JPH0479779B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はマシニングセンタ等の工作機械に工具
を自動補充する工具補充方法に関する。

［従来の技術］ マシニングセンタを多数並設し、これらを付帯
設備とともにコンピユータにより総括制御する加
工設備（FMS）が最近数多く見られる。この加
工設備において多種多用な工作物を加工する場
合、各マシニングセンタに収納されている工具だ
けでは充分でないことがあり、その場合、各マシ
ニングセンタの自動工具交換装置において収納さ
れる工具本数を増やす必要がある。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、この工具本数を増やすと、工具交換
の際の呼出し時間が長くなる上、工具費用が増え
不経済であり、また、工具の探索や取付等の工具
管理が面倒になる。さらに、工具数を240本とか
360本というように大幅に増やすことは現実的に
不可能である。

そこで、各マシニングセンタの自動工具交換装
置とは別に複数の工具補充装置を必要な工具本数
に見合うだけ準備してこれらに所定数の工具を収
納し、必要に応じてこれら工具補充装置から各マ
シニングセンタの自動工具交換装置に工具を補充
することが考えられる。

このような方法を採ると、必要工具本数が増え
ても対応できるし、工具補充装置毎に工具を管理
することができ操業面からしても好都合である。
しかしながら、マシニングセンタに取付けられて
いる使用済みの工具と工具補充装置の工具とを無
人で交換する場合、機械的には大きな問題はない
が、操業上は、どのようなタイミングでどの工具
補充装置をどのマシニングセンタに割当てるか
を、加工スケジユールを配慮した上で作業者が決
定しなければならず、極めて面倒である。それ
に、仮に各マシニングセンタの優先度を勘案して
効果的なタイミングの工具補充指示のスケジユー
ルを加工スケジユール内に組込むことができたと
しても、加工スケジユール自体の変更があると、
その度に加工スケジユールの見直しを行い、工具
補充指示の調整を行わなければならない。この作
業はスケジユール担当者の作業範囲を超えてお
り、極めて面倒である。

本発明は、上記従来の問題点を解消して、極め
て効率よく工具の補充が行える上、工具の絶対本
数が少なくて済む工具補充方法を提供することを
目的とする。

［課題を解決する手段］ 上記のような課題を解決するために本発明は、 各自動工具交換装置に収納された工具を標準工
具と専用工具とに分類し、その専用工具と交換さ
れる補充工具を複数の工具補充装置に収納してパ
レツト貯蔵棚で入出庫管理するとともに、 加工スケジユールにしたがつて上記各工作機械
の専用工具と各工具補充装置の補充工具に対し、
工具交換の優先度を判別して優先順位を付し、こ
の優先順位に基づいて上記パレツト貯蔵棚から所
定の工具補充装置を呼出してその補充工具を所定
の工作機械の専用工具と交換して工作機械に工具
を自動補充するようにした工具補充方法におい
て、 上記専用工具が収納された部分が三つの工具グ
ループからなり、これら工具グループ及びこれら
工具グループの工具数に見合う補充工具数の各工
具グループに対して、コンピユータのデータ処理
により、加工の進行ごとに優先順位を更新しなが
ら以下の〜の順序で補充の要否を判定して、
工具の補充を行うことを特徴とする。

工具ごとに設けられてその状況を示す工具フ
アイル、加工品ごとに設けた加工スケジユール
データフアイル及び各工作機械ごとにそのスケ
ジユールを示すＭ／Ｃスケジユールフアイルか
ら補充工具フアイルを作成して、Ｍ／Ｃスケジ
ユールの加工順番にしたがつて各工作機械毎に
各工具グループに１から順に特定数までの優先
コードを付すとともに、前記自動工具交換装置
に収納された（以下、この状態を機械セツトの
状態と称す）工具グループのうち、前記特定数
までの優先コードが付された工具グループ以外
の工具グループには該特定数より低い優先コー
ドを付す。

前記特定数までの優先コードを付した工具グ
ループが各Ｍ／Ｃスケジユール内又はＭ／Ｃス
ケジユール間で重複している場合は、機械セツ
トの状態の工具グループを選択し、いずれも機
械セツトの状態でないときは、それぞれ優先コ
ードの高い方を選択し、優先コードも同一の場
合は工作機械に付した番号によつていずれかを
選択するとともに、機械セツトの状態の優先コ
ードが２より低く、重複している他のＭ／Ｃス
ケジユールにおける優先コードが３より高い場
合は、機械セツトの状態にある工具グループに
前記各優先コードよりも高い優先コードを付し
直す。

各Ｍ／Ｃスケジユール毎に、加工順番になつ
て引き当てされている工具グループを除き、他
の工具グループのうち、機械セツトの状態のも
のを専用工具欄、その他の機械セツトの状態に
ないものを補充工具欄に配した工具補充判定テ
ーブルを作成する。

上記工具補充判定テーブルにおいて専用工具
欄の工具グループの優先コードの合計が８以上
で補充工具欄の工具グループの優先コードに１
〜４がある場合は補充要、それ以外は補充不要
と判定する。

工具補充要と判定された場合に、専用工具欄
の最も優先コードの低い工具グループと、補充
工具欄の最も優先コードの高い工具グループと
を交換する。

また、専用工具が収納された部分が二つの工具
グループからなる場合は、上記工具補充判定テー
ブルにおいて専用工具欄の工具グループの優先コ
ードの合計が２以上で補充工具欄の工具グループ
の優先コードに１がある場合は補充要、それ以外
は補充不要と判定する。

また、専用工具が収納された部分が一つの工具
グループからなる場合は、上記工具補充判定テー
ブルにおいて専用工具欄の工具グループの優先コ
ードの合計が４以上で補充工具欄の工具グループ
の優先コードに１又は２がある場合は補充要、そ
れ以外は補充不要と判定することを特徴とするも
のである。

