JPS63256329A - 自動工具交換装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、工具の寸法や使用時間等の情報を記憶するメ
モリモジュールを内蔵した工具ホルダーを使用してマシ
ニングセンタ等の工作機械に対し工具を自動交換する自
動工具交換装置に関する。

（従来技術） 本願発明者等にあっては、自動工具交換装置に使用する
工具ホルダーとして、工具ホルダーに装着している工具
の番号や使用時間等の工具交換及び工具管理に必要な各
種の情報をボルダ−自体に持たせるため、工具ホルダー
にメモリモジュールを内蔵し、磁気誘導結合による非接
触方式をもって外部のり−ダ／ライターから電源供給を
受けると共に、データ書込又はデータ読出を受けるよう
にした工具ホルダーを提案している（特願昭６０−２６
０３８４号）。

第７図は、工具ホルダーに対する非接触データ伝送のた
めの磁気誘導結合装置の装着状態の一例を示す。

第７図において、１は工具ホルダーであり、テーパ軸部
２に続いてフランジ部３が設けられ、このフランジ部３
の周囲の２ケ所には位置決め溝３ａ、３ｂが形成されて
いる。磁気誘導結合装置４は、一方の位置決め溝３ａの
底部に埋設される。

この工具ホルダー１の磁気誘導結合装置４は例えば第８
図に示すように、フェライト等でなる円盤状の磁気コア
５の端面に２条のコイル溝６，７を同軸に開口して形成
し、コイル溝６，７のそれぞれに誘導コイル８，９を巻
き回した構造である。

この磁気誘導結合装置４に対してはギャップ１を介して
外部に設けられるリーダ／ライターの磁気誘導結合装置
４ａが対向配置され、この磁気誘導結合装置４ａも同様
に磁気コア５ａのコイル溝６ａ、７ａに誘導コイル８ａ
、９ａを巻き回した構造となる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の位置決め溝の底部に磁
気誘導結合装置を埋設した構造の工具ホルダーにあって
は、工具ホルダーの位置決め溝の寸法的制約を受けて磁
気コア及び磁気誘導コイルを大きくできないこと、電磁
誘導力は非接触伝達距離の略３乗に反比例して減衰する
こと等の理由から、第８図に示すように、一対の磁気誘
導結合装置４，４ａを対向させたときの非接触伝達距離
は最大でも４ｍｍ程度となっている。

一方、工具ホルダーにおける位置決め溝の深さは、例え
ばＭＡＳ規格のＢＴ５０工具ホルダーを例にとると、フ
ランジ部分から１４．６ｍ１ｌｌであり、このため工具
ホルダーのフランジ外周より外から磁気誘導結合装置を
対抗させても、メモリモジュールのデータ書込及びデー
タ読出ができない。

そこで、従来の自動工具交換装置にあっては、第９図に
示すように、自動工具交換装置のラックに刑し工具ボル
ダ−１のそれぞれが一方の位置決め溝３ｂに対する回転
防止ストッパ１５の嵌着を受けて収納されていることか
ら、このラック収納状態で所定の出逢・読出位置に移動
した工具ホルダーの磁気誘導コイル＠４に対しリーダ／
ライター１０の磁気誘導結合装置４ａをエアバルブ１２
で制御されるエアシリンダ１１により昇降自在に設け、
次の処理を行なっている。。

（Ａ＞所定の工具ホルダーを移動させ、エアシリンダ１
１の直下に停止させる。

（Ｂ＞停止確認後、エアバルブ１２をオンしてエアシリ
ンダ１１を下降させる。

（Ｃ）エアシリンダ１１の下降により磁気誘導結合装置
４ａを工具ホルダー１の磁気誘導結合装置４に近接させ
、規定距離以内にあることを確認後、データ書込又は続
出を行なう。

