(57)【要約】【課題】ＡＴＣ工具交換速度インテリジェントシステムを提供する。【解決手段】本発明のＡＴＣ工具交換速度インテリジェントシステムはツールマガジンとＡＴＣアームの間に設置される。ツールマガジンには複数のツールが設置され、ＡＴＣ工具交換速度インテリジェントシステムは、ツールの外観画像のキャプチャに用いられる画像キャプチャ・デバイスと、画像キャプチャ・デバイスに信号で接続され、受信モジュールと、計算モジュールと、信号伝送モジュールとを有し、受信モジュールは外観画像の受信に用いられ、計算モジュールにより外観画像に基づいてツールの体積の重心及び重量が計算され、信号伝送モジュールはＡＴＣアームの制御装置に接続され、信号伝送モジュールにより体積の重心及び重量がＡＴＣアームの制御装置に伝送されることにより、ＡＴＣアームの工具交換速度が制御される処理装置とを備える。【選択図】図１
2018079556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツールマガジンと
ＡＴＣアームと
の間に設置されるＡＴＣ工具交換速度インテリジェントシステムであって、
前記ツールマガジンには複数のツールが設置され、
前記ＡＴＣ工具交換速度インテリジェントシステムは、
これら前記ツールの外観画像のキャプチャに用いられる画像キャプチャ・デバイスと、
前記画像キャプチャ・デバイスの信号に接続され、且つ
受信モジュールと、
計算モジュールと、
信号伝送モジュールと
を有する処理装置であって、
前記受信モジュールは前記外観画像の受信に用いられ、
前記計算モジュールは前記外観画像に基づいて前記ツールの体積の重心及び重量の計算を行い、
前記信号伝送モジュールは前記ＡＴＣアームの制御装置に接続され、
前記信号伝送モジュールにより前記体積の重心及び前記重量が前記ＡＴＣアームの制御装置に伝送されることにより、前記ＡＴＣアームの工具交換速度が制御される処理装置と
を備える
ことを特徴とする
ＡＴＣ工具交換速度インテリジェントシステム。
【請求項２】
前記外観画像はこれら前記ツールの深さ、幅、及び長さを含むことを特徴とする、請求項１に記載のＡＴＣ工具交換速度インテリジェントシステム。
【請求項３】
前記計算モジュールは前記外観画像及び前記ツールの所定の密度から前記ツールの重量の計算を行うことを特徴とする、請求項１または２に記載のＡＴＣ工具交換速度インテリジェントシステム。
【請求項４】
前記計算モジュールは前記ツールの重量から前記体積の重心の計算を行うことを特徴とする、請求項３に記載のＡＴＣ工具交換速度インテリジェントシステム。
【請求項５】
前記処理装置、画像キャプチャ・デバイス、信号伝送モジュール、及び前記ＡＴＣアームの制御装置は有線信号またはワイヤレス信号の何れか１つにより接続され、前記ＡＴＣアームの制御装置はプログラマブルロジックコントローラーであり、画像キャプチャ・デバイスは撮影装置または撮像装置の内の少なくとも１つであり、且つ処理装置はコンピューター端末であることを特徴とする、請求項１に記載のＡＴＣ工具交換速度インテリジェントシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測システムに関し、より詳しくは、ツールの重心及び重量を計算し、ツール重心及び重量に基づいて工具交換速度の調整を行うＡＴＣ工具交換速度インテリジェントシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械は現在、機械加工業において重要な加工機械の１つであり、ＣＮＣ工作機械はプログラマブルロジックコントローラー(PLC)により自動工具交換機構のモーターの制御を実行することにより、ツールマガジンへのツールの保管及び工具交換の動作が制御される。また、ＰＬＣの制御により、異なる様々な加工の需要を満たし、例えば、フライス加工、削孔、ボーリング、タッピング等を達成させる。これにより、加工にかかる時間を大幅に短縮させて、製造コストを削減させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ＰＬＣにより工具交換機構の制御を行って工具交換を行う場合、ＡＴＣアームによりツールが掴まれた後、ツールの重量が重いほど慣性が大きくなり、工具交換過程において、工具交換速度が速すぎる場合、ツールが不安定に振り回される事象が発生した。このような事象を回避させるためには、作業員が加工前に、先ずＰＬＣをツール重量に見合った工具交換速度に設定させ、且つ別種のツールの交換を行う場合、作業員が交換後のツール重量に基づいて再度ＰＬＣの設定を行わねばならないため、加工プロセスに時間が掛かる上に効率も悪い。また、全てのツールの工具交換速度を最も重いツールに用いられる設定に統一させることもできたが、その場合は作業効率が犠牲になった。
