JPS6167108A - Ｆａシステムにおける工具管理方法 - 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 本発明はファクトリー・オートメイション・システム（
ＦＡシステム）における工具管理方法に係り、特にプロ
セッサ内蔵のＮＣ装置と該ＮＣ装置により制御される工
作機械とを少なくとも含む加工セルと、少なくとも１つ
の加工セルを制御するセルコントローラと、複数の工具
を収容すると共にこれらの工具の工具データを管理する
工具室と、生産スケジュールに従って各加工セルの運転
制御を行う中央管理システムを有するＦＡシステムにお
ける工具管理方法に関する。

〈従来技術〉 資材の価格や人件費の上昇及び大量生産から多種小量生
産への移行という状況においては、より高い効率をもた
らす生産システムが要求される。

このため、数値制御工作機械やロボ、シトを含む加工セ
ルを多数設けると共に、自動倉庫や無人搬送車などを含
む物流システムを設け、これら加工セルや物流システム
を中央管理システムが生産スケジュールに従、て運転制
１ｉｌｌｌ　（ス”　’；　、＋−＋Ｌ運転、物流制御
）するＦＡシステムが脚光を浴びている。

かかる従来のＦＡシステムは一般に、プロセッサ内蔵の
ＮＣ装置と該ＮＣ装置により制御される工作機域とロボ
ットとロボット制御装置とを含む多数の加工セルと、後
述する中央管理システムと加工セル間のデータ授受制御
を行うと共に、少なくとも１つの加工セルを制御する七
ルコ、トローラと、複数の工具を収容すると共にこれら
の工具の工具データを管理する工具室と、自動倉庫と無
人搬送車と物流コントロールコンピュータを有する物流
システムと、生産スケジュールに従って各加工セルの運
転制御、物流制御を行う中央管理システムと、これらを
相互に通信可能に接続するローカル・エリア・ネットワ
ーク　（ＬＡＮという）により構成されている。

そして、全工具の工具データ（たとえば、工具番号、工
具径補正値、工具長補正値、工具寿命情報、工具収容位
置情報）は中央管理システムのコンピュータにより一括
管理されている。すなわち、新たな工具を工へ室に収容
する毎に工具室の計測器で工具径補正値や工具長補正値
を測定し、しかる後これらデータを工具番号と共に中央
管理システムにアップロードし、これにより中央管理シ
ステムは全工具の工具データを記憶すると共に、生産ス
ケジュールに従って各工作機域に収納ずろ工具が変更す
ればその収容位置情報を更新し、更に実際の加工が行わ
れ＼ば加工に関与した工具に応しｔ：工具寿命情報の更
新を行い、又新たな工具が工具室から加工セルに運び込
まれ該加工セルから中央管理システムに該工具の工具デ
ータをダウンけ一ドするように要求があればその都度工
具データを加工セルにダウンロードする。

〈発明が解決しようとしている問題点〉しかし、従来の
ように中央管理システムで一括して全工具の工具データ
を集中管理する方法では、１本の工具が加工セルに搬送
される毎に中央管理システムは所定の工具データをセル
コントローラあるいシよＮＣ装置に転送しなくてはなら
ず、中央管理システムのコンピュータの負荷が増大する
。

そして、かかる傾向は加工セルの数が増加する程顕著に
な外大型のコンピュータが必要になって、システムのコ
スト高の原因になっている。

又、工具寿命管理や工具収容位置管理を行うとすれば工
具の収容状態が変化する毎に及び加工が行われる毎に工
具データを更新しなくてはならず、ますます中央管理シ
ステムのコンピュータの負荷が増大し、負荷を軽減しよ
うとすれば工作機械に密着した制御ができなくなる。

更に、従来のように中央管理システムで全工具の工具デ
ータ管理を行う方法では、中央管理システムに障害が発
生すると全体が停止してしまう。

以上から本発明の目的は、いくつかの加工セル毎に工具
データを分散管理させ、これにより中央管理システムの
コンピュータの負荷を軽減させ、しかも工作機域に密着
した工具データ管理Ｃたとえば工具収容位置管理や工具
寿命管理等）を中央管理システムのコンピュータの負荷
を増加させることな（行うことができ、更には中央管理
システムがダウンしても加工セル単位で加工が可能なＦ
パノス子ムにおける工具管理方法を提供ずろことである
。

