JPH0780741A - 工具交換装置 - Google Patents

工具交換装置

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Publication number
JPH0780741A
JPH0780741A JP24974393A JP24974393A JPH0780741A JP H0780741 A JPH0780741 A JP H0780741A JP 24974393 A JP24974393 A JP 24974393A JP 24974393 A JP24974393 A JP 24974393A JP H0780741 A JPH0780741 A JP H0780741A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
sliding body
support shaft
servo motor
axial direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24974393A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Okada
康廣 岡田
Takeo Kondo
猛男 近藤
Katsumi Isotani
勝己 磯谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, Toyoda Koki KK filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP24974393A priority Critical patent/JPH0780741A/ja
Publication of JPH0780741A publication Critical patent/JPH0780741A/ja
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  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、主軸と平行な軸線回りの所定
角度正逆回転運動と前進後退運動を行う工具交換アーム
動作をカム機構を使用しないで、2つのサーボモータの
回転によって行うようにし、かつ工具交換動作速度を工
具重量に応じて制御可能にした工具交換装置を提供す
る。 【構成】主軸6と工具マガジン8との間に主軸6と平行
な軸線で固設した支持軸13外周に摺動体14を第1サ
ーボモータ15と送りねじ16によって軸方向のみ進退
移動可能に嵌装し、前記摺動体14に第2サーボモータ
21を内蔵した回転体20を回転方向のみ回転可能に支
持し、前記回転体20に前記支持軸13と交差し支持軸
13を中心として旋回可能に工具交換アーム10を固設
し、前記第1サーボモータ15並びに第2サーボモータ
21を工具重量に応じて回転速度を制御する制御装置を
備えた構成を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主軸と工具マガジンと
の間で自動的に工具交換を可能にした工具交換装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】主軸と工具マガジンとの間で自動的に工
具を交換する装置として、主軸と平行な軸線回りに旋回
並びに軸動する工具交換アームをカム機構によって前進
後退並びに所定角度正逆回転運動させ、前記主軸に設け
られた工具クランプ装置のアンクランプ用シリンダを前
記工具交換アームの前進後退並びに所定角度正逆回転運
動と同調して作動制御している構成のものが例えば特開
昭62−282840号で提供されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなカム機構
により工具交換アームを前進後退並びに所定角度正逆回
転運動させるものにおいては、カムフォロアーの摩耗は
避けられず、寿命がきたら新品と交換しなければならな
いメンテナンスが必要である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の問題
点に鑑みてなされたものであり、その構成要旨は、主軸
と工具マガジンとの間に主軸と平行な軸線で固設した支
持軸と、前記支持軸の外周に第1サーボモータと送り機
構によって軸方向のみ進退移動可能に嵌装した摺動体
と、この摺動体に固定されたステータおよびこのステー
タの外周に取り付けられ前記摺動体に回転の軸線を中心
としてのみ可能に支持されたロータを有する第2サーボ
モータを有した回転体と、前記回転体に前記支持軸と交
差し支持軸を中心として旋回可能に固設した工具交換ア
ームとを備えたものである。
【0005】また、主軸と工具マガジンとの間に主軸と
平行な軸線で固設した支持軸と、前記支持軸の外周に第
1サーボモータと送り機構によって軸方向のみ進退移動
可能に嵌装した摺動体と、この摺動体に固定されたステ
ータおよびこのステータの外周に取り付けられ前記摺動
体に回転の軸線を中心としてのみ可能に支持されたロー
タを有する第2サーボモータを有した回転体と、前記回
転体に前記支持軸と交差し支持軸を中心として旋回可能
に固設した工具交換アームと、各工具重量が記憶された
メモリーと、前記メモリーから読み出した工具重量に基
づいて前記第1及び第2サーボモータの速度を工具重量
に応じて制御する制御装置とを備えたものである。
【0006】
【作用】上記の構成により、第1サーボモータと送り機
構により摺動体を介して回転体を軸動して工具交換アー
ムを前進後退させ、第2サーボモータにより回転体を回
転することにより工具交換アームを軸線回りに旋回して
所定角度正逆回転運動させる。また、工具交換時に、工
具交換アームに把持された工具の重量に応じて第1及び
第2サーボモータの速度を制御し、工具質量に見合った
