JPH1128640A - Nc切削機械の生産活動情報管理方法及びその装置 - Google Patents

Nc切削機械の生産活動情報管理方法及びその装置

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JPH1128640A
JPH1128640A JP18410097A JP18410097A JPH1128640A JP H1128640 A JPH1128640 A JP H1128640A JP 18410097 A JP18410097 A JP 18410097A JP 18410097 A JP18410097 A JP 18410097A JP H1128640 A JPH1128640 A JP H1128640A
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JP
Japan
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time
cutting
machining
cutting machine
load level
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JP18410097A
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English (en)
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Eiichi Ogiwara
栄一 荻原
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OGIHARA CORP
OGIHARA KK
Original Assignee
OGIHARA CORP
OGIHARA KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】金型加工等に用いるNC切削機械の生産活動情
報管理方法およびその装置。 【解決手段】NC切削機械にエアカット検出装置15及
び部品交換管理装置30並びに加工完了時間予測装置5
0を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、金型加工等に用
いるNC切削機械の生産活動情報管理方法及びその装置
に関するものである。
【0002】エアカットに関する従来の技術及び解決し
ようとする課題:NC切削機械で金型等を加工する時に
は、通常切削送り中は切削工具がワークに接触し、切り
粉を出している状態であるが、時として切削送り中にも
かかわらず、切り粉を出していない状態がある。この様
な状態をエアカットと呼んでいる。これは、ワークの切
削範囲よりもNCデータの切削範囲が大きいために発生
する。こうしたエアカット状態の時間が多いと、それだ
け切削効率が悪いことになる。
【0003】従来、上記問題を解決するため、作業者が
目視により感覚的にエアカット時間を判断し、その判断
に基いてNCデータを修正している。
【0004】従来例では、作業者の目視により感覚的に
エアカット時間を判断しているので、客観的に正確なエ
アカット時間を知ることができない。そのため、このエ
アカット時間を基準にしてNCデータを修正しても、正
確なエアカット時間でないので、加工効率の向上を図る
ことは困難である。
【0005】部品交換管理に関する従来の技術及び解決
しようとする課題:切削機械は年々劣化が進み、その劣
化の度合いによっては加工精度が悪くなる。特に切削時
に発生する抵抗の大きさによりスピンドルテーパ部、摺
動面、ボールスクリューネジの様に精度が要求される部
位に劣化(摩耗)が発生する。そこで、部品の交換や調
整などのメンテナンスが必要となる。従来のメンテナン
スは切削機械の使用年数を加味して作業者が経験により
行なっている。
【0006】従来例の切削機械のメンテナンスでは、メ
ンテナンスを判断する上で重要な主軸にかかる負荷や機
械の劣化を客観的に正確に知ることができない。そのた
め、適正な時期に摩耗した部品を交換したり、修理した
りすることは困難である。
【0007】加工完了時間予測に関する従来の技術及び
解決しようとする課題:NC工作機械を用いてワークを
加工する場合、加工完了時間がわかれば、生産準備作
業、一次のワークの選定、スケジューリングなどを容易
に行うことができる。そこで、従来、NCデータより理
論的に加工完了時間を計算し、その理論値を加工完了時
間と予測している。
【0008】ところが、NC工作機械がNCデータ側で
設定した送り速度では実際問題として動かないため、従
来例の加工完了時間予測方法では実際の加工完了時間と
大きく異なる結果となる。この加工完了予測時間が大き
くずれてしまうと、例えば、5時間もずれてしまうと、
生産スケジュールが狂ってしまい、生産準備作業が無駄
になってしまう。
【0009】この発明は、上記事情に鑑み、エアカット
時間を正確に検出することを目的とする。他の目的は、
切削機械のメンテナンスを適切に行うである。更に他の
目的は、正確な加工完了時間を予測できるようにするこ
とである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、NC切削機
械の生産活動情報管理方法において;該エアカット検出
が、複数のセンサにより稼働中のNC切削機械が切削中
か否かを検出する行程と;該複数のセンサの出力信号を
