チェンジャー付き加工機制御装置
【課題】 加工プログラムの実行中に、出し入れする工具ホルダの判断がリアルタイムで行えて、手動操作による工具ホルダの出し入れの割り込み容易であり、その割り込みによる稼働効率の低下を抑えることのできるチェンジャー付き加工機制御装置を提供する。
【解決手段】 自動工具交換コントローラ３３は、加工プログラム３４の実行箇所をポインタ５３で認識する。これにより、リアルタイムで、搬入すべき工具ホルダ７と搬出すべき工具ホルダ７を判断する。その判断した搬入，搬出搬出すべき工具ホルダ７の情報をチェンジャー制御装置３２へ送信する。
【解決手段】 自動工具交換コントローラ３３は、加工プログラム３４の実行箇所をポインタ５３で認識する。これにより、リアルタイムで、搬入すべき工具ホルダ７と搬出すべき工具ホルダ７を判断する。その判断した搬入，搬出搬出すべき工具ホルダ７の情報をチェンジャー制御装置３２へ送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パンチプレス等の板材加工機や、その他の加工機に対して、工具ホルダチェンジャーを用いてタレット等の工具ホルダを交換するチェンジャー付き加工機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の工具を交換使用可能としたパンチプレスとして、タレット式のものが一般的である。しかし、タレットパンチプレスでは、タレット内に保持できるパンチ工具の種類が限られ、多彩な加工が行えない。
このような課題を解消するものとして、複数のパンチ工具を搭載したタレット形式の工具ホルダを、旋回可能な工具ホルダマガジンの円周方向複数箇所に着脱自在に保持するマルチタレット形式のものが提案されている。これは、工具ホルダマガジンの旋回により、希望の工具ホルダを所定の加工位置に割出し、その割り出された工具ホルダを旋回させて工具ホルダ中の希望のパンチ工具をパンチ加工に用いるものである。
【０００３】
この形式のパンチプレスは、複数のパンチ工具を搭載する工具ホルダが工具ホルダマガジンに対して交換自在であるため、機外に工具ホルダを準備しておき、その工具ホルダを機内の工具ホルダマガジンの工具ホルダと交換することで多数のパンチ工具の使用が可能になる。機外の工具ホルダは、例えば機外工具ホルダマガジンに準備しておき、工具ホルダチェンジャーで機内と機外の間で工具ホルダの交換を行う。
また、加工位置に割り出された同じ工具ホルダに搭載されたパンチ工具を使用するときは、工具ホルダマガジン等に比べて小さくて軽量の工具ホルダを旋回させれば良いため、工具割出の時間が短縮でき、効率の良いパンチ加工が行える。
【０００４】
上記のような機外工具ホルダマガジンおよび工具ホルダチェンジャーを備えたチェンジャー付き加工機において、工具ホルダの機内への搬入および機外への搬出を効率良く行えるようにするものとして、工具ホルダの搬入搬出のスケジュールを、最初に、つまり加工プログラム（ＮＣプログラム）の実行前に作成しておくものが提案されている（例えば、特許文献１，２）。
【特許文献１】特開２００６−２８１３２５号公報
【特許文献２】特開２００６−２８１３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記提案例のシステムは、工具ホルダの搬入搬出のプログラムが、加工プログラムの最初に作成されるため、工具ホルダの搬入，搬出を手動で割り込むことができないという課題がある。そのため、作業者が、今、工具ホルダを段取りしたいと思っていても、加工プログラムの終了まで待たされていた。また、手動で搬入した工具ホルダを、現在加工中の加工プログラムで使用する場合、手動で搬出しなければ、加工が止まるという課題がある。板金加工の日常では、現在加工中の加工に対して割り込んで、先に別の加工を行うことが必要な場合が多くある。上記提案例のシステムは、効率良く工具ホルダの搬入搬出が行えるが、このような割込処理に課題があった。
【０００６】
この発明の目的は、加工プログラムの実行による加工中に、出し入れする工具ホルダの判断がリアルタイムで行えて、手動操作による工具ホルダの出し入れの割り込みが容易であり、その割り込みによる稼働効率の低下を抑えることのできるチェンジャー付き加工機制御装置を提供することである。
この発明の他の目的は、加工プログラムの実行が何処まで進んでいるかの認識が容易に行えるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、マルチタレット形式のパンチプレスに適用されて、上記の各目的を達成可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のチェンジャー付き加工機制御装置は、工具を保持した工具ホルダ（７）を複数装備可能で任意の工具ホルダ（７）を選択して加工に使用しかつ任意の工具ホルダ（７）を機外に対し交換可能な加工機（１）と、工具を保持した複数の工具ホルダ（７）を保管した機外工具ホルダマガジン（６）と、前記加工機（１）と前記機外工具ホルダマガジン（６）との間で任意の工具ホルダ（７）を出し入れする工具ホルダチェンジャー（３）とを備えたチェンジャー付き加工機を制御する装置である。
このチェンジャー付き加工機制御装置は、前記加工機（１）を加工プログラム（３４）の実行により制御する加工機制御装置（３１）と、前記工具ホルダチェンジャー（３）を制御するチェンジャー制御装置（３２）と、このチェンジャー制御装置（３２）の上位制御装置となる自動工具交換コントローラ（３３）とを備える。
前記加工プログラム（３４）は、加工に使用する工具を工具ホルダ（７）と共に選択する工具割出命令（５６）よりも前に、加工に必要となる工具ホルダ（７）を記述した必要工具ホルダ要求命令（５２）が記述されている。
前記チェンジャー制御装置（３２）は、前記自動工具交換コントローラ（３３）から送られる出し入れ動作命令（Ｒ２）毎に、その命令（Ｒ２）の工具ホルダ（７）につき、前記工具ホルダチェンジャー（３）に前記加工機（１）と機外工具ホルダマガジン（６）との間で工具ホルダ（７）の出し入れ動作を行わせ、かつ次の出し入れ動作命令（Ｒ２）を要求する要求信号（Ｒ１）を前記自動工具交換コントローラへ送信し、この送信する要求信号に、前記加工機制御装置（３１）で実行している前記加工プログラム（３４）の実行箇所の情報を付加する処理を行う機能を有する。
前記自動工具交換コントローラ（３３）は、前記要求信号（Ｒ１）に応答して、前記要求信号（Ｒ１）に付加された加工プログラム（３４））の実行箇所の情報から、この実行箇所に該当する加工プログラム（３４）中の必要工具ホルダ要求命令（５２）の工具ホルダ（７）を搬入すべき工具ホルダ（７）として判断すると共に、設定規則（Ａ）に従って加工機（１）から搬出すべき工具ホルダ（７）を判断し、その判断した搬入すべき工具ホルダ（７）と搬出すべき工具ホルダ（７）の情報を前記出し入れ動作命令（Ｒ２）として前記チェンジャー制御装置（３２）へ送信する機能を有する。
【０００８】
この構成によると、チェンジャー制御装置（３２）は、加工プログラム（３４）の実行箇所の情報を付加して自動工具交換コントローラ（３３）へ要求信号（Ｒ１）を送る。また、自動工具交換コントローラ（３３）は、その加工プログラム（３４）の実行箇所の情報から、この実行箇所に該当する加工プログラム（３）中の必要工具ホルダ要求命令（５２）の工具ホルダ（７）を搬入すべき工具ホルダ（７）として判断すると共に、設定規則（Ａ）に従って加工機（１）から搬出すべき工具ホルダ（７）を判断する。その判断した搬入すべき工具ホルダ（７）と搬出すべき工具ホルダ（７）の情報を前記出し入れ動作命令（Ｒ２）として前記チェンジャー制御装置（３２）へ送信する。なお、搬出すべき工具ホルダ（７）として該当するものがない場合は、搬入すべき工具ホルダ（７）の情報のみを出し入れ動作命令（Ｒ２）として送信する。
このように、加工機（１）が加工プログラム（３４）のどこを加工しているかが分かるようにして、その時点で、つまりリアルタイムで、必要な工具ホルダ（７）および不要な工具ホルダ（７）を判断するようにしたため、手動操作による割込があっても、その影響が抑えられ、その割り込みによる稼働効率の低下を抑えることができる。
【０００９】
