JPS62199333A - 工作機械における工具交換方法 - Google Patents

工作機械における工具交換方法

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JPS62199333A
JPS62199333A JP61040995A JP4099586A JPS62199333A JP S62199333 A JPS62199333 A JP S62199333A JP 61040995 A JP61040995 A JP 61040995A JP 4099586 A JP4099586 A JP 4099586A JP S62199333 A JPS62199333 A JP S62199333A
Authority
JP
Japan
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magazine
tool
tools
fixed
arm
Prior art date
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Pending
Application number
JP61040995A
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English (en)
Inventor
Koki Yusa
遊佐 弘毅
Akemasa Ejiri
江尻 明正
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Machinery Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62199333A publication Critical patent/JPS62199333A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/15526Storage devices; Drive mechanisms therefor
    • B23Q3/15539Plural magazines, e.g. involving tool transfer from one magazine to another
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/15526Storage devices; Drive mechanisms therefor
    • B23Q2003/15532Storage devices; Drive mechanisms therefor the storage device including tool pots, adaptors or the like

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 本発明はマシニングセンタ、FMS等の工作機械におい
て予備工具と使用工具との工具交換方法に関する。
従来技術 従来搬送マガジンを用いて本機側の固定マガジン内の工
具を取り替える形式のものは知られている。例えば特公
昭53−21543号のものは、工作機械に配設され主
軸との工具交換位置に加えて工具取り替え位置に割出さ
れる第1マガジンと、本機と工具室との間のフロアコン
ベアによって移送され、取り替え工具を貯蔵し第1マガ
ジンと工具を取り替える工具取り替え位置に割出される
第2マガジンと、第1マガジンとこの近くの取り替え位
置にある第2マガジンの間に工具差し替え装置が設けら
れていて、第1マガジンと第2マガジンとの取り替え位
置に割出された使用工具と予備工具との取り換えが工具
差し替え装置によって行われるものである。
発明が解決しようとする問題点 しかしこのような形式は本機側の固定マガジンの工具収
納数以上の工具数を要する場合本機側第1マガジンの工
具中の何本かを必要工具と必ず取り替えなければならな
い不便がある。また、たまに必要とする工具を常時固定
マガジンに収納することは貯蔵本数を実質的に少なくす
ることで問題がある。
問題点を解決するための手段 ツールストッカ22と自動工具交換装置tloを有する
工作機械の固定マガジン12a、12bの間の工具取り
替えを通常搬送マガジン16を介して行い、必要により
前記搬送マガジン16の工具を前記固定マガジン12a
、12bに一旦収納することなく前記自動工具交換装置
10と直接受は渡しするようになしたものである。
実施例 以下本発明の実施例を図面にもとづき説明する。
