JPS61249245A - ツ−ル集中管理装置 - 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〕 本発明は数値制御式工作機械（以下単にＮＣ機械と記す
）で製品を加工する工具を集中的に管理するのに適した
ツール集中管理装置に関する。

〔従来の技術〕

ＮＣテープを用いて製品を加工するＮＣ機械の工具を再
研磨して寸法が変った場合にはＮＣ機械のＮＣテープを
補正しなければならない。

従来はＮＣ機械のＣＲＴディスプレイを用い工具Ｎ。

を指示して所望の工具を呼び出し、補正値を指示してＮ
Ｃテープの補正を行っていた。二の方法で多数の工具の
寸法を補正するには、多くの工数と労力を必要とするば
かりでなく、転記ミス、演算ミス、操作ミスを誘発する
ことをしばしば経験するものである。

そこで本発明者等はさきに、工具補正値出力装置（特願
昭５９−１６５１４６）を開発した。

すなわち、マシニングセンタ、　ＮＣフライス、ターニ
ングセンタ等のＮＣ機械で製品を加工する際には第１図
に示すツールホルダー１を用いる。

このツールホルダー１の先端にはドリル、タップ、エン
ドミル、正面フライス、ポーリング等の刃物２が取付け
られており、またツールホルダーの後端部はテーパ３ま
たはストレート形状を有し、この部分を工作機械主軸の
テーパ４に・スすることにより製品の加工に供せられる
。

このツールの長さａと直径ｄは取付ける刃物およびツー
ルホルダーの選定次第で、その都度変わるものであるが
、これらは一般に第２図に示すツールプリセツタ−によ
り計測される。

通常のツールプリセツタ−は直径方向寸法測定用スライ
ドユニット５には測定子６を備えた直径測定ダイヤルゲ
ージ７および測定子８を備えた長さ方向寸法測定ダイヤ
ルゲージ９が取付けられている。　　、 また、前記直径方向寸法測定用スライドユニット５は長
さ方向寸法測定用スライドユニット１０に取付けられて
いる。

ツールプリセツタ−１２で計測したツールの長さΩと直
径ｄの実測値はデジタル表示部のついた計測装置１１の
出力端子を通じて直接第３図に示すマイコン装置１４に
入力される。

一般に上記ＮＣ機械での加工に用いられるＮＣテープは
通常ツールプリセツタ−によるツールセツティング作業
よりも先行する場合が多くＮＣテープ作成時点ではツー
ルのスピンドルゲージライン１３から刃物の先端までの
実寸法ａおよび刃物の直径ｄの実寸法はまだ決まってい
ない。

例えば特定の製品を加工するＮＣテープを作成する場合
にはツール長し＝３００龍、ツール直径Ｄ＝０■謹と仮
定して、ＮＣテープを作成する。それ故ＮＣテープ作成
者が仮定した設定寸法とツールプリセツタ−１２で測定
した実測寸法との間には差異が生じる。

ここでＲＯＭ　（リード、オンリー、メモリ）３５は一
度書き込んだら読出ししかできないプログラム記憶装置
であり、ＲＡＭ（ランダム、アクセス、メモリ）３６は
記憶内容を必要に応じて修正することができるデータ記
憶装置である。

マイコン装置ではＬ＝Ω−３００、Ｄ＝ｄ／２の補正演
算データのストック等を行った後、再び出力回路１５を
介してパンチャー１６によって工具補正値ＮＣテープを
出力する。

マシニングセンタの作業者は、この補正値ＮＣテープを
ＮＣ装置のテープリーダーにかけ読み取らせることによ
りＮＣテープの補正作業を完了する。

パンチャーによって出力された補正テープのみでは補正
値の正誤を確認することが出来ないため、出力回路１７
を介しプリンター１８によって補正値一覧表として出力
する。

