JP2010086553A - 工具データを準備し処理し保守するための方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】工具データセットの準備、処理、保守において、汎用的に使用できるようにし、さらに工具データセットの可変かつ自動的なメンテナンスを実現する。
【解決手段】ＮＣ制御装置とは独立した工具データマネージメントモジュールが電子データ処理装置の記憶装置に格納され、このモジュールは使用すべき工具ごとにそれぞれスタティックなデータとダイナミックなデータのためのロケーションを有する。工具データマネージメントモジュールは処理プロセスに関する別個のリストデータセットを有し、所属の工具データセットに対する参照指示がこのリストデータセットに含まれている。必要とされるリストデータセットが所属のデータセットとともに、ＮＣデータ処理装置におけるプロセス処理部に伝送されて記憶され、工具データセットのうち少なくともダイナミックなデータが現在のＮＣ加工プロセスに従い更新される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＮＣ制御装置の加工プロセスのための工具データセットを準備し処理し保守するための方法に関する。
ＣＮＣにおいては殊にローカルなデータマネージメントに起因してこれまで、ダイナミックな工具データたとえば摩耗値などは機械オペレータが手動で追従的に保守し手を入れた後、工具データに関してシステムは一貫した状態におかれることになる。
本発明の課題は、工具データセットを準備、処理および保守する方法において、汎用的に使用可能であり、かつ工具データセットの可変かつ自動的なメンテナンスが実現できるようにすることである。
本発明によればこの課題は、ＮＣ制御装置とは独立した少なくとも１つの工具データマネージメントモジュールが電子データ処理装置の記憶装置に格納されており、該工具データマネージメントモジュールは工具のための工具データセットを有しており、該工具データセットは、使用すべき工具ごとにそれぞれスタティックなデータとダイナミックなデータすなわちＮＣ加工プロセス中に変更されるデータのためのロケーションを有しており、該工具データマネージメントモジュールは処理プロセスの別個のリストデータセットを有しており、所属の工具データセットに対する参照指示を該リストデータセットにそれぞれ含めることができ、必要とされるリストデータセットを所属の工具データセットとともにＮＣデータ処理ユニットにおけるプロセス実行部へ伝達しそこに記憶させ、前記工具データセットにおいて少なくともダイナミックなデータを、現在のＮＣ加工プロセスに従い更新することにより解決される。
本発明によれば、目下の加工プロセスに従い値が自動的にメンテナンスされる。この場合、ただ１つの工具ないしは工具リストの集合だけが既知であるだけでなくデータ処理装置における処理に基づき、他のデータセットとの相関たとえば工具データおよび工具リストデータならびに適用事例関連や機械関連のデータとの相関が得られるようになる。このようにすることでデータセットが何回も一貫性なく保持されるのではなく整合されるようになる。この場合、異なる値や工具特性を持つデータセットの発生が回避され、このことにより殊に、実際の工具の特性および／または工具を使用すべき環境に工具データがそぐわなくなってしまうことが避けられる。本発明によれば工具機械の装備時間が短縮され、作業準備が支援される。ユーザは工具管理に際して支援される。たとえば本発明は、工具データ、オフラインおよび／またはオンラインのデータを別個に集中型または分散型で管理する数値制御装置において使用され、この制御装置は工具管理システムによって動作しまたはそれ自体にそのような工具管理システムが含まれている。
工具データセットのうちスタティックなデータも現在のＮＣ加工プロセスに従い更新することができれば、非常にユーザフレンドリーなインタフェースが得られ、これを用途の要求に応じて切り替えることができる。このようにしてスタティックな工具データとダイナミックな工具データを管理できるようになる。工具のデータセットがＮＣ機械における材料加工中に変化したときに、つまりダイナミックな工具データが通例のように自動的に変化したとき、スタティックな工具データを可能なかぎりその後の工具のすべての利用にについて更新することができる。
