JP2021194753A - タレット管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】作業者による入力間違いを防ぎ、刃具管理を効率化するタレット管理システムを提供する。【解決手段】タレット管理システムは、タレット旋盤６０でのワークの加工に使用される複数の刃具３１−３６が放射状に保持されたタレット３０、タレット毎の管理情報が登録されたＩＤタグ３７、及びＩＤリーダライタ６８を備えている。タレット旋盤６０に設置された旋盤用ＩＤリーダライタ６８は、「ＩＤタグの登録情報の読み出し及び書き込み」が可能である。ＩＤタグ３７には、少なくともタレットの識別情報、及び、各刃具３１−３６の取付位置補正値が書き込まれる。タレット旋盤６０は、タレット３０が取り付けられたとき、旋盤用ＩＤリーダライタ６８によりＩＤタグ３７の登録情報を読み出し、タレットの識別情報に基づき、取り付けられたタレット３０が正しいか判断し、且つ、各刃具３１−３６の取付位置補正値に基づいてワークの加工を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、タレット旋盤に用いられるタレットの管理システムに関する。

従来、複数の刃具が放射状に取り付けられたタレットを旋回させ、ワークに対し複数の刃具による一連の加工を行うタレット旋盤が知られている。例えば特許文献１には、タレットの旋回時に旋盤本体や加工物との衝突を防ぐ旋回制御方式が開示されている。また、特許文献２には、工具の剛性を確保しつつタレット刃物台のすべてのステーションに工具を装着可能な工具ホルダが開示されている。

特開平２−２８４８４７号公報 特開２００８−１１９７９０号公報

従来、一台のタレット旋盤に対して複数のタレットを段取り替えして取り付けるシステムでは、作業者が間違ったタレットを取り付けると、意図しない刃具による加工が行われ、刃具の破損やワークの加工不良が発生するおそれがあった。

また、タレット旋盤にタレットを取り付けたとき、作業者は、刃具毎に計測された取付位置に応じた取付位置補正値を操作パネルに手入力する必要があった。このとき、作業者がデータを誤入力するおそれがあった。また、入力作業に時間がかかり、刃具情報の管理効率が悪かった。なお、本明細書における表記について、「取り付け位置」の送り仮名を省略し、「取付位置」と記載する。それ以外の語については原則として送り仮名を記載する。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、作業者によるデータ誤入力を防止し、刃具情報を効率良く管理するタレット管理システムを提供することにある。

本発明は、タレット（３０、４０）と、ＩＤタグ（３７、４７）と、計測装置用ＩＤリーダライタ（５８）と、旋盤用ＩＤリーダライタ（６８）と、を備えたタレット管理システムである。タレットは、タレット旋盤（６０）でのワークの加工に使用される複数の刃具（３１−３６）が放射状に保持されている。

ＩＤタグは、タレットに取り付けられ、タレット毎の管理情報が登録されている。計測装置用ＩＤリーダライタは、タレットにおける各刃具の取付位置を計測する刃具取付位置計測装置（５０）に設置され、「各刃具の取付位置に応じた取付位置補正値の書き込み」を含む、「ＩＤタグの登録情報の読み出し及び書き込み」が可能である。旋盤用ＩＤリーダライタは、タレット旋盤に設置され、「ＩＤタグの登録情報の読み出し及び書き込み」が可能である。

ＩＤタグには、少なくともタレットの識別情報、及び、各刃具の取付位置補正値が書き込まれる。タレット旋盤は、タレットが取り付けられたとき、旋盤用ＩＤリーダライタによりＩＤタグの登録情報を読み出し、タレットの識別情報に基づき、取り付けられたタレットが正しいか判断し、且つ、各刃具の取付位置補正値に基づいてワークの加工を行う。

本発明のタレット管理システムでは、タレット旋盤に間違ったタレットが取り付けられた場合に検出可能であるため、ワークの加工不良を未然に防止することができる。また、作業者が各刃具の取付位置補正値をタレット旋盤に入力する際の誤入力を防止するとともに、入力作業時間を低減し、刃具情報を効率良く管理することができる。

好ましくは、旋盤用ＩＤリーダライタは、タレットの刃具を使用した一工程の加工毎に刃具使用回数をＩＤタグに書き込む。そして、タレット管理システムは、ＩＤタグによりタレットの各刃具の寿命を管理する。タレットの各刃具は、刃具自体の特性の違いや加工の負荷、使用頻度等により寿命が異なるため、個別の寿命管理が必要となる。本発明ではＩＤタグにより各刃具の寿命を個別に管理することで、刃具情報をさらに効率良く管理することができる。

