JP5580134B2

JP5580134B2 - Position detection method and machine tool

Info

Publication number: JP5580134B2
Application number: JP2010170614A
Authority: JP
Inventors: 修吾荒川; 徹也篠原; 偉司柴田; 雅和久保
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2030-07-29
Also published as: JP2012030304A

Description

本発明は、位置検出方法及び工作機械に関するものである。 The present invention relates to a position detection method and a machine tool.

従来、複数の工具を保持した工具マガジンを備え、加工主軸に装着する工具を適宜に交換しながらワークに対して加工を施す工作機械が使用されている。例えば、複数の工具ポットを無端状チェーンと連結し、この無端状チェーンを駆動することにより、所定の工具ポットを工具交換位置まで移動するようにした工作機械が知られている（特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, a machine tool that includes a tool magazine that holds a plurality of tools and performs machining on a workpiece while appropriately replacing a tool that is mounted on a machining spindle has been used. For example, a machine tool is known in which a plurality of tool pots are connected to an endless chain, and the endless chain is driven to move a predetermined tool pot to a tool change position (see Patent Document 1). ).

特開２０１０−１３１７０８号公報JP 2010-131708 A

工具マガジンをチェーンにより駆動する工作機械では、時間経過と共にチェーンに伸びが発生する。チェーンに伸びが発生すると、工具ポットを目標位置に配置しても、本来の工具交換位置とずれを生じてしまう。このずれ量が大きくなると、工具の交換（受け渡し）が出来なくなるおそれがある。 In a machine tool that drives a tool magazine by a chain, the chain is stretched over time. When elongation occurs in the chain, even if the tool pot is arranged at the target position, the original tool change position is displaced. If this deviation amount becomes large, there is a possibility that the tool cannot be exchanged (delivered).

チェーンに発生する伸びを検出するには、検出精度の高いセンサを用いればよい。しかしながら、検出精度の高いセンサを用いた場合は、コストが増加する。一方、安価な非接触式センサを用いた場合は、チェーンに発生する伸びを正確に検出することが難しくなる。 In order to detect the elongation generated in the chain, a sensor with high detection accuracy may be used. However, when a sensor with high detection accuracy is used, the cost increases. On the other hand, when an inexpensive non-contact sensor is used, it is difficult to accurately detect the elongation generated in the chain.

本発明は、安価な非接触式センサであっても、チェーンの伸びを正確に検出することができる位置検出方法及び工作機械を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a position detection method and a machine tool capable of accurately detecting chain elongation even with an inexpensive non-contact sensor.

（１）対象物（例えば、後述の保持アーム１１８）を目標位置に配置した際に、前記対象物の前記目標位置からの位置ずれを非接触式センサ（例えば、後述の近接センサ１２５ａ，１２５ｂ）により検出する位置検出方法であって、前記目標位置に関する位置情報を取得する工程と、前記目標位置において所定の間隔を隔てて配置された２つの非接触式センサの並び方向に沿って前記対象物を移動させる工程と、前記対象物を前記目標位置に配置した際に、前記２つの非接触式センサの少なくとも一方の出力が検出判定でない場合は、前記目標位置における前記対象物の位置ずれと判定する工程と、を含み、前記判定する工程において前記目標位置における前記対象物の位置ずれと判定した場合、さらに前記２つの非接触式センサ（例えば、後述の近接センサ１２５ａ，１２５ｂ）の出力がいずれも検出判定とならない非検出位置まで前記対象物を移動させる工程と、前記対象物を前記非検出位置から、前記２つの非接触式センサの出力が共に検出判定となる第１検出位置まで移動し、当該第１検出位置における前記対象物の第１位置情報を取得する工程と、前記対象物を前記第１検出位置から、前記２つの非接触式センサの一方の出力のみが検出判定となる第２検出位置まで同じ方向に移動し、当該第２検出位置における前記対象物の第２位置情報を取得する工程と、前記第１位置情報、前記第２位置情報及び前記２つの非接触式センサの間隔に基づいて、前記対象物の前記目標位置からの位置ずれ量を算出する工程と、前記位置ずれ量に基づいて、前記目標位置に関する位置情報を補正する工程と、を含む位置検出方法。 (1) When an object (for example, a holding arm 118 to be described later) is disposed at a target position, a non-contact sensor (for example, proximity sensors 125a and 125b to be described later) detects a positional deviation of the object from the target position. A position detection method for detecting position information related to the target position, and the target object along an alignment direction of two non-contact sensors arranged at a predetermined interval at the target position. When the output of at least one of the two non-contact sensors is not detection determination when the object is placed at the target position, it is determined that the object is misaligned at the target position. a step of, viewed contains a, when it is determined that the position deviation of the object at the target position in the determining step, further wherein two non-contact type sensor (e.g., A step of moving the object to a non-detection position where none of the outputs of proximity sensors 125a and 125b) described later is detected, and the outputs of the two non-contact sensors from the non-detection position. Both the process of moving to a first detection position that is a detection determination and acquiring the first position information of the object at the first detection position; and the two non-contact types of the object from the first detection position A step of moving in the same direction to a second detection position where only one output of the sensor is a detection determination, and acquiring second position information of the object at the second detection position; the first position information; 2) calculating a positional deviation amount of the object from the target position based on the position information and an interval between the two non-contact sensors; and, based on the positional deviation amount, position information relating to the target position. Position detecting method comprising the steps of correcting.

（１）の発明によれば、対象物を目標位置に配置した際に、２つの非接触式センサの出力の少なくとも一方の出力が検出判定でない場合、すなわち、「前記２つの非接触式センサの出力が共に検出判定の状態」でなければ、対象物の位置ずれと判定する。この方法によれば、２つの非接触式センサにおいて、それぞれの検出エリアの重なり部分（ＡＮＤ部）を利用して対象物の位置を検出することができる。このため、分解能の低い非接触式センサであっても、対象物の位置ずれを高い精度で検出することができる。従って、安価な非接触式センサであっても、対象物の位置ずれを正確に検出することができる。さらに、対象物の位置ずれを検出した場合、前記２つの非接触式センサの出力がいずれも検出判定とならない非検出位置まで前記対象物を移動した後、前記対象物を前記非検出位置から、前記２つの非接触式センサの出力が共に検出判定となる第１検出位置まで移動させることにより、当該第１検出位置における前記対象物の第１位置情報、すなわち、位置ずれ量を算出する際の基準位置情報を取得する。次いで、前記対象物を前記第１検出位置から、前記２つの非接触式センサの一方の出力のみが検出判定となる第２検出位置まで同じ方向に移動することにより、当該第２検出位置における前記対象物の第２位置情報、すなわち、第１検出位置からの前記対象物の移動量を取得する。そして、前記第１位置情報と前記第２位置情報との差分を算出し、この算出値から前記２つの非接触式センサの間隔分を減算することにより、前記対象物の前記目標位置からの位置ずれ量を算出する。更に、この位置ずれ量に基づいて、目標位置に関する位置情報を補正できる。 According to the invention of (1), when the object is placed at the target position, at least one of the outputs of the two non-contact sensors is not a detection determination, that is, “the two non-contact sensors If both outputs are not in the “detection determination state”, it is determined that the object is out of position. According to this method, in the two non-contact sensors, the position of the object can be detected by using the overlapping portion (AND portion) of the respective detection areas. For this reason, even if it is a non-contact-type sensor with low resolution, the position shift of a target object can be detected with high precision. Therefore, even an inexpensive non-contact sensor can accurately detect the positional deviation of the object. Further, when detecting a positional shift of the object, after moving the object to a non-detection position where neither of the outputs of the two non-contact sensors is detected, the object is moved from the non-detection position. When calculating the first position information of the object at the first detection position, that is, the amount of displacement, by moving both the outputs of the two non-contact sensors to the first detection position where the detection determination is made. Get reference position information. Next, the object is moved in the same direction from the first detection position to the second detection position where only one output of the two non-contact sensors is detected, thereby the object at the second detection position. The second position information of the object, that is, the movement amount of the object from the first detection position is acquired. Then, by calculating a difference between the first position information and the second position information and subtracting an interval between the two non-contact sensors from the calculated value, the position of the object from the target position is calculated. The amount of deviation is calculated. Furthermore, the position information regarding the target position can be corrected based on the amount of positional deviation.

このようにして目標位置に関する位置情報を補正することにより、対象物の動力伝達部材に伸びが生じることにより位置ずれが生じた場合に、その動力伝達部材の張力調整を行う必要がない。このため、動力伝達部材を張力調整するための高価なテンション保持装置が不要となる。従って、コストの増加を抑えることができる。また、テンション保持機構により動力伝達部材の張力調整を行う場合に比べて、対象物の配置を停止する時間を短縮することができる。このため、生産効率の低下を最小限に抑えることができる。 By correcting the position information related to the target position in this manner, it is not necessary to adjust the tension of the power transmission member when the position of the power transmission member of the object is extended due to elongation. For this reason, an expensive tension holding device for adjusting the tension of the power transmission member becomes unnecessary. Therefore, an increase in cost can be suppressed. Moreover, the time for stopping the arrangement of the object can be shortened as compared with the case where the tension of the power transmission member is adjusted by the tension holding mechanism. For this reason, a decrease in production efficiency can be minimized.

（２）（１）に記載の位置検出方法に基づいて、対象物を目標位置に配置した際の位置ずれを検出する機能を備えた工作機械である。 (2) based on the position detection method according to (1), a machine tool having a function of detecting the positional deviation at the time of placing an object to a target position.

（２）の発明によれば、安価な非接触式センサを用いることができ、また高価なテンション保持装置が不要となるため、コストの増加を抑えながらも、対象物の位置ずれを正確に検出することができる。また、テンション保持機構により動力伝達部材の張力調整を行う場合に比べて、対象物の配置を停止する時間を短縮することができるため、生産効率の低下を最小限に抑えることができる。
According to the invention of ( 2 ), an inexpensive non-contact type sensor can be used, and an expensive tension holding device is not required, so that the positional deviation of the object can be accurately detected while suppressing an increase in cost. can do. Moreover, since the time for stopping the arrangement of the object can be shortened as compared with the case where the tension of the power transmission member is adjusted by the tension holding mechanism, it is possible to minimize the decrease in production efficiency.

本発明によれば、安価な非接触式センサであっても、チェーンの伸びを正確に検出することができる位置検出方法及び工作機械を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is an inexpensive non-contact-type sensor, the position detection method and machine tool which can detect the elongation of a chain correctly can be provided.

