JPH0120025B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、工作機械に使用する工具を保管す
る倉庫から指定された工具を搬出して組立てたの
ち工作機械に装着するとともに、装着されている
工具を取り外して分解し、前記倉庫に搬入する一
連の作業を自動的に行なう工具自動交換装置に関
する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

工作機械に工具自動交換装置を設け、工作機械
に対して工具の装着および取り外しを自動的に行
なう自動工具交換装置は公知であり、また、前記
工具交換装置に工具を搬入および搬出する装置も
公知であり、これらの装置を一括して中央制御装
置によつて制御し、工具の交換の一連した作業を
システム化したものも実用化されつつある。第３
図は従来の工具自動交換システムの概略的構成を
示すもので、１…は工作機械であり、これら工作
機械１…の前部には被加工物２…を固定するテー
ブル３…および工具４…を装着する主軸頭５…が
設けられているとともに、側部には工具マガジン
６…が設けられている。そして、前記工作機械１
…の前側には被加工物２…を搬送するワーク搬送
車７の搬送ライン８が設けられ、後側には工具４
…を搬送する工具搬送車９の搬送ライン１０が設
けられている。一方、１１は多数個の工具４…を
整列した状態で保管する工具自動倉庫であり、工
具搬出入装置１２によつて指定の工具４を搬出し
て前記工具搬送車９に移載し、また工具搬送車９
の工具を工具自動倉庫１１に搬入するようになつ
ている。さらに、前記工作機械１…、ワーク搬送
車７、工具搬送車９、工具自動倉庫１１および工
具搬出入装置１２は一括して中央制御装置によつ
て制御されるようになつている。

そして、機械加工の計画にもとづいて指定され
た工具４…を工具自動倉庫１１から搬出して工具
搬送車９に移載し、この工具搬送車９が指定され
た工作機械１の後部まで搬送する。また、工具搬
送車９から前記工作機械１の工具マガジン６に使
用前の工具４を移載するとともに、工具マガジン
６から使用後の工具４を受入れて前記工具自動倉
庫１１に搬入する。したがつて、複数台の工作機
械１…に対する工具４の搬入および搬出が自動的
に行なえ、工作機械１…に設けられた工具自動交
換装置によつて工具４…の交換が行なえるように
構成されている。

ところで、前記工具自動交換装置は、たとえ
ば、特開昭59−192433号公報などで知られてお
り、基本的に第４図に示すように構成されてい
る。すなわち、工作機械１の本体１４の側部に設
けられた工具マガジン６には複数個の工具ソケツ
ト１５を有したカートリツジ１６が放射状に設け
られている。また、前記工具搬送車９にも差替え
用工具マガジン１７が設けられ、前記工具マガジ
ン６との間で工具４の受入れ、受け渡しができる
ように構成されている。さらに、工作機械１の本
体１４には前記カートリツジ１６内の工具４を主
軸頭５に転送して装着するとともに、装着されて
いる工具４を取り外す工具交換機構１８が設けら
れている。

しかしながら、前述のように構成された工具自
動交換装置は、その工具４を自動的に交換するこ
とができるが、工具４の全体を交換している。つ
まり、組立て式のモジユラ工具４は第５図に示す
ように、ホルダモジユールａとアダプタモジユー
ルｂおよび刃部モジユールｃとから構成されてい
るが、実際の交換を必要とするのは工具先端部の
刃部モジユールｃだけである。にも拘らず、工具
４の全体を交換しているため、工具４が大型にな
り、その重量も大きい。このため、工具４を保管
する保管倉庫１１も大形になるとともに、工具搬
送車９および工具マガジン６も大形になるという
欠点がある。しかも、工具４の重量アツプによ
り、搬入、搬出および交換に伴う大きな駆動力も
必要となるという不都合がある。

〔発明の目的〕

この発明は、前記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、工作機械に対する
工具の交換が自動的に行なえるとともに、工具チ
ツプのみを交換することができ、工具チツプ倉庫
の小形化および搬入、搬出の駆動力を軽減するこ
とができる工具自動交換装置を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

この発明は、前記目的を達成するために、工具
倉庫、工具搬出入装置、工具組立分解装置および
工作機械を中央制御装置によつて一括制御し、機
械加工計画にもとづいて加工順を決め、前記工具
倉庫から指定されたモジユラ工具を工具搬出入装
置によつて搬出し、このモジユラ工具を工具組立
分解装置によつ組立てたのち前記工具自動交換装
置によつて工作機械に装着するとともに、この工
作機械に装着されている工具を取り外して前記工
具組立て分解装置に受け渡し、その工具を各モジ
ユールに分解して不要なモジユールのみを工具搬
出入装置によつて工具倉庫へ搬入することにあ
る。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

