JPS58120441A - 工具自動供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はマシエ／ダセンターのマガジンへ工具ストッ
カから工具を自動的に供給すゐえめの襄ｄＫ関するもの
である。

従来、ｉシ１ンダセｙターは、約５０本艙後の工具をマ
ガジンに４ｉｌ！備し、７つの工具（よる加工が終了す
る毎に次々に工具を交換して多工程の加工を連続して行
うようになされて匹る。

特に最近では、夜間の無人運転化が実施されるに至って
おり、その際、マガジン内Ｋｍ備した工具が異常工具（
寿命に達した工具、或は、破損した工具等）となると、
機械の運転を停止しなければならないため、稼動率が低
下する欠点があゐ。

そこで、従来では、マガジンの工具容量を増大させる方
式中子備マガジｙを用意してマガジン全体を交換させる
方式−ｂＸ提案されて＾るが、鍵者の方式では主軸への
工具交換時間か長くなり、あふいは必要工具の割出時間
が長くなる為に工具容量の増大に＠度があわ、また、後
者の方式では１本の工具が異常工具となった時や７種類
の工具が不足するごとにマガジン全体を交換しなければ
ならないなめ、合理的でない。

この発明は在来のマシエｙダセｌターのｑｆｊジンに工
具を、工具ストッカから７本もしくは複数本を必要に応
じ自動的に供給交換する装置を提供するもので、従来の
マシェｙグセンターがもつマガジンの工具容量を変える
ことなく、かつ、ｉガジン機能を損なうことなく、工具
大容量収納、予備工具交換の機能を付与するものである
。

以下、この発明の構成を図ｒＭＫ示す実施例について説
明すると次の通りである＠＊／図はボード式の工具スト
ッカの場合の平面図であって、同図において、に）はマ
シ：Ｉ＆ｙグセンＪ　ｍ＋、（至）は工具マガジｙ、（
Ｃ）はボード式１具ストツカ、（ロ）はオート鑓−ダで
ある。

上記！シエンダセンターに）は竪形、横形の匹ずれで４
よ（、ＩＣ制御装＠により制御される公知のものと同様
であ為からその詳細な説明は省略する。

マガジン（至）はマシエンダセンターに）の本体一部に
回転可能に装備され、多数の工具装着ポットを具備し、
本体に設けられ為工具自動交換装！ｌＩＫより必要な工
具がマガジ／（至）から取り出され、本体主軸に装着さ
れるもので、この場合、マガジンに）の各ポットに装着
されている工具はすべて）ＩＣ制御装置の記憶装置に登
録されてお一１与えられ九加エプーダラムにした一Ｓい
、加工に必要な工具が工具自動交換位置にくるようにＭ
Ｃ制＃装置によってマガジンに）が割出回転せしめられ
るもので、これも従来公知のものと同様であるからその
詳細な説明は省略する。

次にボード式１具ストツカ（９の構成について説明する
。乙のが−ド式１具ストッカ（Ｃ）は、大別して、第一
図に示すような多数の工具をストンＩしておくための工
具ストック部分（Ｃ１）と、第３図に示す様に上記部分
（Ｃ工）に対して工具の取出し及び工具の納入をなすト
ラバーｔ　（Ｃ２）と、第ゼＦｇＫ示す様なトラバーナ
（Ｃ，）とオー）ａ−ダ（至）との間で工具の受は渡し
をなす工具受渡し機構（Ｃ３）とからなって＾る。

上記工具メトツタ部分（０１獄、・第一図に示す様に、
多数の固定ポット１１）を適宜の間隔で縦横に配列固設
したボード（！１と、トラバーサ（Ｃ２）の主ガイドレ
ールｉｌｌ及び補助ガイドレール（４）とを有してい為
。

上記１定ポット（１）は、１本の工具を保持できるもの
で、具体的には、工具の柄部を挿入でき、この柄部は先
細テーパー伏とされ、これに対応するテーパ一孔（１１
）を有している。

トラバーサ（Ｃ２）は、第３図に示す＊　ｒｃ　ｓ略箱
形本体：組と、この本体１ｉ１内で昇降動ず為ヘッダー
（６１と、このヘッダー（−）Ｋ対して前後動する工具
把持手段（１）とを有する。そして、上記本体ｆｉｌは
、その前面の上下にガイド溝（組（１）を有し、上部の
ガイ）”　＄　ｉ組は、第５図に示す橡に、飾述した主
ガイドレール１ｍｌに嵌合され、また、下部のガイド＃
　（８１Ｆｉ前述した補助ガイドレール（４）Ｋ当接さ
れ、夫々、ローラーを適宜装備して摺動自在に工具スト
ック部分（Ｃ１）に組合わされる。

