JPH048171B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 産業上の利用分野 本発明は、マシニングセンタ等の工作機械に工
具を供給するための工具の貯蔵供給方法に関す
る。

(b) 従来の技術 従来、この種の工具貯蔵供給方法としては、ド
ラム形の工具マガジン、チエーン式工具マガジン
等を用いたものが知られていたが、いずれも貯蔵
供給できる工具の数が数十本が限度であつた。

(c) 発明が解決しようとする問題点 しかし、最近、工作機械による加工は、無人状
態で行う方式が普及しつつあり、そうした場合
に、数多くの種類のワークの加工を行うために
は、工作機械に供給すべき工具の数が極めて多く
なり、従来の数十本程度の工具供給本数では、適
正な加工動作の実行が不可能となる不都合が有つ
た。

そこで、ドラム形の工具マガジンを複数個設
け、それ等マガジンを工作機械に対して交換しな
がら、多数の工具の供給を可能にしたものや、チ
エーン式工具マガジンにおいては、チエーンを延
長して多数の工具を貯蔵し得るようにしたもの、
更には複数のチエーン式工具マガジンを並列に設
けたもの等種々の貯蔵方式が考案されたが、工具
の工作機械への供給時間が長くなつたり、設置ス
ペースが大きくなる等の問題点も多く、百本〜数
百本の工具の供給用としては余り実用的とは言え
なかつた。

また、工具を立体的に設けられた収納棚に収納
しておき、工具を工具搬送ロボツトで搬送する方
式も有つたが、この方式では、棚に収納された工
具の取り出し、収納に際して、ロボツトと隣接す
る工具との間の干渉を避ける必要が有るために、
余りに高密度の工具収納が出来ず、数百本の工具
を収納するためには、その設置スペースが増大す
る欠点が有つた。

本発明は、前述の欠点を解消すべく、工具と工
具の受け渡し搬送手段との間の干渉の発生を未然
に防止し、多数の工具を高密度、従つて狭いスペ
ース収納することが出来、更に工作機械への工具
の供給も迅速に行うことの出来る工具の貯蔵供給
方法を提供することを目的とするものである。

(d) 問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、移動自在に設けられた複数の
帯板状のツールラツクを有し、該ツールラツクに
は工具を収納し得る複数のツールポケツトを前記
ツールラツクの長手方向に配列して設け、更に、
工具を受け渡し搬送する工具の受け渡し搬送手段
を設け、通常の工具の貯蔵状態では、前記複数の
ツールラツクを連続的に並べておき、工具を所定
のツールポケツトに対して脱着する際には、該ツ
ールポケツトの設けられたツールラツクを境にツ
ールラツクを分離する形で移動させて、前記工具
を脱着すべきツールラツクと該ツールラツクに隣
接するツールラツク間に空間を形成し、前記形成
された空間を利用して、受け渡し搬送手段による
前記ツールポケツトに対する工具の脱着を、前記
受け渡し搬送手段とツールラツク及び他の工具と
の間の干渉の発生を排除しつつ行うようにして構
成される。

(e) 作用 上記した構成により、本発明は、通常の貯蔵状
態では、複数のツールラツクを連続的に並べてお
き、工具を所定のツールポケツトに対して脱着す
る際には、該ツールポケツトの設けられたツール
ラツクを境にツールラツクを分離する形で移動さ
せて、前記工具を脱着すべきツールラツクと該ツ
ールラツクに隣接するツールラツク間に空間を形
成し、前記形成された空間を利用して、受け渡し
搬送手段による前記ツールポケツトに対する工具
の脱着を、前記受け渡し搬送手段とツールラツク
及び他の工具との間の干渉の発生を排除しつつ行
うように作用する。

(f) 実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

第１図は本発明による工具の貯蔵供給方法の一
実施例が適用された、工具貯蔵供給装置の一例を
示す正面図、第２図は第１図の工具貯蔵供給装置
のメインフレーム部分を示す正面図、第３図はツ
ールロボツト部分を示す正面図、第４図は第３図
の平面図、第５図は第３図の側面図、第６図はツ
ールロボツトのハンド機構部を示す正面図、第７
図は第６図の平面図、第８図は工具把持部を示
す、第６図における矢視図、第９図はツールラ
ツク部分の正面図、第１０図は第９図の平面図、
第１１図は第９図の側面図、第１２図はツールラ
ツクの結合状態を示す正面図、第１３図は第１２
図の側面図、第１４図は第１２図の平面図、第１
５図はツールロボツトのロツク解除機構を示す平
面図、第１６図は中間移送ポケツトを示す正面
図、第１７図は第１６図の側面図、第１８図は第
１７図の−線による断面図である。

工具貯蔵供給装置１は、第１図に示すように、
メインフレーム２及び該メインフレーム２の左方
に接続されたサブフレーム３を有しており、メイ
ンフレーム２及びサブフレーム３には、第５図に
示すように、その上部にブラケツト５が形成され
ている。ブラケツト５の先端には、ガイドレール
６がメインフレーム２及びサブフレーム３に亙り
横断的に、第３図及び第４図左右方向に敷設装置
されており、更にブラケツト５には、ガイドレー
ル６に沿つた形でラツク７が同様に第３図及び第
４図左右方向に敷設装置されている。また、メイ
ンフレーム２及びサブフレーム３の下部には、ガ
イドレール９がガイドレール６に平行に設置され
ており、ガイドレール６，９にはツールロボツト
１０が、ツールロボツト本体１１に設けられたガ
イド溝１２及びガイドローラ１３を介して、第３
図矢印Ａ，Ｂ方向に移動自在に設けられている。
本体１１の上部には、モータ１５が設けられてお
り、モータ１５には減速装置１６等の動力伝達手
段を介してピニオンギヤ１７が回転駆動自在に設
けられている。ピニオンギヤ１７はラツク７と噛
合しており、従つてモータ１５を正逆方向に適宜
駆動することにより、減速装置１６、ピニオンギ
ヤ１７を介して本体１１は、ラツク７に沿つて、
ガイドレール６，９に案内される形で矢印Ａ，Ｂ
方向に移動駆動される。

