JPH0360618B2 - - Google Patents

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JPH0360618B2
JPH0360618B2 JP5909684A JP5909684A JPH0360618B2 JP H0360618 B2 JPH0360618 B2 JP H0360618B2 JP 5909684 A JP5909684 A JP 5909684A JP 5909684 A JP5909684 A JP 5909684A JP H0360618 B2 JPH0360618 B2 JP H0360618B2
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JP
Japan
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tool
spindle
machining
workpiece
memory
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Application number
JP5909684A
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Japanese (ja)
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JPS60201852A (en
Inventor
Kazuharu Tomita
Hirotsugu Sano
Kunio Hatsuta
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Yamazaki Mazak Corp
Original Assignee
Yamazaki Mazak Corp
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Publication date
Application filed by Yamazaki Mazak Corp filed Critical Yamazaki Mazak Corp
Priority to JP5909684A priority Critical patent/JPS60201852A/en
Publication of JPS60201852A publication Critical patent/JPS60201852A/en
Publication of JPH0360618B2 publication Critical patent/JPH0360618B2/ja
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  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明は、マシニングセンタにおける工具交換
を短時間に効率的に行い得る、自動工具交換位置
の制御方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Technical Field of the Invention The present invention relates to an automatic tool change position control method that allows tool changes in a machining center to be performed efficiently in a short time.

(b) 技術の背景 最近、マシニングセンタにおける加工において
も、加工プログラムの入力を専門のプログラマに
よることなく、オペレータが加工図面を参照して
キーボード等の入力手段を介して簡易に行い得
る、自動プログラムの開発が行われ、実用に供さ
れている。
(b) Background of the technology Recently, even in machining centers, automatic program input has been developed, which allows operators to easily input machining programs by referring to machining drawings and using input means such as keyboards, without the need for specialized programmers. It has been developed and put into practical use.

(c) 従来技術と問題点 従来、この種の自動プログラムによりマシニン
グセンタにおける工具の交換を指令すると、ワー
クを搭載するテーブル及び工具の装着された主軸
は共に所定の工具交換位置に移動位置決めされ、
その位置でATCアームによる工具の交換が行わ
れる。これは、ATCアームによる工具の交換に
際して工具、ATCアームとワークが干渉するこ
とを防止する為に行われるものであるが、テーブ
ルと主軸が移動する工具交換位置は、どのような
形状のワークに対しても対応出来るように極めて
大きな寸法的な余裕を持たせていた。
(c) Prior Art and Problems Conventionally, when a tool change is commanded in a machining center using this type of automatic program, both the table on which the work is mounted and the spindle on which the tool is mounted are moved and positioned to a predetermined tool change position.
Tools are exchanged by the ATC arm at that location. This is done to prevent interference between the tool, the ATC arm, and the workpiece when exchanging tools with the ATC arm, but the tool exchange position where the table and spindle move depends on the shape of the workpiece. It was designed to have an extremely large dimensional margin so that it could be accommodated.

従つて、比較的小さなワークで、通常の加工位
置のままで、主軸をその軸心方向の工具交換位置
に移動させるだけで(即ち、テーブルを何ら移動
させること無く)、工具の交換が行えるものまで、
テーブルを所定の工具交換位置にまで移動させな
ければ工具交換が行えない不都合が有つた。この
ことは、テーブルの工具交換位置までの移動に要
する時間が、主軸の工具交換位置に達するまでの
時間より長く、更に工具交換回数が多ければ多い
ほど、テーブルの無駄な動作に伴うロスタイムが
発生することを意味し、全体の加工時間が長大化
することになる。
Therefore, for relatively small workpieces, tools can be exchanged by simply moving the spindle to the tool exchange position in the axial direction of the workpiece (in other words, without moving the table in any way) while remaining in the normal machining position. to,
There was a problem in that tools could not be changed unless the table was moved to a predetermined tool changing position. This means that the time required to move the table to the tool exchange position is longer than the time required for the spindle to reach the tool exchange position, and the more tools are exchanged, the more time is lost due to unnecessary table movement. This means that the entire machining time will be longer.

