JPH0253542A - Tool exchange method for automatic tool exchanger - Google Patents
Tool exchange method for automatic tool exchangerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、マシニングセンタの自動工具交換装置の工
具交換方法に関する。更に詳しくは、自動工具交換装置
の工具交換位置をテーブル上の工作物の高さに応じて変
更できる自動工具交換装置の工具交換方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a tool changing method for an automatic tool changing device of a machining center. More specifically, the present invention relates to a tool changing method for an automatic tool changing device that can change the tool changing position of the automatic tool changing device depending on the height of a workpiece on a table.
［従来技術］
マシニングセンタは、ミーリング、ドリリング加工など
複数種類の加工かできる工作Ｉａ賊として知られている
。このマシニングセンタは、複数種類の加工に対応した
工具を収納した工具マガジンを有し、この中の工具と主
軸との間で、工具交換アームを用いて直接または間接に
１麿を交換している。通常、工具交換アームは、マシニ
ングセンタ本体の定位置に固定されており、工具の交換
時に主軸が工具交換アームの固定位置に移動して工具を
交換している。また、工具交換時間を短縮するため、主
軸の上下動に連動して工具交換アームを上下動に追従さ
せるタイプ、すなわち主軸追従方式の工具交換アームも
提案されている。[Prior Art] Machining centers are known as machining centers that can perform multiple types of machining such as milling and drilling. This machining center has a tool magazine that stores tools for a plurality of types of machining, and a tool exchange arm is used to directly or indirectly exchange tools between the tools in this magazine and the main spindle. Usually, the tool exchange arm is fixed at a fixed position on the machining center main body, and when a tool is exchanged, the spindle moves to the fixed position of the tool exchange arm to exchange the tool. Furthermore, in order to shorten the tool exchange time, a type of tool exchange arm in which the tool exchange arm follows the vertical movement in conjunction with the vertical movement of the spindle, that is, a spindle tracking type tool exchange arm has also been proposed.
「発明が解決しようとする課題］
前記した工具交換アームを所定位置に固定して工具交換
する方式は、工具交換のたびに主軸が交換位置に移動し
なければならないので、移動に要する時間だけ工具交換
時間が長くなるという欠点がある。主軸に追従して工具
交換アームが移動する方式は、工具交換時間は短縮でき
るが、加工される工作物のサイズなど工作物側の事情は
考慮されていない。すなわち、工具交換の必要がない場
きでも主軸に常に工具交換アームが追従するので、工具
交換アームがムダな動作を行うことになる。[Problems to be Solved by the Invention] In the method described above in which tools are changed by fixing the tool changing arm at a predetermined position, the spindle must be moved to the changing position each time a tool is changed, so the tool is moved only for the time required for the movement. The disadvantage is that it takes a long time to change the tool.The method in which the tool change arm moves following the spindle can shorten the time to change the tool, but it does not take into account the workpiece side circumstances such as the size of the workpiece to be machined. In other words, the tool changing arm always follows the spindle even when there is no need to change the tool, resulting in the tool changing arm performing unnecessary operations.
また、主軸追従機構が複雑になり故障の原因にもなる。Moreover, the spindle following mechanism becomes complicated, which may cause a failure.
この発明は、これらの問題点に着目して発明されたちの
であり、次の課題を達成する。This invention has been developed by focusing on these problems, and achieves the following objects.
この発明の目的は、工作物の高さに応じて工具交換７′
−ムを工具交換位置を変更して、工具交換時間と短縮し
た自動工具交換装置の工具交換方法を提供することにあ
る。The purpose of this invention is to change the tool according to the height of the workpiece.
- To provide a tool changing method for an automatic tool changing device that shortens the tool changing time by changing the tool changing position of the tool.
この発明の他の目的は、工具交換アームの移動動作を必
要最小限に押さえた自動工具交換装置の工具交換方法を
提供することにある。Another object of the present invention is to provide a tool changing method for an automatic tool changing device in which the movement of the tool changing arm is kept to a necessary minimum.
［前記課題を解決するための手段および作用１この発明
は、前記課題を解決するために次のような手段を採り、
次の作用を行う。[Means and Effects for Solving the Problems 1] In order to solve the problems described above, the present invention takes the following measures,
Performs the following actions.
