JP2001150299A - 工作機械の工具寿命管理装置 - Google Patents

工作機械の工具寿命管理装置

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JP2001150299A
JP2001150299A JP33215599A JP33215599A JP2001150299A JP 2001150299 A JP2001150299 A JP 2001150299A JP 33215599 A JP33215599 A JP 33215599A JP 33215599 A JP33215599 A JP 33215599A JP 2001150299 A JP2001150299 A JP 2001150299A
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Japan
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tool life
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JP33215599A
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English (en)
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Akio Takeuchi
章雄 竹内
Masahiro Urano
正弘 浦野
Masamitsu Ikeda
昌満 池田
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

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  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Multi-Process Working Machines And Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発明は、破損や異常磨耗までも含めた工具寿
命管理を行うことができる工具寿命管理装置を提供す
る。 【解決手段】 工具の寿命長を設定するキーボード12
と、工作機械に取り付けられた工具の工具長を測定する
工具長測定プローブ3と、設定された工具の寿命長と、
測定された工具長とから当該工具の寿命を判定するCP
U4と、CPU4の判定結果に応じて前記工具の寿命情
報を表示するCRT11とを有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工具寿命管理装置
に関し、詳しくは、工作機械の加工工具の寿命を管理す
る工具寿命管理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の工具寿命管理装置として、特開平
10−146739号公報に開示されたものが知られて
いる。
【0003】以下、図6及び図7を参照してその構成お
よび作用について説明する。図6は従来の工具寿命管理
装置の電気的構成を示すブロック図である。
【0004】この工具寿命管理装置はCPU130によ
り制御される。前記CPU130には、ROM131、
RAM132、CRTコントローラ133、キーボード
コントローラ134、モータコントローラ135がバス
136を介して接続されている。
【0005】前記ROM131には、この装置を制御す
るためのプログラムが格納されている。キーボードコン
トローラ134は、キーボード147と接続されてお
り、キー操作を認識することができる。CRTコントロ
ーラ133は、キーボードコントローラ134の入力に
応じてCRT146に必要な情報の表示を行う。
【0006】モータコントローラ135は、X軸モータ
121、Y軸モータ122、Z軸モータ123、主軸モ
ータ124及びマガジン旋回モータ125と接続されて
おり、これらの各軸を自在に駆動することができる。
【0007】RAM132には、各工具毎の工具番号、
工具径、方式等の工具データ及び初期寿命、予告寿命、
寿命等の工具寿命データが記憶されており、必要に応じ
てCRT146への表示、キーボード147による入力
ができるようになっている。
【0008】(作用)図7は、従来の工具寿命管理装置
の動作フローチャートであり、図示しないプログラム起
動キーが押されると始動する。
【0009】まず始めに、現在寿命メッセージがCRT
146に表示されているか否かを判断し(S100)、
寿命になった工具があった場合は処理を終了させる。寿
命になった工具がないと判断した場合には、現在切削移
動中であるか否かを判断し(S102)、切削移動中の
場合、図示しない内部タイマを利用して、現在使用中の
工具寿命を減算し(S104)、その後ワークプログラ
ムが終了したかどうかを判断する(S106)。
【0010】ワークプログラム終了後、RAM132に
