JP6736040B1

JP6736040B1 - 工具マガジン

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Publication number: JP6736040B1
Application number: JP2019565044A
Authority: JP
Inventors: 淳吾大恵; 大典小倉; 健吾長畑; 寛之藤本
Original assignee: Mori Machinery Corp
Current assignee: Mori Machinery Corp
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2020-08-05
Anticipated expiration: 2039-09-30
Also published as: CN114173988A; WO2021064813A1; JPWO2021064813A1; EP4039407A4; US20220250199A1; EP4039407A1; CN114173988B

Abstract

多数の工具４を小さな設置面積で保管でき、目的の工具４を素早く取り出せる要求を満たしつつ、工具４が脱落しない工具ラック２を実現しつつ、工具４から刃部42が落下しないようにしたり、保管された工具４の刃部42が確認しやすくするため、工具ラック２は、刃部42を上向きに起立させた工具４のホルダ41を上方から嵌合させるグリッパ21を有し、グリッパ21は、マガジンアーム34による工具４の接近離反方向に開口212を有する環状の内周縁211を有し、内周縁211の両端に配置された一対の掛合部213がホルダ41の水平断面の半周より離れており、マガジンアーム34は、刃部42を上向きに起立させた工具４のホルダ41を水平方向から把持させるハンド341を有し、ハンド341をグリッパ21に接近離反させ接近離反手段と、ハンド341を昇降させる昇降手段とを有する工具マガジン１を開発した。

Description

本発明は、工作機械に用いられる工具を、刃部を上向きに起立させて保管する工具マガジンに関する。

工具マガジンは、多数の工具を小さな設置面積で保管でき、目的の工具を素早く取り出せることが望まれる。特許文献１は、工具を懸垂保持しながら旋回動作するマガジンアームと、マガジンアームにより移動する工具の円弧軌跡上に設けた工具ラック（グリッパ板）とを備えて構成され、工具ラックが備えるグリッパを、移動する工具の円弧軌跡の接線方向に開口させた工具マガジンを開示する（特許文献１・［請求項１］）。グリッパは、少なくとも一方の先端部に片持ち支持の板バネを設ける（特許文献１・［請求項６］［請求項７］）。

特許文献１が開示する工具マガジンは、マガジンアームの旋回動作だけでグリッパに工具を受け渡しできるのでマガジンアームの制御が容易になったり、旋回動作するマガジンアームを挟んでグリッパを配置できるので工具マガジンの幅方向の寸法を最小にできたり、工具ラックの高さや間隔を調整することにより限られたラック領域の空間を有効に活用できたり、工具の把持部の形状を変えるだけで、様々な仕様の工具に対応させることができたりする（特許文献１・［0011］）。

特許5658850号公報

特許文献１が開示する工具マガジンは、マガジンアームの旋回動作により、同一面内で工具を円弧状に移動させ、ホルダのフランジに設けた円環状のＶ溝を、グリッパの内周縁に掛合させる（特許文献１・［0014］〜［0019］）。グリッパは、ホルダのＶ溝の直径以上の開口を有し、先端部に設けた板バネを弾性変形させて工具が押し込まれると、ホルダのフランジに板バネを掛合させ、工具の脱落を防止する。グリッパがホルダのＶ溝の直径以上の開口を有する構造は、脱落防止用の板バネが破損したり、板バネを弾性変形させる程度の振動が加わったりした場合、工具が工具ラックから脱落する問題を招く。

また、特許文献１が開示する工具マガジンは、工作機械（加工装置）に隣接させ、直接工作機械へ工具を受け渡する前提から、マガジンアーム及び工具ラックにおいて、工具を倒立させて懸垂保持している（特許文献１・［0015］）。しかし、工具の保管だけに着目した場合、工具を倒立させる必要はない。そして、工具の保管だけに着目した場合、倒立させた工具は、刃部がホルダから落下する危険があるほか、刃部が下向きとなり、刃部が確認しづらい問題がある。

