JPH03264234A - 工作機械の自動工具交換装置 - Google Patents
工作機械の自動工具交換装置Info
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- JPH03264234A JPH03264234A JP2065407A JP6540790A JPH03264234A JP H03264234 A JPH03264234 A JP H03264234A JP 2065407 A JP2065407 A JP 2065407A JP 6540790 A JP6540790 A JP 6540790A JP H03264234 A JPH03264234 A JP H03264234A
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Classifications
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
- B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
- B23Q3/157—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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-
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-
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- Y10T483/179—Direct tool exchange between spindle and matrix
- Y10T483/1793—Spindle comprises tool changer
- Y10T483/1795—Matrix indexes selected tool to transfer position
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- 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】
「＃楽土の利用分野」
この発明は、工作機械の自動工具交換装置に関し、更に
詳しくは、主軸ヘッドの往復移動に従動して工具マガジ
ンと主軸との間で工具を交換せしめる機構を備えた自動
工具交換装置に関する。
詳しくは、主軸ヘッドの往復移動に従動して工具マガジ
ンと主軸との間で工具を交換せしめる機構を備えた自動
工具交換装置に関する。
「従来の技術」
この種の自動工具交換装置として特開昭６３−２６７１
３６号には主軸ヘッドの昇降及び下降動作によりカム機
構を利用して工具交換を行わせるようにしたものが示さ
れている。この工具交換装置は主軸ヘッドの移動領域に
機械加工を行う加工領域と工具交換を行うＡＴＣ領域と
を設け、ＡＴＣｇＩ域での主軸ヘッドの往復移動により
カム機構を作動せしめ、工具交換を行わせしめるもので
ある。
３６号には主軸ヘッドの昇降及び下降動作によりカム機
構を利用して工具交換を行わせるようにしたものが示さ
れている。この工具交換装置は主軸ヘッドの移動領域に
機械加工を行う加工領域と工具交換を行うＡＴＣ領域と
を設け、ＡＴＣｇＩ域での主軸ヘッドの往復移動により
カム機構を作動せしめ、工具交換を行わせしめるもので
ある。
そして、機械加工中に主軸ヘッドがＡＴＣ領域に誤って
入り込まないように、加工領域とＡＴＣ領域との境界を
機械原点に設定して、２つの領域を明確に分離していた
。主軸ヘッドを一つの領域から他の領域に移動させる際
には、−Ｓ原点復帰動作を行わせ、その後他の領域に移
動するようにするためである。そして、従来の制御装置
は、原点復帰動作は位置決めモードにより行っていた。
入り込まないように、加工領域とＡＴＣ領域との境界を
機械原点に設定して、２つの領域を明確に分離していた
。主軸ヘッドを一つの領域から他の領域に移動させる際
には、−Ｓ原点復帰動作を行わせ、その後他の領域に移
動するようにするためである。そして、従来の制御装置
は、原点復帰動作は位置決めモードにより行っていた。
「発明が解決しようとする課題」
しかしなから、位置決めモードによる原点復帰動作では
、主軸ヘッドは必ず機械原点に一旦停止しなければなら
ない。このため、加工領域にある主軸ヘッドに工具交換
動作を行わせる際には、主軸ヘッドを原点位置に向かっ
て上昇させ原点位置近傍で減速させて機械原点に一旦停
止し、しかる後に、再び加速して主軸ヘッドをＡＴＣ領
域内に上昇せしめ、カム機構を作動させて工具交換動作
を行っていた。
、主軸ヘッドは必ず機械原点に一旦停止しなければなら
ない。このため、加工領域にある主軸ヘッドに工具交換
動作を行わせる際には、主軸ヘッドを原点位置に向かっ
て上昇させ原点位置近傍で減速させて機械原点に一旦停
止し、しかる後に、再び加速して主軸ヘッドをＡＴＣ領
域内に上昇せしめ、カム機構を作動させて工具交換動作
を行っていた。
工具交換終了後は、主軸ヘッドを機械原点に向かって下
降せしめ、原点近傍で減速して機械原点で主軸ヘッドを
一旦停止させる。しかる後に再び加速し、主軸ヘッドを
下降させて、加工領域内の元の位置に戻していた。そし
て、次の加工のための主軸の回転は、主軸が機械原点に
一旦停止した後に開始させていた。
降せしめ、原点近傍で減速して機械原点で主軸ヘッドを
一旦停止させる。しかる後に再び加速し、主軸ヘッドを
下降させて、加工領域内の元の位置に戻していた。そし
て、次の加工のための主軸の回転は、主軸が機械原点に
一旦停止した後に開始させていた。
上記のように従来の装置では、工具交換動作を行わせる
際に、主軸ヘッドを機械原点で必ず一旦停止させねばな
らず、往ｆｉ２回の一旦停止により工具交換の時間が長
くなるという問題点があった。
際に、主軸ヘッドを機械原点で必ず一旦停止させねばな
らず、往ｆｉ２回の一旦停止により工具交換の時間が長
くなるという問題点があった。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
であり、その目的とするところは、主軸ヘッドの移動に
従動して工具交換動作を行わしめる簡易な構造の自動工
具交換装置において、その工具交換時間を短縮すること
にある。
であり、その目的とするところは、主軸ヘッドの移動に
従動して工具交換動作を行わしめる簡易な構造の自動工
具交換装置において、その工具交換時間を短縮すること
にある。
「課題を解決するための手段Ｊ
上記目的を達成するため、本発明では、第１の発明とし
て、フレームと、工作物の加工を行う加工領域と工具交
換動作を行うＡＴＣ領域との間で往復移動可能に前記フ
レームに設けられた主軸ヘッドと、その主軸ヘッドにそ
の主軸ヘッドの移動方向と平行な回転軸線を中心に回転
自在に支承された主軸と、前記フレームに回転可能に支
承されそれぞれに工具保持可能な多数のグリップ部をそ
の回転軸線を中心とする円周上に擁する工具マガジンと
、前記主軸ヘッドのＡ Ｔ Ｃ領域での移動に従動して
前記工具マガジンの所定割出位置に位置するグリップ部
に前記主軸との間で工具の受け渡し動作を行わしめる工
具費は渡し手段と、前記主軸を所定回転位置に位置決め
する主軸定位置停止手段と、前記加工領域又はＡＴＣ領
域のいずれか一方の領域から両領域の境界点である原点
位置に前記主軸ヘッドを移動させる原点復帰手段と、そ
の原点位置から次の領域内に前記主軸ヘッドを移動させ
る移動手段と、前記工具マガジンを回転させて次工具が
保持されたグリップ部を前記所定割出位置に位置決めす
る回転割出手段と、を備える工作機械の自動工具交換装
置において、工具交換命令を受け、前記加工領域からの
原点復帰手段の実行途中における原点位置到着直前の減
速動作と次に実行すべき移動手段の実行開始直後の加速
動作とを重複して実行させる重複実行手段と、前記主軸
が主軸定位置停止手段による所定回転位置に停止してい
なければ前記重複実行手段の実行を禁止する禁止手段と
、を備えることを特徴とする工作機械の工具交換装置が
提供される。
て、フレームと、工作物の加工を行う加工領域と工具交
換動作を行うＡＴＣ領域との間で往復移動可能に前記フ
レームに設けられた主軸ヘッドと、その主軸ヘッドにそ
の主軸ヘッドの移動方向と平行な回転軸線を中心に回転
自在に支承された主軸と、前記フレームに回転可能に支
承されそれぞれに工具保持可能な多数のグリップ部をそ
の回転軸線を中心とする円周上に擁する工具マガジンと
、前記主軸ヘッドのＡ Ｔ Ｃ領域での移動に従動して
前記工具マガジンの所定割出位置に位置するグリップ部
に前記主軸との間で工具の受け渡し動作を行わしめる工
具費は渡し手段と、前記主軸を所定回転位置に位置決め
する主軸定位置停止手段と、前記加工領域又はＡＴＣ領
域のいずれか一方の領域から両領域の境界点である原点
位置に前記主軸ヘッドを移動させる原点復帰手段と、そ
の原点位置から次の領域内に前記主軸ヘッドを移動させ
る移動手段と、前記工具マガジンを回転させて次工具が
保持されたグリップ部を前記所定割出位置に位置決めす
る回転割出手段と、を備える工作機械の自動工具交換装
置において、工具交換命令を受け、前記加工領域からの
原点復帰手段の実行途中における原点位置到着直前の減
速動作と次に実行すべき移動手段の実行開始直後の加速
動作とを重複して実行させる重複実行手段と、前記主軸
が主軸定位置停止手段による所定回転位置に停止してい
なければ前記重複実行手段の実行を禁止する禁止手段と
、を備えることを特徴とする工作機械の工具交換装置が
提供される。
また、第２の発明として、前記主軸ヘッドが前記ＡＴＣ
領域内の主軸の回転を禁止すべき領域内にあることを検
出する回転禁止領域検出手段と、前記回転割出手段の終
了信号を受け、前記ＡＴＣ領域からの原点復帰手段の実
行途中における原点位置到着直前の減速動作と次に実行
すべき移動手段の実行開始直後の加速動作とを重複して
実行させる重複実行手段と、前記次に実行すべき移動手
段の実行開始と同時的に加工開始のためにあらかじめ主
軸に回転動作を与える加工開始命令付与手段と、前記回
転禁止領域検出手段が検出信号を発している間は前記加
工開始命令付与手段の実行を禁止する実行禁止手段と、
を備えることを特徴とする工作機械の工具交換装置が提
供される。
領域内の主軸の回転を禁止すべき領域内にあることを検
出する回転禁止領域検出手段と、前記回転割出手段の終
了信号を受け、前記ＡＴＣ領域からの原点復帰手段の実
行途中における原点位置到着直前の減速動作と次に実行
すべき移動手段の実行開始直後の加速動作とを重複して
実行させる重複実行手段と、前記次に実行すべき移動手
段の実行開始と同時的に加工開始のためにあらかじめ主
軸に回転動作を与える加工開始命令付与手段と、前記回
転禁止領域検出手段が検出信号を発している間は前記加
工開始命令付与手段の実行を禁止する実行禁止手段と、
を備えることを特徴とする工作機械の工具交換装置が提
供される。
「作用Ｊ
上記のように構成された工作機械の自動工具交換装置で
は、原点復帰動作時の減速動作と次の移動の加速動作と
が重複して実行される。上記の動作は原点復帰時の動作
モードを切削モードとすることによりｎｒ能になる。減
速動作と加速動作とが重複して実行されるため、主軸ヘ
ッドは一旦停止することなく機械原点を通過；−２他の
領域に移動することが可能になり、工具交換に要する時
間が短縮される。
は、原点復帰動作時の減速動作と次の移動の加速動作と
が重複して実行される。上記の動作は原点復帰時の動作
モードを切削モードとすることによりｎｒ能になる。減
速動作と加速動作とが重複して実行されるため、主軸ヘ
ッドは一旦停止することなく機械原点を通過；−２他の
領域に移動することが可能になり、工具交換に要する時
間が短縮される。
第１の発明では、主軸ヘッドを加工領域からＡＴＣ領域
に移動させる際の上記重複動作が実行される。このとき
、主軸定位置停止手段による主軸のオリエンテーシゴン
が完了していなければ、禁止手段により重複実行が禁止
されるので、工具交換が不可能な状態のまま主軸ヘッド
がＡＴＣ領域に移動し、工具交換動作が開始されること
がない。
に移動させる際の上記重複動作が実行される。このとき
、主軸定位置停止手段による主軸のオリエンテーシゴン
が完了していなければ、禁止手段により重複実行が禁止
されるので、工具交換が不可能な状態のまま主軸ヘッド
がＡＴＣ領域に移動し、工具交換動作が開始されること
がない。
第２の発明では、主軸ヘッドをＡ Ｔ Ｃ領域から加工
領域に移動させる際０上記重複動作が実行される。この
とき、主軸へ・ソドが回転禁止領域を未だ通過し終わっ
ていないときは、実行禁止手段により主軸の回転が禁止
されるので、工具マガジンのグリップ部が主軸から離脱
する前に主軸が回転を開始することがない。
領域に移動させる際０上記重複動作が実行される。この
とき、主軸へ・ソドが回転禁止領域を未だ通過し終わっ
ていないときは、実行禁止手段により主軸の回転が禁止
されるので、工具マガジンのグリップ部が主軸から離脱
する前に主軸が回転を開始することがない。
「実施例」
本発明の実施例について図面を参照し説明する。
まず自動工具交換装置の機械構成について第１図ないし
第８図を用いて説明する。
第８図を用いて説明する。
（（１）主軸ヘッドおよび工具マガジン〉第１図に示す
ように自動工具交換装置を備える工作機械は、垂直なコ
ラム１０に固設したフレーム１２に配設されてＺ軸方向
に往復移動可能な主軸ヘッド２４と、前記フレーム１２
にマガジン支持台５８を介して配設され、回転割出し可
能な工具マガジン６６とを基本的に備えている。
