JPS6186150A - 数値制御工作機械における工具交換方法 - Google Patents

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】 （ａ）、産業上の利用分野 本発明は、複数の工具を収納して該収納された工具を工
作機械側に供給する工具マガレーと、前記工具マガジン
に工具を工具交換装置により供給する補充用工具マガジ
ンを有する、旋盤やマノニングセンタ等の数値制御工作
機械において、工具マガジンと補充用工具マガジン間に
おける工具の交換方法に関する。

（ｂ）、従来の技術 第５図は、従来の工具の受は渡し方法を補充用工具マガ
ジンと工具マガジン間の工具の交換に適用した場合を示
す図である。

出願人は、特願昭５８−２２１８６３号において、旋盤
の刃物台側に複数の工具を収納する工具マガジンを設け
、かつ該収納された工具を進択的に工具保持台に供給し
て加工に使用し、更に別に工具を収納する補充用工具マ
ガジンを設け、該補充用工具マガジンと工具マガジンと
の間で工具交換を行いつつ加工を行ってゆく複合加工旋
盤を提案しいる。

ところで、従来、複数の工具マガジン間で工具を受は渡
しする場合、工具が収納される場所が各工具について専
用に設けられていた。これを、補充用工具マガジンと工
具マガジン間の工具交換について適用すると、第５図に
示すように、補充用工具マガジン２０から工具マガジン
７に移送された工具の数だけ、補充用工具マガジン側の
工具保持ポケット１２が空席となった状態となる。第５
図の場合、加工に使用する６本の工具を補充用工具マガ
ジン２０から工具マガジン７側に移送したので、補充用
工具マガジン２０側には、それまで工具が収納されてい
たマガジン１個分に相当する工具保持ポケット１２が空
席となって残る。

（Ｃ）０発明が解決しようとする問題点このように、通
常の工具マガジンの他に、補充用工具マガジンを設ける
ことにより、加工に使用出来る工具の数を大幅に増加さ
せることが可能となるが、補充用工具マガジンと工具マ
ガジン間の工具交換シζ、従来の工具移送に用いられた
手法を適用すると、常に工具を収納しない工具保持ポケ
ット１２等の工具収納手段が発生することとなり、極め
て不合理かつ不便であった。

そこで、各工具に固有の認識番シ」を１１シ、当該認識
番号を何らかの読み取り手段により読み取って、各工具
の現在の収納位置をメモリに格納し、各工具をランダム
に各収納手段に収納出来るようにする方法も用いら、れ
ているが、この場合には、各マガジンの全ての収納手段
、即ち工具保持ポケットに工具を収納出来る反面、認識
番号の読み取り手段の設置や認識番号を物理的にバーコ
ードのような手段で工具に付与する必要がある等、多く
の手間と費用がかかる欠点があるばかりか、各工具が現
在どのマガジンのどのポケットに収納されているかを示
すための表示手段が必要になる等、構造的にも太陽か秒
なものとなる不都合がある。

また、作業者による工具の段取りに際しても、作業者は
自分が脱着すべき工具がどのマガジンのどのポケットに
収納されているかをいちいら表示手段によ、し確認して
、作業を行う必要が生じ、極めて繁雑で間違いの発生す
る可能性が高い欠点があ・る。

本発明は、前述の欠点を解消すへく、各マガジンの工具
の収納手段を有効に活用することが出来、しかも工具の
管理が容易な工具交換方法を提供することを第１の目的
とし、また、作業者によるｒ具の段取りに際しても、工
具の収納場所を直ちに認識することが出来、更に実施す
る上での数値制御工作ｍ減の構成及び構造が簡単でかつ
経済的な工具交換方法を提供することを第２の目的とす
るものである。

（ｄ）１問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、補充用工具マガジンの収納手段に収納
される工具と工具マガジンの収納手段に収納される工具
について、一対一に対応させた工具の組み合わせを作り
、前記マガジン間おける工具の交換を前記工具の組み合
わせに基づく工具同士でのみ行うようにして構成される
。

