特許 7199396 工具管理システム、ツールプリセッタ、および端末

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-22

(45)【発行日】2023-01-05

(54)【発明の名称】工具管理システム、ツールプリセッタ、および端末

(51)【国際特許分類】

   B23Q 17/00 20060101AFI20221223BHJP

   B23Q 3/155 20060101ALI20221223BHJP

   B23Q 11/00 20060101ALI20221223BHJP

   B23Q 41/00 20060101ALI20221223BHJP

   B23Q 15/16 20060101ALI20221223BHJP

   B23Q 15/00 20060101ALI20221223BHJP

   G05B 19/404 20060101ALI20221223BHJP

【ＦＩ】

B23Q17/00 C

B23Q3/155 D

B23Q3/155 F

B23Q11/00 F

B23Q41/00 F

B23Q15/16

B23Q15/00 307A

G05B19/404 F

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020043314

(22)【出願日】2020-03-12

(65)【公開番号】P2021142613

(43)【公開日】2021-09-24

【審査請求日】2021-10-01

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】591028072

【氏名又は名称】株式会社日研工作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001586

【氏名又は名称】弁理士法人アイミー国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三▲角▼ 進

【審査官】山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】特開平４－２７５８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０９３１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平４－７０４４５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００１－２５９９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－３３７７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３１７７７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １／００－４１／０８；

Ｇ０５Ｂ １９／４０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マシニングセンタでのワークの加工に用いられる工具付き工具ホルダを一括管理する管理システムであって、
固有の識別子である工具番号を特定するためのコード情報が工具ホルダ本体の表面にマーキングされ、各々に工具が取り付けられた複数の工具付き工具ホルダと、
ネットワークを介して互いに接続された、プログラム作成装置、ツールプリセッタ、マシニングセンタ、および、前記工具番号ごとに工具データを記憶する工具データベースとを備え、
前記プログラム作成装置は、前記マシニングセンタでのワークの加工制御に用いられる加工プログラム、および、前記加工プログラムに記述された工具の識別子である加工番号の一覧を表わす対応リストを作成し、
前記ツールプリセッタには、測定対象の工具付き工具ホルダに付与された前記コード情報を読み取るための第１の読み取り手段が設けられており、
前記ツールプリセッタは、
前記プログラム作成装置で作成された前記対応リストに記述された加工番号が指定された状態で、前記第１の読み取り手段が測定対象の工具付き工具ホルダの前記コード情報を読み取ることによって、前記コード情報から当該測定対象の工具付き工具ホルダの工具番号を特定する特定手段と、
当該測定対象の工具付き工具ホルダの工具長形状および工具径形状を測定してそれぞれの補正値を算出する測定処理手段と、
前記特定手段により特定された工具番号に対応する前記工具データとして、前記測定処理手段により算出された前記補正値を登録するとともに、前記コード情報の読み取り時に指定された加工番号を登録することによって、前記工具データベース上において、当該測定対象の工具付き工具ホルダの工具番号と前記加工プログラム上の加工番号とをリンクさせる登録手段とを含む、工具管理システム。

【請求項2】

前記マシニングセンタは、複数のポットが設けられ、前記複数のポットを１つずつ所定の工具交換位置に移動可能に設けられた工具マガジンを有しており、
前記マシニングセンタは、前記ポットの識別番号と前記加工プログラム上の加工番号との対応関係を示すマガジンテーブルを記憶する第１の記憶手段を含み、
当該工具管理システムは、前記マシニングセンタおよび前記工具データベースとネットワークを介して接続された端末をさらに備え、
前記端末には、前記工具マガジンの前記工具交換位置に位置する交換対象ポットに着脱される工具付き工具ホルダに付与された前記コード情報を読み取るための第２の読み取り手段が設けられており、
前記端末は、
前記第２の読み取り手段により読み取られた前記コード情報によって、前記交換対象ポットに対して着脱される工具付き工具ホルダの工具番号を特定し、前記工具データベース上において当該特定された工具番号に対応付けられた前記工具データを検索する検索手段と、
前記交換対象ポットに工具付き工具ホルダを取り付ける際に、前記第１の記憶手段に記憶された前記マガジンテーブルに、前記交換対象ポットの識別番号に対応する加工番号として、前記検索手段により検索された前記工具データに含まれる加工番号を入力する第１のデータ入力手段とを含む、請求項１に記載の工具管理システム。

【請求項3】

前記マシニングセンタは、前記加工プログラム上の加工番号ごとに、ワークの加工時に必要な補正値が対応付けて記録される補正値テーブルを記憶する第２の記憶手段をさらに含み、
前記端末は、前記工具マガジンの前記交換対象ポットに工具付き工具ホルダを取り付ける際に、前記第２の記憶手段に記憶された前記補正値テーブルに、前記検索手段に検索された前記工具データの補正値を入力する第２のデータ入力手段をさらに含む、請求項２に記載の工具管理システム。

【請求項4】

前記端末は、前記工具マガジンの前記交換対象ポットから工具付き工具ホルダを取り外す際に、前記検索手段により検索された前記工具データに含まれる加工番号をゼロクリアし、前記工具データベース上の前記工具データを更新する更新手段をさらに含む、請求項３に記載の工具管理システム。

【請求項5】

前記工具データベースの前記工具データ、および、前記マシニングセンタの前記第２の記憶手段に記憶された前記補正値テーブルは、工具長および工具径の摩耗状態を数値化した摩耗補正値が記録される項目を有しており、
前記マシニングセンタは、前記工具マガジンに取り付けられた工具付き工具ホルダの工具長および工具径の摩耗を測定する測定部と、前記測定部による測定結果に応じて前記補正値テーブルの摩耗補正値を書き替える書替手段とを含み、
前記端末の前記更新手段は、前記工具マガジンの前記交換対象ポットから工具付き工具ホルダを取り外す際に、前記検索手段により検索された前記工具データに含まれる摩耗補正値を、前記補正値テーブルに記録された摩耗補正値に更新する、請求項４に記載の工具管理システム。

