JPH07258B2 - 自動工具交換装置の原位置復帰方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、自動工具交換装置の原位置復帰方法に関す
る。更に詳しくは、この発明は、マシニングセンタなど
で自動工具交換動作中に、非常停止あるいはリセットな
どにより動作途中で停止した場合に、簡単な操作で最短
距離により原位置に復帰させる自動工具交換装置の原位
置復帰方法に関する。

［従来の技術］ 一般に、自動工具交換装置が自動工具交換動作途中に停
止した場合、その停止位置をダイアグノーズで入出力信
号を調べて位置を判断している。この位置判断後、強制
的に自動工具交換装置を１ステップ単位で移動できるNC
装置のメンテナンスモード（通常Ｍコード指令）に切り
換えて原位置に復帰させている。自動工具交換装置を原
位置に復帰させるには、このメンテナンスモードで動作
させるか、自動工具交換動作用シリンダのソレノイドバ
ルブを強制的に手動操作して原位置に復帰させている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、これら一連の原位置復帰方法は、自動工
具交換装置が現在どの動作位置にあるか否かなどを正確
に判断しなければならない。このため熟練したオペレー
タのような専門家でなければ操作できず、復帰操作に時
間を費やし、機械停止時間が長くなる。結果として機械
稼動率に悪影響を及ぼすなどの問題点を有していた。こ
の発明は、これらの問題点に着目したもので次のような
課題を達成する。

この発明の目的は、復帰状態を画面上で確認しながら、
キーの簡単な単独操作で自動工具交換装置を原位置に復
帰することができる自動工具交換装置の原位置復帰方法
を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために次のような手段を採る。

a.単一または複数の自動工具交換動作の連続した組合わ
せで工具交換を行う自動工具交換装置が停止したとき、
この自動工具交換装置を原位置に復帰させる原位置復帰
方法において、 b.前記自動工具交換装置各動作部位の停止位置を自動工
具交換動作ポイントを検出する検出信号で確認し、 c.前記各動作ポイントの検出信号を基に前記原位置復帰
への最適な動作手順を判定し、 d.前記自動工具交換装置の各動作部位の動作状態及び次
動作内容を、前記各動作ポイントの検出信号及び前記判
定結果を基に表示し、 e.前記判定結果により前記自動工具交換装置を作動させ
て自動的に原位置復帰を行う f.ことを特徴とする自動工具交換装置の原位置復帰方法
である。

［作用］ この本発明に係る自動工具交換装置の原位置復帰方法に
よれば、自動工具交換動作中に停止したとき、停止位置
を検出信号で確認し、前記各動作ポイントの検出信号を
基に原位置への最適な動作手順を判定することができ
る。しかもこれらのポイントを画面上にＭコードと共に
表示し、キーの単独操作で自動工具交換装置を原位置に
復帰させることができる。

［実施例］ 以下、この発明の自動工具交換装置の原位置復帰方法の
実施例を添付図面にしたがって詳細に説明する。第１図
は自動工具交換動作の例を示し、第２図はこの自動工具
交換動作の原位置復帰動作の説明図である。この実施例
は、第１図に示す通り立型マシニングセンタに装備した
自動工具交換装置（以下ATCと称する）である。この立
型マシニングセンタは、次のように動作する。なお、図
中記載されている数字は動作順序を示すものである。

すなわち、動作１−１でツインアーム４が下向きに振り
込まれると、ツインアーム４は主軸側へ動作１−２でス
ライド前進する。このとき、主軸２に挿着されている工
具は動作１−３（図示せず）でアンクランプ状態とな
る。ツインアーム４は、このアンクランプ状態の使用後
の工具を一方の把持部で、新工具を他方の把持部で把持
し動作１−４で下降する。

このツインアームは、干渉領域外まで下降すると、下降
端にて動作１−５により180度旋回し、再び上昇する
（動作１−６）、この上昇動作１−６で旧工具と入れ代
わった新工具は主軸２内に挿入され動作１−７（図示せ
ず）で主軸にクランプされる。前記ツインアーム４に把
持された旧工具は動作１−８でスライド後退し、主軸２
側から離間する。この状態でツインアーム４は、動作１
−９により振り戻される。

