CN115315337A - 处理系统、显示系统、处理装置、处理方法以及处理程序 - Google Patents

处理系统、显示系统、处理装置、处理方法以及处理程序 Download PDF

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Abstract

处理系统具备铣削加工用的切削工具、多个传感器以及处理部，所述多个传感器对表示与切削加工时的所述切削工具的负荷相关的状态的物理量进行测量，所述处理部基于多个测量时间点下的各所述传感器的测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷，所述处理部基于所生成的所述测量数据表示的二维形状，来进行与使用了所述切削工具的切削加工相关的判定处理。

Description

处理系统、显示系统、处理装置、处理方法以及处理程序
技术领域
本公开涉及处理系统、显示系统、处理装置、处理方法以及处理程序。
本申请主张以在2020年4月13日申请的国际申请PCT/JP2020/016248为基础的优先权，并将其公开的全部内容援引于此。
背景技术
在专利文献1(美国专利申请公开第2015/0261207号说明书)中公开了如下方法。一种用于对工件加工机的动作参数进行设定或监视的方法，其中，工件加工机具有工具保持件、以及至少使工件和所述工具保持件沿着第一轴相对于彼此移动的机构，在安装有工件的工具保持件的处理操作中、以及工具向工件的应用过程中，对在工具与工件间的相互作用过程中由工具产生并向工具保持件发送的下述(a)至(c)的测定变量中的至少一个的值进行检测，为了与用于加工时序而记录的、低于最大加工时间的处理时间相配合地设定与所使用的工具的延长后的耐用年数相关的操作参数，为了针对其再现性而对处理操作进行监视，或者为了对工件处理机械的工具磨损或机械误差进行监视，使用至少一个测定变量的确认后的值：
(a)沿与第一轴平行的方向作用的轴力；
(b)相对于第一轴或与第一轴平行的轴存在的扭矩；
(c)与方向以及量对应的弯曲扭矩或弯曲扭矩分量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2015/0261207号说明书
专利文献2：欧洲专利申请公开第3486737号说明书
专利文献3：日本特开2006-71485号公报
专利文献4：日本特开平11-118625号公报
非专利文献
非专利文献1：金子和晖，其他三名，“基于倾斜切削理论的立铣刀加工的切削力模型”，日本机械学会论文集，2017年，第83卷，第856号，p.17-00247
发明内容
本公开的处理系统具备铣削加工用的切削工具、多个传感器以及处理部，所述多个传感器对表示与切削加工时的所述切削工具的负荷相关的状态的物理量进行测量，所述处理部基于多个测量时间点下的各所述传感器的测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷，所述处理部基于所生成的所述测量数据表示的二维形状，来进行与使用了所述切削工具的切削加工相关的判定处理。
本公开的处理装置具备：测量结果获取部，其获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；生成部，其基于由所述测量结果获取部获取到的多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及判定部，其基于由所述生成部生成的所述测量数据表示的二维形状，来进行与使用了所述切削工具的切削加工相关的判定处理。
本公开的处理方法是处理装置中的处理方法，其中，所述处理方法包含如下步骤：获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；基于所获取的多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及基于所生成的所述测量数据表示的二维形状，来进行与使用了所述切削工具的切削加工相关的判定处理。
本公开的处理程序是在处理装置中使用的处理程序，其中，所述处理程序用于使计算机作为以下功能部而发挥功能：测量结果获取部，其获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；生成部，其基于由所述测量结果获取部获取到的、多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及判定部，其基于由所述生成部生成的所述测量数据表示的二维形状，来进行与使用了所述切削工具的切削加工相关的判定处理。
本公开的显示系统具备铣削加工用的切削工具、多个传感器以及处理装置，所述多个传感器对表示与切削加工时的所述切削工具的负荷相关的状态的物理量进行测量，所述处理装置进行如下处理：基于多个测量时间点下的各所述传感器的测量结果而生成测量数据并显示所生成的所述测量数据表示的二维形状，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷。
本公开的处理装置具备：测量结果获取部，其获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；生成部，其基于由所述测量结果获取部获取到的、多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及显示处理部，其进行显示由所述生成部生成的所述测量数据表示的二维形状的处理。
本公开的处理方法是处理装置中的处理方法，其中，所述处理方法包含如下步骤：获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；基于所获取的多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及进行显示所生成的所述测量数据表示的二维形状的处理。
本公开的处理程序是在处理装置中使用的处理程序，其中，所述处理程序用于使计算机作为以下功能部而发挥功能：测量结果获取部，其获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；生成部，其基于由所述测量结果获取部获取到的、多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及显示处理部，其进行显示由所述生成部生成的所述测量数据表示的二维形状的处理。
本公开的一个方式不仅能够作为具备这样的特征性的处理部的处理系统来实现，还能够作为实现处理系统的一部分或者全部的半导体集成电路来实现。另外，本公开的一个方式不仅能够作为具备这样的特征性的处理部的处理装置来实现，还能够作为实现处理装置的一部分或者全部的半导体集成电路来实现。
附图说明
图1是表示本公开的实施方式所涉及的处理系统的结构的图。
图2是表示本公开的实施方式所涉及的切削工具的结构的剖视图。
图3是表示本公开的实施方式所涉及的切削工具的结构的向视图。
图4是表示本公开的实施方式所涉及的切削系统中的处理装置的结构的图。
图5是示意性地表示本公开的实施方式所涉及的切削工具的立体图。
图6是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的生成部生成的测量数据的一个例子的图。
图7是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的生成部生成的测量数据的一个例子的图。
图8是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的生成部生成的测量数据的一个例子的图。
图9是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的生成部生成的测量数据的另一个例子的图。
图10是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的生成部生成的测量数据的另一个例子的图。
图11是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的生成部生成的测量数据的另一个例子的图。
图12是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的计算数据获取部获取到的计算数据的一个例子的图。
图13是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的计算数据获取部获取到的计算数据的一个例子的图。
图14是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的计算数据获取部获取到的计算数据的一个例子的图。
图15是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的计算数据获取部获取到的计算数据的另一个例子的图。
图16是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的计算数据获取部获取到的计算数据的另一个例子的图。
图17是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的计算数据获取部获取到的计算数据的另一个例子的图。
图18是表示本公开的实施方式所涉及的处理装置的存储部中的数据库的一个例子的图。
图19是表示本公开的实施方式所涉及的处理装置中的处理部对差异度的计算方法的一个例子的图。
图20是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的处理部执行的条件判定处理的一个例子的图。
图21是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的生成部生成的测量数据的一个例子的图。
图22是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的生成部生成的测量数据的一个例子的图。
图23是表示本公开的实施方式所涉及的处理装置中的处理部对差异度的计算结果的一个例子的图。
图24是表示本公开的实施方式所涉及的处理装置中的处理部对差异度的计算结果的一个例子的图。
图25是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的处理部执行的异常判定处理的结果的一个例子的图。
图26是表示在本公开的实施方式所涉及的处理装置中的显示部上显示的显示画面的一个例子的图。
图27是对本公开的实施方式所涉及的切削系统中的处理装置获取各种信息以及传感器测量值时的动作步骤的一个例子进行规定的流程图。
图28是对本公开的实施方式所涉及的切削系统中的处理装置进行异常判定处理时的动作步骤的一个例子进行规定的流程图。
图29是对本公开的实施方式所涉及的切削系统中的处理装置进行条件推定处理时的动作步骤的一个例子进行规定的流程图。
图30是表示本公开的实施方式所涉及的切削系统中的判定处理以及显示处理的时序的一个例子的图。
图31是表示本公开的实施方式的变形例所涉及的处理装置中的处理部对二维形状的旋转对称度的计算方法的一个例子的图。
图32是表示由本公开的实施方式的变形例所涉及的处理装置中的处理部计算出的差异度与旋转角之间的关系的图。
