JP7737473B2 - Multi-tasking machine - Google Patents
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Description
本発明は、自動工具交換装置による工具交換を効率よく且つ適切に行う複合加工機に関する。 The present invention relates to a multi-tasking machine that efficiently and appropriately changes tools using an automatic tool changer.
工作機械には複数の工具を収納し、必要に応じて工具交換を自動で行う自動工具交換装置が用いられている。下記特許文献1には、タレットに取付ける複数の工具を収納した工具マガジンを有し、工具交換機構によってタレットに取付けられている工具と、工具マガジンに収納されている工具とを交換する自動工具交換装置が開示されている。そして、工具主軸の工具で加工を行っている間に次に使用する工具を刃物台側で準備し、さらに刃物台の工具で加工を行っている間に次に使用する工具を工具主軸側で準備することにより、工具交換に要する時間の短縮が図られている。 Machine tools use automatic tool changers that store multiple tools and automatically change tools as needed. Patent Document 1 below discloses an automatic tool changer that has a tool magazine that stores multiple tools and is attached to a turret, and uses a tool change mechanism to exchange the tool attached to the turret for a tool stored in the tool magazine. The time required for tool changes is reduced by preparing the next tool to be used on the tool post while machining is being performed with the tool on the tool post, and by preparing the next tool to be used on the tool spindle while machining is being performed with the tool on the tool post.
しかし、前記従来例の工作機械による加工中の工具交換には問題があった。前記工作機械でワーク加工を行う場合、刃物台の工具で加工を行っている間はワークからの切粉や冷却などに使用されるクーラントが飛び散っている。そうした環境の加工室内で行う工具交換では、飛び散る切粉が工具主軸の工具装着部に入り込んでしまい、噛み込んだ切粉によって工具が適切に装着されないことで加工精度を低下させてしまう。一方、工具交換を刃物台での加工が終了した後に行っていたのではサイクルタイムがのびてしまい、加工効率を低下させてしまうことになる。However, changing tools during machining using the conventional machine tools described above poses a problem. When machining a workpiece using the machine tools described above, chips from the workpiece and coolant used for cooling purposes are scattered around while the tool on the turret is being used for machining. When changing tools in a machining chamber in such an environment, the scattered chips can get into the tool mounting section of the tool spindle, preventing the tool from being properly mounted and reducing machining accuracy. On the other hand, changing tools after machining on the turret is complete increases the cycle time, reducing machining efficiency.
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、加工時間の短縮を図りつつ適切な工具交換を行う複合加工機を提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve this problem, the present invention aims to provide a multi-tasking machine that performs appropriate tool changes while shortening machining time.
本発明の一態様における複合加工機は、チャック機構によって把持したワークに回転を与えるワーク主軸装置と、複数のタレット工具の中から旋回割出ししたタレット工具によって前記ワーク主軸装置に把持されたワークに加工を行うタレット装置と、交換可能な主軸ヘッド工具を回転させることにより前記ワーク主軸装置に把持されたワークに加工を行う工具主軸装置と、前記工具主軸装置に対する前記主軸ヘッド工具の交換を行う自動工具交換装置と、前記タレット装置と前記工具主軸装置との間に設けられた開閉可能な分離シャッタと、前記各装置および前記分離シャッタの駆動を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記ワーク主軸装置に把持されたワークに前記タレット装置および前記工具主軸装置による連続した加工を行う加工工程において、前記分離シャッタが閉じている場合には、前記タレット装置によるワークの加工と並行して、前記自動工具交換装置に対し前記工具主軸装置の前記主軸ヘッド工具を交換させる場合に、前記分離シャッタの開閉状態の検出結果に従い、前記分離シャッタが閉じていることが確認できた場合には、前記主軸ヘッド工具の交換を前記タレット装置によるワークの加工と並行して行わせ、前記分離シャッタが閉じていることが確認できない場合には、前記主軸ヘッド工具を交換手前の位置に待機させ、前記タレット装置によるワークの加工終了後に当該主軸ヘッド工具の交換を行わせるものである。 A multi-tasking machine according to one aspect of the present invention comprises a work spindle unit that imparts rotation to a workpiece gripped by a chuck mechanism, a turret unit that performs machining on the workpiece gripped by the work spindle unit using a turret tool that is swivel-indexed from among a plurality of turret tools, a tool spindle unit that performs machining on the workpiece gripped by the work spindle unit by rotating an exchangeable spindle head tool, an automatic tool changer that exchanges the spindle head tool with respect to the tool spindle unit, an openable and closable separation shutter provided between the turret unit and the tool spindle unit, and a control device that controls the driving of each of the devices and the separation shutter, and the control device controls the driving of the workpiece gripped by the work spindle unit. In a machining process in which continuous machining is performed by the turret device and the tool spindle device, if the separation shutter is closed, the automatic tool changer is caused to change the spindle head tool of the tool spindle device in parallel with the machining of the workpiece by the turret device . In this case, if it is confirmed that the separation shutter is closed according to the detection result of the open/closed state of the separation shutter, the spindle head tool is changed in parallel with the machining of the workpiece by the turret device, and if it is not confirmed that the separation shutter is closed, the spindle head tool is made to wait at a position just before the change, and the spindle head tool is changed after the machining of the workpiece by the turret device is completed .
