CZ293210B6 - Způsob automatického sledování stavu nástroje - Google Patents

Způsob automatického sledování stavu nástroje Download PDF

Info

Publication number
CZ293210B6
CZ293210B6 CZ19982086A CZ208698A CZ293210B6 CZ 293210 B6 CZ293210 B6 CZ 293210B6 CZ 19982086 A CZ19982086 A CZ 19982086A CZ 208698 A CZ208698 A CZ 208698A CZ 293210 B6 CZ293210 B6 CZ 293210B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
tool
cutting
instantaneous
workpiece
coefficient
Prior art date
Application number
CZ19982086A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ208698A3 (cs
Inventor
Boris Fainstein
Eduard Tabachnik
Mark Zuckerman
Igor Rubashkin
Original Assignee
Omat Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omat Ltd. filed Critical Omat Ltd.
Publication of CZ208698A3 publication Critical patent/CZ208698A3/cs
Publication of CZ293210B6 publication Critical patent/CZ293210B6/cs

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4065—Monitoring tool breakage, life or condition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
    • B23Q17/0952—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining
    • B23Q17/0957—Detection of tool breakage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
    • B23Q17/0952—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining
    • B23Q17/0961—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining by measuring power, current or torque of a motor
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37258—Calculate wear from workpiece and tool material, machining operations
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37344—Torque, thrust, twist, machining force measurement
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49078—Control of feed only
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49099—Cutting force, torque

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Abstract

Způsob slouží k zobrazování okamžitého stavu nástroje pro řezný nástroj, odebírající materiál u stejných obrobků v souladu s danou strojní operací, pro kterou v podstatě nový řezný nástroj stejného typu má koeficient (R.sub.0.n.) referenčního průměrného opotřebení nástroje, obsahuje následující kroky: (a) stanovuje se hlavní hnací řezný krouticí moment (M) během obrábění i-tého následujícího obrobku, (b) vypočítává se množství koeficientů (r.sub.(j).n.) okamžitého opotřebení nástroje pro řezný nástroj, odebírající materiál během obrábění i-tého následujícího obrobku, (c) vypočítává se koeficient (R.sub.(i).n.) průměrného opotřebení nástroje pro řezný nástroj, odebírající materiál, a to z uvedeného množství koeficientů (r.sub.(j).n.) okamžitého opotřebení nástroje, a (d) porovnává se koeficient (R.sub.(i).n.) průměrného opotřebení nástroje s koeficientem (R.sub.0.n.) referenčního průměrného opotřebení nástroje za účelem dosažení zobrazení okamžitého stavu nástroje pro řezný nástroj po obrobení každého i-tého následujícího obrobku. V kroku (b) se vypočítává koeficient (r.sub.(j).n.) okamžitého opotřebení nástroje v souladu s obecným vztahem: M.sub.(j).n. = A.sub.0.n.F.sub.(j).n..sup..alfa..n.r.sub.(j).n..sup..beta..n. kde: F – představuje okamžitou rychlost posuvu relativního pohybu mezi řezným nástrojem pro odběr materiálu a obrobkem, a A.sub.0.n., .alfa. a .beta. - jsou koeficienty, závisející na typu řezného nástroje v kombinaci s materiálem obrobku.ŕ

Description

Způsob automatického sledování stavu nástroje
Oblast techniky
Vynález se obecně týká oblasti automatického sledování a kontroly stavu nástroje v průběhu odebírání materiálu za jeho provozu. Zejména se vynález týká automatického sledování stavu nástroje u řezného nástroje pro odběr materiálu, a to jako funkce kroutícího momentu, vyvozovaného nástrojem stroje během provozní operace.
Dosavadní stav techniky
Program CNC pro číslicové řízení vydává pokyny fréze, která je otočně poháněna strojním nástrojem, k obrábění obrobku podél řezné dráhy. Bez adaptivní regulace alespoň rychlosti posuvu frézy ve vztahu k obrobku musí strojní nástroj vyvíjet neustále se zvyšující kroutící moment, aby mohla fréza obrábět následující obrobek v souladu s programem CNC pro číslicové řízení, a to v důsledku postupně se zhoršujícího opotřebení řezného nástroje.
