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    公开号:WO1983001029A1
    申请号:PCT/JP1982/000369
    申请日:1982-09-14
    公开日:1983-03-31
    发明作者:Ltd Fanuc
    申请人:Kawada, Shigeki；Fujioka, Yoshiki；
    IPC主号:B23B39-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 畲
    [0002] 自動工具交換機構及び方法
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] 本発明は 自動工具交換機構及び方法に係 り 、 特に 1 台 の主軸モ ー タ に よ り 主軸の回転と工具マ ガ ジ ン の旋回 と を行なわせる構造のも のに適用 して好適な 自動工具交換 機構及び方法に関する。
    [0005] 背 景 · 技 衛
    [0006] 自動工具交換 （ATCという ） 機能は工具マ ガジ ン に複 数本の工具を予め用意しておき、 工具交換指令によ り 人 手を介さず自動的に旧工具を主雜か ら取 り 外し、 新工具 を該主軸に装着する機能である。 と ころで、 か 、 る ATC 機能を有する従来の ATC装置においては工具マ ガジン を 回転して所望の新工具を割 ffiす機構が複雜と な っ ていた。 たとえば、 米国特許第 4, 0 5 2 5 1 号-明細睿に示される ，
    [0007] ATC装置は、 主軸機構の 2；軸方向の移動を工具マ ガジ ン の間欠回転に変換 して工具交換を行な う も のであるが構 造が複雑と なる と共に、 主軸機構の Z ¾方向の 1 往復運 動が 1 工具 ビ ジ チ の工具マガジン 回耘に栢当する だけで あ δため工具交換に要する時間が長 く なる欠点があった。
    [0008] 又、 工具マ ガジ ンを回転する モー タ を別設し、 該モ ー タ によ り 工具マ ガジ ンを回転し、 工具交換を行な う ATC 装置も ある が、 装置が大型化になる と共に コ ス >高とな る 点がある ο
    [0009] 従っ て、 本発明の 目 的は簡単な檮造で、 しかも短時間
    [0010] OMPI _ で工具交換ができる 低 コ ス ト の 自動ェ具交換方法を提供 る と める。 一
    [0011] . 本発明の別の 目的は、 工具マ ガジ ン回耘用のモータ を を別設する必要がない自動工具交換方法を提供する こ と である。
    [0012] 本発明の更に別の 目的は、 生軸機構上の第 1 の歯車と 工具マ ガジン上の第 2 の歯車を適宜力 ミ 合せて工具交換 を行な う 自動工具交換装置において、 苐 1 の歯車と第 2 の歯車を正し く カ ミ 合わせる こ とができ、 カ ミ合が不完 全であっ た り 、 カ ミ 合が不可能な こ とに起因して生ずる 歯車の破損を防 ぐこ とができる 自動工具交換方法を提供 する こ と である o
    [0013] 更に本発明の 目的は高精度の工具割 ffiが行なえる 自動 工具交換方法を提供する こ とである。
    [0014] 棻 明 の 開 示
    [0015] 少な く と も生皸と該主敏と一体に回転する第 1 の歯車 とを有する主載機構と ； 主軸を回転させる生載モータと； 少な く と も複数の工具を収容する収容菡と該収容部と一 体に回転する第 2 の歯車と前記主輔撐檮に ¾しス ラ イ ド 可能に取せけ られたス ラ イ ダ部を有する工具マ ガジン と； 主軸機構を z軲方向に移動させる Z軸モー タ と ； 工具マ ガジ ン の z ¾方向の移動を拘束する拘束部おと を設け、 加工時には前記第 1 と第 2 の歯車の力 ミ 合をはずし、 主 軸モー タ によ り 生 ¾を所定速度で回転して、 該主軸に装 着した工具によ り 加工を行ない、 工具交換時には第 1 と
    [0016] CMFI