この発明において、前記加工プログラム（３４）が命令の並び中の複数箇所にポインタ（５３）を有し、前記チェンジャー制御装置（３２）は、加工制御装置（１）で最新に読みだされたポインタ（５３）を前記実行箇所の情報として前記要求信号（Ｒ１）に付加するようにしても良い。
このようにポインタ（５３）を設けた場合、加工プログラム（３４）の実行が何処まで進んでいるかの認識が容易に行える。
【００１０】
この発明において、前記加工機（１）がパンチプレスであって、前記各工具ホルダ（７）はパンチ工具を保持し、これら複数の工具ホルダのうちの少なくとも一つは複数のパンチ工具を保持し、前記パンチプレス（１）は、前記複数の工具ホルダ（７）を円周方向に並べて保持して回転により任意の工具ホルダ（７）を使用位置に割出可能な機内工具ホルダマガジン（５）、および使用位置に割り出された工具ホルダ（７）の保持する任意のパンチ工具をパンチ動作させるパンチ加工ヘッド（４）を有するものであっても良い。すなわち、タレット式の機内工具ホルダマガジン（５）に、子タレットとなる工具ホルダ（７）を保持させるマルチタレット形式としても良い。
このようなマルチタレット形式のパンチプレスに適用された場合に、搬入，搬出を行う工具ホルダ（７）をリアルタイムで判断することによる効果、つまり手動操作による割込があった場合にその影響が抑えられ、割り込みによる稼働効率の低下を抑えることができるという効果が、より効果的に発揮される。
【発明の効果】
【００１１】
この発明のチェンジャー付き加工機制御装置は、工具を保持した工具ホルダを複数装備可能で任意の工具ホルダを選択して加工に使用しかつ任意の工具ホルダを機外に対し交換可能な加工機と、工具を保持した複数の工具ホルダを保管した機外工具ホルダマガジンと、前記加工機と前記機外工具ホルダマガジンとの間で任意の工具ホルダを出し入れする工具ホルダチェンジャーとを備えたチェンジャー付き加工機を制御する装置であって、前記加工機を加工プログラムの実行により制御する加工機制御装置と、前記工具ホルダチェンジャーを制御するチェンジャー制御装置と、このチェンジャー制御装置の上位制御装置となる自動工具交換コントローラとを備え、前記加工プログラムは、加工に使用する工具を工具ホルダと共に選択する工具割出命令よりも前に、加工に必要となる工具ホルダを記述した必要工具ホルダ要求命令が記述されており、前記チェンジャー制御装置は、前記自動工具交換コントローラから送られる出し入れ動作命令毎に、その命令の工具ホルダにつき、前記工具ホルダチェンジャーに前記加工機と機外工具ホルダマガジンとの間で工具ホルダの出し入れ動作を行わせ、かつ次の出し入れ動作命令を要求する要求信号を前記自動工具交換コントローラへ送信し、この送信する要求信号に、前記加工機制御装置で実行している前記加工プログラムの実行箇所の情報を付加する処理を行う機能を有し、前記自動工具交換コントローラは、前記要求信号に応答して、前記要求信号に付加された加工プログラムの実行箇所の情報から、この実行箇所に該当する加工プログラム中の必要工具ホルダ要求命令の工具ホルダを搬入すべき工具ホルダとして判断すると共に、設定規則に従って加工機から搬出すべき工具ホルダを判断し、その判断した搬入すべき工具ホルダと搬出すべき工具ホルダの情報を前記出し入れ動作命令として前記チェンジャー制御装置へ送信する機能を有するため、加工プログラムの実行による加工中に、出し入れする工具ホルダの判断がリアルタイムで行えて、手動操作による工具ホルダの出し入れの割り込み容易であり、その割り込みによる稼働効率の低下を抑えることができる。
【００１２】
前記加工プログラムが、命令の並び中の複数箇所にポインタを有し、前記チェンジャー制御装置が、加工制御装置で最新に読みだされたポインタを前記実行箇所の情報として前記要求信号に付加する場合は、加工プログラムの実行が何処まで進んでいるかの認識を容易に行うことができて、内部処理が容易となる。
【００１３】
前記加工機がパンチプレスであって、前記各工具ホルダはパンチ工具を保持し、これら複数の工具ホルダのうちの少なくとも一つは複数のパンチ工具を保持し、前記パンチプレスは、前記複数の工具ホルダを円周方向に並べて保持して回転により任意の工具ホルダを使用位置に割出可能な機内工具ホルダマガジン、および使用位置に割り出された工具ホルダの保持する任意のパンチ工具をパンチ動作させるパンチ加工ヘッドを有するものである場合は、マルチタレット形式のパンチプレスに適用されて、この発明の上記各効果を効果的に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図３は、制御対象となるチェンジャー付き加工機の平面図である。このチェンジャー付き加工機は、加工機であるパンチプレス１と、プリセッター２と、工具ホルダチェンジャー３とを備える。パンチプレス１は、機内工具ホルダマガジン５を備え、個別工具８を搭載した複数の工具ホルダ７を、機内工具ホルダマガジン５に交換可能に装備するものである。工具ホルダチェンジャー３は、パンチプレス１およびプリセッター２にそれぞれ設けられた機内工具ホルダマガジン５および機外工具ホルダマガジン６の間で工具ホルダ７を自動交換する装置である。
【００１５】
工具ホルダ７は、図５に示すように、平面形状が円形のタレットであり、一つまたは複数の個別工具８が搭載される。個別工具８は、工具ホルダ７に設けられた貫通孔等からなる工具支持部７ａ内に、交換自在に搭載される。個別工具８は、パンチ工具またはダイ工具である。パンチ工具およびダイ工具は、上下に対として用いられるものであり、工具ホルダ７は、パンチ工具用のものとダイ工具用のものとが、上下に対として設けられる。図では、パンチ工具用の工具ホルダ７のみを示し、ダイ工具用の工具ホルダは、図示を省略している。なお、個別工具８は、具体的には、工具部分とその工具部分を保持する工具ホルダとで構成される。
【００１６】
個別工具８は、パンチ加工する孔形状や寸法が種々異なるものがあり、工具ホルダ７に設けられた複数の工具支持部７ａには、それぞれ異なる孔形状，寸法の加工用のものが搭載される。
また、工具ホルダ７は、図４のように工具支持部７ａの個数，配置，寸法等の種々異なる複数種類のものが準備される。同じ工具支持部７ａに、外径寸法の合う複数種類の個別工具８の搭載が可能であり、各種類の工具ホルダ７の工具支持部７ａに、適合可能な任意の個別工具８を搭載して工具ホルダ７の工具編成が行われる。
【００１７】
機内工具ホルダマガジン５は、水平旋回自在に設けられ、外周部の円周方向複数箇所に、工具ホルダ７を着脱自在に保持する工具ホルダ保持部５ａが設けられている。機内工具ホルダマガジン５は、上下に一対のものが同心に設けられ、それぞれパンチ側およびダイ側の工具ホルダ７を保持して同期して旋回するが、図では上側の機内工具ホルダマガジン５のみを示している。
【００１８】
図３において、パンチプレス１は、工具割出機構として、マガジン割出部と工具ホルダ割出部（いずれも図示せず）とを有する。マガジン割出部は、機内工具ホルダマガジン５の任意の工具ホルダ保持部５ａが、パンチ加工ヘッド４の中心位置等の所定位置であるパンチ加工ヘッド位置Ｑに来るように機内工具ホルダマガジン５を旋回させる機構である。工具ホルダ割出部は、パンチ加工ヘッド位置Ｑにある工具ホルダ７を保持してその工具ホルダ中心回りに旋回させ、工具ホルダ７の任意の個別工具８を所定のパンチ位置Ｐに割出す機構である。
パンチ位置Ｐに割り出された個別工具８は、サーボモータ等のパンチ駆動原により、昇降自在なラムを介してパンチ加工のための昇降動作が与えられる。
前記パンチ加工ヘッド４は、前記工具ホルダ割出部と、前記パンチ駆動原およびラム等により構成される。
【００１９】
パンチプレス１は、テーブル９上の板材Ｗを直交２軸（Ｘ軸，Ｙ軸）方向に移動させる板材送り機構１０を有しており、その移動により、板材Ｗの加工すべき箇所がパンチ位置Ｐへ移動させられる。板材送り機構１０は、Ｙ軸方向に進退するキャリッジ１１に、Ｘ軸方向に進退可能にクロススライド１２を搭載し、板材Ｗの端部を把持する複数のワークホルダ１３を、クロススライド１２に取付けたものである。
【００２０】
