JPH0720916A - 数値制御装置における工具実績管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業者の負担やコストを増加させることなく
工具の使用実績を正確かつ簡便に把握することができる
ようにすると共に、工具実績の分析のための準備を不要
とする。さらには、外部機器における工具実績データ分
析・活用に可能化を図る。 【構成】 プログラム解釈部１１において解釈された指
令に基づき、加工実績収集指令部１２が加工実績収集開
始・終了の指令を加工実績収集部１３に送出すると共
に、工具実績記録指令部１６が加工実績データ出力指令
を加工実績収集部１３に送出し、工具実績切替指令を工
具実績制御部１７に送出する。これらの信号により、加
工実績収集部１３の加工実績データが工具実績制御部１
７に取り出されている現使用工具の工具実績データへ反
映される。この工具実績データが、オペレータ等の集計
指令により、集計された上、表示装置等の外部機器へ出
力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工具選択指令を含む加
工手順を記した加工プログラムに従ってワークを加工す
るよう工作機械を制御すると共に、データの外部出力手
段を有する数値制御装置に関し、特に、工具毎の加工実
績管理を実現する数値制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】製品の製造をいかに低コストに実現する
かが、常に大きな課題となっているが、従来、このコス
トダウンのために、様々な手段が採られている。

【０００３】まず、設備機械の多機能化によるコストダ
ウンという観点から、数値制御工作機械において、工具
の自動交換や多工程加工対応を実現することによってオ
ペレータの多台持ちを可能とし、人件費削減が実現され
ている。

【０００４】また、コミュニケーションの簡易化による
コストダウンという観点から、外部との情報交換のため
に表示手段、ファイル操作手段、通信手段等を有するよ
うにして、情報交換の困難さに起因するロスの回避が実
現されている。

【０００５】さらには、生産管理によるコストダウンと
いう観点から、加工が計画される製品に対して工程を分
析し、無駄を省いた最適な負荷分散計画を立て、この計
画に基づいて生産を管理することも実現されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コスト
ダウンへの更なる要求は、設備機械、コミュニケーショ
ン、生産管理のみならず、工具へも波及している。即
ち、部品の製造原価に、それを加工するのに使用した工
具の償却分を反映させて総合的なコストを評価する、或
いは、工具に関する過去の実績を基に、工具寿命管理等
の工具スケジューリングを行なうといった作業が必要と
されているのである。

【０００７】上述の要求に応えるためには、工具を使用
した経緯を正確に把握しなければならない。即ち、各々
の工具における加工実績（以降、工具実績と称する）を
得るため、作業者は常に加工状況に気を配り、工具の実
際の使用状況を記録しなければならない。これを作業者
自身が自ら行なおうと思えば、工作機械が稼働している
ときには常に付き添っていることが必要になってしま
い、設備機械の多機能化によるコストダウンの効果が無
くなってしまうという問題があった。また、記録すべき
工具の使用状況として、加工した時間や使われたプログ
ラム、加工条件、工具の摩耗量などがあり、加工中に作
業者が記録するのは負担が大きすぎるという問題もあっ
た。さらに、膨大な使用状況記録を整理しなければなら
ないので、作業の手間がかかり面倒であるという問題も
存在した。従って、従来は、正確な工具実績を得ること
が非常に困難であった。