解析及び判定手段に入力し、各センサ毎に定められた優
先順位及び理論に基き信頼性の高いセンサの信号を選択
し、切削中か非切削中かを判定する行程と;該判定信号
に基き、切削時間と非切削時間とをそれぞれ累計する行
程と;該累計された切削時間と非切削時間とを表示手段
に表示する行程と;により行われ、該部品交換管理が、
主軸モータの負荷を検出する行程と;検出された信号を
数値化し、負荷レベル毎に時間集計し、各負荷レベル毎
に累計時間を算出する行程と;各負荷レベルの累計時間
を基準負荷レベルの累計時間に換算する行程と;基準負
荷レベルの累計時間と部品等の交換調整基準値とを比較
する行程と;該比較手段の出力により部品等の交換調整
を報知する表示行程と;により行われることを特徴とす
るNC切削機械の生産活動管理方法、である。
【0011】この発明は、NC切削機械のエアカット検
出及び加工完了時間予測をするNC切削機械の生産活動
情報管理方法において;該エアカット検出が、複数のセ
ンサにより稼働中のNC切削機械が切削中か否かを検出
する行程と:該複数のセンサの出力信号を解析及び判定
手段に入力し、各センサ毎に定められた優先順位及び理
論に基き信頼性の高いセンサの信号を選択し、切削中か
非切削中かを判定する行程と;該判定信号に基き、切削
時間と非切削時間とをそれぞれ累計する行程と;該累計
された切削時間と非切削時間とを表示手段に表示する行
程と;により行われ、該加工完了時間予測が、加工開始
後実際にワークの加工が行われた実時間を累積し、実績
加工時間を求める行程と;該ワークの未加工部分のNC
データより理論加工残時間を求める行程と;前記実加工
時間と前記理論加工算時間とを合計し加工完了予測時間
を求める行程と;前記加工完了予測時間を表示手段に表
示する行程と;により行われることを特徴とするNC切
削機械の生産活動管理方法、である。
【0012】こん発明は、NC切削機械の部品交換管理
及び加工完了時間予測をするNC切削機械の生産活動情
報管理方法において;該部品交換管理が、主軸モータの
負荷を検出する行程と;検出された信号を数値化し、負
荷レベル毎に時間集計し、各負荷レベル毎に累計時間及
び比率を算出する行程と;各負荷レベルの累計時間を基
準負荷レベルの累計時間に換算する行程と;基準負荷レ
ベルの累計時間と部品等の交換調整基準値とを比較する
行程と;該比較手段の出力により部品等の交換調整を報
知する表示行程と;により行われ、該加工完了時間予測
が、加工開始後実際にワークの加工が行われた実時間を
累積し、実績加工時間を求める行程と;該ワークの未加
工部分のNCデータより理論加工残時間を求める行程
と;前記実加工時間と前記理論加工残時間とを合計し加
工完了予測時間を求める行程と;前記加工完了予測時間
を表示手段に表示する行程と;により行われることを特
徴とするNC切削機械の生産活動管理方法、である。
【0013】この発明は、NC切削機械のエアカット検
出及び部品交換管理並びに加工完了時間予測をするNC
切削機械の生産活動情報管理方法において;該エアカッ
ト検出が、複数のセンサにより稼働中のNC切削機械が
切削中か否かを検出する行程と:該複数のセンサの出力
信号を解析及び判定手段に入力し、各センサ毎に定めら
れた優先順位及び理論に基き信頼性の高いセンサの信号
を選択し、切削中か非切削中かを判定する行程と;該判
定信号に基き、切削時間と非切削時間とをそれぞれ累計
する行程と;該累計された切削時間と非切削時間とを表
示手段に表示する行程と;により行われ、該部品交換管
理が、主軸モータの負荷を検出する行程と;検出された
信号を数値化し、負荷レベル毎に時間集計し、各負荷レ
ベル毎に累計時間及び比率を算出する行程と;各負荷レ
ベルの累計時間を基準負荷レベルの累計時間に換算する
行程と;基準負荷レベルの累計時間と部品等の交換調整
基準値とを比較する行程と;該比較手段の出力により部
品等の交換調整を報知する表示行程と;により行われ、
該加工完了時間予測が、加工開始後実際にワークの加工
が行われた実時間を累積し、実績加工時間を求める行程
と;該ワークの未加工部分のNCデータより理論加工残
時間を求める行程と;前記実加工時間と前記理論加工算
時間とを合計し加工完了予測時間を求める行程と;前記
加工完了予測時間を表示手段に表示する行程と;により
行われることを特徴とするNC切削機械の生産活動管理
方法、である。
【0014】この発明は、NC切削機械のエアカット検
出装置及び部品交換管理装置を備えたNC切削機械の生
産活動情報管理装置において;該エアカット検出装置
が、稼働中のNC切削機械が切削中か否かを検出するセ
ンサと:該センサからの出力信号に基き切削時間と非切
削時間とをそれぞれ累計する演算手段と:演算手段の演
算結果を報知する表示手段と:を備え、該部品交換管理
装置が、主軸モータの負荷を検出する負荷検出手段と;
該負荷検出手段からの検出信号を数値化し、負荷レベル
毎に時間集計し、各負荷レベル毎に累計時間を算出する
累計手段と;各負荷レベルの累計時間を基準負荷レベル
の累計時間に換算する換算手段と;前記基準負荷レベル
の累計時間と部品等の交換調整基準値とを比較する比較
手段と;該比較手段の出力により部品等の交換調整を報
知する表示手段と;を備えていることを特徴とするNC
切削機械の生産活動情報管理装置、である。
【0015】この発明は、NC切削機械のエアカット検
出装置及び加工完了時間予測装置を備えたNC切削機械
の生産活動情報管理装置において;該エアカット検出装
置が、稼働中のNC切削機械が切削中か否かを検出する
センサと:該センサからの出力信号に基き切削時間と非
