JPH03184736A - 工作機械における工具交換方法 - 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、工作機械の工具マガジンと工具段取ステーシ
ョン間の工具入換をワークの加工時間を利用して行う工
具交換方法に関するものである。

〔従来の技術〕

工具マガジンから工具段取ステーションに、不要となっ
た工具を返却する場合、または、工具段取ステーション
から工具マガジンへ必要な工具を供給する場合、従来は
、ワーク加工を一時中断して、手動または自動で一定数
の工具を入換る方法をとっていた。また、機械主軸へ加
工工具を装着し終えると、直ちに、ＮＣ制御装置によっ
て次工具の呼び出しを行い、上記加工工具による加工が
終了するまで次工具を工具マガジンの工具交換位置で待
機させていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の方法は、現在、加工中の工具の加工終了までの時
間がとの程度あるかが分らないため、この間を利用して
、工具段取りステーションから工具マガジンへ必要な工
具の入れ換えを行えるか否か及び何本穴れ換え得るかと
いうようなことが全く分らず、やむを得ず加工を中断し
て工具の入れ換えを行っており、そのため、単に操作−
が煩わしいだけでなく、生産性が低下するという問題点
があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記課題に鑑みて提案されたもので、ワーク
の加工プログラムを予め解析することにより工具一本ご
との加工時間を算出し、その加工時間を基に、加工プロ
グラムの実行中、次工具の呼出しを現在加工中の工具に
よる加工終了直前まで遅らせ、その間に工具マガジンと
工具段取ステーション間の工具入換を自動的に行なった
。

〔作用〕

ワークの加工プログラムを解析して予め算出した加工時
間を基に、次工具の呼び出しを遅らせることによって空
き時間ができ、その時間を利用して工具マガジンと工具
段取ステーション間の工具入換をその都度行う。この空
き時間の大部分は、従来、次工具の待機時間として費や
されていたもので、これを有効利用することにより、ワ
ーク加工の中断をなくし、結果、生産性の向上が図れる
。

〔実施例〕

まず、本発明方法に使用する工作機械の一構成例を第２
図にもとずいて説明する０本図で、（１０）は工具マガ
ジン、（１１〉は工具段取りステーション、（１２）は
ＡＴＣ装置、（１３）はキャリア装置である。

ＡＴＣ装置（１２）は、キャリア装置（１３）によって
移動可能であり、機械主軸（１４）と工具マガジン（１
０）間の工具交換及び工具マガジン（１０）と工具段取
ステーション（１１）間の工具入換をＮＣ制御装置（図
示せず）のプログラムにしたがい択一的に行う。

そして、加工に直接携わる工具は、工具マガジン（１０
）のポット（図示せず〉に収納され、ＡＴＣ装置（１２
）によって機械主軸（１４）に装着される。一方、加工
を終えた工具は、ＡＴＣ装置（１２）によって機械主軸
（１４）から取りはずされ工具マガジン（１０）のポッ
トに返却される。

工具マガジン（１０）の各ポットに装着されている工具
は、すべてＮＣ制御装置の記憶装置に登録されており、
与えられた加工プログラムにしたがい、加工に必要な工
具が交換位置にくるように、工具マガジン（１０）が割
出駆動される。

また、工具段取ステーション（１１）は、複数のポット
（図示せず）に工具マガジン（１０）へ供給するための
工具を装着しており、工具の入換時、上記と同様に割出
駆動される。以上が本発明方法に使用する工作機械の構
成であって、次に、本発明方法の実施例を第１図に示し
たフロチャート図をもとに詳述する。簡単のため、フロ
チャートの各ステップには、その順序にしたがってステ
ップ処理を附しである。尚、各ステップ処理は工作機械
のＮＣ制御装置内部あるいは外部装置で行うものとし、
また、使用する工作機械の構成は上述の機械構成に限定
されない。

まずステップ（１）で、工作機械のＮＣ制御装置から出
される指令が次工具呼び出し指令か否かを判断する０次
工具呼び出し指令でなければ、本工具交換フローは終了
し、次工具呼び出し指令であればステップ（２）へ進行
する。ステップ（２）では、一つ前、即ち、機械主軸（
１４）へ装着が完了した主軸工具（現在加工中の工具）
のワーク加工時間　（ＴＩとする）をＮＣ制御装置内部
あるいは外部装置に予め記憶させたデータから読み出す
、咳データは、加工に先立って、加工に使用　するＮＣ
プログラムをＩＣ制御装置内部あるいは外部装置にて解
析し、工具一本ごとのワーク加工時間をシミュレーショ
ンにより求めたものである。そして、読み出した上記主
軸工具のワーク加工時間（Ｔ１）を基に、ステップ（３
）で入換可能時間（Ｔとする）を算出する。入換可能時
間（Ｔ）は、工具マガジン（１０）と工具段取ステーシ
ョン（１１）間の工具入換に利用し得る時間であり、次
式により算出する。

