JP3241069B2 - カッタチップの自動交換装置 - Google Patents

カッタチップの自動交換装置

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多刃形式のスローアウ
ェイカッタに好適するカッタチップの自動交換装置に関
し、特にカッタチップの自動交換状態が目視によって監
視できるとともに、異常時の即時対応が行なえるように
操作性を改善したものである。
【0002】
【従来の技術】従来、多刃のスローアウェイカッタとし
ては、例えば特開昭61−25710号公報にみられる
ようにクランクシャフトの加工に適用されるピンミラー
カッタが知られている。そして、このカッタに組込まれ
たチップが摩耗したときには、カッタを加工機械から取
外し、機外にて手作業によってチップの交換が行なわれ
ている。
【0003】また、この手作業を改善するため、例えば
回転テーブル上に取り付けられたスローアウェイカッタ
に対し、その取付け溝内でカッタチップの刃先位置が計
測センサによって制御されながら、自動的に組込まれる
装置に関する特開昭63−105815号、同じく回転
テーブル上に取付けられたスローアウェイカッタに対す
るカッタチップの自動取外し装置に関する特開昭64−
64716号、同様に、カッタチップの自動締付け装置
に関する特開昭64−64715号公報、特開平3−1
96928号公報などが開示されている。なお、工作機
械の分野においては、異常時の内容、復旧時の自己診断
に関する監視機能を備えたものとして特開昭62−84
957号公報などが開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、手作業
によるチップ交換では、熟練度が要求されるとともに、
腱鞘炎の発生などの問題点があった。また、前述した公
報にみられる装置では、カッタチップに対する取付け、
取外しの一方しかできない不都合があるとともに、カッ
タチップの交換時における動きの監視制御が配慮されて
おらず、これに伴って操作性および異常時の対応性など
が不充分となる問題点を有していた。
【0005】このようなことから、本発明では、カッタ
チップの取付けおよび取外しの両者が行なえる自動交換
を可能にするとともに、その自動交換作業時に、目視に
よる監視制御が可能で、しかも異常が発生したときに
は、その内容表示に加えて復旧指示が表示されるように
改善したものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の点に鑑
みなされたもので、円板状のカッタ本体を配置した組替
えテーブル上では、ナットランナおよびグリッパによる
カッタチップの自動交換が行なわれ、その管理が中央集
中制御手段によってコントロールされるようにしたカッ
タチップの自動交換装置を提供するものである。
【0007】すなわち、前記中央集中制御手段は、カッ
タチップの自動交換に関する制御機能に関連して自動交
換に対する動きの表示および異常時の内容表示,復旧指
示の自己診断に関する監視機能,カッタチップの交換お
よび工具マスタに関するデータ処理機能,データをプリ
ントアウトする印刷機能およびデータバックアップ,パ
ラメータ設定,デ ィスク初期化に関する補助機能が付加
されるようにしたものである。また、カッタチップの取
付け精度が要求される場合には、カッタチップに対する
自動計測が行なわれ、そのデータが蓄積される。さら
に、カッタチップに対するナットランナによる着脱は、
取付け楔に備えられた締付けねじ、またはカッタチップ
の取付け穴内に位置する締付けねじに対して行なわれ
る。
【0008】また、前記組替えテーブル2は、中央集中
制御手段によってスローアウェイカッタの軸方向すくい
角に対応する傾斜角α2、スローアウェイカッタの両側
面からのカッタチップの組替えに対応する旋回角β2
よびスローアウェイカッタの周方向におけるカッタチッ
プの割出し角γ2が3軸制御されるようになっているも
のである。
【0009】
【作用】本発明におけるカッタチップの自動交換装置
は、その交換等の管理が中央集中制御手段によってコン
トロールされるものである。そして、この中央集中制御
手段には、カッタチップの自動交換に関する制御機能の
ほかに、自動交換に対する動きの表示,復旧指示の自己
診断に関する監視機能,データ処理機能,印刷機能およ
び補助機能が付加されるものであるから、監視機能によ
る目視表示,異常時の発生に対する内容表示および復旧
表示,バックデータによる確認など有効な管理が可能に
なるものである。
【0010】また、組替えテーブルは、3軸制御される
ことから、ピンミラーカッタにみられるような千鳥刃配
列のカッタチップに対しても自動交換可能になるもので
ある。
【0011】
【実施例】以下、本発明カッタチップの自動交換装置に
おける一実施例について図を参照しながら説明する。
【0012】図1において、1は、組替えテーブル2上
に配置される円板状をなす多刃形式のスローアウェイカ
ッタであり、駆動部3を備えた前記組替えテーブル2上
では、ナットランナ4によってカッタチップ5の自動交
換が行なわれる。この場合、スローアウェイカッタ1
は、図2乃至図4で示されているように、例えばクラン
クシャフト加工するインターナルピンミラーカッタに適
用され、これに組込まれるカッタチップ5は、ロケータ
6に形成されたチップ座7内で締付けねじ8を備えた取
付け楔9によって固定される。また、図5で示されてい
るように、カッタチップ5に設けられた中央取付け穴5