切削時間とをそれぞれ累計する演算手段と:演算手段の
演算結果を報知する表示手段と:を備え、該加工完了時
間予測装置が、NC切削機械の稼働を検出するセンサ手
段と、該センサ手段の稼働信号及びNCデータが入力さ
れる演算手段と、を備え、該演算手段が、前記稼働信号
に基き加工開始後実際にワークの加工が行われた実時間
を累積し実積加工時間を求め、該ワークの未加工部分の
NCデータより理論加工残時間を算出し、前記実績加工
時間と前記理論加工時間とを合計して加工完了予測時間
を求めることを特徴とする NC切削機械の生産活動情
報管理装置、である。
【0016】こんの発明は、NC切削機械の部品交換管
理装置及び加工完了時間予測装置を備えたNC切削機械
の生産活動情報管理装置において;該部品交換管理装置
が、主軸モータの負荷を検出する負荷検出手段と;該負
荷検出手段からの検出信号を数値化し、負荷レベル毎に
時間集計し、各負荷レベル毎に累計時間を算出する累計
手段と;各負荷レベルの累計時間を基準負荷レベルの累
計時間に換算する換算手段と;前記基準負荷レベルの累
計時間と部品等の交換調整基準値とを比較する比較手段
と;該比較手段の出力により部品等の交換調整を報知す
る表示手段と;を備え、該加工完了時間予測装置が、N
C切削機械の稼働を検出するセンサ手段と、該センサ手
段の稼働信号及びNCデータが入力される演算手段と、
を備え、該演算手段が、前記稼働信号に基き加工開始後
実際にワークの加工が行われた実時間を累積し実積加工
時間を求め、該ワークの未加工部分のNCデータより理
論加工残時間を算出し、前記実績加工時間と前記理論加
工時間とを合計して加工完了予測時間を求めることを特
徴とする NC切削機械の生産活動情報管理装置、であ
る。
【0017】この発明は、NC切削機械のエアカット検
出装置及び部品交換管理装置並びに加工完了時間予測装
置を備えたNC切削機械の生産活動情報管理装置におい
て;該エアカット検出装置が、稼働中のNC切削機械が
切削中か否かを検出するセンサと:該センサからの出力
信号に基き切削時間と非切削時間とをそれぞれ累計する
演算手段と:演算手段の演算結果を報知する表示手段
と:を備え、該部品交換管理装置が、主軸モータの負荷
を検出する負荷検出手段と;該負荷検出手段からの検出
信号を数値化し、負荷レベル毎に時間集計し、各負荷レ
ベル毎に累計時間及び比率を算出する累計手段と;各負
荷レベルの累計時間を基準負荷レベルの累計時間に換算
する換算手段と;前記基準負荷レベルの累計時間と部品
等の交換調整基準値とを比較する比較手段と;該比較手
段の出力により部品等の交換調整を報知する表示手段
と;を備え、該加工完了時間予測装置が、NC切削機械
の稼働を検出するセンサ手段と、該センサ手段の稼働信
号及びNCデータが入力される演算手段と、を備え、該
演算手段が、前記稼働信号に基き加工開始後実際にワー
クの加工が行われた実時間を累積し実積加工時間を求
め、該ワークの未加工部分のNCデータより理論加工残
時間を算出し、前記実績加工時間と前記理論加工時間と
を合計して加工完了予測時間を求めることを特徴とする
NC切削機械の生産活動情報管理装置、である。
【0018】
【発明の実施の形態】
「エアカット検出方法及びその装置」NC切削機械で
は、切削中と非切削中とでは、主軸モータの負荷、切削
粉、切削音、切削工具とワークとの接触、などにおいて
異なった状態になる。そこで、これらのデータの変化を
検出するセンサを開発し、このセンサの検出信号に基い
て切削中か非切削中かを判断する。そして、切削中の累
計時間と非切削中の累計時間とをそれぞれ算出し、エア
カット時間を求める。
【0019】センサとして、接触センサ、主軸モータの
電流センサ、画像センサ、音センサ、振動センサ、等が
用いられる。このセンサは、1個のみ用いてもよいが、
複数個用い、各センサ毎に定められた優先順位及び理論
を基に信頼性の高い信号を選択することにより、切削中
か非切削中かを判断するようにしてもよい。
【0020】「部品交換管理方法及びその装置」負荷検
出手段により切削機械の主軸の負荷を検出する。この負
荷検出手段として、主軸モータに設けられた電流センサ
やトルクセンサ等が用いられる。この負荷検出手段の検
出信号を数値化し、負荷レベル別に時間集計し、そのレ
ベル毎に累積時間、比率(%)を算出する。この算出は
コンピュータを使って行われ、算出した各負荷レベルの
累積時間、比率をモニタ等に表示することもできる。
【0021】各負荷レベルの累積時間にそれぞれの基準
負荷レベル換算係数を乗じて基準負荷レベルに換算す
る。換算された各負荷レベルの値を合計し、基準負荷レ
ベルの累積時間を算出する。この各負荷レベルの累積時
間と換算された基準負荷レベルの累積時間とをモニタに
表示することもできる。
【0022】切削機械の劣化しやすい部品、例えば、ス
ピンドルテーパ部、摺動面、主軸の垂直度、各軸の位置
決め精度(X軸、Y軸、Z軸)等と、基準負荷レベルに
おける耐用累積時間、即ち、部品交換調整基準値との関
係を実測により求める。この関係はモニタ等に表示する
こともできる。
【0023】基準負荷レベルの累積時間と部品交換調整
基準値とを比較するための比較手段を設け、この比較手
段の出力により部品等の交換調整を報知する。この情報
は、モニタ等に表示することもできる。
【0024】「加工完了時間予測方法及びその装置」本
発明者は、加工完了時間を予測する場合に、加工開始後
実際に加工を行った実時間を利用すると正確な予測がで
きることに気づいた。そこで、加工開始後の実時間を累
