JPH01159148A - 自動工具交換装置 - Google Patents
自動工具交換装置Info
- Publication number
- JPH01159148A JPH01159148A JP31344187A JP31344187A JPH01159148A JP H01159148 A JPH01159148 A JP H01159148A JP 31344187 A JP31344187 A JP 31344187A JP 31344187 A JP31344187 A JP 31344187A JP H01159148 A JPH01159148 A JP H01159148A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明はマシニングセンタ等に用いられる改良された
自動工具交換装置（以下ＡＴＣという）に関する。
自動工具交換装置（以下ＡＴＣという）に関する。
従来技術
従来ＡＴＣの工具交換速度は通常安全を考慮して重量の
大きい工具に適した遅い速度に設定されていた。近年能
率を上げるためＡＴＣ動作高速化のニーズが強く、この
ため特開昭６０−６７０４４号で提案されている方法は
２種の速度が得られる駆動部材を備え、ＮＣテープに記
録された重量区分に従って軽い工具は高速で１重い工具
は低速で交換するようになしている。更に特開昭６２−
１０２９３９号では重い工具を初めから低速で交換する
ことは特に可動部の動作距離が長い場合全体に時間がか
かり非能率であるとして交換される工具の重量に関係な
く、常に高速で工具交換動作を行い停止位置手前でＮＣ
テープに記録された工具重量に対応して減速率を変化さ
せ、停止時の慣性による衝撃を軽減することで目的を達
成しようとするものがある。
大きい工具に適した遅い速度に設定されていた。近年能
率を上げるためＡＴＣ動作高速化のニーズが強く、この
ため特開昭６０−６７０４４号で提案されている方法は
２種の速度が得られる駆動部材を備え、ＮＣテープに記
録された重量区分に従って軽い工具は高速で１重い工具
は低速で交換するようになしている。更に特開昭６２−
１０２９３９号では重い工具を初めから低速で交換する
ことは特に可動部の動作距離が長い場合全体に時間がか
かり非能率であるとして交換される工具の重量に関係な
く、常に高速で工具交換動作を行い停止位置手前でＮＣ
テープに記録された工具重量に対応して減速率を変化さ
せ、停止時の慣性による衝撃を軽減することで目的を達
成しようとするものがある。
発明が解決しようとする問題点
特開昭６０−６７０４４号及び特開昭６２−１０２９３
９号の方法は何れもＮＣテープに記録された工具重量を
基にしてＡＴＣ動作を制御しているが、殆どの工具交換
アームが採用していボトルグリップ方式の把持方法にお
いては単に重量のみでなく重量モーメントによってｍｌ
Ｈすべきである。更にＮＣテープに記録された重量デ
ータによって動作速度を制御する方法は例えば作業者が
能率を上げるため制限重量以上の大きな工具を誤って使
用した場合これをチエツクする機構がなく、工具落下事
故を引起こすという問題点を有している。
９号の方法は何れもＮＣテープに記録された工具重量を
基にしてＡＴＣ動作を制御しているが、殆どの工具交換
アームが採用していボトルグリップ方式の把持方法にお
いては単に重量のみでなく重量モーメントによってｍｌ
Ｈすべきである。更にＮＣテープに記録された重量デ
ータによって動作速度を制御する方法は例えば作業者が
能率を上げるため制限重量以上の大きな工具を誤って使
用した場合これをチエツクする機構がなく、工具落下事
故を引起こすという問題点を有している。
問題点を解決するための手７段
自動工具交換装置付工作機械において、工具搬送途中に
重量モーメント計測部材を設け、予め重量モーメントの
制限値を記憶させこの制限値にもとづいて交換工具の重
量モーメントに対応する工具交換速度の選択を行うとと
もに制限値を越えたときアラーム停止を行う制限装置を
備えるものである。
重量モーメント計測部材を設け、予め重量モーメントの
制限値を記憶させこの制限値にもとづいて交換工具の重