以上によりＮＣテープの工具補正に伴う一連の作業を終
了するものである。

ＮＣ機械の段取替え作業において、ツール交換に伴うＮ
Ｃテープの補正作業は必要不可欠であり、本作業は現在
上記のようにマイコン装置を用い計測データを基に直接
ＮＣ補正テープとして自動出力を可能にしているが１段
取替え時のツールに関する準備作業全般を見ると、ツー
ル探し、ツールリストの作成、その他改善を要する作業
が多く、新規な機器の開発が強く望まれていたところで
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述せる工具補正値出力装置は、　ＮＣ機械のＮＣテー
プを補正するのにはきわめて便利であるが、工具を集中
的に管理するためにはまだ多くの問題点が残されている
。

すなわち、ツールの段取替え時にはツールの探索、取り
出しから始まりツールホルダーへの刃物のセット、ツー
ルプリセツタ−での寸法計測、ツール補正値の算出、ツ
ールリストの作成等多くの作業を必要とするが、これら
は何れも内設取り作業であるため突発の機械故障、ある
いは工程変更を余儀無くされた場合に、迅速な対応が困
難でありツール準備が完了するまでの間、ＮＣ機械の稼
働１率の低下を招くことになる。

本発明の目的は、ツールを体系的に整備してコード化し
、かつアドレスを設定して置き場所を固定し、ツールの
探索、取り出し、ツールホルダーへの刃物のセット、ツ
ールプリセツタ−での寸法計測、ツール補正値の算出、
ツールリストの作成等、一連の作業をすべて外段取り化
してツールを所定のアドレスに管理すると共に、これら
ツールに関する諸情報をすべてコンピュータにより一括
集中管理し、必要な時に直ちにこれらの情報を出力する
ことの出来るツール集中管理装置を提供するものである
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のツール集中管理装置は、　ａ）ツールプリセツ
タ−により計測したツールの長さ、直径の実測値をＣＰ
Ｕに出力する計測装置と、　ｂ）前もってＮＣテープ作
成時に仮設定したツールの長さ、直径の設定値と上記計
測装置より入力した実測値との差異を演算する演算装置
と、　ｃ）この演算結果を記憶する記憶装置と、ｄ）こ
の記憶内容の確認を行なうための表示装置と、　ｅ）ツ
ールに関する諸データの入出力、呼び出しを行なうため
の入出力機器と。

ｆ）演算結果をツール補正値データとしてＮＣ工作機械
に入力し得るＮＣテープを出力するパンチャーと、ｇ）
記憶内容を出力するプリンターと、ｈ）ＮＣ機械での製
品加工中にツール補正値データの修正を行った場合に、
これを修正後のツール補正値ＮＣテープに置換するため
のＮＣテープパンチャーと、ｉ）この修正ＮＣテープを
最適ツール補正値としてＣＰＵに再入力するためのＮＣ
テープリーダーとを有し。

識別用に設けたツール形状コード、整理用に設定したア
ドレスコードを定め、ツールの長さ、直径寸法をツール
プリセツタ−で実測後、所定の番地式工具棚またはマガ
ジン式ツール管理機の所定のアドレスに収納したプリセ
ット済みツールの実測値をツールプリセツタ−備付けの
計測装置よりＩＯボード３３が受取り、前もって仮設定
して入力済みのツール設定値との差異をツール補正値と
してＣＰＵが演算し、これとは別に入出力装置を用いて
入力済みのツール情報と合せてＣＰＵにて一括管理して
おき、ツール準備要求発生に対応してツール直径および
長さ補正用ＮＣテープと他のツール情報とをデータリス
トの形で出力し、　ＮＣ機械での製品加工中に生じた当
初のツール集中管理装置より出力した理論上のツール補
正値に基づく加工寸法と実加工時の加工寸法との間に生
じるずれを無くすべく実機械での加工条件を加味した最
適ツール補正値に修正した時に、この値をＮＣテープパ
ンチャーによりＮＣテープとして出力し、これをツール
集中管理システムのＮＣテープリーダーに読込ませて、
常時ＣｕＰのツール補正値を最適値として登録するよう
にしたものである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。

第４図はツール集中管理システムの概要図、第７図はア
イテム別ツールデータの入力フォーマットで、第８図は
ツールコードデータの入力フォーマットであり、何れも
プログラマ−が作成し呈具室員がタイプライタ−によっ
てＣＰＵ２７に入力しＲＡＭ３６に記憶させるものであ
る。