又、本発明の別の目的は、中央管理システムが適宜必要
に応じてセルコントローラなどの工具デー々分散管理手
段から工具データを吸い上げることにより全工具の工具
ファイルを作成し、これを記憶できるＦＡシステムにお
ける工具管理方法を提供することである。

本発明の更に別の目的は、生産スケジュールと工具ファ
イルを考慮して、工具差換指示情報を出力でき、該工具
差換指示情報に基づいて工作機域に収納されろ工具を入
れ替えることができるＦＡノステムにおける工具管理方
法を提供することである。

く問題点を解決するための手段〉 本発明の工具管理方法は、プロセッサ内蔵のＮＣ装置と
該ＮＣ装置により制御される工作機域を少なくとも含む
加工セルと、少なくとも１つの加工セルを制御するセル
コントローラと、複数の工具を収容すると共にこれら工
具の工具データを管理する工具室と、生産スケジュール
に従って的記加エセルの運転制御を行う中央管理システ
ムとによりＦＡフンテムを構成すると共に、各セルコン
トローラあるいはＮＣ装置に、これらセルコントローラ
あるいはＮＣ装置に対応する加工セルに搬入されている
工具の工具データ（たとえば、工具番号と工具補正値と
工具寿命データと工具の収容位置を示す収容位置データ
）を分散管理させることにより構成される。

く作用〉 セルコントローラあるいはＮＣ装置に、これらセルコン
トローラあるいはＮＣ装置に対応する加工セルに搬入さ
れている工具の工具データ　（たとえば、工具番号、工
具補正値、工具寿命データ、工具収容位置データ）を分
散管理させろ。

中央管理システムは各セルコントローラあるいはＮＣ装
置及び工具室から必要に応じて工具データを受信して全
工具の工具データから成る工具ファイルを作成、記憶す
る。

そして、中央管理システムは生産スゲジュールに従−１
て上ｒ１機織毎に（使用ずへき工具を求め、前記工具フ
ァイルを考慮して前記求めた使用すべき工具のうち工作
機域に装着されていない工具の工具番号と、該工具を収
容すべき位置を示すマガジノ番号及びポット番号と、該
収容位置に収容されている旧工具番号を求め、これらを
工具差換指示情報として出力し、該工具差換指示情報に
基づいて各マガジンの各ポットに所定の工具を装着させ
ろと共に、該工具の工具データをセルコントロー→ある
いはＮＣ装置に登録し、工具データを分散管理させろ。

〈実施例〉 第１図は本発明にかかるＦＡシステムの全体プロ、り図
てあり、１０１は中央管理システム、１０２（よｌｊ−
カル・エリア・ネットワーク　（ＬＡＮＩ、１０３１よ
工具室、１０４ａ、１０４ｂ、−−＝１０４ｃｌよセル
フントローラ、１０５　ａ、　　１０５ｂ１　・・・　
１０５Ｃはそれぞれ加工セル、１０６ｔよ工具搬送車で
ある。

中央管理システム１０１はコンビューク１０１ａ１カラ
ーディスプレイ装置１０　ｌ　ｂ、キーボードｌ　Ｑ　
１　ｃ、フロッピーディスク装置１０１ｄ。

大容量の磁気ディスク装置１０１ｅを有している。

中央管理システムは１０１は図示しないホスト装置から
生産スケジュール、その他のデータを受信すると共に、
該生産スケジュールに従って加工セルを運転制御する。

又、中央管理システム１゜１は適宜セルコントローラや
工具室などから各工具の工具データを吸い上げ、これら
を工具ファイルとして磁気ディスク７を置１０１ａに記
憶し、生産スケジュールと工具ファイルに基づいて後述
する工具差換指示リスト％作成出力する。

工具室１０３には、多数の工具を収容する工具倉ｆｆｉ
　ｌ　０３　ａと、工具の寸法（工具径、工具長等）を
測定する測定器１０３ｂと、ディスプレイ装置１０３Ｃ
と、キーボード１０３ｄと、プリンタ１０３ｅと、少な
くとも工具倉庫に保管されている工具の工具データを管
理すると共に、該工具データをプリンタをしてプリント
出力させるコンピュータ　（セルコントローラ）１０３
ｆを有している。

