JPH04223836A - 工具の交換方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マシニングセンタ等の
工具交換式の加工機械で工具の異常が発生した場合に適
用する工具の交換方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワークを加工ラインに沿って搬送し、該
加工ラインの途中に配設したマシニングセンタ等の加工
機械によって上記ワークの加工を行う加工システムが実
用されている。

【０００３】このような加工システムにおいて加工機械
の工具に異常を生じた場合、この異常工具を正常な工具
に交換しなければならない。そこで従来は、担当者が交
換用工具を加工機械まで運ぶとともに、異常工具を研磨
場所等まで持ち帰るようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】工具の異常が発生する
度に加工機械まで担当者が出向くことは面倒である。ま
た上記の方法は、上記加工システムを無人運転する場合
に適用不可である。そこで、加工機械への交換用工具の
搬送と、該加工機械からの異常工具の搬送とを行う搬送
手段を設置することも考えられる。しかし、かかる手段
は設備コストを大幅に増大させ、しかも上記搬送手段の
設置スペースを必要とするので、実用性に欠ける。

【０００５】本発明の目的は、かかる状況に鑑み、交換
用工具および異常工具の搬送を設備費用の大幅な増大を
伴うことなく非人為的に行うことができ、かつ加工ライ
ンを無人運転する場合に有効な工具の搬送方法を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ワークパレッ
トを搬送するコンベアの途中に工具交換式の加工機械を
配設した加工ラインに適用され、加工機械の工具に異常
を生じた場合に、交換用の工具を保持させた工具パレッ
トを上記コンベアを利用して上記加工機械まで搬送する
工程と、上記加工機械に所定の工具交換処理を実行させ
て、上記工具パレットに異常工具を保持させるとともに
上記交換用の工具を該加工機械にセットさせる工程と、
上記異常工具を保持させた工具パレットを上記コンベア
を利用して所定の場所まで搬送する工程とを実施してい
る。

【０００７】

【作用】交換用工具を保持させた工具パレットがワーク
パレット搬送用のコンベアで加工機械まで搬送される。 加工機械では、工具パレットに異常工具を保持させる処
理と交換用の工具を加工機械にセットさせる処理が実行
され、その後、異常工具を保持させた工具パレットが上
記コンベアで所定の場所まで搬送される。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。

【０００９】図１において、加工ライン１０は、コンベ
ア１１と、このコンベア１１に沿って所定間隔で配列設
置した工具交換式加工機械たるマシニングセンタ１２−
１、１２−２および１２−３と、これらのマシニングセ
ンタにそれぞれ接続されたプログラマブルコントローラ
１３−１、１３−２および１３−３とを備えている。な
お、以下においては、マシニングセンタよびプログラマ
ブルコントローラをそれぞれＭＣおよびＰＣと略称する
。

【００１０】コンベア１１は、ワークパレット搬入部１
１Ａと、工具パレット搬入部１１Ｂと、主搬送部１１Ｃ
と、ワークパレット搬出部１１Ｄと、工具パレット搬出
部１１Ｅと、工具パレット回送部１１Ｆと、ＭＣ１２，
１３間およびＭＣ１３，１４間にそれぞれ配設された待
避部１１Ｇおよび１１Ｈとから構成されている。

【００１１】ＭＣ１２−１、１２−２および１２−３は
、後述する工具パレット２０からの情報を受取るための
読取ヘッド１２１および工具の異常を検出する工具異常
検出手段１２２をそれぞれ備えている。また、図２に示
したように、ＭＣ１２（１２−１〜１２−３）は、工具
マガジン１２３を備えた自動工具交換装置１２４を有し
、主軸１２５に対する工具３０の交換は上記自動工具交
換装置１２４によって行われる。なお、図２に示すよう
に、上記読取ヘッド１２１はコンベア１１の側近に位置
されている。

