JPH11239940A - マガジン工具交換方法及びマガジン工具交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】工具交換のために加工機を停止することなく、
しかも作業者が安心して工具交換に専念することができ
るマガジン工具交換方法及びマガジン工具交換装置を提
供する。 【解決手段】主軸と、複数の保持部が一方向に開口した
状態で直線上に配列されてなる工具マガジンと、この工
具マガジンの一端側に設けられた工具交換装置と、他端
側に設けられた工具交換用受け部と、工具交換位置と工
具マガジンの各保持部に対応する位置と工具交換用受け
部に対応する位置との間を移動して、工具交換装置に備
えられた工具交換アームと工具マガジンの保持部と工具
交換用受け部との間で工具の受け渡しを行う工具ローダ
とを備えたマガジン工具交換装置において、工具交換用
受け部における工具交換時に、工具ローダが工具交換用
受け部に対応する位置に移動しないようにして前記工具
交換用受け部の工具を交換するマガジン工具交換方法及
びマガジン工具交換装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マガジン工具交換
方法及びマガジン工具交換装置に関し、さらに詳しくは
マシニングセンタなどの加工機械において加工を停止す
ること無く連続運転を可能とする工具交換のためのマガ
ジン工具交換方法及びマガジン工具交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、工具交換装置においては、工具マ
ガジンは、円盤状に形成され、その外周に工具を着脱可
能に保持するための複数の保持溝が放射方向に開口した
状態で形成されている。しかし、この従来の工具交換装
置においては、工具マガジンは、円盤状をなしてその外
周に保持溝を有するため、工具マガジンの中心部には利
用できない大きなスペースが形成され、工具交換装置が
どうしても大型になってしまう問題があった。また、加
工中に破損した工具を交換する場合に、この交換は通常
主軸または工具マガジンを介して行なわれていた。主軸
に工具交換する場合、機械の運転を停止させる必要があ
るとともに、作業のためカバーを外したりしなければな
らず、多大な時間が浪費されることになる。複数の工具
交換では工具マガジンから工具を呼び出す都合上、前述
の作業を繰り返し行なう必要があった。

【０００３】さらに、工具マガジンにて工具交換する場
合にも、工具マガジンを割出し回転させて空の保持部を
工具入替位置に割出し、この位置で作業者が新しい工具
を差し込み、または、工具マガジンにある旧工具を工具
入替位置に割出し、新工具と差し替え交換する。その
後、再び工具マガジンを割出し回転させて、新しい工具
を工具交換のための取出し位置に割出し、そこから工具
交換位置へ取り出すことで、初めて工具交換アームによ
る工具交換動作が行なわれるものであった。このため、
交換に要する時間が長くなるとともに、いずれの場合に
も、工具マガジンを介しての作業のため、機械を停止さ
せた状態で工具交換を行なう必要があり、工具交換の作
業中機械を作動することができず、加工作業の能率向上
が妨げられていた。

【０００４】そこで、これらの問題点を解決するものと
して、図９に示すような工具マガジンをリニアタイプに
した工具交換装置いわゆるリニアタイプのマガジン工具
交換装置が提案されるようになってきた（特開平７−３
２２３８号公報）。このリニアタイプのマガジン工具交
換装置は、ベース１上に前後方向及び左右方向へ移動可
能に配設されたコラム２に上下動可能に支持されている
主軸ヘッド３に回転可能に支持された主軸４と、複数の
保持部１０がー方向に開口した状態で直線上に配列され
てなる工具マガジン９と、該工具マガジン９のー端側に
設けられた工具交換装置６を備え、工具交換位置Ｐ３と
該工具マガジン９の各保持部１０に対応する位置Ｐ２と
の間を駆動モータ２５によって回転されるボールねじ２
７を介して移動し、該工具交換装置６に備えられた工具
交換アーム７と該工具マガジン９の保持部１０との間で
工具の受け渡しを行なう工具ローダ１２を備えた工具交
換装置である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この工具マ
ガジン９の保持部１０には新しい工具がそれぞれ収容さ
れており（図では２個のみ示し他は省略）、主軸４に取
り付けられた工具５の交換時期が来た場合に、工具交換
装置６の工具交換アーム７により必要な新しい工具と交
換され、交換された旧工具は工具ローダ１２により保持
部１０の適当な位置に搬送される。そして、保持部１０
内に収容された旧工具は、作業者により新工具と交換さ
れる。しかしながら、作業者による工具の交換作業が完
了するまで、安全のために加工機は停止される必要があ
り、そのために加工機の稼働率が低下してしまうという
問題があった。