图33是表示在本公开的实施方式的变形例所涉及的处理装置中的显示部上显示的显示画面的一个例子的图。
图34是对本公开的实施方式的变形例所涉及的切削系统中的处理装置进行异常判定处理时的动作步骤的一个例子进行规定的流程图。
具体实施方式
以往，提出了如下技术：在切削工具安装传感器，基于切削加工时的传感器的测量结果，对切削工具中的切削刃的异常进行检测。
[本公开所要解决的问题]
期望一种能够超过专利文献1的技术而实现与使用了切削工具的切削加工的状态相关的优异性能的技术。
本公开是为了解决上述的问题而完成的，其目的在于，提供能够实现与使用了切削工具的切削加工的状态相关的优异性能的处理系统、显示系统、处理装置、处理方法以及处理程序。
[本公开的效果]
根据本公开，能够实现与使用了切削工具的切削加工的状态相关的优异性能。
[本公开的实施方式的说明]
首先，列举本公开的实施方式的内容进行说明。
(1)本公开的实施方式所涉及的处理系统具备铣削加工用的切削工具、多个传感器以及处理部，所述多个传感器对表示与切削加工时的所述切削工具的负荷相关的状态的物理量进行测量，所述处理部基于多个测量时间点下的各所述传感器的测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷，所述处理部基于所生成的所述测量数据表示的二维形状，来进行与使用了所述切削工具的切削加工相关的判定处理。
这样，根据基于包含以多个传感器的测量结果为基础而生成的多个二维数据的测量数据表示的二维形状来进行判定处理的结构，例如，能够基于二维形状的解析结果通过简单的处理来进行与切削加工相关的判定。因而，能够实现与使用了切削工具的切削加工的状态相关的优异性能。
(2)优选地，所述处理部获取基于所述切削工具的形状而计算出的计算数据并进一步地基于所获取的所述计算数据表示的二维形状来进行所述判定处理，所述计算数据包含多个时间点下的与所述负荷相关的多个二维数据，所述负荷是与所述旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷。
根据这样的结构，例如，能够基于在进行了正常且理想的切削加工的情况下应生成的二维数据的二维形状与实际上生成的二维数据的二维形状的类似度来进行与切削加工相关的判定。
(3)优选地，所述处理部获取进一步地基于使用了所述切削工具的切削条件而计算出的所述计算数据，并基于包含与第一期间内的多个所述测量时间点对应的多个二维数据的第一测量数据表示的二维形状、和基于所述第一期间内的所述切削条件而计算出的第一计算数据表示的二维形状的比较结果，来进行与使用了所述切削工具的切削加工的异常相关的所述判定处理。
根据这样的结构，能够基于实际上生成的二维数据的二维形状相对于理想的二维形状的偏离程度，对切削加工的异常进行检测。
(4)更优选地，所述处理部基于按每个所述切削条件而不同的所述计算数据表示的二维形状来进行所述判定处理。
根据这样的结构，能够对通过多种切削条件进行的切削加工的异常进行检测。
(5)更优选地，所述处理部进一步地基于包含与不同于所述第一期间的第二期间内的多个所述测量时间点对应的多个二维数据的第二测量数据表示的二维形状、和所述第一测量数据表示的二维形状的比较结果，来进行所述判定处理。
根据这样的结构，当在过去的某个时间点下预先发生了异常的情况下，能够对进一步的异常的发生以及异常的扩大等进行检测。
(6)更优选地，所述处理部进一步地基于包含与不同于所述第一期间的第二期间内的多个所述测量时间点对应的多个二维数据的第二测量数据表示的二维形状、和基于所述第二期间内的所述切削条件而计算出的第二计算数据表示的二维形状的比较结果，来进行所述判定处理。
根据这样的结构，能够基于在过去的某个时间点下实际上生成的二维数据的二维形状相对于理想的二维形状的偏离程度，更细致地确定异常的原因。
(7)更优选地，所述处理部进一步地基于所述第一期间内的所述切削条件与不同于所述第一期间的第二期间内的所述切削条件的比较结果，来进行所述判定处理。
根据这样的结构，能够基于切削条件有无变化，更细致地确定异常的原因。
(8)优选地，所述处理部基于所述测量数据表示的二维形状与所述计算数据表示的二维形状的类似度来进行所述判定处理。
根据这样的结构，能够基于实际上生成的二维数据的二维形状相对于理想的二维形状的偏离程度来进行判定处理，因此例如能够更准确地检测出切削加工的异常。
(9)优选地，所述处理部进行与使用了所述切削工具的切削加工的切削条件相关的所述判定处理。
根据这样的结构，能够基于多个计算数据中的、表示与实际上生成的二维数据的二维形状的类似度较高的二维形状的计算数据，对切削条件进行推定。
(10)优选地，所述处理部生成包含与所述切削工具旋转多次所需的期间内的多个所述测量时间点对应的多个二维数据的所述测量数据。
根据这样的结构，能够使用降低了切削工具的每次旋转的偏差的测量数据来进行更准确的判定处理。
(11)优选地，所述处理部生成绕所述旋转轴彼此相邻的两个二维数据的旋转角为5°以下的所述测量数据，并获取绕所述旋转轴彼此相邻的两个二维数据的旋转角为5°以下的所述计算数据。
根据这样的结构，能够更精密地进行测量数据表示的二维形状与计算数据表示的二维形状的比较，因此能够进行更准确的判定处理。
(12)优选地，所述处理部基于所述测量数据表示的二维形状的旋转对称性的程度来进行与使用了所述切削工具的切削加工相关的判定处理。
根据这样的结构，能够使用更有限的信息通过简单的处理来进行与切削加工相关的判定。
(13)本公开的实施方式所涉及的处理装置具备：测量结果获取部，其获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；生成部，其基于由所述测量结果获取部获取到的、多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及判定部，其基于由所述生成部生成的所述测量数据表示的二维形状，来进行与使用了所述切削工具的切削加工相关的判定处理。
这样，根据基于包含以多个传感器的测量结果为基础而生成的多个二维数据的测量数据表示的二维形状来进行判定处理的结构，例如，能够基于二维形状的解析结果通过简单的处理来进行与切削加工相关的判定。因而，能够实现与使用了切削工具的切削加工的状态相关的优异性能。
(14)本公开的实施方式所涉及的处理方法是处理装置中的处理方法，其中，所述处理方法包含如下步骤：获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；基于所获取的多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及基于所生成的所述测量数据表示的二维形状，来进行与使用了所述切削工具的切削加工相关的判定处理。
这样，根据基于包含以多个传感器的测量结果为基础而生成的多个二维数据的测量数据表示的二维形状来进行判定处理的方法，例如，能够基于二维形状的解析结果通过简单的处理来进行与切削加工相关的判定。因而，能够实现与使用了切削工具的切削加工的状态相关的优异性能。
(15)本公开的实施方式所涉及的处理程序是在处理装置中使用的处理程序，其中，所述处理程序用于使计算机作为以下功能部而发挥功能：测量结果获取部，其获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；生成部，其基于由所述测量结果获取部获取到的、多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及判定部，其基于由所述生成部生成的所述测量数据表示的二维形状，来进行与使用了所述切削工具的切削加工相关的判定处理。
这样，根据基于包含以多个传感器的测量结果为基础而生成的多个二维数据的测量数据表示的二维形状来进行判定处理的结构，例如，能够基于二维形状的解析结果通过简单的处理来进行与切削加工相关的判定。因而，能够实现与使用了切削工具的切削加工的状态相关的优异性能。
(16)本公开的实施方式所涉及的显示系统具备铣削加工用的切削工具、多个传感器以及处理装置，所述多个传感器对表示与切削加工时的所述切削工具的负荷相关的状态的物理量进行测量，所述处理装置进行如下处理：基于多个测量时间点下的各所述传感器的测量结果而生成测量数据并显示所生成的所述测量数据表示的二维形状，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷。
这样，根据进行显示包含以多个传感器的测量结果为基础而生成的多个二维数据的测量数据表示的二维形状的处理的结构，例如，能够使用二维形状使用户在视觉上对切削工具中的负荷进行识别。因而，能够实现与使用了切削工具的切削加工的状态相关的优异性能。
(17)优选地，所述处理装置进行如下处理：获取基于所述切削工具的形状而计算出的计算数据并进一步显示所获取的所述计算数据表示的二维形状，所述计算数据包含多个时间点下的与所述负荷相关的多个二维数据，所述负荷是与所述旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷。
根据这样的结构，例如，用户能够对在进行了正常且理想的切削加工的情况下应生成的二维数据的二维形状和实际上生成的二维数据的二维形状进行比较。
(18)优选地，所述处理装置进行如下处理：进一步地显示表示所述测量数据表示的二维形状与所述计算数据表示的二维形状之间的类似度的信息。
根据这样的结构，能够使用户对实际上生成的二维数据的二维形状相对于理想的二维形状的偏离程度进行识别。
(19)优选地，所述处理装置进行如下处理：对使用了所述切削工具的切削条件进行推定并进一步地显示推定结果。
根据这样的结构，能够使用户对用户所想要的切削条件与所推定的切削条件的一致进行确认。
(20)本公开的实施方式所涉及的处理装置具备：测量结果获取部，其获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；生成部，其基于由所述测量结果获取部获取到的、多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及显示处理部，其进行显示由所述生成部生成的所述测量数据表示的二维形状的处理。
这样，根据进行显示包含以多个传感器的测量结果为基础而生成的多个二维数据的测量数据表示的二维形状的处理的结构，例如，能够使用二维形状使用户在视觉上对切削工具中的负荷进行识别。因而，能够实现与使用了切削工具的切削加工的状态相关的优异性能。
(21)本公开的实施方式所涉及的处理方法是处理装置中的处理方法，其中，所述处理方法包含如下步骤：获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；基于所获取的多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及进行显示所生成的所述测量数据表示的二维形状的处理。
这样，根据进行显示包含以多个传感器的测量结果为基础而生成的多个二维数据的测量数据表示的二维形状的处理的方法，例如，能够使用二维形状使用户在视觉上对切削工具中的负荷进行识别。因而，能够实现与使用了切削工具的切削加工的状态相关的优异性能。
