JP2000308936A - 工作機械及び工具交換方法 - Google Patents

工作機械及び工具交換方法

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JP2000308936A
JP2000308936A JP11120758A JP12075899A JP2000308936A JP 2000308936 A JP2000308936 A JP 2000308936A JP 11120758 A JP11120758 A JP 11120758A JP 12075899 A JP12075899 A JP 12075899A JP 2000308936 A JP2000308936 A JP 2000308936A
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JP
Japan
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tool
magazine
auxiliary magazine
new
auxiliary
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JP11120758A
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English (en)
Inventor
Kotaro Shichiku
広太郎 紫竹
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Niigata Engineering Co Ltd
Original Assignee
Niigata Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械の運転を中断せずに新工具を外部から持
ち込む。 【解決手段】 主軸1は寿命工具を工具交換位置Paの
補助マガジン3に運んで把持機構11に保持させ、新し
い工具を工具マガジン2から受けて加工作業を継続す
る。作業員は、ドア19を開けて補助マガジン3を手動
操作で退避位置Pbに移動させ、ドア19を閉めてから
寿命工具を補助マガジン3から外し、新しい工具を補助
マガジン3に保持させる。この後補助マガジン3を工具
交換位置Paに手動操作で移動させる。主軸1は、補助
マガジン3に保持された新工具が必要になると、その新
工具を補助マガジン3から自動的に受け取って加工を行
う。新工具による加工が終了すると、主軸1はその新工
具を工具マガジン2に保持させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多数の工具を保持
する工具マガジンを備え、工具マガジンと主軸との間で
工具を自動的に交換して多種類の加工を行うマシニング
センタ等の工作機械及びその工作機械における工具の交
換方法に関する。
【0002】
【従来の技術】工具の自動交換機能を有する従来の工作
機械は、耐用時間の経過や折損等によって使用できなく
なった工具(以下、寿命工具)を新しい工具に作業員が
手動操作で交換するような場合、自動工具交換装置がN
Cプログラムによって自動的に動く危険を避けるため
に、機械の運転を停止させて工具を交換する構造となっ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の工作機械及
び工具交換方法にあっては、寿命工具を新工具に交換す
るに際し、加工等が中断するため、その分機械の稼働率
が悪くなり、作業能率が低下するという問題点がある。
【0004】本発明は、加工等を中断することなく寿命
工具を新工具に交換することができる工作機械及び工具
交換方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1記載の発明は、多数の工具を保持する工
具マガジンを備え、工具マガジンと主軸との間で工具を
自動的に交換することができる構成とされた工作機械に
おいて、工具の保持機能を有し、手動操作により退避位
置から工具交換位置に移動させられて上記主軸との間で
工具を自動的に交換する補助マガジンを設けた構成とし
た。
【0006】この手段では、手動操作で補助マガジンを
工具交換位置に移動させて主軸の寿命工具を補助マガジ
ンに自動的に保持させ、その補助マガジンを手動操作で
退避位置に移動させて主軸や工具マガジンとは関係のな
いところで寿命工具を新工具に交換した後、補助マガジ
ンを手動操作により工具交換位置に移動させて新工具を
主軸に自動的に装着することができる。上記で補助マガ
ジンを移動させる手動操作には、人力で補助マガジンを
移動させることの他に、自動工具交換の制御系とは別の
系のスイッチ操作等により動力で移動させることも含ま
れる。
【0007】請求項1記載の工作機械において、補助マ
ガジンの工具交換位置と退避位置との間にドアが開閉自
在に設けることが好ましい(請求項2)。この構成で
は、補助マガジンを退避位置から工具交換位置に移動さ
せ、また工具交換位置から退避位置に移動させるたびに
ドアを閉じる。これにより、自動工具交換域が遮蔽され
る。
【0008】請求項1又は2記載の工作機械において、
補助マガジンを、工具交換位置と退避位置の間をレール
に沿って移動自在とすることができる(請求項3)。こ
の場合は、補助マガジンを、手動操作により、容易かつ
的確に工具交換位置と退避位置間を移動させることがで
きるようになる。
【0009】請求項4記載の発明は、請求項1ないし3