実施形態に係る工作機械の一部切欠斜視図である。1 is a partially cutaway perspective view of a machine tool according to an embodiment. 工作機械の正面図である。It is a front view of a machine tool. 工作機械の側面図である。It is a side view of a machine tool. 工具マガジンの側面図である。It is a side view of a tool magazine. 工具ポットの斜視図である。It is a perspective view of a tool pot. 工具マガジンの正面図である。It is a front view of a tool magazine. 工具受渡機構の斜視図である。It is a perspective view of a tool delivery mechanism. （Ａ）は工具受渡機構の側面図である。（Ｂ）は（Ａ）に示す状態から工具受渡機構のハンドを下降させた状態を示す側面図である。(A) is a side view of a tool delivery mechanism. (B) is a side view which shows the state which lowered | hung the hand of the tool delivery mechanism from the state shown to (A). （Ａ）は工具マガジンの切欠き近傍を模式的に示す平面図である。（Ｂ）は（Ａ）の正面図である。（Ｃ）は（Ａ）の側面図である。(A) is a top view which shows typically the notch vicinity of a tool magazine. (B) is a front view of (A). (C) is a side view of (A). （Ａ）は工具マガジンの切欠き近傍を模式的に示す平面図である。（Ｂ）は（Ａ）の正面図である。（Ｃ）は（Ａ）の側面図である。(A) is a top view which shows typically the notch vicinity of a tool magazine. (B) is a front view of (A). (C) is a side view of (A). （Ａ）は工具マガジンの切欠き近傍を模式的に示す平面図である。（Ｂ）は（Ａ）の正面図である。（Ｃ）は（Ａ）の側面図である。(A) is a top view which shows typically the notch vicinity of a tool magazine. (B) is a front view of (A). (C) is a side view of (A). 実施形態における位置検出システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the position detection system in embodiment. （Ａ）、（Ｂ）は２つの近接センサの検出エリアと保持アームとの位置関係を示す概念図である。(A), (B) is a conceptual diagram which shows the positional relationship of the detection area of two proximity sensors, and a holding arm. （Ａ）〜（Ｄ）は保持アームの位置補正を行う場合の動作手順を示す概念図である。(A)-(D) are conceptual diagrams which show the operation | movement procedure in the case of correcting the position of a holding arm. コントローラにおいて保持アームの位置ずれ検出及び位置ずれ補正を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence in the case of performing position shift detection and position shift correction of a holding arm in a controller.

以下、本発明に係る位置検出方法及び工作機械の実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a position detection method and a machine tool according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の一実施形態に係る工作機械１０の一部切欠斜視図である。図２は、図１に示す工作機械１０の正面図である。図３は、図１に示す工作機械１０の側面図である。以下、工作機械１０の向きを特定するために、図２の左右方向をＸ方向（Ｘ１、Ｘ２方向）、高さ方向をＹ方向（Ｙ１、Ｙ２方向）とする。また、Ｘ方向及びＹ方向に直交する奥行き方向をＺ方向（Ｚ１、Ｚ２方向）（図３参照）とする。Ｘ方向及びＹ方向は、水平面内の所定の一方向であって直交する。 FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a machine tool 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of the machine tool 10 shown in FIG. FIG. 3 is a side view of the machine tool 10 shown in FIG. Hereinafter, in order to specify the direction of the machine tool 10, the left-right direction in FIG. 2 is defined as the X direction (X1, X2 direction), and the height direction is defined as the Y direction (Y1, Y2 direction). Further, a depth direction orthogonal to the X direction and the Y direction is defined as a Z direction (Z1, Z2 direction) (see FIG. 3). The X direction and the Y direction are predetermined one directions in the horizontal plane and are orthogonal to each other.

工作機械１０は、ワークＷに対してドリル加工、中ぐり加工及びホーニング加工等を行う装置である。ワークＷは、例えば、エンジンのシリンダヘッド、ミッションケースのような箱形の筐体である。工作機械１０は、図２に示す正面視で左側（矢印Ｘ１側）の第１工作機械１０ａと、右側（矢印Ｘ２側）の第２工作機械１０ｂと、これらの第１工作機械１０ａ及び第２工作機械１０ｂを統合的に且つ協調的に制御するコントローラ１２と、着脱可能な工具Ｔを複数保持する工具マガジン１１と、を備える。 The machine tool 10 is a device that performs drilling, boring, honing and the like on the workpiece W. The workpiece W is, for example, a box-shaped housing such as an engine cylinder head or a mission case. The machine tool 10 includes a first machine tool 10a on the left side (arrow X1 side), a second machine tool 10b on the right side (arrow X2 side), and the first machine tool 10a and the second machine tool 10b. A controller 12 that integrally and cooperatively controls the machine tool 10b and a tool magazine 11 that holds a plurality of detachable tools T are provided.

第１工作機械１０ａ及び第２工作機械１０ｂは、隣接して平行に設けられている。第１工作機械１０ａ及び第２工作機械１０ｂは、後述する定盤１３、ワーク移動装置（不図示）及びフレーム１５を共用する。本実施形態において、第１工作機械１０ａ及び第２工作機械１０ｂは、同構造である。以下、第１工作機械１０ａを代表して説明する。 The first machine tool 10a and the second machine tool 10b are adjacently provided in parallel. The first machine tool 10a and the second machine tool 10b share a surface plate 13, a workpiece moving device (not shown), and a frame 15, which will be described later. In the present embodiment, the first machine tool 10a and the second machine tool 10b have the same structure. Hereinafter, the first machine tool 10a will be described as a representative.

第１工作機械１０ａは、床に固定された定盤１３の上部に配置されている。定盤１３は、Ｘ方向に幅狭で、Ｙ方向に低い形状を有する。定盤１３の上面には、ワーク移動装置（不図示）及びフレーム１５が設けられている。 The first machine tool 10a is arranged on the upper part of the surface plate 13 fixed to the floor. The surface plate 13 is narrow in the X direction and low in the Y direction. A work moving device (not shown) and a frame 15 are provided on the upper surface of the surface plate 13.

図１に示すように、フレーム１５は、工具マガジン１１を支持している。工具マガジン１１は、メインマガジン８０ａ、８０ｂと、サブマガジン１００と、を備える。メインマガジン８０ａは、第１工作機械１０ａに対応する。メインマガジン８０ｂは、第２工作機械１０ｂに対応する。サブマガジン１００は、メインマガジン８０ａ、８０ｂのＺ２側上方に配置されている。サブマガジン１００は、メインマガジン８０ａ、８０ｂに共用される工具Ｔを複数保持している。 As shown in FIG. 1, the frame 15 supports the tool magazine 11. The tool magazine 11 includes main magazines 80 a and 80 b and a sub magazine 100. The main magazine 80a corresponds to the first machine tool 10a. The main magazine 80b corresponds to the second machine tool 10b. The sub magazine 100 is disposed above the main magazines 80a and 80b on the Z2 side. The sub magazine 100 holds a plurality of tools T shared by the main magazines 80a and 80b.

フレーム１５は、定盤１３の四隅から上方に延在する４本の支柱１５ａと、これら支柱１５ａの上部で支えられたプレート１５ｂと、を備える。サブマガジン１００は、プレート１５ｂの上部に設けられた脚部１０５によって支持されている。フレーム１５は、定盤１３に設けられた４本の支柱１５ａにより支持されている。Ｚ方向における２本の支柱１５ａの間には、シャッター１０７が設けられている（図１では、奥側のみ図示する）。シャッター１０７は、ワークＷの加工の際、切削屑や切削油が左右に装置外へと飛散するのを防止するための遮蔽部材である。シャッター１０７は、工具ＴによりワークＷへの加工を行う加工主軸３６のメンテナンス時等に開放される。 The frame 15 includes four support columns 15a extending upward from four corners of the surface plate 13, and a plate 15b supported by the upper portions of the support columns 15a. The sub magazine 100 is supported by legs 105 provided on the upper part of the plate 15b. The frame 15 is supported by four support columns 15 a provided on the surface plate 13. A shutter 107 is provided between the two support columns 15a in the Z direction (only the back side is shown in FIG. 1). The shutter 107 is a shielding member for preventing cutting waste and cutting oil from scattering left and right outside the apparatus when the workpiece W is processed. The shutter 107 is opened during maintenance of the machining spindle 36 that performs machining on the workpiece W with the tool T.

第１工作機械１０ａは、図２及び図３に示すように、Ｚレール１６と、コラム１８と、Ｙレール２０と、支持体２２と、を備える。Ｚレール１６は、定盤１３の上面に設けられたＺ方向に延在する一対のレールである。コラム１８は、Ｚレール１６に案内されてＺ方向にスライドする筐体である。Ｙレール２０は、コラム１８の正面においてＹ方向に延在する一対のレールである。支持体２２は、Ｙレール２０に案内されてＹ方向にスライドする筐体である。 As shown in FIGS. 2 and 3, the first machine tool 10 a includes a Z rail 16, a column 18, a Y rail 20, and a support body 22. The Z rails 16 are a pair of rails provided on the upper surface of the surface plate 13 and extending in the Z direction. The column 18 is a housing that is guided by the Z rail 16 and slides in the Z direction. The Y rails 20 are a pair of rails extending in the Y direction on the front surface of the column 18. The support 22 is a housing that is guided by the Y rail 20 and slides in the Y direction.

Ｚレール１６上でのコラム１８のＺ方向位置は、Ｚ位置センサ１６ａによって検出される。また、Ｙレール２０上での支持体２２のＹ方向位置はＹ位置センサ２０ａによって検出される。それぞれのセンサで検出されたＺ方向位置、Ｙ方向位置は、コントローラ１２に送信される。 The position of the column 18 on the Z rail 16 in the Z direction is detected by a Z position sensor 16a. Further, the position of the support 22 in the Y direction on the Y rail 20 is detected by the Y position sensor 20a. The Z direction position and Y direction position detected by each sensor are transmitted to the controller 12.

コラム１８は、定盤１３に設けられたＺモータ２４により駆動される。具体的には、コラム１８は、Ｚモータ２４の回転により、ボールねじ機構２６を介してＺ方向に往復移動する（図３参照）。なお、Ｚモータ２４に図示しないロータリエンコーダを取り付け、このロータリエンコーダにより、ボールねじ機構２６のボールねじの回転角度を検出するように構成してもよい。この場合は、コラム１８のＺ方向位置として、前記検出されたボールねじの回転角度がコントローラ１２に送信される。 The column 18 is driven by a Z motor 24 provided on the surface plate 13. Specifically, the column 18 reciprocates in the Z direction via the ball screw mechanism 26 by the rotation of the Z motor 24 (see FIG. 3). Note that a rotary encoder (not shown) may be attached to the Z motor 24 and the rotation angle of the ball screw of the ball screw mechanism 26 may be detected by the rotary encoder. In this case, the detected rotation angle of the ball screw is transmitted to the controller 12 as the position of the column 18 in the Z direction.

支持体２２は、定盤１３の内部に配置されたＹモータ２８（図１参照）により駆動される。具体的には、支持体２２は、Ｙモータ２８の回転により、ボールねじ機構３０を介してＹ方向に往復移動する（図２参照）。なお、Ｙモータ２８に図示しないロータリエンコーダを取り付け、このロータリエンコーダにより、ボールねじ機構３０のボールねじの回転角度を検出するように構成してもよい。この場合は、支持体２２のＹ方向位置として、前記検出されたボールねじの回転角度がコントローラ１２に送信される。コラム１８及びＹレール２０は、Ｙ方向に延出した形状を有する。このため、コラム１８及びＹレール２０は、支持体２２を比較的長距離移動させることができる。 The support 22 is driven by a Y motor 28 (see FIG. 1) disposed inside the surface plate 13. Specifically, the support 22 reciprocates in the Y direction via the ball screw mechanism 30 by the rotation of the Y motor 28 (see FIG. 2). Note that a rotary encoder (not shown) may be attached to the Y motor 28, and the rotation angle of the ball screw of the ball screw mechanism 30 may be detected by this rotary encoder. In this case, the detected rotation angle of the ball screw is transmitted to the controller 12 as the position of the support 22 in the Y direction. The column 18 and the Y rail 20 have a shape extending in the Y direction. For this reason, the column 18 and the Y rail 20 can move the support body 22 for a relatively long distance.

