JP4341118B2 - 工具交換装置及び工具交換方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工具マガジンに保持されている複数の工具の中から所定の工具を選択して交換するように構成された工具交換装置及び工具交換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工具交換装置を備えた工作機械においては、工具マガジンに保持されている複数の工具の中から所定の工具を選択し、その選択した工具を主軸に装着することにより被加工物を加工するように構成されている。また、工具には、それぞれ加工作業に使用可能な時間、即ち、寿命が決まっているため、工具マガジンに収容されている複数の工具の寿命をそれぞれ管理するように構成されている。そして、工具を交換する際には、同じ種類の複数の工具については、寿命がなくなった工具は選択しないようにし、寿命が残っている工具を選択するように構成されている。
【０００３】
このような構成の工具交換装置を備えた工作機械の一例として、特公平４−１８３２２号公報に記載された構成がある。この公報の構成では、工作機械で現在使用している工具の残り寿命を常に監視し、その使用中の工具の残り寿命がなくなったら、加工動作を中断して工具を交換し、工具交換後は、中断位置から加工動作を再開させるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構成の工具交換装置の場合、加工動作として、例えば切削移動を実行している途中で、工具交換を行ってしまうことがある。具体的には、工作機械で実行するＮＣプログラム（即ち、加工プログラム）においては、切削移動のブロックが２個以上続くことがあり、このような切削移動ブロックの実行の途中で、工具の残り寿命がなくなった場合、切削移動のブロックの境界で、加工動作（切削移動）を中断して工具交換を行ない、工具交換後、次の切削移動のブロックを実行するように構成されている。しかし、このように、切削移動の加工動作を途中で中断すると、被加工物の切削面に段差が発生するという不具合があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、工作機械で使用している工具の残り寿命がなくなったら、速やかに工具交換を実行できるように構成し、しかも、被加工物の切削面に段差が発生することを防止できる工具交換装置及び工具交換方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の工具交換装置は、複数の工具を着脱可能に保持する工具マガジンを備え、この工具マガジンに保持されている工具の中から所定の工具を選択して交換するように構成された工具交換装置において、前記工具マガジンに保持されている工具の寿命を管理する寿命管理手段を備え、そして、工作機械で実行している加工プログラムのうちの次に実行するブロックが「位置決め」であるか否かを判断し、「位置決め」であるときに、工作機械で使用している工具の寿命が残っているか否かを判断する寿命判断手段を備え、この寿命判断手段により工作機械で使用している工具の寿命が残っていないと判断されたときに、前記工具マガジンの中から寿命が残っている予備の工具を選択して交換する交換手段を備えたところに特徴を有する。
【０００７】
上記構成によれば、工作機械で使用している工具の残り寿命がなくなった場合、次に実行するブロックが「位置決め」であるときに、工具交換が実行される。このため、工具の残り寿命がなくなったら、工具交換が速やかに実行される。そして、上記構成によれば、次に実行するブロックが「切削移動」のときは、工具交換が実行されない、即ち、切削移動の加工動作を中断して工具交換を行うようなことがなくなる。従って、被加工物の切削面に段差が発生することを確実に防止できる。
【０００８】
また、上記構成の場合、工具交換を行うために加工を中断した加工中断位置を記憶する記憶手段と、前記加工中断位置に、前記「位置決め」ブロックにより指示された移動を加えた移動目標位置を計算する手段とを備えるように構成することが好ましい。更に、前記加工プログラムのうちの前記「位置決め」ブロックの次のブロックが「位置決め」であるか否かを判断し、「位置決め」であるときには、前記移動目標位置に、前記次の「位置決め」ブロックにより指示された移動を加えた移動目標位置を計算する手段を備えるように構成することがより一層好ましい。