のいずれか1つに記載の工作機械において、退避位置で
新工具を保持した補助マガジンを手動操作により工具交
換位置に移動させ、その補助マガジンの新工具を主軸に
自動的に装着する構成とした。
【0010】この手段では、機械の運転に関係なく、手
動操作で新工具が外部から持ち込まれてそれまで使用さ
れていた工具と交換される。
【0011】請求項5記載の発明は、請求項1ないし3
のいずれか1つに記載の工作機械において、手動操作に
より工具交換位置に移動させられた補助マガジンに主軸
の寿命工具を自動的に保持させる工程と、寿命工具を保
持した補助マガジンを手動操作で退避位置に移動させて
寿命工具を補助マガジンから外し、新工具を補助マガジ
ンに保持する工程と、新工具を保持した補助マガジンを
手動操作により工具交換位置に移動させる工程と、補助
マガジンの新工具が必要になった場合に、その新工具を
主軸に自動的に装着する工程とを具備した構成とした。
【0012】この手段では、機械の運転に関係なく、手
動操作によって寿命工具が外部に取り出され、またそれ
に代わる新工具が外部から補給されて工具が交換され
る。
【0013】請求項4又は5記載の工具交換方法におい
て、主軸に装着された新工具の使用後に、その新工具を
工具マガジンに自動的に保持させる構成とすることがで
きる(請求項6)。この構成では、手動操作で外部から
持ち込まれた新工具が工具マガジンに自動的に保持さ
れ、以後、必要に応じて主軸に自動的に装着されて使用
される。
【0014】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を添付図面を参
照して説明する。図1ないし図4は本発明に係る工作機
械の実施の形態を示す。この工作機械は、主軸1と工具
マガジン2及び補助マガジン3を有する。主軸1は、X
軸方向とY軸方向及びZ軸方向に移動自在とされてい
る。
【0015】また、工具マガジン2は、中心軸5を中心
に回転させられる回転体6の外周に、工具Tを保持する
多数の把持機構7を設けて成り、制御装置(図示せず)
の制御指令にしたがって回転体6を回転させ、空の把持
機構7又は任意の工具Tを所定の位置に割り出して空の
把持機構7に主軸1の工具Tを保持させ、また上記で割
り出された工具Tを主軸1に装着して工具Tを自動的に
交換することができるようになっている。なお、上記の
構造は周知のものである。
【0016】補助マガジン3は、工具Tを保持する1個
の把持機構11をレール12に沿って移動する可動体1
3に設けて成り、工具交換位置Paと退避位置Pbとの
間を作業員の人力による直接的な手動操作、或いは可動
体13を移動させるアクチュエータのスイッチを押すよ
うな間接的な手動操作によって自由に移動させることが
できるようにされている。
【0017】そして、可動体13には、レール12に形
成された停止孔12a,12bに停止用ばね14の力で
挿入されて可動体13(把持機構11)を工具交換位置
Paと退避位置Pbに固定するピン形状の停止部材15
が設けられ、また、レール12の前端と後端には、レー
ル12からの可動体13の離脱を防止する抜止め部材1
6,17がそれぞれ設けられている。
【0018】把持機構11は、枢軸11aを中心に回動
する一対の把持部材11bと、把持部材11b,11b
の間に設けられた把持用ばね11cとを有し、把持用ば
ね11cで把持部材11b,11bを閉回動させて工具
Tを把持することができる構造とされている。なお、工
具マガジン2の把持機構7も上記の把持機構11と同一
の構造となっている。
【0019】補助マガジン3の工具交換位置Paと退避
位置Pbの間には、ドア19がヒンジ20によって水平
に回動自在に設けられており、主軸1と工具マガジン2
及び補助マガジン3の間で工具が自動的に交換される自
動工具交換域を遮蔽することができるようになってい
る。
【0020】次に、上記の構成とされた工作機械におけ
る工具交換方法の一例を説明する。主軸1と工具マガジ
ン2の間での工具Tの交換は、従来同様に制御装置によ
る制御で自動的に行なわれる。工具Tが使用中に折損し
たり、延べ使用時間が耐用時間(寿命時間)に達する
と、主軸1はその工具、つまり寿命工具を前以って工具
交換位置Paにつけられている補助マガジン3に運んで
その把持機構11に保持させ、新しい工具を工具マガジ
ン2から受けて加工作業を継続する。
【0021】補助マガジン3に寿命工具が保持された場
合、作業員は、それまで閉じていたドア19を開けて補
助マガジン3を手動操作で退避位置Pbに移動させ、ド
ア19を閉めてから寿命工具を補助マガジン3から外
し、新しい工具を補助マガジン3に保持させる。この後
直ちにドア19を開いて補助マガジン3を工具交換位置
Paに手動操作で移動させ、ドア19を閉じる。主軸1
は、補助マガジン3に保持された新工具が必要になる
と、その新工具を補助マガジン3から自動的に受け取っ
て加工を行う。新工具による加工が終了すると、主軸1
はその新工具を工具マガジン2に保持させる。
【0022】通常、補助マガジン3に寿命工具が保持さ
れた場合は、ブザー等によって作業員に知らされ、また
新工具を保持した補助マガジン3が工具交換位置Paに
移動させられた場合は、制御装置に、自動的又は作業員
のスイッチ操作等によって信号が入力されるように構成
される。
【0023】寿命工具が出た際でなくとも、上記の要領
で補助マガジン3を手動操作して外部から新工具を運び
込み、主軸1に自動的に装着することができる。この場
合、主軸1に保持された工具Tを使用後又は未使用のま
ま工具マガジン2に保持させることができる他、使用後
にそのまま補助マガジン3に戻すこともできる。また、