Automatické nastavování velikosti kroutícího momentu, reagující na sledování stavu nástroje pro obráběcí frézy, je z dosavadního stavu techniky známo například z patentových spisů US 4 208 718 (Chung) a US 4 802 095 (Jeppesson).
Patentový spis US 4 208 718 (Chung) popisuje způsob automatického sledování stavu nástroje, kde je udávání a zobrazení stavu nástroje u obráběcí frézy stanoveno jako funkce délky obráběcího času při zvyšujícím se cílovém příkonu, a to v procentech z celkového obráběcího času pro strojní operaci.
Patentový spis US 4 802 095 (Jeppesson) popisuje způsob automatického sledování, u kterého výsledná síla boční zátěže FRES má tangenciální složku FT a radiální složku FR, přičemž během frézovací operace je měřena přímo tangenciální složka FT, a na jejím základě je radiální složka FR stanovována matematicky pro získání údajů či pro zobrazení opotřebení nástroje.
V patentovém spise US 4 547 847 je popsána adaptivní regulace pro strojní nástroje, které uskutečňují sledovací funkci obráběcího nástroje s pomocí podprogramu TLMNTR, zobrazeného na obr. 13 H a popsaného od odstavce 35 řádek 64 do odstavce 38 řádek 49.
Podprogram TLMNTR předpokládá v podstatě lineární otupovací proces a vyžaduje několik řezných parametrů z operačního programu NC pro číslicové řízení, jako je například rychlost posuvu a rychlost vřetene. A navíc tento podprogram vyžaduje buď známou, nebo konstantní hloubku řezného záběru, která je v posledně uvedeném případě kompenzována lineárním tvarem. Jako takový je uvedený podprogram schopen předpovídat životnost nástroje pro poměrně přímé soustružnické uplatnění.
Podstata vynálezu
Úkolem předmětu tohoto vynálezu je vyvinout způsob automatického sledování stavu nástroje pro řezný nástroj odebírající materiál, a zejména pak pro obráběcí frézu, a to v průběhu strojní operace, regulované adaptivním regulačním obvodem, přizpůsobeným pro udržování v podstatě jednotného kroutícího momentu, vyvozovaného strojním nástrojem během obráběcí operace.
-1 CZ 293210 B6
V přihlašovatelově patentovém spisu WO 94/14569 je popsán adaptivní regulační obvod pro adaptivní regulaci alespoň rychlosti posuvu frézy na základě kroutícího momentu, vyvozovaného strojním nástrojem, otočně pohánějícím frézu v souladu s následujícím obecným vztahem:
M = AFy ργ kde
M - znázorňuje naměřený kroutící moment, vyvíjený strojním nástrojem, otočně pohánějícím obráběcí frézu,
F - znázorňuje okamžitou rychlost posuvu frézy, p - znázorňuje průřezovou oblast obrobku, obráběnou frézou v daném okamžiku, a
A, y a γ - jsou koeficienty, závislé na typu frézy a na materiálu obrobku.
Bylo zjištěno, že stav nástroje u řezného nástroje odebírajícího materiál pro danou strojní operaci, určující veškeré faktory, které se toho týkají, a to včetně mimo jiné strojního nástroje, obrobku včetně jeho materiálu, řezné dráhy, rychlosti posuvu, rychlosti vřetene a použitím příslušného typu chladicí kapaliny, může být vydedukován z následujícího stejného typu obecné20 ho vztahu:
M = Ao Fa RP kde
M - představuje naměřený kroutící moment, vyvíjený strojním nástrojem,
F - představuje okamžitou rychlost posuvu relativního pohybu mezi řezným nástrojem odebírajícím materiál a obrobkem, a
Ao, a a β - jsou koeficienty, závisející na příslušném řezném nástroji pro odebírání materiálu 30 a na materiálu obrobku.
A navíc je trojice koeficientů (Ao, α, β) stanovena tak, že poměr.
