JPH01257551A - Ｄｎｃ制御装置 - 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、複数台のＮＣ工作機械を群制御するＤＮＣ制
御装置に関する。

「従来の技術」　　。

従来、ＤＮＣ制御装置においてＮＣデータを各ＮＣ工作
機械に転送する方式には、加工と加工との間に一括して
データを転送するバッチ転送方式と、加工に即してＮＣ
データを１ブロツクずつ転送するリアルタイム転送方式
とがあった。パッチ転送方式は同一加工物の繰返し加工
を行う中量以上の生産に適し、リアルタイム転送方式は
金型加工など多産のＮＣデータを要する加工に適してい
る。

また、各工作機械に複数のツールマガジンを備えたもの
があった。これは単に多数の工具を格納するためのもの
であり、ＮＣ動作中にツールマガジンの段取り作業を行
うことはできないものであった。

［発明が解決しようとするｎＢ」 しかしながら、ＤＮＣ制御装置には単にＮＣデータを集
中管理したり工場管理情報を収集したりするだけではな
く、多種少量生産に効率良く対応できるものが要請され
ている。

多種類の加工物を数個ずつ加工する多種少量生産におい
ては、バッチ転送方式では加工物の種類が変わる毎に加
工を停止しデータの転送を行わなければならず、非切削
時間が増加して機械の実稼動率が低下するという問題点
があった。また、リアルタイム転送を行うものでは、同
種の加工物を加工するときでもＮＣデータの転送を行わ
ねばならず、集中制御装置内のコンピュータの負担及び
通信回線の負担が増加し、システムとしての効率が低下
するという問題点があった。

また、多種類の加工物を加工するには多種類の工具を要
し、全ての工具をツールマガジンに搭載することは不可
能であるため、加工物の種類の変更時などに作業者が工
具マガジンの段取り替え作業を行わなければならない、
従来の装置では、段取り替え作業時は安全のため加工を
停止しなければならず非切削時間が増加するという問題
点があった。

本発明は上記の問題点を解決するためなされたものであ
り、その目的とするところは、多種少量生産に柔軟に対
応でき、非切削時間をできる限り減少し、実稼動率の高
い制御を可能とするＤＮＣ制御装置を提供しようとする
ものである。

「課題を解決するための手段」 上記の目的を達成するため、本発明では、工作機械のＮ
Ｃ動作中に、後に用いる一群のＮＣデータをバックグラ
ウンド転送にて転送しＮＣ装置にＥｆｉさせる）＼ツク
グラウンド転送手段を備えるこトラ特徴とするＤＮＣ制
御装置が提供される。

また、より多種少量生産に適した装置として、工作機械
、パレットチェンジャ、複数のツールマガジン及びＮＣ
装！その他これらの制御装置を含む加工セルと、その加
工セルに接続され加工セルの制御装置にＮＣデータ、工
具データ、生産指示データ等の各種制御データを出力す
る集中制御装置とを備えるＤ　Ｎ　Ｃ（ＦＩ制御装宜に
おいて、前記複数のツールマガジンのそれぞれに設けら
れ工具段取り作業の完了を知らせる投入完了スイッチと
、前記各ツールマガジン毎に工程と対応した工具を収容
すべく工具データを準備する工具データ準備手段と、前
記各完了スイッチからの信号により、次のロットのパレ
ットに関する前記準備された工具データを含む一群の各
種制御データを、工作機械のＮＣ動作中にバックグラウ
ンド転送にて順次転送し加工セルの制御装置に記憶させ
るバックグラウンド転送手段と、を備えることを特徴と
するＤＮ　ＣＩ！制御装置が提供される。

