JPH08243870A - Tool changer device for machine tool - Google Patents

Tool changer device for machine tool

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JPH08243870A
JPH08243870A JP5136595A JP5136595A JPH08243870A JP H08243870 A JPH08243870 A JP H08243870A JP 5136595 A JP5136595 A JP 5136595A JP 5136595 A JP5136595 A JP 5136595A JP H08243870 A JPH08243870 A JP H08243870A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
spindle
temperature
magazine
heating
Prior art date
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Pending
Application number
JP5136595A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazunari Itou
万成 伊藤
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.)
Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Machinery Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Okuma Machinery Works Ltd filed Critical Okuma Machinery Works Ltd
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Publication of JPH08243870A publication Critical patent/JPH08243870A/en
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Abstract

PURPOSE: To prevent occurrence of an error in positioning a tool when it is changed, by conforming a temperature of a spindle at machining time to a temperature of a tool held in a tool magazine to be intended in use for the next machining. CONSTITUTION: Based on an output from a contactless temperature measurig device provided in a spindle head and an output from a temperature measuring device 19 provided in a magazine pot 8, heating value of a heating unit 20 necessary for equalizing a temperature of a spindle to that of a tool in the magazine pot 8 is calculated in a heating value calculating part 22 in a numerical control mechanism 21, and based on a calculated result of the heating value calculating part 22, the heating value of the heating unit 20 is controlled by a heating unit control part 23.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はマシニングセンタ、複合
加工旋盤等、回転工具を自動交換する機能を備えた数値
制御工作機械において、前記回転工具を正確に位置決め
する工具交換装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool changer for accurately positioning a rotary tool in a numerically controlled machine tool having a function of automatically changing a rotary tool such as a machining center or a combined machining lathe.

【0002】[0002]

【従来の技術】マシニングセンタ、複合加工旋盤等、近
年の数値制御工作機械には工具を自動交換する機能を有
するものが一般的であり、特に回転工具の場合は、主軸
との同心度を確保すると共に、軸線方向の位置決め精度
を高めるため、工具のホルダ部に形成されたテーパシャ
ンクに対応するテーパ穴を主軸に設け、工具を主軸後方
へ引き込んだ状態で使用することが行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, numerically controlled machine tools such as machining centers and multi-tasking lathes generally have a function of automatically changing tools. Especially, in the case of rotating tools, concentricity with the spindle is ensured. At the same time, in order to improve the positioning accuracy in the axial direction, a taper hole corresponding to a taper shank formed in the holder portion of the tool is provided in the main shaft, and the tool is used in a state in which the tool is pulled rearward.

【0003】図6は、こうした数値制御工作機械の主軸
頭の代表的な断面図で、主軸頭10に、軸受11,11
を介して回転可能に支持され、モータ13により駆動さ
れる主軸12の先端に、工具Tのホルダ部Hに形成され
たテーパシャンクHaに対応するテーパ穴12aを設
け、前記テーパシャンクHa先端のプルスタッド14を
コレット15でクランプし、ドローバ16を介して皿バ
ネ17により主軸後方に付勢することによって工具Tを
装着するようになっている。
FIG. 6 is a typical sectional view of a spindle head of such a numerically controlled machine tool. The spindle head 10 has bearings 11 and 11.
A spindle hole 12a corresponding to the taper shank Ha formed in the holder portion H of the tool T is provided at the tip of the main shaft 12 which is rotatably supported via the motor 13 and is pulled by the tip of the taper shank Ha. The tool T is mounted by clamping the stud 14 with a collet 15 and urging the disk spring 17 via a draw bar 16 toward the rear of the main shaft.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この様な装置で工作物
を加工した場合には、加工時に工具Tに発生する摩擦熱
や、軸受11の回転に伴う発熱、モータ13の発熱など
により主軸12の温度が上昇する。この温度上昇により
主軸12が膨張し、テーパ穴12aの径は広がる。この
場合は、装着されている工具Tも同様に、温度上昇によ
ってテーパシャンクHaが膨張するため、工具Tの位置
は変わらない。しかしこのテーパ穴12aが広がった状
態で工具交換を行うと、新たに主軸に装着される工具の
温度は室温に近いため、皿バネ17による主軸後方への
引き込みによって室温時に比べて主軸後方に位置決めさ
れてしまう。図7はその影響を説明したもので、aは主
軸が室温の場合、bは温度上昇した場合を示し、これら
を比較すると、温度上昇の影響は工具Tの先端位置をL
だけ変化させ、加工精度を悪化させると言う問題点を有
していた。
When a workpiece is machined with such an apparatus, the spindle 12 is heated by frictional heat generated in the tool T during machining, heat generated by the rotation of the bearing 11, heat generated by the motor 13, and the like. Temperature rises. Due to this temperature rise, the main shaft 12 expands and the diameter of the tapered hole 12a increases. In this case, the mounted tool T also expands the taper shank Ha due to the temperature rise, so that the position of the tool T does not change. However, if the tool is replaced with the taper hole 12a widened, the temperature of the tool newly mounted on the spindle is close to room temperature. Therefore, the disc spring 17 pulls the tool to the rear of the spindle to position it behind the spindle as compared to room temperature. Will be done. FIG. 7 illustrates the effect, where a indicates the case where the spindle is at room temperature and b indicates the case where the temperature rises. Comparing these, the effect of the temperature rise is that the tip position of the tool T is L
However, there is a problem that the machining accuracy is deteriorated by only changing the value.

【0005】又、それまでの加工に比較して次に装着し
た工具での加工時における発熱量が少ない場合には、一
旦は上昇した主軸の温度が低下してくることとなり、テ
ーパ穴12aは図7bに仮想線で示した位置まで収縮し
ようとする。これによりテーパシャンクHaが主軸12
のテーパ穴12aで強固に締め付けられ、工具を交換す
るために皿バネによる主軸後方への付勢を解除しても工
具が主軸から分離しない、いわゆる喰い付き現象が発生
し、自動工具交換不能として工作機械がアラーム停止し
てしまうなどの問題点を有していた。
Further, when the amount of heat generated by the next mounted tool is small as compared with the processing up to that point, the temperature of the spindle, which has once increased, will decrease, and the tapered hole 12a Attempts to shrink to the position shown in phantom in FIG. 7b. As a result, the taper shank Ha is
The tool is tightly tightened in the taper hole 12a, and even if the biasing of the disc spring toward the rear of the spindle for releasing the tool is released, the tool does not separate from the spindle. There was a problem that the machine tool stopped alarming.

