JP2000061758A - 工具マガジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工具収納部に対する複数の工具の取り付け・
取り外しを自動的に行うことができる工具マガジンを提
供する。 【解決手段】 工具マガジン２における段取工具保持プ
レート８と収納プレート６との間の工具のやり取りは、
以下のようにして行われる。まず破線で示される動作
(1)で搬送ヘッド１２が移動して、ソケット３６は座標
Ｃ７Ｒ４すなわち最上段の工具セット部８ａに直進し、
動作(2)でソケット３６が前進して最上段の工具セット
部８ａにセットされている工具Ｔ１を把持し、右斜め上
のアプローチ点Ｃ７'Ｒ４'に移動する。続いて、搬送ヘ
ッド１２が上昇・右進・下降してアプローチ点Ｃ２'Ｒ
２'に到り、右斜め下方に移動して、座標Ｃ２Ｒ２で定
義される工具収納部６ａに工具Ｔ１を取付け、ソケット
３６が後退する。同様の動作を動作(10)まで繰り返すこ
とによって、工具Ｔ１〜Ｔ５が自動的に取付け・取り外
しされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、床面に対して垂
直な平面上に複数の工具収納部を有する工具マガジンに
関し、特に複数の工具収納部に対して複数の工具の出し
入れを自動的に行うための工具段取装置を備えた工具マ
ガジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】床面に対して垂直な平面上に複数の工具
収納部を有する工具マガジンは、狭い設置面積で多数の
工具を収容できることから広く用いられている。このよ
うな工具マガジンとしては、例えば、特開昭６１−５０
７４０号公報に記載された工具貯蔵供給装置がある。

【０００３】この工具貯蔵供給装置は、垂直に伸びた細
長いツールラックを左右方向に複数個並べて形成されて
いる。各ツールラックには、複数のツールポケット（工
具収納部）が、間隔を空けて上下方向に一列に並んで設
けられている。これによって、床面に対して垂直な平面
上に複数の工具収納部を有する工具マガジンとなってい
る。

【０００４】前記ツールポケットは、水平方向すなわち
前記平面に対して垂直な方向に開口している。また、こ
の工具貯蔵供給装置は、工具把持部を移動させるための
工具搬送機構を備えている。この工具把持部は、前記平
面に垂直な方向すなわちツールポケットに対して進退す
る方向に移動可能であるとともに、工具搬送機構によっ
て、前記平面に沿って左右方向および上下方向に移動可
能となっている。従って、工具把持部を左右及び上下方
向に移動させてＸ−Ｙ座標で定義される座標位置のツー
ルポケットの正面で停止させ、工具把持部を進退させる
ことによって、所望のツールポケットに新しい工具を取
り付け、あるいは不要になった工具を取り外すことがで
きる。

【０００５】ここで、この工具貯蔵供給装置において
は、複数のツールポケットのうちの一つがツール着脱ス
テーションとして使用される。すなわち、このツール着
脱ステーションに作業者が新しい工具をセットし、工具
搬送機構を作動させて工具把持部をツール着脱ステーシ
ョンまで移動させ、該工具を把持する。そして、工具把
持部を所望のツールポケットまで移動させて新しい工具
を取付ける。また、ツールポケットから取り外された不
要になった工具は、ツール着脱ステーションまで移送さ
れて、作業者によって取り出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の工具マガジンにおいては、新しい工具の取り付けお
よび不要になった工具の取り外しを行うには、工具一本
ごとに作業者がツール着脱ステーションで作業しなけれ
ばならない。従って、複数の工具の取り付けあるいは取
り外しを行う場合には、全ての工具についての作業が完
了するまで作業者は付きっきりで居なくてはならない。
このため、その間は別の作業を行うことができず、極め
て作業効率が悪かった。また、別の問題点として、作業
者がツール着脱ステーションで作業しているときに、工
具搬送機構の工具把持部が接近する危険性があった。

【０００７】そこで、本出願の請求項１乃至請求項５に
係る発明においては、工具収納部に対する複数の工具の
取り付け・取り外しを自動的に行うことができる工具マ
ガジンを提供することを目的とする。

【０００８】また、請求項２に係る発明においては、工
具ごとに任意の工具収納部を指定して複数の工具の取り
付け・取り外しを自動的に行うことができる工具マガジ
ンを提供することを目的とする。

【０００９】さらに、請求項３に係る発明においては、
工具が工具収納部に正しくない姿勢で取り付けられるの
を防止することができる工具マガジンを提供することを
目的とする。

【００１０】また、請求項４に係る発明においては、工
具マガジン内で作業中の作業者に工具搬送機構の工具把
持部（搬送ヘッド）が接近するのを確実に防止すること
ができる工具マガジンを提供することを目的とする。

【００１１】さらに、請求項５に係る発明においては、
工具搬送機構の搬送ヘッドが接近しているときに作業者
が工具マガジン内に立ち入るのを確実に防止することが
できる工具マガジンを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、上記の課題を解
決するために、請求項１に係る発明においては、複数の
工具収納部と、作業者が工具を取り付けおよび取り外し
できる複数の工具セット部を備えた工具段取装置と、前
記複数の工具収納部および前記複数の工具セット部に対
して工具を取り付けおよび取り外しできる搬送ヘッドを
備えた工具搬送機構と、前記工具セット部の番号と、工
具番号と、取り付け指令または取り外し指令のいずれか
とからなる段取情報を前記複数の工具セット部の各々に
ついて設定できる段取操作盤と、工具番号とその工具に
対応する工具収納部の座標とからなる収納部座標情報を
予め記憶している収納部座標情報記憶手段と、前記複数
の工具セット部について前記工具セット部の番号とその
番号に対応する座標とからなるセット部座標情報を予め
記憶しているセット部座標情報記憶手段と、前記段取情
報を記憶するメモリ手段とを備えた工具マガジン制御装
置とを有し、前記工具マガジン制御装置が、前記収納部
座標情報と前記セット部座標情報と前記段取情報とに基
づいて、前記工具搬送機構を制御して、前記工具セット
部に取付けられた工具を前記工具番号に対応した工具収
納部に搬送して取り付け、取り外すべき工具を前記工具
番号に対応した工具収納部から取り外して搬送し工具セ
ット部に取付けるという手順を記憶されている段取情報
の全部について繰り返すようにしたことを特徴とする工
具マガジンを創出した。

【００１３】この工具マガジンにおいては、まず、工具
段取装置の工具セット部に、工具収納部に取付ける一以
上の工具がセットされる。その後、段取操作盤を用い
て、工具セット部の番号と工具番号と取り付け指令また
は取り外し指令のいずれかとからなる複数の段取情報が
設定されると、工具マガジン制御装置による自動制御が
開始される。

【００１４】工具マガジン制御装置は、メモリ手段に記
憶されている段取情報から工具セット部の番号と工具番
号と取り付け指令か取り外し指令かを読み取る。そし
て、取り付け指令ならば、セット部座標情報記憶手段か
らその工具セット部の座標を読み取って、工具搬送機構
を制御してその工具セット部まで搬送ヘッドを移動させ
る。そして、搬送ヘッドで工具セット部から工具を取り
出して、収納部座標情報記憶手段からその工具に対応す
る工具収納部の座標を読み取る。そして、工具搬送機構
を制御してその工具収納部まで搬送ヘッドを移動させ、
その工具収納部に工具を取り付ける。

【００１５】一方、メモリ手段に記憶されている段取情
報が取り外し指令の場合には、工具マガジン制御装置
は、収納部座標情報記憶手段から工具番号に対応する工
具収納部の座標を読み取る。そして、工具搬送機構を制
御してその工具収納部まで搬送ヘッドを移動させ、その
工具収納部から工具を取り外す。そして、セット部座標
情報記憶手段から工具セット部の座標を読み取って、工
具搬送機構を制御してその工具セット部まで搬送ヘッド
を移動させ、その工具セット部に工具を取り付ける。

