JP6312648B2 - 工具カタログデータベースと連携する数値制御システム - Google Patents

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Description

本発明は、数値制御システムに関し、特に工具カタログデータベースと連携する数値制御システムに関する。
工作機械で加工作業中に工具の寸法、形状の情報や切削条件の情報を確認したい場合、工具のカタログ冊子またはカタログ電子ファイルを参照することが一般的である。そして、確認した工具の寸法、形状の情報や切削条件の情報を数値制御装置で使用する場合には、カタログを参照しながら必要なデータ値を数値制御装置に備えられたＭＤＩなどのユーザインタフェースを介して手動で入力していた。
上記したような工具に関するデータを取り扱う従来技術として、例えば特許文献１には、各工具の推奨加工条件等のメーカ情報が記録された工具メーカデータベースから読み出した情報とユーザの工具情報とを比較して工具情報の適性を判定する技術が開示されている。
特開２００２−１９６８０９号公報
工具カタログは工具メーカ毎、場合によっては工具種類毎でも分かれているため、加工作業を行う際には、工作機械についた多数の工具について、それぞれ対応する工具カタログを準備して現場に持ち込む作業がオペレータの負担となっていた。また、工具カタログに記載してあるデータを数値制御装置に直接渡す手段が無い為、加工を行うたびにオペレータは工具カタログを参照しながら工具の形状の情報や切削条件の情報を数値制御装置に入力しなければならず、これもオペレータにとって大きな負担となっていた。
更に、工具カタログに載っている切削条件は一例にすぎず、実際に加工に使用する機械の構成やワーク（被切削材）の種類などによっては必ずしも最適な条件とは限らないため、実際の加工時には工具カタログに載っている切削条件を参考にしながらオペレータが経験や試行錯誤により切削条件を設定する。しかしながら、その実際の加工などで得た最適な切削条件を再びカタログに反映する手段が無く、作業者の間でノウハウが共有できないという課題があった。
そこで本発明では、工具カタログに含まれる切削条件の使用と、実際の加工で得られた加工ノウハウの共有とが容易に行える数値制御システムを提供することである。
本発明では、工具の形状データ、切削条件データのような、工具毎にデータ（カタログ値）が定められているデータを集約した工具カタログデータベースを数値制御装置内に用意する。工具カタログデータベースに格納したデータは数値制御装置上で値の参照や、加工運転で使用することができる。工具カタログデータベースのデータは、工具メーカから提供される工具データファイルを取り込むことで設定でき、手動入力による更新も可能とする。実加工で工具カタログデータベースと異なる切削条件を用いた場合、工具カタログデータベースの切削条件データを更新する。ネットワーク上にある別の数値制御装置またはホストＰＣの工具カタログデータベースからデータの参照も可能とする。
そして、本願の請求項１に係る発明は、加工に使用する工具のデータを格納する工具データベースを有する数値制御装置と、複数の機械で共有して使用され、前記数値制御装置から参照可能な工具カタログデータベースと、を備えた数値制御システムであって、前記工具カタログデータベースは、少なくとも１つの第１の切削条件データと、を含む少なくとも１つの工具カタログデータを有し、前記工具データベースは、前記加工に使用される第２の切削条件データと、を含む少なくとも１つの工具データを有し、前記加工の実行後に、第２の切削条件データが第１の切削条件データと異なる場合に、前記工具データベースに記憶された前記加工に使用される前記第２の切削条件データにより、前記工具カタログデータベースに記憶される前記第１の切削条件データが更新される、ことを特徴とする数値制御システムである。
本願の請求項２に係る発明は、加工に使用する工具のデータを格納する工具データベースと、加工プログラムとを有する数値制御装置と、複数の機械で共有して使用され、前記数値制御装置から参照可能な工具カタログデータベースと、を備えた数値制御システムであって、前記工具カタログデータベースは、少なくとも１つの第１の切削条件データと、を含む少なくとも１つの工具カタログデータを有し、前記工具データベースは、第２の切削条件データと、を含む少なくとも１つの工具データを有し、前記加工プログラムは、前記加工に使用される第３の切削条件データと、を有し、前記加工の実行後に、第３の切削条件データが第１の切削条件データと異なる場合または第２の切削条件データが第１の切削条件データと異なる場合に、前記第３の切削条件データと、前記第２の切削条件データの内で前記第３の切削条件に含まれないデータとにより、前記工具カタログデータベースに記憶される前記第１の切削条件データが更新される、ことを特徴とする数値制御システムである。
本願の請求項３に係る発明は、前記工具カタログデータベースは、工具メーカから提供される工具データファイルに基づいて作成される、ことを特徴とする請求項１または２に記載の数値制御システムである。
