JPH08174363A - 工作機械 - Google Patents
工作機械Info
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- JPH08174363A JPH08174363A JP32626294A JP32626294A JPH08174363A JP H08174363 A JPH08174363 A JP H08174363A JP 32626294 A JP32626294 A JP 32626294A JP 32626294 A JP32626294 A JP 32626294A JP H08174363 A JPH08174363 A JP H08174363A
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- Japan
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- tool
- spindle head
- machining
- main spindle
- spindle
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Links
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 無駄時間を最短にできる工作機械を提供す
る。 【構成】 主軸ヘッド１３ａに取付けられた工具が図示
のないワークを加工中に主軸ヘッド１３ｂは昇降駆動機
構１４ｂによって所定の工具交換位置まで図中Ｙ方向に
移動され、そこでＡＴＣ１２ｂを用いて工具の交換が行
なわれる。工具の交換が行なわれた主軸ヘッド１３ｂは
所定の回転数までその回転数が上昇され、現在加工中の
もう一方の主軸ヘッド１３ａが加工終了後直ちに次の加
工位置に移動し加工を開始する。
る。 【構成】 主軸ヘッド１３ａに取付けられた工具が図示
のないワークを加工中に主軸ヘッド１３ｂは昇降駆動機
構１４ｂによって所定の工具交換位置まで図中Ｙ方向に
移動され、そこでＡＴＣ１２ｂを用いて工具の交換が行
なわれる。工具の交換が行なわれた主軸ヘッド１３ｂは
所定の回転数までその回転数が上昇され、現在加工中の
もう一方の主軸ヘッド１３ａが加工終了後直ちに次の加
工位置に移動し加工を開始する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はドリル加工やフライス
加工等を行なうマシニングセンタのような工作機械に関
し、特に工具を三次元方向に移動可能な工作機械に関す
る。
加工等を行なうマシニングセンタのような工作機械に関
し、特に工具を三次元方向に移動可能な工作機械に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動化生産システムとしてＦＭＳ
（Flexible Manufacturing System ）が導入されてい
る。ＦＭＳに用いられる工作機械としては、マシニング
センタが大部分である。
（Flexible Manufacturing System ）が導入されてい
る。ＦＭＳに用いられる工作機械としては、マシニング
センタが大部分である。
【０００３】図７は従来の工作機械５０の一例としての
マシニングセンタを示す正面図（Ａ）および側面図
（Ｂ）である。図７（Ａ）および（Ｂ）を参照して、従
来の工作機械５０は、切削工具が取付けられる主軸ヘッ
ド５３を有するコラム５１と、コラム５１を図中Ｘ方向
に移動するためのＸ方向移動手段５５と、Ｘ方向移動手
段５５を図中Ｚ方向に移動するためのＺ方向移動手段５
６と、工作機械５０を制御するための制御器６０とを含
む。
マシニングセンタを示す正面図（Ａ）および側面図
（Ｂ）である。図７（Ａ）および（Ｂ）を参照して、従
来の工作機械５０は、切削工具が取付けられる主軸ヘッ
ド５３を有するコラム５１と、コラム５１を図中Ｘ方向
に移動するためのＸ方向移動手段５５と、Ｘ方向移動手
段５５を図中Ｚ方向に移動するためのＺ方向移動手段５
６と、工作機械５０を制御するための制御器６０とを含
む。
【０００４】主軸５３の図中Ｙ方向の移動はコラム５１
内に設けられた昇降駆動機構５４によって行なわれる。
コラム５１は主軸５３に取付けられるべき複数の切削工
具を保持し、必要に応じて工具の交換を行なうＡＴＣ
（Automatic Tool Changer）５２を含む。主軸５３に設
けられた工具を交換する必要があるときは、図中Ｙ方向
へ昇降駆動機構５４を用いて主軸５３が移動され、移動
された所定の位置でＡＴＣ５２に設けられた工具と交換
される。
内に設けられた昇降駆動機構５４によって行なわれる。
コラム５１は主軸５３に取付けられるべき複数の切削工
具を保持し、必要に応じて工具の交換を行なうＡＴＣ
（Automatic Tool Changer）５２を含む。主軸５３に設
けられた工具を交換する必要があるときは、図中Ｙ方向
へ昇降駆動機構５４を用いて主軸５３が移動され、移動
