JP2717747B2 - 工具交換装置 - Google Patents
工具交換装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、マシニングセンタ等
の工具交換装置、特に、交換動作の高速化を計る技術に
関するものである。
の工具交換装置、特に、交換動作の高速化を計る技術に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、工具交換動作を高速化すると、
起動、停止、反転、および変速時に大きな加速度が発生
する。また、工具にはエンドミルから正面フライスまで
各種のものがあり、工具の種類に応じ交換アームにかか
る荷重も変化する。このため、大重量の工具を支持した
交換アームを高加速度で駆動すると、装置の各部に過荷
重が作用して、極限強さや繰返し荷重を超えてしまうお
それがある。そこで、工具重量に応じた加速度を理論的
に算出して運転することが考えられるが、実際には駆動
機構部の加工及び組付精度の良否または撓み等の影響を
受けるため、適正な加速度は装置を運転しないと判明し
ないことが多い。したがって、従来は、安全をみて交換
アームの速度を落す必要があり、これによって交換動作
の高速化が妨げられていた。
起動、停止、反転、および変速時に大きな加速度が発生
する。また、工具にはエンドミルから正面フライスまで
各種のものがあり、工具の種類に応じ交換アームにかか
る荷重も変化する。このため、大重量の工具を支持した
交換アームを高加速度で駆動すると、装置の各部に過荷
重が作用して、極限強さや繰返し荷重を超えてしまうお
それがある。そこで、工具重量に応じた加速度を理論的
に算出して運転することが考えられるが、実際には駆動
機構部の加工及び組付精度の良否または撓み等の影響を
受けるため、適正な加速度は装置を運転しないと判明し
ないことが多い。したがって、従来は、安全をみて交換
アームの速度を落す必要があり、これによって交換動作
の高速化が妨げられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記問題点
に鑑みてなされたものであり、その課題は、交換アーム
の速度を過荷重が発生しない範囲で最大限まで引上げ
て、交換動作の高速化を支障なく実現できる工具交換装
置を提供することにある。
に鑑みてなされたものであり、その課題は、交換アーム
の速度を過荷重が発生しない範囲で最大限まで引上げ
て、交換動作の高速化を支障なく実現できる工具交換装
置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、交換アームをモータにより駆動して
工具交換シーケンスを実行する工具交換装置において、
交換シーケンスの実行中に交換アーム上の工具の重量を
モータの電流値に基づいて測定する重量測定手段と、そ
の工具重量に応じた交換アームの許容加速度及び実行加
速度を演算する加速度演算手段と、この実行加速度に基
づいてモータの速度を制御する制御手段とを設けたこと
を特徴とする。
めに、この発明は、交換アームをモータにより駆動して
工具交換シーケンスを実行する工具交換装置において、
交換シーケンスの実行中に交換アーム上の工具の重量を
モータの電流値に基づいて測定する重量測定手段と、そ
の工具重量に応じた交換アームの許容加速度及び実行加
速度を演算する加速度演算手段と、この実行加速度に基
づいてモータの速度を制御する制御手段とを設けたこと
を特徴とする。
【０００５】
【作用】この発明の工具交換装置によれば、工具重量及
び交換アームの実行加速度が実際の工具交換シーケンス
で得た学習値により決定される。このため、交換アーム
の速度を許容加速度の範囲内で最大限まで引き上げて運
転した場合でも、装置の各部に過荷重が発生するおそれ
はなく、よって、交換動作の高速化を支障なく実現でき
る。
び交換アームの実行加速度が実際の工具交換シーケンス
で得た学習値により決定される。このため、交換アーム
の速度を許容加速度の範囲内で最大限まで引き上げて運
転した場合でも、装置の各部に過荷重が発生するおそれ
はなく、よって、交換動作の高速化を支障なく実現でき
る。
【０００６】
【実施例】以下、この発明を横形マシニングセンタの工
具交換装置に具体化した一実施例を図面に基づいて説明
する。図１は交換アーム駆動機構を概略的に示す斜視図
であり、１はサーボモータ、２は減速機、３はレゾル
