JPS62259738A - Ｎｃ工作機械工具自動供給装置 - 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〕 この発明は、ＮＣ（数値制御）工作機械工具自動供給装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

第７図は従来のＮＣ工作機械における工具供給システム
の構成図である。この図において、１はカセット交換機
能を備えたカセットバッファ、２は複数のマシニングセ
ンタ、３は自動操縦搬送車（以下ＡＧＶという）、４は
工具バルクストレージ、２１は前記マシニングセンタ２
の自動工具交換装置（以下ＡＴＣという）、２２は前記
マシニグセンタ２の主軸、２３は複数工具を一度に搬送
するのに使用する工具カセット、２４は使用ずみの工具
カセットである。

次に動作について説明する。

従来、工具交換は工具カセット単位で行われていた。す
なわち、被加工ワーク対応必要工具が決定されると、工
具バルクストレージ４より実工具を割当て、これを工具
カセット２３に複数本同時に実装し、ＡＧＶ３によって
所定のマシニングセンタ２のカセットバッファ１の所定
位置まで搬送する。そして、この位置においてＡＧＶＳ
上の工具カセット２３は、第８図（ａ）の状態から図示
しないスライド機構により、第８図（ｂ）に示す状態に
カセットバッファ１上に移載される０次いで、カセット
バッファ１上の使用ずみの工具カセット２４と次に使用
される工具カセット２３は、それぞれ図示しないカセッ
トバッファ１の回転機構により１８０°回転された後、
使用ずみの工具カセット２４は第８図（Ｃ）に示すよう
にＡＧＶ３上に移載される。しかして、工具カセット２
３上の実工具はマシニングセンタ２のＡＴＣ２１にヨｌ
Ｊ−’シニングセンタ２の主軸２２に自動装着され、ワ
ークの加工が図示しないＮＧ工作機械よりの制御下で行
われる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の工具供給システムでは、工具カセッ
ト２３と使用ずみの工具カセット２４との交換に際して
は、マシニングセンタ２による切削動作を一時中断せね
ばならない。またカセット単位で工具を搬送するため、
次ワークにおいて同一の工具を使う場合でも一旦バルク
ストレージ４に戻さなければならないうえ、同一工具を
マシン台数分持たねばならず、本来、この種のシステム
の主眼である工具を一括管理することによる本数の削減
の効果が失われるという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、マシニングセンタの稼動率を向上させ、また工具
の頻繁な工具バルクストレージからの出入りをなくすと
ともに、工具の一括管理による本数の削減を可能とする
ＮＣ工作機械工具自動供給装置を得ることを目的とする
。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るＮＣ工作機械工具自動供給装置は、ＮＣ
によって自動運転される複数のマシニングセンタと；加
工に必要な複数の工具を収納する工具収納器と、前記マ
シニングセンタの主軸に装着される工具と前記工具収納
器に収納された工具とを交換する工具交換手段とからな
る自動工具交換装置と；搭載される工具カセット内の工
具と工具収納器内の工具とを交換する工具交換手段を有
する自動工具供給バッファと；種々の工具を格納する工
具バルクストレージと；この工具バルクストレージと自
動工具供給バッファ間で加工に必要な工具および不要と
なった工具のみを載せた工具カセットを搬送する自動操
縦搬送車と；各動作の制御を行う制御回路とから構成し
たものである。

〔作用〕

この発明においては、複数の工具が自動工具交換装置内
の工具収納器に収納され、新たに必要となる工具は工具
バルクストレージから工具カセットを介して搬送車によ
り自動工具供給バッファまで搬送されて工具カセットご
と搭載された後、工具収納器内の工具と交換されて収納
される。

〔実施例〕

第１図はこの発明のＮＣ工作機械工具自動供給装置の一
実施例を示す構成図である。この図において、第７図と
同一符号は同一部分を示し、１゜は自動工具供給バッフ
ァ（以下ＡＴＢという）、１０ａは工具交換手段、１１
は工具カセット、１１ａは必要な工具、２１ａは工具交
換手段、２１ｂは工具収納器（以下ツールポットという
）、１００はＡＴＢ制御装置、２ｏ○はマシニングセン
タ用ＣＮＣ１３００ハＡ　Ｇ　Ｖ制御装置、４００は前
記ＡＴＢ制御装ａｉｏｏ、マシニングセンタ用ＣＮＣ２
００およびＡＧＶ制御装置３００を制御する制御用マイ
クロコンピュータである。