「作用」 上記のように構成されたＤＮＣ制御装置では、工作機械
の加工中に一群のＮＣデータが転送され、ＮＣデータの
転送のため加工を止めることがない。

また、請求項第２項のＤＮＣ制御装置では、あるパレッ
ト上の加工物を加工中には複数のツールマガジンのうち
当該パレットの工程に対応した一つのツールマガジンの
みが動作する０作業者は工作機械の加工中に、動作をす
ることのないツールマガジンの工具段取り替え作業を安
全に行うことができる。工具段取り替え作業が終了し作
業者が投入完了スイッチを操作すると、次のロットのＮ
Ｃデータ等の一群の制御データが加工物の加工中に転送
される。

「実施例」 本発明の一実施例について図面を参照し説明する。

第２図は本発明のＤＮＣ制御装置が適用される生産シス
テムの構成例を示す平面図である。搬送台車１が走行す
る軌道２に沿って、多数の加工セル３が配πされている
。各加工セル３は工作機械４．パレットチェンジャ５．
ツールマガジン６等からなり、搬送台車１によりパレッ
トストッカ７から運ばれる加工物２１を次々に加工する
。各加工物２１は数個を一つのロットとする小単位で流
され、各加工セル３では２乃至３工程ずつを各ロット毎
に加工する。

第３図は各加工セル３を群制御するＤＮＣ制御装置の機
器構成を示す説明図である。各加工セル３は、ＮＣデー
タ等を出力する集中制御装置をなすシステム制御用ミニ
コンピユータ８とＬＡＮ　９（ローカルエリアネットワ
ーク）により接続されている。また、ＬＡＮ９には生産
管理用１段取り指示用、工具管理用の各パーソナルコン
ピュータ１０．１１．１２が接続され、システム制御用
ミニコンピユータ８とデータを授受する。さらに、ＬＡ
Ｎ９には搬送台車１を制御するコントローラ１３、工具
プリセッタ１４等が接続される。

第４図は、これら機器間の主要なデータの流れを示す説
明図である。生産管理用コンピュータ１０では、キーボ
ード１５から入力された生産情報及びリアルタイムの生
産状況に合わせて小ロツト用の生産スケジュールを作成
し、システム制御用コンピュータ８に送る。工具管理用
コンピュータ１２では、工具プリセッタ１４から入力さ
れる工具補正値、キーボード１６から入力される工具寿
命値に基づいて各工具毎のファイルを作成しシステム制
御用コンピュータ８に送る。また、各ツールマガジン６
の工程毎の工具交換情報を作成し、システム制御用コン
ピュータ８に送ると共にプリンタ１７に出力する。

各加工セル３を制御する集中制御装置をなすシステム制
御用コンピュータ８では、各コンピュータ１０，１１．
１２から送られたファイル及びＮＣ加工データに基づき
、ＤＮＣプログラムに従って、各加工セル３に次ｑット
のＮＣデータ、工具寿命、補正値等の工具データ、ロッ
ト指示等の生産指示データを送り、加工セル３がらは加
工の終了した前ロットで修正された工具寿命値、補圧値
等のデータの返送を受ける。

第１図は、システム制御用コンピュータ８と加工セル３
との接続を示すブロック図である。

加工セル３は工作機械４．加工物２１がｓ！置されたパ
レット２２を交換するパレットチェンジャ５、工程毎に
分離して多数の工具が収容される３台のツールマガジン
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ（３工程の場合）を備え、これらはＮ
Ｃ装７ｒ、　２３　（数値制御装置）及びシーケンスコ
ントローラ２４により制御される。工作機械４の各軸モ
ータ２５，２６゜２７は各ドライブユニット２８，２９
．３０を介してＮＣ装置２３に接続され、主軸モータ３
１は主軸モータ駆動回路３２を介してシーケンスコント
ローラ２４に接続されている。また、３台のツールマガ
ジン６Ａ、６Ｂ、６０．ＡＴＣ装置３３及びパレットチ
ェンジャ５はそれぞれシーケンスコントローラ２４に接
続され制御される。

