JP3079854B2 - 制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、制御装置に関し、特
に、機械加工の分野において，終夜無人運転や長期運転
を行なうＦＭＣ(Flexible Manufacturing Cell) の自動
加工システムに用いる制御装置として有用である。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、従来の制御装置を用いたＦＭ
Ｃの自動加工システムの一例を示す全体構成図である。
この自動加工システムＳ５１は、各部を制御したり管理
する制御装置５０１と，素材倉庫７と，加工品の良品倉
庫８と，加工品の不良品倉庫９と，素材倉庫７や良品倉
庫８や不良品倉庫９を制御する倉庫コントローラ１０
と，加工品を計測する外部計測装置１１と，加工品を洗
浄する洗浄装置１２と，搬送ライン１３と，搬送装置１
４と，搬送装置１４を制御する搬送装置コントローラ１
５と，工作機械１６と，各部を結ぶ通信ネットワーク１
７と，工作機械１６を制御するＮＣ装置１８とから構成
されている。

【０００３】次に、上記の自動加工システムＳ５１の動
作を説明する。図１２は、上記の自動加工システムＳ５
１において、１個の素材を加工する手順を示したフロー
チャートである。なお、説明の都合上、加工品の加工目
標個数をＭ（Ｍ；自然数）とする加工を行うものとす
る。ステップ１では、素材を工作機械１６の内部へ搬入
する。具体的には、制御装置５０１は、通信ネットワー
ク１７を介して搬送装置コントローラ１５へ搬送指令を
送り、素材を工作機械１６の内部へ搬入させる。ステッ
プ２では、工作機械１６は、ＮＣ装置１８からの指令に
基づいて素材を加工する。

【０００４】ステップ３では、加工品の切粉を除去す
る。具体的には、制御装置５０１は、通信ネットワーク
１７を介してＮＣ装置１８へ洗浄指令を送り、工作機械
１６の内部で、エアーや洗浄液などを使用して加工品の
切粉を除去させる。（または、制御装置５０１は、通信
ネットワーク１７を介して搬送装置コントローラ１５へ
搬送指令を送り、加工品を洗浄装置１２の内部へ搬入さ
せ、洗浄により切粉を除去させてもよい）。ステップ４
では、加工品を計測する。具体的には、制御装置５０１
は、通信ネットワーク１７を介してＮＣ装置１８へ計測
指令を送り、工作機械１６の内部で加工品を計測させ
る。（または、制御装置５０１は、通信ネットワーク１
７を介して搬送装置コントローラ１５へ搬送指令を送
り、加工品を外部計測装置１１へ搬送させ、加工品を計
測させてもよい）。

【０００５】ステップ５では、加工品を良品または不良
品に選り分けて良品倉庫８または不良品倉庫９へ搬出す
る良品・不良品の処理を行なう。以上のステップ１〜ス
テップ５の処理を、加工品の個数が加工目標個数Ｍに到
達するまで繰り返す。

【０００６】図１３は、良品・不良品の処理のフローチ
ャートである。ステップ１０１では、制御装置５０１
は、通信ネットワーク１７を介して加工品の計測結果を
受け取り、その計測結果を判定基準と比較して、加工品
を良品または不良品に選り分ける。良品ならばステップ
１０２に進み、不良品ならばステップ１０３に進む。

【０００７】ステップ１０２では、良品を良品倉庫８へ
搬出する。具体的には、制御装置５０１は、通信ネット
ワーク１７を介して、搬送装置コントローラ１５および
倉庫コントローラ１０へ指令し、良品を良品倉庫８へ搬
出させる。ステップ１０３では、不良品が許容不良品個
数Ｎ（Ｎ；自然数）だけ連続して発生したか否か判定す
る。不良品が許容不良品個数Ｎだけ連続して発生してい
ればステップ１０４に進み、そうでなければステップ１
０５に進む。ステップ１０４では、これ以上の加工を続
けても不良品しか発生しないと判定して、加工を停止す
る。具体的には、制御装置５０１は、通信ネットワーク
１７を介してＮＣ装置１８へ加工停止指令を送り、以後
の加工を停止させる。ステップ１０５では、不良品を不
良品倉庫９へ搬出する。具体的には、制御装置５０１
は、通信ネットワーク１７を介して、搬送装置コントロ
ーラ１５および倉庫コントローラ１０へ指令し、不良品
を不良品倉庫９へ搬出させる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の制御装置５
０１を用いた自動加工システムＳ５１では、いったん不
良品が発生し始めると、（偶発的に生じた不良原因でな
い限り）不良品が許容不良品個数Ｎだけ連続して発生す
るまで無駄な加工を続けてしまうこととなり、多数の不
良品を発生させてしまう問題点がある。また、上記従来
の制御装置５０１を用いた自動加工システムＳ５１で
は、終夜無人運転や長期運転による加工中に、サーボア
ラーム（例えばワークの取付不良により工具とワークの
接触が過大となって過負荷になるとき）等によりＮＣ装
置１８が非常停止状態となると、翌日にオペレータが再
起動するまで加工が中断されたままとなるので、加工効
率が悪化する問題点がある。

【０００９】そこで、この発明の第１の目的は、不良品
の発生個数を減少できる自動加工システムを実現する制
御装置を提供することにある。また、この発明の第２の
目的は、ＮＣ装置が非常停止状態となっても加工を再開
でき、加工効率に優れた自動加工システムを実現する制
御装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１に、この発明は、工
作機械を直接的または間接的に制御する制御装置におい
て、工作機械により加工された加工物は良品または不良
品のいずれであるかを判定する良品・不良品判定手段
と、予め設定された許容不良品個数未満の所定数だけ不
良品が連続して発生したときには加工条件を変更する加
工条件変更手段と、前記許容不良品個数だけ不良品が連
続して発生したら加工を停止する加工停止手段とを具備
したことを特徴とする制御装置を提供する。

