WO2000012259A1 - Preparation de base de donnees d'informations sur un outillage de machine d'usinage a commande numerique et dispositif associe de gestion d'outillage - Google Patents

Description

明 細 書

N C加工における工具情報デ一夕ベースの作成及びこの工具情報データベース を利用した工具管理システム 技術分野

本発明は、 N C加工における工具情報データベースの作成及びこの工具情報デ —夕ベースを利用した工具管理システムに関し、 実加工中に、 使用工具の各種情 報、 N C指令情報、 工具補正情報、 主軸負荷情報に関連付けられた実切削データ を蓄積し、 これを切削実績に基づいた工具情報として工具管理部あるいは工具メ 一力へフィードバックすることのできる改良された工具情報データ蓄積方法及び 工具管理システムに関するものである。

本発明において、 工具情報デ一夕ベースは、 単に自己の工作機械の工具管理、 切削条件管理、 切削実績管理に用いるばかりではなく、 工具メーカに対して顧客 が実際にその工具を使用する際の工具使用条件 （切削条件） 、 使用時間 （使用量） を実績情報として提供することができ工具メーカの顧客管理に極めて有用である。 背景技術

数値制御工作機械は、 N Cプログラム入力によって工作機械を自動制御するこ とができ、 更に近年においては、 マイクロプロセッサ技術、 パワーエレク トロニ クス技術、 あるいはソフトウエア技術と組み合わされてコンピュータ数値制御ェ 作機械 （C N C工作機械） として各種の産業分野に広範囲に利用されている。 通常、 N Cプログラムなどの数値制御情報には、 工具割り出し指令、 主軸回転 数指令、 送り速度指令、 移動 ·補間指令、 補助機能指令等の独自情報や加工履歴 が組み込まれ、 加工制御対象である工作機械に適する数値制御情報がその都度 N Cプログラムとして作成されている。

従来における数値制御情報は、 素材デ一夕と最終部品形状が与えられることに よって、 C A D / C AMあるいは自動プログラミングツール等を用いて所望の N Cプログラムとして作成され、 これを実際の工作機械においてシミュレ一シヨン あるいはテストカヅトを繰り返しながら現場にて N Cプログラムの調整 （修正編 集） を行い、 最終的に実加工 N Cプログラムとして工作機械の加工制御に用いら れていた。 N Cプログラムの調整には、 ヅ一ルパスの最適化と切削速度 ·送り速 度 ·切り込み量等工具の切削条件の最適化がある。 このような最適化を行うため にはシミュレーションやテストカツ トを行い、 現場の加工ノウハウを盛り込む必 要がある。 しかしながら従来においては、 このような修正作業はデータベース化 されておらず、 現場の熟練者の手作業による場合がほとんどであった。 特に工具 の切削条件の最適化に至っては近年の熟練技術者の減少と、 工具の性能向上と、 被削材の材質の多様化によって最適化が行われているとは言い難い状況にあった。 また工具メーカ側の立場からすると自社の工具がどのような種類の加工で、 どの ような切削条件で使用されているのか状況がつかみにく くなつていて、 イン夕一 ネッ トを介して最新の情報を比較的早く提供できるようになったとはいえ、 一方 通行の情報提供であるがために個々の利用状況に最適な工具開発、 最適切削条件 情報の提供ができず、 工具メーカにとっても、 工作機械顧客にとっても切削実績 デ一夕の有効利用という点では未だ十分に満足のいくものではなかった。

本発明はこのような従来の課題に鑑みなされたものであり、 その目的は、 自己 の工作機械における切削実績を、 現場作業者のノウハウ （記憶） に頼ることなく、 自動的に使用工具の各種情報、 N C指令情報、 工具補正情報、 主軸負荷情報に関 連付けて蓄積することにある。 そして、 この工具デ一夕ベースは、 工具管理、 切 削条件管理、 切削実績管理として利用可能である。 更に、 これらのデータは工具 メーカに提供することにより工具メーカの顧客管理システムに組み込まれ、 テス ト加工デ一夕の補完 （充実） 、 ニーズ動向及び新たなニーズの抽出、 個々の顧客 に対する木目細かな切削条件 ·切削方法等技術情報提供サービス、 工具の適正在 庫数提案等を可能にする。 発明の開示

以上説明したように、 本発明によれば、 実加工時に作業者の手を煩わせること なく切削実績に基づいた工具情報データべ一スを自動的に蓄積することが可能に なる。 また、 本発明における切削実績に基づく工具情報を工具メーカに提供すること により、 工具メーカからも、 個別の、 あるいは特殊な加工方法 ·加工条件におけ る、 より精密な技術情報を得ることができる。