シーケンスコントローラ２４及びＮＣ装Ｗ２３はＬＡＮ
９に接続され、ＤＮＣコントローラ３５を介して集中制
御装置であるシステム制御用コンピュータ８に接続され
る。システム制御用コンピュータ８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ
、ＲＡＭ、磁気ディスク３６等を備える周知のものであ
り、インターフェイスを介してＣＲＴデイスプレィ３７
及びキーボード３８が接続される。

３台のツールマガジン６Ａ、６Ｂ、６Ｃはそれぞれ独立
して構成され、それぞれが開閉カバー４１（４１Ａ、４
１Ｂ、４１Ｃ）とマガジン操作盤４２を有している。各
マガジン操作ａ４２には工具投入等の段取り作業の完了
を作業者がコンピュータに知らせるための投入完了スイ
ッチ４３（４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ）が設けられている
。また、各開閉カバー４１にはカバー４１が閉じられた
ことを検出するカバー閉じ確認スイッチ４４　（４４Ａ
、４４Ｂ、４４Ｃ）が設けられている。

第５図は各ツールマガジン６Ａ、６Ｂ、６Ｃとシーケン
スコントローラ２４との接続を示す回路図である。３台
のツールマガジン６Ａ、６Ｂ、６Ｃはそれぞれ独立して
構成され、独立して制御される１図面は一台のツールマ
ガジンの接続を示している。

マガジン操作盤４２には、手動動作を選択する手動切損
スイッチ４５．ツールマガジン６を正逆方向に起動する
正転及び逆転押釦スイ・ンチ４６゜４７、工具の投入等
の段取り作業の終了を知らせる投入完了押釦スイッチ４
３が設けられ、シーケンスコントローラ２４の入力カー
ド４８に接続されている。また、非常停止押釦スイッチ
４つは運転準備リレー５０に接続され、押されたときに
準備リレー５０を落とすように回路構成されている。

さらに、工具のクランプを緩める工具抜きフットスイッ
チ５１．開閉カバー４１の閉じを検出確認するカバー閉
じ１ｉ１認近接スイツチ４４が入力カード４８に接続さ
れている。

出力カード５２には、ツールマガジン６を駆動する油圧
回路に挿入される各ソレノイド５３〜５６の他、ロット
完了ランプ５７麻接続されている。ロット完了ランプ５
７は、集中制御装置８からの信号に従い、作業者にロッ
トの完了を知らせ工具の段取り替え作業を促すランプで
ある。

以上のハード構成に従い、本発明の制御について説明す
る。

第６図は本実施例で行うバックグラウンド転送処理の概
要を示すシーケンス図である。

生産管理用コンピュータ１０（以下生産管理装置１０と
称する）からは、遅くともロッｌ−１の加工中に、次の
ロット２を含むスケジュールがシステム制御用コンピュ
ータ８（以下集中制御装置８と称する）に送られファイ
ルされる（図示６１）。

工具管理用コンピュータ１２（以下工具管理装置１２と
称する〉からのプリントアウト１７Ｖｆｉによる工具準
備指示に従い、作業者は工程２（ロット１）の加工中に
、工程１に対応するツールマガジン６Ａの工具をロット
１のものからロット２のものに交換する段取り替え作業
を行う６段取り作業が完了すると当該ツールマガジン６
Ａのカバー４１Ａを閉め、投入完了スイッチ（押釦）４
３Ａを押す（図示６２）。

集中制御波ｙｉ８では投入完了スイッチ４３Ａからの信
号を受け、生産スケジュールよりロット２の工程１の工
具準備が完了したことを判別し、以下の処理に移る（図
示６３）、すなわち、集中制御装置８は、工具管理装置
１２から工程１（ロット２）の交換工具、工具寿命、工
具補正等の工具データを受け、当該工程の工具設定用Ｎ
Ｃデータを作成準備して、加工セル３の加工中にバック
グラウンド転送にて加工セル３に送信する（図示６４）
。

集中制御装置８における工具設定用ＮＣデータの作成処
理６４は、各ツールマガジン毎に工程と対応した工具を
収容すべく工具データを準備する工具データ準備手段を
構成する。