また、本体１１にはモータ１９が設けられてお
り、モータ１９はタイミングベルト２０等の動力
伝達手段を介して、本体１１の、第３図上下方向
に回転自在に支持設置された送りネジ２１に、そ
の上端部を介して接続している。送りネジ２１に
はハンド機構部２２が螺合しており、ハンド機構
部２２は本体１１に送りネジ２１と平行に形成さ
れた２本のガイドレール１１ａと、第７図に示す
ように、図中紙面と直角方向、即ち送りネジ２１
の設置方向に移動自在に係合している。ハンド機
構部２２には油圧シリンダ２３が、ピストンロツ
ド２３ａを、矢印Ｃ，Ｄ方向に突出後退自在にし
た形で設けられており、更にハンド機構部２２に
は、第６図に示すように、スライド軸受２２ａが
複数個設けられ、それ等スライド軸受２２ａには
工具把持部２５が、スライド軸受２２ａに摺動自
在に装着されたガイド棒２５ａ，２５a′を介し
て、矢印Ｃ，Ｄ方向に移動自在に設けられてい
る。なお、ガイド棒２５ａにはその中心に沿つて
工具把持部２５への圧油供給用の穴２５ｂが貫通
穿設されており、更にガイド棒２５a′には後述の
近接センサに接続されるコード設置用の穴２５
b′が穿設されている。なお、工具把持部２５には
前述のピストンロツド２３ａの先端が固着されて
いる。

また、工具把持部２５は、第８図に示すよう
に、シリンダ２５ｃがガイド棒２５ａに穿設され
た穴２５ｂと連通した形で形成穿設されており、
シリンダ２５ｃにはピストン２５ｄが、矢印Ｅ，
Ｆ方向に移動自在に設けられている。ピストン２
５ｄとシリンダ２５ｃの間にはコイルスプリング
２５ｅが縮設されており、コイルスプリング２５
ｅはピストン２５ｄを常時矢印Ｅ方向に付勢して
いる。また、工具把持部２５にはアーム２６がピ
ン２６ａを介して、矢印Ｇ，Ｈ方向に回動自在に
設けられており、アーム２６の第８図左端には、
前述のピストン２５ｄの先端が当接係合してい
る。更に、工具把持部２５には近接センサ２７
が、工具把持部２５にＵ字形い形成された工具把
持溝２５ｆにその先端を向けた形で設けられてお
り、近接センサ２７は工具把持溝２５ｆ内の工具
の有無を検出することが出来る。

一方、メインフレーム２及びサブフレーム３の
側板２９には、第９図及び第１１図に示すよう
に、上下に、ブラケツト２９ａ，２９ｂが、ツー
ルロボツト１０の走行方向である矢印Ａ，Ｂ方向
にそれぞれ設置されており、下方のブラケツト２
９ｂにはガイド溝２９ｃがＡ，Ｂ方向に穿設形成
され、更に、上方のブラケツト２９ａにはガイド
レール２９ｄが同様にＡ，Ｂ方向に設置されてい
る。ガイドレール２９ｄ及びガイド溝２９ｃに
は、細長い帯板状のツールラツク３０が複数本、
該ツールラツク３０に設けられたガイド溝30a、
ガイドローラ３０ｂをガイドレール２９ｄ及びガ
イド溝２９ｃに係合させた形で、Ａ，Ｂ方向に移
動自在に支持設置されており、各ツールラツク３
０には工具を保持し得る複数のツールポケツト３
１が、第９図上下方向、即ちツールラツク３０の
長手方向に一列に設けられている。各ツールポケ
ツト３１には回り止め用のキー３１ａが設けられ
おり、キー３１ａは工具側に設けられたキー溝と
係合してツールポケツト３１に装着された工具の
ツールポケツト３１内での回転を防止する。

また、ツールラツク３０の上下部分には、第１
２図乃至第１４図に示すように、ツールラツク３
０を相互に連結する連結機構３２が設けられてお
り、連結機構３２は、その先端を連結すべき隣接
するツールラツク３０に向けて突出させた形で固
着されたピン３２ａを有している。ピン３２ａの
先端部分には、第１４図に示すように、係合溝３
２ｂが穿設されており、また隣接するツールラツ
ク３０のピン３２ａと対向する位置には、係合穴
３２ｃがピン３２ａを嵌入係合自在なるように穿
設形成されている。係合穴３２ｃには、第１３図
に示すように、穴３２ｄが係合内３２ｃに直交す
る形で穿設されており、穴３２ｄにはロツクピン
３２ｅが、矢印Ｃ，Ｄ方向に移動自在に嵌入係合
している。ロツクピン３２ｅにはピン３２ｆが植
設されており、ピン３２ｆは、穴３２ｄの第１３
図上方に穴３２ｄに平行に穿設された穴３２ｈ
に、矢印Ｃ，Ｄ方向に移動自在に嵌入された解除
ピン３２ｇに嵌入係合している。解除ピン３２ｇ
と穴３２ｈ間には、コイルスプリング３２ｉが縮
設されており、コイルスプリング３２ｉは解除ピ
ン３２ｇを常時矢印Ｃ方向に付勢している。

なお、ツールロボツト本体１１の、ツールラツ
ク３０の連結機構３２と対向し得る上下位置に
は、第１５図に示すように、解除シリンダ３３が
ピストンロツド３３ａを矢印Ｃ，Ｄ方向に突出後
退自在にした形でそれぞれ設けられている。