（ｅ）６作用 上記した構成により、本発明は、補充用工具マガジンと
工具マガジンとの間の工具の交換作業が補充用工具マガ
ジンと工具マガジンとの間で一対一に組み合わされた工
具同士でのみ行われるように作用する。

（ｆ）、実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は氷見１ｉＡ４とよる工具交換方法の一実施例を
示す工程図、第２図は本発明が適用さる数値制御旋盤の
一例を示す側面図、第３図は第２図の数値制御旋盤の制
御ブロック図、第４図はマガジンメモリ内の工具収納マ
ツプを示す模式図である。

数値制御旋盤１は、第２図に示すように、ベッド２を有
しており、ベッド２上にはキャＣ；ノン３が、ペッド２
上を、第２図紙面に垂直な方向、即ち主軸軸心方向（Ｚ
軸方向）に移動駆動自在に設けられている。キャリツノ
３上には、クロススライド５が、主軸軸心方向に直角な
方向（Ｘ軸方向）である矢印Ｃ，Ｄ方向に移動駆動自在
に支持されており、クロススライド５上には工具保持台
６が、後述の工具１３を保持開放自在に設けられている
。また、クロススライド５上には、チェーン式の工具マ
ガジン７が設けられており、工具マが；２７には２個の
スプロケソｌ−９，１０が回転自在に設けられている。

スプロケット９．１０間にはチェーン１１が張設されて
おり、チェーン１１：こは所定の間隔で工具保持ポケン
ト１２が設けられている。工具保持ポケット１２には旋
削及び回転用工具１３が着脱自在に保持されており、ま
た、キャリッジ３上には、アーム１５が設けられている
。アーム１５には工具交換装置１６のＡＴＣアーム１７
が１８０°範囲にわたり回転自在か１つ、紙面と直角方
向に突出後退自在に設けられており、更にＡＴＣアーム
１７は矢印Ａ、Ｂ方向に（中綿自在に設けられている。

一方、ベッド２の左方には、支持台１９が設けられてお
り、支持台１９上には工具マガジン７と同一の構成の補
充用工具マガジン２０が設置されている。補充用工具マ
ガジン２０の工具保持ポケット１２には複数の工具１３
が着脱自在に設けられており、チェーン１１をスプロケ
ット９．１０を介して駆動させることにより、所定の工
具交換位置Ｚ１に交換すべき工具１３を位置決めするこ
とが出来る。

また、数値制御旋ＦＪＸ１は、第３図に示すように、主
制御部２１を有しており、主制御部２１にはパス線２２
を介して加ニブログラムメモリ２３、工Ｊ［換制御部２
５（マガジンメモリ２６、機構制御部２７等が接続し、
更に工具交換制御部２５には前述の工具交換装置１６が
接続している。

数値制御旋盤１は、以上のような構成を有するので、加
工に際しては、工具マガジン７のスプロケット９．１０
を適宜回転駆動して、加工に使用すべき工具１３を、第
２図に示す、スプロケット９側のチェーン１１の屈曲部
に設定された工具保持位置Ｘに位置決めする。その状態
で、工具保持台６により、工具保持位置Ｘに位置決めさ
れた工具１３を保持し、キャリッジ３をＺ軸方向である
主軸軸心方向にベッド２上を摺動させ、更にクロススラ
イド５をキャリッジ３上をＺ軸方向とは直角のＸ軸方向
、即ち矢印Ｃ，Ｄ方向に移動させて、所定の加工を図示
しないワークに対して行う。

加工に１吏用する工具１３を変える場合には、工具保持
台６による工具１３の保持を中止して、スプロケット９
．１０を回転駆動して、次に使用すべき工具１３を工具
保持位置Ｘに位置決めし、更に工具−保持台６により当
該位置決めされた工具１３を保持して加工を再開する。

