JPH02284841A - 数値制御装置における工具管理方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ業上の利用分野） 本発明は、数値制御（以下、ＮＣとする）工作機械、工
具搬送装置及び複数のＮＣ工作機械の工具を共通に貯蔵
する工具貯蔵室から構成される装置が工具毎に工具寿命
や工具折損の管理を行なうようになっている工具管理方
式及びその装置に関する。

（従来の技術） 生産性の向上やダウンタイムの減少を目的にＮＣ工作機
械のシステム化，自動化が進み、様々な機能が開発され
て実用化されている。その中で、工具の寿命や折損を管
理し自動化することにより、機械の停゛止時間やオペレ
ータの介在を少なくするために工具寿命や工具折損発生
時に工具マガジン内での工具の自動乗換を行ない、無人
で長時間運転が可能になる様な自動化が図られている。

しかしながら、多品種少量生産に対応する為には乗換工
具用の予備工具を大量に持つ必要があり、又現実的には
予備工具を多く持つことができない為、機械の運転時間
を少し延ばしているに過ぎない。

従って、従来技術においては長時間運転する為には、大
容量の工具マガジンを機械毎に持つ必要があるなど問題
が多かった。

以下、上記従来技術−を第５図の構成図及び第６図のフ
ローチャートを参照して説明する。

従来の工具管理部は、第５図に示すように４つの部分か
ら構成されている。すなわち、ＮＣプログラムの子番号
指令により次工具を準備する為の次工具指令部１０と、
指令工具が寿命／折損によるＮＧ工具かどうかを判定す
る寿命，折損工具判定部１１と、指令工具がＮＧ工具の
場合、乗換工具用としてＮＧ工具でない予備工具が有る
かどうかを判定する予備工具有無判定部１２と、ＮＣプ
ログラム内で工具交換指令（ＭＯＳ）することにより工
具レディステーションの工具（次工具指令で指定された
工具）と主軸に装着した工具とを交換し、選択された工
具がＮＧ工具かどうかを判定し、ＮＧ工具の場合はアラ
ーム処理して機械を停止させる工具交換指令部１３とか
ら構成されている。

このような構成において、ＮＣ工作機械はＮＧ起動がか
かると　（ステップＳ３０）、ＮＣプログラムを実行す
る。ＮＣプログラムが実行されると、ＮＧ工工作機成は
指令コート（Ｇ．Ｍ．Ｔ，Ｓ等）に従ってその内容を解
釈し、ＮＣ工作機械の釉，主軸，ＡＴＣ（自動工具交換
）などの制御を行なう。そして、ＮＣプログラムの解釈
中に次工具指令（Ｔコード）が来ると　（ステップＳ３
１）、指令工具が寿命や折損によるＮＧ工具かどうかを
判定し　（ステップＳ３２）、指令工具がＮＧ工具の場
合は乗換工具としてグループ化された予備工具が有るか
否かを判定する　（ステップＳ３３）。予ｉ＃ｉ工具が
有る場合には予備工具自身がＩＩＩＧ工具であるかどう
かを判定し　（ステップＳ３４）、全ての予備工具かＮ
Ｇ工具であればＮＧ工具としてメモリに記憶する　（ス
テップＳ３５）。上記ステップＳ３４において予備工具
がＮＧ工具でない場合は予備工具を工具レディステーシ
ョンを移動し（ステップＳ３６）、ＮＧ工具である場合
も記憶後にその予備工具を工具レディステーションへ移
動する　（ステップ５３６）。指令工具がＮＧ工具であ
り、予備工具が存在しない場合は指令工具をＮＧ工具と
してメモリに記憶し　（ステップＳ３７）、その指令工
具を工具レディステーションへ移動する　（ステップＳ
３８）。又、指令工具が寿命，折損工具でなく加工可能
な工具であれば、指令工具を工具レディステーションへ
移動する　（ステップ５３８）。

