JP2018060260A - 加工ツールの使用時間管理システムおよび加工ツールの使用時間管理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の加工装置で加工ツールを共用する場合において、加工ツールが複数の加工装置でそれぞれ使用された使用時間を正確に管理する。
【解決手段】ツールホルダーに内蔵されて加工ツールの使用時間を記憶するRFIDと、RFIDと無線通信を行い、RFIDから加工ツールの使用時間を読み出すとともに、RFIDへ加工ツールの使用時間を書き込むリーダーライターと、リーダーライターによりRFIDから読み出された加工ツールの使用時間を記憶する記憶手段と、加工ツールが使用されると、加工ツールが使用された時間を記憶手段に記憶された加工ツールの使用時間に加算して、記憶手段に記憶された加工ツールの使用時間を更新する更新手段と、更新手段により更新された加工ツールの使用時間をRFIDへ書き込むようにリーダーライターを制御するリーダーライター制御手段とを有する。
【選択図】 図1
【解決手段】ツールホルダーに内蔵されて加工ツールの使用時間を記憶するRFIDと、RFIDと無線通信を行い、RFIDから加工ツールの使用時間を読み出すとともに、RFIDへ加工ツールの使用時間を書き込むリーダーライターと、リーダーライターによりRFIDから読み出された加工ツールの使用時間を記憶する記憶手段と、加工ツールが使用されると、加工ツールが使用された時間を記憶手段に記憶された加工ツールの使用時間に加算して、記憶手段に記憶された加工ツールの使用時間を更新する更新手段と、更新手段により更新された加工ツールの使用時間をRFIDへ書き込むようにリーダーライターを制御するリーダーライター制御手段とを有する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、加工ツールの使用時間管理システムおよび加工ツールの使用時間管理方法に関し、さらに詳細には、マイクロコンピューターなどによる数値制御などにより、NCデータ(NCプログラム)などの加工プログラムなどに基づいて加工ツールにより被加工物を加工する加工装置に用いて好適な加工ツールの使用時間管理システムおよび加工ツールの使用時間管理方法に関する。
従来より、マイクロコンピューターなどによる数値制御などにより、NCデータ(NCプログラム)などの加工プログラムなどに基づいて、シャンクの先端に刃先を備えたエンドミルなどの加工ツールにより被加工物を三次元で切削加工して、所望の形状の三次元造形物を作製する加工装置が知られている。
こうした加工装置においては、例えば、加工ツールのシャンクが取り付けられたスピンドルと、被加工物が載置されるテーブルとが、XYZ直交座標系におけるX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向の任意の方向に移動するなどして、加工ツールの刃先とテーブルに載置される被加工物との相対的な位置関係を三次元で任意に変化するようにしている。
そして、加工プログラムの各加工工程に従って、スピンドルにより回転された加工ツールの刃先を被加工物に当接させながら、スピンドルおよびテーブルを移動することにより、加工ツールの刃先によって被加工物を所望の形状に切削加工して、三次元造形物を作製する。
また、こうした加工装置においては、加工ツールとして荒削り用や仕上げ加工用などのそれぞれの用途に応じた形状の刃先を備えた複数の加工ツールを用いるのが一般的であって、こうした複数の加工ツールを収容するツールボックスが配設されている。
そして、加工装置は、マイクロコンピューターの制御により、シャンクの基端部をスピンドルのチャックに把持している荒削り用や仕上げ加工用などの加工ツールをツールボックスに戻して、スピンドルのチャックから把持していた加工ツールを取り外すとともに、ツールボックスに収容されている他の加工ツールのいずれかを選択して、選択した加工ツールのシャンクの基端部をスピンドルのチャックに把持することにより、スピンドルに選択した加工ツールを把持させる処理を自動的に行う機能を備えている。
こうした機能は、例えば、特開平9−314435号公報、特開2002−345844号公報あるいは特開2015−62974号公報などに開示されている従来より周知の技術であって、オートツールチェンジャー機構として広く一般に知られている。
従って、こうしたオートツールチェンジャー機構については、従来より公知の技術を適用することができるので、その詳細な構成および作用の説明は省略する。
一方、加工装置においては、例えば、特開平7−20916号公報などに示すように、加工装置において使用する加工ツールに関して、当該加工ツールの名称、使用時間ならびに交換時期を管理することが行われていた。
即ち、加工ツールは使用されると摩耗していき新たな加工ツールに交換することが必要になるが、上記した加工ツールの管理を行う加工装置においては、加工装置に内蔵されたマイクロコンピューターや加工装置に接続されたパーソナルコンピューターのメモリーに加工ツール毎に使用時間や交換時期を記憶しており、当該メモリーの記憶を読み出すことにより加工ツール毎に各加工ツールの使用時間ならびに交換時期を管理しているものであった。
しかしながら、従来の技術では、加工ツールの使用時間や交換時期は加工装置に内蔵されたマイクロコンピューターや加工装置に接続されたパーソナルコンピューターで管理されているので、複数の加工装置で加工ツールを共用する場合において、当該複数の加工装置における加工ツールの使用時間を正確に管理するためには、ユーザーが煩雑な作業を行う必要があるという問題点があった。