［作用］ 本発明の補充方法によると、加工スケジユール
に合わせた優先コードを各工作機械相互間で調整
しつつ各工具グループに付し、その工具グループ
を各工作機械毎に専用工具と補充工具とに分け
て、両者の優先コードの数によつて補充の要否を
判定しており、数値のみを基準とした単純な判定
となる。そして、グループ数が変わつたり、グル
ープ数の異なる工作機械が混在した場合でも、そ
の数値を変えるだけで同じ判定方法が可能であ
る。

［実施例］ 以下本発明を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の方法が適用される加工設備
の一例を示すもので、複数台のマシニングセンタ
MCを中心にパレツト貯蔵棚Ｐや工具ステーシヨ
ンＳ等が並設され、各装置間には無人搬送車Ｃが
走行するようになつている。また、第２図は上記
マシニングセンタMCを示すもので、工具マガジ
ン１と工具チエンジヤ２とから成る自動工具交換
装置ATCを備え、工具チエンジヤ２により、工
具マガジン１から工具３を取出してこれを主軸４
に装着し、また、主軸４から工具３を取外して工
具マガジン１に戻すことができるようになつてい
る。そして、このマシニングセンタMCのロータ
リテーブルＲの前に自動パレツト交換装置APC
が配設されており、無人搬送車Ｃによつて運ばれ
てきたワークパレツトＷまたは工具パレツトＴ
を、自動パレツト交換装置APCを通じてロータ
リテーブルＲの上に送込むことができるようにな
つている。

さらに、第３図および第４図は上記無人搬送車
Ｃによつて運ばれる工具パレツトＴに搭載される
工具補充装置５を示すもので、一対のマガジン
６，７を胴体８により一体に結合して成り、工具
パレツトＴに固定した一対のフレームＦ１，Ｆ２
の上端部に設けた一対の軸受け９，１０に支持さ
れた中心軸１１に、ストツパリング１２を介して
固定され、この中心軸１１とともに軸方向に移動
自在に、かつ周方向に回転自在に設けられてい
る。

本発明にあつては、まず、各マシニングセンタ
MCの自動工具交換装置ATCに収納される90本の
工具３を、工具マガジン１のポツト位置におい
て、第５図に示すように、全ての工作物に対して
通常使用される42本の標準工具３Ａと、各工作物
に専用に使用される48本の専用工具３Ｂとに分
け、さらにこの48本の専用工具３Ｂを16本ずつの
３つの工具グループに分ける。そして、この専用
工具３Ｂの工具グループのみを工具交換の対象と
する。また、上記標準工具３Ａも工具管理の便宜
上16本２グループと10本１グループの３つの工具
グループに分けておく。

次いで、上記専用工具３Ｂの各工具グループと
交換されてマシニングセンタMCの自動工具交換
装置ATCに補充される補充工具３Ｃを、工具ス
テーシヨンＳにおいて、複数の工具補充装置５に
装着するとともに、この各工具補充装置５を工具
パレツトＴ上にそれぞれ搭載して無人搬送車Ｃで
パレツト貯蔵棚Ｐに貯蔵する。この場合、各工具
補充装置５には、それぞれのマガジン６，７に８
本ずつで計16本の１工具グループの補充工具３Ｃ
が工具保持機構１４に保持されて収納される。

そして、加工設備全体を総括制御するコンピユ
ータにより、上記各マシニングセンタMCの自動
工具交換装置ATC上の専用工具３Ｂおよび工具
補充装置５の補充工具３Ｃに対し、各工具グルー
プ単位で工具交換の優先度を判別して優先順位を
付け、その優先順位を基に、交換をする補充工具
３Ｃと専用工具３Ｂの各工具グループを選択する
とともに、この選択した補充工具３Ｃが収納され
た工具補充装置５の工具パレツトＴをパレツト貯
蔵棚Ｐから呼出し、これを上記選択した専用工具
３Ｂが取付けられたマシニングセンタMCまで無
人搬送車Ｃで搬送する。このとき、マシニングセ
ンタMCが加工中である時は、加工が終るまで工
具パレツトＴは自動パレツト交換装置APCの上
で待機する。

マシニングセンタMCによる加工が終了する
と、工具パレツトＴはマシニングセンタMCのロ
ータリーテーブルＲ上に移されて後、例えばマガ
ジン６側を主軸４に向け、かつ主軸４の中心に工
具補充装置５の中心をマシニングセンタ制御軸の
Ｙ軸の移動平面（主軸４の垂直移動平面）に一致
させられる。また、上記に並行して、主軸４にく
わえられた使用済みの専用工具３Ｂは工具チエン
ジヤ２の作用で工具マガジン１に移される。

上記のようにして工具パレツトＴがロータリテ
ーブルＲ上に移されると、主軸４がＹ軸に沿つて
下降して主軸４の中心と工具補充装置５の最上位
置の補充工具３Ｃの中心とが一致したところで停
止して、主軸４内のチヤツクが開状態となる。し
かる後主軸４はＺ軸に沿つて前進し、マガジン６
の最上位の工具保持機構１４に保持された補充工
具３Ｃをつかむ。補充工具３Ｃをつかんだ主軸４
はそのままＹ軸に沿つて上昇して通常の自動工具
交換位置につくが、この時工具保持機構１４の爪
２０，２０は挟みバネ２１を圧縮し枢軸１９を中
心に開いて補充工具３Ｃを離脱させる。これが済
むと工具チエンジヤ２が作動して、上記で主軸４
にくわえられて工具補充装置５から取出された補
充工具３Ｃを工具マガジン１に装着させ、また、
工具マガジン１に装着されている使用済みの専用
工具３Ｂを取出して主軸４にくわえさせる。