Ｉニル−＋ノＩ・ｒ＋−’ｐ１０４ｎ、１０４）、−−
−−＋０４ｃはそれぞれ少な（とも１つの加工セルに対
応して１台配設されており、ローカル・エリア・ネット
ワーク１０２と共同して各加工セルと中央管理システム
１０１間のデータ授受制御を行うと共に、接続されてい
る加工セルに搬入されている全工具の工具データを分散
管理する。尚、セルコツトローラ１０４ａには、３台の
加工セル１０５ａが接続され、セルコントローラ１０４
ｂには３台の加工セル１０５ｂが接続され、セルコント
ローラ１０４ｃには２台のセルコントローラ１０５ｃが
接続されている。

各加工セルは少なくともマンニングセンタなどの工作機
械ＭＴと、該工作機械を数値制園するＮＣ装置ＣＮＣと
を有している。尚、加工セルはその他図示しないがロボ
ットとロボット制御装置を有する場合が普通である。

第２図は本発明の工具管理方法を含むＦＡシステムの動
作説明図である。

ｆａｌ　　さて、図示しないホスト装置から生産スケジ
ュールが中央管理システム１０１に入力されろと、該中
央管理システム１０１のコンピユータ１０１ａは該生産
スケジュールと磁気ディスク装置１０１ｄに記憶しであ
る工具ファイルに基づいて工具差換指示リストをブリン
ク１０１Ｃをしてプリント出力する。すなオ〕ち、中央
管理システム１０１は生産スケジュールに従って工作機
械毎に使用すべき工具を求めてツーリングリストを生成
し、前記工具ファイルとツーリングリストを考慮して工
作機械に装着されていない工具の工具番号と、該工具を
収容すべき位置を示すマガジン番号及びポット番号と、
該収容位置に収容されている旧工具番号を求め、これら
を工具差換指示情報として出力する。

第３図は工具差換指示情報をリストとして打ち出した工
具差換指示リストの一例であり、第１４１４には交換本
数が、第２１）４には工具を収納すべきマガジンのマガ
ジンＮＯ０が、第３４１４には該マガジンのどのポット
に工具を収納するかを示すポット番号が、１Ｗ４１）に
は該マガジンの該ポンドに収納＼Ｊ’ｌ　’（いｙ、、
　ｌｌ’ｌ　＋只の１貝番号が、第５１）１！には該マ
ガジンの該ボッＩ・に収納される新工具の工具番号が印
刷される。

尚、中央管理システム１０１のコンピユータ１０１ｎは
上記工具差換指示リスト作成に先立って、各セルコント
ローラ１０４ａ、１０４ｂ、　　・・・１０４ｃ及び工
具室１０３から最新の工具データを吸い上げて、磁気デ
ィスク装置１０１ｅに全工具の工具データより成る工具
ファイルを記憶しているものとする。

第４図は工具ファイルの概略説明図であり、工具データ
は工具番号（ＴＯＬ−Ｎｏ、と追番）と、工具収容位置
を示す工具収容位置データ（マガジンＮＯ，、ポットＮ
ｏ、）と、補正番号（ＨｌＤ。

Ｒにっづ（数値）と工具補正値（工具長、工具径、刀先
Ｒ））と、工具寿命データ（寿命使用時間、実際の使用
時間、寿命がきているかどうかを示す寿命フラグ）と、
該当工具が主軸に装着されているかを示す主軸フラグと
、該当工具が待機ポットに待機しているかどうかを示す
待機ポットフラグ等を含んでいる、。

ｆｂ）　　以上により、工具差換指示リストがブリット
されれば、オペレータは該リストを参照して各マガジン
の各ポットから不用な工具を脱脚し、代わって該ポット
に所定の工具を装着する。

（ｃｌ　　ついで、工具差換指示リストと別にブリ。

ドアウドされている工具ファイルリストを参照して前記
装着した工具の工具データをセルフノドローラ対応に設
けた図示しないキーボードから該セルコントローラに登
録する。たとえば、第２図に示す工具差換指示リストの
第１番目の工具の交換に際しては、オペレータはマガジ
ン１０５の２６番目ノホッ）カラ旧工Ｑ”　Ｔ２０２０
−０１”　ヲ抜き取り、代わって新工具”　Ｔ　ｌ　２
００−０１　”を収納する。しかる後、新工具を収納し
た工作機織を制御するセルコントローラに対応して設け
られているキーボードから工具番号’Ｔ１２００−０１
’　、マガジンＮｏ、　”　１０５”　、ボッｌ一番号
”２６″を入力すると共に、工具ファイルリストを参照
して該工具番号”Ｔ１２００−０１”を有すろ「只の工
具補正データ、工具寿命データ、主軸７ラゲ、待機７ラ
ゲデークを得、これらを該キーボードから入力し、セル
コントローラに登録する。

