CN112643406B - 检测装置和记录有程序的记录介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供检测装置和记录有程序的记录介质。检测装置具备：空转进给阈值获取部，获取在不对工件进行加工的空转进给运转中容许的负荷量的阈值作为空转进给阈值；预期负荷量获取部，获取通过执行实际对工件进行加工的实际加工运转而预期的负荷量的增加量作为预期负荷量；计算部，基于空转进给阈值和预期负荷量来计算实际加工运转中容许的负荷量的阈值作为实际加工阈值；运转模式获取部，获取是空转进给运转模式还是实际加工运转模式；实际加工负荷量获取部，获取运转时的工具的负荷量作为实际加工负荷量；检测部，基于运转模式来检测实际加工负荷量相对于空转进给阈值或实际加工阈值的超过；输出部，输出表示实际加工负荷量的超过的信号。

Description

检测装置和记录有程序的记录介质
技术领域
本发明涉及一种检测装置和记录有程序的记录介质。
背景技术
以往，在使用工具进行切割等去除加工的去除加工装置中，对工件的加工是通过使工具接触到工件来实施的。这时，工具是通过操作者的操作或者在去除加工装置中设定的程序而被移动(进给)的。
在对去除加工装置进行操作时，优选的是，所要移动的工具的主轴不接触到工件或治具。工具的接触有时导致工具(以及去除加工装置)的损伤。因此，通过检测进给轴(主轴)的负荷，来执行抑制损伤。例如，在进给轴上检测到阈值以上的负荷扭矩的情况下，执行停止去除加工装置的动作。作为像这样监视负荷的装置，提出了一种将加工负荷的上限值与实际的负荷进行比较的装置(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-19939号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1中，判断实际的负荷是否超过了预先设定的加工负荷的上限值。由此，能够监视工具的折损、磨损。
另外，用于检测出负荷的阈值被设定为包含了考虑去除加工对负荷的影响所得到的余量的值。由此，能够抑制因去除加工时的负荷而停止。另一方面，即使是在工具与工件分离的状态下对程序进行测试等不伴有去除加工的情况(空运转)，也实施以包含去除加工负荷的余量的阈值来检测负荷。因而，如果能够根据运转状态来更适当地抑制工具的损伤，则是优选的。
用于解决问题的方案
本公开涉及一种检测装置，用于检测去除加工装置的去除加工进给中的进给轴上的去除加工负荷的异常，所述检测装置具备：空转进给阈值获取部，其获取在不对工件进行加工的空转进给运转中能够容许的负荷量的阈值作为空转进给阈值；预期负荷量获取部，其获取通过实际对工件进行加工的实际加工运转的执行而预期的负荷量的增加量作为预期负荷量；计算部，其基于所述空转进给阈值和所述预期负荷量，来计算实际加工运转中能够容许的负荷量的阈值作为实际加工阈值；运转模式获取部，其获取是空转进给运转和实际加工运转中的哪一种运转模式；实际加工负荷量获取部，其获取实际加工运转时的实际的负荷量作为实际加工负荷量；检测部，其基于所述运转模式，来检测所述实际加工负荷量相对于所述空转进给阈值或所述实际加工阈值的超过；以及输出部，其输出表示所述实际加工负荷量的超过的信号。
另外，本公开涉及一种记录有程序的记录介质，所述程序用于使计算机作为检测装置进行动作，该检测装置用于检测去除加工装置的去除加工进给中的进给轴上的去除加工负荷的异常，所述程序使所述计算机作为以下各部发挥功能：空转进给阈值获取部，其获取在不对工件进行加工的空转进给运转中能够容许的负荷量的阈值作为空转进给阈值；预期负荷量获取部，其获取通过实际对工件进行加工的实际加工运转的执行而预期的负荷量的增加量作为预期负荷量；计算部，其基于所述空转进给阈值和所述预期负荷量，来计算实际加工运转中能够容许的负荷量的阈值作为实际加工阈值；运转模式获取部，其获取是空转进给运转和实际加工运转中的哪一种运转模式；实际加工负荷量获取部，其获取实际加工运转时的实际的负荷量作为实际加工负荷量；检测部，其基于所述运转模式，来检测所述实际加工负荷量相对于所述空转进给阈值或所述实际加工阈值的超过；以及输出部，其输出表示所述实际加工负荷量的超过的信号。