このようにして工具チエンジヤ２から使用済み
の専用工具３Ｂを受けた主軸４は、上記で補充工
具３Ｃを抜き取られたマガジン６の空の工具保持
機構１４の真上にＺ軸に沿つて前進移動した後、
そのままＹ軸に沿つて下降して上記工具３Ｂを爪
２０，２０の間に押入れ、保持溝３ａに突条２０
ａを嵌入させて工具保持機構１４に上記工具３Ｂ
を保持させる。上記工具３Ｂを工具保持機構１４
に保持させ終わると、それまで周方向の回転を止
められていた主軸４は、そのロツクを解除され
て、工具保持機構１４に挿入した上記工具３Ｂを
主軸内のチヤツクで保持したまま、第３図で左方
にＺ軸に沿つて後進し、工具補充装置５を押圧固
定バネ２５の弾力に抗し中心軸１１の方向に移動
させて固定ピン２６を固定孔２７ａから引抜き、
工具補充装置５の周方向の回転を自由にする。そ
して、Ｙ軸に沿つて下に動きながらＸ軸に沿つて
横に動いて工具補充装置５を中心軸１１を中心に
45度回転させ、次の補充工具３Ｃを取外し位置に
割出す。次の補充工具３Ｃを取外し位置につける
と、主軸４はＺ軸に沿つて前進し固定ピン２６を
固定孔２７ａに挿入し、工具補充装置５の周方向
の自由回転を止める。その後、主軸４は主軸内の
チヤツクをアンクランプしてＺ軸に沿つて後退す
る。

上記で１本の工具補充が終了するが、この作動
が繰返されて１工具グループの工具補充がなされ
る。なお、マガジン７側の補充工具３Ｃを補充す
る場合は、ロータリーテーブルＲを180度旋回さ
せてマガジン７を主軸４に向けて行う。ただしこ
の場合は、主軸４を前進させて固定孔２７ａから
固定ピン２６を引抜く。

次に、上記コンピユータによりなす補充工具３
Ｃと専用工具３Ｂの各工具グループの選択の方法
について述べると、まず、コンピユータの記憶装
置に工具データフアイル、加工スケジユールデー
タフアイル、Ｍ／Ｃスケジユールを登録し、これ
らを基に補充工具フアイルを作成する。

上記工具データフアイルは、第６図に示すよう
に、各マシニングセンタMCの自動工具交換装置
ATC上の専用工具３Ｂおよびパレツト貯蔵棚Ｐ
の各工具補充装置５の補充工具３Ｃ等の各工具３
に対して個々に工具番号n1、…を付し、これら
を工具グループ別に該当位置番号ＰNo.に対応させ
て並べたもので、各工具グループに付した工具グ
ループ番号ＧNo.により参照される。なお、ここ
で、対応する位置番号ＰNo.に工具がない場合は
“空き”とされ、したがつて各工具グループは工
具数が16本に満たなくてもかまわない。自動工具
交換装置ATC上の標準工具３Ａは原則として交
換、補充の対象としない。

また、上記加工スケジユールデータフアイルに
は、第７図に示すように、加工品ごとに加工のス
ケジユール番号ＳNo.が決められ、このスケジユー
ル番号ＳNo.ごとに、共通部（ワークの名前等工程
に直接関係のないデータ）と、加工の工程数に応
じた数の工程データ部が設定され、どのマシニン
グセンタMCで加工を行うかの機械コード（各マ
シニングセンタMCに付された機械番号）やNC
加工プログラムのテープ番号、工具グループ番号
ＧNo.等が登録される。

さらに、上記Ｍ／Ｃスケジユールは、上記加工
スケジユールデータフアイルではスケジユール番
号ＳNo.別に各種情報が登録されることから、スケ
ジユールのメインテナンスや各マシニングセンタ
MCの加工順序が指示できないので、上記加工ス
ケジユールデータフアイルを各マシニングセンタ
MC別に加工順序にしたがつて登録し直したもの
であり、第８図に示すように、マシニングセンタ
MC別に、スケジユール運転引当フラグ、スケジ
ユール番号ＳNo.工具グループ番号ＧNo.がフアイル
される。

第８図で、スケジユール番号ＳNo.はロツトの単
位を表している（各ロツトには第１５図に示すよ
うに同じ加工が施される複数個のワークがある）。
マシニングセンタでのワークの加工は、マシニン
グセンタ毎にこのＭ／Ｃスケジユールに基づいて
行われ、このスケジユールでは、第１５図を例に
とると、まずロツトＡが加工のために選択され、
その最初のワーク１を乗せたパレツトをパレツト
貯蔵棚Ｐから出し、無人搬送車でマシニングセン
タMCの自動パレツト交換装置APCへ運ばれる。
そして、それがマシニングセンタMCのテーブル
上に送りこまれ、加工指示により加工が開始され
る。また、一つ前に加工されたワークの乗つたパ
レツトは、マシニングセンタMCの自動パレツト
交換装置APCから無人搬送車で運び出され、パ
レツト貯蔵棚Ｐへ格納される。その後、ワーク２
を乗せたパレツトがマシニングセンタMCの自動
パレツト交換装置APCへ運ばれて、順次連続し
て加工が進められる。ワーク３の加工指示がなさ
れると、新たなロツトＢが選択され、そのワーク
１を乗せたパレツトが運ばれて加工されることに
なる。

