自動工具交換装置
【課題】クーラントや切粉の飛散防止を目的とした開閉シャッタの開閉が、ツールマガジンの旋回機能を利用して行われる構造簡易でコンパクトな自動工具交換装置を提供する。
【解決手段】砥石車２を保持する複数のツールハンド３０を備えるツールマガジン５の周囲を囲繞し保護するマガジンカバー６の一部に、工具交換位置Ｐに開口する工具交換窓３６が開設されるとともに、ツールマガジン５におけるツールハンド３０の配設箇所の一つに開閉シャッタ３４が設けられてなり、ツールマガジン５が工具非交換位置に回転停止している時、開閉シャッタ３４がマガジンカバー６の工具交換窓３６を閉止する配置構成とされている。これにより、開閉シャッタ３４の開閉が、独立した開閉機構や装置を必要とすることなく、ツールマガジン５の基本動作である回転動作に連動して行われる。
【解決手段】砥石車２を保持する複数のツールハンド３０を備えるツールマガジン５の周囲を囲繞し保護するマガジンカバー６の一部に、工具交換位置Ｐに開口する工具交換窓３６が開設されるとともに、ツールマガジン５におけるツールハンド３０の配設箇所の一つに開閉シャッタ３４が設けられてなり、ツールマガジン５が工具非交換位置に回転停止している時、開閉シャッタ３４がマガジンカバー６の工具交換窓３６を閉止する配置構成とされている。これにより、開閉シャッタ３４の開閉が、独立した開閉機構や装置を必要とすることなく、ツールマガジン５の基本動作である回転動作に連動して行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動工具交換装置に関し、さらに詳細には、複数種類の機械加工を行う工作機械に備えられて、複数種類の加工工具を備えるとともに、工作機械の主軸ヘッドとの間で複数種類の加工工具の一つを選択的に自動交換する工具自動交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動工具交換装置（ＡＴＣ）は、ターニングセンタやマシニングセンタ、あるいは複合型研削盤など、複数種類の機械加工を行う多機能工作機械に共通して備えられる装置で、従来多種多様な構成のものが開発されている。
【０００３】
例えば、ドラム式ＡＴＣとしては、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、加工工具ａを取外し可能に保持する複数のツール保持部ｂ、ｂ、…を備えるツールマガジンｃが、上記ツール保持部ｂ、ｂ、…のいずれか一つを工具交換位置Ｐに選択的に割出し割出し回転するように構成されており、また、このツールマガジンｃは、工作機械の加工時に使用するクーラントや加工時に生じる切粉がツール保持部ｂ、ｂ、…の加工工具ａ、ａ、…に飛散して付着等しないようにマガジンカバーｄにより被覆保護されている。
【０００４】
このため、マガジンカバーｄの一部には、上記工具交換位置Ｐに開口する工具交換窓ｅが開設されるとともに、この工具交換窓ｅが開閉シャッタｆにより開閉可能とされ、工具交換時のみ工具交換窓ｅが開口される構成とされている。
【０００５】
上記開閉シャッタｆの開閉構造は、マガジンカバーｄの形状等との関係で適宜設計され、例えば図６（ａ）に示すような矩形箱状のマガジンカバ−ｄにおいては、開閉シャッタｆが直線状に移動開閉する直動式とされ、また、図６（ｂ）に示すような円筒ドラム状のマガジンカバーｄにおいては、開閉シャッタｆがマガジンカバーｄの円筒壁に沿って円弧状に移動開閉する旋回式とされているが、いずれの開閉構造においても、シリンダ装置や駆動モータ装置等の動力装置により、あるいはリンク機構やカム機構等の開閉機構により独立して開閉される構成とされていた（例えば、特許文献１、２および３等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平０５−０１６１０８号公報
【特許文献２】実開昭６２−０１５４４１号公報
【特許文献３】特開平０７−１１２３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ドラム式自動工具交換装置において、クーラントや切粉の飛散防止を目的とした開閉シャッタの開閉が、ツールマガジンの旋回機能を利用して行われる構造簡易でコンパクトな自動工具交換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の自動工具交換装置は、複数種類の機械加工を行う工作機械に備えられて、複数種類の加工工具を備えるとともに、上記工作機械の主軸ヘッドとの間で上記複数種類の加工工具の一つを選択的に自動交換する工具自動交換装置であって、加工工具を取外し可能に保持する複数のツール保持手段が回転方向へ等間隔をもって配設されてなる回転可能なツールマガジンと、このツールマガジンの上記ツール保持手段のいずれか一つを工具交換位置に割出し回転させる回転駆動手段と、上記ツールマガジンの周囲を囲繞し保護するマガジンカバーとを備えてなり、上記マガジンカバーの一部に上記工具交換位置に開口する工具交換窓が開設されるとともに、上記ツールマガジンにおける上記ツール保持手段の配設箇所の一つに開閉シャッタが設けられてなり、上記ツールマガジンが工具非交換位置に回転停止している時、上記開閉シャッタが上記マガジンカバーの工具交換窓を閉止する配置構成とされていることを特徴とする。
【０００９】
好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記ツールマガジンのツール保持手段のいずれか一つが上記工具交換位置にある時、上記開閉シャッタが上記マガジンカバーの内部に収納されるとともに、上記ツールマガジンのツール保持手段が上記マガジンカバーの内部に収納される時、上記開閉シャッタが上記マガジンカバーの工具交換窓を閉止する配置構成とされている。
【００１０】
（２）上記開閉シャッタが上記マガジンカバーの工具交換窓を閉止した状態において、これら両者の隙間をシールするシール手段が、少なくとも上記開閉シャッタおよび上記マガジンカバーの工具交換窓の一方に設けられている。
【００１１】
（３）上記マガジンカバーの工具交換窓は、上記ツールマガジンのツール保持手段がこの工具交換窓に回転停止された状態において、上記工作機械の主軸ヘッドが上記ツール保持手段に接近して加工工具の交換が可能な形状寸法に設定されている。
【００１２】
（４）上記工作機械の主軸ヘッドを駆動する駆動手段と連動して上記回転駆動手段を制御する制御手段を備え、この制御手段は、上記工作機械の主軸ヘッドと上記ツールマガジンのツール保持手段の一つとの間で加工工具の交換作業を行う際に、交換対象となる上記ツール保持手段を上記工具交換位置に割出し回転するとともに、この加工工具の交換作業が完了すると、上記開閉シャッタを上記工具交換位置に割出し回転して上記工具交換窓を閉止するよう上記回転駆動手段を制御する構成とされている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の自動工具交換装置によれば、加工工具を保持する複数のツール保持手段を備えるツールマガジンの周囲を囲繞し保護するマガジンカバーの一部に、工具交換位置に開口する工具交換窓が開設されるとともに、上記ツールマガジンにおける上記ツールハンドの配設箇所の一つに開閉シャッタが設けられてなり、上記ツールマガジンが工具非交換位置に回転停止している時、上記開閉シャッタが上記マガジンカバーの工具交換窓を閉止する配置構成とされているから、上記開閉シャッタの開閉が、独立した開閉機構や装置を必要とすることなく、上記ツールマガジンの基本動作である回転動作に連動して行われ、構造簡易でコンパクトな自動工具交換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る一実施形態に係る自動工具交換装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】同自動工具交換装置の主要構成部を示し、図２（ａ）は平面断面図、また図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った縦断面図である。
