JP3694807B2

JP3694807B2 - Tool management system

Info

Publication number: JP3694807B2
Application number: JP2000393723A
Authority: JP
Inventors: 和男野口; 和顕田中
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2000-12-25
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2020-12-25
Also published as: JP2002196809A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工ラインなどにおける工具の管理システムと管理方法とに関するものである。特に、加工ライン全体における加工費用と加工時間の最適化を図ることができる工具の管理システムと管理方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、加工ラインの立ち上げは、加工メーカ（工具ユーザ）が自社内のノウハウ(データベース)を基に行っていた。例えば、自動車メーカの加工ラインでは、主に生産技術担当者が、自社内のノウハウ(データベース)を基に加工ラインの使用工具、加工条件、設定工具寿命などを決めて、ラインを立ち上げていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記ような加工ラインにおける工具の管理手法には次のような問題があった。
【０００４】
▲１▼加工ラインの工具、切削条件、設定工具寿命などが最適化されていない場合がある。
加工に最適な工具の選択や切削条件の選択あるいは設定工具寿命の設定に関しては、工具ユーザよりも工具メーカの方が的確に判断できることが多い。しかし、これらの加工ライン条件は加工メーカのノウハウとして公開しない場合が多く、工具メーカが知ることは難しい。そのため、工具メーカが加工ライン条件の改善を工具ユーザに提案することもあまり行われず、加工ライン条件が最適化されていない場合がある。一方、工具メーカは工具ユーザの使用実態を正確に把握できないため、ユーザニーズに合った商品開発が難しいと言う問題も生じる。
【０００５】
▲２▼最新の加工技術、工具を加工ラインに継続的に導入することが難しい。
一旦、加工ラインの立ち上げが行われると、その後の改善はほとんど行われない場合が多い。加工ラインの改善が考慮されるのは、主に何らかの異常が生じた場合に限定されることが多い。そのため、ライン立ち上げ後に、より廉価で効率的な加工を行える工具が新たに開発されたとしても、その工具の使用については考慮されず、コストや効率の面で不利な加工を続けていることが多い。特に、前述した加工ライン条件の非公開化に伴い、工具メーカがより低コストで効率的な加工ラインを実現するための工具を提案することが難しい。
【０００６】
従って、本発明の主目的は、加工ラインにおける工具の選択や切削条件の選択あるいは設定工具寿命の設定を最適化することができる工具管理システムと管理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、工具ユーザ側の加工ライン条件を工具メーカ側に提供してもらい、工具ユーザ側の加工ライン条件を工具メーカ側の情報と照合することで上記の目的を達成する。
【０００８】
すなわち、本発明の工具管理システムは、工具種別および加工条件の少なくとも一方を含むユーザ情報を入力する入力手段と、各工具の推奨加工条件および加工条件ごとの切削データを含むメーカ情報が記憶されるメーカデータベースと、入力されたユーザ情報に対応するメーカ情報を前記データベースから読み出し、読み出されたメーカ情報と前記ユーザ情報とを比較してユーザ情報の適性を判定する判定手段と、判定結果の出力手段とを具えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の工具管理方法は、工具種別および加工条件の少なくとも一方を含むユーザ情報を準備するステップと、前記ユーザ情報を元にユーザの加工ラインにおける各工程ごとの加工単価と加工時間のうち少なくとも一方を求めるステップと、求めた各工程ごとの加工単価の合計またはライン能力時間を削減できるように工具種別または加工条件を選択するステップとを具えることを特徴とする。
さらに、工具種別、加工条件を最適化できるよう、工具の使用状況を工具摩耗形態により数値化、もしくは記号化して評価するステップを具えることが好ましい。
【００１０】
上記の構成により、本発明システムは、工具ユーザの設定したユーザ情報を、工具メーカの保有するメーカデータベースの情報と照合することで、最適な工具種別と加工条件の選択を行うことができる。
【００１１】
また、本発明方法は、複数の工程で構成される加工ラインにおいて、各工程ごとに加工単価と加工時間を求めて最適な工具種別や加工条件を選択し、各加工単価と加工時間のバランスを調整する。これにより、加工ライン全体としての加工コストと加工時間の低減を図ることができる。
【００１２】
本発明の詳細を説明する前に、各情報・条件などの内容を説明する。
工具種別：バイト・フライス・ドリル・リーマ・砥石など工具の種別と、各種別における工具の型番を示す。スローアウェイタイプの工具ではチップの型番も含まれる。工具（チップ）の型番と材質名を特定することで、工具の材質・形状が特定される。
【００１３】
加工条件：切削速度、送り、切り込み、被削材、乾式・湿式の別など、切削を行う際に決定する必要がある条件のことである。
【００１４】
設定工具寿命：工具ユーザが決定した工具の予想寿命のことである。一工程における製品の加工個数で示す。
【００１５】
最適工具寿命：工具性能を最大限生かすことのできる予想寿命のことである。
【００１６】
取付け数：一工程において必要な工具の数である。スローアウェイタイプの工具においては、工具一つあたりに装着されるチップの数になるため、「取付け数」は「工具数×チップ数」になる。
【００１７】
使用回数：一つの工具で使用できる回数を表す。多コーナ使用のチップの場合、そのコーナ数になり、ドリル、エンドミルの様に再研磨して使う工具は、工具が寿命に達してから研磨して再利用した場合の総利用回数である。
【００１８】
実加工時間：一工程において製品一つの加工を行うにあたり、工具が実際に切削を行っている時間である。
【００１９】
非切削時間：一工程において製品一つの加工を行うにあたり、工具が切削に関与していない時間のことである。
