工具交換装置
【課題】汎用性に優れ、大重量の工具を人的作業により迅速、容易に工作機械の主軸から交換できる工具交換装置を提供する。
【解決手段】工具パレット１０に保持される工具の中心軸を主軸５０の軸芯と同軸化可能に工具パレット１０を案内可能な案内手段を備え、工具パレット１０が進退自在とされる工具パレット案内テーブルと工具パレット１０の転倒を防止する転倒防止手段と、工具パレット案内テーブルに隣接され該工具パレット案内テーブル上の工具パレット１０が往来自在とされて工具パレットの転倒防止手段が備えられた工具パレット待機テーブルと工具パレットを２台載置可能とされ工具パレット転倒防止手段とを備え、工具パレット案内テーブルに接続して工具パレット１０を工具パレット案内テーブルに移載可能とされる工具パレット運搬台車１とを備える。
【解決手段】工具パレット１０に保持される工具の中心軸を主軸５０の軸芯と同軸化可能に工具パレット１０を案内可能な案内手段を備え、工具パレット１０が進退自在とされる工具パレット案内テーブルと工具パレット１０の転倒を防止する転倒防止手段と、工具パレット案内テーブルに隣接され該工具パレット案内テーブル上の工具パレット１０が往来自在とされて工具パレットの転倒防止手段が備えられた工具パレット待機テーブルと工具パレットを２台載置可能とされ工具パレット転倒防止手段とを備え、工具パレット案内テーブルに接続して工具パレット１０を工具パレット案内テーブルに移載可能とされる工具パレット運搬台車１とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削や研削する工作機械の主軸への工具交換を人的作業により容易に行うことができる工具交換方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の工作機械は主として次の理由により刃物が取付けられる主軸と被加工物が取付けられるテーブルを保護カバーで覆い、保護カバーに設けられた開口部を開閉自在な扉を開けて刃物交換や被加工物の交換がされるようになっている。
１）人体が不用意に加工中の刃物に触れる事を防ぐ安全策
２）加工に伴い生じる切削（研削）屑や加工物及び刃物を冷却する切削（研削）油の飛散防止策
【０００３】
このような工作機械において、水平とされる主軸に刃物である研削砥石を交換する研削盤では、従来、砥石が吊具を介してホイストクレーン等で吊下げられて砥石の重量を支持した状態で砥石の主軸への装着・抜脱が人的作業により行われていた。
この作業は、吊下げられた砥石の中心軸を主軸の中心軸に整合させる作業に時間を要するため砥石交換作業が長くなり研削盤の稼動停止時間が長くなるので生産性が低下する。 また、吊下げられた砥石を移動中に周辺の構築物に衝突させて砥石を損傷させる場合がある等の問題があった。
【０００４】
一方、主軸が垂直とされ軸が軸方向に進退自在とされると共に主軸の軸線と直交する面に被加工物を取付けることができるテーブルを備え該テーブルが主軸の軸線と直交する方向に進退自在とされる工作機械では、主軸に対する大重量の工具を把持した工具ホルダの交換作業を容易に行うことができる技術が特開２００９−６４５５号公報に開示されている。ここでは、保護カバー３１の内側面に工具交換装置３２を装着する。工具交換装置３２を構成するシリンダ３３によって、工具パレット３６を上方の退避位置から下方に移動し、工具パレット３６の下面に設けた第１及び第２係合凹部４７，４８を前記テーブル２５の上面に設けた第１及び第２取付台座４５，４６に嵌合する。工具パレット３６をテーブル２５の上面の使用位置に受け渡した後、テーブル２５を工具パレット３６とともに前記主軸装置１６側に移動して、空の第２ホルダ把持具３９により使用済み工具ホルダ１８Ａを受け取り、第１ホルダ把持具３８に装着された新工具ホルダ１８Ｂを主軸１７に装着する。なお、工具パレット３６への工具ホルダの着脱は人的作業によって行うように構成されている。
【０００５】
この技術は、工作機械の主軸と工具パレットとの間で行われる工具が装着された大重量の工具ホルダの交換が機械的に行われるので作業者の筋肉負担が皆無になるという利点がある。
しかしながら、次のような欠点がある。
１、 工具パレットへの工具ホルダの着脱は人的作業なので重筋作業となり、腰痛等の職業疾病が生じる場合がある
２、 工具パレットが保護カバー３１の内側面に装着された工具交換装置によってＸ−Ｙ方向に進退動可能なテーブルから着脱される構成なので、当該工作機械専用の工具交換装置となる。この為、汎用性がなくなり設備価格も高価になる
３、 スペース上の制約によりＸ−Ｙ方向に進退動可能なテーブル上に工具パレットを載置できない場合は利用できないので利用範囲が限定される
【特許文献１】 特開２００９−６４５５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上のような背景のもとになされたもので、主軸及び被加工物取付用テーブルを覆う保護カバーに設けられた開口部を介して位置決めされて着脱自在に配設され、汎用性に優れ、大重量の工具を人的作業により迅速、容易に工作機械の主軸から交換できる工具交換装置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】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
請求項１に示す工具交換装置は、開口部を有し該開口部を開閉可能な扉を備える保護カバーによって工具が取付けられる主軸と被加工物が取付けられるテーブルが覆われる工作機械において、前記主軸に取付けられる工具を所定位置に所定の姿勢で保持可能な工具支持手段と自在な方向に転動可能な車輪とを備えた工具パレットと
前記主軸近傍の保護カバーを含む工作機械構成固定物に位置決めされて着脱自在とされ前記工具パレットに保持される工具の中心軸を前記主軸の軸芯と工具交換可能に同軸化可能に前記工具パレットを案内可能な案内手段を備え該案内手段に沿って前記工具パレットが
進退自在とされる工具パレット案内テーブルと
前記工具パレット案内テーブルに設けられ前記工具パレット案内テーブルを進退する前記工具パレットの転倒を防止する転倒防止手段と
前記工具パレット案内テーブルに隣接され前記工具パレット案内テーブル上の前記工具パレットが往来自在とされて前記工具パレットを収容可能とされると共に前記工具パレットの転倒防止手段が備えられた工具パレット待機テーブルと
前記工具パレットを少なくとも２台載置可能な天板と前記工具パレット転倒防止手段と床面を走行可能な車輪とを備え前記工具パレット案内テーブルに前記天板を接続して前記工具パレットが前記工具パレット案内テーブルと前記天板との間を往来可能とされる工具パレット運搬台車とを備えたものである。
【０００９】
請求項２に示す工具交換装置は、請求項１の工具交換装置において、前記工具パレット運搬台車に前記工具パレットを載置可能な天板を上下動させる上下動調整手段が備えられたものである。
【００１０】
請求項３に示す工具交換装置は、請求項１の工具交換装置において、前記主軸の工具支持軸と前記工具パレットの工具支持手段との間に着脱自在に連結される延長軸を備え該延長軸を介して工具が交換されるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
１、工具パレットが案内ユニットに案内されて工具パレットに保持される工具の軸芯と主軸の軸芯が整合されるので迅速、容易に工具交換ができる。
２、工具パレットに備えられた工具支持部材により大重量の工具の重量を支持した状態で工具交換できるようにしたので筋力負担を格段に軽減できる。
３、時間当たり切（研）削量が多くなるよう設計された大径工具の工具重量に比べて人的作業により工作機械に着脱する案内ユニットは軽量化できるので着脱時の筋力負担を大きく軽減できる。