【図３】同自動工具交換装置におけるツールマガジンの回転動作と開閉シャッタの開閉動作の関係を示す平面断面図で、図３（ａ）は一つの加工工具交換時の状態を、また図３（ｂ）は他の加工工具交換時の状態を示す。
【図４】同自動工具交換装置の加工工具交換工程を説明するための斜視図である。
【図５】同自動工具交換装置を搭載する複合型研削盤の全体構成を示す斜視図である。
【図６】従来の自動工具交換装置を示し、図６（ａ）は直動式開閉シャッタを備える構造、また図６（ｂ）は旋回式開閉シャッタを備える構造を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面全体にわたって同一の符号は同一の構成部材または要素を示している。
【００１６】
本発明に係る自動工具交換装置が図１〜図４に示されており、この自動工具交換装置１は、具体的には、図５に示すように、複数種類の研削加工を行う複合型研削盤に搭載されるものであり、複数種類の加工工具である砥石車２（２ａ、２ｂ、…）を備えるとともに、上記研削盤の主軸ヘッドである砥石台１３との間で上記砥石車２（２ａ、２ｂ、…）の一つを選択的に自動交換する構成とされている。
【００１７】
上記研削盤は、ワークテーブル１１に回転支持されたワークＷに対して、コラム１２に設けられた砥石車２が主として上下垂直方向（Ｚ軸方向）へ送られながら研削加工する立型研削盤であって、ベッド１５上に上記ワークテーブル１１とコラム１２が配置され、このコラム１２に、砥石車２を回転支持する上記砥石台１３が、旋回ユニット２１、上下スライドユニット２２および左右スライドユニット２３を介して設けられてなる。また、上記ワークテーブル１１の側部近傍位置には、砥石車２をドレッシングするドレッサ２５が設けられるとともに、さらにその側部には、本発明に係る上記自動工具交換装置１が設けられている。
【００１８】
自動工具交換装置１は、図１および図２に示すように、ツールマガジン５、マガジンカバー６、回転駆動部（回転駆動手段）７およびＡＴＣ制御部（制御手段）８を主要部として構成されている。
【００１９】
ツールマガジン５は、研削盤の加工工具である砥石車２を複数種類（図示の実施形態においては５種類）保持するとともに、研削盤の砥石台１３との間でこれら複数種類の砥石車２（２ａ、２ｂ、…）の一つを選択的に自動交換するもので、上記砥石車２を取外し可能に保持するツールハンド（ツール保持手段）３０が回転方向へ等間隔をもって配設されてなる。
【００２０】
これに関連して、砥石車２の軸心位置には、取付け部としての取付軸３５が一体的に設けられており、上記砥石台１３の砥石軸４０に対する砥石車２の取り付け、および上記ツールハンド３０に対する砥石車２の取り付けは、上記取付軸３５を介して行われることになる。
【００２１】
具体的には、円盤状の装置基体３１に、回転主軸３２が回転可能に垂直状態で軸支されるとともに、この回転主軸３２の上端に、アーム部３３が回転方向へ等間隔をもって一体的にかつ水平方向へ放射状に６つ配設されてなり（６等配）、これらアーム部３３、３３、…に上記ツールハンド３０がそれぞれ一体的に設けられている。
【００２２】
上記ツールハンド３０は、従来公知の構造を備え、具体的には、常時閉止方向へ弾発付勢される一対のチャッキング爪３０ａ、３０ａを有する。そして、これら一対のチャッキング爪３０ａ、３０ａが、後述する砥石台１３の砥石軸との協働作用により、砥石車２の取付軸３５の環状溝（図示省略）を着脱可能に挟持状にチャッキング支持する。
【００２３】
また、ツールマガジン５におけるツールハンド３０の配設箇所の一つに開閉シャッタ３４が設けられている。つまり、上記アーム部３３、３３、…のうちの１つには、上記ツールハンド３０に代えて、開閉シャッタ３４が一体的に設けられている。
【００２４】
この開閉シャッタ３４は、後述するマガジンカバー６の工具交換窓３６を開閉するもので、図１および図２示すように、工具交換窓３６の開口形状寸法に対応した形状寸法を有する。
【００２５】
マガジンカバー６は、上記ツールマガジン５の周囲を囲繞し保護するもので、具体的には、装置基体３１を含めてツールマガジン５の外周全体を覆う平面正六角形状の筒体とされ、研削盤のベッド１５上に固定的に設けられている。
【００２６】
このマガジンカバー６の一部には、工具交換位置Ｐに開口する工具交換窓３６が開設されている。この工具交換窓３６は、上記ツールマガジン５のツールハンド３０が工具交換窓３６に回転停止された状態において、上記研削盤の砥石台１３がこのツールハンド３０に接近して砥石車３の交換が可能な形状寸法に設定されている。
【００２７】
また、この工具交換窓３６は、上記ツールマガジン５に設けられた開閉シャッタ３４により開閉される構成とされている。この目的のため、開閉シャッタ３４の外周縁部３４ａは、図１および図２に示すように、上記工具交換窓３６の開口縁部３６ａに係合合致する輪郭形状寸法を有する。
【００２８】
換言すれば、上記工具交換窓３６は、図示のごとくマガジンカバー６の一部が開口縁部３６ａに沿って切開されてなり、開閉シャッタ３４の外周縁部３４ａがこの開口縁部３６ａに対応した輪郭形状寸法に形成されている。また、上記工具交換窓３６の開口縁部３６ａにより囲繞形成された空間が上記工具交換位置Ｐを形成している。
【００２９】
そして、上記ツールマガジン５が工具非交換位置に回転停止している時、上記開閉シャッタ３４が上記マガジンカバー６の工具交換窓３６を閉止する配置構成とされている。
【００３０】
具体的には、上記ツールマガジン５のツールハンド３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ）のいずれか一つが上記工具交換位置Ｐにある時、例えば、図３（ａ）に示すように、ツールハンド３０Ａが工具交換位置Ｐにある時、あるいは、図３（ｂ）に示すように、ツールハンド３０Ｃが工具交換位置Ｐにある時、上記開閉シャッタ３４はマガジンカバー６の内部に収納される。一方、上記ツールマガジン５のツールハンド３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ）のすべてがマガジンカバー６の内部に収納される時、上記開閉シャタ３４は、図１および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、マガジンカバー６の工具交換窓３６を閉止する配置構成とされている。
【００３１】