aを利用して、締付けねじ8により固定するようにして
もよい。
【0013】前記組替えテーブル2は、制御盤10によ
って3軸制御される。この3軸制御は、駆動部3によっ
てスローアウェイカッタ1の軸方向すくい角に対応する
傾斜角α2、スローアウェイカッタ1の両側面からのカ
ッタチップ5の組替えに対応する旋回角β2が制御さ
れ、さらに制御盤10から駆動部11を経由してスロー
アウェイカッタ1の周方向におけるカッタチップ5の割
出し角γ2が制御される。そして、この組替えテーブル
2は、図6で明示されているように内穴2aを有する環
状体をなし、この内穴2a方向からのカッタチップ5の
自動交換も可能となっている。
【0014】これに対し、前記ナットランナ4は、クラ
ンプステーション12に備えられるもので、例えば先端
部を自由に交換可能にしたアンギュラータイプのACサ
ーボにより構成される。そして、このナットランナ4の
制御は、ナットランナ用の制御盤13により行なわれ
る。この場合、クランプ/アンクランプを行なうクラン
プステーション12の駆動部14は、前記制御盤10か
らの操作によって5軸制御される。この5軸制御は、X
3で示される前後軸方向,Z3で示される左右軸方向,Y
3で示される上下軸方向,γ3で示されるねじり角方向お
よびα3で示される傾斜角方向が関係する。
【0015】しかして、前記スローアウェイカッタ1
は、組替えテーブル2上では、チップストッカ15に配
置された前記カッタチップ5がグリップハンド17で保
持され、これに伴ってカッタチップ5の新旧交換が行な
われる。このグリップハンド17は、グリッパ16の端
部に取付けられるもので、カッタチップ5に対しては、
例えば2側面を真空吸着することにより、カッタチップ
5を保持する。そして、このグリップハンド17は、ロ
ボット駆動部18aおよびY1軸方向の駆動部18bを
持ち、前記制御盤10によって3軸制御される。この場
合、ロボット駆動部18aは、X1で示される前後軸方
向,Z1で示される左右軸方向の制御を行なう。
【0016】なお、前述したチップストッカ15からの
カッタチップ5のグリップハンド17への受渡しは、図
7で示されているように、前記制御盤10によって操作
される受渡しハンド15aによって行なわれる。
【0017】このようにして構成されたカッタチップの
交換装置には、前記制御盤10およびナットランナ用の
制御盤13を接続した中央集中制御手段19が付加され
ているものである。そして、この中央集中制御手段19
は、前述したように、制御盤10,13によってカッタ
チップ5の自動交換に対する起動,停止,個別動作など
の制御が行なわれるが、本発明では、特に自動交換に対
する目視表示に基づく監視機能が付加されているもので
ある。すなわち、この監視機能は、シーケンサ20によ
り制御し、VDT表示するが、具体的には、図8で示さ
れているように、旧カッタチップ5の取外し→排出→新
カッタチップ5の供給→取付けの4段階に区切られると
ともに、現在何個目のカッタチップ5を組付けているの
かが例えば赤:完,黄:残による色別表示などで判るよ
うになっているものである。また、この監視機能は、前
述した正常時における動きの表示に加え、異常時におけ
る自己診断の表示がされるものである。この場合、自己
診断の内容は、具体的には、異常内容の表示および復旧
指示の表示である。したがって、異常が発生したときに
は、作業者は、表示内容に従って処理すればよいため、
修復時間の短縮が図れる。
【0018】さらに、この中央集中制御手段19には、
図9で示されるように、前述した監視機能に加え、デー
タ処理機能,印刷機能および補助機能が備えられるもの
である。この場合、データ処理機能は、カッタチップ5
の組付けに関するデータ処理機能および工具マスタに関
するデータ処理機能である。前者は、FDに記憶,保
存,処理されているため、現場で何らかの問題が発生し
たときには、組付けデータをテェックできるので、その
問題の原因を追求できる。また、後者は、自動交換に適
用された全部のスローアウェイカッタ1およびカッタチ
ップ5の登録,保存を行なうもので、その内容として
は、カッタ番号,チップ番号,メーカ名,寿命,使用機
械などである。この場合、スローアウェイカッタ1に関
する情報は、例えばバーコードラベルを組込み、これを
バーコードリーダ20で読とれるようにしておけばよい
ものである。
【0019】前記印刷機能は、プリンタ21によりプリ
ントアウトするもので、そのプリント内容は、前述した
組付けに関するデータおよび工具マスタに関するデータ
である。また、補助機能は、データバックアップ,パラ
メータ設定およびFD初期化に関するものである。
【0020】また、カッタチップ5に対する刃振れ精度
が要求される場合は、前記中央集中制御手段19には、
カッタチップ5の交換に関連して計測制御機能が組込ま
れ、その計測に関するデータもFDに記憶,保存され
る。すなわち、刃先振れに関する計測データは、計測用
制御盤22により計測されるが、具体的には、図10で
示されるように計測ステーション23のセンサホルダ2
4に取付けられた例えば電気マイクロメータ25により
計測され、その数値がVDT上に表示されるものであ
る。また、自由に設定可能な許容値線を含めた計測デー
タを処理して、グラフィック表示することも可能であ
る。これは、組み付け精度が一目で判別でき、許容値外
のカッタチップ5の位置が判る。特に、図2〜図4にみ
られるインターナルタイプのピンミラーカッタのように