積して実績加工時間を求め、この時の未加工部分のNC
データより理論加工残時間を求め、この実績加工時間と
理論加工残時間との和により加工完了時間を予測した。
その結果、実際の加工完了時間とほぼ等しい加工完了予
測時間を得ることができた。
【0025】なお、理論加工残時間を算出する場合には
調整係数を用いると、より正確に加工完了時間が予測で
きる。この調整係数はNC工作機械が保有するオーバー
ライド機能、自動加減速機能、切削工具交換時間などを
考慮して決定される。
【0026】ここで、オーバーライド機能とは、現在の
送り速度を手動操作により変速できる機能で、通常0〜
200%の速度調整が可能である。自動加減速機能と
は、形状の凹凸により自動的に送り速度の最適化を行
い、指定された値と異なった送り速度でNC工作機械を
動かす機能である。
【0027】なお、切削工具を自動交換する際の工具交
換時間は機械により異なる為、各機械毎に工具交換テー
ブルを作成し、加工時間の中にこの工具交換時間を加算
する
【0028】
【実施例】この発明の第1実施例を図1〜図11により
説明する。図1に示す様に、NC切削機械1の生産活動
管理装置はエアカット検出装置15と部品交換管理装置
30と加工完了時間予測装置50とから構成されてい
る。以下各装置について項を分けて説明する。
【0029】「エアカット検出方法及びその装置」エア
カット検出装置15の実施例を図1〜図6により説明す
る。NC切削機械1には、切削中か否かを検出するセン
サが設けられている。このセンサとして、接触センサ
5、電流センサ6、振動センサ7、音センサ8、画像セ
ンサ9が用いられる。
【0030】接触センサ5は、切削刃物10とワーク1
1との間に微電流を流し、通電するか否かを検出する。
電流センサ6は、主軸2を駆動する主軸モータの電流を
検出し流れる電流の大きさを検出する。振動センサ7
は、主軸2の振動数の変化量を検出する。
【0031】音センサ8は、例えば、切削音の変動幅を
検出するマイクロホンであるが、切削音以外の音を拾わ
ないようにするため、フィルターが設けられている。
画像センサ9は、例えば、CCDカメラであるが、切削
時に発生する切削粉を画像でとらえ、切削粉が出ている
か否かを検出する。各センサ5〜9の出力信号は、エア
カット検出装置15に入力される。
【0032】このエアカット検出装置15は、情報解析
及び判定エリア16と時間集計エリア17とを備えてい
る。この情報解析及び判定エリア16は、各センサ5〜
9から出力された信号内容を分析し、各センサ毎に定め
られた優先順位及び理論を基に信頼性の高い信号を選択
し、切削中又は非切削中の判定をする。この優先順位
は、センサの特性を考慮して定められ、例えば、接触セ
ンサ5、電流センサ6は、音センサ9より優先される。
【0033】時間集計エリア17には、NC切削機械1
の駆動源の駆動信号1Aから抽出された稼働信号1Bが
入力される。この時間集計エリア17は、モニタ等の表
示装置19及びプリンタ等の出力装置20に連結されて
いる。
【0034】次に本実施例の作動について説明する。N
C切削機械1にNC(切削)データを記憶させ、駆動源
をオンにすると、主軸モータが回転し主軸2に固定され
ている切削刃物10が回転する。この切削刃物10が、
回転を始める点を稼働開始点Pとする。
【0035】この切削刃物10は切削データの指示に従
い、図4の切削移動軌跡21に示す通り移動し、接触開
始点Cbでワーク11に接触して切削を始め、その後接
触終点Cfでワーク11から離れ、非切削状態となりな
がら折り返し点CRでワーク11の長辺11L及び短辺
11S方向に順次折り返され、次の接触開始点Cbに到
達する(第1稼働時間K1)。この接触終点Cfから折
り返し点CRを通り次の接触開始点Cbまでの間が所謂
エアカットLである。この様な要領で切削刃物10が稼
働し、稼働終了点Sに到達すると、加工が終了し、主軸
2の回転が止められる。
【0036】NC機械1の稼働中には、各センサ5〜9
が働き、検出出力をエアカット検出装置15の情報解析
及び判定エリア16に送出する。このエリア16では信
号内容を解析し、信頼性の高い信号を選別し、総合判断
として切削中か、又は非切削中かを決定し、時間集計エ
リア17に判定信号を送る。
【0037】切削/非切削の判定信号はNC切削機械1
の駆動信号1Aに基く稼働信号1Bから抽出された稼働
時間K1〜K5に割り当てられ、時間集計エリア17で
時間集計される。
【0038】即ち、図5に示す様に、全稼働時間T中に
おける各稼働時間K1〜K5の非切削信号時間はC1〜C6
であり、切削信号時間はb1〜b5であるとすると、 稼働合計時間T=K1+K2+K3+K4+K5 切削合計時間b=b1+b2+b3+b4+b5 非切削合計時間C=C1+C2+C3+C4+C5+C6 となる。又、エアカット率(%)は、(非切削合計時間
b/稼働合計時間T)×100で表される。
【0039】上記の様にして集計された各時間T、b、
C及びエアカット率は表示装置19に常時表示されると
ともに、加工終了時には出力装置20から表となって出
力される。この表により切削時間に占めるエアカット比
率を正確に知ることができるので、NCデータ作成の改
善が図れ、エアカットを最小限におさえることができ
る。
【0040】このエアカット検出装置15の実施例は、
上記に限定されるものではなく、例えば、複数のセンサ
を同時に用いる代わりに、1本のセンサを単独で用いて
もよい。
【0041】「部品交換管理装置及びその装置」部品交