前記構成によれば、ワーク主軸装置に把持されたワークに対する加工がタレット装置による加工と工具主軸装置による加工との連続である場合に、分離シャッタが閉じていることが確認できた場合には、タレット装置によって行われるワーク加工の切粉などから工具主軸装置を防ぐことができ、その加工と並行して自動工具交換装置による工具主軸装置の工具交換が行われる。 According to the above configuration, when the processing of the workpiece held by the workpiece spindle device is a sequence of processing by the turret device and processing by the tool spindle device, if it is confirmed that the separation shutter is closed, the tool spindle device can be protected from chips and other particles produced by the workpiece processing performed by the turret device, and tools for the tool spindle device are changed by the automatic tool changer in parallel with the processing.
本発明に係る複合加工機の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図1および図2は、本実施形態の複合加工機の主要な構造を示した斜視図および側面図である。この複合加工機1は、把持したワークWに回転を与える第1ワーク主軸装置3および第2ワーク主軸装置4と、ワークWの加工に対応した複数のタレット工具Taを有する第1タレット装置5および第2タレット装置6とがそれぞれ左右対称に配置された対向2軸旋盤に加え、機体中央に旋盤では難しい加工を実行するための工具主軸装置2が設けられている。An embodiment of the multi-tasking machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 and 2 are a perspective view and a side view showing the main structure of the multi-tasking machine of this embodiment. This multi-tasking machine 1 includes an opposed twin-axis lathe, in which a first workpiece spindle unit 3 and a second workpiece spindle unit 4 are arranged symmetrically to impart rotation to the gripped workpiece W, and a first turret unit 5 and a second turret unit 6 are arranged with multiple turret tools Ta corresponding to the machining of the workpiece W. In addition, a tool spindle unit 2 is provided in the center of the machine body to perform machining that is difficult to perform on a lathe.
第1および第2ワーク主軸装置3,4(以下、両装置共通の説明する場合はワーク主軸装置3,4とする)は、円筒形状の主軸台12にスピンドルが回転自在に組み込まれ、そこに加工対象であるワークWを把持および解放するチャック機構11が組み付けられている。そのスピンドルにはスピンドルモータの駆動によってチャック機構11が回転し、把持されたワークWに対する加工時の位相決めや所定速度での回転が与えられるようになっている。 The first and second work spindle devices 3, 4 (hereinafter, when describing both devices generically, they will be referred to as work spindle devices 3, 4) have a spindle rotatably mounted on a cylindrical headstock 12, to which is attached a chuck mechanism 11 that grips and releases the workpiece W to be machined. The chuck mechanism 11 rotates on the spindle when driven by a spindle motor, allowing the gripped workpiece W to be phased during machining and rotate at a predetermined speed.
ワーク主軸装置3,4は主軸スライド13の上に搭載され、ベッド7の前側傾斜面をZ軸方向に移動するよう構成されている。主軸の中心線は機体幅方向であって且つ水平に設計されているが、本実施形態においてZ軸方向とは、この中心線に平行な方向をいう。主軸スライド13は、Z軸に平行なガイドレール上を摺動するよう組み付けられ、ボールネジ機構によってZ軸サーボモータ14の回転出力を直線運動に変換した直線移動が可能になっている。 The workpiece spindle devices 3 and 4 are mounted on the spindle slide 13 and are configured to move in the Z-axis direction on the front inclined surface of the bed 7. The center line of the spindle is designed to be horizontal and oriented in the width direction of the machine body, but in this embodiment, the Z-axis direction refers to the direction parallel to this center line. The spindle slide 13 is assembled to slide on a guide rail parallel to the Z-axis, and a ball screw mechanism enables linear movement by converting the rotational output of the Z-axis servo motor 14 into linear motion.
