JPH03245949A - 工具寿命管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はグループ毎に工具の寿命を管理する工具寿命管
理方法に関し、特に寿命の近づいた各グループの工具を
一括して交換するようにした工具寿命管理方法に関する
。

〔従来の技術〕

数値制御工作機械では、加工精度の維持及び工具の破損
防止のために、工具の寿命管理を行っている。このため
に、工具寿命時間、使用累積時間をメモリに格納し、加
工中に工具寿命が尽きると、工具交換指令を出すように
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、複数のヘッドを有する工作機械等では、ヘッド
に対応した工具をグループ化して工具寿命管理が行われ
ている。そこで、加工中に工具の寿命が尽きると、工具
交換指令が出されて工具交換が行われ、再び加工を開始
する。加工再開後、間もなく他の工具の寿命が尽きると
再度工具交換を行う必要がある。これらの工具交換はグ
ループ毎に他のグループと無関係に行われているので、
短時間の間に工具交換が行われ、機械の稼働率が低下す
るという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、寿
命の近い工具も一括して交換するようにした工具寿命管
理方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では上記課題を解決するために、工具をグループ
に分けて、グループ毎に工具の寿命を管理する工具寿命
管理方法において、加工中に各グループ毎の工具につい
て、使用累積値が寿命値に達した工具を調べ、前記寿命
値に達した工具を検出した場合に、前記寿命値に達した
工具以外の各グループの工具の使用累積値が交換許容値
に達した工具を調べ、前記寿命値に達した工具と前記交
換許容値に達した工具を一括して交換することを特徴と
する工具寿命管理方法が、提供される。

〔作用〕

あるグループの工具の一つが寿命になった時に、他のグ
ループの工具も交換しても良い時期になっているかを調
べ、−括して複数の工具を交換するので、短時間の加工
中に何回も工具を交換することがなく機械の稼働率が向
上する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明を実施するための工作機械の複数ヘッド
部分の模陛的な説明図である。図では、３つのヘッドを
有する旋盤系の加工機を示しており、工具の寿命管理は
ヘッドに対応してグループ化されて行われる。チャック
１は被加工物であるワーク２を保持する。工具ＴＡａ３
は第１のヘッド（グループ１に該当する）に属する同じ
種類の複数の工具、すなわちＴＡａＳＴＡｂ、ＴＡｃ　
・・のうちの１本であり、現在使用されている工具であ
る。

同様に、工具ＴＢｂ４は第２のヘッド（グループ２に該
当する）に属する同じ種類の複数の工具、すなわちＴＢ
ａＳＴＢｂＳＴＢｃ　−−のうちの１本で使用中の工具
であり、工具ＴＣｂ５は第３のヘッド（グループ３に該
当する）に属する同じ種類の複数の工具、すなわちＴＣ
ａ、ＴＣｂ、ＴＣＣ・・のうちの１本で使用中の工具で
ある。

工具交換の条件が満たされると、グループ１の場合は工
具ＴＡａ３からＴＡｂ（図示されていない）へ、グルー
プ２の場合は工具ＴＢｂ４からＴＢｃ　（図示されてい
ない）へ、グループ３の場合は工具ＴＣｂ５からＴＣｃ
（図示されていない）へと工具は交換される。

第３図（ａ）及び第３図（ｂ）は本発明の一実施例の工
具寿命管理表である。第３図（ａ）において、工具寿命
管理表Ａ７ａは工具寿命管理を時間で行う場合である。

グループ１　（工作機械の複数ヘッドのうち、第１のヘ
ッドに対応する、以下同じ）に属する複数の同じ種類の
工具の工具寿命時間は５０分であり、交換しても良い交
換許容時間は寿命時間の５分前であることを示している
。

現在使用中の工具ＴＡａは丁度５０分使用しており、寿
命時間と一致しているので次の同じ種類の工具ＴＡｂと
交換する必要がある。

グループ２に属する複数の同じ種類の工具の寿命時間は
６０分であり、交換許容時間は寿命時間の５分前である
。現在使用中の工具ＴＢｂは５１分使用してふり、寿命
時間までに９分の余裕があり工具交換の必要はない。