（Ｄ）書込又は読出完了後、エアシリンダ１１を上昇さ
せ、上昇確認後に次の工具ホルダーの移動を開始する。

更に、前記（Ａ）〜（Ｄ）の動作を実現するために、自
動工具交換装置に、エアシリンダ１１、エアバルブ１２
でなる昇降機構を設けなければならず、また書込読出に
先立って磁気誘導結合装置を位置決めするための準備動
作を必要とするために処理時間が長くなり、その結果、
機構構造が複雑化してコストアップとなり、また磁気誘
導結合装置を頻繁に昇降駆動することから信頼性に欠り
るという問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、工具ホルダーの位置決め溝に磁気誘導結合装置を
装着していても、工具ホルダーのフランジ外周の外側か
らリーダ／ライターの磁気誘導結合装置を対向させるだ
けで非接触方式により工具ホルダーのメモリモジュール
に対し電源供給、データ書込、続出ができるようにした
自動工具交換装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明にあっては、工具ホルダ
ーのフランジ部に形成された位置決め溝に回転防止部材
を嵌着した状態で工具ホルダーをラックに収納する自動
工具交換装置に於いて、前記工具ホルダーは、フランジ
部に形成した位置決め溝の底部に磁気誘導結合装置を埋
設し、この磁気誘導結合装置により外部装置の磁気誘導
結合装置との間で非接触方式によりデータ書込又はデー
タ続出を受けるメモリを内蔵し、前記回転防止部材は、
両端に前記磁気誘導結合装置と同一構造の連結用磁気誘
導結合装置を設けると共に、この一対の連結用磁気優等
結合装置の対応する誘導コイル同志を租１に信号線接続
し、その一方の連結用磁気誘導結合装置を工具ホルダー
の位置決め溝底部に埋設した磁気誘導結合装置に対抗さ
せると共に、他方の連結用磁気誘導結合装置を外部装置
の磁気誘導結合装置に対向させるようにしたものである
。

（作用） このような本発明の自動工具交換装置によれば、工具ホ
ルダーを位置決め固定する回転防止部材は、ホルダー側
の磁気誘導結合装置と外部のリーダ／ライター側の磁気
誘導結合装置との間に介在されて両者を磁気的に結合さ
せることとなり、この結果、リーダ／ライター側の磁気
誘導結合装置を昇降駆動することなく、工具ホルダーの
フランジ外周の外側に固定設置しておくだけで、距離的
に離れたホルダー位置決め溝の磁気誘導結合装置との間
で非接触方式による電源供給、データ書込及び読出がで
き、可動部分を持たないことから信頼性が高く、更に工
具ホルダーを移動させながらデータの書込読出が可能と
なり、また回転防止部材を磁気誘導結合装置に適合した
磁気伝達形状とするだけで良いことからコスト的にも安
価にできる。

また回転防止部材に組込まれた一対の連結用磁気誘導結
合装置は対応する誘導コイル同志を信号線接続している
ため、回転防止部材で（磁気）−（電気）−（磁気）と
なる信号伝送が行なわれ、電気的な伝送間隔は信号線の
長さにより自由に調整でき、また磁気伝送のみとした場
合のように距離が長くなると磁気抵抗及び漏れ磁束量が
増加して損失が増えるという問題もなく、高い効率で信
号伝達を行なうことができる。

（実施例） 第１図は本発明の自動工具交換装置で用いられる回転防
止部材の基本構成を示した説明図である。

第１図において、１８は回転防止部材であり、想像線で
示す円筒状のケース２５を有し、ケース２５の両端に連
結用の磁気誘導結合装置２０゜２２を装着している。

一端に設けられた磁気誘導結合装置２０は工具ホルダー
のフランジ部に形成された位置決め溝に組み込まれてい
る磁気誘導結合装置４に所定ギャップｆＬＩ　（〜４ｍ
ｍ以内）を介して対向配置されるもので、工具ホルダー
側の磁気誘導結合装置４と同一構造を有する。即ら、連
結用磁気誘導結合装置２０は、円盤状の磁気コアの一方
の端面に開口して２条のコイル溝を同心円状に形成し、
このコイル溝の中に誘導コイル２４と２６をそれぞれ巻
き回しており、誘導コイル２４．２６の両側ｔこ形成さ
れるコア磁極面がボルダ−側の磁気誘導結合装置４にお
ける同一構造をもったコア磁極面に対向される。

一方、ケース２５の他端に配置した連結用磁気誘導結合
装置２２は、外部装置として設けられるリーダ／ライタ
ーの磁気誘導結合装置４ａに所定ギャップ１２（〜４ｍ
ｍ以内）を介して対向配置され、この連結用磁気誘導結
合装置２２も外部装置側の磁気誘導結合装置４ａと同一
構造をもつ。

