JP6773835B2 - How to control tool change in automatic tool change mechanism - Google Patents

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Description

本発明は、自動工具交換機構に関し、特に自動工具交換機構の工具交換を制御する方法に関する。 The present invention relates to an automatic tool change mechanism, and more particularly to a method of controlling tool change in the automatic tool change mechanism.

加工機の自動工具交換機構が、工具マガジンと加工機の主軸ヘッドとの間に配置されており、一般的に制御システム及び工具交換アームを含む。制御システムが回動または直線変位させるように制御された主軸を有し、主軸の末端には、工具交換アームが固定連結されている。二つのモーターは、制御システムの軸を回動または直線変位させるように制御して、工具交換アームに工具マガジン及び主軸ヘッドに配置された工具を交換させることが知られている。具体的には、一方のモーターは、軸の回動を制御するように配置されており、他方のモーターは、軸の上下移動を制御するように配置されており、それによって、工具交換アームが、回転して工具を係止するステップ、工具を解除して下降するステップ、回転して工具を交換するステップ、上昇して工具を挟むステップ及び回転し元の位置に戻すステップを順に完了する。しかしながら、工具を交換する過程は、二つのモーターが別々に順次制御されることによって、所定の動作を完了し、すなわち、先に始動されたモーターは動作を停止しないと後に始動されたモーターは始動されない。このように、工具を交換するタイミングは遅れる。 An automatic tool change mechanism for the machine is located between the tool magazine and the spindle head of the machine and generally includes a control system and a tool change arm. The control system has a spindle controlled to rotate or linearly displace, and a tool change arm is fixedly connected to the end of the spindle. It is known that the two motors control the axis of the control system to rotate or linearly displace, causing the tool change arm to change the tool magazine and the tool arranged on the spindle head. Specifically, one motor is arranged to control the rotation of the shaft and the other motor is arranged to control the vertical movement of the shaft, thereby causing the tool change arm. , Rotate to lock the tool, release the tool and descend, rotate to replace the tool, ascend to pinch the tool, and rotate to return to the original position. However, in the process of changing tools, the two motors are controlled separately and sequentially to complete a predetermined operation, that is, the motor started earlier does not stop the operation and the motor started later starts. Not done. In this way, the timing of changing the tool is delayed.

これを鑑みて、本発明は、工具交換の時間を短縮できる自動工具交換機構の工具交換を制御する方法を提供する目的とする。 In view of this, it is an object of the present invention to provide a method for controlling tool change of an automatic tool change mechanism that can shorten the tool change time.

上記の目的を達成するために、本発明の自動工具交換機構の工具交換を制御する方法において、
自動工具交換機構は、主軸、ナット、工具交換アーム、第一モーター及び第二モーターを含み、
主軸が外側螺旋構造体を有し、ナットが外側螺旋構造体と対応する内側螺旋構造体を有し、工具交換アームが主軸の一端と結合されており、第一モーターが主軸を回動させるように駆動し、第二モーターがナットを第一位置と第二位置との間に直線変位をさせるように駆動するように構成されており、第一モーター及び第二モーターを同期に作動させるステップであって、第一モーターは主軸を回動させるように駆動し、第二モーターは主軸を第一位置に維持させるようにナットを駆動するステップと、第一モーターは動作を停止させるように制御し、第二モーターは主軸を下へ移動させるようにナットを連続的に駆動するステップと、軸を回動させるように第一モーターを始動するステップと、第一モーターは作動を停止をさせるように制御し、第二モーターは主軸を上へ移動させるように第二ナットを連続的に駆動するステップと、第一モーター及び第二モーターを同期に作動させるステップであって、第一モーターは主軸を回動させるように駆動し、第二モーターは主軸を第一位置に維持させるようにナットを駆動するステップと、を含む。 In order to achieve the above object, in the method of controlling the tool change of the automatic tool change mechanism of the present invention.
The automatic tool change mechanism includes the spindle, nut, tool change arm, first motor and second motor.
So that the spindle has an outer spiral structure, the nut has an inner spiral structure corresponding to the outer spiral structure, the tool change arm is coupled to one end of the spindle, and the first motor rotates the spindle. The second motor is configured to drive the nut in a linear displacement between the first and second positions, in the step of synchronously operating the first and second motors. Therefore, the first motor drives the spindle to rotate, the second motor controls the step to drive the nut to keep the spindle in the first position, and the first motor controls to stop the operation. , The second motor continuously drives the nut to move the spindle downward, the step to start the first motor to rotate the shaft, and the first motor to stop the operation. Controlled, the second motor is a step that continuously drives the second nut so as to move the spindle upward, and a step that operates the first motor and the second motor synchronously, and the first motor moves the spindle. Driven to rotate, the second motor includes a step of driving the nut to keep the spindle in the first position.