【０００６】そこで、本発明は、作業者による旧工具と
新工具との交換作業を加工機を停止せずに、しかも作業
者が安全に工具の交換作業を行なうことができるマガジ
ン工具交換方法及びそのためのマガジン工具交換装置を
提供することを課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために次の手段をとるものである。すなわち、請
求項１の発明は、主軸と、複数の保持部がー方向に開口
した状態で直線上に配列されてなる工具マガジンと、該
工具マガジンのー端側に設けられた工具交換装置と、該
工具マガジンの他端側に設けられた工具交換用受け部
と、工具の受け渡しを行なう工具ローダとを備えたマガ
ジン工具交換装置において、前記工具交換用受け部にお
ける工具交換時に前記工具ローダが該工具交換用受け部
に対応する位置に移動しないようにして前記工具交換用
受け部における工具交換作業を行なうことを特徴とする
マガジン工具交換方法である。

【０００８】請求項２の発明は、工具ローダが、工具交
換位置と該工具マガジンの各保持部に対応する位置と該
工具交換用受け部に対応する位置との間を移動して、該
工具交換装置に備えられた工具交換アームと該工具マガ
ジンの保持部と該工具交換用受け部との間で工具の受け
渡しを行なう工具ローダである請求項１に記載のマガジ
ン工具交換方法である。

【０００９】請求項３の発明は、主軸と、複数の保持部
が一方向に開口した状態で直線上に配列されてなる工具
マガジンと、該工具マガジンの一端側に設けられた工具
交換装置と、該工具マガジンの他端側に設けられた工具
交換用受け部と、工具の受け渡しを行なう工具ローダと
を備えた工具交換装置において、該工具交換用受け部に
おける工具交換時に該工具ローダが該工具交換用受け部
に対応する位置に移動させないように構成したことを特
徴とするマガジン工具交換装置である。

【００１０】請求項４の発明は、工具ローダが、工具交
換位置と該工具マガジンの各保持部に対応する位置と該
工具交換用受け部に対応する位置との間を移動して、該
工具交換装置に備えられた工具交換アームと該工具マガ
ジンの保持部と該工具交換用受け部との間で工具の受け
渡しを行なう工具ローダである請求項３に記載のマガジ
ン工具交換装置である。

【００１１】請求項５の発明は、工具ローダストッパ
が、さらに備えられている請求項３又は４に記載のマガ
ジン工具交換装置である。

【００１２】請求項６の発明は、該工具ローダストッパ
が、前記工具マガジンの他端と前記工具交換用受け部と
の間に、該工具ローダの進行方向に対して略直角に移動
自在に設けられた請求項５に記載のマガジン工具交換装
置である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図面に示す実施例
に基づいて詳細に説明する。なお、図は、あくまでも説
明のためのものであり、本発明の精神を逸脱しない限り
多少の変更は許容される。図１は本発明のマガジン工具
交換装置のー例を示す正面図であるが、図１において、
加工機械Ｍのベース１上にはコラム２が前後方向及び左
右方向へ移動可能に配設され、該コラム２には主軸ヘッ
ド３が上下動可能に支持されている。主軸４は、主軸ヘ
ッド３に回転可能に支持され、その先端にはドリル等の
工具５が着脱自在に装着される。そして、主軸ヘッド３
が図１に鎖線で示す下方の加工位置に配置された状態
で、主軸４が回転されながら、コラム２が図示しないテ
ーブル上のワークに対して移動され、工具５によりワー
クに所定の加工が施される。

【００１４】フレーム１７は、ベース１上に立設されて
いる。工具交換装置６の工具交換アーム７は、主軸４の
上方に位置するように、フレーム１７の側面に主軸４の
軸線と平行な軸線の周りで回動可能及び軸線方向へ進退
可能に支持され、その両端には工具把持部８が形成され
ている。そして、主軸ヘッド３が図１に実線で示す上方
位置に配置された状態で、該工具交換アーム７が軸線の
周りで回動され及び軸線方向に移動されることにより、
主軸４側の工具５と工具マガジン９側から工具交換位置
Ｐ３に移送された工具５とは、工具把持部８にて把持さ
れて同時に脱着交換される。

【００１５】横長平板状の工具マガジン９は、前記工具
交換アーム７の後方（図に向かって左側）に位置するよ
うに、フレーム１７上に固定され、主軸４の軸線方向に
延びている。複数の保持部１０は、工具マガジン９の上
側縁に沿って前後に延びる水平な直線上に所定ピッチで
配列形成され、それぞれ同一方向の上方に向かって開口
している。なお、複数の保持部１０のうちー部において
例えばフライス工具等の大径工具を保持する保持部１０
は、隣接する保持部１０とのピッチを所定ピッチより大
きくとって形成されている。

