特許 7016928 立形工作機械及び工具交換方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-28

(45)【発行日】2022-02-07

(54)【発明の名称】立形工作機械及び工具交換方法

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/157 20060101AFI20220131BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/157 B

B23Q3/157 M

B23Q3/157 E

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020153801

(22)【出願日】2020-09-14

【審査請求日】2021-03-18

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000132161

【氏名又は名称】株式会社スギノマシン

(74)【代理人】

【識別番号】110000165

【氏名又は名称】グローバル・アイピー東京特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】森口 卓也

(72)【発明者】

【氏名】冨永 泰裕

【審査官】中里 翔平

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－０７１２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０８７７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３２６７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－０５７５３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１１－２５４２６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ ３／１５５－３／１５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレームと、
工具を装着可能な主軸穴を有する主軸と、
前記フレームに設置され、前記主軸を前記フレームに対して相対的に移動させる移動装置と、
マガジンであって、
複数のポット保持穴を有するポット保持体と、
前記ポット保持穴のそれぞれを貫通し、前記工具を収納する複数のポットであって、上昇位置と受け渡し位置とを昇降可能な複数のポットと、
を有するマガジンと、
前記フレームに設置され、ポット工具交換位置にある前記ポットを昇降させるポットリフタと、
前記フレームに設置された直動ガイドと、
前記直動ガイドに設置された中間アーム組立体であって、
第１グリッパと、第２グリッパと、を有するアームと、
前記第１グリッパと前記第２グリッパのいずれかをポット位相と主軸位相のいずれかに割り出すアーム回転装置と、
を有する中間アーム組立体と、
前記中間アーム組立体を、前記マガジン側のマガジン位置と、前記主軸側の主軸位置と、前記マガジン位置と前記主軸位置の間に位置する中間位置と、の間で移動させる中間アーム送り装置と、
を有し、
前記マガジンは、
前記ポット保持穴にそれぞれ対応して、前記ポット保持体に配置されたガイドブッシュと、
前記ポットと接続され、前記ガイドブッシュ内を摺動するガイドと、
を有する、立形工作機械。

【請求項2】

前記中間アーム組立体は、前記マガジン位置において、前記第１グリッパ及び前記第２グリッパのいずれかと、受け渡し位置にある前記ポットとの間で、前記工具を受け渡し可能であり、
前記中間アーム組立体は、前記主軸位置において、前記第１グリッパ及び前記第２グリッパのいずれかと、主軸工具交換位置にある前記主軸との間で、前記工具を受け渡し可能である、
請求項１に記載の立形工作機械。

【請求項3】

前記マガジンは、
前記ポット保持体の上方に配置され、前記ポット及び前記ガイドと接続し、前記ポット及び前記ガイドと一体として昇降する天板を有する、
請求項１又は２に記載の立形工作機械。

【請求項4】

前記ポットリフタは、
前記フレームに固定され、前記ポットと接続され、前記ポットを昇降可能なシリンダを有する、
請求項１～３のいずれかに記載の立形工作機械。

【請求項5】

前記マガジンは、前記ポットの上方に設けられ、前記ポットと一体として昇降するつまみを有し、
前記ポットリフタは、前記シリンダに接続され、前記ポット保持体が回転するときに前記つまみが通過する通過穴と、前記ポット保持体が前記ポットをポット受け渡し位置に割り出したときに、前記つまみを引っ掛ける爪と、を有する引掛け部材を有する、
請求項４に記載の立形工作機械。

【請求項6】

前記シリンダは、ガイド付きシリンダである、
請求項４又は５に記載の立形工作機械。

【請求項7】

前記ポットリフタは、
前記ポット保持体に沿って配置されたレバーであって、
第１端に配置され、前記ポットに回動可能に接続された作用点と、
前記第１端の反対である第２端に配置され、前記シリンダに回動可能に接続された力点と、
中央部に配置され、前記フレームに固定された支点と、を有し、
前記支点を中心に回動可能なレバーと、
前記ポットを上下方向にガイドする直動ガイドと、
を有する、請求項４又は５に記載の立形工作機械。