された所定の位置でＡＴＣ５２に設けられた工具と交換
される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のＦＭＳに用いら
れる工作機械としてのマシニングセンタは上記のように
構成されていた。マシニングセンタをＦＭＳで用いる場
合、加工をしていない、いわゆる無駄時間を最少にする
ために、各軸移動速度の高速化や自動工具交換速度の高
速化などの工夫が行なわれてきた。
れる工作機械としてのマシニングセンタは上記のように
構成されていた。マシニングセンタをＦＭＳで用いる場
合、加工をしていない、いわゆる無駄時間を最少にする
ために、各軸移動速度の高速化や自動工具交換速度の高
速化などの工夫が行なわれてきた。
【０００６】しかしながら、工具の交換においてはどう
しても工具の回転を停止させて、主軸５３をＡＴＣ５２
の位置までＹ方向に動かし、その位置で工具の交換を行
なう必要があった。すなわち、工具の交換にあたって
は、回転している主軸５３を停止させながら、それを所
定の工具交換位置まで移動させ、そこで工具を交換し、
再び加工用の速度で回転させ所定の工作位置へ移動させ
る必要があった。
しても工具の回転を停止させて、主軸５３をＡＴＣ５２
の位置までＹ方向に動かし、その位置で工具の交換を行
なう必要があった。すなわち、工具の交換にあたって
は、回転している主軸５３を停止させながら、それを所
定の工具交換位置まで移動させ、そこで工具を交換し、
再び加工用の速度で回転させ所定の工作位置へ移動させ
る必要があった。
【０００７】この場合、工具だけの交換時間いわゆるツ
ールトゥツール（tool to tool）時間を短縮しても、所
定の主軸回転数から主軸を停止させてかつＡＴＣ５２の
位置まで移動させ、また交換後次の加工用回転数まで主
軸を立上げて加工位置まで移動させる時間が加算され
る。この時間は主軸回転が高速になればなるほど長くな
り、先の工具における切粉発生終了時から次の工具によ
る切粉発生までのいわゆるチップトゥチップ（chip to
chip）時間の増大につながるという問題があった。
ールトゥツール（tool to tool）時間を短縮しても、所
定の主軸回転数から主軸を停止させてかつＡＴＣ５２の
位置まで移動させ、また交換後次の加工用回転数まで主
軸を立上げて加工位置まで移動させる時間が加算され
る。この時間は主軸回転が高速になればなるほど長くな
り、先の工具における切粉発生終了時から次の工具によ
る切粉発生までのいわゆるチップトゥチップ（chip to
chip）時間の増大につながるという問題があった。
【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、無駄時間を最短にできる工作機
械を提供することを目的とする。
ためになされたもので、無駄時間を最短にできる工作機
械を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係る工作機械
は、第１の方向に移動可能な移動部材を含み、移動部材
は第１の方向端部にそれぞれが切削工具を回転自在に保
持する第１および第２の工具保持手段を含み、第１およ
び第２の工具保持手段に対してそれぞれが独立して保持
する工具を交換するとともに、所定の加工条件を満たす
よう加工準備を行なう自動工具交換手段と、第１工具保
持手段が第１の工具を用いて加工を行なっている間に第
２工具保持手段が保持する工具を交換して加工準備を行
なうよう自動工具交換手段を制御する手段とを含む。
は、第１の方向に移動可能な移動部材を含み、移動部材
は第１の方向端部にそれぞれが切削工具を回転自在に保
持する第１および第２の工具保持手段を含み、第１およ
び第２の工具保持手段に対してそれぞれが独立して保持
する工具を交換するとともに、所定の加工条件を満たす
よう加工準備を行なう自動工具交換手段と、第１工具保
持手段が第１の工具を用いて加工を行なっている間に第
２工具保持手段が保持する工具を交換して加工準備を行
なうよう自動工具交換手段を制御する手段とを含む。
【００１０】
【作用】この発明に係る工作機械においては、第１の工
具によってワークを加工中に第２の工具を交換して次の
加工に入る準備が行なわれる。したがって、ツールトゥ
ツール時間、主軸回転の停止および立上り時間を０にで
き、チップトゥチップ時間を大幅に短縮できる。
具によってワークを加工中に第２の工具を交換して次の
加工に入る準備が行なわれる。したがって、ツールトゥ
ツール時間、主軸回転の停止および立上り時間を０にで
き、チップトゥチップ時間を大幅に短縮できる。
【００１１】
【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１はこの発明に係る工作機械の一例としてのマ
シニングセンタの正面図であり、図２は側面図であり、
図３は平面図である。
する。図１はこの発明に係る工作機械の一例としてのマ
シニングセンタの正面図であり、図２は側面図であり、
図３は平面図である。
【００１２】図１〜図３を参照して、マシニングセンタ