【０００９】
本発明の他の工具交換装置は、複数の工具を着脱可能に保持する工具マガジンを備え、この工具マガジンに保持されている工具の中から所定の工具を選択して交換するように構成された工具交換装置において、前記工具マガジンに保持されている工具の寿命を管理する寿命管理手段と、工作機械で使用している工具の寿命が残っているか否かを判断する寿命判断手段と、この寿命判断手段により工作機械で使用している工具の寿命が残っていないと判断されたときであって、工作機械で実行している加工プログラムのうちの次に実行するブロックが「切削移動」であるか否かを判断し、「切削移動」でないときに、前記工具マガジンの中から寿命が残っている予備の工具を選択して交換する交換手段とを備えたものである。そして、この構成の場合も、前記工具交換装置とほぼ同じ作用効果を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施例について、図１ないし図６を参照しながら説明する。まず、図２は本実施例のマシニングセンタ（工作機械）１の全体の概略構成を示す図であり、この図２を参照して、マシニングセンタ１について説明する。べース２にはコラム３が配設されており、このコラム３の前面には主軸ヘッド４が上下方向に移動可能に設けられている。この主軸ヘッド４は、コラム３の上部に設けられた上下動モータ５により上下方向に移動駆動されるように構成されている。
【００１１】
上記主軸ヘッド４の内部には、主軸（図示しない）が回転可能に設けられており、この主軸の下端部に工具６が着脱可能に装着されるように構成されている。上記主軸及び工具６は、主軸ヘッド４の上部に設けられた主軸モータ７により回転駆動されるように構成されている。
【００１２】
そして、主軸ヘッド４の下方には、ワーク（図示しない）を取付固定するワークテーブル８がＸＹ方向に移動可能に設けられている。このワークテーブル８は、Ｘ軸モータ９（図４参照）及びＹ軸モータ１０（図４参照）によりＸＹ方向に移動駆動されるように構成されている。
【００１３】
また、主軸ヘッド４の側部には、複数（例えば８個）の工具６を着脱可能に収納保持する工具マガジン１１が配設されている。この工具マガジン１１には、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、例えば８個の工具ポット１２が円環状に配設されていると共に、これら工具ポット１２内に工具６がそれぞれ収納保持されている。上記工具ポット１２は、マガジンモータ１３により円環状の工具通路１４内を搬送されるように構成されている。この搬送動作により、工具ポット１２ひいては工具６は、工具割り出し部に位置付けられる、即ち、回転割り出しされるように構成されている。
【００１４】
そして、工具交換を実行する場合には、上下動モータ５を駆動するにより主軸ヘッド４を上方へ移動させて退避させ、主軸モータ７を駆動して主軸オリエンテーションを実行する。続いて、マガジンモータ１３を駆動して、交換する工具６を収納する工具ポット１２を工具割り出し部に位置させるように回転割り出し （搬送）する。
【００１５】
次いで、揺動モータ１５を駆動して揺動機構（図示しない）を作動させることにより、上記回転割り出しされた工具ポット１２を、下方へ揺動させ、工具交換位置（ＮＰ）にて下向きに工具取出し可能となるようにする。そして、工具交換モータ１６を駆動して交換用アーム１７を作動させると、主軸の下端部に装着されている工具６と、工具交換位置（ＮＰ）にある工具ポット１２に収納されている工具６とが交換されるように構成されている。この後、それまで使用していた工具６を収納した工具ポット１２を、揺動機構を作動させることにより、上方へ揺動させ、工具６が水平方向に向くようにする。これにより、工具交換作業が完了する。
【００１６】
