JPS6150741A - 工具取替装置を備えた加工装置 - 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、加工する工作物の変更に伴って複数の工作機
械に設けられた各工具マガジン内の工具を取替えるよう
にした工具取替システムに関するものである。

〈従来の技術〉 自動工具交換機能を備えた複数の工作機械と、これら工
作機械にパレットを搬送するパレット搬送装置とによっ
て構成してなるＦＭＳにおいては、多Ｍ類の工作物を加
工する場合、それら工作物を加工するに必要な工具本数
がきわめて多くなる。

ところが各工作機械の工具マガジンに収納できる工具の
本数には限りがあるため、これの対応として従来におい
ては、工具マガジン自体を予備の工具マガジンと交換で
きるようにしたり、あるいはロボットを搭載した工具搬
送台車を用いて工具マガジン内の工具を一本づつ取替え
るようにしている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記したマガジン交換方式においては、
予備マガジンの収納スペースが大きくなるとともに、高
価なものとなる問題があり、また上記した工具搬送台車
方式においては、複数の工作機械を受は持たなければな
らないことから、工具の取替えに時間がかかり、システ
ムの稼働率が低下する問題があり、何れの方式において
も充分な効果を発揮していないのが実状である。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は上記した従来の問題点を解決するためになされ
たもので、第１図はその全体構成を示し、−パレット搬
送路１０に沿って自動工具交換装五付の複数の工作機械
ＭＴＩ〜ＭＴ３が配設されている。これら工作機械ＭＴ
Ｉ〜ＭＴ３の各工具マガジンＴＭＩ〜ＴＭ３には工作機
械ＭＴＩ〜ＭＴ３に搬入されるパレット上の工作物を加
工するに必要な工具がそれぞれ貯蔵されている。また工
作機械ＭＴＩ〜ＭＴ３に沿って工具プール２０が配設さ
れ、この工具プール２０には複数種類の工作物の加工に
必要な多数の工具がプールされ、これら工具は前記各工
作機械ＭＴＩ〜ＭＴ３に対応する工具取替位置Ｐ１〜Ｐ
３に割出し可能となっている。各工作機械ＭＴＩ〜ＭＴ
３の各工具マガジンＴＭＩ〜ＴＭ３に貯蔵された工具は
、工具プール２０の各工具取替位置Ｐ１〜Ｐ３に対応す
る工具取替位置に割出し可能となっており、これら工具
マガジンＴＭＩ〜ＴＭ３と工具プール２０との各間には
、それら両工具取替位置の間で工具を取替える工具取替
装置２３が設けられている。

〈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１図において、１０は搬送台車１）によって工作物を
取付けたパレットＰが１）！！送される搬送路を示し、
この搬送路１０に沿って複数の数値制御工作機械ＭＴＩ
〜ＭＴ３が配設されている。各工作機械ＭＴＩ〜ＭＴ３
にはチェーン式の工具マガジンＴＭ　１−ＴＭ　３が垂
直面内で割出し可能に備えられ、これら工具マガジンＴ
ＭＩ〜ＴＭ３に設ケられた複数の工具ソケットに工具が
横向きに収納されている。これら工具ソケットに収納さ
れた工具は工具交換位置に順次割出されるようになって
おり、所要の工具が図略の工具交換装置により工具ソケ
ットより引き出されて主軸頭に軸承された主軸に装着さ
れる。前記各工作機械ＭＴＩ〜ＭＴ３にはバレッ＋−ｍ
人搬出装置ＰＣＩ〜ＰＣ３が備えられ、これらパレッＨ
ＩＱ人搬出装置ＰＣＩ〜ＰＣ３を介して加工すべきパレ
ッ）Ｐが搬送台車１）より工作機械内に搬入され、かつ
加工済のバレッ）Ｐが工作機械より搬送台車１）上に搬
出される。