R(i) /Ro kde
R^i) - představuje koeficient, udávající opotřebení nástroje u řezného nástroje odebírajícího materiál po obrobení i-tého následujícího obrobku, a
Ro - představuje koeficient, udávající referenční průměrné opotřebení nástroje pro v podstatě 40 nový řezný nástroj odebírající materiál, který provádí stejnou strojní operaci až do předem stanovené horní kritické mezní prahové hranice Su, odpovídající stavu, kdy je řezný nástroj pro odebírání materiálu v podstatě zcela otupen.
-2CZ 293210 B6
I
K výměně řezného nástroje pro odběr materiálu dochází tehdy, když poměr R^/Ro buď překročí homí kritickou mezní prahovou hranici Eu, nebo náhle poklesne pod spodní kritickou mezní prahovou hranici Ei, což oznamuje poškození řezného nástroje pro odběr materiálu.
Z důvodu výhodnosti jsou jak homí kritická mezní prahová hranice Eu, tak spodní kritická mezní prahová hranice Ei konstantami strojního obrábění, jejichž velikost je následující:
£u — 1,6
Ei = 0,9.
Spodní kritická mezní prahová hranice Ei je s výhodou rovna 0,9 spíše než 1,0, a to proto, aby bylo signalizováno skutečné poškození řezného nástroje pro odběr materiálu, neboť poměr Rjí/Ro může poklesnout pod hodnotu 1,0 i z nějakých jiných důvodů, například z důvodu poškození nebo prasknutí obrobku.
Naproti tomu pak, pokud se uvedený poměr R(i)/Ro dostane mimo provozní rozmezí [0,9; 1,6], je opotřebení nástroje u řezného nástroje pro odběr materiálu s výhodou signalizováno obsluze stroje v procentech opotřebení nástroje, a to tak, že 100 % signalizuje, že řezný nástroj pro odběr materiálu je nový, zatímco 0 % signalizuje, že řezný nástroj je zcela opotřebován a musí být vyměněn.
Na základě nominální homí kritické mezní prahové hranice Eu = 1, 6, lze percentuální opotřebení nástroje vypočítat z následujícího vztahu:
1-6-¼¾
0.6
100%
Strojní nástroj je závislý na operaci odebírání materiálu, a v důsledku toho tedy na frézovací operaci, kroutícím momentem M je kroutící moment, vyvozovaný strojním nástrojem na jím otočně poháněnou frézu, zatímco u operace soustružení, je kroutícím momentem M kroutící moment, vyvozovaný strojním nástrojem najím otočně poháněný obrobek.
V případě získávání údajů o okamžitém stavu nástroje nebo přímo jeho zobrazením u obráběcí frézy bylo zjištěno, že přesnější údaje lze získat tehdy, je-li vztah:
M = Ao F“ R P adaptován na vztah:
M = Ao F,“ Rp kde
Fz - představuje posuv na jeden zub frézy, a to vzhledem ke skutečnosti, že fréza je řezným nástrojem s více břity.
V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl proto vyvinut způsob automatického sledování stavu nástroje pro zobrazování okamžitého stavu nástroje pro řezný nástroj, odebírající materiál u stej-3CZ 293210 B6 ných obrobků v souladu s danou strojní operací, pro kterou v podstatě nový řezný nástroj stejného typu má koeficient (Ro) referenčního průměrného opotřebení nástroje, přičemž daný způsob obsahuje následující kroky:
(a) stanovuje se hlavní hnací řezný kroutící moment (M) během obrábění i-tého následujícího obrobku, (b) vypočítává se množství koeficientů (Γω) okamžitého opotřebení nástroje pro řezný nástroj, odebírající materiál během obrábění i-tého následujícího obrobku, (c) vypočítává se koeficient (R(i)) průměrného opotřebení nástroje pro řezný nástroj, odebírající materiál, a to z uvedeného množství koeficientů (¾) okamžitého opotřebení nástroje, a (d) porovnává se koeficient (R<i>) průměrného opotřebení nástroje s koeficientem (Ro) referenčního průměrného opotřebení nástroje za účelem dosažení zobrazení okamžitého stavu nástroje pro řezný nástroj po obrobení každého i-tého následujícího obrobku, přičemž podstata předmětného řešení spočívá zejména vtom, že v kroku (b) se vypočítává koeficient (Γω) okamžitého opotřebení nástroje v souladu s obecným vztahem:
kde
F - představuje okamžitou rychlost posuvu relativního pohybu mezi řezným nástrojem pro odběr materiálu a obrobkem,
Ao, a a β - jsou koeficienty, závisející na typu řezného nástroje v kombinaci s materiálem obrobku.