    [0017] 、 WIFO 第 2 の歯車をカ ミ 合せ、 主軸モー タ を回転する こ と によ り 所望の新工具の割出しを行な う 自動工具交換方法が示 される。
    [0018] こ の 自動工具交換方法によれば、 工具マ ガ ジ ン回転用 の モー タ を別設する必要がな く 、 構造が簡単でしかも短 時間で且つ高精度の新工具割出が行なえる。
    [0019] 図面の簡単な説明
    [0020] 第 1 図は本発明に係る 自動工具交換方法を適用できる 自動工具交換装置の概略図、 第 2 図は新工具割 ffi回路の ブ ロ ッ ク 図、 第 3 図は工具割 ffi回路を除いた主軸回転制 御のサー ポ系プロ ッ ク 図、 第 4 図は主軸ォ リ ェ ン テーシ ョ ン を実現する生軸定位置停止制御回路の ブ 》 y ク 図、 第 5 図は各部波形図、 第 ό 図は主軸オ リ エ ン テ ー シ ョ ン を実現する主軸定位置停止制御回路の別の実施例 ブ《 y ク 図、 第 7 図は同動作波形図である。
    [0021] 発明を実施する ための最良の形態
    [0022] 第 1 図は本発明に-係る 自動工具交換方式を適用できる 自動工具交換装置の概略図である。
    [0023] 図において、 1 は 自動工具交換機構、 2 は数値制御装 置 （N C装置） 、 5 X， 3 Yはそれぞれ X軸、 Y軸の送り モ ー タ 、 4 X， 4 Yは リ ー ド ス ク リ ュ ー 、 5 は ワ ー ク 、
    [0024] X, はテー ブルである。 尚、 N C装置 2 は通常の数 値制御機能のほかにサー ボ制御機能、 定位置停止機能を 有してレ、る もの と する。
    [0025] さ て、 自動工具交換機構 1 に おいて、 1 1 は主軸機構
    [0026] OMPI _ である。 こ の主軸檨搆 1 1 は主軸 1 1 aと、 該主軸と一体 に面転する 力 サ齒車 11 b と 主軸筒 1 1 cと、 後述するェ 具マ ガジ ン を ス ラ イ ド可能に支持する支持部材 11 dと、 主軸筒 11 cに固定され端部に捱ネ ジが形成されたナ ツ ト 部材 1 1 e と、 生軸筒 11 cに固定された L部材 11 ίを有し ている ο 1 2 は主軸を回転させる主軸モー タであ り 、 ブ ー リ 1 3 →ベル ト 1 4 →プー リ 1 5 を介して、 主軸モ ー タ 1 2 の回耘が主 ¾ 11 aに伝達される。 1 ό は主軸モ ー タ 1 2 の回転速度を検 ffiする タ コ ジ ェ ネ 、 1 7 は歯車機 構、 1 8 は歯車機構 1 7 によ り 主截 11 aの回転を伝達さ れ、 主軸 11 aの所定回転毎にパルス P Pを発生するバル ス コー ダ或いはボジ シ ヨ ン コー ダ、 1 9 は主鞴機構 1 1 を上下方向 （Z軸方向） に駆動する上下方向慇動機構で あ り 、 Z截モー タ 19aと、 リ ー ドス ク リ ュ ー 1 bを有し ている 。 リ ー ドス ク リ ュ ー 19 bは ナ ク ト 部^ 1 1 eに形成 した fitネ ジと ネ ジ嵌合する と共に、 Z軸モータ 19aの回 転によ り 回転可能になっ ている o 钹つて、 Z勒モータ
    [0027] 19aを回耘すれば、 リ ー ドス ク リ ュ ー 19bが回転し、 そ の回耘方向に応じて主軲機構 1 1 は上、 下に移動する o 2 0 は工具マ ガ ジ ンであ り 、 複数の工具を収容する工具 収容部 20aを有する ブロ ジ ク 20bと、 ブ ッ ク 20bと一 体に回 可能なカ サ歯車 20Cと、 シ ャ フ ト 20dと、 主軸 機構 1 1 の支持部材 1 l dに支持され、 主軸に対し租対的 に上下方向に摺動可能なス ラ ィ ダ部材 20 eを有している。 尚、 ス ラ イ ダ部; fef 20eはシ ャ フ ト 20dに固定され、 又力 サ歯車 20 c及びブ σ ッ ク 20bは シ ャ フ ト 20dに対し一体 に回転可能に支持されている 。 2 1 は工具部材であ り 、 工具 21 aと円錘状のァーバ 21 b と先端部 21 Cを有してい る。 