また、移動自在に設けられた複数のツールラツ
ク３０のうち、メインフレーム２及びサブフレー
ム３について、第１図における各フレームの最右
方から２番目に設けられたツールラツク３０_Aに
は、その上下部分に、第１０図に示すように、側
板２９に設置されたラツク開放シリンダ３５が、
矢印Ａ，Ｂ方向に突出後退自在に設けられたピス
トンロツド３５ａを介して接続しており、従つて
ラツク開放シリンダ３５を駆動してピストンロツ
ド３５ａをＡ，Ｂ方向に突出後退させることによ
り、ツールラツク３０_Aをガイドレール２９ｄ等
に沿つてＡ，Ｂ方向に移動させることが出来る。

メインフレーム２及びサブフレーム３におけ
る、第１図最右方のツールラツク３０_Bは、側板
２９に固定されており、メインフレーム２のツー
ルラツク３０_Bのほぼ中央部には、中間移送ポケ
ツト３６が設けられている。中間移送ポケツト３
６は、第１６図及び第１７図に示すように、ツー
ルラツク３０_Bに固定されたフレーム３６ａを有
しており、フレーム３６ａには回転ホルダ３６ｂ
がベアリング３６ｃ等を介して回転自在に設けら
れている。回転ホルダ３６ｂには、更にクリニン
グホルダ３６ｄがベアリング３６ｅを介して回転
自在に設けられており、クリニングホルダ３６ｄ
にはクリーニングブラシ３６ｆが、クリニングホ
ルダ３６ｄに截円錐状に形成された工具保持部３
６ｇにその先端のブラシ部分を突出させた形で設
けられている。クリニングホルダ３６ｄの外周部
にはギヤ３６ｈが形成されており、ギヤ３６ｈに
はフレーム３６ａに回転自在に支持された軸３６
ｉに装着されたギヤ３６ｊが、回転ホルダｂに形
成されたスリツト３６ｍを介して噛合している。
軸３６ｉの他端にはギヤ３６ｋが設けられてお
り、ギヤ３６ｋは回転ホルダ３６ｂの第１７図左
端部に形成されたギヤ３６ｌと噛合している。ま
た、回転ホルダ３６ｂの図中右端部には、ピニオ
ンギヤ３６ｐが形成されており、ピニオンギヤ３
６ｐには、シリンダ３６ｑにより矢印Ｉ，Ｊ方向
に突出自在に設けられた棒状のロツド３６ｒに形
成されたラツク３６ｓが、第１８図に示すよう
に、噛合している。また回転ホルダ３６ｂにはロ
ツクピン３６ｔが、第１７図に示すように、矢印
Ｉ，Ｊ方向に移動自在に設けられており、ロツク
ピン３６ｔはコイルスプリング３６ｕにより、矢
印Ｉ方向に付勢された形で設けられている。この
ロツクピン３６ｔは、工具保持部３６ｇに装着さ
れた工具３７のプルスタツド３７ａの溝部分３７
ｂとコイルスプリング３６ｕの弾性を利用した形
で係合し、工具保持部３６ｇに挿入された工具３
７の工具保持部３６ｇからの不用意な脱落を防止
している。なお、番号３９は、工具保持部３６ｇ
に工具３７が挿入されているか否かを検出するた
めの近接センサである。

工具貯蔵供給装置１は、以上のような構成を有
するので、工具貯蔵供給装置１により、図示しな
いマシニングセンサ等の工作機械に工具３７を供
給するには、まず、加工プログラムやオペレータ
の指示に基づき、ツールロボツト１０をメインフ
レーム２及びサブフレーム３に亙り敷設されたガ
イドレール６，９に沿つて、第３図矢印Ａ，Ｂ方
向に適宜移動させる。この移動動作は、既に説明
したように、ツールロボツト１０本体１１上のモ
ータ１５を適宜正逆方向に回転駆動することによ
り、減速装置１６、ピニオンギヤ１７、更に該ピ
ニオンギヤ１７と噛合するラツク７により行われ
る。ツールロボツト１０は、工作機械に供給すべ
き工具３７が装着されたツールラツク３０に対向
する位置にまでＡ，Ｂ方向に駆動される。ガイド
レール６，９は既に述べたように、メインフレー
ム２及びサブフレーム３を貫通する形で設置され
ているので、ツールロボツト１０はメインフレー
ム２及びサブフレーム３間を自由に走行すること
が出来る。

一方、各ツールラツク３０ツールポケツト３１
には、供給されるべき工具３７が格納されており
（本実施例では、各ツールラツク３０につき14本
の工具３７が格納される。）、それ等工具を格納し
たツールラツク３０は、通常状態では、第９図に
示すように、隣接するツールラツク３０が相互に
連結機構３２により接続されて一体化した形とな
つている（ただし、各フレーム最右方のツールラ
ツク３０_B，３０_Bを除く。）。このツールラツク３
０の一体化は、メインフレーム２及びサブフレー
ム３を一つの単位として行われており、従つて各
メインフレーム２及びサブフレーム３に固定され
た、各フレームの右端のツールラツク３０_B以外
のツールラツク３０は、連結状態においては、各
フレームのラツク開放シリンダ３５のピストンロ
ツド３５ａを、第１０図Ａ，Ｂ方向に突出後退さ
せることにより、一体的に、ガイドレール２９
ｄ、ガイド溝２９ｃに沿つてそれぞれ移動駆動さ
れる。