【請求項6】

前記ツールプリセッタは、工具ホルダに保持された工具が新たな工具に取り替えられた場合に、前記工具データベースの前記工具データの前記摩耗補正値をゼロクリアする、請求項５に記載の工具管理システム。

【請求項7】

前記ツールプリセッタは、前記加工プログラムごとに、前記コード情報の読み取り時に指定された加工番号と前記特定手段により特定された工具番号とを関連付けることにより、前記対応リストに記述された加工番号ごとに工具番号を対応付けた工具レイアウトデータを作成する作成手段をさらに含み、
前記端末は、
前記マシニングセンタで用いる前記加工プログラムを切り替える際に、次の加工プログラム用に前記作成手段で作成された前記工具レイアウトデータ上の加工番号と、前記マシニングセンタの前記第１の記憶手段に記憶されている前記マガジンテーブル上の加工番号とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に基づいて、前記工具マガジンから取り外す工具付き工具ホルダのリスト、新たに前記工具マガジンに取り付ける工具付き工具ホルダのリスト、および、前記工具マガジンに残す工具付き工具ホルダのリストを表示する表示手段とをさらに含む、請求項２に記載の工具管理システム。

【請求項8】

前記マシニングセンタは複数存在し、
前記ツールプリセッタの前記登録手段は、前記特定手段により特定された工具番号に対応付けて、オペレータにより選択された前記マシニングセンタの識別子である機械番号を、前記工具データベースにさらに登録し、
前記工具データベースの前記工具データは、前記機械番号をさらに含む、請求項１～７のいずれかに記載の工具管理システム。

【請求項9】

ネットワークを介して、プログラム作成装置、および、工具ホルダ固有の識別子である工具番号ごとに工具データを記憶する工具データベースと接続されたツールプリセッタであって、
測定対象の工具付き工具ホルダの工具ホルダ本体の表面にマーキングされたコード情報を読み取るための読み取り手段と、
前記プログラム作成装置で作成された、加工プログラムに記述された工具の識別子である加工番号の一覧を表わす対応リストを受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した前記対応リストに記述された加工番号が指定された状態で、前記読み取り手段が測定対象の工具付き工具ホルダの前記コード情報を読み取ることによって、前記コード情報から当該測定対象の工具付き工具ホルダの工具番号を特定する特定手段と、
当該測定対象の工具付き工具ホルダの工具長形状および工具径形状を測定してそれぞれの補正値を算出する測定処理手段と、
前記特定手段により特定された工具番号に対応する前記工具データとして、前記測定処理手段により算出された前記補正値を登録するとともに、前記コード情報の読み取り時に指定された加工番号を登録することによって、前記工具データベース上において、当該測定対象の工具付き工具ホルダの工具番号と前記加工プログラム上の加工番号とをリンクさせる登録手段とを含む、ツールプリセッタ。

【請求項10】

請求項９に記載のツールプリセッタ、複数のポットを１つずつ所定の工具交換位置に移動可能に設けられた工具マガジンを有するマシニングセンタ、および前記工具データベースと、ネットワークを介して接続された端末であって、
前記工具マガジンの前記工具交換位置に位置する交換対象ポットに着脱される工具付き工具ホルダの工具ホルダ本体の表面にマーキングされた前記コード情報を読み取るための読み取り手段と、
前記読み取り手段により読み取られた前記コード情報によって、前記交換対象ポットに対して着脱される工具付き工具ホルダの工具番号を特定し、前記工具データベース上において当該特定された工具番号と関連付けられた前記工具データを検索する検索手段と、
前記交換対象ポットに工具付き工具ホルダを取り付ける際に、前記マシニングセンタの第１の記憶手段に記憶されたマガジンテーブルに、前記交換対象ポットの識別番号に対応する加工番号として、前記検索手段により検索された前記工具データに含まれる加工番号を入力する第１のデータ入力手段と、
前記交換対象ポットに工具付き工具ホルダを取り付ける際に、前記マシニングセンタの第２の記憶手段に記憶された補正値テーブルに、前記検索手段に検索された前記工具データの補正値を入力する第２のデータ入力手段と、
前記交換対象ポットから工具付き工具ホルダを取り外す際に、前記検索手段により検索された前記工具データに含まれる加工番号をゼロクリアし、前記工具データベース上の前記工具データを更新する更新手段とを備える、端末。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工具管理システム、工具寸法測定装置、および端末に関し、特に、マシニングセンタでのワークの加工に用いられる工具（刃物）が取り付けられた工具ホルダ（工具付き工具ホルダ）を一括管理する工具管理システム、ならびに、当該システムに好適な工具寸法測定装置および端末に関する。

【背景技術】

【0002】

マシニングセンタのようなＮＣ（Numerical Control）工作機械は、加工プロセスを記述したＮＣプログラムに従って制御される。ＮＣプログラムに記述された個々の加工プロセスに必要な工具付き工具ホルダは、工具マガジンから選択され、自動工具交換装置を介して工作機械本体へ供給される。そのため、工具マガジン内にはＮＣプログラムを実行するために必要な全ての工具ホルダが、ＮＣプログラムで指令される加工番号を付与されて、個別の番号が付された工具ポットに装着された状態で収納されている。ＮＣプログラムに従った加工制御を行うため、工具マガジン内に収納されている全ての工具ホルダに関する工具データが必要となる。