尚、 工具 21 aと ァーバ 21 bは一体に構成され、 ァー パ 21 bの円錘側面はま軸 1 1 aの绢都内面に形成したテー パ部 （ ドロ ーパ） 11 dと契合し、 又先缁部 21 cは図示し ない生軸内部の把持部によ り 把持されて該主軸に固定さ れる よ う になっ ている。 2 2 はス プ リ ン グであ り 、 工具 マ ガジ ン 2 0 の ス ラ イ ダ部材 20eと主軸機構 1 1 の L部 材 11 f 閭に掛渡され、 ス ラ イ ダ部材 20 eを上方に引上げ る よ う に付勢力を発生している。 この結果、 ス ラ イ ダ部 材 20eは後述する ス ト ツ バに突き当る迄は主皸箇 1 1 cの 頭部 11 eに係合してお り 、 主軲機構 1 1 と一体に移動で きる よ う になつ ている。 2 3 は機槟に固定されたス ト ツ バであ り 、 主軸機構 1 1 と工具マ ガジ ン 2 0 が一体と な つ て上方に移動している と き、 ス ラ イ ダ部材 20 eが該ス ト ジ バ 2 3 に突き当る と ¾後工具マ ガ ジ ン 2 0 の移動は 停止せしめ られ、 主軸機構 1 1 のみが上方に移動する。
    [0028] 次に、 工具交換の動作を第 1 図に従っ て説明する。 尚、 第 1 図の状態は主軸機搆 1 1 が Z軸方商原点に位置して いる時の状態であ り 、 該原点よ り 下の領域を加工領域、 上の領域を ATC領域とレ、 う。
    [0029] 今、 点線に示すよ う に加工領垵において ワー ク 5 に対 する所定の加工動作を終了し、 図示しない N C テー プか ら工具交換命会
    [0030] OMPI T □ □ MO 6 x (1)
    [0031] が指令される と、 N C装置 2 は工具交換制御を開始する。 尚、 （1)において T口口は T機能命令であ り 、 新工具のェ . 具番号は口口で示される。 又、 M0 <5は土具交換を指示す る Μ機能命令である。
    [0032] (1)に示す工具交換命令によ り N C装置 2 は Ζ軸モータ 1 9aを回転して生軸機構 1 1 と工具マ ガジ ン 2 0 をー钵 に上方に引上げ Z載原点に復帰させる と共に （第 1 図の 図示状態） 、 主釉モー タ 1 2 を回転させ主軸 1 1 aを定位 置に俘止させる （主軸オ リ エ ン テー シ ョ ン） o 尚、 生軸 オ リ ェ ン テー シ ョ ン と Z軸原点への復帰動作は別々 に行 なっても よ く 、 又その眉序はいずれが早く ても構わない。 さ て、 主軸ォ リ ェ ン テー シ ヨ ン を実行する こ と に よ り 、 主敏機構 1 1 の カ サ歯車 1 1 bと工具マ ガジ ン 2 0 の カ サ 歯車 20 Cは後のス テ ッ プにおいて正し く カ ミ 合う こ とに なる。 即ち、 主 ¾ 1 1 aが主 ¾オ リ エ ン テ ー シ ョ ンによ り 停止する位置は、 予めカサ歯車 20Cとカ ミ 合 位置に定 め ら れてレ、る o
    [0033] しかる後、 Z軸モータ 1 9aを更に回転させれば、 主軸 機構 1 1 は工具マ ガ ジ ン 2 0 と一侔とな っ て ATC領域に 入り 込み、 該 ATC領域内を上昇する。 主軸機構 1 1が ATC領 域内で上昇する と、 その途中で図示しないカ ム が拃動し、 主軲 1 1 内の図示しない把持部はァーパ 21 bの免篛部
    [0034] 21 cの把持を解除する （ア ン ク ラ ブ と い う ） o
    [0035] 更に、 主軸機構 1 1 と工具マ ガジ ン 2 0 を一体に上昇
    [0036] OMPI
    [0037] VIPO させる と工具マガジ ン 2 0 の ス ラ イ ダ部材 20 eがス ト ツ パ 2 3 に突き当る。 この結果工具マガジン 2 0 の上昇は 停止し、 以後主軸機構 1 1 のみが上昇する。
    [0038] 主籍機構 1 1 のみが更に上昇する と生軸 1 1 aの テーバ 部 11 dにおいて該主軸に契合していたァーバが抜け、 こ れと ほぽ同時に工具マ ガジン 2 0 の カ サ歯車 2 Ocに主軸 機構 1 1 の カ サ歯車 11 bがカ ミ 合い、 又 Z軸モー タ
