CN117999149A - 机床、控制方法以及控制程序 - Google Patents

机床、控制方法以及控制程序 Download PDF

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Abstract

机床(100)具备：刀库(150)，能保持多个刀具；加工机主体(40B)，用于使用多个刀具中的至少一个刀具来对工件进行加工；以及控制部(50)，用于控制机床(100)。控制部(50)执行以下处理：获取与多个刀具有关的刀具信息(224)。刀具信息(224)针对多个刀具的每一个规定了刀具的类别和刀具的状态。该状态包括异常状态和正常状态。控制部(50)还执行以下处理：基于刀具信息(224)，将刀库(150)内不存在处于正常状态的同种刀具的异常状态的刀具确定为回收候选；以及与回收候选的刀具有关的预定的处理。

Description

机床、控制方法以及控制程序
技术领域
本公开涉及机床、机床的控制方法以及机床的控制程序。
背景技术
日本特开2004－130451号公报(专利文献1)公开了一种具备显示刀具的更换时期的功能的刀具更换时期显示装置。该刀具更换时期显示装置根据刀具更换的作业负荷来确定刀具的更换时期。由此，该刀具更换时期显示装置“在存在多个设备的生产线中更换对象的刀具数量多的情况下，也有计划且高效地进行刀具的更换，防止因刀具未更换而引起的设备停止”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004－130451号公报
发明内容
发明所要解决的问题
即使在机床内有异常状态的刀具，只要存在与该刀具同种的正常状态的刀具，机床就能在加工中代替使用该正常的刀具。另一方面，若机床内不存在可代用的刀具，则该机床无法进行工件的加工。在该情况下，机床必须停止工件的加工，直至装接了新的刀具为止。
因此，希望根据有无可代用的刀具来更适当地确定回收对象的刀具的优先级。需要说明的是，专利文献1并未公开这样的技术。
用于解决问题的方案
在本公开的一个例子中，机床具备：刀库，能保持多个刀具；加工机主体，用于使用上述多个刀具中的至少一个刀具来对工件进行加工；以及控制部，用于控制上述机床。上述控制部执行以下处理：获取与上述多个刀具有关的刀具信息。上述刀具信息针对上述多个刀具的每一个规定了刀具的类别和刀具的状态。上述状态包括异常状态和正常状态。上述控制部还执行以下处理：基于上述刀具信息，将上述刀库内不存在处于上述正常状态的同种刀具的上述异常状态的刀具确定为回收候选；以及与上述回收候选的刀具有关的预定的处理。
在本公开的一个例子中，上述机床还具备用于驱动上述刀库的驱动部。上述预定的处理包括以下处理：以将上述回收候选的刀具移动至预定的位置的方式对上述驱动部进行控制。
在本公开的一个例子中，上述机床还具备显示部。上述预定的处理包括以下处理：将与上述回收候选的刀具有关的信息显示于上述显示部。
在本公开的一个例子中，上述异常状态包括：损伤状态，表示刀具发生了损伤；以及寿命到期状态，表示刀具的寿命已耗尽。在上述确定的处理中，将上述刀库内不存在处于上述正常状态的同种刀具的上述损伤状态的刀具比上述刀库内不存在处于上述正常状态的同种刀具的上述寿命到期状态的刀具优先确定为上述回收候选。
在本公开的一个例子中，上述异常状态还包括寿命警告状态，该寿命警告状态表示刀具的寿命未耗尽且刀具的剩余寿命小于规定阈值。在上述确定的处理中，上述刀库内不存在处于上述正常状态的同种刀具的上述寿命到期状态的刀具比上述刀库内不存在处于上述正常状态的同种刀具的上述寿命警告状态的刀具优先被确定为上述回收候选。
在本公开的一个例子中，在上述确定的处理中，上述刀库内不存在处于上述正常状态的同种刀具的上述异常状态的刀具比上述刀库内存在处于上述正常状态的同种刀具的上述异常状态的刀具优先被确定为上述回收候选。
在本公开的其他例子中，提供一种机床的控制方法。上述机床具备：刀库，能保持多个刀具；以及加工机主体，用于使用上述多个刀具中的至少一个刀具来对工件进行加工。上述控制方法包括以下步骤：获取与上述多个刀具有关的刀具信息。上述刀具信息针对上述多个刀具的每一个规定了刀具的类别和刀具的状态。上述状态包括异常状态和正常状态。上述控制方法还包括以下步骤：基于上述刀具信息，将上述刀库内不存在处于上述正常状态的同种刀具的上述异常状态的刀具确定为回收候选；以及执行与上述回收候选的刀具有关的预定的处理。
在本公开的其他例子中，提供一种机床的控制程序。上述机床具备：刀库，能保持多个刀具；以及加工机主体，用于使用上述多个刀具中的至少一个刀具来对工件进行加工。上述控制程序使上述机床执行以下步骤：获取与上述多个刀具有关的刀具信息。上述刀具信息针对上述多个刀具的每一个规定了刀具的类别和刀具的状态。上述状态包括异常状态和正常状态。上述控制程序使上述机床还执行以下步骤：基于上述刀具信息，将上述刀库内不存在处于上述正常状态的同种刀具的上述异常状态的刀具确定为回收候选；以及执行与上述回收候选的刀具有关的预定的处理。
从与附图关联而理解的与本发明有关的以下详情说明中，本发明的上述以及其他目的、特征、方面以及优点将变得清楚。
附图说明
图1是表示机床的外观的图。
图2是表示机床的驱动机构的一个例子的图。
图3是概略地表示从保持于刀库的刀具中确定回收候选的处理的图。
图4是表示机床的功能构成的一个例子的图。
图5是表示刀具信息的数据结构的一个例子的图。
图6是表示回收规则的一个例子的图。