发明的效果
根据本公开，能够提供一种根据运转状态来更适当地抑制工具的损伤的检测装置和记录有程序的记录介质。
附图说明
图1是示出本公开的第一实施方式所涉及的检测装置和去除加工装置的概要结构图。
图2是示出第一实施方式的检测装置的结构的框图。
图3是示出第一实施方式的检测装置的实际加工负荷量相对于空转进给阈值及实际加工阈值的关系的曲线图。
图4是示出第一实施方式的检测装置的动作的流程图。
图5是示出本公开的第二实施方式所涉及的检测装置的结构的框图。
图6是示出第二实施方式的检测装置的决定预期负荷量的要素的表。
图7是示出第二实施方式的切入量和去除加工幅度的概念图。
图8是示出第二实施方式的刀刃、切入角度以及去除加工量的关系的概念图。
图9是示出第二实施方式的刀刃、切入角度以及去除加工量的其它关系的概念图。
附图标记说明
1：检测装置；11：空转进给阈值获取部；12：预期负荷量获取部；13：计算部；14：运转模式获取部；15：实际加工负荷量获取部；16：检测部；17：输出部；100：去除加工装置；101：工件；102：工具。
具体实施方式
下面，参照图1至图9来说明本公开的各实施方式所涉及的检测装置1和程序。
首先，对检测装置1的概要进行说明。
检测装置1例如图1所示那样被组装在对去除加工装置100进行控制的数值控制装置200中而构成。检测装置1监视去除加工装置100的进给轴(未图示)的负荷。检测装置1例如通过获取伴随工具102的移动引起的进给轴上的负荷扭矩或负荷电流，来检测工具102与工件101或治具(未图示)的接触。由此，检测装置1抑制工具102的折损、损伤等。下面的各实施方式中的检测装置1尤其对工具102在去除加工进给中的负荷进行监视。即，检测装置1监视在不对工件101进行加工的空转进给运转和实际对工件101进行加工的实际加工运转中的负荷。此外，在各实施方式中，“去除加工”是指包括切削加工、磨削加工、研磨加工等以与工具接触的方式进行的去除加工的总称。
[第一实施方式]
接着，参照图1至图4来说明本公开的第一实施方式所涉及的检测装置1。
检测装置1是检测去除加工装置100的去除加工进给中的去除加工负荷的异常的装置。如图2所示，检测装置1具备空转进给阈值获取部11、预期负荷量获取部12、计算部13、运转模式获取部14、实际加工负荷量获取部15、检测部16、输出部17以及停止控制部18。
空转进给阈值获取部11例如是通过由CPU进行动作来实现的。空转进给阈值获取部11获取在不对工件101进行加工的空转进给运转中能够容许的负荷量的阈值作为空转进给阈值。空转进给阈值获取部11例如获取对工具102的动作进行测试的测试运转中的进给轴的负荷量的阈值作为空转进给阈值。空转进给阈值获取部11获取以工具102不与工件101接触为前提的、更小的负荷量的值作为空转进给阈值。
预期负荷量获取部12例如是通过由CPU进行动作来实现的。预期负荷量获取部12获取通过实际对工件101进行加工的实际加工运转的执行而预期的负荷量的增加量作为预期负荷量。预期负荷量获取部12例如获取被决定为通过实际加工得到的负荷量的增加量的值作为预期负荷量。即，预期负荷量获取部12获取超过空转进给阈值且容许的负荷量的余量作为预期负荷量。
计算部13例如是通过由CPU进行动作来实现的。计算部13基于空转进给阈值和预期负荷量，来计算实际加工运转中能够容许的负荷量的阈值作为实际加工阈值。计算部13例如图3所示那样计算空转进给阈值与预期负荷量之和作为实际加工阈值。
运转模式获取部14例如是通过由CPU进行动作来实现的。运转模式获取部14获取是空转进给运转和实际加工运转中的哪一种运转模式。运转模式获取部14例如获取在数值控制装置200中设定的空转进给运转和实际加工运转中的某一种运转模式。
实际加工负荷量获取部15例如是通过由CPU进行动作来实现的。实际加工负荷量获取部15获取实际加工运转时的实际的负荷量作为实际加工负荷量。实际加工负荷量获取部15例如从数值控制装置200获取随时间变化的实际的工具102的负荷量作为实际加工负荷量。即，实际加工负荷量获取部15获取由于工具102与工件101等接触而增加的负荷量作为实际加工负荷量的一例。相反地，实际加工负荷量获取部15获取由于工具102离开工件101等而减少的负荷量作为实际加工负荷量的一例。