プリセッタ２は、機外工具ホルダマガジン６を旋回割出可能に設置したものであり、パンチプレス１の背後に設置されている。プリセッタ２には、機外工具ホルダマガジン６に対して作業者が工具ホルダ７の交換を行うための段取り用交換部１７が設けられている。 機外工具ホルダマガジン６は、機内工具ホルダマガジン５と同様に水平旋回自在に設けられ、外周部の円周方向複数箇所に、工具ホルダ７を着脱自在に保持する工具ホルダ保持部６ａが設けられている。機外工具ホルダマガジン６も、パンチ工具搭載の工具ホルダ７用のものと、ダイ工具搭載の工具ホルダ７用のものとが、上下に同心に設置され、旋回割出の駆動がマガジン割出手段（図示せず）で行われる。
【００２１】
工具ホルダチェンジャー３は、パンチプレス１の機内工具ホルダマガジン５と、機外工具ホルダマガジン６との間で工具ホルダ７を交換する装置であり、これらマガジン工具５，６の所定の交換用割出位置Ｒ，Ｓで交換を行う。
工具ホルダチェンジャー３は、これら機内工具ホルダマガジン５と機外工具ホルダマガジン６の交換用割出位置Ｒ，Ｓに渡って設けられたガイドレール２１と、このガイドレール２１に沿って走行する走行体２２と、プリセッタ２の機外工具ホルダマガジン６を旋回駆動する機構とを備える。走行体２２は、それぞれ工具ホルダ７を保持する２つのチャック２３，２４が走行方向に並んで設けられている。これら２つのチャック２３，２４は、いずれか片方のチャック２３，２４で交換用の工具ホルダ７を保持しておき、空の方のチャック２３，２４で工具ホルダマガジン５，６から工具ホルダ７を受け取り、上記片方のチャック２３，２４で保持していた交換用の工具ホルダ７を工具ホルダマガジン５，６に渡す動作を行う。これにより、走行体２２の両工具ホルダマガジン５，６間の一度の走行で工具ホルダ７の交換が行える。
【００２２】
なお、走行体２２は、チャック２３，２４を１個のみとし、交換用割出位置Ｒ，Ｓの付近に設けた仮置き台（図示せず）に、交換用の工具ホルダ７を仮置きすることによっても、一度の走行で工具ホルダ７の交換が行える。
また走行体２２に設けられる上記チャック２３，２４は、いずれも各工具ホルダマガジン５，６と同じく、パンチ工具搭載の工具ホルダ７用のものと、ダイ工具搭載の工具ホルダ７用のものとが、上下に並んで設けられている。
【００２３】
つぎに制御系につき説明する。図１に示すように、このチェンジャー付き加工機制御装置は、加工機であるパンチプレス１を、加工プログラム３４の実行により制御する加工機制御装置３１と、工具ホルダチェンジャー３を制御するチェンジャー制御装置３２と、このチェンジャー制御装置３２の上位制御装置となる自動工具交換コントローラ３３とを備える。
加工機制御装置３１、チェンジャー制御装置３２、および自動工具交換コントローラ３３は、物理的には同じコンピュータ等に構成されたものであっても良く、また別のコンピュータ等で構成されてネットワークで接続されたものであっても良い。これら加工機制御装置３１、チェンジャー制御装置３２、および自動工具交換コントローラ３３は、共通の操作盤４６によって操作される。
【００２４】
加工機制御装置３１は、コンピュータ式の数値制御装置およびプログラマルブルコントローラ等からなり、加工プログラム３４を解読して実行する演算制御部３５と、シーケンス制御部（図示せず）とを備える。
【００２５】
加工プログラム３４は、基本的には、一つの孔を加工する加工命令５０を順次並べて記述したものとされる。加工命令５０は、板材Ｗを移動させる各軸毎の移動命令５４，５５と、工具割出命令５６とを１行に記述したものである。演算制御部３５は、加工命令５０を読み出すと、その移動命令５４，５５で指定された各軸方向の位置へ板材Ｗを移動させ、工具割出命令５６で指定された個別工具８をパンチ位置Ｐに割出し、その割り出された個別工具８をパンチ動作させる一連の制御を行う。個別工具８のパンチ位置Ｐへの割出しは、機内工具ホルダマガジン５の旋回割出し過程と、工具ホルダ７の旋回割出し過程とを含む。同じ工具ホルダ７を続けて使用する場合は、工具ホルダマガジン５の旋回割出は不要であり、その動作は生じない。移動命令５４，５５は、移動の軸方向Ｘ，Ｙを示す文字と移動量または座標値を示す文字、例えば「Ｘ−Ｙ−」として示される。
【００２６】
工具割出命令５６は、例えば「Ｔ０１０１」等のように、工具ホルダ７の識別番号「Ｔ０１」に続いて、その工具ホルダ７におけるどの工具支持部７ａであるかを指定する番号「０１」を記述したものである。
【００２７】
加工プログラム３４は、加工命令５０の他に、この実施形態の特徴として、必要工具ホルダ命令５２と、ポインタ５３とが、準備コード５１に続いて１行に記述されている。
必要工具ホルダ命令５２は、加工に必要となる工具ホルダ７を記述した命令であり、工具割出命令５６よりも前に、例えば工具割出命令５６の直前行に、その工具割出命令５６で指定される工具ホルダ７を指定して記述される。必要工具ホルダ命令５２は、例えば「Ｕ０２」等のように、必要工具ホルダ命令である旨を示す「Ｕ」の頭文字と、工具ホルダ７の識別番号「Ｔ○○」から頭文字「Ｔ」を除いた部分の文字列とで構成される。
【００２８】
ポインタ５３は、加工プログラム３４の実行箇所を示すために、加工プログラム３４中の複数箇所に設けられる記述であり、例えば「Ｖ○○」のように、ポインタであることを示す頭文字「Ｖ」と、何番目のポインタであるかを示す番号「○○」とで構成される。ポインタ５３の位置や個数は特に限定されないが、この例では、各必要工具ホルダ命令５２に続いて、同じ命令行に記述されている。
なお、加工プログラム３４の実行箇所は、加工プログラム３４中の実行しているシーケンスナンバーで認識可能であるため、ポインタ５３は必ずしも設けなくても良い。しかしポインタ５３を設けることで、必要工具ホルダ命令５２や工具割出命令５６の位置が明確となり、また加工プログラム３４の命令の追加や削除に影響されず、チェンジャー３の制御のためのプログラム作成が容易となる。
【００２９】
チェンジャー制御装置３２は、自動工具交換コントローラ３３から送られる出し入れ動作命令Ｒ２毎に、その命令Ｒ２の工具ホルダ７につき、工具ホルダチェンジャー３にパンチプレス１の機内工具ホルダマガジン５とプリセッタ２の機外工具ホルダマガジン６との間で工具ホルダ７の出し入れ動作を行わせる装置である。チェンジャー制御装置３２は、機械制御部３６によって、上記出し入れ動作命令Ｒ２を実行してチェンジャー３を制御する。
チェンジャー制御装置３２は、この他に要求生成部３７および監視部３８を有し、要求生成部３７は、機械制御部３６による動作が完了すると、次の出し入れ動作命令を要求する要求信号Ｒ１を自動工具交換コントローラ３３へ送信する。また、要求生成部３７は、この送信する要求信号Ｒ１に、加工機制御装置３１で実行している加工プログラム３４の実行箇所の情報を付加する処理を行う。実行箇所は、監視部３８によって監視する。監視部３８は、加工プログラム３４にポインタ５３が記述されている場合は、加工機制御装置３１で最新に読みだされたポインタ５３を、その添付する実行箇所の情報とする。加工プログラム３４にポインタ５３を記述しない場合は、実行中の行のシーケンスナンバーを実行箇所の情報とする。
【００３０】
自動工具交換コントローラ３３は、この実施形態では、チェンジャー付き加工機のスケジュール管理手段を兼ねており、スケジュール管理部４２と、加工プログラム記憶手段４３とを有する。加工プログラム記憶手段４３には、複数の加工プログラム３４が記憶可能であり、スケジュール管理部４２は、定められたスケジュールに該当する加工プログラム３４を、加工機制御装置３１に転送し、実行させる。
【００３１】
自動工具交換コントローラ３３は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータで構成され、要求受理部３９、搬入搬出ホルダ判断部４０、および出し入れ動作命令出力部４１を有する。要求受理部３９は、チェンジャー制御装置３２の要求信号Ｒ１を受ける手段である。
搬入搬出ホルダ判断部４０は、前記要求信号Ｒ１に応答して、この要求信号Ｒ１に付加された加工プログラム３４の実行箇所の情報（例えばポインタ５３）から、この実行箇所に該当する加工プログラム３４中の必要工具ホルダ要求命令５２の工具ホルダ７を搬入すべき工具ホルダとして判断すると共に、設定規則Ａに従って、パンチプレス１から搬出すべき工具ホルダ７を判断する。その判断した搬入すべき工具ホルダ７と搬出すべき工具ホルダ７の情報は、出し入れ動作命令出力部４１により、前記出し入れ動作命令Ｒ２としてチェンジャー制御装置３１へ送信する。
【００３２】
