JPH10100033A - 工具選択方法および該方法を用いた工作機械 - Google Patents

工具選択方法および該方法を用いた工作機械

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JPH10100033A
JPH10100033A JP8259367A JP25936796A JPH10100033A JP H10100033 A JPH10100033 A JP H10100033A JP 8259367 A JP8259367 A JP 8259367A JP 25936796 A JP25936796 A JP 25936796A JP H10100033 A JPH10100033 A JP H10100033A
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JP
Japan
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tool
machining
tools
time
magazine
Prior art date
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Pending
Application number
JP8259367A
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English (en)
Inventor
Koji Kito
浩司 鬼頭
Yukio Taki
幸生 瀧
Hiroyuki Tsusaka
浩行 津坂
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Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】工具マガジンに備えられた同一種類複数本の工
具の中から、加工精度の低下や加工時間の増加を招かな
い最適な工具を選択する。 【解決手段】工具マガジンに収納された工具の収納場所
に対応付けて工具の種類と残工具寿命時間を記憶した工
具マガジン情報テーブルを設けると共に、加工プログラ
ム中に当該加工における工具の予定加工時間をプログラ
ムしておき、加工に使用すべき工具の選択に際して、工
具マガジン情報テーブルから、当該加工に使用すべき種
類の工具であって、残工具寿命時間が当該加工における
予定加工時間より長く、且つ残工具寿命が最も短い工具
を選択するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の工具を有
する工具マガジンと該工具マガジンと主軸との間で選択
的に工具を自動交換して加工を行うマシニングセンタ等
の工作機械において、複数の工具の中から加工に使用す
べき工具を選択する工具選択方法およびこの工具選択方
法を用いた工作機械に関する
【0002】
【従来の技術】マシニングセンタの工具マガジンには加
工に必要な複数種類の工具が備えられているが、使用頻
度の多い工具は同一種類の工具が複数本用意されてい
る。また、夜間や休日の無人運転等の長時間の運転に際
しても、工具マガジンに同一種類の工具が複数本備えら
れることがある。このような工具マガジンから主軸に取
り付ける工具を選択する場合、加工に必要な種類の工具
は工具マガジン内に複数本備えられているが、この複数
本の工具の内、単に残工具寿命時間が0でないもの、折
損していないものを無作為に選択している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような工具の選択
を行ったのでは、加工時間が残工具寿命時間より長い場
合、加工の途中で工具の寿命が限界に達することがあ
る。このような状態で加工を継続すると加工精度が悪化
し、また、これを防止するために加工の途中で工具を交
換すると加工時間が長くなるという問題がある。
【0004】また、硬質の材料の加工等の刃具へのダメ
ージが大きい加工では、加工精度を確保するために一度
使用した工具は再使用しない場合がある。このような一
度しか使用しない工具として、残工具寿命時間の長い工
具を使用するのは不経済である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためになされたものであり、請求項1に記載の発
明は、少なくとも一種類は同一種類の工具を複数本含む
複数種類の工具を備えた工具マガジンにおける工具選択
方法であって、加工に使用する工具の選択に際して、当
該加工に使用すべき種類の工具であって、残工具寿命時
