JPS58137540A - 数値制御工作機械 - Google Patents

数値制御工作機械

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JPS58137540A
JPS58137540A JP57021863A JP2186382A JPS58137540A JP S58137540 A JPS58137540 A JP S58137540A JP 57021863 A JP57021863 A JP 57021863A JP 2186382 A JP2186382 A JP 2186382A JP S58137540 A JPS58137540 A JP S58137540A
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tool
magazine
workpiece
numerical control
tools
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Shigeo Noda
野田 茂夫
Shigeo Oishi
大石 重雄
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Toyoda Koki KK
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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
    • B23Q3/15526—Storage devices; Drive mechanisms therefor
    • B23Q3/15539—Plural magazines, e.g. involving tool transfer from one magazine to another
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
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    • G05B19/41815—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the cooperation between machine tools, manipulators and conveyor or other workpiece supply system, workcell
    • G05B19/41825—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the cooperation between machine tools, manipulators and conveyor or other workpiece supply system, workcell machine tools and manipulators only, machining centre
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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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】 本発明は、数値制御データ内にプログラムされた工具管
理番号のコードに基づいて工具マガジンに収納されてい
る・工具を選択するようにした数値制御工作機械に関す
る。
通常の数値制御工作機械では工具マガジン内に収納され
る工具本数が100本を越えることは殆んどないため、
一般の数値制御工作機械では、2桁の工具コードで工具
の選択を行なうようになっており、数値制御プログラム
では2桁の工具コードで使用する工具を指定するように
なっている。しかしながら、工具の管理面から見ると、
工具コードを6桁〜8桁程度にし、工具コードによって
工具の種類だけでなく工具径、工具長等も識別できるよ
うにした方が好ましいため、DNOシステムを適用した
数値制御工作機械の一部には、中央処理装置の内部に、
各工具の管理番号とそれぞれの工具が保持されている工
具マガジン上のソケットのそれぞれに付された2桁のソ
ケット番号とを対応づけて記憶するテーブルを設け、中
央処理装置に記憶させる数値制御プログラムでは、各工
具固有の管理番号を工具コードとしてプログラムしチオ
き1数値制御プログラムを数値制御装置へ転送する時点
で、各工具の工具コードをそれぞれが保持されているソ
ケット番号に変換して数値制御装置に転送するようにし
ているものがある。
しかしながら、このものでは、複数種類の工作物加工で
必要となる工具の種類が少しずつ異なり、これに伴って
工具マガジン内の工具の一部を取替えるようにした場合
には、加工する工作物の種類が変更される度に前記のテ
ーブルの内容を書替える必要があり、従来ではこの書替
えをテレタイプ等のデータ入力装!Itを用いて新たに