この入力データを第９図のツール補正値データリスト、
第１０図のツールコードリスト、第１１図のツール種類
別リスト、第１２図のツールコード図番リストなど４種
類のリストとして出力するものである。

これらのリストの利用目的、利用者等について詳細に説
明する。

まず第９図のツール補正値データリストにはアドレス、
ツール補正値、および刃具寿命等が記載されており、刃
具寿命は製品を加工するときに加工員に知らせるもので
、アドレス、ツール補正値は工具室員がプリセット済み
ツールを番地式ツール棚より払出しする時に利用するも
のである。

第１０図のツールコードリストでは、集約ツールコード
の内訳、集約ツールコードの干渉のチェック、ツールの
行先、ツールのセツティング長さ。

および直径の確認等を工具室員がツールプリセットを行
うときに利用するものである。

第１１図のツール種類別リストは、全保有ツールの一覧
表でプログラマ−がツールレイアウトを作成する時に利
用するものである。

第１２図のツールコード図番リストは、切削条件変更の
とき、あるいはツール購入量の目安をたてるのに利用す
るものである。

つぎに機器の構成を第４図で説明する。

ツールプリセツタ−１２により計測したツールの長さ、
直径の実測値を、ＣＰＵ　２７　（第４図図示中央左辺
）に出力する計測装置１１．ＮＣテープ作成者が前もっ
て仮設定した設定値と計測装置１１より入力した実測値
との差異を演算する演算装置２８、演算結果を記憶する
記憶装置１９、記憶内容の表示を行なうための表示装置
２０、諸データの入出力、呼出しを行なう入出力機器２
１、ツール補正値をＮＣテープとして出力するパンチャ
ー２２、記憶内容を出力するプリンター２３及び使用済
みツールの最適補正値ＮＣテープ３１を出力するパンチ
ャー３０と、この値をＣＰＵ２７に゛入力するテープリ
ーダー３２とから構成されている。

以上の構成により次に作用効果を説明する。

（１）ツール体系整備、コードの設定 １、ツール体系の整備１００とツールコードの設定１０
１ 保有している各種対象ツールのすべてを、分解品の単位
（ホルダー、ドリルソケット、タッパ−、タップコレッ
ト、刃物等の単位）で型式別、サイズ別に全て体系的に
分類整備し、これらすべてに単一コード（例、ＡＯＩ、
ＡＯ２・・・、ＢＯＩ、ＢＯ２・・・）を設定し１個の
ツールホルダー（加工に供試する通常のツールホルダー
、単一ツールの組合せたもの）のツールコード（集約コ
ード例、　５１２３１）は、これら分解品の単一コード
の組合せにより設定する。　　　−これは刃物の種類と
工具長、工具直径のみでツールコードを設定したのでは
、ツールとワークならびに治具との干渉のチェックが出
来ないからである。

第５図に示すように（ａ）例、（ｂ）例ともに同一刃物
で同一工具長、同一工具直径を有している。

すなわち、第５図の（ａ）ではドリルの直径は２０＋ｓ
ｍでホルダーＡ３１．ドリルソケットＢ０２゜ドリルＥ
２１５を組合せたもので基準面３４からドリル先端まで
の長さは３４５ｍ＋ｓである。

一方、第５図の（ｂ）例では、ドリルの直径は２０ｍｍ
でホルダーＡ２２．ドリルソケットＢ０５゜ドリルＥ２
１５を組合せたもので基準面３４からドリル先端までの
長さは３４５ｍｍである。

つまり（ａ）（ｂ）どちらもドリル直径は２０ＩＩ１１
．長さは３４５龍であるが、（ａ）例の場合は干渉せず
、（ｂ）例の場合は干渉するということが発生する。

このように分解品の単位で単一コードを設定しておき、
これらの組合せによりツールコードを設定する本方法は
ツールホルダーの製品ならびに治具との干渉チェックに
多大の効果がある。

