WO1992019397A1

WO1992019397A1 - Method of changing tools in punch press machine

Info

Publication number: WO1992019397A1
Application number: PCT/JP1992/000507
Authority: WO
Inventors: Keiichiro Miyajima
Original assignee: Fanuc Ltd
Priority date: 1991-04-26
Filing date: 1992-04-20
Publication date: 1992-11-12
Also published as: KR0126820B1; JPH04327326A; EP0536412A4; JP2571319B2; DE69203068T2; KR930700287A; EP0536412B1; DE69203068D1; EP0536412A1

Description

明細書

パンチプレス機械の工具交換方法

技術分 ¾r

本発明は、マガジンツールホルダに格納されたパンチ工具を選択して交換するパンチプレス機械の工具交換方法に関し、特に、パンチ工具の交換時に生じるバックラッシュの影響をなくすようにしたパンチプレス機械の工具交換方法に関する。

背 J5¾ 技

パンチプレス機械では、加工能率を向上させ、また、多種多様の加工を可能とするため、種々の改良が加えられている。そのようなパンチプレス機械として、マガジンを設け、一台の機械で複数のパンチ工具を選択的に使用するようにしたものが知られている。これら複数のパンチ工具は通常、 1軸の制御軸によって制御される。そして、パンチ工具を他の種類のものに交換するには、制御軸は一旦機械原点に戻り、これまで使用したパンチ工具を切り離す。それから、次に指令されたパンチ工具が選択され、該パンチ工具がその機械原点に戻った制御軸に接続される。

ところが上記制御軸はギヤの啮み合いよつて回転伝動されており、上述のように制御軸が機械原点に戻ると、ギヤにはその回転方向に応じてバックラッシュが必然的に生じる。そのため、かかるパンチ工具の交換をバックラッシュの影響を受けることなく行うことはできなかった。すなわち、パンチ工具を回転させて使用した後、機械原点位置に工具を回転させて戻し、工具を工具ホルダーに収納しょうとするとき、バックラッシュの影響で工具の回転位置が正確に機械原点位置でないと、工具はホルダーに収納できない、という現象が生じる。一方、バックラッシュの影響をなくそうとすると、パンチ工具交換の度にバックラッシュ捕正を行う必要が生じる < 発明の開示

本発明の目的は、パンチ工具の交換をバックラッシュの影響を受けることなく行うことができるパンチプレス機械の工具交換方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様は、マガジンのツールホルダに格納されたパンチ工具を選択して交換するパンチプレス機械の工具の交換方法において、パンチ工具の交換時に、パンチ工具の制御軸を機械原点に戻すには、該制御軸を常に所定の回転方向にのみ回転させるようにし、そして上記回転により機械原点に戻された制御軸には次に選択されたパンチェ具が接続されてパンチェ具の交換が行なわれるようにする。

好ましくは、前記制御軸の回転方向は、記憶装置にパラメータ設定によつて決める。

さらに好ましくは、前記制御軸の回転制御.は、サーボモータの出力を歯車伝動手段を介して行う。

さらに好ましくは、前記制御軸は 1釉であり、その 1軸の制御軸により複数のパンチェ具が選択的に制御される。

さらに本発明の別の態様は、数値制御装置により制御されるパンチプレス機械の工具交換方法において、上記数値制御装置は、読み込んだ加工プログラムに工具交換指令が出されているかどうかを判断し、工具交換指令が出されたと判断したならば、次に、交換前のパンチ工具が制御軸により制御され、回転した状態か否か判断し、制御されていると判断したならば、制御軸をあらかじめ数値制御装置の記憶装置にパラメータ設定されている所定の回転方向に回転させることによつてパンチ工具交換のため機械原点に戻す。

上述のように、本発明によれば、パンチ工具の交換時には、パンチ工具の制御軸は所定の回転方向にのみ回転させられて機械原点に戻される。そしてその機械原点に戻された制御軸に、次に選択されたパンチ工具が接続されることによりパンチ工具の交換が行われる。その時、制御軸は所定の回転方向のみ回転するのであるから、パンチ工具の交換に際してはギヤの回転方向は常に同一方向となる。したがって、制御軸が機械原点に戻ったときのギヤの哦み合いは何時も同じ状態になって、バックラッシュの方向に変化が生じることはない。それ故、パンチ工具の交換時におけるバックラッシュの影響はその都度同じに保たれるから、かかる場合のバックラッシュの影響を実質的に取り除くことができる。

図面の簡単な説明

第 1図は本発明のパンチプレス機械の工具交換方法を実施するためのフローチャート、

第 2図は本発明のパンチプレス機械の工具交換方法を説明するための図、第 3図は C軸動作の説明図であり、そのうち（A) は従来の動作、（B ) は本発明による動作を示した実施例における計量工程の処理フローチヤ一ト、及び、

