JPH02237732A

JPH02237732A - 工具の自動交換方法

Info

Publication number: JPH02237732A
Application number: JP3226790A
Authority: JP
Inventors: Saneji Sato; 佐藤　実治; Masaru Adachi; 賢足立; Izumi Kimura; 泉木村; Shigeo Sugiyama; 杉山　茂雄
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1990-02-13
Filing date: 1990-02-13
Publication date: 1990-09-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は工作機械に用いられる工具の自動交換方法に係
り、とりわけ工具マガジンと工具マガジンの工具ポット
の軸線と直交する方向に配設されている主軸との間で工
具を自動的に交換する方法に関する。

〔従来の技術と発明が解決【２ようとする課題〕工具が
収納される工具ポットを多数備えた工具．貯蔵用マガジ
ン（以下「工具マガジン」と称する）を、その工具ポッ
トの軸線を工作機械の主軸と直交する方向に向けて工作
機械のコラムの一側部に配設した場合において、工具マ
ガジンと工作機械との間の工具交換は、工具どうしの干
渉を避けるため、工具交換用アームの他に中間アームお
よび中間ポットを採用する方法（例えば特開昭５５一１
４４９４６号公報）、あるいは、工具交換位置に割出さ
れた工具ポットを、その軸線が工作機械の主軸となる位
置まで旋回させる方法などが採用されている。

このような従来の工具交換方法は、中間アーム、中間ポ
ットなどを介在させているため、自動工具交換装置の構
造が複雑となり、また工具の交換動作が多く、工具交換
時間が長くなるという欠点がある。また、工具ポットを
旋回させる方法は、工具マガジンの構造が複雑になると
いう問題がある。

また、中間アームなど用いないで、工具マガジンから取
出した工具を、そのまま主軸に直接搬送して装着する方
法も考えられるが、この場合には、工具の搬送工程中、
主軸の動作を停止しなければならず、搬送距離も大きい
ため、工具交換時間が長くなるとともに、工作機械の稼
働率を低下させるという問題がある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり
、構造が簡単で工具交換時間を短縮することのできる自
動工具交換装置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〕

本発明は、上記目的を達成するために、工具マガジンと
工具マガジンの工具ポットの軸線と直交する方向に配設
されている工作機械の主軸との間で工具を自動的に交換
する方法であって、次の各工程からなることを特徴とし
ている。

（ａ）　　工具交換用アームにより工具マガジンから新
工具を取出す。

（ｂ）　　前記工具交換用アームを工具マガジンと主軸
との間に位置する中間待機位置まで旋回移動させて待機
させる。

（ｃ）　　旧工具交換指令信号により前記工具交換用ア
ームを中間待機位置から主軸との工具交換位置まで旋回
移動させる。

（ｄ）　　前記工具交換用アームにより主軸から旧工具
を取出し、新工具を主軸に挿入する。

（ｅ）　　前記工具交換用アームを工具マガジンとの工
具交換位置まで旋回移動し、旧工具を工具マガジンに戻
す。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図および第２図は、本発明の一実施例を示す図であ
る。図において符号７０は、先端に半径方向に開口した
工具把持部が形成されている工具交換用アーム７１を、
回転および回転軸の方向に進退移動可能に支持するアー
ム支持装置である。

このアーム支持装置７０の内部には工具交換用アーム７
１を回転駆動および進退移動させる機構（図示せず）が
設けられている。

アーム支持装置７０は、サポート部材７２に対し往復直
線移動可能に装着保持され、このサポート部材７２は、
その一角部が、工具が収納される工具ポット８ｌを多数
備えた工具マガジン８０に対し、このアーム支持装置７
０の往復直線移動方向と直交する方向に設けられた旋回
軸７３により、９０＠の範囲旋回可能に取付けられてい
る。

工作機械の主軸９１は、工具マガジン８０の工具ボット
８１の軸線と直交する方向に配設され、工作機械のコラ
ム（図示せず）に沿って上下動する主軸頭９０に回転可
能に待機されている。サポート部材７２の一端辺には、
一対のガイドレール７４が平行に固着され、このガイド
レール７４にアーム支持装置７０が直線方向に摺動可能
に装着されている。また、一対のガイドレール７４の間
には、往復直線移動用の油圧シリンダ７５が配設され、
そのピストンロッド（図示せず）がアーム支持装置７０
に接続されている。

サポート部材７２の下端部にはピン７６が取付けられ、
このビン７６に対し、９０″旋回用の油圧シリンダ７７
のピストンロッド７８の先端が遊嵌連結されている。油
圧シリンダ７７は工具マガジン８０に対し水平方向に揺
動可能に取付けられている。第２図において符号７９は
、後述するアーム支持装置７０の中間待機位置検知用ス
イッチである。

次に第３図を用いて、本実施例の作用について説明する
。

第３図（１）〜（Ｉｉｆ）は、新工具選択指令に基づい
て新工具を選択把持し、これを中間待機位置（待機位置
）まで移送して待機している状態までの工程（工具選択
工程）を示している。まず第３図（１）において新工具
Ｔ２の選択指令が発せられると、工具マガジン８０が所
定の割出し移動を行い、交換位置に新工具Ｔ２を割出す
。続いてアーム支持装置７０がサポート部材７２に沿っ
て矢印方向に移動し、交換用アーム７１の先端の工具把
持部が新工具Ｔ２に挿入係合される（第３図（ｉｌ））
。交換用アーム７１は回転軸の方向に前進し、工具マガ
ジン８０の工具ボット８１から新工具Ｔ２が抜き出され
る。