換管理装置30の第1実施例を図7、図8により説明す
る。NC切削機械1の主軸2には、主軸モータ33が連
結されている。この主軸モータ33には、主軸2にかか
る負荷を検出するための負荷検出手段、例えば、電流セ
ンサ35が設けられている。
【0042】電流センサ35は、主軸モータコントロー
ラ36を介してA/D変換器37に接続されている。
【0043】A/D変換器37は、アナログ信号をデジ
タル信号に変換し、該デジタル信号をコンピュータ40
に送出する。コンピュータ40には、デイスプレー4
1、プリンタ42等が設けられている。
【0044】次に本実施例の作動につき説明する。NC
切削機械1の駆動電源を入れ、主軸モータ33を駆動す
ると、主軸が回転し、ワーク11の切削が開始される。
【0045】主軸モータ33の消費電流は、電流センサ
35により常時検出され、その検出出力であるアナログ
量aは、時々刻々主軸モータコントローラ36を介して
A/D変換器37に送られ、デジタル値bに変換され数
値化される。
【0046】電流センサ35の検出出力aは主軸2にか
かる負荷レベルにより変化し、超重切削である負荷レベ
ルAが最も大きく、重切削である負荷レベルB、中切削
である負荷レベルC、軽切削である負荷レベルD、微切
削である負荷レベルE、の順に小さくなり、超微切削で
ある負荷レベルFでは最も小さくなる。
【0047】デジタル値に変換された検出出力はコンピ
ュータ40に送られ、図8に示す様に、各負荷レベルA
〜F毎に分けられた時間を分類、累積する。時間Tにお
ける各負荷レベルA〜Fの累積時間は次の様にして求め
られる。 負荷レベルAの累積時間 A1 負荷レベルBの累積時間 B1+B2 負荷レベルCの累積時間 C1+C2+C3 負荷レベルDの累積時間 D1+D2+D3 負荷レベルEの累積時間 E1+E2 負荷レベルFの累積時間 F1+F2 負荷レベルA〜Fの合計時間 T
【0048】この各レベルA〜Fの累積時間とレベルA
〜Fの合計時間T及び合計時間Tに対する各レベルA〜
Fの割合、即ち、比率(%)を、作表し、下記表1のよ
うにモニタ41に表示させたり、プリンタ42から出力
させることもできる。
【0049】
【表1】
【0050】集計された負荷レベルA〜F毎の累積時間
は、下記表2に示すように、基準負荷レベルにおける累
積時間に換算されるとともに、その合計値Xが求められ
る。
【0051】
【表2】
【0052】この換算は、各切削機械毎に設定された定
数Xa〜Xfを用いて、次の様にして行われる。 負荷レベルAの累積時間×Xa=XA 負荷レベルBの累積時間×Xb=XB 負荷レベルCの累積時間×Xc=XC 負荷レベルDの累積時間×Xd=XD 負荷レベルEの累積時間×Xe=XE 負荷レベルFの累積時間×Xf=XF 合計値X=XA+XB+XC+XD+XE+XF
【0053】この合計値Xは、交換調整基準値と比較さ
れる。この交換調整基準値は、基準負荷レベルで何時間
運転したら各部品、例えば、スピンドルテーパ部、クロ
スレール、主軸の垂直度など、の交換や修理が必要にな
るのかを示す値であり、実測により求められる。例え
ば、スピンドルテーパ部、クロスレール、主軸の垂直度
の交換調整基準値はそれぞれα、β、θに設定される。
【0054】合計値Xが交換調整基準値、例えば、αを
超えると、スピンドルテーパ部の交換要求がモニタ41
に表示され、プリンタ42に出力される。機械管理者
は、このモニタ41、又は、プリンタ42の出力表を見
ることにより機械の部品交換又はメンテナンスを各部署
に指示することができる。
【0055】部品交換管理装置30の実施例は、上記に
限定されるものではなく、例えば、負荷検出手段として
電流センサの代わりにトルクセンサを用いてもよい。
【0056】「加工完了時間予測方法及びその装置」加
工完了時間予測装置50の実施例を図9〜図11により
説明する。NC工作機械1の制御部52は、ホストコン
ピュータ55に連結されている。この制御部52には、
ホストコンピュータ55から送出されるNCデータを受
信するDNC用インタフェィス56と、ホストコンピュ
ータ55に稼働信号を送るサーボドライバ(又はレゾル
バー)57と、が設けられている。
【0057】ホストコンピュータ55は、表示装置58
及び稼働表示板59とを備えている。このコンピュータ
55には、ハードデスク61が接続されており、このハ
ードデスク61には、切削データ即ちNCデータ、自動
工具交換テーブルなどが記憶されている。
【0058】ホストコンピュータ55は、アーサネット
ケーブル64を介して全体集計用ホストコンピュータ6
5に接続されている。このホストコンピュータ65に
は、表示装置66及び集合表示板67が連結されてい
る。この表示装置66及び集合表示板67には複数のN
C切削機械1、A、B、C、D、Eの加工完了予測時間
などがそれぞれ表示される。
【0059】本実施例の作動について説明する。NC切
削機械1にワーク、例えば、2tの金型11をセットし
た後、駆動電源をONにしサイクルスタートボタンを押
すと、ホストコンピュータ55からインタフェィス56
にNCデータが送られ、ワーク11の加工が開始され
る。このスタートボタンを押した時点を加工開始時間と
する。NC工作機械の切削刃物は、図10に示す様な切
削移動軌跡21を描きながら移動する。
【0060】ホストコンピュータ55は、NCデータよ
り加工完了時間の理論値、即ち、理論加工完了時間St
を算出する。この理論加工完了時間Stは、NCデータ
内にある制御コマンド、G00(早送り)、G01(切
