CN104057341A - 工具更换系统及方法 - Google Patents

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罗伯特·乔治
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DMG Mori Co Ltd
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Mori Seiki Co Ltd
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Abstract

本发明涉及用于更换机器上的工具的方法以及工具更换系统。该工具更换系统包括工具库、工具输送器和自动工具更换器（ATC）。该ATC包括工具保持器和工具更换器。工具库被构造成存储在工具装载站处接收的至少一个工具。工具输送器被构造成从工具装载站或工具库将工具输送到ATC的工具转移位置，并且被构造成在自动工具更换处理期间在工具转移位置处保持工具。该工具保持器被构造成在自动工具更换处理期间当工具输送器未被定位在工具转移位置时、在工具转移位置处保持工具。工具更换器被构造成在自动工具更换处理期间将位于工具转移位置的工具提供到机器的工具更换位置。

Description

工具更换系统及方法
技术领域
此处说明的实施方式大体上涉及一种用于更换工具的方法及系统。更特别地，本公开的实施方式涉及一种用于更换机器工具的方法及系统。
背景技术
在加工中心，对于给定的机器可能需要多个不同的工具来处理工件。当机器被构造成每次仅用一个工具时，在不同的处理阶段必须更换机器上的工具。然而，将所需的工具提供到机器花费时间，由此增加了完成工件处理所需的时间量。
发明内容
根据本公开的实施方式，提供一种工具更换系统。该工具更换系统工具库、工具输送器和自动工具更换器（ATC）。该ATC包括工具保持器和工具更换器。该工具库被构造成存储在工具装载站处接收的至少一个工具。工具输送器被构造成将工具从工具装载站或工具库输送到ATC的工具转移位置，并且被构造成在自动工具更换处理期间在工具转移位置处保持工具。工具保持器被构造成在自动工具更换处理期间当工具输送器未被定位在工具转移位置时、在工具转移位置处保持工具。工具更换器被构造成在自动工具更换处理期间将位于工具转移位置的工具提供到机器的工具更换位置。
此外，根据本公开的实施方式，提供了一种工具更换系统的方法，该工具更换系统包括工具库、工具输送器和用于更换机器上的工具的自动工具更换器。所述方法包括通过工具输送器将工具从工具装载站或工具库输送到自动工具更换器的工具转移位置。工具库被构造成存储在工具装载站处接收的至少一个工具。在自动工具更换处理期间当工具输送器被定位在工具转移位置处时，工具输送器在工具转移位置处保持工具。在自动工具更换处理期间当工具输送器未被定位在工具转移位置处时，自动工具更换器的工具保持器在工具转移位置处保持工具。在自动工具更换处理期间自动工具更换器的工具更换器将工具提供到机器的工具更换位置。
此外，根据本公开的实施方式，提供了一种永久性计算机可读存储介质，其用于存储程序，当通过计算机执行该程序时，使得计算机执行上述方法。
附图说明
通过结合附图考虑的情况下参照以下的详细说明，将更容易获取对本发明更完整的理解和本发明所具有的优点，其中：
图1示出了示例性的工具更换系统。
图2示出了根据本公开的特定实施方式的自动工具更换器（ATC）的工具保持器。
图3示出了根据本公开的特定实施方式的工具更换系统的示例性的第一视图。
图4示出了根据本公开的特定实施方式的工具更换系统的示例性的第二视图。
图5示出了根据本公开的特定实施方式的工具更换系统的示例性的第三视图。
图6示出了根据本公开的特定实施方式的工具更换系统的示例性的第四视图。
图7示出了根据本公开的特定实施方式的加工中心。
图8示出了由工具更换系统执行的示例性的处理。
图9示出了自动工具更换处理所执行的示例性的处理。
图10示出了示例性的计算机。
具体实施方式
当本发明容许采用不同形式的实施方式时，特定实施方式在附图中示出了特定实施方式并且将在此处详细地说明该具体的实施方式，应当理解基于公开的该实施方式应当认为是原理的示例而不想将本发明限制到示出和说明的该具体的实施方式。在以下说明中，相似的附图标记被用于在附图的多张视图中说明相同的、相似的或相应的部分。
此处使用的不定冠词限定为一个或多于一个。此处使用的术语“多个”被限定为两个或多于两个。此处使用的术语“另一个”被限定为至少第二个或更多。此处使用的术语“包括”和/或“具有”被限定成包含（即，开放性用语）。此处使用的术语“程序”或“计算机程序”或相似的术语被限定成被设计用于在计算机系统上执行的命令序列。“程序”或“计算机程序”可以包括子程序、程序模块、脚本、函数、进程、对象方法、对象实现，在可执行应用中包括支程序（applet）、小服务程序（servlet）、源代码、对象代码、共享库/动态加载库和/或其它被设计成用于在计算机系统上执行的命令序列。
