JPS6124142B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は工作機械の工具交換装置に係り、工具
交換を迅速に能率良く行なうことのできる自動工
具交換装置に関する。 自動工具交換装置を備えた工作機械において
は、自動的に工具マガジンから必要とする工具が
取出され、また、その直前に使用された工具がマ
ガジンに返還されねばならない。この目的のため
に、従来３つの方法が知られている。第１の方法
は、工具シヤフトに外部から読取り可能なコーテ
イングリングを取付けるもので、工具マガジンが
読取装置を通過する毎にこの読取り装置により、
その時に要求されている工具が検知され、マガジ
ンから取り出される。この方法によれば、どの工
具もマガジンの任意の場所にセツトすることが可
能である。しかし工具シヤフトにコーテイングリ
ングを取り付ける為の困難、及びマガジンに収納
出来る数より、はるかに多い、使用する工具の数
に等しい工具番号の総数を工具交換制御上取り扱
う必要がある等の欠点を有する。 第２の方法は、工具マガジンに於ける個々の格
納場所、即ちポツトがコーデイングされている。
この場合、直前に使用された工具はそのとき空に
なつた場所に格納することが出来ず、プログラム
によつてマガジンを前にその工具があつた位置ま
でまわし、そこに格納しなければならない。この
方法は、使用する工具番号の総数としてはポツト
の数と等しい数だけ取扱えばよい。しかし１回の
工具交換に際して、工具を取り出すべきポツトと
収納すべきポツトの２度位置決めする必要があ
り、余分な工具交換時間を要する。またNCテー
ププログラム上、ポツト番号を指定する必要があ
つて繁雑である。第３の方法は、第１及び第２の
方法の上記欠点を除いたものであり、工具と、こ
れらを収納するポツトの対応を記憶する記憶装置
を別に設けるもので、特にコンピユータで制御さ
れる数値制御（以下NCと略称する）装置では、
この方法が効果を発揮する。 本発明は前記第３の方法において、テープ等に
より指令された必要な工具の位置をいち早く察知
し、マガジンのより近い回転方朋を駆動装置に出
力して、工具交換を迅速に能率良く行なうことの
できる自動工具交換装置を提供することを目的と
する。 以下本発明を図示する一実施例に基づいて説明
する。第１図において30はマガジンで、20本の工
具を収納することができる。32はポツト検出器で
あり、これはポツト３１がそこを通過するごとに
信号例えばパルスを発する。検出手段としてはリ
ミツトスイツチ又は近接スイツチ等でもよい。ポ
ツト検出器３２は第１図に示されるように工具交
換位置P2近傍からずれた位置に設置されてい
る。 ３３はポツト番号レジスタであり、同レジスタ
３３には工具交換位置P2に対応した工具マガジ
ン３０上のポツト番号を現在位置ポツト番号とし
て記憶するようになつている。３４はNC装置制
御用コンピユータであり、同コンピユータ３４内
には第１表に示される工具テーブルを形成した記
憶手段を備えている。又、同コンピユータ３４は
第１図に示されるが如くテープ入力装置３６から
の指令にしたがつて所望の工具が収納されている
ポツト番号（目標ポツト番号）に該当するポツト
を工具交換位置P2に位置づけるための指令をマ
ガジン駆動装置３７に対して与える。この場合の
指令は工具マガジン３０の回転方法及びポツトの
通過ステツプ数又は停止の指令である。さらに、
コンピユータ３４は工具交換制御装置３８に対し
て工具交換指令を与える。尚、前記ポツト番号レ
ジスタ３３は、予じめ第１図においてｍ＝６と設
定しておけば、以後工具マガジン３０が回転した
場合コンピユータ３４によつて回転方法と回転ス
テツプ数（ポツトの通過数）が常に判断され且つ
算出されるので同コンピユータ３４からの指令に
より常に、工具交換位置P2に位置しているポツ
トのポツト番号である現在位置ポツト番号をレジ
スタ３３内に記憶にする。 第１表はNC装置制御用コンピユータ３４の図
にない記憶装置された工具番号テーブルの一例を
示すものである。最初マガジン３０の各ポツト３
１に工具を挿入した時点で、ポツト番号（１〜
20）と工具番号の対応を、NC装置制御用コンピ
ユータ３４の記憶装置に上記第１表の如く工具テ
ーブルとして記憶しておく。これはキーボード入
力装置３５からマニアルでインプツトするものと
する。また使用する工具を変更する場合も同様に
して、各ポツト番号（１〜20）と工具番号の対応
を工具テーブルにインプツトする。こうしてテー
ブル入力装置３６から使用工具番号を読み込み、
