JP3974682B2 - マトリックス型工具マガジンの管理装置 - Google Patents
マトリックス型工具マガジンの管理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3974682B2 JP3974682B2 JP12323697A JP12323697A JP3974682B2 JP 3974682 B2 JP3974682 B2 JP 3974682B2 JP 12323697 A JP12323697 A JP 12323697A JP 12323697 A JP12323697 A JP 12323697A JP 3974682 B2 JP3974682 B2 JP 3974682B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- pot
- interference
- data
- magazine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械に設けられたマトリックス型工具マガジンにおける管理装置に係り、特に、複数種類の工具を収納するマトリックス型工具マガジンにおける工具干渉を防止することができる管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マシニングセンタ（以下、ＭＣと記載）など工作機械は自動工具交換装置（以下、ＡＴＣと記載）を有する場合があり、このＡＴＣにより、工作機械の主軸と、複数の工具を貯蔵する工具マガジン又は中間保持手段（中間ポット）との間で工具交換を行う。
工具マガジンには、複数の工具をマトリックス状に配列して収納する構成のマトリックス型工具マガジン（以下、工具マガジンと記載）がある。
【０００３】
この工具マガジンには、工具を収納するための複数の工具ポットがマトリックス状に配列されており、工具搬送装置が、工具交換位置，工具段取り位置などと工具ポットとの間を移動して工具を搬送し各工具ポットに対して着脱するタイプのものがある。
ＭＣで使用する工具には、工具径が所定の径より小さい標準的な工具（以下、標準工具と記載）の他に、工具径が前記所定の径より大きい大径工具，及び特殊工具例えば標準工具より工具長の長い工具（以下、ロングツールと記載）などがあり、これら複数種類の工具を収納することができる工具マガジンも提案されている。
【０００４】
本出願人は、本発明の関連技術として、特願平８−２８３３２８号（平成８年１０月５日付け出願）で、標準工具用貯蔵部と大径工具用貯蔵部，及び標準工具用ハンドと大径工具用ハンドとを設けて、工具の収納密度を下げずに標準工具の他に大径工具を貯蔵できるようにした工具マガジンを提案した。同様に、特願平８−３０４０４８号（平成８年１０月３０日付け出願）では、標準工具の他にロングツールを貯蔵できる工具マガジンを提案した。
一方、特開平５−３３７７７２号公報及び登録実用新案第３００２６２５号公報には、大径工具用収納部と標準工具用収納部が設けられた工具マガジンが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、大径工具の収納本数を重視して大径工具用収納部を広くすると工具マガジン全体の収納密度が下がってしまう。一方、収納密度を重視して標準工具用収納部を広くすると、大径工具の収納本数が制限されてしまい、必要な大径工具を収納することができない場合が生じる。
そこで、大径工具収納部が大径工具で一杯になった時などには、標準工具用収納部に大径工具等を収納することで前記課題を解決することも可能である。ところが、標準工具用収納部に大径工具等を収納すると、工具と工具，又は工具把持用ハンドと工具との間の干渉である工具干渉が生じる恐れがある。
【０００６】
作業者が手作業で工具を直接工具ポットに装着する小型の工具マガジンの場合には、装着作業時に工具干渉の有無は概ね分かる。
しかし、工具の種類によって工具干渉のエリアが異なるので、工具マガジンが大型で工具搬送装置により自動的に工具搬送を行うような場合に、貯蔵する工具の種類が多くなれば、段取りをしたい工具が干渉を起こすか否かを作業者が予めチェックして工具をセットするのは難しい。
また、チェックミスから工具干渉が起こると危険であるとともに、工具，工具マガジン，工具搬送装置を破損させたり故障の原因となったりする。
【０００７】
本発明は、斯かる課題を解決するためになされたもので、複数種類の工具を収納するマトリックス型工具マガジンの工具段取り位置から所望の搬送先工具ポットに工具を搬送して収納する際に、予め工具干渉の発生の有無を自動的にチェックして工具干渉を防止することができるマトリックス型工具マガジンの管理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明に係るマトリックス型工具マガジンの管理装置は、工具を収納するための複数の工具ポットがマトリックス状に配列されたマトリックス型工具マガジンにおいて、前記工具段取り位置より前記工具を所望の前記工具ポットに搬送する時に、前記工具の種類とこの工具が搬送される予定の搬送先工具ポットの番号とを入力するための入力部と、前記マトリックス型工具マガジン全体の前記工具ポットの状態を管理するポット管理データを保存するポット管理データテーブルファイルと、前記工具種類に対応する干渉ポット位置のデータを保存する工具種類・干渉ポット位置テーブルファイルと、前記入力部により入力された前記工具種類に対応する前記干渉ポット位置のデータから、前記搬送先工具ポット番号の周辺のセット不可工具ポット番号を求めるとともに、前記ポット管理データと前記搬送先工具ポット番号及び前記セット不可工具ポット番号とを比較して前記工具の干渉の有無を判定する干渉判定部とを備えている。
そして、前記工具干渉が生じると判定した場合にはその旨を表示部に表示し、前記工具干渉が生じないと判定した場合には、前記搬送先工具ポット番号及び前記セット不可工具ポット番号を前記ポット管理データテーブルファイルに書き込んで前記ポット管理データを更新するとともに前記工具を搬送させる。
【０００９】
なお、前記管理装置は、所定の位置の工具ポットを１とする連続した数値データである前記搬送先工具ポットの番号を、マトリックスの列と行の配列データに変換演算する演算部を備え、この変換演算された前記搬送先工具ポットの前記配列データ及びこの搬送先工具ポットの配列データ周辺に求められた配列データ形式のセット不可工具ポット番号データと、前記ポット管理データとを、前記干渉判定部で比較判定するのが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態の一例を図１乃至図５を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る工作機械のマトリックス型工具マガジンの正面図、図２は工具段取り部操作盤の概略正面図、図３は工具マガジン管理装置のブロック図である。
【００１１】
工作機械としては横形のＭＣ（マシニングセンタ），立形のＭＣ，ターニングセンタ等があり、工作機械の本体の側部にはＡＴＣ（自動工具交換装置）が設置されている。
図１に示すように、工作機械本体側部には工具を貯蔵するマトリックス型工具マガジン（以下、工具マガジンと記載）１が設けられ、ＡＴＣは工具交換アーム（以下、交換アームと記載）２を備えている。ＡＴＣは、交換アーム２を介して、工作機械本体の主軸と工具マガジン１との間で、複数種類の工具を自動的に工具交換する。
【００１２】
複数種類の工具の一例としては、主軸に装着されるとともに工具径が所定の径より小さい標準的な工具（標準工具）３，工具径が前記所定の径より大きい大径工具４，及び特殊工具（例えば、標準工具３，大径工具４以外の工具）などがある。
主軸の工具装着部に着脱自在に装着できるように、標準工具３，大径工具４及び特殊工具の各ツールシャンクの形状と、このツールシャンクの被把持部（フランジのＶ溝部）の形状は、全部の工具でそれぞれ同一になっている。
【００１３】
ＭＣにおいて使用される工具のうち、通常は標準工具３の方が大径工具４より工具の種類が多く使用頻度も多いので、工具マガジン１には多数の標準工具３と少数の大径工具４とが貯蔵されている。
なお、図示していない主軸の軸線方向をＺ軸とし、これに直交して直交座標系をなす各方向をＸ軸，Ｙ軸とし、−Ｘ軸方向（図１の紙面手前方向）を工具マガジン１の前方として説明する。
【００１４】
ＡＴＣは、標準工具３，大径工具４及び特殊工具の被把持部を着脱自在に把持するとともに主軸と工具マガジン１に対して標準工具３，大径工具４及び特殊工具の受け渡しを行うツインアームタイプの前記交換アーム２と、交換アーム２を旋回動作，進退移動動作させる駆動手段と、交換アーム２を、主軸側の工具交換位置，待機位置，及び工具マガジン１側の工具交換位置Ｓ１ に揺動させて位置決めする揺動手段等とを備えている。
【００１５】
工具マガジン１は、工具を収納するための複数の工具ポット５がマトリックス状に配列された工具マガジン部６と、工具マガジン部６の工具ポット５に収納された工具の軸線方向前方側に設けられた工具搬送装置７とを備えている。
