JP2001219329A

JP2001219329A - 工作機械

Info

Publication number: JP2001219329A
Application number: JP2000027929A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miyashita; 浩志宮下
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2000-02-04
Publication date: 2001-08-14

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の工具マガジン３０の配置位置を誤らな
いようにする。【解決手段】工作機械におけるワークを載置するテー
ブル１６と一体的に移動する載置台３１上に、多数の工
具を着脱自在に配置した複数の工具マガジン３０が並列
状に載置され且つ着脱自在とする。載置台３１の表面に
は、一対の位置決めピン３５、３６を突設すると共に、
位置決めピン３６の位置から適宜距離隔てた位置に、各
個別識別用係合部としての突起ピン４２ａ〜４２ｈをそ
の配置間隔が互いに異なるように突設する。工具マガジ
ン３０の下面側に、位置決めピン３５、３６が嵌まり得
る位置決め溝を形成すると共に、対応する載置位置にセ
ットすべき工具マガジン３０の下面には、対応する載置
部の突起ピン４２ａ〜４２ｄにのみ嵌まる位置に個別識
別用係合部としての係合溝を穿設しておく。これによ
り、対応する載置部に対応する工具マガジン３０のみが
配置可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マシニングセンタ
ー等の工作機械の構成に係り、より詳しくは、該工作機
械に着脱自在に配置する工具マガジンを誤りなく設置で
きるようにする構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば電子部品のプリント基
板に孔開け加工を施すための自動（ＮＣ制御）の工作機
械では、多種類（直径が異なる等）の工具（穴あけドリ
ル）を交換して使用する必要があることや、無人で全自
動加工作業を連続して実行する場合に工具が折損したり
摩耗したとき交換する必要があること等から、予め、多
種類及び同種類で多数の工具を準備する必要がある。そ
の実施形態の一つとして、多種類及び同種類で多数の工
具を着脱自在に配置できる複数の工具マガジンを工作機
械の基台上の所定の載置部に取り外し可能に載置してい
るのが通常であった。

【０００３】この場合、例えば、１つの工具マガジンに
５０箇所の工具取付け箇所（装着孔）が穿設されてお
り、工具マガジンの載置部には８つの工具マガジンを取
付けできるように構成されているとするとき、工具取付
け箇所には端から順にNo. １からNo. ４００までの配置
番地を振り分け、工作機械のＮＣ制御部のメモリには、
配置番地と工具の種類とを対応させて予め記憶させてお
き、上述のように、工具の交換時には、所定の配置番地
の工具をピックアップするのであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
工具マガジンの一つでも、前記所定の載置部とは異なる
載置部に誤ってセットすると、前記ＮＣ制御部のメモリ
のデータと異なり、ワークの所定の箇所に所定の孔径を
穿設できない等、工作誤りが発生してしまい、正しい製
品が作成できなくなるという問題があった。

【０００５】本発明は、前記従来の問題点を解決し、誤
りなく、複数の工具マガジンを所定の載置部にセットで
きるようにした工作機械を提供することを目的とすもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明の工作機械は、基台上に、少
なくとも、ワークを載置するテーブルと、該テーブルに
対して相対的に移動可能な主軸と、該主軸に取り付ける
ための複数の工具を着脱自在に配置した複数の工具マガ
ジンとを備えてなるマシニングセンター等の工作機械に
おいて、前記各工具マガジンと、その各載置部とには、
工具マガジン毎の位置決め手段と、工具マガジン毎の個
別識別用係合部とを備え、対応する載置部に対応する工
具マガジンのみが配置可能となるように構成したもので
ある。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の工作機械において、前記各個別識別用係合部は、前記
位置決め手段に対する配置位置を各々変位させて設け、
対応する載置部に対応する工具マガジンのみが配置可能
となるように構成したものである。

【０００８】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
に記載の工作機械において、前記各個別識別用係合部
は、前記位置決め手段に対する配置位置を同じくする一
方、各個別識別用係合部の形状を変更させて、対応する
載置部に対応する工具マガジンのみが配置可能となるよ
うに構成したものである。