【００２０】
工具交換時間：寿命に達した工具を新たな工具（再研磨した工具も含む）と交換するのに要する時間である。単位は、交換１回あたりの時間で示す場合は「秒／回」、交換１回あたりの時間を設定工具寿命で除して製品一つあたりの時間で示す場合は「秒／個」である。
【００２１】
サイクル時間：一工程において製品一つの加工を完了するのに要する時間のことであり、実加工時間と非切削時間の合計である。
【００２２】
工具単価：工具（スローアウェイタイプの場合はチップ）一つあたりの価格のことである。
【００２３】
再研磨単価：工具寿命に達したとき、工具一つを研磨して再利用するために要する費用のことである。多コーナ使用のチップの場合、研磨は行わないため、再研磨単価は生じない。
【００２４】
推奨加工条件：工具メーカが推奨する被削材別の切削速度、送り、切り込みなどの加工条件のことである。
【００２５】
切削データ：どの工具でどんな被削材に対してどのような条件で切削した場合に、どの程度の工具寿命を有するかに関するデータである。V-T線図を利用することが好ましい。
【００２６】
V-T線図：一定の工具寿命判定基準のもとに、切削速度と工具寿命の関係を示したグラフである。通常、切削速度を上げると工具寿命は低下し、切削速度を下げると工具寿命は伸びる。
【００２７】
加工時間：各工程ごとのサイクル時間と工具交換時間（秒/個）との合計時間である。
ライン能力時間：工具交換時に機械が停止するラインにおいて、各工程の最長サイクル時間と全工具交換時間（秒／個）との合計時間である。
【００２８】
加工単価：工具単価と再研磨単価を基にして算出した製品一つを加工するのに要する費用のことである。次式で表される。
｛工具単価×取付け数＋再研磨単価×取付け数×（使用回数−１）｝÷（設定工具寿命×使用回数）
【００２９】
摩耗量：工具の摩耗量のことである。平均逃げ面摩耗量や最大逃げ面摩耗量、すくい面摩耗量を用いる。
【００３０】
許容限界摩耗量：工具性能、加工精度等を考慮して工具摩耗量の限界に規準を作り、寿命に達したと判断したときの摩耗量のことである。
【００３１】
以上の用語を前提として、本発明を説明する。
ユーザ情報の入力手段は、ユーザが所有する端末のキーボードが一般的に用いられる。入力されたユーザ情報が直接メーカデータベースに出力される構成でも良いし、ユーザ情報が一旦ユーザのデータベースに記憶され、このユーザデータベースから読み出したデータをメーカデータベースに出力するものでも良い。
【００３２】
メーカデータベースは、あらゆる工具についての種類、切削データ、最適工具寿命、推奨切削条件など、複数の項目に関するデータを記憶し、各データの追加、削除、変更が行えるように読み書き自在に構成される。少なくとも一つの項目について所定の条件で検索を行うと、その条件に合致するデータを選択することができるよう構成されている。
【００３３】
判定手段は、ユーザ情報と、このユーザ情報に対応するメーカ情報とを比較する。例えば、ユーザが工具種類と切削条件を入力した場合、メーカデータベースから対応する工具種類の推奨切削条件を読み出し、ユーザの決定した切削条件が推奨切削条件の範囲に入っているかどうかと言ったことを判定する。また、ユーザがさらに設定工具寿命も入力した場合、この設定工具寿命が最適工具寿命と合致しているかどうかといったことを判定する。
【００３４】
出力手段は、判定結果を表示するもので、CRTやプリンタが含まれる。
【００３５】
このような工具管理システムは、複数の工程からなる加工ライン全体の適性を判断することに利用すると好適である。その利用の仕方は、新規の加工ラインを立ち上げる場合の適性判定はもちろん、既存の加工ラインの適性判定を行うことにも利用できる。
【００３６】
新規の加工ラインを立ち上げる場合、ユーザ情報には新規の加工ラインにおける工具種別と加工条件とが含まれる。そして、判定手段は、新規の加工ラインについて各工程ごとの適性を判定し、その結果を基に加工ライン全体の適正を判断する。
【００３７】
特に、加工単価や加工時間を各工程ごとに適性判断することにより、加工ライン全体としての適性を判断することが容易にできる。加工単価や加工時間の適正を判断するには、ユーザ情報に加工ラインの各工程ごとの加工時間または加工単価を含むこととすれば良い。工具単価、取付け数、再研磨単価、使用回数および設定工具寿命をユーザ情報として入力し、これらのデータから加工単価を求め、最長サイクル時間と工具交換時間（秒／個）とからライン能力時間を演算して求めても良い。
【００３８】
また、判定手段は、▲１▼少なくとも加工時間の最も長い工程に対して加工時間の短縮が可能な工具種別または加工条件を抽出したり、▲２▼少なくとも加工単価の最も高い工程に対して加工単価の低減が可能な工具種別または加工条件を抽出する。
【００３９】
すなわち、加工単価が低いが加工時間の長い工程の場合、加工単価が若干上昇しても加工時間を短くできる条件の選択を行う。例えば、▲１▼切削速度や送りを上限まで上げる、▲２▼粗加工・仕上げ加工の同時加工、▲３▼加工時間を短縮できるように工具の動きを最適化する、▲４▼現状一工程であるものを二工程に分割する、などが挙げられる。同時に、加工単価が高いが加工時間の短い工程の場合、加工時間が若干上昇しても加工単価を減少できる条件の選択を行う。例えば、▲１▼加工速度を下げて工具寿命を長くする、▲２▼低コスト工具に切り替える、▲３▼加工単価を下げられるように工具の動きを最適化をする、などがあげられる。そして、「加工単価が若干上昇しても加工時間を短くできる条件」と「加工時間が若干上昇しても加工単価を減少できる条件」との比較において、前者の加工単価の上昇分を後者の加工単価の減少分で相殺させ、後者の加工時間の上昇分を前者の加工時間の短縮分で相殺することにより、加工ライン全体としての加工単価または加工時間の短縮を図ることができる。
【００４０】
一方、既存の加工ラインの適性判定を行う場合も基本的な考え方は新規の加工ラインの適性判断と同一である。従来は、既存の加工ラインについては立ち上げ後に改めての適性判断を行うことはほとんどなかった。本発明では、メーカ情報に、既存の加工ラインの判定時に含まれていなかった新たな工具に関する情報を含めることで、既存の加工ラインにおける各工程ごとの適性を新たな工具に関するメーカ情報とも照合して判定し、最新工具を利用した加工ラインへと改善することが容易にできる。
【００４１】
