JPH0313025B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、数値制御工作機械の群管理システム
に係り、特に、搬送台車等によつてテーブル上に
搬送位置決めされた被加工物に対する加工位置を
決定する際に適用するに好適な、工作機械設備に
おける加工制御装置に関する。

最近、マシニングセンタ等の複数の数値制御工
作機械をコンピユータで集中的に管理し、被加工
物の機械への搬入、加工、搬出を自動的に行なわ
せ、多品種少量生産を効率良く行なわせる、群管
理システムとしてのいわゆるフレキシブルマニフ
アクチヤリングシステムの開発が進められてい
る。こうした、加工方式を用いた場合、各種各様
の工作機械に対して、被加工物の加工開始位置を
どのように正しく決定するかが問題となる。

即ち、工作機械の機械原点に対するテーブル位
置は、同一機種の機械においても僅かずつ（０ミ
リ〜数十ミリメートル）異なり、また、被加工物
を搭載するワークパレツトの大きさも、搭載する
被加工物に合わせて複数種必要となる。また、各
ワークパレツトには、当該ワークパレツト固有の
寸法誤差及び個々のワークパレツトに被加工物を
搭載した場合に生じる、個有の取付け誤差等も存
在しているので、正確な加工開始位置を決定する
にはそうした寸法誤差及び取付け誤差等も考慮す
る必要がある。従つて、被加工物を搭載したワー
クパレツトを各機械に搬送位置決めする場合、そ
うした機械相互間の寸法差を吸収し、しかも各種
ワークパレツトの大きさ及び寸法誤差等を修正し
た形で正しい加工開始位置を決定し得る方法の開
発が望まれていた。

従来、位置決め時における、個々のワークパレ
ツトの機械原点に対する寸法誤差を補正する方法
としては、当該寸法誤差を各ワークパレツト毎
に、補正データとしてメモリに格納しておき、実
際の加工時に、当該補正データに基いてワークパ
レツトの正しい位置を決定し、それによつて加工
開始点を補正決定する方法が知られていたが、こ
の方法で補正し得るのは、個々のワークパレツト
と個々の工作機械原点との間の寸法だけであり、
個々のワークパレツト上に搭載される被加工物と
ワークパレツト間に生じる取付け誤差等は何ら修
正されることは無く、実用上問題が多いものであ
つた。

また、複数の加工ユニツトを有する、トランス
フアーマシン等においては、特公昭55−6929に示
すように、各パレツト上の基準点とワークの加工
開始点との間の座標及び各パレツトと各工作機械
の機械原点との間の座標を格納しておき、パレツ
トを搭載するテーブルの位置決め誤差を前記座標
に基づいて補正する提案がなされている。しか
し、単一の加工プログラム、従つて、単一の被加
工物の加工のみしか実行出来ない専用機としての
トランスフアーマシンと異なり、各工作機械が複
数の加工プログラム、即ち複数種の被加工物に対
する加工を実行することの出来る、又は、ワーク
パレツト上の被加工物を加工し得る工作機械が複
数台存在する、複数の工作機械を有する工作機械
設備においては、各ワークを加工するために格納
された多くの加工プログラムと対応する補正量を
どのように各工作機械に対して管理するとよいか
について確立された技術がなく、そうしたことの
可能な加工制御装置の開発が望まれていた。

本発明は、上記した事情に鑑み、複数の数値制
御工作機械を有する工作機械設備において、各工
作機械において、当該工作機械のテーブル上のワ
ークパレツトに装着されたワークに対応する加工
プログラムに応じて、各工作機械の対応する加工
開始点から適正に加工を開始することの出来る工
作機械設備における加工制御装置を提供すること
を目的とするものである。

