JPH029552A - 工具菅理装置 - 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】 〔概　要〕 多数の工具を保有し順次差し換えながら機械加工を行な
う工作機械、例えばマシニングセンタが保有する工具を
管理する工具管理装置であって、工作機械に接続された
ホストコンピュータ内において加工プログラムを解析し
て工具使用順情報とし、定期的に工作機械で稼動中の工
具に関する情報を収集し、両者をつき合わせて稼動中工
具、ハンドリング工具、および配置準備中工具が何であ
るかの情報とする工具管理装置である。

〔産業上の利用分野〕

本発明は複数の工作機械、特にそれぞれが多数の工具を
保有し、順次差し換えながら機械加工を行なう工作機械
、例えばマシニングセンタが保有する工具を管理するた
めの工具管理装置に関する。

産業構造の変化とともに、多様な品種を少量ずつ生産す
る工場を自動化することの重要性は年々高まってきてい
る。多品種少量生産を行なう業種の代表的なものは機械
加工業であり、この分野では、自動化のために数１００
本以上の工具を同時に収容し、加工プログラムにしたが
って自動的に工具を交換しながらＮ　Ｃ（Ｎｕｍｅｒｉ
ｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）により機械加工を行なうマシ
ニングセンタ（ＭＣ）が広く使われるようになってきた
。

このマシニングセンタは、単独で運転するよりも、複数
台のマシニングセンタをネットワークで結んで統合的に
運転管理を行なう方がさらに効率的である。本発明は、
このように複数台の工作機械例えばマシニングセンタが
ネットワークで結ばれたシステムにおいて、各ＭＣ内に
装着された工具を管理する工具管理装置について言及す
る。

〔従来の技術〕

ネットワークで結ばれた複数台の工作機械を管理するホ
ストコンピュータはセルコントローラとも呼ばれる。従
来のシステムにおいてこのセルコントローラの役割に対
する考え方は、各工作機械において実行される加工プロ
グラムの作成、保管、工作機械への転送、さらには各工
作機械の加工実績の集計、管理という程度であって、各
工作機械が現在どの工具を使用中であるかをリアルタイ
ムで管理するという考え方はなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

工具による加工中において、工具の種類の適切な選択（
ツーリング）を誤ったり、あるいは品質のバラツキ等の
不測の事態を原因として、設定された寿命が来る前に工
具が破損したりすることがある。この工具の破損が何ら
かの手段で自動的に検知されるかあるいは作業者の聴覚
あるいは目視により発見されたとしても、セルコントロ
ーラ側で現在どの工具を使用しているかの情報を持って
いない１１１す、セルコントローラ側はどの工具が破損
したかを知ることができないという問題があった。

そこで本発明の目的とするところは、各工作機械におい
て、現在加工に使用中の工具はどれであるかを一元的に
リアルタイムに知ることのできる工具管理装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の工具管理装置の原理図である。

複数台の工作機械２０のそれぞれが保有する多数の工具
１２−１−１２−３には工具番号等の識別符号が付され
ており、工具及びテーブルの移動すべき座標等を記述し
た工作機械内で実行される加工プログラム５０内に、こ
の工具番号を指定した命令を記述し実行させることによ
って、保有する工具１２−１−１２−３の中から順次必
要な工具を取り出し交換しながら複雑な毅械加工を実現
することができる。ホストコンピュータ９０は例えば前
述のような働きをするセルコントローラであり、各工作
機１２０内で実行される加工プログラム５０と同一の加
工プログラム５０′を保有し格納している。

工作機械２０内には、稼動中の工具１２−３に関する情
報、少なくとも工具が切換ったことをホストコンピュー
タ９０が察知することのできる情報を格納する第１の工
具状態ファイル５４を作成する工具状態ファイル作成手
段３０が具備されている。

