JPH03190642A - 自動工具交換運転方法及び自動工具交換装置 - Google Patents

自動工具交換運転方法及び自動工具交換装置

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JPH03190642A
JPH03190642A JP33032589A JP33032589A JPH03190642A JP H03190642 A JPH03190642 A JP H03190642A JP 33032589 A JP33032589 A JP 33032589A JP 33032589 A JP33032589 A JP 33032589A JP H03190642 A JPH03190642 A JP H03190642A
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JP
Japan
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tool
arm
clamp
detection
timer
Prior art date
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Pending
Application number
JP33032589A
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English (en)
Inventor
Koichi Uchiyama
浩一 内山
Kazuyoshi Matsuzawa
松沢 一芳
Toshiyuki Takabayashi
高林 鋭志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Enshu Ltd
Original Assignee
Enshu Ltd
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Publication date
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、ツールアンクランプ・クランプ動作を工具交
換アームの旋回動作と電気的手段により確動同期させる
ほか、工具交換アームの旋回停止位置を高精度としたも
のである。
[従来技術と問題点J 従来の自動工具交換装置における工具交換アームの旋回
機構は、実開昭63−1−13530号や実開昭64−
1830に見るよう一つのカム円板に正面カムとローラ
ギヤカムとを設け、これをもって工具交換アームの旋回
動及び進退動を完全同調させたものが提供されている。
そして更に、前記工拝交換アームの動作とツールアンク
ランプ動作とをメカ式で完全同期させた実開昭63−1
3、’3945号や主軸頭を上昇端の原点位置に到達す
るとカム機構でアンクランプさせる特開昭63−529
42号他が提供されている。
しかしこ九らの機構を採用した自動工具交換装置におい
て、■工具交換アームの動作とツールアンクランプ動作
とをメカ式で完全同期させると、工具交換アームの駆動
機構の中にツールアンクランプ機構を内蔵させなければ
ならず1機構の複雑化と大型化を伴い機械本体への取付
けを[にしたり、コストアップ要因となり採用しがたい
方式である。また、((2)主軸頭の移動で上昇端の原
点位置に到達するとカム機構がアンクランプさせる方式
では、工具交換アームの駆動機構の中にツールアンクラ
ンプ機構を内蔵させる必要は無いが、主軸内のクランプ
装置にツールホルダの仮クランプ装置を必要とする。こ
のため、クランプ装置の複雑化と主軸の大型化を伴い、
且つコストアップ要因となり採用しがたい方式である。
上記工具交換アームの駆動機構とツールアンクランプ機
構との同期動作を電気的手段により実施するものとして
、特開昭63−57135号に見るよう、■工具交換ア
ームの旋回角をドッグとリミソ1〜スイッチとにより検
出し、これで電磁弁を作動してクランプ装置をアンクラ
ンプさせる方式では、ドッグ検出から電磁弁動作までに
不安定な時間を要する。また工具交換アームの旋回停止
位置は、ブレーキ付モータを採用しても狂い易く高速作
動する自動工具交換装置には採用しがたい方式である。