削送り)、Fxxx(切削送り速度指令、Txx(工具
交換指令)、X、Y、Z(稼働量及び座標値)、により
算出される。切削工具の交換時間は、工具交換テーブル
に予め定められた時間を使用する。
【0061】理論加工完了時間は、早送り時間、工具交
換時間及び切削時間に対してオーバーライド比率及び切
削速度係数を掛けた切削時間の合計となる。
【0062】NC切削機械1が稼働すると、サーボドラ
イバ7は稼働信号をホストコンピュータ55に送る。ホ
ストコンピュータ55は、加工開始時点から連続して送
られてくる稼働信号をタイマ等により累積し、実績加工
時間Ctを算出する。
【0063】次に、未加工部分のNCデータより加工残
時間の理論値、即ち、理論加工残時間Stを算出する。
未加工部分のNCデータより理論値算出に当たっては、
NC切削機械が保有するオーバーライト機能、自動加減
速機能、切削工具交換時間などを考慮し、理論加工残時
間Stに切削速度係数などの調整係数を掛ける。
【0064】この切削速度係数の値については、各切削
機械1、A、B、C、D、Eの能力によって変化させ
る。切削刃物移動軌跡21が、図10に示す様に、ピッ
クフィード部PFで加工方向が急激に変化する場合に
は、自動減速がかかる。そのため、通常の理論加工残時
間Stの求め方の様に、 稼働量/送り速度で求めるこ
とはできない。このような場合には、形状の変化によっ
て切削送り速度係数を設定し、理論加工残時間Stにこ
の切削速度係数を掛けることにより実際の加工時間に近
づけることができる。
【0065】加工完了予測時間L、L1〜L5は、実績加
工時間Ctと理論加工残時間Stとの和となるが、加工
開始時点では、実績加工時間がないので、理論加工残時
間Stが加工完了予測時間Lとなる。
【0066】理論加工残時間Stは、設定された演算間
隔、例えば、図11に示す様に6時間毎に5回再計算
し、その都度新たに加工完了予測時間L1〜L5を求め、
その結果を、例えば、次の様にして表示装置58、6
6、表示板59、67にそれぞれ表示する。 加工開始時間:10日 9時00分 加工完了時間:12日 6時00分 加工残時間 : 35時間00分
【0067】この発明の実施例は上記に限定されるもの
ではなく、例えば、図12に示すように、エアカット検
出装置15、部品交換管理装置30及び加工完了時間予
測装置50における演算処理を一台のホストコンピュー
タ100で行うと共に、複数台のNC切削機械1、A、
B、C、D、Eの各ホストコンピュータ100をイーサ
−ネトケーブル64を介して全集計用ホストコンピュー
タ65に接続する。
【0068】そして、該コンピュータ65に表示装置6
7及び集合表示板67を接続し、各NC切削機械1、
A、B、C、D、Eのエアカット率、部品交換、加工完
了時間予測、などの生産活動情報を同時に、かつ、個別
に表示する。従って、機械管理者はこの表示装置66又
は集合表示板67を見るだけで、全てのNC切削機械の
生産活動情報を得ることができるので、管理が極めて容
易となる。
【0069】又、前記実施例では、エアカット検出装置
及び部品交換管理装置並びに加工完了時間予測装置を備
えたNC切削機械の生産活動管理装置、及び、エアカッ
ト検出及び部品交換管理並びに加工完了時間予測方法を
備えたNC切削機械の生産活動管理方法について説明し
たが、目的に応じて次のように組み合わせても良い。即
ち、
【0070】(1)エアカット検出装置と部品交換管理
装置とを備えたNC切削機械の生産活動管理装置。 (2)エアカット検出装置と加工完了時間予測装置とを
備えたNC切削機械の生産活動管理装置。 (3)部品交換管理装置と加工完了時間予測装置とを備
えたNC切削機械の生産活動管理装置。
【0071】(4)エアカット検出と部品交換管理方法
とを備えたNC切削機械の生産活動管理方法。 (5)エアカット検出方法と加工完了時間予測方法とを
備えたNC切削機械の生産活動管理方法。 (6)部品交換管理方法と加工完了時間予測方法とを備
えたNC切削機械の生産活動管理方法。
【0072】
【発明の効果】この発明は、以上の様に構成したので、
次のような顕著な効果を奏する。 (1)客観的に、かつ、正確にエアカット時間を求める
ことができる。そのため、切削時間に占めるエアカット
の割合を知ることができるので、NCデータ作成を改善
し、エアカットを最小限にすることができる。従って、
加工効率の向上を図ることができる。
【0073】(2)切削機械のメンテナンスを適切に行
うことができる。そのため、加工能率、加工精度を維持
させることができる。 (3)加工完了時間を正確に予測することができる。従
って、この加工完了時間に基きスケジューリングを行う
ことにより加工計画全体を円滑に遂行でき、無駄な作業
もなくなるので、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す概略図である。
【図2】エアカット検出装置の正面図である。
【図3】図2の要部拡大図である。
【図4】ワークの切削移動軌跡を示す平面図である。
【図5】稼働時間と切削時間非切削時間の状態を示す図
である。
【図6】エアカット検出装置のフローチャートである。
【図7】部品交換管理装置の略図である。
【図8】各負荷レベルと累積時間との関係を示す図であ
る。
【図9】加工完了時間予測装置の概略図である。
【図10】ワークの切削移動軌跡を示す図である。
【図11】再計算回数と加工完了予測時間との関係を示
す図である。
【図12】本発明の第2実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
