JP2001198762A - Automatic tool replacing device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械が使用す
る工具を自動的に交換する自動工具交換装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic tool changer for automatically changing tools used by a machine tool.
【０００２】[0002]
【従来の技術】マシニングセンタ、ターニングセンタ等
の工作機械では、工具を把持する工具軸に対し工具を自
動的に交換する自動工具交換装置が組み込まれている。2. Description of the Related Art Machine tools such as a machining center and a turning center are equipped with an automatic tool changer for automatically changing a tool with respect to a tool axis for holding the tool.
【０００３】従来の自動工具交換装置としては、ツール
シャンクを取り付けた工具を、循環移動や往復移動させ
る割り出し機構を備えたベルト状の搬送機をツールマガ
ジン内に備えている。工具はこの搬送機に縦列状に設置
されている。この装置では、工具が寿命に達したときや
破損したとき、作業者が工具交換するため、工作機械を
一時停止し、この停止状態で破損工具を排出した後、同
種の新たな工具をツールマガジンに設置している。As a conventional automatic tool changer, a belt-like transporter provided with an indexing mechanism for circulating or reciprocating a tool with a tool shank is provided in a tool magazine. The tools are placed in tandem on this conveyor. With this device, when a tool has reached the end of its life or has been damaged, the operator must temporarily stop the machine tool to change the tool, eject the damaged tool in this stopped state, and then insert a new tool of the same type into the tool magazine. Installed in
【０００４】図３は特開平７−１５６１００号公報に記
載された別の従来装置を示す。この装置は、プリント基
板穴あけ機における自動ドリル交換装置へ適用したもの
であり、ドリルは収納部１００に保持される。収納部１
００には保持台１１０が並設されている。保持台１１０
は収納部１００から取り出されたドリルを一旦保持する
と共に、収納部１００に戻すドリルを一旦保持するもの
であり、ドリルが差し込まれる保持孔１１１，１１２が
複数形成されている。FIG. 3 shows another conventional device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-156100. This device is applied to an automatic drill changing device in a printed circuit board drilling machine, and a drill is held in a storage unit 100. Storage unit 1
00 is provided with holding tables 110 side by side. Holder 110
Is used to temporarily hold a drill taken out of the storage section 100 and temporarily hold a drill to be returned to the storage section 100. A plurality of holding holes 111 and 112 into which the drill is inserted are formed.
【０００５】収納部１００には、使用中ドリル収納部１
０１、新品ドリル収納部１０２及び使用済ドリル収納部
１０３が横方向に並設されている。これらの収納部１０
１，１０２，１０３には、ドリルが差し込みによって保
持する収納孔１０５が複数形成されている。なお、収納
孔１０５はドリルの軸径に合わせた径となるように複数
種類が形成されるものである。[0005] The storage unit 100 has a drill storage unit 1 in use.
01, a new drill storage unit 102 and a used drill storage unit 103 are arranged side by side in the horizontal direction. These storage units 10
Each of 1, 102, and 103 has a plurality of storage holes 105 that the drill holds by insertion. Note that a plurality of types of storage holes 105 are formed so as to have a diameter corresponding to the shaft diameter of the drill.
【０００６】このプリント基板穴あけ機では、工具交換
の時期をドリル耐久寿命から判断して、加工回数を設定
しており、設定された加工回数に達したとき、そのドリ
ルを使用済ドリル収納部１０３に戻し、新品ドリル収納
部１０２から同種のドリルを使用中ドリル収納部１０１
に保持するようになっている。In this printed circuit board drilling machine, the number of times of machining is set by judging the time of tool change from the durable life of the drill. When the set number of times of machining is reached, the drill is used and the used drill storage unit 103 is used. And the same type of drill is being used from the new drill storage unit 102.
To be held.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】工具をベルト状の搬送
機に縦列状に配列してストックする前者の従来装置で
は、工具が破損や寿命により異常となったとき、作業者
が工作機機を一時停止させ、異常となった工具を廃棄
し、同種の工具を設置する交換作業を行う必要がある。
しかしながら、この交換は作業者の人手による作業のた
め、作業者の技能レベルの違いにより工具交換にかかる
所要時間が長くなる問題がある。また、工作機械を一旦
停止させるため、稼働率が低下している。In the former conventional apparatus in which tools are arranged in a tandem manner in a belt-like transporter and stocked, when a tool becomes abnormal due to breakage or life, an operator removes the machine tool. It is necessary to temporarily stop, discard the abnormal tool, and perform replacement work to install a similar tool.
However, since this replacement is performed manually by the operator, there is a problem that the time required for tool replacement becomes longer due to a difference in the skill level of the operator. Further, since the machine tool is temporarily stopped, the operation rate is reduced.