４、工具パレット運搬台車の工具パレット載置面は上下動自在とされて高さ調整可能とされているので取付けた案内ユニットの高さ位置が機種によって異なっても対応可能となり汎用性がある。
５、工具が保持される工具パレットには減摩手段として車輪が設けられているので工具が保持された工具パレットでも軽い力で主軸に近接離反させることができる。
６、工具パレットの転倒防止手段を設けたので工具パレットの何処の位置を持って操作しても工具パレットが転倒しないので人的作業による工具パレットの移動を迅速化できる。また、工具パレットを小型化（投影面積を小さくできる）できる。
７、待機エリアに２台乃至３台の工具パレットを待機できるようにしたので工具パレット運搬台車を工作機械から離反させても工具交換が迅速、容易にできる。これにより、工具パレット運搬台車の空いたスペースを工具交換作業スペースとして利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
【実施例１】
【００１４】
図１、２を用いて本発明に係る工具交換装置について説明する。
本発明の特徴とするところは、従来の工具交換装置が保護カバーの内側面に装着されて個々の工作機械に専用化されていると共に工具パレットが被加工物取付用テーブルに着脱自在に取付けられ、工作機械の主軸と工具パレットに装着された大重量の工具ホルダの交換が機械的に行われるのに対して、工具交換装置が被加工物取付用テーブルを利用することなく工作機械に着脱自在とされると共に複数の工作機械に利用できるよう汎用化されており、工作機械の主軸に装着される大重量の工具の交換が工具パレットを介して人的作業により行われるようにした点にある。
【００１５】
図１において、５２は回転自在とされる段付き軸の先端におねじ部が形成される主軸５０の前記おねじ部にナット５１によって砥石Ｔ１が挟持される研削盤。
２０は研削盤５２の主軸近傍の構築物と保護カバー５２ａの開口縁部との間の所定位置に位置決めされて着脱自在に取付けられる工具パレット案内テーブルと工具パレット待機テーブルとが一体化された案内ユニット。１は車輪が備えられて研削盤５２に近接離反自在とされ位置決め機構によって研削盤５２の所定位置に位置決めされて装着された案内ユニット２０の一側端面所定位置に接続可能とされる工具パレット運搬台車である。工具パレット運搬台車１に設けられた天板３上には車輪が取付けられた工具パレット１０が一対の転倒防止庇２、２に案内されて進退自在に載置されている。
【００１６】
前記案内ユニット２０には工具パレット１０が走行可能な平坦な上面２２を有す案内テーブル右端部（図２）にガイドレール２１が突設されると共に転倒防止庇２３が水平に延出される。この転倒防止庇２３と対向され工具パレット１０が通過可能に離間されて転倒防止庇２４がコ字状に配設されている。さらに、上面２２から支柱２５が突設され該支柱２５と転倒防止庇２３との間を工具パレット１０が通過可能とされると共に支柱２５と転倒防止庇２４との間を工具パレット１０が通過可能とされている。そして、支柱２５の上端に転倒防止庇２６が取付けられて工具パレット１０に形成されるフランジ１２の１辺が転倒防止庇２３又は転倒防止庇２４に覆われた状態で工具パレット１０が転倒防止庇２３又は転倒防止庇２４に沿って移動する際、転倒防止庇２３又は転倒防止庇２４に覆われたフランジと対向する側のフランジの一部を覆うことができるようにされている。
【００１７】
ここでは、主軸５０と保護カバー５２ａとの間に十分なスペースが存したので案内テーブルの上面２２と転倒防止庇２３、転倒防止庇２４右端部、転倒防止庇２６の右部（図３−（ａ））とで形成される工具パレット案内テーブルと案内テーブルの上面２２と転倒防止庇２４、転倒防止庇２６の左部（図３−（ａ））とで形成される工具パレット待機テーブルとが一体化されている。
また、上面２２の工具パレット運搬台車１と対向される端面に位置決め凹部２７が刻設されている。一方、上面２２の下面には断面矩形の位置決めブロック２２ａ，２２ｂが凸設されている。
【００１８】
工具パレット運搬台車１は回動自在な車輪を備えた基台の上面に天板３が上下動自在に取付けられ、平坦な天板３の上面左右端部に断面が倒立したＬ字状とされる転倒防止庇２，２が対向して離間されて突設されている。該転倒防止庇２，２と天板３とで形成される中空部を工具パレット１０がフランジ１２を転倒防止庇２，２に覆われて転倒防止庇２，２に案内されて天板３上を進退できるようにされている。本例では天板３上に２台の工具パレット１０ａ，１０ｂが直列に載置されている。
そして、一方の転倒防止庇２の先端部と手前側に貫通された穴に大径部と小径部とで形成される後部ストッパ４ａ、前部ストッパ４ｂの小径部が進退自在に挿通されて先端部が転倒防止庇２，２と天板３とで形成される中空部に突出され工具パレット１０の端面に当接可能とされて工具パレット１０の進行を防止できるようにされている。
【００１９】
また、天板３の下面から下方に向かっておねじ部材６が延出されて基台に取付けられる支持部材６ｂの上面にスラスト自在に載置されるハンドル部材６ａに刻設される雌ねじに螺着されている。また、前記おねじ部材６から適宜離間してガイドピン７が下方に向かって延出されて基台に取付けられるガイドピン案内部材７ａに貫通される案内穴に挿通されている。さらにまた、略Ｌ字状とされる指示針部材８が下方に向かって延出されて尖端が基台に取付けられる機種対応目盛板９に対向されている。また、図２から分かるように天板３の案内ユニット２０と対向する端面から位置決め凸部５が突出されている。
【００２０】
工具パレット１０はフランジ１２が形成される段付きのベース１１の下面に４個の球状車輪（例えば商品名「フリーベア」等）１７が取付けられて平板上を自在な方向に移動可能とされている。
一方、ベース１１の上面には支柱１３が上方に向かって延出され先端部から断面円形とされ外径が研削盤５２に備えられた主軸５０の砥石Ｔ１に挿通される工具支持軸外径と同径とされる工具支持部材１４が水平に延出されている。該工具支持部材１４の先端には研削盤５２に備えられた主軸５０の先端から突出されナット５１が螺着されるおねじ部外径に対応する内径の穴を有すセンタリング穴１４ａが刻設されている。そして、砥石Ｔ２の貫通孔に工具支持部材１４が挿通されて該工具支持部材１４上を砥石Ｔ２が進退自在とされている。
また、ベース１１の上面には軸が平行な枢軸を２軸有する蝶番１５を介して膨出端部がゴムライニングされたロック部材１６が取付けられる断面Ｌ字状の金具１６ａが枢動自在に取付けられている。
【００２１】
以上の構成においてその作用を説明する。
まず、保護カバー開口部の扉を開けて開口部を開放させて砥石Ｔ１を主軸から外せる環境作りのためナット５１を外す等の準備作業をする。
次いで、人的作業により案内ユニット２０に形成された位置決めブロック２２ａを主軸５０の近傍の研削盤構成固定物５２ｂの上面に刻設された位置決め溝に係合させると共に位置決めブロック２２ｂを研削盤構成固定物５２ｂの上面に当接させ、さらに、保護カバー５２ａの開口部上縁部に設けられた図示しない位置決め手段と案内ユニット２０を係合させて案内ユニット２０を研削盤５２の所定位置に着脱自在に取付ける。
これにより、案内ユニット２０の上面２２が主軸５０の軸線と平行とされると共に図３−（ａ）に示すように、転倒防止庇２３の先端２３ａと転倒防止庇２４の先端２４ａ及び転倒防止庇２６の右側先端２６ａとに案内されて進退動する工具パレット１０に設けられた工具支持部材１４の軸線が主軸５０の軸線５０ａと砥石交換可能に同軸化される。
【００２２】
次いで、該案内ユニット２０に工具パレット運搬台車１（天板３の上面は上面２２の上面と同じ高さに調整されている）を近接させて図３−（ｂ）のように、位置決め凸部５を案内ユニット２０に形成される位置決め凹部２７に嵌合させる。