寿命工具の外部への取出しのみを補助マガジン3の手動
操作によって行うこともできる。
【0024】図の工作機械は、主軸1の軸方向の移動に
よって工具マガジン2や補助マガジン3の工具Tが主軸
1に装着され、また主軸1の工具Tが工具マガジン2や
補助マガジン3に保持される構造となっているが、自動
工具交換装置によって主軸1と工具マガジン2及び補助
マガジン3の間で工具Tを交換する構成とすることがで
きる。図の工作機械と自動工具交換装置を備えた工作機
械のいずれの場合においても、工具マガジン2と補助マ
ガジン3の構造は図のものに限らず任意である。
【0025】また、図の補助マガジン3は、レール12
に沿って水平に直線移動するようにされているが、工具
交換位置Paと退避位置Pbの間を上下或いは斜めにレ
ールに沿って移動する構成とすることも、上下又は水
平、或いは斜めに回動する構成とすることもできる。ド
ア19についても同様にどのような開閉方式も採用で
き、場合によってはこれを省くこともできる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、手動操作で補助マガジンを工具交換位置に
移動させて主軸との間で工具を自動的に交換することが
できる。このため、寿命工具が出たような場合でも、機
械の運転を中断することなく継続して作業能率を上げる
ことができる。全体的に構造が簡単であり、既存の工作
機械にも容易に適用できることも大きな効果である。
【0027】請求項1記載の工作機械において、補助マ
ガジンの工具交換位置と退避位置との間にドアを開閉自
在に設けた場合は、主軸と工具マガジン及び工具交換位
置の補助マガジンの間で自動的に工具が交換される自動
工具交換域をドアで遮蔽することができ、退避位置での
作業を能率よく行うことができる。
【0028】請求項1又は2記載の工作機械において、
補助マガジンを、工具交換位置と退避位置の間をレール
に沿って移動自在とした場合は、補助マガジンを手動操
作により最も単純にかつ的確に移動させることができ
る。
【0029】請求項4又は5記載の発明によれば、機械
の運転に関係なく、手動操作で新工具を外部から運び込
むことができ、また、寿命工具を外部に取り出して新工
具と交換することができる。したがって、稼働率が向上
し、作業能率が良くなる。
【0030】請求項4又は5記載の工具交換方法におい
て、主軸に装着された新工具の使用後に、その新工具を
工具マガジンに自動的に保持させる構成とすると、外部
から運び込まれた新工具を、その後何時でも必要に応じ
て自動的に主軸に装着し、加工に使用することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る工作機械の実施の形態を示す正
面図である。
【図2】 図1の工作機械の側面図である。
【図3】 図1の工作機械の主要部の平面図である。
【図4】 一部分を破断した補助マガジンの図である。
【符号の説明】
1 主軸 2 工具マガジン 3 補助マガジン 11 把持機構 12 レール 19 ドア T 工具 Pa 工具交換位置 Pb 退避位置

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の工具を保持する工具マガジンを備
    え、工具マガジンと主軸との間で工具を自動的に交換す
    ることができる構成とされた工作機械において、 工具の保持機能を有し、手動操作により退避位置から工
    具交換位置に移動させられて上記主軸との間で工具を自
    動的に交換する補助マガジンが設けられたことを特徴と
    する工作機械。
  2. 【請求項2】 補助マガジンの工具交換位置と退避位置
    との間にドアが開閉自在に設けられたことを特徴とする
    請求項1記載の工作機械。
  3. 【請求項3】 補助マガジンは、工具交換位置と退避位
    置の間をレールに沿って移動自在とされたことを特徴と
    する請求項1又は2記載の工作機械。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1つに記載
    の工作機械において、 退避位置で新工具を保持した補助マガジンを手動操作に
    より工具交換位置に移動させ、その補助マガジンの新工
    具を主軸に自動的に装着することを特徴とする工具交換
    方法。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし3のいずれか1つに記載
    の工作機械において、 手動操作により工具交換位置に移動させられた補助マガ
    ジンに主軸の寿命工具を自動的に保持させる工程と、 寿命工具を保持した補助マガジンを手動操作で退避位置
    に移動させて寿命工具を補助マガジンから外し、新工具
    を補助マガジンに保持する工程と、 新工具を保持した補助マガジンを手動操作により工具交
    換位置に移動させる工程と、 補助マガジンの新工具が必要になった場合に、その新工
    具を主軸に自動的に装着する工程とを具備したことを特
    徴とする工具交換方法。
  6. 【請求項6】 主軸に装着された新工具の使用後に、そ
    の新工具を工具マガジンに自動的に保持させることを特
    徴とする請求項4又は5記載の工具交換方法。
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Cited By (5)

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