即ち、円盤状のコアの一端に開口して２条のコイル溝を
同心円状に配置し、このコイル溝の中に誘導コイル２８
と３０をそれぞれ巻き回しており、誘導コイル２８．３
０の両側に位置するコア磁極面が同一構造をもったリー
ダ／ライター側の磁気誘導結合装置４ａにおけるコア磁
極面に対向している。

ケース２５内に組み込んだ一対の連結用磁気誘導結合装
置２０．２２に設けている誘導コイル２４と２８、及び
２６と３０のそれぞれは信号線３２及び３４によって接
続される。

第２図は第１図の等価回路を示したもので、回転防止部
材１８の両端に配置した連結用磁気誘導結合装置２０．
２２における誘導コイル２４と２８が信号線３２により
接続され、また誘導コイル２６と３０が信号線３４によ
り接続され、誘導コイル２４と２６にはそれぞれ工具ホ
ルダー４側の誘導コイル８，９が対向し、また回転防止
部材の他方の誘導コイル２８と３０には外部装置となる
リーダ／ライター側の誘導コイル８ａ、９ａがそれぞれ
対向される。

ここで、回転防止部材１８におＧプる信号線３２より接
続された誘導コイル２４と２８の巻き数を同じ巻き数と
すると、例えば工具ホルダー４の誘導コイル８による誘
導磁界を誘導コイル２４が受けたとき、誘導コイル２８
からリーダ／ライター側の誘導コイル８ａに対し全く同
一の磁界を発生することができる。

この点は誘導コイル２６が誘導コイル９から磁界を受け
たときも同様に、誘導コイル３０によって誘導コイル９
ａに全く同一の磁界を発生させることができる。

更に、回転防止部材１８における連結用磁気誘導結合装
置２０と２２の間隔は、信号線３２゜３４の長さによっ
て自由に定めることができ、両者の間隔が増加しても信
号線３２．３４による電気的な損失はほとんどないこと
から、回転防止部材１８における（ｍ気）＝（電気）−
（磁気）となる信号伝達において伝達距離による信号損
失はほとんど生じない。

第３図は第１図の基本構造を備えた回転防止部材１８の
具体的な構成を示した説明図であり、ケース２５の両端
に連結用磁気誘導結合装置２０゜２２を組み込み、ケー
ス２５の側面中央の支持部２５ａに取付は部材１９を固
着している。

第４図は第１図の基本構造を有する回転防止部材１８の
伯の実施例を示した説明図であり、この実施例にあって
は、ケース２５を斜めに形成し、ケース２５の一端に装
着される連結用磁気誘導結合装置２０と、他端に装着さ
れる連結用磁気誘導結合装置２２の軸中心をずらしたこ
とを特徴とする。

即ち、第４図の回転防止部材１８によって、ホルダー側
の磁気誘導結合装置の軸中心に対し外部装置としてのリ
ーダ／ライター側の磁気誘導結合装置をずらして配置す
ることができ、この結果、ボルダ−側とリーダ／ライタ
ー側の磁気誘導結合装置の配置位置の自由度を大幅に高
めることができる。勿論、ケース２５によって連結用磁
気誘導結合装置２０と２２の軸中心をずらしても、両者
は信号線によりケース２５内で連結されていることから
、信号伝送上は格別な問題は起きない。

第５図は第３図に示した回転防止部材１８を備えた自動
工具交換装置のラックに対する工具ホルダーの収納状態
を示した説明図であり、第６図に断面図を示す。

第５図において、ラックに収納された工具ホルダー１は
、フランジ部の２箇所に位置決め溝３ａ。

３ｂを形成しており、一方の位置決め溝３ａの底部に点
線で示すように磁気誘導結合装置４を埋設している。

第３図に示した回転防止部材１８は、例えばラックの下
側に第６図に取り出して示すように取付部材１９によっ
て固着されており、この回転防止部材１８に対し工具ホ
ルダー１の磁気誘導結合装置４を埋設している側の位置
決め溝３ａを嵌め合わせることでラック収納状態で工具
ホルダー１の回転を防止するようになる。

更に、ベルト移動されるラックに固定された回転防止部
材１８に対向する外側の位置にはリーダ／ライター１０
の磁気誘導結合装置４ａが固定設置されており、図示の
ように回転防止部材１８を介して工具ホルダー１の磁気
誘導結合装置４がリーダ／ライター１０側の磁気誘導結
合装置４ａに対向された状態で非接触結合方式による工
具ホルダー１に内蔵したメモリモジュールに対する電源
供給、データ書込み又はデータ読出しを行なうようにな
る。

