JPH10296568A

JPH10296568A - マトリックス型工具マガジンの管理方法及びその装置

Info

Publication number: JPH10296568A
Application number: JP9123236A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yoshioka; 秀明吉岡
Original assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Priority date: 1997-04-26
Filing date: 1997-04-26
Publication date: 1998-11-10
Anticipated expiration: 2017-04-26
Also published as: JP3974682B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】複数種類の工具を収納するマトリックス型工
具マガジンにおいて、段取りをした工具が干渉を起こす
か否かを自動的にチェックし、干渉を防止すること。【解決手段】工具マガジン管理装置４０は、工具ポッ
トの状態を管理するデータテーブルファイル４１と、工
具種類に対応する工具種類・干渉ポット位置テーブルフ
ァイル４２と、入力部２１で入力された工具種類に対応
する干渉ポット位置のデータから、搬送先工具ポット番
号の周辺のセット不可工具ポット番号を求めるととも
に、ポット管理データと搬送先工具ポット番号及びセッ
ト不可工具ポット番号とを比較して工具の干渉の有無を
判定する干渉判定部４４とを備え、工具干渉が生じると
判定した場合にはその旨を表示部２４に表示し、工具干
渉が生じないと判定した場合にはテーブルファイル４１
内のポット管理データを更新するとともに工具を搬送さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械に設けら
れたマトリックス型工具マガジンにおける管理方法とそ
の装置に係り、特に、複数種類の工具を収納するマトリ
ックス型工具マガジンにおける工具干渉を防止すること
ができる管理方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マシニングセンタ（以下、ＭＣと記載）
など工作機械は自動工具交換装置（以下、ＡＴＣと記
載）を有する場合があり、このＡＴＣにより、工作機械
の主軸と、複数の工具を貯蔵する工具マガジン又は中間
保持手段（中間ポット）との間で工具交換を行う。工具
マガジンには、複数の工具をマトリックス状に配列して
収納する構成のマトリックス型工具マガジン（以下、工
具マガジンと記載）がある。

【０００３】この工具マガジンには、工具を収納するた
めの複数の工具ポットがマトリックス状に配列されてお
り、工具搬送装置が、工具交換位置，工具段取り位置な
どと工具ポットとの間を移動して工具を搬送し各工具ポ
ットに対して着脱するタイプのものがある。ＭＣで使用
する工具には、工具径が所定の径より小さい標準的な工
具（以下、標準工具と記載）の他に、工具径が前記所定
の径より大きい大径工具，及び特殊工具例えば標準工具
より工具長の長い工具（以下、ロングツールと記載）な
どがあり、これら複数種類の工具を収納することができ
る工具マガジンも提案されている。

【０００４】本出願人は、本発明の関連技術として、特
願平８−２８３３２８号（平成８年１０月５日付け出
願）で、標準工具用貯蔵部と大径工具用貯蔵部，及び標
準工具用ハンドと大径工具用ハンドとを設けて、工具の
収納密度を下げずに標準工具の他に大径工具を貯蔵でき
るようにした工具マガジンを提案した。同様に、特願平
８−３０４０４８号（平成８年１０月３０日付け出願）
では、標準工具の他にロングツールを貯蔵できる工具マ
ガジンを提案した。一方、特開平５−３３７７７２号公
報及び登録実用新案第３００２６２５号公報には、大径
工具用収納部と標準工具用収納部が設けられた工具マガ
ジンが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大径工
具の収納本数を重視して大径工具用収納部を広くすると
工具マガジン全体の収納密度が下がってしまう。一方、
収納密度を重視して標準工具用収納部を広くすると、大
径工具の収納本数が制限されてしまい、必要な大径工具
を収納することができない場合が生じる。そこで、大径
工具収納部が大径工具で一杯になった時などには、標準
工具用収納部に大径工具等を収納することで前記課題を
解決することも可能である。ところが、標準工具用収納
部に大径工具等を収納すると、工具と工具，又は工具把
持用ハンドと工具との間の干渉である工具干渉が生じる
恐れがある。

【０００６】作業者が手作業で工具を直接工具ポットに
装着する小型の工具マガジンの場合には、装着作業時に
工具干渉の有無は概ね分かる。しかし、工具の種類によ
って工具干渉のエリアが異なるので、工具マガジンが大
型で工具搬送装置により自動的に工具搬送を行うような
場合に、貯蔵する工具の種類が多くなれば、段取りをし
たい工具が干渉を起こすか否かを作業者が予めチェック
して工具をセットするのは難しい。また、チェックミス
から工具干渉が起こると危険であるとともに、工具，工
具マガジン，工具搬送装置を破損させたり故障の原因と
なったりする。

