JPS61270048A - 工具交換装置の手動復帰方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はマシニングセンタ等に設けられる工具交換装
置の手動復帰方法に関する。

〔従来の技術〕

マシニングセンタ等に備えられ、両端に工具グリップ部
を形成した旋回アーム等から゛なる工具交換装置は、主
軸スピンドル上の工具の抜出し、旋回アームの１８０度
旋回による工具交換等、多数の単位動作の一連の組合わ
せ動作からなる工具交換動作を実行して工具交換を行う
ようになっているが、油圧の低下等によって非常停止が
かかり、一旦停止した後油圧の入れ直し等の修復作業を
行って、中断していた工具交換動作を再開する場合、従
来は次のような不都合があった０ すなわち、上記のように何らかのトラブルにより非常停
止がかかった後の再開であるため、復帰ボタンを１回押
すことにより、中断により残っていた工具交換動作を一
気に連続して行うことは、中断時に工具の把持のゆるみ
等が生じていた場合に事故につながるおそれがあるため
、好ましくない。したがって、非常停止中断後の再開は
作業者が各単位動作の確実な完了を視覚等により確認し
ながら、逐次手動で実行せしめるのが安全上好ましいの
であるが、従来は上記多数の単位動作を行わせるボタン
が各別々に操作盤上に設けられていたため、単位動作の
順序を誤って実行させてしまって、工具交換装置とマシ
ニングセンタ本体間で衝突干渉を起こしてしまうとか、
途中で工具交換不能になって元からやり直さなければな
らなくなるといったトラブルが起こり勝ちであった。

つまり、従来は操作盤上に手動復帰用の押ボタンとして
、例えば旋回アームの１８０度旋回折令ボタン、旋回ア
ームの進退指令ボタン、プルスタッドの解除指令ボタン
等が、夫々別個に設けられて、各ボタンによって夫々単
一の単位動作を実行せしめるようになっていたのであり
、各単位動作の順序を熟知していない不慣れな作業者が
操作をする場合や、中断時間が長男いて、一連の工具交
換動作がどの単位動作まで完了しているかの判断を誤っ
た場合に、上記のようなトラブルが発生したのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明はマシニングセンタ等の工具交換装置において
上記問題点を解決することを目的とする０ 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は非常停止解除後に、単一の復帰動作ボタンを
断続的にＯＮすることにより、その度ごとに中断時に完
了していた単位動作の次の動作から順に、区切って実行
せしめることを提案するものである。

〔実施例〕

以下、図面【ζ基づいて、この発明を横型のマシニング
センタに実施した例を説明する。

第２．３図は夫々、当該マシニングセンタ（ＭＣ）の全
体平面図、全体側面図であり、床上に固定設置した前方
ベッド（１ａ）上には２基のワーク載置台（２）（３）
が設けてあり、後方ベッド（１ｂ）上には上記ワーク載
置台（２１Ｔａ２上の各ワーク（Ｗ）に対して左右（Ｘ
軸）、上下（Ｙ軸）、奥行き（Ｚ軸）方向に沿って移動
する、主軸スピンドル（４）を備えた移動コラム（５）
が載設しである。　　　　　　　７つまり、この実施例
では後方ベッド（１ｂ）上の左右（Ｘ軸）方向に沿って
延びるレール（６）上で移動自在になした移動ベース（
７）上に、奥行き（Ｚ軸）方向に移動自在に移動コラム
（５）を設けてあり、該移動コラム（５）前面に設けた
昇降自在なブロック（８１）：に主軸スピンドル（４）
を支持せしめである。

（１１Ｘ１２Ｘ１３）は夫々Ｘ軸方向のレール（６）、
Ｙ軸方向のレール（１４）、Ｚ軸方向のレール（図示せ
ず）を保護する蛇腹カバーである。

また、（１５）は移動コラム（５）の側面に設けた走行
無端チェーン（１６）からなる工具マガジンであり、該
工具マガジン（１５）上の工具（Ｔ）と、前記主軸スピ
ンドル（４）上の工具（Ｔ）とが夫々所定の工具交換位
置（Ｔｍ）（Ｔｓ）において、工具交換装置（１７）に
より交換される。

（１８）はスプラッシュガード、（２１Ｘ２２）は左右
のドア、（２３）は後述のＮＣｉ置、プログラマブルコ
ントローラ、強電関係回路等を内装した制御盤、（２４
）は操作盤であり、該操作盤（２４）の盤面（第７図）
上には後述の復帰動作命令ボタン（２５）が設けである
。