さらに、 本発明の工具管理システムは、 顧客の工具使用実績と自社の工具種類 別納期を参照に、 工具メーカから適正在庫工具数の算出サービスを提供できる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明に係る工具情報データベースの作成及び加工管理が組み込まれ た数値制御システムの全体構成を示すブロック図である。

図 2は、 本発明に係る工具情報データベースと、 工具管理システムを示すプロ ック図である。

図 3は、 本発明に係るプロテク 卜条件の項目例である。 発明を実施するための最良の形態

以下図面に基づいて、 本発明の実施例を説明する。

図 1には、 本発明に係る工具情報データベース作成方法及び工具メーカへのデ —夕転送方法が適用された数値制御ェ作機械システムの全体構成が示されている。

N Cプログラム作成部 1は、 素材情報と最終加工形状が与えられることにより N Cプログラムを作成する。 このとき N Cプログラム作成部 1は前記入力された 素材情報と最終加工形状に各種のデ一夕ベースから与えられる過去に蓄積された 加工ノウハウデ一夕を加味して所望の N Cプログラムを作成する。 実施例におい てこのデータベースは作業展開データベース 2、 切削条件データベース 3、 工具 データべ—ス 4、 加工履歴データべ一ス 5からなり、 これらの各デ一夕べ一スか ら、 加工現場のノウハウ、 現場スペックその他実際の加工に必要な条件及び使用 する工作機械特有の条件が N Cプログラム作成のために参照デ一夕として N Cプ ログラム作成部 1に供給されている。

以上のようにして作成された N Cプログラム、 及び工具リストは数値制御装置 1 3に送られ、 必要な空運転、 テス トカヅ トあるいはシミュレーションを行い、 図示していない N Cプログラム編集を経て、 数値制御装置 1 3の最終的に現場で 用いられる実加工プログラムとして完成する。

数値制御装置 1 3は工作機械を駆動するために、 N Cプログラム実行部 8、 ェ 具補正部 7、 サ一ボ制御部 1 1、 誤差補正部 1 2を含み、 前記 N Cプログラム及 び工具リストは N Cプログラム実行部 8に入力される。 N Cプログラム実行部 8 は前記各入力デ一夕を用いて適切な送り速度に基づいた補間処理を行いサ一ボ制 御部 1 1にサーボ制御信号を供給し、 適切な送り駆動制御を行うと共に主軸回転 制御も行う。

さらに数値制御装置 1 3は工具補正部 7、 工具情報データベース 9、 データ通 信部 1 0を含む。 本発明において特徴的なことは、 実加工中における実切削デー 夕を使用工具の各種情報、 N C指令情報、 工具補正情報、 主軸付加情報に関連づ けられた工具情報デ一夕として蓄積することにあり、 このために、 前記工具情報 デ—夕ベース ₉には実加工用の各種データベース及び数値制御情報が供給される。 すなわち、 工具情報デ一夕べ一ス 9には N Cプログラム実行部 8から N Cプログ ラムの実行プロック情報がモーダル情報と共に供給され、 これらの情報は N Cプ ログラム情報として工具情報データベース 9に記憶蓄積される。 また、 工具補正 部 7からは工具補正情報が、 サ一ボ制御部 1 1からはサ一ボ制御情報特に主軸負 荷情報が入力され、 工具情報データベース 9にそれぞれ関連付けされて保存され る。 さらに、 工具情報データベース 9には、 工具デ一夕ベース 4から現在使用中 の工具情報が検索して供給され、 さらに図示した実施例においては、 加工履歴デ —夕ベース 5から過去における加工履歴が供給されている。 また、 工具情報デ一 夕ベース 9には、 機械仕様デ一夕べ一ス 6から、 工作機械 1 4の機械仕様情報が 供給されている。

以上のように、 図 1から明らかなように、 本実施例によれば、 工具情報デ一夕 ベース 9には、 実加工中の各種実測デ一夕が使用工具の各種情報、 N C指令情報、 工具補正情報及び主軸負荷情報に関連づけて蓄積され、 実際の加工状況に即した 工具情報を蓄積することができる。

本発明においては、 さらに、 前述した工具情報はデ一夕ベース 9から工具管理 部あるいは工具メーカへ転送することができ、 図 1においては、 工具情報デ一夕 ベース 9の工具情報は工具メ一力の工具管理システム 1 5へネットワークを介し て転送されている。 すなわち、 工具情報データベース 9はデータ通信部 1 0によ つてネヅ トワークを介して工具メーカの工具管理システム 1 5に接続され、 この とき、 加工履歴データベース 5、 工具データベース 4から参照データを取り込み、 当該工作機械固有の工具使用情報が作成される。 さらに工具情報データベース 9 は加工履歴データベース 5、 工具データベース 4に最新の情報をフィードバック し次回 N Cプログラム作成時に備える。 実施例においては、 前記工具情報はネッ トワークによって転送されているが、 本発明において、 このような転送は、 もち ろん記憶媒体によって顧客側にある工具管理部あるいは工具メ一力の工具管理シ ステム 1 5へ転送することができる。

図 2は図 1における工具情報デ一夕ベース 9と工具メーカの工具管理システム 1 5間でやり取りする情報種類を詳細に示したものである。 工具情報データべ一 スには加工履歴データベース、 工具データベース、 N Cプログラム実行部、 工具 補正部、 サ一ボ制御部からの情報を蓄積することにより、 工具型番ごとの使用時 間、 摩耗量、 被削材質、 切削条件等の情報が集められる。 しかしながら、 数値制 御装置 1 3を利用する加工側においては、 これらの情報の全てを工具メーカに提 供することは必ずしも必要でなく、 また一部の情報はノゥハウとして情報公開し ないことが望まれる。 このために、 図 2においては、 これら情報の内、 顧客が公 開することを認めない情報項目にはプロテクトをかけて、 公開を許したデータ項 目だけを選別し、 顧客情報を付加して工具メーカに提供する。 プロテク トに関し てはある一定要件を満たした上でさまざまなプロテク ト条件を付けることができ る。

工具メーカは顧客から提供許可情報として公開された情報を取得し、 分析する ことで自社工具の利用傾向がわかる。 また使用切削条件データから技術情報を作 成しサービスの一環としてそれらの技術情報を顧客に提供することができる。 ま た工具使用頻度と、 工具消費量を工具使用時間から計算することができる。 さら に工具メーカの生産管理システム 1 6から生産能力を計算して工具型番別の所用 納期を割出すことができる。 これらの数値から顧客ごとの適性在庫数情報を作成 し、 適正在庫数情報として顧客に提供することができる。

工具メーカの新製品情報は、 顧客の工具情報デ一夕ベースに直接供給すること ができ工具メーカにとっても顧客にとっても有益になる。

プロテクト条件例として図 3に一例を示す。 本実施例はこのプロテク トのかけ 方に特長を持つ。 まず 1点目は、 工具メーカ側に不当な情報の流出を防ぐために 情報提供先と工具メーカ名が一致しないと一切の情報は流れないしくみを持つこ とである。 このプロテクトは工具情報データベースに組み込まれていて顧客でも はずすことができない。 こうすることにより工具メーカが不当に他社の情報を得 ることを防ぐことができる。 2点目は顧客が自身でさまざまな条件のプロテクト をかけることができ顧客がプロテク トをかけた情報は工具メーカには流れること がないしくみを持つことにある。 例えば公開不可とすれば永遠に情報を公開する ことはない。 また期間限定として最終加工日より一定日後に公開可とすることも できる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . N Cプログラムにて加工制御が行われる N C加工において、

N Cプログラム実行部から N Cプログラムの実行プロック情報をモーダル情報 と共に N Cプログラム情報として抽出する工程と、

サ一ボ制御部から主軸負荷情報を抽出する工程と、

工具補正部から現在使用中の工具補正情報を抽出する工程と、

工具データベースから現在使用中の工具情報を検索する工程と、

を含み、 実加工中に前記工程から得られた各実切削デ一夕を互いに関連付けて 蓄積し、 工具情報データベースを作成することを特徴とする工具情報データべ一 ス作成方法。

2 . 請求の範囲 1記載の方法において、

前記工具情報を、 ネットワーク又は記憶媒体を介して工具管理部又は工具メ一 力へデータ転送することを特徴とする工具管理システム。

3 . 請求の範囲 2記載のシステムにおいて、

工具メーカに提供したくない情報にプロテクトをかけることを特徴とする工具 管理ンステム。

4 . 請求の範囲 2又は 3記載のシステムにおいて、

顧客から提供された自社工具情報を収集して、 工具ごとに又は加工要素ごとに 自社工具データベースとして記憶し、

前記自社工具データベースに基づくテスト加工データを顧客に対して切削条件 •切削方法を含む技術情報として提供することを特徴とする顧客に対する工具管 理システム。

5 . 請求の範囲 2又は 3記載のシステムにおいて、

顧客から提供された自社工具情報を収集して、 工具ごとに又は加工要素ごとに 自社工具データベースとして記憶し、

自社工具情報から抽出された顧客の工具使用実績と、 自社の工具種類別納期か ら顧客ごとに適正在庫数を計算し顧客に通知することを特徴とする顧客に対する 工具管理システム。