JPH01222846A - Automatic tool changer - Google Patents
Automatic tool changerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、工作機械に用いる自動工具交換装置に関する
。さらに詳しくは、本発明は工作機械の主軸に取り付け
られた工具の心振れを検出するようになった自動工具交
換装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an automatic tool changer used in a machine tool. More specifically, the present invention relates to an automatic tool changer that detects runout of a tool attached to a main shaft of a machine tool.
（従来の技術）
自動工具交換装置は、工作機械の主軸に取り付けである
工具をそこから取り外すと共に、複数個の異なった工具
を収納した工具マガジンから必要とする工具を取り出し
て主軸に取り付ける動作を自動的に行うものである。こ
のような装置の一例は、実公昭６６−１２５０４０号公
報に記載されている。このような装置では、外周部に一
定の間隔で異なる工具を備えた円盤状のマガジンを備え
ている。工具交換時には、必要とする工具が、主軸の工
具取り付は用テーパ孔に一致するまで、マガジンを回転
させ、この後にテーパと位置合せした工具をテーパに向
けて直線移動させて、このテーパ内に固定するようにな
っている。ここに、このような装置では、取り付ける工
具と主軸のテーパとの位置合わせが確実に出来るように
、マガジンの割り出し精度を高めるための工夫がなされ
ている。あるいは工具をテーパに向けて移動させる際の
案内用ピンを配置するなどの工夫がなされている。(Prior art) An automatic tool changer removes a tool attached to the main spindle of a machine tool, and also removes a required tool from a tool magazine containing a plurality of different tools and attaches it to the main spindle. This is done automatically. An example of such a device is described in Japanese Utility Model Publication No. 66-125040. Such devices include a disk-shaped magazine that is equipped with different tools at regular intervals on its outer periphery. When changing tools, rotate the magazine until the required tool matches the taper hole on the spindle, then move the tool aligned with the taper in a straight line toward the taper, and insert the tool into the taper. It is designed to be fixed to In this type of device, measures have been taken to improve magazine indexing accuracy so that the tool to be attached and the taper of the main shaft can be reliably aligned. Alternatively, some measures have been taken, such as arranging guide pins when moving the tool toward the taper.
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、このように取り付ける前において工具と
主軸との位置合わせを正確に行うようにしても、実際に
主軸に取り付けた後に、工具が主軸に対して精度良く取
り付けられているか否かは保証できない。従って、工具
交換後において工具と主軸との取り付は状態を実際に検
出することが望まれる。しかし、従来においては、この
ような工具交換後において工具が精度良く主軸に取り付
けられたことを確認するための好適な手段は提案されて
いない。(Problem to be solved by the invention) However, even if the tool and spindle are aligned accurately before attachment, the tool will not be accurately attached to the spindle after actually being attached to the spindle. We cannot guarantee whether or not this has been done. Therefore, it is desirable to actually detect the attachment state of the tool and the spindle after tool replacement. However, in the past, no suitable means has been proposed for confirming that the tool has been accurately attached to the spindle after such tool exchange.
本発明の目的は、このような従来の問題点に鑑みて、工
具交換後において工具が主軸に対して精度良く取り付け
られたことを検出できるようになった自動工具交換装置
を実現することにある。SUMMARY OF THE INVENTION In view of these conventional problems, an object of the present invention is to realize an automatic tool changer that can detect that the tool has been attached to the spindle with high accuracy after the tool has been changed. .
（課題を解決するための手段）
上記の目的を達成するために、本発明の自動工具交換装
置においては、工具自体の外周面に心振れ検出用の測定
部を形成すると共に、主軸に工具を取り付けた後の回転
によって生ずる、工具測定部の主軸中心に対する半径方
向の位置変動を検出する検出手段を配置するようにして
いる。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, in the automatic tool changer of the present invention, a measurement part for detecting runout is formed on the outer peripheral surface of the tool itself, and the tool is attached to the main shaft. A detection means is arranged to detect a positional change in the radial direction of the tool measuring section with respect to the center of the spindle, which is caused by rotation after attachment.
このように構成した本発明の装置によれば、工具が主軸
に対して精度良く取り付けられていない場合には、検出
手段によって大きな心振れが検出される。従って、この
検出結果から工具が主軸に対して精度良く取り付けられ
たか否かを判断することができる。According to the apparatus of the present invention configured as described above, if the tool is not attached to the spindle with high accuracy, the detection means detects large runout. Therefore, it can be determined from this detection result whether the tool has been attached to the spindle with high precision.
