特開 2023-182929 自動工具交換装置の工具移し替え機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023182929

(43)【公開日】2023-12-27

(54)【発明の名称】自動工具交換装置の工具移し替え機構

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/157 20060101AFI20231220BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/157 C

B23Q3/157 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022096189

(22)【出願日】2022-06-15

(71)【出願人】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100125737

【弁理士】

【氏名又は名称】廣田 昭博

(72)【発明者】

【氏名】浅川 和哉

【テーマコード（参考）】

3C002

【Ｆターム（参考）】

3C002AA00

3C002DD06

3C002FF01

3C002FF06

3C002FF09

3C002KK04

3C002LL05

3C002LL10

(57)【要約】

【課題】工具の正確な移し替えを実行する自動工具交換装置の工具移し替え機構を提供すること。
【解決手段】複数の工具を収納したツールマガジンとワーク加工を行う工具主軸との間で工具を移し替えながら搬送する自動工具交換装置に設けられた工具移し替え機構であって、固定部材に対して変位可能に組み付けられた可動部材の開閉動作によって工具を把持する工具把持手段と、前記工具把持手段を往復移動させる伸縮可能なアクチュエータと、前記工具把持手段に把持された工具を前記アクチュエータのストローク端で行う移し替えによって保持する保持部材と、前記アクチュエータのストローク端に設けられ、工具が前記保持部材によって保持された後に、前記アクチュエータによる動作を伝達して前記可動部材を開動作させる伝達手段と、を有する自動工具交換装置の工具移し替え機構。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の工具を収納したツールマガジンとワーク加工を行う工具主軸との間で工具を移し替えながら搬送する自動工具交換装置に設けられた工具移し替え機構であって、
固定部材に対して変位可能に組み付けられた可動部材の開閉動作によって工具を把持する工具把持手段と、
前記工具把持手段を往復移動させる伸縮可能なアクチュエータと、
前記工具把持手段に把持された工具を前記アクチュエータのストローク端で行う移し替えによって保持する保持部材と、
前記アクチュエータのストローク端に設けられ、工具が前記保持部材によって保持された後に、前記アクチュエータによる動作を伝達して前記可動部材を開動作させる伝達手段と、
を有する自動工具交換装置の工具移し替え機構。

【請求項2】

工具のヘッド部分に嵌め合わされ、前記工具把持手段による把持および、前記保持部材による保持の対象となる工具保持具を有する請求項１に記載する自動工具交換装置の工具移し替え機構。

【請求項3】

前記保持部材は、前記ツールマガジンを構成する無端のローラチェーンに設けられた板バネによるバネホルダであり、前記伝達手段は、揺動可能に軸支された解除レバーが、前記バネホルダに工具が保持された後の前記アクチュエータによる収縮動作によって揺動し、前記工具把持手段の可動部材を開動作させる請求項１または請求項２に記載する自動工具交換装置の工具移し替え機構。

【請求項4】

前記工具把持手段は、前記固定部材内を移動可能な支持ピンと一体に形成された前記可動部材が、前記支持ピンを付勢するクランプバネによって常に前記固定部材側に引き寄せられたものであり、前記伝達手段は、前記解除レバーの揺動が前記クランプバネの付勢力に抗して前記支持ピンを押して変位させるものである請求項１または請求項２に記載する自動工具交換装置の工具移し替え機構。

