JPH1148072A - Machine tool - Google Patents

Machine tool

Info

Publication number
JPH1148072A
JPH1148072A JP9213501A JP21350197A JPH1148072A JP H1148072 A JPH1148072 A JP H1148072A JP 9213501 A JP9213501 A JP 9213501A JP 21350197 A JP21350197 A JP 21350197A JP H1148072 A JPH1148072 A JP H1148072A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spindle head
tool
machining
exchange
work
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
JP9213501A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Yasumoto
孝一 安本
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.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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 Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP9213501A priority Critical patent/JPH1148072A/en
Publication of JPH1148072A publication Critical patent/JPH1148072A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/15526Storage devices; Drive mechanisms therefor
    • B23Q3/15534Magazines mounted on the spindle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a machine tool to perform machining of a work and also tool replacement while the spindle heat fitted with a tool is moved between the machining region and replacement region, whereby tool replacement can be performed efficiently. SOLUTION: A timing chart used in a machine tool for performing tool replacement is illustrated in the attached drawing, where the movement of a table (XYB-axis) holding a work is started when the spindle head (Z-axis) has attained the simultaneous motion starting position, so that the table movement is finished at an earlier time than with a conventional machine tool in which the table movement is started when the spindle head has reached the point of origin of the Z-axis. Accordingly the total time required to make tool replacement can be shortened.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、工具が装着された
主軸ヘッドを、加工領域および交換領域の間で移動させ
て夫々ワークの加工および工具交換を行なう工作機械に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a machine tool which moves a spindle head on which a tool is mounted between a machining area and a change area to machine a workpiece and change a tool, respectively.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、予め用意された複数の工具の
中から、加工プログラムにて指定された工具を主軸に装
着して様々な加工を行なうことが可能にされた工作機械
が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a machine tool capable of performing various kinds of machining by mounting a tool designated by a machining program from a plurality of tools prepared in advance on a spindle. I have.

【0003】図7に示した工作機械10はその一例であ
る。この工作機械10は、切削屑の飛散を防止するため
のスプラッシュガード12の内側にワーク(図示しな
い)を載置するためのテーブル14、ドリルやタップ等
の工具を保持した工具マガジン16、工作機械本体(以
下単に本体ともいう)28等が配置されている。またス
プラッシュガード12には、工作機械10の運転状況等
を表示するためのCRT(Cathode Ray Tube)20、工
作機械10に指令を与えるための種々のボタン類やフロ
ッピーディスクに対し加工プログラム等のデータを入出
力するためのフロッピーディスクドライブ等を備えた操
作パネル22、ワークの入出やメンテナンスのためのワ
ーク交換口24、メンテナンス時等に用いられる点検ハ
ッチ26等が設けられている。
A machine tool 10 shown in FIG. 7 is one example. The machine tool 10 includes a table 14 for placing a work (not shown) inside a splash guard 12 for preventing scattering of cutting chips, a tool magazine 16 holding tools such as drills and taps, and a machine tool. A main body (hereinafter, also simply referred to as a main body) 28 and the like are arranged. The splash guard 12 has a CRT (Cathode Ray Tube) 20 for displaying the operation status of the machine tool 10, various buttons for giving commands to the machine tool 10, and data such as a machining program for a floppy disk. An operation panel 22 provided with a floppy disk drive or the like for inputting / outputting a work, a work exchange port 24 for entering / exiting and maintaining a work, an inspection hatch 26 used for maintenance and the like are provided.

【0004】本体28の周辺の側面を示したのが図8で
ある。図8に示すように、本体28は、コラム30に固
定されたZ軸用サーボモータ(以下、単にZ軸モータと
いう)32がボールネジ34を回転させることにより上
下される主軸ヘッド36と、フレーム38を介してコラ
ム30に固定されたマガジン支持台40とを主部として
構成されている。工具マガジン16は、マガジン軸42
の回りに回動可能にマガジン支持台40に固定されてい
る。
FIG. 8 shows a side surface around the main body 28. As shown in FIG. 8, the main body 28 includes a spindle head 36 that is moved up and down by rotating a ball screw 34 by a Z-axis servomotor (hereinafter simply referred to as a Z-axis motor) 32 fixed to a column 30, and a frame 38. And a magazine support base 40 fixed to the column 30 through the main body. The tool magazine 16 includes a magazine shaft 42.
Is fixed to the magazine support base 40 so as to be rotatable around.

【0005】主軸ヘッド36には、ドリルやタップ等の
工具を保持するための主軸と、主軸を回転駆動するため
の主軸モータ46と、複合カム体50と、ボールネジ3
4に螺合されている送りナット(図示しない)と、主軸
に対して工具を脱着可能に保持するクランプ・アンクラ
ンプ機構(図示しない)等を備えている。工具マガジン
16は、工具を保持する10個のグリップアーム52
が、円周方向に配設されており、夫々揺動軸54に揺動
可能にされている。グリップアーム52には、複合カム
体50のカム面に当接・離反するカムフォロワ56が設
けられており、複合カム体50が主軸ヘッド36と共に
上下動されることによって、主軸に取り付けられた工具
の脱着を行なう。工具の交換は、工具マガジン16がマ
ガジンモータ57により回転されることにより行なわれ
る。この機構については、特公平7−22860号等に
記載されているため、ここではその概略のみ述べる。
The spindle head 36 has a spindle for holding tools such as drills and taps, a spindle motor 46 for rotating the spindle, a composite cam body 50, and a ball screw 3.
4 is provided with a feed nut (not shown) screwed to the unit 4 and a clamp / unclamp mechanism (not shown) for detachably holding a tool with respect to the main shaft. The tool magazine 16 has ten grip arms 52 for holding tools.
Are arranged in the circumferential direction, and are swingable by the swing shafts 54, respectively. The grip arm 52 is provided with a cam follower 56 which comes into contact with and separates from the cam surface of the composite cam body 50. The composite cam body 50 is moved up and down together with the main spindle head 36, so that the tool attached to the main spindle is moved. Perform desorption. The tool exchange is performed by rotating the tool magazine 16 by the magazine motor 57. Since this mechanism is described in Japanese Patent Publication No. Hei 7-22860, only the outline thereof will be described here.

【0006】図9は、工具交換の工程を模式的に表した
ものであり、本図左下に示すように工具58を用いてワ
ーク60に穴あけ加工を施した後、この工具58を工具
58′に交換する様子を示す。これには、まずにてZ
軸モータ32を稼働し、主軸ヘッド36を上昇させるこ
とにより工具58をワーク60から抜く。この移動距離
は工具58の長さやワークの高さ等によって変化する。
次ににて、主軸モータの回転を止めると共に、再度Z
軸モータ32を稼働し、主軸ヘッド36をZ軸原点ZO
まで上昇させる(これをZ軸の原点復帰という)。Z軸
原点ZOは、任意のワークがテーブル14に固定され、
任意の工具(工具58、58′に限らない)が主軸に取
り付けられている状態でテーブル14を移動させても、
その工具とワーク60が衝突しないZ軸の位置である
(但し工作機械10の仕様にあった大きさのワークおよ
び使用可能な工具を用いた場合に限る)。
FIG. 9 schematically shows a tool changing process. After drilling a workpiece 60 using a tool 58 as shown in the lower left of FIG. Shows how to replace it. To do this, first
The tool 58 is removed from the workpiece 60 by operating the shaft motor 32 and raising the spindle head 36. This moving distance changes depending on the length of the tool 58, the height of the work, and the like.
Next, the rotation of the spindle motor is stopped, and Z
Activate the axis motor 32 and move the spindle head 36 to the Z-axis origin ZO.
(This is called Z-axis return to origin). In the Z-axis origin ZO, an arbitrary work is fixed to the table 14,
Even if the table 14 is moved while any tools (not limited to the tools 58 and 58 ') are attached to the main shaft,
The Z-axis position at which the tool and the workpiece 60 do not collide with each other (however, only when a workpiece having a size that meets the specifications of the machine tool 10 and a usable tool are used).