【００１２】この実施例では、ＭＣ１２−１、１２−２
および１２−３で使用される各種の工具３０の実寸法（
工具径、工具長等）が順次ツールプリセッタ４０によっ
て計測され、その計測値を示すデータは工具３０の種類
を表すデータおよびその他のデータ（オフセット値、回
転数等）とともに工具仕様データとして入力部５０から
ＦＡコントローラ６０のメモリ６１に格納される。ツー
ルプリセッタ４０によって計測される工具３０には、一
連の工具番号が付されている。ＦＡコントローラ６０は
上記工具番号とこの工具番号に係る工具についての上記
工具仕様データとを対応させてメモリ６１に格納し、こ
れによってこのメモリ６１に工具ファイルが作成される
。なお、ツールプリセッタ４０では種類の同一な工具が
複数本計測され、これらの工具には上記工具ファイルに
おいて共通のグループ番号が付される。

【００１３】ところで、工具３０はその適所にＩＤカー
ド３１を付設してあり、このＩＤカード３１にはそれら
の工具３０についての工具番号、グループ番号および上
記工具仕様データが書込まれる。このＩＤカード３１へ
の書込みは、ツールプリセッタ４０に設けられた書込ヘ
ッド４１によって行なわれ、書込まれるデータはＦＡコ
ントローラ６０から与えられる。

【００１４】ツールプリセッタ４０による計測を終了し
た工具３０は、ツールストッカ７０の搬入ベース７１上
に載置された後、そのＩＤカード３１に記録されている
工具番号およびグループ番号が読取ヘッド７２によって
読取られる。ローダコントローラ７３は、読取られた工
具番号に対して保管場所番号を指定し、かつ該工具番号
と保管場所番号とを対応させて内蔵するメモリ７３ａに
格納する。なお上記保管場所番号は、上記グループ番号
の等しい工具が後述の保管庫７５内で集合配列するよう
に適宜設定される。一方、ローダコントローラ７３はロ
ーダ７４を作動させ、保管庫７５における上記保管場所
番号に該当した収納位置に工具３０を格納させる。工具
番号の読取を終了した工具３０は、上記のようにして保
管庫７５内に順次格納される。そして、全ての工具３０
の格納を終了した時点では、工具番号と保管場所番号と
の対応関係を示す保管ファイルがメモリ７３ａで作成さ
れる。

【００１５】図２に示したＭＣ１２の工具マガジン１２
３には、保管庫７５から取出された工具が挿着される。 ＭＣ１２で使用される工具の番号は、ＦＡコントローラ
６０に入力された後、ローダコントローラ７３に転送さ
れる。これに伴いローダコントローラ７３は、転送され
た工具番号に基づいて上記保管ファイル内から該工具番
号についてのデータを末梢する。

【００１６】ＭＣ１２−１によって加工されるワークは
、図示していないワークパレット上に置かれた状態でコ
ンベア１１のワーククパレット搬入部１１Ａにローディ
ングされ、該搬入部１１Ａおよび主搬送部１１Ｃを介し
てＭＣ１２−１まで搬送される。ＭＣ１２−１は、図示
していないパレット引込・払出手段によってワークをパ
レットごと加工位置まで引込み、該パレットをロックし
た後、ワークに所定の加工を施す。そして、ＭＣ１２−
１での加工を終了したワークは、上記パレット引込・払
出手段によって払出されたのち、ＭＣ１２−２およびＭ
Ｃ１２−３に順次供給されて所定の加工を施される。 そして加工を終えたワークは、主搬送部１１Ｃおよびワ
ークパレット搬出部１１Ｄによって搬出される。

【００１７】つぎに、ＭＣ１２に工具の異常が生じた場
合について説明する。ＭＣ１２において折損、磨耗等の
工具異常が発生した場合には、前記工具異常検出手段１
２２より工具異常信号が出力される。なお、工具異常検
出手段１２２は公知であるので詳しい説明を省略するが
、たとえばワークに対する工具３０の刃先の接触の有無
、主軸駆動モータを流れる負荷電流の値、加工回数等に
基づいて工具異常を検出する。

