JPS5918181B2 - 群管理工作機械における工具の集配システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は群管理装置にて制御される複数台の自動工具交
換装置付工作機械のツールマガジン内の工具を自動的に
交換しようとするための群管理工作機械における工具集
配装置に関するものである。

産業界においては数値制御工作機械の利用が高度化する
につれ、一つのコンピュータで複数台の自動工具交換装
置付工作機械を制御しようとする群管理システムが導入
されるようになり、また同工作機械に自動的にワークを
供給しようとするワーク搬送装置を開発し経済的高能率
加工を追求するようになった。

しかし群管理工作機械として使用される自動工具交換装
置付工作機械において、ツールマガジン内に収納できる
工具の本数には限界があり、すべての加工が可能という
わけにはいかず、また収納された工具においても摩耗等
による寿命がある。

従来加工に関しては自動化が進められたが、ツールマガ
ジン内の工具の交換は人手をわずられしていた。

本発明はこの作業をも自動化しようとするもので、工具
寿命がきたとき、または加工ワークの変更時にワークの
投入に先立ってツールマガジン内の工具を交換しようと
するものであり、またそれらの作業が群管理装置の指令
のもとに自動的に行なわれるようにしたものである。

即ち本発明はワークを搬送するだめのパレットと同一の
パレット上に複数個の工具を収納する工具パケットと同
パレットが工作機械上に載置されたとき同工作機械の主
軸と前記工具パケットとの間にて工具の受渡しを行なう
工具集配用ロボツートとを設け、同パレットをワークを
搬送するだめのパレット搬送装置にて工具準備ステーシ
ョンから工作機械に搬送し、工作機械の自動工具交換機
構と前記工具集配用ロボットの作動によりツールマガジ
ン内の工具と工具パケット内の工具とを交換しようとす
るものである。

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

第１図において１１は群管理装置１２により制御される
複数台の自動工具交換装置付工作機械で、１３は各工作
機械１１のテーブルであり、テーブル１３の上面にはワ
ークが積載されたパレット１４（ワークは図示せず）の
搬入を案内するパレットガイド、ならびに搬入されてき
たパレット１４を位置決めクランプする位置決めクラン
プ装置が設けられており、テーブル１３は加工のためｘ
、ｙ両方向に移動可能とされている。

１５は各工作機械１１の主軸頭であり、回転駆動される
主軸１６を回転自在に支持し、２方向（紙面に対し垂直
方向）に移動可能とされている。

したがって各工作機械の主軸１６に装着された工具はパ
レット１４上のワークに対しｘ、ｙ、ｚの３次元の相対
運動を行ないワークを切削するのである。

１７は各工作機械１１に取付けられた自動工具交換装置
で、１８は複数個の工具を貯蔵するツールマガジン、１
９はツールマガジン１８と主軸１６との間にて工具の交
換を行なう自動工具交換機構である。

２０は各工作機械１１に１個づつ設けられた数値制御装
置で、工作機械１１のｘ、ｙ、ｚの３軸ならびに自動工
具交換装置１７を群管理装置１２の指令のもとに制御す
るものである。

２１は切削作業によりパレット１４ならびにワーク上に
堆積した切削を除去するためのクリーニングステーショ
ンで、クリーニングステーション２１には工作機械１１
のテーブル１３と同様パレット１４の搬入を案内するパ
レットガイドが設けられている。

２２はパレット１４にワークを段取りするだめの段取シ
スチージョンで、実施例では段取りステーション２２に
２台の段取り台２３が設けられ、各段取り台２３の上面
にはパレット１４の搬入を案内するパレットガイドが設
けられており、作業者は搬入されてきたパレット１４か
らワークを取外し、次に群管理装置１２により表示盤２
４に表示されたワークを固着するのである。

２５はワークが積載されたパ・ット１４を収納（するだ
めのストレージであシ、実施例ではストレージ架台２６
が１２個設けられ１２個のパレット１４を収納可能とし
、架台２６の上面にはパレット１４の搬入を案内するパ
レットガイドが設けられている。

。２７は複数台の工作機械１１、ならびにクリーニング
ステーション２１を一側に、段取シスチージョン２２な
らびにパレット１４を収納するストレージ２５を他側に
と、その両者の間に設けられた搬送架台、２８は搬送架
台２７に案内されＸ方向に移動可能とされたシャトル装
置付パンツ）［送台車であり、搬送台車２８はそれ自体
に自走機構２９、ならびに数値制御装置３０を有し、群
管理装置１２にて指定された位置に自走する。

３１は搬送台車２８の上面に取付けられたシャトル装置
で、シャトル装置３１は台車本体に旅回自在に支持され
パレット１４の移送を案内するパレットガイド、同パレ
ットガイドをｘｙ平面にて１８０度旋度旋せるパレット
ガイド旋回装置、搬送台車２８のパレットガイドと工作
機械１１のパレットガイド間あるいはストレージ２５の
パレットカイト間等にてパレット１４の移送を行なうト
ランスファー装置からなる。