上記工具交換装置（１７）は移動コラム（５）の角部に
垂直支軸（２６）を介して該軸（２６）まわりに旋回自
在に設けられた旋回ブロック（２７）と、該旋回ブロッ
ク（２７）に対し水平方向へ出入自在で、かつその中心
を通る水平軸（２８）まわりで旋回自在な旋回アーム（
２９）とからなり、旋回アーム（２９）両端に形成した
グリップ（３１）部でもって工具（Ｔ）を把持するよう
になっている（第２．３．６図）。

なお、上記旋回ブロック（２７）の旋回駆動用、旋回ア
ーム（２９）の進退駆動用、旋回アーム（２９）の旋回
駆動用のシリンダ等の各アクチュエータは、各動作ごと
に別個に設けられており、各旋回動、進退移動の動作端
には夫々リミットスイッチ（ＬＳ）が設けられている（
第４．６図）０次に、第４図について前記制御盤（２３
）とマシニングセンタ（ＭＣ）本体、工具交換装置（１
７）および操作盤（２４）間の関係について説明すると
、制御盤（２３）内には、前述のようにＮＣ装置（３２
）、プログラマブルコントローラ（以下略してＰＣと称
する）　（３３）および強電関係の回路が装備されてお
り、ＮＣ装置（３２）とＰＣ（３３）とは、例えば前記
操作盤（２４）上のサイクルスタートボタン（３４）が
押されたならば、マシニングセンタ（ＭＣ）はＮＣ装置
（３２）からの信号（Ｓｌ）によって、まず右側のワー
ク載置台（２）上のワーク（Ｗ）に対し、所定のプログ
ラム通り稼働されて加工を施し、該加工が終了したなら
ば、今度はＮＣ装置（３２）からＰ　Ｃ（３３）に対し
右側のワーク加工完了信号（Ｓ２）を発信し、該信号（
Ｓ２）によりＰ　Ｃ（３３）は前記スプラッシュガード
（］８）の左側のドア（２２）が閉じていること、およ
び作業者が左側のワークセツティング完了のボタンを押
したことを条件として、ＮＣ装置（３２）に前記移動コ
ラム（５）の移動、つまり主軸スピンドル（４）の左方
移動開始を指令（３３）　Ｌ　、これによってマシニン
グセンタ（ＭＣ）はＮＣ装置（３２）からの主軸移動信
号（Ｓｌ）により左側のワーク載置台（３）上のワーク
を加工すべく主軸（４）が左方移動する、といった関係
で相互に信号をやりとりして動作する。

そして、主軸スピンドル（４）にセットされている工具
（Ｔ）の交換時には、ＮＣ装置（３２）からＰＣ（３３
）に対し工具交換指令（Ｓ２）が出され、該指令（８２
）’に受４ｔりＰ　Ｃ（３３）ｌ；を内部ノＲ，ＯＭニ
記憶された次のようなプログラム順序に従って工具交換
動作を指令（Ｓ４）する。

すなわち、第５図にフローチャートでもって示したよう
に、工具交換動作が開始（５１）されたならば、「ＡＴ
Ｃサイクル中」を示す表示をＯＮｌ、（５２）、Ｐ　Ｃ
（３３）内のＦＬＡＭに設けたカウンタ（３５）をクリ
アした（５３）上で新たにカウンタ（３５）を＋１だけ
カウントアツプする（５４）０そして、カウントアツプ
したカウント数に応じて９種類の単位動作のいずれか（
例えばカウント数■であれば「アーム７５度人」の動作
、後に詳述）を指令しく５５）　（信号としては（Ｓ４
）（第４図））、工具交換装置（１７）のいずれかのア
クチュエータを作動して当該内容の単位動作を実行する
（５６Ｘ５７Ｘ５８Ｘ５９Ｘ６０Ｘ６１Ｘ６２）（６３
Ｘ６４）。　　　　１次に、当該単位動作のストローク
端に設けた前記リミットスイッチ（ＬＳ）のＯＮ・ＯＦ
Ｆにより単位動作が完了したかどうかを判別しく６５）
　、完了していない、つまりリミットスイッチ（ＬＳ）
からの信号（Ｓ５）　（第４図）が入力しない場合には
、再びステップ（５５）に戻ってカウンタ（３５ンをカ
ウントアツプせずに、同一のカウント数の単位動作の指
令を発しく５５）、完了している場合、つまりリミット
スイッチ（ＬＳ）からの信号（Ｓ５）（第４図）が入力
した場合には、１）Ｃ（３３）内のＲ，ＡＭに設けた非
常停止メモリ（３６）　（第１図）の内容が１かどうか
を判別しく６６）、　　１でない場合には、さらに非常
停止がかかっているかどうかを判別した（６７）上、非
常停止状態でない場合には、工具交換サイクルが終了し
ているか判別して（６８）サイクル完了していない場合
には、カウンタ（３５）を＋１カウントアツプするステ
ップ（５４）に戻り、上記ステップ（５４）〜（６８）
を繰返して工具交換動作が進行する。

