JPS6263052A - 自動機械加工装置の作動制御方法 - 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、コンピュータによって構成される統轄指令制
御装置により運転制御される自動機械加工装置と、その
装置の作動制御方法に関する。

〔従来技術と問題点〕

近卑、単一工作機械の自動化を高度化したマシニングセ
ンタから発展、して工場単一の加ニジステムを自動化し
た自動機械加ニジステム（所謂、ＦＡ。

Ｆ？ｌＳ　）の開発、改善が著しく、このような自動加
ニジステムの典型例は、特公昭５１−２３７４７号に中
央プログラム供給源を有して複数台の工作機械に対する
被加工部品の供給、工具の搬送を調整制御するものが開
示されている。同じく、統轄指令装置としてコンピュー
タを用い、複数台の工作ｍ械のＮＣ制御を統括したもの
として本出願人の先願、特開昭５８−１４３９４５号が
ある。然しなから、前者の公知技術のものは、加工材料
と工具とを複数の工作機械に搬入、搬出するに当たって
、それぞれ加工材料の搬送装置及び工具の搬送装置を用
いて夫々の工作機械に対する振分けを中央プログラム供
給源から制御しているもので、加ニジステム全体の加工
工程管理と工具管理とを柔軟に制御して生産性の向上と
生産計画の変化に対する適応性とを向上させんとする近
時の要請に応えるシステム構成は未だ採られていない。

他方、後者の公知技術に係る金型加ニジステムでは、統
轄指令装置から複数台のＮＣ工作機械の夫々にＮＣ加工
情報を供給する情報ラインを設けると共に夫々のＮＣ工
作機械の運転モードを統轄指令装置からの１旨令に基づ
く運転モードや機械単独の運転モード等に柔軟に切替え
作動せしめ得るようにして運転効率を向上せしめるシス
テム構成は開示しているが、加工材料の搬送や工具の搬
送、交換或いは治具、パレット等の取付具の段取り、搬
送等の細部に亘る管理、運用を適正化する技術に関して
は未だ開示してい無い。

依って本発明の目的は、上述した統轄指令制御装置によ
るシステム制御を前提とし、かつ工作機械による加工材
料の機械加工を全自動化するために必要な機械、装置、
設備類を最適運用して生産性の向上を図ることができる
ようにシステム構成された自動機械加工装置を提供し、
かつまたその作動制御方法を提供せんとするものである
。そして、本発明は特に自動工具交換装置を備えた工作
機械によって工具交換を自動的に達成しながら加工材料
の機械加工の進歩を図る、所謂マシニングセンタを応用
したシステム構成を前提とするものである。

〔解決手段と作用〕

上述の発明目的に鑑みて、本発明は、自動工具交換装置
付き工作機械に対する被加工材の搬入、搬出及び交換用
工具の搬送を統轄指令制御装置で一括制御する自動機械
加工装置において、前記統轄指令制御装置によって運行
管理される一台の物品搬送車を往復搬送路上に運行せし
めると共に該往復搬送路に沿って被加工材に加工を施す
前記自動工具交換装置付き工作機械と、多種の工具を貯
蔵する工具保管ステーションと、被加工材をパレットに
取付、取外しを行う段取りステーションと、被加工材お
よびパレットを保管するパレット保管ステーションとを
配列して前記統轄指令制御装置に通信ラインを介して夫
々接続し、前記統轄指令制御装置からのＮＣ指令データ
、工具交換指令データ、被加工材交換指令データ等によ
って制御される前記自動工具交換装置付き工作機械の加
工工程に合わせて前記物品搬送車による被加工材、交換
用工具の搬送運行を適宜制御するようにした自動機械加
工装置を提供し、かつまた、自動機械加工工程の進捗を
効率化すべく、本発明は、自動工具交換装置を有した工
作機械による被加工材の自動機械加工、工具の自動交換
、被加工材の自動交換等を統轄指令制御装置によって統
括制御すると共に該統轄指令制御装置により運行管理さ
れる物品搬送車によって被加工材の搬入、搬出と交換用
工具の搬送を行う自動機械加工装置の作動制御方法にお
いて、前記工作機械の工具マガジンには被加工材の加工
工程に従って使用する工具群を予め収納せしめて、順次
に自動工具交換しながら前記工作機械に自動機械加工を
続行させると共に前記統轄指令制御装置に接続された工
具保管ステーションに工具再配置装置を設けて被加工材
の加工工程に従って分類される複数の工具群を予め再配
置保管せしめ、前記工作機械の加工スケジュールに合わ
せて前記工作機械の工具マガジンと前記工具保管ステー
ションとの間で前記統轄指令制御装置の制御により前記
物品搬送車を介して前記工具群を相互に差し換え交換す
るようにしたことを特徴とする自動機械加工装置の作動
制御方法を提供するものである。以下、本発明を添付図
面に示す実施例に従って詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明の１実施例による自動機械加工装置のシ
ステム構成を示した平面図であり、第２図は同自動機械
加工装置の統轄指令装置の構成及び該統轄指令装置と他
の装置類並びに端末器群との信号ラインの接続関係を示
したブロック図、第第１図に示した自動機械加工装置の
実施例では２台の自動工具交換装置付工作機械ＭＣＩ、
ＭＣ２（以下、マシニングセンタＭＣＩ　、　ＭＣ２と
いう）を具備したシステム構成を有し、コンピュータに
よって形成され、かつ本自動機械加工装置の作動を一括
管理する統轄指令制御装置１００に信号ラインを介して
それぞれ接続されている。各自動工具交換装置付き工作
機械ＭＣＩ　、　ＭＣ２は工作機械ＭＴ、自動工具交換
装置ＡＣＴ、機械制御装置ＭＴＣ，パレットチェンジャ
ｐｃ、交換用工具の搬送装置ＴＬ等を有し、また各工作
機械ＭＴは主軸頭ＳＰを有したコラム部分とワークテー
ブルＷＴを搭載したベッド部分とを有し、自動工具交換
装置ＡＴＣは、例えば本出願人の特公昭５９−３５７３
８号に開示された、複数の工具をそれぞれ工具ソケット
と共にカートリッジに装填し、このようなカートリッジ
を複数個放射状に挿脱自在に配列装備したマガジン円板
を割出回転自在に備え、これらの複数工具から必要な工
具を工作機械ＭＴの主軸頭ＳＰにおける工具主軸に自動
工具交換できるような構造を有している。