【０００９】他方、請求項４に記載の発明は、請求項１
に記載の工作機械において、前記各個別識別用係合部
は、前記位置決め手段に対する配置位置を各々変位させ
ること及び各個別識別用係合部の形状を変更させことの
組み合わせにより、対応する載置部に対応する工具マガ
ジンのみが配置可能となるように構成したものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明を具体化した実施形
態について説明する。図１は本発明を適用する工作機械
（プリント基板穴あけ機）の正面図、図２は平面図、図
３は工具マガジンの載置部の平面図、図４は工具マガジ
ンを取り除いた状態の載置部の平面図、図５は図３のＶ
−Ｖ線矢視側断面図である。

【００１１】図１及び図２に示すように、本発明の工作
機械１における鋳鉄製等の基台２の下端には、工作機械
１の据え付け時の水平を出すために、４箇所のアジャス
タボルト３が備えられている。

【００１２】前記基台２の上面後寄り部位には、門型で
左右に長いコラム４を立設する一方、該コラム４の前面
側には、左右方向（図１に示すＸ方向）に長い上下一対
のＸ軸ガイドレール７、７が配置され、該両Ｘ軸ガイド
レール７、７に対して主軸ブロック６を備えたヘッド５
が左右移動自在に搭載され、コラム４の前面に配置した
ボールネジ８及びこれを駆動するＸ軸モータ９により、
ヘッド５が左右移動可能に構成されている。前記主軸ブ
ロック６は前記ヘッド５の前面に上下方向に取付けられ
たＺ軸ガイドレール１０に沿って上下方向（図１のＺ軸
方向）に移動可能であり、前記ヘッド５に取付けられた
Ｚ軸モータ１１及びボールネジ１２を介して、主軸ブロ
ック６は上下方向に移動させられる。そして、この主軸
ブロック６に設けた主軸モータ１３により図示しない主
軸が回転し、その主軸の下端側に装着される工具（図示
せず）により切削等の加工を行うように構成されてい
る。

【００１３】コラム４より前方の基台２上には、図示し
ないワーク（実施形態ではプリント基板である）を取付
け固定するためのテーブル１６が前後方向（図２に示す
Ｙ軸方向）に長い左右一対のＹ軸ガイドレール１７、１
７に沿って移動可能であって、該両Ｙ軸ガイドレール１
７、１７と平行状に配置されたボールネジ１８と基台２
の後部寄りに配置したＹ軸モータ１９とにより、テーブ
ル１６は基台２の上面側で前後方向（Ｙ軸方向）に移動
させられる。

【００１４】なお、前記ヘッド５には撮像手段（ＣＣＤ
カメラ）２０がその光軸を前記図１のＺ軸と平行状にし
て取付け台２１を介して取付けられ、後述するテーブル
１６のプリント基板上に形成された画像認識マークを撮
像し、認識することにより、プリント基板の位置ずれを
補正可能に構成されている。

【００１５】前記テーブル１６の上面側には、図示しな
いが、上面開放状のエア通路溝が多数形成され、その上
面にプレートを重ねる。このプレートの四隅等には上下
に貫通する小径の貫通孔が多数穿設され、さらにこのプ
レートの上面にプリント基板を載せる。そして、前記テ
ーブル１６のエア通路溝に連設した吸着ホース及びポン
プ乃至ブロワー（図示せず）を介してエアを吸引し、加
工中にプリント基板がテーブル１６から外ずれず、且つ
各位置ずれしないように構成されている。

