CN105364633A - 工具异常检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于使切削工具沿绕轴旋转的圆柱体或圆筒体的表面进给来进行圆柱体或圆筒体的外形加工的切削加工装置、能够高精度地检测加工中的工具异常(缺损、剧烈磨损)的产生的工具异常检测方法。所述工具异常检测方法具有：电力值数据制作步骤，对使切削工具进给的电力值持续采样并储存；第一电力方差值数据制作步骤，持续求出电力值的方差值即第一电力方差值并储存；第二电力方差值数据制作步骤，持续求出第一电力方差值的方差值即第二电力方差值并储存；以及电力值异常判定步骤，基于最新的第二电力方差值与相比最新的第二电力方差值靠前规定个数的时刻的第二电力方差值之比判定为电力值产生异常。

Description

工具异常检测方法

技术领域

本发明涉及在使切削工具沿绕轴旋转的圆柱体或圆筒体的表面进给，进行所述圆柱体或圆筒体的外形加工的切削加工装置中应用的工具异常检测方法。

背景技术

对于立铣刀、钻头、端铣刀等在机床中使用的工具，有时因切屑等的啮入、使用极限所引起的过载而产生工具异常(缺损、剧烈磨损)。工具异常有可能导致机床的损坏/故障或工件的加工不良，特别是在长时间地连续加工一个工件的机床中，有可能导致产生重大的装置故障或重大的加工不良。因此，提出有各种始终监视工具的状态、检测工具异常的产生的方法。

例如，作为一个方法，存在使用对工具进行驱动的马达的供给电力波形来检测工具异常的产生的方法。如图13所示，马达的供给电力在驱动初期呈现较大的值，然后空转而呈现稳定的低电力值。而且，若工具与工件接触而开始加工，则波形反映于工具的加工载荷，呈现具有峰值P的电力波形(基准曲线G)。因此，针对基准曲线G，设定由峰值上限判定值A与峰值下限判定值B夹着的正常区域D，当峰值P位于正常区域D内时判定为工具正常，当峰值P脱离正常区域D时判定为产生工具异常(例如，参照专利文献1)。

另外，作为其他的方法，存在使用机床的主轴马达的电力值的实绩来检测工具异常的产生的方法。在该方法中，在每次对工件进行加工时测定/存储主轴马达的电力数据，求出此次测定的电力数据与上次测定的电力数据之间的变化率。而且，当该变化率超过预先设定的上限值时，判定为产生工具异常(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特许3291677号公报

专利文献2：日本特许3783191号公报

公知马达的供给电力伴随着工具的磨损而逐渐变大。因此，在使用供给电力波形的方法中，需要将峰值上限判定值A预先设定为较大的值以防止误检测。另外，公知刚刚更换工具后的工具异常会在马达的供给电力波形上形成较小的峰值P。因此，在使用供给电力波形的方法中，需要将峰值下限判定值B预先设定为较小的值以防止检测遗漏。然而，若进行如上的设定，则正常区域D的宽度变宽，有可能无法高精度地检测工具异常的产生。

另外，在使用主轴马达的电力值的方法中，有时电力值的变化量小，无法高精度地计算变化率。因此，若欲缩小异常判定的阈值以防止检测遗漏，则有可能将与工具异常无关的电力值的波峰例如因切屑等的啮入、工件的熔敷等所引起的电力值的波峰误检测为产生工具异常，无法高精度地检测工具异常的产生。

特别是在使切削工具沿绕轴旋转的圆柱体或圆筒体的表面进给来进行上述圆柱体或圆筒体的外形加工的切削加工装置中，进给轴马达的作功量中对加工作出贡献的量极小，有时不满额定容量的百分之几。因此，有时无法高精度地获得因工具异常的产生所引起的电力值变化，有可能无法高精度地检测工具异常的产生。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种应用于使切削工具沿绕轴旋转的圆柱体或圆筒体表面进给来进行上述圆柱体或圆筒体的外形加工的切削加工装置、能够高精度地检测加工中的工具异常(缺损、剧烈磨损)的产生的工具异常检测方法。