こうして、ツールロボツト１０が、供給すべき
工具３７が収納されたツールポケツト３１を有す
るツールラツク３０に対向する位置に位置決めさ
れたところで、ツールロボツト本体１１の上下に
に設けられた２個の解除シリンダ３３のピストン
ロツド３３ａが、第１５図矢印Ｄ方向に突出駆動
される。すると、ピストンロツド３３ａの先端と
ツールラツク３０の連結機構３２の解除ピン３２
ｇとが当接し、更に解除ピン３２ｇを、第１３図
矢印Ｄ方向にコイルスプリング３２ｉの弾性に抗
する形で押し込む。これにより、ピン３２ｆを介
してロツクピン３２ｅもＤ方向に移動し、ロツク
ピン３２ｅと係合溝３２ｂを介して係合状態に有
つた、第１４図右側のツールラツク３０_D（この
ツールラツク３０に供給すべき工具３７が格納さ
れている。）のピン３２ａは、ロツクピン３２ｅ
との係合状態を解かれて該ピン３２ａが嵌入して
いた係合穴３２ｃから離脱し得る状態となる。

すると、解除ピン３２ｇが押されたツールラツ
ク３０が設置されたメインフレーム２又はサブフ
レーム３のどちらからの対応するフレームに設け
られたラツク開放シリンダ３５が駆動され、ピス
トンロツド３５ａが、第１０図矢印Ｂ方向に突出
駆動される。ピストンロツド３５ａが、矢印Ｂ方
向に突出駆動されると、それに伴い、ピストンロ
ツド３５ａに固着されたツールラツク３０_A及び
該ツールラツク３０_Aと連結機構３２を介して連
結状態にある１個以上のツールラツク３０がＢ方
向に移動を開始する（場合によつては、ツールラ
ツク３０_Aのみの時も当然あり得る。）。ツールラ
ツク３０は、解除シリンダ３３が当接係合してい
る解除ピン３２ｇの設けられたツールラツク３０
と該ツールラツク３０と係合穴３２ｃを介して連
結係合していた、第１４図右方のツールラツク３
０_Dを境に、ピン３２ａが係合穴３２ｃから離れ
る形で、Ｂ方向に移動し、移動を開始したツール
ラツク３０中、第１４図最左方のツールラツク３
０_Dと、該ツールラツク３０_Dの第１４図左隣りの
ツールラツク３０の間には、ラツク開放シリンダ
３５のストロークSTに相当するだけの空間が形
成される。なお、第１２図及び第１４図の図面上
では、ツールラツク３０_Aと３０_Dが一致している
が、本説明は、両者の一致、不一致に拘わらず、
適用されることは勿論である。

こうして、供給すべき工具３７が装着されたツ
ールラツク３０_D部分より、第１図右側のツール
ラツク３０が全てストロークSTだけＢ方向に移
動したところで、今度はツールロボツト１０のモ
ータ１９を回転駆動して、タイミングベルト２０
等を介して送りネジ２１を正逆方向に適宜所定角
度量だけ回転させる。すると、送りネジ２１に螺
合しているハンド機構部２２は、ガイドレール１
１ａ，１１ａを介して、第３図矢印Ｉ，Ｊ方向に
本体１１上を移動する。そこで、ハンド機構部２
２に設けられた工具把持部２５を、目的の工具３
７が格納されたツールポケツト３１の上下方向の
位置と一致させ、その状態で、シリンダ２３を駆
動してピストンロツド２３ａを、第６図及び第７
図に示すように、矢印Ｄ方向に、工具把持部２５
の２本のガイド棒２５ａ，２５a′をスライド軸２
２ａに対して摺接移動させる形で、突出させる。
すると、工具把持部２５は、ラツク開放シリンダ
３５により開放されたツールラツク３０，３０_D
の空間中にツールラツク３０と干渉することなく
嵌入し、第６図に示すように、その工具把持溝２
５ｆとツールラツク３０_D内の目的の工具３７と
が、矢印Ｃ，Ｄ方向における位相が一致し、かつ
第３図上下方向の位相も一致する形で位置決めさ
れる。そこで、モータ１５を再度所定量回転さ
せ、本体１１を工具把持部２５と共にＢ方向に移
動させると、工具把持溝２５ｆに工具３７の工具
ホルダが嵌入係合する。この状態で、シリンダ２
５ｃに圧油を供給し、アーム２６をピン２６ａを
中心にＨ方向に押圧し、工具３７を工具把持溝２
５ｆ中に脱落することなく強固に支持する。アー
ム２６は通常状態でも、コイルスプリング２５ｅ
によりＨ側に付勢されているので、万一シリンダ
２５ｃへの圧油の供給が停止しても工具３７が工
具把持溝２５ｆから脱落することは無い。また、
工具把持溝２５ｆへの工具３７の嵌入係合動作
は、圧油がシリンダ２５ｃへ供給されない状態
で、工具把持部２５がＢ方向に工具３７側に移動
することにより行われるので、工具３７の工具ホ
ルダは、アーム２６をコイルスプリング２５ｅの
弾性に抗してＧ方向に回動させつつ工具把持溝２
５ｆ中に嵌入し、工具３７の把持動作は円滑に行
われる。

こうして、工具把持部２５に工具３７が把持さ
れると、今後はシリンダ２３のピストンロツド２
３ａをＣ方向に後退させる。すると、工具把持部
２５に把持された状態の工具３７は、ツールポケ
ツト３１から離脱し、工具把持部２５と共にＣ方
向に移動取り出される。工具把持部２５を工具３
７と共にＣ方向に移動させたところで、モータ１
５を駆動して本体１１をＢ方向に移動させ、メイ
ンフレーム２を通過して、メインフレーム２の最
右方に固定的に設けられたツールラツク３０_Bに
まで工具３７を把持状態のまま移送する。更に、
その間にモータ１９を駆動して、ハンド機構部２
２及び工具把持部２５をＩ，Ｊ方向に適宜移動さ
せて、工具把持部２５の工具３７の位置をツール
ラツク３０_Bの中間移送ポケツト３６の上下方向
の位置と一致させる。

