JPH04360754A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工作機械の工具の寿命を
管理する数値制御装置（ＣＮＣ）の工具寿命管理方法に
関し、特に工具が寿命に到達したことを正確に判断でき
るようにした工具寿命管理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、数値制御装置（ＣＮＣ）では加工
精度の維持及び工具の破損防止のために、工作機械の工
具の寿命を管理している。即ち、工具が寿命に到達した
と判断すると、その工具を自動的に代替工具と交換する
ようにしている。工具が寿命に到達したか否かの判断は
、工具の加工への使用回数又は工具の使用時間を測定し
て、その測定値を基準値と比較するという、工具の摩耗
状態を間接的に推定する判別方法で行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、同じ使用回数
や同じ使用時間であっても、加工されるワークやオーバ
ライド等の加工条件によって実際の工具の摩耗状態は異
なるから、工具の使用回数や使用時間が、実際の工具の
摩耗状態の正確な指標とはなり得ず、従って、工具の使
用回数や使用時間に基づいて行う工具寿命管理は、正確
な工具寿命管理手法とはいえなかった。本発明はこのよ
うな点に鑑みてなされたものであり、正確な工具寿命管
理方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【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、工作機械の工具の寿命を管理する数値制
御装置（ＣＮＣ）の工具寿命管理方法において、前記工
具の工具長又は工具径を測定して測定値を求め、前記工
具の工具長又は工具径の寿命限界値を設定し、前記測定
値を前記寿命限界値と比較し、前記測定値が前記寿命限
界値より小さくなった時、前記工具が寿命に達したと判
別することを特徴とする工具寿命管理方法が、提供され
る。

【０００５】また、工作機械の工具の寿命を管理する数
値制御装置（ＣＮＣ）の工具寿命管理方法において、前
記工具の工具長又は工具径を測定して前記工具の摩耗量
を求め、前記工具の工具長又は工具径の摩耗限界値を設
定し、前記摩耗量を前記摩耗限界値と比較し、前記摩耗
量が前記摩耗限界値より大きくなった時、前記工具が寿
命に達したと判別することを特徴とする工具寿命管理方
法が、提供される。

【０００６】

【作用】工具の工具長又は工具径を測定して測定値を求
めるとともに、工具の工具長又は工具径の寿命限界値を
設定する。前記測定値を前記寿命限界値と比較し、測定
値が寿命限界値より小さくなった時、工具が寿命に達し
たと判別する。

【０００７】また、工具の工具長又は工具径を測定して
工具の摩耗量を求めるとともに、工具の工具長又は工具
径の摩耗限界値を設定する。前記摩耗量を前記摩耗限界
値と比較し、摩耗量が摩耗限界値より大きくなった時、
工具が寿命に達したと判別する。

【０００８】

【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。図２は本発明を実施するための数値制御装置（
ＣＮＣ）のハードウエアのブロック図である。図におい
て、プロセッサ１１はバス２１を介してＲＯＭ１２に格
納されたシステムプログラムを読み出し、このシステム
プログラムに従って数値制御装置１０の全体の動作を制
御する。ＲＡＭ１３にはＤＲＡＭが使用され、一時的な
計算データ、表示データ等が格納される。不揮発性メモ
リ１４はＣＭＯＳで構成され、また図示されていないバ
ッテリでバックアップされており、後述する工具測定値
や工具補正量、ピッチ誤差補正量、ＮＣプログラム、パ
ラメータ等が格納される。パラメータには工具毎の寿命
限界値を予め入力しておく。寿命限界値とは、その値よ
りも小さい値となると当該工具は使用が不可能であると
いう値であり、この寿命限界値には余裕を持たせた少し
大きい値を設定するようにする。

【０００９】インタフェース１５は外部機器用のインタ
フェースであり、紙テープリーダ、紙テープパンチャー
、紙テープリーダ・パンチャー等の外部機器３１が接続
される。紙テープリーダからはＮＣプログラムが読み込
まれ、また、数値制御装置１０内で編集されたＮＣプロ
グラムを紙テープパンチャーに出力することができる。