次に、上記マシニングセンタ１の各モータを駆動制御する数値制御装置１８について、図４を参照して説明する。この図４に示すように、数値制御装置１８は、マシニングセンタ１の運転全体の制御を司るマスターＣＰＵ１９と、ワーク加工の運転制御を司るスレーブＣＰＵ２０と、自動工具交換の運転制御を司る自動工具交換ＣＰＵ（以下、ＡＴＣ部ＣＰＵと称す）２１という３つのＣＰＵを中心にして構成されている。尚、上記数値制御装置１８が、本発明の寿命管理手段、寿命判断手段、交換手段としての各機能を備えている。
【００１７】
上記マスターＣＰＵ１９には、マスター部ＲＯＭ２２と、第１マスター部ＲＡＭ２３と、第２マスター部ＲＡＭ２４とが接続されている。マスター部ＲＯＭ２２には、制御装置自体を動作させるためのプログラムや各種の定数等のデータ等が格納されている。第１マスター部ＲＡＭ２３には、制御実行中の変数やフラグ等のデータが一時的に記憶されるようになっている。第２マスター部ＲＡＭ２４には、加工プログラム（ＮＣプログラム）や、工具マガジン１１に収納されている各工具６に残存している寿命等の工具情報を管理するための工具情報テーブルなどのデータが記憶されるように構成されている。尚、第２マスター部ＲＡＭ２４は、電源オフ時にバックアップされるように構成されている。
【００１８】
また、スレーブＣＰＵ２０には、スレーブ部ＲＯＭ２５と、スレーブ部ＲＡＭ２６とが接続されている。スレーブ部ＲＯＭ２５には、ワーク加工のためのモータ駆動プログラムや各種の定数等のデータが格納されている。スレーブ部ＲＡＭ２６には、ワーク加工制御実行中の変数やフラグ等のデータが一時的に記憶されるようになっている。
【００１９】
更に、ＡＴＣ部ＣＰＵ２１には、ＡＴＣ部ＲＯＭ２７と、ＡＴＣ部ＲＡＭ２８とが接続されている。ＡＴＣ部ＲＯＭ２７には、工具交換のための交換アーム駆動プログラムや各種の定数等のデータが格納されている。ＡＴＣ部ＲＡＭ２８には、交換制御実行中の変数やフラグ等のデータが一時的に記憶されるように構成されている。
【００２０】
また、マスターＣＰＵ１９とスレーブＣＰＵ２０との間には、ＭＳ間共通ＲＡＭ２９が接続されている。このＭＳ間共通ＲＡＭ２９には、マスターＣＰＵ１９からスレーブＣＰＵ２０への指令或はその逆方向への指令や情報等のデータが格納されている。上記ＭＳ間共通ＲＡＭ２９は、マスターＣＰＵ１９及びスレーブＣＰＵ２０の両方からデータが書き込まれると共に、両方のＣＰＵによりデータが読出されるように構成されている。同様にして、マスターＣＰＵ１９とＡＴＣ部ＣＰＵ２１との間には、ＭＡ間共通ＲＡＭ３０が接続されている。
【００２１】
更に、マスターＣＰＵ１９には、キーボード３１とＣＲＴ３２が接続されている。上記キーボード３１により、加工プログラムや工具情報テーブルなどのデータを入力することが可能になっている。上記ＣＲＴ３２には、入力された加工プログラムや工具の寿命に関する情報や運転情報等が表示されるように構成されている。更に、マスターＣＰＵ１９には、主軸ヘッド４の上下方向アブソリュート位置を検出する上下位置センサ３３が接続されている。
【００２２】
一方、スレーブＣＰＵ２０には、Ｘ軸モータ９とＹ軸モータ１０が接続されている。スレーブＣＰＵ２０は、これらＸ軸モータ９及びＹ軸モータ１０に制御信号を送出してこれらを駆動制御するように構成されている。これにより、ワークテーブル８及びワークテーブル８に取り付けられたワーク（被加工物）の位置がＸＹ方向に変更されるようになっている。更に、スレーブＣＰＵ２０には、上下動モータ５と主軸モータ７とが接続されている。スレーブＣＰＵ２０は、これら上下動モータ５と主軸モータ７に制御信号を送出してこれらを駆動制御するように構成されている。これにより、ワークに対して所定の工具による加工動作が実行されるようになっている。
【００２３】
更に、ＡＴＣ部ＣＰＵ２１には、マガジンモータ１３と、揺動モータ１５と、工具交換モータ１６とが接続されている。ＡＴＣ部ＣＰＵ２１は、マガジンモータ１３に制御信号を送出してこれを駆動制御することにより工具割り出しを実行させ、揺動モータ１５に制御信号を送出してこれを駆動制御することにより揺動機構を作動させ、工具交換モータ１６に制御信号を送出してこれを駆動制御することにより工具交換を実行するように構成されている。
【００２４】