即ち、加工装置Aで使用された加工ツールaを加工装置Bで使用する際には、加工装置Aで加工ツールaを使用した使用時間は加工装置Bに自動的には反映されない。
このため、加工装置に内蔵されたマイクロコンピューターで加工ツールの使用時間や交換時期を管理している場合には、ユーザーは、加工装置Aで加工ツールaを使用した時間を加工装置Bに入力し、加工装置Aにおける加工ツールaの使用時間を加工装置Bに反映させる作業を行う必要があった。
また、加工装置に接続されたパーソナルコンピューターで加工ツールの使用時間や交換時期を管理している場合に、コンピューターαを接続された加工装置Aで使用された加工ツールaをコンピューターβが接続された加工装置Bで使用する際には、ユーザーは、まず、加工装置Aからコンピューターαを取り外すとともに加工装置Bからコンピューターβを取り外す。その後に、加工装置Bにコンピューターαを接続して、加工装置Aにおける加工ツールaの使用時間を記憶しているコンピューターαにより加工装置Bを制御するという作業を行う必要があった。
あるいは、ユーザーは、コンピューターαに記憶された加工ツールaの使用時間に関する情報を、コンピューターβに移植する作業を行う必要があった。
本発明は、上記したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の加工装置で加工ツールを共用する場合において、ユーザーによる煩雑な作業を行う必要なしに、加工ツールが複数の加工装置でそれぞれ使用された使用時間を正確に管理することを可能にした加工ツールの使用時間管理システムおよび加工ツールの使用時間管理方法を提供しようとするものである。
上記目的を達成するために、本発明による加工ツールの使用時間管理システムおよび加工ツールの使用時間管理方法は、加工ツールに取り外し自在に取り付けられるツールホルダーに記憶デバイスとしてRFIDを搭載するようにして、RFIDに加工ツールの使用時間を記憶させるようにしたものである。
即ち、本発明による加工ツールの使用時間管理システムは、オートチェンジャー機構によりスピンドルに把持する加工ツールを交換可能であって、上記スピンドルに把持した上記加工ツールの回転により被加工物を切削加工する上記加工ツールの使用時間を管理する加工ツールの使用時間管理システムであって、加工ツールに取り外し自在に取り付けられて、オートチェンジャー機構により上記加工ツールをスピンドルに把持する際における位置決め部材となるツールホルダーと、上記ツールホルダーに内蔵され、上記ツールホルダーが取り付けられた上記加工ツールの使用時間を記憶するRFIDと、上記RFIDと無線通信を行い、上記RFIDから上記加工ツールの使用時間を読み出すとともに、上記RFIDへ上記加工ツールの使用時間を書き込むリーダーライターと、上記リーダーライターにより上記RFIDから読み出された上記加工ツールの使用時間を記憶する記憶手段と、上記加工ツールが使用されると、上記加工ツールが使用された時間を上記記憶手段に記憶された上記加工ツールの使用時間に加算して、上記記憶手段に記憶された上記加工ツールの使用時間を更新する更新手段と、上記更新手段により更新された上記加工ツールの使用時間を上記RFIDへ書き込むように上記リーダーライターを制御するリーダーライター制御手段とを有するようにしたものである。
また、本発明による加工ツールの使用時間管理システムは、上記した本発明による加工ツールの使用時間管理システムにおいて、さらに、警告情報を表示可能な表示装置と、上記表示装置が上記警告情報を表示するように制御する表示制御手段とを備え、上記RFIDは、上記ツールホルダーが取り付けられた上記加工ツールの使用可能時間を記憶し、上記リーダーライターは、上記RFIDから上記加工ツールの使用可能時間を読み出し、上記記憶手段は、上記リーダーライターにより上記RFIDから読み出された上記加工ツールの使用可能時間を記憶し、上記表示制御手段は、上記更新手段により更新された上記加工ツールの使用時間が、上記記憶手段に記憶された上記加工ツールの使用可能時間以上となったときに、上記表示装置が上記警告情報を表示するように制御するようにしたものである。
また、本発明による加工ツールの使用時間管理システムは、上記した本発明による加工ツールの使用時間管理システムにおいて、上記RFIDは、上記ツールホルダーに取り外し自在に内蔵されたものである。
また、本発明による加工ツールの使用時間管理システムは、上記した本発明による加工ツールの使用時間管理システムにおいて、上記ツールホルダーは、第1の部材と第2の部材とよりなる二分割構造を備え、上記RFIDは、上記第1の部材と上記第2の部材との間に配置されたものである。
また、本発明による加工ツールの使用時間管理システムは、上記した本発明による加工ツールの使用時間管理システムにおいて、上記加工ツールが使用されるた時間は、上記スピンドルが上記加工ツールを把持して回転している時間である。
また、本発明による加工ツールの使用時間管理方法は、オートチェンジャー機構によりスピンドルに把持する加工ツールを交換可能であって、上記スピンドルに把持した上記加工ツールの回転により被加工物を切削加工する上記加工ツールの使用時間を管理する加工ツールの使用時間管理方法であって、加工ツールに取り外し自在に取り付けられて、オートチェンジャー機構により上記加工ツールをスピンドルに把持する際における位置決め部材となるツールホルダーに内蔵されるとともに、上記ツールホルダーが取り付けられた上記加工ツールの使用時間を記憶するRFIDから、リーダーライターにより上記加工ツールの使用時間を読み出し、上記リーダーライターにより上記RFIDから読み出された上記加工ツールの使用時間を記憶手段に記憶し、上記加工ツールが使用されると、上記加工ツールが使用された時間を上記記憶手段に記憶された上記加工ツールの使用時間に加算して、上記記憶手段に記憶された上記加工ツールの使用時間を更新し、上記リーダーライターにより、更新された上記加工ツールの使用時間を上記RFIDへ書き込むものである。