    [0039] の回転は停止す ¾。
    [0040] カ サ歯車 11 bと カサ歯車 20cが力 ミ 合っ ている状態に おいて、 主軸モー タ 1 2 を回転して工具マガジン 2 0 を 回転させ新工具を主軸 1 1 の直下に位置決めする （新ェ 具の割出し） o
    [0041] 新工具を主軸直下に位置決め後、 Z軸モー タ 1 93を逆 転して主軸機構 1 1 を下降させれば、 該ま軸機構の下降 に応じて新工具のァー パ 21 bが主軲 1 1 のテー バ部 1 1 d と密着し、 又工具マ ガジン 2 0 が主軸機構 1 1 と一俘に 下降を開始し、 更に所定位置で主軲 1 1 の把持瓿に よ り ァー パ 21 bの先端部 21 cが把持される （ ク ラ ン プ とレ、う）。 そして、 以後下降が続行し Z軸原点位置に戻る と Z軸モ — タ 1 S>aの回転が停止して自動工具交換動作が終了する。
    [0042] 自動工具交換後に： N Cテー'ブ ょ り Z賴位置決め指令が 出され ば主軸機構 1 1 は工具マ ガジン 2 0 と一体にな つて加工領域内を下降し再び加工が行なわれる。
    [0043] 第 2 図は新工具の割出しを行な う 新工具割出回路の ブ 口 タ ク である o
    [0044] OMFI 図中、 1 01 は新工具割 ¾回路、 1 02は速度制御回路、 1 05は切換回路、 1 04は定位置停止制御回路、 1 05は速 度指令回路である。 切.換回路 1 03は主軸を所定速度で回 転させる場合には速度指令回路 1 05を選択し、 主軸ォ リ ェ ンテー シ ヨ ン時には定位置停止回路 1 04を選択し、 新 工具割 ffiし時には新工具割 ffi回路 1 01.を選択する。 尚、 1 2 は主軸モー タ 、 1 8 はパ ル ス コ ーダである。 新工具 割 ffi回路 1 01 において、 1 01 a は工具交換命令が与え ら れた と き、 工具コ ー ド T口口を記憶する工具コ ー ドレ ジ ス タ 、 1 Q 1 b は工具コー ドと工具位置の対応関係を記憶 するテー ブルである。 尚、 工具位置とは工具マ ガジ ン の 基準位置から所定工具迄の回転角度であ り 、 たとえばェ 具マ ガジ ン の基準位置を主 ¾直下に位置決めした犹態で 生 ¾モー タ 1 2 を回転し、 該主載の回転によ り 所定工具 が主軸直下に位置决めされる迄にパ ル ス コーダ 1 8 か ら 発生するパ ル ス数で表わされる o 1 01 c は工具交換命令 で指定された新工具の工具位置 T n を記憶する新工具位 置レ ジ ス タ 、 1 01 <i は現在選択されている現工具の工具 位置 T o を記憶する現工具位置レ ジ ス タ 、 i 0 1 e は ゲー ト 回路、 1 01 f は新工具位置 T n と現工具位置 1 T o の差 分を求め、 該差分を ffi力する と共にゲー ト 回路 1 01 e を 開き T nを T o と して現工具位置レ ジ ス タ 1 01 d に記憶 する演算回路である。 尚、 早廼り 回転する よ う に差分を 修正して ffi力する こ と もできる。 1 01 g は前記差分がブ リ セ ッ ト される と共に、 生軸モータ 1 2 が所定量回耘す
    [0045] OM I る毎にパ ル ス コー ダ 1 8 から発生するバル ス F p を回 方向に応じて可逆計数する可逆カ ウ ン タ 、 1 0 1 h は可逆 カ ウ ン タ の内容を； D A変換する D A変換器である。
    [0046] こ の新工具割 ffi回路 1 01 は工具交換命令が与え られ ば指定された新工具コ ー ドを工具位置に変換して新工具 位置レ ジ ス タ 1 01 c に記憶させ、.新工具位置 T n と現ェ 具位置 Τ ο の差分を可逆カ ウ ン タ 1 0 1 g に プ リ セ ッ ト し、 該可逆カ ウ ン タ 1 0 1 g の計数値が零とな る よ う に主軸モ ータ 1 2 を回転し、 茆ち工具マ ガジ ン を回転し、 新工具 を主勅の真下に位置決めする o .