【0003】

ＷＯ２０１５／０２９２３２号公報（特許文献１）に開示された工具管理システムでは、工場内に準備されている工具の一覧を含む工具データベースと、ＮＣプログラムを実行するために必要な工具の一覧を含む使用工具リストと、使用工具リストと工具データベースとから使用工具となり得る工具候補を抽出した工具候補リストとを具備し、工具候補リストを画面に表示するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】ＷＯ２０１５／０２９２３２号公報（特許第６１１４８２８号）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の工具管理システムでは、工具が取り付けられる工具ホルダに、固有の識別子である工具番号（コード情報）が付与されておらず、当然、工具番号を読み取るための読み取り装置もない。そのため、手作業で、工具マガジンの工具（工具付き工具ホルダ）および加工に必要なデータを入れ替えなければならず、誤りが起こる可能性がある。

【0006】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、汎用性があり、簡易な構成で工具付き工具ホルダを一括管理することのできる工具管理システムを提供することである。

【0007】

また、このような工具管理システムにおいて好適な工具寸法測定装置および端末を提供することも、他の目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この発明のある局面に従う工具管理システムは、マシニングセンタでのワークの加工に用いられる工具付き工具ホルダを一括管理する管理システムである。工具管理システムは、固有の識別子である工具番号を特定するためのコード情報が予め付与され、各々に工具が取り付けられた複数の工具ホルダと、各工具ホルダに関する補正値を含む工具データを、工具番号に対応付けて記憶する工具データベースと、加工プログラムに記述されたプログラム上の識別子である加工番号と、工具種類、工具長、ならびに工具径を含む使用工具情報との対応リストに基づいて、加工番号ごとに、使用する工具付き工具ホルダの形状を測定する工具寸法測定装置と、工具寸法測定装置での測定対象の工具ホルダに付与されたコード情報を読み取るための第１の読み取り手段とを備える。工具寸法測定装置は、第１の読み取り手段により読み取られたコード情報によって測定対象の工具ホルダの工具番号を特定し、工具データベース上において、特定された工具番号と加工番号とをリンクさせるリンク処理を実行する。

【0009】

この工具管理システムにおいては、工具データベース上の工具データは工具ホルダに固有の工具番号で管理しながら、マシニングセンタでの工具ホルダの管理はプログラム上の加工番号で実現される。したがって、本システムによれば、汎用性が向上し、簡易な構成で、工具付き工具ホルダを一括管理することができる。なお、第１の読み取り手段は、工具寸法測定装置と一体的に設けられていることが望ましい。

【0010】

マシニングセンタは、複数のポットが設けられた工具マガジンを有しており、ポットの識別番号と加工番号とを対応付けたマガジンテーブル、および、加工番号と補正値とを対応付けた補正値テーブルに基づいて、工具マガジンに取り付けられた工具ホルダを選択的に用いてワークを加工する。工具管理システムは、工具マガジンに取り付ける工具ホルダまたは工具マガジンから取り外す工具ホルダに付与されたコード情報を読み取るための第２の読み取り手段が設けられた端末をさらに備えることが望ましい。この場合、端末は、工具マガジンに工具ホルダを取り付ける際に、第２の読み取り手段により読み取られたコード情報によって、工具マガジンの所定のポットに挿入される工具ホルダの工具番号を特定し、工具データベース上において、当該特定された工具番号と関連付けられた加工番号を、マガジンテーブルに入力することが望ましい。

【0011】

また、端末は、工具マガジンに工具ホルダを取り付ける際に、工具データベース上において、特定された工具番号に対応付けられた工具データの補正値を、当該特定された工具番号と関連付けられた加工番号対応の補正値テーブルに入力することが望ましい。

【0012】

さらに、端末は、工具マガジンから工具ホルダを取り外す際に、第２の読み取り手段により読み取られたコード情報によって、工具マガジンから取り外される工具ホルダの工具番号を特定し、工具データベース上における、当該特定された工具番号と加工番号とのリンクを解除することが望ましい。

【0013】

好ましくは、工具データベースの工具データ、および、マシニングセンタで用いられる補正値テーブルは、摩耗状態に関する項目を有しており、マシニングセンタは、工具マガジンに取り付けられた工具付き工具ホルダの摩耗を測定する測定部を有し、測定部による測定結果に基づいて、補正値テーブルの摩耗状態に関する項目に補正値を記録する。この場合、端末は、工具マガジンから工具ホルダを取り外す際に、工具データベースに記憶されている、特定された工具番号に対応する工具データの摩耗状態に関する項目に、特定された工具番号に関連付けられた加工番号についての補正値テーブルに記録された補正値を入力することが望ましい。

【0014】

好ましくは、工具寸法測定装置は、工具ホルダに保持された工具が新たな工具に取り替えられた場合に、工具データベースの工具データの摩耗状態に関する項目の補正値をゼロクリアする。

【0015】

好ましくは、工具管理システムは、工具データベースを参照して、マシニングセンタにおいて次の加工プログラムで用いられる工具レイアウトデータ上の加工番号と、マシニングセンタのマガジンテーブル上の加工番号とを比較する比較手段と、比較手段による比較結果に基づいて、工具マガジンから取り外す工具ホルダのリスト、新たに工具マガジンに取り付ける工具ホルダのリスト、および、工具マガジンに残す工具ホルダのリストを表示する表示手段とをさらに備える。

【0016】

マシニングセンタは複数存在してもよい。この場合、工具寸法測定装置は、リンク処理において、特定された工具番号と、加工番号およびマシニングセンタの識別子である機械番号の双方とをリンクさせることが望ましい。

【0017】

この発明のある局面に従う工具寸法測定装置は、固有の識別子である工具番号を特定するためのコード情報が予め付与された複数の工具付き工具ホルダに関する工具種類、補正値、ならびに寿命値を含む工具データを、工具番号に対応付けて記憶する工具データベースと、ネットワークを介して接続されている。工具寸法測定装置は、加工プログラムに記述されたプログラム上の識別子である加工番号と工具の種類を含む使用工具情報との対応リストに基づいて、加工番号ごとに使用する工具付き工具ホルダの形状を測定する測定手段と、測定手段による測定対象の工具ホルダに付与されたコード情報を読み取るための読み取り手段と、読み取り手段で読み取られたコード情報によって、測定対象の工具ホルダの固有の識別子である工具番号が特定された場合に、特定された工具番号と加工番号とをリンクさせて、工具データベース上の工具データを更新する更新手段とを備える。