このように、特許文献１が開示する工具マガジンは、工具ラックから工具の脱落する虞があるほか、倒立させた工具から刃部が落下する危険があったり、保管された工具の刃部が確認しずらかったりする問題があった。そこで、多数の工具を小さな設置面積で保管でき、目的の工具を素早く取り出せる要求を満たしつつ、工具が脱落しない工具ラックを実現しつつ、工具から刃部が落下しないようにしたり、保管された工具の刃部が確認しやすくなる工具マガジンを開発するため、検討した。

検討の結果開発したものが、円錐状のホルダに刃部を装着した工具を保持させる工具ラックと、工具を工具ラックに受け渡しさせるマガジンアームとを備えた工具マガジンにおいて、工具ラックは、刃部を上向きに起立させた工具のホルダを上方から嵌合させるグリッパを有し、グリッパは、マガジンアームによる工具の水平な接近離反方向に開口を有する環状の内周縁を有し、内周縁の両端に配置された一対の掛合部がホルダの水平断面の半周より離れており、マガジンアームは、刃部を上向きに起立させた工具のホルダを水平方向から把持させるハンドを有し、ハンドをグリッパに水平方向から接近離反させる接近離反手段と、ハンドを昇降させる昇降手段とを有することを特徴とする工具マガジンである。

グリッパの内周縁は、マガジンアームによる工具の接近離反方向に開口を有する平面視円弧状又は多角形状の環状である。掛合部は、ホルダの円錐側面に接触する部位で、内周縁自体、又は内周縁に取り付けた接触部である。内周縁の両端に配置された一対の掛合部は、開口を挟む内周縁の両端、又は両端に配置された接触部である。平面視円弧状の内周縁は、全周を連続又は断続してホルダに接触させたり、周方向へ断続的に並べた接触部をホルダに接触させたりする。平面視多角形状の内周縁は、多角形を形成する辺の一部を断続してホルダに接触させたり、辺の一部に取り付けた接触部を断続してホルダに接触させたりする。

マガジンアームの接近離反手段は、ハンドを直線運動又は円弧運動させてグリッパに水平方向から接近離反させる。接近離反手段は、従来公知の各種手段、例えばサーボモータの回転動力を直線運動に転換するラックピニオン機構が利用できる。マガジンアームの昇降手段は、ハンドを直線運動させて昇降させる。工具を把持したハンドがグリッパ上にあれば、ハンドを下降させると工具をグリッパに上方から嵌合させ、ハンドを上昇させると工具をグリッパから上方へ取り出せる。昇降手段は、従来公知の各種手段、例えばサーボモータの回転動力により周回するタイミングベルト機構が利用できる。

本発明の工具マガジンは、刃部を上向きに起立させた工具をマガジンアームでグリッパの直上まで移動させ、その後下降させて工具のホルダをグリッパに嵌合させる。起立させた工具のホルダは、下向きに窄む円錐形状をしているため、上方から嵌合させたグリッパに上方から掛合する。グリッパは、内周縁の両端に配置された一対の掛合部がホルダの水平断面の半周より離れているので、ホルダを上方から嵌合させた工具を脱落させない。また、グリッパが有する環状の内周縁は、マガジンアームによる工具の水平な接近離反方向が開口されているので、マガジンアームは、工具を少し持ち上げればホルダが開口を通過させ、工具をグリッパ上まで移動させることができる。

工具ラックは、互いのグリッパの開口を対向させ、前記マガジンアームを挟んで一対配置され、マガジンアームは、ハンドを工具ラックそれぞれのグリッパに向けて旋回させる旋回手段を有するとよい。マガジンアームは、旋回手段により旋回して、開口を対向させて一対配置された工具ラックのいずれかのグリッパにハンドを向け、その後接近離反手段で工具を把持したハンドをグリッパ上へ移動させ、昇降手段によりハンドを下降させてグリッパに工具を嵌合させる。旋回手段は、従来公知の各種手段、例えばサーボモータの回転動力に従って旋回する旋回機構が利用できる。

