JP2001315037A - 自動工具交換装置 - Google Patents

自動工具交換装置

Info

Publication number
JP2001315037A
JP2001315037A JP2000134620A JP2000134620A JP2001315037A JP 2001315037 A JP2001315037 A JP 2001315037A JP 2000134620 A JP2000134620 A JP 2000134620A JP 2000134620 A JP2000134620 A JP 2000134620A JP 2001315037 A JP2001315037 A JP 2001315037A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
bearing
cam follower
life
cam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000134620A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4531197B2 (ja
Inventor
Yoshiaki Akamatsu
良昭 赤松
Makoto Fujishima
誠 藤嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DMG Mori Co Ltd
Intelligent Manufacturing Systems International Inc
Original Assignee
Mori Seiki Co Ltd
Intelligent Manufacturing Systems International Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mori Seiki Co Ltd, Intelligent Manufacturing Systems International Inc filed Critical Mori Seiki Co Ltd
Priority to JP2000134620A priority Critical patent/JP4531197B2/ja
Priority to DE60104476T priority patent/DE60104476T2/de
Priority to EP01110131A priority patent/EP1153705B1/en
Priority to US09/849,268 priority patent/US6508314B2/en
Publication of JP2001315037A publication Critical patent/JP2001315037A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4531197B2 publication Critical patent/JP4531197B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/1554—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/34—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
    • B23Q5/341—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission cam-operated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/1554—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore
    • B23Q2003/155414—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers
    • B23Q2003/155418—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers the grippers moving together
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/1554—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore
    • B23Q2003/155414—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers
    • B23Q2003/155425—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers pivotable
    • B23Q2003/155428—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers pivotable about a common axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/1554—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore
    • B23Q2003/155414—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers
    • B23Q2003/155425—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers pivotable
    • B23Q2003/155435—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers pivotable and linearly movable
    • B23Q2003/155439—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers pivotable and linearly movable along the pivoting axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/157—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B23Q3/15713—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle
    • B23Q3/1572—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle the storage device comprising rotating or circulating storing means
    • B23Q3/15722—Rotary discs or drums
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/42—Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42328—Detect bearing, clamp wear
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50186—Diagnostic of spindle bearing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T483/00—Tool changing
    • Y10T483/13—Tool changing with control means energized in response to activator stimulated by condition sensor
    • Y10T483/136—Responsive to tool
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T483/00—Tool changing
    • Y10T483/17—Tool changing including machine tool or component
    • Y10T483/1733—Rotary spindle machine tool [e.g., milling machine, boring, machine, grinding machine, etc.]
    • Y10T483/1748—Tool changer between spindle and matrix
    • Y10T483/1752—Tool changer between spindle and matrix including tool holder pivotable about axis
    • Y10T483/1755—Plural tool holders pivotable about common axis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T483/00—Tool changing
    • Y10T483/17—Tool changing including machine tool or component
    • Y10T483/1733—Rotary spindle machine tool [e.g., milling machine, boring, machine, grinding machine, etc.]
    • Y10T483/1748—Tool changer between spindle and matrix
    • Y10T483/1752—Tool changer between spindle and matrix including tool holder pivotable about axis
    • Y10T483/1755—Plural tool holders pivotable about common axis
    • Y10T483/1757—Plural tool holders pivotable about common axis including intermediate tool changer
    • Y10T483/176—Intermediate tool changer includes tool holder pivotable about axis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T483/00—Tool changing
    • Y10T483/17—Tool changing including machine tool or component
    • Y10T483/1733—Rotary spindle machine tool [e.g., milling machine, boring, machine, grinding machine, etc.]