そして、交換用工具の搬送装置ＴＬは、上記自動工具交
換装置ＡＴＣのマガジン円板に配列装備された工具のう
ち不要となったものを搬出し、また新たに必要となった
工具を搬入するために設けられ、このとき複数のカート
リッジをまとめて収納する収納棚を有した、カートリッ
ジスタンドＣ８を用いて複数本の工具群を引きまとめて
搬入、搬出可能にしており、この搬送装置ＴＬの詳細な
構成、作用に就いては、例えば、本出願人の「工具搬送
装置Ｊ　（昭和６０年９月１４日付出願）に開示されて
いる。

さて、本自動機械加工装置には更に上記統轄指令制御装
置１００によって運行管理される搬送車２００が搬送路
２１０に沿って往復走行可能に設けられている。この搬
送車２００は最近、開発の著しい無人搬送車（ＡＧＶ）
と同様に該搬送車２００上に機上制御装置２２０を搭載
し、この機上制御装置２２０が搬送車地上制御装置２３
０を介して統轄指令制御装置１００に接続されることに
より運行管理される構成を有している。なお、搬送車２
００の走行動力は、搬送車地上制御装置２３０を経由し
て動力ライン２４０により供給され、搬送車２００の駆
動モーフを作動させる構成となっている。上記搬送車２
００は、本自動機械加工装置において、加工材料（未加
工及び加工済の両材料を含む）の工作機械ＭＴの主軸頭
ＳＰに装着される工具の搬送、取付具（治具やパレット
等を含めて加工材料や工具を収納したカートリッジの搬
送に使用する）の搬送並びに後述する加工Ｈの搬送等を
一括して遂行するために設けられており、本発明におい
ては、単一台の搬送車２００を物品搬送車として多目的
搬送に使用し、従って、この搬送車２００の搬送路２１
０に沿って前述したマシニングセンタＭＣＩ　、　ＭＣ
２が配列設置されている。この搬送路２１０の側部には
上記２つのマシニングセンタＭＣＩ　、　ＭＣ２と共に
工具保管ステーションの工具再配置装置ＴＡＭと、加工
材料の取付、取外しを行う段取りステーションＷＳＳと
が配列設置されている。上記工具保管ステーションには
更に工具プリ七ツタＴＰＭが上記工具再配置装置ＴＡＭ
に接近して設けられ、該工具再配置装置ＴＡＭは工具セ
ンタ制御装置ＴＣＣを具備し、この工具センタ制御装置
ＴＣＣが統轄指令制御装置１００と信号ラインを介して
接続されている。また、この工具再配置装置ＴＡＭは後
述のようにマシニングセンタＭＣＩ、ＭＣ２において機
械加工に必要とされる工具を保管すると共に機械加工の
加工工程を機能上から分類して同種の機能を有した加工
工程に必要とされる工具群を、カートリッジを単位とし
て予め引き括めて準備しておく　（これを工具再配置と
いう）ことが可能な装置として構成され、カートリッジ
スタンド基台８０と協働して工具再配置を行う。なお、
工具再配置装置ＴＡＭから各マシニングセンタＭＣＩ、
ＭＣ２の交換用工具の搬送装置ＴＬへの工具搬入及びそ
の逆に該搬送装置ＴＬから工具再配置装置ＴＡＭへの返
送は勿論、搬送車２００を用いて行われ、このとき搬送
車２００のフォーク装置２００ａの具体的な構成及び作
用は、本出願人の特許出願「搬送車のフォーク機構」　
（昭和６０年９月３日付出願）に詳細されているが、要
はフォーク装置２００ａが物品の受渡しに当って、該物
品に対して延長、伸縮ｖノ作が可能であると共に送りね
じ機構を介し−でよ、下方向にも移動可能であることに
より、物品の持ち上げや下ろし動作も可能であり、しか
も車体上に設けられた旋回台を介してフォーク装置２０
０ａは旋回による向き変更も可能な構成を有しているの
である。

さて、搬送車２００の搬送路２１０沿いには更にパレッ
トストッカＰｓｉ、ＰＳ２及び加工屑集積ステーション
２５０を構成するチップバケット反転装置２６０と加工
屑投棄容器２７０とが相前後して設けられている。上記
パレットストッカＰｓｉ、ＰＳ２はパレットの保管倉庫
機能を有した装置であり、空のパレット、加工材料が治
具を用いられて取付られたパレット、或いは工具搬送の
ためのカートリッジスタンドを取付けたパレット等の種
々の状態のパレ・ノドを保管し、また加工材料の取付け
に関しては、加工前の材料を取付けて加工特ちのもの、
或いはマシニングセンタＭＣＩ又はＭＣ２で加工済のも
の、更には、加工途中で加工工程の都合に応じて一旦マ
シニングセンタＭＣＩまたはＭＣ２から下ろした状態の
もの等を任意に保管することができるのである。なお、
図示例では２つのパレットストッカＰｓｉ、ＰＳ２を分
離配置したが一連のパレットストッカを設けてもよい。