次に、第1タレット装置5および第2タレット装置6(以下、両装置共通の説明する場合はタレット装置5,6とする)は、複数のタレット工具Taの中から任意に選択した工具を使用し、ワークWに対する切削など所定の加工を行うものである。タレット装置5,6は、刃物台である円盤状のタレット15に複数のタレット工具Taが円周方向に等間隔で取り付けられ、割出し用サーボモータ16の回転制御によって、任意のタレット工具Taを円周上の加工位置に旋回割出しできるよう構成されている。Next, the first turret device 5 and the second turret device 6 (hereinafter, when describing both devices collectively, they will be referred to as turret devices 5 and 6) use tools arbitrarily selected from a plurality of turret tools Ta to perform predetermined processing, such as cutting, on the workpiece W. The turret devices 5 and 6 are configured such that a plurality of turret tools Ta are attached at equal intervals in the circumferential direction to a disk-shaped turret 15, which serves as a tool rest, and any turret tool Ta can be rotated and indexed to a processing position on the circumference by controlling the rotation of an indexing servo motor 16.
タレット装置5,6は、タレット工具Taを加工位置へと移動させるため、タレット15をZ軸に直交するXY平面上であって、水平方向および鉛直方向に対して45度の角度をもったYL軸方向とXL軸方向に移動するよう構成されている。ベッド7にはYL軸に平行な後側傾斜面701が形成され、そこに略三角形状のベーススライド17がYL軸に沿って摺動可能に搭載されている。更に、そのベーススライド17にはタレットスライド18がXL軸に沿って摺動可能に搭載されている。ベーススライド17とタレットスライド18は、それぞれにボールネジ機構が設けられ、YL軸サーボ―モータ19またはXL軸サーボモータ20の回転出力が直線運動に変換され各軸方向の直線移動が可能になっている。 To move the turret tool Ta to the machining position, the turret devices 5 and 6 are configured to move the turret 15 in the YL-axis and XL-axis directions, which are angled 45 degrees from the horizontal and vertical directions, on an XY plane perpendicular to the Z-axis. The bed 7 has a rear inclined surface 701 parallel to the YL-axis, on which a roughly triangular base slide 17 is mounted so that it can slide along the YL-axis. Furthermore, a turret slide 18 is mounted on the base slide 17 so that it can slide along the XL-axis. The base slide 17 and turret slide 18 are each equipped with a ball screw mechanism, and the rotational output of the YL-axis servo motor 19 or XL-axis servo motor 20 is converted into linear motion, enabling linear movement in each axial direction.
次に、図3は、工具主軸装置2を示した側面図である。工具主軸装置2は、主軸ヘッド21内に主軸用サーボモータや工具スピンドルが内蔵され、その下端部に設けられた工具装着部に対して、自動工具交換装置8(図5参照)に収められた様々な主軸ヘッド工具Tbの取り換えが行われるようになっている。主軸ヘッド21は、主軸スライド22に対して回転可能に取り付けられ、回転伝達機構を介してB軸モータ23の回転が伝達されるよう構成されている。 Next, Figure 3 is a side view showing the tool spindle unit 2. The tool spindle unit 2 has a spindle servo motor and tool spindle built into the spindle head 21, and various spindle head tools Tb housed in the automatic tool changer 8 (see Figure 5) can be replaced using the tool mounting section located at the bottom end of the spindle head 21. The spindle head 21 is rotatably attached to the spindle slide 22, and is configured so that the rotation of the B-axis motor 23 is transmitted via a rotation transmission mechanism.
工具主軸装置2は、ベーススライド25がY軸方向に平行な摺動を行うようにベッド7上に搭載され、そのベーススライド25には主軸スライド22がX軸方向に鉛直な摺動を行うように組み付けられている。主軸スライド22とベーススライド25は、ともにボールネジ機構によってY軸サーボ―モータまたはX軸サーボモータの回転出力が直線運動に変換され各軸方向の直線移動が可能になっている。 The tool spindle unit 2 is mounted on the bed 7 so that the base slide 25 slides parallel to the Y-axis direction, and the spindle slide 22 is attached to the base slide 25 so that it slides vertically in the X-axis direction. Both the spindle slide 22 and the base slide 25 have a ball screw mechanism that converts the rotational output of the Y-axis servo motor or X-axis servo motor into linear motion, enabling linear movement in each axis direction.