本願の請求項４に係る発明は、前記工具カタログデータベースは、オペレータの手動入力によって作成される、ことを特徴とする請求項１または２に記載の数値制御システムである。
本願の請求項５に係る発明は、前記工具カタログデータベースは、前記工具データベースと同一の前記数値制御装置内に存在する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の数値制御システムである。
本願の請求項６に係る発明は、前記工具カタログデータベースは、ネットワークで接続された別の前記数値制御装置上または上位ホストシステム上に存在する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の数値制御システムである。
本発明により、加工現場にカタログを持ち込むことなく、工具の寸法、形状の情報や、切削条件の情報を確認できる。また、上記の情報を手入力することなく、数値制御装置の加工運転で使用できる。さらに、加工環境に即した最適な切削条件（加工ノウハウ）をデータベースに蓄積でき、複数の装置で情報を共有できる。
本発明の一実施形態における数値制御システムの概略ブロック図である。 図１に示した数値制御システムにおける工具カタログデータベースの参照と更新の概要を示す図である。 加工開始時において工具カタログデータベースからの工具データベースへのデータのコピーの例を示す図である。 加工終了時において加工に用いた各工具の切削条件を工具カタログデータベースへと反映させる例を示す図である。 図１の数値制御システム上で実行される処理のフローチャートである。 本発明の他の実施形態における数値制御システムの概略ブロック図である。
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の一実施形態による数値制御システムの概略ブロック図である。本実施形態による数値制御システム１は、複数の数値制御装置２と、該複数の制御装置の内の１台に接続された工具カタログデータベース３０を記憶する記憶装置３と、を備える。
数値制御装置２は、数値制御装置２の全体を制御するＣＰＵ２０と、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ２１と、外部入力機器４を制御する入力機器コントローラ２２と、表示器５を制御する表示コントローラ２３と、電源スイッチ６からのオン・オフ信号により数値制御装置２の電源をオン・オフ制御する電源コントローラ２４と、工作機械７との間で信号の入出力を行い該工作機械７を制御する信号インタフェース２５と、他の数値制御装置２や図示しないホストコンピュータなどとの間でのデータの授受を制御するネットワークコントローラ２６と、記憶装置３を制御する記憶装置コントローラ２７と、がバス２８を介して接続されて構成される。
メモリ２１には、工作機械７による加工おいて使用される工具に係る情報を記憶する工具データベース２１０と、該加工に使用される加工プログラム２１１とが格納される。工具データベース２１０および加工プログラム２１１は、外部入力機器４としての入力装置や外部記憶装置からの入力に基づいて更新される。
また、記憶装置３には、工具メーカなどにより発行されている工具カタログに基づいて工具カタログデータベース３０が格納されている。
工具カタログデータベース３０には、加工に用いられる各工具について、該工具を識別する識別番号（カタログＮｏ．）、該工具の型番、該工具のメーカ名、該工具の寸法データを含む形状データ、および該工具で加工する対象となるワーク材質毎の切削条件が記憶されている。工具カタログデータベース３０に記憶されるワーク材質毎の切削条件には、送り速度Ｆ、主軸回転数Ｓなどを含む。
工具データベース２１０には、加工時に使用される各切削条件について、該切削条件を識別する識別番号、該切削条件で使用される工具、該工具の工作機械７における取り付け情報、該工具に関する工具補正に係る情報、工具寿命に係る情報、干渉チェックに用いられる工具の寸法データを含む工具形状情報、およびワークの材質、送り速度、主軸回転速度などを含む加工時に使用される切削条件が記憶されている。
図２は、図１に示した数値制御システム１における工具カタログデータベース３０の参照と更新の概要を示す図である。工具カタログデータベース３０は、例えば、オペレータにより工具メーカから工具カタログとして提供される工具データファイルを取り込むことで作成される。該工具データファイルは、一例として、ＣＤ−ＲＯＭやＣＦファイルなどのメディアの形式で提供されたり、ネットワークを介してダウンロード可能なファイルとして提供され、前者の場合は、入力機器コントローラ２２の制御の下で外部入力機器４としてのメディア読み取り装置を用いて取り込まれ、後者の場合にはネットワークコントローラ２６の制御の下で外部のホストコンピュータなどから取り込まれる。また、工具カタログは、工具メーカから冊子などの形式で提供される場合もあるが、そのような場合には外部入力機器４としての入力装置を用いてオペレータの手動入力により工具カタログデータベース３０を作成するようにしてもよい。
