JP2023182220A - production system - Google Patents

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JP2023182220A
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Japanese (ja)
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仁志 ▲高▼本
Hitoshi Takamoto
浩之 澤田
Hiroyuki Sawada
英樹 岩井
Hideki Iwai
善昭 安藤
Yoshiaki Ando
賀生 若園
Yoshio Wakazono
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
JTEKT Corp
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
JTEKT Corp
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Abstract

To provide a production system which can reduce a processing cost regardless of variation of workpieces.SOLUTION: A data processing apparatus 7 constituting a production system 1 determines start positions X2 and X12 of an idle running operation S3a on the basis of shape information of a workpiece W measured by a shape measuring device 3 so as to equalize travel distances L2 and L12 of the idle running operation S3a and outputs the determined start positions X2 and X12 of the idle running operation S3a to a downstream processing facility 4 as command information. In machining processing for the workpiece W being an object, the downstream processing facility 4 changes the start positions X2 and X12 of the idle running operation S3a on the basis of the command information acquired from the data processing apparatus 7.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、生産システムに関する。 The present invention relates to a production system.

特許文献1には、サイバーフィジカル型生産システムが記載されている。この生産システムは、仮想世界における仮想生産状態を生成し、仮想生産状態に基づいて生産ラインの生産条件を満たすように自律的に生産指令値を修正し、修正された生産指令値に基づいて生産ラインを稼働する。生産条件としては、ツールコスト、電力量、停止時間、品質などが挙げられている。 Patent Document 1 describes a cyber-physical production system. This production system generates a virtual production state in a virtual world, autonomously modifies production command values to meet the production conditions of the production line based on the virtual production state, and produces production based on the modified production command values. Operate the line. Production conditions include tool cost, power consumption, downtime, and quality.

特開2020-177580号公報JP2020-177580A

工作物に対して複数の加工を施す生産ラインを構成する加工設備のうち、工具による機械加工処理を施す加工設備においては、工作物と工具とが離間した位置から接触するまでの間、徐々に工作物と工具とを接近させ、接触後において実機械加工を行う。特に、加工設備のうち研削加工や仕上切削加工を行う加工設備において、他の加工設備に比べて、研削加工や仕上切削加工における工作物と工具との相対移動速度は極めて遅い。 Among the processing equipment that makes up a production line that performs multiple processes on a workpiece, in the processing equipment that performs machining processing using tools, the workpiece and tool gradually move from a distant position until they come into contact. The workpiece and tool are brought close to each other, and actual machining is performed after contact. In particular, in processing equipment that performs grinding and finishing cutting, the relative movement speed between the workpiece and tool during grinding and finishing cutting is extremely slow compared to other processing equipment.

そして、研削加工や仕上切削加工においては、加工速度(例えば、粗研速度)で移動している最中に工作物と工具とが接触するようにしている。そこで、工作物と工具とが接触する前に、加工速度に切り替えている。 In grinding or finishing cutting, the workpiece and tool are brought into contact while moving at a processing speed (for example, rough grinding speed). Therefore, the machining speed is changed before the workpiece and tool come into contact.

また、研削加工や仕上切削加工の対象の工作物の素材形状には、ばらつきがある。そのため、素材形状が大径の工作物の場合には、高速移動時(例えば、空研移動時)に工作物と工具とを近づけすぎて接触するおそれがある。この状態を避けるために、加工速度での移動開始位置から工作物と工具とが接触する位置までの空走距離を十分に確保している。一般には、空走距離は、工作物の素材形状のばらつきを考慮して、工作物のばらつきのうち最大形状に合わせた距離に設定する。空走距離における工作物と工具との相対移動速度は、加工速度であるため、例えば研削加工や仕上切削加工を行う際の速度である。そのため、素材形状が小径の工作物の場合には、空走距離が長くなり、加工していない無駄時間が長くなってしまう。その結果、時間を考慮した加工コストが高くなってしまう。 Furthermore, there are variations in the shape of the workpiece to be subjected to grinding or finishing cutting. Therefore, in the case of a workpiece having a large diameter, there is a risk that the workpiece and the tool will come into contact with each other because they are brought too close together during high-speed movement (for example, during air-grinding movement). In order to avoid this situation, a sufficient free running distance is ensured from the start position of movement at the machining speed to the position where the workpiece and tool come into contact. Generally, the idle running distance is set to a distance that matches the maximum shape of the variations in the workpiece, taking into account variations in the shape of the material of the workpiece. The relative movement speed between the workpiece and the tool during the free running distance is the machining speed, and is therefore the speed at which, for example, grinding or finishing cutting is performed. Therefore, in the case of a workpiece whose material shape is small in diameter, the idle running distance becomes long and the wasted time during which no machining is performed becomes long. As a result, the processing cost in consideration of time becomes high.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、工作物にばらつきがある場合であっても、加工コストを低減することができる生産システムを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of this problem, and aims to provide a production system that can reduce processing costs even when there are variations in workpieces.

本発明の一態様は、工作物に対して前記工作物の形状を変化させる加工を行う上流加工設備と、
前記上流加工設備による加工後の前記工作物の形状を測定する形状測定装置と、
前記上流加工設備により加工された前記工作物に対して工具による機械加工処理を行う下流加工設備と、
前記形状測定装置により測定された前記工作物の形状情報を取得し、前記下流加工設備が測定対象の前記工作物に対して前記機械加工処理を行う前に、前記工作物の前記形状情報に基づき得られた指令情報を前記下流加工設備に出力するデータ処理装置と、
を備え、
前記下流加工設備による前記機械加工処理は、
所定速度にて、前記工作物と前記工具とが離間した開始位置から、前記工作物に対して前記工具を相対的に接近させて、前記工作物と前記工具とを接触させる空走動作と、
前記空走動作の後に、前記空走動作における前記所定速度と同一速度にて、前記工作物に対して前記工具を相対的に移動させて、前記工作物に対して前記工具による実機械加工を行う実機械加工動作と、
を含み、
前記データ処理装置は、前記空走動作の移動距離が一定となるように、前記工作物の前記形状情報に基づいて前記空走動作の前記開始位置を決定し、かつ、決定した前記空走動作の前記開始位置を前記指令情報として前記下流加工設備に出力し、
前記下流加工設備は、対象の前記工作物に対する前記機械加工処理において、前記データ処理装置から取得した前記指令情報に基づいて前記空走動作の前記開始位置を変更する、生産システム。
One aspect of the present invention includes upstream processing equipment that performs processing on a workpiece to change the shape of the workpiece;
a shape measuring device that measures the shape of the workpiece after being processed by the upstream processing equipment;
downstream processing equipment that performs machining processing using a tool on the workpiece processed by the upstream processing equipment;
The shape information of the workpiece measured by the shape measuring device is acquired, and before the downstream processing equipment performs the machining process on the workpiece to be measured, based on the shape information of the workpiece. a data processing device that outputs the obtained command information to the downstream processing equipment;
Equipped with
The machining process by the downstream processing equipment includes:
A free running operation of bringing the tool into contact with the workpiece by moving the tool relatively closer to the workpiece from a starting position where the workpiece and the tool are separated from each other at a predetermined speed;
After the idle running operation, the tool is moved relative to the workpiece at the same speed as the predetermined speed in the idle running operation, and the workpiece is actually machined by the tool. The actual machining operation to be performed,
including;
The data processing device determines the start position of the free running motion based on the shape information of the workpiece so that the moving distance of the free running motion is constant, and Outputting the start position of as the command information to the downstream processing equipment,
In the production system, the downstream processing equipment changes the start position of the idle operation based on the command information acquired from the data processing device in the machining process for the target workpiece.

上記生産システムにおいては、上流加工設備、下流加工設備を備える。下流加工設備においては、上流加工設備により加工された工作物に対して工具による機械加工処理を行う場合に、空走動作を行った後に、実機械加工動作を行う。ここで、上流加工設備は、工作物の形状を変化させる加工を行う。そのため、下流加工設備における実機械加工動作は、上流加工設備により加工された工作物の形状に応じた動作となる。 The above production system includes upstream processing equipment and downstream processing equipment. In the downstream machining equipment, when performing machining processing using a tool on a workpiece machined by the upstream machining equipment, an actual machining operation is performed after performing a free running operation. Here, the upstream processing equipment performs processing that changes the shape of the workpiece. Therefore, the actual machining operation in the downstream processing equipment is an operation according to the shape of the workpiece machined by the upstream processing equipment.

ここで、生産システムは、形状測定装置と、データ処理装置とを備える。形状測定装置は、上流加工設備による加工後の工作物の形状を測定する。データ処理装置は、形状測定装置により測定された工作物の形状情報を取得し、下流加工設備が測定対象の工作物に対して機械加工処理を行う前に、当該工作物の形状情報に基づき得られた指令情報を下流加工設備に出力する。 Here, the production system includes a shape measuring device and a data processing device. The shape measuring device measures the shape of the workpiece after being processed by the upstream processing equipment. The data processing device acquires shape information of the workpiece measured by the shape measuring device, and obtains information based on the shape information of the workpiece before the downstream processing equipment performs machining processing on the workpiece to be measured. The received command information is output to downstream processing equipment.

そして、データ処理装置は、空走動作の移動距離が一定となるように、工作物の形状情報に基づいて空走動作の開始位置を決定し、決定した空走動作の開始位置を指令情報として下流加工設備に出力する。下流加工設備は、データ処理装置から指令情報を取得することにより、対象の工作物に対して空走動作の開始位置を変更している。つまり、上流加工設備による加工後の工作物の形状にばらつきがあるとしても、下流加工設備における空走動作の移動距離は常に一定となる。従って、空走動作が長くなることによる加工コストの増大を抑制できる。 Then, the data processing device determines the starting position of the free running motion based on the shape information of the workpiece so that the moving distance of the free running motion is constant, and uses the determined starting position of the free running motion as command information. Output to downstream processing equipment. The downstream machining equipment changes the start position of the idle motion with respect to the target workpiece by acquiring command information from the data processing device. In other words, even if there are variations in the shape of the workpiece after machining by the upstream machining equipment, the moving distance of the idle running operation in the downstream machining equipment is always constant. Therefore, it is possible to suppress an increase in machining cost due to a longer idle running operation.

以上のごとく、上記態様によれば、工作物にばらつきがある場合であっても、加工コストを低減することができる生産システムを提供することができる。 As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a production system that can reduce processing costs even when there are variations in workpieces.

生産システムの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a production system. 生産システムを構成する下流加工設備の例としての研削盤を示す図である。It is a diagram showing a grinder as an example of downstream processing equipment that constitutes the production system. 研削盤における機械加工処理(研削加工処理)を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the machining process (grinding process) in a grinder. 研削盤における機械加工処理(研削加工処理)における砥石車のX軸位置の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the X-axis position of a grinding wheel in the machining process (grinding process) in a grinding machine. 研削盤における機械加工処理(研削加工処理)における砥石車のX軸位置の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the X-axis position of a grinding wheel in the machining process (grinding process) in a grinding machine. データ処理装置の処理を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing processing of the data processing device. 図6のS13の処理に関し、形状測定装置による測定寸法に応じた下流加工設備の処理を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the processing of the downstream processing equipment according to the dimensions measured by the shape measuring device, regarding the processing of S13 in FIG. 6 . 研削盤の工具修正のインターバルを説明するための図である。It is a figure for explaining the interval of tool modification of a grinder. 下流加工設備の処理を示すフローチャートである。It is a flow chart showing processing of downstream processing equipment. 変形態様の生産システムの構成を示す図である。It is a diagram showing the configuration of a modified production system.