【0007】ここまで工具58が上昇すると、にてワ
ーク60において工具58′による加工を行なう位置
が、主軸の真下に来るようにテーブル14を移動させる
と共に、主軸ヘッド36をATC原点まで上昇させる。
ATC原点は、Z軸原点ZOよりも更に上方に設定され
ている。主軸ヘッド36がここまで上昇される途中で、
グリップアーム52を複合カム体50が揺動させ、クラ
ンプ・アンクランプ機構が工具58をアンクランプする
ことにより、工具58は主軸から取り外され、主軸ヘッ
ド36がATC原点に到達したときには、工具58用の
グリップアーム52で保持された状態となる。そして工
具マガジン16を回転させ、工具58′を保持したグリ
ップアーム52を主軸の下方に位置させる。本図では、
便宜上、主軸ヘッド36が横方向に動いている様に示し
ているが、実際には上下方向にしか動かない。そして主
軸ヘッド36をZ軸原点ZOまで下降させる。この下降
の途中で、クランプ・アンクランプ機構が工具58′を
クランプすることにより、主軸に工具58′が装着され
る。そしてにて主軸モータを稼働させ、主軸ヘッド3
6を、工具58′の長さおよびワーク60の高さによっ
て決まる高さまで下降させる。
When the tool 58 is moved up to this point, the table 14 is moved so that the position where the tool 58 'is processed on the workpiece 60 is directly below the spindle, and the spindle head 36 is raised to the ATC origin.
The ATC origin is set further above the Z-axis origin ZO. While the spindle head 36 is being raised to this point,
When the grip cam 52 is swung by the composite cam body 50 and the clamp / unclamp mechanism unclamps the tool 58, the tool 58 is detached from the spindle. When the spindle head 36 reaches the ATC origin, the tool 58 Is held by the grip arm 52. Then, the tool magazine 16 is rotated to position the grip arm 52 holding the tool 58 'below the main shaft. In this figure,
For convenience, the spindle head 36 is shown as moving in the horizontal direction, but actually moves only in the vertical direction. Then, the spindle head 36 is lowered to the Z-axis origin ZO. During this lowering, the tool 58 'is mounted on the spindle by the clamp / unclamp mechanism clamping the tool 58'. Then, the spindle motor is operated, and the spindle head 3
6 is lowered to a height determined by the length of the tool 58 'and the height of the workpiece 60.

【0008】これをタイミングチャートにしたのが図1
0である。本図は横軸が時間、縦軸が各モータの回転速
度を表している。本図においてXYB軸と記されている
のはテーブル14の移動に係る駆動である。実際にはX
(左右方向)軸、Y(前後方向)、B軸(左右方向を軸
とする回転)を独立して行なうが、本図では3者を統合
してXYB軸として記している。
FIG. 1 is a timing chart of this.
0. In this figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the rotation speed of each motor. In the figure, the drive related to the movement of the table 14 is indicated by the XYB axis. Actually X
The (left-right direction) axis, the Y (front-back direction), and the B-axis (rotation about the left-right direction) are performed independently, but in the figure, the three are integrated and described as XYB axes.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】図10のタイミングチ
ャートから分かるように、においては、主軸ヘッド3
6をZ軸原点ZOまで下降させた後に無駄時間TDがあ
る。これは、XYB軸の移動が完了するのを待つ時間で
ある。この時間は、工具58にて加工を行なう位置と工
具58′にて加工を行なう位置との距離が離れるほど増
大し、工具交換の非能率化を招いていた。
As can be seen from the timing chart of FIG.
There is a dead time TD after 6 is lowered to the Z-axis origin ZO. This is the time to wait for the movement of the XYB axes to be completed. This time increases as the distance between the position where the machining is performed by the tool 58 and the position where the machining is performed by the tool 58 'increases, resulting in inefficient tool change.

【0010】本発明は係る課題に鑑みなされたものであ
り、請求項1記載の本発明は、無駄時間TDを短縮する
ことにより、工具交換に掛かる時間を短くし、加工全体
の能率化を実現することを目的とする。また請求項2に
記載の本発明は、請求項1記載の本発明による加工時間
を一層短縮可能にすることを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the present invention according to claim 1 shortens the time required for tool change by shortening the dead time TD, thereby realizing the efficiency of the entire machining. The purpose is to do. Another object of the present invention is to make it possible to further reduce the processing time according to the present invention.

【0011】また更に、請求項3に記載の本発明は、請
求項1記載の本発明とは異なる手法により加工時間を短
縮することを目的としている。請求項4に記載の本発明
は、請求項3記載の本発明による加工時間を一層短縮可
能にすることを目的としている。
Still another object of the present invention is to reduce the processing time by a method different from that of the present invention. The fourth object of the present invention is to make it possible to further reduce the processing time according to the third aspect of the present invention.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段及び発明の効果】係る目的
を達成するためになされた本発明の請求項1に記載の工
作機械は、装着された工具を回転駆動させてワークを加
工する主軸ヘッドと、ワークの加工を行なう加工領域お
よび該主軸ヘッドに装着された工具を交換する交換領域
の間で前記主軸ヘッドを移動させる主軸ヘッド移動手段
と、ワークを保持するテーブルと、該テーブルおよび前
記主軸ヘッドを互いに、少なくとも前記工具の回転軸に
垂直な方向に相対移動させる相対移動手段と、前記交換
領域まで移動された前記主軸ヘッドに装着されている工
具を次に使用する工具に交換する交換手段と、予め作成
されたプログラムにおいて前記交換手段を稼働する旨が
指示されている際に、前記主軸ヘッドを、前記加工領域
から、当該工作機械の加工対象となりうる任意のワーク
に干渉することなく前記相対移動手段を駆動できる点で
ある原点まで、前記回転軸方向に移動させる退避手段
と、を備えた工作機械において、前記退避手段により前
記主軸ヘッドが退避される際に、少なくとも主軸ヘッド
および該主軸ヘッドに装着されている工具が前記テーブ
ルに保持されているワークに干渉することなく、前記相
対移動手段を駆動可能となる前記主軸ヘッドの退避位置
である移動開始位置、を入力するための移動開始位置入
力手段と、前記退避手段により移動された前記主軸ヘッ
ドの位置を検出する主軸ヘッド位置検出手段と、前記主
軸ヘッドが前記移動開始位置まで退避したことが、前記
主軸ヘッド位置検出手段により検出されると、前記相対
移動手段の駆動を開始し、前記プログラムに基づいて、
現在の前記テーブルの位置から次に使用する工具を用い
て加工が為される位置まで相対移動させる相対移動開始
手段と、を備えたことを特徴とする。
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention In order to achieve the above object, a machine tool according to claim 1 of the present invention is a spindle head for processing a workpiece by rotating a mounted tool. A spindle head moving means for moving the spindle head between a machining area for machining a workpiece and an exchange area for exchanging a tool mounted on the spindle head; a table for holding the workpiece; the table and the spindle Relative movement means for relatively moving the heads relative to each other at least in a direction perpendicular to the rotation axis of the tool, and exchange means for exchanging a tool mounted on the spindle head moved to the exchange area with a tool to be used next When the instruction to operate the exchange means is given in a program created in advance, the spindle head is moved from the machining area to the machine tool. A retracting means for moving the relative moving means in the direction of the rotation axis up to an origin, which is a point at which the relative moving means can be driven without interfering with any work that can be a processing target. When the head is retracted, at least the spindle head and a tool mounted on the spindle head can drive the relative moving unit without interfering with the work held on the table, and the spindle head is retracted. A movement start position input means for inputting a movement start position which is a position, a spindle head position detection means for detecting a position of the spindle head moved by the retreating means, and the spindle head is moved to the movement start position. When the evacuation is detected by the spindle head position detecting means, the driving of the relative moving means is started, and the program Based on the beam,
Relative movement start means for relatively moving from the current position of the table to a position where processing is performed using a tool to be used next.

【0013】ここで、原点は前述の工作機械10におけ
るZ軸原点ZOに相当し、加工領域はZ軸原点ZOより
も下の部分に相当し、交換領域は工作機械10において
はZ軸原点ZOよりも上の部分に相当する。なお工作機
械10以外の工作機械の中には、工具交換を原点におい
て行なうものもある。こうした機械では原点が交換領域
となる。
Here, the origin corresponds to the Z-axis origin ZO of the machine tool 10, the machining area corresponds to a portion below the Z-axis origin ZO, and the exchange area corresponds to the Z-axis origin ZO of the machine tool 10. Above. Some machine tools other than the machine tool 10 perform tool change at the origin. In such a machine, the origin is the exchange area.