【請求項8】

前記工具は、キー溝を有し、
前記第１グリッパ及び前記第２グリッパは、それぞれ、
前記アームに回転可能に支持された一対の把持爪と、
前記一対の把持爪に挟まれて前記アームに配置され、前記キー溝に挿入可能なキーと、
前記把持爪に配置され、前記把持爪が閉じる方向に付勢する弾性部材と、
を有する、
請求項１～７のいずれかに記載の立形工作機械。

【請求項9】

前記アームは、Ｌ字状である、
請求項１～８のいずれかに記載の立形工作機械。

【請求項10】

主軸の回転を停止し、
前記主軸が主軸工具交換位置に移動し、
アームが第１グリッパを主軸位相に割出し、
前記アームがマガジンと主軸との間の中間位置から、主軸位置に移動して、前記第１グリッパが前記主軸に装着されている第１工具を把持し、
前記主軸が前記第１工具をアンクランプして、前記第１工具が前記主軸から離間する位置まで上昇し、
前記アームが第２工具を把持した第２グリッパを前記主軸位相に割出し、
前記主軸が下降して、前記第２工具をクランプし、
前記アームがマガジン位置へ向けて移動して、前記第２グリッパが前記第２工具を解放し、
前記第１グリッパをマガジン位相に割出し、
前記アームが前記マガジン位置に移動して、前記第１工具が空の第１ポットの下方に位置し、
ポットリフタが下降して、前記第１工具を前記第１ポットに収納し、
前記アームが退避位置まで退避し、前記第１グリッパは前記第１工具を解放し、
ポット保持体が、第３工具が装着された第２ポットをポット工具交換位置に割出し、
前記アームが前記第２グリッパを前記マガジン位相に割出し、
前記アームが前記マガジン位置に移動し、前記第２グリッパが前記第３工具を把持し、
前記ポットリフタが前記第２ポットを上昇させて、前記第３工具を前記第２グリッパに受け渡し、
前記アームが前記中間位置に移動する、
工具交換方法。

【請求項11】

前記ポットリフタが前記第２ポットを上昇させて、前記第３工具を前記第２グリッパに受け渡した後に、
前記アームが前記退避位置へ退避し、
前記ポットリフタが下降し、
前記ポット保持体が、前記第２工具に対応する空の第３ポットを前記ポット工具交換位置に割出し、
前記ポットリフタが前記第３ポットを上昇させ、
その後、前記アームが前記中間位置に移動する、
請求項１０の工具交換方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、立形工作機械及び工具交換方法に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械における工具交換装置に、工具を保持するために工具ポットが利用されている（特許第４０２８７８２号公報）。また、工具を把持するためにグリッパが利用されている（特許第２７６１８１３号公報）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明は、工具交換装置を小型化できる立形工作機械及び工具交換方法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】

【0004】

本発明の第１の側面は、立形工作機械であって、
フレームと、
工具を装着可能な主軸穴を有する主軸と、
前記フレームに設置され、前記主軸を前記フレームに対して相対的に移動させる移動装置と、
マガジンであって、
複数のポット保持穴を有するポット保持体と、
前記ポット保持穴のそれぞれを貫通し、前記工具を収納する複数のポットであって、上昇位置と受け渡し位置とを昇降可能な複数のポットと、
を有するマガジンと、
前記フレームに設置され、ポット工具交換位置にある前記ポットを昇降させるポットリフタと、
前記フレームに設置された直動ガイドと、
前記直動ガイドに設置された中間アーム組立体であって、
第１グリッパと、第２グリッパと、を有するアームと、
前記第１グリッパと前記第２グリッパのいずれかをポット位相と主軸位相のいずれかに割り出すアーム回転装置と、
を有する中間アーム組立体と、
前記中間アーム組立体を、前記マガジン側のマガジン位置と、前記主軸側の主軸位置と、前記マガジン位置と前記主軸位置の間に位置する中間位置と、の間で移動させる中間アーム送り装置と、
を有する。