他方、上記加工屑集積ステーション２５０は、マシニン
グセンタＭＣＩ及びＭＣ２で発生した加工屑を集積、投
棄するステーションとして設けられたもので該マシニン
グセンタＭＣＩ、ＭＣ２に付属して設けられた周知のチ
ップコンベアやリフトアップコンベアで搬送路２１０の
側部まで搬送し、そこで搬送車２００にチップパケット
を用いて移送し、該チップバケットを搬送車２００で加
工屑集積ステーション２５０のチップバケット反転装置
２６０に移載してチップパケットを傾動、反転させ、加
工屑投棄容器２７０内に集積的に投棄するようになって
いるもので、チップパケット反転装置２６０の具体的構
成と作用とに就いては、本出願人の特許側「チップパケ
ット反転装置」　（昭和６０年９月１４日付出願）に１
例が詳述しである。

一方、統轄指令制御装置１００はシステムコンソールＤ
、中央操作端末器Ｅ、中央管制端末器Ｆ、システム支援
ソフトウェア群操作端末器Ｇ、工具ブリセント端末器Ｉ
、段取りステーション端末器Ｊ、ワーク入出庫端末器に
等の各端末器と夫々信号ラインを介して接続されている
。また、搬送車地上制御装置２３０は、搬送車地上制御
端末器Ｍと接続され、この搬送車地上制御端末器Ｍから
上記搬送車地上制御装置２３０自体の起動と停止の操作
を作業者が行い得るようになっている。

さて、第１図に示す信号ラインにおいて、統轄指令制御
装置１００から機械制御装置ＭＴＣに対しては、加工材
料の機械加工におけるＮＣ加工情報、工具交換指令等の
工具情報、パレットチェンジャｐｃによって行うパレッ
ト交換指令等を送信する。

これに対して各機体制御装置ＭＴＣから統轄指令制御装
置１００に対して、工作機械ＭＴの状態情報、つまり工
具破損のアラームを始めとするアラーム情報、加工工程
の完了情報、工具交換やパレット交換の完了報告の情報
、工具の使用経過時間の情報等を送信する。

また、統轄指令制御装置１’ＯＯと工具センタ制御装置
ＴＣＣとの間では、統轄指令制御装置１００側から工具
の入出庫指令信号、つまり工具保管ステーションの工具
再配置装置ＴＡＭ内に工具を新規に入庫させたり、或い
は該装置ＴＡＭ内から工具を取り出すことを指令する信
号及び工具を収納したカートリッジの交換指令信号で、
各マシニングセンタＭＣＩ　、　ＭＣ２の自動工具交換
装置ＡＴＣから搬送された工具カートリッジとの交換を
指令する信号の両信号が送信され、他方、工具センタ制
御装置ＴＣＣからは上記の工具の入出庫操作の完了報告
と工具カートリッジの交換動作の完了報告との両信号が
送信される。

また、システムコンソールＤと間では、統轄指令制御装
置１００から該システムコンソールＤに対しては、加工
実績、工具交換実績等を記録するための信号送信が行わ
れ、逆にシステムコンソールＤからは統轄指令制御装置
１００を形成するコンピュータ自体の起動と停止の両操
作信号を入力できるようになっている。

統轄指令制御装置１００と中央操作端末Ｅとの間では、
本自動機械加工装置において、例えば１台のマシニング
センタＭＣＩ又はＭＣ２はシステム構成から切り離して
作動させる場合、或いは一方のマシニングセンタが故障
したときに切り離す操作をする等のシステム機能を縮小
運転するための指令信号及びその復帰信号を相互交換し
たり、或いは本自動機械加工装置のメンテナンス信号並
びにシステム作動を最適化するためのチューニング操作
を行う操作信号の相互送信が行われる。

更に、中央管制端末Ｆとの間では統轄指令制御装置１０
０側からの自動機械加工装置の各構成装置類の状態表示
の信号、例えば各マシニングセンタＭＣＩ、ｌ’ｌｃ２
の加工状態、同マシニングセンタＭＣＩ　、　ＭＣ２の
アラーム状態、その他搬送車２００、各端末器等の状態
、後述する各ソフトウェアが起動しているか否かの状態
、本自動機械加工装置に関与する作業者へのメツセージ
等をディスプレイ表示等によって表示する信号を一方向
的に送信する。

また、統轄指令制御装置１００とシステム支援ソフトウ
ェア群操作端末器Ｇとの間では、先ずＮＣ自動プログラ
ミング装置でＮＣ加工情報を作成し、これを該端末器Ｇ
に表示すると共に統轄指令制御装置１００内に入力する
信号送信を行う。また、同様に加工工程に関する基礎デ
ータをＮＣ自動プログラミング装置で作成し、そのデー
タを端末器Ｇに表示すると共に統轄指令制御装置１００
内に入力する信号送信も行う。