一方、ＮＣプログラム解釈中に工具交換指令（ＭＯＳ）
が来ると　（ステップＳ４０）、工具レディステーショ
ンにセットされた工具との主軸に装着されている工具と
の交換を行なう　（ステップＳ４１）。

新しい工具を主軸に装着後、その工具がＮＧ工具か否か
を判定し　（ステップＳ４２）、ＮＧ工具であればＮＧ
装置はアラームを出力して機械を停止する　（ステップ
Ｓ４３）。また、主軸装着工具がＮＧ工具でない場合は
、その後にその工具で加工を開始する。上述の様にＮＣ
プログラムを解釈し、加工完了（　ＭＯ２　。

Ｍ２Ｏ）になるまで上記動作を繰返す　（ステップＳ４
４）。

（発明が解決しようとする課題） 従って、予備工具のない指令工具が寿命や折損になった
場合や、予備工具が有る場合でも全ての予備工具が寿命
や折損になりＮＧ工具となった場合は、ＮＣ工作機械は
アラームで停止し、オペレータの介在により工具の交換
が必要となる。

すなわち、従来より工具寿命や工具折損発生時に工具マ
ガジン内での工具の自動乗換を行ない、無人で長時間運
転が可能になる様な自動化が図られている。しかしなが
ら、多品種少量生産に対応する為には乗換工具用の予備
工具を大量に持つ必要があり、現実的には予備工具を多
く持つことができない為、機械の運転時間を少し延ばし
ているに過ぎない。従って、従来技術において長時間運
転する為には、大容量の工具マガジンを機械毎に具備す
る必要があるなど問題が多かった。

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本
発明の目的は、複数のＮＣ工作機械に共通な工具貯蔵庫
を有し、工具寿命や折損発生時に工具搬送すると共に、
ＮＣプログラム中で次工具指令する前に判定を行なうこ
とにより機械停止することなく、無人で長時間運転する
ことが可能なＮＧ装置における工具管理方式及びその装
置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、数値制御工作機械、工具搬送装置及び複数の
数値制御工作機械の工具を共通に貯蔵する工具貯蔵室か
ら構成され、数値制御装置が工具毎に工具寿命や工具折
損の管理を行なう場合の工具管理方式に関するものであ
り、本発明の上記目的は、前記工具寿命や工具折損発生
時、前記工具貯蔵室から新たな工具を供給し、寿命／折
損工具を返却すると共に、数値制御プログラムに次工具
判定指令を設けることにより、次工具指令を実行する前
に加工可能な工具が存在するか否かを判定し、もし無け
れば前記寿命／折損工具が新しい加工工具と交換される
まで待つようにすることによって達成される。

（作用） 本発明では、ＮＣ装置内で使用工具の使用実績の計数を
行なったり、折損の有無を判定することにより寿命や折
損が発生したかどうかをチェックする寿命／折損工具発
生判定部と、工具の寿命／折損が発生したときに供給工
具及び返却工具を決定し、工具貯蔵庫とＮＣ工作機械の
工具マガジンとの間で工具搬送及び工具交換を行なう工
具搬送指令部と、ＮＣ工作機械にＮＣ起動がかかりＮＣ
プログラムを実行する際、次工具が加工可能な工具かど
うかを判定する次工具判定部と、この次工具判定部で決
定されたフラグにより加工工具が有るか否かを判定する
加工工具有無判定部と、次工具指令（Ｔコード）により
該当の工具を工具マガジンより工具レディステーション
へ移動する次工具指令部と、工具交換指令（ＭＯＳ）に
より工具レディステーションの工具と主軸に装着されて
いる工具とを交換する工具交換指令部とから構成される
。

これにより、工具寿命や折損発生時に工具搬送すると共
に、ＮＣプログラム中に次工具指令する前に判定を行な
うことにより、工具寿命や工具折損が発生しても機械を
停止することなに長時間無人運転が可能であり、稼動率
を低下させることのないシステムを構築することができ
る。