(d) 発明の目的 本発明は、前述の欠点を解消すべく、テーブル
の無駄な退避動作が無く、工具交換回数が増大し
てもロスタイムの無い、従つて、全体の加工時間
が短くて済む、マシニングセンタにおける自動工
具交換位置の制御方法を提供することを目的とす
るものである。
(d) Purpose of the Invention In order to eliminate the above-mentioned drawbacks, the present invention eliminates wasteful evacuation of the table, eliminates loss time even when the number of tool changes increases, and therefore shortens the overall machining time. , it is an object of the present invention to provide a method for controlling an automatic tool change position in a machining center.

(e) 発明の構成 即ち、本発明は、第1のメモリに、加工に使用
する工具の工具寸法データ、自動工具交換時の機
械的位置関係を示すパラメータを格納しておくと
共に、入力手段を介して、ワーク位置データを第
2のメモリ中に格納し、工具交換に際して、前記
第1のメモリ中から工具寸法データ、パラメータ
を読み出して、各工具の最大突出量及びATCア
ームの最大突出量を算出し、更にそれらの最大値
として有効最大突出量を求め、また前記第2のメ
モリから読み出したワーク位置データと前記有効
最大突出量に基づき、有効クリアランス量を求
め、当該求められた有効クリアランス量に基づ
き、工具交換に際して、機械側と加工中のワーク
との干渉が生じないものと判断された場合には、
主軸のみを、その軸心方向に工具交換位置にまで
移動させて工具交換を行うように指令するように
して構成される。
(e) Structure of the Invention That is, the present invention stores tool dimension data of tools used for machining and parameters indicating mechanical positional relationships during automatic tool exchange in a first memory, and also stores input means. The workpiece position data is stored in a second memory through the memory, and when the tool is replaced, the tool dimension data and parameters are read out from the first memory to determine the maximum protrusion amount of each tool and the maximum protrusion amount of the ATC arm. Further, the effective maximum protrusion amount is determined as the maximum value thereof, and the effective clearance amount is determined based on the workpiece position data read from the second memory and the effective maximum protrusion amount, and the determined effective clearance amount is calculated. Based on this, if it is determined that there will be no interference between the machine side and the workpiece being machined when changing tools,
It is configured to issue a command to move only the main spindle in its axial direction to a tool exchange position to perform tool exchange.

(f) 発明の実施例 以下、図面に基づき、本発明の実施例を、具体
的に説明する。
(f) Embodiments of the invention Hereinafter, embodiments of the invention will be specifically described based on the drawings.

第1図は本発明が適用されるマシニングセンタ
の一例を示す正面図、第2図はテーブル上のワー
クと主軸、ATCアームとの寸法関係を示す概略
図、第3図は本発明による、自動工具交換位置の
制御方法の一実施例が適用された、マシニングセ
ンタの数値制御装置の一例を示すブロツク図であ
る。
Fig. 1 is a front view showing an example of a machining center to which the present invention is applied, Fig. 2 is a schematic diagram showing the dimensional relationship between a workpiece on a table, a spindle, and an ATC arm, and Fig. 3 is an automatic tool according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an example of a numerical control device for a machining center to which an embodiment of a method for controlling a replacement position is applied.