图7是表示操作盘的操作画面的图。
图8是表示变形例的操作画面的图。
图9是表示CPU(Central Processing Unit：中央处理器)单元的硬件构成的一个例子的图。
图10是表示CNC(Computer Numerical Control：计算机数字控制)单元的硬件构成的一个例子的图。
图11是表示操作盘的硬件构成的一个例子的图。
图12是表示机床的控制部所执行的处理的一部分的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。在以下的说明中，对相同的零件和构成要素标注相同的附图标记。它们的名称和功能也相同。因此，不再重复关于它们的详情说明。需要说明的是，以下说明的各实施方式以及各变形例也可以适当选择性地进行组合。
＜A.机床100＞
首先，参照图1，对实施方式的机床100进行说明。图1是表示机床100的外观的图。
在本说明书中提到的“机床”是包含具备对工件进行加工的功能的各种装置的概念。机床100可以是卧式加工中心，也可以是立式加工中心。或者，机床100可以是车床，也可以是附加加工机，还可以是其他的切削机、磨削机。
机床100具有刀具收纳部40A和加工机主体40B。刀具收纳部40A和加工机主体40B通过罩体进行划分。
在刀具收纳部40A设有刀库150和ATC(Automatic Tool Changer：自动换刀器)160。在加工机主体40B设有主轴170。
加工机主体40B使用保持于刀库150的多个刀具中的至少一个来对工件进行加工。更具体而言，机床100驱动刀库150，将与加工工序相应的一个刀具(以下，也称为“要使用刀具”。)移动至第一刀具更换位置。此外，机床100驱动主轴170，将装接于主轴170的刀具(以下，也称为“使用完成刀具”。)移动至第二刀具更换位置。之后，ATC160对在第一刀具更换位置待机的要使用刀具和在第二刀具更换位置待机的使用完成刀具进行更换。刀具的更换经由门D来进行，该门D设于加工机主体40B与刀具收纳部40A之间的隔板。门D是滑动式的门，通过马达等驱动源来打开/关闭。之后，主轴170使用进行了装接的要使用刀具来对工件进行加工。
此外，在机床100设有操作盘400。操作盘400包括：显示器405，用于显示与加工有关的各种信息；以及操作键406，受理对机床100的各种操作。
＜B.机床100的驱动机构＞
接着，参照图2，对机床100的各种构成进行说明。图2是表示机床100的驱动机构的一个例子的图。
如图2所示，机床100包括：控制部50；驱动部110、驱动部120、驱动部130；刀库150；ATC160；以及主轴170。
为了方便说明，以下，也将重力方向称为“X轴方向”。也将与X轴正交的水平面上的一个方向称为“Y轴方向”。将与X轴方向和Y轴方向双方正交的方向称为“Z轴方向”。
在本说明书中提到的“控制部50”是指控制机床100的装置。控制部50的装置构成是任意的。控制部50可以由单个控制单元构成，也可以由多个控制单元构成。在图2的例子中，控制部50由CPU单元200和CNC单元300构成。
CPU单元200和CNC单元300例如经由总线B相互进行通信。CPU单元200例如是PLC(Programmable Logic Controller：可编程逻辑控制器)。
CPU单元200根据预先设计的PLC程序来控制驱动部110。该PLC程序例如以梯形图程序来记述。
驱动部110是用于对刀库150进行旋转驱动的驱动机构。驱动部110的装置构成是任意的。驱动部110可以由单个驱动单元构成，也可以由多个驱动单元构成。在图2的例子中，驱动部110由马达驱动器111M和马达112M构成。
马达驱动器111M根据来自CPU单元200的控制指令来驱动刀库150。在刀库150设有马达112M。马达112M可以是伺服马达，也可以是步进马达，还可以是其他种类的马达。
作为更具体的处理，马达驱动器111M从CPU单元200接受目标旋转速度的输入，从而控制马达112M。马达112M根据来自马达驱动器111M的输出电流来对刀库150进行旋转驱动，将刀库150内被指定的要使用刀具T1驱动至指定的位置。
此外，CPU单元200根据预先设计的PLC程序来控制驱动部120。驱动部120是用于驱动ATC160的驱动机构。驱动部120的装置构成是任意的。驱动部120可以由单个驱动单元构成，也可以由多个驱动单元构成。在图2的例子中，驱动部120由ATC驱动器121A和马达122A、马达122B构成。
ATC驱动器121A例如是双轴一体型的驱动器，控制连接于ATC160的马达122A、马达122B的驱动。ATC160包括中心轴165和臂部166。臂部166例如是能同时保持两个刀具的双臂部。即，臂部166具有：刀具抓持部166A，在与中心轴165的轴向正交的一个方向(例如，X轴方向)从中心轴165延伸；以及刀具抓持部166B，在该一个方向的相反方向从中心轴165延伸。
马达122A、马达122B分别可以是伺服马达，也可以是步进马达，还可以是其他种类的马达。ATC驱动器121A例如分别从CPU单元200接受马达122A的目标旋转速度的输入和马达122B的目标旋转速度的输入，分别控制马达122A、马达122B。马达122A根据来自ATC驱动器121A的输出电流来对ATC160的臂部166进行进给驱动，将臂部166驱动至中心轴165的轴向的任意位置。马达122B根据来自ATC驱动器121A的输出电流来对ATC160的臂部166进行旋转驱动，将臂部166驱动至以中心轴165为旋转中心的任意旋转角度。
