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JP2002079438A - 複合工具の寿命管理方法 - Google Patents

複合工具の寿命管理方法

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Publication number
JP2002079438A
JP2002079438A JP2001119295A JP2001119295A JP2002079438A JP 2002079438 A JP2002079438 A JP 2002079438A JP 2001119295 A JP2001119295 A JP 2001119295A JP 2001119295 A JP2001119295 A JP 2001119295A JP 2002079438 A JP2002079438 A JP 2002079438A
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JP
Japan
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tool
insert
life
composite
machining
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001119295A
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English (en)
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Tsunehiko Yamazaki
恒彦 山崎
Naoe Fukumura
直慧 福村
Masayoshi Mizukado
正良 水門
Kazuhiro Kikata
一博 木方
Sadami Miyazaki
貞美 宮嵜
Koichi Maki
浩一 牧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamazaki Mazak Corp
Original Assignee
Yamazaki Mazak Corp
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Publication date
Application filed by Yamazaki Mazak Corp filed Critical Yamazaki Mazak Corp
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Priority to TW090114764A priority patent/TW483796B/zh
Priority to DE60102867T priority patent/DE60102867T2/de
Priority to EP01114963A priority patent/EP1168127B1/en
Priority to CN01121955A priority patent/CN1329968A/zh
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数のインサートが装着された複合工具の寿命
管理を適正に行うことが出来る、複合工具の寿命管理方
法の提供 【解決手段】複数のインサート２２、２３、２５、２６
を、単一で又は複数同時に使用して、旋削加工及びミー
リング加工を行うことの出来る複合工具２１において、
複合工具の寿命判定を、インサート毎に、加工時間要素
ＵＴ、ＬＮを積算することにより行い、少なくとも一つ
のインサートの寿命が判定された場合には、当該寿命が
判定されたインサートが装着された複合工具を寿命と判
定する。一つのインサートでも寿命になったところで、
当該複合工具による加工を直ちに停止することが出来、
寿命になったインサートを使用し続けることによる加工
精度の低下を防止することが出来る。また、加工時間要
素をインサート毎に積算するので、同一の複合工具中
で、寿命となったインサートとそうでないインサートを
明瞭に区別することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単一のホルダ部に
複数のインサートが装着され、１本の工具で旋削加工と
ドリル／ミーリング加工（本明細書で、ミーリング加工
と言った場合、通常、ミーリング加工と同義に使用され
るフライス加工を含むものである）などの回転工具加工
を行うことが出来る複合工具の寿命管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、単一の工具に複数のインサートを
装着した複合工具を使用して、それらインサートを選択
的にワークの加工に使用して旋削加工やドリル／ミーリ
ング加工などの回転工具加工を行なわせ、工具交換の手
