JPH057130B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 産業上の利用分野 本発明は、複数の工具を収納して該収納された
工具を工具保持台に供給する工具マガジンと、前
記工具マガジンに工具を工具交換手段により供給
する、１個以上の補充用工具マガジンを有する数
値制御旋盤に関する。

(b) 従来の技術 出願人は、特願昭58−221863号において、旋盤
の刃物台側に複数の工具をする工具マガジンを設
け、かつ該収納された工具を選択的に工具保持台
に供給して加工に使用し、更に別に工具を収納す
る補充用工具マガジンを設け、該補充用工具マガ
ジンと工具マガジンとの間で工具交換を行いつつ
加工を行つてゆく複合加工旋盤を提案している。

(c) 発明が解決しようとする問題点 このように、通常の工具マガジンの他に、補充
用工具マガジンを設けることにより、加工に使用
出来る工具の数を干渉を極力生じさせること無く
大幅に増加させることが可能となるが、加工に供
する工具を収納する工具マガジンと、補充用工具
マガジンとの間でどのように工具交換を行えば効
率の良い加工が可能となるかは、未解決の課題で
あつた。

例えば、補充用工具マガジンに収納された工具
を使用する必要が生じる毎に、加工を中断して、
工具交換を工具マガジンと補充用工具マガジンと
の間で行うと、工具交換動作が加工中に頻繁に発
生し、工具交換動作（ここでいう、工具交換動作
とは、ATCアームによる工具交換工程のみをさ
すものでは無く、当該工具交換工程に付随する、
軸移動動作、扉の開閉動作等を含むものである。）
に費やされる時間が極めて長くなる不都合があ
り、何らかの効果的な対策が望まれていた。

本発明は、前述の欠点を解消すべく、多くの工
具を干渉を極力生じさせること無くコンパクトに
装着することが出来、しかも加工の実行中に補充
用工具マガジンに格納された工具を取り出すとい
つた時間の掛かる動作を極力避けることが可能な
数値制御旋盤を提供することを目的とするもので
ある。

(d) 問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、主軸軸心方向に移動自在に設
けられた工具保持台及び工具マガジンを有する数
値制御旋盤において、工具マガジンに巻き掛け媒
介節を移動駆動自在に設けると共に、前記媒介節
に、複数の工具を、前記媒介節の屈曲部において
選択的に位置決め自在に設け、前記工具保持台
を、該工具保持台が前記媒介節上の前記屈曲部に
位置決めされた工具を当該媒介節に保持された状
態のままで保持自在なるように設け、更に工具マ
ガジンを工具保持台と共に、主軸軸心方向及びそ
れと直角な方向に同期的に移動自在に設け、更に
複数の工具を格納した補充用工具マガジンを１個
以上設け、工具マガジンと前記補充用工具マガジ
ンとの間に工具交換手段を設け、実行すべき加工
プログラムを格納したメモリ手段を設け、実行す
べき加工プログラムを前もつて前記メモリ手段か
ら読み出して、該加工プログラムにおいて使用す
る予定の工具を抽出する使用工具抽出手段を設
け、前記使用工具抽出手段から抽出された使用す
る予定の工具の内、前記工具マガジンに収容され
ず、前記補充用工具マガジンに収納されている補
充用工具を選択抽出する補充工具選択抽出手段を
設け、前記補充工具選択抽出手段により選択抽出
された前記補充用工具を、前記補充用工具マガジ
ンから前記工具マガジンに一括して補充するよう
に前記工具交換手段に指令する工具補充指令手段
を設けて構成される。

(e) 作用 上記した構成により、本発明は、加工に使用さ
れる工具は、工具保持台と共に移動する工具マガ
ジンと、当該工具マガジンに対して工具の交換が
可能な補充用工具マガジンに収納され、実行すべ
き加工プログラムを前以て加工プログラムメモリ
から読み出し、該加工プログラムにおいて使用す
る予定の工具を抽出し、それ等抽出された工具の
内、補充用工具マガジンに収納されているものに
ついては、適宜な時点で、工具交換手段により補
充用工具マガジンから工具マガジン側に一括して
移し、加工中の補充用工具マガジンと工具マガジ
ン間の工具の交換動作の発生を極力防止するよう
に作用する。