本文献通篇引用的“一实施方式”、“特定实施方式”、“实施方式”、“实施”、“实施例”或相似术语意味着：在本公开的至少特定实施方式中包括所说明的与实施方式相关的特定特征、结构或特性。因而，在本说明书通篇的各位置出现的这种短语不必全部是指同一实施方式。此外，可以不受限制地在一个或多个实施方式中采用任意适当的方式组合该具体特征、结构或特性。
此处使用的术语“或”被解释成包括性的、或意味着任意一个或任意组合。因此，“A、B或C”意味着“以下的任意一种：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或动作的组合以某种方式内在地相互排斥时该定义将产生例外。
图1示出了示例性的工具更换系统100。该工具更换系统100包括自动工具更换器（ATC）110和工具输送器130。ATC110包括工具更换器112。工具更换器112被构造成：将处于ATC110的工具转移位置的工具120和/或工具筒（tool pot）125提供至机器的工具更换位置，和/或将处于工具更换位置处的另一个工具和/或工具筒提供到工具转移位置。工具的示例包括诸如钻头、铣刀、车刀等的切削工具。其它切削工具可以包括例如在铣床或车床中使用的用于从工件去除材料或使得工件成形的任意工具。其它的工具示例包括诸如抛光工具、传感器装置（例如，作业触针）、作业清洁刷或部件清洁风扇等的专用工具。该工具筒被构造成存储一个或多个工具。
在一实施方式中，工具更换器112是双臂组件，其转动以在工具转移位置和工具更换位置之间移动一个或多个工具。双臂组件112包括第一臂114a和第二臂114b。图1示出了根据本公开的特定实施方式的、处于工具更换位置的第一臂114a和处于工具转移位置的第二臂114b。
在一实施方式中，工具更换器112包括不同数量的臂（例如，一个臂）。在其它实施方式中，工具更换器112使用诸如输送组件的其它方法沿着线性引导部等在工具转移位置和工具更换位置之间移动一个或多个工具。
在特定的实施方式中，工具更换器112沿一个方向或多个不同的方向移动以使得工具120和/或工具筒125被从工具转移位置移除和/或被载置在工具转移位置。例如，工具更换器112被构造成沿着与工具更换器112的转动轴平行的轴移动。在一实施方式中，工具更换器112利用这种移动以取出在工具筒125中的工具120和/或将工具120载置在工具筒125中，或移除和/或载置工具120和工具筒125。此外，在一实施方式中，工具更换器112利用这种移动来移除在机器上的工具120和/或工具筒125，和/或将工具120和/或工具筒125载置于机器上，或另外将工具和/或工具筒125提供到工具更换位置。在另一个实施方式中，机器本身移动以移除在机器上的工具120和/或工具筒125，或将工具120和/或工具筒125载置于机器上。
在一实施方式中，当在机器上的工具和/或工具筒（例如，被安装到机器的主轴）被定位在工具更换位置时，工具更换器112转动直到第一臂114a位于工具更换位置，此时，第一臂114a保持机器上的工具和/或工具筒。可以通过抓持、夹持或将机器上的工具和/或工具筒固定到第一臂114a的任意其它方法来实施保持。在一实施方式中，工具更换器112被构造成沿着与工具更换器112的转动轴平行的轴移动以从机器移除工具和/或工具筒，和/或将工具和/或工具筒载置在机器上。随后，转动工具更换器112，使得由第一臂114a保持的工具和/或工具筒被提供到工具转移位置。
类似地，当工具120和/或工具筒125将被提供到机器时，工具更换器112转动使得第二臂114b位于工具转移位置，此时第二臂114b保持工具120和/或工具筒125。在一实施方式中，第二臂114b采用与第一臂114a保持机器上的工具和/或工具筒相同的方式来保持工具120和/或工具筒125。然而，在其它实施方式中，第一臂114a和第二臂114b中的每一方均构造有用于固定工具和/或工具筒的多种不同措施以便于保持具有各种形状和/或尺寸的工具和/或工具筒。
此外，在一实施方式中，工具更换器112被构造成沿着与工具更换机构112的转动轴平行的轴移动以移除在工具转移位置处的工具120和/或工具筒125或将工具120和/或工具筒125载置在工具转移位置处。然后，转动工具更换器112使得由第二臂114b保持的工具120和/或工具125移动到工具更换位置。