本发明提供一种工具异常检测方法，上述工具异常检测方法应用于切削加工装置，上述切削加工装置使切削工具沿绕轴旋转的圆柱体或圆筒体的表面进给，进行上述圆柱体或圆筒体的外形加工，上述工具异常检测方法的特征在于，上述工具异常检测方法具有：电力值数据制作步骤，以时间tp的间隔对使上述切削工具进给的电力值持续采样并储存，形成电力值数据；第一电力方差值数据制作步骤，求出上述电力值数据中从最新的上述电力值至时间ΔT1前的上述电力值的方差值来作为第一电力方差值，以时间t1的间隔持续求出上述第一电力方差值并储存，形成第一电力方差值数据；第二电力方差值数据制作步骤，求出上述第一电力方差值数据中从最新的上述第一电力方差值至时间ΔT2前的上述第一电力方差值的方差值来作为第二电力方差值，以时间t2的间隔持续求出上述第二电力方差值并储存，形成第二电力方差值数据；以及电力值异常判定步骤，依次求出上述第二电力方差值数据中最新的第二电力方差值Vp1与相比最新的第二电力方差值Vp1靠前规定个数Np个的时刻的第二电力方差值Vp2之比Vp1/Vp2，当该比值连续规定次数m次超过阈值α时，判定为上述电力值产生异常，基于上述电力值异常判定步骤中的异常判定的信息，判定为上述切削工具产生工具异常。

另外，在本发明中，优选根据上述第二电力方差值Vp2设定上述阈值α。

另外，在本发明中，可以构成为还具有：加速度值数据制作步骤，以时间ta的间隔对与上述切削工具的振动相关的加速度值持续采样并储存，形成加速度值数据；第一加速度方差值数据制作步骤，求出上述加速度值数据中从最新的上述加速度值至时间ΔT3前的上述加速度值的方差值来作为第一加速度方差值，以时间t3的间隔持续求出上述第一加速度方差值并储存，形成第一加速度方差值数据；第二加速度方差值数据制作步骤，求出上述第一加速度方差值数据中从最新的上述第一加速度方差值至时间ΔT4前的上述第一加速度方差值的方差值来作为第二加速度方差值，以时间t4的间隔持续求出上述第二加速度方差值并储存，形成第二加速度方差值数据；以及加速度值异常判定步骤，依次求出上述第二加速度方差值数据中最新的第二加速度方差值Va1与相比最新的第二加速度方差值靠前规定个数Na个的时刻的第二加速度方差值Va2之比Va1/Va2，当该比值连续规定次数n次超过阈值β时，判定为上述加速度值产生异常，基于上述电力值异常判定步骤中的异常判定与上述加速度值异常判定步骤中的异常判定双方的信息，判定为上述切削工具产生工具异常。

另外，在本发明中，优选根据上述第二加速度方差值Va2设定上述阈值β。

根据本发明，在使切削工具沿绕轴旋转的圆柱体或圆筒体的表面进给而进行上述圆柱体或圆筒体的外形加工的切削加工装置中，能够基于马达的供给电力值高精度地检测工具异常的产生。

附图说明

图1是示出利用本发明的实施方式进行外形加工的滚筒的一个例子的剖视示意图。

图2是第一实施方式中的滚筒车削加工机及其周边设备的简图。

图3是在第一实施方式中判定电力值的异常的流程图。

图4是示出第二实施方式中的滚筒车削加工机及其周边设备的简图。

图5是示出图4的滚筒车削加工机中的切削工具与加速度传感器的配置的简图。

图6是在第二实施方式中判定加速度值的异常的流程图。

图7是示出实施例1中的加工刚刚开始后的电力值的变化的曲线图。

图8是示出实施例1中的阈值α与第二电力方差值Vp2之间的关系的曲线图。

图9中，(a)是示出在实施例1中判定为电力值产生异常前后的电力值的变化的曲线图，(b)是示出在实施例1中判定为电力值产生异常前后的第一电力方差值的变化的曲线图，(c)是示出在实施例1中判定为电力值产生异常前后的第二电力方差值的变化的曲线图。

图10中，(a)是示出在实施例2中判定为电力值产生异常前后的电力值的变化的曲线图，(b)是示出在实施例2中判定为电力值产生异常前后的第二电力方差值的变化的曲线图。