新たなロツトが選択されたとき、そのスケジユ
ール番号ＳNo.のスケジユール運転引当フラグを
“１”とする。それまでは“０”となつている。
つまり、加工順番になつたスケジユールに対して
番号“１”が設定され、加工順番にまだならない
スケジユールに対して番号“０”が設定されるも
のである。また、そのスケジユールの最終ワーク
の加工が終了しても、該ワークが最終的にパレツ
ト貯蔵棚Ｐに格納されるまでそのスケジユールは
完了したとは解釈されず、このスケジユール運転
引当フラグも“１”のままとなる。このスケジユ
ール運転引当フラグは、工具補充の判定とは直接
には関係しないが、ワークが加工中のものである
ことを識別するためのものであり、このフラグに
よつて次に加工するワークがどれであるかを識別
することができる。つまり、第１５図のロツトＡ
の最終ワークであるワーク３の加工が終了して、
次のロツトＢが選択されると、ロツトＡのワーク
３がパレツト貯蔵棚Ｐに格納されるまでの間は、
該ロツトＡのワーク３とロツトＢのワーク１とも
が“１”の状態となる。そして、このスケジユー
ル運転引当フラグが“１”となつている最終のス
ケジユール順番のスケジユール番号ＳNo.が次に加
工するワークであることを示している。

また、上記Ｍ／Ｃスケジユール等を基に作成さ
れる上記補充工具フアイルには、第９図に示すよ
うに、工具グループ番号ＧNo.、機械コード、優先
コード、作業マーク、ドラム位置の各情報が登録
される。

ここで、機械コードには各マシニングセンタ
MCに付された機械番号が充当されるが、補充工
具フアイル上のデータとしては、各マシニングセ
ンタMCに対応するＭ／Ｃスケジユールの中の加
工順番にしたがつて、自動工具交換装置ATC上
の工具グループあるいはパレツト貯蔵棚Ｐにある
が加工順番になり引当てされている工具グループ
に対してのみその機械番号がセツトされ、どのマ
シニングセンタMCも引当てされていない工具グ
ループには“０”がセツトされる。

一方、上記優先コードは基本的には各Ｍ／Ｃス
ケジユール別に各工具グループに“１”から
“７”までの優先順位を付したものである。この
数値をいくらまでにするかは任意であるが、専用
工具の三つの工具グループに対して補充の要否を
判定する場合には、７までで十分である。そし
て、マシニングセンタMCの自動工具交換装置
ATC上に収納された工具グループで上記“１”
から“７”までの優先順位に該当しない工具グル
ープに対しては優先コードとして“８”が付さ
れ、また、上記のいずれにも該当しないパレツト
貯蔵棚Ｐにある工具グループに対しては“０”が
付される。

さらに、上記作業マークは、工具グループが、
加工順番になり引当てされ、パレツト貯蔵棚Ｐに
格納されている状態からマシニングセンタMCの
自動工具交換装置ATCに収納されるまでの間は
“１”が、また、自動工具交換装置ATCに収納さ
れている状態からパレツト貯蔵棚Ｐへ格納される
までの間は“２”がそれぞれセツトされる。これ
以外のまだ加工順番に引当てされずに移動中でな
い時は“０”がセツトされる。この作業マーク
は、“０”のときは通常の優先コードが付される
が、“１”または“２”のときは後述するように
特殊な優先コードが付される。

また、上記ドラム位置は自動工具交換装置
ATCの工具マガジン１の各ポツト位置に対して
付した番号で、第５図のように、ポツト位置４３
〜５８に対して“１”が、ポツト位置５９〜７４
に対して“２”が、また、ポツト位置７５〜９０
に対しては、“３”がそれぞれ付され、これ以外
の自動工具交換装置ATC上にない工具グループ
には“０”がセツトされる。

そして、上記のような情報に基づいて各工具グ
ループの優先順位付けを行つていく。すなわち各
Ｍ／Ｃスケジユール上の工具グループ番号ＧNo.に
対して、第１０図ａに示すように、順に１から７
までの優先コードを付していく。すると、例えば
第１１図ａの上部に示すような優先順位付けがな
される。

ここで、条件整理として、各Ｍ／Ｃスケジユー
ル内で工具グループ番号ＧNo.が重複している時
は、優先コードの高い方を選択する（例えば第１
１図ａにおいてＭ／Ｃスケジユールが“MC1”
の工具グループ番号“10”に対して優先コードは
“１”、“５”、“６”の３通り付されているが、こ
の中から最も高い優先コード“１”を選択する）。
また、全Ｍ／Ｃスケジユールを対象としてＭ／Ｃ
スケジユール間で工具グループ番号ＧNo.が重複し
ている時はやはり優先コードの高い方を選択する
（例えば、第１１図ａにおいて、Ｍ／Ｃスケジユ
ール“MC2”と“MC3”の重複した工具グルー
プ番号“27”に優先コード“１”と“４”がそれ
ぞれ付されているが、優先コードの高い“１”を
選ぶ。）。さらに、Ｍ／Ｃスケジユール間の重複し
た工具グループ番号ＧNo.に対して優先コードも重
複している場合は、機械コードが若い方を選ぶ
（例えば第１１図ａにおいて、Ｍ／Ｃスケジユー
ル“MC2”の工具グループ番号“33”とＭ／Ｃ
スケジユール“MC3”の工具グループ番号“33”
に対していずれも優先コード“３”が付されてい
るが、この場合、機械コードの若い“MC2”の
方を選択する。）。