(22)本公开的实施方式所涉及的处理程序是在处理装置中使用的处理程序，其中，所述处理程序用于使计算机作为以下功能部而发挥功能：测量结果获取部，其获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；生成部，其基于由所述测量结果获取部获取到的、多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及显示处理部，其进行显示由所述生成部生成的所述测量数据表示的二维形状的处理。
这样，根据进行显示包含以多个传感器的测量结果为基础而生成的多个二维数据的测量数据表示的二维形状的处理的结构，例如，能够使用二维形状使用户在视觉上对切削工具中的负荷进行识别。因而，能够实现与使用了切削工具的切削加工的状态相关的优异性能。
以下，使用附图对本公开的实施方式进行说明。需要说明的是，对附图中相同或相当的部分标注相同的附图标记，不重复其说明。另外，也可以将以下记载的实施方式的至少一部分任意地组合。
[处理系统]
图1是表示本公开的实施方式所涉及的处理系统的结构的图。参照图1，处理系统301具备铣削加工用的切削工具101、多个应变传感器20以及处理装置201。处理系统301是显示系统的一个例子。处理装置201是处理系统301中的处理部的一个例子。
[切削工具]
切削工具101例如是在铣床等机床中使用的立铣刀，用于由金属等构成的切削对象物的旋转切削加工。切削工具101例如是可转位刀片式的立铣刀。切削工具101在保持于心轴等工具保持件210的状态下使用。
切削工具101具备轴部10、壳体24、电池22、无线通信装置23以及刃安装部12。轴部10包含柄部11。在图1中，通过作为假想线的双点划线而示出壳体24。
刃安装部12设置于切削工具101的比轴部10靠前端侧的位置。刃安装部12例如包含四个刃固定部13。在各刃固定部13安装刀片14。需要说明的是，刃安装部12也可以构成为包含一个、两个或四个以上的刃固定部13。
工具保持件210安装于机床的主轴220。主轴220为柱状，对工具保持件210施加旋转力。工具保持件210是配置在主轴220的延长线上的柱状的构件。具体而言，工具保持件210的上端部被保持于主轴220。另外，工具保持件210的下端部对切削工具101的柄部11进行保持。
例如，应变传感器20经由粘接剂或粘合剂安装于轴部10的周面。需要说明的是，应变传感器20也可以安装于工具保持件210的周面。
壳体24对应变传感器20进行收纳。具体而言，壳体24包含未图示的底板部以及侧壁部。壳体24从下方以及侧方将应变传感器20覆盖。
电池22以及无线通信装置23被收纳于壳体24。例如，电池22以及无线通信装置23被固定于壳体24的底板部或侧壁部。无线通信装置23例如包含通信用IC(IntegratedCircuit：集成电路)等通信电路。电池22经由未图示的电线与应变传感器20以及无线通信装置23连接。电池22经由电线向应变传感器20以及无线通信装置23供给电力。在电线上设置有对电力供给的接通以及断开进行切换的开关。
例如，处理系统301具备三个应变传感器20。需要说明的是，处理系统301可以构成为具备比切削工具101中的刀片14的数量少的应变传感器20，也可以构成为具备比切削工具101中的刀片14的数量多的应变传感器20。另外，处理系统301也可以构成为具备与切削工具101中的刀片14的数量不相关的数量的应变传感器20。
图2是表示本公开的实施方式所涉及的切削工具的结构的剖视图。图2是图1中的II-II线向视剖视图。参照图2，作为应变传感器20，应变传感器20A、应变传感器20B、应变传感器20C设置于轴部10。应变传感器20B设置于在轴部10的周向上从设置有应变传感器20C的位置偏移90°后的位置。应变传感器20A设置于在轴部10的周向上从设置有应变传感器20B的位置偏移90°后的位置。应变传感器20A、应变传感器20C设置于隔着轴部10的旋转轴17呈点对称的位置。应变传感器20A、应变传感器20B、应变传感器20C例如可以在沿着轴部10的旋转轴17的方向上设置于相同的位置，也可以设置于互不相同的位置。
需要说明的是，应变传感器20A、应变传感器20B、应变传感器20C与刃安装部12的位置无关，例如如上述那样分别设置于轴部10或工具保持件210的周面即可。即，应变传感器20A、应变传感器20B、应变传感器20C不需要设置于在轴部10或工具保持件210的周面中从刃固定部13沿着旋转轴17的位置。
以下，为了进行说明，在与旋转轴17正交的平面内，将从旋转轴17朝向设置有应变传感器20A的位置的方向称为X方向，将从旋转轴17朝向设置有应变传感器20B的位置的方向称为Y方向。
图3是表示本公开的实施方式所涉及的切削工具的结构的向视图。图3是从图1中的III方向观察时的向视图。参照图3，刃安装部12包含刃固定部13A、刃固定部13B、刃固定部13C、刃固定部13D作为刃固定部13。刃固定部13A、刃固定部13B、刃固定部13C、刃固定部13D分别设置于在刃安装部12的周向上顺时针依次偏移90°后的位置。在刃固定部13A、刃固定部13B、刃固定部13C、刃固定部13D分别安装有刀片14A、刀片14B、刀片14C、刀片14D作为刀片14。刀片14A、刀片14B、刀片14C、刀片14D分别具有切削刃。
刀片14例如是不重磨刀片。刀片14例如通过螺纹紧固而安装于刃固定部13。需要说明的是，刀片14也可以通过螺纹紧固以外的手段固定于刃固定部13。另外，切削工具101也可以是所谓的整体立铣刀，具备与轴部10成为一体的切削刀来代替刃安装部12。
应变传感器20对表示与切削加工时的切削工具101的负荷相关的状态的物理量进行测量。更详细而言，应变传感器20对轴部10的剪切应变ε进行测量，作为表示与切削加工时的切削工具101的负荷相关的状态的物理量。
应变传感器20例如在从切削加工的开始时刻即时刻ts到结束时刻即时刻te为止的期间内，对剪切应变ε进行测量，将与剪切应变ε对应的电平的模拟信号经由未图示的信号线发送到无线通信装置23。
无线通信装置23以预定的采样周期对从应变传感器20接收到的模拟信号进行AD(Analog Digital：模拟数字)转换，生成作为转换后的数字值的传感器测量值。更详细而言，无线通信装置23通过对从应变传感器20A接受到的剪切应变ε的模拟信号进行AD转换而生成传感器测量值sx，通过对从应变传感器20B接受到的剪切应变ε的模拟信号进行AD转换而生成传感器测量值sy，通过对从应变传感器20C接受到的剪切应变ε的模拟信号进行AD转换而生成传感器测量值sr。
无线通信装置23对所生成的传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr赋予表示采样时机的时间戳，将被赋予了时间戳的传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr保存于未图示的存储部。无线通信装置23例如以预定周期从该存储部获取一组或多组传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr，生成包含所获取的传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr以及对应的应变传感器20的识别信息的无线信号，并将所生成的无线信号发送到处理装置201。
[处理装置]
图4是表示本公开的实施方式所涉及的切削系统中的处理装置的结构的图。参照图4，处理装置201具备无线通信部110、生成部120、计算数据获取部130、处理部140、形状信息获取部151、条件信息获取部152、显示部160以及存储部170。无线通信部110是测量结果获取部的一个例子。处理部140是判定部的一个例子，且是显示处理部的一个例子。
无线通信部110例如通过通信用IC等通信电路来实现。生成部120、计算数据获取部130、处理部140、形状信息获取部151以及条件信息获取部152例如通过CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)以及DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)等处理器来实现。存储部170例如是非易失性存储器。显示部160例如是显示器。需要说明的是，显示部160也可以设置于处理装置201的外部。
<形状信息获取部>
形状信息获取部151获取表示在切削加工中使用的切削工具101的形状的形状信息。更详细而言，形状信息获取部151获取表示工具直径、作为刀片14的数量的刃数、扭转角、作为刀片14绕旋转轴17的角度间隔的刀片间距、以及容屑槽的形状信息。在此，工具直径是刀片14的切削刃的外接圆的直径，也称为外径或刃径。例如，形状信息获取部151在切削加工开始前，从作为制作机床的加工程序的软件的CAM(Computer AidedManufacturing：计算机辅助制造)获取形状信息，并将所获取的形状信息保存于存储部170。
<条件信息获取部>
条件信息获取部152获取表示使用了切削工具101的切削加工中的切削条件的条件信息。更详细而言，条件信息获取部152获取表示轴向切入量以及半径方向切入量的条件信息。例如，条件信息获取部152在切削加工开始前，从CAM获取条件信息，并将所获取的条件信息保存于存储部170。
<无线通信部>
无线通信部110获取应变传感器20的测量结果，该测量结果是表示与切削加工时的切削工具101的负荷相关的状态的物理量的测量结果。
更详细而言，无线通信部110与切削工具101中的无线通信装置23进行基于无线的通信。无线通信装置23以及无线通信部110例如进行使用了依据IEEE802.15.4的ZigBee(注册商标)、依据IEEE 802.15.1的Bluetooth(注册商标)以及依据IEEE802.15.3a的UWB(Ultra Wide Band：超宽带)等通信协议的基于无线的通信。需要说明的是，也可以在无线通信装置23与无线通信部110之间使用上述以外的通信协议。
无线通信部110根据从切削工具101中的无线通信装置23接收到的无线信号获取传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr以及识别信息。然后，无线通信部110将该传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr与该识别信息建立对应地保存于存储部170。
<生成部>
生成部120基于由无线通信部110获取到的、多个测量时间点下的各应变传感器20的测量结果而生成测量数据MD，该测量数据MD包含每个测量时间点下的与负荷相关的二维数据，该负荷是与旋转轴17垂直的平面内的两个方向上的负荷。
更详细而言，生成部120基于由无线通信部110保存于存储部170的传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr而生成二维数据。
图5是示意性地表示本公开的实施方式所涉及的切削工具的立体图。参照图5，在进行基于切削工具101的切削加工时，在与旋转轴17垂直的平面且供刀片14的切削刃通过的平面即切削阻力作用面18内，从切削对象物向该切削刃施加载荷、即切削阻力F[N]。
例如，生成部120基于传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr，生成表示切削工具101在切削阻力作用面18内受到的X方向的载荷Fx以及Y方向的载荷Fy的二维数据。