統轄指令制御装置１００と工具保管ステーションの工具
プリセッタＴＰＭとの間では、新しい工具或いは修正工
具等の寸法データ、つまり工具径や工具長を予め計測し
て統轄指令制御装置１００にそれらのデータを格納して
該工具を用いた機械加工を制御する必要があることから
統轄指令制御装置１００側から計測に際しての基準値の
設定のための信号送信が行われ、他方、逆に工具プリセ
ッタＴＰＭからは、工具の測定データの入力がおこなわ
れる。このとき、工具プリセッタ端末器Ｉと統轄指令制
御装置１００との間では、新しい工具又は修正工具の登
録操作が行われる。また、この工具プリセンタ端末器■
と統轄指令制御装置１００との間では、工具保管ステー
ションから不要に成った工具を取り除く際の登録抹消、
登録後に工具データを再測定した場合のデータ変更及び
工具プリセッタＴＰＭによるプリセツティング操作にお
ける操作方法の指示と表示も行われる。

統轄指令制御装置１００と段取りステーション端末器Ｊ
との間では、該統轄指令制御装置１００側から段取り操
作に必要なデータ、即ち、被加工材料の番号、個数、作
業指示等の内容の指示と表示が一方向的におこなわれる
。つまり、この段取りステーション端末器Ｊはデータデ
ィスプレイとして設けられている。

また、統轄指令制御装置１００とワーク入出庫端末器に
との間では、被加工材料の取りつけ用パレット、工具を
カートリッジスタンドを用いて取りつけるパレット、取
付具等の入出庫操作を行うりめの交信、つまり、これら
パレット及びその装着物に関するデータの入力、変更等
の操作を行い、またそれらデータの表示も行う。更に、
被加工材料の保管棚の状態の表示も行う。ここで言う入
出庫は本自動機械加工装置に対する被加工材料等の保管
庫への搬入、搬出を言い、従って図示されていない保管
庫が多数の保管棚を有して設けられている。

次に統轄指令制御装置１００と搬送車地上制御装置２３
０との間では、搬送車による搬送の実行指令が統轄指令
制御装置１００から送信され、また、段取りステーショ
ンＷＳＳに対する段取り作業の実行指令も送信される。

つまり、段取り作業には操作上から搬′送車２００の作
動によるパレットの運搬等が必要とされるため、段取り
ステーションＷＳＳに対しては、搬送車地上制御装置２
３０を介して指令送信が行われる。

なお、搬送車地上制御装置２３０からは搬送車２００に
よる搬送動作の完了報告と段取りステーションの操作の
完了報告とが行われる。更に、搬送車２００の作動不良
、異常等によるアラーム信号等の統轄指令制御装置１０
０に対する伝達も行われる。

また、搬送車地上制御装置２３０から段取りステーショ
ンＷＳＳには段取り開始指示の信号送信が行われ、これ
に対して８亥ステーションＷＳＳからは、段取り完了報
告がなされるのである。

搬送車地上制御装置端末器Ｍから搬送車地上制御装置２
３０には該装置２３０の起動操作と停止操作とを作業者
が操作出来るようになっている。そして搬送車地上制御
装置２３０と搬送車２００との間では前者から搬送命令
が後者に送信され、逆に後者から前者に対して、搬送状
態報告、つまり、動作完了報告が送られ、かつまたアラ
ーム信号の送信が行われる。

次に、第２図を参照すると、統轄指令制御装置１００の
構成を参照すると、同装置１００は、中央処理装置１１
０、メモリ１２０、オペレーティングシステム１３０及
び本自動機械加工装置に独特のシステム構成ソフトウェ
ア群を格納した例えば記憶ドラムから成るソフトウェア
格納部１４０等を具備して構成されている。中央処理装
置１１０とメモリ１２０は通常のコンピュータを適用す
れば良く、オペレーティングシステム１３０も多数のプ
ログラムを効率よく消化するために設けられるもので通
常のコンピュータに具備される形式のものである。また
、ソフトウェア格納部１４０には制御核ソフトウェアと
して工程管理、工具管理の２つの基本的なソフトウェア
を具備し、工程管理ソフトウェアは被加工材料、パレッ
ト及び治具等の取付具並びにそれら保管庫における棚の
管理、マシニングセンタＭＣＬＭＣ２、搬送車２００、
取付具等の管理、被加工材料の数多くの加工工程を加工
消化できるように最適に組み合せ、取りまとめた使用工
具群を分析してそれらのマシニグセンタＭＣＩ　、　Ｍ
Ｃ２への割付け、段取りステーションＷＳＳの管理、自
動機械加工装置内の加工スケジュールを加工物の納期の
長短、加工物個数、加工時間の長短等から生産優先度を
柔軟に決定する処理等被加工材料の生産運用全般を制御
するソフトウェアである。

他方、工具管理ソフトウェアは自動機械加工装置内の保
有工具の所在、状態の管理、工具の折損、摩耗等による
工具交換の管理、前述した使用工具群の交換管理等を行
う工具の運用全般を制御するソフトウェアである。

上述した制御核ソフトウェアに加えて、ソフトウェア格
納部１４０にはデータベースを中心にして個別ソフトウ
ェアとして中央管制ソフトウェア、中央操作制御ソフト
ウェア、入出庫ステーション制御ソフトウェア、段取り
ステーション制御ソフトウェア、搬送管理ソフトウェア
、機械通信ソフトウェア、工具プリセツティング制御ソ
フトウェア、工具センタ制御ソフトウェア、システム支
援ソフトウェア等を内蔵し、これらが既述した夫々の制
御装置（機械制御装置ＭＴＣ１工具センタ制御装置ＴＣ
Ｃ，ｗＬ送車地上制御装置２３０　、Ｒ送本機上制御装
置２２０）や各端末器に結合されている。

上述の個別ソフトウェア群において、中央管制ソフトウ
ェアは自動機械加工装置全体の状態を常時監視し、端末
器に表示させる等既述した情報送信のためのソフトウェ
アである。また、中央操作制御ソフトウェアは自動機械
加工装置の既述した縮小運転とその復帰、チューニング
操作、メンテナンス等のソフトウェアである。