【００１６】工具ローダ１２は背後に後述の図２に示す
ナット２９を有し、このナット２９は駆動モータ２５に
よって回転されるボールねじ２７に噛み合っており、工
具ローダ１２は、ボールねじ２７の回転によって工具ロ
ーダ１２のー部を構成する図２に示すサドル３０がレー
ル２６の上を滑ることにより、ボールねじ２７の軸方向
に移動するように構成されている。１１は工具ポット、
１３は工具交換用受け部、１８は制御盤である。

【００１７】工具交換予報カウンタ２４は、主軸４に把
持された工具５の寿命が間近いことを知らせるものであ
り、例えば工具５の稼働累積カウントが設定交換カウン
トにカウントアップしたときにグラフイックパネル上に
表示するものが挙げられる。工具交換予報カウンタ２４
がカウントアップしたとき、工具ローダ１２は該当工具
５を工具交換用受け部１３に搬送するとともに、カウン
トアップが図示していない表示灯又は警告音により作業
者に伝えられる。

【００１８】図１において、フレーム１７の側面に設け
られた台１６には、ショックアブソーバ１４が設けら
れ、その上部に工具交換用受け部１３が取り付けられて
いる。後述の工具ローダストッパが上昇して工具ローダ
ストッパの上昇端が確認されるとともに図示しないロッ
クが外れて工具交換用受け部１３を手動で動かすことが
可能になり、工具交換用受け部１３を鎖線の位置から実
線の位置まで、また実線の位置から鎖線の位置まで移動
できるようになっている。これにより、用済み後の工具
５を交換用の新しい工具５と交換して、交換用の新しい
工具５を収容した工具交換用受け部１３を工具マガジン
９と同ーの高さに待機させることができる。なお、１５
Ａはピストンで、１５Ｂはシリンダである。ショックア
ブソーバ１４にかえて他の緩衝材を用いたり、ピストン
１５Ａを自動で下降したり又は元に戻すようにしても良
い。

【００１９】また、台１６に設けられたシリンダ２２の
ピストン２０には、工具ローダストッパのー例としての
工具ローダストップ板１９がー体にまたは適宜の部材に
より取り付けられている。ここで、作業者が工具交換用
受け部１３において新旧工具を交換するときには、工具
ローダ１２は、シーケンス制御されており、工具交換用
受け部１３に対応する位置Ｐ１の領域外即ち図１に示す
領域Ｒ内で停止しているか又は該領域Ｒ内で所定の動作
をしているので、該工具ローダ１２が前記領域Ｒの外に
出ることはない。

【００２０】しかしながら、工具ローダ１２が万一暴走
して領域Ｒから前記Ｐ１の領域に侵入する場合に備える
ため、工具ローダストップ板１９が設けられる。該工具
ローダストップ板１９は、工具交換用受け部１３に対応
する位置Ｐ１の領域への工具ローダ１２の進行を遮るも
のであればどのような形状のものでも良く、また、材質
としては金属性が好ましい。なお、工具ローダストッパ
は、図２に示したもの以外に本発明の精神に叶うもので
あれば、どのようなタイプのものでも良い。図２におい
ては、工具ローダ１２の万一の暴走に備えて、工具ロー
ダ１２の構成部材であるサドル３０を工具ローダストッ
プ板１９に当接させる例が示される。なお、サドル３０
にかえてナット２９の移動を遮るように工具ローダスト
ップ板１９を設けても良い。

【００２１】近接スイッチ４５は、シリンダ２２に取り
付けられ、後述の押釦スイッチ２３（上側）をＯＮにし
てピストン２０が上昇したときに、該ピストン２０の下
端を検知して工具ローダストップ板１９の上昇端を確認
するものである。近接スイッチ４６も、押釦スイッチ２
３（下側）をＯＮにしてピストン２０が下降したとき
に、該ピストン２０の下端を検知して前記工具ローダス
トップ板１９の下降端を確認するものである。

【００２２】押釦スイッチ２３（上側）をＯＮにするこ
とにより、シーケンス自動制御により、工具ローダ１２
が位置Ｐ１を退去後該工具ローダストップ板１９が図１
に示す鎖線の位置のように上昇するとともに、駆動モー
タ２５への動力供給がストップされて工具ローダ１２が
領域Ｒ内に停止せしめられるか又は動力供給がストップ
されずに工具ローダ１２が領域Ｒ内で必要な動作をしつ
つ工具交換用受け部１３の対応する位置Ｐ１の領域内に
移動しないようになっている。