その間に、ラツク開放シリンダ３５は、ピスト
ンロツド３５ａをＡ方向に後退させ、それまでＢ
方向に移動していた、ツールラツク３０_Aを初め
とする複数のツールラツク３０をＡ方向に戻し、
第１４図に示すように、先程分離されて工具３７
が取り出されたツールラツク３０_Dの左隣りのツ
ールラツク３０の係合穴３２ｃに工具３７の取り
出されたツールラツク３０_Dのピン３２ａを嵌入
係合させる。これにより、それまで形成されてい
た空間は閉塞され、ラツク開放シリンダ３５のス
トロークSTに相当する間隔が、メインフレーム
２又はサブフレーム３の最右方のツールラツク３
０_Bとツールラツク３０_Aとの間に形成される。一
方、ピン３２ａが係合穴３２ｃに嵌入すると、ピ
ン３２ａは、ロツクピン３２ｅと、ロツクピン３
２ｅをピン３２ｆ、解除ピン３２ｇと共にコイル
スプリング３２ｉの弾性に抗する形で第１３図矢
印Ｄ方向に強制的に移動させる形で、係合溝３２
ｂを介して係合し、それまで離れていたツールラ
ツク３０_Dとその第１４図における左隣のツール
ラツク３０はピン３２ａを介して、当初のように
連結される。なお、係合溝３２ｂとピン３２ｅの
連結は、互いの傾斜面３２ｊ，３２ｋを介して行
われるので、その楔作用により、ツールラツク３
０_Dとその左方のツールラツク３０の連結は、両
ラツク３０が密着する形で円滑かつ確実に行われ
る。

こうして、ツールラツク３０_B以外の全てのツ
ールラツク３０が、メインフレーム２及びサブフ
レーム３についておのおの一体化すると、メイン
フレーム２のツールラツク３０_Bの中間移送ポケ
ツト３６に対向する形で位置決めされたツールロ
ボツト１０は、シリンダ２３を駆動して、ピスト
ンロツド２３ａをＤ方向に突出させ、工具把持部
２５に把持された状態の工具３７を中間移送ポケ
ツト３６の工具保持部３６ｇ中に嵌入する。この
際、ツールラツク３０_B以外のツールラツク３０
は全て、第１図Ａ方向に移動し、従つてツールラ
ツク３０_Bと３０_A間にはラツク開放シリンダ３５
のストロークSTに相当するだけの（又は、それ
以上の）間隔が形成されているので、工具把持部
２５をツールラツク３０方向であるＤ方向に突出
させても、工具把持部２５とツールラツク３０及
び該ラツク３０に装着されている工具３７が干渉
することは無く、工具３７の工具保持部３６ｇへ
の挿入は円滑に行われる。

工具３７が工具保持部３６ｇへ挿入されると、
シリンダ２５ｃへの圧油の供給が遮断され、その
状態で、本体１１はＡ方向に工具把持部２５と共
に移動する。すると、工具把持部２５のアーム２
６はコイルスプリング２５ｅの弾性に抗する形で
Ｇ方向に回動しつつ、工具３７との係合が解除さ
れ、工具３７は中間移送ポケツト３６中に、第１
７図に示すように、コイルスプリング３６ｕによ
つてＩ方向に付勢されたロツクピン３６ｔとプル
スタツド３７ａの溝部分３７ｂが係合する形で保
持される。

ところで、中間移送ポケツト３６に格納された
工具３７は、その後、マシニングセンタ等の工作
機械に、該工作機械側に装着されたATC装置
（「自動工具交換装置」の略称。以下、単に
「ATC装置」と称する。）により再度移送されて
主軸に装着され、更に主軸にそれまで装着され、
加工作業の完了した工具３７は、該ATC装置に
より中間移送ポケツト３６へ返却される。なお、
工具貯蔵供給装置１における、工具３７の中間移
送ポケツト３６への搬送は、第１図及び第２図に
示すように、各ツールラツク３０に格納された工
具３７の、より正確には工具３７の工具ホルダ３
７ｃの図中左側の部分を把持して行うが、通常工
作機械側のATC装置は、工具３７の図中右側の
部分を把持して工具交換を行う。従つて、工具ホ
ルダ３７ｃが左右対称形のものであれば良いが、
左右非対称の工具ホルダ３７ｃに装着された特殊
な工具３７については、工具把持部２５が工具左
側の把持可能部分を把持すると、ATC装置側で
は中間移送ポケツト３６へ挿入された工具３７を
そのままでは把持出来なくなる不都合が生じる。