入出庫ステーション制御ソフトウェアは被加工材料、パ
レット、取付具の入出庫の操作と棚状他情報等の表示を
行うためのソフトウェアである。

段取りステーション制御ソフトウェアは段取りステーシ
ョンＷＳＳに段取りに関する情報を表示するためのソフ
トウェアである。

搬送管理ソフトウェアは、搬送車地上制御装置２３０へ
搬送指令を指令し、かつ同装置２３０からその完了報告
と搬送車の状態情報を受ける操作用のソフトウェアであ
る。

機械通信制御ソフトウェアは上述した制御核ソフトウェ
アとマシニングセンタＭＣＩ、ＭＣ２との間の通信を制
御するソフトウェアである。また、工具プリセツティン
グ制御ソフトウェアは工具プリセッタＴＰＭ及び工具プ
リセッタ端末器Ｉとの間で工具の登録、抹消、工具デー
タの変更等を制御するためのソフトウェアである。更に
工具センタ制御ソフトウェアは制御核ソフトウェアと工
具センタ制御装置間で工具準備指令、工具準備完了報告
、工具データ情報の交換等の交信を行うための制御用ソ
フトウェアである。

システム支援ソフトウェア群にはＮＣプログラム作成、
入力、工具の登録、抹消、変更、被加工材料や加工デー
タの登録、抹消、変更、加工工程に合わせた使用工具群
の分析、グラフィクデータの作成、生産管理データの作
成、保管庫内の被加工材料、取付具等の入出庫情報の列
挙、加工情報の列挙等の操作制御を行うもので、システ
ム支援ソフトウェア群操作端末器Ｇには上記のＮＣプロ
グラム作成、入力を操作すべく自動プログラミング装置
が具備されている。

さて、上述した第１図、第２図に構成を示した本発明に
係る自動機械加工装置の作用を示す第３図から第５図の
フローチャートに就いて以下に説明する。

先ず、第３図を参照すると、このフローチャートは前述
した第２図の工程管理ソフトウェアによって制御される
本自動機械加工装置の工程運用、つまり被加工材料（加
工ロフトによる集まり）が出庫、取付具への取付け、入
庫、出庫、加工、洗浄、入庫、出庫、取付具からの取外
し、入庫といった過程を繰り返して、被加工材料の集り
の全てが加工を完了してゆく全過程の運用であり、その
運用に当っては、第３図に示すように被加工材料の保管
庫への入庫から開始され、被加工材料の加工ロフトに応
じた集まり全体について順次にフラグをたて、判断過程
として被加工材料の集まりの加工工程が全て終了のイエ
ス、ノーを判断し、イエスにおいて完成品の出荷待ちと
なる。なお、第３図における「工具を確保」のフラグは
マシニングセンタＭＣＩ又はＭＣ２（第１図）の機械上
における工具の確保、つまり加工に必要な工具を確保す
ることであり、このとき、第４図に示す使用工具群交換
決定のフロー過程が遂行される。

第４図は第２図の工程管理ソフトウェアによって制御さ
れる工程管理の１環として、本発明において遂行される
特徴的のフローであり、工具を被加工材料の加工におけ
る機能上から分類して、その被加工材料の加工をするた
めに必要な工具の集まりとしての使用工具を定め、それ
ぞれの使用工具をなるべく数多くの機能工程を加工でき
るように最適に組み合せ、取りまとめて使用工具群を決
定し、このような使用工具群をマシニングセンタＭＣＩ
　、　ＭＣ２の機械上の工具マガジンに貯蔵して加工を
行い、しかも同じように工具再配置装置ＴＡＭにもこの
ような使用工具群を予め準備して被加工材料が変更され
たときには、その被加工材料の加工に要する使用工具群
を工具再配置装置ＴＡＭとマシニングセンタＭＣＩ、Ｍ
Ｃ２との間で搬送車２００を利用して遂行するもので、
このような使用工具群の分析は、予めシステム支援ソフ
トウェアの制御のもとて端末器Ｇを利用して作業者の関
与のもとに遂行される。

さて、マシニングセンタＭＣＩ、ＭＣ２に貯蔵する使用
工具群の決定のフローが第４図に示すものであり、先ず
、工具再配置装置ＴＡＭに保管されている各分析、再配
置された工具群に就いて、負荷と優先度との算出を行い
、次いで各マシニングセンタＭＣＩ、ＭＣ２上の工具群
について同じく負荷と優先度を算出する。この優先度と
は加工時間、加工個数が多い被加工材に使用される工具
群及び加工品の納期が近いものの加工に使用される使用
工具群は優先度が高いとして決定される比較度合いであ
る。そして工具再配置装置Ｔ’ＡＭ内の最も高い優先度
を有した使用工具群を新使用工具群と決定する。次に、
マシニングセンタＭＣＩ　、　ＭＣ２よの工具マガジン
に貯蔵された使用工具群の優先度と上述の新使用工具群
の優先度とを比較し、その比較結果から新使用工具群の
優先度が現在マシニングセンタＭＣ１，ＭＣ２に貯蔵さ
れている使用工具群の優先度より高いとき、その工具確
保を行い、使用工具群を交換するためのデータを作成し
、いよいよ工具管理ソフトウェア側の制御による使用工
具群毎換のための指令を送出せしめるのである。マシニ
ングセンタＭＣＩ、ＭＣ２上の使用工具群の優先度が高
いという比較結果のときには、工具再配置装置ＴＡＭと
の間で使用工具群を交換すべきとする決定は行なわない
。以上に説明したフローが第４図に示した使用工具群の
交換決定のフローであり、このように使用工具群毎に交
換決定がなされるから、本自動機械加工装置では、加工
工程上から必要とされる工具を過不足なく、マシニング
センタＭＣＩ。

ＭＣ２上に貯蔵できるのである。

第５図は第２図に示した工具管理ソフトウェアで制御さ
れる工具管理のフローであり、この場合には、上述した
工程管理ソフトウェアによる使用工具群の決定に基いて
交換指令を受けたとき、マシニングセンタＭＣＩ　、　
ＭＣ２の機械制御装置ＭＴＣから破損工具の発生情報を
受けたとき、同じく機械制御装置ＭＴＣから工具使用時
間に関し、被加工材の加工に使用した総時間の情報を受
けたとき、工具再配置装置ＴＡＭ上に新たな工具等の工
具収納完了通知を受けたときに作動するようになってお
り、工具保管ステーションの工具を確保し、他方、マシ
ニングセンタＭＣＩＪＣＺ上の工具に就いて不要工具を
取外す再配置を遂行し、同時に工具再配置装置ＴＡＭ上
で必要工具をまとめる再配置を遂行する。こうして、夫
々の工具貯蔵部で再配置が完了すると、相互間で搬送車
２００による搬送し、マシニングセンタＭＣＩ　、　Ｍ
Ｃ２上における工具差し換えを遂行するものである。

こ＼で、工具再配置装置ＴＡＭの実施例に就いて説明す
る。

第６図は、本発明による自動機械加工装置に用いられる
工具再配置装置の実施例を示した正面図で、同第６図に
おいて、工具再配置装置は工具マガジン１０を有してお
り、この工具マガジン１０は床面上に設置された台座１
２、この台座１２上に載置固定されたマガジン基台１４
、このマガジン基台１４の中心に回転自在に取付けられ
たマガジン円板１６等を具備している。このマガジン円
板１６には該円板中心から放射状に形成された複数のカ
ートリッジ収納溝１８　（図では８つのカートリッジ収
納溝）が設けられ、このカートリッジ収納溝１８内にそ
れぞれカートリッジ２０が収納され、各カートリッジ２
０はそれが収納されたカートリッジ収納溝１８に沿って
それぞれマガジン円板１６の半径方向に移動可能に受容
されている。

マガジン円板１６はその円環部の最内縁に内歯車２２を
有し、この内歯車２２がマガジン基台１４における中央
部に固定配置されたマガジン割出しモータ２４の出力軸
に取付けられたピニオン２６と噛合し、割出し回転駆動
されるようになっている。また、マガジン円板１６には
上記の内歯車２２が設けられた最内縁から半径方向に僅
かに外側に円筒内壁２８を有し、この円筒内壁２８には
上記マガジン基台１４に回転可能に取付けられた複数の
ローラ３０　（図では４つのローラ）が接触係合してマ
ガジン円板１６の回転を円滑に案内支持している。また
マガジン基台１４に取付けられた複数の押えローラ３２
　（図では４つ）はマガジン円板１６の最内縁に近い環
状板面に係合してマガジン円板１６を軸方向に安定支持
し、これによってもマガジン円板１６が円滑に回転し得
るよううになっている。

上述したマガジン割出しモータ２４を回転駆動としたマ
ガジン円板１６の回転作動機構は、該マガジン円板１６
に収納された各カートリッジ２０をマガジン基台１４の
頂部に設けられたカートリッジ割出し位置３４に位置さ
せるカートリッジ割出し手段として構成されており、こ
のカートリッジ割出し手段自体は例えば、特公昭５９−
３５７３８号に開示された工作機械の自動工具交換装置
における工具マガジンのカートリッジ割出し機構と略同
機構に形成されている。

上述したカートリッジ割出し手段によってマガジン円板
１６内の１つのカートリッジ２０がカートリッジ割出し
位置３４に位置決めされると、そのカートリッジ２０は
マガジン基台１４に設けられたカートリッジ押出しモー
タ３６によって回転作動されるねじ桿３８に螺合した送
りナツト（図示に現れない）を有したカートリッジ押出
し桿４０の先端に設けられたフック等の保合部と該カー
トリッジ２０に対応形成された凹溝等の被保合部とが係
合することによってマガジン円板１６から半径方向外向
きに押し出される。この場合にカートリッジ押出し桿４
０とカートリッジ２０との上記係合は継続的に維持され
るから、カートリッジ押出しモータ３６の作動を制御す
ると、ねじ桿３８と送りナツトとからなる送り機構を介
してカートリッジ押出し桿４０の移動量を調節制御でき
、故にカートリッジ２０の押出し量を調節制御すること
もできる。また、カートリッジ押出しモータ３６の回転
方向を逆転させれば、一旦押出したカートリッジ２０を
マガジン円板１６のカーｈ　’Ｊ　ノジ収納溝１８内に
引き戻すこともできることは言うまでもない。マガジン
円板１６から押出されたカートリッジ２０はマガジン基
台１４の頂部において上記カートリッジ割出し位置３４
と整列配置で設けられているカートリッジ案内装置４２
の縦案内溝４４に受は取られるようになっている。つま
り、咳縦案内溝４４に沿って上昇案内されながらカート
リッジ案内装置４２に受納されるのである。このカート
リッジ案内装置４２には横向きに開口形成された後述の
工具ソケット受渡し口４６が定位置に設けられている。