更详细而言，存储部170存储有用于将传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr转换为载荷Fx、载荷Fy、载荷Fz的转换式。例如，上述转换式使用专利文献3以及专利文献4等所记载的技术预先制作。更详细而言，上述转换式是基于对切削工具101施加已知的载荷时得到的传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr而预先制作的转换矩阵。
生成部120基于存储部170中的传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr以及转换矩阵，生成表示载荷Fx、载荷Fy的二维数据。需要说明的是，生成部120也可以构成为，基于传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr，生成表示设置有应变传感器20A的位置处的剪切应变ε以及设置有应变传感器20B的位置处的剪切应变ε的二维数据。
生成部120在以生成周期P为依据的生成时机下，基于从时刻(P×m)开始的预定的对象期间T内的多个传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr，生成该对象期间T内的多个二维数据。在此，m为正整数。需要说明的是，也可以通过使生成周期P与对象期间T相同而使各对象期间T连续。另外，也可以通过使生成周期P比对象期间T短而使各对象期间T部分重叠。另外，也可以通过使生成周期P比对象期间T长而间歇地设置各对象期间T。
例如，生成部120生成包含与切削工具101旋转多次所需的期间内的多个测量时间点对应的二维数据的测量数据MD。更详细而言，对象期间T为切削工具101旋转多次所需的期间。
生成部120在以生成周期P为依据的生成时机下，按每个对象期间T生成由多个二维数据构成的测量数据MD，并将所生成的测量数据MD与对象期间T建立对应地保存于存储部170。
图6～图8是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的生成部生成的测量数据的一个例子的图。图6～图8在纵轴为载荷Fy[N]、横轴为载荷Fx[N]且以旋转轴17为原点的二维坐标C1上示出了使用刃数为“4”的切削工具101并将半径方向切入量ae分别设定为A1、A2以及A3而进行了切削加工时由生成部120生成的测量数据MD。在此，A1＜A2＜A3。
参照图6～图8，切削加工时的半径方向切入量ae越大，由生成部120生成的测量数据MD表示的二维形状SMD越接近于圆形。这是因为，在使用相同工具直径的切削工具101的情况下，切削加工时的半径方向切入量ae越大，对切削对象物同时作用的刀片14的数量即同时作用刃数越多。
具体而言，例如在将半径方向切入量ae设定为A1而进行了切削加工的情况下，同时作用刃数始终为一个。在该情况下，如图6所示，由生成部120生成的测量数据MD与刃数对应地示出为大致十字形状的二维形状SMD。另一方面，例如在将半径方向切入量ae设定为A3而进行了切削加工的情况下，同时作用刃数始终为两个或三个。在该情况下，如图8所示，由生成部120生成的测量数据MD示出为大致圆形形状的二维形状SMD。这样，由生成部120生成的测量数据MD示出为与半径方向切入量ae等切削条件对应的二维形状SMD。
例如，生成部120生成绕旋转轴17彼此相邻的两个二维数据的旋转角为5°以下的测量数据MD。更详细而言，在二维坐标C1中彼此相邻的两个二维数据的以原点为中心的旋转角为5°以下。该旋转角优选为2°以下，更优选为1°以下。
图9～图11是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的生成部生成的测量数据的另一个例子的图。图9～图11在二维坐标C1上示出了使用刃数为“6”的切削工具101并将半径方向切入量ae分别设定为B1、B2以及B3而进行了切削加工时由生成部120生成的测量数据MD。在此，B1＜B2＜B3。
参照图9～图11，与图6～图8同样地，切削加工时的半径方向切入量ae越大，由生成部120生成的测量数据MD表示的二维形状SMD越接近于圆形。
另外，参照图9以及图10，由生成部120生成的测量数据MD与刃数对应地示出为大致星型六边形形状的二维形状SMD。这样，由生成部120生成的测量数据MD示出为与刃数等切削工具101的形状对应的二维形状SMD。
<计算数据获取部>
计算数据获取部130获取基于切削工具101的形状而计算出的计算数据CD，该计算数据CD包含切削加工时的多个时间点下的与负荷相关的多个二维数据，该负荷是与旋转轴17垂直的平面内的两个方向上的负荷。
更详细而言，计算数据获取部130获取通过使用了切削工具101的形状以及切削条件的模拟而预先计算出的计算数据CD，该计算数据CD包含表示切削阻力作用面18中的切削面积矢量Vd的多个二维数据。
图12～图14是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的计算数据获取部获取到的计算数据的一个例子的图。图12～图14在纵轴为Y方向上的切削面积Sy[mm^2]、横轴为X方向上的切削面积Sx[mm^2]且以旋转轴17为原点的二维坐标C2中，示出了表示使用与生成图6～图8所示的测量数据MD时相同的切削工具101在相同的切削条件下进行了切削加工时的切削面积矢量Vd的计算数据CD。在此，“a^b”是指a的b次方。
参照图12～图14，由计算数据获取部130获取到的计算数据CD表示的二维形状SCD与图6～图8中的测量数据MD表示的二维形状SMD同样地，切削加工时的半径方向切入量ae越大则越接近于圆形。另外，参照图12，由计算数据获取部130获取到的计算数据CD与图6所示的测量数据MD同样地，与刃数对应地示出为大致十字形状的二维形状SCD。
例如，计算数据获取部130获取绕旋转轴17彼此相邻的两个二维数据的旋转角为2°以下的计算数据CD。更详细而言，在二维坐标C2中彼此相邻的两个二维数据的以原点为中心的旋转角为2°以下。作为一个例子，计算数据获取部130获取作为连续的二维数据的集合的计算数据CD。
图15～图17是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的计算数据获取部获取到的计算数据的另一个例子的图。图15～图17在二维坐标C2上示出了表示使用与生成图9～图11所示的测量数据MD时相同的切削工具101在相同的切削条件下进行了切削加工时的切削面积矢量Vd的计算数据CD。
参照图15～图17，由计算数据获取部130获取到的计算数据CD表示的二维形状SCD与图9～图11中的测量数据MD表示的二维形状SMD同样地，切削加工时的半径方向切入量ae越大则越接近于圆形。另外，参照图15以及图16，由计算数据获取部130获取到的计算数据CD与图9以及图10所示的测量数据MD同样地，与刃数对应地示出为大致星型六边形形状的二维形状SCD。
例如，存储部170存储有多个计算数据CD。计算数据获取部130从存储部170获取计算数据CD。
图18是表示本公开的实施方式所涉及的处理装置的存储部中的数据库的一个例子的图。参照图18，存储部170存储有表示切削工具101的形状以及切削条件与计算数据CD之间的对应关系的数据库DB。
更详细而言，处理系统301的管理者使用上述的形状信息以及条件信息和非专利文献1等所记载的瞬间切削力模型，计算出使用了切削工具101的切削加工时的每个刀片14在切削阻力作用面18中的切削面积矢量Vch。然后，管理者将计算出的每个刀片14的切削面积矢量Vch的总和计算为切削面积矢量Vd。管理者按照切削工具101的形状以及切削条件，计算出切削面积矢量Vd，生成数据库DB，该数据库DB表示对计算出的切削面积矢量Vd进行表示的计算数据CD与切削工具101的形状以及切削条件之间的对应关系，并将所生成的数据库DB保存于存储部170。
例如，处理部140将表示应获取对象期间T内的计算数据CD的意思的计算数据请求输出到计算数据获取部130。
计算数据获取部130从处理部140接受计算数据请求，从存储部170获取表示在对象期间T内在切削加工中使用的切削工具101的形状的形状信息。然后，计算数据获取部130从存储部170中的数据库DB获取与该形状信息表示的形状对应的多个计算数据CD。
作为一个例子，计算数据获取部130从存储部170获取表示在对象期间T内在切削加工中使用的切削工具101的形状为形状a的形状信息。然后，计算数据获取部130从存储部170中的数据库DB获取与该形状信息对应的计算数据CDaw、计算数据CDax、计算数据CDay、计算数据CDaz……。
例如，计算数据获取部130获取进一步地基于使用了切削工具101的切削条件而计算出的计算数据CD。更详细而言，计算数据获取部130从处理部140接受计算数据请求，从存储部170获取表示在对象期间T内在切削加工中使用的切削工具101的形状的形状信息、以及表示对象期间T内的切削条件的条件信息。然后，计算数据获取部130从存储部170中的数据库DB获取与该形状信息以及该条件信息对应的一个计算数据CD。
作为一个例子，计算数据获取部130从存储部170获取表示在对象期间T内在切削加工中使用的切削工具101的形状为形状b的形状信息、以及表示对象期间T内的切削条件为条件x的条件信息。然后，计算数据获取部130从存储部170中的数据库DB获取与该形状信息以及该条件信息对应的计算数据CDbx。
作为对从处理部140接受到的计算数据请求的响应，计算数据获取部130将获取到的一个或多个计算数据CD输出到处理部140。
<处理部>
处理部140基于由生成部120生成的测量数据MD表示的二维形状SMD，进行与使用了切削工具101的切削加工相关的判定处理。作为一个例子，处理部140进一步地基于由计算数据获取部130获取到的计算数据CD表示的二维形状SCD，进行与使用了切削工具101的切削加工相关的判定处理。
更详细而言，当由生成部120将对象期间T内的测量数据MD保存于存储部170后，处理部140将表示应获取对象期间T内的计算数据CD的意思的计算数据请求输出到计算数据获取部130。计算数据获取部130如上述那样，作为针对计算数据请求的响应，将一个或多个计算数据CD输出到处理部140。处理部140从计算数据获取部130接受对象期间T内的一个或多个计算数据CD，获取存储部170中的对象期间T的测量数据MD，基于从计算数据获取部130接受到的一个或多个计算数据CD表示的二维形状SCD和获取到的测量数据MD表示的二维形状SMD来进行判定处理。
例如，处理部140使用图像处理的技术，计算出二维形状SCD与二维形状SMD之间的差异度D1，基于计算出的差异度D1进行判定处理。在此，差异度D1越高，意味着二维形状SCD与二维形状SMD的类似度越低，差异度D1越低，意味着二维形状SCD与二维形状SMD的类似度越高。
图19是表示本公开的实施方式所涉及的处理装置中的处理部对差异度的计算方法的一个例子的图。参照图19，处理部140生成如下二值图像GMD：将对象期间T内的测量数据MD中的二维数据的绘图和由该测量数据MD表示的二维形状SMD包围的区域设为白色，将该二维形状SMD的外侧的区域设为黑色。另外，处理部140生成如下二值图像GCD：将由从计算数据获取部130接受到的对象期间T内的计算数据CD表示的二维形状SCD包围的区域设为白色，将该二维形状SCD的外侧的区域设为黑色。