【0018】

この発明のある局面に従う端末は、上記記載の工具寸法測定装置、および、マガジンテーブルおよび補正値テーブルを格納したマシニングセンタと、ネットワークを介して接続されている。端末は、マシニングセンタの工具マガジンに工具ホルダを取り付ける際に、読み取り手段で読み取られたコード情報によって、工具マガジンの所定のポットに挿入される工具ホルダの工具番号が特定された場合に、工具データベース上において、特定された工具番号と関連付けられた加工番号を、マガジンテーブルに入力する第１のデータ入力手段を備えるとともに、工具データベース上において、特定された工具番号に対応付けられた工具データの補正値を、当該特定された工具番号と関連付けられた加工番号対応の補正値テーブルに入力する第２のデータ入力手段を備える。また、端末は、工具マガジンから工具ホルダを取り外す際に、読み取り手段で読み取られたコード情報によって、工具マガジンから取り外される工具ホルダの工具番号が特定された場合に、当該特定された工具番号と加工番号とのリンクを解除して、工具データベース上の工具データを、マシニングセンタ上のデータに従って更新する更新手段を備える。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、汎用性を向上でき、かつ、簡易な構成で、工具付き工具ホルダを一括管理することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施の形態に係る工具管理システムの概略構成を示す模式図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る工具管理システムの機能構成を示す機能ブロック図である。

【図3】本発明の実施の形態における各種データのデータ構造例を示す図である。

【図4】本発明の実施の形態において、工具寸法測定装置で新たな加工プログラムに使用する工具ホルダの寸法を測定する際の手順を示すフローチャートである。

【図5】本発明の実施の形態において、マシニングセンタの工具マガジンに工具ホルダを取り付ける際の手順を示すフローチャートである。

【図6】本発明の実施の形態において、マシニングセンタの工具マガジンから工具ホルダを取り外す際の手順を示すフローチャートである。

【図7】本発明の実施の形態において、マシニングセンタで用いる加工プログラムを切り替える際の手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

【0022】

＜概略構成について＞
図１は、本実施の形態に係る工具管理システム１の概略構成を示す模式図である。

【0023】

工具管理システム１は、マシニングセンタ７でのワークの加工に用いられる工具２１が取り付けられた工具ホルダ２を、一括管理するシステムである。工具管理システム１は、管理対象となる複数の工具ホルダ２と、工具データベース３と、ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）４と、工具寸法測定装置５と、マシニングセンタ７と、端末６とを備えている。工具データベース３、ＣＡＭ４、工具寸法測定装置５、マシニングセンタ７、および端末６は、ネットワーク９を介して互いに接続されている。

【0024】

各工具ホルダ２は、刃物である工具２１を保持している。工具ホルダ２には、固有の識別子（以下「工具番号」という）を特定するためのコード情報としてのＱＲコード（登録商標）２３が付与されている。「識別子」は、数字に限定されず、記号、アルファベットなどで表されてもよいし、これらを組み合わせたものであってもよい。ＱＲコード２３は、本体部２２の外周面の一部分に設けられた平坦面に、マーキングされている。なお、以下の説明において、工具ホルダ２は、特筆しない限り、工具２１が取り付けられた「工具付き工具ホルダ」を意味する。

【0025】

工具データベース３は、各工具ホルダ２に関する工具種類（フライス、ドリル、など）、補正値、ならびに寿命値などを含む工具データを、工具番号に対応付けて記憶している。工具データのデータ構造例については後述する。

【0026】

ＣＡＭ４は、プログラム作成装置であり、マシニングセンタ７での加工に用いられる加工プログラム、すなわちＮＣプログラム４１を作成する。また、ＮＣプログラム４１に記述されたプログラム上の識別子（以下「加工番号」という）ごとの対応リスト４２を作成する。対応リスト４２には、ＮＣプログラム４１に記述された全ての加工番号と、それぞれの加工番号に対応する使用工具情報とが記述されている。使用工具情報は、工具種類、工具径、および工具長を含む。なお、加工番号は、通常、ＴＮｏ．で表される識別子である。ＮＣプログラム４１および対応リスト４２は、ネットワーク９を介して他装置に送信される。

【0027】

工具寸法測定装置５は、ツールプリセッタと称される装置であり、測定部５１および操作パネル５２を備えている。工具寸法測定装置５は、上述の対応リスト４２に基づいて、加工番号ごとに、測定部５１にセットされた工具ホルダ２の形状（工具長および工具径）を測定して、工具レイアウトデータ５４を作成する。より具体的には、対応リスト４２に基づいて工具データベース３を参照して、プログラム上の加工番号ごとに適した工具ホルダ２の工具データを抽出し、操作パネル５２に表示する。そして、工具２１の形状の測定結果に基づいて、マシニングセンタ７での制御に用いられる工具レイアウトデータ５４を作成する。工具レイアウトデータ５４は、加工番号に対応付けて、工具種類、および、工具長／工具径補正値を記述したデータである。

【0028】

マシニングセンタ７は、複数のポット７２が設けられた工具マガジン７１を有しており、ＮＣプログラム４１および工具レイアウトデータ５４に基づいて、工具マガジン７１に取り付けられた工具ホルダ２を選択的に用いてワークを加工する。具体的には、工具マガジン７１のポット７２に、ワークの加工に用いられる全ての工具ホルダ２が収容されており、加工部７３の主軸に、工具マガジン７１に収容されている工具ホルダ２のうちの一つが取り付けられる。工具マガジン７１の制御は主にＰＭＣ（Programable Machine Controller）装置によって実行され、加工部７３の制御は主にＮＣ装置によって実行される。