V souladu s výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu se v kroku (b) vypočítává koeficient (rQ)) okamžitého opotřebení nástroje v souladu s obecným vztahem:
M(j, = přičemž řezným nástrojem pro odebírání materiálu je fréza, a Fz představuje posuv na jeden zub této frézy.
Přehled obrázků na výkresech
Za účelem lepšího porozumění předmětu tohoto vynálezu a s cílem ukázat, jak může být předmět tohoto vynálezu uskutečněn v praxi, bude dále podán popis neomezujícího příkladného provedení, a to s odkazem na přiložené výkresy, kde:
obr. 1 znázorňuje schematické blokové schéma automatického sledovacího systému pro udávání a zobrazování okamžitého stavu nástroje, to jest obráběcí frézy, obr. 2 znázorňuje schematické blokové schéma automatického sledovacího systému podle obr. 1,
-4CZ 293210 B6 obr. 3 znázorňuje blokové schéma zapojení jednotlivých operací automatického sledovacího systému podle obr. 1, a obr. 4 znázorňuje graf, zobrazující typickou křivku poměru R^j/Ro v závislosti na i-tém následujícím obrobku pro danou strojní operaci.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 je znázorněno blokové schéma automatického sledovacího systému 1 pro zjišťování okamžitého stavu obráběcí frézy 2, otočně poháněné strojním nástrojem 3 a řízené řídicí jednotkou 4, která je modifikována adaptivním regulačním obvodem 5 pro adaptivní regulaci alespoň rychlosti posuvu frézy v závislosti na kroutícím momentu, vyvozovaném strojním nástrojem 3, jehož velikost je zjišťována monitorem 7 kroutícího momentu, který je zde příslušně zapojen.
Obdobný adaptivní regulační obvod 5 je například popsán v přihlašovatelově patentovém spise WO 94/14569, přičemž tento adaptivní regulační obvod 5 může rovněž adaptivně regulovat rychlost S vřetene frézy.
Údaje o okamžitém stavu nástroje mohou být zobrazovány jako percentuální údaje o opotřebení nástroje na monitoru 8 stavu nástroje pro příslušné využití obsluhujícím pracovníkem stroje, to znamená pro výměnu opotřebované frézy.
Alternativně může být stav nástroje udáván na monitoru 8 stavu nástroje tak, že zde lze přečíst výraz funkční nebo popřípadě nefunkční, pokud je fréza 2 již opotřebovaná nebo poškozená. A navíc potom v případě, kdy je fréza 2 již opotřebována nebo poškozena, může automatický sledovací systém 1 vydat přerušovací signál k výměně nástroje pro řídicí jednotku 4.
K automatickému sledovacímu systému 1 je rovněž připojena koordinace 9 obsluhy, jejímž prostřednictvím pak obsluha vkládá kód frézy, udávající typ frézy, kód materiálu obrobku, obsahující údaje o materiálu obrobku, a kód strojní operace, charakterizující typ strojní operace.
Na obr. 2 je znázorněno, že automatický sledovací systém 1 je vybaven pamětí 10, v níž je uložena trojice koeficientů (Ao, α, β) pro různé typy frézy, a to včetně kombinací materiálů obrobku a koeficientu Ro referenčního průměrného opotřebení nástroje pro různé strojní operace.
Typickými charakteristickými trojicemi koeficientů (Ao, α, β) pro frézu s pevným koncem, opatřenou čtyřmi drážkami, jsou následující trojice:
(Ao = 148, α - 0,75, β = 0,83) - pro měkkou ocel, (Ao = 116, α = 0,68, β = 0,75) - pro litinu, (Ao = 79, α = 0,72, β = 0,8) - pro hliník.