内径A,ピン幅Bおよびウェブ幅Cに関する測定必要箇
所がある場合には有効である。そして、この計測にあた
っては、センサホルダ24がエアシリンダ26、26に
より上下,前進,位置決めされた後、前記電気マイクロ
メータ25は、制御盤27によって内径A用,ピン幅B
用およびウェブ幅C用に切換えられる。また、切換えら
れるたびに、組替えテーブル2のスローアウェイカッタ
1は、駆動部11により一回転する。計測結果は、一回
転ごとに制御盤27内部に取り込まれるが、前後に演算
処理を行ない、制御盤27に装備されたプリンタ28か
らプリントアウトされる。計測,演算,プリントアウト
の方法は、通常シリアルタイプおよびパラレルタイプの
どちらを採用してもよく、また、計測結果の演算方法
は、一番低い刃先を0とする場合、および一番高い刃先
を0とする場合のどちらを採用してもよいものである。
この場合、予め自由に設定された許容値外にあるものに
ついては、NGとして処理される。次いで、作業者の制
御操作により再度組付けが行なわれ、再計測後精度が確
認される。
【0021】
【発明の効果】本発明は、以上説明したようにカッタチ
ップの自動交換装置において、中央集中制御手段19を
付設し、自己診断表示を含めた監視機能,計測機能,チ
ップ交換および工具マスタに関するデータ処理機能,印
刷機能および補助機能が組込まれるようにしたものであ
る。したがって、カッタチップ5の取付けおよび取外し
の両者を含む自動交換が可能になるとともに、中央集中
制御手段19によりカッタチップ5の自動交換の動きに
対する目視表示、異常時の診断に基づく監視管理が可能
となり、また、その他の機能により、カッタチップ5の
自動交換が円滑に管理できるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明カッタチップの自動交換装置の一実施例
を示す概念的な説明図である。
【図2】スローアウェイカッタの要部を示す一部正面図
である。
【図3】一部側面図である。
【図4】刃先の回転軌跡を示す説明図である。
【図5】他のスローアウェイカッタを示す要部の斜視図
である。
【図6】組替えテーブルの要部を断面した概念的な説明
図である。
【図7】チップの供給ステーションの一例を示す概念的
な説明図である。
【図8】カッタチップの自動交換における動きの表示を
示す説明図である。
【図9】中央集中制御手段による制御の一例を示す説明
図である。
【図10】チップの計測ステーションの一例を示す概念
的な説明図である。
【符号の説明】
1 スローアウェイカッタ 2 組替えテーブル 4 ナットランナ 5 カッタチップ 10 制御盤 12 クランプステーション 13 制御盤 16 グリッパ 18a ロボット駆動部 19 中央集中制御手段 20 バーコードリーダ 21 プリンタ 23 計測ステーション 25 電気マイクロメータ 27 制御盤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 岡野 卓也 (56)参考文献 特開 昭63−105815(JP,A) 特開 平3−196928(JP,A) 特開 昭62−84957(JP,A) 特開 昭64−64715(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23Q 3/155 B23C 5/20 B23C 9/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多刃形式のスローアウェイカッタ1を配
    置した組替えテーブル2上では、ナットランナ4および
    クリッパ16によるカッタチップ5の自動交換が行なわ
    れるとともに、この自動交換の制御が中央集中制御手段
    19によって管理されるようにしたカッタチップの自動
    交換装置において、前記組替えテーブル2は、前記中央集中制御手段19に
    よってスローアウェイカッタ1の軸方向すくい角に対応
    する傾斜角α 2 , スローアウェイカッタ1の両側面から
    のカッタチップ5の組替えに対応する旋回角β 2 および
    スローアウェイカッタ1の周方向におけるカッタチップ
    の割出し角γ 2 が3軸制御され、 前記中央集中制御手段19は、カッタチップ5の自動交
    換に関する制御機能に関連して、自動交換に対する動き
    の表示および異常時の内容、復旧指示の自己診断に関す
    る監視機能、カッタチップ5の交換および工具マスタに
    関するデータ処理機能、データをプリントアウトする印
    刷機能およびデータバックアップ、パラメータ設定、F
    D初期化に関する補助機能が付加されていることを特徴
    とするカッタチップの自動交換装置。
  2. 【請求項2】 前記カッタチップ5の自動交換に関する
    制御機能には、刃先振れに関する自動計測の制御機能お
    よび計測データのデータ処理機能が付加されている請求
    1記載のカッタチップの自動交換装置。
  3. 【請求項3】 前記カッタチップ5における自動交換
    は、取付け楔9に備えられた締付けねじ8またはカッタ
    チップ5の取付け穴5a内に位置する締付けねじ8に対
    するナットランナ4およびクリッパ16により行われる
    ようにした請求項1又は請求項2記載のカッタチップの
    自動交換装置。
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