前記各工作機械ＭＴＩ〜ＭＴ３に沿ってチェーン式の工
具プール２０が水平面内で割出し可能に配設され、この
工具プール２０に設けられた多数の工具ソケット２１に
多種類の工作物の加工に必要な工具が上向きに保持され
ている。かかる工具プール２０には前記工作機械の各工
具マガジンＴＭ１〜ＴＭ３に対応して複数の工具取替位
置Ｐ１〜Ｐ３が定められ、これら工具取替位置Ｐ１〜Ｐ
３に所要の工具を保持した工具ソケット２１が割出され
るようになっている。

前記工作機械ＭＴＩ〜ＭＴ３の工具マガジンＴＭ１〜Ｔ
Ｍ３と工具プール２０の工具取替位置Ｐ１〜Ｐ３との間
には工具取替装置２３がそれぞれ配設されている。以下
この工具取替装置２３の構成について説明する。

第２図および第３図において、前記各工具マガジンＴＭ
Ｉ〜ＴＭ３は、垂直のマガジンベース２５に配設された
上下２段の工具マガジンＴＭＩＩ。

Ｔ’Ｍ１２にて構成されており、これら工具マガジンＴ
ＭＩ　１．ＴＭＩ　２に工具Ｔを横向きに収納した複数
の工具ソケッ）２６．２７が垂直面内で割出し可能に保
持されている。各工具マガジンＴＭ１）、ＴＭＩ２には
、一種類の工作物を加工するに必要な工具本数が収納さ
れており、常に何れか一万の工具マガジンＴＭＩＩもし
くは７Ｍ１２内の工具を使用して工作機械に搬入された
工作物を加工するようになっている。なお、工具マガジ
ンＴＭＩ　ｌ、ＴＭＩ　２の各工具ソケット２６．２７
は前記工具プール２０側に対応する工具取替位置ｐＨ，
ＰＩ３に割出し可能となっている。

前記マガジンベース２５の側方に配設された固定ベース
３０にはスライダ３１が上下動可能に装架され、このス
ライダ３１に工具Ｔを着脱可能に装着する工具ポット３
２が、前記工具プール２０の工具ソケット２１に平行な
姿勢と工具マガジンの工具ソケッ１−２６．２７に平行
な姿勢との間で９０’ｉ回可能に支持されている。しか
してスライダ３１は前記２つの工具取替位置ｐＨ，ＰＩ
３にそれぞれ対応する位置ならびに下降端位置の３位置
に位置決め可能となっている。また前記固定ヘース３０
には、シフト台３３が前記スライダ３１と工具取替位置
ｐＨ，ＰＩ３との間で上下動可能に装架され、このシフ
ト台３３に両端部に把持爪を備えた第１アーム３４が旋
回かつ軸方向進退可能に支持されている。シフト台３３
は第１アーム３４が各工具取出位置ｐＨ，Ｐ１２に対応
する２位置に位置決め可能となっており、第１アーム３
４によって前記工具ボット３２と工具取替位置ｐＨ，Ｐ
Ｉ３との各間で工具を同時に交換できるようになってい
る。

さらに前記工具プール２０の工具取替位置Ｐ１〜Ｐ３に
対応して支持ベース４０が配設され、この支持ベース４
０に可動台４１が工具取替位置Ｐ１〜Ｐ３と前記スライ
ダ３１との各間で移動可能に装架されている。可動台４
１には両端部に把持爪を備えた第２アーム４２が水平面
内で旋回可能かつ上下動可能に支持され、この第２アー
ム４２によって前記工具ポンド３２と工具取替位置Ｐ１
〜Ｐ３との間で工具を移し替えるようになっている。

第４図は制御回路を示すもので、中央処理装置５０は前
記工作機械ＭＴＩ〜ＭＴ３に接続された数値制御装置Ｎ
ＣＩ〜ＮＣ３に加工すべき工作物の種類に応じた数値制
御データを転送する処理と、工具の取替えを制御するた
めの処理を行うもので、ある。かかる中央処理装置５０
にはディスク装置５１が接続され、このディスク装置５
１に各工作機械ＭＴＩ〜ＭＴ３において複数種類の工作
物（ＷＡ−ＷＥ）を加工するための数！面制御データが
記憶されている。

