JPH06155245A - 工具寿命の管理方法 - Google Patents

工具寿命の管理方法

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JPH06155245A
JPH06155245A JP32049592A JP32049592A JPH06155245A JP H06155245 A JPH06155245 A JP H06155245A JP 32049592 A JP32049592 A JP 32049592A JP 32049592 A JP32049592 A JP 32049592A JP H06155245 A JPH06155245 A JP H06155245A
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JP
Japan
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tool
life
data
cutting
machining
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JP32049592A
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English (en)
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Hitoshi Tawara
均 田原
Hitoshi Yoshihara
均 吉原
Masanori Suzuki
正則 鈴木
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 工具の実際の寿命により近い時点で工具の寿
命の判断を行なう。 【構成】 予め、工具管理ファイルに工具の切削距離に
基づく寿命値を設定しておく。また、工具管理ファイル
には、ブロック毎に工具の実切削距離を求め、これが寿
命データとして記憶されている。被加工物の研削時に
は、ブロック毎に寿命データを読み込み(S303)、
これを工具管理ファイルの寿命データに積算する(S3
04)。積算された寿命データと寿命値とを比較し(3
05)、寿命データが寿命値より大きい場合には予備工
具と交換する(S309)か、加工を中断する。寿命デ
ータが寿命値以下の場合には加工を継続する(S30
7)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、数値制御工作機械で使
用される工具寿命の管理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、数値制御工作機械で使用される
工具は、加工を行なう時間が累積するに従いその切刃が
磨耗し、加工能力が低下したり加工面が荒れるという問
題がある。そこで従来は、予め、工具の寿命時間を設定
しておき、工具毎に機械に装着されている時間を累積管
理する。そして、この時間が予め設定した寿命時間を越
えたときに、工具が寿命に達したとして警報を発した
り、また、予備の工具との交換指令を出したりして、新
たな工具との交換を行なっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の管理方法では、加工に用いる工具の数が増えた
り、工具の交換が頻繁に行なわれるようになると、実際
に加工している時間だけでなく、工具のアプローチ時間
や待ち時間等が寿命時間に算入されるようになり、実際
の工具の寿命限界に達する前に工具が寿命に達したと判
断してしまうという問題点があった。
【0004】また、工具の寿命は加工時間よりはむしろ
加工速度に依存し、加工速度が大きくなるほど工具の寿
命時間が短くなるので、単に加工時間で工具の寿命を管
理したのでは正確に寿命を判断することができない。
【0005】そこで本発明は、工具の実際の寿命により
近い時点で工具の寿命の判断を行なうことができる、工
具寿命の管理方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、数値制御工作機械に備えられた工具により被
加工物の切削を行ない、前記工具がその寿命に達したと
判断したら前記工具を新たな工具と交換する、工具寿命
の管理方法において、予め、前記工具の切削距離に基づ
く寿命値を設定しておき、前記被加工物の切削時に、前
記工具の切削経路中における累積の実切削距離を工程毎
に求め、前記実切削距離を前記寿命値と比較して前記実
