JPS62241635A

JPS62241635A - 工作機械における追加工処理装置

Info

Publication number: JPS62241635A
Application number: JP8461386A
Authority: JP
Inventors: Tokuyasu Akai; 赤井　徳安; Masahito Okuyama; 奥山　昌仁
Original assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Priority date: 1986-04-12
Filing date: 1986-04-12
Publication date: 1987-10-22
Anticipated expiration: 2011-07-10
Also published as: JP2514795B2

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ＮＣ工作機械でのワーク加工後あるいは加工途
中で自動計測装置によってワーク寸法等を計測し公差の
判定を行ない、交差の判定に基づき救済可能な加工箇所
を追加工するようにした工作機械における追加工処理装
置に関する。

〈従来の技術〉従来、ＮＣ工作機械でのワーク加工後あるいは加工途中
、自動計測装置例えば主軸にタッチセンサを装着した計
測装置によってワークの加工寸法等を計測し、公差の判
定を行なう場合、予め設定されている公差領域に対し、
領域内外にあるかどうかを判別し、領域外であると判別
されたワークはワーク加工不良として作業者に通知し、
自動運転を休止して原因究明にあたっていた。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかしながら、ＮＣ工作機械特にＦＭＳでは多工程の加
工を加工スケジュールに従って連携的に稼動しているた
め、運転を休止してから運転再開までの損失時間が増大
するので生産能率低下を招いていた。

本発明の目的は上記事情に鑑み問題点を解決するために
提案されたものであって、自動計測装置でワークの加工
寸法等を計測した際公差領域外の加工不良に対し、追加
工によって公差領域内に入れることのできるものについ
て追加工の処理を施すことができるようにした工作機械
における追加工処理装置を提供することにある。

く問題を解決するための手段と作用〉本発明において、上記問題点を解決するための手段は、
自動計測装置を備えたＮＣ工作機械において、自動計測
装置によって計測された加工箇所の計測値と予め設定さ
れた計測目標値との差を演算する計測値演算手段と、該
計測値演算手段によって求められた補正値を予め設定さ
れた公差により追加工が可能であるか否かを判定する公
差判定手段と、該公差判定手段によって判定された追加
工指令に基づき該当する加工箇所の追加工プログラムを
設定する追加工設定・メモリとからなることを特徴とす
る工作機械における追加工処理装置とするものである。

而して本発明の装置を採用することによってワークの径
等を計測した際公差判定を行ない、その公差判定によっ
て追加工指令に基づき、追加工設定・メモリに記憶され
ている追加工プログラムを作動せしめて追加工を施し一
旦ワーク不良となったものをワーク良品としてワーク不
良を極力防止することが出来るのである。

特にＦＭＳのシステムでは自動運転の休止を極力防止す
ることが出来るので生産能率が向上する。

〈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、
スケジュールに従って、柔軟に管轄し、その上位にある
総合管理制御部１０１は本発明の準備情報である。ツー
ルステーション１１９．各ＮＣ機１０３ａ、１０３ｂの
工具マガジン１２１ａ、１２１ｂおよび工具室１２０に
おける工具の管理データやＮＣ加工データ、加工スケジ
ュールデータおよび段取リスケジュ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１００と
総合管理制御部１０１は、ＣＣＵ　（コミュニケーショ
ン・コントロール・ユニット）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。

作業部門では主制御装置１０２がライン管理制御部１０
０から刻々と送信されるデータを逐次各ＮＣ機１０３ａ
、１０３ｂのＮＣ装置１０４ａ。

１０４ｂに指令を与える。ライン管理制御部１００と共
に主制御装置１０２およびＮＣ装置１０４ａ、１０４ｂ
は光データハイウェイ１０５にリンケージされ、ＮＬＵ
　（ネットワーク・リンゲージ・ユニット）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っている
。

主制御装置１０２は各ＮＣ機１０３ａ、１０３ｂのＰＣ
装置（プログラマブル・コントローラー）１２２ａ、１
２２ｂにも接続されている。

主制御装置１０２は各ＮＣ機１０３ａ、１０３ｂのＡＰ
Ｃ（自動パレット交換装置）１２３ａ、１２３ｂにも接
続されている。

また、主制御装置１０２は軌道１０６，１０７上を走行
する無人台車１０８．スタッカクレーン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
を行うツールストッカを備えたツールステーション１１
９、また段取りステーション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ＮＬ
Ｕ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ュールデ
ータおよび加工スケジュールデータを端末機１１３の操
作により出力し、−日の作業スケジュールを確認する。

段取りステーション１１１では、必要なワークと必要な
パレットをワークストレージ１１４およびパレットスト
レージ１１５からとり出し、取付はステーション１１６
で所要の治工具を用いてワ−りをパレットに取付ける。

第２図のＦＭＳ各制種制御系統制下において、段取り側
パレットストッカ１１７に準備されたパレットＰはスタ
ッカ・クレーン１０９によって機械側パレットストッカ
１１８の所定位置に一旦待機される。主制御装置１０２
の指令によって所望のパレットＰは無人台車１０８で搬
送され、例えばＮＣ機１０３ｂのＡＰＣ１２３ｂに搬入
される。

加工の済んだパレットＰは、無人台車１０８によって、
次の工程に移行するか、あるいは機械側パレットストッ
カ１１８に載置される。

（２）次に、本発明の装置が適用される工作機械につい
て説明する。

第３図（Ａ）は工作機械の一例である竪型マシニングセ
ンタの側面図である。

第３図（Ａ）において、ベッド１３０上にＹ軸方向に移
動可能なサドル１２９が載置され、該サドル１２９上に
はＸ軸方向（紙面に対し直角な方向）に移動可能なテー
ブル１３１が載置される。

ベッド１３０上にはコラム１３２が立設され、該コラム
１３２前面にはＺ軸方向に移動可能な主軸ヘッド１３３
が取付けられる。

コラム１３２の左側面には工具貯蔵マガジン１３４が配
設され、複数の工具Ｔが収納されている。

主軸ヘッド１３３には主軸１３５が回転自在に軸承され
る。

主軸１３５と工具貯蔵マガジン１３４の間には自動工具
交換装置！！（回路）が取付けられ、自動工具交換装置
によって通常は主軸１３５に挿着された加工済工具と工
具貯蔵マガジン１３４に収納された次加工用工具とが自
動交換される。

第３図（Ａ）では主軸１３５にワーク寸法を自動計測す
るタッチセンサＴｓが挿着されている。

タッチセンサＴｓの検出部は主軸１３５近傍の外周固定
側である主軸ヘッド１３３に第３図（Ｂ）に示す如くリ
ング状のエキサイトコア１３６ａと検出コア１３６ｂか
らなり、主軸１３５に挿着されたタッチセンサＴｓがワ
ークＷに導体接触した瞬間にエキサイトコア１３６ａを
介して検出コア１３６ｂが第３図（Ａ）に示す如きマシ
ニングセンタに閉ループＬを形成し、その循環電流を検
出し、ワークＷの穴径等が自動計測される。

（３）本発明の基本的考え方について説明する。

第４図は本発明を説明するモデル図である。第４図にお
いて、例えばＮＣ加ニブログラムの指令によりワークに
内径加工を施す、ＣＬは内径加工の中心軸線である０次
に、加工後の内径を、前記タッチセンサＴｓによって計
測した場合、この計測値と予め設定された計測目標値Ａ
０との差値すなわち補正値ΔＡが予め設定された公差±
Δａと比較し、ΔＡが±Δａの領域内であればＯＫ１＋
ＯＫあるいは−ＯＫ信号を発する。なお、＋ＯＫおよび
−ＯＫ領域は、公差領域における工具摩耗等の予知限界
として所要値に設定される。そして、＋ＯＫあるいは−
ＯＫの領域内であれば次のワークに対し、０Ｋｊｉｌ域
内で加工され得るように補正指令の信号を発する。−Ｎ
Ｇ領領域時にはワーク加工不良ではあっても、追加工に
よって救済可能であり、追加工指令とを発し、＋　Ｎ　
Ｇ　ｅＩ域の時にはワーク不良のＮＧ信号を発する。＋
＋ＮＧ５１域又は−−Ｎ　Ｇ　ｊｌ域の時にはワーク不
良とともに加工に急激な変化があったことであり、工具
破損信号を発するようにしたものである。

（４）本発明の具体的な構成を説明する。

第１図は本発明の構成を示す制御ブロック図である。第
１図においてＣＰＵ１００　（ライン管理制御部）には
第２図で説明したＦＭＳラインが接続されている。詳細
はすでに説明しであるので省略する。

ＣＰＵ１００には画面付キーボード２から入出力回路２
ａを介して予め設定された計測目標値Ａ０や公差±Δａ
が入力されて計測目標値レジスタ７および公差値レジス
タ８に夫々記憶される。また、加工スケジュールファイ
ル３には加工順位、パレット魚１部品名、第１工程ＮＣ
加工データおよび第２工程ＮＣ加工データ等が入力され
てファイルされている。さらに工具補正データ・メモリ
４は後述する処理の結果、工具魚毎に内径あるいは外径
等の補正データが記憶されるようになっている。

ＣＰＵＩ　００にはオンライン中のシステム稼動状況が
わかるデータ（例えば、各加工工程における加工中のパ
レットｍや台車上のパレットＴｈなど）が時々刻々整理
されて、システム稼動状況ファイル５にファイルされて
いる。

ＮＣ機１０３ａあるいは１０３ｂでワークに加工を施し
、次にタッチセンサＴ、によって自動計測を行なう。計
測された計測座標値Ｘａ＋＋Ｘａｚ＋Ｚａｌ　、ｚａｚ
（第６図（ａＬ　（ｂ））が計測座標値レジスタ６に記
憶される。計測タッチ信号によりアンド・ゲート１０が
開いて計測座標値レジスタ６に記憶された計測座標値Ｘ
　ａ　１１　Ｘ　ａ　２　＋　Ｚ　ａ　＋　＋　Ｚ　ａ
　ｚが計測値演算回路１１に取り込まれる。

該計測値演算回路１１にはすでに計測目標値レジスタ７
に記憶されている計測目標値Ａ０が取り込まれているの
で、（Ｘａｌ　　Ｘａ２）　　Ａ、０あるいは（Ｚａ＋　　
　Ｚａｚ）　　Ａ。

の演算処理がなされる。計測値演算回路１１で演算処理
し求められた補正値としての△Ａが公差判定回路１２と
補正値レジスタ１３に取り込まれる。

公差値レジスタ８に記憶されている公差上△ａと加工内
容テーブル９に記憶されている該計測箇所に対応する加
工内容が公差判定回路１２に取り込まれて公差判定が行
なわれる。第４図に示した如く公差判定回路１２で△Ａ
がＯＫ　Ｎ域内であればＯＫ倍信号出力される。△Ａが
−△ａ又は＋△ａの領域内すなわち＋ＯＫ、−ＯＫ領域
であればＯＫも信号と共に補正指令が出力される。同時
にオア・ゲート１５にも取り込まれる。内径加工の場合
−ＮＧの領域内、外周真円加工の場合子ＮＧの領域内の
時には追加工指令の信号が出力されると共にオア・ゲー
ト１５にも取り込まれる。内径加工の場合＋ＮＧ６Ｎ域
内、外周真円加工の場合−ＮＧ領域内の時にはＮＧ信号
が出力されると共にオア・ゲート１５．および１７に取
り込まれる。

内径加工、外周真円加工とも＋＋ＮＧ領域又は−−Ｎ　
Ｇ　？ｉｉ域の時には工具破損信号が出力されると共に
オア・ゲート１７に取り込まれる。

オア・ゲート１５に取り込まれたＯＫ補正指令。

ＮＧ信号、あるいは追加工指令のいずれかの信号がアン
ド・ゲート１６を開かせて、補正値レジスタ１３に記憶
された補正値△Ａがアンド・ゲート１６を通過し△Ａが
出力されて工具補正データ・メモリ４の補正データ欄に
記憶される。ＮＧ信号時の補正データは、修復時の参考
データとなる。

オア・ゲート１７に取り込まれたＮＧ信号あるいは工具
破損信号のいずれかの信号は次工程打切りフラグセット
・メモリ１８に取り込まれる。また次工程打切りフラグ
セット・メモリ１８には加工開始時の信号がリセット回
路１４を介して取り込まれた際、フラグはリセットされ
る。

追加工指令はアンド・ゲート２０を開かせて、計測動作
処理プログラム・メモリ１９に記憶されている計測動作
処理プログラムから該当する計測箇所番号ＫＯＩ、ＫＯ
２・・・、工具番号ＴＯＩ、ＴＯ２がレジスタ２１に一
時取り込まれる。追加工指令があった場合、レジスタ２
１に記憶された該当する計測箇所番号に、工具番号Ｔに
おける追加工ＦＬＧ欄にビット１が立てられる。

追加工の指令が出されると追加工設定・メモリ２２のフ
ラグ１欄における該当加工箇所を割り出し、該加工箇所
のＮＣ加工データが作動し追加工を行なう。追加工は即
時行なうか、全ての加工終了後に行うかは適宜選択し得
るものである。

（５）本発明の動作を第５図に示したフローチャートに
より説明する。第５図において、機械の加工をスタート
させ、まず第０段でＮＣ機１０３ａあいは１０３ｂによ
りワークに内径加工や領域加工あるいは外周真円加工な
どが施される。次に第０段で次工程打切りフラグセット
・メモリ１８のフラグをリセットする。第０段で第３図
で説明したように主軸に挿着されたタッチセンサＴ、に
よってワークの所要の加工箇所に対し計測する。第０段
で計測値が公差範囲内にあるかどうか判断し公差範囲内
にあれば第０段で他の計測を行うかどうか判断する。

第０段で他に計測する箇所があれば、第０段の手前にフ
ィードバックされる。計測する箇所が全て終了すれば計
測は終了する。

第０段で計測値が公差範囲外であると判断されると、第
０段で工具が破損しているかどうか（＋＋ＮＧ、・・・
ＮＧ）判断する。第０段で工具が破損していれば第０段
で工具破損通知を行い、また工具が破損していなければ
そのまま第０段に進み、第０段で次工程打切りフラグセ
ット・メモリ１８に打切りフラグがセットされていれば
第０段の手前にフィードバックされる。第０段で打切り
フラグがセットされていなければ第０段で内径（領域加
工も含む）が十ＮＧであるかあるいは外径が−ＮＧであ
るかどうか判断する。

第０段でＮＧであれば第［相］段で計測Ｎ０次工程打切
りの判定を行い第０段で打切りフラグをセットし次の工
程へ移行しないように通知する。

第０段で追加工可能なＮＧ領領域ある時第０段で計測動
作処理プログラムから該当する計測箇所番号と工具番号
を出力しレジスタ２１に一時記憶する。次に第０段でレ
ジスタ２１に記憶された計測箇所番号と工具番号をもと
にし設定・メモリの該当フラグ欄に１を立てる。第［相
］段で追加工設定・メモリ２２に記憶されている該当Ｎ
Ｃ加工データにより追加工を行なう処理がなされ、また
次工程続行の判定を行ない第０段の手前にフィードバッ
クされる。

なお、追加工プログラム・メモリ２２をＮＣ加ニブログ
ラム・メモリとし、ＮＣ加ニブログラム内に前記出力レ
ジスタ２１の各データに対応して抽出可能なピックアッ
プデータを付加する手段でもよい。

〈効　果〉本発明はＮＣ工作機械特にＦＭＳでワークを加工した後
あるいは加工途中で自動計測装置によりワーク寸法の計
測を行って、その計測値が公差範囲内にあるかどうか判
断し、公差範囲外にあると判断した場合でも追加工可能
な箇所であれば追加工することによってワークを良品に
する処理が可能となった。□従ってワーク不良を極力防
止することが出来、また、ＮＣ工作機械特にＦＭＳのシ
ステム休止を極上防止することができるので生産能率が
数段と向上する。

さらに、本発明は自動化における柔軟な加工管理に対応
出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す制御ブロック図である。第
２図は本発明を実施するに好適なＦＭラインの概略構成
図である。第３図（Ａ）は工作機械の一例である堅壁マシニングセ
ンタの側面図および第３図（Ｂ）はリング状タッチセン
サに内蔵されているエキサイトコアと検出コアの説明図
である。第４図は本発明の基本原理を説明する竿デル図である。第５図は本発明の詳細な説明するフローチャートである
。第６図はタッチセンサによって計測される計測座標値
の説明図である。１・・・ＣＰＵ　　　　　　２・・・画面付キーボード
３・・・加工スケジュールファイル４・・・工具補正データ・メモリ１１・・・計測値演算回路　　１２・・・公差判定回路
１８・・・次工程打切りフラグセント・メモリ２２・・
・追加工設定・メモリ１０４ａ、　　１０４　ｂ−・・ＮＣ装置１２２ａ、１
２２ｂ・＝ＰＣ装置１０６・・・軌　道　　　　　１０８・・・無人台車１
１０・・・地上盤１１８・・・機械側パレットストッカＴＳ・・・タッチセンサ特許出願人　　　日立精機株式会社第３図（Ｂ）第４図第６図（ｂ）　　　　　　　　（Ｑ）第５図

Claims

【特許請求の範囲】

自動計測装置を備えたＮＣ工作機械において、自動計測
装置によって計測された加工箇所の計測値と予め設定さ
れた計測目標値との差を演算する計測値演算手段と、該
計測値演算手段によって求められた補正値を予め設定さ
れた公差により追加工が可能であるか否かを判定する公
差判定手段と、該公差判定手段によって判定された追加
工指令に基づき該当する加工箇所の追加工プログラムを
設定する追加工設定・メモリとからなることを特徴とす
る工作機械における追加工処理装置。