【０００７】本発明は、斯かる課題を解決するためにな
されたもので、複数種類の工具を収納するマトリックス
型工具マガジンの工具段取り位置から所望の搬送先工具
ポットに工具を搬送して収納する際に、予め工具干渉の
発生の有無を自動的にチェックして工具干渉を防止する
ことができるマトリックス型工具マガジンの管理方法及
びその装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明に係るマトリックス型工具マガジンの管理方
法は、工具を収納するための複数の工具ポットがマトリ
ックス状に配列され、前記工具を工具段取り位置から前
記工具ポットに搬送して収納するマトリックス型工具マ
ガジンにおいて、前記工具段取り位置より前記工具を所
望の前記工具ポットに搬送する時に、前記工具の種類と
この工具が搬送される予定の搬送先工具ポットの番号と
を入力し、前記工具種類に対応する干渉ポット位置のデ
ータから、前記搬送先工具ポット番号の周辺のセット不
可工具ポット番号を求め、前記マトリックス型工具マガ
ジン全体の工具ポットの状態を管理するポット管理デー
タと前記搬送先工具ポット番号とを比較するとともに前
記ポット管理データと前記セット不可工具ポット番号と
を比較して前記工具の干渉の有無を判定し、工具干渉が
生じると判定した場合にはその旨を表示し、前記工具干
渉が生じないと判定した場合には、前記搬送先工具ポッ
ト番号及び前記セット不可工具ポット番号を書き込んで
前記ポット管理データを更新するとともに前記工具を搬
送させる。

【０００９】なお、前記方法では、前記搬送先工具ポッ
トの番号は所定の位置の前記工具ポットを１とする連続
した数値データであり、この連続した数値データをマト
リックスの列と行の配列データに変換し、この連続した
配列データと前記工具ポット管理データとを比較判定す
るのが好ましい。

【００１０】前記方法を実施する上で好適なマトリック
ス型工具マガジンの管理装置は、工具を収納するための
複数の工具ポットがマトリックス状に配列されたマトリ
ックス型工具マガジンにおいて、前記工具段取り位置よ
り前記工具を所望の前記工具ポットに搬送する時に、前
記工具の種類とこの工具が搬送される予定の搬送先工具
ポットの番号とを入力するための入力部と、前記マトリ
ックス型工具マガジン全体の前記工具ポットの状態を管
理するポット管理データを保存するポット管理データテ
ーブルファイルと、前記工具種類に対応する干渉ポット
位置のデータを保存する工具種類・干渉ポット位置テー
ブルファイルと、前記入力部により入力された前記工具
種類に対応する前記干渉ポット位置のデータから、前記
搬送先工具ポット番号の周辺のセット不可工具ポット番
号を求めるとともに、前記ポット管理データと前記搬送
先工具ポット番号及び前記セット不可工具ポット番号と
を比較して前記工具の干渉の有無を判定する干渉判定部
とを備えている。そして、前記工具干渉が生じると判定
した場合にはその旨を表示部に表示し、前記工具干渉が
生じないと判定した場合には、前記搬送先工具ポット番
号及び前記セット不可工具ポット番号を前記ポット管理
データテーブルファイルに書き込んで前記ポット管理デ
ータを更新するとともに前記工具を搬送させる。

【００１１】なお、前記管理装置は、所定の位置の工具
ポットを１とする連続した数値データである前記搬送先
工具ポットの番号を、マトリックスの列と行の配列デー
タに変換演算する演算部を備え、この変換演算された前
記搬送先工具ポットの前記配列データ及びこの搬送先工
具ポットの配列データ周辺に求められた配列データ形式
のセット不可工具ポット番号データと、前記ポット管理
データとを、前記干渉判定部で比較判定するのが好まし
い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明における実施の形態
の一例を図１乃至図５を参照して説明する。図１は本発
明の一実施形態に係る工作機械のマトリックス型工具マ
ガジンの正面図、図２は工具段取り部操作盤の概略正面
図、図３は工具マガジン管理装置のブロック図である。

【００１３】工作機械としては横形のＭＣ（マシニング
センタ），立形のＭＣ，ターニングセンタ等があり、工
作機械の本体の側部にはＡＴＣ（自動工具交換装置）が
設置されている。図１に示すように、工作機械本体側部
には工具を貯蔵するマトリックス型工具マガジン（以
下、工具マガジンと記載）１が設けられ、ＡＴＣは工具
交換アーム（以下、交換アームと記載）２を備えてい
る。ＡＴＣは、交換アーム２を介して、工作機械本体の
主軸と工具マガジン１との間で、複数種類の工具を自動
的に工具交換する。

【００１４】複数種類の工具の一例としては、主軸に装
着されるとともに工具径が所定の径より小さい標準的な
工具（標準工具）３，工具径が前記所定の径より大きい
大径工具４，及び特殊工具（例えば、標準工具３，大径
工具４以外の工具）などがある。主軸の工具装着部に着
脱自在に装着できるように、標準工具３，大径工具４及
び特殊工具の各ツールシャンクの形状と、このツールシ
ャンクの被把持部（フランジのＶ溝部）の形状は、全部
の工具でそれぞれ同一になっている。

