JPH0241852A - 工具状態監視装置 - 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〕 本発明は複数のＮＣ工作機械、特にそれぞれが多数の工
具を保有し、順次差し換えながら機械加工を行なうＮＣ
工作機械、例えばマシニングセンタあるいはターニング
センタが保有する工具の状態を監視するための工具状態
監視装置に関する。

産業構造の変化とともに、多様な品種を少量ずつ生産す
る工場を自動化することの重要性は年々高まってきてい
る。多品種少量生産を行なう業種の代表的なものは機械
加工業であり、この分野では、自動化のために数１００
本以上の工具を同時に収容し、加ニブログラムにしたが
って自動的に工具を交換しながらＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃ
ａｌ　Ｃｏｎｔｒｏ１月ごより機械加工を行なうマシニ
ングセンタ（ＭＣ）が広く使われるようになってきた。

このマシニングセンタは、単独で運転するよりも、複数
台のマシニングセンタをネットワークで結んで統合的に
運転管理を行なう方がさらに効率的である。本発明は、
このように複数台のＮＣ工作機械例えばマシニングセン
タがネットワークで結ばれたシステムにおいて、各ＭＣ
内に装着された工具の状態すなわち摩耗の程度あるいは
破損の有無を監視する工具状態監視装置について言及す
る。

〔従来の技術〕

ＮＣ工作機械において、工具の摩耗状態あるいは破損の
有無を検出する装置としては、加工中の破損を検知する
ものと加工終了後に検知するものとがある。

前者の形式のものとしては、加工中に発せられる加工前
が急変したことを検知するもの、あるいは適応制御下の
モータの負荷の急変を検知するもの等がある。これらは
いずれも高価な検知器及び装置を必要とするかあるいは
複雑なソフトウェアを必要とする。

後者の形式のものとしては、工具の長さ、具体的にはオ
フセット値の測定機能を利用して、加工に使用する前と
加工に使用した後におけるオフセット値の変化により摩
耗状態及び破損の有無を知るものである。この方法にお
いては、工具の先端位置を測定し、その結果に基づいて
先端位置を補正して正確な機械加工を保障するために本
来備わっている工具オフセット測定機能を利用している
ので、特にそのために新たなセンサあるいは装置を付は
加える必要はなく、処理も比較的簡潔である。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した工具長から工具の状態を検知する方法では、工
具の表面にキズを生七たような場合、加工に支障がある
にもかかわらず測定された工具長には大きな変化を生じ
ない場合が希にあり、完全とは言えない、という問題が
ある。

したがって本発明の目的は、工具長測定による方式と同
程度のコスト及び簡潔さで、加工に支障のある異常を確
実に検知することが可能な工具状態監視装置を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の工具状態監視装置の原′理図である。

図において、ホストコンピュータ１０とＮＣ工作機械１
２とは通信線２０で結ばれ、ホストコンピュータ１０側
からＮＣプログラム等の加工条件に関する情報が送られ
、ＮＣ工作機械１２側からは加工に要した時間等の加工
状態に関する情報が送られる。

標準加工時間記憶手段１８は、ＮＣ工作機械１２が保有
する工具１６によって所定の加工工程を遂行する時に要
する標準的な加工時間を記憶するものであり、工具状態
判定手段１４は標準加工時間記憶手段１８が記憶する加
工時間と前記所定の加工工程において該工具１６が要し
た加工時間との偏差を演算し、偏差が許容値内であるか
否かを判定するものであり、工具状態出力手段１５は工
具状態判定手段１４の判定結果を出力するものである。

前述の標準的な加工時間としては、新たに製作された直
後あるいは再度研摩することにより再調整された直後の
工具を使用する際に要した時間でも、前回の加工に要し
た時間でも良く、あるいは両者を併用しても良い。

〔作　用〕

工具状態判定手段１４は工具１Ｇが摩耗または破損した
ことを加工時間が標準的な値よりも長くなったことによ
り検知するものであるから、工具１６の摩耗または破損
により加工に支障を生じたことを間接的に確実に知るこ
とができ、加工に支障のある摩耗または破損を確実に検
知することが・　できる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例のブロック図である。

第１図のホストコンピュータ１０に相当するでルコント
ローラ１０１はストアドブログラム方式のコンピュータ
であり、操作人力および動作表示のための端末装置１０
２が接続されている。ＮＣ工作ｔＵ＆１２１は、セルコ
ントローラ１０１から通信線２０１を介して送られてき
たＮＣプログラムに基づいて、工具を交換しつつ各制御
軸を数値制御してワークの機械加工を行なう。

第３図は本発明の工具状態監視装置の一実施例において
使用される加ニブログラムの一例を表わす図である。ス
テップａの′０・・・”はこの加ニブログラムに付され
たプログラム番号を示す命令である。ステップｂ、　　
ｄ、　　ｋ及びｐの“Ｔ・・・”はＴ以下の数字で指定
される工具番号の工具をポットから拾い上げて自動工具
交換機（ＡＴＣ）にセットする命令である。ステップＣ
１ｊ及びＯの″Ｍ９８Ｐ７０００″′は７０００という
番号の付されたサブプログラム（図示せず）を実行して
ＡＴＣ内にセットされた工具とスピンドル軸にセットさ
れ加工に使用されていた工具を交換する命令である。ス
テップｅ　−ｈ　、　　β及びｍの“Ｇｏ・・・”は指
定された座標値に基づいて工具又はテーブルを直線又は
円運動させてワークを加工するための命令である。ステ
ップ１及びｎ　（７）”Ｇ６５Ｐ６０００ＤＸＸＸ”　
１ｔ６０００　トイう番号を付されたサブプログラム（
図示せず）を実行して番号ｘｘＸのマクロ変数へタイマ
の現在値を格納しタイマをリセットする命令である。