また、工具ラックは、開口の向きを揃えたグリッパを複数有し、マガジンアームは、ハンドをグリッパの並び方向に移動させる移動手段を有するとよい。工具ラックが有するグリッパの数は自由である。マガジンアームは、移動手段によりグリッパの並び方向に移動し、その後接近離反手段で工具を把持したハンドをグリッパ上へ移動させ、昇降手段によりハンドを下降させてグリッパに工具を嵌合させる。移動手段は、従来公知の各種手段、例えばサーボモータの回転動力により周回するタイミングベルト機構が利用できる。

更に、工具ラックは、グリッパの開口の向きを揃え、水平方向に複数配置され、マガジンアームは、ハンドを工具ラックの配置方向に移動させる移動手段を有するとよい。水平方向に配置される工具ラックの数は自由である。また、各工具ラックは、上下方向の高さが異なってもよいが、グリッパの高さが揃うとよい。マガジンアームは、移動手段により工具ラックの並び方向に移動し、その後接近離反手段で工具を把持したハンドをグリッパ上へ移動させ、昇降手段によりハンドを下降させてグリッパに工具を嵌合させる。移動手段は、従来公知の各種手段、例えばサーボモータの回転動力により周回するタイミングベルト機構が利用できる。

同様に、工具ラックは、グリッパの開口の向きを揃え、間隔を開けて上下方向に複数配置され、マガジンアームは、ハンドを工具ラックの配置方向に昇降させる昇降手段を有するとよい。上下方向に配置される工具ラックの数は自由である。また、各工具ラックは、グリッパの水平位置が異なってもよいが、グリッパの中心が揃うとよい。マガジンアームは、昇降手段により工具ラックの並び方向に昇降し、その後接近離反手段で工具を把持したハンドをグリッパ上へ移動させ、昇降手段によりハンドを下降させてグリッパに工具を嵌合させる。昇降手段は、従来公知の各種手段、例えばサーボモータの回転動力により周回するタイミングベルト機構が利用できる。

工具ラックは、グリッパの内径が異なる複数種類あってもよい。この場合、工具ラックは、内径の異なるグリッパ毎にまとめた構成でもよいし、内径の異なるグリッパが混在する構成でもよい。また、工具ラックは、交換自在であるとよい。この場合、工具ラックは、互いを交換自在とするため、外形寸法や位置固定手段を同じにし、グリッパの開口の向きを揃えておくとよい。また、各工具ラックが複数のグリッパを有する場合、複数のグリッパの開口の向きは揃えておくとよい。

本発明の工具マガジンは、刃部を上向きに起立させた工具のホルダを工具ラックのグリッパに上方から嵌合させるため、円錐状のホルダの外径の大きな部分がグリッパに上方から掛合して工具を落下させる虞がない。そして、グリッパは、マガジンアームによる工具の水平な接近離反方向に開口を有するものの、内周縁の両端に配置された一対の掛合部がホルダの水平断面の半周より離れているので、工具がグリッパから水平方向へ逸脱する虞もない。こうして、本発明の工具マガジンは、工具を工具ラックから脱落させない。

また、本発明の工具マガジンは、刃部を上向きに起立させた工具をマガジンアームで移動させ、そのまま工具ラックに保管することから、移動及び保管にわたって、上方からホルダに装着された工具の刃部を落下させない。そして、刃部を上向きにして工具ラックに保管された工具は、刃部を確認しやすく、例えば工具ラック及びマガジンアームが収納された筐体の窓から工具を識別しやすい利便性をもたらす。また、刃部を上向きに起立させて移動される工具は、マガジンアームを利用して、工具マガジンと工具プリセッタとの受け渡しを可能とし、工具プリセッタによる工具の自動測定を実現する。

本発明の工具マガジンは、マガジンアームに昇降手段、旋回手段、そして移動手段を設けることにより、複数のグリッパを有する工具ラックを水平方向及び上下方向に並べ、更にマガジンアームを挟んで工具ラックを配置して、工具の保管数を増やすことができる。これは、小さな設置面積に工具を効率よく保管できることを意味し、結果として工具を素早く取り出せるようにする。こうして、本発明の工具マガジンは、多数の工具を小さな設置面積で保管でき、また目的の工具を素早く取り出せる要求を満たすことができる。