間が当該加工における予定加工時間より長く、且つ残工
具寿命時間が最も短い工具を選択するようにしたもので
ある。
【0006】また、請求項2に記載の発明は、少なくと
も一種類は同一種類の工具を複数本含む複数種類の工具
を備え、これらの工具を選択的に工具交換位置に割り出
す駆動手段を有する工具マガジンと、該工具マガジンの
工具交換位置に割り出された工具と主軸に装着された工
具を交換する自動工具交換装置とを備えた工作機械にお
いて、前記工具マガジンに収納された工具の種類と残工
具寿命時間を格納した工具マガジン情報テーブルを記憶
する記憶手段と、加工に使用する工具の選択に際して、
前記制御プログラムにより指示される工具の種類と予定
使用時間に基づいて前記工具マガジン情報テーブルを検
索し、当該加工に使用すべき種類の工具であって、残工
具寿命時間が当該加工における予定加工時間より長く、
且つ残工具寿命時間が最も短い工具を選択する工具選択
手段を備えたものである。
【0007】さらに、請求項3に記載の発明は、前記予
定使用時間が加工プログラムに予めプログラミングされ
ていることを特徴とするものであり、請求項4に記載の
発明は、加工プログラムに基づいて前記予定使用時間を
演算する演算手段を備えたことを特徴とするものであ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1〜図5
に基づいて説明する。図1は本発明の一実施の形態とし
てのマシニングセンタおよびその制御装置の概略を示す
ものである。1はマシニングセンタであり、複数の工具
Tを有する工具マガジン10と主軸11を備えており、
公知の自動工具交換装置12により工具マガジン10と
主軸11との間で工具が交換される。そして、X軸駆動
モータ13、Y軸駆動モータ14、Z軸駆動モータ15
を制御することにより、主軸11に装着された工具Tに
よって、テーブル16上に載置された工作物Wが加工さ
れるものである。
【0009】17は主軸11に装着すべき工具Tを工具
交換位置に移動させるべく、工具マガジンを回転割り出
しするモータであり、マガジン駆動回路20により駆動
される。また、21は自動工具交換装置12を駆動する
アーム駆動回路、22はX軸駆動モータ13を駆動する
駆動回路、23はY軸駆動モータ14を駆動する駆動回
路、24はZ軸駆動モータ15を駆動する駆動回路であ
る。そして、これらの駆動回路20、21、22、2
3、24は数値制御装置3によって制御される。
【0010】数値制御装置3は、CPU30とインター
フェイス31、32、33および記憶装置であるROM
34、RAM35からなる。そして、キーボード等の入
力装置40およびCRT等の出力装置41が接続されて
いる。不揮発性のメモリであるRAM35には工具マガ
ジン情報テーブルを記憶する工具マガジン情報領域が設
けられており、この工具マガジン情報テーブルには、図
2に示すように、工具マガジン10の各ソケットに対応
したソケット番号と、そのソケットに取り付けられてい
る工具の種類を示す刃具No.と、その工具の残工具寿
命時間とが記憶されている。ここで、工具の残工具寿命
時間は検知する方法は特開平3−150602号公報、
特開平7−51998号公報等により公知であるので、
ここでは説明は省略する。
【0011】次に上記のマシニングセンタ1における工
具交換動作について説明する。図3は数値制御装置3に
おけるメインプログラムを示し、図4は工具マガジンを
割り出して主軸11に装着すべき工具を交換位置に移動
させるための工具呼び出しサブプログラムを示すもので
ある。数値制御装置3はメインプログラムに従ってマシ
ニングセンタ1を制御して加工が行われる。メインプロ
グラム中のG65の指令により工具呼び出しサブプログ
ラムがコールされる。ここで、G65に続くP1はコー
ルすべきサブプログラムのプログラム番号を示し(この
場合、プログラム番号O1)、F123は工具の種類を
示し(この場合、刃具No.123)、A100は予定
使用時間を示す(この場合、予定使用時間100分)。
なお、予定使用時間は加工プログラムの作成に際して当
該加工における切削距離や送り速度等から予め計算して
プログラミングしておけばよい。M06は工具交換指令
であり、後述する工具呼び出しサブプログラムにより選
択され、工具交換位置に割り出されている工具と主軸1
1に装着されている工具との交換を指示するものであ
る。また、M30はプログラムの終了を示す。
【0012】続いて、工具呼び出しサブプログラムにつ
いて、図4のプログラムおよび図5のフローチャートに
基づいて説明する。先のメインプログラムにおけるG6
5によるサブプログラムのコールの際して、刃具No.
