JPH0431813B2 - - Google Patents
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- JPH0431813B2 JPH0431813B2 JP31344187A JP31344187A JPH0431813B2 JP H0431813 B2 JPH0431813 B2 JP H0431813B2 JP 31344187 A JP31344187 A JP 31344187A JP 31344187 A JP31344187 A JP 31344187A JP H0431813 B2 JPH0431813 B2 JP H0431813B2
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- Japan
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- tool
- pot
- arm
- limit value
- weight moment
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- Expired
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Landscapes
- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明はマシニングセンタ等に用いられる改
良された自動工具交換装置(以下ATCという)
に関する。[Detailed description of the invention] Industrial application field This invention is an improved automatic tool changer (hereinafter referred to as ATC) used in machining centers, etc.
Regarding.
従来技術
従来ATCの工具交換速度は通常安全を考慮し
て重量の大きい工具に適した遅い速度に設定され
ていた。近年能率を上げるためATC動作高速化
のニーズが強く、このため特開昭60−67044号で
提案されている方法は2種の速度が得られる駆動
部材を備え、NCテープに記録された重量区分に
従つて軽い工具は高速で、重い工具は低速で交換
するようになしている。更に特開昭62−102939号
では重い工具を初めから低速で交換することは特
に可動部の動作距離が長い場合全体に時間がかか
り非能率であるとして交換される工具の重量に関
係なく、常に高速で工具交換動作を行い停止位置
手前でNCテープに記録された工具重量に対応し
て減速率を変化させ、停止時の慣性による衝撃を
軽減することで目的を達成しようとするものがあ
る。Prior Art Conventionally, the tool change speed of ATC was usually set to a slow speed suitable for heavy tools in consideration of safety. In recent years, there has been a strong need for faster ATC operation in order to increase efficiency, and for this reason, the method proposed in JP-A-60-67044 is equipped with a drive member that can obtain two speeds, and uses a weight classification recorded on an NC tape. Accordingly, light tools are replaced at high speed and heavy tools are replaced at low speed. Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-102939 states that changing heavy tools at low speed from the beginning is time-consuming and inefficient, especially when the moving distance of the moving parts is long. Some tools attempt to achieve this goal by changing the tool at high speed and changing the deceleration rate in response to the tool weight recorded on the NC tape before the stop position to reduce the impact caused by inertia when stopping.
発明が解決しようとする問題点
特開昭60−67044号及び特開昭62−102939号の
方法は何れもNCテープに記録された工具重量を
基にしてATC動作を制御しているが、殆どの工
具交換アームが採用していボトルグリツプ方式の
把持方法においては単に重量のみでなく重量モー
メントによつて制御すべきである。更にNCテー
プに記録された重量データによつて動作速度を制
御する方法は例えば作業者が能率をあげるため制
限重量以上の大きな工具を誤つて使用した場合こ
れをチエツクする機構がなく、工具落下事故を引
起こすという問題点を有している。Problems to be Solved by the Invention The methods of JP-A-60-67044 and JP-A-62-102939 both control the ATC operation based on the tool weight recorded on the NC tape, but most In the bottle grip type gripping method adopted by the tool changing arm of the present invention, control should be performed not only by weight but also by weight moment. Furthermore, the method of controlling operating speed using weight data recorded on NC tape does not have a mechanism to check if, for example, an operator mistakenly uses a large tool that exceeds the weight limit in order to increase efficiency, and this can lead to tool drop accidents. This has the problem of causing
問題点を解決するための手段
旋回アームのポツトを水平軸で上下方向旋回可
能に設け、前記旋回アームにポツトの重量モーメ
ントを検出する圧電素子をポツトが隙間なく支持
されるように設け、予め重量モーメントの制限値
を記憶しこの制限値と前記圧電素子の信号出力と
にもとづいて交換工具の重量モーメントに対応す
る工具交換速度の選択を行うとともに最大制限値
を越えたときアラーム停止を行う制御装置を備え
るものである。Means for Solving the Problem The pot of the pivot arm is provided so as to be able to pivot in the vertical direction about a horizontal axis, and a piezoelectric element for detecting the weight moment of the pot is provided on the pivot arm so that the pot is supported without any gap. A control device that stores a moment limit value, selects a tool change speed corresponding to the weight moment of the replaced tool based on this limit value and the signal output of the piezoelectric element, and issues an alarm stop when the maximum limit value is exceeded. It is equipped with the following.
