JPH0617840U - 工具マガジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 狭いスペースに多数、且つ、多種類の工具を
保管でき、互いに独立したハンドリングロボットとの間
で正確に工具受渡しでき、しかも、工具シャンク部分に
ホコリ、油などが付着することを防止した工具マガジン
を提供する。 【構成】 ケーシング12の中に工具保持台２を回転自在
に取り付け、工具保持台２の回転軸４に工具保持部材８
を、放射状に、且つ、階層的に複数段取り付け、回転軸
４の駆動手段10を制御装置16によって制御し、工具受渡
し窓12ａにシャッター12ｂを取り付けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ロボットが工具を出し入れできるようにした工具マガジンに関する ものである。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、歯切り盤を使用してギヤを製作する際には多種類の歯切り工具を使用 する必要があり、しかも、加工時間に長時間を要するので、歯切り盤を無人運転 する場合には工具交換を自動交換させることが必要となる。その場合、従来は専 用の工具保管手段がなく、例えば、図６に示すように多種類の工具１を工具台２ 上に並べ、ロボットが容易に目的の工具を取り出し、また、所定の場所に戻せる ようにしていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、工作機械の近くには油圧機器、制御盤などの各種の機器を据え付け る必要があり、ロボットが工具交換を容易に行えるように工具を保管する十分な 場所がなく、また、このような要求に適合する装置がなく、より多くの工具を保 管し、能率的に工具の受渡しのできる工具保管装置の提供が従来から求められて いた。

【０００４】 本考案は以上の問題を解消するためになされたものであり、狭いスペースに多 数、且つ、多種類の工具を保管することができ、互いに独立したハンドリングロ ボットとの間で正確に工具受渡しができ、しかも、工具シャンク部分がホコリや 油などで汚れることを防止した工具マガジンを提供することを目的とするもので ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

以上の目的を達成するための本考案の工具マガジンの構成は工具受渡し窓を備 えたケーシングの中に工具保持台を回転自在に取り付け、この工具保持台の回転 軸に工具保持部材を放射状に且つ、回転軸の軸方向に階層的に複数段取り付け、 前記回転軸に駆動装置を取り付け、この駆動装置を制御する制御装置を設け、前 記窓に工具受渡し時に開閉するシャッターを取り付けたものである。 前記複数の工具保持部材は同じ種類のものである必要はなく、保持する工具の 種類によって各種の仕様のものを使用することができる。

【０００６】

【作 用】

工具保持部材を回転軸に放射状に配置する前記手段は工具保持部材を工具受渡 し位置に移動させる制御を高い精度で行うことを容易にする。また、放射状に配 置した工具保持部材を階層的に取り付ける前記手段は多数の工具を保管するため の床面積を可及的に小さくする。また、工具受渡し窓にシャッターを取り付ける 前記手段は工具を受け渡すとき以外はシャッターを閉め、ホコリや油などで工具 取り付けシャンクや保管中の工具などが汚れることを防止する。

【０００７】

【実 施 例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。 図１，２に示す本実施例の工具マガジン４は工具支持台６の回転軸８の周囲に 放射状にブラケット10を取り付け、このブラケット10に軸方向に複数の工具保持 部材12を取り付けて回転軸８に駆動装置14を取付けた。工具支持台６を覆うケー シング16は工具受渡し窓16ａを開口し、シャッター16ｂを開閉自在に取り付け、 工具台２（図２）に固定した。なお、図１に示す工具保持部材12はいずれも同じ 型のものを記載したが、これは、例示のためであり、通常は使用する工具によっ て各種の形状のものが混在する。

【０００８】 前記駆動装置14はインデックス駆動用のモータ14a とローラーギヤ−インデキ シングドライブから成る割出し駆動装置14ｂとによって形成し、工具保持部材12 の割出しを高い精度で行なうようにした。 本実施例では放射状に６個のブラケット10を取り付けたので回転軸８を６角形 に形成し、ブラケット10を取り付け易いようにした。そして、各ブラケット10に は３個づつ回転軸８の軸方向に工具保持部材12を取り付け、全体で18個の工具を 収納できるようにした。以上説明したように６角形の回転軸８の周囲に６個のブ ラケット10を取り付ける構造は製作上の理由によるものであり、軸心の周囲に工 具保持部材12を放射状に取り付けることができればどのような構造としてもよい ことは明らかである。

【０００９】 本実施例のシャッター16ｂは図２に示すように枠内に透明樹脂板16ｃを嵌め込 み、シャッター16ｂを閉めても内部を観察できるようにした。シャッター16b は ホコリや油がケーシング16内に侵入て収納中の工具シャンク部を汚損することを 防止し、工具取付け精度の低下を防止することができる。なお、図２に示した符 号16ｄは、シャッター16ｂのレールであり、シャッター16ｂを開閉する駆動装置 は記載を省略した。

【００１０】 モータ14ａを制御する制御装置20は本実施例では目的の工具保持部材12を割り 出すため、次の方法を採用した。即ち、ブラケット10に１から順に時計回りに番 号（１〜６：以下、面No. という）Ｄ₂ を付し、工具保持部材12の取付け段の最 上段を０（ゼロ）で表し、下に向かって数えた段番号（この場合０〜２：以下、 段No. という）Ｄ₃ を付し、各工具保持部材12に付ける番号（以下、ポットNo. という）Ｌで表すと次の式(1)の関係が得られる。