また、ここで、マシニングセンタMCの自動工
具交換装置ATCの工具マガジン１に収納される
工具グループの工具グループ番号ＧNo.は補充工具
フアイルのドラム位置により識別されるが、ドラ
ム位置が“０”以外の時には次のような処理をす
る。つまりマシニングセンタMCの自動工具交換
装置ATC上に収納されている工具グループで、
そのＭ／Ｃスケジユールの優先コードが“１”か
ら“７”までに該当しないものに対しては、前述
のように、優先コードを“８”とする。優先コー
ド“８”が付された工具グループは使用済みの工
具グループを認識され、いつでも工具交換の対象
として扱うことができる。また、第１２図に示す
ように、優先コードが後でも（優先コード“８”
を除く）自動工具交換装置ATC上に収納されて
いれば（以下この状態を機械セツトを称す）その
工具グループは、自動工具交換装置ATCに収納
されていない優先コードの高い工具グループより
も優先されて選択される。つまり、優先コードは
後なので緊急性はないが、先に取り外すことを示
すためにとりあえず選択しておく。

なお、前記優先コードは、スケジユールによる
加工が進めば更新されるもので、例えば第１０図
ａ、第１１図ａのMC１の優先コードは、第１０
図ｂ、第１１図ｂとなり、上記と同様にして優先
順位付けが行われる。

そして、加工の進行により第１３図に示すよう
に、機械セツトの状態にある工具グループの優先
コードが“２”よりも低く（すなわち“３”、
“４”、“５”…）、他のＭ／Ｃスケジユールの工具
グループの優先コードが“３”よりも高い場合は
（すなわち“１”、“２”の場合は）、緊急度が高く
なつてきたので、機械セツトの状態にある工具グ
ループの優先コードを“９”とする。この優先コ
ード“９”が付された工具グループは「最優先で
取り外す」ことを意味する。これにより、機械セ
ツトの状態にある工具グループを優先的に外して
他のＭ／Ｃスケジユールで先に使用し、その後に
その工具グループを使用することが可能となる。

上記のようにして各工具グループに対して優先
順位付けを行うことにより、例えば第１４図に示
すような工具判定テーブルが作成できる。この工
具判定テーブルに基づいて上記補充工具フアイル
に機械コードを優先コードを付与していき、補充
工具フアイルを作成する。ここで、補充工具フア
イル中の作業マークおよびドラム位置スケジユー
はフアイル運転管理においてメインテナンスされ
るので、上記工具判定テーブルによるメインテナ
ンス対象とはならない。

また、上記優先順位付けを行うタイミングとし
ては、優先順位の判定時、各工具グループの登録
もしくは削除をなす時、または、作業中の３通り
がある。

これについて説明すると、まず第１の優先順位
の判定時として具体的には、作業者によりいずれ
かのＭ／Ｃスケジユールの登録、訂正、削除等が
行われた時、ロツトの先頭から始るスケジユール
運転の開始時、あるいは、第１５図のように、ロ
ツトの最後のワークの加工指示をした後等の加工
ロツト決定時、または、工具交換を目的とする加
工終了信号が入力されて工具データフアイルの機
械セツト状態の工具グループを入替え処理した時
があげられる。

ここで、加工ロツトの決定は、第１５図に示す
ように、ロツトの最後のワーク（第１５図では
ロツトＡのワーク３）の一つ前のワーク（ワーク
２）の加工が終了した後、その次のワークであ
るワーク３に対して加工指示を行い、その後、
次に加工すべきロツトを決定することになる。

次いで各工具グループの登録もしくは削除の時
とは、工具室からの指令に基づいて工具ステーシ
ヨンＳにおいて各工具補充装置５に補充工具３Ｃ
を取付けてその工具グループを登録した時あるい
はパレツト貯蔵棚Ｐから工具補充装置５を搬出し
てその工具グループを削除した時である。

また、最後の作業中とは、スケジユール運転の
途中で工具補充が必要と自動判断された時であ
る。この場合は、補充工具フアイル中の互いに交
換すべき工具グループのうち機械セツトの状態に
あるものには作業マーク“２”を付し、機械セツ
ト以外の状態のものには作業マーク“１”を付
す。また、実際に工具交換が行われて使用済みの
専用工具３Ｂの工具グループがパレツト貯蔵棚Ｐ
へ格納された時には作業マークを“０”にし、そ
の後に優先コードの判定を行い、優先順位付けを
行う。つまり、作業マーク“１”は、これから自
動工具交換装置ATCの専用工具欄へ収納する工
具グループであり、作業マーク“２”は専用工具
欄から取り出す工具グループを示す。また、パレ
ツト貯蔵棚に格納時に作業マークを“０”にする
のは、パレツト貯蔵棚Ｐへ格納された上記工具グ
ループが他のＭ／Ｃスケジユールへ引当てされる
こともあるからである。

上記３通りのタイミングのいずれかに該当した
時に優先順位付けを行い、工具補充の必要性を判
定し、必要ならば工具補充を実施される。すなわ
ちＭ／Ｃスケジユールの加工順番に工具グループ
番号ＧNo.で上記補充工具フアイルを参照して補充
工具３Ｃの工具グループと専用工具３Ｂの工具グ
ループを次のような手順で１グループずつ選択す
る。

まず、作業マークが“１”と“２”の場合は、
例えば第１６図に示すように、後述する工具補充
判定テーブルから補充要と判定されても、交換動
作中の工具グループが次の交換対象グループ（次
の判定時の交換対象）とならないようにするた
め、機械セツトの状態にある工具グループ（専用
工具欄に取り出される）の優先コードを“０”と
し、機械セツトの状態にない工具グループ（補充
工具欄に取り出される）の優先コードを“10”と
して区別する。つまり、後述の工具補充判定テー
ブルでは、優先コード“10”の工具グループは、
補充工具欄に配されるが、優先コードが低いの
で、交換の対象とはならないことになる。