続いて、油圧シリンダ７７のピストンロッド７８が前進
移動し、サポート部材７２が旋回軸７３を中心に４５″
旋回移動して、工具マガジン８０と主軸９１との中間位
置に位置する中間待機位置まで移動し、停止する（第３
図（１１１）　）。交換用アーム７１が回転軸方向に後
退移動し、第３図（１１１）に示した状態で新工具Ｔ２
を把持Ｉ７て続いての工具交換指令があるまで待機する
。ここまでの工具選択工程中、主軸９１に装着された工
具Ｔ１を用いて加工動作を行うことができる。

所定の加工動作を終了し、使用済工具（旧工具）Ｔ１の
交換指令が発せられると、油圧シリンダ７７が作動して
ピストンロッド７８を前進さぜ、サポート部材７２を待
機位置からさらに４５°旋回移動させる（第３図（１ｖ
））。また、主軸頭９０も工具交換位置まで移動する。

続いて油圧シリンダ７５のロッド７５ａ（第２図）が作
動して、アーム支持装置７０を、サポート部材７２のガ
イドレール７４に沿って主軸頭９０の方向に直線移動さ
せる。このアーム支持装ｆｉ！ｆ７０の移動により、主
軸９１に装着されている旧工具Ｔ１に対し、交換用アー
ム７１の先端工具把持部が横方向から挿入係合される（
第３図（Ｖ））。

この状態で交換用アーム７１を前進させると、主軸９１
に装着されている旧工具Ｔ１が引抜かれる。このように
して交換用アーム７１の両端に新工具Ｔ２、旧工具Ｔ１
を把持した後、交換用アーム７１を１８０”回転する（
第３図（Ｉｖ））　，そして再び交換用アーム７１を後
退移動させて、新玉具Ｔ２を主軸９１内に挿入し、主軸
頭９０内のクランブ装置で新工具Ｔ２をクランブした後
、アーム支持装１７０をサポート部材７２に沿って主軸
頭９０から離れる方向に直線移動させる（第３図（ｖｉ
ｉ）　）。

続いて油圧シリンダ７７を作動させて、サポート部材７
２を４５″旋回移動させるとともに、交換用アーム７１
を前進移動させる（第３図（ｖ１１１））。この段階で
主軸９１への新工具Ｔ２の装着を完了し、工作機械は新
工具Ｔ２による加工を開始する。

交換用アーム７１ａの一端に把持されている旧工具Ｔ１
は、サポート部材７２をさらに４５″旋回移動させ、旧
工具Ｔ１の軸線を、工具マガジン８０の収納ポット８１
の軸線と一致させた後、交換用アーム７１ａを後退移動
することにより、工具マガジン８０の収納ボット８１に
挿入される（第３図（ＩＸり。続いてアーム支持装置７
０をサボート部材７２に沿って工具マガジン８０がら離
れる方向に直線移動させ、交換用アーム７１の先端を、
旧工具Ｔ１の係合状態から解放する。

これらの一連の工程により、本実施例による工具交換動
作を終了する。

本実施例によれば、工作機械の加工動作中に、新工具を
工具マガジンから取出して中間待機位置まで待機し、続
いての工具交換指令信号によりただちに主軸との間で工
具交換作業を行うことができるので、工具交換時間を短
縮し、工作機械の稼働率の向上を図ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、工具マガジンが
、工具を収納する工具ポットの軸線を、工作機械の主軸
と直交する方向に向けて配設されている場合において、
従来のように、中間アーム、中間ポットを介在させたり
、工具ポットを９０＠旋回させる機構を設けたりしなく
ても、交換用アームを旋回させるのみで、直接工具の把
持動作を行うことができる。したがって自動工具交換装
置の構造が簡単となるとともに、工具交換時間の短縮化
を図ることができる。さらに交換動作が比較的単純であ
るため、交換動作の制御が簡単となる。

また、工具マガジンから新工具を取り出した工具交換用
アームを中間待機位置に待機させ、工具交換指令が発せ
られるとただちに主軸との間で工具交換動作を行うこと
ができるので、工具を工具マガジンと主軸との間で直接
連続的に交換する方法に比べ、工作機械の稼働率を高く
し、工具交換時間の短縮をより効果的に図ることができ
る。

・・・新工具。

Claims

【特許請求の範囲】次の各工程からなる、工具マガジンと工具マガジンの工
具ポットの軸線と直交する方向に配設されている工作機
械の主軸との間で工具を自動的に交換する方法。（ａ）工具交換用アームにより工具マガジンから新工具
を取出す。（ｂ）前記工具交換用アームを工具マガジンと主軸との
間に位置する中間待機位置まで旋回移動させて待機させ
る。（ｃ）旧工具交換指令信号により前記工具交換用アーム
を中間待機位置から主軸との工具交換位置まで旋回移動
させる。（ｄ）前記工具交換用アームにより主軸から旧工具を取
出し、新工具を主軸に挿入する。（ｅ）前記工具交換用アームを工具マガジンとの工具交
換位置まで旋回移動し、旧工具を工具マガジンに戻す。