「解決すべき課題と手段」 本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもので、ツール
アンクランプ・クランプ動作を工具交換アームの旋回動
作と電気的手段のタイマー機能により確動同期させるほ
か、工具交換アームの旋回停止位置を高精度とする方法
及び実施装置を提供することをR題とにある。
その具体的な実施り法及び装置 (1)工具交換アームの起動と同時に作動するアンクラ
ンプタイマでツールをアンクランプオる一方、工具交換
アームの旋回動作途上における特定角度から作動するク
ランプタイマにて、ツールクランプ時期を工具交換アー
ムの動作に同期制御する自動工具交換運転方法としたも
のである。
(2)工具交換アームを作動するモータ駆動系の回転軸
ヒに、[具交換アームの停止用検出ドッグとツールクラ
ンプの検出ドッグとを備え、工具交換アー11の起動と
同時に作動するアンクランプタイマでツールをアンクラ
ンプする一方、前記検出ドッグのセンサー検出により工
具交換アームの特定旋回角度から作動するクランプタイ
マを作動させ、ツールクランプ時期を工具交換アームの
作動に同期制御する自動工具交換装置としたものである
(3)]−具交換アームを作動するブレーキ付モータは
このトルク値に対する制動力値を少なくとも2割以」−
増強した駆動系となし、この駆動系回転軸上に、工具交
換アーl、の停止用検出ドッグとツールクランプの検出
ドッグとを備え、工具交換アームの起動と同時に作動す
るアンクランプタイマでツールをアンクランプする一方
、前記検出ドッグのセンサー検出により工具交換アーム
の特定旋回角度から作動するクランプタイマを作動させ
、ツールクランプ時期を工具交換アームの作動に同期制
御する他、前記停市用検出ドッグの検出により工具交換
アームを前記制動力増強のブレーキ付モータにて急停止
トする自動工具交換装置としたものである。
このように、本発明によると自動工具交換運転が円滑で
且つツールアンクランプ・クランプ動作の夕1′ミング
が安定し7て行われ、仮クランプ等を行う必要も無く高
速運転できる。
「実施例」 第1図は本発明の自動工具交換装置を開示するブロック
図、第2図はATC動作とクランプの関係を示すタイム
チャート図、第3図はブレーキ付モータの制動特性図、
第4.5図はATC動作とクランプの関係を示すフロー
チャート図である。
第1図において、マシニングセンタの主軸頭1と工具交
換アーム2のATC装置100と主軸3のアンクランプ
装置・1とこれらの運転制御を司るPC制御部Pについ
て説明する。
先ず、A T C装置100は、カム式駆動部10とこ
れによって昇降及び旋回駆動される工具交換アーム2と
マガジンのツールボット5からなる1゜力11式駆動部
10は、先願として公知になっている機構などが採用さ
れ、ブレーキ付モータBMの出力軸のギヤ6がアイドル
ギア7を介して駆動部10の入力軸9のギヤ8に噛み合
っている。前記入力軸9上には、工具交換アーム2の停
止用検出ドッグD 1とツールクランプの検出ドッグD
2とを備え、近接センサSにより前記両ドッグを検出ず
ろ。前記センサとドッグr)1.D2との検出タイミン
グは、ドッグD1の検出は工具交換アーム2が待機位置
に戻る時期であり、ドッグD2の検出は第2図に見るよ
う工具交換アームの反転時期に合せられている。しかし
て、工具交換アーム2の起動と同時に作動するアンクラ
ンプタイマT1でツールに2を適時にアンクランプする
一方、前記検出ドッグD2のセンサー検出により工具交
換アームの特定旋回角度からクランプタイマT2を作動
させ適時にクランプする。
次に、主#I3は、その尾端にアンクランプ装置4を備
え、リミットスイッチLL、L2でクランプ・アンクラ
ンプを感知して制御部Cに完了信号を送る公知構成とな
っている。前記アンクランプ装置4は油圧シリンダを備
え、制御部C及びセンサSによって制御される各タイマ
Tl、T2の起動指令で駆動部10が電磁切換弁11を
作動する構成となっている。前記制御部Cはプログラマ
ブル・コントローラPCの中枢部で NC制御装置から
のNG加ニブログラムなどのM機能の工具交換指令を受
けると、主軸頭1の原点復帰後ブレーキ付モータB M
の起動停止制御部12に起動指令を発信してATC動作
を開始すると共に、タイマT1を励起する関係構成であ