一方、工具マガジン１１に収納された複数の工具６の寿命等に関する情報を格納した工具情報テーブルＴＢの具体的構成を、図５に示す。この図５に示すように、工具情報テーブルＴＢは、第２マスター部ＲＡＭ２４内に格納されており、３つのエリアＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３から構成されている。エリアＡＲ１は、指令工具エリアであり、加工プログラム上で指定された指定工具番号Ｔｐｒｏｇが記憶されている。
【００２５】
エリアＡＲ２は、ポット番号Ｐｎと工具番号Ｔｎとの対応を示すものであり、工具マガジン１１の各工具ポット１２のいずれに工具番号何番の工具６が収納されているかを示す情報のデータが格納されている。このエリアＡＲ２を、マガジン工具設定エリアと呼ぶ。このマガジン工具設定エリアＡＲ２の右端の欄には、主工具情報Ｑｍが格納されている。この主工具情報Ｑｍは、各工具６に対して主工具として指定された工具があるときに、その工具を示すデータである。例えば、ポット番号７の工具ポットに収納された工具番号６０の工具は、工具番号２を主工具とする予備工具であることを表している。尚、主工具の指定がない工具は、それ自身が主工具であることを示している。
【００２６】
また、エリアＡＲ３は、工具寿命管理エリアであり、工具番号何番の工具に何分間の寿命が残っているかを示すデータが格納されている。マスターＣＰＵ１９は、加工に使用された各工具６に対して、実際の使用時間を残存寿命から減算する処理を行い、逐次、工具寿命管理エリアＡＲ３のデータ内容を書き替えるように構成されている。
【００２７】
次に、上記したマシニングセンタ１の運転動作、特には、加工プログラムを実行している途中で工具交換を行う場合の動作の制御について、図１及び図６も参照して説明する。図１のフローチャートは、数値制御装置１８のマスターＣＰＵ１９が実行する制御の内容を示している。図６は、マシニングセンタ１で実行する加工プログラムの一部分を示している。
【００２８】
マシニングセンタ１の運転制御が開始されると、まず、図１のステップＳ１を実行し、マシニングセンタ１で実行している加工プログラムにおいて次のブロックがあるか否かを判断する。ここで、次のブロックが無いときは、ステップＳ１にて「ＮＯ」へ進み、運転制御を終了する。これに対して、次のブロックが有るときは、ステップＳ１にて「ＹＥＳ」へ進み、次の１ブロックの命令等を解釈する（ステップＳ２）。
【００２９】
そして、上記解釈したブロックが「Ｇ０」、即ち、「位置決め」であるか否かを判断する（ステップＳ３）。ここで、ブロックが「位置決め」でないときは、ステップＳ３にて「ＮＯ」へ進み、そのブロックの命令等の内容を実行するように構成されている（ステップＳ１１）。このステップＳ１１を実行した後は、ステップＳ１へ戻るようになっている。
【００３０】
一方、上記ステップＳ３において、解釈したブロックが「位置決め」であるときは、「ＹＥＳ」へ進み、現在使用中の工具６の寿命が切れているか否かを判断する（ステップＳ４）。ここで、使用中の工具６の寿命が切れていない（即ち、寿命が残っている）場合は、ステップＳ４にて「ＮＯ」へ進み、上記ステップＳ１１へ移行して、そのブロック、即ち、「位置決め」を実行するように構成されている。
【００３１】
これに対して、使用中の工具６の寿命が切れている（即ち、寿命が残っていない）場合は、ステップＳ４にて「ＹＥＳ」へ進み、次の工具、即ち、使用中の工具の予備の工具（同じ種類の工具）があるか否かを判断する（ステップＳ５）。ここで、予備の工具があるときは、ステップＳ５にて「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ６へ移行して、主軸に装着されている工具を予備の工具に交換すると共に、工具交換位置で待機する。このとき、加工中断点（位置）に、「位置決め」ブロックにより指示された移動量を加算した位置を移動目標位置とし、この算出した移動目標位置を第１マスター部ＲＡＭ２３または第２マスター部ＲＡＭ２４に記憶するように構成されている。この場合、第１マスター部ＲＡＭ２３または第２マスター部ＲＡＭ２４が、本発明の記憶手段を構成している。
【００３２】