Trojice koeficientů (Ao, α, β) pro různé frézy a pro různé kombinace materiálů obrobku jsou stanoveny empiricky na základě vysokého počtu strojních operací.
Nový koeficient Ro pro novou strojní operaci je určován během zkušebního provozu nové frézy prostřednictvím kalibrační jednotky 11, která získává Mq a FZ(j) a je vybavena trojicí koeficientů (Ao, α, β) pro příslušný typ frézy v kombinaci s příslušným materiálem obrobku, jak je udáno obsluhou stroje.
-5CZ 293210 B6
K adaptivnímu regulačnímu obvodu 5, k monitoru 7 kroutícího momentu a k paměti 10 je připojen procesor 13 koeficientu okamžitého opotřebení nástroje pro výpočet koeficientu r^ okamžitého opotřebení nástroje, a to podle následujícího vztahu:
M(i) = kde
Fz(j) - představuje okamžitý posuv najeden zub frézy 2 v různých polohách podél řezné dráhy při opracovávání i-tého po sobě jdoucího obrobku.
Pokud okamžitý posuv F^j na jeden zub frézy 2 není přímo dostupný, může být snadno vypočítán na základě následujícího vztahu:
EVíj) — F (j)/ (S (j)Z) kde
Fg) - představuje okamžitou rychlost posuvu frézy 2 vzhledem k obrobku,
S'(j) - představuje okamžitou rychlost vřetene, a z - představuje počet drážek frézy 2.
K procesoru 13 koeficientu okamžitého opotřebení nástroje je připojen procesor 14 koeficientu průměrného opotřebení nástroje pro výpočet koeficientu R(i) průměrného opotřebení nástroje pro frézu 2, obrábějící i-tý po sobě jdoucí obrobek, a to v souladu s následujícím obecným vztahem:
K paměti 10 a k procesoru 4 koeficientu průměrného opotřebení nástroje je připojen komparátor 15 koeficientu opotřebení nástroje pro porovnávání koeficientu průměrného opotřebení nástroje s koeficientem Ro referenčního průměrného opotřebení nástroje, a to za účelem zjišťování stavu nástroje, zobrazovaného na monitoru 8 stavu nástroje, a za účelem vydávání přerušovacího signálu pro výměnu nástroje, pokud je to nezbytné.
Funkce automatického sledovacího systému 1 bude nyní popsána s odkazem na obr. 3, který znázorňuje, že po stanovení neznámé hodnoty koeficientu Ro referenčního průměrného opotřebení nástroje pro novou frézu, pro novou strojní operaci, a pro každý i-tý následující obrobek, pak procesor 13 okamžitého opotřebení nástroje vypočítává koeficient r® okamžitého opotřebení nástroje, a to obvykle ve výběrové míře deseti vzorků za sekundu, z nichž procesor 14 koeficientu průměrného opotřebení nástroje vypočítává nezatížený koeficient průměrného opotřebení nástroje pro frézu 2, který je poté porovnáván s koeficientem Ro referenčního průměrného opotřebení nástroje prostřednictvím komparátoru 15 koeficientu opotřebení nástroje za účelem stanovení poměru R<i/Ro, který je rozhodující pro okamžitý stav nástroje, to jest frézy 2.
Jak již bylo shora uvedeno, tak pokud poměr R^j/Ro leží v provozním rozmezí [0,9; 1,6], je kamžitý stav nástroje vyjádřen jako opotřebení nástroje v procentech, a to v souladu s následujícím vztahem:
-6CZ 293210 B6
Jak je znázorněno na obr. 4, tak pokud dojde k opotřebení frézy, tak poměr R(i/Ro pro každý následující i-tý obrobek asymptoticky vzrůstá směrem k předem stanovené horní kritické prahové hodnotě 1,6, která odpovídá stavu, kdy je nástroj v podstatě zcela otupen a kdy je nutná jeho výměna. U uvedeného příkladu provedení je fréza zcela otupena po opracování zhruba 45 obrobků.