間を省くと共に、加工効率を向上させようとする提案が
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした複数
のインサートが装着された複合工具の寿命管理をどのよ
うに行うかに関しては、未解決の課題であり、なんらか
の効果的な寿命管理方法の開発が望まれていた。
【０００４】本発明は上記事情に鑑み、複数のインサー
トが装着された複合工具の寿命管理を適正に行うことが
出来る、複合工具の寿命寿命管理方法を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
のインサート（２２、２３、２５、２６、２９、３０）
が装着された本体（２１ａ）を有し、それら複数のイン
サートを、単一で又は複数同時に使用して、旋削加工及
び回転工具加工を行うことの出来る複合工具（２１）に
おいて、前記複合工具の寿命判定を、当該複合工具に装
着されたインサート毎に、加工時間要素（使用時間Ｕ
Ｔ、使用個数ＬＮ）を積算することにより行い、それら
インサートの内、少なくとも一つのインサートの寿命が
判定された場合には、当該寿命が判定されたインサート
が装着された複合工具を寿命と判定するようにして構成
される。
【０００６】請求項２の発明は、前記加工時間要素は、
ワークを加工する際に当該インサートを使用する使用時
間（ＵＴ）で構成される。
【０００７】請求項３の発明は、前記加工時間要素は、
当該インサートによるワークの加工個数（使用個数Ｕ
Ｎ）で構成される。
【０００８】請求項４の発明は、前記加工時間要素を積
算するに際しては、該複合工具に装着されたインサート
のうち、単一のインサートを使用する加工（例えば、旋
削加工）の場合には、当該単一のインサートについての
み加工時間要素を積算し、該複合工具に装着されたイン
サートのうち、複数のインサート（例えば、図１０
（ｂ）のインサート２９，３０など）を同時に使用する
加工（例えば、ミーリング加工）の場合には、それら複
数のインサートについて加工時間要素をそれぞれ積算す
るようにして構成される。
【０００９】
【発明の効果】請求項１の発明によると、複合工具を構
成するインサートのうち、一つのインサートでも寿命に
なったところで、当該複合工具による加工を直ちに停止
することが出来、寿命になったインサートを使用し続け
ることによる加工精度の低下などの事態の発生を未然に
防止することが出来る。また、加工時間要素をインサー
ト毎に積算するので、同一の複合工具中で、寿命となっ
たインサートと未だ寿命に達していないインサートを明
瞭に区別することが出来る。従って、当該寿命となった
インサートのみを交換することにより、直ちに当該複合
工具を加工に再使用することが出来、アイドルタイムが
短縮化され、工具メンテナンスも容易となる。
【００１０】請求項２の発明によると、積算する加工時
間要素は、インサートの使用時間であるので、各インサ
ートの寿命を正確に管理することが出来る。
【００１１】請求項３の発明によると、積算する加工時
間要素は、インサートによるワークの加工個数であるの
で、同一ワークを多数加工する際に、加工したワーク数
で複合工具の寿命を管理することが出来、いちいち加工
時間を計測する必要が無く、管理が容易となる。
【００１２】請求項４の発明によると、複合工具を構成
する各インサートの寿命が、各インサートの実際の使用
状態を反映する形で積算判定されるので、加工内容に応
じた正確な寿命管理が可能となる。
【００１３】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づき説明する。
【００１５】図１は本発明が適用される複合加工工作機
械の一例を示す制御ブロック図、図２は加工すべきワー
クの一例を示す斜視図、図３は工具ファイル内に格納さ
れた工具データの一例及びその内容を説明する模式図、
図４は複合工具の一例を示す斜視図、図５、図６、図
７、図８は複合工具を用いて図２に示すワークを加工す
る際の詳細を示す図、図９は寿命管理ファイルの一例を
示す模式図、図１０は、複合工具を用いた加工例であ
り、（ａ）は旋削、（ｂ）はミーリングの例を示す図で
ある。
【００１６】複合加工工作機械１は、図１に示すよう
に、主制御部２を有しており、主制御部２はバス線３を
介して、キーボード５などの入力部、システムプログラ
ムメモリ６、工具ファイル７、工具データ管理部８、加
工プログラムメモリ９、主軸制御部１０、刃物台制御部
１１及びディスプレイ１２が接続されている。主軸制御
部１０には主軸モータ１３が接続されている。主軸モー
タ１３にはＺ軸に並行に設けられた軸心ＣＴを中心に回
転駆動位置決め自在に設けられた主軸１５が接続されて
おり、主軸１５にはチャック１６が設けられている。チ
ャック１６には爪１６ａが加工すべきワーク１７を保持
解放自在に矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動自在に設けられて
いる。
【００１７】また、刃物台制御部１１には刃物台駆動モ