一方、上記ステップＳ５において、予備の工具がないときは、「ＮＯ」へ進み、ステップＳ１２へ移行し、アラームを発生させて、マシニングセンタ１の動作を一時停止するように構成されている。このアラームの発生により、作業者は、異常（具体的には、工具の寿命がなくなると共に予備工具が無いという異常）が発生したことを認識することができ、その対策を施すことが可能となる。そして、上記異常を解消した後は、一時中断点から運転を再開することができるように構成されている。
【００３３】
さて、上記ステップＳ６にて工具交換を実行した後は、ステップＳ７へ進み、加工プログラムにおける次のブロック（即ち、上記「位置決め」ブロックの次のブロック）を解釈する。続いて、この解釈したブロックが「Ｇ０」、即ち、「位置決め」であるか否かを判断する（ステップＳ８）。ここで、解釈したブロックが「位置決め」でないときは、ステップＳ８にて「ＮＯ」へ進み、前記記憶しておきた移動目標位置へ移動させる（ステップＳ１０）。そして、ステップＳ３へ戻り、ここでは、上記解釈したブロックが「位置決め」でないから、ステップＳ３にて「ＮＯ」へ進み、ステップＳ１１へ移行し、そのブロックの命令等の内容を実行するように構成されている。
【００３４】
一方、上記ステップＳ８において、解釈したブロックが「位置決め」であるときは、「ＹＥＳ」へ進み、前記記憶しておきた移動目標位置に、上記「位置決め」ブロックにより指示された移動量を加算した位置を移動目標位置とし、この移動目標位置を記憶する（ステップＳ９）。そして、この後は、ステップＳ７へ戻り、上述した処理を繰り返し実行するように構成されている。
【００３５】
さて、マシニングセンタ１で実行する加工プログラムが例えば図６に示すようなプログラムであった場合に、その加工動作の途中で工具の寿命がなくなったときの動作について、具体的に説明する。尚、図６において、右端の数字は、加工プログラムのブロックの番号を示している。
【００３６】
上記図６の加工プログラムにおいて、ブロック１、２、３は「切削移動」のブロックである。従って、例えばブロック１の実行中に、今、使用している工具６の寿命が切れたとすると、ブロック２、３が「切削移動」であるから、即ち、 「位置決め」でないから、図１のステップＳ３の判定で「ＮＯ」へ進むようになり、ブロック２、３の「切削移動」が実行されるように動作し、工具交換は実行されない。
【００３７】
この後、ブロック４が「Ｇ０（位置決め）」であるから、このブロック４を解釈した時点で、工具の寿命が切れていることを判断し、図１のステップＳ４及びＳ５でそれぞれ「ＹＥＳ」へ進み、工具交換を実行する。そして、工具交換後は、加工中断点へ復帰せずに、工具交換位置で待機する。この場合、加工中断点に 「位置決め」ブロック（ブロック４）により指示された移動量を加算した位置を、移動目標位置として記憶するように構成されている。
【００３８】
次に、ブロック５を解釈する。このブロック５も「Ｇ０（位置決め）」であるから、主軸を移動させず、移動目標位置を更新する処理（図１のステップＳ９）を行う。続いて、ブロック６を解釈する。このブロック６も「Ｇ０（位置決め）」であるから、主軸を移動させず、移動目標位置を更新する処理（図１のステップＳ９）を行う。
【００３９】
この後、ブロック７を解釈する。このブロック７は、「切削移動」ブロックであり、「Ｇ０（位置決め）」でないから、図１のステップＳ８にて「ＮＯ」へ進み、ステップＳ１０へ移行し、主軸を、記憶している移動目標位置へ移動させる。この場合、主軸を移動目標位置へ移動させるに当たっては、まず、最初にＸＹ軸方向に移動させて、ＸＹ軸の位置決めを行う。続いて、Ｚ軸方向へ移動させ、Ｚ軸の位置決めを行うように構成されている。
【００４０】
このように移動させることにより、ワークと工具が干渉することを防止するようにしている。また、上記構成では、工具交換後のＧ０ブロックの移動をまとめて実行するように構成したので、工具交換後に一旦加工中断点に復帰した後、この加工中断点からＧ０ブロックで指定された移動量だけ移動させるように動作させる構成に比べて、移動に要する時間を短縮することができる。
【００４１】