【請求項5】

前記アクチュエータは流体圧シリンダであり、前記流体圧シリンダのピストンロッドに操作部材が固定され、前記伝達手段は、前記操作部材が前記解除レバーに固定された作用ピンを介して前記解除レバーを揺動させるものである請求項３に記載する自動工具交換装置の工具移し替え機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工具の正確な移し替えを実行する自動工具交換装置の工具移し替え機構に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の工具を使用した各種加工を行う工作機械には自動工具交換装置が備えられ、加工内容の切り替え時には主軸装置との間で所定の工具への自動交換が行われるようになっている。下記特許文献１にも自動工具交換用のツールマガジンを備えたマシニングセンタが開示されている。そのツールマガジンにはツールキャップ搬送手段が設けられ、外周に沿ってツールキャップを収容する複数の凹所を円周上に等間隔で形成したマガジンプレートが設けられている。そして、ツールマガジンのツールキャップ搬送位置と交換位置との間を、シリンダによってツールキャップを挟んだスライドブラケットが往復移動するよう構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９－２４８７３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記従来例の自動工具交換装置は、シリンダを使用してツールキャップをツールキャップ搬送位置と交換位置とに移動させるものであるが、それぞれの位置においてシリンダとマガジンプレートやＸＹテーブルとの間で行われる工具の移し替え機構が明確にはなっていない。実際には工具の確実な移し替えを行うため様々な工具移し替え機構が存在するが、自動で行われる工具の移し替えには正確さが要求される。また、工具の移し替えにおける正確さは、関係する部材同士の正確な組み付けも求められ、自動工具交換装置を駆動させる前の調整作業が負担にもなっていた。

【0005】

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、工具の正確な移し替えを実行する自動工具交換装置の工具移し替え機構を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る自動工具交換装置の工具移し替え機構は、複数の工具を収納したツールマガジンとワーク加工を行う工具主軸との間で工具を移し替えながら搬送する自動工具交換装置に設けられた工具移し替え機構であって、固定部材に対して変位可能に組み付けられた可動部材の開閉動作によって工具を把持する工具把持手段と、前記工具把持手段を往復移動させる伸縮可能なアクチュエータと、前記工具把持手段に把持された工具を前記アクチュエータのストローク端で行う移し替えによって保持する保持部材と、前記アクチュエータのストローク端に設けられ、工具が前記保持部材によって保持された後に、前記アクチュエータによる動作を伝達して前記可動部材を開動作させる伝達手段と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

前記構成によれば、自動工具交換装置は、複数の工具を収納したツールマガジンとワークの加工を実行する工具主軸との間を、工具を移し替えながら所定の位置に運ぶものであり、例えば工具をツールマガジンに戻す工程では、前記アクチュエータのストローク端で保持部材に移し替えるような場合に、固定部材と可動部材と備えた工具把持手段における開動作を、工具が保持部材に保持された後にアクチュエータによる動作を伝達手段によって伝達するようにしたので、工具の正確な移し替えを実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】複合加工機の内部構造を示した正面図である。

【図2】自動工具交換装置を加えて複合加工機を示した斜視図である。

【図3】自動工具交換装置を示した斜視図である。

【図4】工具搬送部を構成する前後シフタを示した斜視図である。

【図5】工具搬送部を構成する上下シフタを示した斜視図である。

【図6】工具をツールマガジンへ戻す第１工具移し替え機構を示した側面図である。

【図7】図６と同じ工具移し替え機構について異なる状態を段階的に示したものである。

【図8】図６と同じ工具移し替え機構について異なる状態を段階的に示したものである。

【図9】図８に対応する状態のプッシャと工具ホルダとの関係を示した斜視図である。

【図10】工具ホルダとエアシリンダとの着脱における分離状態を示した図である。

【図11】工具ホルダとエアシリンダとの着脱における装着状態を示した図である。

【図12】工具ホルダとエアシリンダとの着脱におけるロック状態を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明に係る自動工具交換装置の工具移し替え機構の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。先ず、本実施形態の工具移し替え機構は、図１に示す工作機械に設けられた自動工具交換装置に使用されたものである。図１は、複合加工機を示した内部構造の正面図である。この複合加工機１は、第１ワーク主軸装置３および第１タレット装置５と、第２ワーク主軸装置４および第２タレット装置６とが左右対称に配置された対向２軸旋盤である。そして、この複合加工機１には機体中央に工具主軸装置２が設けられている。工具主軸装置２は、旋盤では難しい加工を実行するため、第１ワーク主軸装置３および第２ワーク主軸装置４の主軸チャック１１に把持されたワークＷに対して加工を行うものである。