マシニングセンタ1は、第1図に示すように、
機体5を有しており、機体5は矢印A,B方向及
びそれと直角な水平面内で移動駆動自在に設けら
れたテーブル2を有している。テーブル2の上方
にはスピンドルヘツド3が、機体5に図中上下方
向、即ち矢印C,D方向に移動駆動自在に支持さ
れた形で設けられており、スピンドルヘツド3に
は主軸6が回転駆動自在に設けられている。機体
5の、スピンドルヘツド3の側方にはATCアー
ム7が設けられており、ATCアーム7は、第2
図に示すように、両端に工具把持部7a,7aの
形成されたアーム7bが矢印C,D方向に突出自
在かつ矢印E,F方向に180°範囲に亙り回転自在
に設けられている。また、機体5にはマシニング
センタ1が加工に使用する工具が複数本収容され
た、工具マガジン9が設けられており、更にマシ
ニングセンタ1の加工動作を制御する、数値制御
装置10が設けられている。
The machining center 1, as shown in FIG.
It has a body 5, and the body 5 has a table 2 which is movably driven in the directions of arrows A and B and in a horizontal plane perpendicular thereto. A spindle head 3 is provided above the table 2 and is supported by a machine body 5 so as to be movable and driven in the vertical direction in the figure, that is, in the directions of arrows C and D. It is set freely. An ATC arm 7 is provided on the side of the spindle head 3 of the fuselage 5, and the ATC arm 7 is connected to the second
As shown in the figure, an arm 7b having tool gripping portions 7a, 7a formed at both ends is provided so as to be able to protrude in the directions of arrows C and D and to be freely rotatable over a range of 180° in the directions of arrows E and F. The machine body 5 is also provided with a tool magazine 9 that stores a plurality of tools used by the machining center 1 for machining, and is further provided with a numerical control device 10 that controls the machining operations of the machining center 1.

数値制御装置10は、第3図に示すように、主
制御部12が設けられており、主制御部12には
バス線13を介してキーボード15、加工プログ
ラムメモリ16、パラメータメモリ17、工具フ
アイル19、機械制御部20が接続している。機
械制御部20にはテーブル移動制御部21及び主
軸移動制御部22が接続しており、テーブル移動
制御部21にはテーブル駆動モータ23が接続
し、主軸移動制御部22には主軸駆動モータ25
が接続している。
The numerical control device 10, as shown in FIG. 19, the machine control section 20 is connected. A table movement control section 21 and a spindle movement control section 22 are connected to the machine control section 20, a table drive motor 23 is connected to the table movement control section 21, and a spindle drive motor 25 is connected to the spindle movement control section 22.
is connected.

マシニングセンタ1は以上のような構成を有す
るので、ワークを加工する際には、第1図に示す
ように、加工すべきワークをテーブル2上に搭載
するとともに、加工に使用する所定の工具を工具
マガジン9から図示しない工具移送装置により
ATCアーム7にまで搬送し、ATCアーム7によ
り主軸6に装着する。この状態で、主軸6を回転
させつつスピンドルヘツド3を主軸6軸心方向で
あるC,D方向に適宜移動させ、更にテーブル2
をワークと共にA,B方向及びそれと直角方向の
水平方向に移動させて加工を行つてゆく。
Since the machining center 1 has the above-mentioned configuration, when machining a workpiece, as shown in FIG. from the magazine 9 by a tool transfer device (not shown).
It is transported to the ATC arm 7 and attached to the main shaft 6 by the ATC arm 7. In this state, while rotating the main shaft 6, the spindle head 3 is appropriately moved in directions C and D, which are the axial directions of the main shaft 6, and the table 2
Machining is performed by moving the workpiece together with the workpiece in the A and B directions and in the horizontal direction perpendicular thereto.

