JPS62218037A - Ｎｃ工作機械の工具編集装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＮＣ工作機械の番地固定方式による工具マガ
ジンの工具編集装置に関し、特に、工具干渉チェック機
能を備えた工具編集装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、ＮＣ工作機械に使用される工具の供給方法と
しては、第１０（８１図に示されるようなマシニングセ
ンターの主軸５１へ、ＮＣ加工プログラムの指定する工
具番号の工具Ｔを、工具マガジン５２の各ポットＰ、〜
Ｐｎから、ＡＴＣ（自動工具交換装置）５３によって供
給するものが一般的であるが、その際、工具番号と工具
マガジン上のポット番地とを対照する管理方式として、
工具番号が同一の工具は常に同一の指定番地に収容する
番地固定方式と、工具を任意のポットへ収容して番地を
書き替える番地書替方式とがあり、それぞれ一長一短が
あった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記２方式のうち番地固定方式においては、通常ポット
独自の番号を使用せず、ＮＣ加工プログラムで使用され
る工具番号（例えば”Ｉ”０１〜′Ｉ゛９９）をそのま
ま番地として各ポットに付与し、ＮＣ加工プログラムが
該当する工具をそのポットへ収容しているが、ここでの
問題は各別」−プログラム毎の工具番号が共通していな
Ｖ）ことで、例えばΔワークのプログラム中でＴｏｌと
指定された工具がＢワークのプログラム中で′「０１と
指定された工具と必ずしも同一とは限らず、両者が異な
る場合、Ａワークの作業が終了すると、そのポットの工
具を作業者が手作業でセットし直さなければならず、工
具の段取り替のために人手と加工のための準備時間を浪
費し、作業性が著しく阻害されていた。もう１つの問題
は、工具径が工具マガジンのポット間のピッチを越える
寸法の工具であることで、例えばＦＭ（フェイスミル）
の径が大きなもの（大径工具）や特殊工具には隣接工具
と干渉を引き起こすものがあり、これらは当然に自動編
集が困難である。

本発明はこのような問題点に溢みて提案されるもので、
隣接工具同士の干渉をチェックし、干渉防止の処理を施
しつつ、工具の段取り替を自動的に行い、作業性を向上
させるＮＣ工作機械の工具′編集装置を提供することを
目的とする。

ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明において上記の問題点を解決するための手段は、
ＮＣ加工プログラムで指定された工具番号の工具を工具
マガジンの各ポットからＡＴＣにより主軸へ供給するＮ
Ｃ工作機械の工具編集装置であって、ＮＣ加工プログラ
ムの設定における隣接工具間の干渉の有無を検討し、干
渉が発生する工具同士の間に空きポットを設定するプロ
グラム干渉処理手段と、干渉処理を施されたＮＣ加工プ
ログラムの設定における使用工具と工具マガジンの各ポ
ットに収容されているマガジン工具とを比較し、対応が
確認された該当工具を弁別する工具データ設定手段と、
その該当工具の隣接工具に対する干渉の有無を検討し、
干渉が発生する場合に隣接工具を干渉が発生しない寸法
の工具と交換する編集工具干渉処理手段と、各データの
内容を出力される表示手段と、設定された工具編集デー
タに基づいて自動工具交換装置に交換動作を指令する制
御手段とを備えて成るＮＣ工作機械の工具編集装置とす
るものである。

尚、本明細書においては、に作機械の一般的な仕様とし
て、工具マガジンの各ポット間のピッチはすべて同一で
あるものとし、また、２ピツチに及ぶ寸法の工具はない
ものとする。

〔作用〕

本発明は、まず、ＮＣ加工プログラムの設定自体の工具
配置が干渉を発生するものであるか否かを検討し、干渉
を予想される場合は相手方の工具との間に空きポットが
できるように工具番号をずらせる処理を施す。その後、
工具マガジンの各ポットに実際に収納されている工具の
番地を示すマガジン工具データと次回のＮＣ加工プログ
ラムで使用される予定の工具を示す使用工具データとを
比較し、両方に共通して発見されるものを該当工具、Ｎ
Ｃ加工プログラムにのみ発見されるものを不足工具、工
具マガジンにあってもＮＣ加工プログラムに発見されな
いものを非該当工具として工具データを設定する。そし
て、その該当工具の現在番地及び予定番地における隣接
工具との干渉をシミュレーションにより検討し、干渉を
予想される場合はその隣接工具を干渉が発生しない寸法
の工具に入れ替える処理を施したのち、その工具編集デ
ータに基づいてＡ　Ｔ’　Ｃによる編集動作を実行する
ものである。

〔実施例〕

以下、本発明を、実施例と図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本発明を実施したＮＣ工作機械の工具編集装置
の構成の一例を示すプロ・ンク図である。

