JPS61178141A - 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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JPS61178141A
JPS61178141A JP1860685A JP1860685A JPS61178141A JP S61178141 A JPS61178141 A JP S61178141A JP 1860685 A JP1860685 A JP 1860685A JP 1860685 A JP1860685 A JP 1860685A JP S61178141 A JPS61178141 A JP S61178141A
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Toshiaki Amano
俊昭 天野
Noboru Umehara
梅原 登
Takayuki Aoki
貴行 青木
Shoichi Kimura
木村 昭一
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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

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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)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、NO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に首によっ
て自f)J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ス・1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しのである。
し発明の構成コ この発明は、形状の胃なる工具を有する工作機械と、こ
の工作機械の工具を選択する工具選択駆動制御3II装
置と、工具の形状を認識づ−る工具認識装置と、この工
具認識装置の工具認識手順、工具認識情報を演節しかつ
前記工具選択駆動制御装置を制御211する中央制御装
置と、工具選択情報を作成する工具データ作成装置を尚
え、前記工具認識装置による認識情報と工具データ作成
装置の工具データを比較管理することを特徴とする工作
機械の工具管理システムである。
[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を協えたタレッ
トパンチプレスに対し、その△TC5上の工具を視覚認
識づ“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@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19
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」−貝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)8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
をハードウェア的に画像処I! 1Jる。
CPU11には通信部29が接続されており、通信部2
つを介して機械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寸判別デーウの
格納されたデータバンク31が接続されている。
cpuilはNCデータ作成装置9とも接続されでおり
、CPU11′c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装買3側にΔTC
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51
)工具が観測位置にくるとCPU11はタイミング回路
21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によって贈幅した乙のである。
(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2
5がハードウェア的に読取り、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によってソフトウェア的に処理され、
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、重心二面積;コーナ;エ
ツジ: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、油筒は停止される。(
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1貝の形状及び
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J(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ΔT
C5上の複数種類の工具Tについてその工具番号と各番
号信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データを塁に工作機械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
自助的に加工する。
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によってこの視覚ロ
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1qた工具Tに関する画像情報をドライバ3
7で増幅してフレームメモリ45に格納する。CPU4
1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。CPt
J41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図に示ずようにNCデータ作成装置9側はATC5
上の工具番号T2O1の部分に形状;丸、寸法;32φ
、工具番@ T 303に形状:長色、寸法10X20
、・・・と工具データの指定がなされている乙のとする
そこでこのNCデータ作成装置9に43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ATC5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
がヒツ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10X20の1貝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、
10口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ブッl〜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9J、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
49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△TC駆動命令は工具番
@1つにス=I して−同行なわれる。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−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筒易
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
、ΔTC5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。モしてその
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
れに対応する工具下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
トウェア的に処理を施し、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、手心:面積:コーナ;エツジ;周長が
ある。これら5つの特徴パラメータにより工具Tの画像
は一義的に決定される。例えば工具j法は、コーナで区
切られた−「フ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
の工具番号と其に格納する。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82−86
) 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。
[発明の効宋コ この発明は工作機械の工具の形状、寸法を認識する工具
認識装置と、その工具認識装置によりATC上にセット
された工具の特徴パラメータを算出し、工具データ作成
装置に対してその工具情報を匂え、工具データ作成装置
の工具データと比較することにより工具管理を行なうも
のである。そのため、従来人手によってATC5上に実
際にセットされている工具を確認するか、あるいは工具
データ作成装置側の工具データに合うようにATC上に
工具をヒツトするようにしていたちのが、人手によらず
自動的に管理することができるようになり、工具管理の
自動化が実現できる。
【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
tよ上記実施例のダイヤグラム、第3図は上記実施例の
動作を示すノローヂト一ト、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jy−トである。 1・・・工作機械 3・・・NO装置 5・・・ATC
7・・・視覚検査装置 9・・・NCデータ作成装置1
1・・・CPU  13・・・視覚セン勺15・・・カ
メラ 17・・・エリアイメージセンサ1つ・・・ドラ
イバ 21・・・タイミング回路23・・・フレームメ
モリ 25・・・プレビジョンタイミング回路27・・・テレ
ビジョンモニタ 2つ・・・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 3つ・・・視覚ゼンサ41・・・
CPtJ  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. 形状の異なる工具を有する工作機械と、この工作機械の
    工具を選択する工具選択駆動制御装置と、工具の形状を
    認識する工具認識装置と、この工具認識装置の工具認識
    手順、工具認識情報を演算しかつ前記工具選択駆動制御
    装置を制御する中央制御装置と、工具選択情報を作成す
    る工具データ作成装置を備え、前記工具認識装置による
    認識情報と工具データ作成装置の工具データを比較管理
    す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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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63267195A (ja) * 1987-04-24 1988-11-04 ユーエイチティー株式会社 薄板状物の穿孔装置及び穿孔装置用パンチングユニツト
DE102016005559A1 (de) 2015-05-15 2016-11-17 Fanuc Corporation Numerische Steuerung, die den Montagezustand eines zur maschinellen Bearbeitung verwendeten Werkzeugs prüfen kann
US9644942B2 (en) 2012-11-29 2017-05-09 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Method and apparatus for laser projection, and machining method

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