また、本発明システムは、入力された工具種別および加工条件に対応した工具がメーカデータベースに存在しない場合、その加工条件を設計部門に出力する伝送手段を具えることが好ましい。データベースに存在しない加工条件をユーザから要求された場合、その加工条件を新たな工具開発の目標として速やかに設計部門に伝達することができ、ユーザニーズに対応した商品開発を行うことができる。
【００４２】
さらに、メーカデータベースでは各工具種別ごとのV-T線図を切削データとして記憶しておくことで、切削速度がユーザ情報として与えられれば、V-T線図と前記切削速度を元に最適工具寿命を演算することがでる。そして、求めた最適工具寿命と設定工具寿命とを比較することにより適正判断が行える。その他、摩耗状況の適正についても判定できる。ユーザ情報に摩耗量を含ませ、メーカデータベースに許容限界摩耗量が記憶させておけば、判定手段で摩耗量と許容限界摩耗量とを比較することにより判定できる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明システムの概略構成図である。図１に示すように、このシステムは工具ユーザ（加工メーカ）のユーザデータベース1と、工具メーカのメーカデータベース2とを具えている。
【００４４】
ユーザデータベース1は、加工機械、工具種別、加工条件などを加工ラインを構成する各工程ごとに対応して記憶するデータベースである。一方、メーカデータベース2は、工具メーカが工具種別ごとに対応した推奨加工条件を記憶すると共に、種々の加工条件に応じた切削データを記憶するデータベースである。ここでは切削データとしてV-T線図等を用いる。これらメーカデータベースのデータは、通常、設計開発部門を通じて入力され、新製品が開発されると、新製品に関するデータも順次追加されてデータの更新が行われる。図示していないが、いずれのデータベースにもキーボードなどの入力手段と、CRTやプリンタなどの出力手段とが接続されている。
【００４５】
以下、加工ラインを新規に立ち上げる場合と、既存の加工ラインの改善を行う場合に分けて説明する。
【００４６】
まず、新規の加工ラインを立ち上げる場合の判断手順を表すフローチャートを図２に示す。
【００４７】
加工ラインの各工程の加工種別、例えば、穴あけ、平面削り、バリ取りなどを入力し、ユーザデータベースから各加工種別に対応した工具種別を入手する。続いて、この工具種別に対応した切削条件も入手して切削条件を決定する。
【００４８】
工具種別と切削条件とが決定できたら、これをメーカデータベースに送る。メーカデータベースに送られてから判定が行われるまでのフローチャートを図３に示す。メーカデータベースでは、ユーザが選択した工具種別に対応した推奨切削条件を読み出し、ユーザの切削条件と比較を行う。
【００４９】
この比較で、ユーザの加工条件がメーカの推奨加工条件の範囲内であれば、適正な選択であると判断する。しかし、この範囲外の場合、他の工具種別で対応できないかどうかを検索する。検索の結果、ユーザの選択した切削条件に対応できる工具が存在しない場合、この切削条件をメーカの設計・開発部門に伝送し、今後の商品開発の目標とする。ユーザの選択した切削条件に対応できる工具が見つかれば、工具種別や加工条件の選択が不適切であると言う問題点を出力し、さらに問題点を解消するための代替工具種別や代替加工条件を表示する。
【００５０】
このような手順を加工ラインの工程ごとに繰り返し行って工具種別・加工条件を最適化し、加工ライン全体の工具種別および加工条件を決定する。加工ライン全体について、最適化が判定できれば、この工具種別および加工条件をユーザデータベースに記憶すると共に、メーカデータベースに転送してユーザ別に記憶させる（図２）。
【００５１】
次に、既存の加工ラインの改善を行う場合の判断手順を表すフローチャートを図４に示す。既存の場合も基本的には新規の場合と変わらない。ただ、既存の加工ラインについては既にメーカデータベースに既存の加工ラインの工具種別・加工条件が工程ごとに記憶されている。
【００５２】
従って、加工ラインの改善を行うには、既存の加工ラインの立ち上げ時に含まれていなかった新たな工具に関して適正判断を行えば良い。すなわち、新たな工具のメーカ情報が入力された場合、その工具種別に対応する工具が既存の加工ラインに利用されているかどうかを検索する。対応する工具があれば、新たな工具の推奨加工条件と既存の加工ラインで用いられている工具の加工条件とを比較したり、新たな工具と既存の加工ラインの工具の工具単価を比較して、より好条件のものがあれば、ラインの改善案として出力する。
【００５３】
ラインの改善案を受け取ったメーカ側では、その採否を決定し、改善案を採用した場合はメーカデータベース、ユーザデータベースの加工ラインの登録内容を更新する。
【００５４】
さらに、上部カバー固定キャップを製造する加工ラインにおける適正判定例を用いてより具体的に本発明を説明する。図５は上部カバー固定キャップを製造する加工ラインの全体構成図で、OP10〜OP50までの全５工程からなっている。図５の各工程には、用いる機械種別と型番ならびに加工種別を表示している。
【００５５】
また、各工程は、ワークのクランプ、位置決め、実際の加工など、複数のサブ工程から構成されている。サブ工程ごとの加工情報の構成図を図６〜図19に示す。
【００５６】
このような加工ラインにおいて、ユーザ情報として設定工具寿命、取付け数、使用回数、実加工時間、非切削時間、工具交換時間、工具単価、再研摩単価を入力してメーカデータベースに登録しておく。加工単価も予め算出してユーザ情報に含めておいても良い。あるいはユーザ情報には加工単価を含めずに設定工具寿命、取付け数、使用回数、工具単価、再研摩単価を用いて次式でメーカデータベースに設けた演算手段により求めて登録しておいても良い。
｛工具単価×取付け数＋再研磨単価×取付け数×（使用回数−１）｝÷（設定工具寿命×使用回数）
【００５７】
さらに、工程別の加工時間やライン能力時間も予め求めてユーザ情報に含めるか、あるいはユーザ情報には含めずに「実加工時間と非切削時間と工具交換時間（秒/個）の合計」または「最長サイクル時間と全工具交換時間（秒／個）との合計」をメーカデータベースに設けた演算手段により求めて登録しておく。
【００５８】
最適工具寿命は、V-T線図とユーザ情報に含まれる切削速度とから演算して求められる。V-T線図は、切削速度と工具寿命の関係を示すグラフで、一定の関数で表すことができるため、切削速度を決定すれば最適工具寿命を導くことができる。そして、工具寿命の適正は、設定工具寿命と最適工具寿命とを比較することで行う。
【００５９】
これらユーザ情報を表１と表２にまとめて示し、ライン全体の加工費・ライン能力時間・8時間当たりの加工能力を表３に整理して示す。
【００６０】
【表１】