上記ステップ（６７）で非常停止状態である場合には、
ＰＣ（３３）内のＲＡ　Ｍに非常停止メモリ（３６）を
セットしく６９）、非常停止が解除されたかどうか判別
する（７０）。この判別ステップ（７０）で非常停止が
解除されていない場合には待機状態となる。

非常停止が解除されている場合には、さらに前記動作命
令ボタン（２５）が押されたかどうか（つまりＯＮ信号
（Ｓ６）がＰＣ（３３）に入力されたかどうか）（第４
図）判別しく７１）、押されていない場合には待機状態
となり、押されている場合には前記ステップ（６８）に
戻り、サイクル完了しているかどうかを判別した上サイ
クル終了（７２）となるか、前記ステップ（５４）に戻
る。

前記ステップ（５４）に戻った後はカウンタ（３５）が
カウントアツプされるので、非常停止時に完了している
単位動作の次の単位動作、つまりカウント数が＋１増し
たカウント数に対応する単位動作が実行される。

当該法の単位動作が実行された後は、ステップ（６５）
にて再びリミットスイッチ山Ｓ）のＯＮ・ＯＦＦによっ
て動作完了かどうかが確認された後、非常停止メモリ（
３６）が１かどうか判別されるが、前記ステップ（６９
）でメモリ（３６）は１にセツトされているので、次に
はステップ（７０）（７１）へ進み、一旦非常停止がか
かると、プログラムは上記ステップ（５４）〜（６６）
、（７０）、（７１）および（６８）間をサイクル終了
まで繰返すことになる。

すなわち、動作ボタン（２５）のＯＮが確認されると、
カウンタ（３５）が＋１だけカウントアツプされ、カウ
ントアツプ後のカウント数に応じた単位動作が実行され
て、当該単位動作の完了がリミットスイッチ（ＬＳ月こ
より確認された後、再び動作ボタン（２５）が押された
（　ＯＮされた）かどうかが判別される、というステッ
プを繰返すのである。

なお、ステップ（６８）で工具交換動作が終了したと判
定されれば、次にはＰ　Ｃ（３３）からＮＣ装置（３２
）へと工具交換動作終了信号が発信（Ｓ３）され、次の
加ニブログラムへと移行する。

また、上記Ｐ　Ｃ（３３）の機能を各動作内容に分けて
手段で表わし、動作ボタン（２５）　、工具交換装置（
１７）等との関係をブロック図として第１図に示す。

すなわち、単位動作指令手段（３７）がカウンタ（３５
）のカウント数に応じた単位動作の動作指令を発し、当
該単位動作の完了をリミットスイッチ（ＬＳ）からの信
号により確認すると、非常停止メモリ判定手段（３８）
による非常停止メモリ（３６）内が１かどうかの判定、
つまり一旦非常停止状態に入いった後の復帰動作かどう
かの判定と、非常停止判定手段（３９）による現在非常
停止状態かどうかの判定を経て、両判定手段（３８Ｘ３
９）の判定がＮＯの場合カウンタ（３５）を＋１だけカ
ウントアツプする、というサイクルを繰り返し、上記判
定手段（３９）がＹＥＳの場合、非常停止メモリ（３６
）をセットしたと、（非常停止解除後）動作ボタン（２
５）のＯＮによりカウンタ（３５）のカウントアツプ以
降のステップ、つまり非常停止時に中断していた単位動
作の次の単位動作を行い、上記判定手段（３８）がＹＥ
Ｓの場合、つまり、一旦非常停止になった後の復帰動作
である場合には同じく、動作ボタン（２５）のＯＮによ
って逐次、次の単位動作を行う。

