JPH1158162A - 工具マガジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定されたラックに工具を格納する工具マガ
ジンの改良を図る。 【解決手段】 図は工具マガジン１の平面図であって、
ラックユニット２１０は、間隙Ｇ₁，Ｇ₂を持って紙面に
直交するＹ軸に沿って立設される。シフタ６０は、旋回
アーム６２を有し、工具交換位置Ｐ₁と特定のラック位
置Ｐ₂の間で工具を搬送する。ロボット装置４０は、ヘ
ッド４４０がＸ軸，Ｙ軸に沿って移動し、ポット４４４
が前後進して工具Ｔのシャンク部Ｔ₁を把持する。ラッ
クユニット２１０のグリッパは、工具のフランジ部Ｔ₂
を挾持する。工具径に応じてラックユニットの間隙
Ｇ₁，Ｇ₂を最小限に設定し、フロアスペースを縮小す
る。工具を把持しないときには、ロボット装置はＸ，Ｙ
軸上を同時に移動し、高速化を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定式のラックを
備えた工具マガジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特公平４−４２１２９号公報は
本出願人により提案された工具マガジンを開示する。こ
の工具マガジンはフレームを有し、該フレームに複数の
帯板状のツールラックを当該ツールラックの長手方向が
上下方向となるように水平方向に相対的に移動自在にそ
れぞれ設け、該ツールラックに工具を収納し得る複数の
ツールポケットを前記ツールラックの長手方向に配列し
て設け、工具の前記フレーム外への受渡しを行なう工具
受渡し位置を設け、前記ツールラックと工具受渡し位置
との間で工具を受渡し搬送する工具の受渡し搬送手段
を、水平方向に移動自在でかつ前記ツールラックに対し
て相対的に接近後退自在に設け、前記複数のツールラッ
ク中の前記工具の受渡し搬送手段との間で工具の受渡し
を行なうツールラックと当該ツールラックに隣接するツ
ールラック間で、当接隣接するツールラック及び該ツー
ルラックに収納された工具と、前記工具の受渡し搬送手
段との間での相互干渉を防止するための空間が、前記ツ
ールラックの水平方向の移動により形成自在になるよう
に設けて構成される。

【０００３】そして、上記した構成により、工具は各ツ
ールラックのツールポケットに収納され、工具の挿入、
抜去に際しては、対応するツールラックを移動させて、
ツールラック及び該ツールラックに装着された工具と、
工具の受渡し搬送手段との間の干渉の発生を防止するよ
うに作用する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した工具マガジン
にあっては、ラック開閉機構を有するため動作時間が長
い。また、機構が複雑で高価なものであった。さらに、
ロボットが工具を所持しないときにも、Ｘ，Ｙの２軸上
を同時に移動することができなかった。そこで本発明
は、固定したラックを備えて、省スペースと工具交換の
高速化を達成する工具マガジンを提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の工具マガジン
は、フレームと、フレーム上に立設される固定式のラッ
ク装置と、工具を把持してラック装置の各収納位置に搬
送するロボット装置と、ラック装置と工具自動交換位置
との間で工具を搬送する旋回アームを有するシフタを備
える。そして、ラック装置は、工具を把持したロボット
装置のヘッドが通過する間隔を有して一定のピッチで立
設される複数のラックユニット列を備え、ラックユニッ
トは、工具のフランジ部が工具の軸線に直交する方向に
着脱されるグリッパを備える。

【０００６】また、ラックユニット列の配列ピッチは、
収納する工具の径寸法に対応して設定されるものであ
る。さらに、標準径寸法を有する工具を収納するラック
ユニット列と、大径寸法を有する工具を収納するラック
列とを分離し、それぞれのラックユニット列は必要最小
限の配列ピッチで配設されるものである。

【０００７】工具マガジンに付設されるロボット装置
は、ラック装置に収容された工具に対して工具の軸方向
に進退するヘッドと、ヘッドの先端に設けられるポット
を備え、ヘッドの前進位置においてポットが工具のシャ
ンクを把持・解放する機能を備える。そして、ロボット
装置は、ヘッドが工具を把持しない状態にあっては、ラ
ック装置の任意の位置に直線的に移動可能であるもので
ある。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の工具マガジンの
全体構成を示す正面図、図２は平面図、図３は右側面
図、図４は左側面図である。全体を符号１で示す工具マ
ガジンは、フレーム１０上に配設される工具ラック装置
２０、工具をラック装置の特定のラック位置に対して搬
送するロボット装置４０、工具を工作機械に対して交換
する待機位置とラックの間で搬送する工具シフタ６０、
オペレータが手動によって工具をラックに対して出し入
れする手動工具交換装置８０を備える。