【００１５】ＭＣにおいて使用される工具のうち、通常
は標準工具３の方が大径工具４より工具の種類が多く使
用頻度も多いので、工具マガジン１には多数の標準工具
３と少数の大径工具４とが貯蔵されている。なお、図示
していない主軸の軸線方向をＺ軸とし、これに直交して
直交座標系をなす各方向をＸ軸，Ｙ軸とし、−Ｘ軸方向
（図１の紙面手前方向）を工具マガジン１の前方として
説明する。

【００１６】ＡＴＣは、標準工具３，大径工具４及び特
殊工具の被把持部を着脱自在に把持するとともに主軸と
工具マガジン１に対して標準工具３，大径工具４及び特
殊工具の受け渡しを行うツインアームタイプの前記交換
アーム２と、交換アーム２を旋回動作，進退移動動作さ
せる駆動手段と、交換アーム２を、主軸側の工具交換位
置，待機位置，及び工具マガジン１側の工具交換位置Ｓ
₁ に揺動させて位置決めする揺動手段等とを備えてい
る。

【００１７】工具マガジン１は、工具を収納するための
複数の工具ポット５がマトリックス状に配列された工具
マガジン部６と、工具マガジン部６の工具ポット５に収
納された工具の軸線方向前方側に設けられた工具搬送装
置７とを備えている。工具マガジン部６は、Ｙ，Ｚ軸平
面方向に広がるマガジンスタンド８を有しており、工具
ポット５は、マガジンスタンド８にマトリックス状に縦
横方向に配列して設けられている。工具ポット５の位置
を示すポット番号は、所定の位置例えば図１の右上の工
具ポットを１番とし、その下の工具ポットを２番，３番
となるように、右上から左下へ１番からの通し番号（即
ち、連続した数値データ）となっている。

【００１８】工具マガジン１において、工具交換位置Ｓ
₁ （例えば、図１のポット番号５番）の下方隣のマトリ
ックス交点が、工具交換をしない時に工具搬送装置７が
待機する移動原位置Ｓ₂ （例えば、図１におけるポット
番号６番）である。移動原位置Ｓ₂ の近傍（例えば、図
１の下方の近傍）には大径工具用ハンド収納位置Ｓ₃ が
設定され、工具マガジン１に対する工具の段取りを行う
工具段取り位置Ｓ₄ が別の場所（例えば、工具マガジン
１の下方の一方側）に設定されている。工具マガジン部
６には、これらの位置Ｓ₁ 乃至Ｓ₄ が一箇所ずつ準備さ
れている。図１の符号Ｂで示す場所（即ち、標準工具収
納部Ｂ）には多数の標準工具３が収納され、符号Ｃで示
す場所（即ち、大径工具収納部Ｃ）には一本又は複数
（例えば四本など少数）の大径工具４が収納されてい
る。

【００１９】工具マガジン１の上部及び下部には、それ
ぞれ上部ガイド９及び下部ガイド１０が、左右方向（Ｚ
軸方向）を向き且つ互いに平行に配設されている。上
部，下部のガイド９，１０には、縦方向（Ｙ軸方向）に
立設されて工具搬送装置７を支持する支柱部材１１が案
内支持されている。支柱部材１１は、その下部に設けら
れた水平移動用モータ１２に駆動されて、上部，下部の
ガイド９，１０に案内されながらＺ軸方向に往復移動す
る。

【００２０】工具搬送装置７は、支柱部材１１にＹ軸方
向に向けて設けられたねじ部材１３にねじ込まれたナッ
ト（図示せず）が固定されるとともに、支柱部材１１に
設けられたガイド（図示せず）に案内されて昇降自在に
移動する。ねじ部材１３は、支柱部材１１の上部に設け
られた昇降用モータ１４により正逆方向に回転する。昇
降用モータ１４がねじ部材１３を回転させると、工具搬
送装置７は、支柱部材１３に案内されながら上下方向に
昇降移動する。これにより、工具搬送装置７は、マガジ
ンスタンド８上のマトリックスの交点すなわち各工具ポ
ット５の位置に自在に移動する。

【００２１】工具搬送装置７は、標準工具３の被把持部
を着脱自在に把持する標準工具用ハンド１５と、大径工
具４の被把持部を着脱自在に把持する大径工具用ハンド
１６と、標準工具用ハンド１５を前後方向に進退移動さ
せる進退移動手段とを備えている。大径工具用ハンド１
６は、使用時には標準工具用ハンド１５に着脱自在に係
合されるようになっており、使用しない時は、大径工具
用ハンド収納位置Ｓ₃ の工具ポット５に着脱自在に装着
されて待機している。