【0005】

本発明の第２の側面は、工具交換方法であって、
主軸の回転を停止し、
前記主軸が主軸工具交換位置に移動し、
アームが第１グリッパを主軸位相に割出し、
前記アームがマガジンと主軸との間の中間位置から、前記主軸工具交換位置に移動して、前記第１グリッパが前記主軸に装着されている第１工具を把持し、
前記主軸が前記第１工具をアンクランプして、前記第１工具が前記主軸から離間する位置まで上昇し、
前記アームが第２工具を把持した第２グリッパを前記主軸位相に割出し、
前記主軸が下降して、前記第２工具をクランプし、
前記アームがマガジン位置に移動して、前記第２グリッパが前記第２工具を解放し、
前記第１グリッパをマガジン位相に割出し、
前記アームが前記マガジン位置に移動して、前記第１工具が空の第１ポットの下方に位置し、
ポットリフタが下降して、前記第１工具を前記第１ポットに収納し、
前記アームが退避位置まで退避し、前記第１グリッパは前記第１工具を解放し、
ポット保持体が、第３工具が装着された第２ポットをポット工具交換位置に割出し、
前記アームが前記第２グリッパを前記マガジン位相に割出し、
前記アームが前記マガジン位置に移動し、前記第２グリッパが前記第３工具を把持し、
前記ポットリフタが前記第２ポットを上昇させて、前記第３工具を前記第２グリッパに受け渡し、
前記アームが前記中間位置に移動する、
方法である。

【0006】

立形工作機械は、切削加工を行う工作機械である。切削加工は、主軸ヘッドに装着された刃具によって行われる。
主軸は、主軸穴と、工具クランプ装置を有する。

【0007】

ポット保持体は、例えば、マガジンディスクやマガジンチェーンである。
ポットは、工具保持部と、工具保持穴と、工具クランプ装置とを有する。

【0008】

ポットリフタに接続された直動ガイドは、例えば、直線ガイドや、ボールスプライン、ガイドブッシュとガイドブッシュに摺動するガイドとの組み合わせである。

【0009】

ポットの昇降をガイドする直動ガイドは、例えば、直線ガイドや、ボールスプライン、ガイドブッシュとガイドブッシュ内を摺動するガイドとの組合せである。
また、直動ガイドは、フレームに固定されたガイドフレームと、ガイドフレーム上を鉛直方向に沿って上下するガイドと、を有してよい。例えば、ガイドフレームは鉛直方向に設けられたガイド溝を有し、ガイドはポットに接続され、ガイド溝を貫通してガイド溝に沿って移動できるピンでも良い。

【0010】

工具は、それぞれに割り当てられた特定のポットに収納されて良い。このときは、ポット番号を収納する工具の工具番号として良い。また、工具は、特定のポットではなく、空のポットのいずれかに収納されても良い。このときは、収納された工具の工具番号は、ポット番号に関連付けて記憶される。

【0011】

アームは、例えば、Ｌ字形状又は直線形状である。アームの先端は、工具を把持するグリッパを有する。複数（例えば、２～４本）のアームを有しても良い。３本のアームであれば、Ｔ字形形状でもよい。４本のアームであれば、十字形状でもよい。

【0012】

アーム回転装置は、サーボモータ、ステッピングモータ、やモータとカム装置との組み合わせである。
中間アーム送り装置は、例えば、ラック・ピニオン機構やサーボモータ・ボールねじ機構である。

【0013】

好ましくは、立形工作機械は、数値制御装置を有する。移動装置は、数値制御される。移動装置は、３～５軸の移動装置である。移動装置は、例えば、正面から見て左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）、上下方向（Ｚ軸）の並進軸を有する。移動装置は、左右方向を中心に回転する回転軸（Ａ軸）、上下方向を中心に回転する回転軸（Ｃ軸）、前後方向を中心に回転する回転軸（Ｂ軸）を有して良い。上記の並進軸及び回転軸は、主軸ヘッドとテーブルのいずれに配置しても良い。

【0014】

主軸と中間アーム組立体との間にはシャッタを設け、切削加工によって発生する切りくずがマガジン側に入らないようにしてもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明の立形工作機械及び工具交換方法によれば、工具交換装置を小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１実施形態の立形工作機械の斜視図

