JPH0415053B2 - - Google Patents

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JPH0415053B2
JPH0415053B2 JP59121673A JP12167384A JPH0415053B2 JP H0415053 B2 JPH0415053 B2 JP H0415053B2 JP 59121673 A JP59121673 A JP 59121673A JP 12167384 A JP12167384 A JP 12167384A JP H0415053 B2 JPH0415053 B2 JP H0415053B2
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FUIRUMA OTSUTOO BIRUTSU BERUKUTSUOIGUFUABURIKU
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/128—Program control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using record carriers the workpiece itself serves as a record carrier, e.g. by its form, by marks or codes on it
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えば、工具の長さ、直径、耐用年
数等の、個々の工具に固有の識別データに対する
データキヤリアを備えた、工具または工具ホルダ
ーに関するものである。
従来技術 数値制御されるマシニングセンタにおいて、公
知の方法では、工具に固有の識別データは、例え
ば、工具ホルダーに貼着するラベル上にバーコー
ドで表示するという形態がとられている。コード
化されたデータをマシニングセンタの制御に適用
するに当たつては、光学式読み取り器によつてバ
ーコードが読み取られ、そこから制御データが引
き出される。しかし、このようなデータキヤリア
およびデータ処理には問題がある。まず、光学式
読み取り器は、機械的な負荷に対してだけでな
く、汚れに対しても非常に敏感である。さらに、
ラベルは汚れたり、剥がれたりし易い、これは、
特に、工作中に使用される潤滑油によつて生じる
ことが多い。また、このようなラベル上にバーコ
ードで表示するという形態は、データの容量が非
常に限定されるという、すなわちバーコードの長
さを任意に選ぶことができないという欠点を有し
ている。さらに、工具が使い古された場合には、
ラベル上に印刷されたバーコードを識別すること
ができず、オペレータは、当該工具が新たに調整
されて、検査ステーシヨンから受け取られたもの
なのか、あるいは既に使用されてスピンドルから
取り外されたものなのかどうかを識別することが
できないという欠点がある。したがつて、安全確
保のため、各工作工程の後、工具をスピンドルか
ら取り外し、この状態でバーコードを印刷された
ラベルが簡単に剥がされ、バーコード形式で現時
点でのデータを印刷されたラベルが、工具に貼着
される。しかしながら、この操作は不経済である
うえに、残つた接着剤層が、工具または工具ホル
ダーを汚してしまう。
発明の目的 したがつて、本発明の目的は、上述のような従
来のデータキヤリアの欠点を解消する、改良され
た工具または工具ホルダーを提供することであ
る。
発明の構成 本発明のこの目的および他の目的は、例えば、
工具の長さ、直径、耐用年数等の、工具の種々の
特徴に対するデータキヤリアを備え、数値制御さ
れるマシニングセンタと共に使用される工具ホル
ダーであつて、データキヤリアが、電気的消去可
能プログラマブルメモリ（いわゆるEEPROM）
からなつていることを特徴とする工具ホルダーを
構成することによつて達成される。
メモリは、工具ホルダーの直径方向に行き止ま
りとなつた穿孔内に収容されていることが好まし
い。また、メモリは、支持プレート、特にプリン
タ基板の一面上に配置され、支持プレートの他面
上には、互いに絶縁された複数の接触子が配置さ
れ、メモリと接触子とは、電気的に接続されてい
ることが好ましい。