第１図において、工具′ｔＩＡ集装置は、ＮＣ工作機械
の中央処理装置でもあるＣＰＵＩと、ＮＣテープ等の編
集データを入力するデータ入力装置２と、キーボード付
ＣＲＴディスプレイ３と、前記データ入力装置２により
読み取られた内容を格納するＮＣ加工プログラム・メモ
リ４と、工具の編集状態を記憶する工具編集データ・メ
モリ５と、マガジン工具データ・メモリ６と、不足工具
データ・メモリ７と、アラーム発生時の指示文を格納す
るアラームメツセージ・メモリ８と、判定基準を格納す
る判定データ・メモリ９と、ＡＴＣ制御装置ｌＯと、Ｎ
Ｃ加工プログラムの設定における隣接工具間の干渉の有
無を検討し、干渉が発生する工具同士の間に空きポット
を設定するプログラム干渉処理手段１１と、干渉処理を
施されたＮＣ加工プログラムの設定における使用工具と
工具マガジンの各ポットに収容されているマガジン工具
とを比較し、対応が確認された該当工具、工具マガジン
に発見されない不足工具、ＮＣ加工プログラムにない非
該当工具を弁別する工具データ設定手段１２と、その該
当工具の隣接工具に対する干渉の有無を検討し、干渉が
発生する場合に隣接工具を干渉が発生しない寸法の工具
と交換する編集工具干渉処理手段１３と、不足工具デー
タの内容を編集し直す不足工具設定処理手段１４とで構
成されている。

上記の各メモリ及び各手段の詳細な内容は後記の動作説
明において説明する。

第２図〜第５図は上記装置動作の一般フローを示すフロ
ーチャートで、第２図はその基幹フローを示し、第３図
、第４図及び第５図は、第２図における第■段、第■段
及び第０段の動作内容を更に詳細に示すものである。

本実施例の装置による工具編集手順は、第６図に示す如
きキーボード付ＣＲＴディスプレイ３の工具編集画面と
対話しつつ行われる。第２図の基幹フローにおいて、ま
ず第０段は上記キーボード付ＣＲＴディスプレイ３の図
中左方より２番目の工具編集データ人カキ−を押釦する
ことで、入力媒体に対応するデータ入力装置（例えば入
力媒体がＮＧテープであればテープリーグ）２によって
ＮＣ加工プログラム・メモリ４に読み込まれたＮＣデー
タから使用工具のデータが加工順に検索され、第７図に
示す如き工具編集データを作成される。集められたデー
タは工具編集データ・メモリ５に格納されると共に、そ
の一部は工具編集画面上に第６図に示す如く表示される
。第０段は、キーボードの図中右方より３番目のマガジ
ン工具データ入カキ−を押Ｓ目することで、実際に工具
マガジンの各ポットに収容されている二ロ具のデータが
、マガジン工具データ・メモリ６に第８図に示す如く格
納される。マガジン工具データのＰ？１１１は、工具編
集データのＴｌ１ｈと対応する（Ｐ隘＝’ｒｌｌｋＬ）
なお、ＮＣデータから工具編集データおよびマガジ、　
ン工具データを作成する為の工具ファイルを用意し、各
工具の番号（例えばＬｏｌ）などに基づいて工具ファイ
ルのデータを使用して処理してもよいし・もちろんマニ
ュアル入力であっても構わない。

ここで、キーボードの図中１番左方にある工具編集開始
キーを押釦すると、工具編集が開始されることになる。

基幹フローの第０段は、ＮＣ加工プログラムの設定自体
が工具干渉を発生させる場合の処理で、その詳細は第３
図のサブ・フローに示される。サブ・フローの第０段は
、ＣＰＵＩにおいて、工具編集データ・メモリ５から得
られる使用工具本数Ｎとマガジン工具データ・メモリ６
から得られるマガジン許容本数Ｍとを比較することで、
Ｎ＞Ｍであれば加工作業の自動続行が不可能であること
を意味し、作業者に対応処理の指示を行ったのち、キー
ボード３の図中左方より３番目の工具編集再開キーが押
釦された場合サブ・フローの第０段へ戻る。この検討が
終了すると、第１図のプログラム干渉処理手段１１ヘコ
マンドと工具編集データ及び判定データとが入力され、
サブ・フローの第０段が行われる。サブ・フローの第０
段は干渉チェックで、前記プログラム干渉処理手段１１
内のＴｌ１ｆｆｌ干渉チ工ツク処理部１１ａが工具編集
データの工具を加工順に取り出し、次のＴＮＩＩ干渉判
定部１１ｂで下記の演゛算及び比較を行う。即ち、その
工具の直径を（Ｓｔ　）ｎ、次の工具の直径を（Ｓｔ　
）ｒ＋＋１．工具ポット間のピッチをＰｃｈとして、 （（Ｓｔ　）ｎ＋　（Ｓｔ　）ｎ＋１）　／　２　＜　
ＰｃｈであればＯＫ倍信号伴うデータを出力し、そうで
なければＮＯ倍信号伴うデータを出力する。Ｎ。