こうして、工具マガジン７に収納された工具１３につい
ては、スプロケット９．１０を適宜回転させて、使用す
べき工具１３を次々に工具保持位置Ｘに位置決めして加
工を継続してゆくが、補充用工具マガジン２０に収納さ
れた工具１３を使用する場合には、キャリッジ３をＺ軸
方向に、クロススライド５をＸ軸方向に、所定の工具交
換位置にまで移動させ、そこで工具交換装置１６を駆動
して補充用工具マガジン２０に収納された工具１３を工
具マガジン７に収納し、工具マガジン７において不要と
なった工具１３を補充用工具マガジン２０に返却する。

工具交換装置１６による工具交換動作は、まず所定の工
具交換位置Ｚ１、Ｚ２に交換すべき工具１３．１３を位
置決めして、ＡＴＣアーム１７を矢印Ａ方向に突出させ
つつ紙面と直角方向に突出させて工具１３．１３を両端
に設けられた工具把持部１３ａ、１３ａにより把持し、
その状態でＡＴＣアーム１７をＢ方向に後退させて工具
１３を工具保持ポケット１２から抜き出し、更にその状
態で、ＡＴＣアーム１７を１８０°回転させて、それま
で工具マガジン７に収納されていた工具１３を補充用工
具ツガジノ２０側に、補充用工具マガジン２０に収納さ
れていた工具１３を工具マガジン７側に位置決めする。

そこで、ＡＴＣアーム１７を再度Ａ方向に突出させると
、工具１３はそれぞれの工具保持ポケット１２に収納さ
れ、それまで補充用工具マガジン２０に収納されていた
工具１３は工具マガジン７に、工具マガジン７に収納さ
れていた工具１３：よ補充用工具マガジン２０に収納さ
れる。そこで、補充用工具マガジン２０から工具マガジ
ン７に収納された工具１３を工具保持位置Ｘに位置決め
し、工具保持台６により該工具１３を保持して所定の加
工を行う。

次に、本発明による工具交換方法の一実施例を、第１図
及び第４図により説明する。本実施例の場合は、説明を
簡略化するために、第１図に示すように、工具マガジン
７及び補充用工具マガジン２０は、おのおのが６個の工
具保持ポケット１２を有する場合について説明するが、
各マガジンにおける工具保持ポケット１２の数は加工の
必要に応じて任意に設定することが可能な乙とはいうま
でもない（なお、第１図における工具交換装置１６及び
各マガジン７．２０の形状は、説明上の便宜のために図
案化・模式化されており、従って、第２図に示すそれ等
装置の実際の外形とは必ずしも一致していない。）。

数値制御旋盤１による加工は、加ニブログラムメモリ２
３に格納された加ニブログラムＰＲＯに基づいて、機構
制御部２７が図示しない主軸や工具保持台６等を駆動し
て行ってゆくが、加工の進行に伴って補充用工具マガジ
ン２０中の工具１３を使用して加工を行う必要が生じる
。この場合、主制御部２１は、加ニブログラムＰＲＯに
指示さレタ工具１３を補充用工具マガジン２０から工具
交換装置１６により工具マガジン７へ移送するか、工具
マガジン７には全ての工具保持ポケット１２に工具１３
が収納されているので、いずれかの工具１３を補充用工
具マガジン２０に返却する必要が有る。

そこて、主制御部２１は、マガジンメモリ２６を検索し
て、補充用工具マガジン２０から工具マガジン７に移送
する工具１３と交換に工具マガジン７から補充用工具マ
ガジン２０に移送する工具１３を決定する。工具マガジ
ン７と補充用工具マガジン２０には、第１図（ａｌに示
すように、６個の工具保持ポケット１２が、各工具保持
ポケット１２を区別するためにポケット記号ＰＫとして
Ａ、Ｂ、Ｄ、ＥｌＦ、Ｇ及びａ、ｂ、、ｄ、ｅ、ｆ、、
ｇの記号が付された形で設けられているが、それ等各工
具保持ポケット１２に収納される工具１３は一対一に対
応した形で設定されている。即ち、ポケット記号ＰＫが
Ａ及びａの工具保持ポケット１２には、工具番号ＴＮＯ
（工具保持ポケット１２を示す円の中に記入された番号
が工具番号ＴＮＯを示す。）が１と７の工具１３のみが
収納され、Ｂ及びｂの工具保持ポケット１２には、工具
番号Ｔ　Ｎ　Ｏが２と８の工具１３のみが収納される。

