JPS59201740A - 自動工具交換方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、工具貯蔵マガジン内に主工具とこれに対応す
る予備工具とを貯蔵し、主工具が寿命となった場合には
前記主工具に替えて予備工具を主軸に装着するようにし
た自動工具交換方法に関するものである。

〈従来技術〉 一般に予備工具交換の機能を備えた工作機械においては
、主工具が寿命となって予備工具が使用されるようにな
った後で、寿命となった主工具を新しい工具と取替えて
予備工具が寿命になった場合でも加工を継続できるよう
にする必要がある。

しかしながら、従来のものでは、寿命となちた工具を工
具貯蔵マガジン内の特定の位置に集める機能が全くなか
ったため、寿命となった主工具が工具貯蔵マガジン内の
どの位置にあるかを工具の形状等を見て捜す必要があり
、工具の取替え作業が面倒な問題があった。

〈発明の目的〉 そこで本発明は、寿命となった主工具が予備工具の貯蔵
されていた工具保持位置等の特定の位置へ移送されるよ
うにし、寿命工具の判別と取替えが極めて容易に行なえ
るようにすることを目的とするものである。

〈発明の構成〉 第１図は本発明を明示するためのフローチャートである
。ステップ（１）において予備工具を工具貯蔵マガジン
から取出して主軸に装着した後、ステップ（２）におい
て寿命となった工具を工具交換位置ＰＣに割出し、ステ
ップ（３）において工具移送装置を用いて工具貯蔵マガ
ジンから取出す。そして、これに続（ステップ（４）に
おいて予備工具の取出された工具保持位置を工具交換位
置ＰＣに割出し、ステップ（５）にてこの保持位置に寿
命工具を装着する。これにより寿命となった工具は自動
的に予備工具の保持位置等定められた位置に移送される
。

〈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２図において、１０は外縁部に複数の工具ソケットＳ
を備えた工具貯蔵マガジン、１１はコラム上に案内支持
された主軸台１２に軸承された主軸であり、工具交換装
置１３は、前記工具貯蔵マガジン１０内の工具交換位置
ＰＣに割出された工具ソケット内の工具Ｔと主軸１１の
工具Ｔとの交換を行う。

工具貯蔵マガジン１０はコラムの側面に取付けられてい
るため、工具貯蔵マガジン１０と主軸台１２の中間位置
において鉛直軸線回りで旋回可能に支持された旋回台２
０上に工具交換アーム２１が取付けられている。　　　
　　　　　　　　そして、前記工具貯蔵マガジン１０は
マガジン駆動装置２２によって回転されるようになって
おり、工具交換アーム２１の旋回と進退運動および旋回
台２０の旋回運動は、旋回台２０および主軸１１内に内
蔵された駆動装置２３によってイ」与されるようになっ
ている。

一方、５０はマイクロコンピュータ等によって構成され
た工具交換制御装置本体であり、インクフェイスＩＦＩ
を介して数値制御装置５】と接続されるとともに、駆動
装置２２．２３に接続されている。

また、この工具交換制御装置本体５ｏには書替えの可能
な不揮発性のメモリ５３が接続されており、このメモリ
５３には工具貯蔵マガジンｌｏ内に貯蔵されている工具
Ｔの番号を記憶する工具マガジンテーブルＴＭＴと、工
具使用時間等の工具情報を各工具毎に記憶する工具情報
テーブルＴＩＴとが形成されている他、主軸工具番号エ
リアＵＴＮＡ、要求工具番号エリアＤＴＮＡ、現在工具
番号エリアＣ、Ｔ　Ｎ　Ａ等が形成されている。

工具マガジンテーブルＴＭＴは第３図に示されているよ
うに、工具貯蔵マガジン１０に貯蔵されている工具１゛
の番号をそれぞれの工具Ｔが貯蔵されているソケット番
号と対応して書込むもので、データ書込装置５５によっ
て予め工具番号の書込みが行われている。また、工具情
報テーブルＴＩＴには第４図に示されているように、工
具寿命時間Ｌｎ、工具使用時間Ｕｎ、予備工具番号、工
具長補正データＩ−Ｉ　ｎ等が各工具毎に記憶されてい
る。

本実施例では、工具貯蔵マガジン１ｏ内の１３番と１４
番の工具ソケットＳが予備工具ＳＴの収納位置に指定さ
れており、第７図に示されるように、一番早く寿命とな
るＴＯＩとＴＯ５に対応した予備工具Ｔ２１とＴ２５が
収納されている。