1 NC切削機械 2 主軸 5 接触センサ 6 電流センサ 7 振動センサ 8 音センサ 9 画像センサ 15 エアカット検出装置 30 部品交換管理装置 50 加工完了時間予測装置

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】NC切削機械のエアカット検出及び部品交
    換管理をするNC切削機械の生産活動情報管理方法にお
    いて;該エアカット検出が、複数のセンサにより稼働中
    のNC切削機械が切削中か否かを検出する行程と;該複
    数のセンサの出力信号を解析及び判定手段に入力し、各
    センサ毎に定められた優先順位及び理論に基き信頼性の
    高いセンサの信号を選択し、切削中か非切削中かを判定
    する行程と;該判定信号に基き、切削時間と非切削時間
    とをそれぞれ累計する行程と;該累計された切削時間と
    非切削時間とを表示手段に表示する行程と;により行わ
    れ、 該部品交換管理が、主軸モータの負荷を検出する行程
    と;検出された信号を数値化し、負荷レベル毎に時間集
    計し、各負荷レベル毎に累計時間を算出する行程と;各
    負荷レベルの累計時間を基準負荷レベルの累計時間に換
    算する行程と;基準負荷レベルの累計時間と部品等の交
    換調整基準値とを比較する行程と;該比較手段の出力に
    より部品等の交換調整を報知する表示行程と;により行
    われることを特徴とするNC切削機械の生産活動管理方
    法。
  2. 【請求項2】NC切削機械のエアカット検出及び加工完
    了時間予測をするNC切削機械の生産活動情報管理方法
    において;該エアカット検出が、複数のセンサにより稼
    働中のNC切削機械が切削中か否かを検出する行程と:
    該複数のセンサの出力信号を解析及び判定手段に入力
    し、各センサ毎に定められた優先順位及び理論に基き信
    頼性の高いセンサの信号を選択し、切削中か非切削中か
    を判定する行程と;該判定信号に基き、切削時間と非切
    削時間とをそれぞれ累計する行程と;該累計された切削
    時間と非切削時間とを表示手段に表示する行程と;によ
    り行われ、 該加工完了時間予測が、加工開始後実際にワークの加工
    が行われた実時間を累積し、実績加工時間を求める行程
    と;該ワークの未加工部分のNCデータより理論加工残
    時間を求める行程と;前記実加工時間と前記理論加工算
    時間とを合計し加工完了予測時間を求める行程と;前記
    加工完了予測時間を表示手段に表示する行程と;により
    行われることを特徴とするNC切削機械の生産活動管理
    方法。
  3. 【請求項3】NC切削機械の部品交換管理及び加工完了
    時間予測をするNC切削機械の生産活動情報管理方法に
    おいて;該部品交換管理が、主軸モータの負荷を検出す
    る行程と;検出された信号を数値化し、負荷レベル毎に
    時間集計し、各負荷レベル毎に累計時間を算出する行程
    と;各負荷レベルの累計時間を基準負荷レベルの累計時
    間に換算する行程と;基準負荷レベルの累計時間と部品
    等の交換調整基準値とを比較する行程と;該比較手段の
    出力により部品等の交換調整を報知する表示行程と;に
    より行われ、 該加工完了時間予測が、加工開始後実際にワークの加工
    が行われた実時間を累積し、実績加工時間を求める行程
    と;該ワークの未加工部分のNCデータより理論加工残
    時間を求める行程と;前記実加工時間と前記理論加工算
    時間とを合計し加工完了予測時間を求める行程と;前記
    加工完了予測時間を表示手段に表示する行程と;により
    行われることを特徴とするNC切削機械の生産活動管理
    方法。
  4. 【請求項4】NC切削機械のエアカット検出及び部品交
    換管理並びに加工完了時間予測をするNC切削機械の生
    産活動情報管理方法において;該エアカット検出が、複
    数のセンサにより稼働中のNC切削機械が切削中か否か
    を検出する行程と:該複数のセンサの出力信号を解析及
    び判定手段に入力し、各センサ毎に定められた優先順位
    及び理論に基き信頼性の高いセンサの信号を選択し、切
    削中か非切削中かを判定する行程と;該判定信号に基
    き、切削時間と非切削時間とをそれぞれ累計する行程
    と;該累計された切削時間と非切削時間とを表示手段に
    表示する行程と;により行われ、 該部品交換管理が、主軸モータの負荷を検出する行程
    と;検出された信号を数値化し、負荷レベル毎に時間集
    計し、各負荷レベル毎に累計時間を算出する行程と;各
    負荷レベルの累計時間を基準負荷レベルの累計時間に換
    算する行程と;基準負荷レベルの累計時間と部品等の交
    換調整基準値とを比較する行程と;該比較手段の出力に
    より部品等の交換調整を報知する表示行程と;により行
    われ、 該加工完了時間予測が、加工開始後実際にワークの加工
    が行われた実時間を累積し、実績加工時間を求める行程
    と;該ワークの未加工部分のNCデータより理論加工残
    時間を求める行程と;前記実加工時間と前記理論加工算
    時間とを合計し加工完了予測時間を求める行程と;前記
    加工完了予測時間を表示手段に表示する行程;により行
