JPH02190242A - 機械加工工程管理方法 - 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】 （イ）　産業上の利用分野 本発明は、機械加工工程管理システムに関し、さらに詳
しく言えば、複数機種の工作機械により小量多品種の工
作物を切削加工するさいの工程管理システムに関するも
のである。

（［１）従来技術 複数の機種の工作機械により工作物を切削加工するさい
の従来の工程管理システムの代表例を第４図に示す。従
来の管理システムは各要素ごとに計算し、単位加工の時
間を算出し、さらに単位合計を加算して正味の切削所要
時間とし、最後に余裕率を掛けて加工所要時間として手
による計算を行い、工作機械の選択も経験的に行ってい
たので、保全時間を事前に設定することが困難であった
。

各要素ごとに細かく手計算を行うため、時間がかかる（
１件当り約３０分〜２時間）欠点があった。

計算する人により個人差が太き（、標準的な時間算出が
できない欠点がある。機械加工を経験したベテランでな
いと判断ができない要素が多く未経験者が計算すること
は不可能である。さらに、要素ごとの加工時間を算出し
ても、工程的な組合せは現場作業員に委ねられていた。

これを解決するために、次のようなシステムが提案され
てきた。

特開昭６２−１９３８０号公報では、工作機械に対して
作業割付けをするための装置であって、類似能力の複数
台の工作機械に被加工品を加工に要する時間、優先度等
の情報を付与してコンピュータで工程を選択させる手法
にもとづく工程管理装置を開示している。

特開昭ｅｔ　−１３６１６１号公報では、少量多品種の
加工工程計画方式であって、各部品の加工工程、要求日
、工場の工程状況等の情報をもとに各部品の割付けを種
々計算し、最も工程余裕日数の少ない加工品より優先に
加工割付けを行う方式を開示している。この方式は加工
の組合せ等を考慮し、コンピュータ内でのシュミレーシ
ョンにもとづいた最適割付けを行う。

特開昭６１−８１７５２号公報では、自動加工ラインの
加工機台数の組合せを種々の加工品を想定して稼働状況
を試算する装置であって、新たに加工ラインを設置検討
するさいに有効な装置を開示している。

特開昭８２−２２４５８１号公報では、加工品種の情報
と工程とを人力し、工程の負荷を演算し、必要な対策・
工程変更等を表示させる方式であって工程管理の補助手
段を開示している。

以上の提案においても、機械加工の実務経験者でないと
判断が困難な事項が多く、また、各工作機械の機種ごと
に作業量が異なり、各機の均等負荷は望めない。そのた
めに、現場長の判断により、別機種への振替え加工が頻
繁に行われ、大意的判断ミスによる加工遅れもしばしば
発生していた。

Ｑ９　　発明が解決しようとする課題 本発明が解決しようとする課題は、工程管理を行う者の
個人差をなくし、多種ある工作機械のうちから最適な機
械を選択し、加工時間を画一的に計算できる機械加工工
程管理システムを得ることにある。

（→　課題を解決するための手段 本発明の機械加工工程管理システムは、複数機種の工作
機械により工作物を切削（研削を含む）加工する機械加
工工程管理システムにおいて、工作物の素材寸法と製品
寸法、材質から工作物の加工部分ごとに加工要素および
加工部を算出し、加工順位より最適加工機種およびハン
ドリング時間を加えた加工時間と、準適応加工機種と加
工時間とを演算で求め、加工依頼票に指示する手段によ
って、上記課題を解決している。

つまり、機械加工工程管理（計画）を行うさい、最も計
算■の多い加工所要時間算出を機械化（コンピユータ化
）し、複数種の加工形態での演算を行い、作業の組合せ
判断を容易化し、全体としては、工程管理精度を高め、
工作機械の効率的運用を図るものである。

そして、各工作機械の稼働状況、作業者の状況等、加工
現場での判断の多い部分は、従来通り人手による割付け
とし、その代り、加工指示時に、準適応機種情報を付加
することにより、工程変更（突発割込み、加工機種変更
等）を容易に行い得るシステムとしている。

（ホ）実施例 第１図を参照して、本発明の機械加工工程管理システム
の実施例について説明する。

本発明のシステムでは、Ａ、Ｂ、Ｃのレベルに分ける。

Ａレベルでは、複数の機種の工作機械を設ける。Ｂレベ
ルでは工作物の各加工単位を設ける。Ｃレベルでは加工
要素別を設ける。

次に、図面入力およびその他の情報入力（工作物の素材
寸法、製品寸法、材質）をコンピュータＣに人力し、同
時に前述した全レベルのデータを１本のプログラムに収
めてコンピュータＣに入力しておく。