続いて、図4は、複合加工機1全体の外観斜視図である。複合加工機1は、前述した第1ワーク主軸装置3などのほか、自動工具交換装置8やワーク自動搬送装置9が機体カバー100によって覆われている。ガントリ式のワーク自動搬送装置9は、機体カバー100から上方に突き出すようにして設けられ、把持したワークWを機体内部で移動させるよう構成されている。そして、自動工具交換装置8は、機体前面から前方に突き出したマガジンカバー101内にツールマガジンが設けられている。 Next, Figure 4 is an oblique view of the overall appearance of the multitasking machine 1. In addition to the aforementioned first workpiece spindle device 3, the multitasking machine 1 also includes an automatic tool changer 8 and an automatic workpiece transport device 9, which are covered by a machine body cover 100. The gantry-type automatic workpiece transport device 9 is installed so as to protrude upward from the machine body cover 100, and is configured to move the gripped workpiece W inside the machine body. The automatic tool changer 8 has a tool magazine installed in a magazine cover 101 that protrudes forward from the front of the machine body.
ここで、図5は、機体カバー100を外した状態の複合加工機1を示した側面図である。複合加工機1は、櫓型のフレーム構体30にワーク自動搬送装置9が組み付けられ、ワークWを把持するチャック機構32の3軸方向への移動が可能になっている。また、自動工具交換装置8は、ツールマガジン31が交換装置本体33の上部に搭載され、2本の脚柱と、ベッド7に連結されたフレーム構造の支持構体とによって支えられる。自動工具交換装置8は、交換装置本体33内に主軸ヘッド工具Tbを昇降させるシフト装置が構成されており、そのシフト装置と工具主軸装置2との間で主軸ヘッド工具Tbを交換するツールチェンジャ35が設けられている。
5 is a side view showing the multitasking machine 1 with the machine body cover 100 removed. The multitasking machine 1 has an automatic workpiece transport device 9 attached to a tower-shaped frame structure 30, and a chuck mechanism 32 that grips the workpiece W can move in three axial directions. The automatic tool changer 8 has a tool magazine 31 mounted on top of an exchanger main body 33 and supported by two pillars and a frame-structured support structure connected to the bed 7. The automatic tool changer 8 includes a shift device configured within the exchanger main body 33 for raising and lowering the spindle head tool Tb, and a tool changer 35 for changing the spindle head tool Tb between the shift device and the tool spindle device 2.
複合加工機1は、正面扉105,106の奥にワーク主軸装置3,4の加工室があり、各々の加工室内で同時にワークWを加工することができ、また、工具主軸装置2における工具交換を行うことも可能である。しかし、一つの空間でこれらの作業が同時に行われると、飛び散る切粉やクーラントなどが主軸ヘッド工具TbやワークWに付着してしまい悪影響を及ぼすことになる。特に、工具主軸装置2に対して行われる工具交換は、主軸ヘッド工具Tbに切粉などが付着してしまと適切な装着が行えず、その結果、加工精度を低下させてしまうことになる。そこで、複合加工機1は、図1において一点鎖線で示すように、工具主軸装置2の幅方向両側に2枚の分離シャッタ28A,28Bが設けられている。 The multitasking machine 1 has machining chambers for the workpiece spindle units 3 and 4 behind the front doors 105 and 106. Workpieces W can be machined simultaneously in each machining chamber, and tools can also be changed in the tool spindle unit 2. However, if these tasks are performed simultaneously in one space, flying chips and coolant can adhere to the spindle head tool Tb and the workpiece W, causing adverse effects. In particular, if chips or other particles adhere to the spindle head tool Tb during tool changes in the tool spindle unit 2, proper installation cannot be achieved, resulting in reduced machining accuracy. Therefore, the multitasking machine 1 is provided with two separation shutters 28A and 28B on both sides of the tool spindle unit 2 in the width direction, as shown by the dashed lines in FIG. 1.