第１図および第２図は、工具自動交換システム
の概略的構成を示すもので、２１は工作機械で、
２２はXYおよびＺ軸方向に移動可能な工具コラ
ムである。この工具コラム２２の先端部には工具
装着部２３が設けられ、これはテーブル２４に載
設された被加工物２５に対向している。また、２
６は工具倉庫であり、この工具倉庫２６には複数
連、複数段の格納室２７…が整列した状態で設け
られている。これら格納室２７…には各種のモジ
ユラ工具のモジユールａ…，ｂ…，ｃ…が区分収
納されているとともに、上下、左右方向に移送可
能で、指令信号にもとづいて所望のモジユールａ
…，ｂ…，ｃ…が収容された格納室２７を搬出入
口２８に移送できるようになつている。さらに、
この搬出入口２８には工具搬出入装置２９が設け
られている。この工具搬出入装置２９は前記搬出
入口２８に対向した格納室２７に対してモジユー
ルａ…，ｂ…，ｃ…を把持して搬出入するととも
に、工具組立分解位置へのモジユールａ…，ｂ
…，ｃ…の受け渡しを行なうように構成されてい
る。この工具組立分解装置３０はアツセンブリロ
ボツトによつて構成され、用意されているホルダ
モジユールａに対して直接もしくはアダプタモジ
ユールｂを介して刃部モジユールｃを連結してモ
ジユラ工具を組立てを行ない、また分解するよう
になつている。さらに、この工具組立分解装置３
０の一側にはバツフア機能を持つたコンベアから
なる工具移載装置３１が設けられ、他側には不良
工具エスケープ装置３２が設けられている。そし
て、この工具移載装置３１は前記工作機械２１と
の間に設けた工具自動交換装置３３に接続されて
いて、この工具自動交換装置３３に対するモジユ
ラ工具Ａ…（以下単に工具Ａという）の搬入と搬
出を行なうように構成されている。この工具自動
交換装置３３は駆動機構３４によつて回転する垂
直の回転軸３５と、この回転軸３５の先端に取付
けられた旋回アーム３６およびこの旋回アーム３
６の両端部に設けられた把持機構３７によつて構
成されている。そして、前記工具移載装置３１か
ら搬入された工具Ａを把持機構３７によつて把持
したのち、旋回アーム３６の旋回によつて工具Ａ
を前記工作機械２１の工具装着部２３に装着する
と同時にこの工具装着部２３に装着されている工
具Ａを取外して把持し、前記旋回アーム３６の旋
回によつて工具移載装置３１に搬出するようにな
つている。

さらに、前記工作機械２１、工具倉庫２６、工
具搬出入装置２９、工具組立分解装置３０および
工具自動交換装置３３は中央制御装置３８によつ
て一括制御されるようになつており、中央制御装
置３８からの指令信号に基づいて各装置が駆動す
るようになつている。

つぎに、前述のように構成された工具自動交換
システムの作用について説明する。機械加工計画
にもとづいて加工順序が決定し、必要な工具Ａが
解ると、中央制御装置３８は工具倉庫２６に必要
なモジユール番号を指示する。すると、工具倉庫
２６は指令信号にもとづいて駆動し、格納室２７
を上下、左右方向に移送させて、当該モジユール
ａ，ｂ，ｃが収容された格納室２７を搬出入口２
８に導く。一方、搬出入口２８に待機している工
具搬出入装置２９は搬出入口２８に対向した格納
室２７から刃部モジユールｃを把持して取出すと
ともに、工具組立て分解装置３０にその刃部モジ
ユールｃを搬入する。この工具組立て分解装置３
０は搬入された刃部モジユールｃによつてこれに
合致するホルダモジユールａおよびアダプタモジ
ユールｂを選択し、前記刃部モジユールｃをホル
ダモジユールａに直接もしくはアダプタモジユー
ルｂを介して組立てを行ない工具Ａを構成する。
組立てられた工具Ａは工具移載装置３１によつて
工具自動交換装置３３方向へ搬送される。工具Ａ
が工具移載装置３１の所定位置まで搬送される
と、工具自動交換装置３３の旋回アーム３６に設
けられた把持機構３７がその工具Ａを把持すると
ともに、旋回アーム３６が180゜旋回する。したが
つて、前記把持機構３７に把持された工具Ａは工
作機械２１の工具コラム２２に設けられた工具装
着部２３に対向する。ここで、工作機械２１の工
具コラム２２が下降すると、工具Ａの工具ベース
ａが前記工具装着部２３に装着される。一方、工
作機械２１の工具装着部２３にあらかじめ装着さ
れている工具Ａは前記工具自動交換装置３３が前
記工具移載装置３１から工具Ａを受け取る際に、
反対側の把持機構３７によつて把持して取外され
るため、旋回アーム３６の180゜の旋回によつて取
り外された工具Ａは工具移載装置３１に搬入さ
れ、この工具Ａは工具組立分解装置３０に搬入さ
れる。この工具組立分解装置３０は工具Ａをホル
ダモジユールａ、アダプタモジユールｂおよび刃
部モジユールｃに分解し、刃部モジユールｃだけ
を工具搬出入装置２９に渡す。このとき、刃部モ
ジユールｃの摩耗状態は別の判別手段によつて判
別され、異常に損耗されている刃部モジユールｃ
は不良工具エスケープ装置３２に排出される。前
記工具搬出入装置２９に搬入された刃部モジユー
ルｃは搬出入口２８から元の格納室２７に搬入さ
れることになる。