【０００８】後者の従来装置である特開平７−１５６１
００号公報記載の自動ドリル交換装置では、ドリル耐久
寿命からドリル交換時期を設定しているが、設定には誤
差を考慮して余裕のある設定をするため、寿命に達して
いない工具を交換することにもなる。従って、交換時期
の設定に基づいて工具交換を重ねると、使用可能なドリ
ルであっても廃棄されるため、資源の無駄となる。又、
この装置では、使用中ドリル収納部１０１、新品ドリル
収納部１０２及び使用済ドリル収納部１０３が横方向に
並設されているため、収納部１００の設置スペースが広
く必要である問題を有している。The latter conventional device, Japanese Patent Laid-Open No. 7-15671
In the automatic drill changer described in Japanese Patent Publication No. 00, the drill replacement time is set based on the durable life of the drill. It will also be. Therefore, if the tool change is repeated based on the setting of the replacement time, even a usable drill is discarded, so that resources are wasted. or,
In this apparatus, the used drill storage unit 101, the new drill storage unit 102, and the used drill storage unit 103 are arranged side by side in the horizontal direction, so that there is a problem that a large installation space for the storage unit 100 is required. I have.
【０００９】本発明は、このような従来の問題点を考慮
してなされたものであり、工具の交換の際に工作機械を
停止させる必要がなく、稼働率を向上させることができ
ると共に、寿命がくるまで工具を使用することにより工
具の無駄な交換を防止でき、さらには、設置スペースを
小さくすることが可能な自動工具交換装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in consideration of such conventional problems, and it is not necessary to stop a machine tool at the time of tool change, so that the operation rate can be improved and the life can be improved. It is an object of the present invention to provide an automatic tool changer capable of preventing useless replacement of a tool by using the tool until the installation is completed, and reducing the installation space.
【００１０】上記目的を達成するため、請求項１の発明
は、複数の工具が挿脱自在に保持された複数の工具パレ
ット及び複数の予備工具が挿脱自在に保持された複数の
予備工具パレットが垂直方向に多段状に収納されてお
り、工作機械の外側に移動可能に配置されたストッカー
と、工具の交換の際に、前記工具パレット及び予備工具
パレットの少なくとも一方を工作機械に対して位置決め
するため、前記ストッカーを工作機械の外側で移動させ
るストッカー移動手段と、工作機械に対して位置決めさ
れた工具パレット及び予備工具パレットの少なくとも一
方を前記ストッカーと工作機械との間で搬送するパレッ
ト搬送手段と、工具の異常を判断するため、加工後の工
具の工具長を検出する検出手段と、前記工作機械の工具
軸と、工具パレットと、予備工具パレットと、検出手段
との間で工具を搬送するように制御されるロボットハン
ドと、を備えていることを特徴とする。In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a plurality of tool pallets in which a plurality of tools are detachably held and a plurality of spare tool pallets in which a plurality of spare tools are detachably held. Are stored in a multi-stage shape in the vertical direction, and a stocker movably arranged outside the machine tool, and at the time of tool replacement, at least one of the tool pallet and the spare tool pallet is positioned with respect to the machine tool. A stocker moving means for moving the stocker outside the machine tool, and a pallet conveying means for conveying at least one of a tool pallet and a spare tool pallet positioned with respect to the machine tool between the stocker and the machine tool. Detecting means for detecting a tool length of a machined tool to determine a tool abnormality; a tool axis of the machine tool; and a tool pallet. , Characterized in that it comprises a spare tool pallet, and a robot hand is controlled so as to transport the tool to and from the detecting means.
【００１１】この発明では、ストッカー移動手段の駆動
により、工具パレット及び予備工具パレットの少なくと
も一方が工作機械に対して位置決めされたとき、パレッ
ト搬出手段が工具パレット及び予備工具パレットの少な
くとも一方を工作機械内に搬送する。そして、ロボット
ハンドが工作機械の工具軸、工具パレット及び予備工具
パレットの間を移動して工具の交換を行う。又、ロボッ
トハンドは加工後の工具を検出手段に搬送し、検出手段
が工具の工具長を検出するため、破損や寿命などの工具
の異常を判断することができる。そして、これらの場合
には、ロボットハンドによってその工具を自動的に交換
する。According to the present invention, when at least one of the tool pallet and the spare tool pallet is positioned with respect to the machine tool by driving the stocker moving means, the pallet unloading means moves at least one of the tool pallet and the spare tool pallet to the machine tool. Conveyed inside. Then, the robot hand moves between the tool axis of the machine tool, the tool pallet, and the spare tool pallet to exchange tools. Further, the robot hand conveys the processed tool to the detecting means, and the detecting means detects the tool length of the tool, so that it is possible to determine an abnormality of the tool such as breakage or life. In these cases, the tool is automatically changed by the robot hand.
【００１２】このような発明では、工具パレット及び予
備工具パレットが垂直方向に多段状となってストッカー
に配置されるため、ストッカーの設置スペースを小さく
することができる。又、検出手段が加工後の工具の工具
長を検出して、工具が実際に破損しているか否か、寿命
となっているか否か等の異常を検出する。従って、実際
に使用できなくなるまで工具を使用することができるた
め、工具の無駄な交換を防止することができる。さら
に、工具を収納するストッカーが工作機械の外側に配置
されているため、工作機械を停止させることなく、工具
パレットや予備工具パレットの交換を行うことができ、
工作機械の稼働率を向上させることができる。In such an invention, the tool pallet and the spare tool pallet are arranged in the stocker in a multi-stage shape in the vertical direction, so that the installation space of the stocker can be reduced. Further, the detecting means detects the tool length of the tool after machining, and detects an abnormality such as whether the tool is actually damaged or not, and whether the tool has reached the end of its life. Therefore, the tool can be used until the tool can no longer be used, so that useless replacement of the tool can be prevented. Furthermore, since the stocker for storing tools is arranged outside the machine tool, the tool pallet and spare tool pallet can be replaced without stopping the machine tool,
The operation rate of the machine tool can be improved.