【0010】

工具主軸装置２は、各種工具におけるワーク加工が可能であり、複合加工機１は、そうした工具Ｔを取り替えるための自動工具交換装置が設けられている。図２は、その自動工具交換装置を加えて複合加工機１を示した斜視図である。この自動工具交換装置８は、複数の工具Ｔを収納したツールマガジン１５が機体の前面上部に配置され、横方向に広がったツールマガジン１５に対し、機体中央部に位置するように上下方向に工具搬送部１６が構成されている。従って、ツールマガジン１５で割出しされた工具Ｔは、工具主軸装置２の主軸ヘッド１３に対して工具搬送部１６によって運ばれるよう構成されている。

【0011】

次に、図３は、自動工具交換装置８を機体裏側（図２の反対側）から示した斜視図である。複数の工具Ｔを収納するツールマガジン１５は、無端のローラチェーン２１が長円形となるように回転可能に掛けられ、そこには一列に並ぶように複数の工具Ｔが吊下げられている。ローラチェーン２１は割出し用サーボモータ２２の回転制御によって、円周方向の送り量が調整され、中央に設けられた割出し位置Ｐ１に該当する工具Ｔが運ばれるようになっている。

【0012】

割出し位置Ｐ１の工具Ｔは、工具搬送部１６によって工具主軸装置２まで運ばれることになるが、図４は、その工具搬送部１６を構成する前後シフタを示した斜視図であり、図５は同じく工具搬送部１６を構成する上下シフタを示した斜視図である。工具Ｔには着脱可能な工具保持具２３が取り付けられ、それによってローラチェーン２１での保持および、工具搬送部１６における工具Ｔの移し替えが可能になっている。工具保持具２３は、工具Ｔのヘッド部分に嵌め合わせる部材である。なお、各図面で示した工具Ｔは全て円柱形状で表現されているが、これは各種の工具Ｔが収まる領域を表現したにすぎない。

【0013】

ツールマガジン１５のローラチェーン２１は、コの字に形成された複数の工具ホルダ３１が一定の間隔で設けられている。工具ホルダ３１は、工具保持具２３の側部両側に形成された溝形状の把持部２３１が引掛けられるようになっている（図７参照）。また、工具ホルダ３１の下には、同じくコの字に折り曲げられた板バネからなるバネホルダ３２が取り付けられている。バネホルダ３２は、工具ホルダ３１に収まった工具保持具２３をバネ力で保持することでガタツキを防止するものである。前後シフタ２５は、そうしたローラチェーン２１側の割出し位置Ｐ１と、上下シフタ２６による上下移し替え位置Ｐ２との間で、工具Ｔを水平なＸ軸方向に移動させるものである。

【0014】

前後シフタ２５は、ツールマガジン１５の天板３３に組み付けられている。前後シフタ２５は、アクチュエータとしてピストンロッド３５１を水平に突き出したエアシリンダ３５であり、ピストンロッド３５１の先端に連結用ヘッド３６が取り付けられている。エアシリンダ３５と平行な２本のガイドロッド３４が設けられ、その各々は支持ブロック３７を貫通し、先端部分が連結用ヘッド３６に取り付けられている。連結用ヘッド３６は、エアシリンダ３５の伸縮方向である前後方向（Ｘ軸方向）に移動し、後述するように工具ホルダ３８との着脱が可能な構成を有している。工具ホルダ３８は、工具Ｔを掴んで保持し、前後シフタ２５と上下シフタ２６との間を移動できるようにするためのものである。

【0015】

上下シフタ２６は、工具ホルダ３８の移し替えによって工具Ｔを上下方向に移動させるものである。その工具ホルダ３８にはＵ字形状部５５１が形成された把持ブロック５５が一体に形成され、上下シフタ２６は、そのＵ字形状部５５１に入れたフランジ付きのクランプピン４１を引き上げることにより、工具ホルダ３８を保持できるようになっている。すなわち、上下シフタ２６のクランプ部４０は、筒部材を通して下方に突き出したクランプピン４１がエアシリンダ４２によって上下動するよう構成され、クランプピン４１の引き込みによって筒部材との間で把持ブロック５５が掴めるようになっている。

