JPH01146644A - 加工セル工具の補修情報指示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マシニングセンタやコンピュータ数値制御装
置（ＣＮＣ）により制御される自動旋盤等の加工機械と
、これらを集中制御するセルコントローラとを備えて構
成された加工セルにおける切削等の加工用工具の工具寿
命を管理して補修内容の情報を作成し、作業者に視覚的
に表示することにより、加工工具の補修を確実に遂行し
、加工セルのｗ！続的な加工運転を可能にするための加
工セル工具の補修情報指示装置に関する。

〔従来技術〕

近年、加ニジステムの高度な自動化が推進されて、ＣＮ
Ｃ装置を備えた自動工作機械の群を加工セルとし、これ
らをコンピュータからなるセルコントローラによって管
理、制御すると共に同じくセルコントローラによって管
理、制御される組立セルを並設し、更に夫々のセルコン
トローラを材料や加工製品の格納、管理を行う自動倉庫
、コスト分析システム等と共にホストコンピュータで管
理するような高度加ニジステムが既に提案されている。

このような高度加ニジステムでは、情報の授受、伝達の
ためにＭ　Ａ　Ｐ　（ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ａ
ｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｐｒｏｔｏｃｏｌ　）等の一定規
約に従う通信システムを用いることにより、統一的な情
報の授受、伝達を行うことも既に開発、提供されている
。

従って、このような高度の加ニジステムでは、必然的に
昼夜連続による運転が継続され、無人運転下に置かれる
こともある。従って、加工セルでは、多数の加工工具を
備えたマシニングセンタ等においても加工品質を一定レ
ベルに維持するためには、工具の切れ味、つまり、工具
寿命を管理してその低下を防止する対策が必要となる。

このために、従来のかなり貰度化された加工セルでも工
具点検を行って工具寿命の劣下した工具の補修を行う対
策が採られていた。即ち、従来の工具補修は、各加工セ
ルにおいて工具履歴データを、その加工セルの表示装置
やプリンター等で表示することは行われたが、実際の工
具寿命の点検は、作業者の経験と感とに頼り、将来の工
具耐用寿命を予測し、必要と認められた工具に対しては
新工具との交換や手入れ等の補修が行われていた。

〔発明が解決すべき問題点〕

然しなから、工具の現在時点における寿命情報の把握、
工具の寿命が予測値に対して長短が生じた場合の工具実
績寿命の履歴管理等の諸作業を作業者の手作業により管
理する方式では、必然的に工具補修作業と工具寿命履歴
管理を常に定量的に把握し、能率の良い工具補修と工具
寿命管理とを達成することは、どうしても困難であると
言う問題点が内包されていた。また、加ニジステムの高
度の自動化に伴い無人運転時間における工具の要補修事
態をも予測して、予め無人運転の開始前に必要な工具補
修を終了させておく等の事前対策に対しては、従来の工
具点検や補修管理を作業者に依存する方式では達成困難
であると言う不都合もある。依って、本発明は、上記の
問題点や不都合を解消せんとするものである。

〔解決手段と作用〕

即ち、本発明によれば、複数の加工工具を備えた加工セ
ルから読出し、送出される各工具の使用履歴データと予
め登録した各工具の使用寿命データとから各工具の寿命
管理情報を算出して加工セル工具の補修内容を作成、指
示する装置において、予め前記加工セルの複数の加工工
具に関する使用寿命データを入力、記憶するデータベー
ス手段と、前記加工セルから前記複数の工具の使用履歴
データを読出すデータ読出し手段と、前記データベース
手段に登録された各工具の使用寿命設定データに対して
前記データ読出し手段により読出した各工具の使用履歴
データから該加工セルの運転中の前記読出し時刻におけ
る各工具の寿命情報を算出すると共に残存寿命が限界値
に接近したことを示す工具の補修情報を作成、指示する
機能部を有した工具補修内容指示手段と、前記工具の補
修情報を作業者に対して視覚表示する工具補修情報表示
手段とを具備して構成された加工セル工具の補修情報指
示装置を提供し、工具寿命の管理と補修とに必要な情報
を自動的に作成、表示するものであり、これにより、加
工セルの自動運転における加工精度と自動運転自体の信
頼性の維持とに必須な工具の補修作業と寿命管理とを定
量化するものである。なお、工具補修内容指示手段は、
上記データベース手段に登録された各工具の使用寿命設
定データと、上記データ読出し手段により読出した該読
出し時刻における複数の工具の使用履歴データとから現
在の各工具寿命情報を作成すると共にその現在の各工具
寿命情報と、現在から一定の将来時刻までの各工具の予
測使用データとから該−定の将来時刻における各工具の
寿命情報を算出可能に構成されるものである。　以下、
本発明を添付図面に示す実施例に基づいて、更に詳細に
説明する。