即ち、本発明は、テーブルがそれぞれに設けら
れた数の複数値制御工作機械を有し、それら工作
機械の加工を制御する単一の制御手段を設け、加
工に際しては加工すべき被加工物をそれぞれに搭
載した複数のワークパレツトの内の一つを、前記
複数の数値制御工作機械の内の一つの前記テーブ
ル上に選択的に装着固定し、該テーブル上に固定
されたワークパレツトに搭載された被加工物を該
被加工物に設定された加工開始点を基準に加工を
行なう工作機械設備において、前記各数値制御工
作機械で実行される、加工開始位置を指令する加
工開始位置指令を内部に格納した複数の加工プロ
グラムを格納したメモリ手段を前記制御手段に設
け、前記各数値制御工作機械で加工され得る被加
工物の、当該数値制御工作機械の機械原点に対す
る加工開始位置を、当該数値制御工作機械ごとに
かつ前記被加工物を搭載したワークパレツト毎に
複数個示した加工開始データグループを格納する
メモリ手段を前記制御手段に設け、前記ワークパ
レツト、前記ワークパレツト上に搭載された被加
工物を加工し得る前記数値制御工作機械、及びそ
れら数値制御工作機械で実行される加工プログラ
ムの組合せを示した加工実行データを格納するメ
モリ手段を前記制御手段に設け、前記数値制御工
作機械の各テーブルに搭載されたワークパレツト
を識別するデータと、該ワークパレツトが搭載さ
れた前記数値制御工作機械を識別するデータから
前記メモリ手段中の前記加工実行データを検索し
て当該ワークパレツト上のワークを加工する際に
使用する加工プログラムを決定して、該決定され
た加工プログラムを前記メモリ手段より読み出す
と共に、前記加工プログラム中から加工開始位置
指令を読み出し、前記加工開始位置指令及び前記
ワークパレツトを識別するデータと、該ワークパ
レツトが搭載された前記数値制御工作機械を識別
するデータから前記加工開始データグループを検
索して、前記読み出された加工プログラムの加工
開始位置を決定し、該読み出された加工プログラ
ムを該決定された加工開始位置に基づいて実行す
る加工実行手段を設けて構成される。

以下、図面に基き、本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明が適用されたフレキシブルマニ
フアクチヤリングシステムの一例を示す図、第２
図は各被加工物の加工開始点を示す斜視図、第３
図はフアイル中の加工開始位置データの内容を示
す模式図、第４図はフアイル中の加工工程データ
の内容を示す模式図、第５図はフアイル中の加工
プログラムの一部を示す模式図、第６図本発明に
おける情報処理プロセスの一例を示すフローチヤ
ートである。

群管理システムであるフレキシブルマニフアク
チヤリングシステム１は、第１図に示すように、
主制御部２を有しており、主制御部２には磁気デ
イスク装置等のフアイル装置３、入出力制御部９
が接続している。入出力制御部９には、複数のマ
シニングセンタ等の数値制御工作機械１０が接続
しており、各工作機械１０はベース１１を有して
いる。ベース１１にはサドル１２が矢印Ａ，Ｂ方
向、即ちＸ軸方向に移動駆動自在に設けられてお
り、サドル１２には本体１３が矢印Ｃ，Ｄ方向、
即ちＸ軸と直交するＺ軸方向に移動駆動自在に設
けられている。本体１３にはスピンドルヘツド１
５が矢印Ｅ，Ｆ方向、即ちＸ及びＺ軸に対して直
交するＹ軸方向に移動駆動自在に設けられてお
り、スピンドルヘツド１５には主軸１６を回転自
在に支持するクイル１７が、Ｚ軸方向に突出自在
に設けられている。なお、主軸１６には工具１９
が装着されている。また、ベース１１の前方には
テーブル２０が水平面内で旋回自在に設けられて
おり、テーブル２０のワークパレツト搭載面２０
ａ上には被加工物２１を搭載したワークパレツト
２２が搭載されている。テーブル２０の更に前方
には、レール２３，２３が敷設されており、レー
ル２３上には被加工物搬送用の搬送台車２５が矢
印Ａ，Ｂ方向に走行停止自在に設けられている。

フレキシブルマニフアクチヤリングシステム１
は、以上のような構成を有するので、数値制御工
作機械１０を用いて被加工物２１の加工を行なう
場合、まず搬送台車２５に被加工物２１を、ワー
クパレツト２２に搭載したままの形で搭載し、搬
送台車２５によりテーブル２０の側部まで運搬す
る。次に、搬送台車２５上の被加工場２１をテー
ブル２０上にワークパレツト２２と共に移動搭載
する。ワークパレツト２２はテーブル２０に設け
られた図示しないワークパレツト２２の固定手段
により、テーブル２０上の所定位置に位置決め固
定される。次に、サドル１２をＸ軸方向に、本体
１３及びクイル１７をＺ軸方向に、更にスピンド
ルヘツド１５をＹ軸方向に適宜移動させ、工具１
９の刃先を、被加工物２１上に設定された加工開
始点STに一致させて加工を開始させる。