切削距離が前記寿命値を越えた時に、前記工具が寿命に
達したと判断することを特徴とする。
【0007】また、前記実切削距離は、前記工具の切削
経路中における切削速度と切込み量とから求めた前記工
具の刃先の切削距離を工程毎に累積した値であってもよ
い。
【0008】
【作用】上記のとおり構成された本発明では、予め、工
具の切削距離に基づく寿命値を設定しておく。そして、
被加工物の切削時には、工具の切削経路中における累積
の実切削距離を工程毎に求め、実切削距離を前記寿命値
と比較する。このとき、実切削距離が寿命値を越えた
ら、その工具は寿命に達したと判断する。このように、
工具の刃先が実際に切削した距離に基づいて工具の寿命
を管理することにより、工具の寿命を時間で管理する場
合に比較してより工具の加工能力の低下にあわせた管理
を行なえるので、実際の寿命に対する誤差が少なくなり
より正確な寿命管理が行なわれる。
【0009】
【実施例】次に、本発明の工具寿命の管理方法の実施例
について、図面を参照して説明する。
【0010】図1は、本発明の実施に使用される加工シ
ステムの一例の構成を示すブロック図である。
【0011】図1に示すように、この加工システムは、
図形データを収納するCAD1と、CAD1から受け取
った図形データに基づき数値制御加工用のプログラム
(以下、「NCプログラム」という)を作成する自動プ
ログラミング装置2と、自動プログラミング装置2で作
成されたNCプログラムに所定の修正を行なう加工デー
タ管理装置3と、それぞれ複数の数値制御機械をグルー
プで管理する複数のワークステーション11、12、1
3と、加工データ管理装置3と各ワークステーション1
1、12、13とを結ぶLAN8とを有する。
【0012】自動プログラミング装置2は、CAD1か
ら図形データを受け取る図形データ入力装置21と、C
AD1からの図形データに基づきNCプログラムを作成
するCPU23と、CPU23でのNCプログラムの作
成処理に必要な、端末24、入力装置25、図形データ
メモリ26a、NCプログラムメモリ26b、および工
具データファイル27とで構成されている。
【0013】加工データ管理装置3は、CPU33と、
端末34と、入力装置35と、メモリ36と、ディスク
37とで構成され、自動プログラミング装置2で作成さ
れたNCプログラムを、使用する工作機械に適するよう
に修正を行なう。また、加工データ管理装置3は、自動
プログラミング装置2からNCプログラムを受け取る
と、それをデータファイルとしてメモリ36に記憶した
後、後述する方法により工具寿命データの算出を行な
い、前記修正したNCプログラムとともにLAN8を経
由して各ワークステーション11、12、13へ転送す
る。
【0014】ワークステーション11は、CPU103
と、端末104と、入力装置105と、メモリ106
と、ディスク107とで構成されている。このワークス
テーション11にはインターフェイス108を介して複
数の数値制御工作機械21a、21bが接続されてい
る。ワークステーション12、13も同様の構成となっ
ており、ワークステーション12には数値制御工作機械
22a、22bが、そしてワークステーション13には
数値制御工作機械23a、23b、23cが、それぞれ
接続されている。ここで、各数値制御工作機械21a、
21b、22a、22b、23a、23b、23cは、
例えばワークステーション11にはフライス盤のグルー
プ、ワークステーション12には旋盤のグループ、ワー
クステーション13にはマシニングセンタのグループと
いうように接続され、類似の加工態様毎に個々のワーク
ステーション11、12、13に管理される。また、各
数値制御工作機械21a、21b、22a、22b、2
3a、23b、23cは、それぞれ最大送り速度、スピ
ンドル回転数、加工馬力等の加工能力が異なっている。
そして、それぞれの数値制御工作機械21a、21b、
22a、22b、23a、23bには複数の工具(不図
示)が準備され、これら各工具をNCプログラムに基づ
いて適宜交換しながら加工を行なうようになっている。
【0015】各ワークステーション11、12、13の
ディスク107には、それぞれ使用する工具毎の加工条
件のデータが工具管理ファイルとして記憶され、また、
それぞれのワークステーション11、12、13が管理
する数値制御工作機械毎に設定された加工条件が機械管
理ファイルとして記憶されている。
【0016】また、各ワークステーション11、12、
13は、それぞれLAN8を経由して転送されてくるN
