JPH0661667B2 - 複数工作機械における工具管理システム - Google Patents

複数工作機械における工具管理システム

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JPH0661667B2
JPH0661667B2 JP60018604A JP1860485A JPH0661667B2 JP H0661667 B2 JPH0661667 B2 JP H0661667B2 JP 60018604 A JP60018604 A JP 60018604A JP 1860485 A JP1860485 A JP 1860485A JP H0661667 B2 JPH0661667 B2 JP H0661667B2
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俊昭 天野
貴行 青木
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
    • B23Q17/0904Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool before or after machining
    • B23Q17/0919Arrangements for measuring or adjusting cutting-tool geometry in presetting devices
    • B23Q17/0947Monitoring devices for measuring cutting angles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
  • Multi-Process Working Machines And Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は、自動工具交換装置(ATC)を有する複数
工作機械における工具管理システムに関する。
[発明の技術的背景およびその問題点] 従来NC装置付きターレットパンチプレスのようなAT
Cを備えた金属加工機械でのNCデータ作成にあたって
は、オペレータがATCにセットされている工具を確認
し、それにあったようにNCデータを作成するか、また
は既存のNCデータに合致するようにATC上に工具の
種類を選択し、または配置するといった作業を行なって
いた。したがって従来の複数工作機械における工具管理
においては、オペレータが介在してATCにセットされ
ている工具を確認しまたは設定し直すといった作業を行
なわずにはNCデータを作成することはできなかったの
である。これは工作機械を制御するNC装置が行なって
いる工具管理システムが単に工具番号によるものであっ
て、決してその工具の種類や形状を管理しているもので
はないことによった。またNCデータ作成装置側の工具
管理機構と実際の工作機械側のツールボックスとがオフ
ラインであることもその原因となっていた。
さらにATCを備えた金属加工機械、一例としてNC装
置付きターレットパンチプレスの利用では、それを1台
だけ用いるのではなく、一般に2,3台を一度に用いて
作業を行なうことが多い。そしてそのような複数台の工
作機械について互いに異なる製品を加工しているだけで
はなく、時として全く同一の製品を同時に加工する場合
がある。このような場合、加工する製品が同じだからと
いってNC装置に供給するNCデータがどの機械でも全
て同じものであるとは限らない。なぜならば、機械毎に
金型配置が異なるからである。そして金型配置が異なる
ならば、同一形状、寸法を有する工具が各工作機械によ
って互いに異なる工具番号の所に設定されることになる
からである。そのために同一の工作機械を複数台用い同
一製品を同時に加工するにもかかわらず、各工作機械毎
に異なったNCデータを作成しなければならない。
この場合のNCデータの作成の段取りは次のようにな
る。
1.各工作機械毎にATC上の工具をオペレータが確認
する。
2.確認した工具配置によって各工作機械毎に異なるN
Cデータを作成する。
したがって工作機械1台についてこの段取りに関する工
数をαとすれば、工作機械がn 台ある場合には、n×α
の工数を必要とすることになる。このため従来の複数工
作機械における工具管理のためのNCデータ作成は人手
を必要とするとともに工数も長くなり、複雑なものとな
っていた。
[発明の目的] この発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたも
のであって、複数工作機械の各ATC上の工具を自動的
に認識し、工具についてのNCデータを自動的に作成
し、工具管理を簡略化できる複数工作機械における工具
管理システムを提供することを目的とする。