速度で工具交換を可能とする。
【0007】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図1及び図2において、1はベッド、2は図2にお
いて前記ベッド1上を左右方向に移動する第1スライド
テーブル、3は前記第1スライドテーブル2上を前後方
向に移動する第2スライドテーブルである。4は前記第
2スライドテーブル3上に固設されたコラムであり、こ
のコラム4には主軸6を回転可能に軸承した主軸頭5が
上下方向に移動可能に案内されている。
【0008】7は前記コラム4を囲むようにして前記ベ
ッド1上に立設したフレームであり、このフレーム7上
に多数の工具11をソケット12に収納した工具マガジ
ン8と、本発明による工具交換装置9とが設置されてい
る。10は工具交換装置9の工具交換アームである。
【0009】上記工具交換装置9の具体的な構成を図3
及び図4で説明する。13は前記主軸6と平行な軸線で
フレーム7に固設した支持軸である。この支持軸13の
外周には摺動体14が軸方向のみ進退移動可能に嵌装さ
れている。
【0010】前記摺動体14の軸方向のみの進退移動装
置は、前記支持軸13端に第1サーボモータ15が固定
され、支持軸13内には前記第1サーボモータ15で正
逆回転する送りねじ16と、この送りねじ16に螺合し
た送りナット17とが設けられている。前記送りナット
17と前記摺動体14とをピン18で結合し、このピン
18が支持軸13の軸方向にのみ移動を許容するための
長穴19が支持軸13に開設された構造である。
【0011】前記摺動体14には回転体20が回転方向
のみ可能に支持され、この回転体20に工具交換アーム
10が前記支持軸13と交差し、支持軸13を中心とし
て旋回可能に固設されている。
【0012】前記回転体20には、この回転体20を正
逆回転する第2サーボモータ21が内蔵されている。こ
の第2サーボモータ21は、前記摺動体14側にステー
タ21aを固定し、回転体20側にロータ21bを固定
したビルトインモータが適当である。
【0013】前記第1サーボモータ15には摺動体14
と一体で支持軸13の軸方向に進退移動する回転体20
の進退位置を検出するアブソリュートエンコーダ22が
設けられ、回転体20には、回転体20の回転位置を検
出するアブソリュートエンコーダ23が設けられてい
る。このアブソリュートエンコーダ23は、回転体20
の内周に固定したリング状の板23aと、この板23a
に近接して摺動体14に固定した回転検出器23bとに
よって構成されている。リング状の板23aの円周方向
には放射状の多数の溝又は磁性体が配列されており、前
記回転検出器23bは、この溝又は磁性体を検出するこ
とにより、回転体20の絶対位置を検出する。
【0014】上記の構成による本実施例において、工具
交換アーム10の動作は、主軸6に装着されている工具
と工具マガジン8に収納されている工具との工具把持
で90°正転し、そして、主軸6に装着されている工具
と工具マガジン8に収納されている工具の工具抜きで
前進し、主軸6と工具マガジン8との間の工具交換で
180°回転し、主軸6と工具マガジン8とに工具差し
込みで後退し、工具交換アーム10の原位置への退避
で90°逆転する。
【0015】前記工具把持の90°正転、工具交換
の180°及び工具交換アーム10の原位置への退避
の90°逆転回転は、第2サーボモータ21により、摺
動体14上で回転体20の回転制御によって行われる。
【0016】また、工具抜きの前進及び工具差し込み
の後退は第1サーボモータ15による摺動体14の進
退移動制御によって行われる。すなわち、第1サーボモ
ータ15によって送りねじ16が回転し、この送りねじ
16のリードにより送りナット17が軸方向に移動して
ピン18を介して摺動体14に伝達され、摺動体14と
軸方向に一体となっている回転体20を軸方向に摺動体
14を介して進退移動するものである。
【0017】さらに本発明は、工具交換アーム10に把
持された工具質量に見合った速度で工具交換を可能とす
る。その制御装置は上述した本発明装置に加えて、図5
で示すように、中央処理装置24と、この中央処理装置
24に接続したメモリー25と、前記第2サーボモータ
21(M1)とアブソリュートエンコーダ23とに接続
されているサーボユニット26aと、前記第1サーボモ
ータ15(M2)とアブソリュートエンコーダ22とに
接続されているサーボユニット26bと、工具マガジン
割出し用モータ27(M3)と、工具マガジン割出し用
モータ27(M3)の回転位置を検出するエンコーダ2
8とに接続されているサーボユニット26cとから構成
され、前記各サーボユニット26a,26b,26cは
前記中央処理装置24に接続した制御回路構成である。
【0018】前記メモリー25には加工に必要なプログ
ラムとともに、工具マガジン8のどのソケットにどの工
具が収納されているかを示すソケット番号を記憶したテ
ーブル25aと、各工具の重量を記憶したテーブル25
bと、工具交換アーム10の両端に把持される2本の工
具の和を複数(5つ)の工具重量ランクに分類し、この
分類の工具重量に対応した第2サーボモータ21(M
1)並びに第1サーボモータ15(M2)の最大速度を
記憶したテーブル25cとを備えている。
【0019】前記制御装置を備えた本発明装置の動作を
図6のフローチャートに基づいて説明する。工具交換指
令(ステップ30)により加工プログラムから次の工具
番号を読みだし(ステップ31)、中央処理装置24に
よりメモリー25のテーブル25aから次の工具が収納
されているソケット番号を読み出し(ステップ32)、
ステップ33でサーボユニット26cに指令して工具マ
ガジン割出し用モータ27(M3)を作動し、工具マガ
ジン8を回動してソケット番号より所定の工具を割出
す。なお、割出された工具の種類を確認するために工具
とマガジンの間にIDを取り付けることも可能である。