装着した工具の管理番号とその装着位置を表わすデータ
を各工具毎に入力してテーブルの書替えを行っていたた
め、加工する工作物の種類が変更された時の段取替え時
間が長くなる問題があった。
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、各工具の管理番号と数値制御装置へ転送する工具コ
ード゛とを対応づけて記憶する変換テーブルを、加工す
る工作物の変更に伴って自動的に書替え得るように1.
て、加工する工作物が変更された時の段取替え時間を短
縮することt目的とするものである。
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図において10は、チェーン式の工具マガジン11
を備えた数値制御工作機械であり、この工具マガジン1
1に設けられた複数の工具ソヶッ)MSに保持された複
数の工具Tが、公知の工具交換装置12により、主軸頭
13に軸架されたスピンドル15に順次装着され、テー
ブル16上にパレット17を介して取付けられた工作物
Wの加工が行なわれる。数値制御工作機械工Oによって
加工すべき工作物は例えばWa〜whまでの8種類であ
り、前記の工具マガジン11には、これらの工作物Wa
NWhの加工に対して共通に使用される汎用工具が装着
されている他、特定の工作物の加工においてのみ使用さ
れる専用工具が選択的に装着される。そして、工具マガ
ジン11は回路の割出機構によって回動され、後述する
ように数値制御装@40からの指令によって所定の工具
Tが、工具交換位@P cもしくは工具取替位[Peに
割出される。
一方、20は、複数種類の工作物WaxWhの加工にお
いてそれぞれ選択的に使用される複数の専用工具STi
貯蔵する工具ストッカであり、数値制御工作機械10側
の工具マガジン11と同一構成のチェーン式ストックマ
ガジン21を有しており、回路の割出機構の作動により
、ストックマガジン21に設けられた複数のソケットS
Sに収納された専用工具STが工具入替位置Poに順次
割出されるようになっている。
また、22は工具ストッカ20と数値制御工作機械10
の工具マガジン11との間に延設された案内レール25
に沿って移動可能で、工具ストッカ20と工具マガジン
11との間で専用工具ST’i搬送する工具搬送車であ
る。この工具搬送車22を構成する走行台車26上の工
具ストツカ20側端部には、第2図に示されるように、
円板状の搬送マガジン27が水平面内で旋回可能に載置
され、この搬送マガジン27の周縁部には工具Tを鉛直
状態で保持する工具保持−穴27 a w 27 nが
等角度間隔で穿設されている。一方、走行台車26上の
工作機械10側は、マニピュレータ式の工具移送装置3
0が設けられており、工具搬送車22が工作機械工0側
に位置する状態で、工具マガジン11の工具取替位置P
eに位置する専用工具STと搬送マガジン27に保持さ
れた専用工具STとの取替えが行なわれる。
すなわち、まず最初に工具取替位@Peに位置する専用
工具STt”把持爪31a、 31bによって把持した
状態で旋回腕32を上下軸35を中心として水平面内で
第2図において時計方向に180度旋旋回せた後、旋回
腕32′ft旋回腕32の軸線回りで90度回転させ、
この後旋回腕32を下降させて把持爪31a、31b全
開放することで把持爪31a、 31bに保持された専
用工具STを搬送マガジン27の工具保持穴27nに移
送できる。
一方、搬送マガジン27から工具マガジン11の工具取
替位置Pθへの専用工具STの移送は上記と反対の順序
で旋回腕32を作動させることで達成される。
さらに、37は工具ストッカ20の工作機械10側に隣
接して固定部に設置された、工具移送装置3oと同一構
成の工具移送装置であり、工具移送装置30と同様の動
作により、工具ストッカ20の工具入替位置POと搬送
マガジン27の工具ストツカ20側工具入替位置Pts
との間で専用工具STの移送を行なうようになっている
。
第3図は十記構成の数値制御装置に用いる制御回路の全
体構成を示すものであり、数値制御工作機械10側に設
置された数値制御装置40には、工具交換装@12の動
作を制御する工具交換制御装置41と、工具マガジン1
10割出17を制御するマガジン割出制御装置42とが
接続されている。そして、工具交換制御装置41は、数
値制御装@40からMO6の換装置12を作動させて工
具交換全行なうように作動し1マガジン割出制御装置杼
は、数値制御装置40から2桁の工具番号から成るTコ
ードデータのみが出力されると、そのTコードに対応し
た工具Tを工具交換位置Pcに割出し、Tコードデータ
と工具の取替を指令するM2Oのコードデータが同時に
出力されるとTコードに対応した工具Tを工具取替位置
Pθに割出すように作動する。
一方、50は数値制御装置4oに対して、加工する工作
物の種類に応じた数値制御データを1ブロック単位で転
送する処理2、工具取替コントローラ51とともに工具
の取替えを制御するため処理を行なう中央処理装置であ
り、この中央処理装置5oには新しい工作物が工作機械
10上に搬入される度に回路の加工スケジュール管理用
