JP2000061761A - 直交座標マトリックス形工具マガジンにおける工具搬送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直交座標マトリックス形工具マガジンにおい
て、工具を把持する把持手段の旋回動作を不要にするこ
と。 【解決手段】 把持手段４０が工具８０を把持している
状態では、工具収納部材１５の第１の方向の端部外の位
置における前記把持手段４０の該第１の方向と直交する
第２の方向の移動と、該第２の方向において複数の工具
収納部材１５のうち隣接する２つの工具収納部材１５間
での前記把持手段４０の前記第１の方向の移動とを選択
的に実行し、前記把持手段４０が工具８０を把持してい
ない状態では、前記把持手段４０の前記第１の方向の移
動と前記複数の工具収納部材１５の少なくとも１つの背
面を横切る前記第２の方向の移動とを同時に実行するこ
とを特徴とする直交座標マトリックス形工具マガジンに
おける工具搬送方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は直交座標マトリック
ス形工具マガジンにおける工具搬送方法に関し、特に、
把持手段の旋回動作を不要にすることができる技術に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一つの平面上で直交するＸ−Ｙ座
標で定義される多数の座標位置に工具収納部を有するマ
トリックス形工具マガジンは、所要面積に対し工具収容
本数を増加できる点で広く用いられてきた。例えば、特
開平４−３１０３４１号公報に開示される工具マガジン
においては、上下方向に延びる多数の支柱を単一平面内
で所定間隔を有して並列に設け、各支柱の左右両側の各
々には、上下方向に離間して整列する複数の工具収納部
を配置している。各工具収納部は、水平方向の外方に開
口し、この開口部から工具を受け入れることができる。

【０００３】また、この従来の工具マガジンは、工具搬
送機構を有している。該工具搬送機構は、工具交換装置
を、前記多数の支柱の背面側にあり、前記単一平面と平
行な面内で左右方向及び上下方向に位置決め可能とし、
また工具のシャンクを受け入れて工具を把持する工具ソ
ケットを交換装置上で前記平面と垂直方向に進退可能に
支持すると共に、この工具ソケットを水平位置と下向き
の垂直位置との間で旋回可能に支持している。また、工
具を工具マガジンの工具収納部の一つと工作機械の工具
主軸に対する交換位置との間で搬送する場合、工具を把
持した工具ソケットは、前記工具収納部を包含する平面
から後退した位置でかつ下向きに向けられた状態で工具
交換装置と共に左右及び上下移動される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の工
具マガジンにおいては、工具主軸に対する交換位置と各
工具収納部との間の工具搬送動作は、工具ソケットを下
向き位置に保持しているので、工具ソケットが工具を把
持している状態でも、工具交換装置を工具収納部の背面
で任意な経路を辿ることができるが、一方において、工
具交換装置には、工具ソケットの進退機構に加えて工具
ソケットの旋回機構を設ける必要があるので、工具交換
装置の構造が複雑になった。更に、縦形工作機械用の上
記従来装置を工具主軸を水平に支持する横形工作機械に
適用する場合には、工具搬送中に下向き位置に保持した
工具ソケットを工具主軸に対する工具交換動作のために
再び水平位置に旋回する必要があるので、工具搬送動作
が複雑になる。

【０００５】したがって、本願発明の課題は、上述の従
来例の欠点をなくし、横形工作機械に適しかつ工具を保
持する把持手段の旋回動作を不要とする直交座標マトリ
ックス形工具マガジンにおける工具搬送方向を提供する
ことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の第１の発明は、第１の方向と該第１の方向に
直交する第２の方向とによる直交座標上にて複数の収納
部材にマトリックス状に工具収納部を設けた直交座標マ
トリックス形工具マガジンにおける工具搬送方法におい
て、前記工具収納部に工具を搬送する把持手段が工具を
把持している状態では、前記工具収納部が設けられてい
る工具収納部材の前記第１の方向の端部外の位置におけ
る前記把持手段の前記第２の方向の移動と、前記第２の
方向において隣接する２つの工具収納部材間での前記把
持手段の前記第１の方向の移動とを選択的に実行し、前
記把持手段が工具を把持していない状態では、前記把持
手段の前記第１の方向の移動と前記複数の工具収納部材
のうち少なくとも１つの工具収納部材の背面を横切る前
記第２の方向の移動とを同時に実行することを特徴とす
る直交座標マトリックス形工具マガジンにおける工具搬
送方法である。