〔実施例〕

さて、第１図は、本発明に係る加工セル工具の補修情報
指示装置を備えた加ニジステム（ＦＭＳ）の１実施例を
示したブロック図である。

第１図において、加ニジステムには１ないし複数台の自
動工作機械、例えば、複数台のマシニングセンタ１２（
図示例では３台を明示）がコンピュータ数値制御装置（
以下、単にＣＮＣ）１４を備えて夫々加工セル１０を構
成し、工場現場に設置されている。この複数台の加工セ
ル１０の各々に具備されたＣＮＣ１４は、公知のＭＡＰ
通信システムに対応可能なようにＭＡＰアダプタ１６を
備えており、第１図には、その１つを取り出して拡大図
示しである。そして、各加工セル１０のＣＮＣ１４は通
信回路２０にタップ１８を経て結合され、この通信回路
２０はセルコントローラ２２に結合されている。このセ
ルコントローラ２２は、一般にミニコンピユータ級のコ
ンピュータによって構成されていることは周知であり、
更にこのセルコントローラ２２と同様な構成から成り、
組立セル群（図示なし）を管理、制御する他のセルコン
トローラ等と共にコントロール室においてホストコンピ
ュータ２４に接続されている。また、奉加ニジステムに
は、上記各加工セル１０を管理、制御するセルコントロ
ーラ２２に通信可能に接続され、各加工セル１０が有す
る複数の加工工具Ｔの補修情報の作成、指示や工具実績
寿命情報の作成、指示並びに現在時刻から先行する一定
の時間に渡る将来の時刻までの先行工具補修情報の作成
、指示等の種々の工具管理機能を行う手段として工具補
修内容指示装置２６が具備され、補修内容の指示に用い
られる表示装置として、例えば、周知のＣＲＴ表示装置
やプリンター等を内蔵している。

また、この工具補修内容指示装置２６に接続されたデー
タベース２８が設けられている。この工具補修内容指示
装置２６は例えば市販のミニコンピユータに依って構成
され、データベース２８を自身のデータベースとして有
しているものである。

そして、このデータベース２８には予め各加工セル１０
が格納している複数の加工工具Ｔの工具種別、形状・寸
法等と共に使用寿命の設定データや加ニブログラムに従
う各工具Ｔの使用スケジュール等を書き込み、登録可能
に成っており、叉、工具補修内容指示装置２６により後
述のように各加工工具Ｔの現在時点における寿命情報や
使用の実績による各加工工具Ｔの工具寿命情報等をも書
き込み、登録することが可能に成っている。さて、工具
補修内容指示装置２６は、上述のように、セルコントロ
ーラ２２にデータリンクされることにより、各加工セル
１ｏのＣＮＣ１４がら通信回路２０を介してセルコント
ローラ２２が読み出した工具データ（例えば、複数の工
具Ｔのどの工具Ｔが格納されてから加ニブログラムに従
ってどの位の時間に渡って使用されたか示すデータ）を
全ての加工セルｌＯに就いて統一的に受信することがで
きる。また、セルコントローラ２２には上述した工具情
報と共に現在、各加工セル１ｏが動作中か停止中かを示
す情報、動作中なら加ニブログラムにおける何番のプロ
グラムを遂行中であるが等の情報も受信されており、先
行工具補修情報の作成、指示には、工具補修内容指示装
置２６はセルコントローラ２２からこれらの情報も読み
出すことができる。

第２図は、上述した工具補修内容指示装置２６とデータ
ベース２８とを有して成る、本発明に係る加工セル工具
補修内容指示装置の作用を説明するためにデータフロー
と処理工程とを示したフローチャートである。

第２図を参照すると、先ず、工具補修内容指示装置２６
は、任意の時刻を現在時点として、その時点における各
加工セル１０の複数の加工工具Ｔに関する工具補修情報
を作成、指示させる第１の場合と現在の時刻から一定の
先行時間に渡る将来の時刻まで加ニジステムを稼働させ
た場合の各加工セル１０における複数工具Ｔに関して、
先行工具補修内容を作成、指示させることにより、事前
に補修を行い、加ニジステムを無人運転することも可能
にする第２の場合に分けて起動され、そのために、キー
人力により第１、第２の何れかを選択することができる
■。

