JPH0710484B2 - 工作機械における工具情報収集装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）．産業上の利用分野 本発明は、工具収納手段の工具収納ポケット中に格納さ
れた各工具のプルスタッド中の工具データ格納素子から
各工具に関する工具データを収集することの出来る工作
機械における工具情報収集装置に関する。

（ｂ）．従来の技術 従来、工作機械において使用する工具の、工具番号、工
具名、工具径、工具長、寿命時間、使用時間、切削条件
等の種々の工具データは、オペレータが加工を開始する
際に、キーボード等の入力手段を操作して、工具データ
メモリ等の所定の格納領域に収納していた。

（ｃ）．発明が解決しようとする問題点 しかし、こうした方法では、工具をセットする度毎に、
工具マガジン等にセットされた工具の工具データをオペ
レータが入力する必要が生じ、極めて繁雑であるばかり
か、入力ミス等も生じやすい欠点があった。

そこで、工具にバーコード等を付して、当該バーコード
を光学的に読み取って工具番号等のデータを収集する方
法も用いられているが、バーコード等では、格納できる
情報量が極めて少ない欠点がある。

更に、工具ホルダ内にメモリ素子を設けて、工具データ
を記録する方法も考えられるが、工具ホルダは、工具と
共に、加工時には高速で回転することから、回転バラン
ス上の問題が生じる。しかも、工具ホルダが、特定の工
具（即ち、当該工具ホルダに格納されたメモリ素子が記
憶している工具データに対応した工具）について専用化
されてしまい、使用工具の数だけ工具ホルダを準備する
必要が生じ、極めて不経済である。

また、上記した欠点を解消するため、工具のプルスタッ
ド内に工具データ格納素子を格納しておき、外部に設け
られたデータ読み取り手段を介して工具データを読み取
る方法も提案されているが、こうした方法では、プルス
タッド内のデータの更新をどこで行なうかが問題とな
る。即ち、各工具のデータの更新を、工具をプリセット
する工具プリセットステーションで行なう場合には、通
常、工具プリセットステーションは工作機械から離れた
位置に設けられていることから、工作機械により工具が
使用され、当該使用により各工具ホルダのプルスタッド
内に格納された工具データが更新すべき状態になった時
点から、当該工具が各工作機械から回収されて再度工具
プリセットステーションでプリセットされるまでの間、
工具の使用時間などのデータは更新されないままとな
り、実効性に欠ける不都合が有る。

本発明は、上記した事情に鑑み、回転バランス上の問
題、工具ホルダが特定の工具に専用化される問題を解消
することが出来、更にオペレータが工具データを工具セ
ットの度にいちいち入力する必要がなく、しかも多量の
データを格納することが出来、また各工具に対する工具
データの更新をリアルタイムに行なうことが可能な工作
機械における工具情報収集装置を提供することを目的と
するものである。

（ｄ）．問題点を解決するための手段 即ち、本発明の内、第１の発明は、工具ホルダのプルス
タッド中に、工具データを格納し得る工具データ格納素
子を設けると共に、前記工具データ格納素子のデータ入
出力部を前記プルスタッドの先端部に配設した工具を有
し、それら工具をそれぞれ収納し得る工具収納ポケット
が複数個設けられた工具収納手段を有し、前記工具収納
手段は前記工具収納ポケットを割り出し位置決め自在な
るように駆動制御手段により移動駆動自在に設け、前記
工具収納手段の工具収納ポケット内に収納された工具の
前記プルスタッドと順次対向して該プルスタッド中の工
具データ格納素子に対して工具データを読み書きし得る
位置に非接触型の読み書きヘッドを設け、前記読み書き
ヘッドを介して前記工具の工具データ格納素子から工具
データの読み書き動作を行なう工具データ入出力制御部
を設け、前記工具データ入出力制御部と工具データ格納
手段を接続し、前記駆動制御手段及び工具データ入出力
制御部に対して前記工具収納手段中に収納された工具に
ついての工具データの収集を指令する工具データ収集指
令手段を設け、前記各工具の前記プルスタッド内の工具
データ格納素子に対して前記読み書きヘッドを介して該
工具データ格納素子内に格納された工具データを書替え
更新する、工具データ書替え更新手段を設けて構成され
る。

