(57)【要約】      （修正有）【課題】作業者による工具交換の手間をできるだけ減らすことができて、生産性を向上させることができ、また経験の浅い作業者であっても、適切な時期に工具交換が行える工作機械監視装置を提供する。【解決手段】工具２毎の使用時間相当情報を記憶する工具使用状況記憶手段８と、この工具使用状況記憶手段８に記憶された使用時間相当情報に基づき、工具寿命時刻を予測する工具寿命予測手段９と、判定・報知手段１０とを備える。判定・報知手段１０は、工具寿命予測手段９の予測の結果、または工具使用状況記憶手段８の記憶内容より、現在時刻から所定の至近時間内に寿命が来る寿命至近工具２の有無を判定する。このとき、寿命至近工具２があると、所定の交換許容時間内に寿命が来る工具２があるか否かを判定する。寿命至近工具２の存在の報知時に、交換許容時間内の工具２について、交換の許可、推奨、および指示のうちの少なくとも一つの情報を報知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに加工を施す工具を複数備えた工作機械を監視する工作機械監視装置であって、工具毎の使用時間相当情報を記憶する工具使用状況記憶手段と、この工具使用状況記憶手段に記憶された使用時間相当情報に基づき、工具寿命時刻を予測する工具寿命予測手段と、この工具寿命予測手段の予測の結果、または工具使用状況記憶手段の記憶内容より、現在時刻から所定の至近時間内に寿命が来る寿命至近工具の有無を判定し、寿命至近工具がある場合に、上記至近時間よりも長い所定の交換許容時間内に寿命が来る工具があるか否かを判定し、寿命至近工具の存在の報知時に、交換許容時間内の工具について、交換の許可、推奨、および指示のうちの少なくとも一つの情報を報知する判定・報知手段とを備えた工作機械監視装置。
【請求項２】
前記工作機械が旋盤であり、前記工具がバイトである請求項１に記載の工作機械監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、旋盤等の工作機械において、各工具の寿命を監視し、交換を促す工作機械監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各工具の寿命を監視し、工具が寿命に達し、または残寿命以下になったときに、操作盤の画面等に警告を発するなどして、工具交換が必要なことを作業者（工具交換を実際に行う作業者又はこの作業者に交換指示を与える機械担当者を含む。以下、単に作業者と称する。）に促している。
この警告は、寿命が尽きた後であったり、まもなく寿命が尽きる段階での警告であり、作業者としては機械の段取りに振り回されることになり、工具交換をスケジュールすることができない。
【０００３】
このため、工具の寿命予測を行い、経過時間と残寿命カウンタとの関係のグラフや、残寿命カウンタのアップ予想時刻等を画面に表示するものが提案されている（例えば、特許文献１）。この提案例は、ドリル等の高価な工具を想定しており、交換時期に達していないまだ使用可能な工具まで交換されて、工具が無駄に消費されないようにすることを課題として提案されたものである。
【特許文献１】特開平１０−２６３９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記提案例のように、各工具の残寿命カウンタのアップ予想時刻が表示されると、どの工具が何時寿命になるかが判る。しかし、作業者において各工具の寿命時刻が判っても、いつ交換すれば良いかの判断が難しい。寿命時刻が判ると、最適な時期に工具交換を行うことができるが、多数の工具を持つ工作機械において、最適な時期に工具交換を行おうとすると、段取りに手間がかかり過ぎる。現場の作業者は一人で多数の工作機械の監視や段取りを受け持っていることが多く、また作業経験の少ない者が担当している場合もある。そのため、予測された寿命時刻の表示が、実際の運用においては十分に活用できないことがある。
【０００５】
この発明の目的は、作業者による工具交換の手間をできるだけ減らすことができて、生産性を向上させることができ、また経験の浅い作業者であっても、適切な時期に工具交換が行える工作機械監視装置を提供することである。
