JP7137723B1 - 工作機械 - Google Patents
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Abstract
Description
工具交換部は、複数の同一種類の工具が第1ホルダおよび第2ホルダの双方に保持される場合において、保持対象となるホルダのうち第1ホルダの数が第2ホルダの数よりも多く、かつ、第2ホルダに保持される工具が不使用工具として特定されたときには、第1ホルダの工具と第2ホルダの不使用工具を交換する。
工具交換部は、複数の同一種類の工具が第1ホルダおよび第2ホルダの双方に保持される場合において、保持対象となるホルダのうち第2ホルダの数が第1ホルダの数よりも多く、かつ、第1ホルダに保持される工具が不使用工具として特定されたときには、第1ホルダの工具と第2ホルダの不使用工具を交換する。
工具交換部は、複数の同一種類の工具が第1ホルダおよび第2ホルダの双方に保持される場合において、保持対象となるホルダのうち第1ホルダの数が第2ホルダの数よりも多く、かつ、第2ホルダに装着される工具が不使用工具として特定されたときには、第1ホルダの工具と第2ホルダの不使用工具を交換する。
工具交換部は、複数の同一種類の工具が旋削ホルダおよび回転ホルダの双方に保持される場合において、保持対象となる旋削ホルダおよび回転ホルダの一方の数が他方の数よりも多く、かつ、少数側のホルダに装着される工具が不使用工具として特定されたときには、多数側のホルダの工具と少数側のホルダの不使用工具を交換する。
工作機械100は、制御装置160、加工装置112、工具交換部114および工具格納部106を備える。制御装置160は、図6に関連して後述する情報処理装置118および加工制御部116に対応する。タレットベース102やタレット164は、X、Y、Z軸方向に移動可能である。タレットベース102とタレット164とを含めて刃物台という場合と、タレット164のみを刃物台という場合がある。図1は、X-Z方向平面に見た場合の平面図である。タレット164はZ軸を中心として回転可能にタレットベース102に設置される。工具格納部106(工具マガジン)は、タレットベース102のZ軸正方向側に設けられる。工具交換部114は、工具Tを移送する。
角柱体型のタレット164には、その外周平面に、工具Tを保持するための複数のホルダ168を有する。ホルダ168はタレット本体から着脱可能に装着される。位置PTのホルダ168に装着される工具Tが着脱対象となる。タレット164を矢示B-C方向(Z軸回転方向)に回転させることにより、各ホルダ168を着脱位置PTに割り出すことができる。
工具交換部114は、タレットベース102および工具格納部106よりも、X軸負方向側に設けられる(図1参照)。工具交換部114は、Z軸に沿って設けられた送り機構178と、送り機構178によりZ軸に沿って移動される移動台180と、移動台180に取り付けられた第1ハンド182および第2ハンド194などを含む。
回転軸204の端部には、回転軸204の軸心を中心とした点対称、かつ、上下平行となるように、第1ハンド182および第2ハンド194が取り付けられる。第1ハンド182および第2ハンド194は同一構成である。第1ハンド182は、工具Tを把持するための一対の把持爪208を有し、把持爪208により工具Tを把持可能である。同様にして、第2ハンド194も一対の把持爪210を有し、把持爪210により工具Tを把持可能である。
タレット164は、上述したように、Z軸を中心として回転可能にタレットベース102に接続される。タレット164は、12角柱形状を有し、その側面には差し込み穴を有する12個のステーション222(端面)が形成される。ステーション222にはホルダ168(図中に示す有孔の円柱型部材)をそのまま差し込むこともできるし、カートリッジ220(図中に示すボックス型の部材)を差し込むこともできる。そして、カートリッジ220にホルダ168を差し込むこともできる。ホルダ168に、エンドミル、ドリルなどの工具Tのシャンク部を差し込むことで、タレット164には12本の工具Tが保持される。なお、図5は各ホルダ168に刃具をもたない工具(以下、「ダミー工具」とよぶ)が取り付けられた状態を示している。
工作機械100は、情報処理装置118、加工制御部116、加工装置112、工具交換部114および工具格納部106を含む。数値制御装置として機能する加工制御部116は、加工プログラムにしたがって加工装置112に制御信号を送信する。加工装置112は、加工制御部116からの指示にしたがってタレットベース102を動かしてワークを加工する。また、加工制御部116は、工具管理部130(後述)からタレット164に保持させるべき工具Tの組み合わせを示す「工具パターン」を取得する。加工制御部116は、工具管理部130から指示された工具パターンにしたがって、工具交換部114に工具交換を実行させる。
情報処理装置118の各構成要素は、CPU(Central Processing Unit)および各種コプロセッサ(co-processor)などの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。コンピュータプログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。