    われることを特徴とするNC切削機械の生産活動管理方
    法。
  5. 【請求項5】NC切削機械のエアカット検出装置及び部
    品交換管理装置を備えたNC切削機械の生産活動情報管
    理装置において;該エアカット検出装置が、稼働中のN
    C切削機械が切削中か否かを検出するセンサと:該セン
    サからの出力信号に基き切削時間と非切削時間とをそれ
    ぞれ累計する演算手段と:演算手段の演算結果を報知す
    る表示手段と:を備え、 該部品交換管理装置が、主軸モータの負荷を検出する負
    荷検出手段と;該負荷検出手段からの検出信号を数値化
    し、負荷レベル毎に時間集計し、各負荷レベル毎に累計
    時間を算出する累計手段と;各負荷レベルの累計時間を
    基準負荷レベルの累計時間に換算する換算手段と;前記
    基準負荷レベルの累計時間と部品等の交換調整基準値と
    を比較する比較手段と;該比較手段の出力により部品等
    の交換調整を報知する表示手段と;を備えていることを
    特徴とするNC切削機械の生産活動情報管理装置。
  6. 【請求項6】NC切削機械のエアカット検出装置及び加
    工完了時間予測装置を備えたNC切削機械の生産活動情
    報管理装置において;該エアカット検出装置が、稼働中
    のNC切削機械が切削中か否かを検出するセンサと:該
    センサからの出力信号に基き切削時間と非切削時間とを
    それぞれ累計する演算手段と:演算手段の演算結果を報
    知する表示手段と:を備え、 該加工完了時間予測装置が、NC切削機械の稼働を検出
    するセンサ手段と、該センサ手段の稼働信号及びNCデ
    ータが入力される演算手段と、を備え、 該演算手段が、前記稼働信号に基き加工開始後実際にワ
    ークの加工が行われた実時間を累積し実積加工時間を求
    め、該ワークの未加工部分のNCデータより理論加工残
    時間を算出し、前記実績加工時間と前記理論加工時間と
    を合計して加工完了予測時間を求めることを特徴とする
    NC切削機械の生産活動情報管理装置。
  7. 【請求項7】NC切削機械の部品交換管理装置及び加工
    完了時間予測装置を備えたNC切削機械の生産活動情報
    管理装置において;該部品交換管理装置が、主軸モータ
    の負荷を検出する負荷検出手段と;該負荷検出手段から
    の検出信号を数値化し、負荷レベル毎に時間集計し、各
    負荷レベル毎に累計時間を算出する累計手段と;各負荷
    レベルの累計時間を基準負荷レベルの累計時間に換算す
    る換算手段と;前記基準負荷レベルの累計時間と部品等
    の交換調整基準値とを比較する比較手段と;該比較手段
    の出力により部品等の交換調整を報知する表示手段と;
    を備え、 該加工完了時間予測装置が、NC切削機械の稼働を検出
    するセンサ手段と、該センサ手段の稼働信号及びNCデ
    ータが入力される演算手段と、を備え、 該演算手段が、前記稼働信号に基き加工開始後実際にワ
    ークの加工が行われた実時間を累積し実積加工時間を求
    め、該ワークの未加工部分のNCデータより理論加工残
    時間を算出し、前記実績加工時間と前記理論加工時間と
    を合計して加工完了予測時間を求めることを特徴とする
    NC切削機械の生産活動情報管理装置。
  8. 【請求項8】NC切削機械のエアカット検出装置及び部
    品交換管理装置並びに加工完了時間予測装置を備えたN
    C切削機械の生産活動情報管理装置において;該エアカ
    ット検出装置が、稼働中のNC切削機械が切削中か否か
    を検出するセンサと:該センサからの出力信号に基き切
    削時間と非切削時間とをそれぞれ累計する演算手段と:
    演算手段の演算結果を報知する表示手段と:を備え、 該部品交換管理装置が、主軸モータの負荷を検出する負
    荷検出手段と;該負荷検出手段からの検出信号を数値化
    し、負荷レベル毎に時間集計し、各負荷レベル毎に累計
    時間を算出する累計手段と;各負荷レベルの累計時間を
    基準負荷レベルの累計時間に換算する換算手段と;前記
    基準負荷レベルの累計時間と部品等の交換調整基準値と
    を比較する比較手段と;該比較手段の出力により部品等
    の交換調整を報知する表示手段と;を備え、 該加工完了時間予測装置が、NC切削機械の稼働を検出
    するセンサ手段と、該センサ手段の稼働信号及びNCデ
    ータが入力される演算手段と、を備え、該演算手段が、
    前記稼働信号に基き加工開始後実際にワークの加工が行
    われた実時間を累積し実積加工時間を求め、該ワークの
    未加工部分のNCデータより理論加工残時間を算出し、
    前記実績加工時間と前記理論加工時間とを合計して加工
    完了予測時間を求めることを特徴とする NC切削機械
    の生産活動情報管理装置。
  9. 【請求項9】NC切削機械が、複数であることを特徴と
    する請求項5、6、7、又は、8記載のNC切削機械の
    生産活動情報管理装置。
  10. 【請求項10】複数のNC切削機械が、集合表示板を備
    えた全体集計用ホストコンピュータに接続されているこ
    とを特徴とする請求項9記載のNC切削機械の生産活動
    情報管理装置。
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