マシニングセンク1は例えばベッド、2上のZ軸方向水
平な2本の案内面上にサドル3が摺動可能に載置され、
このサドル3上にX軸方向にテーブル4が摺動可能で且
つ旋回割出し可能に載置されており、サドル3.テーブ
ル4はそれぞれ図示しない制御装置によりZ軸、X軸に
位置決めされる。
そしてテーブル上には加工物を載置するパレット5が交
換可能に載置される。ベッド1の後部にはコラム6が門
形に設立されており、中央に主軸7を回転可能に軸承し
た主軸!I8がY軸(垂直)方向に移動可能に設けられ
ており、制御装置でY軸位置火めされる。そして後述の
固定のマガジンの割出された工具と主軸7の工具とを交
換する交換装置がコラム6及びマガジンの横に設けられ
ている。交換装置はL形のレディステーション9とZ形
のツイーンアーム10とでなる。レディーステジョン9
はコラム6のマガジン側側面に支持された水平旋回軸9
0に固設され、旋回軸端のピニオン91に小シリンダ9
2のピストンロッド93のラックが噛合い小シリンダは
さらに大シリンダ94のピストンを兼ねる2重シリンダ
を形成してレディステーシラン9が90 ” 、180
 ”旋回割出され、各先端に水平ボン)U、Lを有する
。Z形のツイーンアームlOはレディステーション9の
工具と主軸7の工具とを交換するため各先端にグリッパ
を有し180  °旋回且つ旋回軸方向に移動可能でコ
ラム6の側面と主軸側にロークリアクチュエータ11a
で90°旋回されるとともに基部の案内台11bで水平
に摺動可能に支持された支持アームllcに設けられて
いる。コラム6の横には数拾零の工具をその軸心を主軸
と直角且つ水平に貯蔵し、工具を交換位置に選択的に割
出し可能でチェーンでエンドレスに連結支持された固定
の第1マガジン12aおよび同じ形で並べられた第2マ
ガジン12bが設置されている。そして更に第1.第2
マガジン12a、12bと並列にマガジン台13.14
が設立されている。このマガジン台1’3.14は円形
の搬送マガジン15.16を取り付は取り外し可能に支
持するとともに工具交換位置に工具を旋回割出しする機
能を有している。第1.第2マガジン12a、12b及
びマガジン台13.14に支持された搬送マガジンの割
出し位置の工具を第1.第2マガジ712a、12l2
b1送マガジン15.16との相互の入れ替え及びこの
マガジンの工具をレディーステーション9に受は渡しす
るキャリア17が設けられている。キャリア17は第1
.第2マガジン12a、12bマガジン台13.14の
ほぼ中央の横位置でサブアーム21がレディーステーシ
ョン9に受は渡しできる位置迄水平に設立されたレール
18に載架され、サーボモータ19によって回転される
送りねじ20により各マガジンの取り替え位置とレデー
ステーショ、ン9との受は渡し位置に位置決めされる。
そしてキャリア17には先端にグリッパを有するサブア
ーム21が流体圧シリンダ211のピストンロッドに連
結されて工具光は渡しのため進退可能に案内台212に
支持され、この案内台212は旋回軸213端のピニオ
ン214が流体圧シリンダ215のピストンロッド21
6のランクと噛み合っていてマガジン向の水平位置とレ
ディーステーション9簡の垂直位置に90″旋回される
。このような構成の本機は必要数〜列に並置される。
予備工具はツールスト7カ22に貯蔵されるもので、工
具を垂直方向に拾数本水平に収納した各列がチェーンに
よって数袷列がエンドレスに連結され4隅のスプロケッ
ト軸23によって支持且つ図示しない駆動制御装置で必
要な列が選択割出される。ツールストッカ22の工具取
り替え位置にはマガジン台13.14と同じa能を有す
るマガジン台24が設立されており、ここに搬送マガジ
ン16が支持される。そしてツールストフカ22とマガ
ジン台24との間には工具差換え装置25が設けられて
いる。工具差替え装置25は垂直に設立したスタンド2
6に両端に伸縮可能゛なグリッパを有するツイーンアー
ム27が180  °旋回且つ旋回軸方向に移動可能で
スタンド26上を移動可能に設けられており、サーボモ
ータ28で回転されるねじにより上下方向で位置決めさ
れる。
ツールストッカ22の工具を収納した搬送マガジンを本
機側のマガジン台13.14に搬送するガントリローダ
29がツールストッカ22と本機との間を支柱で支持さ
れ掛は渡された2本のレール30上に載架され、ツール
ストッカ22例のマガジン台24の上位置から本機側(
複数個)のマガジン台13.14上間を移動位置決めさ
れる。
ローダ31は吊り下げ装置によって搬送マガジン15.