【０００８】本発明は、上記のような問題に鑑みてなさ
れたものであり、本発明の目的は、使用された加工プロ
グラム名称、使用期間、加工条件、形状、摩耗量等の加
工実績実績を加工時に収集して工具毎に登録し、工具実
績の集計・出力指令に応じた形式でこの工具実績を集計
・出力することのできる数値制御装置における工具実績
管理装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、工具選択指令
を含む加工手順を記した加工プログラムに従ってワーク
を加工するよう工作機械を制御すると共に、データの外
部出力手段を有する数値制御装置において、計時のため
の時計手段と、加工プログラムから、少くともプログラ
ム開始及び終了の指令、加工実行及び終了の指令、及び
工具交換指令を解釈するプログラム解釈手段と、工具の
形状データ且つまたは摩耗データを記録する工具データ
記録手段と、前記加工プログラムの実行による加工実績
を収集すると共に、前記時計手段により情報収集開始時
刻及び情報収集終了時刻を記録する加工実績収集手段
と、前記プログラム解釈手段から出力されるプログラム
開始及び終了の指令により、前記加工実績収集手段に対
して、加工実績の収集開始及び終了を指令する加工実績
収集指令手段と、全工具の工具毎の加工実績記録を記憶
する工具実績記憶手段と、前記プログラム解釈手段から
出力されるプログラム開始及び終了の指令且つまたは工
具交換指令により前記工具毎実績記憶手段の工具実績の
更新を指令する実績記録指令手段と、前記工具交換指令
に応じて加工実績を加算すべき工具実績記録を特定し、
加工実績記録指令に基づき加工実績収集手段のデータを
当該工具の工具実績に加算する工具実績制御手段と、工
具実績の集計指令を入力する集計指令入力手段と、前記
集計指令に応じて前記工具毎実績記憶手段の工具実績を
集計する実績集計手段によって達成される。

【００１０】

【作用】本発明で示す数値制御装置における工具実績管
理装置は、使用された加工プログラム名称、使用期間、
加工条件、形状、摩耗量等の工具使用実績を加工時に収
集して工具毎に登録し、集計指令に応じた形式で工具毎
加工実績を出力することのできるため、部品の製造原価
に、それを加工するのに使用した工具の償却分を反映さ
せて総合的なコストを評価したり、或いは、工具に関す
る過去の実績を基に、工具寿命管理等工具スケジューリ
ングを行なう際のコスト低減のための作業を容易に行な
うことができる。

【００１１】

【実施例】図１のブロック図を基に、本発明の構成の一
例を説明する。

【００１２】数値制御装置は、加工プログラムに代表さ
れる数値制御情報に従ってワークを加工するよう工作機
械を制御するものであるが、この加工プログラムとは工
具選択指令や軸移動指令などの一連の加工手順を記した
ものであり、その一行分をブロックという。

【００１３】プログラム解釈部１１においては、加工プ
ログラムを１ブロックずつ解釈し、そこに記された指令
を解釈して、その指令を実行すべき手段へ指令を出力す
るという処理を行なうと同時に、解釈された情報の種類
に応じた指令を各部に送る。具体的には、加工プログラ
ムの解釈開始時点では、加工プログラム名称ＰＮＭが加
工実績収集部１３に送られ、加工プログラム開始指令Ｐ
ＳＴが工具実績記録指令部１６に送られる。以後、解釈
した指令が加工開始・終了を示すものであった場合、こ
れら加工開始指令ＭＳＴ及び加工終了指令ＭＥＤは、加
工実績収集指令部１２に送られる。また、解釈した指令
がプログラム終了を示すものであった場合、このプログ
ラム終了指令ＰＥＤは、工具実績記録指令部１６に送ら
れる。さらに、解釈した指令が工具交換指令であった場
合、その工具交換指令ＴＣＧは工具実績記録指令部１６
に送られる。このように１ブロックずつの解釈による処
理が加工プログラム終了まで続けられる。尚、工具交換
指令ＴＣＧには、工具未選択の状態から工具を選択する
指令も含む。

【００１４】加工実績収集指令部１２においては、加工
開始指令ＭＳＴにより加工実績収集開始指令ＧＳＴを加
工実績収集部１３に送出し、加工終了指令ＭＥＤにより
加工実績収集終了指令ＧＥＤを加工実績収集部１３に送
出する。