【００１１】第２に、この発明は、工作機械を直接的ま
たは間接的に制御する制御装置において、工作機械によ
り加工された加工物は良品または不良品のいずれである
かを判定する良品・不良品判定手段と、予め設定された
許容不良品個数未満の所定数だけ不良品が連続して発生
したときには工具を交換する工具交換手段と、工具を交
換後に不良品が発生しなくなったら工具交換前の工具に
より加工を開始してから不良品が発生するまでの工具使
用実績データに工具寿命データを更新する工具寿命デー
タ更新手段とを具備したことを特徴とする制御装置を提
供する。

【００１２】第３に、この発明は、工作機械を直接的ま
たは間接的に制御する制御装置において、工作機械によ
り加工された加工物は良品または不良品のいずれである
かを判定する良品・不良品判定ルールと，予め設定され
た許容不良品個数未満の所定数だけ不良品が連続して発
生したときには加工条件を変更する加工条件変更ルール
と，前記許容不良品個数だけ不良品が連続して発生した
ら加工を停止する加工停止ルールとを記述したルール群
と，そのルール群を解釈して推論を行なう推論エンジン
とからなるエキスパートシステムと、そのエキスパート
システムの推論結果に基づいて加工条件を変更する加工
条件変更手段とを具備したことを特徴とする制御装置を
提供する。

【００１３】第４に、この発明は、工作機械の動作を指
令するＮＣ装置と通信回線を介して接続してなり前記Ｎ
Ｃ装置を制御する制御装置において、通信回線を介して
受信した制御情報に基づいて前記ＮＣ装置が非常停止状
態であるか否か判定する非常停止判定手段と、非常停止
状態ならば通信回線を介して前記ＮＣ装置へ初期化指令
を送信する初期化指令送信手段と、その後、前記通信回
線を介して前記ＮＣ装置へ加工再開指令を送信する加工
再開指令送信手段とを具備したことを特徴とする上記第
１から上記第３の構成にかかる制御装置を提供する。第
５に、この発明は、工作機械を直接的または間接的に制
御する制御装置において、加工条件に基づいて良品に加
工できる加工可能個数を算出する加工可能個数算出手段
と、工作機械により加工された加工物は良品または不良
品のいずれであるかを判定する良品・不良品判定手段
と、予め設定された許容不良品個数Ｎ未満の異なる複数
の所定数Ｎ−ｐ，Ｎ−ｑ，…（ｐ，ｑ；自然数，ｐ＞ｑ
かつＮ−ｐ≧２）のいずれかだけ不良品が連続して発生
したときには前記所定数に対応して予め規定された加工
条件を変更する加工条件変更手段と、加工品の個数が前
記加工可能個数に到達したら加工を停止する加工停止手
段とを具備したことを特徴とする制御装置を提供する。
第６に、この発明は、工作機械を直接的または間接的に
制御する制御装置において、工作機械により加工された
加工物は良品または不良品のいずれであるかを判定する
良品・不良品判定手段と、予め設定された許容不良品個
数未満の所定数だけ不良品が連続して発生したときには
加工条件を変更する加工条件変更手段と、前記許容不良
品個数だけ不良品が連続して発生したら加工を停止する
加工停止手段と、前記不良品を発生した加工条件または
不良原因が解消された加工条件を蓄積し事後の利用に供
する情報蓄積手段とを具備したことを特徴とする制御装
置を提供する。

【００１４】

【作用】上記第１のこの発明の制御装置では、予め設定
された許容不良品個数未満の所定数だけ不良品が連続し
て発生すると加工条件を変更するので、許容不良品個数
だけ不良品が連続して発生するまでの段階で、不良原因
を解消するように試みることが出来る。従って、不良品
の発生を低減できる。また、不良品の連続発生による加
工停止の頻度を低くできる。

【００１５】上記第２のこの発明の制御装置では、予め
設定された許容不良品個数未満の所定数だけ不良品が連
続して発生したときには工具を交換し、その後に不良品
が発生しなくなったら工具交換前の工具により加工を開
始してから不良品が発生するまでの工具使用実績データ
に工具寿命データを更新する。一般に、工具の使用時間
が工具寿命データに合致した時、工具を研磨したり、工
具を交換したりする。ここで、設定されている工具寿命
データが実際の使用条件下での工具の寿命よりも長い
と、工具の寿命が尽きた後も使用を続けることとなり、
不良品が発生してしまう。従って、工具使用実績データ
に工具寿命データを更新することにより、以降の加工で
は、工具の寿命が尽きたことによる不良品の発生を未然
に防止することが出来る。

【００１６】上記第３のこの発明の制御装置では、予め
設定された許容不良品個数未満の所定数だけ不良品が連
続して発生したときに変更すべき加工条件などはプロダ
クションルール化されている。従って、プロダクション
ルールを追加・修正することで、加工条件変更の判定基
準となる所定数や，変更すべき加工条件などを容易に追
加・修正でき、不良原因に対してきめ細かに迅速に対処
できるようになる。

【００１７】上記第４のこの発明の制御装置では、ＮＣ
装置が非常停止状態ならば通信回線を介して前記ＮＣ装
置へ初期化指令を送信し、その後、通信回線を介してＮ
Ｃ装置へ加工再開指令を送信する。従って、ＮＣ装置が
非常停止状態となったときでも、加工を再開でき、加工
効率を向上させることが出来る。上記第５のこの発明の
制御装置では、予め設定された許容不良品個数Ｎ未満の
異なる複数の所定数Ｎ−ｐ，Ｎ−ｑ，…のいずれかだけ
不良品が連続して発生すると、該所定数に応じて加工条
件を段階的に変更するので、許容不良品個数だけ不良品
が連続して発生するまでの段階で、不良原因が解消され
る可能性を高めることが出来る。従って、不良品の発生
を低減できる。また、不良品の連続発生による加工停止
の頻度を低くできる。上記第６のこの発明の制御装置で
は、情報蓄積手段に、不良品を発生した加工条件または
不良原因が解消された加工条件を蓄積し事後の利用に供
する。従って、情報蓄積手段の蓄積情報を加工のノウハ
ウとして活用することが出来る。