【0020】そして、ステップ34で工具の重量Fをメ
モリー25のテーブル25bから読みだし、ステップ3
5で現在主軸6にある工具(交換する工具)の重量F′
をメモリー25のテーブル25bから読み出す。この主
軸6にある工具の工具番号は、加工プログラムにより判
明する。
【0021】工具の重量Fと主軸6にある工具(交換す
る工具)の重量F′との和による重量F+F′をメモリ
ー25のテーブル25cのランクに分類し(ステップ3
6)、ステップ37でその重量ランクで定められた第2
サーボモータ21(M1)並びに第1サーボモータ15
(M2)の最大速度V,vを読み出す。
【0022】ステップ38で前記最大速度V,vによっ
て前記各サーボユニット26a,26bより第2サーボ
モータ21(M1)並びに第1サーボモータ15(M
2)の回転速度を制御し、工具質量に見合った速度で工
具交換動作を実行する。すなわち、重量工具の場合では
工具交換速度を遅くし、軽量工具の場合では工具交換速
度を早く制御するのである。
【0023】ステップ39では前記交換した工具(主軸
6にあった使用後の工具)の工具番号を収納した工具マ
ガジン8のソケットのソケット番号と対応させてメモリ
ー25のテーブル25aに記憶する。これは、例えば、
ソケットNo.2に収納されている工具No.3の工具
が、主軸6にある工具(工具No.4)と交換された場
合、ソケットNo.2には抜き取った工具No.3の工
具の代わりに工具No.4の工具が収納されるため、ソ
ケットNo.2の工具を工具No.4に書き替え記憶さ
せる必要があるからである。このメモリー25のテーブ
ル25aに工具番号の書き替え記憶の終了により工具交
換サイクルを完了(エンド)する。
【0024】上記した実施例においては、次の工具の重
量と現在使用している工具(交換する工具)の重量との
和による重量をメモリー25のテーブル25cのランク
に分類し(ステップ36)、ステップ37でその重量ラ
ンクで定められた第2サーボモータ21(M1)並びに
第1サーボモータ15(M2)の最大速度V,vに制御
するように述べたが、必ずしもランクに分類する必要は
なく、2本の工具の重量の和と速度を関数によって求め
て工具交換速度を制御することも可能である。上述した
これらの実施例においては、アームの位置決め精度向
上、工具交換の高速化、工具取付時の各工具のアンバラ
ンスの影響を除去することができる。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように本発明によると、主軸
と平行な軸線回りの所定角度正逆回転運動と前進後退運
動を行う工具交換アーム動作をカム機構を使用しない
で、2つのサーボモータの回転によって行うようにした
構成であるから、カム機構のようにカムフォロアーの摩
耗による交換等のメンテナンスを不要とし、機構が簡素
化される。特に回転体は摺動体に固定されたステータ
と、ステータの外周に設けられロータからなる内蔵型の
モータによって構成されているために、簡素な構成とな
る。
【0026】また、工具交換時に、この2つのサーボモ
ータの回転速度を工具質量に見合った速度に制御し工具
交換速度を工具重量に応じた速度とするため、重量工具
と軽量工具とが混在されていても、重量工具に要する交
換時間を踏襲することなく、軽量工具は早く交換させる
ことにより、機械のサイクルタイムを短縮させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置を備えた工作機械の側面図
【図2】本発明装置を備えた工作機械の正面図
【図3】本発明装置の断面図
【図4】図3のA−A線断面図
【図5】工具交換アームの交換動作速度制御装置の回路
【図6】本発明装置による工具交換動作の1例を示すフ
ローチャート
【符号の説明】
6 主軸 8 工具マガジン 9 工具交換装置 10 工具交換アーム 13 支持軸 14 摺動体 15 第1サーボモータ 16 送りねじ 17 送りナット 18 ピン 20 回転体 21 第2サーボモータ 24 中央処理装置 25 メモリー 26a サーボユニット 26b サーボユニット
フロントページの続き (72)発明者 磯谷 勝己 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主軸と工具マガジンとの間に主軸と平行
    な軸線で固設した支持軸と、前記支持軸の外周に第1サ
    ーボモータと送り機構によって軸方向のみ進退移動可能
    に嵌装した摺動体と、この摺動体に固定されたステータ
    およびこのステータの外周に取り付けられ前記摺動体に
    回転の軸線を中心としてのみ可能に支持されたロータを
    有する第2サーボモータを有した回転体と、前記回転体
    に前記支持軸と交差し支持軸を中心として旋回可能に固
    設した工具交換アームとを備えたことを特徴とする工具
    交換装置。
  2. 【請求項2】 主軸と工具マガジンとの間に主軸と平行
    な軸線で固設した支持軸と、前記支持軸の外周に第1サ
    ーボモータと送り機構によって軸方向のみ進退移動可能
    に嵌装した摺動体と、この摺動体に固定されたステータ
    およびこのステータの外周に取り付けられ前記摺動体に
    回転の軸線を中心としてのみ可能に支持されたロータを
    有する第2サーボモータを有した回転体と、前記回転体
    に前記支持軸と交差し支持軸を中心として旋回可能に固
    設した工具交換アームと、各工具重量が記憶されたメモ
    リーと、前記メモリーから読み出した工具重量に基づい
    て前記第1及び第2サーボモータの速度を工具重量に応
    じて制御する制御装置とを備えたことを特徴とする工具
    交換装置。
JP24974393A 1993-09-13 1993-09-13 工具交換装置 Pending JPH0780741A (ja)

