JPH05318291A - 予備工具の取換方法 - Google Patents

予備工具の取換方法

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JPH05318291A
JPH05318291A JP4148370A JP14837092A JPH05318291A JP H05318291 A JPH05318291 A JP H05318291A JP 4148370 A JP4148370 A JP 4148370A JP 14837092 A JP14837092 A JP 14837092A JP H05318291 A JPH05318291 A JP H05318291A
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JP4148370A
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Tetsuya Oketani
哲也 桶谷
Yoshiaki Mase
善明 間瀬
Yukihiro Sakakibara
幸宏 榊原
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豊和工業株式会社
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工具寿命管理装置付の工作機を組込んだ加工
ラインにおいて、工具寿命管理装置付の工作機の予備の
工具が無いことによる加工ライン停止をなくす。 【構成】 工具寿命管理装置Fを持たない工作機Bの加
工数カウンタ53が予め設定された寿命設定値となると
加工ラインLが停止される。工作機Bによるこの加工ラ
インLの停止まで、工具寿命管理装置付の工作機Aが予
備の工具なしで停止しないように予めその工具マガジン
31に相当本数の予備工具a1 ,a2 を準備しておき、
工作機B(又はC)の工具取換時に工作機Aの工具マガ
ジン31の工具状況をチェックし、寿命となった工具を
新しい同一工具と取換える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はドリル等の回転工具に
よる切削加工中に、回転工具の寿命を判別し、寿命と判
別した工具を工具マガジンに予め準備した予備の同一工
具と交換する工具寿命管理装置付の工作機に関し、特に
その工具マガジンの予備工具の取換方法に関する。
【0002】
【従来の技術】前記のような工具寿命管理装置付の工作
機として、特開平2−88142号、特開平3−131
455号が知られている。これらは、加工中に工具の状
態をリアルタイムで監視し、加工途中であっても使用中
の工具が工具摩耗等により、工具寿命と判別された時に
は、代替の同一工具と交換して加工を続行するようにし
てある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記の工作機では、使
用中の工具が工具寿命となった時に、工具マガジンに予
備の同一工具が無い時には、工作機の運転を停止させて
加工不良が出ないようにしている。しかし、このような
工作機を工具寿命管理装置を持たない工具自動交換装置
付の(あるいは工具自動交換装置なしの)他の工作機と
組合わせて加工ラインを構成する場合には、他の工作機
の工具寿命に基づく工具取換による加工ライン停止の
外、工具寿命管理装置付の工作機の工具マガジンに新し
い予備の同一工具が無いことに基づく工具寿命管理装置
付の工作機の停止による加工ラインの停止が生じ、加工
ライン全体としての生産効率が低下するという問題があ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は上記に鑑み、
前述のような加工ラインにおいて、工具寿命管理装置付
の工作機の工具マガジンに予備の工具を絶えず準備する
方法であって、工具の過負荷トルク、スラストを検知す
ることにより工具寿命を判断し、寿命に達した工具を工
具マガジンに準備した予備の同一工具と自動交換して連
続加工を行なう工具寿命管理装置付の工作機を、予備の
同一工具を持たない他の工作機と組合わせて加工ライン
を構成し、他の工作機で使用される工具の取換時まで工
具寿命管理装置付の工作機が停止しない数の予備の同一
工具をその工具マガジンに準備し、他の工作機の工具取
換時に、工具寿命管理装置付の工作機の工具マガジンの
工具の使用状態をチェックして使用済の工具を新しい同
一工具と取換えることを特徴とする。
【0005】
【作用】前記によれば、工具寿命管理装置を持たない他
の工作機における工具取換時期がくるまでは、工具寿命
管理装置付の工作機は予め準備された予備の工具を適宜
使用して連続加工を行なう。他の工作機の工具取換時に
は、加工ラインを停止し、この時、工具寿命管理装置付