[発明の構成] 上記目的を達成するために、本発明は、複数の工作機械
と、上記複数の工作機械をそれぞれ制御する複数のNC
装置と、上記複数の工作機械の各ATCの工具の視覚認
識を行うための複数の視覚センサと、上記各視覚センサ
からの画像情報を取込んで格納するフレームメモリと、
工具の画像情報について一義的に特徴ずける情報のパラ
メータを格納したデータバンクと、前記フレームメモリ
の画像情報についての特徴パラメータを格納する第1の
バッファと、前記データバンクの画像情報を特徴ずける
パラメータと前記第1のバッファに取込まれた実際の工
具の画像情報のパラメータを比較する比較器と、前記各
工作機械ごとに確認された工具番号と工具に関する情報
を記憶する第2のバッファと、前記フレームメモリとデ
ータバンクと第1,第2のバッファおよび比較器を制御
するCPUと、前記第2のバッファに格納された各AT
Cの各工具のデータを前記CPUを介して取込んで各工
作機械別にNCデータを自動的に作成するNCデータ作
成装置と、上記NCデータ作成装置によって作成された
各NCデータを各工作機械の各NC装置に通信する通信
部と、を備えてなるものである。
[発明の実施例] 第1図はこの発明の一実施例を示したものである。この
実施例では工作機械としてATCを備えたターレットパ
ンチプレスが3台使用される実施例を示している。工作
機械としての各ターレットパンチプレス1a ,1b ,1
c それぞれにはNC装置3a ,3b ,3c がそれぞれ備
えられている。また各ターレットパンチプレス1a ,1
b ,1c のATC5a ,5b ,5c の工具の種類や工具
の寸法、工具番号等の認識のために視覚センサを含む視
覚検査検査装置7が設けられている。この視覚検査装置
7のカメラ9a ,9b ,9c がそれぞれATC5a ,5
b ,5c 上に設置されている。この視覚検査装置7は各
ターレットパンチプレス1a ,1b ,1c のATC5a
,5b ,5c 上の工具を視覚で認識し、そのNCデー
タをNCデータ作成装置11に与え、NCデータ作成装
置11が各工具についてのNCデータを作成するのであ
る。
第2図は上記システムのダイヤグラムを示しており、各
ATC5a ,5b ,5c 上の工具Tの視覚認識を行なう
ための視覚センサ13a ,13b ,13c はそれぞれカ
メラ9a ,9b ,9c 、エリアイメージセンサ15a ,
15b ,15c 及びドライバ17a ,17b ,17c よ
りなる。タイミング回路19は各視覚センサ13a ,1
3b ,13c からの画像情報を取込み、フレームメモリ
21に格納するとともに、各ターレットパンチプレス1
a ,1b ,1c 毎に有する視覚センサ13a ,13b ,
13c の画像情報取込みのための選択部ともなってい
る。すなわちカメラ9a からの情報をフレームメモリ2
1に格納したり、カメラ9b ,9c からの情報をフレー
ムメモリ21に格納したりすることを選択的に行なうの
である。
通信部23は各ターレットパンチプレス1a ,1b ,1
c のNC装置3a ,3b ,3c との通信を行なうもので
ある。この通信にはシリアルインターフェース、あるい
は接点信号を用いて行なわれる。
また判別データバンク25が設けられており、このデー
タバンク25には画像情報について一義的にそれを特徴
づける情報、すなわち面積、周長、重心、コーナ、エッ
ジ等のパラメータが格納されている。バッファ27はフ
レームメモリ21の画像情報についての特徴パラメータ
を格納する部分である。比較器29はデータバンク25
の画像情報を特徴づけるパラメータとバッファ27に取
込まれた実際の工具Tの画像情報のパラメータを比較す
る。バッファ31は各ターレットパンチプレス1a ,1
b ,1c ごとに確認された工具番号とそこに位置する工
具に関する情報、すなわち形状や寸法を記憶する部分で
ある。
これらのタイミング回路19、フレームメモリ21、通
信部23、データバンク25、バッファ27、比較器2
9、バッファ31は中央演算装置(CPU)33によっ
て制御される。またこのCPU33は工具のNCデータ
作成装置11と接続され、NCデータ作成装置11に対
して必要な工具データを与える。
上記構成のシステムの動作を説明すると、各視覚センサ
13a ,13b ,13c が対応するATC5a ,5b ,
5c 上の工具Tの画像情報を採取し、タイミング回路1
9の制御によりフレームメモリ21に画像情報を格納す
る。フレームメモリ21の画像情報はバッファ27に与
えられ、そこでこの工具を特徴づけるパラメータを抽出
し、比較器29においてデータバンク25に格納されて
いる各工具の基準パラメータと比較され、視覚センサ1
3a ,13b ,13c が採取した実際の工具Tのパラメ
ータに対応した工具データをデータバンク25から抽出