また、特に、大量生産用の専用機としてタレット旋盤が用いられるタレット管理システムでは、同一種類の複数の刃具が保持された同仕様の複数のタレットを備えることが好ましい。このシステムでは、タレット旋盤に取り付けられている第１のタレットについて、ＩＤタグに書き込まれたいずれかの刃具の使用回数が所定回数に達したとき、第１のタレットがタレット旋盤から取り外される。そして、第１のタレットと同仕様の第２のタレットがタレット旋盤に取り付けられてワークの加工が行われている間に、第１のタレットの刃具が交換される。これにより、刃具交換段取り中にタレット旋盤が稼働停止することを避け、設備稼働率を向上させることができる。

一実施形態のタレット管理システムにおいて刃具補正値確認装置にタレットが設置された状態の模式図。 一実施形態のタレット管理システムにおいてタレット旋盤にタレットが取り付けられた状態の模式図。 図２の操作パネルの補正値表示画面を示す図。 比較例のシステムにおいて刃具補正値確認装置にタレットが設置された状態の模式図。 比較例のシステムにおいてタレット旋盤にタレットが取り付けられた状態の模式図。 図５の操作パネルの補正値入力画面を示す図。 （ａ）一実施形態、（ｂ）比較例によるタレット旋盤加工のフローチャート。 （ａ）一実施形態、（ｂ）比較例による刃具交換段取りのフローチャート。 同仕様の複数のタレットを備えるタレット管理システムの運用方法を示す模式図。

（一実施形態）
以下、本発明の一実施形態によるタレット管理システムを図面に基づいて説明する。本実施形態のタレット管理システムは、タレット旋盤に用いられるタレットについて、タレットの識別情報、タレットに保持された各刃具の刃具取付位置補正値や使用回数の情報等をＩＤタグを用いて管理するシステムである。

タレットにはワークの加工箇所、加工部の材質、加工内容等に応じて異なる種類の複数の刃具が放射状に取り付けられており、タレット旋盤は一台の設備で一連の複数の加工をすることができる。特に大量生産用の専用機として用いられるタレット旋盤では、基本的に同じタレットが取り付けられたまま、工程に応じてタレットを旋回させて刃具を切り替えながら自動運転による加工が繰り返される。

ただし、いずれかの刃具の使用回数が所定回数（寿命閾値）に達すると、刃具を交換するためタレットが取り外される。刃具の交換の際、取付位置に誤差が生じるため、交換のたびに刃具取付位置計測装置において刃具の取付位置が計測され、取付位置に応じた刃具取付位置補正値が導出される。そして、刃具交換後のタレットをタレット旋盤に取り付けるとき、作業者は、刃具取付位置補正値のデータをタレット旋盤に入力する必要がある。また、タレットの各刃具は、刃具自体の特性の違いや加工の負荷、使用頻度等により寿命が異なるため、個別の寿命管理が必要となる。そこで、タレットにおける各刃具の取付位置補正値や個別の寿命を効率良く管理するタレット管理システムが求められる。

図１〜図３に一実施形態のタレット管理システムの構成を示す。また、図４〜図６に比較例として、ＩＤタグを用いない従来のシステムでの対応する構成を示す。図１及び図４には、刃具取付位置計測装置５０にタレット３０が設置された状態を示す。図２及び図５には、タレット旋盤６０にタレット３０が取り付けられた状態を示し、図３及び図６には、タレット旋盤６０の操作パネル６４の画面を示す。一実施形態及び比較例において実質的に同一の構成には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

一実施形態のタレット管理システムは、タレット３０と、ＩＤタグ３７と、計測装置用ＩＤリーダライタ５８と、旋盤用ＩＤリーダライタ６８と、を備える。なお、刃具取付位置計測装置５０及びタレット旋盤６０はタレット管理システムの構成要素ではなく、タレット管理システムが用いられる対象設備と解釈する。

図１、図２、図４、図５に示すように、タレット３０は、ワークの加工に使用される複数（例えば６本）の刃具３１−３６が中央の台部３００に放射状に取り付けられている。便宜上、各刃具３１−３６は同形状のバイト状に図示しているが、実際には個々に刃具の種類や形状が異なっていてよい。

一実施形態では、タレット３０の台部３００における刃具３１−３６に干渉しない側面にＩＤタグ３７が取り付けられている。一方、比較例ではＩＤタグ３７は無い。ＩＤタグ３７には、次のようなタレット毎の管理情報が登録されている。
［１］タレット識別情報。タレット固有の補正値やタレットの使用回数など。
［２］各刃具の取付位置補正値。
［３］各刃具の寿命管理情報。具体的には現時点での使用回数など。