【００１６】このように、段取操作盤に設定された段取
情報の全部について処理が終了するまで、工具マガジン
制御装置による自動制御が繰り返される。このようにし
て、本発明の工具マガジンにおいては、工具収納部に対
する複数の工具の取り付け・取り外しを自動的に行うこ
とができる。これによって、作業者は、段取操作盤で複
数の段取情報を設定した後は、その場を離れて別の作業
をすることができるので、極めて作業効率が良くなる。

【００１７】また、請求項２に係る発明においては、複
数の工具収納部と、作業者が工具を取り付けおよび取り
外しできる複数の工具セット部を備えた工具段取装置
と、前記複数の工具収納部および前記複数の工具セット
部に対して工具を取り付けおよび取り外しできる搬送ヘ
ッドを備えた工具搬送機構と、前記工具セット部の番号
と、前記工具収納部のうちの一つを特定する番号と、取
り付け指令または取り外し指令のいずれかとからなる段
取情報を前記複数の工具セット部の各々について設定で
きる段取操作盤と、前記工具収納部を特定する番号とそ
の番号に対応する工具収納部の座標とからなる収納部座
標情報を予め記憶している収納部座標情報記憶手段と、
前記複数の工具セット部について前記工具セット部の番
号とその番号に対応する座標とからなるセット部座標情
報を予め記憶しているセット部座標情報記憶手段と、前
記段取情報を記憶するメモリ手段とを備えた工具マガジ
ン制御装置とを有し、前記工具マガジン制御装置が、前
記セット部座標情報と前記段取情報と前記収納部座標情
報とに基づいて、前記工具搬送機構を制御して、前記工
具セット部に取付けられた工具を前記収納部座標情報に
よって示される工具収納部に搬送して取り付け、取り外
すべき工具を前記収納部座標情報によって示される工具
収納部から取り外して搬送し工具セット部に取付けると
いう手順を記憶されている段取情報の全部について繰り
返すようにしたことを特徴とする工具マガジンを創出し
た。

【００１８】この工具マガジンにおいては、請求項１に
記載された発明における工具番号と工具収納部の座標と
の対応関係を予め記憶している収納部座標情報記憶手段
の代わりに、各工具収納部を特定する番号と工具収納部
の座標との対応関係を予め記憶している収納部座標情報
記憶手段を備えている。そして、段取操作盤において
は、工具セット部の番号と、工具収納部のうちの一つを
特定する番号と、取り付け指令または取り外し指令のい
ずれかとからなる段取情報が設定される。設定された段
取情報は、工具マガジン制御装置のメモリ手段に記憶さ
れる。従って、工具マガジン制御装置は、メモリ手段か
ら各工具セット部に対応した工具収納部を特定する番号
を読み出し、さらに収納部座標情報記憶手段からこの番
号に対応する工具収納部の座標を読み出して、工具搬送
機構と搬送ヘッドを制御して工具収納部への工具の出し
入れを実行する。

【００１９】ここで、作業者は、段取操作盤で設定を行
うごとに工具セット部に対応する工具収納部を任意に指
定することができる。従って、工具の収納場所を変更し
たい場合にも容易に対応することができる。このように
して、工具ごとに任意の工具収納部を指定して複数の工
具の取り付け・取り外しを自動的に行うことができる工
具マガジンが提供される。

【００２０】さらに、請求項３に係る発明においては、
請求項１または請求項２に記載された工具マガジンであ
って、前記複数の工具セット部に、作業者によって取付
けられる工具が正しく取付けられているか否かを判別す
る工具セット部センサを設け、この工具セット部センサ
によって工具が正しく取付けられていないと判別された
ときには、前記工具マガジン制御装置による前記工具搬
送機構の制御を中止するとともに警報を出力することを
特徴とする工具マガジンを創出した。

【００２１】この工具マガジンにおいては、工具段取装
置の工具セット部に工具セット部センサを設け、工具が
作業者によって正しく取付けられているか監視する。そ
して、工具が正しく取付けられていないときには、工具
搬送処理を中止して警報を出力する。これによって、作
業者は工具が正しくセットされていないことを知らされ
るので、工具を正しくセットし直して自動制御を再開す
る。従って、工具が正しく取付けられていないままで搬
送されて、工具収納部に正しくない姿勢で取付けられる
ことが未然に防止される。このようにして、工具が工具
収納部に正しくない姿勢で取り付けられるのを防止する
ことができる工具マガジンが提供される。

【００２２】また、請求項４に係る発明においては、請
求項１，請求項２または請求項３に記載された工具マガ
ジンであって、前記工具段取装置が前記複数の工具セッ
ト部を覆う開閉可能なカバー部材と、このカバー部材が
閉じているか否かを判別するカバー部材センサとを有
し、このカバー部材センサによって前記カバー部材が閉
じていないと判別されたときには、前記工具マガジン制
御装置による前記工具搬送機構の制御を中止するととも
に警報を出力することを特徴とする工具マガジンを創出
した。

【００２３】この工具マガジンにおいては、工具段取装
置の工具セット部が開閉可能なカバー部材で覆われてお
り、このカバー部材が閉じているかがカバー部材センサ
によって監視されている。そして、カバー部材が閉じて
いないと判別されたときは、工具搬送処理を中止し、警
報を出力する。これによって、作業者がカバー部材を開
けて工具セット部で作業をしているときに搬送ヘッドが
接近する危険が回避される。このようにして、工具マガ
ジン内で作業中の作業者に工具搬送機構の搬送ヘッドが
接近するのを確実に防止することができる。

【００２４】さらに、請求項５に係る発明においては、
請求項１，請求項２または請求項３に記載された工具マ
ガジンであって、前記工具段取装置が前記複数の工具セ
ット部を覆う開閉可能なカバー部材と、このカバー部材
が閉じているときにこのカバー部材を開けられないよう
にロックするロック機構とを有し、前記工具マガジン制
御装置は、前記工具搬送機構の前記搬送ヘッドが前記工
具段取装置に接近しているときは前記ロック機構をロッ
クさせ、前記搬送ヘッドが前記工具段取装置から離れて
いるときは前記ロック機構をロック解除させるように制
御することを特徴とする工具マガジンを創出した。

【００２５】この工具マガジンにおいては、工具段取装
置の工具セット部が開閉可能なカバー部材で覆われてお
り、このカバー部材が閉じているときにこのカバー部材
を開けられないようにロックするロック機構を備えてい
る。そして、搬送ヘッドが工具段取装置に接近している
ときには、工具マガジン制御装置によって、ロック機構
がロック状態になるように制御される。これによって、
カバー部材が開けられなくなり、作業者は搬送ヘッドが
接近している工具段取装置内に入ることができなくな
る。

【００２６】一方、搬送ヘッドが工具段取装置から離れ
ているときは、工具マガジン制御装置によって、ロック
機構がロック解除状態になるように制御される。これに
よって、作業者はカバー部材を開けることができ、搬送
ヘッドが離れた状態において工具段取装置内で作業する
ことができる。すなわち、このロック機構によって、作
業者は、搬送ヘッドが工具段取装置から離れているとき
しか工具マガジン内に立ち入ることができなくなり、作
業者の安全が確保される。このようにして、工具搬送機
構の搬送ヘッドが接近しているときに作業者が工具マガ
ジン内に立ち入るのを確実に防止することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】第１の実施形態 次に、本発明を具現化した第１の実施形態について、図
１乃至図１２を参照して説明する。まず、本実施形態の
工具マガジンを備えた自動工作機械の全体構成につい
て、図１を参照して説明する。図１は、工具マガジンの
第１の実施形態が用いられる自動工作機械の全体構成を
示す平面図である。

【００２８】参照符号１６が自動工作機械の本体であ
り、参照符号２が工具マガジンである。この工具マガジ
ン２は、上下方向すなわち紙面に垂直な方向に伸びた複
数の収納プレート６〜６を有している。各収納プレート
６〜６の左右には、上下方向に並んだ複数の工具収納部
が設けられており、これらの工具収納部に各種工具Ｔ〜
Ｔが収納される。