Cプログラムを一時ストアして、それぞれが管理する各
数値制御工作機械に対して加工経過に伴ってプログラム
の転送を行なう。さらに、各ワークステーション11、
12、13は、それぞれの管理する数値制御工作機械毎
に準備されている各工具を、それぞれのディスク107
の工具管理ファイルに登録し、各工具寿命の管理を行な
っている。この工具管理ファイルには、各工具毎にその
切削距離に基づく寿命値が予め設定されている。
【0017】次に、上述した加工システムでの処理手順
について説明する。
【0018】まず、自動プログラミング装置2での処理
について、図2を参照しつつ説明する。
【0019】CAD1から図形データ入力装置21へ図
形データが入力されると、図形データは図形データメモ
リ26aに記憶される。その後、CPU23は所定の手
順にしたがってNC加工用のNCプログラムを作成し、
これを加工プログラムメモリ26bに記憶する(S10
1)。
【0020】次に、NCプログラムの各工程毎の加工経
路と加工前の被加工物の形状との比較を行ない、各加工
経路における取りしろをデータとしてNCプログラムに
付加した後(S102)、このNCプログラムを加工デ
ータ管理装置3へ送出する(S103)。
【0021】次に、加工データ管理装置3での処理手順
について、図3を参照しつつ説明する。
【0022】自動プログラミング装置2で作成された、
移動指令を伴うNCプログラムが加工データ管理装置3
に送られると、まず、CPU33はNCプログラム中の
工具の送り速度、回転数等の加工条件データの修正を所
定の手順で行なう(S201)。
【0023】次いで、NCプログラムの順序にしたがっ
て工具の交換指令があると(S202)、次の工具交換
指令までのブロック(工程)を読み出す(S203)。
【0024】そして、読み出した各ブロックについて各
ブロック毎に切削モードか否かの判定を行ない(S20
4)、切削モードであると判定された場合には、加工経
路における取りしろのデータを読み込む(S205)。
ここで、アプローチ点から加工開始点までと、加工終了
点から逃げ点までの間、さらに加工経路途中のエアカッ
ト部分が除外される。一方、切削モードでないと判定さ
れた場合には、後述する、読み出したブロックを全て終
了したかどうかの判定を行なう(S208)。
【0025】取りしろのデータを読み込んだら工具種の
判別を行ない、各工具の刃先における実切削距離MLの
算出を行なう(S206)。ここで、実切削距離MLの
算出の一例について、図5および図6に示すように、被
加工物51から仕上げ形状52を得るために、カッタ
(エンドミル)Cを用いて取りしろ53を切削する場合
を例にとって説明する。いま、カッタCはN枚の歯を有
し、左回りに回転しつつ図示矢印方向に移動して素材5
1の研削を行なうとすると、カッタCの刃先の、斜線で
示した取りしろ53上における全経路、すなわち実際に
切削を行なった距離はL1〜Lnを合計した値ΣLnと
なる。L1、L2、L3、・・・、Lnは、それぞれ工
具速度および切込み量から求めることができる。これに
より実切削距離MLは、ΣLnを歯数Nで除した値、す
なわちML=ΣLn/Nにより算出される。
【0026】再び図3を参照して、実切削距離MLを算
出したら、この値をブロック毎に積算する(S20
7)。そして、読み出したブロックを全て終了したら
(S208)、積算した実切削距離MLを当該工具の寿
命データとしてNCプログラムの工具交換指令のブロッ
クに付加する。一方、読み出した全ブロックを終了して
いない時には次のブロックへ進み(S212)、上述し
たS204からの手順を繰り返す。
【0027】以下、上述したS202からの手順を繰り
返し、NCプログラムへの各工具の寿命データの付加が
終了したら(S210)、各工具の寿命データが付加さ
れたNCプログラムを、LAN8を経由して対象となる
数値制御工作機械を管理するワークステーション11、
12、13へと転送する(S211)。
【0028】各ワークステーション11、12、13は
NCプログラムを受け取ると、これをメモリ106にス
トアし、各数値制御工作機械の加工の経過にしたがって
ブロック毎に送出する。このとき各ワークステーション
11、12、13は各数値制御工作機械に準備されてい
る工具情報を工具管理ファイルとして持ち、そのファイ
ルにより各工具の寿命データを管理している。
【0029】以下に、各ワークステーション11、1
2、13での処理手順を、図4を参照しつつ説明する。
【0030】各ワークステーション11、12、13の