支持体２２は、旋回アーム３２と、加工主軸３６と、を備える。加工主軸３６は、旋回アーム３２における遠心方向の端部に設けられている。加工主軸３６は、旋回アーム３２に対して回動自在となるように支持されている。また、支持体２２は、旋回アーム３２を旋回させるアームモータ（不図示）と、加工主軸３６を回転させるスピンドルモータ（不図示）と、を備える。 The support 22 includes a turning arm 32 and a processing spindle 36. The machining main shaft 36 is provided at the end of the turning arm 32 in the centrifugal direction. The processing spindle 36 is supported so as to be rotatable with respect to the turning arm 32. Further, the support 22 includes an arm motor (not shown) for turning the turning arm 32 and a spindle motor (not shown) for rotating the machining spindle 36.

メインマガジン８０ａは、プレート１５ｂの上面であって、図中の左側（Ｘ１側）に設けられている。メインマガジン８０ａには、加工主軸３６に装着される複数の工具Ｔが着脱自在に保持されている。また、メインマガジン８０ｂは、プレート１５ｂの上面であって、図中の右側（Ｘ２側）に設けられている。メインマガジン８０ｂには、加工主軸３６に装着される複数の工具Ｔが着脱自在に保持されている。以下、メインマガジン８０ａを代表して説明する。 The main magazine 80a is provided on the upper surface of the plate 15b and on the left side (X1 side) in the drawing. A plurality of tools T attached to the machining spindle 36 are detachably held in the main magazine 80a. The main magazine 80b is provided on the upper surface of the plate 15b on the right side (X2 side) in the drawing. A plurality of tools T attached to the machining spindle 36 are detachably held in the main magazine 80b. Hereinafter, the main magazine 80a will be described as a representative.

図４は、工具マガジン１１の側面図である。図５は、工具ポット１２６の斜視図である。図６は、工具マガジン１１の正面図である。 FIG. 4 is a side view of the tool magazine 11. FIG. 5 is a perspective view of the tool pot 126. FIG. 6 is a front view of the tool magazine 11.

図１及び図６に示すように、メインマガジン８０ａは、回転軸８２と、マガジンモータ８３と、保持アーム８４と、を備える。回転軸８２は、矢印Ｚ方向に延在した軸である。マガジンモータ８３は、回転軸８２を駆動する駆動装置である。保持アーム８４は、回転軸８２を中心として正面視（図２参照）で約２７０度の範囲で放射状に設けられた部材である。それぞれの保持アーム８４の先端には、工具Ｔを挟持する略Ｃ字状のグリップ８５が設けられている。グリップ８５は弾性体により構成されている。グリップ８５は、Ｃ字の開口部（符号を省略）を有する。この開口部から工具Ｔを押し込むと、開口部が弾性的に拡開して工具Ｔが挿入可能となる。開口部に工具を挿入すると、開口部は弾性的に閉じられる。これにより、工具はグリップ８５に保持される。また、保持された工具Ｔは、Ｃ字の開口部から引き抜きが可能である。グリップ８５は、工具Ｔに形成された鍔状の溝部を介して直接的に把持することができる。 As shown in FIGS. 1 and 6, the main magazine 80 a includes a rotation shaft 82, a magazine motor 83, and a holding arm 84. The rotation shaft 82 is an axis extending in the arrow Z direction. The magazine motor 83 is a drive device that drives the rotary shaft 82. The holding arm 84 is a member provided radially in a range of about 270 degrees when viewed from the front (see FIG. 2) around the rotation shaft 82. A substantially C-shaped grip 85 that holds the tool T is provided at the tip of each holding arm 84. The grip 85 is made of an elastic body. The grip 85 has a C-shaped opening (not shown). When the tool T is pushed in from the opening, the opening is elastically expanded and the tool T can be inserted. When a tool is inserted into the opening, the opening is closed elastically. Thereby, the tool is held by the grip 85. The held tool T can be pulled out from the C-shaped opening. The grip 85 can be directly gripped through a bowl-shaped groove formed in the tool T.

加工主軸３６の工具Ｔを交換する際には、メインマガジン８０ａを回転させて、プレート１５ｂの端から所定の保持アーム８４を下方に指向させる。具体的には、工具Ｔを保持していない空の保持アーム８４を下方に指向させる。そして、コラム１８のＺ方向位置を調整した後に、支持体２２を上昇させる。これにより、図４に示すように、工具Ｔが保持アーム８４に保持される。また、アンクランプレバー５２がコラム１８上部から垂下されたアンクランプブロック５３に当接して操作される。これにより、工具Ｔは、ツールヘッド５０に対してアンクランプされる。従って、コラム１８を矢印Ｚ２方向に後退させることで、工具Ｔはツールヘッド５０から抜き取られる。 When exchanging the tool T of the machining spindle 36, the main magazine 80a is rotated so that a predetermined holding arm 84 is directed downward from the end of the plate 15b. Specifically, the empty holding arm 84 that does not hold the tool T is directed downward. And after adjusting the Z direction position of the column 18, the support body 22 is raised. As a result, the tool T is held by the holding arm 84 as shown in FIG. Further, the unclamp lever 52 is operated in contact with the unclamp block 53 suspended from the upper part of the column 18. As a result, the tool T is unclamped with respect to the tool head 50. Therefore, the tool T is extracted from the tool head 50 by retracting the column 18 in the direction of the arrow Z2.

次いで、メインマガジン８０ａを回転させて、これから使用する予定の工具Ｔが保持されている保持アーム８４を下方に指向させる。そして、コラム１８を矢印Ｚ１方向に進出させる。これにより目的の工具Ｔがツールヘッド５０に挿入される。更に、支持体２２を下降させると、アンクランプレバー５２がアンクランプブロック５３から離れ、工具Ｔがクランプされる。この後、メインマガジン８０ａを回転させて、図２に示すように、全ての保持アーム８４がプレート１５ｂよりも上方に配置されるように設定する。 Next, the main magazine 80a is rotated so that the holding arm 84 holding the tool T scheduled to be used is directed downward. Then, the column 18 is advanced in the arrow Z1 direction. As a result, the target tool T is inserted into the tool head 50. When the support 22 is further lowered, the unclamp lever 52 is separated from the unclamp block 53, and the tool T is clamped. Thereafter, the main magazine 80a is rotated so that all the holding arms 84 are arranged above the plate 15b as shown in FIG.

このように、メインマガジン８０ａと加工主軸３６との間では、途中で工具Ｔを受け渡すために介在する機構がない。また、保持アーム８４は、工具Ｔを直接的に把持する。このため、コラム１８、支持体２２及び旋回アーム３２により、工具Ｔの着脱操作を直接的に行うことができる。 Thus, there is no mechanism interposed between the main magazine 80a and the machining spindle 36 for transferring the tool T on the way. The holding arm 84 directly grips the tool T. For this reason, the attaching / detaching operation of the tool T can be performed directly by the column 18, the support 22 and the turning arm 32.

図１〜図３に示すように、サブマガジン１００は、メインマガジン８０ａ、８０ｂのＺ２側において、プレート１５ｂの上面に設けられた脚部１０５によって支持されている。サブマガジン１００は、メインマガジン８０ａ、８０ｂの保持アーム８４よりも上方で工具Ｔを保持している。サブマガジン１００は、図２に示すように、メインマガジン８０ａ、８０ｂを跨ぐように設けられている。サブマガジン１００は、矩形型（楕円型）の回転マガジンである。サブマガジン１００は、メインマガジン８０ａ、８０ｂに同時に対応することができる。サブマガジン１００は、水平平面（ＸＺ平面）内で回転することにより、所望の工具Ｔを割り出すことができる。 As shown in FIGS. 1 to 3, the sub-magazine 100 is supported on the Z2 side of the main magazines 80a and 80b by legs 105 provided on the upper surface of the plate 15b. The sub magazine 100 holds the tool T above the holding arms 84 of the main magazines 80a and 80b. As shown in FIG. 2, the sub magazine 100 is provided so as to straddle the main magazines 80a and 80b. The sub magazine 100 is a rectangular (elliptical) rotating magazine. The sub magazine 100 can simultaneously correspond to the main magazines 80a and 80b. The sub magazine 100 can determine a desired tool T by rotating in the horizontal plane (XZ plane).

サブマガジン１００は、ベースフレーム１１０と、チェーン１１２と、レール（工具移動レール）１１４と、を備える。ベースフレーム１１０は、脚部１０５に固定された略矩形状の枠体である。チェーン１１２は、ベースフレーム１１０の外側面を周回するように巻き掛けられた動力伝達部材である。レール１１４は、チェーン１１２の下方（Ｙ２方向）において、チェーン１１２と平行してベースフレーム１１０の外側面を周回するように固定された軌道である。 The sub magazine 100 includes a base frame 110, a chain 112, and a rail (tool moving rail) 114. The base frame 110 is a substantially rectangular frame fixed to the leg portion 105. The chain 112 is a power transmission member that is wound around the outer surface of the base frame 110. The rail 114 is a track fixed so as to go around the outer surface of the base frame 110 in parallel with the chain 112 below the chain 112 (Y2 direction).

チェーン１１２は、略矩形状に循環駆動される。チェーン１１２は、略矩形状の四隅のうちの１つの隅において、駆動ギア１２２と係合する。また、チェーン１１２は、略矩形状の四隅のうちの他の３つの隅において、従動ギア１２４と係合する。駆動ギア１２２は、モータ１２０の回転力により駆動される。従動ギア１２４は、チェーン１１２を駆動することなく空転するギアである。チェーン１１２は、駆動ギア１２２が回転することにより、ベースフレーム１１０の外側面に沿うように無端移動する。 The chain 112 is circulated and driven in a substantially rectangular shape. The chain 112 engages with the drive gear 122 at one of the substantially rectangular four corners. The chain 112 is engaged with the driven gear 124 at the other three corners of the substantially rectangular four corners. The drive gear 122 is driven by the rotational force of the motor 120. The driven gear 124 is a gear that idles without driving the chain 112. The chain 112 moves endlessly along the outer surface of the base frame 110 as the drive gear 122 rotates.

なお、モータ１２０には、駆動ギア１２２の回転角度を検出する角度センサ１２３が設けられている。角度センサ１２３で検出された駆動ギア１２２の回転角度は、コントローラ１２へ送信される。 The motor 120 is provided with an angle sensor 123 that detects the rotation angle of the drive gear 122. The rotation angle of the drive gear 122 detected by the angle sensor 123 is transmitted to the controller 12.