【００２２】工具搬送装置７は、標準工具３を搬送する
時には標準工具用ハンド１５を選択し、大径工具４を搬
送する時には大径工具用ハンド１６を選択し、特殊工具
を搬送する時にはこの特殊工具の種類に対応させて標準
工具用ハンド１５又は大径工具用ハンド１６を選択し、
工具段取り位置Ｓ₄ の工具ポット５と、収納用の工具ポ
ット５と、工具交換位置Ｓ₁ の工具ポット５との間を移
動して、標準工具３，大径工具４又は特殊工具を所望の
工具ポット５に対して着脱する。

【００２３】工具段取り位置Ｓ₄ の近傍には工具段取り
部操作盤２０（図２）が設けられている。工具段取り部
操作盤２０には、工具段取り位置Ｓ₄ で工具の段取りを
行う時に、工具の種類とこの工具をセットする予定の搬
送先工具ポットの番号とを入力するための入力部２１が
設けられている。図２に示すように、入力部２１は、段
取りを行う工具の種類を番号で特定するための第１のス
イッチ２２，搬送先の工具ポットの番号を選択するため
の第２のスイッチ２３，及び起動ボタンスイッチ２６を
有している。

【００２４】第１，第２のスイッチ２２，２３は、サム
ロータリスイッチと呼ばれているスイッチであり、押し
ボタン２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂを押すことによ
り、ダイヤル表示部２２ｃ，２３ｃの数値０〜９を回転
させて選択できる。押しボタン２２ａ，２３ａを押す
と、ダイヤル表示部２２ｃ，２３ｃの数値は１つずつプ
ラスされていき、数値９の次は数値０となる。押しボタ
ン２２ｂ，２３ｂを押すと前記数値は１つずつマイナス
されていく。そして、この数値に対応した出力をするこ
とができる。即ち、段取り工具種類，搬送先工具ポット
番号を第１のスイッチ２２，第２のスイッチ２３で選択
した後、起動ボタンスイッチ２６を押すことにより、段
取り工具種類、搬送先工具ポット番号が入力される。

【００２５】工具段取り部操作盤２０には、表示部２４
としてアラーム用表示ランプ２５が設けられている。第
１のスイッチ２２の近傍には、標準工具，大径工具，特
殊工具の種類とそれに対応する番号とが一覧表２８で表
示されている。入力部２１には、非常停止ボタンスイッ
チ２７も設けられている。

【００２６】図１及び図３において、工具マガジン１に
は、標準工具３，大径工具４，特殊工具を工具段取り位
置Ｓ₄ から貯蔵用の工具ポット５に搬送して収納する場
合に、工具の干渉を防止する機能を付加された工具マガ
ジン管理装置４０が設けられている。工具マガジン管理
装置４０の制御部にはＣＰＵ（中央処理装置）４５が設
けられており、ＣＰＵ４５にはバスライン４６が接続さ
れている。

【００２７】バスライン４６には、工具干渉防止用のプ
ログラムを含むシステムプログラムを記憶しているプロ
グラムメモリ（ＲＯＭ）４７と、処理データ等を記憶す
るＲＡＭ４８と、キーボード４９など入力手段を制御す
る入力手段制御部５０と、キーボード４９から入力され
たデータ及びバスライン４６を介して入力されたデータ
を表示するためのディスプレイ，ＣＲＴ５１など表示手
段を制御する表示手段制御部５２とが接続されている。
ＣＰＵ４５は、プログラムメモリ（ＲＯＭ）４７に格納
されたシステムプログラム，又はＲＡＭ４８にロードさ
れたプログラムによって、工具マガジン管理装置４０の
全体を制御する。工具段取り部操作盤２０は、入出力イ
ンターフェース５３及びプログラマブルコントローラ５
４を介してバスライン４６に接続されている。

【００２８】工具マガジン管理装置４０は、工具の干渉
の有無を判定する干渉判定部４４を備えている。干渉判
定部４４は、入力部２１よりの入力データと、工具マガ
ジン１の全体の工具ポット５の状態を管理するポット管
理データテーブルファイル４１に格納されているポット
管理データと、工具種類・干渉ポット位置テーブルファ
イル４２に格納されている工具種類に対応する干渉ポッ
ト位置のデータと、入力部２１により入力された工具種
類に対応する干渉ポット位置のデータから、搬送先工具
ポット番号の周辺のセット不可工具番号を求めるととも
に、ポット管理データと搬送先工具ポット番号とを比較
するとともにポット管理データとセット不可工具ポット
番号とを比較して、工具干渉の有無を判定する。

【００２９】工具マガジン管理装置４０は、干渉判定部
４４で、工具干渉が生じると判定した場合にはその旨を
表示部２４に表示し、工具干渉が生じないと判定した場
合には、工具種類，搬送先工具ポット番号及びセット不
可工具ポット番号をポット管理データテーブルファイル
４１に書き込んで、ポット管理データを更新する。な
お、ポット管理データテーブルファイル４１には、前記
工具種類を書き込まない場合であってもよいが、本実施
形態のように書き込んだ方が、各工具ポットに収納され
ている各工具の種類が分かるので、工具マガジン１全体
の現在の工具ポットの状態をポット管理データで管理す
る場合に好都合である。