このような構成の本実施例によれば、マシニングセンタ１で使用している工具の残り寿命がなくなった場合、次に実行するブロックが「位置決め」であるときに、工具交換が実行される。このため、工具の残り寿命がなくなったら、工具交換が速やかに実行される。そして、上記構成によれば、次に実行するブロックが「切削移動」のときは、マシニングセンタ１で使用している工具の残り寿命がなくなっていても、工具交換が実行されない、即ち、切削移動を中断して工具交換を行うようなことがない。従って、従来構成とは異なり、ワーク（被加工物）の切削面に段差が発生することを確実に防止できる。
【００４２】
また、上記実施例では、工具交換後のＧ０ブロックの移動量を演算してまとめてから、１回で移動させるように構成した。このため、工具交換後に一旦加工中断点に復帰させた後、この加工中断点から、工具交換後のＧ０ブロックで指定された移動量だけ移動させるように動作させる構成、即ち、移動を２回以上実行させる構成に比べて、移動に要する時間を短縮することができる。
【００４３】
図７及び図８は本発明の第２の実施例を示すものであり、第１の実施例と異なるところを説明する。尚、第１の実施例と同一部分及び同一ステップについては、同一符号及び同一ステップ番号を付している。前述した第１の実施例では、工具交換後、次のブロックが「Ｇ０」ブロックでなければ、主軸を移動目標位置へ移動させるように構成したが、これに代えて、第２の実施例では、工具交換後、次のブロックが「Ｇ０」ブロックでなくても、「切削移動」ブロックでなければ、主軸を移動目標位置へ移動させないように構成した。
【００４４】
具体的には、図７に示すように、ステップ２とステップ３との間に、ステップ２１を挿入し、このステップＳ２１では、工具交換復帰中フラグがセットされているか否かを判断する。ここで、工具交換復帰中フラグがセットされていないときには、ステップＳ２１にて「ＮＯ」へ進み、ステップＳ３へ進むように構成されている。そして、ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を順に実行した後、即ち、予備の工具に交換した後、ステップＳ２２に移行し、工具交換復帰中フラグをセットする。この後は、ステップＳ１へ戻るように構成されている。
【００４５】
一方、ステップＳ２１において、工具交換復帰中フラグがセットされている場合には、「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ２３へ移行し、次のブロックが「切削移動」ブロックであるか否かを判断する。ここで、次のブロックが「切削移動」ブロックであったときは、ステップＳ２３にて「ＹＥＳ」へ進み、移動目標位置へ移動する（即ち、復帰位置に戻る）ように構成されている（ステップＳ２４）。そして、ステップＳ２５へ進み、工具交換復帰中フラグをクリアする。この後は、ステップＳ１１へ移行し、次のブロック、即ち、「切削移動」ブロックを実行するように構成されている。
【００４６】
一方、ステップＳ２３において、次のブロックが「切削移動」ブロックでないときは、「ＮＯ」へ進み、ステップＳ８へ移行し、次のブロックが「位置決め」ブロックであるか否かを判断する。ここで、次のブロックが「位置決め」ブロックであったときは、ステップＳ８にて「ＹＥＳ」へ進み、記憶しておきた移動目標位置に、上記「位置決め」ブロックにより指示された移動量を加算した位置を移動目標位置とし、この移動目標位置を記憶する、即ち、移動目標位置を更新する（ステップＳ９）。そして、ステップＳ１へ戻るように構成されている。
【００４７】
また、上記ステップＳ８において、次のブロックが「位置決め」ブロックでないとき、即ち、次のブロックが「位置決め」ブロックでも「切削移動」ブロックでもないときは、「ＮＯ」へ進み、ステップＳ１１へ移行し、そのブロックの命令等の内容を実行するように構成されている。尚、上述した以外の第２の実施例の構成は、第１の実施例の構成と同じ構成となっている。
【００４８】
さて、第２の実施例において、マシニングセンタ１で実行する加工プログラムが例えば図８に示すようなプログラムであった場合に、その途中で工具の寿命がなくなったときの動作について、具体的に説明する。尚、図８において、右端の数字は、加工プログラムのブロックの番号を示している。
【００４９】