（発明の効果）
このように、本発明の自動工具交換装置においては、主
軸に取り付けた工具の心振れを検出するようにしている
ので、工具が精度良く主軸に取り付けられていないこと
を確実に検出することができる。従って、工具が精度良
く主軸に取り付けられていないままに加工が行われるこ
とを未然に防止することができ、常に精度の良い加工が
保証される。(Effects of the Invention) As described above, since the automatic tool changer of the present invention detects the runout of the tool attached to the spindle, it is possible to ensure that the tool is not attached to the spindle with accuracy. can be detected. Therefore, it is possible to prevent machining from being performed without the tool being accurately attached to the spindle, and highly accurate machining is always guaranteed.
（実施例） 以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第１図ないし第５図は本発明の装置が組み込まれた多軸
ボール盤を示す。1 to 5 show a multi-spindle drilling machine incorporating the apparatus of the present invention.
余生橿底
第３図ないし第５図に示すように、本例の多軸ボール盤
１は共通のヘット２上において、１軸ユニツト３および
２軸ユニツト４が同一の角度で向き合った状態に設置さ
れた構造となっている。ベット２上にはワーク５、本例
ではエンジンのシリンダブロックが固定され、これらの
ユニットによって燃焼室を形成するシリンダボアーの形
成が行われる。双方のユニットには、それぞれの主軸３
１．４１に取り付ける工具を自動的に交換するための自
動工具交換装置６．７．７′を設置しである。主軸はそ
れぞれエンベロープユニット３２．４２によってその軸
線方向に往復移動可能に支持されている。第３図の実線
で示す位置（工具交換位置）Ａに主軸を位置決めして、
上記の自動工具交換装置によってそこに取り付ける工具
３３．４３を交換するようになっている。本例の自動工
具交換装置の構造は従来の回転式の円盤形状のマガジン
を備えたものと同一である。As shown in FIGS. 3 to 5, the multi-spindle drilling machine 1 of this example is installed on a common head 2 with a single-spindle unit 3 and a two-spindle unit 4 facing each other at the same angle. It has a similar structure. A workpiece 5, in this example a cylinder block of an engine, is fixed on the bed 2, and these units form a cylinder bore that forms a combustion chamber. Both units have their respective spindles 3
An automatic tool changer 6.7.7' is installed to automatically change the tools installed in 1.41. The main shafts are each supported by an envelope unit 32, 42 so as to be movable back and forth in its axial direction. Position the spindle at position A (tool change position) shown by the solid line in Figure 3,
The automatic tool changer described above allows the tools 33, 43 attached thereto to be changed. The structure of the automatic tool changer of this example is the same as that of a conventional rotary disk-shaped magazine.
上記のエンベロープユニット３２．４３の下方先端部に
は、工具の心振れ検出装置８．９．９′を設置しである
。第３図において想像線で示す位置（心振れ測定位置）
Ｂに主軸を位置決めして、この心振れ検出装置によって
、取り付けた工具の心振れを検出するようになっている
。心振れの検出を行った結果、工具が許容範囲内の心振
れであった場合には、主軸はさらにベットに向けて降下
され、第３図において想像線で示す位置（加工位置）Ｃ
においてシリンダボアーのポーリングが行われる。次に
心振れ検出装置の構造を説明する。A tool runout detection device 8.9.9' is installed at the lower end of the envelope unit 32.43. The position indicated by the imaginary line in Fig. 3 (center runout measurement position)
The spindle is positioned at B, and the runout detection device detects runout of the attached tool. As a result of detecting runout, if the runout of the tool is within the allowable range, the spindle is further lowered toward the bed and moves to the position (machining position) C shown by the imaginary line in Figure 3.
Polling of the cylinder bore is performed at . Next, the structure of the vibration detection device will be explained.
各ユニットにおけるこの検出装置の構造は同一であるの
で、１軸ユニツトに設置された部分を例に説明する。Since the structure of this detection device in each unit is the same, the portion installed in a single-axis unit will be explained as an example.
