JPH0661668B2 - 工作機械の工具管理システム - Google Patents

工作機械の工具管理システム

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JPH0661668B2
JPH0661668B2 JP60018606A JP1860685A JPH0661668B2 JP H0661668 B2 JPH0661668 B2 JP H0661668B2 JP 60018606 A JP60018606 A JP 60018606A JP 1860685 A JP1860685 A JP 1860685A JP H0661668 B2 JPH0661668 B2 JP H0661668B2
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俊昭 天野
登 梅原
貴行 青木
昭一 木村
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Amada Co Ltd
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Amada Co Ltd
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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

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)を備えた工作
機械の工具管理システムに関する。
[発明の技術的背景及びその問題点] 従来たとえば、NC装置付タレットパンチプレスのよう
なATCを備えた工作機械での工具のNCデータ作成に
於いては、オペレータがATCにセットされている工具
を確認し、あるいはNCデータに一致するように工具の
配置を交換する作業を行なっていた。すなわちオペレー
タがATCにセットされている工具を確認し、又は設定
し直すという作業を行なわずにはNCデータを作成する
ことが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が実際には工具番号
によるものであり、決してその工具の寸法や形状を管理
するものではないためであり、又NCデータ作成装置側
の工具管理機能と実際の工作機械側のATCのツールボ
ックスとがオフラインであることによる。
このため従来の工作機械の工具管理システムでは、工具
のATCへのセットやATCにセットされた工具の確認
のために多くの時間を必要とし、その簡略化が望まれて
いた。
[発明の目的] この発明は、この従来の問題に鑑みてなされたものであ
って、工作機械のATC上の工具を工具認識装置によっ
て自動的に認識し、ATC上の工具番号とその工具番号
における工具の特徴データとを一対一で対応させて認識
し、工具データ作成装置にその情報を与え、工具の自動
管理を実現するものである。
[発明の構成] 上記目的を達成するために、本発明は、工作機械におけ
るATCに備えた複数の工具の画像データを得るための
視覚センサと、この視覚センサによって得た各工具の画
像データを格納するフレームメモリと、フレームメモリ
に格納された画像データに基いて各工具の工具番号、形
状、寸法を工具データとして格納するデータバンクと、
このデータバンクに格納された工具データとNCデータ
作成装置が管理する工具データとを比較して工具の確認
作業を行う当該NCデータ作成装置と、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のシステム概略図を示すも
のであり、工作機械1としてNC装置3を備えたタレッ
トパンチプレスに対し、そのATC5上の工具を視覚認
識するための視覚検査装置7が設けられ、この視覚検査
装置7に対してNCデータ作成装置9が接続されてい
る。
視覚検査装置7はATC5上の工具の画像を処理し、各
工具番号の位置にある工具を自動的に認識し、NCデー
タ作成装置9にATC5上の各工具番号の位置の工具の
寸法、形状を工具のNCデータとしてNCデータ作成装
置9に与えるように構成されている。
第2図は上記システムのダイヤグラムを示すものであ
る。視覚検査装置7は中央演算装置(CPU)11を備
えている。又視覚検査装置7は視覚センサ13を有し、
カメラ15、エリアイメージセンサ17及びドライバ1
9でなり、CPU11に接続されたタイミング回路21
によってATC5上の工具Tの画像情報を採取する。視
覚センサ13からの画像情報はタイミング回路21を介
してフレームメモリ23に格納されるようになってい
る。このフレームメモリ23にはテレビジョンタイミン
グ回路25及びテレビジョンモニタ27が接続されてお
り、フレームメモリ13に格納された工具Tの画像情報
をハードウエア的に画像処理する。
CPU11には通信部29が接続されており、通信部2
9を介して機械1側のNC装置3と通信する。
CPU11にはさらに各工具の特徴を示す判別データの
格納されたデータバンク31が接続されている。
CPU11はNCデータ作成装置9とも接続されてお
り、CPU11で演算処理した工具に関するNCデータ
がこのNCデータ作成装置9に与えられるようになって
いる。
上記構成の工具管理システムの動作を次に、第3図及び
第4図に示すフローチャートを基に説明する。
CPU11は通信部29を介してNC装置3側にATC
5の駆動命令を出力し、NC装置3はATC5を駆動し
て指定された工具番号の位置にある工具Tをカメラ15
の位置に移動させる。なお、カメラ15は工作機械1側
のツールボックスに応じて工具を最もよく観測できる適
当な位置に設定されているものとする。(ステップ5
1) 工具が観測位置にくるとCPU11はタイミング回路2