バ、４は円板カム、５はローラカム、６は交換アームで
ある。サーボモータ１はＮＣ制御装置７のドライブユニ
ット８により制御され、このサーボモータ１により減速
機２を介して円板カム４及びローラカム５が減速回転さ
れる。交換アーム６は円板カム４の回転に伴いリンク９
を介して軸方向に移動されるとともに、ローラカム５の
回転に伴いカムフォロア１０を介して軸周りで旋回さ
れ、交換アーム６の現在位置はレゾルバ３によって検出
される。交換アーム６の近傍には軸方向及び周方向の加
速度を別々に検出する加速度検出器１１Ｚ，１１Ｒが配
設されている。なお、軸と直交する方向の加速度を検出
する加速度検出器を設けてもよい。そして、円板カム４
及びローラカム５の１回転につき、交換アーム６が図５
に示すような旋回及び抜き差しの動作を含む工具交換シ
ーケンスを実行するようになっている。
具交換装置に具体化した一実施例を図面に基づいて説明
する。図１は交換アーム駆動機構を概略的に示す斜視図
であり、１はサーボモータ、２は減速機、３はレゾル
バ、４は円板カム、５はローラカム、６は交換アームで
ある。サーボモータ１はＮＣ制御装置７のドライブユニ
ット８により制御され、このサーボモータ１により減速
機２を介して円板カム４及びローラカム５が減速回転さ
れる。交換アーム６は円板カム４の回転に伴いリンク９
を介して軸方向に移動されるとともに、ローラカム５の
回転に伴いカムフォロア１０を介して軸周りで旋回さ
れ、交換アーム６の現在位置はレゾルバ３によって検出
される。交換アーム６の近傍には軸方向及び周方向の加
速度を別々に検出する加速度検出器１１Ｚ，１１Ｒが配
設されている。なお、軸と直交する方向の加速度を検出
する加速度検出器を設けてもよい。そして、円板カム４
及びローラカム５の１回転につき、交換アーム６が図５
に示すような旋回及び抜き差しの動作を含む工具交換シ
ーケンスを実行するようになっている。
【０００７】図２はＮＣ制御装置７の回路構成を示すブ
ロック図であり、代表的な回路について説明すると、１
７は電流測定回路、１８は工具重量演算回路であり、こ
れらは、交換シーケンスの実行中に交換アーム６上の工
具の重量をサーボモータ１の電流値に基づいて測定する
重量測定手段を構成している。１９は工具重量演算値を
格納する工具重量数値テーブルであり、その詳細が図４
に示されている。２８は加速度演算回路であり、工具重
量に応じて交換アーム６の許容加速度及び実行加速度を
演算する加速度演算手段を構成している。２０は加速度
演算値等を格納する工具組合せ数値テーブルであり、こ
こには、図３に示すように、工具の本数ｎに応じた組合
せ項目（ｎ＝２０であれば項目数は４２１個）毎に、工
具番号欄、基準電流値欄、軸方向加速度欄、及び周方向
加速度欄が設けられている。２４は工具組合せ数値テー
ブル２０から読み出した加速度データに基づきサーボモ
ータ１の速度を演算するモータ速度演算回路であり、そ
の演算値は前記ドライブユニット８に入力される。モー
タ速度演算回路２４及びドライブユニット８は、許容加
速度に基づいてサーボモータ１を制御する制御手段を構
成している。
ロック図であり、代表的な回路について説明すると、１
７は電流測定回路、１８は工具重量演算回路であり、こ
れらは、交換シーケンスの実行中に交換アーム６上の工
具の重量をサーボモータ１の電流値に基づいて測定する
重量測定手段を構成している。１９は工具重量演算値を
格納する工具重量数値テーブルであり、その詳細が図４
に示されている。２８は加速度演算回路であり、工具重
量に応じて交換アーム６の許容加速度及び実行加速度を
演算する加速度演算手段を構成している。２０は加速度
演算値等を格納する工具組合せ数値テーブルであり、こ
こには、図３に示すように、工具の本数ｎに応じた組合
せ項目（ｎ＝２０であれば項目数は４２１個）毎に、工
具番号欄、基準電流値欄、軸方向加速度欄、及び周方向
加速度欄が設けられている。２４は工具組合せ数値テー
ブル２０から読み出した加速度データに基づきサーボモ
ータ１の速度を演算するモータ速度演算回路であり、そ
の演算値は前記ドライブユニット８に入力される。モー
タ速度演算回路２４及びドライブユニット８は、許容加
速度に基づいてサーボモータ１を制御する制御手段を構
成している。
【０００８】次に、上記のように構成した工具交換装置
の作用について説明する。本実施例においては、工具交