工具输送器130被构造成将工具120和/或工具筒125输送到工具转移位置以及从工具转移位置输送工具120和/或工具筒125。在特定的实施方式中，工具输送器130还被构造成在操作者工具装载站（还被称为工具安装站）和/或工具库（tool magazine）（例如，支架库（rack magazine））之间输送工具120和/或工具筒125。当工具输送器130将工具120和/或工具筒125输送到工具转移位置时，工具输送器130在工具转移位置处仍保持工具120和/或工具筒125，直到工具更换器112保持该工具120和/或工具筒125以将该工具120和/或工具筒125提供到工具更换位置为止。因而，在工具120和/或工具筒125被工具更换器112保持和/或被提供到工具更换位置之前，工具输送器130不能执行另一个工作。
本公开的特定实施方式设置ATC工具保持器。该ATC工具保持器允许工具输送器130在工具120被输送到工具转移位置之后执行一个或多个其它工作。也就是，ATC工具保持器允许工具输送器130被用于多重工作而减少了在机器运行中的延迟。
该ATC工具保持器允许工具输送器130执行诸如在操作者工具装载站和工具库之间移动一个或多个工具、在工具转移位置和操作者工具装载站之间移动工具、在工具转移位置和工具库之间移动工具、重新排列在工具库内的一个或多个工具、将工具移动到RFID芯片读取站、将工具移动到工具清洁站等的其它工作。这使得机器缩短了在正常工作期间的工具更换时间并且使得操作者装载工具或需要执行其它工作时的等待时间最小化。
例如，在正常工作期间，工具输送器130从工具库中的存储位置或操作者工具装载站将工具移动到工具转移位置。如果操作者做出需要工具输送器130的请求（例如，如果操作者请求工具从存储位置移动到操作者工具装载站中），则ATC工具保持器将起作用并且在适当位置夹持工具120和/或工具筒125。在另一个实施方式中，ATC工具保持器将在需要自动工具更换处理时起作用。当机器要求更换工具时，当机器准备就绪时ATC就能够循环而不用必须等待工具输送器130返回。在ATC循环结束之后，当存在下一个工具时，工具输送器130将在工具转移位置处的工具与下一个工具互换并且重新开始一个或多个其它工作（例如，操作者工具安装站的装载/卸载工作）。当该一个或多个其它任务完成时，工具输送器130返回到工具转移位置以保持下一个工具并且，如果需要，停用ATC工具保持器。
在一实施方式中，仅在操作者请求工具输送器130以便从工具装载站装载/卸载一个或多个工具和/或工具筒时，则使用ATC工具保持器。也就是，在一实施方式中，机器在不使用ATC工具保持器的情况下工作，除非操作者需要将一个或多个工具装载/卸载到操作者工具装载站中。
图2示出了根据本公开的一实施方式的ATC工具保持器200。ATC工具保持器200包括被构造成支撑工具120和/或工具筒125的基部210。在一实施方式中，基部210由一件铸造件形成。此外，在特定的实施方式中，基部210支撑包含工具120的工具筒125。
通过驱动机构240（例如，气缸、电动马达等）驱动面对基部210的块230以使得块230沿着线性引导部250移动。驱动机构240朝向基部210驱动块230直到工具120和/或工具筒125被固定在基部210和块230之间为止。
在特定的实施方式中，为了对准的目的，锁定工具120和/或工具筒125带有键。例如，工具筒125可以包括键260b。此外，在一实施方式中，块230设置有对应的键260a。键可以是T形的或能够便于工具120和/或工具筒125对准的任意其它形状。
此外，在一实施方式中，ATC工具保持器200包括锥形销270a、270b，以在ATC工具保持器200首次安装到ATC110之后设定安装位置。锥形销270a、270b可以被定位在ATC工具保持器200的各种位置处。锥形销270a、270b被构造成为了维修的方便而易于移除和重新安装ATC工具保持器200。ATC工具保持器200的不同实施方式可以结合任意数量的锥形销，锥形销的数目包括零。此外，可以利用其它的用于安装ATC工具保持器200和便于ATC工具保持器200维修的措施。
图3示出了根据本公开的特定实施方式的工具更换系统300的第一示例性的视图。与图1中示出的工具更换系统100类似地，工具更换系统300包括ATC110、包括第一臂114a和第二臂114b的工具更换器112、以及工具输送器130。工具更换系统300还包括ATC工具保持器200。在一实施方式中，ATC工具保持器200被安装到ATC110。在其它实施方式中，ATC工具保持器200由单独的基部、底座或例如是结合工具更换系统300的加工中心的组件支撑。图3示出了工具120和/或工具筒125被工具输送器130输送到工具转移位置或工具输送器130从工具转移位置输送工具120和/或工具筒125的示例性的视图。工具120和/或工具筒125由保持机构132（例如，夹具）保持。
ATC工具保持器200被定位在如下的位置：该位置允许工具120和/或工具筒125的传输发生在ATC工具保持器200和工具输送器130之间和/或发生在ATC工具保持器200和工具更换器112之间。该位置被设定成使得ATC工具保持器200在工具转移位置处保持工具120和/或工具筒125。在特定的实施方式中，ATC工具保持器200被定位在ATC110的工具转移位置处。在其它实施方式中，ATC工具保持器200被构造成移动到工具转移位置和从工具转移位置移开。