【００６１】
【表２】

【００６２】
【表３】

【００６３】
このような加工ラインにおける加工単価と加工時間を工程ごとにグラフで表すと図20、図21のようになる。
【００６４】
このグラフから明らかなように、OP10は加工単価が低いが加工時間が長い。そのような場合、▲１▼切削速度や送りを上限まで上げる、▲２▼粗加工・仕上げ加工の同時加工のように複数工程を一工程に減らす、▲３▼加工時間を短縮できるように工具の動きを最適化する、▲４▼現状一工程であるものを二工程に分割するなどを行う。特に、切削速度や送りを上限まで上げられるかどうかは、メーカデータベースの最適加工条件と比較することで容易に判定することができる。
【００６５】
一方、OP30は加工単価が高いが加工時間が短い。そのような場合、▲１▼加工速度を下げて工具寿命を長くする、▲２▼低コスト工具に切り替える、▲３▼加工単価を下げられるように工具の動きの最適化をするなどを行う。特に、低コスト工具の切り替えは、メーカデータベースからより工具単価の低い工具を検索することで容易に探し出すことができる。
【００６６】
そして、「加工単価が若干上昇しても加工時間を短くできる条件」と「加工時間が若干上昇しても加工単価を減少できる条件」との比較において、前者の加工単価の上昇分を後者の加工単価の減少分で相殺させ、後者の加工時間の上昇分を前者の加工時間の短縮分で相殺することにより、加工ライン全体としての加工単価または加工時間の短縮を図ることができる。
【００６７】
その他、図22に示すように、工具の摩耗状況の判定を行うこともできる。この判定には、メーカデータベースに工具の摩耗許容限度を記憶させておき、ユーザ情報として工具の摩耗量をメーカデータベースに伝送することで両者を比較し、既に寿命を過ぎているか、まだ十分使用可能かどうかを判定することができる。摩耗量は、平均逃げ面摩耗量や最大逃げ面摩耗量、すくい面摩耗量等を用いて数値化すれば良く、ユーザが測定してメーカデータベースに入力すればよい。特に、設定工具寿命に達した時点の摩耗量の判定から、設定工具寿命が妥当かどうかも推測できる。例えば、設定工具寿命に達した時点の逃げ面摩耗量が摩耗許容限度よりも小さければ、設定工具寿命をより大きく設定しなおすことができる。また、工具の摩耗状態の写真から、摩耗形態を図形認識により記号化し、摩耗許容限度の図形と比較して設定工具寿命の妥当性を判定してもよい。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明管理システム・管理方法によれば、工具ユーザは工具メーカのデータベースを利用することで、加工ラインの工具、切削条件、工具寿命を最適化し、コスト・人員の削減が可能になる。
【００６９】
新設の加工ラインは、ラインが立ち上がる前に問題点を見つけることができる。既設の加工ラインは、常に最新の工具や切削条件を用いた加工ラインに継続的に改善することができる。
【００７０】
工具ユーザは、加工情報、工具種別、工具使用状況調査情報を作成することにより、加工ラインの問題点を明確にすることができる。
【００７１】
工具メーカは、ユーザの加工技術(ノウハウ、価格等)が入手できる。また、ユーザニーズを的確につかむことができ、加工技術の蓄積と効率の良い製品開発が行える。さらには新しい工具や技術を効果的に拡販できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明システムの構成を示す概略図である。
【図２】本発明システムで新規の加工ラインの適正判断を行う際の全体フローチャートである。
【図３】本発明システムで適正判断を行う際の部分フローチャートである。
【図４】本発明システムにより加工ラインの改善を行う場合のフローチャートである。
【図５】加工ライン全体の工程表である。
【図６】図５の加工ラインの一工程におけるツーリング図である。
【図７】図５の加工ラインの一工程におけるツーリング図である。
【図８】図５の加工ラインの一工程におけるツーリング図である。
【図９】図５の加工ラインの一工程におけるツーリング図である。
【図１０】図５の加工ラインの一工程におけるツーリング図である。
【図１１】図５の加工ラインの一工程におけるツーリング図である。
【図１２】図５の加工ラインの一工程におけるツーリング図である。
【図１３】図５の加工ラインの一工程におけるツーリング図である。
【図１４】図５の加工ラインの一工程におけるツーリング図である。
【図１５】図５の加工ラインの一工程におけるツーリング図である。
【図１６】図５の加工ラインの一工程におけるツーリング図である。
【図１７】図５の加工ラインの一工程におけるツーリング図である。
【図１８】図５の加工ラインの一工程におけるツーリング図である。
【図１９】図５の加工ラインの一工程におけるツーリング図である。
【図２０】工程ごとの加工単価を示すグラフである。
【図２１】工程ごとの加工時間を示すグラフである。
【図２２】刃先の顕微鏡写真を含む工具使用状況の調査結果を示す説明図である。
【符号の説明】
１ユーザデータベース
２メーカデータベース[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tool management system and a management method in a processing line or the like. In particular, the present invention relates to a tool management system and management method capable of optimizing machining costs and machining time in the entire machining line.
[0002]
[Prior art]
Traditionally, machining lines have been set up by machining manufacturers (tool users) based on their own know-how (database). For example, in an automaker's processing line, the person in charge of production engineering mainly started up the line by determining the tools used, processing conditions, set tool life, etc. based on in-house know-how (database). .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the tool management method in the above processing line has the following problems.
[0004]
(1) The tool, cutting conditions, set tool life, etc. on the processing line may not be optimized.
In many cases, the tool manufacturer can more accurately determine the selection of the optimum tool for machining, the selection of cutting conditions, or the setting of the set tool life than the tool user. However, these machining line conditions are often not disclosed as machining maker's know-how, and it is difficult for a tool maker to know. For this reason, the tool manufacturer does not often offer the tool user to improve the machining line conditions, and the machining line conditions may not be optimized. On the other hand, since the tool manufacturer cannot accurately grasp the actual usage of the tool user, there is a problem that it is difficult to develop a product that meets the user needs.
[0005]
(2) It is difficult to continuously introduce the latest processing technology and tools to the processing line.
Once the processing line is set up, there is often no improvement after that. The improvement of the processing line is often considered only when some abnormality occurs. For this reason, even if a new tool that can perform cheaper and more efficient machining after the line is launched, the use of the tool is not considered, and machining that is disadvantageous in terms of cost and efficiency is continued. There are many. In particular, as the above-described machining line conditions are not disclosed, it is difficult for a tool manufacturer to propose a tool for realizing an efficient machining line at a lower cost.
[0006]
Accordingly, a main object of the present invention is to provide a tool management system and a management method capable of optimizing selection of a tool, selection of cutting conditions or setting of a set tool life in a processing line.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention achieves the above object by having the tool user side provide the machining line conditions on the tool user side and collating the machining line conditions on the tool user side with the information on the tool manufacturer side.
[0008]
That is, the tool management system of the present invention stores input means for inputting user information including at least one of a tool type and a machining condition, and manufacturer information including recommended machining conditions for each tool and cutting data for each machining condition. A maker database, maker information corresponding to the input user information is read from the database, the maker information that is read is compared with the user information to determine the suitability of the user information, and a determination result output Means.
[0009]
The tool management method of the present invention includes a step of preparing user information including at least one of a tool type and a machining condition, and a machining unit price and a machining time for each process in the user's machining line based on the user information. The method includes a step of obtaining at least one and a step of selecting a tool type or a machining condition so as to reduce a total machining unit cost or a line capacity time for each obtained process.
