【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マシニングセンタ
における工具交換アームの速度制御方法に係り、特に工
具交換アームに工具を把持しない回転領域において最大
速度で旋回させるようにした工具交換アームの速度制御
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、マシニングセンタにおける工具交
換アームの速度制御は、工具交換アームに把持する工具
重量によりその旋回速度を可変制御している。即ち、大
きな重量工具の場合は工具交換アームの全作動区間の旋
回速度を低速とし、軽い工具の場合は工具交換アームの
全作動区間の旋回速度を高速となるように速度制御して
いる。
【０００３】上記工具交換アームの速度制御方法では、
工具交換アームが工具を把持していない始動区間（アー
ムの把持具が工具を掴みに行く区間 ）や終了区間（ア
ームの把持具が掴んでいる工具から解放される区間 ）
においても、減速されたアーム旋回速度で運転制御され
る。これは、アームに工具を把持していない空運転区間
でも、無意味な減速を掛け、工具交換時間の延長をもた
らし、惹いては工具交換回数の多いワーク加工の加工時
間を引き延ばしていると言う無駄を発生させている。
【０００４】要するに、上記従来の工具交換アームの速
度制御方法は、自動工具交換装置における工具交換アー
ムの駆動ユニットや把持具にかかる工具の過負荷を低減
して、これらユニット・把持具の保護と工具の脱落事故
を防止することを最大限に狙ったものである。しかし、
その反面で、アームに工具を把持していない空運転区間
に無意味な減速を掛け、工具交換時間の延長をもたらす
という無駄を発生させていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の自動
工具交換装置における工具交換アームの速度制御方法に
見られる問題点に鑑みてなされたものである。然るに、
本発明の目的とするところは、工具交換アームの駆動区
間において、アームの把持具が工具を把持することのな
い始動区間と終了区間とは、空の最高速度で旋回駆動さ
せ、工具を把持している区間は工具重量に対応して減速
駆動させるようにした工具交換アームの速度制御方法を
提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の工具
交換アームの速度制御方法は、工具交換アームの把持具
が工具を把持することのない始動区間及び終了区間は、
工具交換アームが許容される空の最高速度で旋回駆動さ
せ、工具交換アームの把持具が工具を把持している駆動
区間は減速駆動させることを特徴とする。
【０００７】
【作用】請求項１によると、工具交換アームの駆動区間
において、工具交換アームの把持具が工具を把持するこ
とのない始動区間（アームの把持具が工具を掴みに行く
区間 ）と、終了区間（アームの把持具が掴んでいる工
具から解放される区間 ）とは、工具交換アームが許容
される空の最高速度で旋回駆動させることができる。こ
れにより、アームに工具を把持していない空運転区間
は、工具交換時間の短縮が図られて、工具交換回数の多
いワーク加工の加工時間を短くできる。
【０００８】そして、工具交換アームの把持具が工具を
把持している駆動区間は、上記工具交換アームを工具重
量に対応して減速駆動させられる。これにより、アーム
の把持具に工具を把持する駆動区間は、工具交換アーム
は工具重量に対応して減速駆動されることとなり、工具
交換時間の短縮化と工具交換アームの駆動ユニットや把
持具にかかる工具重量による過負荷状態を低減する。し
かして、工具交換装置における駆動ユニット・把持具の
保護と工具の脱落事故を防止する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す各実施
形態を参照して説明する。図１は、本発明の工具交換ア
ームの速度制御方法を実行する実施形態の速度制御ブロ
ック線図である。図２は速度制御方法のフローチャート
図である。図３は工具交換アームの動作手順の説明図で
ある。
【００１０】図１と図３において、マシニングセンタの
主軸１に装着していて工具交換位置(Ｐ１)にある工具Ｔ
１と、工具交換装置１０における工具マガジンＭの工具
交換位置(Ｐ２)にある工具Ｔ２とを、両端に把持器Ｈ
１，Ｈ２を備える工具交換アーム３により交換動作させ
る。上記工具交換アーム３の動作手順は、工具交換アー
ムの駆動区間において、工具交換アームの把持具が工具
を把持することのない始動区間（アームの把持具が工具
を掴みに行く区間 ）Ｋ１と、アーム３の把持具Ｈ１，
Ｈ２が工具Ｔ１，Ｔ２を掴んで主軸等から引き抜き、１
８０度反転旋回する差替え区間Ｋ２と、上記差替え区間
が終った終了区間（アームの把持具が掴んでいる工具か
ら解放される区間 ）Ｋ３と、からなる。
【００１１】上記工具交換アーム３を作動させる駆動系
(駆動ユニットＤＵ)は、その一例を図１，図３に示して
いる。即ち、駆動源をＡＴＣサーボモータＭ０とし、こ
れでＡＴＣカム機構２０を回転駆動させる。上記ＡＴＣ
サーボモータＭ０は、ＡＴＣサーボモータ制御部ＳがＡ
ＴＣサーボモータユニットＳＵに対して制御駆動させ
る。この制御信号源は、シーケンスコントローラＳＣか
ら求めており、ＡＴＣサーボモータの高速低速の切換え
制御を支配している。これにより、ＡＴＣサーボモータ
Ｍ０は、位置速度フィードバック信号ＦＥをＡＴＣサー
ボモータ制御部Ｓにフィードバックして、回転駆動と速
度制御を行うようになっている。
【００１２】本発明の工具交換アーム３の速度制御方法
は、上記工具交換アーム３の動作駆動系(駆動ユニット
ＤＵ)によって運転制御される。その速度制御方法は、
図２に示すフローチャート図に沿って実行される。はじ
めに、「工具交換指令」(Ａ)が発せられると、工具交換
する工具Ｔ１，Ｔ２の「重量工具判別」(Ｂ)が行われ
る。通常重量の工具であれば、「Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３全区
間高速でＡＴＣアーム駆動」(Ｃ)による交換動作が行わ
れて、「工具交換完了」Ｇとなる。この時は、工具交換
時間が大幅に短縮されて、工具交換効率を犠牲にしな
い。
【００１３】続いて、工具交換する工具Ｔ１，Ｔ２の
「重量工具判別」(Ｂ)が行われる。重量工具であれば、
工具交換アーム３の把持具が工具を把持することのない
始動区間（アームの把持具が工具を掴みに行く区間「こ
の区間高速でＡＴＣアーム駆動」Ｋ１） (Ｄ)は、高速
で運転制御される。そして、アーム３の把持具Ｈ１，Ｈ
２が工具Ｔ１，Ｔ２を掴んで主軸等から引き抜き、「１
８０度反転旋回する差替え区間「この区間低速でＡＴＣ
アーム駆動」Ｋ２」(Ｅ)は、その重量工具に合った低速
で運転制御される。具体的には、各工具番号で登録され
た速度設定がシーケンスコントローラＳＣ内に記憶され
ていて、選定された工具に適合する交換速度で、ＡＴＣ
サーボモータＭ０を駆動制御する。更に、上記差替え区
間が終った「終了区間（アームの把持具が掴んでいる工
具から解放される区間「この区間高速でＡＴＣアーム駆
動」Ｋ３ ）(Ｆ)は、高速で運転制御される。
【００１４】これにより、工具交換アーム３に工具Ｔ
１，Ｔ２を把持していない空運転区間には工具交換時間
の短縮を図り、工具交換アームの把持具Ｈ１，Ｈ２に工
具を把持する駆動区間では、工具交換アームは工具重量
に対応して減速駆動されることとなり、工具交換時間の
短縮化と工具交換アーム３の駆動ユニットＤＵや把持具
にかかる工具重量による過負荷状態が低減される。しか
して、工具交換装置における駆動ユニット・把持具の保
護と工具の脱落事故が防止できる。
【００１５】本発明の工具交換アームの速度制御方法
は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形
態では、工具交換アーム３の把持具に工具を把持してい
る駆動区間Ｋ２において、工具重量の大小に関係してそ
の減速の度合いを調節していた。しかし、工具重量の大
小に関係無く、工具交換アームを一律に減速駆動させる
制御方法としても良い。本発明の狙いは、これを目的と
するものである。
【００１６】更に、工具交換アーム３の駆動ユニットＤ
Ｕは、上記カム機構２０に限定されず、公知となってい
る各種タイプの駆動ユニットが採用できる。そして、工
具交換アームの交換動作方式も上記実施形態のものに限
定されず、各種交換動作経路を介して交換される任意の
ものが採用できる。
【００１７】
【発明の効果】本発明の請求項１によると、工具交換ア
ームの把持具が工具を把持することのない始動区間と、