また、本発明による加工ツールの使用時間管理方法は、上記した本発明による加工ツールの使用時間管理方法において、上記RFIDは、上記ツールホルダーが取り付けられた上記加工ツールの使用可能時間を記憶し、上記リーダーライターは、上記RFIDから上記加工ツールの使用可能時間を読み出し、上記記憶手段は、上記リーダーライターにより上記RFIDから読み出された上記加工ツールの使用可能時間を記憶し、更新された上記加工ツールの使用時間が、上記記憶手段に記憶された上記加工ツールの使用可能時間以上となったときに、表示装置に警告情報を表示するものである。
また、本発明による加工ツールの使用時間管理方法は、上記した本発明による加工ツールの使用時間管理方法において、上記加工ツールが使用されるた時間は、上記スピンドルが上記加工ツールを把持して回転している時間である。
本発明は、以上説明したように構成されているので、複数の加工装置で加工ツールを共用する場合において、ユーザーによる煩雑な作業を行う必要なしに、加工ツールが複数の加工装置でそれぞれ使用された使用時間を正確に管理することが可能になるという優れた効果を奏するものである。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による加工ツールの使用時間管理システムおよび加工ツールの使用時間管理方法の実施の形態の一例を詳細に説明することとする。
図1には、本発明の実施の形態の一例による加工ツールの使用時間管理システムの構成説明図が示されている。
この加工ツールの使用時間管理システム(以下、「使用時間管理システム」と適宜に略称する。)300は、被加工物100を加工ツール110により切削加工する加工装置10と、有線通信が可能なラインLにより加工装置10と接続されるとともに表示装置202を備えたパーソナルコンピューター200とを有して構成されている。
なお、表示装置202は、例えば、ディスプレイであり、加工装置10における切削処理の進行状況や警告表示(後述する。)などの各種の情報が表示されるものである。
加工装置10は、パーソナルコンピューター200によって全体の動作が制御されており、加工プログラムに基づいて被加工物100の切削加工を行う。
なお、被加工物100の材料は特に限定されるものではなく、例えば、義歯を作製する際に用いるジルコニアや透明なアクリル板などのような樹脂材料やその他の各種の材料がある。
加工装置10は、固定系のベース部材12と、ベース部材12の左右両端でベース部材12に直交して立設された側方部材14L、14Rと、ベース部材12の後端でベース部材12に直交して立設するとともに、左右2つの側方部材14L、14Rを連結する後方部材16とを備えており、これらにより被加工物100を切削加工するための加工空間Sが形成されている。
加工空間Sは、開閉自在に配置されたカバー部材50により外部から隔離可能とされており、外部と遮蔽された状態の加工空間S内で被加工物100を加工することができる。
ガイドレール18が、その両端をそれぞれ側方部材14L、14Rに支持されて、XYZ直交座標系におけるX軸方向に延長されて配設されている。
支持部材20が、ガイドレール18に摺動自在に装着されて、X軸方向に移動自在に支持されている。
キャリッジ22が、支持部材20にZ軸方向に移動自在に配設されている。キャリッジ22には、シャンク110aの先端部に荒削り用や仕上げ加工用などのそれぞれの用途に応じた形状の刃先110bを備えた各種の加工ツール110をZ軸周りに回転自在に把持するスピンドル24が配設されている。
ベース部材12上には、被加工物100をX軸周りおよびY軸周りに回動自在に保持するホルダー26が配設されている。なお、ホルダー26は従来より公知の装置を用いることができるので、その詳細な構成ならびに作用の説明は省略する。
また、ベース部材12上には、後述するRFID160(図2(b)を参照する。)との間で無線通信を行い、RFID160に記憶された情報を読み取り取得してパーソナルコンピューター200の記憶部206(図4を参照する。)へ記憶させたり、パーソナルコンピューター200の記憶部206に記憶されている情報をRFID160に書き込むリーダーライター140が配設されている。
符号28は、スピンドル24に把持された加工ツール110をZ軸周りに回転する駆動源となるモーターである。なお、キャリッジ22を支持する支持部材20をX軸方向に移動する駆動源となるモーターならびに支持部材20に支持されたキャリッジ22をZ軸方向に移動する駆動源となるモーターなどの各種の駆動源の図示は省略した。
スピンドル24はキャリッジ22を介してX軸方向およびZ軸方向に移動可能であるため、スピンドル24およびスピンドル24に把持された加工ツール110は、キャリッジ22においてZ軸方向で移動するとともに、キャリッジ22を介してX軸方向に移動する。
従って、加工装置10においては、ホルダー26によりX軸周りおよびY軸周りに回動自在に保持された被加工物100とX軸方向およびZ軸方向で移動するスピンドル24とが、その位置関係を相対的に三次元で変更することが可能となっている。
加工装置10においては、パーソナルコンピューター200が、加工プログラムの各加工工程に従ってモーター28を含む各駆動源の駆動を制御することにより、スピンドル24により回転された加工ツール110の刃先110bを被加工物100に当接させながらキャリッジ22およびホルダー26に保持された被加工物100の位置を移動して、加工ツール110の刃先110bによって被加工物100を所望の形状に切削加工を行い三次元造形物を作製する。