今、数値制御装置５１から工具の選択を指令するＴコー
ドのデータが出力さると、工具交換制御装置本体５０は
回路のメインルーチンにてこれを判別し、第５図に示す
処理ルーチンを実行する。

この処理ルーチンが実行されると、要求された工具が寿
命に達しているか否かを工具情報テーブルＴＩＴを参照
して判別しく６０）、寿命に達していない場合には、そ
の指定された工具を工具交換位置ｐｃに割出し、工具交
換を指令するＭＯ６のコードが数値制御装置５１より送
出された時点で主軸１１上の工具Ｔと交換し、主軸１１
に装着されていた工具Ｔをその工具Ｔの元の保持位置に
戻す処理を行う（６３）〜（６６）。

一方、指定された工具が寿命に達していると判定した場
合には、指定された工具Ｔに対応する予備工具Ｓ′Ｆを
工具情報テーブルＴＩＴを参照して検索するとともに（
６７）、この検索された予備工具ＳＴの保持位置を工具
マガジンテーブルＴＭＴを参照して検索しく６８）、こ
の後、この検索された予備工具ＳＴを工具交換位置ＰＣ
に割出す（７０）。そして、この後、工具交換を指令す
るＭＯ６のコードが数値制御装置５１より与えられると
、この工具交換位置ＰＣに割出された予備工具Ｓ′Ｆを
取り出して（７２）、主軸１１に装着されている工具Ｔ
と交換しく７３）、主軸１１に装着されていた工具Ｔを
もとの工具ソケットＳに返却する（７５）。

さらに、上記のような予備工具ＳＴの交換動作が行われ
た場合には、上記の動作に続き、寿命となった工其Ｔを
予備工具ＳＴの収納されていた工具ソケソ）Ｓへ移送す
る処理が行われる（７６）〜（８０）。

すなわち、寿命となった工具Ｔの保持されている工具ソ
ケットＳを工具マガジンテーブルＴＭＴを参照して認別
した後、その工具ソケットＳを工具交換位置ｐｃに割出
し、この割出した工具ソケットＳから工具Ｔを取出す（
７６）、（７７）。

この後、予備工具ＳＴが取出され空となっている工具ソ
ケットＳを工具交換位置ＰＣへ割出して、取出した工具
Ｔを予備工具ＳＴの入っていた工具ソケットＳへ入れる
（７８）、（８０）。

例えば、工具ＴＯＩが寿命と判断されて、この工具ＴＯ
Ｉの予備工具ＳＴである工具Ｔ２１が主軸１１に装着さ
れた場合には、上記の動作により、工具Ｔ２１が主軸１
１に装着された後で、１番の工具ソケットＳに装着され
ている工具ＴＯＩが工具Ｔ２１の保持されていた１３番
のソケットに移送されることになる。

このような寿命工具の移送処理を行う過程において、工
具交換制御装置本体５０は工具Ｔの移送に応じて工具番
号の書替えを行う。上記の動作の完了後においては第６
図（ａ）に示されるように、工具ＴＯＩの入っていた１
番の工具ソケットＳに対応する記憶位置には工具が入っ
ていないことを表す空情報＄が、工具ＴＯＩが移送され
た１３番の工具ソケソｌ−Ｓに対応する記憶位置には工
具Ｔ。

１の番号が、主軸工具番号エリアＵＴＮＡには予備工具
Ｔ２１の番号が書込まれている。

この状態で工具交換制御装置本体５０は、第６図（１）
ｌに示されるように１３番の工具ソケットＳに対応する
記憶位置に記憶されている工具番号Ｔ０１と、主軸工具
番号エリアＵＴＮＡに記憶されている工具番号Ｔ２１を
入替える処理を行うとともに（８１）、工具情報テーブ
ルＴＴＴの工具Ｔ０１に関する工具情報と、予備工具Ｔ
２１に関する工具情報を入替える処理を行う。

ごの処理により、工具交換制御装置本体５０丙において
は予備工具Ｔ２１は工具ＴＯＩとして扱われ、かつ工具
長補正のデータも入れ替えられているため正しい工具長
補正データが数値制御装置５１に伝達される。