こうして加工を行つてゆくうちに、主軸6に装
着された工具を変換する必要が生じた場合には、
第2図に示すように、主軸6をD方向に移動させ
て主軸6の基準面6aを所定の工具交換位置X1
に位置決めし、ATCアーム7を例えばF方向に
回転させて、主軸6側の工具把持部7aを主軸6
に装着された交換すべき工具27に係合させ、工
具27を把持する。一方、工具27を把持した側
の反対側の把持部7aには、既に工具マガジン9
から搬送された次の加工に使用する工具26が把
持されているので、この状態でアーム7bをC方
向に突出させる。すると、主軸6に装着されてい
た工具27は主軸6との係合状態が解除され、主
軸6から図中下方に取り出される。そこで、アー
ム7bを180°回転させ、次の加工に使用する工具
26を主軸6に対向させると共に、アーム7bを
D方向に後退させて、工具26を主軸6に装着す
る。工具26が主軸6に装着されたところで、ア
ーム7bをE方向に90°回転させ、待機位置に戻
す。
While processing in this way, if it becomes necessary to change the tool attached to the spindle 6,
As shown in FIG. 2, the main spindle 6 is moved in the D direction to set the reference surface 6a of the main spindle 6 to a predetermined tool exchange position X1.
, and rotate the ATC arm 7, for example, in the F direction, so that the tool gripping portion 7a on the spindle 6 side is attached to the spindle 6.
The tool 27 to be replaced is engaged with the tool 27 attached to the tool 27 and the tool 27 is gripped. On the other hand, a tool magazine 9 is already attached to the grip part 7a on the opposite side to the side where the tool 27 is gripped.
Since the tool 26 to be used for the next machining that has been transported from the machine is being gripped, the arm 7b is made to protrude in the C direction in this state. Then, the tool 27 mounted on the main spindle 6 is released from engagement with the main spindle 6 and is taken out from the main spindle 6 downward in the figure. Therefore, the arm 7b is rotated by 180 degrees so that the tool 26 to be used for the next machining is opposed to the spindle 6, and the arm 7b is moved back in the D direction to attach the tool 26 to the spindle 6. When the tool 26 is attached to the main shaft 6, the arm 7b is rotated 90° in the E direction and returned to the standby position.

この際、主軸6の図中下方には加工中のワーク
29が存在するので、ATCアーム7のアーム7
bがC方向に移動した場合には、アーム7bに把
持された工具26,27又はATCアーム7のC
方向の突出部7cとワーク29が干渉するか否か
を判断し、ワーク29と工具26,27等との干
渉が生じないものと判断された場合には、ワーク
29、従つてテーブル2を何らA,B方向又はそ
れと直角方向に移動させることなく、単に主軸6
をその軸心方向であるD方向に、工具交換位置X
1にまで移動させるだけで工具交換を行う。
At this time, since there is a workpiece 29 being machined below the main spindle 6 in the figure, the arm 7 of the ATC arm 7
When b moves in the C direction, the tools 26 and 27 held by the arm 7b or the C of the ATC arm 7
It is determined whether or not the projecting portion 7c in the direction interferes with the workpiece 29, and if it is determined that there will be no interference between the workpiece 29 and the tools 26, 27, etc., the workpiece 29, and therefore the table 2, are not touched in any way. Simply move the main shaft 6 without moving it in the A or B direction or in a direction perpendicular thereto.
in the D direction, which is the axial direction of the tool change position
Tools can be replaced by simply moving the tool to position 1.

より詳細に述べると、マシニングセンタ1の加
工作業は全て、第3図に示すように、主制御部1
2が加工プログラムメモリ16から所定の加工プ
ログラムPROを読みだして、当該加工プログラ
ムPROに従つて機械制御部20に動作指令DCを
出力することにより、機械制御部20、テーブル
移動制御部21、主軸移動制御部22等を介して
テーブル駆動モータ23、主軸駆動モータ25等
を、加工プログラムPROに従つて駆動制御しつ
つ実行してゆく。工具の交換は、加工プログラム
PROに存在する工具の交換指令TCCに基いて行
われる。即ち、加工プログラムPRO中に工具2
6と27の交換指令TCCが有ると、主制御部1
2は工具フアイル19を検索して、現在主軸6に
装着されている工具27とこれから交換されるべ
き工具26の工具長TL1,TL2を読み出す。工具
フアイル19には加工プログラムPRO中に指定
され、従つて、ワーク29の加工に使用する全て
の工具についての工具長TLが格納されているの
で、加工プログラムPRO中に指定された工具に
対応した工具長TLは直ちに判明する。
To be more specific, all machining operations of the machining center 1 are performed by the main control section 1 as shown in FIG.
2 reads a predetermined machining program PRO from the machining program memory 16 and outputs an operation command DC to the machine control unit 20 according to the machining program PRO, thereby controlling the machine control unit 20, the table movement control unit 21, and the spindle. The table drive motor 23, spindle drive motor 25, etc. are controlled and executed in accordance with the machining program PRO via the movement control unit 22 and the like. Tool change is done using the machining program
This is done based on the tool change command TCC that exists in PRO. In other words, tool 2 is
When there are exchange commands TCC 6 and 27, main control unit 1
2 searches the tool file 19 and reads out the tool lengths TL 1 and TL 2 of the tool 27 currently mounted on the spindle 6 and the tool 26 to be replaced. The tool file 19 stores the tool length TL for all tools specified in the machining program PRO and therefore used for machining the workpiece 29, so that the tool length TL corresponding to the tool specified in the machining program PRO is stored. The tool length TL is immediately known.