ように自動工具交換装置を備える工作機械は、垂直なコ
ラム１０に固設したフレーム１２に配設されてＺ軸方向
に往復移動可能な主軸ヘッド２４と、前記フレーム１２
にマガジン支持台５８を介して配設され、回転割出し可
能な工具マガジン６６とを基本的に備えている。
すなわち、前記フレーム１２にガイドレール１４が垂直
に配設され、上下の関係で配設した一対のリニアガイド
１６．１６を介して主軸へラド２４が、前記ガイドレー
ル１４に沿って２ｇ方向に昇降自在に取付けられている
。この主軸ヘッド２４には適宜の位置に送りナツト１８
が固定され、前記ガイドレール１４に沿って平行に支持
した回転自在なボールねじ２０が、前記送りナツト１８
に螺合されている。そして該ボールねじ２０をフレーム
１２の上方に配置したサーボモータ（Ｚ軸モータ〉２２
により正逆両方向に回転駆動することによって、前記主
軸ヘッド２４には、送りナラ）１８およびボールねじ２
０の螺合作用下に、ガイドレール１４に沿ってＺ軸方向
に昇降する円滑な運動が付与される。
に配設され、上下の関係で配設した一対のリニアガイド
１６．１６を介して主軸へラド２４が、前記ガイドレー
ル１４に沿って２ｇ方向に昇降自在に取付けられている
。この主軸ヘッド２４には適宜の位置に送りナツト１８
が固定され、前記ガイドレール１４に沿って平行に支持
した回転自在なボールねじ２０が、前記送りナツト１８
に螺合されている。そして該ボールねじ２０をフレーム
１２の上方に配置したサーボモータ（Ｚ軸モータ〉２２
により正逆両方向に回転駆動することによって、前記主
軸ヘッド２４には、送りナラ）１８およびボールねじ２
０の螺合作用下に、ガイドレール１４に沿ってＺ軸方向
に昇降する円滑な運動が付与される。
主軸ヘッド２４の内部には、下端部に工具保持部（テー
バ孔）４２を備えた主軸４０が回転自在に垂直に配設さ
れ、この上軸４０はフレーム１２の上方に設けられた主
軸モータ３６にカップリング３８を介して連結され、当
該モータ３６により回転駆動されるようになってい６．
主軸４０の前記工具保持部４２には、先端に工具５０を
装着した工具ホルダ４８のアーバー５２を嵌挿可能にな
っており、この工具ホルダ４８を工具保持部４２に嵌挿
すると、該ホルダ４８に設けたプルスタッド５４が主軸
４０中に設けたホルダ挟持部材４４により挟持（クラン
プ）される、またこのホルダ挟持部材４４を、主軸４０
の中心通孔中に同軸的に挿通配置したドローバ−４６に
より押圧すると、該ホルダ挟持部材４４による前記プル
スタッド５４の挟持が解除（アンクラン１）され、工具
ホルダ４８の取外しが可能になる６ （（２）工具のクランプ・アンクランプ機構）前記工具
保持部４２に嵌挿された工具ホルダ４８をクランプし、
また当該クランプを解除するために、クランクレバーお
よびこれに揺動運動を付与するカム機構が設けられてい
る。すなわち主戦ヘッド２４の適宜位置に、支軸３２を
介してクランクレバー３０が揺動自在に枢支され、この
レバー３０における一方の短尺レバー３０ａの先端部が
、前記ドローバ−４６に水平方向に突設したビン５６と
係合可能になっている。またクランクレバー３０の他方
の長尺レバー３０ｂに図示形状の板カム２８が固定され
、当該板カム２８はその移動軌跡に位置するよう前記２
軸モータ２２の側部の位置に配設したローラ状のカムフ
ォロワ２６と当接離脱可能になっている。なお、前記長
尺レバー３０ｂと主軸ヘッド２４との間に引張コイルば
ね３４が張設され、クランクレバー３０を時計方向に付
勢して、常時は短尺レバー３０ａによる前記ビン５６の
押圧を解除している。
バ孔）４２を備えた主軸４０が回転自在に垂直に配設さ
れ、この上軸４０はフレーム１２の上方に設けられた主
軸モータ３６にカップリング３８を介して連結され、当
該モータ３６により回転駆動されるようになってい６．
主軸４０の前記工具保持部４２には、先端に工具５０を
装着した工具ホルダ４８のアーバー５２を嵌挿可能にな
っており、この工具ホルダ４８を工具保持部４２に嵌挿
すると、該ホルダ４８に設けたプルスタッド５４が主軸
４０中に設けたホルダ挟持部材４４により挟持（クラン
プ）される、またこのホルダ挟持部材４４を、主軸４０
の中心通孔中に同軸的に挿通配置したドローバ−４６に
より押圧すると、該ホルダ挟持部材４４による前記プル
スタッド５４の挟持が解除（アンクラン１）され、工具
ホルダ４８の取外しが可能になる６ （（２）工具のクランプ・アンクランプ機構）前記工具
保持部４２に嵌挿された工具ホルダ４８をクランプし、
また当該クランプを解除するために、クランクレバーお
よびこれに揺動運動を付与するカム機構が設けられてい
る。すなわち主戦ヘッド２４の適宜位置に、支軸３２を
介してクランクレバー３０が揺動自在に枢支され、この
レバー３０における一方の短尺レバー３０ａの先端部が
、前記ドローバ−４６に水平方向に突設したビン５６と
係合可能になっている。またクランクレバー３０の他方
の長尺レバー３０ｂに図示形状の板カム２８が固定され
、当該板カム２８はその移動軌跡に位置するよう前記２
軸モータ２２の側部の位置に配設したローラ状のカムフ
ォロワ２６と当接離脱可能になっている。なお、前記長
尺レバー３０ｂと主軸ヘッド２４との間に引張コイルば
ね３４が張設され、クランクレバー３０を時計方向に付
勢して、常時は短尺レバー３０ａによる前記ビン５６の
押圧を解除している。
そして、前記Ｚ軸モータ２２の駆動により主軸ヘッド２
４が上昇すると、その上昇過程においてクランクレバー
３０に設けた板カム２８が固定位置に配置した前記カム
フォロワ２６と当接し、当該クランクレバー３０に支軸
３２を中心とする反時計方向の動きを付与する。これに
より短尺レバー ３０ ａが前記ビン５６を下方に押圧
し、ドローバ−４６を介してホルダ挟持部材４４を付勢
し、工具ホルダ４８のプルスタッド５４に対するクラン
プを解除する。
４が上昇すると、その上昇過程においてクランクレバー
３０に設けた板カム２８が固定位置に配置した前記カム
フォロワ２６と当接し、当該クランクレバー３０に支軸
３２を中心とする反時計方向の動きを付与する。これに
より短尺レバー ３０ ａが前記ビン５６を下方に押圧
し、ドローバ−４６を介してホルダ挟持部材４４を付勢
し、工具ホルダ４８のプルスタッド５４に対するクラン
プを解除する。
（（３〉工具マガジンの回転割出機構）フレーム１２に
固設したマガジン支持台５８には、主軸ヘッド２４の昇
降領域と隣接して斜め左下方に指向する支持軸６０が配
設され、この支持軸６０に図示形状のマガジンベース６
４が、軸受６２を介して回転自在に枢支されている。当
該マガジンベース６４には、後に説明するホルダ把持手
段として機能するグリップアーム８２が、放射状に所要
の中心角で複数個揺動自在に配設されている。
固設したマガジン支持台５８には、主軸ヘッド２４の昇
降領域と隣接して斜め左下方に指向する支持軸６０が配
設され、この支持軸６０に図示形状のマガジンベース６
４が、軸受６２を介して回転自在に枢支されている。当
該マガジンベース６４には、後に説明するホルダ把持手
段として機能するグリップアーム８２が、放射状に所要
の中心角で複数個揺動自在に配設されている。
第２図に示すようにこのマガジンベース６４には、前記
支持軸６０を中心とする割出円板８０がボルト７９を介
して固定され、この割出円板８０の一側面にローラ形状
のカムフォロワ７８が、後述のグリップアーム８２の配
設位置に対応させて複数個（実施例では１０個）設けら
れている。
支持軸６０を中心とする割出円板８０がボルト７９を介
して固定され、この割出円板８０の一側面にローラ形状
のカムフォロワ７８が、後述のグリップアーム８２の配
設位置に対応させて複数個（実施例では１０個）設けら
れている。
第１図のＣ方向矢視図である第６図に示すように、前記
マガジン支持台５８に垂直配置したケーシング６７の上
部に割出し用のマガジンモータ６８が倒立配置され、マ
ガジンモータ６８の回転軸６９に駆動軸７０がカップリ
ング７１を介して接続されている、この駆動軸７０の下
端部にはベベルギヤ７２が固定され、当該ベベルギヤ７
２は軸受７３．７３を介して水平に枢支した回転軸７５
に設けたベベルギヤ７４と噛み合っている。
マガジン支持台５８に垂直配置したケーシング６７の上
部に割出し用のマガジンモータ６８が倒立配置され、マ
ガジンモータ６８の回転軸６９に駆動軸７０がカップリ
ング７１を介して接続されている、この駆動軸７０の下
端部にはベベルギヤ７２が固定され、当該ベベルギヤ７
２は軸受７３．７３を介して水平に枢支した回転軸７５
に設けたベベルギヤ７４と噛み合っている。
当該回転軸７５には、外周面に所要の曲線を描くカム溝
７６ａが形成されたバレルカム７６が固定され、このカ
ム溝７６ａに前記割出円板８０に放射配置した各カムフ
ォロワ７８が順次係合可能になっている。そして前記バ
レルカム７６の回転により、割出円板８０に間欠的な割
出し回転が付与される。
７６ａが形成されたバレルカム７６が固定され、このカ
ム溝７６ａに前記割出円板８０に放射配置した各カムフ
ォロワ７８が順次係合可能になっている。そして前記バ
レルカム７６の回転により、割出円板８０に間欠的な割
出し回転が付与される。
（（４）工具骨は渡し手段）
次に、前述した回転割出し機構により割出されるグリッ
プアーム、およびグリップアームを工具ホルダ４８の受
渡しのため揺動駆動する機構につき説明する。
プアーム、およびグリップアームを工具ホルダ４８の受
渡しのため揺動駆動する機構につき説明する。
第２図、第３図及び第４図に示すように、工具マガジン
６６の一部を構成するマガジンベース６４には、前記支
持軸６ｏを中心とする円周方向に、所要の中心角でクレ
ビス８１が順次配設されている（図示例では１０個）、
夫々のクレビス８１には、枢支軸８４を介して図示形状
のグリップアーム（グリップ部〉８２が揺動自在に枢支
され、該アーム８２の自由端を半径方向外方に臨ませて
いる。グリップアーム（グリップ部）８２の自由端には
、第３図に示すように、前記工具ホルダ４８の把持部を
挟持可能な寸法に設定した二股部８３が形成されている
。この二股部８３の各先端部内側には、行止り孔８３ａ
が穿設され、この行止り孔８３ａに圧縮コイルばね９９
により弾圧される支持ビン９８が後退叶能に収納され、
当該支持ビン９８の先端を二股部内方に臨ませている。
６６の一部を構成するマガジンベース６４には、前記支
持軸６ｏを中心とする円周方向に、所要の中心角でクレ
ビス８１が順次配設されている（図示例では１０個）、
夫々のクレビス８１には、枢支軸８４を介して図示形状
のグリップアーム（グリップ部〉８２が揺動自在に枢支
され、該アーム８２の自由端を半径方向外方に臨ませて
いる。グリップアーム（グリップ部）８２の自由端には
、第３図に示すように、前記工具ホルダ４８の把持部を
挟持可能な寸法に設定した二股部８３が形成されている
。この二股部８３の各先端部内側には、行止り孔８３ａ
が穿設され、この行止り孔８３ａに圧縮コイルばね９９
により弾圧される支持ビン９８が後退叶能に収納され、
当該支持ビン９８の先端を二股部内方に臨ませている。
従って二股部８３の両端部では、一対の支持ビン９８゜
９８がその先端を相互に対向させていることになる。
９８がその先端を相互に対向させていることになる。
そしてグリップアーム８２の二股部８３を前記工具ホル
ダ４８の把持部であるＶ形溝部４８ａに位置合わせする
ことにより、一対の支持ビン９８９８が前記Ｖ形溝ｆ１
４８ａに係合されて当接し、圧縮コイルばね９９の弾力
に抗して後退した状態で工具ホルダ４８を把持する。
ダ４８の把持部であるＶ形溝部４８ａに位置合わせする
ことにより、一対の支持ビン９８９８が前記Ｖ形溝ｆ１
４８ａに係合されて当接し、圧縮コイルばね９９の弾力
に抗して後退した状態で工具ホルダ４８を把持する。
また、第２図に示すように、グリップアーム８２の半自
由端にも行止り孔８２ａが穿設され、この行止り孔８２
ａに圧縮コイルばね９２と共に鋼球９０が弾力的に収納
されて、当該鋼球９０の一部を行止り孔８２ａの開孔か
ら突出させている。
由端にも行止り孔８２ａが穿設され、この行止り孔８２
ａに圧縮コイルばね９２と共に鋼球９０が弾力的に収納
されて、当該鋼球９０の一部を行止り孔８２ａの開孔か
ら突出させている。
また、マガジンベース６４のボス部６４ａには、断面が
円弧状を呈する案内面８８ａを外周に周設したグリップ
支持カラー８８が外挿され、この案内面８８ａに前記グ
リップアーム８２に設けた鋼球９０が弾力的に当接ｎｒ
能になっている。そして。
円弧状を呈する案内面８８ａを外周に周設したグリップ
支持カラー８８が外挿され、この案内面８８ａに前記グ
リップアーム８２に設けた鋼球９０が弾力的に当接ｎｒ
能になっている。そして。
第５図にも示す様に、前記案内面８８ａのマガジンベー
ス６４側にはノツチ溝８８ｂが周設され、割出し待機状
態にある各グリップアーム８２は、その鋼球９０を前記
ノツチ溝８８ｂに落着させて、該アーム８２をその姿勢
で安定保持させ得るようになっている。
ス６４側にはノツチ溝８８ｂが周設され、割出し待機状
態にある各グリップアーム８２は、その鋼球９０を前記
ノツチ溝８８ｂに落着させて、該アーム８２をその姿勢
で安定保持させ得るようになっている。
第５図に示すように、前記グリップアーム８２の枢支点
となる枢支軸８４を挟むアーム長手方向の前後で、かつ
該アーム８２の中心線に対し左右に振分けた位置に、ロ
ーラ形状を呈する第１カムフオロワ９４および第２カム
フオロワ９６が回転自在に枢支されている。そしてこの
第１カムフオロワ９４および第２カムフオロワ９６は、
複合カム体８６に形成した第１カム面８６ａおよび第２
カム面８６ｂに、夫々対応的に当接および離間可能とな
っている。すなわち、第１図に示す如く、主軸ヘッド２