【００１８】工具異常検出手段１２２より出力された工
具異常信号は、ＰＣ１３に与えられる。ＰＣ１３は、工
具マガジン１２３に収容された各工具３０の工具番号を
該マガジン１２３のツールポット番号と対応づけてファ
イルしている。そして、工具異常信号を入力したＰＣ１
３は、異常工具の工具番号を示す信号、機械番号を示す
信号および工具交換要求信号をＦＡコントローラ６０に
与える。そこで、ＦＡコントローラ６０は、上記異常工
具の工具番号とメモリ６１内の工具ファイルの内容とに
基づいて、該工具ファイル内から異常工具と同一な種類
の工具を交換用工具として探し出し、その工具の番号を
指定する。

【００１９】ＦＡコントローラ６０で指定された交換用
工具の工具番号は、ローダコントローラ７１に転送され
る。該コントローラ７１では、前記メモリ７３ａ内の保
管ファイルに基づいて上記転送された工具番号の工具の
保管場所を認識し、その保管場所にある工具を保管庫７
５から取り出す指令をローダ７６に与える。これにより
ローダ７６が、上記異常工具と同一な種類の交換用工具
を保管庫７５から取り出し、コンベア１１の工具パレッ
ト搬入部１１Ｂ上で待機している前記工具パレット２０
にその交換用工具をセットする。なお、ローダコントロ
ーラ７１は、そのメモリ７３ａに格納されている保管フ
ァイル内から上記交換用工具についてのデータを末梢す
る処理も実行する。

【００２０】図３は、工具パレット２０の構成を例示し
ている。この工具パレット２０は。台部２１と、この台
部２１に立設した工具保持板２２と、台部２１の上面隅
部に取付けたメモリ２３とを備えている。工具保持板２
２は、両側部に複数の工具ホルダ２２ａを有し、左方の
ホルダ２２ａには上記ローダ７６によって上記交換用の
工具３０がセットされる。

【００２１】図１に示す工具パレット２０の待機位置に
は、メモリ２３に対向する態様で書込ヘッド８０が配設
されている。この書込ヘッド８０には、工具パレットを
示すデータ、加工機械番号を示すデータ（工具交換要求
信号を発したＭＣを特定するデータ）、上記交換用工具
の番号を示すデータ等がＦＡコントローラ６０から入力
され、その結果、これらのデータが工具パレット２０の
メモリ２３に書込まれる。

【００２２】工具交換のためにコンベア１１の工具パレ
ット搬入部１１Ｂが起動されると、該搬入部１１Ｂおよ
び主搬送部１１Ｃによって工具パレット２０が搬送され
、その際、主搬送部１１ＣはＭＣ１２の前方に設定され
た待機位置で一旦、工具パレットを停止させる。そして
、この待機位置では、ＭＣ１２の読取ヘッド１２１によ
って工具パレット２０のメモリ２３に記憶されているデ
ータが読取られ、このデータはＰＣ１３に加えられる。 ＰＣ１３は、読取ったデータに基づいて対応するＭＣ１
２に工具パレット２０を引込むべきか否かを判断する。 そして、工具パレット２０を引込むべきと判断した場合
には、前記パレット引込・払出手段を起動させて工具パ
レット２０をＭＣ１２上の所定の位置まで引込みかつロ
ックする。

【００２３】工具パレット２０を引込んだＭＣ１２に接
続されたＰＣ１３は、工具交換プログラムに基づいてＭ
Ｃ１２を以下のように制御する。すなわち、まず図２に
示した工具交換装置１２４を作動させて、工具マガジン
１２３内の異常工具を主軸１２５にセットさせ、ついで
主軸１２５が図３の軌跡１２６を描くようにコラム１２
７を移動させる。コラム１２７が上記のように移動され
た場合、工具パレット２０における右方のホルダ２２ａ
に異常工具３０が挿着され、かつ主軸１２５から抜出さ
れる。そして、工具パレット２０における左方のホルダ
２２ａにセットされている交換用工具３０が主軸１２５
に挿着される。

【００２４】ＰＣ１３は、上記コラム１２７の移動後に
工具交換装置１２４を作動させ、それまで異常工具が挿
着されていた工具マガジン１２３のツールポットに交換
用工具３０を装着させる。ついで、それ自身に内蔵され
た工具ファイル中の異常工具番号を交換用工具の番号に
書き換える。

