JPH0424177B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、加工する工作物の変更に伴つて複数
の工作機械に設けられた各工具マガジン内の工具
を取替えるようにした工具取替装置を備えた加工
装置に関するものである。

＜従来の技術＞ 自動工具交換機能を備えた複数の工作機械と、
これら工作機械にパレツトを搬送するパレツト搬
送装置とによつて構成してなるFMSにおいては、
多種類の工作物を加工する場合、それら工作物を
加工するに必要な工具本数がきわめて多くなる。
ところが各工作機械の工具マガジンに収納できる
工具の本数には限りがあるため、これの対応とし
て従来においては、工具マガジン自体を予備の工
具マガジンと交換できるようにしたり、あるいは
ロボツトを搭載した工具搬送台車を用いて工具マ
ガジン内の工具を一本づつ取替えるようにしてい
る。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、上記したマガジン交換方式にお
いては、予備マガジンの収納スペースが大きくな
るとともに、高価なものとなる問題があり、また
上記した工具搬送台車方式においては、複数の工
作機械を受け持たなければならないことから、工
具の取替えに時間がかかり、システムの稼働率が
低下する問題があり、何れの方式においても充分
な効果を発揮していないのが実状である。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は上記した従来の問題点を解決するため
になされたもので、第１図はその全体構成を示
し、パレツト搬送路１０に沿つて自動工具交換装
置付の複数の工作機械MT１〜MT３が配設され
ている。これら工作機械MT１〜MT３の各工具
マガジンTM１〜TM３には工作機械MT１〜
MT３に搬入されるパレツト上の工作物を加工す
るに必要な工具がそれぞれ貯蔵されている。また
工作機械MT１〜MT３に沿つて工具プール２０
が配設され、この工具プール２０には複数種類の
工作物の加工に必要な多数の工具がプールされ、
これら工具は前記各工作機械MT１〜MT３に対
応する工具取替位置Ｐ１〜Ｐ３に割出し可能とな
つている。各工作機械MT１〜MT３の各工具マ
ガジンTM１〜TM３に貯蔵された工具は、工具
プール２０の各工具取替位置Ｐ１〜Ｐ３に対応す
る工具取替位置に割出し可能となつており、これ
ら工具マガジンTM１〜TM３と工具プール２０
との各間には、それら両工具取替位置の間で工具
を取替える工具取替装置２３が設けられている。

＜実施例＞ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図において、１０は搬送台車１１によつ
て工作物を取付けたパレツトＰが搬送される搬送
路を示し、この搬送路１０に沿つて複数の数値制
御工作機械MT１〜MT３が配設されている。各
工作機械MT１〜MT３にはチエーン式の工具マ
ガジンTM１〜TM３が垂直面内で割出し可能に
備えられ、これら工具マガジンTM１〜TM３に
設けられた複数の工具ソケツトに工具が横向きに
収納されている。これら工具ソケツトに収納され
た工具は工具交換位置に順次割出されるようにな
つており、所要の工具が図略の工具交換装置によ
り工具ソケツトより引き出されて主軸頭に軸承さ
れた主軸に装着される。前記各工作機械MT１〜
MT３にはパレツト搬入搬出装置PC１〜PC３が
備えられ、これらパレツト搬入搬出装置PC１〜
PC３を介して加工すべきパレツトＰが搬送台車
１１より工作機械内に搬入され、かつ加工済のパ
レツトＰが工作機械より搬送台車１１上に搬出さ
れる。

前記各工作機械MT１〜MT３に沿つてチエー
ン式の工具プール２０が水平面内で割出し可能に
配設され、この工具プール２０に設けられた多数
の工具ソケツト２１に多種類の工作物の加工に必
要な工具が上向きに保持されている。かかる工具
プール２０には前記工作機械の各工具マガジン
TM１〜TM３に対応して複数の工具取替位置Ｐ
１〜Ｐ３が定められ、これら工具取替位置Ｐ１〜
Ｐ３に所要の工具を保持した工具ソケツト２１が
割出されるようになつている。

前記工作機械MT１〜MT３の工具マガジン
TM１〜TM３と工具プール２０の工具取替位置
Ｐ１〜Ｐ３との間には工具取替装置２３がそれぞ
れ配設されている。以下この工具取替装置２３の
構成について説明する。