搬入搬出ホルダ判断部４０は、図１，図２のように、ポインタ５３が必要工具ホルダ要求命令５２の直後に記述されている場合は、ポインタ５３の直前の必要工具ホルダ要求命令５２で指定する工具ホルダ７を、搬入すべき工具ホルダ７とする。
搬出すべき工具ホルダ７を判断する設定規則Ａは、任意に設定すれば良いが、例えば、要求命令５２のポインタ５３以降に加工プログラム３４に記述されたいずれの工具交換命令５６にも含まれず、パンチプレス１の中に存在する工具ホルダ７とされる。このような条件を充足する工具ホルダ７が複数ある場合は、適宜定めた基準に従って、その複数の中から一つの工具ホルダ７を選択する。
また、上記設定規則Ａは、後に工具ホルダ７の交換回数が最少となるホルダ交換スケジュール４４を作成し、そのホルダ交換スケジュール４４の中の最初に搬入，搬出する工具ホルダ７につき、出し入れ動作命令Ｒ２として出力するようにしても良い。
【００３３】
なお、パンチプレス１の機内工具ホルダマガジン５の各工具ホルダ保持部５ａは、常に全て工具ホルダ７が搭載された状態にする必要はなく、いずれかの工具ホルダ保持部５ａを空き状態としても良い。したがって、出し入れ動作命令Ｒ２は、パンチプレス１から搬出する工具ホルダ７のみを定めた命令であってもよい。
【００３４】
上記構成のチェンジャー付き加工機制御装置によると、チェンジャー制御装置３２は、加工プログラム３４の実行箇所の情報となるポインタ５３を付加して、自動工具交換コントローラ３３へ要求信号Ｒ１を送る。自動工具交換コントローラ３３は、その実行箇所の情報であるポインタ５３から、このポインタ５３に該当する加工プログラム３４中の必要工具ホルダ要求命令５２の工具ホルダ７を、搬入すべき工具ホルダ７として判断する。また、設定規則Ａに従ってパンチプレス１から搬出すべき工具ホルダ７を判断する。その判断した搬入すべき工具ホルダ７と搬出すべき工具ホルダ７の情報を出し入れ動作命令Ｒ２としてチェンジャー制御装置３２へ送信する。搬出すべき工具ホルダ７として該当するものがない場合は、搬入すべき工具ホルダ７の情報のみを出し入れ動作命令Ｒ２として送信する。
【００３５】
このように、ポインタ５３によりパンチプレス１が加工プログラム３４のどこを加工しているかが分かるようにして、その時点で、必要な工具ホルダ７および不要な工具ホルダ７を判断するようにしたため、手動操作による割込があっても、その影響が抑えられ、その割り込みによる稼働効率の低下を抑えることができる。
また、実行箇所の情報をポインタ５３で示すようにしたため、加工プログラム３４の実行が何処まで進んでいるかの認識が容易に行え、加工プログラム３４の保守等があっても間違いが生じ難い。
さらにこの実施形態では、マルチタレット形式のパンチプレスに適用したため、搬入，搬出を行う工具ホルダ７をリアルタイムで判断することによる効果、つまり手動操作による割込があった場合にその影響が抑えられ、割り込みによる稼働効率の低下を抑えることができるという効果が、より効果的に発揮される。
【００３６】
なお、上記実施形態では、加工機がマルチタレット形式のパンチプレス１である場合につき説明したが、この発明は、加工機が例えば図６に示すような、一般形式のタレットパンチプレス１Ａであって、機外工具ホルダマガジン６Ａおよび工具ホルダチェンジャー３Ａを有するものである場合にも適用するできる。同図のパンチプレス１Ａは、タレット５に設けられた各工具支持部５Ａａに工具ホルダ７Ａを搭載するものである。この場合の工具ホルダ７Ａは、図５の個別工具８における工具ホルダ部分に相当するものである。すなわち、図５の個別工具８は、前述の工具部分と、その工具部分を保持する工具ホルダとで構成されるが、この個別工具８の工具ホルダおよび工具部分に相当するものが、図６の例における工具ホルダ７Ａおよびこれに保持される工具となる。図６の機外工具ホルダマガジン６Ａおよび工具ホルダチェンジャー３Ａは、それぞれ、上記構成の工具ホルダ７Ａの保持、および交換を行うものである。
【００３７】
さらに、この発明は、制御対象となる加工機が、パンチプレスである場合に限らず、切削加工を行う工作機械である場合にも適用することができる。すなわち、工具を保持した工具ホルダを複数装備可能で任意の工具ホルダを選択して加工に使用しかつ任意の工具ホルダを機外に対し交換可能な加工機と、工具を保持した複数の工具ホルダを保管した機外工具ホルダマガジンと、前記加工機と前記機外工具ホルダマガジンとの間で任意の工具ホルダを出し入れする工具ホルダチェンジャーを備えたチェンジャー付き加工機であれば、適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るチェンジャー付き加工機制御装置の概念構成を示すブロック図である。
【図２】その加工プログラムの例の説明図である。
【図３】同制御装置の制御対象となるチェンジャー付き加工機の一例を示す平面図である。
【図４】同チェンジャー付き加工機の各マガジンおよびチェンジャーの拡大平面図でくあ。
【図５】同チェンジャー付き加工機の工具ホルダの拡大斜視図である。
【図６】同制御装置の制御対象となるチェンジャー付き加工機の他の例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１，１Ａ…パンチプレス（加工機）
３，３Ａ…工具ホルダチェンジャー
４…パンチ加工ヘッド
５…機内工具ホルダマガジン
６，６Ａ…機外工具ホルダマガジン
７…工具ホルダ
８…個別工具
９…テーブル
３１…加工機制御装置
３２…チェンジャー制御装置
３３…自動工具交換コントローラ
３４…加工プログラム
５０…加工命令
５２…必要工具ホルダ命令
５３…ポインタ
５４，５５…移動命令
５６…工具割出命令
Ａ…設定規則
Ｒ１…要求信号
Ｒ２…出し入れ動作命令
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パンチプレス等の板材加工機や、その他の加工機に対して、工具ホルダチェンジャーを用いてタレット等の工具ホルダを交換するチェンジャー付き加工機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の工具を交換使用可能としたパンチプレスとして、タレット式のものが一般的である。しかし、タレットパンチプレスでは、タレット内に保持できるパンチ工具の種類が限られ、多彩な加工が行えない。
このような課題を解消するものとして、複数のパンチ工具を搭載したタレット形式の工具ホルダを、旋回可能な工具ホルダマガジンの円周方向複数箇所に着脱自在に保持するマルチタレット形式のものが提案されている。これは、工具ホルダマガジンの旋回により、希望の工具ホルダを所定の加工位置に割出し、その割り出された工具ホルダを旋回させて工具ホルダ中の希望のパンチ工具をパンチ加工に用いるものである。
【０００３】
この形式のパンチプレスは、複数のパンチ工具を搭載する工具ホルダが工具ホルダマガジンに対して交換自在であるため、機外に工具ホルダを準備しておき、その工具ホルダを機内の工具ホルダマガジンの工具ホルダと交換することで多数のパンチ工具の使用が可能になる。機外の工具ホルダは、例えば機外工具ホルダマガジンに準備しておき、工具ホルダチェンジャーで機内と機外の間で工具ホルダの交換を行う。
また、加工位置に割り出された同じ工具ホルダに搭載されたパンチ工具を使用するときは、工具ホルダマガジン等に比べて小さくて軽量の工具ホルダを旋回させれば良いため、工具割出の時間が短縮でき、効率の良いパンチ加工が行える。
【０００４】
上記のような機外工具ホルダマガジンおよび工具ホルダチェンジャーを備えたチェンジャー付き加工機において、工具ホルダの機内への搬入および機外への搬出を効率良く行えるようにするものとして、工具ホルダの搬入搬出のスケジュールを、最初に、つまり加工プログラム（ＮＣプログラム）の実行前に作成しておくものが提案されている（例えば、特許文献１，２）。
【特許文献１】特開２００６−２８１３２５号公報