次に、上記各単位動作の内容を第５．６図について説明
する。

すなわち、工具交換動作の初期条件としては、前記旋回
ブロック（２７）が第２図示のように工具マガジン（１
５）側に位置し、旋回アーム（２９）は該旋回ブロック
（２７）に対し退入すると共に、垂直に対し１５度（つ
まり水平軸に対しては７５度）だけ傾斜した第６図実線
図示の状態が与えられており、この初期状態から工具交
換動作が前記カウント数の増加に伴って次のような内容
で進行される。

すなわち、カウント数■の単位動作（ステップ（５６）
　）は、旋回アーム（２９）が水平軸（２８）まわりで
７５度旋回する動作であり、該動作により旋回アーム（
２９）は水平姿勢となると共に、工具マガジン（１５）
側のグリップ部（３１）で該マガジン（１５）上の工具
（Ｔ）を把持する（第６図実線−一点鎖線）０ カウント数■の単位動作（ステップ（６０）　）は、旋
回アーム（２９）が旋回ブロック（２７）に対して突出
する動作（第６図一点鎖線−二点鎖線）であり、該動作
によりグリップ（３１）部に把持した工具（Ｔ）が工具
マガジン（１５）から抜き出されると共に、次の旋回移
動時に旋回ブロック（２７）その他の機体部に衝突干渉
しない位置まで引出される０ カウント数■の単位動作（ステップ（５８）　）は、旋
回アーム（２９）を水平軸（２８）まわりで１８０８０
度旋る動作であり、該動作によりグリップ（３１）部に
把持した工具（Ｔ）は主軸スピンドル（４）側へ持たら
される。

カウント数■の単位動作（ステップ（５９）　）は、旋
回アーム（２９）が旋回ブロック（２７）側に退入する
動作（第６図二点鎖線−一点鎖線）である。

カウント数■の単位動作（ステップ（５７）　）は、旋
回アーム（２９）が水平軸（２８）まわりで７５度旋回
する動作であり、該動作により旋回アーム（２９）は再
び略垂直姿勢となる。

カウント数■の単位動作（ステップ（６１）　）は、旋
回ブロック（２７）が前記垂直支＄１１１（２６）まわ
りで旋回し主軸スピンドル（４）側へ移動する動作（第
６図矢印イ）である。

カウント数■の単位動作は、■の単位動作と同じく旋回
アーム（２９）が水平軸（２８）まわりで７５度旋回す
る動作であり、該動作により旋回アーム（２９）は再び
水平姿勢となると共に、主軸スピンドル（４）側のグリ
ップ（３１）部で該主軸スピンドル（４）上の工具（Ｔ
）を把持する（第６図鎖線）０カウント数■の単位動作
（ステップ（６３）　）は、マシニングセンタの主軸ス
ピンドル（４）内の工具固定装置（コレット等）を解除
する動作である。

カウント数■の単位動作は、■の単位動作と同じく、旋
回アーム（２９）が旋回ブロック（２７）に対して突出
する動作であり、該動作によりグリッ７’（３１）部に
把持した工具が主軸スピンドル（４）から抜き出される
。この際、主軸スピンドル（４）内の上記工具固定装置
の解除が既に行われているので抜き出しは迅速かつ円滑
に行われる。

カウント数Ｏの単位動作は、■の単位動作と同じく旋回
アーム（２９）が水平軸（２８）まわりで１８０８０度
旋る動作であり、該動作により両端のグリップ（３１）
部に把持した工具（Ｔ）を位置交換する。

カウント数■の単位動作は、■の単位動作と同じく旋回
アーム（２９）が旋回ブロック（２７）側へ退入する動
作であり、該動作により交換した工具（Ｔ）が主軸スピ
ンドル（４）内へ差し込まれる。

カウント数◎の単位動作（ステップ（６４）　）は、マ
シニングセンタの主軸スピンドル（４）内の工具固定装
置を再び入状態にする動作であり、上記０の単位動作に
よって差し込まれた工具（Ｔ）が主軸スピンドル（４）
に固定される。

カウント数０の単位動作は、■の単位動作と同じく旋回
アーム（２９）が水平軸（２８）まわりで７５度旋回す
る動作であり、該動作により主軸スピンドル（４］に差
し込んだ工具（Ｔ）を把持していた側のグリップ（３１
）が工具（Ｔ）から外れる。

カウント数Ｇの単位動作（ステップ（６２）　）は、旋
回ブロック（２７〕が前記垂直支軸（２６）まわりで旋
回し、工具マガジン（１５）側へ移動する動作（第６図
矢印口）である。