ータ１９（複数）が接続しており、刃物台駆動モータ１
９には刃物台２０が、該刃物台駆動モータ１９によりＺ
軸及びＺ軸に直角な方向である矢印Ｅ、Ｆ方向、即ちＸ
軸方向に移動駆動自在に接続されている。更に刃物台２
０は、刃物台駆動モータ１９によりＸ、Ｚ軸に直角な、
紙面と直角な方向であるＹ軸方向に、また、該Ｙ軸を中
心にＢ軸方向である矢印Ｇ、Ｈ方向に移動駆動自在に設
けられている。
【００１８】刃物台２０には工具保持部２０ａが形成さ
れており、工具保持部２０ａには旋削工具、ミーリング
／ドリル工具、更には旋削及びミーリング／ドリル加工
が可能な複合工具２１が着脱交換自在に設けられてい
る。工具保持部２０ａは、前述の複合工具をはじめとす
る工具を、所定の保持状態で固定保持自在に、かつ軸心
ＣＴ２周りに回転駆動位置決め自在に設けられている。
【００１９】複合工具２１は、図４に示すように、丸棒
状に形成された本体２１ａを有しており、本体２１ａの
先端にはインサート装着部２１ｂが形成されている。イ
ンサート装着部２１ｂには、本体２１ａの軸心ＣＴ３を
中心に９０°ピッチで４個のインサート２２、２３、２
５、２６が着脱自在にそれぞれ装着されており、各イン
サートには、図３（ａ）に示すように、割り出し番号Ｋ
Ｄが設定されている。インサート２２は割り出し番号Ｋ
Ｄが１、右回りに、インサート２３は、割り出し番号Ｋ
Ｄが２、インサート２５は、割り出し番号ＫＤが３、イ
ンサート２６は、割り出し番号ＫＤが４に設定されてい
る。
【００２０】これら各インサート２２、２３、２５、２
６は、それぞれ複合工具２１で行う加工内容に応じて工
具名が仮想工具として割り当てられており、割り出し番
号ＫＤが１のインサート２２には、図３（ｃ）に示すよ
うに、工具自身が回転しないドリル加工を行う旋削ド
リル、工具自身が回転するドリル加工を行うミルドリ
ル、ミーリング加工を行うエンドミルの３種の工具名
が仮想工具として割り当てられている。また、割り出し
番号ＫＤが２のインサート２３には、内径の旋削荒加工
を行う内径荒加工が、割り出し番号３のインサート２
５には、外径の旋削荒加工を行う外径荒加工が、更に
割り出し番号４のインサート２６には、外径の旋削仕上
げ加工を行う外径仕上げ及び内径の旋削仕上げ加工を
行う内径仕上げの工具名ＮＡが仮想工具としてそれぞ
れ割り当てられている。
【００２１】複合加工工作機械１は、以上のような構成
を有するので、例えば直径がＤ１の円筒状のワーク１７
を、図２に示すように加工するには、オペレータはキー
ボード５を操作して公知の自動プログラムの手法で各種
の加工データを入力して、加工プログラムを作成してゆ
く。この際、主制御部２はシステムプログラムメモリ６
に格納された公知の自動プログラム作成プログラムに従
って、オペレータが入力した各種のデータに基づいて加
工プログラムＰＲＯを作成し、当該作成された加工プロ
グラムＰＲＯは加工プログラムメモリ９に格納される。
【００２２】ワーク１７に関する加工プログラムＰＲＯ
が作成されたところで、オペレータはキーボード５を介
して主制御部２に対してワーク１７の加工を指令し、こ
れを受けて主制御部２は、加工プログラムメモリ９から
当該ワーク１７に関する加工プログラムＰＲＯを読み出
して、主軸制御部１０及び刃物台制御部１１を適宜駆動
しつつ加工を実行して行く。
【００２３】ワーク１７に対する加工は、まず図５の
（Ｍ１）に示すように、ワーク１７の中央部に穴１７ａ
をドリルで穿設する加工を行うが、この際に使用する工
具は加工プログラムＰＲＯで指定される。主制御部２
は、加工プログラムＰＲＯで使用する工具が指定される
と、工具ファイル７を参照し、対応する工具の工具デー
タＴＬを読み出す。
【００２４】工具ファイル７には、図３（ｂ）に示すよ
うに、工具データＤＡＴの内、工具番号ＴＮ、工具設定
方向ＤＲ、工具名ＮＡ、呼径／刃先角ＣＡ、サフィック
スＤＣ、回転方向／工具勝手ＲＴ、工具径／刃先アール
ＤＭ、仕上加工／荒加工区分ＲＦが、一覧データＤＡＴ
１として各工具について設定されており、更に、各工具
について詳細なデータが詳細データＤＡＴ２として格納
されている。
【００２５】複合工具２１は、この工具ファイル７に、
当該複合工具２１で加工することの出来る加工内容に応
じて、複数の仮想工具に分かれた形でそれぞれ独立した
工具として設定されており、例えば工具番号ＴＮが１と
して、前記したからまでの工具名ＮＡ及びサフィッ
クスＤＣが付された仮想工具が７本格納されている（図
３（ｂ）に示す例は一例であり、複合工具２１で行う加
工の態様が他種類にわたれば、それに応じてより多くの
工具名ＮＡ及びサフィックスＤＣを有する仮想工具が登
録されることとなる）。即ち、工具ファイル７には、複
合工具２１の各インサート２２に割り当てられた加工内
容毎に、当該加工内容を行うインサート２２、２３、２
５、２６を独立した工具としてその工具データが格納さ
れており、例えば、図３（ｃ）で示した各仮想工具名Ｎ
Ａに対応する仮想工具のからまでを、図３（ｂ）に
おいて、からまでに対応する形で格納している。