上記図８の加工プログラムにおいて、ブロック２（即ち、Ｇ０（位置決め）ブロック）を解釈した時点で、工具の寿命が切れていることを判断し、工具交換を実行したとする。この場合、工具交換後は、加工中断点へ復帰せずに、工具交換位置で待機する。このとき、加工中断点に「位置決め」ブロック（ブロック４）により指示された移動量を加算した位置を、移動目標位置とし、この移動目標位置を記憶するように構成されている。
【００５０】
次に、ブロック３を解釈する。このブロック３は、「Ｇ０（位置決め）」でないから、前記第１の実施例の場合には、主軸を記憶している移動目標位置へ移動（即ち、復帰）させてしまう。これに対して、第２の実施例の場合には、上記解釈したブロック３は、「Ｇ０（位置決め）」でないと共に、「切削移動」ブロックでもないから、図７のステップＳ２３にて「ＮＯ」及びステップＳ８にて「ＮＯ」へ進み、主軸を移動させず、上記解釈したブロック３の命令等（具体的には「Ｍ８」であり、これは移動指令ではない）の内容を実行するように構成されている。
【００５１】
続いて、ブロック４を解釈する。このブロック４は「Ｇ０（位置決め）」であるから、主軸を移動させず、移動目標位置を計算して更新する処理（図７のステップＳ９）だけを行う。この後、ブロック５を解釈する。このブロック５は、 「切削移動」ブロックであると共に、「Ｇ０（位置決め）」でないから、図７のステップＳ２３にて「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ２４へ移行し、主軸を、記憶している移動目標位置へ移動させる。
【００５２】
このような構成の第２の実施例によれば、第１の実施例とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第２の実施例では、工具交換後、次のブロックが「Ｇ０」ブロックでなくても、「切削移動」ブロックでないときは、主軸を移動目標位置へ移動させないように構成したので、工具交換後、次のブロックが「Ｇ０」ブロックでなく、且つ、「切削移動」ブロックでないときに、主軸を移動目標位置へ移動させてしまうことを防止できる。これにより、第２の実施例では、工具交換後のすべてのＧ０ブロックの移動量を演算してまとめることができ、工具交換後の最初の切削移動の前に、主軸の移動を１回で完了させることができる。これにより、移動に要する時間を短縮することができる。
【００５３】
尚、上記各実施例では、マシニングセンタ１で実行している加工プログラムのうちの次に実行するブロックが「位置決め」であるときに、マシニングセンタ１で使用している工具の寿命が残っているか否かを判断し、この工具の寿命が残っていないと判断されたときに、工具マガジン１１の中から寿命が残っている予備の工具を選択して交換するように構成したが、これに代えて、マシニングセンタ１で使用している工具の寿命が残っているか否かを先に判断し、上記工具の寿命が残っていないと判断されたときであって、マシニングセンタ１で実行している加工プログラムのうちの次に実行するブロックが「切削移動」でないときに、工具マガジン１１の中から寿命が残っている予備の工具を選択して交換するように構成しても良い。このように構成した場合も、前記各実施例とほぼ同じ作用効果を得ることができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は以上の説明から明らかなように、工作機械で実行している加工プログラムのうちの次に実行するブロックが「位置決め」であるときに、工作機械で使用している工具の寿命が残っているか否かを判断し、工具の寿命が残っていないと判断されたときに、工具マガジンの中から寿命が残っている予備の工具を選択して交換するように構成したので、使用している工具の残り寿命がなくなったら、工具交換を速やかに実行することができ、しかも、被加工物の切削面に段差が発生することを防止できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例を示すフローチャート
【図２】 マシニングセンタの斜視図
【図３】 （ａ）は工具マガジンの正面図、（ｂ）は工具マガジンの側面図
【図４】 ブロック図
【図５】 工具情報テーブルの内容を示す図
【図６】 加工プログラムの一例を示す図