上記本体！ＩＩ　Ｋ　Ｆｉ、第５図に示す様に、トラバ
ーサ走行用モータ０９が設けられ、その出力ビニオン１
１ｆｉが、工具ストツタ部分（Ｃ１）の一部に設けられ
たラックｒＪ１１に噛合せしめられている。

上記ラックＱ３＃ｉ主ガイドレールｉｌｌと平行に設け
られ、これらは、工具ストック部分（Ｃ工）のボード（
２ｊに対し、横（水平）方向全長に夏って設けられてい
る。

従って、トラパー！走行用モー！（１１１を正逆回転せ
しめゑことによって、出力ビニオン１１２＋とラックＩ
の噛合により本体１１１　ｇら、トラバーサ（Ｃ−全体
が工具゛ストック部分（Ｃ１やボード（りに対し、その
横方向全長に亘って移動できる構成となって％Ａゐ、尚
、トラバーナ（Ｃａ）の走行機構は、第７図に示すよう
に上記ラック・ビニオンに代えてゴールスクリュ（ｌ１
ｍ）とポールナツト方式としてもよい。

上記本体：１１内には、ボールスクリュ−０４１とヘッ
ダーガイドＩｌｌが縦（−直）方向に平行に設けてあ−
１これらは、本体（Ｉ）の底板（６りと天井板（６ｍ）
間に立設され、但し、ポールスタリエーロ嚇は、回転自
在に軸承され、その上１１１１１におりて、本体ＦＩＩ
の天井［（８に−）Ｋ　８置したヘッダー昇降用毫−タ
・−の出力軸に連結されているものである・ そして１．ヘッダー員は、上記ボールスクリュー・４と
ヘッダーガイドＱ０とに貫通ＩＩｋＫ挿通され、但し、
ゴールスクリュー−４に対しては、ポールナツト（図示
省略）１を介して螺合せしめられており、前記ヘッダー
昇降用峰−タ舖の正逆回転によって、前記工具ストック
部分（Ｃ１）のボー）’ｆりの縦（上下）方向全長に虱
って移動可能とされている。

上記ヘッダ−１釦ＫＦｉ工具把持手段け）が第ＪＦＦＪ
に示す櫨に前後方向に移動可能に装着されている。

上記工具把持手段（７）は把持具（〒１）を線端にもつ
アーム（マ１１）を上記ヘッダー（６１に前後方向に貫
通して設け、ヘッダー１＄１に設けたアーム出入用モー
タＱ？１の正逆回転によ秒、ラック−ビニオン方式等で
アーム（〒１１）を前後方向に出し入れ動作させるよう
になされている。

上記アーム出入用毫−−（ｌηは、油圧又は空圧シリン
ダＶＣＩｉｌ換してもよめ。

また、把持具（〕ａ）は、図面では最もシフプルな工具
費は凹所を有する構造のものを示しているが、これは、
開閉爪とその開閉駆動装置を有する構造のものとするこ
とがで診る。

上記把持具（）ａ）の機能は、ボード（！１に配列され
た多数の固定ポット１１）Ｋ収納保持されている工具の
柄部の基部に設けられている環状の把持溝部を確実に把
持できゐものであればよい。

要すＪＩＫ、）ラバー−ｗ″（Ｃ１４獄、工具ストック
部（Ｃ１）のボード（りに対し、その縦横方向の任意の
位置へヘッダー１＠）を移動させ、そして、その位置で
把持具（γ＆）をボード（創の固定ボッ）　ｉｌｌ　Ｋ
対して接近・離隔させ、即ち、任意の位置に烏ゐ工具を
織り出した秒、或−は収納する機能を備えてい為。

ところで、ボーｒ（２）の任意の位置、例えば、第２図
では右上隅の位置（これに＠約されない）Ｋオートロー
ダ（ロ）との工具受渡し場所Ｉ−が設けてあ為。

この場Ｗｒａｓは、乗上段列の固定ポット（１）の設置
位置”の７つを切除して形成してあゐが、このよう＆形
成方法に制約されｂものではなく、ボード１！ｌから外
れた位置に設定することもできる・ 今、ｌ−ド（！１の各固定ポット＋１１の配列位置は、
任意の位置Ｋ　ＪＩＫ点を有する直交ＸＸ１４標上のＸ
Ｙ座標値で表わし得るもので、各位置の固定ポットｍＶ
Ｃどういう工具が収納して烏ゐかを適当な工具記号で登
録しておき、前記トラバーす（Ｃ２）をコンピュータ制
御させ為ものであゐ。