ホストコンピュータ９０の側には、加工プログラム５０
′の内容を解析して工作機械２０側で加工プログラム５
０が実行される時に使用される工具の識別符号とその使
用順序に関する情報である工具使用順情報５２を作成し
格納する加工プログラム解析手段３２と、工作機械２０
内に格納されている第１の工具状態ファイル５４を所定
の周期で読み出し格納する工具状態読み出し手段３４と
、工具使用順情報５２と第１の工具状態ファイル５４′
とをつき合わせて、いずれの工具が稼動中工具１２−３
であるかの情報を含む第２の工具状態ファイル５６を作
成する工具種分は手段３６とが具備されている。

工作機械２０の側に、次に使用される工具をハンドリン
グ工具１２−２として保持する自動工具交換機工６が具
備されている場合には、工具種分は手段３６はさらにい
ずれの工具がハンドリング工具１２−２であるか及びい
ずれの工具が配置準備中工具であるかの情報を第２の工
具状態ファイル５６へ格納することが望ましい、ただし
、配置準備中工具とは加工プログラム５０内で以後使用
されかつハンドリング工具１２−２でない工具である。

また、ホストコンピュータ９０は第２の工具状態ファイ
ル５６の内容を出力する出力手段３８を具備することも
できる。

〔作　用〕

第１の工具状態ファイル５４内に少なくとも工具が切換
ったことをホストコンピュータ９Ｈｍｌで察知できる情
報が格納してあれば、工具状態読み出し手段３４によっ
てそれを定期的に読み出すことによって、現在加工プロ
グラムがスタートしてから何番目の工具を使用している
かをホストコンピュータ９０側で知ることができ、加工
プログラム解析手段３２が作成した工具使用順情報とつ
き合わせることにより工具種分は手段３６は第２の工具
状態ファイル５６を作成することができる。

〔実施例〕

第２図は本発明の工具管理装置の一実施例が通用される
複数台のマシニングセンタからなるシステムの一例を表
わすシステム構成図である。尚、本図ではマシニングセ
ンタは４台描かれているがこれ以下でもこれ以上でも同
様である。

セルコントローラ９２およびマシニングセンタ９３はそ
れぞれオペレータの操作が可能な入力装万および表示装
置を備えた独立のコンピュータよりなっている。セルコ
ントローラ９２はマシニングセンタ９３と通信回線で接
続され、各マシニングセンタ９３の加工状況を監視し、
加工実績の集計等を行なう。

各マシニングセンタ９３はそれぞれポット内に数１００
本程度までの工具を一時に持つことが可能であり、加工
プログラムが実行されると、その中の工具切換命令が実
行される毎に工具を交換しながら加工を進める。

第３図は本発明の工具管理装置の一実施例において使用
される加工プログラムの一例を表わす図である。ステッ
プａの“Ｏ・・・”はこの加工プログラムに付されたプ
ログラム番号を示す命令である。

ステップｂ、ｄ、ｋ及びｐの“Ｔ・・・”はＴ以下の数
字で指定される工具番号の工具をポットから拾い上げて
自動工具交換機（ＡＴＣ）にセットする命令である。ス
テップｃ、ｊ及び０の“Ｍ９８Ｐ７０００　”は７００
０という番号の付されたサブプログラム（図示せず）を
実行してＡＴＣ内にセントされた工具とスピンドル軸に
セットされ加工に使用されていた工具を交換する命令で
ある。ステップｅｘｈ　。

！及びｍの“ＧＯ・・・”は指定された座標値に基づい
て工具又はテーブルを直線又は円運動させてワークを加
工するための命令である。ステンブｊ及びｎの“Ｇ６５
Ｐ６０００ＤＸＸＸ　”は６０００という番号を付され
たサブプログラム（図示せず）を実行して番号ＸＸＸの
マクロ変数へタイマの現在値を格納しタイマをリセット
する命令である。

第３図で表わされた加工プログラムを順次実行すると、
次の様な動作となる。まず工具番号０２１８の工具がＡ
ＴＣにセットされ（ステップｂ）、その工具がスピンド
ル軸にセットされ（ステップＣ）、空いたＡＴＣに工具
番号００１０の工具がセントされる（ステップｄ）。指
定された座標値に基づいて工具又はワークが移動され（
ステップｅ　−ｈ　）、工具番号０２１８の工具により
ワークが加工される。

