CN106994625A - 机床监视装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机床监视装置，其能够容易掌握包括异常时在内的机床信息的监视状况。机床的NC装置(10)中，操作者设定并通过输入单元输入的监视参数(阈值、超过阈值后在多长时间内判断为异常等)、退避参数(退刀的方向、距离、速度等)能记录在存储部(13)中，加工监视部(14)例如在使用作为机床信息的主轴负载进行监视的情况下，在监视器(16)上显示监视状况，并对监视参数中设定的判断为异常的主轴负载阈值与机床动作指示部(12)生成的指令负载进行比较，来判断有无异常，在判断为异常的情况下，按照退避参数向退避指示部(15)发送退避指令，并在监视器(16)上进行显示。

Description

机床监视装置

技术领域

本发明涉及在一边使刀具或工件旋转一边进行工件的加工的机床中，用于判断加工状况、机床异常的监视装置。

背景技术

在使安装于主轴的刀具或工件旋转，使刀具与工件相对移动而进行加工的机床中，发生如下不良情况：刀具的损伤导致不能将工件加工成所期望的尺寸、形状。并且，在由于刀具的损伤而工件不能被去除的状况下进给轴继续动作时，成为与刀具和工件相碰撞相同的状况，不仅刀具、工件，机床也受到损伤。因此，一般监视被认为最能体现加工状态的主轴电机的负载，来停止进给轴等的情况。

例如，关于利用主轴电机的负载进行的监视，已知如下的方法：以实际上能正常进行加工的情况下的主轴负载作为基准值，按每隔一定时间与该基准值进行比较，进行负载的监视。图1示出记录实际正常加工时的负载作为基准值，以将基准值沿上下方向偏移的形式警戒的阈值的图。显示阈值和所监视的信号，这对于掌握监视处于什么样的状况来说是非常有效的。

此外，作为这样的显示技术，在专利文献1示出了如下技术：在负载监视装置中，在显示部中对比基准值和加工中检测出的负载数据而进行描绘。由此，能够在视觉上掌握监视装置的状况。

并且，作为其他的显示技术，已知专利文献2。此处，公开了如下的技术：当在加工异常的检测中使用AE传感器时，正常加工时的传感器信号与发生异常时的信号之差较大，因此正常加工的标度下看不见异常加工的信号，鉴于此，纵轴表示AE，横轴表示时间，自动变更垂直标度。由此，能够以同时容易地看见正常时和异常时的两个信号的方式显示。

另一方面，利用这些加工监视技术检测为异常的情况下，为了使对被加工物的损伤最小，考虑退刀（分离刀具与被加工物）。至于这种退刀，已知专利文献3中公开的发明。此处异常时，读取目前执行中的程序段中的刀具直径校正的偏移矢量Vof，使用通过该刀具直径校正求出的偏移矢量Vof，使刀具沿被加工物的加工面的法线方向退刀。因此，能够不使刀具与被加工物干涉而进行退刀。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2-100857号公报

专利文献2：日本特开平1-216747号公报

专利文献3：日本特开2007-249484号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在使用主轴负载进行的加工监视中，即使主轴开始旋转时为非加工状态，负载也瞬间上升。因此，在主轴开始旋转时不需要进行监视，但专利文献1、2所示的技术中，不能向操作者通知监视装置的这种状态。因而，操作者不能理解在负载超过阈值的状况下为什么不能检测出异常。

另一方面，如专利文献3那样在异常时退刀的情况下监视装置判断为异常时，操作者希望掌握轴朝向哪个方向移动多少和此时的速度。

因此，本发明的目的在于提供能容易掌握包括异常时在内的机床信息的监视状况的机床的监视装置。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的，技术方案1的发明的特征在于包括：判断单元，其监视关于机床的机床信息来判断有无异常；以及显示控制单元，其在显示单元中显示所述机床信息的监视状况和由所述判断单元判断为异常时的处理状况。

技术方案2的发明的特征在于，在技术方案1的结构中，所述显示控制单元使用时间轴在所述显示单元中显示所述机床信息的监视状况，将不进行监视的区间和/或不能进行监视的区间也显示在所述显示单元中。

技术方案3的发明的特征在于，在技术方案2的结构中，所述判断单元比较所述机床信息的值与所述机床信息中预先设定的阈值来判断有无异常，所述显示控制单元在所述显示单元中显示所述阈值，并且在所述显示单元的所述阈值的显示部分中，改变显示形态来显示不进行所述监视的区间和/或没有进行监视的区间。