また前記中央処理装面５０には、インタフェイス５２を
介して工具プール割出制御装置５３、工具取替制御装置
５４および工具マガジン割出制御装置５５が接続されて
いる。工具プール割出制御装置５３は指令された工具を
工具取替位置Ｐ１〜Ｐ３に割出すものであり、また工具
マガジン割出制御装置５５は、各工作機械ＭＴ　１−Ｍ
Ｔ　３の上下２段の工具マガジンのうち使用していない
側の工具を工具取替位置ｐＨ，ＰＩ３に割出すものであ
る。また工具取替制御装置５４は工具マガジンと工具プ
ール２０との間で工具を取替えるために上記した構成の
工具取替装置２３を制御するものである。

前記中央処理装置５０のコアメモリには、各工作機械Ｍ
ＴＩ〜ＭＴ３の２段式１具マガジンに収納されている工
具を、その工具番号と工具が収納されているソケット番
号との対応によって記憶する工具マガジンテーブルＴＭ
ＴＩ、ＴＭＴ２と、工作物の加工に使用される工具の番
号を工作物の種類毎に記憶する使用工具テーブルＵＴＴ
と、工具ブール２０に収納されている工具を、その工具
の番号とそれが収納されている工具ソケット２１の番号
との対応によって記憶する工具プールテーブルＴＰＴと
が形成されている。

次に上記構成の制御回路の動作について説明する。前記
中央処理装置５０は、各工作機械ＭＴＩ〜ＭＴ３に搬入
される工作物が同種工作物の最初のものであるかどうか
を判別し、最初の工作物であると判別した場合には、そ
の工作物の種類に応じた数値制御データをディスク装置
５１よりサーチして続出し、コアメモリのバッファエリ
アに転送する。しかして前記数値制御データに基づいて
各工作機械ＭＴＩ〜ＭＴ３の上下２段の工具マガジンの
一方に貯蔵された工具が順次主軸に装着され、工作物の
加工が開始される。

かかる工作物の加工の間に、他方の工具マガジンに貯蔵
された工具を次に予定された工作物の加工に必要な工具
に取替える処理が行われる。

すなわち、中央処理装置５０より工具取替指令が発せら
れると、まず工作機ｔ４ＭＴ１において次に予定された
工作物（これをＷＢとする）の加工に使用される工具が
使用工具テーブルＵＴＴのＷｓ−ＭＴ１ｆｔ＊Ｉより読
出される。次いで読出された工具が収納されているソケ
ット番号を工具プールテーブルＴＰＴよりサーチし、該
当する工具ソケット２１を工作機械ＭＴＩに対応する工
具取替位置Ｐ１に割出すべく工具プール割出制御装置５
３が制御される。これと同時に、前の工作物の加工に使
用した使用済の工具を貯蔵する工作機械ＭＴ１の一方の
工具マガジン（これを７Ｍ１２とする）の最初のソケッ
ト番号（ｎ＋１）の工具ソケッ−ト２７を工具取替位置
Ｐ１２に割出すべく工具マガジン割出制御装置５５が制
御される。

次いで工具取替制御装置５４が制御され、工具プール２
０および工具マガジンＴＭ１２の各工具取替位置ＰＩ、
Ｐ１２に割出された工具を後述するように工具取替装置
２３によって取替える。しかして工具ブール２０と工具
マガジンＴＭ１２との間で工具が取替えられる毎に、中
央処理装置５０のメモリに記憶されている工具プールテ
ーブルＴＰＴおよび工具マガジンテーブルＴＭＴ２の内
容が逐次書き替えられる。