【0016】

クランプ部４０は、昇降フレーム４３の上梁に組付けられ、工具ホルダ３８を介して保持した工具Ｔが枠内に収められる。昇降フレーム４３は、鉛直なガイドレール４４を摺動して上下に移動するものであり、上下シフタ２６には昇降用サーボモータ４５の出力を直進運動に変換するボールネジ機構が用いられている。従って、昇降用サーボモータ４５の駆動制御により、昇降フレーム４３の昇降位置すなわち工具Ｔの位置制御が行われるようになっている。そして、下降位置には、主軸ヘッド１３と上下シフタ２６との間で工具Ｔを移し替えるため、図３に示すツールチェンジャ２７が設けられている。

【0017】

ツールチェンジャ２７には工具交換アーム４７が設けられ、そこには両端部に工具Ｔを把持するチャック爪が形成されている。工具交換アーム４７は、旋回用サーボモータ４８の回転がカム装置４９を介して伝達される。そのカム装置４９は、旋回用サーボモータ４８から入力された回転を、工具交換アーム４７に連結された出力軸に対し、回転運動と上下運動とに変換して伝達する溝カムやグロボイダルカムなどから構成されている。そしてツールチェンジャ２７では、シャッタ４６が下降することにより、工具交換アーム４７によって主軸ヘッド１３に対する工具Ｔの交換が可能になる。

【0018】

自動工具交換装置８は、ツールマガジン１５、前後シフタ２５、上下シフタ２６およびツールチェンジャ２７によって構成され、各段階の移し替えを経て工具Ｔが運ばれるようになっている。従って、適切な工具交換を行うには、各段階の工具Ｔの移し替えが確実に行われることが求められている。そこで先ず、ツールマガジン１５と前後シフタ２５との間の第１工具移し替え機構について説明する。特に、工具Ｔをツールマガジン１５へと戻すための工具移し替え機構について説明する。

【0019】

前述したように、ツールマガジン１５のローラチェーン２１には工具ホルダ３１とバネホルダ３２とがあり、特に工具Ｔを戻す場合には工具保持具２３がバネホルダ３２に対して確実に嵌り込むようにしなければならない。図６は、ツールマガジン１５へと工具Ｔを戻す場合の第１工具移し替え機構を示した側面図である。

【0020】

先ず、工具ホルダ３８は、図示するようにＬ字形の固定ブロック５１に対して、板状の可動ブロック５２が一体に形成された支持ピン５３によって前後方向（Ｘ軸方向）に変位することで、工具保持具２３を把持および解放する開閉動作が可能なものである。固定ブロック５１内を移動可能な支持ピン５３は、クランプバネ５４によって軸方向に付勢され、常に可動ブロック５２が固定ブロック５１側に引き寄せられている。工具Ｔは、工具保持具２３のクランプ溝２３３に固定ブロック５１および可動ブロック５２のクランプ爪５１１，５２１（図９参照）が嵌り込み、工具ホルダ３８によって掴まれるようになっている。

【0021】

工具Ｔを前後シフタ２５からツールマガジン１５へ移し替える場合には、工具保持具２３がバネホルダ３２によって確実に保持された後、その工具保持具２３が工具ホルダ３８から解放されることが好ましい。工具保持具２３がバネホルダ３２に嵌り込む前に工具ホルダ３８が開動作に移ってしまうと、エアシリンダ３５による引き込み力が工具保持具２３に伝わらず、工具保持具２３すなわち工具Ｔを正確な位置まで戻すことができないからである。そして、工具Ｔが正確な位置まで戻ることなくローラチェーン２１が回転した場合には、その工具Ｔが正確な軌道を通らないことによって衝突が生じてしまう。第１工具移し替え機構は、そうした課題を解決すべく、ツールマガジン１５に対して工具Ｔを正確な位置に戻すための構成がとられている。

【0022】

ピストンロッド３５１先端の連結用ヘッド３６は、工具ホルダ３８側のロック機構を介して着脱が行われるよう構成されている。従って、図６に示す上下移し替え位置Ｐ２の工具Ｔをツールマガジン１５側の割出し位置Ｐ１に戻す場合には、エアシリンダ３５が収縮動作することにより、工具保持具２３がバネホルダ３２に嵌め込まれることとなる。その際、バネホルダ３２によって工具保持具２３が確実に保持された後に、その工具保持具２３を工具ホルダ３８から解放させる必要がある。

