JPH04256538A - 工具収容部を有する工作機械 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械、特に、加工
ヘッドに装着すべき工具を複数個収容するための工具収
容部を有する工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械において、加工の高効率化を図
るために複数の工具を収容する工具マガジンを備えたも
のが知られている。この種の工作機械は、一般に、加工
ヘッドと工具マガジンとの間で工具交換を行う工具交換
装置を備えている。加工の際には、工具交換装置により
加工ヘッドに対して次々と工具交換を行いつつ、ワーク
に加工を行う。これにより、複数種類の加工がワークに
施される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような工作機械に
おいて、複数の工具を用いて複数のワークに加工を行う
際、工具交換時には、一旦使用された工具は工具交換装
置により工具マガジン内の空きステーションに回収され
、続いて次に使用する工具が工具交換装置により工具マ
ガジンから取り出される。

【０００４】ところが、各工具の収容ステーションが離
れている場合には、最初のワークのみならず２回目以降
に加工するワークについても、工具交換時に各ステーシ
ョンへのアクセスに時間がかかり、この結果、工具交換
時間が長くなって、サイクルタイムが長くなる。

【０００５】本発明の目的は、サイクルタイムを短縮で
きる工作機械を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る工作機械は
、加工ヘッドに装着すべき工具を複数個収容するための
工具収容部を有する工作機械において、記憶手段と、選
定手段と、工具交換部とを備えている。

【０００７】前記記憶手段は、前記工具収容部の空きス
テーションの位置及び工具が収容された各ステーション
の工具を記憶する手段である。前記選定手段は、記憶手
段の記憶結果に基づいて、使用済工具の前記工具収容部
への回収ステーションとして、各工具が互いに接近して
配置されるような空きステーションを選定する手段であ
る。前記工具交換部は、選定手段の選定結果に基づいて
、前記加工ヘッドと工具収容部との間で工具交換を行う
ものである。

【０００８】

【作用】本発明では、まず、記憶手段が、工具収容部の
空きステーションの位置及び工具が収容された各ステー
ションの工具を記憶する。次に、選定手段が、記憶手段
の記憶結果に基づいて使用済工具の工具収容部への回収
ステーションとして、各工具が互いに接近して配置され
るような空きステーションを選定する。工具交換の際に
は、工具交換部が、選定手段の選定結果に基づいて、加
工ヘッドと工具収容部との間で工具交換を行う。

【０００９】この場合には、複数の工具を用いた一連の
加工を複数のワークについて繰り返して行う際には、上
述のように、使用される各工具の回収ステーションが互
いに接近して配置されているので、２回目以降の加工に
ついて各工具へのアクセスタイムを短縮でき、工具交換
時間を短縮できる。これにより、加工のサイクルタイム
を短縮できる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例が採用されたツイン
ヘッドパンチプレス機を示している。このパンチプレス
機は、主に、下部フレーム１と、その上方に配置された
上部フレーム２と、これらを後方で支持するスロート部
３とから構成されている。

【００１１】下部フレーム１には、板材Ｗが載置される
ワークテーブルとして、固定テーブル４及びその左右の
移動テーブル５，６が設けられている。左右の移動テー
ブル５，６は、キャリッジ７とともに、装置の前後方向
に移動可能となっている。キャリッジ７には、装置の左
右方向に移動可能なクロススライド８が設けられている
。このクロススライド８には、板材Ｗを保持するための
ワークホルダ９が装着されている。

【００１２】上部フレーム２には、パンチを駆動するた
めのモータ１０と、フライホイール１１と、クランク機
構１２とが設けられている。上部フレーム２の前方先端
には、選択機構１８を介してクランク機構１２により択
一的に往復動するパンチヘッド１３ａ，１３ｂが設けら
れている。下部フレーム１側には、各パンチヘッド１３
ａ，１３ｂと対向してダイヘッド１４ａ，１４ｂが設け
られている。これら２組のパンチヘッド及びダイヘッド
により、加工ヘッド１５ａ，１５ｂが構成されている。