(f) 実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

第１図は本発明が適用される数値制御旋盤の一
例を示す制御ブロツク図、第２図は本発明が適用
される数値制御旋盤の一例を示す側断面図、第３
図は工具交換方法の一実施例を示す図、第４図は
加工プログラムメモリ内の加工プログラムの一例
を示す模式図である。

数値制御旋盤１は、第２図に示すように、ベツ
ド２を有しており、ベツド２上にキヤリツジ３
が、ベツド２上を、第２図紙面に垂直な方向、即
ち主軸軸心方向（Ｚ軸方向）に移動駆動自在に設
けられている。キヤリツジ３上には、クロススラ
イド５が、主軸軸心方向に直角な方向（Ｘ軸方
向）である矢印Ｃ，Ｄ方向に移動駆動自在に支持
されており、クロススライド５上には工具保持台
６が、後述の工具１３を保持開放自在に設けられ
ている。また、クロススライド５上には、チエー
ン式の工具マガジン７が設けられており、工具マ
ガジン７には２個のスプロケツト９，１０が回転
自在に設けられている。スプロケツト９，１０間
にはチエーン１１が張設されており、チエーン１
１には所定の間隔で工具保持ポケツト１２が設け
られている。工具保持ポケツト１２には旋削及び
回転用工具１３が着脱自在に保持されており、ま
た、キヤリツジ３上には、アーム１５が設けられ
ている。アーム１５には工具交換装置１６の
ATCアーム１７が180°範囲にわたり回転自在か
つ、紙面と直角方向に突出後退自在に設けられて
おり、更にATCアーム１７は矢印Ａ，Ｂ方向に
伸縮自在に設けられている。

一方、ベツド２の左方には、支持台１９が設け
られており、支持台１９上には工具マガジン７と
同一の構成の補充用工具マガジン２０が設置され
ている。補充用工具マガジン２０の工具保持ポケ
ツト１２には複数の工具１３が着脱自在に設けら
れており、チエーン１１をスプロケツト９，１０
を介して駆動させることにより、所定の工具交換
位置Z1に交換すべき工具１３を位置決めするこ
とが出来る。

また、数値制御旋盤１は、第１図に示すよう
に、主制御部２１を有しており、主制御部２１に
はバス線２２を介して加工プログラムメモリ２
３、工具交換制御部２５、工具マガジンメモリ２
６、補充用工具マガジンメモリ２７、機構制御部
２９等が接続しており、工具交換制御部２５には
前述の工具交換装置１６及び、交換工具メモリ３
０が接続している。

数値制御旋盤１は、以上のような構成を有する
ので、加工に際しては、工具マガジン７のスプロ
ケツト９，１０を適宜回転駆動して、加工に使用
すべき工具１３を、第２図に示す、スプロケツト
９側のチエーン１１の屈曲部に設定された工具保
持位置Ｘに位置決めする。その状態で、工具保持
台６により、工具保持位置Ｘに位置決めされた工
具１３を保持し、キヤリツジ３をＺ軸方向である
主軸軸心方向にベツド２上を摺動させ、更にクロ
ススライド５をキヤリツジ３上をＺ軸方向とは直
角のＸ軸方向、即ち矢印Ｃ，Ｄ方向に移動させ
て、所定の加工を図示しないワークに対して行
う。加工に使用する工具１３を変える場合には、
工具保持台６による工具１３の保持を中止して、
スプロケツト９，１０を回転駆動して、次に使用
すべき工具１３を工具保持位置Ｘに位置決めし、
更に工具保持台６により当該位置決めされた工具
１３を保持して加工を再開する。

なお、この際、工具１３は工具マガジン７のチ
エーン１１に装着されたままで加工が行なわれる
が、工具保持位置Ｘはチエーン１１がスプロケツ
ト９に巻き掛けられた屈曲部に設定されているの
で、その部分では、チエーン１１が円弧状に屈曲
し、従つて、チエーン１１に装着された隣接する
工具１３，１３間が大きく開く形となるので、工
具マガジン７に工具１３を装着したままで加工を
行なつてもチエーン１１上の隣接する工具同士、
また、ワークとチエーン１１上の他の工具が干渉
することは無い。