記憶された寿命と予告寿命とを工具毎に比較し、寿命が
予告寿命に達した工具を抽出する(S108)。
【0011】抽出された工具があった場合(S11
0)、その工具番号とともに工具寿命が間近である警告
メッセージをCRT146に表示する(S112)。
【0012】更に、RAM132に記憶された寿命が0
になった工具を抽出し(S114)、抽出した工具があ
れば(S116)、その工具番号とともに工具寿命にな
ったことを示す警告メッセージをCRT146に表示す
る(S118)。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おける工具寿命管理装置においては、工具使用時(切削
時)の工具磨耗を、内部タイマーの時間経過により計測
しているだけなので、破損や異常磨耗等が発生した際に
おいては確実な工具寿命の管理ができず、不良ワークを
加工してしまうおそれがある。
【0014】また、寿命に達した工具の交換は人手で行
うため、その間装置が停止することになり、装置稼動率
の低下を招いてしまう。
【0015】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
ものであり、破損や異常磨耗までも含めた工具寿命管理
を行うことができ、装置の停止時間が短縮され装置稼動
率を向上させることができる工具寿命管理装置を提供す
るものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明の工
作機械の工具寿命管理装置は、工具の寿命長を設定する
工具寿命長設定手段と、工作機械に取り付けられた工具
の工具長を測定する工具長測定手段と、設定された工具
の寿命長と、測定された工具長とから当該工具の寿命を
判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に応じて
前記工具の寿命情報を出力する出力手段とを有すること
を特徴とするものである。
【0017】この発明によれば、工具長測定手段によ
り、工具の実際の工具長を測定して工具の寿命判定を行
い、その判定結果に応じて前記工具の寿命情報を出力す
るものであるから、工具の破損等までも含めた工具寿命
管理を行うことができる。
【0018】請求項2記載の発明の工作機械の工具寿命
管理装置は、工具の寿命長を設定する工具寿命長設定手
段と、工作機械に取り付けられた工具の工具長を被工作
物に対する加工の前後でこの工具に接触して測定する工
具長測定手段と、設定された工具の寿命長と、測定され
た工具長とから当該工具の寿命を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に応じて前記工具の寿命情報を
出力する出力手段とを有することを特徴とするものであ
る。
【0019】この発明によれば、工具長測定手段によ
り、工具の実際の工具長を、工具使用の前後で工具に接
触して測定して工具の寿命判定を行い、その判定結果に
応じて前記工具の寿命情報を出力するものであるから、
請求項1記載の発明と同様工具の破損等までも含めた工
具寿命管理を行うことができる。
【0020】請求項3記載の発明の工作機械の工具寿命
管理装置は、工具の寿命長を設定する工具寿命長設定手
段と、工作機械に取り付けられた工具の工具長を被工作
物に対する加工の前後でこの工具に接触して測定する工
具長測定手段と、設定された工具の寿命長と、測定され
た工具長とから当該工具の寿命を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に応じて前記工具の寿命情報を
出力する出力手段と、前記判定手段による工具寿命の判
定結果を基に工具寿命が尽きた工具を予備工具と交換す
る工具交換手段とを有することを特徴とするものであ
る。工作機械の工具寿命管理装置。
【0021】この発明によれば、工具長測定手段によ
り、工具の実際の工具長を、工具使用の前後で工具に接
触して測定して工具の寿命判定を行い、その判定結果に
応じて前記工具の寿命情報を出力し、さらに、工具寿命
が尽きた工具を予備工具と自動的に交換することが可能
で、請求項1記載の発明と同様工具の破損等までも含め
た工具寿命管理を行うことができるとともに、装置の停
止時間の短縮、装置稼動率の向上を図ることができる工
具寿命管理装置を提供できる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
【0023】(実施の形態1) (構成)図1及び図2は、本発明の実施の形態1の工具
寿命管理装置を示すものである。
【0024】図1において、1は工具であり、図示しな
い装置主軸上に取り付けられたチャック2に保持され、
図1中矢印A−A’方向に移動可能である。3は工具長
測定手段である工具長測定プローブであり、主軸がA’
方向に移動したとき、工具1の先端が矢印B方向に工具
長測定プローブ3を押す押下量を数値化できるようにな
っている。
【0025】図2は、本実施の形態1の工具寿命管理装
置の構成を示すブロック図であり、図2において、4は