【００２６】即ち、図３（ｃ）の旋削ドリルの仮想工
具は、図３（ｂ）のに示すように、工具番号ＴＮｏが
１、工具設定方向ＤＲが←、工具名ＮＡがＤＲＬ ＥＤ
Ｇ、呼径／刃先角ＣＡが１８０、サフィックスＤＣが
Ａ、回転方向／工具勝手ＲＴが右回転、工具径／刃先ア
ールＤＭは５０として登録されている。なお、工具設定
方向ＤＲは、デフォルト値としての工具の向きを矢印の
向きで表しており、「←」は、工具の向きがＺ軸と平行
な方向、即ち、Ｂ軸角度が０゜を、「↓」は、工具の向
きがＸ軸と平行な方向、即ち、Ｂ軸角度が９０゜を示し
ている。
【００２７】また、図３（ｃ）の外径荒加工の仮想工
具は、図３（ｂ）のに示すように、工具番号ＴＮｏが
１、工具設定方向ＤＲが↓、工具名ＮＡがＧＮＬ ＯＵ
Ｔ、呼径／刃先角ＣＡが７５、サフィックスＤＣがＢ、
回転方向／工具勝手ＲＴが左勝手／右回転、工具径／刃
先アールＤＭは０．４、仕上加工／荒加工区分ＲＦがＲ
（荒加工）として登録され、図３（ｃ）の外径仕上げ
加工の仮想工具は、図３（ｂ）のに示すように、工具
番号ＴＮｏが１、工具設定方向ＤＲが↓、工具名ＮＡが
ＧＮＬ ＯＵＴ、呼径／刃先角ＣＡが４０、サフィック
スＤＣがＣ、回転方向／工具勝手ＲＴが右勝手／左回
転、工具径／刃先アールＤＭは０．２、仕上加工／荒加
工区分ＲＦがＦ（仕上げ加工）として登録されている。
【００２８】更に、図３（ｃ）の内径荒加工の仮想工
具は、図３（ｂ）のに示すように、工具番号ＴＮｏが
１、工具設定方向ＤＲが←、工具名ＮＡがＧＮＬ Ｉ
Ｎ、呼径／刃先角ＣＡが７５、サフィックスＤＣがＤ、
回転方向／工具勝手ＲＴが右勝手／左回転、工具径／刃
先アールＤＭは０．４、仕上加工／荒加工区分ＲＦがＲ
（荒加工）として登録され、図３（ｃ）の内径仕上加
工の仮想工具は、図３（ｂ）のに示すように、工具番
号ＴＮｏが１、工具設定方向ＤＲが←、工具名ＮＡがＧ
ＮＬ ＩＮ、呼径／刃先角ＣＡが４０、サフィックスＤ
ＣがＥ、回転方向／工具勝手ＲＴが右勝手／左回転、工
具径／刃先アールＤＭは０．２、仕上加工／荒加工区分
ＲＦがＦ（仕上げ加工）として登録されている。
【００２９】図３（ｃ）のミルドリルの仮想工具は、
図３（ｂ）のに示すように、工具番号ＴＮｏが１、工
具設定方向ＤＲが↓、工具名ＮＡがドリル、呼径／刃先
角ＣＡが５０、サフィックスＤＣがＨ、回転方向／工具
勝手ＲＴが左回転として登録され、図３（ｃ）のエン
ドミルの仮想工具は、図３（ｂ）のに示すように、工
具番号ＴＮｏが１、工具設定方向ＤＲが↓、工具名ＮＡ
がエンドミル、呼径／刃先角ＣＡが５０、サフィックス
ＤＣがＪ、回転方向／工具勝手ＲＴが右回転、工具径／
刃先アールＤＭは５０として登録されている。
【００３０】従って、加工プログラムＰＲＯでは、複合
工具２１を使用する場合でも、複合工具２１を使用して
加工を行うか否かに無関係に通常の工具を指定する場合
と同様に、加工プログラムＰＲＯ中で使用する工具とし
て、対応する仮想工具の工具名ＮＡとサフィックスＤＣ
とを指定する。この指定は、前述の図５に示すワーク１
７の中央部に穴１７ａを穿設する加工（Ｍ１）の場合に
は、工具としては複合工具２１の旋削ドリルの仮想工
具を使用することから、一般の工具指定の場合と同様
に、加工プログラムＰＲＯ中で、工具名ＮＡを「ＤＲＬ
ＥＤＧ」、サフィックスＤＣを「Ａ」と入力する形で
指定する。これにより、オペレータは加工プログラムＰ
ＲＯの作成に際して、複合工具２１全体としての仕様を
理解していなくても、単に工具ファイル７中の仮想工具
だけを個々に認識し、指定するだけで工具の指定が完了
するので、複合工具２１に関する特別な知識が無くても
加工プログラムＰＲＯの作成が可能となる。すると、主
制御部２は、工具ファイル７の工具データＤＡＴを検索
し、対応する工具、即ち、図３（ｂ）のに示す工具番
号ＴＮｏが１の図中最上方に記載された工具名ＮＡが
「ＤＲＬ ＥＤＧ」、サフィックスＤＣが「Ａ」の仮想
工具を選択し、刃物台制御部１１に対して当該工具の加
工位置への割り出しを指令する。工具ファイル７中で
は、複合工具２１で有るか否かに無関係に、各工具（複
合工具２１中の７本の単独工具と見なされた「仮想工
具」としてのからも含めて）が、旋削加工関連工具
は工具名ＮＡとサフィックスＤＣで区別され（同一工具
名ＮＡの場合には、サフィックスＤＣを例えば、
「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」と変化させる
ことにより区別する）、ミーリング加工関連工具は、工
具名ＮＡと呼径／刃先角ＣＡで区別しているので、加工
プログラムＰＲＯ中で工具名ＮＡとサフィックスＤＣま
たは、工具名ＮＡと呼径／刃先角ＣＡが指定されてる
と、対応する工具は直ちに決定される。
【００３１】刃物台制御部１１は、図示しない工具交換
装置を駆動して、図示しない工具マガジンから工具番号
ＴＮｏが１の複合工具２１を選択し、刃物台２０に装着
する。複合工具２１が刃物台２０に装着されたところ
で、刃物台制御部１１は、加工プログラムＰＲＯで指定
された工具名ＮＡとサフィックスＤＣから旋削ドリル