こうして、工具マガジン７に収納された工具１
３については、スプロケツト９，１０を適宜回転
させて、使用すべき工具１３を次々に工具保持位
置Ｘに位置決めして加工を継続してゆくが、補充
工具マガジン２０に収納された工具１３を使用す
る場合には、キヤリツジ３をＺ軸方向に、クトロ
スライド５をＸ軸方向に、所定の工具交換位置に
まで移動させ、そこで工具交換装置１６を駆動し
て補充用工具マガジン２０に収納された工具１３
を工具マガジン７に収納し、工具マガジン７にお
いて不要となつた工具１３を補充用工具マガジン
２０に返却する。工具交換装置１６による工具交
換動作は、まず所定の工具交換位置Z1、Ｚ２に
交換すべき工具１３，１３を位置決めして、
ATCアーム１７を矢印Ａ方向に突出させつつ紙
面と直角方向に突出させて工具１３，１３を両端
に設けられた工具把持部１３ａ，１３ａにより把
持し、その状態でATCアーム１７をＢ方向に後
退させて工具１３を工具保持ポケツト１２から抜
き出し、更にその状態で、ATCアーム１７を
180°回転させて、それまで工具マガジン７に収納
されていた工具１３を補充用工具マガジン２０側
に、補充用工具マガジン２０に収納されていた工
具１３を工具マガジン７側に位置決めする。そこ
で、ATCアーム１７を再度Ａ方向に突出させる
と、工具１３はそれぞれの工具保持ポケツト１２
に収納され、それまで補充用工具マガジン２０に
収納されていた工具１３は工具マガジン７に、工
具マガジン７に収納されていた工具１３は補充用
工具マガジン２０に収納される。そこで補充用工
具マガジン２０から工具マガジン７に収納された
工具１３を工具保持位置Ｘに位置決めし、工具保
持台６より該工具１３を保持して所定の加工を行
う。

次に、工具交換方法の一実施例を、第１図、第
３図及び第４図により説明する。本実施例の場合
は、説明を簡略化するために、第３図に示すよう
に、工具マガジン７に４個の工具保持ポケツト１
２が有り、補充用工具マガジン２０は、おのおの
が６個の工具保持ポケツト１２を有するものが２
台設けられている場合について説明するが、各マ
ガジンにおける工具保持ポケツト１２の数及び補
充用工具マガジン２０の台数は加工の必要に応じ
て任意に設定することが可能なことはいうまでも
ない（なお、第３図における工具交換装置１６及
び各マガジン７，２０の形状は、説明上の便宜の
ために図案化・模式化されており、従つて、第２
図に示すそれ等装置の実際の外形とは必ずしも一
致していない。）。

数値制御旋盤１の加工は、加工プログラムメモ
リ２３に収納された加工プログラムPROに基づ
いて機構制御部２９が工具保持台６や図示しない
主軸等を駆動制御して行つてゆくが、加工プログ
ラムメモリ２３中の加工プログラムPROには、
第４図に示すように、当該加工に使用すべき工具
１３の工具保持台６に対する交換指令（図中、Ｔ
コードによる指令。）が、一つの工具１３につい
ての加工が終了する度に存在する。そこで、主制
御部２１は加工プログラムPROに基づく加工を
機構制御部２９に行わせる前に、工具交換制御部
２５に次に実行すべき加工プログロラムPROの
先読みを指令する。すると、工具交換制御部２５
は、加工プログラムメモリ２３から次に実行すべ
き加工プログラムPROを読み出して、該加工プ
ログラムPROを先読みし、該加工プログラム
PROにおいて使用される予定の工具１３を抽出
して交換工具メモリ３０中に格納する。次に、工
具マガジンメモリ２６中に格納された、現在、工
具マガジン７中に格納されている工具１３と、交
換工具メモリ３０中の工具１３を比較して、次の
加工に際して必要な工具で、現在、工具マガジン
７に収納されず、補充用工具マガジン２０に収納
されている工具１３を抽出選択し、該工具１３に
ついては交換工具メモリ３０中の当該工具１３に
対応したアドレスに所定のフラグを付す。