【００３０】また、演算部４３は下記の演算式を用い
て、連続した数値データである工具ポット番号を、次の
ようなｉ列，ｊ行のマトリックス表示に変換する処理を
行う。ｉ＝｛［（工具ポット番号−１）／ｎ（最大行数）］の
商計算（整数）の答＋１｝ｊ＝｛［（工具ポット番号−１）／ｎ（最大行数）］の
商計算（整数）のあまり（整数）＋１｝

【００３１】例えば、［最大行数（ｊ_max）＝１０］の
図１の例では、工具ポット番号１→ｉ＝１，ｊ＝１（１，１）工具ポット番号７５→ｉ＝８，ｊ＝５（８，５）工具ポット番号９０→ｉ＝９，ｊ＝１０（９，１０）のように、工具ポット番号はマトリックスの列と行の配
列データにそれぞれ変換演算される。

【００３２】前記演算式を用いた配列データの具体的な
演算方法は、上述のように工具ポット番号が７５の場合
を例にとると、（７５−１）÷１０＝７あまり４したがって、ｉ＝７＋１＝８ｊ＝４＋１＝５となる。

【００３３】干渉判定部４４は、演算部４３で変換演算
された前記搬送先工具ポットの前記配列データ及びこの
搬送先工具ポットの配列データ周辺に求められた配列デ
ータ形式のセット不可工具ポット番号データと、前記ポ
ット管理データとを比較判定する。

【００３４】工具マガジン１では、例えば図１中の符号
「×」で示すように、工具交換位置Ｓ₁ ，移動原位置Ｓ
₂ ，大径工具用ハンド収納位置Ｓ₃ ，その周辺の所定位
置，及びその他の位置の工具ポットの番号（マトリック
ス交点の位置）には、もともと工具を収納することが禁
止されている。即ち、これらの工具ポット番号（マトリ
ックス交点位置）は、収納用の工具ポット位置ではな
い、又は、工具搬送装置７や大径工具用ハンド１６等と
の干渉を避けるために設定された位置であることによる
この工具マガジン１に固有のセット禁止位置である。

【００３５】したがって、工具ポットの番号のうち工具
マガジン１に固有のセット禁止位置の番号をセット禁止
工具ポット番号として、予めポット管理データテーブル
ファイル４１にポット管理データとして書き込んで記憶
させている。なお、セット禁止位置の番号は、本実施形
態のようにポット管理データテーブルファイル４１に記
憶させておいてもよいが、ポット管理データテーブルフ
ァイル４１とは別個に独立したファイルとして設けても
よい。また、工具マガジンに固有のセット禁止位置がな
い場合には、セット禁止工具ポット番号を設けない場合
であってもよい。

【００３６】干渉判定部４４は、入力された搬送先工具
ポット番号を変換演算したマトリックスの列と行の配列
データが、前記セット禁止工具ポット番号の配列データ
に該当するか否かを判別し、該当する場合には、工具干
渉が生じると判定してその旨を表示部２４に表示する。
即ち、アラーム用表示ランプ２５を点灯させる。該当し
ない場合には、工具干渉が生じないと判定し、工具種
類，搬送先工具ポット番号及びセット不可工具ポット番
号を、ポット管理データテーブルファイル４１に書き込
んでポット管理データを更新する。

【００３７】ところで、交換アーム２は、待機位置で待
機している時は、ＭＣの加工動作の邪魔にならないよう
に加工領域外（即ち、スプラッシュガードの外方）で待
機している。この状態で、標準工具３，大径工具４又は
特殊工具が取付けられた主軸を回転駆動するとともに、
工具と工作物とを相対移動制御することにより、工作物
を切削加工する。

【００３８】この切削加工に使用される工具は、加工前
に、工具搬送装置７により工具段取り位置Ｓ₄ から収納
用の工具ポット５に予め搬送して収納しておく必要があ
る。所定の加工の後に次工具による加工がある場合に
は、工具搬送装置７によりこの次工具を収納用の工具ポ
ット５から工具交換位置Ｓ₁ に搬送し、交換アーム２に
より次工具に自動的に工具交換する。

【００３９】工具マガジン１の大径工具収納部Ｃには、
四本の大径工具４が収納可能になっているが、これ以上
の本数の大径工具４や特殊工具を必要とする加工の場合
には、これら大径工具４や特殊工具を標準工具収納部Ｂ
（及び大径工具収納部Ｃ）に収納することになる。標準
工具３だけを標準工具収納部Ｂ及び大径工具収納部Ｃに
収納する場合には、工具干渉は生じないので、標準工具
３はセット禁止工具ポット以外のいずれの工具ポットに
も制限なく収納することができる。