は変数#9に、予定使用時間は変数#1にそれぞれ代入
されているので、S101でコモン変数#680に変数
#9、すなわち、刃具No.を代入する。同様にして、
S102でコモン変数#681に変数#1、すなわち、
予定使用時間を代入する。
【0013】次に、M70のコードをトリガーとして、
S103にて工具マガジン情報テーブルを検索して、刃
具No.が#680であり、且つ残工具寿命時間が#6
81以上である工具の内、残工具寿命時間が最も短いも
のが選択される。具体的には、この本実施の形態におい
ては、いま、#680は123であるので、図2に示さ
れる工具マガジン情報テーブルから刃具No.が123
であるソケット番号01〜05が抽出される。そして、
この中から残工具寿命時間が#681以上であるもの
が、すなわち、いま、#681は100であるので、ソ
ケット番号03、04、05が抽出され、さらに、この
中で最も残工具寿命時間が短いソケット番号04が選択
される訳である。このようにして選択されたソケット番
号はS104にてコモン変数#682に代入される。
【0014】続いて、S105にてサブプログラム中の
Tコード(T#682)が実行され、工具マガジン中の
ソケット番号#682の工具が工具交換位置に割り出さ
れる。上記の例では#682は04なので、ソケット番
号04の工具が工具交換位置に割り出される。ここで、
サブプログラム中のM99はサブプログラムの終了を意
味し、メインプログラムへリターンされる。そして、メ
インプログラム中の工具交換指令M06により、工具交
換位置に割り出された工具が主軸へ装着される。
【0015】上記の実施の形態において、予定使用時間
は加工プログラムに予めプログラミングされているが、
他の実施の形態として、演算によって予定使用時間を求
めることができる。すなわち、加工プログラムには工具
Tと工作物Wとの相対送り速度と送り量が指令されてい
るので、この送り速度と送り量に基づいて次式によって
予定使用時間を求めればよい。 (予定使用時間)=(送り量)÷(送り速度) なお、この予定使用時間の演算についての詳細は、本願
出願人が先に出願した特公昭51−34995号公報に
記載されている。
【0016】上述したように、工具の残工具寿命時間が
予定使用時間以上の工具の内、残工具寿命時間が最も短
い工具を選択するようにしたので、加工中に工具寿命に
達することがなくなる。具体的には、刃具No.123
の工具による予定使用時間100分の加工の場合に、図
2の工具情報テーブルから工具を選択するに際して、ソ
ケット番号01の工具を選択することにより加工途中で
工具が寿命となることがなくなる。これにより、寿命と
なった工具を使用し続けることによる加工精度の悪化を
防止でき、あるいは、加工途中で工具交換を行うことに
よる加工時間の増加が防止される。
【0017】また、硬質材料の加工等の刃具の損傷の激
しい加工に使用した工具は、その後の加工では加工精度
の悪化をもたらすので、残工具寿命時間が残っていても
再使用しないようにする場合がある。このような一度使
用した工具を再使用しない場合、残工具寿命時間の多い
工具を使用すると工具寿命を無駄にすることになるが、
本発明によれば、このような工具寿命の無駄を最小限に
抑え効率的に工具を使用することができる。具体的に
は、刃具No.123の工具による予定使用時間100
分の加工であって、材料が硬質であるために工具を再使
用しない場合に、図2の工具情報テーブルから工具を選
択するに際して、ソケット番号05の工具を選択すると
100分の加工の後、残工具寿命時間が200分あるに
も係わらず再使用しない状態となり、200分の工具寿
命が無駄となる。ところが、本発明によれば、残工具寿
命時間が100分以上のものの内、残工具寿命時間が最
小であるソケット番号04の工具を選択するので、10
0分の加工の後、残工具寿命時間が10分の状態で再使
用しない状態となり、工具寿命の無駄は10分ですむこ
ととなる。
【0018】なお、上述の実施の形態においては、マシ
ニングセンタ1を制御する数値制御装置3を用いて、工
具マガジン情報の記憶および工具の選択を行っている
が、マシニングセンタ1を制御する数値制御装置3とは
別に、工具マガジン情報の記憶および工具の選択を行う
工具管理コンピュータを設けることも可能である。ま