分離シャッタ28A,28Bは、Y軸のガイドレールに従って機体前後方向に移動可能であり、同軸方向に配置されたエアシリンダの伸縮作動によって開閉が切り換えられるよう構成されている。複合加工機1は、分離シャッタ28A,28Bによる加工室の切り換えが可能であり、図8に示すように、第1ワーク主軸装置3とタレット装置5による第1加工スペース10A、第2ワーク主軸装置4と第2タレット装置6による第2加工スペース10B、そして工具主軸装置2に対して行われる工具交換スペース10Cに分けることができる。 The separation shutters 28A, 28B are movable in the longitudinal direction of the machine body along the Y-axis guide rail, and are configured to be opened and closed by the extension and retraction of air cylinders arranged in the same axial direction. The multitasking machine 1 can switch between machining chambers using the separation shutters 28A, 28B, and as shown in Figure 8, can be divided into a first machining space 10A consisting of the first workpiece spindle unit 3 and turret unit 5, a second machining space 10B consisting of the second workpiece spindle unit 4 and second turret unit 6, and a tool exchange space 10C for the tool spindle unit 2.
続いて、図6は、複合加工機1の制御システムを概念的に示した図である。複合加工機1を駆動させる制御装置50は、マイクロプロセッサ(CPU)51、ROM52、RAM53、不揮発性メモリ54などがバスライン57を介して接続されている。CPU51は制御部全体を統括制御するものであり、ROM52にはCPU51が実行するシステムプログラムや制御パラメータ等が格納され、RAM53には一時的に演算データ等が格納される。 Figure 6 is a conceptual diagram of the control system of the multi-tasking machine 1. The control device 50 that drives the multi-tasking machine 1 has a microprocessor (CPU) 51, ROM 52, RAM 53, non-volatile memory 54, etc. connected via a bus line 57. The CPU 51 controls the entire control unit, and the ROM 52 stores the system programs and control parameters executed by the CPU 51, while the RAM 53 temporarily stores calculation data, etc.
制御装置50にはI/Oユニット55に接続されたプログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)56が設けられ、ラダー形式で作成されたシーケンスプログラムによって複合加工機1の工具主軸装置2など各種加工装置の駆動部制御が行われる。不揮発性メモリ54には、加工プログラムなどが格納され、各機能指令がシーケンスプログラムによって必要な信号に変換され、I/Oユニット55から工具主軸装置2などに対して出力が行われる。The control device 50 is equipped with a programmable logic controller (PLC) 56 connected to an I/O unit 55, and a sequence program created in ladder format controls the drive units of various machining devices, such as the tool spindle unit 2 of the multi-tasking machine 1. Machining programs and the like are stored in non-volatile memory 54, and each function command is converted into the required signal by the sequence program, which is then output from the I/O unit 55 to the tool spindle unit 2 and the like.
複合加工機1では、第1または第2タレット装置5,6と工具主軸装置2による連続したワーク加工が行われ、工具主軸装置2は、自動工具交換装置6によって対応した工具への交換が行われる。本実施形態では、そうした工具交換を効率よく行うための自動工具交換プログラムが格納されている。図7は、その自動工具交換プログラムにおける処理を示したフローチャートである。特に、第1タレット装置5と工具主軸装置2による連続したワーク加工について説明するが、第2タレット装置6と工具主軸装置2による連続したワーク加工の場合も同様である。 In the multitasking machine 1, continuous workpiece machining is performed by the first or second turret unit 5, 6 and the tool spindle unit 2, and the tool spindle unit 2 is replaced with a corresponding tool by the automatic tool changer 6. In this embodiment, an automatic tool change program is stored to efficiently perform such tool changes. Figure 7 is a flowchart showing the processing of the automatic tool change program. In particular, continuous workpiece machining by the first turret unit 5 and the tool spindle unit 2 will be described, but the same applies to continuous workpiece machining by the second turret unit 6 and the tool spindle unit 2.