加工ツール110には、スピンドル24のチャック24aに加工ツール110のシャンク110aの基端部を把持させる際において、チャック24aに把持されるシャンク110aの長さを調節してシャンク110aに対するチャック24aの位置決め部材となるツールホルダー112が、取り外し自在に取り付けられている。
図2(a)(b)にはツールホルダー112の詳細な構成が示されており、ツールホルダー112は第1部材114と第2部材116との二つの部材を結合した二分割構造を備え、第1部材114と第2部材116とはネジ118、120を用いて加工ツール110のシャンク110aに固定されている。また、第1部材114と第2部材116とは、磁性体により構成されている。
より詳細には、第1部材114は、シャンク110aを貫入する貫通孔114aを備えるとともに上方側に鍔部114bを形成した筒状の胴部114cを有するリング形状を備えている。
鍔部114bには、シャンク110aの延長方向と直交する方向にネジ孔114dが形成されている。このネジ孔114dにネジ118をネジ結合することにより、第1部材114がシャンク110aに固定される。
第2部材116は、第1部材114の胴部114cを貫入する貫通孔116aを備えており、貫通孔116a内に胴部114cを貫入させて胴部114cの外周側に配置される筒状部材である。
第2部材116には、シャンク110aの延長方向と直交する方向にネジ孔116bが形成されている。このネジ孔116bにネジ120をネジ結合することにより、第2部材116が第1部材114に固定され、第1部材114を介して第2部材116はシャンク110aに固定的に配置される。
さらに、第1部材114の鍔部114bの下方面114eと対向する第2部材116の上方面の一部領域には凹部116cが形成されている。
この凹部116c内には、リーダーライター140と無線通信可能な記憶デバイスたるRFID(Radio Frequency Identifier)160が配設されている。即ち、RFID160は、第1部材114と第2部材116との間に配置されている。
このツールホルダー112に内蔵されたRFID160には、RFID160の固有識別番号と、RFID160が配設されたツールホルダー112が取り付けられている加工ツール110の使用時間(以下、「加工ツール使用時間」と適宜に称する。)と、RFID160が配設されたツールホルダー112が取り付けられている加工ツール110の使用可能時間(以下、「加工ツール使用可能時間」と適宜に称する。)とが記憶される。
ここで、加工ツール使用時間とは、本実施の形態においては、加工装置10のスピンドル24に加工ツール110が取り付けられて、当該加工ツール110を取り付けたスピンドル24が回転した時間の合計時間を意味する。従って、加工装置10のスピンドル24に取り付けられたことのない未使用の加工ツール110においては、加工ツール使用時間は0時間となる。
また、加工ツール使用可能時間とは、加工ツール110を使用可能とする加工ツール使用時間を示すものであり、加工ツール110の交換時期を示す。例えば、加工装置10のスピンドル24に取り付けられたことのない未使用の加工ツール(即ち、加工ツール使用時間が0時間の加工ツールである。)110の交換時期が9時間の使用後である場合には、加工ツール使用可能時間は9時間となる。
なお、ツールホルダー112は、図3示すように、加工ツール110がツールボックス30(後述する。)に収容された際に、第2部材116の下方面116dがツール−ボックス30の上面30aと当接する。これにより、加工ツール110がツールボックス30の収容用凹部30b内に落下することを防止するものであり、ツールホルダー112は上記落下防止のストッパーとしても機能する。
側方部材14Rには、上記した荒削り用や仕上げ加工用などのそれぞれの用途に応じた形状の刃先110bを備えた各種の加工ツール110を収容する金属製のツールボックス30が配設されている。
本実施の形態による加工装置10においては、スピンドル24に把持された加工ツール110を上方側からツールボックス30に配置可能なように構成されている。
ツールボックス30としては、従来より公知のものを用いることができるものであるため、その詳細な構成ならびに作用の説明は省略し、本発明の実施に関連する構成についてのみ説明する。
図3には、ツールボックス30の一部縦断概略構成説明図が示されており、ツールボックス30には、上面30aの下方向側に加工ツール110を収容する収容用凹部30bが複数箇所設けられており、この収容用凹部30bの周囲にはリング状の磁石30cが配設されている。
磁石30cは、加工ツール110が収容用凹部30bに収容される際にツールホルダー112を吸着し、加工ツール110を収容用凹部30bへ誘導するために作用する。
加工装置10は、従来より周知のオートツールチェンジャー機構を備えており、シャンク110aの基端部をスピンドル24のチャック24aに把持している加工ツール110をツールボックス30に戻して、スピンドル24のチャック24aから把持していた加工ツール110を取り外すとともに、ツールボックス30に収容されている別の加工ツール110のなかのいずれかを選択して、選択した加工ツールのシャンク110aの基端部をスピンドル24のチャック24aに把持することにより、スピンドル24に選択した加工ツール110を把持させる処理を自動的に行う。
