JPS61117039A - 工具マガジン制御装置 - 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】 Ｃ産業上の利用分野〕 本発明は、多種類の工具を着脱可能に格納したマガジン
を駆動して指定された工具を工具交換位置まで移動し、
所定の停止位置に正確に停止させる工具マガジン制御装
置に係り、特に工具マガジンの停止位置の位置決め手段
の改良に関するもので、ＮＣ工作機械その他の自動工作
機械の工具交換装置等に利用できる。

［背景技術とその問題点］ 従来の工具マガジン制御装置は一般に指定された工具が
工具交換位置まで近接するとマガジンの移動速度を減速
し、微速にしてから、前記マガジンに固定された位置決
め部材に位置決めピンを嵌入すると同時にマガジンを停
止することにより前記マガジンを所定の停止位置に停止
させるものである。

このような従来の装置では、マガジンの通常の移動速度
と微速との差をあまり太くとると減速の際にマガジンに
有害な衝撃を与え、また、その差を適正なものとするた
めに微速のほうをある速度以上にすると停止の際にマガ
ジンに衝撃を与え、また場合によっては位置決め部材に
ピンが嵌入できないという不都合が生じたりする。

従って、これらの不都合が生じないようにするためには
、微速を所定速度以下にし、また微速と通常の移動速度
との差も所定速度以下にしなければならない。

その結果、マガジンの通常の速度もおのずと限られてし
まい、それ以上の高速化ができないとともに、減速のた
めの時間もあわせると工具交換に要する時間が近年の高
速化の要請に必ずしも十分な対応ができないという不都
合が生じていた。

また、前記従来の装置では、マガジンを減速にする位置
や微速にする位置を検出するための位置検出手段が必要
であり、また、これらと対応して駆動される位置決めピ
ン駆動手段及びマガジン駆動手段の制御装置等が別々に
必要であることから部品点数も多いとともに制御のタイ
ミングを正確にしなければならないから組立調整も煩雑
であ　・！７る。

なお、前記従来例とは別にマガジンが大重量でであり、
慣性力が大きい場合にあっては、所定の停止位置の前で
マガジンの駆動を解除して慣性力がなくなるまでオーバ
ーランさせ、しかる後に微速度で逆回転させつつ位置決
めを行う装置もあるが、これも前記従来例と同様にマガ
ジンの位置決めのために２段階の速度制御を行っている
から、同様の欠点を有するものである。

［発明の目的コ 本発明は前記事実を考慮してなされたものであり、前記
欠点を除去し、工具マガジンの移動速度の高速化及び減
速時間の短扁化ができる工具マガジンの制御装置を提供
することが目的である。

［問題点を解決するための手段および作用］前記問題点
を解決するために、本発明では、多種類の工具を着脱可
能に格納したマガジンと、このマガジンを駆動して指定
された工具を工具交換位置まで移動するマガジン駆動手
段と、前記指定された工具が工具交換位置に到達したと
きに前記マガジン駆動手段を停止させるとともに前記マ
ガジンの停止位置を正確に規制する位置決め手段とを含
む工具マガジン制御装置において、前記位置決め手段は
、前記マガジンに固定された位置決め部材と、この位置
決め部材に設けられた掛合部に掛合して前記マガジンの
位置決めをするストッパ部材と、このストッパ部材を駆
動するストッパ部材駆動手段と、前記指定された工具が
工具交換位置に近接したことを検出して前記ストッパ部
材駆動手段を始動させる工具位置検出手段と、このスト
ッパ部材駆動手段と連動して前記ストッパ部材が前記掛
合部材に掛合するまでの間に前記マガジン駆動手段の駆
動速度を減速して停止させるマガジン駆動手段制御装置
とを含む構成としている。

その結果、指定の工具が工具交換位置に近接すると、工
具位置検出手段が作動してストッパ部材駆動手段を始動
させる。このストッパ部材駆動手段はマガジン駆動手段
制御位置と連動されているから、ストッパ部材駆動手段
の始動と同時にマガジン駆動手段が減速を開始し、前記
ストッパ部材が位置決め部材に完全に掛合するまでには
前記マガジン駆動手段を停止させる。