技术方案4的发明的特征在于，在技术方案3的结构中，所述显示控制单元在所述显示单元中显示所述机床信息的值和该值超过所述阈值时的经过时间。

技术方案5的发明的特征在于，在技术方案1至4中的任意一项的结构中，所述机床监视装置具备退避指示单元，在由所述判断单元判断为发生异常时，该退避指示单元指示使刀具与工件彼此分离的动作，所述显示控制单元在所述显示单元中显示由所述退避指示单元指示的退避方向和距离，作为所述处理状况。

发明效果

根据技术方案1的发明，能够通过显示单元得知机床信息的监视状况和发生异常时的处理状况。从而通过同时确认实际加工和监视状况，能够判断监视是否设定在当初设想的加工部位、其阈值是否合适等。此外，能够掌握判断为异常时的动作，因此能够预先确认正常加工时在各个加工部位被判断为异常的情况下会进行什么样的动作。

根据技术方案2的发明，在技术方案1的效果的基础上，例如监视装置的设定者与操作者不同的情况下，也能够掌握根据设定而没有执行监视、还是由于不满足监视装置的条件而没有进行监视。

根据技术方案3的发明，在技术方案2的效果的基础上，由于在阈值的显示部分上表示有无监视的状态，能够更为直观地掌握。

根据技术方案4的发明，在技术方案3的效果的基础上，在能够确认从阈值偏离的情况下，能够掌握在之后多长时间内机床进行异常时的动作。由此，直至异常时的动作开始为止可能需要时间的情况下，操作者自己可以停止机床。

根据技术方案5的发明，在技术方案1至4中的任意一项的效果的基础上，在进行退避的设定的状况下，示出机床判断为异常而进行退避动作的情况下的方向和距离，由此能够看着加工而进行确认，从而可以事先判断异常时沿该方向退避的话会碰撞等。

附图说明

图1是示出将基准波形偏移的阈值的设定例的说明图。

图2是机床的结构框图。

图3是示出在监视器上一并显示阈值和主轴负载的例的说明图。

图4是示出将不进行监视的区间和没有进行监视的区间显示在阈值的显示部分上的例的说明图。

图5是示出主轴负载超过阈值的情况下的时间经过的显示例的说明图。

图6是示出主轴负载超过阈值的情况下的时间经过的显示例的说明图。

图7是示出退避指示时的退避方向和距离、速度的显示例的说明图。

标号说明

1：主轴外壳；2：主轴；3：刀具；4：工作台；5：工件；6：底座；10：NC装置；11：程序解析部；12：机床动作指示部；13：存储部；14：加工监视部；15：退避指示部；16：监视器。

具体实施方式

下面，根据附图说明本发明的实施方式。

图2是示出机床的一例的结构框图。机床的主轴外壳1上具备能够通过主轴电机2旋转的主轴2，在主轴2的末端安装有刀具3。工作台4上固定有工件5，通过使工作台4在底座6上沿彼此垂直的X轴、Y轴、Z轴方向移动来使刀具3与工件5相对地移动，从而进行工件5的加工。

10是控制机床的NC装置（数控装置），NC装置10具备将操作者通过未图示的输入单元输入的程序解析成主轴旋转指令、进给轴动作指令的程序解析部11、以及根据从程序解析部11发送的指令来控制主轴电机、各进给轴的机床动作指示部12，以进行工件5的加工，并且也具备作为本发明的监视装置的功能。

NC装置10中，操作者设定并通过输入单元输入的监视参数（阈值、超过阈值后在多长时间内判断为异常等）、退避参数（退刀的方向、距离、速度等）能记录在存储部13中。

14是使用存储部13中记录的监视参数进行加工监视的加工监视部，例如在使用作为机床信息的主轴负载进行监视的情况下，加工监视部14对监视参数中设定的判断为异常的主轴负载阈值与机床动作指示部12生成的指令负载进行比较。在加工监视部14判断为异常的情况下，按照退避参数，将退避指令发送至作为退避指示单元的退避指示部15。退避指示部15向机床动作指示部12发出使机床动作的指令。而且，加工监视部14将监视状况、退避状况显示在作为显示单元的监视器16中。该加工监视部14成为本发明的判断单元和显示控制单元。

此处，对监视器16上显示的内容进行说明。如图3所示，监视器16上显示监视的阈值。进入监视的范围如图3所示，通过表示阈值的线的范围表示。但是，如前所述，利用主轴负载监视的情况下，旋转开始时负载有时会急剧上升，因此设置进入监视后至实际上开始监视的时间（监视待机）。图3的虚线相当于该监视待机时间。之后，进行监视的区间通过实线的阈值表示。监视因某些理由而无效的情况下，如图4所示，在阈值的线上用双点划线表示该区间。

监视参数中设定有从主轴负载超过阈值起至判断为异常的时间。图5、6是在监视器16上显示超过阈值后至判断为异常而执行退刀（退避）的时间的例。图5、图6对执行退避为止的时间倒计时，图5至图6中随着时间经过，主轴负载的时间波形变长，相应地倒计时为止的时间变短。