その後、工具が交換されるが、それに先立って番号１０
１のマクロ変数へ工具０２１８による加工時間としてタ
イマの値が格納され、タイマがリセットされる（ステッ
プｔ）ｓそしてスピンドル軸にセットされていた工具０
２１８はＡＴＣにセットされていた工具００１０と入れ
替わり（ステップｊ）　、ＡＴＣには新たに工具０００
３がセットされる（ステップｋ）。

工具００ＩＯによる機械加工が行なわれ（ステップｌ〜
ｍ）、終わると工具使用時間がマクロ変数１０２へ格納
され（ステップｎ）、さらに次の工具と交換される（ス
テップｏ、ｐ）。

第４図は以上のような加工プログラムの実行の結果、Ｍ
Ｃ内のマクロ変数に形成される情報を表わしており、前
述の第１の工具状態ファイル５４（第１図）を実現する
ものである。また、本実施例では、前述のプログラム番
号６０００のサブプログラムにより工具状態ファイル作
成手段３０　（第１図）を実現している。

第４図において、番号１０１のマクロ変数の内容ａには
工具０２１８の使用時間である２００分が格納されてお
り、番号１０２のマクロ変数の内容すには工具００１Ｏ
の使用時間である１５０分が格納されており、番号１０
３のマクロ変数の内容Ｃには工具０００３が現在使用中
であるので０が格納されており、番号１．０４のマクロ
変数の内容ｄは“ブランク”である。

第４図で表わされたマクロ変数の内容はセルコントロー
ラ９２とマシニングセンタ９３とに備わるマクロ変数読
み出し機能を使って読み出すことができ、工具状態読み
出し手段３４（第１図）が実現される。第５図はその時
の転送フォーマットの一例を表わす、第５図の内容は第
４図の内容と対応している。

第６図は第１図の加工プログラム解析手段３２を実現す
るためのセルコントローラ９２におけるソフトウェアの
処理のフローチャートである。図において、まず乏加工
プログラムの最初のステップから順に処理を開始しくス
テップａ）、１ステツプずつ読み出しくステップｂ）、
それがＴ・・・の命令（第３図ステップｂ、ｄ、ｋ及び
ｐ）であれば（ステップｃ）、その命令が指定する工具
番号をメモリへ格納しくステップｄ）、工具番号格納の
ためのメモリアドレスをインクリメントする（ステップ
ｅ）、Ｔ・・・でなければ次に最終ステップであるかを
判断しくステップｆ）、そうであれば処理を終了し、そ
うでなければ加工プログラムの次のステップの処理へと
進む（ステップｇ）。

第７図は第１図の工具使用順情報５２の一例として第３
図で表わされる加工プログラムから導かれるものを表わ
す。

第８図は第１図の工具接置は手段３６を実現するｔ、−
メのセルコントローラ９２内の処理のフローチャートで
ある。まず第Ｉの工具状態ファイル５４′の内容を調べ
て加工プログラムがスタートしてから何番目の工具が使
用中であるかを決定する（ステップａ）ａ第４図の例で
は番号１０３の内容が０で、１０４の内容がブランクで
あるので第３番目の工具が使用中と決定される。次にこ
の結果と工具使用順情報とを合わせて工具の状態を種分
けする（ステップｂ）。第７図の例では工具番号３番の
工具が稼動中工具となり、工具番号１９３番の工具がハ
ンドリング工具、それ以降に使用される工具（図示せず
）が配置準備中工具と種分けされ、第２の工具状態ファ
イル５６が形成される。

第２の工具状態ファイル５６の内容は公知の方法により
、所定のフォーマットでセルコントローラ９２の表示画
面に表示することができ、セルコントローラ９２にプリ
ンタが接続されていれば印字出力することができる。

