(57)【要約】【課題】  加工機が持つ特有の傾向に対して対応することができ、加工精度を向上させることができる加工装置システムを提供すること。【解決手段】  加工装置システム１は、被加工品を加工する加工機（１１〜１６）と、被加工品の寸法を測定する測定機１９と、該測定機１９による今回までの複数の被加工品における測定結果から補正値（α、β）を設定し、次回以降の被加工品を前記加工機（１１〜１６）によって加工する際、該補正値（α、β）を加えて前記加工機（１１〜１６）を制御する制御部（２３）と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工品を加工する加工機と、
被加工品の寸法を測定する測定機と、
該測定機による今回までの複数の被加工品における測定結果から補正値を設定し、次回以降の被加工品を前記加工機によって加工する際、該補正値を加えて前記加工機を制御する制御部と、を有する加工装置システム。
【請求項２】
請求項１に記載の加工装置システムにおいて、前記加工機は、温度センサを有し、
前記制御部は、前記温度センサの値が第１所定値を超えた場合、該超えたときの前記測定機の測定結果を前記複数の被加工品における測定結果から除外し、該除外した測定結果から補正値を設定する加工装置システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の加工装置システムにおいて、前記加工機は、振動センサを有し、
前記制御部は、前記振動センサの値が第２所定値を超えた場合、該超えたときの前記測定機の測定結果を前記複数の被加工品における測定結果から除外し、該除外した測定結果から補正値を設定する加工装置システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の加工装置システムにおいて、複数の前記加工機と、
該複数の加工機へ被加工品を乗せて供給する複数のパレットと、を有し、
前記制御部は、一の加工機が一のパレットによって供給された被加工品を加工した際に前記測定機によって測定された測定値の基準値に対する大小傾向が、他の加工機が前記一のパレットによって供給された被加工品を過去に加工した際に前記測定機によって測定された測定値の基準値に対する大小傾向と同じである場合、前記一の加工機が加工した際の前記測定機の測定結果を前記複数の被加工品における測定結果から除外し、該除外した測定結果から補正値を設定する加工装置システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の加工装置システムにおいて、前記制御部は、前記補正値を設定する際、工程能力指数Ｃｐが１．０未満であるか否かで場合分けをし、
工程能力指数Ｃｐが１．０未満である場合、測定結果の分布の中心が規格の中心から離間するように前記補正値を設定し、
工程能力指数Ｃｐが１．０未満でない場合、測定結果の分布の中心が規格の中心へ接近するように前記補正値を設定する加工装置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工品を加工する加工機と、被加工品の寸法を測定する測定機と、前記加工機を制御する制御部と、を有する加工装置システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、特許文献１に示す如く、加工装置システムは、被加工品である工作物を加工する加工機と、該工作物の寸法を測定する測定機と、前記加工機を制御する制御部とを有していた。そして、部品の作成指令が入ると前記制御部は、前記加工機に対して加工指令を送るように構成されていた。前記加工機は、送られた加工指令に従って工作物に対して加工をすることができた。その後、加工された工作物は、前記測定機によって寸法を測定され、加工不足の場合、例えば、削り足りない場合、前記加工機によって再度削られていた。このようにして、工作物を部品として完成させることができた。そして、別の部品の作成指令が入ると前述した手順と同様に別の部品を作成することができた。