工具マガジン部６は、Ｙ，Ｚ軸平面方向に広がるマガジンスタンド８を有しており、工具ポット５は、マガジンスタンド８にマトリックス状に縦横方向に配列して設けられている。
工具ポット５の位置を示すポット番号は、所定の位置例えば図１の右上の工具ポットを１番とし、その下の工具ポットを２番，３番となるように、右上から左下へ１番からの通し番号（即ち、連続した数値データ）となっている。
【００１６】
工具マガジン１において、工具交換位置Ｓ１ （例えば、図１のポット番号５番）の下方隣のマトリックス交点が、工具交換をしない時に工具搬送装置７が待機する移動原位置Ｓ２ （例えば、図１におけるポット番号６番）である。
移動原位置Ｓ２ の近傍（例えば、図１の下方の近傍）には大径工具用ハンド収納位置Ｓ３ が設定され、工具マガジン１に対する工具の段取りを行う工具段取り位置Ｓ４ が別の場所（例えば、工具マガジン１の下方の一方側）に設定されている。
工具マガジン部６には、これらの位置Ｓ１ 乃至Ｓ４ が一箇所ずつ準備されている。
図１の符号Ｂで示す場所（即ち、標準工具収納部Ｂ）には多数の標準工具３が収納され、符号Ｃで示す場所（即ち、大径工具収納部Ｃ）には一本又は複数（例えば四本など少数）の大径工具４が収納されている。
【００１７】
工具マガジン１の上部及び下部には、それぞれ上部ガイド９及び下部ガイド１０が、左右方向（Ｚ軸方向）を向き且つ互いに平行に配設されている。上部，下部のガイド９，１０には、縦方向（Ｙ軸方向）に立設されて工具搬送装置７を支持する支柱部材１１が案内支持されている。
支柱部材１１は、その下部に設けられた水平移動用モータ１２に駆動されて、上部，下部のガイド９，１０に案内されながらＺ軸方向に往復移動する。
【００１８】
工具搬送装置７は、支柱部材１１にＹ軸方向に向けて設けられたねじ部材１３にねじ込まれたナット（図示せず）が固定されるとともに、支柱部材１１に設けられたガイド（図示せず）に案内されて昇降自在に移動する。
ねじ部材１３は、支柱部材１１の上部に設けられた昇降用モータ１４により正逆方向に回転する。昇降用モータ１４がねじ部材１３を回転させると、工具搬送装置７は、支柱部材１３に案内されながら上下方向に昇降移動する。
これにより、工具搬送装置７は、マガジンスタンド８上のマトリックスの交点すなわち各工具ポット５の位置に自在に移動する。
【００１９】
工具搬送装置７は、標準工具３の被把持部を着脱自在に把持する標準工具用ハンド１５と、大径工具４の被把持部を着脱自在に把持する大径工具用ハンド１６と、標準工具用ハンド１５を前後方向に進退移動させる進退移動手段とを備えている。
大径工具用ハンド１６は、使用時には標準工具用ハンド１５に着脱自在に係合されるようになっており、使用しない時は、大径工具用ハンド収納位置Ｓ３ の工具ポット５に着脱自在に装着されて待機している。
【００２０】
工具搬送装置７は、標準工具３を搬送する時には標準工具用ハンド１５を選択し、大径工具４を搬送する時には大径工具用ハンド１６を選択し、特殊工具を搬送する時にはこの特殊工具の種類に対応させて標準工具用ハンド１５又は大径工具用ハンド１６を選択し、工具段取り位置Ｓ４ の工具ポット５と、収納用の工具ポット５と、工具交換位置Ｓ１ の工具ポット５との間を移動して、標準工具３，大径工具４又は特殊工具を所望の工具ポット５に対して着脱する。
【００２１】
工具段取り位置Ｓ４ の近傍には工具段取り部操作盤２０（図２）が設けられている。工具段取り部操作盤２０には、工具段取り位置Ｓ４ で工具の段取りを行う時に、工具の種類とこの工具をセットする予定の搬送先工具ポットの番号とを入力するための入力部２１が設けられている。
図２に示すように、入力部２１は、段取りを行う工具の種類を番号で特定するための第１のスイッチ２２，搬送先の工具ポットの番号を選択するための第２のスイッチ２３，及び起動ボタンスイッチ２６を有している。
【００２２】
第１，第２のスイッチ２２，２３は、サムロータリスイッチと呼ばれているスイッチであり、押しボタン２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂを押すことにより、ダイヤル表示部２２ｃ，２３ｃの数値０〜９を回転させて選択できる。
押しボタン２２ａ，２３ａを押すと、ダイヤル表示部２２ｃ，２３ｃの数値は１つずつプラスされていき、数値９の次は数値０となる。押しボタン２２ｂ，２３ｂを押すと前記数値は１つずつマイナスされていく。そして、この数値に対応した出力をすることができる。
即ち、段取り工具種類，搬送先工具ポット番号を第１のスイッチ２２，第２のスイッチ２３で選択した後、起動ボタンスイッチ２６を押すことにより、段取り工具種類、搬送先工具ポット番号が入力される。
【００２３】
工具段取り部操作盤２０には、表示部２４としてアラーム用表示ランプ２５が設けられている。第１のスイッチ２２の近傍には、標準工具，大径工具，特殊工具の種類とそれに対応する番号とが一覧表２８で表示されている。入力部２１には、非常停止ボタンスイッチ２７も設けられている。
【００２４】
図１及び図３において、工具マガジン１には、標準工具３，大径工具４，特殊工具を工具段取り位置Ｓ４ から貯蔵用の工具ポット５に搬送して収納する場合に、工具の干渉を防止する機能を付加された工具マガジン管理装置４０が設けられている。
工具マガジン管理装置４０の制御部にはＣＰＵ（中央処理装置）４５が設けられており、ＣＰＵ４５にはバスライン４６が接続されている。
【００２５】
バスライン４６には、工具干渉防止用のプログラムを含むシステムプログラムを記憶しているプログラムメモリ（ＲＯＭ）４７と、処理データ等を記憶するＲＡＭ４８と、キーボード４９など入力手段を制御する入力手段制御部５０と、キーボード４９から入力されたデータ及びバスライン４６を介して入力されたデータを表示するためのディスプレイ，ＣＲＴ５１など表示手段を制御する表示手段制御部５２とが接続されている。
ＣＰＵ４５は、プログラムメモリ（ＲＯＭ）４７に格納されたシステムプログラム，又はＲＡＭ４８にロードされたプログラムによって、工具マガジン管理装置４０の全体を制御する。工具段取り部操作盤２０は、入出力インターフェース５３及びプログラマブルコントローラ５４を介してバスライン４６に接続されている。
【００２６】
工具マガジン管理装置４０は、工具の干渉の有無を判定する干渉判定部４４を備えている。
干渉判定部４４は、入力部２１よりの入力データと、工具マガジン１の全体の工具ポット５の状態を管理するポット管理データテーブルファイル４１に格納されているポット管理データと、工具種類・干渉ポット位置テーブルファイル４２に格納されている工具種類に対応する干渉ポット位置のデータと、入力部２１により入力された工具種類に対応する干渉ポット位置のデータから、搬送先工具ポット番号の周辺のセット不可工具番号を求めるとともに、ポット管理データと搬送先工具ポット番号とを比較するとともにポット管理データとセット不可工具ポット番号とを比較して、工具干渉の有無を判定する。
【００２７】
工具マガジン管理装置４０は、干渉判定部４４で、工具干渉が生じると判定した場合にはその旨を表示部２４に表示し、工具干渉が生じないと判定した場合には、工具種類，搬送先工具ポット番号及びセット不可工具ポット番号をポット管理データテーブルファイル４１に書き込んで、ポット管理データを更新する。
なお、ポット管理データテーブルファイル４１には、前記工具種類を書き込まない場合であってもよいが、本実施形態のように書き込んだ方が、各工具ポットに収納されている各工具の種類が分かるので、工具マガジン１全体の現在の工具ポットの状態をポット管理データで管理する場合に好都合である。
【００２８】
また、演算部４３は下記の演算式を用いて、連続した数値データである工具ポット番号を、次のようなｉ列，ｊ行のマトリックス表示に変換する処理を行う。
ｉ＝｛［（工具ポット番号−１）／ｎ（最大行数）］の商計算（整数）の答＋１｝
ｊ＝｛［（工具ポット番号−１）／ｎ（最大行数）］の商計算（整数）のあまり（整数）＋１｝
【００２９】
例えば、［最大行数（ｊｍａｘ ）＝１０］の図１の例では、
工具ポット番号 １→ｉ＝１，ｊ＝１ （１，１）
工具ポット番号 ７５→ｉ＝８，ｊ＝５ （８，５）
工具ポット番号 ９０→ｉ＝９，ｊ＝１０ （９，１０）
のように、工具ポット番号はマトリックスの列と行の配列データにそれぞれ変換演算される。
【００３０】
前記演算式を用いた配列データの具体的な演算方法は、上述のように工具ポット番号が７５の場合を例にとると、
（７５−１）÷１０＝７ あまり４
したがって、
ｉ＝７＋１＝８
ｊ＝４＋１＝５
となる。
【００３１】
干渉判定部４４は、演算部４３で変換演算された前記搬送先工具ポットの前記配列データ及びこの搬送先工具ポットの配列データ周辺に求められた配列データ形式のセット不可工具ポット番号データと、前記ポット管理データとを比較判定する。
【００３２】
工具マガジン１では、例えば図１中の符号「×」で示すように、工具交換位置Ｓ１ ，移動原位置Ｓ２ ，大径工具用ハンド収納位置Ｓ３ ，その周辺の所定位置，及びその他の位置の工具ポットの番号（マトリックス交点の位置）には、もともと工具を収納することが禁止されている。