２、アドレスコードの設定１０２と保管場所の固定１０
３ 番地式工具棚２４の全ての棚にアドレスを設定し、各種
ツールの保管場所を全て固定する。

〔■〕新規ツールプリセツティング作業１０４１゜ツー
ル情報のｃｐｕ事前登録１０５１）アイテム別ツールデ
ータ表の作成と登録第７図に示すアイテム別ツールデー
タを、入出力機器２１により入力し記憶装置１９に登録
保管する。

２）ツールコードデータの作成と登録 各ツールコードに対応するツール名称、ツール組合せ、
材質、アドレス、長さ指令、直径指令等を入出力機器２
１により入力し記憶装置１９に登録保管する。

２、ツールプリセツタ−でのツール長さ、直径の計測 ツールは全てツールプリセツタ−１２にセットし長さと
直径を実測し、この値を計測装置１１を通じ直接ＣＰＵ
２７に取込む演算装置２８はこのデータを基に式（１）
　（２）の補正演算を行ない、この結果を記憶装置１９
に保管する。

長さ補正値＝実測値−ａ、　　・・・・・・・（１）直
径補正値＝（実測値−ｄ、）／２・・・・・（２）も、
ｄ、はＮＣテープ作成者がＮＣテープ製作上設定した値
でキー操作により変更可能である。

尚、プリセット済みのツールは現品にマジック又は刻印
等でツールコード、アドレスコードを記入し番地式工具
棚２４の所定のアドレスに収納しておく。

（ｍ）プリセット済みツールの準備作業１０６特定アイ
テムについてのツール準備要求１０７発生時には、ツー
ル集中管理装置の入出力機器２１のキー操作により装置
内では記憶保管している事前登録済みのツール補正値デ
ータと、ツール情報データ群の中より関係のあるデータ
を選び出し、ドツキングさせることによりツール補正値
ＮＣテープ２５ならびに第９図のツール補正値データリ
スト２６を自動出力する。

なお、この他にも記憶内容の確認の意味から第１０図、
第１１図、第１２図に示すツールコードリスト、ツール
種類別リスト、ツールコード図番リスト、等の出力も可
能となっている。

第１０図のツールコードリストは、プリセット済みツー
ルの持ち出し先が一目で判るように機械Ｎｏ（ＭＣＮｏ
）が印字されるようになっている。

このＭＣＮｏが０の場合は番地式ツール棚２４にツール
が保管されていることを意味し、又ＮＣＮ。

が５の場合は第５号のＮＣ機械に持ち出されていること
を意味する。

又、第１２図のツールコード図番リストは同一ツールを
共用可能なアイテム図面番号が一目で判るようになって
いる。これはツールを極力共用することにより絶対ツー
ル本数を削減することを目的としている。

工具室の作業者は、この自動出力したツール補正値デー
タリスト２６のアドレスを参照して番地式工具棚２４の
所定のアドレスより所望のツールホルダー１を取り出す
のみで済む。

このツール補正値データリスト２６は、第９図に示すよ
うに予め入力しておいた刃具寿命個数、刃物の材質等も
同時出力されるようになっている。

一方、　ＮＣ機械の作業者は、このツール補正値データ
リスト２６と同時に出力したツール補正値ＮＣテープ２
５をＮＣ装置のテープリーダーによって読み取らせるこ
とによりＮＣテープ情報のツール寸法設定値を実測値に
自動置換するものである。

理論的には上記の考えで良い訳であるが、実際には加工
時の諸条件に合わせて、ＮＣ機械の作業者がＮＣ装置の
ＣＲＴを用いてツール補正値の修正を余儀無くされてい
る場合が多い。

これを第６図においてツール直径補正の場合を例にとり
順を追って説明する。

Ｃ１は仕上形状を示し、Ｃ２は素材形状を示す。

またＣ３はツールプリセツタ−１２の計測装置１１で測
定した直径の実測値の１７２を加算した軌跡を示し、Ｃ
４，Ｃ５は加工時ｉこ被削材質、刃物の切れ味、剛性、
摩耗などによって理論的補正値Ｃ３ではＣ５のような削
り過ぎ、あるいはＣ４のような削り不足を生じるために
仕上形状Ｃ１に合わせるためにΔｄｚｔΔｄ８の加減を
必要とする。