【特許文献２】特開２００６−２８１３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記提案例のシステムは、工具ホルダの搬入搬出のプログラムが、加工プログラムの最初に作成されるため、工具ホルダの搬入，搬出を手動で割り込むことができないという課題がある。そのため、作業者が、今、工具ホルダを段取りしたいと思っていても、加工プログラムの終了まで待たされていた。また、手動で搬入した工具ホルダを、現在加工中の加工プログラムで使用する場合、手動で搬出しなければ、加工が止まるという課題がある。板金加工の日常では、現在加工中の加工に対して割り込んで、先に別の加工を行うことが必要な場合が多くある。上記提案例のシステムは、効率良く工具ホルダの搬入搬出が行えるが、このような割込処理に課題があった。
【０００６】
この発明の目的は、加工プログラムの実行による加工中に、出し入れする工具ホルダの判断がリアルタイムで行えて、手動操作による工具ホルダの出し入れの割り込みが容易であり、その割り込みによる稼働効率の低下を抑えることのできるチェンジャー付き加工機制御装置を提供することである。
この発明の他の目的は、加工プログラムの実行が何処まで進んでいるかの認識が容易に行えるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、マルチタレット形式のパンチプレスに適用されて、上記の各目的を達成可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のチェンジャー付き加工機制御装置は、工具を保持した工具ホルダ（７）を複数装備可能で任意の工具ホルダ（７）を選択して加工に使用しかつ任意の工具ホルダ（７）を機外に対し交換可能な加工機（１）と、工具を保持した複数の工具ホルダ（７）を保管した機外工具ホルダマガジン（６）と、前記加工機（１）と前記機外工具ホルダマガジン（６）との間で任意の工具ホルダ（７）を出し入れする工具ホルダチェンジャー（３）とを備えたチェンジャー付き加工機を制御する装置である。
このチェンジャー付き加工機制御装置は、前記加工機（１）を加工プログラム（３４）の実行により制御する加工機制御装置（３１）と、前記工具ホルダチェンジャー（３）を制御するチェンジャー制御装置（３２）と、このチェンジャー制御装置（３２）の上位制御装置となる自動工具交換コントローラ（３３）とを備える。
前記加工プログラム（３４）は、加工に使用する工具を工具ホルダ（７）と共に選択する工具割出命令（５６）よりも前に、加工に必要となる工具ホルダ（７）を記述した必要工具ホルダ要求命令（５２）が記述されている。
前記チェンジャー制御装置（３２）は、前記自動工具交換コントローラ（３３）から送られる出し入れ動作命令（Ｒ２）毎に、その命令（Ｒ２）の工具ホルダ（７）につき、前記工具ホルダチェンジャー（３）に前記加工機（１）と機外工具ホルダマガジン（６）との間で工具ホルダ（７）の出し入れ動作を行わせ、かつ次の出し入れ動作命令（Ｒ２）を要求する要求信号（Ｒ１）を前記自動工具交換コントローラへ送信し、この送信する要求信号に、前記加工機制御装置（３１）で実行している前記加工プログラム（３４）の実行箇所の情報を付加する処理を行う機能を有する。
前記自動工具交換コントローラ（３３）は、前記要求信号（Ｒ１）に応答して、前記要求信号（Ｒ１）に付加された加工プログラム（３４））の実行箇所の情報から、この実行箇所に該当する加工プログラム（３４）中の必要工具ホルダ要求命令（５２）の工具ホルダ（７）を搬入すべき工具ホルダ（７）として判断すると共に、設定規則（Ａ）に従って加工機（１）から搬出すべき工具ホルダ（７）を判断し、その判断した搬入すべき工具ホルダ（７）と搬出すべき工具ホルダ（７）の情報を前記出し入れ動作命令（Ｒ２）として前記チェンジャー制御装置（３２）へ送信する機能を有する。
【０００８】
この構成によると、チェンジャー制御装置（３２）は、加工プログラム（３４）の実行箇所の情報を付加して自動工具交換コントローラ（３３）へ要求信号（Ｒ１）を送る。また、自動工具交換コントローラ（３３）は、その加工プログラム（３４）の実行箇所の情報から、この実行箇所に該当する加工プログラム（３）中の必要工具ホルダ要求命令（５２）の工具ホルダ（７）を搬入すべき工具ホルダ（７）として判断すると共に、設定規則（Ａ）に従って加工機（１）から搬出すべき工具ホルダ（７）を判断する。その判断した搬入すべき工具ホルダ（７）と搬出すべき工具ホルダ（７）の情報を前記出し入れ動作命令（Ｒ２）として前記チェンジャー制御装置（３２）へ送信する。なお、搬出すべき工具ホルダ（７）として該当するものがない場合は、搬入すべき工具ホルダ（７）の情報のみを出し入れ動作命令（Ｒ２）として送信する。
このように、加工機（１）が加工プログラム（３４）のどこを加工しているかが分かるようにして、その時点で、つまりリアルタイムで、必要な工具ホルダ（７）および不要な工具ホルダ（７）を判断するようにしたため、手動操作による割込があっても、その影響が抑えられ、その割り込みによる稼働効率の低下を抑えることができる。
【０００９】
この発明において、前記加工プログラム（３４）が命令の並び中の複数箇所にポインタ（５３）を有し、前記チェンジャー制御装置（３２）は、加工制御装置（１）で最新に読みだされたポインタ（５３）を前記実行箇所の情報として前記要求信号（Ｒ１）に付加するようにしても良い。
このようにポインタ（５３）を設けた場合、加工プログラム（３４）の実行が何処まで進んでいるかの認識が容易に行える。
【００１０】
この発明において、前記加工機（１）がパンチプレスであって、前記各工具ホルダ（７）はパンチ工具を保持し、これら複数の工具ホルダのうちの少なくとも一つは複数のパンチ工具を保持し、前記パンチプレス（１）は、前記複数の工具ホルダ（７）を円周方向に並べて保持して回転により任意の工具ホルダ（７）を使用位置に割出可能な機内工具ホルダマガジン（５）、および使用位置に割り出された工具ホルダ（７）の保持する任意のパンチ工具をパンチ動作させるパンチ加工ヘッド（４）を有するものであっても良い。すなわち、タレット式の機内工具ホルダマガジン（５）に、子タレットとなる工具ホルダ（７）を保持させるマルチタレット形式としても良い。
このようなマルチタレット形式のパンチプレスに適用された場合に、搬入，搬出を行う工具ホルダ（７）をリアルタイムで判断することによる効果、つまり手動操作による割込があった場合にその影響が抑えられ、割り込みによる稼働効率の低下を抑えることができるという効果が、より効果的に発揮される。
【発明の効果】
【００１１】
この発明のチェンジャー付き加工機制御装置は、工具を保持した工具ホルダを複数装備可能で任意の工具ホルダを選択して加工に使用しかつ任意の工具ホルダを機外に対し交換可能な加工機と、工具を保持した複数の工具ホルダを保管した機外工具ホルダマガジンと、前記加工機と前記機外工具ホルダマガジンとの間で任意の工具ホルダを出し入れする工具ホルダチェンジャーとを備えたチェンジャー付き加工機を制御する装置であって、前記加工機を加工プログラムの実行により制御する加工機制御装置と、前記工具ホルダチェンジャーを制御するチェンジャー制御装置と、このチェンジャー制御装置の上位制御装置となる自動工具交換コントローラとを備え、前記加工プログラムは、加工に使用する工具を工具ホルダと共に選択する工具割出命令よりも前に、加工に必要となる工具ホルダを記述した必要工具ホルダ要求命令が記述されており、前記チェンジャー制御装置は、前記自動工具交換コントローラから送られる出し入れ動作命令毎に、その命令の工具ホルダにつき、前記工具ホルダチェンジャーに前記加工機と機外工具ホルダマガジンとの間で工具ホルダの出し入れ動作を行わせ、かつ次の出し入れ動作命令を要求する要求信号を前記自動工具交換コントローラへ送信し、この送信する要求信号に、前記加工機制御装置で実行している前記加工プログラムの実行箇所の情報を付加する処理を行う機能を有し、前記自動工具交換コントローラは、前記要求信号に応答して、前記要求信号に付加された加工プログラムの実行箇所の情報から、この実行箇所に該当する加工プログラム中の必要工具ホルダ要求命令の工具ホルダを搬入すべき工具ホルダとして判断すると共に、設定規則に従って加工機から搬出すべき工具ホルダを判断し、その判断した搬入すべき工具ホルダと搬出すべき工具ホルダの情報を前記出し入れ動作命令として前記チェンジャー制御装置へ送信する機能を有するため、加工プログラムの実行による加工中に、出し入れする工具ホルダの判断がリアルタイムで行えて、手動操作による工具ホルダの出し入れの割り込み容易であり、その割り込みによる稼働効率の低下を抑えることができる。