誤りのある工具リストおよび／または一貫性のない工具リストの自動識別が行われれば、このやり方の安全性がいっそう高まる。
誤りのあるおよび／または一貫性のない工具リストのリペアが行われれば、工具データを繰り返し入力することが避けられる。
ＣＮＣ制御装置において定義され新たに生成された工具について自動的に工具識別が行われれば、新たな環境や装置への迅速かつ安全な移行が実現される。
未知のアプリケーションのときまたは工具管理部が関与しないＳＰＳについて、基礎とする加工プロセスに従い既存の工具に基づき工具データセットを作成し、ついで工具管理部にインポートできるようにすると有利である。データセットの統一的な形式により保証される点は、そのようにして生成されたデータセットをそれ相応に工具管理部によっても識別することができ、適正にグループ分けされるようになることである。
工具管理部が新たに作成された工具を識別し、それらの特性に応じてグループ分けして管理すれば、見通しのよい信頼性のある取り扱いが可能となる。
識別が十分であれば、つまりまえもって知られているデータセット構造および完全な工具仕様と一致していれば、完全なグループ分けが行われる。
このようにして十分な互換性があれば、殊に未知のアプリケーションの工具データセットが等しいデータ構造であり工具仕様が完全であれば、未知の工具データセットの適切な識別とグループ分けが行われる。
さらに有利であるのは、工具データセットが不完全あるいは誤ったものであれば、不完全なデータセットとしてグループ分けされることである。不完全なまたは誤った工具データセットは未知の工具としてグループ分けされ、および／または分類される。したがって所属のデータは失われず損なわれず、そのためクラッシュしてしまうことがなくつまりデータが損失してしまうことはない。
存在しないあるいはもはや存在しなくなった工具すなわち工具管理部から抹消された工具に対する参照指示をもつリストが別個のリスト管理部へ供給されるようにすれば、記憶ロケーションの合理的な利用法ならびにいっそう良好な見通しが得られる。
さらに有利であるのは、工具リスト管理部からのロケーションデータと工具管理部からの工具データを組み合わせて制御装置にダウンロードすることである。この場合、互いに対応し合うデータおよび／または互いに整合され合ったデータが同時に存在することになり、相関づけて評価することができる。
ダウンロード前に少なくともデータセットの一部分が、利用される工具データの固有のアップロード機能により事前に工具管理部において更新されれば、実際に特定の時点で存在するデータ状態に常に整合された状況が生じる。
工具および工具リストの作成とコンフィギュレーションのため、ユーザデータをもつパターンすなわち固有の工具データが作成される。
複数のＮＣ制御装置と１つのローカルな／分散型の工具データマネージメントモジュールを使用すれば、マルチクライアントが実現される。このようにすれば任意の数のユーザが同時に工具管理部によって作業できるようになる。
工具および／または工具データの全構成要素の部分集合を別個に管理すれば、フレキシブルな利用が可能となる。
さらに有利であるのは、差分リストおよび／または部分リストを形成して処理することである。このような差分リストは工具記憶装置の実際状態とプログラミングシステムにより設定された目標リストから自動的に形成され、ユーザの設定に従い最適化され、この場合、最適化基準はたとえば工具交換時間または装備変更時間などである。
ユーザ固有の工具データたとえばロケーションデータと工具に依存する工具データを別個に管理することで、それぞれ異なるユーザに合わせて迅速かつ手間をかけずに整合させることができるようになる。このようにすれば、リストを変更する必要なく工具データを更新できる。
１つまたは複数の機械の工具および／または工具データに関して工具構成要素全体を１つのマネージメントシステムによって管理できるようにすれば、集中的な管理が実現される。機械、電子データ処理装置たとえば産業用ＰＣは、たとえば特別に構成された電子データ処理装置の形態のマネージメントシステムにより管理される。