1に対して視覚センサ13を駆動し、工具Tに関する画
像情報を取込むように指令する。この画像情報はエリア
イメージセンサ17からの情報をドライバ19によって
増幅したものである。(ステップ52,53)又タイミ
ング回路21は視覚センサ13からの画像情報をフレー
ムメモリ23に格納する。(ステップ54,55)な
お、フレームメモリ23に取込まれた画像情報はテレビ
ジョンタイミング回路25がハードウエア的に読取り、
テレビジョンモニタ27に画像を写し出す。
上記フレームメモリ23の内容、すなわち工具Tの画像
情報はCPU11によってソフトウエア的に処理され、
工具の画像の特徴である種々のパラメータを算出する。
ここで種々のパラメータには、重心;面積;コーナ;エ
ッジ;周長がある。これらの5つの特徴パラメータによ
り画像は一義的に決定され、従って工具Tの形状寸法と
も後述するように一義的に決定できるのである。(ステ
ップ55,56) 上記CPU11で算出された画像情報パラメータは、デ
ータバンク31に予め格納されている各種の工具の基準
データと比較される。(ステップ57−59)ここでデ
ータバンク31に格納されている全ての工具データと比
較しても一致が見出せない場合、採取画像情報に問題が
あるものとしてアラームを発し、演算は停止される。
(ステップ60) 工具Tに関するパラメータがデータバンク31の基準工
具データの1つと一致したならば、その工具の形状及び
寸法に関する情報をCPU11が作り出し、NC装置3
に対して指定した工具番号と共にNCデータ作成装置9
に送出する。(ステップ61) このようにして視覚検査装置7により工作機械1のAT
C5上の複数種類の工具Tについてその工具番号と各番
号位置にセットされた工具の寸法、形状がNCデータと
して自動的に検索され、NCデータ作成装置9に与えら
れる。このNCデータを基に工作機械1のATC5を自
動制御し、所望の工具を自動的に交換しながらワークを
自動的に加工する。
第4図はこの発明の他の実施例を示すものであり、NC
データ作成装置9において作成された工具のNCデータ
に対して、実際の工作機械1のATC5上にセットされ
た各種の工具が正しい位置に正しい種類のものとしてセ
ットされているかどうかを自動的に確認する工具管理シ
ステムを示している。この実施例にあってもそのシステ
ム構成は第1図に示した実施例と同様であって、工作機
械1としてのタレットパンチプレスはNC装置3によっ
て制御され、この工作機械1にはATC5が備えられて
る。又視覚検査装置7がATC5上の各工具を画像情報
処理してNCデータを得、NCデータ作成装置9に情報
を与える構成である。
そして視覚検査装置7においても、第4図に示すように
カメラ33、エリアイメージセンサ35及びドライバ3
7によって視覚センサ39が構成されており、CPU4
1に接続されたタイミング回路43によってこの視覚セ
ンサ39が制御される。
タイミング回路43はカメラ33及びエリアイメージセ
ンサ35で得た工具Tに関する画像情報をドライバ37
で増幅してフレームメモリ45に格納する。CPU41
にはデータバンク47が接続されており、このデータバ
ンク47には各種工具の基準NCデータが予め格納され
ており、フレームメモリ45に格納された実際の検査対
象となる工具Tの工具データと比較し、実際の検査工具
Tがどのような形状、寸法をもつかを判断するのであ
る。
CPU41は通信部49を介してNC装置3と通信でき
るように接続されており、CPU41の指示によりNC
装置にATC5の駆動を指令することができる。CPU
41には更にNCデータ作成装置9が接続されている。
上記システムの動作を次に、第5図乃至第8図に基づい
て説明する。
第5図に示すようにNCデータ作成装置9側はATC5
上の工具番号T201の部分に形状;丸、寸法;32
φ、工具番号T303に形状;長角、寸法10×20、
…と工具データの指定がなされているものとする。
そこでこのNCデータ作成装置9においては、管理を必
要とする上記の工具データに対し実際のACT5上の各
工具番号の位置に対応する正しい寸法、形状の工具Tが
セットされているかどうかを確認しなければならない。
そのため第6図に示すように、NCデータ作成装置9に
おいて予めNCデータ作成装置9が管理していた工具デ
ータ(a )に対し、視覚検査装置7がATC5上の各工
具番号位置にセットされている実際の工具のデータ(b
)とを比較し、ATC5上に正しく工具がセットされ
ているかどうかを確認する。例えばATC5上の工具番
号T303の位置にはNCデータ作成装置9の管理デー
タによると10×20の工具がセットされているべきと
ころ、視覚検査装置7によって検出された工具は角、1
0□であるとするならば、この工具番号T303の位置
の工具は誤ったものとであるとし、NCデータ作成装置
9がその誤りをアウトプットするのである。
上記の動作のフローを第7図及び第8図に基づいて説明
する。CPU41はNCデータ作成装置9より工具確認
作業というコマンドを受信し、これに応答して通信部4
9を介しNC装置3側へATC5の駆動命令を与える。
(ステップ71,72)このATC駆動命令は工具番号
1つに対して一回行なわれる。なぜならば視覚検査装置
7の視覚センサ39はATC5上にセットされた工具を
確認するに際し、その確認すべき工具をカメラ33の位
置にもっていき、そこでATC5を停止させてから行な
うためである。こうして工具番号とその位置にセットさ
れた確認すべき工具とが一対一に対応した状態で検索す
ることができ、工具データを管理するのが簡易となる。
NC装置3が通信部49から工具番号を受信するなら
ば、ATC5を駆動させ、指定された工具番号の位置の
工具Tがカメラ33の位置に位置決めされる。そしてそ
の位置決めが完了するならば、NC装置3はCPU41
に対して駆動完了信号を与える。(ステップ73)この
駆動完了信号を受けるならば、CPU41はタイミング