心皿り抜上装置
第１図および第２図には心振れ検出装置の構造を示しで
ある。本例の検出装置は電気マイクロを心振れ量の検出
手段として用いている。図に示すように、この装置８は
エンベロープユニット３２の一方の側壁を形成する側板
３２１の下端部分に支持しである。すなわち、この下端
部分に開けた取り付は孔３２２内には、主軸３１の軸線
３１ａと直交する方向に油圧シリンダユニット８１を固
定しである。この油圧シリンダユニットのピストンロッ
ド８１１は主軸の軸線３１ａに対して接近および離れる
方向に往復移動可能となっている。Center countersink lifting device FIGS. 1 and 2 show the structure of a center runout detecting device. The detection device of this example uses an electric micro as a means for detecting the amount of runout. As shown in the figure, this device 8 is supported on the lower end portion of a side plate 321 forming one side wall of the envelope unit 32. That is, the hydraulic cylinder unit 81 is fixed in the hole 322 opened in the lower end portion in a direction perpendicular to the axis 31a of the main shaft 31. The piston rod 811 of this hydraulic cylinder unit can reciprocate toward and away from the axis 31a of the main shaft.
このピストンロッド８１１の先端には、主軸の軸線３１
ａとほぼ平行に配列した連結板８２の基端を固定しであ
る。この連結板８２の先端には主軸の軸線３１ａとは直
交する方向に向けて配列した支持板８３の基端を連結し
である。この支持部材８３には、電気マイクロの検出用
プローブ８４を主軸の軸ｖＡ３１ａに対して直交する状
態に支持させである。このプローブ８４の先端８４１は
主軸側に面しており、その基端側にはこのプローブで検
出された検出値を電気信号として信号処理部（図示せず
）に供給するための電気コード８５を接続しである。At the tip of this piston rod 811, there is an axis line 31 of the main shaft.
The base ends of the connecting plates 82 arranged substantially parallel to a are fixed. The distal end of the connecting plate 82 is connected to the proximal end of a support plate 83 arranged in a direction perpendicular to the axis 31a of the main shaft. This support member 83 supports an electric micro detection probe 84 in a state perpendicular to the axis vA31a of the main shaft. The tip 841 of this probe 84 faces the main shaft side, and the base end thereof has an electric cord 85 for supplying the detection value detected by this probe as an electric signal to a signal processing section (not shown). It is connected.
また、上記の連結板材８２の中央部分には、これと直交
する方向に筒状部材８６の先端を連結してあり、基端側
はエンベロープ側板に形成した摺動孔８７内を摺動可能
となっている。この摺動孔８７は、側板３２１に開けた
貫通孔３２３内に嵌入させた別の筒状部材８８の内周面
によって形成しである。この筒状部材の基端側には半径
方向の外側に広がった環状の顎部８８１を形成しである
。Further, the tip of a cylindrical member 86 is connected to the center portion of the connecting plate 82 in a direction perpendicular thereto, and the base end is slidable in a sliding hole 87 formed in the envelope side plate. It has become. The sliding hole 87 is formed by the inner peripheral surface of another cylindrical member 88 that is fitted into the through hole 323 formed in the side plate 321. An annular jaw portion 881 is formed on the proximal end side of this cylindrical member and extends outward in the radial direction.
上記の筒状部材８６の基端にはこの顎部８８１に係合可
能な環状のストッパ８６１を填め込んである。このスト
ッパによって、ピストンロッドによる主軸側へ向けての
前進移動が停止する。更に、顎部８８１の近傍にはリミ
ットスイッチ８９を配置してあり、このリミットスイッ
チを、ストッパ８６１が上記の顎部８６１に当接した時
に、このストッパに固定したスイッチング部材９０によ
ってオンするようにしである。このリミットスイッチ８
９のオンによってピストンロッドの前進動作が停止する
ようになっている。An annular stopper 861 that can be engaged with the jaw 881 is fitted into the base end of the cylindrical member 86 . This stopper stops the piston rod from moving forward toward the main shaft. Further, a limit switch 89 is arranged near the jaw 881, and this limit switch is turned on by a switching member 90 fixed to the stopper when the stopper 861 comes into contact with the jaw 861. It is. This limit switch 8
9 stops the forward movement of the piston rod.
ここに、この筒状部材８６の内部にはその軸線方向に沿
ってエアー供給路８６１を開けである。Here, an air supply passage 861 is opened inside the cylindrical member 86 along its axial direction.
一方、連結部材の側にもその内部にエアー供給路８２１
を形成してあり、この供給路の基端側を供給路８６１に
連通し、その先端開口をプローブ８４の先端部に臨むよ
うに配置しである。On the other hand, there is also an air supply path 821 inside the connecting member.
The proximal end side of this supply path communicates with the supply path 861, and the distal opening thereof is arranged so as to face the distal end of the probe 84.