第 4図は本発明を実施するための数値制御装置（C N C ) のハードゥエァのブロック図である。

発明を実施するための最良の形態 - 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

図 2よると、パンチプレス機械はマガジン 1を備え、そのマガジン 1は、 T軸 2によって回転される。マガジン 1には複数のツールホルダ 1 0 a , 1 0 b , · · ·が設けられていて、そのそれぞれにはパンチ工具 1 1 a , l i , · · ·が配置される。この T軸 2の回転制御は T軸回転用サ一ボモータ 4からギヤ 5 , 6を経由して行われる。また、工具制御軸である C 軸 3の回転制御は、 C釉回転用サ一ボモータ 7からギヤ 8 , 9を経由して行われる。これらサ一々ボモータ 4 , 7はそれぞれ、後述するように、サーボアンプ 6 1 , 6 2 (図 4参照）に接続されている。なお、 C釉 3とパンチ工具 1 0 aとの間にはクラッチ 3 aが設けられて、工具交換時にはこのクラッチ 3 aによって上記パンチ工具 1 0 aは C軸 3から切り離される。そこで C袖 3の動作を図 3に基づき説明する。図 3の（A) は従来の C 袖の動作を、また、同じく（B ) は本発明による C軸の動作をそれぞれ示す。なお、同図において、 C釉 3はパンチ工具 1 0 aのへッド部をもって示されている。

従来の C袖 3は、工具を現在の回転位置 4 1 (図 3の例では 9 0 ° の位置）から機械原点 4 0 ( 0 ° の位置）に戻す場合、回転角度量が小さい方向を選んで回転させていた。すなわち、近回りをさせて原点に戻すようにしていた。例えば図 3 (A) の場合、現在位置の工具を同図矢印に示す方向に回転させれば 9 0度の回転で機械原点に到達するが、一方、その反対方向に回転させると 2 7 0度の回転が必要であり、そのため、 9 0度の回転で原点に戻る回転方向を選択していた。したがって、従来は、現在のェ具がどの位置（角度）にあるかによつて、原点に戻る方向をいずれにするか（すなわち、時計回転方向か反時計方向か）が決められていた。それに伴い、個々の工具交換時でギヤの回転方向は必ずしも一致しないため、 C 軸 3が機械原点 4 0に戻った時点でのギヤのバックラッシュ状態は一定しなかった。これに対して、本発明は、図 3 (B) に示すように、 C軸を機械原点 4 0に戻す場合常に同一方向（同図の例では反時計回転方向）にのみ回転するように制御されている点を特徵とする。そうすることによって、 C軸 3 のギヤ 8， 9の回転も常に一定の方向のみの回転となり、その結果、 C軸 3が機械原点 40に戻って停止しているときは、ギヤの啮み合いは常に同じ状態になっていることになる。したがって、この本発明の場合は、ギヤのバックラッシュは常に同一になり、バックラッシュ方向が初期のまま常に保持されることになる。そのため、パンチ工具交換の都度バックラッシュ状態が変化するということはないので、その影響を解消するのに格別の手当てをする必要はなくなる。

図 4は本発明の方法を実施するための数値制御装置のハードウエアのブロック図である。同図において、符号 20はコンピュータ内蔵の数値制御装置（CNC) を示し、 CNC全体の制御は中央処理装置（CPU) 21 により行われる。そして CPU 21には、バス 32を介して、読出し専用メモリ（ROM) 22、ランダムアクセス ' メモリ（RAM) 23、 CM 0 S 24、外部機器用のィンタフェース 25、プログラマブル 'マシンコントロ一ラ（PMC) 26、入出力ュニット（ I ZOユニット） 27、グラフィック制御回路 28、キーボード 37接続のためのィンタフヱース 2 9、手動パルス発生器 42を接続するためのインタフヱ一ス 30、軸制御回路 51〜54がそれぞれ接続されている。

ROM 22には CN C全体の制御を実行するシステムプログラムが格納される。 RAM 23は SRAMなどからなるものであって、一時的な計算データ、表示データなどが格納される。 CMO S 24は図示されないバッテリでバックアップされた不揮発性のメモリであって、 CNC 20の電源がオフになっても格納データはそのまま保たれる。そしてこの CMOS 2 4には Tコード、ピッチ誤差捕正量、加工プログラム等が格納され、また、 C釉 3の回転方向を設定するパラメータの設定データも格納される。

外部機器用のインタフェース 25には、紙テープリーダや紙テープパンチヤなどの外部機器 41が接続されている。加工プログラムは上記紙テープリ一ダにより読み込まれる。また、 CNC 20で編集された加工プログラムを上記紙テープパンチヤ一に出力することができる。