【００２９】工具マガジン２の左端には、工具段取装置
４が設けられている。この工具段取装置４も上下方向に
伸びた段取工具保持プレート８を有しており、段取工具
保持プレート８には上下方向に並んだ複数の工具セット
部が設けられている。この工具段取装置４は、想像線で
示されるように開閉が可能であり、作業者は工具段取装
置４を開いた状態で前記工具セット部に工具をセット
し、あるいは工具セット部から工具を取り外す。

【００３０】また、工具マガジン２の奥には工具搬送機
構１０が設けられており、この工具搬送機構１０によっ
て、搬送ヘッド１２が工具マガジン２内を左右方向およ
び上下方向に移動する。この搬送ヘッド１２によって、
各収納プレート６〜６と段取工具保持プレート８間で、
工具のやり取りが行われる。さらに、工具マガジン２の
右側に隣接して、中間搬送装置１４が設けられている。
自動工作機械１６の工具を交換する場合には、収納プレ
ート６の工具収納部から該当する工具が搬送ヘッド１２
で把持されて、工具搬送機構１０で中間搬送装置１４ま
で運ばれる。すると、図示しない自動工具交換装置（Ａ
ＴＣ）が作動して、中間搬送装置１４まで運ばれた工具
を自動工作機械１６の主軸１６ａに取付けられている工
具と交換する。

【００３１】自動工作機械１６やＡＴＣは、マシン制御
用ＣＮＣ装置１８によってコンピュータ制御される。一
方、工具マガジン２の工具搬送機構１０や工具段取装置
４は、マガジン制御用ＣＮＣ装置２０によってコンピュ
ータ制御される。従って、マガジン制御用ＣＮＣ装置２
０は、本発明における工具マガジン制御装置に相当す
る。

【００３２】次に、工具搬送機構１０の構造について、
図２を参照して説明する。図２は、図１のII-II線に沿
って見た工具搬送機構１０の構造を示す正面図である。
図２に示されるように、工具マガジン２の上下のマガジ
ンフレーム２ａ，２ｂには、工具マガジン２の左端から
右端まで伸びたガイドレール２２ａ，２２ｂがそれぞれ
固定されている。これらのガイドレール２２ａ，２２ｂ
には、上下方向に伸びた左右送りフレーム２４が、左右
方向にスライド可能に取付けられている。

【００３３】さらに、上下のマガジンフレーム２ａ，２
ｂには、工具マガジン２の左端から右端まで伸びたラッ
ク２６ａ，２６ｂがそれぞれ固定されている。左右送り
フレーム２４の上端および下端には、これらのラック２
６ａ，２６ｂと噛み合う同調ピニオン２８ａ，２８ｂが
それぞれ設けられている。また、左右送りフレーム２４
に搭載された電動モータ２９は、下部のラック２６ｂに
噛み合う駆動ピニオン２９ａを駆動できる。従って、駆
動ピニオン２９ａが電動モータ２９で回転することによ
って、左右送りフレーム２４は、同調ピニオン２８ａ，
２８ｂの同調作用によってガイドレール２２ａ，２２ｂ
に沿って工具マガジン２内を左右方向に滑らかに移動す
る。

【００３４】左右送りフレーム２４には、上下方向に伸
びた一対のガイドレール３０が固定されており、このガ
イドレール３０には搬送ヘッド１２が上下方向にスライ
ド可能に取付けられている。また、左右送りフレーム２
４にはボールネジ３２が設けられており、このボールネ
ジ３２は搬送ヘッド１２に固定された雌ネジ３４と噛み
合っている。従って、ボールネジ３２が電動モータ３２
ａで回転することによって、搬送ヘッド１２はガイドレ
ール３０に沿って上下方向に移動する。

【００３５】搬送ヘッド１２には、工具を把持するため
のソケット３６が設けられている。このソケット３６に
工具が把持されて、各収納プレート６〜６の上下方向に
並んで設けられた工具収納部６ａ〜６ａに対して、工具
の取り付け・取り外しが行われる。なお、図においては
工具収納部６ａの一部のみが図示されており、実際には
収納プレート６の上から下まで連続的に工具収納部が設
けられている。

【００３６】次に、工具段取装置４の構造について、図
３を参照して説明する。図３は、図１のIII矢視方向か
ら見た工具段取装置４の一部破断正面図である。図３に
示されるように、工具段取装置４は、ヒンジ４０によっ
て工具マガジン２の本体に回動可能に取付けられてい
る。そして、工具段取装置４の右側のレバー４２を押し
下げることによって、クランク機構４４によって工具段
取装置４がヒンジ４０を軸にして手前側に、図４の想像
線位置まで開くようになっている。

【００３７】また、破断部分に示されるように、段取工
具保持プレート８は、上下方向に並んだ五つの工具セッ
ト部８ａ〜８ａを有している。上述の如く、工具段取装
置４を開いた状態で、作業者が、これらの工具セット部
８ａ〜８ａに新しい工具をセットし、また不要になって
工具収納部６ａから取り外されてきた工具を工具セット
部８ａ〜８ａから取り外す。

【００３８】さらに、工具段取装置４の手前側の上部に
は、段取操作盤５０が設けられている。この段取操作盤
５０を作業者が操作することによって、後述するよう
に、工具セット部８ａの番号と工具番号と取り付けか取
り外しかが設定される。そして、この設定に基づいて、
図１のマガジン制御用ＣＮＣ装置２０によって工具搬送
機構１０が制御され、複数の工具が工具セット部８ａと
工具収納部６ａとの間で自動的にやり取りされる。な
お、全ての収納プレート６〜６と工具搬送機構１０は、
網目状のカバープレート４６で覆われている。

【００３９】次に、搬送ヘッド１２の構造と上から見た
工具段取装置４の構造について、図４を参照して説明す
る。図４は、搬送ヘッド１２が工具段取装置４の後方位
置にきたときの、図３のIV-IV線に沿って破断した平面
図である。前述の如く、マガジンフレーム２ａにはラッ
ク２６ａが固定されており、このラック２６ａと噛み合
うピニオン２８ａが回転することによって、左右送りフ
レーム２４が左右方向に移動する。そして、ボールネジ
３２が回転することによって、搬送ヘッド１２が左右送
りフレーム２４上を上下方向（紙面に垂直な方向）に移
動する。

【００４０】この搬送ヘッド１２には、前後ガイドウェ
イ５２を介して、ソケット３６が取付けられている。ソ
ケット３６は、前後送りシリンダ５４によって、前後ガ
イドウェイ５２に沿って進退する。ソケット３６には、
ソケット開閉爪５６と、工具釈放シリンダ５８が設けら
れている。

【００４１】一方、工具Ｔは、段取工具保持プレート８
へ以下のようにして取付けられる。工具Ｔは、図に示さ
れるように、シャンク部Ｔａと、環状溝Ｔｂと、環状溝
Ｔｂを挟む一対のリング状支持部Ｔｃを有している。図
３に示されるように、段取工具保持プレート８の工具セ
ット部８ａは斜め上を向いたＵ字形の開口部であり、こ
の工具セット部８ａに工具Ｔの環状溝Ｔｂがはまり込
む。そして、図４に示されるように、一対のリング状支
持部Ｔｃが段取工具保持プレート８を挟みこむことによ
って、工具Ｔがぐらつくことなく保持される。なお、工
具Ｔは、収納プレート６の工具収納部６ａにも、同様に
して取付けられる。