換シーケンスを最短時間で実行するために、ＮＣ制御装
置７が交換アーム６の動作条件を測定、演算及び記憶
し、学習制御によりサーボモータ１の速度を許容加速度
の範囲内で最大限まで制御する。
の作用について説明する。本実施例においては、工具交
換シーケンスを最短時間で実行するために、ＮＣ制御装
置７が交換アーム６の動作条件を測定、演算及び記憶
し、学習制御によりサーボモータ１の速度を許容加速度
の範囲内で最大限まで制御する。
【０００９】図６には主軸側工具１２Ｓ及びマガジン側
工具１２Ｍを支持した交換アーム６が示されている。こ
の交換アーム６に作用する力は、軸方向の荷重ＦZ と、
軸と直交する方向の荷重ＦX と、周方向のトルクＴとか
ら構成されるが、これらすべてをチェックする必要はな
く、この実施例ではＦX が省略される。交換アーム６に
許容値以上の力が作用すると、特定の部品が設計上のス
ペックを超えることになる。この許容荷重ＦZ 及び許容
トルクＴは図６に示す（１式）、（２式）、（３式）に
より求められる。
工具１２Ｍを支持した交換アーム６が示されている。こ
の交換アーム６に作用する力は、軸方向の荷重ＦZ と、
軸と直交する方向の荷重ＦX と、周方向のトルクＴとか
ら構成されるが、これらすべてをチェックする必要はな
く、この実施例ではＦX が省略される。交換アーム６に
許容値以上の力が作用すると、特定の部品が設計上のス
ペックを超えることになる。この許容荷重ＦZ 及び許容
トルクＴは図６に示す（１式）、（２式）、（３式）に
より求められる。
【００１０】ここで、αZ ：交換アーム６の軸方向の加
速度、αR ：交換アーム６の周方向の加速度、ＷA ：交
換アーム６の重量、ＷS ：工具１２Ｓの重量、ＷM ：工
具１２Ｍの重量、ｇ：重力加速度、ｒ：交換アーム６の
慣性モーメント相当半径、Ｒ：交換アーム６の軸線から
工具中心までの距離、ＩS ：工具１２Ｓのみを取り付け
たときのサーボモータ１の電流値、ＩM ：工具１２Ｍの
みを取り付けたときのサーボモータ１の電流値、ＫW ：
電流定数である。ＦZ ，Ｔ，ＷA ，ｒ，Ｒ，ＫW は機械
毎に異なる定数であり、ＮＣ制御装置７の機械定数テー
ブル２７に予め入力される。
速度、αR ：交換アーム６の周方向の加速度、ＷA ：交
換アーム６の重量、ＷS ：工具１２Ｓの重量、ＷM ：工
具１２Ｍの重量、ｇ：重力加速度、ｒ：交換アーム６の
慣性モーメント相当半径、Ｒ：交換アーム６の軸線から
工具中心までの距離、ＩS ：工具１２Ｓのみを取り付け
たときのサーボモータ１の電流値、ＩM ：工具１２Ｍの
みを取り付けたときのサーボモータ１の電流値、ＫW ：
電流定数である。ＦZ ，Ｔ，ＷA ，ｒ，Ｒ，ＫW は機械
毎に異なる定数であり、ＮＣ制御装置７の機械定数テー
ブル２７に予め入力される。
【００１１】工具重量ＷS ，ＷM は新工具について測定
される。新工具とは、機械初期稼動状態より一度も呼び
出されていないもの、または、工具を取り換えて更新入
力したものをいう。そして、交換アーム６が等速旋回し
（図５のステップＳ３）、かつ、水平状態にあるとき
に、電流測定回路１７がサーボモータ１の電流値Ｉを測
定する。この測定タイミングはローラカム５のカム形
状、つまり、レゾルバ３の定位置信号に基づいて決定さ
れる。
される。新工具とは、機械初期稼動状態より一度も呼び
出されていないもの、または、工具を取り換えて更新入
力したものをいう。そして、交換アーム６が等速旋回し
（図５のステップＳ３）、かつ、水平状態にあるとき
に、電流測定回路１７がサーボモータ１の電流値Ｉを測
定する。この測定タイミングはローラカム５のカム形
状、つまり、レゾルバ３の定位置信号に基づいて決定さ
れる。
【００１２】工具重量演算回路１８は図７に示す（４
式）を用いて新工具の重量を算出する。（４式）におい
て、Ｉ0 は交換アーム６上に工具がないときの電流値で
あり、機械特有の値をもち、機械定数テーブル２７に入
力される。Ｋs ，ＫM は交換アーム６の動作サイクルに
応じて異なる定数であり、プログラム読出回路１５が読
み出したデータに基づき定数決定回路１６にて決定され
る。したがって、工具重量演算回路１８は交換アーム６
の一方にのみ工具がある場合、つまり、次工具収納サイ
クル及びＡＴＣ準備サイクルにおいて、（４ｂ式）と
（４ｃ式）とを用い新工具の重量に相当する電流値ＩM
，ＩS を算出する。又両方に工具がある場合、主軸側