16を懸垂し流体圧シリンダ装置32によってマガジン
台の取り付けの下位置と干渉しない搬送の上位置とに位
置決めされ、上位置においてローダ31は図示しない駆
動装置によってレール30上を自走し必要位置に図示し
ないストッパ等で位置決めされる。
作用 マガジン台24に支持された円形の搬送マガジン16に
ツールストッカ22の予備工具を収納するにはツールス
トッカ22の工具が指定され列が取り替え位置に割り出
される。サーボモータ28によりツイーンアーム27が
列の中の指定工具に対向する位置に上下に位置決めされ
グリッパが伸長して指定工具を把持しツイーンアーム旋
回軸方向に移動して抜き出しサーボモータ28の駆動に
よりツイーンアーム27−は搬送マガジン16の取り替
え位置に位置決めされる。これより光搬送マガジン16
は収納位置の空ポットが割り出されており、ツイーンア
ーム27は180  °反転し旋回軸方向に移動して工
具をポットに挿入し、グリッパを縮小する。若し搬送マ
ガジン16の工具を取り替えた場合はツールストッカ2
2の空のポットに収納する。搬送マガジンは次のポット
を割出し、ツールストッカ22は次の指定工具の列を割
出しツイーンアーム27はサーボモータ28により指定
工具位置に移動して同様に工具を抜き取り、搬送マガジ
ン16のポット位置に移動し工具を挿入する。このよう
にして指定工具が搬送マガジン16に収納さし或いは旧
工具と差し替えられる。 搬送マカ゛ジン16を本機側
のマガジン台14に移送するには、マガジン台24上で
待機しているローダ31の吊り下げ装置が流体圧シリン
ダ装置32により降下して搬送マガジン16を懸垂し、
上位置に位置決めさせる。ローダ31は駆動装置により
本機側のマガジン台14上に位置決めされ吊り下げ装置
が流体圧シリンダ装置32により下位置に降下されマガ
ジン台14に搬送マガジン16が渡され支持される。 
次いで搬送マガジン16と固定マガジン12a との工
具を取り替えるには、固定マガジン12aの空のポット
を取り替え位置に搬送マガジン16の取り替え工具を取
り替え位置に割り出す、サーボモータ19を正転してね
じ20を回転しキャリア17をレール18上を移動さセ
・搬送マガジン16の取り換え位置に位置決めする。水
平状r虚にあるサブアーム21が流体圧シリンダ212
の作用で前進して工具を把持し、サーボモータ19が正
転されキャリア17を移動させて工具を抜き取る。流体
圧シリンダ212の作用でサブアーム21が縮小し、サ
ーボモータ19が逆転してキャリア17をレール18上
を移動して固定マガジン12aの取り替え位置の手11
1に位置決めする。流体圧シリンダ212の作用でサブ
アーム21が伸長し、サーボモータ19を引き続き逆転
してキャリア17を取り替え位置に移動して工具を固定
マガジン12aのポットに挿入する。流体圧シリンダ2
12の作用でサブアーム21を縮小し、固定マガジンの
取り替え工具を取り替え位置に割り出す。流体圧シリン
ダ212の作用でサブアーム21を伸長して取り替え工
具を把持し、サーボモータ19を正転して工具を抜き出
す。同様にしてサブアーム21を縮小するとともにサー
ボモータ19を引き続き正転して搬送マガジンの取り替
え位置を越した位置に位置決めする。同様にしてサブア
ーム21を伸長し、サーボモータ19を逆転して先に抜
いて空となったポットに挿入し同様にしてサブアーム2
1を縮小する。搬送マガジン16中の次の指定工具を割
り出し、以後同様にして固定マガジン12a、12b 
と搬送マガジン15.16 との工具を必要により取り
替えるものである。
次に固定マガジンに収納せず直接工具交換装置に受は渡
しする動作を説明する。前述のようにしてO送マガジン
16より受は取った工具を把持するサブアーム21は水
平縮小状態でサーボモータ19の逆転でレール18上を
レディステーション9の受は渡し位置の手前に位置決め
される。このときレディステーション9はポットUが下
方に位置されている。サブアーム21はシリ、ンダ21
5の作用でピニオン214を旋回し90°旋回した垂直
位置とされ、シリンダ211 の作用で上方に伸長しサ
ーボモータ19を引き続き逆転して把持工具をポットU
に挿入する。シリンダ211の作用でサブアーム21を