【0014】主軸ヘッド移動手段の処理は、工作機械1
0においてはZ軸モータ32が工程において、Z軸原
点ZOとATC原点の間を往復させる処理に相当し、退
避手段の処理は、Z軸モータ32が工程において、Z
軸原点ZOまで主軸ヘッド36を上昇させる処理に相当
する。このように工作機械10では、主軸ヘッド移動手
段の処理および退避手段の処理はいずれも、Z軸モータ
32を駆動することによって行なわれるが、これは工作
機械10においては、交換領域と加工領域とが回転軸に
沿って位置されているからである。交換領域が加工領域
の側方等に位置された工作機械では、別のモータ等によ
り主軸ヘッドがその方向に移動されることとなり、この
処理が主軸ヘッド移動手段としての処理になる。
Processing of the spindle head moving means is performed by the machine tool 1
0, the Z-axis motor 32 corresponds to the process of reciprocating between the Z-axis origin ZO and the ATC origin in the process.
This corresponds to a process of raising the spindle head 36 to the axis origin ZO. As described above, in the machine tool 10, both the processing of the spindle head moving means and the processing of the retraction means are performed by driving the Z-axis motor 32. Is located along the rotation axis. In a machine tool in which the exchange area is located on the side of the machining area or the like, the spindle head is moved in that direction by another motor or the like, and this processing is processing as spindle head moving means.

【0015】また、交換手段は、工具マガジン16、複
合カム体50、カムフォロワ56等に相当し、相対移動
手段は、テーブル14をX軸、Y軸、B軸の各方向に移
動(B軸の場合は回転)させるための駆動用モータに相
当する。なお、本発明では、ワークが工作機械に対して
固定されており、主軸ヘッドを回転軸に沿った方向以外
にも動かすことにより、ワークの所望位置に加工を施す
タイプの工作機械も対象としているが、以下、特にこと
わりのない限り、前述の工作機械10のようなタイプに
て代表させて説明を行なう。
The exchange means corresponds to the tool magazine 16, the composite cam body 50, the cam follower 56, and the like. The relative movement means moves the table 14 in each of the X, Y, and B axes (the B axis). In this case, it corresponds to a drive motor for rotating the motor. The present invention is also directed to a machine tool in which a work is fixed to a machine tool, and a desired position of the work is machined by moving a spindle head in a direction other than the direction along the rotation axis. However, hereinafter, unless otherwise specified, a description will be given using a type such as the machine tool 10 described above.

【0016】このように構成された工作機械において
は、交換手段による工具交換が行なわれる都度、退避手
段が主軸ヘッドを退避させる(前述の工程、に相
当)が、テーブルの移動は、移動開始位置に主軸ヘッド
位置が達した時点で開始される。移動開始位置は、移動
開始位置入力手段を介して入力され、この移動開始位置
に達すると、相対移動開始手段が、テーブルを次に使用
する工具を用いて加工が為される位置まで相対移動させ
る。主軸ヘッドの位置は、主軸ヘッド位置検出手段によ
って検出される。
In the machine tool constructed as described above, the retreating means retreats the spindle head each time the tool is exchanged by the exchanging means (corresponding to the above-described process). Is started when the spindle head position reaches. The movement start position is input via the movement start position input means, and when the movement start position is reached, the relative movement start means relatively moves the table to a position where processing is performed using a tool to be used next. . The position of the spindle head is detected by a spindle head position detecting means.

【0017】原点と移動開始位置との違いは、前者が、
任意のワークと任意の工具とが互いに干渉しない主軸ヘ
ッドの位置であるのに対して、後者はその時点で、テー
ブルに保持されているワークと主軸ヘッドに装着されて
いる工具とが互いに干渉しない主軸ヘッドの位置である
ことにある。
The difference between the origin and the movement start position is as follows.
In the latter case, the work held on the table and the tool mounted on the spindle head do not interfere with each other, while the arbitrary work and any tool are at the position of the spindle head that does not interfere with each other. It is the position of the spindle head.

【0018】このような工作機械において、移動開始位
置を、原点よりも加工領域側に設定しておけば、テーブ
ルは、主軸ヘッドが原点に到達するよりも前の時点で相
対移動を開始する。このため、交換手段のみの作動時間
(図10の時間Aに相当)内に相対移動できないほどテ
ーブルを移動させる場合であっても、従来の、原点に達
してから相対移動を開始した場合に比べ、相対移動が早
く完了する。
In such a machine tool, if the movement start position is set closer to the machining area than the origin, the table starts relative movement at a point before the spindle head reaches the origin. For this reason, even when the table is moved so that the relative movement cannot be performed within the operation time of the exchange means alone (corresponding to time A in FIG. 10), compared with the conventional case where the relative movement is started after reaching the origin. , The relative movement is completed earlier.

【0019】このように請求項1記載の工作機械によれ
ば、上昇された主軸ヘッドが原点に到達する前の時点に
おいて、テーブルの移動が開始されるため、その移動を
早い時点で終了することができる。そしてこれにより、
前述の工程に相当する主軸ヘッドの下降も、早い時点
で開始可能となるので、工具交換に要する時間を短縮す
ることができる。
Thus, according to the machine tool of the first aspect, the movement of the table is started before the raised spindle head reaches the origin, so that the movement is terminated at an early time. Can be. And this gives
Since the lowering of the spindle head corresponding to the above-described process can be started at an early point in time, the time required for tool change can be reduced.

【0020】この請求項1記載の工作機械は、テーブル
に固定されているワーク及びヘッドに装着されている工
具に特化すれば、テーブルを移動させても両者が干渉し
ない位置(つまり移動開始位置)を原点よりも加工領域
側にシフトできることを原理としたものであるが、工具
交換直前のワークに特化すれば、更に加工領域側にシフ
トできる可能性がある。例えば、前述の工作機械10に
おいて、上面が階段状になったワークを加工する際に
は、低い面ほど移動開始位置を低く設定できる場合があ
る。これを利用したのが請求項2記載の工作機械であ
る。
If the machine tool according to the first aspect is specialized for a work fixed to the table and a tool mounted on the head, the machine tool does not interfere with each other even when the table is moved (ie, the movement start position). ) Can be shifted to the machining area side from the origin, but if it is specialized for the work immediately before the tool change, there is a possibility that it can be further shifted to the machining area side. For example, in the above-described machine tool 10, when processing a workpiece having a stepped upper surface, the lower the surface, the lower the movement start position may be. The machine tool according to claim 2 utilizes this.

【0021】すなわちこの工作機械では、プログラム中
に示される交換手段を稼働する旨の指示に対応して、そ
の交換の直前のテーブルの相対位置から、次に使用する
工具を用いて加工が為される相対位置までにおける主軸
ヘッドの退避位置を予め設定しておき、この退避位置を
移動開始位置としている。
That is, in this machine tool, machining is performed using the next tool from the relative position of the table immediately before the exchange in response to the instruction to operate the exchange means indicated in the program. A retreat position of the spindle head up to a relative position is set in advance, and this retreat position is set as a movement start position.

【0022】こうしておけば、前述した階段状の上面を
有するワークにおいて、同じ面に2種類以上の工具にて
加工を施す場合には、その面に特化した移動開始位置を
プログラム中に設定しておくことにより、移動開始位置
を一層ワークに近い位置に設定でき、これにより工具交
換に掛かる時間を更に短くすることができる。また工具
交換の前後で加工箇所の高さが変わる場合には、高い方
の面を基準として移動開始位置を設定する必要に迫られ
ることが多いが、このときには、加工順序が高い面から
低い面へとなるようにプログラムしておけば、移動開始
位置に到達する時点を早くすることができるので、その
工具交換に掛かる時間を短縮することができる。
In this way, in the above-described work having a stepped upper surface, when the same surface is to be machined with two or more types of tools, a movement start position specialized for that surface is set in the program. By doing so, the movement start position can be set to a position closer to the work, thereby further reducing the time required for tool change. In addition, when the height of the machining point changes before and after the tool change, it is often necessary to set the movement start position with reference to the higher surface. If the program is programmed so that the time to reach the movement start position can be made earlier, the time required for the tool change can be reduced.

【0023】また、このようなワークに対して加工を施
すプログラムは、高い面から低い面へと加工を施すよう
に作成すれば、加工動作を一層、能率的に行なうことが
期待できる。なお、請求項1、2記載の工作機械に限ら
ないが、交換領域における工具の交換が終了すると、そ
の工具を用いた加工をワークに施すために、主軸ヘッド
は交換領域から加工領域に移動されることになる。この
際に、請求項3記載の工作機械のように主軸ヘッドの移
動を制御すると早い時点で加工を再開できる。
If a program for processing such a workpiece is prepared so as to process from a high surface to a low surface, it is expected that the processing operation will be performed more efficiently. The tool head is moved from the exchange area to the machining area in order to perform machining using the tool when the exchange of the tool in the exchange area is completed. Will be. At this time, if the movement of the spindle head is controlled as in the machine tool according to the third aspect, machining can be resumed at an early point.