作为一个例子，ATC160基于接受到刀具的更换命令而从刀库150获取要使用刀具T1。之后，ATC160从主轴170抽出使用完成刀具T2，并且将要使用刀具T1装接于主轴170。之后，ATC160将从主轴170抽出的使用完成刀具T2收纳于刀库150。
CNC单元300基于接受到来自CPU单元200的加工开始指令而开始执行预先设计的加工程序。该加工程序例如以NC(Numerical Control：数控)程序来记述。CNC单元300根据该加工程序来驱动驱动部130。
驱动部130是用于移动主轴170的驱动机构。驱动部130的装置构成是任意的。驱动部130可以由单个驱动单元构成，也可以由多个驱动单元构成。在图2的例子中，驱动部130由马达驱动器131B、马达驱动器131C、马达驱动器131X、马达驱动器131Y、马达驱动器131Z以及马达132B、马达132C、马达132X、马达132Y、马达132Z构成。
马达驱动器131B从CNC单元300逐次接受目标旋转速度的输入，对马达132B进行控制。马达132B以Y轴方向为中心对主轴170进行旋转驱动。马达132B可以是交流马达，也可以是步进马达，也可以是伺服马达，也可以是其他种类的马达。
在马达132B是伺服马达的情况下，马达驱动器131B根据用于感测马达132B的旋转角度的编码器(未图示)的反馈信号来计算马达132B的实际旋转速度。然后，马达驱动器131B在计算出的实际旋转速度小于目标旋转速度的情况下提高马达132B的旋转速度，在计算出的实际旋转速度大于目标旋转速度的情况下降低马达132B的旋转速度。如此，马达驱动器131B在逐次接受马达132B的旋转速度的反馈的同时，使马达132B的旋转速度接近目标旋转速度。
马达驱动器131C从CNC单元300逐次接受目标位置的输入，对马达132C进行控制。马达132C以主轴170的轴向为旋转中心对主轴170进行旋转驱动。马达132C可以是交流马达，也可以是步进马达，也可以是伺服马达，还可以是其他种类的马达。由马达驱动器131C实现的马达132C的控制方法与马达驱动器131B相同，因此不重复其说明。
马达驱动器131X从CNC单元300逐次接受目标位置的输入，对马达132X进行控制。马达132X对主轴170进行进给驱动，将主轴170移动至X轴方向的任意位置。马达132X可以是交流马达，也可以是步进马达，也可以是伺服马达，还可以是其他种类的马达。由马达驱动器131X实现的马达132X的控制方法与马达驱动器131B相同，因此不重复其说明。
马达驱动器131Y从CNC单元300逐次接受目标位置的输入，对马达132Y进行控制。马达132Y对主轴170进行进给驱动，将主轴170移动至Y轴方向的任意位置。马达132Y可以是交流马达，也可以是步进马达，也可以是伺服马达，还可以是其他种类的马达。由马达驱动器131Y实现的马达132Y的控制方法与马达驱动器131B相同，因此不重复其说明。
马达驱动器131Z从CNC单元300逐次接受目标位置的输入，对马达132Z进行控制。马达132Z对主轴170进行进给驱动，将主轴170移动至Z轴方向的任意位置。马达132Z可以是交流马达，也可以是步进马达，也可以是伺服马达，还可以是其他种类的马达。由马达驱动器131Z实现的马达132Z的控制方法与马达驱动器131B相同，因此不重复其说明。
＜C.概要＞
参照图3，对刀具的回收处理的概略进行说明。图3是概略地表示从保持于上述的刀库150的刀具中确定回收候选的处理的图。
刀库150保持用于工件的加工的各种刀具。刀库150不仅保持正常状态的刀具，还可能会保持异常状态的刀具。
“异常状态的刀具”是指不推荐用于工件的加工的状态的刀具。作为一个例子，异常状态的刀具包括产生了损伤的刀具、因磨耗等而耗尽寿命的刀具以及剩余寿命小于等于规定时间的刀具。作为刀具的损伤种类，例如可以列举出施加了过大的力而导致的刀具的变形、刀具的崩刃以及刀具的折损等。
对此，“正常状态的刀具”是指能用于工件的加工的状态的刀具。典型地，“正常状态的刀具”是指除了异常状态的刀具以外的刀具。
需要说明的是，因磨耗等而耗尽寿命的刀具和剩余寿命小于等于规定时间的刀具只是不推荐使用，本身是能用于加工的。因此，也可以将因磨耗等而耗尽寿命的刀具和剩余寿命小于等于规定时间的刀具视为“正常状态的刀具”而不是“异常状态的刀具”。
刀库150中设有多个用于保持刀具的刀座。设于刀库150的刀座的个数是任意的。在图3的例子中，示出了三个刀座P1～P3。
刀座P1保持刀具类别“A”的刀具T1。刀具T1设为不推荐用于工件的加工的异常状态。
刀座P2保持刀具类别“A”的刀具T2。即，刀具T2与刀具T1同种。刀具T2是能用于工件的加工的正常状态。
刀座P3保持刀具类别“B”的刀具T3。刀具T3设为不推荐用于工件的加工的异常状态。此外，处于刀具类别“B”的正常状态的刀具设为不存在于刀库150内。
在加工程序中调用了刀具T3的情况下，不存在可代用的其他刀具，因此操作者需要重新将刀具类别“B”的刀具装接于刀库150。在该情况下，机床100无法进行工件的加工，直至新的刀具装接完成。
另一方面，在加工程序中调用了异常状态的刀具T1的情况下，存在与异常状态的刀具T1同种的正常状态的刀具T2，因此机床100能使用刀具T2来代替刀具T1进行工件的加工。
如此一来，不存在可代用的刀具的刀具T3的更换优先级比存在可代用的刀具的刀具T1的更换优先级高。因此，机床100根据有无可代用的刀具来确定回收对象的刀具的优先级。