本発明の好ましい実施態様が、特許請求の範囲
の実施態様項に記載してあり、これらによる長所
は、後に詳細に記載するとおりである。重複を避
けるため、これらの長所並びにその他の詳細につ
いては以下の説明を参照されたい。なお、本発明
によるデータキヤリアは、工具上または工具ホル
ダー上のいずれかにインストールされ、マシニン
グセンタの制御の際に、測定位置で直接適用さ
れ、多額の費用を要する方式を回避できるという
長所も有している。
次に、図面を参照しながら、本発明について詳
細に説明する。番号１０は、タツプドリルまたは
ドリルに対する工具ホルダー、またはチヤツクを
表しており、数値制御されるマシニングセンタと
ともに使用されるのに適している。
工具ホルダー１０は、スピンドルにおける工具
の自動交換のためのグリツパ１１と係合する基準
面が形成される領域内に、ポケツト状の中央穿孔
１２を有している。
工具ホルダー１０は、工具ホルダーおよびこれ
に挿入される工具からなるユニツトの種々の特徴
的なデータに対する情報データキヤリアを備えて
いる。これらの特徴的なデータは、通常、切削領
域における工具の長さ、直径および他の特徴的な
パラメータを含んでいる。このデータキヤリア
は、工具ホルダー内に組み込み固定された、電気
的に消去可能なプログラマブル読出し専用メモ
リ、すなわち、いわゆるEEPROMからなるメモ
リ、またはアキユムレータ１３である。メモリ１
３は、回路基板１４の一面、すなわち、回路基板
１４におけるポケツト状の穿孔１２の底部を臨む
面に、例えばハンダ付けによつて取付けられてい
る。回路基板１４の他面、すなわち、外部からア
クセス可能な外側面には、複数個の、本実施例の
場合には５個の、互いに絶縁された、しかしメモ
リ１３とは電気的に接続された接触子１５〜１９
が取付けられている。本実施例では、これらの接
触子は、接触点または接触面として形成されてい
る。
図示はしていないが、本発明の別の実施態様に
おいて、各接触子を接触リングとして形成するこ
ともできる。この場合、接触リングは、互いに中
心を共有するように配置される。
メモリ１３は、ポケツト状の穿孔１２内に配置
されるが、これは、例えば、プラスチツクによる
鋳造によつてなされ得る。接触子１５および１６
は、例えば、メモリ１３を電力供給源に接続する
ために使用され、一方残りの接触子１７〜１９
は、メモリ１３に対する問い合わせ、アンロード
または荷電のために用いられる。
メモリ１３は、特別の電流供給を必要としな
い。メモリ１３は、電流の供給がなくても自ら作
動しうるように設計されている。
特に、第３図〜第５図から明らかなように、メ
モリ１３は、ポケツト状の穿孔１２の内部におい
て、予め設定される再現可能な相対回転位置に、
固定されている。これは、メモリ１３上に形成さ
れた少なくとも１つの突起５０と、ポケツト状の
穿孔１２内に形成された少なくとも１つの溝５１
とからなる回転拘束部分が設けられ、突起５０を
溝５１に嵌合状態に係合させることによつて、メ
モリ１３のポケツト状の穿孔１２内における回転
を拘束することによつて達成される。突起５０は
メモリ１３に固定され、これは鋳造によつてなさ
れる。この突起５０は、メモリ１３から外側に向
かつて半径方向に、いくぶん鼻のようにのび、か
つ軸方向に、例えばメモリ１３の全長にわたつて
のびている。溝５１は、ポケツト状の穿孔１２の
壁面内部において穿孔１２の軸に平行にのびてい
る。これによつて、回路基板１４を備えたメモリ
１３を、ポケツト状の穿孔１２内に挿入したと
き、予め設定される固定された挿入位置が、再現
可能なものとして保証される。
こうして、工具ホルダー１０およびこれに挿入
された工具からなるユニツトは、数値制御される
自動マシニングセンタに適用されるとき、その取
り扱いが容易となる。
このユニツトがマシニングセンタの工具マガジ
ン内にインストールされる前に、予め設定される
スペースが形成され、ユニツトは、まず最初、測
定スペースに対して調節される。
このスペースは、第２図に示したプランジヤ２
０によつて規定される。プランジヤ２０は、例え
ば、ここでは図示しないが、かかる目的のために
使用するものとしてよく知られた、吊り上げ磁石
によつて、ポケツト状の穿孔１２およびメモリ１
３に向かつて、同軸的に移動しうるようになつて