（実施例） 本発明の実施例を第、１図に示して説明する。

ＮＣ装置内で使用工具の使用実績の計数を行なったり、
折損の有無を判定することにより寿命や折損が発生した
かどうかをチェックする寿命／折損工具発生判定部１と
、工具の寿命、折損が発生したときに供給工具及び返却
工具を決定し、工具貯蔵庫とＮＣ工作機械の工具マガジ
ンとの間で工具搬送、工具交換を行なう工具搬送指令部
２と、ＮＣ工作機械においてＮＣ起動がかかりＮＣプロ
グラムを実行する際、次工具が加工可能な工具かどうか
を判定する次工具判定部３と、この次工具判定部３で決
定されたフラグにより加工工具が存在するかどうかを判
定する加工工具有無判定部４と、次工具指令（Ｔコード
）により該当工具を工具マガジンより工具レディステー
ションへ移動する次工具指令部５と１．工具交換指令（
ＭＯＳ）により工具レディステーションの工具と主軸に
装着されている工具とを交換する工具交換指令部６とか
ら構成されている。

このような構成において、その動作を第２図のフローチ
ャートを参照して説明する。

ＮＧ工作機械にＮＧ起動がかかると　（ステップ５１）
　、ＮＣ装置はＮＣプログラムを解釈して指令コード（
Ｇ、Ｍ、Ｓ、Ｔ等）により制御を行なう。そして、工具
が主軸に装着されると（以下、これを加工工具と呼ぶ）
、工具の使用実績の計数を行なうが、計数の方法として
は時間やワーク個数などで行なう。工具毎にオペレータ
により設定値が予めセットしである為、その設定値と実
績値とを沈木。文、折損については、ある基準ブロック
に工具を当てるなどすることにより、設定値及び測定値
がある範囲以上であるかどうかを判定し、工具が折損し
たかどうかを決定する。この様な判定により工具寿命や
工具折損が認識されると　（ステップ５２）　、ＮＣ装
置は、工具貯蔵庫と工具マガジンとの間の工具搬送装置
及び工具交換装置により工具マガジンへ装着することを
統括管理するホストコンピュータに、工具寿命／折損が
発生して工具搬送が必要であることを通知する　（ステ
ップ５３）。

次に、寿命／折損になった工具が工具マガジンに戻され
たとき、現在加工工具（ＣＴＬ）として登録されている
工具を返却工具（ＲＴＬ）　として登録メモリに記憶す
る　（ステップ５４）。次に工具搬送が完了したか否か
を判定し　（ステップＳ５）、完了していなければ次の
処理へ入る。搬送が完了すれば新たに供給された工具を
予備工具（ＳＰＲ）　　として登録メモリに記憶する　
（ステップＳ６）。そして、ＮＣプログラムを実行中に
次工具判定指令がなされると　（ステップＳ７）、指令
工具が加工工具（ＣＴ１．）　（加工可能な工具）かど
うかを判定し　（ステップＳ８）、加工工具であればシ
ステム変数＝１　（加工可能フラグ）とする　（ステッ
プＳ９）。指令工具が加工工具（ＣＴＬ）でない場合は
予備工具（ＳＰＲ）が有るかどうかをチェックし　（ス
テップ５１０）、有ればシステム変数＝１とし　（ステ
ップ５ｌｌ）、無ければシステム変数−〇とする　（ス
テップ５１２）６次にシステム変数が°°１”であるか
否かをチェック、つまり加工可能な工具で有るかどうか
をチェックし　（ステップ５１３）、無なければ可能に
なるまで＜ｍ送完了するまで）待ち、有れば次工具番号
を引数にセットする　（ステップ５１４）。

一方、ＮＣプログラム実行中に次工具指令（Ｔコード）
が有れば　（ステップ５１５）、引数にセットされた工
具番号を指令し　（ステップ５１６）、工具マガジンか
ら工具レディステーションへ工具を移動する　（ステッ
プ５１７）。工具交換指令（ＭＯ６）が実行されると　
（ステップ５１８）、工具レディステーションの工具と
主軸に装着された工具との交換を行なう　（ステップ５
１９１゜そして、新たに主軸に装着された工具を加工工
具（ＣＴＬ）　として登録メモリに記憶する　（ステッ
プ５２０）。