(実施形態)
1.生産システム1の構成
生産システム1の構成について図1を参照して説明する。生産システム1は、複数の生産設備2~5と、管理装置6と、データ処理装置7とを備える。複数の生産設備2~5は、例えば、工作物Wを生産するための生産設備であって、工作物Wに対して順次処理を実行する。
(Embodiment)
1. Configuration of Production System 1 The configuration of the production system 1 will be described with reference to FIG. 1. The production system 1 includes a plurality of production facilities 2 to 5, a management device 6, and a data processing device 7. The plurality of production facilities 2 to 5 are, for example, production facilities for producing workpieces W, and sequentially perform processing on the workpieces W.

生産設備2~5は、例えば、上流加工設備2、形状測定装置3、下流加工設備4、検査装置5である。ただし、生産システム1は、少なくとも、上流加工設備2、形状測定装置3、下流加工設備4を備えていれば良く、その他の生産設備を備えることは任意である。 The production facilities 2 to 5 are, for example, an upstream processing facility 2, a shape measuring device 3, a downstream processing facility 4, and an inspection device 5. However, the production system 1 only needs to include at least an upstream processing facility 2, a shape measuring device 3, and a downstream processing facility 4, and may optionally include other production facilities.

上流加工設備2は、工作物Wに対して、工作物Wの形状を変化させる加工を行う。上流加工設備2は、例えば、旋盤、マシニングセンタ、歯切り装置、研削盤などの除去加工(切削加工、研削加工など)を行う加工装置、鍛造や鋳造などを行う加工装置、熱処理を施す熱処理設備、表面処理を施す設備、レーザ加工装置などである。 The upstream processing equipment 2 performs processing on the workpiece W to change the shape of the workpiece W. The upstream processing equipment 2 includes, for example, processing equipment that performs removal processing (cutting, grinding, etc.) such as a lathe, machining center, gear cutting device, and grinder, processing equipment that performs forging or casting, and heat treatment equipment that performs heat treatment. These include equipment that performs surface treatment, laser processing equipment, etc.

形状測定装置3は、上流加工設備2による加工後の工作物Wの形状を測定する。例えば、工作物Wが、断面形状が円形の外周面または内周面を有する場合には、形状測定装置3は、工作物Wの形状として、工作物Wの外周面または内周面の径寸法を測定する。形状測定装置3は、接触式、非接触式のいずれを採用しても良い。工作物Wの形状は、上記の場合に限られず任意の形状とすることができ、形状測定装置3は、工作物Wの形状に応じた寸法などを測定する。 The shape measuring device 3 measures the shape of the workpiece W after processing by the upstream processing equipment 2. For example, when the workpiece W has an outer peripheral surface or an inner peripheral surface with a circular cross-sectional shape, the shape measuring device 3 determines the diameter dimension of the outer peripheral surface or the inner peripheral surface of the workpiece W as the shape of the workpiece W. Measure. The shape measuring device 3 may be either a contact type or a non-contact type. The shape of the workpiece W is not limited to the above case but can be any shape, and the shape measuring device 3 measures dimensions etc. according to the shape of the workpiece W.

下流加工設備4は、上流加工設備2により加工された工作物Wに対して工具Tによる機械加工処理を行う。特に、下流加工設備4は、形状測定装置3により測定された工作物Wの形状情報などを考慮して、工作物Wに対して機械加工処理を行う。下流加工設備4は、例えば、旋盤、マシニングセンタ、歯切り装置、研削盤(研磨盤を含む意味で用いる)などの除去加工(切削加工、研削加工)や研磨加工を行う加工装置(工作機械)である。 The downstream machining equipment 4 performs machining processing using the tool T on the workpiece W machined by the upstream machining equipment 2 . In particular, the downstream processing equipment 4 performs machining processing on the workpiece W, taking into account the shape information of the workpiece W measured by the shape measuring device 3 and the like. The downstream processing equipment 4 is, for example, processing equipment (machine tool) that performs removal processing (cutting processing, grinding processing) or polishing processing, such as a lathe, machining center, gear cutting device, grinder (used to include polishing machine), etc. be.

検査装置5は、下流加工設備4による加工後の工作物Wの形状を検査する。検査装置5は、例えば、形状測定装置3と同様に工作物Wの寸法を測定したり、工作物Wの表面性状(面粗さ、真円度、円筒度など)を測定したり、工作物Wにおける加工変質層の有無などを検査する。検査装置5の検査項目は、任意に設定することができる。 The inspection device 5 inspects the shape of the workpiece W after processing by the downstream processing equipment 4. The inspection device 5 can, for example, measure the dimensions of the workpiece W in the same way as the shape measurement device 3, measure the surface properties (surface roughness, roundness, cylindricity, etc.) of the workpiece W, and The presence or absence of a process-affected layer in W is inspected. The inspection items of the inspection device 5 can be set arbitrarily.

管理装置6は、例えば、生産計画を格納する。管理装置6は、生産計画を生成する機能を有するようにしても良い。生産計画には、例えば、工作物Wごとの生産期日(納期)、工作物Wの工程情報、各工程の実行スケジュールなどの管理データが含まれている。管理装置6への管理データの入力は、管理者により行われる。 The management device 6 stores, for example, a production plan. The management device 6 may have a function of generating a production plan. The production plan includes management data such as, for example, a production date (delivery date) for each workpiece W, process information for the workpiece W, and an execution schedule for each process. Management data is input into the management device 6 by an administrator.

データ処理装置7は、管理装置6における生産計画に基づいて、生産設備2~5のそれぞれの稼働に関して生産設備2~5のそれぞれに対する指令情報を決定し、生産設備2~5のそれぞれに対して指令情報を出力する。さらに、データ処理装置7は、生産設備2~5のそれぞれから取得した情報に基づいて、他の生産設備2~5のそれぞれに指令情報を決定することもできる。例えば、データ処理装置7は、上流側の生産設備2~5の情報を用いて、下流側の生産設備2~5に対する指令情報を決定することができる。つまり、データ処理装置7は、生産設備2~5が相互に関連を有する事項について、生産設備2~5のそれぞれに対して連携しながら動作させるように制御することができる。 The data processing device 7 determines command information for each of the production facilities 2 to 5 regarding the operation of each of the production facilities 2 to 5 based on the production plan in the management device 6, and Output command information. Furthermore, the data processing device 7 can also determine command information for each of the other production facilities 2 to 5 based on the information acquired from each of the production facilities 2 to 5. For example, the data processing device 7 can determine command information for the production facilities 2 to 5 on the downstream side using information on the production facilities 2 to 5 on the upstream side. In other words, the data processing device 7 can control each of the production facilities 2 to 5 to operate in cooperation with respect to matters that are related to each other.

例えば、データ処理装置7は、管理装置6から生産計画を取得し、かつ、上流加工設備2の稼働状態情報を取得して、形状測定装置3に対して測定種別や測定の開始タイミングなどを指令することができる。 For example, the data processing device 7 acquires the production plan from the management device 6, acquires the operating status information of the upstream processing equipment 2, and instructs the shape measuring device 3 regarding the measurement type, measurement start timing, etc. can do.

また、データ処理装置7は、形状測定装置3により測定された工作物Wの形状情報を取得して、下流加工設備4に対する加工条件などの指令情報を決定し、下流加工設備4に当該指令情報を出力することができる。例えば、データ処理装置7は、取得した工作物Wの形状情報に基づいて、下流加工設備4が測定対象の当該工作物Wに対して機械加工処理を行う前に、工作物Wの形状情報に基づき得られた指令情報を下流加工設備4に出力して、下流加工設備4に対して当該指令情報に応じた動作を行わせる。 Further, the data processing device 7 acquires shape information of the workpiece W measured by the shape measuring device 3, determines command information such as processing conditions for the downstream processing equipment 4, and transmits the command information to the downstream processing equipment 4. can be output. For example, the data processing device 7 uses the shape information of the workpiece W based on the acquired shape information of the workpiece W before the downstream processing equipment 4 performs machining processing on the workpiece W to be measured. The command information obtained based on the command information is outputted to the downstream processing equipment 4, and the downstream processing equipment 4 is caused to perform an operation according to the command information.

また、データ処理装置7は、サイバーフィジカル型生産システム(CPPS)における仮想空間の処理を実現するための装置として機能させることもできる。この場合、データ処理装置7は、現実世界における生産設備2~5の動作を仮想空間においてリアルタイムに実行し、当該処理結果を用いて現実世界における生産設備2~5の動作をリアルタイムに制御することができる。例えば、データ処理装置7は、上流加工設備2および形状測定装置3から取得した結果、下流加工設備4の加工条件などに基づいて、下流加工設備4の加工条件の最適化処理を行って、下流加工設備4に対して最適化された加工条件を出力することができる。 Further, the data processing device 7 can also function as a device for realizing processing of virtual space in a cyber-physical production system (CPPS). In this case, the data processing device 7 executes the operations of the production facilities 2 to 5 in the real world in the virtual space in real time, and uses the processing results to control the operations of the production facilities 2 to 5 in the real world in real time. Can be done. For example, the data processing device 7 optimizes the processing conditions of the downstream processing equipment 4 based on the results obtained from the upstream processing equipment 2 and the shape measuring device 3, the processing conditions of the downstream processing equipment 4, etc. Processing conditions optimized for the processing equipment 4 can be output.

また、データ処理装置7は、管理装置6から生産計画を取得し、かつ、下流加工設備4の稼働状態情報を取得して、検査装置5に対して検査種別や検査の開始タイミングなどを指令情報として決定し、決定した指令情報を検査装置5に出力することができる。 The data processing device 7 also acquires the production plan from the management device 6 and the operating status information of the downstream processing equipment 4, and provides command information such as the type of inspection and the start timing of the inspection to the inspection device 5. The determined command information can be output to the inspection device 5.

また、データ処理装置7は、サーバやクラウドコンピュータなどのように、生産設備2~5の装置本体とは別体に構成しても良い。この他に、データ処理装置7は、一部機能をサーバやクラウドコンピュータなどとして構成し、他の機能を生産設備2~5の組込みシステムとして構成することもできる。また、データ処理装置7は、生産設備2~5と独立して構成するのではなく、生産設備2~5のそれぞれの組込みシステムとして構成しても良い。 Furthermore, the data processing device 7 may be configured separately from the device bodies of the production facilities 2 to 5, such as a server or a cloud computer. In addition, some functions of the data processing device 7 can be configured as a server, a cloud computer, etc., and other functions can be configured as an embedded system in the production equipment 2 to 5. Further, the data processing device 7 may not be configured independently from the production facilities 2 to 5, but may be configured as an embedded system in each of the production facilities 2 to 5.

2.下流加工設備4の構成
下流加工設備4の構成の例について図2を参照して説明する。本形態では、下流加工設備4は、円筒研削盤を例にあげる。下流加工設備4は、図2においては、砥石台トラバース型円筒研削盤を例に挙げるが、テーブルトラバース型円筒研削盤を適用できるし、他の構成の研削盤を適用することもできる。
2. Configuration of Downstream Processing Equipment 4 An example of the configuration of the downstream processing equipment 4 will be described with reference to FIG. 2. In this embodiment, the downstream processing equipment 4 is exemplified by a cylindrical grinder. In FIG. 2, a grindstone traverse type cylindrical grinder is taken as an example of the downstream processing equipment 4, but a table traverse type cylindrical grinder or a grinder having another configuration may also be applied.