    • Y10T483/1748—Tool changer between spindle and matrix
    • Y10T483/1752—Tool changer between spindle and matrix including tool holder pivotable about axis
    • Y10T483/1755—Plural tool holders pivotable about common axis
    • Y10T483/1767—Linearly movable tool holders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】カムフォロアの寿命を検出し、これを計画的に
交換することができるようにした自動工具交換装置を提
供する。 【解決手段】回転軸及びこれに固設された交換アーム、
ベアリングによって回転自在に支持された係合ローラを
具備し、回転軸に取り付けられたカムフォロア、カムフ
ォロアの係合ローラに係合するカム体並びにカム体を駆
動する駆動手段を備えた工具交換機構部２６と、工具交
換機構部２６の作動を制御する制御部５７とを設ける。
工具交換機構部２６における動作回数を計数し、累計動
作回数が寿命基準たる基準動作回数に達したか否かを判
定する寿命判定部９を設ける。カムフォロアを構成する
ベアリングの寿命を検出することで、その計画的なメン
テナンスを行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は工作機械の自動工具
交換装置に関し、特にカムとカムフォロアとの係合関係
によって交換アームを回転駆動するように構成された自
動工具交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上述した自動工具交換装置を備えた工作
機械の一例を図３乃至図５を用いて説明する。図３に示
すように、例示した工作機械１２はいわゆる立形のマシ
ニングセンタと呼ばれる機械であり、ベッド１３と、こ
のベッド１３上に立設されたコラム１４と、コラム１４
に支持されて上下方向に移動可能となった主軸頭１５
と、主軸頭１５に支持され、軸中心に回転自在となった
主軸１６と、この主軸１６の下方にあってベッド１３上
に配設されるテーブル１７と、主軸頭１５の左側方に設
けられた工具マガジン２１と、工具マガジン２１の下端
部に設けられ、主軸１６に取り付けられた工具Ｔと工具
マガジン２１の保持ポット２３に格納された工具Ｔとを
交換する工具交換機構部２６と、これら各部の作動を制
御する図５に示した数値制御装置５０などを備えてな
る。
【０００３】前記工具マガジン２１は、工具ホルダＴＨ
を保持する複数の保持ポット２３と、外周部に前記保持
ポット２３を一定間隔で保持する円板状の保持プレート
２４と、保持ポット２３と保持プレート２４を囲繞する
カバー２２などからなる。
【０００４】前記工具交換機構部２６は、図４に示すよ
うに、主軸１６（図３参照）に対して平行に配設された
回転軸２７と、両端部に工具保持部２８ａを備え、前記
回転軸２７の下端部に固設された交換アーム２８と、前
記回転軸２７の中間部外周に一定角度ごとに突設され、
前記回転軸２７をその軸中心に回転させるローラ状のカ
ムフォロア３３と、このカムフォロア３３直下の前記回
転軸２７に係合し、前記回転軸２７をその軸方向に移動
させるレバー状のカムフォロア３４と、外周面に形成さ
れたガイド溝が前記カムフォロア３３と係合するように
設けられ、且つ端面に形成されたガイド溝が前記カムフ
ォロア３４と係合するように設けられたローラギヤカム
３５と、このローラギヤカム３５に一体的に固設された
ギア４１と、伝達ギヤ３８，３９などを介して前記ギヤ
４１に回転動力を伝達するモータ３６などを備えてな
る。尚、カムフォロア３３はローラギヤカム３５の外周
ガイド溝と係合する係合ローラをベアリングによって回
転自在に支持した構造を備え、カムフォロア３４も前記
端面ガイド溝と係合する係合ローラを備え、この係合ロ
ーラをベアリングによって回転自在に支持した構造を備
えている。
【０００５】斯くして、前記モータ３６からギヤ３８，
３９，４１などを介してローラギヤカム３５に回転動力
が伝達され、ローラギヤカム３５がその軸中心に回転す
ると、このローラギヤカム３５と係合するカムフォロア
３３の作動によって回転軸２７が軸中心に回転せしめら
れる一方、同じくローラギヤカム３５と係合するカムフ
ォロア３４の作動によって回転軸２７がその軸方向に移
動せしめられる。そして、かかる回転軸２７の作動によ
って後述する交換アーム２８の交換動作が実現される。
【０００６】また、図５に示すように、前記数値制御装
置５０はＣＮＣ制御部５４，ＰＬＣ制御部５５及び入出
力インターフェース５６などからなり、この入出力イン
ターフェース５６を介して外部の制御回路５１に接続し
ている。また、制御回路５１には操作盤５２や前記工具
交換機構部２６などが接続している。
【０００７】前記ＣＮＣ制御部５４は、格納された加工
プログラムなどを実行処理して、テーブル１７や主軸頭
１５の軸移動など工作機械１２の基本的な機能部分やＣ
ＲＴ１１の表示などを制御する制御部であり、また、Ｐ
ＬＣ制御部５５は交換制御部５７などの処理部を備え、
前記工具マガジン２１や工具交換機構部２６の作動な
ど、工作機械１２の補助的な機能部分を制御する。尚、
ＣＲＴ１１には、通常、加工プログラムや工具の現在座
標位置などが表示されるようになっている。