【特許文献１】特開２００１−２２５２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、一般的に加工機は加工する際の特有の傾向を有している。例えば、深さ５ｍｍの穴を作成する指令に対して該加工機を使用して加工した場合、前記測定機によって測定すると、深さ４ｍｍとなる不足傾向を有する場合がある。係る場合、その削り足りなかった工作物に対しては、再度削ることで寸法を補正することができた。しかし、該不足傾向は、次以降の別の部品作成指令において反映されていないため、該不足傾向は継続される。即ち、従来技術において、前記加工機の特有の傾向に対しては、対策が十分ではなかった。そのため、部品の加工精度が十分ではなかった。
【０００４】
本発明は、このような状況に鑑み成されたものであり、その課題は、加工機が持つ特有の傾向に対して対応することができ、加工精度を向上させることができる加工装置システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するため、本発明の第１の態様の加工装置システムは、被加工品を加工する加工機と、被加工品の寸法を測定する測定機と、該測定機による今回までの複数の被加工品における測定結果から補正値を設定し、次回以降の被加工品を前記加工機によって加工する際、該補正値を加えて前記加工機を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、前記加工装置システムは、前記制御部を有する。従って、前記測定機による今回までの複数の被加工品における測定結果から補正値を設定し、次回以降の被加工品を前記加工機によって加工する際、該補正値を加えて前記加工機を制御することができる。即ち、前記加工機が持つ特有の傾向に対して対応することができる。その結果、加工精度を向上させることができる。また、機械の精度管理をすることができる。またさらに、前記測定結果、前記補正値等のデータを保守・保全に生かすことができる。  
また、加工精度の向上によって測定後に再加工して再測定することを低減することができる。従って、その分、加工開始から終了までの所謂、リードタイムを短縮することができる。
【０００７】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記加工機は、温度センサを有し、前記制御部は、前記温度センサの値が第１所定値を超えた場合、該超えたときの前記測定機の測定結果を前記複数の被加工品における測定結果から除外し、該除外した測定結果から補正値を設定することを特徴とする。  
本発明の第２の態様によれば、第１の態様と同様の作用効果に加え、前記加工機は、温度センサを有し、前記制御部は、前記温度センサの値が第１所定値を超えた場合、該超えたときの前記測定機の測定結果を前記複数の被加工品における測定結果から除外し、該除外した測定結果から補正値を設定する。即ち、前記超えたときの前記測定機の測定結果を異常なデータであると判断し、無効とする。従って、正常なデータのみに基づいて前記補正値を設定することができる。その結果、加工精度を向上させることができる。
【０００８】
例えば、前記温度センサの値が非常に高く前記第１所定値を超えていた場合、前記加工機の切削主軸が高温になることによって膨張する傾向がある。係る場合、軸方向にドリル等の刃具の位置が、前記膨張により被加工品に接近する側へ変位する。そして、被加工品を設定値より深く削ってしまう虞がある。  
そこで、前記温度センサの値が第１所定値を超えたときの測定結果を除外することで、その後の加工において、加工精度を向上させることができる。
【０００９】
本発明の第３の態様は、第１または第２の態様において、前記加工機は、振動センサを有し、前記制御部は、前記振動センサの値が第２所定値を超えた場合、該超えたときの前記測定機の測定結果を前記複数の被加工品における測定結果から除外し、該除外した測定結果から補正値を設定することを特徴とする。  
本発明の第３の態様によれば、第１または第２の態様と同様の作用効果に加え、前記加工機は、振動センサを有し、前記制御部は、前記振動センサの値が第２所定値を超えた場合、該超えたときの前記測定機の測定結果を前記複数の被加工品における測定結果から除外し、該除外した測定結果から補正値を設定する。即ち、前記超えたときの前記測定機の測定結果を異常なデータであると判断し、無効とする。従って、正常なデータのみに基づいて前記補正値を設定することができる。その結果、加工精度を向上させることができる。
【００１０】
例えば、前記振動センサの値が非常に高く前記第２所定値を超えていた場合、前記加工機の切削主軸の振動レベルが高い傾向がある。係る場合、軸方向にドリル等の刃具の位置が、振動により被加工品に接近する側へ変位する虞がある。そして、被加工品を設定値より深く削ってしまう虞がある。  