【0006】そこで、本発明の課題は、それまでの加工
により温度上昇した主軸に対し、次に使用する工具を正
確に位置決めし、喰い付きを防止する新規な工具交換装
置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a novel tool changer for accurately positioning a tool to be used next and preventing biting with respect to a spindle whose temperature has risen due to machining up to that point. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の工具交換装置は、複数の工具が収容され
たマガジン内から指定の工具を取り出し、工具回転主軸
に設けられたテーパ穴に、工具のホルダ部に形成された
テーパシャンクを嵌合させて軸線方向に位置決めしてそ
の工具を主軸後方へ付勢した状態に装着し、或はその逆
に、工具を主軸から外してマガジン内へ戻すといったマ
ガジンと主軸との相互間で工具を交換する工具交換装置
に、主軸の温度を測定する主軸温度測定手段と、少なく
とも交換されるべき工具の温度を測定する工具温度測定
手段と、その工具を加熱・冷却する冷熱手段と、前記主
軸温度測定手段と工具温度測定手段の出力を基に、冷熱
装置を制御する温度制御手段とを備えたことにある。
又、加工プログラムから主軸温度の推定値を算出する主
軸温度算出手段と、少なくとも交換されるべき工具の温
度を測定する工具温度測定手段と、その工具を加熱・冷
却する冷熱手段と、前記主軸温度算出手段と工具温度測
定手段の出力を基に、冷熱装置を制御する温度制御手段
とを備えたことにある。
In order to solve the above-mentioned problems, the tool changing device of the present invention takes out a designated tool from a magazine accommodating a plurality of tools and tapers the tool rotating spindle. Fit the taper shank formed on the holder part of the tool into the hole and position it in the axial direction and urge the tool toward the back of the spindle, or vice versa, remove the tool from the spindle. A tool exchanging device for exchanging tools between the magazine and the spindle such as returning to the magazine, a spindle temperature measuring means for measuring the temperature of the spindle, and a tool temperature measuring means for measuring at least the temperature of the tool to be exchanged. A cooling / heating means for heating / cooling the tool and a temperature control means for controlling the cooling / heating device based on the outputs of the spindle temperature measuring means and the tool temperature measuring means are provided.
Further, a spindle temperature calculating means for calculating an estimated value of the spindle temperature from a machining program, a tool temperature measuring means for measuring at least the temperature of a tool to be replaced, a cooling / heating means for heating / cooling the tool, and the spindle temperature. It is provided with temperature control means for controlling the cooling / heating device based on the outputs of the calculating means and the tool temperature measuring means.

【0008】[0008]

【作用】本発明の工具交換装置によれば、加工時におけ
る主軸の温度と、次の加工に使用する工具の温度を夫々
測定、又は算出により求め、主軸温度に応じて工具を加
熱或は冷却し、主軸温度と工具温度とを略同温に制御す
るため、工具交換時の工具の位置決め誤差の発生を防止
することができる。又、工具交換後に主軸温度が低下し
た場合には、工具も主軸と同様の温度変化を起こして収
縮するので、主軸に対する工具の喰い付き現象の発生も
防止できる。
According to the tool changer of the present invention, the temperature of the spindle during machining and the temperature of the tool used for the next machining are measured or calculated respectively, and the tool is heated or cooled according to the spindle temperature. However, since the spindle temperature and the tool temperature are controlled to be substantially the same, it is possible to prevent the positioning error of the tool when the tool is replaced. Further, when the temperature of the spindle decreases after the tool is replaced, the tool also contracts due to the same temperature change as the spindle, so that the biting phenomenon of the tool with respect to the spindle can be prevented.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の一実施例を、門型マシニング
センタについて、図1乃至図4に基づき説明する。図1
はマシニングセンタの正面図で、床面上にベッド1が配
置され、ベッド1上には図面前後方向に移動位置決め可
能なテーブル2が設けられている。ベッド1の左右には
コラム3,3が固着されており、各コラム3,3の前面
に設けられた垂直方向の摺動面3a上にクロスレール5
が図示しないモ−タによりボールネジ4を介して移動位
置決め可能に設けられている。クロスレール5の前面に
設けられた水平方向の摺動面5aに主軸ラム6、工具マ
ガジン7、工具交換機構9が水平方向に移動可能に一体
的に設けられている。主軸ラム6には垂直方向に移動位
置決め可能に主軸頭10が設けられており、工具交換機
構9の下端には、工具を把持して垂直方向移動位置決め
可能且つその移動の軸線回りで回転可能に工具交換アー
ム9aが設けられている。工具マガジン7は図中仮想線
で示すカバー7aで覆われており、内部に工具を水平姿
勢で保持するマガジンポット8が環状に移動位置決め可
能に設けられており、最下端位置で仮想線で示すように
垂直方向に転回可能となっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4 for a gate type machining center. FIG.
1 is a front view of a machining center, in which a bed 1 is arranged on a floor surface, and a table 2 which is movable and positioned in the front-rear direction of the drawing is provided on the bed 1. Columns 3 and 3 are fixed to the left and right of the bed 1, and a cross rail 5 is provided on a vertical sliding surface 3a provided on the front surface of each column 3,3.
Is provided so that it can be moved and positioned via the ball screw 4 by a motor (not shown). A spindle ram 6, a tool magazine 7, and a tool changing mechanism 9 are integrally provided on a horizontal sliding surface 5a provided on the front surface of the cross rail 5 so as to be movable in the horizontal direction. The spindle ram 6 is provided with a spindle head 10 capable of moving and positioning in the vertical direction, and at the lower end of the tool changing mechanism 9, a tool can be gripped and vertically moved and positioned, and can be rotated around the axis of the movement. A tool changing arm 9a is provided. The tool magazine 7 is covered with a cover 7a shown by a virtual line in the figure, and a magazine pot 8 for holding the tool in a horizontal posture is provided inside the tool magazine 7 so as to be movable and positioned in an annular shape. It is possible to turn vertically.