1·6-2?ω/Τ?0
0,6 x 100%
Při automatickém způsobu provozu automatického sledovacího systému 1 potom když se poměr R(i/Ro dostane mimo rozsah provozního rozmezí [0,9; 1,6], a kdy je fréza 2 buď zcela otupena, nebo poškozena, tak automatický sledovací systém 1 vydá přerušovací signál k výměně nástroje pro řídicí jednotku 4.
Přestože byl předmět vynálezu popsán s ohledem na omezený počet příkladů jeho provedení, je zcela evidentní, že pro odborníka z dané oblasti techniky není žádným problémem vytvořit celou řadu variací, modifikací nebo jiných aplikací předmětu tohoto vynálezu.
Automatický sledovací systém může být například instalován jako originální OEM prvek, nebo může být dodatečně připojen k již existujícím CNC strojům pro číslicové řízení.

Claims (1)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob automatického sledování stavu nástroje pro zobrazování okamžitého stavu nástroje pro řezný nástroj, odebírající materiál u stejných obrobků v souladu s danou strojní operací, pro kterou v podstatě nový řezný nástroj stejného typu má koeficient (Ro) referenčního průměrného opotřebení nástroje, přičemž daný způsob obsahuje následující kroky:
    (a) stanovuje se hlavní hnací řezný kroutící moment (M) během obrábění i-tého následujícího obrobku, (b) vypočítává se množství koeficientů (Γω) okamžitého opotřebení nástroje pro řezný nástroj, odebírající materiál během obrábění i-tého následujícího obrobku, (c) vypočítává se koeficient (R(i)) průměrného opotřebení nástroje pro řezný nástroj, odebírající materiál, a to z uvedeného množství koeficientů (tq)) okamžitého opotřebení nástroje, a (d) porovnává se koeficient (R<o) průměrného opotřebení nástroje s koeficientem (Ro) referenčního průměrného opotřebení nástroje za účelem dosažení zobrazení okamžitého stavu nástroje pro řezný nástroj po obrobení každého i-tého následujícího obrobku, vyznačující se t í m , že v kroku (b) se vypočítává koeficient (τω) okamžitého opotřebení nástroje v souladu s obecným vztahem:
CZ19982086A 1996-01-03 1997-01-02 Způsob automatického sledování stavu nástroje CZ293210B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IL11666796A IL116667A0 (en) 1996-01-03 1996-01-03 Apparatus and method for cnc machine tooling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ208698A3 CZ208698A3 (cs) 1998-11-11
CZ293210B6 true CZ293210B6 (cs) 2004-03-17

Family

ID=11068398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19982086A CZ293210B6 (cs) 1996-01-03 1997-01-02 Způsob automatického sledování stavu nástroje

Country Status (15)

Country Link
US (1) US6202002B1 (cs)
EP (1) EP0871930B1 (cs)
JP (1) JP3810090B2 (cs)
KR (1) KR100413987B1 (cs)
CN (1) CN1107249C (cs)
AU (1) AU1169597A (cs)
BR (1) BR9706956A (cs)
CA (1) CA2241951C (cs)
CZ (1) CZ293210B6 (cs)
DE (1) DE69700546T2 (cs)
ES (1) ES2138439T3 (cs)
IL (2) IL116667A0 (cs)
PL (1) PL182940B1 (cs)
RU (1) RU2180967C2 (cs)
WO (1) WO1997025659A1 (cs)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL126033A (en) * 1998-09-02 2002-12-01 Omat Ltd Method and system for adaptive control for cutting operations
JP3436899B2 (ja) * 1999-09-10 2003-08-18 義昭 垣野 工具異常検出装置及びこれを備えた数値制御装置
ATE261592T1 (de) * 2000-09-27 2004-03-15 Liebherr Verzahntech Gmbh Prozessüberwachung zur verschleisserkennung an verzahnungswerkzeugen
JP2003326438A (ja) * 2002-02-28 2003-11-18 Fanuc Ltd 工具異常検出装置
US7054696B2 (en) * 2002-07-18 2006-05-30 Black & Decker Inc. System and method for data retrieval in AC power tools via an AC line cord
US6961637B2 (en) * 2003-02-25 2005-11-01 Ge Fanuc Automation Americas, Inc. On demand adaptive control system
US7330129B2 (en) * 2003-07-16 2008-02-12 Black & Decker Inc. System and method for data retrieval in AC power tools via an AC line cord
ES2263342B1 (es) * 2004-07-30 2007-11-16 Centro De Automatizacion, Robotica Y Tecnologias De La Informacion Y De La Fabricacion. Proceso de monitorizacion de fallo en herramientas multifilo para mecanizado en serie.