【００１５】加工実績収集部１３においては、加工実績
収集指令部１２からの指令ＧＳＴ及びＧＥＤにより加工
実績収集の開始・終了を行なうと共に、加工実績収集開
始・終了の時刻ＨＲを時計１４から読み出して、加工実
績収集時間を計算し、これを記録する。さらには、プロ
グラム解釈部１１から読み出される加工条件（送り速
度、切込量、周速、主軸回転数等）ＣＮＤを記録する。
また、工具実績記録指令部１６から送られる加工実績デ
ータ出力指令ＭＲＯによって、加工実績データＭＲＤを
工具実績制御部１７に出力し、加工実績データを一旦ク
リアする。

【００１６】工具データ記録部１５においては、オペレ
ータ、工具ＩＤ読取装置（図示せず）等から得られる工
具形状データや工具摩耗データを記録しておき、これら
の工具形状データＴＳＰや工具摩耗データＤＦＣを加工
実績収集部１３に送出して、加工実績データへの付加を
可能とする。

【００１７】工具実績記録指令部１６においては、加工
プログラム終了指令ＰＥＤ及び工具交換指令ＴＣＧを受
け取ると、加工実績収集部１３に対して、加工実績デー
タ出力指令ＭＲＯを出力すると共に、工具実績制御部１
７に対して、工具実績加算指令ＡＯＰを出力する。さら
に、加工プログラム開始指令ＰＳＴ及び工具交換指令Ｔ
ＣＧにより、工具実績制御部１７に対して、工具実績切
替指令ＤＣＧも出力する。尚、工具交換指令ＴＣＧに
は、工具未選択の状態から工具を選択する指令も含む。

【００１８】工具実績制御部１７は、工具実績切替指令
ＤＣＧにより、それまで書き込み用のバッファ（工具実
績制御部１７内部に存在するもので図示しない）に取り
出していた使用中工具加工実績データＰＭＲを工具実績
記録部１８に収納すると共に、新規使用工具加工実績デ
ータＮＭＲを書き込み用のバッファに取り出す。また、
工具実績加算指令ＡＯＰにより、加工実績収集部１３の
加工実績データＭＲＤを書き込み用のバッファのデータ
に加算する。

【００１９】工具実績記録部１８においては、先にも説
明した如く、工具実績データ（工具単位の加工実績デー
タ）を記録しておく。

【００２０】集計／出力指令入力部１１０においては、
オペレータの指令や予め設定された条件の成立等によ
り、実績集計部１９に対する工具実績集計指令ＡＴＯ及
び工具実績外部出力指令ＴＲＯを出力する。

【００２１】実績集計部１９においては、集計／出力指
令入力部１１０からの工具実績集計指令ＡＴＯに従っ
て、工具実績の集計を行ない、表示制御部１１１、通信
制御部１１２、ファイル操作部１１３の少くとも１つ以
上に対して工具実績集計データＡＴＤを出力する。

【００２２】表示制御部１１１、通信制御部１１２、フ
ァイル操作部１１３の各出力制御部においては、集計／
出力指令入力部１１０からの工具実績出力指令ＴＲＯに
従って、工具実績集計データＡＴＤを外部出力するため
のデータ制御を実行する。具体的には、表示制御部１１
１は、作業者が数値制御装置や工作機械の状態などを監
視できるように、与えられた情報を表示装置に文字や数
字で表示する。通信制御部１１２は、数値制御装置が、
通信線で接続された外部機器に対して直接情報を送出す
る。ファイル操作部は、フロッピーディスクなどのファ
イルメディアに対してファイルを出力する。

【００２３】次に、加工プログラムの実行が開始された
際に、工具実績が収集される過程を図２及び図３のフロ
ーチャートを用いて説明する。

【００２４】加工プログラムの実行が開始され、プログ
ラム解釈部１１から工具実績記録指令部１６に対して加
工プログラム開始指令ＰＳＴが送出されると、工具実績
記録指令部１６においては、工具実績制御部１７に対し
て、工具実績切替指令ＤＣＧを出力する。そして、工具
実績制御部１７においては、直前に実行した加工プログ
ラムの終了時点に選択されていた工具の工具実績データ
を工具実績制御部１７の書き込み用バッファに取り出
す。これにより、現在選択されている加工プログラムで
工具交換（選択）指令が省略されていても、問題なく加
工実績データが工具実績データに反映されるようにする
（ステップＳ１）。