图11是示出实施例2中的阈值β与第二加速度方差值Va2之间的关系的曲线图。

图12中，(a)是示出在实施例2中判定为加速度值产生异常前后的加速度值的变化的曲线图，(b)是示出在实施例2中判定为加速度值产生异常前后的第一加速度方差值的变化的曲线图，(c)是示出在实施例2中判定为加速度值产生异常前后的第二加速度方差值的变化的曲线图。

图13是示出对工具进行驱动的马达的供给电力波形的一个例子的曲线图。

附图标记说明：

1、20：滚筒车削加工机；2：马达；3：工具保持架；4：X轴伺服马达；5：Z轴伺服马达；6：控制配电盘；7：X轴伺服放大器；8：Z轴伺服放大器；9：电力计；10：数据收集机；11：个人计算机；12：I/O单元；13：加速度传感器；14：框体；15：放大器单元；16：数据收集机；R：滚筒；R1：内径面；R2：外径面；F1、F2：侧面；S：轴体；T：切削工具。

具体实施方式

以下，作为本发明的第一实施方式，参照附图对将本发明应用于滚筒的外形加工的例子进行说明。

[第一实施方式]

如图1所示，本发明例如能够应用于具有内径面R1与外径面R2的圆筒状的滚筒R的外形加工。该滚筒R供圆柱状的轴体S沿内径面R1的内侧轴向贯通。

而且，在滚筒R的外形加工中，使轴体S绕轴S1旋转，并使切削工具T沿滚筒R表面进给。在图1中，用○表示切削工具T的加工位置的各种例子，例如，在滚筒R的外径面R2的加工中，使切削工具T沿外径面R2的垂直方向(图中的X方向)切入加工量的量，并使切削工具T沿滚筒R的轴向(图中的Z方向)进给。另外，在滚筒R的侧面F1、F2的加工中，使切削工具T沿侧面F1、F2的垂直方向(图中的Z方向)切入加工量的量，并使切削工具T沿滚筒R的垂直方向(图中的X方向)进给。

另外，本发明能够应用于如图2所示的滚筒车削加工机1(以下简称为加工机1)。加工机1是进行滚筒R的外形加工的装置，具备：使滚筒R绕轴体S的轴S1旋转的马达2；对滚筒R的外径面R2进行加工的切削工具T；保持切削工具T的工具保持架3；使工具保持架3沿图中的X轴方向移动(即将切削工具T压靠于滚筒R)的X轴伺服马达4；使工具保持架3沿图中的Z方向进给的Z轴伺服马达5；以及加工机1的控制配电盘6。

而且，X轴伺服马达4与Z轴伺服马达5分别连接于X轴伺服放大器7与Z轴伺服放大器8，这些伺服放大器对X轴伺服马达4与Z轴伺服马达5进行驱动控制。

另外，加工机1在周边配置有电力计9、数据收集机10、个人计算机11以及I/O单元12。

电力计9从X轴伺服放大器7以及Z轴伺服放大器8的二次侧的U、V、W相配线计测电流值、电压值，并根据这些计测值持续地求出切削工具T的切削载荷来作为电力值。电力计9将所计测到的电力值转换为模拟电压并朝数据收集机(DAC：Dataacquisition)10输出。数据收集机10在收集并储存从电力计9输送来的电压值之后，进行A/D转换并朝个人计算机11输出。个人计算机11将电压值转换为电力值而形成电力值数据。

另外，加工机1的控制配电盘6具备若干个继电器接点，将来自接点的信号依次通过I/O(Input/Output，输入/输出)单元12而输出至个人计算机11。由此，个人计算机11始终监视加工机1，能够确认是否处于自动加工运转状态、进给轴的驱动状态、哪个进给轴对加工作出贡献。

此外，控制配电盘6也可以具备用于掌握滚筒R的材质等的继电器接点，并能够在加工机1的NC程序中记载有表示滚筒R的材质的代码。由此，能够通过个人计算机11自动地掌握滚筒R的材质等，能够以最适合滚筒R的材质的条件检测工具异常的产生。