本発明を適用した工具マガジンの一例の外観を表す斜視図である。上面、左側面及び正面の外装板を取り除いた本例の工具マガジンの斜視図である。マガジンアームを備えた搬送機構の主要部を抜粋して表す斜視図である。円環状の連続する内周面を備えた工具ラックを上方から見た斜視図である。円環状の連続する内周面を備えた工具ラックを下方から見た斜視図である。円環状の断続的な内周面を備えた工具ラックを上方から見た斜視図である。円環状の断続的な内周面を備えた工具ラックを下方から見た斜視図である。六角形の断続的な内周面を備えた工具ラックを上方から見た斜視図である。六角形の断続的な内周面を備えた工具ラックを下方から見た斜視図である。収納する工具を受け渡し用ラックに並べた状態を、上面、左側面及び正面の外装板を除いて表す本例の工具マガジンの正面図である。図10中A-A断面図である。収納する工具を搬送機構により搬送している状態を、上面、左側面及び正面の外装板を除いて表す本例の工具マガジンの正面図である。図12中B-B断面図である。収納する工具を搬送機構により搬送している状態を、上面、左側面及び正面の外装板を除いて表す本例の工具マガジンの平面図である。収納する工具を搬送機構によりグリッパ直上へ移動させた状態を、上面、左側面及び正面の外装板を除いて表すB-B相当断面図である。収納する工具を搬送機構によりグリッパ直上へ移動させた状態を、上面、左側面及び正面の外装板を除いて表す本例の工具マガジンの平面図である。収納する工具を搬送機構により下降させてグリッパに嵌合させた状態を、上面、左側面及び正面の外装板を除いて表す本例の工具マガジンの正面図である。収納する工具を搬送機構により下降させてグリッパに嵌合させた状態を、上面、左側面及び正面の外装板を除いて表すB-B相当断面図である。収納する工具を搬送機構により下降させてグリッパに嵌合させた状態を、上面、左側面及び正面の外装板を除いて表す本例の工具マガジンの平面図である。収納した工具からマガジンアームを後退させた状態を、上面、左側面及び正面の外装板を除いて表すB-B相当断面図である。収納した工具からマガジンアームを後退させた状態を、上面、左側面及び正面の外装板を除いて表す本例の工具マガジンの平面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。本発明の工具マガジン１は、例えば図１及び図２に見られるように、多数の外装板11に囲まれた直方体の筐体内に、多数の工具ラック２とマガジンアーム34の搬送機構３とを配置して構成される。本例の工具マガジン１は、外装板11に囲まれた筐体を、仕切り用開閉扉123を備えた仕切り122で左右に区切り、右方の区画を工具保管空間（図１及び図２中右奥側）、左方の区画を工具測定空間（図１及び図２中左手前側）として、プリセッタ13を配置している。

外装板11は、工具保管空間を外界から遮断し、内部に埃や粉塵の侵入を防ぐ。右方の区画を工具保管空間は、工具４（後継図10以降参照）を受け渡しする開口を開閉するマガジン側扉111を左端に、搬送機構３を点検する際に開閉するメンテナンス用扉113を右端に設けている。また、工具測定空間は、プリセッタ13と工具を受け渡しする開口を開閉するプリセッタ側扉112を設けている。正面側の外装板11やマガジン側扉111、プリセッタ側扉112、メンテナンス用扉113は、内部を覗くための覗き窓114を有する。覗き窓114の形状、個数や配置は自由である。本例の覗き窓114は、工具ラック２に沿って、工具ラック２の上面側が覗ける位置、大きさの長方形状である。

外装板11やマガジン側扉111、プリセッタ側扉112、メンテナンス用扉113は、矩形に組まれたフレーム12に、着脱自在に取り付けられる。フレーム12は、ベース121に立設された柱に桁及び梁を掛け渡して構成される。仕切り122は、ベース121、柱及び梁に囲まれて支持される。工具ラック２は、フレーム12の隣り合う柱に渡って架設し、固定される。搬送機構３は、背面側のフレーム12に沿って左右に架設した上下の移動用レール31に支持される。プリセッタ13は、ベース121に載せて固定される。