機体と、該機体内で上下動する主軸と、該主軸に装着さ
れた工具を交換するための上下動する工具交換アームと
、該工具交換アームとの間で工具を交換し貯蔵するため
の工具貯蔵マガジンと、前記主軸に装着した工具により
加工される工作物を載置固定する工作物テーブルとを有
するマシニングセンタにおいて、前記主軸の工具と前記
工具交換アームとの間の工具の交換を前記工作物の高さ
に応じて選択された工具交換位置で行うことを特徴とす
る自動工具交換装置の工具交換方法である。A machine body, a main shaft that moves up and down within the machine body, a tool exchange arm that moves up and down for exchanging tools attached to the main axis, and a tool for exchanging and storing tools between the tool exchange arm. In a machining center having a storage magazine and a workpiece table on which a workpiece to be machined by a tool attached to the spindle is placed and fixed, the tool exchange between the tool of the spindle and the tool exchange arm is performed on the workpiece. This is a tool changing method for an automatic tool changing device, characterized in that tool changing is performed at a tool changing position selected according to the height of the tool.
［実施例１ 以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。[Example 1 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は、この発明の自動工具交換装置の工具交換方法
を実施するマシニ〉・グセンタの斜視投影図である。第
２図は、ツインアーム２３の交換動作を示す平面図であ
る。マシニングセンタ１は、横軸の主軸４を有するタイ
プである。ベツドの＋ｇ動面（図示せず）にはコラム２
がＺ軸線方向に摺動自在に設けである。コラム２の前面
には、テーブル３が配置してあり、このテーブル３Ｆに
は、工作！１８１ＪＷが載置固定されて加工される。FIG. 1 is a perspective projection view of a machining center for carrying out the tool changing method of the automatic tool changing device of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing the replacement operation of the twin arms 23. The machining center 1 is of a type having a horizontal main shaft 4. Column 2 is on the +g moving surface (not shown) of the bed.
is provided so as to be slidable in the Z-axis direction. Table 3 is placed in front of column 2, and this table 3F is used for crafts! 181JW is mounted and fixed and processed.
コラム２内には、主軸４が上下方向にＹ軸サーボモータ
（図示せず）により駆動されている９コラム２の前面の
角部には、２本の案内面１１が上下方向に形成しである
。この案内面１１上には、上下アーム台１２が上下移動
自在に設けである。Inside the column 2, a main shaft 4 is driven in the vertical direction by a Y-axis servo motor (not shown).At the front corner of the column 2, two guide surfaces 11 are formed in the vertical direction. be. A vertical arm stand 12 is provided on the guide surface 11 so as to be vertically movable.
この上下アーム台１２上には、案内面１３が案内面１１
と直交する方向に設けである。上下アーム台１２は、上
下シリンダ装置１０により後記する３位置を選択できる
。この上下シリンダ装置１０は、複数の直線上の位置を
選択できるものであり、ステップシリンダ装置として公
知のものである。On this upper and lower arm stand 12, a guide surface 13 is provided on the guide surface 11.
It is provided in the direction perpendicular to the direction. The upper and lower arm stands 12 can be selected from three positions, which will be described later, by the upper and lower cylinder devices 10. This vertical cylinder device 10 is capable of selecting a plurality of linear positions, and is known as a step cylinder device.
案内面１３上には、アーム台１４がシリンダ装置１５に
より移動自在（矢印す方向）に設けである。アーム台１
４上には、ツインアーム２０がＹ軸線（上下方向）中心
に揺動自在（矢印Ｃ方向）に設けである。この揺動Ｃは
、揺動軸（図示せず）中心にシリンダ装置２１により揺
動させられる。ツインアーム２０は、新旧工具Ｔを交換
するとき、揺動シリンダ２２により出没およびそれ自身
を中心に１８０度回転（矢印ｄ）させられる。An arm stand 14 is provided on the guide surface 13 so as to be movable (in the direction of the arrow) by a cylinder device 15. Arm stand 1
4, a twin arm 20 is provided so as to be swingable (in the direction of arrow C) about the Y-axis (vertical direction). This swing C is caused by the cylinder device 21 to swing around a swing axis (not shown). When exchanging the old and new tools T, the twin arm 20 is moved in and out by the swing cylinder 22 and rotated 180 degrees around itself (arrow d).
工具貯蔵マガジン３０は、コラム２の側面に配置されて
いる。工具貯蔵マガジン３０内には、多数の工具ボッｌ
−３１がチェーン状に連結してあり必要に応じて工具交
換位置に割出し位置決めができる。この工具貯蔵マガジ
ン３０の構造は、周知の横道でありここでは詳記しない
。A tool storage magazine 30 is arranged on the side of the column 2. The tool storage magazine 30 contains a large number of tool boxes.
-31 are connected in a chain-like manner and can be indexed and positioned to the tool exchange position as required. The structure of this tool storage magazine 30 is well known and will not be described in detail here.