今、仮に、次の加工で行われる加工プログラム
PROが、第４図に示すようなものであつたとす
ると、工具交換制御部２５は加工プログラム
PROを先読みして、該加工に使用される工具１
３が、工具番号が01、02、04、07、09（加工プロ
グラムPRO中のＴコードに続く番号が工具を示
す工具番号TNOである。）の工具１３であること
を認識し、その工具番号TNOを交換工具メモリ
３０中に格納する。次に、工具マガジンメモリ２
６を検索して、交換工具メモリ３０中の工具１３
で既に工具マガジン７に収納されている以外の工
具を選び出し、所定のフラグを各工具番号TNO
に付す。

こうして、次の加工プログラムPROにおいて
使用され、かつ現在工具マガジン７に収納されて
いない工具１３が判明し、かつ機構制御部２９に
よる所定位単位の加工動作が完了したところで、
主制御部２１は工具交換制御部２５に、工具マガ
ジンと補充用工具マガジン２０間の工具１３の交
換動作の実行を指令する。すると、工具交換制御
部２５は、機構制御部２９にキヤリツジ３及びク
ロススライド５を所定の工具交換位置に移動させ
るように指令し、更にその後に、工具交換装置１
６に工具マガジン７と補充用工具マガジン２０と
の間での工具１３の交換を指令する。この工具１
３の交換は、交換工具メモリ３０中のフラグの付
された１本以上の工具１３について一括して行わ
れ、これにより、工具マガジン７は、第３図に示
すように、次の加工に使用する工具１３が前以て
収納される（各マガジン中の、工具保持ポケツト
１２内の番号が工具番号TNOを表示し、×は該工
具保持ポケツト１２に工具１３が収納されていな
い状態を示す。）。補充用工具マガジンメモリ２７
には、補充用工具マガジン２０に収納された工具
１３がどの工具保持ポケツト１２に収納されてい
るかが記録されているので、工具１３の交換動作
は円滑に行われる。なお、次の加工プログラム
PROにおいて、工具マガジン７の工具保持ポケ
ツト１２の数を超える５本以上の工具１３が使用
される場合には、加工プログラムPROにおいて、
５番目に使用される工具１３（この場合工具番号
TNOが２の工具１３）について、ATCアーム１
７の一方の工具把持部１３ａに保持させておき、
加工時に、当該ATCアーム１７上の工具１３と
工具マガジン７中のいずれかの工具を交換するこ
とにより、実質的に５本の工具１３の使用を可能
ならしめうようにすることも出来る。

なお、本実施例による数値制御旋盤１は、補充
用工具マガジン２０が工具マガジン７に対して別
置になつている場合について説明したが、本発明
は補充用工具マガジン２０と工具マガジン７が一
体的に形成されている場合にも適用できることは
勿論である。

(g) 発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、主軸
軸心方向に移動自在に設けられた工具保持台６及
び工具マガジン７を有する数値制御旋盤におい
て、工具マガジンにチエーン１１などの巻き掛け
媒介節を移動駆動自在に設けると共に、前記媒介
節に、複数の工具１３を、前記媒介節のスプロケ
ツト９部分などの屈曲部において選択的に位置決
め自在に設け、前記工具保持台６を、該工具保持
台６が前記媒介節上の前記屈曲部に位置決めされ
た工具を当該媒介節に保持された状態のままで保
持自在なるように設け、更に工具マガジンを工具
保持台と共に、主軸軸心方向及びそれと直角な方
向に同期的に移動自在に設け、更に複数の工具を
格納した補充用工具マガジン２０を１個以上設
け、工具マガジンと前記補充用工具マガジンとの
間に工具交換装置１６などの工具交換手段を設
け、実行すべき加工プログラムPROを格納した
加工プログラムメモリ２３などのメモリ手段を設
け、実行すべき加工プログラムを前もつて前記メ
モリ手段から読み出して、該加工プログラムにお
いて使用する予定の工具を抽出する工具交換制御
部２５などの使用工具抽出手段を設け、前記使用
工具抽出手段から抽出された使用する予定の工具
の内、前記工具マガジンに収容されず、前記補充
用工具マガジンに収納されている補充用工具を選
択抽出する工具交換制御部２５などの補充工具選
択抽出手段を設け、前記補充工具選択抽出手段に
より選択抽出された前記補充用工具を、前記補充
用工具マガジンから前記工具マガジンに一括して
補充するように前記工具交換手段に指令する主制
御部２１などの工具補充指令手段を設けて構成し
たので、工具マガジン７における工具の不足を、
工具交換手段により工具マガジンと補充用工具マ
ガジンとの間で工具交換させることにより補うこ
とが出来、工具保持台側の工具マガジンがそれほ
ど大きくなくても数多くの工具を使用することが
出来、工具保持台側の工具マガジンの小型化によ
り、工具交換に要する時間（目的の工具の選択に
要する時間）を極力減少させることが出来る。