【００１８】

【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明をさら
に詳しく説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。

【００１９】実施例１．図１は、この発明の実施例１の
制御装置を適用したＦＭＣの自動加工システムの全体構
成図である。この自動加工システムＳ１において、素材
倉庫７と，良品倉庫８と，不良品倉庫９と，倉庫コント
ローラ１０と，外部計測装置１１と，洗浄装置１２と，
搬送ライン１３と，搬送装置１４と，搬送装置コントロ
ーラ１５と，工作機械１６と，通信ネットワーク１７
と，ＮＣ装置１８は、図１１を用いて先に説明した従来
の自動加工システムＳ５１と同じ構成要素であり、同じ
参照符号を付している。ところが、従来の自動加工シス
テムＳ５１の制御装置５０１とは異なる制御装置１を備
えたところが、従来例とは異なっている。

【００２０】図２は、制御装置１の内部構成図である。
この制御装置１は、演算制御部３１と，補助記憶装置３
２と，入力装置３３と，シーケンス制御回路３４と，操
作盤３５と，ＤＮＣインタフェース３６と，表示装置３
７とから構成されている。

【００２１】演算制御部３１は、自動加工システムＳ１
を制御するための演算を行なう。図中に示すように、演
算制御部３１は、各部の作動を制御するＣＰＵ３１１
と，演算を行なうためのプログラムが格納されたＲＯＭ
３１２と，加工を行なうときに必要となる情報を記憶す
るＲＡＭ３１３とを具備している。ＲＡＭ３１３は、許
容不良品個数Ｎを格納する許容不良品個数領域３１３ａ
と，連続して発生した不良品の個数をカウントする不良
品計数カウンタ３１３ｂと，変更すべき加工条件を指定
するための加工条件テーブル３１３ｃと，不良品に対す
る加工条件の履歴を蓄積する不良品履歴３１３ｄと，切
削データに応じた加工条件（主軸回転数，送り速度）や
ワークの種類や工具の種類や加工可能個数を格納する基
準データテーブル３１３ｅとからなる。変更すべき加工
条件としては、切り込み量の減少，送り速度の減少，主
軸回転数の減少，工具の摩耗補正値の更新，工具やチャ
ック・ジョーの交換などがある。

【００２２】補助記憶装置３２は、制御装置１の内部の
加工情報（スケジュール，加工実績，稼働実績など）の
保管、および他の装置とデータを交換する媒体として使
用する。入力装置３３は、他の装置の持っている加工情
報を入力したり、オペレータが制御装置１に加工情報を
入力するときに使用する。シーケンス制御回路３４は、
加工開始，加工停止，搬送開始，搬送停止等、自動加工
システムＳ１の中の各装置間の同期制御などを行なう。
操作盤３５は、加工開始スイッチ，加工停止スイッチ，
アラーム・ランプなどのスイッチ，ランプで構成されて
いる。オペレータは操作盤３５を使用して、自動加工シ
ステムＳ１を操作したり監視したりする。ＤＮＣインタ
フェース３６は、演算制御部３１の指令により、通信ネ
ットワーク１７を介してＮＣ装置１８へＮＣプログラム
を送ったり、逆に、ＮＣ装置１８にあるＮＣプログラム
を制御装置１へ送らせたりする。表示装置３７は、オペ
レータが制御装置１へ加工情報を入力する場合に、入力
状況を表示したり、自動加工システムＳ１の加工状況を
表示したりする。

【００２３】次に、この自動加工システムＳ１の動作を
説明する。なお、素材を工作機械１６の内部へ搬入して
から加工品を計測するまでの処理は、図１２を用いて先
に説明した従来の自動加工システムＳ５１のステップ１
〜ステップ４と同じ処理であり、説明を省略する。

【００２４】図３〜図６は、この自動加工システムＳ１
による良品・不良品の処理のフローチャートである。但
し、許容不良品個数Ｎ＝６に設定されているものとす
る。ステップ２０２では、制御装置１は、通信ネットワ
ーク１７を介して加工品の計測結果を受け取り、その計
測結果を判定基準と比較して、加工品を良品または不良
品に選り分ける。良品ならば，図６のステップ２３０に
進み、不良品ならばステップ２０３に進む。

【００２５】ステップ２０３では、加工品の計測結果
が、後述するステップ２０５（不良品およびチャックの
切粉の再除去）の直後の計測で得られたものであるか否
か判定する。不良品およびチャックの切粉を再除去した
直後の計測であればステップ２０４に進み、そうでなけ
ればステップ２０５に進む。

【００２６】ステップ２０４では、不良品が２個以上連
続して発生したか否か判定する。不良品が連続して発生
していればステップ２０７に進み、不良品が連続して発
生していなければ，図６のステップ２２８に進む。

【００２７】ステップ２０５では、本来は良品である加
工品に切粉が付着していたために不良品と誤判定された
場合に備えて、不良品およびチャックの切粉を再除去す
る。具体的には、制御装置１は、通信ネットワーク１７
を介してＮＣ装置１８へ洗浄指令を送り、工作機械１６
の内部で、エアーや洗浄液などを使用して不良品および
チャックの切粉を除去させる。（または、制御装置１
は、通信ネットワーク１７を介して搬送装置コントロー
ラ１５へ搬送指令を送り、不良品を洗浄装置１２の内部
へ搬入させ、洗浄により切粉を除去させてもよい）。ス
テップ２０６では、不良品を再計測し、ステップ２０２
に戻る。具体的には、制御装置１は、通信ネットワーク
１７を介してＮＣ装置１８へ計測指令を送り、工作機械
１６の内部で再計測させる。（または、制御装置１は、
通信ネットワーク１７を介して搬送装置コントローラ１
５へ搬送指令を送り、不良品を外部計測装置１１へ搬送
させ、再計測させてもよい）。