また、チェーン１１２には、その延在方向に沿って複数の保持アーム１１８が取り付けられている。保持アーム１１８は、略Ｙ字状に形成されている。保持アーム１１８は、工具ポット１２６に係合することにより、工具ポット１２６に装着された工具Ｔを間接的に保持する。 A plurality of holding arms 118 are attached to the chain 112 along the extending direction thereof. The holding arm 118 is formed in a substantially Y shape. The holding arm 118 indirectly holds the tool T attached to the tool pot 126 by engaging with the tool pot 126.

保持アーム１１８は、一端側の棒状部分がチェーン１１２に固定されている。また、保持アーム１１８は、他端側のフォーク１１６が下方（Ｙ２方向）に開口している（図１及び図５参照）。フォーク１１６は、弾性的な機構や可動部等を持たない二又の部材である。保持アーム１１８は、フォーク１１６に挿入された工具ポット１２６（工具Ｔ）を、レール１１４との間で挟み込むことにより、工具ポット１２６を保持する。保持アーム１１８における工具ポット１２６及び工具Ｔの交換は、例えばシステム背面側（Ｚ２側）のレール１１４に図示しない可動部を設け、この可動部を介して作業者が人手により行うことができる。 The holding arm 118 has a rod-like portion on one end side fixed to the chain 112. Further, the holding arm 118 has a fork 116 on the other end side opened downward (Y2 direction) (see FIGS. 1 and 5). The fork 116 is a bifurcated member having no elastic mechanism or movable part. The holding arm 118 holds the tool pot 126 by sandwiching the tool pot 126 (tool T) inserted into the fork 116 with the rail 114. The tool pot 126 and the tool T in the holding arm 118 can be exchanged, for example, by providing a movable part (not shown) on the rail 114 on the back side (Z2 side) of the system, and an operator can perform it manually through this movable part.

このように、サブマガジン１００は、駆動源となるモータ１２０の回転力により駆動ギア１２２が駆動され、チェーン１１２が無端移動する。これにより、工具ポット１２６（工具Ｔ）は、保持アーム１１８を介してレール１１４と沿うように移動する。 Thus, in the sub magazine 100, the drive gear 122 is driven by the rotational force of the motor 120 serving as a drive source, and the chain 112 moves endlessly. As a result, the tool pot 126 (tool T) moves along the rail 114 via the holding arm 118.

また、図４（及び図９〜図１１）に示すように、保持アーム１１８の周囲には、一対の近接センサ１２５ａ、１２５ｂが設けられている。近接センサ１２５ａ、１２５ｂは、保持アーム１１８に保持された工具ポット１２６（工具Ｔ）を、メインマガジン８０ａの保持アーム８４に受け渡す位置（後述の動作中心Ｃ３）に配置されている。 Further, as shown in FIG. 4 (and FIGS. 9 to 11), a pair of proximity sensors 125 a and 125 b are provided around the holding arm 118. The proximity sensors 125a and 125b are arranged at a position (an operation center C3 described later) for transferring the tool pot 126 (tool T) held by the holding arm 118 to the holding arm 84 of the main magazine 80a.

近接センサ１２５ａ、１２５ｂは、工具ポット１２６（工具Ｔ）の移動方向に沿って所定の間隔を隔てて配置された、磁気誘導型の非接触式センサである。近接センサ１２５ａ、１２５ｂは、図１に示すコントローラ１２と電気的に接続されている。近接センサ１２５ａ、１２５ｂの出力は、コントローラ１２へ送信される。近接センサ１２５ａ、１２５ｂの動作については、後に詳述する。 The proximity sensors 125a and 125b are magnetic induction type non-contact sensors arranged at a predetermined interval along the moving direction of the tool pot 126 (tool T). The proximity sensors 125a and 125b are electrically connected to the controller 12 shown in FIG. Outputs of the proximity sensors 125 a and 125 b are transmitted to the controller 12. The operation of the proximity sensors 125a and 125b will be described in detail later.

なお、図示していないが、工具マガジン１１には、工具Ｔの有無を検出するためのセンサのほか、所望の工具Ｔが切欠き１３４ａ（後述）に対応した位置に割り出されたこを検出するセンサ、メインマガジン８０ａ側から所望の工具Ｔを受け取ったことを検出するセンサ等が配置されている。また、工具マガジン１１には、メインマガジン８０ａにより所望の工具Ｔが加工主軸３６との受け渡し位置に配置されたことを検出するセンサや、加工主軸３６に工具Ｔが装着された際、工具Ｔが保持アーム８４から離脱したこと等を検出するセンサが配置されている。 Although not shown, the tool magazine 11 detects that the desired tool T has been indexed at a position corresponding to a notch 134a (described later), in addition to a sensor for detecting the presence or absence of the tool T. A sensor, a sensor for detecting reception of a desired tool T from the main magazine 80a side, and the like are arranged. Further, the tool magazine 11 has a sensor for detecting that a desired tool T is disposed at a delivery position with the machining spindle 36 by the main magazine 80a, and the tool T is mounted when the tool T is mounted on the machining spindle 36. A sensor for detecting the separation from the holding arm 84 is disposed.

工具ポット１２６は、図５に示すように、略円筒形状の容器である。工具ポット１２６は、フォーク１１６に保持される姿勢において、上下左右の面に軸線方向に沿う平面部１２６ａが形成されている。工具ポット１２６の端面（前面）には、工具Ｔが着脱される装着孔１２８が設けられている。また、工具ポット１２６の左右両側面の平面部１２６ａには、それぞれ軸線方向に直交してＹ方向に延びた左右一対の溝部１３０、１３２が設けられている。 As shown in FIG. 5, the tool pot 126 is a substantially cylindrical container. When the tool pot 126 is held by the fork 116, flat and vertical portions 126 a are formed on the upper, lower, left and right surfaces along the axial direction. A mounting hole 128 into which the tool T is attached and detached is provided on the end surface (front surface) of the tool pot 126. In addition, a pair of left and right groove portions 130 and 132 extending in the Y direction perpendicular to the axial direction are provided on the planar portions 126a on the left and right side surfaces of the tool pot 126, respectively.

従って、図４及び図５に示すように、工具ポット１２６は、一対の溝部１３０、１３０の延在方向（Ｙ２方向）に沿って保持アーム１１８のフォーク１１６が挿入されることにより、上面及び左右側面が保持される。また、工具ポット１２６は、下面がレール１１４に当接することにより、工具ポット１２６（工具Ｔ）全体が保持される。フォーク１１６の間に係合された工具ポット１２６（工具Ｔ）は、モータ１２０によってチェーン１１２が無端移動すると、下面側の平面部１２６ａがレール１１４に摺接しつつ、チェーン１１２と共に移動する。 Therefore, as shown in FIGS. 4 and 5, the tool pot 126 has an upper surface and left and right sides when the fork 116 of the holding arm 118 is inserted along the extending direction (Y2 direction) of the pair of grooves 130, 130. The side is held. In addition, the lower surface of the tool pot 126 is in contact with the rail 114, whereby the entire tool pot 126 (tool T) is held. When the chain 112 is moved endlessly by the motor 120, the tool pot 126 (tool T) engaged between the forks 116 moves together with the chain 112 while the flat surface portion 126a on the lower surface side is in sliding contact with the rail 114.

図２及び図６に示すように、工具ポット１２６が摺接するレール１１４には、メインマガジン８０ａ、８０ｂにそれぞれ対応するＺ１側位置に、一対の切欠き１３４ａ、１３４ｂが形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 6, a pair of notches 134 a and 134 b is formed on the rail 114 with which the tool pot 126 is slidably contacted at the Z1 side positions corresponding to the main magazines 80 a and 80 b, respectively.

図６において、切欠き１３４ａ、１３４ｂは、それぞれメインマガジン８０ａ、８０ｂの回転軸８２とＸ方向位置が一致している。すなわち、メインマガジン８０ａ、８０ｂの回転中心Ｃ２と、切欠き１３４ａ、１３４ｂの幅方向（Ｘ方向）の中心位置Ｃ４とがＹ方向で一致している。このように、切欠き１３４ａ、１３４ｂと回転軸８２とが共に同一の鉛直平面（図１４のＹＺ平面）内にあるため、メインマガジン８０ａ、８０ｂの各保持アーム８４は、Ｙ方向に沿った頂上位置に配置された際に、切欠き１３４ａ、１３４ｂに対応する。この状態で、サブマガジン１００の保持アーム１１８を切欠き１３４ａ、１３４ｂに対応した位置に配置することにより、保持アーム１１８と保持アーム８４とを切欠き１３４ａ、１３４ｂを挟んでＹ方向に対向して配置させることがでる。 In FIG. 6, the notches 134a and 134b coincide with the rotation shafts 82 of the main magazines 80a and 80b in the X direction. That is, the rotation center C2 of the main magazines 80a and 80b and the center position C4 in the width direction (X direction) of the notches 134a and 134b coincide with each other in the Y direction. Thus, since the notches 134a and 134b and the rotating shaft 82 are both in the same vertical plane (YZ plane in FIG. 14), the holding arms 84 of the main magazines 80a and 80b are at the top in the Y direction. When arranged at the position, it corresponds to the notches 134a and 134b. In this state, the holding arm 118 of the sub magazine 100 is disposed at a position corresponding to the notches 134a and 134b, so that the holding arm 118 and the holding arm 84 are opposed to each other in the Y direction with the notches 134a and 134b interposed therebetween. Can be placed.

このように、工具マガジン１１では、図６に示す正面視において、グリップ８５及びフォーク１１６の開口同士を鉛直方向（Ｙ方向）に互いに向かい合わせに設定することができる。 As described above, in the tool magazine 11, the openings of the grip 85 and the fork 116 can be set to face each other in the vertical direction (Y direction) in the front view shown in FIG.

工具マガジン１１は、図６に示すように、工具受渡機構（工具交換装置）１４０を備える。工具受渡機構１４０は、切欠き１３４ａ、１３４ｂの中心位置Ｃ４とＹ方向で一致した動作中心Ｃ３を持つ装置である。図６では、図面の簡略化のため、切欠き１３４ａ、１３４ｂの中心位置Ｃ４をやや下げた位置に図示しているが、中心位置Ｃ４は、Ｙ方向の高さ位置がレール１１４と同一位置である。これによれば、グリップ８５及びフォーク１１６の開口同士が互いに向かい合った状態で工具受渡機構１４０を駆動することにより、メインマガジン８０ａ、８０ｂとサブマガジン１００との間で工具Ｔの受け渡しを容易に且つ安定して行うことができる。 As shown in FIG. 6, the tool magazine 11 includes a tool delivery mechanism (tool changer) 140. The tool delivery mechanism 140 is an apparatus having an operation center C3 that coincides with the center position C4 of the notches 134a and 134b in the Y direction. In FIG. 6, for simplification of the drawing, the center position C4 of the notches 134a and 134b is shown in a slightly lowered position. However, the center position C4 has a height position in the Y direction at the same position as the rail 114. is there. According to this, the tool delivery mechanism 140 is driven in a state where the openings of the grip 85 and the fork 116 face each other, so that the tool T can be easily delivered between the main magazines 80a and 80b and the sub magazine 100. It can be performed stably.