の工作機の工具マガジンの工具の使用済のものを新規の
工具と取換える。これにより工具寿命管理装置付の工作
機において、予備の工具が無いことに起因する加工ライ
ン停止は無くなり、他の工作機の工具取換で必要な加工
ライン停止のみとなるので、加工ラインの停止回数が少
なくなり加工ライン全体としての生産効率が向上する。
【0006】
【実施例】図2において工作機A,B,Cが並設され、
その前側にワーク搬送のためのトランスファ装置TRが
配置され加工ラインLが構成されている。ワークWはト
ランスファ装置TRにより工作機A,B,Cと対応する
加工位置に搬送され、固定される。
【0007】工作機Aは前後、左右動するコラム40に
スピンドルヘッド41が昇降するように設けられ、スピ
ンドルヘッド41にはスピンドル2が回転自在に支持さ
れている。工作機Aは過負荷検出装置Eと制御装置20
から成る工具寿命管理装置Fを有している。
【0008】過負荷検出装置Eは特開平3−24595
0号に開示されたものと同一である。図3に示すように
工具ホルダ1は、工作機のスピンドル2に嵌脱自在にテ
ーパ嵌合されるホルダ本体3,ホルダ本体3の中心に軸
方向摺動自在でスラスト荷重設定用のバネ4で前方へ付
勢してある支持軸5,支持軸5に軸受6を介して円周方
向に回転自在に支持された工具保持筒7を備え、工具保
持筒7の先端には工具a1 用のコレットチャック9を有
している。ホルダ本体3と工具保持筒7とは、トルク伝
達用のねじりコイルばね10で接続されている。
【0009】工具保持筒7とホルダ本体3との対向部分
には図4に示すように互いに臨み合い、外周面が同一周
面上にある検出子11,12が円周方向に僅かな遊びα
を許容して等角度間隔で設けてあり、検出子11,12
の間には検出子11,12の外周面より低く、近接スイ
ッチ17がOFFとなる検出域13,14が円周方向に
同一円周方向長さで6か所設けてある。検出子11,1
2はねじりコイルばね10により付勢されて当接してい
る部分に傾斜面15,16が形成されている。従ってこ
の工具ホルダ1では工具a1 にねじりコイルばね10の
ねじり力を越えた過負荷トルクが生じた時に検出子11
が検出子12に対して回転遅れを生じ、あるいはバネ4
で設定されるバネ力を越えた過負荷スラストが工具a1
に加わると工具保持筒7がホルダ本体3に対して後退
し、この後退が前記傾斜面15,16によって検出子1
1,12間の相対回転となり、これによって検出域13
の円周方向長さが短く、検出域14の円周方向長さが長
くなるので、この検出域13,14によって近接スイッ
チ17がOFFとなっている間に基準パルス発生器18
で発生される基準パルス数の差を過負荷信号発生装置1
9内で算出し、その差が一定値を越えた時に過負荷信号
発生装置19から制御装置20へ過負荷信号Xを出力す
るものである。
【0010】制御装置20は中央演算処理装置21、R
OM22、RAM23等により成る周知のマイクロコン
ピュータで、キーボード24とディスプレイ33が接続
されている。キーボード24からは工具寿命判別のため
の過負荷信号数の許容値(試削により得られる)が入力
され、記憶される。そして加工中に生じた過負荷信号数
がこの許容値を越えた時に、使用中の工具を寿命と判断
し、工具交換装置30の工具マガジン31から工具交換
アーム32によって同一の工具と交換するようにしてあ
る。ディスプレイ33には作業者のデータ選択により、
図5に示すように、工具マガジン31の6つの工具ポッ
ト番号1〜6と対応して、工具番号T1〜T6 と、工具
番号T1 〜T6 を付与された工具種類a1 ,a2 及びそ
の使用状態が表示されるようにしてある。使用状態は、
工具寿命と判断されて戻された工具に対しては“N
G”、未使用のものは“OK”、未使用ではないが使用
可能なものは“−OK”を表示するようにしてある。工
具交換の度に、こうした工具データが制御装置20内で
更新されてゆくことは言うまでもない。
【0011】制御装置20は工作機Aの全体の動作制御
も行なうと共に、工具寿命管理装置を持たない工作機
B,Cの制御装置51,52からの指令で工作機Aの稼
動を停止するようにしてある。工作機B,Cの制御装置
51,52は、ワークWに対する加工が終了する毎にカ
ウントアップする加工数カウンタ53,54が内臓して
あり、各制御装置51,52に予め設定してある寿命加
工数に達すると(この設定値は工具b,cの取換寿命を
示す)制御装置20及びトランスファ装置TRにライン
停止指令を出力するようにしてある。
【0012】今、工具a1 ,a2 の平均寿命が、加工穴
数で500穴、工具bでは1000穴、工具cでは15
00穴であるとし、1つのワークWに体し、各工具が1
箇所ずつ加工するとする。そうすると、工具bが寿命と
なるまでに工具a1 ,a2 はおおむね各2本が寿命とな