CPUであり、装置全体を制御し判定手段として機能し
ている。CPU4にはROM5、RAM6、CRTコン
トローラ7、キーボードコントローラ8、モータコント
ローラ9、データ取込コントローラ10がバス15を介
して接続されている。
【0026】ROM5には、この装置を制御するプログ
ラムが格納されている。CRTコントローラ7にはCR
T(表示部)11が接続され、キーボードコントローラ8
に接続された工具寿命設定手段であるキーボード12の
キー操作を受け付け、必要な情報の表示を行うようにな
っている。
【0027】モータコントローラ9には図示しない加工
部を構成する各モータ(X軸モータ、Y軸モータ、Z軸
モータ、主軸モータ、付加軸モータ)が接続され、これ
らのモータ軸を自在に駆動できるようになっている。
【0028】データ取込コントローラ10には、前記し
た工具長測定プローブ3が接続され、工具長測定プロー
ブ3の移動量を数値化しCPU4に伝送するようになっ
ている。
【0029】(作用)以下に本実施の形態1の作用を説
明する。作業者は予めキーボード12を操作し、加工が
行えなくなる限界の長さとして各工具の寿命長さを設定
する。これが工具寿命長としてRAM6に記憶される。
【0030】前記工具長測定プローブ3を用いて、一つ
の工具を用いたワーク加工の前と後で実際の工具長を測
定する。測定結果は実際工具長としてデータ取込コント
ローラ10を介してRAM6に記憶される。
【0031】CPU4は、設定された工具寿命長と、実
際工具長とを比較し、寿命の判定を行う。
【0032】前記した実際工具長は、データ取込コント
ローラ10から送られてくる工具長測定プローブ3の押
下量、及び予め定められている工具を取り付けた軸の移
動量から演算される。
【0033】実際の工具長が工具寿命長まで磨耗又は破
損していると判定した場合には、CPU4は当該工具を
寿命が尽きたものとし、装置自体の動作停止制御を行う
とともに、CRT11に工具が寿命であることを警告す
るメッセージを表示させ、作業者に当該工具の交換を促
す。
【0034】尚、以上の説明では、工具長測定手段とし
てプローブ形式の接触型センサーを用いたが、非接触型
のレーザ光を利用した測長センサを用いても良い。
【0035】(効果)本実施の形態1によれば、工具長
を実際に測定し、寿命を管理するため、破損や異常磨耗
までも含めた工具寿命管理を行うことができる。
【0036】(実施の形態2) (構成)図3乃至図5は、本発明の実施の形態2の工具
寿命管理装置を示すものである。
【0037】以下にその構成、および作用を説明する。
図3は実施の形態2の工具寿命管理装置を有する加工機
の電気的構成を示すブロック図である。尚、実施の形態
1と同様の構成は同一の符号を記し、その説明を省略す
る。
【0038】実施の形態2の工具寿命管理装置において
は、実施の形態1の構成に加えて、CPU4にバス15
を経由して周辺機器コントローラ13が接続され、工具
交換手段である工具交換ユニット14を制御する構成を
付加したことが特徴である。
【0039】図4は本発明の実施の形態2における工具
寿命管理装置の斜視図である。21は加工機本体、22
はストッカ、23aは工具パレット、23b,23cは
予備工具パレットである。工具パレット23a、および
予備工具パレット23bはストッカ22にセットされ、
予備工具パレット23cは作業者が外段取りで工具を準
備するため、装置外部に配置される。この他の構成は、
実施の形態1と同様である。
【0040】(作用)以下に図5に示す工具寿命管理装
置の動作フローチャートを参照して作用を説明する。
【0041】キーボード12に配置された、図示しない
起動キーにより、図5の動作フローチャートに示すプロ
グラムは起動される。
【0042】まず始めに、チャック2に取り付けられた
工具1の工具長が工具長測定ブローブ3により計測され
る(S001)。工具長は、図示しない主軸を移動させ
た量と、工具長測定プローブ3が工具1の先端によって
押し下げられた量からCPU4により演算される。
【0043】次に、予めRAM6に記憶している工具寿
命長とCPU4により演算された工具長が比較され、工
具長が工具寿命の設定値より短い場合、即ち、工具寿命
に達していると判断された場合には(S002肯定)、
その工具1は廃棄され(S008)、予備工具への交換
が行われる(S009)。
【0044】一方、工具1が寿命に達していないと判断
された場合には(S002否定)、図示しないワークの
加工が行われ(S003)、ワークの加工完了後(S0
04肯定)、再度工具長の測定が実行される(S00
5)。
【0045】ここで、工具1が寿命に達していた場合
(S006肯定)、そのとき加工していたワークを廃棄
する(S007)とともに工具1を廃棄し(S00
8)、その後、工具1を予備工具に交換する(S00
9)。
【0046】この後、加工サイクルを停止すれば、処理
終了となり、継続する場合にはステップS001に戻
る。
【0047】このようにして、ワークの加工の前後で工
具1の実際の長さを計測しながら、工具1の寿命管理、