回路43を介して視覚センサ39に画像取込み開始を指
令する。(ステップ74) 視覚センサ39は画像取込み開始指令を受けて、カメラ
33により工具Tの画像データを採取し、タイミング回
路43によりフレームメモリ45に所望の工具番号とそ
れに対応する工具Tの画像データを格納させる。(ステ
ップ75) CPU41は画像データ取込みが完了するならば、フレ
ームメモリ45に格納された画像データを呼出し、ソフ
トウエア的に処理を施し、画像の特徴である種々のパラ
メータを算出する(ステップ76,77)ここで種々の
パラメータには、重心;面積;コーナ;エッジ;周長が
ある。これら5つの特徴パラメータによる工具Tの画像
は一義的に決定される。例えば工具寸法は、コーナで区
切られたエッジ間の和で求められる。又形状は、面積と
周長より求められる。工具番号はCPU41がNC装置
3に対して指示したその番号がそのまま用いられる。こ
うして種々のパラメータを算出した後特徴パラメータよ
り工具番号、形状、寸法を算出し、データバンク47に
格納する。(ステップ78) こうして1つの工具番号に対しその位置にセットされて
いる工具Tについてのデータが算出されたならば、次の
工具番号の位置の工具について同様の画像データを得、
工具の特徴パラメータを算出してデータバンク47にそ
の工具番号と共に格納する。こうして順次全工具ついて
の確認作業が行なわれる。(ステップ79,80) 全工具についての確認作業が終了するならば、続いてC
PU41はNCデータ作成装置9に対してデータバンク
47に格納された工具データを送出する。(ステップ8
1)NCデータ作成装置9の側では、視覚検査装置7よ
り受信した工具データに基づいて作成したNCデータ
を、自分が管理する工具データと第6図に示すような比
較を行ない、工具の確認作業を行なう。つまり各工具番
号とその工具番号位置に設定されている工具とを自分が
管理する工具データと比較し、各工具番号に対してその
位置にある工具の寸法、形状が一致するかどうかを判断
し、一致しない場合にはエラー表示を出力し、全ての工
具について確認を行なうのである。(ステップ82−8
6) このようにして、この第2実施例の場合には、NCデー
タ作成装置9が自ら管理するために持っている工具デー
タと、視覚検査装置7によりATC5上に実際にセット
されている各工具の画像情報より得た工具データとを比
較し、工具の確認作業を自動的に行なうのである。
[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、工作機械1におけるATC5に備えた複
数の工具Tの画像データを得るための視覚センサ39
と、この視覚センサ39によって得た各工具Tの画像デ
ータを格納するフレームメモリ45と、フレームメモリ
45に格納された画像データに基いて各工具Tの工具番
号、形状、寸法を工具データとして格納するデータバン
ク47と、このデータバンク47に格納された工具デー
タとNCデータ作成装置9が管理する工具データとを比
較して工具の確認作業を行う当該NCデータ作成装置9
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、視覚
センサ39によって得られた複数の工具の画像データを
フレームメモリ45に格納し、このフレームメモリに格
納した画像データに基いて各工具の工具データをデータ
バンク47に格納するものである。そして、このデータ
バンク47の工具データとNCデータ作成装置9が管理
する工具データとを比較して、工具の確認作業を行う構
成であるから、工作機械のATC上の工具を自動的に認
識でき、工具の自動管理を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概略図、第2図
は上記実施例のダイヤグラム、第3図は上記実施例の動
作を示すフローチャート、第4図はこの発明の他の実施
例のシステムダイヤグラム、第5図、第6図は上記実施
例の動作説明図、第7図及び第8図は上記実施例の動作
を示すフローチャートである。 1……工作機械、3……NC装置、5……ATC 7……視覚検査装置、9……NCデータ作成装置 11……CPU、13……視覚センサ 15……カメラ、17……エリアイメージセンサ 19……ドライバ、21……タイミング回路 23……フレームメモリ 25……テレビジョンタイミング回路 27……テレビジョンモニタ、29……通信部 31……データバンク、33……カメラ 35……エリアイメージセンサ 37……ドライバ、39……視覚センサ 41……CPU、43……タイミング回路 45……フレームメモリ、47……データバンク 49……通信部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】工作機械(1)におけるATC(5)に備
    えた複数の工具(T)の画像データを得るための視覚セ
    ンサ(39)と、この視覚センサ(39)によって得た
    各工具(T)の画像データを格納するフレームメモリ
    (45)と、フレームメモリ(45)に格納された画像
    データに基いて各工具(T)の工具番号、形状、寸法を
    工具データとして格納するデータバンク(47)と、こ
    のデータバンク(47)に格納された工具データとNC
    データ作成装置(9)が管理する工具データとを比較し
    て工具の確認作業を行う当該NCデータ作成装置(9)
    と、を備えてなることを特徴とする工作機械の工具管理
    システム。
JP60018606A 1985-02-04 1985-02-04 工作機械の工具管理システム Expired - Fee Related JPH0661668B2 (ja)

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