【図2】第１実施形態のポットリフタの縦断面図

【図3】第１実施形態の中間アーム組立体の平面図

【図4】中間アーム組立体の断面図

【図5】工具交換方法を示すフローチャート

【図6】工具交換状態を示す斜視図

【図7】工具交換状態を示す斜視図

【図8】工具交換状態を示す斜視図

【図9】工具交換状態を示す斜視図

【図10】工具交換方法の追加形態を示すフローチャート

【図11】第２実施形態のポットリフタの断面図

【発明を実施するための形態】

【0017】

（第１実施形態）
図１に示すように、工作機械はフレーム２と、主軸ヘッド１４と、主軸１０と、移動装置１１と、マガジン２０と、ポット３０と、ポットリフタ４０と、中間アーム組立体５０と、直動ガイド６０と、中間アーム送り装置７０と、を有する。

【0018】

図１及び図７に示すように、移動装置１１は、フレーム２に設置される。主軸ヘッド１４は、移動装置１１に設置される。主軸１０は、主軸穴１０ａを有し、主軸ヘッド１４に回転可能に支持される。主軸１０は、鉛直下向きに延びる。主軸１０は、移動装置１１により、フレーム２に対して自在に移動する。

【0019】

図１及び図２に示すように、マガジン２０は、マガジンディスク（ポット保持体）２１と、ポット３０と、天板３３と、ガイドブッシュ２３と、ガイド３６と、を有する。マガジンディスク２１は、ポット保持穴２２を有する。マガジンディスク２１は、円板状であり、水平に配置される。ポット保持穴２２は、貫通穴であり、マガジンディスク２１の外周に一定角度で配置される。マガジンディスク２１は、旋回軸２１ａを中心に回転可能に支持される。マガジンディスク２１は、例えば、サーボモータ、カム（いずれも不図示）で駆動される。マガジンディスク２１は、任意のポット３０をポット工具交換位置Ｈに割り出す。

【0020】

図２は、上昇位置Ｊにおけるポット３０及びポットリフタ４０を、ＺＸ平面で切断した断面図である。ただし、中心にガイド３６の中心軸が切断面上に位置するように回転して表示している。
ガイドブッシュ２３は、ポット３０の両側に、マガジンディスク２１を貫通して配置される。

【0021】

複数のポット３０が、ポット保持穴２２にそれぞれ鉛直方向に貫通して配置される。ポット３０は、昇降可能に設置される。ポット３０は、工具を保持する工具保持穴３５と、外周面である円筒面３１と、を有する。円筒面３１は、ポット保持穴２２に摺動しても良い。

【0022】

天板３３は、ポット３０の上方にそれぞれ設置される。天板３３は、例えば、菱形状である。天板３３は、円筒面３１の外径より大きい。
ガイド３６は、天板３３の下方に延びて、ポット３０の両側に設置される。ガイド３６は、ガイドブッシュ２３を貫通し、ガイドブッシュ２３内を上下方向に摺動する。ポット３０が昇降するときに、ガイド３６およびガイドブッシュ２３は、ポット３０をガイドする。

【0023】

つまみ３４は、円筒軸部３４ａと、円板部３４ｂを有する。円筒軸部３４ａは、ポット３０と同軸に、天板３３に締結される。円板部３４ｂは、円筒軸部３４ａの上方に、ポット３０と同軸に配置される。

【0024】

ポット３０と、天板３３と、つまみ３４と、ガイド３６は、一体となって上昇位置Ｊ（図６参照）と受け渡し位置Ｋ（図１参照）との間を昇降する。
ここで、受け渡し位置Ｋは、天板３３がマガジンディスク２１に載るまで天板３３が下がる位置をいう。受け渡し位置Ｋにおいて、ポット３０は、第１グリッパ５１又は第２グリッパ５２（いずれも後述）に工具１２を渡す。そして、ポット３０が受け渡し位置Ｋにあるときに、マガジンディスク２１が回転する。