【００４２】さて、工具取り付けが行われるときには、
工具段取装置４の段取工具保持プレート８に工具Ｔが取
付けられた状態で、搬送ヘッド１２が移動して、図のよ
うにソケット３６が工具Ｔの正面にくる。この状態で
は、工具釈放シリンダ５８は、前進（釈放）状態にあ
る。そして、前後送りシリンダ５４によってソケット３
６が前進して、ソケット把持部３６ａが工具Ｔのシャン
ク部Ｔａにはまり込む。この後、工具釈放シリンダ５８
は後退動作して、工具Ｔを締め付ける。なお、ソケット
開閉爪５６は、中間搬送装置１４との間でソケット３６
の受け渡しを行うとき以外は、常時閉じてソケット３６
を保持している。そして、工具Ｔのリング状支持部Ｔｃ
を段取工具保持プレート８から抜き取るには、図３に示
されるように、工具セット部８ａが右斜め上方に開口し
ているので、搬送ヘッド１２を右斜め上方に移動させ
る。それから搬送ヘッド１２を最上部まで上昇させた
後、工具マガジン２内の収納プレート６の指定された工
具収納部６ａへ移動する。

【００４３】一方、工具取り外しが行われるときには、
上述したのと同じ手順で、収納プレート６の工具収納部
６ａから不要な工具が取り外されて、搬送ヘッド１２に
よって工具段取装置４の近傍まで運ばれる。そして、工
具がセットされていない工具セット部８ａの右斜め上方
から接近して、工具Ｔの環状溝Ｔｂを工具セット部８ａ
にはめ込む。その後、工具釈放シリンダ５８が前進し
て、工具Ｔをソケット３６に対して釈放する。そして、
前後送りシリンダ５４によってソケット３６が後退し
て、図４の状態に戻る。

【００４４】さて、このようにして、工具の取り付け・
取り外しが行われるが、作業者が段取工具保持プレート
８の近傍で作業しているときに、搬送ヘッド１２が接近
すると非常に危険である。そこで、本実施形態において
は、作業者の安全を確保するために、種々の工夫をして
いる。

【００４５】まず、工具段取装置４は安全カバー４７で
覆われており、かつ工具段取装置４が閉止位置にあるこ
とを確認するためのリミットスイッチ６０が設けられて
いる。このリミットスイッチ６０がＯＮでないときは、
搬送ヘッド１２が工具段取装置４に接近できないように
制御される。別のやり方としては、リミットスイッチ６
０がＯＮでないときは、搬送ヘッド１２は動かないよう
に制御される。逆に言えば、搬送ヘッド１２が動いてい
るときは安全カバー４７が閉じており、作業者は工具段
取装置４内に立ち入れない。従って、安全カバー４７は
本発明におけるカバー部材に相当し、リミットスイッチ
６０は本発明におけるカバー部材センサに相当する。

【００４６】さらに、もう一つの安全機構について、図
５を参照して説明する。図５は、工具段取装置４の前端
部の構造を拡大図示した平面図である。図５に示される
ように、リミットスイッチ６０は、固定カバー４６に固
定された取り付けブラケット６２上に設けられている。
そして、この取り付けブラケット６２には、電磁ロック
６４も取付けられている。この電磁ロック６４は、電気
的に制御されて丸棒状のロックプランジャ６４ａを上下
動させるものである。一方、安全カバー４７の内側には
ラッチプレート６６が固定されており、このラッチプレ
ート６６にはプランジャ嵌合孔６６ａが穿設されてい
る。

【００４７】図のように、安全カバー４７の閉止位置に
おいてロックプランジャ６４ａが上昇すると、プランジ
ャ嵌合孔６６ａにはまり込んでロックされる。搬送ヘッ
ド１２が工具段取装置４に接近しているときは、常にこ
のロック状態が維持されるので、作業者がうっかり工具
段取装置４を開けようとしても開けることができない。
搬送ヘッド１２が工具段取装置４から離れているとき
は、ロックプランジャ６４ａが下降してロックが解除さ
れ、作業者は工具段取装置４を開けることができる。従
って、電磁ロック６４は、本発明におけるロック機構に
相当する。

【００４８】この電磁ロック６４の開閉処理は、図１の
マガジン制御用ＣＮＣ装置２０によって制御される。電
磁ロック６４の制御手順について、図６を参照して説明
する。図６は、電磁ロック開閉処理の制御手順を示すフ
ローチャートである。ステップＳ１０で処理が開始され
ると、まず工具マガジン２がマガジン制御用ＣＮＣ装置
２０によって連続運転されているか否かが判定される
（ステップＳ１２）。この判定がＮＯであれば、そのま
ま処理を終了する（ステップＳ２２）。ステップＳ１２
の判定がＹＥＳであれば、工具段取装置４が閉止位置に
あるか否かが判定される（ステップＳ１４）。この判定
がＮＯであれば、やはりそのまま処理を終了する（ステ
ップＳ２２）。

【００４９】ステップＳ１４の判定がＹＥＳであれば、
搬送ヘッド１２が工具段取装置４に接近しているか否か
が判定される（ステップＳ１６）。この判定がＹＥＳで
あれば、電磁ロック６４をＯＮとして（ステップＳ１
８）、処理を終了する（ステップＳ２２）。これによっ
て、作業者は工具段取装置４を開けることができなくな
る。一方、ステップＳ１６の判定がＮＯであれば、電磁
ロック６４を解除して（ステップＳ２０）、処理を終了
する（ステップＳ２２）。これによって、作業者は工具
段取装置４を開けて作業をすることができる。この図６
のフローチャートの処理は、一定時間間隔で繰り返し実
行される。

【００５０】次に、作業者によって工具が工具セット部
８ａに正しく取付けられているかチェックする機構につ
いて、図７を参照して説明する。図７は、工具段取装置
４の段取工具保持プレート８の一部を示す拡大図であ
る。図７に示されるように、段取工具保持プレート８に
は、センサ取り付け板７０が固定されている。このセン
サ取り付け板７０には、工具有無確認センサ７２が、各
工具セット部８ａごとに（すなわち計５個）取付けられ
ている。この工具有無確認センサ７２は超音波センサで
あり、工具セット部８ａに向けて放射される超音波の反
射によって、工具の有無を識別する。

【００５１】さらに、各工具セット部８ａに近接して、
小型のセンサ取り付け板７６が段取工具保持プレート８
に固定されている。このセンサ取り付け板７６には、密
着確認センサ７８がそれぞれ取付けられている。この密
着確認センサ７８は近接スイッチであり、工具Ｔのリン
グ状支持部Ｔｃが密着確認センサ７８に近接しているか
否かを判別する。工具Ｔが工具セット部８ａに正しくセ
ットされていなければ、リング状支持部Ｔｃは密着確認
センサ７８から離れてしまうため、密着確認センサ７８
によって検出されない。従って、密着確認センサ７８
は、本発明における工具セット部センサに相当する。

【００５２】なお、各工具セット部８ａには、キー７４
が段取工具保持プレート８の背面に埋め込まれており、
その先端は各工具セット部８ａ内に突出している。これ
に対応して、工具ＴにはキーウェイＴｄが設けられてお
り、工具Ｔが工具セット部８ａに正しく取付けられた状
態において、キー７４の先端がキーウェイＴｄにはまり
込む。これによって、工具セット部８ａに取付けられた
工具Ｔは正しい向きに保持され、工具収納部６ａに取付
けられるときにも正しい向きで取付けられる。

【００５３】次に、段取操作盤５０による工具段取手順
の設定の方法について、図８を参照して説明する。図８
は、段取操作盤５０の構成を示す正面図である。図８に
示されるように、段取操作盤５０は、ポット番号表示部
８０と、工具番号表示部８２を有している。ポットと
は、工具セット部８ａのことであり、本実施形態におい
ては、ポット番号は１から５まである。ポット番号は、
ポット番号設定スイッチ８４によって設定される。上向
きの矢印のスイッチ８４ａを押せばポット番号は増加
し、下向きの矢印のスイッチ８４ｂを押せばポット番号
は減少する。