【００１３】加工ヘッド１５ａ，１５ｂの後方側には、
図２に示すように、複数の工具を収容する工具収容部（
工具マガジン）１７と、加工ヘッド１５ａ，１５ｂと工
具マガジン１７との間で工具交換を行う工具交換装置（
ＡＴＣ）１６とが設けられている。工具マガジン１７は
、モータ，スプロケット及びチェーン等からなる循環装
置を有しており、複数の工具が所定間隔で配置されて循
環され得るようになっている。なお、図１では工具マガ
ジン１７の各工具のみを示している。また、このパンチ
プレス機の後方には、多数の工具を収容するツールタワ
ー２２と、パンチプレス機とツールタワー２２との間に
配置され両者の間で工具交換を行うツールチェンジロボ
ット２３とが配置されている。

【００１４】スロート部３の側部には、コントロールパ
ネル３０が設けられている。コントロールパネル３０は
、キーボード３１、テープリーダ３２、及びＣＲＴ３３
を有している。コントロールパネル３０内には、図３に
示すような制御部４０が設けられている。この制御部４
０は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、及びＲＡＭ４３から構
成されたマイクロコンピュータを備えている。制御部４
０のＩ／Ｏポート４４には、キーボード３１、テープリ
ーダ３２、ＣＲＴ３３、加工ヘッド１５ａ，１５ｂ、Ａ
ＴＣ１６、キャリッジ７及びクロススライド８を含む板
材移動部２５、及び他の入出力部が接続されている。

【００１５】上述のパンチプレス機は、制御部４０によ
って制御され、以下に説明するように動作する。なお、
図４及び図５はその制御フローチャートである。

【００１６】プログラムがスタートすれば、図４のステ
ップＳ１において、キャリッジ７やワークホルダ９等を
初期位置に設定する初期設定が行われる。

【００１７】次に、ステップＳ２では、工具情報、すな
わち工具マガジン１７のどのステーションにどの工具が
装着されているかを読み込む。この処理は、操作者がキ
ーボード３１からデータを入力することにより行う。こ
の工具情報の読み込みにより、たとえば図６に示すよう
な工具管理テーブルがＲＡＭ４３内に格納される。なお
、図６において、旧ステーションＮｏ．はこのパンチプ
レス機の加工開始時におけるステーションＮｏ．を示し
、新ステーションＮｏ．は後述するテーブル修正後のス
テーションＮｏ．を示している。この例では、たとえば
Ｎｏ．１の工具がステーションＮｏ．１に、Ｎｏ．３の
工具がステーションＮｏ．２７に装着されている。各工
具１〜５の位置関係を図７に示す。図７において、各数
字１〜５は図６の各工具に対応している。また、図６の
ステーションＮｏ．との対応は、工具１のステーション
Ｎｏ．を１として、右回りに順に２，３，…，３２とな
っている。破線部分は工具が装着されていない空きステ
ーションを示しており、これらの空きステーションａ，
ｂ，及びｃは予め工具マガジン１７の適当なステーショ
ンに設けられる。

【００１８】次に、ステップＳ３において、作業開始指
令を待つ。キーボード３１から作業開始指令が入力され
れば、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、テ
ープリーダ３２からＮＣプログラムを読み込む。次に、
ステップＳ５では、ＮＣプログラムの最初の指令ステッ
プを読み込む。ステップＳ６では、読み込まれた指令ス
テップが板材移動指令であるか否かを判断する。そうで
なければステップＳ７に移行し、読み込まれた指令ステ
ップが加工指令であるか否かを判断する。またステップ
Ｓ８では、指令ステップが他の処理を行う指令であるか
否かを判断する。そして、ステップＳ９では、ＮＣプロ
グラムの指令ステップがすべて処理されたか否かを判断
する。指令ステップがまだ残っていれば、再びステップ
Ｓ５に戻り、次の指令ステップを読み込む。

【００１９】ステップＳ６において板材移動指令がなさ
れたと判断された場合には、ステップＳ１０に移行する
。ステップＳ１０では、ワークテーブル上に載置された
板材Ｗをワークホルダ９で把持した状態で、キャリッジ
７及びクロススライド８を含む板材移動部２５を駆動す
ることにより、板材Ｗの加工位置を加工ヘッド１５ａま
たは１５ｂに移動させる。