１０は、加工用工具が保持される一対の主軸ヘッド１３
ａ，１３ｂがその正面に取付けられたコラム１１と、コ
ラム１１をワークが保持されるテーブル１５のあるＺ方
向へ移動するためのＺ方向移動装置２１と、Ｚ方向移動
装置２１が載置されたコラム台２０を図中Ｘ方向に移動
するためのＸ方向移動装置２５と、マシニングセンタ１
０全体の動きを制御する制御器３０とを含む。
１０は、加工用工具が保持される一対の主軸ヘッド１３
ａ，１３ｂがその正面に取付けられたコラム１１と、コ
ラム１１をワークが保持されるテーブル１５のあるＺ方
向へ移動するためのＺ方向移動装置２１と、Ｚ方向移動
装置２１が載置されたコラム台２０を図中Ｘ方向に移動
するためのＸ方向移動装置２５と、マシニングセンタ１
０全体の動きを制御する制御器３０とを含む。
【００１３】コラム１１には１対の主軸ヘッド１３ａ，
１３ｂを図中Ｙ方向へ移動するための昇降駆動機構１４
ａ，１４ｂと、１対の主軸ヘッド１３ａ，１３ｂに対し
てそこに取付けられた工具を交換するための１対のＡＴ
Ｃ１２ａ，１２ｂが設けられる。１対の主軸ヘッド１３
ａ，１３ｂはそれぞれ単独にＹ方向に移動が可能であ
り、たとえば一方の主軸ヘッド１３ａが図示のないワー
クを加工中に他方の主軸ヘッド１３ｂはＡＴＣ１２ｂに
近接した位置に移動されてそこで主軸ヘッド１３ｂに取
付けられる工具の交換が可能である。図２はそのような
状態を示す図であり、一方の主軸ヘッド１３ａが図中１
３ａ′の位置でワークの加工をしているとき、他方の主
軸ヘッド１３ｂは工具交換取換位置１３ｂ′に位置して
いる。
１３ｂを図中Ｙ方向へ移動するための昇降駆動機構１４
ａ，１４ｂと、１対の主軸ヘッド１３ａ，１３ｂに対し
てそこに取付けられた工具を交換するための１対のＡＴ
Ｃ１２ａ，１２ｂが設けられる。１対の主軸ヘッド１３
ａ，１３ｂはそれぞれ単独にＹ方向に移動が可能であ
り、たとえば一方の主軸ヘッド１３ａが図示のないワー
クを加工中に他方の主軸ヘッド１３ｂはＡＴＣ１２ｂに
近接した位置に移動されてそこで主軸ヘッド１３ｂに取
付けられる工具の交換が可能である。図２はそのような
状態を示す図であり、一方の主軸ヘッド１３ａが図中１
３ａ′の位置でワークの加工をしているとき、他方の主
軸ヘッド１３ｂは工具交換取換位置１３ｂ′に位置して
いる。
【００１４】Ｚ方向移動装置２１はコラム台１１をＺ方
向へ移動するためのボールネジ２２とボールネジ２２を
回転駆動するためのモータ２３と、コラム１１を摺動支
持するための１対の摺動用レール２４ａ，２４ｂとを含
む。Ｘ方向移動装置２５は、コラム台２０をＸ方向へ移
動するための図示のないボールネジと、モータ２６と、
コラム台２０を摺動支持するための摺動レール２７ａ，
２７ｂとを含む。
向へ移動するためのボールネジ２２とボールネジ２２を
回転駆動するためのモータ２３と、コラム１１を摺動支
持するための１対の摺動用レール２４ａ，２４ｂとを含
む。Ｘ方向移動装置２５は、コラム台２０をＸ方向へ移
動するための図示のないボールネジと、モータ２６と、
コラム台２０を摺動支持するための摺動レール２７ａ，
２７ｂとを含む。
【００１５】次にこの発明に係るマシニングセンタにお
ける工具の交換動作について説明する。図４は一方の主
軸ヘッドたとえば１３ｂがワークの加工を続けている間
に他方の主軸ヘッド１３ａに取付けられた工具を交換す
る場合の動作を説明するフローチャートである。図４を
参照して、主軸ヘッド１３ａに取付けられた工具を交換
する場合を例に挙げて工具交換手順について説明する。
制御器３０から主軸ヘッド１３ａに取付けられた工具を
交換すべきであるとの指令を受けると、まず主軸ヘッド
１３ａの回転が停止される（ステップＳ１１，以下ステ
ップを略す）。同時に主軸ヘッド１３ａがＡＴＣ１２ａ
に隣接した工具交換位置へ移動される（Ｓ１２）。次い
でＡＴＣ１２ａを用いて工具の交換が行なわれる（Ｓ１
３）。工具の交換が完了すると主軸ヘッド１３ａは所定
の回転数まで回転数が上げられ（Ｓ１４）、待機位置で
待機する。
ける工具の交換動作について説明する。図４は一方の主
軸ヘッドたとえば１３ｂがワークの加工を続けている間
に他方の主軸ヘッド１３ａに取付けられた工具を交換す
る場合の動作を説明するフローチャートである。図４を
参照して、主軸ヘッド１３ａに取付けられた工具を交換
する場合を例に挙げて工具交換手順について説明する。
制御器３０から主軸ヘッド１３ａに取付けられた工具を
交換すべきであるとの指令を受けると、まず主軸ヘッド
１３ａの回転が停止される（ステップＳ１１，以下ステ
ップを略す）。同時に主軸ヘッド１３ａがＡＴＣ１２ａ
に隣接した工具交換位置へ移動される（Ｓ１２）。次い
でＡＴＣ１２ａを用いて工具の交換が行なわれる（Ｓ１
３）。工具の交換が完了すると主軸ヘッド１３ａは所定
の回転数まで回転数が上げられ（Ｓ１４）、待機位置で
待機する。
【００１６】主軸ヘッド１３ｂの加工が終了すると、主
軸ヘッド１３ｂの主軸回転停止、工具交換動作に移行
し、同時に主軸ヘッド１３ａが待機位置より加工位置に