次に、主制御部12はパラメータメモリ17を
検索し、機械原点ZPから工具交換位置X1まで
の距離L1、ATCアーム7の工具交換時に於け
るワーク29側への最大突出量L2、突出部7c
等の、アーム7bのワーク29側への最大突起長
L3を読み出す。また、主制御部12は加工プロ
グラムPROから、加工の基準となるプログラム
原点PZPの機械原点ZPからの距離L4、プログ
ラム原点PZP、即ちワーク表面29aからのクリ
アランス量CLを読み出し、工具交換時に於ける
各工具のC方向への最大突出量T1max,
T2max、及びATCアーム7の最大突出量Amax
を(1)、(2)、(3)式を用いて算出する。
Next, the main control unit 12 searches the parameter memory 17, and calculates the distance L1 from the machine origin ZP to the tool exchange position
The maximum protrusion length L3 of the arm 7b toward the workpiece 29 side is read out. In addition, the main control unit 12 reads from the machining program PRO the distance L4 from the machine origin ZP of the program origin PZP, which is the reference for machining, and the clearance amount CL from the program origin PZP, that is, the workpiece surface 29a, and the clearance amount CL from the program origin PZP, that is, the workpiece surface 29a. Maximum amount of protrusion of each tool in the C direction T 1 max,
T 2 max and maximum protrusion amount Amax of ATC arm 7
is calculated using equations (1), (2), and (3).

T1max=L1+L2+TL1 ……(1) T2max=L1+L2+TL2 ……(2) Amax=L1+L2+L2 ……(3) 次に、機械側の有効最大突出量MAXとして、
T1max,T2max,Amaxの内の最大値を採用し、
その値から、有効クリアランス量ECを(4)式によ
り求める。
T 1 max=L1+L2+TL 1 ……(1) T 2 max=L1+L2+TL 2 ……(2) Amax=L1+L2+L2 ……(3) Next, as the maximum effective overhang amount MAX on the machine side,
Adopt the maximum value of T 1 max, T 2 max, Amax,
From that value, determine the effective clearance amount EC using equation (4).

EC=L4−CL−MAC ……(4) 有効クリアランス量ECが0以上であれば、工
具交換に際して、機械側の、工具26,27、
ATCアーム7のいずれもが、ワーク29のクリ
アランス量CLを確保し得る状態、即ちワーク2
9との干渉が生じない状態であると判断されるの
で、主制御部12は機械制御部20に簡略工具交
換指令RTCを出力する。なお、加工プログラム
PRO中の距離L4、クリアランス量CLは、オペ
レータが加工プログラムPROの作成時に、キー
ボード15から入力することにより、加工プログ
ラムPROとして加工プログラムメモリ16中に
格納される。
EC=L4-CL-MAC......(4) If the effective clearance amount EC is 0 or more, when changing tools, tools 26, 27,
All of the ATC arms 7 are in a state where they can secure the clearance amount CL for the work 29, that is, the work 2
Since it is determined that there is no interference with the tool 9, the main control section 12 outputs a simple tool change command RTC to the machine control section 20. In addition, the machining program
The distance L4 and clearance amount CL in PRO are input by the operator from the keyboard 15 when creating the machining program PRO, and are stored in the machining program memory 16 as the machining program PRO.