本発明の構造によれば、工具を交換する過程において、第一モーター及び第二モーターを適当に同期に作動させることで工具交換時間を短縮することができる。 According to the structure of the present invention, the tool change time can be shortened by appropriately operating the first motor and the second motor in synchronization in the process of changing the tool.

本発明の好ましい実施形態に係わる自動工具交換機構の斜視図である。It is a perspective view of the automatic tool change mechanism which concerns on a preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい実施形態に係わる制御システムにおける台座及び主軸の斜視図である。It is a perspective view of the pedestal and the spindle in the control system which concerns on a preferable embodiment of this invention. 図１の正面図である。It is a front view of FIG. 図１の一部部材の斜視図である。It is a perspective view of a part member of FIG. 図４中の一部部材の分解図である。It is an exploded view of a part of the members in FIG. 図４中の一部部材の断面図である。It is sectional drawing of some members in FIG. 図１の一部部材の斜視図である。It is a perspective view of a part member of FIG. 図７の一部部材の分解図である。It is an exploded view of a part of the members of FIG. 図７の一部部材の断面図である。It is sectional drawing of a part of the member of FIG. 本発明の好ましい実施形態に係わる自動工具交換機構の工具交換を制御する方法のフローチャートである。It is a flowchart of the method of controlling the tool change of the automatic tool change mechanism which concerns on a preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい実施形態に係わる自動工具交換機構の工具交換動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the tool change operation of the automatic tool change mechanism which concerns on a preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい実施形態に係わる自動工具交換機構の工具交換動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the tool change operation of the automatic tool change mechanism which concerns on a preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい実施形態に係わる自動工具交換機構の工具交換動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the tool change operation of the automatic tool change mechanism which concerns on a preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい実施形態に係わる自動工具交換機構の工具交換動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the tool change operation of the automatic tool change mechanism which concerns on a preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい実施形態に係わる自動工具交換機構の工具交換動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the tool change operation of the automatic tool change mechanism which concerns on a preferable embodiment of this invention.

図１〜図３を参照すると、本発明の好ましい実施形態に係わる制御方法におて利用された自動工具交換機構は、制御システム１００及び工具交換アーム２００を含む。制御システム１００は、台座１０、主軸２０、第一伝動ユニット３０及び第二伝動ユニット４０を含む。台座１０は、上から下に向かって順に組み合わせた上蓋１２、モータベース１４、本体１６及びベース１８から構成されている。主軸２０が台座１０に穿設されており、第一伝動ユニット３０により回動され、第二伝動ユニット４０により軸方向に往復移動される。主軸２０の下端部がベース１８から下方に突き抜けて工具交換アーム２００に固定連結されている。工具交換アーム２００が主軸２０の回動に従って回動又は軸方向に沿って移動する過程は、回転して工具を係止する動作、工具を解除して下降する動作、回転して工具を交換する動作、上昇して工具を挟む動作及び回転し元の位置に戻す動作を含む。 Referring to FIGS. 1 to 3, the automatic tool change mechanism used in the control method according to the preferred embodiment of the present invention includes a control system 100 and a tool change arm 200. The control system 100 includes a pedestal 10, a spindle 20, a first transmission unit 30, and a second transmission unit 40. The pedestal 10 is composed of an upper lid 12, a motor base 14, a main body 16, and a base 18 that are combined in order from top to bottom. The main shaft 20 is bored in the pedestal 10, is rotated by the first transmission unit 30, and is reciprocated in the axial direction by the second transmission unit 40. The lower end of the spindle 20 penetrates downward from the base 18 and is fixedly connected to the tool change arm 200. The process in which the tool change arm 200 rotates or moves along the axial direction according to the rotation of the spindle 20 is an operation of rotating to lock the tool, an operation of releasing the tool and lowering, and a process of rotating to exchange the tool. Includes movement, ascending and pinching the tool, and rotating and returning to the original position.

主軸２０の上段の表面には外側螺旋構造体２２及び軸方向に沿って凹んで形成された複数の直線溝２４を備える。外側螺旋構造体２２は直線溝２４により縦断されている。 The upper surface of the main shaft 20 is provided with an outer spiral structure 22 and a plurality of straight grooves 24 formed indented along the axial direction. The outer spiral structure 22 is longitudinally formed by a straight groove 24.

第一伝動ユニット３０は第一ナット３１を含み、第二伝動ユニット４０は第二ナット４１を含む。主軸２０は、第一ナット３１及び第二ナット４１を挿通するように配置されており、第一ナット３１と摺動対（ｓｌｉｄｉｎｇ ｐａｉｒ）をなして係合しており、第二ナット４１と螺旋対（ｓｃｒｅｗ ｐａｉｒ）をなして係合している。 The first transmission unit 30 includes a first nut 31, and the second transmission unit 40 includes a second nut 41. The spindle 20 is arranged so as to insert the first nut 31 and the second nut 41, and is engaged with the first nut 31 in a sliding pair (sliding pair), and spirals with the second nut 41. They are engaged in pairs (screw pay).