（１２Ｓ）は手動で直接工具を取り替えないかぎりすで
にテーブル１９に更新済みとなっているので、（４ｄ
式）によってＩM を算出する。そして新工具の重量は、
図４に示すように、工具重量数値テーブル１９に工具番
号Ｔn と共に電流値Ｉn を入力し、更新マークを１（有
り）から０（無し）に変更する。
式）を用いて新工具の重量を算出する。（４式）におい
て、Ｉ0 は交換アーム６上に工具がないときの電流値で
あり、機械特有の値をもち、機械定数テーブル２７に入
力される。Ｋs ，ＫM は交換アーム６の動作サイクルに
応じて異なる定数であり、プログラム読出回路１５が読
み出したデータに基づき定数決定回路１６にて決定され
る。したがって、工具重量演算回路１８は交換アーム６
の一方にのみ工具がある場合、つまり、次工具収納サイ
クル及びＡＴＣ準備サイクルにおいて、（４ｂ式）と
（４ｃ式）とを用い新工具の重量に相当する電流値ＩM
，ＩS を算出する。又両方に工具がある場合、主軸側
（１２Ｓ）は手動で直接工具を取り替えないかぎりすで
にテーブル１９に更新済みとなっているので、（４ｄ
式）によってＩM を算出する。そして新工具の重量は、
図４に示すように、工具重量数値テーブル１９に工具番
号Ｔn と共に電流値Ｉn を入力し、更新マークを１（有
り）から０（無し）に変更する。
【００１３】ところで、工具重量を工具交換中に学習し
て測定すると、交換シーケンスのＳ２，Ｓ３行程では工
具重量が判明していないことになる。そこで、安全をみ
て、工具重量演算回路１８は図７に示す（５式）を用い
て最大電流値Ｉmax を算出し、その値を工具重量数値テ
ーブル１９に初期値として入力する。（５式）におい
て、Ｗmax は最大工具重量である。このため、初期シー
ケンスでは交換アーム６の動作が多少緩慢になる。な
お、図８に示すようなサブアーム１３を装備した装置に
おいては、サブアーム１３は加工サイクルに組み込まれ
ていないので、加工中の工具交換装置が休止している間
に、サブアーム１３の動作を利用して工具重量を予め測
定しておけば、初期シーケンスの緩慢な動作を回避する
ことができる。
て測定すると、交換シーケンスのＳ２，Ｓ３行程では工
具重量が判明していないことになる。そこで、安全をみ
て、工具重量演算回路１８は図７に示す（５式）を用い
て最大電流値Ｉmax を算出し、その値を工具重量数値テ
ーブル１９に初期値として入力する。（５式）におい
て、Ｗmax は最大工具重量である。このため、初期シー
ケンスでは交換アーム６の動作が多少緩慢になる。な
お、図８に示すようなサブアーム１３を装備した装置に
おいては、サブアーム１３は加工サイクルに組み込まれ
ていないので、加工中の工具交換装置が休止している間
に、サブアーム１３の動作を利用して工具重量を予め測
定しておけば、初期シーケンスの緩慢な動作を回避する
ことができる。
【００１４】加速度演算回路２８は交換アーム６の許容
加速度αZS，αRS及び実行加速度αZh，αRhを算出し、
その算出値を工具組合せ数値テーブル２０の許容加速度
欄に出力する。許容加速度は機械定数テーブル及び工具
重量数値テーブル１９のデータに基づき（１式）、（２
式）、（３式）を用いて求められる。ここで、駆動機構
部の加工、組付誤差または加速度検出器１１Ｚ，１１Ｒ
の測定誤差を考慮すると、図９に示すように、実行加速
度をステップ状に上げていくことが好ましい。そこで、
この実施例では、加速度演算回路２８が許容加速度に所
定の安全率（例えば、０．８，０．８５，０．９，０．
９５）を掛けて複数の実行加速度を求め、これらを工具
組合せ数値テーブル２０の実行加速度欄に格納する。
加速度αZS，αRS及び実行加速度αZh，αRhを算出し、
その算出値を工具組合せ数値テーブル２０の許容加速度
欄に出力する。許容加速度は機械定数テーブル及び工具
重量数値テーブル１９のデータに基づき（１式）、（２
式）、（３式）を用いて求められる。ここで、駆動機構
部の加工、組付誤差または加速度検出器１１Ｚ，１１Ｒ
の測定誤差を考慮すると、図９に示すように、実行加速
度をステップ状に上げていくことが好ましい。そこで、
この実施例では、加速度演算回路２８が許容加速度に所
定の安全率（例えば、０．８，０．８５，０．９，０．
９５）を掛けて複数の実行加速度を求め、これらを工具
組合せ数値テーブル２０の実行加速度欄に格納する。
【００１５】実行加速度選択回路２３は工具組合せ数値