なお、ツールボックス30から随時に所望の加工ツール110を選択する処理としては、従来より種々の手法が提案されているが、本実施の形態においては、以下のような手法で行うものとする。即ち、荒削り用の加工ツール110は「3番」、仕上げ加工用の加工ツール110は「8番」などのように加工ツール110のそれぞれに対して番号を予め割り当てておくとともに、ツールボックス30内における収容場所も予め決めておき、その情報をパーソナルコンピューター200の記憶部206に記憶させておく。そして、パーソナルコンピューター200は、加工プログラムのコマンドが、例えば、荒削り用の加工ツール110に割り当てられた「3番」の番号の加工ツールへの交換であることを認識すると、上記した各駆動源を駆動を制御することにより、「3番」の番号を入力された際にスピンドル24のチャック24aに把持している加工ツール110をツールボックス30に戻して、スピンドル24のチャック24aから把持していた加工ツール110を取り外すとともに、ツールボックス30に収容されている「3番」の番号を割り当てられた加工ツール110のシャンク110aの基端部をスピンドル24のチャック24aに把持することにより、スピンドル24に荒削り用の加工ツール110を把持させる動作を行う。
次に、図4には、本発明の実施の形態の一例による使用時間管理システム300の機能的構成をあらわすブロック構成説明図が示されている。
本実施の形態においては、使用時間管理システム300は、パーソナルコンピューター200と、リーダライター140と、RFID160とを有して構築される。
パーソナルコンピューター200は、使用時間管理システム300を実現するための構成として、制御部204と、記憶部206と、リーダーライター制御部208と、表示制御部210と、表示装置202とを備えている。
制御部204は、加工装置10により実行される切削加工処理や後述する初期化処理(図5を参照する。)ならびに更新処理(図6を参照する。)などの各種の処理を含む全体の処理の制御を行う。
記憶部206には、加工装置10により被加工物100を切削加工する際に用いる加工プログラムならびに加工ツール110毎に加工ツール110のツール名称や番号などが記憶されている。また、記憶部206は、後述する初期化処理ルーチンや更新処理ルーチンで取得した各種情報を記憶する。
なお、加工プログラムには、加工装置10におけるオートチェンジャー機構を利用するために、荒削り用の加工ツール110が「3番」、仕上げ加工用の加工ツール110が「8番」などのように加工ツール110のそれぞれに対して番号を予め割り当てるコマンドが組み込まれている。
リーダーライター制御部208は、リーダーライター140の作動開始および作動停止を制御するとともに、RFID160に記憶されている情報を読み取って記憶部206へ記憶する処理や、記憶部206に記憶されている情報をRFID160へ書き込む処理の制御を行う。
表示制御部210は、記憶部206に記憶された情報を表示装置202が表示するように、表示装置202の表示を制御する。
以上の構成において、図5および図6に示すフローチャートを参照しながら、使用時間管理システム300の動作について説明する。
ユーザーにより加工装置10およびパーソナルコンピューター200が起動され、ユーザーによる操作パネル(図示せず。)などの操作により初期化処理の実行が指示されると、図5に示す初期化処理ルーチンが起動する。
なお、この初期化処理ルーチンは、加工ツール110のツールホルダー112に初期状態のRFID160、即ち、固有識別子のみ記憶しており、加工ツール使用時間および加工ツール使用可能時間の情報が記憶されていない未使用のRFID160が配設されている場合に行う処理である。
初期化処理ルーチンが起動すると、リーダーライター制御部208はリーダーライター140を作動可能状態、即ち、リーダーライター140によりRFID160から情報を読み取ることができるようにするとともに、リーダーライター140によりRFID160へ情報を書き込むことができるようにする(ステップS502)。
ステップS502の処理を終了すると、ステップS504の処理へ進み、制御部204はツールボックス30内に収容された加工ツール110をスピンドル24のチャック24aに把持させ、ツールボックス30の収容用凹部30bから抜き出してツールボックス30の外部へ取り出す。なお、スピンドル24のチャック24aに把持させる加工ツール110については、例えば、収容用凹部30bの所定箇所から順番に加工ツール110を把持するようにすればよい。
ステップS504の処理を終了すると、ステップS506の処理へ進み、リーダーライター制御部208はリーダーライター140を制御して、チャック24aに把持されている加工ツール110のツールホルダー112に配設されているRFID160の情報を取得し、RFID160が初期状態のもの、即ち、固有識別子のみ記憶しており、加工ツール使用時間および加工ツール使用可能時間の情報が記憶されていない場合には、取得した固有識別子を記憶部206へ記憶する。なお、RFID160が初期状態でないもの、即ち、固有識別子と加工ツール使用時間と加工ツール使用可能時間とが記憶されている場合には、取得した情報は記憶せずに廃棄する。
ステップS506の処理を終了すると、ステップS508の処理へ進み、リーダーライター制御部208はリーダーライター140を制御して、ステップS506で固有識別子を取得したRFID160に対し、ステップS506で取得した固有識別子に紐付けして加工ツール使用時間および加工ツール使用可能時間を書き込む。ここで、固有識別子に紐付けしてRFID160に書き込む加工ツール使用時間および加工ツール使用可能時間は、未使用の加工ツール110に対して予め設定された加工ツール使用時間(未使用のため0時間である。)および加工ツール使用可能時間(上記した例における9時間である。)である。このステップS506においてRFID160に書き込む加工ツール使用時間および加工ツール使用可能時間は、ユーザーが操作パネルなどから入力してもよい、予め記憶部206に記憶されている情報から選択して入力するようにしてもよい。