のコンビュータカら、今回数値制御工作機械1o上に搬
入された工作物Wの種別コードWaaを表わすデータと
、次に搬 ′入される工作物Wの種別コードWON P
表わすデータとが供給されるようになっている。また、
この中央処理装置50にはディスク装置57が接続され
、このディスク装置57内に複数種類の工作物WaxW
hを加工するための数値制御データが記憶されている0 さらに、中央処理装置50内のコアメモリには、も鮎 第4図(a)に示すように数値制御工作機械10の工具
マガジン11に収納されている工具Tを、各工具のそれ
ぞれに付されている各工具固有の管理番号とそれぞれの
工具Tが収納されているソケット番号との対応によって
記憶し、数値制御プログラム中の工具コードを変換する
変換テーブルとしても働く工具マガジンテーブルMMT
Tと、複数種類の工作物WaNWhの加工にそれぞれ使
用される専用工具全工具管理番号で記憶する専用工具識
別テーブル5TDTと、工具取替え時において工具マガ
ジン11から取出すべき専用工具とこれに替えて新たに
装着する専用工具とを各工具の管理番号で記憶する取替
工具メインテーブルETMTとが形成されている。
また、前記工具取替コントローラ51はマイクロコンピ
ュータ等によって構成され、回路のインタ7エイスを介
して、工具ストッカ割出装置52、搬送車制御装置53
、工具移送制御装置55とが接続されている。前記工具
ストッカ割出装置52は、工具取替コントローラ51か
らの指令によって動作11、指定された工具ソケットを
工具入替位置POに割出すものであり、搬送車制御装置
53は工具搬送車22の走行と、工具搬送車22上の搬
送マガジン27の割出制御と、工具搬送車22上の工具
移送装置3oの工具入替動作を制御するI#)のであり
・工具移送制御装置55は固定部に設けられた工具移送
装置37の工具入替動作を制御するものである。さらに
、前記工具取替コントローラ51内のメモリには第5図
(a)〜(b)に示すように、工具ストッカ20内に収
納されている専用工具を各工具の管理番号とそれぞれの
工具が収納されているソケット番号との対応によって記
憶する工具ストッカテーブルTSTTと、工具の取替え
時において、工具マガジン11から取外す専用工具とこ
れに替えて新たに装着すべき専用工具とを各工具の管理
番号で記憶する取替工具テーブルETTとが形成されて
いる。
次に上記構成の制御回路の動作を説明する。前記中央処
理袋@50は、新しい工具が数値制御工作機械工0上に
搬入される度に第6図に示す処理を実行し、まずステッ
プ(60)、 (61)において、加工スケジュール管
理用のコンピュータから送出される工作物種類コードW
oo、WONのデータを参照して数値制御装@10上に
搬入された工作物Wが同種工作物の最後のものであるか
、最初のものであるかを判別する。そして、最後のもの
であると判別した場合には、ステップ(60〕からステ
ップ(67)へ移行して、最終工作物の加工中において
次に加工する工作物の加工に必要な専用工具を工具スト
ッカ20から取出して工具搬送車22により工作機械工
0側まで運んでおく準備作業を行なう。
一方、工作物Wが同種工作物の中の最初の工作物である
場合にはステップ(61)からステップ(62)へ移行
し、工作機械10側まで運ばれた次工作物加工用の専用
工具と、工具マガジン11内の不要になった専用工具と
の取替え全行なうための処理を行なう。なお、この工具
の取替および前記の工具準備のための細部の処理は工具
取替コントローラ51によって行なうようになっており
、中央処理装置50は総括的な制御を主に行なう。
このようにして専用工具の取替えが完了するとステップ
(65)において数値制御データの転送を開始する処理
を行って新しい工作物の加工を開始1、た後、ステップ
(66)に移行し、工具マガジン11から取外した専用
工具全工具ストッカ20に戻す処理を行なう。
次工具の準備を行なうステップ(67)において中央処
理装置50は、第4図(b)に示す専用工具識別テーブ
ル5TT)Tから現在の工作物加工に使用される専用工
具STの管理番号と次の工作物加工に使用される専用工
具STの管理番号と全読出し、これらのデータと工具マ
ガジンテーブルMMTTを参照して取替工具メインテー
ブルETMTを創成する。この取替工具メインテーブル
KTMTは、どの専用工具とどの専用工具と全取替える
かということと、取替えるべき専用工具STが工具マガ
ジン11のどのソケットに保持されているかということ
を識別するもので、現工具の管理番号とこれに替えて装
着される新工具の管理番号と、現工具が保持されている
ソケットの番号とが、取替えられる゛べき現工具のそれ
ぞれに対応し記憶されている。
この取替工具メインテーブルETMTが創成されると、
中央処理装置50は、この取替工具メインテーブルIC
TMTの内容を工具取替コントローラ51の取替工具テ
ーブルETTに転送する処理を行った後、工具取替コン
トローラ51に工具準備指令を送出する。
これにより、工具取替コントローラ51は、取替工具テ
ーブル]l[iTTおよび工具ストッカテーブルTST
Tを参照し、次に必要となる専用工具STと工具ストッ