そこで、中間移送ポケツト３６に工具３７がツ
ールロボツト１０により挿入セツトされると、シ
リンダ３６ｑが駆動され、ロツド３６ｒが、第１
７図矢印Ｉ方向に突出駆動される。すると、第１
８図に示すように、ロツド３６ｒに形成されたラ
ツク３６ｓ、ピニオンギヤ３６ｐを介して回転ホ
ルダ３６ｂが180°回転する。回転ホルダ３６ｂに
は、第１６図に示すように、工具３７に設けられ
たキー溝と係合し得るキー３６ｖが設けられてい
るので、工具３７は回転ホルダ３６ｂの回転に同
期して180°回転する。一方、回転ホルダ３６ｂが
180°回転すると、その回転はギヤ３６ｌ，３６ｋ
を介して軸３６ｉに伝達され、更にギヤ３６ｊ，
３６ｈを介してクリニングホルダ３６ｄを回転ホ
ルダ３６ｂと同方向に回転させる。すると、クリ
ニングホルダ３６ｄに装着されたクリーニングブ
ラシ３６ｆもクリニングホルダ３６ｄと共に回転
し、工具３７を工作機械の主軸に装着した際に主
軸と密着して工具３７を保持する、工具ホルダ３
７ｃのテーパ軸３７ｄに付着した塵等の異物を除
去し、正確な加工作業が行えるようにする。クリ
ーニングホルダ３６ｄは、ギヤ比により、回転ホ
ルダ３６ｂが180°回転する間に数回回転するの
で、テーパ軸３７ｄの清掃はテーパ軸３７ｄの全
周に亙り円滑に行われる。また、同時に、フレー
ム３６ａの、第１７図右端に設けられた空気供給
穴３６ｗから回転ホルダ３６ｂ内を通つて圧縮空
気が工具保持部３６ｇ内に供給されるので、該圧
縮空気により、クリーニングブラシ３６ｆにより
除去された塵等の異物は、工具３７と回転ホルダ
３６ｂ間の間隙３８を通つて外部に排出され、テ
ーパ軸３７ｄは清浄な雰囲気に保たれる。こうし
て、テーパ軸３７ｄの清掃を行いながら、工具３
７を工具保持部３６ｇ内で180°回転させると、工
具３７の把持可能な側が、工作機械のATC装置
による把持側、即ち、第１図右側に位置決めさ
れ、ATC装置によるその後の工作機械への工具
３７の移送動作は円滑に行われる。

一方、ATC装置により中間移送ポケツト３６
に返却された工具３７については、シリンダ３６
ｑが駆動され、ロツド３６ｒが、第１７図及び第
１８図Ｊ方向に移動される。すると、ラツク３６
ｓ、ピニオンギヤ３６ｐを介して回転ホルダ３６
ｂが先程とは逆の方向に180°回転して、工具３７
の把持可能側を、それまでの第１図における右側
から、ツールロボツト１０の把持が可能な左側へ
変更すると共に、クリーニングブラシ３６ｆによ
り前述と同様なクリーニング動作を工具３７のテ
ーパ軸３７ｄに対して行い、テーパ軸３７ｄを清
浄な状態にする。

次に、ツールロボツト１０のシリンダ２３を駆
動してピストンロツド２３ａを、第６図及び第７
図に示すように、矢印Ｄ方向に突出させる。する
と、工具把持部２５は、開放状態にあるツールラ
ツク３０_A，３０_B間の間隔がST（又は、それ以
上）なる間に、前述のように、ツールラツク３０
_Ａ等の干渉することなく入り込み、その工具把持
溝２５ｆと中間移送ポケツト３６内のATC装置
により返却された工具３７の工具ホルダ３７ｃと
が、矢印Ｃ，Ｄ方向における位相が一致し、かつ
第３図上下方向に位相も一致する形で位置決めさ
れる。そこで、モータ１５を再度所定量回転さ
せ、本体１１を工具把持部２５と共にＢ方向に移
動させると、工具把持溝２５ｆに工具３７の工具
ホルダ３７ｃが嵌入係合する。この状態で、シリ
ンダ２５ｃに圧油を供給し、アーム２６をピン２
６ａを中心にＨ方向に押圧し、工具３７を工具把
持溝２５ｆ中に脱落することなく強固に支持す
る。

こうして、工具把持部２５に工具３７が把持さ
れると、今度はシリンダ２３のピストンロツド２
３ａをＣ方向に後退させる。すると、工具把持部
２５に把持された状態の工具３７は、中間移送ポ
ケツト３６から離脱し、工具把持部２５と共にＣ
方向に移動取り出される。工具把持部２５を工具
３７と共にＣ方向に移動させたところ、モータ１
５を駆動して本体１１をＡ方向に移動させ、該工
具３７を収納すべきツールラツク３０にまで工具
３７を把持状態のまま移送する。また、その間に
モータ１９を駆動して、ハンド機構部２２及び工
具把持部２５をＩ，Ｊ方向に適宜移動して、工具
把持部２５の工具３７の位置を、該工具３７を返
却すべきツールラツク３０のツールポケツト３１
に対応した位置に位置決めする。

こうして、ツールロボツト１０が、返却された
工具３７を格納貯蔵すべきツールポケツト３１を
有するツールラツク３０と対向する位置に位置決
めされたところで、ツールロボツト本体１１の上
下に設けられた２個の解除シリンダ３３のピスト
ンロツド３３ａが、第１５図矢印Ｄ方向に突出駆
動される。すると、ピストンロツド３３ａの先端
とツールラツク３０の連結機構３２の解除ピン３
２ｇとが当接し、更に解除ピン３２ｇを、第１３
図矢印Ｄ方向にコイルスプリング３２ｉの弾性に
抗する形で押し込む。これにより、ピン３２ｆを
介してロツクピン３２ｅもＤ方向に移動し、ロツ
クピン３２ｅと係合溝３２ｂを介して係合状態に
有つた、隣接するツールラツク３０_D（このツー
ルラツク３０_Dに返却すべき工具３７を収納する
ツールポケツト３１が有る。）のピン３２ａは、
第１４図に示すように、ロツクピン３２ｅとの係
合状態を解かれて該ピン３２ａ嵌入していた係合
穴３２ｃから離脱し得る状態となる。