この発明の他の目的は、コスト低下を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の工作機械監視装置（１）は、ワーク（Ｗ）に加工を施す工具（２）を複数備えた工作機械（３）を監視する装置であって、工具（２）毎の使用時間相当情報を記憶する工具使用状況記憶手段（８）と、この工具使用状況記憶手段（８）に記憶された使用時間相当情報に基づき、工具寿命時刻を予測する工具寿命予測手段（９）と、判定・報知手段（１０）とを備えるものである。前記判定・報知手段（１０）は、前記工具寿命予測手段（９）の予測の結果、または工具使用状況記憶手段（８）の記憶内容より、現在時刻から所定の至近時間内に寿命が来る寿命至近工具（２）の有無を判定し、寿命至近工具（２）がある場合に、上記至近時間よりも長い所定の交換許容時間内に寿命が来る工具（２）があるか否かを判定し、寿命至近工具（２）の存在の報知時に、交換許容時間内の工具（２）について、交換の許可、推奨、および指示のうちの少なくとも一つの情報を報知するものである。
【０００７】
前記使用時間相当情報は、使用時間であっても、また所定の使用単位や所定使用時間毎にカウントされるカウント値であっても良い。前記寿命至近工具（２）には、寿命に達した工具（２）を含む。前記所定の至近時間は、０時間、つまり現在時刻であっても良い。例えば前記判定・報知手段（１０）は、工具使用状況記憶手段（８）となる工具残寿命カウンタのアップによって、寿命至近工具（２）の存在を判定するものとしても良い。
【０００８】
この構成によると、１つの工具（２）が寿命に達するなど、寿命至近工具（２）となったときに、判定・報知手段（１０）は、他に交換許容時間内に寿命に達する工具（２）があると、その工具（２）について、交換の許可、推奨、および指示のうちの少なくとも一つの情報を報知する。そのため、作業者は、工具交換を１個ずつ個別に行うことなく、ある程度まとめて行うことができて、生産性の向上が期待できる。また、作業者による交換を厳格に管理することができる。
【０００９】
この発明は、工作機械（３）が旋盤であり、前記工具（２）がバイトである場合に、より効果的となる。旋盤のバイトは、マシニングセンタ等に用いられる回転工具と異なり、安価なものであり、寿命をある程度残して交換しても、作業者の工数を減らず方がコスト的に有利になる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の工作機械監視装置は、ワークに加工を施す工具を複数備えた工作機械を監視する工作機械監視装置であって、工具毎の使用時間相当情報を記憶する工具使用状況記憶手段と、この工具使用状況記憶手段に記憶された使用時間相当情報に基づき、工具寿命時刻を予測する工具寿命予測手段と、この工具寿命予測手段の予測の結果、または工具使用状況記憶手段の記憶内容より、現在時刻から所定の至近時間内に寿命が来る寿命至近工具の有無を判定し、寿命至近工具がある場合に、上記至近時間よりも長い所定の交換許容時間内に寿命が来る工具があるか否かを判定し、寿命至近工具の存在の報知時に、交換許容時間内の工具について、交換の許可、推奨、および指示のうちの少なくとも一つの情報を報知する判定・報知手段とを備えるため、作業者による工具交換の手間をできるだけ減らすことができて、生産性を向上させることができ、また経験の浅い作業者であっても、適切な時期に工具交換が行える。
工作機械が旋盤であって、工具がバイトである場合は、工具の価格が安価であるため、まとめて工具交換させることによる作業者の工数減のコスト削減効果が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。この工作機械監視装置１は、ワークＷに加工を施す工具２を複数備えた工作機械３を監視する工作機械監視装置であって、例えば工作機械１の制御装置４または操作盤５等に、インタフェースやネットワークや接続されたコンピュータ等により構成される。工作機械監視装置１は、工作機械１の近傍や、工作機械１の制御装置４に設けられたものであっても、また工場内の全体集中管理やライン管理を行う管理室，管理コンピュータ等に備えたられたものであっても良い。
【００１２】
工作機械３は、図示の例では旋盤であり、ワークＷを支持する主軸６と、複数の工具２を取付けたタレット式の刃物台７を備えている。工具２はバイトである。バイト２は、刃先のチップ２ａの交換が可能なものであっても良い。制御装置４は数値制御装置およびプログラマブルコントローラからなる。
【００１３】
工作機械監視装置１は、工具使用状況記憶手段８と、工具寿命予測手段９と、判定・報知手段１０とを備える。