更具体而言，首先，机床100的控制部50获取与保持于刀库150的各刀具有关的刀具信息。该刀具信息至少规定了保持于刀库150的各刀具的类别和该各刀具的状态。该状态例如包括上述的正常状态和上述的异常状态。接着，控制部50基于该获取到的刀具信息，将刀库150内不存在处于正常状态的同种刀具的异常状态的刀具确定为回收候选。由此，控制部50将不存在可代用的刀具的刀具T3比存在可代用的刀具的刀具T1优先设为回收候选。之后，控制部50执行与回收候选的刀具T3有关的预定的处理。该处理的详情将在后文加以记述。
根据以上的处理，在机床100中，能根据有无可代用的刀具来更适当地确定回收对象的刀具的优先级。由此，在机床100中，能避免工件的加工停止。或者，即使在工件的加工停止的情况下，机床100也能更快地重新开始工件的加工。
＜D.机床100的功能构成＞
接着，参照图4～图7，对机床100的功能构成进行说明。图4是表示机床100的功能构成的一个例子的图。
如图4所示，机床100的控制部50作为功能构成包括监视部52、确定部54以及执行部56。以下，按顺序对这些构成进行说明。
需要说明的是，各功能构成的配置是任意的。图4中示出的功能构成的一部分或全部可以安装于上述的CPU单元200(参照图2)，也可以安装于上述的CNC单元300(参照图2)，还可以安装于上述的操作盘400(参照图1)。作为一个例子，监视部52安装于CNC300。确定部54和执行部56各自例如安装于CPU单元200或操作盘400。作为其他例子，图4中示出的功能构成的一部分也可以安装于服务器等外部装置。
(D1.监视部52)
首先，参照图5，对图4中示出的监视部52的功能进行说明。
监视部52监视机床100内收纳的各刀具的状态。各刀具的状态例如在图5中示出的刀具信息224中进行管理。图5是表示刀具信息224的数据结构的一个例子的图。
刀具信息224按刀库150内的刀座编号，将刀具的识别信息、该刀具的类别、该刀具的状态以及该刀具的剩余寿命建立对应。
刀具信息224规定的刀座编号是用于唯一确定刀库150内的收纳场所的信息。典型地，刀具信息224规定的刀座编号按每个刀座预先分配。
刀具信息224规定的刀具的识别信息是用于唯一确定刀具的信息。该识别信息例如通过由用户实现的设定作业来预先分配。该识别信息可以由ID等刀具编号表示，也可以由刀具名表示。
刀具信息224规定的刀具类别是用于唯一确定刀具的种类的信息。该刀具类别例如通过由用户实现的设定作业预先分配。该刀具类别可以由ID等类别编号表示，也可以由类别名表示。
监视部52对由操作者实现的刀具向刀库150的装卸作业进行监视，逐次更新刀具信息224。更具体而言，操作者将装接对象的刀具装接于刀库150。在装接该刀具的位置的附近设有条形码或QR码(注册商标)的读取装置(未图示)，该读取装置读取贴附于刀具的条形码或QR码。由此，能读取装接对象的刀具的识别信息、刀具的类别。监视部52在将读取出的刀具信息和读取出的刀具类别与刀具的装接场所的刀座编号建立对应之后，写入刀具信息224。
刀具信息224规定的刀具的状态例如包括上述的正常状态和上述的异常状态。异常状态例如包括：“损伤状态”，表示刀具发生了损伤；“寿命到期状态”，表示刀具的寿命已耗尽；以及“寿命警告状态”，表示刀具的寿命未耗尽，且刀具的剩余寿命小于规定阈值。
刀具是否为“损伤状态”例如通过设置于机床100内的损伤传感器来检测。作为一个例子，该损伤传感器包括设置于机床100内的主轴170的压力传感器。该压力传感器检测在工件的加工中施加于主轴170的力。监视部52监视该压力传感器的输出值，基于该输出值超过规定值，判断为对刀具施加了过大的力。监视部52在判断为对刀具施加了过大的力的情况下，判断为刀具可能已弯曲，将该刀具的状态变更为“损伤状态”。
作为其他例子，上述损伤传感器包括刀具外形的测定传感器。该测定传感器例如是距离传感器、触摸传感器或能检测刀具的外形的其他传感器。作为一个例子，对使用距离传感器来检测刀具的损伤的例子进行说明。机床100通过使装接于主轴170的刀具在距离传感器的前面旋转，从该距离传感器获取表示刀具的外形的时序数据。监视部52计算该时序数据与预定的正常值的差量，在该差量结果的绝对值超过规定值的情况下，判断为刀具崩刃。监视部52在判断为刀具崩刃的情况下，将该刀具的状态变更为“损伤状态”。
作为其他例子，上述损伤传感器包括用于拍摄机床100内的刀具的摄像机。监视部52通过对从该摄像机得到的图像执行规定的图像处理，来判断刀具是否发生了损伤。监视部52在判断为刀具发生了损伤的情况下，将该刀具的状态变更为“损伤状态”。
作为一个例子，使用学习完成模型来识别图像中是否显现有发生了损伤的刀具。学习完成模型通过使用学习用数据集的学习处理来预先生成。学习用数据集包括显现有刀具的多个学习用图像。各学习用图像与表示是否显现有正常的刀具的标签(或者，表示损伤的类别的标签)建立了关联。通过使用这样的学习用数据集的学习处理对学习完成模型的内部参数预先进行优化。
用于生成学习完成模型的学习方法可以采用各种机器学习算法。作为一个例子，作为这样的机器学习算法，可以采用深度学习、卷积神经网络(CNN：Convolutional NeuralNetwork)、全卷积神经网络(FCN：Fully Convolutional Network)、支持向量机等。