この場合、少くとも、トラバーサ（Ｃｍ）のトラパーす
走行用モータ１１１）とヘッダー昇降用篭−メ（１６１
ト＃−！、パルスモータとしてオープンルーフ制御とし
、或いは、セ建タ四−ズドループ制御とし、又は、夫々
の移動量をパルスエンツーダ中リニヤスケール等で制御
部にライ−ドパツクさせて完全なりローズドループ制御
としておけば、工具ストックｇ　（Ｃ１）Ｋ対すゐ工具
の出し入れを自動的に行わせることができる。ＩＫＪち
、ボード（りＫ対する位置座標が決定できれば、その位
置で把持具（’７ｍ）の出し入れ動作をシーケシス作動
させればよく、その際では、把持具（マａ）の出し入れ
１のストロータを一定とし、ストローダ両端にり建ット
スケッチ等を設ければよい。

これは、すべての工具の柄部並びに環状の把持溝部の形
状・寸法が同一に統一されていゐことによって、ボード
（幻の各固定ポット（１）に収納されていゐ工具の収納
状態、％に環状の把持溝部の位置が同一であることに基
づいている。

尚、把持具（ツ亀）の出し入れ動作についても前記のい
ずれかのループ制御で三次元的に自動制御させて４よい
。

いずれにしても、工具ストック部（Ｃ工）Ｋ収納されて
いる各種の工具のうち、所望のものをマガジン（至）か
らの要求によって自動的に取り出し、これを艙述したオ
ートローダ（至）への工具受挾し場所Ｉへ持ってくるよ
うに自動制御させればよい。

尚、工具ストック部（Ｃ１）は、第２図に示したものを
基本単位として、必要Ｋｉじ、複数個のものを連結増設
することができる。

前記した工具受渡し場所１１１には、癌ダ図に示す工具
受渡し機構（Ｃ，）が設置される。

上記工具受渡し機構（Ｃ，）は基板ｒＡｇｉと、この基
板α９ｉＫ対してしンジ軸四−を介して枢着された旋回
台Ｉ２１１と、この旋回台圓にスライドガイド−を介し
て４降可能に設けられた上下スライド−と、この上下ス
ライドＩ２３１Ｋ固設された交換ボット榔４Ｉとからな
り、上記基板−には旋ｌ用モーターが取付けてあり、こ
の七−ターによって基板３−に対し＊回台圓がヒンジ軸
−一を中心として往復旋回場作するようになされており
、また、旋回台（２１Ｊには上下用シリンダ翰が取付け
てあり、そのピストン２ツド（転）の先端が上下スライ
ド。

−に連結してあり、この上下用シリンダ（至）によって
、上下スライ）′（至）が上下動作するようになされて
いる。

上記基板α伽は、工具ストック部（Ｃ１）のボード（２
）の一部に固設され為ものである。

上記工具受渡し機構（Ｃ３）は、第２図に仮想線で示す
ように、上下スライド−〇下降端位置で前記トラバーサ
（０２％把持具（１ａ）から工具を受は取り、上昇し、
上昇端で旋回して工具をオートローダＣＤＩＫ渡すもの
である。尚、オートレーダ（ロ）から異常工具を受は取
ってｌ−ド（りへ収納するとＩは逆である。これらの動
作もシーケンス制御で自動的に行われるものである。ま
た、ボード（！１へ異常工具を収納するときは、ボード
（！ｌから先に取り出した空の固定ポット１１１へ収納
させるものであゐ。

工具の形状は第ｖ図にその一例を示しており、符号（ハ
）は工具、＠はテーパー状の柄部、かは環状の把持溝部
であって、交換ポットン（け前記し九ボード（りの固定
ポット１１）と同様に、上記工具（ハ）のテーパー状の
柄部−を受容するテーパー状の受容孔（１４ｍ）を有し
ており、また、先Ｋｆｉ明したマガジｙに）のポット４
、これと同様な形状をしているものである。

次Ｋｔ−）ローダ中）の構成を第４図により説明する。

オートローダ（ロ）は、第５図に示す様に、キャリヤガ
イド°レール＠υ上を走行するキャリヤ本体−にツイン
アーム寓を旋回軸ｒｓ４を介して取付けてあｈ１ツィｙ
アーム翻の両端対称位置に爪クランプ用モータ１３５Ｉ
（至）で夫々クラｙプ・アンクランプ作動をなすクラン
プ爪−一が取付けである。尚、第３図において、罰はキ
ャリヤ走行用シリンダであり、副はツインアーム−を１
ｚｏｏ往復旋回させるための旋回用シリンダである。