【０００８】前記交換制御部５７は、上述したように、
制御回路５１を介して前記工具交換機構部２６の作動を
制御するが、通常は、加工プログラムを実行処理するＣ
ＮＣ制御部５４から工具交換指令を受信して前記工具交
換機構部２６を駆動し、工具交換動作を行わせる。ま
た、操作盤５２から工具交換指令を入力する手動操作に
よっても前記工具交換機構部２６に工具交換動作を行わ
せることが可能であるが、この場合、操作盤５２から入
力された工具交換指令は制御回路５１，入出力インター
フェース５６，ＰＬＣ制御部５５を順次経由してＣＮＣ
制御部５４に送信され、この後、当該ＣＮＣ制御部５４
から前記交換制御部５７に工具交換指令が出力され、こ
れを受信した交換制御部５７によって前記工具交換機構
部２６が駆動され、工具交換が行われる。
【０００９】斯くして、上記工具交換機構部２６及び交
換制御部５７などから上述した自動工具交換装置が構成
され、以下の手順により、主軸１６に装着された工具Ｔ
が自動的に新たなものと交換される。
【００１０】即ち、まず、工具マガジン２１の所望の新
たな工具ホルダＴＨを保持した保持ポット２３が交換位
置に移送され、工具交換可能な状態になると、次に、前
記カムフォロア３３の作動によって回転軸２７がその軸
中心に９０°（これを正方向とする）回転せしめられ、
これと共に交換アーム２８が９０°回転して、図３に示
す如く、主軸１６側の使用済みの工具ホルダ（以下、現
工具ホルダという）ＴＨ及び保持ポット２３側の新たな
工具ホルダ（以下、次工具ホルダ）ＴＨが、それぞれ交
換アーム２８両端の工具保持部２８ａに保持される。
【００１１】ついで、前記カムフォロア３４の作動によ
って回転軸２７がその軸方向に進出せしめられると、交
換アーム２８に保持された現工具ホルダＴＨ及び次工具
ホルダＴＨがそれぞれ主軸１６及び保持ポット２３から
抜き取られ、このようにして次工具ホルダＴＨが抜き取
られた後、前記カムフォロア３３の作動によって回転軸
２７が正方向に１８０°回転せしめられ、ついで前記カ
ムフォロア３４の作動によって軸方向に後退せしめられ
る。以上により、次工具ホルダＴＨが主軸１６に装着さ
れるとともに、現工具ホルダＴＨが保持ポット２３に保
持される。
【００１２】ついで、前記カムフォロア３３の作動によ
って回転軸２７が逆方向に９０°回転せしめられて原位
置に復帰せしめられた後、前記保持ポット２３が前記割
出位置に移送され、これがカバー２２内に格納される。
以上の作動により、主軸１６に装着された現工具ホルダ
ＴＨと工具マガジン２１に格納された次工具ホルダＴＨ
とが交換される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
にカムフォロア３３，３４にはベアリングが使用されて
おり、当然のことながら、かかるベアリングには転動体
の摩耗などに起因した作動限界、即ち寿命が存在する。
しかるに、従来の自動工具交換装置においては、かかる
ベアリングの寿命を検出していなかったため、自動工具
交換装置の稼働中にカムフォロア３３，３４のベアリン
グ部が寿命に至ってこれが破損し、破損時の動作状態に
よっては、これを復帰させるのに長時間を要するといっ
た問題があった。
【００１４】また、カムフォロア３３，３４のベアリン
グ部が破損した場合、その破損状態によっては他の部品
までもが破損してしまう危険があり、このようにして破
損部品が拡大すると、これらの修理に長時間を要するこ
ととなり、工作機械の稼働率が低下するという問題を生
じる。また、ベアリングの予備が無い場合には、これを
手配した後でなければ修理を行うことができず、この場
合にも工作機械の稼働率が低下することになる。
【００１５】本発明は、以上の問題点に鑑みなされたも
のであって、上記カムフォロアの寿命を検出し、これを
計画的に交換することができるようにした自動工具交換
装置の提供を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するための本発明の請求項１に係る発明は、回転自
在に支持された回転軸と、この回転軸に固設された交換
アームと、ベアリングによって回転自在に支持された係
合ローラを具備し、前記回転軸と係合するように配設さ
れたカムフォロアと、該カムフォロアの前記係合ローラ
と係合する係合溝を具備したカム体と、該カム体を駆動
する駆動手段とを備え、前記駆動手段によって前記カム
体を駆動することにより、前記カム体に係合する前記カ
ムフォロアを介して、前記回転軸を軸方向に移動させ、
及び／又は軸周りに回転させるように構成された工具交
換機構部、並びに該工具交換機構部の交換動作を制御す
る制御部を備えた自動工具交換装置において、前記工具
交換機構部における工具交換動作の動作回数を計数し、
累計された動作回数が予め定められた基準動作回数に達
したとき、前記カムフォロアのベアリングが寿命になっ
たと判定する寿命判定部を備えたことを特徴とするもの
である。
【００１７】本発明に係る自動工具交換装置によれば、
前記寿命判定部により工具交換の動作回数がカウントさ
れ、累計された動作回数が予め定められた基準動作回数
に達したとき、カムフォロアのベアリングが寿命に達し
たと判定される。
【００１８】通常、ベアリングの寿命は、これが一定の
負荷状態で作動するとき、その累積動作時間で評価され
る。従って、上記カムフォロアのベアリングに作用する
負荷などが分かれば（勿論かかる負荷は設計上の理論値
として認識することができる）、当該ベアリングが寿命
となるまでの理論的な動作時間を算出することができ