テーブル２０に格納された複数の実行加速度のうちから
一つを選択し、これをモータ速度演算回路２４に出力す
る。本実施例のようにカム駆動方式の場合は、加速度で
直接制御できないため、モータ速度演算回路２４は実行
加速度αZh，αRhに所定の変換定数を掛けて実行モータ
速度ＮZ ，ＮR を決定する。なお、交換アーム６の旋回
及び抜き差しを別々のモータで駆動する場合には、各モ
ータの始動及び停止時の加減速度を制御すればよい。
テーブル２０に格納された複数の実行加速度のうちから
一つを選択し、これをモータ速度演算回路２４に出力す
る。本実施例のようにカム駆動方式の場合は、加速度で
直接制御できないため、モータ速度演算回路２４は実行
加速度αZh，αRhに所定の変換定数を掛けて実行モータ
速度ＮZ ，ＮR を決定する。なお、交換アーム６の旋回
及び抜き差しを別々のモータで駆動する場合には、各モ
ータの始動及び停止時の加減速度を制御すればよい。
【００１６】前記実行モータ速度ＮZ ，ＮR でサーボモ
ータ１を制御すれば、交換アーム６の各部品に過荷重が
発生することなく、装置の能力を最大限まで引上げて、
工具交換動作を高速度で実行できる。この場合、実行モ
ータ速度の算出基準である工具重量及び許容加速度が、
実際の工具交換シーケンスで得た学習値により決定され
ているため、交換アーム６の速度を許容加速度の範囲内
で最大限まで引き上げた場合でも、過荷重が発生するお
それはなく、よって、工具交換動作の高速化を支障なく
実現できる。図１０に交換シーケンスの各Ｓ１〜Ｓ５行
程における軸方向加速度αZ 、周方向加速度αR 、及び
モータ速度Ｎの変化を示した。なお、Ｓ１，Ｓ５行程で
は、交換アーム６に工具が取り付けられていないので、
ここでは、交換アーム６が工具組合せ数値テーブル２０
のＭ１データに基づく実行速度ＮR1によって制御され
る。
ータ１を制御すれば、交換アーム６の各部品に過荷重が
発生することなく、装置の能力を最大限まで引上げて、
工具交換動作を高速度で実行できる。この場合、実行モ
ータ速度の算出基準である工具重量及び許容加速度が、
実際の工具交換シーケンスで得た学習値により決定され
ているため、交換アーム６の速度を許容加速度の範囲内
で最大限まで引き上げた場合でも、過荷重が発生するお
それはなく、よって、工具交換動作の高速化を支障なく
実現できる。図１０に交換シーケンスの各Ｓ１〜Ｓ５行
程における軸方向加速度αZ 、周方向加速度αR 、及び
モータ速度Ｎの変化を示した。なお、Ｓ１，Ｓ５行程で
は、交換アーム６に工具が取り付けられていないので、
ここでは、交換アーム６が工具組合せ数値テーブル２０
のＭ１データに基づく実行速度ＮR1によって制御され
る。
【００１７】この交換シーケンスの実行中、加速度測定
回路２９は加速度検出器１１Ｚ，１１Ｒからの信号を常
時入力し、加速度ピーク値αZP，αRP（絶対値）を求め
る。比較回路３０は加速度ピーク値αP と許容加速度α
S と実行加速度αh とを比較する。そして、実行ステッ
プ変更回路３１は、比較結果に基づき、αP ＜αh であ
れば次回の実行加速度を１ステップアップし、αh ≦α
P ≦αS であれば同じ値を維持し、αS ＜αP ≦１．２
αS であれば１ステップダウンする。また、比較結果が
αP ＞１．２αS であれば、加速度オーバにつき、アラ
ーム発生回路２６が警報を発生し、かつ、サーボモータ
１が直ちに停止する。
回路２９は加速度検出器１１Ｚ，１１Ｒからの信号を常
時入力し、加速度ピーク値αZP，αRP（絶対値）を求め
る。比較回路３０は加速度ピーク値αP と許容加速度α
S と実行加速度αh とを比較する。そして、実行ステッ
プ変更回路３１は、比較結果に基づき、αP ＜αh であ
れば次回の実行加速度を１ステップアップし、αh ≦α
P ≦αS であれば同じ値を維持し、αS ＜αP ≦１．２
αS であれば１ステップダウンする。また、比較結果が
αP ＞１．２αS であれば、加速度オーバにつき、アラ
ーム発生回路２６が警報を発生し、かつ、サーボモータ
１が直ちに停止する。
【００１８】また、工具更新入力を忘れたときの対策と
して、工具組合せ数値テーブル２０には各工具組合せ状
態での基準電流値ＩNSが格納されている。電流比較判定
回路２５は交換動作毎に工具重量相当電流値ＩN を入力
し、ＳN ＝ＩNS／ＩN の値を求め、これが大きく変化し
た場合（例えば、ＳN ＞１．２、ＳN ＜０．８）に、両
