JP7323693B1 - 工具管理装置および自動搬送機 - Google Patents
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Abstract
Description
送信部は、搬送命令の送信に際して、搬送対象となる工具の工具識別情報とシャンク情報を自動搬送機に送信する。
搬送命令には、搬送対象となる工具について、工具を識別する工具識別情報および工具が装着されるシャンクに関するシャンク情報が含まれる。
アーム制御部は、シャンク情報に基づいて、ハンドの位置およびハンドの把持動作量の双方または一方を制御する。
図1に示す工場104には、複数の加工エリア102(加工エリア102a、102b・・・102n)が設けられる。加工エリア102は、工作機械100と複数の工具台106を含む領域である。本実施形態においては、1台の工作機械100に対して2台の工具台106が対応づけられる。
なお、位置座標は工具管理装置200ではなく、後述の搬送制御装置124において管理されてもよい。すなわち、搬送制御装置124において、台IDおよび位置番号、位置座標が対応づけられるとしてもよい。また、工具管理装置200および搬送制御装置124は、このような位置に関する情報を相互に参照または交換可能に構成されてもよい。
工具管理装置200は、工具の所在を管理するための装置である。工作機械100は、工具管理装置200と接続される。工作機械100は、工具格納部にある工具が取り外されたとき、取り外し通知を工具管理装置200に送信する。また、加工者により、工具保持部等に新たに工具が取り付けられたとき、工作機械100は取り付け通知を工具管理装置200に送信する。取り付け通知および取り外し通知には、マシンID、工具を識別する工具IDと工具の取り付けまたは取り外しの対象となったポットのポット番号が含まれる。
なお、複数の工具台106に対して1台の機械側電子装置120を対応づけてもよい。この場合には、機械側電子装置120において、搬送元となる工具台106を選択してもよい。
交換エリア108においても、複数、たとえば、5台の工具台106に対して1台の交換側電子装置122が対応づけられてもよい。
以下、機械側電子装置120および交換側電子装置122をまとめて言うとき、あるいは、特に区別しないときには、単に「電子装置300」とよぶ。
工具管理装置200の各構成要素は、CPU(Central Processing Unit)および各種コプロセッサ(co-processor)などの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。コンピュータプログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。
図3に関連して後述する自動搬送機116の機能ブロックに関しても同様である。
通信部202は、工作機械100、機械側電子装置120、交換側電子装置122、搬送制御装置124等の外部装置との通信処理を担当する。データ処理部204は、通信部202により取得されたデータおよびデータ格納部206に格納されているデータに基づいて各種処理を実行する。データ処理部204は、通信部202およびデータ格納部206のインタフェースとしても機能する。データ格納部206は、各種プログラムと設定データを格納する。
自動搬送機116は、ハードウェア機構としての機構部128と、機構部128を制御する電子機器およびコンピュータプログラムによって実現される制御部126を含む。機構部128は、工具を把持するロボットアーム142と駆動輪144を含む。
通信部130は、データを送信する送信部134と、データを受信する受信部136を含む。データ処理部132は、ロボットアーム142を制御するアーム制御部138と、駆動輪144を制御する移動制御部140を含む。
台設置情報150は、工具管理装置200のデータ格納部206に格納される。作業者は、工具台106を工場104に設置するときには、台設置情報150に工具台106を登録する。上述したように、工具台106は台IDにより識別され、工作機械100または交換エリア108に対応づけられる。
工具情報160は、工具管理装置200のデータ格納部206に格納される。工具情報160は、工具の所在地を管理するデータである。図5によれば、工具ID=T01の工具(以下、「工具(T01)」のように表記する)は、工作機械100(MC1)の工具格納部におけるポット番号=P01のポットに格納されている。また、工具(T09)は現在交換中であることが示されている。「工具長補正」の欄は工具の長さ方向における補正値を示し、「工具径補正」の欄は工具の径方向における補正値を示す。
工作機械100は、工具格納部170を備え、工具格納部170は複数のポット172を有する。
工具台106は、キャスター194を備え、移動可能に構成される。本実施形態においては、キャスター194は固定されるため、工具台106は設置後において移動不可となる。工具台106の天井面には複数のポット192が形成される。作業者は、ポット192にシャンク付きの工具を格納する。工具台106には電気的な機構はない。上述したように、工具台106には機械側電子装置120または交換側電子装置122が対応づけられる。