【００１０】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１６は数値制御装置１０に内蔵され、ラダー形
式で作成されたシーケンスプログラムで機械側を制御す
る。すなわち、ＮＣプログラムで指令されたＭ機能、Ｓ
機能及びＴ機能に従って、シーケンスプログラムを機械
側で必要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット１７から機械
側に出力する。この出力信号は機械側のマグネット等を
駆動し、油圧バルブ、空圧バルブ及び電気アクチュエイ
タ等を作動させる。また、ＰＭＣ１６は、機械側のリミ
ットスイッチ及び機械操作盤のスイッチ等の信号を受け
て、必要な処理をして、プロセッサ１１に渡す。後述の
Ｔ機能、Ｍ機能による工具交換制御はこのＰＭＣ１６が
行う。

【００１１】グラフィック制御回路１８は各軸の現在位
置、アラーム、パラメータ、画像データ等のディジタル
データを画像信号に変換して出力する。この画像信号は
ＣＲＴ／ＭＤＩユニット２５の表示装置２６に送られ、
表示される。インタフェース１９はＣＲＴ／ＭＤＩユニ
ット２５内のキーボード２７からのデータを受けて、プ
ロセッサ１１に渡す。インタフェース２０は手動パルス
発生器３２に接続され、手動パルス発生器３２からのパ
ルスを受ける。手動パルス発生器３２は機械操作盤に実
装され、手動で機械稼働部を精密に移動させるのに使用
される。

【００１２】軸制御回路４１〜４４はプロセッサ１１か
らの各軸の移動指令を受けて、これを速度指令信号に変
換し、サーボアンプ５１〜５４に出力する。サーボアン
プ５１〜５４は速度指令信号を増幅して各軸のサーボモ
ータ６１〜６４を駆動する。サーボモータ６１〜６４に
は位置検出用のパルスコーダが内蔵されており、このパ
ルスコーダから位置信号がパルス列としてフィードバッ
クされる。場合によっては、位置検出器としてリニアス
ケールが使用される。また、このパルス列をＦ／Ｖ（周
波数／速度）変換することにより、速度信号を生成する
ことができる。さらに、速度検出用にタコジェネレータ
が使用される場合もある。図ではこれらの位置信号のフ
ィードバックライン及び速度フィードバックラインは省
略してある。

【００１３】スピンドル制御回路７１はスピンドル回転
指令及びスピンドルのオリエンテーション等の指令を受
けて、スピンドルアンプ７２にスピンドル速度信号を出
力する。スピンドルアンプ７２はこのスピンドル速度信
号を受けて、スピンドルモータ７３を指令された回転速
度で回転させる。また、オリエンテーション指令によっ
て、所定の位置にスピンドルを位置決めする。

【００１４】スピンドルモータ７３には歯車あるいはベ
ルトでポジションコーダ８２が結合されている。従って
、ポジションコーダ８２はスピンドルモータ７３に同期
して回転し、帰還パルスを出力し、その帰還パルスはイ
ンタフェース８１を経由して、プロセッサ１１によって
読み取られる。この帰還パルスは他の軸をスピンドルモ
ータ７３に同期して移動させてネジ切り等の加工を行う
ために使用される。

【００１５】計測器９２では、計測制御回路９１の指示
信号に従い、工具の工具長又は工具径が測定され、その
測定値が計測制御回路９１でデジタル信号に変換されて
プロセッサ１１に渡される。計測器９２はレーザ測長器
、光学測定器等が使用される。図１は、計測器９２で測
定された工具長又は工具径に基づいて、プロセッサ１１
が行う工具寿命管理の手順を説明するフローチャートで
ある。図中、Ｓに続く数字はステップ番号を示す。

【００１６】〔Ｓ１〕加工プログラムで指示されたＴコ
ードに従い、次に使用すべき工具を選択し、工具交換装
置を待機位置へ移動させる。 〔Ｓ２〕加工プログラムでＭ０６が指示されると、工具
交換を行う。 〔Ｓ３〕不揮発性メモリ１４に記憶されたパラメータに
、工具長又は工具径に基づく工具寿命管理を行うことを
指示した信号があるか否かを判別する。この指示があれ
ば、ステップＳ４〜Ｓ８へ進み、なければステップＳ９
へ進む。 なお、使用すべき工具が装着済の状態で加工プログラム
の実行が開始された時には、本ステップから工具寿命管
理がスタートされる。

【００１７】〔Ｓ４〕工具長又は工具径が、計測制御回
路９１の制御に従って計測器９２で計測される。 〔Ｓ５〕ステップＳ４で測定された工具長又は工具径（
測定値）が、予め工具毎に不揮発性メモリ１４に設定さ
れた寿命限界値の内の当該工具の寿命限界値と比較され
る。比較の結果、測定値が寿命限界値よりも小さいなら
ば、その工具は使用すべきでないと判別し、ステップＳ
６へ進み、一方、測定値が寿命限界値以上であるならば
、その工具は未だ使用できると判別して本プログラムを
終了する。

【００１８】〔Ｓ６〕ステップＳ５で使用不可と判断さ
れた工具を工具マガジンに戻す。 〔Ｓ７〕工具のデータベースの当該工具の項に、使用不
可というデータを書き込む。 〔Ｓ８〕工具マガジンの中から、使用不可となった工具
をスキップして次に使用すべき代替工具を取り出し、装
着する。この新たに装着された工具に対して寿命管理を
行うべく、本ステップ実行後、ステップＳ４へ戻る。 〔Ｓ９〕工具の使用時間、使用回数に基づく、従来の工
具寿命管理を実行し、本プログラムを終了する。

【００１９】上記の実施例では、工具長又は工具径の測
定値を、工具が使用できる限界の工具長又は工具径であ
る寿命限界値と比較し、測定値が寿命限界値よりも小さ
い時に、工具が使用不可能と判断するようにしているが
、他の実施例として、工具の摩耗量が増大して工具が使
用できなくなるような摩耗量の最大限界である摩耗限界
値を予め工具毎に不揮発性メモリ１４に設定しておき、
ステップＳ４の実行の代わりに、工具の工具長又は工具
径を測定してから摩耗量を算出し、ステップＳ５の実行
の代わりに、算出された摩耗量を対応工具の摩耗限界値
と比較し、摩耗量が摩耗限界値よりも大きい時には工具
が使用不可能と判断するようにしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、工具寿
命の判断基準として工具の工具長又は工具径を使用する
ようにしたので、正確な工具の寿命到達の時期を判断す
ることができ、従って、正確な工具寿命管理が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工具寿命管理方法の手順を説明するフ
ローチャートである。

【図２】数値制御装置のハードウエアのブロック図であ
る。

【符号の説明】

１０　　数値制御装置 １１　　プロセッサ １４　　不揮発性メモリ １６　　ＰＭＣ ９１　　計測制御回路 ９２　　計測器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　工作機械の工具の寿命を管理する数値
   制御装置（ＣＮＣ）の工具寿命管理方法において、前記
   工具の工具長又は工具径を測定して測定値を求め、前記
   工具の工具長又は工具径の寿命限界値を設定し、前記測
   定値を前記寿命限界値と比較し、前記測定値が前記寿命
   限界値より小さくなった時、前記工具が寿命に達したと
   判別することを特徴とする工具寿命管理方法。
2. 【請求項２】　　工作機械の工具の寿命を管理する数値
   制御装置（ＣＮＣ）の工具寿命管理方法において、前記
   工具の工具長又は工具径を測定して前記工具の摩耗量を
   求め、前記工具の工具長又は工具径の摩耗限界値を設定
   し、前記摩耗量を前記摩耗限界値と比較し、前記摩耗量
   が前記摩耗限界値より大きくなった時、前記工具が寿命
   に達したと判別することを特徴とする工具寿命管理方法
   。