一方、連結部材８２におけるピストンロッドが連結され
た側の端には、Ｌ型形状をしたスイッチング部材９１を
配置してあり、この部材が通過する側板３２１にはリミ
ットスイッチ９２を取り付けである。第１図において想
像線９１’で示す位置までこのスイッチング部材が主軸
に対して退避すると、この部材によってリミットスイッ
チがオンされ、これによってピストンロッドの後退動作
が停止するようになっている。On the other hand, an L-shaped switching member 91 is arranged at the end of the connecting member 82 on the side where the piston rod is connected, and a limit switch 92 is attached to the side plate 321 through which this member passes. When this switching member is retracted from the main shaft to the position indicated by the imaginary line 91' in FIG. 1, the limit switch is turned on by this member, thereby stopping the backward movement of the piston rod.
工具の形状
自動工具交換装置によって交換される工具３３には、心
振れ測定用の測定部３３１を形成しである。第１図に示
すように工具本体３３２の先端部に同心状にこの本体よ
りも小径の円柱部３３３を形成し、この円形外周面を上
記の測定部としである。Tool Shape The tool 33 to be replaced by the automatic tool changer is provided with a measuring section 331 for measuring runout. As shown in FIG. 1, a cylindrical part 333 having a diameter smaller than that of the main body is formed concentrically at the tip of the tool main body 332, and this circular outer peripheral surface is used as the above-mentioned measurement part.
軌作
上述の構成を備えた本例の自動工具交換装置における心
振れ検出動作を説明する。まず、工具交換時には、主軸
３１が第３図に示すようにその加工位置Ｃから工具交換
位置Ａまで退避する。主軸３１がこの位置に固定される
と、自動工具交換装置６が駆動して、主軸３１に取り付
けである工具の交換を行う。Trajectory Run-out detection operation in the automatic tool changer of this example having the above-described configuration will be explained. First, at the time of tool exchange, the main spindle 31 is retracted from its machining position C to the tool exchange position A, as shown in FIG. When the spindle 31 is fixed at this position, the automatic tool changer 6 is driven to replace the tool attached to the spindle 31.
工具３３の交換が終了した後は、主軸３１は第３に示す
ようにその心振れ検出位置Ｂで送り出される。この位置
に固定された後は、心振れ検出装置８のシリンダユニッ
ト８１が駆動して、後退位置にあるピストンロッド８１
１を前進位置に向けて押し出す。筒状部材８６に取り付
けたストソパ８６１が顎部８８１に衝突すると、リミッ
トスイッチ８９がオンされて、シリンダユニット８１が
停止され、ピストンロッド８１１の前進が停止する。第
１図に示すようにロッド８１１がその前進位置に到った
状態では、主軸に対して心振れなく取り付けた具３３の
検出部３３１の表面に丁度プローブの先端８４１が当接
するようになっている。After the tool 33 has been replaced, the spindle 31 is sent out at its runout detection position B as shown in the third diagram. After being fixed at this position, the cylinder unit 81 of the runout detection device 8 is driven, and the piston rod 81 in the retracted position is moved.
1 toward the forward position. When the striker 861 attached to the cylindrical member 86 collides with the jaw 881, the limit switch 89 is turned on, the cylinder unit 81 is stopped, and the piston rod 811 stops moving forward. As shown in FIG. 1, when the rod 811 reaches its advanced position, the tip 841 of the probe just comes into contact with the surface of the detection part 331 of the tool 33, which is mounted without any deviation with respect to the main shaft. There is.
このようにしてプローブ８４が前進位置に到った後は、
主軸３１が一定期間だけ回転する。ここに、工具３３が
主軸３１に対して心振れのある状態で取りついている場
合には、工具３３は主軸の軸線３１ａの廻りを偏心回転
する。偏心回転が生ずると、工具の検出部３３１０表面
は回転に伴ってプローブ先端８４１に対して接近および
離れる動作を繰り返すことになる。この変動が電気信号
の形態でプローブ８４を介して電気マイクロで検出され
る。この変動が一定の範囲内におさまる場合には、工具
の心振れが許容誤差範囲内であると判断される。この場
合には、主軸３１はさらに第３図の加工位置Ｃまで送り
出され、ワークに対する加工が開始される。しかるに、
上記の変動が一定の範囲を超える程大きい場合には、工
具が精度良く主軸に取り付けられていないと判断される
。After the probe 84 reaches the forward position in this way,
The main shaft 31 rotates for a certain period of time. Here, if the tool 33 is attached to the main shaft 31 with some eccentricity, the tool 33 eccentrically rotates around the axis 31a of the main shaft. When eccentric rotation occurs, the surface of the detection portion 3310 of the tool repeatedly moves toward and away from the probe tip 841 as the tool rotates. This variation is detected in the form of an electrical signal by an electric micro via a probe 84. If this variation falls within a certain range, it is determined that the runout of the tool is within the allowable error range. In this case, the main spindle 31 is further advanced to the machining position C in FIG. 3, and machining of the workpiece is started. However,
If the above variation is large enough to exceed a certain range, it is determined that the tool is not attached to the spindle with accuracy.