监视部52在从摄像机得到的输入图像上错开矩形区域的同时，将该矩形区域内的部分图像逐次输入学习完成模型。其结果是，该学习完成模型输出在已输入的部分图像中显现有损伤的刀具的概率。监视部52判断为在该概率超过规定值的部分图像中显现有发生了损伤的刀具，将该刀具的状态变更为“损伤状态”。
“寿命到期状态”和“寿命警告状态”例如基于机床100的加工程序322来判断。作为更具体的处理，监视部52对加工程序322进行监视，判断各刀具是否要用于加工。监视部52针对使用中的刀具，对刀具信息224所示的剩余寿命进行倒计时。刀具崭新时的剩余寿命按每个刀具来预先决定。
在此提到的“剩余寿命”是指直至刀具的寿命耗尽为止的可用量。“量”这一术语是包括时间、距离以及次数的概念。即，“刀具的剩余可用量”是包括直至刀具寿命耗尽为止的刀具的剩余可用时间、直至刀具寿命耗尽为止的刀具的剩余可移动距离以及直至刀具寿命耗尽为止的刀具的剩余可用次数的概念。
对刀具的剩余寿命的监视方法的一个例子进行说明。机床100的加工程序322通过G代码(G-code)来规定，包括用于指定要装接于主轴170的刀具的刀具更换命令、用于对主轴170、刀具进行旋转驱动/进给驱动的驱动命令等。监视部52基于加工程序322中规定的刀具更换命令而确定用于工件的加工的刀具的类别。接着，监视部52基于执行了加工程序322中规定的驱动命令而开始该刀具的剩余寿命的倒计时。接下来，监视部52基于执行了加工程序322中规定的停止命令或最后一行的命令而停止该刀具的剩余寿命的倒计时。由此，监视部52在刀具信息224中监视各刀具的剩余寿命。
监视部52在刀具的剩余寿命低于规定阈值的情况下，在刀具信息224中将刀具的状态从“正常状态”变更为“寿命警告状态”。此外，监视部52基于刀具的剩余寿命变成零而在刀具信息224中将刀具的状态从“寿命警告状态”变更为“寿命到期状态”。
(D2.确定部54)
接着，参照图6，对图4中示出的确定部54的功能进行说明。
确定部54根据有无可代用的刀具，从刀库150中保持的刀具中确定回收候选的刀具。
以下，为了方便说明，也将刀库150内存在处于正常状态的同种的其他刀具的异常状态的刀具称为“可代替的异常状态的刀具”，也将刀库150内不存在处于正常状态的同种的刀具的刀具称为“不可代替的异常状态的刀具”。该异常状态包括上述的“损伤状态”、上述的“寿命到期状态”以及上述的“寿命警告状态”。
作为一个例子，确定部54根据图6中示出的回收规则226来确定回收候选的刀具的优先级。图6是表示作为一个例子的回收规则226的图。
更具体而言，确定部54将不可代替的异常状态的刀具比可代替的异常状态的刀具优先确定为回收候选。由此，不可代替的异常状态的刀具更优先确定为回收候选。
在存在多个不可代替的异常状态的刀具的情况下，确定部54根据刀具状态来确定回收候选的优先级。
更具体而言，损伤状态的刀具无法用于工件的加工。另一方面，寿命到期状态的刀具只是不推荐使用，本身是能用于加工的。因此，损伤状态的刀具优选比寿命到期状态的刀具优先更换。鉴于这一点，确定部54将不可代替的损伤状态的刀具比不可代替的寿命到期状态的刀具优先确定为回收候选。
此外，寿命到期状态的刀具比寿命警告状态的刀具更需要尽快更换。因此，确定部54将不可代替的寿命到期状态的刀具比不可代替的寿命警告状态的刀具优先确定为回收候选。
优选的是，确定部54还针对可代替的异常状态的刀具确定回收候选的优先级。作为一个例子，确定部54将可代替的损伤状态的刀具比可代替的寿命到期状态的刀具优先确定为回收候选。此外，确定部54将可代替的寿命到期状态的刀具比可代替的寿命警告状态的刀具优先确定为回收候选。
(D3.执行部56)
接着，参照图7，对图4中示出的执行部56的功能进行说明。执行部56针对通过确定部54确定出的回收候选的刀具执行预定的处理。
作为一个例子，执行部56控制上述的驱动部110(参照图2)将回收候选的刀具移动至预定的位置。该控制处理例如基于受理用户的回收操作来执行。例如在上述的操作盘400(参照图1)中受理该回收操作。
图7是表示操作盘400的操作画面410的图。操作画面410例如显示于操作盘400的显示器405。
如图7所示，操作画面410包括显示栏430、自动调用按钮440以及选择调用按钮441。显示栏430中显示有上述的刀具信息224(参照图5)的一部分或全部。
自动调用按钮440是用于调用由上述的确定部54确定的回收候选的刀具的按钮。更具体而言，执行部56基于按下操作画面410的自动调用按钮440，来确定通过确定部54确定出的回收候选的刀具中回收的优先级最高的刀具。接着，执行部56控制上述的驱动部110(参照图2)，将该确定的刀具驱动至预定的位置。之后，操作者能将移动至该预定的位置的刀具更换为正常状态的刀具。
接下来，执行部56控制上述的驱动部110(参照图2)，将回收候选的刀具中回收的优先级第二高的刀具移动至预定的位置。之后，操作者将移动至该预定的位置的刀具更换为正常状态的刀具。
如此，执行部56按优先级的顺序将通过确定部54确定出的回收候选的刀具移动至预定的位置。由此，操作者能优先更换不存在可代用的刀具的异常状态的刀具。
选择调用按钮441是用于调用特定的刀具的按钮。用户能在选择了显示栏430中显示的刀具信息之后按下选择调用按钮441，由此从刀库150中调用该选择出的刀具。
需要说明的是，以上，对按优先级的顺序将由确定部54确定的回收候选的刀具驱动至预定的位置的例子进行了说明，但被驱动至预定的位置的刀具可以只是回收的优先级最高的刀具，也可以只是回收的优先级更高的规定数量的刀具。