工程管理計画者は、コンピュータとの対話形式入力によ
り、工作物の加工部分ごとに加工要素および仕上り寸法
を入力し、加工量を算出し、加工順位より最適加工機種
およびハンドリング時間を加えた加工時間と、準適応加
工機種と加工時間とを演算で求め、加工依頼票に指示す
る。

まず、コンピュータへの入力は、最初の加工選択処理画
面により、機種を番号で選択することにより、次の入力
画面へと展開させる。材質・素材の大きさ等は、内部デ
ータとして自己保持させることにより、後の処理時に入
力する手間を省いてもよい。その他のデータ、係数関係
は事前にプログラミングされているので、該当項目が出
たときにコンピュータが自動的に検索を行い計算される
。

内部データとしては、素材を工作機械に設定するための
段取り時間がある。これは素材の大小長短により細分化
し、−覧表形式でプログラミングをする。

材質係数として７種類程度を入力している。肉盛り補修
品に関しては機械による自動肉盛りと人力による手動肉
盛りとに分け、加工の難易を係数化する。

細長係数としては、細長い物を加工切削するときの歪、
撓み等を考え、加工の難易度合を係数化する。

ネジ加工も内径、外径で難易が変るため、係数で補正す
る。

その他の係数については下記の各表にそれぞれ示す。

これらの係数化されたものはすべてコンピュータの内部
データとしてプログラミングされており、コンピュータ
操作者は、コンピュータの間合せに答えるだけで計算で
きるようになっている。

入力の画面は１つのデータ（図面寸法）を入力すると、
カーソルが次の入力枠の中へ移動し、初心者でも入力で
きるように、また誤操作の無いように設定する。コンピ
ュータは計算結果を内部的に機種ごとに時間比較を実行
し、最短で加工できる機種と所要時間を出力する。

さらに、準適応機種と、加工時間も算出し、これを参考
として作業指示票等の形で出力する。

作業員は、これら最適機種、準適応機種情報および、機
械ごとの作業量にもとづいて、いずれかの機種への作業
を決定し、加工時間（指示票）と納期との関係より、作
業優先順を指示するなどの作業を行う。

第２図を参照して、本発明の切削理論の考え方を説明す
る。第２図中の各記号を次のように定義する。

Ｄ　＝素材径 ｄ　　：仕上り径 Ｌ　：切削長さ ａ　：１回当りの切込曾 ｎ　：切込回数 Ｔｂ二単位加工時間 各ブロック毎に、長さしを切込ｆｆ１（ａ）で１回切削
した時の時間を言いＴｂ式により求める。

Ｔｓ：要素加工時間（Ｔ　ｓ）　＝ΣＴｂ各ブロツブロ
ックするＴｂの合計に次項■で定める係数を乗じ１８式
により求める。

Ｔ　：機械加工時間（Ｔ）＝ΣＴｓ 各ブロツブロックの合計に後述する基準を付加した機種
単位の所要時間でありＴ式で求める。

ＡＴ：積算時間　　（ＡＴ）＝ΣＴ 複数工程のものは、機種及び部品毎の加工時間を合計し
たものである。

但し、計算上無理な特殊加工は、過去の実績及び経験値
による。

基本的計算方式として、各ブロックごとの切削体積を求
め、各係数を掛けて合計する。すなわち（（ブロック１
×各係数）×直接余裕＋（ブロック２×各係数）×直接
余裕十・・・）　×間接余裕 各係数は、工作物の材質、刃物、内外径、細長比、ホル
ダ、段取り、準備等によって定める。

−ヒ述したその他の係数の定め方の一例を下記に列記す
る。

ドリル係数 （Ｈ） ドリル刃先形状及びバイ トによる座グリについ 慣熟係数 （Ｆｃ） 同一形状品については、 加工数に応じて係数を 段付係数 （δ） 被加工物に段加工がある場合１箇所につき係数（９）ホ
ルダー係数（Ｄｃは、適正ホルダー径）穴グリ加工は、
径及び深さに応じ係数を定める。

但し、、Ｌｃ　＝穴長さプラス１５、Ｄａ　＝穴仕上径
×０．６Ｌｅ／Ｄｅ値は、小数第１位を四捨五入（注）
ＤＣ値の一ヒ限 １２　　尺以下・・・・・・・・・　４５１４〜１８尺
　　・・・・・・・・・　５０２０尺　・・・・・・・
・・６０ ３０尺　・・・・・・・・・１３０ （注）ＤＣ値の上限 フライス盤・・・・・・・・・４２ 横中グリ盤・・・・・・・・・６３ 但しＬｃ＝穴長さプラス１５、ＤＣ−穴仕上径×０．６
、Ｌｃ／Ｄｃ値は小数第１位を四捨五入。

横巾グリ盤での大径加工時のホルダー係数は、次の算式
で算出する。

（１０〉深溝係数 深溝加工の場合、次の係数を付加する。

※溝の定義　深さ／幅≧０．５とする。

（１１）キー溝係数 キー溝種別によって定める。

（２）段取り時間 （１）準備時間（Ａ） 加工に要する工具の準備及び刃物の研摩時間を定め付加
する。

■ 特殊機械 追加段取り時間（Ａ３） ａ）特殊段取り時間（Ａ２） 振れ止め作業、振り替え作業及び中途段取り替えを要す
る場合、次の時間を付与する。

基本時間を１５分（スロッタ−（大）のみ３０分）とし
、加工物の大きさ、長さにより次の算式で算出した時間
を加算する。

ｂ）特殊乗せ替え時間（Ａ５） （４）測定時間（Ａ４） 同一ヘッドの他加工品との乗せ替え時間加工物の寸法測
定と、確認を行なう時間を定め付加する。

Ｃ）特殊段取替え時間（Ａ６） 以上のようにして得られたデータをもとにして決定した
切削条件の一例を下記に示す。

（１）速度と切り込み 要素加工側に定める。

０　切削速度（Ｖ） 切削用刃物の材質により切削性能が異なるため標準切削
速度を定める。

超硬ニア０ｍ／ｍｉｎ　　　ハイス：２０ｍ／ｗｉｎＯ
切削送り速度（Ｓ） 仕１−げ荒さ、機種及び切削刃物毎に定める。

０　仕込み量（ａ） 切削刃物及び機種毎に定める。

（２）切込み回数（ｎ） 切削代を機種及び刃物によって定める切込み量（ａ）で
除した値である。

■　旋盤加工におけるｎ数の取扱い ■　特殊加工におけるｎ数の取扱い このようにして得られた切削条件に掛ける余裕率の一例
について下記に示す。

（１）直接余裕（Ｅ　） 切削中における機械的余裕及び切粉除去等を行うための
余裕。

（２）間接余裕（Ｘ） 加工作業をするための附帯的作業及び作業者の余裕。

最低加工時間の補償（旋盤での単品加工時）の−例を下
記に示す。

積算時間を算出するに当って、下表の時間以下であった
場合は、表中の時間を最低補償時間とする。

積算時間（Ａ　Ｔ）の設定条件は、下記のとおりである
。

（１）機械能力 数値制御及び倣い装置を有さない汎用機。

（２）作業者能力 国家技能検定２級程度の技能を有する人。

（へ）効　果 本発明によれば、コンピュータとの対話方式による図面
寸法を直接に入力するため、機械加工の未経験者でも入
力可能であり、その結果も個人差のないものが得られる
。また、手による計算は皆無のため、以前と比較して１
回当りの計算時間が従来の３０〜１２０分／回から２〜
５分／回と１５倍も能率が向上している。

本発明の使用分野としては、工作機械による機械加工の
所要時間を画一的に計算することにより、生産工場にお
ける工程管理が綿密に実施できる。

製作を依頼するときの費用、仕上った製品の価格設定等
の適正なレベルで対応することができる。

特に、製鉄設備における補修部品は単品製作、単品補修
加工が主であるため、基準となる所要時間を事前に保全
工程の中に組み込むことにより、保全時間のロスタイム
を大幅に減じることができる。

特定の機械加工専門工場で月間４００〜５００件の機械
加工所要時間を計算し、その実績道中率を１年間にわた
り調査比較した結果を、第３図に示す。

この例では、機械加工技能者を限定（５２名）して、実
際の加工時間と対比し、計算値との差を表している。図
中のグラフが徐々に右上りになっているのは、限定技能
者であるため、作業能率が上ったことを示す。

４、　　（図面の簡単な説明〕 第１図は本発明の機械加工工程管理システムの説明図。

第２図は本発明の切削理論の説明図。第３図は本発明の
詳細な説明図。第４図は従来の機械加工工程管理システ
ムの説明図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数機種の工作機械により工作物を切削加工する機械加
   工工程管理システムにおいて、工作物の素材寸法と製品
   寸法、材質から工作物の加工部分ごとに加工要素および
   加工量を算出し、加工順位より最適加工機種およびハン
   ドリング時間を加えた加工時間と、準適応加工機種と加
   工時間とを演算で求め、加工依頼票に指示することを特
   徴とした機械加工工程管理システム。