JPS5882652A - 数値制御工作機械における予備工具交換方法 - 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】 この発明はマシニングセンタ等の数値制御工作機械にお
ける予備工具交換方法に関するものである。

最近、マシニングセンタを中心とし、工作物の搬出入お
よび貯蔵をする工作物供給装置を付加した小規模な無人
運転システムが稼動している。このシステムでは、少量
で多品種の工作物を加工することが多く、シかも、工具
本数の制限から同一工具を各工作物に共通に使用できる
よう配慮されているため、各工具の使用時間管理が繁雑
で容易でない。このため、自動的に使用時間を管理する
工具管理装置が開発されている。この工具管理装置には
、使用時間を各工具ごとに槓算し、この積算時間があら
かじめ設定済みＱ寿命に達したとき使用中の工具を予備
工具と交換する予備工具交換機能が付属しているのが普
通である。

通常、マシニングセンタを制御する数値制御装置には工
具寸法を補正する工具補正機能が付属しＹいるが、従来
の工具補正機能は、基本となる工具ごとに想定した工具
寸法を紙テープにプログラムしておき、この想定工具寸
法と使用工具の寸法との寸法差を補正するものであった
。したがって、工具が寿命に達して予備工具に交換した
とき、この予備工具に対して用いられる工具袖正蓋デー
タが基本工具のままであるので、予備工具は基本工具と
同一の形状寸法でなければ事実上使用できなかった。

このため、従来の工具補正機能付数値制御装置は、特定
の工具にしか適用できず、予備工具の形状寸法に係りな
く適用するには、特別の付属装置を必要とするなどの欠
点があった。

この発明は上記従来の欠点を解消して、予備工具をその
ｔま使用しても正しい工具補正が行われる予備工具交換
方法を得ることを目的とするもので、その特徴とすると
ころは、予備工具交換機能をもつマシニングセンタ等に
おいて、数値制御装置に予備工具を含むすべての工具に
ついてそれぞれ個有の工具補正量情報を記憶させ、工具
寿命又は工具破損を検出して工具使用可否を判定する手
段を持つ工具管理装置が数値制御装置から指定された工
具番号の工具が使用不能であると判定したとき、工具管
理装置から数値制御装置に信号を出力させ、この信号に
より、数値制御装置に予備工具の工具番号の指定を行わ
せ、がっ、その予備工具についての個有の工具補正量情
報を有効にせしめるものであり、これによって、各予備
工具に対しても正しい工具補正が行われるようにするも
のである。

以下、本発明の一実施例を図面に従って説明する。

第１図はマシニングセンタの制御部の構成な示すもので
、自動工具交換装置を備えた図示せぬｆ作機械は、数値
制御装置（以下Ｎｏ装置と略す）１の数値制御紙テープ
（以下Ｎｏテープと略す）１１の情報を受けて作動する
工作機械制御装置２によって制御されて、機械加工およ
び工具交換などの諸動作を行う。また、この工作機械は
、例えば２０〜６０本程度の本数の工具を収納できる工
具貯蔵マガジンを付属しており、自動工具交換装置にて
、該工具貯蔵マガジンから切削加工に必要な工具が、Ｎ
ｏテープの情報に基づいて取り出され、マシニングセン
タの主軸に挿層されて使用される。この工具貯蔵マガジ
ンに工作物の切削加工の他、それらが摩耗して寿命とな
ったり、破損したりして使用不能となったときに、その
基本工具に代って自動的に工具貯蔵マガジンから取り出
されて使用される予備工具を備えている。この予備工具
は、マシニングセンタを長時間無人運転する場合に特に
必要とされるものである。

また３は、工具が寿命になっていたり、破損したりして
使用不能となっていないかどうかを監視する工具寿命監
視装置、すなわち工具管理装置で、この工具寿命監視装
置３は、内蔵するメモリに第２図の如き工具テーブル本
を備えている。この工具テーブル４は、工具番号エリア
４ａ、工具寿命監視装置８の図示せぬ操作部から工具ご
とに許容される寿命時間を設定する寿命時間エリア！ｂ
％現在までの使用時間を累積記憶する使用時間エリア４
０％その工具について使用可能かどうかを示すフラグエ
リア！’ｓおよび、現在使用中である工具の工具番号を
記憶する、使用中工具登録エリア４ｅなどから構成され
、これらのメモリは、電源が切れてもデータ内容が変化
しないメモリ（例えばコアメモリなど）が使用されてい
る。