图7是在监视器16上显示作为处理状况的退避状态的例。显示了退避方向与距离、移动速度。由此能够掌握超过了阈值的情况下的退刀的动态。

由此，根据上述方式的NC装置10（监视装置），通过具备：监视机床的主轴负载来判断有误异常的判断单元、以及在监视器16上显示主轴负载的监视状况和发生异常时的处理状况的显示控制单元即加工监视部14，能通过监视器16知晓主轴负载的监视状况和发生异常时的处理状况。从而通过同时确认实际加工和监视状况，能够判断监视是否设定在当初设想的加工部位、其阈值是否合适等。此外，能够掌握判断为异常时的动作，因此能够预先确认正常加工时在各个加工部位判定为异常时会进行什么样的动作。

尤其此处，加工监视部14使用时间轴，将主轴负载的监视状况显示在监视器16上，将不进行监视的区间和没有进行监视的区间也显示于监视器16，因此例如监视装置的设定者与操作者不同的情况下，能够掌握根据设定而没有执行监视、还是由于不满足监视装置的条件而没有进行监视。

此外，加工监视部14比较主轴负载的值与主轴负载中预先设定的阈值来判断有无异常，在监视器16上显示阈值，并改变显示形态（此处为线的形态）来在阈值的显示部分中显示不进行监视的区间和没有进行监视的区间，因此能更直观地掌握。

并且，通过在监视器16上显示主轴负载的值和该值超过阈值时的经过时间，能确认从阈值偏离的情况下，能够掌握在之后多长时间内机床进行异常时的动作。由此，直至异常时的动作开始为止可能需要时间的情况下，操作者自己可以停止机床。

并且，具备退避指示部15，由加工监视部14判断为发生异常时，该退避指示部15指示使刀具3与工件5彼此分离的动作，加工监视部14在监视器16上显示由退避指示部15指示的退避方向和距离、退避速度，由此在进行退避的设定的这种处理状况下，看着加工而进行确认，从而能够事先判断异常时沿该方向退避的话碰撞等。

此外，图3～7中示出固定的阈值的例，但可以设成以图1那样的时序波形为基准的阈值。另外，通过阈值的线的种类示出监视的状态，但也可以通过阈值的颜色示出，不仅是阈值，也可以是表示区间（例如四边形包围的范围）的显示。

并且，图5、6中示出用基于倒计时的数值表示超过阈值的时间的例，但也可以用柱形图表示该时间过程。图5、6中没有示出，但可以用数值表示阈值与监视的机床信息的值的关系。

另一方面图7中作为退刀的参数，也显示退避速度，但可以仅示出退避方向和距离，虽然用数值表示，但也可以用矢量及其长度图示退避方向和距离。另外，可以显示退避中至退避位置的剩余距离。并且，处理状况不限于退避，也包括保持使刀具旋转而留在该位置的情况。

另一方面在上述方式中，利用NC装置实现监视装置，并使显示单元兼用作NC装置的显示画面，但也可以至少使判断单元和显示控制单元、显示单元与NC装置独立，由有线或无线连接于NC装置的外部装置（个人计算机等）构成监视装置，利用该监视装置来监视主轴负载等机床信息。这样的话能够通过一处的监视装置同时监视多个机床的机床信息。

Claims (5)

1.一种机床监视装置，其特征在于，该机床监视装置包括：

判断单元，其监视关于机床的机床信息来判断有无异常；以及

显示控制单元，其在显示单元中显示所述机床信息的监视状况以及由所述判断单元判断为异常时的处理状况。

2.根据权利要求1所述的机床监视装置，其特征在于，

所述显示控制单元使用时间轴而在所述显示单元中显示所述机床信息的监视状况，将不进行监视的区间和/或没有进行监视的区间也显示在所述显示单元中。

3.根据权利要求2所述的机床监视装置，其特征在于，

所述判断单元比较所述机床信息的值与所述机床信息中预先设定的阈值来判断有无异常，

所述显示控制单元在所述显示单元中显示所述阈值，并且在所述显示单元的所述阈值的显示部分中，改变显示形态来显示不进行所述监视的区间和/或没有进行监视的区间。

4.根据权利要求3所述的机床监视装置，其特征在于，

所述显示控制单元在所述显示单元中显示所述机床信息的值和该值超过所述阈值时的经过时间。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的机床监视装置，其特征在于，

所述机床监视装置具备退避指示单元，在由所述判断单元判断为异常时，所述退避指示单元指示使刀具与工件彼此分离的动作，

所述显示控制单元在所述显示单元中显示由所述退避指示单元指示的退避方向和距离，作为所述处理状况。