図４〜図６を参照すると、第一伝動ユニット３０は第一軸台３２、保持器３３、複数の鋼球３４、第一モーター３５、二つの第一プーリ３６、３６’及び第一ベルト３７を含む。第一軸台３２は、複数のボルト３８を穿孔３２ａに貫通させることで台座１０の本体１６の内部に締まられるように配置されている。第一ナット３１は、第一軸台３２を挿通しており、当該第一ナット３１と第一軸台３２との間に保持器３３が配置されている。保持器３３は、第一ナット３１を第一軸台３２に対して元の位置で回転させるための複数のボール３３ａ及びオイルシール３３ｂを含む。また、第一ナット３１の内壁に軸方向に沿って凹んで形成された複数の直線溝３１ａを備える。鋼球３４は、第一ナット３１の直線溝３１ａと、主軸２０の直線溝２４との間に充填されている。これにより、主軸２０が第一ナット３１に対して軸方向において摺動することができる。 With reference to FIGS. 4 to 6, the first transmission unit 30 includes a first axle base 32, a cage 33, a plurality of steel balls 34, a first motor 35, two first pulleys 36 and 36', and a first belt 37. including. The first axle base 32 is arranged so as to be tightened inside the main body 16 of the pedestal 10 by passing a plurality of bolts 38 through the drilling 32a. The first nut 31 is inserted through the first axle base 32, and the cage 33 is arranged between the first nut 31 and the first axle base 32. The cage 33 includes a plurality of balls 33a and an oil seal 33b for rotating the first nut 31 in its original position with respect to the first axle 32. Further, the inner wall of the first nut 31 is provided with a plurality of straight grooves 31a formed by being recessed along the axial direction. The steel ball 34 is filled between the straight groove 31a of the first nut 31 and the straight groove 24 of the spindle 20. As a result, the spindle 20 can slide with respect to the first nut 31 in the axial direction.

第一モーター３５は、本体１６の外部に固定連結されており、その第一出力軸３５ａが本体１６の内部に延長している。第一プーリ３６が複数のボルト３９を穿孔３６ａに貫通させることで第一ナット３１の底部に締まられおり、主軸２０が第一プーリ３６を貫通している。第一プーリ３６’が第一出力軸３５ａの一端に連結されて本体１６内部の一側に配置されている。前記第一ベルト３７は、第一プーリ３６及び第一プーリ３６’のそれぞれに巻き掛けられている。これにより、第一モーター３５の第一出力軸３５ａを回動させるように駆動する場合、第一ベルト３７によって、第一ナット３１が同期に回動されて、回転されている第一ナット３１が鋼球３４により主軸２０を回転させる。 The first motor 35 is fixedly connected to the outside of the main body 16, and the first output shaft 35a thereof extends inside the main body 16. The first pulley 36 is tightened to the bottom of the first nut 31 by penetrating the plurality of bolts 39 through the drilling 36a, and the spindle 20 penetrates the first pulley 36. The first pulley 36'is connected to one end of the first output shaft 35a and is arranged on one side inside the main body 16. The first belt 37 is wound around each of the first pulley 36 and the first pulley 36'. As a result, when the first output shaft 35a of the first motor 35 is driven to rotate, the first nut 31 is synchronously rotated by the first belt 37, and the rotated first nut 31 is rotated. The main shaft 20 is rotated by the steel ball 34.

図７〜図９を参照すると、第二伝動ユニット４０は、更に第二軸台４２、保持器４３、複数の鋼球４４、第二モーター４５、二つの第二プーリ４６、４６’及び第二ベルト４７を含む。第二軸台４２は、複数のボルト４８を穿孔４２ａに貫通させることで台座１０の本体１４の内部に締まられるように配置されている。第二ナット４１は、第二軸台４２を挿通しており、当該第二ナット４１と第二軸台４２との間に保持器３３と同じ構造を有する保持器４３を配置することで第二軸台４２に対して元の位置で回転する。また、第二ナット４１は、主軸２０の外側螺旋構造体２２と対応する内側螺旋構造体４１ａを有する。鋼球４４は、外側螺旋構造体２２と内側螺旋構造体４１ａとの間に充填されているとともに、外側螺旋構造体２２と内側螺旋構造体４１ａとの間で鋼球が循環転走することができる。 Referring to FIGS. 7-9, the second transmission unit 40 further includes a second axle 42, a cage 43, a plurality of steel balls 44, a second motor 45, two second pulleys 46, 46'and a second. Includes belt 47. The second axle base 42 is arranged so as to be tightened inside the main body 14 of the pedestal 10 by passing a plurality of bolts 48 through the drilling 42a. The second nut 41 is inserted through the second axle base 42, and by arranging the cage 43 having the same structure as the cage 33 between the second nut 41 and the second axle base 42, the second nut 41 is second. It rotates in its original position with respect to the axle 42. Further, the second nut 41 has an inner spiral structure 41a corresponding to the outer spiral structure 22 of the main shaft 20. The steel ball 44 is filled between the outer spiral structure 22 and the inner spiral structure 41a, and the steel ball may circulate and roll between the outer spiral structure 22 and the inner spiral structure 41a. it can.