自動搬送機116は、作業部230および自走部232を含む。作業部230と自走部232は、図3に関連して説明した機構部128に対応する。自動搬送機116の制御部126は、作業部230および自走部232を制御するための電子回路およびコンピュータプログラムにより構成される。
搬送指示画面240は、電子装置300、すなわち、機械側電子装置120または交換側電子装置122に表示される。ここでは、加工エリア102の工具台106(B01)に対応づけられる機械側電子装置120において表示される搬送指示画面240を想定して説明する。
交換側電子装置122に表示される搬送指示画面240についても、操作方法は同じである。
上述したように、作業者は工具を工具台106(B01)の空いているポット192に格納したいときには、取付画面250を表示させる。図10は、作業者が工具台106(CMC9M:B01)のポット192(P09)に工具(T18)を搬入するときの入力状態を示す。作業者は、工具(T18)を持参して、工具台106(B01)の空いているポット192(P09)に工具(T18)を搬入した後、OKボタン252をタッチする。このとき、機械側電子装置120から工具管理装置200に工具の取り付け通知が送信される。取り付け通知には、台ID、工具ID、ホルダ名(シャンク情報)およびポット番号が含まれる。工具管理装置200の指示部214は、取り付け通知にしたがって台格納情報190等の各種データを更新する。
なお、キャンセルボタン254がタッチされたときには取り付け通知は送信されない。
工具は、工具台106に形成されるポット192に挿入される。図11では、シャンク400Aに固定される工具が工具台106に格納されている。工具をポット192に挿入するとき、シャンク400Aの一部が工具台106の表面から露出する。図11では紙面手前方向をX軸、右方向をY軸、上方向をZ軸としている。
シャンク400Aの溝402の直径はD1である(以下、「把持径」とよぶ)。把持径もシャンク400の種類によって異なる。搬送制御装置124には、シャンクごとの把持径があらかじめ登録されている。搬出要求により、工具のシャンク情報(ホルダ名)が指定されると、搬送制御装置124はシャンクに対応する把持径を特定し、自動搬送機116に通知する。自動搬送機116のアーム制御部138は、ロボットアーム142におけるハンド236の開度を把持径以上に調整した上で、シャンク400Aを把持する。
以上のように、自動搬送機116は、シャンクに対応する把持高度および把持径に合わせてハンド236の把持動作量、具体的には高度と開度を調整することで、さまざまな工具を工具台106から確実に取り出すことができる。
工具台106から工具を搬出するときだけでなく、工具格納部234から工具を搬出するときも同様である。
シャンク400Bの把持高度はH2である。搬送制御装置124は、シャンク400Bに取り付けられる工具の搬出要求を送信するときには、把持高度H2を自動搬送機116に通知する。自動搬送機116のアーム制御部138は、ロボットアーム142におけるハンド236の高さを把持高度H2に調整した上で、シャンク400Bを把持する。
シャンク400Bの把持径はD2である。自動搬送機116のアーム制御部138は、把持径D2以上となるようにハンド236の開度を調整したあと、ハンド236の開度を把持径D2まで狭めることでロボットアーム142にシャンク400Bを把持させる。
以上のように、自動搬送機116は、シャンクに対応する把持高度および把持径に合わせてハンド236の高度と開度を調整することで、さまざまな工具を工具台106または工具格納部234から確実に取り出すことができる。
加工者は、まず、検査・交換対象となる工具を工作機械100から取り外す(S10)。加工者は、工作機械100の工具保持部から工具を取り外してもよいし、工具格納部170から工具を取り外してもよい。工作機械100は、工具の取り外しを検出したとき、取り外し通知を工具管理装置200に送信する(S12)。工具管理装置200の受信部210は、取り外し通知を受信する。
ここでは工作機械100(MC1)のポット172(P01)から工具(T01)を取り外す場合を想定して説明する(図6参照)。
次に、工具台106(B01)に格納された工具(T01)を、別の工具台106(B22)に搬送する場合を想定して説明する。まず、工具台106(B01)に対応づけられる機械側電子装置120において、加工者は搬送先となる工具台106(B22)を指定して搬送ボタン248をタッチする。このとき、機械側電子装置120は、搬送元の工具台106の台ID(B01)とポット番号(P03)、搬送対象となる工具(T01)、工具(T01)が取り付けられるシャンク「HSK100」を示すシャンク情報、搬送先の工具台106の台ID(B22)を含む搬送要求を工具管理装置200に送信する(S30)。