’ｒ−’ｒ１−Ｔ。

ここでＴ１は主軸工具のワーク加工時間、Ｔ２は次工具
を交換位置に移動するために要する工具マガジン（１０
）の割出時間、キャリア装置（１３）の移動時間および
工具マガジン（１０）から次工具を取出す時間のそれぞ
れの最大時間を加えたもので、予め一定値に定められて
いる。

次にステップ（４）で、入換可能時間内に入換し得る工
具の本数、入換可能本数（Ｎとする）を次式により算出
する。

ＮヨＴ　／　Ｔ　ｓ ここで、Ｔ３は工具一本当りの入換段取時間であり、工
具マガジン（１０）内の工具中、入換に要する時間の最
大のものに設定しである。上記入換段取時間（Ｔ３）は
、具体的には、工具マガジン（１０）部での不要工具の
取出しおよび必要工具の供給、工具段取ステーション（
１１）部での工具の取出し及び不要工具の返却に要する
時間、キャリア装置（１４）の移動時間、工具マガジン
（１０）および工具段取ステーション（１１）の割出時
間等を考慮して、予め一定値（最大値）に定められてい
る。

次に、ステップ（５）は上記入換可能本数（Ｎ）を判断
して、Ｎが１以下であれば中間のステップを省略して次
工具呼出し処理ステップ（９）へフローを移行せしめ、
Ｎが１以上であれば次ステツプ（６）へフローを進行さ
せる。

ステップ（６）では工具マガジン（１０）内の入換を必
要とする工具を決定する。

即ち、工具マガジン（■０）の各ポットに装着されてい
る工具はすべてＮＣ制御装置の記憶装置に登録されてい
るから、加工プログラムにしたがい、不要となった工具
を決定しそのポットナンバーを指定する。

次に、ステップ（７）では、上記ポットナンバーの指定
があったか否か、即ち、入換を必要とする工具があるか
否かを判断し、なければ中間ステップを省略してフロー
をステップ（９）へ移行せしめ、あれば上記ポットナン
バーを次ステツプ（８）へ指示しフローを進行させる。

ステップ（８）は、上記ポットナンバーの指示を受けて
、工具マガジン（１０）の割出駆動装置（図示せず）、
キャリア駆動装置（図示せず）、工具段取ステーション
の割出駆動装置（図示せず）およびＡＴＣ装置（１２〉
へそれぞれ制御信号を送り、工具マガジン（１０）と工
具段取ステーション間（１１）の工具入換を行なわせる
。こうして、工具入換処理が完了すると、ステップ（９
）によって次工具の呼び出し処理を行い本フローは終了
するが、入換可能工具本数（Ｎ）が複数本ある場合は、
フローは再びステップ（６）に戻り、再度入換を必要と
する工具を決定し、以降のステップを繰返す。この繰返
しは、複数本の入換可能工具本数（Ｎ）をすべて入換完
了するまで行なわれる。

〔発明の効果〕

本発明では、工作機械によるワーク加工時間を利用して
不要工具の入換処理を行うため、不要工具入換のための
ロスタイムがなくなり、結果、生産性の向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の実施例を示したフローチャート
図、第２図は、本発明方法を実施するための工作機械の
一例を示す概略平面図である。 （１） （１０） （１１） （１２） （１３） （１４〉 〜（９）・−・ステップ、 −・−工具マガジン、 一工具段取スチーショ ーＡＴＣ装置、 ・・−・キャリア装置、 一機械主軸。 ン、 特許出　願人　大阪機工株式会社 代　　　　理　　　　人　　　江　　原　　省　　吾第 １ 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）機械主軸と工具マガジン間の工具交換と、工具マ
   ガジンと工具段取ステーション間の工具入換を１つの工
   具交換装置で兼用する工作機械において、ワークの加工
   プログラムを予め解析することにより工具一本ごとの加
   工時間を算出し、その加工時間を基に、加工プログラム
   の実行中、次工具の呼出しを現在加工中の工具による加
   工終了直前まで遅らせ、その間に工具マガジンと工具段
   取ステーション間の工具入換を自動的に行うことを特徴
   とする工作機械における工具交換方法。