る。タイマT1が所定時間カウントすると、駆動部10
が電磁切換弁11−を作動しアンクランプさせ、センサ
Sのドッグ感知でタイマT2を励起し所定時間カウント
すると、!駆動部10が電磁切換弁11を作動しクラン
プさせる関係構成になっている。最後にセンサSがドッ
グ[〕1を感知すると制御部Cは、ブレーキ付モータB
 Mの起動停止制御部12に停止指令を発信してモータ
を急停止しATC動作を終了し。
終了信号をNC制御装置へ送って一連の動作を終結する
制御系となっている。
続いて、第1..2.5図で工具交換作用を説明する。
M機能の工具交換指令で、制御部Cはブレーキ付モータ
B R−4の起動停[F:、制御部12に起動指令を発
信してモータを急起動する一方、タイマ1゛1を起蛎し
A TC動作を始める。アーム2が180度位階位置間
軸0度)の待機位置から240度位置(時間軸60度)
の工具把持位置に旋回して工具把持を行い。(時間軸8
0度)付近でり、イマT1がタイムアンプし1±αして
、駆動部10が電磁切換弁11を作動しアンクランプさ
せる。この後(時間#100度)付近でアーム2が下降
動を始め、(時間軸130度)付近で工具(ツール)が
主軸3及びツールポット5から引き抜けるころから7−
As 2の反転旋回(240度位置から60度位置)が
はじまる。この反転動作は(時間軸250度)付近で完
了するが、アーA% 2の下降動が終了したC時間軸1
60度)付近で検出トングD2をセンサーSが検出して
タイマT2を励起する。このタイマT2のタイムアツプ
t2±βは、アーム2の反転旋回が終了後(時間軸25
0度から300度の区間)で、アーム2の上昇動の完了
直後(時間軸290度)付近に設定されていて、工具(
ツール)をクランプする。この後(時間軸300度)付
近からアームの待機位置(O度位置)への旋回が始まり
、待機位置(0度位置、時間軸360度)でセンサSが
停止用ドッグD1を感知すると制御部Cは、ブレーキ付
モータBMの起動停止制御部12に停止指令を発信して
モータを急停止しATC動作を終了し、終了信号をNG
制御装置へ送って一連の動作を終結する。上記タイマT
I、T2の励起タイミングはそのタイムアツプし±α、
t±βを出来るかぎり短くし、誤差要因時間±α、±β
を最少値にすべく工夫されている。従って、第4図のよ
うにタイ゛マT2の励起タイミングをタイマT1に合せ
ると、誤差要因時間±βを拡大してクランプミスを発生
させる。
また、ブレーキ付モータBMの起動停止を急停止してA
TC動作を行い且つiI:確な定位置停止にを実行しな
いと、次回のA T C動作においてタイムアツプL±
α、[±βを各々狂わせてしまい、クランプ・アンクラ
ンプ動作を実行出来ない。そこで1本発明者は、第3図
に示すようブレーキ付モータBMのモータトルク値に対
するモータ制動力の比率を「1」の標準時から減少ro
、7,0゜8.0.9Jさせるとアームの停止位置の変
動角が大きくなり、比率をrl、1,1.2,1.3゜
1.4,1.5Jと増加させるとアームの停止位置の変
動角が小さくなって行き、rl、2Jを過ぎる値からほ
ぼ一定値に落ち着くことを実験的にS認し、本発明にお
いてこの比率を「1.2以上」に設定した特殊モータを
採用している。
本発明は上記実施例に限定されることなく、発明の要旨
内に於ての設計変更、実施態様の変更を行い得る。二と
勿論である。
「効果」 本発明は、(1)工具交換アームの旋回動作途上におけ
る特定角度から作動するタイマーにて、ツールクランプ
時期を工具交換アームの旋回動作に同期制御するから、
工具交換アームの旋回機構とツールアンクランプ機構と
を電気的に完全同期出来るほか1両機構の改造を全く必
要としない。
(2)また、工具交換アームを作動するモータ駆動系の
回転軸上に、工具交換アームの停止用検出ドッグとツー
ルクランプの検出ドッグとを備え、前記ツールクランプ
の検出ドッグをセンサー検出により作動するタイマーに
て、ツールクランプ時期を同期制御するから、工具交換
アームの旋回機構とツールアンクランプ機構とを電気的
に完全同期させられるほか、工具交換アームの旋回動作
にバラツキや不安定さがあってもツールクランプの直前
に再度タイマーの設定時間でクランプタイミングが制御
され、高精度で高安定度のアンクランプとクランプ動作
が保証される。(3)そして、工具交換アームを作動す