【０００９】フレーム１０のラック装置２０の前面は、
アクリル透明板を有するカバー１２で覆われる。フレー
ム１０の上部もアクリル透明板を有するカバー１４で覆
われ、後部には配電盤１６等が配設される。工具Ｔを収
容するラック装置２０は、固定されたラックであって、
横方向から挿入される工具Ｔのフランジ部を保持する機
構を備える。工具搬送用のロボット装置４０は、図１の
Ｘ，Ｙ軸方向に移動して、ラック装置２０に対して工具
の搬送、搬出を行なう。

【００１０】工具シフタ６０は、図示しない工作機械に
対する自動工具交換（ＡＴＣ）位置Ｐ₁と工具ラック装
置２０の保持位置Ｐ₂の間で旋回動して、工作機械から
戻される工具Ｔをラックに送り、また、ラックに用意さ
れた新たな工具Ｔを工作機械へ送る。手動工具交換装置
８０は、旋回アーム８２を備え、オペレータが用意する
工具Ｔをロボット装置４０を利用してラック２０内に送
り込んだり、または、ラック２０内の工具をマガジンか
ら取り出す。

【００１１】工具ラック装置２０は、ベース２００に対
して複数本のラックユニット２１０を固定した構造を有
する。ラックユニット２１０は、左右に工具のフランジ
部を把持するグリッパ２１２を有する長尺の部材であっ
て、間隙Ｇ₁，Ｇ₂を設けてベース２００に対して取り付
けられる。この間隙Ｇ₁，Ｇ₂の間に工具を把持したロボ
ットユニットのヘッドが昇降して特定された位置のグリ
ッパに対して工具の搬入、搬出を行なう。間隙Ｇ₁を有
するラックユニット列Ｌ₁は、標準径のツールを収納す
るためのラックユニット列である。間隙Ｇ₁より大きな
寸法の間隙Ｇ₂を有するラックユニット列Ｌ₂は、大径の
ツールを収納するためのラックユニット列である。

【００１２】図６は、ラックユニット２１０の詳細を示
し、工具Ｔのフランジ部はラックユニット２１０のグリ
ッパ２１２に対して矢印Ａ方向に挿入される。グリッパ
２１２の入口部には、スプリングで押圧されるピン２１
４が設けてあり、挿入された工具を保持し、脱落を防止
する。

【００１３】図７は、シフタ６０の作用を示すもので、
シフタ６０は旋回軸６１を中心として９０度旋回動する
アーム６２を備え、工作機械から戻される工具をＡＴＣ
位置Ｐ₁で受け取り、ラックユニット２１０の最上部の
グリッパへ挿入する。このグリッパの位置Ｐ₂は、工具
搬送用のロボット装置４０に対して工具Ｔを受け渡す位
置となる。

【００１４】図８は、ロボット装置４０の正面図、図９
は要部の拡大図、図１０は図９の左側面図、図１１は要
部の平面図である。ロボット装置４０は、工具マガジン
のフレーム１０上に配設されるレール５１０及び上部の
レール５１２を有し、レール５１０上をＸ軸に沿って走
行する走行サドル４１０を備え、サドル４１０はモータ
４１２により駆動される。走行サドル４１０は、マスト
５２０を有し、このマスト５２０のレール４２０に沿っ
てＹ軸方向に昇降するヘッドユニット４３０が配設され
る。

【００１５】ヘッドユニット４３０はモータ４３２を備
え、マスト５２０に沿って昇降するヘッドユニット４３
０は、駆動シリンダ４４２を有し、ヘッド４４０を軸線
に沿って進退する。ヘッド４４０に取り付けられたポッ
ト４４４は、前進位置において、工具Ｔのシャンク部Ｔ
₁に嵌合する。この状態でロボット装置４０をＸ軸方向
に移動することによって、ラックのグリッパに把持され
ている工具Ｔをグリッパから取り外す。

【００１６】工具を把持したロボット装置４０は、ヘッ
ドユニット４３０をＹ軸に沿ってマスト５２０の最上部
まで上昇させる。この位置にあっては、ヘッドユニット
４３０に把持された工具は、ラックユニット２１０より
上方へ移動し、ラックユニットと干渉しない。ヘッドユ
ニット４３０を最上部に停止させた状態で、サドル４１
０をＸ軸方向に移動させる。サドル４１０のＸ軸方向の
停止位置は、ラックユニット列の間隔Ｇ₁，Ｇ₂の中心位
置となる。

