【課題】未加工ワークが載置される複数の載置部を有する載置台を備えた加工システムにおいて、複数の未加工ワークに対して順次連続して加工を行う場合の途中停止の発生を抑制することが可能な加工システムを提供する。
【解決手段】加工システム1は、工具マガジン25に保持された複数の工具20を用いてワーク9を加工するマシニングセンタ2と、未加工のワーク9が載置される複数のパレット棚31〜35を有するパレットプール3と、マシニングセンタ2を制御する制御装置6とを備える。制御装置6は、加工プログラムを記憶する加工プログラム記憶部612と、複数のパレット棚31〜35に載置されたワーク9の情報を記憶するワーク情報記憶部613とを有すると共に、複数のパレット棚31〜35に載置されたワーク9を加工するための加工プログラムが加工プログラム記憶部612に記憶されているか否かを判定する加工プログラム判定部631を有する。
工具マガジンに保持された複数の工具を用いてワークを加工する工作機械と、前記工作機械により加工される前の未加工ワークが載置される複数の載置部を有する載置台と、前記未加工ワークを前記載置台と前記工作機械との間で移載する移載装置と、前記工作機械及び前記移載装置を制御する制御装置と、を備えた加工システムであって、
前記制御装置は、前記工具マガジンに保持されている前記複数の工具のそれぞれの情報を記憶する工具情報記憶部と、前記ワークを加工するための加工プログラムを記憶する加工プログラム記憶部と、前記複数の載置部に載置されたそれぞれの前記未加工ワークの識別情報を含むワーク情報を記憶するワーク情報記憶部とを有すると共に、前記加工プログラム記憶部及び前記ワーク情報記憶部に記憶された情報に基づいて、前記複数の載置部に載置された前記未加工ワークを加工するための加工プログラムが前記加工プログラム記憶部に記憶されているか否かを判定する加工プログラム判定部を有する、
加工システム。
前記制御装置は、前記未加工ワークを加工するための前記加工プログラムから当該未加工ワークの加工で使用される工具を抽出し、前記工具情報記憶部に記憶された情報を参照して前記抽出された工具が前記工具マガジンに使用可能な状態で保持されているか否かを判定する工具判定部を有する、
請求項1に記載の加工システム。
前記工具判定部は、オペレータの指示に応じて、前記載置台の前記複数の載置部に載置された前記未加工ワークの全てについて、前記抽出された工具が前記工具マガジンに使用可能な状態で保持されているか否かを判定し、当該判定の結果が否である場合に不足している工具の一覧を前記オペレータに提示するための一覧データを生成する、
請求項2に記載の加工システム。
【発明を実施するための形態】
【0010】
[実施の形態]
本発明の実施の形態について、
図1乃至
図7を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
【0011】
図1は、本発明の実施の形態に係る加工システムを上方から見て示す概略構成図である。
図2は、加工システムにおけるマシニングセンタを側方から見て示す概略構成図である。
図2では、互いに直交するX軸、Y軸、及びZ軸を示しており、このうちX軸及びZ軸が水平方向であり、Y軸が鉛直方向である。
【0012】
加工システム1は、マシニングセンタ(工作機械)2と、パレット8に搭載された複数の未加工のワーク9をプール(蓄積)しておくことが可能な載置台としてのパレットプール3と、作業者10がパレット8上のワーク9の交換作業等を行うための段取りステーション4と、ワーク9をマシニングセンタ2及び段取りステーション4とパレットプール3との間で移載することが可能な移載装置5と、マシニングセンタ2及び移載装置5を制御する制御装置6と、制御装置6を収容すると共に作業者10が視認及び操作可能な位置にタッチパネルディスプレイ71が設けられた制御盤7とを備えている。ワーク9は、例えば一品物の金型や、多品種少量生産される機械部品等である。
【0013】
マシニングセンタ2は、複数の工具20を用いて、フライス削り、穴あけ、ねじ立て、リーマ仕上げなど多種類の加工をワーク9に対して連続で行うことが可能な工作機械であり、ベッド21と、ベッド21上でX軸方向に移動可能に支持されたコラム22と、コラム22に対してY軸方向に移動可能なサドル23と、サドル23に設けられた主軸装置24と、複数の工具20をそれぞれ保持する複数のポット251を有する工具マガジン25と、工具マガジン25に保持されている工具20と主軸装置24に保持されている工具20とを交換する自動工具交換装置26と、ベッド21上でZ軸方向にパレット8を搬送すると共に当該パレット8を鉛直軸回りに回転させることが可能な送り台27と、未加工のワーク9と加工済のワーク9とを入れ替え可能なターンテーブル28と、ワーク9の加工が行われる加工室200を囲うカバー29とを備えている。
【0014】
カバー29は、カバー本体291と、閉状態においてターンテーブル28上に配置される開閉扉292とを有している。開閉扉292は、ターンテーブル28の回転によって未加工のワーク9と加工済のワーク9とを入れ替えるとき、図略のアクチュエータによって開閉される。
【0015】