【0023】

そこで、工具保持具２３を解放するタイミングを調整するため、エアシリンダ３５側にプッシャ６０が設けられている。プッシャ６０は、工具ホルダ３８の支持ピン５３を押すことにより、クランプバネ５４の付勢力に抗して可動ブロック５２を固定ブロック５１から離間させるものである。ここで、図７及び図８は、図６と同じ第１工具移し替え機構について、特にエアシリンダ３５の収縮側ストローク端の工程を段階的に示したものである。また、図９は、図８に対応する状態のプッシャ６０と工具ホルダ３８との関係を示した斜視図である。

【0024】

プッシャ６０は、エアシリンダ３５を天板３３に取り付ける組付けブロック５８にベースブロック６１が固定され、そこに横ピンを通した解除レバー６２が揺動可能に軸支されている。解除レバー６２は、ベースブロック６１から上方に突き出した部分に作用ピン６３が横向き突き出し、二股に形成されたベースブロック６１の内側に入った部分には押出しローラ６４が軸支されている。ピストンロッド３５１の先端には操作ブロック３９が固定され、作用ピン６３がエアシリンダ３５の収縮方向の移動によって引っ掛けられるように構成されている。特に、作用ピン６３と操作ブロック３９とは、エアシリンダ３５のストローク端における微小距離（例えば４ｍｍ）だけ当たるように設計されている。

【0025】

二股形状のベースブロック６１の下部両側には摺動ロッド６５が貫通し、そうした２本の摺動ロッド６５は、工具ホルダ３８側の受けブロック６６と一体になって形成されている。受けブロック６６にはプッシュピン６７が２本水平に突き立てられており、各プッシュピン６７は、工具ホルダ３８内の２本の支持ピン５３とそれぞれ同軸になるように位置している。支持ピン５３が組み込まれた固定ブロック５１の挿入孔は開口部を有し、そこからプッシュピン６７が進入することによって支持ピン５３が押されるようになっている。その押圧力は、解除レバー６１を揺動させるエアシリンダ３５からの出力であり、押出しローラ６４を介して受けブロック６６に伝達される。

【0026】

従って、第１工具移し替え機構では、図６の上下移し替え位置Ｐ２からツールマガジン１５の割出し位置Ｐ１へと工具Ｔを戻す場合、エアシリンダ３５が収縮動作し、工具ホルダ３８に吊り下げ保持された工具Ｔが移動する。そして、図７に示すエアシリンダ３５のストローク端における工具保持具２３は、その把持部２３１が工具ホルダ３１に掛けられ、バネホルダ３２に押し込まれるようにして保持される。第１工具移し替え機構では、この段階まで工具保持具２３が工具ホルダ３８によって強く掴まれているため、確実に工具保持具２３がバネホルダ３２内に嵌り込む。

【0027】

エアシリンダ３５は、図７に示す状態から更に４ｍｍ程度収縮動作することにより、図８に示す工具ホルダ３８における工具保持具２３の解放が行われる。すなわち、図９に示すように、操作ブロック３９が当てられた作用ピン６３はエアシリンダ３５の収縮方向に押され、それに伴って解除レバー６１が揺動し、上側の作用ピン６３とは反対方向に下側の押出しローラ６４が変位する。なお、このときストッパピン６８が組付けブロック５８側に当てられ、それ以上のピストンロッド３５１の収縮は制限される。

【0028】

押出しローラ６４の変位によって受けブロック６６が押され、さらにプッシュピン６７によって支持ピン５３が押される。支持ピン５３が押されることにより、クランプバネ５４の付勢力に抗して可動ブロック５２が固定ブロック５１から離間する方向に移動し、クランプ爪５１１，５２１によって掴まれていた工具保持具２３が解放される。こうして前後シフタ２５からツールマガジン１５のローラチェーン２１側へと、工具Ｔの移し替えが完了する。