次に動作について説明する。

この発明においては、マシニングセンタ２内の主軸２２
に装着されていた工具を交換する場合には、あらかじめ
ＡＴＣ２１内のツールボット２１ｂに収納されている工
具と工具交換手段２１ａによって交換することにより行
う。そして、必要な工具１１ａがツールボッ）２Ｉｂ内
にない場合には、ＡＧＶ制御装置３００によってＡＧＶ
３を制御し、図示しない工具バルクストレージより必要
な工具１１ａを工具カセット１１を介してＡＴＢ１０内
に搬送する。次いで、この必要な工具１１ａをＡＴＢ　
１０内の工具交換手段１０ａによってツールポット２１
ｂ内に収納することにより、ＡＴＣ２１内の工具交換手
段２１ａによって主軸２２に装着することが可能になる
。

そして、これらの動作は制御用マイクロコンピュータ４
００からＡＴＢ制御装置１００．マシニングセンタ用Ｃ
ＮＣ２００およびＡＧＶ制御装置３００に指令データを
送ることにより実行され、それぞれの動作の実行も制御
用マイクロコンピュータ４００によって監視される。

以下、この発明の一実施例の動作の詳細について説明す
る。

第２図は制御の基本となる情報と、その情報の生成、処
理の発生について図式化したものであり、これら情報は
データファイルの形で記憶されるものとして説明する。

この図において、３１は加工スケジュールファイル、３
２はＮＣデータファイル、３３はツールセットファイル
で、この発明のシステムの入力情報ファイルである。

加工スケジュールファイル３１は、ＮＣ工作機械で加工
する被加工物の名称、加工順序、被加工物の加工に供す
るＮＣデータのファイル名、加工に要する工具情報の書
込まれたツールセットファイル名等の書込まれたファイ
ルである。ＮＣデータファイル３２は、被加工物を加工
するだめのＮＣデータが書込まれている。ツールセット
ファイル３３は前記ＮＣデータファイル３２で被加工物
を加工するために用いられる工具情報が書込まれており
、ツールポット２１ｂのアドレスに対応する工具の名称
が書込まれている。以下、ツールボッ）２１ｂのアドレ
スを丁番骨、工具の名称を工具登録番号と称す。

３８は加工スケジュールファイル３１を読み出し、次に
加工する被加工物に対するＮＣデータファイル名および
ツールセットファイル名を選択する処理を示すものであ
る。なお、加工スケジュールファイル３１で指定された
被加工物に対しては、物理的制約からＮＣデータファイ
ル３２とツールセットファイル３３が必ず１対１で対応
し、加工完了するごとに順次処理実行される。

３９は前記ＡＧＶＴファイル３４．ツールメンテナンス
ファイル３５．ＡＴＣステータスファイル３７を作成す
る処理を示す。ＡＧＶＴファイル３４は第１図に示した
ＡＧＶ３で搬送される各工具の工具カセット１１上のア
ドレス（位置）と、ツールポット２１ｂのアドレスであ
る子番号とを関係付ける情報が書込まれたファイルであ
る。

ＡＧＶＴファイル３４はホスト計算機よりマイクロプロ
セッサに転送され、ざらにＡＧＶ制御装置３００に転送
され、工具カセット１１のどの位置に何の工具を置くか
を指示する作業指示およびＡＴＣ２１への取付は時にＡ
ＴＢ　１０のどの位置から取出し、ツールボッ）２１ｂ
のどの位置に取付けるかを決定する際に参照される。

４０は前記ＡＧＶＴファイル３４の参照およびＡＧＶ制
御装置３００への動作指示およびＮＣ工作機械の工具カ
セット１１からＡＴＣ２１への取付は制御示す。４２は
前記ＡＧＶ３の工具搬送動作、４３はＮＣ工作機械の工
具交換動作を示す。

゛ツールメンテナンスファイル３５は、ＮＣ工作機械の
各工具について交換するか否かの情報が書込まれたファ
イルで、前回加工完了時のＡＴＣ２１の状７ｇ、ＡＴＣ
ステータスファイル３６と次回加工する被加工物用のツ
ールセットファイル３３とを比較検査することにより、
ホスト計算機により作成される。４１はＮＣ工作機械に
工具交換の動作を実行するか否かの制御を示す、３６゜
３７はＡＴＣステータスファイルで、ツールポット２１
ｂの加工完了時点での工具の組合せ情報が書込まれたフ
ァイルであり、各ツールポンド２１ｂのアドレスの工具
登録番号が書込まれている。

ＡＴＣステータスファイル３６は、１加工完了するごと
にツールセットファイル３３と結合されて、今回の加工
完了後のＡＴＣステータスファイル３７に更新される。

第３図にホスト計算機および制御用マイクロコンピュー
タ４００処理、ホスト計算機と制御用マイクロコンピュ
ータ４００の交信手順を示すフロ−チャートを示す。

ＮＣ工作機械による加工が完了すると、ホスト計算機は
制御用マイクロコンピュータ４００より次加工要求を受
信して処理を開始する。ホスト計算機は加工スケジュー
ルファイル３１を参照し、次加工の被加工物の有無を検
査し、検査した結果、スケジュール済で次データ有の場
合すなわちＹＥＳの場合、肯定回答を制御用マイクロコ
ンピュータ４００に送信し、次処理に移る。ホスト計算
機は次に、ＡＧＶＴファイル３４．ツールメンテナンス
ファイル３５の生成処理を実行する。