さて、こ＼でカートリッジ２０に着目すると、各カート
リッジ２０は複数の工具ソケット６０（図では３つ）を
差し込み装填するために複数（３つ）の装填孔６２を有
している。この工具ソケット６０の装填孔６２はカート
リッジ２０の長手方向に等間隔にかつ工具ソケット６０
の中心がマガジン円板１６内でその板面に垂直姿勢とな
って装填されるように設けられ、しかも各装填孔６２は
カートリッジ２０の一側面に開口６２ａを有し、この間
口６２ａを介して工具ソケット６０の差し込み装填が行
われるようになっている。従って各カートリッジ２０が
マガジン円板１６からカートリッジ割出し位置３４を経
て一上述したカートリッジ案内装置４２に押出されたと
きは、そのカートリッジ２・０内の所望の工具ソケット
６０が装填されている装填孔６２の開口６２ａをカート
リッジ安内装置４２の工具ソケット受渡し口４Ｇに整合
させれば、該工具ソケット受渡し口４６を介して工具ソ
ケット６０をカートリッジ２０から抜き取ることが可能
であり、またカートリッジ２０の空の装填孔６２の開口
６２ａが工具ソケット受渡し口４６に整合されていれば
、工具ソケット受渡し口４６を介して外からカートリッ
ジ２０の空の装填孔６２に工具ソケット６０を差し込み
装填することができる。なお、カートリッジ割出し位置
３４に割出し位置決めされたカートリッジ２０内におけ
る所望の工具ソケット６０又は工具ソケットの装填孔６
２をカートリッジ案内装置４２の工具ソケット受渡し口
４６に整合させるには、既述のようにカートリッジ押出
しモータ３６から送りねし機構、カートリッジ押出し桿
４０を介してカートリッジ２０を押出す際の押出し量を
調整、制御することによって達成できる。

また、カートリッジ案内装置４２の工具ソケット受渡し
口４６に隣接して工具ソケット差し換え装置６４がマガ
ジン基台１４の頂部に取付けられて１没けられている。

即ち、この工具ソケット差し換え装置６４は本出願人の
特許出願「工具マガジンの工具再配置装置Ｊ　（昭和６
０年９月４日出願）において更に詳しく説明されている
が、マガジン円板１６内に収納されている何れか１つの
カートリッジ２０　（例えば第１カートリツジ）に対し
て工具種別に応じて工具差し換えによる工具再配置を行
なうときは、その第１カートリツジ２０から差し換え希
望の工具を有した工具ソケット６０をカートリッジ案内
装置４２の工具ソケ・ノド受渡し口４６で、先ず工具ソ
ケット差し換え装置６４によって抜き取って一時的に保
持し、その間に、保持された工具ソケソ１−６０を抜き
取られた第１カートリツジ６０をマガジン円板１６に戻
すと共にその工具ソケット６０を必要とする別のカート
リッジ２０　（第２カートリツジ）をカートリッジ案内
装置４２に押出してその第２カートリツジ２０の空の装
填孔６２に工具ソケット差し換え装置６４が保持してい
た工具ソケット６０を差し込み装填する。次いで差し換
え希望の工具ソケット６０を抜き取られた第１カートリ
ツジ２０に対しては、その空の装填孔６２に上述した要
領で別のカートリッジ２０から必要とする工具ソケット
６０を工具ソケット差し換え装置６４によって差し換え
装填すればよい。このようにして順次にマガジン円板１
６に収納された各カートリッジ２０に対して工具ソケフ
トの差し換え装填を繰り返えすことにより、工具再配置
を完了させて行くのである。尚、同一カートリッジ内で
も空装填孔があれば同様に差し換え可能である。

マガジン円板１６に収納されたカートリッジ２０におい
て、工具の再配置が完了したものは、工具マガジン１０
の側部に設けられたカートリッジスタンド基台８０上に
パレット８２を介して載置されているカートリッジスタ
ンド８４の複数のカートリッジ棚８６に送出される。即
ち、マガジン基台１４の側部にはカートリッジスタンド
基台８０上のカートリッジスタンド８４と対向したカー
トリッジ送出口４８が形成されており、またマガジン円
板１６の内方にはマガジン基台１４上に取付けられたカ
ートリッジ送出シリンダ装置５０が設けられているので
、工具再配置の完了したカートリッジ２０を割出し回転
によってカートリッジ送出口４８に整合した位置に位置
決めしてから、上記カートリッジ送出シリンダ装置５０
で送出すれば、カートリッジスタンド８４の空のカート
リッジ棚８６に送り出すことができる。なお、カートリ
ッジスタンド基台８０にはモータ駆動の送りねじ８８と
噛合するナツト部９０を有したサドル９２が上、下に移
動可能に設けられ、このサドル９２上にパレット８２が
側方からローラ９４によって摺動載置される構成となっ
ているから、パレット８２に載置されたカートリッジス
タンド８４の空のカートリッジ棚８６を工具マガジン１
０のカートリッジ送出口４８に整合させることは簡単に
遂行することができる。そしてカートリッジスタンド８
４の複数のカート’Ｊソ、ジ棚８６を全て工具再配置の
済んだカートリッジ２０によって充填したとき、パレッ
ト８２を介して搬送車２００から繰り出されるフォーク
２００ａによってカートリッジスタンド８４を搬送車２
００に移送し、該搬送車２００によりマシニングセンタ
の自動工具交換装置へ搬送して、その自動工具交換装置
の工具マガジン内の工具を再編成するこ゛とができるの
である。