いる。プランジヤ２０は、メモリ１３に面するそ
の先端において、接触プラグ２１を有している。
接触プラグ２１は、さらに、細い接触ピン２２〜
２６を有している。第２図には、これら接触ピン
のうち、それぞれ接触子１５，１８，１６に対応
する３本のピン２２，２３，２４の先端部のみを
示してある。接触ピン２２〜２６の直径は、非常
に小さいことが好ましい。接触ピン２２〜２６
は、それぞれ、バネの付勢力に抗して相互に入れ
子式にスライド運動可能な２以上の部分、この実
施例では２つの部分２７〜３６からなつており、
それらの先端に突出する部分２７〜３１には、そ
れぞれ軸方向に突出した少なくとも１つの歯が設
けられている。歯の先端３７〜４１は、偏心して
いることが好ましいが、中心にあつてもよい。こ
うような構成によつて、接触による汚れを防止す
ることができ、良好な電気的接触を達成すること
ができる。
図示はしないが、別の実施態様において、先端
に突出する部分２７〜３１の先端に、軸方向に突
出する複数個の歯を、例えば王冠状に配置するこ
ともできる。
接触ピン２２〜２６の先端に突出する部分２７
〜３１は、それぞれ後の部分３２〜３６と連動手
段によつて連結されており、先端部分２７〜３１
や入れ子式にスライド運動するとき、これと同時
にこの部分は、後の部分３２〜３６に対して相対
的に、接触ピン２２〜２６の軸のまわりに回転運
動する。すなわち、入れ子式スライド運動の際
に、接触ピン２２〜２６の軸まわりに重なり合い
ながら回転が生じるので、歯３７〜４１も、接触
子１５〜１９の表面上で同様に回転運動を行う。
したがつて、仮に接触子１５〜１９の表面上に汚
れの層または腐食層があつても、これらの層は壊
れ除去される。その結果、常に良好な電気的接続
状態が保証される。歯３７〜４１が、接触ピンの
軸からそれた位置に配置されている場合、先端部
分２７〜３１の回転によつて、歯３７〜４１は円
運動を行いうる。
特に、第６図および第７図から明らかなよう
に、接触プラグ２１は、圧縮ガス清掃用ジエツト
の管器４２を１本以上備えている。図示の実施例
では、この管路は接続プラグ２１の内部に形成さ
れている。この管路４２は、前方に吹き出し口４
３を有しており、これを通じて清掃用の圧縮ガ
ス、好ましくは圧縮空気が吹き出される。管路４
２は、接触プラグ２１の絶縁部材４４の内部を貫
通しており、例えば半径方向にのびる圧縮ガス供
給路４５に接続され、圧縮ガス供給路４５は管４
６に接続される。はつきりと図示はしていない
が、圧縮ガスの流れは、弁によつて制御される。
弁は、例えば、接触ピン２２，２６の先端部分２
７〜３１が、それぞれ後の部分３２〜３６内に入
り込むのと同時に、ガスが流入し得るように配置
されている。弁は、先端部分２７〜３１の運動と
は無関係に手動によつて作動させることも可能で
ある。管路４２を通じて流入された圧縮ガス流、
例えば圧縮空気流は、吹き出し口４３を経て接触
子１５〜１９の表面に吹き出す。そこで、このガ
ス圧によつて、接触子表面の汚れが除去される。
第７図において破線で示したように、管路４２
は、１本だけでなく、複数本、同様にした適当な
絶縁部材内に形成することができる。
接触プラグ２１およびそれに付属する接触ピン
２２〜２６を備えたプランジヤ２０が、第２図，
第６図において左方向に、回路基板１４の外側面
に向かつて動かされると、接触ピン２２〜２６
が、それぞれ、それらに対置されている接触子１
５〜１９に押しつけられ、これによつて接続がな
される。接触子１５および１６を通じて、メモリ
１３に電流が流れる。この場合、メモリ１３が配
置されていることによつて、工具ホルダーおよび
工具からなるユニツトの測定に際し、工具自体の
識別データだけでなく、例えば、工具の摩耗によ
つて必要となる修正データもまた、メモリ１３内
に記憶させることができる。
まず最初、メモリ１３を備えた工具ホルダー、
および工具からなるユニツト（メモリは工具ホル
ダーに固定された構成要素である。）は、NCマ
シニングセンタの工具マガジン内に導入される。
このユニツトが、工具マガジンの相当する位置に
導入されると、メモリ１３内に記憶された個々の
データが、接続プラグおよび接触ピン２２〜２６
を備えたプランジヤ２０を経て、機械の制御部に
直接送られる。ユニツトの工具マガジンへの導入
