JPH0253542A - 自動工具交換装置の工具交換方法 - Google Patents
自動工具交換装置の工具交換方法Info
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- JPH0253542A JPH0253542A JP19884988A JP19884988A JPH0253542A JP H0253542 A JPH0253542 A JP H0253542A JP 19884988 A JP19884988 A JP 19884988A JP 19884988 A JP19884988 A JP 19884988A JP H0253542 A JPH0253542 A JP H0253542A
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- Japan
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- tool
- workpiece
- height
- arm
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
- B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
- B23Q3/157—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
- B23Q3/15713—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
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。
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］
この発明は、マシニングセンタの自動工具交換装置の工
具交換方法に関する。更に詳しくは、自動工具交換装置
の工具交換位置をテーブル上の工作物の高さに応じて変
更できる自動工具交換装置の工具交換方法に関する。
具交換方法に関する。更に詳しくは、自動工具交換装置
の工具交換位置をテーブル上の工作物の高さに応じて変
更できる自動工具交換装置の工具交換方法に関する。
［従来技術］
マシニングセンタは、ミーリング、ドリリング加工など
複数種類の加工かできる工作Ｉａ賊として知られている
。このマシニングセンタは、複数種類の加工に対応した
工具を収納した工具マガジンを有し、この中の工具と主
軸との間で、工具交換アームを用いて直接または間接に
１麿を交換している。通常、工具交換アームは、マシニ
ングセンタ本体の定位置に固定されており、工具の交換
時に主軸が工具交換アームの固定位置に移動して工具を
交換している。また、工具交換時間を短縮するため、主
軸の上下動に連動して工具交換アームを上下動に追従さ
せるタイプ、すなわち主軸追従方式の工具交換アームも
提案されている。
複数種類の加工かできる工作Ｉａ賊として知られている
。このマシニングセンタは、複数種類の加工に対応した
工具を収納した工具マガジンを有し、この中の工具と主
軸との間で、工具交換アームを用いて直接または間接に
１麿を交換している。通常、工具交換アームは、マシニ
ングセンタ本体の定位置に固定されており、工具の交換
時に主軸が工具交換アームの固定位置に移動して工具を
交換している。また、工具交換時間を短縮するため、主
軸の上下動に連動して工具交換アームを上下動に追従さ
せるタイプ、すなわち主軸追従方式の工具交換アームも
提案されている。
「発明が解決しようとする課題］
前記した工具交換アームを所定位置に固定して工具交換
する方式は、工具交換のたびに主軸が交換位置に移動し
なければならないので、移動に要する時間だけ工具交換
時間が長くなるという欠点がある。主軸に追従して工具
交換アームが移動する方式は、工具交換時間は短縮でき
るが、加工される工作物のサイズなど工作物側の事情は
考慮されていない。すなわち、工具交換の必要がない場
きでも主軸に常に工具交換アームが追従するので、工具
交換アームがムダな動作を行うことになる。
する方式は、工具交換のたびに主軸が交換位置に移動し
なければならないので、移動に要する時間だけ工具交換
時間が長くなるという欠点がある。主軸に追従して工具
交換アームが移動する方式は、工具交換時間は短縮でき
るが、加工される工作物のサイズなど工作物側の事情は
考慮されていない。すなわち、工具交換の必要がない場
きでも主軸に常に工具交換アームが追従するので、工具
交換アームがムダな動作を行うことになる。