カウント数◎の単位動作は、■および■の単位動作と同
じく、旋回アーム（２９）が旋回ブロック（２７）に対
して突出する動作（第６図一点鎖線→二点鎖線）である
。

カウント数［相］の単位動作は、■および■の単位動作
と同じく、旋回アーム（２９）が水平軸（２８）まわり
で７５度旋回する動作であり、該動作により旋回アーム
（２９）は水平姿勢となる。

カウントＯの単位動作は、■および■の単位動作と同じ
く、旋回アーム（２９）が旋回ブロック（２７）側へ退
入する動作（第６図工点鎖線−一点鎖線）であり、該動
作により交換した工具（Ｔ）が工具マガジン（１５）内
へ差し込まれる。

カウント０の単位動作は、■および◎の単位動作と同じ
く、旋回アーム（２９）が水平軸（２８）まわりで７５
度旋回する動作であり、該動作により旋回アーム（２９
）は略垂直姿勢の初期状態に戻ると共に、工具マガジン
（１５）内に差し込んだ工具（１゛）を把持していた側
のグリップ（３１）が工具（Ｔ）から外れる。以上９種
類の単位動作から工具交換動作が組立てられている。

なお、上記実施例における非常停止メモリ（３６）をカ
ウンタとすると共に、ステップ（６６）の非常停止メモ
リ内の判別行程を、当該非常停止カウンタ内のカウント
数により、該カウント数が「０」であるならば前記次の
ステップ（６７）に進み、該カウント数が「１」、つま
り一回目の非常停止がかかった後の手動復帰動作中であ
るならば、前記次のステップ（７０）に進み、該カウン
ト数が「２」、つまり一回目の非常停止がかかった後手
動復帰動作中に再び非常停止がかかった状態であるなら
ば、この場合には何か修復不完全な原因が潜在している
として、ステップ（７０）には進まずに手動復帰動作自
体を不能とする新たなステップに進むようにしてもよい
。

また、第７図示の操作盤（２４）上の多数のボタン、ス
イッチ類は、例えば（４１〕はチップコンベアの操作ボ
タン、（４２）はクーラントの操作ボタンｎ　、　（４
３）は主軸スピンドル（４）の手動時の移動方向指示ボ
タン、（４４）はＮＣのモード選択切換スイッチ、（４
５）は非常停止ボタン等である。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、この発明に係る手動復帰
方法では、単一の復帰動作ボタンを断続的にＯＮ　Ｌ、
続けるだけで、中断時に完了していた単位動作の次の動
作から順に、単位動作を区切って実行するので、各単位
動作の順序を熟知していない不慣れな作業者が操作をす
る場合や、中断時間が長剣いて一連の工具交換動作がど
の単位動作まで完了したかの判断が直ちにはつきにくい
ような場合にも、操作を誤ることがなく、しかも操作を
迅速に行える。

また、復帰動作ボタンが単一のボタンで良くなるので、
操作盤上の多数のボタン配置が整頓でき、操作盤の盤面
自体の小面積化が図れるという長所もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法を実施するための各手段を示し
たブロック図、第２図はマシニングセンタの全体平面図
、第３図は同全体側面図、第４図はマシニングセンタ、
ＮＣｔＪ置、プログラマブルコントローラ、動作ボタン
等の関係を示した説明図、第５図は工具交換動作のフロ
ーチャート、第６図は工具交換装置の動作を示した説明
斜視図、第７図は操作盤の盤面図である。 （ＭＣ）・・・マシニングセンタ、 （ＬＳ）・・・リミットスイッチ、 （４）・・・主軸スピンドル、　　（１５）・・・工具
マガジン、（１７）・・・工具交換装置、（２５）・・
・復帰動作ボタン、（２７片・・旋回ブロック、　　（
２９）・・・旋回アーム、（３２〕・・・ＮＣ装置、 （３３）・・・プログラマブルコントローラ、（３５）
・・・カウンタ、　　（３６）・・・非常停止メモリ、
（３７）・・・単位動作指令手段、 （３８）・・・非常停止メモリ判定手段、（３９）・・
・非常停止判定手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 単位動作の一定順の組合わせからなる工具交換動作を行
   う工具交換装置の手動復帰方法であって、停止解除後に
   単一の復帰動作ボタンを断続的にＯＮすることにより、
   その度ごとに中断時に完了していた単位動作の次の動作
   から順に、上記単位動作を区切って実行することを特徴
   とする、工具交換装置の手動復帰方法。