Furthermore, it is preferable to include a step of evaluating the use status of the tool by converting it into a numerical value or a symbol according to the tool wear form so that the tool type and the processing conditions can be optimized.
[0010]
With the above configuration, the system of the present invention can select the optimum tool type and machining conditions by collating the user information set by the tool user with the information in the manufacturer database owned by the tool manufacturer.
[0011]
In addition, the method of the present invention obtains the machining unit price and machining time for each process in a machining line composed of a plurality of processes, selects the optimum tool type and machining conditions, and balances each machining unit price and machining time. adjust. Thereby, reduction of the processing cost and processing time as the whole processing line can be aimed at.
[0012]
Before explaining the details of the present invention, the contents of each information / condition will be explained.
Tool type: Indicates the type of tool, such as a bite, milling cutter, drill, reamer, or grindstone, and the model number of each type of tool. For throw-away type tools, the chip model number is included. By specifying the model number and material name of the tool (chip), the material and shape of the tool are specified.
[0013]
Machining conditions: Conditions that need to be determined when cutting, such as cutting speed, feed, cutting, work material, dry / wet, etc.
[0014]
Set tool life: The expected tool life determined by the tool user. Shown by the number of processed products in one process.
[0015]
Optimal tool life: Expected life that maximizes tool performance.
[0016]
Number of installations: Number of tools required in one process. In the throw-away type tool, since the number of chips to be mounted per tool is used, the “number of attachments” is “the number of tools × the number of chips”.
[0017]
Number of times used: Indicates the number of times the tool can be used. In the case of a chip using multiple corners, the number of corners is the number of corners, and the tools that are reground such as drills and end mills are the total number of times of use when the tools are ground and reused after the tool reaches the end of its life.
[0018]
Actual machining time: This is the time during which the tool is actually cutting when machining one product in one process.
[0019]
Non-cutting time: The time during which a tool is not involved in cutting in processing one product in one process.
[0020]
Tool change time: Time required for replacing a tool that has reached the end of its life with a new tool (including a re-polished tool). The unit is “second / time” when the time per change is indicated, and “second / piece” when the time per change is divided by the set tool life and indicated as the time per product. .
[0021]
Cycle time: Time required to complete machining of one product in one process, and is the total of actual machining time and non-cutting time.
[0022]
Tool unit price: Price per tool (tip in the case of the throw-away type).
[0023]
Re-polishing unit price: The cost required to grind and reuse one tool when the tool life is reached. In the case of a chip using multiple corners, polishing is not performed, and therefore a re-polishing unit price does not occur.
[0024]
Recommended machining conditions: These are machining conditions recommended by the tool manufacturer, such as cutting speed, feed, and cutting for each work material.
[0025]
Cutting data: Data relating to how long a tool has a life when it is cut with which tool and under what conditions. It is preferable to use a VT diagram.
[0026]
VT diagram: A graph showing the relationship between cutting speed and tool life based on a fixed tool life criterion. Normally, increasing the cutting speed decreases the tool life, and decreasing the cutting speed increases the tool life.
[0027]
Machining time: Total time of cycle time and tool change time (seconds / piece) for each process.
Line capacity time: In the line where the machine stops at the time of tool change, it is the total time of the longest cycle time of each process and the total tool change time (seconds / piece).
[0028]
Unit price: Cost required to process one product calculated based on the unit price of tools and the unit price for regrinding. It is expressed by the following formula.
{Tool unit price x Number of installations + Re-grinding unit price x Number of installations x (Number of uses-1)} ÷ (Set tool life x Number of uses)
[0029]
Abrasion amount: The amount of wear of a tool. Use the average flank wear, maximum flank wear, and rake face wear.
[0030]
Allowable limit wear amount: This is the wear amount when it is determined that the tool life has reached the end of its life by setting a standard for the limit of the tool wear amount in consideration of tool performance, machining accuracy, etc.
[0031]
Based on the above terms, the present invention will be described.
As the user information input means, a keyboard of a terminal owned by the user is generally used. The input user information may be directly output to the manufacturer database, or the user information may be temporarily stored in the user database, and the data read from the user database may be output to the manufacturer database.
[0032]
The manufacturer database stores data related to a plurality of items such as types, cutting data, optimum tool life, and recommended cutting conditions for all tools, and is configured to be readable and writable so that each data can be added, deleted, and changed. When a search is performed on at least one item under a predetermined condition, data that matches the condition can be selected.
[0033]
The determination unit compares the user information with manufacturer information corresponding to the user information. For example, when the user inputs the tool type and cutting conditions, the recommended cutting conditions for the corresponding tool type are read from the manufacturer database, and the cutting conditions determined by the user are within the recommended cutting conditions range. judge. When the user further inputs a set tool life, it is determined whether or not the set tool life matches the optimum tool life.