また、主軸追従機構が複雑になり故障の原因にもなる。
この発明は、これらの問題点に着目して発明されたちの
であり、次の課題を達成する。
であり、次の課題を達成する。
この発明の目的は、工作物の高さに応じて工具交換７′
−ムを工具交換位置を変更して、工具交換時間と短縮し
た自動工具交換装置の工具交換方法を提供することにあ
る。
−ムを工具交換位置を変更して、工具交換時間と短縮し
た自動工具交換装置の工具交換方法を提供することにあ
る。
この発明の他の目的は、工具交換アームの移動動作を必
要最小限に押さえた自動工具交換装置の工具交換方法を
提供することにある。
要最小限に押さえた自動工具交換装置の工具交換方法を
提供することにある。
［前記課題を解決するための手段および作用１この発明
は、前記課題を解決するために次のような手段を採り、
次の作用を行う。
は、前記課題を解決するために次のような手段を採り、
次の作用を行う。
機体と、該機体内で上下動する主軸と、該主軸に装着さ
れた工具を交換するための上下動する工具交換アームと
、該工具交換アームとの間で工具を交換し貯蔵するため
の工具貯蔵マガジンと、前記主軸に装着した工具により
加工される工作物を載置固定する工作物テーブルとを有
するマシニングセンタにおいて、前記主軸の工具と前記
工具交換アームとの間の工具の交換を前記工作物の高さ
に応じて選択された工具交換位置で行うことを特徴とす
る自動工具交換装置の工具交換方法である。
れた工具を交換するための上下動する工具交換アームと
、該工具交換アームとの間で工具を交換し貯蔵するため
の工具貯蔵マガジンと、前記主軸に装着した工具により
加工される工作物を載置固定する工作物テーブルとを有
するマシニングセンタにおいて、前記主軸の工具と前記
工具交換アームとの間の工具の交換を前記工作物の高さ
に応じて選択された工具交換位置で行うことを特徴とす
る自動工具交換装置の工具交換方法である。
［実施例１
以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。
第１図は、この発明の自動工具交換装置の工具交換方法
を実施するマシニ〉・グセンタの斜視投影図である。第
２図は、ツインアーム２３の交換動作を示す平面図であ
る。マシニングセンタ１は、横軸の主軸４を有するタイ
プである。ベツドの＋ｇ動面（図示せず）にはコラム２
がＺ軸線方向に摺動自在に設けである。コラム２の前面
には、テーブル３が配置してあり、このテーブル３Ｆに
は、工作！１８１ＪＷが載置固定されて加工される。
を実施するマシニ〉・グセンタの斜視投影図である。第
２図は、ツインアーム２３の交換動作を示す平面図であ
る。マシニングセンタ１は、横軸の主軸４を有するタイ
プである。ベツドの＋ｇ動面（図示せず）にはコラム２
がＺ軸線方向に摺動自在に設けである。コラム２の前面
には、テーブル３が配置してあり、このテーブル３Ｆに
は、工作！１８１ＪＷが載置固定されて加工される。
コラム２内には、主軸４が上下方向にＹ軸サーボモータ
（図示せず）により駆動されている９コラム２の前面の
角部には、２本の案内面１１が上下方向に形成しである
。この案内面１１上には、上下アーム台１２が上下移動
自在に設けである。
（図示せず）により駆動されている９コラム２の前面の
角部には、２本の案内面１１が上下方向に形成しである
。この案内面１１上には、上下アーム台１２が上下移動
自在に設けである。
この上下アーム台１２上には、案内面１３が案内面１１
と直交する方向に設けである。上下アーム台１２は、上
下シリンダ装置１０により後記する３位置を選択できる
。この上下シリンダ装置１０は、複数の直線上の位置を
選択できるものであり、ステップシリンダ装置として公
知のものである。
と直交する方向に設けである。上下アーム台１２は、上
下シリンダ装置１０により後記する３位置を選択できる
。この上下シリンダ装置１０は、複数の直線上の位置を
選択できるものであり、ステップシリンダ装置として公
知のものである。
案内面１３上には、アーム台１４がシリンダ装置１５に
より移動自在（矢印す方向）に設けである。アーム台１
４上には、ツインアーム２０がＹ軸線（上下方向）中心
に揺動自在（矢印Ｃ方向）に設けである。この揺動Ｃは
、揺動軸（図示せず）中心にシリンダ装置２１により揺
動させられる。ツインアーム２０は、新旧工具Ｔを交換
するとき、揺動シリンダ２２により出没およびそれ自身
を中心に１８０度回転（矢印ｄ）させられる。
より移動自在（矢印す方向）に設けである。アーム台１
４上には、ツインアーム２０がＹ軸線（上下方向）中心
に揺動自在（矢印Ｃ方向）に設けである。この揺動Ｃは