そして、優先コードが“０”以外でドラム位置
が“０”の工具グループを取出して補充工具欄
に、また、優先コードが同じく“０”以外でドラ
ム位置が“０”以外の工具グループを取出して専
用工具欄にそれぞれ配して工具補充判定テーブル
を作成する。この工具補充判定テーブルにより工
具補充の要否の判定を行う。専用工具欄の各工具
グループの優先コードの合計が“８”以上でかつ
補充工具欄の優先コードが“１”から“４”の工
具グループがある場合に工具補充要とし、それ以
外の場合に工具補充不要と判定する。

すなわち、補充工具欄に優先コード“１”又は
“２”の工具グループがある場合は、これらの工
具グループは次の加工、もしくはその次の加工で
使用するものであるのに対して、専用工具欄には
これらよりも優先順位の低い工具グループがある
ことになるから、補充が必要であり、この場合、
専用工具欄の優先コードの三つの合計は必ず
“８”以上となる。また、補充工具欄に優先コー
ド“３”又は“４”の工具グループがあるとき
に、専用工具欄にこれより優先順位の低い優先コ
ード“５”以上の工具グループがある場合も、補
充が必要であり、この場合も専用工具欄の優先コ
ードの三つの合計は必ず“８”以上となる。補充
工具欄の優先コードがいずれも“５”以下の場合
には、すぐに補充しなくても優先コードが更新さ
れるのを待つて上記の条件になつてから補充をす
ればよい。

そして、補充要と判定した場合は、専用工具欄
の中から最も優先コードの低い工具グループを選
び、補充工具欄の中から最も優先コードの高い工
具グループを選ぶ。そして選択された２つの工具
グループの交換を行うことと判定する。

第１７図は上記工具グループの選択手順を例示
するもので、ケース“１”の場合は専用工具欄の
工具グループの優先コードの合計が“７”なので
補充されるべき工具グループはない。これに対し
て、ケース“２”の場合は工具グループ番号
“58”と“59”の各工具グループの交換が、ケー
ス“３”の場合は工具グループ番号“62”と
“64”の各工具グループの交換がそれぞれ必要と
判定される。さらに、ケース“４”では補充工具
欄の工具グループの優先コードが５以上なので工
具補充は不要と判定される。

なお、以上のようにして補充要と判定されて工
具を補充する場合、この補充工具はワークと同様
パレツトに搭載されて、パレツト貯蔵棚Ｐにおい
てワークのパレツトが交換される間に運搬される
ことになるが、補充要と判定された場合には、そ
の工具のパレツトをワークのパレツトに優先して
運搬する。すなわち、特定の加工スケジユールの
ワークが加工中であつて、次の加工順番のワーク
が引き当てされているとき、あるいは新たなワー
クを選択して引き当てした後であつても、工具補
充要と判定されているか否かを確認して、補充要
と判定されている場合には、その補充工具を搭載
した工具パレツトを選択して運搬し、工具補充要
となつていないときに、ワークパレツトを選択し
て運搬するのである。

ところで、上記において、各工具グループを構
成する工具本数は16本としたが、これは各工具補
充装置５に収納できる工具本数が16本であるから
であり、工具補充装置５の型式によつては10本あ
るいは12本等を１工具グループとして扱うことに
なる。また、マシニングセンタMCの自動工具交
換装置ATCにおける標準工具３Ａと専用工具３
Ｂの分類数も自動工具交換装置ATCの工具保有
本数に応じて異なるとともに、その際の専用工具
３Ｂの工具グループ数も３グループではなく１グ
ループあるいは２グループといつた具合に異なる
ことがある。

上記専用工具３Ｂの工具グループ数が３グルー
プでない場合は、Ｍ／Ｃスケジユール単位に該当
マシニングセンタMCの機種区分等の情報を拾
い、次のような特別の処理をする。すなわち、専
用工具３Ｂの工具グループ数が１グループの場合
は、第１８図に示すように補充工具欄の各工具グ
ループの優先コードが“１”の時のみ工具補充を
行う。この場合は、専用工具欄の優先コードの合
計は“２”以上となる。したがつて、専用工具欄
の各工具グループの優先コードの合計が“２”以
上で、かつ補充工具欄に優先コード“１”の工具
グループがある場合に工具補充要とし、それ以外
は工具補充不要と判定する。