工具交換を行うものである。
【0048】工具交換においては、工具パレット23a
は加工機本体21内に進入する。
【0049】そしで、主軸に取りつけられている工具1
を、図示しない工具交換ユニットにより取り外し工具パ
レット23aに収納する。
【0050】その後、交換すべき工具1を工具パレット
23aから取り出し、主軸に取り付ける。
【0051】最後に工具パレット23aが加工機本体2
1の内部から外部へ退避することで工具交換が完了す
る。
【0052】(効果)本実施の形態2によれば、実施の
形態1の効果に加えて、寿命に達した工具1を予備工具
と自動で交換することができ、装置の停止時間が短縮さ
れ装置稼動率を向上させることができる。
【0053】
【発明の効果】本発明による工作機械の工具寿命管理装
置によれば、工具長を実際に測定し、寿命を管理するた
め、破損や異常磨耗までも含めた工具管理を行うことが
できる。
【0054】また、本発明によれば、寿命に達した工具
を予備工具と自動で交換することができ、装置の停止時
間が短縮され装置稼動率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の工具寿命管理装置の工
具長測定状態を示す説明図である。
【図2】本発明の実施の形態1の工具寿命管理装置の電
気的構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施の形態2の工具寿命管理装置の電
気的構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の実施の形態2の工具寿命管理装置を有
する加工機の外観斜視図である。
【図5】本発明の実施の形態2の工具寿命管理装置の動
作フローチャートである。
【図6】従来装置の電気的構成を示すブロック図であ
る。
【図7】従来装置の動作フローチャートである。
【符号の説明】
1 工具 2 チャック 3 工具長測定プローブ 7 CRTコントローラ 8 キーボードコントローラ 9 モータコントローラ 12 キーボード 13 周辺機器コントローラ 14 工具交換ユニット 15 バス 21 加工機本体 22 ストッカ 23a 工具パレット 23c 予備工具パレット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 昌満 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Fターム(参考) 3C002 HH07 3C029 AA25 DD01 3C042 RG08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工具の寿命長を設定する工具寿命長設
    定手段と、 工作機械に取り付けられた工具の工具長を測定する工具
    長測定手段と、 設定された工具の寿命長と、測定された工具長とから当
    該工具の寿命を判定する判定手段と、 前記判定手段の判定結果に応じて前記工具の寿命情報を
    出力する出力手段と、 を有することを特徴とする工作機械の工具寿命管理装
    置。
  2. 【請求項2】 工具の寿命長を設定する工具寿命長設
    定手段と、 工作機械に取り付けられた工具の工具長を被工作物に対
    する加工の前後でこの工具に接触して測定する工具長測
    定手段と、 設定された工具の寿命長と、測定された工具長とから当
    該工具の寿命を判定する判定手段と、 前記判定手段の判定結果に応じて前記工具の寿命情報を
    出力する出力手段と、 を有することを特徴とする工作機械の工具寿命管理装
    置。
  3. 【請求項3】 工具の寿命長を設定する工具寿命長設
    定手段と、 工作機械に取り付けられた工具の工具長を被工作物に対
    する加工の前後でこの工具に接触して測定する工具長測
    定手段と、 設定された工具の寿命長と、測定された工具長とから当
    該工具の寿命を判定する判定手段と、 前記判定手段の判定結果に応じて前記工具の寿命情報を
    出力する出力手段と、 前記判定手段による工具寿命の判定結果を基に工具寿命
    が尽きた工具を予備工具と交換する工具交換手段と、 を有することを特徴とする工作機械の工具寿命管理装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011526545A (ja) * 2008-06-30 2011-10-13 ティアノ,マティティアフ 製造環境において、消耗品を監視し、制御し、及び取り出すためのシステム及び方法
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KR20210028086A (ko) * 2019-09-03 2021-03-11 비아 메카닉스 가부시키가이샤 기판 드릴링 장치 및 기판 드릴링 방법

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