、揺動軸（図示せず）中心にシリンダ装置２１により揺
動させられる。ツインアーム２０は、新旧工具Ｔを交換
するとき、揺動シリンダ２２により出没およびそれ自身
を中心に１８０度回転（矢印ｄ）させられる。
工具貯蔵マガジン３０は、コラム２の側面に配置されて
いる。工具貯蔵マガジン３０内には、多数の工具ボッｌ
−３１がチェーン状に連結してあり必要に応じて工具交
換位置に割出し位置決めができる。この工具貯蔵マガジ
ン３０の構造は、周知の横道でありここでは詳記しない
。
いる。工具貯蔵マガジン３０内には、多数の工具ボッｌ
−３１がチェーン状に連結してあり必要に応じて工具交
換位置に割出し位置決めができる。この工具貯蔵マガジ
ン３０の構造は、周知の横道でありここでは詳記しない
。
二重え良江艷
第３図は、工作物Ｗの高さＩｔ 、１２．１ｇに応じた
工具交換位置を図式的に示したものである。比較的低い
高さｊ３を有する工作物Ｗの場き、ツインアーム２０は
低い高さ■Ｃ位置で工具交換を行う。同様に、中間の高
さ！２を有する工作物Ｗは、ＩＢ位置で、もっとも高い
／１の工作物Ｗは、［ｌＡ位置でそれぞれ工具交換動作
を行う。ＩＩＩＡ、Ｉ［ＩＢ、■Ｃの各位置は、上下用
シリンダ装置１０により選択的に位置決めされる。第４
図は、自動工具交換装置の交換動作の概要を示す動作の
フロー図である。工作物Ｗの加工が完了し、次の新しい
工作物Ｗが搬入されると、新工作物Ｗか否か判断する（
ステップＰ１、以下、ステップを略する。）。
工具交換位置を図式的に示したものである。比較的低い
高さｊ３を有する工作物Ｗの場き、ツインアーム２０は
低い高さ■Ｃ位置で工具交換を行う。同様に、中間の高
さ！２を有する工作物Ｗは、ＩＢ位置で、もっとも高い
／１の工作物Ｗは、［ｌＡ位置でそれぞれ工具交換動作
を行う。ＩＩＩＡ、Ｉ［ＩＢ、■Ｃの各位置は、上下用
シリンダ装置１０により選択的に位置決めされる。第４
図は、自動工具交換装置の交換動作の概要を示す動作の
フロー図である。工作物Ｗの加工が完了し、次の新しい
工作物Ｗが搬入されると、新工作物Ｗか否か判断する（
ステップＰ１、以下、ステップを略する。）。
次に、新しい工作物Ｗに対応した位置に上下シリンダ装
置１０を駆動して工具交換アーム２０を対応した位置に
移動させる。すなわち、前記したように、高さ！１の工
作物は、ｌＩ［Ａの位置に、高さ！２はＩＩＩ Ｈの位
置に、高さ！１は［［Ｃの位置に移動させる。加工途中
、または加工の最初に工具交換する必要があるか否か判
断する（Ｐ、）。必要がなければ、次の加工動作に入る
。工具交換動作が必要であれば、主軸４は、工作物Ｗの
高さに応じてプログラムで選定された交換位置、すなわ
ちＡ、、Ｂ、Ｃ位置のいずれかに停止させる（ Ｐ ４
）。
置１０を駆動して工具交換アーム２０を対応した位置に
移動させる。すなわち、前記したように、高さ！１の工
作物は、ｌＩ［Ａの位置に、高さ！２はＩＩＩ Ｈの位
置に、高さ！１は［［Ｃの位置に移動させる。加工途中
、または加工の最初に工具交換する必要があるか否か判
断する（Ｐ、）。必要がなければ、次の加工動作に入る
。工具交換動作が必要であれば、主軸４は、工作物Ｗの
高さに応じてプログラムで選定された交換位置、すなわ
ちＡ、、Ｂ、Ｃ位置のいずれかに停止させる（ Ｐ ４
）。
シリンダ装置１５と、シリンダ装置２１が作動（ｂ、ｃ
の複合動作）し、アーム台１４を主軸４側に接近させる
。この接近動作でツインアーム２０の一方の空いている
工具把持部２３が主軸４の工具Ｔをつかむ。シリンダ装
置２２が作動し、ツインアーム２３が前方に出て、主軸
４のアンクランプ（クランプＩ！横図示せず）状態にな
った工具Ｔを抜き出す（Ｐ、〉。
の複合動作）し、アーム台１４を主軸４側に接近させる
。この接近動作でツインアーム２０の一方の空いている
工具把持部２３が主軸４の工具Ｔをつかむ。シリンダ装
置２２が作動し、ツインアーム２３が前方に出て、主軸
４のアンクランプ（クランプＩ！横図示せず）状態にな
った工具Ｔを抜き出す（Ｐ、〉。
ツインアーム２３は、反転（Ｐａ）して再びツインアー
ム２３は引っ込み新しい工具Ｔを主軸４に挿入する（Ｐ
７）。新しい工具Ｔは、主軸４にクランプされる。再び
、シリンダ装置１５が作動してツインアーム２３は、前
記逆の動作で退避する（Ｐａ）。ツインアーム２３の上
下の位置を変更する必要があるか否か判断する（Ｐ９）
。すなわち、工作＞Ｗの高さが！１であれば、ツインア
ーム２０はＩＩＩＡの位置であるからその位置を変更せ
ずに工具貯蔵マガジン３０の工具Ｔとの交換を行う。
ム２３は引っ込み新しい工具Ｔを主軸４に挿入する（Ｐ
７）。新しい工具Ｔは、主軸４にクランプされる。再び