実施例
以下本発明の実施例を図面にもとづき説明す
る。周知の横形マシニングセンタにおいて、ベツ
ド1の上面前側に固定されたサドル2が設けられ
ている。そのサドル2上面に削設されたX軸方向
に摺動案内面上に旋回テーブル3が旋回及び移動
位置決め可能に設けられている。更にベツド1の
上面後側に削設されたZ軸方向の摺動案内面上に
コラム4が移動位置決め可能に載置されコラム4
の中央に設けられたY軸方向摺動案内面上に主軸
頭5が移動位置決め可能に設けられ、主軸頭5に
は主軸6が回転可能に軸承されている。更にコラ
ム4の左側に工具マガジン装置7が設置されてお
り、工具軸心を主軸6に対し直角として複数の工
具Tを収納するマガジンポツト8がリング状の鎖
でエンドレスに連結され図示しない駆動割出装置
により割出位置Aに割出される。更にコラム4の
工具マガジン側の側面にサブアーム装置9が取付
けられている。サブアーム装置9のサブアーム1
0は工具Tを把持する把持爪を有し、図示しない
駆動機構によりマガジンポツト軸方向に移動可能
且つガイドレールに添つて垂直方向に移動可能と
され、マガジンの割出位置Aとコラム4上に取付
けられた後述のレデイステーシヨン装置11のマ
ガジン側旋回位置Bの間で工具授受及び搬送を行
う。レデイステーシヨン装置11の旋回アーム1
2はレデイステーシヨンフレーム13上に固着さ
れた支軸サポート14に垂直に嵌着される支軸1
5に複数の軸受を介して旋回可能に支承され、
90°旋回アクチユエータ16により前述のマガジ
ン側旋回位置BとATC側旋回位置Cとに旋回さ
れる。そして旋回アーム12の下面に設けられた
図示しない油圧駆動の位置決めピンがレデイステ
ーシヨンフレーム13上の対応位置に固着された
位置決めブロツク17と係合して旋回位置B,C
の位置決めが行われる。更に旋回アーム12の先
端のポツト保持部12aに水平方向の支持ピン2
1により先端部を枢支されたレデイステーシヨン
ポツト22は垂直面で旋回可能とされ、後端部は
下側の敷台23と上側の圧電素子24とに〓間な
く挟持されている。そして圧電素子24はレデイ
ステーシヨンポツト22に挿着される次工具Tの
重量モーメントに応じた電圧を図示しない制御装
置に送り、制御装置では予め記憶された重量モー
メントの制限値に基づいて後述のATC20のツ
インアーム25の動作速度を指令する。レデイス
ーテシヨンのATC側旋回位置Cと主軸6の工具
交換位置Eとの中央に設けられ、主軸6とレデイ
ステーシヨンポツト22との工具交換を行う
ATC20はツインアーム25の旋回軸を主軸と
平行にしてコラム4の前面に設けられている。そ
してツインアーム25は水平方向の待機位置と垂
直方向の工具抜き差し位置に旋回可能かつ旋回軸
方向に移動可能とされ、ツインアーム25の駆動
は図示しない歯車箱に設けられた変速モータによ
つて行われ、変速モータは例えば極数変換モータ
等を使用することができる。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. In a well-known horizontal machining center, a saddle 2 is fixed to the front side of the upper surface of a bed 1. A turning table 3 is provided on a sliding guide surface cut in the upper surface of the saddle 2 in the X-axis direction so as to be able to turn and move and position it. Further, a column 4 is mounted on a sliding guide surface in the Z-axis direction cut on the rear side of the upper surface of the bed 1 so as to be movable and positionable.