【００２０】次に、ステップＳ７において加工指令がな
されたと判断された場合には、ステップＳ１１のサブル
ーチンが呼び出され、図５のステップＳ１２に移行する
。ステップＳ１２では、板材Ｗが加工すべき最初の板材
か否かを判断する。ここでは最初の板材なので、プログ
ラムはステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では
、工具交換すべきか否かを判断する。加工開始時には加
工ヘッド１５ａ，１５ｂには工具が装着されていないの
で、プログラムはステップＳ１４に移行し、工具交換（
ここでは、工具取付け）が行われる。

【００２１】いま、工具管理テーブル（図６）にしたが
ってＮｏ．１〜５の工具を順に使用して加工を行う場合
を例にとる。この場合には、まず循環装置の駆動により
工具マガジン１７を回転させて、Ｎｏ．１の工具（以下
、単に工具１と記す。他の工具についても同様）が装着
されたＮｏ．１のステーション（以下、ステーション１
と記す。他のステーションについても同様）を割り出し
、ＡＴＣ１６と対向する工具交換位置に移動させる。 次に、ＡＴＣ１６により、ステーション１の工具１をい
ずれかの加工ヘッド（ここでは加工ヘッド１５ａ）に取
り付ける。

【００２２】次に、ステップＳ１５では、最初の加工か
否かを判断する。ここでは最初の加工なので、プログラ
ムはステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８では、
クランク機構１２（図１）の駆動によりパンチヘッド１
３ａを下降させることにより、ダイヘッド１４ａとの間
で板材Ｗに加工処理が施される。ステップＳ１８での処
理後、プログラムは図４のメインルーチンに戻る。

【００２３】ステップＳ７において、再び加工指令がな
された判断された場合には、同様にしてステップＳ１１
のサブルーチンが読み出されステップＳ１２に移行する
。ここでは最初の板材についての加工なので、プログラ
ムはステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では、
工具交換すべきか否かを判断する。前回の加工で使用し
た工具１を用いて加工を行う場合には、ステップＳ１４
〜Ｓ１７をスキップしてステップＳ１８に移行し、その
加工指令にしたがった加工処理が行われる。

【００２４】また、ステップＳ１３において工具交換と
判断された場合には、ステップＳ１４に移行し、工具交
換を行う。すなわち、ステーション２の工具２が割り出
されて工具交換位置に移動し、ＡＴＣ１６により、使用
されていない他方の加工ヘッド１５ｂに工具２の取付け
が行われる。次に、ステップＳ１５では、最初の加工か
否かが判断される。ここでは、２回目以降の加工に相当
するので、プログラムはステップＳ１５からステップＳ
１６に移行する。ステップＳ１６では、工具１の回収ス
テーションとしてステーション１を、また工具２の回収
ステーションとしてステーション１の近傍の空きステー
ションａを選択する（図７参照）。次に、ステップＳ１
７では、ステップＳ１６での選択にしたがって、工具管
理テーブルの修正を行う。すなわち、工具２のステーシ
ョンＮｏ．をステーション２１からステーション２９に
変更する。次に、ステップＳ１８では、加工ヘッド１５
ｂの駆動により、工具２を用いた加工処理が行われる。

【００２５】ステップＳ７において再び加工指令がなさ
れたと判断された場合には、同様にしてステップＳ１２
からステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３におい
て工具交換と判断されれば、ステップＳ１４に移行し工
具交換を行う。すなわち、加工ヘッド１５ａに装着され
た工具１がＡＴＣ１６により取り外されて工具マガジン
１７のステーション１に収容されるとともに、ステーシ
ョン２７が割り出されて次に使用する工具３がＡＴＣ１
６により加工ヘッド１５ａに取り付けられる。次に、ス
テップＳ１５に移行する。ステップＳ１５では、最初の
加工か否かが判断され、ここでは２回目以降の加工なの
でステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６では、工
具３の回収ステーションとして、ステーション１近傍の
空きステーションｂが選択される。次に、ステップＳ１
７では、工具管理テーブルに対して、工具３のステーシ
ョンＮｏ．がステーション２７からステーション３１に
修正される。次に、ステップＳ１８では、加工ヘッド１
５ａの駆動により、工具３を用いた加工処理が行われる
。