【００５４】同様に、三桁の工具番号が、工具番号設定
スイッチ８６によって設定される。上向きの矢印のスイ
ッチ８６ａを押せば各桁の数字は増加し、下向きの矢印
のスイッチ８６ｂを押せば各桁の数字は減少する。この
ようにして、ポット番号と工具番号が設定されたら、次
は工具取り付けか工具取り外しかが指定される。すなわ
ち、工具段取装置４の工具セット部８ａにセットされた
工具を工具マガジン２の工具収納部６ａに取付ける場合
には、工具取付指令スイッチ８８が押される。一方、工
具収納部６ａから不要になった工具を取り外して工具セ
ット部８ａに取付ける場合には、工具取外指令スイッチ
９０が押される。

【００５５】こうして、一つのポットについての設定が
完了したら、同様にして次のポットについての設定が行
われる。そして、全ての（本実施形態においては五つ
の）ポットについての設定が完了したら、全設定完了ス
イッチ９２が押される。これによって、図１のマガジン
制御用ＣＮＣ装置２０による工具マガジン２の自動制御
が開始される。なお、途中で設定をやり直す場合には、
全設定キャンセルスイッチ９４が押される。これによっ
て、それまで設定された内容が消去され、最初から設定
がやり直される。

【００５６】全設定完了スイッチ９２が押されて、マガ
ジン制御用ＣＮＣ装置２０による自動制御が開始される
と、工具がポットに取付けられるときとポットから取り
外されるときには、搬送サイクル確認ランプ９６が点灯
する。これによって、作業者は、工具段取の進み具合を
確認することができる。また、後述するような異常事態
が発生したときには、アラームが出力されるので、作業
者は非常停止スイッチ９８を押してマガジン制御用ＣＮ
Ｃ装置２０による自動制御を停止させる。

【００５７】段取操作盤５０を用いて設定された工具段
取内容は、マガジン制御用ＣＮＣ装置２０のメモリに記
憶される。図９は、メモリに記憶された設定内容の一例
を示すテーブルである。図９に示されるように、ポット
番号１には工具番号０２５の取り付けが設定されてお
り、ポット番号３には工具番号０５３の取り付けが設定
されている。従って、工具段取装置４の一番目の工具セ
ット部８ａには工具番号０２５の工具がセットされてお
り、三番目の工具セット部８ａには工具番号０５３の工
具がセットされている。一方、ポット番号２，４，５に
は、それぞれ工具番号０１２，１２１，０３８の取り外
しが設定されている。従って、工具段取装置４の二番
目，四番目，五番目の工具セット部８ａは、いずれも空
になっている。

【００５８】各工具番号は、工具マガジン２の各工具収
納部６ａの座標と一対一に対応している。本実施形態に
おいては、この対応関係は、予めマガジン制御用ＣＮＣ
装置２０のメモリに記憶されている。図１０は、工具番
号と収納座標との対応関係を表した工具番地割り当てテ
ーブル（ＴＡＴ）の一部を示したものである。図１０に
示されるように、各工具番号には一つずつ収納座標が割
り当てられており、従って各工具は工具マガジン２内で
収納される工具収納部６ａが一箇所に決められている。
この収納座標は、水平方向のＸ座標（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ
３，………）と垂直方向のＹ座標（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，
………）で決められる直交座標である。

【００５９】また、アプローチ点が指定されているの
は、工具収納部６ａも工具セット部８ａと同様に斜めに
開口しているため、工具を把持した搬送ヘッド１２はま
ず工具収納部６ａの斜め上に移動して、そこから工具収
納部６ａに接近する必要があるからである。さらに、Ｔ
ＡＴには、収納座標で示される工具収納部６ａに、現在
工具が有るか無いかも記憶されている。また、図には示
されていないが、ＴＡＴには、工具段取装置４の各工具
セット部（ポット）８ａの座標も記憶されている。

【００６０】次に、工具マガジン２内の直交座標と、実
際の工具段取処理におけるソケット３６の移動手順につ
いて、図１１を参照して説明する。図１１は、工具マガ
ジン２内の直交座標とそれに基づいたソケット３６の動
きを示す正面図である。なお、ガイドレール２２ａ，左
右送りフレーム２４，搬送ヘッド１２，ソケット３６は
模式的に描かれており、図２，図４とは異なっている。
さて、図１１に示されるように、収納プレート６の工具
収納部６ａのＸ座標はＣ１〜Ｃ６で示され、Ｙ座標はＲ
１〜Ｒ９で示される。また、段取工具保持プレート８の
工具セット部（ポット）８ａのＸ座標はＣ７で示され、
Ｙ座標はＲ４〜Ｒ８で示される。

【００６１】かかる直交座標系において、図９に示され
るようにポット番号１，３について工具取り付けを、ポ
ット番号２，４，５について工具取り外しを行う場合の
手順について説明する。処理が始まる時点では、ソケッ
ト３６の中心は原点座標Ｃ０Ｒ０にある。この状態か
ら、まず破線で示される動作(1)で、搬送ヘッド１２が
移動して、ソケット３６は座標Ｃ７Ｒ４、すなわち最上
段の工具セット部８ａに直進する。このとき、ソケット
３６は工具を把持しておらず、かつ後退位置にあるた
め、直進しても収納プレート６に収納されている工具と
接触する恐れはない。

【００６２】次に、ソケット３６が前進して最上段の工
具セット部８ａにセットされている工具Ｔ１を把持し、
動作(2)へ移行して、右斜め上のアプローチ点Ｃ７'Ｒ
４'に移動する。続いて、搬送ヘッド１２が上昇して座
標Ｃ７'Ｒ０に到り、さらに左右送りフレーム２４が右
進して座標Ｃ２'Ｒ０を経由して、アプローチ点Ｃ２'Ｒ
２'まで下降する。そして、右斜め下方に移動して、座
標Ｃ２Ｒ２で定義される工具収納部６ａに工具Ｔ１を取
付け、ソケット３６が後退する。続いて、破線で示され
る動作(3)では、ソケット３６は取り外すべき工具Ｔ２
の収納されている座標Ｃ６Ｒ７へ直進する。

【００６３】ソケット３６が前進して工具Ｔ２を把持す
ると、動作(4)に移行して左斜め上のアプローチ点Ｃ６'
Ｒ７'に移動する。続いて、動作(2)と同様に上昇・水平
移動・下降を行って、アプローチ点Ｃ７'Ｒ５'に到達す
る。そして、左斜め下方に移動して、座標Ｃ７Ｒ５で定
義される二番目の工具セット部８ａに工具Ｔ２を取付
け、ソケット３６が後退する。続く動作(5)では、ソケ
ット３６は直下の三番目の工具セット部８ａに下降し
て、工具Ｔ３を把持する。次に、動作(6)に移行して、
アプローチ点Ｃ７'Ｒ６'を経て上昇・水平移動・下降を
行って、アプローチ点Ｃ５'Ｒ４'に到達する。そして、
左斜め下方に移動して、座標Ｃ５Ｒ４で定義される工具
収納部６ａに工具Ｔ３を取付け、ソケット３６が後退す
る。

【００６４】続いて破線で示される動作(7)では、ソケ
ット３６は取り外すべき工具Ｔ４の収納されている座標
Ｃ１Ｒ６へ直進する。ソケット３６が前進して工具Ｔ４
を把持すると、動作(8)に移行して右斜め上のアプロー
チ点Ｃ１'Ｒ６'に移動する。続いて、上昇・水平移動・
下降を行って、アプローチ点Ｃ７'Ｒ７'に到達する。そ
して、左斜め下方に移動して、座標Ｃ７Ｒ７で定義され
る四番目の工具セット部８ａに工具Ｔ４を取付け、ソケ
ット３６が後退する。

【００６５】さらに、破線で示される動作(9)では、ソ
ケット３６は取り外すべき工具Ｔ５の収納されている座
標Ｃ４Ｒ８へ直進する。ソケット３６が前進して工具Ｔ
５を把持すると、動作(10)に移行して左斜め上のアプロ
ーチ点Ｃ４'Ｒ８'に移動する。続いて、上昇・水平移動
・下降を行って、アプローチ点Ｃ７'Ｒ８'に到達する。
そして、左斜め下方に移動して、座標Ｃ７Ｒ８で定義さ
れる五番目の工具セット部８ａに工具Ｔ５を取付け、ソ
ケット３６が後退する。以上のようにして、五つの工具
セット部８ａについての工具段取処理が完了し、ソケッ
ト３６は次の指令が与えられるまでこの位置で待機す
る。

