JPH0639348U - 切削工具の交換時期報知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作機械に使用される複数の切削工具の交換
管理を各工具ごとに行なえるようにする。 【構成】 工作機械の各切削工具の工具番号とその工具
の使用可能加工数を設定するサムホイールスイッチ６、
６’と、報知用のＬＥＤランプ１０及び警報ブザー１１
とを、工作機械のＭ信号が、作動信号Ｓ_G として入力さ
れるマイクロプロセッサ１に備え、マイクロプロセッサ
１は、前記工作機械の作動信号を計数し、この計数値と
サムホイールスイッチ６、６’に設定した使用可能加工
数とが一致するとＬＥＤランプ１０及び警報ブザー１１
により、工具の交換時期を報知する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ＮＣ旋盤や自動盤等の複数の切削工具を加工処理に使用する工作 機械の各切削工具ごとの交換時期を知らせる切削工具の交換時期報知装置に関す る。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、ＮＣ旋盤、自動盤等の工作機械におけるマシントラブルは、７０％以 上が切削工具の破損によるものといわれている。また、それが引き金となって起 こる機械損傷等のトラブルを含めると、前記トラブルは８０％以上に達すると考 えられる。

【０００３】 このため、例えば複数の切削工具を有する数値制御装置（ＣＮＣ）では、数値 制御プログラム（ＮＣプログラム）の加工ルーチンにおいて、切削工具が加工に 関与する時間を各工具ごとに計算し、その値を１加工ルーチンが実行される度に 累積加算し、その累積加算した時間と各工具ごとに予め設定された寿命時間とを 比較し、工具の寿命を判定する方法が行なわれている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記の数値制御装置の工具の寿命判定では、実際の工具の寿命 を判定できないという問題がある。

【０００５】 というのは、加工ルーチンのワークに対する切削速度は、常に一定ではなく、 切削速度に高低がある。ところが、上記の寿命判定では、切削速度の高い所では 、使用される工具の切削負荷が増大するのに、その負荷の増大に応じて加工時間 が加算されず、このため工具は、ときには、寿命を大幅に越えて使用されること となり、加工品に寸法のバラツキや仕上げ面粗度不良を生じ、不良品を発生する ことがある。

【０００６】 また逆に、切削速度の低い所では、使用される工具に加工時間に見合った切削 負荷が加えられず、このため、工具は、寿命に達するまで使用されず、早目早目 に交換されることとなり、大きな無駄を生じることがある。

【０００７】 そこで、この考案の課題は、工作機械に取り付けられた各工具の交換管理が適 正に行なえるようにすることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するため、この考案にあっては複数の切削工具を有する工作 機械の１作業工程の行なわれたことを示す作動信号を入力する入力手段と、その 入力手段に入力された作動信号を計数する計数手段と、前記複数の切削工具の各 切削工具ごとの切削寿命を前記工作機械の１作業工程における使用可能回数に換 算した値が設定されるスイッチ手段と、そのスイッチ手段に設定された各工具ご との使用可能回数に、前記計数手段の計数する作動回数が達すると、アラーム出 力を出力する比較手段と、その比較手段からのアラーム出力でもって各工具の交 換時期を知らせる報知手段とからなる構成としたのである。

【０００９】

【作用】

このように構成される切削工具の交換時期報知装置では、各工具ごとに、加工 ルーチンの切削速度の高低や使用状態を加味した各工具の寿命時間を使用可能な ワークの加工本数に換算し、その換算した加工本数と対応する各工具ごとの工作 機械の作動回数と、実際の工作機械の作動回数とを比較し、両者が一致すると各 工具ごとに警報を発して工具の交換時期を知らせる。

【００１０】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図１乃至図３に基づいて説明する。

【００１１】 図１及び図２に示すように、本考案の切削工具の交換時期報知装置は、ケース Ｃ内に収められたマイクロプロセッサ（以下ＭＰＵとする）１とそのＭＰＵ１に 接続されたデータ入力用スイッチ回路２、表示回路３、報知回路４、及び操作用 スイッチ回路５からなっている。

【００１２】 データ入力用スイッチ回路２は、図２に示すように、ケースＣ前面の表示パネ ルＰに設けられた工具番号と工具の使用回数設定用のサムホイール（ロータリー ）スイッチ６、６’と、それらスイッチ６、６’に設定されたデータをＭＰＵ１ へ読み込ませるライトスイッチ７及びそれらのインターフェース回路１７とから なっている。また、上記スイッチ２には、本実施例で用いたサムホイールスイッ チ６、６’以外に、キーボードスイッチ等を用いることもできる。

【００１３】 表示回路３は、各工具ごとに表示パネルＰに設けられた四桁のＬＥＤ表示器８ とこの表示器８の表示用ドライバー（デコード回路を有する）９とからなり、表 示用ドライバー９はＬＥＤ表示器８をダイナミック点灯する。

【００１４】 なお、実施例では、ＬＥＤ表示器８を用いたが表示回路３にはＣＲＴや液晶表 示装置を用いてもよい。

【００１５】 報知回路４は、表示パネル面Ｐの各工具ごとのＬＥＤ表示器８に並設された警 報用ＬＥＤランプ１０と警報音発生用ブザー１１とからなり、これらは、Ｉ／Ｏ インターフェース１２を介してＭＰＵ１と接続されている。また、報知回路４に は、前記ＬＥＤランプ１０やブザー１１と連動して工作機械の作動及び作動停止 信号出力用の、例えば、リレー出力回路等を設けても良い。

【００１６】 操作用スイッチ５は、各工具ごとに設けられたデータ再設定用のリセットスイ ッチ１３と各工具ごとの加工数の計数とその計数の停止とを選択する作動選択ス イッチ１４とからなり、これらはインターフェース１２を介してＭＰＵ１と接続 されている。

【００１７】 一方、ＭＰＵ１には、上記各回路以外に、データ記憶用のＲＡＭメモリ及び処 理プログラムの書き込まれたＲＯＭメモリからなるメモリ回路１５と、工作機械 からの作動信号Ｓ_G が入力される例えば、パルス整形器としてモノステーブルマ ルチバルブレータ等を用いた入力信号用インターフェース回路１６が設けられて いる。

【００１８】 上記作動信号Ｓ_G は、工作機械例えば、ＮＣ旋盤等では主軸の回転及び停止等 の際に用いられるプログラム命令、いわゆるＭ信号（Ｍ０３、Ｍ０５）と呼ばれ るものをデコードして生成し、前記旋盤の１回の加工ルーチンの終了ごとに作動 パルスが出力される。また、作動信号Ｓ_G としては、他に切削油ポンプの駆動信 号等を用いるようにしてもよい。

【００１９】 この実施例は以上のように構成されており、以下その使用法を述べる。

【００２０】 本装置は、使用に先立ち、まず作動信号Ｓ_G としてＮＣ旋盤等のＭ信号あるい は切削油ポンプの駆動信号を接続線により取り出し、その接続線を前記入力信号 用インターフェース回路１６に接続する。次に、使用する表示器８の作動選択ス イッチ１４をＯＮにして工具番号設定用のサムホイールスイッチ６に交換時期を 設定する工具に付けた番号を入力し、さらに使用回数設定用のサムホイールスイ ッチ６’にその工具の加工ルーチンにおける切削速度の高低を加味して算出した 工具の寿命時間に対する使用可能な加工本数Ｎを入力する。

【００２１】 そして、このようにして順次各工具ごとに加工本数を設定すると、ライトスイ ッチ７を作動して前記データをＭＰＵ１に読み込ませる。すると、ＭＰＵ１は前 記データをメモリ回路１５の前記工具番号に対応したメモリ領域へストアすると 同時に、前記工具番号に対応した演算用レジスタにも前記データをストアし、そ のレジスタの内容を工具番号に対応する表示回路３へ表示する。こうして、順次 各工具の寿命データの設定を、全ての工具について行なった後、ＮＣ旋盤を稼動 させると、加工処理が一回行なわれ、ＮＣ旋盤からＭ信号が出力されるたびごと に、ＭＰＵ１は、各レジスタ内のデータを１つずつ減算してその減算したデータ を表示器８に表示する。そして、いずれかのレジスタのデータが“０”になると 、そのレジスタに対応する工具の表示ランプ１０を点灯あるいは点滅し、さらに ブザー１１から警報音を発して注意を促し、工具の交換時期を報知する。

【００２２】 また、この報知された工具の交換を行なった際は、その交換を行なった工具に 対応するリセットスイッチ１３を作動すると、ＭＰＵ１は工具番号に対応した前 記メモリ領域からデータを読み出し、そのデータを交換した工具に対応するレジ スタへ、リストア（再設定）する。このデータは当然、前記工具番号に対応した 表示器８にも表示される。すなわち、一担メモリ回路にストアしたデータは、以 後リセットスイッチ１３を作動する度に、リセットスイッチ１３に対応するレジ スタに設定仕直され、表示される。

【００２３】 ところで、例えば加工処理工程が変更になり、前記旋盤等に装着された工具の 一部を使用しない場合には、その使用しない工具の作動選択スイッチ１４をＯＦ Ｆにすると、ＭＰＵ１は、その作動選択スイッチ１４をＯＦＦにした表示器８を 消灯し、またこのとき作動信号Ｓ_G が入力されてもその工具のレジスタのデータ を減算しないで保持する。

【００２４】 なお、例えば上記ＭＰＵ１の処理プログラムに、使用回数設定用のサムホイー ルスイッチ６’を仮に９９９９に設定し、ライトスイッチ７を作動してこのデー タを書き込み、工作機械を作動して、ある一定期間又は、加工製品のロットが終 了した際に、前記サムホイールスイッチ６’に９９９８を設定し、ライトスイッ チ７を作動すると、サムホイールスイッチ６で設定された工具番号の表示器８に 、加工個数が表示されるようにしてもよい。また、前記サムホイールスイッチ６ ’に９９９７を設定し、上記と同じ操作を行なうと、工具の交換回数が表示（製 品ロットを加工するのに何個工具を使ったかがわかる）されるようにしてもよい 。

【００２５】 さらに、工具番号に５０を加えた数字を工具番号設定用のサムホイールスイッ チ６に設定し、使用回数設定用のサムホイールスイッチ６’に工具単価を設定で きるようにして両データをライトスイッチ７を作動してＭＰＵ１に読み込ませ、 工具番号設定用のサムホイールスイッチ６に工具番号を設定して、サムホイール スイッチ６’に９９９６を設定し、再びライトスイッチ７を作動すると使用回数 設定用のサムホイールスイッチ６で設定された工具番号の表示器８に、前記使用 回数設定用のサムホイールスイッチ６’に９９９９を設定し、ライトスイッチ７ を作動してからの工具費用が表示されるようにし、また前記サムホイールスイッ チ６’に９９９５を設定し、上記と同じ操作をすると、製品一個当りの工具費用 が表示されるようにしてもよい。

【００２６】 このようにして加工個数や工具の交換回数、さらに、それらの工具費用等を表 示できるようにすると、工作賃の見積り等が簡単にできるようになり、また、同 時に工作機械の作動状況や作動効率等も的確に把握できるようになる。

【００２７】 ところで、この実施例では、装置内の回路にＭＰＵ１を用いたが、ＭＰＵ１に 代えて図３に示すように、プリセッタブルカウンタ２０を用いてもよい。

【００２８】 同図において、符号２はデータ入力用スイッチ、７は前記データ入力スイッチ ２の設定データを前記カウンタ２０へロードするライトスイッチ、３は表示用ド ライバーと表示素子からなる表示回路、１０は警報用ＬＥＤランプ、１１は警報 用ブザー、１４は作動選択用スイッチ、１６は入力信号Ｓ_G 用インターフェース である。また、上記データ入力用スイッチ２には、例えば工具番号設定用サムホ イールスイッチに接続されたデータセレクターと各カウンタごとに設けたデータ 入力用スイッチに設定されたデータを保存するデータバッファとを用いて、一つ のサムホイールスイッチで全カウンタにデータを順にセットできるようにするこ ともできる。

【００２９】 なお、この回路の使用法も上記ＭＰＵ１を用いたものと同様のため、その使用 法及び作用は省略する。

【００３０】

【効果】

この考案は、以上のように構成したので、装置に各切削工具の加工可能な寿命 個数データを設定しておけば、自動的に工具の寿命がくると報知手段、例えばブ ザーやランプで知らせてくれるので、素人工でも適切な切削工具の交換管理がで きる。

【００３１】 このため、以下に示す効果を奏する。

【００３２】 工具を寿命まで使用できるため、無駄がなく切削工具費の削減につながる。

【００３３】 寿命に達した工具を使用しないので安定した加工ができる為、加工寸法のバ ラツキが少なく精度の高い仕上げ面粗度の良い製品が量産できる様になり、品質 の向上が図れる。

【００３４】 ＮＣ旋盤等の工作機械の多台持ちが素人工でも容易にできる。

【００３５】 素人工の為の工具寿命の判定のできるスタッフの配置が必要なくなり、省人 化につながる。

【００３６】 切削工具の破損によるマシントラブルが無くなり、機械の稼動率が向上する 。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を示すブロック図

【図２】実施例を示す外形正面図

【図３】他の実施例を示すブロック図

【符号の説明】

１ マイクロプロセッサ ２ スイッチ手段 ４ 報知手段 ６ ツール番号設定用サムホイールスイッチ ６’ 工具の使用回数設定用サムホイールスイッチ ７ ライトスイッチ １０ ＬＥＤランプ １１ ブザー １６ 入力信号用インターフェース回路 Ｓ_G 作動信号

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の切削工具を有する工作機械の１作
   業工程の行なわれたことを示す作動信号が入力される入
   力手段と、その入力手段に入力された作動信号を計数す
   る計数手段と、前記複数の切削工具の各切削工具ごとの
   切削寿命を前記工作機械の１作業工程における使用可能
   回数に換算した値が設定されるスイッチ手段と、そのス
   イッチ手段に設定された各工具ごとの使用可能回数に、
   前記計数手段の計数する作動回数が達すると、アラーム
   出力を出力する比較手段と、その比較手段からのアラー
   ム出力でもって各工具の交換時期を知らせる報知手段と
   からなる切削工具の交換時期報知装置。