检测部16例如是通过由CPU进行动作来实现的。检测部16基于运转模式，来检测实际加工负荷量相对于空转进给阈值或实际加工阈值的超过。在运转模式为空转进给运转的情况下，检测部16检测实际加工负荷量相对于空转进给阈值的超过。另一方面，在运转模式为实际加工运转的情况下，检测部16检测工具102的实际加工负荷量相对于实际加工阈值的超过。即，在运转模式为空转进给运转的情况下，检测部16检测实际加工负荷量相对于作为更低的阈值的空转进给阈值的超过。另一方面，在运转模式为实际加工运转的情况下，检测部16检测实际加工负荷量相对于作为更高的阈值的实际加工阈值的超过。
输出部17例如是通过由CPU进行动作来实现的。输出部17输出表示实际加工负荷量的超过的信号。输出部17例如使显示器等显示装置(未图示)显示表示超过的画面。另外，输出部17例如使扬声器等声音播放装置(未图示)播放表示超过的声音。
停止控制部18例如是通过由CPU进行动作来实现的。停止控制部18基于针对实际加工负荷量的超过的检测，来使去除加工装置100的动作停止。停止控制部18例如通过对去除加工装置100输出跳闸(trip)信号，来使去除加工装置100的动作停止。
接着，参照图4的流程图来说明检测装置1的动作。
首先，空转进给阈值获取部11获取空转进给阈值(步骤S1)。空转进给阈值获取部11例如获取去除加工装置100中设定的空转进给运转中的工具102的负荷量的阈值。空转进给阈值获取部11将获取到的空转进给阈值发送到计算部13和检测部16。
接着，预期负荷量获取部12获取预期负荷量(步骤S2)。预期负荷量获取部12例如根据工具102的种类或去除加工的种类而获取不同的预期负荷量。预期负荷量获取部12将获取到的预期负荷量发送到计算部13。
接着，计算部13计算实际加工阈值(步骤S3)。计算部13例如计算空转进给阈值与预期负荷量之和作为实际加工阈值。计算部13将计算出的实际加工阈值发送到检测部16。
接着，运转模式获取部14获取运转模式(步骤S4)。运转模式获取部14例如获取是空转进给运转和实际加工运转中的哪一种运转。运转模式获取部14将获取到的运转模式发送到检测部16。
接着，实际加工负荷量获取部15获取实际加工负荷量(步骤S5)。实际加工负荷量获取部15将获取到的实际加工负荷量发送到检测部16。
接着，检测部16判断处于哪一种运转模式(步骤S6)。在判断为运转模式是空转进给运转的情况下(步骤S6：“是”)，处理进入步骤S7。另一方面，在判断为运转模式是实际加工运转的情况下(步骤S6：“否”)，处理进入步骤S10。
在步骤S7中，检测部16判断实际加工负荷量是否超过了空转进给阈值。检测部16例如检测图3所示那样的实际加工负荷量相对于空转进给阈值的超过。在实际加工负荷量超过空转进给阈值的情况下(步骤S7：“是”)，处理进入步骤S8。另一方面，在实际加工负荷量未超过空转进给阈值的情况下(步骤S7：“否”)，处理进入步骤S11。
在步骤S8中，输出部17向外部输出表示实际加工负荷量的超过的信号(步骤S9)。输出部17例如使显示装置显示表示实际加工负荷量的超过的显示。
在步骤S9中，停止控制部18使去除加工装置100的动作停止。由此，本流程的处理结束。
在步骤S10中，检测部16判断实际加工负荷量是否超过实际加工阈值。检测部16例如检测图3所示那样的实际加工负荷量相对于实际加工阈值的超过。在实际加工负荷量超过实际加工阈值的情况下(步骤S10：“是”)，处理进入步骤S8。另一方面，在实际加工负荷量未超过实际加工阈值的情况下(步骤S10：“否”)，处理进入步骤S11。
在步骤S11中，判断检测装置1是否继续进行监视。例如，在去除加工装置100继续执行去除加工进给的情况下，检测装置1继续进行监视。在继续进行监视的情况下(步骤S11：“是”)，处理返回到步骤S5。另一方面，在结束监视的情况下(步骤S11：“否”)，本流程的处理结束。