【０００７】上記第１の発明の構成により、把持手段が
工具を把持している状態では、把持手段は、前記第２の
方向の移動のときは工具収納部材の前記第１の方向の端
部の外側を通過し、前記第１の方向の移動のときは隣接
する２つの工具収納部材間を通過するようにしたので、
把持手段が工具収納姿勢と同じ姿勢で工具を把持して搬
送できる。一方、前記把持手段が工具を把持していない
状態では、工具が工具収納部材に干渉しないので、前記
把持手段の前記第１の方向の移動と前記工具収納部材の
背面を横切る前記第２の方向の移動とを同時に実行する
ことができる。

【０００８】更に、第２の発明の構成は、上記第１の発
明の構成において、前記把持手段が工具を把持している
状態で選択的に実行される前記工具収納部材の第１の方
向の端部外の位置における前記第２の方向の移動と、前
記隣接する２つの工具収納部間での前記第１の方向の移
動は、前記把持手段が前記工具収納部材に対して前進し
た状態で実行され、前記把持手段が工具を把持していな
い状態で同時に実行される前記把持手段の前記第１の方
向の移動と前記第２の方向の移動は、前記把持手段が前
記工具収納部材に対して後退した状態で実行されること
である。

【０００９】上記第２の発明の構成により、上記第１の
発明の構成による作用とともに、工具を把持した状態で
の把持手段の移動が工具収納部材に対して前進した状態
で実行されるので、工具を工具収納部材の工具収納部へ
収納する場合、把持手段の位置を該工具収納部の側方へ
割り出した後、直ちに工具収納動作を実行できる。ま
た、把持手段が工具を把持しない状態では、把持手段の
移動の際に工具が工具収納部材に干渉するおそれがない
ので、把持手段が後退した状態で同時に実行される把持
手段の上下移動と左右移動により、把持手段が目的とす
る工具収納部の座標まで最短距離を移動することができ
る。

【００１０】更に、第３の発明の構成は、上記第１の発
明の構成において、前記工具収納部材の工具収納部に工
具を把持手段で把持して搬送する場合及び該工具収納部
から工具を前記把持手段で把持して取り外す場合に、前
記把持手段を前記工具収納部と前記工具収納部の斜め上
方に定義されるアプローチ点とを結ぶ直線経路に沿って
移動させることを特徴とする請求項１記載の直交座標マ
トリックス形工具マガジンにおける工具搬送方法であ
る。

【００１１】上記第３の発明の構成により、上記第１の
発明の構成による作用とともに、前記工具収納部材の工
具収納部に工具を把持手段で把持して搬送する場合及び
該工具収納部から工具を前記把持手段で把持して取り外
す場合に、前記把持手段を前記工具収納部と前記工具収
納部の斜め上方に定義されるアプローチ点とを結ぶ直線
経路に沿って移動させるので、工具収納部を斜め上方に
開口するＵ字形状とすることができるため、工具収納部
から工具が脱落することを防止できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明における実施の形態
を図面を参照して説明する。図１は本願発明の実施の形
態に係わる工具マガジン及び工作機械の平面を示し、図
２は図１のII−II線に沿って観た工具運搬機構の正面を
示し、図３は前記本願発明の実施の形態に係わる工具マ
ガジンの工具収納部の座標位置を示し、図４は工具収納
部を詳細に示し、図８は前記本願発明の実施の形態に係
わる工具ソケットを説明している。

【００１３】図１乃至図４及び図８において、工作機械
５０に用いられる工具マガジン１０は次のように構成さ
れている。図２においてマガジンフレーム１１は工具マ
ガジン１０の外側枠を構成し、左右ガイドウエイ１２
ａ、１２ｂ及びラック１３ａ、１３ｂがマガジンフレー
ム１１に固定されている。複数の支柱１４はマガジンフ
レーム１１の下部に垂直に固定され、工具収納部材とな
る収納プレート１５が各支柱１４に固定されている。複
数の工具収納部１５ａは各収納プレート１５の側部に形
成された斜め上方に開口するＵ字状切り欠きである。

【００１４】第１の方向としての上下方向と該第１の方
向に直交する第２の方向としての左右方向とによる直交
座標上にて複数の収納部材としての収納プレート１５全
体にマトリックス状に工具収納部１５ａが設けられてい
る。なお、図４に示すように、工具位置決め用キー１６
が各工具収納部１５ａに付設されている。なお、１６ｘ
はキー１６の一方の先端であり、１６ｙはキー１６の他
方の先端である。工具８０を工具収納部１５ａに収納し
たときに、工具８０のキーミゾ８１がキー１６の先端１
６ｘ、１６ｙに係合することにより、工具８０の姿勢を
決めることができる。このため、各工具収納部１５ａの
構造が簡単になる。