次に、前記ツインアーム４に把持された旧工具は、工具
貯蔵マガジン（以下工具マガジンと称す）６に向け動作
２−１で移動（図中左側）する。このとき工具貯蔵マガ
ジン６は旧工具を収納する空きポットを所定位置を呼び
出すべく動作２−２で旋回し、動作２−３で位置決めさ
れる。するとツインアーム４は、工具マガジン６側へ動
作２−４でアームスライド７により後退する。

次に、ツインアーム４は、動作２−５で工具マガジン６
側へ移動し、旧工具を前記空きポット内へ挿着する。そ
の後ツインアーム４は、アームスライド７により動作２
−６で前進し工具マガジン６から離間する。

つづいて、次に使用される工具を呼び出すため工具マガ
ジン６は動作３−１により旋回し、動作３−２により新
工具が割出し位置決めされる。この位置決めされた新工
具は、動作３−３でアームスライド７によりツインアー
ム４を工具マガジン６側へ後退移動する。これにより新
工具は、ツインアーム４の動作３−４による移動で工具
マガジン６から離脱される。つづいて、新工具を把持し
たツインアーム４は、動作３−５でアームスライド７に
より前進したのち、ツインアーム４は動作３−６で移動
して原位置に戻り、ATCの１サイクルは完了したことに
なる。

自動工具交換装置の復帰動作 つぎに第２図の原位置復帰動作説明図により、ATC10が
動作中に停止した際の原位置復帰動作を説明する。図中
の○印中の数字はATC10の各動作ポイントを示し、矢印
はメンテナンスモードをそれぞれ示す。例えばATC10が
ポイントで停止した場合、原位置であるポイントに
戻すには、M106でポイントに戻り、さらにM105で原位
置に復帰させる。例えば、ATC10がポイントで停止し
た場合はM147およびM106によりポイントに移動し、さ
らにM107（アーム振戻し）により原位置に復帰する。

原位置復帰制御装置とその動作 つぎに、第３図に示す原位置復帰の流れ図および第14図
のブロック図を基に原位置復帰の制御につき説明する。
すなわち、第２図において、ATC10が停止した場合、フ
ァンクションキーF8を押すことにより（第５図参照）、
原位置復帰モードが選択され、次いでATC10の停止して
いる状態が検知される。そこで、ATC10の停止位置は原
位置９かどうかが判断され、ATC10が原位置の場合はそ
のまま復帰動作は終了するが、そうでない場合はATC復
帰動作開始の適否が判断され、不適の場合すなわち他の
動作部位が動作中で動作が完了していないときなどは、
再度、ATC状態検知より復帰サイクルを繰り返すが、適
の場合は復帰命令演算により、最短復帰ポイントが演算
される。

最適復帰手順が判定されると、復帰命令指令によりATC1
0は原位置７に復帰する。この場合、ATC10の復帰に際
し、第３図に示す原点復帰を実行する場合は、次のよう
な信号の授受が行われる。すなわち第４図において、停
止した状態にあるATC10はその停止位置がLS（リミット
スイッチ）など14で検出されシーケンスコントローラ11
の入力制御部16にその信号が送信される。

つづいてシーケンスコントローラ11の入力制御部16から
の信号は、オペレータインターフェイス部12に送信され
る。このオペレータインターフェイス部12は状態検知部
18、復帰命令演算部19および復帰命令指令部20からな
り、前記信号は、まず状態検知部18に送信されATC10の
動作位置を確認した後、復帰命令演算部19で所定の最適
復帰手順が演算され、次いで復帰命令指令部20によりAT
Cの原位置復帰が指令される。

この復帰指令がNC装置13に送られると、このNC装置13に
よりシーケンスコントローラ11の出力制御部17が制御さ
れ、これにより、ATC10の出力部15であるソレノイド等
が制御され所定の復帰動作によりATC10は原位置７に復
帰することができる。