处理部140计算出二值图像GMD以及二值图像GCD中颜色不一致的部分的面积作为差异度D1。具体而言，处理部140计算出二值图像GMD以及二值图像GCD中的对应的每个像素的异或XOR的合计值XORsum作为差异度D1。
例如，处理部140进行对二值图像GCD中的白色区域的大小的倍率以及绕中心的相位进行调整的图像调整处理，以使得基于二值图像GMD以及该二值图像GCD计算出的合计值XORsum变得更小，并将计算出的合计值XORsum的最小值决定为差异度D1。
在此，计算数据CD表示的不是切削阻力的绝对值，而是如上述那样表示的是切削面积矢量Vd。因而，二维坐标C2上的计算数据CD的大小与二维坐标C1上的测量数据MD的大小不同。另外，存在二维坐标C2的绕原点的计算数据CD的相位与二维坐标C1的绕原点的测量数据MD的相位不同的情况。
对此，根据由处理部140进行图像调整处理并将计算出的合计值XORsum的最小值决定为差异度D1的结构，至少能够计算出差异度D1作为表示计算数据CD的几何形状与测量数据MD的几何形状之间的差异的指标。
(条件判定处理)
处理部140进行与使用了切削工具101的切削加工的切削条件相关的判定处理即条件判定处理。
更详细而言，处理部140从计算数据获取部130接受由计算数据获取部130基于形状信息而获取到的对象期间T内的多个计算数据CD。处理部140分别计算出该多个计算数据CD表示的二维形状SCD与对象期间T内的测量数据MD表示的二维形状SMD之间的差异度D1，并基于计算出的各差异度D1来推定使用了切削工具101的切削条件。
图20是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的处理部执行的条件判定处理的一个例子的图。图20示出了测量数据MD和计算数据CDaw、计算数据CDax、计算数据CDay、计算数据CDaz。
参照图20，例如，处理部140从计算数据获取部130接受计算数据CDaw、计算数据CDax、计算数据CDay、计算数据CDaz作为对象期间T内的多个计算数据CD。处理部140使用上述的计算方法分别计算出对象期间T内的测量数据MD表示的二维形状SMD与从计算数据获取部130接受到的计算数据CDaw、计算数据CDax、计算数据CDay、计算数据CDaz表示的各二维形状SCD之间的差异度D1。
例如，处理部140确定同与二维形状SMD之间的差异度D1成为最小的值、且成为预定的阈值Tha以下的二维形状SCD对应的计算数据CD即类似计算数据CDsim。作为一个例子，处理部140将计算数据CDay确定为类似计算数据CDsim。
再次参照图18，处理部140从存储部170中的数据库DB获取与所确定的类似计算数据CDsim对应的切削条件。具体而言，处理部140获取与作为类似计算数据CDsim的计算数据CDay对应的切削条件y。然后，处理部140基于所获取的切削条件y来推定切削加工中的实际的切削条件。
例如，处理部140将实际的切削条件下的轴向切入量推定为切削条件y表示的轴向切入量apy。另外，例如，处理部140将实际的切削条件下的半径方向切入量推定为切削条件y表示的半径方向切入量aey。处理部140将表示推定结果的推定信息与对象期间T建立对应地保存于存储部170。
另一方面，例如，处理部140在计算出的全部的差异度D1大于阈值Tha的情况下，判断为不存在类似计算数据CDsim。在该情况下，处理部140判断为发生了切削加工中的异常，将表示判断结果的判断信息与对象期间T建立对应地保存于存储部170。
(异常判定处理)
处理部140基于包含与对象期间T1内的多个测量时间点对应的多个二维数据的测量数据MD1表示的二维形状SMD1、与基于该对象期间T1内的切削条件而计算出的计算数据CD1表示的二维形状SCD1的比较结果，进行与使用了切削工具101的切削加工的异常相关的判定处理即异常判定处理。对象期间T1是第一期间的一个例子。测量数据MD1是第一测量数据的一个例子。计算数据CD1是第一计算数据的一个例子。
例如，处理部140基于按每个切削条件而不同的计算数据CD表示的二维形状SCD来进行异常判定处理。
更详细而言，处理部140从计算数据获取部130接受由计算数据获取部130基于形状信息以及条件信息而获取到的对象期间T1内的一个计算数据CD1。处理部140计算出该计算数据CD1表示的二维形状SCD1与对象期间T1内的测量数据MD1表示的二维形状SMD1之间的差异度D1，基于计算出的差异度D1，对与切削工具101的设置相关的异常、与切削对象物相关的异常、以及刀片14的缺损及磨损等各种异常进行检测。例如，处理部140将计算出的差异度D1与预定的阈值Th1进行比较，基于比较结果，对各种异常进行检测。
图21以及图22是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的生成部生成的测量数据的一个例子的图。图21在二维坐标C1上示出了没有发生刀片14的缺损的状态下的、作为对象期间T1的对象期间T1A内的测量数据MD1。图22在二维坐标C1上示出了发生了刀片14的缺损的状态下的、比对象期间T1A靠后的作为对象期间T1的对象期间T1B内的测量数据MD1。参照图21以及图22，在刀片14产生缺损的前后，由生成部120生成的测量数据MD1表示的二维形状SMD1产生微小的变化。
图23以及图24是表示本公开的实施方式所涉及的处理装置中的处理部对差异度的计算结果的一个例子的图。图23示出了图21所示的对象期间T1A内的测量数据MD1表示的二维形状SMD1与计算数据CD1表示的二维形状SCD1之间的作为差异度D1的差异度D1A的计算结果。图24示出了图22所示的对象期间T1B的测量数据MD1表示的二维形状SMD1与计算数据CD1表示的二维形状SCD1之间的作为差异度D1的差异度D1B的计算结果。
参照图23，处理部140计算出差异度D1A，并对计算出的差异度D1A与阈值Th1进行比较。例如，差异度D1A为765.4，阈值Th1为900。由于差异度D1A为阈值Th1以下，因此处理部140判断为在切削加工中没有发生异常。
参照图24，处理部140计算出差异度D1B，并对计算出的差异度D1B与阈值Th1进行比较。例如，差异度D1B为991.9。由于差异度D1B大于阈值Th1，因此处理部140判断为发生了异常。
处理部140生成表示差异度D1与阈值Th1的比较结果的比较信息CR1，并将所生成的比较信息CR1与对象期间T1建立对应地保存于存储部170。
(异常判定处理的另一例1)
处理部140进一步地基于包含与对象期间T2内的多个测量时间点对应的多个二维数据的测量数据MD2表示的二维形状SMD2与测量数据MD1表示的二维形状SMD1的比较结果来进行异常判定处理。对象期间T2是第二期间的一个例子。对象期间T2是与对象期间T1不同的期间，例如是比对象期间T1靠前的期间。测量数据MD2是第二测量数据的一个例子。
更详细而言，当由生成部120将对象期间T1内的测量数据MD1保存于存储部170后，处理部140使用图像处理的技术，计算出该测量数据MD1表示的二维形状SMD1与存储部170中的对象期间T2内的测量数据MD2表示的二维形状SMD2之间的差异度D2。
具体而言，处理部140与差异度D1的计算方法同样地，基于二维形状SMD1而生成二值图像GMD1，并且基于二维形状SMD2而生成二值图像GMD2。然后，处理部140计算出二值图像GMD1以及二值图像GMD2中颜色不一致的部分的面积作为差异度D2。在此，差异度D2越高，意味着二维形状SMD1与二维形状SMD2的类似度越低，差异度D2越低，意味着二维形状SMD1与二维形状SMD2的类似度越高。
例如，处理部140基于二维形状SMD1与二维形状SMD2之间的差异度D2，对切削条件的变化、与切削对象物相关的异常、以及刀片14的缺损及磨损等各种异常进行检测。
更详细而言，处理部140将计算出的差异度D2与预定的阈值Th2进行比较。处理部140在差异度D2为阈值Th2以下的情况下，判断为在切削加工中没有发生异常，另一方面，在差异度D2大于阈值Th2的情况下，判断为发生了异常。
这样，根据进行基于差异度D2的异常判定处理的结构，能够基于测量数据MD的时间变化对异常进行检测。另外，根据在基于差异度D1的异常判定处理的基础上还进行基于差异度D2的异常判定处理的结构，例如，当在基于对象期间T2内的差异度D1的异常判定处理中检测到异常之后也继续进行切削加工的情况下，能够对进一步的异常的发生以及异常的扩大等进行检测。
处理部140生成表示差异度D2与阈值Th2的比较结果的比较信息CR2，并将所生成的比较信息CR2与对象期间T1建立对应地保存于存储部170。
(异常判定处理的另一例2)
例如，处理部140进一步地基于包含与对象期间T2内的多个测量时间点对应的多个二维数据的测量数据MD2表示的二维形状SCD2、和基于该对象期间T2内的切削条件而计算出的计算数据CD2表示的二维形状SCD2的比较结果，来进行异常判定处理。计算数据CD2是第二计算数据的一个例子。
更详细而言，处理部140在生成了对象期间T1内的比较信息CR1、比较信息CR2后，从存储部170获取对象期间T2内的比较信息CR1，基于对象期间T1内的比较信息CR1、比较信息CR2以及对象期间T2内的比较信息CR1来进行异常判定处理。
另外，例如，进一步地基于对象期间T1内的切削条件与对象期间T2内的切削条件的比较结果来进行异常判定处理。
更详细而言，处理部140从存储部170获取对象期间T1内的切削条件以及对象期间T2内的切削条件，对所获取的切削条件进行比较。具体而言，处理部140判断对象期间T1内的切削条件与对象期间T2内的切削条件是否一致。处理部140生成表示对象期间T1内的切削条件与对象期间T2内的切削条件的比较结果的比较信息CR3，并将所生成的比较信息CR3与对象期间T1建立对应地保存于存储部170。
处理部140在生成了对象期间T1内的比较信息CR1、比较信息CR2、比较信息CR3后，从存储部170获取对象期间T2内的比较信息CR1，并基于对象期间T1内的比较信息CR1、比较信息CR2、比较信息CR3以及对象期间T2内的比较信息CR1来进行异常判定处理。
图25是表示由本公开的实施方式所涉及的处理装置中的处理部执行的异常判定处理的结果的一个例子的图。图25表示比较信息CR1、比较信息CR2、比较信息CR3表示的各比较结果的模式与异常的有无以及异常原因之间的对应关系。在图25中，“有”表示推定为异常的原因的项目。
参照图25，例如如模式C所示那样，在对象期间T1内的差异度D1大于阈值Th1、对象期间T1内的差异度D2大于阈值Th2、对象期间T2内的差异度D1为阈值Th1以下、且对象期间T1内的切削条件与对象期间T2内的切削条件一致的情况下，处理部140判断为发生了异常。另外，在该情况下，处理部140将工件的不良、切削刃的缺损以及切削刃的磨损推定为异常的原因。这是因为，在过去的对象期间T2内，二维形状SMD与二维形状SCD的类似度较高，另一方面，在当前的对象期间T1内，二维形状SMD与二维形状SCD的类似度较低，意味着在对象期间T2与对象期间T1之间的期间内产生了切削刃的缺损等，或者有可能在对象期间T1内正在对工件的不良部位进行切削。
另外，例如如模式F所示那样，在对象期间T1内的差异度D1为阈值Th1以下、对象期间T1内的差异度D2大于阈值Th2、对象期间T2内的差异度D1为阈值Th1以下、且对象期间T1内的切削条件与对象期间T2内的切削条件不一致的情况下，处理部140判断为没有发生异常。这是因为，在对象期间T1以及对象期间T2内切削条件不一致，因此差异度D2大于阈值Th2并不是问题，另一方面，在对象期间T1、对象期间T2内二维形状SMD与二维形状SCD之间的类似度较高意味着正在进行正常的切削加工。