次に、工具受渡機構１４０について説明する。図７は、図６に示す工具受渡機構１４０の斜視図である。図８（Ａ）は、図７に示す工具受渡機構１４０の側面図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す状態から工具受渡機構１４０のハンド１４６を下降させた状態を示す側面図である。図７、図８（Ａ）及び（Ｂ）は、一方のメインマガジン８０ｂ及び切欠き１３４ｂに対応する工具受渡機構１４０を示す。他方のメインマガジン８０ａ及び切欠き１３４ａに対応する機構は、略左右対称に構成される点以外は基本的に同一であるため、詳細な説明を省略する。 Next, the tool delivery mechanism 140 will be described. FIG. 7 is a perspective view of the tool delivery mechanism 140 shown in FIG. FIG. 8A is a side view of the tool delivery mechanism 140 shown in FIG. FIG. 8B is a side view showing a state where the hand 146 of the tool delivery mechanism 140 is lowered from the state shown in FIG. FIGS. 7, 8A and 8B show the tool delivery mechanism 140 corresponding to one main magazine 80b and the notch 134b. Since the mechanisms corresponding to the other main magazine 80a and the notch 134a are basically the same except that they are substantially symmetrical, detailed description thereof is omitted.

図７及び図９（後述）に示すように、工具受渡機構１４０は、略Ｕ字状の係合部材１４４と、略扁平Ｃ字状のハンド１４６と、を備える。係合部材１４４は、図中上方（Ｙ１方向）に延出され、工具ポット１２６の一対の溝部１３２に係合可能な一対の爪部１４２、１４２を有する。ハンド１４６は、係合部材１４４の爪部１４２、１４２間に配置された部材である。係合部材１４４及びハンド１４６は、側面視において、フレーム１４８で支持されている。 As shown in FIGS. 7 and 9 (described later), the tool delivery mechanism 140 includes a substantially U-shaped engagement member 144 and a substantially flat C-shaped hand 146. The engaging member 144 has a pair of claw portions 142 and 142 that extend upward in the drawing (Y1 direction) and can be engaged with the pair of groove portions 132 of the tool pot 126. The hand 146 is a member disposed between the claw portions 142 and 142 of the engaging member 144. The engaging member 144 and the hand 146 are supported by the frame 148 in a side view.

係合部材１４４は、一対のガイドロッド１５４と当接する。一対のガイドロッド１５４は、Ｚ方向に進退するシリンダ機構１５０のロッド１５２と連結されている。従って、係合部材１４４は、シリンダ機構１５０に連結された一対のガイドロッド１５４により、Ｚ方向に進退する。 The engaging member 144 contacts the pair of guide rods 154. The pair of guide rods 154 is connected to the rod 152 of the cylinder mechanism 150 that moves forward and backward in the Z direction. Therefore, the engaging member 144 is advanced and retracted in the Z direction by the pair of guide rods 154 connected to the cylinder mechanism 150.

ハンド１４６は、図７に示すように、側面視において、略Ｃ字形に形成された部材である。ハンド１４６は、上板１５６と、下板１５８と、を備える。上板１５６は、水平平面（ＸＺ平面）に平行な部材である。下板１５８は、上板１５６のＹ２側に平行して設けられた部材である。また、下板１５８は、上板１５６よりもＺ１方向に突出している。上板１５６と下板１５８との間隔は、保持アーム１１８で移動する工具ポット１２６（Ｘ方向から挿通される）を保持するのに適した距離に設定されている（図８（Ａ）参照）。 As shown in FIG. 7, the hand 146 is a member formed in a substantially C shape in a side view. The hand 146 includes an upper plate 156 and a lower plate 158. The upper plate 156 is a member parallel to the horizontal plane (XZ plane). The lower plate 158 is a member provided in parallel to the Y2 side of the upper plate 156. Further, the lower plate 158 protrudes in the Z1 direction from the upper plate 156. The distance between the upper plate 156 and the lower plate 158 is set to a distance suitable for holding the tool pot 126 (inserted from the X direction) moved by the holding arm 118 (see FIG. 8A). .

上板１５６と下板１５８の背面には、スライダ１６０が取り付けられている。スライダ１６０は、フレーム１４８のレール１５９と係合している。これにより、スライダ１６０は、Ｙ方向に延在するレール１５９に沿って上下に移動可能となる。 A slider 160 is attached to the back surface of the upper plate 156 and the lower plate 158. The slider 160 is engaged with the rail 159 of the frame 148. As a result, the slider 160 can move up and down along the rail 159 extending in the Y direction.

ハンド１４６の側面（図７ではＸ１側）には、Ｘ１方向に延びたシャフト１６２が設けられている。また、ハンド１４６には、図８（Ａ）に示すように、屈曲した形状のリンク１６４が係合している。リンク１６４は、略中央の屈曲部に形成された貫通孔がフレーム１４８から突出したヒンジピン１６６に軸支されている。また、リンク１６４は、一端側に形成された長孔１６８にシャフト１６２が挿通されている。更に、リンク１６４の他端側には、Ｘ１方向に延びたピン１７０が設けられている。ピン１７０は、シリンダ機構１７２と連結されている。シリンダ機構１７２は、ロッド１７４をＺ方向に進退可能に駆動する。ロッド１７４の先端には、レバー部材１７５が設けられている。レバー部材１７５の貫通孔（符号を省略）は、ピン１７０と係合している。また、リンク１６４の屈曲部の背面（Ｚ２側）には、ストッパ１７６が設けられている。フレーム１４８には、ストッパ１７６に対応するストッパボルト１７８が設けられている。 A shaft 162 extending in the X1 direction is provided on a side surface (X1 side in FIG. 7) of the hand 146. Further, as shown in FIG. 8A, a bent link 164 is engaged with the hand 146. The link 164 is pivotally supported by a hinge pin 166 in which a through hole formed in a substantially central bent portion protrudes from the frame 148. The link 164 has a shaft 162 inserted through a long hole 168 formed on one end side. Further, a pin 170 extending in the X1 direction is provided on the other end side of the link 164. The pin 170 is connected to the cylinder mechanism 172. The cylinder mechanism 172 drives the rod 174 to be able to advance and retract in the Z direction. A lever member 175 is provided at the tip of the rod 174. The through hole (not shown) of the lever member 175 is engaged with the pin 170. A stopper 176 is provided on the back surface (Z2 side) of the bent portion of the link 164. The frame 148 is provided with a stopper bolt 178 corresponding to the stopper 176.

従って、シリンダ機構１７２が駆動され、レバー部材１７５がＺ２方向に進退されると、リンク１６４はヒンジピン１６６を支点として揺動する。これにより、シャフト１６２は、長孔１６８の内部を移動しながらＹ方向に上下動する。すなわち、スライダ１６０を介してハンド１４６がＹ方向に移動する。具体的には、図８（Ａ）に示すように、ロッド１７４がＺ１方向に前進されると、リンク１６４は上方に揺動する。これにより、ハンド１４６がＹ１方向に上昇する。 Therefore, when the cylinder mechanism 172 is driven and the lever member 175 is advanced and retracted in the Z2 direction, the link 164 swings around the hinge pin 166 as a fulcrum. Thereby, the shaft 162 moves up and down in the Y direction while moving inside the long hole 168. That is, the hand 146 moves in the Y direction via the slider 160. Specifically, as shown in FIG. 8A, when the rod 174 is advanced in the Z1 direction, the link 164 swings upward. As a result, the hand 146 moves up in the Y1 direction.

一方、図８（Ａ）に示す状態からロッド１７４がＺ２方向に後退されると、図８（Ｂ）に示すように、リンク１６４は、下方（矢印θ方向）に揺動する。これにより、ハンド１４６がＹ２方向に下降する。リンク１６４の揺動によるシャフト１６２の上下位置（Ｙ方向位置）は、上限位置及び下限位置に設置されたセンサ（近接センサ）１７９ａ、１７９ｂによって検出される。なお、ハンド１４６の上限位置は、ストッパ１７６とストッパボルト１７８との当接によっても規制され、ハンド１４６の下限位置は、ロッド１７４の縮退位置によっても規制される。 On the other hand, when the rod 174 is retracted in the Z2 direction from the state shown in FIG. 8A, the link 164 swings downward (in the direction of the arrow θ) as shown in FIG. 8B. As a result, the hand 146 descends in the Y2 direction. The vertical position (Y direction position) of the shaft 162 due to the swing of the link 164 is detected by sensors (proximity sensors) 179a and 179b installed at the upper limit position and the lower limit position. The upper limit position of the hand 146 is also regulated by the contact between the stopper 176 and the stopper bolt 178, and the lower limit position of the hand 146 is also regulated by the retracted position of the rod 174.

このような工具受渡機構１４０は、ハンド１４６がＹ１方向で上限位置にある際に、ハンド１４６の下板１５８の上面側（摺接部材１５８ａ）がレール１１４と略面一となるように設定されている。これにより、フレーム１４８がベースフレーム１１０の下面（Ｙ２側）に吊り下げられるようにして固定される（図３、図４、図６及び図８（Ａ）参照）。このため、通常時、工具Ｔの受け渡しがなされない状態では、図６に示すように、ハンド１４６がＹ１方向で上限位置に設定される。これにより、工具ポット１２６（工具Ｔ）は、上板１５６と下板１５８との間を円滑に通過することができる。すなわち、下板１５８（摺接部材１５８ａ）が切欠き１３４ａ、１３４ｂを補完し、レール１１４の一部として機能する。 Such a tool delivery mechanism 140 is set so that the upper surface side (sliding contact member 158a) of the lower plate 158 of the hand 146 is substantially flush with the rail 114 when the hand 146 is at the upper limit position in the Y1 direction. ing. As a result, the frame 148 is fixed so as to be suspended from the lower surface (Y2 side) of the base frame 110 (see FIGS. 3, 4, 6 and 8A). For this reason, when the tool T is not delivered normally, the hand 146 is set to the upper limit position in the Y1 direction as shown in FIG. Thereby, the tool pot 126 (tool T) can smoothly pass between the upper plate 156 and the lower plate 158. That is, the lower plate 158 (sliding contact member 158a) complements the notches 134a and 134b and functions as a part of the rail 114.

次に、上記のように構成された工作機械１０において、工具マガジン１１を構成するメインマガジン８０ａとサブマガジン１００との間での工具Ｔの受け渡し動作を、図９〜図１１を参照して説明する。なお、他方のメインマガジン８０ｂとサブマガジン１００との間での工具Ｔの受け渡し動作も略同様であるため、以下では説明を省略する。 Next, in the machine tool 10 configured as described above, the operation of transferring the tool T between the main magazine 80a constituting the tool magazine 11 and the sub magazine 100 will be described with reference to FIGS. To do. In addition, since the delivery operation | movement of the tool T between the other main magazine 80b and the submagazine 100 is also substantially the same, description is abbreviate | omitted below.