第二モーター４５はモータベース１４の外部に固定連結されており、その第二出力軸４５ａがモータベース１４の内部に延長してい有する。第二プーリ４６は、複数のボルト４９を穿孔４６ａに貫通させることで第二ナット４１に締まられている。主軸２０が第二プーリ４６を貫通しており、第二プーリ４６’が第二出力軸４５ａの一端に連結され、第二ベルト４７が第二プーリ４６及び第二プーリ４６’のそれぞれに巻き掛けられている。これにより、第二モーター４５の第二出力軸４５ａを回動させるように駆動する場合、第二ベルト４７により、第二ナット４１を元の位置で回動させ、回動している第二ナット４１が鋼球４４を内側螺旋構造体４１ａと外側螺旋構造体２２との間で循環転走させる。これによって、主軸２０を上昇または下降させるように案内・押圧する。 The second motor 45 is fixedly connected to the outside of the motor base 14, and the second output shaft 45a thereof extends inside the motor base 14. The second pulley 46 is tightened to the second nut 41 by passing a plurality of bolts 49 through the perforations 46a. The main shaft 20 penetrates the second pulley 46, the second pulley 46'is connected to one end of the second output shaft 45a, and the second belt 47 is wound around the second pulley 46 and the second pulley 46', respectively. Has been done. As a result, when the second output shaft 45a of the second motor 45 is driven to rotate, the second belt 47 rotates the second nut 41 at the original position, and the rotating second nut 41 circulates and rolls the steel ball 44 between the inner spiral structure 41a and the outer spiral structure 22. As a result, the spindle 20 is guided and pressed so as to be raised or lowered.

次に、再び図１０を参照して、工具交換を制御する方法及び工具交換動作について説明する。以下に、第１回転方向は反時計方向、第２回転方向は時計方向を例とする。 Next, the method of controlling the tool change and the tool change operation will be described with reference to FIG. 10 again. Hereinafter, the first rotation direction is counterclockwise, and the second rotation direction is clockwise.

図１はスタンバイ状態の工具交換アーム２００を示す。制御システム１００が工具を交換する命令を受信した場合、第１ステップＳ１において、工具交換アーム２００を回転させて工具を係止させる。具体的には、第一モーター３５及び第二モーター４５を同期に始動させる。第一モーター３５の第一出力軸３５ａは、第１回転方向で回転する。上述の構造に対する説明からわかるように、それに従って回動する第一ナット３１は、鋼球３４が第一ナット３１の直線溝３１ａと主軸２０の直線溝２４との間に配置されているため、主軸２０も第１回転方向で回転させる。しかしながら、主軸２０が第二ナット４１と螺旋対をなして係合しているため、回転されている主軸２０がそれにより軸方向に変位することを回避するように、第二モーター４５を同期に始動させて第二ナット４１を第２回転方向で回動をさせるように駆動する。これにより、主軸２０は軸方向に変位することはない。ここで、主軸２０が軸方向に沿って下へ移動しない位置を第一位置Ｐ１と定義される。図１１に示すように、軸方向に沿って下へ移動しない主軸２０を元の位置で回動させることで工具交換アーム２００を回転させて、工具交換アーム２００の両端をそれぞれ工具マガジン（図示せず）によって提供された工具Ａ及び加工機の主軸ヘッド（図示せず）に配置された工具Ｂに係止されている。 FIG. 1 shows the tool change arm 200 in the standby state. When the control system 100 receives the command to change the tool, in the first step S1, the tool changing arm 200 is rotated to lock the tool. Specifically, the first motor 35 and the second motor 45 are started in synchronization. The first output shaft 35a of the first motor 35 rotates in the first rotation direction. As can be seen from the description of the structure described above, the first nut 31 that rotates accordingly has the steel ball 34 arranged between the straight groove 31a of the first nut 31 and the straight groove 24 of the spindle 20. The spindle 20 is also rotated in the first rotation direction. However, since the spindle 20 is engaged with the second nut 41 in a spiral pair, the second motor 45 is synchronized so as to prevent the rotating spindle 20 from being displaced in the axial direction. It is started and driven so as to rotate the second nut 41 in the second rotation direction. As a result, the spindle 20 is not displaced in the axial direction. Here, the position where the spindle 20 does not move downward along the axial direction is defined as the first position P1. As shown in FIG. 11, the tool change arm 200 is rotated by rotating the spindle 20 that does not move downward along the axial direction at the original position, and both ends of the tool change arm 200 are respectively tool magazines (shown). It is locked to the tool A provided by the tool A and the tool B arranged on the spindle head (not shown) of the processing machine.