【0010】図2は本発明の実施例の主軸頭10の断面
図で、従来技術と同様の個所については同一の番号を付
すに留め、説明は省略する。主軸頭10の主軸12先端
近傍に温度測定手段としての温度測定器18が設けられ
ている。この温度測定器18は非接触式であることが好
ましい。
FIG. 2 is a sectional view of the spindle head 10 according to the embodiment of the present invention. The same parts as those of the prior art are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. A temperature measuring device 18 as temperature measuring means is provided near the tip of the spindle 12 of the spindle head 10. The temperature measuring device 18 is preferably a non-contact type.

【0011】図3はマガジンポット8の断面図で、各マ
ガジンポット8の奥には、工具Tのホルダ部Hにおける
テーパシャンクHa先端から突出されたプルスタッド1
4に係合して工具Tを保持する保持機構が設けられてい
る。マガジンポット8には、保持される工具Tにおける
ホルダ部Hに形成されたテーパシャンクHaに対応した
形状に形成された発熱体20と、その発熱体20を貫通
して工具の温度を測定する温度測定手段としての温度測
定器19が内蔵されている。
FIG. 3 is a sectional view of the magazine pots 8. The pull studs 1 projecting from the tip of the taper shank Ha in the holder portion H of the tool T are located in the back of each magazine pot 8.
There is provided a holding mechanism that engages with No. 4 and holds the tool T. The magazine pot 8 has a heating element 20 formed in a shape corresponding to the tapered shank Ha formed on the holder portion H of the held tool T, and a temperature for penetrating the heating element 20 and measuring the temperature of the tool. A temperature measuring device 19 as a measuring means is built in.

【0012】図4は、前記発熱体20を制御する制御手
段を示すブロック線図で、そのブロック線図と前記図1
乃至3を参照しながら制御例を説明すると、温度制御手
段としての数値制御機構21には、主軸頭10に設けら
れた非接触式の温度測定器18と、マガジンポット8内
に設けられた温度測定器19とからの信号を入力し、そ
れらのデータを基に、主軸12とマガジンポット8内の
工具Tの温度を同温にするために必要な発熱体20の加
熱量を算出する加熱量算出部22と、その加熱量算出部
22の算出結果に基づいて発熱体の発熱量を制御する発
熱体制御部23とが設けられている。
FIG. 4 is a block diagram showing a control means for controlling the heating element 20, and the block diagram and FIG.
A control example will be described with reference to FIGS. 3 to 3. The numerical control mechanism 21 as a temperature control means includes a non-contact temperature measuring device 18 provided in the spindle head 10 and a temperature provided in the magazine pot 8. A heating amount for inputting signals from the measuring device 19 and calculating the heating amount of the heating element 20 necessary to make the temperature of the tool T in the spindle 12 equal to the temperature of the tool T in the magazine pot 8 based on these data. A calculation unit 22 and a heating element control unit 23 that controls the heat generation amount of the heating element based on the calculation result of the heating amount calculation unit 22 are provided.

【0013】続いて制御手段の作用を説明する。主軸1
2に取り付けられた工具Tにより加工を行なうと、主軸
は加工熱、軸受の発熱、モ−タの発熱により温度が上昇
する。この主軸の温度を温度測定器18により検出する
と共に、温度測定器19により工具マガジンのマガジン
ポット8内の工具Tの温度を検出し、それらの検出値は
数値制御機構21の加熱量算出部22に送られる。加熱
量算出部22では、主軸温度を工具温度の温度差をなく
すのに必要な発熱体の加熱量が算出され、この算出結果
を基に発熱体制御部23において発熱体20が制御され
る。
Next, the operation of the control means will be described. Spindle 1
When machining is carried out by the tool T attached to No. 2, the temperature of the spindle rises due to machining heat, heat generation of the bearing and heat generation of the motor. The temperature of the spindle is detected by the temperature measuring device 18, and the temperature of the tool T in the magazine pot 8 of the tool magazine is detected by the temperature measuring device 19, and the detected values are the heating amount calculation unit 22 of the numerical control mechanism 21. Sent to. The heating amount calculation unit 22 calculates the heating amount of the heating element required to eliminate the temperature difference between the spindle temperature and the tool temperature, and the heating element control unit 23 controls the heating element 20 based on the calculation result.

【0014】図5は制御手段の変更例を示すブロック線
図で、図4と同様の構成については同一の番号を付し説
明を省略する。前記実施例との相違は、主軸頭10内の
温度測定器18が省略され、数値制御機構21内に加工
プログラム記憶部24と、主軸温度算出部25を付加し
たものとなっている。
FIG. 5 is a block diagram showing a modified example of the control means. The same components as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The difference from the above-described embodiment is that the temperature measuring device 18 in the spindle head 10 is omitted, and a machining program storage unit 24 and a spindle temperature calculating unit 25 are added in the numerical control mechanism 21.

【0015】この変更例での作用について説明する。加
工プログラム記憶部24には、予め主軸の加工内容(主
軸回転数、切り込み量等)が記憶されていて、その加工
内容から主軸の温度上昇量を主軸温度算出部25で推定
する。この主軸温度推定値とマガジンポット8内の温度
測定器19の出力とから工具への加熱量を求める。
The operation of this modification will be described. The machining content of the spindle (main spindle rotation speed, cut amount, etc.) is stored in the machining program storage unit 24 in advance, and the spindle temperature calculation unit 25 estimates the temperature rise amount of the spindle from the machining content. The amount of heat applied to the tool is obtained from this estimated spindle temperature value and the output of the temperature measuring device 19 in the magazine pot 8.

【0016】前記実施例は、工具ポット内に発熱体を設
け、工具を加熱するように構成されているが、発熱体と
共に、或は発熱体に代えて冷却手段を設け、工具マガジ
ンの方が主軸より高温になるケースの場合、工具を冷却
して工具と主軸との温度を一致させることも可能であ
る。又、温度制御する工具は、次に使用される工具が対
象であるから、発熱体はマガジンポット全てに設ける必
要はなく、図1において、環状に配されたマガジンポッ
トの最下端となる工具交換位置一箇所に設け、エネルギ
ー量は最少に抑えることが望ましく、マガジンポット全
てに設けられている場合は、1つのみの発熱体を発熱さ
せ、他の工具に対しては予熱用として利用できる。
In the above embodiment, a heating element is provided in the tool pot to heat the tool. However, a cooling means is provided together with the heating element or in place of the heating element, and the tool magazine is more suitable. In the case of a temperature higher than that of the spindle, it is possible to cool the tool so that the temperatures of the tool and the spindle match. Further, since the tool for temperature control is intended for the tool to be used next, it is not necessary to provide the heating element in all magazine pots, and in FIG. 1, the tool exchange is the lowest end of the annular magazine pots. It is desirable to provide it at one position and minimize the amount of energy. When it is provided for all magazine pots, only one heating element can generate heat, and it can be used for preheating other tools.