なお、金属製のツールボックス30には磁石30cが配設されているため、加工ツール110がツールボックス30の収容用凹部30b内に配置されている場合には、電波干渉によりリーダーライター140とRFID160との無線通信ができないが、加工ツール110がツールボックス30の収容用凹部30bから抜き出されてツールボックス30の外部へ取り出されると、電波干渉が解消されてリーダーライター140とRFID160との無線通信が可能となる。
ステップS508の処理を終了すると、ステップS510の処理へ進み、ステップS506の処理で情報を取得していないRFID160を配設したツールホルダー112を備えた加工ツール110があるか否かを判断する。
ステップS510の判断処理において、ステップS506の処理で情報を取得していないRFID160を配設したツールホルダー112を備えた加工ツール110があると判断された場合(Yes)には、ステップS504の処理へ戻って、ステップS504以降の処理を繰り返し、ツールボックス30に収容されている全ての加工ツール110に対してステップS504以降の処理の処理を行う。
一方、ステップS508の判断処理において、ステップS506の処理で情報を取得していないRFID160を配設したツールホルダー112を備えた加工ツール110がないと判断された場合(No)には、ステップS512の処理へ進み、リーダーライター制御部208はリーダーライター140を作動停止状態にして、この初期化処理ルーチンを終了する。
次に、ユーザーにより加工装置10による切削加工処理の実行が指示されると、記憶部206に記憶された加工プログラムを読み出して切削処理を行う切削加工処理の処理ルーチンとともに、図6に示す更新処理ルーチンが起動する。なお、加工装置10による切削加工処理については、従来より公知の技術を適用することができるので、その詳細な説明は省略する。
更新処理ルーチンが起動すると、リーダーライター制御部208はリーダーライター140を作動可能状態、即ち、リーダーライター140によりRFID160から情報を読み取ることができるようにするとともに、リーダーライター140によりRFID160へ情報を書き込むことができるようにして待機する(ステップS602)。
そして、切削加工処理において、ツールボックス30内に収容された加工ツール110をスピンドル24のチャック24aが把持し、加工ツール110がツールボックス30の収容用凹部30aから抜き出されてツールボックス30の外部へ取り出されると、ステップS604の処理へ進む。
ステップS604の処理においては、リーダーライター制御部208の制御により、リーダーライター140は、ツールボックス30の外部へ取り出された加工ツール110のツールホルダー112に配設されたRFID160から固有識別子、加工ツール使用時間および加工ツール使用可能時間を取得して記憶部206へ記憶する。
ステップS604の処理を終了すると、ステップS606の処理へ進み、制御部204の制御により、切削加工処理においてスピンドル24が回転すると、その回転時間を加工ツール使用時間として、記憶部206に記憶している加工ツール使用時間に加算していき、記憶部206に記憶している加工ツール使用時間を更新する。そして、加算後の加工ツール使用時間と取得した加工ツール使用可能時間とを比較し、加工ツール使用時間が加工ツール使用可能時間以上となったとき、即ち、「加工ツール使用時間≧加工ツール使用可能時間」となったときに、表示制御部210を制御して表示装置に加工ツール110の交換を促す警告表示を行う。
これにより、ユーザーは、表示装置202の表示内容を確認することにより、実際に加工装置10により被加工物100の切削加工を行っている加工ツール110に関して、当該加工ツール110の交換時期を認知することができるようになる。
そして、切削加工処理において、スピンドル24の回転を停止して、スピンドル24のチャック24aが把持されている加工ツール110をツールボックス30の収容凹部30bへ返却することを指示されると、ステップS608の処理へ進み、リーダーライター制御部208の制御により、当該指示の際に記憶部206に記憶されている加工ツール使用時間をRFID160に書き込む。
ステップS608の処理を終了すると、ステップS610の処理へ進み、切削加工処理が終了したか否かを判断する。
ステップS610の判断処理において、切削加工処理が終了していないと判断された場合(No)には、ステップS604の処理へ戻り、ステップS604以降の処理を繰り返す。
一方、ステップS610の判断処理において、切削加工処理が終了していると判断された場合(Yes)には、ステップS612の処理へ進み、リーダーライター制御部208はリーダーライター140を作動停止状態にして、この更新処理ルーチンを終了する。
以上において説明したように、上記した実施の形態によれば、各加工ツール110のツールホルダー112に配設されたRFID160に、各加工ツール110の加工ツール使用時間がそれぞれ記憶される。
従って、複数の加工装置10で加工ツール110を共用する場合において、ユーザーは煩雑な作業を行うことなしに、複数の加工装置10における加工ツール110の加工ツール使用時間を正確に管理することが可能になる。
また、RFID160は、加工ツール110に取り外し自在に取り付けされているツールホルダー112に内蔵されているため、加工ツール110の刃先110bが摩耗して加工ツール110を廃棄する場合には、当該廃棄する加工ツール110からRFID160を内蔵したツールホルダー112を取り外し、RFID160やツールホルダー112を再利用することができる。