【００１３】請求項２の発明は、請求項１記載の発明で
あって、前記検出手段の検出によって工具が異常である
と判断したとき、前記ロボットハンドは異常となった工
具を前記工具パレット及び予備工具パレット以外のパレ
ットに搬送すると共に、異常となった工具と同種の工具
を前記予備工具パレットから工具パレットに搬送するよ
うに制御されることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, when the detection of the detecting means determines that the tool is abnormal, the robot hand removes the abnormal tool from the tool pallet and the tool pallet. It is controlled such that the tool is conveyed to a pallet other than the spare tool pallet and the same kind of tool as the abnormal tool is conveyed from the spare tool pallet to the tool pallet.
【００１４】この発明では、検出手段の検出によって破
損、寿命などの異常と判断された工具を工具パレット及
び予備工具パレット以外のパレットに収納するようにロ
ボットハンドが作動し、さらに異常となった工具と同種
の工具を予備工具パレットから工具パレットに搬送する
ため、工具パレットからその工具を取り出して使用する
ことができる。従って、工具の交換を効率良く行うこと
ができる。According to the present invention, the robot hand operates such that a tool determined to be abnormal such as breakage or life by the detection means is stored in a pallet other than the tool pallet and the spare tool pallet. Since the same kind of tool is transferred from the spare tool pallet to the tool pallet, the tool can be taken out from the tool pallet and used. Therefore, the tool can be exchanged efficiently.
【００１５】請求項３の発明は、請求項１又は２記載の
発明であって、前記検出手段は、加工の終了毎に工具の
工具長を検出することを特徴とする。A third aspect of the present invention is the invention according to the first or second aspect, wherein the detecting means detects a tool length of a tool each time machining is completed.
【００１６】この発明では、加工の終了毎に工具の異常
を判断するため、正常な工具による加工を行うことがで
きる。According to the present invention, the abnormality of the tool is determined each time the machining is completed, so that the machining with the normal tool can be performed.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明の一実施
の形態を示し、図１はその全体の斜視図、図２は工作機
械内部の斜視図であり、工作機械２１の外側にストッカ
ー１が配置されている。1 and 2 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of the entire machine, FIG. 2 is a perspective view of the inside of a machine tool, and FIG. The stocker 1 is disposed at the center.
【００１８】工作機械２１はワーク（図示省略）に対し
て加工を行うものであり、その内部には、図２に示すよ
うに工具軸１３が設けられ、この工具軸１３にワークに
加工を行うための工具１９が着脱自在に把持される。
又、工作機械２１の背面（側面）の一部には、後述する
パレット５、５Ｂの出し入れを行うスリット状の出入口
１１が形成されている。The machine tool 21 is for machining a work (not shown). A tool shaft 13 is provided inside the machine tool 21 as shown in FIG. Is detachably gripped.
In addition, a slit-shaped entrance / exit 11 through which pallets 5, 5B described later are taken in and out is formed in a part of the back surface (side surface) of the machine tool 21.
【００１９】ストッカー１は箱状となっており、その背
面には開閉自在な扉２０が取り付けられている。ストッ
カー１の前面（扉２０が取り付けられている背面に対向
した面）は開放されており、上述した出入口１１を介し
て工作機械２１の内部と連通するようになっている。ス
トッカー１は工作機械２１の外側である背面側に配置さ
れており、工作機械２１の背面側には、垂直方向（鉛直
方向）に伸びたアクチュエータ２が取り付けられてい
る。このアクチュエータ２は、上端部にサーボモータ３
を備えており、サーボモータ３の駆動によって垂直方向
に駆動する。ストッカー１はこのアクチュエータ２に固
定治具４を介して接続されている。従って、アクチュエ
ータ２の駆動によってストッカー１は垂直方向に上下動
するようになっている。なお、アクチュエータ２とサー
ボモータ３からストッカー移動手段を構成している。The stocker 1 has a box shape, and a door 20 which can be opened and closed is attached to the back of the box. The front surface of the stocker 1 (the surface facing the rear surface to which the door 20 is attached) is open, and communicates with the inside of the machine tool 21 via the above-described entrance / exit 11. The stocker 1 is arranged on the back side outside the machine tool 21, and an actuator 2 extending in a vertical direction (vertical direction) is attached to the back side of the machine tool 21. The actuator 2 has a servo motor 3 at the upper end.
, And driven in the vertical direction by driving the servo motor 3. The stocker 1 is connected to the actuator 2 via a fixing jig 4. Therefore, the drive of the actuator 2 causes the stocker 1 to move up and down in the vertical direction. The stocker moving means is constituted by the actuator 2 and the servo motor 3.