終了区間とを、工具交換アームが許容される空の最高速
度で旋回駆動させ、工具交換アームの把持具が工具を把
持している駆動区間は、上記工具交換アームを減速駆動
されるから、工具交換アームに工具を把持していない空
運転区間には工具交換時間の短縮が図られ、また、工具
交換アームの把持具が工具を把持する駆動区間には、工
具交換アームが減速駆動されることとなり、工具交換時
間の短縮化と工具交換アームの駆動ユニットや把持具に
掛かる工具重量による過負荷状態が低減でき、これら駆
動ユニット・把持具の保護と工具の脱落事故が防止でき
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling the speed of a tool changing arm in a machining center, and more particularly to turning the tool changing arm at a maximum speed in a rotation region where the tool is not gripped. The present invention relates to a method for controlling the speed of the tool changing arm. 2. Description of the Related Art Conventionally, in controlling the speed of a tool changing arm in a machining center, the turning speed of the tool changing arm is variably controlled according to the weight of a tool held by the tool changing arm. That is, in the case of a large heavy tool, the turning speed of the tool changing arm is controlled to be low in all the operating sections, and in the case of a light tool, the turning speed of the tool changing arm is controlled to be high in the entire operating section. [0003] In the above speed control method of the tool change arm,
Start section where the tool change arm is not gripping the tool (section where the gripper of the arm goes to grab the tool) or end section (section where the gripper of the arm is released from the tool being gripped)
Also, the operation is controlled at the reduced arm turning speed. This means that even in the idle operation section where the tool is not gripped by the arm, meaningless deceleration is applied, and the tool change time is extended, thereby extending the machining time of the workpiece machining with a large number of tool changes. It is causing waste. [0004] In short, the above-mentioned conventional method of controlling the speed of the tool changing arm reduces overload of the tool applied to the driving unit and the holding tool of the tool changing arm in the automatic tool changing apparatus, thereby protecting the unit and the holding tool. The aim is to prevent the tool from falling off. But,
On the other hand, the idle operation in which the tool is not gripped by the arm is insignificantly decelerated, and the tool change time is extended. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems encountered in a conventional method for controlling the speed of a tool changing arm in an automatic tool changing apparatus. Anyway,
An object of the present invention is that, in the drive section of the tool changing arm, the start section and the end section in which the gripper of the arm does not grip the tool are rotated at the maximum empty speed to grip the tool. Section provides a method of controlling the speed of the tool changing arm, which is driven to decelerate in accordance with the tool weight. According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a speed of a tool changing arm, wherein a starting section and an end section in which a tool of the tool changing arm does not grip a tool include:
The tool change arm is driven to rotate at the maximum allowable empty speed, and the drive section in which the tool of the tool change arm is gripping the tool is decelerated. According to the first aspect, in the driving section of the tool changing arm, a starting section in which the tool of the tool changing arm does not grip the tool (a section in which the tool of the arm goes to grip the tool). The terminating section (section where the gripper of the arm is released from the tool being gripped) means that the tool changing arm can be driven to rotate at the maximum allowable empty speed. As a result, in the idle operation section in which the tool is not gripped by the arm, the tool exchange time is reduced, and the machining time of the