에 두고 반대측의 상기 그립암위에 상기 가동캠체의 캠면에 접촉가능한 제2의 캠폴로어가 설치된 것을 특징으로 하는 공장기계의 자동공구교한장치.The movable cam body according to claim 1, wherein a movable cam body which is elastically movable on the side of the spindle head facing the tool magazine and which is narrower than the second branch is provided, and the first cam follower and the swing center And a second cam follower capable of contacting the cam surface of the movable cam body on the grip arm on the opposite side with the gap between them.
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