【００１７】サドル４１０の位置決めが完了すると、ヘ
ッドユニット４３０をＹ軸上で降下させる。ヘッドユニ
ット４３０のＹ軸上の位置は、工具を把持したヘッド４
４０の軸線が、対象となるグリッパの中心に一致する位
置となる。この状態からサドル４１０をＸ軸に沿って移
動させて、工具のフランジ部をラックのグリッパへ挿入
する。挿入が完了した後に、ヘッド４４０を後退させ
て、ポット４４４を工具のシャンク部Ｔ₁より引き抜
く。引き抜いた位置にあっては、ポット４４４の先端位
置と工具のシャンク部Ｔ₁の後端位置とは間隙を有す
る。

【００１８】しかしながら、ヘッドユニット４３０は、
Ｘ軸とＹ軸に沿って同時に移動することができる。した
がって、目的の工具が収容されているラックのグリッパ
位置まで最短経路に沿って最短時間内で移動することが
できる。尚、上記実施形態では、フレーム１０のラック
装置２０の前面または上部は、それぞれアクリル透明板
のカバー１２，１４で覆われた例で説明しているが、カ
バーであれば金網またはガラス等にも適用できる。

【００１９】

【発明の効果】本発明は以上のように、工作機械に対し
て工具交換装置を介して供給される交換用の工具を収納
するための工具マガジンにおいて、固定式の工具ラック
を備えたので、装置は簡素化される。ラックの配列ピッ
チを工具の径寸法に合わせて最小限に設定できるので、
フロアスペースを減縮し、また、工具を搬送するロボッ
トの走行時間も短縮することができる。

【００２０】ラックは、工具のフランジ部を横方向から
把持するグリッパを備える。このラック列を収納する工
具の本数に応じて自由に増減することができる。ロボッ
ト装置のヘッドは、ラックに収納された工具のシャンク
に対して軸方向にアクセスして、先端に取り付けたポッ
トで工具を把持する。工具を把持しない状態にあって
は、ロボット装置はラックの任意の位置まで直線的に移
動することが可能であって、走行時間は短縮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工具マガジンの正面図。

【図２】本発明の工具マガジンの平面図。

【図３】本発明の工具マガジンの右側面図。

【図４】本発明の工具マガジンの左側面図。

【図５】ラック装置の正面図。

【図６】ラック装置の拡大図。

【図７】ラック装置の平面図。

【図８】ラック装置の側面図。

【図９】ロボット装置の側面図。

【図１０】ロボット装置の側面図。

【図１１】ロボット装置の側面図。

【符号の説明】

１ 工具マガジン １０ フレーム ２０ ラック装置 ４０ ロボット装置 ６０ シフタ ６２ アーム ８０ 手動工具交換装置 ２１０ ラックユニット ２１２ グリッパ ４１０ 走行サドル ４２０ レール ４３０ ヘッドユニット ４４０ ヘッド ５２０ マスト Ｔ 工具

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械に装備される交換用の工具を収
   納する工具マガジンであって、 フレームと、フレーム上に立設される固定式のラック装
   置と、工具を把持してラック装置の各収納位置に搬送す
   るロボット装置と、ラック装置と工具自動交換位置との
   間で工具を搬送する旋回アームを有するシフタを備え、 ラック装置は、工具を把持したロボット装置のヘッドが
   通過する間隔を有して一定のピッチで立設される複数の
   ラックユニット列を備え、 ラックユニットは、工具のフランジ部が工具の軸線に直
   交する方向に着脱されるグリッパを備える工具マガジ
   ン。
2. 【請求項２】 ラックユニット列の配列ピッチは、収納
   する工具の径寸法に対応して設定される請求項１記載の
   工具マガジン。
3. 【請求項３】 標準径寸法を有する工具を収納するラッ
   クユニット列と、大径寸法を有する工具を収納するラッ
   ク列とを分離し、それぞれのラックユニット列は必要最
   小限の配列ピッチで配設される請求項１記載の工具マガ
   ジン。
4. 【請求項４】 ロボット装置は、ラック装置に収容され
   た工具に対して工具の軸方向に進退するヘッドと、ヘッ
   ドの先端に設けられるポットを備え、ヘッドの前進位置
   においてポットが工具のシャンクを把持・解放する請求
   項１記載の工具マガジン。
5. 【請求項５】 ロボット装置は、ヘッドが工具を把持し
   ない状態にあっては、ラック装置の任意の位置に直線的
   に移動可能である請求項１記載の工具マガジン。