(显示处理)
处理部140进行显示由生成部120生成的测量数据MD表示的二维形状SMD的处理。作为一个例子，处理部140进行进一步地显示由计算数据获取部130获取到的计算数据CD表示的二维形状SCD的处理。
图26是表示在本公开的实施方式所涉及的处理装置中的显示部上显示的显示画面的一个例子的图。参照图26，处理部140进行将包含从计算数据获取部130接受到的计算数据CD和从存储部170获取到的测量数据MD的显示画面DS显示于显示部160的处理。
更详细而言，处理部140进行如下处理：将包含切削加工刚开始后的作为对象期间T的对象期间T2内的计算数据CD2、对象期间T2内的测量数据MD2、作为最新的对象期间T的对象期间T1内的计算数据CD1、以及对象期间T1内的测量数据MD1的显示画面DS显示于显示部160。
例如，处理部140在切削加工结束之前持续显示计算数据CD2以及测量数据MD2，另一方面，每当由生成部120将新的对象期间T内的测量数据MD保存于存储部170时，通过新的对象期间T内的测量数据MD以及计算数据CD，对显示画面DS中的计算数据CD1以及测量数据MD1进行更新。
例如，处理部140进行进一步地显示表示测量数据MD表示的二维形状SMD与计算数据CD表示的二维形状SCD之间的类似度的信息的处理。更详细而言，处理部140进行如下处理：作为表示二维形状SMD与二维形状SCD之间的类似度的信息，将包含表示差异度D1的时间变化的曲线图G1的显示画面DS显示于显示部160。另外，例如，处理部140进行将包含比较信息CR1、比较信息CR2、比较信息CR3表示的各比较结果的显示画面DS显示于显示部160的处理。
另外，例如，处理部140进行进一步地显示使用了切削工具101的切削条件的推定结果的处理。更详细而言，处理部140例如进行如下处理：定期地从存储部170获取条件信息，将包含示出所获取的条件信息表示的轴向切入量ap的时间变化的曲线图G2和示出所获取的条件信息表示的半径方向切入量ae的时间变化的曲线图G3的显示画面DS显示于显示部160。然后，作为存储部170中的推定信息表示的推定结果，处理部140将所推定的切削条件即切削条件y表示的轴向切入量apy显示在曲线图G2上。另外，作为存储部170中的推定信息表示的推定结果，处理部140将切削条件y表示的半径方向切入量aey显示在曲线图G3上。
由此，用户能够对基于测量数据MD以及计算数据CD而推定的切削条件与预先设定的切削条件进行比较，因此在所设定的切削条件超过了所推定的切削条件的范围的情况下，能够判断为发生了正在通过与所设定的切削条件不同的切削条件进行切削加工等某种异常。
更详细而言，处理部140还在曲线图G2上显示对轴向切入量apy加上预定值而得到的值即阈值ThapH和从轴向切入量apy减去预定值而得到的值即阈值ThapL。另外，处理部140还在曲线图G3上显示对半径方向切入量aey加上预定值而得到的值即阈值ThaeH和从半径方向切入量aey减去预定值而得到的值即阈值ThaeL。由此，在轴向切入量ap大于阈值ThapH、或者轴向切入量ap小于阈值ThapL的情况下，用户能够判断为发生了某种异常。另外，在半径方向切入量ae大于阈值ThaeH、或者半径方向切入量ae小于阈值ThaeL的情况下，用户能够判断为发生了某种异常。
[动作的流程]
本公开的实施方式所涉及的切削系统中的各装置具备包含存储器的计算机，该计算机中的CPU等运算处理部从该存储器中读出并执行包含以下的流程图以及时序的各步骤的一部分或全部的程序。上述多个装置的程序分别以存储于HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory：光盘只读存储器)、DVD-ROM(DigitalVersatile Disk Read Only Memory：数字多功能光盘只读存储器)以及半导体存储器等记录介质的状态流通。上述多个装置的程序能够分别从外部进行安装。例如，上述多个装置的程序能够从上述记录介质进行安装。另外，例如，上述多个装置的程序能够从预定的服务器等经由电通信线路、无线通信线路、有线通信线路以及以因特网为代表的网络下载并安装。另外，例如，上述多个装置的程序能够通过数据广播等从预定的服务器等下载并安装。
图27是对本公开的实施方式所涉及的切削系统中的处理装置获取各种信息以及传感器测量值时的动作步骤的一个例子进行规定的流程图。参照图27，首先，处理装置201在切削加工开始前，从CAM获取形状信息以及条件信息(步骤S102)。
接着，处理装置201在切削加工开始后，等待来自切削工具101中的无线通信装置23的无线信号(步骤S104中的“否”)，当接收到无线信号时(步骤S104中的“是”)，从接收到的无线信号中获取传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr以及识别信息(步骤S106)。接着，处理装置201将所获取的传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr以及识别信息保存于存储部170(步骤S108)，等待来自切削工具101中的无线通信装置23的新的无线信号(步骤S104中的“否”)。
图28是对本公开的实施方式所涉及的切削系统中的处理装置进行异常判定处理时的动作步骤的一个例子进行规定的流程图。参照图28，首先，处理装置201等待以生成周期P为依据的生成时机(步骤S202中的“否”)，当生成时机到来时(步骤S202中的“是”)，基于对象期间T1内的多个传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr，生成由该对象期间T1内的多个二维数据构成的测量数据MD1(步骤S204)。
接着，处理装置201获取对象期间T1内的计算数据CD1(步骤S206)。
接着，处理装置201计算出对象期间T1内的测量数据MD1表示的二维形状SMD1与对象期间T1内的计算数据CD1表示的二维形状SCD1之间的差异度D1。另外，处理装置201计算出对象期间T1内的测量数据MD1表示的二维形状SMD1与过去的对象期间T2内的测量数据MD2表示的二维形状SMD2之间的差异度D2(步骤S208)。
接着，处理装置201对计算出的差异度D1与阈值Th1进行比较。另外，处理装置201对计算出的差异度D2与阈值Th2进行比较(步骤S210)。
接着，处理装置201基于对象期间T1内的差异度D1与阈值Th1的比较结果、对象期间T1内的差异度D2与阈值Th2的比较结果、过去的对象期间T2内的差异度D1与阈值Th1的比较结果、以及对象期间T1内的切削条件与对象期间T2内的切削条件的比较结果来进行异常判定处理(步骤S212)。
接着，处理装置201进行将显示画面DS显示于显示部160的处理，该显示画面DS包含对象期间T2内的计算数据CD2表示的二维形状SCD2以及测量数据MD2表示的二维形状SMD2、对象期间T1内的计算数据CD1表示的二维形状SCD1以及测量数据MD1表示的二维形状SMD1、以及表示差异度D1的时间变化的曲线图G1(步骤S214)。
接着，处理装置201等待新的生成时机(步骤S202中的“否”)。
图29是对本公开的实施方式所涉及的切削系统中的处理装置进行条件推定处理时的动作步骤的一个例子进行规定的流程图。参照图29，首先，处理装置201等待以生成周期P为依据的生成时机(步骤S302的“否”)，当生成时机到来时(步骤S302中的“是”)，基于对象期间T1内的多个传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr，生成由该对象期间T1内的多个二维数据构成的测量数据MD1(步骤S304)。
接着，处理装置201获取计算数据CDaw、计算数据CDax、计算数据CDay、计算数据CDaz作为对象期间T1内的计算数据CD1(步骤S306)。
接着，处理装置201分别计算出对象期间T1内的测量数据MD1表示的二维形状SMD1与计算数据CDaw、计算数据CDax、计算数据CDay、计算数据CDaz表示的二维形状SCD之间的差异度D1(步骤S308)。
接着，处理装置201在计算出的多个差异度D1中，例如将计算数据CDay确定为类似计算数据CDsim(步骤S310)。
接着，处理装置201基于与作为类似计算数据CDsim的计算数据CDay对应的切削条件y来推定切削加工中的实际的切削条件(步骤S312)。
接着，处理装置201进行将显示画面DS显示于显示部160的处理，该显示画面DS包含示出所推定的切削条件即切削条件y表示的轴向切入量apy的曲线图G2、以及示出切削条件y表示的半径方向切入量aey的曲线图G3(步骤S314)。
接着，处理装置201等待新的生成时机(步骤S302中的“否”)。
图30是表示本公开的实施方式所涉及的切削系统中的判定处理以及显示处理的时序的一个例子的图。参照图30，首先，切削工具101开始切削加工(步骤S402)。接着，设置于切削工具101的应变传感器20开始轴部10的剪切应变ε的测量(步骤S404)。接着，切削工具101将基于来自应变传感器20的模拟信号的传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr包含在无线信号中并发送到处理装置201(步骤S406)。
接着，处理装置201根据从切削工具101接收到的无线信号获取传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr，并基于所获取的传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr以及存储部170中的转换矩阵，生成对象期间T内的测量数据MD(步骤S408)。接着，处理装置201获取对象期间T内的计算数据CD(步骤S410)。接着，处理装置201基于测量数据MD表示的二维形状SMD和计算数据CD表示的二维形状SCD来进行判定处理(步骤S412)。接着，处理装置201进行显示处理(步骤S414)。
接着，切削工具101将基于来自应变传感器20的模拟信号的新的传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr包含在无线信号中并发送到处理装置201(步骤S416)。
顺便提及的是，期望一种能够实现与使用了切削工具的切削加工的状态相关的优异性能的技术。
例如，在专利文献1中记载有如下内容：根据基于传感器的测量结果而预先生成的二维数据表示的二维形状与基于切削加工中的传感器的测量结果而生成的二维数据表示的二维形状的比较结果，对切削刃的异常进行检测。然而，在专利文献1所记载的技术中，需要针对所使用的全部切削工具101预先生成对应的二维数据，因此不实用。
另外，在专利文献2所记载的技术中，由于各切削刃的旋转轴方向以及轴的半径方向上的位置偏移的影响，根据传感器的测量结果得到的二维的投影图成为非对称，有时无法准确地对切削刃的异常等进行检测。
对此，在本公开的实施方式所涉及的处理系统301中，如上所述，根据基于包含以多个传感器的测量结果为基础而生成的多个二维数据的测量数据表示的二维形状、和包含以切削工具的形状为基础而计算出的多个二维数据的计算数据表示的二维形状来进行判定处理的结构，例如，能够基于在进行了正常且理想的切削加工的情况下应生成的二维数据的二维形状与实际上生成的二维数据的二维形状的类似度来进行与切削加工相关的判定。因而，能够实现与使用了切削工具的切削加工的状态相关的优异性能。