また、図8および図9は、分離シャッタ28A,28Bの切り換え状況を示した複合加工機1の簡略化した正面図である。分離シャッタ28A,28Bは図面を貫くY軸方向に移動するため、機内の空間を仕切る閉じた状態のときだけ図面に表している。まず、第1タレット装置5によるワーク加工が行われる場合には、分離シャッタ28Aが閉じられ第1加工スペース10Aと工具交換スペース10Cとが仕切られる(S101)。次に、第1タレット装置5の旋回割出しによって、タレット15に取り付けられた複数のタレット工具Taから該当するものが円周上の加工位置に位置決めされ、第1ワーク主軸装置3のチャック機構11に把持されたワークWに対しタレット工具Taによる加工が実行される(S102)。8 and 9 are simplified front views of the multitasking machine 1 showing the switching status of the separation shutters 28A and 28B. Because the separation shutters 28A and 28B move in the Y-axis direction, which penetrates the drawing, they are only shown in the closed state separating the interior space of the machine. First, when workpiece machining is performed by the first turret unit 5, the separation shutter 28A is closed to separate the first machining space 10A from the tool exchange space 10C (S101). Next, the first turret unit 5 rotates and indexes to position a corresponding one of the multiple turret tools Ta attached to the turret 15 at a machining position on the circumference, and machining is performed with the turret tool Ta on the workpiece W gripped by the chuck mechanism 11 of the first workpiece spindle unit 3 (S102).
次に、その後の工具主軸装置2による加工に備えて主軸ヘッド工具Tbに対する交換が行われる。そのためには分離シャッタ28Aが閉じられている必要があり、エアシリンダに設けられた検出スイッチの信号に基づいて開閉判定が行われる(S103)。分離シャッタ28Aが閉じている場合には(S103:YES)、工具主軸装置2に対する主軸ヘッド工具Tbの交換が行われる(S104)。自動工具交換装置6によって行われる工具交換は、ツールマガジン31から取り出された主軸ヘッド工具Tbがシフト装置によって下降し、工具主軸装置2に装着されている主軸ヘッド工具Tbとの交換がツールチェンジャ35によって行われる。Next, the spindle head tool Tb is replaced in preparation for subsequent machining by the tool spindle unit 2. To do this, the separation shutter 28A must be closed, and an open/close determination is made based on a signal from a detection switch provided on the air cylinder (S103). If the separation shutter 28A is closed (S103: YES), the spindle head tool Tb is replaced on the tool spindle unit 2 (S104). Tool replacement performed by the automatic tool changer 6 involves the spindle head tool Tb taken out of the tool magazine 31 being lowered by the shift device, and then being replaced with the spindle head tool Tb attached to the tool spindle unit 2 by the tool changer 35.
工具主軸装置2に対する工具交換指令(Tコード)は、従来は交換準備のための移動だけであったが、本実施形態ではTコードの指令処理に関して変更が施され、ツールチェンジャ35による工具交換までが連続して行われるようになっている。よって、第1加工スペース10A側で第1タレット装置5による加工が行われていたとしても、分離シャッタ28Aで仕切られた工具交換スペース10C内で工具交換が並行して行われる。そして、ワーク加工が終了すると(S105:YES)、分離シャッタ28Aが開き(S106)、図9に示すように工具主軸装置2による加工が実行される(S107)。 In the past, a tool change command (T code) to the tool spindle unit 2 only caused movement in preparation for the change, but in this embodiment, the T code command processing has been modified so that the process up to tool change by the tool changer 35 is carried out continuously. Therefore, even if machining is being performed by the first turret unit 5 in the first machining space 10A, tool change is carried out in parallel within the tool change space 10C separated by the separation shutter 28A. Then, when workpiece machining is completed (S105: YES), the separation shutter 28A opens (S106), and machining is performed by the tool spindle unit 2 (S107), as shown in FIG. 9.
ところで、工具主軸装置2に対する工具交換時は、切粉などの影響を受けないため加工中は分離シャッタ28Aが閉じられている必要がある。しかし、分離シャッタ28Aが故障などで閉じられないような場合には(S104:NO)、第1タレット装置5における加工は継続しつつ機体正面中央の操作盤110などに警告表示が行われる(S111)。ただし、第1タレット装置5による加工は継続し、工具主軸装置2に対する工具交換は途中までが実行される。すなわち、このときの工具交換指令は、従来と同じく交換準備のための工具呼び出し指令である(S112)。 When changing tools on the tool spindle unit 2, the separation shutter 28A must be closed during machining to avoid being affected by chips and the like. However, if the separation shutter 28A cannot be closed due to a malfunction or other reason (S104: NO), a warning is displayed on the operation panel 110 or other device located at the center of the front of the machine body while machining continues on the first turret unit 5 (S111). However, machining by the first turret unit 5 continues, and tool change on the tool spindle unit 2 is carried out only partway. In other words, the tool change command at this time is a tool call command to prepare for change, as in the past (S112).