これにより、機械制御部20は主軸移動制御部
22を介して主軸駆動モータ25を駆動し、スピ
ンドルヘツド3を矢印D方向、即ち、主軸6の軸
心方向に移動させ、主軸6を所定の工具変換位置
X1に位置決めし、何らテーブル2を移動させる
こと無く、従つて、工具27による加工が行われ
ていた位置状態のまま、ATCアーム7による工
具26,27の交換を行う。工具交換が終了する
と、主制御部12は加工プログラムPROに基い
て、工具26による所定の加工作業に入るが、テ
ーブル2上のワーク29は従前の工具27による
加工時から何ら移動していないので(即ち、加工
中のワーク29の位置から遠く離れた工具交換位
置にテーブル2及びワーク29が移動されていな
いので、)、工具26による所定の加工を直ちに実
行することが出来る。
As a result, the machine control section 20 drives the spindle drive motor 25 via the spindle movement control section 22, moves the spindle head 3 in the direction of arrow D, that is, in the axial direction of the spindle 6, and moves the spindle 6 toward the predetermined tool. The table 2 is positioned at the conversion position X1, and the tools 26 and 27 are exchanged by the ATC arm 7 without moving the table 2 in any way, thus maintaining the position where the tool 27 was being processed. When the tool exchange is completed, the main control unit 12 starts a predetermined machining operation using the tool 26 based on the machining program PRO, but since the workpiece 29 on the table 2 has not moved at all since the previous machining with the tool 27. (That is, since the table 2 and the workpiece 29 have not been moved to a tool exchange position far away from the position of the workpiece 29 being machined), the predetermined machining using the tool 26 can be performed immediately.

一方、有効クリアランス量ECが負であれば、
工具交換に際して、機械側の、工具26,27、
ATCアーム7のいずれかが、ワーク29のクリ
アランス量CLを確保し得ない状態、即ちワーク
29との干渉が生じ得る状態であると判断される
ので、主制御部12は機械制御部20に通常の工
具交換指令TCを出力する。
On the other hand, if the effective clearance amount EC is negative,
When exchanging tools, the tools 26, 27 on the machine side,
Since it is determined that one of the ATC arms 7 is in a state in which it is not possible to secure the clearance amount CL for the workpiece 29, that is, in a state in which interference with the workpiece 29 may occur, the main control unit 12 normally controls the machine control unit 20. Outputs the tool change command TC.

すると、機械制御部20は、通常の工具交換動
作にはいり、テーブル移動制御部21を介してテ
ーブル駆動モータ23によりテーブル2を水平方
向に駆動して、所定の工具交換位置に位置決め
し、更に主軸移動制御部22を介して主軸駆動モ
ータ25を駆動し、スピンドルヘツド3を主軸軸
心方向に移動させて主軸6を所定の工具交換位置
X1に位置決めし、ATCアーム7による工具2
6,27の交換を行う。なお、この場合には、
ATCアーム7による工具の交換後に、テーブル
2及びワーク29を工具交換位置から、再度加工
プログラムPROを実行する際の位置に移動位置
決めして、後の加工を行つてゆく。
Then, the machine control unit 20 enters a normal tool exchange operation, drives the table 2 in the horizontal direction by the table drive motor 23 via the table movement control unit 21, positions it at a predetermined tool exchange position, and then moves the table 2 to a predetermined tool exchange position. The spindle drive motor 25 is driven via the movement control unit 22 to move the spindle head 3 in the direction of the spindle axis to position the spindle 6 at a predetermined tool changing position X1, and the ATC arm 7 moves the tool 2
6 and 27 are exchanged. In this case,
After the tool is exchanged by the ATC arm 7, the table 2 and the workpiece 29 are moved from the tool exchange position to the position where the machining program PRO is executed again, and subsequent machining is performed.