【0029】

上述のように、マシニングセンタ７は、プログラム上の加工番号に基づいて作動する。これに対し、工具データベース３においては、工具ホルダ２そのものの工具番号に基づいて工具データが管理されている。そのため、工具管理システム１は、マシニングセンタ７での加工前に、工具データベース３上において工具番号と加工番号とをリンクさせる（関連付ける）ことで、工具ホルダ２の一元管理を可能にしている。また、このような一元管理を実現するために、工具寸法測定装置５に、工具ホルダ２のＱＲコード２３を読み取るためのリーダ５３を設ける（接続する）とともに、マシニングセンタ７の近傍に、リーダ６２付きの端末６を設けている。

【0030】

リーダ５３は、工具寸法測定装置５による測定対象の工具ホルダ２に付与されたＱＲコード２３を読み取る。リーダ６２は、工具マガジン７１に取り付ける工具ホルダ２または工具マガジン７１から取り外す工具ホルダ２に付与されたＱＲコード２３を読み取る。リーダ５３，６２は、たとえば光学式の読み取り手段である。

【0031】

端末６は、たとえば操作パネル６１が設けられたタブレット端末により構成されている。端末６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ、各種プログラムおよびデータを記憶するメモリ、および、通信インターフェイスを有する情報処理装置である。端末６は、ＩＰＣ（intelligent Process Control）とも称される。なお、マシニングセンタ７が複数存在する場合、マシニングセンタ７と端末６とは１対１で設けられることが望ましい。

【0032】

以下に、工具管理システム１の機能構成および動作について、詳細に説明する。なお、本実施の形態において、マシニングセンタ７は、工具マガジン７１に取り付けられた工具ホルダ２の摩耗を測定する機能を有しているものとする。

【0033】

＜機能構成について＞
図２および図３を参照して、工具管理システム１の機能構成について説明する。図２は、工具管理システム１の機能構成を示す機能ブロック図である。図３は、各種データのデータ構造例を示す図である。

【0034】

図３（Ａ）を参照して、工具データベース３は、管理対象の工具ホルダ２の個数（ｎ個）分の工具データ３０を格納している。各工具データ３０は、複数の項目Ｉ１～Ｉ７を有している。項目Ｉ１は、マシニングセンタ（Ｍ／Ｃ）７の識別子（以下「機械番号」という）を記憶する。項目Ｉ２は、プログラム上の加工番号（ＴＮｏ．）を記憶する。項目Ｉ３は、形状に関する工具長の補正値を記憶する。項目Ｉ４は、形状に関する工具径の補正値を記憶する。項目Ｉ５は、摩耗状態に関する工具長の補正値を記憶する。項目Ｉ６、摩耗状態に関する工具径の補正値を記憶する。項目Ｉ７は、工具寿命値を記憶する。工具寿命値は、工具ホルダ２に固定された工具２１の使用時間または使用回数などに基づき算出される。なお、各工具データ３０は、工具種類を記憶する項目をさらに有している（図示せず）。

【0035】

工具寸法測定装置５による測定前の段階において、機械番号の項目Ｉ１および加工番号の項目Ｉ２はＮＵＬＬ（＝０）である。なお、マシニングセンタ７の個数が一つの場合には、機械番号の項目Ｉ１は工具データ３０に含まれなくてもよい。

【0036】

工具データベース３は、ネットワーク９に接続された装置からアクセス可能であればよい。工具データベース３は、たとえば端末６において管理されてもよいし、クラウド上で管理されてもよい。

【0037】

（工具寸法測定装置について）
図１および図２（Ａ）を参照して、工具寸法測定装置５は、マシニングセンタ７でのワークの加工に用いられる工具ホルダ２の形状を測定する際に実行される機能として、検索部５０１と、測定処理部５０２と、更新部５０３と、作成部５０４とを含む。

【0038】

検索部５０１は、リーダ５３により読み取られたＱＲコード２３によって、測定対象の工具ホルダ２の工具番号を特定し、工具データベース３においてその工具番号に対応付けられている工具データ３０を検索する。リーダ５３によるＱＲコード２３の読み取りは、プログラム上の加工番号が指定された状態で行われる。検索された工具データ３０は、メモリに展開される。

【0039】

測定処理部５０２は、測定部５１のスケールカウンタによって、工具ホルダ２の形状の測定処理を実行し、その測定結果を、メモリ上に展開されている工具データ３０の項目Ｉ３およびＩ４に入力する。具体的には、図３（Ａ）を参照して、工具長の項目Ｉ３に、スケールカウンタのＺ値を入力し、工具径の項目Ｉ４に、スケールカウンタのＸ値を入力する。

【0040】

更新部５０３は、測定処理部５０２による測定結果に基づいて、工具データベース３の更新処理を行う。このとき、更新部５０３は、検索部５０１において特定された工具番号と、測定対象の工具ホルダ２の加工番号（すなわち、指定された加工番号）とをリンクさせる。具体的には、メモリ上に展開されている工具データ３０の項目Ｉ２に、指定されている加工番号を入力してから、工具データベース３上の対象の工具データ３０を展開されている工具データ３０の情報に書き換える。

【0041】

なお、工具寸法測定装置５によって工具ホルダ２の形状を測定する段階において、摩耗状態に関する項目Ｉ１５およびＩ１６をＮＵＬＬ（＝０）にする。また、工具ホルダ２に保持された工具２１が新しい工具である場合には、工具寿命に関する項目Ｉ１７はＮＵＬＬ（＝０）である。

【0042】

作成部５０４は、上述のように、測定処理部５０２による測定結果に基づいて、工具レイアウトデータ５４を作成する。工具レイアウトデータ５４は、自装置のメモリ５０５に格納される。工具レイアウトデータ５４は、端末６に転送され、端末６内のメモリ（図示せず）に格納されてもよい。