【００２３】他方、押釦スイッチ２３（下側）をＯＮに
して工具ローダストップ板１９が下降しているときに
は、工具ローダ１２は、駆動モータ２５が回転している
ため、ボールねじ２７に噛み合っている工具ローダ１２
の図２に示すナット２９の回転により工具交換用受け部
１３の対応する位置Ｐ１まで移動することができ、ま
た、加工機Ｍの呼出しにより工具交換用受け部１３にお
いてある工具を工具交換位置Ｐ３に運ぶこともできる。

【００２４】押釦スイッチ２３は、工具交換開始及びス
トッパ入り（上昇）指示と、工具交換完了及びストッパ
抜き（下降）指示とを切替えるものであり、シーケンス
自動制御において必要な指示をシリンダ２２、工具ロー
ダ１２に伝えるものである。また、工具ローダストップ
板１９の上昇、下降の程度は必要に応じて制御される。

【００２５】図２は、図１の工具ローダ１２とボールね
じ２７と工具マガジン９との関係を示す斜視図である。
但し、工具ポットと工具は省略されている。図２におい
て、工具ローダ１２を構成するサドル３０は、２本のレ
ール２６、２６に懸架され、また、サドル３０に取り付
けられたナット２９は、駆動モータ２５によって回転さ
れるボールねじ２７に噛み合っている。したがって、サ
ドル３０ひいては工具ローダ１２は、ボールねじ２７の
回転につれ、該レール２６上をレール方向に移動するこ
とになる。

【００２６】サドル３０の中央部には回動軸２１が設け
られ、該回動軸２１の下方部分にはカム溝３１に係合す
るカム４４が固着されており、サドル３０が図面に向か
って右方向に進行する場合に、カム４４がカム溝３１の
湾曲部３１ａに規制されるため回動軸２１は反時計方向
に回動し、回動軸２１に固着されたアーム４７および該
アーム４７に固着された回動体３９も、該回動軸２１を
中心に反時計方向に回動するように構成されている。

【００２７】前記回動体３９にはシリンダ３８が取り付
けられ、ピストンロッド４０が該シリンダ３８内を上下
に摺動可能に設けられ、該ピストンロッド４０の下部に
フック部材４３が取り付けられている。また、ー対の把
持アーム４１は回動体３９に取り付けられている。２８
は軸受け部である。工具ローダストップ板１９は、鎖線
の矢印の如く上昇したときの状態を示し、また実線の矢
印に示す方向に下降するように構成されている。

【００２８】図３は、工具マガジン９に収納状態の工具
ポット１１を示す平面図であるが、同図において工具ポ
ット１１は工具マガジン９の各保持部１０に着脱可能に
保持され、その外面には保持部１０の両側縁に係合する
第１係合溝３５が形成される。テーパ孔３２は工具ポッ
ト１１の中心に形成され、該テーパ孔３２には工具５の
ホルダー３３が着脱可能に嵌挿される。また、工具ポッ
ト１１の端部には４箇所より中心に向かってバネによっ
て付勢された４個のロックボール３６が取り付けられ、
工具５は、工具ポット１１に挿入されたとき、ホルダー
３３の先端のプルスタッド３４の部分にて該ロックボー
ル３６により抜け止め係止されている。また、工具ポッ
ト１１には、後述の工具ローダ１２のフック部材４３に
係脱するピン４２が突設されている。

【００２９】図４は、図１の工具ローダ１２及び工具マ
ガジン９に収納状態の工具ポット１１の部分を拡大して
示す部分正面図であるが、同図は、該工具ローダ１２の
フック部材４３の係合溝３７が、工具マガジン９の保持
部１０に存在する工具ポット１１のピン４２に係合した
状態を示すものである。フック部材４３とともに工具把
持部を構成するー対の把持アーム４１は、回動体３９に
垂設されている。そして、サドル３０が工具マガジン９
の各保持部１０と対応する位置に移動されたとき、各保
持部１０に保持された工具ポット１１の第１係合溝３５
に対して、把持アーム４１は上方から対応配置される。

【００３０】受け渡し用シリンダ３８は、回動体３９上
に配設されている。フック部材４３は、受け渡し用シリ
ンダ３８のピストンロッド４０の先端に固定され、その
前面には水平方向に延びる係合溝３７が形成されてい
る。そして、受け渡し用シリンダ３８によりフック部材
４３が下方位置に配置された状態で、サドル３０が工具
マガジン９の各保持部１０と対応する位置に移動された
とき、図４において矢印方向に見た側面図である図５に
示すように、工具ポット１１上のピン４２がフック部材
４３の係合溝３７に進入して係合がおこなわれる。その
後、受け渡し用シリンダ３８にてフック部材４３が鎖線
に示すように上昇されることにより、工具ポット１１が
保持部１０から抜き取られて把持アーム４１間に挿入把
持される。