搬送機構３は、マガジンアーム34を左右方向に移動させる移動手段、マガジンアーム34を上下方向に昇降させる昇降手段、マガジンアーム34を水平面内で旋回させる旋回手段、そしてマガジンアーム34のハンド341を工具ラック２に向けて水平方向から接近離反させる接近離反手段とから構成される。本例の搬送機構３は、移動手段により昇降手段、旋回手段及び接近離反手段を一体に移動させ、昇降手段により旋回手段及び接近離反手段を一体に昇降させ、接近離反手段により旋回手段を接近離反させる。

マガジンアーム34の移動手段は、上下の移動用レール31それぞれに、摺動自在な移動用ブロック311を取り付け、移動用レール31に沿って掛け渡した移動用タイミングベルト312を移動用ブロック311に接続して構成される。上下の移動用ブロック311は、移動用サーボモータ313により移動用タイミングベルト312を周回させることにより、左右方向に移動する。移動用サーボモータ313は、ベース121に固定され、下の移動用タイミングベルト312には直接、上の移動用タイミングベルト312には伝達シャフト314を介して回転動力を伝達する。

マガジンアーム34の昇降手段は、上下の移動用ブロック311を垂直に結ぶ昇降用レール32に、摺動自在な昇降用ブロック321を取り付け、昇降用レール32に沿って掛け渡した昇降用タイミングベルト322を昇降用ブロック321に接続して構成される。昇降用ブロック321は、昇降用サーボモータ323により昇降用タイミングベルト322を周回させることにより、上下方向に昇降する。昇降用サーボモータ323は、上の移動用ブロック311に支持され、昇降用タイミングベルト322には直接回転動力を伝達する。昇降用ブロック321は、前後方向に延びるスライダ324を設けている。

マガジンアーム34の接近離反手段は、図３に見られるように、昇降用ブロック321に支持され、前後方向に移動自在な接近離反用ブロック33から構成される。接近離反用ブロック33は、内蔵させた接近離反用サーボモータ（図示略）により正逆回転するピニオン（図示略）と、昇降用ブロック321に設けたラック（図示略）とからなるラック及びピニオン機構により、昇降用ブロック321に設けたスライダ324に沿って前後方向に移動する。マガジンアーム34の旋回手段は、接近離反用ブロック33に内蔵させた旋回用サーボモータ（図示略）である。

マガジンアーム34は、旋回手段である旋回用サーボモータの旋回軸を中心に180度方向に延び、一端にホルダ41の小さな工具（例えば＃40）４を掴むハンド341、他端にホルダ41の大きな工具（例えば＃50）４を掴むハンド341を有する。ハンド341は、工具４の種類に応じて、マガジンアーム34を増やし、３個以上設けてもよい。ハンド341は、開閉自在な一対のレバーから構成される。レバーは、掴む工具４に仕様に応じて適宜変更する。ハンド341は、レバーを閉じると、工具４のホルダ41が備えるフランジ411のＶ溝412に噛み合わせて工具４を把持し、レバーを開くと、工具４のホルダ41が備えるフランジ411のＶ溝412からレバーを離して工具４を解放する。

搬送機構３は、工具マガジン１のマガジン用扉111及びプリセッタ用扉112の間に取り付けられた操作部14から制御する。操作部14は、表示部（ディスプレイ）、制御部（コンピュータ）、入力部（キーボード）から構成され、これらが一体に自在アーム141を介して工具マガジン１に支持され、表示部及び入力部の向きや高さを自由に変更できる。本例の操作部14は、搬送機構３及びプリセッタ13を操作して、マガジン用扉111から入れた工具４を、プリセッタ13で形状測定してから工具ラック２に保管させたり、プリセッタ13を操作して、プリセッタ用扉112から入れた工具４を形状測定だけしたりする。

