JPH04122536A - 加工システムにおける工具管理方法 - 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、少なくとも１台の工具マガジン付ＮＣ工作機
械を有する加工システムにおける、所定のＮＣ工作機械
に割り当てられた加工スケジュールを実行する上で供さ
れるべき工具を管理する方法に関する。

〔従来の技術〕

ＮＣ工作機械においては、生産効率等の面から次のパレ
ットに載置されたワークを加工するための工具を予め準
備しておく必要がある。具体的には、現在の工具マガジ
ンに収容された工具（加工すべく工具マガジンから主軸
に取り出された工具があればそれを含む）でそのＮＣプ
ログラムを実行し得るのか否か、換言すれば現在保有の
工具がプログラム実行時に使用されるべき工具の工具条
件（寿命）を満足するのか否かを判断する必要がある。

　以上の工具交換要否の処理は、通常、オペレータ（作
業者）によって時間をかけて注意深く行われる。

〔発明が解決しようとする課題二 しかるに、そのＮＣプログラム実行時に使用されるべき
総ての工具について、工具交換の要否を逐一判定してい
く上記処理は、骨の折れる極とて厄介な作業であり、ま
た実際上、パレットがＮＣ工作機械にセットされた後に
事後的に処理される生産効率上、好ましくない作業であ
った。このため、人手に頼ることなく機械的に容易・迅
速にそして先行的に、更にはき杓の細い判定を伴うよう
に処理し得る抜本的な解決策が希求されている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために本発明は、少なくとも１台の
工具マガジン付ＮＣ工作機械を有する加工システムにお
いて、所定のＮＣ工作機械に割り当てられた加工スケジ
ュールを実行する上で供されるべき工具を管理する方法
であって、前記加工スケジュールで使用する各工具の余
命を加工の進行と共に把握し、前記加工スケジュールの
加工工程毎の各工具の使用予定時間を予約与え、加工工
程が実行される前に現在工具マガジンに保有する工具の
余命が当該加工工程の工具使用予定時間と比較して小さ
い場合は工具交換要求を出力するようにしたことを構成
上の特徴とする。

〔作　用〕

加工システムにおけるＮＣ工作機械に加工されるべきワ
ークを搬入する前に前記工具交換の要・不要の出力表示
を行う。工具交換が必要な場合は、事前に工具マガジン
内の工具交換を行うことができるようになり、ＮＣ工作
機械が工具準備のため、無駄に停止することがなくなる
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係る加工システムにおける工具管理方
法を実現するための工具管理装置の基本原理を示すブロ
ック図である。

本実施例の工具管理装置１は、第１比較手段２、第２比
較手段３、及び表示手段４から基本的に成る。

第１比較手段２は、加工途中で設定寿命値（工具固有の
寿命（Ｌｉｆｅ　Ｔｉｍｅ））を越えての使用が許され
る工具に関しては工具交換が不要である旨の情報を出力
し、他方、設定寿命値を越えての使用が許されない工具
に関しては、充分な寿命値を有するかを判断する、換言
すればその余命あるいは残寿命（設定寿命値から、累計
した今までの消費時間（Ｅｘｈ　Ｔｉｍｅ）を差し引い
た時間、すなわち（Ｌｉｆｅ　Ｔｉｍｅ）　−（Ｅｘｈ
　Ｔｉｍｅ）とこれから加工するときに要求される使用
予定時間（Ｃｔｉｍｅ）とを比較して、後者が前者を上
まわる工具については工具交換が必要である旨の情報を
出力する。

第２比較手段３は、第１比較手段２によって工具交換が
必要である旨の情報が出力されなかった（充分な寿命値
を有する）工具に関して、その累計消費時間（Ｅｘ、ｈ
　Ｔｉｍｅ）　　と所定設定値とを比較して工具交換要
・不要の情報を出力する。

表示手段４は、第１及び第２比較手段２．３からの情報
に基づき、オペレータに理解され易い形式から成る工具
、交換票等を作成し、それをモニタあるいは紙片に出力
する。