【0043】

なお、上述の各部５０１～５０４の機能は、典型的にはプロセッサがソフトウェアを実行することにより実現される。

【0044】

（端末について）
図１および図２（Ｂ）を参照して、端末６は、工具マガジン７１への工具ホルダ２の着脱時に実行される機能として、検索部６０１と、送受信部６０３と、更新部６０４とを含む。

【0045】

検索部６０１は、工具マガジン７１に工具ホルダ２を取り付ける際、または、取り外す際に、リーダ６２により１本ずつ読み取られたＱＲコード２３によって工具番号を特定し、その工具番号に対応する工具データ３０を検索する。検索された工具データ３０は、メモリ上に展開される。

【0046】

ここで、工具マガジン７１への工具ホルダ２の取り付け／取り外し位置は固定である。つまり、工具マガジン７１の所定の位置（図１において円Ｃで囲む位置、以下「工具交換位置」という。）に位置するポット７２においてのみ、工具ホルダ２の着脱が可能となっている。

【0047】

工具ホルダ２の取り付け時、リーダ６２で１本ずつＱＲコード２３を読み取って、送受信部６０３からネットワークを介してマシニングセンタ７のマガジンテーブル７４および補正値テーブル７５に、（検索された）工具データ３０の情報を入力する。この結果、全てのマガジンテーブル７４および補正値テーブル７５に、ワークの加工に必要なデータが自動的に入力される。

【0048】

マガジンテーブル７４のデータ構造例が図３（Ｂ）に示され、補正値テーブル７５のデータ構造例が図３（Ｃ）に示されている。

【0049】

図３（Ｂ）に示されるように、マガジンテーブル７４は、工具ホルダ２が取り付けられているポット７２の識別番号と、加工番号（ＴＮｏ．）とを１対１で対応付けて記憶している。加工番号のデータは、工具データ３０の項目Ｉ２から読み取られたデータである。

【0050】

図３（Ｃ）に示されるように、補正値テーブル７５は、加工番号（ＴＮｏ．）と、少なくとも補正値に関するデータとを対応付けて記憶している。補正値に関するデータは、工具データ３０の項目Ｉ３～Ｉ６から読み取られたデータである。補正値テーブル７５には、工具データ３０の項目Ｉ７に記録された工具寿命データがさらに含まれてもよい。本実施の形態では、補正値テーブル７５は、工具データ３０の項目Ｉ３～Ｉ７にそれぞれ対応する項目Ｉ１３～Ｉ１７を有している。

【0051】

このように、マシニングセンタ７のマガジンテーブル７４および補正値テーブル７５は、工具番号ではなく加工番号を基に管理されている。なお、マガジンテーブル７４はＰＭＣ装置７０２のメモリ７０４に格納され、補正値テーブル７５はＮＣ装置７０３のメモリ７０５に格納されている。

【0052】

本実施の形態では、上述のように、端末６の送受信部６０３によって、工具番号と関連付けられた加工番号が、マシニングセンタ７で用いられるマガジンテーブル７４に入力される。また、工具データベース３上において工具番号に対応付けられた工具データの補正値および工具寿命データが、マシニングセンタ７で用いられる補正値テーブル７５に入力される。つまり、工具番号と関連付けられた加工番号対応の補正値テーブル７５に、補正値および工具寿命データが入力される。このように、送受信部６０３は、（第１および第２の）データ入力手段として機能する。

【0053】

また、送受信部６０３は、マシニングセンタ７での加工制御に用いるＮＣプログラム４１を切り替える場合など、工具マガジン７１から工具ホルダ２を取り外す際に、マシニングセンタ７から補正値テーブル７５のデータを受信する。

【0054】

工具ホルダ２の取り外し時においても、工具交換位置に移動させたポット７２から取り外した工具ホルダ２のＱＲコード２３を、リーダ６２で１本ずつ読み取る。

【0055】

更新部６０４は、工具マガジン７１から工具ホルダ２を取り外す際に、リーダ６２で特定された工具番号を見出しとする工具データベース３上の工具データ３０の情報を、補正値テーブル７５の情報に更新する。上述のように、工具データ３０が加工番号の項目Ｉ２を有しているため、リーダ６２によって工具番号を特定することで、補正値テーブル７５から対象となる工具径補正値（摩耗）のデータおよび工具寿命データを抽出することができる。これにより、更新部６０４は、特定された工具番号に対応する工具データ３０の情報（項目Ｉ５～Ｉ７の情報）を、当該特定された工具番号に関連付けられた加工番号についての補正値テーブル７５の情報（Ｉ１５～Ｉ１７の情報）に書き換えることができる。

【0056】

更新部６０４は、工具データ３０の補正値情報を書き換えるととともに、工具データベース３上における、工具番号と加工番号とのリンクを解除する。つまり、工具データ３０の項目Ｉ２から加工番号をゼロクリアする。また、マシニングセンタ７のＰＭＣ装置７０２に、送受信部６０３を介して、該当ポット番号のマガジンテーブル７４の加工番号をゼロクリアするよう指示する。

【0057】

端末６は、さらに、マシニングセンタ７での加工制御に用いるＮＣプログラム４１を切り替える場合に実行される機能として、比較部６０５および表示部６０６を含んでいてもよい。比較部６０５および表示部６０６が実行する処理については後述する。

【0058】

なお、送受信部６０３は主に通信インターフェイスにより構成され、表示部６０６は操作パネル６１により構成される。他の各部６０１，６０４，６０６の機能は、典型的にはプロセッサがソフトウェアを実行することにより実現される。

【0059】

（マシニングセンタについて）
図１および図２（Ｃ）を参照して、マシニングセンタ７は、機械の制御を行うＰＭＣ装置７０２と、ＮＣ制御を行うＮＣ装置７０３とを含んでいる。マシニングセンタ７は、工具マガジン７１への工具ホルダ２の着脱時に実行される機能として、送受信部７０１を含む。送受信部７０１は主に通信インターフェイスにより構成される。