【0017】更に、加工プログラムによる自動運転の場
合は、次に使用する工具を推定できるが、作業者が直接
操作する場合には、どの工具を次に使用しても良いよう
に、工具マガジン7のカバー7a内全体を温度制御する
ようにもでき、その場合には、カバー内に1つの発熱体
を設けるか各マガジンポットに設けた発熱体全てを制御
するようにすれば良い。
Further, in the case of automatic operation by the machining program, the tool to be used next can be estimated, but if the operator directly operates, any tool may be used next, so that the tool magazine 7 can be used. The temperature of the entire cover 7a can be controlled. In that case, one heating element may be provided in the cover or all the heating elements provided in each magazine pot may be controlled.

【0018】実施例で示した門型マシニングセンタは、
主軸と工具マガジンの距離が比較的近いものとなってい
るが、より多くの工具を準備するためにマガジンを別の
位置に設けたものもあり、その様なマシニングセンタに
おいては、工具交換時間の短縮のため工具マガジンから
予め次に使用する工具を取り出し、工具交換アームの近
傍まで移動して待機するレディステーションポットを有
するのが一般的である。そこでそのようにレディステー
ションポットを有した工作機械では、発熱体をこのレデ
ィステーションポットに設けても差し支えない。そして
本発明は、マシニングセンタ以外の工作機械、例えば複
合加工旋盤にも適当される。
The gate type machining center shown in the embodiment is
The distance between the spindle and the tool magazine is relatively short, but there are also those in which the magazine is installed at a different position in order to prepare more tools.In such a machining center, the tool replacement time is shortened. Therefore, it is common to have a ready station pot that takes out the tool to be used next from the tool magazine in advance, moves it to the vicinity of the tool exchange arm, and stands by. Therefore, in a machine tool having such a ready station pot, a heating element may be provided in this ready station pot. The present invention is also applicable to machine tools other than machining centers, such as multi-tasking lathes.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1の発明に
よれば、主軸と次に主軸に装着される工具の温度差をな
くす工具温度制御装置の採用により、工具の主軸に装着
される際の位置決め精度が安定し、高い加工精度が確保
される。又、一旦上昇した主軸の温度が低下した場合で
も工具の温度も同様に変化するので収縮量も同じとな
り、いわゆる工具の喰い付き現象を未然に防止できる。
As described above in detail, according to the first aspect of the invention, the tool temperature control device for eliminating the temperature difference between the spindle and the tool to be mounted next to the spindle is mounted on the spindle of the tool. The positioning accuracy is stable during the machining, and high processing accuracy is secured. Further, even when the temperature of the spindle which has once risen decreases, the temperature of the tool also changes, so that the amount of shrinkage also becomes the same, and so-called biting phenomenon of the tool can be prevented in advance.

【0020】請求項2の発明によれば、請求項1の発明
に対し、制御プログラムの変更のみで対応でき、主軸の
温度を測定する必要がないので、温度測定器が不要とな
り、請求項1の発明に比べて、低コストとなり、既存の
設備への適用がより容易であるという効果を奏する。
According to the invention of claim 2, the invention of claim 1 can be dealt with only by changing the control program, and since it is not necessary to measure the temperature of the spindle, the temperature measuring device is not required, and the invention of claim 1 is eliminated. Compared with the invention of 1, the cost is reduced, and it is more easily applied to existing equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を適用したマシニングセンタの正面図で
ある。
FIG. 1 is a front view of a machining center to which the present invention is applied.

【図2】図1のマシニングセンタの主軸の断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view of a main shaft of the machining center shown in FIG.

【図3】本発明の工具マガジンのマガジンポットの断面
図である。
FIG. 3 is a sectional view of a magazine pot of the tool magazine of the present invention.

【図4】本発明の第1実施例の構成を示すブロック線図
である。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the first exemplary embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2実施例の構成を示すブロック線図
である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図6】従来の工作機械の主軸の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a spindle of a conventional machine tool.

【図7】主軸の温度上昇に伴うテーパシャンクの広がり
と工具の引き込みを示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the spread of the taper shank and the retraction of the tool as the temperature of the spindle increases.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7・・マガジン、8・・マガジンポット、10・・主軸
頭、12・・主軸、12a・・テーパ穴、18・・非接
触式温度測定器、19・・温度測定器、20・・発熱
体、22・・加熱量演算部、23・・発熱体制御部、T
・・工具、H・・ホルダ部、Ha・・テーパシャンク。
7 ・ ・ Magazine, 8 ・ ・ Magazine pot, 10 ・ ・ Spindle head, 12 ・ ・ Spindle, 12a ・ ・ Tapered hole, 18 ・ ・ Non-contact temperature measuring instrument, 19 ・ ・ Temperature measuring instrument, 20 ・ ・ Heating element , 22 ... Heating amount calculation unit, 23 ... Heating element control unit, T
..Tools, H..holders, Ha..taper shanks

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年3月15日[Submission date] March 15, 1995

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】 明細書[Document name] Statement

【発明の名称】 工作機械の工具交換装置Title of machine tool tool changer

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はマシニングセンタ、複合
加工旋盤等、回転工具を自動交換する機能を備えた数値
制御工作機械において、前記回転工具を正確に位置決め
する工具交換装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool changer for accurately positioning a rotary tool in a numerically controlled machine tool having a function of automatically changing a rotary tool such as a machining center or a combined machining lathe.

【0002】[0002]

【従来の技術】マシニングセンタ、複合加工旋盤等、近
年の数値制御工作機械には工具を自動交換する機能を有
するものが一般的であり、特に回転工具の場合は、主軸
との同心度を確保すると共に、軸線方向の位置決め精度
を高めるため、工具のホルダ部に形成されたテーパシャ
ンクに対応するテーパ穴を主軸に設け、工具を主軸後方
へ引き込んだ状態で使用することが行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, numerically controlled machine tools such as machining centers and multi-tasking lathes generally have a function of automatically changing tools. Especially, in the case of rotating tools, concentricity with the spindle is ensured. At the same time, in order to improve the positioning accuracy in the axial direction, a taper hole corresponding to a taper shank formed in the holder portion of the tool is provided in the main shaft, and the tool is used in a state in which the tool is pulled rearward.