即ち、これらの工具ポット番号（マトリックス交点位置）は、収納用の工具ポット位置ではない、又は、工具搬送装置７や大径工具用ハンド１６等との干渉を避けるために設定された位置であることによるこの工具マガジン１に固有のセット禁止位置である。
【００３３】
したがって、工具ポットの番号のうち工具マガジン１に固有のセット禁止位置の番号をセット禁止工具ポット番号として、予めポット管理データテーブルファイル４１にポット管理データとして書き込んで記憶させている。
なお、セット禁止位置の番号は、本実施形態のようにポット管理データテーブルファイル４１に記憶させておいてもよいが、ポット管理データテーブルファイル４１とは別個に独立したファイルとして設けてもよい。
また、工具マガジンに固有のセット禁止位置がない場合には、セット禁止工具ポット番号を設けない場合であってもよい。
【００３４】
干渉判定部４４は、入力された搬送先工具ポット番号を変換演算したマトリックスの列と行の配列データが、前記セット禁止工具ポット番号の配列データに該当するか否かを判別し、該当する場合には、工具干渉が生じると判定してその旨を表示部２４に表示する。即ち、アラーム用表示ランプ２５を点灯させる。
該当しない場合には、工具干渉が生じないと判定し、工具種類，搬送先工具ポット番号及びセット不可工具ポット番号を、ポット管理データテーブルファイル４１に書き込んでポット管理データを更新する。
【００３５】
ところで、交換アーム２は、待機位置で待機している時は、ＭＣの加工動作の邪魔にならないように加工領域外（即ち、スプラッシュガードの外方）で待機している。
この状態で、標準工具３，大径工具４又は特殊工具が取付けられた主軸を回転駆動するとともに、工具と工作物とを相対移動制御することにより、工作物を切削加工する。
【００３６】
この切削加工に使用される工具は、加工前に、工具搬送装置７により工具段取り位置Ｓ４ から収納用の工具ポット５に予め搬送して収納しておく必要がある。所定の加工の後に次工具による加工がある場合には、工具搬送装置７によりこの次工具を収納用の工具ポット５から工具交換位置Ｓ１ に搬送し、交換アーム２により次工具に自動的に工具交換する。
【００３７】
工具マガジン１の大径工具収納部Ｃには、四本の大径工具４が収納可能になっているが、これ以上の本数の大径工具４や特殊工具を必要とする加工の場合には、これら大径工具４や特殊工具を標準工具収納部Ｂ（及び大径工具収納部Ｃ）に収納することになる。
標準工具３だけを標準工具収納部Ｂ及び大径工具収納部Ｃに収納する場合には、工具干渉は生じないので、標準工具３はセット禁止工具ポット以外のいずれの工具ポットにも制限なく収納することができる。
【００３８】
ところが、標準工具収納部Ｂに大径工具４又は特殊工具を収納すると、収納した大径工具とその周辺の工具，又は周辺の工具と標準工具用ハンド１５（又は、大径工具用ハンド１６）との間で工具干渉が生じる場合がある。
この工具干渉の発生の有無を予め作業者がチェックするのは困難であるので、工具ポット５に工具を収納するために工具段取り位置Ｓ４ より工具を搬送する時に、工具マガジン管理装置４０は工具干渉の発生の有無を自動的にチェックしている。
【００３９】
次に、工具マガジン管理装置４０による工具干渉防止機能を含む工具マガジン管理方法について図１乃至図５を参照して説明する。
図４は工具種類と干渉ポット位置などの一例を示す説明図、図５は工具干渉防止機能を有する段取り位置からの工具搬送の手順を示すフローチャートである。
【００４０】
本発明は、工具段取り位置Ｓ４ より標準工具３，大径工具４又は特殊工具を所望の工具ポットに搬送する時に、工具の種類とこの工具が搬送される予定の搬送先工具ポットの番号とを入力し、工具種類に対応する干渉ポット位置のデータから、搬送先工具ポット番号の周辺のセット不可工具番号を求め、工具マガジン１全体の工具ポット５の状態を管理するポット管理データと搬送先工具ポット番号とを比較するとともに、ポット管理データとセット不可工具ポット番号とを比較して、工具の干渉の有無を判定する。
そして、工具干渉が生じると判定した場合にはその旨を表示し、工具干渉が生じないと判定した場合には、工具種類，搬送先工具ポット番号及びセット不可工具ポット番号をポット管理データテーブルファイル４１に書き込んで、ポット管理データを更新し、工具は、工具搬送装置７によって、入力された搬送先工具ポット番号の工具ポットに搬送される。
【００４１】
図４に示すような、標準工具３，大径工具４及び各種特殊工具に関する干渉ポット位置のデータが、工具種類・干渉ポット位置テーブルファイル４２に格納されている。
例えば、標準工具３の場合にはいずれの工具ポット５でも工具干渉位置にでている部分がないので、搬送先工具ポットの周辺には干渉ポット位置は存在せず、したがって、セット不可工具ポットは存在しない。
【００４２】
一方、大径工具４の場合には、図４の制限図に示すような搬送先工具ポット（ｉｎ ，ｊｎ ）に対応する干渉ポット位置（例えば、＊印位置）が搬送先工具ポットの周辺に存在する。また、この場合には、ｉｍａｘ 列，ｊ＝１，３，５，７行を優先使用すれば、収納効率が向上するので好ましい。
搬送先工具ポットがｉ＝ｉｍａｘ 列に限り、隣のｉｍａｘ −１列は干渉ポット位置とはしない。これは、ｉｍａｘ 列とｉｍａｘ −１列との間の間隔が広いからである。
【００４３】
特殊工具の場合には、図４の制限図に示すような搬送先工具ポット（ｉ，ｊ）に対応する干渉ポット位置（＊印位置）が搬送先工具ポットの周辺に存在する。
特殊工具が、工具に切削油剤を供給する構造のオイルホール工具の場合には、（ｉｍａｘ −１，ｊ１ ）の位置の工具ポットを優先使用すれば、これらの工具ポットの一方側にはスペースがあるので効率的である。干渉ポット位置としては図示するとおりであり、また、同一行内に連続的にセットすることが可能である。
【００４４】
特殊工具が、所定寸法以上の工具軸線方向寸法を有するロングツールの場合には、ｉｍａｘ 列を優先使用し、ｉｍａｘ 列がいっぱいのときｊ＝１行のｉ＝１，４，７，１０，１３列を使用するようにすればよい。
特殊工具が特殊ボーリングバーの場合には、ｉ＝ｉｍａｘ 又はｉｍｉｎ 列，ｊ＝１行を優先使用すれば、これらの工具ポットの一方側にはスペースがあるので効率的である。
特殊工具が、フェーシング加工の可能なＵ軸ツールの場合には干渉ポット位置は図示するとおりであり、アンギュラカッタの場合には、干渉ポット位置は大径工具４と同じである。
なお、前記干渉ポット位置のデータには、上述の説明及び図４に示すような工具ポットの位置の制限のデータ等も含まれている。
【００４５】
次に、工具干渉の有無のチェックを行って工具搬送を行う手順について説明する。
図５に示すように、まず最初に、工具段取り位置Ｓ４ で工具の段取りを行う時に、標準工具３，大径工具４，特殊工具の種類を示す番号を、工具段取り部操作盤２０の第１のスイッチ２２により選択設定する。例えば、特殊ボーリングバー６１の段取りの時には、これを特定する工具種類番号「５」を入力する（図２参照）。
【００４６】
第２のスイッチ２３により、工具が搬送される予定の搬送先工具ポットの番号を選択設定する。例えば、特殊ボーリングバー６１を７５番の工具ポットに搬送する場合には、図２に示すように、搬送先工具ポット番号を「０７５」と選択設定する。次いで、起動ボタンスイッチ２６を押して設定データを入力させる（ステップ１０１）。
なお、キーボード４９を入力部とし且つディスプレイ，ＣＲＴ５１を表示部として使用し、ディスプレイ，ＣＲＴ５１に工具種類や搬送先工具ポット番号の入力を催促するメッセージを表示し、キーボード４９からこれらの情報を入力してもよい。
演算部４３は、搬送先工具ポット番号をマトリックスの配列データに変換する。例えば、搬送先工具ポット番号「７５」を、ｉ＝８列，ｊ＝５行の配列データに変換する。
【００４７】
次に、干渉判定部４４は、ポット管理データテーブルファイル４１に格納されているポット管理データと、入力後変換された配列データとを比較して、この搬送先工具ポットに工具が収納されていないか否かを判別し（ステップ１０２）、工具がある場合には、工具干渉が生じると判定して入力情報の変更を要求する。即ち、アラーム用表示ランプ２５を点灯する（ステップ１０３）。
ステップ１０２で、搬送先工具ポットに工具が収納されていないことが確認されると、干渉判定部４４は、ポット管理データテーブルファイル４１に格納されているセット不可工具ポット（セット禁止ポットを含む）のデータと、前記変換された配列データとを比較して、搬送先工具ポットがセット不可工具ポット（セット禁止ポットを含む）に指定されていないか否かを判別する（ステップ１０４）。指定されている場合には、搬送不可と判定して入力情報の変更を要求し、アラーム用表示ランプ２５を点灯する（ステップ１０３）。
【００４８】
ステップ１０４で工具干渉が生じないと判定されると、入力された工具種類に対応し工具種類・干渉ポット位置テーブルファイル４２に格納されている干渉ポット位置のデータから、配列データの周辺のセット不可工具ポット番号を求める（ステップ１０５）。
