JP4514843B2 - Tool magazine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、床面に対して垂直な平面上に複数の工具収納部を有する工具マガジンに関し、特に複数の工具収納部に対して複数の工具の出し入れを自動的に行うための工具段取装置を備えた工具マガジンに関する。
【0002】
【従来の技術】
床面に対して垂直な平面上に複数の工具収納部を有する工具マガジンは、狭い設置面積で多数の工具を収容できることから広く用いられている。このような工具マガジンとしては、例えば、特開昭61−50740号公報に記載された工具貯蔵供給装置がある。
【0003】
この工具貯蔵供給装置は、垂直に伸びた細長いツールラックを左右方向に複数個並べて形成されている。各ツールラックには、複数のツールポケット(工具収納部)が、間隔を空けて上下方向に一列に並んで設けられている。これによって、床面に対して垂直な平面上に複数の工具収納部を有する工具マガジンとなっている。
【0004】
前記ツールポケットは、水平方向すなわち前記平面に対して垂直な方向に開口している。また、この工具貯蔵供給装置は、工具把持部を移動させるための工具搬送機構を備えている。この工具把持部は、前記平面に垂直な方向すなわちツールポケットに対して進退する方向に移動可能であるとともに、工具搬送機構によって、前記平面に沿って左右方向および上下方向に移動可能となっている。
従って、工具把持部を左右及び上下方向に移動させてX−Y座標で定義される座標位置のツールポケットの正面で停止させ、工具把持部を進退させることによって、所望のツールポケットに新しい工具を取り付け、あるいは不要になった工具を取り外すことができる。
【0005】
ここで、この工具貯蔵供給装置においては、複数のツールポケットのうちの一つがツール着脱ステーションとして使用される。
すなわち、このツール着脱ステーションに作業者が新しい工具をセットし、工具搬送機構を作動させて工具把持部をツール着脱ステーションまで移動させ、該工具を把持する。そして、工具把持部を所望のツールポケットまで移動させて新しい工具を取付ける。
また、ツールポケットから取り外された不要になった工具は、ツール着脱ステーションまで移送されて、作業者によって取り出される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の工具マガジンにおいては、新しい工具の取り付けおよび不要になった工具の取り外しを行うには、工具一本ごとに作業者がツール着脱ステーションで作業しなければならない。従って、複数の工具の取り付けあるいは取り外しを行う場合には、全ての工具についての作業が完了するまで作業者は付きっきりで居なくてはならない。このため、その間は別の作業を行うことができず、極めて作業効率が悪かった。
また、別の問題点として、作業者がツール着脱ステーションで作業しているときに、工具搬送機構の工具把持部が接近する危険性があった。
【0007】
そこで、本出願の請求項1乃至請求項5に係る発明においては、工具収納部に対する複数の工具の取り付け・取り外しを自動的に行うことができる工具マガジンを提供することを目的とする。
【0008】
また、請求項2に係る発明においては、工具ごとに任意の工具収納部を指定して複数の工具の取り付け・取り外しを自動的に行うことができる工具マガジンを提供することを目的とする。
【0009】
さらに、請求項3に係る発明においては、工具が工具収納部に正しくない姿勢で取り付けられるのを防止することができる工具マガジンを提供することを目的とする。
【0010】
また、請求項4に係る発明においては、工具マガジン内で作業中の作業者に工具搬送機構の工具把持部(搬送ヘッド)が接近するのを確実に防止することができる工具マガジンを提供することを目的とする。
【0011】
さらに、請求項5に係る発明においては、工具搬送機構の搬送ヘッドが接近しているときに作業者が工具マガジン内に立ち入るのを確実に防止することができる工具マガジンを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本発明の第1発明は、請求項1に記載されたとおりの工具マガジンである。
請求項1に記載の工具マガジンは、自動工作機械の主軸に取り付けられる複数の工具が収納されている複数の工具収納部を有する複数の収納プレートと、作業者が前記収納プレートに工具を取り付ける作業及び前記収納プレートから工具を取り外す作業を仲介する工具段取装置及び工具搬送機構と、前記工具搬送機構が前記収納プレートから取り出してきた工具と前記主軸に取り付けられている工具とを交換する中間搬送装置と、を備えた工具マガジンである。
前記工具段取装置は、作業者が工具を取り付けおよび取り外しできる複数の工具セット部を備えており、前記工具搬送機構は、前記複数の工具収納部および前記複数の工具セット部に対して工具を取り付けおよび取り外しできる搬送ヘッドを備えており、前記工具段取装置と前記収納プレートとの間で工具を交換するとともに、前記収納プレートと前記中間搬送装置との間で工具を交換する。
更に、前記工具セット部を特定するポット番号と、工具番号と、取り付け指令または取り外し指令のいずれかとからなる段取情報を前記複数の工具セット部の各々について設定できる段取操作盤と、工具番号とその工具に対応する工具収納部の座標とからなる収納部座標情報を予め記憶している収納部座標情報記憶手段と、前記複数の工具セット部について前記ポット番号とそのポット番号に対応する座標とからなるセット部座標情報を予め記憶しているセット部座標情報記憶手段と、前記段取情報を記憶するメモリ手段とを備えた工具マガジン制御装置とを有する。
そして、前記工具マガジン制御装置は、作業者による前記段取操作盤からの操作に応じて、前記複数の工具セット部における全ての工具セット部の各々に対する前記段取情報を設定し、設定した前記段取情報に基づいて、前記複数の工具収納部および前記複数の工具セット部に対して工具を取り付ける処理および取り外しする処理を行う際、前記段取情報の前記取り付け指令に対して、前記工具搬送機構を制御して、前記段取情報に設定されたポット番号と前記セット部座標情報とに基づいた座標の工具セット部に取り付けられている工具を取り出して、前記段取情報に設定された工具番号と前記収納部座標情報とに基づいた座標の工具収納部に搬送して取り付ける処理を自動的に行う。
また、前記段取情報の前記取り外し指令に対して、前記工具搬送機構を制御して、前記段取情報に設定された工具番号と前記収納部座標情報とに基づいた座標の工具収納部に取り付けられている工具を取り外して、前記段取情報に設定されたポット番号と前記セット部座標情報とに基づいた座標の工具セット部に搬送して取り付ける処理を自動的に行い、前記段取情報に前記取り付け指令または前記取り外し指令が設定されている全ての工具セット部について前記処理が終了するまで繰り返して自動的に行う。
そして、前記工具セット部は、作業者が工具を取り付ける作業及び工具を取り外す作業を前記工具段取装置の表側から行う構造を有しており、前記工具搬送機構は、前記工具セット部から取り外して前記工具収納部に収納するべき工具を、前記工具段取装置の裏側から取り外して前記工具収納部に収納するとともに、前記工具収納部から取り外して前記工具セット部に収納するべき工具を、前記工具収納部から取り外して前記工具段取装置の裏側から前記工具セット部に収納する構造を有している。
【0013】
この工具マガジンにおいては、まず、工具段取装置の工具セット部に、工具収納部に取付ける一以上の工具がセットされる。その後、段取操作盤を用いて、工具セット部の番号と工具番号と取り付け指令または取り外し指令のいずれかとからなる複数の段取情報が設定されると、工具マガジン制御装置による自動制御が開始される。
【0014】
工具マガジン制御装置は、メモリ手段に記憶されている段取情報から工具セット部の番号と工具番号と取り付け指令か取り外し指令かを読み取る。そして、取り付け指令ならば、セット部座標情報記憶手段からその工具セット部の座標を読み取って、工具搬送機構を制御してその工具セット部まで搬送ヘッドを移動させる。
そして、搬送ヘッドで工具セット部から工具を取り出して、収納部座標情報記憶手段からその工具に対応する工具収納部の座標を読み取る。そして、工具搬送機構を制御してその工具収納部まで搬送ヘッドを移動させ、その工具収納部に工具を取り付ける。
【0015】
一方、メモリ手段に記憶されている段取情報が取り外し指令の場合には、工具マガジン制御装置は、収納部座標情報記憶手段から工具番号に対応する工具収納部の座標を読み取る。そして、工具搬送機構を制御してその工具収納部まで搬送ヘッドを移動させ、その工具収納部から工具を取り外す。
そして、セット部座標情報記憶手段から工具セット部の座標を読み取って、工具搬送機構を制御してその工具セット部まで搬送ヘッドを移動させ、その工具セット部に工具を取り付ける。
【0016】
このように、段取操作盤に設定された段取情報の全部について処理が終了するまで、工具マガジン制御装置による自動制御が繰り返される。このようにして、本発明の工具マガジンにおいては、工具収納部に対する複数の工具の取り付け・取り外しを自動的に行うことができる。
これによって、作業者は、段取操作盤で複数の段取情報を設定した後は、その場を離れて別の作業をすることができるので、極めて作業効率が良くなる。
【0017】
また、本発明の第2発明は、請求項2に記載されたとおりの工具マガジンである。
請求項2に記載の工具マガジンは、自動工作機械の主軸に取り付けられる複数の工具が収納されている複数の工具収納部を有する複数の収納プレートと、作業者が前記収納プレートに工具を取り付ける作業及び前記収納プレートから工具を取り外す作業を仲介する工具段取装置及び工具搬送機構と、前記工具搬送機構が前記収納プレートから取り出してきた工具と前記主軸に取り付けられている工具とを交換する中間搬送装置と、を備えた工具マガジンである。
前記工具段取装置は、作業者が工具を取り付けおよび取り外しできる複数の工具セット部を備えており、前記工具搬送機構は、前記複数の工具収納部および前記複数の工具セット部に対して工具を取り付けおよび取り外しできる搬送ヘッドを備えており、前記工具段取装置と前記収納プレートとの間で工具を交換するとともに、前記収納プレートと前記中間搬送装置との間で工具を交換する。
更に、前記工具セット部を特定するポット番号と、前記工具収納部のうちの一つを特定する収納番号と、取り付け指令または取り外し指令のいずれかとからなる段取情報を前記複数の工具セット部の各々について設定できる段取操作盤と、前記工具収納部を特定する収納番号とその収納番号に対応する工具収納部の座標とからなる収納部座標情報を予め記憶している収納部座標情報記憶手段と、前記複数の工具セット部について前記工具セット部の前記ポット番号とそのポット番号に対応する座標とからなるセット部座標情報を予め記憶しているセット部座標情報記憶手段と、前記段取情報を記憶するメモリ手段とを備えた工具マガジン制御装置とを有する。
そして、前記工具マガジン制御装置は、作業者による前記段取操作盤からの操作に応じて、前記複数の工具セット部における全ての工具セット部の各々に対する前記段取情報を設定し、設定した前記段取情報に基づいて、前記複数の工具収納部および前記複数の工具セット部に対して工具を取り付ける処理および取り外しする処理を行う際、前記段取情報の前記取り付け指令に対して、前記工具搬送機構を制御して、前記段取情報に設定されたポット番号と前記セット部座標情報とに基づいた座標の工具セット部に取り付けられている工具を取り出して、前記段取情報に設定された収納番号と前記収納部座標情報とに基づいた座標の工具収納部に搬送して取り付ける処理を自動的に行う。
また、前記段取情報の前記取り外し指令に対して、前記工具搬送機構を制御して、前記段取情報に設定された収納番号と前記収納部座標情報とに基づいた座標の工具収納部に取り付けられている工具を取り外して、前記段取情報に設定されたポット番号と前記セット部座標情報とに基づいた座標の工具セット部に搬送して取り付ける処理を自動的に行い、前記段取情報に前記取り付け指令または前記取り外し指令が設定されている全ての工具セット部について前記処理が終了するまで繰り返して自動的に行う。
そして、前記工具セット部は、作業者が工具を取り付ける作業及び工具を取り外す作業を前記工具段取装置の表側から行う構造を有しており、前記工具搬送機構は、前記工具セット部から取り外して前記工具収納部に収納するべき工具を、前記工具段取装置の裏側から取り外して前記工具収納部に収納するとともに、前記工具収納部から取り外して前記工具セット部に収納するべき工具を、前記工具収納部から取り外して前記工具段取装置の裏側から前記工具セット部に収納する構造を有している。
【0018】
この工具マガジンにおいては、請求項1に記載された発明における工具番号と工具収納部の座標との対応関係を予め記憶している収納部座標情報記憶手段の代わりに、各工具収納部を特定する番号と工具収納部の座標との対応関係を予め記憶している収納部座標情報記憶手段を備えている。そして、段取操作盤においては、工具セット部の番号と、工具収納部のうちの一つを特定する番号と、取り付け指令または取り外し指令のいずれかとからなる段取情報が設定される。設定された段取情報は、工具マガジン制御装置のメモリ手段に記憶される。
従って、工具マガジン制御装置は、メモリ手段から各工具セット部に対応した工具収納部を特定する番号を読み出し、さらに収納部座標情報記憶手段からこの番号に対応する工具収納部の座標を読み出して、工具搬送機構と搬送ヘッドを制御して工具収納部への工具の出し入れを実行する。
【0019】
ここで、作業者は、段取操作盤で設定を行うごとに工具セット部に対応する工具収納部を任意に指定することができる。従って、工具の収納場所を変更したい場合にも容易に対応することができる。
このようにして、工具ごとに任意の工具収納部を指定して複数の工具の取り付け・取り外しを自動的に行うことができる工具マガジンが提供される。
【0020】