第４図にＡＧＶＴファイル３４．ツールメンテナンスフ
ァイル３５の生成処理のフローチャートを示す。

次にホスト計算機はＡＧＶ３に対し所定の工具を工具カ
セット１１に組合せ、該当のＮＣ工作機械に対し工具を
搬送するためにＡＧＶＴファイル３４を制御用マイクロ
コンピュータ４００を介して送信し、その後、制御用マ
イクロコンピュータ４００に対しＮＣデータファイル３
２を送信し、続いて、ツールメンテナンスファイル３５
を送信する。

一方、制御用マイクロコンピュータ４００は受信したＮ
Ｃデータファイル３２およびツールメンテナンスファイ
ル３５を参照してシーケンス番号および子番号を検索し
て、該当被加工物での各工具の最終使用シーケンス番号
を決定するツール交換位置サーチを実行する。ツール交
換位置サーチのフローチャートを第５図に示す。

他方ＡＧＶ３は所定の工具をＮＣ工作機械に搬送完了後
、ホスト計算機に対し工具搬送完了を回答する。ホスト
計算機は続いて制御用マイクロコンピュータ４００に工
具搬送完了を通知し、制御用マイクロコンピュータ４ｏ
○に対し該当工具で加工する被加工物の加工開始可であ
ることを認識させる０以上、ＮＣ工作機械による加工が
完了するごとに、順次処理が繰り返される。

次に、第４図のＡＧＶＴファイル３４．ツールセットフ
ァイル３３の生成処理について説明する。

Ｘ、Ｙは各々ＮＣデータファイル３２の子番号に相出す
るツールポット番号を与えるための変数、ＡＧＶ３の工
具カセット１１上の工具のロケーションを与えるための
変数であり、処理開始時に“１”に初期セットされる。

ＡＴＣステータスファイル３６およびツールセットファ
イル３３を読み出し、ＴＡＴＣ（Ｘ）　　、　ＴＳＥＴ
　　（Ｘ）にセットする。子番号Ｘに対しての工具登録
番号を比較検査し、当該工具番号で同一工具使用の場合
、すなわちＴＡＴＣ（Ｘ）　＝　ＴＳＥＴ　　（Ｘ）の
時、ツールメンテナンスファイル３５の当該子番号の工
具に対し継続をＳＥＴにて示し、それ以外の場合、交換
を示すＥＸＧを書込む。またこの時、工具登録番号の書
替えをＴＡｒｃＮＥｗ　（Ｘ）　＝ＴｓＥｒ　　（Ｘ）
により実行する。

さらに、工具の交換を実行する場合、ＡＧＶ３の工具カ
セット１１上のアドレスＹに工具をセットすることを示
すＴＡＧυ　（ｙ）＝ｘにより、ＡＧＶＴファイル３４
に書込みを実行する。

以上の処理をＮＣ工作機械の工具番号の最大値まで実行
し、全工具番号に対して、検査、処理を行い処理を終了
する。

次に、工具交換位置サーチ処理を第５図を用いて説明す
る。

ここでは、ＮＣデータを１ブロツクごとに読み出し、シ
ーケンス番号有の場合、メモリに一時記憶する。続いて
、子番号有りのときは、当該子番号のシーケンス番号記
憶レジスタＴＮ　　（Ｔ）にシーケンス番号Ｎの書込み
を、データが終了するまで繰り返し実行する。実行終了
時に各工具について、工具の使用最終シーケンス番号を
求めることができる。

次に、制御用マイクロコンピュータ４００が工具交換手
段１０ａおよびＮＣ工作機械を制御する処理手順につい
て、第６図に基づいて説明する。

ＮＣデータファイル３２よりＮＣデータ１ブロツクを読
み出し、シーケンス番号および子番号を検査し、上記指
令を含む場合は一時記憶する、子番号指令を含まない場
合はＮＣ工作機械に直ちに転送を行い、次ブロックの読
み出しを実行する。

子番号指令を含む場合、工具交換ステータスを検査し、
セットされていれば現在まで使用していた工具は不要工
具のため、工具取替え処理を実行する。工具取替えは処
理は、ＮＣ工作機械に対し工具を工具交換手段１０ａが
工具交換できる位置への位置決め指令および動作完了確
認後、ＡＴＢｌｏへの工具交換動作指令の出力の動作を
順次実行することにより行われる。工具交換完了後、処
理用一時記憶の工具交換ステータスをリセットする。続
いて、今回加工指令の子番号についてツールメンテナン
スファイル３５を参照し、ＴＨＥＮ（Ｘ）＝ＥＸＧであ
れば工具交換位置ＴＮ　　（Ｘ）を参照、検査し、ＴＮ
　　（Ｘ）≧Ｎで最終使用シーケンス番号であれば工具
交換ステータスをセットし、ＮＣ工作機械に対し指令を
送出する０以上の処理を繰り返し実行し、最終ブロック
送出後加工完了ステータスをセットし、ホスト計算機よ
りのＮＧデータ受信まで待機する。