続いて、前部ストッパ４ｂを転倒防止庇２から抜脱すると通路が解放されて工具パレット１０が工具パレット運搬台車１から案内ユニット２０に移動可能になるので工具パレット１０ａ，１０ｂを人力で押して工具パレット運搬台車１から案内ユニット２０に移動させる。この際、工具パレット１０のベース１１の側面が転倒防止庇２３の先端に摺接・案内されると共に工具パレット１０が上面２２上にあることにより工具パレット１０に保持される工具の軸芯と主軸５２の軸芯とが同軸化される。
【００２３】
続いて、工具パレット運搬台車１を案内ユニット２０から離反させて図３−（ｃ）に示すように、工具パレット１０ｂを待機エリア（矢印方向）に移動させて待機させる。これにより、工具パレット１０ａと作業者との間に介在する物がなくなるので工具パレット１０ａに対する作業が容易になる。
【００２４】
具体的作業は、まず、図４に示すように、工具パレット１０を主軸５０に接近させて工具支持部材１４の先端に刻設されるセンタリング穴１４ａに予めナット５１が外されて主軸５０の先端から露出されるおねじ部を勘合させて工具支持部材１４の先端を主軸５０の工具支持軸先端に当接させる。
続いて、金具１６ａをガイドレール２１側に枢動させてロック部材１６をガイドレール２１の側面に押圧させる。これにより、ブレーキが利きロック部材１６がガイドレール２１の側面に当接している間は工具パレット１０は容易には進退できなくなる。
【００２５】
続いて、主軸５０に支持される砥石Ｔ１を人力により移動させて工具支持部材１４上（２点鎖線部）に移載させる。この際、砥石Ｔ１が工具支持部材１４上を移動するに伴い生じる摩擦力が工具パレット１０を後退させ主軸５０の先端から工具支持部材１４の先端を離反させる方向に作用するがロック部材１６によってブレーキが利いているので工具パレット１０が後退せず砥石Ｔ１は速やかに工具支持部材１４に移載される。
また、砥石Ｔ１の移動に伴い砥石Ｔ１を支持する軸の先端が撓み工具支持部材１４の先端との間に段差を生じさせる荷重が作用するが、主軸５０の先端から露出されるおねじ部を工具支持部材１４の先端に刻設されるセンタリング穴１４ａに勘合させているので段差が生じずスムースに移載できる。
【００２６】
次に、金具１６ａを支柱１３側に枢動させてロック部材１６をガイドレール２１の側面から離反させる。これにより、ブレーキが解除され工具パレット１０は容易に進退可能になる。
続いて、工具パレット１０ａを主軸５０から離反させて工具支持部材１４をおねじ部から離反させた後、図３−（ｄ）に示すように、工具パレット１０ａを待機エリア（矢印方向）に移動させて待機させる。
【００２７】
続いて、図３−（ｅ）に示すように、工具パレット１０ｂを矢印方向に移動させて、前述同様に工具支持部材１４の先端に刻設されるセンタリング穴１４ａに予めナット５１が外されて主軸５０の先端から露出されるおねじ部を勘合させて工具支持部材１４の先端を主軸５０の工具支持軸先端に当接させ、次いで、金具１６ａをガイドレール２１側に枢動させてロック部材１６をガイドレール２１の側面に押圧させる。
続いて、工具支持部材１４に支持される砥石Ｔ２を人力により移動させて主軸５０の工具支持軸上に移載させる。この際も前述同様にスムースに移載できる。
【００２８】
次いで、前述同様にブレーキを解除した後、工具パレット１０ｂを主軸５０から離反させて工具支持部材１４をおねじ部から離反させる。
続いて、図３−（ｆ）に示すように、工具パレット１０ａを待機エリアから矢印のように移動させる。
【００２９】
この後、再び工具パレット運搬台車１を前述同様に位置決めして案内ユニット２０に接続させて、工具パレット１０ａ、工具パレット１０ｂの順に工具パレット運搬台車１に移動させる。
次いで、前部ストッパ４ｂを転倒防止庇２に貫通される孔に挿通して通路の一部を遮断して工具パレット１０ａ、工具パレット１０ｂが工具パレット運搬台車１から離脱しないよう処置して工具パレット運搬台車１を案内ユニット２０から離反させて所定の場所に移動させて所定の道具を使って工具パレット１０ａが保持する研削盤５２から外した砥石Ｔ１を外して新しい砥石に交換して次回の砥石交換作業に備える。
【００３０】
続いて、案内ユニット２０を人力により研削盤５２から離反させて所定の場所に保管して次回の砥石交換作業に備える。
【００３１】
なお、本実施例では工具パレット１０の移動時における減摩手段として球状車輪１７を用いたが、本例に限定されるものではない。
すなわち、自在車輪を利用することはもちろん、ハンドル操作により進行希望方向に転動可能とされる車輪を備えた構成でもよいことは言うまでもない。
【００３２】
また、本実施例では案内ユニット２０の上面２２を有す走行板に重量軽減孔を刻設していないが、案内ユニット２０のさらなる軽量化のために球状車輪１７の移動軌跡に対応する接地面を除いて走行板に貫通孔や穴を刻設して重量軽減させてもよいことは言うまでもない。
【００３３】
また、本実施例では工具パレット１０の転倒防止のためにフランジ１２を転倒防止庇２、２３、２４、２６で覆う構成としたが、本例に限定されるものではない。すなわち、図５に示すように、工具パレット１００が走行可能とされる走行板１０３（又は天板３）に工具パレット１００の移動経路に沿った孔１０４を貫設し、該孔１０４の幅より広い頭部１０２から突出される軸部を前記孔１０４に挿通させて工具パレット１００の下面に接続する構成にしてもよい。これにより、実施例同様に砥石が支持された工具パレット１０が転倒することはない。
【００３４】
また、他機種への対応のため、例えば、主軸の工具支持軸の外径が異なる場合は異なる工具支持軸外径に対応する外径の工具支持部材に交換することができる。
さらにまた、砥石（工具）外径が異なる場合は工具支持部材とベースとの隙間に砥石（工具）の半径が収容可能な支柱に交換することができる。
【００３５】
また、本実施例の案内ユニット２０は工具パレット案内テーブルと工具パレット待機テーブルが一体化されて、その大部分を保護カバーの内側に配置する構成となっているがこれに限定されるものではない。
例えば、保護カバー５２ａの内側に工具パレット収容スペースが少ない場合は図６乃至図８（転倒防止手段の図示は省略）に示されるように工具パレット待機テーブルを保護カバー５２ａの外側に配置し工具パレット案内テーブル２１０と一体式又は分離可能式としてもよい。
要するに、工具パレットが工具パレット待機テーブルと工具パレット案内テーブルとの間を渋滞なく往来できるようなレイアウトにした上で、人的作業によって持ち運びに許容される重量以内であれば工具パレット案内テーブルと工具パレット待機テーブルを一体化してもよいし、そうでなければ工具パレット案内テーブルと工具パレット待機テーブルを分解・組立可能にすればよいのである。
【００３６】
図６は、工具パレット案内テーブル２１０が保護カバー５２ａの開口縁部に位置決めされて着脱自在に取付けられ該案内テーブル２１０に案内される工具パレット１０に保持される工具の軸芯は前記実施例同様に主軸５０の軸芯５０ａと工具交換可能に同軸化される。
工具パレット案内テーブル２１０の基端は保護カバー５２ａの外側に配置される一方、対向する先端は工具交換可能に工具パレット１０が主軸５０に接近できるよう機内に臨まされている。そして、工具パレット案内テーブル２１０の基端側左右に工具パレット１０が１台ずつ載置可能に工具パレット待機テーブル２１１が配設され、保護カバー５２ａの外側で工具パレットが工具パレット案内テーブル２１０と工具パレット待機テーブル２１１との間を往来可能とされている。
【００３７】
上記構成の工具交換作業を説明すれば、工具パレット案内テーブル２１０の基端側から工具パレット運搬台車により移載される工具パレットは工具パレット待機テーブル２１１の左右端側に１台ずつ移載された後、工具パレット運搬台車を工具パレット案内テーブル２１０から離反させて工具パレット案内テーブル２１０の基端側作業スペースを確保する。