JP2007208114A (ja) * 2006-02-03 2007-08-16 Disco Abrasive Syst Ltd 切削装置
US20080161959A1 (en) * 2006-12-01 2008-07-03 Jerard Robert B Method to measure tool wear from process model parameters
CN101788806B (zh) * 2009-01-24 2013-03-06 西门子公司 一种对机器的状态进行监控的方法
CN101804583B (zh) * 2010-02-22 2011-11-09 南京航空航天大学 基于槽切铣削刀具轮廓复制的磨损测量方法
CN102069421B (zh) * 2010-11-30 2013-06-12 长城汽车股份有限公司 数控车床刀具补偿防错控制系统和方法
KR101776956B1 (ko) * 2010-12-09 2017-09-19 두산공작기계 주식회사 공작기계의 공구 손상 탐지장치 및 공구손상 탐지방법
JP5737970B2 (ja) * 2011-01-28 2015-06-17 Dmg森精機株式会社 工作機械の制御システム
US20140107853A1 (en) * 2012-06-26 2014-04-17 Black & Decker Inc. System for enhancing power tools
WO2014068644A1 (ja) * 2012-10-29 2014-05-08 富士機械製造株式会社 監視区間自動設定装置、工作機械、および監視区間自動設定方法
DE102013109407B4 (de) * 2013-08-29 2016-11-17 Rattunde & Co Gmbh Verfahren zur Bearbeitung von Rohrabschnittsenden
JP5739501B2 (ja) * 2013-10-11 2015-06-24 ファナック株式会社 工作機械
CN104076796B (zh) * 2014-07-07 2017-01-11 蓝星（北京）技术中心有限公司 切粒机健康状态实时评价方法、装置和切粒机
US9753451B2 (en) * 2014-12-03 2017-09-05 Thermwood Corporation System for managing tool life on CNC machines
CN106363493B (zh) * 2015-07-22 2019-01-29 蓝思科技股份有限公司 一种降低加工蓝宝石产品报废率的方法
CN105676789B (zh) * 2016-04-25 2018-04-10 苏州市职业大学 一种超硬刀具热疲劳裂纹监测系统
CN106002486B (zh) * 2016-07-27 2017-12-05 大连理工大学 基于微铣床主传动系统功率的微铣削力测量方法
CN109746768A (zh) * 2017-11-06 2019-05-14 丹阳市景顺塑料制品有限公司 一种工件切削综合监测系统
DE102018206865B4 (de) * 2018-05-04 2021-08-05 Audi Ag Verfahren zur Bearbeitung eines Rohbauteils durch eine Bearbeitungsmaschine und Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung eines Rohbauteils
CN108897281A (zh) * 2018-06-06 2018-11-27 苏州领裕电子科技有限公司 一种刀具监控系统及方法
CN109782689B (zh) * 2019-01-10 2020-12-15 上海交通大学 一种基于大数据技术的数控加工的刀具管理方法及系统
CN113518688A (zh) * 2019-03-01 2021-10-19 L·A·安德森 用于检查和更换切削刀具的自动化系统
CN110703690A (zh) * 2019-11-19 2020-01-17 天津紫荆长远科技发展有限公司 一种用于加工过程的智能控制与监测系统的运行方法
CN116061004B (zh) * 2022-10-14 2023-08-08 哈尔滨理工大学 振动作用下铣刀瞬态切削能效分布的变化特性的识别方法
KR20240117423A (ko) 2023-01-25 2024-08-01 (주)플레이오니 인공지능을 이용한 공구 상태 모니터링 방법, 장치 및 프로그램
IT202300013071A1 (it) 2023-06-23 2024-12-23 Machining Centers Mfg S P A Oppure Mcm S P A Metodo per stimare uno stato di un’utensile durante una lavorazione per asportazione di truciolo
CN116728161B (zh) * 2023-07-27 2025-05-13 哈尔滨理工大学 方肩铣刀刀齿瞬时能耗分布复杂性的分形特征识别方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4208718A (en) 1978-06-05 1980-06-17 Kearney & Trecker Corporation Method of optimizing the operation of a computer controlled machine tool
US4509126A (en) * 1982-06-09 1985-04-02 Amca International Corporation Adaptive control for machine tools