以上説馴した本工具管理装置１は、複数台のＮＣ工作機
械を制御し得る統轄コンピュータで基本的に構成できる
。そして、各工具の累計消費時間（Ｅｘｈ　Ｔｉｍｅ）
は、ＮＣ工作機械が具有する時間計によって更新され、
設定寿命値（Ｌｉｆｅ　Ｔｉｍｅ）や使用予定時間（Ｃ
ｔｉｍｅ）等はモニタ及びキーボードから成る図示しな
い端末装置から一般的に入力される。

次に本実施例の方法について第２図のフローチャートを
参照して以下説明する。

先ず、１つのＮＣプログラムにおいて使用されるべき工
具の条件（使用工具番号、設定寿命値、及び使用予定時
間（Ｃｔｉｍｅ））を順次−本分ずつ抽出しくステップ
１０３）、総ての使用工具についてこの抽出及びステッ
プ１０７以下のループ処理が行われるようにする（ステ
ップ１０５）。

ステップ１０７においては、その工具が加工途中におい
て寿命を越えて使用してもよい工具か否かを判断する。

具体的には、使用工具毎に予め個別に付しておいたフラ
グ（Ｆ）の状態を読み取り、Ｆ＝１の場合（ＹＥＳ）　
は、その工具が途中で寿命が尽きてもその加工を継続し
てもよい工具あるいは工程である、換言すれば加工開始
時の累計消費時間が後述の設定値Ａを越えているか否か
をステップ１０８で判断し、越えていない場合は工具交
換が不要であるということでその旨を記録・登録する（
ステップ１０９）。ステップ１０８でＹＥＳの場合は工
具寿命を越え過ぎることとなり、工具交換が必要である
のでステップ１１３へ進む。

ところで、工作機械の工具に関して寿命を越えて（余命
がない状態で）それを使用することは本来的には好まし
いことではない。しかしながら、その程度にもよるが寿
命を越えてその工具を使用しても安全上及び実際上、特
に問題が無い場合がある。例えば所定工具を用いて荒加
工を行う場合、多少寿命を越えてそれを使用しても差し
支えなく、逆に寿命が尽きた瞬間に直ちに、または余命
が残っているうちに機械的にその工具を交換するように
すると、工作機械の稼動率が極端に低下し、また工具経
済上も得策でない。このような点に鑑み、ステップ１０
７において寿命を越えての工具使用の可否を判断するの
である。

ステップ１０７においてＦ＝Ｑの場合い０）、その工具
は寿命を越えての使用が許されない工具であるため、ス
テップ１１１に進み、その工具が充分な余命を有するか
否かを判別する。換言すれば、その工具の余命、すなわ
ち（（Ｌｉｆｅ　Ｔｉｍｅ）　−（ＥｘｈＴｉｍｅ））
が使用予定時間（Ｃｔｉｍｅ）を上まわっているか否か
を判別する。

ステップ１１１において、（（Ｌｉｆｅ　Ｔｉｍｅ）　
−（ＥｘｈＴｉｍｅ））　＜　（Ｃｔｉｍｅ）の場合（
Ｎ口）　、加工半ばにして工具寿命が尽きる、従って工
具交換が必要であるということでその旨を記録・登録す
る（ステップ１１３）。

他方、ステップ１１１　において（（Ｌｉｆｅ　Ｔｉｍ
ｅ）（Ｅｔｈ　Ｔｉｍｅ））≧（Ｃｔｉｍｅ）の場合（
ＹＥＳ）　、工具寿命に関しては形式上問題はなく、従
って工具交換は不要であるということになる。

しかしながら、たとえ寿命を越えなくても寿命ギリギリ
までその工具を使用することが精度等の面で好ましくな
い場合もあり、従って、ある一定の時間的な使用限界を
設けそれを越えたならば注意的にその旨を表示乃至は工
具交換が必要である旨を指摘するようにすることが望ま
しい。

そこで、ステップ１１５においては、その工具の累計消
費時間（Ｅｘｈ　Ｔｉｍｅ）が所定の設定値Ａを越えて
いるか否かを判別する。この設定値Ａは、例えばその工
具の設定寿命値（Ｌｉｆｅ　Ｔｉｍｅ）　に所定の数値
α（ユーザーの目的等に応じて経験的に得られる例えば
０．９５程度の数値）を乗じたもの、すなわちＡ　＝　
（ＬｉｆｅＴｉｍｅ）　　ｘαの式により画一的に求め
ればよい。