【００６６】かかる工具段取処理は、マガジン制御用Ｃ
ＮＣ装置２０によって制御される。マガジン制御用ＣＮ
Ｃ装置２０による詳細な制御手順について、図１２のフ
ローチャートを参照して説明する。前述の如く、図８の
段取操作盤５０の全設定完了スイッチ９２が押されるこ
とによって、ステップＳ３０で制御が開始される。ま
ず、全工具についての設定が完了したか、および工具段
取装置４が閉止位置にあるかが判定される（ステップＳ
３２）。全ての工具セット部（ポット）８ａについての
設定が完了していないのに全設定完了スイッチ９２が押
された場合や、工具段取装置４が開いている場合には、
この判定はＮＯとなる。この場合には、ステップＳ５２
に進んでアラームＡを出力し、処理を終了する（ステッ
プＳ５４）。このアラームＡに対応して、作業者は設定
をやり直すか、工具段取装置４を閉じるという処置をす
る。

【００６７】ステップＳ３２の判定がＹＥＳであれば、
順序カウンタＮの値を０としてから（ステップＳ３
４）、ソケット３６が工具を把持していないことを確認
する（ステップＳ３６）。この判定がＮＯであれば、ス
テップＳ５２に進んでアラームＡを出力し、処理を終了
する（ステップＳ５４）。このアラームＡに対応して、
作業者はソケット３６から工具を取り外す。ステップＳ
３６の判定がＹＥＳであれば、ソケット３６が後退位置
にあるか否かを判定する（ステップＳ３８）。この判定
がＮＯであれば、ステップＳ４０でソケット３６を後退
させ、ステップＳ３８で再確認する。

【００６８】ステップＳ３８の判定がＹＥＳであれば、
順序カウンタＮに１を加える（ステップＳ４２）。これ
によって、Ｎ＝１となり、ポット番号１について工具取
付指令が設定されているか否かが判定される（ステップ
Ｓ４４）。この判定がＹＥＳであれば、図７の工具有無
確認センサ７２がＯＮ状態か、すなわち一番目のポット
に工具がセットされているかが判定される（ステップＳ
４６）。この判定がＮＯであれば、ステップＳ５２に進
んでアラームＡを出力し、処理を終了する（ステップＳ
５４）。これによって、取り付けすべき工具がセットさ
れていないことが作業者に知らされるので、作業者は段
取操作盤５０の非常停止スイッチ９８を押して自動制御
を停止させ、工具を取付ける。

【００６９】ステップＳ４６の判定がＹＥＳであれば、
図７の密着確認センサ７８がＯＮ状態か、すなわち工具
が正しくセットされているかが判定される（ステップＳ
４８）。この判定がＮＯであれば、ステップＳ５６に進
んでアラームＡとは異なるアラームＢが出力される。こ
れによって、工具が工具セット部８ａに正しくセットさ
れていないことが作業者に知らされるので、作業者は段
取操作盤５０の非常停止スイッチ９８を押して自動制御
を停止させ、工具を正しく取付け直す。ステップＳ４８
の判定がＹＥＳであれば、ポットの座標と取り付け先の
工具収納部６ａの座標がＴＡＴ（工具番地割り当てテー
ブル）から読み取られる（ステップＳ５０）。そして、
この座標データに基づいて、ステップＳ６２で工具搬送
処理が実行される。

【００７０】まず、工具搬送機構１０によって搬送ヘッ
ド１２が上下方向および左右方向にスライドして、ソケ
ット３６がポットの座標位置ＣｍＲｍへ移動する。続い
てソケット３６が前進してポットにセットされている工
具を把持し、アプローチ点Ｃｍ'Ｒｍ'へ移動する。次
に、最上部Ｒ０まで上昇し、座標Ｃｎ'Ｒ０まで水平移
動し、工具収納部６ａのアプローチ点Ｃｎ'Ｒｎ'まで下
降する。そして、指定された工具収納部６ａの座標Ｃｎ
Ｒｎへ移動して工具を取り付け、ソケット３６は工具を
開放して後退する。以上で、工具搬送処理（工具取り付
け処理）が終了する。

【００７１】続いて、順序カウンタＮが５になったか判
定される（ステップＳ６４）。この判定がＹＥＳであれ
ば、段取操作盤５０で設定された処理が全て完了したこ
とになるので、自動制御を終了する（ステップＳ７
０）。ステップＳ６４の判定がＮＯの場合には、ステッ
プＳ６６へ進んで、交換工具準備動作の指令が出ている
か判定される。交換工具準備動作とは、図１の自動工作
機械１６の工具を交換するために、工具マガジン２の工
具搬送機構１０が新しい工具を中間搬送装置１４まで搬
送することである。

【００７２】この指令が出されると、工具搬送機構１０
は交換工具準備のために使用され、工具マガジン２内で
の工具搬送処理ができなくなる。このため、順序カウン
タＮの値を記憶して（ステップＳ６８）、一旦自動制御
を終了する（ステップＳ７０）。そして、交換工具準備
動作が終了した時点で、記憶したＮの値が５でないこと
を確認した上で、ステップＳ４２から自動制御を再開す
る。ステップＳ６６の判定がＮＯの場合には、そのまま
ステップＳ４２へ戻り、順序カウンタＮの値を１増やし
て、ポット番号２について工具取付指令が設定されてい
るか否かが判定される（ステップＳ４４）。この判定が
ＹＥＳの場合には、ステップＳ４６からの処理が繰り返
される。

【００７３】一方、この判定がＮＯであれば、ステップ
Ｓ５８へ進んで、ポット番号２について工具取外指令が
設定されているか否かが判定される。この判定もＮＯの
場合には、ポット番号２については工具取付指令も工具
取外指令も設定されていないことになるので、ステップ
Ｓ６４へ進む。ステップＳ５８の判定がＹＥＳであれ
ば、取り外し先の工具収納部６ａの座標と二番目のポッ
ト８ａの座標がＴＡＴ（工具番地割り当てテーブル）か
ら読み取られる（ステップＳ６０）。そして、この座標
データに基づいて、ステップＳ６２で工具搬送処理が実
行される。

【００７４】まず、工具搬送機構１０によって搬送ヘッ
ド１２が上下方向および左右方向にスライドして、ソケ
ット３６が指定された工具収納部６ａの座標位置ＣｍＲ
ｍへ移動する。続いてソケット３６が前進して工具収納
部６ａに収納されている工具を把持し、アプローチ点Ｃ
ｍ'Ｒｍ'へ移動する。次に、最上部Ｒ０まで上昇し、座
標Ｃｎ'Ｒ０まで水平移動し、二番目のポット８ａのア
プローチ点Ｃｎ'Ｒｎ'まで下降する。そして、二番目の
ポット８ａの座標ＣｎＲｎへ移動して工具を取り付け、
ソケット３６は工具を開放して後退する。以上で、工具
搬送処理（工具取り外し処理）が終了する。

【００７５】その後は、ステップＳ６４，Ｓ６６を経て
ステップＳ４２へ戻り、順序カウンタＮの値をさらに１
増やして、ポット番号３についての処理を行う。このよ
うにして、Ｎ＝５になるまでステップＳ６２の工具搬送
処理が繰り返される。ポット番号５についての工具搬送
処理が完了すると、Ｎ＝５となり、ステップＳ６４の判
定がＹＥＳとなるので、ステップＳ７０へ進んで自動制
御を終了する。