縮小しキャリア17はサーボモータ19を正転して手前
位置に位置決めされる。大シリンダ94の作用でI、形
のレディステーション9を反時計方向に旋回させボンド
UをZ形ツイーンアーム10側に位置決めする。固定マ
ガジン側に位置しているZ形ツイーンアームLOの支持
アームllcが移動台11b上を図示しない流体圧シリ
ンダ装置によりレディステーション側に前進しグリッパ
がレディステージ巧ン9のポットUの工具を把持する。
Z形ツイーンアーム10が旋回軸方向に移動して工具を
抜き取る。支持アームllcが流体圧シリンダで後退し
Z形ツイーンアームlOが旋回軸方向に移動したあと、
了りチェエークllaによって支持アームllcが主軸
7側に906旋回し流体圧シリンダの作用で支持アーム
llcが前進主軸7に接近し工具を把持しないグリシツ
クが主軸7の工具を把持する。2形ツイーンアーム10
が旋回軸方向に移動して工具を抜き取り、180@反転
し旋回軸方向に移動して工具を主軸7に挿入する。同様
に支持アームllcが後退し、90°反転してマガジン
側に位置する。Z形ツイーンアーム10が旋回軸方向に
移動し、同様に支持アームllcがレディステーション
の側に前進し2形ツイーンアームlOが旋回軸方向に移
動して、レディステーション9のポットUに工具を挿入
する。支持アームIICは後退し、レディステーション
9は大シリンダ94の作用で90″時計方向に旋回する
。受は渡し位置手前で待機しているキャリア17はサー
ボモータ19を逆転して受は渡し位置に位置決めされ、
シリンダ211 の作用でサブアーム21を伸長してポ
ットUの工具を把持する。サーボモータ19を正転して
工具を抜き取り、シリンダ211の作用でサブアーム2
1を縮小し、シリンダ215の作用でサブアーム21を
90″旋回水平位置とする。サーボモータ19を引き続
き正転して搬送マガジン16の取り替え位置を越えた位
置にキャリア17が位1決され前述のようにして搬送マ
ガジン16の空ポットに挿入する。
なお固定マガジン12a、12bよりZ形ツイーンアー
ム10に工具を受は渡しするのは搬送マガジンに替えて
固定マガジンの位置にキャリア17が位置決めされるこ
とになり動作については同様である。またL形しディス
テーション9のポットLには次の次の工具を挿着し二重
シリンダの作用によって旋回させ加工時間が短いときの
工具交換に対応するものであるが説明を省略する。
効果 以上詳述したように本発明は搬送マガジンを固定マガジ
ンに並置可能として、搬送マガジンと固定マガジン間の
受は渡しができるほかに搬送マガジンより固定マガジン
に一旦収納せず直接工具を工具交換装置に受は渡しでき
るようになしたので、固定マガジンの貯蔵工具本数で不
足するときは必要本数を搬送マガジンより搬送し、固定
マガジンをバックアップすることができて広範囲の加工
に柔軟に対応することができる。このためFMSを構成
するマシニングセンタに課せられた加工に応じてフレキ
シブルに必要工具本数が得られるよう自在に編成が可能
となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示す図、第2図はレディステー
ションとサブアームの駆動系路を示す図、第3図はレデ
ィステーションの3位置と二重シリンダの関係を示す図
、第4図はサブアーム、レディステーション、交換アー
ムの動きを示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)予備工具を収納したツールストッカと自動工具交
    換装置を有する工作機械の固定マガジンの間の工具取り
    替えを通常搬送マガジンを介して行い、必要により前記
    搬送マガジンの工具を前記固定マガジンに一旦収納する
    ことなく前記自動工具交換装置と直接受け渡しするよう
    になしたことを特徴とする工作機械における工具交換方
    法。
JP61040995A 1986-02-26 1986-02-26 工作機械における工具交換方法 Pending JPS62199333A (ja)

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