工具ラック２は、開口212,222の向きを揃えたグリッパ21,22を長手方向に複数有する（図４〜図９参照）。工具ラック２は、グリッパ21,22の並び方向をマガジンアーム34の移動方向（左右方向）に揃えた向きで３体又は４体並べ、工具マガジン１の正面側に３段（最下段及び中断が３体、最上段が４体）、背面側に３段（各段がすべて４体）、それぞれグリッパ21,22を対向させて配置してフレーム12に固定している。本例は、３種類の工具ラック２を用いており、各段ごとに種類を変えている。

最下段の工具グリッパは、図４及び図５に見られるように、円環状のグリッパ21を並べた構成である。円環状のグリッパ21は、上面周縁より下面周縁が短いテーパ状の連続内周縁211を有する。連続内周縁211は、ホルダ41の円錐状側面に、周方向に連続して接面する。また、円環状のグリッパ21は、工具４が有するホルダ41のフランジ直下411の直径より狭い開口212を連続内周縁211に設けている（後掲図14参照）。掛合部213は、ホルダ41の水平断面の半周より離れて、開口212を挟む連続内周縁211の端にある角部（接触部）である。

中段の工具グリッパは、図６及び図７に見られるように、円環状のグリッパ21を並べた構成である。円環状のグリッパ21は、上面周縁より下面周縁が短いテーパ状の断続内周縁214を有する。断続内周縁214は、ホルダ41の円錐状側面に、周方向に断続して接面する。また、円環状のグリッパ21は、工具４が有するホルダ41のフランジ直下411の直径より狭い開口212を断続内周縁214に設けている（後掲図14参照）。掛合部213は、ホルダ41の水平断面の半周より離れて、開口212を挟む断続内周縁214の端にある角部（接触部）である。

最上段の工具グリッパは、図８及び図９に見られるように、六角形状のグリッパ22を並べた構成である。六角形状のグリッパ22は、上面周縁より下面周縁が短いテーパ状の断続内周縁221を有する。断続内周縁221は、ホルダ41の円錐状側面に、周方向に断続して辺の中間のみが接面する。また、六角形状のグリッパ22は、工具４が有するホルダ41のフランジ直下411の直径より狭い開口212を断続内周縁221に設けている（後掲図14参照）。掛合部223は、ホルダ41の水平断面の半周より離れて、開口212を挟む断続内周縁221の端にある角部（接触部）である。

本例の工具マガジン１は、工具ラック２と同仕様である円環状のグリッパ151を有する受け渡し用ラック15を、マガジン側扉111内側のフレーム12に設けている。本例の受け渡し用ラック15は、ホルダ41の大きな工具４を保持するグリッパ151と、ホルダ41の小さな工具４を保持するグリッパ151とを、３個ずつ有する。また、受け渡し用ラック15は、ホルダ41の小さな工具４をプリセッタ 13で形状測定する際に使用するアダプタ（図示略）も保管する。

本例の工具マガジン１の利用方法について、工具４の保管を例にして説明する。まず、工具４は、図10及び図11に見られるように、マガジン側扉111を開いて、受け渡し用ラック15のグリッパ151に、刃部42を上向きに起立させた姿勢でホルダ41を上方から嵌合させ、プルスタッド413を下方に突出させた状態で保持させる。工具４は、プリセッタ13での形状測定を考慮し、ホルダ41の水平方向の向きを特定の向きに揃えてグリッパ151に保持させる。操作部14は、マガジン側扉111を閉じた後に起動させると、グリッパ151毎に配置させたセンサ（図示略）により、ホルダ41に付された識別情報（例えば二次元バーコード）を読み取らせ、識別情報が読み取れたセンサの対応するグリッパ151に工具４が保持されていることと工具４の大きさとを自動認識して、搬送機構３による工具14の搬送を開始させる。

