JPS61136760A - 金型加工システム - 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】 重業上の利用分野 この発明は、いわゆる−品製作的な畳素の強いプレス型
の切削加工を自動化した金型加ニジステムに関する。

従来の技術 例えば自動車の車体パネル成形用のプレス型の町 ように大形のプレス型にあって、ＮＣデータの入力媒体
として紙テープを用いたＮＣタイプの型彫倚によって加
工される。そして、ワークおよび工具のセット等の段取
りは直接その機械上において行なわれ、また機械の操作
（原点設定、起動、停止等）２紙テープの供給１ならび
に加工手順の設定等は全てオペレータによって行なわれ
ている。

発明が解決しようとする問題点 上記のように、機械１台に対して作業者１人がつ〈従来
の方式では、段取りや機械の操作に多大な工数を要する
ために機械稼動率が低いほか、日程管理のＮ４１ｆが悪
く、機械の性能を最大限に生かすことができない。

本発明は、加エステー／ヨンとは分離した段取りステー
ションでのいわゆる外段取りを可能とし。

しかも例えば割り込み等があった場合にもコンピュータ
により、状況に即応した高精匿なスケジューリングを可
能とした合理的な金型加ニジステムを提供しようとする
ものである。

問題点を解決するための手段 本発明のシステムは、ＮＣタイプの型彫盤を主体とする
複斂の加工ステーションと、少なくとも金型素材である
ワークを所定のパレットに位置決めするための段取りス
テーションと、前記パレットをストックするパレットス
トッカーと、加工ステーション、段取りステー／ヨンオ
ヨヒハレットストツカー相互間のパレットの搬送を司る
無人搬送台車と、上記の各要素を統括管理する上位コン
ピュータとを備える。

そして、特定ワーク−こ関するスケジュール前提条件を
含むスケジュール指令を与えることで、既ｌこスケジュ
ーリングされたワークを含め少なくとも各ワークの加工
完了時期を満足し得るような順位のもとに加工スケジュ
ールの割付処理を実行し、その割付処理された加工スケ
ジュールを記憶するとともに、該加工スケジュールを段
取り指令として段取りステーションに与える。

一方、股取りステーションからの特定ワークに関する段
取り完了情報を待って、そのワークの加工優先順位およ
び加工ステー７ヨンの空き具・合ｉこ応じて該ワークを
加工ステー７ヨンまたはパレットストッカーに搬送する
ために無人搬送台車に搬送指示を与え、ざらに加工ステ
ー７ヨンからの要末を待って、前記加工スケジュールの
加工優先順位のもとに各ワーク個別のＮＣデータを加工
ステーションに転送するものである。

実施例 第１図および第２図は本発明の一実施例を示す全ａノＬ
／イアウド説明図で、このシステムは大別して３つの加
エステーノヨンＳＩＴ　Ｊ＋　８．と１段取りステーシ
ョン１．パレットストッカー２．ワークスドックエリア
３．無人搬送台車４のほか、制御室５に設置されて、上
記の各要素を統括Ｗ理する上位コンピュータ６とを備え
る。

加工ステーションＳ、、　Ｓ、、　Ｓ３は最大１０１ま
でのワークを加工できる大形の門形ＮＣタイプの型彫盤
７を主体として、工具マガジン８．自動工具交換装置９
．自動アタッチメント交換装置ｔｏ、自動ワーク交換装
置１１．ＮＣコントローラ１２．切削油ユニットＬ３．
？１ｇ圧ユニツｌ−１４等より構成され、ＮＣデータの
指令により工具Ｔ、ワークＷ、２よびアタッチメント１
５の自ａ父換を可能とするものである。型彫盤７に装着
されたアタッチメント１５は、縦方向に設定されている
主軸方向を横方向に変換して、水平面内において主軸方
向の角度を５コ単位で割り出し固定することができる。

アタッチメント１５の一例とその制御の考え方を第４図
（蜀および（Ｂｌに示す。ＮＣデータ指令点１６は、Ｎ
Ｃデータが指令する位置すなわち工具Ｔの先端であり、
制御点１７は機械側の制御の対象となる位置すなわち主
軸中心である。このように両者の間に変位があり、何ら
かの補正を施さなければＮＣデータ指令点【６の情報は
制御点１７に直接与えられ、工具Ｔの先端がワークに食
い込むことになる。そこで次のような考え万に基づいて
補正を与える。