A spindle head 5 is movably positioned on a sliding guide surface in the Y-axis direction provided at the center of the spindle head 5, and a spindle 6 is rotatably supported on the spindle head 5. Furthermore, a tool magazine device 7 is installed on the left side of the column 4, and a magazine pot 8 for storing a plurality of tools T with the tool axis perpendicular to the main shaft 6 is connected endlessly by a ring-shaped chain to a drive splitter (not shown). It is indexed to index position A by the indexing device. Further, a sub-arm device 9 is attached to the side surface of the column 4 on the tool magazine side. Sub-arm 1 of sub-arm device 9
0 has a gripping claw that grips the tool T, and is movable in the axial direction of the magazine pot and vertically along the guide rail by a drive mechanism (not shown), and is positioned at the index position A of the magazine and on the column 4. Tools are exchanged and conveyed between magazine-side rotational positions B of the installed ready station device 11, which will be described later. Swivel arm 1 of lady station device 11
Reference numeral 2 denotes a spindle 1 that is vertically fitted onto a spindle support 14 fixed on the lady station frame 13.
5 is rotatably supported via a plurality of bearings,
It is rotated by the 90° rotation actuator 16 to the above-mentioned magazine side rotation position B and ATC side rotation position C. Then, a hydraulically driven positioning pin (not shown) provided on the lower surface of the swing arm 12 engages with a positioning block 17 fixed at a corresponding position on the reception station frame 13, thereby moving the swing arm 12 to swing positions B and C.
positioning is performed. Furthermore, a horizontal support pin 2 is attached to the pot holding portion 12a at the tip of the rotating arm 12.
The lady station pot 22, whose tip end is pivotally supported by the arm 1, is pivotable in a vertical plane, and its rear end is held tightly between a lower base 23 and an upper piezoelectric element 24. Then, the piezoelectric element 24 sends a voltage corresponding to the weight moment of the next tool T inserted into the receiving station pot 22 to a control device (not shown), and the control device sends a voltage corresponding to the weight moment of the next tool T inserted into the reception station pot 22 to an ATC 20 (described later) based on a pre-stored limit value of the weight moment. The operating speed of the twin arm 25 is commanded. Provided at the center between the ATC side rotation position C of the ready station and the tool exchange position E of the main spindle 6, and performs tool exchange between the main spindle 6 and the ready station pot 22.
The ATC 20 is provided on the front surface of the column 4 with the pivot axis of the twin arm 25 parallel to the main axis. The twin arm 25 is rotatable between a horizontal standby position and a vertical tool insertion/extraction position, and is movable in the direction of the rotation axis.The twin arm 25 is driven by a variable speed motor provided in a gear box (not shown). For example, a pole number changing motor can be used as the variable speed motor.
作 用
工具マガジン装置7のマガジンポツト8には加
工に必要な複数の工具Tが収納されており、NC
装置の次工具指令で割出位置Aに次工具Tが割出
される。割出された次工具Tはサブアーム10に
よつて抜き取られガイドレールに沿つて上昇し、
旋回位置Bで旋回アーム12先端のレデイステー
シヨンポツト22に挿着される。レデイステーシ
ヨンポツト22の後端部上側に当接する圧電素子
24は工具Tの重量モーメントに応じて圧力を受
けて電圧を発生し、図示しない制御装置に送られ
る。そして制御装置内で予め記憶された重量モー
メントの制限値と比較が行われ、例えば電圧が制
限値以下であれば重量モーメントは問題ない範囲
内のものとして高速動作が指令され、制限値を越
していれば低速動作が指令される。また電圧が記
憶されている最大制限値を越した場合には交換可
能な重量モーメントの制限値を越えたとして交換
動作を停止するとともに工具異常アラームとして
作業者に警報し、最大制限値を越した次工具が挿
着された交換アーム12の以降の作動は行われな
い。次いで高速又は低速動作が指令された次工具
Tを挿着した旋回アーム12は90°旋回アクチユ
エータ16のシリンダ後室に圧油が供給されて旋
回され、旋回位置CでNC装置から工具交換指令
が出るまで待機する。主軸6に装着されている工
具Tによる切削加工が終わると主軸頭5は工具交
換位置Eに位置決めされ、NC装置からの工具交
換指令で例えば前述の指令が低速動作の次工具の
場合ツインアーム25は低速側に切換えられた駆
動用変速モータによつて90°旋回されて垂直とな
り、主軸6の使用済工具Tと待機中の次工具Tと
を同時に把持する。次いでツインアーム25が旋
回軸方向に前進して両工具を同時に抜き取り、更
に180°旋回したのち軸方向に後退して次工具Tを
主軸6に、使用済工具Tをレデイステーシヨンポ
ツト22に挿入する。続いてツインアーム25は
90°旋回して空となり水平位置で待機する。Function The magazine pot 8 of the tool magazine device 7 stores a plurality of tools T necessary for machining, and the NC