次いで、干渉判定部４４は、ステップ１０５で求めたセット不可工具ポット番号とポット管理データとを比較して、このセット不可工具ポットに工具が収納されていないか否かを判別して工具干渉の有無を判定する（ステップ１０６）。工具がある場合には、搬送不可と判定してステップ１０３に移行する。
【００４９】
ステップ１０３に移行することは、上述のように工具干渉が生じると判定されたことを意味しているので、この場合には、アラーム用表示ランプ２５を点灯してアラームを知らせるか又はＣＲＴ５１にアラームのメッセージを表示することにより、入力情報の変更を要求することになる。
この表示に基づいて、作業者は、工具干渉を起こさないように工具種類及び搬送先工具ポット番号のいずれか一方又は両方を変更して、新しい情報を第１，第２のスイッチ２２，２３により再入力することになる。
【００５０】
ステップ１０６で、セット不可工具ポットに工具がなく、工具干渉が生じないことが確認されると、工具種類，搬送先工具ポット番号及びセット不可工具ポット番号を、ポット管理データテーブルファイル４１に書き込んでポット管理データを更新する（ステップ１０７）。
このようにして、工具干渉が生じないことをチェックした後、工具搬送装置７により、工具段取り位置Ｓ４ に収納されている工具を搬送先工具ポット番号の工具ポット５に搬送して収納することにより（ステップ１０８）、工具干渉防止処理を含む工具マガジンの管理方法の実行が終了する。
【００５１】
次に、所望の工具を工具交換位置Ｓ１ に呼び出して待機させるべく、ＮＣ装置から工具の呼出し指令が出力されると、工具搬送装置７が動作して工具ポット５に収納中の指令工具を工具交換位置Ｓ１ に搬送して一時的に収納する。
交換アーム２が、工具交換位置Ｓ１ に収納されている指令工具を把持して工具交換位置Ｓ１ から待機位置に揺動することにより、工具呼出し指令による動作が完了する。
【００５２】
上述のように、本発明では、工具種類に対応する干渉ポット位置のデータが工具種類・干渉ポット位置テーブルファイル４２に格納され、工具マガジン１の全体の工具ポット５の現在の状態を管理するポット管理データが、常に更新された状態でポット管理データテーブルファイル４１に格納されている。
既存の工具マガジン１に標準工具３の他に所望の数の大径工具４及び特殊工具を収納する場合、前記干渉ポット位置のデータとポット管理データとに基づいて、工具干渉の発生の有無を予め自動的にチェックすることにより工具干渉を防止できる。
【００５３】
したがって、工具マガジン１の高収納密度化を図りながらチェックミスなく安全に工具を収納できることになり、工具マガジン１をフレキシブルに使用することができる。
また、工具マガジン１全体の現在の工具ポットの状態をポット管理データで管理できるので、工具マガジン１の管理が容易になる。
なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成したので、工具段取り位置から所望の搬送先工具ポットに工具を搬送して収納する際に、予め工具干渉の発生の有無を自動的にチェックして工具干渉を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１乃至図５は本発明の実施形態の一例を示す図で、図１は工作機械のマトリックス型工具マガジンの正面図である。
【図２】 工具段取り部操作盤の概略正面図である。
【図３】 工具マガジン管理装置のブロック図である。
【図４】 工具種類と干渉ポット位置などの一例を示す説明図である。
【図５】 工具干渉を防止して工具搬送をする手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ マトリックス型工具マガジン
３ 標準工具（工具）
４ 大径工具（工具）
５ 工具ポット
２１ 入力部
２４ 表示部
２５ アラーム用表示ランプ（表示部）
４０ 工具マガジン管理装置
４１ ポット管理データテーブルファイル
４２ 工具種類・干渉ポット位置テーブルファイル
４３ 演算部
４４ 干渉判定部
４９ キーボード（入力部）
５１ ＣＲＴ（表示部）
６１ 特殊ボーリングバー（工具）
Ｓ４ 工具段取り位置
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械に設けられたマトリックス型工具マガジンにおける管理装置に係り、特に、複数種類の工具を収納するマトリックス型工具マガジンにおける工具干渉を防止することができる管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マシニングセンタ（以下、ＭＣと記載）など工作機械は自動工具交換装置（以下、ＡＴＣと記載）を有する場合があり、このＡＴＣにより、工作機械の主軸と、複数の工具を貯蔵する工具マガジン又は中間保持手段（中間ポット）との間で工具交換を行う。
工具マガジンには、複数の工具をマトリックス状に配列して収納する構成のマトリックス型工具マガジン（以下、工具マガジンと記載）がある。
【０００３】
この工具マガジンには、工具を収納するための複数の工具ポットがマトリックス状に配列されており、工具搬送装置が、工具交換位置，工具段取り位置などと工具ポットとの間を移動して工具を搬送し各工具ポットに対して着脱するタイプのものがある。
ＭＣで使用する工具には、工具径が所定の径より小さい標準的な工具（以下、標準工具と記載）の他に、工具径が前記所定の径より大きい大径工具，及び特殊工具例えば標準工具より工具長の長い工具（以下、ロングツールと記載）などがあり、これら複数種類の工具を収納することができる工具マガジンも提案されている。
【０００４】
本出願人は、本発明の関連技術として、特願平８−２８３３２８号（平成８年１０月５日付け出願）で、標準工具用貯蔵部と大径工具用貯蔵部，及び標準工具用ハンドと大径工具用ハンドとを設けて、工具の収納密度を下げずに標準工具の他に大径工具を貯蔵できるようにした工具マガジンを提案した。同様に、特願平８−３０４０４８号（平成８年１０月３０日付け出願）では、標準工具の他にロングツールを貯蔵できる工具マガジンを提案した。
一方、特開平５−３３７７７２号公報及び登録実用新案第３００２６２５号公報には、大径工具用収納部と標準工具用収納部が設けられた工具マガジンが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、大径工具の収納本数を重視して大径工具用収納部を広くすると工具マガジン全体の収納密度が下がってしまう。一方、収納密度を重視して標準工具用収納部を広くすると、大径工具の収納本数が制限されてしまい、必要な大径工具を収納することができない場合が生じる。
そこで、大径工具収納部が大径工具で一杯になった時などには、標準工具用収納部に大径工具等を収納することで前記課題を解決することも可能である。ところが、標準工具用収納部に大径工具等を収納すると、工具と工具，又は工具把持用ハンドと工具との間の干渉である工具干渉が生じる恐れがある。
【０００６】
作業者が手作業で工具を直接工具ポットに装着する小型の工具マガジンの場合には、装着作業時に工具干渉の有無は概ね分かる。
しかし、工具の種類によって工具干渉のエリアが異なるので、工具マガジンが大型で工具搬送装置により自動的に工具搬送を行うような場合に、貯蔵する工具の種類が多くなれば、段取りをしたい工具が干渉を起こすか否かを作業者が予めチェックして工具をセットするのは難しい。
また、チェックミスから工具干渉が起こると危険であるとともに、工具，工具マガジン，工具搬送装置を破損させたり故障の原因となったりする。
【０００７】
本発明は、斯かる課題を解決するためになされたもので、複数種類の工具を収納するマトリックス型工具マガジンの工具段取り位置から所望の搬送先工具ポットに工具を搬送して収納する際に、予め工具干渉の発生の有無を自動的にチェックして工具干渉を防止することができるマトリックス型工具マガジンの管理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明に係るマトリックス型工具マガジンの管理装置は、工具を収納するための複数の工具ポットがマトリックス状に配列されたマトリックス型工具マガジンにおいて、前記工具段取り位置より前記工具を所望の前記工具ポットに搬送する時に、前記工具の種類とこの工具が搬送される予定の搬送先工具ポットの番号とを入力するための入力部と、前記マトリックス型工具マガジン全体の前記工具ポットの状態を管理するポット管理データを保存するポット管理データテーブルファイルと、前記工具種類に対応する干渉ポット位置のデータを保存する工具種類・干渉ポット位置テーブルファイルと、前記入力部により入力された前記工具種類に対応する前記干渉ポット位置のデータから、前記搬送先工具ポット番号の周辺のセット不可工具ポット番号を求めるとともに、前記ポット管理データと前記搬送先工具ポット番号及び前記セット不可工具ポット番号とを比較して前記工具の干渉の有無を判定する干渉判定部とを備えている。