【００３１】他方、工具を工具マガジン９に挿入する場
合には、工具ローダ１２が該工具ポット１１を把持した
状態で、サドル３０の移動により工具マガジン９の保持
部１０と対応する位置に移動された後、受け渡し用シリ
ンダ３８にてフック部材４３が実線に示すように下降さ
れることにより、工具ポット１１が保持部１０に嵌挿保
持される。その後、工具ローダ１２がサドル３０の移動
により保持部１０と対応する位置から離間移動されるこ
とにより、工具ポット１１のピン４２がフック部材４３
の係合溝３７から離脱される。

【００３２】図６は、工具交換装置の要部平面図である
が、同図において工具ローダ１２を構成するサドル３０
は、同じく工具ローダ１２を構成するナット２９がボー
ルねじ２７と噛み合うことにより、駆動モータ２５の運
転によりボールねじ２７を介して工具交換用受け部１３
に対応する位置Ｐ１と工具交換位置Ｐ３との間において
レール上を前後方向に直線移動可能に懸架されている。

【００３３】工具ローダ１２を構成する回動軸２１は、
前記サドル３０の中央部に回動可能に支持され、該回動
軸２１の下方部分には図２に示すようにカム４４が固着
されている。カム４４は、ボールねじ２７に沿って延び
るようにフレーム１７上に形成され、且つ工具交換アー
ム７と対応する側のー端部には湾曲部３１ａが形成され
ているカム溝３１に係合する。回動軸２１にはアーム４
７が固着され、さらに該アーム４７の先端には回動体３
９が固着されており、前記回動体３９に受け渡し用シリ
ンダ３８が設けられている。サドル３０が工具交換位置
Ｐ３と対応するー端部側に移動されたとき、湾曲部３１
ａの作用によりカム４４を介して回動軸２１が反時計方
向に回動し、アーム４７に固着された回動体３９に図６
の反時計方向の回動力が生起される。

【００３４】そして、工具ローダ１２がフック部材４３
にて工具ポット１１を把持した状態で、サドル３０の移
動により工具交換位置Ｐ３と対応する前進位置に移動さ
れたときには、カム４４とカム溝３１の湾曲部３１ａと
の係合により、工具ローダ１２の回動体３９が図６の反
時計方向に回動される。これにより、工具５はその軸線
が主軸４の軸線方向と合致した工具交換位置Ｐ３に位置
される。

【００３５】次いで、図１に示す工具交換アーム７の進
退動作と回動動作により、主軸４と工具ローダ１２の工
具ポット１１との間で、工具５が同時に脱着交換され
る。その後、工具ローダ１２がサドル３０の移動により
後方位置（図に向かって左方向）に復帰すると、カム溝
３１の作用により、工具ローダ１２上の工具５はその軸
線が横向きになるように回動体３９とともに回動され
る。

【００３６】図７は、加工機連続運転中における工具交
換予報カウンタが工具交換のカウントアップしたときの
工具交換のー手順を示すブロック図である。同図におい
て、加工機連続運転中に工具交換予報カウンタ２４が工
具交換のカウントアップをしたとき、工具ローダ１２は
工具交換用受け部１３に対応する位置Ｐ１に移動し、工
具を置く。

【００３７】作業者が工具交換開始の押釦スイッチ２３
（上側）をＯＮにすると、工具ローダ１２は位置Ｐ１か
ら離れ、該工具ローダ１２がＰ１の領域外にいることが
確認されると、シリンダ２２のピストン２０が上昇する
とともに、工具ローダストップ板１９も上昇し、ピスト
ン２０の下端が近接スイッチ４５により検知されて工具
ローダストップ板１９の上昇端が確認されるとともに、
駆動モータ２５への動力供給がストップされ工具ローダ
１２はＰ１の領域外即ち領域Ｒ（図１参照）内で停止
し、工具交換用受け部１３の下降を防止するロック（図
示せず）が外され、工具交換用受け部１３を手動で所定
の下方位置に下降することができ、工具交換が可能にな
る。

【００３８】なお、工具ローダ１２がＰ１の領域内にい
ることが確認されると、工具ローダ１２は位置Ｐ１の領
域外に移動された後、工具ローダストップ板１９が上昇
する。また、ストップ板上昇端が確認されない場合に
は、工具ローダストップ板１９が上昇する。