二重え良江艷
第３図は、工作物Ｗの高さＩｔ 、１２．１ｇに応じた
工具交換位置を図式的に示したものである。比較的低い
高さｊ３を有する工作物Ｗの場き、ツインアーム２０は
低い高さ■Ｃ位置で工具交換を行う。同様に、中間の高
さ！２を有する工作物Ｗは、ＩＢ位置で、もっとも高い
／１の工作物Ｗは、［ｌＡ位置でそれぞれ工具交換動作
を行う。ＩＩＩＡ、Ｉ［ＩＢ、■Ｃの各位置は、上下用
シリンダ装置１０により選択的に位置決めされる。第４
図は、自動工具交換装置の交換動作の概要を示す動作の
フロー図である。工作物Ｗの加工が完了し、次の新しい
工作物Ｗが搬入されると、新工作物Ｗか否か判断する（
ステップＰ１、以下、ステップを略する。）。FIG. 3 schematically shows the tool changing position according to the height It of the workpiece W, 12.1 g. When the workpiece W has a relatively low height j3, the twin arm 20 performs tool exchange at the low height ■C position. Similarly, medium height! The workpiece W having the highest /1 performs a tool change operation at the IB position, and the workpiece W having the highest /1 performs the tool change operation at the [1A position. The positions IIIA, I[IB, and ■C are selectively positioned by the vertical cylinder device 10. Fourth
The figure is an operation flow diagram showing an overview of the exchange operation of the automatic tool changer. When the machining of the workpiece W is completed and the next new workpiece W is brought in, it is determined whether it is a new workpiece W (
Step P1, steps will be omitted hereinafter. ).
次に、新しい工作物Ｗに対応した位置に上下シリンダ装
置１０を駆動して工具交換アーム２０を対応した位置に
移動させる。すなわち、前記したように、高さ！１の工
作物は、ｌＩ［Ａの位置に、高さ！２はＩＩＩ Ｈの位
置に、高さ！１は［［Ｃの位置に移動させる。加工途中
、または加工の最初に工具交換する必要があるか否か判
断する（Ｐ、）。必要がなければ、次の加工動作に入る
。工具交換動作が必要であれば、主軸４は、工作物Ｗの
高さに応じてプログラムで選定された交換位置、すなわ
ちＡ、、Ｂ、Ｃ位置のいずれかに停止させる（ Ｐ ４
）。Next, the upper and lower cylinder devices 10 are driven to a position corresponding to the new workpiece W, and the tool exchange arm 20 is moved to the corresponding position. In other words, as mentioned above, height! The workpiece No. 1 is at the position lI[A, height! 2 is in the III H position, height! 1 is [[Move to position C. It is determined whether it is necessary to change the tool during machining or at the beginning of machining (P,). If it is not necessary, proceed to the next machining operation. If a tool exchange operation is necessary, the spindle 4 is stopped at an exchange position selected by the program according to the height of the workpiece W, that is, one of the A, B, and C positions (P 4
).
シリンダ装置１５と、シリンダ装置２１が作動（ｂ、ｃ
の複合動作）し、アーム台１４を主軸４側に接近させる
。この接近動作でツインアーム２０の一方の空いている
工具把持部２３が主軸４の工具Ｔをつかむ。シリンダ装
置２２が作動し、ツインアーム２３が前方に出て、主軸
４のアンクランプ（クランプＩ！横図示せず）状態にな
った工具Ｔを抜き出す（Ｐ、〉。The cylinder device 15 and the cylinder device 21 are activated (b, c
), and the arm stand 14 is brought closer to the main shaft 4 side. With this approach movement, one free tool gripping portion 23 of the twin arm 20 grips the tool T of the spindle 4. The cylinder device 22 is activated, the twin arm 23 comes forward, and the tool T, whose main shaft 4 is unclamped (clamp I! not shown in the horizontal view), is extracted (P, ).
ツインアーム２３は、反転（Ｐａ）して再びツインアー
ム２３は引っ込み新しい工具Ｔを主軸４に挿入する（Ｐ
７）。新しい工具Ｔは、主軸４にクランプされる。再び
、シリンダ装置１５が作動してツインアーム２３は、前
記逆の動作で退避する（Ｐａ）。ツインアーム２３の上
下の位置を変更する必要があるか否か判断する（Ｐ９）
。すなわち、工作＞Ｗの高さが！１であれば、ツインア
ーム２０はＩＩＩＡの位置であるからその位置を変更せ
ずに工具貯蔵マガジン３０の工具Ｔとの交換を行う。The twin arm 23 is reversed (Pa), and the twin arm 23 is retracted again to insert a new tool T into the spindle 4 (P
7). A new tool T is clamped to the spindle 4. The cylinder device 15 is operated again, and the twin arm 23 is retracted by the reverse operation described above (Pa). Determine whether it is necessary to change the vertical position of the twin arm 23 (P9)
. In other words, work > height of W! 1, the twin arm 20 is at the position IIIA, so the tool T in the tool storage magazine 30 is replaced without changing its position.