、シリンダ装置１５が作動してツインアーム２３は、前
記逆の動作で退避する（Ｐａ）。ツインアーム２３の上
下の位置を変更する必要があるか否か判断する（Ｐ９）
。すなわち、工作＞Ｗの高さが！１であれば、ツインア
ーム２０はＩＩＩＡの位置であるからその位置を変更せ
ずに工具貯蔵マガジン３０の工具Ｔとの交換を行う。
ツインアーム２０の現在位置がＩＩＩＢ、ＩＣの位置の
場合は、上下用シリンダ装置１０が作動し、１■Ａの位
置まで上下アーム台１２を上昇（ａ動作ンさせる（ｐ＋
。、Ｐ ｔ＋）。゛ツインアーム２３は、揺動と直進、
回転して工具貯蔵マガジン３０四に移動する６ア一ム台
１４が工具貯蔵マガジン３０ ｆ！ＩＪに移動する（ｂ
、ｃ、ｄの動作、Ｐ１２）。
場合は、上下用シリンダ装置１０が作動し、１■Ａの位
置まで上下アーム台１２を上昇（ａ動作ンさせる（ｐ＋
。、Ｐ ｔ＋）。゛ツインアーム２３は、揺動と直進、
回転して工具貯蔵マガジン３０四に移動する６ア一ム台
１４が工具貯蔵マガジン３０ ｆ！ＩＪに移動する（ｂ
、ｃ、ｄの動作、Ｐ１２）。
旧い工具Ｔは、工具貯蔵マガジン３０の工具ボット３１
上に位置する。シリンダ装置２２が作動してツインアー
ム２３を引き込めて、旧い工具Ｔをボッｌ−３１に挿入
する。
上に位置する。シリンダ装置２２が作動してツインアー
ム２３を引き込めて、旧い工具Ｔをボッｌ−３１に挿入
する。
再び、ツインアーム２０がす、ｃの複合動作で退避して
ツインアーム２０は反転する。これと同時に工具マガジ
ン３０は、新しい工具Ｔを工具交換位置に割出す。ツイ
ンアーム２０は、再び工具貯蔵マガジン３０側にｌ）、
ｃの複合動作で移動し、新しい工具Ｔをつかみ工具ボッ
ｌ−３１からシリンダ装置２２の駆動上昇して抜き出し
て、再び１８０度反転する（ＰＩ３＞。上下アーム台１
２は、再び主軸４と工具交換動作を行う位置に移動され
次の工作物Ｗの待機位置に位置する（ＰＩ４．１−）＋
ｑ）。
ツインアーム２０は反転する。これと同時に工具マガジ
ン３０は、新しい工具Ｔを工具交換位置に割出す。ツイ
ンアーム２０は、再び工具貯蔵マガジン３０側にｌ）、
ｃの複合動作で移動し、新しい工具Ｔをつかみ工具ボッ
ｌ−３１からシリンダ装置２２の駆動上昇して抜き出し
て、再び１８０度反転する（ＰＩ３＞。上下アーム台１
２は、再び主軸４と工具交換動作を行う位置に移動され
次の工作物Ｗの待機位置に位置する（ＰＩ４．１−）＋
ｑ）。
主軸４の工具Ｔが交換されると、−［具交換アーム・１
の動作とは別に同時に動作して、主軸４は工作′Ｐ／Ｉ
ＩＷを加工する（ＰＩ６＞。工作物Ｗの加工の進行中、
工具交換の必要があれば、ステップＰ３に進む、、工作
６ｗの全加工か終了すれば＜ＰＩ７＞、ステ７プＰＩに
戻り次の新工作物の加工に備える。
の動作とは別に同時に動作して、主軸４は工作′Ｐ／Ｉ
ＩＷを加工する（ＰＩ６＞。工作物Ｗの加工の進行中、
工具交換の必要があれば、ステップＰ３に進む、、工作
６ｗの全加工か終了すれば＜ＰＩ７＞、ステ７プＰＩに
戻り次の新工作物の加工に備える。
〔池の実施例１
＋’＋ｉｆ記した上下用シリンダ装置１０は、３位置し
か選択できないものであるが、これに限定される・ｇ−
要はない。工作物の高さの変化に会わせて、３位置以上
の多段階に選択できるシリンダ装置を採用しても良い。
か選択できないものであるが、これに限定される・ｇ−
要はない。工作物の高さの変化に会わせて、３位置以上
の多段階に選択できるシリンダ装置を採用しても良い。
また、工作物の高さが２種類程度のときは、２位置タイ
プのシリンダ装置でも良い。更に、上下用シリンダ装置
１０に換えて、ねじ送りを用いたサーボモータを使用し
て交換位置の選択を任意の多段位置にきめ細かく選択で
きるようにしても良い。
プのシリンダ装置でも良い。更に、上下用シリンダ装置
１０に換えて、ねじ送りを用いたサーボモータを使用し
て交換位置の選択を任意の多段位置にきめ細かく選択で
きるようにしても良い。
また、前記実施例は、横軸タイプの主軸であるが、縦型
の主軸を有するマシニングセンタにも適用できる。前記
したツインアーム２０は、常に工具貯蔵マガジン３０と
の間でＩＩＡ位置（第３図）で工具交換している。しか
し、工具貯蔵マガジン３０の構造を変えて、ＩＩＢ位置
、ＩＩＣ位置などで工具交換しても良い。
の主軸を有するマシニングセンタにも適用できる。前記
したツインアーム２０は、常に工具貯蔵マガジン３０と
の間でＩＩＡ位置（第３図）で工具交換している。しか
し、工具貯蔵マガジン３０の構造を変えて、ＩＩＢ位置
、ＩＩＣ位置などで工具交換しても良い。
［発明の効果］
以上詳記したように、この発明は主軸と工具交換アーム