そこで、前記振動センサの値が第２所定値を超えたときの測定結果を除外することで、その後の加工において、加工精度を向上させることができる。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第１から第３のいずれか一の態様において、複数の前記加工機と、該複数の加工機へ被加工品を乗せて供給する複数のパレットと、を有し、前記制御部は、一の加工機が一のパレットによって供給された被加工品を加工した際に前記測定機によって測定された測定値の基準値に対する大小傾向が、他の加工機が前記一のパレットによって供給された被加工品を過去に加工した際に前記測定機によって測定された測定値の基準値に対する大小傾向と同じである場合、前記一の加工機が加工した際の前記測定機の測定結果を前記複数の被加工品における測定結果から除外し、該除外した測定結果から補正値を設定することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第４の態様によれば、第１から第３のいずれか一の態様と同様の作用効果に加え、複数の前記加工機と、該複数の加工機へ被加工品を乗せて供給する複数のパレットと、を有し、前記制御部は、一の加工機が一のパレットによって供給された被加工品を加工した際に前記測定機によって測定された測定値の基準値に対する大小傾向が、他の加工機が前記一のパレットによって供給された被加工品を過去に加工した際に前記測定機によって測定された測定値の基準値に対する大小傾向と同じである場合、前記一の加工機が加工した際の前記測定機の測定結果を前記複数の被加工品における測定結果から除外し、該除外した測定結果から補正値を設定する。
【００１３】
即ち、一の加工機が一のパレットによって供給された被加工品を加工した際に前記測定機によって測定された測定値の基準値に対する大小傾向が、他の加工機が前記一のパレットによって供給された被加工品を過去に加工した際に前記測定機によって測定された測定値の基準値に対する大小傾向と同じである場合、前記一のパレットの固有の誤差と判断する。そして、前記加工機の特有の傾向ではなく、前記一のパレットの固有の誤差として扱うことができる。その結果、加工精度を向上させることができる。
【００１４】
本発明の第５の態様は、第１から第４のいずれか一の態様において、前記制御部は、前記補正値を設定する際、工程能力指数Ｃｐが１．０未満であるか否かで場合分けをし、工程能力指数Ｃｐが１．０未満である場合、測定結果の分布の中心が規格の中心から離間するように前記補正値を設定し、工程能力指数Ｃｐが１．０未満でない場合、測定結果の分布の中心が規格の中心へ接近するように前記補正値を設定することを特徴とする。
【００１５】
ここで、「工程能力指数Ｃｐ」とは、工程能力を数値化したものをいう。ある工程の特性において規格幅を６σで割った値で定義されるものである。また、「工程能力」とは、管理状態にある工程においてその工程の持つ品質達成能力をいう。  
尚、工程能力指数Ｃｐは、その対象とする工程の特性が正規分布に従うことを前提とするものである。
【００１６】
本発明の第５の態様によれば、第１から第４のいずれか一の態様と同様の作用効果に加え、前記制御部は、前記補正値を設定する際、工程能力指数Ｃｐが１．０未満であるか否かで場合分けをし、工程能力指数Ｃｐが１．０未満である場合、測定結果の分布の中心が規格の中心から離間するように前記補正値を設定し、工程能力指数Ｃｐが１．０未満でない場合、測定結果の分布の中心が規格の中心へ接近するように前記補正値を設定する。従って、前記加工機が被加工品を削りすぎることによる挽回不可能な不良の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。  
図１に示すのは、本発明に係る加工装置システムの構成を示すブロック図である。  
図１に示す如く、本発明に係る加工装置システム１は、第１加工機１１〜第６加工機１６と、測定機１９と、搬送機２１と、システム制御部２３とを有する。  
このうち、第１加工機１１〜第６加工機１６は、被加工品の一例である金属の塊を加工することができるように設けられている。
【００１８】