グループ３に属する複数の同じ種類の工具の寿命時間は
７０分であり、交換許容時間は寿命時間の１０分前であ
る。現在使用中の工具ＴＣｂは６２分使用しており、寿
命時間までに８分しか余裕がなく寿命はまだ来ていない
が交換しても良い交換許容時間１０分前を２分越えてい
る。グループ１の工具ＴＡａの工具交換と同時に工具Ｔ
ＣｂからＴＣｃに交換することになる。これによって、
工具の交換回数が減少し機械の稼働率が向上する。

次に、第３図（ｂ）の工具寿命管理表８ａは工具寿命管
理を回数で行う場合の例である。グループ１の工具ＴＡ
ａは使用回数が工具寿命回数と同じ１６０回に達してお
り、工具ＴＡｂに交換する必要がある。グループ２の工
具ＴＢｂはまだ交換許容回数である工具寿命回数の５回
前に達していないので交換の必要がない。グループ３の
工具Ｔｃｂの使用回数は１７２回で、寿命回数との差が
８である。すなわち、交換許容回数１０回を割っている
ので、工具をＴＣｃに交換しても良い。グループ１の工
具ＴＡａの工具交換と同時に工具ＴｃｂからＴＣｃに交
換することになる。これによって、工具の交換回数が減
少し機械の稼働率が向上する。

第４図は本発明を実施するための数値制御装置のハード
ウェアの概略構成図である。プロセッサ１１はＲＯＭ１
２に格納されたシステムプログラムに従って数値制御装
置全体を制御する。Ｒ，０Ｍ１２にはＥＰＲＯＭあるい
はＥＥＰＲＯＭが使用される。ＲＡＭ１３はＳＲＡＭ等
が使用され、各種のデータあるいは入出力信号が格納さ
れる。不揮発性メモリ１４にはバッテリバックアップさ
れたＣＭＯ３が使用され、電源切断後も保持すべきパラ
メータ、ピッチ誤差補正量及び工具補正量、工具寿命管
理ファイル１４ａ等が格納されている。

この工具寿命管理ファイル１４ａには第３図（ａ）およ
び第３図（ｂ）に示したような工具管理データが含まれ
ており、プロセッサ１１の制御の基に演算、比較等によ
り寿命時間に達した工具や、交換許容時間に達した工具
が検出される。

グラフィック制御回路１５はディジタル信号を表示用の
信号に変換し、表示器１６に与える。表示器１６はＣＲ
Ｔあるいは液晶表示装置が使用され、各軸の位置表示、
入出力信号の状態、パラメータ等が表示される。操作盤
１７はキーボード等から構成され、各種のデータの入力
あるいは工作機械１９の操作に使用される。

ＰＭＣ（７’ログラマブル・マシン・コントローラ）１
８はバス２０経由で出力信号を受けて、出力信号をシー
ケンス・プログラムで処理して、工作機械１９を制御す
る。工具交換指令を受けた２ＭＣ１８は工作機械１９を
制御して工具の交換をさせる。自動工具交換（ＡＴＣ）
１９ａを備えた工作機械１９は無人で工具交換を行う。

また、機械側からの入力信号を受けて、シーケンス・プ
ログラムで処理を行い、バス２０を経由して、プロセッ
サ１１に入力信号を転送する。

これらの構成要素はバス２０によって互いに結合されて
いる。

第１図は工具寿命管理のフローチャートである。

図において、Ｓに続く数値はステップ番号を示す。

〔Ｓ１〕はじとに、定義と初期化を行う。Ｎは複数ヘッ
ドと対応するグループ総数である。ｉは交換許容時間に
達しているグループの数であり、先ずｉ−０に初期化さ
れる。ｊは交換許容時間に達していないグループの数で
あり、先ずＪ−０に初期化される。

〔Ｓ２〕各グループの加工中の工具に使用時間が寿命時
間に達した工具があるか調べ、寿命時間に達した工具が
あればＳ３に進み、なければ順次検出されるまで各グル
ープの加工中の工具の寿命を調べる。例ではグループ１
→グループ２→グループ３→グルーブト・・と繰り返し
ながら調べる。