第２ステップＳ２において、工具交換アーム２００が回転して工具を係止する動作を完了すると、工具マガジン及び主軸ヘッドが同時に工具を解除する。このとき、第一モーター３５が作動を停止して主軸２０を回動させないが、第二モーター４５が第二ナット４１を第２回転方向で回動させるように連続的に駆動する。主軸２０が、第二ナット４１と螺旋対をなして係合しており、第一ナット３１と摺動対をなして係合しているように配置されているため、元の位置で回動している第二ナット４１が主軸２０を下へ移動させるように駆動し、図１２に示すように、下降している主軸２０が工具交換アーム２００の両側に配置された工具を下へ移動させるように駆動する。 In the second step S2, when the tool changing arm 200 rotates to complete the operation of locking the tool, the tool magazine and the spindle head simultaneously release the tool. At this time, the first motor 35 stops operating and does not rotate the spindle 20, but the second motor 45 continuously drives the second nut 41 so as to rotate in the second rotation direction. Since the spindle 20 is arranged so as to be engaged in a spiral pair with the second nut 41 and in a sliding pair with the first nut 31, it rotates in the original position. The second nut 41 is driven to move the spindle 20 downward, and as shown in FIG. 12, the descending spindle 20 moves the tools arranged on both sides of the tool change arm 200 downward. Drive like.

図１３を参照して、第３ステップＳ３において、工具交換アーム２００を回転させて両側に配置された工具を交換させるように制御する。このステップでは、第一モーター３５が再び始動され、第一ナット３１を第１回転方向で回転させるように連続的に駆動する、それによって、工具交換アーム２００は１８０度回転して工具を交換する動作を行う。この間、第二モーター４５は、第二ナット４１を第１回転方向で回動させるように駆動した直後、第二ナット４１を第２回転方向で回動させるように駆動する。前者は主軸２０をさらに下降させることであり、後者は主軸２０を上昇させることである。つまり、工具交換アーム２００の１８０度回転は、２段階に分かれる。一段階目では、工具交換アーム２００が９０度回動するとともに、主軸２０に従って下降する。二段階目では、工具交換アーム２００が９０度回動し続けるとともに、主軸２０に従って上昇する。前記一段階目と二段階目との切り替え時点は主軸２０が最低点まで下降したときである（即ち、本発明において、定義された第二位置Ｐ２である）。上述の動作の達成は、第一モーター３５及び第二モーター４５の同期動作に依存している。これによって、回転して工具を交換する動作の速度をより効率的に向上させることができる。図１３から、工具Ａと工具Ｂの位置が交換されたことがわかる。 With reference to FIG. 13, in the third step S3, the tool change arm 200 is rotated to control the tools arranged on both sides to be changed. In this step, the first motor 35 is restarted and continuously drives the first nut 31 to rotate in the first rotation direction, whereby the tool change arm 200 rotates 180 degrees to change the tool. Do the action. During this time, the second motor 45 drives the second nut 41 to rotate in the second rotation direction immediately after driving the second nut 41 to rotate in the first rotation direction. The former is to lower the spindle 20 further, and the latter is to raise the spindle 20. That is, the 180-degree rotation of the tool change arm 200 is divided into two stages. In the first stage, the tool change arm 200 rotates 90 degrees and descends along the spindle 20. In the second stage, the tool change arm 200 continues to rotate 90 degrees and rises along the spindle 20. The switching time between the first stage and the second stage is when the spindle 20 is lowered to the lowest point (that is, the second position P2 defined in the present invention). The achievement of the above-mentioned operation depends on the synchronous operation of the first motor 35 and the second motor 45. Thereby, the speed of the operation of rotating and changing the tool can be improved more efficiently. From FIG. 13, it can be seen that the positions of the tool A and the tool B have been exchanged.

図１４に示すように、第４ステップＳ４において、主軸２０を上昇させて工具交換アーム２００を工具を挟まる位置に工具を持ち上げせるように制御する。このステップでは、主軸２０の回動を回避するように、第一モーター３５を作動を停止させるように制御し、第二モーター４５は、依然として作動を維持するが、第二ナット４１を第１回転方向で回動させるように駆動する。同様に、主軸２０が、第二ナット４１と螺旋対をなして係合しており、第一ナット３１と摺動対をなして係合しているため、主軸２０が回動せずに工具を挟む位置(即ち、第一位置Ｐ１)に持ち上げられる。更に、工具Ａが加工機の主軸ヘッドに挟まれ、工具Ｂが工具マガジンにおいて対応するケースに挿入される。 As shown in FIG. 14, in the fourth step S4, the spindle 20 is raised to control the tool change arm 200 so that the tool can be lifted to a position where the tool is sandwiched. In this step, the first motor 35 is controlled to stop the operation so as to avoid the rotation of the main shaft 20, the second motor 45 still maintains the operation, but the second nut 41 is first rotated. It is driven so as to rotate in a direction. Similarly, since the spindle 20 is engaged with the second nut 41 in a spiral pair and is engaged with the first nut 31 in a sliding pair, the spindle 20 does not rotate and the tool is engaged. Is lifted to a position that sandwiches (that is, the first position P1). Further, the tool A is sandwiched between the spindle heads of the processing machine, and the tool B is inserted into the corresponding case in the tool magazine.