更に、このデータ書込み又は読出しはホルダーの移動を
一旦停止してから行なってもよいし、ホルダーを移動さ
せながら行なうようにしても良い。

尚、上記の実施例にあっては、円形のコアを使用した磁
気誘導結合装置を例に取るものであったが、磁気誘導結
合装置に使用する磁気コアとしては矩形等の多角形や楕
円であっても良く、この場合には回転防止部材１８の連
結用磁気誘導結合装置における磁気コアも同様に、矩形
等の多角形や楕円形状とする。

（発明の効果） 以−り説明してきたように本発明によれば、工具ホルダ
ーを位置決め固定する回転防止部材に、誘導コイルを信
号線接続した一対の連結用磁気誘導結合装置を設けるよ
うにしたため、工具ホルダーに内蔵したメモリモジュー
ルに対しデータ書込み又は読出しをする際に、ホルダー
の移動を停止してリーダ／ライター側の磁気誘導結合装
置をホルダー側の磁気誘導結合装置に近接させる動作が
不要となり、ホルダーを移動させながら非接触方式によ
るデータの書込み読出しができ、非接触方式によるデー
タ書込み読出しのための特別な機構構造を必要とせず、
データ書込み読出しの処理時間を短くすることができる
。

更に、回転防止部材による伝達距離は両端に設けた連結
用磁気誘導結合装置を接続する信号線の長さで自由に決
めることができ、（磁気）−（電気）−（磁気）となる
伝達であることから、伝達距離が長くなっても伝送損失
はほとんど起きず、更に両端に設けている連結用磁気誘
導結合装置がずれていても適切な信号伝達を行なうこと
ができる。

更に、既設の自動工具交換装置に対しても、回転防止部
材を本発明のものに改造するといシう単純な変更のみで
、メモリモジュールを内蔵した工具ホルダーの情報に基
づく自動工具交換処理を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いる回転防止部材のの基本構造を示
した説明図、第２図は第１図の回転防止部材による信号
伝達の等何回路を示した回路図、第３図は第１図の回転
防止部材の一実施例を示した説明図、第４図は回転防止
部材の他の実施例を示した説明図、第５図は第３図の回
転防止部材を用いた自動工具交換装置における工具ホル
ダーの収納状態を示した説明図、第６図は第５図の断面
説明図、第７図は従来の工具ホルダーを示した側面及び
正面図、第８図は磁気誘導結合装置のＭＩｉ造の一例と
非接触伝達距離を示した説明図、第９図は従来の自動工
具交換装置の書込／読出動作を示した説明図、第１０図
は第９図の断面説明図である。 １：工具ホルダー ３：フランジ ３ａ、３ｂ：位置決め溝 ４．４ａ：磁気誘導結合装置 ５．５ａ：＠スコア ６．６ａ、７，７ａ：コイル溝 ８．８ａ、９．９ａ、２４，２６，２８，３０　：誘導
結合コイル１０：リーダ／ライター １８：回転防上部材 １９：取付部材 ２０．２２：連結用磁気誘導結合装置 ２５：ケース ３２．３４：信号線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 工具ホルダーのフランジ部に形成された位置決め溝に回
   転防止部材を嵌着した状態で工具ホルダーをラックに収
   納する自動工具交換装置において、前記工具ホルダーは
   、フランジ部に形成した位置決め溝の底部に磁気誘導結
   合装置を埋設し該磁気誘導結合装置により外部装置の磁
   気誘導結合装置との間で非接触方式により電源供給及び
   データ書込又はデータ読出を受けるメモリを内蔵し、前
   記回転防止部材は、両端に前記磁気誘導結合装置と同一
   構造の連結用磁気誘導結合装置を設けると共に該一対の
   連結用軸誘導結合装置の対応する誘導コイルを相互に信
   号線接続し、一方の連結用磁気誘導結合装置を前記工具
   ホルダーの位置決め溝底部に設置した磁気誘導結合装置
   に対抗させると共に他方の連結用磁気誘導結合装置を前
   記外部装置の磁気誘導結合装置に対抗させたことを特徴
   とする自動工具交換装置。