【0025】

上昇位置Ｊは、第１グリッパ５１又は第２グリッパ５２が把持した工具１２と、ポット３０とが完全に離れた位置である。ポット３０が上昇位置Ｊにあるときに、工具１２を把持した第１グリッパ５１又は第２グリッパ５２が、工具１２とポット３０が干渉することなく、ポット３０の下方をくぐって前後に移動できる。マガジンディスク２１に保持される複数のポット３０の間隔が空いている場合は、第１グリッパ５１又は第２グリッパ５２が回転しても良い。

【0026】

ポット工具交換位置Ｈにおいて、ポット３０の中心軸３９は、工具を交換する位相に位置する。
ポットリフタ４０は、ポット工具交換位置Ｈにあるポット３０の中心軸３９上に設置される。ポットリフタ４０は、シリンダ４１と、引掛け部材４２とを有する。ポットリフタ４０は、フレーム２に固定される。

【0027】

シリンダ４１は、ガイド付きシリンダである。例えば、シリンダ４１は、ボディ４５と、ピストンロッド４３と、プレート４６と、ガイドシャフト４４とを有する。プレート４６とガイドシャフト４４は、ピストンロッド４３と一体となって昇降する。シリンダ４１の中心軸は、中心軸３９と同軸である。ガイド付きシリンダに替えて、複動シリンダと直動ガイドを設けても良い。

【0028】

引掛け部材４２は、プレート４６に配置される。引掛け部材４２は、爪４７と、通過穴４８とを有する。通過穴４８は、マガジンディスク２１の円周方向に延びて、引掛け部材４２を貫通する。通過穴４８は、Ｔ字状の横断面を有する。ポットリフタ４０が受け渡し位置Ｋに下降したときに、マガジンディスク２１が回転すると、天板３３に設けられたつまみ３４が通過穴４８を通過する。爪４７は、通過穴４８の下方に、左右から中央に向けて延びる。爪４７は、つまみ３４の下方を通過する。シリンダ４１が昇降したときに、爪４７がつまみ３４に引っ掛かり、ポット３０が昇降する。

【0029】

図４に示すように、直動ガイド６０は、ガイドレール６０ａと、ガイドブロック６０ｂとを有する。ガイドレール６０ａは、Ｙ軸方向に延びて、フレーム２に固定される。
図１に示すように、中間アーム組立体５０は、主軸１０とマガジンディスク２１との間に、直動ガイド６０に往復可能に設置される。

【0030】

図４に示すように、中間アーム組立体５０は、ボディ６２と、アーム５３と、アーム回転軸５８と、アーム回転装置５９と、を有する。ボディ６２は、ガイドブロック６０ｂに対して移動可能に設置される。中間アーム送り装置（不図示）により、ボディ６２は、工具を受け渡しするマガジン位置Ａ、中間位置Ｂ、主軸位置Ｃを往復移動する。

【0031】

アーム回転軸５８は、軸受６１を介して、ボディ６２に支持される。アーム回転軸５８は、鉛直方向に延びる。
アーム回転装置５９は、ボディ６２に配置され、アーム回転軸５８を回転駆動する。アーム回転装置５９は、サーボモータ５９ａと、原動プーリ５９ｂと、従動プーリ５９ｃと、無端歯付ベルト５９ｄと、を有する。原動プーリ５９ｂは、サーボモータ５９ａの出力軸に締結される。従動プーリ５９ｃは、アーム回転軸５８に締結される。無端歯付ベルト５９ｄは、原動プーリ５９ｂと従動プーリ５９ｃの間に架けられる。
なお、本実施形態の構成に限られず、モータと、減速機と、アームを組み合わせてもよいし、モータを直接アームに接続しても良い。

【0032】

アーム５３は、アーム回転軸５８に締結される。図３に示すように、アーム５３は、例えば、ダブルアームであり、２つのアーム５３ａ、５３ｂがアーム回転軸５８から延びる。例えば、２つのアーム５３ａ、５３ｂは、９０度の角度で配置されてＬ字状を成す。アーム５３は、アーム回転軸５８と一体となって回転する。

【0033】

第１グリッパ５１と第２グリッパ５２は、アーム５３の先端部にそれぞれ配置される。第１グリッパ５１は、主軸１０に装着された工具１２を取り外し、マガジン２０に戻す。第２グリッパ５２は、マガジン２０から工具１２を取り外し、主軸１０に装着する。