なお、巻き掛け媒介節上に多く工具を装着した
場合でも、その屈曲部においては、隣接する工具
同士が離れるので、加工に使用する工具と他の工
具の間、及び加工に使用する工具とワークとの間
での干渉の発生を極力防止することができる。

また、装着し得る工具も巻き掛け媒介節の長さ
を調整することにより、任意に設定が可能であ
り、しかも、屈曲部以外では、工具を十分に近接
した形で配列することが出来るので、工具マガジ
ンを小型化することが出来る。

更に、工具保持台は、工具を工具マガジンに保
持されたままの状態で保持し、所定の加工を行な
うことが出来るので、工具交換に要する時間を、
工具を工具マガジンと工具保持台との間で移動さ
せるATCアームによる場合に比して、大幅に短
縮化することが出来るばかりか、ATCアームが
不要となる分、工具保持台周辺の構造を単純小型
化することが出来る。

また、加工の実行時には、当該加工プログラム
PROにおいて使用すべき工具１３については、
使用工具抽出手段及び補充用工具選択手段により
抽出された工具が、工具補充指令手段を介して工
具交換手段により、一括して補充する形で補充さ
れ、工具マガジン７中に既に格納されているの
で、加工の実行中に、補充用工具マガジン２０に
格納された工具１３をいちいち取り出すといつた
時間の掛かる工具交換動作を極力避けることが可
能となり、効率の高い加工動作の実行が可能とな
る。また、加工中における工具の交換動作の発生
回数が大幅に減少するので、その間を利用して、
補充用工具マガジン２０への工具の供給、補充等
も容易に行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される数値制御旋盤の一
例を示す制御ブロツク図、第２図は本発明が適用
される数値制御旋盤の一例を示す側断面図、第３
図は工具交換方法の一実施例を示す図、第４図は
加工プログラムメモリ内の加工プログラムの一例
を示す模式図である。 １……数値制御旋盤、６……工具保持台、７…
…工具マガジン、１２……工具保持ポケツト、１
３……工具、１６……工具交換装置、２０……補
充用工具マガジン、２３……加工プログラムメモ
リ、PRO……加工プログラム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主軸軸心方向に移動自在に設けられた工具保
   持台及び工具マガジンを有する数値制御旋盤にお
   いて、 工具マガジンに巻き掛け媒介節を移動駆動自在
   に設けると共に、 前記媒介節に、複数の工具を、前記媒介節の屈
   曲部において選択的に位置決め自在に設け、 前記工具保持台を、該工具保持台が前記媒介節
   上の前記屈曲部に位置決めされた工具を当該媒体
   節に保持された状態のままで保持自在なるように
   設け、 更に工具マガジンを工具保持台と共に、主軸軸
   心方向及びそれと直角な方向に同期的に移動自在
   に設け、 更に複数の工具を格納した補充用工具マガジン
   を１個以上設け、 工具マガジンと前記補充用工具マガジンとの間
   に工具交換手段を設け、 実行すべき加工プログラムを格納したメモリ手
   段を設け、 実行すべき加工プログラムを前もつて前記メモ
   リ手段から読み出して、該加工プログラムにおい
   て使用する予定の工具を抽出する使用工具抽出手
   段を設け、 前記使用工具抽出手段から抽出された使用する
   予定の工具の内、前記工具マガジンに収容され
   ず、前記補充用工具マガジンに収納されている補
   充用工具を選択抽出する補充工具選択抽出手段を
   設け、 前記補充工具選択抽出手段により選択抽出され
   た前記補充用工具を、前記補充用工具マガジンか
   ら前記工具マガジンに一括して補充するように前
   記工具交換手段に指令する工具補充指令手段を設
   けて構成した数値制御旋盤。