The next tool T is indexed to index position A by the next tool command of the device. The indexed next tool T is extracted by the sub-arm 10 and rises along the guide rail,
At the rotating position B, it is inserted into the lady station pot 22 at the tip of the rotating arm 12. A piezoelectric element 24 that is in contact with the upper rear end of the reception station pot 22 receives pressure according to the weight moment of the tool T and generates a voltage, which is sent to a control device (not shown). The control device then compares the weight moment with a pre-stored limit value. For example, if the voltage is below the limit value, the weight moment is considered to be within a safe range and high-speed operation is commanded. If so, low speed operation is commanded. In addition, if the voltage exceeds the stored maximum limit value, it will be assumed that the limit value of the weight moment that can be replaced has been exceeded, and the replacement operation will be stopped, and a tool abnormality alarm will be issued to the operator, indicating that the maximum limit value has been exceeded. The exchange arm 12 into which the next tool is inserted will not operate thereafter. Next, the swivel arm 12 into which the next tool T for which high-speed or low-speed operation has been commanded is inserted is rotated by supplying pressure oil to the cylinder rear chamber of the 90° swivel actuator 16, and at the swiveling position C, a tool change command is issued from the NC device. Wait until it comes out. When the cutting process with the tool T attached to the spindle 6 is finished, the spindle head 5 is positioned at the tool change position E, and when a tool change command is issued from the NC device, for example, if the above-mentioned command is for the next tool of low speed operation, the twin arm 25 is rotated by 90 degrees to become vertical by the variable speed drive motor switched to the low speed side, and simultaneously grips the used tool T of the main spindle 6 and the next tool T in standby. Next, the twin arm 25 moves forward in the direction of the rotation axis, extracts both tools at the same time, rotates further 180 degrees, and then retreats in the axial direction to insert the next tool T into the spindle 6 and the used tool T into the ready station pot 22. . Next is Twin Arm 25.
It turns 90 degrees, becomes empty, and waits in a horizontal position.
主軸6に挿入された工具Tは図示しないクラン
プ装置によつてクランプされ、主軸頭4はY軸方
向下側へ移動して工具交換位置Eを離れ切削加工
に入る。またレデイステーシヨンポツト22に挿
着された使用済工具は前述の逆の動作でマガジン
ポツト8に返納される。この返納のための使用済
工具の搬送途中において重量モーメントによる工
具交換指令は行われない。使用済工具がマガジン
ポツト8に返納されると、引続きNC装置からの
次工具指令で再び前述の方法で次工具Tが旋回位
置bで重量モーメントによる判定が行われ高速又
は低速動作が指令された次工具Tは旋回位置Cに
移動されて待機する。この重量モーメントによる
指令が例えば高速動作の場合でも前述のごとく主
軸6に低速動作と指令された工具が装着されてい
る場合は、ツインアーム25は低速動作で工具交
換を行う。また次工具Tが最大制限値オーバーで
停止の指令が出された場合には工具異常アラーム
として作業者に警報が発せられる次工具Tは旋回
位置Bで停止する。 The tool T inserted into the spindle 6 is clamped by a clamping device (not shown), and the spindle head 4 moves downward in the Y-axis direction, leaves the tool exchange position E, and begins cutting. Further, the used tool inserted into the lady station pot 22 is returned to the magazine pot 8 by the reverse operation described above. During the transportation of the used tool for return, no tool exchange command is issued due to the weight moment. When the used tool is returned to the magazine pot 8, the next tool T is subsequently given a next tool command from the NC device in the above-described manner, and the next tool T is judged based on the weight moment at the turning position b, and high-speed or low-speed operation is commanded. The next tool T is moved to the rotation position C and stands by. Even if the command based on this weight moment is, for example, a high-speed operation, if a tool that is instructed to operate at a low speed is attached to the spindle 6 as described above, the twin arm 25 performs tool exchange at a low speed. Further, when the next tool T exceeds the maximum limit value and a command to stop is issued, a warning is issued to the operator as a tool abnormality alarm, and the next tool T stops at the rotation position B.
