JPH0453651A - 工具寿命監視装置 - 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、工作機械の工具寿命を監視する工具寿命監視
装置に関する。

〔従来の技術〕

工作機械においては種々の工具が用いられているが、こ
の工具が磨耗すると加工の精度も低下する。そこで、特
に自動運転を行う工作機械においては工具寿命を自動で
監視する必要がある。

工具寿命を監視する従来の方法としては、工具を使用す
るたびに、予め設定されたプリセット値（寿命回数）か
ら使用回数を減算していき、この減算結果が「０」にな
ったことを検出して工具が寿命に到達したことを判断す
る方法がある。そして、この判断結果を元に警告表示を
行ったり、また自動運転サイクルを停止したりする制御
が行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記のような工具の使用回数をカウントして工具が寿命
時間に到達したか否かを判断する方法では、寿命時間を
一旦寿命回数に換算し、これを制御装置の記憶部にプリ
セットする必要がある。また、使用回数カウント方式で
は減算値が固定であるために、切削条件等によって工具
の負担が異なるにも拘らず一定の減電処理を行っている
にすぎず、精度の高い寿命監視を行うことができない。

そこで、工具の切削時間をリアルタイムで計測し、この
積算結果と寿命時間を比較して、工具が寿命に到達した
か否かを判断する方法も提案されている。しかし、この
従来の切削時間を計測する方法では、切削加工時間をリ
アルタイムで計測する必要があり、制御が複雑になり、
しかも切削条件、すなわち工具の負荷に応じて減算処理
することができず、やはり精度の高い工具寿命監視を行
うことができない。

本発明の目的は、工具使用時間の計測や使用回数のカウ
ントが不要であり、しかも精度の高い寿命監視を行うこ
とのできる工具寿命監視装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る工具寿命監視装置は、工作機械の工具寿命
を監視するためのものである。そして、工具の寿命時間
を記憶する寿命時間記憶手段と、所定の加工処理におけ
る工具の加工使用時間を記憶する使用時間記憶手段と、
寿命検出手段とを備えている。

前記寿命検出手段は、前記使用時間記憶手段に記憶され
た使用時間及び工具の使用状況により、工具総使用時間
が前記寿命時間記憶手段に記憶された寿命時間に到達し
たことを検出するものである。

〔作用〕

本発明においては、加ニブログラム中に、このプログラ
ムで加工処理する工具の使用時間が使用する工具ごとに
書き込まれている。そして、自動運転の開始後、工具の
使用時間を認識し、その工具での加工が終了すると、各
工具の寿命時間から前記使用時間をたとえば減算し、ま
たこの減算結果により工具の使用時間が寿命時間に到達
したか否かを判断する。

工具が寿命時間に到達したことが検出されると、たとえ
ばアラーム出力部等にその旨の信号が出力され、警告が
表示されたり、あるいは自動運転のサイクルが停止され
る。

こしにより、工具の使用時間を加ニブログラムに書き込
む際に、切削条件を加味した使用時間を設定することが
でき、フレキシブルな精度の高い寿命監視を行うことが
できる。また、切削加工時間をリアルタイムで計測する
必要がなくなる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例による工具寿命監視装置が
採用さたＮＣタレット旋盤の概略斜視図である。

このタレット旋盤は、ワーク２を把持する主軸チャック
１と、この主軸チャックｌに並設されたタレット装置３
とを備えている。

前記主軸チャック１は図示しない主軸に固定されており
、主軸とともに回転駆動袋Ｗ（図示せず）によって回転
され得るようになっている。

また、前記タレット装置３は、主に多角形状に形成され
たタレット本体と、このタレット本体が固定されるタレ
ット軸４とを有している。タレット軸４は主軸方向に出
没自在であり、また、主軸方向と直行する方向にも移動
自在となっている。