なお、上記実施例では、ＡＴＢ　１０．マシニングセン
タ２およびＡＧＶ３の制御を行うためにＡＴ’Ｂ制御装
置１００．マシニングセンタ用ＣＮＣ２００、ＡＧＶ制
御装首３００をそれぞれ独立して設けているが、これら
の機能は１つのマイクロコンピュータにて行ってもよく
、同様の効果を奏する。

また、上記実施例では、ＮＣ工作機械１台についての説
明を行ったが、ホスト計算機処理を同様の処理を多重化
し、各ＮＣ工作機械に対応させることによりｌシステム
で複数台のＮＣ工作機械についても同様の効果を奏する
。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、ＮＣによって自動運転
される複数のマシニングセンタと；加工に必要な複数の
工具を収納する工具収納器と；前記マシニングセンタの
主軸に装着される工具と前記工具収納器に収納された工
具とを交換する工具交換手段とからなる自動工具交換装
置と；搭載される工具カセット内の工具と工具収納器内
の工具とを交換する工具交換手段を有する自動工具供給
バンファと；種々の工具を格納する工具バルクストレー
ジと；この工具バルクストレージと自動工具供給バッフ
ァ間で加工に必要な工具および不要となった工具のみを
載せた工具カセットを搬送する自動操縦搬送車と；各動
作の制御を行う制御回路とから構成したので、工具の交
換を短時間で容易に行え、工具バルクストレージから工
具の頻繁な出入りをなくすことができ、工具の本数を削
減できるとともに、マシニングセンタの稼動率を向上さ
せることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のＮＣ工作機械工具自動供給装置の一
実施例を示す構成図、第２図は同じく情報の流れを示す
フローチャート、第３図は同じくホスト計算機と制御用
マイクロコンピュータのフローチャート、第４図は同じ
くホスト計算機のフローチャート、第５図は同じく制御
用マイクロコンピュータのフローチャート、第６図は同
じく制御用マイクロコンピュータと工具交換手段および
ＮＣ工作機械のフローチャート、第７図は従来のＮＣ工
作機械における工具供給システムの構成図、第８図（ａ
）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）はその動作を示す図である
。 図において、２はマシニングセンタ、３はＡＧＶ、１０
はＡＴＢ、１０ａ、２１ａは工具交換手段、１１は工具
セット、１１ａは必要な工具、２１はＡＴＣ１２１ｂは
ツールポット、２２は主軸、１００はＡＴＢ制御装置、
２００はマシニングセンタ用ＣＮＣ１３００はＡＧＶ制
御装置、４００は制御用マイクロコンピュータである。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　　大　岩　増　雄　　　（外２名）第１図 第２図 夏 第３図 第４図 第５因 第７図 第８図 （ａ）　　　（ｂ）　　　（ｃ） 手続補正書（自発） ３、補正をする者 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄および図面６、補正の内
容 （１）明細書第４頁６行の「バルクストレージ４Ｊを、
「工具バルクストレージ４」と補正する。 （２）同じく第９頁１９〜２０行の「取付は制御示す。 」を、「取り付ける制御を示す。」と補正する。 （３）同じく第１４頁１行の「全工具番号に対して、検
査、処理を」を、「全工具番号に対し照合、検査を」と
補正する。 （４）第１図、第３図を別紙のように補正する。 以上 第１図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＮＣによって自動運転される複数のマシニングセ
   ンタと；加工に必要な複数の工具を収納する工具収納器
   と、前記マシニングセンタの主軸に装着される工具と前
   記工具収納器に収納された工具とを交換する工具交換手
   段とからなる自動工具交換装置と；搭載される工具カセ
   ット内の工具と前記工具収納器内の工具とを交換する工
   具交換手段を有する自動工具供給バッファと；種々の工
   具を格納する工具バルクストレージと；この工具バルク
   ストレージと前記自動工具供給バッファ間で加工に必要
   な工具および不要となった工具のみを載せた工具カセッ
   トを搬送する自動操縦搬送車と；各動作の制御を行う制
   御回路とから構成したことを特徴とするＮＣ工作機械工
   具自動供給装置。
2. （２）工具収納器に実加工工程に合わせて工具バルクス
   トレージより必要な工具が搬送されて収納されることを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のＮＣ工作機
   械工具自動供給装置。