【００２５】プログラム解釈部１１においては、加工プ
ログラムを１ブロックずつ解釈し、そこに記された指令
を解釈して、必要な処理ステップに分岐させていく（ス
テップＳ２）。

【００２６】プログラム解釈部１１で解釈されたブロッ
クに、工具交換指令ＴＣＧが存在すれば、ステップＳ４
以下に進む。さもなければ、ステップＳ８以下に進む
（ステップＳ３）。

【００２７】取り出されたブロックに工具交換指令ＴＣ
Ｇが存在すれば、工具実績記録指令部１６から、加工実
績収集部１３に対して、加工実績データ出力指令ＭＲＯ
を出力すると共に、工具実績制御部１７に対して、工具
実績加算指令ＡＯＰを出力する。これらの指令により、
加工実績収集部１３は、工具実績制御部１７に対して加
工実績データＭＲＤを出力し、工具実績制御部１７は、
加工実績データを使用中工具の工具実績データに加算す
る（ステップＳ４）。尚、加工条件など加工に伴って増
加しないデータについては、重ね書きする。

【００２８】そして、加工実績収集部１３は、加工実績
記録指令部から送られる加工実績データ出力指令ＭＲＯ
により、加工実績データをクリアする（ステップＳ
５）。

【００２９】工具実績制御部１７は、工具交換指令ＴＣ
Ｇに基づいて工具実績記録指令部１６が出力する工具実
績切替指令ＤＣＧにより、それまで書き込み用のバッフ
ァに取り出していた使用中工具加工実績データＰＭＲを
工具実績記録部１８に収納する（ステップＳ６）と共
に、新規使用工具加工実績データＮＭＲを書き込み用の
バッファに取り出す（ステップＳ７）。

【００３０】以上ステップＳ４からステップＳ７によっ
て、それまで使用していた工具の工具実績データを正確
に記録し、新たに使用する工具の工具実績データを記録
する体制を取ることができるのである。

【００３１】プログラム解釈部１１で解釈されたブロッ
クに、切削送りのＧコード等加工開始を表す指令が存在
すれば、ステップＳ９以下に進む。さもなければ、ステ
ップＳ１１以下に進む（ステップＳ８）。

【００３２】加工実績収集部１３では、加工実績収集開
始の時刻を時計１４から読み出して記録する（ステップ
Ｓ９）と共に、加工中となったことを他の処理部が認識
できるようにするための内部処理フラグ、加工中フラグ
をＯＮする（ステップＳ１０）。

【００３３】プログラム解釈部１１で解釈されたブロッ
クに、早送りのＧコード等加工終了を表す指令が存在す
れば、ステップＳ１２以下に進む。さもなければ、ステ
ップＳ１５以下に進む（ステップＳ１１）。

【００３４】加工実績収集部１３では、加工実績収集終
了の時刻を時計１４から読み出して、この時刻と先に記
録された加工実績収集開始の時刻とから、加工実績収集
時間を計算し（ステップＳ１２）、加工実績収集時間を
加工実績データの一部として記録する（ステップＳ１
３）と共に、加工中フラグをＯＦＦする（ステップＳ１
４）。

【００３５】一方、加工実績収集部１３において、加工
中フラグがＯＮか否かをチェック（ステップＳ１５）
し、加工中フラグがＯＮならば、加工実績の収集を実施
する（ステップＳ１６）。さもなければ、ステップＳ２
に戻る。ステップＳ１６の処理の後もステップＳ２に戻
り、プログラム解釈部１１にて、次のブロックを解釈
し、以下ステップＳ３以降を繰り返す。