量モーメントに対応する工具交換速度の選択を行うとと
もに制限値を越えたときアラーム停止を行う制限装置を
備えるものである。
実施例
以下本発明の実施例を図面にもとづき説明する。
周知の横形マシニングセンタにおいて、ベツド１の上面
前側に固定されたサドル２が設けられている。そのサド
ル２上面に削設されたＸ軸方向に摺動案内面上に旋回テ
ーブル３が旋回及び移動位置決め可能に設けられている
。更にベツド１の上面後側に削設されたＸ軸方向の摺動
案内面上にコラム４が移動位置決め可能に載置されコラ
ム４の中央に設けられたＹ軸方向摺動案内面上に主軸頭
５が移動位置決め可能に設けられ、主軸頭５には主軸６
が回転可能に軸承されている。更にコラム４の左側に工
具マガジン装置７が設置されており、工具軸心を主軸６
に対し直角として複数の工具Ｔを収納するマガジンボッ
ト８がリング状の鎖でエンドレスに連結され図示しない
駆動割出装置により割出位置Ａに割出される。更にコラ
ム４の工具マガジン側の側面にサブアーム装置９が取付
けられている。サブアーム装置９のサブアームｌＯは工
具Ｔを把持する把持爪を有し、図示しない駆動機構によ
りマガジンポット軸方向に移動可能且つガイドレールに
沿って垂直方向に移動可能とされ、マガジンの割出位置
Ａとコラム４上に取付けられた後述のレディステーショ
ン装置１）のマガジン側旋回位置Ｂの間で工具授受及び
搬送を行う。レディステーション装置１）の旋回アーム
１２はレディステーションフレーム１３上に固着された
支軸サボー）１４に垂直に嵌着される支軸１５に複数の
軸受を介して旋回可能に支承され、９０＃旋回アクチヱ
ータ１６により前述のマガジン側旋回位置ＢとＡＴＣ側
旋回位置Ｃとに旋回される。そして旋回アーム１２の下
面に設けられた図示しない油圧駆動の位置決めピンがレ
ディステーションフレーム１３上の対応位置に固着され
た位置決めブロック１７と係合して旋回位置Ｂ、Ｃの位
置決めが行われる。更に旋回アーム１２の先端のポット
保持部１２ａに水平方向の支持ビン２１により先端部を
枢支されたレディステーションポット２２は垂直面で旋
回可能とされ、後端部は下側の敷台２３と上側の圧電素
子２４とに隙間なく挟持されている。そして圧電素子２
４はレディステーションポット２２に挿着される火工具
Ｔの重量モーメントに応じた電圧を図示しない制御装置
に送り、制御装置では予め記憶された重量モーメントの
制限値に基づいて後述のＡＴＣ２０のツインアーム２５
の動作速度を指令する。 レディスーテションのＡＴＣ
側旋回位置Ｃと主軸６の工具交換位置Ｅとの中央に設け
られ、主軸６とレディステーションポット２２との工具
交換を行うＡＴＣ２０はツインアーム２５の旋回軸を主
軸と平行にしてコラム４の前面に設けられている。そし
てツインアーム２５は水平方向の待機位置と垂直方向の
工具抜き差し位置に旋回可能かつ旋回軸方向に移動可能
とされ、ツインアーム２５の駆動は図示しない歯車箱に
設けられた変速モータによって行われ、変速モータは例
えば極数変換モータ等を使用することができる。 作用 工具マガジン装置７のマガジンポット８には加工に必要
な複数の工具Ｔが収納されており、ＮＣ装置の火工具指
令で割出位１ｉ：Ａに火工具Ｔが割出される０割出され
た火工具Ｔはサブアーム１０によって抜き取られガイド
レールに沿って上昇し、旋回位置Ｂで旋回アーム１２先
端のレディステーションポット２２に挿着される。レデ
ィステーションポット２２の後端部上側に当接する圧電
素子２４は工具Ｔの重量モーメントに応じた圧力を受け
て電圧を発生し、図示しないｗＩ御装置に送られる。そ
して制御装置内で予め記憶された重量モーメントの制限
値と比較が行われ、例えば電圧が制限値以下であれば重
量モーメントは問題ない範囲内のものとして高速動作が
指令され、制限値を越していれば低速動作が指令される
。、また電圧が記憶されている最大制限値を越した場合
には交換可能な重量モーメントの制限値を越えたとして
交換動作を停止するとともに工具異常アラームとして作
業者に警報し、最大制限値を越した次工具が挿着された
交換アラーム１２の以降の作動は行われない。次いで高
速又は低速動作が指令された次工具Ｔを挿着した旋回ア