接着，对程序进行说明。
检测装置1中包括的各结构能够分别通过硬件、软件或者它们的组合来实现。在此，所谓通过软件来实现，是指通过由计算机读入程序并执行该程序来实现。
能够使用各种类型的非暂态的计算机可读介质(Non-transitory ComputerReadable Medium)保存程序，并将该程序提供给计算机。非暂态的计算机可读介质包括具有各种类型的实体的记录介质(Tangible Storage Medium)。非暂态的计算机可读介质的例子包括磁记录介质(例如，软盘、磁带、硬盘驱动器)、磁光记录介质(例如，磁光盘)、CD-ROM(Read Only Memory：只读存储器)、CD-R、CD-R/W、半导体存储器(例如掩码ROM、PROM(Programmable ROM：可编程只读存储器)、EPROM(Erasable PROM：可擦可编程只读存储器)、快闪ROM、RAM(Random Access Memory：随机存储器))。另外，也可以通过各种类型的暂态的计算机可读介质(Transitory Computer Readable Medium)将显示程序提供给计算机。暂态的计算机可读介质的例子包括电信号、光信号以及电磁波。暂态的计算机可读介质经由电线和光纤等有线通信路径或无线通信路径将程序提供给计算机。
以上，根据第一实施方式所涉及的检测装置1和程序，起到以下效果。
(1)一种检测装置1，用于检测去除加工装置100的去除加工进给中的进给轴上的去除加工负荷的异常，检测装置1具备：空转进给阈值获取部11，其获取在不对工件101进行加工的空转进给运转中能够容许的负荷量的阈值作为空转进给阈值；预期负荷量获取部12，其获取通过实际对工件101进行加工的实际加工运转而预期的负荷量的增加量作为预期负荷量；计算部13，其基于空转进给阈值和预期负荷量，来计算实际加工运转中能够容许的负荷量的阈值作为实际加工阈值；运转模式获取部14，其获取是空转进给运转和实际加工运转中的哪一种运转模式；实际加工负荷量获取部15，其获取实际加工运转时的实际的负荷量作为实际加工负荷量；检测部16，其基于运转模式，来检测实际加工负荷量相对于空转进给阈值或实际加工阈值的超过；以及输出部17，其输出表示实际加工负荷量的超过的信号。能够使不发生去除加工负荷的空转进给运转时的用于检测为异常的阈值与实际加工运转时的用于检测为异常的阈值不同。即，能够使所要使用的阈值根据运转状况而变化。由此，能够根据运转状况来更适当地抑制工具102的损伤。
(2)计算部13计算空转进给阈值与预期负荷量之和作为实际加工阈值。由此，检测部16能够基于相比于空转进给阈值而言增加了负荷量所得到的实际加工阈值，来检测工具102的非意图的接触。因而，能够在抑制去除加工装置100实际进行去除加工时的误检测的同时，检测出工具102的非意图的接触。
[第二实施方式]
接着，参照图5至图9来说明本公开的第二实施方式所涉及的检测装置1和程序。在说明第二实施方式时，对与上述的实施方式相同的构成要素标注相同的附图标记，并省略或简化其说明。
如图5所示，第二实施方式所涉及的检测装置1在还具备负荷量决定部19这一点不同于第一实施方式。另外，第二实施方式所涉及的检测装置1在预期负荷量获取部12获取由负荷量决定部19决定的预期负荷量这一点不同于第一实施方式。
负荷量决定部19例如是通过由CPU进行动作来实现的。负荷量决定部19根据工具102的种类或去除加工的种类来决定预期负荷量。负荷量决定部19例如图6所示那样使预期负荷量根据工件101的硬度、工件101的拉伸强度、进给速度、加工条件中的切入量、去除加工幅度、切削速度以及工具102的形状而变化。负荷量决定部19针对各种要素，如以下那样使用各要素来改变预期负荷量。
(工件101的材质)
在工件101的材质的硬度越高时，负荷量决定部19使预期负荷量越增加。另外，在工件101的材质的拉伸强度越强时，负荷量决定部19使预期负荷量越增加。
(进给速度)
进给速度越快，则负荷量决定部19使预期负荷量越增加。其理由是，进给速度越快，则一次接触刀刃的去除加工量越多。
(加工条件)