【００１２】
前記加工プログラムが、命令の並び中の複数箇所にポインタを有し、前記チェンジャー制御装置が、加工制御装置で最新に読みだされたポインタを前記実行箇所の情報として前記要求信号に付加する場合は、加工プログラムの実行が何処まで進んでいるかの認識を容易に行うことができて、内部処理が容易となる。
【００１３】
前記加工機がパンチプレスであって、前記各工具ホルダはパンチ工具を保持し、これら複数の工具ホルダのうちの少なくとも一つは複数のパンチ工具を保持し、前記パンチプレスは、前記複数の工具ホルダを円周方向に並べて保持して回転により任意の工具ホルダを使用位置に割出可能な機内工具ホルダマガジン、および使用位置に割り出された工具ホルダの保持する任意のパンチ工具をパンチ動作させるパンチ加工ヘッドを有するものである場合は、マルチタレット形式のパンチプレスに適用されて、この発明の上記各効果を効果的に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図３は、制御対象となるチェンジャー付き加工機の平面図である。このチェンジャー付き加工機は、加工機であるパンチプレス１と、プリセッター２と、工具ホルダチェンジャー３とを備える。パンチプレス１は、機内工具ホルダマガジン５を備え、個別工具８を搭載した複数の工具ホルダ７を、機内工具ホルダマガジン５に交換可能に装備するものである。工具ホルダチェンジャー３は、パンチプレス１およびプリセッター２にそれぞれ設けられた機内工具ホルダマガジン５および機外工具ホルダマガジン６の間で工具ホルダ７を自動交換する装置である。
【００１５】
工具ホルダ７は、図５に示すように、平面形状が円形のタレットであり、一つまたは複数の個別工具８が搭載される。個別工具８は、工具ホルダ７に設けられた貫通孔等からなる工具支持部７ａ内に、交換自在に搭載される。個別工具８は、パンチ工具またはダイ工具である。パンチ工具およびダイ工具は、上下に対として用いられるものであり、工具ホルダ７は、パンチ工具用のものとダイ工具用のものとが、上下に対として設けられる。図では、パンチ工具用の工具ホルダ７のみを示し、ダイ工具用の工具ホルダは、図示を省略している。なお、個別工具８は、具体的には、工具部分とその工具部分を保持する工具ホルダとで構成される。
【００１６】
個別工具８は、パンチ加工する孔形状や寸法が種々異なるものがあり、工具ホルダ７に設けられた複数の工具支持部７ａには、それぞれ異なる孔形状，寸法の加工用のものが搭載される。
また、工具ホルダ７は、図４のように工具支持部７ａの個数，配置，寸法等の種々異なる複数種類のものが準備される。同じ工具支持部７ａに、外径寸法の合う複数種類の個別工具８の搭載が可能であり、各種類の工具ホルダ７の工具支持部７ａに、適合可能な任意の個別工具８を搭載して工具ホルダ７の工具編成が行われる。
【００１７】
機内工具ホルダマガジン５は、水平旋回自在に設けられ、外周部の円周方向複数箇所に、工具ホルダ７を着脱自在に保持する工具ホルダ保持部５ａが設けられている。機内工具ホルダマガジン５は、上下に一対のものが同心に設けられ、それぞれパンチ側およびダイ側の工具ホルダ７を保持して同期して旋回するが、図では上側の機内工具ホルダマガジン５のみを示している。
【００１８】
図３において、パンチプレス１は、工具割出機構として、マガジン割出部と工具ホルダ割出部（いずれも図示せず）とを有する。マガジン割出部は、機内工具ホルダマガジン５の任意の工具ホルダ保持部５ａが、パンチ加工ヘッド４の中心位置等の所定位置であるパンチ加工ヘッド位置Ｑに来るように機内工具ホルダマガジン５を旋回させる機構である。工具ホルダ割出部は、パンチ加工ヘッド位置Ｑにある工具ホルダ７を保持してその工具ホルダ中心回りに旋回させ、工具ホルダ７の任意の個別工具８を所定のパンチ位置Ｐに割出す機構である。
パンチ位置Ｐに割り出された個別工具８は、サーボモータ等のパンチ駆動原により、昇降自在なラムを介してパンチ加工のための昇降動作が与えられる。
前記パンチ加工ヘッド４は、前記工具ホルダ割出部と、前記パンチ駆動原およびラム等により構成される。
【００１９】
パンチプレス１は、テーブル９上の板材Ｗを直交２軸（Ｘ軸，Ｙ軸）方向に移動させる板材送り機構１０を有しており、その移動により、板材Ｗの加工すべき箇所がパンチ位置Ｐへ移動させられる。板材送り機構１０は、Ｙ軸方向に進退するキャリッジ１１に、Ｘ軸方向に進退可能にクロススライド１２を搭載し、板材Ｗの端部を把持する複数のワークホルダ１３を、クロススライド１２に取付けたものである。
【００２０】
プリセッタ２は、機外工具ホルダマガジン６を旋回割出可能に設置したものであり、パンチプレス１の背後に設置されている。プリセッタ２には、機外工具ホルダマガジン６に対して作業者が工具ホルダ７の交換を行うための段取り用交換部１７が設けられている。 機外工具ホルダマガジン６は、機内工具ホルダマガジン５と同様に水平旋回自在に設けられ、外周部の円周方向複数箇所に、工具ホルダ７を着脱自在に保持する工具ホルダ保持部６ａが設けられている。機外工具ホルダマガジン６も、パンチ工具搭載の工具ホルダ７用のものと、ダイ工具搭載の工具ホルダ７用のものとが、上下に同心に設置され、旋回割出の駆動がマガジン割出手段（図示せず）で行われる。
【００２１】
工具ホルダチェンジャー３は、パンチプレス１の機内工具ホルダマガジン５と、機外工具ホルダマガジン６との間で工具ホルダ７を交換する装置であり、これらマガジン工具５，６の所定の交換用割出位置Ｒ，Ｓで交換を行う。
工具ホルダチェンジャー３は、これら機内工具ホルダマガジン５と機外工具ホルダマガジン６の交換用割出位置Ｒ，Ｓに渡って設けられたガイドレール２１と、このガイドレール２１に沿って走行する走行体２２と、プリセッタ２の機外工具ホルダマガジン６を旋回駆動する機構とを備える。走行体２２は、それぞれ工具ホルダ７を保持する２つのチャック２３，２４が走行方向に並んで設けられている。これら２つのチャック２３，２４は、いずれか片方のチャック２３，２４で交換用の工具ホルダ７を保持しておき、空の方のチャック２３，２４で工具ホルダマガジン５，６から工具ホルダ７を受け取り、上記片方のチャック２３，２４で保持していた交換用の工具ホルダ７を工具ホルダマガジン５，６に渡す動作を行う。これにより、走行体２２の両工具ホルダマガジン５，６間の一度の走行で工具ホルダ７の交換が行える。
【００２２】
なお、走行体２２は、チャック２３，２４を１個のみとし、交換用割出位置Ｒ，Ｓの付近に設けた仮置き台（図示せず）に、交換用の工具ホルダ７を仮置きすることによっても、一度の走行で工具ホルダ７の交換が行える。
また走行体２２に設けられる上記チャック２３，２４は、いずれも各工具ホルダマガジン５，６と同じく、パンチ工具搭載の工具ホルダ７用のものと、ダイ工具搭載の工具ホルダ７用のものとが、上下に並んで設けられている。
【００２３】
つぎに制御系につき説明する。図１に示すように、このチェンジャー付き加工機制御装置は、加工機であるパンチプレス１を、加工プログラム３４の実行により制御する加工機制御装置３１と、工具ホルダチェンジャー３を制御するチェンジャー制御装置３２と、このチェンジャー制御装置３２の上位制御装置となる自動工具交換コントローラ３３とを備える。
加工機制御装置３１、チェンジャー制御装置３２、および自動工具交換コントローラ３３は、物理的には同じコンピュータ等に構成されたものであっても良く、また別のコンピュータ等で構成されてネットワークで接続されたものであっても良い。これら加工機制御装置３１、チェンジャー制御装置３２、および自動工具交換コントローラ３３は、共通の操作盤４６によって操作される。
【００２４】
加工機制御装置３１は、コンピュータ式の数値制御装置およびプログラマルブルコントローラ等からなり、加工プログラム３４を解読して実行する演算制御部３５と、シーケンス制御部（図示せず）とを備える。
【００２５】