図９〜図１１は、メインマガジン８０ａとサブマガジン１００との間で工具Ｔの受け渡しを行う動作の各状態を示す説明図である。この受け渡しの動作は、コントローラ１２により制御される。図９（Ａ）は、工具マガジン１１の切欠き１３４ａ近傍を模式的に示す平面図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の正面図である。図９（Ｃ）は、図９（Ａ）の側面図である。図１０及び図１１に示す（Ａ）〜（Ｃ）ついても同じである。 9 to 11 are explanatory views showing states of the operation for transferring the tool T between the main magazine 80a and the sub-magazine 100. FIG. This delivery operation is controlled by the controller 12. FIG. 9A is a plan view schematically showing the vicinity of the notch 134 a of the tool magazine 11. FIG. 9B is a front view of FIG. FIG. 9C is a side view of FIG. The same applies to (A) to (C) shown in FIGS.

図９〜図１１では、理解を容易にするため、各構成要素を図１等に比べて模式的に示している。例えば、工具受渡機構１４０を構成するシリンダ機構１７２は、図８（Ａ）では横置き（軸線方向が矢印Ｚ方向）であるのに対し、図９（Ｃ）では縦置き（軸線方向が矢印Ｙ方向）で図示し、その機能を明確にしている。 In FIG. 9 to FIG. 11, each component is schematically shown in comparison with FIG. For example, the cylinder mechanism 172 constituting the tool delivery mechanism 140 is horizontally placed in FIG. 8A (the axial direction is the arrow Z direction), whereas in FIG. 9C, the cylinder mechanism 172 is vertically placed (the axial direction is the arrow Y). Direction) to clarify its function.

また、図９（Ａ）等では、サブマガジン１００に保持された各工具ポット１２６に対して便宜上Ａ〜Ｄの符号を付している。以下の説明では、適宜に工具ポット１２６Ａ〜１２６Ｄと称する。なお、図９（Ｃ）等において斜線を付した線で示された領域は、加工主軸３６によりワークＷを加工する領域（加工区）である。 Further, in FIG. 9A and the like, symbols A to D are attached to the tool pots 126 held in the sub magazine 100 for convenience. In the following description, the tool pots 126A to 126D will be appropriately referred to. In FIG. 9C and the like, a region indicated by a hatched line is a region (processing section) where the workpiece W is processed by the processing spindle 36.

次に、あらかじめ不要な工具Ｔが取り外されたメインマガジン８０ａの保持アーム８４に、サブマガジン１００から所望の工具Ｔを移送する動作について説明する。 Next, an operation of transferring a desired tool T from the sub magazine 100 to the holding arm 84 of the main magazine 80a from which unnecessary tools T have been removed in advance will be described.

まず、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示すように、コントローラ１２は、サブマガジン１００を駆動して所望の工具Ｔが装着された工具ポット１２６Ｃを割り出し、切欠き１３４ａに対応させる。すなわち、所望の工具Ｔを装着した工具ポット１２６Ｃを、工具受渡機構１４０のハンド１４６内に配置する。 First, as shown in FIGS. 9A to 9C, the controller 12 drives the sub-magazine 100 to index the tool pot 126C on which a desired tool T is mounted, and makes it correspond to the notch 134a. That is, the tool pot 126 </ b> C equipped with a desired tool T is placed in the hand 146 of the tool delivery mechanism 140.

次に、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に示すように、コントローラ１２は、シリンダ機構１７２を駆動してハンド１４６を下降させる。これにより、ハンド１４６に上下面が保持された工具ポット１２６Ｃ（及びこれに装着された所望の工具Ｔ）は、溝部１３０がフォーク１１６で案内される。更に、溝部１３２は、爪部１４２で案内されて矢印Ｙ２方向へと円滑に下降される。 Next, as shown in FIGS. 10A to 10C, the controller 12 drives the cylinder mechanism 172 to lower the hand 146. As a result, the groove portion 130 of the tool pot 126C (and the desired tool T attached thereto) whose upper and lower surfaces are held by the hand 146 is guided by the fork 116. Furthermore, the groove part 132 is guided by the claw part 142 and is smoothly lowered in the direction of the arrow Y2.

そして、工具ポット１２６Ｃ及び工具Ｔの下降が完了すると、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示すように、工具ポット１２６Ｃは、保持アーム１１８から完全に離脱し、溝部１３２を介して係合部材１４４に保持される。一方、工具ポット１２６Ｃに装着された所望の工具Ｔは、メインマガジン８０ａを構成する保持アーム８４のグリップ８５に保持される。 When the lowering of the tool pot 126C and the tool T is completed, the tool pot 126C is completely detached from the holding arm 118 and engaged through the groove 132 as shown in FIGS. It is held by the joint member 144. On the other hand, the desired tool T attached to the tool pot 126C is held by the grip 85 of the holding arm 84 constituting the main magazine 80a.

その後、コントローラ１２は、シリンダ機構１５０を駆動して係合部材１４４をＺ２方向に後退させ、工具ポット１２６Ｃを後退させる（図示を省略）。これにより、保持アーム８４で保持された工具Ｔが工具ポット１２６Ｃから離脱されつつ、工具ポット１２６Ｃのみが矢印Ｚ２方向に後退する。この結果、所望の工具Ｔのメインマガジン８０ａへの受け渡しが完了する。 Thereafter, the controller 12 drives the cylinder mechanism 150 to retract the engagement member 144 in the Z2 direction, and retracts the tool pot 126C (not shown). As a result, the tool T held by the holding arm 84 is detached from the tool pot 126C, and only the tool pot 126C is retracted in the direction of the arrow Z2. As a result, delivery of the desired tool T to the main magazine 80a is completed.

以降の動作については、上述した動作とほぼ同じであり、工具Ｔが離脱された空の工具ポット１２６Ｃをサブマガジン１００へと返却すると共に、必要に応じて、メインマガジン８０ａの他の工具Ｔの交換等を行う。 The subsequent operation is almost the same as the above-described operation, and the empty tool pot 126C from which the tool T has been detached is returned to the sub magazine 100 and, if necessary, other tools T of the main magazine 80a. Replace it.

次に、工具ポット１２６（対象物）の受け渡し位置における位置ずれを検出する方法、及び工具ポット１２６の受け渡し位置における位置ずれを補正する方法について説明する。 Next, a method for detecting a positional deviation at the delivery position of the tool pot 126 (object) and a method for correcting the positional deviation at the delivery position of the tool pot 126 will be described.

図１２は、本実施形態における位置検出システム２００の構成を示すブロック図である。図１３（Ａ）、（Ｂ）は、近接センサ１２５ａ及び１２５ｂの検出エリアと保持アーム１１８との位置関係を示す概念図である。図１４（Ａ）〜（Ｄ）は、保持アーム１１８の位置補正を行う場合の動作手順を示す概念図である。図１５は、コントローラ１２において保持アーム１１８の位置ずれ検出及び位置ずれ補正を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。 FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of the position detection system 200 in the present embodiment. 13A and 13B are conceptual diagrams showing the positional relationship between the detection areas of the proximity sensors 125a and 125b and the holding arm 118. FIG. 14A to 14D are conceptual diagrams showing an operation procedure when the position of the holding arm 118 is corrected. FIG. 15 is a flowchart showing a processing procedure when the controller 12 detects the displacement of the holding arm 118 and corrects the displacement.

本実施形態の位置検出システム２００は、工具ポット１２６の受け渡し位置における位置ずれを検出すると共に、工具ポット１２６の受け渡し位置における位置ずれを補正する機能を備える。位置検出システム２００は、図１２に示すように、コントローラ１２と、角度センサ１２３と、近接センサ１２５ａ及び１２５ｂと、を備える。 The position detection system 200 according to the present embodiment has a function of detecting a positional deviation at the delivery position of the tool pot 126 and correcting a positional deviation at the delivery position of the tool pot 126. As shown in FIG. 12, the position detection system 200 includes a controller 12, an angle sensor 123, and proximity sensors 125a and 125b.

コントローラ１２は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を有するマイクロコンピュータにより構成されている。コントローラ１２は、工具交換プログラムに従って、モータ１２０及び工具受渡機構１４０を駆動する。これにより、サブマガジン１００においてワークＷの加工に必要な工具Ｔが割り出され、上述したように、サブマガジン１００からメインマガジン８０ａ（８０ｂ）への工具Ｔの受け渡しが行われる。 The controller 12 is composed of a microcomputer having a CPU, RAM, ROM, etc. (not shown). The controller 12 drives the motor 120 and the tool delivery mechanism 140 according to the tool change program. As a result, the tool T necessary for machining the workpiece W is determined in the sub magazine 100, and the tool T is transferred from the sub magazine 100 to the main magazine 80a (80b) as described above.

また、コントローラ１２は、位置ずれ検出／位置ずれ補正プログラムに従って、工具ポット１２６の受け渡し位置における位置ずれを検出すると共に、工具ポット１２６の受け渡し位置における位置ずれを補正する。本実施形態のコントローラ１２は、工具ポット１２６の受け渡し位置における位置ずれを、サブマガジン１００の保持アーム１１８の位置により判定するようにしている。以下、工具ポット１２６の位置ずれ検出及び位置ずれ補正を、保持アーム１１８の位置ずれ検出及び位置ずれ補正として説明する。 Further, the controller 12 detects the positional deviation at the delivery position of the tool pot 126 and corrects the positional deviation at the delivery position of the tool pot 126 according to the positional deviation detection / position deviation correction program. The controller 12 according to the present embodiment determines the displacement of the tool pot 126 at the delivery position based on the position of the holding arm 118 of the sub magazine 100. Hereinafter, the detection and displacement correction of the tool pot 126 will be described as the detection and displacement correction of the holding arm 118.

まず、近接センサ１２５ａ及び１２５ｂの検出エリアと保持アーム１１８との位置関係を、図１３を参照しながら説明する。図１３（Ａ）は、保持アーム１１８が目標位置に配置された場合における近接センサ１２５ａ及び１２５ｂの検出エリアと保持アーム１１８との位置関係を示す概念図である。また、図１３（Ｂ）は、保持アーム１１８が目標位置からずれて配置された場合における近接センサ１２５ａ及び１２５ｂの検出エリアと保持アーム１１８との位置関係を示す概念図である。 First, the positional relationship between the detection areas of the proximity sensors 125a and 125b and the holding arm 118 will be described with reference to FIG. FIG. 13A is a conceptual diagram showing the positional relationship between the detection areas of the proximity sensors 125a and 125b and the holding arm 118 when the holding arm 118 is arranged at the target position. FIG. 13B is a conceptual diagram showing the positional relationship between the detection areas of the proximity sensors 125a and 125b and the holding arm 118 when the holding arm 118 is arranged so as to deviate from the target position.

図１３（Ａ）において、符号Ｅ１は、近接センサ１２５ａの検出エリアである。近接センサ１２５ａは、保持アーム１１８が検出エリアＥ１に入ったときに検出判定を出力する。また、近接センサ１２５ａは、保持アーム１１８が検出エリアＥ１から外れたときには検出判定を出力しない。符号Ｅ２は、近接センサ１２５ｂの検出エリアである。近接センサ１２５ｂは、保持アーム１１８が検出エリアＥ２に入ったときに検出判定を出力する。また、近接センサ１２５ｂは、保持アーム１１８が検出エリアＥ２から外れたときには検出判定を出力しない。 In FIG. 13A, reference numeral E1 is a detection area of the proximity sensor 125a. The proximity sensor 125a outputs a detection determination when the holding arm 118 enters the detection area E1. Further, the proximity sensor 125a does not output a detection determination when the holding arm 118 is removed from the detection area E1. Reference numeral E2 is a detection area of the proximity sensor 125b. The proximity sensor 125b outputs a detection determination when the holding arm 118 enters the detection area E2. Further, the proximity sensor 125b does not output a detection determination when the holding arm 118 is removed from the detection area E2.