したがつて、工具倉庫２６に多数個保管された
刃部モジユールｃは機械加工計画に基づいて選択
的に搬出され、自動的にホルダモジユールａもし
くはアダプタモジユールｂを介して組立てられて
工作機械２１に装着されるとともに、この工作機
械２１に装着されている使用済の工具Ａは取り外
されて分解され、刃部モジユールｃのみが工具倉
庫２６に格納されることになる。

なお、前記一実施例においては、工具倉庫２６
に刃部モジユールｃ…のみを格納するようにした
が、分解不能な一体形工具の場合においても格納
することができる。さらに、１台の工作機械２１
に対して１台の工具自動交換装置３３を設け、工
具Ａの交換を行なうようにしたが、工具自動交換
装置３３を台車に搭載して移送式にすれば、複数
台の工作機械を受け持つこともできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、工具
倉庫、工具搬出入装置、工具組立分解装置および
工作機械を中央制御装置によつて一括制御し、機
械加工計画にもとづいて組立順を決め、前記工具
倉庫から指定された刃部モジユールを工具搬出入
装置によつて搬出し、この刃部モジユールを工具
組立分解装置によつ組立てたのち前記工具自動交
換装置によつて工作機械に装着するとともに、こ
の工作機械に装着されている工具を取り外して前
記工具組立分解装置に受け渡し、その工具を分解
して刃部モジユールを工具搬出入装置によつて工
具倉庫へ搬入することが自動的に行なうことがで
きる。したがつて、刃部モジユールのみを交換す
ることができ、工具全体を交換する方式に比べ、
工具倉庫の小形化および搬入、搬出の駆動力を軽
減することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の工具自動交換シ
ステムを示す概略的正面図、第２図は同じく平面
図、第３図は従来の工具自動交換システムの構成
図、第４図は同じく工具自動交換装置の側面図、
第５図は一般的な組立て式のモジユラ工具の分解
した側面図である。 ２１……工作機械、２６……工具倉庫、２９…
…工具搬出入装置、３０……工具組立分解装置、
３３……工具自動交換装置、Ａ……モジユラ工
具、ａ……ホルダモジユール、ｂ……アダプタモ
ジユール、ｃ……刃部モジユール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも刃部モジユールとホルダモジユー
   ルから構成され、これらの各モジユールを組立お
   よび分解自在に連結されてなるモジユラ工具の前
   記各モジユールを所定位置に格納し移動可能に連
   結された複数の格納室を有しかつ前記各モジユー
   ルを搬出入する搬出入口が設けられた工具倉庫
   と、前記搬出入口に移動した前記格納室に対して
   前記各モジユールを授受する工具搬出入装置と、
   この工具搬出入装置によつて搬出された前記各モ
   ジユールによる前記モジユラ工具の組立および前
   記モジユラ工具の分解を行なう工具組立分解装置
   と、この工具組立分解装置によつて組立られた前
   記モジユラ工具を工作機械に装着するとともに前
   記工作機械に装着された使用後のモジユラ工具を
   取外して前記工具組立分解装置に受け渡す工具自
   動交換装置と、前記工具倉庫、工具搬出入装置、
   工具組立分解装置、工具自動交換装置および工作
   機械を一括制御する中央制御装置とを有すること
   を特徴とする工具自動交換装置。