【０００４】
また、ツールの違いに合わせてＰＬＣの制御設定を再設定させねばならない。ツールの重量は一般的には重量または軽量の２つの重量区間に分けられ、ＰＬＣは重量区間に基づいて工具交換速度を制御させるが、 ツールが一般的な重量区間または軽量区間のどちらにあるかによらず、前記区間中の最低の工具交換速度により工具交換を行うことでツールが不安定に振り回される事象の発生を回避させ、且つ異なるツール毎に異なる速度を設定させる工程のプロセスを省略できるが、２種類の工具交換速度のみにより工具交換を行い、且つ最低の回転速度で工具交換を行うことは、加工効率を高めることができないことを意味した。
【０００５】
そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に到った。
【０００６】
本発明は、以上の従来技術の課題を解決する為になされたものである。即ち、本発明は、ＡＴＣ工具交換速度インテリジェントシステムを提供することを主目的とする。換言すれば、画像キャプチャ・デバイスによりツールの画像がキャプチャされ、処理装置の計算モジュールによりツールの重心及び重量が計算され、その後にＡＴＣサーボモーターに接続されてプログラムが編集され、異なるツールの重さ及びツールの重心に合わせてＡＴＣの回転工具交換速度を変化させ、インテリジェントな機能を達成させる。これにより、作業員の操作工程の設定を省略させ、工具交換効率を高める。また、ツールの違いに合わせて最適な工具交換速度を提供し、加工効率を高め、ツールが不安定に振り回される事象の発生を回避させる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、上記目的を達成するための本発明は、本発明に係るＡＴＣ工具交換速度インテリジェントシステムは、ツールマガジンとＡＴＣアームとの間に設置され、前記ツールマガジンには複数のツールが設置される。前記ＡＴＣ工具交換速度インテリジェントシステムは、 これら前記ツールの外観画像のキャプチャに用いられる画像キャプチャ・デバイスと、前記画像キャプチャ・デバイスの信号に接続され、且つ受信モジュールと、計算モジュールと、信号伝送モジュールとを有する処理装置であって、前記受信モジュールは前記外観画像の受信に用いられ、前記計算モジュールは前記外観画像に基づいて前記ツールの体積の重心及び重量の計算を行い、前記信号伝送モジュールは前記ＡＴＣアームの制御装置に接続され、前記信号伝送モジュールにより前記体積の重心及び前記重量が前記ＡＴＣアームの制御装置に伝送されることにより、前記ＡＴＣアームの工具交換速度が制御される処理装置とを備えることを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、外観画像は、ツールの深さ、幅、及び長さを含む。
【０００９】
好ましくは、計算モジュールは外観画像及びツールの所定の密度からツールの重量の計算を行う。
【００１０】
好ましくは、計算モジュールはツール重量から体積の重心の計算を行う。
【発明の効果】
【００１１】
上述したように、本発明は、画像キャプチャ・デバイスによりツールの外観画像がキャプチャされた後、計算モジュールにより外観画像に基づいて体積の重心が計算され、且つ信号伝送モジュールによりツールの体積の重心がＡＴＣアームの制御装置に伝送され、そのツールに適した工具交換速度が出力されて工具交換が行われる。これにより、正確にツールの体積の重心に合わせて最適な工具交換速度が提供されて工具交換が行われ、従来は２種類の工具交換速度しか提供できなかったという効率の問題を改善させる。また、ツールが不安定に振り回される事象の発生も回避させて、作業環境の安全性も向上させる。さらには、異なるツールの体積の重心及び重量を自動的に計測させることにより、作業員が設定を操作させるプロセス及び時間、並びにツールの重心及び重量の計測を省略させ、加工効率を高める。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を示す構成の模式図である。
【図２】本発明を示すフローチャートである。
【図３】本発明の好ましい実施形態において、画像キャプチャ・デバイスがツールマガジンとＡＴＣアームの間に設置される概略図である。