第５ステップＳ５において、工具を挟む動作が完了した後、第一モーター３５は再び始動される。このステップでは、第一モーター３５が第一ナット３１を第２回転方向で回動させるように駆動し、第二モーター４５が依然として作動し続けるが、第二ナット４１を第１回転方向で回動させるにように駆動する。このステップにより、主軸２０が、軸方向にそって変位せずに、第２回転方向で回転することで工具交換アーム２００を逆転させて図１５に示す状態に戻して、次回の工具交換を待機する。すなわち、工具交換アーム２００の両端が工具に当たることなく工具Ａおよび工具Ｂから分離することができる。 In the fifth step S5, after the operation of pinching the tool is completed, the first motor 35 is restarted. In this step, the first motor 35 drives the first nut 31 to rotate in the second rotation direction, the second motor 45 still continues to operate, but the second nut 41 rotates in the first rotation direction. Drive to let. By this step, the spindle 20 does not displace along the axial direction, but rotates in the second rotation direction to reverse the tool change arm 200 and return it to the state shown in FIG. 15 to wait for the next tool change. To do. That is, both ends of the tool change arm 200 can be separated from the tool A and the tool B without hitting the tool.

本発明の工具交換を制御する方法及び工具交換動作についての説明からわかるように、工具交換アーム２００によれば、回転して工具を係止するステップ、工具を解除して下降するステップ、回転して工具を交換するステップ、上昇して工具を挟むステップ及び回転し元の位置に戻すステップの一部において、第一モーター３５及び第二モーター４５を同期に始動することで主軸２０を回動及び軸方向に沿う移動を同時にさせるように駆動するため、工具交換時間を一層短縮することができる。正確かつ高速で作業することを必要とする工具交換機構に対して時間が短縮されるため、工具交換の効率を高めることができる。 As can be seen from the description of the method for controlling tool change and the tool change operation of the present invention, according to the tool change arm 200, the step of rotating and locking the tool, the step of releasing the tool and descending, and the step of rotating In a part of the step of exchanging the tool, the step of ascending and pinching the tool, and the step of rotating and returning to the original position, the spindle 20 is rotated and rotated by starting the first motor 35 and the second motor 45 in synchronization. Since it is driven so as to move along the axial direction at the same time, the tool change time can be further shortened. Since the time is shortened for the tool change mechanism that requires accurate and high-speed work, the efficiency of tool change can be improved.

なお、本発明の工具交換を制御する方法を実現するための自動工具交換機構の構成は、主軸２０と、第二ナット４１と、工具交換アーム２００と、第一モーター３５と、第二モーターと４５を備える必要がある。他の部材の構成及び組み合わせ関係に対して、上記した全ての構成に限定されるものではなく、例えば主軸２０を回転させるとともに軸方向に沿って上下移動させる構成は、第一ナット３１の直線溝３１ａと主軸２０の直線溝２４との間に鋼球３４を充填する以外に、鋼球の代わり、第一ナットの内壁には、主軸の直線溝の数と相当する数の凸状リブを配置し、凸状リブと直線溝とが係合する方式によって、主軸２０を回転させるとともに、軸方向に沿って上下移動させる目的を達成することもできる。また、主軸２０を回転駆動させる動力源として、上述の構成によって実現する以外、モーターを主軸２０の上端部に取り付け、モーターの出力軸により直接に主軸２に力を伝達してもよい。これによって、ベルト及びプーリを省略することができる。なお、モーターの出力軸の回転方向は、主軸の回転方向と同じであることに限らず、出力軸と主軸との間に他の伝達ユニットを配置されることによって、出力軸の回転方向と主軸の回転方向とを異なるようにさせることができるが、両者が同じ効果を得られる 。 The structure of the automatic tool change mechanism for realizing the method of controlling the tool change of the present invention includes the spindle 20, the second nut 41, the tool change arm 200, the first motor 35, and the second motor. It is necessary to have 45. The configuration and combination relationship of other members are not limited to all the configurations described above. For example, a configuration in which the spindle 20 is rotated and moved up and down along the axial direction is a linear groove of the first nut 31. In addition to filling the steel ball 34 between the straight groove 24 of the spindle 20 and 31a, instead of the steel ball, the inner wall of the first nut is provided with a number of convex ribs corresponding to the number of straight grooves of the spindle However, by the method in which the convex rib and the straight groove are engaged, the purpose of rotating the spindle 20 and moving it up and down along the axial direction can be achieved. Further, as a power source for rotationally driving the spindle 20, the motor may be attached to the upper end of the spindle 20 and the force may be directly transmitted to the spindle 2 by the output shaft of the motor, other than realized by the above configuration. Thereby, the belt and the pulley can be omitted. The rotation direction of the output shaft of the motor is not limited to the same as the rotation direction of the main shaft. By arranging another transmission unit between the output shaft and the main shaft, the rotation direction of the output shaft and the main shaft It is possible to make the direction of rotation different from that of, but both have the same effect.