また、本発明のうち第２の発明は、工具ホルダのプルス
タッド中に、工具データを格納し得る工具データ格納素
子を設けると共に、前記工具データ格納素子のデータ入
出力部を前記プルスタッドの先端部に配設した工具を有
し、それら工具をそれぞれ収納し得る工具収納ポケット
が複数個設けられた工具収納手段を有し、前記工具収納
手段は前記工具収納ポケットを割り出し位置決め自在な
るように駆動制御手段により移動駆動自在に設け、前記
工具収納手段の工具収納ポケット内に収納された工具の
前記プルスタッドと順次対向して該プルスタッド中の工
具データ格納素子に対して工具データを読み書きし得る
位置に非接触型の読み書きヘッドを設け、前記読み書き
ヘッドを介して前記工具の工具データ格納素子から工具
データの読み書き動作を行なう工具データ入出力制御部
を設け、前記工具データ入出力制御部と工具データ格納
手段を接続し、オペレータが操作可能な工具データ読み
取り指令出力手段を設け、前記工具データ読み取り指令
出力手段から出力された工具データ読み取り指令に基づ
いて前記駆動制御手段及び工具データ入出力制御部に対
して前記工具収納手段中に収納された工具についての工
具データの収集を指令する工具データ収集指令手段を設
け、前記各工具の前記プルスタッド内の工具データ格納
素子に対して前記読み書きヘッドを介して該工具データ
格納素子内に格納された工具データを書替え更新する、
工具データ書替え更新手段を設けて構成した工作機械に
おける工具情報収集装置。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を
示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されるものではない。以下の「（ｅ）．
作用」の欄についても同様である。

（ｅ）．作用 上記した構成により、本発明は、各工具に関する工具デ
ータが、当該工具を保持する工具ホルダに装着されたプ
ルスタッド内の工具データ格納素子中に格納され、ま
た、プルスタッド内の工具データは工具データ書替え更
新手段により、工具収納手段に収納された状態で書替え
更新されるように作用する。

また、本発明の内第２の発明は、工具データ読み取り指
令出力手段をオペレータが操作することにより、工具デ
ータの収集動作が開始されるように作用する。

（ｆ）．実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図はプルスタッドの一実施例に用いられた工具ホル
ダ部分の拡大図、 第２図はプルスタッドを装着した工具が用いられるマシ
ニングセンタの一例を示す正面図、 第３図は第２図の側面図、 第４図は工具マガジンを示す正面図、 第５図はマシニングセンタによる工具データの収集方法
の一例を示す制御ブロック図である。

工作機械であるマシニングセンタ１は、第２図に示すよ
うに、機体２を有しており、機体２にはワークを搭載す
るテーブル３が水平面内を互いに直角な２方向に移動駆
動自在に設けられている。テーブル３の図中上方には、
工具が装着される主軸５が回転自在に設けられており、
主軸５の、第２図左方には工具交換装置６が設けられて
いる。また、機体２には、第３図に示すように、全体が
円板状に形成された工具マガジン７が回転駆動自在に設
けられており、工具マガジン７の外周部には、第３図及
び第４図に示すように、工具収納ポケット7aが工具９を
着脱自在に収納し得る形で配列されている。また、工具
収納ポケット7aの底部には、第５図に示すように、孔7b
が貫通穿設されている。

各工具収納ポケット7aには、工具９が工具ホルダ10に保
持された形で収納されており、各工具９は、後述するプ
ルスタッド11の先端部を孔7b内に嵌入係合させた形で各
ポケット7aに収納されている。各工具ホルダ10には、第
１図に示すように、テーパ状に形成されたシャンク部10
aが形成されている。シャンク部10aの、第１図右端部に
は、工具ホルダ10を工具９と共に主軸５に装着保持する
際に用いられるプルスタッド11が、その軸心を工具ホル
ダ10の回転中心CLに一致させた形で、着脱自在に螺合し
ており、更にプルスタッド11には、その中心が工具ホル
ダ10の回転中心CLに一致した形でネジ穴11aが螺設され
ている。ネジ穴11aには円筒形に形成された工具データ
格納素子12が螺合しており、工具データ格納素子12は、
メモリ部12aと該メモリ部12aに対して工具データを読み
書きし、かつ外部とのデータの遣り取りを行う入出力制
御部12bを有している。なお、番号23は、工具データ格
納素子12をプルスタッド11内に固定するための接合剤で
ある。