例えば、第１加工機１１が、金属の塊を加工してドリルを作成する。そして、第２加工機１２が該ドリルを使用して部品ａを作成する。さらに、第３加工機１３が該部品ａを使用して部品ｂを作成する。またさらに、第４加工機１４が該部品ｃを使用して部品ｄを作成する。また、第５加工機１５および第６加工機１６が該部品ｄを使用して部品ｅおよび部品ｆを作成することができるように設けられている。
【００１９】
さらに、第１加工機１１〜第６加工機１６は、それぞれ温度センサ１７、１７……および振動センサ１８、１８……を有する。温度センサ１７、１７……は、第１加工機１１〜第６加工機１６において、モータ（図示せず）の動力によって回転する主軸部（図示せず）の近傍に設けられている。従って、前記主軸部の温度変化を検出することができる。また、振動センサ１８、１８……も、前記主軸部の近傍に設けられている。従って、前記主軸部の振動変化を検出することができる。  
尚、第１加工機１１〜第６加工機１６は、後述するパレット２２、２２……に工作物を乗せた状態で加工するように構成されている。
【００２０】
また、測定機１９は、第１加工機１１〜第６加工機１６が加工したドリル、部品ａ〜部品ｆ等の工作物（以下、単に工作物という）の形状を測定することができるように設けられている。具体的には、測定機１９までパレット２２、２２……によって搬送された工作物に対して、測定用突起部（図示せず）を接触させて工作物の形状を測定するように設けられている。また、測定機１９は、温度センサ２０を有している。従って、測定する際の温度を検出することができる。
【００２１】
またさらに、搬送機２１は、複数のパレット２２、２２……を有している。そして、複数のパレット２２、２２……は、それぞれ独立に移動し、原材料ストッカ（図示せず）から原材料である金属の塊を第１加工機１１へ搬送することができるように設けられている。また、第１加工機１１〜第６加工機１６および測定機１９の間を移動し、工作物を搬送することができるように設けられている。またさらに、最終形態の工作物を工作物ストッカ（図示せず）に搬送することができるように設けられている。
【００２２】
またさらに、加工モジュールストッカ（図示せず）から第１加工機１１〜第６加工機１６へ加工モジュールを搬送して加工モジュールを交換することができるように設けられている。  
ここで、加工モジュールを交換することによって、第１加工機１１〜第６加工機１６は、仕様Ａ〜Ｃの仕様を変更することができるように構成されている。  
また、工具ストッカ（図示せず）から第１加工機１１〜第６加工機１６へ工具を搬送して工具を交換することができるように設けられている。  
尚、工具の交換・装着および加工モジュールの交換は、システム制御部２３によって自動で行われるように構成されている。
【００２３】
また、システム制御部２３は、加工制御部２４と、加工結果評価部２５とを有する。加工制御部２４は、第１加工機１１〜第６加工機１６へ加工指令を送るように構成されている。また、加工制御部２４は、搬送機２１へ搬送指令を送るように構成されている。またさらに、加工制御部２４は、測定機１９へ測定指令を送るように構成されている。  
またさらに、第１加工機１１〜第６加工機１６の温度センサ１７、１７……および振動センサ１８、１８……から加工制御部２４へ、加工した際の温度データおよび振動データが送られるように構成されている。
【００２４】
また、測定機１９から加工制御部２４へ、測定した際の測定結果データが例えばＲＳ２３２Ｃの規格の通信ケーブルによって送られるように構成されている。  
ここで、測定結果を逐次加工制御部２４へ送ることにより、一回の測定指令において複数の測定を実行することができる。即ち、測定機自体の記憶領域容量の制限を受けないように構成されている。
【００２５】
またさらに、加工制御部２４は、加工指令、搬送指令および測定指令を送る際、加工記録データをシステム制御部内の記憶領域（図示せず）に記録するように設けられている。加工記録データの具体的な内容は、第１加工機１１〜第６加工機１６のいずれかの使用した加工機、複数あるパレット２２、２２……のうち使用したパレット、および加工時刻についてである。
【００２６】
また、加工制御部２４は、定期的に第１加工機１１〜第６加工機１６および測定機１９の温度センサ１７、２０の温度数値を収集して温度データとして前記記憶領域に記録するように設けられている。またさらに、加工制御部２４は、第１加工機１１〜第６加工機１６の振動センサ１８、１８……からの振動数値を収集し振動データとして前記記憶領域に記録するように設けられている。