さらに有利であるのは、複数の工具データマネージメントモジュールと１つの上位のマネージメントシステムを別のデータ処理装置において集中的に管理することである。
用途関連および機械関連のコンフィギュレーションにおける全構成要素の管理を、記憶されている工具データセットへの参照指示を用いて行うと、見通しのよい迅速な管理が実現される。その際に有利であるのはたとえば、工具データおよび／または工具リストデータを冗長性なく管理することである。
また、工具データセットを任意に定義可能に階層的に分類し管理し表現すれば、見通しのよい配置、良好なユーザフレンドリー性ならびに誤り訂正の改善が実現される。しかもこれによって、管理および／またはたとえば故障した工具に対する交換工具の自動サーチにおいて効率が高まる。
有利であるのは、機械に依存しないないしは複数の機械に及ぶ工具リストを用いて、たとえば事前のコンフィギュレーションのためのパターンを用いて管理を行うことである。機械に依存するデータたとえばロケーションデータすなわち工具記憶装置に係わるデータと、機械に依存しないデータたとえば工具データすなわち工具に係わるデータを管理することにより、システムの可変性がいっそう大きくなる。さらに有利であるのは、機械に依存するもしくは適用事例に依存する工具データと機械に依存しない工具データとを別個にかつできるかぎりトランスペアレントに管理することである。
さらに任意に定義可能かつ拡張可能な工具データを格納するのが有利である。ユーザは固定的な工具データセットに結びつけられるのではなく、必要に応じてデータを追加することができる。その際に有利には種々のデータタイプがサポートされ、そのようにすることで種々データタイプを１つの工具データセット内で処理できるようになる。
値の入力を所定のように規制し制限できるようにする目的で、工具データごとにたとえば最大値および／または最小値により定義された値の範囲を定義できると有利であり、オプションとして値の範囲チェックを介在させることができる。
拡張可能な工具データの分類を導入すれば、システマティックな整理およびいっそう良好なサーチが実現される。
ユーザに対し補助ならびに手引きを行うために有利であるのは、工具生成のためのパターンとして工具ライブラリを作成することであり、このライブラリには工具特性が定義されていて、工具生成とともに更新することができる。この更新は有利には自動的に行われる。
工具ライブラリが工具と整合された意味をもつまえもって定義された変数定義を有し、この変数定義を１つの工具グループ定義および／または１つの工具に割り当てることができると有利である。工具グループライブラリはまえもって定義され拡張された工具データ定義リストを有しており、つまり規定された意味をもつまえもって定義された変数定義から成るリストを有している。まえもって定義されたこれらの工具データの集合を、各工具グループ定義および各工具に割り当てることができる。まえもって定義された工具データに対し、インタフェースを介して他のアプリケーションから問い合わせることができ、たとえばＮＣプログラミングシステムなどから問い合わせることができる。ユーザは拡張された工具データ定義を補うこともでき、個々の要求たとえば名前の変換などに応じて補うことができる。
他のシステムに容易に整合するために有利であるのは、別のアプリケーションに整合された可変の変数定義を行えるようにすることである。全構成要素の管理、もしくは工具／工具データの全構成要素のうち別個に管理される任意の個数の部分集合の管理、ならびに適用事例ならびに機械に関連するコンフィギュレーションの管理が可能である。
さらに工具／工具データを任意に定義可能に多段階で分類することもできる。本発明によれば、工具および工具リストを簡単に作成しコンフィギュレーションするためのパターンが支援される。
次に、図面に示された実施例に基づき本発明について詳しく説明する。
本発明による方法による（たとえばＰＣにおける）ユーザインタフェースと共働するＮＣ制御装置の概略を示す図 図１よりも拡張されたデータ構造を有する図１と同様の概略図 本発明について示す図