そして、前記工具干渉が生じると判定した場合にはその旨を表示部に表示し、前記工具干渉が生じないと判定した場合には、前記搬送先工具ポット番号及び前記セット不可工具ポット番号を前記ポット管理データテーブルファイルに書き込んで前記ポット管理データを更新するとともに前記工具を搬送させる。
【０００９】
なお、前記管理装置は、所定の位置の工具ポットを１とする連続した数値データである前記搬送先工具ポットの番号を、マトリックスの列と行の配列データに変換演算する演算部を備え、この変換演算された前記搬送先工具ポットの前記配列データ及びこの搬送先工具ポットの配列データ周辺に求められた配列データ形式のセット不可工具ポット番号データと、前記ポット管理データとを、前記干渉判定部で比較判定するのが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態の一例を図１乃至図５を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る工作機械のマトリックス型工具マガジンの正面図、図２は工具段取り部操作盤の概略正面図、図３は工具マガジン管理装置のブロック図である。
【００１１】
工作機械としては横形のＭＣ（マシニングセンタ），立形のＭＣ，ターニングセンタ等があり、工作機械の本体の側部にはＡＴＣ（自動工具交換装置）が設置されている。
図１に示すように、工作機械本体側部には工具を貯蔵するマトリックス型工具マガジン（以下、工具マガジンと記載）１が設けられ、ＡＴＣは工具交換アーム（以下、交換アームと記載）２を備えている。ＡＴＣは、交換アーム２を介して、工作機械本体の主軸と工具マガジン１との間で、複数種類の工具を自動的に工具交換する。
【００１２】
複数種類の工具の一例としては、主軸に装着されるとともに工具径が所定の径より小さい標準的な工具（標準工具）３，工具径が前記所定の径より大きい大径工具４，及び特殊工具（例えば、標準工具３，大径工具４以外の工具）などがある。
主軸の工具装着部に着脱自在に装着できるように、標準工具３，大径工具４及び特殊工具の各ツールシャンクの形状と、このツールシャンクの被把持部（フランジのＶ溝部）の形状は、全部の工具でそれぞれ同一になっている。
【００１３】
ＭＣにおいて使用される工具のうち、通常は標準工具３の方が大径工具４より工具の種類が多く使用頻度も多いので、工具マガジン１には多数の標準工具３と少数の大径工具４とが貯蔵されている。
なお、図示していない主軸の軸線方向をＺ軸とし、これに直交して直交座標系をなす各方向をＸ軸，Ｙ軸とし、−Ｘ軸方向（図１の紙面手前方向）を工具マガジン１の前方として説明する。
【００１４】
ＡＴＣは、標準工具３，大径工具４及び特殊工具の被把持部を着脱自在に把持するとともに主軸と工具マガジン１に対して標準工具３，大径工具４及び特殊工具の受け渡しを行うツインアームタイプの前記交換アーム２と、交換アーム２を旋回動作，進退移動動作させる駆動手段と、交換アーム２を、主軸側の工具交換位置，待機位置，及び工具マガジン１側の工具交換位置Ｓ１ に揺動させて位置決めする揺動手段等とを備えている。
【００１５】
工具マガジン１は、工具を収納するための複数の工具ポット５がマトリックス状に配列された工具マガジン部６と、工具マガジン部６の工具ポット５に収納された工具の軸線方向前方側に設けられた工具搬送装置７とを備えている。
工具マガジン部６は、Ｙ，Ｚ軸平面方向に広がるマガジンスタンド８を有しており、工具ポット５は、マガジンスタンド８にマトリックス状に縦横方向に配列して設けられている。
工具ポット５の位置を示すポット番号は、所定の位置例えば図１の右上の工具ポットを１番とし、その下の工具ポットを２番，３番となるように、右上から左下へ１番からの通し番号（即ち、連続した数値データ）となっている。
【００１６】
工具マガジン１において、工具交換位置Ｓ１ （例えば、図１のポット番号５番）の下方隣のマトリックス交点が、工具交換をしない時に工具搬送装置７が待機する移動原位置Ｓ２ （例えば、図１におけるポット番号６番）である。
移動原位置Ｓ２ の近傍（例えば、図１の下方の近傍）には大径工具用ハンド収納位置Ｓ３ が設定され、工具マガジン１に対する工具の段取りを行う工具段取り位置Ｓ４ が別の場所（例えば、工具マガジン１の下方の一方側）に設定されている。
工具マガジン部６には、これらの位置Ｓ１ 乃至Ｓ４ が一箇所ずつ準備されている。
図１の符号Ｂで示す場所（即ち、標準工具収納部Ｂ）には多数の標準工具３が収納され、符号Ｃで示す場所（即ち、大径工具収納部Ｃ）には一本又は複数（例えば四本など少数）の大径工具４が収納されている。
【００１７】
工具マガジン１の上部及び下部には、それぞれ上部ガイド９及び下部ガイド１０が、左右方向（Ｚ軸方向）を向き且つ互いに平行に配設されている。上部，下部のガイド９，１０には、縦方向（Ｙ軸方向）に立設されて工具搬送装置７を支持する支柱部材１１が案内支持されている。
支柱部材１１は、その下部に設けられた水平移動用モータ１２に駆動されて、上部，下部のガイド９，１０に案内されながらＺ軸方向に往復移動する。
【００１８】
工具搬送装置７は、支柱部材１１にＹ軸方向に向けて設けられたねじ部材１３にねじ込まれたナット（図示せず）が固定されるとともに、支柱部材１１に設けられたガイド（図示せず）に案内されて昇降自在に移動する。
ねじ部材１３は、支柱部材１１の上部に設けられた昇降用モータ１４により正逆方向に回転する。昇降用モータ１４がねじ部材１３を回転させると、工具搬送装置７は、支柱部材１３に案内されながら上下方向に昇降移動する。
これにより、工具搬送装置７は、マガジンスタンド８上のマトリックスの交点すなわち各工具ポット５の位置に自在に移動する。
【００１９】
工具搬送装置７は、標準工具３の被把持部を着脱自在に把持する標準工具用ハンド１５と、大径工具４の被把持部を着脱自在に把持する大径工具用ハンド１６と、標準工具用ハンド１５を前後方向に進退移動させる進退移動手段とを備えている。
大径工具用ハンド１６は、使用時には標準工具用ハンド１５に着脱自在に係合されるようになっており、使用しない時は、大径工具用ハンド収納位置Ｓ３ の工具ポット５に着脱自在に装着されて待機している。
【００２０】
工具搬送装置７は、標準工具３を搬送する時には標準工具用ハンド１５を選択し、大径工具４を搬送する時には大径工具用ハンド１６を選択し、特殊工具を搬送する時にはこの特殊工具の種類に対応させて標準工具用ハンド１５又は大径工具用ハンド１６を選択し、工具段取り位置Ｓ４ の工具ポット５と、収納用の工具ポット５と、工具交換位置Ｓ１ の工具ポット５との間を移動して、標準工具３，大径工具４又は特殊工具を所望の工具ポット５に対して着脱する。
【００２１】
工具段取り位置Ｓ４ の近傍には工具段取り部操作盤２０（図２）が設けられている。工具段取り部操作盤２０には、工具段取り位置Ｓ４ で工具の段取りを行う時に、工具の種類とこの工具をセットする予定の搬送先工具ポットの番号とを入力するための入力部２１が設けられている。
図２に示すように、入力部２１は、段取りを行う工具の種類を番号で特定するための第１のスイッチ２２，搬送先の工具ポットの番号を選択するための第２のスイッチ２３，及び起動ボタンスイッチ２６を有している。
【００２２】
第１，第２のスイッチ２２，２３は、サムロータリスイッチと呼ばれているスイッチであり、押しボタン２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂを押すことにより、ダイヤル表示部２２ｃ，２３ｃの数値０〜９を回転させて選択できる。
押しボタン２２ａ，２３ａを押すと、ダイヤル表示部２２ｃ，２３ｃの数値は１つずつプラスされていき、数値９の次は数値０となる。押しボタン２２ｂ，２３ｂを押すと前記数値は１つずつマイナスされていく。そして、この数値に対応した出力をすることができる。
即ち、段取り工具種類，搬送先工具ポット番号を第１のスイッチ２２，第２のスイッチ２３で選択した後、起動ボタンスイッチ２６を押すことにより、段取り工具種類、搬送先工具ポット番号が入力される。
【００２３】
工具段取り部操作盤２０には、表示部２４としてアラーム用表示ランプ２５が設けられている。第１のスイッチ２２の近傍には、標準工具，大径工具，特殊工具の種類とそれに対応する番号とが一覧表２８で表示されている。入力部２１には、非常停止ボタンスイッチ２７も設けられている。
【００２４】
図１及び図３において、工具マガジン１には、標準工具３，大径工具４，特殊工具を工具段取り位置Ｓ４ から貯蔵用の工具ポット５に搬送して収納する場合に、工具の干渉を防止する機能を付加された工具マガジン管理装置４０が設けられている。
工具マガジン管理装置４０の制御部にはＣＰＵ（中央処理装置）４５が設けられており、ＣＰＵ４５にはバスライン４６が接続されている。
【００２５】
バスライン４６には、工具干渉防止用のプログラムを含むシステムプログラムを記憶しているプログラムメモリ（ＲＯＭ）４７と、処理データ等を記憶するＲＡＭ４８と、キーボード４９など入力手段を制御する入力手段制御部５０と、キーボード４９から入力されたデータ及びバスライン４６を介して入力されたデータを表示するためのディスプレイ，ＣＲＴ５１など表示手段を制御する表示手段制御部５２とが接続されている。