【0003】図6は、こうした数値制御工作機械の主軸
頭の代表的な断面図で、主軸頭10に、軸受11,11
を介して回転可能に支持され、モータ13により駆動さ
れる主軸12の先端に、工具Tのホルダ部Hに形成され
たテーパシャンクHaに対応するテーパ穴12aを設
け、前記テーパシャンクHa先端のプルスタッド14を
コレット15でクランプし、ドローバ16を介して皿バ
ネ17により主軸後方に付勢することによって工具Tを
装着するようになっている。
FIG. 6 is a typical sectional view of a spindle head of such a numerically controlled machine tool. The spindle head 10 has bearings 11 and 11.
A spindle hole 12a corresponding to the taper shank Ha formed in the holder portion H of the tool T is provided at the tip of the main shaft 12 which is rotatably supported via the motor 13 and is pulled by the tip of the taper shank Ha. The tool T is mounted by clamping the stud 14 with a collet 15 and urging the disk spring 17 via a draw bar 16 toward the rear of the main shaft.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この様な装置で工作物
を加工した場合には、加工時に工具Tに発生する摩擦熱
や、軸受11の回転に伴う発熱、モータ13の発熱など
により主軸12の温度が上昇する。この温度上昇により
主軸12が膨張し、テーパ穴12aの径は広がる。この
場合は、装着されている工具Tも同様に、温度上昇によ
ってテーパシャンクHaが膨張するため、工具Tの位置
は変わらない。しかしこのテーパ穴12aが広がった状
態で工具交換を行うと、新たに主軸に装着される工具の
温度は室温に近いため、皿バネ17による主軸後方への
引き込みによって室温時に比べて主軸後方に位置決めさ
れてしまう。図7はその影響を説明したもので、aは主
軸が室温の場合、bは温度上昇した場合を示し、これら
を比較すると、温度上昇の影響は工具Tの先端位置をL
だけ変化させ、加工精度を悪化させると言う問題点を有
していた。
When a workpiece is machined with such an apparatus, the spindle 12 is heated by frictional heat generated in the tool T during machining, heat generated by the rotation of the bearing 11, heat generated by the motor 13, and the like. Temperature rises. Due to this temperature rise, the main shaft 12 expands and the diameter of the tapered hole 12a increases. In this case, the mounted tool T also expands the taper shank Ha due to the temperature rise, so that the position of the tool T does not change. However, if the tool is replaced with the taper hole 12a widened, the temperature of the tool newly mounted on the spindle is close to room temperature. Therefore, the disc spring 17 pulls the tool to the rear of the spindle to position it behind the spindle as compared to room temperature. Will be done. FIG. 7 illustrates the effect, where a indicates the case where the spindle is at room temperature and b indicates the case where the temperature rises. Comparing these, the effect of the temperature rise is that the tip position of the tool T is L
However, there is a problem that the machining accuracy is deteriorated by only changing the value.

【0005】又、それまでの加工に比較して次に装着し
た工具での加工時における発熱量が少ない場合には、一
旦は上昇した主軸の温度が低下してくることとなり、テ
ーパ穴12aは図7bに仮想線で示した位置まで収縮し
ようとする。これによりテーパシャンクHaが主軸12
のテーパ穴12aで強固に締め付けられ、工具を交換す
るために皿バネによる主軸後方への付勢を解除しても工
具が主軸から分離しない、いわゆる喰い付き現象が発生
し、自動工具交換不能として工作機械がアラーム停止し
てしまうなどの問題点を有していた。
Further, when the amount of heat generated by the next mounted tool is small as compared with the processing up to that point, the temperature of the spindle, which has once increased, will decrease, and the tapered hole 12a Attempts to shrink to the position shown in phantom in FIG. 7b. As a result, the taper shank Ha is
The tool is tightly tightened in the taper hole 12a, and even if the biasing of the disc spring toward the rear of the spindle for releasing the tool is released, the tool does not separate from the spindle. There was a problem that the machine tool stopped alarming.

【0006】そこで、本発明の課題は、それまでの加工
により温度上昇した主軸に対し、次に使用する工具を正
確に位置決めし、喰い付きを防止する新規な工具交換装
置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a novel tool changer for accurately positioning a tool to be used next and preventing biting with respect to a spindle whose temperature has risen due to machining up to that point. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の工具交換装置は、複数の工具が収容され
たマガジン内から指定の工具を取り出し、工具回転主軸
に設けられたテーパ穴に、工具のホルダ部に形成された
テーパシャンクを嵌合させて軸線方向に位置決めしてそ
の工具を主軸後方へ付勢した状態に装着し、或はその逆
に、工具を主軸から外してマガジン内へ戻すといったマ
ガジンと主軸との相互間で工具を交換する工具交換装置
に、主軸の温度を測定する主軸温度測定手段と、少なく
とも交換されるべき工具の温度を測定する工具温度測定
手段と、その工具を加熱・冷却する冷熱手段と、前記主
軸温度測定手段と工具温度測定手段の出力を基に、冷熱
装置を制御する温度制御手段とを備えたことにある。
又、加工プログラムから主軸温度の推定値を算出する主
軸温度算出手段と、少なくとも交換されるべき工具の温
度を測定する工具温度測定手段と、その工具を加熱・冷
却する冷熱手段と、前記主軸温度算出手段と工具温度測
定手段の出力を基に、冷熱装置を制御する温度制御手段
とを備えたことにある。
In order to solve the above-mentioned problems, the tool changing device of the present invention takes out a designated tool from a magazine accommodating a plurality of tools and tapers the tool rotating spindle. Fit the taper shank formed on the holder part of the tool into the hole and position it in the axial direction and urge the tool toward the back of the spindle, or vice versa, remove the tool from the spindle. A tool exchanging device for exchanging tools between the magazine and the spindle such as returning to the magazine, a spindle temperature measuring means for measuring the temperature of the spindle, and a tool temperature measuring means for measuring at least the temperature of the tool to be exchanged. A cooling / heating means for heating / cooling the tool and a temperature control means for controlling the cooling / heating device based on the outputs of the spindle temperature measuring means and the tool temperature measuring means are provided.
Further, a spindle temperature calculating means for calculating an estimated value of the spindle temperature from a machining program, a tool temperature measuring means for measuring at least the temperature of a tool to be replaced, a cooling / heating means for heating / cooling the tool, and the spindle temperature. It is provided with temperature control means for controlling the cooling / heating device based on the outputs of the calculating means and the tool temperature measuring means.