第２図および第３図において、前記各工具マガ
ジンTM１〜TM３は、垂直のマガジンベース２
５に配設された上下２段の工具マガジンTM１
１，TM１２にて構成されており、これら工具マ
ガジンTM１１，TM１２に工具Ｔを横向きに収
納した複数の工具ソケツト２６，２７が垂直面内
で割出し可能に保持されている。各工具マガジン
TM１１，TM１２には、一種類の工作物を加工
するに必要な工具本数が収納されており、常に何
れか一方の工具マガジンTM１１もしくはTM１
２内の工具を使用して工作機械に搬入された工作
物を加工するようになつている。なお、工具マガ
ジンTM１１，TM１２の各工具ソケツト２６，
２７は前記工具プール２０側に対応する工具取替
位置Ｐ１１，Ｐ１２に割出し可能となつている。

前記マガジンベース２５の側方に配設された固
定ベース３０にはスライダ３１が上下動可能に装
架され、このスライダ３１に工具Ｔを着脱可能に
装着する工具ポツト３２が、前記工具プール２０
の工具ソケツト２１に平行な姿勢と工具マガジン
の工具ソケツト２６，２７に平行な姿勢との間で
90゜旋回可能に支持されている。しかしてスライ
ダ３１は前記２つの工具取替位置Ｐ１１，Ｐ１２
にそれぞれ対応する位置ならびに下降端位置の３
位置に位置決め可能となつている。また前記固定
ベース３０には、シフト台３３が前記スライダ３
１と工具取替位置Ｐ１１，Ｐ１２との間で上下動
可能に装架され、このシフト台３３に両端部に把
持爪を備えた第１アーム３４が旋回かつ軸方向進
退可能に支持されている。シフト台３３は第１ア
ーム３４が各工具取出位置Ｐ１１，Ｐ１２に対応
する２位置に位置決め可能となつており、第１ア
ーム３４によつて前記工具ポツト３２と工具取替
位置Ｐ１１，Ｐ１２との各間で工具を同時に交換
できるようになつている。

さらに前記工具プール２０の工具取替位置Ｐ１
〜Ｐ３に対応して支持ベース４０が配設され、こ
の支持ベース４０に可動台４１が工具取替位置Ｐ
１〜Ｐ３と前記スライダ３１との各間で移動可能
に装架されている。可動台４１には両端部に把持
爪を備えた第２アーム４２が水平面内で旋回可能
かつ上下動可能に支持され、この第２アーム４２
によつて前記工具ポツト３２と工具取替位置Ｐ１
〜Ｐ３との間で工具を移し替えるようになつてい
る。

第４図は制御回路を示すもので、中央処理装置
５０は前記工作機械MT１〜MT３に接続された
数値制御装置NC１〜NC３に加工すべて工作物
の種類に応じた数値制御データを転送する処理
と、工具の取替えを制御するための処理を行うも
のである。かかる中央処理装置５０にはデイスク
装置５１が接続され、このデイスク装置５１に各
工作機械MT１〜MT３において複数種類の工作
物（WA〜WE）を加工するための数値制御デー
タが記憶されている。

また前記中央処理装置５０には、インタフエイ
ス５２を介して工具プール割出制御装置５３、工
具取替制御装置５４および工具マガジン割出制御
装置５５が接続されている。工具プール割出制御
装置５３は指令された工具を工具取替位置Ｐ１〜
Ｐ３に割出すものであり、また工具マガジン割出
制御装置５５は、各工作機械MT１〜MT３の上
下２段の工具マガジンのうち使用していない側の
工具を工具取替位置Ｐ１１，Ｐ１２に割出すもの
である。また工具取替制御装置５４は工具マガジ
ンと工具プール２０との間で工具を取替えるため
に上記した構成の工具取替装置２３を制御するも
のである。

前記中央処理装置５０のコアメモリには、各工
作機械MT１〜MT３の２段式工具マガジンに収
納されている工具を、その工具番号と工具が収納
されているソケツト番号との対応によつて記憶す
る工具マガジンテーブルTMT１，TMT２と、
工作物の加工に使用される工具の番号を工作物の
種類毎に記憶する使用工具テーブルUTTと、工
具プール２０に収納されている工具を、その工具
の番号とそれが収納されている工具ソケツト２１
の番号との対応によつて記憶する工具プールテー
ブルTPTとが形成されている。