【００１６】そして、本発明に係る複数の工具マガジン
３０を載置するための横長の載置台３１は、テーブル１
６の前縁から前方に突出するように設けられ、テーブル
１６と一体的に前後移動する。この板状の載置台３１に
は、図３及び図４に示すように、例えば、８つの工具マ
ガジン３０を一列状にして載置できるように、図４の左
から順に番号１〜８が付されたナンバープレート３２が
固定されている。そして、各工具マガジン３０の載置部
箇所毎に、位置決め手段としての前後一対の位置決めピ
ン３５、３６が所定間隔（工具マガジン３０の幅寸法に
略等しい間隔）にて突設されている。実施形態における
各位置決めピン３５、３６は、その先端が半球状の丸棒
軸にて形成することにより、各工具マガジン３０両足片
３０ｂ，３０ｃを載置台３１の表面を滑らせて移動し、
後述する位置決め溝４０、４１に対して位置決めピン３
５、３６が嵌まるとき、円滑に入り得るのである。さら
に、載置台３１の前端には、各工具マガジン３０を固定
するためのねじ進退動可能なプランジャ３７がプランジ
ャホルダ板３８に装着されている。

【００１７】他方、各工具マガジン３０は、図３（工具
マガジン３０の平面図）、図５、図６（ａ）（工具マガ
ジン３０の下面図）及び図６（ｂ）（一方の足片の正面
図）に示すように、平面視略矩形の収納板３０ａと該収
納板３０ａの下面側に突出する前後一対の足片３０ｂ、
３０ｃとからなり、収納板３０ａには、５列１０行に工
具３３（図５参照）を差し込み立設できる配置孔３４が
形成されている。そして、各工具マガジン３０における
前後一対の足片３０ｂ、３０ｃには、前記位置決めピン
３５、３６がきっちりと嵌まり得る位置決め手段として
の位置決め溝４０、４１が凹み形成されている。前記プ
ランジャ３７に近い側の位置決めピン３５に嵌まる位置
決め溝４０は、足片３０ｂの前後厚さ方向に貫通し、且
つ下向き開放状の溝であり、他方の位置決め溝４１は、
前記プランジャ３７にて工具マガジン３０を押す方向に
開口し、且つ位置決めされたとき、位置決めピン３６の
側面が当接するような盲溝である（図６（ａ）参照）。
なお、前記実施形態における工具マガジン３０の収納板
３０ａの上下端部に凹み部３９を形成して、作業者が工
具マガジン３０を掴み易い（運搬容易となる）ようにし
ている。また、各工具マガジン３０の表面等には、その
個別認識のための番号を付しておくことが好ましく、さ
らに識別容易のために色彩（模様）等を各工具マガジン
３０毎に異なるようにして付しても良い。

【００１８】次に、前記各工具マガジン３０を、その配
置位置を違えることなく正確な所定位置にセットするた
めの構成について説明する。その第１実施形態は、図４
と図６（ａ）、図６（ｂ）に示すごとく、前記載置台３
１の表面には、前記一方の位置決めピン３６の位置から
適宜寸法隔てた位置に、各個別識別用係合部としての突
起ピン４２ａ〜４２ｈを突設する。この場合、図４に示
すごとく、番号１〜４までは、位置決めピン３６の左側
に突起ピン４２ａ〜４２ｄを突設するものとし、且つそ
の配置間隔を順次狭くする。例えば、最左端（番号１箇
所）の位置決めピン３６とそれに対応する突起ピン４２
ａとの間隔（距離）を（Ｘ１）とするとき、番号２の箇
所では、位置決めピン３６と突起ピン４２ｂとの間隔を
（Ｘ１−Δ）とし、番号３の箇所では位置決めピン３６
と突起ピン４２ｃとの間隔を（Ｘ１−２Δ）、番号４の
箇所では位置決めピン３６と突起ピン４２ｄとの間隔を
（Ｘ１−３Δ）とするという具合である。他方、番号５
〜８までは、位置決めピン３６より右側に突起ピン４２
ｅ〜４２ｈを突設するものとし、且つその配置間隔を順
次広くする。例えば、番号５の箇所では位置決めピン３
６と突起ピン４２ｅとの間隔を（Ｘ１−３Δ）とし、順
次Δずつ間隔を広げるという具合である。