第５図（ａ），（ｂ）はCRT画面によるATC10の各動作部
位の動作状態表示を示している。第５図（ａ）は原位置
復帰の状態表示ボタンを押したときに、次動作が「アー
ムの旋回左動作」であり、他の動作状態は、「アームの
振込動作が主軸側」に、「アームの前進後退動作が前進
側」に「ツールクランプ動作がクランプ完了」になって
いるなどATC10の各動作部位の状態を示している。

第５図（ｂ）は原位置復帰の状態表示ボタンを押したと
きに、次動作が「主軸が加工領域側に移動する動作」で
有ることを示し、他の動作状態は、「アームの振込動作
が主軸側」に、「主軸オリエンテーション動作が動作完
了」に、「アーム旋回動作が左側」に、「主軸オリエン
テーション動作が動作完了」に、「アーム旋回動作が左
側」に、「アームの前進後退動作が後退側」に、「ツー
ルクランプ動作がクランプ完了」になっているなどATC1
0の各動作部位の状態を示している。このように、各動
作部位の原位置復帰のための各動作が完了する毎に、順
次、画面の動作状態表示が切り替わり表示される。

［発明の効果］ 前述した実施例から明らかなように、この発明によれ
ば、次のような効果がある a.自動工具交換時のトラブルが減少し、画面表示により
各動作ポイント、Ｍコード指令が確認できるため素人で
も容易に操作ができ、結果的に機械の稼動率が向上する
等多くの優れた利点が得られる。

b.自動的に原位置復帰を行う方法であるにもかかわら
ず、動作状態、次動作がCRT画面に表示されるので、オ
ペレータが原位置復帰動作を監視しながら行うことがで
き、人に対してやさしく安全性に優れた復帰方法であ
る。

c.マシニングセンタなどのATCが自動工具交換動作中に
停止する原因としては、 非常停止、リセットなどの信号入力 長時間稼動によるリミットスイッチとドッグとの関係
位置のズレの発生 長時間稼動によりリミットスイッチ等の故障 などが考えられる。の場合には、本発明の復帰方法で
単に原位置に復帰させればよいことになる。，の場
合には、除々に停止回数が増えていき、そのうちに原位
置復帰をしようとしてもできなくなっていくことが多
い。この場合にも、発生当初は本発明の復帰方法で原位
置に復帰させることがほぼできるとともに、停止したと
きの自動工具交換装置の各動作部位の動作状態を表示画
面より読み取り記録をとることができる。この記録をメ
ーカー側に連絡をとれば迅速な修理を行うことができ、
結果としてマシニングセンタなどの稼動率を低下させな
いという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動工具交換動作の説明図、第２
図は原位置復帰動作の説明図、第３図は原位置復帰の流
れ図、第４図はブロック図、第５図（ａ）、（ｂ）はCR
T画面によるATCの状態表示図である。 ２……主軸、４……ツインアーム、５……把持部、６…
…工具貯蔵マガジン、７……アームスライド、８……各
動作ポイント、９……原位置、10……自動工具交換装置
（ATC）、11……シーケンスコントローラ、12……オペ
レータインターフェイス部、13……NC装置、14……入力
部、15……出力部、16……入力制御部、17……出力制御
部、18……状態検知部、19……復帰命令演算部、20……
復帰命令指令部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】a.単一または複数の自動工具交換動作の連
   続した組合わせで工具交換を行う自動工具交換装置が停
   止したとき、この自動工具交換装置を原位置に復帰させ
   る原位置復帰方法において、 b.前記自動工具交換装置各動作部位の停止位置を自動工
   具交換動作ポイントを検出する検出信号で確認し、 c.前記各動作ポイントの検出信号を基に前記原位置復帰
   への最適な動作手順を判定し、 d.前記自動工具交換装置の各動作部位の動作状態及び次
   動作内容を、前記各動作ポイントの検出信号及び前記判
   定結果を基に表示し、 e.前記判定結果により前記自動工具交換装置を作動させ
   て自動的に原位置復帰を行う ｆことを特徴とする自動工具交換装置の原位置復帰方
   法。