これに関連して、上記開閉シャッタ３４が上記工具交換窓３６を閉止した状態において、つまり、開閉シャッタ３４の外周縁部３４ａと工具交換窓３６の開口縁部３６ａとが対向一致した状態において、これら両者３４ａ、３６ａの隙間をシールするシール部材（シール手段）３７が、少なくとも上記開閉シャッタ３４および工具交換窓３６の一方に設けられている。図示の実施形態においては、開閉シャッタ３４の外周縁部３４ａの全周にわたって設けられている。
【００３２】
さらに、図２および図３（ａ）、（ｂ）に示すように、上記工具交換窓３６の開口縁部の全周はシール凸部３８の形態とされて（図面は工具交換窓３６の起立部の構成のみが示されている。）、開閉シャッタ３４が閉止位置にある時、開閉シャッタ３４のシール部材３７がこのシール凸部３８にシール接触する構成とされている。このような構成とされることにより、開閉シャッタ３４による工具交換窓３６閉止時において、マガジンカバー６内へのミストやスラッジの侵入を有効に防止するとともに、開閉シャッタ３４のマガジンカバー６内部への回転収納時において、開閉シャッタ３４のシール部材３７が、マガジンカバー６内周面に接触することによる接触音の防止、シール部材３７の長寿命化が図られる。
【００３３】
回転駆動部（回転駆動手段）７は、上記ツールマガジン５のツールハンド３０、３０、…のいずれか一つを工具交換位置Ｐに割出し回転させるもので、具体的には図２（ｂ）に示すように、装置基体３１の底部に設けられた駆動モータからなる。この駆動モータ７は、減速歯車機構を内蔵するギヤードモータであり、そのモータ軸（図示省略）が上記装置基体３１を貫通して、上記ツールマガジン５の回転主軸３２に駆動連結されるとともに、ＡＴＣ制御部８に電気的に接続されている。
【００３４】
そして、駆動モータ７の回転駆動により、回転主軸３２が回転して、上記ツールマガジン５のツールハンド３０、３０、…のいずれか一つまたは開閉シャッタ３４が工具交換位置Ｐに割出し回転される。
【００３５】
この割出し回転は、いずれか一方（時計方向または反時計方向）への回転とされるか、交換対象となる砥石車２を保持するツールハンド３０が工具交換位置Ｐに近い回転方向への回転（時計方向および反時計方向への正逆回転）とされるかは、目的に応じて適宜設定される。図示の実施形態においては、後者の、交換対象となる砥石車２を保持するツールハンド３０が工具交換位置Ｐに近い回転方向へ正逆回転する構成とされている。
【００３６】
ＡＴＣ制御部（制御手段）８は、具体的には、後述する研削盤の装置制御部１６の一部を構成するもので、工具交換工程を実行するように、研削盤の砥石台１３を駆動する各駆動部（駆動手段）（後述）と連動して上記回転駆動部７を制御する。
【００３７】
具体的には、ＡＴＣ制御部８は、研削盤の砥石台１３と上記ツールマガジン５のツールハンド３０の一つとの間で砥石車２の交換作業を行う際に、交換対象となるツールハンド３０を上記工具交換位置Ｐに割出し回転するとともに、その砥石車２の交換作業が完了すると、上記開閉シャッタ３４を上記工具交換位置Ｐに割出し回転して、工具交換位置Ｐに開口する工具交換窓３６を研削加工時を含めて常時閉止するよう上記回転駆動部７を制御する構成とされている。
【００３８】
ワークテーブル１１は、図５に示すように、ベッド１５上面の前側位置に設けられており、具体的には図示しないが、駆動モータにより垂直軸周りに回転駆動される構成とされている。また、ワークテーブル１１の上面１１ａは、円盤状の平坦面に形成されるとともに、電磁力による吸着作用によりワークＷを支持固定する電磁チャックの形態とされている。なお、チャッキング手段としては、電磁チャックに限らず、機械的にチャッキング支持するチャック機構等、目的に応じて種々の形式のチャッキング手段が選択採用される。
【００３９】
コラム１２は、ベッド１５上面の後側位置つまり上記ワークテーブル１１の後方位置に起立状に設けられ、上記３つのユニット２１〜２３を介して、砥石車２を旋回可能、上下垂直方向（Ｚ軸方向）へ移動可能および左右水平方向（Ｘ軸方向）へ移動可能に支持する。
【００４０】
砥石車２は、その取付軸３５が上記砥石台１３の砥石軸４０の先端部に、図示しないクランプ機構により取り外し可能に取付け固定されている。砥石軸４０は砥石台１３に回転支持されるとともに、砥石台１３の後端部に搭載された駆動モータ４１に駆動連結されている。駆動モータ４１としては、内蔵型のビルトインモータが好適に採用されている。
【００４１】
そして、この駆動モータ４１による砥石軸４０の回転駆動により、砥石車２は所定の高速度で回転されるとともに、後述するように、上記自動工具交換装置１により、研削工程に応じて他の砥石車２と交換される。
【００４２】
上記砥石台１３は、旋回ユニット２１の旋回テーブル４２上に搭載されており、図示の実施形態においては、一対の砥石台１３、１３が旋回テーブル４２の旋回軸４２ａに対して対称位置に配置されている。
【００４３】
旋回ユニット２１は、上記砥石台１３、１３さらには砥石軸４０、４０の砥石車２、２を旋回させるもので、これら砥石台１３、１３を搭載した旋回テーブル４２が旋回軸４２ａ周りに回転可能に軸支されるとともに、歯車機構（図示省略）を介して旋回駆動モータ４３に駆動連結されている。上記歯車機構としては、ウォームギヤ歯車機構が使用されている。
【００４４】
そして、旋回駆動モータ４３による旋回テーブル４２の旋回軸４２ａ周りの回転により、砥石台１３、１３さらには砥石軸４０、４０の砥石車２、２の一方が、研削加工姿勢（図５の左側の砥石車２の姿勢）に選択的に旋回されて位置決め配置され、またその研削角度を調整制御される。
【００４５】
これら一対の砥石車２、２としては、ワークＷの研削個所等により異なる外径（例えば、ワークＷの内径面を研削する場合は小径の砥石車、外径面を研削する場合は大径の砥石車など）や、異なる砥石面形状（例えば、ワークＷの内外径面を研削する場合は円筒砥石面の砥石車、平坦面を研削する場合は円環状平坦砥石面のカップ型砥石車など）のものが設置されて、複合的な研削加工が実施可能とされている。
【００４６】
上下スライドユニット２２は、上記研削加工姿勢にある砥石軸４０の砥石車２を上下垂直方向（Ｚ軸方向）に昇降移動させるもので、具体的には、上記旋回ユニット２１を搭載した上下スライドテーブル４５が上下案内レール（図示省略）に沿って移動可能に支持されるとともに、送り機構（図示省略）を介して上下駆動モータ４８に駆動連結されている。上記送り機構としては、ボールねじ等の送りねじ機構が使用されている。
【００４７】
そして、上下駆動モータ４８による上下スライドテーブル４５の上下垂直方向（Ｚ軸方向）の移動により、上記研削加工姿勢にある砥石軸４０の砥石車２が、上下スライドユニット２２で規定される昇降ストロークを昇降移動する。
【００４８】
左右スライドユニット２３は、上記研削加工姿勢にある砥石軸４０の砥石車２を左右水平方向（Ｘ軸方向）に水平移動させるもので、具体的には、上記上下スライドユニット２２を搭載した左右スライドテーブル５０が左右案内レール（図示省略）に沿って移動可能に支持されるとともに、送り機構（図示省略）を介して左右駆動モータ（図示省略）に駆動連結されている。上記送り機構としては、ボールねじ等の送りねじ機構が使用されている。
【００４９】
そして、左右駆動モータによる左右スライドテーブル５０の左右水平方向（Ｘ軸方向）の移動により、上記研削加工姿勢にある砥石軸４０の砥石車２が、左右スライドユニット２３で規定される水平移動ストロークを往復移動する。