    [0047] 第 3 図は工具割 ffi回路 1 01 を省略した場合の主軸回転 制御のサ ー ボ系プロ ク ク 図、 第 4 図は主軸ォ リ ェ ン テ一 シ ヨ ンを実現する主軸定位置停止制御回路 1 04 (第 2 図） の概駱を説明する プロ タ ク 図、 第 5 図は同各部波形図で ある。 尚、 第 1 図及び第 2 図と 同一部分には同一符号を 付し、 又パルス コー ダ 1 8 と してポ ジ シ ョ ン コ ーダを用 いている 0
    [0048] さて、 加工が終了して主軸モータ 1 2 を停止させる段 階になれば、 速度指会回路 1 05か ら 出力される指令速度
    [0049] C Vをた とえば零と し、 主軸モ ー タ 1 2 に電気的な制動 をかげながらその回転を減速する。 そして、 停止の直前、 即ち速度が相当低 く なっ た時点で切替回路 1 0S の切替ス イ ジ チ 1 03 a に定位置停止指令 CPCを与え、 該切替ス ィ ッ チ 1 03 a の可動接片を接点 b 側に切替える o '
    [0050] 定位置停止制御回路 1 04は指令停止位置 （こ の停止位
    [0051] OMrl W1PO 置は予め定め られている） と現在位置と の偏差に応じた 位置僵差信号 RPD (ア ナ ロ ^電圧:） を ffi力する。 尚、 指 会停止位置が 1 箇所の場合について第 4 図、 第 5 図に基 いて定位置停止制御回路 104の動作を説明する。 但し、 ポ ジシ ョ ン コーダ 1 8 は主軲 11 aが 1 回転する毎に 1 回 転信号： R P を、 新定角度回転する ごとにパ ル ス ； P Pを 1 回転当 り 総計 N儸癸生する も の とする。 第 4 図において, 1 04 a はポジ シ ョ ン コ ー ダ 1 8 か ら 1 回転信号 R Pが発 生した際、 数値 Nを セ ッ ト され、 パ ル ス が発生する 毎にその内容を瘃算される カ ウ ン タ 、 1 04b はカ ウ ン タ 1 04a の内容をディ ジ タ ル · ア ナ ロ グ変換 （ D A交換） する D A変換器、 1 04c は 変換器 ¾力電圧 ΌΑΎと一 定電圧 Vc との差電圧 S V (位置傷差電圧 を ffi力す る アナ口 グ減算器である o 従って電圧 V c の値を 変 換器 ffi力電圧 DAVの波高僮の 1/J にすれば第 5 図に示す 如く 1 画耘信号 の発生点から 1 80。 の時点で零レべ ルを ク ロ ス する鋸歯状の差電圧 S Vが ffi力される。 そこ で主軸の指令俘止位置を 1 回転信号の の発生時点よ り 丁度 1 80。づら しておけば、 前記差電圧 S Vが零を ク π ス した時主軸所定部分は指令停止位置に到達したこ と になる。
    [0052] 従って、 切替回路 105の切眷ス ィ ッ チ 1 05 a が接点 b 側に切眷われば、 速度制御回路 102は位置偏差 と実 速度 A V と の差電圧を ffi力し、 位置儒差 BPDが零となる よ うにサー ボの位置制 ¾ιを行な う 。 すなわち、 速度制御
    [0053] OMPI 回路 1 02、 主軸モ ー タ Ί 2 、 ま軲 1 1 aゝ ポ ジ シ ョ ン コ ー ダ 1 8 、 定位置停止制御回路 1 04、 切替ス ィ ク チ 1 03 a によ り 位置制御フ ィ ー ドパ ッ ク系が構成されて、 主軸所 定部分は指会停止位置に位置決めされる。
    [0054] ； 第 ό 図は定位置停止制御用と して磁気セ ン サを主軸に 取 けた場合の生軸回転制御のサ一 ボ系ブ口 タ ク 図、 第 7 図は第 図における各部波形図である。 尚、 第 1 図、 第 2 図と 同一部分には同一符号を付している。 "1 02は速 度制御回路、 1 03は切替ス ィ ク チ を有する切替回 路、 1 04は定位置停止回路、 201 は定位置停止指令 （ォ リ エ ン チー シ ヨ ン指令） を ffi力する定位置停止指令回路、 202は磁気セ ン サである。 速度制御回路 1 02は加算器
    [0055] 1 02 a と、 位栢補償回路 1 02 b と、 電圧位相変換器 102c と、 サイ リ ス タ 1 02d と を有している。 加算器 1 02 a は 速度制御に際しては指令速度 C Vと実速度 と の差電 圧 （速度僞差） を ffi力し、 位置制御の際には位置偏差