(g) 発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、工具
フアイル19、パラメータメモリ17等の第1の
メモリに、加工に使用する工具26,27等の工
具長TL等の工具寸法データ、機械原点ZPからの
工具交換位置X1迄の距離L1、ATCアーム7
の工具交換時に於けるワーク29側への最大突出
量L2、突出部7c等の、アーム7bのワーク2
9側への最大突起長L3等の、自動工具交換時の
機械的位置関係を示すパラメータを格納しておく
と共に、キーボード15等の入力手段を介して、
加工の基準となるプログラム原点PZPの機械原点
ZPからの距離L4、プログラム原点PZP、即ち
ワーク表面29aからのクリアランス量CL等の、
ワーク位置データを加工プログラムメモリ16等
の第2のメモリ中に格納し、工具交換に際して、
前記第1のメモリ中から工具寸法データ、パラメ
ータ、を読み出して、各工具26,27の最大突
出量T1max,T2max、及びATCアーム7の最大
突出量Amaxを算出し、更にそれらの最大値とし
て有効最大突出量MAXを求め、また前記第2の
メモリから読み出したワーク位置データと前記有
効最大突出量MAXに基づき、有効クリアランス
量ECを求め、当該求められた有効クリアランス
量ECに基づき、工具交換に際して、ATCアーム
7、工具26,27等の機械側と、加工中のワー
ク29との干渉が生じないものと判断された場合
には、主軸6のみをその軸心方向に、工具交換位
置X1にまで移動させて工具交換を行うように指
令するようにしたので、それ以外の、ワーク29
を主軸6に対して相対的に所定の工具交換位置に
まで退避させる作業が(テーブル2が移動せず、
スピンドルヘツド3等の主軸部分がワーク29に
対して相対的に水平方向に移動する場合も含
む。)、加工位置のままでの工具交換がワーク29
との干渉により困難な場合にのみ行われるように
制御されるので、テーブル2の無駄な退避動作が
無くなり、工具交換回数が増大してもロスタイム
の無い、従つて、全体の加工時間が短くて済む、
マシニングセンタにおける自動工具交換位置の制
御方法を提供することが出来る。
(g) Effect of the Invention As explained above, according to the present invention, the tool length TL of the tools 26, 27, etc. used for machining is stored in the first memory such as the tool file 19 and the parameter memory 17. Dimensional data, distance L1 from machine origin ZP to tool change position X1, ATC arm 7
The workpiece 2 of the arm 7b, such as the maximum protrusion amount L2 toward the workpiece 29 side and the protrusion part 7c when exchanging tools.
Parameters indicating the mechanical positional relationship during automatic tool exchange, such as the maximum protrusion length L3 to the 9 side, are stored, and via input means such as the keyboard 15,
Machine origin of PZP, which is the program origin that serves as the reference for machining
Distance L4 from ZP, clearance amount CL from program origin PZP, that is, work surface 29a, etc.
The workpiece position data is stored in a second memory such as the machining program memory 16, and when changing tools,
The tool dimension data and parameters are read out from the first memory, the maximum protrusion amounts T 1 max and T 2 max of each tool 26 and 27, and the maximum protrusion amount Amax of the ATC arm 7 are calculated, and furthermore, the maximum protrusion amount Amax of the ATC arm 7 is calculated. An effective maximum ejection amount MAX is determined as the maximum value, and an effective clearance amount EC is determined based on the workpiece position data read from the second memory and the effective maximum ejection amount MAX, and based on the determined effective clearance amount EC. When changing tools, if it is determined that there will be no interference between the ATC arm 7, tools 26, 27, etc. on the machine side and the workpiece 29 being machined, move only the main spindle 6 in the direction of its axis. Since the command is given to move the tool to the exchange position X1 and change the tool, the other workpiece 29
The work of retracting the tool to a predetermined tool exchange position relative to the spindle 6 (the table 2 does not move,
This also includes the case where the main shaft portion such as the spindle head 3 moves horizontally relative to the workpiece 29. ), tool change while in the machining position is work 29
Since it is controlled so that it is performed only in cases where it is difficult due to interference with Finished,
A method for controlling an automatic tool change position in a machining center can be provided.