＜E.变形例＞
接着，参照图8，对上述的操作画面410的变形例进行说明。图8是表示根据变形例的操作画面410A的图。
图8中示出的操作画面410A在还包括显示栏431和提取按钮442这一点上与上述的图7中示出的操作画面410不同。关于其他点，与图7中示出的操作画面410相同，因此，以下不再重复说明这些点。
在本例子中，基于用户按下提取按钮442，执行部56将与通过确定部54确定出的回收候选的刀具有关的信息显示于显示器405(显示部)。该信息例如显示于操作画面410A的显示栏431。显示于显示栏431的信息例如包括刀库150内的刀座编号、刀具识别信息、刀具类别、刀具的状态以及刀具的剩余寿命中的至少一个。
优选的是，执行部56按回收的优先级的顺序将与通过确定部54确定出的回收候选的刀具有关的信息显示于显示栏431。显示于显示栏431的刀具信息构成为能进行选择。用户能在对显示于显示栏431的刀具信息进行了选择之后按下选择调用按钮441，由此从刀库150中调用该选择出的刀具。由此，用户能在对回收的优先级更高的刀具信息进行了确认之后进行刀具的更换作业。
需要说明的是，执行部56可以仅将回收的优先级最高的一个刀具信息显示于显示栏431。或者，执行部56也可以将回收的优先级较高的规定数量的刀具信息显示于显示栏431。
＜F.CPU单元200的硬件构成＞
参照图9，对上述的图2中示出的CPU单元200的硬件构成进行说明。图9是表示CPU单元200的硬件构成的一个例子的图。
CPU单元200包括控制电路201、ROM(Read Only Memory：只读存储器)202、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)203、通信接口204以及辅助存储装置220。这些组件连接于内部总线209。
控制电路201例如由至少一个集成电路构成。集成电路例如可以由至少一个CPU、至少一个GPU(Graphics Processing Unit：图形处理单元)、至少一个ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit：专用集成电路)、至少一个FPGA(Field ProgrammableGate Array：现场可编程门阵列)或它们的组合等构成。
控制电路201通过执行控制程序222等各种程序来控制CPU单元200的动作。控制程序222是用于实现上述的图4中示出的各功能构成的功能的程序。控制电路201基于受理控制程序222的执行命令，来将控制程序222从辅助存储装置220或ROM202读出至RAM203。RAM203作为工作存储器发挥功能，暂时性地存储执行控制程序222所需的各种数据。
通信接口204是用于使用现场网络来与外部设备进行周期性通信的接口。该外部设备例如包括上述的马达驱动器111M(参照图2)、上述的ATC驱动器121A(参照图2)等。作为现场网络，例如可以采用EtherCAT(注册商标)、EtherNet/IP(注册商标)、CC-Link(注册商标)或CompoNet(注册商标)等。
辅助存储装置220例如是硬盘、闪存等存储介质。辅助存储装置220存储控制程序222、上述的刀具信息224以及上述的回收规则226等。
需要说明的是，控制程序222、刀具信息224以及回收规则226的存储场所不限于辅助存储装置220，也可以存储于控制电路201的存储区域(例如，高速缓冲存储器)、ROM202、RAM203、外部设备(例如，服务器)等。
此外，也可以是，控制程序222不作为单个程序，而是并入任意程序的一部分来提供。在该情况下，根据本实施方式的各种处理与任意程序协作来实现。即使是不包括这种一部分模块的程序，也不脱离根据本实施方式的控制程序222的主旨。而且，由控制程序222提供的功能的一部分或全部可以由专用的硬件来实现。而且，也可以以至少一个服务器执行控制程序222的处理的一部分的所谓云服务这样的形成构成CPU单元200。
＜G.CNC单元300的硬件构成＞
接着，参照图10，对上述的图2所示的CNC单元300的硬件构成进行说明。图10是表示CNC单元300的硬件构成的一个例子的图。
CNC单元300包括控制电路301、ROM302、RAM303、通信接口304、通信接口305、现场总线控制器306以及辅助存储装置320。这些组件连接于内部总线309。
控制电路301例如由至少一个集成电路构成。集成电路例如可以由至少一个CPU、至少一个ASIC、至少一个FPGA或它们的组合等构成。
控制电路301通过执行加工程序322等各种程序来控制CNC单元300的动作。加工程序322是用于实现工件加工的程序。控制电路301基于受理加工程序322的执行命令，来将加工程序322从ROM302读出至RAM303。RAM303作为工作存储器发挥功能，暂时存储执行加工程序322所需的各种数据。
通信接口304中连接有LAN(Local Area Network：局域网)、WLAN(Wireless LocalArea Network：无线局域网)或Bluetooth(蓝牙)(注册商标)等。CNC单元300经由通信接口304与外部设备交换数据。该外部设备例如包括操作盘400、服务器(未图示)等。
通信接口305是用于实现与外部设备的通信的接口。作为一个例子，CNC单元300经由通信接口305与外部设备交换数据。该外部设备包括用于对工件进行加工的各种驱动单元(例如，上述的马达驱动器131B、131C、131X～131Z等)等。