効 果
以上詳述したように本発明は工具の重量モーメ
ント計測部材と予め制限値を記憶した制御装置を
設けてATC速度の制御とアラーム停止を行うよ
うになしたので工具の重量モーメントに応じた最
適な速度でATC動作を行い、ATC動作を安定か
つ安全確実なものにすることが可能となり、更に
最大制限値以上の工具が使用されようとした場合
には作業者に危険を知らせ手動操作で工具交換を
行うことにより更に安全性の優れた機械となる効
果を有するとともにアイドルタイム短縮による能
率向上が計れる効果をも有するものである。Effects As detailed above, the present invention is equipped with a tool weight moment measurement member and a control device that stores limit values in advance to control the ATC speed and stop the alarm. It is possible to perform ATC operation at the optimal speed, making the ATC operation stable, safe and reliable. Furthermore, if a tool exceeding the maximum limit is attempted to be used, the operator is alerted to the danger and manual operation can be performed. This has the effect of making the machine even more safe by changing tools, and also has the effect of improving efficiency by shortening idle time.
第1図は本発明の重量モーメント計測部を有す
るレデイステーシヨンの上視図、第2図は一部切
断面で表した第1図の側面図、第3図、第4図は
横形マシニングセンタの姿図である。
12……旋回アーム、20……自動工具交換装
置、21……支持ピン、22……レデイステーシ
ヨンポツト、24……圧電素子。
Fig. 1 is a top view of a ready station having a weight moment measurement unit according to the present invention, Fig. 2 is a partially cutaway side view of Fig. 1, and Figs. 3 and 4 are views of a horizontal machining center. It is a diagram. 12...Swivel arm, 20...Automatic tool changer, 21...Support pin, 22...Ready station pot, 24...Piezoelectric element.
Claims (1)
アームのポツトを水平軸で上下方向旋回可能に設
け、前記旋回アームにポツトの重量モーメントを
検出する圧電素子をポツトが隙間なく支持される
ように設け、予め重量モーメントの制限値を記憶
しこの制限値と前記圧電素子の信号出力とにもと
づいて交換工具の重量モーメントに対応する工具
交換速度の選択を行うとともに最大制限値を越え
たときアラーム停止を行う制御装置を備えること
を特徴とする自動工具交換装置。1. In a machine tool with an automatic tool changer, a pot of a swing arm is provided so as to be vertically swingable about a horizontal axis, and a piezoelectric element for detecting the weight moment of the pot is provided on the swing arm so that the pot is supported without a gap; A weight moment limit value is stored in advance, and a tool change speed corresponding to the weight moment of the replacement tool is selected based on this limit value and the signal output of the piezoelectric element, and an alarm is stopped when the maximum limit value is exceeded. An automatic tool changer characterized by comprising a control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31344187A JPH01159148A (en) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | Automatic tool exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31344187A JPH01159148A (en) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | Automatic tool exchanger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01159148A JPH01159148A (en) | 1989-06-22 |
JPH0431813B2 true JPH0431813B2 (en) | 1992-05-27 |
Family
ID=18041333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31344187A Granted JPH01159148A (en) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | Automatic tool exchanger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01159148A (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0360941A (en) * | 1989-07-26 | 1991-03-15 | Okuma Mach Works Ltd | Parameter corresponding type tool transfer speed control method |
KR102426657B1 (en) * | 2015-06-05 | 2022-07-29 | 주식회사 디엔솔루션즈 | Automatic tool changer |
-
1987
- 1987-12-11 JP JP31344187A patent/JPH01159148A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01159148A (en) | 1989-06-22 |
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