工具交換される場合、マガジン駆動装置３７に駆
動信号を送りマガジン３０を回転させる。一方工
具交換制御装置３８に信号を送り工具交換装置３
９を動作させて４０の位置にある主軸と、

【表】

【表】 マガジン間の工具の交換を行う。 ポツト検出器３２は、同検出器を通過するポツ
トに対応してパルス等の信号を発するようになつ
ている。さらに又使用済みの工具をこれから使用
する工具が収納されていたポツト３１に収納され
ていたポツト３１に収納したことをNC装置制御
用コンピユータ３４は、知ることが出来るのでそ
の都度工具テーブルの記憶状態は書き変えられ
る。したがつて工具交換制御は20本のポツト番号
を取り扱うのみで、最も能率よく、多数の（テー
ブルに指定する工具番号が10進３桁であれば999
本の）工具交換制御を行うことができる。この場
合、工具番号とポツト番号を対応づけるに際し、
マガジン３０のポツト検出位置（ポツト番号１の
位置）P1と、工具交換位置P2（ポツト番号６の
位置）がシフトしている点は当然注意されねばな
らない。すなわちこのシフトさせることによりポ
ツト検出器３２を工具交換位置に取付ける必要が
ないのである。 本発明の要点は、ポツトの位置決め（マガジン
３０の回転位置決め）を行う場合右か左回転か近
い方向を選択する新しい方法を開示することにあ
る。第２図は、その作動の詳細を示すフローチヤ
ートであり、コンピユータ３４におけるマガジン
駆動装置３７への指令値を算出するステツプ等を
示すものである。ｎは、工具番号テーブルより知
ることが出来る交換したい新しい工具の収納され
ているポツト番号（目標ポツト番号）を示し、ｍ
は工具交換位置にある工具ポツトの番号を示す。
Ｋはポツト番号の総数であり第１図に於てはＫ＝
20である。 ここで、ｎ＝８、ｍ＝６とする。同図からＬ＝
＋２である。またＲ＝−２となるので、これに20
を加えてＲ＝18となる。Ｌはマガジンを左に回す
場合のステツプ数を回す場合のステツプ数を示し
ている。Ｄ＝２−18＜０であるので、左回転すれ
ばよいことが判る。以上によりフローチヤートの
演算をNCの演算制御用のコンピユータ３４に行
わせることにより、最も速い工具交換制御を行う
ことが出来る。 このようにして本発明によれば、迅速に能率よ
く工具交換を行なうことのできる自動工具交換装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図はポツトの位置決めを行なうためにマガジ
ンの回転すべき方向を判定するためのフローチヤ
ートである。 ３０……マガジン、３１……ポツト、３９……
工具交換装置、４０……工具交換時の主軸位置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工具マガジン駆動装置を介して回転自在に位
   置決めされる工具マガジンとこの工具マガジンに
   取り付けられ交換工具を収納保持すると共に前記
   工具マガジン上での配列順序に従つてポツト番号
   を順番に付されてなる複数の工具ポツトと、この
   各ポツトに収納されている工具の番号とを対応せ
   しめると共に主軸と工具ポツト間で工具交換を行
   う度毎に上記対応を書き替るごとくした工具テー
   ブルと、前記工具マガジン周辺部に設置され、こ
   の工具マガジンの回転に伴つて前記設置への各工
   具ポットの到着を検出するポツト検出器と、前記
   工具テーブルを記憶すると共に次の工具交換に際
   し所望の工具が収納されている前記マガジン上の
   工具ポツトの目標ポツト番号および前記ポツト検
   出ポツト番号より演算により求めた前記工具マガ
   ジンの工具交換位置に対応したポツト番号であり
   ポツト番号レジスタに記憶されている現在位置ポ
   ツト番号の値にもとずいて、前記目標ポツト番号
   と前記現在位置ポツト番号との差及び前記現在位
   置ポツト番号と前記目標ポツト番号との差を夫々
   求め、これらのうち負の値をとるものについては
   工具マガジン上の工具ポツトの総数を加えたもの
   に置換して得た第１の値、第２の値を求めて、前
   記所望の工具を前記工具交換位置に位置づけるま
   での間の工具ポツトの通過数であるステツプ数を
   算出するとともに、前記第１の値と前記第２の値
   との差の正、負および零に応じて前記工具マガジ
   ン回転方向および回転停止を判別する演算手段を
   備え、この演算手段からの指令を前記駆動装置に
   与えて迅速な工具交換を行うことを特徴とした自
   動工具交換装置。