【００１５】なお、複数の収納プレート１５は上下方向
と左右方向に延びる直交座標平面内にて左右方向（又は
上下方向）に離間して配置され、各収納プレート１５
は、少なくともその一方の側部に複数の工具収納部１５
ａを有し、各工具収納部１５ａは、各工具収納部の斜め
上方に向かって開口する開口部１５ｂを有し、各工具収
納部１５ａは前記開口部１５ｂから工具８０を収納可能
である。このため、工具収納部１５ａは工具８０を確実
に収納（保持を含む。）できる。

【００１６】工具搬送機構１０ｘにおいて、左右送りフ
レーム２０の２つのベアリングブロック２３ａ、２３ｂ
はそれぞれ左右ガイドウエイ１２ａに摺動可能に配設さ
れ、一方、左右送りフレーム２０の２つのベアリングブ
ロック２３ｃ、２３ｄはそれぞれ左右ガイドウエイ１２
ｂに摺動可能に配設されている。図示略の同期軸の上下
端に一体結合された同期ピニオン２４ａ、２４ｂが左右
送りフレーム２０に回転可能に取付けられ、ピニオン２
４ａはラック１３ａに螺合し、ピニオン２４ｂはラック
１３ｂに螺合している。

【００１７】左右送りサーボモータ２１が左右送りフレ
ーム２０に固定され、ラック１３ｂに螺合している左右
送り駆動ギア２２は、左右送りサーボモータ２１に駆動
されて回転する。このため、左右送りサーボモータ２１
の回転により左右送りフレーム２０は左右に移動する。
また、左右送りモータ２１の回転方向を逆にすると、左
右送りフレーム２０の移動方向が逆になる。

【００１８】上下ガイドウエイ３１ａ、３１ｂが左右送
りフレーム２０に固定されている。また、上下送りサー
ボモータ３４が左右送りフレーム２０に固定されてい
る。ピニオン３４ａが上下送りサーボモータ３４の回転
軸に結合され、ピニオン３４ａより径の大きなピニオン
３３ａがネジ軸３３に結合され、かつピニオン３４ａと
螺合している。このため、雄ねじが形成されているネジ
軸３３には、上下送りサーボモータ３４の回転速度がピ
ニオン３４ａ、３３ａにより減速されて伝達される。

【００１９】図８に示すように、搬送ヘッド３０の一方
のベアリングブロック３５は上下ガイドウエイ３１ｂに
摺動可能に配設され、搬送ヘッド３０の図示しない他方
のベアリングブロックは上下ガイドウエイ３１ａに摺動
可能に配設されている。搬送ヘッド３０に付設されたス
ライダ３２には雌ねじが形成され、該雌ねじははネジ軸
３３の雄ねじに螺合している。このため、上下送りサー
ボモータ３４の回転により、搬送ヘッド３０は上下に移
動し、上下送りサーボモータ３４の回転方向を逆にする
と、搬送ヘッド３０の移動方向は逆になる。

【００２０】前後ガイドウエイ４１ａ、４１ｂが搬送ヘ
ッド３０に固定されている。図８に詳細図示するよう
に、工具ソケット４０は前後ガイドウエイ４１ａ、４１
ｂに沿って前進又は後退可能に配設され、前後送りシリ
ンダ４２の作動により前進又は後退する。なお、矢印４
０ａはこの場合の前進方向を示している。このため、工
具ソケット４０は工具収納部１５ａに収納された工具８
０のシャンク８２側にて前記上下方向及び左右方向に移
動できると共に、前記平面と垂直方向に移動（前進及び
後退）できる。

【００２１】なお、図３においては、矢印a１〜ａ４は
工具ソケット４０の移動方向の１つの例を示し、矢印ｂ
１〜ｂ７は工具ソケット４０移動方向の他の例を示して
いる。なお、この場合、点線の矢印ａ１、ｂ４は工具８
０を把持していない工具ソケット４０が後退した状態で
の移動であり、その他の矢印は工具８０を把持している
工具ソケット４０が前進した状態での移動である。な
お、工具ソケット４０が工具８０を把持していない状態
では、工具８０が工具収納部材１５に干渉しないので、
工具ソケット４０が後退した状態で工具収納部材として
の収納プレート１５の背面を横切る左右方向の移動と上
下方向の移動とを同時に実行することができる。このた
め、工具ソケット４０が目的とする工具収納部１５ａの
座標まで最短距離を移動することができる。