第１の場合には、ＭＡＰデータリンクを介してセルコン
トローラ２２に読み込まれた前述の全ての加工セル１０
における工具データ（工具の使用時間量のデータ）を先
ず、工具補修内容指示装置２６が有する加工セルの工具
使用時間の読取り機能で受信しくステップ■）、これを
データベース２８のファイルに書き込む（ステップ■）
。次に、工具補修指示情報の作成、表示機能により、上
記ステップ■でファイルに書き込まれた工具データの内
容を加工することにより、つまり、該工具データと、デ
ータベース２８に予め登録された工具種別及び工具使用
寿命設定データの両内容とを対比して必要な引き算演算
を行うことにより、読出しを行った時刻における所謂、
現在の工具寿命と、その工具寿命が設定登録された使用
寿命に対して一定の限界値（例えば、残存使用寿命が１
時間に成ったときに予め限界に達したと決める。）に近
づいているときには、工具補修、つまり、新工具と交換
したり、刃先修正処置を施す等の補修処置を講ずべきこ
とを警告することを内容とする工具補修指示を作成する
（ステップ■）。叉、ここで、作成された工具補修指示
は、指示表示装置によって管理者や作業者等に対し、視
覚的に表示される（ステップ■）。そして、同時に作成
された工具補修指示は、データベース２８のファイルに
書き込みが行われる（ステップ■）。このファイルに書
き込まれた工具補修指示の情報を元にして次にその工具
が設定登録した使用寿命データに対し、実績的に発揮し
得る工具寿命データを工具実績寿命データとして、工具
実績寿命情報作成、指示機能により、作成しくステップ
■）、表示装置により、その工具実績寿命データの表示
を行う（ステップ■）。同時に、この工具実績寿命デー
タは、ファイルに書き込まれる（ステップ■）。

上述した諸機能は、工具補修内容指示装置２６に具備さ
れたキーボード入力装置により、キー人力される。なお
、必要に応じて、補修を要する各加工セル１０の各工具
Ｔに就いて、工具種別、工具形状・寸法等の情報を欲し
たときは、キーボード入力装置により、キー人力すれば
、データベース２８から読み出して、作業者に表示すべ
く、表示装置に表示することができる（ステップ■）。

他方、上述した第２の場合には、データベース２８に予
め登録された工具データや加ニブログラムにおける各工
具の使用予定のデータと、上記ステップ■においてファ
イルに書き込まれた現在の工具寿命とから工具先行補修
作成指示機能により一定の先行時間の間に限界値に達す
る工具に関しての工具先行補修指示の作成（ステップ■
）と、その指示の表示（ステップ■）とが行われるので
ある。なお、ステップ■においては、工具先行補修指示
の作成に当たり、ステップ■でファイルに書き込まれた
工具実績寿命をも使用することもある。更に、ステップ
■においては、新たな加ニブログラムに対する工具デー
タをデータベース２８に新規登録したり、又は、加ニブ
ログラムの変更に伴う工具データの修正、編集等を行う
ことも含まれる。このように、現在時点に先行した工具
補修指示内容の作成を行い、且つその指示内容を作業者
に視覚的に表示すれば、例えば、昼夜連続運転される加
ニジステムにおいて、作業者が居なくなる、例えば、夜
間運転に先立って、無人加工運転時の時間をも網羅して
、加ニブログラム上使用が予定された各加工セル１０に
おける工具を事前に補修を終了させておくことができる
から、無人運転中に加ニジステムが工具不良を原因とし
て運転が中止されてしまうと言う不都合が解消されるの
である。それにも増して、加ニジステムの無人運転時に
おける信幀性を向上させるともに確実な作動により加工
能率の向上を著しく高めることができることになるので
ある。

また、不良工具の補修を高能率で人為作業に頼ることな
く遂行し得るので、加工セル１０における機械加工の精
度の向上も達成されることとなるのである。

第３図（Ａ）、（Ｂ）は上述した作用工程を更に、上述
した工具補修内容指示装置２６がコンピュータから構成
さられることから、その諸機能に基づく現在時点及び先
行時点における工具補修指示の内容の作成と表示とを遂
行する処理過程をフローチャートで示したものである。

そして、第３図（Ａ）は上述した第１の場合を示し、第
３図（Ｂ）は第２の場合を示している。

第４図は、工具補修内容指示装置２６の備えられた補修
内容指示装置の指示内容表示画面の１例を示したもので
、同図の（Ａ）は、初期画面であり、機能の選択を行う
場合の表示で、ここに表示されたものから、工具種別、
データ読み込み、工具補修指示作成と表示、先行工具補
修指示作成等の所望の機能をキー人力で選択しえるよう
に選択項目が示されている。つまり、工具補修指示作成
と表示の機能をキー人力すれば、工具補修指示作成と表
示の処理過程が進捗されるのである。