一方、工具マガジン７の工具収納ポケット7aと対向し得
る、機体２上には、第５図に示すように、読み書きヘッ
ド13が設けられており、読み書きヘッド13には工具デー
タ入出力制御部15が接続している。工具データ入出力制
御部15には、バス線16を介して、主制御部17、工具デー
タモメリ19、加工プログラムメモリ20、キーボード21及
び工具マガジン駆動制御部22等が接続している。

マシニングセンタ１は以上のような構成を有するので、
ワークをテーブル３上に載置し、その状態で工具交換装
置６により、工具マガジン７と主軸５との間で工具交換
を行いながら、主軸５に装着された工具により、加工を
行ってゆく。加工は、加工プログラムメモリ20に格納さ
れた加工プログラムPROに従って実行されてゆくが、適
正な加工を行うには、工具マガジン７の各工具収納ポケ
ット7aに収納された工具９に関する工具データDATAが必
要となる。

そこで、加工に先立ち、工具９がマシニングセンタ１の
工具マガジン７にセットされた時点で、オペレータはキ
ーボード21を介して主制御部17に対して工具データの読
み取り指令RCを出力する。主制御部17はこれを受けて、
工具マガジン駆動制御部22及び工具データ入出力制御部
15に対して工具データDATAの収集を指令する。工具マガ
ジン駆動制御部22は、主制御部17からの指令に基づき、
工具マガジン７を工具収納ポケット7aの１ピッチ毎に間
欠的に、第４図矢印Ａ又はＢ方向に回動させる。する
と、工具収納ポケット7aに収納された各工具９の工具ホ
ルダ10のプルスタッド11が、工具マガジン７の１ピッチ
毎の回転により、順次、読み書きヘッド13と対向する。
各工具９のプルスタッド11が読み書きヘッド13と対向す
ると、工具データ入出力制御部15は読み書きヘッド13を
介して、当該対向しているプルスタッド11の工具データ
格納素子12から、当該プルスタッド11が装着されている
工具ホルダ10の工具９に関する工具データDATAを読み取
る。この際、各工具収納ポケット7a内の工具はそのプル
スタッド先端部が工具収納ポケット7aの孔7b内に嵌入し
ているので、プルスタッド内のデータ格納素子12内の入
出力制御部12bが配置されているプルスタッド先端部が
ポケット7a内から外部に露出する形となり、読み書きヘ
ッド13によるデータ格納素子12に対する読み書き動作
は、ポケット内の工具を何ら動かしたり、ポケット自体
を開閉するなどの特別な動作を行なうことなく容易に実
行することが出来る。この工具データ格納素子12のメモ
リ部12aには、当該工具データ格納素子12が設けられた
プルスタッド11が装着されている工具ホルダ10に保持さ
れた工具９に関する工具データDATAが、入出力制御部12
bを介して非接触で外部に対して読み書きすることが出
来るように格納されており、読み書きヘッド13と入出力
制御部12bとの間の工具データDATAの遣り取りは、磁気
誘導や電磁誘導等の電磁作用を利用して行われる。従っ
て、光学的な読み取りを行う場合のように、工具ホルダ
10表面の汚れ等に影響されること無く、確実に情報の伝
達を行うことが出来る。

こうして、工具マガジン７を工具収納ポケット7aの１ピ
ッチ毎に間欠的に回動させて、割り出し位置決めし、読
み書きヘッド13を介して工具データDATAを読み取り、工
具データメモリ19中に格納する。工具マガジン７中に収
納されている全ての工具９についての工具データDATAが
工具データメモリ19中に格納されたところで、主制御部
17は、それ等読み取り格納された工具データDATAに基づ
いて、加工プログラムPROに基づく加工動作に入る。

なお、読み書きヘッド13と工具データ格納素子12間の工
具データDATAの遣り取りは、読み書きヘッド13側からの
読み取りだけでは無く、読み書きヘッド13側からメモリ
部12aに対して新たな工具データDATAを書き込むことも
出来る。即ち、工具の使用時間等のデータは、工具９が
主軸５に装着されて使用される毎に変化するので、こう
したデータは、工具データ入出力制御部15を介してメモ
リ部12aの内容を書き換え、更新する。