【００４０】ところが、標準工具収納部Ｂに大径工具４
又は特殊工具を収納すると、収納した大径工具とその周
辺の工具，又は周辺の工具と標準工具用ハンド１５（又
は、大径工具用ハンド１６）との間で工具干渉が生じる
場合がある。この工具干渉の発生の有無を予め作業者が
チェックするのは困難であるので、工具ポット５に工具
を収納するために工具段取り位置Ｓ₄ より工具を搬送す
る時に、工具マガジン管理装置４０は工具干渉の発生の
有無を自動的にチェックしている。

【００４１】次に、工具マガジン管理装置４０による工
具干渉防止機能を含む工具マガジン管理方法について図
１乃至図５を参照して説明する。図４は工具種類と干渉
ポット位置などの一例を示す説明図、図５は工具干渉防
止機能を有する段取り位置からの工具搬送の手順を示す
フローチャートである。

【００４２】本発明の方法は、工具段取り位置Ｓ₄ より
標準工具３，大径工具４又は特殊工具を所望の工具ポッ
トに搬送する時に、工具の種類とこの工具が搬送される
予定の搬送先工具ポットの番号とを入力し、工具種類に
対応する干渉ポット位置のデータから、搬送先工具ポッ
ト番号の周辺のセット不可工具番号を求め、工具マガジ
ン１全体の工具ポット５の状態を管理するポット管理デ
ータと搬送先工具ポット番号とを比較するとともに、ポ
ット管理データとセット不可工具ポット番号とを比較し
て、工具の干渉の有無を判定する。そして、工具干渉が
生じると判定した場合にはその旨を表示し、工具干渉が
生じないと判定した場合には、工具種類，搬送先工具ポ
ット番号及びセット不可工具ポット番号をポット管理デ
ータテーブルファイル４１に書き込んで、ポット管理デ
ータを更新し、工具は、工具搬送装置７によって、入力
された搬送先工具ポット番号の工具ポットに搬送され
る。

【００４３】図４に示すような、標準工具３，大径工具
４及び各種特殊工具に関する干渉ポット位置のデータ
が、工具種類・干渉ポット位置テーブルファイル４２に
格納されている。例えば、標準工具３の場合にはいずれ
の工具ポット５でも工具干渉位置にでている部分がない
ので、搬送先工具ポットの周辺には干渉ポット位置は存
在せず、したがって、セット不可工具ポットは存在しな
い。

【００４４】一方、大径工具４の場合には、図４の制限
図に示すような搬送先工具ポット（ｉ_n ，ｊ_n ）に対応
する干渉ポット位置（例えば、＊印位置）が搬送先工具
ポットの周辺に存在する。また、この場合には、ｉ_max
列，ｊ＝１，３，５，７行を優先使用すれば、収納効率
が向上するので好ましい。搬送先工具ポットがｉ＝ｉ
_max 列に限り、隣のｉ_max −１列は干渉ポット位置とは
しない。これは、ｉ_max 列とｉ_max −１列との間の間隔
が広いからである。

【００４５】特殊工具の場合には、図４の制限図に示す
ような搬送先工具ポット（ｉ，ｊ）に対応する干渉ポッ
ト位置（＊印位置）が搬送先工具ポットの周辺に存在す
る。特殊工具が、工具に切削油剤を供給する構造のオイ
ルホール工具の場合には、（ｉ_max −１，ｊ₁ ）の位置
の工具ポットを優先使用すれば、これらの工具ポットの
一方側にはスペースがあるので効率的である。干渉ポッ
ト位置としては図示するとおりであり、また、同一行内
に連続的にセットすることが可能である。

【００４６】特殊工具が、所定寸法以上の工具軸線方向
寸法を有するロングツールの場合には、ｉ_max 列を優先
使用し、ｉ_max 列がいっぱいのときｊ＝１行のｉ＝１，
４，７，１０，１３列を使用するようにすればよい。特
殊工具が特殊ボーリングバーの場合には、ｉ＝ｉ_max 又
はｉ_min 列，ｊ＝１行を優先使用すれば、これらの工具
ポットの一方側にはスペースがあるので効率的である。
特殊工具が、フェーシング加工の可能なＵ軸ツールの場
合には干渉ポット位置は図示するとおりであり、アンギ
ュラカッタの場合には、干渉ポット位置は大径工具４と
同じである。なお、前記干渉ポット位置のデータには、
上述の説明及び図４に示すような工具ポットの位置の制
限のデータ等も含まれている。

【００４７】次に、工具干渉の有無のチェックを行って
工具搬送を行う手順について説明する。図５に示すよう
に、まず最初に、工具段取り位置Ｓ₄で工具の段取りを
行う時に、標準工具３，大径工具４，特殊工具の種類を
示す番号を、工具段取り部操作盤２０の第１のスイッチ
２２により選択設定する。例えば、特殊ボーリングバー
６１の段取りの時には、これを特定する工具種類番号
「５」を入力する（図２参照）。