【図４】ツールの工具交換時間と体積の重心及び重量の乗積の間の関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【実施形態】
【００１４】
以下、本発明の具体的な実施形態を図１〜４に基づいて説明する。本発明のＡＴＣ工具交換速度インテリジェントシステム１００は、ツールマガジン１とＡＴＣアーム２との間に設置される。ツールマガジン１には複数のツール３が設置される。なお、ＡＴＣ工具交換速度インテリジェントシステム１００は、画像キャプチャ・デバイス１０及び画像キャプチャ・デバイス１０を備える。
【００１５】
画像キャプチャ・デバイス１０はツールマガジン１とＡＴＣアーム２との間に架設され、各ツール３の外観画像１１のキャプチャに用いられる。外観画像１１は、ツール３の深さ、幅、または長さを含み、本発明においては、画像キャプチャ・デバイス１０は撮影装置或いは撮像装置の内の少なくとも１つである。
【００１６】
処理装置２０は画像キャプチャ・デバイス１０の信号に接続される。処理装置２０はコンピューター端末であり、処理装置２０及び画像キャプチャ・デバイス１０は有線信号またはワイヤレス信号の何れか１つにより接続される。本発明において、処理装置２０及び画像キャプチャ・デバイス１０は有線信号で接続される。
【００１７】
処理装置２０は、受信モジュール２１と、計算モジュール２２と、信号伝送モジュール２３とを有し、信号伝送モジュール２３はＡＴＣアームの制御装置４に接続される。信号伝送モジュール２３及びＡＴＣアーム の制御器４は有線信号またはワイヤレス信号の何れか１つにより接続される。本発明において、ＡＴＣアームの制御装置４はプログラマブルロジックコントローラーである。
【００１８】
さらに、受信モジュール２１は画像キャプチャ・デバイス１０によりキャプチャされた外観画像１１の受信に用いられ、計算モジュール２２によりツール３の深さ、幅、長さ、及びツール３の所定の密度を含む外観画像１１に基づいて、ツール３の重量及び体積の重心の乗積数値が判断されて計算され、本発明に係るツール３の材質は全て同じであるため、ツール３の密度が所定のものとなる。ツール３の体積の重心及び重量の乗積数値が信号伝送モジュール２３によりＡＴＣアームの制御装置４に伝送され、ＡＴＣアーム２の工具交換速度が制御される。これにより、本発明は異なる重量及び重心のツールに合わせて異なる工具交換速度が提供される。例えば、ＡツールとＢツールがある場合、計算モジュール２２によりＡツールの重量及び体積の重心の乗積数値がＢツールの重量及び体積の重心の乗積数値より大きいと算出された場合、Ａツールには遅めの工具交換速度により工具の交換を行う必要があると判断され、Ｂツールは速めの工具交換速度で工具を交換できると判断される。これにより、ツール３の重量及び重心に基づいて最適な工具交換速度が提供され、工具交換効率が高まる。
【００１９】
図１及び図４に示すように、工具交換の前に、画像キャプチャ・デバイス１０によりツール３の外観画像１１がキャプチャされ、外観画像１１が受信モジュール２１に伝送され、計算モジュール２２により外観画像１１に基づいて体積の重心及び重量が計算され、且つ信号伝送モジュール２３によりツール３の体積の重心及び重量の乗積数値がＡＴＣアームの制御装置４に伝送され、そのツール３に適合する工具交換速度が設定されて工具交換が行われる。例えば、体積の重心及び重量の乗積数値が大きくなるほど、ツール３に必要な工具交換時間が長くなり、上限値に達すると、工具交換時間が４秒に固定されて、工具交換時間がそれ以上延びなくなる（図４参照）。
【００２０】
これにより、インテリジェントな計測方式により、ツール３の体積の重心及び重量が正確に計算され、且つ自動的に最適な工具交換速度で工具交換が行われて、ツールが不安定に振り回される事象の発生が減少し、作業環境の安全性が高まる。また、工具交換の効率も向上し、作業員の操作時間も減り、加工効率が向上する。
【００２１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００２２】
１  ツールマガジン
２  ＡＴＣアーム
３  ツール
４  ＡＴＣアームの制御装置
１００  ＡＴＣ工具交換速度インテリジェントシステム
１０  画像キャプチャ・デバイス
１１  外観画像
２０  処理装置
２１  受信モジュール
２２  計算モジュール
２３  信号伝送モジュール
【図１】
2018079556.tif 000003
【図２】
2018079556.tif 000004
【図３】
2018079556.tif 000005
【図４】
2018079556.tif 000006