そのため自動工具交換装置6では、ツールマガジン31から取り出された主軸ヘッド工具Tbは、シフト装置によって下降しツールチェンジャ35との交換準備位置で待機することになる。そして、第1加工スペース10A側で行われている加工の終了が確認される(S113)。加工が終了すると(S113:YES)、その後に工具交換指令(Mコード)に基づく工具交換が行われる。すなわち、加工室の外で待機している主軸ヘッド工具Tbが、工具主軸装置2に装着されている主軸ヘッド工具Tbと、ツールチェンジャ35によって交換される(S114)。そして、その後図9に示すように工具主軸装置2による加工が実行される(S107)。Therefore, in the automatic tool changer 6, the spindle head tool Tb removed from the tool magazine 31 is lowered by the shift device and waits in a position ready for exchange with the tool changer 35. The end of machining being performed in the first machining space 10A is then confirmed (S113). Once machining is completed (S113: YES), a tool change is then performed based on the tool change command (M code). That is, the spindle head tool Tb waiting outside the machining chamber is exchanged for the spindle head tool Tb attached to the tool spindle device 2 by the tool changer 35 (S114). Then, machining is performed by the tool spindle device 2 (S107), as shown in FIG. 9.
ところで、複合加工機1は、工具主軸装置2に対する工具交換時に第2ワーク主軸装置4でも加工が同時に行われることはある。そうした場合には分離シャッタ28Bについても開閉状態の確認を行い、その開閉状態に対応したステップS104またはステップS112,S114の工具主軸装置2に対する工具交換が行われる。さらに本実施形態では、第2ワーク主軸装置4に把持されたワークWに対し、第2タレット装置6と工具主軸装置2による連続したワーク加工が行われる場合があるが、そうした場合でも工具主軸装置2に対する工具交換が同様にして行われる。 Incidentally, in the multi-tasking machine 1, machining may be performed simultaneously on the second workpiece spindle unit 4 when a tool is changed on the tool spindle unit 2. In such cases, the open/closed state of the separation shutter 28B is also checked, and a tool change on the tool spindle unit 2 is performed in step S104 or steps S112 and S114 corresponding to that open/closed state. Furthermore, in this embodiment, there may be cases in which continuous workpiece machining is performed on a workpiece W held by the second workpiece spindle unit 4 by the second turret unit 6 and the tool spindle unit 2, and even in such cases, a tool change on the tool spindle unit 2 is performed in the same manner.
よって、本実施形態によれば、第1または第2タレット装置5,6と工具主軸装置2による連続したワーク加工の際、第1および第2タレット装置5,6の一方または双方の加工が行われている場合であっても、分離シャッタ28A,28Bを閉じることにより工具主軸装置2の工具交換を行うことが可能である。そのため、従来は第1または第2タレット装置5,6の加工が終了した後に工具交換を待たずに工具主軸装置2による加工を開始することができ、加工時間が短縮することになる。 According to this embodiment, when consecutive workpiece machining is performed by the first or second turret unit 5, 6 and the tool spindle unit 2, even if machining is being performed by one or both of the first and second turret units 5, 6, it is possible to perform a tool change on the tool spindle unit 2 by closing the separation shutters 28A, 28B. Therefore, machining by the tool spindle unit 2 can be started after machining by the first or second turret unit 5, 6 has finished, without waiting for a tool change, which shortens the machining time.
本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、図7に示した工具交換のフローチャートは、第1タレット装置5の加工だけを考慮した説明である。複合加工機1は、左右対称の対向2軸旋盤で構成されたものであるが、本発明は、第1ワーク主軸装置3に対して第1タレット装置5と工具主軸装置2を設けた1軸旋盤のような複合加工機であってもよい。
Although one embodiment of the present invention has been described, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
For example, the tool change flowchart shown in Fig. 7 is an explanation that takes into consideration only the machining of the first turret unit 5. The multi-tasking machine 1 is configured as a bilaterally symmetrical opposed two-spindle lathe, but the present invention may also be applied to a multi-tasking machine such as a single-spindle lathe in which the first turret unit 5 and the tool spindle unit 2 are provided relative to the first workpiece spindle unit 3.