工具使用状況記憶手段８は、工作機械３に装備された各工具２毎の使用時間相当情報を記憶する手段である。この例では、工具使用状況記憶手段８は、工具残寿命カウンタからなり、工具寿命とされる初期設定値から、所定時間毎、または所定の加工単位毎に１ずつ減算するものとされる。
【００１４】
工具寿命予測手段９は、工具使用状況記憶手段８に記憶された使用時間相当情報に基づき、各工具２の工具寿命時刻を予測するものとされる。この予測の処理は、例えば常に繰り返して行って予測内容を更新するものとされる。工具寿命予測手段９は、任意の予測手法を用いたもので良いが、工具使用状況記憶手段８に記憶された使用時間相当情報の他に、寿命予測計算に必要な情報を、寿命必要情報記憶手段１１から得る。各工具２の寿命予測に必要な情報は、工作機械３の稼働時間中における個々の工具２の使用時間の割合等である。なお、工具寿命予測手段９は、工作機械３が同じ加工を繰り返して行うものとして予測計算を行うものとしてある。加工の内容が種々異なる場合は、予測が困難であるが、同じ加工を繰り返す場合は、稼働時間中における個々の工具２の使用時間の割合とその工具の使用時間相当情報とが判れば、単純な計算で寿命予測が行える。
【００１５】
判定・報知手段１０は、工具寿命予測手段９の予測の結果、または工具使用状況記憶手段８の記憶内容より、現在時刻から所定の至近時間内に寿命が来る寿命至近工具２の有無を判定し、寿命至近工具がある場合に、上記至近時間よりも長い所定の交換許容時間内に寿命が来る工具２があるか否かを判定する。また、判定・報知手段１０は、寿命至近工具２の存在の報知時に、交換許容時間内の工具２について、交換の許可、推奨、および指示のうちの少なくとも一つの情報を報知する。
【００１６】
判定・報知手段１０は、判定部１２および報知処理部１３を有していて、上記の各判定を判定部１２が行い、報知処理部１３が上記報知を行う。
【００１７】
判定・報知手段１０による報知は、液晶画面表示装置等の画面表示装置１５の画面１６に、文言、マーク等を表示することによって行う。表示装置１５の画面１６による他に、ランプの点灯や、音声等によって上記報知を行うようにしても良い。画面表示装置１５は、例えば工作機械３に備えられた操作盤５に設けられたものである。
【００１８】
工作機械監視装置１は、上記の他に入力手段１４を有していて、判定・報知手段１０により判定する基準となる上記所定の交換許容時間や、所定の至近時間の設定が、入力手段１４からの入力で可能とされる。これらの交換許容時間や至近時間の設定は、工具毎に別の値が設定できるようにすることが好ましい。入力手段１４は、キーボードやマウス等であっても、また記憶媒体や他の情報処理機器からデータ入力を行うものであっても良い。判定・報知手段１０は、上記所定の交換許容時間や、所定の至近時間の設定につき、例えば画面表示装置１５に入力設定用の画面を出力し、その画面表示状態で入力設定が可能なものとされる。
【００１９】
上記構成の動作を説明する。工具使用状況記憶手段８は、常に各工具２の使用状況を監視し、使用時間相当情報を更新する。工具寿命予測手段９は、工具使用状況記憶手段８の使用時間相当情報を基に、各工具２の工具寿命時刻を予測し、常にこの予測処理を繰り返して予測内容を更新する。判定・報知手段１０は、次のように判定，報知を行う。
【００２０】
判定・報知手段１０の行う処理を、図２に示す。判定・報知手段１０は、常時、寿命至近工具の発生を監視する（ステップＳ１，Ｓ２）。この監視（Ｓ１）は、例えば、工具使用状況記憶手段８が工具残寿命カウンタである場合に、カウントアップを監視する処理であっても良く、また工具寿命予測手段９の予測値により、現在時刻から所定の至近時間内に寿命が来る工具２を監視する処理であっても良い。所定の至近時間は、工具２の寿命や加工の負荷等に応じて、任意に設定すれば良い。例えば、数分であっても、１時間以上であっても良く、また零秒であっても良い。
【００２１】
寿命至近工具があると（Ｓ２）、交換許容工具の探索（Ｓ３）を行う。すなわち、現在から所定の交換許容時間内に寿命が来る工具２があるか否かを、工具寿命予測手段９の予測時刻から探索する。
交換許容時間内に寿命が来る工具２がある場合は、寿命至近工具２についての報知と、交換許容時間内に寿命が来る工具２についての報知を行う（Ｓ５）。
交換許容時間内に寿命が来る工具２がない場合は、寿命至近工具２についてのみ、報知出力を行う（Ｓ６）。
【００２２】
報知を画面表示装置１５で行う場合の画面例を、工具使用状況と共に説明する。いま、工具２の使用状況および寿命予測結果が図３に示す状態であったとする。