【0060】

送受信部７０１は、工具マガジン７１に工具ホルダ２を取り付ける際に、端末６から工具データ３０を受信する。上記したように、受信した工具データ３０の情報が、マガジンテーブル７４および補正値テーブル７５に入力される。

【0061】

ＮＣ装置７０２は、加工部７３の主軸に取り付けられた工具ホルダ２の摩耗を、加工後に測定する測定部７０６を有している。そのため、補正値テーブル７５の摩耗状態に関する補正値データが、測定部７０６の測定結果に応じて書き換えられる。具体的には、ＮＣ装置７０３において、測定部７０６による測定結果に応じた工具長／工具径補正値（摩耗）が、当初ゼロであった補正値テーブル７５の項目Ｉ１５，Ｉ１６に記録される。

【0062】

送受信部７０１はまた、工具マガジン７１から工具ホルダ２を取り外す際に、端末６からの要求に応じて、メモリ７０５から補正値テーブル７５内の摩耗状態に関する補正値データすなわち工具長／工具径補正値（摩耗）のデータ、および、工具寿命データを読み出して、端末６に送信する。

【0063】

＜動作について＞
図４～図７を参照して、工具管理システム１の動作について説明する。

【0064】

（工具寸法測定装置において工具寸法を測定する際の手順）
図４は、工具寸法測定装置５において新たなＮＣプログラム４１に使用する工具ホルダ２の寸法を測定する際の手順を示すフローチャートである。

【0065】

図１、図２（Ａ）および図４を参照して、まず、オペレータが操作パネル５２を介して、使用するマシニングセンタ７を選択する（ステップＳ１１）。次に、工具寸法測定装置５のプロセッサが、ＮＣプログラム４１に対応する対応リスト４２より、工具レイアウトデータを作成する（ステップＳ１２）。

【0066】

オペレータは、対応リスト４２に記述された加工番号（ＴＮｏ．）のうちの一つを入力し（ステップＳ１３）、対応リスト４２を参照して、必要な工具ホルダ２に切削工具２１を取り付ける（ステップＳ１４）。オペレータは、リーダ５３を用いて、工具２１が取り付けられた測定対象の工具ホルダ２のＱＲコード２３を読み込む（ステップＳ１５）。これにより、検索部５０１が、測定対象の工具ホルダ２の工具番号を特定し、工具データベース３においてその工具番号に対応付けられた工具データ３０を検索および抽出する。

【0067】

オペレータによって測定部５１に工具ホルダ２がセットされると、工具寸法測定装置５の測定処理部５０２が工具ホルダ２のＸ値（工具長）およびＺ値（工具径）を測定する（ステップＳ１６）。

【0068】

測定処理が終わると、工具寸法測定装置５の更新部５０３によって、以下の工具データが工具データベースに登録される（ステップＳ１７）。すなわち、更新部５０３は、対象の工具データ３０の項目Ｉ１に、ステップＳ１１で選択されたマシニングセンタ７の機械番号を登録し、項目Ｉ２に、ステップＳ１３で入力された加工番号を登録する。これにより、工具番号と加工番号とがリンクする。更新部５０３はまた、項目Ｉ３およびＩ４に、ステップＳ１６での測定結果に基づき、工具長補正値および工具径補正値をそれぞれ入力する。このとき、項目Ｉ５およびＩ６の摩耗状態に関する工具長補正値および工具径補正値はゼロクリアする。

【0069】

更新部５０３によって対象の工具データ３０の更新が完了すると、次の加工番号があるか否かを判断する（ステップＳ１８）。次の加工番号がある場合、ステップＳ１３に戻り、上記処理を繰り返す。次の加工番号がない場合、すなわち対応リスト４２に記述された全ての加工番号に対する処理が完了した場合、マシニングセンタ７で使用される、加工番号対応の工具レイアウトデータ５４が完成する（ステップＳ１９）。

【0070】

（工具マガジンに工具ホルダを取り付ける際の手順）
図５は、マシニングセンタ７の工具マガジン７１に工具ホルダ２を取り付ける際の手順を示すフローチャートである。

【0071】

図１、図２（Ｂ）および図５を参照して、まず、オペレータは、工具マガジン７１を回転させて、工具交換位置に空のポット７２を移動させる（ステップＳ２１）。

【0072】

端末６のリーダ６２を用いて、取り付ける工具ホルダ２のＱＲコード２３を読み込む（ステップＳ２２）。これにより、端末６の検索部６０１が、挿入対象の工具ホルダ２の工具番号を特定し、特定された工具番号をキーとして工具データベース３を検索する。すなわち、工具データベース３においてその工具番号に対応付けられた工具データ３０を検索および抽出する。抽出された工具データ３０の情報が、操作パネル６１に表示される。

【0073】

表示された工具データ３０の情報の確認が終わり、マシニングセンタ７への登録を指示すると、確認した工具データ３０のデータが、マガジンテーブル７４および補正値テーブル７５に自動で入力される（ステップＳ２３）。つまり、送受信部６０３を介して、工具データベース３上において、特定された工具番号と関連付けられた加工番号を、マガジンテーブル７４に入力する。また、工具データベース３上において、特定された工具番号に対応付けられた工具データ３０の工具長／工具径補正値（形状／摩耗）および工具寿命値を、特定された工具番号と関連付けられた加工番号対応の補正値テーブル７５に入力する。

【0074】

オペレータは、工具交換位置にあるポット７２に、工具ホルダ２を取り付ける（ステップＳ２４）。

【0075】

工具レイアウトデータ５４に記述された加工番号に関連付けられた工具番号の工具ホルダ２の全ての取り付けが終了するまで（ステップＳ２５）、上記ステップＳ２１～Ｓ２４の処理を繰り返す。