图4示出了工具更换系统300的第二示例性的视图，其中，工具输送器130在工具转移位置处保持工具120和/或工具筒125。图5示出了工具更换系统300的第三示例性的图，其中，ATC工具保持器200保持工具120和/或工具筒125并且工具输送器130已经从工具转移位置离开。基于该实施方式，ATC工具保持器200无论何时都可以起作用，或者仅在存在工具且工具输送器130未被定位在工具转移位置处的一段时间起作用。例如，ATC工具保持器200可以仅在自动工具更换处理期间起作用或在工具更换器112从工具转移位置移除工具120和/或工具筒125所需的时间内起作用。
如图4所示，在一实施方式中，ATC工具保持器200的块230被在工具输送器130上的保持机构132所阻碍。因此，工具输送器130必须在ATC工具保持器200能够保持工具120和/或工具筒125之前从工具转移位置离开。然而，在其它实施方式中，工具输送器130和ATC工具保持器200被构造成保持工具120和/或工具筒125的不同部分。在那些实施方式中，工具输送器130不需要在ATC工具保持器200能够保持工具120和/或工具筒125之前就离开。因而，例如，工具更换系统300可以被构造成使得工具输送器130在工具120和/或工具筒125被ATC工具保持器200保持之前不释放工具120和/或工具筒125。此外，如上所述，在特定的实施方式中，ATC工具保持器200仅在自动工具更换处理期间起作用或者在自动工具更换处理之前和/或之后的预定时间起作用。
图6示出了工具更换系统300的第四示例性的视图，其中，工具120和/或工具筒125由ATC工具保持器200保持并且工具更换器112已经转动到如下位置：该位置允许拾取工具120和/或工具筒125而将工具120和/或工具筒125传输到机器的工具更换位置。在一实施方式中，工具更换器112保持工具120并且沿着与工具更换器112的转动轴平行的轴且在远离ATC110的方向上移动，以从工具筒125取出工具120。在另一个实施方式中，移除工具120和工具筒125两者。然后，工具更换器112转动180度以将工具120提供到工具更换位置。在一实施方式中，在工具更换器转动180度之后，该工具更换器还沿着与工具更换器112的转动轴平行的轴移动以将工具120提供到工具更换位置。
在一实施方式中，自动工具更换处理包括以下步骤中的一个或其组合：从工具转移位置拾取工具120和/或工具筒125、从工具转移位置移除工具和/或工具筒125、将工具120和/或工具筒125转移到工具更换位置以及将工具120和/或工具筒125载置于工具更换位置处或机器上。此外，或可选地，在一实施方式中，自动工具更换处理包括用于将工具从工具更换位置或机器转移到工具转移位置的一个或多个步骤。
图7示出了根据本公开的特定实施方式的、结合工具更换系统300的示例性的加工中心700。在特定的实施方式中，加工中心700是计算机数字控制（CNC）加工中心（例如，具有用于更换在主轴上的工具的某个措施）或包括水平的或竖直的加工中心、车床（例如，具有铣削功能的转塔（turret））、铣车床、或可以利用ATC型工具更换装置的任意其它机器的其它类型的加工中心。加工中心700被分成操作者工具装载站710、工具库720和加工站730。此外，控制器740被构造成控制由加工中心700执行的一个或多个操作和/或处理。
在一实施方式中，操作者工具装载站710、工具库720和工具输送器130是库系统的一部分。在另一个实施方式中，ATC110和工具保持器200也是库系统的一部分。
操作者工具装载站710被构造成接收来自加工中心700的操作者的一个或多个工具和/或工具筒或将一个或多个工具和/或工具筒提供到加工中心700的操作者。在一实施方式中，操作者工具装载站710包括四个槽，在该四个槽中可以插入或移除工具和/或工具筒。可以通过打开加工中心700上的门来访问该四个槽。在另一个实施方式中，操作者工具装载站710包括转动壁。该壁具有两个侧面，在指定时间内仅一个侧面是对操作者是可访问的，而一个侧面对工具输送器是可访问的。当该壁转动180度时，在加工中心700的内侧的壁被转动到外侧，使得操作者能够将工具和/或工具筒添加到操作者工具装载站710或从操作者工具装载站710取出工具和/或工具筒。
工具库720被构造成在加工中心700内存储一个或多个工具和/或工具筒。在一实施方式中，工具库720具有支架构造。在其它实施方式中，工具库720是基于诸如加工中心700所需的工具容量等的因素的环型、链型、支架构造等的任意一种或组合。在一实施方式中，工具库720包括多个槽，工具120和/或工具筒125插入该多个槽中存储。