【００２８】ステップ２０７では、不良品が許容不良品
個数Ｎだけ連続して発生したか否か判定する。不良品が
許容不良品個数Ｎだけ連続して発生していれば，図６の
ステップ２２７に進み、不良品がそれ以外の数だけ連続
して発生していれば，図４のステップ２０８に進む。

【００２９】図４に進み、ステップ２０８では、不良品
が［許容不良品個数Ｎ−３］だけ連続して発生したか否
か判定する。不良品が［許容不良品個数Ｎ−３］だけ連
続して発生していればステップ２０９に進み、不良品が
それ以外の数だけ連続して発生していれば，ステップ２
１３に進む。

【００３０】ステップ２０９では、直前に発生した不良
品（連続して発生した不良品の［許容不良品個数Ｎ−
３］番目）は、後述する図５のステップ２２５（摩耗補
正値の更新）の直後の加工で発生したか否か判定する。
摩耗補正値の更新の直後の加工で発生したのであればス
テップ２１１に進み、そうでなければステップ２１０に
進む。

【００３１】ステップ２１０では、直前に発生した不良
品（連続して発生した不良品の［許容不良品個数Ｎ−
３］番目）は、後述する図５のステップ２２４（工具交
換）の直後の加工で発生したか否か判定する。工具交換
の直後の加工で発生したのであればステップ２１１に進
み、そうでなければステップ２１２に進む。

【００３２】ステップ２１１では、チャック・ジョーの
摩耗や損傷，または取付時の切粉混入やロボットの掴み
損ねによりチャック・ジョーの取付精度が悪くなったた
めに不良品が発生した場合に対処するため、チャック・
ジョーを交換する。具体的には、制御装置１は、通信ネ
ットワーク１７を介してＮＣ装置１８へチャック・ジョ
ー交換指令を送り、工作機械１６に装着されているチャ
ック・ジョーを予備のものに交換させる（なお、予備チ
ャック・ジョー用倉庫（図示せず）から予備のチャック
・ジョーを搬出する必要がある場合には、制御装置１
は、必要な指令を関連部位に送ればよい）。その後、図
６のステップ２２８に進む。

【００３３】ステップ２１２では、不良原因が切り込み
量の過大にある場合に対処するため、切り込み量を減少
するように加工条件を変更する。具体的には、制御装置
１は、通信ネットワーク１７を介してＮＣ装置１８へ加
工条件変更指令を送り、工作機械１６の切り込み量を減
少させる。

【００３４】ステップ２１３では、不良品が［許容不良
品個数Ｎ−２］だけ連続して発生したか否か判定する。
不良品が［許容不良品個数Ｎ−２］だけ連続して発生し
ていればステップ２１４に進み、不良品がそれ以外の数
だけ連続して発生していればステップ２１７に進む。

【００３５】ステップ２１４では、直前に発生した不良
品（連続発生した不良品の［許容不良品個数Ｎ−２］番
目）は、先のステップ２１２（切り込み量の減少）の直
後の加工で発生したのであるか否か判定する。切り込み
量を減少させた直後の加工で発生したのであればステッ
プ２１６に進み、そうでなければステップ２１５に進
む。

【００３６】ステップ２１５では、切り込み量を減少す
るように加工条件を変更する。これは、ステップ２１２
と同じ処理である。ステップ２１６では、工具の負荷を
軽減し，負荷の変動を抑制するため、送り速度を減少す
るように、加工条件を変更する。具体的には、制御装置
１は、通信ネットワーク１７を介してＮＣ装置１８へ加
工条件変更指令を送り、工作機械１６の送り速度を減少
させる。

【００３７】ステップ２１７では、不良品が［許容不良
品個数Ｎ−１］だけ連続して発生したか否か判定する。
不良品が［許容不良品個数Ｎ−１］だけ連続して発生し
ていればステップ２１８に進み、不良品がそれ以外の数
だけ連続して発生していれば，図５のステップ２２１に
進む。

【００３８】ステップ２１８では、直前に発生した不良
品（連続して発生した不良品の［許容不良品個数Ｎ−
１］番目）は、送り速度を減少させた直後の加工で発生
したか否か判定する。送り速度を減少させた直後の加工
で発生したのであればステップ２２０に進み、そうでな
ければステップ２１９に進む。

【００３９】ステップ２１９では、送り速度を減少する
ように、加工条件を変更する。これは、先のステップ２
１６と同じ処理である。ステップ２２０では、不良原因
が主軸回転数の過大にある場合に対処するため、主軸回
転数を減少させる。具体的には、制御装置１は、通信ネ
ットワーク１７を介してＮＣ装置１８に加工条件変更指
令を送り、工作機械１６の主軸回転数を減少させる。

【００４０】図５に進み、ステップ２２１では、工具の
刃先を計測する。具体的には、制御装置１は、通信ネッ
トワーク１７を介してＮＣ装置１８に刃先計測指令を送
り、工作機械１６に刃先を計測させ、その計測結果をＮ
Ｃ装置１８にフィードバックさせる。

【００４１】ステップ２２２では、現在設定されている
摩耗補正値は正しいか否か判定する。具体的には、制御
装置１は、ＮＣ装置１８から刃先の計測結果を受け取っ
て刃先の摩耗量を計算し、その摩耗量と，ＮＣ装置１８
の内部メモリに格納された摩耗補正値とを比較する。刃
先の摩耗量と摩耗補正値が一致したら、現在の摩耗補正
値は正しいと判定して、ステップ２２６に進む。また、
摩耗量と摩耗補正値が不一致ならば、現在の摩耗補正値
は誤っていると判定して、ステップ２２３に進む。