【0008】[0008]

【作用】本発明の工具交換装置によれば、加工時におけ
る主軸の温度と、次の加工に使用する工具の温度を夫々
測定、又は算出により求め、主軸温度に応じて工具を加
熱或は冷却し、主軸温度と工具温度とを略同温に制御す
るため、工具交換時の工具の位置決め誤差の発生を防止
することができる。又、工具交換後に主軸温度が低下し
た場合には、工具も主軸と同様の温度変化を起こして収
縮するので、主軸に対する工具の喰い付き現象の発生も
防止できる。
According to the tool changer of the present invention, the temperature of the spindle during machining and the temperature of the tool used for the next machining are measured or calculated respectively, and the tool is heated or cooled according to the spindle temperature. However, since the spindle temperature and the tool temperature are controlled to be substantially the same, it is possible to prevent the positioning error of the tool when the tool is replaced. Further, when the temperature of the spindle decreases after the tool is replaced, the tool also contracts due to the same temperature change as the spindle, so that the biting phenomenon of the tool with respect to the spindle can be prevented.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の一実施例を、門型マシニング
センタについて、図1乃至図4に基づき説明する。図1
はマシニングセンタの正面図で、床面上にベッド1が配
置され、ベッド1上には図面前後方向に移動位置決め可
能なテーブル2が設けられている。ベッド1の左右には
コラム3,3が固着されており、各コラム3,3の前面
に設けられた垂直方向の摺動面3a上にクロスレール5
が図示しないモ−タによりボールネジ4を介して移動位
置決め可能に設けられている。クロスレール5の前面に
設けられた水平方向の摺動面5aに主軸ラム6、工具マ
ガジン7、工具交換機構9が水平方向に移動可能に一体
的に設けられている。主軸ラム6には垂直方向に移動位
置決め可能に主軸頭10が設けられており、工具交換機
構9の下端には、工具を把持して垂直方向移動位置決め
可能且つその移動の軸線回りで回転可能に工具交換アー
ム9aが設けられている。工具マガジン7は図中仮想線
で示すカバー7aで覆われており、内部に工具を水平姿
勢で保持するマガジンポット8が環状に移動位置決め可
能に設けられており、最下端位置で仮想線で示すように
垂直方向に転回可能となっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4 for a gate type machining center. FIG.
1 is a front view of a machining center, in which a bed 1 is arranged on a floor surface, and a table 2 which is movable and positioned in the front-rear direction of the drawing is provided on the bed 1. Columns 3 and 3 are fixed to the left and right of the bed 1, and a cross rail 5 is provided on a vertical sliding surface 3a provided on the front surface of each column 3,3.
Is provided so that it can be moved and positioned via the ball screw 4 by a motor (not shown). A spindle ram 6, a tool magazine 7, and a tool changing mechanism 9 are integrally provided on a horizontal sliding surface 5a provided on the front surface of the cross rail 5 so as to be movable in the horizontal direction. A spindle head 10 is provided on the spindle ram 6 so that the spindle ram 6 can be moved and positioned in the vertical direction, and a tool changing mechanism 9 can hold a tool and vertically move and position the spindle, and can rotate around the axis of the movement. A tool changing arm 9a is provided. The tool magazine 7 is covered with a cover 7a shown by imaginary lines in the figure, and a magazine pot 8 for holding the tool in a horizontal posture is provided inside the tool magazine 7 so as to be movable and positioned in an annular shape. It is possible to turn vertically.

【0010】図2は本発明の実施例の主軸頭10の断面
図で、従来技術と同様の個所については同一の番号を付
すに留め、説明は省略する。主軸頭10の主軸12先端
近傍に温度測定手段としての温度測定器18が設けられ
ている。この温度測定器18は非接触式であることが好
ましい。
FIG. 2 is a sectional view of the spindle head 10 according to the embodiment of the present invention. The same parts as those of the prior art are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. A temperature measuring device 18 as temperature measuring means is provided near the tip of the spindle 12 of the spindle head 10. The temperature measuring device 18 is preferably a non-contact type.

【0011】図3はマガジンポット8の断面図で、各マ
ガジンポット8の奥には、工具Tのホルダ部Hにおける
テーパシャンクHa先端から突出されたプルスタッド1
4に係合して工具Tを保持する保持機構が設けられてい
る。マガジンポット8には、保持される工具Tにおける
ホルダ部Hに形成されたテーパシャンクHaに対応した
形状に形成された発熱体20と、その発熱体20を貫通
して工具の温度を測定する温度測定手段としての温度測
定器19が内蔵されている。
FIG. 3 is a sectional view of the magazine pots 8. The pull studs 1 projecting from the tip of the taper shank Ha in the holder portion H of the tool T are located in the back of each magazine pot 8.
There is provided a holding mechanism that engages with No. 4 and holds the tool T. The magazine pot 8 has a heating element 20 formed in a shape corresponding to the tapered shank Ha formed on the holder portion H of the held tool T, and a temperature for penetrating the heating element 20 and measuring the temperature of the tool. A temperature measuring device 19 as a measuring means is built in.

【0012】図4は、前記発熱体20を制御する制御手
段を示すブロック線図で、そのブロック線図と前記図1
乃至3を参照しながら制御例を説明すると、温度制御手
段としての数値制御機構21には、主軸頭10に設けら
れた非接触式の温度測定器18と、マガジンポット8内
に設けられた温度測定器19とからの信号を入力し、そ
れらのデータを基に、主軸12とマガジンポット8内の
工具Tの温度を同温にするために必要な発熱体20の加
熱量を算出する加熱量算出部22と、その加熱量算出部
22の算出結果に基づいて発熱体の発熱量を制御する発
熱体制御部23とが設けられている。
FIG. 4 is a block diagram showing a control means for controlling the heating element 20, and the block diagram and FIG.
A control example will be described with reference to FIGS. 3 to 3. The numerical control mechanism 21 as a temperature control means includes a non-contact temperature measuring device 18 provided in the spindle head 10 and a temperature provided in the magazine pot 8. A heating amount for inputting signals from the measuring device 19 and calculating the heating amount of the heating element 20 necessary to make the temperature of the tool T in the spindle 12 equal to the temperature of the tool T in the magazine pot 8 based on these data. A calculation unit 22 and a heating element control unit 23 that controls the heat generation amount of the heating element based on the calculation result of the heating amount calculation unit 22 are provided.