【0024】すなわち、請求項3記載の工作機械は、い
わば請求項1に記載の工作機械において、移動開始位置
入力手段に代えて、工具が交換された主軸ヘッドがワー
クに接近される際に、少なくとも主軸ヘッドおよび主軸
ヘッドに装着されている工具が、ワークに干渉すること
なく相対移動手段を駆動可能な主軸ヘッドの接近位置、
を入力するための接近位置入力手段を備え、退避手段に
代えて、交換手段による交換が終了すると主軸ヘッドを
接近位置まで移動させる接近手段を備え、相対移動開始
手段に代えて、工具交換に伴って必要となる相対移動手
段によるテーブルの移動が完了し且つ接近手段により主
軸ヘッドが接近位置まで移動されると、主軸ヘッドをワ
ークを加工可能な位置まで移動させる加工開始手段とを
備えたものとなっている。
That is, in the machine tool according to the third aspect, when the spindle head whose tool has been replaced approaches the workpiece instead of the movement start position input means in the machine tool according to the first aspect, At least the spindle head and the tool mounted on the spindle head, the approach position of the spindle head capable of driving the relative moving means without interfering with the work,
And an approaching position inputting means for inputting a command, and, in place of the retreating means, an approaching means for moving the spindle head to the approaching position when the replacement by the replacing means is completed. Processing start means for moving the spindle head to a position at which the work can be processed when the movement of the table by the necessary relative moving means is completed and the spindle head is moved to the approach position by the approach means. Has become.

【0025】この請求項3に係る工作機械を、相対移動
開始手段を備えない構成とすると、テーブルの相対移動
が開始されるのは、主軸ヘッドが加工領域から移動され
て原点に達したときであるから、この相対移動が完了す
る時点は、従来の工作機械と変わらない。しかし、接近
位置入力手段を介して、原点よりもワーク寄りに接近位
置を設定しておくと、接近手段が主軸ヘッドをこの接近
位置まで移動させるので、その分、加工開始手段が主軸
ヘッドを移動させる量が減り、早い時点で加工が開始さ
れる。
If the machine tool according to the third aspect does not include the relative movement start means, the relative movement of the table is started when the spindle head is moved from the machining area and reaches the origin. Therefore, the time when the relative movement is completed is not different from the conventional machine tool. However, if the approach position is set closer to the workpiece than the origin via the approach position input means, the approach means moves the spindle head to this approach position, so the machining start means moves the spindle head accordingly. The amount to be reduced is reduced, and processing is started at an early point.

【0026】従って、請求項3記載の工作機械によれ
ば、工具交換に係る加工の中断から、加工の再開までの
時間を短縮することができる。なお、接近位置入力手
段、接近手段、および加工開始手段は、夫々移動開始位
置入力手段、退避手段、および相対移動開始手段に代わ
る構成として、記しているが、退避手段は主軸ヘッドを
原点まで退避するために通常、備えることとなり、移動
開始位置入力手段および相対移動開始手段についても備
えていても構わない。これらを備えていると、テーブル
の移動が完了する時点も早まるため、一層、加工の再開
の時点を早めることができる。
Therefore, according to the machine tool of the third aspect, it is possible to reduce the time from the interruption of the machining for the tool change to the resumption of the machining. Note that the approach position input means, approach means, and processing start means are described as configurations that replace the movement start position input means, retreat means, and relative movement start means, respectively, but the retreat means retracts the spindle head to the origin. In order to perform this, it is usually provided with a movement start position input unit and a relative movement start unit. When these are provided, the time point at which the movement of the table is completed is also advanced, so that the time point at which the processing is resumed can be further advanced.

【0027】また、請求項2記載の本発明に対応して、
工具交換直後のワークに特化すれば、接近位置を更に加
工領域側にシフトできる可能性がある。これには請求項
4記載の工作機械のようにすればよい。すなわち請求項
4記載の工作機械では、プログラム中に示される交換手
段を稼働する旨の指示に対応して、次に使用する工具を
用いて加工が為される相対位置における主軸ヘッドの接
近位置を予め設定しておく。
According to the present invention described in claim 2,
If the work is specialized for the work immediately after the tool change, there is a possibility that the approach position can be further shifted to the machining area side. This may be achieved by a machine tool according to the fourth aspect. That is, in the machine tool according to the fourth aspect, the approach position of the spindle head at the relative position where the machining is performed using the tool to be used next is determined in response to the instruction to operate the exchange means indicated in the program. Set in advance.

【0028】こうしておけば、前述した階段状の上面を
有するワークにおいて、加工箇所が工具交換の前後で高
い面から低い面に移動させる場合には、接近位置を低い
面に近接させることができるので、加工開始手段が加工
を再開させる時点を早めることができる。
In this way, in the case of the above-described work having the step-like upper surface, when the processing portion is moved from a high surface to a low surface before and after the tool change, the approach position can be made closer to the low surface. The point at which the processing start means restarts the processing can be advanced.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下に本発明が適用された工作機
械について図面と共に説明する。なお、外観は前述の工
作機械10と変化がないため、図示を省略し、また工作
機械10の備える構成と同じ名称については同じ符号を
付している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A machine tool to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. The appearance is the same as that of the machine tool 10 described above, so that the illustration is omitted, and the same reference numerals are given to the same components as those of the machine tool 10.

【0030】まず図1は、工作機械10において、加工
に掛かる制御全般を司る制御装置70を示すブロック図
である。制御装置70は、制御全体を統括するマスター
CPU71と、ワーク60の加工を主に司るスレーブC
PU72と、工具交換を司るATC部CPU73との3
つのCPUを中心に構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a control device 70 that controls the entire control of machining in the machine tool 10. As shown in FIG. The control device 70 includes a master CPU 71 that controls the entire control and a slave C that mainly controls the processing of the work 60.
PU72 and ATC unit CPU73 that manages tool change
It is configured around one CPU.

【0031】マスターCPU71には、制御装置70自
体を動作させるプログラムや定数等を格納するマスター
部ROM74と、制御実行中の変数やフラグ等を一時記
憶する第1マスター部RAM75と、工具交換タイミン
グ及びワーク加工に使用する工具等を指示するための加
工プログラム等を格納した第2マスター部RAM76
と、CRT20と、操作パネル22等が接続されてい
る。なお、第2マスター部RAM76は、電源をオフし
ても記憶内容が消えないようバックアップ機能を有して
いる。
The master CPU 71 has a master ROM 74 for storing programs and constants for operating the control device 70 itself, a first RAM 75 for temporarily storing variables, flags, and the like during execution of control. A second master RAM 76 which stores a machining program for instructing a tool or the like to be used for workpiece machining.
, The CRT 20 and the operation panel 22 are connected. The second master RAM 76 has a backup function so that the stored contents are not erased even when the power is turned off.

【0032】スレーブCPU72には、ワーク加工のた
めのモータ駆動プログラムや定数等を格納するスレーブ
部ROM77と、ワーク加工制御実行中の変数やフラグ
等を一時記憶するスレーブ部RAM78と、テーブル1
4をX軸方向に移動させるX軸モータ84、Y軸方向に
移動させるY軸モータ86、B軸回りに回転させるB軸
モータ88、Z軸モータ32、主軸モータ46等が接続
されている。スレーブCPU72はこれらを制御駆動
し、テーブル14に保持されたワーク60に対して所定
の工具による加工を実行する。
The slave CPU 72 has a slave ROM 77 for storing a motor drive program and constants for work machining, a slave RAM 78 for temporarily storing variables and flags during execution of work machining control, and a table 1.
An X-axis motor 84 that moves the X-ray 4 in the X-axis direction, a Y-axis motor 86 that moves the Y-axis in the Y-axis direction, a B-axis motor 88 that rotates around the B-axis, the Z-axis motor 32, and the main shaft motor 46 are connected. The slave CPU 72 controls and drives them, and executes machining of the work 60 held on the table 14 by a predetermined tool.

【0033】ATC部CPU73には、工具交換のため
のマガジン旋回プログラムや定数等を格納するATC部
ROM79と、工具交換制御実行中の変数やフラグ等を
一時記憶するATC部RAM80と、マガジンモータ5
7等が接続されている。ATC部CPU73は、マガジ
ンモータ57を制御駆動し、工具マガジン16を回転さ
せて、次に使用する工具の割り出しを行なう。
The ATC CPU 73 has an ATC ROM 79 for storing a magazine turning program and constants for tool change, an ATC RAM 80 for temporarily storing variables, flags, and the like during execution of tool change control, and a magazine motor 5.
7 are connected. The ATC unit CPU 73 controls and drives the magazine motor 57 to rotate the tool magazine 16 to determine the next tool to be used.