これにより、マガジンの駆動速度が不連続に変化するこ
とがないから、減速による衝撃を生ずるおそれがない。

従って、マガジン移動速度を高速にすることが可能であ
る。

かつ、減速開始から停止に至るまで連続的に減速がなさ
れるから減速動作に無駄がなく減速時間の短縮が可能で
ある。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例の全体構成を示す図、第２図は
工具マガジンの正面図、第３図は工具マガジンの平面図
、第４図は第２図におけるＡ−Ａ線断面図、第５図は第
４図におけるＢ矢視図、第６図は減速弁付油圧シリンダ
の断面図、第７図は第６図におけるＣ−Ｃ線断面図であ
る。

第２図において、基台１には、環状の軌道２が立設され
ており、この軌道２上にはチェ７３によて連結された多
数の工具ポンド４．・・・４が回動自在に取付けられて
いる。

前記チェ７３によって連結された多数の工具ポットは工
具マガジン５を構成するもので、前記環状軌道３の内側
に設置されたチェンドライブスプロケット７によって駆
動される。

このチェンドライブスプロケット７は、第４図に示され
るように歯車８，９及び１０を介して油圧モータ１１に
よって駆動される。

前記歯車９には、同軸的に位置決め盤１２が固定されて
いる。

この位置決め盤１２は、第５図に示されるように円盤状
をなしており、その周部には２個の切欠状の掛合部１３
及び１４が対象的位置関係に設けられているとともに、
該掛合部１３及び１４の近傍は平坦部を形成している。

また、前記位置決め盤１２の周部に近接して減速弁付き
油圧シリンダ１５が設置されており、この油圧シリンダ
のピストンロッドの先端には、前記位置決め盤の掛合部
１３若しくは１４に掛合して位置決めをするスト−２パ
部１６が形成されてい　　′第６図は、前記減速弁付き
油圧シリンダ１５の断面図を示すものであり、本体１７
の内部にはシリンダ部１８が形成され、このシリンダ部
１８にはピストンロッド１９の後端部が密接して摺動自
在に嵌挿されている。

このピストンロッド１９は後端部が大径部を形成してお
り、シリンダ部１８内に出入口２０及び２１から矢印Ｐ
、Ｑで示されるように出入りする作動油によって往復駆
動される。

また、ピストンロッド１９の中間部は減速弁を形成して
おり、入口２２から矢印Ｒで示されるように流入した作
動油は第１の部屋２３に至り、該第１の部屋２３と第２
の部屋２４とを連絡する絞り通路２５を通過して第２の
部Ｎ２４に至りしかる後に出口２７から矢印Ｓで示され
るように流出するもので、前記ピンストンロッド１９が
紙面に向って左方に移動すると絞りが開放され、右方に
移動すると絞られ、完全に右方に移動したときは前記通
路は完全に閉塞される。

更に、前記ピストンロッド１９の先端部には位置決めス
トッパ部１６が形成されており、前記ピストンロッド１
９が紙面に向って右方に移動すると前記ストッパ部１６
が前記位置決め盤１２の掛合部１３に掛合して位置決め
が行われる。

なお、前記ピストンロッド１９の後端部には孔２８が穿
設されており、この孔２８の底部にはロッド２９が固定
されて外部に突出されているとともに、前記孔２８の底
部と前記シリンダ部１８との間には圧縮コイルばね３０
が設けられている。

これにより、前記ピストンロッドの動きを外部に伝達で
きるとともに、前記ピストンロッド１９の右方への移動
にはばね力も加わるから駆動制御が容易となる。

また、前記ロッド２９には第５図に示されるように掛合
手段３１が固設されているとともに、この掛合手段の近
傍には、この掛合手段によってオンのオフされるリミッ
トスイッチ３２及び３３が設置されており、前記ピスト
ンロッド１９の移動によって前記位置決めストッパ部１
６が前記位置決め盤１２の掛合部１３若しくは１４に掛
合しているか否かを検出するものである。

なお、前記位置決め盤１２には該位置決め盤の所定位置
を示す手段３４が取付けられており、その近傍にはその
示された位置を検出する位置検出手段３５が設置されて
いる。

これにより、指定された工具が工具交換位置に近接した
ことを検出し、前記減速弁性き油圧シリンダ１５等を作
動させるものである。

第２図に示されるようにこれら、電気回路を含む制御手
段３６は前記環状軌道２内に設置されており、また、前
記環状軌道２の外部には前記工具マガジンに近接して工
具交換装置３７が設置されており、前記工具マガジンが
停止し、指定された工具が工具交換装置の前に至ると、
該工具交換装置が作動して工具を交換するものである。