【００１９】一方、各工具マガジン３０には、その一方
の足片３０ｃの下面側に形成した位置決め溝４１の側方
（右または左）に、前記対応する突起ピン４２ａ〜４２
ｈのみが係合し得る各個別識別用係合部としての係合溝
４３ａ〜４３ｈを所定距離隔てて凹み形成するのであ
る。従って、例えば、前記番号１の箇所に載置すべき工
具マガジン３０については、その上面からみて位置決め
溝４１の左側に距離（Ｘ１）だけ隔てた位置に係合溝４
３ａを形成するのであり、番号２の箇所に載置すべき工
具マガジン３０については、その上面からみて位置決め
溝４１の左側に距離（Ｘ１−Δ）だけ隔てた位置に係合
溝４３ｂを形成する。番号３の箇所に載置すべき工具マ
ガジン３０については、同様にして位置決め溝４１の左
側に距離（Ｘ１−２Δ）だけ隔てた位置に係合溝４３ｃ
を形成し、番号４の箇所に載置すべき工具マガジン３０
については、同様にして位置決め溝４１の左側に距離
（Ｘ１−３Δ）だけ隔てた位置に係合溝４３ｄを形成す
る。番号５から８までは、位置決め溝４１の右側にそれ
ぞれ対応する距離だけ隔てて係合溝４３ｅ〜４３ｈを形
成すれば良い。

【００２０】上記の構成によれば、ＮＣ制御による通常
の工作（穴あけ）作業時には、ヘッド５とテーブル１６
とを相対的にＸ方向及びＶ方向に適宜移動させ、テーブ
ル１６上の奥側のワーク（プリンタ基板）の所定の工作
位置の上方に工具が位置すれば、主軸ブロック６をＺ方
向に下降させて穴あけ作業を実行する。

【００２１】そして、上記のように、各個別認識用係合
部としての、載置台３１上の突起ピン４２ａ〜４２ｈ
と、工具マガジン３０における係合溝４３ａ〜４３ｈと
を位置決めピン３６（位置決め溝４１）からの距離がそ
れぞれ異なるように設定して設ければ、作業者が所定の
載置部に誤った工具マガジン３０をセットしようとして
も、突起ピン４２ａ〜４２ｈの高さの分だけ工具マガジ
ン３０が浮き上がり、セットできなくなるので、間違っ
た工具で加工するという事故を確実に防止することがで
きる。換言すれば、所定の種類及び本数の工具を所定の
順序で予め装着した、所定の工具マガジン３０を、所定
の載置部に確実にセットできるので正確な加工を保証す
ることができるのである。

【００２２】図７は、各個別認識用係合部の他の実施形
態を示し、この実施形態では、載置台３１の表面に突出
させる突起ピン４４の形状（形態）を設置位置毎（前記
番号毎）に異ならせる一方、各工具マガジン３０の足片
３０ｃに設ける係合溝４５の断面形状も対応する前記突
起ピン４４のみが挿通できるように異ならせるのであ
る。例えば、図７（ａ）〜図７（ｄ）の実線に示すごと
く、突起ピン４４を、その直径が異なる大径部４４ａと
小径部４４ｂとの段付き状に形成し、且つ大径部４４ａ
の高さ寸法Ｈ１をそれぞれ異なるように設定すると共
に、小径部４４ｂの上端までの高さ寸法Ｈ２もそれぞれ
異なるように設定する。他方、各工具マガジン３０側の
係合溝４５も、前記大径部４４ａ及び小径部４４ｂに対
応するように大径係合溝４５ａと小径係合溝４５ｂとの
段付き状に形成すると共に、その高さ（深さ）寸法も対
応させて形成するのである（図７の点線部分は係合溝４
５の断面形状を示す）。

【００２３】このように、突起ピン４４と係合溝４５の
形状をそれぞれ異ならせるだけで、位置決めピン３６
（位置決め溝４１）からの距離を同じに設定しても、対
応する番号の載置部には対応する工具マガジン３０のみ
しかセットできないことになる。また、図７（ａ）〜図
７（ｄ）で４つの異なる形状のものを、位置決めピン３
６（位置決め溝４１）対して左に設置するものと右に設
置するものとに配置位置を異ならせると、合計８つの個
別認識ができる。さらに、突起ピン４４と係合溝４５の
形状をそれぞれ異ならせたものを、位置決めピン３６
（位置決め溝４１）対する配置間隔が異なるように設定
すれば、さらに多数の個別認識ができることになる。

【００２４】図８（ａ）〜図８（ｄ）に示すさらに他の
実施形態では、載置台３１上に突設する前記突起ピン４
６を、小径部４６ｃを挟んで大径部４６ａ，４６ｂを上
下２つ設けた形状とし、且つ、各大径部４６ａ，４６ｂ
並びに小径部４６ｃの高さ寸法を異なる組み合わせに設
定する（図８（ａ）〜図８（ｄ）の実線部分参照）。こ
れに対応させて、工具マガジン３０の足片３０ｃに設け
る係合溝４７の断面形状も対応させた２箇所の大径係合
溝４７ａ，４７ｂと小径係合溝４７ｃとの組み合わで各
高さが異なるように組み合わせた形状とする（図８
（ａ）〜図８（ｄ）の点線部参照）。図７及び図８の実
施形態では、一対の位置決めピン３５，３６を結ぶ直線
と平行状に工具マガジン３０を載置台３１の表面て滑り
移動させたとき（突起ピン４４（４６）の軸線に対して
係合溝４５（４７）が直交する方向に移動するとき）の
み挿通できるように異ならせるのである。

【００２５】この実施形態でも、図７の実施形態と同様
に、突起ピン４６と係合溝４７の形状をそれぞれ異なら
せるだけで、位置決めピン３６（位置決め溝４１）から
の距離を同じに設定しても、対応する番号の載置部には
対応する工具マガジン３０のみしかセットできないこと
になる。また、図８（ａ）〜図８（ｄ）で４つの異なる
形状のものを、位置決めピン３６（位置決め溝４１）対
して左に設置するものと右に設置するものとに配置位置
を異ならせると、合計８つの個別認識ができる。さら
に、突起ピン４６と係合溝４７の形状をそれぞれ異なら
せたものを、位置決めピン３６（位置決め溝４１）対す
る配置間隔が異なるように設定すれば、さらに多数の個
別認識ができることになる。

【００２６】さらに他の実施形態として、図示しない
が、載置台３１から突出させる軸状の突起ピンの断面形
状を円形、矩形、正方形、三角形、菱形、六角形等とし
て、載置部の番号箇所毎にその形状を変更しておく。こ
のときの突起ピンの軸線は前記位置決めピン３５、３６
の軸線と平行状とする。他方、対応させる工具マガジン
３０の足片３０ｃの下面には前記突起ピンの形状に等し
い孔状の係合部を穿設する。そして、工具マガジン３０
の収納板３０ａの下面が載置台３１の表面と平行状にて
接近させて互いを嵌め合わせるようにしても良いのであ
る。

【００２７】前記各実施形態において、工具マガジン３
０は合成樹脂材にて形成しても良いし、金属製であって
も良い。

【００２８】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１に記載
の発明の工作機械は、基台上に、少なくとも、ワークを
載置するテーブルと、該テーブルに対して相対的に移動
可能な主軸と、該主軸に取り付けるための複数の工具を
着脱自在に配置した複数の工具マガジンとを備えてなる
マシニングセンター等の工作機械において、前記各工具
マガジンと、その各載置部とには、工具マガジン毎の位
置決め手段と、工具マガジン毎の個別識別用係合部とを
備え、対応する載置部に対応する工具マガジンのみが配
置可能となるように構成したものである。

【００２９】このように構成すれば、各工具マガジンを
載置部における位置決め手段の箇所を基準にして配置し
たとき、各工具マガジン毎に設けた個別識別用係合部
と、各載置部毎に設けた個別識別用係合部とが一致する
ものだけが正確にセットでき、その他のものはセットで
きなくなり、作業者が所定の載置部に誤った工具マガジ
ンをセットするという誤り作業を皆無にできる結果、工
作物に対して正しい加工を確実に行えるという効果を奏
する。