（ｇ）．発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、工具ホルダのプ
ルスタッド中に、工具データを格納し得る工具データ格
納素子を設けると共に、前記工具データ格納素子のデー
タ入出力部を前記プルスタッドの先端部に配設した工具
を有し、それら工具をそれぞれ格納し得る工具収納ポケ
ットが複数個設けられた工具収納手段を有し、前記工具
収納手段は前記工具収納ポケットを割り出し位置決め自
在なるように駆動制御手段により移動駆動自在に設け、
前記工具収納手段の工具収納ポケット内に収納された工
具の前記プルスタッドと順次対向して該プルスタッド中
の工具データ格納素子に対して工具データを読み書きし
得る位置に非接触型の読み書きヘッドを設け、前記読み
書きヘッドを介して前記工具の工具データ格納素子から
工具データの読み書き動作を行なう工具データ入出力制
御部を設け、前記工具データ入出力制御部と工具データ
格納手段を接続し、前記駆動制御手段及び工具データ入
出力制御部に対して前記工具収納手段中に収納された工
具についての工具データの収集を指令する工具データ収
集指令手段を設け、前記各工具の前記プルスタッド内の
工具データ格納素子に対して前記読み書きヘッドを介し
て該工具データ格納素子内に格納された工具データを書
替え更新する、工具データ書替え更新手段を設けて構成
したので、当該格納素子12に、プルスタッド11が装着さ
れる工具ホルダ10が保持する工具９に関する工具データ
DATAを格納しておくことにより、必要な工具データDATA
の収集が、当該格納素子12から、当該工具に関するデー
タDATAを読み取るだけで完了し、オペレータが工具９の
セットの度に工具データDATAをキーボード等から入力す
る方法に比して、短時間にしかも確実に工具データDATA
を各工具対応で収集することが出来るばかりか、バーコ
ード等を用いた方法に比して、極めて多量の工具データ
DATAを格納することが出来る。

更に、工具データ格納素子12が格納されるプルスタッド
11は通常、工具ホルダ10の回転中心CLにその中心が一致
した形で装着されるので、加工に際して、工具９が高速
で回転しても、内部に格納された工具データ格納素子12
が、工具９及び工具ホルダ10を含む全体の回転バランス
に悪影響を与えることが少なく、信頼性が高い。

また、プルスタッド11は、工具ホルダ10に対して着脱自
在に設けられているので、工具９と当該工具９に関する
工具データDATAの対応関係は、プルスタッド11にのみ依
存することから、工具ホルダ10にどのような工具９を装
着しても、当該工具９に対応したプルスタッド11を工具
ホルダ10に装着すればよいので、工具ホルダ10が特定の
工具９に専用化されることが無く、極めて汎用性に富
む。

また、プルスタッド内の工具データはキーボード21など
の工具データ書替え更新手段により、工具収納手段に収
納された状態で書替え更新されるので、工具の使用時間
などの工具の使用により刻々と変化する工具データを、
工具が各工作機械から回収されて再度工具プリセットス
テーションでプリセットされるまで待つことなく、即座
に工作機械上で書替え更新することが可能となり、有用
性に富む工作機械における工具情報収集装置の提供が可
能となる。