に対応した詳細データＤＡＴ２を参照し、詳細データＤ
ＡＴ２に示された複合工具２１の旋削ドリルに関する
割り出し番号ＫＤ及びＢ軸角度を読み出す。
【００３２】刃物台制御部１１は、読み出された旋削
ドリルに関する割り出し番号及びＢ軸角度に基づいて、
刃物台中に内蔵された図示しない工具駆動モータを駆動
制御して複合工具２１をその軸心ＣＴ３周りに回転さ
せ、割り出し番号ＫＤが１の状態となるように位置決め
する。割り出し番号が１の状態は、図３（ａ）に示すよ
うに、インサート２２が図中上方（Ｙ軸方向）を向く形
で位置決めされた状態である。更に、図示しないＢ軸駆
動モータを駆動して刃物台２０を矢印Ｇ、Ｈ方向に移動
駆動して複合工具２１を、図３（ｃ）に示すように、Ｂ
軸角度位置が０゜のＺ軸と平行な状態となるように位置
決めする。この状態で、図５（Ｍ１）に示すように、主
軸１５を主軸駆動モータ１３により所定回転数で回転駆
動すると共に、複合工具２１をＺ軸方向の矢印Ａ方向に
移動駆動して、回転状態のワーク１７にインサート２２
により所定深さの穴１７ａを穿設加工する。
【００３３】次に、複合工具２１のインサート２２によ
り、図５（Ｍ２）の端面１７ｂを加工するが、この場
合、刃物台制御部１１は、旋削ドリルの工具を選択し
た状態のまま、Ｂ軸駆動モータを駆動して、刃物台２０
をＢ軸の矢印Ｈ方向に所定角度回転駆動させ、図５（Ｍ
２）に示すように、複合工具２１をＺ軸に対してやや傾
いた状態で保持し、同一のインサート２２によりワーク
端面１７ｂの加工を行う。
【００３４】次に、複合工具２１で図５（Ｍ３）のワー
ク１７の外径１７ｃを荒加工するが、この場合、加工プ
ログラムＰＲＯでは、工具名ＮＡを「ＧＮＬ ＯＵ
Ｔ」、サフィックスＤＣを「Ｂ」と入力する形で仮想工
具を指定する。すると、主制御部２は、工具ファイル７
の工具データＤＡＴを検索し、対応する工具、即ち、図
３（ｂ）のに示す工具番号が１の図中上方から２番目
に記載された、工具名ＮＡが「ＧＮＬ ＯＵＴ」、サフ
ィックスＤＣが「Ｂ」の仮想工具を選択し、刃物台制御
部１１に対して当該工具の加工位置への割り出しを指令
する。
【００３５】刃物台制御部１１は、加工プログラムＰＲ
Ｏで指定された工具名ＮＡとサフィックスＤＣから外
径荒加工に対応した詳細データＤＡＴ２を参照し、詳細
データＤＡＴ２に示された複合工具２１の外径荒加工
に関する割り出し番号「３」及びＢ軸角度「１１２゜」
を読み出す。
【００３６】刃物台制御部１１は、読み出された外径
荒加工に関する割り出し番号「３」及びＢ軸角度「１１
２゜」に基づいて、刃物台中に内蔵された図示しない工
具駆動モータを駆動制御して複合工具２１をその軸心Ｃ
Ｔ３周りに回転させ、複合工具２１が図３（ａ）に示
す、割り出し番号ＫＤが３の状態となるように位置決め
し、更に図示しないＢ軸駆動モータを駆動して刃物台２
０をＢ軸方向の矢印Ｇ、Ｈ方向に移動駆動して複合工具
２１を、図５（Ｍ３）に示すように、Ｂ軸角度位置がＺ
軸に対して反時計方向に１１２゜となる状態となるよう
に位置決めする。この状態で、図５（Ｍ３）に示すよう
に、複合工具２１をＺ軸方向の矢印Ａ方向移動駆動し
て、回転状態にあるワーク１７の外径１７ｃを、インサ
ート２５により所定長さＬ１にわたり加工する。
【００３７】次に、複合工具２１で図６（Ｍ４）のワー
ク１７の内径１７ｄを仕上げ加工するが、この場合、加
工プログラムＰＲＯでは、工具名ＮＡを「ＧＮＬ Ｉ
Ｎ」、サフィックスＤＣを「Ｅ」と入力する形で仮想工
具を指定する。すると、主制御部２は、工具ファイル７
の工具データＤＡＴを検索し、対応する工具、即ち、図
３（ｂ）のに示す、工具番号ＴＮが１の図中上方から
５番目に記載された工具名ＮＡが「ＧＮＬ ＩＮ」、サ
フィックスＤＣが「Ｅ」の仮想工具を選択し、刃物台制
御部１１に対して当該工具の加工位置への割り出しを指
令する。
【００３８】刃物台制御部１１は、加工プログラムＰＲ
Ｏで指定された工具名ＮＡとサフィックスＤＣから内
径仕上げ加工に対応した詳細データＤＡＴ２を参照し、
詳細データＤＡＴ２に示された複合工具２１の内径仕
上げ加工に関する割り出し番号「４」及びＢ軸角度「０
゜」を読み出す。
【００３９】刃物台制御部１１は、読み出された内径
仕上げ加工に関する割り出し番号「４」及びＢ軸角度
「０゜」に基づいて、刃物台中に内蔵された図示しない
工具駆動モータを駆動制御して複合工具２１をその軸心
ＣＴ３周りに回転させ、複合工具２１が図３（ａ）に示
す、割り出し番号ＫＤが４の状態となるように位置決め
し、更に図示しないＢ軸駆動モータを駆動して刃物台２
０をＢ軸方向の矢印Ｇ、Ｈ方向に移動駆動して複合工具
２１を、図６（Ｍ４）に示すように、Ｂ軸角度位置がＺ
軸に対して０゜、即ち並行状態となるように位置決めす
る。この状態で、図６（Ｍ４）に示すように、複合工具
２１をＺ軸方向の矢印Ａ方向移動駆動して、回転状態に
あるワーク１７の内径１７ｄを、インサート２６により
所定長さにわたり加工する。
【００４０】こうして、図６の（Ｍ５）、（Ｍ６）及び
図７の（Ｍ７）、（Ｍ８）に示すように、同一の複合工