パレットプール3は、段取りステーション4と共に移載装置5を囲むように配置された複数(本実施の形態では五つ)の載置部としてのパレット棚31〜35を有している。パレット棚31〜35には、パレット8と共にワーク9が載置される。パレット棚31〜35においてパレット8が載置される上面には、パレット8を位置決めするための複数のラフガイド30が設けられている。
図1では、五つのパレット棚31〜35のうち、三つのパレット棚31〜33にパレット8と共にワーク9が載置された状態を示している。
【0016】
なお、本実施の形態では、パレット棚31〜35が移載装置5を中心とする円弧状に並んで配置されているが、これに限らず、例えば直線状に並んで配置されていてもよい。また、本実施の形態では、パレット棚31〜35が水平方向に一段で並んでいるが、上下方向に複数のパレット棚が複数段に設けられていてもよい。
【0017】
段取りステーション4は、パレット棚31〜35の並び方向に沿ってパレット棚31と隣り合うように、移載装置5の近傍に配置されている。作業者10は、未加工のワーク9を段取りステーション4でパレット8に取り付ける。段取りステーション4には、制御装置6との通信が可能な操作盤41が設けられている。作業者10は、段取りステーション4でワーク9をパレット8に取り付けた後、ワーク9の取り付け完了を操作盤41によって制御装置6に通知する。
【0018】
また、作業者10は、操作盤41を操作して、パレット8への取り付けが完了したワーク9と当該ワーク9を加工するための加工プログラムとの紐付けが可能な識別情報、及び当該ワーク9の加工の優先度を入力する。入力された情報は、制御装置6に送られる。加工の優先度は、例えば「高」か「通常」かの二択によって設定される。
【0019】
移載装置5は、回転軸線Oを中心として回転する旋回フレーム51と、旋回フレーム51の一対の支柱511に対して昇降可能に案内されるキャリッジ52と、キャリッジ52に対して水平方向に進退移動可能に案内される移載フォーク53とを有している。旋回フレーム51の回転動作、キャリッジ52の昇降動作、及び移載フォーク53の進退移動動作は、それぞれ不図示のサーボモータによって行われる。移載装置5は、移載フォーク53をパレット8の下側に差し込んで上昇する動作によってパレット8を持ち上げ、旋回フレーム51の回転動作によってワーク9をパレット8と共に移載する。
【0020】
制御装置6は、段取りステーション4の操作盤41によってワーク9の取り付け完了が通知されると、移載装置5を制御して、当該ワーク9をパレット棚31〜35の何れかにセットする。本実施の形態では、最大で五つの未加工のワーク9をパレットプール3にプールすることが可能である。その後、作業者10が制御盤7のタッチパネルディスプレイ71を操作して加工開始を指示すると、制御装置6は、移載装置5を制御してパレットプール3にプールされた未加工のワーク9をマシニングセンタ2に搬入させ、マシニングセンタ2によって加工を行う。
【0021】
複数のワーク9の加工順序は、先にパレットプール3に投入されたものから順に加工を行う先入れ先出しを基本とするが、操作盤41の操作によって優先度が高いと設定されたワーク9があれば、当該ワーク9を他のワーク9よりも先に加工する。加工が完了したワーク9は、パレット棚31〜35のうち当該ワーク9がセットされていたパレット棚に戻される。
【0022】
図3は、制御装置6の機能構成を示す制御ブロック図である。制御装置6は、加工システム1の動作のための各種の情報を記憶する記憶部61と、加工システム1の動作を制御する制御部62と、複数のワーク9に対して順次連続して加工を行う場合の途中停止の発生を抑制するための各種の判定を行う判定部63とを有している。制御部62及び判定部63の機能は、例えば制御装置6のCPU(演算処理装置)がシステムプログラムを実行することによって実現される。
【0023】
記憶部61は、例えば書き換え可能な半導体メモリによって構成され、工具マガジン25に保持されている複数の工具20のそれぞれの工具情報を記憶する工具情報記憶部611と、ワーク9を加工するための加工プログラムを記憶する加工プログラム記憶部612と、パレットプール3のパレット棚31〜35に載置されたそれぞれのワーク9の識別情報を含むワーク情報を記憶するワーク情報記憶部613とを有している。
【0024】
図4は、工具情報記憶部611に記憶されている内容の一例を表形式で示す説明図である。
図4において、「ポット番号」は、工具マガジン25の複数のポット251にそれぞれに割り当てられたシリアル番号である。「工具名称」は、工具20の名称である。「工具番号」は、加工プログラム中において当該工具20を特定するための番号である。「余寿命」は、それぞれの工具20について工具寿命として設定された使用時間から当該工具20の使用開始からの累積使用時間を差し引いた残余の時間である。「工具状態」は、当該工具20が使用可能な状態であるか否かを示す状態情報である。「余寿命」の値は、当該工具20を用いたワーク9の加工中に随時更新される。
【0025】
図4に示す例では、ポット番号1のポット251に工具20としてボールエンドミル1が保持されており、このボールエンドミル1の工具番号がT2、余寿命が120分で、使用可能な状態であることが示されている。また、
図4に示す例では、ポット番号2のポット251にドリル1が保持されており、このドリル1の工具番号がT4、余寿命が100分であるが、折損等の損傷によって使用することができない状態であることが示されている。またさらに、
図4に示す例では、ポット番号3のポット251に工具番号がT1の正面フライス1が保持されているが、余寿命が0分であるために使用することができない状態であることが示されている。
【0026】
図5は、加工プログラム記憶部612に記憶されている加工プログラムの一例を示している。この加工プログラムにおけるA部の「T1 M06」との記載のうち、「M06」は工具交換指令のコードであり、「T1 M06」は、工具番号T1で示される工具20を主軸装置24に装着することを示している。また、B部の「T2」は、工具マガジン25を回転させて工具番号T2で示される工具20を自動工具交換装置26によって主軸装置24に装着さている工具20と交換可能な交換位置に位置決めする指令であり、C部の「M06」は、工具番号T2で示される工具20と主軸装置24に装着さている工具20とを自動工具交換装置26によって交換する指令である。「T2」と「M06」との間に記載されている加工指令は、工具マガジン25の回転と並行して実行される。
【0027】
工具マガジン25の各ポット251に保持されている工具20は、自動工具交換装置26による工具交換のたびに変化するので、工具情報記憶部611に記憶されているポット番号と工具番号等との対応関係は、工具交換が発生するごとに都度更新される。なお、
図5におけるD部の「(T1. FACE MILL 1)」及びE部の「(T2. BALL END MILL 1)」は、使用する工具の工具番号及び名称を示すコメント文である。
【0028】
図6は、ワーク情報記憶部613に記憶されている内容の一例を表形式で示す説明図である。
図6において、「パレット棚番号」は、パレットプール3のパレット棚31〜35にそれぞれに割り当てられたシリアル番号である。「品番」は、パレット棚31〜35のそれぞれに載置されたワーク9の品番である。「優先度」は、当該ワーク9の加工の優先度を示している。品番は、個々のワーク9の種別を示すものであり、本発明の識別情報の一態様である。なお、識別情報としては、品番に替えて、例えばアルファベット等の文字列で表されたワーク9の名称を用いることも可能である。パレット棚31〜35に載置されたワーク9と、当該ワーク9を加工する際に用いられる加工プログラムとは、識別情報としての品番によって紐付けされる。
【0029】
制御部62は、ワーク9を加工するための加工システム1の基本的な動作を制御するものであり、加工プログラム記憶部612に記憶された加工プログラムに従ってマシニングセンタ2を制御する加工制御部621と、移載装置5を制御する移載制御部622とを有している。
【0030】
判定部63は、パレットプール3にプールされている未加工の各ワーク9を加工するための加工プログラムが加工プログラム記憶部612に記憶されているか否かを判定する加工プログラム判定部631と、各ワーク9の加工で使用される工具が工具マガジン25に保持されているか否かを判定する工具判定部632と、複数のワーク9の加工に用いられる工具20が各ワーク9の加工中に寿命の到来によって使用できなくなるか否かを判定する工具寿命判定部633とを有している。
【0031】
加工プログラム判定部631は、加工プログラム記憶部612及びワーク情報記憶部613に記憶された情報に基づいて、ワーク9を加工するための加工プログラムが加工プログラム記憶部612に記憶されているか否かを判定する。より具体的には、パレット棚31〜35のそれぞれに載置されたワーク9の品番に対応する加工プログラムが加工プログラム記憶部612に記憶されているかを判定する。
【0032】
工具判定部632は、ワーク9を加工するための加工プログラムから当該ワーク9の加工で使用される工具20を抽出すると共に、工具情報記憶部611に記憶された情報を参照し、抽出された工具20が工具マガジン25に使用可能な状態で保持されているか否かを判定する。工具20の抽出は、例えば加工プログラム中の工具番号によって行うことができるが、例えばコメント文の記載内容に基づいて行うことも可能である。
【0033】
工具寿命判定部633は、工具情報記憶部611に記憶された累積使用時間の情報、及びパレットプール3にプールされている未加工の各ワーク9を加工するための加工プログラムから得られる情報に基づいて、これらのワーク9の加工時において当該ワーク9の加工に用いられる工具20が寿命の到来によって使用できなくなるか否かを判定する。そして、当該工具20が寿命の到来によって使用できなくなると判定された場合には、加工システム1のオペレータ11にそのことを報知する。なお、オペレータ11は、前述の作業者10と同じであってもよい。
【0034】
制御装置6は、例えば制御盤7のタッチパネルディスプレイ71の操作によるオペレータ11の指示に応じて、加工プログラム判定部631、工具判定部632、及び工具寿命判定部633としての処理を実行する。オペレータ11は、パレットプール3に例えば五つの未加工のワーク9がパレット棚31〜35に載置された後、タッチパネルディスプレイ71に対して指示操作を行う。
【0035】
図7(a)は、オペレータ11がこの指示操作を行う際のタッチパネルディスプレイ71の画面を示している。タッチパネルディスプレイ71には、「加工前確認」のボタンアイコン711が表示され、このボタンアイコン711をオペレータ11がタッチ操作することで、加工プログラム判定部631、工具判定部632、及び工具寿命判定部633の処理を実行すべきことが指示される。制御装置6は、この指示に応じて、パレットプール3のパレット棚31〜35に載置されている未加工のワーク9の全てに対し、加工プログラム判定部631、工具判定部632、及び工具寿命判定部633の処理を実行する。
【0036】
図7(b)は、加工プログラム判定部631の判定の結果、不足している加工プログラムがあった場合のタッチパネルディスプレイ71の表示例である。この例では、パレット棚番号が1のパレット棚31ならびにパレット棚番号が3のパレット33に載置されているワーク9の加工プログラムが加工プログラム記憶部612に記憶されていないことを示している。このように、タッチパネルディスプレイ71には、不足している加工プログラムが一覧で表示される。オペレータ11は、この表示内容を確認し、不足している加工プログラムを制御装置6に書き込む。書き込まれた加工プログラムは、加工プログラム記憶部612に記憶される。
【0037】
工具判定部632は、パレットプール3にプールされている未加工のワーク9の全てについて、加工に用いられる工具20を抽出し、抽出された工具20が工具マガジン25に使用可能な状態で保持されているか否かを判定する。そして、この判定の結果が否である場合に、不足している工具20の一覧をオペレータ11に提示するための一覧データを生成する。
【0038】
図7(c)は、この一覧データがタッチパネルディスプレイ71に表示された状態を示す表示例である。タッチパネルディスプレイ71には、不足している工具20の工具番号及び工具名称が表示される。また、抽出された工具20が工具マガジン25のポット251に保持されているものの、損傷の発生又は工具寿命によって使用可能な状態でない場合には、当該工具20が保持されているポット251のポット番号が合わせて表示される。
【0039】
図7(d)は、工具寿命判定部633の判定の結果、パレットプール3にプールされている未加工のワーク9のうち、一部のワーク9の加工に用いられる工具20が寿命の到来によって使用できなくなると判定されたとき、そのことを報知するためのタッチパネルディスプレイ71の表示例である。この報知は、「加工前確認」のボタンアイコン711がタッチ操作された時点では、当該工具20の寿命の残り時間(余寿命)があるものの、パレット棚31〜35に載置された複数のワーク9を順次加工していく途中で、当該工具20が寿命の到来によって使用できなくなることが予見される場合になされるものである。また、工具20が寿命の到来によって使用できなくなるか否かの判定は、各ワーク9に対応する加工プログラムにおいて当該工具20が使用される回数や、当該工具20を用いる加工の内容に基づいて行うことができる。
【0040】
なお、工具寿命判定部633の判定は、ボタンアイコン711がタッチ操作された時点のみならず、複数のワーク9を順次加工していく途中で随時行ってもよい。この場合、工具20の実際の累積使用時間に基づいて判定を行うことができるので、判定の正確性が高められる。
【0041】
(実施の形態の効果)
以上説明した本実施の形態によれば、パレットプール3にプールされた複数の未加工のワーク9のうち、最初に加工を行うワーク9のみならず、二番目あるいは三番目以降に加工を行うワーク9に対しても加工プログラム判定部631及び工具判定部632の処理を行うので、例えば夜間の自動運転によって複数のワーク9の加工を順次連続して行う場合に、加工が途中で停止してしまうことを抑制することが可能となる。また、工具寿命判定部633により、二番目あるいは三番目以降に加工を行うワーク9の加工時に発生する工具20の寿命の到来を予見してオペレータ11に報知することが可能となるので、複数のワーク9の加工が途中で停止してしまうことをより確実に抑制することが可能となる。
【0042】
(付記)
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、この実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【0043】
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、一部の構成を省略し、あるいは構成を追加もしくは置換して、適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記の実施の形態では、工作機械として横形マシニングセンタを用いた場合について説明したが、これに限らず、例えば立形マシニングセンタや門形マシニングセンタに本発明を適用することも可能である。