ーム１２は９０＠旋回アクチエータ１６のシリンダ後室
に圧油が供給されて旋回され、旋回位置ＣでＮＣ装置か
ら工具交換指令が出るまで待機する。 主軸６に装着さ
れている工具Ｔによる切削加工が終わると主軸頭５は工
具交換指令已に位置決めされ、ＮＣ装置からの工具交換
指令で例えば前述の指令が低速動作の次工具の場合ツイ
ンアーム２５は低速側に切換えられた駆動用変速モータ
によって９０°旋回されて垂直となり、主軸６の使用済
工具Ｔと待機中の次工具Ｔとを同時に把持する。次いで
ツインアーム２５が旋回軸方向に前進して両工具を同時
に抜き取り、更に１８０ °旋回したのち軸方向に後
退して次工具Ｔを主軸６に、使用済工具Ｔをレディステ
ーションポット２２に挿入する。続いてツインアーム２
５は９０°旋回して空となり水平位置で待機する。
前側に固定されたサドル２が設けられている。そのサド
ル２上面に削設されたＸ軸方向に摺動案内面上に旋回テ
ーブル３が旋回及び移動位置決め可能に設けられている
。更にベツド１の上面後側に削設されたＸ軸方向の摺動
案内面上にコラム４が移動位置決め可能に載置されコラ
ム４の中央に設けられたＹ軸方向摺動案内面上に主軸頭
５が移動位置決め可能に設けられ、主軸頭５には主軸６
が回転可能に軸承されている。更にコラム４の左側に工
具マガジン装置７が設置されており、工具軸心を主軸６
に対し直角として複数の工具Ｔを収納するマガジンボッ
ト８がリング状の鎖でエンドレスに連結され図示しない
駆動割出装置により割出位置Ａに割出される。更にコラ
ム４の工具マガジン側の側面にサブアーム装置９が取付
けられている。サブアーム装置９のサブアームｌＯは工
具Ｔを把持する把持爪を有し、図示しない駆動機構によ
りマガジンポット軸方向に移動可能且つガイドレールに
沿って垂直方向に移動可能とされ、マガジンの割出位置
Ａとコラム４上に取付けられた後述のレディステーショ
ン装置１）のマガジン側旋回位置Ｂの間で工具授受及び
搬送を行う。レディステーション装置１）の旋回アーム
１２はレディステーションフレーム１３上に固着された
支軸サボー）１４に垂直に嵌着される支軸１５に複数の
軸受を介して旋回可能に支承され、９０＃旋回アクチヱ
ータ１６により前述のマガジン側旋回位置ＢとＡＴＣ側
旋回位置Ｃとに旋回される。そして旋回アーム１２の下
面に設けられた図示しない油圧駆動の位置決めピンがレ
ディステーションフレーム１３上の対応位置に固着され
た位置決めブロック１７と係合して旋回位置Ｂ、Ｃの位
置決めが行われる。更に旋回アーム１２の先端のポット
保持部１２ａに水平方向の支持ビン２１により先端部を
枢支されたレディステーションポット２２は垂直面で旋
回可能とされ、後端部は下側の敷台２３と上側の圧電素
子２４とに隙間なく挟持されている。そして圧電素子２
４はレディステーションポット２２に挿着される火工具
Ｔの重量モーメントに応じた電圧を図示しない制御装置
に送り、制御装置では予め記憶された重量モーメントの
制限値に基づいて後述のＡＴＣ２０のツインアーム２５
の動作速度を指令する。 レディスーテションのＡＴＣ
側旋回位置Ｃと主軸６の工具交換位置Ｅとの中央に設け
られ、主軸６とレディステーションポット２２との工具
交換を行うＡＴＣ２０はツインアーム２５の旋回軸を主
軸と平行にしてコラム４の前面に設けられている。そし
てツインアーム２５は水平方向の待機位置と垂直方向の
工具抜き差し位置に旋回可能かつ旋回軸方向に移動可能
とされ、ツインアーム２５の駆動は図示しない歯車箱に
設けられた変速モータによって行われ、変速モータは例
えば極数変換モータ等を使用することができる。 作用 工具マガジン装置７のマガジンポット８には加工に必要
な複数の工具Ｔが収納されており、ＮＣ装置の火工具指
令で割出位１ｉ：Ａに火工具Ｔが割出される０割出され
た火工具Ｔはサブアーム１０によって抜き取られガイド
レールに沿って上昇し、旋回位置Ｂで旋回アーム１２先
端のレディステーションポット２２に挿着される。レデ
ィステーションポット２２の後端部上側に当接する圧電
素子２４は工具Ｔの重量モーメントに応じた圧力を受け
て電圧を発生し、図示しないｗＩ御装置に送られる。そ