また、工具ＴＯＩの使用時間も零となり、工具ＴＯＩに
関しては、加工開始と同し状態となる。

また、これに続いて工具ＴＯ５が寿命になった場合にも
、上記と同様の処理が行われ、工具ＴＯ５の予備工具Ｔ
２５が主軸１１に装着された後で、Ｔ２５の入った１４
番の工具ソケットＳに工具Ｔ０５が移送される。

第７図に示されているように、加工が開始されてから２
本の工具ＴＯＬＴＯ５が寿命となるような一定の時間Ｄ
Ｉが経過すると、１３番地と１４番地の工具ソケソＩ−
３に寿命工具ＴＯＩとＴ０５が移送されているため、作
業者は、この時点Ｐ１で工具貯蔵マガジン１０の手動に
よる割出操作により１３番地と１４番地の工具ソケット
Ｓを工具取替位置ＰＥへ順次割出してこれらの工具ソヶ
ソ）Ｓから寿命工具ＴＯＩ、ＴＯ５を取出し、この後、
時刻Ｐ２までの間に寿命に達する工具Ｔ０３、ＴＯ７の
予備工具Ｔ２３．Ｔ２７を１３番と１４番の工具ソケッ
トＳにそれぞれ装着し、データ入力装置５５により、そ
れに関する工具情報を入力する。

これにより、時刻Ｐ１からＰ２の間に工具ＴＯ３、ＴＯ
７が寿命となると、これに替えて１３番と１４番の工具
ソケットＳに装着されている予備工具Ｔ２１．Ｔ２７が
使用され、寿命となった工具ＴＯ３，ＴＯ７が１３番と
１４番の工具ソケットＳに移送されることになる。

以下、同様の処理が行われることにより、１３番と１４
番の２個の工具ソケソ）Ｓにより、多数の工具ソケソ１
〜Ｓに装着されている工具の予備工具を供給し、かつ寿
命工具を容易に識別して取出すことが可能となる。

また、−ｈ記実施例は、各工具の保持位置が変わること
のない固定番地方式の自動工具交換装置に本発明を適用
したものであるが、本発明はランダム戻し方式の自動工
具交換装置にも適用できるものである。

なお、上記実施例では、寿命工具を予備工具の保持位置
へ移送するようにしていたが、予備工具の保持位置とは
別に寿命工具を移送する特定の工具ソケソｈ　Ｓを用意
しておき、この特定の工具ソケットＳに寿命工具を移送
するようにしてもよい。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明においては、寿命となった主工
具を、特定の工具保持位置へ移送するようにしたので、
寿命となった工具が工具貯蔵マガジン上のどこにあるか
を捜す必要が全くなくなり、寿命工具の取替え作業を極
めて容易に行なえる利点がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明を明示するためのフローチャート、第２
図〜第７図は本発明の実施例を示すもので、第２図は工
具交換装置の概略図に制御回路を併記した図、第３図お
よび第４図は第２図のメモリ５３内に形成されているデ
ータテーブルを示す図、第５図は第２図における工具交
換制御装置本体５０の動作を示すフローチャート、第６
図（ａ）。 （ｂｌは工具の移送に併うデータテーブルの内容変化を
説明する図、第７図は各工具が寿命になるタイミングを
示す図である。 １０・・・工具貯蔵マガジン、１１・・・主軸、２０・
・・旋回台、２１・・・工具交換アーム、５０・・・工
具交換制御装置本体、５１・・・数値制御装置、５３・
・・メモリ、Ｓ１３．Ｓ１４・・・予備工具収納位置、
ＳＴ・・・予備工具、Ｔ・・・工具。 特許出願人 豊田工機株式会社 第１０ 第６図（ａ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）工具貯蔵マガジン内に主工具とこれに対応する予
   備工具とを貯蔵し、主工具が寿命となった場合には前記
   主工具に替えて予備工具を主軸に装着するようにした自
   動工具交換方法において、前記予備工具を前記工具貯蔵
   マガジン内の予め定められた予備工具保持位置に収納し
   ておくとともに、主工具の寿命が検知された場合には前
   記予備工具保持位置にある予備工具を主軸に装着すると
   ともに、寿命が検知された主工具を工具移送装置を用い
   て前記工具貯蔵マガジン上に定められた特定の寿命工具
   移送位置へ移し替えるようにしたことを特徴とする自動
   工具交換方法。
2. （２）前記寿命工具移送位置は前記予備工具が保持され
   る工具保持位置であることを特徴とする特許請求の範囲
   （１）項記載の自動工具交換方法。