なお、第1のメモリと第2のメモリは、同一の
メモリ空間中に設定可能なことは勿論である。
Note that it goes without saying that the first memory and the second memory can be set in the same memory space.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明が適用されるマシニングセンタ
の一例を示す正面図、第2図はテーブル上のワー
クと主軸、ATCアームとの寸法関係を示す概略
図、第3図は本発明による、自動工具交換位置の
制御方法の一実施例が適用された、マシニングセ
ンタの数値制御装置の一例を示すブロツク図であ
る。 1……マシニングセンタ、6……主軸、7……
ATCアーム、15……入力手段(キーボード)、
16……第2のメモリ(加工プログラムメモリ)、
17……第1のメモリ(パラメータメモリ)、1
9……第1のメモリ(工具フアイル)、26,2
7……工具、TL,TL1,TL2……工具寸法デー
タ、L1……パラメータ(距離)、L2……パラ
メータ(最大突出量)、L3……パラメータ(最
大突起長)、L4……ワーク位置データ(距離)、
CL……ワーク位置データ(クリアランス量)、
T1max,T2max,Amax……最大突出量、
MAX……有効最大突出量、EC……有効クリアラ
ンス量、X1……工具交換位置。
Fig. 1 is a front view showing an example of a machining center to which the present invention is applied, Fig. 2 is a schematic diagram showing the dimensional relationship between a workpiece on a table, a spindle, and an ATC arm, and Fig. 3 is an automatic tool according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an example of a numerical control device for a machining center to which an embodiment of a method for controlling a replacement position is applied. 1... Machining center, 6... Spindle, 7...
ATC arm, 15...Input means (keyboard),
16...Second memory (machining program memory),
17...First memory (parameter memory), 1
9...First memory (tool file), 26,2
7...Tool, TL, TL 1 , TL 2 ...Tool dimension data, L1...Parameter (distance), L2...Parameter (maximum protrusion amount), L3...Parameter (maximum protrusion length), L4...Work location data (distance),
CL……Work position data (clearance amount),
T 1 max, T 2 max, Amax……Maximum protrusion amount,
MAX...Effective maximum overhang amount, EC...Effective clearance amount, X1...Tool exchange position.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 工具の装着された主軸を該主軸の軸心方向
に、所定の工具交換位置にまで移動させてATC
アームによる工具交換を行うマシニングセンタに
おいて、第1のメモリに、加工に使用する工具の
工具寸法データ、自動工具交換時の機械的位置関
係を示すパラメータを格納しておくと共に、入力
手段を介して、ワーク位置データを第2のメモリ
中に格納し、工具交換に際して、前記第1のメモ
リ中から工具寸法データ、パラメータを読み出し
て、各工具の最大突出量及びATCアームの最大
突出量を算出し、更にそれらの最大値として有効
最大突出量を求め、また前記第2のメモリ中から
読み出したワーク位置データと前記有効最大突出
量に基づき、有効クリアランス量を求め、当該求
められた有効クリアランス量に基づき、工具交換
に際して、機械側と加工中のワークとの干渉が生
じないものと判断された場合には、主軸のみを、
その軸心方向に工具交換位置にまで移動させて工
具交換を行うように指令するようにして構成した
マシニングセンタにおける自動工具交換位置の制
御方法。
1 Move the spindle with the tool installed in the direction of the axis of the spindle to the predetermined tool change position
In a machining center that performs tool exchange using an arm, tool dimension data of tools used for machining and parameters indicating mechanical positional relationships during automatic tool exchange are stored in a first memory, and through an input means, Store the workpiece position data in a second memory, and when exchanging tools, read tool dimension data and parameters from the first memory to calculate the maximum protrusion amount of each tool and the maximum protrusion amount of the ATC arm, Furthermore, the effective maximum protrusion amount is determined as the maximum value of these, and the effective clearance amount is determined based on the workpiece position data read from the second memory and the effective maximum protrusion amount, and based on the determined effective clearance amount. When changing tools, if it is determined that there will be no interference between the machine side and the workpiece being machined, only the spindle can be changed.
A method for controlling an automatic tool exchange position in a machining center configured to issue a command to move the tool in the axial direction to the tool exchange position and perform the tool exchange.
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