る。一方、通常、１回の工具交換動作に要する時間は一
定であって、その動作時間はこれを容易に測定すること
ができ、この工具交換動作に占める個々のベアリングの
動作時間もまた、実測若しくは理論的にこれを算出する
ことができる。
【００１９】したがって、工具交換の動作回数をカウン
トしてこれを累計することで、個々のベアリングの累積
動作時間を算出することができ、算出された累積動作時
間から当該ベアリングの寿命を判定することができる。
そこで、本発明では、予め算出された寿命時間を１回の
動作時間で除して、寿命となるまでの動作回数を基準動
作回数として算出する一方、工具交換の実動作回数をカ
ウントして累計し、累計された動作回数が基準動作回数
に達したとき当該ベアリングが寿命に達したと判定する
ようにしている。
【００２０】このように、この発明によれば、寿命判定
部によってベアリングの寿命を検出するようにしている
ので、前もって交換用のベアリングを用意し、当該ベア
リングが寿命となる前にこれを交換するといった計画的
なメンテナンスを行うことができる。そして、工作機械
の稼働計画に合わせてその停止中にこのメンテナンス作
業を行うようにすれば、更に稼働率の向上を図ることが
できる。従って、上述のような、自動工具交換装置の稼
働中にベアリングが寿命により破損してその復帰に長時
間を要し、工作機械の稼働率が低下するといった問題が
生じるのを防止することができる。
【００２１】また、本発明の請求項２に係る発明は、請
求項１記載の自動工具交換装置において、前記工具交換
機構部の交換動作が工具径により異なる交換動作をとる
ように設けられ、前記寿命判定部が、前記各交換動作に
要する時間に応じて前記計数される動作回数に重み付け
を加えるように構成されてなることを特徴とするもので
ある。
【００２２】工作機械によっては、工具交換の動作態様
が工具径によって異なるものがある。例えば、大径の工
具と小径の工具とを交換する場合には、主軸に装着され
た現工具を工具マガジンに返却した後、工具マガジン側
の次工具を主軸に装着するというように、工具交換にあ
たり工具交換機構部が一連の交換動作を２回繰り返す一
方、同径工具同士（大径工具同士及び小径工具同士）の
交換の場合には、工具交換機構部が一連の交換動作を一
度だけ行うようになったものがある。
【００２３】このような場合に、上記請求項１に係る発
明のように、工具交換の実動作回数を一律にカウントし
て得られた累計動作回数と基準動作回数とを単純に比較
すると、上述した大径工具と小径工具とを交換する場合
には、同径工具同士を交換する場合に比べて、ベアリン
グ部の摩耗が２倍進行することから、正確な寿命判定を
行うことができないという問題がある。そこで、本発明
においては、各交換動作に要する時間に応じてカウント
される動作回数に重み付けを加えるようにしている。具
体的には、上記大径工具と小径工具とを交換する場合に
は、２をカウントして累計し、同径工具同士を交換する
場合には１をカウントして累計する。このようにすれ
ば、交換動作の態様によって異なるベアリングの摩耗進
行を正確に寿命判定に反映させることができ、当該寿命
判定を正確に行うことができる。
【００２４】また、本発明の請求項３に係る発明は、請
求項１又は請求項２に記載した自動工具交換装置におい
て、前記累計動作回数と前記基準動作回数との比率関係
を図形化して表示する表示手段を設けてなるものであ
る。
【００２５】この発明によれば、表示手段により前記累
計動作回数と前記基準動作回数との比率関係が図形化さ
れて表示される。これにより、ベアリングの消耗度合い
を一目見て確認することができ、また、日々の消耗進行
度合いを観察することで、何時ベアリングが寿命となる
のかを容易に予測することが可能となり、そのメンテナ
ンス計画を立て易くなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
に係る自動工具交換装置を備えた工作機械について、添
付図面に基づき説明する。図１は、本実施形態に係る数
値制御装置などを示したブロック図であり、図２は、Ｃ
ＲＴに表示される表示画面の一例を示した説明図であ
る。尚、本例は図３乃至図５に記載の自動工具交換装置
を備えた工作機械を改良したものであって、これと数値
制御装置の構成が一部異なるのみである。したがって、
同じ構成部分については、その詳しい説明を省略すると
ともに、図１及び図２においては同一の符号を付してい
る。
【００２７】図１に示すように、本例の数値制御装置１
は、上述した従来のＰＬＣ制御部５５に一部機能を追加
して構成されたＰＬＣ制御部６を備えてなり、表示制御
部１０及び寿命判定部９を備えた点で、上記ＰＬＣ制御
部５５とその構成が異なっている。
【００２８】前記寿命判定部９は、前記ＣＮＣ制御部５
４からの工具交換指令を受信し、当該工具交換指令を受
信する度に、１をカウントしてこれを累計し、累計した
カウント数と予め設定された基準値と比較し、累計カウ
ント数が基準値に達したかどうかを判定する処理部であ
り、前記累計カウント数や基準値、並びに累計カウント
数が基準値に達したと判定された場合にはその信号（寿
命認定信号）を前記表示制御部１０に送信する。
【００２９】尚、前記累計カウント数は前記工具交換機
構部２６の累計された工具交換回数を意味し、基準値は
カムフォロア３３，３４を構成するベアリングが寿命に
至ると予想される工具交換回数を意味する。そして、こ
の基準値は、以下のようにして予め設定され、寿命判定
部９に格納される。