４の垂直面で、がっ前記工具マガジン６６と指向する側
に複合カム体８もが垂直にボルト固定され、その第１カ
ム面８６ａおよび第２カム而８６ｂを工具マガジン６６
の所望の工具ホルダ４８の割出し位置く主軸４０の工具
保持部４２に対応的に割出されたグリップアーム８２と
近接する位置〉側に臨ませている。
となる枢支軸８４を挟むアーム長手方向の前後で、かつ
該アーム８２の中心線に対し左右に振分けた位置に、ロ
ーラ形状を呈する第１カムフオロワ９４および第２カム
フオロワ９６が回転自在に枢支されている。そしてこの
第１カムフオロワ９４および第２カムフオロワ９６は、
複合カム体８６に形成した第１カム面８６ａおよび第２
カム面８６ｂに、夫々対応的に当接および離間可能とな
っている。すなわち、第１図に示す如く、主軸ヘッド２
４の垂直面で、がっ前記工具マガジン６６と指向する側
に複合カム体８もが垂直にボルト固定され、その第１カ
ム面８６ａおよび第２カム而８６ｂを工具マガジン６６
の所望の工具ホルダ４８の割出し位置く主軸４０の工具
保持部４２に対応的に割出されたグリップアーム８２と
近接する位置〉側に臨ませている。
そして、グリップアーム８２に設けた第１カムフオロワ
９４および第２カムフオロワ９６は、第７図および第８
図に関して後述するように、機械原点ＺＯを中心とする
主軸ヘッド２４の所要の昇降領域内で、前記複合カム板
８６の第１カム面８６ａおよび第２カム面８６ａと夫々
対応的に当接し摺動するよう位置設定されている。主軸
ヘッド２４をＺ軸上弁に昇降移動させると、後述する条
件の下で第１カムフオロワ９４が第１カム面に、また第
２カムフオロワ９６が第２カム面に当接して、各対応の
カム作用下に前記グリップアーム８２は枢支軸８４を中
心として所定の揺動運動を行う。このときグリップアー
ム８２の反自由端に設けた鋼球９０は、グリップ支持カ
ラー８８に周設したノツチ溝８８ｂから離脱し、その案
内面８８ａに倣いつつ移動することになる。
９４および第２カムフオロワ９６は、第７図および第８
図に関して後述するように、機械原点ＺＯを中心とする
主軸ヘッド２４の所要の昇降領域内で、前記複合カム板
８６の第１カム面８６ａおよび第２カム面８６ａと夫々
対応的に当接し摺動するよう位置設定されている。主軸
ヘッド２４をＺ軸上弁に昇降移動させると、後述する条
件の下で第１カムフオロワ９４が第１カム面に、また第
２カムフオロワ９６が第２カム面に当接して、各対応の
カム作用下に前記グリップアーム８２は枢支軸８４を中
心として所定の揺動運動を行う。このときグリップアー
ム８２の反自由端に設けた鋼球９０は、グリップ支持カ
ラー８８に周設したノツチ溝８８ｂから離脱し、その案
内面８８ａに倣いつつ移動することになる。
（（５）主軸回転禁止領域検出手段）
第１図に示すように、主軸へラド２４の後方に突出した
部分２４Ａにドグ１０１が固定されている。一方、この
ドグ１０１に対応するリミットスイッチ１０２が、コラ
ム１０の側面に固定されている。リミットスイッチ１０
２は主軸ヘッド２４がＡＴＣ領域内の主軸回転禁止領域
に位置することを検出するリミットスイッチであり、主
軸ヘッド２４が機械原点ＺＯより所定距離以上（たとえ
ば５問以上〉上方に移動したときに、リミットスイッチ
１０２を蹴り続けるようにドグ１０１の形状が形成され
ている。
部分２４Ａにドグ１０１が固定されている。一方、この
ドグ１０１に対応するリミットスイッチ１０２が、コラ
ム１０の側面に固定されている。リミットスイッチ１０
２は主軸ヘッド２４がＡＴＣ領域内の主軸回転禁止領域
に位置することを検出するリミットスイッチであり、主
軸ヘッド２４が機械原点ＺＯより所定距離以上（たとえ
ば５問以上〉上方に移動したときに、リミットスイッチ
１０２を蹴り続けるようにドグ１０１の形状が形成され
ている。
（（６）カム機構による工具交換動作）次に、上記のよ
うに構成された機械構成からなる自動工具交換装置の動
作について、第７図および第８図を参照し説明する。な
お前述したように、主軸ヘッド２４およびこれに固定さ
れた複合カム体８６は、Ｚ軸方向に昇降移動されるが、
工具マガジン６６自体はフレーム１２上の定位置にあっ
て、マガジンベース６４を回転させるのみである。
うに構成された機械構成からなる自動工具交換装置の動
作について、第７図および第８図を参照し説明する。な
お前述したように、主軸ヘッド２４およびこれに固定さ
れた複合カム体８６は、Ｚ軸方向に昇降移動されるが、
工具マガジン６６自体はフレーム１２上の定位置にあっ
て、マガジンベース６４を回転させるのみである。
従って、図中に主軸ヘッド２４の動作基準位置となる機
＄１原点ＺＯを明示している。この機械原点ＺＯより下
方が主軸ヘッド２４が工作物の加工を行う加工領域であ
り、機械原点ＺＯより上方が主軸ヘッド２４が工具交換
動作を行うＡＴＣｆｌＩ域である。
＄１原点ＺＯを明示している。この機械原点ＺＯより下
方が主軸ヘッド２４が工作物の加工を行う加工領域であ
り、機械原点ＺＯより上方が主軸ヘッド２４が工具交換
動作を行うＡＴＣｆｌＩ域である。
第７図（ａ）は、工作機械により工作物９１を切削して
いる状態を示す、この状態では、主軸４０の下軸端は機
械原点ＺＯより下方に位置している。
いる状態を示す、この状態では、主軸４０の下軸端は機
械原点ＺＯより下方に位置している。
そして、グリップアーム８２に設けた第１カムフオロワ
９４は、対応する複合カム体８７の第１カム面を上昇し
きった位置にある。また、第２カムフオロワ９６は対応
する第２カム面８６ｂの最下部に位置して、当該グリッ
プアーム８２の二股部８３を最も左方向に振り切った状
態に保持している。すなわち二股部８３は、主軸４０の
工具保持部４２に装着した特定の工具ホルダ４８から大
きく離間した状態にあり、このため主軸ヘッド２４は工
具マガジン６６に干渉することなく工作物９１に向けｒ
降し所要の切削加工を行うことができる。
９４は、対応する複合カム体８７の第１カム面を上昇し
きった位置にある。また、第２カムフオロワ９６は対応
する第２カム面８６ｂの最下部に位置して、当該グリッ
プアーム８２の二股部８３を最も左方向に振り切った状
態に保持している。すなわち二股部８３は、主軸４０の
工具保持部４２に装着した特定の工具ホルダ４８から大
きく離間した状態にあり、このため主軸ヘッド２４は工
具マガジン６６に干渉することなく工作物９１に向けｒ
降し所要の切削加工を行うことができる。
第７図（ｂ）は、主軸へラド２４が機械原点ｚＯと略一
致した位１ｔ（Ｚ＝０）まで上昇した状態を示している
。主軸４０はオリエンテーション（主軸定位置停止）終
了の状態となっている。グリップアーム８２の第１カム
フオロワ９４は前記第１カム面８６ａの中途に位置し、
また第２カムフオロワ９６は第２カム面８６ｂの中途に
位置して、当該グリップアーム８２を枢支軸８４を中心
として反時計方向に僅かに回動させている。これにより
二股部８３に設けた一対の支持ビン９８．９８を、前記
工具ホルダ４８の最大直径部に形成され水平に位置して
いる前記Ｖ形溝部４８ａに一致させて近接している。
致した位１ｔ（Ｚ＝０）まで上昇した状態を示している
。主軸４０はオリエンテーション（主軸定位置停止）終
了の状態となっている。グリップアーム８２の第１カム
フオロワ９４は前記第１カム面８６ａの中途に位置し、
また第２カムフオロワ９６は第２カム面８６ｂの中途に
位置して、当該グリップアーム８２を枢支軸８４を中心
として反時計方向に僅かに回動させている。これにより
二股部８３に設けた一対の支持ビン９８．９８を、前記
工具ホルダ４８の最大直径部に形成され水平に位置して
いる前記Ｖ形溝部４８ａに一致させて近接している。
すなわちこの時点では、支持ビン９８．９８はＶ形溝部
４８ａに未だ嵌合しておらず、従って工具５０による工
作物９１に対する加工がなお可能である。なお、第７［
ｇ（ｄ）で後述するグリップ動作の終了まで二股部８３
の支持ビン９８．９８が継続して工具ホルダ４８のＶ形
溝部４８ａに追従動作し得るよう、前記第１カム面８６
ａおよび第２カム面８６ｂのカム設計がなされている。
４８ａに未だ嵌合しておらず、従って工具５０による工
作物９１に対する加工がなお可能である。なお、第７［
ｇ（ｄ）で後述するグリップ動作の終了まで二股部８３
の支持ビン９８．９８が継続して工具ホルダ４８のＶ形
溝部４８ａに追従動作し得るよう、前記第１カム面８６
ａおよび第２カム面８６ｂのカム設計がなされている。
第７図（ｃ）は、主軸ヘッド２４がＡＴＣ領域に入り機
械原点ＺＯよりも、例えば距離Ｚ＝３０だけ上昇した状
態を示している。この位置まで主軸ヘッド２４が上昇す
る過程で、主軸ヘッド２４後方のドグ１０１がリミット
スイッチ１０２を蹴るようになり、リミットスイッチ１
０２は主軸ヘッド２４が主軸回転禁止領域に入ったこと
を知らせる検出信号を出力する。また、前述したクラン
クレバー３０の板カム２８がカムフォロワ２６に接触係
合するに至り、当該クランクレバー３０は引張コイルば
ね３４の付勢力に抗して反時計方向への回動を開始する
。また機械原点ｚＯより上方への主軸ヘッド２４の上昇
に伴い、複合カム体８６の第１カム面８６ａおよび第２
カム面８６ｂは、夫々対応の第２カムフオロワ９６およ
び第２カムフオロワ９６を従動させ、グリップアーム８
２を反時計方向に更に揺動させる。これにより、グリッ
プアーム８２の二股部８３に設けた一対の支持ビン９８
．９８は、工具ホルダ４８のＶ形溝部４８ａに整列して
追従移動し、当該支持ビン９８９８をコイルばね９９，
９９の弾力に抗して後退させなから、主軸４０の中心線
Ｃ上に位置するに至る。
械原点ＺＯよりも、例えば距離Ｚ＝３０だけ上昇した状
態を示している。この位置まで主軸ヘッド２４が上昇す
る過程で、主軸ヘッド２４後方のドグ１０１がリミット
スイッチ１０２を蹴るようになり、リミットスイッチ１
０２は主軸ヘッド２４が主軸回転禁止領域に入ったこと
を知らせる検出信号を出力する。また、前述したクラン
クレバー３０の板カム２８がカムフォロワ２６に接触係
合するに至り、当該クランクレバー３０は引張コイルば
ね３４の付勢力に抗して反時計方向への回動を開始する
。また機械原点ｚＯより上方への主軸ヘッド２４の上昇
に伴い、複合カム体８６の第１カム面８６ａおよび第２
カム面８６ｂは、夫々対応の第２カムフオロワ９６およ
び第２カムフオロワ９６を従動させ、グリップアーム８
２を反時計方向に更に揺動させる。これにより、グリッ
プアーム８２の二股部８３に設けた一対の支持ビン９８
．９８は、工具ホルダ４８のＶ形溝部４８ａに整列して
追従移動し、当該支持ビン９８９８をコイルばね９９，
９９の弾力に抗して後退させなから、主軸４０の中心線
Ｃ上に位置するに至る。
なおこの時点で、前記クランクレバー３０の短尺レバー
３０ａがドローバ−４６に設けたビン５６を押下げ始め
、工具ホルダ４８のプルスタッド５４に対するホルダ挟
持部材４４による挟持の解除を開始する。
３０ａがドローバ−４６に設けたビン５６を押下げ始め
、工具ホルダ４８のプルスタッド５４に対するホルダ挟
持部材４４による挟持の解除を開始する。
第７図（ｄ）は、主軸ヘッド２４が機械原点ＺＯよりも
距離Ｚ−５０だけ上昇した状態を示している。この状態
に至る直前に、前記クランクレバー３０は完全に揺動し
きって、ホルダ挟持部材４４はプルスタッド５４を解除
し、工具ホルダ４８に対するアンクランプを終了してい
る。グリップアーム８２は、両カム面８６ａ、８６ｂと
各対応のカムフォロワ９４．９６との作用下に反時計方
向に更に揺動して、該アーム８２の鋼球９０をグリップ
支持カラー８８のノツチ渭８８ｂ内に落着させて安定し
その動作を終了している。またアーム二股部８３の支持
ビン９８．９８が、工具ホルダ４８の■形溝部４８ａを
完全に把持して、グリップアーム８２による工具ホルダ
４８の把持がなされる。この時点から、主軸４０から工
具ホルダ４８の抜き取りが開始されることになる。
距離Ｚ−５０だけ上昇した状態を示している。この状態
に至る直前に、前記クランクレバー３０は完全に揺動し
きって、ホルダ挟持部材４４はプルスタッド５４を解除
し、工具ホルダ４８に対するアンクランプを終了してい
る。グリップアーム８２は、両カム面８６ａ、８６ｂと
各対応のカムフォロワ９４．９６との作用下に反時計方
向に更に揺動して、該アーム８２の鋼球９０をグリップ
支持カラー８８のノツチ渭８８ｂ内に落着させて安定し
その動作を終了している。またアーム二股部８３の支持
ビン９８．９８が、工具ホルダ４８の■形溝部４８ａを
完全に把持して、グリップアーム８２による工具ホルダ
４８の把持がなされる。この時点から、主軸４０から工
具ホルダ４８の抜き取りが開始されることになる。
第７図（ｅ）は、主軸ヘッド２４が機械原点ｚＯから距
離Ｚ＝１３８だけ上昇した状態を示している。第７図（
ｂ）に示す位置からの主軸ヘッド２４の上昇に伴い、主
軸４０に装着されていた工具ホルダ４８はグリップアー
ム８２に把持されたまま残留し、これにより工具ホルダ
４８の抜き取り（主軸ヘッド２４から工具マガジン６６
への受渡し）が完了する。この主軸ヘッド２４が上昇し
た位置（Ｚ＝１３８）で、マガジンモータ６８が回転駆
動され、バレルカム７６およびカムフォロワ７８のカム
作用下に、割出円板８０の回転割出しがなされる。
離Ｚ＝１３８だけ上昇した状態を示している。第７図（
ｂ）に示す位置からの主軸ヘッド２４の上昇に伴い、主
軸４０に装着されていた工具ホルダ４８はグリップアー
ム８２に把持されたまま残留し、これにより工具ホルダ
４８の抜き取り（主軸ヘッド２４から工具マガジン６６
への受渡し）が完了する。この主軸ヘッド２４が上昇し
た位置（Ｚ＝１３８）で、マガジンモータ６８が回転駆
動され、バレルカム７６およびカムフォロワ７８のカム
作用下に、割出円板８０の回転割出しがなされる。
第７図（ｆ）は割出円板８ｏの回転割出しにより次に使