【００２２】図８に示すように、ソケット把持爪４３、
把持爪開閉シリンダ４４及び工具釈放シリンダ４５が工
具ソケット４０に付設されている。なお、工具８０が工
具収納部１５ａに収納されたときは、工具８０の環状溝
８３が工具収納部１５ａに嵌合する。

【００２３】再び図１において、段取り装置４６が工具
マガジン１０に設けられている。また、工具自動交換装
置７０が、工具ソケット４０に保持された工具８０を工
作機械５０の主軸６２に装着し、逆に主軸６２に装着さ
れた工具８０を工具ソケット４０に保持させるように配
設されている。

【００２４】横形工作機械５０ではベッド５１上に一対
のＸ軸ガイドウエイ５２ａ、５２ｂ、Ｘ軸サーボモータ
５３、一対のＺ軸ガイドウエイ５４ａ、５４ｂ、Ｚ軸サ
ーボモータ５５、工具マガジン１０を制御する工具マガ
ジン制御用ＣＮＣ装置５６及び工作機械５０を制御する
工作機械制御用ＣＮＣ装置５７が固定されている。サド
ル５８はＺ軸サーボモータ５５の作動によりＺ軸ガイド
ウエイ５４ａ、５４ｂに沿って前後方向に水平移動可能
である。水平主軸６２を支える主軸ヘッド６１はＹ軸サ
ーボモータ６０の作動によりＹ軸ガイドウエイ５９ａ、
５９ｂに沿って上下移動可能である。

【００２５】ワークテーブル６３はＸ軸サーボモータ５
３の作動によりＸ軸ガイドウエイ５２ａ、５２ｂに沿っ
て左右方向に水平移動可能である。回転テーブル６４は
ワークテーブル６３上に回転可能に配設され、ワークパ
レット６５が回転テーブル６４上に配設されている。

【００２６】工具マガジン制御用ＣＮＣ装置５６は、図
５に示すフローチャートに従って、搬送機構１０ｘの工
具取出及び収納動作を下記のように制御する。工具マガ
ジン制御用ＣＮＣ装置５６がこの動作を開始するとき、
まず、ステップＳ１にて「工具取り出し」又は「工具戻
し」を判別する。「工具取り出し」であればステップＳ
２に進み、「工具戻し」であればステップＳ７に進む。
ステップＳ２では、工具ソケット４０が後退位置にある
か否か判別する。判別結果がＮＯであれば、ステップＳ
３に進み、判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ４に
進む。ステップＳ３では、工具ソケット４０を後退させ
る。その後、ステップＳ２に戻る。

【００２７】ステップＳ４では、工具ソケット４０に工
具８０がないか否か判別する。判別結果がＮＯであれ
ば、ステップＳ１３に進み、判別結果がＹＥＳであれ
ば、ステップＳ５に進む。ステップＳ１３では異常を報
知するアラームを発生させる。ステップＳ５では、収納
番地テーブルＴＡＴ（工具マガジン制御用ＣＮＣ装置５
６のメモリに記憶されている。）に従って必要な工具の
工具番号より「工具位置（Ｃn，Ｒn）」及び「アプロー
チ点座標（Ｃnx，Ｒnx）」（図４参照）を読み出す。そ
の後ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、工具８０
を工具収納部１５ａから取り出す。

【００２８】図３は多数の工具収納部１５ａの座標（Ｃ
n，Ｒn）とアプローチ点座標（Ｃnx，Ｒnx）と工具ソケ
ット４０の移動経路を模式的に示す。今、ステップＳ６
において、工具８０ｙを取出す場合を想定すると、工具
ソケット４０は、サーボモータ２１及び３４を同時制御
することにより、多数の収納プレート１５の背部を斜め
に横断して、工具８０ｙの収納座標（Ｃ６，Ｒ８）に到
達し、工具８０ｙと同心に整列する。

【００２９】次に、シリンダ４２の動作により、工具ソ
ケット４０は前進させられて工具８０ｙを把持し、その
後両サーボモータ２１及び３４の同時制御によりアプロ
ーチ点座標（Ｃ６ｘ，Ｒ８ｘ）へ移動して工具８０ｙを
工具収納部１５ａから取り外す。次に、工具ソケット４
０は、上下方向の座標原点（Ｒ０）まで上昇し、その
後、左右方向の座標原点（Ｃ０）へ復帰して、工具８０
ｙを工具自動交換装置７０へ供給する。この取出し動作
における工具ソケット４０の移動経路は、図３におい
て、符号ａ１〜ａ４として示されている。このため、工
具ソケット４０が工具８０を工具収納部１５ａに収納さ
れた姿勢（この場合水平姿勢）と同じ姿勢で把持して搬
送できる。これによりステップＳ６が終了し、その後、
エンド（ＥＮＤ）となる（図５参照）。