近接センサ１２５ａ、１２５ｂは、それぞれの検出エリアＥ１、Ｅ２の重なり部分、すなわち「ＡＮＤ部分」を利用して保持アーム１１８の位置を検出する。すなわち、近接センサ１２５ａ、１２５ｂは、それぞれの検出エリアＥ１、Ｅ２に保持アーム１１８が僅かでも重なった場合には、検出判定を出力する。このため、分解能の低い非接触式センサであっても、保持アーム１１８の位置ずれを高い精度で検出することができる。 The proximity sensors 125a and 125b detect the position of the holding arm 118 by using an overlapping portion of the detection areas E1 and E2, that is, an “AND portion”. That is, the proximity sensors 125a and 125b output a detection determination when the holding arm 118 slightly overlaps the detection areas E1 and E2. For this reason, even a non-contact sensor with low resolution can detect the displacement of the holding arm 118 with high accuracy.

符号Ｌ１は、保持アーム１１８の目標位置を示す中心線である。目標位置とは、工具ポット１２６を受け渡す位置（動作中心Ｃ３、図６参照）である。なお、目標位置に関する位置情報は、あらかじめ外部からコントローラ１２に入力される。コントローラ１２は、取得した目標位置に関する位置情報を内部のＲＡＭに記憶する。 Reference symbol L1 is a center line indicating the target position of the holding arm 118. The target position is a position where the tool pot 126 is delivered (operation center C3, see FIG. 6). Note that position information related to the target position is input to the controller 12 from the outside in advance. The controller 12 stores the acquired position information regarding the target position in the internal RAM.

コントローラ１２は、交換する工具Ｔを保持した保持アーム１１８を目標位置に配置する際に、該当する保持アーム１１８の現在の位置と目標位置に関する位置情報とに基づいて、駆動ギア１２２を所定量だけ回転させる。駆動ギア１２２を何回転させるかは、目標位置に関する位置情報に基づいて設定されている。 When the controller 12 places the holding arm 118 holding the tool T to be replaced at the target position, the controller 12 sets the drive gear 122 by a predetermined amount based on the current position of the corresponding holding arm 118 and the position information regarding the target position. Rotate. The number of rotations of the drive gear 122 is set based on position information regarding the target position.

例えば、保持アーム１１８を１つ分移動させるために、駆動ギア１２２を４５°回転させるとする。この場合に、目標位置から１０個目の保持アーム１１８を目標位置に配置させるには、駆動ギア１２２を１回転と１／４（４５°×１０＝４５０°）だけ回せばよいことになる。 For example, it is assumed that the drive gear 122 is rotated by 45 ° in order to move the holding arm 118 by one. In this case, in order to arrange the tenth holding arm 118 from the target position, it is only necessary to rotate the drive gear 122 by one rotation and 1/4 (45 ° × 10 = 450 °).

また、図１３（Ａ）において、符号Ｌ２は、保持アーム１１８の中心線である。図１３（Ａ）では、目標位置を示す中心線Ｌ１と保持アーム１１８の中心線Ｌ２とが一致している。近接センサ１２５ａと１２５ｂとは、中心線Ｌ１を挟んで、間隔Ｄを隔てて等間隔に配置されている。間隔Ｄは、保持アーム１１８を目標位置に配置したときの位置ずれの許容範囲である。また、符号Ｅ３のエリアは、近接センサ１２５ａ及び１２５ｂの出力が共に検出判定となる範囲を示している。エリアＥ３の幅は、間隔Ｄである。 Further, in FIG. 13A, reference sign L <b> 2 is the center line of the holding arm 118. In FIG. 13A, the center line L1 indicating the target position and the center line L2 of the holding arm 118 coincide with each other. The proximity sensors 125a and 125b are arranged at equal intervals with a distance D across the center line L1. The interval D is an allowable range of displacement when the holding arm 118 is disposed at the target position. An area E3 indicates a range in which the outputs of the proximity sensors 125a and 125b are both detected. The width of the area E3 is the interval D.

保持アーム１１８を目標位置に配置した際に、図１３（Ａ）に示すように、保持アーム１１８がエリアＥ３（間隔Ｄ）の範囲内にあれば、近接センサ１２５ａ及び１２５ｂの出力は共に検出判定となる。コントローラ１２は、近接センサ１２５ａ及び１２５ｂの出力が共に検出判定となるときは、保持アーム１１８の位置ずれなし（許容範囲内）と判定する。 When the holding arm 118 is placed at the target position, as shown in FIG. 13A, if the holding arm 118 is within the area E3 (distance D), both the outputs of the proximity sensors 125a and 125b are detected and determined. It becomes. When both the outputs of the proximity sensors 125a and 125b are determined to be detected, the controller 12 determines that the holding arm 118 is not displaced (within an allowable range).

この場合は、メインマガジン８０ａ（８０ｂ）の保持アーム８４の位置に対して、サブマガジン１００の保持アーム１１８を適切な位置（許容範囲内）に配置することができる。このため、サブマガジン１００からメインマガジン８０ａ（８０ｂ）へ工具Ｔを正常に受け渡すことができる。 In this case, the holding arm 118 of the sub magazine 100 can be arranged at an appropriate position (within an allowable range) with respect to the position of the holding arm 84 of the main magazine 80a (80b). For this reason, the tool T can be normally transferred from the sub magazine 100 to the main magazine 80a (80b).

一方、保持アーム１１８を目標位置に配置した際に、図１３（Ｂ）に示すように、保持アーム１１８がエリアＥ３（間隔Ｄ）の範囲外にあれば、近接センサ１２５ａ又は１２５ｂのいずれか一方の出力のみが検出判定となる。コントローラ１２は、近接センサ１２５ａ及び１２５ｂの出力のうち一方のみが検出判定となるときは、保持アーム１１８の位置ずれ（許容範囲外）と判定する。図１３（Ｂ）では、近接センサ１２５ａの出力のみが検出判定となる例を示している。 On the other hand, when the holding arm 118 is located at the target position, as shown in FIG. 13B, if the holding arm 118 is outside the range of the area E3 (distance D), either the proximity sensor 125a or 125b is used. Only the output is detected. When only one of the outputs from the proximity sensors 125a and 125b is determined to be detected, the controller 12 determines that the holding arm 118 is misaligned (outside the allowable range). FIG. 13B shows an example in which only the output of the proximity sensor 125a is detected.

この場合は、メインマガジン８０ａ（８０ｂ）の保持アーム８４の位置に対して、サブマガジン１００の保持アーム１１８を適切な位置（許容範囲内）に配置することができない。このため、サブマガジン１００からメインマガジン８０ａ（８０ｂ）へ工具Ｔを正常に受け渡すことができなくなる。 In this case, the holding arm 118 of the sub magazine 100 cannot be arranged at an appropriate position (within an allowable range) with respect to the position of the holding arm 84 of the main magazine 80a (80b). For this reason, the tool T cannot be normally transferred from the sub magazine 100 to the main magazine 80a (80b).

上述したように、コントローラ１２は、保持アーム１１８を目標位置に配置した際に、近接センサ１２５ａ及び１２５ｂの出力が検出判定となるか否かを検出することにより、保持アーム１１８に位置ずれが生じているか否かを判定することができる。 As described above, the controller 12 detects whether or not the outputs of the proximity sensors 125a and 125b are detected when the holding arm 118 is placed at the target position, thereby causing a positional deviation in the holding arm 118. It can be determined whether or not.

次に、保持アーム１１８の位置補正を行う場合の動作手順を、図１４を参照しながら説明する。 Next, an operation procedure when the position of the holding arm 118 is corrected will be described with reference to FIG.

コントローラ１２は、図１４（Ａ）に示すように、保持アーム１１８に位置ずれが発生していた場合は、図１４（Ｂ）に示すように、近接センサ１２５ａ及び１２５ｂの出力がいずれも検出判定とならない位置（非検出位置）まで保持アーム１１８をＸ１方向に移動させる。コントローラ１２は、保持アーム１１８を図１４（Ｂ）の位置まで移動させたときに、駆動ギア１２２の回転角度θ０（ゼロ）を角度センサ１２３から取得する。コントローラ１２は、取得した回転角度θ０を内部のＲＡＭに記憶する。 As shown in FIG. 14A, the controller 12 detects and determines whether the outputs of the proximity sensors 125a and 125b are detected as shown in FIG. 14B when the holding arm 118 is displaced. The holding arm 118 is moved in the X1 direction to a position where it does not become (non-detection position). The controller 12 acquires the rotation angle θ0 (zero) of the drive gear 122 from the angle sensor 123 when the holding arm 118 is moved to the position of FIG. The controller 12 stores the acquired rotation angle θ0 in the internal RAM.

次に、コントローラ１２は、保持アーム１１８をＸ２方向に移動させる。そして、コントローラ１２は、図１４（Ｃ）に示すように、近接センサ１２５ａ及び１２５ｂの出力が共に検出判定となる位置（第１検出位置）に達したときに、駆動ギア１２２の回転角度を角度センサ１２３から取得する。コントローラ１２は、今回取得した回転角度と、先に取得した回転角度θ０との差分を求め、これを回転角度θ１（第１位置情報）として内部のＲＡＭに記憶する。 Next, the controller 12 moves the holding arm 118 in the X2 direction. Then, as shown in FIG. 14C, the controller 12 sets the rotation angle of the drive gear 122 to an angle when the outputs of the proximity sensors 125a and 125b reach a position (first detection position) where detection is determined. Obtained from the sensor 123. The controller 12 calculates a difference between the rotation angle acquired this time and the rotation angle θ0 acquired previously, and stores this difference in the internal RAM as the rotation angle θ1 (first position information).

次に、コントローラ１２は、保持アーム１１８を先ほどと同じＸ２方向に移動させる。そして、コントローラ１２は、図１４（Ｄ）に示すように、近接センサ１２５ａから検出判定が出力されない位置（第２検出位置）に達したときに、駆動ギア１２２の回転角度θ２（第２位置情報）を角度センサ１２３から取得する。コントローラ１２は、取得した回転角度θ２を内部のＲＡＭに記憶する。 Next, the controller 12 moves the holding arm 118 in the same X2 direction as before. Then, as shown in FIG. 14D, when the controller 12 reaches a position where the detection determination is not output from the proximity sensor 125a (second detection position), the rotation angle θ2 (second position information) of the drive gear 122 is reached. ) Is acquired from the angle sensor 123. The controller 12 stores the acquired rotation angle θ2 in the internal RAM.