加工プログラム３４は、基本的には、一つの孔を加工する加工命令５０を順次並べて記述したものとされる。加工命令５０は、板材Ｗを移動させる各軸毎の移動命令５４，５５と、工具割出命令５６とを１行に記述したものである。演算制御部３５は、加工命令５０を読み出すと、その移動命令５４，５５で指定された各軸方向の位置へ板材Ｗを移動させ、工具割出命令５６で指定された個別工具８をパンチ位置Ｐに割出し、その割り出された個別工具８をパンチ動作させる一連の制御を行う。個別工具８のパンチ位置Ｐへの割出しは、機内工具ホルダマガジン５の旋回割出し過程と、工具ホルダ７の旋回割出し過程とを含む。同じ工具ホルダ７を続けて使用する場合は、工具ホルダマガジン５の旋回割出は不要であり、その動作は生じない。移動命令５４，５５は、移動の軸方向Ｘ，Ｙを示す文字と移動量または座標値を示す文字、例えば「Ｘ−Ｙ−」として示される。
【００２６】
工具割出命令５６は、例えば「Ｔ０１０１」等のように、工具ホルダ７の識別番号「Ｔ０１」に続いて、その工具ホルダ７におけるどの工具支持部７ａであるかを指定する番号「０１」を記述したものである。
【００２７】
加工プログラム３４は、加工命令５０の他に、この実施形態の特徴として、必要工具ホルダ命令５２と、ポインタ５３とが、準備コード５１に続いて１行に記述されている。
必要工具ホルダ命令５２は、加工に必要となる工具ホルダ７を記述した命令であり、工具割出命令５６よりも前に、例えば工具割出命令５６の直前行に、その工具割出命令５６で指定される工具ホルダ７を指定して記述される。必要工具ホルダ命令５２は、例えば「Ｕ０２」等のように、必要工具ホルダ命令である旨を示す「Ｕ」の頭文字と、工具ホルダ７の識別番号「Ｔ○○」から頭文字「Ｔ」を除いた部分の文字列とで構成される。
【００２８】
ポインタ５３は、加工プログラム３４の実行箇所を示すために、加工プログラム３４中の複数箇所に設けられる記述であり、例えば「Ｖ○○」のように、ポインタであることを示す頭文字「Ｖ」と、何番目のポインタであるかを示す番号「○○」とで構成される。ポインタ５３の位置や個数は特に限定されないが、この例では、各必要工具ホルダ命令５２に続いて、同じ命令行に記述されている。
なお、加工プログラム３４の実行箇所は、加工プログラム３４中の実行しているシーケンスナンバーで認識可能であるため、ポインタ５３は必ずしも設けなくても良い。しかしポインタ５３を設けることで、必要工具ホルダ命令５２や工具割出命令５６の位置が明確となり、また加工プログラム３４の命令の追加や削除に影響されず、チェンジャー３の制御のためのプログラム作成が容易となる。
【００２９】
チェンジャー制御装置３２は、自動工具交換コントローラ３３から送られる出し入れ動作命令Ｒ２毎に、その命令Ｒ２の工具ホルダ７につき、工具ホルダチェンジャー３にパンチプレス１の機内工具ホルダマガジン５とプリセッタ２の機外工具ホルダマガジン６との間で工具ホルダ７の出し入れ動作を行わせる装置である。チェンジャー制御装置３２は、機械制御部３６によって、上記出し入れ動作命令Ｒ２を実行してチェンジャー３を制御する。
チェンジャー制御装置３２は、この他に要求生成部３７および監視部３８を有し、要求生成部３７は、機械制御部３６による動作が完了すると、次の出し入れ動作命令を要求する要求信号Ｒ１を自動工具交換コントローラ３３へ送信する。また、要求生成部３７は、この送信する要求信号Ｒ１に、加工機制御装置３１で実行している加工プログラム３４の実行箇所の情報を付加する処理を行う。実行箇所は、監視部３８によって監視する。監視部３８は、加工プログラム３４にポインタ５３が記述されている場合は、加工機制御装置３１で最新に読みだされたポインタ５３を、その添付する実行箇所の情報とする。加工プログラム３４にポインタ５３を記述しない場合は、実行中の行のシーケンスナンバーを実行箇所の情報とする。
【００３０】
自動工具交換コントローラ３３は、この実施形態では、チェンジャー付き加工機のスケジュール管理手段を兼ねており、スケジュール管理部４２と、加工プログラム記憶手段４３とを有する。加工プログラム記憶手段４３には、複数の加工プログラム３４が記憶可能であり、スケジュール管理部４２は、定められたスケジュールに該当する加工プログラム３４を、加工機制御装置３１に転送し、実行させる。
【００３１】
自動工具交換コントローラ３３は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータで構成され、要求受理部３９、搬入搬出ホルダ判断部４０、および出し入れ動作命令出力部４１を有する。要求受理部３９は、チェンジャー制御装置３２の要求信号Ｒ１を受ける手段である。
搬入搬出ホルダ判断部４０は、前記要求信号Ｒ１に応答して、この要求信号Ｒ１に付加された加工プログラム３４の実行箇所の情報（例えばポインタ５３）から、この実行箇所に該当する加工プログラム３４中の必要工具ホルダ要求命令５２の工具ホルダ７を搬入すべき工具ホルダとして判断すると共に、設定規則Ａに従って、パンチプレス１から搬出すべき工具ホルダ７を判断する。その判断した搬入すべき工具ホルダ７と搬出すべき工具ホルダ７の情報は、出し入れ動作命令出力部４１により、前記出し入れ動作命令Ｒ２としてチェンジャー制御装置３１へ送信する。
【００３２】
搬入搬出ホルダ判断部４０は、図１，図２のように、ポインタ５３が必要工具ホルダ要求命令５２の直後に記述されている場合は、ポインタ５３の直前の必要工具ホルダ要求命令５２で指定する工具ホルダ７を、搬入すべき工具ホルダ７とする。
搬出すべき工具ホルダ７を判断する設定規則Ａは、任意に設定すれば良いが、例えば、要求命令５２のポインタ５３以降に加工プログラム３４に記述されたいずれの工具交換命令５６にも含まれず、パンチプレス１の中に存在する工具ホルダ７とされる。このような条件を充足する工具ホルダ７が複数ある場合は、適宜定めた基準に従って、その複数の中から一つの工具ホルダ７を選択する。
また、上記設定規則Ａは、後に工具ホルダ７の交換回数が最少となるホルダ交換スケジュール４４を作成し、そのホルダ交換スケジュール４４の中の最初に搬入，搬出する工具ホルダ７につき、出し入れ動作命令Ｒ２として出力するようにしても良い。
【００３３】
なお、パンチプレス１の機内工具ホルダマガジン５の各工具ホルダ保持部５ａは、常に全て工具ホルダ７が搭載された状態にする必要はなく、いずれかの工具ホルダ保持部５ａを空き状態としても良い。したがって、出し入れ動作命令Ｒ２は、パンチプレス１から搬出する工具ホルダ７のみを定めた命令であってもよい。
【００３４】
上記構成のチェンジャー付き加工機制御装置によると、チェンジャー制御装置３２は、加工プログラム３４の実行箇所の情報となるポインタ５３を付加して、自動工具交換コントローラ３３へ要求信号Ｒ１を送る。自動工具交換コントローラ３３は、その実行箇所の情報であるポインタ５３から、このポインタ５３に該当する加工プログラム３４中の必要工具ホルダ要求命令５２の工具ホルダ７を、搬入すべき工具ホルダ７として判断する。また、設定規則Ａに従ってパンチプレス１から搬出すべき工具ホルダ７を判断する。その判断した搬入すべき工具ホルダ７と搬出すべき工具ホルダ７の情報を出し入れ動作命令Ｒ２としてチェンジャー制御装置３２へ送信する。搬出すべき工具ホルダ７として該当するものがない場合は、搬入すべき工具ホルダ７の情報のみを出し入れ動作命令Ｒ２として送信する。
【００３５】
このように、ポインタ５３によりパンチプレス１が加工プログラム３４のどこを加工しているかが分かるようにして、その時点で、必要な工具ホルダ７および不要な工具ホルダ７を判断するようにしたため、手動操作による割込があっても、その影響が抑えられ、その割り込みによる稼働効率の低下を抑えることができる。
また、実行箇所の情報をポインタ５３で示すようにしたため、加工プログラム３４の実行が何処まで進んでいるかの認識が容易に行え、加工プログラム３４の保守等があっても間違いが生じ難い。
さらにこの実施形態では、マルチタレット形式のパンチプレスに適用したため、搬入，搬出を行う工具ホルダ７をリアルタイムで判断することによる効果、つまり手動操作による割込があった場合にその影響が抑えられ、割り込みによる稼働効率の低下を抑えることができるという効果が、より効果的に発揮される。
【００３６】
なお、上記実施形態では、加工機がマルチタレット形式のパンチプレス１である場合につき説明したが、この発明は、加工機が例えば図６に示すような、一般形式のタレットパンチプレス１Ａであって、機外工具ホルダマガジン６Ａおよび工具ホルダチェンジャー３Ａを有するものである場合にも適用するできる。同図のパンチプレス１Ａは、タレット５に設けられた各工具支持部５Ａａに工具ホルダ７Ａを搭載するものである。この場合の工具ホルダ７Ａは、図５の個別工具８における工具ホルダ部分に相当するものである。すなわち、図５の個別工具８は、前述の工具部分と、その工具部分を保持する工具ホルダとで構成されるが、この個別工具８の工具ホルダおよび工具部分に相当するものが、図６の例における工具ホルダ７Ａおよびこれに保持される工具となる。図６の機外工具ホルダマガジン６Ａおよび工具ホルダチェンジャー３Ａは、それぞれ、上記構成の工具ホルダ７Ａの保持、および交換を行うものである。