US4802095A (en) 1986-12-24 1989-01-31 The Boeing Company Method for indicating end mill wear
RU2025253C1 (ru) * 1991-02-25 1994-12-30 Обабков Анатолий Иванович Устройство для определения момента затупления режущего инструмента
IL104250A (en) * 1992-12-28 1995-10-31 Omat Ltd Controller for processing machines operated by means of a digital control computer
JPH07295619A (ja) * 1994-04-25 1995-11-10 Mitsubishi Electric Corp 工作機械の数値制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
PL182940B1 (pl) 2002-05-31
RU2180967C2 (ru) 2002-03-27
EP0871930B1 (en) 1999-09-22
CN1107249C (zh) 2003-04-30
IL116667A0 (en) 1996-05-14
JP2000502959A (ja) 2000-03-14
KR100413987B1 (ko) 2004-02-18
WO1997025659A1 (en) 1997-07-17
JP3810090B2 (ja) 2006-08-16
US6202002B1 (en) 2001-03-13
DE69700546D1 (de) 1999-10-28
EP0871930A1 (en) 1998-10-21
IL125123A0 (en) 1999-01-26
PL327666A1 (en) 1998-12-21
DE69700546T2 (de) 2000-02-17
IL125123A (en) 2001-11-25
AU1169597A (en) 1997-08-01
CA2241951A1 (en) 1997-07-17
CN1210599A (zh) 1999-03-10
KR19990077013A (ko) 1999-10-25
BR9706956A (pt) 2000-01-04
CA2241951C (en) 2004-11-30
CZ208698A3 (cs) 1998-11-11
ES2138439T3 (es) 2000-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ293210B6 (cs) Způsob automatického sledování stavu nástroje
US6937942B2 (en) Method and apparatus of detecting tool abnormality in a machine tool
US7403868B2 (en) Apparatus for detecting or predicting tool breakage
US3834615A (en) Method for monitoring machining condition of machine tool
US4713770A (en) System and method for preventing tool breakage
JPS5890445A (ja) 工具の摩損監視方法及び装置
CN105988417B (zh) 进行螺纹孔检查的数值控制装置
JP2011118840A (ja) モータ負荷トルク測定機能を有する数値制御装置
US4802095A (en) Method for indicating end mill wear
CN117784718B (zh) 一种基于智能控制的刀模切削系统
US11226613B2 (en) Anomaly detection device, anomaly detection server and anomaly detection method
US9983567B2 (en) Numerical controller capable of avoiding overheat of spindle
US4150327A (en) Automatic control of production machining by a machine tool
KR100548874B1 (ko) 공구의 날 빠짐 검지기능을 갖는 수치제어장치
US20160085231A1 (en) Machine tool controller
JP7614473B2 (ja) 工作機械の外部処理システム
JP2001125611A (ja) 数値制御装置
JPH06198547A (ja) 回転式刃具の折損予知方法
KR102157312B1 (ko) 다축 스핀들 드릴링 장비에 있어서 개별 스핀들에 작용하는 가공부하를 측정하는 방법
JPH06320396A (ja) 刃工具の寿命判定方法および自動交換方法
CN112835326B (zh) 一种大型铸锻件加工智能化方法及系统
JPH11197996A (ja) 機械加工部品の加工方法及び装置
JPS59142046A (ja) 工具寿命の管理方法及び装置
KR20240091370A (ko) 가공부하 데이터 선독기반 cnc머신의 이송속도 능동제어방법
JPS59201748A (ja) 切削用工具欠損検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20150102