（Ｅｘｈ　Ｔｉｍｅ）≧Ａであれば（ＹＥＳ）　、例え
ば工具交換が必要である旨、そしてその逆であれば（Ｎ
Ｏ）、工具交換が不要である旨を記録・登録する（ステ
ップ１１７及びステップ１１９）。

以上説胡したステップ１０３．１０５．１０７．・・・
、そしてステップ１０３に戻るループ処理を、ＮＣブロ
クラムで使用する総ての工具について行ったならば、す
なわちステップ１０５においてＹＥＳの場合、ステップ
１２１　に進む。ステップ１２１　においては、寿命を
オーバーするが工具は残留させるべき旨（ステップ１０
９）、寿命がなくなるために交換すべき旨（ステップ１
１３）、累計消費時間が設定値を越える旨（ステップ１
１７）、及び設定値を越えない旨（ステップ１１９）の
情報に基づき、オペレータに理解され易い形式から成る
工具交換票を作成して、それをモニタにあるいは紙片に
表示する。

なお、累計消費時間（Ｅｘｈ　Ｔｉｍｅ）が設定値（Ａ
）を越える場合及びそうでない場合を、視覚的に理解さ
れ易い形式−１例えば前者を赤、後者を青で点灯表示す
る形式にすることが考えられる。

また、この設定値（Ａ）に加えて、これより値の低い第
２の設定値、上記係数αを例えば０．８程度にした設定
値（Ｂ）を設け、累計消費時間（Ｅｘｈ７＋ｍｅ）がこ
の設定値（Ｂ）を越えると「黄」とするようにする、す
なわち、赤・黄・青の多段階表示を行うようにすれば工
具交換タイミングに関するオペレータの注意をより喚起
でき実用上好ましい。

以上説明したように本実施例装置によれば、加工途中に
おいて寿命を越えての使用が許される工具については工
具交換が不要である旨を判示し、それが許されない工具
については工具交換の要否につき寿命値や所定設定値と
の比較により適格な判断を行う、すなわち適材適所的な
工具使用（交換）を全般的に画策することができる。従
って、いたずらに工具交換を繰り返すような事態をなく
すことができ、また加工中に不用意に工具寿命が尽きる
ことによる品質低下や中断タイムロス等の問題が効果的
に解決し、品質や生産件の面で著しい効果が期待できる
。

しかも、本装置は、ＮＣ工作機械自体の稼動の如何に拘
らず、例えばワークが載置されたパレットを工作機械に
セットする前に、工具マガジンに収納されている工具で
そのパレットのワークを加工し得るか否か（工具交換の
要否）を事前に迅速且つ効果的・能率的にチエツクし得
るた約、それらに費やさざるを得なかった従来の労力等
を大幅に軽減乃至はなくすことができる。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば、所定加ニスケシニールを実
行する際に必要となる工具を寿命の面から監視してその
交換の要否を適格迅速に具体的に指示するようになって
いるた約、加工品質を高く維持しながら同時に工具準備
等に関する作業の作業性等を著しく向上させることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る加工システムにおける工具管理方
法を実現するための工具管理装置の基本原理を示すブロ
ック図、 第２図は本願発明の詳細な説明するた約のフローチャー
トである。 １・・・工具管理装置、　２・・・第１比較手段、３・
・・第２比較手段、　４・・・表示手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１台の工具マガジン付ＮＣ工作機械を有
   する加工システムにおいて、所定のＮＣ工作機械に割り
   当てられた加工スケジュールを実行する上で供されるべ
   き工具を管理する方法であって、前記加工スケジュール
   で使用する各工具の余命を加工の進行と共に把握し、前
   記加工スケジュールの加工工程毎の各工具の使用予定時
   間を予め与え、加工工程が実行される前に現在工具マガ
   ジンに保有する工具の余命が当該加工工程の工具使用予
   定時間と比較して小さい場合は工具交換要求を出力する
   ようにしたことを特徴とする加工システムにおける工具
   管理方法。 ２、加工途中で工具の余命がなくなってもそのまま当該
   加工工程を続行しても良いか否かの識別を加工工程毎に
   予め与え、続行否の場合のみ前記工具交換要求を出力す
   るようにした請求項１に記載の加工システムにおける工
   具管理方法。