【0029】

従って、ツールマガジン１５へと工具Ｔを戻す第１工具移し替え機構によれば、工具保持具２３が確実にバネホルダ３２内に保持されるまで、工具ホルダ３８が工具保持具２３を掴んだ状態を維持している。そのため、ツールマガジン１５への移し替えによって工具Ｔは正しい位置に戻され、その後に別の工具Ｔを割出しするのに際してローラチェーン２１が回転しても、戻った工具Ｔが障害になるようなことはない。また、第１工具移し替え機構は、プッシャ６０が工具ホルダ３８の支持ピン５３を押すようにし、その簡易な構成によって前記効果を達成することができるようになっている。

【0030】

次に、前後シフタ２５と上下シフタ２６との間で工具を移し替えるための第２工具移し替え機構について説明する。特に、これは前後シフタ２５におけるエアシリンダ３５と工具ホルダ３８との着脱機構である。図１０乃至図１２は、工具ホルダ３８とエアシリンダ３５との着脱における各状態を示した平面図であり、図１０は分離状態で、図１１は装着状態であり、さらに図１２はロック状態である。先ず、エアシリンダ３５と平行な２本のガイドロッド３４が、ピストンロッド３５１の先端側で連結用ヘッド３６によって連結されている。ガイドロッド３４の先端部は連結用ヘッド３６に対してピン７１によって連結され、またガイドロッド３４を摺動支持する支持ブロック３７は、それぞれが旋回軸３７１によって天板３３に対して旋回可能に取り付けられている。

【0031】

ガイドロッド３４および連結用ヘッド３６は、４点（ピン７１および旋回軸３７１）における回転軸の連結によって平行リンク機構が構成されている。従って、エアシリンダ３５の伸縮動作によってＸ軸方向に変位する連結用ヘッド３６は、Ｘ軸に直交する姿勢を維持した移動が可能になっている。そのため、ピストンロッド３５１と連結用ヘッド３６は自由度を持って連結されており、操作ブロック３９の両側面に形成された縦溝３９１内に、連結用ヘッド３６側に形成された突起３６１が遊嵌している。

【0032】

連結用ヘッド３６は、その中央部において移動方向（Ｘ軸方向）にあけられた嵌合孔３６３が形成され、嵌合孔３６３の両側には嵌合凹部３６５が形成されている。連結用ヘッド３６は、工具ホルダ３８との間で嵌合凹部３６５による位置決めと、嵌合孔３６３における連結とが行われるようになっている。工具ホルダ３８は、把持ブロック５５の上にロック用ブロック７２が固定され（図６参照）、そこには嵌合孔３６３内に入り込む嵌合部が形成されている。また、ロック用ブロック７２には嵌合凹部３６５に嵌り込む位置決めピン７３が水平方向（Ｘ軸方向）に突き出している。

【0033】

連結用ヘッド３６の嵌合孔３６３は、先端面側の幅が狭くなるように凸状部３６７が形成され、ロック用ブロック７２の嵌合部には、凸状部３６７に摺接するように摺動片７４が両側に取り付けられている。また、ロック用ブロック７２の嵌合部に形成された横孔には可動ピン７５が設けられ、連結用ヘッド３６の移動方向に対して直交する方向に球面の先端部が出入りするように構成されている。そして、ロック用ブロック７２内には、２つの可動ピン７５を対称的に変位させるロックピン７６が挿入されている。ロックピン７６は、径を細くした環状のくびれ部７６１が形成され、そこに可動ピン７５が入ることでロック解除状態になる。

【0034】

ロックピン７６は、ロック用ブロック７２内においてエアシリンダ３５の伸長方向にスプリング７７によって付勢され、支持プレート８１に固定されたストッパ８２に突き当てられている。また、支持プレート８１にはロック用シリンダ８３が設けられ、ロック用ブロック７２に対してスプリングに付勢されたピストンロッドがエアシリンダ３５の収縮方向に押し当てられている。

【0035】

第２工具移し替え機構では、図１０に示すエアシリンダ３５が収縮した状態から伸長動作によってピストンロッド３５１が伸び、一点鎖線で示すように連結用ヘッド３６が移動する。その連結用ヘッド３６は、平行リンクを構成するガイドロッド３４によって両端が支持されながら姿勢を傾かせないようにして前進し、図１１に示すように摺動片７４が凸状部３６７に接しながら相対的に嵌合孔３６３へと入り込む。また、連結用ヘッド３６の先端面では、嵌合凹部３６５にロック用ブロック７２の位置決めピン７３が相対的に嵌り込んでいる。