【0034】

第１グリッパ５１は、一対の把持爪５４と、支持ピン５５と、弾性部材５６と、キー５７とを有する。把持爪５４は、爪部５４ａと、収容部５４ｂとを有する。
爪部５４ａは、支持ピン５５の先端側に配置される。爪部５４ａは、工具１２のフランジ１５の円周のおよそ半分に当接する。収容部５４ｂは、有底の円筒穴である。収容部５４ｂは、支持ピン５５の基端側の端部の内側に配置される。ここで、アーム回転軸５８の中心から第１グリッパ５１の中心を結ぶ線を中心線５３ａ１とする。中心線５３ａ１と中心軸３９とに直交する線を、中心線５３ａ２とする。収容部５４ｂは、中心線５３ａ１に対して垂直に延び、中心線５３ａ２に対して平行に延びる。

【0035】

支持ピン５５は、アーム回転軸５８に平行に固定される。また、支持ピン５５は、アーム５３ａの先端部において、アーム５３ａの中心線５３ａ１に対称に配置される。一対の把持爪５４は、中心線５３ａ１に対称に配置される。各把持爪５４は、その中央部において、支持ピン５５により回動自在に支持される。収容部５４ｂは、互いに向かい合って配置される。
弾性部材５６は、例えば、圧縮コイルねじである。弾性部材５６は、一対の収容部５４ｂの内部に配置される。弾性部材５６は、把持爪５４が閉じる方向に付勢する。

【0036】

キー５７は、一対の把持爪５４の中間部において、アーム５３ａの先端に配置される。キー５７は、把持爪５４及び工具１２の回り止めとして働く。キー５７は、把持爪５４の閉じる方向のメカストッパである。また、工具１２を第１グリッパ５１が把持するときに、キー５７は工具１２のキー溝１３にはまり込む。
第２グリッパ５２は、第１グリッパ５１と同じ構造である。

【0037】

中間アーム送り装置７０は、フレーム２に固定される。中間アーム送り装置７０は、例えば、サーボモータ・ボールねじ機構、ラック・ピニオン機構シリンダである。中間アーム送り装置７０は、中間アーム組立体５０を往復させる。

【0038】

図１及び図５～図８を参照して、本実施形態のメモリーランダム方式による工具交換方法を説明する。
主軸１０が原点まで回転し、主軸１０が主軸工具交換位置Ｄ（図６参照）に移動する（Ｓ１）。
アーム回転装置５９が、第１グリッパ５１を主軸位相Ｅ（図６参照）に割り出す（Ｓ２）。

【0039】

図６に示すように、中間アーム組立体５０は、マガジンディスク２１と主軸１０との間の中間位置Ｂ（図１参照）から、主軸位置Ｃに移動する（Ｓ３）。すると、第１グリッパ５１が、主軸１０に装着されている第１工具１２ａを把持する。このとき、第１グリッパ５１に設けられたキー５７がキー溝１３に挿入され、弾性部材５６の弾性力により把持爪５４が第１工具１２ａを把持する。

【0040】

ここで、中間位置Ｂは、中間アーム組立体５０が待機する位置である。例えば、中間位置Ｂは、中間アーム組立体５０が、シャッタ（不図示）の内側でシャッタに干渉しない位置である。また、主軸位置Ｃは、第１グリッパ５１又は第２グリッパ５２が主軸位相Ｅにあるときに、第１グリッパ５１又は第２グリッパ５２が工具１２を主軸１０との間で交換可能な中間アーム組立体５０の位置である。このときの主軸１０の位置が、主軸工具交換位置Ｄである。
ステップＳ２及びＳ３は、同時に実行されて良い。