次いで、例えば、工具パレット待機テーブル２１１の右側（又は左側）に移載された空の工具パレット１０ａを実線矢印のように動かして主軸に装着されている砥石（工具）を外す。
次いで、工具パレット待機テーブル２１１の左側（又は右側）に移載された交換用砥石（工具）が保持された工具パレット１０ｂを点線矢印のように動かして主軸に砥石（工具）を装着した後、工具パレット案内テーブル２１０上に待機させて工具パレット運搬台車に戻す準備に備える。
【００３８】
図７においても、工具パレット案内テーブル２１０が図６と同様に保護カバー５２ａの開口縁部に位置決めされて着脱自在に取付けられている。
そして、工具パレット案内テーブル２１０の基端側左側に工具パレット１０が３台載置可能なＬ字状の工具パレット待機テーブル２１２が配設され、保護カバー５２ａの外側で工具パレットが工具パレット案内テーブル２１０と工具パレット待機テーブル２１２との間を往来可能とされている。
【００３９】
上記構成の工具交換作業を説明すれば、工具パレット案内テーブル２１０の基端側から工具パレット運搬台車により移載される工具パレットは図に示されるように工具パレット待機テーブル２１２の両端側に１台ずつ移載された後、工具パレット運搬台車を工具パレット案内テーブル２１０から離反させて工具パレット案内テーブル２１０の基端側作業スペースを確保する。
次いで、例えば、工具パレット待機テーブル２１２の手前側（又は奥側）に移載された空の工具パレット１０ａを実線矢印のように動かして主軸に装着されている砥石（工具）を外す。
次いで、工具パレット待機テーブル２１２の奥側（又は手前側）に移載された交換用砥石（工具）が保持された工具パレット１０ｂを点線矢印のように動かして主軸に砥石（工具）を装着した後、工具パレット案内テーブル２１０上に待機させて工具パレット運搬台車に戻す準備に備える。
【００４０】
図８は、工具パレット運搬台車を工具パレット案内テーブル２１０の基端に接続状態で工具パレット案内テーブル２１０の側方から工具交換が可能な場合の例を示すもので、工具パレット案内テーブル２１０が図６と同様に保護カバー５２ａの開口縁部に位置決めされて着脱自在に取付けられている。
そして、工具パレット案内テーブル２１０の基端側左側（又は右側）に工具パレット１０が１台載置可能な工具パレット待機テーブル２１３が配設され、保護カバー５２ａの外側で工具パレットが工具パレット案内テーブル２１０と工具パレット待機テーブル２１３との間を往来可能とされている。
【００４１】
上記構成の工具交換作業を説明すれば、工具パレット案内テーブル２１０の基端に工具パレット運搬台車を接続させて、工具パレット案内テーブル２１０の側方に立つ作業者が空の工具パレット１０ａを実線矢印のように動かして主軸に装着されている砥石（工具）を工具パレット１０ａに移載させた後に工具パレット待機テーブル２１３に移動させる。
次いで、工具パレット運搬台車上の交換用砥石（工具）が保持された工具パレット１０ｂを点線矢印のように動かして主軸に砥石（工具）を装着した後、工具パレット運搬台車上に戻し、次いで、工具パレット１０ａを工具パレット運搬台車に戻す。
【００４２】
なお、保護カバー５２ａの内側に工具パレット収容スペースが少ないうえに保護カバー５２ａから主軸先端までの距離が長い場合は図９に示すように、主軸の工具支持軸と工具支持部材とを延長軸で着脱可能に連結して砥石を主軸の工具支持軸に着脱させると良い。
【００４３】
すなわち、断面円形とされ外径が主軸５０の砥石Ｔ１に挿通される工具支持軸外径と同径とされる延長軸１９の一側端面に刻設され主軸５０の先端から突出される雄ねじ部のねじ径に対応する雌ねじ部と前記雄ねじ部を螺合させて延長軸１９を主軸の工具支持軸に着脱自在に取付けた後、工具パレット１０を延長軸１９に接近させて支柱１３から延出される延長軸１９と同一外径の工具支持部材１８の先端から突出する断面円形のインロー部を前記延長軸１９の前記雌ねじが刻設された端面と対向する他側端面に刻設される穴に嵌合させる。
これにより、主軸５０の工具支持軸と延長軸１９と工具支持部材１８とが着脱可能に連結されて延長軸１９を介して砥石が主軸５０と工具支持部材１８を備えた工具パレット１０との間を移載自在となる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
大重量の正面フライスや研削砥石が使用される工作機械や研削盤等の工具交換に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】 本発明の実施例を示す要部側面図である。
【００４６】
【図２】 図３−（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【００４７】
【図３】 本発明の工具交換装置の作用を示す説明図である。
【００４８】
【図４】 本発明の工具交換装置の作用を示す要部断面図である。
【００４９】
【図５】 本発明の工具パレット転倒防止構造を示す他の実施例図である。
【００５０】
【図６】 本発明の工具パレット待機テーブルの配置を示す別の実施例図である。
【００５１】
【図７】 本発明の工具パレット待機テーブルの配置を示す別の実施例図である。
【００５２】
【図８】 本発明の工具パレット待機テーブルの配置を示す別の実施例図である。
【００５３】
【図９】 本発明の工具交換装置の作用を示す別の要部断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 工具パレット運搬台車
２ 転倒防止用庇
３ 天板
４ａ 後部ストッパ
４ｂ 前部ストッパ
５ 位置決め凸部
６ おねじ部材
６ａ ハンドル部材
６ｂ 支持部材
７ ガイドピン
７ａ ガイドピン案内部材
８ 指示針部材
９ 機種対応目盛板
１０ 工具パレット
１１ ベース
１２ フランジ
１３ 支柱
１４ 工具支持部材
１４ａ センタリング穴
１５ 蝶番
１６ ロック部材
１７ 球状車輪
１８ 工具支持部材
１９ 延長軸
２０ 案内ユニット
２１ ガイドレール
２２ 上面（走行板の）
２３、２４、２５、２６ 転倒防止用庇
２７ 位置決め凹部
２１０ 工具パレット案内テーブル
２１１ 工具パレット待機テーブル
２１２ 工具パレット待機テーブル
２１３ 工具パレット待機テーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削や研削する工作機械の主軸への工具交換を人的作業により容易に行うことができる工具交換方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の工作機械は主として次の理由により刃物が取付けられる主軸と被加工物が取付けられるテーブルを保護カバーで覆い、保護カバーに設けられた開口部を開閉自在な扉を開けて刃物交換や被加工物の交換がされるようになっている。
１）人体が不用意に加工中の刃物に触れる事を防ぐ安全策
２）加工に伴い生じる切削（研削）屑や加工物及び刃物を冷却する切削（研削）油の飛散防止策
【０００３】
このような工作機械において、水平とされる主軸に刃物である研削砥石を交換する研削盤では、従来、砥石が吊具を介してホイストクレーン等で吊下げられて砥石の重量を支持した状態で砥石の主軸への装着・抜脱が人的作業により行われていた。
この作業は、吊下げられた砥石の中心軸を主軸の中心軸に整合させる作業に時間を要するため砥石交換作業が長くなり研削盤の稼動停止時間が長くなるので生産性が低下する。 また、吊下げられた砥石を移動中に周辺の構築物に衝突させて砥石を損傷させる場合がある等の問題があった。
【０００４】