メモリ106にファイルされたNCプログラムは、CP
U103によってブロック毎に読み出される(S30
1)。そして、工具交換指令があると(S302)、N
Cプログラムの中から寿命データを読み込み(S30
3)、これを工具管理ファイルの寿命データに積算する
(S304)。
【0031】次に、この寿命データと、工具管理ファイ
ルに予め設定されている当該工具の寿命値との比較を行
ない(S305)、寿命データが寿命値をオーバーして
いる場合は新たな工具である予備工具の有無を確認し
(S308)、予備工具があれば予備工具と交換した
(S309)後、上述したS303へ戻る。また、予備
工具が準備されていない場合には警報を発した後、加工
を中断する。寿命データと寿命値との比較の結果、寿命
値をオーバーしていない場合には加工を継続し(S30
6)、以上の各手順をプログラムの終了まで順次繰り返
して(S307)加工を終了する。
【0032】以上説明したように、NCプログラムとと
もに送られる寿命データは工具の実切削距離に基づいて
いるものなので、工具の寿命を時間で管理する場合に比
較して、より工具の加工能力の低下にあわせた状況での
工具の寿命を管理することができ、実際の寿命に対する
誤差の少ない正確な寿命管理を行なうことができる。そ
の結果、工具の加工能力が十分にあるのに寿命と判断し
たり、逆に、工具の加工能力がなくなってもまだ寿命に
達していないと判断することがなく、工具を有効に使用
することができる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明の工具寿命の
管理方法では、予め工具の切削距離に基づく寿命値を設
定しておき、この寿命値との比較の対象を工具の実切削
距離として、工具の刃先が実際に切削した距離に基づい
て工具の寿命を管理することにより、実際の寿命に対す
る誤差が少なく正確な工具寿命の管理を行なうことがで
きる。その結果、工具を有効に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施に使用される加工システムの一例
の概略ブロック図である。
【図2】図1に示した自動プログラミング装置での処理
手順を示すフローチャートである。
【図3】図1に示した加工データ管理装置での処理手順
を示すフローチャートである。
【図4】図1に示した各ワークステーションでの処理手
順を示すフローチャートである。
【図5】図1に示した加工システムで加工される素材の
一例を示す図で、同図(a)はその平面図、同図(b)
はその側面図である。
【図6】図5に示した素材を切削したときの工具の実切
削距離の求め方を説明するための、素材の平面図であ
る。
【符号の説明】
1 CAD 2 自動プログラミング装置 3 加工データ管理装置 8 LAN 11、12、13 ワークステーション 21 図形データ入力装置 23、33、103 CPU 24、34、104 端末 25、35、105 入力装置 26a 図形データメモリ 26b 加工プログラムメモリ 27 工具データファイル 36、106 メモリ 37、107 ディスク 21a、21b、22a、22b、23a、23b、2
3c 数値制御工作機械 51 被加工物 52 仕上げ形状 53 取りしろ 108 インターフェイス C カッタ(エンドミル)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 数値制御工作機械に備えられた工具によ
    り被加工物の切削を行ない、前記工具がその寿命に達し
    たと判断したら前記工具を新たな工具と交換する、工具
    寿命の管理方法において、 予め、前記工具の切削距離に基づく寿命値を設定してお
    き、 前記被加工物の切削時に、前記工具の切削経路中におけ
    る累積の実切削距離を工程毎に求め、 前記実切削距離を前記寿命値と比較して前記実切削距離
    が前記寿命値を越えた時に、前記工具が寿命に達したと
    判断することを特徴とする、工具寿命の管理方法。
  2. 【請求項2】 前記実切削距離は、前記工具の切削経路
    中における切削速度と切込み量とから求めた前記工具の
    刃先の切削距離を工程毎に累積した値である請求項1に
    記載の、工具寿命の管理方法。
JP32049592A 1992-11-30 1992-11-30 工具寿命の管理方法 Pending JPH06155245A (ja)

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