ユーザインタフェース処理部120は、ユーザからの操作を受け付けるほか、画像表示や音声出力など、ユーザインタフェースに関する処理を担当する。データ処理部122は、ユーザインタフェース処理部120により取得されたデータおよびデータ格納部124に格納されているデータに基づいて各種処理を実行する。データ処理部122は、ユーザインタフェース処理部120およびデータ格納部124のインタフェースとしても機能する。データ格納部124は、各種プログラムと設定データを格納する。
入力部126は、タッチパネルあるいはハンドル等のハードデバイスを介してユーザからの入力を受け付ける。出力部128は、画像表示あるいは音声出力を介して、ユーザに各種情報を提供する。
上述したように、工作機械100のタレットベース102にはタレット164が接続される。タレット164は中央の軸を中心として回転可能に構成される。タレット164は、ホルダ168またはカートリッジ220を保持可能な12個のステーション222を備える。ホルダ168に作業工具Tが取り付けられる。
同様にして、ステーション222(S2)には作業工具T(P4)が第1方向(内径加工用)、ステーション222(S3)には作業工具T(P2)が第2方向(外径加工用)にて装着されている。
図8と同様の偏在状態において、工具格納部106に予備工具T(P1)が存在しない、または、使用可能な状態の予備工具T(P1)が存在しないときには、工具管理部130は内部工具交換を実行する。具体的には、工具管理部130は、不使用工具となった内径加工用の作業工具T(P1:S4)と使用可能な外径加工用の作業工具T(P1:S9)を交換するように加工制御部116に指示する。
工具管理部130が不使用工具を検出したとき、すなわち、いずれかの工具Tの使用回数が閾値に到達したときに図10に示す処理が実行される。ここでは、作業工具T(P1)が加工中に不使用工具となったとして説明する。
以上、実施形態にもとづいて工作機械100を説明した。
タレット164において複数の同一種類の工具Tが偏在状態にある場合、少数側の工具Tが加工中に不使用工具となったとき、ワークの加工を継続できなくなることがある。このような状況において、外部工具交換が可能であるときには、工具交換部114は不使用工具Tと予備工具Tを交換する。外部工具交換が行われたときには、不使用工具Tは工具格納部106に格納され、タレット164の作業工具Tはすべて使用可能な状態となるため、ワークの加工を継続できる。
また、正常工具を効率よく使用できるため、途中での工具交換作業が少なくなり、加工に係わる総時間を短縮できる。その結果、工作機械の稼働時間を短くできるため、省エネにもつながる。
本実施形態においては、外径加工用の工具Tが多数側、内径加工用の工具Tが少数側であって、内径加工用の工具Tが不使用工具となった場合の工具交換について説明した。これに限らず、内径加工用の工具Tが多数側、外径加工用の工具Tが少数側であって、外径加工用の工具Tが不使用工具となった場合も同様である。この場合、工具交換部114は外径加工用の不使用工具Tと工具格納部106に格納される予備工具Tを外部工具交換する。外部工具交換が不可能であるときには、工具交換部114は外径加工用の不使用工具Tと内径加工用(多数側)の工具Tの内部工具交換を実行すればよい。
ステーション222(S1:外径):不使用工具(T1:P1)
ステーション222(S2:外径):不使用工具(T2:P1)
ステーション222(S3:外径):不使用工具(T3:P1)
ステーション222(S4:内径):正常工具(T4:P1)
ステーション222(S5:内径):正常工具(T5:P1)
また、工具格納部106には、正常工具(P1)は存在しないため、外部工具交換は実行できないとする。
ステーション222(S1:外径):正常工具(T4:P1)
ステーション222(S2:外径):不使用工具(T2:P1)
ステーション222(S3:外径):不使用工具(T3:P1)
ステーション222(S4:内径):不使用工具(T1:P1)
ステーション222(S5:内径):正常工具(T5:P1)
なお、この場合には、ステーション222(S2:外径)、ステーション222(S3:外径)、ステーション222(S4:内径)に保持される工具(T2:P1)、工具(T3:P1)、工具(T1:P1)は使用不可であるため、加工制御部116は加工位置110にステーション222(S2:外径)、ステーション222(S3:外径)、ステーション222(S4:内径)が割り出されないように制御する。
ステーション222(S1:外径):不使用工具(T1:P1)
ステーション222(S2:外径):不使用工具(T2:P1)
ステーション222(S4:内径):正常工具(T4:P1)
ステーション222(S5:内径):正常工具(T5:P1)
また、工具格納部106には、正常工具(P1)は存在しないため、外部工具交換は実行できないとする。
ステーション222(S1:外径):正常工具(T4:P1)