【００３９】ついで、作業者による工具交換が行われた
後、作業者が工具交換完了の押釦スイッチ２３（下側）
をＯＮにすると、工具ローダストップ板１９が下降しピ
ストン２０の下端が近接スイッチ４６により検知されて
工具ローダストップ板１９の下降端が確認され、もとの
上方の位置に復した工具交換用受け部１３に前記のロッ
クがかけられ、駆動モータ２５への動力供給が開始さ
れ、工具ローダ１２は、移動停止を解除され、位置Ｐ１
の領域内へ移動することができる。

【００４０】そして、工具交換完了の押釦スイッチをＯ
Ｎにしない間は、工具交換可能状態が続く。また、スト
ップ板下降端が確認されない場合には、再度工具ローダ
ストップ板が下降する。なお、これらの一連の制御動作
は、シーケンス自動制御により定められており、これら
の一連の過程においても、加工機は連続運転されてい
る。

【００４１】図８は、加工機連続運転中において、工具
交換開始からの工具交換の一手順を示す他の実施例のブ
ロック図であり、図７の場合に比べて大きく異なる点
は、工具交換時に工具ローダ１２が位置Ｐ１の領域外即
ち領域Ｒ（図１参照）内にいる場合であっても、工具ロ
ーダ１２はシーケンス自動制御の指令を受けて必要な動
作をすることにある。

【００４２】同図において、作業者が工具交換開始の押
釦スイッチ２３（上側）をＯＮにすると、工具ローダ１
２がＰ１の領域外にいるか否かが確認され、工具ローダ
１２がＰ１の領域外にいることが確認されると工具ロー
ダストップ板１９が自動的に上昇し、工具ローダ１２が
位置Ｐ１の領域内にいることが確認されると、工具ロー
ダ１２が位置Ｐ１の領域外に即ちＲの領域（図１参照）
内に自動的に移動した後、工具ローダストップ板１９が
上昇し、ピストン２０の下端が近接スイッチ４５により
検知されてストップ板上昇端が確認され、工具交換可能
となる。この場合、図１に図示しないロックが解除され
て工具交換用受け部１３を手動で下降させることができ
る。なお、ストップ板上昇端確認が行われない場合に
は、再度工具ローダストップ板１９は上昇する。

【００４３】ついで、作業者による工具交換が行われた
後、工具交換完了の押釦スイッチ２３（下側）をＯＮに
すると、工具ローダストップ板１９が下降し、ピストン
２０の下端が近接スイッチ４６により検知されて工具ロ
ーダストップ板１９の下降端が確認されるとともに図１
に実線で示す位置に復した工具交換用受け部１３が下降
しないようにロックがかかり、工具ローダ１２の位置Ｐ
１の領域内への移動が可能となる。そして、ストップ板
１９の下降端が確認されないときには、再度、工具ロー
ダストップ板１９は下降する。なお、いままでに述べて
きた一連の制御動作は、シーケンス自動制御によって行
なわれる。

【００４４】実施例１ 図１において、主軸ヘッド３が鎖線で示す下方の加工位
置に配置された状態で、主軸４が回転されながら、コラ
ム２が図示しないテーブル上のワークに対して移動さ
れ、工具５によりワークに所定の加工が施される。工具
交換予報カウンタ２４により、主軸４上の工具５の寿命
の間近いことがカウントアップされたときには、図１に
示す工具交換装置の工具交換位置Ｐ３にて図６に示す要
領で工具交換が行なわれ、該工具５は工具ローダ１２に
より工具交換用受け部１３に運ばれる。

【００４５】工具交換予報カウンタ２４の作動後に、作
業者が工具交換を行なうときには、工具交換開始及びス
トッパ入り指示の押釦スイッチ２３（上側）をＯＮにす
る。工具ローダ１２がＰ１の領域外にいることが自動的
に確認されると工具ローダストップ板１９が上昇してピ
ストン２０の下端が近接スイッチ４５により検知されて
ストップ板上昇端が確認されるとともに工具交換用受け
部１３のロック（図示しない）が外され、また、駆動モ
ータ２５への動力供給が停止され、工具ローダ１２はＰ
１の領域外即ち領域Ｒ（図１参照）内に停止する（図７
参照）。なお、加工機は連続運転の状態にある。