マガジンアーム34は、移動手段及び昇降手段により受け渡し用ラック15まで移動させ、旋回手段により工具４の大きさに合わせたハンド341を受け渡し用ラック15に向けて旋回させ、接近離反手段により前進させてハンド341をホルダ41のフランジ411のＶ溝412に差し込み、ハンド341を閉じて工具４を把持する。そして、マガジンアーム34は、昇降手段により少しだけ持ち上げ、接近離反手段により後退させて受け渡し用ラック15から工具４を、刃部42を上向きに起立させた姿勢のまま取り出す。

工具４をプリセッタ13で形状測定する場合、マガジンアーム34は、旋回手段によりハンド341をプリセッタ13のある左方に向けて旋回させ、移動手段及び昇降手段により、開いた仕切り用開閉扉123を通じて工具４をプリセッタ13に運ぶ。工具４のホルダ41が小さい場合、先行してアダプタをプリセッタ13に運ぶ。プリセッタ 13で測定された工具４の刃部42の形状データは、工具ラック２に保管される工具４と関連づけられて、データベースに登録、管理され、例えば工具４を使用する工作機械に利用される。

マガジンアーム34は、プリセッタ13で形状測定を終えた工具４や受け渡し用ラック15から取り出した工具４を、旋回手段により例えば正面側に向けた後、図12〜図14に見られるように、移動手段及び昇降手段により、保管する工具ラック２（本例は正面側の最上段の工具ラック２）の特定のグリッパ22近傍にまで搬送する。このとき、工具４は、工具ラック２のグリッパ22に対して若干高い位置にあり、工具ラック２の上面と同じ高さでのホルダ41の直径WLは、ホルダ41の水平断面の半周より離れた一対の掛合部223に挟まれたグリッパ22の開口222の幅Dより小さくなっている（図14中拡大部分参照）。

工具４を特定のグリッパ22近傍まで搬送させたマガジンアーム34は、図15及び図16に見られるように、接近離反手段により工具４を工具ラック２に向けて前進させ、グリッパ22の中心と工具４の中心とを一致させる。工具４は、グリッパ22に対して若干高い位置を保ったままだから、グリッパ22の断続内周縁221は、ホルダ41の円錐状側面に接面していない（図16中拡大図分参照）。この段階の工具４は、依然としてマガジンアーム34のハンド341により、刃部42を上向きに起立させた姿勢のまま把持されている。

グリッパ22の中心と工具４の中心とを一致させたマガジンアーム34は、図17〜図19に見られるように、昇降手段により下降させ、グリッパ22の断続内周縁221にホルダ41の円錐状側面を接面させる。このとき、工具ラック２の上面と同じ高さでのホルダ41の直径WHは、ホルダ41の水平断面の半周より離れた一対の掛合部223に挟まれたグリッパ22の開口222の幅Dより大きくなっている（図19中拡大図分参照）。このため、工具４は、ホルダ41をグリッパ22に上方から嵌合させた状態にあり、一対の掛合部223がホルダ41に掛合して、ホルダ41の逸脱が防止されている。

こうして工具ラック２のグリッパ22にホルダ41を嵌合させた後、マガジンアーム34は、図20及び図21に見られるように、ハンド341を開いて接近離反手段により後退し、工具４を解放する。工具４は、刃部42を上向きに起立させた姿勢で、工具ラック２のグリッパ22に嵌合し、ホルダ41を掛合部223に掛合させて保持されているので、落下しない。本例の工具マガジン１は、工具ラック２に沿って覗き窓114が設けられているので、刃部42を上向きに起立させた姿勢の工具４の刃部42が、外部から視認しやすくなっている。

工具４の取り出しは、上述までの工具４の保管の手順の逆である。マガジンアーム34は、接近離反手段により前進させてハンド341で工具４を把持した後、昇降手段により掛合部223にホルダ41が引っかからない高さまで上昇させてから、接近離反手段により後退させて工具４をグリッパ22から遠ざけ、移動手段及び昇降手段により受け渡し用ラック15まで工具４を搬送させた後、受け渡し用ラック15のグリッパ151に工具４を嵌合、保持させる。こうして、受け渡し用ラック15まで搬送を終えた工具４は、マガジン側扉111を開いて取り出す。