カ20におけるその保持位置とを判別する。
そして、次に必要2なる専用工具ST’l工具入替位@
POに順次割出して工具移送装@37により搬送マガジ
ン27上に移送し、必要な全ての専用工具の移送が完了
すると工具搬送車22を工作機械側へ移動させて準備動
作を完了する。なお、次の加工で必要となる専用工具E
ITは、搬送マガジン27の1番地以降に収納され、零
番の収納位置は空となっている。
一方、工具の取替えを行なう第6図のステップ(62)
においては、中央処理袋@50は、次の処理を繰返えす
ことによって工具マガジン11内の不要となった専用工
具STと搬送マガジン27上の専用工具TSとを入替え
る。
すなわち、中央処理袋@20は、最初に取替工具メイン
テーブルETMTを参照して取出すべき専用工具STが
何番のソケットに保持されてし)るかを識別し1その後
、その内の1本を工具取替位rIl−Peに割出すため
に、対応するソケット番号をTコードとしてM7j)の
コードとともに数値制御装置40に転送する。これによ
りマガジン割出制御装置42が作動して、取替えるべき
専用工具TSの1つが工具取替位1ifeに割出される
。そして、この後中央処理袋@500指令によって工具
取替コントローラ51が作動し、工具取替位@Peの専
用工具STを搬送マガジン27の工具入替位置pttに
位置する工具保持穴に搬入した後で搬送マガジン27を
第2図におJ、sて時計方向に1ピッチ回転させ、新た
に工具入替位置pttに割出された工具保持穴の専用工
具ST’を工具取替位@Peに移送することで専用工具
の一本が取替えられる。
上記の動作は、前記の工具準備動作において専用工具S
Tが取付けられなかった搬送マガジン27の零番の工具
保持穴を工具取替位置Pttに位置決めした後で開始さ
れ、上記の動作の繰返しによって1番以降の工具保持穴
に保持されている搬送マガジン27上の専用工具STが
、工具マガジン11の不要な専用工具STと取替えられ
る。このとき、搬送マガジン27上には次の工作物加工
で必要となる専用工具STが取替工具メインテーブルE
TMTに管理番号の記入されている順番で1番以降の工
具保持穴に配列されており、中央処理装置50は、取替
工具メインテーブルICTMTに管理番号の書かれてい
る順番で不要な工具を工具取替位置Pθに割出すように
数値制御装@40に数値制御データを転送するため、取
替工具メインテーブルETMTに従った対応で専用工具
STの取替えが行なわれる。
このようにして、専用工具STの取替が完了すると、中
央処理装置50はステップ(64)において、工具マガ
ジンテーブルMMTTの書替えを行なう。このテーブル
の書替えの処理は第8図に示されており、取替工具メイ
ンテーブルETMTに記憶された次工具の管理番号の1
つとこれと組をなして記憶さレタソケット番号とを読出
すステップ(64b )の動作と、このステップ(64
b )において読出した管理番号のデータ全この管理番
号と同時に読出したソケット番号に対応する工具マガジ
ンテーブルMMTT内の記憶エリアに書込むステップ(
64c)と?、取替工具メインテーブルKTMTに記憶
された新工具の管理番号の全てが工具マガジンテーブル
MMTTに書込まれるまで繰返えすことによって工具マ
ガジンテーブルMMTTの書替えを行なうものである。
さらに、前記ステップ(66)においては、中央処理装
置t50は工具取替コントローラ51に対して工具戻し
指令奮発し、これに応答して工具取替コントローラ51
は、工具搬送車22全工具ストツカ20側へ移動させ、
搬送マガジン27上に保持されている専用工具STを工
具ストッカ20の空位置へ戻す処理全行なう。
次に、中央処理装@50の数値制御装@4Qに対する数
値制御データの転送処理を第7図の70−チャートに基
づいて説明する。まず、工作物の加工開始時においては
加工する工作物の種類に応じた数値制御データをステッ
プ(70)におし1てディスク装@57内でサーチした
後ステップ(71)以降の処理を行ない、また数値制御
装置40からデータ要求があった場合にはその度にステ
ップ(71)以降の処理を行なう。ステップ(71)以
降は数値制御プログラムを1ブロツクずつ転送する処理
ルーチンであり、ステップ(71)で1ブロツクの数値
制御データを読出し、このステップ(71〕にて読出さ
れた1ブロツクの数値制御データの中にTコードデータ
が含まれているか否かをステップ(73)で判別する。
そしてTコード−が含まれてし)なし)と判別した場合
にはステップ(73)からステップ(75)へ移行して
そのまま数値制御装置40に転送し、読出した数値制御
データの中にTコードデータカ(ある場合にはステップ
(74)でTコードの変換処理を行ってから数値制御デ
ータを数値制御装[40へ転送する。
前記ステップ(74)におけるTコード変換の処理は、
ステップ(71)において読出された数値制御データに
プログラムされているTコード、すなわち各工具の管理
番号で指定された工具が工具マガジン11の何番のソケ
ットに貯蔵されているかを工具マガジンテーブルMMT
Tを参照することで識別し、指定された工具が貯蔵され