上記ツインアーム關による工具（ハ）のクランプは、第
３図及び第２図に示しているように柄部−を互いに外１
ＩＩｌｒｃ向けて逆対称状１１に行うものである。

上記オート雪−ダ（至）Ｆｉ第１図の平面図に示す様に
、ボード式１具ストツカ（９の工具受渡し機ＩＩＩ　（
Ｃ５）とマガジｙ（至）との間に設置されるもので、次
に全体の動作を説明する。

先ず、マガジン（６）側において、工具交換の必要が生
じると、工具ストッカ（Ｃ）　１１で、マガジン（Ｂ）
が要求する工具を工具受渡し機構（Ｃ３）の交換ポラト
ラ１へ用意させる。

そして、オート圏−ダ（ロ）の”ツインアーム−を工具
ストッカ（Ｃ）ＩＩへ移動させて、ツインアーム（９）
の一方のクランプ爪−で、上記交換ボットＵの工具（至
）を受は取る。この受は堆り動作は、キャリヤ本体−が
工具費は渡し機構（Ｃ３）ｌｉｔの動作端に適すると、
交換ポット−１が旋回せしめられ、この交換ポット−に
保持された工具（ハ）をツインアーム關の一方のクラン
プ爪−でクランプし、キャリヤ本体−を若干移動させて
上記交換ボア）Ｍから工具（ハ）を抜き職ることによっ
テ行われる。

そして、キャリヤ本体−はその１１マガジンに）側へ移
動し、他方のクランプ爪−でマガジンに）ノ不要工具を
受は取る。このマガジ７　（Ｂ）　＠　テの不要工具の
受は取りは、当該不要工具を支持しているマガジン（至
）のポットが傾動待機（マガジンが工具自動交換時に有
する種部を利用）せしめられてｈるところに、ツインア
ーム關の空のクランプ爪−が到達してクランプをなし、
がっ、キャリヤ鴫が若干後退せしめられてマガジン（ロ
）のポットから不要工具を抜き取ることによって行われ
る。

そし−て、ツインアーム瞥が／１００旋回せしめられ、
新しい工具をマガジンに）のポットへ差し換え九後、キ
ャリヤ□□□は工具ストッカ（９側へ移＠せしめられ、
不要工具を交換ポット−に差し込む。ポットに対する工
具の抜き差しは、キャリヤーの移動を利用して行う−の
である。

不要工具を受は取った交換ポット１２４１Ｆｉ、復帰旋
回して下降し、トラパーｆ（Ｃりの把持具（１１）に不
要工具を痙す、この動作は、把持具（１龜）がアーム出
入用モー！■で後退勤して交換ポット−から不要工具を
抜き取ることによって行われる。

不要工具を受は取った把持具（γＩＬ）Ｆｉ、）ラパー
サ（Ｃ２）の動作によ秒、当鍍不要工具を、ボード１り
上の所定の固定ボッ）　１１１　、例えば、上述した新
しい工具の取抄出し後の空となっている固定ポットＩｌ
ｌ　Ｋ差し込み収納させるものである。

上記動作は、工具を７本だけ交換する場合の動作であっ
て、マガジンに）側からの要求が７本だけである場合に
は、上記動作で交換供給をなすものである。

然し、マガジン（至）側からの要求が、連続して複数本
の交換を要求してい為場合には、ストッカ側でコ本分を
先読みさせ、最初の７本については、先ず、工具ストッ
カ（９肯で新しい工具を用意させ、これをツインアーム
−の一方のタランプ爪（至）で受は取め％ｉマガジン至
）側へ運んで７木目の不要工具と差し換え交換させる。

この動作は、前述のものと同様であゐ。

しかし、キャリヤーが、上記マガジン（至）側で７木目
の不要工具の交換を行っている間に、工具ストッカ（Ｑ
側では、次のコ木目の必要工具を用意する。

そして、キャリヤＷが７木目の不要工具を工具ストッカ
（ロ）側へ運んできたとき、ここで、ツインアームＭＫ
より交換ポット−からＪＸ’目の必要工具を先ず受は取
り、続ｉて、／木目の不要工具を交換ポット−に渡して
後、中ヤリャーはマガジンに）側へ移動してコ木目の不
要工具と一木目の新しい工具の交換をなす、この間に、
工具ストッカ＜ｅ＞＊では、／木目の不要工具をボード
（創の所定の固定ポットロ１へ収容する働そして、マガ
ジンψ）１ｍが、さらＶＣＪ本目０交換を連続して要求
するとＩＫＦｉ、キャリヤーがコ太目の不要工具を工具
ストッカ（Ｃ）　ＩＩへ運んでくる前に、次のＪ木目の
必要工具を堆り出して準備するもので、以後、これを繰
す返すのである。