【0034】マスターCPU71とスレーブCPU72
の間には、マスターCPU71からスレーブCPU72
への指令あるいはその逆方向の信号、その他の情報をや
り取りするためのMS間共通RAM81が接続されてい
る。MS間共通RAM81はマスターCPU71及びス
レーブCPU72の双方から情報が書き込まれたり、読
み出されたりする。
Master CPU 71 and slave CPU 72
In the meantime, the master CPU 71
An inter-MS common RAM 81 for exchanging a command to the MS or a signal in the opposite direction and other information is connected. Information is written to and read from the MS-to-MS common RAM 81 from both the master CPU 71 and the slave CPU 72.

【0035】またマスターCPU71とATC部CPU
73の間には、マスターCPU71からATC部CPU
73への指令あるいはその逆方向の信号、その他の情報
をやり取りするためのMA間共通RAM82が接続され
ている。前述のMS間共通RAM81と同様、MA間共
通RAM82は、マスターCPU71及びATC部CP
U73の双方から情報が書き込まれたり、読み出された
りする。
The master CPU 71 and the ATC unit CPU
Between 73, the master CPU 71 to the ATC unit CPU
A common RAM 82 between MAs for exchanging a command to 73 or a signal in the opposite direction and other information is connected. Like the inter-MS common RAM 81 described above, the inter-MA common RAM 82 includes a master CPU 71 and an ATC unit CP.
Information is written or read from both sides of U73.

【0036】マスターCPU71は、操作パネル22の
フロッピーディスクドライブから読み込んだ加工プログ
ラムやパラメータを第2マスター部RAM76に一旦格
納する。格納された加工プログラムは図2に示すよう
に、CRT20に表示させることにより確認することが
できる。パラメータとは、機械の動作を設定するための
項目の集まりであり、これについても図3に示すよう
に、CRT20に表示させて確認することができる。そ
してマスターCPU71は、これら加工プログラム及び
パラメータに基づいて各種命令を生成し、スレーブCP
U72、ATC部CPU73に動作指令を発行する。
The master CPU 71 temporarily stores the machining programs and parameters read from the floppy disk drive of the operation panel 22 in the second master unit RAM 76. The stored machining program can be confirmed by displaying it on the CRT 20 as shown in FIG. The parameter is a group of items for setting the operation of the machine, and can be confirmed by displaying it on the CRT 20 as shown in FIG. Then, the master CPU 71 generates various commands based on these machining programs and parameters, and outputs
U72 issues an operation command to the ATC unit CPU73.

【0037】このように構成された工作機械10におい
て、工具交換が行なわれる様子を図4に示す。本図は図
9に対応するもので、図9と同様、工具58を用いてワ
ーク60に穴あけ加工を施した後、この工具58を工具
58′に交換すると様子を示している。
FIG. 4 shows how the tool is changed in the machine tool 10 having the above-described configuration. This drawing corresponds to FIG. 9 and shows a state in which, after drilling a workpiece 60 using a tool 58, the tool 58 is replaced with a tool 58 ', similarly to FIG.

【0038】これには、まず′にてMS間共通RAM
81を介してスレーブCPU72に指令を発することに
よりZ軸モータ32を稼働し、主軸ヘッド36を上昇さ
せてワーク60から工具58を抜き、一旦主軸ヘッド3
6を停止させる。次に′にて、主軸モータ46を停止
すると共に再度Z軸モータ32を稼働し、主軸ヘッド3
6を同時動作位置まで上昇させる。このとき、同時動作
位置は、本発明の移動開始位置に相当する。すなわち同
時動作位置は、テーブル14に固定されているワーク6
0、および主軸に取り付けられている工具58に関し、
テーブル14を移動させても、両者が互いに干渉しない
Z軸の位置であり、パラメータの一つとして与えられ
る。従って、同時動作位置を入力するには、加工プログ
ラムの実行に先んじて、図5に示すような同時動作位置
を入力する画面をCRT20に表示させ、操作パネル2
2を介して同時動作位置を入力する。この処理が本発明
の移動開始位置入力手段に相当する(後述するように、
同時動作位置は本発明の接近位置にも相当するのでこの
処理は接近位置入力手段も兼ねている)。なお、主軸ヘ
ッド36が同時動作位置に達したか否かは、Z軸モータ
32の備えるロータリーエンコーダから出力されるカウ
ント値に基づいてスレーブCPU72が算出した主軸ヘ
ッド36の位置をMS間共通RAM81を介してマスタ
ーCPU71が受け取り、予めパラメータの一つとして
入力された同時動作位置と比較することにより判定され
る。つまりZ軸モータ32のロータリーエンコーダが出
力するカウント値に基づいて主軸ヘッド36の位置を算
出する際のスレーブCPU72が、本発明の主軸ヘッド
位置検出手段に相当する。
To do this, first, a common RAM between MSs
The Z-axis motor 32 is operated by issuing a command to the slave CPU 72 via 81, the spindle head 36 is raised, the tool 58 is removed from the work 60, and once the spindle head 3
6 is stopped. Next, at step (1), the spindle motor 46 is stopped, and the Z-axis motor 32 is operated again.
6 is raised to the simultaneous operation position. At this time, the simultaneous operation position corresponds to the movement start position of the present invention. That is, the simultaneous operation position is determined by the work 6 fixed to the table 14.
0, and the tool 58 mounted on the spindle,
Even when the table 14 is moved, these are positions on the Z axis where they do not interfere with each other, and are given as one of the parameters. Therefore, in order to input the simultaneous operation position, a screen for inputting the simultaneous operation position as shown in FIG.
2 to input the simultaneous operation position. This processing corresponds to the movement start position input means of the present invention (as described later,
Since the simultaneous operation position also corresponds to the approach position of the present invention, this processing also serves as the approach position input means.) Whether the spindle head 36 has reached the simultaneous operation position is determined by the position of the spindle head 36 calculated by the slave CPU 72 based on the count value output from the rotary encoder of the Z-axis motor 32 in the inter-MS common RAM 81. It is determined by comparing with the simultaneous operation position which is received by the master CPU 71 and input in advance as one of the parameters. In other words, the slave CPU 72 when calculating the position of the spindle head 36 based on the count value output by the rotary encoder of the Z-axis motor 32 corresponds to the spindle head position detecting means of the present invention.

【0039】そして′にて、MS間共通RAM81を
介してスレーブCPU72に指令を発することによりX
軸モータ84、Y軸モータ86、B軸モータ88を適宜
駆動してテーブル14の移動を開始すると共に、主軸ヘ
ッド36をATC原点まで上昇させる。図9に示したも
のと同様、ATC原点まで主軸ヘッド36を上昇させる
と工具58は、主軸から取り外され、工具58用のグリ
ップアーム52で保持された状態となる。そしてMA間
共通RAM82を介してATC部CPU73に指令を発
することによりマガジンモータ57を駆動して工具マガ
ジン16を回転させ、工具58′を保持したグリップア
ーム52を主軸の下方に位置させる。そして、主軸ヘッ
ド36を同時動作位置まで下降させると、この下降の途
中で、主軸に工具58′が装着される。このとき、同時
動作位置は接近位置に相当し、主軸ヘッド36を同時動
作位置まで下降させる処理が、本発明の接近手段に相当
する。そして′にて主軸モータ46を駆動すると共
に、主軸ヘッド36を下降させ、工具58′を用いた加
工を開始する。つまり′は本発明の加工開始手段に相
当する。
Then, a command is issued to the slave CPU 72 through the inter-MS common RAM 81 at X, thereby
The axis motor 84, the Y-axis motor 86, and the B-axis motor 88 are appropriately driven to start the movement of the table 14, and the spindle head 36 is raised to the ATC origin. 9, when the spindle head 36 is raised to the ATC origin, the tool 58 is removed from the spindle and is held by the grip arm 52 for the tool 58. Then, by issuing a command to the ATC unit CPU 73 via the common RAM 82 between MAs, the magazine motor 57 is driven to rotate the tool magazine 16, and the grip arm 52 holding the tool 58 'is positioned below the main shaft. Then, when the spindle head 36 is lowered to the simultaneous operation position, a tool 58 'is mounted on the spindle during the lowering. At this time, the simultaneous operation position corresponds to the approach position, and the process of lowering the spindle head 36 to the simultaneous operation position corresponds to the approach means of the present invention. Then, the spindle motor 46 is driven at ′, the spindle head 36 is lowered, and machining using the tool 58 ′ is started. That is, 'corresponds to the processing start means of the present invention.