第３図で表わされた加ニブログラムを順次実行すると、
次の様な動作となる。まず工具番号０２１８の工具がＡ
ＴＣにセットされ（ステップｂ）、その工具がスピンド
ル軸にセットされ（ステップＣ）、空いたＡＴＣに工具
番号００１０の工具がセットされる（ステップｄ）。指
定された座標値に基づいて工具又はワークが移動され（
ステップｅ　−ｈ　）、工具番号０２１８の工具により
ワークが加工される。

その後、工具が交換されるが、それに先立って番号ｌ旧
のマクロ変数へ工具０２１８による加工時間としてタイ
マの値が格納され、タイマがリセットされる（ステップ
ｉ）。そしてスピンドル軸にセットされていた工具０２
１８はＡＴＣにセットされていた工具００１０と入れ替
わり（ステップＪ）、ＡＴＣには新たに工具０００３が
セットされる（ステップｋ）。

工具００１０による機械加工が行なわれ（ステップβ〜
ｍ）、ｍわると工具使用時間がマクロ変数１０２へ格納
され（ステップｎ）、さらに次の工具と交換される（ス
テップｏ、ｐ）。

第４図は以上のような加ニブログラムの実行の結果、Ｍ
Ｃ内のマクロ変数に形成される情報を表わしている。

第４図において、番号１０１のマクロ変数の内容ａには
工具０２１８の使用時間である２００分が格納されてお
り、番号１０２のマクロ変数の内容すには工具００１０
の使用時間である１５０分が格納されており、番号１０
３のマクロ変数の内容Ｃには工具０００３が現在使用中
であるので０が格納されており、番号１０４のマクロ変
数の内容ｄは“ブランク″′である。

第４図で表わされたマクロ変数の内容はセルコントロー
ラ１０１とマシニングセンタ１２１とに備わるマクロ変
数読み出し機能を使って読み出すことができ、第５図は
その時の転送フォーマットの一例を表わす。第５図の内
容は第４図の内容と対応している。

以上のような手段により、１本の加ニブログラムの実行
が終了する毎にセルコントローラ１０１側から第４図で
表わされるマクロ変数を読み出すことにより、そのプロ
グラムで使用された工具の１つ１つについてその加工に
要した時間に関する情報を得ることができる。そのうち
、新品又は再調整直後の工具における使用時間あるいは
前回の加工に要した時間、あるいはそれら両方をセルコ
ントローラ１０１内の記憶装置に記憶することにより、
標準加工時間記憶手段１８（第１図）が実現される。

また、加ニブログラムの実行終了後に読み出した工具毎
の加工時間を工具毎に標準加工時間との差をとり、所定
の値と比較することにより工具状態判定手段１４（第１
図）が実現される。

その判定結果を所定のフォーマットで加工時間と共にデ
イスプレィ又はプリンタへ出力することにより、工具状
態出力手段１５（第１図）が実現される。第６図にはそ
の出力フォーマットの一例を示す。ａで示す欄には各工
具に付された工具番号がリストされ、ｂで示す欄には標
準加工時間が、Ｃの欄には実際の加工時間が、ｄの欄に
はｂの欄の数字とＣの欄の数字との偏差がリストされて
いる。ｅの欄にはその偏差が５分以上である工具番号１
９３の工具についてｘ印が出力される。

以上説明してきた標準加工時間記憶手段１８、工具状態
判定手段１４及び工具状態出力手段１５等を実現するセ
ルコントローラ１０１におけるソフトウェアは前述の説
明に基づいて容易に構成することができる。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように本発明によれば、従来のシステム
に若干のソフトウェアを追加するだけで加工に支障があ
る程の工具の異常を確実に検知することが可能な工具状
態監視装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工具状態監視装置の原理図、第２図は
本発明の工具状態監視装置が適用されるシステムの一例
を表わすブロック図、第３図は加ニブログラムの一例を
表わす図、第４図はＭＣのマクロ変数の内容の一例を表
わす図、 第５図はマクロ変数の転送フォーマ・ノドの一例を表わ
す図、 第６図は出力フォーマットの一例を表わす図である。 図において、 １０・・・ホストコンピュータ、 １２・・・ＮＣ工作機械、 １６・・・工具、 ２０・・・通信線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、通信線（２０）を介してホストコンピュータ（１０
   ）に接続された少なくとも１台のＮＣ工作機械（１２）
   が保有する工具（１６）の状態を監視する工具状態監視
   装置であって、状態が監視される工具（１６）の所定の
   加工工程における標準的な加工時間を記憶する標準加工
   時間記憶手段（１８）と、該標準加工時間記憶手段（１
   ８）が記憶する標準的な加工時間と該所定の加工工程に
   おいて該工具（１６）が要した加工時間との偏差を演算
   し、該偏差が許容値内であるか否かを判定する工具状態
   判定手段（１４）と、 該工具状態判定手段（１４）の判定結果を出力する工具
   状態出力手段（１５）とを具備することを特徴とする工
   具状態監視装置。