【図７】 本発明の第２の実施例を示す図１相当図
【図８】 図６相当図
【符号の説明】
１はマシニングセンタ（工作機械）、４は主軸ヘッド、５は上下動モータ、６は工具、７は主軸モータ、８はワークテーブル、９はＸ軸モータ、１０はＹ軸モータ、１１は工具マガジン、１２は工具ポット、１３はマガジンモータ、１５は揺動モータ、１６は工具交換モータ、１８は電子制御装置（寿命管理手段、寿命判断手段、交換手段）、１９はマスターＣＰＵ、２０はスレーブＣＰＵ、２１はＡＴＣ部ＣＰＵ、３１はキーボード、３２はＣＲＴ、３３は上下位置センサを示す。

Claims (6)

1. 複数の工具を着脱可能に保持する工具マガジンを備え、この工具マガジンに保持されている工具の中から所定の工具を選択して交換するように構成された工具交換装置において、
   前記工具マガジンに保持されている工具の寿命を管理する寿命管理手段と、
   工作機械で実行している加工プログラムのうちの次に実行するブロックが「位置決め」であるか否かを判断し、「位置決め」であるときに、工作機械で使用している工具の寿命が残っているか否かを判断する寿命判断手段と、
   この寿命判断手段により工作機械で使用している工具の寿命が残っていないと判断されたときに、前記工具マガジンの中から寿命が残っている予備の工具を選択して交換する交換手段とを備えたことを特徴とする工具交換装置。
2. 工具交換を行うために加工を中断した加工中断位置を記憶する記憶手段と、
   前記加工中断位置に、前記「位置決め」ブロックにより指示された移動を加えた移動目標位置を計算する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の工具交換装置。
3. 前記加工プログラムのうちの前記「位置決め」ブロックの次のブロックが「位置決め」であるか否かを判断し、「位置決め」であるときには、前記移動目標位置に、前記次の「位置決め」ブロックにより指示された移動を加えた移動目標位置を計算する手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の工具交換装置。
4. 複数の工具を着脱可能に保持する工具マガジンを備え、この工具マガジンに保持されている工具の中から所定の工具を選択して交換するように構成された工具交換装置において、
   前記工具マガジンに保持されている工具の寿命を管理する寿命管理手段と、
   工作機械で使用している工具の寿命が残っているか否かを判断する寿命判断手段と、
   この寿命判断手段により工作機械で使用している工具の寿命が残っていないと判断されたときであって、工作機械で実行している加工プログラムのうちの次に実行するブロックが「切削移動」であるか否かを判断し、「切削移動」でないときに、前記工具マガジンの中から寿命が残っている予備の工具を選択して交換する交換手段とを備えたことを特徴とする工具交換装置。
5. 複数の工具を着脱可能に保持する工具マガジンの中から所定の工具を選択して交換する工具交換方法において、
   前記工具マガジンに保持されている工具の寿命を管理すると共に、
   工作機械で実行している加工プログラムのうちの次に実行するブロックが「位置決め」であるときに、工作機械で使用している工具の寿命が残っているか否かを判断し、
   工作機械で使用している工具の寿命が残っていないと判断されたときに、前記工具マガジンの中から寿命が残っている予備の工具を選択して交換することを特徴とする工具交換方法。
6. 複数の工具を着脱可能に保持する工具マガジンの中から所定の工具を選択して交換する工具交換方法において、
   前記工具マガジンに保持されている工具の寿命を管理すると共に、
   工作機械で使用している工具の寿命が残っているか否かを判断し、
   工作機械で使用している工具の寿命が残っていないと判断されたときであって、工作機械で実行している加工プログラムのうちの次に実行するブロックが「切削移動」でないときに、前記工具マガジンの中から寿命が残っている予備の工具を選択して交換することを特徴とする工具交換方法。

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