在一实施方式中，加工站730包括ATC110、ATC工具保持器200和利用一个或多个工具（例如，工具120）的机器。如上所述，工具输送器130被构造成在操作者工具装载站710、工具库720和加工站730之间输送一个或多个工具和/或工具筒。在一实施方式中，工具输送器130在加工中心700中沿着线性引导部或经由另一个输送或引导机构移动。
图8示出了用于操作诸如图3中示出的工具更换系统300的工具更换系统的示例性的方法。在一实施方式中，控制器740被构造成控制在该示例性的方法中执行的操作和/或处理。在其它实施方式中，可以使用不同控制器的组合来控制操作和/或处理。
在步骤S805，工具输送器130将机器处理工件所需的工具120和/或工具筒125从操作者工具装载站710或工具库720输送到ATC110的工具转移位置。在步骤S810，工具输送器130在工具转移位置处保持工具120和/或工具筒125。在另一个实施方式中，工具输送器130可以将工具120和/或工具筒125放到工具支撑部（例如，基部210）上。在步骤S815，判定工具输送器130是否需要执行其它任务。在一实施方式中，通过控制器740来判定。如上所述，其它工作的示例包括在操作者工具装载站710和工具库720之间移动一个或多个工具、将另一个工具提供到工具转移位置、在工具库720中重新排列一个或多个工具、将工具移动到RFID芯片读取站、将工具移动到工具清洁站等。可选地，或附加地，判定工具输送器130是否被定位在工具转移位置处或定位在距工具转移位置预定距离内。
例如，在一实施方式中，控制器740被构造成引导工具输送器130，以在将第一工具和/或工具筒输送到工具转移位置之后从操作者工具装载站710或工具库720重新获得第二工具和/或工具筒。此外，控制器740引导工具输送器130，以将第二工具和/或工具筒输送到工具转移位置。控制器740以如下的方式引导工具输送器130：使得第二工具和或工具筒在ATC110将第一工具和/或工具筒从工具转移位置移动出之后的任意时刻抵达工具转移位置。例如，当ATC110将第一工具和/或工具筒提供到机器或者第一工具和/或工具筒处于被移动到工具更换位置的过程中时。
在另一个示例中，控制器740被构造成引导工具输送器130，以从操作者工具装载站710重新获得第二工具和/或工具筒并且将第二工具和/或工具筒输送到工具库720。
当工具输送器130不需要执行其它任务时，在步骤S820中，判定是否要将由工具输送器130保持的工具120和/或工具筒125提供到机器的工具更换位置。当不将工具120和/或工具筒125提供到机器的工具更换位置时，处理返回步骤S815。然而，当工具120和/或工具筒125被提供到工具更换位置时，工具更换器112将工具120和/或工具筒125提供到工具更换位置。例如，控制器740引导工具更换器112，以从工具筒125移除工具120，并且使得工具更换器112转动以使工具120被移动到机器的工具更换位置。在另一个示例中，控制器740引导工具更换器112，以移除包含工具120的工具筒125。
在步骤S830，当需要工具输送器130执行其它任务时，工具输送器130从工具转移位置离开以执行其它任务。随后，当工具输送器130抵达距工具转移位置预定的距离时，ATC工具保持器200在工具转移位置处保持工具120和/或工具筒125。例如，控制器740引导块驱动器240，以朝向基部210驱动块230，直到工具120和/或工具筒125被固定在基部210和块230之间为止。在另一个实施方式中，直到在启动自动工具更换处理之前预定的时间或当启动自动工具更换处理时，ATC工具保持器200才保持工具120和/或工具筒125。
如上所述，在一实施方式中，工具输送器130的保持机构132将块230与保持工具120和/或工具筒125阻碍。因此，ATC工具保持器200在工具输送器130从工具转移位置离开之后才保持工具120和/或工具筒125。然而，在其它实施方式中，当块230不受到保持机构132阻碍时，工具输送器130不需要在ATC工具保持器200保持工具120和/或工具筒125之前离开。例如，ATC工具保持器200可以在工具输送器130释放工具和/或工具筒、或工具输送器130从工具转移位置离开之前保持工具120和/或工具筒125。
在步骤S835中ATC工具保持器200保持了工具120和/或工具筒125之后，判定工具120和/或工具筒125是否要被供给到机器的工具更换位置（即，将启动自动工具更换处理）。当工具120和/或工具筒125被提供到工具更换位置时，在步骤S845中工具更换器112将工具120和/或工具筒125提供到工具更换位置。如上所述，在一示例中，控制器740引导工具更换器112，以从工具筒125取出工具120，并且使得工具更换器112转动以使工具120移动到机器的工具更换位置。