即ち、主制御部２はフアイル装置３中のフアイ
ルを検索し、加工を開始する被加工物２１がセツ
トされた工作機械の機械番号MNOと被加工物２
１が搭載されたワークパレツト２２のパレツト番
号PTNOを読み出し、それに基いて、フアイル
中の加工工程データMPDから、パレツト２２上
の被加工物２１のワーク番号WNO及び加工プロ
グラムのプログラム番号PRNOを入力する。デ
ータMPDには、第４図に示すように、被加工物
毎に、対応するワーク番号WNO、必要な加工工
程、及び各工程の加工に使用される機械、当該被
加工物が搭載され得る１個以上のワークパレツ
ト、当該被加工物を加工する際に使用される加工
プログラムが、工程番号PCNO、機械番号
MNO、パレツト番号PTNO、プログラム番号
PRNOとして格納されているので、パレツト番
号PTNOと機械番号MNOでデータMPDを検索
すると、直ちに被加工物２１のワーク番号WNO
と加工に使用する加工プログラムのプログラム番
号PRNOが判明する。

一方、機械番号MNOとパレツト番号PTNOか
ら、主制御部２は、フアイル中の加工開始位置デ
ータMSDを検索し、番号MNO及びPTNOに対
応した加工開始データグループSDGを決定する。
即ち、加工開始位置データMSDは、第３図に示
すように、パレツト番号PTNOで区分された領
域に、機械番号毎に加工開始データグループ
SDGが設定されており、各加工開始データグル
ープSDGは、多数の加工開始位置Ｓ１〜Ｓ９９
を有している。各加工開始位置には加工開始点
STの機械原点に対するＸ座標XS、Ｙ座標YS、
Ｚ座標ZS（Ｚ座標は、本体１３及びクイル１７の
制御上、本体座標ZMとクイル座標ZQに分割され
ている。なお、図中の数字の１単位は10μｍであ
る。）が格納されている。

つまり、各ワークパレツト２２に搭載される被
加工物２１の形状は、第２図に示すように、種々
に異なり、従つてその加工開始点STの座標も
種々異なる。また、加工中に、テーブル２０を旋
回させる場合もあり、そうすると加工開始点ST
の機械原点MZPに対する座標も変わつて来る。
従つて、ここでは、ワークパレツト２２上に搭載
される種々の形状を有する被加工物２１につい
て、テーブル２０が旋回した際に加工開始点ST
が取り得る位置を全て加工開始位置Ｓ１〜Ｓ９９
としてフアイル中に登録しておき、当該被加工物
２１の加工プログラムPRO中に、第５図に示す
ように、当該被加工物２１の加工に使用する加工
開始位置（図中、「Ｓ１０」と表示）を位置情報
LIFとして示しておく。

従つて、加工開始データグループSDGが決定
されると、主制御部２はフアイル中から、データ
MPDから判明したプログラム番号PRNOに対応
した加工プログラムPROを読み出し、その中に
格納された位置情報LIFから加工開始位置を知
り、直ちにデータグループSDG中の該当する
（第５図の場合、「Ｓ１０」に対応する）加工開始
位置の座標XS，YS，ZSを読み出す。読み出さ
れた座標XS，YS，ZSは加工プログラムPRO中
で空白となつている加工原点座標格納位置MZS
に書き込まれ、プログラムPROは完成される。
完成した加工プログラムPROは入出力制御部９
を介してワークパレツト２２の装着された工作機
械１０へ転送され、工作機械１０は当該加工プロ
グラムに基く加工を開始する。即ち、工作機械１
０は、サドル１２を座標XS、本体１３を座標
ZM、スピンドルヘツド１５を座標YS、クイル
１７を座標ZQに対応する量だけ移動させて工具
１９の刃先を加工開始位点STに一致させ、その
位置、即ち加工原点から加工を開始する。

なお、加工開始位置Ｓ１〜Ｓ９９の座標XS，
YS，ZSは、加工すべき被加工物２１を対応する
ワークパレツト２２に搭載した状態で、加工を行
なうべき機械１０のテーブル２０上にセツトし、
かつテーブル２０を必要に応じて旋回位置決めさ
せつつ実測した値が格納されているので、その値
には、各機械１０間の、テーブル２０の機械原点
MZPに対する相異や、ワークパレツト２２の大
きさや種々の寸法誤差、更にはワークパレツト２
２とテーブル２０及び被加工物２１間に発生す
る、各々のワークパレツト２２に特有の位置決め
誤差や取付け誤差等を全て含むこととなり、工具
１９の刃先は正確に加工開始点STに位置決めさ
れる。