Priority Applications (1)

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JP24974393A JPH0780741A (ja) 1993-09-13 1993-09-13 工具交換装置

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JP24974393A JPH0780741A (ja) 1993-09-13 1993-09-13 工具交換装置

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JPH0780741A true JPH0780741A (ja) 1995-03-28

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ID=17197556

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JP24974393A Pending JPH0780741A (ja) 1993-09-13 1993-09-13 工具交換装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI490080B (zh) * 2012-12-28 2015-07-01 A reduction mechanism and a tool change device having the reduction mechanism
JP5965044B1 (ja) * 2015-09-16 2016-08-03 Dmg森精機株式会社 工具交換装置
JP2017087324A (ja) * 2015-11-06 2017-05-25 Dmg森精機株式会社 工具交換装置
KR20200068016A (ko) * 2017-11-01 2020-06-15 산제트 인터내셔널 컴퍼니, 리미티드 공작 기계의 자동 공구 교환 시스템

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TWI490080B (zh) * 2012-12-28 2015-07-01 A reduction mechanism and a tool change device having the reduction mechanism
JP5965044B1 (ja) * 2015-09-16 2016-08-03 Dmg森精機株式会社 工具交換装置
JP2017087324A (ja) * 2015-11-06 2017-05-25 Dmg森精機株式会社 工具交換装置
KR20200068016A (ko) * 2017-11-01 2020-06-15 산제트 인터내셔널 컴퍼니, 리미티드 공작 기계의 자동 공구 교환 시스템

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