かかる工具取替装置２３による工具の取替えは、例えば
工作機械ＭＴＩの工具マガジンＴＭ１２と工具プール２
０との間で工具を取替えるものとすると、工具マガジン
ＴＭ１２の最初のソケット番号（ｎ＋１）に収納された
工具を工具取替位置Ｐ１２に割出すとともに、工具プー
ル２０にプールされた工具のうち工作物機械ＭＴＩおい
て次に予定された工作物の加工に使用する工具を収納し
た工具ソケット２１を工具取替位置Ｐ１に割出す動作か
ら開始される。

前記工具マガジンＴＭ１２の工具取替位ＩＰ１２に最初
のソケット番号に収納された工具が割出されると、第１
アーム３４が旋回されて一方の把持爪にて工具を把持し
、次いで第１アーム３４が軸方向に前進されて工具が工
具ソケット２７より離脱され、しかる状態で第１アーム
３４が１８０゜旋回されるとともに、軸方向に後退され
、所定位置に待機せる工具ボット３２に工具が装着され
る。

しかる後第１アーム３４が時計まわりに旋回されて原位
置に復帰する。続いてスライダ３１が下降されるととも
に、工具ボット３２が工具を上向きに姿勢変更すべ（９
０°旋回される。

一方、工具ブール２０の工具取替位置Ｐ１に所要の工具
を収納した工具ソケット２１が割出されると、可動台４
１が第２図の左方向に移動されて第２アーム４２の一方
の把持爪に工具取替位置Ｐ１に割出された工具が把持さ
れ、次いで第２アーム４２が上昇されて工具が工具ソケ
ット２１より離脱される。しかる状態で第２アーム４２
が１８０°旋回されるとともに、下降され、第２アーム
４２の他方の把持爪に把持された工具が工具ソケット２
１に収納される。しかしながら、最初の工具取替動作の
場合には第２アーム４２の他方の把持爪に工具が把持さ
れていないため空動作となる。

その後可動台４１が第２図の右方向に移動されて原位置
に復帰されるとともに、第２アーム４２が１８０°旋回
される。

前記スライダ３１が下降端に位置決めされると、前記可
動台４１が右方向に移動されて第２アーム４２の他方の
把持爪にて工具ボット３２に挿着された工具を把持する
。続いて第２アーム４２が上昇されて工具が工具ボット
３２より離脱され、しかる状態で第２アーム４２が１８
０°旋回されるとともに、下降される。これにより工具
プール２０より取出された工具が工具ボット３２に挿着
されるとともに、工具マガジンＴＭ１２より取出された
工具が第２アーム４２の把持爪に担持される。

その後可動台４１が左方向に移動され、工具ポンド３２
に挿着された工具より把持爪が離脱される。

続いてスライダ３１が上昇されるとともに、工具ボット
３２が工具を横向きに姿勢変換すべく９０゜旋回される
。スライダ３１が工具を取替えるべき工具マガジンＴＭ
１２に対応する位置に位置決めされると、前述したと同
様に第１アーム３４が作動され、工具取替位置ＰＬ２に
割出された２番目のソケット番号に収納された工具と、
工具ポット３２に収納された工具とが同時交換される。

これにより次の加工に使用する最初の工具が工具プール
２０より工具マガジンＴＭ１２に移し替えｊられる。

一方、前述したように可動台４１が原位萱に復帰される
と、第２アーム４２が１８０°旋回され、可動台４１が
再び第２図の左方向に移動されて工具プール２０の工具
取替位置Ｐ１に割出された次の工作物の加工に使用する
２番目の工具が把持される。しかる後前述したと同様に
第２アーム４２が上昇、１８０°旋回および下降され、
工具マガジンＴＭ１２より取出された工具が工具ソケッ
ト２１に挿着されるとともに、当該工具ソケット２１よ
取出された工具が第２アーム４２の把持爪に担持される
。

このようにして工作１械ＭＴ１において次に予定された
工作物の加工に使用される工具が工具取替位置Ｐ１に順
次割出されて工具マガジンＴＭＩ２の工具と取替えられ
、この工具の取替に伴って工具マガジンテーブルＴＭＴ
２および工具プールテーブルＴＰＴの対称表が逐次書き
替えられる。