オペレータは、数値制御装置２を操作し、工作機械７を用いた加工を開始するに先だって、該工作機械７に取り付けられている各工具に関するデータを前記数値制御装置２が備える工具データベース２１０に登録する。オペレータは、工具のデータを工具データベース２１０に登録する際には、工具カタログデータベース３０を参照し、該工具カタログデータベース３０から工具のデータ（工具寸法を含む工具形状データ、これから加工するワークの材質に対応する送り速度Ｆや主軸回転数Ｓなどを含む切削条件など）を読み出し、その中から必要なデータを工具データベース２１０にコピーする。
工作機械７を用いた加工においては、オペレータは工具カタログデータベース３０から工具データベース２１０にコピーした切削条件をそのまま用いることもできるし、加工の環境や経験などに基づいて工具データベース２１０に記憶した切削条件の一部または全部を変更したうえで工作機械７を用いた加工を行うようにすることもできる。また、オペレータは、加工プログラムで直接切削条件を指定して加工を行う場合もある。そのような場合、数値制御装置２は、工具カタログデータベース３０からコピーした切削条件と、実際に加工において使用された切削条件とが異なることを検出してフラグなどの形で記憶しておき、加工が完了したときにオペレータに対して加工時に工具カタログデータベース３０からコピーされた切削条件とは異なる切削条件が使用されたことを通知し、工具カタログデータベース３０を更新するか指示を仰ぐようにしてもよい。オペレータが工具カタログデータベース３０を更新することを選択すると、数値制御装置２は工具データベース２１０または加工プログラムから実際に加工において用いられた切削条件を抽出し、該抽出した切削条件を用いて工具カタログデータベース３０を更新する。
オペレータが操作する数値制御装置２に接続された記憶装置３に工具カタログデータベース３０が格納されている場合には記憶装置コントローラ２７の制御の下で該工具カタログデータベース３０の参照と更新が行われる。また、オペレータが操作する数値制御装置２とは異なる他の数値制御装置２に工具カタログデータベース３０を格納している記憶装置３が接続されている場合には、ネットワークコントローラ２６の制御の下でネットワークを介して他の数値制御装置と通信することで工具カタログデータベース３０の参照と更新が行われる。
図３は、加工開始時における工具カタログデータベース３０からの工具データベース２１０へのデータのコピーの例を示している。例えば、工具Ａ〜Ｃを備えた工作機械７を用いて加工を行うとき、オペレータは数値制御装置２を操作して工具カタログデータベース３０から該工具Ａ〜Ｃに対応する工具のデータを参照する。そして、工具カタログデータベース３０に記憶されている各工具Ａ〜Ｃの各工具寸法データを含む形状データを、工具データベース２１０の各工具Ａ〜Ｃの干渉チェック用の寸法データとしてコピーする。また、制御対象となる工作機械７が機械Ａであり、該機械Ａが備えた工具Ａにより加工するワークの材質がアルミである場合には、工具カタログデータベース３０に記憶されている工具Ａの切削条件の内、「アルミ／機械Ａ」に対応する切削条件（送り速度Ｆ１，主軸回転数Ｓ１、など）を、工具データベース２１０の工具Ａの切削条件としてコピーする。なお、工具カタログデータベース３０からデータをコピーする際には、後の工具カタログデータベース３０の更新時に更新対象となるデータを容易に把握できるように、コピーしたカタログの識別番号（カタログＮｏ．）や、コピーした切削条件の参照条件（切削条件１、切削条件２、など）を、工具データベース２１０内に記録するようにしてもよい。
図４は、加工の結果が良好だった場合に加工に用いた各工具の切削条件を工具データベース２１０や加工プログラムから抽出して工具カタログデータベース３０へと反映させる例を示している。図４の例の場合、工具Ａ、工具Ｃについては工具データベース２１０に記憶されている切削条件を工具カタログデータベース３０へと反映させる。また、工具Ｂについては、加工プログラム内で切削条件が直接指定されているため、工具データベース２１０に記憶されている切削条件に優先して、加工プログラム内で指定されている切削条件を工具カタログデータベース３０へと反映させる。
図５は、本実施形態における数値制御装置２上で実行される工具カタログデータベース３０の更新処理の一例を示すフローチャートである。
●［ステップＳＡ０１］数値制御装置２は、加工において用いられる切削条件が変更されたか（工具データベース２１０の切削条件が変更された、または、加工プログラムにより異なる切削条件が指定された）否かを判定する。切削条件が変更された場合にはステップＳＡ０２へ進み、変更されていない場合にはステップＳＡ０３へ進む。
●［ステップＳＡ０２］数値制御装置２は、切削条件変更フラグを有効にする。
●［ステップＳＡ０３］数値制御装置２は、工作機械７を制御して加工運転を実行する。