具２１の各インサート２２、２３、２５、２６を、工具
ファイル７に格納された工具データＤＡＴに基づいて、
工具軸心ＣＴ３周りに回転させて加工に使用するインサ
ートを選択的に割り出し位置決めすると共に、刃物台を
Ｂ軸角度方向に適宜回転位置決めし、各インサート２
２、２３、２５、２６により、図６の（Ｍ５）に示す外
径仕上げ加工、図６の（Ｍ６）に示す外径溝加工、図７
の（Ｍ７）に示す内径ネジ加工、図７の（Ｍ８）に示す
外径ネジ加工などの各種の加工をワーク１７に対して実
行して行く。なお、図６及び図７については、一部の加
工は図３（ｃ）に示す〜の仮想工具を使用していな
いが、この場合も、工具ファイル７の他の部分に設定格
納された図４の複合工具２１に関する仮想工具を用いて
加工を行っている。例えば、図６（Ｍ５）の外径仕上げ
加工に使用する仮想工具は、工具ファイル７中に、工具
番号ＴＮが１（複合工具２１を示す）で、工具名ＮＡが
「ＧＮＬ ＯＵＴ」、サフィックスＤＣが「Ｋ」で、割
り出し番号ＫＤが「２」、Ｂ軸角度が「５°」のもので
あり、インサート２６での加工となる。
【００４１】こうして、ワーク１７に対する旋削加工が
終了したところで、今度は図８（Ｍ９）、（Ｍ１０）及
び（Ｍ１１）に示すミル加工を行うが、この場合も、複
合工具２１の工具ファイル７に設定された複合工具２１
についての仮想工具のミルドリル及びエンドミルを
使用して、ワーク１７に対する（Ｍ９）面加工、（Ｍ１
０）ドリル加工及び（Ｍ１１）座グリ加工を行う。仮想
工具のミルドリル及びエンドミルは、図３の（ｃ）
に示すように、いずれも割り出し番号が１のインサート
２２による加工なので、Ｂ軸角度を変更しながら、工複
合工具２１を軸心ＣＴ２を中心に高速回転させながら、
主軸に保持されたワーク１７をＺ軸周りに固定保持又は
Ｃ軸制御回転させつつミーリング加工を実行する。
【００４２】以上のように加工することにより、例え
ば、図２に示すようなワークを丸棒から１本の複合工具
２１で切削加工することが出来る。
【００４３】なお、複合工具１２は、インサートを複数
個、装着することが出来るので、加工内容に応じて様々
なインサートを装着することが出来る。そして、各イン
サートは、旋削加工やミーリング／フライス加工などを
行うが、その際に、複合工具２１の複数のインサートの
内、一個のインサートを選択して使用する、図６などで
述べた加工の他に、インサートを同時に複数個使用し
て、ミーリング／フライス加工を行うことも当然可能で
ある。
【００４４】例えば、図１０（ａ）に示すように、ワー
ク１７の外周を旋削する場合、４個（複合工具２１に装
着可能なインサートの数は、４個とは限らないが、ここ
では、説明を簡単にするために、図４と同様な、４個の
インサートが９０°ピッチで設けられた複合工具２１に
ついて説明する。なお、図１０では、互いに１８０°の
位相差で配置された２個のインサート２９、３０のみを
図示する）のインサートの内、例えば、インサート３０
により、ワーク１７の外周を旋削する加工と、図１０
（ｂ）に示すように、インサート２９、３０を同時に使
用して、ワークに対してミーリング／フライス加工を行
うことが考えられる。このように複合工具２１では、多
様な加工が、１個以上のインサートを使用して常に行わ
れることから、工具データ管理部８では、以下に述べる
ようにして、各複合工具２１の寿命を管理している。
【００４５】即ち、工具データ管理部８は、図９に示す
ように、各複合工具２１についての寿命管理ファイルＬ
ＣＦを工具ファイル７中に、図７に示す工具データＴＬ
と共に、又はその一部として、各インサート毎に、格納
している。
【００４６】寿命管理ファイルＬＣＦは、各複合工具２
１の工具番号ＴＮ毎に、当該複合工具２１に装着された
インサートに対応した識別記号として、複合工具２１に
おける割り出し番号ＫＤが採用されている。図９の例で
は、例えば、図４の複合工具２１が、４個のインサート
２２、２３、２５、２６が９０°ピッチで装着されてお
り、それらの装着位置を示すために、図３（ａ）に示す
ように、４個の割り出し番号が、工具の軸心ＣＴ３を中
心に時計回りで割り付けられれている。従って、各イン
サート２２、２３、２５、２６と割り出し番号ＫＤは１
対１に対応することが出来る。なお、割り出し番号ＫＤ
に変えて、各インサートを識別する何らかの符号などを
使用することも当然可能である。
【００４７】寿命管理ファイルＬＣＦには、また、各イ
ンサート識別符号である、割り出し番号ＫＤに対応し
て、各インサートそれぞれの規定寿命時間ＬＦが、寿命
として予め設定されている。この規定寿命時間ＬＦは、
オペレータが加工開始に際してキーボード５を介して予
め入力してもよいし、複合加工工作機械１とは別に設け
られた工具プリセット室などからオンラインで寿命管理
ファイルＬＣＦ中に書き込まれたものでもよい。また、
これから複合工具２１で行う加工が、同一ワークの多数
加工である場合には、複合工具２１の寿命として、規定
寿命時間ＬＦに変えて、当該インサートで加工可能なワ
ークの個数を寿命個数ＬＮの形で設定することも可能で
ある。この場合、寿命を判定するために積算される加工
時間要素は、インサートの使用時間ＵＴではなく、加工
したワークの数となる。この寿命個数ＬＮは、１個のワ
ークの加工時間をＴ１とした時、インサートの規定寿命
時間ＬＦを時間Ｔ１で除し、その余りを切り捨てた値を
採用する。これにより、規定の個数のワークを加工し
て、当該インサートにより加工したワークの数、即ち使
用個数ＵＮが寿命個数ＬＮに達しても、当該インサート
の寿命は規定寿命時間ＬＦ以内となっており、ワークが
寿命に達したインサートにより加工されてしまうような
ことはない。
【００４８】そして工具データ管理部８は、これから実
行する加工プログラムをシミュレーションして、例え
ば、複合工具２１の内、図１０（ａ）に示すように、１
個のインサートのみを使用する加工がこれから所定時間
ＴＩだけ行わるものと、判断した場合には、その加工が
旋削加工であるかミーリング／フライス加工であるかド
リル加工であるかに係わらず、当該複合工具２１の工具
番号ＴＮに対応した、寿命管理ファイルＬＣＦの、当該
加工に使用されるインサートが装着された割り出し番号
ＫＤのアドレスに格納された、当該インサートの使用時
間ＵＴに当該所定時間ＴＩを積算する。例えば、図１０
（ａ）の加工の場合、インサート３０に対応する割り出
し番号ＫＤが１のアドレスに対応した使用時間ＵＴに所
定時間ＴＩを積算する。
【００４９】これにより、当該インサートの使用時間Ｕ
Ｔが、予め当該インサートに設定された規定寿命時間Ｌ
Ｆを越える場合には、工具データ管理部８はアラームを
出して、オペレータに複合工具２１の当該インサート
が、加工中に寿命を迎えることを告知し、予備工具を使
用するか、インサートを交換するように指示する。これ
により、オペレータは、実際に複合工具２１の内の、少
なくとも一つのインサートがワークの加工中に寿命に達
する以前に、当該インサートが寿命となることがワーク
の加工前に判明するので、ワークの加工中に、複合工具
２１が寿命に達して加工を中断して、工具交換を行うな
どの煩雑で非効率な作業を行う必要が無くなる。
【００５０】なお、インサートの寿命を加工個数で管理
している場合には、工具データ管理部８は、複合工具２
１の対応するインサートでワークを１個加工する毎に、
寿命管理ファイルＬＣＦの、当該インサートに対応する
割り出し番号ＫＤのアドレスの、使用個数ＵＮを１個積
算し、当該使用個数ＵＮが寿命個数ＬＮに達したところ
で、前述と同様に、オペレータに複合工具２１の当該イ
ンサートが寿命を迎えたことを告知し、予備工具を使用
するか、インサートを交換するように指示する。この場
合、インサートの寿命は、加工個数で管理されているの
で、使用個数ＵＮが寿命個数ＬＮに等しくなった状態で
も、前述のように当該インサートの寿命は寿命時間以内
に維持される。
【００５１】また、工具データ管理部８は、これから実
行する加工プログラムをシミュレーションして、例え
ば、複合工具２１の内、図１０（ｂ）に示すように、２
個以上のインサート２９、３０を同時に使用する加工が
これから所定時間ＴＩだけ行わるものと、判断された場
合には、その加工がミーリング／フライス加工であるか
ドリル加工であるかに係わらず、当該複合工具２１の工
具番号ＴＮに対応した、寿命管理ファイルＬＣＦの、当
該加工に使用される各インサートが装着された割り出し
番号ＫＤ（例えば、割り出し番号ＫＤが１と３）のアド
レスに格納された、それらインサートの使用時間ＵＴに
当該所定時間ＴＩをそれぞれ加算する。例えば、図１０
（ｂ）の加工の場合、同時に使用されるインサート２
９、３０に対応する割り出し番号ＫＤが１及び３のアド
レスに対応した使用時間ＵＴに所定時間ＴＩをそれぞれ
加算する。
【００５２】これにより、これらのインサートのうち、
いずれかのインサートの使用時間ＵＴが、予め当該イン
サートに設定された規定寿命時間ＬＦを越える場合に
は、工具データ管理部８は当該複合工具２１が寿命に達
したものと判定してアラームを出して、オペレータに当
該複合工具２１のインサートの内、一つ以上のインサー
トが、加工中に寿命を迎えることを告知し、当該複合工
具２１に変えて予備工具を使用するか、寿命に達する予
定のインサートを交換するように指示する。これによ
り、オペレータは、実際に複合工具２１の内の、少なく
とも一つのインサートがワークの加工中に寿命に達する
以前に、当該インサートが寿命となることがワークの加
工前に判明するので、ワークの加工中に、複合工具２１
が寿命に達して加工を中断して、工具交換を行うなどの
煩雑で非効率な作業を行う必要が無くなる。
【００５３】また、同時に複数のインサートを使用する
加工を行う場合には、加工時間をそれら加工に使用する
インサートの使用時間ＵＴにそれぞれ加算するかたち
で、それぞれのインサートについての寿命を積算するの
で、複合工具２１を構成するそれぞれのインサート毎の
寿命管理を、当該複合工具２１が行う加工内容に無関係
に正確に行うことが出来る。