【００２０】ストッカー１の内部には、複数の工具パレ
ット５及び複数の予備工具パレット５Ｂが収納される。
これらのパレット５，５Ｂの収納は、垂直方向に多段状
となるように行われる。この多段状の収納を行うため、
ストッカー１の内側面に水平方向の受け面６が多段状に
形成されている。又、ストッカー１内部の中央部分に
は、仕切壁２３が垂直状に形成されており、この仕切壁
２３にも同様な受け面６が多段状に形成されている。各
パレット５，５Ｂはこれらの受け面６に両側端が支持さ
れることにより、多段状となってストッカー１に収納さ
れる。このように複数のパレット５、５Ｂを垂直方向に
多段状に収納する形態では、ストッカー１の設置スペー
スが小さくなり、従って、工作機械２１の全体を含めた
設置スペースを小さくすることができる。Inside the stocker 1, a plurality of tool pallets 5 and a plurality of spare tool pallets 5B are stored.
The pallets 5 and 5B are stored so as to be vertically multi-tiered. To perform this multi-stage storage,
A horizontal receiving surface 6 is formed on the inner surface of the stocker 1 in multiple stages. Further, a partition wall 23 is formed vertically at a central portion inside the stocker 1, and a similar receiving surface 6 is formed on the partition wall 23 in a multi-step shape. Each of the pallets 5 and 5B is stored in the stocker 1 in a multi-stage shape by supporting both ends on these receiving surfaces 6. In the form in which the plurality of pallets 5, 5B are stored in a multi-stage shape in the vertical direction, the installation space of the stocker 1 is reduced, and therefore, the installation space including the entire machine tool 21 can be reduced.
【００２１】工具パレット５は工具軸１３に供給されて
加工に使用される複数の工具１９が保持されるものであ
り、予備工具パレット５Ｂは工具パレット５に供給する
複数の予備工具１９Ｂが保持されるものである。この工
具１９及び予備工具１９Ｂの保持を行うため、工具パレ
ット５及び予備工具パレット５Ｂには、工具差し込み孔
２４，２４Ｂがそれぞれ複数形成されている。工具１９
及び予備工具１９Ｂはこの工具差し込み孔２４，２４Ｂ
に差し込まれることにより、各パレット５，５Ｂに挿脱
自在に保持される。なお、工具パレット５及び予備工具
パレット５Ｂのストッカー１への収納位置は、制御装置
が把握しており、このためこれらのパレット５，５Ｂは
ランダムに配置することができる。The tool pallet 5 holds a plurality of tools 19 supplied to the tool shaft 13 and used for machining. The spare tool pallet 5B holds a plurality of spare tools 19B to be supplied to the tool pallet 5. Things. In order to hold the tool 19 and the spare tool 19B, a plurality of tool insertion holes 24, 24B are formed in the tool pallet 5 and the spare tool pallet 5B, respectively. Tool 19
And the spare tool 19B are provided in the tool insertion holes 24, 24B.
Is held in each of the pallets 5 and 5B so as to be freely inserted and removed. The storage positions of the tool pallet 5 and the spare tool pallet 5B in the stocker 1 are known by the control device, so that these pallets 5 and 5B can be arranged at random.
【００２２】工作機械２１の内部には、工具パレット５
及び予備工具パレット５Ｂを工作機械２１とストッカー
１との間で搬送するパレット搬送手段としてのパレット
引き出し用シリンダ７，７が配置されている。パレット
引き出し用シリンダ７，７は、出入口１１と対応した工
作機械２１の内部に配置されており、横並び状となって
いる工具パレット５に対応するように２基が横並び状に
配置されている。The tool pallet 5 is provided inside the machine tool 21.
Further, pallet pull-out cylinders 7, 7 as pallet transport means for transporting the preliminary tool pallet 5B between the machine tool 21 and the stocker 1 are arranged. The pallet drawing cylinders 7, 7 are arranged inside the machine tool 21 corresponding to the entrance 11 and two units are arranged side by side so as to correspond to the tool pallets 5 arranged side by side.
【００２３】パレット引き出し用シリンダ７，７のロッ
ド７ａ、７ａの先端には、引き出しロッド９，９が取り
付けられている。引き出しロッド９，９はシリンダ（図
示省略）等によって上下動可能となっている。これに対
し、工具パレット５及び予備工具パレット５Ｂには、引
き出しロッド９，９が挿通する引き出し孔１０，１０が
形成されており、引き出しロッド９，９が引き出し孔１
０，１０内に挿入することにより、パレット引き出し用
シリンダ７，７と各パレット５，５Ｂが連結される。こ
れにより、パレット引き出し用シリンダ７，７が駆動す
ると、パレット５，５Ｂがストッカー１と工作機械２１
との間を往復移動することができる。なお、このパレッ
ト５，５Ｂの移動を案内するため、工作機械２１内に
は、パレット５，５Ｂの移動方向に伸びたレール１２が
設けられている。Pull-out rods 9, 9 are attached to the tips of the rods 7a, 7a of the pallet-drawing cylinders 7, 7, respectively. The drawer rods 9, 9 are vertically movable by a cylinder (not shown) or the like. On the other hand, the tool pallet 5 and the spare tool pallet 5B are formed with drawer holes 10, 10 through which the drawer rods 9, 9 are inserted.