ツインアーム２０の現在位置がＩＩＩＢ、ＩＣの位置の
場合は、上下用シリンダ装置１０が作動し、１■Ａの位
置まで上下アーム台１２を上昇（ａ動作ンさせる（ｐ＋
。、Ｐ ｔ＋）。゛ツインアーム２３は、揺動と直進、
回転して工具貯蔵マガジン３０四に移動する６ア一ム台
１４が工具貯蔵マガジン３０ ｆ！ＩＪに移動する（ｂ
、ｃ、ｄの動作、Ｐ１２）。When the current position of the twin arm 20 is at the IIIB or IC position, the vertical cylinder device 10 operates and raises the vertical arm stand 12 to the 1■A position (a operation is turned on (p+
. , P t+).゛The twin arm 23 swings and moves straight,
The 6-arm stand 14 rotates and moves to the tool storage magazine 30f! Move to IJ (b
, c, d operations, P12).
旧い工具Ｔは、工具貯蔵マガジン３０の工具ボット３１
上に位置する。シリンダ装置２２が作動してツインアー
ム２３を引き込めて、旧い工具Ｔをボッｌ−３１に挿入
する。The old tool T is stored in the tool bot 31 of the tool storage magazine 30.
located above. The cylinder device 22 operates to retract the twin arm 23 and insert the old tool T into the bottle 31.
再び、ツインアーム２０がす、ｃの複合動作で退避して
ツインアーム２０は反転する。これと同時に工具マガジ
ン３０は、新しい工具Ｔを工具交換位置に割出す。ツイ
ンアーム２０は、再び工具貯蔵マガジン３０側にｌ）、
ｃの複合動作で移動し、新しい工具Ｔをつかみ工具ボッ
ｌ−３１からシリンダ装置２２の駆動上昇して抜き出し
て、再び１８０度反転する（ＰＩ３＞。上下アーム台１
２は、再び主軸４と工具交換動作を行う位置に移動され
次の工作物Ｗの待機位置に位置する（ＰＩ４．１−）＋
ｑ）。Once again, the twin arm 20 is retracted by the combined motion of i and c, and the twin arm 20 is reversed. At the same time, the tool magazine 30 indexes a new tool T to the tool exchange position. The twin arm 20 is placed on the tool storage magazine 30 side again l),
Move with the combined action of c, grab a new tool T, drive the cylinder device 22 up to remove it from the tool box l-31, and turn it around 180 degrees again (PI3>. Upper and lower arm stand 1
2 is again moved to the position where it performs the tool exchange operation with the spindle 4 and is located at the standby position for the next workpiece W (PI4.1-)+
q).
主軸４の工具Ｔが交換されると、−［具交換アーム・１
の動作とは別に同時に動作して、主軸４は工作′Ｐ／Ｉ
ＩＷを加工する（ＰＩ６＞。工作物Ｗの加工の進行中、
工具交換の必要があれば、ステップＰ３に進む、、工作
６ｗの全加工か終了すれば＜ＰＩ７＞、ステ７プＰＩに
戻り次の新工作物の加工に備える。When the tool T on the spindle 4 is replaced, - [Tool exchange arm 1
The spindle 4 operates simultaneously with the operation of machining 'P/I.
Machining IW (PI6>. While machining workpiece W is in progress,
If it is necessary to change the tool, proceed to step P3. If all machining of work 6w is completed <PI7>, return to step 7 PI to prepare for machining of the next new workpiece.
〔池の実施例１
＋’＋ｉｆ記した上下用シリンダ装置１０は、３位置し
か選択できないものであるが、これに限定される・ｇ−
要はない。工作物の高さの変化に会わせて、３位置以上
の多段階に選択できるシリンダ装置を採用しても良い。[Ike's Example 1 +'+if The vertical cylinder device 10 described above can only select three positions, but is limited to this.
There's no need. A cylinder device that can be selected from three or more positions may be adopted in accordance with changes in the height of the workpiece.