【００３０】即ち、まず、カムフォロア３３，３４を構
成するベアリングが寿命に至るその動作時間（寿命時
間）Ｌをそれぞれ次式によって算出する。 Ｌ＝（ａ×Ｃ）／（Ｆ×Ｎ０．３） ただし、ａは定数、Ｃはベアリングの動定格荷重（一
定）、Ｆはベアリングに作用する荷重、Ｎはベアリング
の回転数である。
【００３１】次に、１回の工具交換動作における各ベア
リングの動作時間を実測若しくは理論的な演算によって
取得する。そして、上式によって算出された各ベアリン
グの寿命時間Ｌをそれぞれの１回の（工具交換）動作時
間で除して、各ベアリングについてこれが寿命となる工
具交換回数を算出し、算出された工具交換回数の内、最
も小さい値を上記基準値として設定する。
【００３２】また、前記表示制御部１０は、前記寿命判
定部９から前記累計カウント数及び基準値を受信して、
これらの比率関係を図形化して、例えば、図２に示すよ
うな画面を、ＣＮＣ制御部５４を介してＣＲＴ１１に表
示させる。また、前記寿命判定部９から寿命認定信号を
受信して、前記ベアリングの交換を要求するメッセージ
をＣＲＴ１１に表示させる。尚、図２に示した表示画面
では、前記基準値が「全寿命」と表示され、累計カウン
ト数が「現在値（％）」と表示されており、ベアリング
の消耗状況が一見して分かるようになっている。
【００３３】以上の構成を備えた本例の（自動工具交換
装置を備えた工作機械を構成する）数値制御装置１によ
れば、加工プログラムを実行処理することにより、或い
は手動操作によってＣＮＣ制御部５４からＰＬＣ制御部
６に工具交換指令が送信されると、寿命判定部９は当該
工具交換指令を受信する度に、１をカウントしてこれを
累計し、累計したカウント数と予め設定された基準値と
比較し、累計カウント数が基準値に達したかどうかを判
定する。
【００３４】そして、寿命判定部９によって、累計カウ
ント数が基準値に達したと判定されると、前記ベアリン
グの交換を要求するメッセージがＣＲＴ１１に表示され
る。また、ＣＲＴ１１にはベアリングの消耗状況が一見
して分かるように、前記累計カウント数と基準値との比
率関係を図形化した、図２に例示する如き画面が表示さ
れる。
【００３５】このように、本例によれば、寿命判定部９
によってベアリングの寿命を検出するようにしているの
で、前もって交換用のベアリングを用意し、当該ベアリ
ングが寿命となる前にこれを交換するといった計画的な
メンテナンスを行うことが可能となる。また、工作機械
の稼働計画に合わせてその停止中にこのメンテナンス作
業を行うようにすれば、更に稼働率の向上を図ることが
できる。また、ベアリングの消耗度合いをＣＲＴ１１に
表示するようにしているので、日々の消耗進行度合いを
観察することで、何時ベアリングが寿命となるのかを容
易に予測することが可能となり、そのメンテナンス計画
の立案が容易となる。
【００３６】尚、本例では、ベアリングが寿命に達した
ときに、その交換を要求するメッセージをＣＲＴ１１に
表示するようにしたが、ランプやブザーにより警報を鳴
らすようにしても良い。
【００３７】また、工作機械によっては、例えば、大径
の工具と小径の工具とを交換する場合には、主軸１６に
装着された現工具Ｔを工具マガジン２１に返却した後、
工具マガジン２１側の次工具Ｔを主軸１６に装着すると
いうように、工具交換にあたり工具交換機構部２６が一
連の交換動作を２回繰り返す一方、同径工具同士（大径
工具同士及び小径工具同士）の交換の場合には、工具交
換機構部２６が一連の交換動作を一度だけ行うというよ
うに、工具径によって工具交換の動作態様が異なるよう
に設定されたものがある。
【００３８】このような場合に、上例のように、工具交
換の実動作回数を一律にカウントして得られた累計カウ
ント数と基準値とを単純に比較すると、上述した大径工
具と小径工具とを交換する場合には、同径工具同士を交
換する場合に比べて、ベアリング部の摩耗が２倍進行す
ることから、正確な寿命判定を行うことができないとい
う問題を生じる。
【００３９】そこで、このような場合には、前記寿命判
定部９においてカウントされる値に、各交換動作に要す
る時間に応じて重み付けを加えるようにする。具体的に
は、上記大径工具と小径工具とを交換する場合には、２
をカウントして累計し、同径工具同士を交換する場合に
は１をカウントして累計するようにする。このようにす
れば、交換動作の態様によって異なるベアリングの摩耗
進行を正確に寿命判定に反映させることができ、当該寿
命判定を正確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る工作機械の数値制御
装置などを示したブロック図である。
【図２】本実施形態に係るＣＲＴに表示される表示画面
の一例を示した説明図である。
【図３】従来例に係る工作機械の全体を示す正面図であ
る。
【図４】図３に示した工具交換機構部の詳細を示す斜視
図である。
【図５】従来例に係る工作機械の数値制御装置などを示
したブロック図である。
【符号の説明】
１ 数値制御装置 ６ ＰＬＣ制御部 ９ 寿命判断部 １０ 表示制御部 １１ ＣＲＴ ２７ 回転軸 ２８ 交換アーム ３３，３４ カムフォロア ３５ ローラギヤカム ５０ 数値制御装置 ５２ 操作盤 ５４ ＣＮＣ制御部 ５５ ＰＬＣ制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤松 良昭 奈良県大和郡山市北郡山町106番地 株式 会社森精機製作所内 (72)発明者 藤嶋 誠 奈良県大和郡山市北郡山町106番地 株式 会社森精機製作所内 Ｆターム(参考） 3C002 FF05 HH06 KK01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転自在に支持された回転軸と、この回