By inserting the pallets in the cylinders 0, 10, the pallet pull-out cylinders 7, 7 are connected to the pallets 5, 5B. As a result, when the pallet drawing cylinders 7, 7 are driven, the pallets 5, 5B are moved from the stocker 1 to the machine tool 21.
Can move back and forth between In order to guide the movement of the pallets 5, 5B, rails 12 extending in the moving direction of the pallets 5, 5B are provided in the machine tool 21.
【００２４】工作機械２１の内部には、さらに、接触式
変位センサ１８及びロボットハンド１４が配置されてい
る。Inside the machine tool 21, a contact type displacement sensor 18 and the robot hand 14 are further arranged.
【００２５】接触式変位センサ１８は加工が終了した工
具１９の工具長を検出する検出手段となっており、この
ため、工具１９を把持した工具軸１３との近接位置に配
置されている。この接触式変位センサ１８による工具長
の検出に基づいて、工具１９が破損しているか、寿命と
なっているかの工具１９の異常を判断する。かかる判断
を行うため、接触式変位センサ１８は制御装置に接続さ
れている。このように工具１９の実際の工具長を検出し
て工具１９の異常を判断する構成では、工具１９が破損
しているか否か、寿命となっているか否か等の異常を実
質的に検出することができる。従って、実際に使用でき
なくなるまで工具１９を使用することができるため、工
具１９の無駄な交換を防止することができるThe contact-type displacement sensor 18 serves as a detecting means for detecting the tool length of the tool 19 after machining, and is therefore arranged at a position close to the tool shaft 13 holding the tool 19. Based on the detection of the tool length by the contact type displacement sensor 18, it is determined whether the tool 19 is broken or has reached the end of its life. To make such a determination, the contact displacement sensor 18 is connected to a control device. As described above, in the configuration in which the actual tool length of the tool 19 is detected and the abnormality of the tool 19 is determined, an abnormality such as whether the tool 19 is damaged, whether the tool 19 has reached the end of its life, or the like is substantially detected. be able to. Therefore, since the tool 19 can be used until the tool 19 cannot be actually used, useless replacement of the tool 19 can be prevented.
【００２６】さらに、接触式変位センサ１８は工具１９
が加工を終了する毎に、その工具長を検出するように制
御することができる。このような制御では、加工の都
度、工具１９の異常を判断することができるため、加工
を良好に行うことができるメリットがある。Further, the contact type displacement sensor 18 includes a tool 19
Can be controlled so that the tool length is detected each time the machining is completed. With such control, an abnormality of the tool 19 can be determined each time machining is performed, and thus there is an advantage that machining can be performed satisfactorily.
【００２７】ロボットハンド１４は、工具軸１３と、工
具パレット５と、予備工具パレット５Ｂと、接触式変位
センサ１８との間で移動することにより、工具１９をこ
れらの間で搬送するものである。この移動を行うため、
サーボモータで制御されるアクチュエータＸ軸１５、Ｙ
軸１６及びＺ軸１７が工作機械２１の内部に設置されて
いる。そして、ロボットハンド１４はＺ軸１７に取り付
けられてＸＹＺ方向の３軸方向に移動する。かかるサー
ボモータ制御では、ロボットハンド１４を正確に位置決
めすることができる。The robot hand 14 moves the tool shaft 13, the tool pallet 5, the spare tool pallet 5B, and the contact displacement sensor 18 to convey the tool 19 between them. . To make this move,
Actuator X axis 15, Y controlled by servo motor
The axis 16 and the Z axis 17 are installed inside the machine tool 21. The robot hand 14 is attached to the Z-axis 17 and moves in three XYZ directions. In such servo motor control, the robot hand 14 can be accurately positioned.
【００２８】次に、この実施の形態の作動を説明する。
まず、工具パレット５、予備工具パレット５Ｂの工具差
し込み孔２４，２４Ｂに工具１９及び予備工具１９Ｂを
差し込んで、パレット５、５Ｂをストッカー１内の受け
面６で支持させることにより、複数のパレット５，５Ｂ
をストッカー１に多段状に収納する。複数のパレット
５，５Ｂが多段状に収納されるため、ストッカー１に要
する床面積は一定となる。Next, the operation of this embodiment will be described.
First, the tool 19 and the spare tool 19B are inserted into the tool insertion holes 24 and 24B of the tool pallet 5 and the spare tool pallet 5B, and the pallets 5 and 5B are supported by the receiving surface 6 in the stocker 1, so that the plurality of pallets 5 , 5B
Are stored in the stocker 1 in a multi-stage manner. Since the plurality of pallets 5 and 5B are stored in a multi-stage manner, the floor area required for the stocker 1 is constant.