【００７６】なお、本実施形態においては、五つの工具
セット部（ポット）８ａの各々について、工具取り付け
・取り外しのいずれか一つの処理を実行させている。し
かし、各工具セット部８ａについて、工具取り付けと工
具取り外しの両方の処理を実行させることも可能であ
る。すなわち、まず工具セット部８ａに取り付けすべき
工具をセットして、工具取り付け処理を行わせる。する
と、この工具セット部８ａは空になるので、ここへ工具
収納部６ａから取り外した工具を受け入れることができ
る。このようにすれば、最大１０本の工具について一度
に段取設定することが可能である。この場合には、図９
の段取工具テーブルや図１２のフローチャートは異なっ
たものとなる。

【００７７】また、本実施形態においては、安全カバー
４７が工具段取装置４と一体となっているが、工具段取
装置４は工具マガジン２内に固定されていて、安全カバ
ー４７のみが開閉される構造にしても良い。

【００７８】第２の実施形態 次に、本発明を具現化した第２の実施形態について、図
１３を参照して説明する。本実施形態の工具マガジンが
第１の実施形態と異なるのは、図１３に示される段取操
作盤の構成と、図１０のＴＡＴ（工具番地割り当てテー
ブル）に収納座標が予め記憶されていない点のみであ
る。その他の部分については、図１〜図９，図１１，図
１２に示される第１の実施形態と同様であるので、説明
を省略する。

【００７９】図１３に示されるように、本実施形態の段
取操作盤１００は、ポット番号表示部８０と、工具番号
表示部８２に加えて、収納座標表示部１０２を有してい
る。ポット番号は、ポット番号設定スイッチ８４によっ
て設定され、工具番号は、工具番号設定スイッチ８６に
よって設定される。そして、収納座標は、収納座標設定
スイッチ１０４，１０６によって設定される。

【００８０】すなわち、本実施形態においては、工具番
号と収納座標との対応関係が予め記憶されておらず、工
具番号を設定するごとに作業者が任意の収納座標を選択
して設定するようになっている。これによって、作業者
は工具ごとに任意の工具収納部６ａを選んで収納させる
ことができる。

【００８１】収納座標設定スイッチ１０４，１０６のう
ち、水平座標設定スイッチ１０４は、水平座標Ｃｎのｎ
の値を決定する。上向きの矢印のスイッチ１０４ａを押
すとｎの値は１増加し、下向きの矢印のスイッチ１０４
ｂを押すと１減少する。また、垂直座標設定スイッチ１
０６は、垂直座標Ｒｎのｎの値を決定する。上向きの矢
印のスイッチ１０６ａを押せばｎの値は１増加し、下向
きの矢印のスイッチ１０６ｂを押せば１減少する。この
ようにして、ポット番号，工具番号，収納座標が設定さ
れたら、次は工具取り付けか工具取り外しかが指定され
る。すなわち、工具を工具収納部６ａに取付ける場合に
は工具取付指令スイッチ８８が押され、工具収納部６ａ
から不要になった工具を取り外す場合には工具取外指令
スイッチ９０が押される。

【００８２】こうして、一つのポットについての設定が
完了したら、同様にして次のポットについての設定が行
われる。そして、全ての（本実施形態においては五つ
の）ポットについての設定が完了したら、全設定完了ス
イッチ９２が押される。これによって、図１のマガジン
制御用ＣＮＣ装置２０による工具マガジン２の自動制御
が開始される。その他の部分については、図８に示され
る第１の実施形態の段取操作盤５０と同様である。この
ように、本実施形態においては、段取操作盤１００によ
って工具番号ごとに収納座標を設定する方式としたた
め、工具の収納位置を変える必要が生じた場合にも容易
に対応することができる。

【００８３】なお、本実施形態においては、段取操作盤
においてポット番号，工具番号，収納座標，工具取り付
けまたは工具取り外しを設定する方式を採っているが、
ポット番号と、工具取り付けまたは工具取り外しと、工
具収納部のうちの一つを特定する番号のみを設定する方
式としても良い。この場合には、各工具収納部を特定す
る番号と各工具収納部の座標との対応関係を予め記憶し
たテーブルを、マガジン制御用ＣＮＣ装置２０のメモリ
に備えておく。これによって、作業者は工具収納部の座
標を入力しなくても工具収納部を特定する番号を入力す
るだけで、マガジン制御用ＣＮＣ装置２０がその番号か
ら工具収納部の座標を前記テーブルから読み取って、工
具搬送処理を実行する。従って、作業者による設定作業
がより一層容易になるという利点が得られる。

【００８４】第３の実施形態 次に、本発明を具現化した第３の実施形態について、図
１４および図１５を参照して説明する。まず、本実施形
態の工具マガジンの全体構成について、図１４を参照し
て説明する。図１４は、本実施形態の工具マガジンの全
体構成を模式的に示した正面図である。図１４に示され
るように、本実施形態の工具マガジン１１０は、収納プ
レート１１６に、標準工具収納部１１６ａと大径工具収
納部１１６ｂとを備えている。標準工具とは、第１の実
施形態の図４等で示されたような加工部の径が通常の大
きさの工具である。これに対して、大径工具とは、加工
部の径が通常よりも大きい工具である。

【００８５】標準工具も大径工具も工具収納部にはめ込
まれる環状溝の大きさは同一なので、標準工具収納部１
１６ａと大径工具収納部１１６ｂの開口部の大きさは同
じである。但し、大径工具収納部１１６ｂについては、
大径の加工部同士が当接しないように、工具収納部間の
ピッチが大きくなっている。これに対応して、本実施形
態の工具段取装置の段取工具保持プレート１１４にも、
標準工具セット部１１４ａと大径工具セット部１１４ｂ
が設けられている。これらの開口部の大きさも同一であ
るが、最上段の大径工具セット部１１４ｂと二番目の標
準工具セット部１１４ａの間はピッチが大きくなってい
る。

【００８６】さらに、第１の実施形態の工具段取装置４
は、図３，図４に示されるように、垂直軸４０を中心に
して水平面内に回転して開閉された。これに対して、本
実施形態の工具段取装置は、水平軸１４０を中心にして
垂直面内に回転して開閉される。すなわち、作業者が工
具セット部１１４ａ，１１４ｂに工具をセットしあるい
は取り外す場合は、想像線で示されるように、工具段取
装置の段取工具保持プレート１１４が倒れる形で開かれ
る。

【００８７】次に、作業者が大径工具のセット位置を間
違えるミスを防止する方法について、図１５を参照して
説明する。図１５は、工具段取装置の段取工具保持プレ
ート１１４を表した正面図である。大径工具が工具マガ
ジン１１０内に収納される場合には、最上段の大径工具
セット部１１４ｂにセットされる。この、大径工具セッ
ト部１１４ｂにセットされた工具だけが、収納プレート
１１６の大径工具収納部１１６ｂに移送・収納されるよ
うに自動制御される。

【００８８】ここで、作業者がうっかり標準工具セット
部１１４ａに大径工具をセットすると、大径工具が収納
プレート１１６の標準工具収納部１１６ａに移送・収納
されてしまう。そこで、かかるミスを防止するために、
図１５に示されるように、段取工具保持プレート１１４
の手前側に邪魔板１１８を設けている。これによって、
大径工具セット部１１４ｂには大径工具がセットできる
が、標準工具セット部１１４ａに大径工具をセットしよ
うとしても邪魔板１１８に当接するためにセットできな
い。このようにして、上述のような作業ミスを確実に防
止することができる。

【００８９】上記の各実施形態においては、工具段取装
置の工具セット部が五箇所ある場合について説明した
が、工具セット部の数は幾つでも良いことは言うまでも
ない。また、上記の各実施形態においては、工具段取装
置を手動で開閉する例について説明したが、電動モータ
や油気圧シリンダ等を用いて自動的に開閉させるように
しても良い。

【００９０】さらに、上記の各実施形態においては、工
具収納部の位置が直交するＸ−Ｙ座標で定義される例に
ついて説明したが、工具収納部の位置は極座標等のその
他の座標系で定義しても良く、とにかく各々の工具収納
部の位置が特定されればどのように定義しても構わな
い。工具マガジンのその他の部分の構造，形状，寸法，
材質，接続関係等についても、上記の各実施形態に限定
されるものではない。