ているソケットの番号を変換後のTコードとし工具マガ
ジンテーブルMMTTから読出すことで完了する。工具
マガジン11内のソケット番号は2桁であるため上記の
処理により、第9図(a)のように6桁の管理番号でプ
ログラムされたTコードが、第9図(1))に示すよう
に2桁のTコードに変換されて数値制御装置に転送され
ることになる。
この工具マガジンテーブルMMTTは、前述l、たよう
に、工具マガジン11内の専用工具STが取替えられる
度に、これに伴って書替えられるため、工具マガジンテ
ーブルMMTTの内容は、専用工具の取替えが行なわれ
れば、専用工具の取替後において工具マガジンll内に
収納されている工具の管理番号とその保持されているソ
ケット番号との対応を正しく表わしており、専用工具の
取替えに際して工具マガジンテーブルの内容全作業者が
修正しなくても、Tコードの変換は常に正確に行なわれ
る。
なお、上記実施例においては、工具の管理番号をそれぞ
れの工具が保持されているソケット番号に変換し1これ
を変換後の工具コードと1.て数値制御装置に転送する
ようにしていたが、変換後の工具コードとしては、工具
マガジン内のソケットの数に対応した種類があり、かつ
数値制御装置が受入れることが可能な桁数のコードであ
ればよく、ソケット番号と一致させる必要はない。
以上述べたように本発明においては、各工作物加工時に
おいて工具マガジンに装着される工具の管理番号音、各
工作物毎に、かつ加工する工作物の種類の変更に伴う工
具入替時においてどの工具とどの工具が入替わるかを判
別可能に記憶するテーブル全段けるとともに、工作物の
変更に伴って工具が取替えられた場合には、かかるテー
ブルを参照して、工具管理番号を特定の工具コードに変
換する変換テーブルを書替えるテーブル書替手段を設け
たので、加工する工作物の変更に伴って工具マガジン内
の工具が取替えられても−これに伴って作業者が、新た
に装着した工具の管理番号とその装着位置を逐一人力し
て変換テーブル全修正する必要がなくなり、工作物変更
時における段取替え時間を短縮できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は工具取替
装置を備えた数値制御工作機械の全体構成を示す図、第
2図は第1図における工具搬送車22の■方向から見た
矢視図、第3図は第1図に示す数値制御工作機械の制御
回路を示すブロック図、第4図(a)〜(Q)は第3図
の中央処理装置50内に設けられているデータテーブル
を示す図、第5図(a)。 (b)は第3図の工具取替コントローラ51内に設けら
れているデータテーブルを示す図、第6図、第7図およ
び第8図は第3図における中央処理装置50の動作を示
すフローチャート、第9図(a)および第9図(b)は
それぞれ変換前と変換後の数値制御プログラムを示す図
である。 10・・・数値制御工作機械、11・・・工具マガジン
、12・・・工具゛交換装置、20・・・工具ストッカ
、22・・・工具搬送車、27・・・搬送マガジン、3
0.37・・・工具移送装置、40・・・数値制御装置
、42・・・マガジン割出制御装置、50・・・中央処
理装置、51・・・工具取替コントローラ、MMTT・
・・工具マガジンテーブル(工具コート変換テーブル)
 、5TDT・・・専用工具識別テーブル。 特許−出願人 豊田工機株式会社 第6図 島7図 垢80 η9図(a) 第9図(b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  数値制御データにプログラムされζ各工具固
    有の管理番号全村した工具フードに基づいて工具マガジ
    ンに貯蔵されている複数の工具の中から使用すべき工具
    を選択するようにした数値制御工作機械において、前記
    工具マガジンに貯蔵されている複数の工具のそれぞれに
    付された管理番号と前記工具マガジンの保持位置に応じ
    た種類の工具コードとを対応づけて記憶する変換テーブ
    ルと、複数種類の工作物加工のそれぞれにおいて前記工
    具マガジンに選択的に取付けられる工具の管理番号を各
    工作物毎にかつ工具取替え時においてどの工具とどの工
    具が入替えられるかを識別可能に記憶する工具識別テー
    ブルと、加工する工作物の種類が変更された場合には前
    記工具識別テーブルを参照して前記変換テーブルの管理
    番号の内削記工具マガジンから取出された工具の管理番
    号を新たに装看された工具の管理番号に修正するテーブ
    ル修正手段λ、工作物の変更後はこの修正された変換テ
    ーブルによって数値制御データにプログラムされた工具
    の管理番号を工具コードに変換して、変換後の工具コー
    ドによって工具マガジン内の工具を選択する工具選択手
    段とを設けたことを特徴とする数値制御工作機械。
JP57021863A 1982-02-12 1982-02-12 数値制御工作機械 Granted JPS58137540A (ja)

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