方の工具１２Ｓ，１２Ｍが更新されていたと判断する。
この場合は、実行速度ＮZ ，ＮR を直ちにＮZmin，ＮRm
in（両方に最大重量工具を取り付けたときの速度）にす
るとともに、工具重量数値テーブル１９の電流値Ｉn を
Ｉmax にし、かつ、更新マークを０（無し）から１（有
り）に変更する。
して、工具組合せ数値テーブル２０には各工具組合せ状
態での基準電流値ＩNSが格納されている。電流比較判定
回路２５は交換動作毎に工具重量相当電流値ＩN を入力
し、ＳN ＝ＩNS／ＩN の値を求め、これが大きく変化し
た場合（例えば、ＳN ＞１．２、ＳN ＜０．８）に、両
方の工具１２Ｓ，１２Ｍが更新されていたと判断する。
この場合は、実行速度ＮZ ，ＮR を直ちにＮZmin，ＮRm
in（両方に最大重量工具を取り付けたときの速度）にす
るとともに、工具重量数値テーブル１９の電流値Ｉn を
Ｉmax にし、かつ、更新マークを０（無し）から１（有
り）に変更する。
【００１９】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の
形状並びに構成を適宜に変更して具体化することも可能
である。
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の
形状並びに構成を適宜に変更して具体化することも可能
である。
【００２０】
【発明の効果】以上に詳述したように、この発明によれ
ば、交換シーケンス実行中に、交換アーム上の工具の重
量を測定するとともに、工具重量に応じた交換アームの
許容加速度及び実行加速度を演算し、実行加速度に基づ
いてモータの速度を制御するので、実際の工具交換シー
ケンスで得た学習値に従って、交換アームの速度を過荷
重が発生しない範囲で最大限まで引上げて、工具交換動
作の高速化を支障なく実現できるという優れた効果を奏
する。
ば、交換シーケンス実行中に、交換アーム上の工具の重
量を測定するとともに、工具重量に応じた交換アームの
許容加速度及び実行加速度を演算し、実行加速度に基づ
いてモータの速度を制御するので、実際の工具交換シー
ケンスで得た学習値に従って、交換アームの速度を過荷
重が発生しない範囲で最大限まで引上げて、工具交換動
作の高速化を支障なく実現できるという優れた効果を奏
する。
【図１】本発明による一実施例の工具交換装置における
交換アーム駆動機構を概略的に示す斜視図である。
交換アーム駆動機構を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１のＮＣ制御装置の回路構成を示すブロック
図である。
図である。
【図３】図２の工具組合せ数値テーブルを詳細に示す説
明図である。
明図である。
【図４】図２の工具重量数値テーブルを詳細に示す説明
図である。
図である。
【図５】工具交換シーケンスを示す線図である。
【図６】交換アームに作用する荷重及びトルクと加速度
との関係を説明する説明図である。
との関係を説明する説明図である。
【図７】工具重量の算出方法を説明する説明図である。
【図８】サブアームを示す正面図である。
【図９】許容加速度と実行加速度との関係を示す説明図
である。
である。
【図１０】工具交換シーケンスにおける加速度及びモー
タ速度の変化を示すタイムチャートである。
タ速度の変化を示すタイムチャートである。
１・・サーボモータ、２・・減速機、３・・レゾルバ、
４・・円板カム、５・・ローラカム、６・・交換アー
ム、７・・ＮＣ制御装置、８・・ドライブユニット、９
・・リンク、１０・・カムフォロア、１１Ｚ，１１Ｒ・
・加速度検出器、１２Ｓ，１２Ｍ・・工具、１３・・サ
ブアーム、１７・・電流測定回路、１８・・工具重量演
算回路、１９・・工具重量数値テーブル、２０・・工具
組合せ数値テーブル、２４・・モータ速度演算回路、２
８・・加速度演算回路、２９・・加速度測定回路。
４・・円板カム、５・・ローラカム、６・・交換アー
ム、７・・ＮＣ制御装置、８・・ドライブユニット、９
・・リンク、１０・・カムフォロア、１１Ｚ，１１Ｒ・
・加速度検出器、１２Ｓ，１２Ｍ・・工具、１３・・サ
ブアーム、１７・・電流測定回路、１８・・工具重量演
算回路、１９・・工具重量数値テーブル、２０・・工具
組合せ数値テーブル、２４・・モータ速度演算回路、２
８・・加速度演算回路、２９・・加速度測定回路。
Claims (1)
- 【請求項１】 交換アームをモータにより駆動して工具