ＣＰＵ４５は、プログラムメモリ（ＲＯＭ）４７に格納されたシステムプログラム，又はＲＡＭ４８にロードされたプログラムによって、工具マガジン管理装置４０の全体を制御する。工具段取り部操作盤２０は、入出力インターフェース５３及びプログラマブルコントローラ５４を介してバスライン４６に接続されている。
【００２６】
工具マガジン管理装置４０は、工具の干渉の有無を判定する干渉判定部４４を備えている。
干渉判定部４４は、入力部２１よりの入力データと、工具マガジン１の全体の工具ポット５の状態を管理するポット管理データテーブルファイル４１に格納されているポット管理データと、工具種類・干渉ポット位置テーブルファイル４２に格納されている工具種類に対応する干渉ポット位置のデータと、入力部２１により入力された工具種類に対応する干渉ポット位置のデータから、搬送先工具ポット番号の周辺のセット不可工具番号を求めるとともに、ポット管理データと搬送先工具ポット番号とを比較するとともにポット管理データとセット不可工具ポット番号とを比較して、工具干渉の有無を判定する。
【００２７】
工具マガジン管理装置４０は、干渉判定部４４で、工具干渉が生じると判定した場合にはその旨を表示部２４に表示し、工具干渉が生じないと判定した場合には、工具種類，搬送先工具ポット番号及びセット不可工具ポット番号をポット管理データテーブルファイル４１に書き込んで、ポット管理データを更新する。
なお、ポット管理データテーブルファイル４１には、前記工具種類を書き込まない場合であってもよいが、本実施形態のように書き込んだ方が、各工具ポットに収納されている各工具の種類が分かるので、工具マガジン１全体の現在の工具ポットの状態をポット管理データで管理する場合に好都合である。
【００２８】
また、演算部４３は下記の演算式を用いて、連続した数値データである工具ポット番号を、次のようなｉ列，ｊ行のマトリックス表示に変換する処理を行う。
ｉ＝｛［（工具ポット番号−１）／ｎ（最大行数）］の商計算（整数）の答＋１｝
ｊ＝｛［（工具ポット番号−１）／ｎ（最大行数）］の商計算（整数）のあまり（整数）＋１｝
【００２９】
例えば、［最大行数（ｊｍａｘ ）＝１０］の図１の例では、
工具ポット番号 １→ｉ＝１，ｊ＝１ （１，１）
工具ポット番号 ７５→ｉ＝８，ｊ＝５ （８，５）
工具ポット番号 ９０→ｉ＝９，ｊ＝１０ （９，１０）
のように、工具ポット番号はマトリックスの列と行の配列データにそれぞれ変換演算される。
【００３０】
前記演算式を用いた配列データの具体的な演算方法は、上述のように工具ポット番号が７５の場合を例にとると、
（７５−１）÷１０＝７ あまり４
したがって、
ｉ＝７＋１＝８
ｊ＝４＋１＝５
となる。
【００３１】
干渉判定部４４は、演算部４３で変換演算された前記搬送先工具ポットの前記配列データ及びこの搬送先工具ポットの配列データ周辺に求められた配列データ形式のセット不可工具ポット番号データと、前記ポット管理データとを比較判定する。
【００３２】
工具マガジン１では、例えば図１中の符号「×」で示すように、工具交換位置Ｓ１ ，移動原位置Ｓ２ ，大径工具用ハンド収納位置Ｓ３ ，その周辺の所定位置，及びその他の位置の工具ポットの番号（マトリックス交点の位置）には、もともと工具を収納することが禁止されている。
即ち、これらの工具ポット番号（マトリックス交点位置）は、収納用の工具ポット位置ではない、又は、工具搬送装置７や大径工具用ハンド１６等との干渉を避けるために設定された位置であることによるこの工具マガジン１に固有のセット禁止位置である。
【００３３】
したがって、工具ポットの番号のうち工具マガジン１に固有のセット禁止位置の番号をセット禁止工具ポット番号として、予めポット管理データテーブルファイル４１にポット管理データとして書き込んで記憶させている。
なお、セット禁止位置の番号は、本実施形態のようにポット管理データテーブルファイル４１に記憶させておいてもよいが、ポット管理データテーブルファイル４１とは別個に独立したファイルとして設けてもよい。
また、工具マガジンに固有のセット禁止位置がない場合には、セット禁止工具ポット番号を設けない場合であってもよい。
【００３４】
干渉判定部４４は、入力された搬送先工具ポット番号を変換演算したマトリックスの列と行の配列データが、前記セット禁止工具ポット番号の配列データに該当するか否かを判別し、該当する場合には、工具干渉が生じると判定してその旨を表示部２４に表示する。即ち、アラーム用表示ランプ２５を点灯させる。
該当しない場合には、工具干渉が生じないと判定し、工具種類，搬送先工具ポット番号及びセット不可工具ポット番号を、ポット管理データテーブルファイル４１に書き込んでポット管理データを更新する。
【００３５】
ところで、交換アーム２は、待機位置で待機している時は、ＭＣの加工動作の邪魔にならないように加工領域外（即ち、スプラッシュガードの外方）で待機している。
この状態で、標準工具３，大径工具４又は特殊工具が取付けられた主軸を回転駆動するとともに、工具と工作物とを相対移動制御することにより、工作物を切削加工する。
【００３６】
この切削加工に使用される工具は、加工前に、工具搬送装置７により工具段取り位置Ｓ４ から収納用の工具ポット５に予め搬送して収納しておく必要がある。所定の加工の後に次工具による加工がある場合には、工具搬送装置７によりこの次工具を収納用の工具ポット５から工具交換位置Ｓ１ に搬送し、交換アーム２により次工具に自動的に工具交換する。
【００３７】
工具マガジン１の大径工具収納部Ｃには、四本の大径工具４が収納可能になっているが、これ以上の本数の大径工具４や特殊工具を必要とする加工の場合には、これら大径工具４や特殊工具を標準工具収納部Ｂ（及び大径工具収納部Ｃ）に収納することになる。
標準工具３だけを標準工具収納部Ｂ及び大径工具収納部Ｃに収納する場合には、工具干渉は生じないので、標準工具３はセット禁止工具ポット以外のいずれの工具ポットにも制限なく収納することができる。
【００３８】
ところが、標準工具収納部Ｂに大径工具４又は特殊工具を収納すると、収納した大径工具とその周辺の工具，又は周辺の工具と標準工具用ハンド１５（又は、大径工具用ハンド１６）との間で工具干渉が生じる場合がある。
この工具干渉の発生の有無を予め作業者がチェックするのは困難であるので、工具ポット５に工具を収納するために工具段取り位置Ｓ４ より工具を搬送する時に、工具マガジン管理装置４０は工具干渉の発生の有無を自動的にチェックしている。
【００３９】
次に、工具マガジン管理装置４０による工具干渉防止機能を含む工具マガジン管理方法について図１乃至図５を参照して説明する。
図４は工具種類と干渉ポット位置などの一例を示す説明図、図５は工具干渉防止機能を有する段取り位置からの工具搬送の手順を示すフローチャートである。
【００４０】
本発明は、工具段取り位置Ｓ４ より標準工具３，大径工具４又は特殊工具を所望の工具ポットに搬送する時に、工具の種類とこの工具が搬送される予定の搬送先工具ポットの番号とを入力し、工具種類に対応する干渉ポット位置のデータから、搬送先工具ポット番号の周辺のセット不可工具番号を求め、工具マガジン１全体の工具ポット５の状態を管理するポット管理データと搬送先工具ポット番号とを比較するとともに、ポット管理データとセット不可工具ポット番号とを比較して、工具の干渉の有無を判定する。
そして、工具干渉が生じると判定した場合にはその旨を表示し、工具干渉が生じないと判定した場合には、工具種類，搬送先工具ポット番号及びセット不可工具ポット番号をポット管理データテーブルファイル４１に書き込んで、ポット管理データを更新し、工具は、工具搬送装置７によって、入力された搬送先工具ポット番号の工具ポットに搬送される。
【００４１】
図４に示すような、標準工具３，大径工具４及び各種特殊工具に関する干渉ポット位置のデータが、工具種類・干渉ポット位置テーブルファイル４２に格納されている。
例えば、標準工具３の場合にはいずれの工具ポット５でも工具干渉位置にでている部分がないので、搬送先工具ポットの周辺には干渉ポット位置は存在せず、したがって、セット不可工具ポットは存在しない。
【００４２】
一方、大径工具４の場合には、図４の制限図に示すような搬送先工具ポット（ｉｎ ，ｊｎ ）に対応する干渉ポット位置（例えば、＊印位置）が搬送先工具ポットの周辺に存在する。また、この場合には、ｉｍａｘ 列，ｊ＝１，３，５，７行を優先使用すれば、収納効率が向上するので好ましい。
搬送先工具ポットがｉ＝ｉｍａｘ 列に限り、隣のｉｍａｘ −１列は干渉ポット位置とはしない。これは、ｉｍａｘ 列とｉｍａｘ −１列との間の間隔が広いからである。
【００４３】
特殊工具の場合には、図４の制限図に示すような搬送先工具ポット（ｉ，ｊ）に対応する干渉ポット位置（＊印位置）が搬送先工具ポットの周辺に存在する。