接下来，根据图3的流程图对本实施方式的顺序进行说明。此外，本实施方式基于电力值的异常判定的信息来判定并检测工具异常的产生。

(电力值数据制作步骤：S1－S3)

如图3所示，本实施方式从步骤S1起开始流程，进入步骤S2，利用电力计9计测电力值并作为电压值输出。然后，进入步骤S3，利用数据收集机10以时间tp的间隔对转换为电压值的电力值持续采样并储存。所储存的数据被输送至个人计算机11，并被转换为电力值从而形成电力值数据。以后的步骤利用个人计算机11进行处理。

此外，在本实施方式中，根据装置的结构，经过了将电力值转换为电压值的操作，但与保持电力值的状态进行处理的情况下的流程实质上是等同的。

(第一电力方差值数据制作步骤：S4、S5)

接下来，进入步骤S4，求出电力值数据中的从最新的电力值至时间ΔT1前的电力值的方差值来作为第一电力方差值，进入步骤S5，以时间t1的间隔持续求出第一电力方差值并储存，形成第一电力方差值数据。

(第二电力方差值数据制作步骤：S6、S7)

接下来，进入步骤S6，求出第一电力方差值数据中的从最新的第一电力方差值至时间ΔT2前的第一电力方差值的方差值来作为第二电力方差值，进入步骤S7，以时间t2的间隔持续求出第二电力方差值并储存，形成第二电力方差值数据。

此外，在步骤S7中，也可以形成为：当时间t1与时间t2相等的情况下，相对于已求出第二电力方差值的、第一电力方差值的数据组，将接下来求出的一个第一电力方差值加入数据组，并从数据组中删除时间ΔT2前的一个第一电力方差值，然后，再次求出数据组的方差值来作为第二电力方差值。然后，通过重复该顺序，可以持续求出第二电力方差值数据。

(电力值异常判定步骤：S8－S12)

接下来，进入步骤S8，依次求出第二电力方差值数据中的最新的第二电力方差值Vp1与相比最新的第二电力方差值靠前规定个数Np个的时刻的第二电力方差值Vp2之比(Vp1/Vp2)。Np的值适当设定为正整数值，以使得判定为电力值产生异常的精度高。

接下来，进入步骤S9，参照预先根据第二电力方差值Vp2设定的阈值α，进入步骤S10，当连续规定次数m次而第二电力方差值Vp1与第二电力方差值Vp2之比超过阈值α时，进入步骤S11，判定为电力值产生异常。

在本实施方式中，当在步骤S11中判定为电力值产生异常时，基于该异常判定的信息判定为切削工具T产生工具异常，检测工具异常的产生。另外，当在步骤11中未判定为电力值产生异常时，进入步骤12，继续进行比值(Vp1/Vp2)与阈值α的比较。

此外，当判定为切削工具T产生工具异常时，可以从个人计算机11针对作业者在视觉或听觉上产生信号，通知产生工具异常这一情况。另外，还可以从个人计算机11向加工机1发送信号，使切削工具T自动地从滚筒R退避，停止切削作业。

在本实施方式中，由于使用第二电力方差值数据判定为电力值产生异常，因此能够增强因产生工具异常所引起的电力值变化来进行检测。由此，能够容易地从因切屑等的啮入、工件的熔敷等所引起的电力值的变化辨别出因产生工具异常所引起的电力值变化，能够高精度地检测工具异常的产生。

另外，在本实施方式中，根据第二电力方差值Vp2来设定阈值α。即，根据电力值的变化而动态地设定阈值α。由此，能够容易地从第二电力方差值Vp2小、且第二电力方差值Vp1与第二电力方差值Vp2之比(Vp1/Vp2)大的电力值变化例如因切屑等的啮入、工件的熔敷等所引起的电力值变化辨别出因产生工具异常所引起的电力值变化，能够更高精度地检测工具异常的产生。

[第二实施方式]

接下来，作为本发明的第二实施方式，与第一实施方式相同，参照附图对将本发明应用于滚筒R的外形加工的例子进行说明。此外，对于附图中的与第一实施方式相同的部分，标注与第一实施方式相同的附图标记。