し、CPU33に与える。CPU33は比較器29から
の工具データをバッファ31に格納する。こうして各A
TC5a ,5b ,5c 上の工具Tについてのすべてのデ
ータが採取され、バッファ31に格納されたならば、C
PU33はNCデータ作成装置11に対してその工具デ
ータを与え、各ATC5a ,5b ,5c 上の工具につい
て機械1a ,1b ,1c 別にNCデータを自動的に作成
するのである。
上記動作のさらに詳しい説明を第3,4図に示すフロー
チャートを基に行なう。CPU33は通信部23に対し
て、ターレットパンチプレス1i (i =a ,b ,または
c )のATC5i の工具番号j の位置の工具が視覚セン
サ13i の所にくるようにNC装置3i にATC駆動命
令を出す。この命令はATC5i を駆動するためのNC
データであり、通常アドレスT及びそれに続く数字(工
具番号j )よりなっているが、通信部23がNC装置3
i を選択するようにNC装置3i の指定番号i もCPU
33より通信部23に伝えられる(ステップ51,5
2)。
工具の位置決めが終了すると、CPU33はタイミング
回路19に対して画像情報を取込み、フレームメモリ2
1にその画像情報を格納するよう命令する。この命令に
は、カメラ9i からの画像情報を取込むようにという指
令も含まれており、タイミング回路19はカメラ9i か
らの画像情報をフレームメモリ21に格納してゆく(ス
テップ53−56)。
画像情報がフレームメモリ21に格納されると、CPU
33はそれを読取り、対象工具の画像を一義的に定義で
きるパラメータを算出し、これをバッファ27に与える
(ステップ57,58)。
バッファ27に与えられたパラメータとデータバンク2
5からの判別用基準データとが比較器29において比較
され、その比較結果がCPU33に送られる(ステップ
59)。
ここで一致がなければ、CPU33はデータバンク25
に対して次の画像を特徴づけるパラメータについて比較
せよという命令を与え、データバンク25から各工具の
画像を特徴づけるパラメータが順次比較器29に与えら
れ、バッファ27からのパラメータと一致するまで検索
が行なわれる(ステップ60,61)。
このデータバンク25内の判別データのすべてについて
検索が終了してもなおバッファ27のパラメータとの一
致がみられない時、視覚センサ13i による画像情報に
何らかの問題があるものとしてアラームを発し、演算は
終了する(ステップ62)。
上記比較器29においてバッファ27からのパラメータ
がデータバンク25のある判別データと一致するなら
ば、その結果がバッファ31に格納される。すなわちタ
ーレットパンチプレスの番号i 、工具番号、工具の形
状、寸法についてのNCデータがバッファ31にセット
されるのである(ステップ63)。
以上の操作がターレットパンチプレス1i のATC5i
について、その上のすべての工具に関して検索されるま
で続行される(ステップ64,65)。
ある1つの機械のATC5i についてその上のすべての
工具の検索が終了するならば、CPU33はバッファ3
1に格納された工具に関するNCデータをNCデータ作
成装置11に送り、NCデータ作成装置11において1
つのATC5i の工具のNCデータを作成するのである
(ステップ66)。
このようにして1台のATC5i についての工具の検索
が終了するならば、次の機械i +1についてその上のす
べての工具についての検索が行なわれる。そして最終的
には、すべてのATC5a ,5b ,5c におけるその上
のすべての工具についての検索が終了するまで上記の操
作が繰返される(ステップ67,68)。
このようにして視覚センサ13a ,13b ,13c がそ
れぞれ各ターレットパンチプレス1a ,1b ,1c のA
TC5a ,5b ,5c についてその上にセットされてい
るすべての工具についての画像情報を採集し、データバ
ンク25に格納されている判別基準データと比較し、工
具を逐一特定してバッファ31に格納し、各機械の各A
TCごとにその上の工具のすべてを検索し、機械ごとの
工具のNCデータを自動的に作成するのである。そし
て、共通の工具が用いられている場合には、共通のNC
データを作成することになる。
なお、上記実施例では工作機械としてターレットパンチ
プレスの実施例を示したが、この工作機械はターレット
パンチプレスに限定されるものではなく、ATCを備え
た工作機械であればどのようなものについても適用でき
るものである。
[発明の効果] 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要す
るに本発明は、複数の工作機械1a,1b,1cと、上
記複数の工作機械をそれぞれ制御する複数のNC装置3
a,3b,3cと、上記複数の工作機械の各ATC5
a,5b,5cの工具の視覚認識を行うための複数の視