また、専用工具３Ｂの工具グループ数が２グル
ープの場合は、第１９図に示すように、補充工具
欄の各工具グループの優先コードが“１”あるい
は“２”の場合のみこれを選択して工具補充を行
う。この場合には、専用工具欄の優先コードの合
計は“４”以上となる。したがつて、専用工具欄
の各工具グループの優先コードの合計が“４”以
上で、かつ補充工具欄に優先コード“１”又は
“２”の工具グループがある場合に工具補充要と
し、それ以外は工具補充不要と判定する。第１９
図のケース３で優先コード２がないのは、他のマ
シニングセンタMCの優先コードが２以上である
か、他のマシニングセンタMCにセツトされてい
る場合等である。この工具補充判定テーブルは各
マシニングセンタMC毎に作成され、ここでは、
ある１つのマシニングセンタMCの例を挙げて４
つの場合を表しているものである。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の方法にあつては、数値
のみを基準とした単純な判定方法であるから、迅
速に補充の要否を判定し得て、工具補充を極めて
効率的なタイミングで行うことができ、工具補充
の時間を短縮できる。そして、その数値を変える
だけで、工具グループ数等の異なる種々のシステ
ムに対応することができる。しかも、工具の絶対
本数が少なくて済み、工具補充装置を簡略に扱う
ことができる。また、加工設備を長時間連続して
無人運転することができる上、工具補充装置を収
納管理するパレツト貯蔵棚をワーク貯蔵用のもの
と共用すれば設備費を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を適用する加工設備の一
例を示す平面略図、第２図は同マシニングセンタ
の平面略図、第３図は工具補充装置の一例を示す
断面図、第４図は工具保持機構の断面図である。
また、第５図ないし第１９図は本発明の方法を説
明するためのもので、第５図は工具の分類説明
図、第６図は工具データフアイル、第７図は加工
スケジユールデータフアイル、第８図はＭ／Ｃス
ケジユール、第９図は補充工具フアイル、第１０
図ないし第１３図は優先順位付けの説明図、第１
４図は工具判定テーブル、第１５図は加工ロツト
の決定タイミングの説明図、第１６図は工具補充
判定時の例外処理説明図、第１７図ないし第１９
図は工具補充判定テーブルである。 MC……マシニングセンタ、Ｐ……パレツト貯
蔵棚、ATC……自動工具交換装置、３……工具、
４……主軸、５……工具補充装置、６……マガジ
ン、７……マガジン、１４……工具保持機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自動工具交換装置を有する複数の工作機械
   と、この工作機械に付設された自動パレツト交換
   装置と、上記工作機械に自動するパレツト交換装
   置を介してパレツトを供給する搬送車と、これら
   パレツトを収容するパレツト貯蔵棚と、パレツト
   上に搭載されて補充工具を収容する複数の工具補
   充装置とを具備する工作装置において、 各自動工具交換装置に収納された工具を標準工
   具と専用工具とに分類し、その専用工具と交換さ
   れる補充工具を複数の工具補充装置に収納してパ
   レツト貯蔵棚で入出庫管理するとともに、 加工スケジユールにしたがつて上記各工作機械
   の専用工具と各工具補充装置の補充工具に対し、
   工具交換の優先度を判別して優先順位を付し、こ
   の優先順位に基づいて上記パレツト貯蔵棚から所
   定の工具補充装置を呼出してその補充工具を所定
   の工作機械の専用工具と交換して工作機械に工具
   を自動補充するようにした工具補充方法におい
   て、 上記専用工具が収納された部分が三つの工具グ
   ループからなり、これら工具グループ及びこれら
   工具グループの工具数に見合う補充工具数の各工
   具グループに対して、コンピユータのデータ処理
   により、加工の進行ごとに優先順位を更新しなが
   ら以下の順序で補充の要否を判定して、工具の補
   充を行うことを特徴とする工具補充方法。 工具ごとに設けられてその状況を示す工具フ
   アイル、加工品ごとに設けた加工スケジユール
   データフアイル及び各工作機械ごとにそのスケ
   ジユールを示すＭ／Ｃスケジユールフアイルか
   ら補充工具フアイルを作成して、Ｍ／Ｃスケジ
   ユールの加工順番にしたがつて各工作機械毎に
   各工具グループに１から順に特定数までの優先
   コードを付すとともに、前記自動工具交換装置
   に収納された（以下、この状態を機械セツトの
   状態と称す）工具グループのうち、前記特定数
   までの優先コードが付された工具グループ以外
   の工具グループには該特定数より低い優先コー
   ドを付す。 前記特定数までの優先コードを付した工具グ
   ループが各Ｍ／Ｃスケジユール内又はＭ／Ｃス
   ケジユール間で重複している場合は、機械セツ
   トの状態の工具グループを選択し、いずれも機
   械セツトの状態でないときは、それぞれ優先コ
   ードの高い方を選択し、優先コードも同一の場
   合は工作機械に付した番号によつていずれかを
   選択するとともに、機械セツトの状態の優先コ
   ードが２より低く、重複している他のＭ／Ｃス
   ケジユールにおける優先コードが３より高い場
   合は、機械セツトの状態にある工具グループに
   前記各優先コードよりも高い優先コードを付し
   直す。 各Ｍ／Ｃスケジユール毎に、加工順番になつ
   て引き当てされている工具グループを除き、他
   の工具グループのうち、機械セツトの状態のも
   のを専用工具欄、その他の機械セツトの状態に
   ないものを補充工具欄に配した工具補充判定テ
   ーブルを作成する。 上記工具補充判定テーブルにおいて専用工具
   欄の工具グループの優先コードの合計が８以上
   で補充工具欄の工具グループの優先コードに１
   〜４がある場合は補充要、それ以外は補充不要
   と判定する。 工具補充要と判定された場合に、専用工具欄
   の最も優先コードの低い工具グループと、補充
   工具欄の最も優先コードの高い工具グループと
   を交換する。 ２ 自動工具交換装置を有する複数の工作機械
   と、この工作機械に付設された自動パレツト交換
   装置と、上記工作機械に自動パレツト交換装置を
   介してパレツトを供給する搬送車と、これらパレ
   ツトを収容するパレツト貯蔵棚と、パレツト上に
   搭載されて補充工具を収容する複数の工具補充装
   置とを具備する工作装置において、 各自動工具交換装置に収納された工具を標準工