【００３０】戻し動作の場合、ステップＳ７へ進み、こ
のステップＳ７では、工具ソケット４０が前進位置にあ
るか否か判別する。判別結果がＮＯであれば、ステップ
Ｓ８に進み、判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ９
に進む。ステップＳ８では、工具ソケット４０を前進さ
せる。その後、ステップＳ７に戻る。

【００３１】ステップＳ９では、工具ソケット４０に工
具８０があるか否か判別する。判別結果がＮＯであれ
ば、ステップＳ１３に進み、判別結果がＹＥＳであれ
ば、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１３では上記と
同様なアラームを発生させる。ステップＳ１０では、前
記テーブルＴＡＴに従って戻す工具の工具番号より「工
具位置」及び「アプローチ点座標」を読み出す。その後
ステップＳ１１に進む。

【００３２】ステップＳ１１では、工具８０を工具収納
部１５ａに戻す。その後、ステップＳ１２に進む。ここ
で、座標（Ｃ５，Ｒ４）で定義される工具収納部１５ａ
に工具８０ｚを戻す場合を想定すると、工具ソケット４
０は、経路ｂ１に沿って座標（Ｃ５ｘ，Ｒ０）まで移動
し、この点から経路ｂ２に沿って下降してアプローチ点
座標（Ｃ５ｘ，Ｒ４ｘ）に到達し、次にサーボモータ２
１及び３４の同時２軸制御により経路ｂ３に沿って左斜
め下方へ移動して目標とする工具収納部１５ａに工具８
０ｚを把持させる。その後、シリンダ４２の後退動作に
より、工具ソケット４０は後退して、工具８０ｚを置去
り、これによりステップＳ１１を終了する。このよう
に、工具８０を工具収納部１５ａへ収納する場合、工具
ソケット４０の位置を工具収納部１５ａの側方に割り出
した後、直ちに工具８０の収納動作を実行できる。

【００３３】ステップＳ１２では、工具８０を取り出す
指令があるか否か判別する。判別結果がＹＥＳであれば
ステップＳ２に進んで工具８０の取り出しを行い、判別
結果がＮＯであれば、ＥＮＤとなる。このステップＳ１
２において、工具取出しが指令されている場合、再びス
テップＳ２〜Ｓ６を実行して工具取出し動作を行う。
今、図３の工具８０ｘを取出す指令が与えられていると
想定すると、ステップＳ６において、工具ソケット４０
は、後退した状態で、経路ｂ４に沿って多数の収納プレ
ート１５の背部を横断し、工具８０ｘと同心に整列す
る。その後、工具ソケット４０は前進動作して工具８０
ｘを把持した後、経路ｂ５に沿ってアプローチ点座標
（Ｃ１ｘ，Ｒ６ｘ）へ進む。この点から、経路ｂ６に沿
って座標（Ｃ１ｘ，Ｒ０）まで上昇し、その後経路ｂ７
に沿って左右方向の原点（Ｃ０）へ移動して、工具８０
ｘを工具自動交換装置７０へ供給する。

【００３４】即ち、工具搬送制御装置としての工具マガ
ジン制御用ＣＮＣ装置５６は、直交座標平面内における
各工具収納部１５ａの収納座標（Ｃn，Ｒn）と各工具収
納部１５ａに対し斜め上方に離間したアプローチ点座標
（Ｃnx，Ｒnx）とを予めメモリ内に記憶し、各工具収納
部１５ａに対し工具８０を収納し又は各工具収納部１５
ａから工具８０を取り出すときは、把持手段としての工
具ソケット４０は各工具収納部１５ａについて前記メモ
リ内に記憶された前記収納座標（Ｃn，Ｒn）と前記アプ
ローチ点座標（Ｃnx，Ｒnx）を結ぶ経路に沿って移動す
るように工具マガジン制御用ＣＮＣ装置５６により制御
される。

【００３５】このため、アプローチ点座標（Ｃnx，Ｒn
x）を予めメモリに記憶してあるので、工具８０取り出
し動作において目的とする工具収納部１５ａの位置で工
具８０を受けとった後、工具ソケット４０を前記アプロ
ーチ点へ直ちに移動でき、また、工具８０収納動作にお
いて工具ソケット４０を目的とする工具収納部１５ａの
アプローチ点へ直ちに移動でき、工具８０取り出し及び
収納動作を確実かつ短時間で行うことができる。

