JPS63245358A - 工具ホルダ - Google Patents

工具ホルダ

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JPS63245358A
JPS63245358A JP62077159A JP7715987A JPS63245358A JP S63245358 A JPS63245358 A JP S63245358A JP 62077159 A JP62077159 A JP 62077159A JP 7715987 A JP7715987 A JP 7715987A JP S63245358 A JPS63245358 A JP S63245358A
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JP
Japan
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tool
time
sensor
output
tool holder
Prior art date
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JP62077159A
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English (en)
Inventor
Shigeo Noda
野田　茂夫
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Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/006—Conical shanks of tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, 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
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09—Arrangements 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
    • B23Q17/0995—Tool life management
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2231/00—Details of chucks, toolholder shanks or tool shanks
    • B23B2231/10—Chucks having data storage chips
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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】
本発明は工具の使用時間を計数し記憶する機能を有した
工具ホルダに関する。
【従来技術】
従来、マシニングセンタと呼ばれる工作機械は、複数の
工具をマガジンに収納しており、加工時に選択的に必要
な工具を主軸に取り付けて、１台の工作機械で各種の加
工が行なえる工作機械である。 そして、１台のマシニングセンタで管理する工具の数は
、加工の複雑さが増加するにつれ、益々増加する傾向に
ある。
【発明が解決しようとする問題点】
ところで、工具を自動的に選択するには工具固有の識別
番号を工具に付して、この識別番号を読み取るようにす
る必要がある。また、工具は層成するため使用可能時間
に制限があり、実際の使用時間を工具毎に管理する必要
がある。 このため、工具を保持する工具ホルダに工具の識別番号
と現在の使用時間を記憶しておく記憶装置を設けたもの
が知られている。 ところが、工具の使用時間はマシニングセンタの数値制
御装置によって計数されている。即ち、ある工具が選択
されると、工具ホルダの記憶装置から現在の使用時間を
読み取り、ＮＣプログラムにより加工指令が付与されて
いる時間を計数し、加工終了時に計数された時間を使用
時に読み取った値に加えて、その更新された使用時間を
工具ホルダの記憶装置に記憶させるようにしている。 このような制御のため、数値制御装置の負担が大きくな
り、使用時間の管理のための複雑なプログラムを組む必
要があり、作業が煩雑となる。 また、上記のようなソフトウェアで使用時間の管理を行
っているので、数値制御装置を有しないマシングセンタ
では工具の使用時間の計数と管理が困難となる。
【問題点を解決するための手段】
上記問題点を解決するための発明の構成は、工具を保持
する筐体と、筐体に配設され、工具が加工状態にあるこ
とを検出するセンサと、センサの出力する検出信号が、
工具の加工状態であることを示す間の時間を累積し、そ
の累積時間値を保持する計数手段と、計数手段に保持さ
れているデータを外部回路に対し出力する出力手段とを
有することである。 上記センサとしては、筐体の遠心力を検出する加速度セ