现场总线控制器306是用于实现与连接于现场总线的各种单元的通信的通信单元。作为连接于该现场总线的单元的一个例子，可以列举出CPU单元200等。
辅助存储装置320例如是硬盘、闪存等存储介质。辅助存储装置320存储加工程序322等。需要说明的是，加工程序322的存储场所不限于辅助存储装置320，也可以存储于控制电路301的存储区域(例如，高速缓冲存储器)、ROM302、RAM303、外部设备(例如，服务器)等。
＜H.操作盘400的硬件构成＞
接着，参照图11，对上述的图2中示出的操作盘400的硬件构成进行说明。图11是表示操作盘400的硬件构成的一个例子的图。
操作盘400包括控制电路401、ROM(Read Only Memory)402、RAM(Random AccessMemory)403、通信接口404、显示器405、操作键406以及辅助存储装置420。这些组件连接于内部总线409。
控制电路401例如由至少一个集成电路构成。集成电路例如可以由至少一个CPU、至少一个GPU、至少一个ASIC、至少一个FPGA或它们的组合等构成。
控制电路401通过执行控制程序422等各种程序来控制操作盘400的动作。控制程序422规定了用于控制操作盘400的命令。控制电路401基于受理控制程序422的执行命令，将控制程序422从辅助存储装置420或ROM402读出至RAM403。RAM403作为工作存储器发挥功能，暂时存储执行控制程序422所需的各种数据。
通信接口404是用于实现使用LAN(Local Area Network：局域网)电缆、WLAN或Bluetooth(蓝牙)(注册商标)等的通信的通信单元。作为一个例子，操作盘400经由通信接口404来实现与上述的CNC单元300等外部设备的通信。
显示器405例如是液晶显示器、有机EL(Electro-Luminescence：电致发光)显示器或其他显示设备。显示器405根据来自控制电路401等的指令来向显示器405发送用于显示图像的图像信号。显示器405例如由触摸面板构成，以触摸操作的方式受理对机床100的各种操作。
操作键406由多个硬件键构成，受理针对操作盘400的各种用户操作。与按下的按键相应的信号被输出至控制电路401。
辅助存储装置420例如是硬盘、闪存等存储介质。辅助存储装置420存储控制程序422等。控制程序422的存储场所不限于辅助存储装置420，也可以存储于控制电路401的存储区域(例如，高速缓冲存储器)、ROM402、RAM403、外部设备(例如，服务器)等。
＜I.流程图＞
接着，参照图12，对机床100的控制结构进行说明。图12是表示机床100的控制部50所执行的处理的一部分的流程图。
图12中示出的处理通过控制部50执行上述的控制程序222(参照图9)等来实现。在其他方面，处理的一部分或全部可以通过电路元件或其他硬件来执行。
在步骤S110中，控制部50判断是否受理从刀库150中保持的刀具中提取回收候选的刀具的操作。该提取操作例如基于按下上述的提取按钮442(参照图8)来受理。控制部50在判断为受理了提取回收候选的刀具的操作的情况下(在步骤S110为是)，将控制切换成步骤S112。否则(在步骤S110中为否)，控制部50再次执行步骤S110的处理。
在步骤S112中，控制部50获取上述的刀具信息224(参照图5)。如上所述，刀具信息224规定了刀库150中保持的各刀具的信息。
在步骤S114中，控制部50作为上述的确定部54(参照图4)发挥功能，基于在步骤S112中获取到的刀具信息224，来从刀库150内保持的刀具中确定回收候选的刀具。回收候选的刀具的确定方法如上所述，因此不重复其说明。
在步骤S116中，控制部50作为上述的执行部56(参照图4)发挥功能，将在步骤S114中确定的与回收候选的刀具有关的刀具信息显示于上述的操作画面410A的显示栏431。
在步骤S120中，控制部50判断针对回收候选的刀具是否受理调用操作。作为一个例子，控制部50基于选择一个以上显示栏431中显示的刀具信息并且按下操作画面410A的选择调用按钮441，来判断为受理了调用操作。控制部50在判断为对回收候选的刀具受理了调用操作的情况下(在步骤S120中为是)，将控制切换成步骤S122。否则(在步骤S120中为否)，控制部50将控制切换成步骤S130。
在步骤S122中，控制部50作为上述的执行部56(参照图4)发挥功能，在上述的操作画面410A的显示栏431中将选择出的回收候选的刀具移动至预定的位置。之后，控制部50结束图12中示出的处理。
在步骤S130中，控制部50判断是否受理取消操作。例如，基于按下上述的操作画面410A中设置的取消按钮(未图示)来受理该取消操作。或者，该取消操作基于按下关闭上述的操作画面410A的按钮(未图示)来受理。控制部50在判断为受理了取消操作的情况下(在步骤S130中为是)，结束图12中示出的处理。否则(在步骤S130中为否)，控制部50将控制返回步骤S120。
＜J.总结＞
如上所述，机床100获取与保持于刀库150的各刀具有关的刀具信息224。刀具信息224至少规定了保持于刀库150的各刀具的类别和该各刀具的状态。该状态例如包括上述的正常状态和上述的异常状态。接着，控制部50基于该获取到的刀具信息224，来将刀库150内不存在处于正常状态的同种刀具的异常状态的刀具确定为回收候选。由此，控制部50将不存在可代用的刀具的刀具比存在可代用的刀具的刀具优先作为回收候选。