すると、解除ピン３２ｇが押されたツールラツ
ク３０が設置された、メインフレーム２又はサブ
フレーム３のどちらかの対応するフレームに設け
られたラツク開放シリンダ３５が駆動され、ピス
トンロツド３５ａ、第１０図矢印Ｂ方向に突出駆
動される。ピストンロツド３５ａが、矢印Ｂ方向
に突出駆動されると、それに伴い、ピストンロツ
ド３５ａに固着されたツールラツク３０_A及び該
ツールラツク３０_Aと連結機構３２を介して連結
状態にある１個以上のツールラツク３０がＢ方向
に移動を開始する。ツールラツク３０は、解除シ
リンダ３３が当接係合している解除ピン３２ｇの
設けられたツールラツク３０と該ツールラツク３
０と係合穴３２ｃを介して連結係合していた、第
１４図右方のツールラツク３０_Dを境に、ピン３
２ａが係合穴３２ｃから離れる形で、Ｂ方向に移
動し、ツールラツク３０_Dと、該ツールラツク３
０_Dの第１４図左方のツールラツク３０の間には、
ラツク開放シリンダ３５のストロークSTに相当
するだけの空間が形成される。

こうして、工具３７が返却されるべきツールポ
ケツト３１の設けられたツールラツク３０_D部分
より、第１図右側のツールラツク３０が全てスト
ロークSTだけＢ方向に移動したところで、本体
１１をＢ方向に所定量移動させ、工具把持部２５
の工具３７とツールラツク３０の工具３７を返却
すべきツールポケツト３１を対向させる。そこ
で、シリンダ２３を駆動してピストンロツド２３
ａを、第６図及び第７図に示すように、矢印Ｄ方
向に突出させる。すると、工具把持部２５は、ラ
ツク開放シリンダ３５により開放されたツールラ
ツク３０，３０_D間の空間中に、ツールラツク３
０等と干渉することなく嵌入し、把持している工
具３７をツールラツク３０_D中の所定のツールポ
ケツト３１中に挿入する。

工具３７がツールポケツト３１中へ挿入される
と、シリンダ２５ｃへの圧油の供給が遮断され、
その状態で、本体１１はＡ方向に工具把持部２５
と共に移動する。すると、工具把持部２５のアー
ム２６はコイルスプリング２５ｅの弾性に抗する
形でＧ方向に回動しつつ、工具３７との係合が解
除され、工具３７はツールポケツト３１中に保持
される。

この状態で、工具把持部２５はＣ方向に戻さ
れ、更にラツク開放シリンダ３５がＡ方向に駆動
されて、返却のために分割状態にあつたツールラ
ツク３０を再度連結機構３２を介して一体化し、
ツールロボツト１０による返却動作は完了し、ツ
ールロボツト１０は次の工具３７供給動作に備え
る。

次に、本工具貯蔵供給装置１に対して工具３７
をセツトする場合について説明する。

工具貯蔵供給装置１のサブフレーム３に設けら
れたツールラツク３０の内、第１図最左方のツー
ルラツク３０の下から３番目のツールポケツト３
１_Aは、ツール脱着ステーシヨンとして使用され
ており、作業者は工具貯蔵供給装置１の各ツール
ラツク３０のツールポケツト３１に工具３７を装
着セツトし、また各ツールポケツト３１から使用
済みの工具３７を回収する場合には、このツール
ポケツト３１_Aを介して作業を行う。即ち、各ツ
ールラツク３０のツールポケツト３１に工具３７
を装着セツトする場合には、装着すべき工具３７
を該ツールポケツト３１_Aに、手動また所定のツ
ール供給ロボツト等の工具供給手段を介して装着
セツトする。この状態で、ツールロボツト１０を
駆動して、ツールロボツト１０に該ツールポケツ
ト３１_Aに装着された工具３７を把持させると共
に、中間移送ポケツト３６から工具３７を各ツー
ルポケツト３１に収納する場合と全く同様に、該
工具３７を収納すべきツールポケツト３１にま
で、工具３７を移送し、更に格納する。こうし
て、次々に格納すべき工具３７をツールポケツト
３１_Aにセツトしてゆき、ツールロボツト１０に
より各ツールポケツト３１に格納することによ
り、工具３７は工具貯蔵供給装置１にセツトされ
てゆく。なお、装着済みの工具３７を各ツールポ
ケツト３１から回収する場合も同様であり、各ツ
ールポケツト３１から回収すべき工具３７をツー
ルロボツト１０によりツール脱着ステーシンヨで
あるツールポケツト３１_Aにまで搬送装着し、そ
こから作業者等が工具３７を取り外して回収す
る。このように、所定のツールポケツト３１_Aを
ツール脱着ステーシヨンとして用いることによ
り、作業者等は工具３７をツールポケツト３１_A
に装着するだけで、工具貯蔵供給装置１の任意の
場所へ工具３７をセツトすることが出来、更に工
具貯蔵供給装置１からの工具３７の回収もツール
ポケツト３１_Aの一個所で行うことが出来るので、
極めて便利である。なお、ツール脱着ステーシヨ
ンはツールポケツト３１_Aの一個所に限らず複数
個のツールポケツト３１をツール脱着ステーシヨ
ンとして使用することも当然可能である。

また、本実施例のように、ラツク開放シリンダ
３５等のツールラツク３０の移動駆動手段により
移動開放される一団のツールラツク３０とは独立
した形で、一部のツールラツク３０_Bを固定的に
設けると、該固定されたツールラツク３０_Bに装
着セツトされた工具３７については、ツールラツ
クの開放動作を行わなくとも直ちにツールロボツ
ト１０による工具３７の脱着動作を行うことが出
来るので、頻繁に使用される工具３７や、加工時
間が短くて、通常のツールラツク３０の開閉動作
による工具選択を行つていたのではツールロボツ
ト１０による工具３７の工作機械への供給動作時
間が加工時間よりも長くなるような場合は、当該
工具３７については固定されたツールラツク３０
_Ｂに装着することにより、ツールラツク３０の開
閉に要する時間を短縮することが出来るので、機
動性に富んだ工具３７の供給が可能となる。