また、前記ＮＯ装置１のＮＣテープ１ａには、工作機械
を作動させる種々のプログラムが組まれており、工具の
指定および工具寸法補正に関しては第３図の如くプログ
ラムしておく。すなわち、Ｔ５ｉ！１１を基本工具の工
具番号とすると、基本工具ｒｙ５１、およびその予備工
具Ｔｙ３ｚ、Ｔφ３のそれぞれのブロックのＤコードに
、各工具に個有の工具補正量情報ＤｙＪ１、Ｄ９！５２
、Ｄダ３をプログラムしておく。また、予備工具の終り
には終了Ｍコード（例えばＭ２１）をプログラムしてお
く。

また、予備工具のブロックおよび終了Ｍコードのブロッ
クには、それぞれスラッシュコード（２）の２、すなわ
ち／２なるブロックスキップコードをプログラムしてお
く。第３図において、Ｔｐｌ・′Ｅ′戸２Ｔｇ６３．Ｍ
２１についての各ブロックをそれぞれＡ１、Ａ２、Ａ３
、Ａ４で示している。

前記工具寿命監視装置３は、Ｎｏ装置１から工へ番号信
号Ｓ、を受けると、その番号の工具の使用時間を工具テ
ーブル４の使用時間エリア４ｂによってチェックし、こ
れがまだ寿命時間に達しておらず、かつ、異常工具の登
録もされていないときは、フラグエリア４ａが使用可な
るフラグを立てており、このフラグに従ってそのまま工
作機械制御装置２に工具番号信号Ｓ□を出力するように
されている。工作機械制御装置２は、その工具番号Ｓ２
により、工作機械に推定の工具の選定、および主軸への
挿着を行わせ、それらの動作の完了後、完了信号Ｂ１を
工具寿命監視装置３に出し、この工具寿命監視装置３か
らＮｏ装置１に完了信号ζを出して、ＮＯテープ１＆の
プログラムの次のブロックの動作に移って良いことをＮ
ｏ装置１に知ら斌そしてＮｏ装置１がこの完了信号Ｓ４
によって、プログラムの次のブロックの読出しを行い、
実行に移るようにされている。

次に、工具寿命監視装置３の動作を中心とした工具交換
についての諸動作を第４図の工具寿命監視装置動作流れ
図に基づいてさらに詳しく説明する。

工具寿命監視装置３は、工具番号信号らによる工具指令
がＮｏ装置１からくると、その信号が工具指令であるか
判断して（Ｎｌ）、工具指令であるときは、その工具番
号をメモリの工具テーブル４の使用中工具登録エリア４
ｅに記憶する（Ｎ２）。

工具番号が登録されると、その工具についてのフラグエ
リア４ａによって、その工具の使用可否を判定しく１３
）、使用可と判定したときは、／２ブロック無無信号を
出力し、その工具の工具番号信号８２を工作機械制御装
置２に出力する（Ｎ４）。

工作機械制御装置２は、この工具番号信号Ｓ２を受けて
、工作機械に工具納入ドラムからの指定工具番号工具の
選択、および現在主軸に挿着されている工具との交換を
行わせる。この工具交換は、工作機械に付楓している自
動工具交換装置によって行われる。

工具の交換が終了すれば、工作機械制御装置２から出さ
れた完了信号Ｓ３を受けて、Ｎｏ装置１に完了信号Ｂ、
を出力する（Ｎ６）。Ｎｏ装置１ではこの完了信号８４
が来なければプログラムの次のブロックへ進行しない。

すなわち、完了信号を制御することで、次の数値制御動
作ブロックへ処理が進行するのを制御している。

基本工具（すなわち、／コードブロックのものでない工
具）、又はその予備工具（すなわち、／コードブロック
の工具）が使用可能であれば、Ｎ。

装置１において、第３図のプログラムのＡ４の処理は読
み出されない。したがって、「予備工具終了Ｍコードが
あるか」の判断（Ｎ７）の分岐は、次の「使用中信号が
ＯＮか」の判断（Ｎ８）の処理へ進む。

指定された工具が主軸に挿着され、数値制御動作が進行
すると、工作機械制御装置２がら工具使用中信号Ｓ、が
工具寿命監視装置３に送られてくる。

前記工具使用中信号へは、例えば、工作物と工具との接
触信号と主軸回転中信号とのムＮＤ（アンド）信号を使
用するとよい。続いて、前記工具使用中信号Ｓ、の０１
時間をタイマでカウントし、規定時間を経過する毎に工
具テーブル４において、使用中工具登録エリア４ｅに登
録された工具番号についての使用時間エリア４ｃをカウ
ントアツプする（Ｎｇ〜１１０）。そして、「寿命時間
−使用時間≧０か」を判断しくＢ１１１）、使用時間が
寿命時間を越えているときは、その工具番号の７ラグエ
リア４ｄに使用不可として登録する（Ｎ１２）。