【００２９】工具を交換する場合には、制御装置から工
具交換指令が発せられる。この指令があると、サーボモ
ータ３が駆動して、アクチュエータ２が回転し、これに
より、ストッカー１が上下方向に移動して、工具パレッ
ト５が工作機械２１の出入口１１の高さまで移動する。
このとき、工作機械２１に取り付けられたレール１２上
面とパレット５を保持するストッカー１内の受け面６の
上面は同じ高さであり、レール１２と受け面６の端面は
パレット５の側面に接触もしくは僅かに空いた関係とな
る。When a tool is to be replaced, a tool replacement command is issued from the control device. When this command is issued, the servo motor 3 is driven to rotate the actuator 2, whereby the stocker 1 moves up and down, and the tool pallet 5 moves to the height of the entrance 11 of the machine tool 21.
At this time, the upper surface of the rail 12 attached to the machine tool 21 and the upper surface of the receiving surface 6 in the stocker 1 holding the pallet 5 are at the same height, and the end surface of the rail 12 and the receiving surface 6 contact the side surface of the pallet 5. Or a slightly empty relationship.
【００３０】そして、レール１２上面と受け面６上面と
が同じ高さにあるとき、パレット引き出し用シリンダ７
がストッカー１側に伸び、その後、引き出しロッド９が
パレット５の引き出し孔１０に挿入する。この状態で、
パレット引き出し用シリンダ７を駆動させてパレット５
を工作機械２１内へ搬送する。搬送されたパレット５は
レール１２上に沿って移動し、パレット引き出し用シリ
ンダ７の下死点、もしくはパレット５の端面を当てつけ
る不図示の位置決めピンやボールプランジャー等によっ
て、パレット５が常に同じ位置で位置決め停止する。When the upper surface of the rail 12 and the upper surface of the receiving surface 6 are at the same height, the pallet pulling cylinder 7
Extend to the stocker 1 side, and then the drawer rod 9 is inserted into the drawer hole 10 of the pallet 5. In this state,
By driving the pallet drawer cylinder 7, the pallet 5
Is transported into the machine tool 21. The conveyed pallet 5 moves along the rail 12 and the pallet 5 is always kept at the same position by a bottom dead center of the pallet pulling cylinder 7 or a positioning pin or a ball plunger (not shown) for applying an end face of the pallet 5. Stops positioning at the position.
【００３１】工具パレット５に配置されている工具１９
は、ロボットハンド１４により把持されて工作機械２１
の工具軸１３に供給される。そして、工具軸１３が回転
することにより、ワークへの加工を行う。The tools 19 arranged on the tool pallet 5
Is held by the robot hand 14 and the machine tool 21
Is supplied to the tool shaft 13. Then, the workpiece is machined by rotating the tool shaft 13.
【００３２】この工具１９による加工を終えると、ロボ
ットハンド１４が工具軸１３から工具１９を取り外し、
工具１９を把持したまま、接触式変位センサ１８の設置
位置まで搬送する。搬送された工具１９を接触式変位セ
ンサー１８に垂直に当てつけて工具１９の長さを測定
し、工具１９の破損、摩耗等による工具長の減りを確認
する。このとき、工具長が予め設定された数値以下の値
となって測定された場合、制御装置は工具１９が破損或
いは寿命等の異常状態であると判断する。When the machining with the tool 19 is completed, the robot hand 14 removes the tool 19 from the tool shaft 13 and
While holding the tool 19, it is transported to the installation position of the contact type displacement sensor 18. The transported tool 19 is vertically applied to the contact-type displacement sensor 18 to measure the length of the tool 19, and confirm that the tool 19 is reduced due to breakage, wear, or the like. At this time, if the tool length is measured at a value equal to or less than a preset numerical value, the control device determines that the tool 19 is in an abnormal state such as breakage or life.
【００３３】このように異常であると判断された場合、
ロボットハンド１４は工作機械２１の内部に設けられて
いる不図示の廃棄収納パレットに搬送して異常の工具１
９を収納する。次に、ロボットハンド１４は異常となっ
た工具と同種の予備工具１９Ｂが収納されている予備工
具パレット５Ｂを、上述した工具パレット５と同様にし
てストッカー１から呼び出し、工作機械２１内へ搬送す
る。搬送された予備工具パレット５Ｂの中から、同種の
工具１９Ｂをロボットハンド１４が把持し、異常となっ
た工具１９が保持されていた工具パレット５の工具差し
込み孔２４に差し込む。When it is determined that an abnormality has occurred,
The robot hand 14 is transported to a waste storage pallet (not shown) provided inside the machine tool 21 and the abnormal tool 1
9 is stored. Next, the robot hand 14 calls the spare tool pallet 5B containing the same kind of spare tool 19B as the abnormal tool from the stocker 1 in the same manner as the tool pallet 5 described above, and transports the spare tool pallet 5 into the machine tool 21. . The robot hand 14 grips the same kind of tool 19B from the transported spare tool pallet 5B, and inserts it into the tool insertion hole 24 of the tool pallet 5 where the abnormal tool 19 is held.
【００３４】その後、予備工具１９Ｂが収められていた
予備工具パレット５Ｂの引き出し孔１０Ｂに引き出しロ
ッド９を挿通し、パレット引き出し用シリンダ７がスト
ッカー１側へ駆動して予備工具パレット５Ｂをストッカ
ー１内へ戻し搬送する。Thereafter, the drawer rod 9 is inserted into the drawer hole 10B of the spare tool pallet 5B in which the spare tool 19B is stored, and the pallet pulling cylinder 7 is driven toward the stocker 1 to move the spare tool pallet 5B into the stocker 1. And transported.