本发明能够应用于如图4所示的滚筒车削加工机20(以下简称为加工机20)。加工机20与第一实施方式的加工机1相同是进行滚筒R的外径加工的装置，除具备图2的加工机1的结构之外，在切削工具T的附近具备加速度传感器13。

而且，如图5所示，在加工机20中，工具保持架3保持切削工具T，框体14保持工具保持架3，在框体14的内部配置加速度传感器13。图5的箭头示出以圆筒截面表示的滚筒R的旋转方向，加速度传感器13的敏感方向为图中Y方向即滚筒R的周方向。此外，优选加速度传感器13在不与滚筒R干涉的范围配置于切削工具T附近。通过这样做，能够更容易地检测切削工具T的振动。

而且，如图4所示，加工机20除具备第一实施方式的结构之外，还在周边配置有放大器单元15、数据收集机16。

放大器单元15对从加速度传感器13输出的加速度值(模拟电压信号)进行放大，并朝数据收集机16输出。数据收集机16在收集并储存从加速度传感器13输送来的加速度值之后，进行A/D转换并朝个人计算机11输出。此外，数据收集机16具有无线通信功能，即便个人计算机11远离加工机20，也能够无线发送数据。

接下来，根据图6的流程图对本实施方式的顺序进行说明。本实施方式基于电力值的异常判定和加速度值的异常判定双方的信息来判定并检测工具异常的产生。判定电力值产生异常这一情况的流程与图3的流程图相同，图6的流程图示出判定加速度值产生异常这一情况的流程。

(加速度值数据制作步骤：S21－S23)

如图6所示，在本实施方式中，判定加速度值产生异常这一情况的流程从步骤S21起开始流程，进入步骤S22，利用加速度传感器13计测加速度值并输出。然后，进入步骤S23，利用数据收集机16以时间ta的间隔对加速度值持续采样并储存。所储存的数据被输送至个人计算机11，形成加速度值数据。以后的步骤利用个人计算机11进行处理。

(第一加速度方差值数据制作步骤：S24、S25)

接下来，进入步骤S24，求出加速度值数据中的从最新的加速度值至时间ΔT3前的加速度值的方差值来作为第一加速度方差值，进入步骤S25，以时间t3的间隔持续求出第一加速度方差值并储存，形成第一加速度方差值数据。

(第二加速度方差值数据制作步骤：S26、S27)

接下来，进入步骤S26，求出第一加速度方差值数据中的从最新的第一加速度方差值至时间ΔT4前的第一加速度方差值的方差值来作为第二加速度方差值，进入步骤S27，以时间t4的间隔持续求出第二加速度方差值并储存，形成第二加速度方差值数据。

在步骤S27中，也可以形成为：相对于已求出第二加速度方差值的、第一加速度方差值的数据组，将接下来求出的一个第一加速度方差值加入数据组，并从数据组中删除时间ΔT2前的一个第一加速度方差值，然后，再次求出数据组的方差值来作为第二加速度方差值。然后，通过重复该顺序，可以持续求出第二加速度方差值数据。

(加速度值异常判定步骤：S28－S32)

接下来，进入步骤S28，依次求出第二加速度方差值数据中的最新的第二加速度方差值Va1与相比最新的第二加速度方差值靠前规定个数Na个的时刻的第二加速度方差值Va2之比(Va1/Va2)。Na的值适当设定为正整数值，以使得判定为加速度值产生异常的精度高。

接下来，进入步骤29，参照预先根据第二加速度方差值Va2设定的阈值β，进入步骤30，当连续规定次数n次而第二加速度方差值Va1与第二加速度方差值Va2之比超过阈值β时，进入步骤S31，判定为加速度值产生异常。

在本实施方式中，当在步骤S31中判定为加速度值产生异常、且在图3的流程图中判定为电力值产生异常时，基于双方的信息判定为切削工具T产生工具异常，检测工具异常的产生。例如，当同时作出电力值产生异常的判定与加速度值产生异常的判定时，判定为产生工具异常。另外，当在步骤S31中未判定为加速度值产生异常时，进入步骤32，继续进行比值(Va1/Va2)与阈值β的比较。