して制御装置内で予め記憶された重量モーメントの制限
値と比較が行われ、例えば電圧が制限値以下であれば重
量モーメントは問題ない範囲内のものとして高速動作が
指令され、制限値を越していれば低速動作が指令される
。、また電圧が記憶されている最大制限値を越した場合
には交換可能な重量モーメントの制限値を越えたとして
交換動作を停止するとともに工具異常アラームとして作
業者に警報し、最大制限値を越した次工具が挿着された
交換アラーム１２の以降の作動は行われない。次いで高
速又は低速動作が指令された次工具Ｔを挿着した旋回ア
ーム１２は９０＠旋回アクチエータ１６のシリンダ後室
に圧油が供給されて旋回され、旋回位置ＣでＮＣ装置か
ら工具交換指令が出るまで待機する。 主軸６に装着さ
れている工具Ｔによる切削加工が終わると主軸頭５は工
具交換指令已に位置決めされ、ＮＣ装置からの工具交換
指令で例えば前述の指令が低速動作の次工具の場合ツイ
ンアーム２５は低速側に切換えられた駆動用変速モータ
によって９０°旋回されて垂直となり、主軸６の使用済
工具Ｔと待機中の次工具Ｔとを同時に把持する。次いで
ツインアーム２５が旋回軸方向に前進して両工具を同時
に抜き取り、更に１８０ °旋回したのち軸方向に後
退して次工具Ｔを主軸６に、使用済工具Ｔをレディステ
ーションポット２２に挿入する。続いてツインアーム２
５は９０°旋回して空となり水平位置で待機する。
主軸６に挿入された工具Ｔは図示しないクランプ装置に
よってクランプされ、主軸頭４はＹ軸方向下側へ移動し
て工具交換位置Ｅを離れ切削加工に入る。またレディス
テーションポット２２に挿着された使用済工具は前述の
逆の動作でマガジンポット８に返納される。この返納の
ための使用済工具の搬送途中において重量モーメントに
よる工具交換指令は行われない、使用済工具がマガジン
ボット８に返納されると、引続きＮＣ装置からの次工具
指令で再び前述の方法で次工具Ｔが旋回位２ｂで重量モ
ーメントによる判定が行われ高速又は低速動作が指令さ
れた次工具Ｔは旋回位置Ｃに移動されて待機する。この
重量モーメントによる指令が例えば高速動作の場合でも
前述のごとく主軸６に低速動作と指令された工具が装着
されている場合は、ツインアーム２５は低速動作で工具
交換を行う。また次工具Ｔが最大制限値オーバーで停止
の指令が出された場合には工具異常アラームとして作業
者に警報が発せられる次工具Ｔは旋回位置Ｂで停止する
。
よってクランプされ、主軸頭４はＹ軸方向下側へ移動し
て工具交換位置Ｅを離れ切削加工に入る。またレディス
テーションポット２２に挿着された使用済工具は前述の
逆の動作でマガジンポット８に返納される。この返納の
ための使用済工具の搬送途中において重量モーメントに
よる工具交換指令は行われない、使用済工具がマガジン
ボット８に返納されると、引続きＮＣ装置からの次工具
指令で再び前述の方法で次工具Ｔが旋回位２ｂで重量モ
ーメントによる判定が行われ高速又は低速動作が指令さ
れた次工具Ｔは旋回位置Ｃに移動されて待機する。この
重量モーメントによる指令が例えば高速動作の場合でも
前述のごとく主軸６に低速動作と指令された工具が装着
されている場合は、ツインアーム２５は低速動作で工具
交換を行う。また次工具Ｔが最大制限値オーバーで停止
の指令が出された場合には工具異常アラームとして作業
者に警報が発せられる次工具Ｔは旋回位置Ｂで停止する
。
効果
以上詳述したように本発明は工具の重量モーメント計測
部材と予め制限値を記憶した制御装置を設けてＡＴＣ速
度の制御とアラーム停止を行うようになしたので工具の
重量モーメントに応じた最適な速度でＡＴＣ動作を行い
、ＡＴＣ動作を安定かつ安全確実なものにすることが可
能となり、更に最大制限値以上の工具が使用されようと
した場合には作業者に危険を知らせ手動操作で工具交換
を行うことにより更に安全性の優れた機械となる効果を
有するとともにアイドルタイム短縮による能率向上が計
れる効果をも有するものである。
部材と予め制限値を記憶した制御装置を設けてＡＴＣ速
度の制御とアラーム停止を行うようになしたので工具の
重量モーメントに応じた最適な速度でＡＴＣ動作を行い
、ＡＴＣ動作を安定かつ安全確実なものにすることが可