下流加工設備4としての研削盤は、ベッド21、工作物支持台22、トラバースベース23、砥石台24を備える。工作物支持台22は、ベッド21の上面に設けられており、例えば、軸状の工作物Wの一端を支持する主軸台、および、他端を支持する心押台により構成される。また、工作物支持台22を構成する主軸台および心押台は、工作物WをCw軸回りに回転可能とする。 The grinding machine serving as the downstream processing equipment 4 includes a bed 21 , a workpiece support 22 , a traverse base 23 , and a grindstone head 24 . The workpiece support stand 22 is provided on the upper surface of the bed 21, and includes, for example, a headstock that supports one end of the shaft-shaped workpiece W, and a tailstock that supports the other end. Further, the headstock and tailstock that constitute the workpiece support stand 22 allow the workpiece W to rotate around the Cw axis.

トラバースベース23は、ベッド21の上面に、工作物Wの軸方向に平行な方向(Z軸方向)に移動可能に構成されている。砥石台24は、トラバースベース23の上面に、工作物Wに対して接近離間する方向(X軸方向)に移動可能に構成されている。また、砥石台24は、工具Tとしての砥石車をCt軸回りに回転駆動する。生産設備2としての研削盤は、工作物Wと工具Tとしての砥石車とを相対移動することにより、工作物Wを研削加工する。本形態では、工作物Wは、円筒外周面を有しており、下流加工設備4としての研削盤は、工具Tとしての砥石車により工作物Wの外周面を研削加工する。 The traverse base 23 is configured to be movable on the upper surface of the bed 21 in a direction parallel to the axial direction of the workpiece W (Z-axis direction). The grindstone head 24 is configured to be movable on the upper surface of the traverse base 23 in a direction toward and away from the workpiece W (X-axis direction). Further, the grindstone head 24 rotates a grindstone serving as the tool T around the Ct axis. A grinding machine serving as the production equipment 2 grinds the workpiece W by relatively moving the workpiece W and a grinding wheel serving as the tool T. In this embodiment, the workpiece W has a cylindrical outer peripheral surface, and a grinding machine serving as the downstream processing equipment 4 grinds the outer peripheral surface of the workpiece W using a grinding wheel serving as the tool T.

3.下流加工設備4による機械加工処理
図2に示す下流加工設備4である研削盤による機械加工処理、すなわち研削加工処理について、図3~図5を参照して説明する。本形態においては、研削盤は、研削加工としての複数種類の加工工程(空研工程、粗研工程、精研工程、微研工程、スパークアウト工程など)を実行する。ただし、下流加工設備4は、1種類の機械加工工程を実行するようにしても良い。
3. Machining Processing by Downstream Processing Equipment 4 The machining process by the grinding machine that is the downstream processing equipment 4 shown in FIG. 2, that is, the grinding process will be described with reference to FIGS. 3 to 5. In this embodiment, the grinder executes multiple types of grinding processes (air grinding process, rough grinding process, fine grinding process, fine grinding process, spark-out process, etc.). However, the downstream processing equipment 4 may be configured to perform one type of machining process.

図4(a)と図5(a)とが対応し、図4(b)と図5(b)とが対応する。図4(a)および図5(a)は、上流加工設備2による加工後の工作物Wの外径が小さな値Daの場合であり、図4(b)および図5(b)は、当該工作物Wの外径が大きな値Dbの場合である。 4(a) corresponds to FIG. 5(a), and FIG. 4(b) corresponds to FIG. 5(b). 4(a) and 5(a) show the case where the outer diameter of the workpiece W after processing by the upstream processing equipment 2 is a small value Da, and FIG. 4(b) and FIG. This is a case where the outer diameter of the workpiece W is a large value Db.

図3に示すように、機械加工処理(研削加工処理)は、工具Tである砥石車を工作物Wに接近させるための早送り前進工程S1を行う(図4のt0→t1、t10→t11)。図4(a)(b)に示すように、早送り前進工程S1では、砥石車の中心CtのX軸位置が、X0からX1へ早送りで移動する。早送り前進工程S1において、砥石車の中心CtのX軸位置がX1に到達すると、空研工程S2が開始される(図4のt1→t2、t11→t12)。 As shown in FIG. 3, in the machining process (grinding process), a fast forward forward step S1 is performed to bring the grinding wheel, which is the tool T, closer to the workpiece W (t0→t1, t10→t11 in FIG. 4). . As shown in FIGS. 4(a) and 4(b), in the fast forward forward step S1, the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel moves from X0 to X1 in rapid forward movement. In the fast forward forward step S1, when the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel reaches X1, the air grinding step S2 is started (t1→t2, t11→t12 in FIG. 4).

空研工程S2は、早送り前進工程S1に比べて、砥石車の移動速度を遅くする。図4(a)および図5(a)に示すように、工作物Wの外径Daの場合には、空研工程S2では、砥石車の中心CtのX軸位置が、X1からX2へ空研速度で移動する。空研工程S2において、砥石車の中心CtのX軸位置がX2に到達すると、粗研工程S3が開始される(図4のt2→t4)。 In the air grinding step S2, the moving speed of the grinding wheel is made slower than in the fast forward forward step S1. As shown in FIGS. 4(a) and 5(a), in the case of the outer diameter Da of the workpiece W, in the air grinding process S2, the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel changes from X1 to X2. Moves at grinding speed. In the air grinding step S2, when the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel reaches X2, the rough grinding step S3 is started (t2→t4 in FIG. 4).

図5(a)に示すように、砥石車の中心CtのX軸位置がX1に位置するとき、砥石車は、T(t1)で示す位置に位置する。砥石車の中心CtのX軸位置がX2に位置するとき、砥石車は、T(t2)で示す位置に位置する。そして、工作物Wの外径Daの場合には、空研工程S2においては、砥石車の最も工作物W側の点Pが、点P(t1)から点P(t2)へ、X軸方向の距離L0だけ移動する。点P(t1)は、工作物WからL1だけX軸方向に離れた位置に位置する。点P(t2)は、工作物WからL2だけX軸方向に離れた位置に位置する。 As shown in FIG. 5(a), when the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel is located at X1, the grinding wheel is located at a position indicated by T(t1). When the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel is located at X2, the grinding wheel is located at a position indicated by T(t2). In the case of the outer diameter Da of the workpiece W, in the air grinding process S2, the point P of the grinding wheel closest to the workpiece W moves from the point P(t1) to the point P(t2) in the X-axis direction. moves by a distance L0. Point P(t1) is located at a position separated from workpiece W by L1 in the X-axis direction. Point P(t2) is located at a position separated from workpiece W by L2 in the X-axis direction.

図4(b)および図5(b)に示すように、工作物Wの外径Dbの場合には、空研工程S2では、砥石車の中心CtのX軸位置が、X1からX12へ空研速度で移動する。空研工程S2において、砥石車の中心CtのX軸位置がX12に到達すると、粗研工程S3が開始される(図4のt12→t14)。 As shown in FIG. 4(b) and FIG. 5(b), in the case of the outer diameter Db of the workpiece W, in the air grinding process S2, the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel changes from X1 to X12. Moves at grinding speed. In the air grinding step S2, when the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel reaches X12, the rough grinding step S3 is started (t12→t14 in FIG. 4).

図5(b)に示すように、砥石車の中心CtのX軸位置がX1に位置するとき、砥石車は、T(t11)で示す位置に位置する。砥石車の中心CtのX軸位置がX12に位置するとき、砥石車は、T(t12)で示す位置に位置する。そして、工作物Wの外径Dbの場合には、空研工程S2においては、砥石車の最も工作物W側の点Pが、点P(t11)から点P(t12)へ、X軸方向の距離L10だけ移動する。点P(t11)は、工作物WからL11だけX軸方向に離れた位置に位置する。点P(t12)は、工作物WからL12だけX軸方向に離れた位置に位置する。 As shown in FIG. 5(b), when the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel is located at X1, the grinding wheel is located at a position indicated by T(t11). When the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel is located at X12, the grinding wheel is located at a position indicated by T (t12). In the case of the outer diameter Db of the workpiece W, in the air grinding step S2, the point P of the grinding wheel closest to the workpiece W moves from the point P (t11) to the point P (t12) in the X-axis direction. It moves by a distance L10. Point P (t11) is located at a position separated from workpiece W by L11 in the X-axis direction. Point P (t12) is located at a position separated from workpiece W by L12 in the X-axis direction.

図5(b)に示す中心点X12は、図5(a)に示す中心点X2よりも、工作物Wの中心Cw側に位置する。点P(t12)、点P(t2)との関係も同様である。詳細には、図5(a)における点P(t2)と外径Daの工作物Wとの離間距離L2と、図5(b)における点P(t12)と外径Dbの工作物Wとの離間距離L12とが、同一となる。 The center point X12 shown in FIG. 5(b) is located closer to the center Cw of the workpiece W than the center point X2 shown in FIG. 5(a). The relationship between point P (t12) and point P (t2) is also similar. In detail, the separation distance L2 between the point P (t2) in FIG. 5(a) and the workpiece W having the outer diameter Da, and the separation distance L2 between the point P(t12) and the workpiece W having the outer diameter Db in FIG. 5(b), The separation distance L12 is the same.

つまり、距離L2と距離L12とが同一となるように、粗研工程S3の開始位置X2,X12が、工作物Wの外径Da,Dbに応じた位置に設定されている。そして、図4(b)および図5(b)に示す距離L10が、図4(a)および図5(a)に示す距離L0よりも短い。 That is, the starting positions X2 and X12 of the rough polishing process S3 are set at positions corresponding to the outer diameters Da and Db of the workpiece W so that the distance L2 and the distance L12 are the same. The distance L10 shown in FIGS. 4(b) and 5(b) is shorter than the distance L0 shown in FIGS. 4(a) and 5(a).

空研工程S2に続いて行われる粗研工程S3は、空研工程S2に比べて、砥石車の移動速度を遅くする。ただし、本形態においては、図4(a)に示すように工作物Wの外径Daが小さい場合には、図4(b)に示すように工作物Wの外径Dbが大きい場合に比べて、砥石車の移動速度を速くしている。つまり、工作物Wの外径が大きいほど、粗研工程S3における加工能率を低くしている。 In the rough grinding step S3 performed following the air grinding step S2, the moving speed of the grinding wheel is made slower than in the air grinding step S2. However, in this embodiment, when the outer diameter Da of the workpiece W is small as shown in FIG. 4(a), compared to the case where the outer diameter Db of the workpiece W is large as shown in FIG. 4(b). This increases the moving speed of the grinding wheel. In other words, the larger the outer diameter of the workpiece W, the lower the machining efficiency in the rough grinding step S3.

粗研工程S3では、図3に示すように、まず、空走動作S3aが行われる(t2→t3、t12→t13)。空走動作S3aは、砥石車の中心CtのX軸位置を、工作物Wと砥石車とが離間した開始位置X2,X12から工作物Wに対して砥石車を相対的に接近させて、工作物Wと砥石車とを接触させる動作である。 In the rough polishing step S3, as shown in FIG. 3, first, a free running operation S3a is performed (t2→t3, t12→t13). In the idle running operation S3a, the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel is moved from the starting positions X2 and X12 where the workpiece W and the grinding wheel are separated from each other, to the workpiece W, and the grinding wheel is moved relatively close to the workpiece W. This is an operation of bringing the object W into contact with the grinding wheel.

図4(a)および図5(a)においては、空走動作S3aは、砥石車の中心CtのX軸位置がX2からX3へ、距離L2だけ移動する動作である。砥石車の中心CtのX軸位置がX3に位置するとき、砥石車は、T(t3)で示す位置に位置する。このとき、砥石車の最も工作物W側の点P(t3)は、工作物Wに接触している。工作物Wの外径Daの場合には、空走動作S3aでは、砥石車の中心CtのX軸位置が、X2からX3へ所定の粗研速度で移動する。 In FIGS. 4A and 5A, the idle running operation S3a is an operation in which the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel moves from X2 to X3 by a distance L2. When the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel is located at X3, the grinding wheel is located at a position indicated by T(t3). At this time, a point P (t3) of the grinding wheel closest to the workpiece W is in contact with the workpiece W. In the case of the outer diameter Da of the workpiece W, in the idle running operation S3a, the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel moves from X2 to X3 at a predetermined rough grinding speed.