そして、このような工具再配置装置を本発明に係る自動
機械加工装置に適用すれば、使用工具群の一括自動工具
交換も簡単に実施出来る。

〔発明の効果〕

以上、本発明の実施例に基づいて説明したが、要するに
、本発明に依れば、屯一台の搬送車を一つの往復搬送路
に沿って走行させ、この搬送路の側部に自動工具交換装
置付き工作機械を配列し、また、工具保管ステーション
、段取りステーション、パレット保管ステーション等を
配列し、これらを一台の統轄指令制御装置で一括制御す
ることによって、上記工作機械が被加工材料を機械加工
する加工工程に合わせて搬送車の運行を制御しつつ、工
具交換を適宜制御し、しかも、加工スケジュールを弾力
的に運用して加工物の納期、被加工材料の加工時間の長
短、被加工材の個数等に呼応して工作機械、工具、取付
具等の確保の優先度決定を行いえる極めて作動上のフレ
キシビリティの高い自動機械加工装置とその作動制御方
法とが得られる。また、このことは、割り込み加工物の
加工処理や所謂特急の加工要求に対処を可能にし、しか
も装置の生産性は高レベルに維持可能にするのである。

また、工具は、加工工程に従って分類決定する使用工具
群を工作機械側と工具保管ステーションとの間で交換す
ることができるから、不使用工具を廃した必要眼内の工
具を交換して加工工程を高能率に消化できると言う効果
が得られるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動機械加工装置の実施例の構成
を示す平面図、第２図は、同自動機械加工装置の統轄指
令制御装置の構成及びそれと他の装置類並びに端末器群
と・の通信ラインの接続関係を示したブロック図、第３
図から第５図は同自動機械加工装置の作用を説明する上
のフローチャート、第６図は工具再配置装置の実施例の
正面図。 １００・・・統轄指令制御装置、 ２００・・・搬送車、　　　２１０・・・搬送路、ＭＣ
Ｉ　、　ＭＣ２・・・マシニングセンタ、ＴＡＭ・・・
工具再配置装置、 ＴＰＭ・・・工具プリセッタ、 ＷＳＳ・・・段取リスチージョン、 Ｐｓｉ、ＰＳ２・・・バレットストッカ、２３０・・・
搬送車地上制御装置、 ２２０・・・搬送車機上制御装置、 ２５０・・・加工屑投棄ステーション。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、自動工具交換装置付き工作機械に対する被加工材の
   搬入、搬出及び交換用工具の搬送を統轄指令制御装置で
   一括制御する自動機械加工装置において、前記統轄指令
   制御装置によって運行管理される一台の物品搬送車を往
   復搬送路上に運行せしめると共に該往復搬送路に沿って
   被加工材に加工を施す前記自動工具交換装置付き工作機
   械と、多種の工具を貯蔵する工具保管ステーションと、
   被加工材をパレットに取付、取外しを行う段取りステー
   ションと、被加工材およびパレットを保管するパレット
   保管ステーションとを配列して前記統轄指令制御装置に
   通信ラインを介して夫々接続し、前記統轄指令制御装置
   からのＮＣ指令データ、工具交換指令データ、被加工材
   交換指令データ等によって制御される前記自動工具交換
   装置付き工作機械の加工工程に合わせて前記物品搬送車
   による被加工材、交換用工具の搬送運行を適宜制御する
   ようにした自動機械加工装置。 ２、前記物品搬送車の往復搬送路の終端に加工屑投棄ス
   テーションを設け、前記工作機械が排出した加工屑を前
   記物品搬送車により該加工屑投棄ステーションへ搬送可
   能にした特許請求の範囲第１項に記載の自動機械加工装
   置。 ３、前記工具保管ステーションは、多数の交換用工具の
   中から予定される加工工程に従って所望数の工具群を準
   備する工具再配置装置を具備して成る特許請求の範囲第
   １項に記載の自動機械加工装置。 ４、前記自動工具交換装置付き工作機械は、前記往復搬
   送路に沿って複数台設けられて夫々前記統轄指令制御装
   置に接続されている特許請求の範囲第１項に記載の自動
   機械加工装置。 ５、自動工具交換装置を有した工作機械による被加工材
   の自動機械加工、工具の自動交換、被加工材の自動交換
   等を統轄指令制御装置によって統括制御すると共に該統
   轄指令制御装置により運行管理される物品搬送車によっ
   て被加工材の搬入、搬出と交換用工具の搬送を行う自動
   機械加工装置の作動制御方法において、前記工作機械の
   工具マガジンには被加工材の加工工程に従って使用する
   工具群を予め収納せしめて、順次に自動工具交換しなが
   ら前記工作機械に自動機械加工を続行させると共に前記
   統轄指令制御装置に接続された工具保管ステーションに
   工具再配置装置を設けて被加工材の加工工程に従って分
   類される複数の工具群を予め再配置保管せしめ、前記工
   作機械の加工スケジュールに合わせて前記工作機械の工
   具マガジンと前記工具保管ステーションとの間で前記統
   轄指令制御装置の制御により前記物品搬送車を介して前
   記工具群を相互に差し換え交換するようにしたことを特
   徴とする自動機械加工装置の作動制御方法。 ６、前記工具保管ステーションには複数台の前記工作機
   械の工具マガジンに収納される工具群を差し換え交換可
   能な数量の工具群を再配置保管可能に形成し、前記工作
   機械の工具マガジンの収納工具群と前記工具保管ステー
   ションに収納の工具群との間で使用優先度を比較して相
   互差し換えを決定するようにした特許請求の範囲第５項
   に記載の自動機械加工装置の作動制御方法。