【0013】続いて制御手段の作用を説明する。主軸1
2に取り付けられた工具Tにより加工を行なうと、主軸
は加工熱、軸受の発熱、モ−タの発熱により温度が上昇
する。この主軸の温度を温度測定器18により検出する
と共に、温度測定器19により工具マガジンのマガジン
ポット8内の工具Tの温度を検出し、それらの検出値は
数値制御機構21の加熱量算出部22に送られる。加熱
量算出部22では、主軸温度を工具温度の温度差をなく
すのに必要な発熱体の加熱量が算出され、この算出結果
を基に発熱体制御部23において発熱体20が制御され
る。
Next, the operation of the control means will be described. Spindle 1
When machining is carried out by the tool T attached to No. 2, the temperature of the spindle rises due to machining heat, heat generation of the bearing and heat generation of the motor. The temperature of the spindle is detected by the temperature measuring device 18, and the temperature of the tool T in the magazine pot 8 of the tool magazine is detected by the temperature measuring device 19, and the detected values are the heating amount calculation unit 22 of the numerical control mechanism 21. Sent to. The heating amount calculation unit 22 calculates the heating amount of the heating element required to eliminate the temperature difference between the spindle temperature and the tool temperature, and the heating element control unit 23 controls the heating element 20 based on the calculation result.

【0014】図5は制御手段の変更例を示すブロック線
図で、図4と同様の構成については同一の番号を付し説
明を省略する。前記実施例との相違は、主軸頭10内の
温度測定器18が省略され、数値制御機構21内に加工
プログラム記憶部24と、主軸温度算出部25を付加し
たものとなっている。
FIG. 5 is a block diagram showing a modified example of the control means. The same components as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The difference from the above-described embodiment is that the temperature measuring device 18 in the spindle head 10 is omitted, and a machining program storage unit 24 and a spindle temperature calculating unit 25 are added in the numerical control mechanism 21.

【0015】この変更例での作用について説明する。加
工プログラム記憶部24には、予め主軸の加工内容(主
軸回転数、切り込み量等)が記憶されていて、その加工
内容から主軸の温度上昇量を主軸温度算出部25で推定
する。この主軸温度推定値とマガジンポット8内の温度
測定器19の出力とから工具への加熱量を求める。
The operation of this modification will be described. The machining content of the spindle (main spindle rotation speed, cut amount, etc.) is stored in the machining program storage unit 24 in advance, and the spindle temperature calculation unit 25 estimates the temperature rise amount of the spindle from the machining content. The amount of heat applied to the tool is obtained from this estimated spindle temperature value and the output of the temperature measuring device 19 in the magazine pot 8.

【0016】前記実施例は、工具ポット内に発熱体を設
け、工具を加熱するように構成されているが、発熱体と
共に、或は発熱体に代えて冷却手段を設け、工具マガジ
ンの方が主軸より高温になるケースの場合、工具を冷却
して工具と主軸との温度を一致させることも可能であ
る。又、温度制御する工具は、次に使用される工具が対
象であるから、発熱体はマガジンポット全てに設ける必
要はなく、図1において、環状に配されたマガジンポッ
トの最下端となる工具交換位置一箇所に設け、エネルギ
ー量は最少に抑えることが望ましく、マガジンポット全
てに設けられている場合は、1つのみの発熱体を発熱さ
せ、他の工具に対しては予熱用として利用できる。
In the above embodiment, a heating element is provided in the tool pot to heat the tool. However, a cooling means is provided together with the heating element or in place of the heating element, and the tool magazine is more suitable. In the case of a temperature higher than that of the spindle, it is possible to cool the tool so that the temperatures of the tool and the spindle match. Further, since the tool for temperature control is intended for the tool to be used next, it is not necessary to provide the heating element in all magazine pots, and in FIG. 1, the tool exchange is the lowest end of the annular magazine pots. It is desirable to provide it at one position and minimize the amount of energy. When it is provided for all magazine pots, only one heating element can generate heat, and it can be used for preheating other tools.

【0017】更に、加工プログラムによる自動運転の場
合は、次に使用する工具を推定できるが、作業者が直接
操作する場合には、どの工具を次に使用しても良いよう
に、工具マガジン7のカバー7a内全体を温度制御する
ようにもでき、その場合には、カバー内に1つの発熱体
を設けるか各マガジンポットに設けた発熱体全てを制御
するようにすれば良い。
Further, in the case of automatic operation by the machining program, the tool to be used next can be estimated, but if the operator directly operates, any tool may be used next, so that the tool magazine 7 can be used. The temperature of the entire cover 7a can be controlled. In that case, one heating element may be provided in the cover or all the heating elements provided in each magazine pot may be controlled.

【0018】実施例で示した門型マシニングセンタは、
主軸と工具マガジンの距離が比較的近いものとなってい
るが、より多くの工具を準備するためにマガジンを別の
位置に設けたものもあり、その様なマシニングセンタに
おいては、工具交換時間の短縮のため工具マガジンから
予め次に使用する工具を取り出し、工具交換アームの近
傍まで移動して待機するレディステーションポットを有
するのが一般的である。そこでそのようにレディステー
ションポットを有した工作機械では、発熱体をこのレデ
ィステーションポットに設けても差し支えない。そして
本発明は、マシニングセンタ以外の工作機械、例えば複
合加工旋盤にも適当される。
The gate type machining center shown in the embodiment is
The distance between the spindle and the tool magazine is relatively short, but there are also those in which the magazine is installed at a different position in order to prepare more tools.In such a machining center, the tool replacement time is shortened. Therefore, it is common to have a ready station pot that takes out the tool to be used next from the tool magazine in advance, moves it to the vicinity of the tool exchange arm, and stands by. Therefore, in a machine tool having such a ready station pot, a heating element may be provided in this ready station pot. The present invention is also applicable to machine tools other than machining centers, such as multi-tasking lathes.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1の発明に
よれば、主軸と次に主軸に装着される工具の温度差をな
くす工具温度制御装置の採用により、工具の主軸に装着
される際の位置決め精度が安定し、高い加工精度が確保
される。又、一旦上昇した主軸の温度が低下した場合で
も工具の温度も同様に変化するので収縮量も同じとな
り、いわゆる工具の喰い付き現象を未然に防止できる。
As described above in detail, according to the first aspect of the invention, the tool temperature control device for eliminating the temperature difference between the spindle and the tool to be mounted next to the spindle is mounted on the spindle of the tool. The positioning accuracy is stable during the machining, and high processing accuracy is secured. Further, even when the temperature of the spindle which has once risen decreases, the temperature of the tool also changes, so that the amount of shrinkage also becomes the same, and so-called biting phenomenon of the tool can be prevented in advance.