また、工具ホルダのプルスタッド中に、工具データを格
納し得る工具データ格納素子を設けると共に、前記工具
データ格納素子のデータ入出力部を前記プルスタッドの
先端部に配設した工具を有し、それら工具をそれぞれ収
納し得る工具収納ポケットが複数個設けられた工具収納
手段を有し、前記工具収納手段は前記工具収納ポケット
を割り出し位置決め自在なるように駆動制御手段により
移動駆動自在に設け、前記工具収納手段の工具収納ポケ
ット内に収納された工具の前記プルスタッドと順次対向
して該プルスタッド中の工具データ格納素子に対して工
具データを読み書きし得る位置に非接触型の読み書きヘ
ッドを設け、前記読み書きヘッドを介して前記工具の工
具データ格納素子から工具データの読み書き動作を行な
う工具データ入出力制御部を設け、前記工具データ入出
力制御部と工具データ格納手段を接続し、オペレータが
操作可能な工具データ読み取り指令出力手段を設け、前
記工具データ読み取り指令出力手段から出力された工具
データ読み取り指令に基づいて前記駆動制御手段及び工
具データ入出力制御部に対して前記工具収納手段中に収
納された工具についての工具データの収集を指令する工
具データ収集指令手段を設け、前記各工具の前記プルス
タッド内の工具データ格納素子に対して前記読み書きヘ
ッドを介して該工具データ格納素子内に格納された工具
データを書替え更新する、工具データ書替え更新手段を
設けて構成すると、上記した効果に加えて、工具データ
読み取り指令出力手段をオペレータが操作することによ
り、工具データの収集動作が開始されることから、オペ
レータが工具情報を必要とする任意の時点で、工具収納
手段中の各工具に関する工具データの収集を行なうこと
が出来、操作性が極めて高い工具情報収集装置の提供が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプルスタッドの一実施例が用いられた工具ホル
ダ部分の拡大図、 第２図はプルスタッドを装着した工具が用いられるマシ
ニングセンタの一例を示す正面図、 第３図は第２図の側面図、 第４図は工具マガジンを示す正面図、 第５図はマシニングセンタによる工具データの収集方法
の一例を示す制御ブロック図である。 10……工具ホルダ 11……プルスタッド 12……工具データ格納素子 DATA……工具データ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工具ホルダのプルスタッド中に、工具デー
   タを格納し得る工具データ格納素子を設けると共に、前
   記工具データ格納素子のデータ入出力部を前記プルスタ
   ッドの先端部に配設した工具を有し、 それら工具をそれぞれ格納し得る工具収納ポケットが複
   数個設けられた工具収納手段を有し、 前記工具収納手段は前記工具収納ポケットを割り出し位
   置決め自在なるように駆動制御手段により移動駆動自在
   に設け、 前記工具収納手段の工具収納ポケット内に収納された工
   具の前記プルスタッドと順次対向して該プルスタッド中
   の工具データ格納素子に対して工具データを読み書きし
   得る位置に非接触型の読み書きヘッドを設け、 前記読み書きヘッドを介して前記工具の工具データ格納
   素子から工具データの読み書き動作を行なう工具データ
   入出力制御部を設け、 前記工具データ入出力制御部と工具データ格納手段を接
   続し、 前記駆動制御手段及び工具データ入出力制御部に対して
   前記工具収納手段中に収納された工具についての工具デ
   ータの収集を指令する工具データ収集指令手段を設け、 前記各工具の前記プルスタッド内の工具データ格納素子
   に対して前記読み書きヘッドを介して該工具データ格納
   素子内に格納された工具データを書替え更新する、工具
   データ書替え更新手段を設けて構成した工作機械におけ
   る工具情報収集装置。
2. 【請求項２】工具ホルダのプルスタッド中に、工具デー
   タを格納し得る工具データ格納素子を設けると共に、前
   記工具データ格納素子のデータ入出力部を前記プルスタ
   ッドの先端部に配設した工具を有し、 それら工具をそれぞれ収納し得る工具収納ポケットが複
   数個設けられた工具収納手段を有し、 前記工具収納手段は前記工具収納ポケットを割り出し位
   置決め自在なるように駆動制御手段により移動駆動自在
   に設け、 前記工具収納手段の工具収納ポケット内に収納された工
   具の前記プルスタッドと順次対向して該プルスタッド中
   の工具データ格納素子に対して工具データを読み書きし
   得る位置に非接触型の読み書きヘッドを設け、 前記読み書きヘッドを介して前記工具の工具データ格納
   素子から工具データの読み書き動作を行なう工具データ
   入出力制御部を設け、 前記工具データ入出力制御部と工具データ格納手段を接
   続し、 オペレータが操作可能な工具データ読み取り指令出力手
   段を設け、 前記工具データ読み取り指令出力手段から出力された工
   具データ読み取り指令に基づいて前記駆動制御手段及び
   工具データ入出力制御部に対して前記工具収納手段中に
   収納された工具についての工具データの収集を指令する
   工具データ収集指令手段を設け、 前記各工具の前記プルスタッド内の工具データ格納素子
   に対して前記読み書きヘッドを介して該工具データ格納
   素子内に格納された工具データを書替え更新する、工具
   データ書替え更新手段を設けて構成した工作機械におけ
   る工具情報収集装置。