図１及び図４に示すように、刃具取付位置計測装置５０は計測器５１及びコントローラ５２を有し、タレット３０における各刃具３１−３６の取付位置を計測する。詳しくは、タレット旋盤６０のＸ軸方向（送り方向）、及びＺ軸方向（主軸方向）の刃先取付位置が計測され、コントローラ５２において取付位置に応じた補正値が導出される。

ここで、新しいタレット３０を製作した場合や全ての刃具３１−３６を一度に交換した場合を除き、通常、寿命に達して交換された１本又は数本の刃具についてのみ、取付位置が計測され、補正値が導出される。交換していない刃具については前回計測時の補正値が維持されればよい。したがって、今回の計測でどの刃具についての補正値がいくらであるかの情報を間違いなく確認することが必要となる。さらに、新品に交換された刃具については使用回数を０回にリセットする必要がある。

図４に示す比較例では、導出された刃具取付位置補正値を作業者が確認し、刃具の番号及び補正値をメモ等に記録する。これに対し、図１に示す一実施形態では、刃具取付位置計測装置５０に計測装置用ＩＤリーダライタ５８が設置されている。計測装置用ＩＤリーダライタ５８は、「各刃具３１−３６の取付位置に応じた取付位置補正値の書き込み」を含む、「ＩＤタグ３７の登録情報の読み出し及び書き込み」が可能である。

具体的に、刃具取付位置計測装置５０のコントローラ５２のデータは計測装置用ＩＤリーダライタ５８に転送され、計測装置用ＩＤリーダライタ５８からＩＤタグ３７に書き込まれる。したがって、作業者のメモに頼ることなく、正確なデータが、タレット３０に一体的に付随したＩＤタグ３７に記憶される。寿命に応じて刃具が１本ずつ交換されるタレット３０の運用では、特に刃具情報の管理が煩雑になるため、ＩＤタグ３７を用いて情報管理することの効果がある。

図２及び図５に示すように、一実施形態及び比較例において共通に、タレット旋盤６０はＰＬＣ６２、ＨＵＢ６３及び操作パネル６４等を有する。一実施形態ではさらに、ＩＤ入力スロット６１がＰＬＣ６２に接続されている。なお、本発明の特徴と関係の無い部分の構成については図示及び説明を省略する。

図５に示す比較例では、作業者が「正しいタレット」と認識したタレットがタレット旋盤６０に取り付けられる。仮に作業者が間違ったタレットを取り付けたとしても、気づかなければそのまま加工が開始される可能性がある。その場合、意図しない刃具による加工が行われ、刃具の破損やワークの加工不良が生じるおそれがある。

その後、作業者は、操作パネル６４の補正値入力画面（図６）に、刃具取付位置補正値のＸ軸及びＺ軸データを手入力する。図６にはイメージとして５桁の数字を記載しているが、この数値に全く意味はない。なお、左側の登録データに対し右側の補正データの数値の下２桁をランダムに変更している。これは、登録データと異なる補正データが入力されることを示すものに過ぎない。また、別の画面で作業者は、直前に交換された刃具の使用回数を０回にリセットする。

このような刃具取付位置補正値、及び刃具使用回数の入力において、作業者はデータを誤入力するおそれがある。言い換えれば、入力データが正しいことの保証は作業者任せとなっている。また、手入力項目が多いため入力作業に時間がかかる。こうして、作業者によるデータ入力後、タレット旋盤６０は補正データに基づいてワークの加工を行う。もし作業者の入力したデータに誤りがあれば、刃具の破損やワークの加工不良が生じる場合がある。

一方、図２に示す一実施形態では、タレット旋盤６０に設置された旋盤用ＩＤリーダライタ６８は、「ＩＤタグ３７の登録情報の読み出し及び書き込み」が可能である。タレット旋盤６０は、タレット３０が取り付けられたとき、旋盤用ＩＤリーダライタ６８によりＩＤタグ３７の登録情報を読み出し、タレットの識別情報に基づき、取り付けられたタレットが正しいか判断する。仮に間違ったタレットが取り付けられていた場合、例えばアラームが表示されることで、作業者はすぐに間違いに気づく。

また、旋盤用ＩＤリーダライタ６８に読み出されたＩＤタグ３７のデータは、ＩＤ入力スロット６１を経由してＰＬＣ６２に通信される。そして、ＰＬＣ６２からＨＵＢ６３を経由して操作パネル６４の補正値表示画面（図３）に比較例の補正値入力画面（図６）と同様の画面が瞬時に表示され、作業者はＩＤタグ３７のデータを確認することができる。そしてタレット旋盤６０は、ＩＤタグ３７に登録された正確な刃具取付位置補正値に基づいてワークの加工を行う。