【００４２】ステップ２２３では、摩耗補正することで
現在使用中の工具を引き続いて使用できるか否か判定す
る。摩耗補正が可能であればステップ２２５に進み、摩
耗補正が不可能であればステップ２２４に進む。

【００４３】ステップ２２４では、現在使用中の工具の
寿命は尽きていると判定し、工具を交換する。具体的に
は、制御装置１は、通信ネットワーク１７を介してＮＣ
装置１８に工具交換指令を送り、工作機械１６の工具を
予備の工具に交換させる。

【００４４】ステップ２２５では、摩耗補正値を更新す
る。具体的には、制御装置１から通信ネットワーク１７
を介してＮＣ装置１８に摩耗補正値更新指令を送り、刃
先の摩耗量に応じて、摩耗補正値を更新させる。ステッ
プ２２６では、先のステップ２１１（図４）と同様にし
て、チャック・ジョーを交換する。

【００４５】図６に進み、ステップ２２７では、これ以
上の加工を続けても不良品しか発生しないと判定して、
加工を停止する。具体的には、制御装置１は、通信ネッ
トワーク１７を介してＮＣ装置１８へ加工停止指令を送
り、以後の加工を停止させる。ステップ２２８では、制
御装置１のＲＡＭ３１３（図２）の不良品計数カウンタ
３１３ｂのカウント値ｉを１だけインクリメントする。
ステップ２２９では、不良品を不良品倉庫９へ搬出す
る。具体的には、制御装置１は、通信ネットワーク１７
を介して搬送装置コントローラ１５および倉庫コントロ
ーラ１０へ指令し、不良品を不良品倉庫９へ搬出させ
る。

【００４６】ステップ２３０では、先のステップ２２４
（工具交換）（図５）により不良品が発生しなくなり、
良品となったのか否か判定する。工具交換により良品と
なったのであればステップ２３１に進み、工具交換とは
無関係に良品となったのであればステップ２３２に進
む。

【００４７】ステップ２３１では、工具寿命データを更
新する。具体的には、制御装置１は、通信ネットワーク
１７を介してＮＣ装置１８の管理している工具使用実績
データ（使用時間実績，使用回数実績）を参照し、［工
具交換前の工具寿命データ］＞［工具交換前の工具で不
良品が発生するまでの工具使用実績データ］ならば、不
良品が発生するまでの工具使用実績データに工具寿命デ
ータを更新する。これにより、以降の加工では、工具の
寿命が尽きたことによる不良品の発生を未然に防止する
ことが出来る。

【００４８】ステップ２３２では、良品を良品倉庫８へ
搬出する。具体的には、制御装置１は、通信ネットワー
ク１７を介して、搬送装置コントローラ１５および倉庫
コントローラ１０へ指令し、良品を良品倉庫８へ搬出さ
せる。ステップ２３３では、不良品計数カウンタ３１３
ｂ（図２）のカウント値ｉをクリアして次回の不良品計
数に備える。

【００４９】ステップ２３４では、各加工品の種類ごと
に、不良品を発生したの加工条件や，不良原因を解消で
きた（不良品が良品に変わったときの）加工条件を不良
品履歴３１３ｄに蓄積する。量産品の加工においては、
通常、試切削加工を図１２のフローチャートのような工
程で行い、その後の製品加工では、加工時間を短縮する
ために、ステップ４の加工品を計測する工程およびステ
ップ５の良品・不良品を処理する工程を省略し、その代
わりに、工具寿命管理により不良品の発生を防ぐ。前記
工具寿命管理では、工具寿命データを利用して、使用し
ている工具が寿命に達する前に該工具を研磨したり、交
換したりする。従って、工具寿命データを更新して工具
寿命データの精度を向上させれば、不良品の発生個数も
減少する。

【００５０】上記実施例１によれば、許容不良品個数Ｎ
未満の所定数（Ｎ−４，Ｎ−３，Ｎ−２，Ｎ−１）だけ
不良品が連続して発生すると、加工条件（切り込み量，
送り速度，主軸回転数，工具の摩耗補正値，工具，チャ
ック・ジョー）を変更するので、許容不良品個数Ｎだけ
不良品が連続して発生するまでの段階で、不良原因を解
消するように試みることが出来る。従って、不良品の発
生を低減できる。また、不良品の連続発生による加工停
止の頻度を低くできる。また、加工条件や加工品に関す
る情報（不良品を発生した加工条件や，不良原因を解消
できた加工条件など）を制御装置１に蓄積し、それらの
情報を加工のノウハウとして活用することもできる。

【００５１】実施例１の変形例． （１）上記実施例１では、予め設定された許容不良品個
数Ｎだけ不良品が連続して発生するまでの段階で、加工
条件を、不良品連続発生回数および前回変更した加工条
件の種類によって変更したが、加工品や刃先の計測誤差
量の大小に応じて加工条件を変更すれば、不良原因に対
してきめ細かく対処することが出来る。例えば、加工品
の計測結果が、良品判定の許容誤差に対してプラス，
マイナス５μ未満ならば刃先を計測してその計測結果に
応じて摩耗補正値を更新し、良品判定の許容誤差に対
してプラス，マイナス５μ〜２０μならばチャック・ジ
ョーを洗浄し、プラス，マイナス２０μ〜５０μなら
ば工具を交換するアルゴリズムが有用である。 （２）上記実施例１の良品・不良品の処理（図３〜図
６）のステップ２０７（図３）の処理として、不良品が
許容不良品個数Ｎだけ連続して発生したか否か判定する
処理に代えて、加工条件（切削条件など）に基づいて良
品に加工できる加工可能個数を自動的に算出し，加工品
の個数が加工可能個数に達したか否か判定する処理を行
なってもよい。それにより、従来はオペレータが経験に
基づいて加工可能個数を算出していたのを自動化してオ
ペレータの負担を軽減できるばかりか、正確な加工可能
個数を確実に算出できる。具体的には、加工条件を変更
後の加工可能個数Ｎｍは、加工条件を変更前の加工可能
個数をＮｍ’としたとき、 Ｎｍ＝Ｎｍ’＊［加工条件の変更に応じた値］ により算出される。例えば、基準データテーブル３１３
ｅ（図２）に、主軸回転数“１０００ｒｐｍ”と，送り
速度“０．２ｍｍ／ｒｅｖ”と，ワークの種類“Ｓ４５
Ｃ”（材種）と，工具の種類“超硬バイト”と，加工可
能個数“６個”が格納されているときに、ＮＣ装置１８
が送り速度だけ（他の加工条件は不変）を“０．４ｍｍ
／ｒｅｖ”に変更したときには、 Ｎｍ＝６回＊（０．２ｍｍ／ｒｅｖ）／（０．４ｍｍ／
ｒｅｖ）＝３回となる。

【００５２】実施例２．図７は、この発明の実施例２の
制御装置を適用したＦＭＣの自動加工システムの全体構
成図である。この自動加工システムＳ１１は、図１を用
いて先に説明した実施例１の自動加工システムＳ１とほ
ぼ同じ構成であるが、実施例１にかかる制御装置１とは
異なる制御装置２１を用いたところが、実施例１とは異
なっている。

【００５３】図８は、制御装置２１の内部構成図であ
る。この制御装置２１において、補助記憶装置３２と，
入力装置３３と，シーケンス制御回路３４と，操作盤３
５と，ＤＮＣインタフェース３６と，表示装置３７は、
図２を用いて先に説明した実施例１の制御装置１と同じ
構成要素であり、同じ参照符号を付している。ところ
が、演算制御部４１の構成は、実施例１にかかる演算制
御部３１とは異なっている。図中に示すように、演算制
御部４１は、推論エンジン３２１と格納メモリ３２２か
らなるエキスパートシステムＥを追加した構成である。

【００５４】格納メモリ３２２は、プロダクションルー
ルを格納するプロダクションルール格納メモリ３２２ａ
と，作業領域として用いられるワークエリア３２２ｂと
から構成されている。

【００５５】以下に、プロダクションルール格納メモリ
３２２ａに格納されたプロダクションルールを例示す
る。

【００５６】次に、この自動加工システムＳ１１の動作
を説明する。なお、素材を工作機械１６の内部へ搬入し
てから加工品を計測するまでの処理は、図１２を用いて
先に説明した従来の自動加工システムＳ５１のステップ
１〜ステップ４と同じ処理であり、説明を省略する。推
論エンジン３２１は、一定の周期で（あるいは加工品を
計測した後）、プロダクションルール格納メモリ３２２
ａから、プロダクションルール０を読み出して実行す
る。プロダクションルール０の実行では、条件部「ＩＦ
…」の「新しい加工品の計測結果がある」が真であるか
偽であるかを判断し、真であれば結論部「THEN…」の
「プロダクションルール１を実行する」を実行する。偽
であれば、何も実行しない。プロダクションルール１の
実行では、条件部「IF…」の「計測結果が良品である」
が真であるか偽であるかを判断し、真であれば結論部
「THEN…」の「プロダクションルール１０を実行する」
を実行し、偽であれば結論部「ELSE…」の「プロダクシ
ョンルール２を実行する」を実行する。プロダクション
ルール２の実行では、条件部「IF…」の「切粉を再除去
した直後の計測である」が真であるか偽であるかを判断
し、真であれば結論部「THEN…」の「プロダクションル
ール３を実行する」を実行し、偽であれば結論部「ELSE
…」の「不良品およびチャックの切粉を再除去する」と
「不良品を再計測する」と「プロダクションルール１を
実行する」を実行する。「不良品およびチャックの切粉
を再除去する」と「不良品を再計測する」の処理は、実
施例１にかかる自動加工システムＳ１のステップ２０
５，ステップ２０６（図３）と同様の処理であり、通信
ネットワーク１７を介してＮＣ装置１８へ指令が送られ
て、工作機械１６の内部で実行される。

【００５７】このように、推論エンジン３２１は、プロ
ダクションルール格納メモリ３２２ａからプロダクショ
ンルールを読み出し、プロダクションルールの条件部
「IF…」の真偽を判定し、真ならば結論部「THEN…」を
実行し、偽ならば結論部「ＥＬＳＥ…」を実行する。推
論エンジン３２１は、プロダクションルールの実行時に
発生する種々のデータをワークエリア３２２ｂに格納す
る。また、推論エンジン３２１は、ワークエリア３２２
ｂのデータのみでなく、制御装置２１のデータや，通信
ネットワーク１７を介して接続されているすべての装置
の内部のデータを読み出したり書き込んだりできる。従
って、制御装置２１でプロダクションルールを順に実行
することで、実施例１の制御装置１と同様の処理を行な
うことができる。

【００５８】上記実施例２によれば、許容不良品個数Ｎ
未満の所定数（Ｎ−４，Ｎ−３，Ｎ−２，Ｎ−１）だけ
不良品が連続して発生したときに変更すべき加工条件な
どはプロダクションルール化されているので、プロダク
ションルールを追加・修正することで、加工条件変更の
判定基準となる所定数や変更すべき加工条件などを容易
に追加・修正でき、不良原因に対してきめ細やかに迅速
に対処できるようになる。