本発明の工具マガジン１は、工具４の保管及び取り出しの間、刃部42を上向きに起立させた姿勢を保ち、刃部42を落下させない。また、工具ラック２のグリッパ22に保持させた工具４は、掛合部223がホルダ41に掛合し、グリッパ22から逸脱させない。そして、工具ラック２のグリッパ22に保持させた工具４は、覗き窓114を通して上向きの刃部42が視認しやすく、外部から保管の有無や状態を観察できる。このほか、刃部42を上向きに起立させた姿勢の工具４は、プリセッタ13にそのままの受け渡すことができ、工具マガジン１とプリセッタ13とを連携させる利便性をもたらす。

工具ラック２のグリッパ22に工具４を保管及び取り出しに必要なマガジンアーム34の動きは、工具ラック２に対する工具４の若干の昇降及び接近離反だけである。このため、工具ラック２は、グリッパ21,22を複数有する構成で、マガジンアーム34を挟んだ一対の位置関係に、水平方向及び上下方向に複数配置できる。これは、工具マガジン１として、多数の工具を小さな設置面積で保管可能にする。また、工具ラック２に工具４を保管又は取り出すためのマガジンアーム34の動きが小さいので、目的の工具４を素早く取り出せる要求が満たせる。

１工具マガジン
11 外装板
111 マガジン側扉
112 プリセッタ側扉
113 メンテナンス用扉
114 覗き窓
12 フレーム
121 ベース
122 仕切り
123 仕切り用開閉扉
13 プリセッタ
14 操作部
141 自在アーム
15 受け渡し用ラック
151 円環状のグリッパ
２工具ラック
21 円環状のグリッパ
211 連続内周縁
212 開口
213 掛合部
214 断続内周縁
22 六角形状のグリッパ
221 断続内周縁
222 開口
223 掛合部
３搬送機構
31 移動用レール
311 移動用ブロック
312 移動用タイミングベルト
313 移動用サーボモータ
314 伝達シャフト
32 昇降用レール
321 昇降用ブロック
322 昇降用タイミングベルト
323 昇降用サーボモータ
324 スライダ
33 接近離反用ブロック
34 マガジンアーム
341 ハンド
４工具
41 ホルダ
411 フランジ
412 Ｖ溝
413 プルスタッド
42 刃部

Claims

円錐状のホルダに刃部を装着した工具を保持させる工具ラックと、工具を工具ラックに受け渡しさせるマガジンアームとを備えた工具マガジンにおいて、
工具ラックは、刃部を上向きに起立させた工具のホルダを上方から嵌合させるグリッパを有し、
グリッパは、マガジンアームによる工具の水平な接近離反方向に開口を有する環状の内周縁を有し、内周縁の両端に配置された一対の掛合部がホルダの水平断面の半周より離れており、
マガジンアームは、刃部を上向きに起立させた工具のホルダを水平方向から把持させるハンドを有し、ハンドをグリッパに水平方向から接近離反させる接近離反手段と、ハンドを昇降させる昇降手段とを有することを特徴とする工具マガジン。
工具ラックは、互いのグリッパの開口を対向させ、前記マガジンアームを挟んで一対配置され、
マガジンアームは、ハンドを工具ラックそれぞれのグリッパに向けて旋回させる旋回手段を有する請求項１記載の工具マガジン。
工具ラックは、開口の向きを揃えたグリッパを複数有し、
マガジンアームは、ハンドをグリッパの並び方向に移動させる移動手段を有する請求項１又は２いずれか記載の工具マガジン。
工具ラックは、グリッパの開口の向きを揃え、水平方向に複数配置され、
マガジンアームは、ハンドを工具ラックの配置方向に移動させる移動手段を有する請求項１〜３いずれか記載の工具マガジン。
工具ラックは、グリッパの開口の向きを揃え、間隔を開けて上下方向に複数配置され、
マガジンアームは、ハンドを工具ラックの配置方向に昇降させる昇降手段を有する請求項１〜４いずれか記載の工具マガジン。