用される工具ホルダ４８を把持した別のグリップアーム
８２が、前記主軸ヘッド２４の工具保持部４２の直下に
中心線Ｃを整列させて位置した状態を示している。
用される工具ホルダ４８を把持した別のグリップアーム
８２が、前記主軸ヘッド２４の工具保持部４２の直下に
中心線Ｃを整列させて位置した状態を示している。
次いで、この新たに割出された工具ホルダ４８を主軸４
０の工具保持部４２に装着する過程を説明する。主軸４
０への装着は、Ｚ軸モータ２２を逆方向に回転させ、主
軸ヘッド２４を下降させることにより行われる。
０の工具保持部４２に装着する過程を説明する。主軸４
０への装着は、Ｚ軸モータ２２を逆方向に回転させ、主
軸ヘッド２４を下降させることにより行われる。
第７［！Ｉ（ｇＨ，ｔｌ械原点ＺＯから距ＮＺ＝５０の
位置まで下降した状態を示している。この主軸ヘッド２
４の下降により、新たに割出された工具ホルダ４８のア
ーバー５２は工具保持部４２中に挿入される。なお第７
図（ｅ）および（ｆ）では、両カム７オロワ９４．９６
は複合カム体８６の両カム面８６ａ、８６ｂから離脱し
ていたが、この第７図（ｇ）に示す状態に至って、両カ
ムフォロワ９４゜９６は再び対応の両カム面８６ａ、８
６ｂと当接して、グリップアーム８２の逃し動作が開始
される、すなわち、グリップアーム８２は枢支軸８４を
中心とする時計方向への揺動を開始し、該アーム８２の
二股部８３に設けた支持ビン９８．９８が、工具ホルダ
４８に形成したＶ形溝部４８ａの動きに追従する動作を
行う。
位置まで下降した状態を示している。この主軸ヘッド２
４の下降により、新たに割出された工具ホルダ４８のア
ーバー５２は工具保持部４２中に挿入される。なお第７
図（ｅ）および（ｆ）では、両カム７オロワ９４．９６
は複合カム体８６の両カム面８６ａ、８６ｂから離脱し
ていたが、この第７図（ｇ）に示す状態に至って、両カ
ムフォロワ９４゜９６は再び対応の両カム面８６ａ、８
６ｂと当接して、グリップアーム８２の逃し動作が開始
される、すなわち、グリップアーム８２は枢支軸８４を
中心とする時計方向への揺動を開始し、該アーム８２の
二股部８３に設けた支持ビン９８．９８が、工具ホルダ
４８に形成したＶ形溝部４８ａの動きに追従する動作を
行う。
さらに主軸ヘッド２４が、距離Ｚ＝４７まで下降すると
、今迄カムフォロワ２６に当接して当該クランクレバー
３０を反時計方向に揺動させていた板カム２８は、前記
カムフォロワ２６から逃げ始め、工具ホルダ４８のプル
スタッド５４に対するホルダ挟持部材４４による挟持を
開始する。
、今迄カムフォロワ２６に当接して当該クランクレバー
３０を反時計方向に揺動させていた板カム２８は、前記
カムフォロワ２６から逃げ始め、工具ホルダ４８のプル
スタッド５４に対するホルダ挟持部材４４による挟持を
開始する。
第７図（ｈ）は、主軸ヘッド２４が更に下降し機械原点
ＺＯに対し、距離Ｚ＝３０の位置まで下降した状態を示
している。この位置では前記クランクレバー３０におけ
る板カム２８はカムフォロワ２６から完全に離脱し、こ
れによりホルダ挟持部材４４がプルスタッド５４を挟持
してクランプ動作を終了する。またグリップアーム８２
は、その両カムフォロワ９４．９６が対応の両カム面８
６ａ、８６ｂと連繋動作することにより、アーム先端に
設けた鋼球９０がグリップ支持カラー８８のノツチ′１
ｆ４８８ｂから離脱し、時計方向に揺動する。
ＺＯに対し、距離Ｚ＝３０の位置まで下降した状態を示
している。この位置では前記クランクレバー３０におけ
る板カム２８はカムフォロワ２６から完全に離脱し、こ
れによりホルダ挟持部材４４がプルスタッド５４を挟持
してクランプ動作を終了する。またグリップアーム８２
は、その両カムフォロワ９４．９６が対応の両カム面８
６ａ、８６ｂと連繋動作することにより、アーム先端に
設けた鋼球９０がグリップ支持カラー８８のノツチ′１
ｆ４８８ｂから離脱し、時計方向に揺動する。
第７図（１）は更に主軸ヘッド２４がＦ′降し機械原点
ＺＯに一致した状態を示している。この位置まで下降す
る直前に、主軸ヘッド２４後方のドグ１０１がリミット
スイッチ１０２から離れ、リミットスイッチ１０２は検
出信号を消失して主軸ヘッド２４が回転禁止領域を離脱
したことを知らせる１機械原点（Ｚ＝Ｏ）ではグリップ
アーム８２は主軸４０の工具保持部４２に嵌挿保持され
た工具ホルダ４８から完全に離脱する。
ＺＯに一致した状態を示している。この位置まで下降す
る直前に、主軸ヘッド２４後方のドグ１０１がリミット
スイッチ１０２から離れ、リミットスイッチ１０２は検
出信号を消失して主軸ヘッド２４が回転禁止領域を離脱
したことを知らせる１機械原点（Ｚ＝Ｏ）ではグリップ
アーム８２は主軸４０の工具保持部４２に嵌挿保持され
た工具ホルダ４８から完全に離脱する。
更に、この原点ＺＯよりも主軸ヘッド２４が下降すると
、グリップアーム８２は、例えば第７図（ａ）に示すよ
うに、更に離間方向へ逃げ、主軸ヘッド２４による工作
物９１に対する単独の下降が可能とされる。
、グリップアーム８２は、例えば第７図（ａ）に示すよ
うに、更に離間方向へ逃げ、主軸ヘッド２４による工作
物９１に対する単独の下降が可能とされる。
第８図は、以上説明したカム機構による工具交換動作を
、縦軸を主軸ヘッド２４のストローク位置くＺ軸位置）
、横軸を時間にとって、関連する各部材の動作タイミン
グを示したタイムチャート図である。
、縦軸を主軸ヘッド２４のストローク位置くＺ軸位置）
、横軸を時間にとって、関連する各部材の動作タイミン
グを示したタイムチャート図である。
（（７）制御装置）
第９図は、上記の機械構成からなる自動工具交換装置を
備えた工作機械の制御装置を示すブロック図である。
備えた工作機械の制御装置を示すブロック図である。
制御装２１１０は、コンピュータを備えたものであり、
制御全体を統括するマスターＣＰＵＩ １１と、工作物
の加工を主に司るスレーブＣＰＵ１１２と、工具交換を
主に司るＡＴＣ部ＣＰＵＩ １３との３つのＣＰＵを中
心に構成されている。
制御全体を統括するマスターＣＰＵＩ １１と、工作物
の加工を主に司るスレーブＣＰＵ１１２と、工具交換を
主に司るＡＴＣ部ＣＰＵＩ １３との３つのＣＰＵを中
心に構成されている。
マスターＣＰＵＩＩＩには、メモリ装置として制御装置
自体を動作させるプログラムや、定数等を格納するマス
タ一部ＲＯＭ１．１４と、制御実行中の変数やフラグ等
を一時記憶する第１マスター部ＲＡＭ１１５と、工具交
換タイミング及びワーク加工に使用する工具等を指示す
るための加ニブログラム等を格納した第２マスタ一部Ｒ
ＡＭｌｌ６とが接続されている。なお、この第２マスタ
ー部ＲＡＭ１１６は、電源をオフ時にもバックアップさ
れている。
自体を動作させるプログラムや、定数等を格納するマス
タ一部ＲＯＭ１．１４と、制御実行中の変数やフラグ等
を一時記憶する第１マスター部ＲＡＭ１１５と、工具交
換タイミング及びワーク加工に使用する工具等を指示す
るための加ニブログラム等を格納した第２マスタ一部Ｒ
ＡＭｌｌ６とが接続されている。なお、この第２マスタ
ー部ＲＡＭ１１６は、電源をオフ時にもバックアップさ
れている。
スレーブＣＰＵ１１２には、ワーク加工のためのモータ
駆動プログラムや、定ｆｆｉ等を格納するスレーブ部Ｒ
ＯＭ１１７と、ワーク加工制御実行中の変数やフラグ等
を一時記憶するスレーブ部ＲＡＭ１１８とが接続されて
いる。ＡＴＣ部ＣＰＵ１１３には工具交換のためのマガ
ジン旋回プログラムや定数等を格納するＡＴＣ部ＲＯＭ
１１９と工具交換Ｗｉ御実行中の変数やフラグ等を一時
記憶するＡＴＣ部ＲＡＭ１２０とが接続されている。
駆動プログラムや、定ｆｆｉ等を格納するスレーブ部Ｒ
ＯＭ１１７と、ワーク加工制御実行中の変数やフラグ等
を一時記憶するスレーブ部ＲＡＭ１１８とが接続されて
いる。ＡＴＣ部ＣＰＵ１１３には工具交換のためのマガ
ジン旋回プログラムや定数等を格納するＡＴＣ部ＲＯＭ
１１９と工具交換Ｗｉ御実行中の変数やフラグ等を一時
記憶するＡＴＣ部ＲＡＭ１２０とが接続されている。
マスターＣＰＵ、１１１とスレーブＣＰＬ１１１２との
間には、マスターＣＰＵＩ １１からスレーブＣＰｔＪ
１１２への指令あるいはその逆方向の信号、その他の情
報をやりとりするためのＭＳ間共通ＲＡＭ１２１が接続
されている。ＭＳ間共通ＲＡＭ１２１はマスターＣＰＵ
Ｉ １１及びスレーブｃｐＵ１１２の双方から情報が書
き込まれ、あるいは読み出される。
間には、マスターＣＰＵＩ １１からスレーブＣＰｔＪ
１１２への指令あるいはその逆方向の信号、その他の情
報をやりとりするためのＭＳ間共通ＲＡＭ１２１が接続
されている。ＭＳ間共通ＲＡＭ１２１はマスターＣＰＵ
Ｉ １１及びスレーブｃｐＵ１１２の双方から情報が書
き込まれ、あるいは読み出される。
また、マスターＣＰＵＩＩＩとＡＴＣ部ＣＰＵ１１３と
の間には、マスターＣＰＵＩ １１からＡＴＣ部ＣＰＵ
１１３への指令あるいはその逆方向の瞑号、その他の情
報をやりとりするためのＭＡ間共通ＲＡＭ １２２が接
続されている。前述のＭＳ間共通ＲＡＭ １２１と同様
にＭＡ間共通ＲＡＭ１２２は、マスターＣＰＵ１１１及
びＡＴＣ部ＣＰＵ１１３の双方から情報が書き込まれ、
あるいは読み出される。
の間には、マスターＣＰＵＩ １１からＡＴＣ部ＣＰＵ
１１３への指令あるいはその逆方向の瞑号、その他の情
報をやりとりするためのＭＡ間共通ＲＡＭ １２２が接
続されている。前述のＭＳ間共通ＲＡＭ １２１と同様
にＭＡ間共通ＲＡＭ１２２は、マスターＣＰＵ１１１及
びＡＴＣ部ＣＰＵ１１３の双方から情報が書き込まれ、
あるいは読み出される。
さらに、マスターＣＰＵＩ １１には加ニブログラム等
を作成入力するためのキーボード１２３と、この加ニブ
ログラム等を表示するためのＣＲＴ１２４とが接続され
ている。
を作成入力するためのキーボード１２３と、この加ニブ
ログラム等を表示するためのＣＲＴ１２４とが接続され
ている。
スレーブＣＰＵ１１２には、図示しないワークテーブル
をＸ軸方向に移動させるＸ軸モータ１２５、Ｙ軸方向に
移動させるＹ軸モータ１２６．さらにワークテーブルを
回転させるＢ軸モータ１２７、主軸ヘッド２４を昇降さ
せるＺ軸モータ２２゜及び主軸４０を回転する主軸モー
タ３６が接続されている。スレーブＣＰｔＪ１１２は、
これらを制御駆動し、ワークテーブル上に載置された工
作物に対して所定の工具による加工を実行する。また、
スレーブＣＰＵ１１２には主輪回転禁止領域を検出する
リミットスイッチ１０２が接続され、主軸ヘッド２４が
機械原点位置ＺＯより上方の主軸回転禁止領域に位置す
ることを知らせる。
をＸ軸方向に移動させるＸ軸モータ１２５、Ｙ軸方向に
移動させるＹ軸モータ１２６．さらにワークテーブルを
回転させるＢ軸モータ１２７、主軸ヘッド２４を昇降さ
せるＺ軸モータ２２゜及び主軸４０を回転する主軸モー
タ３６が接続されている。スレーブＣＰｔＪ１１２は、
これらを制御駆動し、ワークテーブル上に載置された工
作物に対して所定の工具による加工を実行する。また、
スレーブＣＰＵ１１２には主輪回転禁止領域を検出する
リミットスイッチ１０２が接続され、主軸ヘッド２４が
機械原点位置ＺＯより上方の主軸回転禁止領域に位置す
ることを知らせる。
一方ＡＴＣ部ＣＰＵＩ １３には、マガジンモータ６８
が接続されている。ＡＴＣ部ＣＰＵ１１３はマガジンモ
ータ６８を制御駆動し、工具マガジン６６を回転させて
、次に使用する工具の割出しを行う。
が接続されている。ＡＴＣ部ＣＰＵ１１３はマガジンモ
ータ６８を制御駆動し、工具マガジン６６を回転させて
、次に使用する工具の割出しを行う。
第１０図は、マスターＣＰＵ１１１とスレーブＣＰＵ１
１２との間で情報のやりとりを行うＭＳ間共通ＲＡＭ
１２１のメモリー構成を示す図である。１５１〜１５５
には各種のフラグが収容され、１５６〜１６２にはマス
ターＣＰＵ１１１がスレーブＣＰＵ１１２に与える指令
値のデータが収容される。一方、１６５〜１６８にはス
レーブｃｐＵ１１２からマスターＣＰＵ１１１に伝える
データが格納される。
１２との間で情報のやりとりを行うＭＳ間共通ＲＡＭ
１２１のメモリー構成を示す図である。１５１〜１５５
には各種のフラグが収容され、１５６〜１６２にはマス
ターＣＰＵ１１１がスレーブＣＰＵ１１２に与える指令
値のデータが収容される。一方、１６５〜１６８にはス
レーブｃｐＵ１１２からマスターＣＰＵ１１１に伝える
データが格納される。
詳細について説明する。１５１は動作の開始を指令する
実行開始フラグ５ＴＡＲＴＪである。マスターＣＰＵＩ
ＩＩがここに１を書き込むことにより、スレーブＣＰＵ
１１２はその他の情報を参照しなから動作の実行を開始
する。１５２は動作の終了を知らせる実行終了フラグＥ
ＮＤＪである。ＩＷ記実行開始フラグ５ＴＡＲＴ Ｆに
より実行の開始された動作が終了すると、スレーブＣＰ
Ｕ１１２が１を書き込み、動作の終了をマスターＣＰＵ
Ｉ １１に知らせる。１５３は切削モードフラグＣＵＴ
Ｊである。
実行開始フラグ５ＴＡＲＴＪである。マスターＣＰＵＩ
ＩＩがここに１を書き込むことにより、スレーブＣＰＵ
１１２はその他の情報を参照しなから動作の実行を開始
する。１５２は動作の終了を知らせる実行終了フラグＥ
ＮＤＪである。ＩＷ記実行開始フラグ５ＴＡＲＴ Ｆに
より実行の開始された動作が終了すると、スレーブＣＰ
Ｕ１１２が１を書き込み、動作の終了をマスターＣＰＵ
Ｉ １１に知らせる。１５３は切削モードフラグＣＵＴ
Ｊである。
マスターＣＰＵＩ １１が１を書き込むことにより、軸
移動が切削モード（Ｇｏｔ）になり、０を書き込むこと
により位置決めモード（ＧＯＯ）になる０位置決めモー
ドＧＯＯでは、スレーブＣＰＵ１１２は軸移動が完全に
終了した後に、前記実行終了フラグＥＮＤＪＩ ５２を
あげる。これに対しご切削モードＧＯ１では、スレーブ