移動し加工を開始する。この場合、ｘ軸座標のみ図中ｄ
だけずらした加工プログラムに切換えられる。
軸ヘッド１３ｂの主軸回転停止、工具交換動作に移行
し、同時に主軸ヘッド１３ａが待機位置より加工位置に
移動し加工を開始する。この場合、ｘ軸座標のみ図中ｄ
だけずらした加工プログラムに切換えられる。
【００１７】このようにこの発明に係るマシニングセン
タ１０においては、１対の主軸ヘッド１３ａ，１３ｂが
単一のコラム１１に設けられ、１対の主軸ヘッド１３
ａ，１３ｂはそれぞれ独立にＹ方向に移動が可能である
が、これに直交するＸおよびＺ方向においてはコラム１
１を駆動するＸ方向移動装置２５やＺ方向移動装置２１
はそれぞれ１組しか設けられていない。したがって、単
独の主軸ヘッドを有する１対のマシニングセンタを用い
て同様の動作を行なう場合に比べて駆動装置等の削減が
できるためその場合に比べてコストの削減が可能にな
る。しかも、１対の主軸ヘッド１３ａ，１３ｂを同一コ
ラム内で移動させるよう構成したため、簡単なプログラ
ムの変更でchip to chip時間を短くできる。
タ１０においては、１対の主軸ヘッド１３ａ，１３ｂが
単一のコラム１１に設けられ、１対の主軸ヘッド１３
ａ，１３ｂはそれぞれ独立にＹ方向に移動が可能である
が、これに直交するＸおよびＺ方向においてはコラム１
１を駆動するＸ方向移動装置２５やＺ方向移動装置２１
はそれぞれ１組しか設けられていない。したがって、単
独の主軸ヘッドを有する１対のマシニングセンタを用い
て同様の動作を行なう場合に比べて駆動装置等の削減が
できるためその場合に比べてコストの削減が可能にな
る。しかも、１対の主軸ヘッド１３ａ，１３ｂを同一コ
ラム内で移動させるよう構成したため、簡単なプログラ
ムの変更でchip to chip時間を短くできる。
【００１８】なお、上記実施例ではワークを保持するテ
ーブルを固定した形式のマシニングセンタについて本願
発明を適用した場合について説明したが、図５に示すよ
うにテーブルを動かす各種形式のものに適用してもよい
ことは言うまでもない。この場合はテーブルが移動され
る方向分だけコラムの移動は不要になる。
ーブルを固定した形式のマシニングセンタについて本願
発明を適用した場合について説明したが、図５に示すよ
うにテーブルを動かす各種形式のものに適用してもよい
ことは言うまでもない。この場合はテーブルが移動され
る方向分だけコラムの移動は不要になる。
【００１９】また、上記実施例では、ＡＴＣとしていわ
ゆるマガジンダイレクト方式を採用した場合について説
明したが、スイングアームを用いたＡＴＣの場合にも同
様に適用できる。
ゆるマガジンダイレクト方式を採用した場合について説
明したが、スイングアームを用いたＡＴＣの場合にも同
様に適用できる。
【００２０】さらに、上記実施例では水平主軸ヘッドが
垂直方向に上下する横型マシニングセンタにこの発明を
適用した場合について説明したが、主軸ヘッドが垂直の
まま上下する図５に示すような縦型マシニングセンタに
適用してもよい。
垂直方向に上下する横型マシニングセンタにこの発明を
適用した場合について説明したが、主軸ヘッドが垂直の
まま上下する図５に示すような縦型マシニングセンタに
適用してもよい。
【００２１】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、第１工
具保持手段が第１の工具を用いて加工を行なっている間
に第２の工具保持手段で保持する工具を交換して加工準
備を行なうよう自動工具交換手段が制御される。したが
って、第１の工具によってワークを加工中に第２の工具
を交換して次の加工に入る準備が行なわれるため、チッ
プトゥチップ時間を大幅に短縮できる。その結果、無駄
時間を最短にできる工作機械が提供できる。
具保持手段が第１の工具を用いて加工を行なっている間
に第２の工具保持手段で保持する工具を交換して加工準
備を行なうよう自動工具交換手段が制御される。したが
って、第１の工具によってワークを加工中に第２の工具
を交換して次の加工に入る準備が行なわれるため、チッ
プトゥチップ時間を大幅に短縮できる。その結果、無駄
時間を最短にできる工作機械が提供できる。
【図１】この発明に係る工作機械の正面図である。
【図２】この発明に係る工作機械の側面図である。
【図３】この発明に係る工作機械の平面図である。
【図４】この発明に係る工作機械の工具交換動作を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図５】横型マシニングセンタの各種形式を示す図であ
る。
る。
【図６】この発明が適用され得る縦型マシニングセンタ
の各種形式を示す図である。
の各種形式を示す図である。
【図７】従来の工作機械の概略構成を示す模式図であ
る。
る。
１０ 工作機械 １１ コラム １２ａ，１２ｂ ＡＴＣ １３ａ，１３ｂ 主軸ヘッド １４ａ，１４ｂ 昇降駆動機構 １５ テーブル ３０ 制御器
Claims (1)
- 【請求項１】 第１の方向に移動可能な移動部材を含
み、前記移動部材は前記第１の方向端部にそれぞれが切