第６図（ａ）は素材形状と仕上形状の関係を示す。

第６図（ｂ）はツールプリセット作業に先行して行なう
加工用ＮＣテープ作成時の刃物（この場合はカッターで
Φｄ寸法）の軌跡を示す、（この場合はΦｄ＝ｏつまり
Ｃ１線でＮＣテープを組む）ツールプリセツタ−を用い
てカッター直径の正確な値を実測した時点において式（
２）の算式に基づき、ツール補正演算を行ない第６図（
０）に示すようにツール補正値ＮＣテープを作成する。

ここでＮＣ機械加工を行なうが、実際の加工時点には被
削材質の違い、刃物の切れ味、剛性、摩耗等加工時の諸
条件の影響により、第６図（ｄ）に示すように当初の理
論的ツール補正値に基づく加工寸法と実加工時の加工寸
法との間にずれ（削り不足又は削り過ぎとなる）を生じ
ることがある。

この場合ＮＣ機械の作業者は止むなく、ＮＣ装置のＣＲ
Ｔを用いて （イ）の場合はＣ４が０１に一致するようにΦｄ／２−
Δｄ１の補正を行なう （ロ）の場合はＣ５がＣＩに一致するようにΦｄ／２＋
Δｄ２の補正を行なう このようにツール補正値を変更することにより第６図（
ｅ）のように最適カッター軌跡にする。

このように修正された最適ツール補正値を第４図に示す
■〜■の経路を経て直接ツール集中管理装置にフィード
バックして入力することが出来る。

つまり、最適ツール補正値をパンチャー３０により使用
済みツールの最適補正値ＮＣテープ３１として出力し、
テープリーダー３２を介してＣＰＵ　２７に入力する。

この使用済みツールの最適補正値ＮＣテープ３１と演算
装置２８から■を経由してパンチャー２２から出力され
た最適補正値ＮＣテープ２９の数値はともに同一である
。

このようにしておくことにより、次回加工時には■、■
のルートを用いて、即最適補正値ＮＣテープ２９を出力
してのツール補正が可能となる。

もし、本機能がない場合には加工済みのツールは加工時
にカッターの刃先が摩耗し、直径Φｄが変化している心
配があるため番地式ツール棚に戻す前にツールプリセツ
タ−で再度ツール直径を再計測する必要が生じる。

このように第６図で示すツール補正値の最適化と更新′
機能が本発明の最も大きな特徴である。

当初に出力した理論的なツール補正値が実際の加工段階
において補正値の変更が必要になった場合には、ＣＰＵ
が記憶している理論的ツール補正値と、補正したツール
補正値とが一致しなくなる。

従って、このツール補正値の最適化と更新機能がなけれ
ば、使用済みツールを再度ツールプリセツタ−で実測し
て、その値をＣＰＵに再入力する必要が生じることにな
る。

ところがこの実測値もまた理論値であるため。

正確な加工寸法を得ることはできない。

つまり、ツール棚に保管されている使用済みツールの実
寸法に第６図のΔｄ１またはΔｄ、を加味した寸法をＣ
ＰＵに記憶させるようにしたものである。

本実施例ではツールホルダー１の管理手段に重点をおい
て説明したが、これに限定されるものではなく１名称と
アドレスを体系づけて入力しておくことにより、あらゆ
る機械のツールホルダー、刃具、段取具、治具、ゲージ
、あるいは測定具等の管理にも本発明の装置を適用する
ことができる。

〔発明の効果〕

本発明のツール集中管理装置は、以下に記す多くの優れ
た効果を有するものである。

１、即使用状態にあるプリセット済みツールと、これら
に関するツール情報ならびにツール補正値ＮＣテープ２
５を入出力機器２１のキーボタン操作で即刻取り出すこ
とができる。　従って（１）ツール探し等のツール準備
（段取）時間を大幅に短縮し得る。

（２）工程変更にも迅速に対応することが出来る。

２、同一ツールコードのツールを多種類のアイテムに容
易に共用できるのでツールの重複を避けることが出来、
保有ツールの本数を削減し得る。

３、番地式１具柵あるいはマガジン式１具管理機に保管
しているプリセット済みツールの有無をＣＲＴディスプ
レイで即刻判別し得る。

４、ツールプリセツタ−で読み取った実測値が直ちにＣ
ＰＵに入力され、これを基にツール補正値が算出される
のでプリセット時の寸法読み取りミスによる不良発生を
防止し得る。

又１品質と信頼性の向上によりＮＣ機械でのシングルブ
ロック加工（１ブロツクづつ動作及び干渉をチェックし
ながら行なう加工）が不要となる。

５、ツールコードの設定はツールの組合せ内容別に行な
っているのでツールの組合せ不良に起因する機械、治具
等との干渉を防止し得る。

６、　　Ｆ　Ｍ　Ｓ　（Ｆｌａｘｉｂｌａ　　Ｍａｎｕ
ｆａｃｔｕｒｉｎｇ　　Ｓｙｓｔｅｍ）採用に当っては
ツールの事前準備の如何が非常に重要なウェイトを占め
るが、本発明のツール集中管理装置は、この工具管理と
いう面で最大の効果を発揮し得るもので工業的に顕著な
効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はツールホルダーに刃物をセットした状態の側面
図、第２図はツールプリセツタ−の正面図、第３図は従
来品のマイコン装置の概要図、第４図は本発明のツール
集中管理システムの概要図、第５図はツールの干渉状況
説明図、第６図はツール補正値の最適化と更新機能の説
明図、第７図はアイテム別ツールデータの入力フォーマ
ット、第８図はツールコードデータの入力フォーマット
。 第９図はツール補正値データリスト、第１０図はツール
コードリスト、第１１図はツール種類別リスト、第１２
図はツールコード図番リストである。 １１：計測装置　１９：記憶装置　２１：入出力機器　
２２：パンチャー　２３ニブリンター　２８二演算装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）ツールプリセッターにより計測したツールの長さ、
   直径の実測値をＣＰＵに出力する計測装置と、ｂ）前も
   つてＮＣテープ作成時に仮設定したツールの長さ、直径
   の設定値と上記計測装置より入力した実測値との差異を
   演算する演算装置と、 ｃ）この演算結果を記憶する記憶装置と、 ｄ）この記憶内容の確認を行なうための表示装置と、ｅ
   ）ツールに関する諸データの入出力、呼出しを行なうた
   めの入出力機器と、 ｆ）演算結果をツール補正値データとしてＮＣ工作機械
   に入力し得るＮＣテープとして出力するパンチャーと、 ｇ）記憶内容を出力するプリンターと、 ｈ）ＮＣ機械での製品加工中にツール補正値データの修
   正を行つた場合に、これを修正後のツール補正値ＮＣテ
   ープに置換するためのＮＣテープパンチャーと、 ｉ）この修正ＮＣテープを最適ツール補正値としてＣＰ
   Ｕに再入力するためのＮＣテープリーダーとを有し、 識別用に設けたツール形状コード、整理用に設定したア
   ドレスコードを定め、ツールの長さ、直径寸法をツール
   プリセッターで実測後、所定の番地式工具棚またはマガ
   ジン式ツール管理機の所定のアドレスに収納したプリセ
   ット済みツールの実測値をツールプリセッター備付けの
   計測装置よりＩＯボード３３が受取り、前もつて仮設定
   して入力済みのツール設定値との差異をツール補正値と
   してＣＰＵが演算し、これとは別に入出力装置を用いて
   入力済みのツール情報と合せてＣＰＵにて一括集中管理
   しておき、ツール準備要求発生に対応して、ツール直径
   および長さ補正用ＮＣテープと他のツール情報とをデー
   タリストの形で出力し、ＮＣ機械での製品加工中に生じ
   た当初のツール集中管理装置より出力した理論上のツー
   ル補正値に基づく加工寸法と実加工時の加工寸法との間
   に生じるずれを無くすべく実機械での加工条件を加味し
   た最適ツール補正値に修正した時に、この値をＮＣテー
   プパンチャーによりＮＣテープとして出力し、これをツ
   ール集中管理システムのＮＣテープリーダーに読込ませ
   て、常時ＣＰＵのツール補正値を最適値として登録する
   ようにしたことを特徴とするツール集中管理装置。