【0041】

次に、図７に示すように、主軸１０が第１工具１２ａをアンクランプする。そして、第１工具１２ａが主軸１０から離間する位置まで、移動装置１１によって、主軸１０が上昇する（Ｓ４）。このとき、第１工具１２ａが主軸１０から外れて、第１グリッパ５１に渡される。
続いて、アーム回転装置５９が、第２工具１２ｂを把持した第２グリッパ５２を主軸位相Ｅに割出す（Ｓ５）。図７では、上方から見て反時計回りに９０度、第２グリッパ５２が回転する。すると、第２工具１２ｂが主軸１０の軸線上で下方に位置する。
移動装置１１によって、主軸１０が下降して、第２工具１２ｂをクランプする（Ｓ６）。

【0042】

次に、中間アーム組立体５０がマガジン位置Ａに移動する（Ｓ７）。中間アーム組立体５０が移動を始めたときに、把持爪５４がフランジによって押し開かれ、第２グリッパ５２が第２工具１２ｂを解放する。そして第２グリッパ５２が空になる。
主軸１０を回転させる（Ｓ１６）。主軸１０はワークを加工する（Ｓ１７）。

【0043】

続いて、図８に示すように、アーム回転装置５９が第１グリッパ５１をマガジン位相Ｇに割出す（Ｓ８）。すると、第１工具１２ａが空の第１ポット３０ａの下方に、ポット３０の軸線上に位置する。つまり、マガジン位相Ｇとは、中間アーム組立体５０がマガジン位置Ａにあるときに、第１グリッパ５１又は第２グリッパ５２に把持された工具１２がポット３０の中心軸３９上に位置する、アーム５３の位相である。

【0044】

ステップＳ７及びＳ８は、同時に実行されて良い。ここで、好ましくは、ステップＳ８が終了した後に、ステップＳ７が終了する。つまり、好ましくは、第１グリッパ５１がマガジン位相Ｇに割り出された後に、中間アーム組立体５０がマガジン位置Ａに到達する。

【0045】

続いて、シリンダ４１が伸びて、ポットリフタ４０がポット３０ａを下降させる（Ｓ９）。このとき、引掛け部材４２が下降し、爪４７がつまみ３４を押して、ポット３０が受け渡し位置Ｋ（図１参照）まで下降する。すると、第１工具１２ａが第１ポット３０ａに収納される。

【0046】

次に、図９に示すように、アーム５３が退避位置Ｆまで退避する（Ｓ１０）。すると、第１グリッパ５１は第１工具１２ａを解放する（Ｓ１０）。ここで、退避位置Ｆは、マガジン２０が旋回したときに、第１グリッパ５１が、ポット３０及びポット３０に収納された工具１２と干渉しない程度にマガジン２０から離間した中間アーム組立体５０の位置である。なお、退避位置Ｆは中間位置Ｂと同一の位置であっても良い。

【0047】

マガジン２０は、第３工具１２ｃが装着された第２ポット３０ｂをポット工具交換位置Ｈに割出す（Ｓ１１）。
アーム回転装置５９が、第２グリッパ５２をマガジン位相Ｇに割り出す（Ｓ１２）。ステップＳ１２は、ステップＳ１１と同時に実行されて良い。

【0048】

続いて、中間アーム組立体５０がマガジン位置Ａに移動する（Ｓ１３）。すると、第２グリッパ５２が、第３工具１２ｃを把持する。
続いて、シリンダ４１が、ピストンロッド４３を上昇させる（Ｓ１４）。すると、爪４７がつまみ３４を引っ掛けて、第２ポット３０ｂが上昇する。そして、第３工具１２ｃが第２ポット３０ｂから外れて、第２ポット３０ｂが第３工具１２ｃを第２グリッパ５２に受け渡す。

【0049】

次に、中間アーム組立体５０が中間位置Ｂに移動する（Ｓ１５）。これにより、工具交換は終了する。工具交換が終了した時点で、第１グリッパ５１は空となり、第２グリッパ５２は、次に交換される第３工具１２ｃを把持する。ステップＳ８～Ｓ１５は、ステップＳ１６、Ｓ１７と並行して実行される。次に工具交換が行われるまで、中間アーム組立体５０は中間位置Ｂで待機する。