在本实施方式中，由于使用第二加速度方差值数据判定为加速度值产生异常，因此能够增强因产生工具异常所引起的加速度值变化来进行检测。而且，基于加速度的判定能够比基于电力的判定更敏感地检测切削工具T所产生的变化。因此，通过利用加速度值的异常判定对电力值的异常判定进行补充来判定工具异常的产生，能够更高精度地检测工具异常的产生。

另外，在本实施方式中，根据第二加速度方差值Va2来设定阈值β。即，根据加速度值的变化而动态地设定阈值β。由此，能够容易地从第二加速度方差值Va2小、且第二加速度方差值Va1与第二加速度方差值Va2之比(Va1/Va2)大的加速度值变化辨别出因产生工具异常所引起的加速度值变化，能够更高精度地检测工具异常的产生。

[实施例1]

接下来，对本发明的实施例1进行说明。本实施例是将第一实施方式应用于在滚筒R外径面形成的热处理表面的除去加工(粗加工)的例子。

在本实施例中，使用精加工外形尺寸为1200mm的滚筒R。在加工中，使滚筒R绕轴以115m/min的圆周速度旋转，并使切削工具T沿轴向以0.25mm/rot的速度进给。切削工具T使用圆板型的cBN刀头。

另外，图2所示的电力计9使用Erufai公司制的V382VFD马达负载转换器来计测对切削工具T进行驱动的Z轴伺服马达5的电力值。

如图7所示，对于电力计9所计测到的电力值，在加工初期，呈现出因使切削工具T高速进给至加工开始位置而引起的波峰71、和因使切削工具T在与滚筒R接触之前空转而引起的空程(aircut)区间72。然后，对于电力值，切削工具T与滚筒R接触而电力值上升，在从区间73起变为稳态加工状态之后，呈现出尽管反复出现稍许的增减但大致稳定的波形。

而且，在本实施例中，在个人计算机11中，将图3所示的流程图的参数设定为：

步骤S3的时间tp：1/30秒

步骤S4的时间ΔT1：0.5秒

步骤S5的时间t1：0.5秒

步骤S6的时间ΔT2：30秒

步骤S7的时间t2：0.5秒

步骤S8的规定个数Np：60个

步骤S10的规定次数m：5次。

此外，在步骤S7中，相对于已求出第二电力方差值的第一电力方差值的数据组，将接下来求出的一个第一电力方差值加入数据组，并从数据组中删除30秒前的一个第一电力方差值，然后，再次求出数据组的方差值来作为第二电力方差值。然后，通过重复该顺序，持续地求出第二电力方差值并储存，作为第二电力方差值数据。

另外，如图8所示，在步骤S9中，阈值α设定成随着第二电力方差值Vp2变大而变小。

图9中，(a)示出判定为电力值产生异常前后的电力值的变化，(b)示出判定为电力值产生异常前后的第一电力方差值的变化，(c)示出判定为电力值产生异常前后的第二电力方差值的变化。此外，图9的(c)中一并示出了电力值的异常判定线J，当第二电力方差值Vp1与第二电力方差值Vp2之比连续5次超过阈值α时，电力值的异常判定线J呈现为零。

如图9所示，在图9的(a)的电力值的波形中，计测出比周边高的波峰91a和波峰92a。而且，波峰92a在图9的(b)的第一电力方差值的波形中被增强成波峰92b，在图9的(c)的第二电力方差值的波形中被进一步增强成波峰92c。而且，在波峰92c处，电力值的异常判定线J呈现为零，判定为电力值产生异常。在该判定后，使切削工具T从滚筒R退避，确认切削工具T的状态，发现在切削工具T的边缘产生了微小的缺损。

另外，另一方的波峰91a在图9的(b)的第一方差值的波形中成为波峰91b，在图9的(c)第二方差值的波形中成为难以与周围区分开的波峰91c。而且，在波峰91c处，第二电力方差值Vp1与第二电力方差值Vp2之比只连续2次超过阈值α，电力值的异常判定线J不呈现为零。