したがって段取りステーション２２あるいはストレージ
２５より搬送台車２８のパレットガイドの一側にパレッ
ト１４を載せ、ワークの交換を要求する工作機械１１ま
で搬送台車２８を自走せしめ、次に工作機械１１から加
工済みワークを積載したパレット１４を搬送台車２８の
パレットガイドの他側に載せ、パレットガイドを１８０
度旋回し、工作機械１１にパレット１４を押し出すと新
らたなワークを載せたパレット１４が工作機械１１に投
入されワークの交換が行なわれたことになる。

即ちパレット搬送台車２８のシャトル装置３１を操作す
ることによシワークが積載されたパレット１４は群管理
装置１２にて指定された位置に搬送されるのである。

本発明は以上説明したパレット搬送装置を利用し、工具
を所定工作機械位置まで搬送しツールマガジン内の工具
を交換しようとするものである。

まず工具を工作機械１１まで搬送する手段について述べ
る。

第２図および第３図において、３５はワークが積載され
るパレット１４と同一の工具集配用パレット、３６はパ
レット３５の上面に固着され各種工具３７のシャンク部
が挿入される穴３８を有する工具パケットであり、実施
例においては１４本の工具が収納可能とされている。

３９は同じくパレット３５の上面に取付けられた工具集
配用ロボットで、４０は角度αだけ旋回可能なロボット
３９の支柱、４１は支柱４０に案内され°高さ方向にＨ
１軸方向に■の長さ移動可能とされたアーム、４２はア
ーム４１の先端に角度β（９０度）旋回可能に支持され
工具３７を把持するグリッパであり、このロボット３９
は従来産業用ロボットとして開発されたものを利用した
ものである。

次に上述した工具搬送手段による工具の集配システムに
ついて述べる。

第１図において、４３は工具準備ステーションであり、
架台４４の上面には段取りステーション２２と同様工具
集配用パレット３５の搬入を案内するパレットガイドが
設けられている。

４５は各種工具が収納されている工具棚、４６は工具を
プリセットするだめの工具プリセッタ−１４７は群管理
装置１２によシ工具パケット３６に収納しようとする工
具を表示する表示盤である。

したがって工具準備ステーション４３の架台４４に工具
集配パレット３５が搬入されると、作業者は工具パケッ
ト３６から使用済み工具を取外す。

一方表示盤４７には次に工具の交換を要求する工作機械
のための工具の表示が群管理装置１２によりされている
ため、作業者は工具棚４５より工具を選択し、工具プリ
セッタ４６によシ工具をプリセットし、工具パケット３
６の所定された位置に工具を挿入する。

以上の作業を繰返えして工具パケット３６に工具を挿入
し、集配の時期を待つのである。

工作機械１１が加工完了直前の信号を群管理装置１２に
送ると、その工作機械において工具の交換が必要な場合
群管理装置１２は工具交換のだめの指令をだす。

するとパレット搬送台車２８は工具準備ステーション４
３に自走し、搬走台束２８のパレットガイドを工具準備
ステーション４３の架台４４のパレットガイドに整列す
る。

そしてシャトル装置３１のトランスファー装置を作動し
工具集配パレット３５を搬送台車２８のパレットガイド
上の一側に引入れ、パレット搬送台車２８は加工完了直
前の信号を出した工作機械まで自走し、加工が完了する
までその位置で待機する。

工作機械は加工が完了するとテーブル１３をパレット交
換位置に、また主軸頭１５を工具交換位置に割出す。

パレット搬送台車２８のシャトル装置３１はトランスフ
ァー装置を作動し、加工完了したワークを積載したパレ
ット１４を空のパレットガイド上に引入れ、次にパレッ
トガイド旋回機械を作動してパレットガイドを１８０度
旋回し、さらにトランスファー装置を作動して工作機械
側に移された工具集配用パレット３５を工作機械のテー
ブル１３上に押しだすのである。

工具集配用パレット３５が工作機械１１のテーブル１３
上に位置されると、工具集配用ロボット３９を作動し、
工作機械１１の主軸１６に装着されていた工具を抜取り
工具パケット３６の空の部分に返納させる。

次にロボット３９は工具パケット３６より指定された工
具を抜取り主軸１６に挿入する。

すると工作機械に取付けられた自動工具交換装置１７の
工具交換機構１９は主軸１６の工具を抜取シ、ツールマ
ガジン１８より抜取ってきた工具を主軸１６に挿入する
。

そして工具交換機構１９は主軸１６から抜取った工具を
ツールマガジン１８に挿入し、次に交換しようとする工
具を抜きだす。

以上の操作を繰返すと工具パケット３６内に収納されて
いた工具はツールマガジン１８に挿入され、ツールマガ
ジン１８内の使用済み工具は工具パケット３６へと工具
の入替が行なわれるのである。