第１図は前記実施例の油圧回路構成を示す図であり、油
圧モータ１１は、ばねオフセット電磁式４ポート３位置
切替弁３８、逆止弁付流量調整弁３９若しくは４０を通
して油圧源Ｐに接続され。

前記切換弁から前記減速弁付油圧シリンダ１５内の減速
弁を通して油タンクＴに接続されている。

即ち、油圧モータ１１は前記切換弁３８によって正転、
逆転又は停止の制御がなされ、前記減速弁付油圧シリン
ダ１５によってその駆動速度が制御される。

なお、前記減速弁は前述のようにピストンロッド１９が
前進するにつれて流路を絞り、前記ストッパ部１６が前
記位置決め盤１２の掛合部１３又は１４に完全に掛合す
ると前記流路を閉じるもので、これにより、前記油圧モ
ータ１１が減速して停止する。

また、前記油圧シリンダ１５の作動油出入口２０及び２
１はばねオフセット電磁式４ポート２位置切換弁４１を
通して油圧源Ｐ及び油タンクＴに接続されており、該切
換弁を切換えることによって前記油圧シリンダのピスト
ンロッド１９を前進　、！で又は後退させる。

なお、前記切換弁４１と油圧源Ｔとの間には、この＋ｊ
Ｊ換弁を適正圧で作動させるための減圧弁４２が設けら
れている。

リミットスイッチ３２．３３、位置検出手段３５、電磁
切換弁３８及び電磁切換弁４１は図示しない所定の電気
的制御手段に接続されており、交換すべき工具が指定さ
れると、その工具が工具交換位置まで至ったことを前記
位置検出手段３５によって検出し、電磁切換弁４１を始
動させるとともに、前記油圧シリンダ１５の位置決めス
トッパ部１６が前記位置決め盤１２の掛合部１３又は１
４に掛合し又は復帰したことを前記リミットスイッチ３
２及び３３によって検出する。これによって工具交換装
置３７を駆動する等の所定の工具交換動作が開始される
。

次に本実施例の作用につき説明する。

まず、図示しない電気的制御手段に交換すべき工具を指
定して工具交換開始の操作を加えると、電磁切換弁３８
が切換えられ、油圧モータ１１が作動して工具マガジン
５が移動を開始する。

なお、この場合前記電磁切換弁３８は交換すべき工具が
工具交換位置に近い方向に前記工具マガジンを駆動する
ように切換えられ、割り出し時間の節約がなされる。

前記油圧モータ１１の作動開始につれて前記位置決め！
１１２も回転を開始し、前記指定された工具が工具交換
位置に近接すると、前記位置検出手段によってそのこと
が検出され、これにより、電磁切換弁４１が切換えられ
て前記油圧シリンダ１５が駆動される。

これとともに、ピストンロッド１９が前進を開始し、減
速弁を絞り始めて前記油圧モータの速度を次第に減じ、
前記ピストンロッド先端のストッパ部１６が前記位置決
め盤１２の掛合部１３又は１４に完全に掛合したときに
前記油圧モータを完全に停止させる。

第８図は、前記ストッパ部１６が前記掛合部１３に掛合
する動作を説明するための図であり、同図（ａ）はピス
トンロッド１９が前進を開始した直後を示すものであり
、（ｂ）は前記ストッパ部１６の先端が位置決め盤に接
触した状態を示している。

このとき、油圧モータはかなり減速されているとともに
、ストッパ部１６は位置決め盤の平坦部と接触した状態
となっている。

従って１位置決め盤は前記減速された速度で回転を続け
、ストッパ部は位置決め盤の平坦部を第８図（ｃ）、（
ｄ）及び（ｅ）に示されるように滑走する。これにより
、ストー／パ部は少しづつ前進し、これに伴って少しづ
つ減速がなされる。

前記位置決め盤が、更に回転すると第８図（ｆ）に示さ
れるようにストッパ部１６が掛合部１３に嵌入を始め、
これにより、油圧モータ１１は更に減速される。

次いで、第８図（ｇ）に示されるようにストッパ部が掛
合部に完全に掛合すると同時に減速弁が完全に閉塞され
るから、油圧モータも完全に停止し、工具マガジンの位
置決めが完了する。

