JPH0416305B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はFMS（フレキシブル マニユフアクチ
ユアリング システム）における破損工具退避処
理装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、FMSにおいて切削監視装置等によつて
加工中に工具の破損を検知した際、工具破損検知
信号を発して当該NC工作機械を停止するか、波
及する場合はシステム運転を中断していた。すな
わち、工具破損が生じた場合、単純な折損例えば
ドリルの折れやチツプの欠け（チツピング）のみ
ではなく、工具とワークの食い込みや焼き付き等
種々の要因で工具破損の状況が異なる。而してシ
ステム中断後作業者が工具の破損状況を確認し、
手動で退避し、「工具交換要求通知」をホストコ
ンピユータに送信して運転を再開するという手段
を講じていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前述したシステム運転における
破損工具が発生した場合、直ちにアラーム信号と
して運転を中断していたのでは、ホストコンピユ
ータの加工スケジユールに従つてシステム構成が
連携的に稼動しているため運転再開までのデータ
の整合、各システム構成の運転準備のし直し等時
間がかかり、損失時間が増大し、生産能率向上の
妨げとなつていた。

本発明の目的は上記事情に鑑み問題を解決する
ために提案されたものであつて、工具破損が生じ
た場合、状況に応じて自動で退避させる手段を講
じ、損失時間を極力低減し生産能率の向上を図つ
たFMSにおける破損工具退避処理装置を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段と作用〕

本発明はFMSにおける破損工具退避処理装置
であつて、その具体的な手段は、工具破損が生じ
た際切削監視装置の工具破損検知信号により起動
指令をかけ自動退避選択処理プログラムを作動せ
しめ、自動退避動作を選択する選択回路を介して
Ｚ軸動作退避処理プログラムあるいは固定経路動
作退避処理プログラムもしくは逆経路動作退避処
理プログラムを作動せしめる。また、予め切削監
視装置で設定された設定値と退避動作信号により
計測された退避時測定値とを比較判別する判別手
段と、該判別手段で前記退避時測定値が設定値よ
り大きい場合にアラームを出力しかつ前記退避時
測定値が設定値より小さい場合に前記処理プログ
ラムの処理データを出力せしめる手段とから構成
される。

而して本発明の装置を採用することにより、工
具の破損が生じた際直ちに機械停止あるいはシス
テム運転の中断をせずに自動退避選択処理プログ
ラムを作動させて自動退避動作を行わせしめ、シ
ステム運転を極力続行しシステム中断を最小限に
とどめるようにしたのである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施態様を図面に基づいて詳
細に説明する。

(1) まず、本発明を実施するに好適なFMSライ
ンの全体構成を説明する。

第２図は本発明を実施するに好適なFMSラ
インの概略構成図である。

第２図において、システムは管理部門と作業
部門とで概略構成され、管理部門はライン管理
制御部１００および総合管理制御部１０１を備
えている。ライン管理制御部１００はシステム
オンライン中の各加工工程の流れを、スケジユ
ールに従つて、柔軟に管括し、その上位にある
総合管理制御部１０１は準備情報であるツール
ステーシヨン１１９、各NC機１０３ａ，１０
３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄのツールマガジン１
２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄおよび
工具室１２０における工具の管理データや各
NC機１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３
ｄのNC加工データ、加工スケジユールデータ
および段取りスケジユールデータ等を総合的に
把握して管理している。ライン管理制御部１０
０と総合管理制御部１０１は、CCU（コミユニ
ケーシヨン・コントロール・ユニツト）間でモ
デムＭ（変復調装置）を介して接続され、デー
タの送受信が行われる。

作業部門ではライン管理制御部１００から
刻々と送信されるNC加工データを逐次各NC
機１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄの
NC装置１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０
４ｄに与える。ライン管理制御部１００と主制
御装置１０２およびNC装置１０４ａ，１０４
ｂ，１０４ｃ，１０４ｄは光データハイウエイ
１０５にリンケージされ、NLU（ネツトワー
ク・リンケージ・ユニツト）を介して必要なデ
ータを必要な時に適宜取り込むようになつてい
る。主制御装置１０２は各NC機１０３ａ，１
０３ｂ，１０３ｃおよび１０３ｄのPC装置
（プログラマブル・コントローラーという）１
２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃおよび１２２ｄに
も接続されている。