図１は本発明による方法による（たとえばＰＣにおける）ユーザインタフェースと共働するＮＣ制御装置の概略を示す図であり、図２は図１よりも拡張されたデータ構造を有する図１と同様の概略図である。これらの図面は略示程度に過ぎず、つまりこれらによって概略的に示されているのは、データベース、リストデータセット、ポインタ変数、ダウンロード／アップロード機能等に対するシンボルである。
図１には（左側に）ＣＮＣ制御装置が基本的な構成部分とともに示されている。これにはＣＮＣ制御コアが含まれており、そこでは加工機械たとえば工作機械のリアルタイム関連プロセスがたとえばＣＮＣプログラムのかたちで実行される。これはＣＮＣのバッチオペレーションの形式に従い行われる。ＮＣ制御装置をＮＣデータ処理ユニットとも呼ぶことができる。
まずはじめに図１では（右側に）ユーザインタフェースとして示されたユニットが示されており、これはたとえば電子データ処理装置たとえばＰＣとして実現することができる。
図１は基礎となるデータマネージメントの原理を示そうというものである。この場合、ＣＮＣもしくはユーザインタフェース全体によりプロセスならびに使用される工作機械の工具がシミュレートされ、この種の工作機械の処理プロセスに従いコンフィギュレーションされる。
中央のブロック「工具リスト管理」には、機械システムのデバイス０／プロセス０（たとえばフライス加工センタ１）に割り当てられた３つのリストデータセットと、デバイス１／プロセス３（たとえばフライス盤２）に割り当てられた２つのリストデータセットが示されている。リストデータセットはそれらの特性（ロケーションデータセットの個数と種類）を固有の機械コンフィギュレーションから得る。プロセッサ０の３つのリストデータセットはすべて同じ構造（１つのスピンドル；１つのグリッパ；７つのマガジンロケーション）を有しているが、種々の材料を加工するためにそれぞれ異なるロケーション情報を有している。したがって各リストデータセットはやはり９つのロケーションデータセットによって構成されている。これらのロケーションデータセット各々には工具格納ロケーションを定義するすべてのデータが含まれており、さらにそれに１つの工具が含まれているならば、工具管理部において割り当てられた工具データセットに対する参照指示も含まれている。
これに対しＣＮＣ制御装置のデータをシンボリックに表している左側のブロックには、ＮＣ加工に必要とされるすべてのデータ（ロケーションデータおよび工具データ）がいっしょに組み合わせられた１つの工具／ロケーションデータセットとして含まれている。工具リストをＣＮＣにロード（ダウンロード）しようとするとき、工具リスト管理部からのロケーションデータと工具管理部からの工具データが組み合わせられて制御装置へ伝送される。しかしこのようなダウンロード機能に先立ち含まれているすべてのデータセットが、使用される工具データ固有のアップロード機能によりまえもって工具管理部において更新される。したがって複数のリストデータセットに現れる工具データは、制御装置に伝送される時点で常に最新の状態にある。
図２には、製造処理装置においてプロセスに依存しないリストデータセットを付加的に作成できることが示されている。さらにこの図には、（もはや）存在しないつまり古くなって抹消された工具に対する参照指示をもつリストが別個のリスト管理部へ供給されることも示されている。訂正アルゴリズムを準備することによって、これらのリストを問題なく再び使用可能な工具リストに変換することができる。
図１
１ Ｓ１
２ Ｇ１
３ Ｍ１
４ Ｍ２ 螺旋ドリル １０ｍｍ
５ Ｍ３ ねじドリル ２５ｍｍ
６ Ｍ４
７ Ｍ５ 段付き穴ドリル ５ｍｍ
８ Ｍ６ フライス２０００
９ Ｍ７ 山形フライス
１０ Ｍ１
１１ Ｍ２ 螺旋フライス ＸＸ２−４
１２ Ｍ３ 円錐型フライス
１３ Ｍ４
１４ Ｍ５ 螺旋フライス
１５ Ｓ１
１６ Ｇ１
１７ Ｍ１
１８ Ｍ２
１９ Ｍ３
２０ Ｍ４
２１ Ｍ５
２２ Ｍ６
２３ Ｍ７
２４ Ｍ１
２５ Ｍ２
２６ Ｍ３
２７ Ｍ４
２８ Ｍ５
２９ 螺旋ドリル １０ｍｍ
３０ 螺旋ドリル １５ｍｍ
３１ ねじドリル ２５ｍｍ