特殊工具が、工具に切削油剤を供給する構造のオイルホール工具の場合には、（ｉｍａｘ −１，ｊ１ ）の位置の工具ポットを優先使用すれば、これらの工具ポットの一方側にはスペースがあるので効率的である。干渉ポット位置としては図示するとおりであり、また、同一行内に連続的にセットすることが可能である。
【００４４】
特殊工具が、所定寸法以上の工具軸線方向寸法を有するロングツールの場合には、ｉｍａｘ 列を優先使用し、ｉｍａｘ 列がいっぱいのときｊ＝１行のｉ＝１，４，７，１０，１３列を使用するようにすればよい。
特殊工具が特殊ボーリングバーの場合には、ｉ＝ｉｍａｘ 又はｉｍｉｎ 列，ｊ＝１行を優先使用すれば、これらの工具ポットの一方側にはスペースがあるので効率的である。
特殊工具が、フェーシング加工の可能なＵ軸ツールの場合には干渉ポット位置は図示するとおりであり、アンギュラカッタの場合には、干渉ポット位置は大径工具４と同じである。
なお、前記干渉ポット位置のデータには、上述の説明及び図４に示すような工具ポットの位置の制限のデータ等も含まれている。
【００４５】
次に、工具干渉の有無のチェックを行って工具搬送を行う手順について説明する。
図５に示すように、まず最初に、工具段取り位置Ｓ４ で工具の段取りを行う時に、標準工具３，大径工具４，特殊工具の種類を示す番号を、工具段取り部操作盤２０の第１のスイッチ２２により選択設定する。例えば、特殊ボーリングバー６１の段取りの時には、これを特定する工具種類番号「５」を入力する（図２参照）。
【００４６】
第２のスイッチ２３により、工具が搬送される予定の搬送先工具ポットの番号を選択設定する。例えば、特殊ボーリングバー６１を７５番の工具ポットに搬送する場合には、図２に示すように、搬送先工具ポット番号を「０７５」と選択設定する。次いで、起動ボタンスイッチ２６を押して設定データを入力させる（ステップ１０１）。
なお、キーボード４９を入力部とし且つディスプレイ，ＣＲＴ５１を表示部として使用し、ディスプレイ，ＣＲＴ５１に工具種類や搬送先工具ポット番号の入力を催促するメッセージを表示し、キーボード４９からこれらの情報を入力してもよい。
演算部４３は、搬送先工具ポット番号をマトリックスの配列データに変換する。例えば、搬送先工具ポット番号「７５」を、ｉ＝８列，ｊ＝５行の配列データに変換する。
【００４７】
次に、干渉判定部４４は、ポット管理データテーブルファイル４１に格納されているポット管理データと、入力後変換された配列データとを比較して、この搬送先工具ポットに工具が収納されていないか否かを判別し（ステップ１０２）、工具がある場合には、工具干渉が生じると判定して入力情報の変更を要求する。即ち、アラーム用表示ランプ２５を点灯する（ステップ１０３）。
ステップ１０２で、搬送先工具ポットに工具が収納されていないことが確認されると、干渉判定部４４は、ポット管理データテーブルファイル４１に格納されているセット不可工具ポット（セット禁止ポットを含む）のデータと、前記変換された配列データとを比較して、搬送先工具ポットがセット不可工具ポット（セット禁止ポットを含む）に指定されていないか否かを判別する（ステップ１０４）。指定されている場合には、搬送不可と判定して入力情報の変更を要求し、アラーム用表示ランプ２５を点灯する（ステップ１０３）。
【００４８】
ステップ１０４で工具干渉が生じないと判定されると、入力された工具種類に対応し工具種類・干渉ポット位置テーブルファイル４２に格納されている干渉ポット位置のデータから、配列データの周辺のセット不可工具ポット番号を求める（ステップ１０５）。
次いで、干渉判定部４４は、ステップ１０５で求めたセット不可工具ポット番号とポット管理データとを比較して、このセット不可工具ポットに工具が収納されていないか否かを判別して工具干渉の有無を判定する（ステップ１０６）。工具がある場合には、搬送不可と判定してステップ１０３に移行する。
【００４９】
ステップ１０３に移行することは、上述のように工具干渉が生じると判定されたことを意味しているので、この場合には、アラーム用表示ランプ２５を点灯してアラームを知らせるか又はＣＲＴ５１にアラームのメッセージを表示することにより、入力情報の変更を要求することになる。
この表示に基づいて、作業者は、工具干渉を起こさないように工具種類及び搬送先工具ポット番号のいずれか一方又は両方を変更して、新しい情報を第１，第２のスイッチ２２，２３により再入力することになる。
【００５０】
ステップ１０６で、セット不可工具ポットに工具がなく、工具干渉が生じないことが確認されると、工具種類，搬送先工具ポット番号及びセット不可工具ポット番号を、ポット管理データテーブルファイル４１に書き込んでポット管理データを更新する（ステップ１０７）。
このようにして、工具干渉が生じないことをチェックした後、工具搬送装置７により、工具段取り位置Ｓ４ に収納されている工具を搬送先工具ポット番号の工具ポット５に搬送して収納することにより（ステップ１０８）、工具干渉防止処理を含む工具マガジンの管理方法の実行が終了する。
【００５１】
次に、所望の工具を工具交換位置Ｓ１ に呼び出して待機させるべく、ＮＣ装置から工具の呼出し指令が出力されると、工具搬送装置７が動作して工具ポット５に収納中の指令工具を工具交換位置Ｓ１ に搬送して一時的に収納する。
交換アーム２が、工具交換位置Ｓ１ に収納されている指令工具を把持して工具交換位置Ｓ１ から待機位置に揺動することにより、工具呼出し指令による動作が完了する。
【００５２】
上述のように、本発明では、工具種類に対応する干渉ポット位置のデータが工具種類・干渉ポット位置テーブルファイル４２に格納され、工具マガジン１の全体の工具ポット５の現在の状態を管理するポット管理データが、常に更新された状態でポット管理データテーブルファイル４１に格納されている。
既存の工具マガジン１に標準工具３の他に所望の数の大径工具４及び特殊工具を収納する場合、前記干渉ポット位置のデータとポット管理データとに基づいて、工具干渉の発生の有無を予め自動的にチェックすることにより工具干渉を防止できる。
【００５３】
したがって、工具マガジン１の高収納密度化を図りながらチェックミスなく安全に工具を収納できることになり、工具マガジン１をフレキシブルに使用することができる。
また、工具マガジン１全体の現在の工具ポットの状態をポット管理データで管理できるので、工具マガジン１の管理が容易になる。
なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成したので、工具段取り位置から所望の搬送先工具ポットに工具を搬送して収納する際に、予め工具干渉の発生の有無を自動的にチェックして工具干渉を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１乃至図５は本発明の実施形態の一例を示す図で、図１は工作機械のマトリックス型工具マガジンの正面図である。
【図２】 工具段取り部操作盤の概略正面図である。
【図３】 工具マガジン管理装置のブロック図である。
【図４】 工具種類と干渉ポット位置などの一例を示す説明図である。
【図５】 工具干渉を防止して工具搬送をする手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ マトリックス型工具マガジン
３ 標準工具（工具）
４ 大径工具（工具）
５ 工具ポット
２１ 入力部
２４ 表示部
２５ アラーム用表示ランプ（表示部）
４０ 工具マガジン管理装置
４１ ポット管理データテーブルファイル
４２ 工具種類・干渉ポット位置テーブルファイル
４３ 演算部
４４ 干渉判定部
４９ キーボード（入力部）
５１ ＣＲＴ（表示部）
６１ 特殊ボーリングバー（工具）
Ｓ４ 工具段取り位置
Claims (2)
- 工具を収納するための複数の工具ポットがマトリックス状に配列されたマトリックス型工具マガジンにおいて、
前記工具段取り位置より前記工具を所望の前記工具ポットに搬送する時に、前記工具の種類とこの工具が搬送される予定の搬送先工具ポットの番号とを入力するための入力部と、
前記マトリックス型工具マガジン全体の前記工具ポットの状態を管理するポット管理データを保存するポット管理データテーブルファイルと、
前記工具種類に対応する干渉ポット位置のデータを保存する工具種類・干渉ポット位置テーブルファイルと、
前記入力部により入力された前記工具種類に対応する前記干渉ポット位置のデータから、前記搬送先工具ポット番号の周辺のセット不可工具ポット番号を求めるとともに、前記ポット管理データと前記搬送先工具ポット番号及び前記セット不可工具ポット番号とを比較して前記工具の干渉の有無を判定する干渉判定部とを備え、
前記工具干渉が生じると判定した場合にはその旨を表示部に表示し、前記工具干渉が生じないと判定した場合には、前記搬送先工具ポット番号及び前記セット不可工具ポット番号を前記ポット管理データテーブルファイルに書き込んで前記ポット管理データを更新するとともに前記工具を搬送させることを特徴とするマトリックス型工具マガジンの管理装置。 - 所定の位置の工具ポットを１とする連続した数値データである前記搬送先工具ポットの番号を、マトリックスの列と行の配列データに変換演算する演算部を備え、