主制御装置１０２は各NC機１０３ａ，１０
３ｂ，１０３ｃおよび１０３ｄの加工工具の切
削負荷状態を監視する切削監視装置１２３ａ，
１２３ｂ，１２３ｃおよび１２３ｄに接続され
ている。

また、主制御装置１０２は軌道１０６，１０
７上を走行する無人台車１０８、スタツカクレ
ーン１０９を制御する地上盤１１０とも接続さ
れている。さらに工具の供給を行うツールスト
ツカを備えたツールステーシヨン１１９また段
取りステーシヨン１１１にある主として段取り
の手動操作を司どる操作盤１１２が接続されて
いる。また段取り情報の入力と段取りの指示を
表示する端末機１１３がNLUに接続されてい
る。

作業者は負荷計算され作成された段取りスケ
ジユールデータおよび加工スケジユールデータ
を端末機１１３の操作により出力し、一日の作
業スケジユールを確認する。

段取りステーシヨン１１１では、必要なワー
クと必要なパレツトをワークストレージ１１４
およびパレツトストレージ１１５から設定し、
取付けステーシヨン１１６で所要の治工具を用
いてワークをパレツトに取付ける。

第２図のFMS各制御系統の管制下において、
段取り側パレツトストツカ１１７に準備された
パレツトＰはスタツカ・クレーン１０９によつ
て機械側パレツトストツカ１１８の所定位置に
一旦待機される。主制御装置１０２の指令によ
つて所望のパレツトＰは無人台車１０８で搬送
され、例えばNC機１０３ｂに搬入される。加
工の済んだパレツトＰは、無人台車１０８によ
つて、次の工程に移行するか、あるいは機械側
パレツトストツカ１１８に載置される。

(2) 次に本発明の基本的な原理について説明す
る。

第３図〜第５図は破損工具を自動退避するの
に適用される３つの基本動作を示す状態のモデ
ル図である。

３つの基本動作を(a)Ｚ軸動作退避、(b)固定経
路動作退避および(c)逆経路動作退避とよぶ。

(a) Ｚ軸動作退避を第３図に基づいて説明す
る。

第３図において、主軸ヘツドTHの主軸に取
付けられた工具Ｔ例えばドリルでワークＷに穴
加工をする際、ドリルの工具ＴがＺ軸方向の点
線の如く移動しワークＷに穴加工が施される。
加工中ドリルの工具Ｔが破損した場合すなわち
ドリルの先端がワークＷに挿入されて折損した
場合、工具ＴのドリルがＺ軸方向の実線の如く
自動退避動作が行われる。

(b) 固定経路動作退避を第４図に基づいて説
明する。

第４図において、主軸ヘツドTHの主軸に取
付けられた工具Ｔ例えばサイドカツターでワー
クＷに溝加工を施す際、サイドカツターの工具
Ｔが点線の如くＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及びＸ軸方向
へ移動しワークＷに溝加工が施される。加工中
サイドカツターの工具Ｔが破損した場合、サイ
ドカツターの工具Ｔが実線の如くＹ軸、Ｚ軸方
向へ移動する自動退避動作が行われる。

(c) 逆経路動作退避を第５図イおよびロに基
づいて説明する。

第５図イおよびロにおいて、主軸ヘツドTH
の主軸に取付けられた工具Ｔ例えばエンドミル
でワークＷをＴ溝加工を施す際、エンドミルの
工具Ｔが点線の如くＹ軸、Ｘ軸方向へ移動しワ
ークＷにＴ溝加工が施される。加工中エンドミ
ルの工具Ｔが破損した場合、エンドミルの工具
Ｔが実線の如く加工動作方向と逆方向のＸ軸、
Ｙ軸方向へ移動する自動退避動作が行われる。