    転軸に固設された交換アームと、ベアリングによって回
    転自在に支持された係合ローラを具備し、前記回転軸と
    係合するように配設されたカムフォロアと、該カムフォ
    ロアの前記係合ローラと係合する係合溝を具備したカム
    体と、該カム体を駆動する駆動手段とを備え、前記駆動
    手段によって前記カム体を駆動することにより、前記カ
    ム体と係合する前記カムフォロアを介して、前記回転軸
    を軸方向に移動させ、及び／又は軸周りに回転させるよ
    うに構成された工具交換機構部、並びに該工具交換機構
    部の交換動作を制御する制御部を備えた自動工具交換装
    置において、 前記工具交換機構部における工具交換動作の動作回数を
    計数し、累計された動作回数が予め定められた基準動作
    回数に達したとき、前記カムフォロアのベアリングが寿
    命になったと判定する寿命判定部を備えたことを特徴と
    する自動工具交換装置。
  2. 【請求項２】 前記工具交換機構部の交換動作が工具径
    により異なる交換動作をとるように設けられ、 前記寿命判定部が、前記各交換動作に要する時間に応じ
    て前記計数される動作回数に重み付けを加えるように構
    成されてなる請求項１記載の自動工具交換装置。
  3. 【請求項３】 前記累計動作回数と前記基準動作回数と
    の比率関係を図形化して表示する表示手段を備えてなる
    請求項１又は２記載の自動工具交換装置。
JP2000134620A 2000-05-08 2000-05-08 自動工具交換装置 Expired - Fee Related JP4531197B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000134620A JP4531197B2 (ja) 2000-05-08 2000-05-08 自動工具交換装置
DE60104476T DE60104476T2 (de) 2000-05-08 2001-05-03 Automatische Werkzeugwechseleinrichtung
EP01110131A EP1153705B1 (en) 2000-05-08 2001-05-03 Automatic tool changer
US09/849,268 US6508314B2 (en) 2000-05-08 2001-05-07 Automatic tool changer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000134620A JP4531197B2 (ja) 2000-05-08 2000-05-08 自動工具交換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001315037A true JP2001315037A (ja) 2001-11-13
JP4531197B2 JP4531197B2 (ja) 2010-08-25

Family

ID=18642868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000134620A Expired - Fee Related JP4531197B2 (ja) 2000-05-08 2000-05-08 自動工具交換装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6508314B2 (ja)
EP (1) EP1153705B1 (ja)
JP (1) JP4531197B2 (ja)
DE (1) DE60104476T2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6836698B2 (en) 2003-03-26 2004-12-28 Mori Seiki Co., Ltd. Maintenance system for machine tool
JP2006263893A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Brother Ind Ltd 自動工具交換装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10230726A1 (de) * 2001-07-06 2003-01-30 Hitachi Koki Kk Linearmotorbetriebenes Elektrowerkzeug
DE102007016234A1 (de) * 2007-04-04 2008-10-09 Toyoda Mitsuiseiki Europe Gmbh Steuerung von Werkzeugmaschinen
EP2045036A1 (de) * 2007-10-04 2009-04-08 Siemens Aktiengesellschaft Werkzeugwechselvorrichtung mit einem direktangetriebenen Hub- und Schwenkaktor