ＣＰＵ１１２は軸移動の減速開始時に前記実行終了フラ
グＥＮＤｊ １５２をあげ、次の軸移動の受付を可能に
する。１５４はタップ動作フラグＴＡＰＪである。マス
ターＣＰＵ１１１がタップ動作の時に１を書き込む、１
５５は主軸動作フラグＳＰＣＭＤＪである。マスターＣ
ＰＵＩＩＩが主軸回転動作時はｌを、オリエンテーショ
ン動作時は２を書き込む。
移動が切削モード（Ｇｏｔ）になり、０を書き込むこと
により位置決めモード（ＧＯＯ）になる０位置決めモー
ドＧＯＯでは、スレーブＣＰＵ１１２は軸移動が完全に
終了した後に、前記実行終了フラグＥＮＤＪＩ ５２を
あげる。これに対しご切削モードＧＯ１では、スレーブ
ＣＰＵ１１２は軸移動の減速開始時に前記実行終了フラ
グＥＮＤｊ １５２をあげ、次の軸移動の受付を可能に
する。１５４はタップ動作フラグＴＡＰＪである。マス
ターＣＰＵ１１１がタップ動作の時に１を書き込む、１
５５は主軸動作フラグＳＰＣＭＤＪである。マスターＣ
ＰＵＩＩＩが主軸回転動作時はｌを、オリエンテーショ
ン動作時は２を書き込む。
１５６〜１５９は、それぞれ、Ｘ軸移動指令砿ＸＣＭ３
Ｖ、 Ｙ軸移動指令値ＹＣＭＤ−Ｖ、 ＺＩＩＩｌｆ’
［Ｉ指＋値ＺＣＭＤ Ｖ、 及びＢ軸移動指令値ＢＣＭ
Ｄ ＢｒアＺ、 ７ＸターＣＰＵＩＩＩが軸移動指令の
際にこれから移動すべき距離をインクリメンタル量で書
き込む。
Ｖ、 Ｙ軸移動指令値ＹＣＭＤ−Ｖ、 ＺＩＩＩｌｆ’
［Ｉ指＋値ＺＣＭＤ Ｖ、 及びＢ軸移動指令値ＢＣＭ
Ｄ ＢｒアＺ、 ７ＸターＣＰＵＩＩＩが軸移動指令の
際にこれから移動すべき距離をインクリメンタル量で書
き込む。
また、１６０は主軸回転指令値ＳＰＣＭ３Ｖ、 ｌ ６
１は移動指令速度ＦＥＥＤ Ｖ、 １６２はタップ指
令ピッチＰＩＴＣＨ−Ｖテア） ル。
１は移動指令速度ＦＥＥＤ Ｖ、 １６２はタップ指
令ピッチＰＩＴＣＨ−Ｖテア） ル。
また、１６５〜１６８は、それぞれＸ軸現在位置ｘｐｏ
ｓ−ｖ、 ｙ軸現在位置ｙｐｏｓ−ｖ、 ｚ軸現在位置
ｚｐｏ３ｖ 、及びＢ軸現在位夏ＢＰＯＳ−Ｖとして用
いられる。これらの現在位置データ１６５〜１６８は、
軸移動動作の実行に伴い、スレーブＣＰＵ１１２により
逐次更新される。
ｓ−ｖ、 ｙ軸現在位置ｙｐｏｓ−ｖ、 ｚ軸現在位置
ｚｐｏ３ｖ 、及びＢ軸現在位夏ＢＰＯＳ−Ｖとして用
いられる。これらの現在位置データ１６５〜１６８は、
軸移動動作の実行に伴い、スレーブＣＰＵ１１２により
逐次更新される。
ここで、ＭＳ間共通ＲＡＭ １２１への設定は可能な限
りの複合動作を許すようにされている。
りの複合動作を許すようにされている。
第１１図はマスターＣＰＵＩ １１とＡＴＣ部ＣＰＵ１
１３との間で情報のやりとりをするＭＡ間共通ＲＡＭ
１２２のメモリー構成を示す図である。
１３との間で情報のやりとりをするＭＡ間共通ＲＡＭ
１２２のメモリー構成を示す図である。
１７１は実行開始フラグ＾５ＴＡＲＴ−Ｆである。マス
ターＣＰＵＩＩＩが１を１き込むことにより、ＡＴＣ部
ＣＰ０１１３はその他の情報を参照し、動作の実行を開
始する。１７２は実行終了フラグ＾ＥＮＤＦである。Ａ
ＴＣ部ＣＰ０１１３は前記実行開始フラグ＾Ｓ丁＾ＲＴ
Ｆｌ ７１により実行がかかった動作が終了すると、
１を書き込み、動作終了をマスターＣＰＵＩＩＩに知ら
せる。１７３はマガジン旋回ポット番号へＰＯＴ Ｖの
データが記憶される。マスターＣＰＵＩ １１は次に使
用する工具のマガジンポット番号を書き込み、次の工具
交換動作での割出し位置をＡＴＣ部ＣＰ０１１３に知ら
せる。
ターＣＰＵＩＩＩが１を１き込むことにより、ＡＴＣ部
ＣＰ０１１３はその他の情報を参照し、動作の実行を開
始する。１７２は実行終了フラグ＾ＥＮＤＦである。Ａ
ＴＣ部ＣＰ０１１３は前記実行開始フラグ＾Ｓ丁＾ＲＴ
Ｆｌ ７１により実行がかかった動作が終了すると、
１を書き込み、動作終了をマスターＣＰＵＩＩＩに知ら
せる。１７３はマガジン旋回ポット番号へＰＯＴ Ｖの
データが記憶される。マスターＣＰＵＩ １１は次に使
用する工具のマガジンポット番号を書き込み、次の工具
交換動作での割出し位置をＡＴＣ部ＣＰ０１１３に知ら
せる。
（（８）制御思想）
以上の構成に基づき、制御装置の作動について説明する
。ワーク加工制御及び工具交換制御は、マスターＣＰＵ
Ｉ １１からの指令に基づいて実行される。マスターＣ
ＰＵＩ １１は、キーボード１２３から入力され第２マ
スタ一部ＲＡＭ１１６に格納された加ニブログラムを、
１動作ずつ読み込み、この読み込んだ情報がワーク加工
に関するものであれば、ＭＳ間共通ＲＡＭ １２１にそ
の指令を１き込む。スレーブＣＰＵ１１２はこの書き込
まれた指令を読み出して、各軸モータ２２．１２５．１
２６，１２７の移動量及び主軸４０の回転数とを決定し
、上述のワーク加工制御を実行する。同様に、読み出さ
れた加ニブログラムに工具交換が含まれている場合は、
ＭＳ間共通ＲＡＭ１２１及びＭＡ間共通ＲＡＭ １２２
の両者に指令データが書き込まれる。この結果、スレー
ブＣＰＵ１１２は各軸モータ２２，１２５，１２６，１
２７及び主軸モータ３６を駆動制御し、ＡＴＣ部ＣＰＴ
Ｊ１１３はマガジンモータ６８を駆動制御して、工具交
換制御が実行される。
。ワーク加工制御及び工具交換制御は、マスターＣＰＵ
Ｉ １１からの指令に基づいて実行される。マスターＣ
ＰＵＩ １１は、キーボード１２３から入力され第２マ
スタ一部ＲＡＭ１１６に格納された加ニブログラムを、
１動作ずつ読み込み、この読み込んだ情報がワーク加工
に関するものであれば、ＭＳ間共通ＲＡＭ １２１にそ
の指令を１き込む。スレーブＣＰＵ１１２はこの書き込
まれた指令を読み出して、各軸モータ２２．１２５．１
２６，１２７の移動量及び主軸４０の回転数とを決定し
、上述のワーク加工制御を実行する。同様に、読み出さ
れた加ニブログラムに工具交換が含まれている場合は、
ＭＳ間共通ＲＡＭ１２１及びＭＡ間共通ＲＡＭ １２２
の両者に指令データが書き込まれる。この結果、スレー
ブＣＰＵ１１２は各軸モータ２２，１２５，１２６，１
２７及び主軸モータ３６を駆動制御し、ＡＴＣ部ＣＰＴ
Ｊ１１３はマガジンモータ６８を駆動制御して、工具交
換制御が実行される。
第１２図は工具交換制御の概要を示す流れ図である。工
具交換命令直前の命令による加工動作２０１が終了する
と、直ちにＺ軸原点復帰動作２０２が開始され、主軸ヘ
ッド２４の上昇が開始される。このとき、ｚｍ原点復帰
動作２０２と並行して同時に主軸定位置停止動作２０３
が実行される。そして、主軸定位置停止動作２０３の完
了を条件として、Ｚ軸原点復帰勤ｆ’ｌ−２０２の完了
間際の減速動作と次に実行するＺ軸上方移動動作２０４
の加速動作とが重複して実行される。主軸ヘッド２４が
上昇端近傍のマガジン旋回位置に到達すると、マガジン
割出し動作２０５が開始され、マガジンモータ６８によ
りマガジンが旋回されて、次に使用すべき工具が割出さ
れる。このマガジン割出し動作２０５中に、Ｘ軸及びＹ
軸移動動作２０６が並行して実行され、テーブルが次の
加工ｒｉ２に移動させられる。マガジンの割出しが終了
すると、ＡＴＣ領域からのＺ軸原点復帰動作２０７が開
始し、主軸ヘッド２４の下降が開始される。
具交換命令直前の命令による加工動作２０１が終了する
と、直ちにＺ軸原点復帰動作２０２が開始され、主軸ヘ
ッド２４の上昇が開始される。このとき、ｚｍ原点復帰
動作２０２と並行して同時に主軸定位置停止動作２０３
が実行される。そして、主軸定位置停止動作２０３の完
了を条件として、Ｚ軸原点復帰勤ｆ’ｌ−２０２の完了
間際の減速動作と次に実行するＺ軸上方移動動作２０４
の加速動作とが重複して実行される。主軸ヘッド２４が
上昇端近傍のマガジン旋回位置に到達すると、マガジン
割出し動作２０５が開始され、マガジンモータ６８によ
りマガジンが旋回されて、次に使用すべき工具が割出さ
れる。このマガジン割出し動作２０５中に、Ｘ軸及びＹ
軸移動動作２０６が並行して実行され、テーブルが次の
加工ｒｉ２に移動させられる。マガジンの割出しが終了
すると、ＡＴＣ領域からのＺ軸原点復帰動作２０７が開
始し、主軸ヘッド２４の下降が開始される。
そして、Ｚ軸原点復帰動作２０７の終了間際の減速動作
と次に実行されるＺ軸下方移動動作２０８の加速動作と
が重複して実行させられ、主軸へ・ンド２４は機械原点
ＺＯに停止することなく、次の加工位置に移動する。ま
た、主軸回転禁止領域を離れ、ドグ１０１がリミットス
イッチ１０２から離れたことを条件に、主軸回転動作２
０９が並行して開始され、主軸の次の加工に対応した回
転数での回転が開始される０以上で工具交換動作を終了
し、次の命令に従って加工動作２１０が開始される。
と次に実行されるＺ軸下方移動動作２０８の加速動作と
が重複して実行させられ、主軸へ・ンド２４は機械原点
ＺＯに停止することなく、次の加工位置に移動する。ま
た、主軸回転禁止領域を離れ、ドグ１０１がリミットス
イッチ１０２から離れたことを条件に、主軸回転動作２
０９が並行して開始され、主軸の次の加工に対応した回
転数での回転が開始される０以上で工具交換動作を終了
し、次の命令に従って加工動作２１０が開始される。
上述のように、本発明に係る自動工具交換装置では、加
工領域からのＺ軸原点復帰動作２０２と主軸定位置停止
動作２０３とを、並行して実施するだけではなく、Ｚ軸
原点復帰動作２０２の一部と、Ｚ軸上方移動動作２０４
の一部を重複して実行せしめ、さらに、ＡＴＣ領域から
のＺ軸原点復帰動作２０７の一部と、Ｚ軸下方移動動作
２０８の一部を重複して実行するようにして、工具交換
に要する時間を短縮しようとするものである。
工領域からのＺ軸原点復帰動作２０２と主軸定位置停止
動作２０３とを、並行して実施するだけではなく、Ｚ軸
原点復帰動作２０２の一部と、Ｚ軸上方移動動作２０４
の一部を重複して実行せしめ、さらに、ＡＴＣ領域から
のＺ軸原点復帰動作２０７の一部と、Ｚ軸下方移動動作
２０８の一部を重複して実行するようにして、工具交換
に要する時間を短縮しようとするものである。
（（９）制御装置での処理）
上述の制御思想を実現する制御装置１１０での処理につ
いて説明する６ 第１３図は、工具交換時の加ニブログラムの一例を示す
図である。一連の加工命令２２０の後にＺ軸原点復帰命
令Ｇ２８Ｚと、主軸オリエンテーション命令ＯＲＩとの
複合命令２２１がプログラムされる０次いで工具交換命
令ＴＯ７とテーブルの位置決め命令ＧＯＯＸ１００Ｙ５
０からなる複合命令２２２がプログラムされる。ここで
は、次の工具としてＮｏ、７の工具ポットが選択されて
いる０次いで、Ｚ軸を次の加工位置に移動させる位置決
め命令ＧＯＯＺ〜５０と、主軸回転命令５ＰＮ４０００
とからなる複合命令２２３がプログラムされ、以下は次
の加工命令２２４が順次プログラムされている。
いて説明する６ 第１３図は、工具交換時の加ニブログラムの一例を示す
図である。一連の加工命令２２０の後にＺ軸原点復帰命
令Ｇ２８Ｚと、主軸オリエンテーション命令ＯＲＩとの
複合命令２２１がプログラムされる０次いで工具交換命
令ＴＯ７とテーブルの位置決め命令ＧＯＯＸ１００Ｙ５
０からなる複合命令２２２がプログラムされる。ここで
は、次の工具としてＮｏ、７の工具ポットが選択されて
いる０次いで、Ｚ軸を次の加工位置に移動させる位置決
め命令ＧＯＯＺ〜５０と、主軸回転命令５ＰＮ４０００
とからなる複合命令２２３がプログラムされ、以下は次
の加工命令２２４が順次プログラムされている。
第１４図はマスターＣＰＵＩＩＩでの運転処理を示すフ
ローチャートである。処Ｂ１３００が開始されると、ま
ずステップ３０１で加ニブログラムが１命令ずつ読み込
まれる。そしてステップ３０２で読み込まれた加ニブロ
グラムの動作種類の判定が行われる。加ニブログラムが
単独動作命令の場合はステップ３１１以下に進み、ステ
ップ３１１〜３１５で単独動作の種類が判別され、それ
ぞれの単独動作処理３２１〜３２５に進む６例えば、加
ニブログラムが位置決め命令ＧＯＯの場合はステップ３
２１に進み位置決め移動処理が行われ、送り命令ＧＯＩ
の場合はステップ３２２に進み切削移動処理が行われ、
タップ移動命令Ｇ７７の場合はステップ３２３に進みタ
ップ移動処理が行われる。また、補助信号命令Ｍｎｎの
場合はステップ３２４に進み信号出力処理が行われ、プ
ログラム終了命令Ｍ３０の場合ステップ３２５に進みプ
ログラム終了処理が行われる。これらの処理３２１〜３
２５は、マスターＣＰＵＩＩＩがＭＳ間共通ＲＡＭ １
２１に必要なフラグ及びデータからなる命令を書き込む
ことにより行われる。そして、マスターＣＰＵＩ １１
ではスレーブＣＰＵ１１２によりＭＳｌ’ｔｌ共通ＲＡ
Ｍ１２１に実行終了フラグＥＮＤＦ１５２が立てられる
のを待ち、実行終了フラグＥＮ３Ｆ １５２が立てられ
るとステップ３０３に進む。
ローチャートである。処Ｂ１３００が開始されると、ま
ずステップ３０１で加ニブログラムが１命令ずつ読み込
まれる。そしてステップ３０２で読み込まれた加ニブロ
グラムの動作種類の判定が行われる。加ニブログラムが
単独動作命令の場合はステップ３１１以下に進み、ステ
ップ３１１〜３１５で単独動作の種類が判別され、それ
ぞれの単独動作処理３２１〜３２５に進む６例えば、加
ニブログラムが位置決め命令ＧＯＯの場合はステップ３
２１に進み位置決め移動処理が行われ、送り命令ＧＯＩ
の場合はステップ３２２に進み切削移動処理が行われ、
タップ移動命令Ｇ７７の場合はステップ３２３に進みタ
ップ移動処理が行われる。また、補助信号命令Ｍｎｎの
場合はステップ３２４に進み信号出力処理が行われ、プ
ログラム終了命令Ｍ３０の場合ステップ３２５に進みプ
ログラム終了処理が行われる。これらの処理３２１〜３
２５は、マスターＣＰＵＩＩＩがＭＳ間共通ＲＡＭ １
２１に必要なフラグ及びデータからなる命令を書き込む
ことにより行われる。そして、マスターＣＰＵＩ １１