次に上記構成の制御回路の動作について説明す
る。前記中央処理装置５０は、各工作機械MT１
〜MT３に搬入される工作物が同種工作物の最初
のものであるかどうかを判別し、最初の工作物で
あると判別した場合には、その工作物の種類に応
じた数値制御データをデイスク装置５１よりサー
チして読出し、コアメモリのバツフアエリアに転
送する。しかして前記数値制御データに基づいて
各工作機械MT１〜MT３の上下２段の工具マガ
ジンの一方に貯蔵された工具が順次主軸に装着さ
れ、工作物の加工が開始される。

かかる工作物の加工の間に、他方の工具マガジ
ンに貯蔵された工具を次に予定された工作物の加
工に必要な工具に取替える処理が行われる。

すなわち、中央処理装置５０より工具取替指令
が発せられると、まず工作機械MT１において次
に予定された工作物（これをWBとする）の加工
に使用される工具が使用工具テーブルUTTの
WB−MT１欄より読出される。次いで読出され
た工具が収納されているソケツト番号を工具プー
ルテーブルTPTよりサーチし、該当する工具ソ
ケツト２１を工作機械MT１に対応する工具取替
位置Ｐ１に割出すべく工具プール割出制御装置５
３が制御される。これと同時に、前の工作物の加
工に使用した使用済の工具を貯蔵する工作機械
MT１の一方の工具マガジン（これをTM１２と
する）の最初のソケツト番号（ｎ＋１）の工具ソ
ケツト２７の工具取替位置Ｐ１２に割出すべく工
具マガジン割出制御装置５５が制御される。

次いで工具取替制御装置５４が制御され、工具
プール２０および工具マガジンTM１２の各工具
取替位置Ｐ１，Ｐ１２に割出された工具を後述す
るように工具取替装置２３によつて取替える。し
かして工具プール２０と工具マガジンTM１２と
の間で工具が取替えられる毎に、中央処理装置５
０のメモリに記憶されている工具プールテーブル
TPTおよび工具マガジンテーブルTMT２の内容
が逐次書き替えられる。

かかる工具取替装置２３による工具の取替え
は、例えば工作機械MT１の工具マガジンTM１
２と工具プール２０との間で工具を取替えるもの
とすると、工具マガジンTM１２の最初のソケツ
ト番号（ｎ＋１）に収納された工具を工具取替位
置Ｐ１２に割出すとともに、工具プール２０にプ
ールされた工具のうち工作物機械MT１において
次に予定された工作物の加工に使用する工具を収
納した工具ソケツト２１を工具取替位置Ｐ１に割
出す動作から開始される。

前記工具マガジンTM１２の工具取替位置Ｐ１
２の最初のソケツト番号に収納された工具が割出
されると、第１アーム３４が旋回されて一方の把
持爪にて工具を把持し、次いで第１アーム３４が
軸方向に前進されて工具が工具ソケツト２７より
離脱され、しかる状態で第１アーム３４が180゜旋
回されるとともに、軸方向に後退され、所定位置
に待機せる工具ポツト３２に工具が装着される。
しかる後第１アーム３４が時計まわりに旋回され
て原位置に復帰する。続いてスライダ３１が下降
されるとともに、工具ポツト３２が工具を上向き
に姿勢変更すべく90゜旋回される。

一方、工具プール２０の工具取替位置Ｐ１に所
要の工具を収納した工具ソケツト２１が割出され
ると、可動台４１が第２図の左方向に移動されて
第２アーム４２の一方の把持爪に工具取替位置Ｐ
１に割出された工具が把持され、次いで第２アー
ム４２が上昇されて工具が工具ソケツト２１より
離脱される。しかる状態で第２アーム４２が180゜
旋回されるとともに、下降され、第２アーム４２
の他方の把持爪に把持された工具工具ソケツト２
１に収納される。しかしながら、最初の工具取替
動作の場合には第２アーム４２の他方の把持爪に
工具が把持されていないため空動作となる。その
後可動台４１が第２図の右方向に移動されて原位
置に復帰されるとともに、第２アーム４２が180゜
旋回される。

前記スライダ３１が下降端に位置決めされる
と、前記可動台４１が右方向に移動されて第２ア
ーム４２の他方の把持爪にて工具ポツト３２に挿
着された工具を把持する。続いて第２アーム４２
が上昇されて工具が工具ポツト３２より離脱さ
れ、しかる状態で第２アーム４２が180゜旋回され
るとともに、下降される。これにより工具プール
２０より取出された工具が工具ポツト３２に挿着
されるとともに、工具マガジンTM１２より取出
された工具が第２アーム４２の把持爪に担持され
る。その後可動台４１が左方向に移動され、工具
ポツト３２に挿着された工具より把持爪が離脱さ
れる。