【0050】

図１０は、固定番地方式におけるステップＳ２１～Ｓ２４のフローチャートである。ステップＳ２１～Ｓ２４は、ステップＳ１４とＳ１５の間に挿入される。
ステップＳ１４を実施した後に、アーム５３は退避位置Ｆへ退避する（Ｓ２１）。ポットリフタ４０が、ポット３０を下降させる（Ｓ２２）。マガジン２０が旋回して、第２工具１２ｂに対応する第３ポット３０ｃをポット工具交換位置Ｈに割出す（Ｓ２３）。ポットリフタ４０が、第３ポット３０ｃを上昇させる（Ｓ２４）。

【0051】

（第２実施形態）
図１１は、第２実施形態のポットリフタ８０のＹＺ軸面の断面図である。図１１に示すように、本実施形態のポットリフタ８０は、シリンダ８１と、レバー８２と、引掛け部材８３と、直動ガイド８９と、を有する。

【0052】

引掛け部材８３は、前後方向に延びる平板状であり、爪４７と、通過穴４８と、トラニオン部８４と、ガイドピン９２と、を有する。爪４７は、引掛け部材８３の中央部下側に配置される。ガイドピン９２は、引掛け部材８３の両端部に設置される。
シリンダ８１は、ロッド８８を有する。シリンダ８１は、例えば、マガジンディスク２１の旋回軸上に配置される。シリンダ８１は、ロッド８８を上下方向に昇降する。

【0053】

レバー８２は、支点８７と、作用点８５と、力点８６と、を有する。支点８７は、レバー８２の中央部に位置する。作用点８５は、レバー８２のポット３０側の第１端に位置する。力点８６は、レバー８２のシリンダ８１側の第２端に位置する。支点８７は、フレーム２に固定される。レバー８２は、支点８７を中心として回動する。作用点８５には、トラニオン部８４が回動可能に接続される。力点８６には、ロッド８８が回動可能に接続される。

【0054】

直動ガイド８９は、ガイドプレート９３と、ガイド溝９４と、ガイドピン９２と、を有する。ガイドプレート９３は、逆Ｕ字状を成して、ＹＺ方向に延びる。ガイドプレート９３は、フレーム２に固定される。ガイド溝９４は、ガイドプレート９３の両端に配置され、上下方向に延びる。ガイド溝９４は、ガイドプレート９３を貫通しても良い。引掛け部材８３に設けられたガイドピン９２は、ガイド溝９４を摺動する。直動ガイド８９は、引掛け部材８３が昇降するときに、引掛け部材８３をガイドし、引掛け部材８３の姿勢を水平方向に保つ。なお、直動ガイド８９は、例えば、ボールスプラインや直線ガイド、ガイドブッシュとガイドピンとの組合せでも良い。

【0055】

ポットリフタ８０によれば、ロッド８８が昇降し、レバー８２を介して、てこの原理で引掛け部材８３を昇降させる。例えば、ロッド８８が下降すると、ロッド８８と接続された力点８６が下降し、作用点８５と接続された引掛け部材８３が上昇する。これとは反対に、ロッド８８が上昇すると、引掛け部材８３が下降する。

【0056】

本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0057】

１ 工作機械（立形工作機械）
２ フレーム
１０ 主軸
１１ 移動装置
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 工具
２０ マガジン
２１ マガジンディスク
２２ ポット保持穴
３０ ポット
４０ ポットリフタ
５０ 中間アーム組立体
５１ 第１グリッパ
５２ 第２グリッパ
５９ アーム回転装置
６０ 直動ガイド

【要約】

【課題】工具交換装置を小型化する。
【解決手段】立形工作機械は、フレーム２と、主軸１０と、主軸１０を移動させる移動装置１１と、回転するポット保持体２１に設置された昇降する複数のポット３０を有するマガジン２０と、ポット工具交換位置Ｈにあるポット３０を昇降するポットリフタ４０と、マガジン位置Ａと、中間位置Ｂと、主軸位置Ｃと、の間を往復する中間アーム組立体５０と、を有する。中間アーム組立体５０は、第１グリッパ５１及び第２グリッパ５２を有するアーム５３と、第１グリッパ５１と第２グリッパ５２のいずれかをポット位相と主軸位相のいずれかに割り出すアーム回転装置５９とを有する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】