【0040】この工程を図10に倣ってタイミングチャ
ートにしたのが図6である。本図に示すように、この工
作機械10においては、主軸ヘッド36(Z軸)がZ軸
原点ZOに達する前の、同時動作位置に到達した時点
で、テーブル14(XYB軸)が移動を開始するため、
テーブル14の移動は図10に示したものよりも早い時
点で終了する(その他の条件は同じであるとする)。従
って、無駄時間TDが短縮され、工具交換に掛かる総時
間を短縮することができる。なお、本図に示した条件で
は、たまたまXYB軸の駆動が、主軸ヘッド36が下降
して同時動作位置に到達するのと同時に完了しているた
め時間TDはゼロになっているが、テーブル14の移動
量が更に大きい場合には、時間TDが発生する。この場
合にも、XYB軸の駆動を開始する時点を早めた分だ
け、図10に示したものに比べて、′に掛かる時間を
短縮することができる。
FIG. 6 is a timing chart showing this process according to FIG. As shown in the figure, in the machine tool 10, when the spindle head 36 (Z-axis) reaches the simultaneous operation position before reaching the Z-axis origin ZO, the table 14 (XYB axis) starts moving. To do
The movement of the table 14 ends earlier than that shown in FIG. 10 (other conditions are assumed to be the same). Therefore, the dead time TD is reduced, and the total time required for tool change can be reduced. Under the conditions shown in this figure, since the driving of the XYB axes happens to be completed at the same time when the spindle head 36 descends and reaches the simultaneous operation position, the time TD is zero. When the moving amount of the data is larger, a time TD occurs. In this case as well, the time required for ′ can be reduced as compared to the case shown in FIG.

【0041】そして実行する加工プログラムを変更する
ごとに、図5に示した画面をCRT20に表示させ、同
時動作位置を入力すれば、各プログラムに適した同時動
作位置を設定できる。なお、′においてZ軸は、AT
C原点とZ軸原点ZOよりも低い同時動作位置との間を
往復するため、これに掛かる時間A′は図10に示した
時間Aよりも長くなるが、その分、′′が短くなっ
ているため、′〜′までの時間は、時間TDの分だ
け短縮されている。
Whenever the machining program to be executed is changed, the screen shown in FIG. 5 is displayed on the CRT 20 and the simultaneous operation position is input, so that the simultaneous operation position suitable for each program can be set. In addition, in ', the Z axis is AT
To reciprocate between the C origin and the simultaneous operation position lower than the Z-axis origin ZO, the time A ′ required for this is longer than the time A shown in FIG. 10, but ″ becomes shorter accordingly. Therefore, the time from 'to' is shortened by the time TD.

【0042】以上、本発明の一実施の形態として、工作
機械10について説明してきたが、本発明はこうした実
施の形態に何等限定されるものではなく様々な態様で実
施しうる。例えば、図6に示したように、この工作機械
10では、同時動作位置にて一旦主軸ヘッド36を止め
て、ATC原点まで上昇させたが、主軸ヘッド36に関
しては、図10に示した従来の工作機械10のように原
点まで上昇させてもよい。主軸ヘッド36の位置を略常
時監視して、同時動作位置に達したら、テーブル14を
移動させれば、前記と同様、工具交換時間の短縮を行な
うことができる。
As described above, the machine tool 10 has been described as an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to such an embodiment, and can be implemented in various modes. For example, as shown in FIG. 6, in the machine tool 10, the spindle head 36 is temporarily stopped at the simultaneous operation position and raised to the ATC origin, but the spindle head 36 is moved up to the conventional position shown in FIG. 10. It may be raised to the origin like the machine tool 10. The position of the spindle head 36 is monitored almost constantly, and when the simultaneous operation position is reached, by moving the table 14, the tool change time can be reduced in the same manner as described above.

【0043】また、テーブル14はX軸、Y軸、B軸以
外の軸に関しても移動(または回転)できるように構成
してもよい。このようにした場合であっても、ワーク、
使用工具、加工プログラムに対応して、最適の同時動作
位置を設定すれば、主軸ヘッド36が原点に達するまで
テーブルを移動できなかった工作機械よりも工具交換に
掛かる時間を短縮できる。
The table 14 may be configured to be able to move (or rotate) about axes other than the X, Y, and B axes. Even in this case, the work,
If the optimal simultaneous operation position is set in accordance with the tool to be used and the machining program, the time required for tool exchange can be reduced as compared with a machine tool in which the table cannot be moved until the spindle head 36 reaches the origin.

【0044】そしてこの実施の形態では、同時動作位置
をパラメータの一つとして入力したが、加工プログラム
中に設定してもよい。特にこの場合には、次のような理
由により、更に加工時間が短縮できる可能性がある。す
なわち、工具交換時のワークの上面位置や、交換の対象
となる工具によっては、最適な同時動作位置が異なり、
更に低い位置に同時動作位置を設定できる場合があるか
らである。例えば、加工プログラム中の工具交換の指令
ごとに、最適な同時動作位置を設定しておけば、より早
い時点でテーブル14の移動を開始させたり、無駄時間
TDを発生させることなくテーブル14をより長い距離
移動させたりすることができるようになる。
In this embodiment, the simultaneous operation position is input as one of the parameters, but may be set in the machining program. Particularly in this case, there is a possibility that the processing time can be further reduced for the following reasons. In other words, the optimal simultaneous operation position differs depending on the upper surface position of the workpiece at the time of tool change and the tool to be changed,
This is because the simultaneous operation position may be set at a lower position. For example, if the optimal simultaneous operation position is set for each tool change command in the machining program, the movement of the table 14 can be started at an earlier point in time, and the table 14 can be moved without generating the dead time TD. You can move it for a long distance.

【0045】また、移動開始位置と接近位置とを、同時
動作位置として共通の位置に設定したが、別の位置にし
てもよい。これらの入力の仕方としては、前記のように
パラメータとして与えることや、加工プログラム中の工
具交換の指令ごとに、移動開始位置と接近位置とを設定
することが考えられる。後者の場合、階段状のワークに
対しては、高い面から低い面へと加工を施すようにすれ
ば、工具交換に伴う加工の中断から加工の再開までに掛
かる時間を交換の都度、短くしていくことができる(但
し、全ての工具交換を一つの面上にて行なう場合を除
く)。
Although the movement start position and the approach position are set to the common position as the simultaneous operation positions, they may be set to different positions. As the way of inputting these, it is conceivable to give them as parameters as described above, or to set the movement start position and the approach position for each tool change command in the machining program. In the latter case, if the stepped workpiece is machined from the high side to the low side, the time required from the interruption of machining due to tool change to the restart of machining will be shortened each time the machining is changed. (Except when all tool changes are made on one surface).

【0046】また、高さが均一のワークに対しては、工
具の長さが長い順に行なうと、階段状のワークに対して
高い面から順に加工する場合と略同様の効果がある。こ
のように長さの異なる工具を用いることに鑑みて、工具
の基準位置を工具の先端にしてもよい。すなわち、図4
や図9に示した説明図では、工具の根元を基準とするの
ではなく、工具の先端を基準とする。そして工具の長さ
を予め工作機械に教示しておき、工具の先端が、同時動
作位置(移動開始位置、接近位置)に来るようにすれ
ば、これらの位置はワークの形状のみから設定できるよ
うになる。
When the length of the tool is increased in order of length for a workpiece having a uniform height, the same effect can be obtained as in the case of processing a step-shaped workpiece in order from a higher surface. In view of using such tools having different lengths, the reference position of the tool may be set to the tip of the tool. That is, FIG.
In the explanatory diagrams shown in FIGS. 9A and 9B, the tip of the tool is used as a reference instead of the base of the tool. If the length of the tool is previously taught to the machine tool, and the tip of the tool is brought to the simultaneous operation position (movement start position, approach position), these positions can be set only from the shape of the work. become.