ンサを用いることができる。遠心力が検出されている間
は工具は回転していることを意味しており、遠心力が検
出されている時を加工状態と見做すことができる。また
、上記センサとして、筐体が工具から受ける圧力を検出
する圧力センサを用いることもできる。工具が加工状態
にある場合には、工具は工作物から反作用を受けている
ので、筐体が工具から圧力を受けている間を加工状態と
見做すことができる。
【作用】
センサが工具が加工状態にあることを示す信号を出力し
ている間、計数手段が作動しその間の時間が累積計数さ
れる。そして、計数された累積時間は記憶手段に記憶さ
れ、出力手段を介して外部回路に出力される。 したがって、数値制御装置等の外部回路は累積時間を工
具ホルダから読出して工具寿命を判定するだけでよく、
時間の計数手段を設けたり、計数プログラムを組む必要
がなくなる。
【実施例】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。第
１図はマシニングセンタの構成図である。 工具マガジン１４に収納された工具１５は選択的に自動
工具交換装置１３の交換アーム１６に把持され、工作物
テーブル１０の方向に対し進退可能な主軸台１２に軸架
された主軸１１に取り付けられる。工具マガジン１４は
回転可能で、収納されている工具１５は順次取り出し位
置まで移動される。取り出し位置には工具識別番号と工
具使用時間を読み出す読取ヘッド１７が配設されており
、その読取ヘッド１７は数値制御装置２０に接続されて
おり、工具識別番号と使用時間は数値制御装置２０に読
み出される。 工具１５は第２図示す工具ホルダに３０に保持されてお
り、工具ホルダ３０は工具１５を保持した筐体３１を有
している。筐体３１は三角鐘形状をしており、工具１５
を保持する側に交換アーム１６が係合する溝３２が形成
されている。筐体３１の内部には法線Ｒ方向の加速度（
遠心力）を検出する加速度センサ３３と使用時間を累積
計数しその累積時間を記憶し記憶されている累積時間を
出力する制御回路３４と出力ヘッド３５とバッテリ３６
が設けられている。 加速度センサ３３は第３図に示すように、筐体３１に固
定されるハウジング３３１を有しており、そのハウジン
グ３３１に圧電変換を行う水晶円板３３２の端面が接合
されており、他の端面にはスプリング３３４で付勢され
た質量３３３が当接している。水晶円板３３１に発生す
る電圧はコネクタ３３５を介して取り出される。ハウジ
ング３３１はその底面３３１ａが筐体３１の外周側にな
るように配設されており、質量３３３はスプリング３３
４によって水晶円板３３２を押圧しない方向に付勢され
ている。したがって、工具ホルダ３０が回転すると質量
３３３に法線Ｒ方向の遠心力が作用し、水晶円板３３２
は質量３３３により押圧力を受け、その圧力、即ち遠心
力に比例した電圧を発生する。 この圧力センサ３３の出力する端子電圧は第４図に示す
ように減算器３４１に入力し端子間電圧Ｖが増幅された
信号が出力される。減算器３４１の出力はコンパレータ
３４２の反転入力端子に入力し、コンパレータ３４２の
非反転入力端子には基準電圧Ｖｓが入力している。基準
電圧Ｖｓは重力加速度を検出した時の出力より大きく、
工具ホルダ３０が回転状態にあることを検出するための
閾値である。したがって、コンパレータ３４２の出力信
号ｖ１が低レベルとなる期間は工具ホルダ３０が回転状
態にあるときである。コンパレータ３４２の出力信号ｖ
１は発振器３４３のスタート端子Ｓに入力しており、発
信器３４３は信号ｖ１が低レベルとなると一定周期のパ
ルス信号ｖ２を秒カウンタ３４４のクロックＣＫ端子に
出力している。秒カウンタ３４４は６０秒まで計数でき
、その桁上げ信号ｖ３は分カウンタ３４５のクロック端
子ＣＫに入力している。分カウンタ３４５は６０分まで
計数でき、その桁上げ信号ｖ４は時間カウンタ３４６の
クロック端子ＣＫに入力している。 筐体３１の表面近くには、外部から操作できるカウンタ
をリセットするためのボタンスイッチ３４７が埋め込ま
れている。そのボタンスイッチ３４７が一時的にオンと
されると各カウンタ３４４．３４５．３４６はリセット
される。このリセット操作は工具１５が修正される度に
実行される。 分カウンタ３４４、時間カウンタ３４５に記憶されてい
る値は、分カウンタ３４５の値が更新される毎に、ドラ
イバ３４９によって磁気記録の可能な出力ヘッド３５に
磁気的に記録される。そして、出力ヘッド３５に記録さ
れた分と時間は、読取へラド１７によって読み出される
。 次に本実施例の工具ホルダ３０の作用を説明する。工具
１５が修正されるとボタンスイッチ３４７が押下され、
各カウンタ３４４．３４５．３４６はリセットされる。 そして、ＮＣプログラムによりその工具１５を使用する
ための工具交換指令が付与されると、自動工具交換装置
１３は工具１５を保持した工具ホルダ３０を工具マガジ
ン１４より選択して主軸１１に取り付ける。次に、ＮＣ
プログラムにより加工指令が付与されると、主軸１１は
回転して加工が実行される。すると、圧力センサ３３は