【００３６】図６及び図７に示すフローチャートは図５
に示すフローチャートの変形例である。図６及び図７に
おいて、まず、スタート（ＳＴＡＲＴ）し、ステップＳ
２１にて「工具取り出し」又は「工具戻し」を判別す
る。「工具取り出し」であればステップＳ２２に進み、
「工具戻し」であればステップＳ３１に進む。ステップ
Ｓ２２では、工具ソケット４０が後退位置にあるか否か
判別する。判別結果がＮＯであれば、ステップＳ２３に
進み、判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ２４に進
む。ステップＳ２３では、工具ソケット４０を後退させ
る。その後、ステップＳ２２に戻る。

【００３７】ステップＳ２４では、工具ソケット４０に
工具８０がないか否か判別する。判別結果がＮＯであれ
ば、ステップＳ４３に進み、判別結果がＹＥＳであれ
ば、ステップＳ２５に進む。ステップＳ４３では上記と
同様なアラームを発生させる。ステップＳ２５では、収
納番地テーブルＴＡＴ（工具マガジン制御用ＣＮＣ装置
５６のメモリに記憶されている。）に従って必要な工具
の工具番号より「工具位置（Ｃn，Ｒn）」を読み出す。
その後ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、読
み出した「工具位置」のうちＣnが奇数か偶数か判別す
る。判別結果が偶数であれば、ステップＳ２７に進み、
判別結果が奇数であれば、ステップＳ２８に進む。

【００３８】ステップＳ２７では、図４に示すように、
アプローチ点座標（Ｃnx，Ｒnx）のうち所定の左右オフ
セット値ｃを加算してＣnxをＣn＋ｃとする。その後、
ステップＳ２９に進む。ステップＳ２８では、アプロー
チ点座標（Ｃnx，Ｒnx）のうち前記オフセット値ｃを減
算してＣnxをＣn−ｃとする。その後、ステップＳ２９
に進む。ステップＳ２９では、アプローチ点座標（Ｃn
x，Ｒnx）のうち所定の上下オフセット値ｒを減算して
ＲnxをＲn−ｒとする。なお、この場合、工具位置座標
（Ｃn，Ｒn）及びアプローチ点座標（Ｃnx，Ｒnx）の理
論値と実測値との誤差を補正するために、補正量を前記
メモリに入力することが可能である。その後、ステップ
Ｓ３０に進む。ステップＳ３０では前述したステップＳ
６と同様に動作し、工具８０を工具収納部１５ａから取
り出す。その後、エンド（ＥＮＤ）となる。

【００３９】ステップＳ３１では、工具ソケット４０が
前進位置にあるか否か判別する。判別結果がＮＯであれ
ば、ステップＳ３２に進み、判別結果がＹＥＳであれ
ば、ステップＳ３３に進む。ステップＳ３２では、工具
ソケット４０を前進させる。その後、ステップＳ３１に
戻る。

【００４０】ステップＳ３３では、工具ソケット４０に
工具８０があるか否か判別する。判別結果がＮＯであれ
ば、ステップＳ４３に進み、判別結果がＹＥＳであれ
ば、ステップＳ３４に進む。ステップＳ４３では上記と
同様なアラームを発生させる。ステップＳ３４では、前
記テーブルＴＡＴに従って戻す工具の工具番号より「工
具位置（Ｃn，Ｒn）」を読み出す。その後ステップＳ３
５に進む。

【００４１】ステップＳ３５では、読み出した「工具位
置（Ｃn，Ｒn）」のうちＣnが奇数か偶数か判別する。
判別結果が偶数であれば、ステップＳ３６に進み、判別
結果が奇数であれば、ステップＳ３７に進む。ステップ
Ｓ３６では、ステップＳ２７と同様にして、アプローチ
点座標（Ｃnx，Ｒnx）のうちＣnxをＣn＋ｃとする（図
３参照）。その後、ステップＳ３８に進む。ステップＳ
３７では、ステップＳ２８と同様にして、アプローチ点
座標（Ｃnx，Ｒnx）のうちＣnxをＣn−ｃとする。その
後、ステップＳ３８に進む。ステップＳ３８では、ステ
ップＳ２９と同様にして、アプローチ点座標（Ｃnx，Ｒ
nx）のうちＲnxをＲn−ｒとする。その後、ステップＳ
３９に進む。