また、工作物の高さが２種類程度のときは、２位置タイ
プのシリンダ装置でも良い。更に、上下用シリンダ装置
１０に換えて、ねじ送りを用いたサーボモータを使用し
て交換位置の選択を任意の多段位置にきめ細かく選択で
きるようにしても良い。Further, when the height of the workpiece is about two, a two-position type cylinder device may be used. Furthermore, instead of the vertical cylinder device 10, a servomotor using screw feed may be used so that the replacement position can be precisely selected from any multi-stage position.
また、前記実施例は、横軸タイプの主軸であるが、縦型
の主軸を有するマシニングセンタにも適用できる。前記
したツインアーム２０は、常に工具貯蔵マガジン３０と
の間でＩＩＡ位置（第３図）で工具交換している。しか
し、工具貯蔵マガジン３０の構造を変えて、ＩＩＢ位置
、ＩＩＣ位置などで工具交換しても良い。Further, although the above embodiment uses a horizontal axis type main spindle, it can also be applied to a machining center having a vertical type main spindle. The twin arm 20 described above always exchanges tools with the tool storage magazine 30 at the IIA position (FIG. 3). However, the structure of the tool storage magazine 30 may be changed to allow tools to be exchanged at the IIB position, IIC position, or the like.
［発明の効果］
以上詳記したように、この発明は主軸と工具交換アーム
との間の工具交換の高さ位置を、工作物の高さに応じて
選択できるので工具交換の時間が短縮できる効果ができ
る。とくに、高い工作物と低い工作物が混合した加工に
適用すると有効であイ） 。[Effects of the Invention] As detailed above, this invention allows the height position for tool exchange between the spindle and the tool exchange arm to be selected depending on the height of the workpiece, thereby reducing the time for tool exchange. It can be effective. It is especially effective when applied to machining that involves a mixture of high and low workpieces).
第１図はこの発明の実施例の斜投影図、第２図は工具交
換装置の平面図、第３図は工作物の高さと主軸と自動工
具交換装置との位置関係を示す略図、第４図は自動工具
交換装置の動作の概要を示すフロー図である。
■・・・マシニングセンタ、２・・・コラム、３・・・
工作物テーブル、４・・・主軸、１０・・・上下用シリ
ンダ装置、１２・・・上下アーム台、１４・・・アーム
台、２３、・・ツインアーム、３０・・・工具貯蔵マガ
ジン、３１・・・工具ポットFig. 1 is a perspective view of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a plan view of the tool changer, Fig. 3 is a schematic diagram showing the height of the workpiece, the positional relationship between the spindle and the automatic tool changer, and Fig. 4 The figure is a flow diagram showing an overview of the operation of the automatic tool changer. ■...Machining center, 2...Column, 3...
Workpiece table, 4... Main spindle, 10... Vertical cylinder device, 12... Upper and lower arm stand, 14... Arm stand, 23... Twin arm, 30... Tool storage magazine, 31 ...tool pot
Claims (1)
着された工具を交換するための上下動する工具交換アー
ムと、該工具交換アームとの間で工具を交換し貯蔵する
ための工具貯蔵マガジンと、前記主軸に装着した工具に
より加工される工作物を載置固定する工作物テーブルと
を有するマシニングセンタにおいて、前記主軸の工具と
前記工具交換アームとの間の工具の交換を前記工作物の
高さに応じて選択された工具交換位置で行うことを特徴
とする自動工具交換装置の工具交換方法。 ２、第１項記載において、前記選択された工具交換位置
が複数の多段位置であることを特徴とする自動工具交換
装置の工具交換方法。[Claims] 1. A machine body, a main shaft that moves up and down within the machine body, a tool exchange arm that moves up and down for exchanging tools attached to the main spindle, and a tool exchange arm that moves up and down to exchange tools attached to the main spindle. In a machining center having a tool storage magazine for exchanging and storing a tool, and a workpiece table for mounting and fixing a workpiece to be machined by a tool attached to the spindle, A tool changing method for an automatic tool changing device, characterized in that the tool is changed at a tool changing position selected according to the height of the workpiece. 2. The tool changing method for an automatic tool changing device according to item 1, wherein the selected tool changing position is a plurality of multistage positions.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63198849A JPH0688189B2 (en) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | Tool change method of automatic tool changer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63198849A JPH0688189B2 (en) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | Tool change method of automatic tool changer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0253542A true JPH0253542A (en) | 1990-02-22 |
| JPH0688189B2 JPH0688189B2 (en) | 1994-11-09 |
Family
ID=16397928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63198849A Expired - Lifetime JPH0688189B2 (en) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | Tool change method of automatic tool changer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0688189B2 (en) |
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