るから、余裕を見て工作機Aの工具マガジン31には工
具a1 ,a2 が夫々3本ずつ準備されている。3本の工
具a1 には工具番号T1 〜T3 が付与され、また工具a
2 には工具番号T4 〜T6 が付与される。
【0013】図1においてこの状態で加工ラインLが稼
動される(ステップS1)。トランスファ装置TRがワ
ークWを搬送し、工作機A,B,Cの前方に固定し、各
工作機A,B,Cは各制御装置20,51,52内の加
工プログラムに沿ってワークWを加工する。工作機Aで
は工具a1 による加工後、工具交換装置30でスピンド
ル2の工具を工具a2 に交換して工具a2 による加工を
行なうという加工サイクルを繰り返す。この時、工具a
1 ,a2 は寿命と判断されていない限り、一度使用され
ている工具を次の加工サイクルで連続して使用する。そ
して前述のように過負荷信号数で工具a1 ,a2 の寿命
をチェックしながら、寿命となった時には同一の工具a
1 ,a2 と交換して加工を続けていく。
【0014】こうして加工が続けられていく時、工作機
B,Cでは加工サイクル終了の毎に加工数カウンタ5
3,54をカウントアップしてゆく(ステップS2)。
そして工作機Bでその計数値が予め設定した寿命加工数
となると加工ラインLが停止される(ステップS3,S
4)。そして作業者は工作機Bの工具bを新しい工具b
と取換える(ステップS5)。工作機Bの寿命加工数は
1000穴であるので、この時の工作機Aの工具使用状
況は図5で示すように例えば2本の工具a1 と1本の工
具a2 が寿命、1本の工具a2 が使用途中と表示されて
いるから、工具番号T6 の工具a2 とスピンドル2に装
着してある工具番号T3 の工具a1 を除いて、工具マガ
ジン31の各工具a1 ,a2 を同一の新しい工具a1
2 と人手によって又は自動的に取換える(ステップS
6〜S8)。こうして工作機Aの工具マガジン31には
予備の工具a1 ,a2 がラインLの稼動前と同数準備さ
れるので、次に工作機Cの工具取換時までに予備の工具
が無くなることはなく、工作機Cの工具取換時にも同様
の予備の工具のチェックをして工具取換をするので、工
作機Aの工具マガジン31には必ず予備の工具が準備さ
れる状態が維持され、予備の工具が無いことによる加工
ライン停止が回避される。
【0015】尚、本実施例では工具取換周期の短い工作
機Bが停止するまでに、工作機Aが停止しないだけの数
の予備の工具を工作機Aに持たせるようにしたが、工作
機Cの工具取換周期に対応した数の予備の工具を工作機
Aに持たせるようにしてもよい。
【0016】
【発明の効果】以上のように本発明方法によれば、工具
寿命管理装置付の工作機の工具マガジンに、他の工作機
での工具の取換時期まで連続運転可能な程度の本数の予
備の工具を準備し、他の工作機の工具取換による加工ラ
イン停止時に工具寿命管理装置付の工作機の使用済工具
を新しい工具と交換するので、工具寿命管理装置付の工
作機の工具マガジンには絶えず予備の工具が準備される
ため、予備の工具が無いことによる加工ラインの停止が
なくなり、加工ラインの稼動率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を示すフローチャートを表す図であ
る。
【図2】加工ラインを示す図である。
【図3】工具寿命管理装置の全体図である。
【図4】図3の工具ホルダの検出子の円周方向展開図で
ある。
【図5】ディスプレイの表示状態を示す図である。
【符号の説明】
A,B,C 工作機、 F 工具寿命管理装置、a1
2 ,b,c 工具、 L 加工ライン、 1 工具ホ
ルダ、2 スピンドル、 31 工具マガジン、 5
3,54 加工数カウンタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工具の過負荷トルク、スラストを検知す
    ることにより工具寿命を判断し、寿命に達した工具を工
    具マガジンに準備した予備の同一工具と自動交換して連
    続加工を行なう工具寿命管理装置付の工作機を、予備の
    同一工具を持たない他の工作機と組合わせて加工ライン
    を構成し、他の工作機で使用される工具の取換時まで工
    具寿命管理装置付の工作機が停止しない数の予備の同一
    工具をその工具マガジンに準備し、他の工作機の工具取
    換時に、工具寿命管理装置付の工作機の工具マガジンの
    工具の使用状態をチェックして使用済の工具を新しい同
    一工具と取換えることを特徴とする予備工具の取換方
    法。
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Cited By (9)

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