信号を伴うデータは次のＴ魚編集処理部１１ｃへ入力さ
れ、（ｎ＋１）番目の工具を（ｎ＋２）番目の工具とし
、以下Ｔｌ１ｈを順送りにする。これは（ｎ＋１）番目
の工具が空きポットとなることにより干渉が避けられる
ようにするものである。サブ・フローの第０段は、その
結果′１゛階がマガジン許容本数Ｍを越えないかどうか
チェックすることで、越える場合はアラームを発して対
策を講じ、越えなければ、そのデータを編集データ設定
部１１ｄへ入力する。また、前記ＯＫ倍信号伴うデータ
の場合はデータをそのまま編集データ設定部ｌｉｄへ入
力する。そして、サブ・フローの第０段として、工具編
集データ・メモリ５内の工具番号Ｔｌ１ｈは再編集され
る。

基幹フローの第０段は、上記のＮＣ加工プログラムで使
用される使用工具と工具マガジンの各ポットｐＨｋＬに
実際に収納されている工具とを比較することで、前段か
らの工具編集データとマガジン工具データとが工具デー
タ設定手段１２へ入力される。処理の詳細は第４図のサ
ブ・フローに示される。サブ・フローの第０段は、ＰＮ
Ｉｌ検索判定部１２ａにおいて、使用工具］゛隘に対応
するマガジン工具ｐＨｈを検索することで、使用工具名
（Ｎｔ）ｎ及びその寸法（ＳＴ　）ｎであるかを照合す
る。なお、前述したように工具ファイルを使用する場合
には、工具名のかわりにその番号で照合してもよい。サ
ブ・フローの第０段はその結果の判定で、同一の工具が
発見されればそのデータを該当工具データ設定部１２ｂ
へ出力し、工具マガジンｐＨｋＬ側で発見されない工具
ＴＮａのデータは不足工具データ設定部１２ｃへ出力し
、使用工具Ｔｋ側で発見されない工具ＰＮａは非該当工
具データ設定部１２ｄへ出力する。前記該当工具データ
設定部１２ｂは、サブ・フローの第０段で、該当ｐＨｈ
の工具を工具編集データ・メモリ５のＰＮｏｔ欄に記憶
し、不足工具データ設定部１２ｃは、サブ・フローの第
０段で、不足のＴＮｌｌＬ工具を第９回の如く不足工具
データ・メモリ７のＰＮ、、欄に記憶し、非該当工具デ
ータ設定部１２ｄは、サブ・フローの第０段で、第８図
に示すマガジン工具データ・メモリ６の非該当ＰＮｌｌ
工具の非使用フラッグ（ＮＦＬＧ）欄にフラッグをたて
る。不足工具のリストと非使用マガジン工具のリストは
、第６図に示した工具Ｗｆｆｉ画面にも出力される。

基幹フローの第０段は、上記の該当工具の現在番地及び
予定番地における隣接工具との干渉をチェックし、編集
シミュレーションを行うもので、処理の詳細は第５図の
サブ・フローに示される。

サブ・フローの第０段は、ＰＮ［Ｌ干渉判定部１３ａに
工具編集データの工具を１つずつ取り出し、この旧位置
にある工具（Ｎｐ）ｋと折位置にある工具（ＮＰ）３を
シミュレーションで交換してみることで、その結果、こ
の工具に第１０図（ｂ）に示す４つの隣接工具（Ｎｐ　
）ｋ４．　　（ＮＰ　）ｋ＋１．　　（Ｎｐ　）ｓ−１
，（Ｎｐ　）　ｓ÷１が検討の対象として存在すること
が分かり、Ｐ階干渉判定部１３ａでは、サブ・フローの
第０段として、交換先の隣接工具に対して寸法を比較し
、サブ・フローの第０段として、下記の４つの判定を行
う。

（ＳＰ　）ｓ　＋　　（ＳＰ）ｋ−１＜　２　Ｐｃｈ（
ＳＰ　）Ｓ＋　（ＳＰ）ｋ＋１＜２Ｐｃｈ（ＳＰ　）ｋ
＋　　（ＳＰ）Ｓ−１＜　２　Ｐｃｈ（Ｓｐ　）ｋ　＋
　　（ＳＰ　）Ｓ＋１＜　２　Ｐｃｈ上記式が成立しな
いものは干渉が発生することになり、Ｎｏ信号を伴うデ
ータが隣接ｐＨｈ干渉回避処理部１３ｂへ送られ、サブ
・フローの第０段として、その隣接工具を干渉が発生し
ない工具径の非使用工具と交換する。サブ・フローの第
０段として、この交換が不可能な場合はアラーム処理と
なり、交換回避が可能な場合は隣接編集データ設定部１
３ｃで工具編集データ・メモリ５の隣接編集番号ＰＮＯ
ア？、〜ＰＮｏｙｙａ（隣接工具のポット番号）。