すなわち、ＮＣデータが与えるＮ（３データ指令点１６
．割り出し角θ、および上位コンピュータ６によって予
め管理されている工具長ｌ、アタッチメント端部薫での
距離シの情報により、ＮＯコントローラ１２内で（ΔＸ
、ΔＹ）を演算し、加工座標系を（−ΔＸ、−ΔＹ）だ
け平行移動させる。

以上により％ＮＣデータ指令点１６が制御点１７に与え
られても、工具先端を本来意図するワークとの相対関係
位置に移動させることができる。また、事前のＮＣデー
タの千ニックを容易にし、工具のプリセット精度を比較
的ラフにすることができる。

段取りステーション１は複数のステージＳｔヲ備え、ワ
ークスドックエリア３に搬入されてストックされている
ワークすなわち金型粗材Ｗをクレーン１８Ｇこより吊り
上げて、段なりステーション１で待機しているパレット
ｐに位置決め載置するもので、そのほかに段取り指令表
示盤１９を備える。そして、段取り指令表示盤１９は、
上位コンピュータ６ζこよって設定された段取り指令情
報を作業者に対して可視表示する。

台車４は誘導線２０に沿って走行し、段取りステー７ヨ
ン１においてパレットＰ上に段取りされたワークＷを自
動ワーク交換装置ｔ１もしくはパレットストッカー２に
搬送し、またはその逆の返送を行なうものである。この
台車４は、走行指令がないときには充電ステー７ヨン２
１で待機する。

尚、２２は上位コンピュータ６とともに制御室５に設置
されたコンソールディスプレイ・キーボード、Ｕはライ
ンプリンタ、２４は台車コントローラである。また、２
５は強電制御盤である。

上位コンピュータ６は、前述したようζこシステム全体
の統括管理を行なうもので、その掴能としては次のよう
な諸機能を有する。

０加工日程のスケジューリングｍ能 Ｏ段収り作業者に対する段取り指令機能０ワ一グ管理機
能 ０ワークごとのＮＣデータ′１Ｍ坤機能０工具管理機能 Ｏ工具寿命管理機能 Ｏ加工実種管理機能 Ｏ針側データ管理機能 Ｏ加工データのＮＣコントローラ１２への転送（ＤＮＯ
）機能 ｏ台車コントローラ２４への移動指令機能Ｏｓ常のｆ！
！およびそのアラーム表示機能以上のような各要素の一
連の機能をさらに第２図および第３図を参照しながら詳
述すれば次のとおりである。

先ず、ワークＷは前述したようにワークストツタエリア
３に搬入されてストックされる。各ワークＷには個別に
ワーク番号が付されており、オペレータは搬入されたワ
ーク番号をそのＩｆキーボード２２に゛より入力する。

上位コンピュータ６はこの情報により、その時点で準備
されているワークＷを管理するテーブル、すなわちワー
ク番号テーブルを作成する。そして、このワーク番号テ
ーブルはワークが人力されるごとに更新される。

−万、各加工ステーションＳ１９　Ｊ＊　８ｍの型彫盤
７を制御するＮＣデータは、ワークと同様にそれぞれ個
別にＮＣデータ番号が付されてあり、紙テープ２６．フ
ロッピーディスク２７等の媒体を用い、あるいは媒体を
用いないで光ケーブル２７等により上位コンピュータ６
ζこ入力される。この情報によす、上位コンピュータ６
はその時点で準備され゛ているＮＣデータを管理するテ
ーブル、すなわちＮＣデータ番号テーブルおよびＮＣデ
ータファイルを作成する。これらもＮＣデータが人力さ
れるごとに更新される。

ここで、システムの起動に先立ち、オペレータは、キー
ボード２２を通して上位コンピュータ６に対してスケジ
ューリング指令およびスケジュール前提条件を入力する
。木実施例においては、システムの起動時には常にスケ
ジューリングを伴うものとして説明する。

このスケジュール前提条件は、各々の工程番号に対する
予定工程時間（加工時間）、予定開始可能日時、加工完
了要求日時、およびＮＣデータとワークの納入予定日時
（今だ納入されていないＮ。

データ右よびワークについてのみ）の各条件を含むもの
である。工程番号とは、各々のワークＷの加工工程ごと
に付された個別の番号で、ワーク番号に対して加工工程
を示す番号が加えられたものである。また、加工工程と
は、ワークＷを型彫盤７に−Ｈセットすればそれで全て
の加工が行なえるというものではなく、倒置か段取り替
えを行ないつつ複数の工程に分けて加工する必要があり
。

その一つ一つの工程を指すものである。

例えば、１工程目ではワークの固定基準面をフライスカ
ッターで切削し１次の２工程目では段取り替えを行なっ
てワークを姿勢変更したのちに型彫りエンドミルで型成
形面を切削するような場合に、その一つ一つの切削工程
が加工工程となる。