更に、本実施例による工具貯蔵供給装置１は、
メインフレーム２及びサブフレーム３の２個のフ
レームから構成されるが、メインフレーム２及び
サブフレーム３は、第１図及び第２図にも示すよ
うに、自由に分離接続が可能なモジユール構成と
なつているので、供給すべき工具３７の本数に応
じて、メインフレーム２のみ、メインフレーム２
とサブフレーム３、更にはメインフレーム２と複
数台のサブフレーム３を連結して構成することが
可能である。即ち、メインフレーム２及びサブフ
レーム３には、ツールロボツト１０が走行する為
のガイドレール６，９、ラツク７等の走行ガイド
手段が、ツールロボツト１０の走行方向に沿つ
て、延長接続自在に設けられているので、必要に
応じてメインフレーム２にサブブレーム３を増設
し、更に前記走行ガイド手段を両フレームを貫通
する形で接続すると、ツールロボツト１０の両フ
レーム間に亙る走行が直ちに可能となり、供給工
具本数を容易に増大させることが出来る。

なお、本実施例は、中間移送ポケツト３６を設
け、ツールロボツト１０が所定の工具３７をツー
ルラツク３０から抜き出して中間移送ポケツト３
６に挿入セツトし、更に工作機械側に設けられた
ATC装置が該中間移送ポケツト３６中にセツト
された工具３７を工作機械の主軸に搬送装着する
場合について述べたが、本発明は、ツールロボツ
ト１０等の工具の受け渡し搬送手段によるツール
ラツク３０に対する工具３７の脱着に際して、ツ
ールラツク３０を工具３７を脱着すべき部分から
分離して、受け渡し搬送手段とツールラツク３０
及び該ツールラツク３０に貯蔵された工具３７と
の干渉を排除するように構成する限り、どのよう
な構成でもよく、中間移送ポケツト３６を設けず
に、受け渡し搬送手段が直接工作機械の主軸にま
で工具３７を搬送装置する構成としてもよいこと
は勿論である。

(g) 発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、移動
自在に設けられた複数の帯板状のツールラツク３
０を有し、該ツールラツク３０には工具３７を収
納し得る複数のツールポケツト３１を前記ツール
ラツク３０の長手方向に配列して設け、更に、工
具３７を受け渡し搬送するツールロボツト１０等
の工具３７の受け渡し搬送手段を設け、通常の工
具３７の貯蔵状態では、前記複数のツールラツク
３０を連続的に並べておき、工具３７を所定のツ
ールポケツト３１に対して脱着する際には、該ツ
ールポケツト３１の設けられたツールラツク３０
_Ｄを境にツールラツク３０を分離する形で移動さ
せて前記ツールラツク３０_Dと該ツールラツク３
０に隣接するツールラツク３０間に空間を形成
し、前記形成された空間を利用して、受け渡し搬
送手段による前記ツールポケツト３１に対する工
具３７の脱着を、前記受け渡し搬送手段とツール
ラツク３０及び他の工具３７との干渉の発生を排
除しつつ行うようにして構成したので、工具３７
をツールラツク３０内に高密度に収納することが
出来るばかりか、受け渡し搬送手段による工具３
７の受け渡しに際しては、ツールラツク３０が移
動することにより、受け渡し搬送手段と隣接する
ツールラツク３０の工具３７等が干渉することが
防止されるので、ツールラツク３０相互間に、干
渉を排除するための所定の距離を設ける必要が無
く、従つて、ツールラツク３０を連続的に配置す
ることが可能となり、数百本の工具３７の収納も
狭いスペースで容易に行うことが出来る。

更に、多数の工具３７をコンパクトに収納出来
ることから、受け渡し搬送手段による、ツールラ
ツク３０と中間移送ポケツト３６間の工具３７の
移送も短時間に行うことが出来、工作機械への工
具３７の供給を迅速に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による工具の貯蔵供給方法の一
実施例が適用された、工具貯蔵供給装置の一例を
示す正面図、第２図は第１図の工具貯蔵供給装置
のメインフレーム部分を示す正面図、第３図はツ
ールロボツト部分を示す正面図、第４図は第３図
の平面図、第５図は第３図の側面図、第６図はツ
ールロボツトのハンド機構部を示す正面図、第７
図は第６図の平面図、第８図は工具把持部を示
す、第６図における矢視図、第９図はツールラ
ツク部分の正面図、第１０図は第９図の平面図、
第１１図は第９図の側面図、第１２図はツールラ
ツクの結合状態を示す正面図、第１３図は第１２
図の側面図、第１４図は第１２図の平面図、第１
５図はツールロボツトのロツク解除機構を示す平
面図、第１６図は中間移送ポケツトを示す正面
図、第１７図は第１６図の側面図、第１８図は第
１７図の−線による断面図である。 １……工具貯蔵供給装置、１０……受け渡し搬
送手段（ツールロボツト）、３０……ツールラツ
ク、３１……ツールポケツト、３７……工具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 移動自在に設けられた複数の帯板状のツール
   ラツクを有し、該ツールラツクには工具を収納し
   得る複数のツールポケツトを前記ツールラツクの
   長手方向に配列して設け、更に、工具を受け渡し
   搬送する工具の受け渡し搬送手段を設け、通常の
   工具の貯蔵状態では、前記複数のツールラツクを
   連続的に並べておき、工具を所定のツールポケツ
   トに対して脱着する際には、該ツールポケツトの
   設けられたツールラツクを境にツールラツクを分
   離する形で移動させて、前記工具を脱着すべきツ
   ールラツクと該ツールラツクに隣接するツールラ
   ツク間に空間を形成し、前記形成された空間を利
   用して、受け渡し搬送手段による工具の前記ツー
   ルポケツトに対する脱着を、前記受け渡し搬送手
   段とツールラツク及び他の工具との間の干渉の発
   生を排除しつつ行うようにして構成した工具の貯
   蔵供給方法。