PMC 26は、ラダー形式で作成されたシーケンスプログラムでもって機械を制御する。すなわち、加工プログラムは、該加工プログラムで指令された M機能（NC工作機械の捕助機能）、 T機能（使用する工具番号の指示）等に従って、シーケンスプログラムで機械側に必要な信号に変換されて、 IZOユニット 27から機械側に出力される。この出力信号により、機械側の電磁リレー等が駆動され、さらに、油圧バルブ、空圧バルブ、電気ァクチユエ一夕及びパンチヘッド等が懕動すされる。また、 PMC 26 は、機械側のリミットスイッチ及び機械操作盤のスィッチ等の信号を受けて、その信号を C P U 21に渡す。

グラフィック制御回路 28は、各軸の現在位置、アラーム、パラメータ、画像データ等のディジタルデータを画像信号に変換して出力する。この画像データは表示装置付き手動入力装置（CRTZMD I) 35の表示装置 (CRT) 36に送られ、そこで表示される。また、 CRT/MD I 35 のキーボード 37から入力されたデータは、ィンタフェース 29を介して、 CPU21に渡される。

インターフェース 30に接続する手動パルス発生器 42は、機械操作盤に実装され、手動で機械稼働部を精密に位置決めするのに使用される。軸制御回路 5：!〜 54は、 CPU21からの各軸の移動指令を受けて、サ一ボアンプ 61〜64に出力する。これらの内、サ一ボアンプ 61は軸制御回路 51に接続して、マガジン 1 (図 2) の回転を制御する T軸 2のサーボモータ 4 (図 2) を駆動する。なお、マガジン 1は、ツールホルダ 10 a, 10 b, · · ·及びパンチ工具 11 a, l i b, · · · と共に、機械へッド 12に含まれている。一方、サ一ボアンプ 62は軸制御回路 5 2に接続して、パンチ工具 11 a、 11 b, · · ·の回転制御を行う C軸 3を駆動する。また、サーボアンプ 63、 64はテーブル 15を制御する X軸、 Y軸のサーボモータ（図示せず）をそれぞれ駆動する。なお、テーブル 15には、ワークホルダ 14 a、 14 bによって、ワーク 13が固定される。

そこで、本発明の工具交換方法を実施する上で上記 CNC 20の C PU 21が行う処理の手順を、図 1のフローチヤ一トにより説明する。

まず、開始指令により、 C PU 21はすでに読み込まれ CMO S 24に格納されている加工プログラムを読みに行って、該加工プログラムに工具交換指令（T指令）が出されているかどうかを判断する（ステップ si) _c そこで T指令が出されていなければ本プログラムを終了するが、出されていると、次に C軸が制御されていたか否かを判別する（ステップ S 2)。すなわち、工具交換前の工具が C軸 3によって制御され、機械原点位置から回転しているか否かが判断される。 C軸が制御されていないと、クラッチ 3 aを切り、今まで使用したパンチ工具をパンチホルダに収納する（ステツプ S 4) 。次に、サーボモータ 4を駆動し、 T指令で指令された工具が工具交換位置に位置決めされるように、マガジン 1を位置決めし（ステップ S 5) 、クラッチを入れて（ステップ S 6)、 C軸 3に指令工具を接続し、工具交換を終了する。また、 C軸が制御されていた場合には、その C軸を、 CMOS 24に格納されてあらかじめパラメータによって設定されている回転方向に回転させ、機械原点に戻して、ステップ S 4以下の処理を行なう。

Claims

請求の範囲

1 . マガジンのツールホルダに格納されたパンチ工具を選択して交換するパンチプレス機械の工具の交換方法において、

パンチ工具の交換時に、パンチ工具の制御軸を所定の回転方向に回転させ機械原点に戻し、上記回転により機械原点に戻された制御軸に次に選択されたパンチ工具が接続されてパンチ工具の交換が行なわれるようにしたパンチプレス機械の工具交換方法。

2. 前記制御軸の回転方向は、パラメータによって設定され、記憶装置に格納されている請求の範囲第 1項記載のパンチプレス機械の工具交換方法。

3. 前記制御軸の回転制御は、サーボモータにより歯車伝動手段を介して行う請求の範囲第 1項又は 2項記載のパンチプレス機械の工具交換方法 c

4. 前記制御軸は 1軸であり、該 1軸の制御軸により複数のパンチ工具が選択的に制御される請求の範囲第 1項又は 2項記載のパンチプレス機械の工具交換方法。

5. 数値制御装置により制御されるパンチプレス機械の工具交換方法において、上記数値制御装置は、読み込んだ加工プログラムに工具交換指令が出されているかど ·5かを判断し、工具交換指令が出されたと判断したならば次にパンチェ具の制御軸が制御され原点位置から回転した状態か否か判断し、制御されていたと判断したならば、その制御軸をあらかじめ数値制御装置の記憶装置に格納されているパラメータ設定データに基づき設定回転方向に回転させることによってパンチ工具交換のため機械原点に戻すようにしたパンチプレス機械の工具交換方法。