削工具を回転自在に保持する第１および第２の工具保持
手段を含み、 前記第１および第２の工具保持手段に対してそれぞれが
独立して保持する工具を交換すると共に、所定の加工条
件を満たすよう加工準備を行なう自動工具交換手段と、 前記第１工具保持手段が第１の工具を用いて加工を行な
っている間に前記第２工具保持手段が保持する工具を交
換して前記加工準備を行なうよう前記自動工具交換手段
を制御する手段とを含む、工作機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32626294A JPH08174363A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 工作機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32626294A JPH08174363A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 工作機械 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08174363A true JPH08174363A (ja) | 1996-07-09 |
Family
ID=18185808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32626294A Pending JPH08174363A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 工作機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08174363A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10180593A (ja) * | 1996-12-25 | 1998-07-07 | Kitamura Mach Co Ltd | 工作機械 |
| KR20020065751A (ko) * | 2001-02-07 | 2002-08-14 | 한호 | 한 쌍의 스핀들을 갖는 수직형 머시닝 센터 |
| KR100348171B1 (ko) * | 2000-06-01 | 2002-09-05 | 수성정밀기계(주) | 좌,우 대칭가공 머시닝센터 |
| CN103692529A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-04-02 | 华南农业大学 | 一种双机械手双主轴组合式的木材柔性复合加工装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02180536A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-13 | Yasuda Kogyo Kk | 複数の主軸を有するマシニングセンタ |
| JPH04261740A (ja) * | 1991-02-13 | 1992-09-17 | Murakami Tekko Kk | 木工機の自動工具交換装置 |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP32626294A patent/JPH08174363A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02180536A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-13 | Yasuda Kogyo Kk | 複数の主軸を有するマシニングセンタ |
| JPH04261740A (ja) * | 1991-02-13 | 1992-09-17 | Murakami Tekko Kk | 木工機の自動工具交換装置 |
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH10180593A (ja) * | 1996-12-25 | 1998-07-07 | Kitamura Mach Co Ltd | 工作機械 |
| KR100348171B1 (ko) * | 2000-06-01 | 2002-09-05 | 수성정밀기계(주) | 좌,우 대칭가공 머시닝센터 |
| KR20020065751A (ko) * | 2001-02-07 | 2002-08-14 | 한호 | 한 쌍의 스핀들을 갖는 수직형 머시닝 센터 |
| CN103692529A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-04-02 | 华南农业大学 | 一种双机械手双主轴组合式的木材柔性复合加工装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980707 |