一方、主軸が垂直とされ軸が軸方向に進退自在とされると共に主軸の軸線と直交する面に被加工物を取付けることができるテーブルを備え該テーブルが主軸の軸線と直交する方向に進退自在とされる工作機械では、主軸に対する大重量の工具を把持した工具ホルダの交換作業を容易に行うことができる技術が特開２００９−６４５５号公報に開示されている。ここでは、保護カバー３１の内側面に工具交換装置３２を装着する。工具交換装置３２を構成するシリンダ３３によって、工具パレット３６を上方の退避位置から下方に移動し、工具パレット３６の下面に設けた第１及び第２係合凹部４７，４８を前記テーブル２５の上面に設けた第１及び第２取付台座４５，４６に嵌合する。工具パレット３６をテーブル２５の上面の使用位置に受け渡した後、テーブル２５を工具パレット３６とともに前記主軸装置１６側に移動して、空の第２ホルダ把持具３９により使用済み工具ホルダ１８Ａを受け取り、第１ホルダ把持具３８に装着された新工具ホルダ１８Ｂを主軸１７に装着する。なお、工具パレット３６への工具ホルダの着脱は人的作業によって行うように構成されている。
【０００５】
この技術は、工作機械の主軸と工具パレットとの間で行われる工具が装着された大重量の工具ホルダの交換が機械的に行われるので作業者の筋肉負担が皆無になるという利点がある。
しかしながら、次のような欠点がある。
１、 工具パレットへの工具ホルダの着脱は人的作業なので重筋作業となり、腰痛等の職業疾病が生じる場合がある
２、 工具パレットが保護カバー３１の内側面に装着された工具交換装置によってＸ−Ｙ方向に進退動可能なテーブルから着脱される構成なので、当該工作機械専用の工具交換装置となる。この為、汎用性がなくなり設備価格も高価になる
３、 スペース上の制約によりＸ−Ｙ方向に進退動可能なテーブル上に工具パレットを載置できない場合は利用できないので利用範囲が限定される
【特許文献１】 特開２００９−６４５５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上のような背景のもとになされたもので、主軸及び被加工物取付用テーブルを覆う保護カバーに設けられた開口部を介して位置決めされて着脱自在に配設され、汎用性に優れ、大重量の工具を人的作業により迅速、容易に工作機械の主軸から交換できる工具交換装置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】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
請求項１に示す工具交換装置は、開口部を有し該開口部を開閉可能な扉を備える保護カバーによって工具が取付けられる主軸と被加工物が取付けられるテーブルが覆われる工作機械において、前記主軸に取付けられる工具を所定位置に所定の姿勢で保持可能な工具支持手段と自在な方向に転動可能な車輪とを備えた工具パレットと
前記主軸近傍の保護カバーを含む工作機械構成固定物に位置決めされて着脱自在とされ前記工具パレットに保持される工具の中心軸を前記主軸の軸芯と工具交換可能に同軸化可能に前記工具パレットを案内可能な案内手段を備え該案内手段に沿って前記工具パレットが
進退自在とされる工具パレット案内テーブルと
前記工具パレット案内テーブルに設けられ前記工具パレット案内テーブルを進退する前記工具パレットの転倒を防止する転倒防止手段と
前記工具パレット案内テーブルに隣接され前記工具パレット案内テーブル上の前記工具パレットが往来自在とされて前記工具パレットを収容可能とされると共に前記工具パレットの転倒防止手段が備えられた工具パレット待機テーブルと
前記工具パレットを少なくとも２台載置可能な天板と前記工具パレット転倒防止手段と床面を走行可能な車輪とを備え前記工具パレット案内テーブルに前記天板を接続して前記工具パレットが前記工具パレット案内テーブルと前記天板との間を往来可能とされる工具パレット運搬台車とを備えたものである。
【０００９】
請求項２に示す工具交換装置は、請求項１の工具交換装置において、前記工具パレット運搬台車に前記工具パレットを載置可能な天板を上下動させる上下動調整手段が備えられたものである。
【００１０】
請求項３に示す工具交換装置は、請求項１の工具交換装置において、前記主軸の工具支持軸と前記工具パレットの工具支持手段との間に着脱自在に連結される延長軸を備え該延長軸を介して工具が交換されるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
１、工具パレットが案内ユニットに案内されて工具パレットに保持される工具の軸芯と主軸の軸芯が整合されるので迅速、容易に工具交換ができる。
２、工具パレットに備えられた工具支持部材により大重量の工具の重量を支持した状態で工具交換できるようにしたので筋力負担を格段に軽減できる。
３、時間当たり切（研）削量が多くなるよう設計された大径工具の工具重量に比べて人的作業により工作機械に着脱する案内ユニットは軽量化できるので着脱時の筋力負担を大きく軽減できる。
４、工具パレット運搬台車の工具パレット載置面は上下動自在とされて高さ調整可能とされているので取付けた案内ユニットの高さ位置が機種によって異なっても対応可能となり汎用性がある。
５、工具が保持される工具パレットには減摩手段として車輪が設けられているので工具が保持された工具パレットでも軽い力で主軸に近接離反させることができる。
６、工具パレットの転倒防止手段を設けたので工具パレットの何処の位置を持って操作しても工具パレットが転倒しないので人的作業による工具パレットの移動を迅速化できる。また、工具パレットを小型化（投影面積を小さくできる）できる。
７、待機エリアに２台乃至３台の工具パレットを待機できるようにしたので工具パレット運搬台車を工作機械から離反させても工具交換が迅速、容易にできる。これにより、工具パレット運搬台車の空いたスペースを工具交換作業スペースとして利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
【実施例１】
【００１４】
図１、２を用いて本発明に係る工具交換装置について説明する。
本発明の特徴とするところは、従来の工具交換装置が保護カバーの内側面に装着されて個々の工作機械に専用化されていると共に工具パレットが被加工物取付用テーブルに着脱自在に取付けられ、工作機械の主軸と工具パレットに装着された大重量の工具ホルダの交換が機械的に行われるのに対して、工具交換装置が被加工物取付用テーブルを利用することなく工作機械に着脱自在とされると共に複数の工作機械に利用できるよう汎用化されており、工作機械の主軸に装着される大重量の工具の交換が工具パレットを介して人的作業により行われるようにした点にある。
【００１５】
図１において、５２は回転自在とされる段付き軸の先端におねじ部が形成される主軸５０の前記おねじ部にナット５１によって砥石Ｔ１が挟持される研削盤。
２０は研削盤５２の主軸近傍の構築物と保護カバー５２ａの開口縁部との間の所定位置に位置決めされて着脱自在に取付けられる工具パレット案内テーブルと工具パレット待機テーブルとが一体化された案内ユニット。１は車輪が備えられて研削盤５２に近接離反自在とされ位置決め機構によって研削盤５２の所定位置に位置決めされて装着された案内ユニット２０の一側端面所定位置に接続可能とされる工具パレット運搬台車である。工具パレット運搬台車１に設けられた天板３上には車輪が取付けられた工具パレット１０が一対の転倒防止庇２、２に案内されて進退自在に載置されている。
【００１６】
前記案内ユニット２０には工具パレット１０が走行可能な平坦な上面２２を有す案内テーブル右端部（図２）にガイドレール２１が突設されると共に転倒防止庇２３が水平に延出される。この転倒防止庇２３と対向され工具パレット１０が通過可能に離間されて転倒防止庇２４がコ字状に配設されている。さらに、上面２２から支柱２５が突設され該支柱２５と転倒防止庇２３との間を工具パレット１０が通過可能とされると共に支柱２５と転倒防止庇２４との間を工具パレット１０が通過可能とされている。そして、支柱２５の上端に転倒防止庇２６が取付けられて工具パレット１０に形成されるフランジ１２の１辺が転倒防止庇２３又は転倒防止庇２４に覆われた状態で工具パレット１０が転倒防止庇２３又は転倒防止庇２４に沿って移動する際、転倒防止庇２３又は転倒防止庇２４に覆われたフランジと対向する側のフランジの一部を覆うことができるようにされている。
【００１７】
ここでは、主軸５０と保護カバー５２ａとの間に十分なスペースが存したので案内テーブルの上面２２と転倒防止庇２３、転倒防止庇２４右端部、転倒防止庇２６の右部（図３−（ａ））とで形成される工具パレット案内テーブルと案内テーブルの上面２２と転倒防止庇２４、転倒防止庇２６の左部（図３−（ａ））とで形成される工具パレット待機テーブルとが一体化されている。
また、上面２２の工具パレット運搬台車１と対向される端面に位置決め凹部２７が刻設されている。一方、上面２２の下面には断面矩形の位置決めブロック２２ａ，２２ｂが凸設されている。
【００１８】
工具パレット運搬台車１は回動自在な車輪を備えた基台の上面に天板３が上下動自在に取付けられ、平坦な天板３の上面左右端部に断面が倒立したＬ字状とされる転倒防止庇２，２が対向して離間されて突設されている。該転倒防止庇２，２と天板３とで形成される中空部を工具パレット１０がフランジ１２を転倒防止庇２，２に覆われて転倒防止庇２，２に案内されて天板３上を進退できるようにされている。本例では天板３上に２台の工具パレット１０ａ，１０ｂが直列に載置されている。
そして、一方の転倒防止庇２の先端部と手前側に貫通された穴に大径部と小径部とで形成される後部ストッパ４ａ、前部ストッパ４ｂの小径部が進退自在に挿通されて先端部が転倒防止庇２，２と天板３とで形成される中空部に突出され工具パレット１０の端面に当接可能とされて工具パレット１０の進行を防止できるようにされている。
【００１９】
また、天板３の下面から下方に向かっておねじ部材６が延出されて基台に取付けられる支持部材６ｂの上面にスラスト自在に載置されるハンドル部材６ａに刻設される雌ねじに螺着されている。また、前記おねじ部材６から適宜離間してガイドピン７が下方に向かって延出されて基台に取付けられるガイドピン案内部材７ａに貫通される案内穴に挿通されている。さらにまた、略Ｌ字状とされる指示針部材８が下方に向かって延出されて尖端が基台に取付けられる機種対応目盛板９に対向されている。また、図２から分かるように天板３の案内ユニット２０と対向する端面から位置決め凸部５が突出されている。
【００２０】
工具パレット１０はフランジ１２が形成される段付きのベース１１の下面に４個の球状車輪（例えば商品名「フリーベア」等）１７が取付けられて平板上を自在な方向に移動可能とされている。
一方、ベース１１の上面には支柱１３が上方に向かって延出され先端部から断面円形とされ外径が研削盤５２に備えられた主軸５０の砥石Ｔ１に挿通される工具支持軸外径と同径とされる工具支持部材１４が水平に延出されている。該工具支持部材１４の先端には研削盤５２に備えられた主軸５０の先端から突出されナット５１が螺着されるおねじ部外径に対応する内径の穴を有すセンタリング穴１４ａが刻設されている。そして、砥石Ｔ２の貫通孔に工具支持部材１４が挿通されて該工具支持部材１４上を砥石Ｔ２が進退自在とされている。
また、ベース１１の上面には軸が平行な枢軸を２軸有する蝶番１５を介して膨出端部がゴムライニングされたロック部材１６が取付けられる断面Ｌ字状の金具１６ａが枢動自在に取付けられている。
【００２１】
以上の構成においてその作用を説明する。
まず、保護カバー開口部の扉を開けて開口部を開放させて砥石Ｔ１を主軸から外せる環境作りのためナット５１を外す等の準備作業をする。
次いで、人的作業により案内ユニット２０に形成された位置決めブロック２２ａを主軸５０の近傍の研削盤構成固定物５２ｂの上面に刻設された位置決め溝に係合させると共に位置決めブロック２２ｂを研削盤構成固定物５２ｂの上面に当接させ、さらに、保護カバー５２ａの開口部上縁部に設けられた図示しない位置決め手段と案内ユニット２０を係合させて案内ユニット２０を研削盤５２の所定位置に着脱自在に取付ける。
これにより、案内ユニット２０の上面２２が主軸５０の軸線と平行とされると共に図３−（ａ）に示すように、転倒防止庇２３の先端２３ａと転倒防止庇２４の先端２４ａ及び転倒防止庇２６の右側先端２６ａとに案内されて進退動する工具パレット１０に設けられた工具支持部材１４の軸線が主軸５０の軸線５０ａと砥石交換可能に同軸化される。
【００２２】
次いで、該案内ユニット２０に工具パレット運搬台車１（天板３の上面は上面２２の上面と同じ高さに調整されている）を近接させて図３−（ｂ）のように、位置決め凸部５を案内ユニット２０に形成される位置決め凹部２７に嵌合させる。
続いて、前部ストッパ４ｂを転倒防止庇２から抜脱すると通路が解放されて工具パレット１０が工具パレット運搬台車１から案内ユニット２０に移動可能になるので工具パレット１０ａ，１０ｂを人力で押して工具パレット運搬台車１から案内ユニット２０に移動させる。この際、工具パレット１０のベース１１の側面が転倒防止庇２３の先端に摺接・案内されると共に工具パレット１０が上面２２上にあることにより工具パレット１０に保持される工具の軸芯と主軸５２の軸芯とが同軸化される。
【００２３】
続いて、工具パレット運搬台車１を案内ユニット２０から離反させて図３−（ｃ）に示すように、工具パレット１０ｂを待機エリア（矢印方向）に移動させて待機させる。これにより、工具パレット１０ａと作業者との間に介在する物がなくなるので工具パレット１０ａに対する作業が容易になる。
【００２４】
具体的作業は、まず、図４に示すように、工具パレット１０を主軸５０に接近させて工具支持部材１４の先端に刻設されるセンタリング穴１４ａに予めナット５１が外されて主軸５０の先端から露出されるおねじ部を勘合させて工具支持部材１４の先端を主軸５０の工具支持軸先端に当接させる。
続いて、金具１６ａをガイドレール２１側に枢動させてロック部材１６をガイドレール２１の側面に押圧させる。これにより、ブレーキが利きロック部材１６がガイドレール２１の側面に当接している間は工具パレット１０は容易には進退できなくなる。
【００２５】
続いて、主軸５０に支持される砥石Ｔ１を人力により移動させて工具支持部材１４上（２点鎖線部）に移載させる。この際、砥石Ｔ１が工具支持部材１４上を移動するに伴い生じる摩擦力が工具パレット１０を後退させ主軸５０の先端から工具支持部材１４の先端を離反させる方向に作用するがロック部材１６によってブレーキが利いているので工具パレット１０が後退せず砥石Ｔ１は速やかに工具支持部材１４に移載される。
また、砥石Ｔ１の移動に伴い砥石Ｔ１を支持する軸の先端が撓み工具支持部材１４の先端との間に段差を生じさせる荷重が作用するが、主軸５０の先端から露出されるおねじ部を工具支持部材１４の先端に刻設されるセンタリング穴１４ａに勘合させているので段差が生じずスムースに移載できる。
【００２６】
次に、金具１６ａを支柱１３側に枢動させてロック部材１６をガイドレール２１の側面から離反させる。これにより、ブレーキが解除され工具パレット１０は容易に進退可能になる。
続いて、工具パレット１０ａを主軸５０から離反させて工具支持部材１４をおねじ部から離反させた後、図３−（ｄ）に示すように、工具パレット１０ａを待機エリア（矢印方向）に移動させて待機させる。
【００２７】
続いて、図３−（ｅ）に示すように、工具パレット１０ｂを矢印方向に移動させて、前述同様に工具支持部材１４の先端に刻設されるセンタリング穴１４ａに予めナット５１が外されて主軸５０の先端から露出されるおねじ部を勘合させて工具支持部材１４の先端を主軸５０の工具支持軸先端に当接させ、次いで、金具１６ａをガイドレール２１側に枢動させてロック部材１６をガイドレール２１の側面に押圧させる。
続いて、工具支持部材１４に支持される砥石Ｔ２を人力により移動させて主軸５０の工具支持軸上に移載させる。この際も前述同様にスムースに移載できる。
【００２８】
次いで、前述同様にブレーキを解除した後、工具パレット１０ｂを主軸５０から離反させて工具支持部材１４をおねじ部から離反させる。
続いて、図３−（ｆ）に示すように、工具パレット１０ａを待機エリアから矢印のように移動させる。
【００２９】
この後、再び工具パレット運搬台車１を前述同様に位置決めして案内ユニット２０に接続させて、工具パレット１０ａ、工具パレット１０ｂの順に工具パレット運搬台車１に移動させる。
次いで、前部ストッパ４ｂを転倒防止庇２に貫通される孔に挿通して通路の一部を遮断して工具パレット１０ａ、工具パレット１０ｂが工具パレット運搬台車１から離脱しないよう処置して工具パレット運搬台車１を案内ユニット２０から離反させて所定の場所に移動させて所定の道具を使って工具パレット１０ａが保持する研削盤５２から外した砥石Ｔ１を外して新しい砥石に交換して次回の砥石交換作業に備える。
【００３０】
続いて、案内ユニット２０を人力により研削盤５２から離反させて所定の場所に保管して次回の砥石交換作業に備える。
【００３１】
なお、本実施例では工具パレット１０の移動時における減摩手段として球状車輪１７を用いたが、本例に限定されるものではない。
すなわち、自在車輪を利用することはもちろん、ハンドル操作により進行希望方向に転動可能とされる車輪を備えた構成でもよいことは言うまでもない。
【００３２】
また、本実施例では案内ユニット２０の上面２２を有す走行板に重量軽減孔を刻設していないが、案内ユニット２０のさらなる軽量化のために球状車輪１７の移動軌跡に対応する接地面を除いて走行板に貫通孔や穴を刻設して重量軽減させてもよいことは言うまでもない。
【００３３】
また、本実施例では工具パレット１０の転倒防止のためにフランジ１２を転倒防止庇２、２３、２４、２６で覆う構成としたが、本例に限定されるものではない。すなわち、図５に示すように、工具パレット１００が走行可能とされる走行板１０３（又は天板３）に工具パレット１００の移動経路に沿った孔１０４を貫設し、該孔１０４の幅より広い頭部１０２から突出される軸部を前記孔１０４に挿通させて工具パレット１００の下面に接続する構成にしてもよい。これにより、実施例同様に砥石が支持された工具パレット１０が転倒することはない。
【００３４】
また、他機種への対応のため、例えば、主軸の工具支持軸の外径が異なる場合は異なる工具支持軸外径に対応する外径の工具支持部材に交換することができる。
さらにまた、砥石（工具）外径が異なる場合は工具支持部材とベースとの隙間に砥石（工具）の半径が収容可能な支柱に交換することができる。
【００３５】
また、本実施例の案内ユニット２０は工具パレット案内テーブルと工具パレット待機テーブルが一体化されて、その大部分を保護カバーの内側に配置する構成となっているがこれに限定されるものではない。
例えば、保護カバー５２ａの内側に工具パレット収容スペースが少ない場合は図６乃至図８（転倒防止手段の図示は省略）に示されるように工具パレット待機テーブルを保護カバー５２ａの外側に配置し工具パレット案内テーブル２１０と一体式又は分離可能式としてもよい。
要するに、工具パレットが工具パレット待機テーブルと工具パレット案内テーブルとの間を渋滞なく往来できるようなレイアウトにした上で、人的作業によって持ち運びに許容される重量以内であれば工具パレット案内テーブルと工具パレット待機テーブルを一体化してもよいし、そうでなければ工具パレット案内テーブルと工具パレット待機テーブルを分解・組立可能にすればよいのである。
【００３６】
図６は、工具パレット案内テーブル２１０が保護カバー５２ａの開口縁部に位置決めされて着脱自在に取付けられ該案内テーブル２１０に案内される工具パレット１０に保持される工具の軸芯は前記実施例同様に主軸５０の軸芯５０ａと工具交換可能に同軸化される。
工具パレット案内テーブル２１０の基端は保護カバー５２ａの外側に配置される一方、対向する先端は工具交換可能に工具パレット１０が主軸５０に接近できるよう機内に臨まされている。そして、工具パレット案内テーブル２１０の基端側左右に工具パレット１０が１台ずつ載置可能に工具パレット待機テーブル２１１が配設され、保護カバー５２ａの外側で工具パレットが工具パレット案内テーブル２１０と工具パレット待機テーブル２１１との間を往来可能とされている。
【００３７】
上記構成の工具交換作業を説明すれば、工具パレット案内テーブル２１０の基端側から工具パレット運搬台車により移載される工具パレットは工具パレット待機テーブル２１１の左右端側に１台ずつ移載された後、工具パレット運搬台車を工具パレット案内テーブル２１０から離反させて工具パレット案内テーブル２１０の基端側作業スペースを確保する。
次いで、例えば、工具パレット待機テーブル２１１の右側（又は左側）に移載された空の工具パレット１０ａを実線矢印のように動かして主軸に装着されている砥石（工具）を外す。
次いで、工具パレット待機テーブル２１１の左側（又は右側）に移載された交換用砥石（工具）が保持された工具パレット１０ｂを点線矢印のように動かして主軸に砥石（工具）を装着した後、工具パレット案内テーブル２１０上に待機させて工具パレット運搬台車に戻す準備に備える。
【００３８】
図７においても、工具パレット案内テーブル２１０が図６と同様に保護カバー５２ａの開口縁部に位置決めされて着脱自在に取付けられている。
そして、工具パレット案内テーブル２１０の基端側左側に工具パレット１０が３台載置可能なＬ字状の工具パレット待機テーブル２１２が配設され、保護カバー５２ａの外側で工具パレットが工具パレット案内テーブル２１０と工具パレット待機テーブル２１２との間を往来可能とされている。
【００３９】
上記構成の工具交換作業を説明すれば、工具パレット案内テーブル２１０の基端側から工具パレット運搬台車により移載される工具パレットは図に示されるように工具パレット待機テーブル２１２の両端側に１台ずつ移載された後、工具パレット運搬台車を工具パレット案内テーブル２１０から離反させて工具パレット案内テーブル２１０の基端側作業スペースを確保する。
次いで、例えば、工具パレット待機テーブル２１２の手前側（又は奥側）に移載された空の工具パレット１０ａを実線矢印のように動かして主軸に装着されている砥石（工具）を外す。
次いで、工具パレット待機テーブル２１２の奥側（又は手前側）に移載された交換用砥石（工具）が保持された工具パレット１０ｂを点線矢印のように動かして主軸に砥石（工具）を装着した後、工具パレット案内テーブル２１０上に待機させて工具パレット運搬台車に戻す準備に備える。
【００４０】
図８は、工具パレット運搬台車を工具パレット案内テーブル２１０の基端に接続状態で工具パレット案内テーブル２１０の側方から工具交換が可能な場合の例を示すもので、工具パレット案内テーブル２１０が図６と同様に保護カバー５２ａの開口縁部に位置決めされて着脱自在に取付けられている。
そして、工具パレット案内テーブル２１０の基端側左側（又は右側）に工具パレット１０が１台載置可能な工具パレット待機テーブル２１３が配設され、保護カバー５２ａの外側で工具パレットが工具パレット案内テーブル２１０と工具パレット待機テーブル２１３との間を往来可能とされている。
【００４１】
上記構成の工具交換作業を説明すれば、工具パレット案内テーブル２１０の基端に工具パレット運搬台車を接続させて、工具パレット案内テーブル２１０の側方に立つ作業者が空の工具パレット１０ａを実線矢印のように動かして主軸に装着されている砥石（工具）を工具パレット１０ａに移載させた後に工具パレット待機テーブル２１３に移動させる。
次いで、工具パレット運搬台車上の交換用砥石（工具）が保持された工具パレット１０ｂを点線矢印のように動かして主軸に砥石（工具）を装着した後、工具パレット運搬台車上に戻し、次いで、工具パレット１０ａを工具パレット運搬台車に戻す。
【００４２】
なお、保護カバー５２ａの内側に工具パレット収容スペースが少ないうえに保護カバー５２ａから主軸先端までの距離が長い場合は図９に示すように、主軸の工具支持軸と工具支持部材とを延長軸で着脱可能に連結して砥石を主軸の工具支持軸に着脱させると良い。
【００４３】
すなわち、断面円形とされ外径が主軸５０の砥石Ｔ１に挿通される工具支持軸外径と同径とされる延長軸１９の一側端面に刻設され主軸５０の先端から突出される雄ねじ部のねじ径に対応する雌ねじ部と前記雄ねじ部を螺合させて延長軸１９を主軸の工具支持軸に着脱自在に取付けた後、工具パレット１０を延長軸１９に接近させて支柱１３から延出される延長軸１９と同一外径の工具支持部材１８の先端から突出する断面円形のインロー部を前記延長軸１９の前記雌ねじが刻設された端面と対向する他側端面に刻設される穴に嵌合させる。
これにより、主軸５０の工具支持軸と延長軸１９と工具支持部材１８とが着脱可能に連結されて延長軸１９を介して砥石が主軸５０と工具支持部材１８を備えた工具パレット１０との間を移載自在となる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
大重量の正面フライスや研削砥石が使用される工作機械や研削盤等の工具交換に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】 本発明の実施例を示す要部側面図である。
【００４６】
【図２】 図３−（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【００４７】
【図３】 本発明の工具交換装置の作用を示す説明図である。
【００４８】
【図４】 本発明の工具交換装置の作用を示す要部断面図である。
【００４９】
【図５】 本発明の工具パレット転倒防止構造を示す他の実施例図である。
【００５０】
【図６】 本発明の工具パレット待機テーブルの配置を示す別の実施例図である。
【００５１】
【図７】 本発明の工具パレット待機テーブルの配置を示す別の実施例図である。
【００５２】
【図８】 本発明の工具パレット待機テーブルの配置を示す別の実施例図である。
【００５３】
【図９】 本発明の工具交換装置の作用を示す別の要部断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 工具パレット運搬台車
２ 転倒防止用庇
３ 天板
４ａ 後部ストッパ
４ｂ 前部ストッパ
５ 位置決め凸部
６ おねじ部材
６ａ ハンドル部材
６ｂ 支持部材
７ ガイドピン
７ａ ガイドピン案内部材
８ 指示針部材
９ 機種対応目盛板
１０ 工具パレット
１１ ベース
１２ フランジ
１３ 支柱
１４ 工具支持部材
１４ａ センタリング穴
１５ 蝶番
１６ ロック部材
１７ 球状車輪
１８ 工具支持部材
１９ 延長軸
２０ 案内ユニット
２１ ガイドレール
２２ 上面（走行板の）
２３、２４、２５、２６ 転倒防止用庇
２７ 位置決め凹部
２１０ 工具パレット案内テーブル
２１１ 工具パレット待機テーブル
２１２ 工具パレット待機テーブル
２１３ 工具パレット待機テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有し該開口部を開閉可能な扉を備える保護カバーによって工具が取付けられる主軸と被加工物が取付けられるテーブルが覆われる工作機械において、
前記主軸に取付けられる工具を所定位置に所定の姿勢で保持可能な工具支持手段と自在な方向に転動可能な車輪とを備えた工具パレットと
前記主軸近傍の保護カバーを含む工作機械構成固定物に位置決めされて着脱自在とされ前記工具パレットに保持される工具の中心軸を前記主軸の軸芯と工具交換可能に同軸化可能に前記工具パレットを案内可能な案内手段を備え該案内手段に沿って前記工具パレットが
進退自在とされる工具パレット案内テーブルと
前記工具パレット案内テーブルに設けられ前記工具パレット案内テーブルを進退する前記工具パレットの転倒を防止する転倒防止手段と
前記工具パレット案内テーブルに隣接され前記工具パレット案内テーブル上の前記工具パレットが往来自在とされて前記工具パレットを収容可能とされると共に前記工具パレットの転倒防止手段が備えられた工具パレット待機テーブルと
前記工具パレットを少なくとも２台載置可能な天板と前記工具パレット転倒防止手段と床面を走行可能な車輪とを備え前記工具パレット案内テーブルに前記天板を接続して前記工具パレットが前記工具パレット案内テーブルと前記天板との間を往来可能とされる工具パレット運搬台車と
を備えたことを特徴とする工具交換装置
【請求項２】
請求項１の工具交換装置において、前記工具パレット運搬台車に前記工具パレットを載置可能な天板を上下動させる上下動調整手段が備えらたことを特徴とする工具交換装置
【請求項３】
請求項１の工具交換装置において、前記主軸の工具支持軸と前記工具パレットの工具支持手段との間に着脱自在に連結される延長軸を備え該延長軸を介して工具が交換されることを特徴とする工具交換装置
【請求項１】
開口部を有し該開口部を開閉可能な扉を備える保護カバーによって工具が取付けられる主軸と被加工物が取付けられるテーブルが覆われる工作機械において、
前記主軸に取付けられる工具を所定位置に所定の姿勢で保持可能な工具支持手段と自在な方向に転動可能な車輪とを備えた工具パレットと
前記主軸近傍の保護カバーを含む工作機械構成固定物に位置決めされて着脱自在とされ前記工具パレットに保持される工具の中心軸を前記主軸の軸芯と工具交換可能に同軸化可能に前記工具パレットを案内可能な案内手段を備え該案内手段に沿って前記工具パレットが
進退自在とされる工具パレット案内テーブルと
前記工具パレット案内テーブルに設けられ前記工具パレット案内テーブルを進退する前記工具パレットの転倒を防止する転倒防止手段と
前記工具パレット案内テーブルに隣接され前記工具パレット案内テーブル上の前記工具パレットが往来自在とされて前記工具パレットを収容可能とされると共に前記工具パレットの転倒防止手段が備えられた工具パレット待機テーブルと
前記工具パレットを少なくとも２台載置可能な天板と前記工具パレット転倒防止手段と床面を走行可能な車輪とを備え前記工具パレット案内テーブルに前記天板を接続して前記工具パレットが前記工具パレット案内テーブルと前記天板との間を往来可能とされる工具パレット運搬台車と
を備えたことを特徴とする工具交換装置
【請求項２】
請求項１の工具交換装置において、前記工具パレット運搬台車に前記工具パレットを載置可能な天板を上下動させる上下動調整手段が備えらたことを特徴とする工具交換装置
【請求項３】
請求項１の工具交換装置において、前記主軸の工具支持軸と前記工具パレットの工具支持手段との間に着脱自在に連結される延長軸を備え該延長軸を介して工具が交換されることを特徴とする工具交換装置
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１８３６２９（Ｐ２０１２−１８３６２９Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６４９４６（Ｐ２０１１−６４９４６）
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（５９７００８１２０）ワシノ機工株式會社 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（５９７００８１２０）ワシノ機工株式會社 (7)
【Ｆターム（参考）】
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