また、工程１（ロット２）の加工用ＮＣデータもバック
グラウンド転送にて加工セル３に送信する（図示６５）
、送信された工具設定用ＮＣデータ及び加工用ＮＣデー
タは加工セル３のＮＣ装置２３内に一旦記憶され、次の
工程１（ロット２）の工具設定用ＮＣデータ実行時（図
示６６）及び加工時（図示６７）に用いられる。

一方、加工セル３からは、加工の終了した工程１（ロッ
ト１）の各工具の残存工具寿命、実際に使用された工具
補正値などの工具データが、工程２（ロット１）の加工
中にバックグラウンド転送にて適宜集中制御装置８に送
られる（図示６８）、集中制御装置８はこれらの工具デ
ータを工具管理装置１２に送り、取外し工具の管理に用
いられる（図示６つ）。

第７図は加工セル３と集中制御波ｙ！、８とのより詳細
な信号のやりとりを示すタイミング図である。

図中において右向きの矢印φを付した信号は加工セル３
から集中制御装置８に与える信号を、左向きの矢印に）
を付した信号は集中制御装置、８から加工セル３に与え
る信号を示している。

作業者が投入完了スイッチ４３を押すと（図示８１）、
シーケンスコントローラ２４は工具データアップロード
指示の信号を出力しく図示８２）、集中制御装置８に各
種データの転送が可能になったことを知らせる。そして
、必要な場合は、集中制御波Ｔｔ８からの返事を待って
、加工終了した工程の工具データをバックグラウンド転
送にて集中制御装置８に転送する（図示していない）。

次に、集中制御装置８は、工具設定用ＮＣデータ（図示
８３）及び加工用ＮＣデータ（図示８４）を加工セル３
に転送し、Ｎ　Ｃ＊　Ｗ　２３内のＮＣメモリにダウン
ロードする。これらのＮＣデータ８３゜８４の転送は、
工作８！械４が加工中であることを示すＮＣ装置２３の
加工サイクル中（図示８５）にバックグラウンド転送に
よって行われる。

この、集中制御装置８及びＮＣ装置２３により行われる
工具設定用ＮＣデータ８３及び加工用ＮＣデータ８４の
転送処理はバックグラウンド転送手段を構成する。

従来のＤＮＣ装置では、ＮＣプログラムの実行中にＮＣ
データを転送することができず、工具設定用及び加工用
ＮＣデータの転送８３．８４は加工サイクル中の信号８
５が落ちるまで待たなければならなかったが、本実施例
では、図示の様に、加工サイクル中にバックグラウンド
転送を行い、非切削時間を減少させることができる。

すべてのＮＣデータ８３．８４の転送が終了すると、集
中制御装置８は、次に実行すべきＮＣプログラムを指定
する０ナンバーを送信してＮＣ装置２３の１略のＰＣメ
モリに設定し、次いで、０ナンバ一ストローブ信号（図
示８６）を送信して準備が整ったことを加工セル３に知
らせる。

やがて、現在加工中（処理中）のＮＣプログラムが進行
し、プログラムエンド命令Ｍ３０を実行する段まで来る
と、ＮＣ装置２３はＭ３０処理中の信号（図示８７）を
上げ、集中制御装置８はこの信号８７を受けて完了処理
を行い、Ｍ３０完了信号（図示８８）を返す、これによ
り、一つのＮＣプログラムが終了し、ＮＣ装置２３は加
工サイクル中の信号８５を一旦落とす、そして、０ナン
バ一ストローブ信号８６が集中制御装置８から出力され
ているから、ＮＣ装置２３は直ちに次のＮＣプログラム
の実行を開始する（図示８９）、ここではく図示８つで
は）、工具設定用ＮＣデータの処理が開始され工具デー
タの書き換えが実行される。一つのツールマガジン６Ａ
に対応する工具設定用ＮＣプログラムの処理が終わりＭ
３０命令に至ると、ＮＣ装置２３は前と同様にＭ３０処
理中の信号を上げ（図示９０）、図に示す集中制御装置
８との一遵の信号９０〜９２のやりとりにより、０ナン
ノく−ストローブ信号８６を落とし、工具設定用プログ
ラム終了信号（図示９２）を出力して工具データアップ
ロード指示信号８２を落とし、加工サイクル中の信号８
つを落とす。

また、集中制御信号８はロット完了オフ信号９３を送信
し、シーケンスコントローラ２４はこれを受けてロット
完了信号９４を落とし、ロット完了ランプ５７を消灯す
る。ロット完了信号９４が落とされることにより、当該
ツールマガジン６ＡはＮＣｖｔ置２装による自動連続運
転に復帰し、手動操作が禁止される。

工作機械４の加工中に、所定のツールマガジン６Ａ、６
Ｂ、６Ｃにおいて行う段取り作業の安定性を確保するた
めのシーケンスコントローラ２４での処理について説明
する。第８図及び第９図に示す処理は、各ツールマガジ
ン６Ａ、６Ｂ、６Ｃ毎に独立してそれぞれ行われる。

第ｓＵ５！ｉは開閉カバー４１が開かれ、カバー閉じ確
認近接スイッチ４４がオフとなった場合の割込み処ｆｌ
ｌｏｏを示すフローチャートである。処理１００が開始
されると、ステップ１０１でツールマガジン６が回転中
か否かが調べられる６回転中であれば、ツールマガジン
６の回転中に開閉カバー４１が開かれたことになり異常
操作であるから、ステップ１０２でツールマガジン６の
回転異常を知らせると共に、ステップ１０３でＮＣ装置
２３のシングルブロック処理を行い機械を停止させる。

一方、回転中でなければ正常であるから、かかる処Ｆ４
１０２．１０３を飛ばしてステップ１０４に進む、ステ
ップ１０４では、マガジン操作盤４２の手動切換スイッ
チ４５の切換位置が調べられる。

手動切換スイッチ４５が手動ではなく自動に切換えられ
ていれば、自動連続運転中に開閉カバー４１が開かれた
ことになり異常操作であるから、ステップ１０５でツー
ルマガジンの操作異常を知らせ、ステップ１０６でＮＣ
装置２３のシングルブロック処理を行い機械を停止させ
る。一方、手動側に切換えられていれば正常であるから
処理１０５．１０６を飛ばしてステップ１０７に飛び、
今回の処理１００を終了する。

第９図は）−勤切換スイ、チ４５が手動側に切ＩＱえら
れた場合の割込処理２００を示すフローチＡ・−１−で
ある、処ｒ１４！２００が開始されると、ステップ２０
１でツールマガジン６が回転中か否かが調べられ、回転
中であればツールマガジン６の操作異常を知らせると共
に、シングルブロック処理により機ｔべを停止Ｆさせる
（ステップ２０２，２０３）。

ステップ２０　ｔｓでは、ＮＣ装置２３がＮＣ起動中（
加−「サイクル中）であるか否かが調べられる。ＮＣ装
置２３が停止中であれば、純粋な手動１に作であるから
問題なく、そのままステップ２０８に進み処理を終了す
る。−最には、工作機械４は他のツールマガジン６Ｂ、
６Ｃを用いて加工物２１の加工中であり、ＮＣ起動中で
あるからステップ２０５に進む、ステップ２０５では、
集中９制御装置８からの信ηにより、当該ツールマガジ
ンのロット完了信号（第７図の９４）が出力されている
か否かが調べられる。ロット完了信号９１１が出力され
ていれば、当該ツールマガジン６Ａは自動連続運転から
切離されているのであり、手動操作を行ってよいことか
ら、そのままステップ２０８に進み処理を終了する。一
方、Ｌ７ツト完完信号９４が出力されていなければ、当
該ツールマガジン６Ａは未だ自動連続運転中であり、手
動操作は危険であることから、ステップ２０６でマガジ
ン操作異常を知らせ、ステップ２０７でＮＣ装置２３に
シングルブロック処理を行わせて機械の自動動作を停止
さぜる６ 上記の処理１００．２００により、カバー閏じ確認スイ
ッチ４４及びマガジン手動切損スイッチ４５によるイン
ターロックを確保しながら、ロット完了信号９４の出力
されている特定のツールマガジン６Ａのみの手動操作を
可能とし、加工中における工具段取り作業の安定性を確
保している。

また、集中制御装置８から各加工セル３にダウンロード
されるＮＣデータ８３．８４が、加工物２１の工程間に
なるように生産管理装置１０によりスケジューリングす
ることにより、バレッｌ−ストッカー７にランダムに投
入された加工物２１は必ず１程順に各加工セル３内に搬
入され加工されるなめ、工程間の加工物２１の停滞がな
くなるという利点を奏する。

「発明の効果」 本発明は、以上説明したように構成されているから、次
に記載する効果を奏する。

請求項第１項のＤＮＣ１ｌＩＩＩ御装置においては、加
工を止めることなくＮＣデータを転送することができる
から、非切削時間を減少し実！！動率を高めることがで
きる。

請求項第２項のＤＮＣ制御装置においては、複数のツー
ルマガジンを工程毎に独立して使用することができる構
成としているから、一つの工程の加工中に他の工程に対
応するツールマガジンの段取り替え作業を安全に行うこ
とが可能になり、各種制御データのバックグラウンド転
送とあいまって、加工を中断することなく次々に多種類
の加工物を連続加工することができるという優れた効果
がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はＤＮＣ制御装
置を示すブロック図、第２図はＤＮＣ制御装置が適用さ
れる生産システムを示す平面図、第３図は機器構成図、
第４図はデータの流れを示す説明図、第５図はツールマ
ガジンの接続を示す回路図、第６図はバックグラウンド
転送処理の概要を示すシーゲンス図、第７図は信号のや
りとりを示すタイミングチャート図、第８図及び第９図
はフローチャートである。 ３１１．加工セル、　４５０．工作機械、　５１．、パ
レットチェンジャ、　６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）、、。 ツールマガジン、　８　、、、集中制御装置（システム
制御用コンピュータ）、　２３　、、、Ｎ　Ｃ装置、２
４　、、、シーランプコントローラ、　４３（４３Ａ。 ４３Ｂ、４３Ｃ）、、、投入完了スイッチ、　５７　、
、。 ロット完了ランプ、　６４　、、、工具設定用ＮＣデー
タの作成処ＩＩ（工具データ準備手段）、　８３゜８４
　、、、Ｎ　Ｃデータ転送処理（バックグラウンド転送
手段）。 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　工作機械のＮＣ動作中に、後に用いる一群のＮＣデ
   ータをバックグラウンド転送にて転送しＮＣ装置に記憶
   させるバックグラウンド転送手段を備えることを特徴と
   するＤＮＣ制御装置。 ２　工作機械、パレットチェンジャ、複数のツールマガ
   ジン及びＮＣ装置その他これらの制御装置を含む加工セ
   ルと、その加工セルに接続され加工セルの制御装置にＮ
   Ｃデータ、工具データ、生産指示データ等の各種制御デ
   ータを出力する集中制御装置とを備えるＤＮＣ制御装置
   において、前記複数のツールマガジンのそれぞれに設け
   られ工具段取り作業の完了を知らせる投入完了スイッチ
   と、 前記各ツールマガジン毎に工程と対応した工具を収容す
   べく工具データを準備する工具データ準備手段と、 前記各完了スイッチからの信号により、次のロットのパ
   レットに関する前記準備された工具データを含む一群の
   各種制御データを、工作機械のＮＣ動作中にバックグラ
   ウンド転送にて順次転送し加工セルの制御装置に記憶さ
   せるバックグラウンド転送手段と、 を備えることを特徴とするＤＮＣ制御装置。