同様に一１Ｄ及びｄの工具保持ポケット１２には、工具
番号ＴＮＯが３と９の工具１３が収納され、Ｅ及びｅの
工具保持ポケット１２には、工具番号ＴＮｏが４と１０
の工具１３が収納される。また、Ｆ及びｆの工具保持ポ
ケット１２には、工具番号Ｔ　Ｎ　Ｏが５”と１１の工
具１３が収納され、Ｇ及びｇの工具保持ポケット１２に
は、工具番号ＴＮＯが６と１２の工具１３が収納される
。従って、加ニブログラムＰＲＯにより工具マガジン７
に補充すべき工具１３が指定されると、工具マガジン７
から補充用工具マガジン２０に返却される工具１３は、
一対一の対応関係か□ら直ちに判明する。各工具１３の
対応関係及び各工具１３が現在どちらのマガジンに収納
されているかは、マガジンメモリ２６を検索することに
より直ちに判明する。即ち、マガジンメモリ２６には、
第４図に示すように、各マガジンに収納される工具１３
の一対一の対応関係を示す工具収納マツプＭ　Ａ　Ｒが
格納されており（図中同一行に示された工具番号ＴＮＯ
が対応する一対の工具１３である。）、更に当該工具１
３の収納された工具保持ポケット１２を示すポケット記
号ＰＫが各工具番号Ｔ　Ｎ　Ｏに対応する形で格納され
ている。第４図（ａ）に示す工具収納マツプＭＡＰの状
態は、第１図［ａｌに示す各マガジンの収納状態と対応
している。

今、加ニブログラムＰＲＯの指示により、補充用工具マ
ガジン２０の工具番号Ｔ　Ｎ　Ｏが７の工具１３を工具
マガジン７に供給する場合には、主制御部２１は、マガ
ジンメモリ２６の工具収納マツプＭＡＰを検索して、工
具番号Ｔ’ＮＯが７の工具１３が、現在、補充用工具マ
ガジン２０のポケット記号ＰＫ′がａなる工具保持ポケ
ット１２に収納され、かつ当該工具１３と対に組み合わ
されている工具マガジン７の工具１３はポケット記号Ｐ
ＫがＡの工具保持ポケット１２に収納された工具番号Ｔ
ＮＯが１の工具１３であることを認識する。

そこで、主制御部２１は、工具交換制御部２５に工具番
号Ｔ　Ｎ　Ｏが７と１の工具１３の交換を指令し、工具
交換制御部２５はそれを受けて、工具交換装置１６を駆
動して、補充用工具マガジン２０と工具マガジン７との
間で、工具番号ＴＮＯが１の工具１３を工具マガジン７
から補充用工具マガジン２０へ、同時に工具番号ＴＮＯ
が７の工具１３を補充用工具マガジン２ｏがら工具マガ
ジン７へ交換収納する。当該交換作業が行われると、各
マガジン７．２０は、第１図（ｂｌに示すようになり、
また、マガジンメモリ２６内の工具収納マツプＭＡＰも
、第４図ｆｂｌに示すように、現在のマガジンの収納状
態に適合する形で、対応するポケット記号ＰＫが書き換
えられる。

以後、補充用工具マガジン２０に収納された工具１３の
交換作業は、前述の場合と同様に行われ、第１図（Ｃ１
では工具番号ＴＮＯが３と９の工具１３が、第１図ｆｄ
ｌで工具番号Ｔ　Ｎ　Ｏが４と１０の工具１３が、更に
第１図ｔｅｌでは、工具番号ＴＮＯが３と９の工具１３
が再度交換され、その度に、マガジンメモリ２６の工具
収納マツプＭＡＰも、第４図（ｃ）、（ｄｉ、ｔｅ＋に
示すように、みき換えられる（第４図の工具収納マツプ
ＭＡＰの内容は、第４図の（ａｌ〜（ｅｌが、第１図の
（ａｌ〜［ｅｌにそれぞれ対応している。）。