覚センサ13a,13b,13cと、上記各視覚センサ
13a,13b,13cからの画像情報を取込んで格納
するフレームメモリ21と、工具の画像情報について一
義的に特徴ずける情報のパラメータを格納したデータバ
ンク25と、前記フレームメモリ21の画像情報につい
ての特徴パラメータを格納する第1のバッファ27と、
前記データバンク25の画像情報を特徴ずけるパラメー
タと前記第1のバッファ27に取込まれた実際の工具の
画像情報のパラメータを比較する比較器29と、前記各
工作機械ごとに確認された工具番号と工具に関する情報
を記憶する第2のバッファ31と、前記フレームメモリ
21とデータバンク25と第1,第2のバッファ27,
31および比較器29を制御するCPU33と、前記第
2のバッファ31に格納された各ATCの各工具のデー
タを前記CPU33を介して取込んで各工作機械別にN
Cデータを自動的に作成するNCデータ作成装置11
と、上記NCデータ作成装置11によって作成された各
NCデータを各工作機械の各NC装置3a,3b,3c
に通信する通信部23と、を備えてなるものである。
上記構成より明らかなように、本発明においては、各視
覚センサ13a,13b,13cによって各工作機械1
a,1b,1cにおける各ATC5a,5b,5cの各
工具を視覚認識して各工具の画像情報をフレームメモリ
21に格納し、上記フレームメモリ21に格納した画像
情報のパラメータとデータバンク25のパラメータとを
比較器29において比較して、各工作機械ごとに確認さ
れた工具番号と工具に関する情報をバッファ31に記憶
するものである。
そして、上記バッファ31に格納された各ATCの工具
データに基いて、NCデータ作成装置11において各工
作機械別にNCデータを自動的に作成し、通信部23を
介して各工作機械の各NC装置3a,3b,3cにNC
データを通信する構成である。
したがって、本発明によれば、複数の工作機械を用いて
同一製品を同時に加工するようなとき、各工作機械毎の
異ったNCデータを作成する必要がある場合であって
も、NCデータの作成を容易に行うことができるもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例のシステム図、第2図は上
記実施例のシステムダイヤグラム、第3図および第4図
は上記実施例の動作を説明するフローチャートである。 1a ,b ,c ……ターレットパンチプレス 3a ,b ,c ……NC装置 5a ,b ,c ……ATC 7……視覚検査装置 9a ,b ,c ……カメラ 11……NCデータ作成装置 13a ,b ,c ……視覚センサ 15a ,b ,c ……エリアイメージセンサ 17a ,b ,c ……ドライバ 19……タイミング回路 21……フレームメモリ、23……通信部 25……データバンク、27……バッファ 29……比較器、31……バッファ 33……CPU

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の工作機械(1a,1b,1c)と、
    上記複数の工作機械をそれぞれ制御する複数のNC装置
    (3a,3b,3c)と、上記複数の工作機械の各AT
    C(5a,5b,5c)の工具の視覚認識を行うための
    複数の視覚センサ(13a,13b,13c)と、上記
    各視覚センサ(13a,13b,13c)からの画像情
    報を取込んで格納するフレームメモリ(21)と、工具
    の画像情報について一義的に特徴ずける情報のパラメー
    タを格納したデータバンク(25)と、前記フレームメ
    モリ(21)の画像情報についての特徴パラメータを格
    納する第1のバッファ(27)と、前記データバンク
    (25)の画像情報を特徴ずけるパラメータと前記第1
    のバッファ(27)に取込まれた実際の工具の画像情報
    のパラメータを比較する比較器(29)と、前記各工作
    機械ごとに確認された工具番号と工具に関する情報を記
    憶する第2のバッファ(31)と、前記フレームメモリ
    (21)とデータバンク(25)と第1,第2のバッフ
    ァ(27,31)および比較器(29)を制御するCP
    U(33)と、前記第2のバッファ(31)に格納され
    た各ATCの各工具のデータを前記CPU(33)を介
    して取込んで各工作機械別にNCデータを自動的に作成
    するNCデータ作成装置(11)と、上記NCデータ作
    成装置(11)によって作成された各NCデータを各工
    作機械の各NC装置(3a,3b,3c)に通信する通
    信部(23)と、を備えてなることを特徴とする複数工
    作機械における工具管理システム。
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