【００３５】一方、接触式変位センサ１８による工具長
の検出で異常が無いときは、工具１９は工具パレット５
に配置されていた元の位置に再び収納される。On the other hand, if there is no abnormality in the detection of the tool length by the contact type displacement sensor 18, the tool 19
Is returned to the original position where it was located.
【００３６】以上の工具交換作業における予備工具パレ
ット１９Ｂの選択、各アクチュエータに接続されている
サーボモータの駆動およびパレット引出し用シリンダ７
等の制御は、工作機械を操作する加工プログラムを記憶
した制御装置によって制御される。以上の工程を繰り返
すことにより、工具１９を自動で廃棄、交換することが
出来る。The selection of the spare tool pallet 19B in the above-mentioned tool changing operation, the driving of the servo motor connected to each actuator and the pallet pull-out cylinder 7
Are controlled by a control device that stores a machining program for operating the machine tool. By repeating the above steps, the tool 19 can be automatically discarded and replaced.
【００３７】なお、ストッカー１には工具パレット交換
用の扉２０が設けられているため、扉２０から工具パレ
ット５の設置、取り出しが可能であり、工具パレット５
に作業者が適宜、予備工具１９Ｂの補充を行うことがで
きる。この場合、ストッカー１は工作機械２１と独立し
た位置に設置されているため、工作機械２１が稼動中で
あっても、ストッカー１内に配置されている工具パレッ
ト５を扉２０から交換する作業を行うことができる。
又、廃棄収納パレットに収納された異常の工具は、適宜
取り出し、摩耗した工具は再研磨等の処理をして再利用
することも可能となる。Since the stocker 1 is provided with the door 20 for tool pallet replacement, the tool pallet 5 can be installed and removed from the door 20.
The operator can appropriately supplement the spare tool 19B. In this case, since the stocker 1 is installed at a position independent of the machine tool 21, even when the machine tool 21 is in operation, the operation of exchanging the tool pallet 5 arranged in the stocker 1 from the door 20 is performed. It can be carried out.
Further, the abnormal tool stored in the waste storage pallet can be appropriately taken out, and the worn tool can be reused by performing processing such as re-grinding.
【００３８】このような実施の形態では、工具交換作業
を自動でかつ短時間で行うことが可能となり、工作機械
の稼働率を向上させることができると共に、作業者の作
業軽減も可能となる。また工具長を接触式変位センサ１
８で検出するため、確実に工具の破損、摩耗状況が確認
できる。さらに、交換された工具は廃棄収納パレットに
収納された後、再研磨等を施して再利用することができ
る。In such an embodiment, the tool change operation can be performed automatically and in a short time, so that the operation rate of the machine tool can be improved and the work of the operator can be reduced. The tool length is set to the contact displacement sensor 1
Since the detection is made in step 8, the damage and wear of the tool can be confirmed with certainty. Further, after the replaced tool is stored in the waste storage pallet, it can be reused by performing re-grinding or the like.
【００３９】さらに、パレット５、５Ｂをストッカー１
内で垂直状に配置するため、ストッカー１の占有面積が
小さくなり、工作機械の床面積の拡大を抑えることも可
能となる。また、多数の工具１９が保管できるため、予
備工具１９Ｂの増設も容易に可能となる。Further, the pallets 5 and 5B are stored in the stocker 1
Since the storage space is arranged vertically, the area occupied by the stocker 1 is reduced, and the floor area of the machine tool can be prevented from increasing. Further, since a large number of tools 19 can be stored, it is possible to easily add a spare tool 19B.
【００４０】以上の説明から、本発明は以下の発明を包
含するものである。From the above description, the present invention includes the following inventions.
【００４１】（１） 複数の工具が挿脱自在に保持され
た複数の工具パレット及び複数の予備工具が挿脱自在に
保持された複数の予備工具パレットが垂直方向に多段状
に収納されており、工作機械の外側に移動可能に配置さ
れたストッカーと、工具の交換の際に、前記工具パレッ
ト及び予備工具パレットの少なくとも一方を工作機械に
対し位置決めするため、前記ストッカーを工作機械の外
側で移動させるストッカー移動手段と、工作機械に対し
て位置決めされた工具パレット及び予備工具パレットの
少なくとも一方を前記ストッカーと工作機械との間で搬
送するパレット搬送手段と、工具の異常を判断するた
め、加工後の工具の工具長を検出する検出手段と、前記
工作機械の工具軸と、工具パレットと、予備工具パレッ
トと、検出手段との間で工具を搬送するように制御され
るロボットハンドと、を備え、前記検出手段の検出によ
って工具が異常であると判断したとき、前記ロボットハ
ンドは異常となった工具を前記工具パレット及び予備工
具パレット以外のパレットに搬送すると共に、異常とな
った工具と同種の工具を前記予備工具パレットから工具
パレットに搬送するように制御されることを特徴とする
自動工具交換装置。(1) A plurality of tool pallets in which a plurality of tools are detachably held and a plurality of spare tool pallets in which a plurality of spare tools are detachably held are vertically stored in multiple stages. Moving the stocker outside the machine tool to position at least one of the tool pallet and the spare tool pallet with respect to the machine tool when exchanging tools with a stocker movably arranged outside the machine tool. A stocker moving means for moving, a pallet conveying means for conveying at least one of the tool pallet and the spare tool pallet positioned with respect to the machine tool between the stocker and the machine tool, Detecting means for detecting the tool length of the tool, a tool axis of the machine tool, a tool pallet, a spare tool pallet, and a detecting means. A robot hand that is controlled to carry the tool in the above manner, and when it is determined that the tool is abnormal by the detection of the detection means, the robot hand removes the abnormal tool from the tool pallet and the spare tool pallet. An automatic tool changer that is controlled to convey to a pallet other than the pallet, and to convey a tool of the same type as the abnormal tool from the spare tool pallet to the tool pallet.