同図では、説明の簡易化のため、各工具の寿命が、工具残寿命カウンタからなる工具使用  か況記憶手段８（図１）のカウント値で「１００」であるとしている。このとき、工具(3) が残寿命零となり、カウントアップしたとする。また、判定・報知手段１０による交換許容時間が、カウント値で「２０」あるとする。なお、交換許容時間は、工具寿命予測手段９の予測結果に対する時間であるが、予測結果がカウント値に変換すると、その工具については「２０」であるとする。他の各工具について同様である。図の例では、工具(1) が残寿命「５」であって、交換許容時間「２０」内になっている。
【００２３】
この場合、判定・報知手段１０は、例えば画面例を図４に示すように、寿命至近工具の表示１７として、「工具(3) が寿命になりました。」という文言による表示を行い、これと共に、伴い交換工具、つまり交換許容時間内に寿命が来る工具の表示１８として、「工具(1) も間もなく寿命となりますので、同時に交換することをお勧めします。」という文言による表示を行う。この例では、伴い交換工具の表示を、「お勧めします。」という推奨の内容としたが、管理の形態等に応じて、「交換してもよろしい。」というような許可の内容や、「交換して下さい。」というような指示の内容としてもよい。
また、この例では所定の交換許容時間を工具毎に一つとしたが、所定の交換許容時間を複数段階に設定し、段階に応じて、許可、推奨、指示等を区別した表示を行うようにしても良い。
【００２４】
図４の画面例では、最小必要情報である寿命至近工具の表示１７と、伴い交換工具の表示１８だけを表示するようにしたが、この他に、例えば図５に示すように、上記各表示１７，１８と併せて、その寿命至近工具（3)および伴い交換工具(1) について、寿命、残寿命、および予想寿命時刻等の表示を同じ画面中に示すようにしても良い。寿命至近工具（3)については、白黒反転文字の使用やカラー表示、背景カラー表示等で他の工具についての表示よりも目立つように表示することが好ましい。
【００２５】
さらに、図６に示すように、全ての工具について、寿命、残寿命、および予想寿命時刻等の表示を同じ画面中に示すようにしても良い。また、例えば、図４，図５，図６等の表示を、画面表示装置に付属した入力手段（図示せず）等による画面の切換操作によって、切り換えて表示可能としても良い。
【００２６】
この工作機械監視装置１によると、このように、１つの工具２が寿命に達するなど、寿命至近工具となったときに、他に交換許容時間内に寿命に達する工具があると、その工具２について、交換の許可、推奨、および指示のうちの少なくとも一つの情報を報知するため、作業者は、工具交換を１個ずつ個別に行うことなく、ある程度まとめて行うことができる。そのため、生産性の向上が期待でき、また作業者による交換を厳格に管理することができる。
特に、工作機械３が旋盤であって、工具２がバイトであるような場合、工具２が安価であるため、寿命をある程度残して交換しても、作業者の工数を減らす方がコスト的に有利になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の一実施形態にかかる工作機械監視装置の概念構成のブロック図である。
【図２】同工作機械監視装置における判定・報知手段の行う処理の流れ図である。
【図３】同工作機械監視装置の機能説明のための工具使用状況例の説明図である。
【図４】同工作機械監視装置の画面表示装置の画面例の説明図である。
【図５】同画面表示装置の他の画面例の説明図である。
【図６】同画面表示装置のさらに他の画面例の説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…工作機械監視装置
２…工具
３…工作機械
４…制御装置
５…操作盤
８…工具使用状況記憶手段
９…工具寿命予測手段
１０…判定・報知手段
１１…寿命必要情報記憶手段
１２…判定部
１３…報知処理部
１４…入力手段
１５…画面表示装置
１７…寿命至近工具の表示
１８…伴い交換工具の表示
Ｗ…ワーク
【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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【図６】
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