【0036】

ところで、こうした結合時の連結用ヘッド３６は、横方向（Ｙ軸方向）にズレが生じてしまうことがある。しかし、第２工具移し替え機構では、連結用ヘッド３６が平行リンクによってエアシリンダ３５の伸縮方向に対して直交する姿勢を維持したまま横方向に変位することが可能であり、嵌合孔３６３とロック用ブロック７２の嵌合部との位置合わせが行われる。そのため、連結用ヘッド３６に横ズレが生じていたとしても、嵌り合う際に連結用ヘッド３６の位置の修正によってスムーズな結合が行われる。同じようにして位置決めピン７３が嵌合凹部３６５に嵌り込むことになる。

【0037】

エアシリンダ３５の伸長動作は、連結用ヘッド３６がロック用ブロック７２に押し当てられて停止し、そこで前後シフタ２５と上下シフタ２６との間で工具Ｔを移し替えが可能になる。上下シフタ２６によって工具Ｔを移動させる場合には、Ｕ字形状部５５１に入れたクランプピン４１（図５参照）で把持ブロック５５が保持される。従って、把持ブロック５５が図１１に示す状態に維持され、エアシリンダ３５が収縮動作すれば連結用ヘッド３６がロック用ブロック７２から抜けて図１０に示す位置まで戻される。こうして工具Ｔが上下シフタ２６に移し換えられ、直ちにツールチェンジャ２７へ搬送する次の動作に移すことができる。

【0038】

逆に上下シフタ２６から工具Ｔを受け取り、ツールマガジン１５へと戻す場合には、把持ブロック５５が拘束されていないため、連結用ヘッド３６と工具ホルダ３８との間でロックがかけられる。すなわち図１２に示すように、エアシリンダ３５の収縮に従って連結用ヘッド３６がツールマガジン１５側へ移動すると、ロック用ブロック７２がロック用シリンダ８３に押されて同方向に移動する。このときロックピン７６は支持プレート８１に固定されているため、可動ピン７５は、相対的に移動したロックピン７６によってくびれ部７６１から外れて外側へと押し出される。そして、連結用ヘッド３６は、その凸状部３６７が可動ピン７５に引っ掛かり、ロック用ブロック７２から抜けないロック状態となる。工具ホルダ３８に保持された工具Ｔは、こうして上下シフタ２６から前後シフタ２５へと移し替えられてツールマガジン１５へと運ばれる。

【0039】

よって、第２工具移し替え機構では、連結用ヘッド３６が平行リンクの一部として構成されていることにより、ロック用ブロック７２および位置決めピン７３の嵌り込み位置に関して手間のかかる調整作業を軽減させることが可能になった。また、第２工具移し替え機構では、摺動片７４を設けたロック用ブロック７２の嵌合部や位置決めピン７３がエアシリンダ３５の伸縮方向（Ｘ軸方向）に突き出し、連結用ヘッド３６は自らの移動によって着脱できるため、上下シフタ２６側における分離動作を行う必要がない。

【0040】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、複合加工機１における自動工具交換装置８に組み込まれた工具移し替え機構を説明したが、異なる自動工具交換装置であってもよい。
また、前記実施形態ではアクチュエータの一例としてエアシリンダを示したが、同じ流体圧シリンダとして油圧シリンダを使用するものであってもよい。

【符号の説明】

【0041】

１…複合加工機 ２…工具主軸装置 ８…自動工具交換装置 １５…ツールマガジン １６…工具搬送部 ２３…工具保持具 ２５…前後シフタ ２６…上下シフタ ２７…ツールチェンジャ ３１…工具ホルダ ３２…バネホルダ ３５…エアシリンダ ３４…ガイドロッド ３８…工具ホルダ ５１…固定ブロック ５２…可動ブロック ６０…プッシャ ６２…解除レバー Ｔ…工具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】