当工具120和/或工具筒125未被提供到机器的工具更换位置时，该处理前进到步骤S850，此时判定工具输送器130是否已经返回到工具转移位置或返回到工具转移位置的预定距离内。如果工具输送器130未处于工具转移位置处或未处于工具转移位置的预定距离内，则该处理返回步骤S840。然而，当工具输送器130处于工具转移位置处或位于工具转移位置的预定距离内，则该处理前进到步骤S855，此时ATC工具保持器200释放工具和/或工具筒。如上所述，在一实施方式中，ATC工具保持器200仅保持用于自动工具更换处理的工具和/或工具筒。因而，当ATC工具保持器200未保持工具和/或工具筒时，跳过步骤S855。在步骤S860中，工具输送器130在步骤S860中保持工具和/或工具筒。在另一个实施方式中，工具输送器130直到在启动自动工具更换处理之前预定时间或当启动自动工具更换处理时才保持工具和/或工具筒。
如上所述，在一实施方式中，工具输送器130的保持机构132将块230与保持工具120和/或工具筒125阻碍。因此，ATC工具保持器200必须在工具输送器130能够在工具转移位置处保持工具120和/或工具筒125之前释放工具120和/或工具筒125。然而，在其它的实施方式中，当块230不被保持机构132阻碍时，工具输送器130不需要等到ATC工具保持器200释放工具120和/或工具筒125。例如，ATC工具保持器200可以在工具输送器130保持了工具和/或工具筒、或移动到工具转移位置之后释放工具120和/或工具筒125。
在特定的实施方式中，ATC工具保持器200包括一个或多个传感器以确认块230的位置。在一实施方式中，使用位置信息来判定工具120和/或工具筒125是否由ATC工具保持器200固定。在另一个实施方式中，使用位置信息来判定ATC工具保持器200是否处于打开状态或关闭状态。一个或多个传感器的示例包括接近传感器。
在一实施方式中，工具传输器130在将工具120和/或工具筒125载置在位于工具转移位置的工具支撑部（例如，基部210）上之后从ATC110离开。在其它实施方式中，控制器740引导工具输送器130，以在确认工具120和/或工具筒125正由ATC工具保持器200保持之后从ATC110离开。在特定的实施方式中，控制器740基于一个或多个传感器来判定。
此外，例如，如图6所示，在特定的实施方式中，ATC110和/或ATC工具保持器200包括一个或多个工具和/或工具筒检测传感器602。在一实施方式中，一个或多个传感器包括合并在ATC工具保持器200中的限制开关。然而，应当注意，可以使用其它开关和传感器类型（例如，接近式、图像式等）来检测工具120和/或工具筒125。此外，该一个或多个工具和/或工具筒检测传感器可以被合并入加工中心700内的各种不同的位置。
图9示出了当根据本公开的特定实施方式的、启动自动工具更换处理时用于诸如工具更换系统300的工具更换系统的操作方法。可以独立于图8中示出方法执行该方法或可以与图8结合执行该方法，例如，当在步骤S820和/或步骤S845中将工具提供到机器的工具更换位置时进行结合。在一实施方式中，控制器740被构造成控制在本方法中执行的操作和/或处理。在其它实施方式中，可以使用不同控制器的组合来控制操作和/或处理。
在步骤S905，控制器740判定自动工具更换处理是否被启动。例如，控制器740判定在工具转移位置处的工具和/或工具筒是否被提供到机器的工具更换位置（例如，如步骤S820和/或步骤S840），判定机器是否需要更换工具等。
在一实施方式中，控制器740等到判定自动工具更换处理被启动。当控制器740判定自动工具更换处理被启动时，控制器740前进到步骤S910并且判定工具输送器130是否处于工具转移位置。在一实施方式中，控制器740等到自动工具更换处理启动之前的预定时间（例如，至少ATC工具保持器200使得工具和/或工具筒起作用或者保持工具和/或工具筒所需的最小时间量）来判定工具输送器130是否处于工具转移位置。
当控制器740判定工具输送器130处于工具转移位置时，在步骤S915，工具更换器112将工具120和/或工具筒125提供到工具更换位置。如果工具/工具筒125未通过工具输送器130保持时，控制器740在命令工具更换器112执行转移之前命令工具输送器130保持工具和/或工具筒125。当控制器740判定工具输送器130未处于工具转移位置时，在步骤S920，控制器740命令ATC工具保持器200保持工具120和/或工具筒125。在ATC工具保持器保持工具120和/或工具筒125之后，在步骤S925工具更换器112将工具120和/或工具筒125提供到工具更换位置。在一实施方式中，控制器740在确认ATC工具保持器200正在保持工具120和/或工具筒125（例如，使用上述位置传感器中的一个或多个）之后命令工具更换器112将工具120和/或工具筒提供到工具更换位置。