图9的(a)的波形在波峰91a之后以与波峰前相同的水平推移，因此，认为波峰91是因切削工具T啮入滚筒R的异物、缺陷、切屑等所引起的波峰，而并非工具异常。

综上，能够确认：利用第一实施方式的工具异常检测方法，能够辨别出因产生工具异常所引起的电力值的波峰、与因其他原因所引起的电力值的波峰，能够检测工具异常的产生。

[实施例2]

接下来，对本发明的实施例2进行说明。本施例也是将第一实施方式应用于在滚筒R的外径面形成的热处理表面的除去加工的例子，是加工比实施例1硬的材质的滚筒R的例子。

在本实施例中，使用精加工外径尺寸为900mm的滚筒R。在加工中，使该滚筒R绕轴以80m/min的圆周速度旋转，并使切削工具T沿轴向以0.16mm/rot的速度进给。切削工具T使用与实施例1相同的工具。

除此之外，加工机1以及周边设备的结构、图3的流程图中的时间tp、时间ΔT1、时间t1、时间ΔT2、时间t2、规定个数Np、规定次数m这些条件均与实施例1相同，阈值α另行设定成随着第二电力方差值Vp2变大而变小。

图10中，(a)示出判定为电力值产生异常前后的电力值的变化，(b)示出判定为电力值产生异常前后的第二电力方差值的变化。而且，在图中，将判定为电力值产生异常的位置表示为A。在该A位置之后，使切削工具T从滚筒R退避，确认切削工具T的状态，发现在切削工具T的边缘产生了微小的缺损。

本实施例对比实施例1硬的材质的滚筒R进行加工，使切削工具T的进给速度比实施例1慢。因此，对于图10的(a)的电力值的波形，S/N比小，难以辨别电力值与噪声，因此难以通过与阈值之间的比较来判定为电力值产生异常。

然而，即便是这种波形的电力值，通过取得第二电力方差值并形成波形，如图10的(b)所示，能够在A位置形成明确的波峰，能够判定为电力值产生异常。

[实施例3]

接下来，对本发明的实施例3进行说明。本实施例是将第二实施方式应用于在滚筒R外径面形成的热处理表面的除去加工的例子。

此外，滚筒R以及切削工具T、切削工具T的进给速度与实施例1相同。

而且，在本实施例中，在个人计算机11中将图6所示的流程图的参数设定为：

步骤S23的时间ta：1/200秒，

步骤S24的期间ΔT3：0.5秒，

步骤S25的时间t3：0.5秒，

步骤S26的时间ΔT4：30秒，

步骤S27的时间t4：0.5秒，

步骤S28的规定个数Na：60个

步骤S30的规定次数n：5次。

此外，在步骤S27中，相对于已求出第二加速度方差值的第一加速度方差值的数据组，将接下来求出的一个第一加速度方差值加入数据组，并从数据组中删除30秒前的一个第一加速度方差值，然后，再次求出数据组的方差值来作为第二加速度方差值。然后，通过重复该顺序，持续地求出第二加速度方差值并储存，作为第二加速度方差值数据。

另外，如图11所示，在步骤S29中，阈值β设定成随着第二加速度方差值Va2变大而变小。

图12中，(a)示出判定为加速度值产生异常前后的加速度值的变化，(b)示出判定为加速度值产生异常前后的第一加速度方差值的变化，(c)示出判定为加速度值产生异常前后的第二加速度方差值的变化。此外，图12的测定与图9的测定是同时进行的，在图12中，将图9的电力值波峰91a、92a的位置分别表示为B、C。

在图12的(a)的电力值的波形中，在图9的波峰92a的位置C计测到小的波峰93a。而且，波峰93a在图12的(b)的第一加速度方差值的波形中被增强成波峰93b，在图12的(c)的第二加速度方差值的变化中被进一步增强成波峰93c。而且，在波峰93c处，第二加速度方差值Va1与第二加速度方差值Va2之比(Va1/Va2)连续5次超过阈值β，判定为加速度值产生异常。

另外，在图12的(a)的加速度值的变化中，在计测到图9的波峰91a的位置B并未计测到加速度值的波峰。而且，在图12的(b)的第一加速度方差值的变化与图12的(c)的第二加速度方差值的变化中，在位置B也未计测到波峰。