【００３７】
さらに、この発明は、制御対象となる加工機が、パンチプレスである場合に限らず、切削加工を行う工作機械である場合にも適用することができる。すなわち、工具を保持した工具ホルダを複数装備可能で任意の工具ホルダを選択して加工に使用しかつ任意の工具ホルダを機外に対し交換可能な加工機と、工具を保持した複数の工具ホルダを保管した機外工具ホルダマガジンと、前記加工機と前記機外工具ホルダマガジンとの間で任意の工具ホルダを出し入れする工具ホルダチェンジャーを備えたチェンジャー付き加工機であれば、適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るチェンジャー付き加工機制御装置の概念構成を示すブロック図である。
【図２】その加工プログラムの例の説明図である。
【図３】同制御装置の制御対象となるチェンジャー付き加工機の一例を示す平面図である。
【図４】同チェンジャー付き加工機の各マガジンおよびチェンジャーの拡大平面図でくあ。
【図５】同チェンジャー付き加工機の工具ホルダの拡大斜視図である。
【図６】同制御装置の制御対象となるチェンジャー付き加工機の他の例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１，１Ａ…パンチプレス（加工機）
３，３Ａ…工具ホルダチェンジャー
４…パンチ加工ヘッド
５…機内工具ホルダマガジン
６，６Ａ…機外工具ホルダマガジン
７…工具ホルダ
８…個別工具
９…テーブル
３１…加工機制御装置
３２…チェンジャー制御装置
３３…自動工具交換コントローラ
３４…加工プログラム
５０…加工命令
５２…必要工具ホルダ命令
５３…ポインタ
５４，５５…移動命令
５６…工具割出命令
Ａ…設定規則
Ｒ１…要求信号
Ｒ２…出し入れ動作命令
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を保持した工具ホルダを複数装備可能で任意の工具ホルダを選択して加工に使用しかつ任意の工具ホルダを機外に対し交換可能な加工機と、工具を保持した複数の工具ホルダを保管した機外工具ホルダマガジンと、前記加工機と前記機外工具ホルダマガジンとの間で任意の工具ホルダを出し入れする工具ホルダチェンジャーとを備えたチェンジャー付き加工機を制御する装置であって、
前記加工機を加工プログラムの実行により制御する加工機制御装置と、前記工具ホルダチェンジャーを制御するチェンジャー制御装置と、このチェンジャー制御装置の上位制御装置となる自動工具交換コントローラとを備え、
前記加工プログラムは、加工に使用する工具を工具ホルダと共に選択する工具割出命令よりも前に、加工に必要となる工具ホルダを記述した必要工具ホルダ要求命令が記述されており、
前記チェンジャー制御装置は、前記自動工具交換コントローラから送られる出し入れ動作命令毎に、その命令の工具ホルダにつき、前記工具ホルダチェンジャーに前記加工機と機外工具ホルダマガジンとの間で工具ホルダの出し入れ動作を行わせ、かつ次の出し入れ動作命令を要求する要求命令を前記自動工具交換コントローラへ送信し、この送信する要求信号に、前記加工機制御装置で実行している前記加工プログラムの実行箇所の情報を付加する処理を行う機能を有し、
前記自動工具交換コントローラは、前記要求信号に応答して、前記要求信号に付加された加工プログラムの実行箇所の情報から、この実行箇所に該当する加工プログラム中の必要工具ホルダ要求命令の工具ホルダを搬入すべき工具ホルダとして判断すると共に、設定規則に従って加工機から搬出すべき工具ホルダを判断し、その判断した搬入すべき工具ホルダと搬出すべき工具ホルダの情報を前記出し入れ動作命令として前記チェンジャー制御装置へ送信する機能を有する、
ことを特徴とするチェンジャー付き加工機制御装置。
【請求項２】
前記加工プログラムは、命令の並び中の複数箇所にポインタを有し、前記チェンジャー制御装置は、加工制御装置で最新に読みだされたポインタを前記実行箇所の情報として前記要求信号に付加する請求項１記載のチェンジャー付き加工機制御装置。
【請求項３】
前記加工機がパンチプレスであって、前記各工具ホルダはパンチ工具を保持し、これら複数の工具ホルダのうちの少なくとも一つは複数のパンチ工具を保持し、前記パンチプレスは、前記複数の工具ホルダを円周方向に並べて保持して回転により任意の工具ホルダを使用位置に割出可能な機内工具ホルダマガジン、および使用位置に割り出された工具ホルダの保持する任意のパンチ工具をパンチ動作させるパンチ加工ヘッドを有するものである請求項１または請求項２記載のチェンジャー付き加工機制御装置。
【請求項１】
工具を保持した工具ホルダを複数装備可能で任意の工具ホルダを選択して加工に使用しかつ任意の工具ホルダを機外に対し交換可能な加工機と、工具を保持した複数の工具ホルダを保管した機外工具ホルダマガジンと、前記加工機と前記機外工具ホルダマガジンとの間で任意の工具ホルダを出し入れする工具ホルダチェンジャーとを備えたチェンジャー付き加工機を制御する装置であって、
前記加工機を加工プログラムの実行により制御する加工機制御装置と、前記工具ホルダチェンジャーを制御するチェンジャー制御装置と、このチェンジャー制御装置の上位制御装置となる自動工具交換コントローラとを備え、
前記加工プログラムは、加工に使用する工具を工具ホルダと共に選択する工具割出命令よりも前に、加工に必要となる工具ホルダを記述した必要工具ホルダ要求命令が記述されており、
前記チェンジャー制御装置は、前記自動工具交換コントローラから送られる出し入れ動作命令毎に、その命令の工具ホルダにつき、前記工具ホルダチェンジャーに前記加工機と機外工具ホルダマガジンとの間で工具ホルダの出し入れ動作を行わせ、かつ次の出し入れ動作命令を要求する要求命令を前記自動工具交換コントローラへ送信し、この送信する要求信号に、前記加工機制御装置で実行している前記加工プログラムの実行箇所の情報を付加する処理を行う機能を有し、
前記自動工具交換コントローラは、前記要求信号に応答して、前記要求信号に付加された加工プログラムの実行箇所の情報から、この実行箇所に該当する加工プログラム中の必要工具ホルダ要求命令の工具ホルダを搬入すべき工具ホルダとして判断すると共に、設定規則に従って加工機から搬出すべき工具ホルダを判断し、その判断した搬入すべき工具ホルダと搬出すべき工具ホルダの情報を前記出し入れ動作命令として前記チェンジャー制御装置へ送信する機能を有する、
ことを特徴とするチェンジャー付き加工機制御装置。
【請求項２】
前記加工プログラムは、命令の並び中の複数箇所にポインタを有し、前記チェンジャー制御装置は、加工制御装置で最新に読みだされたポインタを前記実行箇所の情報として前記要求信号に付加する請求項１記載のチェンジャー付き加工機制御装置。
【請求項３】
前記加工機がパンチプレスであって、前記各工具ホルダはパンチ工具を保持し、これら複数の工具ホルダのうちの少なくとも一つは複数のパンチ工具を保持し、前記パンチプレスは、前記複数の工具ホルダを円周方向に並べて保持して回転により任意の工具ホルダを使用位置に割出可能な機内工具ホルダマガジン、および使用位置に割り出された工具ホルダの保持する任意のパンチ工具をパンチ動作させるパンチ加工ヘッドを有するものである請求項１または請求項２記載のチェンジャー付き加工機制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２８８９９８（Ｐ２００９−２８８９９８Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４０２８６（Ｐ２００８−１４０２８６）
【出願日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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