    [0056] と実速度 A Vと の差電圧を出力する o 位相補償回路 1 02 b は加算器 ffi力電圧の位栢を進み又は遅らせその位 栢を補償する。 電圧位相変換器 1 02 c は位栢補償回路
    [0057] 1 02 b の出力電圧に応じた点弧位相でサイ リ ス タ 回路
    [0058] 1 02 d を構成する各サイ リ ス タ の点弧を制御する。 サイ リ ス タ -回路 1 02 d は各サイ リ ス タ の点弧位相を制御され 主軸モー タ 1 2 に印加する電圧僮を変え、 該主 ¾モ ー タ 1 2 の回転速度を制御する 。 202は磁気セ ン サで発磁钵
    [0059] 202 a と、 セ ン ス 回路 202 b とか らなっ ている。 尚、 磁 一 OMPI WIPO一 気セ ン サ 202は フ ァ イ ン位置偏差信号 D Vを ffi力する。 定位置停止制御回路 1 04は位置偏差に応じた電圧値を有 する位置偏差信号 RPDと ォ リ ェ ン テー シ ョ ン完了信号
    [0060] ORDEM と を ffi力する位置傷差信号発生回路 1 Q 4 a と、 定位置停止指令回路 201 か ら の オ リ エ ン テー シ ョ ン指令 に基いて切替ス ィ ツ チ 1 0 S a を切替えるルー プ切替回路 1 04b を有してレ、る。
    [0061] 次に、 第 < 図の主軸定位置停止制御回路の作用を正回 転しながら定位置停止する場合について第 7 図の波形図 を参照して説明する。
    [0062] 回転時 （加工時） は切養ス イ タ チ 1 05 a は a 側に切替 わってお り 、 速度制御ルー プが形成されている。 即ち、 加算器 1 02a には速度指令回路 105から の速度指令 C V と タ コ ジェ ネ 1 ό から の実達度 が入力されてお り 、 該加算器 1 02 aからは速度傷差電圧が ffi力される。 こ の 速度偏差電圧に応じてサイ リ ス タ 回路 1 02d を構成する 各サ イ リ ス タ の点弧角が電圧位栢変換器 1 02 C に よ り 制 御され、 主軲モー タ 1 2 に印加される電圧は增減する。 この結果、 主截モ ー タ 1 2 の実速度 は指令速度 C V と一致する よ う に増減する。 以後、 上記速度僞差が零と なる よ う に速度龃街され、 生軸回転時には略指令速度で 回転する こ とになる。
    [0063] 上記状態において切削作業が終了すれば定位置指令回 路 201 か ら時刻 t0においてオ リ ェ ン テー シ ョ ン指令
    [0064] ORCMがルー プ切替回路 1 04 b に入力され、 同時に速度
    [0065] Oi.PI _ 指令 C Vは零と なる。 こ れに よ り 、 実速度 A Vは減少し 時刻 において零 （所定の 定速度であっても よい） と なる o
    [0066] 実速度 A Vが零と なれば速度零信号 VZRが位置儒差信 号発生回路 1 04 d 内部で発生し、 こ の速度零信号 VZBに よ り ル ー プ切替回路 1 04 e の作用で切替ス ィ ク チ 1 03 a は b側に切替り 、 速度制御から位置制御に移行する。 又、 VZRによ り 位置傷差信号発生回路 1 04 d はまず初期設定 · 電圧 ISV (=Vり を出力する。 こ れに よ り 主軸は再び回 転を開始し実速度信号 は V i と等し く なる よ う に上 昇する。 そ して、 発磁体 202 a が回転を続け、 第 1 回 目 の定位置に到達すれば （時刻 t¾) 、 位置偏差信号癸生回 路 1 04 d は以後コ アー ス位置傷差信号 CPD (第 7 図参照） を出力する。 主軸が更に回転をつづけ癸磁体 202 a が第 1 近傍領域 A¾ に近ずけば （時刻 ） 位置儒差信号発生 器 1 04 d はパイ ァ ス信号 BISを出力し、 そ して第 2 近傍 領域 AR2 に到達すれば （時刻 ^) 以後フ ァ イ ン位置偏差 信号 D Vを ffi力し、 該フ ァ イ ン位置偏差信号； D Vが零に なった とき停止し、 主軸定位置停止制御が終了する。 尚、 位置偏差信号発生回路 1 04d の詳細は特願昭 55— 178553 号を参照されたい。
    [0067] 以上、 パル ス コ ーダ （或いは ポ ジ シ ョ ン コ ーダ） から 発生するパ ル スを工具交換及び主軸の定位置停止制街に 用いた場合 （第 2 図、 第 3 図） 及びパル ス コ ーダから発 生する パ ル スを工具交換に用いる と共に磁気セ ン サ か ら ί ο ..: ι _ 癸生する信号を定位置停止制御に用いた場合 （第 6 図、 第 7 図） について説明したが、 磁気セ ン サ のみを用いて 工具交換、' 定位置停止が可能なよ う に構成する こ と もで 含る o