この場合には、工具の再取り付けが行われることになる
。In this case, the tool will be reinstalled.
なお、心振れの検出を終了した後は、再びシリンダユニ
ット８１が駆動されて、ピストンロッド８１１が後退動
作を開始する。この後退動作は、リミ・ノトスイソチ９
２がオンすると終了する。Note that after the detection of the runout is completed, the cylinder unit 81 is driven again, and the piston rod 811 starts to move backward. This backward motion is
When 2 is turned on, the process ends.
このように、本例の装置に、おいては、工具交換後にお
いて主軸に対する取り付けた工具の心振れを検出するよ
うになっている。したがって、工具が不適切に主軸に取
り付けられた状態で加工が行われることはない。このた
め、本例の装置によれば、常に精度の良い加工を期待す
ることができる。In this way, in the apparatus of this example, the runout of the attached tool with respect to the spindle is detected after the tool is replaced. Therefore, machining is not performed with the tool improperly attached to the spindle. Therefore, according to the apparatus of this example, highly accurate machining can always be expected.
第１図は本発明の一実施例の多軸ボール盤に取り付けた
心振れ検出装置を示す構成図、第２図は第１図の装置を
矢印Ｈの方向から見た矢視図、第３図は本発明の装置を
搭載した多軸ボール盤を示す側面図、第４図は第３図の
装置を矢印■の側から見た矢視図、第５図は第３図の装
置の平面図である。
１−多軸ボール盤
３１−主軸
３３−工具
３３１−・・測定部
５−ワークピース
６−自動工具交換装置
８−心振れ検出装置
８４・−ブローブFIG. 1 is a configuration diagram showing a run-out detection device attached to a multi-axis drilling machine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view of the device in FIG. 1 viewed from the direction of arrow H, and FIG. 3 4 is a side view showing a multi-spindle drilling machine equipped with the device of the present invention, FIG. 4 is a view of the device in FIG. 3 seen from the arrow ■ side, and FIG. 5 is a plan view of the device in FIG. 3. be. 1-Multi-spindle drilling machine 31-Spindle 33-Tool 331--Measuring section 5-Workpiece 6-Automatic tool changer 8-Routout detection device 84--Probe
Claims (1)
交換装置において、主軸に取り付けた工具の心振れを検
出するための検出手段と、主軸に取り付けた前記工具に
対して前記検出手段を接近および離れる方向に向けて往
復移動させる移動手段とを備え、前記工具の外周表面に
は、前記主軸に取り付けられた際の心振れ測定用の測定
部が形成され、前記検出手段は、前記移動手段によって
移動されて前記工具に接近したときに、この工具の回転
に伴って生ずる前記測定部の主軸中心に対する半径方向
の位置変動を検出する検出要素を備えていることを特徴
とする自動工具交換装置。An automatic tool changer for changing tools attached to the spindle of a machine tool includes a detection means for detecting runout of the tool attached to the spindle, and a detecting means for detecting runout of the tool attached to the spindle; a moving means for reciprocating the tool in a direction away from the tool; a measuring section for measuring runout when attached to the spindle is formed on the outer circumferential surface of the tool; An automatic tool changer characterized in that the automatic tool changer is equipped with a detection element that detects a change in the position of the measurement part in the radial direction with respect to the center of the main axis that occurs as the tool rotates when the tool is moved and approaches the tool.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4892688A JPH01222846A (en) | 1988-03-02 | 1988-03-02 | Automatic tool changer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4892688A JPH01222846A (en) | 1988-03-02 | 1988-03-02 | Automatic tool changer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01222846A true JPH01222846A (en) | 1989-09-06 |
Family
ID=12816864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4892688A Pending JPH01222846A (en) | 1988-03-02 | 1988-03-02 | Automatic tool changer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01222846A (en) |
Cited By (4)
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-
1988
- 1988-03-02 JP JP4892688A patent/JPH01222846A/en active Pending
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