【００３６】プログラム解釈部１１で解釈されたブロッ
クに、Ｍ０２，Ｍ３０等加工プログラム終了を表す指令
が存在すれば、ステップＳ１８以下に進む。さもなけれ
ば、ステップＳ２に戻る（ステップＳ１７）。

【００３７】取り出されたブロックに加工プログラム終
了指令ＰＥＤが存在すれば、工具実績記録指令部１６
は、加工実績収集部１３に対して、加工実績データ出力
指令ＭＲＯを出力すると共に、工具実績制御部１７に対
して、工具実績加算指令ＡＯＰを出力する。これらの指
令により、加工実績収集部１３は、工具実績制御部１７
に対して加工実績データＭＲＤを出力し、工具実績制御
部１７は、加工実績データを使用中工具の工具実績デー
タに加算する（ステップＳ１８）。

【００３８】そして、加工実績収集部１３は、加工実績
記録指令部から送られる加工実績データ出力指令ＭＲＯ
により、加工実績データをクリアする（ステップＳ１
９）。

【００３９】以上ステップＳ１８、ステップＳ１９によ
って、それまで使用していた工具の工具実績データを正
確に記録することができるのである。

【００４０】以上が、加工プログラムの実行が開始され
た際に、工具実績が収集される過程である。

【００４１】以降は、工具実績の集計と出力について、
図４、図５に基づいて実施例を示す。

【００４２】予め、図４の如く工具実績を出力するため
の種々の条件を設定する。まず、何時、何処へ工具実績
を出力するかを４１のような設定ウィンドウで設定す
る。ここでは、画面への出力、通信によるホストコンピ
ュータへの出力、ファイル化してのＦＤへの出力の何れ
かを一定時刻に行なうのか、一定時間毎に行なうのか、
ホストコンピュータからの要求により行なうのか、画面
からのオペレータの指定により行なうのかを選択し、印
付けする。次に、工具実績としてどのようなデータを出
力するのかを設定する。ここでは、４２のようなウィン
ドウにおいて、各工具に対して、工具データ記録部１５
に記録された形状データ、工具摩耗データや、加工実績
収集部１３で生成する加工時間や、プログラム解釈部１
１から得られる送り速度、切込量、周速等のデータのど
れを出力するかを設定する。

【００４３】尚、図４では、「ウィンドウ指定」４６の
キー操作により、設定を行なうウィンドウを指定して、
そのウィンドウの中でカーソルを移動させ、「設定」４
４、「取り消し」４５のキー操作により、項目が選択さ
れている。そして、４１のウィンドウで一定時刻にＦＤ
に工具実績を出力させることを選択した時、一定時刻を
特定するためのウィンドウ４３が開かれ、時刻が設定で
きるのである。

【００４４】次に、集計／出力指令入力部１１０から集
計／出力指令がなされる。ここでは、オペレータがキー
入力によって行なう工具実績表示指定に応じて、図４の
如くに設定された条件に基づき、集計すべきデータ項目
が、実績集計部１９に送られると共に、工具実績画面の
表示指令が表示制御部１１１に送られる。そして、図５
のような表示がなされるのである。

【００４５】尚、ここでは、工具実績として記録された
データの内、形状データが５１のウィンドウに表示さ
れ、集計データが、この工具が使用された加工プログラ
ム毎に５２のウィンドウに表示されている。さらに、５
２にウィンドウでは、加工時間や工具摩耗量等のデータ
が合計されているのである。

【００４６】以上が本発明の実施例である。

【００４７】尚、加工条件は、プログラム解釈部１１か
ら読み出すとしたが、負荷、切削動力等の実加工データ
のセンサ出力を工具データ記録部１５に入力し、これを
加工実績収集部１３に送出する形にしても差し支えな
い。