【００５４】なお、複数のインサートを使用する加工を
行う場合に、寿命管理を加工個数で行っている場合も、
前述と同様に、複合工具２１で使用するインサートに対
応する割り出し番号ＫＤの使用個数ＵＮを、それぞれ加
工個数だけ加算し、それら加算された使用個数ＵＮが寿
命個数ＬＮに達したインサートが、当該複合工具２１内
で一つでも生じた時点で、当該複合工具２１が寿命に達
したものと判定する。
【００５５】なお、こうして工具データ管理部８によ
り、ある複合工具２１に装着された少なくとも一つのイ
ンサートが寿命に達したものと判定されると、当該寿命
に達した複合工具２１は、予備の複合工具２１と交換さ
れ、加工は継続される。
【００５６】また、寿命に達した複合工具２１は、工具
プリセット室などに搬送されて、当該寿命に達したイン
サートが新品に交換され、再度加工に使用される。これ
により、複合工具２１に装着された複数のインサート
は、それぞれのインサートが寿命に達するまで有効に加
工に使用される。従って、未だ寿命に達していないイン
サートが有るにも係わらず、複合工具が寿命と判定さ
れ、当該複合工具２１に装着された全てのインサートが
廃棄されるような事態の発生は未然に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明が適用される複合加工工作機械の
一例を示す制御ブロック図である。
【図２】図２は加工すべきワークの一例を示す斜視図で
ある。
【図３】図３は工具ファイル内に格納された工具データ
の一例及びその内容を説明する模式図である。
【図４】図４は複合工具の一例を示す斜視図である。
【図５】図５は複合工具を用いて図２に示すワークを加
工する際の詳細を示す図である。
【図６】図６は複合工具を用いて図２に示すワークを加
工する際の詳細を示す図である。
【図７】図７は複合工具を用いて図２に示すワークを加
工する際の詳細を示す図である。
【図８】図８は複合工具を用いて図２に示すワークを加
工する際の詳細を示す図である。
【図９】図９は寿命管理ファイルの一例を示す模式図で
ある。
【図１０】図１０は、複合工具を用いた加工例であり、
（ａ）は旋削、（ｂ）はミーリングの例を示す図であ
る。
【符号の説明】
２１……複合工具 ２１ａ……本体 ２２、２３、２５、２６、２９、３０……インサート ＵＴ……加工時間要素（使用時間） ＬＮ……加工時間要素（使用個数）
フロントページの続き (72)発明者 水門 正良 愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船１番地 ヤマザキマザック株式会社本社工場内 (72)発明者 木方 一博 愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船１番地 ヤマザキマザック株式会社本社工場内 (72)発明者 宮嵜 貞美 愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船１番地 ヤマザキマザック株式会社本社工場内 (72)発明者 牧 浩一 愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船１番地 ヤマザキマザック株式会社本社工場内 Ｆターム(参考） 3C029 DD01 3C045 BA24

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のインサートが装着された本体を有
    し、それら複数のインサートを、単一で又は複数同時に
    使用して、旋削加工及び回転工具加工を行うことの出来
    る複合工具において、 前記複合工具の寿命判定を、当該複合工具に装着された
    インサート毎に、加工時間要素を積算することにより行
    い、 それらインサートの内、少なくとも一つのインサートの
    寿命が判定された場合には、当該寿命が判定されたイン
    サートが装着された複合工具を寿命と判定するようにし
    て構成した、複合工具の寿命管理方法。
  2. 【請求項２】 前記加工時間要素は、ワークを加工する
    際に当該インサートを使用する使用時間である、請求項
    １記載の複合工具の寿命管理方法。
  3. 【請求項３】 前記加工時間要素は、当該インサートに
    よるワークの加工個数である、請求項１記載の複合工具
    の寿命管理方法。
  4. 【請求項４】 前記加工時間要素を積算するに際して
    は、該複合工具に装着されたインサートのうち、単一の
    インサートを使用する加工の場合には、当該単一のイン
    サートについてのみ加工時間要素を積算し、 該複合工具に装着されたインサートのうち、複数のイン
    サートを同時に使用する加工の場合には、それら複数の
    インサートについて加工時間要素をそれぞれ積算するよ
    うにして構成した、請求項１記載の複合工具の寿命管理
    方法。
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