基于该实施方式，工具输送器130和/或ATC工具保持器200保持工具120、包含工具120的工具筒125、或工具筒125和工具120。在一实施方式中，当工具输送器130和/或ATC工具保持器200保持包含工具120的工具筒125时，工具更换器112仅将工具120从工具转移位置转移到工具更换位置。工具更换器112可以将其它工具从工具更换位置提供到工具筒125。在其它实施方式中，当工具120或工具120和工具筒125由工具输送器130和/或ATC工具保持器200保持时，在保持位置处，工具输送器130和/或ATC工具保持器200以使得将工具120或工具120和工具筒125从工具输送器130和/或ATC工具保持器200取出的方式键锁定。
在步骤S930中，如果需要，ATC工具保持器200可选择地释放工具筒125。基于该实施方式，在自动工具更换处理结束时或在自动工具更换处理结束（当工具输送器130返回时等）之前或之后的预定时间，ATC工具保持器200释放工具筒125。如上所述，在一实施方式中，当工具筒125未由工具输送器130和/或ATC工具保持器200保持时，工具筒125由工具支撑部（例如，基部210）支撑在工具转移位置处。此外，在一实施方式中，工具支撑部还设置在工具更换位置。
图10是示出计算机1000的硬件构造的示例的框图，该计算机1000能够被构造成执行诸如控制器740的加工中心700的功能中的一个或组合。
如图10所示，计算机1000包括经由一条或多条总线1008彼此互连的中央处理单元（CPU）1002、只读存储器（ROM）1004和随机存取存储器（RAM）1006。该一条或多条总线1008进一步与输入输出接口1010连接。输入输出接口1010与由键盘、鼠标、扩音器、远程控制器等形成的输入部1012连接。输入输出接口1010还连接到：由音频接口、视频接口、显示器、扬声器等形成的输出部1014；由硬盘、非易失性存储器或其它永久性计算机可读存储介质形成的记录部1016；由网络接口、调制解调器、USB接口、火线接口（fire wireinteface）等形成的通信部1018；以及用于驱动诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等的可移动介质1022的驱动部1020。
根据一实施方式，经由输入输出接口1010和总线1008，CPU1002将存储在记录部1016中的程序加载到RAM1006，然后执行被构造成提供诸如控制器740的加工中心700的功能中的一个或组合的功能的程序。
基于对以上教导的考虑，本领域技术人员将认识到以上示例性实施方式中的特定实施方式是基于对程序处理器的使用，例如使用控制器740。然而，由于可以使用诸如专门的硬件和/或专用处理器等的硬件组件等同物实现其它实施方式，所以本公开的实施方式不限于这些示例性实施方式。类似地，可以使用通用计算机、基于微处理器的计算机、微控制器、光学计算机、模拟计算机、专用处理器、专用电路和/或专用硬连线逻辑（dedicated hard wiredlogic）来构造可选的等同实施方式。
基于对以上教导的考虑，在不背离本公开的特定实施方式的条件下，本领域技术人员将会想到使用磁盘存储器以及诸如包括例如只读存储器（ROM）装置、随机存取存储器（RAM）装置、网络存储器装置、光存储器装置、磁存储元件、磁光存储元件、闪存、磁芯存储器的永久性存储装置等的其它形式的存储器和/或其它等同的易失性和非易失性存储技术来实现用于上述的实施方式中的特定实施方式的诸如控制器740的操作和处理等的操作和处理和相关数据。术语永久性不表示通过断电或其他动作不能丢失信息。这种可替换存储装置应当被认为是等同的。
使用或可以使用执行以上说明的广泛地采用流程图的形式的程序指令的一个或多个程序处理器来实现此处说明的特定实施方式，该程序指令可以存储在任意适当的电子存储介质或计算机可读存储介质上。然而，基于对本公开的考虑，在不背离本公开的特定实施方式的条件下，本领域技术人员将会想到可以采用任意数量的变化和很多适当的程序语言来实现上述的处理。例如，在不背离本公开的特定实施方式的情况下，常常可以改变所执行的特定操作的顺序，可以增加附加操作或者可以删除操作。这些变型被视为和认定为是等同的。
尽管已经说明特定的说明性实施方式，明显地，在考虑前述说明的情况下许多可选方式、变型、置换和变化将对本领域技术人员是显而易见的。

Claims (18)

1.一种工具更换系统，其包括：
工具库，所述工具库被构造成存储在工具装载站处接收的至少一个工具；
工具输送器，所述工具输送器被构造成从所述工具装载站或所述工具库将工具输送到自动工具更换器的工具转移位置，并且所述工具输送器被构造成在自动工具更换处理期间在所述工具转移位置处保持工具；以及
所述自动工具更换器，其包括：
工具保持器，所述工具保持器被构造成在所述自动工具更换处理期间当所述工具输送器未被定位在所述工具转移位置处时、在所述工具转移位置处保持所述工具；以及
工具更换器，所述工具更换器被构造成在所述自动工具更换处理期间将处于所述工具转移位置的所述工具提供到机器的工具更换位置。
2.根据权利要求1所述的工具更换系统，其特征在于，