上述したものは本発明の好ましい可能な実施形態に過ぎず、本発明の明細書及び特許請求の範囲の均等変化はすべて、本発明の特許請求の範囲内に含まれるべきである。 The above are only preferred possible embodiments of the present invention, and all equal variations in the specification and claims of the present invention should be included within the scope of the claims of the present invention.

１００制御システム
１０台座
１２上蓋
１４モータベース
１６本体
１８ベース
２０主軸
２２外側螺旋構造体
２４直線溝
３０第一伝動ユニット
３１第一ナット
３１ａ直線溝
３２第一軸台
３２ａ穿孔
３３保持器
３３ａボール
３３ｂオイルシール
３４鋼球
３５第一モーター
３５ａ第一出力軸
３６第一プーリ
３６ａ穿孔
３６’第一プーリ
３７第一ベルト
３８ボルト
３９ボルト
４０第二伝動ユニット
４１第二ナット
４１ａ内側螺旋構造体
４２第二軸台
４３保持器
４４鋼球
４５第二モーター
４５ａ第二出力軸
４６第二プーリ
４６ａ穿孔
４６’第二プーリ
４７第二ベルト
４８ボルト
４９ボルト
２００工具交換アーム
Ａ、Ｂ工具
Ｓ１〜Ｓ５ ステップ１〜ステップ５ 100 Control system 10 Pedestal 12 Top lid 14 Motor base 16 Main body 18 Base 20 Main shaft 22 Outer spiral structure 24 Straight groove 30 First transmission unit 31 First nut 31a Straight groove 32 First shaft base 32a Perforation 33 Cage 33a Ball 33b Oil Seal 34 Steel ball 35 First motor 35a First output shaft 36 First pulley 36a Drilling 36'First pulley 37 First belt 38 bolt 39 bolt 40 Second transmission unit 41 Second nut 41a Inner spiral structure 42 Second shaft Base 43 Cage 44 Steel ball 45 Second motor 45a Second output shaft 46 Second pulley 46a Drilling 46'Second pulley 47 Second belt 48 bolt 49 bolt 200 Tool change arm A, B Tools S1-S5 Step 1-Step 5

Claims (3)