【0047】そして本発明を、図7に示したような、主
軸ヘッド36が工具マガジン16に対して接近・離反す
ることにより工具交換を行なうタイプ以外の工作機械に
対して適用してもよい。例えば、工具マガジンも主軸ヘ
ッドと共に上下して、両者および工具がワークに干渉し
ない位置(すなわち本発明の交換領域)にて工具交換を
行なうタイプの工作機械や、テーブルに対して主軸ヘッ
ドが前後左右に移動することにより、加工位置の位置決
めを行なう工作機械や、マニピュレータ状に構成された
主軸ヘッドにて、工作機械内の別箇所(この付近が本発
明の交換領域に相当する)にストックされた工具を取り
出し、これを回転させて加工を行なう工作機械に適用し
てもよい。いずれの工作機械においても、工作機械10
と同様、工具交換の都度、テーブルに干渉することなく
相対移動可能となる位置に主軸ヘッドが退避したら、相
対移動を開始させれば、工具交換の時間を短縮すること
ができ、また、相対移動中に、接近位置まで主軸ヘッド
が接近できるようにしておけば、加工の開始の時点を早
めることができる。
The present invention may be applied to a machine tool other than the type shown in FIG. 7 in which the tool is changed by the approach and separation of the spindle head 36 from and to the tool magazine 16. For example, the tool magazine moves up and down together with the spindle head, and both the tool and the tool exchange tools at a position where they do not interfere with the work (that is, the exchange area of the present invention). In the machine tool for positioning the machining position, or by a spindle head configured in the form of a manipulator, the stock is stored at another location in the machine tool (this area corresponds to the exchange area of the present invention). The present invention may be applied to a machine tool that takes out a tool, rotates the tool, and performs machining. In any machine tool, the machine tool 10
Similarly to the above, when the spindle head retreats to a position where relative movement is possible without interfering with the table each time a tool change is made, if the relative movement is started, the time for tool change can be reduced, and the relative movement can be reduced. If the spindle head can be approached to the approach position during this time, the start of machining can be advanced.

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

【図1】 本発明を適用した工作機械の制御装置を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a control device of a machine tool to which the present invention is applied.

【図2】 加工プログラムの一部がCRT20に表示さ
れた様子を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state in which a part of a machining program is displayed on a CRT 20.

【図3】 パラメータの一部がCRT20に表示された
様子を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a state in which some of the parameters are displayed on a CRT 20;

【図4】 本発明を適用した工作機械において、工具交
換が行なわれる様子を模式的に示した説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view schematically showing how a tool change is performed in a machine tool to which the present invention is applied.

【図5】 同時動作位置を入力したときにCRT20に
表示される画面を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a screen displayed on the CRT 20 when a simultaneous operation position is input.

【図6】 本発明を適用した工作機械において工具交換
が行なわれるときのタイミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart when a tool change is performed in a machine tool to which the present invention is applied.

【図7】 従来の工作機械の一例を示す外観図である。FIG. 7 is an external view showing an example of a conventional machine tool.

【図8】 従来の工作機械において、本体28付近の様
子を示す側面図である。
FIG. 8 is a side view showing a state near a main body 28 in a conventional machine tool.

【図9】 従来の工作機械において、工具交換が行なわ
れる様子を模式的に示した説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing how a tool change is performed in a conventional machine tool.

【図10】 従来の工作機械において工具交換が行なわ
れるときのタイミングチャートである。
FIG. 10 is a timing chart when a tool change is performed in a conventional machine tool.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…工作機械 14…テーブル 16…工具マガジン 22…操作パネル 32…Z軸モータ 36…主軸ヘッド 46…主軸モータ 48…複合カム体 50…複合カム体 52…グリップアーム 54…揺動軸 56…カムフォロワ 57…マガジンモータ 58…工具 60…ワーク 70…制御装置 84…X軸モータ 86…Y軸モータ 88…B軸モータ A…時間 TD…無駄時間 ZO…Z軸原点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Machine tool 14 ... Table 16 ... Tool magazine 22 ... Operation panel 32 ... Z-axis motor 36 ... Spindle head 46 ... Spindle motor 48 ... Composite cam body 50 ... Composite cam body 52 ... Grip arm 54 ... Swing axis 56 ... Cam follower 57: Magazine motor 58: Tool 60: Workpiece 70: Control device 84: X-axis motor 86: Y-axis motor 88: B-axis motor A: time TD: dead time ZO: Z-axis origin

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 装着された工具を回転駆動させてワーク
を加工する主軸ヘッドと、ワークの加工を行なう加工領
域および該主軸ヘッドに装着された工具を交換する交換
領域の間で前記主軸ヘッドを移動させる主軸ヘッド移動
手段と、ワークを保持するテーブルと、該テーブルおよ
び前記主軸ヘッドを互いに、少なくとも前記工具の回転
軸に垂直な方向に相対移動させる相対移動手段と、前記
交換領域まで移動された前記主軸ヘッドに装着されてい
る工具を次に使用する工具に交換する交換手段と、予め
作成されたプログラムにおいて前記交換手段を稼働する
旨が指示されている際に、前記主軸ヘッドを、前記加工
領域から、当該工作機械の加工対象となりうる任意のワ
ークに干渉することなく前記相対移動手段を駆動できる
点である原点まで、前記回転軸方向に移動させる退避手
段と、を備えた工作機械において、 前記退避手段により前記主軸ヘッドが退避される際に、
少なくとも主軸ヘッドおよび該主軸ヘッドに装着されて
いる工具が前記テーブルに保持されているワークに干渉
することなく、前記相対移動手段を駆動可能となる前記
主軸ヘッドの退避位置である移動開始位置、を入力する
ための移動開始位置入力手段と、 前記退避手段により移動された前記主軸ヘッドの位置を
検出する主軸ヘッド位置検出手段と、 前記主軸ヘッドが前記移動開始位置まで退避したこと
が、前記主軸ヘッド位置検出手段により検出されると、
前記相対移動手段の駆動を開始し、前記プログラムに基
づいて、現在の前記テーブルの位置から次に使用する工
具を用いて加工が為される位置まで相対移動させる相対
移動開始手段と、 を備えたことを特徴とする工作機械。
1. A spindle head for machining a workpiece by rotating a mounted tool, and a machining area for machining the workpiece and an exchange area for exchanging a tool attached to the spindle head. A spindle head moving means for moving, a table for holding a work, a relative moving means for relatively moving the table and the spindle head relative to each other at least in a direction perpendicular to the rotation axis of the tool, Exchange means for exchanging a tool mounted on the spindle head for a tool to be used next, and when the instruction to operate the exchange means is given in a previously created program, the spindle head is processed by the machining. From the region, to the origin, which is a point at which the relative movement means can be driven without interfering with any work that can be a processing target of the machine tool, A retracting means for moving in the rotation axis direction, when the spindle head is retracted by the retracting means,
At least the spindle head and the tool mounted on the spindle head do not interfere with the work held on the table, and the movement start position, which is the retreat position of the spindle head, at which the relative movement means can be driven, Movement start position input means for inputting; spindle head position detection means for detecting the position of the spindle head moved by the retreat means; and that the spindle head has retreated to the movement start position, When detected by the position detecting means,
Relative movement start means for starting driving of the relative movement means and performing relative movement from a current position of the table to a position where processing is performed using a tool to be used next, based on the program. A machine tool characterized in that:
【請求項2】 前記移動開始位置入力手段が、 前記移動開始位置として、前記主軸ヘッドおよび前記テ
ーブルの現在の相対位置から、次に使用する工具を用い
て加工が為される相対位置まで、において、少なくとも
前記主軸ヘッドおよび該主軸ヘッドに装着されている工
具が、前記テーブルに保持されているワークに干渉する
ことなく、前記相対移動開始手段を駆動可能となる前記
主軸ヘッドの退避位置、 を、前記プログラムにおいて、前記交換手段を稼働する
旨の指示毎に設定するためのもの、であり、 前記相対移動開始手段が、 前記交換手段を稼働する旨の指示に対応して前記主軸ヘ
ッドが前記加工領域から退避して、該指示に対応して前
記プログラムに設定されている前記移動開始位置に達し
たことが、前記主軸ヘッド位置検出手段により検出され
ると、前記相対移動手段の駆動を開始するもの、 であることを特徴とする請求項1記載の工作機械。
2. The method according to claim 1, wherein the movement start position input means sets the movement start position from a current relative position of the spindle head and the table to a relative position at which machining is performed using a tool to be used next. , At least the spindle head and a tool mounted on the spindle head do not interfere with the work held on the table, the retracted position of the spindle head at which the relative movement start means can be driven, In the program, the setting is performed for each instruction to operate the exchange means, wherein the relative movement start means performs the machining by the spindle head in response to the instruction to operate the exchange means. Retreating from the area and reaching the movement start position set in the program in response to the instruction, the spindle head position detecting means More is detected, the machine tool of claim 1, wherein said one starts driving the relative moving means is.
【請求項3】 装着された工具を回転駆動させてワーク
を加工する主軸ヘッドと、ワークの加工を行なう加工領
域および該主軸ヘッドに装着された工具を交換する交換
領域の間で前記主軸ヘッドを移動させる主軸ヘッド移動
手段と、ワークを保持するテーブルと、該テーブルおよ
び前記主軸ヘッドを互いに、少なくとも前記工具の回転
軸に垂直な方向に相対移動させる相対移動手段と、前記
交換領域まで移動された前記主軸ヘッドに装着されてい
る工具を次に使用する工具に交換する交換手段と、を備
えた工作機械において、 前記交換手段により工具が交換された前記主軸ヘッドが
前記ワークに接近される際に、少なくとも主軸ヘッドお
よび該主軸ヘッドに装着されている工具が、前記テーブ
ルに保持されているワークに干渉することなく前記相対
移動手段を駆動可能な前記主軸ヘッドの接近位置、を入
力するための接近位置入力手段と、 前記交換手段による交換が終了すると前記主軸ヘッドを
前記交換領域から、前記接近位置まで移動させる接近手
段と、 工具交換に伴って必要となる前記相対移動手段による前
記相対移動が完了し且つ前記接近手段により前記主軸ヘ
ッドが前記接近位置まで移動されると、前記主軸ヘッド
を前記ワークを加工可能な位置まで移動させる加工開始
手段と、 を備えたことを特徴とする工作機械。
3. A spindle head for processing a workpiece by rotating a mounted tool, and a machining area for processing the workpiece and an exchange area for exchanging a tool mounted on the spindle head. A spindle head moving means for moving, a table for holding a work, a relative moving means for relatively moving the table and the spindle head relative to each other at least in a direction perpendicular to the rotation axis of the tool, Exchange means for exchanging a tool mounted on the spindle head for a tool to be used next, when the spindle head whose tool has been exchanged by the exchange means approaches the work. At least the spindle head and the tool mounted on the spindle head do not interfere with the work held on the table. Approach position input means for inputting an approach position of the spindle head capable of driving relative movement means, and approach means for moving the spindle head from the exchange area to the approach position when the exchange by the exchange means is completed. When the relative movement by the relative moving means necessary for tool exchange is completed and the spindle head is moved to the approach position by the approaching means, the spindle head can be moved to a position where the work can be processed. A machine tool comprising: a machining start means for moving the machine tool to
【請求項4】 前記接近位置入力手段が、 前記接近位置として、次に使用する工具を用いて加工が
為される相対位置において、少なくとも前記主軸ヘッド
および該主軸ヘッドに装着されている工具が、前記テー
ブルに保持されているワークに干渉しない位置、 を、前記プログラムにおいて、前記交換手段を稼働する
旨の指示毎に設定するためのもの、であり、 前記接近手段が、前記交換手段を稼働する旨の指示に対
応して工具が交換されると、前記交換領域から、該指示
に対応して前記プログラムに設定されている前記接近位
置まで、前記主軸ヘッドを前記ワークに接近させるも
の、であり前記加工開始手段が、工具交換に伴って必要
となる前記相対移動手段による前記テーブルの移動が完
了し且つ前記接近手段により前記主軸ヘッドが前記交換
手段を稼働する旨の指示に対応して前記プログラムに設
定されている前記接近位置まで移動されると、前記主軸
ヘッドを前記ワークを加工可能な位置まで移動させるも
の、 であることを特徴とする請求項3記載の工作機械。
4. The approach position input means, as the approach position, at least at the spindle head and a tool mounted on the spindle head at a relative position where processing is performed using a tool to be used next. Setting a position that does not interfere with the work held on the table for each instruction to operate the exchange means in the program, wherein the approaching means operates the exchange means. When the tool is replaced in response to the instruction, the spindle head approaches the work from the replacement area to the approach position set in the program in response to the instruction. The machining start means completes the movement of the table by the relative movement means required in accordance with the tool change, and the spindle head is moved by the approach means. When the spindle head is moved to the approach position set in the program in response to an instruction to operate the exchange means, the spindle head is moved to a position at which the work can be processed. The machine tool according to claim 3, wherein
JP9213501A 1997-08-07 1997-08-07 Machine tool Pending JPH1148072A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9213501A JPH1148072A (en) 1997-08-07 1997-08-07 Machine tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9213501A JPH1148072A (en) 1997-08-07 1997-08-07 Machine tool