【００４６】作業者が手動で工具交換用受け部１３を降
下して新旧の工具を交換する。工具交換が完了したとき
には、工具交換完了及びストッパ抜き指示の押釦スイッ
チ２３（下側）をＯＮにする。工具ローダストップ板１
９は下降し、ピストン２０の下端が近接スイッチ４６に
より検知されて工具ローダストップ板１９の下降端が確
認され、ショックアブソーバ１４の働きにより図１の実
線の如くもとの上方の位置に復した工具交換用受け部１
３に前記のロックがかけられるとともに、駆動モータ２
５への動力が供給され、工具ローダ１２は位置Ｐ１の領
域内に移動することができることになる。なお、工具交
換予報カウンタ２４がカウントアップした旧工具が工具
交換用受け部１３に置かれている場合にあっても、加工
機より加工のために該工具が呼ばれたとき工具ローダス
トップ板１９が下降しているかぎり工具ローダ１２は工
具交換用受け部１３の工具を取りに行き、工具交換装置
６に供給して、加工を続行する。

【００４７】実施例２ 上述の実施例１では、押釦スイッチ２３（上側）をＯＮ
にすることにより、工具ロ一ダストップ板１９が図１に
示す鎖線の位置に上昇するとともに、駆動モータ２５へ
の動力供給が停止されて、工具ローダ１２が工具交換用
受け部１３の対応する位置Ｐ１に移動しないようにした
が、本実施例では駆動モータへの動力供給を停止するこ
となく、また、工具ローダ１２は工具交換時においても
領域Ｒ（図１参照）内で必要な動作をするものである。
なお、いうまでもないが、実施例２にあっても実施例１
と同じくシーケンス自動制御が採用されている。

【００４８】図１及び図８に基づいて本実施例を説明す
る。加工機連続運転中に旧工具が工具交換用受け部１３
に搬送されて工具交換作業が行われる場合、作業者が工
具開始の押釦スイッチ２３（上側）をＯＮにすると（図
８参照）、制御盤１８内に設けられた図示しない制御装
置により、工具ローダ１２が工具交換用受け部１３に対
応する位置Ｐ１の領域外にいるか否かが確認される。こ
のとき、工具ローダ１２が対応する位置Ｐ１の領域内に
いるときには、工具ローダ１２は位置Ｐ１の領域外即ち
図１に示す領域Ｒ内に移動される。

【００４９】工具ローダ１２が所望の位置にあることを
確認した後に、シリンダ２２のピストン２０が上昇し、
工具ローダストップ板１９が工具マガジン９の他端と工
具交換用受け部１３との間を図１の鎖線に示す如く上昇
する。工具ローダストップ板１９の上昇端の確認は、近
接スイッチ４５が該ピストン２０の下端を検知すること
により行われ、工具ローダストップ板１９は上昇した状
態で停止する。なお、前記の確認が行われた後、工具交
換用受け部１３のロックが解除され、手動で下方に移動
させることができる。

【００５０】工具ローダ１２は、前記領域Ｒ内において
シーケンス制御されつつ必要な動作、例えば加工機の指
示を受けて搬送などの所定の動作を行う。このように、
工具ローダ１２は、工具交換時に領域Ｒ内のみで動作す
るように制御されているので、作業者の安全が確保さ
れ、さらに万一に備えて工具ローダストップ板１９が上
昇して作業者を保護し、二重の安全対策が講じられてい
る。

【００５１】作業者が工具交換用受け部１３を所定の位
置に下降させて新旧の工具を交換し、又は空の状態の工
具交換用受け部１３に新工具を補給する。工具交換後、
作業者が工具交換完了の押釦スイッチ２３（下側）をＯ
Ｎにすると、工具ローダストップ板１９が下降し、ピス
トン２０の下端が近接スイッチ４６により検知されて工
具ローダストップ板１９の下降端が確認されるととも
に、図１に実線で示すように元の位置にもどった工具交
換用受け部１３に図示しないロックがかけられ下降が防
止され、工具ローダ１２の移動領域の規制が解除され
る。なお、この一連の過程においても、加工機は連続運
転中である。本実施例では、作業者は、工具交換開始押
釦スイッチをＯＮにするだけで、万全の安全対策が講じ
られた工具交換可能状態において工具交換作業を行うこ
とができ、しかも加工機は連続運転中であり、また、工
具ローダ１２は工具交換中にあっても所定の動作をして
いるので、生産性の向上は顕著であった。

【００５２】

【発明の効果】請求項１及び２の発明によれば、加工機
の連続運転中に作業者が工具交換作業をする際に、工具
ローダが工具交換用受け部に対応する位置に来ないよう
に制御されており、したがって作業者は安全に工具を交
換することができるとともに、加工機を停止することな
く連続運転させることができるので、安全面と生産性の
両面から顕著な効果が奏される。