上述したように、このとき、機械側電子装置120は搬送指示画面240から工具(T01)に対応する行を削除する。
搬送指示情報260は、工具管理装置200から搬送制御装置124に送信される(図16のS34参照)。命令ID欄253には、搬送指示情報260を識別する命令IDが記載される。日時欄255は、搬送指示情報260の送信日時を示す。図17に示す搬送指示情報260は、9月27日15時37分に送信されている。
搬送制御装置124は、シャンク「HSK100」に対応する把持高度と把持径を自動搬送機116に通知する。
続いて、自動搬送機116(A01:P04)に格納された工具(T01)を、工具台106(B22:P10)に搬入する場面を想定して説明する。自動搬送機116(A01)は、搬入先の工具台106(B22)の近くまで移動し、工具(T01)を工具台106(B22:P10)に搬入する(S50)。このときも、自動搬送機116(A01)は、工具(T01)のシャンク「HSK100」に対応する把持高度および把持径に対応して、ハンド236の高度と開度を調整し、工具格納部234から工具(T01)を取り出す。
工具台106(B23:P04)に格納された工具(T01)を工具台106(B03)のポット192(P03)に運ぶ場面を想定して説明する。まず、交換者は工具台106(B23)に対応づけられる交換側電子装置122において、工具(T01)を工具台106(B23:P04)から工具台106(B03)へ搬送するように指示する(S70)。交換側電子装置122は、工具ID、搬送先の工具台106の台ID、シャンク情報、搬送元の工具台106の台ID等を含む搬送要求を工具管理装置200に送信する(S72)。
自動搬送機116(A03)は、工具(T01)を工具台106(B03:P03)に搬入する(S90)。自動搬送機116(A03)は搬入通知を搬送制御装置124に送信する(S93)。搬送制御装置124は、更に、搬入通知を工具管理装置200に送信する(S94)。工具管理装置200は、工具(T01)の所在地を自動搬送機116(A03)から工具台106(B03)に変更する(S96)。
以上、実施形態に基づいて、工具管理システム118を説明した。
工具管理システム118によれば、加工エリア102および交換エリア108の間で工具が運搬されるときにも、工具の位置を適切に追跡管理できる。加工者は工作機械100と工具台106の間での工具を移動させる。また、交換者は交換エリア108内において工具を移動させる。加工エリア102および交換エリア108の間では、自動搬送機116により工具が運搬される。加工エリア102から交換エリア108の間における工具運搬にかかる作業を自動化できるため、作業効率を向上させることができる。
本実施形態においては、台IDと位置番号が対応づけられ、位置番号に位置座標が対応づけられるため、台IDがわかれば工具台106の位置が特定できるとして説明した。変形例として、台IDと位置座標を直接対応づけてもよい。あるいは、位置座標データを台IDとして使用してもよい。
Claims (6)
- 工具を識別する工具識別情報および工具が装着されるシャンクに関するシャンク情報を含む工具情報のデータを変更する工具管理部と、
工具の搬送命令を自動搬送機に送信する送信部と、を備え、
前記送信部は、前記搬送命令の送信に際して、搬送対象となる工具の工具識別情報とシャンク情報を前記自動搬送機に送信する、工具管理装置。 - 電子装置から、工具の搬送指示を受信する受信部、を更に備え、
前記搬送指示には、前記工具の工具識別情報と、前記工具が装着されるシャンクに関するシャンク情報が含まれる、請求項1に記載の工具管理装置。 - 前記工具管理部は、工具台から前記自動搬送機により工具が取り出されたとき、前記工具情報における前記工具の所在地を前記工具台から前記自動搬送機に変更する、請求項1に記載の工具管理装置。
- 工具を自動搬送可能な自動搬送機であって、
工具を把持可能なハンドを先端部に有するロボットアームと、
前記ロボットアームを制御するアーム制御部と、
前記自動搬送機の移動を制御する移動制御部と、
工具の搬送命令を受信する受信部と、を備え、
前記搬送命令には、搬送対象となる工具について、前記工具を識別する工具識別情報および前記工具が装着されるシャンクに関するシャンク情報が含まれ、
前記アーム制御部は、前記シャンク情報に基づいて、前記ハンドの位置および前記ハンドの把持動作量の双方または一方を制御する、自動搬送機。 - 前記アーム制御部は、工具台に設置される工具を前記ロボットアームに把持させるとき、前記工具に対応するシャンク情報にしたがって、前記ロボットアームのハンドの前記工具台からの高さを調整する、請求項4に記載の自動搬送機。
- 前記アーム制御部は、工具台に設置される工具を前記ロボットアームに把持させるとき、前記工具に対応するシャンク情報にしたがって、前記ロボットアームのハンドの開度を調整する、請求項4に記載の自動搬送機。
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