[0034]
The output means displays the determination result, and includes a CRT and a printer.
[0035]
Such a tool management system is preferably used to determine the suitability of the entire machining line composed of a plurality of processes. The method of use can be used not only to determine the suitability when starting up a new processing line, but also to determine the suitability of an existing processing line.
[0036]
When starting up a new machining line, the user information includes the tool type and machining conditions in the new machining line. And a determination means determines the suitability for every process about a new process line, and judges the suitability of the whole process line based on the result.
[0037]
In particular, the suitability of the entire processing line can be easily determined by determining the suitability of the processing unit price and the processing time for each process. In order to determine the appropriateness of the processing unit price and processing time, the user information may include the processing time or the processing unit price for each process in the processing line. Enter the tool unit price, the number of installations, the unit price for re-grinding, the number of times of use and the set tool life as user information, obtain the machining unit price from these data, and calculate the line capacity time from the longest cycle time and tool change time (seconds / piece) It may be obtained by calculation.
[0038]
Further, the determination means (1) extracts a tool type or a machining condition capable of reducing the machining time for at least the process with the longest machining time, or (2) processes at least for the process with the highest machining unit price. Tool types or machining conditions that can reduce the unit price are extracted.
[0039]
That is, in the case of a process with a low machining unit price but a long machining time, a condition is selected so that the machining time can be shortened even if the machining unit price slightly increases. For example, (1) Increase cutting speed and feed to the upper limit, (2) Simultaneous machining of roughing and finishing, (3) Optimize tool movement to shorten the machining time, (4) Current one step And the like are divided into two steps. At the same time, in the case of a process with a high machining unit price but a short machining time, a condition is selected that can reduce the machining unit price even if the machining time slightly increases. For example, (1) lowering the machining speed to increase the tool life, (2) switching to a low cost tool, and (3) optimizing the movement of the tool so that the machining unit price can be lowered. And in the comparison of “Conditions that can shorten the machining time even if the machining unit price slightly increases” and “Conditions that can reduce the machining unit price even if the machining time slightly increases”, the increase in the former unit cost is By offsetting the decrease in the machining unit price and offsetting the latter increase in the machining time with the former reduction in the machining time, the machining unit price or machining time of the entire machining line can be reduced.
[0040]
On the other hand, when determining the suitability of an existing processing line, the basic concept is the same as determining the suitability of a new processing line. Conventionally, there has been almost no need to make a new aptitude determination for existing processing lines after startup. In the present invention, by including information on the new tool that was not included in the determination of the existing machining line in the manufacturer information, the suitability of each process in the existing machining line is collated with the manufacturer information on the new tool. It can be easily determined and improved to a machining line using the latest tools.
[0041]
The system of the present invention preferably includes a transmission means for outputting the machining conditions to the design department when there is no tool corresponding to the input tool type and machining conditions in the manufacturer database. When a user requests a machining condition that does not exist in the database, the machining condition can be promptly transmitted to the design department as a new tool development target, and product development that meets the user needs can be performed.
[0042]
Furthermore, by storing the VT diagram for each tool type as cutting data in the manufacturer database, if the cutting speed is given as user information, the optimum tool life is calculated based on the VT diagram and the cutting speed. It comes out. An appropriate judgment can be made by comparing the determined optimum tool life with the set tool life. In addition, the appropriateness of the wear situation can also be determined. If the wear amount is included in the user information and the allowable limit wear amount is stored in the manufacturer database, the determination can be made by comparing the wear amount with the allowable limit wear amount by the determining means.
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the system of the present invention. As shown in FIG. 1, the system includes a user database 1 of a tool user (processing manufacturer) and a manufacturer database 2 of a tool manufacturer.
[0044]
The user database 1 is a database that stores a processing machine, a tool type, a processing condition, and the like corresponding to each process constituting the processing line. On the other hand, the manufacturer database 2 is a database that stores recommended machining conditions corresponding to each tool type by the tool manufacturer and cutting data corresponding to various machining conditions. Here, a VT diagram or the like is used as cutting data. The data in these manufacturer databases is usually input through the design and development department, and when a new product is developed, data relating to the new product is also sequentially added to update the data. Although not shown, input means such as a keyboard and output means such as a CRT and a printer are connected to each database.