●［ステップＳＡ０４］数値制御装置２は、切削条件変更フラグが有効であるか否かを判定する。切削条件変更フラグが有効である場合にはステップＳＡ０５へ進み、そうでない場合には本処理を終了する。
●［ステップＳＡ０５］数値制御装置２は、工具カタログデータベース３０の更新をするか否かの指示をオペレータに入力させる。オペレータが更新を指示した場合にはステップＳＡ０６へ進み、オペレータが更新しないことを指示した場合には本処理を終了する。
●［ステップＳＡ０６］数値制御装置２は、加工に用いられた切削条件により工具カタログデータベース３０を更新する。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例にの
みに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。
例えば、上記実施形態では工具カタログデータベース３０が数値制御装置２に接続された記憶装置３に格納されている場合について説明しているが、図６に示すように、数値制御システムにおける管理システム（上位ホストシステム）上に配置されるホストコンピュータ８に接続された記憶装置９に工具カタログデータベース９０を記憶させ、該工具カタログデータベース９０をネットワークを介して複数の数値制御装置２で共有する構成としてもよい。このように構成することで、工具カタログデータベース９０の管理を管理システム上で容易に行うことができるようになる。
１ 数値制御システム
２ 数値制御装置
３ 記憶装置
４ 外部入力機器
５ 表示器
６ 電源スイッチ
７ 工作機械
８ ホストコンピュータ
９ 記憶装置
２１ メモリ
２２ 入力機器コントローラ
２３ 表示コントローラ
２４ 電源コントローラ
２５ 信号インタフェース
２６ ネットワークコントローラ
２７ 記憶装置コントローラ
２８ バス
３０，９０ 工具カタログデータベース
２１０ 工具データベース
２１１ 加工プログラム

Claims (6)

  1. 加工に使用する工具のデータを格納する工具データベースを有する数値制御装置と、複数の機械で共有して使用され、前記数値制御装置から参照可能な工具カタログデータベースと、を備えた数値制御システムであって、
    前記工具カタログデータベースは、
    少なくとも１つの第１の切削条件データと、を含む少なくとも１つの工具カタログデータを有し、
    前記工具データベースは、
    前記加工に使用される第２の切削条件データと、を含む少なくとも１つの工具データを有し、
    前記加工の実行後に、第２の切削条件データが第１の切削条件データと異なる場合に、前記工具データベースに記憶された前記加工に使用される前記第２の切削条件データにより、前記工具カタログデータベースに記憶される前記第１の切削条件データが更新される、
    ことを特徴とする数値制御システム。
  2. 加工に使用する工具のデータを格納する工具データベースと、加工プログラムとを有する数値制御装置と、複数の機械で共有して使用され、前記数値制御装置から参照可能な工具カタログデータベースと、を備えた数値制御システムであって、
    前記工具カタログデータベースは、
    少なくとも１つの第１の切削条件データと、を含む少なくとも１つの工具カタログデータを有し、
    前記工具データベースは、
    第２の切削条件データと、を含む少なくとも１つの工具データを有し、
    前記加工プログラムは、
    前記加工に使用される第３の切削条件データと、
    を有し、
    前記加工の実行後に、第３の切削条件データが第１の切削条件データと異なる場合または第２の切削条件データが第１の切削条件データと異なる場合に、前記第３の切削条件データと、前記第２の切削条件データの内で前記第３の切削条件データに含まれないデータとにより、前記工具カタログデータベースに記憶される前記第１の切削条件データが更新される、
    ことを特徴とする数値制御システム。
  3. 前記工具カタログデータベースは、工具メーカから提供される工具データファイルに基づいて作成される、
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の数値制御システム。
  4. 前記工具カタログデータベースは、オペレータの手動入力によって作成される、
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の数値制御システム。
  5. 前記工具カタログデータベースは、前記工具データベースと同一の前記数値制御装置内に存在する、
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の数値制御システム。
  6. 前記工具カタログデータベースは、ネットワークで接続された別の前記数値制御装置上または上位ホストシステム上に存在する、
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の数値制御システム。
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