【００４８】第２のスイッチ２３により、工具が搬送さ
れる予定の搬送先工具ポットの番号を選択設定する。例
えば、特殊ボーリングバー６１を７５番の工具ポットに
搬送する場合には、図２に示すように、搬送先工具ポッ
ト番号を「０７５」と選択設定する。次いで、起動ボタ
ンスイッチ２６を押して設定データを入力させる（ステ
ップ１０１）。なお、キーボード４９を入力部とし且つ
ディスプレイ，ＣＲＴ５１を表示部として使用し、ディ
スプレイ，ＣＲＴ５１に工具種類や搬送先工具ポット番
号の入力を催促するメッセージを表示し、キーボード４
９からこれらの情報を入力してもよい。演算部４３は、
搬送先工具ポット番号をマトリックスの配列データに変
換する。例えば、搬送先工具ポット番号「７５」を、ｉ
＝８列，ｊ＝５行の配列データに変換する。

【００４９】次に、干渉判定部４４は、ポット管理デー
タテーブルファイル４１に格納されているポット管理デ
ータと、入力後変換された配列データとを比較して、こ
の搬送先工具ポットに工具が収納されていないか否かを
判別し（ステップ１０２）、工具がある場合には、工具
干渉が生じると判定して入力情報の変更を要求する。即
ち、アラーム用表示ランプ２５を点灯する（ステップ１
０３）。ステップ１０２で、搬送先工具ポットに工具が
収納されていないことが確認されると、干渉判定部４４
は、ポット管理データテーブルファイル４１に格納され
ているセット不可工具ポット（セット禁止ポットを含
む）のデータと、前記変換された配列データとを比較し
て、搬送先工具ポットがセット不可工具ポット（セット
禁止ポットを含む）に指定されていないか否かを判別す
る（ステップ１０４）。指定されている場合には、搬送
不可と判定して入力情報の変更を要求し、アラーム用表
示ランプ２５を点灯する（ステップ１０３）。

【００５０】ステップ１０４で工具干渉が生じないと判
定されると、入力された工具種類に対応し工具種類・干
渉ポット位置テーブルファイル４２に格納されている干
渉ポット位置のデータから、配列データの周辺のセット
不可工具ポット番号を求める（ステップ１０５）。次い
で、干渉判定部４４は、ステップ１０５で求めたセット
不可工具ポット番号とポット管理データとを比較して、
このセット不可工具ポットに工具が収納されていないか
否かを判別して工具干渉の有無を判定する（ステップ１
０６）。工具がある場合には、搬送不可と判定してステ
ップ１０３に移行する。

【００５１】ステップ１０３に移行することは、上述の
ように工具干渉が生じると判定されたことを意味してい
るので、この場合には、アラーム用表示ランプ２５を点
灯してアラームを知らせるか又はＣＲＴ５１にアラーム
のメッセージを表示することにより、入力情報の変更を
要求することになる。この表示に基づいて、作業者は、
工具干渉を起こさないように工具種類及び搬送先工具ポ
ット番号のいずれか一方又は両方を変更して、新しい情
報を第１，第２のスイッチ２２，２３により再入力する
ことになる。

【００５２】ステップ１０６で、セット不可工具ポット
に工具がなく、工具干渉が生じないことが確認される
と、工具種類，搬送先工具ポット番号及びセット不可工
具ポット番号を、ポット管理データテーブルファイル４
１に書き込んでポット管理データを更新する（ステップ
１０７）。このようにして、工具干渉が生じないことを
チェックした後、工具搬送装置７により、工具段取り位
置Ｓ₄ に収納されている工具を搬送先工具ポット番号の
工具ポット５に搬送して収納することにより（ステップ
１０８）、工具干渉防止処理を含む工具マガジンの管理
方法の実行が終了する。

【００５３】次に、所望の工具を工具交換位置Ｓ₁ に呼
び出して待機させるべく、ＮＣ装置から工具の呼出し指
令が出力されると、工具搬送装置７が動作して工具ポッ
ト５に収納中の指令工具を工具交換位置Ｓ₁ に搬送して
一時的に収納する。交換アーム２が、工具交換位置Ｓ₁
に収納されている指令工具を把持して工具交換位置Ｓ₁
から待機位置に揺動することにより、工具呼出し指令に
よる動作が完了する。

【００５４】上述のように、本発明では、工具種類に対
応する干渉ポット位置のデータが工具種類・干渉ポット
位置テーブルファイル４２に格納され、工具マガジン１
の全体の工具ポット５の現在の状態を管理するポット管
理データが、常に更新された状態でポット管理データテ
ーブルファイル４１に格納されている。既存の工具マガ
ジン１に標準工具３の他に所望の数の大径工具４及び特
殊工具を収納する場合、前記干渉ポット位置のデータと
ポット管理データとに基づいて、工具干渉の発生の有無
を予め自動的にチェックすることにより工具干渉を防止
できる。