３２ さら穴ドリル １５ｍｍ
３３ 段付き穴ドリル ５ｍｍ
３４ みぞフライス １００
３５ フライス ２０００
３６ 円錐型フライス
３７ ロータリーバー
３８ 山形フライス ２０／３
３９ 山形フライス ２１／５
４０ 特殊フライス
４１ 特殊フライス ＸＸ２−４
図２
４２ Ｓ１
４３ Ｇ１
４４ Ｍ１
４５ Ｍ２ 螺旋ドリル １０ｍｍ
４６ Ｍ３ ねじドリル ２５ｍｍ
４７ Ｍ４
４８ Ｍ５ 段付き穴ドリル
４９ Ｍ６ フライス ２０００
５０ Ｍ７ 山形フライス
５１ Ｍ１
５２ Ｍ２ 特殊フライス ＸＸ２−４
５３ Ｍ３ 円錐型フライス
５４ Ｍ４
５５ Ｍ５ 特殊フライス
５６ Ｓ１
５７ Ｇ１
５８ Ｍ１
５９ Ｍ２
６０ Ｍ３
６１ Ｍ４
６２ Ｍ５
６３ Ｍ６
６４ Ｍ７
６５ Ｍ１
６６ Ｍ２
６７ Ｍ３
６８ Ｍ４
６９ Ｍ５
７０ Ｓ１
７１ Ｓ２
７２ Ｍ１
７３ Ｍ２
７４ Ｍ３
７５ Ｍ４
７６ Ｓ１
７７ Ｇ１
７８ Ｍ１
７９ Ｍ２
８０ Ｍ３
８１ Ｍ４
８２ Ｍ５
８３ Ｍ６
８４ Ｍ７
８５ 螺旋ドリル １０ｍｍ
８６ 螺旋ドリル １５ｍｍ
８７ ねじドリル ２５ｍｍ
８８ さら穴ドリル １５ｍｍ
８９ 段付き穴ドリル ５ｍｍ
９０ みぞフライス ５ｍｍ
９１ フライス ２０００
９２ 円錐型フライス
９３ ロータリーバー
９４ 山形フライス ２０／３
９５ 山形フライス ２１／５
９６ 特殊フライス
９７ 特殊フライス ＸＸ２−４
図３
９８ Ｍ１
９９ Ｍ５ 特殊フライス
１００ Ｍ１
１０１ Ｍ５
１０２ Ｍ３
１０３ 特殊フライス

Claims (30)

  1. ＮＣ制御装置の加工プロセスのための工具データセットを準備し処理し保守するための方法において、
    前記ＮＣ制御装置とは独立した少なくとも１つの工具データマネージメントモジュールが電子データ処理装置の記憶装置に格納されており、
    該工具データマネージメントモジュールは工具のための工具データセットを有しており、該工具データセットは、使用すべき工具ごとにそれぞれスタティックなデータとダイナミックなデータすなわちＮＣ加工プロセス中に変更されるデータのためのロケーションを有しており、
    該工具データマネージメントモジュールは処理プロセスの別個のリストデータセットを有しており、所属の工具データセットに対する参照指示を該リストデータセットにそれぞれ含めることができ、
    必要とされるリストデータセットを所属の工具データセットとともにＮＣデータ処理ユニットにおけるプロセス実行部へ伝達しそこに記憶させ、
    前記工具データセットにおいて少なくともダイナミックなデータを、現在のＮＣ加工プロセスに従い更新することを特徴とする、
    ＮＣ制御装置の加工プロセスのための工具データセットを準備し処理し保守するための方法。
  2. 前記工具データセットにおいてスタティックなデータも現在のＮＣ加工プロセスに従い更新する、請求項１記載の方法。
  3. 誤りのある工具リストまたは一貫性のない工具リストを自動的に識別する、請求項１または２記載の方法。
  4. 誤りのある工具リストまたは一貫性のない工具リストを自動的にリペアする、請求項１または２記載の方法。
  5. ＣＮＣ制御装置において定義され新たに形成された工具について自動的に工具識別を行う、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
  6. 未知のアプリケーションまたは工具管理部の関与しないＳＰＳについて、基礎とする処理プロセスに従い既存の工具に基づき工具データセットを作成し、工具管理部にインポートする、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
  7. 前記工具管理部は新たに作成された工具を識別し、該工具の特性に従いグループ分けして管理する、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
  8. 十分に識別されたならば、すなわち既知のデータセット構造と一致し工具仕様が完全であるならば、完全なグループ分けを行う、請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
  9. 工具データセットが不完全であるかまたは誤っていれば、不完全なデータセットとしてグループ分けを行う、請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
  10. 存在しないまたはもはや存在しなくなった工具すなわち工具管理部から抹消された工具に対する参照指示をもつリストを別個のリスト管理部へ供給する、請求項１から９のいずれか１項記載の方法。
  11. 工具リスト管理部からのロケーションデータと工具管理部からの工具データを組み合わせて制御装置へダウンロードする、請求項１から１０のいずれか１項記載の方法。
  12. ダウンロードの前にデータセットの少なくとも一部分を、使用される工具データの固有のアップロード機能により事前に工具管理部において更新する、請求項１から１１のいずれか１項記載の方法。
  13. 工具および工具リストの作成とコンフィギュレーションのため、ユーザデータをもつパターンすなわち固有の工具データを作成する、請求項１から１２のいずれか１項記載の方法。
  14. 複数のＮＣ制御装置と１つのローカルなまたは分散型の工具データマネージメントモジュールを使用する、請求項１から１３のいずれか１項記載の方法。
  15. 工具および／または工具データの全構成要素のうち部分集合を別個に管理する、請求項１から１４のいずれか１項記載の方法。
  16. ユーザ固有のデータたとえばロケーションデータと工具に依存する工具データを別個に管理する、請求項１から１５のいずれか１項記載の方法。
  17. １つまたは複数の機械の工具および／または工具データに関する工具構成要素全体を１つのコンピュータによって管理する、請求項１から１６のいずれか１項記載の方法。
  18. 複数の工具データマネージメントモジュールと１つの上位の管理システムを別のデータ処理装置において集中的に管理する、請求項１から１７のいずれか１項記載の方法。
  19. 用途に固有であり機械に関連するコンフィギュレーションの全構成要素を、記憶された工具データセットへの参照指示を用いて管理する、請求項１から１８のいずれか１項記載の方法。
  20. 工具データセットについて任意に定義可能な階層的分類と管理と表現を行う、請求項１から１９のいずれか１項記載の方法。
  21. 機械に依存しないまたは種々の機械に及ぶ工具リストたとえば事前のコンフィギュレーションのためのパターンを用いて管理を行う、請求項１から２０のいずれか１項記載の方法。
  22. 任意に定義可能かつ拡張可能な工具データを記憶する、請求項１から２１のいずれか１項記載の方法。
  23. 工具データセットにおいてそれぞれ異なるデータタイプを処理する、請求項１から２２のいずれか１項記載の方法。
  24. 工具データごとに値の範囲を定義し、該範囲をたとえば最大値および／または最小値により定義し、オプションとして該値の範囲のチェックを介在させる、請求項１から２３のいずれか１項記載の方法。
  25. 拡張可能な工具データの分類を導入する、請求項１から２４のいずれか１項記載の方法。
  26. 工具生成のパターンとして工具ライブラリを作成し、該工具ライブラリにおいて工具特性を定義し、該工具ライブラリを工具生成とともに更新する、請求項１から２５のいずれか１項記載の方法。
  27. 前記工具ライブラリは、工具と整合された意味をもつまえもって定義された変数定義を有しており、該変数定義を１つの工具グループ定義および／または１つの工具に割り当て可能である、請求項１から２６のいずれか１項記載の方法。
  28. 他の用途に整合された変数定義を行う、請求項１から２７のいずれか１項記載の方法。
  29. 差分リストおよび／または部分リストを形成し処理する、請求項１から２８のいずれか１項記載の方法。
  30. 基本的にＮＣ制御装置と請求項１から２９のいずれか１項記載の方法を実施するための電子データ処理装置とから成ることを特徴とする装置。
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