は、手によつて行うことができるが、それとは別
に、例えば自動工具交換装置を用いて行うことも
できる。自動工具交換装置は、垂直キヤツリツジ
の領域内に配置されたグリツパを有しており、グ
リツパの一端は、機械のスピンドルに係合し、他
端は、工具交換位置における工具マガジン内に配
置された新たな工具に係合する。ユニツトを工具
マガジン内に置くために、このユニツトは、作動
中のスピンドル内に差し込まれ、工具の交換が、
グリツパによつて行われる。工具の交換中に、グ
リツパ１１に直接接続されている。接続プラグ２
１および接触ピン２２〜２６を備えたプランジヤ
２０を介して、メモリ１３内に記憶された、工具
に固有のデータが読み取られて、マシニングセン
タの制御部に送られ、記憶される。
次に、本発明の長所について述べる。メモリ１
３の集積回路に、必要なパラメータおよび工具に
固有のデータが記憶され得る。メモリ１３は、非
常に大きな、例えば32×32ビツトという記憶容量
を有している。この容量は、例えば、食料品やそ
の他の日用品の分野において既に公知の、バーコ
ードを備えたラベルの記憶容量の数倍に及ぶ。メ
モリ１３のデータは、少なくとも10年間は確実に
維持される。また、少なくとも10000記憶−消去
サイクルでデータの交換を行うことができる。さ
らに、メモリ１３は、磁場の影響を受けにくく、
また、例えば125℃までの温度に十分耐えうる。
メモリ１３は、工具ホルダーに確実に固定されて
いるので、データキヤリアが工具ホルダーからは
ずれ、その結果データが失われたり、混同された
りするという危険性は全くない。加えて、メモリ
１３は、損傷や汚れに対しても保護されていると
いうことは大きな長所である。メモリ１３が、電
気的に消去可能なプログラマブル読出し専用メモ
リであることによつて、メモリは、工具ホルダー
を付加的に処理したり、または解体することな
く、常に書き換えが可能である。すなわち、メモ
リデータが、まず消去された後、該メモリに新た
なデータが再び記憶される。
こうして、工具ホルダー１０およびこれに挿入
された工具からなるユニツトが、工作スピンドル
に差し込まれ、作業が行われた、それに次いで工
具交換が行われる時点で、メモリ１３内のデータ
を自動的に、全部あるいは部分的に消去できると
いう長所も生じる。すなわち、もしこのユニツト
が工具マガジンに挿入されても、この挿入が、マ
シニングセンタがさらに作動する間に、マシニン
グセンタ上での測定および再調整を妨げるおそれ
がなく、また、ユニツトが、メモリ１３の問い合
わせの間に、工具マガジン上に備えられた工具交
換装置によつて受け入れられないというおそれも
ない。メモリが、新たなデータ、特に修正された
データを記憶する測定位置に対応すべく、ユニツ
トが選択される。メモリ１３は特別の電力供給源
を有していないので、記憶された工具の特徴的デ
ータが、挿入された工具とともに工具ホルダー１
０から分離し、消失してしまうおそれがない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、工具ホルダーの一部およびこれを把
持しているグリツパの概略側面図であり、部分的
に断面を示してある。第２図は、第１図において
矢印の方向から見た工具ホルダーの平面図であ
る。第３図は、支持プレートおよびメモリの概略
的な拡大側面図である。第４図は、メモリおよび
支持プレートの下面図である。第５図は、工具ホ
ルダーにおける、ポケツト状の穿孔を有する部分
の上面図である。第６図は、接続プラグ部分の軸
方向に沿つた断面図である。第７図は、第６図の
矢印の方向から見た接続プラグの正面図であ
る。 １０…工具ホルダー、１２…ポケツト状の穿
孔、１３…メモリ、１４…回路基板、１５〜１９
…接触子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 工具の長さ、直径、耐用年数、またはそれと
    同様のパラメータ等の、工具に関する種々の特徴
    的なデータに対するデータキヤリアを備えた工具
    ホルダーにおいて、 前記データキヤリアが、永久的にインストール
    された電気的消去可能プログラマブルメモリ１３
    （いわゆるEEPROM）からなつており、穿孔１
    ２内における、予め設定される再生可能な相対回