続いてスライダ３１が上昇されるとともに、工
具ポツト３２が工具を横向きに姿勢変換すべく
90゜旋回される。スライダ３１が工具を取替える
べき工具マガジンTM１２に対応する位置に位置
決めされると、前述したと同様に第１アーム３４
が作動され、工具取替位置Ｐ１２に割出された２
番目のソケツト番号に収納された工具と、工具ポ
ツト３２に収納された工具とが同時交換される。
これにより次の加工に使用する最初の工具が工具
プール２０より工具マガジンTM１２に移し替え
られる。

一方、前述したように可動台４１が原位置に復
帰されると、第２アーム４２が180゜旋回され、可
動台４１が再び第２図の左方向に移動されて工具
プール２０の工具取替位置Ｐ１に割出された次の
工作物の加工に使用する２番目の工具が把持され
る。しかる後前述したと同様に第２アーム４２が
上昇、180゜旋回および下降され、工具マガジン
TM１２より取出された工具が工具ソケツト２１
に挿着されるとともに、当該工具ソケツト２１よ
り取出された工具が第２アーム４２の把持爪に担
持される。

このようにして工作機械MT１において次に予
定された工作物の加工に使用される工具が工具取
替位置Ｐ１に順次割出された工具マガジンTM１
２の工具と取替えられ、この工具の取替に伴つて
工具マガジンテーブルTMT２および工具プール
テーブルTPTの対照表が逐次書き替えられる。

工作機械MT１に対する工具の取替えが完了す
ると引続いて工作機械MT２において次に予定さ
れた工作物の加工に使用される工具を工作機械
MT２に対応する工具取替位置Ｐ２に割出すべく
工具プール２０が制御され、前述したと同様な動
作により工作機械MT２の一方の工具マガジンと
の間で工具の取替えが行われる。

上記実施例においては、２つのアーム３４，４
２を含む工具取替装置２３により工具プールと工
具マガジンとの間で工具を取替える例について説
明したが、この工具取替位置はロボツトによつて
構成することもできるものである。

＜発明の効果＞ 以上述べたように本発明は、複数の工作機械に
沿つて工具プールを配設し、この工具プールに複
数種類の工作物の加工に必要な工具をプールし、
複数の工作機械の各工具マガジンを、異なる種類
の工作物の加工に必要な複数の工具をそれぞれ貯
蔵する２段の工具マガジンにて構成したので、一
方の工具マガジンの工具を用いて工作物の加工を
行つている間に、他方の工具マガジンの工具を次
の工作物の加工に必要な工具に取替えることがで
き、工作物の変更に伴う工具の取替えのために工
作機械を停止させる必要がないとともに、複数の
工作機械に対する工具の取替えを効率的に行うこ
とができ、工作物の変更による工具の取替えのた
めにシステムの稼動率を低下させない効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
加工システムの概要を示す平面図、第２図は取替
システムを示す第１図の矢視図、第３図は第２
図の平面図、第４図は制御回路を示す図、第５
図、第６図および第７図は第４図の中央処理装置
に設けられたデータテーブルを示す図である。 １０……パレツト搬送路、１１……搬送台車、
MT１〜MT３……工作機械、TM１〜TM３…
…工具マガジン、２０……工具プール、２３……
工具取替装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工具マガジンを備えた複数の工作機械と、こ
   れら工作機械にパレツトを搬送するパレツト搬送
   装置を備えた加工装置において、前記工作機械に
   沿つて多種類の工作物の加工に必要な工具をプー
   ルする工具プールを配設し、この工具プールにプ
   ールされた所要の工具を前記各工作機械に対応す
   る工具取替位置に割出す工具プール割出制御手段
   を設け、また前記各工作機械の工具マガジンに貯
   蔵された使用済の工具を前記各工具取替位置にそ
   れぞれ対応する工具取替位置に割出す工具マガジ
   ン割出制御手段を設け、前記複数の工作機械の各
   工具マガジンを、異なる種類の工作物の加工に必
   要な複数の工具をそれぞれ貯蔵する２段の工具マ
   ガジンにて構成するとともに、一方の工具マガジ
   ンの工具を用いて工作機械に搬入された工作物を
   加工している間に他方の工具マガジンと工具プー
   ルの両工具取替位置の間で工具を取替える工具取
   替制御手段を設けてなる工具取替装置を備えた加
   工装置。