【００５０】
装置制御部１６は、上述した砥石車２、ワークテーブル１１、旋回ユニット２１、上下スライドユニット２２、左右スライドユニット２３、ドレッサ２５および自動工具交換装置１の各駆動部の動作を相互に連動して自動制御するもので、具体的には、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。
【００５１】
この装置制御部１６は、上記各駆動部等に電気的に接続されて、研削盤による複合研削を自動で行うべく上記各駆動部を駆動制御するとともに、ＡＴＣ制御部８により自動工具交換装置１の駆動部を他の駆動部と連動して制御して、以下のように砥石車２の交換作業を自動で行う（図４参照）。
【００５２】
（１）図４（ａ）に示すように、旋回ユニット２１により、交換すべき砥石台１３の砥石車２を、旋回または停止したままで交換姿勢にするとともに、上下スライドユニット２２および左右スライドユニット２３により、上記砥石台１３の砥石車２を、上下方向（Ｚ軸方向）および左右方向（Ｘ軸方向）に移動させて、自動工具交換装置１の工具交換位置Ｐへ接近させる。
【００５３】
（２）これと同時に、または続いて、図４（ｂ）に示すように、自動工具交換装置１のツールマガジン５の回転により、上記交換すべき砥石車２を受け取る空のツールハンド３０が旋回して、上記工具交換位置Ｐへ割出し回転される。この時、ツールマガジン５の回転に伴って、マガジンカバー６の工具交換窓３６を閉止していた開閉シャッタ３４がマガジンカバー６内へ移動して、工具交換窓３６が解放され、これにより、上記ツールハンド３０は工具交換位置Ｐに位置することとなる。
【００５４】
（３）図４（ｃ）に示すように、左右スライドユニット２３により、上記砥石台１３の砥石車２を、左右方向（Ｘ軸方向）に移動させて、自動工具交換装置１の工具交換位置Ｐにあるツールハンド３０にチャッキングさせる。
【００５５】
（４）図４（ｄ）に示すように、砥石台１３の砥石軸４０が砥石車２をアンクランプした後、上下スライドユニット２２により、上記砥石台１３を上昇させて、砥石台１３がツールマガジン５の回転によるツールハンド３０の旋回と干渉しない位置へ移動させる。
【００５６】
（５）ツールマガジン５の回転により、砥石台１３に新たに取り付けるべき砥石車２を保持するツールハンド３０が旋回して上記工具交換位置Ｐへ割出し回転される（図示省略）。
【００５７】
（６）上記と逆の動作（（４）→（３）→（２）→（１））により、上記新しい砥石車２を砥石台１３に取付け交換する。
【００５８】
（７）砥石車２の交換作業完了後、ツールマガジン５の回転により、すべてのツールハンド３０、３０、…がマガジンカバー６内に移動収納されるとともに、開閉シャッタ３４がマガジンカバー６内から移動して工具交換窓３６を閉止する。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態の自動工具交換装置１によれば、砥石車２を保持する複数のツールハンド３０、３０、…を備えるツールマガジン５の周囲を囲繞し保護するマガジンカバー６の一部に、工具交換位置Ｐに開口する工具交換窓３６が開設されるとともに、上記ツールマガジン５におけるツールハンド３０、３０、…の配設箇所の一つに開閉シャッタ３４が設けられてなり、上記ツールマガジン５が工具非交換位置に回転停止している時、上記開閉シャッタ３４が上記マガジンカバー６の工具交換窓３６を閉止する配置構成とされているから、上記開閉シャッタ３４の開閉が、独立した開閉機構や装置を必要とすることなく、上記ツールマガジン５の基本動作である回転動作に連動して行われ、構造簡易でコンパクトな自動工具交換装置１を提供することができる。
【００６０】
なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内において種々の設計変更が可能である。
例えば、図示の実施形態は、複合型研削盤に搭載される自動工具交換装置１について説明したが、本発明に係る自動工具交換装置は、これ以外の複数種類の機械加工を行う工作機械にも搭載適用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
Ｗ ワーク
Ｐ 工具交換位置
１ 自動工具交換装置
２ 砥石車（加工工具）
５ ツールマガジン
６ マガジンカバー
７ 回転駆動部（回転駆動手段）
８ ＡＴＣ制御部（制御手段）
１１ ワークテーブル
１２ コラム
１３ 砥石台（主軸ヘッド）
１５ ベッド
１６ 装置制御部
２１ 旋回ユニット
２２ 上下スライドユニット
２３ 左右スライドユニット
３０ ツールハンド（ツール保持手段）
３２ 回転主軸
３３ アーム部
３４ 開閉シャッタ
３５ 取付軸
３６ 工具交換窓
３７ シール部材（シール手段）
４０ 砥石軸
４２ 旋回テーブル
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動工具交換装置に関し、さらに詳細には、複数種類の機械加工を行う工作機械に備えられて、複数種類の加工工具を備えるとともに、工作機械の主軸ヘッドとの間で複数種類の加工工具の一つを選択的に自動交換する工具自動交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動工具交換装置（ＡＴＣ）は、ターニングセンタやマシニングセンタ、あるいは複合型研削盤など、複数種類の機械加工を行う多機能工作機械に共通して備えられる装置で、従来多種多様な構成のものが開発されている。
【０００３】
例えば、ドラム式ＡＴＣとしては、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、加工工具ａを取外し可能に保持する複数のツール保持部ｂ、ｂ、…を備えるツールマガジンｃが、上記ツール保持部ｂ、ｂ、…のいずれか一つを工具交換位置Ｐに選択的に割出し割出し回転するように構成されており、また、このツールマガジンｃは、工作機械の加工時に使用するクーラントや加工時に生じる切粉がツール保持部ｂ、ｂ、…の加工工具ａ、ａ、…に飛散して付着等しないようにマガジンカバーｄにより被覆保護されている。
【０００４】
このため、マガジンカバーｄの一部には、上記工具交換位置Ｐに開口する工具交換窓ｅが開設されるとともに、この工具交換窓ｅが開閉シャッタｆにより開閉可能とされ、工具交換時のみ工具交換窓ｅが開口される構成とされている。
【０００５】
上記開閉シャッタｆの開閉構造は、マガジンカバーｄの形状等との関係で適宜設計され、例えば図６（ａ）に示すような矩形箱状のマガジンカバ−ｄにおいては、開閉シャッタｆが直線状に移動開閉する直動式とされ、また、図６（ｂ）に示すような円筒ドラム状のマガジンカバーｄにおいては、開閉シャッタｆがマガジンカバーｄの円筒壁に沿って円弧状に移動開閉する旋回式とされているが、いずれの開閉構造においても、シリンダ装置や駆動モータ装置等の動力装置により、あるいはリンク機構やカム機構等の開閉機構により独立して開閉される構成とされていた（例えば、特許文献１、２および３等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平０５−０１６１０８号公報
【特許文献２】実開昭６２−０１５４４１号公報