〔Ｓ３〕寿命時間に達した工具のグループ番号、工具番
号等のデータを不揮発性メモリに格納する。

〔Ｓ４〕他のグループで使用時間が交換許容時間に達し
た工具があるか調べ、交換許容時間に達した工具があれ
ばＳ５に進み、なければＳ８に進む。

〔Ｓ５〕交換許容時間に達した工具のグループ番号、工
具番号等のデータを不揮発性メモリに格納する。

〔Ｓ６〕各グループの工具が交換許容時間に達している
グループ数１と達していないグループ数Ｊの合計がグル
ープ総数Ｎより１つ少ない数になったかを判断し、なっ
ていればＳ１０に進み、なっていなければＳ７に進む。

〔Ｓ７〕交換許容時間に達しているグループ数１に１を
加算し、再びＳ４に戻る。

〔Ｓ８〕各グループの工具の交換許容時間に達していな
いグループ数Ｊと達しているグループ数１の合計がグル
ープ総数Ｎより１つ少ない数になったかを判断し、なっ
ていればＳＩＯに進み、なっていなければＳ９に進む。

〔Ｓ９〕交換許容時間に達していないグループ数Ｊに１
を加算し、再びＳ４に戻る。

〔Ｓ１０〕不揮発メモリに格納された寿命時間に達した
工具と交換許容時間に達した工具を交換該当工具として
交換指示する。

［：５１１１指示に基づき一括して工具交換する。

上記の説明では工具の寿命管理を時間や回数に基づいて
行ったが、必要に応じて加工距離を基準に工具の管理を
行うこともできる。

また、複数のヘッドを有する旋盤を例に説明したが、工
具をグループ化して管理するマシニングセンターでも同
様に工具の寿命管理を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、特定のグループの工具
が寿命値に達した時に他のグループの工具の寿命残を調
べ、寿命残が予約室められた値より少なくなった時は、
寿命値に達した工具と他の工具を一度に交換するように
したので、工具交換の回数を減らし、機械の稼働率が向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および第１図（ｂ）は本発明の一実施例の
工具寿命管理方法のフローチャート、第２図は本発明を
実施するた狛の工作機械の模擬的な説明図、 第３図（ａ）及び第３図（ｂ）は本発明の一実施例の工
具寿命管理表図、 第４図は本発明を実施するた約の数値制御装置のハード
ウェアの概略構成図である。 チャック ワーク 工具ＴＡａ 工具ＴＢｂ 工具ＴＣｂ プロセッサ ＯＭ ＡＭ 不揮発性メモリ 工具寿命管理ファイル グラフィック制御回路 表示器 接作盤 ＭＣ 工作機械 自動工具交換 ノイス

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）工具をグループに分けて、グループ毎に工具の寿
   命を管理する工具寿命管理方法において、加工中に各グ
   ループ毎の工具について、使用累積値が寿命値に達した
   工具を調べ、 前記寿命値に達した工具を検出した場合に、前記寿命値
   に達した工具以外の各グループの工具の使用累積値が交
   換許容値に達した工具を調べ、前記寿命値に達した工具
   と前記交換許容値に達した工具を一括して交換すること
   を特徴とする工具寿命管理方法。
2. （２）前記使用累積値は使用累積時間であり、前記寿命
   値は寿命時間であり、前記交換許容値は交換許容時間で
   あることを特徴とする請求項１記載の工具寿命管理方法
   。
3. （３）前記使用累積値は使用累積回数であり、前記寿命
   値は寿命回数であり、前記交換許容値は交換許容回数で
   あることを特徴とする請求項１記載の工具寿命管理方法
   。
4. （４）前記工具寿命管理方法は複数のヘッドを有する旋
   盤系の工作機械で行うことを特徴とする請求項１記載の
   工具寿命管理方法。
5. （５）前記工具寿命管理方法はマシニングセンターで行
   うことを特徴とする請求項１記載の工具寿命管理方法。