【００２５】以上にようにして異常工具と交換用工具の
交換が終了すると、ＰＣ１３が上記パレット引込・払出
手段を作動させて工具パレット２０をコンベア１１の主
搬送部１１Ｃ上に払い出す。この払い出された工具パレ
ット２０は、その後、主搬送部１１Ｃと工具パレット搬
出部１１Ｂによって工具処理部９０まで搬送される。工
具処理部８０には、図示していない点滅ランプ等の警報
手段および工具パレット２０の到着を検出するセンサが
設置されており、ＦＡコントローラ６０はこのセンサの
検出信号に基づき上記警報手段をさせて工具パレット２
０の到着を作業者に知らせる。そこで作業者は、工具パ
レット２０から異常工具を取外し、その工具の異常が磨
耗の場合にはこれを研磨してツールプリセッタ４０に送
り、また該工具が折損の場合にはそれと同種の新規な工
具をプリセッタ４０に送る。異常工具が取外された工具
パレット２０は、作業者によって前記待機位置まで戻さ
れるか、もしくはコンベア１１の工具パレット回送部１
１Ｆを介して待機位置まで戻される。

【００２６】ところで、上記実施例においては、前記ワ
ークパレットがＭＣ１２−１の前方を通過している際に
、ＭＣ１２−２で工具折損等の緊急を要する事態が発生
することがある。そこで、この実施例では、かかる場合
にワークパレットを前記待避部１１Ｇに一時的に退避さ
せて、工具パレット２０を優先的にＭＣ１２−２まで搬
送させる処理を実行し、これによって工具交換の迅速化
を図っている。なお、ワークパレットがＭＣ１２−２の
前方を通過している際に、ＭＣ１２−３において上記の
事態が発生した場合にも、ワークパレットを前記待避部
１１Ｈに一時的に退避させている。

【００２７】また上記実施例では、ＭＣ１２に供給され
た交換用工具に係る前記ＩＤカード３１の記録データを
該ＭＣ１２に設けられた図示していない読取りヘッドに
よって読み出し、このデータに基づいてＮＣデータの補
正、たとえばオフセット量、寸法データ等の補正を行う
ようにしている。もちろん、この補正処理はＰＣ１３で
実行される。なお、上記ワークパレットおよび工具パレ
ット２０を搬送させるためのコンベア１１の制御は、上
記ＦＡコントローラ６０によって行われる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、工具の異常が発生する
度に加工機械まで担当者が出向くこという面倒な作業が
不要になるので、加工ラインを無人運転する場合に有効
である。また、ワークパレットを搬送するコンベアを利
用して工具パレットを搬送しているので、設備コストを
増大させないで実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例を示した概念図であ
る。

【図２】図２は、マシニングセンタの構成を概念的に示
した斜視図である。

【図３】図３は、工具パレットの構成と工具交換時にお
けるマシニングセンタのコラムの移動軌跡を例示した斜
視図である。

【符号の説明】

１０　　加工ライン １１　　コンベア １２−１〜１２−３　　マシニングセンタ１３−１〜１
３−３　　プログラマブルコントローラ２０　　工具パ
レット ２３　　メモリ ３０　　工具 ３１　　ＩＤカード ４０　　ツールプリセッタ ４１　　書込ヘッド ６０　　ＦＡコントローラ ６１　　メモリ ７０　　ツールストッカ ７２　　読取ヘッド ７３　　ローダコントローラ ７３ａ　　メモリ ７４　　ローダ ７５　　保管庫 ７６　　ローダ ８０　　書込ヘッド １２４　　工具マガジン １２１　　読取ヘッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークパレットを搬送するコンベアを備え
   、このコンベアの途中に工具交換式の加工機械を配設し
   た加工ラインに適用され、上記加工機械の工具に異常を
   生じた場合に、交換用の工具を保持させた工具パレット
   を上記コンベアを利用して上記加工機械まで搬送する工
   程と、上記加工機械に所定の工具交換処理を実行させて
   、上記工具パレットに異常工具を保持させるとともに上
   記交換用の工具を該加工機械にセットさせる工程と、上
   記異常工具を保持させた工具パレットを上記コンベアを
   利用して所定の場所まで搬送する工程とを含む工具の交
   換方法。