ではスレーブＣＰＵ１１２によりＭＳｌ’ｔｌ共通ＲＡ
Ｍ１２１に実行終了フラグＥＮＤＦ１５２が立てられる
のを待ち、実行終了フラグＥＮ３Ｆ １５２が立てられ
るとステップ３０３に進む。
一方、ステップ３０２で複合動作と判定された場合は、
ステップ３３１以下に進み、ステップ３３１〜３３４で
その複合動作の種類が判別され、それぞれの複合動作処
理３４１〜３４４に進む。
ステップ３３１以下に進み、ステップ３３１〜３３４で
その複合動作の種類が判別され、それぞれの複合動作処
理３４１〜３４４に進む。
例えば、工具交換及び位置決めの複合処理Ｔｎ。
ＧＯＯでは、ステップ３４１ｒＡＴＣ領域での主軸ヘッ
ド２４の移動とマガジン６６の割出しによる工具交換処
理及びテーブルの位置決め処理が行われる。また、位置
決め及び主軸回転の複き命令Ｇｏｏ ＳＰＮではステ
ップ３４２で当該処理が、Ｚ軸原点復帰及び主軸オリエ
ンテーションの複合命令Ｇ２８Ｎ ＯＲＩではステッ
プ３４３で当該処理がそれぞれ行われる。これらの処理
３４１〜３４４はＭＳ間共通ＲＡＭ １２１及びＭＡ間
共通ＲＡＭ１２２に所定のフラグ及びデータからなる命
令を書き込むことにより行われる。
ド２４の移動とマガジン６６の割出しによる工具交換処
理及びテーブルの位置決め処理が行われる。また、位置
決め及び主軸回転の複き命令Ｇｏｏ ＳＰＮではステ
ップ３４２で当該処理が、Ｚ軸原点復帰及び主軸オリエ
ンテーションの複合命令Ｇ２８Ｎ ＯＲＩではステッ
プ３４３で当該処理がそれぞれ行われる。これらの処理
３４１〜３４４はＭＳ間共通ＲＡＭ １２１及びＭＡ間
共通ＲＡＭ１２２に所定のフラグ及びデータからなる命
令を書き込むことにより行われる。
そして、実行終了フラグＥＮＤＪ １５２及び＾ＥＮＤ
Ｆ１７２がたてられるのを待ち、ステップ３０３に進む
、ステップ３０３では、加ニブログラムがすべて終了し
たか否かを判別し、終了していなければステップ３０１
に戻り上述の処理を繰り返す。
Ｆ１７２がたてられるのを待ち、ステップ３０３に進む
、ステップ３０３では、加ニブログラムがすべて終了し
たか否かを判別し、終了していなければステップ３０１
に戻り上述の処理を繰り返す。
また、加ニブログラムが終了した場合は、ステップ３０
３からステップ３０４に進み、運転処理を終了する。
３からステップ３０４に進み、運転処理を終了する。
従って、第１３図に示す加ニブログラムでは、まず命令
２２１によりステップ３４３のＺ軸原点復帰及び主軸オ
リエンテーションの複合動作処理Ｇ２８Ｚ ＯＲＩが
実行され、次いで、命令２２２によりステップ３４１の
工具交換及び位置決め処ｊｌＴｎｎ ＧＱＱが実行さ
れ、そして、命令２２３によりステップ３４２の位置決
め及び主軸回転の処理ＧＯＯＳＰＮが実行される。各処
理３４３．３４１，３４２の詳細について次に説明する
。
２２１によりステップ３４３のＺ軸原点復帰及び主軸オ
リエンテーションの複合動作処理Ｇ２８Ｚ ＯＲＩが
実行され、次いで、命令２２２によりステップ３４１の
工具交換及び位置決め処ｊｌＴｎｎ ＧＱＱが実行さ
れ、そして、命令２２３によりステップ３４２の位置決
め及び主軸回転の処理ＧＯＯＳＰＮが実行される。各処
理３４３．３４１，３４２の詳細について次に説明する
。
第１５図はＺ軸原点復帰及び主軸オリエンテーション処
理３４３の詳細を示すフローチャートである。処理３４
３が開始されると、まずステップ４０１で、Ｚ軸移動指
令値ＺＣＮＤ Ｖ１５８がＭ Ｓ ｌ？ｉ’１共通ＲＡ
Ｍ １２１に設定される。このＺ軸移動指令値ＺＣＭＤ
Ｖ１５８は、機械固有のＺ軸層点位置ＺＯからＭＳ間
共通ＲＡＭ １２１に記憶されているＺ軸現在位置ＺＰ
ＯｊＶ１６７の値をひくことにより算出され！ （ＺＣ
Ｍ３Ｖ＝ Ｚ Ｏ−ＺＰＯＳ−Ｖ）。
理３４３の詳細を示すフローチャートである。処理３４
３が開始されると、まずステップ４０１で、Ｚ軸移動指
令値ＺＣＮＤ Ｖ１５８がＭ Ｓ ｌ？ｉ’１共通ＲＡ
Ｍ １２１に設定される。このＺ軸移動指令値ＺＣＭＤ
Ｖ１５８は、機械固有のＺ軸層点位置ＺＯからＭＳ間
共通ＲＡＭ １２１に記憶されているＺ軸現在位置ＺＰ
ＯｊＶ１６７の値をひくことにより算出され！ （ＺＣ
Ｍ３Ｖ＝ Ｚ Ｏ−ＺＰＯＳ−Ｖ）。
次にステップ４０２では、今回のＺ軸原点復帰が工具交
換のためか否かが判断される。この判断は、次に実行す
べき加ニブログラム２２２に工具交換命令Ｔｎｎがある
か否かにより判断される。工具交換のためであればステ
ップ４０３に進み、切削モードフラグＣＵＴＦ１５３を
１にセットする。
換のためか否かが判断される。この判断は、次に実行す
べき加ニブログラム２２２に工具交換命令Ｔｎｎがある
か否かにより判断される。工具交換のためであればステ
ップ４０３に進み、切削モードフラグＣＵＴＦ１５３を
１にセットする。
一方、工具交換のためでなければステップ４０４に進み
、切削モードフラグＣＵＴＦ１５３を０にセットする。
、切削モードフラグＣＵＴＦ１５３を０にセットする。
この結果、通常のＺ軸原点復帰動作は位置決めモード（
Ｇｏｏ）で実行されるが、工具交換のためのＺ軸原点復
帰に限り切削モード（Ｇ。
Ｇｏｏ）で実行されるが、工具交換のためのＺ軸原点復
帰に限り切削モード（Ｇ。
１〉で実行されることになる。
次に、ステップ４０５で、主軸動作フラグＳＰＣＭＤＪ
１６０に２を設定し主軸オリエンテーションを命令する
６以上で動作の準備を終了し、ステップ４０６では、実
行開始フラグ５ＴＡＲＴＪＩ ５１を１に設定し、スレ
ーブＣＰＵ１１２に指示された動作の実行を開始させる
。そして、ステップ４０７で、実行終了フラグＥＮＤＪ
１５２がスレーブＣＰＵ１１２によって立てられるの
を待つ、スレーブＣＰＵ１１２は主軸オリエンテーショ
ンと２軸の原点復帰の２つの動作が終了したときに、実
行終了フラグＥＮＤＦ１５２を１に設定する。
１６０に２を設定し主軸オリエンテーションを命令する
６以上で動作の準備を終了し、ステップ４０６では、実
行開始フラグ５ＴＡＲＴＪＩ ５１を１に設定し、スレ
ーブＣＰＵ１１２に指示された動作の実行を開始させる
。そして、ステップ４０７で、実行終了フラグＥＮＤＪ
１５２がスレーブＣＰＵ１１２によって立てられるの
を待つ、スレーブＣＰＵ１１２は主軸オリエンテーショ
ンと２軸の原点復帰の２つの動作が終了したときに、実
行終了フラグＥＮＤＦ１５２を１に設定する。
このとき、切削モードフラグＣ１１ＴＪ １５３がステ
・ツブ４０３で１に設定されているので、スレーブＣＰ
Ｕ１１２は、主軸ヘッド２４がａ械原点位置Ｚ Ｏ４，
：到着するのを待たず、原点位置到着直前の減速動作の
開始と共に実行終了フラグＥＮＤＪ １５２をｌにセッ
トする。実行終了フラグＥＮＤＦＩ５２が１にされると
、ステップ４０７から４０８に進み、今回のＺ軸原点復
帰及び主軸オリエンテーション処理３４３を終了する。
・ツブ４０３で１に設定されているので、スレーブＣＰ
Ｕ１１２は、主軸ヘッド２４がａ械原点位置Ｚ Ｏ４，
：到着するのを待たず、原点位置到着直前の減速動作の
開始と共に実行終了フラグＥＮＤＪ １５２をｌにセッ
トする。実行終了フラグＥＮＤＦＩ５２が１にされると
、ステップ４０７から４０８に進み、今回のＺ軸原点復
帰及び主軸オリエンテーション処理３４３を終了する。
第１６図は、次に実行される工具交換及び位置決め処理
３４１の詳細を示すフローチャートである。この処理３
４１は３つのフェーズからなり、第１のフェーズは主軸
ヘッド２４のマガジン旋回可能な位置（Ｚ＝１３８）へ
の移動処理、第２のフェーズはマガジン６６の旋回及び
テーブルの位置決め処理、第３のフェーズは主軸ヘッド
２４の機械原点ＺＯへの復帰処理からなる。
３４１の詳細を示すフローチャートである。この処理３
４１は３つのフェーズからなり、第１のフェーズは主軸
ヘッド２４のマガジン旋回可能な位置（Ｚ＝１３８）へ
の移動処理、第２のフェーズはマガジン６６の旋回及び
テーブルの位置決め処理、第３のフェーズは主軸ヘッド
２４の機械原点ＺＯへの復帰処理からなる。
処理３４１が開始されると、まず第１のフェーズが開始
され、ステップ５１１で、マガジン６６が旋回可能な位
置へのＺ軸移動指令値ＺＣＭＤ Ｖｌ ５８が設定され
る。このＺ軸移動指令値Ｚ（：ＭＤ Ｖｌ ５８は２ｍ
原点位置Ｚ○から２軸の上昇端付近までの機械に固有な
値であり、本実施例ではＺ−１３８が設定される。そし
て、ステップ５１２で、実行開始７９７５丁ＡＲＴＪＩ
５１に１を設定しスレーブＣＰＬ１１１２にＺ軸の移
動を開始せしめ、ステップ５１３で、実行終了フラグＥ
ＮＤＦ１５２が１にされるのを待つ０以上でフェーズ１
の処理を終了し、次にフェーズ２の処理に移る。
され、ステップ５１１で、マガジン６６が旋回可能な位
置へのＺ軸移動指令値ＺＣＭＤ Ｖｌ ５８が設定され
る。このＺ軸移動指令値Ｚ（：ＭＤ Ｖｌ ５８は２ｍ
原点位置Ｚ○から２軸の上昇端付近までの機械に固有な
値であり、本実施例ではＺ−１３８が設定される。そし
て、ステップ５１２で、実行開始７９７５丁ＡＲＴＪＩ
５１に１を設定しスレーブＣＰＬ１１１２にＺ軸の移
動を開始せしめ、ステップ５１３で、実行終了フラグＥ
ＮＤＦ１５２が１にされるのを待つ０以上でフェーズ１
の処理を終了し、次にフェーズ２の処理に移る。
フェーズ２では、まずステップ５２１で、ＭＡ間共通Ｒ
ＡＭ１２２のマガジン旋回ポット番号＾ＰＯＴ Ｖｌ
７３に加ニブログラムで命令されたポット番号を書き込
む。例えば、第１３図に示す加ニブログラム２２２では
ポット番号は０７である。
ＡＭ１２２のマガジン旋回ポット番号＾ＰＯＴ Ｖｌ
７３に加ニブログラムで命令されたポット番号を書き込
む。例えば、第１３図に示す加ニブログラム２２２では
ポット番号は０７である。
次にステップ５２２で、、Ｘ軸移動指令値ＸＣＭＤ Ｖ
１５６を設定し、ステップ５２３でＹ軸移動指令値ＹＣ
ＮＤＪＩ ５７を設定する。これらの移動指令値は、加
ニブログラム２２２で命令された座５Ｘ１００Ｙ５０か
らＸ軸及びＹ軸の現在位置ＸＰＯＳ Ｖ１６５、ＹＰＯ
ＳＩ１１６６を減算することにより算出される０以上で
１ｓ備を終了し、ステップ５２４で、Ｍ Ａ共通通ＲＡ
Ｍ １２２）実行１１始７う’ＡＳＴＡＲＴＦ１７１及
びＭＳ間共通ＲＡＭ １２１の実行開始７７グ５ＴＡＲ
ＴＪ ｌ ２１を共に１に設定し、ＡＴＣ部ＣＩ”０１
１３及びス１／−ブＣＰＵ１１２に処理の実行を開始さ
せる。そして、ステップ５２５及び５２６では、それぞ
れのＣＰＵ１２２，１２１の処理が終了し、実行終了フ
ラグ＾ＥＮＤＪ ｌ ７２及びＥＮＤＦ１５２が１にな
るのを待つ。
１５６を設定し、ステップ５２３でＹ軸移動指令値ＹＣ
ＮＤＪＩ ５７を設定する。これらの移動指令値は、加
ニブログラム２２２で命令された座５Ｘ１００Ｙ５０か
らＸ軸及びＹ軸の現在位置ＸＰＯＳ Ｖ１６５、ＹＰＯ
ＳＩ１１６６を減算することにより算出される０以上で
１ｓ備を終了し、ステップ５２４で、Ｍ Ａ共通通ＲＡ
Ｍ １２２）実行１１始７う’ＡＳＴＡＲＴＦ１７１及
びＭＳ間共通ＲＡＭ １２１の実行開始７７グ５ＴＡＲ
ＴＪ ｌ ２１を共に１に設定し、ＡＴＣ部ＣＩ”０１
１３及びス１／−ブＣＰＵ１１２に処理の実行を開始さ
せる。そして、ステップ５２５及び５２６では、それぞ
れのＣＰＵ１２２，１２１の処理が終了し、実行終了フ
ラグ＾ＥＮＤＪ ｌ ７２及びＥＮＤＦ１５２が１にな
るのを待つ。
以上でフェーズ２の処理を終了し、次にフェーズ３の処
理に移る。ステップ５３１では、主軸ヘッド２４を原点
位置ＺＯに復帰するためＺ軸移動指令値ＺＣＭＤ Ｖｌ
５８を設定する。このＺ軸移動指令値ＺＣＮ３Ｖ １
５８は主軸ヘッド２４の上昇端付近から、Ｚ軸機械原点
ＺＯまでの距離であり機械に固有の値である６本実施例
ではＺ＝−１３８が設定される０次にステップ５３２で
、切削モードフラグＣＵＴＪ １５３を１に設定する。
理に移る。ステップ５３１では、主軸ヘッド２４を原点
位置ＺＯに復帰するためＺ軸移動指令値ＺＣＭＤ Ｖｌ
５８を設定する。このＺ軸移動指令値ＺＣＮ３Ｖ １
５８は主軸ヘッド２４の上昇端付近から、Ｚ軸機械原点
ＺＯまでの距離であり機械に固有の値である６本実施例
ではＺ＝−１３８が設定される０次にステップ５３２で
、切削モードフラグＣＵＴＪ １５３を１に設定する。
これにより、今回のＺｔｍＭ点位置ＺＯへの復帰は、切
削モードＧＯＩで行われることになる。そして、ステッ
プ５２３で、実行開始フラグ５ＴＡＲＴＪＩ ５１を１
に設定しスレーブＣＰＵ１１２に処理を開始させ、ステ
ップ５３４で、実行終了フラグＥＮ３Ｆ １５２が１に
なるのを待つ、ここでは、切削モードフラグＣＵＴＦ１
５３が１にセットされているので、主軸ヘッド２４がＺ
軸層点位置ＺＯに到着する直前の減速動作が開始される
と同時に、実行終了フラグＥＮＤＪ １５２が１にされ
る。実行終了フラグＥＮＤＦ１５２が１になるとステッ
プ５３４から５３５に進み、今回の工具交換及び位置決
め処理３４１を終了する。
削モードＧＯＩで行われることになる。そして、ステッ
プ５２３で、実行開始フラグ５ＴＡＲＴＪＩ ５１を１
に設定しスレーブＣＰＵ１１２に処理を開始させ、ステ
ップ５３４で、実行終了フラグＥＮ３Ｆ １５２が１に
なるのを待つ、ここでは、切削モードフラグＣＵＴＦ１
５３が１にセットされているので、主軸ヘッド２４がＺ
軸層点位置ＺＯに到着する直前の減速動作が開始される
と同時に、実行終了フラグＥＮＤＪ １５２が１にされ
る。実行終了フラグＥＮＤＦ１５２が１になるとステッ
プ５３４から５３５に進み、今回の工具交換及び位置決
め処理３４１を終了する。
第１７図は、次に実行されるＺ軸位置法め及び主軸回転
処理３４２の詳細を示すフローチャートである。処理３
４２が開始されると、まずステップ６０１で、加ニブロ
グラム２２３の命令に従ってＺ軸移動指令値ＺＣＭＤＪ
１５８が設定され、次いでステップ６０２で、主軸回転