【００２６】以下、同様にして、加工ヘッド１５ａ，１
５ｂの一方で加工中に他方で工具交換が行われ、工具１
〜５を用いた加工が連続的に行われる。なお、工具４，
５の回収ステーションとしては、工具管理テーブルに示
すステーションがそれぞれ選択される。これにより、図
８に示すように、工具１の近傍に他の工具２〜５が接近
して配置されることになる。なお、図８において、点線
部分は工具の移動により新たに生じた空きステーション
である。

【００２７】次に、ステップＳ８において、その他の処
理の指令がなされたは判断された場合には、ステップＳ
１９に移行する。ステップＳ１９においては、その指令
に応じた処理、たとえば加工済板材Ｗの搬出等の払出し
処理を行う。

【００２８】次に、ワークテーブル上に次に加工すべき
板材Ｗが搬入される。そして、１枚目の板材の加工の場
合と同様にして、ステップＳ５においてＮＣプログラム
を最初の指令ステップを読み込む。読み込まれた指令ス
テップが板材移動指令であると判断された場合には、ス
テップＳ１０に移行して板材の移動が行われ、また指令
ステップが他の処理を行う指令であると判断された場合
には、ステップＳ１９に移行してその指令に応じた処理
が行われる。

【００２９】また、ステップＳ７において、加工指令が
なされたと判断された場合には、同様にステップＳ１１
のサブルーチンが呼び出され、図５のステップＳ１２に
移行する。ステップＳ１２では最初の板材か否かを判断
する。ここでは、２枚目の板材なので、ステップＳ１２
からステップＳ２０に移行する。ステップＳ２０では、
修正された工具管理テーブルにしたがって各工具が順次
割り出され、ＡＴＣ１６により各加工ヘッド１５ａ，１
５ｂとの間で工具交換が行われる。次に、ステップＳ２
１での加工処理に移行する。

【００３０】この場合には、各工具１〜５が互いに接近
して配置されているため（図８参照）、各工具へのアク
セスタイムが短縮され、これにより加工のサイクルタイ
ムが短縮される。また駆動系の寿命が延びる。

【００３１】なお、前記実施例では、各工具の回収ステ
ーションとして、最初に使用した工具１の近傍のステー
ションを選択するようにしたが、本発明の適用はこれに
限定されず、種々の選択の仕方が考えられる。

【００３２】また、本発明は、パンチプレス機のみなら
ず、マシニングセンタ等の他の工作機械にも同様に適用
できる。

【００３３】

【発明の効果】本発明に係る工具収容部を有する工作機
械によれば、使用済の各工具が工具収容部内に互いに接
近して配置されるので、加工を繰り返して行う際に各工
具へのアクセスタイムを短縮でき、これによりサイクル
タイムを短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるツインヘッドパンチプ
レス機の概略構成図。

【図２】前記パンチプレス機の平面概略図。

【図３】前記パンチプレス機の制御部の概略ブロック図
。

【図４】前記制御部の制御フローチャート。

【図５】前記制御部の制御フローチャート。

【図６】工具管理テーブルの一例を示す図。

【図７】テーブル修正前における工具マガジン内の各工
具の位置関係を示す図。

【図８】テーブル修正後における工具マガジン内の各工
具の位置関係を示す図。

【符号の説明】 １５ａ，１５ｂ　　加工ヘッド １６　　ＡＴＣ １７　　工具マガジン ４０　　制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工ヘッドに装着すべき工具を複数個収容
   するための工具収容部を有する工作機械において、前記
   工具収容部の空きステーションの位置及び工具が収容さ
   れた各ステーションの工具を記憶する記憶手段と、前記
   記憶手段の記憶結果に基づいて、使用済工具の前記工具
   収容部への回収ステーションとして、各工具が互いに接
   近して配置されるような空きステーションを選定する選
   定手段と、前記選定手段の選定結果に基づいて、前記加
   工ヘッドと工具収容部との間で工具交換を行う工具交換
   部と、を備えた工具収容部を有する工作機械。