るブレーキ付モータはこのトルク値に対する制動力値を
少なくとも2割以上増強した駆動系となし、この駆動系
回転軸上に、工具交換アームの停止用検出ドッグとツー
ルクランプの検出ドッグとを鈷え、前記ツールクランプ
の検出ドッグをセンサー検出により作動するタイマーに
て、y−ルクランブ時期を同期制御する他。
前記停止用検出ドッグの検出によりエル交換アームをブ
レーキ付モータにて急停止するから、工具交換アーt1
の旋回機構とツールアンクランプ機構とを電気的に完全
同期させられるほか、工具交換アームの旋回動作にバラ
ツキや不安定さがあってもツールクランプの直前に再度
タイマーの設定時間でクランプタイミングが制御され、
高精度且つ高安定度のアンクランプとクランプ動作が保
証される。  更に、工具交換アー11の旋回動作にバ
ラツキや不安定さがあっても工具交換アームの旋回停止
f装置が正確に制御され1次回の工具交換アームの旋回
動作も安定するなど、自動工具交換装置が要求する全て
の機能を具備する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の自動工具交換装置及び電気処理を開示
するブロック図、第2図はA TC動作とクランプの関
係を示すタイムチャー1−図、第3図はブレーキ付モー
タの制動特性図、第4図と第5図はΔT C211作と
クランプの関係を示すフローチャート図である。 2・・工具交換アーム、3・・主軸、5・・ツー/レボ
ブト、100・・A T C装置、10・・カム式駆動
部、BM・・ブレーキ付モータ、D 1 。 1) 2・・ドッグ、S・・センサ、’Fl、T2.・
・夕、(マ、C・・・制御部、±1・・ 電磁切換弁。 12・・起動停止制御部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)工具交換アームの起動と同時に作動するアンクラ
    ンプタイマでツールをアンクランプする一方、工具交換
    アームの旋回動作途上における特定角度から作動するク
    ランプタイマにて、ツールクランプ時期を工具交換アー
    ムの動作に同期制御することを特徴とする自動工具交換
    運転方法。
  2. (2)工具交換アームを作動するモータ駆動系の回転軸
    上に、工具交換アームの停止用検出ドッグとツールクラ
    ンプの検出ドッグとを備え、工具交換アームの起動と同
    時に作動するアンクランプタイマでツールをアンクラン
    プする一方、前記検出ドッグのセンサー検出により工具
    交換アームの特定旋回角度から作動するクランプタイマ
    を作動させ、ツールクランプ時期を工具交換アームの作
    動に同期制御することを特徴とする自動工具交換装置。
  3. (3)工具交換アームを作動するブレーキ付モータはこ
    のトルク値に対する制動力値を少なくとも2割以上増強
    した駆動系となし、この駆動系回転軸上に、工具交換ア
    ームの停止用検出ドッグとツールクランプの検出ドッグ
    とを備え、工具交換アームの起動と同時に作動するアン
    クランプタイマでツールをアンクランプする一方、前記
    検出ドッグのセンサー検出により工具交換アームの特定
    旋回角度から作動するクランプタイマを作動させ、ツー
    ルクランプ時期を工具交換アームの作動に同期制御する
    他、前記停止用検出ドッグの検出により工具交換アーム
    を前記制動力増強のブレーキ付モータにて急停止するこ
    とを特徴とする自動工具交換装置。
JP33032589A 1989-12-20 1989-12-20 自動工具交換運転方法及び自動工具交換装置 Pending JPH03190642A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0556338U (ja) * 1992-01-20 1993-07-27 豊田工機株式会社 工具交換装置
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JP5128013B1 (ja) * 2012-02-15 2013-01-23 三菱電機株式会社 放電加工装置

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