前記実施例によれば、ピストンロッド１９の前進、即ち
、ストッパ部１６の前進につれて減速弁が絞られて、油
圧モータ１１．即ち、工具マガジン５の移動速度が減速
される。

そして、前記ストッパ部１６が前記位置決め盤の掛合部
に完全に掛合するとともに前記減速弁が完全に閉じられ
て油圧モータが停止される。

従って、ストッパ部が掛合部に掛合されるまでの間に連
続的に減速がなされるから、掛合の際に衝撃が生ずるこ
とがなく極めて円滑に位置決めがなされる。

かつ、前記位置決め盤１２の掛合部１３又は１４の近傍
に平坦部が形成されていることから、ストッパ部が掛合
部に円滑に掛合し、掛合がなされないという事故を生ず
るおそれがない。

更に、本実施例にあっては、減速弁がストッパ部を駆動
するための油圧シリンダ内に設けられており、該ストッ
パ部の進退と連動して制御されるから、制御が確実であ
るとともに、制御回路を単純化できる。従って本実施例
によれば、組立調整も容易となる。

また、マガジンの駆動及び制御を油圧回路によって行っ
ていることから動作が確実である。

なお、前記実施例にあっては、減速弁を油圧シリンダ内
に設けているが、これを別々に設けて連動させても良い
。

また、前記位置決め盤とストッパ部は必ずしもこれに限
られず、同様の作用をする位置決め部材とストッパ部材
であれば全て含まれる。

更に、マガジンの駆動制御を必ずしも油圧手段によるこ
となく電気的手段によっても良いことは勿論である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、ストッパ部材駆
動手段とマガジン駆動手段制御装置とが連動されている
から、マガジンの減速を連続的に行うことが可能となり
、これによって減速による衝撃を生ずるおそれがなくな
り、マ、ガジン駆動速度の高速化を可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の油圧回路構成を示す図、第２
図は工具マガジンの正面図、第３図は工具マガジンの平
面図、第４図は第２図における八−Ａ線断面図、第５図
は第４図におけるＢ矢視図、第６図は減速弁付油圧シリ
ンダの断面図、第７図は第６図におけるＣ−Ｃ線断面図
、第８図はストッパ部１６が掛合部１３に掛合する動作
を説明するための図である。 ５・・・マガジン、１１・・・油圧モータ、１２・・・
位置決め盤、１３．１４・・・掛合部、１５・・・減速
弁付油圧シリンダ、１６・・・ストッパ部、３４・・・
位置表示手段、３５・・・位置検出手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）多種類の工具を着脱可能に格納したマガジンと、
   このマガジンを駆動して指定された工具を工具交換位置
   まで移動するマガジン駆動手段と、前記指定された工具
   が工具交換位置に到達したときに前記マガジン駆動手段
   を停止させるとともに前記マガジンの停止位置を正確に
   規制する位置決め手段とを含む工具マガジン制御装置に
   おいて、 前記位置決め手段は、前記マガジンに固定された位置決
   め部材と、この位置決め部材に設けられた掛合部に掛合
   して前記マガジンの位置決めをするストッパ部材と、こ
   のストッパ部材を駆動するストッパ部材駆動手段と、前
   記指定された工具が工具交換位置に近接したことを検出
   して前記ストッパ部材駆動手段を始動させる工具位置検
   出手段と、このストッパ部材駆動手段と連動して前記ス
   トッパ部材が前記掛合部材に掛合するまでの間に前記マ
   ガジン駆動手段の駆動速度を減速して停止させるマガジ
   ン駆動手段制御装置とを含むものであることを特徴とす
   る工具マガジン制御装置。
2. （２）前記マガジン駆動手段が油圧モータであって、前
   記マガジン駆動手段制御装置が前記油圧モータに供給さ
   れる作動油の流量を調節する減速弁であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の工具マガジン制御装置
   。
3. （３）前記マガジン駆動手段が油圧モータであり、前記
   ストッパ部材駆動手段が油圧シリンダであるとともに、
   前記マガジン駆動手段制御装置が前記油圧モータに供給
   される作動油の流量を調整する減速弁であって、この減
   速弁が前記油圧シリンダのピストンロッドに形成されて
   該ピストンロッドの進退動作に応じて開閉されるもので
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の工具
   マガジン制御装置。