workpiece machining with a large number of tool exchanges can be shortened. [0008] In the drive section in which the gripper of the tool change arm is holding the tool, the tool change arm is decelerated in accordance with the tool weight. As a result, in the drive section in which the tool is gripped by the gripper of the arm, the tool change arm is driven to be decelerated in accordance with the tool weight, so that the tool change time is reduced and the drive unit and the gripper of the tool change arm are driven. The overload state due to the tool weight is reduced. Thus, the protection of the drive unit and the gripping tool in the tool changing device and the prevention of the tool falling off are prevented. The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a speed control block diagram of an embodiment for executing a speed control method of a tool changing arm according to the present invention. FIG. 2 is a flowchart of the speed control method. FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation procedure of the tool changing arm. 1 and 3, a tool T mounted on a spindle 1 of a machining center and located at a tool change position (P1) is shown.
1 and the tool T2 at the tool change position (P2) of the tool magazine M in the tool changer 10 at both ends.
The exchanging operation is performed by the tool exchanging arm 3 provided with 1, H2. The operation procedure of the tool change arm 3 includes a start section (a section in which the tool of the arm goes to grip the tool) K1 in which the tool of the tool change arm does not grip the tool in the drive section of the tool change arm. Holder H1 for arm 3
H2 grasps tools T1 and T2, pulls them out from the spindle, etc., 1
It consists of a replacement section K2 that makes a reversal turn by 80 degrees, and an end section (a section that is released from the tool gripped by the gripper of the arm) K3 where the replacement section ends. A drive system for operating the tool change arm 3
(Drive unit DU) is shown in FIGS. 1 and 3 as an example. That is, the driving source is the ATC servo motor M0, and the ATC cam mechanism 20 is rotationally driven. ATC above
The ATC servo motor control unit S controls the servo motor M0
The TC servo motor unit SU is controlled and driven. This control signal source is obtained from the sequence controller SC and controls the high-speed and low-speed switching control of the ATC servomotor. As a result, the ATC servo motor M0 feeds back the position / speed feedback signal FE to the ATC servo motor control unit S to perform the rotation drive and the speed control. In the method for controlling the speed of the tool change arm 3 according to the present invention, the operation is controlled by an operation drive system (drive unit DU) of the tool change arm 3. The speed control method is
It is executed according to the flowchart shown in FIG. First, when a "tool change command" (A) is issued, "heavy tool determination" (B) of the tools T1 and T2 for tool change is performed. If the tool has a normal weight, the exchange operation by "ATC arm drive at high speed in all sections of K1, K2, and K3" (C) is performed, and "tool exchange completed" G is obtained. In this case, the tool change time is greatly reduced, and the tool change efficiency is not sacrificed. Subsequently, "heavy tool determination" (B) of the tools T1 and T2 to be replaced is performed. For heavy tools,
In a starting section in which the gripping tool of the tool changing arm 3 does not grip the tool (a section in which the gripping tool of the arm goes to grip the tool "ATC arm drive at high speed in this section" K1) (D), the operation is controlled at a high speed. You. Then, the grippers H1, H of the arm 3
2 grasps the tools T1 and T2 and pulls them out from the main shaft, etc.