[变形例]
需要说明的是，在本公开的实施方式所涉及的处理装置201中，处理部140构成为，对基于测量数据MD的二值图像GMD以及基于计算数据CD的二值图像GCD中的每个对应的像素的异或XOR的合计值XORsum进行计算来作为二维形状SCD与二维形状SMD之间的差异度D1，但并不限定于此。处理部140也可以构成为，代替合计值XORsum，或者在合计值XORsum的基础上，还使用Average Hash、Perceptual Hash、直方图比较、特征点匹配、模板匹配以及类别分类等图像处理技术，对二维形状SCD与二维形状SMD之间的差异度或者类似度进行计算。
在本公开的实施方式所涉及的处理系统301中，应变传感器20构成为对轴部10的剪切应变ε进行测量，但并不限定于此。应变传感器20也可以构成为对轴部10在与旋转轴17平行的方向上的应变ε进行测量。在该情况下，例如，生成部120基于由应变传感器20测量出的表示铅垂应变的传感器测量值而生成测量数据MD，该测量数据MD由表示在切削阻力作用面18内因X方向上的负荷而产生的力矩Mx以及因Y方向上的负荷而产生的力矩My的二维数据构成。
另外，处理系统301也可以构成为，在具备对剪切应变ε进行测量的应变传感器20的基础上，还具备对铅垂应变进行测量的一个或多个应变传感器20。另外，处理系统301也可以构成为，作为多个传感器，代替应变传感器20或者在具备应变传感器20的基础上，具备加速度传感器、速度传感器以及位移传感器等其他传感器。在该情况下，生成部120基于传感器的测量结果而生成如下测量数据MD：由表示切削阻力作用面18内的切削工具101的X方向上的加速度以及Y方向上的加速度的二维数据构成的测量数据MD、由表示切削阻力作用面18内的切削工具101的X方向上的速度以及Y方向上的速度的二维数据构成的测量数据MD、或者由表示切削阻力作用面18内的切削工具101的X方向上的位移以及Y方向上的位移的二维数据构成的测量数据MD。
另外，在本公开的实施方式所涉及的处理装置201中，计算数据获取部130构成为获取预先计算出的表示切削面积矢量Vd的计算数据CD，但并不限定于此。计算数据获取部130也可以构成为获取基于刀片14的每一刃的进给量、被切削材料以及切削工具101的前角等信息而预先计算出的表示载荷Fx以及载荷Fy的计算数据CD。其中，表示切削面积矢量Vd的计算数据CD与表示载荷Fx以及载荷Fy的计算数据CD相比，能够使用与切削工具101的形状相关的更少的信息，通过更简单的计算处理来生成。另外，如上所述，处理部140能够计算出差异度D1作为表示对切削面积矢量Vd进行表示的计算数据CD的几何形状与测量数据MD的几何形状之间的差异的指标。因而，根据由处理装置201获取表示切削面积矢量Vd的计算数据CD并基于该计算数据CD表示的二维形状SCD和测量数据MD表示的二维形状SMD来进行判定处理的结构，能够实现以简单的结构来进行判定处理的系统。
另外，在本公开的实施方式所涉及的处理装置201中，处理部140构成为进行异常判定处理以及条件判定处理，但并不限定于此。处理部140也可以构成为不进行异常判定处理以及条件判定处理中的任一者。
另外，在本公开的实施方式所涉及的处理装置201中，处理部140构成为基于按每个切削条件而不同的计算数据CD表示的二维形状SCD来进行判定处理，但并不限定于此。处理部140也可以构成为基于多个切削条件所共通的计算数据CD表示的二维形状SCD来进行判定处理。
另外，在本公开的实施方式所涉及的处理装置201中，处理部140构成为基于对象期间T1内的比较信息CR1、比较信息CR2、比较信息CR3以及对象期间T2内的比较信息CR1来进行异常判定处理，但并不限定于此。处理部140也可以构成为不使用对象期间T1内的比较信息CR2、比较信息CR3以及对象期间T2内的比较信息CR1中的至少任一个而进行异常判定处理。
另外，在本公开的实施方式所涉及的处理装置201中，生成部120构成为生成包含与切削工具101旋转多次所需的期间内的多个测量时间点对应的二维数据的测量数据MD，但并不限定于此。生成部120也可以构成为生成由与切削工具101旋转一圈所需的期间内的多个测量时间点对应的二维数据构成的测量数据MD。
另外，在本公开的实施方式所涉及的处理装置201中，生成部120构成为生成绕旋转轴17彼此相邻的两个二维数据的旋转角为5°以下的测量数据MD，但并不限定于此。生成部120也可以构成为生成绕旋转轴17彼此相邻的两个二维数据的旋转角大于5°的测量数据MD。
另外，在本公开的实施方式所涉及的处理装置201中，计算数据获取部130构成为获取绕旋转轴17彼此相邻的两个二维数据的旋转角为2°以下的计算数据CD，但并不限定于此。计算数据获取部130也可以构成为获取绕旋转轴17彼此相邻的两个二维数据的旋转角大于2°的计算数据CD。
另外，在本公开的实施方式所涉及的处理装置201中，处理部140构成为进行将包含曲线图G1、曲线图G2、曲线图G3的显示画面DS显示于显示部160的处理，但并不限定于此。处理部140也可以构成为进行将不包含曲线图G1、曲线图G2、曲线图G3中的至少任一个的显示画面DS显示于显示部160的处理。
另外，在本公开的实施方式所涉及的处理装置201中，形状信息获取部151构成为从CAM获取形状信息，但并不限定于此。例如，形状信息获取部151也可以构成为从用户接受形状信息。另外，例如，形状信息获取部151也可以构成为从用户接受切削工具101的型号，并从存储部170获取与所接受的型号对应的形状信息。
另外，在本公开的实施方式所涉及的处理装置201中，条件信息获取部152构成为从CAM获取条件信息，但并不限定于此。例如，条件信息获取部152也可以构成为从用户接受条件信息。
另外，本公开的实施方式所涉及的处理系统301构成为具备相对于切削工具101独立的处理装置201，但并不限定于此。处理装置201也可以构成为设置于切削工具101，也可以构成为设置于机床。另外，处理装置201构成为进行判定处理以及显示处理，但并不限定于此，处理装置201也可以构成为不进行判定处理以及显示处理中的任一者。
另外，在本公开的实施方式所涉及的处理装置201中，处理部140构成为进行显示测量数据MD表示的二维形状SMD以及计算数据CD表示的二维形状SCD的处理，但并不限定于此。处理部140也可以构成为进行显示二维形状SMD的处理而不进行显示二维形状SCD的处理。
另外，在本公开的实施方式所涉及的处理装置201中，处理部140构成为基于测量数据MD表示的二维形状SMD以及计算数据CD表示的二维形状SCD来进行判定处理，但并不限定于此。处理部140也可以构成为不使用计算数据CD而是基于测量数据MD表示的二维形状SMD来进行判定处理。在该情况下，处理装置201也可以构成为不具备计算数据获取部130、形状信息获取部151以及条件信息获取部152中的至少任一个。
例如，处理部140基于二维形状SMD的旋转对称性的程度来进行判定处理。更详细而言，处理部140生成使基于测量数据MD而生成的二值图像GMD中的白色区域绕二值图像GMD的中心每次旋转Δθ°的旋转角而得到的n个比较用图像GMDC。然后，处理部140计算出二值图像GMD与比较用图像GMDC之间的差异度D3作为表示二维形状SMD的旋转对称性的程度的旋转对称度，并基于计算出的差异度D3来进行判定处理。在此，n为1以上的整数。Δθ°优选为2°以下，更优选为1°以下。
图31是表示本公开的实施方式的变形例所涉及的处理装置中的处理部对二维形状的旋转对称度的计算方法的一个例子的图。图31中示出了二值图像GMD中的白色区域的旋转角θ为1°的比较用图像GMDC_1、二值图像GMD中的白色区域的旋转角θ为45°的比较用图像GMDC_45、二值图像GMD中的白色区域的旋转角θ为90°的比较用图像GMDC_90、以及二值图像GMD中的白色区域的旋转角θ为360°的比较用图像GMDC_360。参照图31，例如，处理部140生成使二值图像GMD中的白色区域绕二值图像GMD的中心每次旋转1°而得到的360个比较用图像GMDC。然后，与差异度D1的计算方法同样地，处理部140计算出在二值图像GMD以及比较用图像GMDC中颜色不一致的部分的面积作为二值图像GMD与比较用图像GMDC之间的差异度D3。
图32是表示由本公开的实施方式的变形例所涉及的处理装置中的处理部计算出的差异度与旋转角之间的关系的图。图32中示出了横轴为旋转角θ[degree]、纵轴为差异度D3的曲线图G4。在图32中，实线表示作为没有发生刀片14的缺损的状态下的差异度D3的差异度D3A，虚线表示作为发生了刀片14的缺损的状态下的差异度D3的差异度D3B。参照图32，差异度D3与切削工具101的刃数“4”对应地具有四个极小值。具体而言，差异度D3在旋转角θ为90°、180°、270°、360°时成为极小值。这是因为，在将切削工具101的刃数设为X的情况下，二维形状SMD在理论上为X次对称。
处理部140基于差异度D3的极小值来进行判定处理。在此，差异度D3的极小值越大，意味着二维形状SMD的旋转对称度越低，差异度D3的极小值越小，意味着二维形状SMD的旋转对称度越高。例如，二维形状SMD的旋转对称度由于发生刀片14的缺损等异常而降低。
例如，处理部140对差异度D3中的除旋转角θ为360°时的极小值以外的三个极小值与预定的阈值Th3进行比较，并基于比较结果对各种异常进行检测。更详细而言，处理部140在该三个极小值中的至少任一个极小值比阈值Th3大的情况下，判断为在切削加工中发生了异常，另一方面，在该三个极小值为阈值Th3以下的情况下，判断为在切削加工中没有发生异常。
具体而言，处理部140对差异度D3A中的除旋转角θ为360°时的极小值以外的三个极小值与阈值Th3进行比较，由于该三个极小值为阈值Th3以下，因此判断为在切削加工中没有发生异常。另外，处理部140对差异度D3B中的除旋转角θ为360°时的极小值以外的三个极小值与阈值Th3进行比较，由于该三个极小值中的旋转角θ为180°时的极小值大于阈值Th3，因此判断为在切削加工中发生了异常。
需要说明的是，处理部140也可以构成为，基于差异度D3中的除旋转角θ为360°时的极小值以外的三个极小值的时间变化，对各种异常进行检测。更详细而言，处理部140计算出基于某个对象期间T1C内的测量数据MD1而计算出的差异度D3C的极小值与基于与对象期间T1C不同的对象期间T1D内的测量数据MD1而计算出的差异度D3D的极小值之间的差分D1，并基于对计算出的差分D1与预定的阈值Th4进行比较而得到的结果，对各种异常进行检测。
另外，处理部140也可以构成为：计算出差异度D3中的除旋转角θ为360°时的极小值以外的三个极小值的最大值与该三个极小值的最小值之间的差分D2，并基于对计算出的差分D2与预定的阈值Th5进行比较而得到的结果，对各种异常进行检测。
图33是表示在本公开的实施方式的变形例所涉及的处理装置中的显示部上显示的显示画面的一个例子的图。参照图33，处理部140进行将包含表示计算出的差异度D3与旋转角θ之间的关系的曲线图G4的显示画面DS2显示于显示部160的处理。例如，处理部140进行如下处理：基于差异度D3的极小值的数量，对切削工具101的刃数进行推定，并将还包含刃数的推定结果的显示画面DS显示于显示部160。