   具と専用工具とに分類し、その専用工具と交換さ
   れる補充工具を複数の工具補充装置に収納してパ
   レツト貯蔵棚で入出庫管理するとともに、 加工スケジユールにしたがつて上記各工作機械
   の専用工具と各工具補充装置の補充工具に対し、
   工具交換の優先度を判別して優先順位を付し、こ
   の優先順位に基づいて上記パレツト貯蔵棚から所
   定の工具補充装置を呼出してその補充工具を所定
   の工作機械の専用工具と交換して工作機械に工具
   を自動補充するようにした工具補充方法におい
   て、 上記専用工具が収納された部分が二つの工具グ
   ループからなり、これら工具グループ及びこれら
   工具グループの工具数に見合う補充工具数の各工
   具グループに対して、コンピユータのデータ処理
   により、加工の進行ごとに優先順位を更新しなが
   ら以下の順序で補充の要否を判定して、工具の補
   充を行うことを特徴とする工具補充方法。 工具ごとに設けられてその状況を示す工具フ
   アイル、加工品ごとに設けた加工スケジユール
   データフアイル及び各工作機械ごとにそのスケ
   ジユールを示すＭ／Ｃスケジユールフアイルか
   ら補充工具フアイルを作成して、Ｍ／Ｃスケジ
   ユールの加工順番にしたがつて各工作機械毎に
   各工具グループに１から順に特定数までの優先
   コードを付すとともに、前記自動工具交換装置
   に収納された（以下、この状態を機械セツトの
   状態と称す）工具グループのうち、前記特定数
   までの優先コードが付された工具グループ以外
   の工具グループには該特定数より低い優先コー
   ドを付す。 前記特定数までの優先コードを付した工具グ
   ループが各Ｍ／Ｃスケジユール内又はＭ／Ｃス
   ケジユール間で重複している場合は、機械セツ
   トの状態の工具グループを選択し、いずれも機
   械セツトの状態でないときは、それぞれ優先コ
   ードの高い方を選択し、優先コードも同一の場
   合は工作機械に付した番号によつていずれかを
   選択するとともに、機械セツトの状態の優先コ
   ードが２より低く、重複している他のＭ／Ｃス
   ケジユールにおける優先コードが３より高い場
   合は、機械セツトの状態にある工具グループに
   前記各優先コードよりも高い優先コードを付し
   直す。 各Ｍ／Ｃスケジユール毎に、加工順番になつ
   て引き当てされている工具グループを除き、他
   の工具グループのうち、機械セツトの状態のも
   のを専用工具欄、その他の機械セツトの状態に
   ないものを補充工具欄に配した工具補充判定テ
   ーブルを作成する。 上記工具補充判定テーブルにおいて専用工具
   欄の工具グループの優先コードの合計が２以上
   で補充工具欄の工具グループの優先コードに１
   がある場合は補充要、それ以外は補充不要と判
   定する。 工具補充要と判定された場合に、専用工具欄
   の最も優先コードの低い工具グループと、補充
   工具欄の最も優先コードの高い工具グループと
   を交換する。 ３ 自動工具交換装置を有する複数の工作機械
   と、この工作機械に付設された自動パレツト交換
   装置と、上記工作機械に自動パレツト交換装置を
   介してパレツトを供給する搬送車と、これらパレ
   ツトを収容するパレツト貯蔵棚と、パレツト上に
   搭載されて補充工具を収容する複数の工具補充装
   置とを具備する工作装置において、 各自動工具交換装置に収納された工具を標準工
   具と専用工具とに分類し、その専用工具と交換さ
   れる補充工具を複数の工具補充装置に収納してパ
   レツト貯蔵棚で入出庫管理するとともに、 加工スケジユールにしたがつて上記各工作機械
   の専用工具と各工具補充装置の補充工具に対し、
   工具交換の優先度を判別して優先順位を付し、こ
   の優先順位に基づいて上記パレツト貯蔵棚から所
   定の工具補充装置を呼出してその補充工具を所定
   の工作機械の専用工具と交換して工作機械に工具
   を自動補充するようにした工具補充方法におい
   て、 上記専用工具が収納された部分が一つの工具グ
   ループからなり、該工具グループ及び該工具グル
   ープの工具数に見合う補充工具数の各工具グルー
   プに対して、コンピユータのデータ処理により、
   加工の進行ごとに優先順位を更新しながら以下の
   順序で補充の要否を判定して、工具の補充を行う
   ことを特徴とする工具補充方法。 工具ごとに設けられてその状況を示す工具フ
   アイル、加工品ごとに設けた加工スケジユール
   データフアイル及び各工作機械ごとにそのスケ
   ジユールを示すＭ／Ｃスケジユールフアイルか
   ら補充工具フアイルを作成して、Ｍ／Ｃスケジ
   ユールの加工順番にしたがつて各工作機械毎に
   各工具グループに１から順に特定数までの優先
   コードを付すとともに、前記自動工具交換装置
   に収納された（以下、この状態を機械セツトの
   状態と称す）工具グループのうち、前記特定数
   までの優先コードが付された工具グループ以外
   の工具グループには該特定数より低い優先コー
   ドを付す。 前記特定数までの優先コードを付した工具グ
   ループが各Ｍ／Ｃスケジユール内又はＭ／Ｃス
   ケジユール間で重複している場合は、機械セツ
   トの状態の工具グループを選択し、いずれも機
   械セツトの状態でないときは、それぞれ優先コ
   ードの高い方を選択し、優先コードも同一の場
   合は工作機械に付した番号によつていずれかを
   選択するとともに、機械セツトの状態の優先コ
   ードが２より低く、重複している他のＭ／Ｃス
   ケジユールにおける優先コードが３より高い場
   合は、機械セツトの状態にある工具グループに
   前記各優先コードよりも高い優先コードを付し
   直す。 各Ｍ／Ｃスケジユール毎に、加工順番になつ
   て引き当てされている工具グループを除き、他
   の工具グループのうち、機械セツトの状態のも
   のを専用工具欄、その他の機械セツトの状態に
   ないものを補充工具欄に配した工具補充判定テ
   ーブルを作成する。 上記工具補充判定テーブルにおいて専用工具
   欄の工具グループの優先コードの合計が４以上
   で補充工具欄の工具グループの優先コードに１
   又は２がある場合は補充要、それ以外は補充不
   要と判定する。 工具補充要と判定された場合に、専用工具欄
   の最も優先コードの低い工具グループと、補充
   工具欄の最も優先コードの高い工具グループと
   を交換する。