この様な動作を加工完了（ＭＯ２，Ｍ２Ｏ）となるまで
繰返す　（ステップ５２１）。従って、次工具判定指令
及び工具寿命／折損の発生時に工具ステーションより工
具マガジンへ工具を供給することにより、機械停止のな
い長時間無人運転が可能となる。

次に、第３図のプログラム例及び第４図の工具寿命、折
損発生による工具状態の遷移を参照して、本発明を具体
的に説明する。

ＮＧ起動によりＮＣプログラムが実行されると、先ずＮ
Ｃプログラムを読込んで解釈を行なう。最初にシーケン
ス番号“Ｎ０ＯＩ”“に示されるブロックを読込んで解
釈することに−より次工具判定指令を実行する（処理■
）。この次工具判定指令は、引数に渡される次工具番号
の工具が加工工具（ＣＴＬ）又は予備工具（ＳＰＲ）の
どちらかが存在すれば、加工工具有無のシステム変数を
・”　！　”にして次のブロックへ進む。もし存在しな
ければ、つまり返却工具（ＲＴＬ）　Ｌ、かない場合は
加工工具有無のシステム変数を“０”として次のブロッ
クヘゴむ。シーケンス“Ｎ００２”では加工工具有無の
システム変数が“０”であるかどうかを判定しく処理■
）、もし”０”の場合、つまり返却工具（ＲＴＬ）　Ｌ
か存在しない場合はシーケンス゛’Ｎ０ＯＩ”へ戻り、
返却工具（ＲＴＬ）が工具貯蔵庫の新しい工具と交換さ
れるまでシーケンス゛Ｎ０ＯＩ”及び“Ｎ００２°”を
繰返し、加工工具有無のシステム変数が°１”になると
次のブロックへ進む。シーケンス″Ｎ０Ｏ３”ではＴコ
ードと上記処理■の引数にセットされた次工具番号とに
より、次工具指令が実行される（ｌＡ埋■）。

この指令により工具マガジンから指定された工具を工具
レディステーションへ移動し、次のブロックへ進む。シ
ーケンス゛’Ｎ０Ｏ４”のブロックは工具交換指令であ
り、工具レディステーションに有る工具と主軸に装着し
ている工具との交換を行なう。その際、新たに主軸に装
着された工具を加工工具（ＣＴＬ）　　として登録する
。

次に、第４図を参照して工具状態の遷移について説明す
る。

工具マガジンに装着されている工具のうち工具名Ａ、Ｂ
、Ｃは同一グループとし、現在工具Ａは加工工具（ｔｌ
：ＴＬ）であり、工具Ｂ及びＣは予備工具としてメモリ
に登録されているとする。先ず工具Ａ、Ｂ、Ｃに該当す
る工具番号が指令されると、加工工具（ＣＴＬ）として
登録されている工具Ａが選択されて加工を行なう。そし
て、加工中に寿命が発生すると、その工具が工具マガジ
ンに戻された時点に工具Ａは返却工具（ＲＴＬ）　　と
して登録されする。次に、工具Ａ、Ｂ、Ｃに該当する工
具番号が指令された場合、まだ工具Ａが搬送完了してぃ
ないときは工具状態は返却工具（ＲＴＬ）のままである
為、予備工具（ＳＰＲ）の工具Ｂが選択される。そして
、工具Ｂで加工を開始され工具Ｂは加工工具（ＣＴＬ）
　　として登録される。工具Ｂで加工中に工具Ａが搬送
完了すると、工具Ａは予備工具（Ｓｌ’Ｒ）として登録
される。次に工具Ｂで加工中に工具Ｂが工具寿命に達す
ると、同様に工具マガジンに戻された時点で返却工具（
ＲＴＬ）となる。次に、工具Ａ、Ｂ、Ｃに該当する工具
番号が指令されると、予備工具として登録された工具Ａ
が選択され、主軸に装着した時点で加工工具（ＣＴＬ）
に登録し直され工具Ａで加工を開始する。