上位コンピュータ６は、このスケジュール前提条件のテ
ーブル、すなわちスケジュール前提条件テーブルを作成
する。そして、その時点で加工中の工程番号に対する加
工が完了した時点を、次の工程番号の加工開始時点に設
定し、スケジュールの割付処理を実行する。さらに、そ
の割付結果を割付テーブルに記憶すると同時に、出力要
求があった場合にはラインプリンタｎに出力する。この
割付処理の条件は、予定加工開始日時を満足すると同時
に、加工完了要求日時に対する各工程番号の遅れを平均
化し、さらにその総和を最小にするものである。

そして、この割付結果は以下のものから構成される。

０各加エステ−７ヨンＳ、〜Ｓ、に対して供給される工
程番号、およびその加工開始予定日と加工完了予定日を
示す長期的な日単位のガントチャート。

０各加エステ−ジョンＳ、〜８．に対して供給される工
程番号％詔よびその加工開始予定日時と加工完了予定日
時を示す矢数日間の詳細な時間単位のガントチャート。

０当日の加工に際して不足するワーク番号およびＮＯ番
号のリスト。

当日の加ニジこ際して不足するものがなく、各々の工程
番号の加工完了予定日時が満足されるならば、オペレー
タは上位コンピュータ６に対してスケジュール設定指令
を入力する。また、当日の加工に際して不足するものが
ある場合、あるいはいずれかの工程番号の加工完了予定
日時が満足されない場合には、各工程番号の加工開始可
能日時あるいは加工完了要求日時等のスケジュール前提
条件を操作し、満足する割付結果を得るまで繰り返す。

前提条件を満足するスケジュールが上位コンピュータに
設定されると、そのスケジュールに従い、上位コンピュ
ータ６は段取り指令表示盤１９に段取り指令機種を表示
する。この段取り指令情報は次の項目を含むものである
。。

０段取り作業の優先順位（段取り順） ０工程番号に対応する段取りステーション番号およびパ
レット番号 Ｏ工程番号に対応するワークの状態 ０段取りステ−７ヨン番号に対応する段取り作業の状態 ここで、段取りステーション番号とは、段取りステー／
コン１においてパレットＰの移載が可能なステージ日を
単位に付された番号であり、またパレット番号とは、各
パレットＰに付された個別の番号である。

ワークの状態としては、次の３つの状態がランプ等によ
り色別表示される。

Ｏワークスドックエリア３にストックされている。

０他の段取りステー７ヨン（ステージ）で段取り作業中
、あるいは加工ステー／ヨンＳ。

〜Ｓ、に対して搬入待機中である。

０加エステ−ジョン８１〜Ｓ３で加工中である。

また１段取り作業の状態としては次の２つの状態がラン
プ等ｌこより色別表示される。

０当該段取りステーションで段取り作業中である。

Ｏ当該段取りステージタンで段取りが完了し、ワークは
加工ステー７ヨ／に対して搬入待機中である。

オペレータは１段取り指令表示盤１９４こ従い段取り作
業を行なう。段取り作業の頭外は段取り順に従い、かつ
ワークの状態としてワークスドックエリア３にストック
されているものから順になる。

表示されている工程番号から工程を示す番号を除外して
ワーク番号を認識し、そのワークＷをクレーン１８にて
指定されている段取りステー７ヨンのステージに移載し
、そのステージＳｔに搬入されているパレットｐにワー
クＷを位置決め固定する。

パレットＦに対するワークＷの位置決めは、ロケートピ
ンあるいはロケートブロック等で行なわれ、その位置は
ワーク位置決め指示図として上流工程より提供される。

このワーク位置決め指示図の機能は、当該工程番号を加
工するＮＣデータが前提としている加工原点と、位置決
めされるワークＷとの相対関係をオペレータに伝えるも
のである。

ある段取りステー／コンのステージでのワークＷの位置
決め・固定作業すなわち段取り作”業が完了すると、オ
ペレータは上位コンビエータ６に対して段取り完了情報
を入力する。段取り完了情報は、段取りステ−７ヨン番
号およびそれに対応する工程番号とから構成される。

上位コンピュータ６は、段取り完了情報を得ると、当該
段取りステーション（番号）に対する段取り指令情報と
の比較を行なう。比較結果が一致した場合には、当該段
取りステー７ョン（番号）は段取りが完了し、ワークＷ
が加工ステーションに対して搬入待機状態であることを
認識し、段取り完了テーブルに書き込む。また、上記比
較の結果、一致しなかった場合には、オペレータに対し
てアラームとともに段取り状態の確認あるいは段取り替
え指令を発する。

以上の経過によりスケジューリング１段取り作業指令９
段取り作業が行なわれ、全ての加工ステ−ノヨン日、〜
Ｓ３が加工中の場合には段取りされた７−’）Ｗはパレ
ットストッカー２に一時的にストレージされる。段取り
が完了したワークの加工ステーション８１〜Ｓ、あるい
はパレットストッカー２への搬送は無人搬送台車４によ
って行なわれる。

台車４が搬送指令を受けるアドレスとしては、段取りス
テーション１の各ステージ、パレットストッカー２．各
加工ステーションＳ、〜Ｓ、の自動ワーク交換装置１１
および充電ステーション２１がある。

上位コンピュータ６は、それが管理するスケグエール１
段取り完了テーブル、各加工ステーションＳ、％８．に
おける工程番号単位の加工完了情報、パレットストッカ
ー２の空き情報に基づき、あるアドレスからあるアドレ
スに対する搬送指令を台車コントローラＵに対して発す
る。台車コントｏ　−ラ２４はその指令により指示され
たアドレスにワークＷを台車４によって搬送する。ある
搬送指令を実行し、次の搬送指令がない場合には、台車
４は充電ステーション２１で待機して充電が行なわれる
。

次に、加工ステー７ｇンにおけるＮＣ加工について述べ
る。

台車４がワークＷを加工ステーションの自動ワーク交換
装置１１上に＃載すると、上位コンピュータ６は、当該
ワークの加工工程すなわち工程番号に対応するＮＣデー
タを、ＮＣデータ番号基準で検索し、それを型彫盤７の
ＮＣコントローラ１２４こ対して転送する。この時点よ
り、型彫盤７の制御は転送されたＮＣデータによること
になる。

この時、ＮＣデータ番号は一般には複数の工程番号に対
応する。例えばワークｔこドア部品のように右あるいは
左側といった勝手異いが存在する場合には％ＮＯＮＣデ
ータ側あるいは左側の片側基準で作成される。この場合
に、上位コンピュータ６が工程番号を分析し、その工程
が右側であるか左側であるか、場合によってはオフセッ
トされているか等の判断を行なう。この判断に基づいて
片側基準で作成されてファイルされているＮ（３データ
に対し、必要に応じてミラー反転、オフセット等のＮＣ
情報を付加し、ＮＣコントローラ１２に対してそれを転
送する。

以上の考え方を第５図（Ａ）および（Ｂ）に示す。同図
に示すように、ＮＣデータ番号および工程番号の各々に
、左右をコントロールするキャラクタ−Ｌ。

Ｒ，Ｏを設ける。上位コンピュータ６がＮＣデータ番号
、工程番号の双方の上記キャラクタ−を判別し、相違し
た場合にはオプショナルスキップコードを無効にする指
令をＮＣコントローラ１２に対してダウンロードする。

これによってＮＣデータ中のミラーコードが有効になる
。ここで、オプショナルスキップコードは、それが有効
な場合には当該ＮＣデー・タブロックをスキップする（
無効にする）機能を有するものである。

この後％ＮＣデータの指令に基づいて型彫盤７が制御さ
れ、当該工程番号に対するＮＣ加工を実施する。この時
、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸あるいはＷ軸等を加えた数軸のＮＣ軸に
対する制御に加えて、工具でおよびアタッチメント１５
等の自動変換、主軸回転数、送り速度制御、工具Ｔの切
損検知、さらには加工終了後のワークの計測制御等が行
なわれる。

工具長、工具径補正は型彫盤７上での測定値によって行
なわれる。

工具管理は上位コンピュータ６によって行なわれる。す
なわち、工具マガジン８の内容が工具ファイルとして上
位コンピュータ６内に記憶されている。この工具ファイ
ルは、加工の進行に伴って変化する各々の工具の切損状
態、ｆｌ！用時開時間型彫盤７側からのフィードバック
により改更され。

常に最新の状態が維持されている。工具ファイルは以下
のものを含んでいる。

０工具マガジンのポット番号 ＯＮＯＮＣデータ内具指定番号 Ｏ工具種類 Ｏ工具径、工具長さ等の標準寸法とプリセット番号 ０積算使用時間 Ｏ寿命残時間 ある工具が切損した場合、あるいは寿命時間を超えた場
合、上位コンビエータ６はオペレータに対して新しい工
具の装着指令を発する。この時、オペレータによって与
えられた期間だけスケジュールを先読みし、工具マガジ
ン８の使用予定のないポット番号も同時に出力する。

型彫盤７による機械加工が終了すると、ＮＯデータの指
令に基づき、工具マガジン８より計測プループを装着し
、指定位置を計測してその結果をラインプリンタ器に出
力する。

型彫盤７に３けるある工程番号の加工完了は、ＮＣデー
タ内の加工完了情報によってＮＧコントローラ１２がｍ
識する。その情報が上位コンピュータ６にフィードバッ
クされ、上位コンピュータ６は台車コントローラ割に対
して搬出指令を発する。

この指令を受けて台車コントｏ−ラツは、台車４に対し
て移動先アドレスを指令する。台！４は、型彫盤７より
加工が完了したワークを４載し、指定されたアドレスつ
まり段取りステーション１あるいはパレットストッカー
２のいずれかに搬送する。以上のＮＣ加工は、複数の型
彫盤７において連続的にかつ並行して実行される。

次に、加工実績の集約とその出力について述べる。加工
実績は全て上位コンピュータ６によって集約され、ライ
ンプリンタ２３に出力される。出力事項は以下の項目を
含む。

Ｏ指定日あるいは指定期間にあけるスケジュール運転時
間 Ｏ指定日あるいは指定期間における機械加工時間 Ｏ指定日あるいは指定期間における正味゛切削時間。

０指定日あるいは指定期間にぢける搬送時間Ｏ指定日あ
るいは指定期間における機械故障時間 Ｏ指定日あるいは指定期間における機械休止時間 ０指定日あるいは指定期間における段取り時間 ０指足日あるいは指定期間における機械稼動率 ０指定日あるいは指定期間における切粉率０指定日ある
いは指定期間における台車稼動富 ０指定日あるいは指定期間に壇ける加工完了工程番号 以上、スケジューリング、段取り指令１段取り作業、Ｎ
Ｃ加工、実積出力等を通して、夜間も含めて金型の無人
ＮＣ加工が可能となる。ただし、段取り作業は有人作業
である。

発明の効果 以上のように本発明によれば、コンピュータにより、精
度が高くしかも状況に即応したスケジューリングが可能
となり、８福管理の精度が上がる。

また、機械加工と券離された外段取りが可能となり、省
人化が図れるとともに機械稼動率が従来の３〜４倍と大
幅に向上する。

さらに、適正数のパレットストッカーおよび無人搬送台
車を備えることによって夜間無人運転も可能となり、−
品生産でしかも重量物という特殊性を有する金型加工の
合理化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のレイアウトを示す平面図、
第２図はノステム回路図、第３図はスケジ、ニーリング
のフロー千ヤード、第４図（Ａ）はアタッチメントの正
面図、第４図（Ｂ）は第４図（Ａ）の平面説明図、第５
因（（転）および（Ｂ）はＮＣデータの説明図である。 ａ、、　Ｓ、、　Ｓ、　　・・・加工ステー／ヨン、１
・・・段取りステー７ヨン、２・・パレットストッカー
、４・・無人搬送台車、６・・上位コンピュータ、７・
・・型彫盤。 １２・・・ＮＣコントローラ、　Ｗ＋ａ２ワーク、Ｐ・
・・パレット。 第４図（Ａ） 第４図（８） 第５図（Ａ） 第５図（Ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＮＣタイプの型彫盤を主体とする複数の加工ステ
   ーションと、少なくとも金型素材であるワークを所定の
   パレットに位置決めするための段取りステーションと、
   前記パレットをストックするパレットストッカーと、加
   工ステーション、段取りステーションおよびパレットス
   トッカー相互間のパレットの搬送を司る無人搬送台車と
   、上記の各要素を統括管理する上位コンピュータとを備
   え、特定ワークに関するスケジュール前提条件を含むス
   ケジュール指令を与えることで、既にスケジューリング
   されたワークを含め少なくとも各ワークの加工完了時期
   を満足し得るような順位のもとに加工スケジュールの割
   付処理を実行し、その割付処理された加工スケジュール
   を記憶するとともに、該加工スケジュールを段取り指令
   として段取りステーションに与える一方、段取りステー
   ションからの特定ワークに関する段取り完了情報を待つ
   て、そのワークの加工優先順位および加工ステーション
   の空き具合に応じて該ワークを加工ステーションまたは
   パレットストッカーに搬送するために無人搬送台車に搬
   送指示を与え、さらに加工ステーションからの要求を待
   つて、前記加工スケジュールの加工優先順位のもとに各
   ワーク個別のＮＣデータを加工ステーションに転送する
   ことを特徴とする金型加工システム。