GB2478302B (en) * 2010-03-02 2012-02-15 Cinetic Landis Ltd A machine axis including a counterbalance and methods of operation thereof
JP2012200855A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Brother Industries Ltd 工作機械及び制御方法
CN103383315B (zh) * 2013-06-30 2015-09-23 北京工业大学 自动换刀装置综合性能检测试验台
US20150310674A1 (en) * 2014-04-29 2015-10-29 Caterpillar Inc. System for providing on-site service for industrial equipment
JP6279432B2 (ja) * 2014-08-26 2018-02-14 Dmg森精機株式会社 工具交換方法及び工具交換装置
JP6484273B2 (ja) * 2017-03-30 2019-03-13 ファナック株式会社 工作機械
US11383341B2 (en) * 2017-10-05 2022-07-12 Fuji Corporation Machining device
CN111024393B (zh) * 2019-12-10 2022-03-04 蓝箭航天技术有限公司 低温轴承试验测控系统
CN115351579A (zh) * 2022-07-29 2022-11-18 成都四威高科技产业园有限公司 一种基于备用刀库的机外换刀方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62282840A (ja) * 1986-05-31 1987-12-08 Nippei Toyama Corp 工作機械における工具交換装置
JPH0584631A (ja) * 1991-07-26 1993-04-06 Mitsubishi Electric Corp 数値制御装置およびセルコントローラ
JPH05339723A (ja) * 1992-06-10 1993-12-21 Nec Corp インラインスパッタ装置
JPH11114757A (ja) * 1997-10-16 1999-04-27 Brother Ind Ltd 工具交換制御方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3898911A (en) * 1974-08-26 1975-08-12 Fadel Engineering Co Remotely operated draw bar tool changer
US3958494A (en) * 1974-09-30 1976-05-25 Moog Inc. Multiple displacement hydraulic motor drive apparatus
US4077736A (en) * 1977-04-01 1978-03-07 Kearney & Trecker Corporation Drill speeder for machine tools
JPS55138634A (en) * 1979-04-16 1980-10-29 Kansai Electric Power Co Inc:The Fault diagnosis apparatus of apparatus
JPS60213454A (ja) 1984-04-02 1985-10-25 Otsuka Kamu Kk 自動工具交換装置
US5154242A (en) * 1990-08-28 1992-10-13 Matsushita Electric Works, Ltd. Power tools with multi-stage tightening torque control
US5170358A (en) * 1990-12-06 1992-12-08 Manufacturing Laboratories, Inc. Method of controlling chatter in a machine tool
US5277261A (en) * 1992-01-23 1994-01-11 Makita Corporation Tightening tool
JP3348392B2 (ja) 1995-08-25 2002-11-20 オークマ株式会社 工具グリッパの寿命検出装置
US5782158A (en) * 1996-09-20 1998-07-21 Applied Power Inc. Air operated hydraulic torque wrench pump
US5816987A (en) * 1996-10-25 1998-10-06 National Science Council Elliptic trammel mechanism for automatic tool changing apparatus
US5937370A (en) * 1997-09-17 1999-08-10 C.E. Electronics, Inc. Tool monitor and assembly qualifier
US6114965A (en) * 1998-03-26 2000-09-05 The Minster Machine Company System for monitoring the dynamic tooling/shutheight deflection activity within a press machine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62282840A (ja) * 1986-05-31 1987-12-08 Nippei Toyama Corp 工作機械における工具交換装置