本発明の破損工具退避処理装置はこれら３つ
のＺ軸動作退避、固定経路動作退避および逆経
路動作退避を基本として自動退避選択処理プロ
グラムに組み込むことによつてなされる。

(3) 本発明の具体的な構成について説明する。

第１図は本発明の構成を示す制御ブロツク図
である。

第１図において、CPU１００（ライン管理
制御部）に第２図で説明した主制御装置１０２
およびNLUが接続されてFMSラインが制御さ
れる。

NC機１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃおよび
１０３ｄの工具主軸には工具Ｔが挿着される。
NC機１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３
ｄには切削監視装置１２３ａ，１２３ｂ，１２
３ｃ，１２３ｄが設けられ主制御装置１０２と
接続されている。

CPU１００にはツールセンタフアイル２が
接続され、該ツールセンタフアイル２の内容の
一例は、第６図Ａに示す如くツールセンタNo.毎
に格納場所、工具種類、寿命時間、切削時間、
工具状態、退避の種類および退避選択用FLG
（フラグ）がフアイルされている。

さらにCPU１００にはツールマガジンフア
イル３、NCツールフアイル４の夫々が接続さ
れ、ツールマガジンフアイル３の内容の一例は
第６図Ｂに示す如くツールマガジンのポツトNo.
毎にツールセンタNo.および工具交換要求フラグ
（有無）がフアイルされている。

NCツールフアイル４の内容の一例は第６図
Ｃに示す如く、加工するワーク毎に使用される
工具を網羅したもので、ツールマガジンのポツ
トNo.毎にツールセンタNo.、オフセツトコード、
使用予測時間などがフアイルされている。

ツールマガジンフアイル３およびNCツール
フアイル４は工具交換要求処理プログラム５に
連結されて工具交換要求フアイルを作成する。
工具破損の検知信号による工具交換要求通知を
受けると工具交換要求処理プログラム５は第７
図に示す如きフローチヤートに基づいて作動
し、破損工具を交換する時期について検討す
る。すなわち、第７図において、ツール破損チ
エツクをする場合第６図Ｃの次加工ワークの
NCツールフアイル４と第６図Ｂのツールマガ
ジンフアイル３とを比較して、機械のツールマ
ガジンに在り次ワークの加工に使用するツール
に工具交換要求があるかどうか判断する。工具
交換要求が有れば、工具交換要求フアイルに登
録するよう指令する。他にワークの加工に使用
するツールが有るかどうか判断し、有れば繰り
返す。もし無ければ工具交換要求フアイル作成
は終了し、工具交換要求処理プログラムの動作
が終了する。

今加工を開始すると、加工指令信号がアン
ド・ゲート６に取り込まれる。加工中に切削監
視装置１２３ａ〜１２３ｄから加工破損が検知
されると、工具破損検知信号によりアンド・ゲ
ート６が開いて起動指令として自動退避選択処
理プログラム・メモリ７に取り込まれる。自動
退避選択処理プログラム・メモリに記憶されて
いる自動退避選択処理プログラム７が作動し、
その結果のデータは選択回路８に取り込まれ
る。自動退避選択処理プログラム７は、前述し
た(a)Ｚ軸動作退避、(b)固定経路動作退避、(c)逆
経路動作退避のいずれかを選択する。すなわ
ち、破損した工具についてツールマガジンフア
イル３からツールセンタNo.を確認する。次にツ
ールセンタフアイル２の該当する破損工具のツ
ールセンタNo.について、退避FLGデータを抽
出し、選択回路８へ出力する。該選択回路８で
FLG（フラグ）１が立つと起動指令がＺ軸動作
退避処理プログラム・メモリ９に取り込まれ、
上記第３図の如く動作を開始する。選択回路８
でFLG（フラグ）２が立つと起動指令が逆経路
動作選択処理プログラム・メモリ１１に取り込
まれ、上記第４図の如く動作を開始する。選択
回路８でFLG（フラグ）３が立つと起動指令が
固定経路動作退避処理プログラム・メモリ１０
に取り込まれ上記第５図イ，ロの如く動作を開
始する。選択回路８でFLG（フラグ）０であれ
ば、アラーム指令がオア・ゲート１９に取り込
まれる。

また自動退避選択処理プログラム・メモリ７
からは、メモリセツト信号が出力されてセツ
ト・メモリ１３に取り込まれる。さらにセツ
ト・メモリ１３からはビツト信号が立ちアン
ド・ゲート１７および１８に取り込まれる。

一方、切削監視装置１２３ａ〜１２３ｄで予
め計測されて設定された設定値A_pが設定値レ
ジスタ１４に取り込まれている。而して、設定
値レジスタ１４に記憶されている設定値A_pが
比較器１５に取り込まれる。

自動退避開始時、切削監視装置１２３ａ〜１
２３ｄで退避時の負荷を計測する。そして退避
時の計測値Ａがアンド・ゲート１６に取り込ま
れる。選択された自動退避処理プログラム・メ
モリ９，１０，１１に記憶されているプログラ
ムが作動した際の退避動作信号によりアンド・
ゲート１６が開いて計測値Ａが比較器１５に取
り込まれる。

比較器１５で設定値A_pと計測値Ａとが比較
されてＡ≧A_pの条件を満足すると、比較器１
５から過負荷検知信号が出力され、該過負荷検
知信号によりアンド・ゲート１７が開いてアラ
ーム信号がオア・ゲート１９に取り込まれる。
なお選択回路８からのアラーム信号をオア・ゲ
ート１９に接続されている。

すでにオア・ゲート１２に取り込まれたＺ軸
動作退避処理プログラム・メモリ９からの処理
データあるいは固定経路動作退避処理プログラ
ム・メモリ１０からの処理データもしくは逆経
路動作退避処理プログラム・メモリ１１からの
処理データのいずれかがオア・ゲート１２を通
過してアンド・ゲート２０に取り込まれる。

アンド・ゲート１８にはセツト・メモリ１３
からのビツト信号が取り込まれており、アン
ド・ゲート１８に比較器１５からの過負荷検知
信号がなければアンド・ゲート１８が開いてビ
ツト信号がアンド・ゲート２０に取り込まれ
る。ビツト信号によりアンド・ゲート２０が開
いて処理データが出力される。

(4) 本発明の動作を第８図のフローチヤートに基
づいて説明する。

第８図において、加工が開始され、第段の
加工終了判断で加工が終了していなければ、第
段で工具が破損しているかどうか判断する。
加工終了までに工具の破損検知がなければ、そ
のまま加工は終了する（第段）。第段で工
具が破損していると判断されると、第段でホ
ストコンピユータが工具交換要求通知の送信を
受ける。また第段で自動退避選択処理プログ
ラム・メモリに記憶されている自動選択処理プ
ログラム７が作動する。自動選択処理プログラ
ム７はツールマガジンフアイル３から破損工具
のツールセンタNo.を認知し、破損工具のツール
センタNo.よりツールセンタフアイル４にフアイ
ルされている退避の種類のFLGを選択する。
第段で自動退避処理が可能かどうか判断し、
自動退避処理が可能であれば、第段でＺ軸動
作退避かどうか判断される。第段でFLG１
としてＺ軸動作退避であると判断されると、第
段でＺ軸動作退避処理プログラム・メモリ９
に記憶されているＺ軸動作退避処理プログラム
が作動し、Ｚ軸動作退避処理がなされる。

第段でＺ軸動作退避以外の固定経路動作退
避であるかどうか判断する。FLG２として固
定経路動作退避であると判断されると第段で
固定経路動作退避処理プログラム・メモリ１０
に記憶されている固定経路動作退避処理プログ
ラムが作動し固定経路動作退避処理がなされ
る。

第段で固定経路動作退避以外のFLG３と
して逆経路動作退避であると判断すると、逆経
路動作退避処理プログラム・メモリ１１に記憶
されている逆経路動作退避処理プログラムが作
動し逆経路動作退避処理がなされる。

第段でＺ軸動作退避処理あるいは第段の
固定経路動作退避処理もしくは第段の逆経路
動作退避処理がなされると、第段で過負荷検
知かどうか比較器１５で比較される。すわち、
選択された自動退避を行い得るかを判断する。
例えばワークと破損工具が異常な食いつき状態
であつたならば、動作時に過負荷として検知さ
れる。第段で過負荷でないと判断されると、
第段で原点復帰かどうかすなわち、自動退避
動作が終了したかどうか判断され、第段で原
点復帰がなされると、自動退避が終了する。

第段で自動退避選択処理が可能でないと判
断された場合および第段で過負荷であると検
知された場合には夫々第段でアラーム信号を
出力し手動退避指示が出されて機械が停止する
（第段）。

〔効 果〕

本発明は工具に破損が生じた場合すべてアラー
ムとして機械停止、もしくはシステム運転の中断
をするのでなく、自動退避選択プログラムを作動
せしめてＺ軸動作退避、固定経路動作退避および
逆経路動作退避を選択し処理することを可能にし
たので、システム運転を極力続行し機械停止、も
しくはシステム中断を最小限にとどめることが出
来る。

また、本発明は破損工具における退避処理を選
択し柔軟に対応出来る効果を奏する。

さらに本発明は破損工具の退避処理を柔軟に対
応させ、かつシステム中断を最小限にとどめるこ
とが出来るようになつたことから、生産能率の向
上並びに稼動率を高める効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す制御プログラム図
である。第２図は本発明を実施するに工程な
FMSラインの概略構成図である。第３図、第４
図および第５図イ，ロは破損工具を自動退避され
るのに適用される３つの基本動作を示す状態のモ
デル図である。第６図Ａはツールセンタフアイル
の一例を示す見本図、第６図Ｂはツールマガジン
フアイルの一例を示す見本図および第６図Ｃは
NCツールフアイルの一例を示す見本図である。
第７図は工具交換要求処理プログラムを作動させ
るフローチヤートである。第８図は本発明の動作
を示すフローチヤートである。 ２…ツールセンタフアイル、３…ツールマガジ
ンフアイル、４…NCツールフアイル、５…工具
交換要求処理プログラム、７…自動退避選択処理
プログラム・メモリ、８…選択回路、９…Ｚ軸動
作退避処理プログラム・メモリ、１０…固定経路
動作退避処理プログラム・メモリ、１１…逆経路
動作退避処理プログラム・メモリ、１５…比較
器、１００…CPU、１０２…主制御装置、１０
３ａ〜１０３ｄ…NC機、１２３ａ〜１２３ｄ…
切削監視装置、TH…工具ホルダ、Ｔ…工具、Ｗ
…ワーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 各NC工作機械と、該各NC工作機械へワー
   クを供給する搬送台車等を有するFMSにおける
   破損工具退避処理装置であつて、加工中に工具の
   破損が生じた際工具破損検知信号を出力する計測
   装置と、該計測装置の信号により破損工具の自動
   退避の種類を選択する自動退避選択処理手段と、
   該自動退避選択処理手段によつて破損工具を前記
   NC工作機械の主軸軸線方向に作動して自動退避
   させるＺ軸動作退避処理手段と、前記自動退避選
   択処理手段によつて破損工具を予め定められた退
   避経路によつて作動し自動退避させる固定経路動
   作退避処理手段と、前記自動退避選択処理手段に
   よつて破損工具を破損に至るまでの加工の逆経路
   で作動し自動退避させる逆経路動作退避処理手段
   と、破損工具を自動退避させる際、退避の可否を
   判別する退避判別手段とからなるFMSにおける
   破損工具退避処理装置。