图7所示的切入量越大，则负荷量决定部19使预期负荷量越增加。另外，图7所示的去除加工幅度越大，则负荷量决定部19使预期负荷量越增加。其理由是，由于切入量或去除加工幅度增大，因此去除加工量增多，负荷增大。
(切削速度)
切削速度越慢，则负荷量决定部19使预期负荷量越增加。其理由是，当切削速度变慢时，一次接触刀刃的去除加工量增多，负荷增大。
(工具102的形状)
在工具102为铣削的情况下，如图8和图9所示，切入角度越小，则负荷量决定部19使预期负荷量越增加。其理由是，切入角度越小，则一次接触刀刃的去除加工量越多，去除加工负荷越大。
以上，根据第二实施方式所涉及的检测装置1和程序，起到以下效果。
(3)还具备负荷量决定部19，该负荷量决定部19根据工具102或去除加工的种类来决定预期负荷量，预期负荷量获取部12获取由负荷量决定部19决定的预期负荷量。由此，能够根据工具102的种类或去除加工的种类而决定不同的预期负荷量，因此能够更加灵活地设定检测的精度。
以上，说明了本公开的检测装置和程序的优选的各实施方式，但是本公开不限制于上述的实施方式，能够进行适当的变更。
例如，在上述的实施方式中，在进行空转进给运转的情况下，计算部13也计算实际加工阈值，但是不限制于此。例如，计算部13也可以不计算实际加工阈值。由此，能够降低检测装置1的处理负荷。
另外，在上述的实施方式中，停止控制部18使去除加工装置100停止，但是不限制于此。检测装置1也可以不具有停止控制部18。在该情况下，检测部16仅执行由输出部17输出信号。

Claims (4)

1.一种检测装置，用于检测去除加工装置的去除加工进给中的进给轴上的去除加工负荷的异常，所述检测装置具备：
空转进给阈值获取部，其获取在不对工件进行加工的空转进给运转中能够容许的负荷量的阈值作为空转进给阈值；
预期负荷量获取部，其获取通过实际对工件进行加工的实际加工运转的执行而预期的负荷量的增加量作为预期负荷量；
计算部，其基于所述空转进给阈值和所述预期负荷量，来计算实际加工运转中能够容许的负荷量的阈值作为实际加工阈值；
运转模式获取部，其获取是空转进给运转和实际加工运转中的哪一种运转模式；
实际加工负荷量获取部，其获取实际加工运转时的实际的负荷量作为实际加工负荷量；
检测部，其基于所述运转模式，来检测所述实际加工负荷量相对于所述空转进给阈值或所述实际加工阈值的超过；以及
输出部，其输出表示所述实际加工负荷量的超过的信号。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其中，
所述计算部计算所述空转进给阈值与所述预期负荷量之和作为所述实际加工阈值。
3.根据权利要求1或2所述的检测装置，
还具备负荷量决定部，该负荷量决定部根据工具或去除加工的种类来决定所述预期负荷量，
所述预期负荷量获取部获取由所述负荷量决定部决定的所述预期负荷量。
4.一种记录有程序的记录介质，所述程序用于使计算机作为检测装置进行动作，该检测装置用于检测去除加工装置的去除加工进给中的进给轴上的去除加工负荷的异常，
所述程序使所述计算机作为以下各部发挥功能：
空转进给阈值获取部，其获取在不对工件进行加工的空转进给运转中能够容许的负荷量的阈值作为空转进给阈值；
预期负荷量获取部，其获取通过实际对工件进行加工的实际加工运转的执行而预期的负荷量的增加量作为预期负荷量；
计算部，其基于所述空转进给阈值和所述预期负荷量，来计算实际加工运转中能够容许的负荷量的阈值作为实际加工阈值；
运转模式获取部，其获取是空转进给运转和实际加工运转中的哪一种运转模式；
实际加工负荷量获取部，其获取实际加工运转时的实际的负荷量作为实际加工负荷量；
检测部，其基于所述运转模式，来检测所述实际加工负荷量相对于所述空转进给阈值或所述实际加工阈值的超过；以及
输出部，其输出表示所述实际加工负荷量的超过的信号。
CN202011039300.2A 2019-10-11 2020-09-28 检测装置和记录有程序的记录介质 Active CN112643406B (zh)

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