【００５９】実施例３．図９は、この発明の実施例３の
制御装置を適用したＦＭＣの自動加工システムの全体構
成図である。この自動加工システムＳ２１は、図１を用
いて先に説明した実施例１の自動加工システムＳ１とほ
ぼ同じ構成であるが、制御装置１とは異なる制御装置５
１を用いたところが、実施例１とは異なっている。

【００６０】図１０は、制御装置５１の内部構成図であ
る。この制御装置５１において、補助記憶装置３２と，
入力装置３３と，シーケンス制御回路３４と，操作盤３
５と，ＤＮＣインタフェース３６と，表示装置３７は、
図２を用いて先に説明した実施例１の制御装置１と同じ
構成要素であり、同じ参照符号を付している。ところ
が、演算制御部６１の構成は、実施例１にかかる演算制
御部３１とは異なっている。図中に示すように、演算制
御部６１のＲＡＭ３１３’は、許容不良品個数領域３１
３ａと，不良品計数カウンタ３１３ｂと，加工条件テー
ブル３１３ｃに加えて、ＮＣ装置１８に関する制御情報
を格納する制御情報領域３１３ｄを有する。制御情報と
しては、例えばＮＣ装置１８が非常停止状態またはノー
マル状態のいずれであるのかを示すステータス情報があ
る。

【００６１】次に、この自動加工システムＳ２１の動作
を説明する。なお、素材を工作機械１６の内部へ搬入し
てから加工品を計測するまでの処理は、図１２を用いて
先に説明した従来の自動加工システムＳ５１のステップ
１〜ステップ４と同じ処理であり、良品・不良品の処理
は図３〜図６を用いて先に説明した実施例１のステップ
２０２〜２３３と同じ処理であるので、説明を省略す
る。

【００６２】制御装置５１は、通信ネットワーク１７を
介してＮＣ装置１８を常時監視し、ＮＣ装置１８の制御
情報をＲＡＭ３１３’（図１０）の制御情報領域３１３
ｄに格納する。制御装置５１は、制御情報のステータス
情報を参照してＮＣ装置１８の状態を把握し、ＮＣ装置
がサーボアラーム等により非常停止状態となっているか
否か判定する。非常停止状態ならば、通信ネットワーク
１７を介して電源断指令をＮＣ装置１８へ送り、ＮＣ装
置１８の電源を落とす。

【００６３】次に、制御装置５１は、通信ネットワーク
１７を介して電源投入指令をＮＣ装置１８へ送り、サー
ボアラーム等の状態信号がないことを確認後、初期状態
に戻すような初期化指令（例えばＭコード）をＮＣ装置
１８へ送る。ＮＣ装置１８は、工作機械１６の現状がワ
ーク把握状態ならワーク戻し操作を指令し、その後、工
作機械１６を原点復帰してワーク取付状態を初期状態に
戻す。

【００６４】次に、制御装置５１は、加工プログラムを
先頭に戻し、Ｍコード完了とする。制御装置５１はＭコ
ード完了を通信ネットワーク１７を介して検知し、その
後、加工再開指令を通信ネットワーク１７を介してＮＣ
装置１８へ送り、工作機械１６に加工を再開させる。

【００６５】上記実施例３によれば、制御装置５１は、
ＮＣ装置１８が非常停止状態ならば通信回線１７を介し
てＮＣ装置１８へ初期化指令を送り、その後、通信回線
１７を介してＮＣ装置へ加工再開指令を送る。従って、
ＮＣ装置１８が非常停止状態となっても加工を再開で
き、加工効率を向上させることが出来る。

【００６６】なお、上記実施例１〜実施例３では、制御
装置１，２１，５１をＮＣ装置１８とは独立して設けた
が、制御装置１，２１，５１の構成要素をＮＣ装置に具
備させ、ＮＣ装置に制御装置１，２１，５１の機能を兼
ねさせてもよい。

【００６７】

【発明の効果】この発明の制御装置によれば、許容不良
品個数だけ不良品が連続して発生するまでの段階で、不
良原因を解消するように試みるので、不良品の発生を低
減し、不良品の連続発生による加工停止の頻度を低くで
きる。

【００６８】また、工具を交換後に不良品が発生しなく
なったら工具交換前の工具により加工を開始してから不
良品が発生するまでの工具使用実績データに工具寿命デ
ータを更新するので、以降の加工では、工具の寿命が尽
きたことによる不良品の発生を未然に防止することが出
来る。

【００６９】さらに、予め設定された許容不良品個数未
満の所定数だけ不良品が連続して発生したときに変更す
べき加工条件などを記述したプロダクションデータを解
釈するエキスパートシステムを用いることで、変更すべ
き加工条件などを容易に追加・修正でき、不良原因に対
してきめ細かに迅速に対処できるようになる。

【００７０】さらにまた、ＮＣ装置が非常停止状態なら
ばＮＣ装置を初期化し、その後、ＮＣ装置を再起動する
ので、ＮＣ装置が非常停止状態となっても加工を再開で
き、加工効率を向上させることが出来る。また、予め設
定された許容不良品個数Ｎ未満の異なる複数の所定数Ｎ
−ｐ，Ｎ−ｑ，…のいずれかだけ不良品が連続して発生
すると、該所定数に応じて加工条件を段階的に変更する
ので、許容不良品個数だけ不良品が連続して発生するま
での段階で、不良原因が解消される可能性を高めること
が出来る。さらにまた、情報蓄積手段に、不良品を発生
した加工条件または不良原因が解消された加工条件を蓄
積し事後の利用に供するので、情報蓄積手段の蓄積情報
を加工のノウハウとして活用することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１の制御装置を適用した自動
加工システムの全体構成図である。

【図２】制御装置の内部構成図である。

【図３】良品・不良品の処理のフローチャートである。

【図４】図３のフローチャートに続くフローチャートで
ある。

【図５】図４のフローチャートに続くフローチャートで
ある。

【図６】図５のフローチャートに続くフローチャートで
ある。

【図７】この発明の実施例２の制御装置を適用した自動
加工システムの全体構成図である。

【図８】制御装置の別の内部構成図である。

【図９】この発明の実施例３の制御装置を適用した自動
加工システムの全体構成図である。

【図１０】制御装置のさらに別の内部構成図である。

【図１１】従来の制御装置を用いた自動加工システムの
全体構成図である。

【図１２】１個の素材を加工する手順を示したフローチ
ャートである。

【図１３】良品・不良品の処理の別のフローチャートで
ある。

【符号の説明】

Ｓ１，Ｓ１１，Ｓ２１，Ｓ５１ 自動加工システム １，２１，５１，５０１ 制御装置 ７ 素材倉庫 ８ 良品倉庫 ９ 不良品倉庫 １０ 倉庫コントローラ １１ 外部計測装置 １２ 洗浄装置 １３ 搬送ライン １４ 搬送装置 １５ 搬送装置コントローラ １６ 工作機械 １７ 通信ネットワーク １８ ＮＣ装置 ３１，４１，６１ 演算制御部 ３２ 補助記憶装置 ３３ 入力装置 ３４ シーケンス制御回路 ３５ 操作盤 ３６ ＤＮＣインタフェース ３７ 表示装置 ３１１，３１１ａ ＣＰＵ ３１２ ＲＯＭ ３１３，３１３’ ＲＡＭ ３１３ａ 許容不良品個数領域 ３１３ｂ 不良品計数カウンタ ３１３ｃ 加工条件テーブル ３１３ｄ 不良品履歴 ３１３ｅ 基準データテーブル ３２１ 推論エンジン ３２２ 格納メモリ ３２２ａ プロダクションルール格納メモリ ３２２ｂ ワークエリア Ｅ エキスパートシステム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−133879（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−99546（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−30987（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−88540（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 15/00 B23Q 15/04 B23Q 17/09

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械を直接的または間接的に制御す
   る制御装置において、工作機械により加工された加工物
   は良品または不良品のいずれであるかを判定する良品・
   不良品判定手段と、予め設定された許容不良品個数未満
   の所定数だけ不良品が連続して発生したときには加工条
   件を変更する加工条件変更手段と、前記許容不良品個数
   だけ不良品が連続して発生したら加工を停止する加工停
   止手段とを具備したことを特徴とする制御装置。
2. 【請求項２】 工作機械を直接的または間接的に制御す
   る制御装置において、工作機械により加工された加工物
   は良品または不良品のいずれであるかを判定する良品・
   不良品判定手段と、予め設定された許容不良品個数未満
   の所定数だけ不良品が連続して発生したときには工具を
   交換する工具交換手段と、工具を交換後に不良品が発生
   しなくなったら工具交換前の工具により加工を開始して
   から不良品が発生するまでの工具使用実績データに工具
   寿命データを更新する工具寿命データ更新手段とを具備
   したことを特徴とする制御装置。
3. 【請求項３】 工作機械を直接的または間接的に制御す
   る制御装置において、工作機械により加工された加工物
   は良品または不良品のいずれであるかを判定する良品・
   不良品判定ルールと，予め設定された許容不良品個数未
   満の所定数だけ不良品が連続して発生したときには加工
   条件を変更する加工条件変更ルールと，前記許容不良品
   個数だけ不良品が連続して発生したら加工を停止する加
   工停止ルールとを記述したルール群と，そのルール群を
   解釈して推論を行なう推論エンジンとからなるエキスパ
   ートシステムと、そのエキスパートシステムの推論結果
   に基づいて加工条件を変更する加工条件変更手段とを具
   備したことを特徴とする制御装置。
4. 【請求項４】 工作機械の動作を指令するＮＣ装置と通
   信回線を介して接続してなり前記ＮＣ装置を制御する制
   御装置において、通信回線を介して受信した制御情報に
   基づいて前記ＮＣ装置が非常停止状態であるか否か判定
   する非常停止判定手段と、非常停止状態ならば通信回線
   を介して前記ＮＣ装置へ初期化指令を送信する初期化指
   令送信手段と、その後、前記通信回線を介して前記ＮＣ
   装置へ加工再開指令を送信する加工再開指令送信手段と
   を具備したことを特徴とする請 求項１から請求項３のい
   ずれかに記載の制御装置。
5. 【請求項５】 工作機械を直接的または間接的に制御す
   る制御装置において、加工条件に基づいて良品に加工で
   きる加工可能個数を算出する加工可能個数算出手段と、
   工作機械により加工された加工物は良品または不良品の
   いずれであるかを判定する良品・不良品判定手段と、予
   め設定された許容不良品個数Ｎ未満の異なる複数の所定
   数Ｎ−ｐ，Ｎ−ｑ，…（ｐ，ｑ；自然数，ｐ＞ｑかつＮ
   −ｐ≧２）のいずれかだけ不良品が連続して発生したと
   きには前記所定数に対応して予め規定された加工条件を
   変更する加工条件変更手段と、加工品の個数が前記加工
   可能個数に到達したら加工を停止する加工停止手段とを
   具備したことを特徴とする制御装置。
6. 【請求項６】 工作機械を直接的または間接的に制御す
   る制御装置において、工作機械により加工された加工物
   は良品または不良品のいずれであるかを判定する良品・
   不良品判定手段と、予め設定された許容不良品個数未満
   の所定数だけ不良品が連続して発生したときには加工条
   件を変更する加工条件変更手段と、前記許容不良品個数
   だけ不良品が連続して発生したら加工を停止する加工停
   止手段と、前記不良品を発生した加工条件または不良原
   因が解消された加工条件を蓄積し事後の利用に供する情
   報蓄積手段とを具備したことを特徴とする制御装置。