    [0068] 以上、 本発明によれば主軲モータ を主軸の回転のみな らず、 工具マ ガジ ン の回転にも利用できる構造であ り 、 違続的に即ち従来の よ う に間欠運動によ らず新工具を割 ffiせるため工具交換時間を短耱する こ とができる。^叉、 本発明においては工具交換動作及び加工動作に応じて適 宜工具マ ガ ジ ン の カ サ歯車と主雜機構の力サ齒車を カ ミ 合せ、 或いは力 ミ 合をはずして自動工具交換及び加工を 行な う よ う にしている が、 カ ミ 合せ前に主赣オ リ エン テ ーシ ヨ ン によ り主釉を定位置に停止させ、 常に雨カサ歯 車が し く カ ミ 合う よ う にしている から、 カ ミ 合せ時に 歯車が破損する こ とはない。
    [0069] 更に、 本発明によれば主軸モー タ を回転させる こ とに よ り工具マ ガジ ンを回転させ、 これによ り ェ具の劊 ffi を行う よ う にしたからパ ル ス コ ー ダを組合せる ことによ り 、 正確な工具割 ffiしを行な う こ とか'できる o
    [0070] C.i l
    权利要求:
    Claims
    請 求 の 範 囲
    1 少な く と も主軸と該生軸と一体に回転する第 1 の 歯車と を有する主軸機構と Ί 主軸を回転させる主軸モ ー 夕 と ； 少な く と も複数の工具を収容する収容部と 該収容 部と一体に回転する第 2 の歯車と.前記主軲撐構に対し ス ラ イ ド可能に取付け られたス ラ イ ダ部を有する工具マガ ジ ン と ； 主軸機構を z軸方向に移動させる Z軸モー タ と； 工具マガジ ン の Z釉方向の移動を拘束する拘束部材と を 設け、 加工時には前記第 1 と第 2 の歯車の力 ミ 合をはず し、 主軸モー タ によ り 主軸のみを所定速度で回転して、 該主軸に装着した工具によ り 加工を行ない、 工具交換時 には第 1 と第 2 の歯車をカ ミ 合せ、 主軸モー タ を回転す る こ とによ り工具マガジンを位置決め し所望の新工具の 割 ffiしを行な う こ と を特餒と する 自動工具交換機構。
    少な く と も生軸と該主軸と一体に回転する第 1 の 歯車と を有する主軸機構と ； 主軸を回転させる主軸モ ー タ と ； 少な く と も複数の工具を収容する収容蒭と該収容 部と一体に回転する第 2 の歯車と前記主軸機構に対しス ラ イ ド可能に取付け られたス ラ イ ダ韶を有する工具マ ガ ジ ン と ； 主軸機構を Z軸方向に移動させる Z轴モータ と； 工具マ ガジ ン の Z軸方向の移動を拘束する拘束部材と を 備なえ、 工具交換指令によ り 所定の工具を主勒に装着す る 自動工具交換機構の 自動工具交換方法において、 工具 交換指令によ り 主軸を定位置に回転停止させる と共に、 Z軸駆動モー タ を回転して工具マ ガ ジ ン と主軸機構を一
    OMPI
    ノノ
    き、' AT O 体に加工領域よ り 原点に復帰させる ステ ツ プ ； 前記拘束 部材によ り工具マガジンの移動が拘束される迄、 該工具 マ ガジ ン と主軸機構と をー侔に移動させる ス テ ツ ブ ； 拘 束部材に よ り 拘束されて後は主軸機構のみ移動させて主 軸よ り工具を解放する と共に第 1 歯車と第 2 歯車との力 ミ 合せを行なう ス テ グ ブ ； 主載モー タ を回転する こ とに よ り工具マガジン を回転させ、 指会された新工具の割 ffi しを狞な う ステ ツ ブ ； 割 ffi完了後生勒機搆を一 z方向に 移動させて主載に新工具を装着する ス テ ク ブ ； 装着後ェ 具マガジン と主 ¾機構を一体に原点迄移動させる ステツ ブを有する こ とを特徵とする 自動工具交換方法。
    2. 前記新工具を割 ffiす ス テ グ ブは、 前記主軲が所定 量回転する毎にパル スを発生するパ ル ス コーダを設ける と共に、 各工具位置を基準点よ り の発生パル ス数で特定 し、 指令された工具コー ドよ り 新工具位置を求めるス テ ク ブ、 該新工具位置と旧工具位置と を用いて主軸モー タ を回転して新工具の劐 ffiしを行な う ス テ ッ プを有する こ とを特徵とする請求の箱囲第 :2 項記載の自動工具交換方 法 o