なお、この場合でも、その場で直ちに工作機械を停止さ
せることはせず、現在加工中のものは続行して加工し、
再び同一工具が指定されたとき、□あるいはその加工の
最初に、不可工具であるか否かをチェックして再スター
トしないなどの処理を行うようにするとよい。

また、工具寿命監視装置３は、指令された工具を使用不
可と判定したときは、／２のブロックスキップコードを
記しであるブロックを有効とする信号（／２ブロック有
有信号）ｓ６をＮｏ装置１に出力しく１１３）、かつ、
送られてきた工具番号は工作機械制御装置２へ出さない
で、完了信号ｓ４をＮｏ装置１に帰してしまう。

今、使用不可と判定された指定工具が基本工具（Ｔ５ｆ
ｌｌ）であるとすると、Ｎｏ装置１においては、先にＡ
２ブロックのブロックスキップコードも有効となる／２
ブロック有有信号Ｓ６が工具寿命監視装置８からＮｏ装
置１に出方れているので、Ｎｏ装置１はプログラムのＴ
＄２Ｄ戸２０Ｂの扁２ブロックを読み出し、Ｔ５２１ｚ
なる工具番号信号（Ｂ１）を工具寿命監視装置３に出力
する。この工具寿命監視装置８において使用可否のチェ
ックがされ（Ｎｙ　）、工具が使用可と判定されれば、
その工具番号！０２が工作機械制御装置２に送られ（Ｎ
４）％また同時にＮｏ装置１においてその工具番号Ｔダ
２のブロックのＤコード（Ｄ１２１２）が有効となる。

なおり７は、工作機械の各軸の位置制御信号その他のＮ
ｏ制御信号を示す。

なお、このＴ５２１２の工具について工具交換の完了信
号Ｓ４をＮｏ装置１に帰す前に、Ａ２ブロックのブロッ
クスキップ信号Ｂ、を無効にし、次のブロック（第５図
のプログラムのＡ３　、Ａ４のブロック）を無効として
、その後に完了信号Ｓ４をＮｏ装置１に帰す。したがっ
てＪｌ、Ａｍのブロックのプログラムは無視されて、Ｎ
Ｏテープ運転が続行される。

また、基本工具もすべての予備工具もともに使用不可と
判断されると、第３図のプログラムのム４のブロックが
読み取られ、予備工具終了Ｍコード（例ではＡ２１）の
信号Ｓ、がＮｏ装置１から出力され、この信号を受けた
工具寿命監視装置３は、第４図のＮ７の判断において分
岐し、異常表示をし、予備工具なしの信号を出力する（
Ｎ１５）。

このＮ１５の処理では、必すしも特定の処理を必要とさ
れるものではないが、通常、表示ランプを点灯したり、
工作機械を一時停止させたりして、作業者又は監視者へ
警報を出す。

上述の実施例の方法においては、特定のブロックスキッ
プ機能を使用し、この機能を有効あるいは無効にするだ
けの構造であるため、予備工具の補正量をＩＣ装置１に
知らせる手段が非常に安価に実現されている。また、予
備工具の補正量の入力方法は通常のＮｏ装置の操作と同
一でおるため、工具毎の補正量を得るための作業者に対
する負担は少ない。さらに、予備工具の本数、工具番号
を任意にプログラムが選定できるので、プログラミング
が複雑となることもない。

以上説明したように本発明によれは、予備工具を含むす
べての工具について、それぞれ個有の工具補正情報を得
て数値制御加工を行うことができるので、基本となる工
具とその予備工具とを同一形状寸法にする必要はなく、
また、特別の付属装置を使用する必要もな／′く、さら
に、特定の工具にしか適用できない不便さもなく、予備
工具交換を容易にかつ、能率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図はマシニン
グセンタの制御部の構成図、第２図は工具寿命監視装置
に内蔵するメモリにおける工具テーブル図、第り図は数
値制御装置におけるプログラムの一部の説明図、第４図
は工具寿命監視装置の動作流れ図である。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 数値制御装置に予備工具を含むすべての工具についてそ
   れぞれ個有の工具補正量情報を記憶させ、工具寿命又は
   工具破損を検出して工具使用可否を判定する手段を持つ
   工具管理装置が数値制御装置から指定された工具番号の
   工具が使用不能であると判定したとき、工具管理装置か
   ら数値制御装置に信号を出力させ、この信号により、数
   値制御装置に予備工具の工具番号の指定を行わせ、かつ
   、その予備工具についての個有の工具補正量情報を有効
   にせしめることを特徴とする数値制御工作機械における
   予備工具交換方法。