【００４２】ステップＳ３９では、前述したステップＳ
１１と同様にして工具８０を目標とする工具収納部１５
ａのアプローチ点へ移動する。その後、ステップＳ４０
に進む。ステップＳ４０では、工具収納部１５ａに工具
８０がないか否か判別する。判別結果がＹＥＳであれば
ステップＳ４１に進み、判別結果がＮＯであればステッ
プＳ４４に進む。ステップＳ４１ではアプローチ点から
工具収納部１５ａへ工具８０を移動させ、その後工具ソ
ケット４０を後退させる。その後、ステップＳ４２に進
む。ステップＳ４２では、工具取り出し指令があるか否
か判別する。判別結果がＹＥＳであればステップＳ２２
に進み、判別結果がＮＯであれば、ＥＮＤとなる。ステ
ップＳ４４では、上記と同様なアラームを発生する。

【００４３】即ち、この実施例における工具マガジン制
御用ＣＮＣ装置５６は、前記直交座標平面内における各
工具収納部１５ａの収納座標（Ｃn，Ｒn）を予めメモリ
内に記憶し、工具８０を各工具収納部１５ａへ収納し又
は各工具収納部１５ａから工具８０を取り出す動作に先
立って、工具マガジン制御用ＣＮＣ装置５６は、各工具
収納部１５ａについて前記メモリ内に記憶された収納座
標（Ｃn，Ｒn）から所定の距離ｒ及びｃだけ上方向及び
左右方向に離間したアプローチ点座標（Ｃnx，Ｒnx）を
算出し、各工具収納部１５ａに対し工具８０を収納しあ
るいは各工具収納部１５ａから工具８０を取り出すとき
は、工具ソケット４０は工具収納部１５ａについて前記
メモリ内に記憶された前記収納座標（Ｃn，Ｒn）と前記
算出したアプローチ点座標（Ｃnx，Ｒnx）を結ぶ経路に
沿って移動するように工具マガジン制御用ＣＮＣ装置５
６により制御される。

【００４４】このため、各工具収納部１５ａのアプロー
チ点座標（Ｃnx，Ｒnx）をメモリに記憶する作業が不要
となり、収納する工具８０の本数が大きな場合でも、メ
モリの記憶作業が簡単になる。

【００４５】更に、工具ソケット４０が工具８０を把持
しているときは、図３及び図４において実線矢印で示す
ように、工具ソケット４０は各収納プレート１５の複数
の工具収納部１５ａ間での移動（例えば図３の矢印ｂ２
方向の移動）と収納プレート１５の一端側での移動（例
えば図３の矢印ｂ１方向の移動）とを選択的に実行する
ように工具マガジン制御用ＣＮＣ装置５６により制御さ
れる。一方、工具ソケット４０が工具８０を把持してい
ないときは、図３及び図４において破線矢印で示すよう
に、工具ソケット４０は一つの工具収納部１５ａから他
の一つの工具収納部１５ａへ結ぶ最短経路（例えば図３
の矢印ｂ４方向の移動）を移動するように上下方向移動
と左右方向移動を同時に実行するように工具マガジン制
御用ＣＮＣ装置５６に制御される。

【００４６】このため、工具ソケット４０が工具８０を
把持している時及び工具ソケット４０が工具８０を把持
していない時の両方において、各工具収納部１５ａに収
納された工具８０に対して工具ソケット４０を短時間に
位置決めできる。図５の実施形態における収納番地テー
ブルＴＡＴは、多数の工具収容部１５ａの座標（Ｃn，
Ｒn）を定義する手段を構成し、また工具収納部１５ａ
と対応するアプローチ点座標（Ｃnｘ，Ｒnｘ）を定義す
る手段を構成している。一方、図６及び図７の実施の形
態においては、収納番地テーブルＴＡＴが収納部座標を
定義する手段を構成し、ステップＳ２６〜Ｓ２９及びＳ
３５〜３８がアプローチ点座標を定義する手段を構成し
ている。

【００４７】しかしながら、前記収納部座標を定義する
手段及びアプローチ点座標を定義する手段は、上述した
実施形態のものに限定されるものでなく、工具マガジン
制御用ＣＮＣ手段５６に内臓したコンピュータの演算処
理機能を活用して別の方法で実施できる。例えば、図３
に示すように、多数の工具収納部１５ａが原点座標（Ｃ
０，Ｒ０）又は工具収納部１５ａの１つとそれぞれ所定
の関係にあるので、この原点座標又は工具収納部１５ａ
の１つの座標のみが特定されておれば、他の工具収納部
１５ａの座標をこの工具収納部１５ａに対する取出動作
又は戻し動作を実行する直前に算術演算で求めることが
できる。また、アプローチ点座標も、特定のアプローチ
点座標からの算術演算により容易に求めることができ
る。