また、ツールホルダー112が第1部材114と第2部材116との2分割構造であり、RFID160が第1部材114と第2部材116との間に配置されているため、RFID160をツールホルダー112から容易に取り外すことができる。従って、RFID160が故障した場合などの際には、簡単にRFID160を交換することができる。
さらに、上記した実施の形態においては、カバー部材50により外部と遮蔽された状態にされた加工空間S内にツールボックス30、リーダーライター140ならびにRFID160が配置されるため、加工ツール110がツールボックス30から取り出された際には、外部からの電波干渉を受けずにリーダーライター140とRFID160との無線通信を行うことができる。
なお、上記した実施の形態は、以下の(1)乃至(9)に示すように変形するようにしてもよい。
(1)上記した実施の形態においては、リーダーライター140によりRFID160から加工ツール使用時間と加工ツール使用可能時間とを読み出し、加工ツール110の使用に応じて加工ツール使用時間を更新して、当該更新した加工ツール使用時間をリーダーライター140によりRFID160に書き込むようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。例えば、リーダーライター140によりRFID160から加工ツール使用時間を読み出し、加工ツール110の使用に応じて加工ツール使用時間を更新して、当該更新した加工ツール使用時間をリーダーライター140によりRFID160に書き込むようにしてもよい。即ち、リーダーライター140によりRFID160から加工ツール使用可能時間を読み出さなくてもよい。
(2)上記した実施の形態においては、加工装置10に接続されたパーソナルコンピュータ200により全体の制御を行うようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。例えば、パーソナルコンピュータ200に代えて、加工装置10に内蔵されたマイクロコンピューターで全体の制御を行うようにしてもよい。
(3)上記した実施の形態においては、表示装置202はパーソナルコンピューター200に設けるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。例えば、パーソナルコンピュータ200に代えて加工装置10に内蔵されたマイクロコンピューターで全体の制御を行う場合には、表示装置は、ユーザーが加工装置10を操作する際に用いる操作画面(図示せず。)であってもよい。
(4)上記した実施の形態においては、リーダーライター140は初期化処理ルーチンや更新処理ルーチンが起動すると常に作動状態としたが、これに限られるものではないことは勿論である。例えば、スピンドル24のチャック24aに加工ツール110を把持させるコマンドがあったときにリーダーライター140の作動を開始し、スピンドル24のチャック24aから加工ツール110を解放するコマンドがあったときにリーダーライター140の作動を停止するようにしてもよい。
(5)上記した実施の形態においては、RFID160はツールホルダー112に脱着可能に内蔵したが、これに限られるものではないことは勿論である。例えば、RFID160はツールホルダー112に固定的に内蔵してもよい。
(6)上記した実施の形態においては、RFID160に固有識別子の他に加工ツール使用時間および加工ツール使用可能時間を記憶させるようにしたが、RFID160に記憶させる情報はこれに限られるものではないことは勿論である。例えば、RFID160には、RFID160が内蔵されたツールホルダー112が取り付けられている加工ツール110の名称や価格などの情報を記憶するようにしてもよい。
(7)上記した実施の形態においては、「加工ツール使用時間≧加工ツール使用可能時間」となったときに表示装置202に加工ツール110の交換を促す警告表示を行うようにしたが、表示装置202に表示させる情報はこれに限られるものではないことは勿論である。例えば、所定の時間毎に加工ツール使用時間を表示するなど適宜の情報を表示するようにしてもよい。
(8)上記した実施の形態においては、「加工ツール使用時間≧加工ツール使用可能時間」となったときに表示装置202に加工ツール110の交換を促す警告表示を行うようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。例えば、警告表示に代えて警告音を発するようにしてもよいし、警告表示にとともに警告音を発するようにしてもよい。
(9)上記した実施の形態ならびに上記した(1)乃至(8)に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
本発明は、加工ツールにより被加工物を加工する加工装置に用いて好適である。
10 加工装置、12 ベース部材、14L 側方部材、14R 側方部材、16 後方部材、18 ガイドレール、20 支持部材、22 キャリッジ、24 スピンドル、24a チャック、26 ホルダー、28 モーター、30 ツールボックス、30a 上面、30b 収容用凹部、30c 磁石、50 カバー部材、100 被加工物、110 加工ツール、110a シャンク、110b 刃先、112 ツールホルダー、114 第1部材、114a 貫通孔、114b 鍔部、114c 胴部、114d ネジ孔、114e 下方面、116 第2部材、116a 貫通孔、116b ネジ孔、116c 凹部、116d 下方面、118 ネジ、120 ネジ、140 リーダーライター、160 RFID、200 パーソナルコンピューター、202 表示装置、204 制御部、206 記憶部、208 リーダーライター制御部、210 表示制御部、300 使用時間管理システム、L ライン、S 加工空間