一方、図4(b)および図5(b)においては、空走動作S3aは、砥石車の中心CtのX軸位置がX12からX13へ、距離L12だけ移動する動作である。砥石車の中心CtのX軸位置がX13に位置するとき、砥石車は、T(t13)で示す位置に位置する。このとき、砥石車の最も工作物W側の点P(t13)は、工作物Wに接触している。そして、距離L2と距離L12とは同一である。工作物Wの外径Dbの場合には、空走動作S3aでは、砥石車の中心CtのX軸位置が、X12からX13へ所定の粗研速度で移動する。 On the other hand, in FIGS. 4(b) and 5(b), the idle running operation S3a is an operation in which the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel moves from X12 to X13 by a distance L12. When the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel is located at X13, the grinding wheel is located at a position indicated by T (t13). At this time, a point P (t13) of the grinding wheel closest to the workpiece W is in contact with the workpiece W. Further, the distance L2 and the distance L12 are the same. In the case of the outer diameter Db of the workpiece W, in the idle running operation S3a, the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel moves from X12 to X13 at a predetermined rough grinding speed.

本形態においては、工作物Wの外径が大きいほど、空走動作S3aにおける砥石車の相対移動速度を遅くしている。つまり、工作物Wの外径Dbの場合の所定の粗研速度は、工作物Wの外径Daの場合の所定の粗研速度よりも遅い。距離L2と距離L12が同一であるため、空走動作S3aに要する時間は、工作物Wの外径Dbの場合の方が、工作物Wの外径Daの場合よりも長い。ただし、空走動作S3aにおける砥石車の相対移動速度を同一としても良い。 In this embodiment, the larger the outer diameter of the workpiece W, the slower the relative movement speed of the grinding wheel in the idle running operation S3a. In other words, the predetermined rough polishing speed for the outer diameter Db of the workpiece W is slower than the predetermined coarse grinding speed for the outer diameter Da of the workpiece W. Since the distance L2 and the distance L12 are the same, the time required for the free running operation S3a is longer for the outer diameter Db of the workpiece W than for the outer diameter Da of the workpiece W. However, the relative moving speed of the grinding wheel in the idle running operation S3a may be the same.

次に、粗研工程S3として、空走動作S3aに続いて、実機械加工動作の1つとしての粗研動作S3bが行われる(t3→t4、t13→t14)。粗研動作S3bは、空走動作S3aの後に、工作物Wに対して砥石車を相対的に移動させて、工作物Wに対して砥石車による実機械加工(実研削加工)を行う動作である。 Next, as a rough polishing step S3, a rough polishing operation S3b as one of the actual machining operations is performed following the idle running operation S3a (t3→t4, t13→t14). The rough grinding operation S3b is an operation in which the grinding wheel is moved relative to the workpiece W after the free running operation S3a, and actual machining (actual grinding) is performed on the workpiece W using the grinding wheel. be.

図4(a)(b)に示すように、粗研動作S3bにおいては、砥石車の中心CtのX軸位置がX3からX4へ、または、X13からX4へ、所定の粗研速度で移動する。つまり、工作物Wの外径Daの場合の粗研動作S3bにおける所定の粗研速度は、外径Daの場合の空走動作S3aにおける所定の粗研速度と同一速度である。また、工作物Wの外径Dbの場合の粗研動作S3bにおける所定の粗研速度は、外径Dbの場合の空走動作S3aにおける所定の粗研速度と同一速度である。換言すると、空走動作S3aから粗研動作S3bに亘って、砥石車と工作物Wとの相対移動速度は一定とされる。 As shown in FIGS. 4(a) and 4(b), in the rough grinding operation S3b, the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel moves from X3 to X4 or from X13 to X4 at a predetermined rough grinding speed. . That is, the predetermined rough grinding speed in the rough grinding operation S3b when the outer diameter of the workpiece W is Da is the same speed as the predetermined rough grinding speed in the idle running operation S3a when the outer diameter is Da. Further, the predetermined rough polishing speed in the rough polishing operation S3b when the outer diameter of the workpiece W is Db is the same speed as the predetermined rough polishing speed in the free running operation S3a when the outer diameter is Db. In other words, the relative moving speed between the grinding wheel and the workpiece W is constant from the free running operation S3a to the rough grinding operation S3b.

ここで、工作物Wの外径が大きな値であるDbの場合における空走動作S3aの開始時刻t12および粗研動作S3bの開始時刻t13は、工作物Wの外径が小さな値であるDaの場合の開始時刻t2,t3に比べて早いタイミングとなる。そして、工作物Wの外径が大きな値であるDbの場合には、工作物Wの外径が小さな値であるDaの場合に比べて、粗研動作S3bにおける砥石車の相対移動距離(X13→X4)が長くなる。 Here, the start time t12 of the idle running operation S3a and the start time t13 of the rough grinding operation S3b when the outer diameter of the workpiece W is a large value Db are different from the start time t12 of the free running operation S3a when the outer diameter of the workpiece W is a large value Da. The timing is earlier than the start times t2 and t3 in the above case. When the outer diameter of the workpiece W is Db, which is a large value, the relative movement distance of the grinding wheel in the rough grinding operation S3b (X13 →X4) becomes longer.

本形態においては、工作物Wの外径が大きいほど、砥石車の相対移動速度を遅くしており、すなわち加工能率を低くしている。そのため、工作物Wの外径が大きな値であるDbの場合の粗研動作S3bの終了時刻t14は、工作物Wの外径が小さな値であるDaの場合の終了時刻t4に比べて、遅くなっている。ただし、粗研動作S3bにおける砥石車の相対移動距離、および、砥石車の相対移動速度に応じて、粗研動作S3bの終了時刻は変化する。 In this embodiment, the larger the outer diameter of the workpiece W, the slower the relative movement speed of the grinding wheel, that is, the lower the machining efficiency. Therefore, the end time t14 of the rough grinding operation S3b when the outer diameter of the workpiece W is a large value Db is later than the end time t4 when the outer diameter of the workpiece W is a small value Da. It has become. However, the end time of the rough grinding operation S3b changes depending on the relative moving distance of the grinding wheel and the relative moving speed of the grinding wheel in the rough grinding operation S3b.

続いて、粗研動作S3bにおいて、工作物Wが所定の粗研寸法に到達すると(砥石車のX軸位置がX4に到達すると)、実機械加工動作の1つとして、粗研工程S3に比べて砥石車の移動速度を遅くする精研工程S4が行われる(t4→t5、t14→t15)。精研工程S4においては、砥石車の中心CtのX軸位置がX4からX5へ移動する。 Next, in the rough grinding operation S3b, when the workpiece W reaches the predetermined rough grinding dimension (when the X-axis position of the grinding wheel reaches X4), as one of the actual machining operations, compared to the rough grinding step S3, Then, a fine polishing step S4 is performed in which the moving speed of the grinding wheel is slowed down (t4→t5, t14→t15). In the fine polishing process S4, the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel moves from X4 to X5.

続いて、精研工程S4において、工作物Wが所定の精研寸法に到達すると(砥石車のX軸位置がX5に到達すると)、実機械加工動作の1つとして、砥石車の移動速度をさらに遅くする微研工程S5が行われる(t5→t6、t15→t16)。微研工程S5においては、砥石車の中心CtのX軸位置がX5からX6へ移動する。 Subsequently, in the fine polishing process S4, when the workpiece W reaches the predetermined fine polishing dimension (when the X-axis position of the grinding wheel reaches X5), the moving speed of the grinding wheel is changed as one of the actual machining operations. A fine polishing step S5 is performed to further slow down the grinding process (t5→t6, t15→t16). In the fine polishing step S5, the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel moves from X5 to X6.

続いて、微研工程S5において、工作物Wが所定の微研寸法に到達すると(砥石車のX軸位置がX6に到達すると)、実機械加工動作の1つとして、砥石車の移動を停止した状態でスパークアウト工程S6が行われる(t6→t7、t16→t17)。スパークアウト工程S6では、砥石車のX軸方向移動を行わないため、砥石車の中心CtのX軸位置の開始位置X5と終了位置X6は一致する。スパークアウト工程S6を終えると、早送り後退工程S7が行われる(t7→t8、t17→t18)。 Subsequently, in the fine grinding process S5, when the workpiece W reaches a predetermined fine grinding dimension (when the X-axis position of the grinding wheel reaches X6), the movement of the grinding wheel is stopped as one of the actual machining operations. In this state, the spark-out step S6 is performed (t6→t7, t16→t17). In the spark-out step S6, since the grinding wheel is not moved in the X-axis direction, the start position X5 and end position X6 of the X-axis position of the center Ct of the grinding wheel coincide. After completing the spark-out process S6, a fast forward/reverse process S7 is performed (t7→t8, t17→t18).

4.データ処理装置7の処理
データ処理装置7の処理について図6~図8を参照して説明する。ここでは、データ処理装置7の処理のうち、下流加工設備4に関する処理について説明する。
4. Processing of data processing device 7 Processing of data processing device 7 will be explained with reference to FIGS. 6 to 8. Here, among the processes of the data processing device 7, the processes related to the downstream processing equipment 4 will be explained.

図6に示すように、データ処理装置7は、形状測定装置3から工作物Wの形状情報を取得する(S11)。続いて、データ処理装置7は、取得した工作物Wの形状情報に基づいて加工取代ΔGを決定する(S12)。加工取代ΔGは、工作物Wの形状情報および工作物Wの目標形状から得られる。 As shown in FIG. 6, the data processing device 7 acquires shape information of the workpiece W from the shape measuring device 3 (S11). Subsequently, the data processing device 7 determines the machining allowance ΔG based on the acquired shape information of the workpiece W (S12). The machining allowance ΔG is obtained from the shape information of the workpiece W and the target shape of the workpiece W.

続いて、データ処理装置7は、工作物Wの形状情報に基づいて加工能率を決定する(S13)。データ処理装置7は、工作物Wの形状情報に代えて加工取代ΔGに基づいて加工能率を決定しても良いし、形状情報および加工取代ΔGに基づいて加工能率を決定しても良い。さらに、データ処理装置7は、加工能率の決定と同時に、NG品であるか否かの決定を行うようにしても良い(S13)。 Subsequently, the data processing device 7 determines machining efficiency based on the shape information of the workpiece W (S13). The data processing device 7 may determine the machining efficiency based on the machining allowance ΔG instead of the shape information of the workpiece W, or may determine the machining efficiency based on the shape information and the machining allowance ΔG. Further, the data processing device 7 may determine whether or not the product is an NG product at the same time as determining the machining efficiency (S13).

ステップS13の処理は、図7に示すように分類される。データ処理装置7には、例えば、工作物Wの所定の寸法として、小さい順に、最小値D1,中間値D2,最大値D3が記憶されている。また、データ処理装置7には、工作物Wの加工取代ΔGの所定値として、小さい順に、最小値ΔG1,中間値ΔG2,最大値ΔG3が記憶されている。ただし、分類数を少なくしても良いし、多くしても良い。 The processing in step S13 is classified as shown in FIG. The data processing device 7 stores, for example, a minimum value D1, an intermediate value D2, and a maximum value D3 as predetermined dimensions of the workpiece W in descending order. Further, the data processing device 7 stores, as predetermined values of the machining allowance ΔG of the workpiece W, a minimum value ΔG1, an intermediate value ΔG2, and a maximum value ΔG3 in descending order. However, the number of classifications may be decreased or increased.

工作物Wの測定寸法Dが最小値D1より小さい場合、すなわち、加工取代ΔGが最小値ΔG1より小さい場合には、機械加工処理を行った場合に、工作物Wを所望の精度とすることができないおそれがある。そこで、この場合、対象の工作物Wが、NG品として、特に廃棄対象品として決定される。この場合、下流加工設備4は、対象の工作物Wに対して機械加工処理を行わずに、対象の工作物Wを加工前にNG品、特に廃棄対象品として排出することになる。 If the measured dimension D of the workpiece W is smaller than the minimum value D1, that is, if the machining allowance ΔG is smaller than the minimum value ΔG1, the workpiece W cannot be made to the desired accuracy when machining is performed. There is a possibility that it cannot be done. Therefore, in this case, the target workpiece W is determined as an NG product, especially as a product to be discarded. In this case, the downstream processing equipment 4 does not perform machining on the target workpiece W, but discharges the target workpiece W as an NG product, particularly as a product to be discarded, before machining.

工作物Wの測定寸法Dが最小値D1と同一または最小値D1より大きい場合、すなわち、加工取代ΔGが最小値ΔG1と同一または最小値ΔG1より大きい場合には、測定寸法Dまたは加工取代ΔGに応じた加工能率が決定される。測定寸法Dが大きいほど、すなわち、加工取代ΔGが大きいほど、加工能率を低くし、測定寸法Dが小さいほど、すなわち、加工取代ΔGが小さいほど、加工能率を高くする。下流加工設備4は、対象の工作物Wに対して、決定された加工能率にて機械加工処理を行うことになる。 When the measured dimension D of the workpiece W is the same as the minimum value D1 or larger than the minimum value D1, that is, when the machining allowance ΔG is the same as the minimum value ΔG1 or larger than the minimum value ΔG1, the measured dimension D or the machining allowance ΔG The corresponding machining efficiency is determined. The larger the measured dimension D, that is, the larger the machining allowance ΔG, the lower the machining efficiency, and the smaller the measured dimension D, that is, the smaller the machining allowance ΔG, the higher the machining efficiency. The downstream machining equipment 4 will perform machining processing on the target workpiece W at the determined machining efficiency.

具体的には、工作物Wの測定寸法Dが最小値D1と同一または最小値D1より大きく、かつ、中間値D2より小さい場合、すなわち、加工取代ΔGが最小値ΔG1と同一または最小値ΔG1より大きく、かつ、中間値ΔG2より小さい場合には、加工能率を「高」に決定する。この場合、下流加工設備4は、対象の工作物Wに対して粗研動作S3b(図3に示す)の加工能率を「高」として機械加工処理を行うことになる。 Specifically, when the measured dimension D of the workpiece W is the same as the minimum value D1 or larger than the minimum value D1 and smaller than the intermediate value D2, in other words, the machining allowance ΔG is the same as the minimum value ΔG1 or smaller than the minimum value ΔG1. If it is large and smaller than the intermediate value ΔG2, the machining efficiency is determined to be "high". In this case, the downstream machining equipment 4 performs machining processing on the target workpiece W by setting the machining efficiency of the rough grinding operation S3b (shown in FIG. 3) to "high".

工作物Wの測定寸法Dが中間値D2と同一または中間値D2より大きく、かつ、最大値D3より小さい場合、すなわち、加工取代ΔGが中間値ΔG2と同一または中間値ΔG2より大きく、かつ、最大値ΔG3より小さい場合には、加工能率を「低」に決定する。この場合、下流加工設備4は、対象の工作物Wに対して粗研動作S3b(図3に示す)の加工能率を「低」として機械加工処理を行うことになる。 When the measured dimension D of the workpiece W is the same as or larger than the intermediate value D2, and smaller than the maximum value D3, that is, when the machining allowance ΔG is the same as or larger than the intermediate value ΔG2, and the maximum If it is smaller than the value ΔG3, the machining efficiency is determined to be “low”. In this case, the downstream machining equipment 4 performs machining processing on the target workpiece W by setting the machining efficiency of the rough grinding operation S3b (shown in FIG. 3) to "low".

加工取代ΔGが大きい場合(中間値ΔG2以上の場合)には、加工取代ΔGが小さい場合(中間値ΔG2より小さい場合)よりも、加工能率を低くしている。この理由は、加工取代ΔGが大きくなることに伴う工具コストが高くなることは避けられないが、単位加工取代当たりの工具修正または工具交換に伴う工具コストを低くすることで、総合的な工具コストの高騰を抑制するためである。仮に、加工時間の長期化を抑制することを目的とするためには、加工取代ΔGが大きいほど、加工能率を高くすることが必要となる。しかし、本形態では、加工時間が長期化したとしても、総合的な工具コストの高騰を抑制するために、加工能率を低くしている。 When machining allowance ΔG is large (more than intermediate value ΔG2), machining efficiency is lowered than when machining allowance ΔG is small (less than intermediate value ΔG2). The reason for this is that although it is unavoidable that the tool cost increases as the machining allowance ΔG increases, by reducing the tool cost associated with tool modification or tool replacement per unit machining allowance, the overall tool cost can be reduced. This is to suppress the soaring price of If the purpose is to suppress the prolongation of machining time, it is necessary to increase the machining efficiency as the machining allowance ΔG increases. However, in this embodiment, even if the machining time becomes long, the machining efficiency is lowered in order to suppress a rise in the overall tool cost.

工作物Wの測定寸法Dが最大値D3と同一または最大値D3より大きい場合、すなわち、加工取代ΔGが最大値ΔG3と同一または最大値ΔG3より大きい場合には、対象の工作物WをNG品として決定するか、もしくは、加工能率を「低」に決定する。NG品として決定される場合、下流加工設備4は、対象の工作物Wに対して機械加工処理を行わずに、対象の工作物Wを加工前にNG品として排出することになる。ここでのNG品としては、廃棄対象品としても良いし、上流加工設備2による再加工を行う対象品としても良い。加工能率が「低」に決定される場合には、下流加工設備4は、対象の工作物Wに対して粗研動作S3b(図3に示す)の加工能率を「低」として機械加工処理を行うことになる。 When the measured dimension D of the workpiece W is the same as the maximum value D3 or larger than the maximum value D3, that is, when the machining allowance ΔG is the same as or larger than the maximum value ΔG3, the target workpiece W is rejected as an NG product. Or, the machining efficiency is set to "low". If it is determined as an NG product, the downstream processing equipment 4 does not perform machining on the target workpiece W and discharges the target workpiece W as an NG product before machining. The NG product here may be a product to be discarded or a product to be reprocessed by the upstream processing equipment 2. When the machining efficiency is determined to be "low", the downstream machining equipment 4 performs machining processing on the target workpiece W with the machining efficiency of rough grinding operation S3b (shown in FIG. 3) being "low". I will do it.

図6に示すように、加工能率またはNG品の決定(S13)に続いて、空走動作S3aの開始位置X2,X12を決定する(S14)。空走動作S3aの開始位置X2,X12は、図4および図5にて示したように、工作物Wの形状情報としての測定寸法Dに応じて決定される。つまり、空走動作S3aの開始位置X2,X12は、空走動作S3aの移動距離L2,L12が工作物Wの測定寸法Dのばらつきに関わらず一定となるように決定される。下流加工設備4は、対象の工作物Wに対する機械加工処理において、決定された空走動作S3aの開始位置X2,X12に変更する。 As shown in FIG. 6, following the determination of machining efficiency or NG products (S13), the start positions X2 and X12 of the idle running operation S3a are determined (S14). The starting positions X2 and X12 of the idle running operation S3a are determined according to the measured dimension D as shape information of the workpiece W, as shown in FIGS. 4 and 5. In other words, the start positions X2 and X12 of the free running motion S3a are determined such that the moving distances L2 and L12 of the free running motion S3a are constant regardless of variations in the measured dimension D of the workpiece W. In the machining process for the target workpiece W, the downstream machining equipment 4 changes to the determined start position X2, X12 of the idle running operation S3a.

続いて、データ処理装置7は、工作物Wの形状情報、決定された加工能率に基づいて、仮想空間において機械加工処理を行った場合の工作物Wの加工結果を推定する(S15)。このとき、データ処理装置7は、下流加工設備4の機械情報や機械加工処理の各種条件などをさらに用いて、工作物Wの加工結果を推定することもできる。推定される加工結果は、例えば、工作物Wの加工精度などを含む。また、推定される加工結果には、工具Tである砥石車の状態を含むようにしても良い。 Subsequently, the data processing device 7 estimates the machining result of the workpiece W when machining processing is performed in the virtual space based on the shape information of the workpiece W and the determined machining efficiency (S15). At this time, the data processing device 7 can also estimate the machining result of the workpiece W by further using the machine information of the downstream machining equipment 4 and various conditions of machining processing. The estimated machining result includes, for example, the machining accuracy of the workpiece W. Further, the estimated machining result may include the state of the grinding wheel that is the tool T.

続いて、データ処理装置7は、決定した加工能率および推定した加工結果などに基づいて、下流加工設備4における加工条件を最適化する(S16)。データ処理装置7は、さらに生産計画を用いて加工条件を最適化することもできる。最適化された加工条件には、加工能率などを含む。 Subsequently, the data processing device 7 optimizes the processing conditions in the downstream processing equipment 4 based on the determined processing efficiency and estimated processing results (S16). The data processing device 7 can also optimize processing conditions using a production plan. The optimized processing conditions include processing efficiency, etc.

続いて、データ処理装置7は、決定した加工能率および加工取代ΔGに基づいて、工具修正または工具交換のタイミングを最適化する(S17)。データ処理装置7は、これまでの機械加工処理の実績を考慮して、当該タイミングの最適化を行う。 Subsequently, the data processing device 7 optimizes the timing of tool correction or tool exchange based on the determined machining efficiency and machining allowance ΔG (S17). The data processing device 7 optimizes the timing in consideration of past results of machining processing.

工具修正に関する処理について、図8を参照して説明する。下流加工設備4である研削盤を構成する工具Tである砥石車は、工作物Wの研削加工を繰り返すことにより、砥石車の表面が摩耗した状態となったり、荒れた状態になったりする。砥石車などの工具Tの表面状態の悪化は、工作物Wの表面性状の悪化や工作物Wにおける加工変質層の生成などのように、工作物Wの加工精度が低下する原因となる。 Processing related to tool correction will be explained with reference to FIG. 8. As the grinding wheel, which is the tool T constituting the grinding machine which is the downstream processing equipment 4, repeatedly grinds the workpiece W, the surface of the grinding wheel becomes worn or rough. Deterioration of the surface condition of the tool T such as a grinding wheel causes deterioration of the machining accuracy of the workpiece W, such as deterioration of the surface quality of the workpiece W and generation of a machining-affected layer on the workpiece W.

そこで、工具Tである砥石車の表面状態を良好な状態とするために、工具Tの修正として、ツルーイングおよびドレッシングを行う。ツルーイングは、形直し作業であり、研削加工によって砥石車が摩耗した場合に所望形状に成形する作業である。ドレッシングは、目直し(目立て)作業であり、砥粒の突き出し量を調整したり、砥粒の切刃を創成したりする作業である。ドレッシングは、目つぶれ、目詰まり、目こぼれなどを修正する作業である。なお、ツルーイングとドレッシングとは、特段区別することなく実施される場合がある。 Therefore, in order to improve the surface condition of the grinding wheel which is the tool T, truing and dressing are performed as a modification of the tool T. Truing is a reshaping operation in which a grinding wheel is molded into a desired shape when it is worn out by grinding. Dressing is a refinishing (sharpening) work that involves adjusting the protruding amount of abrasive grains and creating a cutting edge of the abrasive grains. Dressing is the process of correcting clogged eyes, clogged eyes, spilled eyes, etc. Note that truing and dressing may be performed without any particular distinction.

図8においては、加工能率を3種類「高」「中」「低」に設定した場合に、工作物Wの加工取代ΔGの合計値に対して、工具修正指標値の変化を示す。工具修正指標値は、工作物Wの機械加工処理を実施することに伴い大きくなり、工具修正を実施することに伴い最小値になる。工具修正指標値がThに達した場合に、工具修正を実施する。 FIG. 8 shows changes in the tool correction index value with respect to the total value of the machining allowance ΔG of the workpiece W when the machining efficiency is set to three types: "high", "medium", and "low". The tool correction index value increases as the machining process of the workpiece W is performed, and becomes the minimum value as the tool correction is performed. When the tool modification index value reaches Th, tool modification is performed.

加工能率が高いほど、対象の工作物Wに対する機械加工処理時間が短くなり、加工能率が低いほど、対象の工作物Wに対する機械加工処理時間が長くなる。また、加工能率が高いほど、工作物Wの加工精度が悪くなるのに対して、加工能率が低いほど工作物Wの加工精度が良好になる。 The higher the machining efficiency, the shorter the machining time for the target workpiece W, and the lower the machining efficiency, the longer the machining time for the target workpiece W. Further, the higher the machining efficiency is, the worse the machining accuracy of the workpiece W becomes, whereas the lower the machining efficiency is, the better the machining accuracy of the workpiece W is.

工具修正指標値は、例えば、工作物Wの表面粗さに対応する値とすることができる。一般に、CBN砥粒などの超砥粒を用いる砥石車による研削加工の場合には、工作物Wの機械加工処理の実施に伴って、工作物Wの表面粗さは大きくなる。この場合、工具修正指標値は、表面粗さそのものとすることができる。また、アルミナ系砥粒などを用いる普通砥石による研削加工の場合には、工作物Wの機械加工処理の実施に伴って、工作物Wの表面粗さは小さくなる。この場合、工具修正指標値は、表面粗さの逆数とすることができる。上記のように、工具修正指標値は、研削加工の種類に応じた任意の値を設定することができる。なお、本形態では、工具修正指標値は、工作物Wの機械加工処理の実施に伴い大きくなるように変化することとしたが、工作物Wの機械加工処理の実施に伴い小さくなるように変化するように設定することもできる。 The tool correction index value can be, for example, a value corresponding to the surface roughness of the workpiece W. Generally, in the case of grinding using a grinding wheel using super abrasive grains such as CBN abrasive grains, the surface roughness of the workpiece W increases as the workpiece W is machined. In this case, the tool correction index value can be the surface roughness itself. Further, in the case of grinding using a normal grindstone using alumina-based abrasive grains, the surface roughness of the workpiece W becomes smaller as the workpiece W is machined. In this case, the tool modification index value can be the reciprocal of the surface roughness. As described above, the tool correction index value can be set to any value depending on the type of grinding process. Note that in this embodiment, the tool correction index value changes to become larger as the machining process of the workpiece W is performed, but it changes to become smaller as the machining process of the workpiece W is performed. You can also set it to do so.

図8に示すように、破線にて示す加工能率が「高」の場合には、工作物Wの加工取代ΔGの合計値に対して工具修正の頻度が高くなっている。加工能率が「高」の場合の工具修正のインターバルは、ΔInt_hiとなる。一点鎖線にて示す加工能率が「低」の場合には、工作物Wの加工取代ΔGの合計値に対して工具修正の頻度が低くなっている。加工能率が「低」の場合の工具修正のインターバルは、ΔInt_lowとなる。ΔInt_lowは、ΔInt_hiよりも長い時間となる。 As shown in FIG. 8, when the machining efficiency indicated by the broken line is "high", the frequency of tool correction is high relative to the total value of the machining allowance ΔG of the workpiece W. The tool correction interval when the machining efficiency is "high" is ΔInt_hi. When the machining efficiency indicated by the one-dot chain line is "low", the frequency of tool correction is low relative to the total value of the machining allowance ΔG of the workpiece W. The tool correction interval when the machining efficiency is "low" is ΔInt_low. ΔInt_low is a longer time than ΔInt_hi.

二点鎖線にて示す加工能率が「中」の場合には、工作物Wの加工取代ΔGの合計値に対する工具修正の頻度が、「高」の場合よりも低く、「低」の場合よりも高くなっている。加工能率が「中」の場合の工具修正のインターバルは、ΔInt_midとなる。ΔInt_midは、ΔInt_hiよりも長い時間となり、ΔInt_lowよりも短い時間となる。このように、工具修正のインターバルは、加工能率および加工取代ΔGに基づいて決定されている。 When the machining efficiency indicated by the two-dot chain line is "medium", the frequency of tool correction for the total value of machining stock ΔG of the workpiece W is lower than when it is "high", and more than when it is "low". It's getting expensive. The tool correction interval when the machining efficiency is "medium" is ΔInt_mid. ΔInt_mid is a longer time than ΔInt_hi and shorter than ΔInt_low. In this way, the tool correction interval is determined based on the machining efficiency and the machining allowance ΔG.

また、砥石車などの工具Tにおいて、工具修正を実施可能な回数は、例えば所定回数に設定されている。工具修正が所定回数に達した工具Tは、工具交換の対象となる。従って、工具修正のインターバルが短いほど、工具交換のインターバルが短くなり、工具修正のインターバルが長いほど、工具交換のインターバルが長くなる関係を有する。このように、工具交換のインターバルは、加工能率および加工取代ΔGに基づいて決定されている。そして、加工能率が高いほど、工具修正または工具交換に伴う工具コストが高くなる関係を有する。 Further, in the tool T such as a grinding wheel, the number of times the tool can be corrected is set to, for example, a predetermined number of times. The tool T that has been modified a predetermined number of times becomes a target for tool replacement. Therefore, the shorter the tool correction interval, the shorter the tool change interval, and the longer the tool correction interval, the longer the tool change interval. In this way, the tool exchange interval is determined based on the machining efficiency and the machining allowance ΔG. There is a relationship that the higher the machining efficiency, the higher the tool cost associated with tool correction or tool replacement.

続いて、データ処理装置7は、得られた各種情報を下流加工設備4に対する指令情報として、下流加工設備4に出力する(S18)。例えば、データ処理装置7が下流加工設備4へ出力する指令情報は、加工能率、空走動作S3aの開始位置X2,X12、最適化された加工条件、最適化された工具修正または工具交換のタイミングなどを含む。ただし、指令情報は、少なくとも空走動作S3aの開始位置X2,X12を含むようにすれば良い。また、指令情報には、最適化された加工条件、最適化された工具修正または工具交換のタイミングについては、含まないようにしても良い。 Subsequently, the data processing device 7 outputs the obtained various information to the downstream processing equipment 4 as command information for the downstream processing equipment 4 (S18). For example, the command information that the data processing device 7 outputs to the downstream machining equipment 4 includes machining efficiency, start positions X2 and X12 of the free running operation S3a, optimized machining conditions, and optimized tool correction or tool exchange timing. Including. However, the command information may include at least the start positions X2 and X12 of the idle running operation S3a. Further, the command information may not include optimized machining conditions, optimized tool correction, or optimized tool exchange timing.

5.下流加工設備4の処理
次に、下流加工設備4の処理について図9を参照して説明する。ここでは、特にデータ処理装置7から取得した指令情報に関する処理である。
5. Processing of the downstream processing equipment 4 Next, processing of the downstream processing equipment 4 will be described with reference to FIG. 9. Here, processing is particularly related to command information acquired from the data processing device 7.

下流加工設備4は、データ処理装置7から指令情報を取得する(S21)。続いて、下流加工設備4は、指令情報が、対象の工作物WをNG品とする情報であるか否かを判定する(S22)。対象の工作物WがNG品の場合には(S22:Yes)、下流加工設備4は、NG品対応を行う(S23)。対象の工作物WがNG品として廃棄対象品と決定されている場合には、下流加工設備4は、当該工作物Wに対する機械加工処理を行わず、廃棄対象品として処理する。対象の工作物WがNG品として上流加工設備2による再加工を行う対象品と決定されている場合には、下流加工設備4は、対象の工作物Wに対して機械加工処理を行わずに再加工を行う対象品として処理する。NG品対応を行った後には、後述するステップS28の処理へ進む。 The downstream processing equipment 4 acquires command information from the data processing device 7 (S21). Subsequently, the downstream processing equipment 4 determines whether the command information is information that makes the target workpiece W an NG product (S22). If the target workpiece W is an NG product (S22: Yes), the downstream processing equipment 4 performs NG product handling (S23). When the target workpiece W is determined to be an NG product and a product to be discarded, the downstream processing equipment 4 does not perform machining processing on the workpiece W and processes it as a product to be discarded. If the target workpiece W is determined to be an NG product and is to be reprocessed by the upstream processing equipment 2, the downstream processing equipment 4 does not perform machining on the target workpiece W. Treat it as a product subject to reprocessing. After dealing with NG products, the process proceeds to step S28, which will be described later.

一方、対象の工作物WがNG品でない場合には(S22:No)、下流加工設備4は、対象の工作物Wに対して機械加工処理(研削加工処理)を行う(S24)。このとき、下流加工設備4は、空走動作S3aの開始位置X2,X12に基づいて、機械加工処理を行う。つまり、下流加工設備4は、決定された空走動作S3aの開始位置X2,X12に変更された加工条件にて機械加工処理を行う。従って、空走動作S3aの移動距離L2,L12が、工作物Wに関わらず一定となる。 On the other hand, if the target workpiece W is not an NG product (S22: No), the downstream processing equipment 4 performs machining processing (grinding processing) on the target workpiece W (S24). At this time, the downstream processing equipment 4 performs machining processing based on the start positions X2 and X12 of the free running operation S3a. That is, the downstream machining equipment 4 performs machining processing under the changed machining conditions at the determined starting positions X2 and X12 of the idle running operation S3a. Therefore, the moving distances L2 and L12 of the idle running operation S3a are constant regardless of the workpiece W.

また、指令情報に図7に示すように加工能率が含まれる場合には、下流加工設備4は、指令情報に含まれる加工能率にて機械加工処理を行う。また、指令情報に最適化された加工条件が含まれる場合には、下流加工設備4は、指令情報に含まれる最適化された加工条件にて機械加工処理を行う。 Further, when the command information includes machining efficiency as shown in FIG. 7, the downstream machining equipment 4 performs machining processing using the machining efficiency included in the command information. Furthermore, when the command information includes optimized machining conditions, the downstream processing equipment 4 performs machining processing using the optimized machining conditions included in the command information.

続いて、下流加工設備4は、対象の工作物Wの機械加工処理を終了すると(S24)、工具修正または工具交換の要否を判定する(S25)。具体的には、データ処理装置7からの指令情報に最適化された工具修正または工具交換のタイミングが含まれている場合において、下流加工設備4は、現在状態が、最適化された当該タイミングに到達したか否かを判定する。仮に、指令情報に最適化された工具修正または工具交換のタイミングが含まれていない場合には、下流加工設備4は、現在状態が、予め設定された工具修正または工具交換のタイミングに到達したか否かを判定する。 Subsequently, when the downstream machining equipment 4 finishes machining the target workpiece W (S24), it determines whether tool correction or tool replacement is necessary (S25). Specifically, when the command information from the data processing device 7 includes the optimized tool correction or tool exchange timing, the downstream processing equipment 4 changes the current state to the optimized timing. Determine whether it has been reached. If the command information does not include the optimized tool correction or tool exchange timing, the downstream processing equipment 4 determines whether the current state has reached the preset tool correction or tool exchange timing. Determine whether or not.

続いて、工具修正または工具交換が必要であると判定された場合には(S26:Yes)、下流加工設備4は、工具修正または工具交換を実行する(S27)。つまり、最適化されたタイミングにて、工具修正または工具交換が実行される。一方、工具修正または工具交換が不要であると判定された場合には(S27:No)、工具修正および工具交換を実行することなく次の処理(S28)に進む。 Subsequently, if it is determined that tool correction or tool exchange is necessary (S26: Yes), the downstream processing equipment 4 executes tool correction or tool exchange (S27). In other words, tool modification or tool exchange is performed at optimized timing. On the other hand, if it is determined that tool correction or tool exchange is not necessary (S27: No), the process proceeds to the next process (S28) without executing tool correction or tool exchange.

続いて、下流加工設備4は、次の工作物Wが有るか否かを判定し(S28)、次の工作物Wが有る場合には(S28:Yes)、ステップS21から処理を繰り返す。従って、工作物Wごとに最適な機械加工処理を実行する。次の工作物Wが無い場合には(S28:No)、処理を終了する。 Subsequently, the downstream processing equipment 4 determines whether or not there is a next workpiece W (S28), and if there is a next workpiece W (S28: Yes), the process is repeated from step S21. Therefore, optimal machining processing is performed for each workpiece W. If there is no next workpiece W (S28: No), the process ends.

6.変形態様
上述した生産システム1の変形態様としての生産システム1’の構成について、図10を参照して説明する。生産システム1’においては、管理装置6’が、上流加工設備2、検査装置5およびデータ処理装置7’との間で、データの送受信を行うようにしても良い。この場合、データ処理装置7’が、形状測定装置3および下流加工設備4との間で、データの送受信を行うことになる。データ処理装置7’と、形状測定装置3および下流加工設備4との間における機能は、上記機能と同様である。
6. Modification The configuration of a production system 1' as a modification of the production system 1 described above will be described with reference to FIG. 10. In the production system 1', the management device 6' may transmit and receive data between the upstream processing equipment 2, the inspection device 5, and the data processing device 7'. In this case, the data processing device 7' will transmit and receive data between the shape measuring device 3 and the downstream processing equipment 4. The functions between the data processing device 7', the shape measuring device 3, and the downstream processing equipment 4 are similar to those described above.

7.効果
本形態の生産システム1,1’においては、上流加工設備2および下流加工設備4を備える。下流加工設備4においては、上流加工設備2により加工された工作物Wに対して工具Tによる機械加工処理を行う場合に、空走動作S3aを行った後に、実機械加工動作を行う。ここで、上流加工設備2は、工作物Wの形状を変化させる加工を行う。そのため、下流加工設備4における実機械加工動作は、上流加工設備2により加工された工作物Wの形状に応じた動作となる。
7. Effects The production system 1, 1' of this embodiment includes an upstream processing facility 2 and a downstream processing facility 4. In the downstream machining equipment 4, when machining the workpiece W machined by the upstream machining equipment 2 using the tool T, the actual machining operation is performed after performing the idle running operation S3a. Here, the upstream processing equipment 2 performs processing to change the shape of the workpiece W. Therefore, the actual machining operation in the downstream processing equipment 4 is an operation according to the shape of the workpiece W machined by the upstream processing equipment 2.

ここで、生産システム1,1’は、形状測定装置3と、データ処理装置7,7’とを備える。形状測定装置3は、上流加工設備2による加工後の工作物Wの形状を測定する。データ処理装置7,7’は、形状測定装置3により測定された工作物Wの形状情報を取得し、下流加工設備4が測定対象の工作物Wに対して機械加工処理を行う前に、当該工作物Wの形状情報に基づき得られた指令情報を下流加工設備4に出力する。 Here, the production system 1, 1' includes a shape measuring device 3 and a data processing device 7, 7'. The shape measuring device 3 measures the shape of the workpiece W after processing by the upstream processing equipment 2. The data processing devices 7, 7' acquire the shape information of the workpiece W measured by the shape measurement device 3, and before the downstream processing equipment 4 performs machining processing on the workpiece W to be measured. Command information obtained based on the shape information of the workpiece W is output to the downstream processing equipment 4.

そして、データ処理装置7,7’は、空走動作S3aの移動距離L2,L12が一定となるように、工作物Wの形状情報に基づいて空走動作S3aの開始位置X2,X12を決定し、決定した空走動作S3aの開始位置X2,X12を指令情報として下流加工設備4に出力する。下流加工設備4は、データ処理装置7,7’から指令情報を取得することにより、対象の工作物Wに対して空走動作S3aの開始位置X2,X12を変更している。つまり、上流加工設備2による加工後の工作物Wの形状にばらつきがあるとしても、下流加工設備4における空走動作S3aの移動距離L2,L12は常に一定となる。従って、空走動作S3aが長くなることによる加工コストの増大を抑制できる。このように、工作物Wにばらつきがある場合であっても、加工コストを低減することができる。 Then, the data processing devices 7, 7' determine the starting positions X2, X12 of the free running motion S3a based on the shape information of the workpiece W so that the moving distances L2, L12 of the free running motion S3a are constant. , the determined start positions X2 and X12 of the idle running operation S3a are outputted to the downstream processing equipment 4 as command information. The downstream processing equipment 4 changes the start positions X2, X12 of the free running operation S3a for the target workpiece W by acquiring command information from the data processing devices 7, 7'. In other words, even if there are variations in the shape of the workpiece W after processing by the upstream processing equipment 2, the moving distances L2 and L12 of the idle running operation S3a in the downstream processing equipment 4 are always constant. Therefore, it is possible to suppress an increase in processing cost due to an increase in the length of the idle running operation S3a. In this way, even if there are variations in the workpiece W, processing costs can be reduced.

また、データ処理装置7,7’は、工作物Wの形状情報に応じた加工能率を決定し、かつ、決定した加工能率を指令情報として下流加工設備4に出力し、下流加工設備4は、対象の工作物Wに対して、データ処理装置7,7’から取得した加工能率にて機械加工処理を行う。従って、工作物Wの形状に応じて加工能率を調整することにより、加工コストの増大を抑制することができる。 Further, the data processing devices 7 and 7' determine machining efficiency according to the shape information of the workpiece W, and output the determined machining efficiency as command information to the downstream machining equipment 4, and the downstream machining equipment 4 A machining process is performed on the target workpiece W using the machining efficiency obtained from the data processing devices 7 and 7'. Therefore, by adjusting the machining efficiency according to the shape of the workpiece W, increase in machining cost can be suppressed.

ここで、加工取代ΔGが大きいほど、工具コストが高くなる可能性がある。そこで、データ処理装置7,7’は、工作物Wの形状情報および工作物Wの目標形状から得られた工作物の加工取代ΔGが大きいほど加工能率を低くし、加工取代ΔGが小さいほど加工能率を高くする。このように、加工取代ΔGと加工能率との関係にすることで、工具こすとの高騰を抑制することができる。ただし、加工取代ΔGと加工能率の関係は、上記のようにする場合に限られない。 Here, the larger the machining allowance ΔG is, the higher the tool cost may become. Therefore, the data processing devices 7, 7' lower the machining efficiency as the machining allowance ΔG of the workpiece obtained from the shape information of the workpiece W and the target shape of the workpiece W increases, and the machining efficiency decreases as the machining allowance ΔG decreases. Increase efficiency. In this way, by creating a relationship between machining allowance ΔG and machining efficiency, it is possible to suppress the increase in the cost of tool scraping. However, the relationship between machining allowance ΔG and machining efficiency is not limited to the above case.

より具体的には、加工能率が高いほど工具修正または工具交換に伴う工具コストが高くなる関係を有し、データ処理装置7,7’は、加工取代ΔGが大きいほど加工能率を低くすることにより、加工取代ΔGが大きいほど単位加工取代当たりの工具コストを低くすることができる。 More specifically, the higher the machining efficiency is, the higher the tool cost associated with tool correction or tool replacement becomes. , the larger the machining allowance ΔG, the lower the tool cost per unit machining allowance.

特に、工具修正または工具交換のインターバルは、加工能率および加工取代に基づいて決定される。このように工具修正または工具交換のインターバルが決定されることで、加工能率が高いほど、工具修正または工具交換に伴う工具コストが高くなる関係となる。 In particular, the tool modification or tool change interval is determined based on machining efficiency and machining allowance. By determining the interval between tool corrections or tool exchanges in this manner, a relationship is established in which the higher the machining efficiency, the higher the tool cost associated with tool corrections or tool exchanges.

加工能率と工具コストとの関係を有する構成としては、例えば、生産システム1,1’が以下のように構成される。すなわち、データ処理装置7,7’は、形状測定装置3により測定された工作物Wの形状情報に基づいて加工能率および加工取代ΔGを決定し、決定した加工能率および加工取代ΔGに基づいて工具修正または工具交換のタイミングを最適化し、最適化した工具修正または工具交換のタイミングを指令情報として下流加工設備4に出力する。下流加工設備4は、最適化したタイミングにて工具修正または工具交換を実行する。 As an example of a configuration that has a relationship between machining efficiency and tool cost, the production systems 1 and 1' are configured as follows. That is, the data processing devices 7, 7' determine the machining efficiency and machining allowance ΔG based on the shape information of the workpiece W measured by the shape measuring device 3, and adjust the tool based on the determined machining efficiency and machining allowance ΔG. The timing of correction or tool exchange is optimized, and the optimized timing of tool correction or tool exchange is output to the downstream processing equipment 4 as command information. The downstream processing equipment 4 executes tool correction or tool exchange at optimized timing.

また、データ処理装置7,7’は、加工取代ΔGが所定の最小値ΔG1より小さい場合には、工作物WをNG品として廃棄対象品と決定し、下流加工設備4は、対象の工作物Wに対して機械加工処理を行わずに廃棄対象品として処理する。加工前に廃棄対象品とすることで、下流加工設備4による不要な加工を行うことを抑制できる。その結果、全体としての加工コスト低減を図ることができる。 Further, when the machining allowance ΔG is smaller than the predetermined minimum value ΔG1, the data processing devices 7, 7' determine the workpiece W as an NG product and a product to be discarded, and the downstream processing equipment 4 W is treated as a product to be discarded without any mechanical processing. By setting the item to be discarded before processing, unnecessary processing by the downstream processing equipment 4 can be suppressed. As a result, overall processing costs can be reduced.

また、データ処理装置7,7’は、加工取代ΔGが所定の最大値ΔG3より大きい場合には、工作物WをNG品として廃棄対象品と決定する、または、工作物WをNG品として上流加工設備2による再加工を行う対象品と決定する。この場合、下流加工設備4は、対象の工作物Wに対して機械加工処理を行わずに廃棄対象品または再加工を行う対象品として処理する。加工前に廃棄対象品または再加工対象品とすることで、下流加工設備4による高負荷の加工を行うことを抑制できる。その結果、全体としての加工コスト低減を図ることができる。 Further, if the machining allowance ΔG is larger than the predetermined maximum value ΔG3, the data processing devices 7, 7' determine the workpiece W as an NG product and a product to be discarded, or decide that the workpiece W is an NG product and The product is determined to be reprocessed by processing equipment 2. In this case, the downstream processing equipment 4 does not perform machining on the target workpiece W, but processes it as an item to be discarded or an item to be reprocessed. By setting the item to be discarded or reprocessed before processing, it is possible to prevent the downstream processing equipment 4 from performing high-load processing. As a result, overall processing costs can be reduced.

また、データ処理装置7,7’は、形状測定装置3により測定された工作物Wの形状情報に基づいて加工能率を決定し、決定した加工能率に基づいて仮想空間において機械加工処理を行った場合の工作物の加工結果を推定し、決定した加工能率および推定した加工結果に基づいて下流加工設備4における加工条件を最適化し、最適化した加工条件を指令情報として下流加工設備4に出力するようにしても良い。この場合、下流加工設備4は、最適化した加工条件にて機械加工処理を実行する。このように、リアルタイムで加工条件の最適化を行うことで、より高精度に工作物Wの機械加工処理を行うことができる。 Further, the data processing devices 7, 7' determine machining efficiency based on the shape information of the workpiece W measured by the shape measuring device 3, and perform machining processing in the virtual space based on the determined machining efficiency. Estimate the machining result of the workpiece in case, optimize the machining conditions in the downstream machining equipment 4 based on the determined machining efficiency and the estimated machining result, and output the optimized machining conditions to the downstream machining equipment 4 as command information. You can do it like this. In this case, the downstream processing equipment 4 executes the machining process under the optimized processing conditions. In this way, by optimizing the machining conditions in real time, the workpiece W can be machined with higher precision.

また、工作物Wは、断面形状が円形の外周面または内周面を有し、形状測定装置3は、工作物Wの形状として、工作物Wの外周面または内周面の径寸法を測定し、下流加工設備4は、工作物Wの外周面または内周面を工具Tとしての砥石車により研削を行う研削盤としても良い。ただし、生産システム1,1’は、当該構成に限定されるものではない。 Further, the workpiece W has an outer peripheral surface or an inner peripheral surface with a circular cross-sectional shape, and the shape measuring device 3 measures the diameter dimension of the outer peripheral surface or the inner peripheral surface of the workpiece W as the shape of the workpiece W. However, the downstream processing equipment 4 may be a grinder that grinds the outer circumferential surface or inner circumferential surface of the workpiece W using a grinding wheel serving as a tool T. However, the production systems 1, 1' are not limited to this configuration.

1,1’ 生産システム
2 上流加工設備
3 形状測定装置
4 下流加工設備
7,7’ データ処理装置
W 工作物
T 工具(砥石車)
S3a~S6 機械加工処理
S3a 空走動作
S3b~S6 実機械加工動作
X2,X12 空走動作の開始位置
L2,L12 空走動作の移動距離
1,1' Production system 2 Upstream processing equipment 3 Shape measuring device 4 Downstream processing equipment 7,7' Data processing device W Workpiece T Tool (grinding wheel)
S3a to S6 Machining processing S3a Free running operation S3b to S6 Actual machining operation X2, X12 Starting position of free running operation L2, L12 Travel distance of free running operation

Claims (10)

工作物に対して前記工作物の形状を変化させる加工を行う上流加工設備と、
前記上流加工設備による加工後の前記工作物の形状を測定する形状測定装置と、
前記上流加工設備により加工された前記工作物に対して工具による機械加工処理を行う下流加工設備と、
前記形状測定装置により測定された前記工作物の形状情報を取得し、前記下流加工設備が測定対象の前記工作物に対して前記機械加工処理を行う前に、前記工作物の前記形状情報に基づき得られた指令情報を前記下流加工設備に出力するデータ処理装置と、
を備え、
前記下流加工設備による前記機械加工処理は、
所定速度にて、前記工作物と前記工具とが離間した開始位置から、前記工作物に対して前記工具を相対的に接近させて、前記工作物と前記工具とを接触させる空走動作と、
前記空走動作の後に、前記空走動作における前記所定速度と同一速度にて前記工作物に対して前記工具を相対的に移動させて、前記工作物に対して前記工具による実機械加工を行う実機械加工動作と、
を含み、
前記データ処理装置は、前記空走動作の移動距離が一定となるように、前記工作物の前記形状情報に基づいて前記空走動作の前記開始位置を決定し、かつ、決定した前記空走動作の前記開始位置を前記指令情報として前記下流加工設備に出力し、
前記下流加工設備は、対象の前記工作物に対する前記機械加工処理において、前記データ処理装置から取得した前記指令情報に基づいて前記空走動作の前記開始位置を変更する、生産システム。
upstream processing equipment that performs processing on a workpiece to change the shape of the workpiece;
a shape measuring device that measures the shape of the workpiece after being processed by the upstream processing equipment;
downstream processing equipment that performs machining processing using a tool on the workpiece processed by the upstream processing equipment;
The shape information of the workpiece measured by the shape measuring device is acquired, and before the downstream processing equipment performs the machining process on the workpiece to be measured, based on the shape information of the workpiece. a data processing device that outputs the obtained command information to the downstream processing equipment;
Equipped with
The machining process by the downstream processing equipment includes:
A free running operation of bringing the tool into contact with the workpiece by relatively approaching the workpiece from a starting position where the workpiece and the tool are separated from each other at a predetermined speed;
After the idle running operation, the tool is moved relative to the workpiece at the same speed as the predetermined speed in the idle running operation, and actual machining is performed on the workpiece using the tool. Actual machining operation and
including;
The data processing device determines the start position of the free running motion based on the shape information of the workpiece so that the moving distance of the free running motion is constant, and Outputting the start position of as the command information to the downstream processing equipment,
The downstream processing equipment is a production system in which, in the machining process for the target workpiece, the starting position of the idle running operation is changed based on the command information acquired from the data processing device.
前記データ処理装置は、前記工作物の前記形状情報に応じた加工能率を決定し、かつ、決定した加工能率を前記指令情報として前記下流加工設備に出力し、
前記下流加工設備は、対象の前記工作物に対して、前記データ処理装置から取得した前記加工能率にて前記機械加工処理を行う、請求項1に記載の生産システム。
The data processing device determines machining efficiency according to the shape information of the workpiece, and outputs the determined machining efficiency to the downstream machining equipment as the command information,
The production system according to claim 1, wherein the downstream processing equipment performs the machining process on the target workpiece at the machining efficiency acquired from the data processing device.
前記データ処理装置は、前記工作物の前記形状情報および前記工作物の目標形状から得られた前記工作物の加工取代が大きいほど前記加工能率を低くし、前記加工取代が小さいほど前記加工能率を高くする、請求項2に記載の生産システム。 The data processing device lowers the machining efficiency as the machining allowance of the workpiece obtained from the shape information of the workpiece and the target shape of the workpiece increases, and lowers the machining efficiency as the machining allowance decreases. The production system according to claim 2, wherein the production system is made high. 前記データ処理装置は、前記加工取代が所定の最小値より小さい場合には、前記工作物をNG品として廃棄対象品と決定し、
前記下流加工設備は、対象の前記工作物に対して前記機械加工処理を行わずに前記廃棄対象品として処理する、請求項3に記載の生産システム。
When the machining allowance is smaller than a predetermined minimum value, the data processing device determines the workpiece as an NG product and a product to be discarded,
4. The production system according to claim 3, wherein the downstream processing equipment processes the workpiece as the product to be discarded without performing the machining process on the target workpiece.
前記データ処理装置は、前記加工取代が所定の最大値より大きい場合には、前記工作物をNG品として廃棄対象品と決定する、または、前記工作物をNG品として前記上流加工設備による再加工を行う対象品と決定し、
前記下流加工設備は、対象の前記工作物に対して前記機械加工処理を行わずに前記廃棄対象品または前記再加工を行う対象品として処理する、請求項3に記載の生産システム。
If the machining allowance is larger than a predetermined maximum value, the data processing device determines the workpiece as an NG item and a product to be discarded, or determines the workpiece as an NG item and reprocesses it by the upstream processing equipment. The product is determined to be subject to
4. The production system according to claim 3, wherein the downstream processing equipment processes the target workpiece as the item to be discarded or the item to be reprocessed without performing the machining process on the target workpiece.
前記加工能率が高いほど工具修正または工具交換に伴う工具コストが高くなる関係を有し、
前記データ処理装置は、前記加工取代が大きいほど前記加工能率を低くすることにより、前記加工取代が大きいほど単位加工取代当たりの前記工具コストを低くする、請求項3に記載の生産システム。
The higher the machining efficiency, the higher the tool cost associated with tool correction or tool replacement,
4. The production system according to claim 3, wherein the data processing device lowers the tool cost per unit machining allowance as the machining allowance increases by lowering the machining efficiency as the machining allowance increases.
前記工具修正または前記工具交換のインターバルは、前記加工能率および前記加工取代に基づいて決定される、請求項6に記載の生産システム。 7. The production system according to claim 6, wherein the tool correction or tool exchange interval is determined based on the machining efficiency and the machining allowance. 前記データ処理装置は、
前記形状測定装置により測定された前記工作物の前記形状情報に基づいて前記加工能率および前記加工取代を決定し、
決定した前記加工能率および前記加工取代に基づいて前記工具修正または前記工具交換のタイミングを最適化し、
最適化した前記工具修正または前記工具交換の前記タイミングを前記指令情報として前記下流加工設備に出力し、
前記下流加工設備は、最適化した前記タイミングにて前記工具修正または前記工具交換を実行する、請求項7に記載の生産システム。
The data processing device includes:
determining the machining efficiency and the machining allowance based on the shape information of the workpiece measured by the shape measuring device;
optimizing the timing of the tool correction or tool exchange based on the determined machining efficiency and machining allowance;
outputting the optimized timing of the tool correction or the tool exchange to the downstream processing equipment as the command information;
The production system according to claim 7, wherein the downstream processing equipment executes the tool correction or the tool exchange at the optimized timing.
前記データ処理装置は、
前記形状測定装置により測定された前記工作物の前記形状情報に基づいて前記加工能率を決定し、
決定した前記加工能率に基づいて仮想空間において前記機械加工処理を行った場合の前記工作物の加工結果を推定し、
決定した前記加工能率および推定した前記加工結果に基づいて前記下流加工設備における加工条件を最適化し、
最適化した前記加工条件を前記指令情報として前記下流加工設備に出力し、
前記下流加工設備は、最適化した前記加工条件にて前記機械加工処理を実行する、請求項2に記載の生産システム。
The data processing device includes:
determining the machining efficiency based on the shape information of the workpiece measured by the shape measuring device;
Estimating the machining result of the workpiece when the machining process is performed in virtual space based on the determined machining efficiency,
optimizing processing conditions in the downstream processing equipment based on the determined processing efficiency and the estimated processing result;
Outputting the optimized processing conditions as the command information to the downstream processing equipment,
The production system according to claim 2, wherein the downstream processing equipment executes the machining process under the optimized processing conditions.
前記工作物は、断面形状が円形の外周面または内周面を有し、
前記形状測定装置は、前記工作物の形状として、前記工作物の前記外周面または前記内周面の径寸法を測定し、
前記下流加工設備は、前記工作物の前記外周面または前記内周面を前記工具としての砥石車により研削を行う研削盤である、請求項1~9のいずれか1項に記載の生産システム。
The workpiece has an outer peripheral surface or an inner peripheral surface with a circular cross-sectional shape,
The shape measuring device measures a diameter dimension of the outer peripheral surface or the inner peripheral surface of the workpiece as the shape of the workpiece,
10. The production system according to claim 1, wherein the downstream processing equipment is a grinder that grinds the outer circumferential surface or the inner circumferential surface of the workpiece using a grinding wheel as the tool.
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