次に図７及び図８のフローチャートを参照し、一実施形態と比較例とにおけるタレット旋盤加工及び刃具交換段取りのフローを対比しつつ説明する。フローチャートの説明において、記号「Ｓ」はステップを意味する。一実施形態及び比較例に共通のステップにはステップ番号を数字のみで表す。一実施形態に特有のステップにはステップ番号の数字の後に「Ａ」を付し、比較例に特有のステップには同じく「Ｂ」を付す。なお、フローチャートの説明中、刃具の符号の記載を省略する。

図７（ａ）に一実施形態、図７（ｂ）に比較例におけるタレット旋盤加工のフローを示す。共通のＳ１０では、刃具交換後のタレット３０がタレット旋盤６０に取り付けられる。次に、比較例のＳ１１Ｂでは、作業者が操作パネル６４に刃具取付位置補正値を入力する（図６参照）。また作業者は、交換した刃具について使用回数のリセット操作をする。全部の刃具を交換した場合や、新しいタレットを初めて取り付ける場合は、全部の刃具の使用回数がリセットされる。

比較例では、正しいタレットが取り付けられたこと、正しい刃具取付位置補正値が入力されたこと、交換した刃具について使用回数が正しくリセットされたこと等は、全て作業者の注意力に依存する。これに対し一実施形態のＳ１１Ａでは、旋盤用ＩＤリーダライタ６８がＩＤタグ３７の登録情報を読み出し、タレット旋盤６０に通知する。タレット旋盤６０は、Ｓ１２Ａで取り付けタレットが正常であるか判断する。

Ｓ１２ＡでＮＯの場合、Ｓ１３Ｂで取り付けタレット異常が表示され、加工開始が禁止される。そのため、間違ったタレットの取り付けによるワークの加工不良を未然に防止することができる。この場合、作業者が間違ったタレットを取り外し、あらためて正しいタレット３０をタレット旋盤６０に取り付けると、Ｓ１０からのステップが再実施される。

続いて共通のＳ１４では、タレット旋盤６０の自動運転によるワークの加工が開始される。Ｓ１５では、タレットの刃具を使用した一工程の加工毎に刃具使用回数がタレット旋盤にてカウントされる。比較例では作業者が使用回数を確認する。一実施形態のＳ１６Ａでは、カウントされた刃具使用回数が旋盤用ＩＤリーダライタ６８によってＩＤタグ３７に書き込まれる。共通のＳ１７では加工が完了する。

共通のＳ１８では、各刃具の使用回数が所定回数未満であるか判断される。Ｓ１８でＹＥＳの場合、Ｓ１４の前に戻り、次サイクルの加工が開始される。Ｓ１８でＮＯの場合、Ｓ１９で作業者によりタレット３０が取り外され、Ｓ２０で刃具交換段取りが行われる。

次に、図８（ａ）に一実施形態、図８（ｂ）に比較例における刃具交換段取りのフローを示す。フローの始まりと終わりのステップは図７（ａ）、図７（ｂ）と重複する。Ｓ１９でタレット旋盤６０からタレット３０が取り外された後、Ｓ２１で作業者は、使用回数が所定回数に達した刃具を交換する。Ｓ２２では、タレット３０における各刃具の取付位置が刃具取付位置計測装置５０により計測され、取付位置に応じた刃具取付位置補正値が導出される。

比較例のＳ２３Ｂでは、作業者が刃具取付位置補正値を確認し、メモ等に記録する。そして、タレット３０をタレット旋盤６０に取り付けた後のＳ１１Ｂで、作業者は、記録した刃具取付位置補正値を操作パネル６４に入力する。つまり作業者は、刃具取付位置補正値を記録するときと入力するときとの２回、読み間違い、記録間違い、入力間違いをする可能性がある。また、記録や入力作業に時間を要する。

一方、一実施形態のＳ２３Ａでは、各刃具の取付位置に応じて導出された刃具取付位置補正値は、計測装置用ＩＤリーダライタ５８によって自動的にＩＤタグ３７に書き込まれる。また、交換した刃具について、新しい刃具使用回数がＩＤタグ３７に書き込まれる。なお、交換していない刃具については、前回の加工時に書き込まれた刃具使用回数が維持されている。

タレット３０をタレット旋盤６０に取り付けたＳ１０後、比較例のＳ１１Ｂ及び一実施形態のＳ１１Ａについては図７を参照して説明した通りである。一実施形態のＳ１１Ａでは、ＩＤタグ３７に書き込まれた登録情報が旋盤用ＩＤリーダライタ６８により読み出されることで、作業者による記録及び入力が不要となる。したがって、誤入力等を防止するとともに、入力等の作業時間を低減し、刃具情報を効率良く管理することができる。

次に図９を参照し、特に、大量生産用の専用機としてタレット旋盤が用いられるタレット管理システムの運用方法について説明する。このシステムは、同一種類の複数の刃具が保持された同仕様の複数のタレット３０、４０を備える。図の上部に示す段階では、第１のタレット３０がタレット旋盤６０に取り付けられてワークの加工が行われている。このとき第２のタレット４０は、タレット識別情報や刃具取付位置補正値等が書き込まれたＩＤタグ４７が付いた状態で予備として保管されている。

第１のタレット３０について、ＩＤタグ３７に書き込まれたいずれかの刃具の使用回数が所定回数に達したとき、第１のタレット３０は、タレット旋盤６０から取り外される。図の下部に示す段階では、第２のタレット４０がタレット旋盤６０に取り付けられてワークの加工が行われている間に、第１のタレット３０の刃具が交換される。これにより、刃具交換段取り中にタレット旋盤６０が稼働停止することを避け、設備稼働率を向上させることができる。

（その他の実施形態）
（ａ）例えば一台のタレット旋盤が多品種少量生産用の汎用機として用いられるシステムでは、ある品種用のタレットの刃具交換中に他品種用のタレットを用いて他品種の加工を行うことで設備稼働率を向上させることができる。したがって、多品種少量生産に適用されるタレット管理システム等では、同仕様の複数のタレットを複数備えなくてもよい。

（ｂ）刃具寿命管理において単純に使用回数をカウントするだけでなく、例えばワークの切削量や硬度等の加工条件が一定でない場合、刃具消耗係数を乗じた値を積算する等の応用的な管理を行ってもよい。また、使用回数に基づく刃具寿命管理が実際に有効でない場合や不要な場合、ＩＤタグにより刃具寿命を管理しなくてもよく、少なくともタレット識別情報、及び、各刃具の取付位置補正値を管理すればよい。

以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

３０、４０・・・タレット、 ３１−３６・・・刃具、 ３７、４７・・・ＩＤタグ、
５０・・・刃具取付位置計測装置、
５８・・・計測装置用ＩＤリーダライタ、
６０・・・タレット旋盤、
６８・・・旋盤用ＩＤリーダライタ。

Claims (3)

1. タレット旋盤（６０）でのワークの加工に使用される複数の刃具（３１−３６）が放射状に保持されたタレット（３０、４０）と、
   前記タレットに取り付けられ、前記タレット毎の管理情報が登録されたＩＤタグ（３７、４７）と、
   前記タレットにおける各刃具の取付位置を計測する刃具取付位置計測装置（５０）に設置され、各刃具の取付位置に応じた取付位置補正値の書き込みを含む、前記ＩＤタグの登録情報の読み出し及び書き込みが可能な計測装置用ＩＤリーダライタ（５８）と、
   前記タレット旋盤に設置され、前記ＩＤタグの登録情報の読み出し及び書き込みが可能な旋盤用ＩＤリーダライタ（６８）と、
   を備えたタレット管理システムであって、
   前記ＩＤタグには、少なくとも前記タレットの識別情報、及び、各刃具の前記取付位置補正値が書き込まれ、
   前記タレット旋盤は、前記タレットが取り付けられたとき、前記旋盤用ＩＤリーダライタにより前記ＩＤタグの登録情報を読み出し、前記タレットの識別情報に基づき、取り付けられた前記タレットが正しいか判断し、且つ、各刃具の前記取付位置補正値に基づいてワークの加工を行うタレット管理システム。
2. 前記旋盤用ＩＤリーダライタは、前記タレットの刃具を使用した一工程の加工毎に刃具使用回数を前記ＩＤタグに書き込み、
   前記ＩＤタグにより前記タレットの各刃具の寿命を管理する請求項１に記載のタレット管理システム。
3. 同一種類の複数の刃具が保持された同仕様の複数の前記タレットを備え、
   前記タレット旋盤に取り付けられている第１の前記タレットについて、前記ＩＤタグに書き込まれたいずれかの刃具の使用回数が所定回数に達したとき、第１の前記タレットが前記タレット旋盤から取り外され、
   第１の前記タレットと同仕様の第２の前記タレットが前記タレット旋盤に取り付けられてワークの加工が行われている間に、第１の前記タレットの刃具が交換される請求項２に記載のタレット管理システム。

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