なお、第６図に本実施例の情報処理プロセスを
フローチヤートFLOに示す。フローチヤート
FLOに示された各ステツプについては、既に行
なつた説明と重複するのでここではその説明を省
略するが、フローチヤートFLOでは、ステツプ
S1で、工作機械１０の加工作業が終了したか否
かを確認し、加工作業が終了した場合には、次の
ステツプS2で、次に加工するワークパレツト２
２の存否を判断し、ワークパレツト２２が無い場
合には工作機械１０を停止し、存在する場合に
は、ステツプS3へ戻り、フアイルから機械番号
MNOとパレツト番号PTNOの入力を行なう。

また、上述の実施例は、加工開始データグルー
プSDGを構成する加工開始位置を、各工作機械
１０についてＳ１〜Ｓ９９の99個設定した場合に
ついて述べたが、加工開始位置は２個以上何個設
定しても良いことは勿論である。

以上説明したように、本発明によれば、テーブ
ル２０がそれぞれに設けられた複数の数値制御工
作機械１０を有し、それら工作機械の加工を制御
する単一の制御手段を設け、加工に際しては加工
すべき被加工物２１をそれぞれに搭載した複数の
ワークパレツト２２の内の一つを、前記複数の数
値制御工作機械１０の内の一つの前記テーブル２
０上に選択的に装着固定し、該テーブル上に固定
されたワークパレツト２２に搭載された被加工物
を該被加工物に設定された加工開始点STを基準
に加工を行なう工作機械設備において、前記各数
値制御工作機械で実行される、位置情報LIFなど
の加工開始位置を指令する加工開始位置指令を内
部に格納した複数の加工プログラムPROを格納
したフアイル装置３などのメモリ手段を前記制御
手段に設け、前記各数値制御工作機械で加工され
得る被加工物の、当該数値制御工作機械の機械原
点MZPに対する加工開始位置STを、当該数値制
御工作機械ごとにかつ前記被加工物を搭載したワ
ークパレツト毎に複数個示した加工開始データグ
ループSDGを格納するフアイル装置３などのメ
モリ手段を前記制御手段に設け、前記ワークパレ
ツト、前記ワークパレツト上に搭載された被加工
物を加工し得る前記数値制御工作機械、及びそれ
ら数値制御工作機械で実行される加工プログラム
の組合せを示した加工工程データMPDなどの加
工実行データを格納するフアイル装置３などのメ
モリ手段を前記制御手段に設け、前記数値制御工
作機械の各テーブルに搭載されたワークパレツト
を識別するパレツト番号PTNOなどのデータと、
該ワークパレツトが搭載された前記数値制御工作
機械を識別する機械番号MNOなどのデータから
前記メモリ手段中の前記加工実行データを検索し
て当該ワークパレツト上のワークを加工する際に
使用する加工プログラムPROを決定して、該決
定された加工プログラムを前記メモリ手段より読
み出すと共に、前記加工プログラム中から加工開
始位置指令を読み出し、前記加工開始位置指令及
び前記ワークパレツトを識別するデータと、該ワ
ークパレツトが搭載された前記数値制御工作機械
を識別するデータから前記加工開始データグルー
プSDGを検索して、前記読み出された加工プロ
グラムの加工開始位置を決定し、該読み出された
加工プログラムを該決定された加工開始位置に基
づいて実行する主制御部２などの加工実行手段を
設けて構成したので、ワークパレツト、ワークパ
レツト上に搭載された被加工物を加工し得る数値
制御工作機械、及びそれら数値制御工作機械で実
行される加工プログラムの組合せを示した加工実
行データを格納するメモリ手段により、加工に際
して、加工実行手段が数値制御工作機械の各テー
ブルに搭載されたワークパレツトを識別するデー
タと、該ワークパレツトが搭載された前記数値制
御工作機械を識別するデータから前記メモリ手段
中の前記加工実行データを検索して当該ワークパ
レツト上のワークを加工する際に使用する加工プ
ログラムを決定して、前記メモリ手段より読み出
すとともに、該加工プログラム中に格納された加
工開始位置指令により加工開始データグループ
SDGを検索して、加工プログラムの加工開始位
置を決定し、該決定された加工開始位置に基づい
て前記加工プログラムを前記ワークパレツトが装
着された数値制御工作機械で実行するように指令
するので、複数の工作機械を有する工作機械設備
において、各工作機械のテーブル上に装着された
ワークパレツト、即ち被加工物に対応した加工プ
ログラムが制御手段側で読み出されると共に、該
ワークパレツトが装着された工作機械及び実行す
べき加工プログラムに対応した加工開始位置が決
定されて各工作機械で実行される。従つて、複数
の工作機械にワークパレツトを選択的に供給して
それらワークパレツト上に搭載された被加工物に
対して適正な加工開始位置から加工を開始させる
ことが出来る。また、加工開始位置を加工プログ
ラム中の加工開始位置指令により加工開始データ
グループより任意に選択することができるので、
テーブルがインデツクスするような場合において
も、テーブルがインデツクスする毎に加工プログ
ラム中で適宜加工開始位置指令を格納しておくこ
とにより、容易に対応することが出来る。このよ
うに、複数の加工プログラム及びそれらを実行し
得る複数の工作機械が存在する工作機械設備にお
いて、被加工物が搭載されたワークパレツト、及
び実際に当該被加工物を加工する工作機械のそれ
ぞれに応じて加工開始位置指令により適正な加工
開始位置が決定され、当該決定された加工開始位
置に基づいて各対応する工作機械に加工が指令さ
れるので、工作機械設備における加工を適正に行
なう技術を確立することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されたフレキシブルマニ
フアクチヤリングシステムの一例を示す図、第２
図は各被加工物の加工開始点を示す斜視図、第３
図はフアイル中の加工開始位置データの内容を示
す模式図、第４図はフアイル中の加工工程データ
の内容を示す模式図、第５図はフアイル中の加工
プログラムの一部を示す模式図、第６図本発明に
おける情報処理プロセスの一例を示すフローチヤ
ートである。 １……群管理システム（フレキシブルマニフア
クチヤリングシステム）、１０……工作機械、２
０……テーブル、２１……被加工物、２２……ワ
ークパレツト、Ｓ１，Ｓ２，…Ｓ９９……加工開
始位置、ST……加工開始点、XS，YS，ZS……
座標、SDG……加工開始データグループ、MZP
……機械原点、LIF……位置情報、PRO……加工
プログラム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ テーブルがそれぞれに設けられた複数の数値
   制御工作機械を有し、それら工作機械の加工を制
   御する単一の制御手段を設け、加工に際しては加
   工すべき被加工物をそれぞれに搭載した複数のワ
   ークパレツトの内の一つを、前記複数の数値制御
   工作機械の内の一つの前記テーブル上に選択的に
   装着固定し、該テーブル上に固定されたワークパ
   レツトに搭載された被加工物を該被加工物に設定
   された加工開始点を基準に加工を行なう工作機械
   設備において、 前記各数値制御工作機械で実行される、加工開
   始位置を指令する加工開始位置指令を内部に格納
   した複数の加工プログラムを格納したメモリ手段
   を前記制御手段に設け、 前記各数値制御工作機械で加工され得る被加工
   物の、当該数値制御工作機械の機械原点に対する
   加工開始位置を、当該数値制御工作機械ごとにか
   つ前記被加工物を搭載したワークパレツト毎に複
   数個示した加工開始データグループを格納するメ
   モリ手段を前記制御手段に設け、 前記ワークパレツト、前記ワークパレツト上に
   搭載された被加工物を加工し得る前記数値制御工
   作機械、及びそれら数値制御工作機械で実行され
   る加工プログラムの組合せを示した加工実行デー
   タを格納するメモリ手段を前記制御手段に設け、 前記数値制御工作機械の各テーブルに搭載され
   たワークパレツトを識別するデータと、該ワーク
   パレツトが搭載された前記数値制御工作機械を識
   別するデータから前記メモリ手段中の前記加工実
   行データを検索して当該ワークパレツト上のワー
   クを加工する際に使用する加工プログラムを決定
   して、該決定された加工プログラムを前記メモリ
   手段より読み出すと共に、前記加工プログラム中
   から加工開始位置指令を読み出し、前記加工開始
   位置指令及び前記ワークパレツトを識別するデー
   タと、該ワークパレツトが搭載された前記数値制
   御工作機械を識別するデータから前記加工開始デ
   ータグループを検索して、前記読み出された加工
   プログラムの加工開始位置を決定し、該読み出さ
   れた加工プログラムを該決定された加工開始位置
   に基づいて実行する加工実行手段を設けて構成し
   た工作機械設備における加工制御装置。