この変換演算された前記搬送先工具ポットの前記配列データ及びこの搬送先工具ポットの配列データ周辺に求められた配列データ形式のセット不可工具ポット番号データと、前記ポット管理データとを、前記干渉判定部で比較判定することを特徴とする請求項１に記載のマトリックス型工具マガジンの管理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12323697A JP3974682B2 (ja) | 1997-04-26 | 1997-04-26 | マトリックス型工具マガジンの管理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12323697A JP3974682B2 (ja) | 1997-04-26 | 1997-04-26 | マトリックス型工具マガジンの管理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10296568A JPH10296568A (ja) | 1998-11-10 |
| JP3974682B2 true JP3974682B2 (ja) | 2007-09-12 |
Family
ID=14855579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12323697A Expired - Fee Related JP3974682B2 (ja) | 1997-04-26 | 1997-04-26 | マトリックス型工具マガジンの管理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3974682B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101235450B1 (ko) | 2006-09-13 | 2013-02-22 | 두산인프라코어 주식회사 | 매트릭스 매거진의 좌표 설정장치 및 그 방법 |
| EP2251138B1 (en) | 2008-02-22 | 2014-05-07 | Makino Milling Machine Co. Ltd. | Tool magazine |
| JP5253897B2 (ja) * | 2008-06-17 | 2013-07-31 | 株式会社森精機製作所 | 工具マガジン装置における工具配置替え方法およびその装置 |
| KR102239220B1 (ko) * | 2015-01-07 | 2021-04-12 | 두산공작기계 주식회사 | 매트릭스형 공구 매거진의 검사 방법 |
| KR101850758B1 (ko) * | 2016-09-13 | 2018-06-07 | 주식회사 스맥 | 공작기계 |
| JP7352736B2 (ja) * | 2020-06-05 | 2023-09-28 | Dmg森精機株式会社 | マガジンおよび工作機械 |
| WO2022004123A1 (ja) * | 2020-06-29 | 2022-01-06 | Dmg森精機株式会社 | 情報処理システムおよび工作機械 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0716844B2 (ja) * | 1986-03-20 | 1995-03-01 | 日立精機株式会社 | Ｎｃ工作機械の工具編集装置 |
| JPH04300140A (ja) * | 1991-03-27 | 1992-10-23 | Osaka Kiko Co Ltd | 工具マガジン |
| JPH05337772A (ja) * | 1992-06-04 | 1993-12-21 | Hamai Sangyo Kk | 工作機械 |
| JPH071272A (ja) * | 1993-06-11 | 1995-01-06 | Okuma Mach Works Ltd | 工具マガジン割出し装置 |
| JP3489855B2 (ja) * | 1993-08-04 | 2004-01-26 | 株式会社森精機製作所 | 数値制御装置 |
| JP3002625U (ja) * | 1994-03-31 | 1994-09-27 | 株式会社牧野フライス製作所 | 工作機械の工具交換装置 |
-
1997
- 1997-04-26 JP JP12323697A patent/JP3974682B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10296568A (ja) | 1998-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4288849A (en) | Machine tool control systems | |
| CN101424935B (zh) | 工件输送用机器人的控制装置 | |
| US4430717A (en) | Machine tool | |
| JP2010277425A (ja) | 工作機械に対してワークの供給及び取り出しを行うロボットを制御するロボット制御装置 | |
| JPH0463652A (ja) | Ｎｃ加工制御装置 | |
| JP3974682B2 (ja) | マトリックス型工具マガジンの管理装置 | |
| JPS60167738A (ja) | 自動工具交換装置の工具表示方式 | |
| EP0093575B1 (en) | A method of operating a machine tool | |
| KR0156304B1 (ko) | 제어 시스템 | |
| JPH0663851A (ja) | 生産システム制御方法及び生産システム制御装置 | |
| JP4320804B2 (ja) | 工具マガジン装置 | |
| JP2927512B2 (ja) | Ｎｃ加工機の段取り情報処理装置 | |
| JPH0288139A (ja) | 工具交換装置 | |
| JP2829212B2 (ja) | 自動工具交換制御方法及び装置 | |
| JP3532255B2 (ja) | 対話型数値制御装置の入力データ表示方法 | |
| JP2009297867A (ja) | 工具マガジン装置における工具配置替え方法およびその装置 | |
| US5283750A (en) | Automatic editing method for polyhedron machining processes | |
| JPH0716844B2 (ja) | Ｎｃ工作機械の工具編集装置 | |
| JPH0373248A (ja) | ターニングセンタの工具呼出装置内蔵型数値制御装置 | |
| JP3051552B2 (ja) | 加工生産システムにおける加工ユニット操作盤 | |
| JP2022003496A (ja) | 加工システム | |
| JPH0527827A (ja) | Ｎｃ工作機械のデータ管理方法 | |
| JPH075963Y2 (ja) | 大径工具の工具交換装置 | |
| JP4797583B2 (ja) | チェンジャー付き加工設備制御システム | |
| JPH03213238A (ja) | 工具交換方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20040419 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070209 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070406 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070510 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070604 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070615 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100622 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100622 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110622 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110622 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130622 Year of fee payment: 6 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160622 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |