JP2004536720A - 工具マガジン - Google Patents

Abstract

本発明は、モジュール式構成要素、すなわち格納モジュール３０、移送モジュール４０、これらのモジュール間に配置された或る数の保管モジュール５０〜５４から成る工具マガジンに関するものである。各保管モジュール５０〜５４は、互いに間隔をおいて左右対称に対向配置された２つの部分モジュールから構成されている。作業ロボット６０は、中間通路を走行可能である。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に横型加工センター用の工具を取扱うための工具マガジン、それも工具の取出し及び返却のための格納ステーションと、工作機械に対し工具を受け渡しする移送ステーションと、格納ステーションと移送ステーションとの間に配置された保管ステーションとを有する形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の工作機械又は複合工作機械の場合、工作機械に対するコンピュータ制御式工具受け渡しの点で、工具の保管や供給には、ますます高い要求が課せられるようになって来ている。つまり、交換時間（切削作業と切削作業との間の時間）は、依然として更に最適化される必要がある。原則として、この課題は、適当な保管システム（マガジン）によって解決でき、工具の所望の取扱いをコンピュータを介して制御することができる。
しかし、その場合、所要空間がしだいに大きくなることが欠点であり、そのために、各複合工作機械ごとに最適の工具取扱いシステムを設けることができないことが多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、多数の標準寸法の工具や特大寸法の工具のための独立した工具取扱いシステムとして、複合工作機械の要求に最適に適応し得る特別の構成の工具マガジンを製造することである。該システムの目的は、簡単に工具データ処理を可能にし、かつ機械の寿命には影響を与えない極めて短い交換時間を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題は、冒頭に定義した種類の工具マガジンの場合に、本発明により、特許請求の範囲第１項記載の特徴を有する工具マガジンにより解決された。
本発明の客体の特に好ましい実施形式は、従属請求項に定義されている。
本発明の核心は、工具マガジンの独特のモジュール構造にあり、該工具マガジンは、必要数の保管モジュールを組付けることにより最適規模に構成でき（顧客の要望に応じて）、しかも、個々の保管モジュールの構成、すなわち間に作業ロボット用の中間通路を有する各々２個の左右対称の部分モジュールから成る構成により、更に最適化が促進される。
【０００５】
格納モジュールでは、工具マガジン本体（保管モジュール）への工具の引渡しや、工具マガジン本体からの工具の回収が行われる。
保管モジュールには、各９６個の標準寸法の工具が、対の形式で対向する４つの縦型架台に保管されるのが好ましい。しかし、この種の工具マガジンには、約３００個以上の工具を用意できるようにするのが理想的である。また部分モジュールは、特大寸法の工具用にも、相応に構成することができる。
標準寸法の工具とは、最大１３０ｍｍ直径（φ）及び５００ｍｍ長さの工具を言い、特大寸法の工具とは、最大２３０ｍｍ直径（φ）及び５００ｍｍ長さの工具を言う。
移送モジュールでは、工作機械への工具の引き渡しや、工作機械からの工具の回収が行われる。特別の受け渡し過程とコンピュータプログラムにより、次の工具との交換も、同じように即座に行われる。特にこのことによって、第２の工具との交換時間が、事実上、工作機械自体の交替時間に加わることがなくなる。
【０００６】
作業ロボットと移送モジュールの交換アームとを、本発明により構成することによって、あらゆる工具取扱い課題が、５つの動きのみで解決可能になる。すなわち、
作業ロボットに配置された工具掴み部材の、全モジュールに共通する水平運動（水平軸線に沿った運動）、
工具掴み部材の垂直運動（垂直軸線に沿った運動）、
ロボットの垂直軸線を中心とする回転運動（回転軸線を中心とする運動）、
工具の持込み又は取出しの運動、
工具の受け渡し運動、すなわち１８０゜旋回可能な工具交換アームによる工作機械との工具の本来の交換運動、である。
【０００７】
各工具は、ホールダ、すなわちいわゆる工具カセットに受容され、保持され、所望の（プログラミングされた）箇所に保管できる。
カセット又はホールダは、各工具受容体に応じて装備されている。
以下で本発明を図示の実施例を参照して、更に詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明による工具マガジンを使用して作業する際の工具データの流れを示すものである。すなわち工具番号と工具データとが、データ導体１を介して前調整場所から直接に工作機械２へ通じている。工具マガジン３には、格納モジュール３'への格納時に、工具番号と格納箇所（保管箇所）だけが工具供給管理のために報知される。
図２は、工具データの流れの可能な一変化形を示したものである。この場合は、工具番号、工具データ、格納箇所（保管箇所）が、格納モジュール３'への工具格納時に入力される。そのさい、工具番号と工具データとが工作機械２へ更に伝えられる。
【０００９】
工具供給管理の場合に、工具マガジンに必要なのは工具番号と格納箇所とである。
図３及び図４ａ，４ｂ，４ｃには、格納モジュールの構造が示されている。格納モジュールは、台座４と、側枠５，６（例えば板張り用）と、垂直軸を中心として旋回可能な工具架台７と、保管箇所８（標準工具合計２４個、又は標準工具１２個及び特大工具６個）と、「中間保管場所」として利用可能な用具と、電子装置キャビネット９（制御・スイッチキャビネット）とを有している。台座４に取付けられたレールは、次の保管モジュールへの接続に役立つ。
【００１０】
１８０゜回転又は旋回可能な工具架台７は、若干数（この場合は５個）の工具を格納できる。走行可能な作業ロボット（図示せず）は、工具を取出し、それらを予めプログラムされた保管箇所への運ぶか、又は工具マガジンから予め決められた工具を取出して保管箇所８へ運ぶ。
スイッチ・操作素子を有する電子装置キャビネット９は、一方の工具保管箇所８と並んで隅に配置されている。
【００１１】
図５及び図６ａ、図６ｂ、図６ｃは、保管モジュール１０（担持モジュール）の一実施形式を示しており、該保管モジュールは、架台１１上に左右対称に対向する２つの部分モジュールを有しており、該部分モジュールの各々が、両側に縦型架台１３，１４又は１３'，１４'を有し、該架台が、工具又は工具保持カセットを受容するのに役立つ。架台の各箇所には、特定の箇所番号が配属されている。対向する部分モジュール１１，１２の間には、中間通路が設けられており、該通路を介して作業ロボット（図示せず）がレール上を走行可能である。
【００１２】
作業ロボットに配置された工具掴み部材（図示せず）は、垂直、水平いずれの方向にも可動である上、他方向から垂直軸線方向へも可動であり、したがって任意のどの保管箇所へも移動して、工具の取出し、引渡しが可能である。作業ロボットは、また走行可能なため、格納モジュールと移送モジュール（後述）との間のどの箇所へ走行するようにも制御可能である。
保管モジュールにも、板張り用の枠１５，１６が備えられている。任意の数の保管モジュールを直列に配置し、一端にドックモジュールを、他端に移送モジュールを組付けることができる。
【００１３】
保管モジュール１０は、格納モジュールと移送モジュールとの間に配置される。各保管モジュールは、例えば９６個の標準寸法の工具の保管箇所が設けられる。工具の所要数に応じて、任意の数の保管モジュールを配置できる（追加配置又は新たな状況への適応は、常に可能である）。
工具マガジンの重要な構成要素としては、更に図７及び図８ａ、図８ｂ、図８ｃに示した移送モジュール２０があり、該モジュールは、台座２１、側枠２２，２３、保管架台２４（例えば工具の中間保管用）を有している。移送モジュール２０へは、空気式線形シリンダ２５が通じており、該空気式シリンダが移送モジュールを工作機械（図示せず）と接続している。
【００１４】
側柱２６には、回転又は旋回機構２８を介して、工具交換アーム２７が取付けられており、該工具交換アームは、作業ロボットによって移送モジュール内へ運ばれる工具を受取り、１８０゜旋回し、工具を線形シリンダに引渡す。
線形シリンダ２５は、工具を工作機械への引渡し位置へ運んだり、返却される工具を工作機械から受取ったりする。
【００１５】
旋回可能な交換アーム２７により、常に２個の工具が移送モジュール内に用意でき、それによって、限られた加工時間の場合にも、新たな工具が極めて短時間内に提供できる。
図９は、工具マガジンの全体構造を略示した図であり、該工具マガジンは、格納モジュール３０と、移送モジュール４０と、それらの間に配置された５つの保管モジュール５０〜５４と、側方の部分モジュール間の通路を走行可能なロボット６０とから成っている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】格納場所・工作機械間の工具データの流れを示す略示図である。
【図２】工具データの流れの変化形を示す図である。
【図３】格納モジュールの略示斜視図である。
【図４ａ】図３の格納モジュールの前面図である。
【図４ｂ】図３の格納モジュールの側面図である。
【図４ｃ】図３の格納モジュールの平面図である。
【図５】保管モジュールの略示斜視図である。
【図６ａ】図５の保管モジュールの前面図である。
【図６ｂ】図５の保管モジュールの側面図である。
【図６ｃ】図５の保管モジュールの平面図である。
【図７】移送モジュールの略示斜視図である。
【図８ａ】図７の移送モジュールの後面図である。
【図８ｂ】図７の移送モジュールの側面図である。
【図８ｃ】図７の移送モジュールの平面図である。
【図９】工具マガジンの略示全体図である。
【符号の説明】
【００１７】
１ データ導体
２ 工作機械
３ 工具マガジン
４ 台座
５，６ 側枠
７ 工具架台
８ 保管腕
９ 電子装置キャビネット
１０ 保管モジュール
１１ 台座
１１，１２ 部分モジュール
１３，１４又は１３'，１４日' 工具架台
１５，１６ 枠
２０ 移送モジュール
２１ 台座
２２，２３ 側枠
２４ 保管架台
２５ 空気式線形シリンダ
２６ 側柱
２７ 工具交換アーム
２８ 回転・旋回機構
３０ 格納モジュール
４０ 移送モジュール
５０〜５４ 保管モジュール
６０ 作業ロボット

Claims (7)

1. 特に、横型複合工作機械用の工具を取扱うための工具マガジンであって、工具の取出し及び返却用の格納ステーションと、工作機械に対する工具受け渡しのための移送ステーションと、格納ステーション・移送ステーション間に配置された保管ステーションとを有する形式のものにおいて、
   全ステーションがモジュールとして構成されており、格納モジュールと移送モジュールとの間に、任意選択可能な数の保管モジュールを配置でき、しかも、各保管モジュールが、２つの左右対称に間隔をおいて対向する部分モジュールから成り、かつ作業ロボットが、保管モジュールの部分モジュール間の通路に、格納モジュール・移送モジュール間を走行可能に配置されていることを特徴とする、工具マガジン。
2. 前記格納モジュール内に、垂直軸線を中心として回転可能な工具架台が備えられ、該工具架台が、直径方向で対向する２箇所で、或る数の工具を格納又は取出すことを特徴とする、請求項１に記載された工具マガジン。
3. 前記格納モジュール内には、また工具マガジン用の電子装置キャビネットも収容されており、場合によっては、或る数の固定的な工具保管箇所も設けられることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載された工具マガジン。
4. 各２つの対向する部分モジュールから成る保管モジュールの各々が、各部分モジュールに、多数の、例えば４８の工具保管箇所を備えており、該保管箇所の各々に、どの工具が配属されるか予め決められていることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された工具マガジン。
5. 前記工具保管箇所が、作業ロボット用の通路に隣接して配置された好ましくは２列の縦型架台により形成され、しかも、各部分モジュールが、好ましくは２つの架台を備えていることを特徴とする、請求項４に記載された工具マガジン。
6. 前記移送モジュールにも、同じように或る数の工具保管箇所が備えられており、更に該移送モジュールを工作機械と接続する線形シリンダの一端と、１８０#旋回可能な交換アームとが備えられ、該交換アームが、工具を作業ロボットから受取って、線形シリンダに引渡す、あるいは又その逆を行うことを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された工具マガジン。
7. 前記作業ロボットが、保管モジュールの中間通路を格納モジュール・移送モジュール間で走行可能な、工具掴み部材を配置されたタワーであり、しかも水平、垂直両方向に可動であり、かつ垂直軸線を中心として回転可能でもあることを特徴とする、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された工具マガジン。

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