上記動作はマシエンダセｙりＧＡ）ＩＩで、工具不足の
ためあるいは異常工具のため工具交換を要求した場合に
行わせればよい、即ち、工具ストッカ（Ｃ）及びオート
ー−ダ（ロ）の駆動制御装置は、！シエンダセンタに）
のＭＣ＠＠装置と関連すせておくことにより、自動的に
工具の補給交換が行える。勿祷、これらの全制御機能を
］ＩＣ［御装置で行わせてもよく、従前のものに附加さ
せてもよい。

ｔ７’ｔ、マガジンに）Ｋは、通常、各種工具について
、幾本かの予備工具が装備され、これらの予備工具が全
部異常工具となったときにマシ鼻ングセ／りに）の運転
が停止するため、本発明のオートローダ（ロ）によ石工
具の交換は、異常工具となった工具を順次交換するもの
である。

次に、チェーン式１具ストツカの場合についてその構成
を第１図及び第２図で説明する。

第１図は全体の平面図でもね、第２図＃ｉ概略斜視図で
ある。

これらの図は、−基のチェーン式１具ストツカ（１，）
（１，）を設けた場合を示しており、夫々は同一の構成
でありので一方についてのみ説明する。

チェーン式１具ストツカ（１１）は、ポット−をエンＶ
レスチェーン−に適宜間隔で多数装備し、オートー−ダ
に）との工具受渡し位置−萄において、各ポット■は傾
動せしめら九為ようｋなっており、かつ各ポット−の上
記位置（４υへの駆動制御は、チェーン駆動装ｆｌｌ（
図示せず）をブイーｒパック制御して行われる。この機
構は、従来公知のチェーン式マガジンと同様で島石ので
その詳細な説明は省略する。

要するに％上記各ポットーに装着す石工具の種類等は、
前記メーｒ式１臭ストッカ（Ｃ：）のボーｙ　＋ｔ）の
各固定ポットｉｌｌの場合と同様に予じめ登録しておく
もので、必要とする工具を装着したボッ）Ｊを工具受渡
し位置−ＩＫ移動させ、と仁で、オートローダ（至）と
工具の受は渡しを行わせるものである。この工＾の受は
渡し動作は、前記ボード式１具ストツカ（９で述べた場
合と同様であるので、その動作説明は省略すゐ。

尚、チェーン式１具ストツカ（罵１）Ｆｉ、必要に応じ
て複数基装備させ為ことができ、その際、オートローダ
（ロ）のキャリヤ本体−の往復ス）ａ−りを変更させれ
ばよい。

第２図において、←２はマガジン（ロ）のポットを示し
、藺は工具自動交換装置を示し、ｉ４４はＴシニングセ
ンタに）の主軸を示している。

以上説明したようにこの発明はｉシａｎｙグセンターの
マガジンと、多数の予備工具を含む工具を装備するボー
ト°式又はチェーン式の工具ストッカと、両者間を往復
し、マガジン側の工具と工具ストッカの工具とを自動的
に交換すゐオートローダとよりなるから、在来のマシエ
ンダセンＩのマガジンに工具を、工具ストッカから１本
もしくは複数本を必要に応じ自動的に供給交換させるこ
とができ、従来のｉシエングセンタがもつマガジンの工
具容量を変えることなく、かつ、マガジン機能を損うこ
となく、工具大容量収納、予備工具交換の機能を付与せ
しめゐことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る＆−）’式１具ストッカ方式の場
合の全体の配置関係を示す平１ｊｌｒ説明図、第２図は
ボード式１具ストツカのストック部の斜視図、＠、！図
はトラバー号の斜視図、４ダ図は工具受渡し機構の斜視
図、第、５図はトラパーｔの側面図、第４図はオートロ
ーダの斜視図、！ＩＩ７図はオートローダの正面図、第
１図はチェーン式１具ストツカ方式の場合の全体の配置
関係を示す平面説明図、第２図はその斜視図を示して−
る。 ■・・ｉＶ！ングセンタ、に）・・マガジン、（Ｃ）　
（１１）（ｍｓ）・拳工臭ストッカ、０・尋オートロー
ダ、（ハ）・−工具。 第５図 ＄４１１ 第９図 −２５１−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｔＯ−Ｖシエンダセンターのマガジンと、多数の予備工
   具を含む工具を装備するボード式又はチェーン式の工具
   ストッカと、両者間を往復し、マガジン肯の工具と工具
   ストッカの工具とを自動的に交換するオート冒−ダとよ
   りなゐことを％黴とする工具−一供給装置。