工作機械ＭＴＩに対する工具の取替えが完了すると引続
いて工作機械ＭＴ２において次に予定された工作物の加
工に使用される工具を工作１ｔｉ！ＭＴ２に対応する工
具取替位置Ｐ２に割出すべく工具プール２０が制御され
、前述したと同様な動作により工作機械ＭＴ２の一方の
工具マガジンとの間で工具の取替えが行われる。

上記実施例においては、各工作機械ＭＴ　１−ＭＴ３の
工具マガジンを２段に構成し、一方の工具マガジンを用
いて工作物の加工を行っている間に、他方の工具マガジ
ンの工具を次の工作物の加工に必要な工具に取替えるよ
うになっているため、工作物の変更に伴う工具の取替え
のために工作機械を停止させる必要がない利点がある。

しかしながら、工具マガジンを２段とする構成は本発明
にとって必ずしも必要な要件ではなく、ある種類の工作
物の加工が終了した後に複数の工作機械ＭＴＩ〜ＭＴ３
の各工具マガジンの工具を取替えるようにすることもで
きる。この場合、工具プール２０の複数の工具取替位置
Ｐ１〜Ｐ３に各工具マガジンに移し替えるべき工具を交
互に割　　ｌ出すことによって、各工作機械ＭＴＩ〜Ｍ
Ｔ３に対する工具の取替えを同時並行して行うことがで
き、複数の工作機械に対する工具の取替時間を短縮でき
るものである。

また上記実施例においては、２つのアーム３４゜４２を
含む工具取替装置２３によって工具プールと工具マガジ
ンとの間で工具を取替える例について説明したが、この
工具取替装置はロボットによって構成することもできる
ものである。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明は、複数の工作機械に沿って工
具プールを配設し、この工具プールに複数種類の工作物
の加工に必要な工具をプールし、加工すべき工作物が変
更される際に、前記工作機械の各工具マガジンと工具プ
ールとの各間で工具を取替えるようになっているので、
複数の工作機械に対する工具の取替えを効率的に行うこ
とができ、工作物の変更による工具の取替えのためにシ
ステムの稼働率を低下させない効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は加工シス
テムの櫃要を示す平面図、第２図は取替システムを示す
第１図の■矢視図、第３図は第２図の平面図、第４図は
制御回路を示す図、第５図。 第６図および第７図は第４図の中央処理装置に設けられ
たデータテーブルを示す図である。 １０・・・パレット１）１）送路、１）・・・搬送台車
、ＭＴＩ〜ＭＴ３・・・工作機械、ＴＭＩ〜ＴＭ３・・
・工具マガジン、２０・・・工具プール、２３・・・工
具取替装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）工具マガジンを備えた複数の工作機械と、これら
   工作機械にパレットを搬送するパレット搬送装置を備え
   た加工システムにおいて、前記工作機械に沿って多種類
   の工作物の加工に必要な工具をプールする工具プールを
   配設し、この工具プールにプールされた所要の工具を前
   記各工作機械に対応する工具取替位置に割出す工具プー
   ル割出制御手段を設け、また前記各工作機械の工具マガ
   ジンに貯蔵された使用済の工具を前記各工具取替位置に
   それぞれ対応する工具取替位置に割出す工具マガジン割
   出制御手段を設け、これら工具マガジンと工具プールの
   両工具取替位置の間で工具を取替える工具取替制御手段
   を設けてなる工具取替システム。
2. （２）前記複数の工作機械の各工具マガジンは、異なる
   種類の工作物の加工に必要な複数の工具をそれぞれ貯蔵
   する２段の工具マガジンにて構成され、一方の工具マガ
   ジンを用いて工作機械に搬入された工作物を加工してい
   る間に、他方の工具マガジンの工具を工具プールにプー
   ルされている次に予定された工作物の加工に必要な工具
   と取替えるようにしてなる特許請求の範囲第１項に記載
   の工具取替システム。