由此，在机床100中，能根据有无可代用的刀具来更适当地确定回收对象的刀具的优先级。其结果是，在机床100中，能避免工件的加工停止。或者，即使在工件的加工已经停止的情况下，机床100也能更快地重新开始工件的加工。
应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是示例性的而非限制性的。本发明的范围由权利要求书示出，而不是上述的说明示出，意图在于包括与权利要求书等同的含义和范围内的所有变更。
附图标记说明：
40A：刀具收纳部；40B：加工机主体；50：控制部；52：监视部；54：确定部；56：执行部；100：机床；110：驱动部；111M：马达驱动器；112M：马达；120：驱动部；121A：ATC驱动器；122A：马达；122B：马达；130：驱动部；131B：马达驱动器；131C：马达驱动器；131X：马达驱动器；131Y：马达驱动器；131Z：马达驱动器；132B：马达；132C：马达；132X：马达；132Y：马达；132Z：马达；150：刀库；165：中心轴；166：臂部；166A：刀具抓持部；166B：刀具抓持部；170：主轴；200：CPU单元；201：控制电路；202：ROM；203：RAM；204：通信接口；209：内部总线；220：辅助存储装置；222：控制程序；224：刀具信息；226：回收规则；300：CNC单元；301：控制电路；302：ROM；303：RAM；304：通信接口；305：通信接口；306：现场总线控制器；309：内部总线；320：辅助存储装置；322：加工程序；400：操作盘；401：控制电路；402：ROM；403：RAM；404：通信接口；405：显示器；406：操作键；409：内部总线；410：操作画面；410A：操作画面；420：辅助存储装置；422：控制程序；430：显示栏；431：显示栏；440：自动调用按钮；441：选择调用按钮；442：提取按钮。

Claims (8)

1.一种机床，具备：
刀库，能保持多个刀具；
加工机主体，用于使用所述多个刀具中的至少一个刀具来对工件进行加工；以及
控制部，用于控制所述机床，
所述控制部执行以下处理：
获取与所述多个刀具有关的刀具信息，其中，所述刀具信息针对所述多个刀具的每一个规定了刀具的类别和刀具的状态，所述状态包括异常状态和正常状态，
所述控制部还执行以下处理：
基于所述刀具信息，将所述刀库内不存在处于所述正常状态的同种刀具的所述异常状态的刀具确定为回收候选；以及
与所述回收候选的刀具有关的预定的处理。
2.根据权利要求1所述的机床，其中，
所述机床还具备用于驱动所述刀库的驱动部，
所述预定的处理包括以下处理：以将所述回收候选的刀具移动至预定的位置的方式对所述驱动部进行控制。
3.根据权利要求1或2所述的机床，其中，
所述机床还具备显示部，
所述预定的处理包括以下处理：将与所述回收候选的刀具有关的信息显示于所述显示部。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的机床，其中，
所述异常状态包括：
损伤状态，表示刀具发生了损伤；以及
寿命到期状态，表示刀具的寿命已耗尽，
在所述确定的处理中，将所述刀库内不存在处于所述正常状态的同种刀具的所述损伤状态的刀具比所述刀库内不存在处于所述正常状态的同种刀具的所述寿命到期状态的刀具优先确定为所述回收候选。
5.根据权利要求4所述的机床，其中，
所述异常状态还包括寿命警告状态，该寿命警告状态表示刀具的寿命未耗尽且刀具的剩余寿命小于规定阈值，
在所述确定的处理中，所述刀库内不存在处于所述正常状态的同种刀具的所述寿命到期状态的刀具比所述刀库内不存在处于所述正常状态的同种刀具的所述寿命警告状态的刀具优先被确定为所述回收候选。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的机床，其中，
在所述确定的处理中，所述刀库内不存在处于所述正常状态的同种刀具的所述异常状态的刀具比所述刀库内存在处于所述正常状态的同种刀具的所述异常状态的刀具优先被确定为所述回收候选。
7.一种控制方法，其是机床的控制方法，其中，
所述机床具备：
刀库，能保持多个刀具；以及
加工机主体，用于使用所述多个刀具中的至少一个刀具来对工件进行加工，
所述控制方法包括以下步骤：
获取与所述多个刀具有关的刀具信息，其中，所述刀具信息针对所述多个刀具的每一个规定了刀具的类别和刀具的状态，所述状态包括异常状态和正常状态，
所述控制方法还包括以下步骤：
基于所述刀具信息，将所述刀库内不存在处于所述正常状态的同种刀具的所述异常状态的刀具确定为回收候选；以及
执行与所述回收候选的刀具有关的预定的处理。
8.一种控制程序，其是机床的控制程序，其中，
所述机床具备：
刀库，能保持多个刀具；以及
加工机主体，用于使用所述多个刀具中的至少一个刀具来对工件进行加工，
所述控制程序使所述机床执行以下步骤：
获取与所述多个刀具有关的刀具信息，其中，所述刀具信息针对所述多个刀具的每一个规定了刀具的类别和刀具的状态，所述状态包括异常状态和正常状态，
所述控制程序使所述机床还执行以下步骤：
基于所述刀具信息，将所述刀库内不存在处于所述正常状态的同种刀具的所述异常状态的刀具确定为回收候选；以及
执行与所述回收候选的刀具有关的预定的处理。
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