1…複合加工機 2…工具主軸装置 3…第1ワーク主軸装置 4…第2ワーク主軸装置 5…第1タレット装置 6…第2タレット装置 8…自動工具交換装置 9…ワーク自動搬送装置 10A…第1加工スペース 10B…第2加工スペース 10C…工具交換スペース 11…チャック機構 15…タレット 21…主軸ヘッド 28A,28B…分離シャッタ 31…ツールマガジン 35…ツールチェンジャ 50…制御装置 Ta…タレット工具 Tb…主軸ヘッド工具
REFERENCE SIGNS LIST 1... Multi-tasking machine 2... Tool spindle device 3... First workpiece spindle device 4... Second workpiece spindle device 5... First turret device 6... Second turret device 8... Automatic tool changer 9... Automatic workpiece transport device 10A... First machining space 10B... Second machining space 10C... Tool change space 11... Chuck mechanism 15... Turret 21... Spindle head 28A, 28B... Separation shutter 31... Tool magazine 35... Tool changer 50... Control device Ta... Turret tool Tb... Spindle head tool
Claims (2)
複数のタレット工具の中から旋回割出ししたタレット工具によって前記ワーク主軸装置に把持されたワークに加工を行うタレット装置と、
交換可能な主軸ヘッド工具を回転させることにより前記ワーク主軸装置に把持されたワークに加工を行う工具主軸装置と、
前記工具主軸装置に対する前記主軸ヘッド工具の交換を行う自動工具交換装置と、
前記タレット装置と前記工具主軸装置との間に設けられた開閉可能な分離シャッタと、
前記各装置および前記分離シャッタの駆動を制御する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、前記ワーク主軸装置に把持されたワークに前記タレット装置および前記工具主軸装置による連続した加工を行う加工工程において、前記分離シャッタが閉じている場合には、前記タレット装置によるワークの加工と並行して、前記自動工具交換装置に対し前記工具主軸装置の前記主軸ヘッド工具を交換させる場合に、
前記分離シャッタの開閉状態の検出結果に従い、前記分離シャッタが閉じていることが確認できた場合には、前記主軸ヘッド工具の交換を前記タレット装置によるワークの加工と並行して行わせ、前記分離シャッタが閉じていることが確認できない場合には、前記主軸ヘッド工具を交換手前の位置に待機させ、前記タレット装置によるワークの加工終了後に当該主軸ヘッド工具の交換を行わせる複合加工機。 a work spindle device that rotates the work held by the chuck mechanism;
a turret device that performs machining on a workpiece held by the workpiece spindle device using a turret tool that is rotationally indexed from among a plurality of turret tools;
a tool spindle device that performs machining on a workpiece held by the workpiece spindle device by rotating an exchangeable spindle head tool;
an automatic tool changer that changes the spindle head tool for the tool spindle device;
an openable and closable separation shutter provided between the turret device and the tool spindle device;
a control device that controls the driving of each of the devices and the separation shutter;
and
When the separation shutter is closed in a machining process in which continuous machining is performed on a workpiece held by the workpiece spindle device using the turret device and the tool spindle device, the control device causes the automatic tool changer to change the spindle head tool of the tool spindle device in parallel with machining of the workpiece by the turret device,
According to the detection result of the open/closed state of the separation shutter, if it is confirmed that the separation shutter is closed, the spindle head tool is replaced in parallel with the processing of the workpiece by the turret device, and if it is not confirmed that the separation shutter is closed, the spindle head tool is made to wait at a position just before replacement, and the spindle head tool is replaced after the processing of the workpiece by the turret device is completed .
前記制御装置は、前記第1または第2ワーク主軸装置に把持されたワークに対し、対応する前記第1または第2タレット装置と前記工具主軸装置とによる連続した加工を行う加工工程で、前記2枚の分離シャッタの開閉状態を検出し、前記自動工具交換装置によって前記工具主軸装置の前記主軸ヘッド工具を交換させる請求項1に記載の複合加工機。 the work spindle device and the turret device have an opposing two-axis structure consisting of a first work spindle device and a second work spindle device, and a first turret device and a second turret device, with the tool spindle device disposed therebetween, and two separation shutters are disposed on both sides of the tool spindle device in the width direction to separate the first turret device and the second turret device,
2. The multi-tasking machine according to claim 1, wherein the control device detects the open/closed states of the two separation shutters during a machining process in which a workpiece held by the first or second workpiece spindle device is continuously machined by the corresponding first or second turret device and the tool spindle device, and causes the automatic tool changer to change the spindle head tool of the tool spindle device.
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| FUJI GYROFLEX,YouTube [online] [video],2021年05月31日,[2025年6月9日検索], <URL:https://www.youtube.com/watch?v=Mq95ty6ckOc> |
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