指令値ＳＰＣＭＤ−Ｖ１５５が設定される０次にステッ
プ６０３で、主軸動作フラグＳＰＣＭＤＪ １５５に１
が設定され右回転が指示される。以上で準備を終了し、
ステップ６０４では、実行開始フラグ５ＴＡＲＴ Ｆ
１５１に１が設定されスレーブＣＰＵ１１２に動作の開
始を命令する。そして、ステップ６０５で、実行終了フ
ラグＥＮＤＪ １５２が１になるのを待ち、実行終了フ
ラグＥＮＤＪ １５２が１になるとステップ６０６に進
み、今回のＺ軸位置法め及び主軸回転処理３４２を終了
する。
処理３４２の詳細を示すフローチャートである。処理３
４２が開始されると、まずステップ６０１で、加ニブロ
グラム２２３の命令に従ってＺ軸移動指令値ＺＣＭＤＪ
１５８が設定され、次いでステップ６０２で、主軸回転
指令値ＳＰＣＭＤ−Ｖ１５５が設定される０次にステッ
プ６０３で、主軸動作フラグＳＰＣＭＤＪ １５５に１
が設定され右回転が指示される。以上で準備を終了し、
ステップ６０４では、実行開始フラグ５ＴＡＲＴ Ｆ
１５１に１が設定されスレーブＣＰＵ１１２に動作の開
始を命令する。そして、ステップ６０５で、実行終了フ
ラグＥＮＤＪ １５２が１になるのを待ち、実行終了フ
ラグＥＮＤＪ １５２が１になるとステップ６０６に進
み、今回のＺ軸位置法め及び主軸回転処理３４２を終了
する。
＜（１０）動作）
第１８図は以上説明した制御装置の処理による各軸の動
作を示すタイミングチャートである。自動工具交換動作
が開始されると、Ｚ軸モータ２２が駆動され、Ｚ軸原点
復帰動作が開始されると共に（図示７０１）、主軸モー
タ３６が一旦停止され、主軸オリエンテーション動作が
実行される（図示７０２＞、この並行動作は第１５図に
示す処理３４３（４０１〜４０８）により実行される１
次に原点位置到着直前の減速動作（７０３）と、ＡＴＣ
領域での移動（７０５）の加速動作７０４とが主軸オリ
エンテーション７０２の終了を条件に重複して実行され
る。このため、主軸ヘッド２４は機械原点ＺＯで停止す
ることなく、機械原点ＺＯを通過する。これはステップ
４０３で切削モードフラグＣＵＴＦ１５３が１にセット
されているため、主軸ヘッド２４の８！械原点ＺＯへの
到着を待たず、ステップ４０７から４０８に進み、次の
工具交換及び位置決め処理３４１（５１１〜５３５）が
開始されるため実現される１図面では主軸オリエンテー
ション７０２の終了がやや遅れた場合を例示しており、
加速動作７０４の開始が遅れるため、Ｚ軸モータ２２の
速度にやや低下する部分７０６が見られる。
作を示すタイミングチャートである。自動工具交換動作
が開始されると、Ｚ軸モータ２２が駆動され、Ｚ軸原点
復帰動作が開始されると共に（図示７０１）、主軸モー
タ３６が一旦停止され、主軸オリエンテーション動作が
実行される（図示７０２＞、この並行動作は第１５図に
示す処理３４３（４０１〜４０８）により実行される１
次に原点位置到着直前の減速動作（７０３）と、ＡＴＣ
領域での移動（７０５）の加速動作７０４とが主軸オリ
エンテーション７０２の終了を条件に重複して実行され
る。このため、主軸ヘッド２４は機械原点ＺＯで停止す
ることなく、機械原点ＺＯを通過する。これはステップ
４０３で切削モードフラグＣＵＴＦ１５３が１にセット
されているため、主軸ヘッド２４の８！械原点ＺＯへの
到着を待たず、ステップ４０７から４０８に進み、次の
工具交換及び位置決め処理３４１（５１１〜５３５）が
開始されるため実現される１図面では主軸オリエンテー
ション７０２の終了がやや遅れた場合を例示しており、
加速動作７０４の開始が遅れるため、Ｚ軸モータ２２の
速度にやや低下する部分７０６が見られる。
主軸ヘッド２４が上昇端付近のマガジン旋回位夏に到着
すると、マガジンモータ６８が駆動されマガジン６６の
割出しが行われる（図示７０６）。
すると、マガジンモータ６８が駆動されマガジン６６の
割出しが行われる（図示７０６）。
同時にＸ軸及びＹ軸モータ１２５，１２６が駆動され、
テーブルの位置決めが行われる（図示７０７）、この動
作７０６，７０７はステップ５２１〜５２６の処理によ
り実現される。
テーブルの位置決めが行われる（図示７０７）、この動
作７０６，７０７はステップ５２１〜５２６の処理によ
り実現される。
マガジン６６の割出しが完了するとＺ軸モータ２２が再
び駆動され、主軸ヘッド２４の原点位置ＺＯへの下降が
開始される（７０８ ）、そして、ここでも原点位置＋
４着直前の減速動作７０９と次のＺ軸の移動（７１１）
の加速動作７１０とが重複して実行される。これはステ
ップ５３２で切削モードフラグＣＵＴ Ｆｌ ５３が■
に設定されるため、主軸ヘッド２４が機械原点ＺＯに到
着する直前にステップ５３４から５３５に進み、次のＺ
軸位置法め及び主軸回転処理３４２（６０１〜６０６）
が開始されることにより実現される。このため主軸ヘッ
ド２４は機械原点位置で一旦停止したり、減速したりす
ることなくＡＴＣｆｆｉ域から加工領域に移動すること
ができる。それ故、従来の装置では５．４秒を要してい
た工具交換時間を、本実施例では４．０秒に短縮するこ
とができた。
び駆動され、主軸ヘッド２４の原点位置ＺＯへの下降が
開始される（７０８ ）、そして、ここでも原点位置＋
４着直前の減速動作７０９と次のＺ軸の移動（７１１）
の加速動作７１０とが重複して実行される。これはステ
ップ５３２で切削モードフラグＣＵＴ Ｆｌ ５３が■
に設定されるため、主軸ヘッド２４が機械原点ＺＯに到
着する直前にステップ５３４から５３５に進み、次のＺ
軸位置法め及び主軸回転処理３４２（６０１〜６０６）
が開始されることにより実現される。このため主軸ヘッ
ド２４は機械原点位置で一旦停止したり、減速したりす
ることなくＡＴＣｆｆｉ域から加工領域に移動すること
ができる。それ故、従来の装置では５．４秒を要してい
た工具交換時間を、本実施例では４．０秒に短縮するこ
とができた。
また、主軸回転禁止領域を検出するリミットスイッチ１
０２からの信号が消失することを条件に、Ｚ軸の位置決
め動作７１１と並行して主軸モータ６８の回転が開始さ
れる（７１２）。この条件は、ステップ６０４でマスタ
ーＣＰＵ１１１により動作の開始を命令され実行開始フ
ラグ５ＴＡＲＴ Ｆｌ ５１が１になっていても、スレ
ーブＣＰＵ１１２では、リミットスイッチ１０２からの
信号が消失するまで主軸モータ３６の回転駆動７１２を
禁止するようインタロック処理がとられるからである。
０２からの信号が消失することを条件に、Ｚ軸の位置決
め動作７１１と並行して主軸モータ６８の回転が開始さ
れる（７１２）。この条件は、ステップ６０４でマスタ
ーＣＰＵ１１１により動作の開始を命令され実行開始フ
ラグ５ＴＡＲＴ Ｆｌ ５１が１になっていても、スレ
ーブＣＰＵ１１２では、リミットスイッチ１０２からの
信号が消失するまで主軸モータ３６の回転駆動７１２を
禁止するようインタロック処理がとられるからである。
このように、主軸回転禁止領域検出用のリミットスイッ
チ１０２の付加により、減速動作７１０が開始された時
点の主軸ヘッド２４の位Ｉを考慮することなく、主軸４
０の回転指令処理６０２゜６０３．６０４を進めること
ができ、制御装置での処理が簡単になるという利点が生
ずる。
チ１０２の付加により、減速動作７１０が開始された時
点の主軸ヘッド２４の位Ｉを考慮することなく、主軸４
０の回転指令処理６０２゜６０３．６０４を進めること
ができ、制御装置での処理が簡単になるという利点が生
ずる。
本実施例では、主軸回転禁止領域を検出するセンサとし
てリミットスイッチ１０２をコラム１０に設けたが、制
御装置内部のＭＳ間共通ＲＡＭ１２１４；：記憶サレル
Ｚ軸現在位置ＺＰＯ３Ｖｌ ６７ノデータを利用して、
スレーブＣＰＵＩ １２の処理により主輪回転禁止領域
を検出する、いわゆるソフトリミットを用いるようにし
てもよい。
てリミットスイッチ１０２をコラム１０に設けたが、制
御装置内部のＭＳ間共通ＲＡＭ１２１４；：記憶サレル
Ｚ軸現在位置ＺＰＯ３Ｖｌ ６７ノデータを利用して、
スレーブＣＰＵＩ １２の処理により主輪回転禁止領域
を検出する、いわゆるソフトリミットを用いるようにし
てもよい。
＜（１１）その他）
以上説明した実施例において、複合カム体８６及びこれ
に当接係合する第１及び第２カムフォロワ９４．９６か
らなるカム機構は、前記主軸ヘッド２・１のＡ Ｔ Ｃ
領域での移動に従動して前記工具マガジン６６の所定回
転位置に位置するグリップ部（グリップアーム）８２に
前記主軸４０との間で工具５０の受け渡し動作を行わし
める工具費は渡し手段をなす。
に当接係合する第１及び第２カムフォロワ９４．９６か
らなるカム機構は、前記主軸ヘッド２・１のＡ Ｔ Ｃ
領域での移動に従動して前記工具マガジン６６の所定回
転位置に位置するグリップ部（グリップアーム）８２に
前記主軸４０との間で工具５０の受け渡し動作を行わし
める工具費は渡し手段をなす。
また、ステップ４０１，４０６及びステップ５３１ ５
３３の処理は、前記加工領域又はＡＴＣ領域のいずれか
一方の領域から両領域の境界点である原点位置ＺＯに前
記主軸ヘッド２４を移動させる原点復帰手段をなし、ス
テップ５１１．５１２及びステップ５３１，５３３の処
理は、その原点復帰位置ｚＯから次の領域内に前記主軸
ヘッド２４を移動させる移動手段をなす。
３３の処理は、前記加工領域又はＡＴＣ領域のいずれか
一方の領域から両領域の境界点である原点位置ＺＯに前
記主軸ヘッド２４を移動させる原点復帰手段をなし、ス
テップ５１１．５１２及びステップ５３１，５３３の処
理は、その原点復帰位置ｚＯから次の領域内に前記主軸
ヘッド２４を移動させる移動手段をなす。
また、ステップ４０３において切削モードフラグＣｔｌ
ＴＦ１５３に１を設定する処理は、工具交換命令２２１
，２２２を受け、前記加工領域からの原点復帰手段の実
行途中における原点位置ＺＯ到着直前の減速動作７０３
と次に実行すべき移動手段７０５の実行開始直後の加速
動作７０４とを重複して実行させる第１の発明の重複実
行手段をなす。
ＴＦ１５３に１を設定する処理は、工具交換命令２２１
，２２２を受け、前記加工領域からの原点復帰手段の実
行途中における原点位置ＺＯ到着直前の減速動作７０３
と次に実行すべき移動手段７０５の実行開始直後の加速
動作７０４とを重複して実行させる第１の発明の重複実
行手段をなす。
また、ステップ４０７においてステップ４０５で設定さ
れた主軸電位値停止動作と２＠原点復帰の２つの動作の
完了を待つ処理は、前記主軸４０が主軸定位置停止手段
４０５による所定回転位置に停止していなければ前記重
複実行手段の実行を禁止する第１の発明の禁止手段をな
す。
れた主軸電位値停止動作と２＠原点復帰の２つの動作の
完了を待つ処理は、前記主軸４０が主軸定位置停止手段
４０５による所定回転位置に停止していなければ前記重
複実行手段の実行を禁止する第１の発明の禁止手段をな
す。
次に、ステップ５３２において切削モードフラグＣＵＴ
Ｊ １５３に１を設定する処理は、回転割出手段７０６
の終了信号５２６を受け、前記ＡＴＣ領域からの原点復
帰手段７０８の実行途中における原点位置２０到着直前
の減速動作７０９と次に実行すべき移動手段７１１の実
行開始直後の加速動作７１０とを重複して実行させる第
２の発明の重複実行手段をなす。
Ｊ １５３に１を設定する処理は、回転割出手段７０６
の終了信号５２６を受け、前記ＡＴＣ領域からの原点復
帰手段７０８の実行途中における原点位置２０到着直前
の減速動作７０９と次に実行すべき移動手段７１１の実
行開始直後の加速動作７１０とを重複して実行させる第
２の発明の重複実行手段をなす。
また、ステップ６０２乃至６０４において、Ｚ軸移動指
令ｉｉＺｃＭＪＶ及び主軸回転指令値５ＰＣＨＤ−Ｖ等
を設定した後に実行開始フラグ５ＴＡＲＴＪをｌに設定
する処理は、前記衣に実行すべき移動手段７１１の実行
開始と同時的に加工開始のためにあらかしめ主軸に回転
動作７１２を与える加工開始命令付与手段をなす。
令ｉｉＺｃＭＪＶ及び主軸回転指令値５ＰＣＨＤ−Ｖ等
を設定した後に実行開始フラグ５ＴＡＲＴＪをｌに設定
する処理は、前記衣に実行すべき移動手段７１１の実行
開始と同時的に加工開始のためにあらかしめ主軸に回転
動作７１２を与える加工開始命令付与手段をなす。
また、スレーブＣＰＵ１１２においてマスタＣＰＵＩＩ
Ｉからの動作開始命令（ＳＴＡＲＴ Ｆ）にかかわらず
リミットスイッチ１０２からの信号が消失するまで主軸
モータ３６の回転駆動を禁止するインタロック処理は５
前記回転禁止領域検出手段１０２が検出信号を発してい
る間は前記加工開始命令付与手段の実行を禁止する第２
の発明の実行禁止手段をなす。
Ｉからの動作開始命令（ＳＴＡＲＴ Ｆ）にかかわらず
リミットスイッチ１０２からの信号が消失するまで主軸
モータ３６の回転駆動を禁止するインタロック処理は５
前記回転禁止領域検出手段１０２が検出信号を発してい
る間は前記加工開始命令付与手段の実行を禁止する第２
の発明の実行禁止手段をなす。
「発明の効果」
本発明は上記の構成を有し、原点位置到着直前の減速動
作と、次の加速動作とを重複して実行せしめるようにし
たものであるから、主軸ヘッドを一方の領域から他の領
域に移動させる際に原点で一旦停止させる必要がなくな
り、自動工具交換に要する時間を短縮することができる
という優れた効果がある。
作と、次の加速動作とを重複して実行せしめるようにし
たものであるから、主軸ヘッドを一方の領域から他の領
域に移動させる際に原点で一旦停止させる必要がなくな
り、自動工具交換に要する時間を短縮することができる
という優れた効果がある。
特に第１の発明においては、主軸定位置停止に関連した
禁止手段を備えるので、工具交換が機械的に不可能な主
軸回転位置のままＡＴＣＩＩ域に移動することを防止し
つつ主軸ヘッドを加工領域からＡＴＣ領域に移動させる