交換シーケンスを実行する工具交換装置において、前記
交換シーケンスの実行中に交換アーム上の工具の重量を
モータの電流値に基づいて測定する重量測定手段と、前
記工具重量に応じた交換アームの許容加速度及び実行加
速度を演算する加速度演算手段と、前記実行加速度に基
づいてモータの速度を制御する制御手段とを設けてなる
ことを特徴とする工具交換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4156118A JP2717747B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 工具交換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4156118A JP2717747B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 工具交換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05318257A JPH05318257A (ja) | 1993-12-03 |
| JP2717747B2 true JP2717747B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=15620717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4156118A Expired - Fee Related JP2717747B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 工具交換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2717747B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4655485B2 (ja) * | 2004-02-13 | 2011-03-23 | ブラザー工業株式会社 | 搬送装置，搬送装置の搬送加速度決定方法及びコンピュータプログラム |
| JP2006272473A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Brother Ind Ltd | 工具交換装置、制御方法及びプログラム |
| JP2008238347A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Pascal Engineering Corp | 自動工具交換装置 |
| KR102151828B1 (ko) * | 2015-01-07 | 2020-09-03 | 두산공작기계 주식회사 | 자동 공구 교환 장치 및 방법 |
| JP7017537B2 (ja) * | 2019-03-13 | 2022-02-08 | ファナック株式会社 | 工作機械、加工システムおよび管理システム |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0628828B2 (ja) * | 1985-10-29 | 1994-04-20 | 東芝機械株式会社 | 自動工具交換装置 |
| JPH03251906A (ja) * | 1990-02-28 | 1991-11-11 | Okuma Mach Works Ltd | 自動プログラミングにおける切削条件の決定方法 |
| JPH0433012A (ja) * | 1990-05-24 | 1992-02-04 | Mitsubishi Electric Corp | 速度制御装置 |
| JPH0463653A (ja) * | 1990-06-29 | 1992-02-28 | Okuma Mach Works Ltd | 工具交換速度切換方法 |
-
1992
- 1992-05-22 JP JP4156118A patent/JP2717747B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05318257A (ja) | 1993-12-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |