JPH1034496A

JPH1034496A - マシニングセンタ

Info

Publication number: JPH1034496A
Application number: JP8211899A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Sakae; 英利寒河江; Hisashi Inada; 久稲田; Satoshi Kai; 聡甲斐
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-07-22
Filing date: 1996-07-22
Publication date: 1998-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】加工結果を整理分類して学習する知能的な加
工システムを有するマシニングセンタを提供する。【解決手段】マシニングセンタ１は、ＣＡＤ・ＣＡＭ
システム７より加工条件を含み、過去の不具合を考慮し
た条件，ツールパス，削り方を修正したＮＣプログラム
を受け取り（Ｓ１）、金型加工を実施する。このマシニ
ングセンタ１には、加工中、インプロセスで工具のビビ
リまたは折損を検知できる振動センサ８が取り付けられ
ている。金型加工中に、工具２のビビリあるいは折損と
いう不具合が生ずると、この情報は、直ちにマシニング
センタ制御部３に送られ（Ｓ２）、不具合を生じたＮＣ
プログラムの行番号の情報が加工条件設定部４に送られ
る（Ｓ３）。加工条件設定部４は、不具合を生じたＮＣ
プログラムの行番号をＣＡＤ・ＣＡＭシステム７に送り
（Ｓ４）、不具合を生じた時の加工形状情報を加工条件
設定部４に返す（Ｓ５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マシニングセン
タ、より詳細には、マシニングセンタを用いた切削加工
技術に関し、加工結果を整理分類して学習する知能的な
加工システムを有するマシニングセンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】曲面形状を有する金型加工には、多種類
の工具を格納し、逐時工具を交換して、無人で連続稼働
が可能なマシニングセンタが多用されており、このマシ
ニングセンタによる金型の切削加工では、加工物の形状
に応じて多くの工具を使い分けられることが利点であ
る。

【０００３】マシニングセンタは、切削加工の自由度が
高く、多様な形状を加工することが可能であるが、反
面、使用工具が多く、使用状態も多岐にわたり、個々の
切削工程が能率と精度の面から十分詰められた状態で実
施しているとは言い難く、マシニング加工の能率向上を
ねらって加工条件を一覧表形式のデータベース化する活
動は従来から行われている。

【０００４】マシニングセンタの切削加工条件は、被削
材と工具が決まることで、基本的な推奨値が工具メーカ
等からも提示されているが、工具接触面積が変動するの
で、この条件は、ほとんどの場合、実際の形状加工では
直接適用することができず、ユーザ側で個別のデータベ
ースを構築しているか、または構築しつつあるのが現状
である。

【０００５】マシニングセンタの加工条件を自動的に入
力するものについては、例えば、特開平７−６０６０３
号公報，特開平７−２５３８１０号公報，特開平７−４
０１９１号公報などに開示されているものがある。

【０００６】前記特開平７−６０６０３号公報に開示さ
れたものは、三次元形状データを三次元形状データ入力
部から入力して三次元形状データファイルに格納し、加
工基本条件データを加工基本条件データ入力部から入力
して加工基本条件データファイルに格納し、そして、加
工データ自動作成部が、三次元形状データと加工基本条
件データに基づいて、熟練した加工技術者が所有する加
工技術データが予め格納されている加工技術データベー
スを参照して加工データを自動作成し、加工データファ
イルに格納することにより、熟練技術者でなくとも質の
高い加工データを迅速に作成できるようにするというも
のである。

【０００７】前記特開平７−２５３８１０号公報に開示
されたものは、工具および加工条件の自動決定機能を備
えた工作機械の数値制御装置において、工具および加工
条件の標準的なデータを蓄積した標準データベースと、
標準データベースの内容とは異なるユーザー固有の工具
および加工条件のデータを入力する入力装置と、入力装
置により入力されたデータが蓄積された１つ以上のユー
ザー固有データベースと、標準データベースと１つ以上
のユーザー固有データベースの両方を利用して工具およ
び加工条件を決定する工具・加工条件自動決定手段とを
備えることにより、熟練作業者のもつノウハウをデータ
ベースに取り込んで、工具および加工条件を自動決定す
るというものである。

【０００８】前記特開平７−４０１９１号公報に開示さ
れたものは、判断手段で格納されていないと判断する
と、第２の切削条件値設定手段が、新たに入力された選
択細目データのうち加工条件の特定項目についての選択
細目データで形成されるパターンに該当する加工条件の
既成パターンと、この既成パターンに対応する切削条件
の既成データテーブルとを第２の記憶手段から読み出
し、次いで、加工プログラムの自動生成の際に、この読
み出した既成データテーブルに基づいて切削条件値を設
定することにより、加工現状に即した最適な切削条件値
を設定するというものである。

【０００９】また、工具軌跡が曲がるところで加工条件
を局所的に変更するものとして、例えば、特開平７−２
５３８１０号公報に開示されたものがある。この公報の
ものは、刃先が丸棒切削ラインを切削中に丸棒切込ライ
ンと最終加工形状との交点に達する前に速度を変更する
際に、変更を行なう区間つまり速度変更区間をあらかじ
めオペレータが指定しておくための速度変更区間入力手
段を設けて、この手段によって入力された速度変更区間
を記憶する速度変更区間記憶手段を設け、丸棒切削ライ
ン指令速度変更手段は、丸棒切削ライン指令生成手段か
ら受け取った指令をもとに、速度変更区間記憶手段から
の速度変更区間と切削サイクルコントロール手段からの
変更後送り速度によって、速度変更後、丸棒切削ライン
指令を出力することにより、工具の保護のきめ細かな対
応を可能にするというものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ワークが異な
ることにより、被削材量，工具突き出し量，ツールパ
ス，仕上げ工具の先端曲率が異なり、これらがみな切削
条件に影響を及ぼすため、非常に多くの加工パターンが
存在することとなり、あらかじめ個別の切削条件を求め
ておくことは困難であり、一種一点というような多種小
量の金型を生産する場合は、ワーク材質や形状が製作毎
に異なるので、この種のデータベースの作成が非常に困
難な状況となっていた。

【００１１】また、前記特開平７−２５３８１０号公報
に開示されたものは、速度変更後の条件をどう決めるか
について信頼あるデータを蓄積しておく必要がある。

【００１２】また、工具は、連続使用することによって
磨耗が進行し、切れ味等に変動を生じてくるが、切削条
件は刃物が新品で非常に切れ味がよい状態で求められて
おり、工具が新品の状態では無理でなかった加工条件
も、工具の磨耗の進行により、切れ味が鈍化すると不適
合なデータとなってしまう。このため、工具のライフサ
イクルを考えると、切削条件が適合しているのは極初期
の一時期のみということになる。

【００１３】また、ポケット加工におけるコーナ部で
は、工具の接触長さが急激に変動するため、工具ビビリ
や欠損が生じやすく、従来技術では、コーナ部を両側
から削ってゆく、コーナ部にあらかじめ穴をあけてお
く、ツールパスに一定以上の曲率半径を持たせる、
ＣＡＭシステムにコーナ部を抽出させてその部分の送り
速度をオペレータがノウハウとして持っている値に変更
する等の手段がとられているが、複雑な形状となると、
上記〜ではＣＡＭオペレータの作業量がたいへん増
大してしまい、上記ではコーナ部でいかなる値に変更
するかがオペレータの技量による等の問題を依然はらん
でいる。

【００１４】そこで、実作業における加工情報を、ＮＣ
プログラム作成時のオペレートコマンドの一つの指標と
して整理，蓄積する加工システムを構築することによ
り、データベースは非常に信頼性の高いものとなる。

【００１５】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、（１）一品一様の金型製作を通じても、着
実に切削条件のデータベースを構築できる加工システム
を提供すること、（２）工具磨耗の状況に応じて、適切
な加工条件を採用して加工を進行する加工システムを提
供すること、（３）加工形状と加工条件をセットにした
状態でデータベースを構築し、ポケット加工のような局
所的に条件変更を必要とするものについても、最適な切
削条件を蓄えることを可能とする加工システムを提供す
ること、を目的としてなされたものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、金型
加工等に用いられるマシニングセンタであって、加工に
必要なデータを処理するデータ処理手段と、該データ処
理手段で処理されたデータに基づいて前記マシニングセ
ンタを制御する制御手段とを有するマシニングセンタに
おいて、工具の回転振れを計測する計測手段と、前記工
具の先端を観察する観察手段と、前記工具の異常振動を
検出する振動検出手段とを有し、前記データ処理手段
が、前記計測手段と前記観察手段と前記振動検出手段と
により検知された前記工具の状態と、前記工具が実行し
たＮＣプログラムとを該ＮＣプログラムの行番号レベル
で対応させて加工に必要なデータの処理をすることを特
徴としたもので、一連のプログラムの中で実加工時に不
適合となっているところを明確に特定することができ、
これにより、その部位の加工条件を局所的に修正するこ
とができるようにしたものである。

【００１７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記データ処理手段が、少なくとも、前記工具の仕
様データと、前記計測手段による計測結果と、前記観察
手段による観察結果とを蓄積する工具管理部と、前記Ｎ
Ｃプログラムを生成するＣＡＤ・ＣＡＭ部と、工作物の
加工結果を前記工具管理部と前記ＣＡＤ・ＣＡＭ部とが
有するデータと対応させて加工条件を設定する加工条件
設定部と、該加工条件設定部により設定された加工条件
データを蓄積する加工条件データベース部を有すること
を特徴としたもので、実施した加工条件と加工結果，加
工対象の形状，削り方，用いた工具の状態，工具仕様を
相互に関連づけた形式で、人手を介さずに情報として格
納し、実作業の加工に基づくデータベースを構築するこ
とができるようにしたものである。

【００１８】請求項３の発明は、請求項１あるいは２の
発明において、前記計測手段が、工具を装着した状態で
工具径と工具長さと工具の回転振れ量とを前記工具に触
れないで計測する非接触型センサを有することを特徴と
したもので、測定プローブで工具刃先を痛めたり、逆に
刃先でプローブ先端を劣化させることがなく、加工時の
回転数を与えた状態での測定もできるようにしたもので
ある。

【００１９】請求項４の発明は、請求項１乃至３の発明
において、前記観察手段は、前記工具の先端に対して２
つ以上の異なる方向により前記工具の先端を観察する観
察装置と、該観察装置により観察された結果をデジタル
の画像データとして記録する記録装置と、該記録装置に
記録された画像データを再生可能なパソコン等の機器に
転送する転送手段とを有することを特徴としたもので、
微小破枠かあるいは磨滅かという磨耗の状態や磨耗の箇
所（局所か広域か）まで容易に捕らえることができるよ
うにしたものである。

【００２０】請求項５の発明は、請求項２乃至４の発明
において、前記振動検出手段が、振動センサを有し、該
振動センサがあらかじめ定められた値を超えた振動量を
検知した時、該振動量が検知された時の振動データと前
記ＣＡＤ・ＣＡＭ部が有するＮＣプログラムの行番号
と、前記工具管理部が有するデータとが前記加工条件設
定部に送信されることを特徴としたもので、不具合の度
合いを後の加工条件検索時でも把握がすることができる
ようにしたものである。

【００２１】請求項６の発明は、請求項２乃至５の発明
において、前記観察手段が、あらかじめ定められた値を
超えた磨耗量を検知した時、該磨耗量が検知された時の
磨耗データと、前記ＣＡＤ・ＣＡＭ部が有するＮＣプロ
グラムとが前記加工条件設定部に送信されることを特徴
としたもので、工具の振動が小さくても、工具磨耗進行
度合いからも不適合な加工条件チェックができるように
したものである。

【００２２】請求項７の発明は、請求項２乃至６の発明
において、前記加工条件データベース部が、工具使用時
の工具の振動量と該工具の磨耗量と該工具による加工能
率とにより使用工具の序列化をすることができることを
特徴としたもので、特定の条件を重視する加工におい
て、有効であるようにしたものである。

【００２３】請求項８の発明は、請求項２乃至７の発明
において、前記ＣＡＤ・ＣＡＭ部が、不具合を生じた時
の加工条件のデータに基づいて、ＮＣプログラム作成時
に不具合の発生を予測するための予測手段を有すること
を特徴としたもので、作成された加工プログラムの中で
不具合が生ずると予測される箇所を自動的にチェック
し、また、データベースに最適な加工条件が格納されて
いない場合でも避けなければならない条件を確認するこ
とができるようにしたものである。

【００２４】請求項９の発明は、請求項２乃至８の発明
において、前記ＣＡＤ・ＣＡＭ部が、加工時に不具合を
生じたＮＣプログラムの行番号を受け取った時、そのツ
ールパスに至るまでの加工品形状をソリッドモデルで表
現し、前記不具合を生じた時の工具と加工品の接触状態
までを特定し、前記ツールパスを作成したＣＡＤ内での
コマンドをラベルとして添付して前記接触状態の情報を
前記加工条件設定部に転送することを特徴としたもの
で、ツールパス内で場所に応じて条件を変化させた最適
な切削条件を自動設定することができるようにしたもの
である。

【００２５】請求項１０の発明は、請求項５乃至９の発
明において、前記振動センサが、応答周波数２０ｋＨｚ
以下の加速度ピックアップで、かつ、ＸＹＺの直交する
３成分の加速度を検知することができることを特徴とし
たもので、検知能力がより高まり、また、支配的な振動
方向を把握することができるようにしたものである。

【００２６】請求項１１の発明は、請求項５乃至１０の
発明において、前記振動センサの加速度ピックアップ
が、前記マシニングセンタの主軸の軸方向と一致するよ
うに配設されていることを特徴としたもので、振動デー
タに複雑な処理を加える必要がなく、工具の振動状態を
容易にとらえることができるようにしたものである。

【００２７】請求項１２の発明は、請求項４乃至１１の
発明において、前記観察手段が、得られた工具の先端の
画像に画像処理を施して磨耗領域を抽出し、該磨耗領域
の幅を特定の方向に自動計測して前記工具の磨耗量を定
量化することを特徴としたもので、読み取り誤差などを
排除した信頼性の高いデータを蓄積することができるよ
うにしたものである。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明によるマシニング
センタの一実施例を説明するための要部構成図で、図
中、１はマシニングセンタ、２は工具、３はマシニング
センタ制御部、４は加工条件設定部、５は工具管理部、
６は加工条件データベース部、７はＣＡＤ・ＣＡＭシス
テム、８は振動センサ、Ｍは工具評価モジュールであ
る。

【００２９】マシニングセンタ１は、ＣＡＤ・ＣＡＭシ
ステム７より加工条件を含み、過去の不具合を考慮した
条件，ツールパス，削り方を修正したＮＣプログラムを
受け取り（Ｓ１）金型加工を実施する。このマシニング
センタ１には、加工中、インプロセスで工具のビビリま
たは折損を検知できる振動センサ８が取り付けられてい
る。

【００３０】金型加工中に、工具２のビビリあるいは折
損という不具合が生ずるとこの情報は、直ちにマシニン
グセンタ制御部３に送られ（Ｓ２）、ａ．不具合を生じたＮＣプログラムの行番号、ｂ．実行加工条件である主軸回転数と送り速度、ｃ．主軸負荷、の情報が加工条件設定部４に送られる（Ｓ３）。

【００３１】加工条件設定部４は、不具合を生じたＮＣ
プログラムの行番号をＣＡＤ・ＣＡＭシステム７に送り
（Ｓ４）、不具合を生じたａ．ツールパス、ｂ．削りのパターン、ｃ．加工面の角度、からなる加工形状情報を加工条件設定部４に返す（Ｓ
５）。

【００３２】ここで、「ツールパス」とは、走査線ある
いは等高線等の工具軌跡の様式と、そのパス内のどの部
位か（コーナか否か）を表す情報を指し、「削りのパタ
ーン」とは、アプローチ，肩削り，内側または外側輪郭
加工，領域加工，ポケット加工等であり、これは使用し
たＣＡＭシステムが具備している切削のパターンに相当
する。「加工面の角度」とは、加工部が立ち壁であった
のか、底面であった等を判別する情報である。

【００３３】図２は、図１に示した実施例の工具評価モ
ジュールＭを説明するための図で、図中、図１と同じ作
用をする部分には図１と同じ符号が付してある。

【００３４】加工で用いられる工具は、あらかじめ、機
上で工具評価モジュールＭによって工具の振れや磨耗状
態が計測されており（Ｓ６）、工具管理部５にて、磨耗
状態から予測寿命が立てられ、その切削長内で使用され
る。

【００３５】使用された工具２が外され、新しいものに
交換されると、外した工具２の寿命実績値が予測寿命算
出の基礎データとして工具管理部５に取り込まれる（Ｓ
６）。

【００３６】工具２にビビリ等の不具合が発生した際、
その時使用された工具２の情報として、工具管理部５は
使用前後の工具２の磨耗状態や振れの状態等の計測デー
タと工具メーカ，工具材質，コーティング，刃長，ねじ
れ角等の工具の仕様に関する情報（Ｓ７）で構成される
工具情報を加工条件設定部４に渡す（Ｓ８）。

【００３７】加工条件設定部４は、これらの情報をもと
に、不具合が生じた際のａ．加工条件、ｂ．ワーク形状情報、ｃ．工具情報、を所定のフォーマットで加工条件データベース部６に送
り（Ｓ９）、「変更を必要とする条件」として蓄える。
マシニングセンタオペレータが調整できる条件変更は主
軸回転数と送り速度であり、この変更により、不具合を
押さえることができた場合は、その結果を「良好な加工
条件」として取り込む。

【００３８】この加工条件データベース部６は、ＣＡＤ
・ＣＡＭシステム７にリンクしており、プログラマがあ
らかじめ被削材および工具情報を入力してＣＡＭを開始
することにより、ツールパス，削りのパターンを決定し
た時点で最適な切削条件を自動的に提示する（Ｓ１０）
仕組みとなっている。

【００３９】切り込み量に関しては、ブランクからソリ
ッドモデルで表現し、各ツール軌跡により除去されるワ
ークの体積を算出し、この単位時間の切りくず体積，工
具切り刃の接触長さを考慮して加工時の不具合発生をシ
ュミレートする。

【００４０】また、ポケット加工でのコーナ部のよう
に、局所的に加工条件を落とす必要のあるものも、変更
が必要な部位をシステム側が自動チェックして、その箇
所を表示する機能を有する。条件変更をオペレータが認
可することにより、その局所部位の主軸回転数または送
り速度を最適値に自動的に変更する。

【００４１】

【発明の効果】請求項１の発明は、金型加工等に用いら
れるマシニングセンタであって、加工に必要なデータを
処理するデータ処理手段と、該データ処理手段で処理さ
れたデータに基づいて前記マシニングセンタを制御する
制御手段とを有するマシニングセンタにおいて、工具の
回転振れを計測する計測手段と、前記工具の先端を観察
する観察手段と、前記工具の異常振動を検出する振動検
出手段とを有し、前記データ処理手段が、前記計測手段
と前記観察手段と前記振動検出手段とにより検知された
前記工具の状態と、前記工具が実行したＮＣプログラム
とを該ＮＣプログラムの行番号レベルで対応させて加工
に必要なデータの処理をするので、工具の振動状態を表
す信号にもとずき、加工時に不具合の生じたＮＣプログ
ラムの行番号を取り出すことにより、一連のプログラム
の中で実加工時に不適合となっているところを明確に特
定することができ、その部位の加工条件を局所的に修正
することが可能となり、プログラム全体での加工能率も
低下することなく、加工条件の最適化を行うことができ
る。

【００４２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記データ処理手段が、少なくとも、前記工具の仕
様データと、前記計測手段による計測結果と、前記観察
手段による観察結果とを蓄積する工具管理部と、前記Ｎ
Ｃプログラムを生成するＣＡＤ・ＣＡＭ部と、工作物の
加工結果を前記工具管理部と前記ＣＡＤ・ＣＡＭ部とが
有するデータと対応させて加工条件を設定する加工条件
設定部と、該加工条件設定部により設定された加工条件
データを蓄積する加工条件データベース部を有するの
で、加工システムを構成する各機能部をリンクさせるこ
とにより、相互に情報交換をすることが可能になり、実
施した加工条件と加工結果，加工対象の形状，削り方，
用いた工具の状態，工具仕様を相互に関連づけた形式
で、人手を介さずに情報として格納し、実作業の加工に
基づくデータベースを構築することができる。

【００４３】請求項３の発明は、請求項１あるいは２の
発明において、前記計測手段が、工具を装着した状態で
工具径と工具長さと工具の回転振れ量とを前記工具に触
れないで計測する非接触型センサを有するので、実際の
加工状態で工具の振れを測定することができ、また、非
接触式のセンサなので測定プローブで工具刃先を痛めた
り、逆に刃先でプローブ先端を劣化させることがなく、
加工時の回転数を与えた状態での測定も可能である。

【００４４】請求項４の発明は、請求項１乃至３の発明
において、前記観察手段は、前記工具の先端に対して２
つ以上の異なる方向により前記工具の先端を観察する観
察装置と、該観察装置により観察された結果をデジタル
の画像データとして記録する記録装置と、該記録装置に
記録された画像データを再生可能なパソコン等の機器に
転送する転送手段とを有するので、工具の半径方向に進
展する磨耗と長さ方向の磨耗の両方が検知可能で、画像
情報の状態で格納し転送することにより、微小破砕かあ
るいは磨滅かという磨耗の状態や磨耗の箇所（局所か広
域か）まで容易に捕らえることが可能である。

【００４５】請求項５の発明は、請求項２乃至４の発明
において、前記振動検出手段が、振動センサを有し、該
振動センサがあらかじめ定められた値を超えた振動量を
検知した時、該振動量が検知された時の振動データと前
記ＣＡＤ・ＣＡＭ部が有するＮＣプログラムの行番号
と、前記工具管理部が有するデータとが前記加工条件設
定部に送信されるので、加工中にインプロセスで工具振
動をセンシングすることにより、不具合を生じたプログ
ラム中の行番号を特定することができ、また、振動デー
タと関連づけしておくことにより、その不具合の度合い
を後の加工条件検索時でも把握することができる。

【００４６】請求項６の発明は、請求項２乃至５の発明
において、前記観察手段が、あらかじめ定められた値を
超えた磨耗量を検知した時、該磨耗量が検知された時の
磨耗データと、前記ＣＡＤ・ＣＡＭ部が有するＮＣプロ
グラムとが前記加工条件設定部に送信されるので、工具
の振動が小さくても、工具磨耗進行度合いからも不適合
な加工条件のチェックが可能である。

【００４７】請求項７の発明は、請求項２乃至６の発明
において、前記加工条件データベース部が、該工具使用
時の該工具による振動量と工具の磨耗量と工具の加工能
率とにより使用工具の序列化をすることができるので、
「無人化のため工具寿命をできる限り延ばしたい」とい
った特定の条件を重視する加工において、有効である。

【００４８】請求項８の発明は、請求項２乃至７の発明
において、前記ＣＡＤ・ＣＡＭ部が、不具合を生じた時
の加工条件のデータに基づいて、ＮＣプログラム作成時
に不具合の発生を予測するための予測手段を有するの
で、実際の不具合事例をルールに基づいて蓄積し、デー
タベース化しておくことにより、作成された加工プログ
ラムの中で不具合が生ずると予測される箇所を自動的に
チェックし、また、データベースに最適な加工条件が格
納されていない場合でも避けなければならない条件を確
認することができ、使用可能な条件を安易に推定するこ
とができる。

【００４９】請求項９の発明は、請求項２乃至８の発明
において、前記ＣＡＤ・ＣＡＭ部が、加工時に不具合を
生じたＮＣプログラムの行番号を受け取った時、そのツ
ールパスに至るまでの加工品形状をソリッドモデルで表
現し、前記不具合を生じた時の工具と加工品の接触状態
までを特定し、前記ツールパスを作成したＣＡＤ内での
コマンドをラベルとして添付して前記接触状態の情報を
前記加工条件設定部に転送するので、工具と加工物の接
触状態によっても、切削条件は大きく左右されるため、
この機能により、接触状態が大きく変動するツールパス
を設定した場合でも、ツールパス内で場所に応じて条件
を変化させた最適な切削条件を自動設定することが可能
である。

【００５０】請求項１０の発明は、請求項５乃至９の発
明において、前記振動センサが、応答周波数２０ｋＨｚ
以下の加速度ピックアップで、かつ、ＸＹＺの直交する
３成分の加速度を検知するので、工具のビビリを検知す
るには、加速度信号を取り込む方式によるものが感度が
高く、３軸方向の加速度を同時に取り込むことにより、
その検知能力がより高まり、また、支配的な振動方向の
把握が可能である。

【００５１】請求項１１の発明は、請求項５乃至１０の
発明において、前記振動センサの加速度ピックアップ
が、前記マシニングセンタの主軸の軸方向と一致するよ
うに配設されているので、この配置により、振動データ
に複雑な処理を加える必要がなく、工具の振動状態を容
易にとらえることができる。

【００５２】請求項１２の発明は、請求項４乃至１１の
発明において、前記観察手段が、得られた工具の先端の
画像に画像処理を施して磨耗領域を抽出し、該磨耗領域
の幅を特定の方向に自動計測して前記工具の磨耗量を定
量化するので、取り込んだ画像情報から、着目したい刃
先磨耗量を人手に依らずに定量化することができるた
め、読み取り誤差などを排除した信頼性の高いデータを
蓄積することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるマシニングセンタの一実施例を
説明するための要部構成図である。

【図２】図１に示した実施例の工具評価モジュールＭ
を説明するための図である。

【符号の説明】

１…マシニングセンタ、２…工具、３…マシニングセン
タ制御部、４…加工条件設定部、５…工具管理部、６…
加工条件データベース、７…ＣＡＤ・ＣＡＭシステム、
８…振動センサ、Ｍ…工具評価モジュール。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金型加工等に用いられるマシニングセン
タであって、加工に必要なデータを処理するデータ処理
手段と、該データ処理手段で処理されたデータに基づい
て前記マシニングセンタを制御する制御手段とを有する
マシニングセンタにおいて、工具の回転振れを計測する
計測手段と、前記工具の先端を観察する観察手段と、前
記工具の異常振動を検出する振動検出手段とを有し、前
記データ処理手段が、前記計測手段と前記観察手段と前
記振動検出手段とにより検知された前記工具の状態と、
前記工具が実行したＮＣプログラムとを該ＮＣプログラ
ムの行番号レベルで対応させて加工に必要なデータの処
理をすることを特徴とするマシニングセンタ。
【請求項２】前記データ処理手段が、少なくとも、前
記工具の仕様データと、前記計測手段による計測結果
と、前記観察手段による観察結果とを蓄積する工具管理
部と、前記ＮＣプログラムを生成するＣＡＤ・ＣＡＭ部
と、工作物の加工結果を前記工具管理部と前記ＣＡＤ・
ＣＡＭ部とが有するデータと対応させて加工条件を設定
する加工条件設定部と、該加工条件設定部により設定さ
れた加工条件データを蓄積する加工条件データベース部
を有することを特徴とする請求項１に記載のマシニング
センタ。
【請求項３】前記計測手段が、工具を装着した状態で
工具径と工具長さと工具の回転振れ量とを前記工具に触
れないで計測する非接触型センサを有することを特徴と
する請求項１あるいは２に記載のマシニングセンタ。
【請求項４】前記観察手段は、前記工具の先端に対し
て２つ以上の異なる方向により前記工具の先端を観察す
る観察装置と、該観察装置により観察された結果をデジ
タルの画像データとして記録する記録装置と、該記録装
置に記録された画像データを再生可能なパソコン等の機
器に転送する転送手段とを有することを特徴とする請求
項１乃至３のいずれかに記載のマシニングセンタ。
【請求項５】前記振動検出手段が、振動センサを有
し、該振動センサがあらかじめ定められた値を超えた振
動量を検知した時、該振動量が検知された時の振動デー
タと前記ＣＡＤ・ＣＡＭ部が有するＮＣプログラムの行
番号と、前記工具管理部が有するデータとが前記加工条
件設定部に送信されることを特徴とする請求項２乃至４
のいずれかに記載のマシニングセンタ。
【請求項６】前記観察手段が、あらかじめ定められた
値を超えた磨耗量を検知した時、該磨耗量が検知された
時の磨耗データと、前記ＣＡＤ・ＣＡＭ部が有するＮＣ
プログラムとが前記加工条件設定部に送信されることを
特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のマシニン
グセンタ。
【請求項７】前記加工条件データベース部が、工具使
用時の工具の振動量と該工具の磨耗量と該工具による加
工能率とにより使用工具の序列化をすることができるこ
とを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載のマシ
ニングセンタ。
【請求項８】前記ＣＡＤ・ＣＡＭ部が、不具合を生じ
た時の加工条件のデータに基づいて、ＮＣプログラム作
成時に不具合の発生を予測するための予測手段を有する
ことを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載のマ
シニングセンタ。
【請求項９】前記ＣＡＤ・ＣＡＭ部が、加工時に不具
合を生じたＮＣプログラムの行番号を受け取った時、そ
のツールパスに至るまでの加工品形状をソリッドモデル
で表現し、前記不具合を生じた時の工具と加工品の接触
状態までを特定し、前記ツールパスを作成したＣＡＤ内
でのコマンドをラベルとして添付して前記接触状態の情
報を前記加工条件設定部に転送することを特徴とする請
求項２乃至８のいずれかに記載のマシニングセンタ。
【請求項１０】前記振動センサが、応答周波数２０ｋ
Ｈｚ以下の加速度ピックアップで、かつ、ＸＹＺの直交
する３成分の加速度を検知することができることを特徴
とする請求項５乃至９のいずれかに記載のマシニングセ
ンタ。
【請求項１１】前記振動センサの加速度ピックアップ
が、前記マシニングセンタの主軸の軸方向と一致するよ
うに配設されていることを特徴とする請求項５乃至１０
のいずれかに記載のマシニングセンタ。
【請求項１２】前記観察手段が、得られた工具の先端
の画像に画像処理を施して磨耗領域を抽出し、該磨耗領
域の幅を特定の方向に自動計測して前記工具の磨耗量を
定量化することを特徴とする請求項４乃至１１に記載の
マシニングセンタ。