なお、本実施例Ｊこよる数値制御旋盤１は、補充用工具
マガジン２０が工具マガジン７に対して別置になってい
る場合について説明したが、本発明は補充用工具マガジ
ン２０と工具マガジン７が一体的に形成されている場合
にも適用できることは勿論であり、更に工具マガジン７
、補充用工具マガジン２０等もチェーン式のものに限ら
ず、工具を貯蔵するどのような形態の工具マガジンでも
適用が可能なことは言うまでもない。

更に、本発明は数値制御旋盤１に限らず、工具マガジン
７及び補充用工具マガジン２０を設け、それ等工具マガ
ジン間で工具１３を交換使用する全ての数値制御工作機
械に適用が可能である。

（ｇ）１発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、補充用工具マ
ガジン２０に収納される工具１３と工具マガジン７に収
納される工具１３について、一対一に対応させた工具の
組み合わせを作り、マガジン７．２０問おける工具１３
の交換を前記工具１計の組み合わせに基づく工具同士の
みで行うようにしたので、各マガジン７．２０の全ての
工具保持ポケット１２等の工具の収納手段に工具１３を
収納した状態で工具の交換作業を行うことが出来、各マ
ガジン７．２０を有効に活用することが出来る。また、
工具交換が、必ず決まった組み合わせで行なわれるので
、当該工具の組み合わせが収納される各マガジン７．２
０の工具保持ポケット１２は常に一定となり、工具１３
の管理が容易となるばかりか、作業者による工具１３の
段取りに際しても、一対の工具１３の一方が工具マガジ
ン７に収納されていると、他方の工具１３は必ず補充用
工具マガジン２０の対応する工具保持ボケ・フト１２に
収納されているので、工具１３の組み合わせさえ知って
いれば、工具１３の収納場所を直ちにｂ’２　ＦＡする
ことが出来、作業ミスが生じにくい利点がある。また、
各工具１３にいちいち認識番号を付したり、更に当該認
識番号の読み取り手段や工具の格納位置の表示手段を設
ける必要が無いので、数値制御工作機械の構成及び構造
が簡単になり、経済的な工具交換方法の提供が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による工具交換方法の一実施例を示す工
程図、第２図は本発明が適用さる数値制御旋盤の一例を
示す側面図、第３図は第２図の数値制御旋盤の制御ブロ
ック図、第４図はマガジンメモリ内の工具収納マツプを
示す模式図、第５図は、従来の工具の受は渡し方法を補
充用工具マガジンと工具マガジン間の工具の交換に適用
した場合を示す図である。 １・・・・・数値制御工作機械（数値制御旋盤）６・・
　加工手段側（工具保持台） ７・・・・・工具マガジン １２・・・・・工具の収納手段（工具保持ポケット）１
３・・・・工具 １６　・　工具交換装置 ２０・・・・・・補充用工具マガジン 出願人　　株式会社　山部鉄工所 代理人　　弁理士　　相１）伸二 （ほか１名） 第１図 第１図 第４図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の工具の収納手段が設けられ、かつ加 工手段側への工具の供給が可能な工具マガジンを有し、
   同様に複数の工具の収納手段が設けられた補充用工具マ
   ガジンを有し、それ等工具マガジンと補充用工具マガジ
   ンとの間に工具交換装置が設けられた数値制御工作機械
   において、前記補充用工具マガジンの収納手段に収納さ
   れる工具と前記工具マガジンの収納手段に収納される工
   具について、一対一に対応させた工具の組み合わせを作
   り、前記マガジン間おける工具の交換を前記工具の組み
   合わせに基づく工具同士でのみ行うようにして構成した
   数値制御工作機械における工具交換方法。