Replacement section that turns 80 degrees reversely
The operation of the arm drive "K2" (E) is controlled at a low speed suitable for the heavy tool. Specifically, the speed setting registered for each tool number is stored in the sequence controller SC, and the ATC is set at an exchange speed suitable for the selected tool.
The drive of the servo motor M0 is controlled. Further, the operation is controlled at a high speed in the "end section (the section in which the tool held by the arm gripper is released from the tool held by the gripper of the arm" the ATC arm is driven at a high speed in this section "K3)" after the replacement section is completed. As a result, the tool T is
The tool change time is shortened in the idle operation section in which the tool change arm 1 and T2 are not gripped, and in the drive section in which the tool is gripped by the tool holders H1 and H2 of the tool change arm, the tool change arm decelerates according to the tool weight. As a result, the tool change time is reduced, and the overload state due to the tool weight applied to the drive unit DU of the tool change arm 3 and the gripper is reduced. Thus, it is possible to protect the drive unit and the gripping tool in the tool changing device and prevent the tool from falling off. The method for controlling the speed of the tool change arm of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the degree of deceleration is adjusted in the drive section K2 in which the tool is gripped by the gripper of the tool change arm 3 in relation to the magnitude of the tool weight. However, a control method may be employed in which the tool changing arm is uniformly decelerated regardless of the magnitude of the tool weight. The aim of the present invention is for this purpose. Further, the drive unit D of the tool changing arm 3
U is not limited to the cam mechanism 20, and various types of known drive units can be employed. Further, the method of exchanging the tool exchanging arm is not limited to the above-described embodiment, and any type of exchanging the tool exchanging arm via various exchange operation paths can be adopted. According to the first aspect of the present invention, the starting section in which the gripper of the tool change arm does not grip the tool,
The end section and the tool change arm are driven to rotate at the maximum allowable empty speed, and in the drive section in which the tool of the tool change arm is holding the tool, the tool change arm is decelerated. The tool change time is reduced in the idle operation section where the tool is not held by the change arm, and the tool change arm is decelerated in the drive section where the tool of the tool change arm holds the tool. Thus, the tool change time can be shortened, the overload state due to the weight of the tool applied to the drive unit and the tool of the tool change arm can be reduced, and the drive unit and the tool can be protected and the tool can be prevented from falling off.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の工具交換アームの速度制御方法を実行
する速度制御ブロック線図である。
【図２】本発明の速度制御方法のフローチャート図であ
る。
【図３】工具交換アームの動作手順の説明図である。
【符号の説明】
１ 主軸
３ 工具交換アーム
１０ 工具交換装置
２０ ＡＴＣカム機構
Ｐ１ 工具交換位置
Ｐ２ 工具交換位置
Ａ 工具交換指令
Ｂ 重量工具判別
Ｃ 全区間
ＤＵ 駆動ユニット
Ｄ Ｋ１区間
Ｅ Ｋ２区間
Ｆ Ｋ３区間
Ｇ 工具交換完了
ＦＥ 位置速度フィードバック信号
Ｍ 工具マガジン
Ｔ１，Ｔ２ 工具
Ｍ０ ＡＴＣサーボモータ
Ｈ１，Ｈ２ 把持具
Ｋ１ 始動区間
Ｋ２ １８０度反転旋回の差替え区間
Ｋ３ 終了区間
Ｓ ＡＴＣサーボモータ制御部
ＳＵ ＡＴＣサーボモータユニット
ＳＣ シーケンスコントローラBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a speed control block diagram for executing a speed control method of a tool changing arm according to the present invention. FIG. 2 is a flowchart of a speed control method according to the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation procedure of a tool changing arm. [Description of Signs] 1 Main shaft 3 Tool changing arm 10 Tool changing device 20 ATC cam mechanism P1 Tool changing position P2 Tool changing position A Tool changing command B Heavy tool discrimination C All sections DU Drive unit D K1 section E K2 section F K3 section G Tool change completion FE Position / velocity feedback signal M Tool magazine T1, T2 Tool M0 ATC servo motor H1, H2 Gripping tool K1 Start section K2 180 ° reverse rotation replacement section K3 End section S ATC servo motor controller SU ATC servo motor unit SC sequence controller