次に、コントローラ１２は、ＲＡＭに記憶した回転角度θ１、θ２、及び近接センサ１２５ａと１２５ｂとの間隔Ｄに基づいて、下記の式（１）によりチェーン１１２の１リンクあたりの伸び量を算出する。
（θ２−θ１）×ｋ―（間隔Ｄ）・・・式（１）
ここで、ｋは、駆動ギア１２２の回転角度をチェーン１１２の移動方法の長さに変換するための係数である。 Next, the controller 12 calculates the elongation amount per link of the chain 112 by the following equation (1) based on the rotation angles θ1 and θ2 stored in the RAM and the distance D between the proximity sensors 125a and 125b. .
(Θ2−θ1) × k− (distance D) (1)
Here, k is a coefficient for converting the rotation angle of the drive gear 122 into the length of the movement method of the chain 112.

コントローラ１２は、この伸び量に基づいて、内部のＲＡＭに記憶している目標位置に関する位置情報を補正する。目標位置に関する位置情報を補正することにより、任意の保持アーム１１８を受け渡し位置に配置する際に、駆動ギア１２２の回転量が位置ずれの分だけ修正される。このため、保持アーム１１８を、目標位置に適切に配置することができる。 The controller 12 corrects the position information related to the target position stored in the internal RAM based on the extension amount. By correcting the position information related to the target position, when the arbitrary holding arm 118 is placed at the delivery position, the rotation amount of the drive gear 122 is corrected by the amount of positional deviation. For this reason, the holding arm 118 can be appropriately disposed at the target position.

次に、コントローラ１２において、保持アーム１１８の位置ずれ検出及び位置ずれ補正を行う場合の処理手順を、図１５を参照しながら説明する。このフローチャートの処理は、図示しない記憶装置に記憶された、位置ずれ検出／位置ずれ補正の制御プログラムに従って、コントローラ１２により実行される。また、このフローチャートの処理は、自動運転の動作中に実行される。 Next, a processing procedure in the case where the controller 12 detects the displacement of the holding arm 118 and corrects the displacement will be described with reference to FIG. The process of this flowchart is executed by the controller 12 in accordance with a misregistration detection / misalignment correction control program stored in a storage device (not shown). Moreover, the process of this flowchart is performed during the operation | movement of an automatic driving | operation.

まず、ステップＳＴ１０１において、コントローラ１２は、交換すべき工具Ｔを保持した保持アーム１１８を選択し、目標位置に配置する。 First, in step ST101, the controller 12 selects the holding arm 118 that holds the tool T to be replaced, and places it at the target position.

ステップＳＴ１０２において、コントローラ１２は、近接センサ１２５ａ及び１２５ｂの出力が共に検出判定となるか否かを判定する。コントローラ１２は、ステップＳＴ１０２の判定がＹＥＳであれば、保持アーム１１８の位置ずれなし（許容範囲内）と判定し、本フローチャートの処理を終了する。 In step ST102, the controller 12 determines whether or not the outputs of the proximity sensors 125a and 125b are both detected. If the determination in step ST102 is YES, the controller 12 determines that the holding arm 118 is not displaced (within an allowable range), and ends the process of this flowchart.

一方、コントローラ１２は、ステップＳＴ１０２の判定がＮＯであれば、保持アーム１１８の位置ずれ（許容範囲外）と判定し、ステップＳＴ１０３へ移行する。ステップＳＴ１０３において、コントローラ１２は、工具マガジン１１の動作を停止する。 On the other hand, if the determination in step ST102 is NO, the controller 12 determines that the holding arm 118 is displaced (outside the allowable range), and proceeds to step ST103. In step ST103, the controller 12 stops the operation of the tool magazine 11.

次に、ステップＳＴ１０４において、コントローラ１２は、先に図１４（Ａ）〜（Ｄ）を用いて説明した動作手順によりチェーン１１２の伸び量を算出する。続いて、ステップＳＴ１０５において、コントローラ１２は、ステップＳＴ１０４で算出したチェーン１１２の伸び量に基づいて、内部のＲＡＭに記憶している目標位置に関する位置情報を補正する。 Next, in step ST104, the controller 12 calculates the extension amount of the chain 112 by the operation procedure described above with reference to FIGS. Subsequently, in step ST105, the controller 12 corrects the position information regarding the target position stored in the internal RAM based on the amount of elongation of the chain 112 calculated in step ST104.

ステップＳＴ１０６において、コントローラ１２は、工具マガジン１１の動作を再開し、本フローチャートの処理を終了する。なお、コントローラ１２は、ステップＳＴ１０６からステップＳＴ１０１へ移行し、保持アーム１１８の位置ずれなし（許容範囲内）と判定されるまで、ステップＳＴ１０３〜ステップＳＴ１０５の処理を繰り返し実行するようにしてもよい。 In step ST106, the controller 12 resumes the operation of the tool magazine 11, and ends the processing of this flowchart. Note that the controller 12 may proceed from step ST106 to step ST101 and repeatedly execute the processing of step ST103 to step ST105 until it is determined that the holding arm 118 is not displaced (within an allowable range).

以上説明した本実施形態の位置検出システム２００によれば、以下のような効果を奏する。 According to the position detection system 200 of the present embodiment described above, the following effects can be obtained.

本実施形態の位置検出システム２００において、コントローラ１２は、保持アーム１１８を目標位置に配置した際に、近接センサ１２５ａ、１２５ｂの少なくとも一方の出力が検出判定でない場合には、保持アーム１１８の位置ずれ（許容範囲外）と判定する機能を備える。これによれば、近接センサ１２５ａ、１２５ｂにおいて、それぞれの検出エリアＥ１、Ｅ２の重なり部分、すなわち「ＡＮＤ部分」を利用して保持アーム１１８の位置が検出されるので、分解能の低い非接触式センサであっても、保持アーム１１８の位置ずれを高い精度で検出することができる。このように、本実施形態の位置検出システム２００によれば、近接センサ１２５ａ、１２５ｂのような安価な非接触式センサであっても、チェーン１１２の伸びを正確に検出することができる。 In the position detection system 200 of the present embodiment, when the controller 12 places the holding arm 118 at the target position, if the output of at least one of the proximity sensors 125a and 125b is not a detection determination, the position of the holding arm 118 is shifted. A function for determining (outside the allowable range) is provided. According to this, in the proximity sensors 125a and 125b, the position of the holding arm 118 is detected by using the overlapping portions of the respective detection areas E1 and E2, that is, the “AND portion”. Even so, the displacement of the holding arm 118 can be detected with high accuracy. As described above, according to the position detection system 200 of the present embodiment, the extension of the chain 112 can be accurately detected even with an inexpensive non-contact sensor such as the proximity sensors 125a and 125b.

また、本実施形態の位置検出システム２００において、コントローラ１２は、保持アーム１１８の位置ずれを検出した場合に、保持アーム１１８の位置ずれ量、すなわちチェーン１１２の伸び量を算出し、この伸び量に基づいて、目標位置に関する位置情報を補正する機能を備える。これによれば、チェーン１１２に伸びが生じた場合でも、チェーン１１２の張力調整を行う必要がないので、高価なチェーンテンショナー（テンション保持装置）が不要となる。このため、コストの増加を抑えることができる。また、チェーンテンショナーによりチェーン１１２の張力調整を行う場合に比べて、工作機械１０の停止時間を短縮することができる。このため、生産効率の低下を最小限に抑えることができる。 Further, in the position detection system 200 of the present embodiment, when the controller 12 detects the positional deviation of the holding arm 118, the controller 12 calculates the positional deviation amount of the holding arm 118, that is, the extension amount of the chain 112, and calculates the elongation amount. Based on this, a function for correcting position information related to the target position is provided. According to this, even when elongation occurs in the chain 112, it is not necessary to adjust the tension of the chain 112, so that an expensive chain tensioner (tension holding device) becomes unnecessary. For this reason, the increase in cost can be suppressed. Moreover, the stop time of the machine tool 10 can be shortened compared with the case where the tension of the chain 112 is adjusted by the chain tensioner. For this reason, a decrease in production efficiency can be minimized.

以上、本発明に係る位置検出方法及び工作機械の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。 Although the embodiments of the position detection method and the machine tool according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various forms.

例えば、本実施形態では、工具ポット１２６の位置ずれ検出及び位置ずれ補正を、保持アーム１１８の位置ずれ検出及び位置ずれ補正として説明した。しかしながら、これに限らず、チェーン１１２と連結され、近接センサ１２５ａ、１２５ｂの検出エリアを設置することができる部材であれば、その部材を用いて位置ずれを検出することができる。 For example, in the present embodiment, the positional deviation detection and positional deviation correction of the tool pot 126 has been described as the positional deviation detection and positional deviation correction of the holding arm 118. However, the present invention is not limited to this, and any positional displacement can be detected by using any member that can be connected to the chain 112 and can set the detection areas of the proximity sensors 125a and 125b.

また、本実施形態では、工作機械において、略矩形状に循環駆動されるチェーンの伸び量を検出する例について示した。しかしながら、これに限らず、輸送機器や動力伝達機構に用いられるチェーンの伸び量を検出する場合にも適用することができる。 Moreover, in this embodiment, the example which detects the elongation amount of the chain cyclically driven by the substantially rectangular shape was shown in the machine tool. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to the case of detecting the amount of chain elongation used in transportation equipment and power transmission mechanisms.

１０：工作機械
１１：工具マガジン
１２：コントローラ
８０ａ、８０ｂ：メインマガジン
８４：保持アーム
１００：サブマガジン
１１２：チェーン
１１８：保持アーム
１２０：モータ
１２２：駆動ギア
１２３：角度センサ
１２５ａ、１２５ｂ：近接センサ
１２６：工具ポット
１４０：工具受渡機構
２００：位置検出システム 10: Machine tool 11: Tool magazine 12: Controller 80a, 80b: Main magazine 84: Holding arm 100: Sub magazine 112: Chain 118: Holding arm 120: Motor 122: Drive gear 123: Angle sensor 125a, 125b: Proximity sensor 126 : Tool pot 140: Tool delivery mechanism 200: Position detection system

Claims

A position detection method for detecting a displacement of the object from the target position by a non-contact sensor when the object is arranged at a target position,
Obtaining position information relating to the target position;
Moving the object along an alignment direction of two non-contact sensors arranged at a predetermined interval at the target position;
A step of determining a displacement of the object at the target position when at least one output of the two non-contact sensors is not a detection determination when the object is disposed at the target position;
Only including, moving the object in the determining step to the case where it is determined that the position deviation of the object, not further wherein the output of the two non-contact sensor is one with detection determination non-detection position in the target position A process of
The object is moved from the non-detection position to a first detection position where the outputs of the two non-contact sensors are both detected, and first position information of the object at the first detection position is acquired. Process,
The object is moved in the same direction from the first detection position to a second detection position where only one of the outputs of the two non-contact sensors is detected, and the object at the second detection position is moved in the same direction. 2 acquiring position information;
Calculating a displacement amount of the object from the target position based on the first position information, the second position information, and an interval between the two non-contact sensors;
Correcting position information related to the target position based on the amount of displacement;
A position detection method including:

A machine tool having a function of detecting a positional shift when an object is placed at a target position based on the position detection method according to claim 1 .