自動工具交換機構の工具交換を制御する方法において、
前記自動工具交換機構は、主軸、第一ナット、第二ナット、工具交換アーム、第一モーター及び第二モーターを含み、
前記主軸が前記第一ナットを挿通し、かつ前記主軸と前記第一ナットが摺動対をなして係合しており、
前記主軸が外側螺旋構造体を有し、
前記第二ナットが前記外側螺旋構造体と対応する内側螺旋構造体を有し、
前記工具交換アームが前記主軸の一端と結合されており、
前記第一モーターが前記主軸を回動させるように駆動し、
前記第二モーターが前記第二ナットを第一位置と第二位置との間に直線変位をさせるように駆動するように構成されており、
前記第一モーター及び前記第二モーターを同期に作動させるステップＡであって、前記第一モーターは前記主軸を回動させるように駆動し、前記第二モーターは前記主軸を前記第一位置に維持させるように前記第二ナットを駆動するステップＡと、
前記第一モーターは動作を停止し、前記第二モーターは前記主軸を下へ移動させるように前記第二ナットを連続的に駆動するステップＢと、
前記主軸を回動させるように前記第一モーターを始動するステップＣと、
前記第一モーターは作動を停止し、前記第二モーターは前記主軸を上へ移動させるように前記第二ナットを連続的に駆動するステップＤと、
前記第一モーター及び前記第二モーターを同期に作動させるステップＥであって、前記第一モーターは前記主軸を回動させるように駆動し、前記第二モーターは前記主軸を前記第一位置に維持させるように前記第二ナットを駆動するステップＥと、
を含み、
前記ステップＡでは、
前記第一モーターは前記第一ナットを介して前記主軸を第１回転方向で回動させるように駆動し、前記第二モーターは前記第二ナットを第２回転方向で回動させるように駆動し、
前記ステップＢでは、
前記第二モーターは前記第二ナットを第２回転方向で回動させるように駆動し、
ステップＣでは、
前記第一モーター及び前記第二モーターを同期に作動させ、前記主軸が回転する過程において、前記第二モーターは、前記主軸を前記第二位置まで下へ移動するように前記第二ナットを回動させるように駆動した後、前記主軸を上へ移動するように前記第二ナットを回動させるように駆動する
自動工具交換機構の工具交換を制御する方法。 In the method of controlling tool change of the automatic tool change mechanism,
The automatic tool change mechanism includes a spindle, a first nut, a second nut, a tool change arm, a first motor and a second motor.
The spindle inserts the first nut, and the spindle and the first nut are engaged in a sliding pair.
The spindle has an outer spiral structure
The second nut has an inner spiral structure corresponding to the outer spiral structure.
The tool change arm is coupled to one end of the spindle and
The first motor is driven so as to rotate the spindle,
The second motor is configured to drive the second nut so as to cause a linear displacement between the first position and the second position.
In step A in which the first motor and the second motor are operated synchronously, the first motor is driven so as to rotate the spindle, and the second motor maintains the spindle at the first position. Step A to drive the second nut so as to cause
Step B, in which the first motor stops operating and the second motor continuously drives the second nut so as to move the spindle downward,
A step C of starting the first motor so as to rotate the main shaft,
Step D, in which the first motor stops operating and the second motor continuously drives the second nut so as to move the spindle upward,
In step E in which the first motor and the second motor are operated synchronously, the first motor is driven so as to rotate the spindle, and the second motor maintains the spindle at the first position. Step E to drive the second nut so as to cause
Only including,
In step A,
The first motor is driven via the first nut to rotate the spindle in the first rotation direction, and the second motor is driven to rotate the second nut in the second rotation direction. ,
In step B,
The second motor drives the second nut to rotate in the second rotation direction.
In step C
In the process of operating the first motor and the second motor synchronously and rotating the spindle, the second motor rotates the second nut so as to move the spindle downward to the second position. A method of controlling tool change of an automatic tool change mechanism, which is driven so as to rotate the second nut so as to move the spindle upward after being driven so as to be driven . ステップＤでは、
前記第二モーターは、前記第二ナットを第１回転方向で回動させるように駆動する
請求項１に記載の自動工具交換機構の工具交換を制御する方法。 In step D
The method for controlling tool change of the automatic tool change mechanism according to claim 1 , wherein the second motor drives the second nut to rotate in the first rotation direction. ステップＥでは、
前記第一モーターは前記主軸を第１回転方向で回動させるように駆動し、前記第二モーターは前記第二ナットを第２回転方向で回動させるように駆動する
請求項２に記載の自動工具交換機構の工具交換を制御する方法。 In step E
The automatic according to claim 2 , wherein the first motor drives the spindle to rotate in the first rotation direction, and the second motor drives the second nut to rotate in the second rotation direction. A method of controlling tool change in a tool change mechanism.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102378611B1 (en) * 2021-12-08 2022-03-25 (주)한국에프에이산업 Automatic tool changer
CN114714126B (en) * 2022-06-07 2022-08-23 冈田精机(常州)有限公司 Tool magazine speed reducer

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5845839A (en) * 1981-09-14 1983-03-17 Fanuc Ltd Automatic interchanging device for machine tool
JPH084989Y2 (en) * 1990-05-25 1996-02-14 オークマ株式会社 NC control automatic tool changer
JPH0653851U (en) * 1990-12-28 1994-07-22 均 降幡 Linear drive actuator
JPH0596606U (en) * 1992-05-27 1993-12-27 株式会社三協精機製作所 1-axis compound motion unit
JPH11138377A (en) * 1997-11-13 1999-05-25 Toshiba Mach Co Ltd Automatic tool replacement device
DE19859881A1 (en) * 1998-12-23 2000-06-29 Heller Geb Gmbh Maschf Feed drive, especially for machine slides
JP2000193062A (en) * 1998-12-25 2000-07-14 Honda Motor Co Ltd Method for controlling displacement in axial direction of thread shaft
JP2002039312A (en) * 2000-07-24 2002-02-06 Okuma Corp Drive for pivot
TWI310717B (en) * 2007-03-28 2009-06-11 Gifu Entpr Co Ltd Knife switching mechanism for a knife storage device
TWM383464U (en) * 2009-12-09 2010-07-01 Sanjet Int Co Ltd Automatic knife exchange cutting machine
JP6279432B2 (en) * 2014-08-26 2018-02-14 Dmg森精機株式会社 Tool changing method and tool changing device
TWM559219U (en) * 2017-12-13 2018-05-01 Poju Precision Machinery Co Ltd Transmission device of tool changer arm
CN108161534A (en) * 2018-03-23 2018-06-15 昆山北钜机械有限公司 The tool changing shaft drive of automatic tool changer

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