JPH0584631A (ja) * 1991-07-26 1993-04-06 Mitsubishi Electric Corp 数値制御装置およびセルコントローラ
JPH05339723A (ja) * 1992-06-10 1993-12-21 Nec Corp インラインスパッタ装置
JPH11114757A (ja) * 1997-10-16 1999-04-27 Brother Ind Ltd 工具交換制御方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6836698B2 (en) 2003-03-26 2004-12-28 Mori Seiki Co., Ltd. Maintenance system for machine tool
JP2006263893A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Brother Ind Ltd 自動工具交換装置
JP4711114B2 (ja) * 2005-03-25 2011-06-29 ブラザー工業株式会社 自動工具交換装置

Also Published As

Publication number Publication date
US6508314B2 (en) 2003-01-21
EP1153705A2 (en) 2001-11-14
DE60104476T2 (de) 2005-08-04
JP4531197B2 (ja) 2010-08-25
EP1153705A3 (en) 2002-09-11
US20010037888A1 (en) 2001-11-08
DE60104476D1 (de) 2004-09-02
EP1153705B1 (en) 2004-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001315037A (ja) 自動工具交換装置
US6219895B1 (en) Machine tool with servo drive mechanism
JP2001350510A (ja) 工作機械保守管理システム
CN102554697B (zh) 机床的耗电量显示装置
CN101279430A (zh) 一种机床主轴分度装置
ES2954606T3 (es) Dispositivo de control para su uso en una máquina herramienta de control numérico y máquina herramienta con un dispositivo de control
CN107442803A (zh) 数字化摇臂钻床
CN103659297B (zh) 数控装置及转台位置调节方法
JPH10286743A (ja) 工作機械の工具異常検出装置及び工作機械の工具異常検出用プログラムを記録した記録媒体
JP2848476B2 (ja) 予備工具の取換方法
CN102452012B (zh) 传送装置
JPH05150818A (ja) 数値制御工作機械の故障診断方法およびその装置
CN108942407B (zh) 一种加工中心主轴皮带断裂检测装置及方法
KR101695679B1 (ko) 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 시스템 및 그 방법
CN110405244A (zh) 一种具有加固功能的安全型数控钻床
JP7306922B2 (ja) 工作機械
JPH02106250A (ja) Ｎｃ工作機械メインテナンスのための潤滑油管理方法とリトライカウント方法
JPH09201745A (ja) バックラッシュ量判定装置
JP2021079461A (ja) タレット最適化システム
CN109719319A (zh) 用触摸屏操纵的摇臂钻床
JP2001030143A (ja) ボールエンドミル工具の自動測定方法および自動測定装置
JP3060833B2 (ja) ボール盤の回転数変速装置
CN110449621A (zh) 一种加工精度高的安全型数控加工系统
CN212706200U (zh) 一种改进轧辊磨床x轴超限的装置
JP3751321B2 (ja) プリント基板穴明機の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070322

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090527

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090630

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090908

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100525

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100609

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees