(57)【要約】      （修正有）【課題】加工プログラムと加工ワークとの不一致を回避するための工作機械に関する加工制御システムを提供すること。【解決手段】制御部に格納された加工プログラムに従って加工ワークＡ〜Ｄに対する所定の加工を実行する一または二以上の工作機械と、加工ワークに対応して用意されたものであり、前記工作機械で加工すべき加工ワークに関する前記加工プログラムの加工プログラム関連情報を示す情報表示部材が付されたマスタワーク２５Ａ〜２５Ｄと、前記情報表示部材から加工プログラム関連情報を読み取る情報読取手段とを有し、前記読取手段により読み取られた加工プログラム関連情報に従い、前記一又は二以上の工作機械において、前記制御部に格納された加工プログラムの特定が行われる工作機械に関する加工制御システム。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部に格納された加工プログラムに従って加工ワークに対する所定の加工を実行する一または二以上の工作機械と、
加工ワークに対応して用意されたものであり、前記工作機械で加工すべき加工ワークに関する前記加工プログラムの加工プログラム関連情報を示す情報表示部材が付されたマスタワークと、
前記情報表示部材から加工プログラム関連情報を読み取る情報読取手段とを有し、
前記読取手段により読み取られた加工プログラム関連情報に従い、前記一又は二以上の工作機械において、前記制御部に格納された加工プログラムの特定が行われる工作機械に関する加工制御システム。
【請求項２】
前記加工プログラム関連情報は、前記工作機械の制御部に格納された一又は二以上の加工プログラムに対応した加工プログラム番号である請求項１に記載の工作機械に関する加工制御システム。
【請求項３】
前記マスタワークが二以上の異なる加工ワークに対応するものであり、当該マスタワークに付された情報表示部材は、対応する前記複数の加工ワークに関する加工プログラム関連情報を含むものである請求項１又は請求項２に記載の工作機械に関する加工制御システム。
【請求項４】
前記工作機械は、二以上の異なる加工ワークに関する前記加工プログラムの加工プログラム関連情報と、前記加工プログラム関連情報に含まれる加工ワークの加工個数情報または、入力装置から入力された加工ワークの加工個数情報とに基づいて、該当する複数の加工プログラムについて、所定個数の加工処理に従い切り替えが行われるものである請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の工作機械に関する加工制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工プログラムと加工ワークとの不一致を回避するための工作機械に関する加工制御システムである。
【背景技術】
【０００２】
工作機械は、その制御装置に複数の加工に対応した加工プログラムが格納されており、対象となる加工ワークの加工に従って該当する加工プログラムが選択される。そのため、工作機械では、タレット装置などから該当する工具が選択され、加工ワークに対して所定の加工が行われる。このとき作業現場では、作業者によって加工ワークが工作機械へ投入されるほか、複数ある加工プログラムの中から該当する加工プログラム番号が入力操作によって設定される。このとき、加工ワークの種類が多くなり、それに伴って加工プログラムの数も多くなると、作業者の入力ミスが生じる可能性が高くなる。
【０００３】
この点、下記特許文献１には、工作機械に加工プログラムを自動的に割付けする自動工作加工システムが開示されている。この自動加工システムは、加工ワークが搭載されたトレイに、その加工ワークを識別する識別情報が記憶されたバーコードが付され、工作機械にトレイが運ばれたところで、その識別情報がバーコードリーダによって読み取られる。一方、各工作機械には予め加工プログラムが格納されており、加工ワークがトレイによって順番に各工作機械へ運ばれると、読み取られた識別情報に基づいて該当する加工プログラムに従った加工制御が実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−０７０４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように、作業者が入力装置を介して加工プログラム番号を入力する場合には、入力ミスつまりヒューマンエラーが起こり得る。この点、前記従来例の自動加工システムでは、バーコードを読み取ることにより対応する加工プログラムの自動割付けが行われるため、入力ミスを防止する改善策がとられているといえる。しかし、そもそもトレイに加工ワークを搭載する際に間違ったものを搭載してしまうこともあり、加工プログラムの自動割り付け以前に問題が生じていることもある。そして、加工ワークと加工プログラム（加工内容）とが対応しない場合、誤った加工ワークに対する加工により工具を破損させてしまうなどの問題が生じ得る。従って、工作機械における加工では、作業者によって生じるヒューマンエラーを如何に排除するかが課題である。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、加工プログラムと加工ワークとの不一致を回避するための工作機械に関する加工制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の工作機械に関する加工制御システムは、制御部に格納された加工プログラムに従って加工ワークに対する所定の加工を実行する一または二以上の工作機械と、加工ワークに対応して用意されたものであり、前記工作機械で加工すべき加工ワークに関する前記加工プログラムの加工プログラム関連情報を示す情報表示部材が付されたマスタワークと、前記情報表示部材から加工プログラム関連情報を読み取る情報読取手段とを有し、前記読取手段により読み取られた加工プログラム関連情報に従い、前記一又は二以上の工作機械において、前記制御部に格納された加工プログラムの特定が行われる。
【発明の効果】
【０００８】
前記開示の構成によれば、情報読取手段によってマスタワークの情報表示部材から加工プログラム関連情報が読み取られ、その加工プログラム関連情報に従い、一又は二以上の工作機械において加工ワークに対応して制御部に格納された加工プログラムの特定が行われる。そのため、作業者が工作機械ごとに入力する加工プログラム関連情報での入力ミスを防止することができるほか、作業者がマスタワークの情報表示部材から同情報を読み取ることにより、読み取り間違いを無くすのに加え、マスタワークとともに用意された加工ワークの不一致を作業者に気付かせることにつながる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】加工機械ラインを示した正面図である。
【図２】加工機械ラインにおける各モジュール同士の関係を示した図である。
【図３】複数の加工に対応して用意されたた加工ワークを示したイメージ図である。
【図４】加工制御システムで行われる加工プログラムの設定処理を示したフローチャートである。
【図５】２種類の加工ワークに１つのマスタワークが対応した場合を示したイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の工作機械に関する加工制御システムの一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態の加工制御システムは、工作機械に搭載されたものであり、複数の工作機械からなる加工機械ラインに使用されるものについて説明する。図１は、その加工機械ラインを示した正面図である。この加工機械ライン１００は、ワーク搬入部である図面右端のワーク投入モジュール１と、ワーク搬出部である図面左端のワーク排出モジュール１１との間に、旋盤やマシニングセンタ或いは検測機などの各種モジュールが横並びに設置されている。そして、ワーク投入モジュール１から送り込まれた加工ワークは、旋盤などのモジュールで切削加工が行われるなど、各種モジュールでの工程を経て図面左側のワーク排出モジュール１１へと搬送されるようになっている。
【００１１】
加工機械ライン１００を構成するモジュールは、ワーク投入モジュール１の隣に旋盤モジュール２，３が設置され、その隣には検測モジュール４が設置されている。従って、加工ワークは旋盤モジュール２，３において第１加工及び第２加工が行われた後、検測モジュール４にて加工後の加工ワークにおける寸法精度の確認が行われることとなる。また、検測モジュール４の隣には、加工ワークの受け渡しや品質チェックのための仮置きとしてワーク置き台モジュール５が設置されている。そして、ワーク置き台モジュール５の隣に、中ぐりや穴あけ加工などを行うマシニングセンタモジュール６が設置され、加工ワークに対する第３加工が行われるようになっている。
【００１２】
更に、加工ワークの仮置き及び取り出しが可能な第２のワーク置き台モジュール７が設置され、その隣に歯切り加工を行うホブ盤モジュール８が設置され、加工ワークに対する第４加工が行われるようになっている。そして、加工ワークに生じたバリを取るためのバリ取りモジュール９や、加工ワークに着いた切屑などを洗い落とすための洗浄モジュール１０が順番に設置され、その隣にワーク排出モジュール１１が設置されている。加工機械ライン１００は、こうした複数のモジュール１〜１１によって構成され、加工ワークが各モジュール１〜１１の間を移動しながら所定の加工などが行われる。
【００１３】
従って、加工機械ライン１００には、加工ワークを各モジュール１〜１１へと搬送させるためのワーク搬送装置が設けられている。ワーク搬送装置は、各モジュール１〜１１の前部に設けられた走行用レールを移動する走行台１５１に、多関節ロボットアーム１５２が旋回可能に搭載された２機の搬送作業機１５によって構成されている。２機の搬送作業機１５は、同一の走行レールを各々が独立して移動し、各モジュール１〜１１との間で加工ワークの受け渡しが行われるようになっている。また、加工機械ライン１００は、全体が外装カバー１８によって覆われ、前部には開閉カバー１９が設けられている。その開閉カバー１９により、搬送作業機１５が移動する幅方向に広がった一つの搬送空間が構成されている。
【００１４】
そして、モジュール２〜１０は、それぞれベース１３（図２参照）の上に搭載されている。ベース１３には２台のモジュールを搭載することができるように各２本ずつのレールが同じ幅間隔で敷設され、その上を例えば旋盤モジュール２，３が前後方向に移動可能な状態で搭載されている。加工機械ライン１００の場合、モジュール２〜１０に対して５台のベース１３が横並びに近接して配置され、各ベース１３に２台ずつのモジュールが搭載されている。ただし、大型のホブ盤モジュール８だけは１台での搭載である。
【００１５】
図２は、加工機械ライン１００におけるモジュール同士の関係を示した図である。各々のベース１３には集線装置であるハブ（ＨＵＢ）２１が設けられ、各モジュール１〜１１における駆動部の駆動制御を行う制御盤２２が接続されている。更に、ハブ２１同士が接続されて各制御盤２２同士をつないだＬＡＮ（Local Area Network）が構築されている。また、所定のモジュールには入力及び表示装置である操作パネル１７が設けられ、制御盤２２に接続されている。２機の搬送作業機１５にもそれぞれに不図示の搬送用制御盤が設けられ、それらもハブ２１に接続されている。
【００１６】
各モジュール１〜１１の制御盤２２には、各種加工に関する加工プログラムやワークの種類、工具や治具に関するワーク加工情報などがデータベースとして格納されている。制御盤２２に格納された加工プログラムは、旋盤モジュール２，３、マシニングセンタモジュール６、ホブ盤モジュール８およびバリ取りモジュール９（以下、まとめて表現する場合は「加工モジュール２，３，６，８，９」と記す）において実行される加工ワークに対する切削加工や穴あけ加工などの様々な加工内容を示すものである。
【００１７】
加工機械ライン１００では様々な加工が行われ、それぞれに対応するロット数の加工ワークが用意されている。図３は、用意された４種類の加工ワークを示したイメージ図である。加工機械ライン１００には、加工ワークの搬入位置にストッカが置かれている。すなわち、詳しく図示しないが、ワーク投入モジュール１の隣にはワークストッカが置かれ、本実施形態にように４種類の加工ワークについて加工が行われる場合、そこに加工ワークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが区別された状態で置かれる。そして、そのストッカには各加工ワークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応したマスタワーク２５（２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ）が一緒に置かれることとなる。マスタワーク２５は、対応する加工ワークと同一の材質であってかつ同一形状及び同一寸法で形成されたものであり、チャック装置による着座確認などに使用される。
【００１８】
加工モジュール２，３，６，８，９では、こうした加工ワークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを加工するための加工プログラムが予め格納されている。そのため、例えば加工ワークＡの加工が終了し、加工ワークＢの加工に移行する場合には、実行する加工プログラムの変更が行われる。そうした場合、従来の変更では、加工が実行される加工モジュール２，３，６，８，９の各々の操作パネル１７について、作業者により該当する加工プログラム番号の入力操作が行われていた。
【００１９】
しかし、作業者が手入力で行う操作は入力間違いなどが起こり得る。特に、加工ワークの種類が多くなればなるほど間違いの可能性が高くなる。また、加工モジュール数の多い加工機械ラインの場合には、各々の加工モジュールにおいて加工プログラムの変更入力を行う必要があるため、作業者による複数の入力操作は手間がかかるだけではなく、この点でも入力ミスを引き起こす可能性を高めることになる。そして、加工プログラム番号の入力ミスは、加工ワークに対応した本来の加工プログラムとは異なる加工を実行させてしまうため、工具の破損を生じさせたり、加工ワークを無駄にしてしまうことになる。
【００２０】
また、加工機械ライン１００で起こり得るヒューマンエラーは、前述した操作パネル１７への入力だけではなく、例えばストッカに予め用意しておく加工ワークの搭載にも間違が生じ得る。すなわち、本来は加工ワークＤが用意されるべきところに、加工ワークＥが用意されてしまうような場合である。そのような場合、作業者は加工スケジュールに従い、加工プログラム番号を加工ワークＤに従って入力したとしても、実際に加工されるのが加工ワークＥであるため、同様に前述したような工具破損などの問題が生じてしまう。
【００２１】
そこで、本実施形態の加工機械ライン１００には、こうしたヒューマンエラーを回避するための加工制御システムが構築されている。加工機械ライン１００は、図２に示したように各モジュール１〜１１の制御盤２２同士が通信ケーブルを介して接続されている。更には、こうした制御盤２２に対してワーク投入モジュール１に取り付けられたバーコードリーダ２３が接続され、読み取った情報が各々の制御盤２２へと送信されるようになっている。このバーコードリーダ２３では、マスタワーク２５（２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ）に付されたバーコード２６（２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ）の読み取りが行われる。そして、そのバーコード２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄには、対応する加工ワークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの加工プログラム情報、つまり加工プログラム番号が記憶されている。
【００２２】
従って、本実施形態では、これまで作業者が操作パネル１７から直接入力していたプログラム番号の変更が、バーコードリーダ２３を使用してマスタワーク２５に付されたバーコード２６を読み取ることで行われるようになっている。すなわち、各加工モジュール２，３，６，８，９では、バーコード２６から読み取られた加工プログラム関連情報（ここでは加工プログラム番号）が送信される。そして、その情報を受け取った制御盤２２では、予め格納されている加工プログラムから該当番号に対応する加工プログラムが特定され、同加工プログラムに従って駆動制御が実行されるようになっている。
【００２３】
続いて、加工機械ライン１００の加工制御システムの作用について説明する。図４は、その加工制御システムで行われる加工プログラムの設定処理を示したフローチャートである。この加工設定プログラムは、例えばバーコードリーダ２３を使用する作業者に近いワーク投入モジュール１の制御盤２２に格納されている。しかし、この加工機械ライン１００では、どの制御盤２２に格納されていてもワーク投入モジュール１の操作パネル１７とアクセスできるため、特に加工設定プログラムの格納場所は限定されない。
【００２４】
先ず、加工機械ライン１００では、加工開始に際してストッカに搭載されているマスタワーク２５Ａ或いは、マスタワーク２５Ｂ，２２５Ｃ，２５Ｄを含む全てについて、その加工内容に関する加工プログラム関連情報が読み取られる。つまり、作業者がバーコードリーダ２３を使用することにより、マスタワーク２５に付されたバーコード２６から加工プログラム番号が読み取られる。こうした作業は、作業者がストッカに搭載されたマスタワーク２５に直接バーコードリーダ２３を当てることにより行われる。このとき作業者は、加工プログラム関連情報の読み取り作業と同時に、マスタワーク２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄと加工ワークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとがそれぞれ対応しているか否かの確認も行うことができる。
【００２５】
そして、このような加工プログラム関連情報の読み取り作業により、ワーク投入モジュール１の制御盤２２では図４に示す加工プログラム設定処理が実行される。そこでは先ず、バーコードリーダ２３によるバーコードのスキャンがあったか否かについて確認が行われる（Ｓ１０１）。よって、スキャンが無ければ（Ｓ０１０：ＮＯ）、そのままこの加工プログラム設定処理が終了する。一方、作業者によるスキャンが行われた場合には（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、バーコード２６から読み取られた加工プログラム番号が格納される（Ｓ１０２）。そして、その加工プログラム番号の情報が加工モジュール２，３，６，８，９の制御盤２２に対して送信が行われる（Ｓ１０３）。そこで、送信された加工プログラム番号が例えば加工ワークＡのものであれば、各々の加工モジュール２，３，６，８，９では加工ワークＡを加工するための加工プログラムへの自動変更が行われる。
【００２６】
次に、ワーク投入モジュール１の操作パネル１７には、加工個数入力画面が表示される（Ｓ１０４）。そこで、作業者により加工ワークＡに対する加工個数の入力操作が行われる。このとき、マスタワーク２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄの全てについてスキャンを行った場合には、それぞれの加工ワークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて入力画面が表示されるため、それぞれについて加工個数の入力が行われる。そして、その後に加工個数設定の入力完了確認が行われる（Ｓ１０５）。すなわち、ワーク投入モジュール１の操作パネル１７には、加工個数の入力後に確認ボタンが表示される。そのため、確認ボタンが操作されることによって入力が完了する（Ｓ１０５：ＹＥＳ）。
【００２７】
次に、加工個数の設定入力に従い、ワーク投入モジュール１の操作パネル１７に、加工ワークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの加工個数に応じたサイクルタイムが表示される（Ｓ１０７）。各加工モジュールにおける各工程の加工時間と、入力された加工ワークの加工個数によってサイクルタイムが算出され、その時間が表示される。更に、その加工個数の入力従い、各加工モジュール２，３，６，８，９で使用される工具の設定使用回数に達したか否かについて確認が行われる（Ｓ１０６）。各加工モジュール２，３，６，８，９では、工具ごとに加工回数がカウントされているため、送信された加工プログラム番号から、その加工プログラムで使用する工具と、当該工具の累積使用回数が取得できる。よって、ステップＳ１０４において加工ワークの加工個数の入力があれば、追加された加工個数を加えた使用予定回数と、該当する工具に対する設定使用回数とが比較される。
【００２８】
そこで、使用予定回数が設定使用回数を上回っている場合には、ワーク投入モジュール１や該当する加工モジュールの操作パネル１７に警告表示が行われ（Ｓ１０８）、使用予定回数が設定使用回数に達していない場合には、そのまま本処理を終了する。なお、ステップＳ１０８によって警告表示が行われると、作業者によって予め工具交換が行われる場合には、加工モジュールの駆動が停止され、加工前に工具交換が行われる。また、設定使用回数まで工具を使用する場合には、作業者が加工個数を確認し、実際の使用回数が設定使用回数に達した時点で該当する加工モジュールの駆動が停止され、工具交換が行われる。
【００２９】
加工機械ライン１００では、以上のようにして加工プログラムの設定処理が行われる。一方で、加工機械ライン１００の外では、ストッカの加工ワークＡが作業者によってワーク投入モジュール１へと移し替えられる。そして、加工スタートボタンの入力により加工が実行され、搬送作業機１５によってワーク投入モジュール１から加工ワークが該当するモジュール１〜１１へと搬送され、その加工ワークを受け取った加工モジュール２，３，６，８，９では、前記加工プログラム設定処理によって設定された加工プログラムに従い加工制御が実行される。
【００３０】
また、加工ワークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの加工が連続して行われる場合は、各加工モジュール２，３，６，８，９において加工プログラムの変更が所定のタイミングで自動的に行われる。すなわち、加工モジュール２，３，６，８，９は、図４に示すステップＳ１０３において送信された加工プログラム番号と、ステップＳ１０４において送信された加工個数の情報とが格納されている。そのため、加工モジュール２，３，６，８，９では、加工ワークＡの加工が全て終了すると、制御対象となる加工プログラムが、加工ワークＡから加工ワークＢに対応したものへと自動的に切り換えられる。そして、その後も加工ワークＣ，Ｄの順番に該当する加工プログラムへの変更が所定のタイミングで自動的に行われ、それぞれの加工が実行されることとなる。
【００３１】
よって、本実施形態の加工制御システムでは、加工モジュール２，３，６，８，９に対して作業者が加工プログラム番号を直接入力することはなく、バーコードリーダ２３で読み取った加工プログラム番号の送信によって加工プログラムが自動的に設定される。そのため、加工プログラムの入力ミスを防止することができる。しかも、バーコードリーダ２３を使用した作業者の読み取り作業が、加工リストなどに付されたバーコードではなく、ストッカに置かれているマスタワーク２５のバーコード２６について行われる。そのため、比較的単純な作業であるため読み取り間違いなどが生じやすいが、マスタワーク２５のバーコード２６を読み取ることで、その読み取り間違いを回避することができる。
【００３２】
しかも、マスタワーク２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄの近くに加工ワークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが置かれているため、作業者は、各マスタワーク２５に対してバーコードリーダ２３による読み取りを行う際、マスタワーク２５，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄと加工ワークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとの一致を確認することもできる。よって、マスタワーク２５のバーコード２６を読み取ることは、前述したように読み取り間違いを無くすことができるほか、その前段階で生じる間違い、つまりストッカに用意する段階で生じる加工ワークの搭載間違いを作業者に気付かせることができ、この点でもヒューマンエラーの回避につながる。
【００３３】
ところで、図５は、２種類の加工ワークに１つのマスタワークが対応した場合を示したイメージ図である。つまり、マスタワークと加工ワークとは一対一に対応しているものばかりではなく、複数の加工ワークに対して共通のマスタワークが存在する場合がある。そこで、共通のマスタワークに付されたバーコードには、複数の加工ワークに対する加工プログラム関連情報すなわち、各加工ワークに対応する加工プログラム番号が記憶されたものとする。すなわち、加工ワークＡ，Ｂにはマスタワーク２５Ｆが対応し、加工ワークＣ，Ｄにはマスタワーク２５Ｇが対応している。そして、付されたバーコード２６Ｆには加工ワークＡ，Ｂに対する各々の加工プログラム番号が記憶され、バーコード２６Ｇには加工ワークＣ，Ｄに対する各々の加工プログラム番号が記憶されている。
【００３４】
また、前記実施形態では、ステップＳ１０４で操作パネル１７に加工個数入力画面が表示され、作業者によって加工ワークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのそれぞれについて加工個数の入力が行われている。しかし、マスタワーク２５に付されたバーコード２６には、加工ワークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対する加工プログラム番号だけではなく、加工個数情報を記憶させるようにしてもよい。これにより、加工個数の入力ミスも回避することができる。
【００３５】
以上、本発明の加工制御システムの一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、複数の加工モジュールが設置された加工機械ライン１００に構築された加工制御システムを示して説明したが、この加工制御システムは１台の工作機械に対するものであってもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１〜１１…モジュール  １７…操作パネル  ２２…制御盤  ２３…バーコードリーダ  ２５（２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ）…マスタワーク  ２６（２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ）…バーコード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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