さらに、請求項3に係る発明においては、請求項1または請求項2に記載された工具マガジンであって、前記複数の工具セット部に、作業者によって取付けられる工具が正しく取付けられているか否かを判別する工具セット部センサを設け、この工具セット部センサによって工具が正しく取付けられていないと判別されたときには、前記工具マガジン制御装置による前記工具搬送機構の制御を中止するとともに警報を出力することを特徴とする工具マガジンを創出した。
【0021】
この工具マガジンにおいては、工具段取装置の工具セット部に工具セット部センサを設け、工具が作業者によって正しく取付けられているか監視する。そして、工具が正しく取付けられていないときには、工具搬送処理を中止して警報を出力する。これによって、作業者は工具が正しくセットされていないことを知らされるので、工具を正しくセットし直して自動制御を再開する。
従って、工具が正しく取付けられていないままで搬送されて、工具収納部に正しくない姿勢で取付けられることが未然に防止される。
このようにして、工具が工具収納部に正しくない姿勢で取り付けられるのを防止することができる工具マガジンが提供される。
【0022】
また、請求項4に係る発明においては、請求項1,請求項2または請求項3に記載された工具マガジンであって、前記工具段取装置における前記複数の工具セット部を覆う開閉可能なカバー部材と、このカバー部材が閉じているか否かを判別するカバー部材センサとを有し、このカバー部材センサによって前記カバー部材が閉じていないと判別されたときには、前記工具マガジン制御装置による前記工具搬送機構の制御を中止するとともに警報を出力することを特徴とする工具マガジンを創出した。
【0023】
この工具マガジンにおいては、工具段取装置の工具セット部が開閉可能なカバー部材で覆われており、このカバー部材が閉じているかがカバー部材センサによって監視されている。そして、カバー部材が閉じていないと判別されたときは、工具搬送処理を中止し、警報を出力する。
これによって、作業者がカバー部材を開けて工具セット部で作業をしているときに搬送ヘッドが接近する危険が回避される。
このようにして、工具マガジン内で作業中の作業者に工具搬送機構の搬送ヘッドが接近するのを確実に防止することができる。
【0024】
さらに、請求項5に係る発明においては、請求項1,請求項2または請求項3に記載された工具マガジンであって、前記工具段取装置における前記複数の工具セット部を覆う開閉可能なカバー部材と、このカバー部材が閉じているときにこのカバー部材を開けられないようにロックするロック機構とを有し、前記工具マガジン制御装置は、前記工具搬送機構の前記搬送ヘッドが前記工具段取装置に接近しているときは前記ロック機構をロックさせ、前記搬送ヘッドが前記工具段取装置から離れているときは前記ロック機構をロック解除させるように制御することを特徴とする工具マガジンを創出した。
【0025】
この工具マガジンにおいては、工具段取装置の工具セット部が開閉可能なカバー部材で覆われており、このカバー部材が閉じているときにこのカバー部材を開けられないようにロックするロック機構を備えている。そして、搬送ヘッドが工具段取装置に接近しているときには、工具マガジン制御装置によって、ロック機構がロック状態になるように制御される。
これによって、カバー部材が開けられなくなり、作業者は搬送ヘッドが接近している工具段取装置内に入ることができなくなる。
【0026】
一方、搬送ヘッドが工具段取装置から離れているときは、工具マガジン制御装置によって、ロック機構がロック解除状態になるように制御される。
これによって、作業者はカバー部材を開けることができ、搬送ヘッドが離れた状態において工具段取装置内で作業することができる。すなわち、このロック機構によって、作業者は、搬送ヘッドが工具段取装置から離れているときしか工具マガジン内に立ち入ることができなくなり、作業者の安全が確保される。
このようにして、工具搬送機構の搬送ヘッドが接近しているときに作業者が工具マガジン内に立ち入るのを確実に防止することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
第1の実施形態
次に、本発明を具現化した第1の実施形態について、図1乃至図12を参照して説明する。まず、本実施形態の工具マガジンを備えた自動工作機械の全体構成について、図1を参照して説明する。図1は、工具マガジンの第1の実施形態が用いられる自動工作機械の全体構成を示す平面図である。
【0028】
参照符号16が自動工作機械の本体であり、参照符号2が工具マガジンである。この工具マガジン2は、上下方向すなわち紙面に垂直な方向に伸びた複数の収納プレート6〜6を有している。各収納プレート6〜6の左右には、上下方向に並んだ複数の工具収納部が設けられており、これらの工具収納部に各種工具T〜Tが収納される。
【0029】
工具マガジン2の左端には、工具段取装置4が設けられている。この工具段取装置4も上下方向に伸びた段取工具保持プレート8を有しており、段取工具保持プレート8には上下方向に並んだ複数の工具セット部が設けられている。この工具段取装置4は、想像線で示されるように開閉が可能であり、作業者は工具段取装置4を開いた状態で前記工具セット部に工具をセットし、あるいは工具セット部から工具を取り外す。
【0030】
また、工具マガジン2の奥には工具搬送機構10が設けられており、この工具搬送機構10によって、搬送ヘッド12が工具マガジン2内を左右方向および上下方向に移動する。この搬送ヘッド12によって、各収納プレート6〜6と段取工具保持プレート8間で、工具のやり取りが行われる。
さらに、工具マガジン2の右側に隣接して、中間搬送装置14が設けられている。自動工作機械16の工具を交換する場合には、収納プレート6の工具収納部から該当する工具が搬送ヘッド12で把持されて、工具搬送機構10で中間搬送装置14まで運ばれる。すると、図示しない自動工具交換装置(ATC)が作動して、中間搬送装置14まで運ばれた工具を自動工作機械16の主軸16aに取付けられている工具と交換する。
【0031】
自動工作機械16やATCは、マシン制御用CNC装置18によってコンピュータ制御される。一方、工具マガジン2の工具搬送機構10や工具段取装置4は、マガジン制御用CNC装置20によってコンピュータ制御される。
従って、マガジン制御用CNC装置20は、本発明における工具マガジン制御装置に相当する。
【0032】
次に、工具搬送機構10の構造について、図2を参照して説明する。図2は、図1のII-II線に沿って見た工具搬送機構10の構造を示す正面図である。
図2に示されるように、工具マガジン2の上下のマガジンフレーム2a,2bには、工具マガジン2の左端から右端まで伸びたガイドレール22a,22bがそれぞれ固定されている。これらのガイドレール22a,22bには、上下方向に伸びた左右送りフレーム24が、左右方向にスライド可能に取付けられている。
【0033】
さらに、上下のマガジンフレーム2a,2bには、工具マガジン2の左端から右端まで伸びたラック26a,26bがそれぞれ固定されている。左右送りフレーム24の上端および下端には、これらのラック26a,26bと噛み合う同調ピニオン28a,28bがそれぞれ設けられている。また、左右送りフレーム24に搭載された電動モータ29は、下部のラック26bに噛み合う駆動ピニオン29aを駆動できる。
従って、駆動ピニオン29aが電動モータ29で回転することによって、左右送りフレーム24は、同調ピニオン28a,28bの同調作用によってガイドレール22a,22bに沿って工具マガジン2内を左右方向に滑らかに移動する。
【0034】
左右送りフレーム24には、上下方向に伸びた一対のガイドレール30が固定されており、このガイドレール30には搬送ヘッド12が上下方向にスライド可能に取付けられている。また、左右送りフレーム24にはボールネジ32が設けられており、このボールネジ32は搬送ヘッド12に固定された雌ネジ34と噛み合っている。
従って、ボールネジ32が電動モータ32aで回転することによって、搬送ヘッド12はガイドレール30に沿って上下方向に移動する。
【0035】
搬送ヘッド12には、工具を把持するためのソケット36が設けられている。このソケット36に工具が把持されて、各収納プレート6〜6の上下方向に並んで設けられた工具収納部6a〜6aに対して、工具の取り付け・取り外しが行われる。
なお、図においては工具収納部6aの一部のみが図示されており、実際には収納プレート6の上から下まで連続的に工具収納部が設けられている。
【0036】
次に、工具段取装置4の構造について、図3を参照して説明する。図3は、図1のIII矢視方向から見た工具段取装置4の一部破断正面図である。
図3に示されるように、工具段取装置4は、ヒンジ40によって工具マガジン2の本体に回動可能に取付けられている。そして、工具段取装置4の右側のレバー42を押し下げることによって、クランク機構44によって工具段取装置4がヒンジ40を軸にして手前側に、図4の想像線位置まで開くようになっている。
【0037】
また、破断部分に示されるように、段取工具保持プレート8は、上下方向に並んだ五つの工具セット部8a〜8aを有している。上述の如く、工具段取装置4を開いた状態で、作業者が、これらの工具セット部8a〜8aに新しい工具をセットし、また不要になって工具収納部6aから取り外されてきた工具を工具セット部8a〜8aから取り外す。
【0038】
さらに、工具段取装置4の手前側の上部には、段取操作盤50が設けられている。この段取操作盤50を作業者が操作することによって、後述するように、工具セット部8aの番号と工具番号と取り付けか取り外しかが設定される。
そして、この設定に基づいて、図1のマガジン制御用CNC装置20によって工具搬送機構10が制御され、複数の工具が工具セット部8aと工具収納部6aとの間で自動的にやり取りされる。
なお、全ての収納プレート6〜6と工具搬送機構10は、網目状のカバープレート46で覆われている。
【0039】
次に、搬送ヘッド12の構造と上から見た工具段取装置4の構造について、図4を参照して説明する。図4は、搬送ヘッド12が工具段取装置4の後方位置にきたときの、図3のIV-IV線に沿って破断した平面図である。
前述の如く、マガジンフレーム2aにはラック26aが固定されており、このラック26aと噛み合うピニオン28aが回転することによって、左右送りフレーム24が左右方向に移動する。そして、ボールネジ32が回転することによって、搬送ヘッド12が左右送りフレーム24上を上下方向(紙面に垂直な方向)に移動する。
【0040】
この搬送ヘッド12には、前後ガイドウェイ52を介して、ソケット36が取付けられている。ソケット36は、前後送りシリンダ54によって、前後ガイドウェイ52に沿って進退する。ソケット36には、ソケット開閉爪56と、工具釈放シリンダ58が設けられている。
【0041】
一方、工具Tは、段取工具保持プレート8へ以下のようにして取付けられる。工具Tは、図に示されるように、シャンク部Taと、環状溝Tbと、環状溝Tbを挟む一対のリング状支持部Tcを有している。図3に示されるように、段取工具保持プレート8の工具セット部8aは斜め上を向いたU字形の開口部であり、この工具セット部8aに工具Tの環状溝Tbがはまり込む。
そして、図4に示されるように、一対のリング状支持部Tcが段取工具保持プレート8を挟みこむことによって、工具Tがぐらつくことなく保持される。
なお、工具Tは、収納プレート6の工具収納部6aにも、同様にして取付けられる。
【0042】
さて、工具取り付けが行われるときには、工具段取装置4の段取工具保持プレート8に工具Tが取付けられた状態で、搬送ヘッド12が移動して、図のようにソケット36が工具Tの正面にくる。この状態では、工具釈放シリンダ58は、前進(釈放)状態にある。そして、前後送りシリンダ54によってソケット36が前進して、ソケット把持部36aが工具Tのシャンク部Taにはまり込む。この後、工具釈放シリンダ58は後退動作して、工具Tを締め付ける。なお、ソケット開閉爪56は、中間搬送装置14との間でソケット36の受け渡しを行うとき以外は、常時閉じてソケット36を保持している。
そして、工具Tのリング状支持部Tcを段取工具保持プレート8から抜き取るには、図3に示されるように、工具セット部8aが右斜め上方に開口しているので、搬送ヘッド12を右斜め上方に移動させる。それから搬送ヘッド12を最上部まで上昇させた後、工具マガジン2内の収納プレート6の指定された工具収納部6aへ移動する。
【0043】
一方、工具取り外しが行われるときには、上述したのと同じ手順で、収納プレート6の工具収納部6aから不要な工具が取り外されて、搬送ヘッド12によって工具段取装置4の近傍まで運ばれる。そして、工具がセットされていない工具セット部8aの右斜め上方から接近して、工具Tの環状溝Tbを工具セット部8aにはめ込む。
その後、工具釈放シリンダ58が前進して、工具Tをソケット36に対して釈放する。そして、前後送りシリンダ54によってソケット36が後退して、図4の状態に戻る。
【0044】
さて、このようにして、工具の取り付け・取り外しが行われるが、作業者が段取工具保持プレート8の近傍で作業しているときに、搬送ヘッド12が接近すると非常に危険である。そこで、本実施形態においては、作業者の安全を確保するために、種々の工夫をしている。
【0045】
まず、工具段取装置4は安全カバー47で覆われており、かつ工具段取装置4が閉止位置にあることを確認するためのリミットスイッチ60が設けられている。このリミットスイッチ60がONでないときは、搬送ヘッド12が工具段取装置4に接近できないように制御される。別のやり方としては、リミットスイッチ60がONでないときは、搬送ヘッド12は動かないように制御される。逆に言えば、搬送ヘッド12が動いているときは安全カバー47が閉じており、作業者は工具段取装置4内に立ち入れない。
従って、安全カバー47は本発明におけるカバー部材に相当し、リミットスイッチ60は本発明におけるカバー部材センサに相当する。
【0046】
さらに、もう一つの安全機構について、図5を参照して説明する。図5は、工具段取装置4の前端部の構造を拡大図示した平面図である。
図5に示されるように、リミットスイッチ60は、固定カバー46に固定された取り付けブラケット62上に設けられている。そして、この取り付けブラケット62には、電磁ロック64も取付けられている。
この電磁ロック64は、電気的に制御されて丸棒状のロックプランジャ64aを上下動させるものである。一方、安全カバー47の内側にはラッチプレート66が固定されており、このラッチプレート66にはプランジャ嵌合孔66aが穿設されている。
【0047】
図のように、安全カバー47の閉止位置においてロックプランジャ64aが上昇すると、プランジャ嵌合孔66aにはまり込んでロックされる。搬送ヘッド12が工具段取装置4に接近しているときは、常にこのロック状態が維持されるので、作業者がうっかり工具段取装置4を開けようとしても開けることができない。
搬送ヘッド12が工具段取装置4から離れているときは、ロックプランジャ64aが下降してロックが解除され、作業者は工具段取装置4を開けることができる。
従って、電磁ロック64は、本発明におけるロック機構に相当する。
【0048】
この電磁ロック64の開閉処理は、図1のマガジン制御用CNC装置20によって制御される。電磁ロック64の制御手順について、図6を参照して説明する。図6は、電磁ロック開閉処理の制御手順を示すフローチャートである。
ステップS10で処理が開始されると、まず工具マガジン2がマガジン制御用CNC装置20によって連続運転されているか否かが判定される(ステップS12)。この判定がNOであれば、そのまま処理を終了する(ステップS22)。
ステップS12の判定がYESであれば、工具段取装置4が閉止位置にあるか否かが判定される(ステップS14)。この判定がNOであれば、やはりそのまま処理を終了する(ステップS22)。
【0049】
ステップS14の判定がYESであれば、搬送ヘッド12が工具段取装置4に接近しているか否かが判定される(ステップS16)。この判定がYESであれば、電磁ロック64をONとして(ステップS18)、処理を終了する(ステップS22)。これによって、作業者は工具段取装置4を開けることができなくなる。
一方、ステップS16の判定がNOであれば、電磁ロック64を解除して(ステップS20)、処理を終了する(ステップS22)。これによって、作業者は工具段取装置4を開けて作業をすることができる。
この図6のフローチャートの処理は、一定時間間隔で繰り返し実行される。
【0050】
次に、作業者によって工具が工具セット部8aに正しく取付けられているかチェックする機構について、図7を参照して説明する。図7は、工具段取装置4の段取工具保持プレート8の一部を示す拡大図である。
図7に示されるように、段取工具保持プレート8には、センサ取り付け板70が固定されている。このセンサ取り付け板70には、工具有無確認センサ72が、各工具セット部8aごとに(すなわち計5個)取付けられている。この工具有無確認センサ72は超音波センサであり、工具セット部8aに向けて放射される超音波の反射によって、工具の有無を識別する。
【0051】
さらに、各工具セット部8aに近接して、小型のセンサ取り付け板76が段取工具保持プレート8に固定されている。このセンサ取り付け板76には、密着確認センサ78がそれぞれ取付けられている。この密着確認センサ78は近接スイッチであり、工具Tのリング状支持部Tcが密着確認センサ78に近接しているか否かを判別する。
工具Tが工具セット部8aに正しくセットされていなければ、リング状支持部Tcは密着確認センサ78から離れてしまうため、密着確認センサ78によって検出されない。
従って、密着確認センサ78は、本発明における工具セット部センサに相当する。
【0052】
なお、各工具セット部8aには、キー74が段取工具保持プレート8の背面に埋め込まれており、その先端は各工具セット部8a内に突出している。
これに対応して、工具TにはキーウェイTdが設けられており、工具Tが工具セット部8aに正しく取付けられた状態において、キー74の先端がキーウェイTdにはまり込む。これによって、工具セット部8aに取付けられた工具Tは正しい向きに保持され、工具収納部6aに取付けられるときにも正しい向きで取付けられる。
【0053】
次に、段取操作盤50による工具段取手順の設定の方法について、図8を参照して説明する。図8は、段取操作盤50の構成を示す正面図である。
図8に示されるように、段取操作盤50は、ポット番号表示部80と、工具番号表示部82を有している。
ポットとは、工具セット部8aのことであり、本実施形態においては、ポット番号は1から5まである。ポット番号は、ポット番号設定スイッチ84によって設定される。上向きの矢印のスイッチ84aを押せばポット番号は増加し、下向きの矢印のスイッチ84bを押せばポット番号は減少する。
【0054】
同様に、三桁の工具番号が、工具番号設定スイッチ86によって設定される。上向きの矢印のスイッチ86aを押せば各桁の数字は増加し、下向きの矢印のスイッチ86bを押せば各桁の数字は減少する。
このようにして、ポット番号と工具番号が設定されたら、次は工具取り付けか工具取り外しかが指定される。すなわち、工具段取装置4の工具セット部8aにセットされた工具を工具マガジン2の工具収納部6aに取付ける場合には、工具取付指令スイッチ88が押される。一方、工具収納部6aから不要になった工具を取り外して工具セット部8aに取付ける場合には、工具取外指令スイッチ90が押される。
【0055】
こうして、一つのポットについての設定が完了したら、同様にして次のポットについての設定が行われる。そして、全ての(本実施形態においては五つの)ポットについての設定が完了したら、全設定完了スイッチ92が押される。これによって、図1のマガジン制御用CNC装置20による工具マガジン2の自動制御が開始される。
なお、途中で設定をやり直す場合には、全設定キャンセルスイッチ94が押される。これによって、それまで設定された内容が消去され、最初から設定がやり直される。
【0056】
全設定完了スイッチ92が押されて、マガジン制御用CNC装置20による自動制御が開始されると、工具がポットに取付けられるときとポットから取り外されるときには、搬送サイクル確認ランプ96が点灯する。これによって、作業者は、工具段取の進み具合を確認することができる。
また、後述するような異常事態が発生したときには、アラームが出力されるので、作業者は非常停止スイッチ98を押してマガジン制御用CNC装置20による自動制御を停止させる。
【0057】
段取操作盤50を用いて設定された工具段取内容は、マガジン制御用CNC装置20のメモリに記憶される。図9は、メモリに記憶された設定内容の一例を示すテーブルである。
図9に示されるように、ポット番号1には工具番号025の取り付けが設定されており、ポット番号3には工具番号053の取り付けが設定されている。従って、工具段取装置4の一番目の工具セット部8aには工具番号025の工具がセットされており、三番目の工具セット部8aには工具番号053の工具がセットされている。
一方、ポット番号2,4,5には、それぞれ工具番号012,121,038の取り外しが設定されている。従って、工具段取装置4の二番目,四番目,五番目の工具セット部8aは、いずれも空になっている。
【0058】
各工具番号は、工具マガジン2の各工具収納部6aの座標と一対一に対応している。本実施形態においては、この対応関係は、予めマガジン制御用CNC装置20のメモリに記憶されている。図10は、工具番号と収納座標との対応関係を表した工具番地割り当てテーブル(TAT)の一部を示したものである。
図10に示されるように、各工具番号には一つずつ収納座標が割り当てられており、従って各工具は工具マガジン2内で収納される工具収納部6aが一箇所に決められている。この収納座標は、水平方向のX座標(C1,C2,C3,………)と垂直方向のY座標(R1,R2,R3,………)で決められる直交座標である。
【0059】
また、アプローチ点が指定されているのは、工具収納部6aも工具セット部8aと同様に斜めに開口しているため、工具を把持した搬送ヘッド12はまず工具収納部6aの斜め上に移動して、そこから工具収納部6aに接近する必要があるからである。
さらに、TATには、収納座標で示される工具収納部6aに、現在工具が有るか無いかも記憶されている。
また、図には示されていないが、TATには、工具段取装置4の各工具セット部(ポット)8aの座標も記憶されている。
【0060】
次に、工具マガジン2内の直交座標と、実際の工具段取処理におけるソケット36の移動手順について、図11を参照して説明する。図11は、工具マガジン2内の直交座標とそれに基づいたソケット36の動きを示す正面図である。
なお、ガイドレール22a,左右送りフレーム24,搬送ヘッド12,ソケット36は模式的に描かれており、図2,図4とは異なっている。
さて、図11に示されるように、収納プレート6の工具収納部6aのX座標はC1〜C6で示され、Y座標はR1〜R9で示される。また、段取工具保持プレート8の工具セット部(ポット)8aのX座標はC7で示され、Y座標はR4〜R8で示される。
【0061】
かかる直交座標系において、図9に示されるようにポット番号1,3について工具取り付けを、ポット番号2,4,5について工具取り外しを行う場合の手順について説明する。処理が始まる時点では、ソケット36の中心は原点座標C0R0にある。この状態から、まず破線で示される動作(1)で、搬送ヘッド12が移動して、ソケット36は座標C7R4、すなわち最上段の工具セット部8aに直進する。
このとき、ソケット36は工具を把持しておらず、かつ後退位置にあるため、直進しても収納プレート6に収納されている工具と接触する恐れはない。
【0062】
次に、ソケット36が前進して最上段の工具セット部8aにセットされている工具T1を把持し、動作(2)へ移行して、右斜め上のアプローチ点C7'R4'に移動する。続いて、搬送ヘッド12が上昇して座標C7'R0に到り、さらに左右送りフレーム24が右進して座標C2'R0を経由して、アプローチ点C2'R2'まで下降する。そして、右斜め下方に移動して、座標C2R2で定義される工具収納部6aに工具T1を取付け、ソケット36が後退する。
続いて、破線で示される動作(3)では、ソケット36は取り外すべき工具T2の収納されている座標C6R7へ直進する。
【0063】
ソケット36が前進して工具T2を把持すると、動作(4)に移行して左斜め上のアプローチ点C6'R7'に移動する。続いて、動作(2)と同様に上昇・水平移動・下降を行って、アプローチ点C7'R5'に到達する。そして、左斜め下方に移動して、座標C7R5で定義される二番目の工具セット部8aに工具T2を取付け、ソケット36が後退する。
続く動作(5)では、ソケット36は直下の三番目の工具セット部8aに下降して、工具T3を把持する。次に、動作(6)に移行して、アプローチ点C7'R6'を経て上昇・水平移動・下降を行って、アプローチ点C5'R4'に到達する。そして、左斜め下方に移動して、座標C5R4で定義される工具収納部6aに工具T3を取付け、ソケット36が後退する。
【0064】
続いて破線で示される動作(7)では、ソケット36は取り外すべき工具T4の収納されている座標C1R6へ直進する。ソケット36が前進して工具T4を把持すると、動作(8)に移行して右斜め上のアプローチ点C1'R6'に移動する。続いて、上昇・水平移動・下降を行って、アプローチ点C7'R7'に到達する。そして、左斜め下方に移動して、座標C7R7で定義される四番目の工具セット部8aに工具T4を取付け、ソケット36が後退する。
【0065】
さらに、破線で示される動作(9)では、ソケット36は取り外すべき工具T5の収納されている座標C4R8へ直進する。ソケット36が前進して工具T5を把持すると、動作(10)に移行して左斜め上のアプローチ点C4'R8'に移動する。続いて、上昇・水平移動・下降を行って、アプローチ点C7'R8'に到達する。そして、左斜め下方に移動して、座標C7R8で定義される五番目の工具セット部8aに工具T5を取付け、ソケット36が後退する。
以上のようにして、五つの工具セット部8aについての工具段取処理が完了し、ソケット36は次の指令が与えられるまでこの位置で待機する。
【0066】
かかる工具段取処理は、マガジン制御用CNC装置20によって制御される。マガジン制御用CNC装置20による詳細な制御手順について、図12のフローチャートを参照して説明する。
前述の如く、図8の段取操作盤50の全設定完了スイッチ92が押されることによって、ステップS30で制御が開始される。まず、全工具についての設定が完了したか、および工具段取装置4が閉止位置にあるかが判定される(ステップS32)。全ての工具セット部(ポット)8aについての設定が完了していないのに全設定完了スイッチ92が押された場合や、工具段取装置4が開いている場合には、この判定はNOとなる。
この場合には、ステップS52に進んでアラームAを出力し、処理を終了する(ステップS54)。このアラームAに対応して、作業者は設定をやり直すか、工具段取装置4を閉じるという処置をする。
【0067】
ステップS32の判定がYESであれば、順序カウンタNの値を0としてから(ステップS34)、ソケット36が工具を把持していないことを確認する(ステップS36)。この判定がNOであれば、ステップS52に進んでアラームAを出力し、処理を終了する(ステップS54)。このアラームAに対応して、作業者はソケット36から工具を取り外す。
ステップS36の判定がYESであれば、ソケット36が後退位置にあるか否かを判定する(ステップS38)。この判定がNOであれば、ステップS40でソケット36を後退させ、ステップS38で再確認する。
【0068】
ステップS38の判定がYESであれば、順序カウンタNに1を加える(ステップS42)。これによって、N=1となり、ポット番号1について工具取付指令が設定されているか否かが判定される(ステップS44)。この判定がYESであれば、図7の工具有無確認センサ72がON状態か、すなわち一番目のポットに工具がセットされているかが判定される(ステップS46)。
この判定がNOであれば、ステップS52に進んでアラームAを出力し、処理を終了する(ステップS54)。これによって、取り付けすべき工具がセットされていないことが作業者に知らされるので、作業者は段取操作盤50の非常停止スイッチ98を押して自動制御を停止させ、工具を取付ける。
【0069】
ステップS46の判定がYESであれば、図7の密着確認センサ78がON状態か、すなわち工具が正しくセットされているかが判定される(ステップS48)。この判定がNOであれば、ステップS56に進んでアラームAとは異なるアラームBが出力される。これによって、工具が工具セット部8aに正しくセットされていないことが作業者に知らされるので、作業者は段取操作盤50の非常停止スイッチ98を押して自動制御を停止させ、工具を正しく取付け直す。
ステップS48の判定がYESであれば、ポットの座標と取り付け先の工具収納部6aの座標がTAT(工具番地割り当てテーブル)から読み取られる(ステップS50)。そして、この座標データに基づいて、ステップS62で工具搬送処理が実行される。
【0070】
まず、工具搬送機構10によって搬送ヘッド12が上下方向および左右方向にスライドして、ソケット36がポットの座標位置CmRmへ移動する。続いてソケット36が前進してポットにセットされている工具を把持し、アプローチ点Cm'Rm'へ移動する。次に、最上部R0まで上昇し、座標Cn'R0まで水平移動し、工具収納部6aのアプローチ点Cn'Rn'まで下降する。
そして、指定された工具収納部6aの座標CnRnへ移動して工具を取り付け、ソケット36は工具を開放して後退する。
以上で、工具搬送処理(工具取り付け処理)が終了する。
【0071】
続いて、順序カウンタNが5になったか判定される(ステップS64)。この判定がYESであれば、段取操作盤50で設定された処理が全て完了したことになるので、自動制御を終了する(ステップS70)。
ステップS64の判定がNOの場合には、ステップS66へ進んで、交換工具準備動作の指令が出ているか判定される。交換工具準備動作とは、図1の自動工作機械16の工具を交換するために、工具マガジン2の工具搬送機構10が新しい工具を中間搬送装置14まで搬送することである。
【0072】
この指令が出されると、工具搬送機構10は交換工具準備のために使用され、工具マガジン2内での工具搬送処理ができなくなる。このため、順序カウンタNの値を記憶して(ステップS68)、一旦自動制御を終了する(ステップS70)。そして、交換工具準備動作が終了した時点で、記憶したNの値が5でないことを確認した上で、ステップS42から自動制御を再開する。
ステップS66の判定がNOの場合には、そのままステップS42へ戻り、順序カウンタNの値を1増やして、ポット番号2について工具取付指令が設定されているか否かが判定される(ステップS44)。
この判定がYESの場合には、ステップS46からの処理が繰り返される。
【0073】
一方、この判定がNOであれば、ステップS58へ進んで、ポット番号2について工具取外指令が設定されているか否かが判定される。この判定もNOの場合には、ポット番号2については工具取付指令も工具取外指令も設定されていないことになるので、ステップS64へ進む。
ステップS58の判定がYESであれば、取り外し先の工具収納部6aの座標と二番目のポット8aの座標がTAT(工具番地割り当てテーブル)から読み取られる(ステップS60)。そして、この座標データに基づいて、ステップS62で工具搬送処理が実行される。
【0074】
まず、工具搬送機構10によって搬送ヘッド12が上下方向および左右方向にスライドして、ソケット36が指定された工具収納部6aの座標位置CmRmへ移動する。続いてソケット36が前進して工具収納部6aに収納されている工具を把持し、アプローチ点Cm'Rm'へ移動する。次に、最上部R0まで上昇し、座標Cn'R0まで水平移動し、二番目のポット8aのアプローチ点Cn'Rn'まで下降する。
そして、二番目のポット8aの座標CnRnへ移動して工具を取り付け、ソケット36は工具を開放して後退する。
以上で、工具搬送処理(工具取り外し処理)が終了する。
【0075】
その後は、ステップS64,S66を経てステップS42へ戻り、順序カウンタNの値をさらに1増やして、ポット番号3についての処理を行う。このようにして、N=5になるまでステップS62の工具搬送処理が繰り返される。
ポット番号5についての工具搬送処理が完了すると、N=5となり、ステップS64の判定がYESとなるので、ステップS70へ進んで自動制御を終了する。
【0076】
なお、本実施形態においては、五つの工具セット部(ポット)8aの各々について、工具取り付け・取り外しのいずれか一つの処理を実行させている。しかし、各工具セット部8aについて、工具取り付けと工具取り外しの両方の処理を実行させることも可能である。
すなわち、まず工具セット部8aに取り付けすべき工具をセットして、工具取り付け処理を行わせる。すると、この工具セット部8aは空になるので、ここへ工具収納部6aから取り外した工具を受け入れることができる。
このようにすれば、最大10本の工具について一度に段取設定することが可能である。この場合には、図9の段取工具テーブルや図12のフローチャートは異なったものとなる。
【0077】
また、本実施形態においては、安全カバー47が工具段取装置4と一体となっているが、工具段取装置4は工具マガジン2内に固定されていて、安全カバー47のみが開閉される構造にしても良い。
【0078】
第2の実施形態
次に、本発明を具現化した第2の実施形態について、図13を参照して説明する。本実施形態の工具マガジンが第1の実施形態と異なるのは、図13に示される段取操作盤の構成と、図10のTAT(工具番地割り当てテーブル)に収納座標が予め記憶されていない点のみである。
その他の部分については、図1〜図9,図11,図12に示される第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【0079】
図13に示されるように、本実施形態の段取操作盤100は、ポット番号表示部80と、工具番号表示部82に加えて、収納座標表示部102を有している。ポット番号は、ポット番号設定スイッチ84によって設定され、工具番号は、工具番号設定スイッチ86によって設定される。そして、収納座標は、収納座標設定スイッチ104,106によって設定される。
【0080】
すなわち、本実施形態においては、工具番号と収納座標との対応関係が予め記憶されておらず、工具番号を設定するごとに作業者が任意の収納座標を選択して設定するようになっている。これによって、作業者は工具ごとに任意の工具収納部6aを選んで収納させることができる。
【0081】
収納座標設定スイッチ104,106のうち、水平座標設定スイッチ104は、水平座標Cnのnの値を決定する。上向きの矢印のスイッチ104aを押すとnの値は1増加し、下向きの矢印のスイッチ104bを押すと1減少する。
また、垂直座標設定スイッチ106は、垂直座標Rnのnの値を決定する。上向きの矢印のスイッチ106aを押せばnの値は1増加し、下向きの矢印のスイッチ106bを押せば1減少する。
このようにして、ポット番号,工具番号,収納座標が設定されたら、次は工具取り付けか工具取り外しかが指定される。すなわち、工具を工具収納部6aに取付ける場合には工具取付指令スイッチ88が押され、工具収納部6aから不要になった工具を取り外す場合には工具取外指令スイッチ90が押される。
【0082】
こうして、一つのポットについての設定が完了したら、同様にして次のポットについての設定が行われる。そして、全ての(本実施形態においては五つの)ポットについての設定が完了したら、全設定完了スイッチ92が押される。これによって、図1のマガジン制御用CNC装置20による工具マガジン2の自動制御が開始される。
その他の部分については、図8に示される第1の実施形態の段取操作盤50と同様である。
このように、本実施形態においては、段取操作盤100によって工具番号ごとに収納座標を設定する方式としたため、工具の収納位置を変える必要が生じた場合にも容易に対応することができる。
【0083】
なお、本実施形態においては、段取操作盤においてポット番号,工具番号,収納座標,工具取り付けまたは工具取り外しを設定する方式を採っているが、ポット番号と、工具取り付けまたは工具取り外しと、工具収納部のうちの一つを特定する番号のみを設定する方式としても良い。この場合には、各工具収納部を特定する番号と各工具収納部の座標との対応関係を予め記憶したテーブルを、マガジン制御用CNC装置20のメモリに備えておく。
これによって、作業者は工具収納部の座標を入力しなくても工具収納部を特定する番号を入力するだけで、マガジン制御用CNC装置20がその番号から工具収納部の座標を前記テーブルから読み取って、工具搬送処理を実行する。
従って、作業者による設定作業がより一層容易になるという利点が得られる。
【0084】
第3の実施形態
次に、本発明を具現化した第3の実施形態について、図14および図15を参照して説明する。まず、本実施形態の工具マガジンの全体構成について、図14を参照して説明する。図14は、本実施形態の工具マガジンの全体構成を模式的に示した正面図である。
図14に示されるように、本実施形態の工具マガジン110は、収納プレート116に、標準工具収納部116aと大径工具収納部116bとを備えている。標準工具とは、第1の実施形態の図4等で示されたような加工部の径が通常の大きさの工具である。これに対して、大径工具とは、加工部の径が通常よりも大きい工具である。
【0085】
標準工具も大径工具も工具収納部にはめ込まれる環状溝の大きさは同一なので、標準工具収納部116aと大径工具収納部116bの開口部の大きさは同じである。但し、大径工具収納部116bについては、大径の加工部同士が当接しないように、工具収納部間のピッチが大きくなっている。
これに対応して、本実施形態の工具段取装置の段取工具保持プレート114にも、標準工具セット部114aと大径工具セット部114bが設けられている。これらの開口部の大きさも同一であるが、最上段の大径工具セット部114bと二番目の標準工具セット部114aの間はピッチが大きくなっている。
【0086】
さらに、第1の実施形態の工具段取装置4は、図3,図4に示されるように、垂直軸40を中心にして水平面内に回転して開閉された。
これに対して、本実施形態の工具段取装置は、水平軸140を中心にして垂直面内に回転して開閉される。すなわち、作業者が工具セット部114a,114bに工具をセットしあるいは取り外す場合は、想像線で示されるように、工具段取装置の段取工具保持プレート114が倒れる形で開かれる。
【0087】
次に、作業者が大径工具のセット位置を間違えるミスを防止する方法について、図15を参照して説明する。図15は、工具段取装置の段取工具保持プレート114を表した正面図である。
大径工具が工具マガジン110内に収納される場合には、最上段の大径工具セット部114bにセットされる。この、大径工具セット部114bにセットされた工具だけが、収納プレート116の大径工具収納部116bに移送・収納されるように自動制御される。
【0088】
ここで、作業者がうっかり標準工具セット部114aに大径工具をセットすると、大径工具が収納プレート116の標準工具収納部116aに移送・収納されてしまう。
そこで、かかるミスを防止するために、図15に示されるように、段取工具保持プレート114の手前側に邪魔板118を設けている。これによって、大径工具セット部114bには大径工具がセットできるが、標準工具セット部114aに大径工具をセットしようとしても邪魔板118に当接するためにセットできない。
このようにして、上述のような作業ミスを確実に防止することができる。
【0089】
上記の各実施形態においては、工具段取装置の工具セット部が五箇所ある場合について説明したが、工具セット部の数は幾つでも良いことは言うまでもない。
また、上記の各実施形態においては、工具段取装置を手動で開閉する例について説明したが、電動モータや油気圧シリンダ等を用いて自動的に開閉させるようにしても良い。
【0090】
さらに、上記の各実施形態においては、工具収納部の位置が直交するX−Y座標で定義される例について説明したが、工具収納部の位置は極座標等のその他の座標系で定義しても良く、とにかく各々の工具収納部の位置が特定されればどのように定義しても構わない。
工具マガジンのその他の部分の構造,形状,寸法,材質,接続関係等についても、上記の各実施形態に限定されるものではない。
【0091】
また、上記の各実施形態に固有の効果として、工具段取装置を開いたときには工具マガジンから外へ出るため、工具段取装置の上方に障害物がなくなる。従って、天井に設置されたホイストチェーン等を用いて、重量のある工具をも工具セット部にセットすることができる。
【0092】
【発明の効果】
請求項1乃至請求項5に係る発明においては、工具収納部に対する複数の工具の取り付け・取り外しを自動的に行うことができる。
また、請求項2に係る発明においては、工具ごとに任意の工具収納部を指定して複数の工具の取り付け・取り外しを自動的に行うことができる。
さらに、請求項3に係る発明においては、工具が工具収納部に正しくない姿勢で取り付けられるのを防止することができる。
【0093】
また、請求項4に係る発明においては、工具マガジン内で作業中の作業者に工具搬送機構の搬送ヘッドが接近するのを確実に防止することができる。
さらに、請求項5に係る発明においては、工具搬送機構の搬送ヘッドが接近しているときに作業者が工具マガジン内に立ち入るのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る工具マガジンの第1の実施形態が用いられる自動工作機械の全体構成を示す平面図である。
【図2】 図1のII−II線に沿って見た正面図であり、工具マガジンの第1の実施形態における工具搬送機構の構造を示す図である。
【図3】 図1のIII矢視方向から見た部分破断正面図であり、工具マガジンの第1の実施形態における工具段取装置の構造を示す図である。
【図4】 図3のIV−IV線に沿って見た平面図であり、工具マガジンの第1の実施形態における工具段取装置と搬送ヘッドの構造を示す図である。
【図5】 工具マガジンの第1の実施形態における工具段取装置の取手近傍の構造を示す平面図である。
【図6】 工具マガジンの第1の実施形態における電磁ロック開閉処理の手順を示すフローチャートである。
【図7】 工具マガジンの第1の実施形態における段取工具保持プレートへのセンサ取り付け状態を示す拡大正面図である。
【図8】 工具マガジンの第1の実施形態における段取操作盤の構成を示す正面図である。
【図9】 工具マガジンの第1の実施形態における段取操作盤によって設定された段取工具テーブルの一例を示す図である。
【図10】 工具マガジンの第1の実施形態における工具番地割り当てテーブルの内容を示す図である。
【図11】 工具マガジンの第1の実施形態における直交座標とそれに基づいたソケットの動きを示す正面図である。
【図12】 工具マガジンの第1の実施形態におけるマガジン制御用CNC装置による制御手順を示すフローチャートである。
【図13】 工具マガジンの第2の実施形態における段取操作盤の構成を示す正面図である。
【図14】 工具マガジンの第3の実施形態の全体構成を模式的に示した正面図である。
【図15】 工具マガジンの第3の実施形態における工具段取装置の段取工具保持プレートを表した正面図である。
【符号の説明】
2 工具マガジン
4 工具段取装置
6a 工具収納部
8a 工具セット部
10 工具搬送機構
12 搬送ヘッド
20 工具マガジン制御装置
47 カバー部材
50 段取操作盤
60 カバー部材センサ
64 ロック機構
78 工具セット部センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tool magazine having a plurality of tool storage units on a plane perpendicular to the floor surface, and in particular, a tool setup device for automatically loading and unloading a plurality of tools to and from a plurality of tool storage units. It is related with the tool magazine provided.
[0002]
[Prior art]
A tool magazine having a plurality of tool storage portions on a plane perpendicular to the floor surface is widely used because it can store a large number of tools with a small installation area. An example of such a tool magazine is a tool storage and supply device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-50740.
[0003]
This tool storage and supply apparatus is formed by arranging a plurality of vertically elongated tool racks in the left-right direction. Each tool rack is provided with a plurality of tool pockets (tool storage units) arranged in a line in the vertical direction at intervals. Thus, the tool magazine has a plurality of tool storage portions on a plane perpendicular to the floor surface.
[0004]
The tool pocket opens in a horizontal direction, that is, a direction perpendicular to the plane. The tool storage / supply device includes a tool transport mechanism for moving the tool gripping portion. The tool gripper can move in a direction perpendicular to the plane, that is, a direction to advance and retreat with respect to the tool pocket, and can be moved in the left-right direction and the up-down direction along the plane by a tool transport mechanism. .
Therefore, by moving the tool gripping portion in the left and right and up and down directions, stopping the tool gripping portion in front of the tool pocket at the coordinate position defined by the XY coordinates, and moving the tool gripping portion forward and backward, a new tool is placed in the desired tool pocket. You can attach or remove tools that are no longer needed.
[0005]
Here, in this tool storage and supply apparatus, one of a plurality of tool pockets is used as a tool attaching / detaching station.
That is, the operator sets a new tool in the tool attaching / detaching station, operates the tool conveying mechanism, moves the tool gripping part to the tool attaching / detaching station, and grips the tool. Then, a new tool is attached by moving the tool gripping portion to a desired tool pocket.
Further, the unnecessary tool removed from the tool pocket is transferred to the tool attaching / detaching station and taken out by the operator.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this conventional tool magazine, in order to install a new tool and remove a tool that is no longer needed, an operator must work at a tool attaching / detaching station for each tool. Therefore, when attaching or detaching a plurality of tools, the worker must be completely left until the work for all the tools is completed. For this reason, another work cannot be performed during that time, and the work efficiency is extremely poor.
As another problem, there is a risk that the tool gripping part of the tool transport mechanism approaches when an operator is working at the tool attachment / detachment station.
[0007]
Accordingly, an object of the invention according to
[0008]
Another object of the present invention is to provide a tool magazine capable of automatically attaching / detaching a plurality of tools by designating an arbitrary tool storage portion for each tool.
[0009]
Furthermore, in the invention which concerns on
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a tool magazine capable of reliably preventing the tool gripping portion (transport head) of the tool transport mechanism from approaching an operator who is working in the tool magazine. With the goal.
[0011]
Furthermore, in the invention which concerns on
[0012]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the above problems, a first invention of the present invention is a tool magazine as set forth in
The tool magazine according to
The tool setup device includes a plurality of tool set portions on which an operator can attach and remove a tool, and the tool transport mechanism applies a tool to the plurality of tool storage portions and the plurality of tool set portions. A transfer head that can be attached and detached is provided, and a tool is exchanged between the tool setup device and the storage plate, and a tool is exchanged between the storage plate and the intermediate transfer device.
Furthermore,A setup operation panel capable of setting setup information including a pot number for identifying the tool set part, a tool number, and either an attachment command or a removal command for each of the plurality of tool set parts, a tool number, and its Storage unit coordinate information storage means for storing storage unit coordinate information consisting of coordinates of the tool storage unit corresponding to the tool in advance, and the pot number and the coordinates corresponding to the pot number for the plurality of tool set units And a tool magazine control device provided with a set part coordinate information storage means for storing the set part coordinate information in advance and a memory means for storing the setup information.