图34是对本公开的实施方式的变形例所涉及的切削系统中的处理装置进行异常判定处理时的动作步骤的一个例子进行规定的流程图。参照图34，首先，处理装置201等待以生成周期P为依据的生成时机(步骤S502中的“否”)，当生成时机到来时(步骤S502中的“是”)，基于对象期间T1内的多个传感器测量值sx、传感器测量值sy、传感器测量值sr，生成由该对象期间T1内的多个二维数据构成的测量数据MD1(步骤S504)。
接着，处理装置201基于测量数据MD1计算出差异度D3(步骤S506)。
接着，处理装置201对差异度D3中的除旋转角θ为360°时的极小值以外的三个极小值与阈值Th3进行比较(步骤S508)。
接着，处理装置201基于该三个极小值与阈值Th3的比较结果来进行异常判定处理(步骤S510)。
处理装置201进行如下处理：将包含对象期间T1内的测量数据MD1表示的二维形状SMD1、刃数的推断结果、以及表示差异度D3与旋转角θ之间的关系的曲线图G4的显示画面DS2显示于显示部160(步骤S512)。
接着，处理装置201等待新的生成时机(步骤S502中的“否”)。
应当认为上述实施方式在所有方面均为示例，而不是限制性的内容。本发明的范围不是由上述说明示出，而是由权利要求书示出，意图包含与权利要求书等同的意思以及范围内的全部变更。
以上的说明包含以下附记的特征。
[附记1]
一种处理系统，其中，
所述处理系统具备：
铣削加工用的切削工具；
多个传感器；以及
处理部，
所述多个传感器对表示与切削加工时的所述切削工具的负荷相关的状态的物理量进行测量，
所述处理部基于多个测量时间点下的各所述传感器的测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷，所述处理部获取基于所述切削工具的形状而计算出的计算数据，所述计算数据包含多个时间点下的与所述负荷相关的多个二维数据，所述负荷是与所述旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷，所述处理部基于所生成的所述测量数据表示的二维形状和所获取的所述计算数据表示的二维形状，来进行与使用了所述切削工具的切削加工相关的判定处理，
所述处理部获取包含表示与所述旋转轴垂直的平面内的切削面积矢量的多个二维数据的所述计算数据。
附图标记说明
10：轴部；
11：柄部；
12：刃安装部；
13：刃固定部；
14：刀片；
17：旋转轴；
18：切削阻力作用面；
20：应变传感器；
22：电池；
23：无线通信装置；
24：壳体；
101：切削工具；
110：无线通信部；
120：生成部；
130：计算数据获取部；
140：处理部；
151：形状信息获取部；
152：条件信息获取部；
160：显示部；
170：存储部；
201：处理装置；
210：工具保持件；
220：主轴；
301：处理系统。

Claims (22)

1.一种处理系统，其中，
所述处理系统具备：
铣削加工用的切削工具；
多个传感器；以及
处理部，
所述多个传感器对表示与切削加工时的所述切削工具的负荷相关的状态的物理量进行测量，
所述处理部基于多个测量时间点下的各所述传感器的测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷，所述处理部基于所生成的所述测量数据表示的二维形状，来进行与使用了所述切削工具的切削加工相关的判定处理。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其中，所述处理部获取基于所述切削工具的形状而计算出的计算数据，并进一步地基于所获取的所述计算数据表示的二维形状来进行所述判定处理，所述计算数据包含多个时间点下的与所述负荷相关的多个二维数据，所述负荷是与所述旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷。
3.根据权利要求2所述的处理系统，其中，所述处理部获取进一步地基于使用了所述切削工具的切削条件而计算出的所述计算数据，并根据包含与第一期间内的多个所述测量时间点对应的多个二维数据的第一测量数据表示的二维形状、和基于所述第一期间内的所述切削条件而计算出的第一计算数据表示的二维形状的比较结果，来进行与使用了所述切削工具的切削加工的异常相关的所述判定处理。
4.根据权利要求3所述的处理系统，其中，所述处理部基于按每个所述切削条件而不同的所述计算数据表示的二维形状来进行所述判定处理。
5.根据权利要求3或4所述的处理系统，其中，所述处理部进一步地基于包含与不同于所述第一期间的第二期间内的多个所述测量时间点对应的多个二维数据的第二测量数据表示的二维形状、和所述第一测量数据表示的二维形状的比较结果，来进行所述判定处理。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的处理系统，其中，所述处理部进一步地根据包含与不同于所述第一期间的第二期间内的多个所述测量时间点对应的多个二维数据的第二测量数据表示的二维形状、和基于所述第二期间内的所述切削条件而计算出的第二计算数据表示的二维形状的比较结果，来进行所述判定处理。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的处理系统，其中，所述处理部进一步地基于所述第一期间内的所述切削条件与不同于所述第一期间的第二期间内的所述切削条件的比较结果，来进行所述判定处理。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的处理系统，其中，所述处理部基于所述测量数据表示的二维形状与所述计算数据表示的二维形状之间的类似度来进行所述判定处理。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的处理系统，其中，所述处理部进行与使用了所述切削工具的切削加工的切削条件相关的所述判定处理。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的处理系统，其中，所述处理部生成包含与所述切削工具旋转多次所需的期间内的多个所述测量时间点对应的多个二维数据的所述测量数据。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的处理系统，其中，所述处理部生成绕所述旋转轴彼此相邻的两个二维数据的旋转角为5°以下的所述测量数据，并获取绕所述旋转轴彼此相邻的两个二维数据的旋转角为5°以下的所述计算数据。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的处理系统，其中，所述处理部基于所述测量数据表示的二维形状的旋转对称性的程度来进行与使用了所述切削工具的切削加工相关的判定处理。
13.一种处理装置，其中，
所述处理装置具备：
测量结果获取部，其获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；
生成部，其基于由所述测量结果获取部获取到的、多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及
判定部，其基于由所述生成部生成的所述测量数据表示的二维形状，来进行与使用了所述切削工具的切削加工相关的判定处理。
14.一种处理方法，其是处理装置中的处理方法，其中，
所述处理方法包含如下步骤：
获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；
基于所获取的多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及
基于所生成的所述测量数据表示的二维形状，来进行与使用了所述切削工具的切削加工相关的判定处理。
15.一种处理程序，其是在处理装置中使用的处理程序，其中，
所述处理程序用于使计算机作为以下功能部而发挥功能：
测量结果获取部，其获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；
生成部，其基于由所述测量结果获取部获取到的、多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及
判定部，其基于由所述生成部生成的所述测量数据表示的二维形状，来进行与使用了所述切削工具的切削加工相关的判定处理。
16.一种显示系统，其中，
所述显示系统具备：
铣削加工用的切削工具；
多个传感器；以及
处理装置，
所述多个传感器对表示与切削加工时的所述切削工具的负荷相关的状态的物理量进行测量，
所述处理装置进行如下处理：基于多个测量时间点下的各所述传感器的测量结果而生成测量数据并显示所生成的所述测量数据表示的二维形状，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷。
17.根据权利要求16所述的显示系统，其中，所述处理装置进行如下处理：获取基于所述切削工具的形状而计算出的计算数据，并进一步显示所获取的所述计算数据表示的二维形状，所述计算数据包含多个时间点下的与所述负荷相关的多个二维数据，所述负荷是与所述旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷。
18.根据权利要求17所述的显示系统，其中，所述处理装置进行如下处理：进一步地显示表示所述测量数据表示的二维形状与所述计算数据表示的二维形状之间的类似度的信息。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的显示系统，其中，所述处理装置进行如下处理：对使用了所述切削工具的切削条件进行推定并进一步地显示推定结果。
20.一种处理装置，其中，
所述处理装置具备：
测量结果获取部，其获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；
生成部，其基于由所述测量结果获取部获取到的、多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及
显示处理部，其进行显示由所述生成部生成的所述测量数据表示的二维形状的处理。
21.一种处理方法，其是处理装置中的处理方法，其中，
所述处理方法包含如下步骤：
获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；
基于所获取的多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及
进行显示所生成的所述测量数据表示的二维形状的处理。
22.一种处理程序，其是在处理装置中使用的处理程序，其中，
所述处理程序用于使计算机作为以下功能部而发挥功能：
测量结果获取部，其获取多个传感器的测量结果，所述测量结果是铣削加工用的切削工具中的表示与切削加工时的负荷相关的状态的物理量的测量结果；
生成部，其基于由所述测量结果获取部获取到的、多个测量时间点下的各所述传感器的所述测量结果而生成测量数据，所述测量数据包含每个所述测量时间点下的与所述负荷相关的二维数据，所述负荷是与所述切削工具的旋转轴垂直的平面内的两个方向上的负荷；以及
显示处理部，其进行显示由所述生成部生成的所述测量数据表示的二维形状的处理。
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