との間の工具交換の高さ位置を、工作物の高さに応じて
選択できるので工具交換の時間が短縮できる効果ができ
る。とくに、高い工作物と低い工作物が混合した加工に
適用すると有効であイ） 。
との間の工具交換の高さ位置を、工作物の高さに応じて
選択できるので工具交換の時間が短縮できる効果ができ
る。とくに、高い工作物と低い工作物が混合した加工に
適用すると有効であイ） 。
第１図はこの発明の実施例の斜投影図、第２図は工具交
換装置の平面図、第３図は工作物の高さと主軸と自動工
具交換装置との位置関係を示す略図、第４図は自動工具
交換装置の動作の概要を示すフロー図である。 ■・・・マシニングセンタ、２・・・コラム、３・・・
工作物テーブル、４・・・主軸、１０・・・上下用シリ
ンダ装置、１２・・・上下アーム台、１４・・・アーム
台、２３、・・ツインアーム、３０・・・工具貯蔵マガ
ジン、３１・・・工具ポット
換装置の平面図、第３図は工作物の高さと主軸と自動工
具交換装置との位置関係を示す略図、第４図は自動工具
交換装置の動作の概要を示すフロー図である。 ■・・・マシニングセンタ、２・・・コラム、３・・・
工作物テーブル、４・・・主軸、１０・・・上下用シリ
ンダ装置、１２・・・上下アーム台、１４・・・アーム
台、２３、・・ツインアーム、３０・・・工具貯蔵マガ
ジン、３１・・・工具ポット
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、機体と、該機体内で上下動する主軸と、該主軸に装
着された工具を交換するための上下動する工具交換アー
ムと、該工具交換アームとの間で工具を交換し貯蔵する
ための工具貯蔵マガジンと、前記主軸に装着した工具に
より加工される工作物を載置固定する工作物テーブルと
を有するマシニングセンタにおいて、前記主軸の工具と
前記工具交換アームとの間の工具の交換を前記工作物の
高さに応じて選択された工具交換位置で行うことを特徴
とする自動工具交換装置の工具交換方法。 ２、第１項記載において、前記選択された工具交換位置
が複数の多段位置であることを特徴とする自動工具交換
装置の工具交換方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63198849A JPH0688189B2 (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | 自動工具交換装置の工具交換方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63198849A JPH0688189B2 (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | 自動工具交換装置の工具交換方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0253542A true JPH0253542A (ja) | 1990-02-22 |
| JPH0688189B2 JPH0688189B2 (ja) | 1994-11-09 |
Family
ID=16397928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63198849A Expired - Lifetime JPH0688189B2 (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | 自動工具交換装置の工具交換方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0688189B2 (ja) |
Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
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-
1988
- 1988-08-11 JP JP63198849A patent/JPH0688189B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN116423271B (zh) * | 2023-02-20 | 2023-10-17 | 广东科杰技术股份有限公司 | 备刀式圆盘刀库设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0688189B2 (ja) | 1994-11-09 |
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