前記タレット本体の外周面には、それぞれ工具台５が装
着されている。前記工具台５には、種々の切削工具やド
リル等の回転工具が装着可能となっている。

また、タレット旋盤の側面には、ＮＣ装置６が設けられ
ている。ＮＣ装置６は、ＣＲＴ７及び操作キー８やテー
プリーダ等を備えている。このＮＣ装置６には、ＣＰ、
ＵＳＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータ
を有する制御部１０（第２図参照）が設けられている。

第２図に前記タレット旋盤の制御ブロック図を示す、Ｎ
Ｃ装置６内に設けられた制御部ｌＯには、前記操作キー
８等を含む操作盤１１と、ＮＣプログラムを絖み込むた
めのテープリーダ１２と、他の入力部とが接続されてい
る。また制御部１０には、アラーム出力部１３と、他の
出力部とが接続されている。アラーム出力部１３の出力
信号は駆動系１４に入力されている。

第３図は前記第２図に示した制御部１０のブロック図で
ある。制御部１０には、ＲＡＭで構成される寿命時間記
憶領域１５と、使用時間記憶領域１６と、テープリーダ
１２によって読み込んだ加ニブログラムを記憶する加ニ
ブログラム記憶部１７と、寿命時間記憶領域１５及び使
用時間記憶領域１６のデータから工具が寿命時間に到達
したか否かを検出する寿命検出部１８とが構成されてい
る。寿命時間記憶領域１５は、１１０ポート１９を介し
て操作盤１１と接続されている。

次に、第４Ａ図及−び第４Ｂ図に示す制御フローチャー
トにしたがって動作を説明する。

プログラムがスタートすると、第４Ａ図のステップＳ１
において、タレット３を初期位置に設定する等の初期設
定が行われる。次にステップＳ２では、テープリーダ１
２を用いて加ニブログラムを読み込む、この加ニブログ
ラムは、第３図に示した加ニブログラム記憶部１７に格
納される。ステップＳ３では作業の開始指令を待つ。

操作者により、操作キー８から作業の開始指令が入力さ
れると、プログラムはステップＳ３からステップＳ４に
移行する。ステップＳ４では、ステップＳ２で記憶した
加ニブログラムのうち最初の指令ステップを読み込む。

そして、ステップＳ５〜Ｓ８において、読み込んだ指令
ステップがどのような指令を指示するものであるかを判
断する。

すなわち、ステップＳ５では、工具選択指令のステップ
であるか否かを判断する。ステップＳ６では、加工動作
の開始指令のステップであるか否かを判断する。ステッ
プＳ７では、他の処理を指令するステップであるか否か
を判断する。また、ステップＳ８では、そのステップが
加工動作の終了を意味するステップであるか否かを判断
する。なお、読み込まれた指令ステップが一連の加工動
作の終了を意味するステップでなければ、プログラムは
ステップＳ８から再びステップＳ４に戻り、次の指令ス
テップを読み込む。

ステップＳ４で読み込まれた指令ステップが工具選択を
指令するステップであれば、プログラムはステップＳ５
からステップＳ９に移行する。ステップＳ９では、タレ
ット３を回転して工具の選択動作を行う。次にステップ
５１０では、加ニブログラム中で指定された工具の使用
時間を読み込み、これをＲＡＭの使用時間記憶領域１６
に格納する。ここで、工具の使用時間は、実際の加工に
用いられる時間に、さらに切削条件を加味した使用時間
が加ニブログラム中で指定されている。すなわち、切削
の条件によっては工具負荷が通常の負荷よりも大きい場
合があるが、この場合には、その負荷の大きさに応じて
実際の使用時間よりも多めの使用時間が設定されている
。

次に、ステップＳ４で読み込まれた指令ステップが加工
開始を意味するステップである場合には、プログラムは
ステップＳ６からステップＳｌｌに移行する。ステップ
Ｓｌｌでは、加工動作サブルーチンを実行する。

第４Ｂ図に加工動作サブルーチンの詳細を示す。

第４Ｂ図において、ステップＳ２０では指定された加工
動作を行う、そして指定された加工動作が終了すれば不
テップＳ２１に移行する。ステップＳ２１では、使用し
た工具について、ステップＳ１０で使用時間を使用時間
記憶領域１６に記憶しているので、予め操作盤１１等に
よって設定されている当該工具の寿命時間から、この加
工で用いた工具の使用時間を減算する。この減算結果は
寿命検出部１８のレジスタに一旦記憶される。そしてス
テップ３２２では、この減算結果が正であるか否かを判
断する。すなわち、使用時間が寿命時間に到達していれ
ば減算結果は０以下となり、その加工に用いられた工具
は寿命時間に既に到達していることになる。減算結果が
正である場合には、その工具は寿命時間にまだ到達して
いないのでステップＳ２３に移行する。このステップＳ
２３では、前記減算結果を新しい寿命時間として、寿命
時間記憶領域１５の同一アドレスに書き込む。すなわち
、使用した工具の寿命時間を更新する。

一方、ステップＳ２１による演算結果がθ以下となり、
ステップＳ２２で寿命オーバーと判断された場合には、
ステップＳ２４に移行する。ステップＳ２４では、工具
が寿命時間に到達したことを示す寿命信号をアラーム出
力部１３に対して出力する。アラーム出力部１３は、こ
の寿命信号を受けて警告ランプやブザー等によって警告
を発するとともに、駆動系１４に対して停止信号を出力
する、これによって装置はその動作を停止する。

また、ステップＳ４で読み込んだ指令ステップがその他
の処理を意味する指令ステップである場合には、プログ
ラムはステップＳ７からステップＳ１２に移行する。ス
テップ５１２では、指令ステップに基づいて他の処理が
実行される。

加工が進み、一連の加工動作の終了を意味する指令ステ
ップが読み込まれれば、ステップＳ８での判断がＹＥＳ
となってプログラムは終了する。

このような本実施例では、予め設定された寿命時間と工
具の使用時間とを比較して寿命を判断するので、使用回
数をカウントする方式に比較して換算が不要となり、操
作が簡単となる。また、工具の使用時間は予めプログラ
ム中で設定されているので、切削加工時間をリアルタイ
ムで計測する必要がない。

さらに、加ニブログラム中で設定する使用時間は、切削
条件を加味した時間としているので、切削条件が変わる
場合にもそれに対応して工具の寿命管理を行うことがで
きる。

〔他の実施例〕

（ａ）　　前記実施例では、予め設定された寿命時間か
ら使用時間を減算していくようにしたが、各工具につい
ての使用時間をそれぞれ積算し、この積算時間と予め設
定された工具寿命時間とを比較して工具寿命を判断する
ようにしても良い。

（ロ）前記実施例では、本発明をタレット旋盤について
通用したが、他の工作機械においても同様に適用するこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明では、加ニブログラム中に工具使用
時間を設定して工具寿命を判断するようにしたので、切
削加工時間を計測する必要がなく、また加工条件の変化
に対応して精度の高い工具寿命の監視を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による工具寿命監視装置が適
用されるタレット旋盤の概略斜視図、第２図はその制御
ブロック図、第３図は第２図に示す制御部の概略ブロッ
ク図、第４Ａ図及び第４Ｂ図はその制御フローチャート
である。 ｌＯ・・・制御部、１１・・・操作盤、１２・・・テー
プリーダ、１３・・・アラーム出力部、１５・・・寿命
時間記憶領域、１６・・・使用時間記憶領域、１８・・
・寿命検出部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）工作機械の工具寿命を監視する工具寿命監視装置
   であって、 工具の寿命時間を記憶する寿命時間記憶手段と、所定の
   加工処理における工具の加工使用時間を記憶する使用時
   間記憶手段と、 前記使用時間記憶手段に記憶された使用時間及び工具の
   使用状況により、工具の総使用時間が前記寿命時間記憶
   手段に記憶された寿命時間に到達したことを検出する寿
   命検出手段と、 を備えた工具寿命監視装置。