    4- 前記生軸を定位置に回転停止させる ス テ ッ プは、 前記主軸に該主軸が所定量回転する ごとにパル ス P Pを 発生する と共に、 1 回転する毎に 1 回転信号 B Pを癸生 する ポ ジ シ ョ ン コ ー ダを設け、 1 回転信号 R Pが発生し てから所定数のパル ス が発生したとき主軸を停止さ せる こ とを特徵とする請求の範囲第 2 項記載の 自動工具 3/01029
    17
    交換方法。
    5. 前記主軸を定位置に掘転停止させる ステ ツ ブは、 前記主軸に指令停止位置の前後で S字钛の位置偏差信号 を発生する磁気セ ンサを取 #け、 磁気セ ンサか ら出力さ れる位置偏差信号が零にな っ た と き主軸を停止させる こ と を特徵と する請求の範囲第 2 項記載の 自動工具交換方 ¾ o
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    JPS5851046A|1983-03-25|
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    US4614020A|1986-09-30|
    EP0088133A1|1983-09-14|
    DE3277724D1|1988-01-07|
    EP0088133A4|1985-06-10|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    JPS52108585A|1976-03-08|1977-09-12|Fanuc Ltd|Tool position index device|
    JPS5511704A|1978-06-30|1980-01-26|Koichiro Kitamura|Automatic tool exchanger|US5348855A|1986-03-05|1994-09-20|Miles Inc.|Assay for nucleic acid sequences in an unpurified sample|US2544617A|1946-11-18|1951-03-06|Rollin H Williams|Boring and drilling apparatus|
    BE524373A|1953-02-19||||
    US3520228A|1967-04-10|1970-07-14|Giddings & Lewis|Spindle orienting and drawbolt malfunction sensing machine tool control system|
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    US4827600A|1988-04-12|1989-05-09|Miyano Machinery Usa Inc.|Automatic tool changing mechanism for a machine tool|
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    CN109014315A|2018-08-29|2018-12-18|浙江信基科技有限公司|一种汽车配件用打孔装置|
    法律状态:
    1983-03-31| AK| Designated states|Designated state(s): SU US |
    1983-03-31| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): DE FR GB |
    1983-05-06| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1982902742 Country of ref document: EP |
    1983-09-14| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1982902742 Country of ref document: EP |
    1987-11-25| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1982902742 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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