ステーション222(S2:外径):不使用工具(T2:P1)
ステーション222(S4:内径):不使用工具(T1:P1)
ステーション222(S5:内径):正常工具(T5:P1)
Claims (9)
- ワークの内径側を削るために工具を保持する第1ホルダと、ワークの外径側を削るために工具を保持する第2ホルダと、を有する刃物台と、
加工プログラムにしたがって、前記刃物台に装着される工具を制御し、ワークを加工する加工制御部と、
前記刃物台のホルダ間において複数の工具の保持位置を変更する工具交換部と、
前記刃物台に保持される工具のうち使用すべきでない工具である不使用工具を特定する工具管理部と、を備え、
前記工具交換部は、複数の同一種類の工具が前記第1ホルダおよび前記第2ホルダの双方に保持される場合において、保持対象となるホルダのうち前記第1ホルダの数が前記第2ホルダの数よりも多く、かつ、前記第2ホルダに保持される工具が不使用工具として特定されたときには、前記第1ホルダの工具と前記第2ホルダの不使用工具を交換する、工作機械。 - ワークの内径側を削るために工具を保持する第1ホルダと、ワークの外径側を削るために工具を保持する第2ホルダと、を有する刃物台と、
加工プログラムにしたがって、前記刃物台に保持される工具を制御し、ワークを加工する加工制御部と、
前記刃物台のホルダ間において複数の工具の保持位置を変更する工具交換部と、
前記刃物台に保持される工具のうち使用すべきでない工具である不使用工具を特定する工具管理部と、を備え、
前記工具交換部は、複数の同一種類の工具が前記第1ホルダおよび前記第2ホルダの双方に保持される場合において、保持対象となるホルダのうち前記第2ホルダの数が前記第1ホルダの数よりも多く、かつ、前記第1ホルダに保持される工具が不使用工具として特定されたときには、前記第1ホルダの工具と前記第2ホルダの不使用工具を交換する、工作機械。 - 工具のシャンク部を第1方向に挿入し工具を保持する第1ホルダと、工具のシャンク部を前記第1方向とは異なる第2方向に挿入し工具を保持する第2ホルダと、を有する刃物台と、
加工プログラムにしたがって、前記刃物台に保持される工具を制御し、ワークを加工する加工制御部と、
前記刃物台のホルダ間において複数の工具の保持位置を変更する工具交換部と、
前記刃物台に保持される工具のうち使用すべきでない工具である不使用工具を特定する工具管理部と、を備え、
前記工具交換部は、複数の同一種類の工具が前記第1ホルダおよび前記第2ホルダの双方に保持される場合において、保持対象となるホルダのうち前記第1ホルダの数が前記第2ホルダの数よりも多く、かつ、前記第2ホルダに装着される工具が不使用工具として特定されたときには、前記第1ホルダの工具と前記第2ホルダの不使用工具を交換する、工作機械。 - 工具を旋削加工可能に固定する旋削ホルダと、工具を回転加工可能に固定する回転ホルダと、を有する刃物台と、
加工プログラムにしたがって、前記刃物台に保持される工具を制御し、ワークを加工する加工制御部と、
前記刃物台のホルダ間において複数の工具の保持位置を変更する工具交換部と、
前記刃物台に保持される工具のうち使用を禁止すべき工具である不使用工具を特定する工具管理部と、を備え、
前記工具交換部は、複数の同一種類の工具が前記旋削ホルダおよび前記回転ホルダの双方に保持される場合において、保持対象となる前記旋削ホルダおよび前記回転ホルダの一方の数が他方の数よりも多く、かつ、少数側のホルダに装着される工具が不使用工具として特定されたときには、多数側のホルダの工具と少数側のホルダの不使用工具を交換する、工作機械。 - 前記第1方向は、前記刃物台の径方向または周方向のいずれか一方であり、
前記第2方向は、前記刃物台の径方向または周方向のいずれか他方である、請求項3に記載の工作機械。 - 複数の工具を格納可能な工具格納部、を更に備え、
前記工具交換部は、前記第1ホルダおよび前記第2ホルダの双方に保持される工具と同一種類の工具が使用可能な工具として前記工具格納部に格納されているときには、前記工具格納部における前記使用可能な工具を前記第1ホルダまたは前記第2ホルダに保持されている不使用工具を交換する、請求項1から3のいずれかに記載の工作機械。 - 前記工具交換部は、前記工具格納部に前記使用可能な工具が格納されていないことを条件として、前記第1ホルダの工具と前記第2ホルダの間の工具交換を実行する、請求項6に記載の工作機械。
- 複数の工具を格納可能な工具格納部、を更に備え、
前記工具交換部は、前記旋削ホルダおよび前記回転ホルダの双方に保持される工具と同一種類の工具が使用可能な工具として前記工具格納部に格納されているときには、前記工具格納部における前記使用可能な工具を前記旋削ホルダまたは前記回転ホルダに保持されている不使用工具を交換する、請求項4に記載の工作機械。 - 前記工具交換部は、前記工具格納部に前記使用可能な工具が格納されていないことを条件として、前記旋削ホルダの工具と前記回転ホルダの間の工具交換を実行する、請求項8に記載の工作機械。
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