【００４８】このように、工具収納座標を定義する手段
及びアプローチ点を定義する手段は、工具マガジン制御
用ＣＮＣ装置５６のメモリ内に座標を登録しておく方法
だけでなく、工具マガジン制御用ＣＮＣ装置５６の演算
機能を活用して各工具収容部１５ａへの割り出しに先立
ってその工具収納部１５ａの収納座標及びアプローチ点
座標を算出するソフトウエアによっても実現できる。勿
論、各収納プレート１５の幾つかの工具収納部１５ａの
座標をメモリに記憶させておき、他の工具収納部１５ａ
の座標を演算により算出するようにしてもよい。

【００４９】

【発明の効果】第１の発明により、把持手段が工具を把
持しているときは、工具収納姿勢と同じ姿勢で工具を搬
送でき、従来装置に設けられる把持手段の旋回機構が不
要になる。一方、把持手段が工具を把持していないとき
は、把持手段が工具収納部材の背面の後ろの面上の二次
元的移動をすることができる。

【００５０】更に、第２の発明により、上記第１の発明
による効果とともに、把持手段が工具を工具収納部へ収
納する場合、把持手段の位置を該工具収納部の側方へ割
り出した後、直ちに工具の収納動作を実行でき、工具搬
送機構を複雑な構成とせずに搬送時間を短縮できる。一
方、把持手段が工具を把持していないときは、目的とす
る工具収納部まで最短距離を移動できる。

【００５１】更に、第３の発明により、上記第１の発明
による効果とともに、工具収納部を斜め上方に開口する
Ｕ字形状とすることができるので、工具収納部から工具
が脱落することを防止できる。更に、工具収納部の構造
を簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態に係わる工具マガジン及
びこの工具マガジンが使用される工作機械の平面図であ
る。

【図２】図１のII−II線に沿って観た工具搬送機構の正
面図である。

【図３】前記本願発明の実施の形態に係わる工具マガジ
ンの工具収納部の座標位置を示す説明図である。

【図４】前記本願発明の実施の形態に係わる工具マガジ
ンの工具収納部の動作説明図である。

【図５】前記本願発明の実施の形態に係わる工具マガジ
ンの工具搬送制御動作を示すフローチャートである。

【図６】図５に示すフローチャートの変形例を示すフロ
ーチャートである。

【図７】図５に示すフローチャートの変形例を示すフロ
ーチャートであり、図６の続きである。

【図８】前記本願発明の実施の形態に係わる工具ソケッ
トの説明図である。

【符号の説明】

１０ｘ 工具搬送機構 １５ 収納プレート １５ａ 工具収納部 １５ｂ 開口部 ４０ 工具ソケット ８０ 工具

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の方向と該第１の方向に直交する第
   ２の方向とによる直交座標上にて複数の収納部材にマト
   リックス状に工具収納部を設けた直交座標マトリックス
   形工具マガジンにおける工具搬送方法において、 前記工具収納部に工具を搬送する把持手段が工具を把持
   している状態では、前記工具収納部が設けられている工
   具収納部材の前記第１の方向の端部外の位置における前
   記把持手段の前記第２の方向の移動と、前記第２の方向
   において隣接する２つの工具収納部材間での前記把持手
   段の前記第１の方向の移動とを選択的に実行し、 前記把持手段が工具を把持していない状態では、前記把
   持手段の前記第１の方向の移動と前記複数の工具収納部
   材のうち少なくとも１つの工具収納部材の背面を横切る
   前記第２の方向の移動とを同時に実行することを特徴と
   する直交座標マトリックス形工具マガジンにおける工具
   搬送方法。
2. 【請求項２】 前記把持手段が工具を把持している状態
   で選択的に実行される前記工具収納部材の第１の方向の
   端部外の位置における前記第２の方向の移動と、前記隣
   接する２つの工具収納部間での前記第１の方向の移動
   は、前記把持手段が前記工具収納部材に対して前進した
   状態で実行され、 前記把持手段が工具を把持していない状態で同時に実行
   される前記把持手段の前記第１の方向の移動と前記第２
   の方向の移動は、前記把持手段が前記工具収納部材に対
   して後退した状態で実行されることを特徴とする請求項
   １記載の直交座標マトリックス形工具マガジンにおける
   工具搬送方法。
3. 【請求項３】 前記工具収納部材の工具収納部に工具を
   把持手段で把持して搬送する場合及び該工具収納部から
   工具を前記把持手段で把持して取り外す場合に、前記把
   持手段を前記工具収納部と前記工具収納部の斜め上方に
   定義されるアプローチ点とを結ぶ直線経路に沿って移動
   させることを特徴とする請求項１記載の直交座標マトリ
   ックス形工具マガジンにおける工具搬送方法。