在实施例1中，对于波峰91a，第二电力方差值Vp1与第二电力方差值Vp2之比(Vp1/Vp2)未连续规定次数5次超过阈值α，据此，并不判定为电力值产生异常。因而，根据m次的设定情况，有可能导致工具异常的误检测。然而，能够确认：若如本实施例那样，按照根据基于电力值的异常判定和基于加速度值的异常判定双方的信息来判定工具异常的方法，则对于波峰91a这样的波峰，能够基于加速度值明确判定并非因工具异常所引起的波峰，能够更高精度地检测工具异常的产生。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。

例如，能够应用本发明的切削加工装置并不限于滚筒车削加工机，只要是能够使切削工具沿绕轴旋转的圆柱体或圆筒体的表面进给从而进行圆柱体或圆筒体的外形加工的切削加工装置即可，也可以应用于轴、圆棒等的表面的切削加工装置。

另外，本发明不仅能够应用于圆柱体或圆筒体的外径面加工的工具异常检测，还能够应用于侧面加工的工具异常检测。即，能够应用于实施方式中的滚筒R的侧面F1、F2的加工。在该情况下，直接应用图3或图6的流程并适当地设定阈值α、β即可。

Claims (4)

1.一种工具异常检测方法，

所述工具异常检测方法应用于切削加工装置，所述切削加工装置使切削工具沿绕轴旋转的圆柱体或圆筒体的表面进给，进行所述圆柱体或圆筒体的外形加工，

所述工具异常检测方法的特征在于，

所述工具异常检测方法具有：

电力值数据制作步骤，以时间tp的间隔对使所述切削工具进给的电力值持续采样并储存，形成电力值数据；

第一电力方差值数据制作步骤，求出所述电力值数据中从最新的所述电力值至时间ΔT1前的所述电力值的方差值来作为第一电力方差值，以时间t1的间隔持续求出所述第一电力方差值并储存，形成第一电力方差值数据；

第二电力方差值数据制作步骤，求出所述第一电力方差值数据中从最新的所述第一电力方差值至时间ΔT2前的所述第一电力方差值的方差值来作为第二电力方差值，以时间t2的间隔持续求出所述第二电力方差值并储存，形成第二电力方差值数据；以及

电力值异常判定步骤，依次求出所述第二电力方差值数据中最新的第二电力方差值Vp1与相比最新的第二电力方差值Vp1靠前规定个数Np个的时刻的第二电力方差值Vp2之比Vp1/Vp2，当该比值连续规定次数m次超过阈值α时，判定为所述电力值产生异常，

基于所述电力值异常判定步骤中的异常判定的信息，判定为所述切削工具产生工具异常。

2.根据权利要求1所述的工具异常检测方法，其特征在于，

根据所述第二电力方差值Vp2设定所述阈值α。

3.根据权利要求1或2所述的工具异常检测方法，其特征在于，

所述工具异常检测方法具有：

加速度值数据制作步骤，以时间ta的间隔对与所述切削工具的振动相关的加速度值持续采样并储存，形成加速度值数据；

第一加速度方差值数据制作步骤，求出所述加速度值数据中从最新的所述加速度值至时间ΔT3前的所述加速度值的方差值来作为第一加速度方差值，以时间t3的间隔持续求出所述第一加速度方差值并储存，形成第一加速度方差值数据；

第二加速度方差值数据制作步骤，求出所述第一加速度方差值数据中从最新的所述第一加速度方差值至时间ΔT4前的所述第一加速度方差值的方差值来作为第二加速度方差值，以时间t4的间隔持续求出所述第二加速度方差值并储存，形成第二加速度方差值数据；以及

加速度值异常判定步骤，依次求出所述第二加速度方差值数据中最新的第二加速度方差值Va1与相比最新的第二加速度方差值靠前规定个数Na个的时刻的第二加速度方差值Va2之比Va1/Va2，当该比值连续规定次数n次超过阈值β时，判定为所述加速度值产生异常，

基于所述电力值异常判定步骤中的异常判定与所述加速度值异常判定步骤中的异常判定双方的信息，判定为所述切削工具产生工具异常。

4.根据权利要求3所述的工具异常检测方法，其特征在于，

根据所述第二加速度方差值Va2设定所述阈值β。