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1148072A true JPH1148072A (en) 1999-02-23

Family

ID=16640251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9213501A Pending JPH1148072A (en) 1997-08-07 1997-08-07 Machine tool

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1148072A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004314236A (en) * 2003-04-16 2004-11-11 Brother Ind Ltd Machine tool and tool changing method of machine tool
JP2006272473A (en) * 2005-03-28 2006-10-12 Brother Ind Ltd Tool replacement device, control method and program
CN104002189A (en) * 2013-02-27 2014-08-27 兄弟工业株式会社 Numerical control device
CN104115079A (en) * 2012-02-06 2014-10-22 三菱电机株式会社 Numeric control device
US9798312B2 (en) 2012-05-15 2017-10-24 Mitsubishi Electric Corporation Numerical control device
JP2018142194A (en) * 2017-02-28 2018-09-13 ファナック株式会社 Numerical control device and machine tool system
JP2020154382A (en) * 2019-03-18 2020-09-24 ブラザー工業株式会社 Numerical control device, numerical control program, and storage device storing numerical control program

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4870173A (en) * 1971-12-25 1973-09-22
JPS60201852A (en) * 1984-03-26 1985-10-12 Yamazaki Mazak Corp Control method of automatic tool replacing position in machining center
JPH0392235A (en) * 1989-09-04 1991-04-17 Brother Ind Ltd Machine tool

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4870173A (en) * 1971-12-25 1973-09-22
JPS60201852A (en) * 1984-03-26 1985-10-12 Yamazaki Mazak Corp Control method of automatic tool replacing position in machining center
JPH0392235A (en) * 1989-09-04 1991-04-17 Brother Ind Ltd Machine tool

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004314236A (en) * 2003-04-16 2004-11-11 Brother Ind Ltd Machine tool and tool changing method of machine tool
JP2006272473A (en) * 2005-03-28 2006-10-12 Brother Ind Ltd Tool replacement device, control method and program
CN104115079A (en) * 2012-02-06 2014-10-22 三菱电机株式会社 Numeric control device
CN104115079B (en) * 2012-02-06 2015-12-23 三菱电机株式会社 Numerical control device
US9494928B2 (en) 2012-02-06 2016-11-15 Mitsubishi Electric Corporation Numerical control apparatus
US9798312B2 (en) 2012-05-15 2017-10-24 Mitsubishi Electric Corporation Numerical control device
CN104002189A (en) * 2013-02-27 2014-08-27 兄弟工业株式会社 Numerical control device
JP2018142194A (en) * 2017-02-28 2018-09-13 ファナック株式会社 Numerical control device and machine tool system
US10671053B2 (en) 2017-02-28 2020-06-02 Fanuc Corporation Numerical controller and machine tool system
JP2020154382A (en) * 2019-03-18 2020-09-24 ブラザー工業株式会社 Numerical control device, numerical control program, and storage device storing numerical control program

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003271215A (en) Method and device for checking machining program of nc machine tool, as well as nc machine tool equipped therewith
JP6376440B2 (en) Machine Tools
KR950008029B1 (en) Nc machine tool with automatic tool exchange device
JP2005028522A (en) Machine tool and method of detecting breakage of machine tool
CN115255608A (en) Multifunctional laser composite five-axis machining equipment capable of automatically changing heads and machining method
JPH1148072A (en) Machine tool
JP6209568B2 (en) Machine Tools
JP4947534B2 (en) Machine tool and method of operating machine tool
CN216126601U (en) Five machine tool of many milling heads of integrated form
JPH08263115A (en) Interference evading method for nc machine tool
JPH10109268A (en) Coolant supply device for grinding machine
JP4606658B2 (en) Machine tool, numerical control device and control method thereof
JP2002273601A (en) Multispindle machine tool
JP4672288B2 (en) Control device for controlling movement of movable part of machine tool, machine tool having control device, and moving method of movable part
JP2002331433A (en) Cutting work unit
JP2004314236A (en) Machine tool and tool changing method of machine tool
JP2023127376A (en) Control device, machine tool, control method, and computer program
JPH10138090A (en) Machining center
JPH02224928A (en) Composite work device and work method thereof
JP3215485B2 (en) Screw processing equipment
JPS6232066B2 (en)
JPH11242511A (en) Numeric controller for simultaneously controlling two movable bodies on comomon path
JPH05237741A (en) Nc data originating method
JPH05177515A (en) Copying action resuming method and device
JP3522862B2 (en) R chamfering method for gear material tooth end face

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040323