【００２７】
またさらに、工作物は、加工された後に測定機１９までパレット２２、２２……によって搬送され、計測プログラムによって計測が実行される。具体的には、前述したように測定用突起部（図示せず）を工作物と接触させて工作物の形状を測定する。そして、測定機１９から加工制御部２４へ送られた測定結果は、測定結果データとして前記記憶領域に保存される。測定結果データには、規格値と測定結果の双方が記録されている。そして、規格値と測定結果との差異も差異データとして測定結果と共に記録されるように設けられている。
【００２８】
加工結果評価部２５は、差異データを後述するように評価するように設けられている。そして、有効なデータのみを使用して加工機補正データを作成するように設けられている。加工機補正データは、加工制御部２４によって参照され、加工する際に第１加工機１１〜第６加工機１６の各加工機の補正データとして使用される。  
加工結果評価部２５は、差異データを評価する際に信頼性の判断を行う。具体的には、先ず、加工した際の温度データが所定の温度の範囲外において加工された場合、該差異データは無効とする。
【００２９】
ここで、温度データは、前記主軸部等の摺動する摺動部および加工機室内雰囲気温度を示すデータである。  
前記温度データが何らかの原因によって所定の温度の範囲外である場合、例えば、該所定の温度の範囲より高い場合、主軸部は熱により膨張し軸方向へ延びる。そして、許容する主軸部の長さ範囲より長くなる虞がある。係る場合、工作物を計画より深く削りすぎる虞がある。
【００３０】
一方、前記所定の温度の範囲より低い場合、主軸部は冷却されて伸縮し軸方向へ縮む。そして、許容する主軸部の長さ範囲より短くなる虞がある。係る場合、工作物は計画より浅く削るので削り足りない虞がある。このような場合の差異データは、各加工機の特有の傾向を補正する際、信頼性がないとして無効とする。  
尚、所定の温度の範囲は、主軸部の材質、大きさ、形状および工作物の求められる精度等によって決定されるものである。
【００３１】
次に、加工した際の振動データが所定の値を超えていた場合、該差異データは無効とする。  
前記振動データが何らかの原因によって所定の値を超えていた場合、主軸部は大きく振動の影響を受ける虞がある。がかる場合、工作物の精度が低下する虞がある。このような場合の差異データは、各加工機の特有の傾向を補正する際、信頼性がないとして無効とする。
【００３２】
さらに、加工した際に使用したパレット２２が過去の加工において他の加工機に使用され、該他の加工機においても同様の差異が発生した差異データは、該パレット固有の誤差として扱う。従って、該差異データは、各加工機の特有の傾向を補正する際、信頼性がないとして無効とする。  
続いて、加工機補正データの算出について説明する。
【００３３】
測定結果データは、ＸＹＺ軸の成分毎に処理する。差異方向Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向別に所定の数の測定結果が集まった時点で、統計処理を行う。そして、加工機毎に補正値を算出する。  
ここで、工作物を削りすぎた場合は、工作物を修正することはできない。不良Ｆ（図２（Ｂ）参照）の発生である。係る場合、もう一度最初から加工しなければならない。  
従って、削りすぎることによる挽回不可能な不良Ｆを防止するために、補正値を算出する際、工程能力指数Ｃｐ≧１．０の場合と、Ｃｐ＜１．０の場合とにおいて、補正値の算出方法を変えるように構成されている。
【００３４】
図２（Ａ）（Ｂ）に示すのは、補正値の正負を示す図である。このうち、図２（Ａ）は工程能力指数Ｃｐ≧１．０の場合である。一方、図２（Ｂ）は工程能力指数Ｃｐ＜１．０の場合である。  
尚、本願において、加工機の加工特性が標準偏差σの正規分布に従うことを前提とする。また、横軸において公差範囲より左側が工作物の削りすぎを示す。
【００３５】
図２（Ａ）に示す如く、測定結果の中心は、規格値の中心Ａに対して横軸において右側にαだけずれていたとする。このとき、工程能力指数Ｃｐ≧１．０であれば、許容する公差範囲は±３σより広い。従って、補正値Ｘ＝−αとして、正規分布の中心を規格値の中心側にαだけずれるように加工機補正データを作成する。その結果、各加工機の特有の傾向を補正することができる。  
例えば、深さ５ｍｍの穴を加工する指令に対して、第１加工機１１が過去に深さ４ｍｍの穴を加工する不足傾向にある場合を考える。係る場合、補正値Ｘ＝１ｍｍとして第１加工機１１が深さ５ｍｍの穴を加工することができるように、第１加工機１１の特有の傾向を補正することができる。
【００３６】
図２（Ｂ）に示す如く、測定結果の中心は、規格値の中心Ａに対して横軸において右側にαだけずれていたとする。このとき、工程能力指数Ｃｐ＜１．０であれば、許容する公差範囲は±３σより狭い。従って、測定結果の中心を規格値の中心側へαだけずらすと、許容する公差範囲より図中の左側に必ずはみ出る。即ち、削りすぎることによる挽回不可能な不良Ｆが発生する。また、測定結果の中心を規格値の中心側へαずらさず、そのままの状態であっても、αの大きさによっては不良が発生する虞がある。  
そこで、補正値Ｘ＝βとして規格値の中心側から離間する側にβだけずれるように加工機補正データを作成する。具体的には、正規分布の−３σの左端が、許容する公差範囲の左端と一致するように、正規分布の中心を測定結果の中心Ａ＋αからβだけずらす補正をする。その結果、削りすぎることによる挽回不可能な不良Ｆを防止することができる。
【００３７】
本実施形態の加工装置システム１は、被加工品の一例である工作物を加工する加工機としての第１加工機１１〜第６加工機１６と、工作物の寸法を測定する測定機１９と、測定機１９による今回までの複数の工作物における測定結果から補正値を設定し、次回以降の工作物を第１加工機１１〜第６加工機１６によって加工する際、補正値を加えて第１加工機１１〜第６加工機１６を制御する制御部としてのシステム制御部２３と、を有することを特徴とする。
【００３８】
また、本実施形態において、第１加工機１１〜第６加工機１６は、温度センサ１７、１７……を有し、システム制御部２３は、温度センサ１７、１７……の値が第１所定値を超えた場合、超えたときの測定機１９の測定結果を前記複数の工作物における測定結果から除外し、除外した測定結果から補正値を設定することを特徴とする。  
またさらに、本実施形態において、第１加工機１１〜第６加工機１６は、振動センサ１８、１８……を有し、システム制御部２３は、振動センサ１８、１８……の値が第２所定値を超えた場合、超えたときの測定機１９の測定結果を前記複数の工作物における測定結果から除外し、除外した測定結果から補正値を設定することを特徴とする。
【００３９】
また、本実施形態において、第１加工機１１〜第６加工機１６と、第１加工機１１〜第６加工機１６へ工作物を乗せて供給する複数のパレット２２、２２……と、を有し、システム制御部２３は、一の加工機が一のパレット２２によって供給された工作物を加工した際に測定機１９によって測定された測定値の基準値に対する大小傾向が、他の加工機が前記一のパレット２２によって供給された工作物を過去に加工した際に測定機１９によって測定された測定値の基準値に対する大小傾向と同じである場合、前記一の加工機が加工した際の測定機１９の測定結果を前記複数の工作物における測定結果から除外し、除外した測定結果から補正値を設定することを特徴とする。
【００４０】
またさらに、本実施形態において、システム制御部２３は、補正値を設定する際、工程能力指数Ｃｐが１．０未満であるか否かで場合分けをし、工程能力指数Ｃｐが１．０未満である場合、測定結果の分布の中心が規格の中心から離間するように補正値を設定し、工程能力指数Ｃｐが１．０未満でない場合、測定結果の分布の中心が規格の中心へ接近するように補正値を設定することを特徴とする。
【００４１】
尚、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る加工装置システムの構成を示すブロック図。
【図２】（Ａ）（Ｂ）は補正値の正負を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１  加工装置システム、１１  第１加工機、１２  第２加工機、１３  第３加工機、
１４  第４加工機、１５  第５加工機、１６  第６加工機、１７  温度センサ、
１８  振動センサ、１９  測定機、２０  温度センサ、２１  搬送機、２２  パレット、
２３  システム制御部、２４  加工制御部、２５  加工結果評価部、Ａ  規格値の中心、
Ｆ  不良、α  補正値、β  補正値
【図１】
2009238164.tif 000003
【図２】
2009238164.tif 000004