た、複数のマシングセンタを用いたDNC制御の加工シ
ステム等においては、工具管理装置が備えられている場
合があるが、この工具管理装置に上述の機能を備えるこ
とによっても本発明を実現することができる。
【0019】さらに、上述の実施の形態においては、加
工終了後の工具は必ず工具マガジンの所定のソケットに
返却される、いわゆる固定番地方式の工具マガジンにつ
いて説明したので、工具マガジン情報テーブルは工具マ
ガジンのソケット番号に対応して刃具No.および残寿
命が記憶されているが、工具が所定位置に返却されな
い、いわゆるランダム番地方式を用いるのであれば、工
具マガジン情報テーブルには刃具No.に対応させて残
寿命を記憶させておき、工具マガジンのソケット番号と
刃具No.を対応付ける他の記憶手段を設ければよく、
本発明は工具マガジンが固定番地方式かランダム番地方
式かに限定されるものではない。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、工具交換に際して、当
該加工に使用すべき種類の工具であって、残工具寿命時
間が加工予定時間より残工具寿命時間が長く、且つ残工
具寿命時間が最も短い工具を選択するようにしたので、
加工中に工具寿命に達することがなくなり、工具寿命を
超えて加工を継続することによる加工精度の悪化や加工
途中に工具交換を行うことによる加工時間の増加が防止
される。
【0021】また、硬質材料等の加工に際して一度使用
した工具は再使用しないような場合、残工具寿命時間を
多く残した状態で再使用しなくなることが防止され、工
具寿命の無駄を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】マシニングセンタおよびその制御装置の概略を
示す図である。
【図2】工具マガジン情報テーブルを示す図である。
【図3】メインプログラムの一部を示す図である。
【図4】工具呼び出しサブプログラムの一部を示す図で
ある。
【図5】工具呼び出しサブプログラムのフローチャート
である。
【符号の説明】
1 マシニングセンタ 3 数値制御装置 10 工具マガジン 11 主軸 12 自動工具交換装置 T 工具

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一種類は同一種類の工具を複
    数本含む複数種類の工具を備えた工具マガジンにおける
    工具選択方法であって、 加工に使用する工具の選択に際して、当該加工に使用す
    べき種類の工具であって、残工具寿命時間が当該加工に
    おける予定加工時間より長く、且つ残工具寿命時間が最
    も短い工具を選択することを特徴とする工具選択方法。
  2. 【請求項2】 少なくとも一種類は同一種類の工具を複
    数本含む複数種類の工具を備え、これらの工具を選択的
    に工具交換位置に割り出す駆動手段を有する工具マガジ
    ンと、 該工具マガジンの工具交換位置に割り出された工具と主
    軸に装着された工具を交換する自動工具交換装置とを備
    えた工作機械において、 前記工具マガジンに収納された工具の種類と残工具寿命
    時間を格納した工具マガジン情報テーブルを記憶する記
    憶手段と、 加工に使用する工具の選択に際して、工具の種類と当該
    加工における予定使用時間に基づいて前記工具マガジン
    情報テーブルを検索し、当該加工に使用すべき種類の工
    具であって、残工具寿命時間が当該加工における予定加
    工時間より長く、且つ残工具寿命時間が最も短い工具を
    選択する工具選択手段を備えたことを特徴とする工作機
    械。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の工作機械において、前
    記予定使用時間は加工プログラムに予めプログラミング
    されていることを特徴とすることを特徴とする工作機
    械。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載の工作機械において、加
    工プログラムに基づいて前記予定使用時間を演算する演
    算手段を備えたことを特徴とする工作機械。
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