Then, the tool magazine control device sets the setup information for each of all the tool set units in the plurality of tool set units in accordance with an operation from the setup operation panel by an operator, and sets the set information Based on the setup information, when performing a process of attaching and removing a tool to and from the plurality of tool storage parts and the plurality of tool set parts, the tool conveyance is performed in response to the attachment command of the setup information. A tool set in the setup information by controlling a mechanism, taking out a tool attached to a tool set part having coordinates based on the pot number set in the setup information and the set part coordinate information A process of automatically transporting and attaching to the tool storage unit having coordinates based on the number and the storage unit coordinate information is automatically performed.
Further, in response to the removal command of the setup information, the tool conveying mechanism is controlled and attached to the tool storage unit having coordinates based on the tool number set in the setup information and the storage unit coordinate information. The tool that has been removed is automatically transferred and attached to the tool set part with coordinates based on the pot number set in the setup information and the set part coordinate information, and the setup information is This is automatically repeated until all the tool set units for which the attachment command or the removal command is set until the processing is completed.
The tool set unit has a structure in which an operator attaches a tool and removes a tool from the front side of the tool setup device, and the tool transport mechanism is detached from the tool set unit. The tool to be stored in the tool storage unit is removed from the back side of the tool setup device and stored in the tool storage unit, and the tool to be removed from the tool storage unit and stored in the tool set unit is stored in the tool It is structured to be removed from the storage unit and stored in the tool set unit from the back side of the tool setup device.
[0013]
In this tool magazine, first, one or more tools to be attached to the tool storage unit are set in the tool setting unit of the tool setup device. After that, when a plurality of setup information consisting of a tool set number, a tool number, and either an attachment command or a removal command is set using the setup operation panel, automatic control by the tool magazine control device is started. The
[0014]
The tool magazine control device reads the number of the tool set unit, the tool number, and the attachment command or the removal command from the setup information stored in the memory means. If it is an attachment command, the coordinates of the tool set unit are read from the set unit coordinate information storage means, the tool transport mechanism is controlled, and the transport head is moved to the tool set unit.
Then, the tool is taken out from the tool set unit by the transport head, and the coordinates of the tool storage unit corresponding to the tool are read from the storage unit coordinate information storage unit. And a tool conveyance mechanism is controlled, a conveyance head is moved to the tool storage part, and a tool is attached to the tool storage part.
[0015]
On the other hand, when the setup information stored in the memory means is a removal command, the tool magazine control device reads the coordinates of the tool storage portion corresponding to the tool number from the storage portion coordinate information storage means. And a tool conveyance mechanism is controlled, a conveyance head is moved to the tool storage part, and a tool is removed from the tool storage part.
Then, the coordinates of the tool set unit are read from the set unit coordinate information storage means, the tool transport mechanism is controlled to move the transport head to the tool set unit, and the tool is attached to the tool set unit.
[0016]
In this way, automatic control by the tool magazine control device is repeated until the processing is completed for all of the setup information set in the setup operation panel. In this manner, in the tool magazine of the present invention, a plurality of tools can be automatically attached / detached to / from the tool storage portion.
Thereby, after setting a plurality of setup information on the setup operation panel, the worker can leave the place and perform another work, so that the work efficiency is extremely improved.
[0017]
A second invention of the present invention is a tool magazine as set forth in
The tool magazine according to
The tool setup device includes a plurality of tool set portions on which an operator can attach and remove a tool, and the tool transport mechanism applies a tool to the plurality of tool storage portions and the plurality of tool set portions. A transfer head that can be attached and detached is provided, and a tool is exchanged between the tool setup device and the storage plate, and a tool is exchanged between the storage plate and the intermediate transfer device.
Furthermore,For each of the plurality of tool set parts, setup information including a pot number for specifying the tool set part, a storage number for specifying one of the tool storage parts, and either an attachment command or a removal command is provided. A setup operation panel that can be set; a storage unit coordinate information storage unit that stores storage unit coordinate information that includes a storage number that identifies the tool storage unit and coordinates of a tool storage unit corresponding to the storage number; Set unit coordinate information storage means for storing in advance a set unit coordinate information composed of the pot number of the tool set unit and coordinates corresponding to the pot number for the plurality of tool set units, and storing the setup information And a tool magazine control device having a memory means.
Then, the tool magazine control device sets the setup information for each of all the tool set units in the plurality of tool set units in accordance with an operation from the setup operation panel by an operator, and sets the set information Based on the setup information, when performing a process of attaching and removing a tool to and from the plurality of tool storage parts and the plurality of tool set parts, the tool conveyance is performed in response to the attachment command of the setup information. The mechanism is controlled to take out the tool attached to the tool set part of the coordinates based on the pot number set in the setup information and the set part coordinate information, and to store the set in the setup information A process of automatically transporting and attaching to the tool storage unit having coordinates based on the number and the storage unit coordinate information is automatically performed.
Further, in response to the removal command of the setup information, the tool conveying mechanism is controlled and attached to the tool storage unit having coordinates based on the storage number set in the setup information and the storage unit coordinate information. The tool that has been removed is automatically transferred and attached to the tool set part with coordinates based on the pot number set in the setup information and the set part coordinate information, and the setup information is This is automatically repeated until all the tool set units for which the attachment command or the removal command is set until the processing is completed.
The tool set unit has a structure in which an operator attaches a tool and removes a tool from the front side of the tool setup device, and the tool transport mechanism is detached from the tool set unit. The tool to be stored in the tool storage unit is removed from the back side of the tool setup device and stored in the tool storage unit, and the tool to be removed from the tool storage unit and stored in the tool set unit is stored in the tool It is structured to be removed from the storage unit and stored in the tool set unit from the back side of the tool setup device.
[0018]
In this tool magazine, each tool storage unit is specified in place of the storage unit coordinate information storage means that stores in advance the correspondence between the tool number and the coordinates of the tool storage unit in the invention described in
Therefore, the tool magazine control device reads the number for identifying the tool storage unit corresponding to each tool set unit from the memory unit, and further reads the coordinates of the tool storage unit corresponding to this number from the storage unit coordinate information storage unit, The tool transport mechanism and the transport head are controlled to load and unload the tool into and from the tool storage unit.
[0019]
Here, the operator can arbitrarily designate a tool storage unit corresponding to the tool setting unit every time setting is performed on the setup operation panel. Therefore, even when it is desired to change the storage location of the tool, it can be easily handled.
In this manner, a tool magazine is provided in which an arbitrary tool storage unit can be designated for each tool and a plurality of tools can be automatically attached and detached.
[0020]
Furthermore, in the invention which concerns on
[0021]
In this tool magazine, a tool setting unit sensor is provided in the tool setting unit of the tool setup device to monitor whether the tool is correctly attached by the operator. When the tool is not correctly attached, the tool conveyance process is stopped and an alarm is output. As a result, the operator is informed that the tool is not set correctly, so that the tool is correctly set and automatic control is resumed.
Accordingly, it is possible to prevent the tool from being transported without being correctly attached and being attached to the tool storage unit in an incorrect posture.
In this way, a tool magazine that can prevent the tool from being attached to the tool storage portion in an incorrect posture is provided.
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the tool magazine according to the first, second, or third aspect, wherein the tool setup device is the tool magazine.InAn openable / closable cover member that covers the plurality of tool set portions and a cover member sensor that determines whether or not the cover member is closed. The cover member sensor determines that the cover member is not closed. The tool magazine is created by stopping the control of the tool conveying mechanism by the tool magazine control device and outputting an alarm.
[0023]
In this tool magazine, the tool setting portion of the tool setup device is covered with an openable / closable cover member, and whether the cover member is closed is monitored by a cover member sensor. When it is determined that the cover member is not closed, the tool conveyance process is stopped and an alarm is output.
This avoids the danger of the transport head approaching when the operator is opening the cover member and working at the tool set unit.
In this way, it is possible to reliably prevent the transfer head of the tool transfer mechanism from approaching the operator who is working in the tool magazine.
[0024]
Furthermore, in the invention which concerns on
[0025]
In this tool magazine, the tool set portion of the tool setup device is covered with an openable / closable cover member, and a lock mechanism is provided for locking the cover member so that it cannot be opened when the cover member is closed. ing. When the transport head is approaching the tool setup device, the tool magazine control device controls the lock mechanism to be locked.
As a result, the cover member cannot be opened, and the operator cannot enter the tool setup device in which the transport head is approaching.
[0026]
On the other hand, when the transport head is away from the tool setup device, the lock mechanism is controlled to be unlocked by the tool magazine control device.
Thereby, the operator can open the cover member, and can work in the tool setup device in a state where the transport head is separated. In other words, this lock mechanism allows the operator to enter the tool magazine only when the transport head is away from the tool setup device, thereby ensuring the safety of the operator.
In this way, it is possible to reliably prevent an operator from entering the tool magazine when the transfer head of the tool transfer mechanism is approaching.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First embodiment
Next, a first embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. First, the overall configuration of an automatic machine tool including the tool magazine of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a plan view showing an overall configuration of an automatic machine tool in which a first embodiment of a tool magazine is used.
[0028]
[0029]
A
[0030]
Further, a
Further, an
[0031]
The
Therefore, the magazine
[0032]
Next, the structure of the
As shown in FIG. 2,
[0033]
Furthermore, racks 26a and 26b extending from the left end to the right end of the
Accordingly, when the
[0034]
A pair of
Accordingly, when the
[0035]
The
In the drawing, only a part of the
[0036]
Next, the structure of the
As shown in FIG. 3, the
[0037]
Moreover, as shown in the broken portion, the setup
[0038]
Further, a
Based on this setting, the
All the
[0039]
Next, the structure of the
As described above, the
[0040]
A
[0041]
On the other hand, the tool T is attached to the setup
As shown in FIG. 4, the pair of ring-shaped support portions Tc sandwich the setup
The tool T is attached to the
[0042]
Now, when the tool is attached, the
Then, in order to extract the ring-shaped support portion Tc of the tool T from the setup
[0043]
On the other hand, when the tool is removed, an unnecessary tool is removed from the
Thereafter, the
[0044]
Now, in this way, the attachment / detachment of the tool is performed. However, when the operator is working in the vicinity of the setup
[0045]
First, the
Therefore, the
[0046]
Furthermore, another safety mechanism will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an enlarged plan view illustrating the structure of the front end portion of the
As shown in FIG. 5, the
The
[0047]
As shown in the figure, when the
When the
Therefore, the
[0048]
The opening / closing process of the
When the process is started in step S10, it is first determined whether or not the
If the determination in step S12 is YES, it is determined whether or not the
[0049]
If the determination in step S14 is YES, it is determined whether the
On the other hand, if determination of step S16 is NO, the
The process of the flowchart of FIG. 6 is repeatedly executed at regular time intervals.
[0050]
Next, a mechanism for checking whether the tool is correctly attached to the
As shown in FIG. 7, a
[0051]
Further, a small
If the tool T is not correctly set on the
Therefore, the
[0052]
In each tool set
Correspondingly, the tool T is provided with a keyway Td, and the tip of the key 74 fits into the keyway Td when the tool T is correctly attached to the
[0053]
Next, a method for setting a tool setup procedure using the
As shown in FIG. 8, the
The pot is the tool set
[0054]
Similarly, a three-digit tool number is set by the tool
After the pot number and the tool number are set in this way, next, whether to attach or remove the tool is specified. That is, when the tool set in the
[0055]
Thus, when the setting for one pot is completed, the setting for the next pot is similarly performed. When the setting for all (five in this embodiment) pots is completed, the all setting
Note that when setting is to be performed again, the all setting cancel
[0056]
When the all setting
Further, when an abnormal situation as will be described later occurs, an alarm is output, so that the operator presses the
[0057]
The tool setup content set using the
As shown in FIG. 9, the attachment of the
On the other hand, removal of
[0058]
Each tool number has a one-to-one correspondence with the coordinates of each
As shown in FIG. 10, storage coordinates are assigned to each tool number one by one, and accordingly, a
[0059]
The approach point is specified because the
Further, the TAT also stores whether or not there is currently a tool in the
Although not shown in the drawing, the TAT also stores the coordinates of each tool setting portion (pot) 8a of the
[0060]
Next, the orthogonal coordinates in the
The
As shown in FIG. 11, the X coordinate of the
[0061]
In this orthogonal coordinate system, as shown in FIG. 9, a procedure for attaching a tool for
At this time, since the
[0062]
Next, the
Subsequently, in the operation (3) indicated by the broken line, the
[0063]
When the
In the following operation (5), the
[0064]
Subsequently, in the operation (7) indicated by the broken line, the
[0065]
Further, in the operation (9) indicated by the broken line, the
As described above, the tool setup process for the five
[0066]
The tool setup process is controlled by the magazine
As described above, when the all setting
In this case, it progresses to step S52, the alarm A is output, and a process is complete | finished (step S54). In response to this alarm A, the operator takes measures to redo the setting or close the
[0067]
If the determination in step S32 is YES, after the value of the order counter N is set to 0 (step S34), it is confirmed that the
If the determination in step S36 is yes, it is determined whether or not the
[0068]
If the determination in step S38 is YES, 1 is added to the order counter N (step S42). Thus, N = 1, and it is determined whether or not a tool attachment command is set for pot number 1 (step S44). If this determination is YES, it is determined whether the tool presence /
If this judgment is NO, it will progress to Step S52, will output alarm A, and will end processing (Step S54). As a result, the operator is informed that the tool to be attached is not set, and the operator presses the
[0069]
If the determination in step S46 is YES, it is determined whether the
If the determination in step S48 is YES, the coordinates of the pot and the coordinates of the
[0070]
First, the
And it moves to the coordinate CnRn of the designated
Thus, the tool conveyance process (tool attachment process) is completed.
[0071]
Subsequently, it is determined whether the order counter N has reached 5 (step S64). If this determination is YES, it means that all the processes set on the
If the determination in step S64 is no, the process proceeds to step S66, where it is determined whether a command for a replacement tool preparation operation is issued. The replacement tool preparation operation is that the
[0072]
When this command is issued, the
If the determination in step S66 is NO, the process directly returns to step S42, the value of the order counter N is incremented by 1, and it is determined whether or not a tool attachment command is set for pot number 2 (step S44).
If this determination is YES, the processing from step S46 is repeated.
[0073]
On the other hand, if this determination is NO, the process proceeds to step S58, and it is determined whether or not a tool removal command is set for the
If the determination in step S58 is YES, the coordinates of the
[0074]
First, the
Then, the tool is attached by moving to the coordinates CnRn of the
Thus, the tool conveyance process (tool removal process) is completed.
[0075]
Thereafter, the process returns to step S42 through steps S64 and S66, the value of the order counter N is further increased by 1, and the process for the
When the tool conveyance process for the
[0076]
In the present embodiment, any one of the tool attachment / removal processes is executed for each of the five tool set portions (pots) 8a. However, both tool attachment and tool removal processes can be executed for each tool set
That is, first, a tool to be attached is set in the
In this way, it is possible to set the setup for up to 10 tools at a time. In this case, the setup tool table in FIG. 9 and the flowchart in FIG. 12 are different.
[0077]
In the present embodiment, the
[0078]
Second embodiment
Next, a second embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIG. The tool magazine of this embodiment differs from the first embodiment in that the storage coordinates are not stored in advance in the configuration of the setup operation panel shown in FIG. 13 and the TAT (tool address assignment table) in FIG. Only.
The other parts are the same as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 9, 11, and 12, and the description thereof will be omitted.
[0079]
As shown in FIG. 13, the
[0080]
That is, in this embodiment, the correspondence between the tool number and the storage coordinate is not stored in advance, and the operator selects and sets an arbitrary storage coordinate every time the tool number is set. . Thus, the operator can select and store an arbitrary
[0081]
Of the storage coordinate setting
The vertical coordinate setting
After the pot number, tool number, and storage coordinates are set in this way, it is designated whether the tool is attached or removed next. That is, the tool
[0082]
Thus, when the setting for one pot is completed, the setting for the next pot is similarly performed. When the setting for all (five in this embodiment) pots is completed, the all setting
Other parts are the same as those of the
As described above, in the present embodiment, since the storage coordinates are set for each tool number by the
[0083]
In the present embodiment, the setup number is set on the setup operation panel by setting the pot number, tool number, storage coordinates, tool attachment or tool removal, but the pot number, tool attachment or removal, and tool storage. Only a number for specifying one of the sections may be set. In this case, the memory of the magazine controlling
Thus, even if the operator does not input the coordinates of the tool storage section, the operator simply inputs the number for identifying the tool storage section, and the magazine
Therefore, there is an advantage that the setting work by the worker is further facilitated.
[0084]
Third embodiment
Next, a third embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIG. 14 and FIG. First, the overall configuration of the tool magazine of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a front view schematically showing the overall configuration of the tool magazine of the present embodiment.
As shown in FIG. 14, the
[0085]
Since the size of the annular groove fitted into the tool storage portion is the same for both the standard tool and the large diameter tool, the sizes of the openings of the standard
Correspondingly, the standard tool set
[0086]
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the
On the other hand, the tool setup device of the present embodiment is opened and closed by rotating in a vertical plane about the
[0087]
Next, a method for preventing an operator from making a mistake in setting the large-diameter tool in the wrong position will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a front view showing the setup
When a large diameter tool is stored in the
[0088]
Here, when an operator inadvertently sets a large-diameter tool in the standard
In order to prevent such mistakes, a
In this way, it is possible to reliably prevent the above-mentioned work mistakes.
[0089]
In each of the above-described embodiments, the case where there are five tool set portions of the tool setup device has been described, but it goes without saying that the number of tool set portions may be any number.
In each of the above embodiments, the example in which the tool setup device is manually opened and closed has been described. However, the tool setup device may be automatically opened and closed using an electric motor, an oil pressure cylinder, or the like.
[0090]
Further, in each of the above embodiments, the example in which the position of the tool storage unit is defined by the XY coordinates orthogonal to each other has been described, but the position of the tool storage unit may be defined by other coordinate systems such as polar coordinates. Anyway, any method may be defined as long as the position of each tool storage portion is specified.
The structure, shape, dimensions, material, connection relationship, etc. of other parts of the tool magazine are not limited to the above embodiments.
[0091]
Further, as an effect unique to each of the embodiments described above, when the tool setup device is opened, the tool setup device goes out of the tool magazine, so that there is no obstacle above the tool setup device. Therefore, a heavy tool can be set in the tool setting unit using a hoist chain or the like installed on the ceiling.
[0092]
【The invention's effect】
In the invention which concerns on
In the invention according to
Furthermore, in the invention which concerns on
[0093]
In the invention according to
Furthermore, in the invention which concerns on
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an overall configuration of an automatic machine tool in which a first embodiment of a tool magazine according to the present invention is used.
FIG. 2 is a front view taken along line II-II in FIG. 1, and is a view showing a structure of a tool transport mechanism in the first embodiment of the tool magazine.
FIG. 3 is a partially cutaway front view seen from the direction of arrow III in FIG. 1, and is a view showing the structure of the tool setup device in the first embodiment of the tool magazine.
4 is a plan view taken along line IV-IV in FIG. 3, and is a view showing the structure of a tool setup device and a transport head in the first embodiment of the tool magazine.
FIG. 5 is a plan view showing the structure in the vicinity of the handle of the tool setup device according to the first embodiment of the tool magazine.
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of electromagnetic lock opening / closing processing in the first embodiment of the tool magazine.
FIG. 7 is an enlarged front view showing a sensor attached state to the setup tool holding plate in the first embodiment of the tool magazine.
FIG. 8 is a front view showing a configuration of a setup operation panel in the first embodiment of the tool magazine.
FIG. 9 is a diagram showing an example of a setup tool table set by the setup operation panel in the first embodiment of the tool magazine.
FIG. 10 is a diagram showing the contents of a tool address assignment table in the first embodiment of the tool magazine.
FIG. 11 is a front view showing Cartesian coordinates in the first embodiment of the tool magazine and the movement of the socket based thereon.
FIG. 12 is a flowchart showing a control procedure by the magazine control CNC device in the first embodiment of the tool magazine.
FIG. 13 is a front view showing a configuration of a setup operation panel in the second embodiment of the tool magazine.
FIG. 14 is a front view schematically showing the overall configuration of a third embodiment of the tool magazine.
FIG. 15 is a front view showing a setup tool holding plate of a tool setup device according to a third embodiment of a tool magazine.
[Explanation of symbols]
2 Tool magazine
4 Tool setup device
6a Tool storage
8a Tool set part
10 Tool transfer mechanism
12 Transport head
20 Tool magazine control device
47 Cover member
50 Setup operation panel
60 Cover member sensor
64 Lock mechanism
78 Tool set sensor
Claims (5)
作業者が前記収納プレートに工具を取り付ける作業及び前記収納プレートから工具を取り外す作業を仲介する工具段取装置及び工具搬送機構と、
前記工具搬送機構が前記収納プレートから取り出してきた工具と前記主軸に取り付けられている工具とを交換する中間搬送装置と、
を備えた工具マガジンにおいて、
前記工具段取装置は、作業者が工具を取り付けおよび取り外しできる複数の工具セット部を備えており、
前記工具搬送機構は、前記複数の工具収納部および前記複数の工具セット部に対して工具を取り付けおよび取り外しできる搬送ヘッドを備えており、前記工具段取装置と前記収納プレートとの間で工具を交換するとともに、前記収納プレートと前記中間搬送装置との間で工具を交換し、
更に、前記工具セット部を特定するポット番号と、工具番号と、取り付け指令または取り外し指令のいずれかとからなる段取情報を前記複数の工具セット部の各々について設定できる段取操作盤と、
工具番号とその工具に対応する工具収納部の座標とからなる収納部座標情報を予め記憶している収納部座標情報記憶手段と、前記複数の工具セット部について前記ポット番号とそのポット番号に対応する座標とからなるセット部座標情報を予め記憶しているセット部座標情報記憶手段と、前記段取情報を記憶するメモリ手段とを備えた工具マガジン制御装置とを有し、
前記工具マガジン制御装置は、
作業者による前記段取操作盤からの操作に応じて、前記複数の工具セット部における全ての工具セット部の各々に対する前記段取情報を設定し、
設定した前記段取情報に基づいて、前記複数の工具収納部および前記複数の工具セット部に対して工具を取り付ける処理および取り外しする処理を行う際、
前記段取情報の前記取り付け指令に対して、前記工具搬送機構を制御して、前記段取情報に設定されたポット番号と前記セット部座標情報とに基づいた座標の工具セット部に取り付けられている工具を取り出して、前記段取情報に設定された工具番号と前記収納部座標情報とに基づいた座標の工具収納部に搬送して取り付ける処理を自動的に行い、
前記段取情報の前記取り外し指令に対して、前記工具搬送機構を制御して、前記段取情報に設定された工具番号と前記収納部座標情報とに基づいた座標の工具収納部に取り付けられている工具を取り外して、前記段取情報に設定されたポット番号と前記セット部座標情報とに基づいた座標の工具セット部に搬送して取り付ける処理を自動的に行い、
前記段取情報に前記取り付け指令または前記取り外し指令が設定されている全ての工具セット部について前記処理が終了するまで繰り返して自動的に行い、
前記工具セット部は、
作業者が工具を取り付ける作業及び工具を取り外す作業を前記工具段取装置の表側から行う構造を有しており、
前記工具搬送機構は、
前記工具セット部から取り外して前記工具収納部に収納するべき工具を、前記工具段取装置の裏側から取り外して前記工具収納部に収納するとともに、前記工具収納部から取り外して前記工具セット部に収納するべき工具を、前記工具収納部から取り外して前記工具段取装置の裏側から前記工具セット部に収納する構造を有している、
工具マガジン。 A plurality of storage plates having a plurality of tool storage portions storing a plurality of tools attached to the spindle of the automatic machine tool;
A tool setup device and a tool transport mechanism that mediate an operation of attaching a tool to the storage plate by an operator and an operation of removing a tool from the storage plate;
An intermediate transfer device for exchanging the tool taken out from the storage plate by the tool transfer mechanism and the tool attached to the spindle;
In a tool magazine with
The tool setup device Bei a plurality of tool sets portion the operator can install and remove the tool Eteori,
Said tool transfer mechanism, the plurality of tool storage part and Bei Eteori a carrying head which can install and remove the tool to the plurality of tool set portion, the tool between said tool setup device and the holding plate While exchanging, the tool is exchanged between the storage plate and the intermediate transfer device,
Further, a setup operation panel that can set setup information consisting of a pot number for identifying the tool set unit, a tool number, and either an attachment command or a removal command for each of the plurality of tool set units,
A storage unit coordinate information storage unit that stores storage unit coordinate information including a tool number and coordinates of a tool storage unit corresponding to the tool in advance, and the pot number and the pot number corresponding to the plurality of tool set units A tool magazine control device including a set unit coordinate information storage unit that stores in advance set unit coordinate information including coordinates and a memory unit that stores the setup information.