[0045]
Hereinafter, a case where a new processing line is started up and a case where an existing processing line is improved will be described separately.
[0046]
First, FIG. 2 shows a flowchart showing a determination procedure when a new processing line is started up.
[0047]
The machining type of each process in the machining line, for example, drilling, plane cutting, deburring, etc. is input, and the tool type corresponding to each machining type is obtained from the user database. Subsequently, the cutting conditions corresponding to this tool type are also obtained to determine the cutting conditions.
[0048]
When the tool type and cutting conditions are determined, this is sent to the manufacturer database. FIG. 3 shows a flowchart from determination to determination after being sent to the manufacturer database. In the maker database, recommended cutting conditions corresponding to the tool type selected by the user are read out and compared with the cutting conditions of the user.
[0049]
In this comparison, if the user's machining conditions are within the manufacturer's recommended machining conditions, it is determined that the selection is appropriate. However, if it is out of this range, a search is made as to whether or not other tool types can cope. As a result of the search, if there is no tool that can cope with the cutting condition selected by the user, the cutting condition is transmitted to the design / development department of the manufacturer and set as a target for future product development. If a tool that can meet the cutting conditions selected by the user is found, a problem that the selection of the tool type and machining conditions is inappropriate is output, and an alternative tool type and machining conditions to resolve the problem are output. indicate.
[0050]
Such a procedure is repeated for each process on the machining line to optimize the tool type and machining conditions, and determine the tool type and machining conditions for the entire machining line. If optimization can be determined for the entire machining line, the tool type and machining conditions are stored in the user database and transferred to the manufacturer database for storage by user (FIG. 2).
[0051]
Next, FIG. 4 shows a flowchart showing a determination procedure when an existing machining line is improved. The existing case is basically the same as the new case. However, for existing machining lines, the tool type and machining conditions of the existing machining line are already stored for each process in the manufacturer database.
[0052]
Therefore, in order to improve the machining line, it is only necessary to make an appropriate judgment regarding a new tool that was not included when the existing machining line was started up. That is, when maker information of a new tool is input, it is searched whether a tool corresponding to the tool type is used in an existing machining line. If there is a corresponding tool, compare the recommended machining conditions of the new tool with the machining conditions of the tool used in the existing machining line, or compare the tool unit price of the new tool and the tool in the existing machining line. If there are more favorable conditions, output as a line improvement plan.
[0053]
The manufacturer who receives the line improvement plan decides whether or not to adopt the improvement plan. If the improvement plan is adopted, the registered contents of the processing line in the manufacturer database and the user database are updated.
[0054]
Furthermore, the present invention will be described more specifically using an example of appropriateness determination in a processing line for manufacturing an upper cover fixing cap. FIG. 5 is an overall configuration diagram of a processing line for manufacturing an upper cover fixing cap, and includes five steps from OP10 to OP50. In each step of FIG. 5, the machine type, model number, and processing type to be used are displayed.
[0055]
Each process includes a plurality of sub-processes such as workpiece clamping, positioning, and actual processing. Configuration diagrams of processing information for each sub-process are shown in FIGS.
[0056]
In such a processing line, the set tool life, the number of attachments, the number of uses, the actual processing time, the non-cutting time, the tool replacement time, the tool unit price, and the re-abrasion unit price are input as user information and registered in the manufacturer database. The processing unit price may be calculated in advance and included in the user information. Alternatively, the user information may be determined by the calculation means provided in the manufacturer database using the set tool life, the number of installations, the number of times of use, the tool unit price, and the re-grinding unit price without including the machining unit price. .
{Tool unit price x Number of installations + Re-grinding unit price x Number of installations x (Number of uses-1)} ÷ (Set tool life x Number of uses)
[0057]
Furthermore, the machining time and line capacity time for each process are obtained in advance and included in the user information, or are not included in the user information, but “total of actual machining time, non-cutting time and tool change time (second / piece)” or The “total of the longest cycle time and the total tool change time (seconds / piece)” is obtained and registered by the calculation means provided in the manufacturer database.
[0058]
The optimum tool life is obtained by calculation from the VT diagram and the cutting speed included in the user information. The VT diagram is a graph showing the relationship between the cutting speed and the tool life and can be expressed by a certain function. Therefore, if the cutting speed is determined, the optimum tool life can be derived. The appropriate tool life is determined by comparing the set tool life with the optimum tool life.
[0059]
These user information is summarized in Tables 1 and 2, and the processing cost, line capacity time, and processing capacity per 8 hours of the entire line are summarized in Table 3.
[0060]
[Table 1]