そして工具の入替作業が終了した工具集配パレット３５
はパレット搬送台車２８によシ工具準備ステーション４
３に戻されるのである。

なお工具集配用ロボット３９の支柱４０、アーム４１、
ならびにグリッパ−４２の運動は群管理装置１２の指令
のもとに作動する数値制御装置４８により制御されて位
置決めが行なわれ、工作機械１１の自動工具交換装置１
７とも群管理装置１２により関連づけられて制御されて
いるのである。

以上の説明は自走するパレット搬送台車にてパレットを
工作機械に搬送しようとするワーク搬送装置にて工具集
配用パレットを搬送しようとするものであるが、ワーク
が積載されたパレットを工作機械に搬送するため工作機
械に沿って走らせたコンベア式搬送装置によっても本発
明が可能であるととは例を挙げる寸でもないことであろ
う。

以上説明したように本発明は工作機械に取付けられたツ
ールマガジン内の工具を工具の摩耗あるいはワークの変
更に先立って交換しようとするもので、それら作業が自
動的に行なわれるようにしたものである。

即ちツールマガジン内の工具と交換しようとする工具を
工具集配用パレットに取付けた工具パケットに収納し、
パレット搬送装置により同工具パケットを工作機械まで
自動的に搬送されるようになし、また工作機械位置での
ツールマガジン内の工具の交換も自動工具交換装置の工
具交換機構と工具集配用パレットに設けられたロボット
により自動的に行なわれるようにしたため、従来人手を
わずられしていた作業を省力化することが可能となった
のである。

また本発明においてはワークを積載するパレットと同一
のパレットにて工具を工作機械に搬送するようにし、ワ
ークを搬送する手段を利用しているため工具を工作機械
に搬送する手段として新らたなものを必要としないので
ある。

さらに本発明に使用される工具集配用ロボットは従来産
業用ロボットとして広く開発されてきたロボットを使用
することができるため、本発明を構成するため新らた々
ロボットを開発する必要はないのである。

即ち本発明は従来開発されてきたものを集大成すること
により群管理工作機械における工具の集配システムとい
う新らだなシステムを創造したもので、工作機械の省力
化にとって優れた効果を発揮するものである。

また工具の交換において一台のツールマガジンで工具パ
ケット内に収納された全ての工具を交換しようとするこ
ともあるが、一台のツールマガジンにおいて交換を要す
る工具が数本の場合もあり、そのような場合ツールマガ
ジン数台分の工具を一緒に工具パケットに収納し必要な
ものだけを交換させるということもできる。

そしてその工具の選択は群管理装置により指示された数
値制御装置の制御により行なわれるのであり、このよう
にすることにより夜間の無人運転を可能とするのである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の群管理工作機における工具集配装置が
組込まれた群管理工作機械の平面図、第２図は本発明の
群管理工作機械における工具集配装置に使用する工具集
配パレットの平面図、第３図は同正面図である。 １１；工作機械、１４；パレット、１７；自動工具交換
装置、１８；ツールマガジン、１９；工具交換機構、２
２；段取りステーション、２５；パレット貯蔵ストレー
ジ、２６；ストレージ架台、２７；搬送架台、２８；シ
ャトル装置付パレット搬送台車、３５；工具集配用パレ
ット、３６；工具パケット、３９；工具集配用ロボット
、４３；工具準備ステーション。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中央の制御装置の指令により、複数の工作機械に対
   し加工すべき素材、工具をパレットを介して自動供給す
   る供給装置を具備する群管理工作機械において、 前記工作機械の主軸と、工具を多数貯蔵する前記工作機
   械に近接して設けた工具貯蔵マガジンと、前記主軸と前
   記工具貯蔵マガジンの間にあって前記主軸および前記工
   具貯蔵マガジン内の工具を交換する前記工作機械に取付
   けられた自動工具交換装置と、複数個の工具を収納する
   工具パケットと、前記工作機械の主軸と前記工具パケッ
   トとの間で工具の受渡しを行なう工具集配用ロボットと
   、前記素材を搬送するパレットと共通な案内面を有し、
   かつ、前記工具集配用ロボットおよび工具収納用工具パ
   ケットを塔載した工具集配用パレットと、同パレットお
   よび素材を塔載するパレットを共通に係脱自在に装架す
   るストレージ架台と、前記工作機械と前記架台に関連し
   て施設した搬送路と、同搬送路を走行し前記工作機械の
   テーブルおよび前記架台との間でパレットをスライドさ
   せて前記パレットの着脱を行なうシャトル装置付台車と
   からなる群管理工作機械における工具の集配装置。