【0076】

（工具マガジンから工具ホルダを取り外す際の手順）
図６は、マシニングセンタ７の工具マガジン７１から工具ホルダ２を取り外す際の手順を示すフローチャートである。

【0077】

図１、図２（Ｂ）および図６を参照して、まず、オペレータは、工具マガジン７１を回転させて、工具交換位置に取り外す工具ホルダ２を移動させる（ステップＳ３１）。

【0078】

工具交換位置にある工具ホルダ２を取り外すと（ステップＳ３２）、端末６のリーダ６２を用いて、取り外した工具ホルダ２のＱＲコード２３を読み込む（ステップＳ３３）。これにより、端末６の検索部６０１が、取り外した工具ホルダ２の工具番号を特定し、工具データベース３においてその工具番号に対応付けられた工具データ３０を検索および抽出する。抽出された工具データ３０の情報が、操作パネル６１に表示される。

【0079】

次に、端末６が、取り外した工具ホルダ２の最新の工具長／工具径補正値（摩耗）のデータおよび工具寿命データをマシニングセンタ７から受信し、工具データ３０を書き換える（ステップＳ３４）。具体的には、端末６は、工具データ３０の項目Ｉ２に記録された加工番号対応のデータの送信をマシニングセンタ７に要求し、マシニングセンタ７から、当該加工番号に対応付けられた補正値テーブル７５のデータ、すなわち工具長／工具径補正値（摩耗）のデータおよび工具寿命データ（項目Ｉ１５～Ｉ１７のデータ）を取得する。これにより、更新部６０４が、取得したデータによって工具データ３０を書き換えて、工具データベース３に反映する。つまり、工具データベース３上の工具データ３０を、マシニングセンタ７上のデータに従って更新する。なお、マシニングセンタ７では、マガジンテーブル７４の該当ポット番号の加工番号をゼロクリアする処理が行われる。

【0080】

更新部６０４は、具体的には、工具データベース３の項目Ｉ５，Ｉ６の摩耗状態に関する補正値を更新する。また、項目Ｉ７の工具寿命値を、加工後の値に更新する。工具データ３０および補正値テーブル７５に工具使用値が含まれる場合には、その値も更新する。このとき、更新部６０４は、工具データ３０の項目Ｉ１の機械番号をゼロクリアするとともに、項目Ｉ２の加工番号をゼロクリアする。これにより、工具番号と加工番号とのリンクが解除される。

【0081】

（マシニングセンタで用いる加工プログラムを切り替える際の手順）
図７は、マシニングセンタ７で用いるＮＣプログラム４１を切り替える際の手順を示すフローチャートである。

【0082】

図１、図２（Ｂ）および図７を参照して、たとえば端末６において、工具寸法測定装置５により事前に作成された工具レイアウトデータ５４のうち、次の加工で用いる工具レイアウトデータ５４を選択する（ステップＳ４１）。次に、新たなＮＣプログラム４１での加工に用いるマシニングセンタ７を選択する（ステップＳ４２）。端末６とマシニングセンタ７とが１対１の関係である場合には、マシニングセンタ７の選択は不要である。

【0083】

比較部６０５は、選択された新たな工具レイアウトデータ５４上の加工番号と、対象のマシニングセンタ７のマガジンテーブル７４上の加工番号とを比較する（ステップＳ４３）。具体的には、新たな工具レイアウトデータ５４の加工番号と、マガジンテーブル７４上の加工番号とを比較する。

【0084】

比較の結果、加工番号が一致する工具ホルダ２は、工具マガジン７１に残してよい工具ホルダと判断でき、加工番号が一致しない工具ホルダ２を、工具マガジン７１から取り外してよい工具ホルダとして判断できる。表示部６０６は、取り外す工具ホルダのリスト、および、残しておいてよい工具ホルダのリストを一覧表示するとともに（ステップＳ４４，４６）、新たな工具レイアウトデータ５４に基づいて、新たに組付けして取り付ける工具ホルダのリストを一覧表示する（ステップＳ４５）。

【0085】

なお、比較部６０５および表示部６０６の機能は、端末６以外の装置によって実現されてもよい。

【0086】

以上説明したように、本実施の形態に係る工具管理システム１においては、ＮＣプログラム４１上の加工番号と工具ホルダ２に固有の工具番号とを、マシニングセンタ７での加工前（工具ホルダ２のプリセット時）にリンクし、加工終了後、工具マガジン７１から工具ホルダ２を取り外す際ににリンクを解除している。そのため、本システム１によれば、加工番号の上限（たとえば９９９）を超える個数の工具ホルダ２の管理を行うことができる。また、工具ホルダ２のＱＲコード２３は後付けできるため、管理対象の工具ホルダ２の増数にも対応できる。

【0087】

なお、本実施の形態では、工具ホルダ２の付与されるコード情報がＱＲコード２３であることとして説明したが、これに限定されず、たとえば二次元コードなどであってもよい。また、本実施の形態では、コード情報を読み取る読み取り手段が、光学式のリーダであることとしたが、これに限定されず、たとえば画像情報からコード情報を読み取るものであってもよい。また、端末６自体に読み取り手段が搭載されていてもよい。

【0088】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0089】

１ 工具管理システム、２ 工具ホルダ、３ 工具データベース、５ 工具寸法測定装置、６ 端末、７ マシニングセンタ、９ ネットワーク、２１ 工具、２３ ＱＲコード（コード情報）、３０ 工具データ、４１ ＮＣプログラム、４２ 対応リスト、５３，６２ リーダ（読み取り手段）、５４ 工具レイアウトデータ、７４ マガジンテーブル、７５ 補正値テーブル、７１ 工具マガジン、７２ ポット、５０１，６０１ 検索部、５０２ 測定処理部、５０３，６０４ 更新部、５０４ 作成部、６０３，７０１ 送受信部、６０５ 比較部、６０６ 表示部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】