【0020】請求項2の発明によれば、請求項1の発明
に対し、制御プログラムの変更のみで対応でき、主軸の
温度を測定する必要がないので、温度測定器が不要とな
り、請求項1の発明に比べて、低コストとなり、既存の
設備への適用がより容易であるという効果を奏する。
According to the invention of claim 2, the invention of claim 1 can be dealt with only by changing the control program, and since it is not necessary to measure the temperature of the spindle, the temperature measuring device is not required, and the invention of claim 1 is eliminated. Compared with the invention of 1, the cost is reduced, and it is more easily applied to existing equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を適用したマシニングセンタの正面図で
ある。
FIG. 1 is a front view of a machining center to which the present invention is applied.

【図2】図1のマシニングセンタの主軸の断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view of a main shaft of the machining center shown in FIG.

【図3】本発明の工具マガジンのマガジンポットの断面
図である。
FIG. 3 is a sectional view of a magazine pot of the tool magazine of the present invention.

【図4】本発明の第1実施例の構成を示すブロック線図
である。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the first exemplary embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2実施例の構成を示すブロック線図
である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図6】従来の工作機械の主軸の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a spindle of a conventional machine tool.

【図7】主軸の温度上昇に伴うテーパシャンクの広がり
と工具の引き込みを示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the spread of the taper shank and the retraction of the tool as the temperature of the spindle increases.

【符号の説明】 7・・マガジン、8・・マガジンポット、10・・主軸
頭、12・・主軸、12a・・テーパ穴、18・・非接
触式温度測定器、19・・温度測定器、20・・発熱
体、22・・加熱量演算部、23・・発熱体制御部、T
・・工具、H・・ホルダ部、Ha・・テーパシャンク。
[Explanation of code] 7 ・ ・ Magazine, 8 ・ ・ Magazine pot, 10 ・ ・ Spindle head, 12 ・ ・ Spindle, 12a ・ ・ Tapered hole, 18 ・ ・ Non-contact temperature measuring instrument, 19 ・ ・ Temperature measuring instrument, 20 ... Heating element, 22 ... Heating amount calculation section, 23 ... Heating element control section, T
..Tools, H..holders, Ha..taper shanks

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の工具が収容されたマガジン内から
指定の工具を取り出し、工具回転主軸に設けられたテー
パ穴に、工具のホルダ部に形成されたテーパシャンクを
嵌合させて軸線方向に位置決めし、その工具を主軸後方
へ付勢した状態に装着し、或はその逆に、工具を主軸か
ら外してマガジン内へ戻すといったマガジンと主軸との
相互間で工具を交換する工具交換機能を有した工作機械
において、主軸の温度を測定する主軸温度測定手段と、
少なくとも交換されるべき工具の温度を測定する工具温
度測定手段と、その工具を加熱・冷却する冷熱手段と、
前記主軸温度測定手段と工具温度測定手段の出力を基
に、冷熱装置を制御する温度制御手段とを備えた工作機
械の工具交換装置。
1. A specified tool is taken out from a magazine accommodating a plurality of tools, and a taper shank formed in a holder portion of the tool is fitted in a taper hole provided in a tool rotation spindle in an axial direction. Positioning and mounting the tool in a state of being urged to the rear of the spindle, or vice versa, a tool exchange function to exchange tools between the magazine and the spindle, such as removing the tool from the spindle and returning it to the magazine In the machine tool having the spindle temperature measuring means for measuring the temperature of the spindle,
At least a tool temperature measuring means for measuring the temperature of the tool to be replaced, and a cooling / heating means for heating / cooling the tool,
A tool changing device for a machine tool, comprising: a spindle temperature measuring means and a temperature control means for controlling a cooling / heating device based on outputs of the tool temperature measuring means.
【請求項2】 複数の工具が収容されたマガジン内から
指定の工具を取り出し、工具回転主軸に設けられたテー
パ穴に、工具のホルダ部に形成されたテーパシャンクを
嵌合させて軸線方向に位置決めし、その工具を主軸後方
へ付勢した状態に装着し、或はその逆に、工具を主軸か
ら外してマガジン内へ戻すといったマガジンと主軸との
相互間で工具を交換する工具交換機能を有した工作機械
において、加工プログラムから主軸温度の推定値を算出
する主軸温度算出手段と、少なくとも交換されるべき工
具の温度を測定する工具温度測定手段と、その工具を加
熱・冷却する冷熱手段と、前記主軸温度算出手段と工具
温度測定手段の出力を基に、冷熱装置を制御する温度制
御手段とを備えた工作機械の工具交換装置。
2. A specified tool is taken out from a magazine accommodating a plurality of tools, and a taper shank formed in a holder part of the tool is fitted in a taper hole provided in a tool rotation spindle in an axial direction. Positioning and mounting the tool in a state of being urged to the rear of the spindle, or vice versa, a tool exchange function to exchange tools between the magazine and the spindle, such as removing the tool from the spindle and returning it to the magazine In the machine tool having, a spindle temperature calculating means for calculating an estimated value of the spindle temperature from a machining program, a tool temperature measuring means for measuring at least the temperature of a tool to be replaced, and a cooling / heating means for heating / cooling the tool. A tool changer for a machine tool, comprising: a spindle temperature calculation means and a temperature control means for controlling a cooling / heating device based on outputs of the tool temperature measurement means.
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KR20140056160A (en) * 2011-07-08 2014-05-09 마그 이아스 게엠베하 Method and machine tool for machining metallic workpieces
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