Ｐ　Ｎｏｔ−＋〜Ｐ　Ｎｏｒ−ａ　（隣接工具の回避ポ
ット番号）が設定され、更に編集データ交換処理部１３
ｄで該当工具の編集データおよび隣接編集データに従っ
てマガジン工具データ・メモリ６のポット番号Ｐぬ内の
データを書き替える処理を行ない、交換データ設定部１
３ｅで設定される。尚、サブ・フローの第０段の判定に
おいて、干渉なしの場合は、マガジン工具データ・メモ
リ６内のＰＮ［Ｌ内のデータは該当工具の編集データに
基づいて書き替えられる。

上記の干渉チェックと編集シミュレーションは該当工具
のすべてについて検討が終了するまで繰り返され、しか
も各回のシミュレーシヨンは前回の交換終了を前提に行
われるので、全該当工具について検討が終了したときは
、工具編集データ・メモリ５は干渉チェックが終了した
形となっている。

基幹フローの第０段は、既に抽出されている不足工具デ
ータとマガジン工具データを前記不足工具設定処理手段
１４内の不足工具データ＆Ｉ２！処理部１４ａに入力し
、不足工具の収容されるべきポットが空きポットでない
場合は空きポットにする処理を行ったのち、不足工具ｐ
Ｈ１ｌＩｌ設定部１４ｂでその番号を設定することであ
る。

基幹フローの第０段は、以上の処理を終了した工具編集
データを第６図に示す工具編集画面に出力し、他のファ
ンクション処理が必要でなければ第６図中右方より２番
目に配設されたＡＴＣ実行キーを押釦することによりＣ
ＰＵＩがＡＴＣ制御装置１０に指令し、実際の編集動作
を実行する。不足工具については、アラームメツセージ
・メモリ８に格納された指示文が表示されて、取付けが
指示される。

第１１図から第１５図までの各図は、本発明の実施例を
更に詳細に示すフローチャートである。これらの各図で
示す如く、編集シミュレーションは単純な１対ｌの交換
のみを検討するものではな（、連環状に行われるもので
ある。

〔発明の効果〕

以上、説明したとおり、本発明によれば、隣接工具同士
の干渉をチェックし、干渉防止の処理を施しつつ、工具
の段取り替を自動的に行い、作業性を向上させるＮＧ工
作機械の工具ｕＡ集装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した工具編集装置の一例を示す構
成図、第２図〜第５図は上記装置の動作例を示すフロー
チャート、第６図〜第９図は出力画面の見本図、第１０
図はＡＴＣと工具マガジンの構造図、第１１図〜第１５
図は更に詳細な動作例を示すフローチャートである。 １；ＣＰＵ（制御手段）、 ３　、ＣＲＴディスプレイ（表示手段）、４、ＮＧプロ
グラム・メモリ、 ５；工具＆ｇ集データ・メモリ、 ６；マガジン工具データ・メモリ、 ７；不足工具データ・メモリ、 ８；アラームメツセージ・メモリ、 ９；判定データ・メモリ、 ＬＯ：ＡＴＣ制御装置、 １１；プログラム干渉処理手段、 １２；工具データ検索手段、 １３；編集：Ｌ具干渉処理手段、 １４；不足工具設定処理手段、 Ｎ；使用工具トータル本数、 Ｍ；マガジン最大収納本数、 ＴＮＩＬ；使用工具番号、 Ｐ隘：ポット番号（番地）、 ＳＴ　＋　　ＳＰ　　；工具寸法。 第４図 第８図 第９図 第１０図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＮＣ加工プログラムで指定された工具番号の工具を工具
   マガジンの各ポットから主軸へ自動工具交換装置により
   供給するＮＣ工作機械の工具編集装置であって、ＮＣ加
   工プログラムの設定における隣接工具間の干渉の有無を
   検討し、干渉が発生する工具同士の間に空きポットを設
   定するプログラム干渉処理手段と、干渉処理を施された
   ＮＣ加工プログラムの設定における使用工具と工具マガ
   ジンの各ポットに収容されているマガジン工具とを比較
   し、対応が確認された該当工具を弁別する工具データ設
   定手段と、その該当工具の隣接工具に対する干渉の有無
   を検討し、干渉が発生する場合に隣接工具を干渉が発生
   しない寸法の工具と交換する編集工具干渉処理手段と、
   各データの内容を出力される表示手段と、設定された工
   具編集データに基づいて自動工具交換装置に交換動作を
   指令する制御手段とを備えることを特徴とするＮＣ工作
   機械の工具編集装置。