第４図（Ｂ）は、工具補修指示内容が作成されたとき、
その指示が表示された画面状態を示しており、工具ＮＯ
０、工具の種別、残存工具寿命時間、一定限界に残存工
具寿命時間が達したものに就いては、警告表示もなされ
る。

第４図（Ｃ）は、各加工セル１０の工具の形式・寸法情
報を表示させた場合の画面状態であり、作業者が工具補
修指示、先行工具補修指示において表示される工具種別
で示された工具の形状、寸法等の情報を確認することが
できるのである。

第４図（Ｄ）は、加工セル１０の先行工具補修内容指示
を表示した画面状態であり、この実施例によれば、各加
工セル１０に格納されている複数の加工工具に就いて、
次々に先行補修の要否を検索して把握することができる
。つまり、１つ１つの工具に就いて問い合わせを行って
、その工具に就いての先行工具補修内容を認知すること
ができるのである。何れにしても、表示内容の問い合わ
せ機能を備えることで、作業者の認識を視覚的に補助す
るので、加工セル１０の工具補修作業を簡略、短縮化す
ることができるのである。同時に上記のように表示内容
の問い合わせ機能により、検索漏れや不理解を防止する
こともできるのである。

〔発明の効果〕

以上の実施例の説明を介して理解できるように本発明に
よれば、作業者の経験や感に頼る旧態的な工具補修の要
否の検討による漏れと非能率性とを排除し、加工セルの
加工工具の使用寿命データを即時的に把握し、工具補修
作業者に補修内容を統一的に表示するので、統制のある
工具管理を遂行することができ、しかも、その管理業務
を簡略化しかつ、短縮することができ、加ニジステムの
高信鯨性のある運転を保証し、また、現在時点から先行
する時刻までの工具補修も予め遂行して、無人運転下で
も加ニジステムが工具不良を原因にして停止してしまう
非能率性を完全に除去することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る加工セル工具の補修情報指示装
置を備えた加ニジステム（ＦＭＳ）の１実施例を示した
ブロック図、第２図は工具補修内容指示装置２６とデー
タベース２８とを有して成る、本発明に係る加工セル工
具補修情報指示装置の作用を説明するためにデータフロ
ーと、処理工程とを示したフローチャート、第３図（Ａ
）、（Ｂ）はフローチャート、第４図は表示装置の画面
の表示内容を示した図。 ｌＯ・・・加工セル、１２・・・マシニングセンタ、１
４・・・コンピュータ数値制御装置、１６・・・ＭＡＰ
アダプター、２０・・・通信回路２２・・・セルコント
ローラ、２６・・・工具補修内容指示装置、２８・・・
データベース。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の加工工具を備えた加工セルから読出し、送出
   される各工具の使用履歴データと予め登録した各工具の
   使用寿命データとから各工具の寿命管理情報を算出して
   加工セル工具の補修内容を作成、指示する装置において
   、予め前記加工セルの複数の加工工具に関する使用寿命
   データを入力、記憶するデータベース手段と、前記加工
   セルから前記複数の工具の使用履歴データを読出すデー
   タ読出し手段と、前記データベース手段に登録された各
   工具の使用寿命設定データに対して前記データ読出し手
   段により読出した各工具の使用履歴データから該加工セ
   ルの運転中の前記読出し時刻における各工具の寿命情報
   を算出すると共に残存寿命が限界値に接近したことを示
   す工具の補修情報を作成、指示する機能部を有した工具
   補修内容指示手段と、前記工具の補修情報を作業者に対
   して視覚表示する工具補修情報表示手段とを具備して構
   成されたことを特徴とする加工セル工具の補修情報指示
   装置。 ２、前記工具補修内容指示手段は、前記データベース手
   段に登録された各工具の使用寿命設定データと、前記デ
   ータ読出し手段により読出した該読出し時刻における複
   数の工具の使用履歴データとから現在の各工具寿命情報
   を作成すると共にその現在の各工具寿命情報と、現在か
   ら一定の将来時刻までの各工具の予測使用データとから
   該一定の将来時刻における各工具の寿命情報を算出可能
   であることを特徴とする特許請求の範囲１、に記載の加
   工セル工具の補修情報指示装置。 ３、前記現在から一定の将来時刻までの時間は少なくと
   も４８時間である特許請求の範囲２、に記載の加工セル
   工具の補修情報指示装置。 ４、前記加工セルから前記複数の工具の使用履歴データ
   を読出すデータ読出し手段は、ＭＡＰに従うデータ通信
   回路から成る特許請求の範囲１、に記載の加工セル工具
   の補修情報指示装置。