【００４２】この発明では、工具の交換を工作機械を停
止させることなく行うことができると共に、異常となっ
た工具の交換を迅速に行うことができる。According to the present invention, the tool can be replaced without stopping the machine tool, and the tool that has become abnormal can be quickly replaced.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、工具の交換作業を自動で行うことができ、工作
機械の稼働率を向上させることが可能となると共に、工
作機械全体の大型化を抑えることが可能となる。As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to automatically perform a tool changing operation, to improve the operation rate of a machine tool, and to improve the machine tool as a whole. It is possible to suppress an increase in the size of the device.
【００４４】請求項２の発明によれば、異常となった工
具と同種の工具の交換を迅速に、効率良く行うことがで
きる。According to the second aspect of the present invention, it is possible to quickly and efficiently exchange a tool of the same type as that of the abnormal tool.
【００４５】請求項３の発明によれば、加工の終了毎に
工具の異常を判断するため、正常な工具による加工を行
うことができる。According to the third aspect of the present invention, the abnormality of the tool is determined each time the machining is completed, so that the machining with the normal tool can be performed.
【図１】本発明の実施の形態の全体斜視図である。FIG. 1 is an overall perspective view of an embodiment of the present invention.
【図２】実施の形態の工作機械内部の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the inside of the machine tool according to the embodiment;
【図３】従来装置の正面図である。FIG. 3 is a front view of a conventional device.
１ ストッカー ５ 工具パレット ５Ｂ 予備工具パレット １８ 接触式変位センサ １９ 工具 １９Ｂ 予備工具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stocker 5 Tool pallet 5B Spare tool pallet 18 Contact type displacement sensor 19 Tool 19B Spare tool
Claims (3)
の工具パレット及び複数の予備工具が挿脱自在に保持さ
れた複数の予備工具パレットが垂直方向に多段状に収納
されており、工作機械の外側に移動可能に配置されたス
トッカーと、 工具の交換の際に、前記工具パレット及び予備工具パレ
ットの少なくとも一方を工作機械に対して位置決めする
ため、前記ストッカーを工作機械の外側で移動させるス
トッカー移動手段と、 工作機械に対して位置決めされた工具パレット及び予備
工具パレットの少なくとも一方を前記ストッカーと工作
機械との間で搬送するパレット搬送手段と、 工具の異常を判断するため、加工後の工具の工具長を検
出する検出手段と、 前記工作機械の工具軸と、工具パレットと、予備工具パ
レットと、検出手段との間で工具を搬送するように制御
されるロボットハンドと、を備えていることを特徴とす
る自動工具交換装置。1. A plurality of tool pallets in which a plurality of tools are removably held and a plurality of spare tool pallets in which a plurality of spare tools are removably held are vertically stored in multiple stages. A stocker movably arranged outside the machine tool, and moving the stocker outside the machine tool to position at least one of the tool pallet and the spare tool pallet with respect to the machine tool when a tool is changed. A stocker moving unit that moves at least one of a tool pallet and a spare tool pallet positioned with respect to the machine tool between the stocker and the machine tool; Detecting means for detecting the tool length of the tool, between the tool axis of the machine tool, the tool pallet, the spare tool pallet, and the detecting means Automatic tool changer, characterized in that it comprises a robot hand is controlled so as to transport the tool, the.
であると判断したとき、前記ロボットハンドは異常とな
った工具を前記工具パレット及び予備工具パレット以外
のパレットに搬送すると共に、異常となった工具と同種
の工具を前記予備工具パレットから工具パレットに搬送
するように制御されることを特徴とする請求項１記載の
自動工具交換装置。2. When the robot hand determines that the tool is abnormal by the detection of the detecting means, the robot hand conveys the abnormal tool to a pallet other than the tool pallet and the spare tool pallet, and the robot hand becomes abnormal. 2. The automatic tool changer according to claim 1, wherein the same type of tool as the tool is controlled to be transferred from the spare tool pallet to the tool pallet.
工具長を検出することを特徴とする請求項１又は２記載
の自動工具交換装置。3. The automatic tool changer according to claim 1, wherein said detecting means detects a tool length of the tool each time machining is completed.
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