【００３０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の工作機械において、前記各個別識別用係合部は、前記
位置決め手段に対する配置位置を各々変位させて設け、
対応する載置部に対応する工具マガジンのみが配置可能
となるように構成したものである。このように構成すれ
ば、請求項１に記載の発明による効果に加えて、各個別
識別用係合部の形状を一通りにして、設置位置さえ変更
すれば良く、構成が至極簡単になるという効果を奏す
る。

【００３１】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
に記載の工作機械において、前記各個別識別用係合部
は、前記位置決め手段に対する配置位置を同じくする一
方、各個別識別用係合部の形状を変更させて、対応する
載置部に対応する工具マガジンのみが配置可能となるよ
うに構成したものである。このように構成すれば、請求
項１に記載の発明による効果に加えて、各個別識別用係
合部の形状の違いを作業者が目視でも確認し易くなり、
誤り作業を少なくできるという効果を奏する。

【００３２】他方、請求項４に記載の発明は、請求項１
に記載の工作機械において、前記各個別識別用係合部
は、前記位置決め手段に対する配置位置を各々変位させ
ること及び各個別識別用係合部の形状を変更させことの
組み合わせにより、対応する載置部に対応する工具マガ
ジンのみが配置可能にとなるように構成したものである
から、請求項１に記載の発明による効果に加えて、個別
識別の組み合わせ数を多くなるように設定でき、多数の
工具マガジンを誤りなく所定位置にセットできるという
効果を奏するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】工作機械の正面図である。

【図２】工作機械の平面図である。

【図３】工具マガジン載置部分の拡大平面図である。

【図４】工具マガジンを取り外した状態の載置部分の拡
大平面図である。

【図５】（ａ）は図３のＶａ−Ｖａ線矢視断面図、
（ｂ）は図４のＶｂ−Ｖｂ線矢視断面図である。

【図６】（ａ）は工具マガジンの下面図、（ｂ）は図６
（ａ）のVIb −VIb 線矢視側面図である。

【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、
小径部と大径部の高さを違えた突起ピンと係合溝との組
み合わせを示す側面図である。

【図８】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、
小径部を挟んで２つの大径部を有し、且つ各部の高さを
違えた突起ピンと係合溝との組み合わせを示す側面図で
ある。

【符号の説明】

１工作機械２基台５ヘッド６主軸ブロック１６テーブル３０工具マガジン３０ａ収納板３０ｂ，３０ｃ足片３１載置台３２ナンバープレート３３工具３４配置孔３５、３６位置決めピン３７プランジャ４０、４１位置決め溝４２ａ〜４２ｈ突起ピン４３ａ〜４３ｈ係合溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基台上に、少なくとも、ワークを載置す
るテーブルと、該テーブルに対して相対的に移動可能な
主軸と、該主軸に取り付けるための複数の工具を着脱自
在に配置した複数の工具マガジンとを備えてなるマシニ
ングセンター等の工作機械において、前記各工具マガジンと、その各載置部とには、工具マガ
ジン毎の位置決め手段と、工具マガジン毎の個別識別用
係合部とを備え、対応する載置部に対応する工具マガジ
ンのみが配置可能となるように構成したことを特徴とす
る工作機械。
【請求項２】前記各個別識別用係合部は、前記位置決
め手段に対する配置位置を各々変位させて設け、対応す
る載置部に対応する工具マガジンのみが配置可能となる
ように構成したことを特徴とする請求項１に記載の工作
機械。
【請求項３】前記各個別識別用係合部は、前記位置決
め手段に対する配置位置を同じくする一方、各個別識別
用係合部の形状を変更させて、対応する載置部に対応す
る工具マガジンのみが配置可能となるように構成したこ
とを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項４】前記各個別識別用係合部は、前記位置決
め手段に対する配置位置を各々変位させること及び各個
別識別用係合部の形状を変更させことの組み合わせによ
り、対応する載置部に対応する工具マガジンのみが配置
可能となるように構成したことを特徴とする請求項１に
記載の工作機械。