（発明の効果） 上述のように本発明によれば、工具寿命や工具折損が発
生しても機械を停止することなく長時間無人運転が可能
であり、稼動率を低下させることのないシステムを構築
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置例を示すブロック図、第２図はそ
の動作例を示すフローチャート、第３図及び第４図はそ
の動作を説明するための図、第５図は従来装置の一例を
示すブロック図、第６図はその動作例を示すフローチャ
ートである。 １・・・寿命／折損工具発生判定部、２・・・工具搬送
指令部、３・・・次工具判定部、４・・・加工工具有無
判定部、５・・・次工具指令部、６．１３・・・工具交
換指令部、ＩＯ・・・次工具指令部、１１・・・寿命／
折損工具判定部、１２・・・予備工具有無判定部。 ＯＯＩ ＮＯ０２ ＮＯ０３ ＮＯ０４ ＮＯ０５ ＮＯ０６ ＯＯ７ く；ス工具判完指イト〉　・テ／ｅ＝ン欠工具醤号ＩＦ
Ｃカロエ工具虜Ｊ（シスラノＪ資数ＥＱＯ’Ｊ〜００ｆ
Ｔ△△（二欠工４−１指命） ＮＯ６（工具交１１方レト〕 くｚ欠工具判定１１ン〉　：デＩ数＝ン久工Ｊ４吾号Ｉ
ＦＣｊｔｒｔ工工具１焦シ久テムｆｉｌ（ＥＱ　Ｏ：ｌ
　Ｎ０Ｏ５Ｔ△△（ベニ異積＋） Ｏ３Ｏ Ｏ３１ 〜０３２ 〜０３３ ＮＯ６（工具交換物＋） くぢに工Ｊ豐１之４旨べ一〉　、テ１簀（＝七に工具番
号ＩＦ　ｒｊＪｒＪＸＩ具清旭シスｆＡ変敏ＥＱ　０）
ＮＯ３ｆＴ△△（次工具４しン〕 一〇 一〇 一■ 一■ 出順人代理人 安形雄三 Ｒｑ８ Ｎ’？Ｑｑ ％ ＮＯ２（プログラスエンド） 名　３　回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、数値制御工作機械、工具搬送装置及び複数の数値制
   御工作機械の工具を共通に貯蔵する工具貯蔵室から構成
   され、数値制御装置が工具毎に工具寿命や工具折損の管
   理を行なう場合の工具管理方式において、前記工具寿命
   や工具折損の発生時に前記工具貯蔵室から新たな工具を
   供給し、寿命／折損工具を返却すると共に、数値制御プ
   ログラムに次工具判定指令を設けることにより、次工具
   指令を実行する前に加工可能な工具が存在するか否かを
   判定し、もし無ければ前記寿命／折損工具が新しい加工
   工具と交換されるまで待つようにしたことを特徴とした
   数値制御装置における工具管理方式。 ２、使用工具の寿命や折損が発生したかを チェックする寿命／折損工具発生判定部と、前記使用工
   具に寿命／折損が発生したときに供給工具及び返却工具
   を決定し、工具貯蔵庫と数値制御工作機械の工具マガジ
   ンとの間で工具搬送及び工具交換を行なう工具搬送指令
   部と、前記数値制御工作機械がＮＣプログラムを実行す
   る際、次工具が加工可能な工具か否かを判定する次工具
   判定部と、前記判定により加工工具が存在するか否かを
   判定する加工工具有無判定部と、次工具指令により該当
   工具を前記工具マガジンより工具レディステーションへ
   移動する次工具指令部と、工具交換指令により前記工具
   レディステーションの工具と主軸に装着されている工具
   とを交換する工具交換指令部とを具備したことを特徴と
   する数値制御装置における工具管理装置。