また、稼動中の工具が破損した場合、タッチセンサ等の
手段で自動的に検知されオンライン入力されるかあるい
は作業者の聴覚あるいは目視により発見されてキー人力
されれば、セルコントローラ９２は稼動中の工具が工具
番号何番の工具であるかの情報を保有しているので、破
損工具が何番の工具であったかを同定することができる
。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように本発明によれば、各工作機械が保
有している工具の状態を集中的にリアルタイムで管理す
ることができ、また欠損工具の同定を直ちに行なうこと
ができる。そのため、新たに加工プログラムを作成した
場合に、その加工プログラム内で指定している工具の番
号が適切であるかを確認する作業を迅速に行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工具管理装置の原理図、第２図は本発
明の工具管理装置が適用されるシステムの一例を表わす
ブロック図、 第３図は加工プログラムの一例を表わす図、第４図はＭ
Ｃのマクロ変数の内容の一例を表わす図、 第５図はマクロ変数の転送フォーマントの一例を表わす
図、 第６図は加工プログラム解析手段の処理を表わすフロー
チャート、 第７図は工具使用順情報の一例を表わす図、第８図は工
具装置は手段の処理を表わすフローチャートである。 図において、 １０・・・ポット、　　　１２−１〜１２−３・・・工
具、１４・・・マガジン、 １６・・・自動工具交換機（Ａ　Ｔ　Ｃ）、１８・・・
スピンドル軸、 ２０・・・工作機械、　　９０・・・ホストコンピュー
タ。 加工プログラムの一例を表わ子図 第 回 ＭＣのマクロ変数の内容を表わす同 第 囚 マク叱変数の転送フォーマットの一例を表わす同第 回 第 回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、識別符号が付された複数の工具（１２−１〜１２−
   ３）を保有し、加工プログラム（５０）の実行により工
   具を順次取り出し差し換えながら機械加工を行なう複数
   台の工作機械（２０）が保有する工具（１２−１〜１２
   −３）を管理する工具管理装置であって、該工作機械（
   ２０）に接続されたホストコンピュータ（９０）を具備
   し、該ホストコンピュータ（９０）は該加工プログラム
   （５０）と同一の加工プログラム（５０′）を格納する
   工具管理装置において、 該工作機械（２０）には、稼動中の工具（１２−３）に
   関する情報を含む情報を格納する第１の工具状態ファイ
   ル（５４）を作成する工具状態ファイル作成手段（３０
   ）を具備し、 該ホストコンピュータ（９０）には、該加工プログラム
   （５０′）の内容を解析して該加工プログラム（５０）
   の実行の際に使用される工具の識別符号とその使用順序
   に関する情報である工具使用順情報（５２）を作成し格
   納する加工プログラム解析手段（３２）と、該工作機械
   （２０）内に格納されている該第１の工具状態ファイル
   （５４）を所定の周期で読み出し格納する工具状態読み
   出し手段（３４）と、該工具使用順情報（５２）と該第
   １の工具状態ファイル（５４′）とをつき合わせて、い
   ずれの工具が稼動中工具（１２−３）であるかを示す情
   報を含む第２の工具状態ファイル（５６）を作成する工
   具種分け手段（３６）とを具備することを特徴とする工
   具管理装置。 ２、前記工作機械（２０）には次に使用される工具をハ
   ンドリング工具（１２−２）として保持する自動工具交
   換機（１６）を具備し、前記加工プログラム（５０）で
   以後使用されかつハンドリング工具（１２−２）でない
   工具を配置準備中工具とする時、前記工具種分け手段（
   ３６）はいずれの工具がハンドリング工具（１２−２）
   であるか及びいずれの工具が配置準備中工具であるかを
   示す情報を前記第２の工具状態ファイル（５６）へ格納
   し、前記ホストコンピュータ（９０）は該第２の工具状
   態ファイル（５６）の内容を出力する出力手段（３８）
   を具備する請求項１記載の工具管理装置。