    転位置に配置されると共に、前記穿孔１２内に配
    置された支持プレート１４における、前記穿孔１
    ２の底に対向する一面に取付けられており、前記
    支持プレート１４における、外部とのアクセスが
    可能な他面には、複数の相互に絶縁された接触子
    １５〜１９が取付けられ、前記接触子１５〜１９
    は前記メモリ１３に電気的に接続され、前記メモ
    リ１３は、前記支持プレート１４と共に、前記穿
    孔１２内に収容されていることを特徴とする工具
    ホルダー。 ２ 前記メモリ１３は、直径方向に行き止まりと
    なつたポケツト状の前記穿孔１２内に収容されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
    載の工具ホルダー。 ３ 前記接触子１５〜１９のそれぞれが、接触点
    からなつていることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項に記載の工具ホルダー。 ４ 前記接触子１５〜１９のそれぞれが、互いに
    同心的に取付けられた、接触リングからなつてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
    の工具ホルダー。 ５ 前記メモリ１３に形成された少なくとも１つ
    の動径方向の突起５０と、前記穿孔１２に形成さ
    れた前記少なくとも１つの突起５０が嵌め込まれ
    る少なくとも１つの溝５１とからなる回転拘束部
    分を有し、前記少なくとも１つの突起５０と前記
    少なくとも１つの溝５１とが互いに嵌合状態に係
    合することにより、相対回転位置が規定されるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項の
    いずれか１項に記載の工具ホルダー。 ６ 前記突起５０は、前記メモリ１３上に固定さ
    れた、前記突起５０が嵌め込まれる溝５１は、前
    記穿孔１２の壁面の内側において前記穿孔１２の
    軸に平行にのびていることを特徴とする特許請求
    の範囲第５項に記載の工具ホルダー。 ７ 接触プラグ２１を備えており、前記接触プラ
    グ２１は、前記支持プレート１４上の接触子１５
    〜１９のそれぞれに対応する接触ピン２２〜２６
    を有しており、前記各接触ピンは、バネの付勢力
    に抗して、互いに入れ子式にスライド運動可能な
    少なくとも２つの部分２７〜３６を有し、前記部
    分のうち、先端に突出する部分２７〜３１が、そ
    の端部において少なくとも１つの軸方向に突出す
    る歯３７〜４１を有していることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項〜第６項のいずれか１項に記
    載の工具ホルダー。 ８ 前記接触ピン２２〜２６の先端に突出する部
    分２７〜３１は、次の前記部分３２〜３６に対し
    て、またこれらと共に、押し込まれると同時に、
    前記接触ピンの軸のまわりに自動的に回転可能と
    なつていることを特徴とする特許請求の範囲第７
    項に記載の工具ホルダー。 ９ 前記接触ピン２２〜２６の前記少なくとも１
    つの突出する歯３７〜４１は、前記接触ピンの軸
    の外側に配置されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第７項または第８項に記載の工具ホルダ
    ー。 １０ 前記接触プラグ２１は、その端部に、圧縮
    ガス清掃用ジエツトのための吹き出し口４３を備
    えた少なくとも１つの管路４２を有していること
    を特徴とする特許請求の範囲第７項〜第９項のい
    ずれか１項に記載の工具ホルダー。 １１ 前記少なくとも１つの管路４２は、前記接
    触プラグ２１の絶縁部材４４の内側にのび、かつ
    圧縮ガス供給手段４５，４６に接続されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載の
    工具ホルダー。
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