【００４８】また、工具データの入力手段として工具Ｉ
Ｄ読取装置を使用し、工具データの出力手段として工具
ＩＤ書込装置を使用しても良い。

【００４９】さらには、加工開始・終了の時刻から加工
時間を計算し記録するとしたが、時刻をそのまま記録し
てもよい。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、工具毎の使用加工プロ
グラム、加工条件、形状データ、摩耗データを容易に外
部出力できるため、各々の工具の加工実績である工具実
績を正確かつ簡便に把握することができる。そして、こ
の工具実績収集は、自動的に行なわれるので、作業者の
負担を増加させないで実施することができる。したがっ
て、作業者は、工作機械が稼働しているときにも常に付
き添っている必要はなく、設備機械の多機能化による人
件費削減の効果を損なうことはない。また、膨大な工具
実績は集計指令により所望の形式で集計されて出力され
るので、分析のための準備が不要になる。さらに、集計
された結果は、通信によって接続された数値制御装置外
部の情報処理機器に送信できるので、情報処理機器にお
いて詳細な分析が可能となる。あるいは、ファイル化し
てフロッピーなどのメディアを使っても情報提供ができ
るので、通信手段を持たない簡素な数値制御装置につい
ても外部の情報処理機器において詳細な分析が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる数値制御装置におけ
る工具実績管理装置の構成を示すブロック図である。

【図２】本実施例の数値制御装置における工具実績管理
装置フローチャートである。

【図３】本実施例の数値制御装置における工具実績管理
装置フローチャートである。

【図４】本実施例に係わる工具実績出力用の条件設定
の、表示装置上への表示例である。

【図５】本実施例に係わる工具実績の、表示装置上への
表示例である。

【符号の説明】 １１ プログラム解釈部 １２ 加工実績収集指令部 １３ 加工実績収集部 １６ 加工実績記録指令部 １７ 工具実績制御部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工具選択指令を含む加工手順を記した加工
   プログラムに従ってワークを加工するよう工作機械を制
   御すると共に、データの外部出力手段を有する数値制御
   装置において、 計時のための時計手段と、 加工プログラムから、少くともプログラム開始及び終了
   の指令、加工実行及び終了の指令、及び工具交換指令を
   解釈するプログラム解釈手段と、 工具の形状データ且つまたは摩耗データを記録する工具
   データ記録手段と、 前記加工プログラムの実行による加工実績を収集すると
   共に、前記時計手段により情報収集開始及び終了の時間
   を記録する加工実績収集手段と、 前記プログラム解釈手段から出力されるプログラム開始
   及び終了の指令により、前記加工実績収集手段に対し
   て、加工実績の収集開始及び終了を指令する加工実績収
   集指令手段と、 全工具の工具毎の加工実績記録を記憶する工具実績記憶
   手段と、 前記プログラム解釈手段から出力されるプログラム開始
   及び終了の指令且つまたは工具交換指令により前記工具
   実績記憶手段の工具実績の更新を指令する実績記録指令
   手段と、 前記工具交換指令に応じて加工実績を加算すべき工具実
   績記録を特定し、加工実績記録指令に基づき加工実績収
   集手段のデータを当該工具の工具実績に加算する工具実
   績制御手段と、 工具実績の集計指令を入力する集計指令入力手段と、 前記集計指令に応じて前記工具毎実績記憶手段の工具実
   績を集計する実績集計手段を具備することを特徴とする
   数値制御装置における工具実績管理装置。
2. 【請求項２】外部出力制御手段として、工具データ及び
   ／又は工具実績の集計結果データを表示装置に表示させ
   る表示手段を有する請求項１に記載の数値制御装置にお
   ける工具実績管理装置。
3. 【請求項３】外部出力制御手段として、工具データ及び
   ／又は工具実績の集計結果データをファイル化するファ
   イル操作手段を有する請求項１に記載の数値制御装置に
   おける工具実績管理装置。
4. 【請求項４】外部出力制御手段として、工具データ及び
   ／又は工具実績の集計結果を通信路にて数値制御装置外
   部への送出する通信手段を有する請求項１に記載の数値
   制御装置における工具実績管理装置。