（ｄｌ　　以後、差換指示リストが指示する全工具の差
換が終了する迄ステップｆｂｌ〜（ｃｌの処理を繰り返
す。尚、以上の差換処理によりセルコントローラのメモ
リには、接続されている全加工セルに収納された全工具
の工具データが記憶されることになる。

ｔｅｌ　　以上により、工具の差換処理が終了すれば、
中央管理システム１０１は生産スケジュールに基づいて
ＬＡＮ　１０２及びセルコントローラを介して各加工セ
ル及び物流コントロールシステムに所定の伝送フォーマ
ントで制御コマンド及びデータを伝送する（ダウンロー
ド）。すなわち、図示しない物流コノトロールシステム
には所定の加工セルへワークを搬送することを指示し、
又所定のＮＣ装置、ロボット制御装置に加ニブログラム
、ロボット制御データを送り出す。以上により、ワーク
の搬送が行われ、又予め定められているプロトフルに従
って所定の加エゴロゲラム、ロボット制御データがＬＡ
Ｎ　１０３を介して各加工セルのＮＣ装ＷＩＣＮＣ、ロ
ボット制御装置に転送きれる。

（０ワークの搬送が終了すれば物流コントロールシステ
ムの物流コントロールコンピュータは中央管理システム
１０１へ搬送完了を報告し、又各加工セルは加ニブログ
ラム、ロボット制御データの受信を終了すれば同様に加
ニブログラムの受信完了を中央管理システム１０１にア
ップロードする。

（ｇｌ　　以上により加工の準備が整えば、中央管理シ
ステム１０１は各加工セルへ運転開始を指示し、加工セ
ルによる機械加工が行われる。

（ｈｌ　　各加工セルのＮＣ装置ＣＮＣは加ニブログラ
ムに基づいて１ブロツクづつ通常の数値制御処理を行う
。

［ｉｌ　　そして、ＮＣデータが工具交換指令１口口口
口（口・・口は工具番号）であればＮＣ装置は該工具番
号をセルコントローラに入力する。

ｌｊｌ　　セルコントローラは内蔵のメモリに記憶され
ている工具デークリストから該入力された工具番号を有
する工具が収納されているポット番号を読み取り、該ポ
ット番号を工作機械に入力する。

＋に＋　　工作機ｈｉｔよ入力されたボット番号が指示
するポットから工具を抜きとって、該工具を待機ポット
に収納し、しかる後セルコントローラへ待機動作完了を
通知する。これにより、セルコントローラは的記工具番
号を有する工具データの待機フラグを′°１°°にする
。以後ＮＣプログラムに基づいて通常の数値制御が継続
される。

ｈｌ　　一方、ステップ（１）の判別においてＮＣデー
タがＴロロロロでなければ、該、Ｎ　Ｃデータが工具交
換を指示する命令”ＭＯ６ＨΔΔＤΔΔ”であるかどう
かをチェックし、ＭＯＳを含んでいなければ通常の数値
制御を続行する。

（ｎ）シかし、ＮＣデータがＭＯＳを含へでいれば、Ｎ
Ｃ装置は工作機械をして待機ポットに収納されている工
具を主軸に装着させ、工作機械は装着完了をセルコント
ローラに通知する。装着完了がセルコントローラに通知
されると、該七ルコントローラは旧工具の主軸フラグを
”θ″にし、かつ新工具の主軸フラグをｎ１′、待機フ
ラグを“ＯＩ′にする。

（ｐｌ　　又、ＮＣ装置はアルファベットＤ及びＨに続
（補正番号をセルコントローラに入力し、該セルコント
ローラから該補正番号が指示する新工具の工具長補正値
と工具径補正値をアンサーバ・・ツクしてもらい、以後
該補正値に基づいて工具補正処理を行う。

（ｑ）　　更に、セルコントローラは’ＭＯ６７発生後
の時間を計時し、次の”ＭＯ６″発生によ９該計時時間
を開用時間に加算し、寿命使用時間ＴＬと実際の使用時
間ＴＡとを比較し、ＴＡ≧ＴＬであれば寿命フラグを１
″にする。

（ｒｌ　　以後、同様な処理が繰り返され、機械加工が
終了すれば（ＮＣデータがＭＯ２、またはＭ２Ｏであれ
ば）、ＮＣ装置はその旨をセルコントローラ、ＬＡＮ　
１０２を介して中央管理システム１０１に通知し、以後
中央管理システムは生産スケジュールに従って前記と同
様な処理を行ない、最終的に生産スｌｒレー、−ルに応
じた機織加工を自動的に行うことになる。

尚、以上の説明てはセルコントローラに工具データを分
散管理させろ場合であるが、工作ｉ械に装着されている
全工具の工具データをＮＣ＠置に管理させるように構成
し、あるいはセルコントローラとＮＣ装置による工具管
理を併用するように構成することもできる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、セルコントローラ
あるいはＮＣ装置に、これらセルコントローラあるいは
ＮＣ装置に対応する加工セルに搬入されている工具の工
具データ（たとえば、工具番号、工具補正値、工具寿命
データ、工具収容位置データ）ｉｅ分散管理させるよう
に構成し、しかも適宜中央管理システムをして各セルコ
ントローラあるいはＮＣ１）Ｂｉ及び工具室から工具デ
ータを読み取らせ、これにより全工具の工具データから
成る工具ファイルを内蔵のメモリに記憶させ、更に生産
スケジュール及び工具ファイルを考慮した工具差換ＩＦ
’ｌ示情報全情報させ、該工具差換指示情報に基づいて
各マガジンの各ポットに所定の工具を装着させるように
構成したから、中央管理システムのコンピュータの負荷
を軽減させ、しかも工作４Ｊ憾に密着した工具データ管
理（たとえば工具収容位置管理や工具寿命管理等）を中
央管理システムのコンビ二一夕の負荷を増加させること
なく行うことができ、更には中央管理システムがダウン
しても加工セル単位で加工を行うことができた。

又、本発明によれば中央管理システムが適宜必要に応じ
てセルコントローラなどの工具データ分散管理手段から
工具データを吸い上げることにより全工具の工具ファイ
ルを作成し、生産スケジュールとこの工具ファイルを考
慮して、工具差換指示情報を出力でき、該工具差換指示
情報に基づいて工作機械に収納される工具を容易に入れ
替えさせろことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したＦＡンステムのシステムブロ
ック図、第２図は本発明の処理の流れ図、第３図は工具
差換（Ｈ示すストの説明図、第４図は工具７ア（／Ｌリ
ストの概略説明図である。 １０１・・中央管理システム、１０２・・ＬＡＮ１０３
−−工具室、１０４ａ、１０４ｂ、１０４Ｃ゛セルコン
トローラ、１０５　ａ、　　１０５　ｂ。 １０５ｃ・・加工セル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）プロセッサ内蔵のＮＣ装置と該ＮＣ装置により制
   御される工作機械を少なくとも含む加工セルと、少なく
   とも１つの加工セルを制御するセルコントローラと、複
   数の工具を収容すると共にこれら工具の工具データを管
   理する工具室と、生産スケジュールに従って前記加工セ
   ルの運転制御を行う中央管理システムとを有するＦＡシ
   ステムにおける工具管理方法において、セルコントロー
   ラあるいはＮＣ装置に、これらセルコントローラあるい
   はＮＣ装置に対応する加工セルに搬入されている工具の
   工具データを分散管理させることを特徴とするＦＡシス
   テムにおける工具管理方法。
2. （２）前記工具データは、工具番号と、工具補正値と、
   工具寿命データと、工具の収容位置を示す収容位置デー
   タを含むことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載のＦＡシステムにおける工具管理方法。
3. （３）中央管理システムは、各セルコントローラ及び工
   具室から必要に応じて工具データを受信して工具ファイ
   ルを作成、記憶することを特徴とする特許請求の範囲第
   （２）項記載のＦＡシステムにおける工具管理方法。
4. （４）中央管理システムは生産スケジュールに従って工
   作機械毎に使用すべき工具を求め、前記工具ファイルを
   考慮して前記求めた使用すべき工具のうち工作機械に装
   着されていない工具の工具番号と、該工具を収容すべき
   位置を示すマガジン番号及びポット番号と、該収容位置
   に収容されている旧工具番号を求め、これらを工具差換
   指示情報として出力することを特徴とする特許請求の範
   囲第（３）項記載のＦＡシステムにおける工具管理方法
   。
5. （５）前記工具差換指示情報に基づいて各マガジンの各
   ポットに所定の工具を装着すると共に、該工具の工具デ
   ータを所定のセルコントローラに登録することを特徴と
   する特許請求の範囲第（４）項記載のＦＡシステムにお
   ける工具管理方法。