Claims (8)
- オートチェンジャー機構によりスピンドルに把持する加工ツールを交換可能であって、前記スピンドルに把持した前記加工ツールの回転により被加工物を切削加工する前記加工ツールの使用時間を管理する加工ツールの使用時間管理システムであって、
加工ツールに取り外し自在に取り付けられて、オートチェンジャー機構により前記加工ツールをスピンドルに把持する際における位置決め部材となるツールホルダーと、
前記ツールホルダーに内蔵され、前記ツールホルダーが取り付けられた前記加工ツールの使用時間を記憶するRFIDと、
前記RFIDと無線通信を行い、前記RFIDから前記加工ツールの使用時間を読み出すとともに、前記RFIDへ前記加工ツールの使用時間を書き込むリーダーライターと、
前記リーダーライターにより前記RFIDから読み出された前記加工ツールの使用時間を記憶する記憶手段と、
前記加工ツールが使用されると、前記加工ツールが使用された時間を前記記憶手段に記憶された前記加工ツールの使用時間に加算して、前記記憶手段に記憶された前記加工ツールの使用時間を更新する更新手段と、
前記更新手段により更新された前記加工ツールの使用時間を前記RFIDへ書き込むように前記リーダーライターを制御するリーダーライター制御手段と
を有することを特徴とする加工ツールの使用時間管理システム。 - 請求項1に記載の加工ツールの使用時間管理システムにおいて、さらに、
警告情報を表示可能な表示装置と、
前記表示装置が前記警告情報を表示するように制御する表示制御手段と
を備え、
前記RFIDは、前記ツールホルダーが取り付けられた前記加工ツールの使用可能時間を記憶し、
前記リーダーライターは、前記RFIDから前記加工ツールの使用可能時間を読み出し、
前記記憶手段は、前記リーダーライターにより前記RFIDから読み出された前記加工ツールの使用可能時間を記憶し、
前記表示制御手段は、前記更新手段により更新された前記加工ツールの使用時間が、前記記憶手段に記憶された前記加工ツールの使用可能時間以上となったときに、前記表示装置が前記警告情報を表示するように制御する
ことを特徴とする加工ツールの使用時間管理システム。 - 請求項1または2のいずれか1項に記載の加工ツールの使用時間管理システムにおいて、
前記RFIDは、前記ツールホルダーに取り外し自在に内蔵された
ことを特徴とする加工ツールの使用時間管理システム。 - 請求項1、2または3のいずれか1項に記載の加工ツールの使用時間管理システムにおいて、
前記ツールホルダーは、第1の部材と第2の部材とよりなる二分割構造を備え、
前記RFIDは、前記第1の部材と前記第2の部材との間に配置された
ことを特徴とする加工ツールの使用時間管理システム。 - 請求項1、2、3または4のいずれか1項に記載の加工ツールの使用時間管理システムにおいて、
前記加工ツールが使用されるた時間は、前記スピンドルが前記加工ツールを把持して回転している時間である
ことを特徴とする加工ツールの使用時間管理システム。 - オートチェンジャー機構によりスピンドルに把持する加工ツールを交換可能であって、前記スピンドルに把持した前記加工ツールの回転により被加工物を切削加工する前記加工ツールの使用時間を管理する加工ツールの使用時間管理方法であって、
加工ツールに取り外し自在に取り付けられて、オートチェンジャー機構により前記加工ツールをスピンドルに把持する際における位置決め部材となるツールホルダーに内蔵されるとともに、前記ツールホルダーが取り付けられた前記加工ツールの使用時間を記憶するRFIDから、リーダーライターにより前記加工ツールの使用時間を読み出し、
前記リーダーライターにより前記RFIDから読み出された前記加工ツールの使用時間を記憶手段に記憶し、
前記加工ツールが使用されると、前記加工ツールが使用された時間を前記記憶手段に記憶された前記加工ツールの使用時間に加算して、前記記憶手段に記憶された前記加工ツールの使用時間を更新し、
前記リーダーライターにより、更新された前記加工ツールの使用時間を前記RFIDへ書き込む
ことを特徴とする加工ツールの使用時間管理方法。 - 請求項6に記載の加工ツールの使用時間管理方法において、
前記RFIDは、前記ツールホルダーが取り付けられた前記加工ツールの使用可能時間を記憶し、
前記リーダーライターは、前記RFIDから前記加工ツールの使用可能時間を読み出し、
前記記憶手段は、前記リーダーライターにより前記RFIDから読み出された前記加工ツールの使用可能時間を記憶し、
更新された前記加工ツールの使用時間が、前記記憶手段に記憶された前記加工ツールの使用可能時間以上となったときに、表示装置に警告情報を表示する
ことを特徴とする加工ツールの使用時間管理方法。 - 請求項1または2のいずれか1項に記載の加工ツールの使用時間方法において、
前記加工ツールが使用されるた時間は、前記スピンドルが前記加工ツールを把持して回転している時間である
ことを特徴とする加工ツールの使用時間管理方法。
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JP2016195421A JP2018060260A (ja) | 2016-10-03 | 2016-10-03 | 加工ツールの使用時間管理システムおよび加工ツールの使用時間管理方法 |
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