【００５３】請求項３及び４の発明によれば、加工機の
連続運転中に作業者が工具交換用受け部における工具交
換作業をする際に、工具ローダが工具交換用受け部に対
応する位置に来ないように制御され、工具交換時の安全
性と加工機の連続運転による生産性の両面に優れたマガ
ジン工具交換装置が提供される。

【００５４】請求項５及び６の発明によれば、加工機の
連続運転中に作業者が工具交換作業をする際に、工具ロ
ーダが工具交換用受け部に対応する位置にこないように
制御されるとともに、万一に備えてさらに工具ローダス
トッパが設けられ、二重に安全対策が講じられ、しかも
工具交換時においても加工機を連続運転できる特徴を備
えたマガジン工具交換装置が提供されるという顕著な効
果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマガジン工具交換装置の正面図であ
る。

【図２】図１の工具ローダとボールねじと工具マガジン
との関係を示す斜視図である。

【図３】工具マガジンに収納状態の工具ポットを示す平
面図である。

【図４】図１の工具ローダ及び工具マガジンに収納状態
の工具ポットの部分を拡大して示す部分正面図である。

【図５】図４において矢印方向に見た工具ローダに係合
した工具ポットを示す側面図である。

【図６】工具交換装置の要部平面図である。

【図７】工具交換の手順を示すブロック図である。

【図８】工具交換の手順を示す別のブロック図である。

【図９】従来の工具交換装置の正面図である。

【符号の説明】

Ｍ 加工機 １ ベース ２ コラム ３ 主軸ヘッド ４ 主軸 ５ 工具 ６ 工具交換装置 ７ 工具交換アーム ８ 工具把持部 ９ 工具マガジン １０ 保持部 １１ 工具ポット １２ 工具ローダ １３ 工具交換用受け部 １４ ショックアブソーバ １９ 工具ローダストップ板 ２１ 回動軸 ２３ 押釦スイッチ ２４ 工具交換予報カウンタ ２７ ボールねじ ２９ ナット ３０ サドル ３１ カム溝 ３５ 第１係合溝 ３７ 係合溝 ３８ 受け渡し用シリンダ ３９ 回動体 ４０ ピストンロッド ４１ 把持アーム ４２ ピン ４３ フック部材 ４４ カム ４５ 近接スイッチ（上昇端確認） ４６ 近接スイッチ（下降端確認） ４７ アーム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主軸と、複数の保持部が一方向に開口した
   状態で直線上に配置されてなる工具マガジンと、該工具
   マガジンの一端側に設けられた工具交換装置と、該工具
   マガジンの他端側に設けられた工具交換用受け部と、工
   具の受け渡しを行う工具ローダとを備えたマガジン工具
   交換装置において、工具交換用受け部における工具交換
   時に前記工具ローダが該工具交換用受け部に対応する位
   置に移動しないようにして前記工具交換用受け部におけ
   る工具交換作業を行なうことを特徴とするマガジン工具
   交換方法。
2. 【請求項２】工具ローダが、工具交換位置と該工具マガ
   ジンの各保持部に対応する位置と該工具交換用受け部に
   対応する位置との間を移動して、該工具交換装置に備え
   られた工具交換アームと該工具マガジンの保持部と該工
   具交換用受け部との間で工具の受け渡しを行なう工具ロ
   ーダである請求項１に記載のマガジン工具交換方法。
3. 【請求項３】主軸と、複数の保持部がー方向に開口した
   状態で直線上に配列されてなる工具マガジンと、該工具
   マガジンのー端側に設けられた工具交換装置と、該工具
   マガジンの他端側に設けられた工具交換用受け部と、工
   具の受け渡しを行なう工具ローダとを備えた工具交換装
   置において、該工具交換用受け部における工具交換時に
   該工具ローダが該工具交換用受け部に対応する位置に移
   動させないように構成したことを特徴とするマガジン工
   具交換装置。
4. 【請求項４】工具ローダが、工具交換位置と該工具マガ
   ジンの各保持部に対応する位置と該工具交換用受け部に
   対応する位置との間を移動して、該工具交換装置に備え
   られた工具交換アームと該工具マガジンの保持部と該工
   具交換用受け部との間で工具の受け渡しを行なう工具ロ
   ーダである請求項３に記載のマガジン工具交換装置。
5. 【請求項５】工具ローダストッパが、さらに備えられて
   いる請求項３又は４に記載のマガジン工具交換装置。
6. 【請求項６】該工具ローダストッパが、前記工具マガジ
   ンの他端と前記工具交換用受け部との間に、該工具ロー
   ダの進行方向に対して略直角に移動自在に設けられた請
   求項５に記載のマガジン工具交換装置。