能となり、更に最大制限値以上の工具が使用されようと
した場合には作業者に危険を知らせ手動操作で工具交換
を行うことにより更に安全性の優れた機械となる効果を
有するとともにアイドルタイム短縮による能率向上が計
れる効果をも有するものである。
第１図は本発明の重量モーメント計測部を有するレディ
ステーションの上視図、第２図は一部切断面で表した第
１図の側面図、第３図、第４回は横形マシニングセンタ
の姿図である。 １２・・旋回アーム ２０・・自動工具交換装置 ２１・・支持ピン ２２・・レディステーションポット ２４・・圧電素子
ステーションの上視図、第２図は一部切断面で表した第
１図の側面図、第３図、第４回は横形マシニングセンタ
の姿図である。 １２・・旋回アーム ２０・・自動工具交換装置 ２１・・支持ピン ２２・・レディステーションポット ２４・・圧電素子
Claims (1)
- （１）自動工具交換装置付工作機械において、工具搬送
途中に重量モーメント計測部材を設け、予め重量モーメ
ントの制限値を記憶しこの制限値にもとづいて交換工具
の重量モーメントに対応する工具交換速度の選択を行う
とともに制限値を越えたときアラーム停止を行う制限装
置を備えることを特徴とする自動工具交換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31344187A JPH01159148A (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 自動工具交換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31344187A JPH01159148A (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 自動工具交換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01159148A true JPH01159148A (ja) | 1989-06-22 |
| JPH0431813B2 JPH0431813B2 (ja) | 1992-05-27 |
Family
ID=18041333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31344187A Granted JPH01159148A (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | 自動工具交換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01159148A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0360941A (ja) * | 1989-07-26 | 1991-03-15 | Okuma Mach Works Ltd | パラメータ対応式工具搬送速度制御方法 |
| KR20160143348A (ko) * | 2015-06-05 | 2016-12-14 | 두산공작기계 주식회사 | 자동 공구교환 장치 |
-
1987
- 1987-12-11 JP JP31344187A patent/JPH01159148A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0360941A (ja) * | 1989-07-26 | 1991-03-15 | Okuma Mach Works Ltd | パラメータ対応式工具搬送速度制御方法 |
| KR20160143348A (ko) * | 2015-06-05 | 2016-12-14 | 두산공작기계 주식회사 | 자동 공구교환 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0431813B2 (ja) | 1992-05-27 |
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