[0061]
[Table 2]

[0062]
[Table 3]

[0063]
The processing unit price and processing time in such a processing line are shown in graphs for each process as shown in FIGS.
[0064]
As is apparent from this graph, OP10 has a low processing unit price but a long processing time. In such a case, (1) increase the cutting speed and feed to the upper limit, (2) reduce the multiple steps to one step, such as simultaneous machining of roughing and finishing, and (3) reduce the machining time. (4) Divide the current one process into two processes. In particular, whether or not the cutting speed and feed can be increased to the upper limit can be easily determined by comparing with the optimum machining conditions in the manufacturer database.
[0065]
On the other hand, OP30 has a high processing unit price but a short processing time. In such a case, (1) reduce the machining speed to increase the tool life, (2) switch to a low cost tool, (3) optimize the tool movement so that the machining unit price can be reduced. In particular, switching of low-cost tools can be easily found by searching for a tool with a lower tool unit price from the manufacturer database.
[0066]
And in the comparison of “Conditions that can shorten the machining time even if the machining unit price slightly increases” and “Conditions that can reduce the machining unit price even if the machining time slightly increases”, the increase in the former unit cost is By offsetting the decrease in the machining unit price and offsetting the latter increase in the machining time with the former reduction in the machining time, it is possible to reduce the machining unit price or machining time of the entire machining line.
[0067]
In addition, as shown in FIG. 22, the wear status of the tool can also be determined. For this determination, the wear limit of the tool is stored in the maker database, and the tool wear amount is transmitted as user information to the maker database to compare them. It can be determined whether or not. The wear amount may be quantified using the average flank wear amount, the maximum flank wear amount, the rake face wear amount, etc., and may be measured by the user and input to the manufacturer database. In particular, whether the set tool life is appropriate can be estimated from the determination of the amount of wear when the set tool life is reached. For example, if the flank wear amount when the set tool life is reached is smaller than the allowable wear limit, the set tool life can be set to a larger value. Further, from the photograph of the wear state of the tool, the wear form may be symbolized by graphic recognition, and the validity of the set tool life may be determined by comparing with the graphic of the allowable wear limit.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the management system / management method of the present invention, the tool user can use the tool manufacturer's database to optimize the tool, cutting conditions, and tool life of the processing line, thereby reducing costs and personnel. It becomes possible.
[0069]
The new processing line can find problems before the line is up. The existing processing line can be continuously improved to a processing line that always uses the latest tools and cutting conditions.
[0070]
The tool user can clarify the problem of the machining line by creating machining information, tool type, and tool usage status survey information.
[0071]
Tool manufacturers can obtain user's processing technology (know-how, price, etc.). In addition, user needs can be accurately grasped, processing technology can be accumulated, and efficient product development can be performed. In addition, new tools and technologies can be effectively expanded.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a system of the present invention.
FIG. 2 is an overall flowchart when determining whether a new processing line is appropriate in the system of the present invention.
FIG. 3 is a partial flowchart for determining appropriateness in the system of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart when the machining line is improved by the system of the present invention.
FIG. 5 is a process chart of the entire processing line.
6 is a tooling diagram in one process of the processing line of FIG. 5; FIG.
FIG. 7 is a tooling diagram in one process of the processing line of FIG. 5;
FIG. 8 is a tooling diagram in one process of the processing line of FIG. 5;
FIG. 9 is a tooling diagram in one process of the processing line of FIG. 5;
FIG. 10 is a tooling diagram in one process of the processing line of FIG. 5;
FIG. 11 is a tooling diagram in one process of the processing line of FIG. 5;
12 is a tooling diagram in one process of the processing line of FIG. 5. FIG.
FIG. 13 is a tooling diagram in one process of the processing line of FIG. 5;
14 is a tooling diagram in one process of the processing line of FIG. 5;
FIG. 15 is a tooling diagram in one process of the processing line of FIG. 5;
16 is a tooling diagram in one process of the processing line of FIG. 5;
FIG. 17 is a tooling diagram in one process of the processing line of FIG. 5;
18 is a tooling diagram in one process of the processing line of FIG. 5. FIG.
FIG. 19 is a tooling diagram in one process of the processing line of FIG. 5;
FIG. 20 is a graph showing a processing unit price for each process.
FIG. 21 is a graph showing processing time for each process.
FIG. 22 is an explanatory diagram showing the results of a tool use situation survey including a micrograph of the cutting edge.
[Explanation of symbols]
1 User database 2 Manufacturer database

Claims

An input means for inputting user information including a tool type and a machining condition for each process in a machining line composed of a plurality of processes;
Manufacturer database that stores manufacturer information including recommended machining conditions for each tool and cutting data for each machining condition;
Determination means for comparing the manufacturer information and the user information to determine the suitability of the user information,
This determination means is
Calculate the optimal tool life based on the VT diagram included in the cutting data of the manufacturer database and the cutting speed included in the user information, and compare this optimal tool life with the set tool life included in the user information to set the tool life First determination means for determining the appropriateness of
Based on the user information, acquire at least one of the processing unit price and processing time for each process in the user's processing line, and out of the manufacturer information read from the manufacturer database and the processing unit price and processing time for each process A second determination means for selecting a tool type or a machining condition so as to reduce at least one of the total machining unit price or line capacity time for each process ,
The tool management system further comprising: a determination result output means of the determination means .

The tool management system according to claim 1, wherein the user information includes a tool type and a machining condition in a new machining line.

In the manufacturer database, information on tool types and processing conditions in existing machining lines created based on user information and information on new tools that were not included when the existing machining line was started up are stored.
2. The tool management system according to claim 1, wherein the first determination unit determines suitability by comparing manufacturer information regarding a new tool, a tool type and a processing condition in an existing processing line. 3.

2. The tool management system according to claim 1, further comprising transmission means for outputting the machining condition to the design department when the tool corresponding to the inputted tool type and machining condition does not exist in the manufacturer database.

User information includes the amount of tool wear,
In the manufacturer database, the allowable limit wear amount is stored for each wear form,
The tool management system according to claim 1, wherein the determination unit includes a third determination unit that compares the wear amount with an allowable limit wear amount.

A tool management method using a manufacturer database and a determination means including first and second determination means,
A maker database storing manufacturer information including recommended machining conditions for each tool and cutting data for each machining condition;
A step of obtaining user information including a tool type and a machining condition for each process of a machining line constituted by a plurality of processes in a maker database;
The first judgment means calculates the optimal tool life based on the VT diagram included in the cutting data and the cutting speed included in the user information, and compares and sets the optimal tool life and the set tool life included in the user information. Determining the proper tool life;
A step the second determining means, for obtaining at least one of the processing unit cost and processing time for each step in the processing line of the user based on the user information,
The second judging means compares the manufacturer information read from the manufacturer database with at least one of the machining unit price and machining time for each process, and reduces the total machining unit price or line capacity time for each process. A tool management method comprising the step of selecting a tool type or a machining condition so as to be able to do so.

Furthermore, the determination means includes a third determination means,
The third judging means, claims from photos wear condition of the tool, a wear type symbolized by the figure recognition, as compared to the figure of the wear allowable limit, characterized in that it comprises the step of evaluating the tool life 6 Tool management method described in 1.