The tool magazine control device
In response to an operation from the setup operation panel by an operator, the setup information for each of all the tool set units in the plurality of tool set units is set,
Based on the set-up information set, when performing a process of attaching and removing a tool to the plurality of tool storage units and the plurality of tool set units,
In response to the attachment command of the setup information, the tool conveying mechanism is controlled and attached to the tool set portion having coordinates based on the pot number set in the setup information and the set portion coordinate information. Automatically taking out the tool, and transporting and attaching it to the tool storage unit of coordinates based on the tool number set in the setup information and the storage unit coordinate information,
In response to the removal command of the setup information, the tool conveying mechanism is controlled and attached to a tool storage unit having coordinates based on the tool number set in the setup information and the storage unit coordinate information. Automatically removing the existing tool, transporting it to the tool set part of the coordinates based on the pot number set in the setup information and the set part coordinate information, and attaching it,
There automatically rows repeated until the processing for all of the tool set portion to which the mounting command or the removal command to the setup information is set is completed,
The tool set unit is
The operator has a structure for performing the work of attaching the tool and the work of removing the tool from the front side of the tool setup device,
The tool conveying mechanism is
A tool to be removed from the tool set unit and stored in the tool storage unit is removed from the back side of the tool setup device and stored in the tool storage unit, and removed from the tool storage unit and stored in the tool set unit. A tool to be removed from the tool storage unit and stored in the tool set unit from the back side of the tool setup device;
Tool magazine.
作業者が前記収納プレートに工具を取り付ける作業及び前記収納プレートから工具を取り外す作業を仲介する工具段取装置及び工具搬送機構と、
前記工具搬送機構が前記収納プレートから取り出してきた工具と前記主軸に取り付けられている工具とを交換する中間搬送装置と、
を備えた工具マガジンにおいて、
前記工具段取装置は、作業者が工具を取り付けおよび取り外しできる複数の工具セット部を備えており、
前記工具搬送機構は、前記複数の工具収納部および前記複数の工具セット部に対して工具を取り付けおよび取り外しできる搬送ヘッドを備えており、前記工具段取装置と前記収納プレートとの間で工具を交換するとともに、前記収納プレートと前記中間搬送装置との間で工具を交換し、
更に、前記工具セット部を特定するポット番号と、前記工具収納部のうちの一つを特定する収納番号と、取り付け指令または取り外し指令のいずれかとからなる段取情報を前記複数の工具セット部の各々について設定できる段取操作盤と、
前記工具収納部を特定する収納番号とその収納番号に対応する工具収納部の座標とからなる収納部座標情報を予め記憶している収納部座標情報記憶手段と、前記複数の工具セット部について前記工具セット部の前記ポット番号とそのポット番号に対応する座標とからなるセット部座標情報を予め記憶しているセット部座標情報記憶手段と、前記段取情報を記憶するメモリ手段とを備えた工具マガジン制御装置とを有し、
前記工具マガジン制御装置は、
作業者による前記段取操作盤からの操作に応じて、前記複数の工具セット部における全ての工具セット部の各々に対する前記段取情報を設定し、
設定した前記段取情報に基づいて、前記複数の工具収納部および前記複数の工具セット部に対して工具を取り付ける処理および取り外しする処理を行う際、
前記段取情報の前記取り付け指令に対して、前記工具搬送機構を制御して、前記段取情報に設定されたポット番号と前記セット部座標情報とに基づいた座標の工具セット部に取り付けられている工具を取り出して、前記段取情報に設定された収納番号と前記収納部座標情報とに基づいた座標の工具収納部に搬送して取り付ける処理を自動的に行い、
前記段取情報の前記取り外し指令に対して、前記工具搬送機構を制御して、前記段取情報に設定された収納番号と前記収納部座標情報とに基づいた座標の工具収納部に取り付けられている工具を取り外して、前記段取情報に設定されたポット番号と前記セット部座標情報とに基づいた座標の工具セット部に搬送して取り付ける処理を自動的に行い、
前記段取情報に前記取り付け指令または前記取り外し指令が設定されている全ての工具セット部について前記処理が終了するまで繰り返して自動的に行い、
前記工具セット部は、
作業者が工具を取り付ける作業及び工具を取り外す作業を前記工具段取装置の表側から行う構造を有しており、
前記工具搬送機構は、
前記工具セット部から取り外して前記工具収納部に収納するべき工具を、前記工具段取装置の裏側から取り外して前記工具収納部に収納するとともに、前記工具収納部から取り外して前記工具セット部に収納するべき工具を、前記工具収納部から取り外して前記工具段取装置の裏側から前記工具セット部に収納する構造を有している、
工具マガジン。 A plurality of storage plates having a plurality of tool storage portions storing a plurality of tools attached to the spindle of the automatic machine tool;
A tool setup device and a tool transport mechanism that mediate an operation of attaching a tool to the storage plate by an operator and an operation of removing a tool from the storage plate;
An intermediate transfer device for exchanging the tool taken out from the storage plate by the tool transfer mechanism and the tool attached to the spindle;
In a tool magazine with
The tool setup device Bei a plurality of tool sets portion the operator can install and remove the tool Eteori,
Said tool transfer mechanism, the plurality of tool storage part and Bei Eteori a carrying head which can install and remove the tool to the plurality of tool set portion, the tool between said tool setup device and the holding plate While exchanging, the tool is exchanged between the storage plate and the intermediate transfer device,
Furthermore, setup information including a pot number for identifying the tool set unit, a storage number for specifying one of the tool storage units, and either an attachment command or a removal command is stored in the plurality of tool set units. Setup operation panel that can be set for each,
A storage unit coordinate information storage unit that stores storage unit coordinate information that includes a storage number that identifies the tool storage unit and coordinates of a tool storage unit corresponding to the storage number, and the plurality of tool set units. A tool comprising set unit coordinate information storage means for storing in advance set part coordinate information composed of the pot number of the tool set unit and coordinates corresponding to the pot number, and memory means for storing the setup information Magazine control device,
The tool magazine control device
In response to an operation from the setup operation panel by an operator, the setup information for each of all the tool set units in the plurality of tool set units is set,
Based on the set-up information set, when performing a process of attaching and removing a tool to the plurality of tool storage units and the plurality of tool set units,
In response to the attachment command of the setup information, the tool conveying mechanism is controlled and attached to the tool set portion having coordinates based on the pot number set in the setup information and the set portion coordinate information. Automatically taking out the tool, and transporting and attaching it to the tool storage unit of coordinates based on the storage number set in the setup information and the storage unit coordinate information,
In response to the removal command of the setup information, the tool conveying mechanism is controlled and attached to the tool storage unit having coordinates based on the storage number set in the setup information and the storage unit coordinate information. Automatically removing the existing tool, transporting it to the tool set part of the coordinates based on the pot number set in the setup information and the set part coordinate information, and attaching it,
There automatically rows repeated until the processing for all of the tool set portion to which the mounting command or the removal command to the setup information is set is completed,
The tool set unit is
The operator has a structure for performing the work of attaching the tool and the work of removing the tool from the front side of the tool setup device,
The tool conveying mechanism is
A tool to be removed from the tool set unit and stored in the tool storage unit is removed from the back side of the tool setup device and stored in the tool storage unit, and removed from the tool storage unit and stored in the tool set unit. A tool to be removed from the tool storage unit and stored in the tool set unit from the back side of the tool setup device;
Tool magazine.
前記複数の工具セット部に、作業者によって取付けられる工具が正しく取付けられているか否かを判別する工具セット部センサを設け、
この工具セット部センサによって工具が正しく取付けられていないと判別されたときには、前記工具マガジン制御装置による前記工具搬送機構の制御を中止するとともに警報を出力することを特徴とする工具マガジン。A tool magazine according to claim 1 or claim 2, wherein
A tool set unit sensor for determining whether or not a tool attached by an operator is correctly attached to the plurality of tool set units,
A tool magazine characterized in that, when it is determined by the tool set unit sensor that a tool is not correctly attached, control of the tool conveying mechanism by the tool magazine control device is stopped and an alarm is output.
前記工具段取装置における前記複数の工具セット部を覆う開閉可能なカバー部材と、このカバー部材が閉じているか否かを判別するカバー部材センサとを有し、
このカバー部材センサによって前記カバー部材が閉じていないと判別されたときには、前記工具マガジン制御装置による前記工具搬送機構の制御を中止するとともに警報を出力することを特徴とする工具マガジン。A tool magazine according to claim 1, claim 2 or claim 3, wherein
The has a openable cover member that covers the plurality of tool sets part of the tool setup apparatus, and a cover member sensor for determining whether the cover member is closed,
When the cover member sensor determines that the cover member is not closed, the tool magazine control device stops controlling the tool conveying mechanism and outputs an alarm.
前記工具段取装置における前記複数の工具セット部を覆う開閉可能なカバー部材と、このカバー部材が閉じているときにこのカバー部材を開けられないようにロックするロック機構とを有し、
前記工具マガジン制御装置は、前記工具搬送機構の前記搬送ヘッドが前記工具段取装置に接近しているときは前記ロック機構をロックさせ、前記搬送ヘッドが前記工具段取装置から離れているときは前記ロック機構をロック解除させるように制御することを特徴とする工具マガジン。A tool magazine according to claim 1, claim 2 or claim 3, wherein
The has a openable cover member that covers the plurality of tool sets part of the tool setup device, when the cover member is closed and a lock mechanism for locking not to open the cover member,
The tool magazine control device locks the lock mechanism when the transport head of the tool transport mechanism is approaching the tool setup device, and when the transport head is away from the tool setup device. A tool magazine that controls the lock mechanism to be unlocked.
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