【特許文献３】特開平０７−１１２３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ドラム式自動工具交換装置において、クーラントや切粉の飛散防止を目的とした開閉シャッタの開閉が、ツールマガジンの旋回機能を利用して行われる構造簡易でコンパクトな自動工具交換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の自動工具交換装置は、複数種類の機械加工を行う工作機械に備えられて、複数種類の加工工具を備えるとともに、上記工作機械の主軸ヘッドとの間で上記複数種類の加工工具の一つを選択的に自動交換する工具自動交換装置であって、加工工具を取外し可能に保持する複数のツール保持手段が回転方向へ等間隔をもって配設されてなる回転可能なツールマガジンと、このツールマガジンの上記ツール保持手段のいずれか一つを工具交換位置に割出し回転させる回転駆動手段と、上記ツールマガジンの周囲を囲繞し保護するマガジンカバーとを備えてなり、上記マガジンカバーの一部に上記工具交換位置に開口する工具交換窓が開設されるとともに、上記ツールマガジンにおける上記ツール保持手段の配設箇所の一つに開閉シャッタが設けられてなり、上記ツールマガジンが工具非交換位置に回転停止している時、上記開閉シャッタが上記マガジンカバーの工具交換窓を閉止する配置構成とされていることを特徴とする。
【０００９】
好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記ツールマガジンのツール保持手段のいずれか一つが上記工具交換位置にある時、上記開閉シャッタが上記マガジンカバーの内部に収納されるとともに、上記ツールマガジンのツール保持手段が上記マガジンカバーの内部に収納される時、上記開閉シャッタが上記マガジンカバーの工具交換窓を閉止する配置構成とされている。
【００１０】
（２）上記開閉シャッタが上記マガジンカバーの工具交換窓を閉止した状態において、これら両者の隙間をシールするシール手段が、少なくとも上記開閉シャッタおよび上記マガジンカバーの工具交換窓の一方に設けられている。
【００１１】
（３）上記マガジンカバーの工具交換窓は、上記ツールマガジンのツール保持手段がこの工具交換窓に回転停止された状態において、上記工作機械の主軸ヘッドが上記ツール保持手段に接近して加工工具の交換が可能な形状寸法に設定されている。
【００１２】
（４）上記工作機械の主軸ヘッドを駆動する駆動手段と連動して上記回転駆動手段を制御する制御手段を備え、この制御手段は、上記工作機械の主軸ヘッドと上記ツールマガジンのツール保持手段の一つとの間で加工工具の交換作業を行う際に、交換対象となる上記ツール保持手段を上記工具交換位置に割出し回転するとともに、この加工工具の交換作業が完了すると、上記開閉シャッタを上記工具交換位置に割出し回転して上記工具交換窓を閉止するよう上記回転駆動手段を制御する構成とされている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の自動工具交換装置によれば、加工工具を保持する複数のツール保持手段を備えるツールマガジンの周囲を囲繞し保護するマガジンカバーの一部に、工具交換位置に開口する工具交換窓が開設されるとともに、上記ツールマガジンにおける上記ツールハンドの配設箇所の一つに開閉シャッタが設けられてなり、上記ツールマガジンが工具非交換位置に回転停止している時、上記開閉シャッタが上記マガジンカバーの工具交換窓を閉止する配置構成とされているから、上記開閉シャッタの開閉が、独立した開閉機構や装置を必要とすることなく、上記ツールマガジンの基本動作である回転動作に連動して行われ、構造簡易でコンパクトな自動工具交換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る一実施形態に係る自動工具交換装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】同自動工具交換装置の主要構成部を示し、図２（ａ）は平面断面図、また図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った縦断面図である。
【図３】同自動工具交換装置におけるツールマガジンの回転動作と開閉シャッタの開閉動作の関係を示す平面断面図で、図３（ａ）は一つの加工工具交換時の状態を、また図３（ｂ）は他の加工工具交換時の状態を示す。
【図４】同自動工具交換装置の加工工具交換工程を説明するための斜視図である。
【図５】同自動工具交換装置を搭載する複合型研削盤の全体構成を示す斜視図である。
【図６】従来の自動工具交換装置を示し、図６（ａ）は直動式開閉シャッタを備える構造、また図６（ｂ）は旋回式開閉シャッタを備える構造を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面全体にわたって同一の符号は同一の構成部材または要素を示している。
【００１６】
本発明に係る自動工具交換装置が図１〜図４に示されており、この自動工具交換装置１は、具体的には、図５に示すように、複数種類の研削加工を行う複合型研削盤に搭載されるものであり、複数種類の加工工具である砥石車２（２ａ、２ｂ、…）を備えるとともに、上記研削盤の主軸ヘッドである砥石台１３との間で上記砥石車２（２ａ、２ｂ、…）の一つを選択的に自動交換する構成とされている。
【００１７】
上記研削盤は、ワークテーブル１１に回転支持されたワークＷに対して、コラム１２に設けられた砥石車２が主として上下垂直方向（Ｚ軸方向）へ送られながら研削加工する立型研削盤であって、ベッド１５上に上記ワークテーブル１１とコラム１２が配置され、このコラム１２に、砥石車２を回転支持する上記砥石台１３が、旋回ユニット２１、上下スライドユニット２２および左右スライドユニット２３を介して設けられてなる。また、上記ワークテーブル１１の側部近傍位置には、砥石車２をドレッシングするドレッサ２５が設けられるとともに、さらにその側部には、本発明に係る上記自動工具交換装置１が設けられている。
【００１８】
自動工具交換装置１は、図１および図２に示すように、ツールマガジン５、マガジンカバー６、回転駆動部（回転駆動手段）７およびＡＴＣ制御部（制御手段）８を主要部として構成されている。
【００１９】
ツールマガジン５は、研削盤の加工工具である砥石車２を複数種類（図示の実施形態においては５種類）保持するとともに、研削盤の砥石台１３との間でこれら複数種類の砥石車２（２ａ、２ｂ、…）の一つを選択的に自動交換するもので、上記砥石車２を取外し可能に保持するツールハンド（ツール保持手段）３０が回転方向へ等間隔をもって配設されてなる。
【００２０】
これに関連して、砥石車２の軸心位置には、取付け部としての取付軸３５が一体的に設けられており、上記砥石台１３の砥石軸４０に対する砥石車２の取り付け、および上記ツールハンド３０に対する砥石車２の取り付けは、上記取付軸３５を介して行われることになる。
【００２１】
具体的には、円盤状の装置基体３１に、回転主軸３２が回転可能に垂直状態で軸支されるとともに、この回転主軸３２の上端に、アーム部３３が回転方向へ等間隔をもって一体的にかつ水平方向へ放射状に６つ配設されてなり（６等配）、これらアーム部３３、３３、…に上記ツールハンド３０がそれぞれ一体的に設けられている。
【００２２】
上記ツールハンド３０は、従来公知の構造を備え、具体的には、常時閉止方向へ弾発付勢される一対のチャッキング爪３０ａ、３０ａを有する。そして、これら一対のチャッキング爪３０ａ、３０ａが、後述する砥石台１３の砥石軸との協働作用により、砥石車２の取付軸３５の環状溝（図示省略）を着脱可能に挟持状にチャッキング支持する。
【００２３】
また、ツールマガジン５におけるツールハンド３０の配設箇所の一つに開閉シャッタ３４が設けられている。つまり、上記アーム部３３、３３、…のうちの１つには、上記ツールハンド３０に代えて、開閉シャッタ３４が一体的に設けられている。
【００２４】
この開閉シャッタ３４は、後述するマガジンカバー６の工具交換窓３６を開閉するもので、図１および図２示すように、工具交換窓３６の開口形状寸法に対応した形状寸法を有する。
【００２５】
マガジンカバー６は、上記ツールマガジン５の周囲を囲繞し保護するもので、具体的には、装置基体３１を含めてツールマガジン５の外周全体を覆う平面正六角形状の筒体とされ、研削盤のベッド１５上に固定的に設けられている。
【００２６】
このマガジンカバー６の一部には、工具交換位置Ｐに開口する工具交換窓３６が開設されている。この工具交換窓３６は、上記ツールマガジン５のツールハンド３０が工具交換窓３６に回転停止された状態において、上記研削盤の砥石台１３がこのツールハンド３０に接近して砥石車３の交換が可能な形状寸法に設定されている。
【００２７】
また、この工具交換窓３６は、上記ツールマガジン５に設けられた開閉シャッタ３４により開閉される構成とされている。この目的のため、開閉シャッタ３４の外周縁部３４ａは、図１および図２に示すように、上記工具交換窓３６の開口縁部３６ａに係合合致する輪郭形状寸法を有する。
【００２８】
換言すれば、上記工具交換窓３６は、図示のごとくマガジンカバー６の一部が開口縁部３６ａに沿って切開されてなり、開閉シャッタ３４の外周縁部３４ａがこの開口縁部３６ａに対応した輪郭形状寸法に形成されている。また、上記工具交換窓３６の開口縁部３６ａにより囲繞形成された空間が上記工具交換位置Ｐを形成している。
【００２９】
そして、上記ツールマガジン５が工具非交換位置に回転停止している時、上記開閉シャッタ３４が上記マガジンカバー６の工具交換窓３６を閉止する配置構成とされている。
【００３０】
具体的には、上記ツールマガジン５のツールハンド３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ）のいずれか一つが上記工具交換位置Ｐにある時、例えば、図３（ａ）に示すように、ツールハンド３０Ａが工具交換位置Ｐにある時、あるいは、図３（ｂ）に示すように、ツールハンド３０Ｃが工具交換位置Ｐにある時、上記開閉シャッタ３４はマガジンカバー６の内部に収納される。一方、上記ツールマガジン５のツールハンド３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ）のすべてがマガジンカバー６の内部に収納される時、上記開閉シャタ３４は、図１および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、マガジンカバー６の工具交換窓３６を閉止する配置構成とされている。
【００３１】
これに関連して、上記開閉シャッタ３４が上記工具交換窓３６を閉止した状態において、つまり、開閉シャッタ３４の外周縁部３４ａと工具交換窓３６の開口縁部３６ａとが対向一致した状態において、これら両者３４ａ、３６ａの隙間をシールするシール部材（シール手段）３７が、少なくとも上記開閉シャッタ３４および工具交換窓３６の一方に設けられている。図示の実施形態においては、開閉シャッタ３４の外周縁部３４ａの全周にわたって設けられている。
【００３２】
さらに、図２および図３（ａ）、（ｂ）に示すように、上記工具交換窓３６の開口縁部の全周はシール凸部３８の形態とされて（図面は工具交換窓３６の起立部の構成のみが示されている。）、開閉シャッタ３４が閉止位置にある時、開閉シャッタ３４のシール部材３７がこのシール凸部３８にシール接触する構成とされている。このような構成とされることにより、開閉シャッタ３４による工具交換窓３６閉止時において、マガジンカバー６内へのミストやスラッジの侵入を有効に防止するとともに、開閉シャッタ３４のマガジンカバー６内部への回転収納時において、開閉シャッタ３４のシール部材３７が、マガジンカバー６内周面に接触することによる接触音の防止、シール部材３７の長寿命化が図られる。
【００３３】
回転駆動部（回転駆動手段）７は、上記ツールマガジン５のツールハンド３０、３０、…のいずれか一つを工具交換位置Ｐに割出し回転させるもので、具体的には図２（ｂ）に示すように、装置基体３１の底部に設けられた駆動モータからなる。この駆動モータ７は、減速歯車機構を内蔵するギヤードモータであり、そのモータ軸（図示省略）が上記装置基体３１を貫通して、上記ツールマガジン５の回転主軸３２に駆動連結されるとともに、ＡＴＣ制御部８に電気的に接続されている。
【００３４】
そして、駆動モータ７の回転駆動により、回転主軸３２が回転して、上記ツールマガジン５のツールハンド３０、３０、…のいずれか一つまたは開閉シャッタ３４が工具交換位置Ｐに割出し回転される。
【００３５】
この割出し回転は、いずれか一方（時計方向または反時計方向）への回転とされるか、交換対象となる砥石車２を保持するツールハンド３０が工具交換位置Ｐに近い回転方向への回転（時計方向および反時計方向への正逆回転）とされるかは、目的に応じて適宜設定される。図示の実施形態においては、後者の、交換対象となる砥石車２を保持するツールハンド３０が工具交換位置Ｐに近い回転方向へ正逆回転する構成とされている。
【００３６】
ＡＴＣ制御部（制御手段）８は、具体的には、後述する研削盤の装置制御部１６の一部を構成するもので、工具交換工程を実行するように、研削盤の砥石台１３を駆動する各駆動部（駆動手段）（後述）と連動して上記回転駆動部７を制御する。
【００３７】
具体的には、ＡＴＣ制御部８は、研削盤の砥石台１３と上記ツールマガジン５のツールハンド３０の一つとの間で砥石車２の交換作業を行う際に、交換対象となるツールハンド３０を上記工具交換位置Ｐに割出し回転するとともに、その砥石車２の交換作業が完了すると、上記開閉シャッタ３４を上記工具交換位置Ｐに割出し回転して、工具交換位置Ｐに開口する工具交換窓３６を研削加工時を含めて常時閉止するよう上記回転駆動部７を制御する構成とされている。
【００３８】
ワークテーブル１１は、図５に示すように、ベッド１５上面の前側位置に設けられており、具体的には図示しないが、駆動モータにより垂直軸周りに回転駆動される構成とされている。また、ワークテーブル１１の上面１１ａは、円盤状の平坦面に形成されるとともに、電磁力による吸着作用によりワークＷを支持固定する電磁チャックの形態とされている。なお、チャッキング手段としては、電磁チャックに限らず、機械的にチャッキング支持するチャック機構等、目的に応じて種々の形式のチャッキング手段が選択採用される。
【００３９】
コラム１２は、ベッド１５上面の後側位置つまり上記ワークテーブル１１の後方位置に起立状に設けられ、上記３つのユニット２１〜２３を介して、砥石車２を旋回可能、上下垂直方向（Ｚ軸方向）へ移動可能および左右水平方向（Ｘ軸方向）へ移動可能に支持する。
【００４０】
砥石車２は、その取付軸３５が上記砥石台１３の砥石軸４０の先端部に、図示しないクランプ機構により取り外し可能に取付け固定されている。砥石軸４０は砥石台１３に回転支持されるとともに、砥石台１３の後端部に搭載された駆動モータ４１に駆動連結されている。駆動モータ４１としては、内蔵型のビルトインモータが好適に採用されている。
【００４１】
そして、この駆動モータ４１による砥石軸４０の回転駆動により、砥石車２は所定の高速度で回転されるとともに、後述するように、上記自動工具交換装置１により、研削工程に応じて他の砥石車２と交換される。
【００４２】
上記砥石台１３は、旋回ユニット２１の旋回テーブル４２上に搭載されており、図示の実施形態においては、一対の砥石台１３、１３が旋回テーブル４２の旋回軸４２ａに対して対称位置に配置されている。
【００４３】
旋回ユニット２１は、上記砥石台１３、１３さらには砥石軸４０、４０の砥石車２、２を旋回させるもので、これら砥石台１３、１３を搭載した旋回テーブル４２が旋回軸４２ａ周りに回転可能に軸支されるとともに、歯車機構（図示省略）を介して旋回駆動モータ４３に駆動連結されている。上記歯車機構としては、ウォームギヤ歯車機構が使用されている。
【００４４】
そして、旋回駆動モータ４３による旋回テーブル４２の旋回軸４２ａ周りの回転により、砥石台１３、１３さらには砥石軸４０、４０の砥石車２、２の一方が、研削加工姿勢（図５の左側の砥石車２の姿勢）に選択的に旋回されて位置決め配置され、またその研削角度を調整制御される。
【００４５】
これら一対の砥石車２、２としては、ワークＷの研削個所等により異なる外径（例えば、ワークＷの内径面を研削する場合は小径の砥石車、外径面を研削する場合は大径の砥石車など）や、異なる砥石面形状（例えば、ワークＷの内外径面を研削する場合は円筒砥石面の砥石車、平坦面を研削する場合は円環状平坦砥石面のカップ型砥石車など）のものが設置されて、複合的な研削加工が実施可能とされている。
【００４６】
上下スライドユニット２２は、上記研削加工姿勢にある砥石軸４０の砥石車２を上下垂直方向（Ｚ軸方向）に昇降移動させるもので、具体的には、上記旋回ユニット２１を搭載した上下スライドテーブル４５が上下案内レール（図示省略）に沿って移動可能に支持されるとともに、送り機構（図示省略）を介して上下駆動モータ４８に駆動連結されている。上記送り機構としては、ボールねじ等の送りねじ機構が使用されている。
【００４７】
そして、上下駆動モータ４８による上下スライドテーブル４５の上下垂直方向（Ｚ軸方向）の移動により、上記研削加工姿勢にある砥石軸４０の砥石車２が、上下スライドユニット２２で規定される昇降ストロークを昇降移動する。
【００４８】
左右スライドユニット２３は、上記研削加工姿勢にある砥石軸４０の砥石車２を左右水平方向（Ｘ軸方向）に水平移動させるもので、具体的には、上記上下スライドユニット２２を搭載した左右スライドテーブル５０が左右案内レール（図示省略）に沿って移動可能に支持されるとともに、送り機構（図示省略）を介して左右駆動モータ（図示省略）に駆動連結されている。上記送り機構としては、ボールねじ等の送りねじ機構が使用されている。
【００４９】
そして、左右駆動モータによる左右スライドテーブル５０の左右水平方向（Ｘ軸方向）の移動により、上記研削加工姿勢にある砥石軸４０の砥石車２が、左右スライドユニット２３で規定される水平移動ストロークを往復移動する。
【００５０】
装置制御部１６は、上述した砥石車２、ワークテーブル１１、旋回ユニット２１、上下スライドユニット２２、左右スライドユニット２３、ドレッサ２５および自動工具交換装置１の各駆動部の動作を相互に連動して自動制御するもので、具体的には、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。
【００５１】
この装置制御部１６は、上記各駆動部等に電気的に接続されて、研削盤による複合研削を自動で行うべく上記各駆動部を駆動制御するとともに、ＡＴＣ制御部８により自動工具交換装置１の駆動部を他の駆動部と連動して制御して、以下のように砥石車２の交換作業を自動で行う（図４参照）。
【００５２】
（１）図４（ａ）に示すように、旋回ユニット２１により、交換すべき砥石台１３の砥石車２を、旋回または停止したままで交換姿勢にするとともに、上下スライドユニット２２および左右スライドユニット２３により、上記砥石台１３の砥石車２を、上下方向（Ｚ軸方向）および左右方向（Ｘ軸方向）に移動させて、自動工具交換装置１の工具交換位置Ｐへ接近させる。
【００５３】
（２）これと同時に、または続いて、図４（ｂ）に示すように、自動工具交換装置１のツールマガジン５の回転により、上記交換すべき砥石車２を受け取る空のツールハンド３０が旋回して、上記工具交換位置Ｐへ割出し回転される。この時、ツールマガジン５の回転に伴って、マガジンカバー６の工具交換窓３６を閉止していた開閉シャッタ３４がマガジンカバー６内へ移動して、工具交換窓３６が解放され、これにより、上記ツールハンド３０は工具交換位置Ｐに位置することとなる。
【００５４】
（３）図４（ｃ）に示すように、左右スライドユニット２３により、上記砥石台１３の砥石車２を、左右方向（Ｘ軸方向）に移動させて、自動工具交換装置１の工具交換位置Ｐにあるツールハンド３０にチャッキングさせる。
【００５５】
（４）図４（ｄ）に示すように、砥石台１３の砥石軸４０が砥石車２をアンクランプした後、上下スライドユニット２２により、上記砥石台１３を上昇させて、砥石台１３がツールマガジン５の回転によるツールハンド３０の旋回と干渉しない位置へ移動させる。
【００５６】
（５）ツールマガジン５の回転により、砥石台１３に新たに取り付けるべき砥石車２を保持するツールハンド３０が旋回して上記工具交換位置Ｐへ割出し回転される（図示省略）。
【００５７】
（６）上記と逆の動作（（４）→（３）→（２）→（１））により、上記新しい砥石車２を砥石台１３に取付け交換する。
【００５８】
（７）砥石車２の交換作業完了後、ツールマガジン５の回転により、すべてのツールハンド３０、３０、…がマガジンカバー６内に移動収納されるとともに、開閉シャッタ３４がマガジンカバー６内から移動して工具交換窓３６を閉止する。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態の自動工具交換装置１によれば、砥石車２を保持する複数のツールハンド３０、３０、…を備えるツールマガジン５の周囲を囲繞し保護するマガジンカバー６の一部に、工具交換位置Ｐに開口する工具交換窓３６が開設されるとともに、上記ツールマガジン５におけるツールハンド３０、３０、…の配設箇所の一つに開閉シャッタ３４が設けられてなり、上記ツールマガジン５が工具非交換位置に回転停止している時、上記開閉シャッタ３４が上記マガジンカバー６の工具交換窓３６を閉止する配置構成とされているから、上記開閉シャッタ３４の開閉が、独立した開閉機構や装置を必要とすることなく、上記ツールマガジン５の基本動作である回転動作に連動して行われ、構造簡易でコンパクトな自動工具交換装置１を提供することができる。
【００６０】
なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内において種々の設計変更が可能である。
例えば、図示の実施形態は、複合型研削盤に搭載される自動工具交換装置１について説明したが、本発明に係る自動工具交換装置は、これ以外の複数種類の機械加工を行う工作機械にも搭載適用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
Ｗ ワーク
Ｐ 工具交換位置
１ 自動工具交換装置
２ 砥石車（加工工具）
５ ツールマガジン
６ マガジンカバー
７ 回転駆動部（回転駆動手段）
８ ＡＴＣ制御部（制御手段）
１１ ワークテーブル
１２ コラム
１３ 砥石台（主軸ヘッド）
１５ ベッド
１６ 装置制御部
２１ 旋回ユニット
２２ 上下スライドユニット
２３ 左右スライドユニット
３０ ツールハンド（ツール保持手段）
３２ 回転主軸
３３ アーム部
３４ 開閉シャッタ
３５ 取付軸
３６ 工具交換窓
３７ シール部材（シール手段）
４０ 砥石軸
４２ 旋回テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の機械加工を行う工作機械に備えられて、複数種類の加工工具を備えるとともに、前記工作機械の主軸ヘッドとの間で前記複数種類の加工工具の一つを選択的に自動交換する工具自動交換装置であって、
加工工具を取外し可能に保持する複数のツール保持手段が回転方向へ等間隔をもって配設されてなる回転可能なツールマガジンと、
このツールマガジンの前記ツール保持手段のいずれか一つを工具交換位置に割出し回転させる回転駆動手段と、
前記ツールマガジンの周囲を囲繞し保護するマガジンカバーとを備えてなり、
前記マガジンカバーの一部に前記工具交換位置に開口する工具交換窓が開設されるとともに、前記ツールマガジンにおける前記ツール保持手段の配設箇所の一つに開閉シャッタが設けられてなり、
前記ツールマガジンが工具非交換位置に回転停止している時、前記開閉シャッタが前記マガジンカバーの工具交換窓を閉止する配置構成とされている
ことを特徴とする自動工具交換装置。
【請求項２】
前記ツールマガジンのツール保持手段のいずれか一つが前記工具交換位置にある時、前記開閉シャッタが前記マガジンカバーの内部に収納されるとともに、前記ツールマガジンのツール保持手段が前記マガジンカバーの内部に収納される時、前記開閉シャッタが前記マガジンカバーの工具交換窓を閉止する配置構成とされている
ことを特徴とする請求項１に記載の自動工具交換装置。
【請求項３】
前記開閉シャッタが前記マガジンカバーの工具交換窓を閉止した状態において、これら両者の隙間をシールするシール手段が、少なくとも前記開閉シャッタおよび前記マガジンカバーの工具交換窓の一方に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の自動工具交換装置。
【請求項４】
前記マガジンカバーの工具交換窓は、前記ツールマガジンのツール保持手段がこの工具交換窓に回転停止された状態において、前記工作機械の主軸ヘッドが前記ツール保持手段に接近して加工工具の交換が可能な形状寸法に設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の自動工具交換装置。
【請求項５】
前記工作機械の主軸ヘッドを駆動する駆動手段と連動して前記回転駆動手段を制御する制御手段を備え、
この制御手段は、前記工作機械の主軸ヘッドと前記ツールマガジンのツール保持手段の一つとの間で加工工具の交換作業を行う際に、交換対象となる前記ツール保持手段を前記工具交換位置に割出し回転するとともに、この加工工具の交換作業が完了すると、前記開閉シャッタを前記工具交換位置に割出し回転して前記工具交換窓を閉止するよう前記回転駆動手段を制御する構成とされている
ことを特徴とする請求項１に記載の自動工具交換装置。
【請求項１】
複数種類の機械加工を行う工作機械に備えられて、複数種類の加工工具を備えるとともに、前記工作機械の主軸ヘッドとの間で前記複数種類の加工工具の一つを選択的に自動交換する工具自動交換装置であって、
加工工具を取外し可能に保持する複数のツール保持手段が回転方向へ等間隔をもって配設されてなる回転可能なツールマガジンと、
このツールマガジンの前記ツール保持手段のいずれか一つを工具交換位置に割出し回転させる回転駆動手段と、
前記ツールマガジンの周囲を囲繞し保護するマガジンカバーとを備えてなり、
前記マガジンカバーの一部に前記工具交換位置に開口する工具交換窓が開設されるとともに、前記ツールマガジンにおける前記ツール保持手段の配設箇所の一つに開閉シャッタが設けられてなり、
前記ツールマガジンが工具非交換位置に回転停止している時、前記開閉シャッタが前記マガジンカバーの工具交換窓を閉止する配置構成とされている
ことを特徴とする自動工具交換装置。
【請求項２】
前記ツールマガジンのツール保持手段のいずれか一つが前記工具交換位置にある時、前記開閉シャッタが前記マガジンカバーの内部に収納されるとともに、前記ツールマガジンのツール保持手段が前記マガジンカバーの内部に収納される時、前記開閉シャッタが前記マガジンカバーの工具交換窓を閉止する配置構成とされている
ことを特徴とする請求項１に記載の自動工具交換装置。
【請求項３】
前記開閉シャッタが前記マガジンカバーの工具交換窓を閉止した状態において、これら両者の隙間をシールするシール手段が、少なくとも前記開閉シャッタおよび前記マガジンカバーの工具交換窓の一方に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の自動工具交換装置。
【請求項４】
前記マガジンカバーの工具交換窓は、前記ツールマガジンのツール保持手段がこの工具交換窓に回転停止された状態において、前記工作機械の主軸ヘッドが前記ツール保持手段に接近して加工工具の交換が可能な形状寸法に設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の自動工具交換装置。
【請求項５】
前記工作機械の主軸ヘッドを駆動する駆動手段と連動して前記回転駆動手段を制御する制御手段を備え、
この制御手段は、前記工作機械の主軸ヘッドと前記ツールマガジンのツール保持手段の一つとの間で加工工具の交換作業を行う際に、交換対象となる前記ツール保持手段を前記工具交換位置に割出し回転するとともに、この加工工具の交換作業が完了すると、前記開閉シャッタを前記工具交換位置に割出し回転して前記工具交換窓を閉止するよう前記回転駆動手段を制御する構成とされている
ことを特徴とする請求項１に記載の自動工具交換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１４８３８２（Ｐ２０１２−１４８３８２Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０３１２（Ｐ２０１１−１０３１２）
【出願日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【出願人】（０００１６７２２２）光洋機械工業株式会社 (85)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【出願人】（０００１６７２２２）光洋機械工業株式会社 (85)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]