【００９１】また、上記の各実施形態に固有の効果とし
て、工具段取装置を開いたときには工具マガジンから外
へ出るため、工具段取装置の上方に障害物がなくなる。
従って、天井に設置されたホイストチェーン等を用い
て、重量のある工具をも工具セット部にセットすること
ができる。

【００９２】

【発明の効果】請求項１乃至請求項５に係る発明におい
ては、工具収納部に対する複数の工具の取り付け・取り
外しを自動的に行うことができる。また、請求項２に係
る発明においては、工具ごとに任意の工具収納部を指定
して複数の工具の取り付け・取り外しを自動的に行うこ
とができる。さらに、請求項３に係る発明においては、
工具が工具収納部に正しくない姿勢で取り付けられるの
を防止することができる。

【００９３】また、請求項４に係る発明においては、工
具マガジン内で作業中の作業者に工具搬送機構の搬送ヘ
ッドが接近するのを確実に防止することができる。さら
に、請求項５に係る発明においては、工具搬送機構の搬
送ヘッドが接近しているときに作業者が工具マガジン内
に立ち入るのを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る工具マガジンの第１の実施形態が
用いられる自動工作機械の全体構成を示す平面図であ
る。

【図２】図１のII−II線に沿って見た正面図であり、工
具マガジンの第１の実施形態における工具搬送機構の構
造を示す図である。

【図３】図１のIII矢視方向から見た部分破断正面図で
あり、工具マガジンの第１の実施形態における工具段取
装置の構造を示す図である。

【図４】図３のIV−IV線に沿って見た平面図であり、工
具マガジンの第１の実施形態における工具段取装置と搬
送ヘッドの構造を示す図である。

【図５】工具マガジンの第１の実施形態における工具段
取装置の取手近傍の構造を示す平面図である。

【図６】工具マガジンの第１の実施形態における電磁ロ
ック開閉処理の手順を示すフローチャートである。

【図７】工具マガジンの第１の実施形態における段取工
具保持プレートへのセンサ取り付け状態を示す拡大正面
図である。

【図８】工具マガジンの第１の実施形態における段取操
作盤の構成を示す正面図である。

【図９】工具マガジンの第１の実施形態における段取操
作盤によって設定された段取工具テーブルの一例を示す
図である。

【図１０】工具マガジンの第１の実施形態における工具
番地割り当てテーブルの内容を示す図である。

【図１１】工具マガジンの第１の実施形態における直交
座標とそれに基づいたソケットの動きを示す正面図であ
る。

【図１２】工具マガジンの第１の実施形態におけるマガ
ジン制御用ＣＮＣ装置による制御手順を示すフローチャ
ートである。

【図１３】工具マガジンの第２の実施形態における段取
操作盤の構成を示す正面図である。

【図１４】工具マガジンの第３の実施形態の全体構成を
模式的に示した正面図である。

【図１５】工具マガジンの第３の実施形態における工具
段取装置の段取工具保持プレートを表した正面図であ
る。

【符号の説明】

２ 工具マガジン ４ 工具段取装置 ６ａ 工具収納部 ８ａ 工具セット部 １０ 工具搬送機構 １２ 搬送ヘッド ２０ 工具マガジン制御装置 ４７ カバー部材 ５０ 段取操作盤 ６０ カバー部材センサ ６４ ロック機構 ７８ 工具セット部センサ

フロントページの続き (72)発明者 柵木 勝博 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 3C002 AA02 BB03 CC04 JJ04 JJ08 KK01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の工具収納部と、 作業者が工具を取り付けおよび取り外しできる複数の工
   具セット部を備えた工具段取装置と、 前記複数の工具収納部および前記複数の工具セット部に
   対して工具を取り付けおよび取り外しできる搬送ヘッド
   を備えた工具搬送機構と、 前記工具セット部の番号と、工具番号と、取り付け指令
   または取り外し指令のいずれかとからなる段取情報を前
   記複数の工具セット部の各々について設定できる段取操
   作盤と、 工具番号とその工具に対応する工具収納部の座標とから
   なる収納部座標情報を予め記憶している収納部座標情報
   記憶手段と、前記複数の工具セット部について前記工具
   セット部の番号とその番号に対応する座標とからなるセ
   ット部座標情報を予め記憶しているセット部座標情報記
   憶手段と、前記段取情報を記憶するメモリ手段とを備え
   た工具マガジン制御装置とを有し、 前記工具マガジン制御装置が、前記収納部座標情報と前
   記セット部座標情報と前記段取情報とに基づいて、前記
   工具搬送機構を制御して、前記工具セット部に取付けら
   れた工具を前記工具番号に対応した工具収納部に搬送し
   て取り付け、取り外すべき工具を前記工具番号に対応し
   た工具収納部から取り外して搬送し工具セット部に取付
   けるという手順を記憶されている段取情報の全部につい
   て繰り返すようにしたことを特徴とする工具マガジン。
2. 【請求項２】 複数の工具収納部と、 作業者が工具を取り付けおよび取り外しできる複数の工
   具セット部を備えた工具段取装置と、 前記複数の工具収納部および前記複数の工具セット部に
   対して工具を取り付けおよび取り外しできる搬送ヘッド
   を備えた工具搬送機構と、 前記工具セット部の番号と、前記工具収納部のうちの一
   つを特定する番号と、取り付け指令または取り外し指令
   のいずれかとからなる段取情報を前記複数の工具セット
   部の各々について設定できる段取操作盤と、 前記工具収納部を特定する番号とその番号に対応する工
   具収納部の座標とからなる収納部座標情報を予め記憶し
   ている収納部座標情報記憶手段と、前記複数の工具セッ
   ト部について前記工具セット部の番号とその番号に対応
   する座標とからなるセット部座標情報を予め記憶してい
   るセット部座標情報記憶手段と、前記段取情報を記憶す
   るメモリ手段とを備えた工具マガジン制御装置とを有
   し、 前記工具マガジン制御装置が、前記セット部座標情報と
   前記段取情報と前記収納部座標情報とに基づいて、前記
   工具搬送機構を制御して、前記工具セット部に取付けら
   れた工具を前記収納部座標情報によって示される工具収
   納部に搬送して取り付け、取り外すべき工具を前記収納
   部座標情報によって示される工具収納部から取り外して
   搬送し工具セット部に取付けるという手順を記憶されて
   いる段取情報の全部について繰り返すようにしたことを
   特徴とする工具マガジン。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載された工
   具マガジンであって、 前記複数の工具セット部に、作業者によって取付けられ
   る工具が正しく取付けられているか否かを判別する工具
   セット部センサを設け、 この工具セット部センサによって工具が正しく取付けら
   れていないと判別されたときには、前記工具マガジン制
   御装置による前記工具搬送機構の制御を中止するととも
   に警報を出力することを特徴とする工具マガジン。
4. 【請求項４】 請求項１，請求項２または請求項３に記
   載された工具マガジンであって、 前記工具段取装置が前記複数の工具セット部を覆う開閉
   可能なカバー部材と、このカバー部材が閉じているか否
   かを判別するカバー部材センサとを有し、 このカバー部材センサによって前記カバー部材が閉じて
   いないと判別されたときには、前記工具マガジン制御装
   置による前記工具搬送機構の制御を中止するとともに警
   報を出力することを特徴とする工具マガジン。
5. 【請求項５】 請求項１，請求項２または請求項３に記
   載された工具マガジンであって、 前記工具段取装置が前記複数の工具セット部を覆う開閉
   可能なカバー部材と、このカバー部材が閉じているとき
   にこのカバー部材を開けられないようにロックするロッ
   ク機構とを有し、 前記工具マガジン制御装置は、前記工具搬送機構の前記
   搬送ヘッドが前記工具段取装置に接近しているときは前
   記ロック機構をロックさせ、前記搬送ヘッドが前記工具
   段取装置から離れているときは前記ロック機構をロック
   解除させるように制御することを特徴とする工具マガジ
   ン。