【００５５】したがって、工具マガジン１の高収納密度
化を図りながらチェックミスなく安全に工具を収納でき
ることになり、工具マガジン１をフレキシブルに使用す
ることができる。また、工具マガジン１全体の現在の工
具ポットの状態をポット管理データで管理できるので、
工具マガジン１の管理が容易になる。なお、各図中同一
符号は同一又は相当部分を示す。

【００５６】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、工
具段取り位置から所望の搬送先工具ポットに工具を搬送
して収納する際に、予め工具干渉の発生の有無を自動的
にチェックして工具干渉を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１乃至図５は本発明の実施形態の一例を示す
図で、図１は工作機械のマトリックス型工具マガジンの
正面図である。

【図２】工具段取り部操作盤の概略正面図である。

【図３】工具マガジン管理装置のブロック図である。

【図４】工具種類と干渉ポット位置などの一例を示す説
明図である。

【図５】工具干渉を防止して工具搬送をする手順を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１マトリックス型工具マガジン３標準工具（工具）４大径工具（工具）５工具ポット２１入力部２４表示部２５アラーム用表示ランプ（表示部）４０工具マガジン管理装置４１ポット管理データテーブルファイル４２工具種類・干渉ポット位置テーブルファイル４３演算部４４干渉判定部４９キーボード（入力部）５１ＣＲＴ（表示部）６１特殊ボーリングバー（工具）Ｓ₄ 工具段取り位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工具を収納するための複数の工具ポット
がマトリックス状に配列され、前記工具を工具段取り位
置から前記工具ポットに搬送して収納するマトリックス
型工具マガジンにおいて、前記工具段取り位置より前記工具を所望の前記工具ポッ
トに搬送する時に、前記工具の種類とこの工具が搬送さ
れる予定の搬送先工具ポットの番号とを入力し、前記工具種類に対応する干渉ポット位置のデータから、
前記搬送先工具ポット番号の周辺のセット不可工具ポッ
ト番号を求め、前記マトリックス型工具マガジン全体の工具ポットの状
態を管理するポット管理データと前記搬送先工具ポット
番号とを比較するとともに前記ポット管理データと前記
セット不可工具ポット番号とを比較して前記工具の干渉
の有無を判定し、工具干渉が生じると判定した場合にはその旨を表示し、
前記工具干渉が生じないと判定した場合には、前記搬送
先工具ポット番号及び前記セット不可工具ポット番号を
書き込んで前記ポット管理データを更新するとともに前
記工具を搬送させることを特徴とするマトリックス型工
具マガジンの管理方法。
【請求項２】前記搬送先工具ポットの番号は所定の位
置の前記工具ポットを１とする連続した数値データであ
り、この連続した数値データをマトリックスの列と行の配列
データに変換し、この連続した配列データと前記工具ポ
ット管理データとを比較判定することを特徴とする請求
項１に記載のマトリックス型工具マガジンの管理方法。
【請求項３】工具を収納するための複数の工具ポット
がマトリックス状に配列されたマトリックス型工具マガ
ジンにおいて、前記工具段取り位置より前記工具を所望の前記工具ポッ
トに搬送する時に、前記工具の種類とこの工具が搬送さ
れる予定の搬送先工具ポットの番号とを入力するための
入力部と、前記マトリックス型工具マガジン全体の前記工具ポット
の状態を管理するポット管理データを保存するポット管
理データテーブルファイルと、前記工具種類に対応する干渉ポット位置のデータを保存
する工具種類・干渉ポット位置テーブルファイルと、前記入力部により入力された前記工具種類に対応する前
記干渉ポット位置のデータから、前記搬送先工具ポット
番号の周辺のセット不可工具ポット番号を求めるととも
に、前記ポット管理データと前記搬送先工具ポット番号
及び前記セット不可工具ポット番号とを比較して前記工
具の干渉の有無を判定する干渉判定部とを備え、前記工具干渉が生じると判定した場合にはその旨を表示
部に表示し、前記工具干渉が生じないと判定した場合に
は、前記搬送先工具ポット番号及び前記セット不可工具
ポット番号を前記ポット管理データテーブルファイルに
書き込んで前記ポット管理データを更新するとともに前
記工具を搬送させることを特徴とするマトリックス型工
具マガジンの管理装置。
【請求項４】所定の位置の工具ポットを１とする連続
した数値データである前記搬送先工具ポットの番号を、
マトリックスの列と行の配列データに変換演算する演算
部を備え、この変換演算された前記搬送先工具ポットの前記配列デ
ータ及びこの搬送先工具ポットの配列データ周辺に求め
られた配列データ形式のセット不可工具ポット番号デー
タと、前記ポット管理データとを、前記干渉判定部で比
較判定することを特徴とする請求項３に記載のマトリッ
クス型工具マガジンの管理装置。