遠心力を検出し、その遠心力が所定の基準値を越えると
、コンパレータ３４２の出力信号ｖ１は低レベルとなり
、発信器３４３から一定周期のパルス信号ｖ２が秒カン
ウタ３４４に出力され、その入力パルスの数はカウンタ
により累積計数される。各カウンタはバッテリバックア
ップされ、リセットされない限り工具１５が使用されて
いなくても現在値を保持しており、結局、各カウンタは
一定値以上の遠心力が検出されている期間の時間、即ち
使用時間を累積計数し、その累積時間を記憶している。 現在の使用時間は、分カウンタ３４５の値が変化する毎
に、出力ヘッド３５に磁気記録され、続出可能となる。 また、工具の寿命時間（修正なしで使用できる限界時間
）がメモリ３４８に予め記憶されており、その値はドラ
イバ３４７を介して出力ヘッド３５に磁気記録され続出
可能となる。 次に、本実施例の工具ホルダ３０の使用例を示す。第５
図は数値制御装置２０のＣＰＵ２２の処理手順を示した
フローチャートである。工具交換指令が付与され選択す
る工具が取り出し位置に位置決めされると、本プログラ
ムが起動される。ステップ１００で工具ホルダ３０の出
力ヘッド３５から寿命時間ＬＴと現在の使用時間ＵＴが
読み取られる。 そして、ステップ１０２で使用時間ｔｌＴが寿命時間Ｌ
Ｔより長いか否かが判定され、使用時間ＩＪＴが寿命時
間ＬＴより短い場合には、その選択工具はまだ修正なし
で使用できるため、本プログラムは終了して、自動工具
交換装置１３が起動され、その選択工具の交換手順が実
行される。 一方、ステップ１０２で、使用時間ＩＴが寿命時間ＬＴ
より長いと判定された場合には、ステップ１０４へ移行
して、寿命時間を越えている旨の警報が出力され、ステ
ップ１０６で工具交換手順の実行停止信号が自動工具交
換装置１３に出力される。 尚、上記実施例では工具が加工中であることを検出する
のに、工具ホルダ３０の回転を検出しているが、工具１
５にかかる加工負荷を工具１５から工具ホルダ３０が受
ける圧力を筐体３１に貼付した歪みセンサで検出するよ
うにしてもよい。
【発明の効果】
本発明は、工具を保持する筐体と、筐体に配設され、工
具が加工状態にあることを検出するセンサと、センサの
出力する検出信号が、工具の加工状態であることを示す
間の時間を累積し、その累積時間値を保持する計数手段
と、計数手段に保持されているデータを外部回路に対し
出力する出力手段とを設けているので、工具の現在の使
用時間の計数と管理を工具側で行うことができ、この工
具を使用する数値制御装置は、その工具の使用時間をそ
の工具から読出すだけで良く、使用時間の計数や使用時
間の工具への書込を行う必要がないので、数値制御装置
の負担が軽減されＮＣプログラムの作成が簡略化される
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はマシニングセンタの構成図。第２図は本発明の
具体的な一実施例にかかる工具ホルダの構成を示した部
分断面図。第３図は実施例の工具ホルダに使用されてい
る加速度センサの構成を示した断面図。第４図は実施例
の工具ホルダの制御回路を示した回路図。第５図は実施
例の工具ホルダを使用した数値制御装置のＣＰＵの処理
手順を示したフローチャートである。 １０−工作物テーブル　１１　・主軸　１２−主軸台　
１３　・・自動工具交換装置　１４・工具マガジン　１
５バエ具　１６　交換アーム　１７　゛読取ヘッド　２
０　数値制御装置　３０　工具ホルダ　３１°°′筐体
　３２°°溝　３３　゛°加速度センサ３４　制御回路
　３５・・出力ヘッド　３６　バッテリ　３４１　減算
器　３４２　゛・コンパレータ３４７−ボタンスイッチ
　３４４　秒カウンタ３４５−分カウンタ　３４６　°
時間カウンタ特許出願人　　豊田工機株式会社 第３図 ３３］ａ 第５図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）工具を保持する筐体と、 前記筐体に配設され、工具が加工状態にあることを検出
    するセンサと、 前記センサの出力する検出信号が、工具の加工状態であ
    ることを示す間の時間を累積し、その累積時間値を保持
    する計数手段と、 前記計数手段に保持されているデータを外部回路に対し
    出力する出力手段と を有することを特徴とする工具ホルダ。
  2. （２）前記センサは前記筐体の遠心力を検出する加速度
    センサであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
    載の工具ホルダ。
  3. （３）前記センサは前記筐体が前記工具から受ける圧力
    を検出する圧力センサであることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項記載の工具ホルダ。
JP62077159A 1987-03-30 1987-03-30 工具ホルダ Pending JPS63245358A (ja)

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