時間を最短にすることができ、自動工具交換の前半に要
する時間を短縮することができる。
禁止手段を備えるので、工具交換が機械的に不可能な主
軸回転位置のままＡＴＣＩＩ域に移動することを防止し
つつ主軸ヘッドを加工領域からＡＴＣ領域に移動させる
時間を最短にすることができ、自動工具交換の前半に要
する時間を短縮することができる。
第２の発明においては、回転禁止領域検出手段に関連し
た実行禁止手段を備えるので、工具マガジンのグリップ
部が主軸から離脱する前に主軸が回転を開始するのを防
止しつつ主軸ヘッドをＡＴＣ領域から加工領域に移動さ
せる時間を最短にすることができ、自動工具交換の後半
に要する時間を短縮することができる。
た実行禁止手段を備えるので、工具マガジンのグリップ
部が主軸から離脱する前に主軸が回転を開始するのを防
止しつつ主軸ヘッドをＡＴＣ領域から加工領域に移動さ
せる時間を最短にすることができ、自動工具交換の後半
に要する時間を短縮することができる。
図面は本発明の実施例を示し、第１図は自動工具交換装
置の機械構成を示す縦断面図、第２図は工具マガジンの
主要部を示す縦断面図、第３図は第２図のＡ方向矢視図
、第４図は第２図のＢ方向矢視図、第５図はグリップア
ームを示す斜視図、第６図は工具マガジン割出し機構を
示す第１図のＣ方向矢視図、第７図は作動を説明する正
面図、第８図は主軸ヘッドの移動と各部材の動作との対
応を示すタイムチャート図、第９［１！ｌは制Ｗ装置を
示すブロック図、第１０図及び第■１図はメモリの構成
を示す図、第１２図は作動の概要を模式的に示す図。第
１３図はＡＴＣ動作のプログラム例を示す図、第１４図
はＣＰＵでの実際の処理を示すフローチャート、第１５
図、第１６図及び第１７図はその詳細を示すフローチャ
ート、第１８図は各軸の動作を示すタイミングチャート
である。 １２、、、フレーム、 ２２ 、、、Ｚ軸モータ、 ２
４゜６．主軸ヘッド、 ４０ 、、、主軸、 ６６、、
、工具マガジン、 ６８．、、マガジンモータ、 ８２
．、、グリップアーム（グリップ部〉、 ８６ 、、、
複合カム体、９４．９６．、、カムフォロワ、 ｌ○２
１０．リミットスイッチ（主軸回転禁止領域センサ）、
１１０、制御装置、 １１１ 、、、マスターＣＰＵ
、 １１２゜０．スレーブＣＰＬＩ、 １１３．、、Ａ
ＴＣ部ＣＰＵ、１２１ 、、、ＭＳ間共通ＲＡＭ、 １
２２．、、ＭＡ間共通ＲＡＭ。 第 １０ 図 第 １ 図 第 ２ 図 第 １３ 図 第 ５ 馬 Ｇ２８Ｚ ＯＲＩ 動作 第 ７ 図 Ｇｏｏ ＳＰＮ 動作
置の機械構成を示す縦断面図、第２図は工具マガジンの
主要部を示す縦断面図、第３図は第２図のＡ方向矢視図
、第４図は第２図のＢ方向矢視図、第５図はグリップア
ームを示す斜視図、第６図は工具マガジン割出し機構を
示す第１図のＣ方向矢視図、第７図は作動を説明する正
面図、第８図は主軸ヘッドの移動と各部材の動作との対
応を示すタイムチャート図、第９［１！ｌは制Ｗ装置を
示すブロック図、第１０図及び第■１図はメモリの構成
を示す図、第１２図は作動の概要を模式的に示す図。第
１３図はＡＴＣ動作のプログラム例を示す図、第１４図
はＣＰＵでの実際の処理を示すフローチャート、第１５
図、第１６図及び第１７図はその詳細を示すフローチャ
ート、第１８図は各軸の動作を示すタイミングチャート
である。 １２、、、フレーム、 ２２ 、、、Ｚ軸モータ、 ２
４゜６．主軸ヘッド、 ４０ 、、、主軸、 ６６、、
、工具マガジン、 ６８．、、マガジンモータ、 ８２
．、、グリップアーム（グリップ部〉、 ８６ 、、、
複合カム体、９４．９６．、、カムフォロワ、 ｌ○２
１０．リミットスイッチ（主軸回転禁止領域センサ）、
１１０、制御装置、 １１１ 、、、マスターＣＰＵ
、 １１２゜０．スレーブＣＰＬＩ、 １１３．、、Ａ
ＴＣ部ＣＰＵ、１２１ 、、、ＭＳ間共通ＲＡＭ、 １
２２．、、ＭＡ間共通ＲＡＭ。 第 １０ 図 第 １ 図 第 ２ 図 第 １３ 図 第 ５ 馬 Ｇ２８Ｚ ＯＲＩ 動作 第 ７ 図 Ｇｏｏ ＳＰＮ 動作
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ フレームと、工作物の加工を行う加工領域と工具交
換動作を行うＡＴＣ領域との間で往復移動可能に前記フ
レームに設けられた主軸ヘッドと、その主軸ヘッドにそ
の主軸ヘッドの移動方向と平行な回転軸線を中心に回転
自在に支承された主軸と、前記フレームに回転可能に支
承されそれぞれに工具保持可能な多数のグリップ部をそ
の回転軸線を中心とする円周上に擁する工具マガジンと
、前記主軸ヘッドのＡＴＣ領域での移動に従動して前記
工具マガジンの所定割出位置に位置するグリップ部に前
記主軸との間で工具の受け渡し動作を行わしめる工具受
け渡し手段と、前記主軸を所定回転位置に位置決めする
主軸定位置停止手段と、前記加工領域又はＡＴＣ領域の
いずれか一方の領域から両領域の境界点である原点位置
に前記主軸ヘッドを移動させる原点復帰手段と、その原
点位置から次の領域内に前記主軸ヘッドを移動させる移
動手段と、前記工具マガジンを回転させて次工具が保持
されたグリップ部を前記所定割出位置に位置決めする回
転割出手段と、 を備える工作機械の自動工具交換装置において、工具交
換命令を受け、前記加工領域からの原点復帰手段の実行
途中における原点位置到着直前の減速動作と次に実行す
べき移動手段の実行開始直後の加速動作とを重複して実
行させる重複実行手段と、 前記主軸が主軸定位置停止手段による所定回転位置に停
止していなければ前記重複実行手段の実行を禁止する禁
止手段と、を備えることを特徴とする工作機械の工具交
換装置。 ２ フレームと、工作物の加工を行う加工領域と工具交
換動作を行うＡＴＣ領域との間で往復移動可能に前記フ
レームに設けられた主軸ヘッドと、その主軸ヘッドにそ
の主軸ヘッドの移動方向と平行な回転軸線を中心に回転
自在に支承された主軸と、前記フレームに回転可能に支
承されそれぞれに工具保持可能な多数のグリップ部をそ
の回転軸線を中心とする円周上に擁する工具マガジンと
、前記主軸ヘッドのＡＴＣ領域での移動に従動して前記
工具マガジンの所定割出位置に位置するグリップ部に前
記主軸との間で工具の受け渡し動作を行わしめる工具受
け渡し手段と、 前記加工領域又はＡＴＣ領域のいずれか一方の領域から
両領域の境界点である原点位置に前記主軸ヘッドを移動
させる原点復帰手段と、その原点位置から次の領域内に
前記主軸ヘッドを移動させる移動手段と、前記工具マガ
ジンを回転させて次工具が保持されたグリップ部を前記
所定割出位置に位置決めする回転割出手段と、を備える
工作機械の自動工具交換装置において、前記主軸ヘッド
が前記ＡＴＣ領域内の主軸の回転を禁止すべき領域内に
あることを検出する回転禁止領域検出手段と、前記回転
割出手段の終了信号を受け、前記ＡＴＣ領域からの原点
復帰手段の実行途中における原点位置到着直前の減速動
作と次に実行すべき移動手段の実行開始直後の加速動作
とを重複して実行させる重複実行手段と、 前記次に実行すべき移動手段の実行開始と同時的に加工
開始のためにあらかじめ主軸に回転動作を与える加工開
始命令付与手段と、前記回転禁止領域検出手段が検出信
号を発している間は前記加工開始命令付与手段の実行を
禁止する実行禁止手段と、を備えることを特徴とする工
作機械の工具交換装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2065407A JPH0722860B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 工作機械の自動工具交換装置 |
| US07/663,673 US5134767A (en) | 1990-03-15 | 1991-03-04 | Automatic tool changing device in machine tool |
| KR1019910003712A KR950011793B1 (ko) | 1990-03-15 | 1991-03-08 | 공작기계의 자동공구교환장치 |
| DE4107911A DE4107911C2 (de) | 1990-03-15 | 1991-03-12 | Werkzeugmaschine mit einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2065407A JPH0722860B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 工作機械の自動工具交換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03264234A true JPH03264234A (ja) | 1991-11-25 |
| JPH0722860B2 JPH0722860B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=13286145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2065407A Expired - Lifetime JPH0722860B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 工作機械の自動工具交換装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5134767A (ja) |
| JP (1) | JPH0722860B2 (ja) |
| KR (1) | KR950011793B1 (ja) |
| DE (1) | DE4107911C2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO1993014901A1 (en) * | 1992-01-29 | 1993-08-05 | Fanuc Ltd | Automatic tool changer |
| JP2007290113A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-11-08 | Fanuc Ltd | 数値制御装置付き工作機械の自動工具交換方法及び自動工具交換装置 |
| US7445587B2 (en) | 2006-03-27 | 2008-11-04 | Fanuc Ltd | Automatic tool changing method and device for machine tool controlled by numerical controller |
| DE112007001343T5 (de) | 2006-06-16 | 2009-04-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Katalysatorverschlechterungserfassungsvorrichtung |
| JP2011070247A (ja) * | 2009-09-24 | 2011-04-07 | Brother Industries Ltd | 工作機械の数値制御装置、工作機械の制御方法、工作機械の制御プログラム |
| JP2013205976A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Brother Ind Ltd | 数値制御装置、数値制御方法、及び数値制御プログラム |
| JP2014161974A (ja) * | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Brother Ind Ltd | 数値制御装置 |
| JP2014193495A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-09 | Brother Ind Ltd | 工作機械 |
| JP2014213439A (ja) * | 2013-04-30 | 2014-11-17 | Dmg森精機株式会社 | 工具交換方法及び工作機械 |
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-
1990
- 1990-03-15 JP JP2065407A patent/JPH0722860B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-03-04 US US07/663,673 patent/US5134767A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-08 KR KR1019910003712A patent/KR950011793B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-03-12 DE DE4107911A patent/DE4107911C2/de not_active Expired - Lifetime
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| DE4107911A1 (de) | 1991-09-19 |
| JPH0722860B2 (ja) | 1995-03-15 |
| KR910016437A (ko) | 1991-11-05 |
| US5134767A (en) | 1992-08-04 |
| KR950011793B1 (ko) | 1995-10-10 |
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