所述工具保持器被构造成在所述工具输送器未被定位在所述工具转移位置且未执行所述自动工具更换处理时在所述工具转移位置处保持所述工具。
3.根据权利要求1所述的工具更换系统，其特征在于，所述工具更换系统还包括：
控制器，所述控制器被构造成判定当启动所述自动工具更换处理时所述工具输送器是否被定位在所述工具转移位置，其中
所述控制器被构造成基于所述工具输送器是否被定位在所述工具转移位置处的判定结果来指示所述工具保持器保持所述工具。
4.根据权利要求1所述的工具更换系统，其特征在于，所述工具更换系统还包括：
工具支撑部，其被构造成在所述工具转移位置处支撑所述工具，其中
所述工具保持器被构造成在所述工具输送器未被定位在所述工具转移位置时并且仅在所述自动工具更换处理期间在所述工具转移位置处保持所述工具。
5.根据权利要求1所述的工具更换系统，其特征在于，
所述工具输送器为机器人，所述机器人被构造成在所述工具装载站、所述工具库和所述工具转移位置之间输送所述至少一个工具。
6.根据权利要求1所述的工具更换系统，其特征在于，
所述工具输送器被构造成从所述工具库将包含所述工具的工具筒输送到所述工具转移位置。
7.根据权利要求1所述的工具更换系统，其特征在于，
所述工具保持器被构造成在所述工具转移位置处保持包含所述工具的工具筒。
8.根据权利要求1所述的工具更换系统，其特征在于，
所述工具库是机械工具支架库。
9.一种工具更换系统的方法，所述工具更换系统包括工具库、工具输送器和用于更换机器上的工具的自动工具更换器，所述方法包括：
通过所述工具输送器将工具从工具装载站或所述工具库输送到所述自动工具更换器的工具转移位置，所述工具库被构造成存储在所述工具装载站处接收的至少一个工具；
在自动工具更换处理期间当所述工具输送器被定位在所述工具转移位置处时，通过所述工具输送器在所述工具转移位置处保持所述工具；
在所述自动工具更换处理期间当所述工具输送器未被定位在所述工具转移位置处时，通过所述自动工具更换器的工具保持器在所述工具转移位置处保持所述工具；并且
在所述自动工具更换处理期间通过所述自动工具更换器的工具更换器将所述工具提供到所述机器的工具更换位置。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过所述工具保持器保持的步骤包括：
当所述工具输送器未被定位在所述工具转移位置且未执行所述自动工具更换处理时，通过所述自动工具更换器的工具保持器在所述工具转移位置处保持所述工具。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过控制器确定当启动所述自动工具更换处理时、所述工具输送器是否被定位在所述工具转移位置；以及
基于所述工具输送器是否被定位在所述工具转移位置的判定结果，通过所述控制器指示所述工具保持器保持所述工具。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述工具输送器从所述工具转移位置移开以执行其它任务。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过所述工具保持器保持的步骤包括：
当所述工具输送器未被定位在所述工具转移位置并且未执行所述自动工具更换处理时，通过所述自动工具更换器的工具保持器在所述工具转移位置处保持所述工具。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过工具支撑部将所述工具支撑在所述工具转移位置，其中，
通过所述工具保持器保持的步骤包括当所述工具输送器未被定位在所述工具转移位置时并且仅在所述自动工具更换处理期间在所述工具转移位置处保持所述工具。
15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述工具输送器将所述至少一个工具中的一个或多个工具从所述工具装载站输送到所述工具库，其中，
所述工具输送器为机器人，所述机器人被构造成在所述工具装载站、所述工具库和所述工具转移位置之间输送所述至少一个工具。
16.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，输送的步骤包括：
通过所述工具输送器将包含所述工具的工具筒从所述工具库输送到所述工具转移位置。
17.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过所述工具保持器保持的步骤包括：
通过所述工具保持器在所述工具转移位置处保持包含所述工具的工具筒。
18.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
所述工具库为机器工具支架库。
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