【００１１】 Ｌ＝Ｄ₁ −（ｎ−１）＝Ｄ₃ ＋Ｄ₂ ×３−（ｎ−１） (1) 但し、Ｄ₁ はＬ＋（ｎ−１）、ｎは段数（本実施例の場合は３）を表す。 いま、工具を受け渡しの指令ポットNo. Ｄ₀ が与えられると、制御装置20は前 記式(1)にしたがって、順次 Ｄ₀ ＋（ｎ−１）＝Ｄ₁ (2) Ｄ₁ ／（ｎ−１）＝商（Ｄ₂ ）、余り（Ｄ₃ ） (3) の演算を行い、モータ14ａを制御する面No. Ｄ₂ を割り出すことができる。更に 最短時間で回転軸８を回転させて目的の工具保持部材12を割り出すために次の演 算を行う。

【００１２】 指令面No−現在面No. ＞０ のとき正転（時計回り） (4) 指令面No−現在面No. ＜０ のとき逆転（反時計回り） (5) ｜指令面No. −現在面No. ｜＞ｎのとき(4)，(5)の正逆を反対にする。(6) そして、得られた段No. Ｄ₃ をロボットハンド18ａの制御用信号として工具交換 ロボット側に出力する。以上の関係をブラケット10の数が６、８、１２、段数 （ｎ）が２、３の場合について図３Ａ〜３Ｃ及び表１に、ポットNo. Ｌ、面No. Ｄ₂ 、段No. Ｄ₃ の演算結果を示す。

【００１３】

【００１４】 図４に工具マガジン４、ハンドリングロボット18及びを工作機械22の据え付け 例を示す。なお、図４に示す符号18ｂはハンドリングロボット18を制御するロボ ット制御装置である。即ち、一つの工作機械22ごとに専用の工具マガジン４及び ハンドリングロボット18を配置してユニットを形成し、ユニットコントローラ24 によって統括的制御を行い、更に、関連する工作機械の各ユニットを図示しない システム制御装置によって各ユニットコントローラ24を統括制御するように構成 した。なお、図４に示す符号22ａは工具であり、22ｂはワークである。

【００１５】 工具マガジン４の制御装置20は待機状態にある場合には、図５に示すようにユ ニットコントローラ24に割出し指令受付可の状態にあることを示す信号を出力す る。一方、工作機械22が工具を交換する段階に達すると工作機械22の制御装置か らユニットコントローラ24に信号が与えられ、信号を受けた指令ユニットコント ローラ24は工具マガジン４の制御装置20に交換する工具の種類に応じて予め登録 されている指令ポットNo. Ｄ₀ を出力する。

【００１６】 指令ポットNo. Ｄ₀ の信号を受けた制御装置20は割出し指令No. Ｄ₀ を読み込 み、前記式(2),(3) に基づいて割出し面No. Ｄ₂ 及び段No. Ｄ₃ を演算し、工具 受渡し窓16a に面する現在の面No. Ｄ_2'と割出し面No. Ｄ₂ とを比較し、式(4), (5) に基づいてモータ14ａの回転方向を判別してモータ14ａを駆動する。 制御装置20が現在面No. Ｄ_2'が割出し面No. Ｄ₂ に一致することを確認すると シャッター16b を開放する信号を図示しないシャッター駆動装置に与えると共に 指令ポットNo. Ｌ₀ に工具が有り（又は無し）信号をユニットコントローラ24に 出力する。

【００１７】 工具有り（又は無し）信号を受けたユニットコントローラ24はハンドリングロ ボット18に与える工具受渡し信号内容と前記工具が有り（又は無し）信号との内 容の一致を確認し、確認が得られたらハンドリングロボット18に工具取り出し又 は保管指令信号を与え、ハンドリングロボット18から工具交換完了信号が与えら れるとユニットコントローラ24は制御装置20にシャッター閉じ信号を与え、制御 装置20はシャッター16ｂを閉じると共に、割出し指令受け付け可能信号をユニッ トコントローラ24に出力して待機状態に復する。したがって、駆動装置14及び制 御装置20によって工具の受渡しを正確且迅速に行うことができる。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の工具マガジンは工具保持部材を放射状、且つ、階 層的に配置し、指令に応じて工具保持部材を工具保持台を回転してハンドリング ロボットに向けて停止させ、工具受渡し時のみケーシングのシャッターを開くよ うにしたので工具受渡し位置の制御を高い精度で行なうことができ、正確に工具 受渡し行うことができる。 しかも、狭い保管スペースに複数の種類、サイズの工具を多数保管することが でき、また、保管中の工具取り付けシャンク部の汚れを防止し、正確に工具を保 持可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の工具マガジンの全体の構成を説明する
斜視図である。

【図２】図１の外観の概要を説明する斜視図である。

【図３】Ａは図１の工具保持部材のポット番号の割り付
けを説明する図であり、Ｂは工具保持部材数を24とした
場合のポット番号の割りつけを説明する図であり、Ｃは
Ｂの変形例によるポット番号の割りつけを説明する図で
ある。

【図４】図１に示した工具マガジンの使用状態の一例を
示す平面図である。

【図５】図１に示す工具マガジンの制御動作概要を説明
するフロー図である。

【図６】従来の交換用工具置場の概要を説明する斜視図
である。

【符号の説明】

４ 工具マガジン ６ 工具保持台 ８ 回転軸 10 ブラケット 12 工具保持部材 12a 工具シャン
ク部 14 駆動装置 14a モータ 14b インデキシャルドライブ 16 ケーシング 16a 工具受渡し窓 16b シャッタ
ー 18 ハンドリングロボット 18a ロボットハ
ンド 20 制御装置 22 工作機械

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具受渡し窓を備えたケーシングの中に
   工具保持台を回転自在に取り付け、この工具保持台の回
   転軸に工具保持部材を放射状に、且つ、回転軸の軸方向
   に階層的に複数段取り付け、前記回転軸に駆動装置を取
   り付け、この駆動装置を制御する制御装置を設け、前記
   窓に工具受渡し時に開閉するシャッターを取り付けた工
   具マガジン。