DE102021120457A1

DE102021120457A1 - Werkzeugzustandsermittlungssystem

Info

Publication number: DE102021120457A1
Application number: DE102021120457.7A
Authority: DE
Inventors: Kenji Nishikawa; Yasushi Sano; Ami Sasaki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2020-09-28
Filing date: 2021-08-05
Publication date: 2022-03-31
Also published as: JP7443213B2; JP2022054650A; US20220097192A1

Abstract

Es wird ein Werkzeugzustandsermittlungssystem, das in der Lage ist, die Benutzerfreundlichkeit zu verbessern, bereitgestellt. Ein Werkzeugzustandsermittlungssystem, das einen Zustand eines an einer Bearbeitungseinrichtung angebrachten Werkzeugs ermittelt, enthält: eine Detektionseinrichtung, die getrennt von einem Werkzeughalter, der das Werkzeug hält, ausgebildet ist und die abnehmbar an dem Werkzeughalter angebracht ist, wobei die Detektionseinrichtung dazu ausgebildet ist, den Zustand des Werkzeugs zu detektieren und Messdaten auszugeben; und eine Datenanalyseeinrichtung, die dazu vorgesehen ist, mit der Detektionseinrichtung kommunizieren zu können, wobei die Datenanalyseeinrichtung dazu ausgebildet ist, die Messdaten von der Detektionseinrichtung zu analysieren. Dadurch wird die Bedienbarkeit für einen Nutzer verbessert, da die Detektionseinrichtung getrennt von dem Werkzeughalter ausgebildet und abnehmbar an dem Werkzeughalter befestigt werden kann.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeugzustandsermittlungssystem.
2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Eine Einrichtung zum Erkennen einer Anomalie oder einer Zustandsänderung eines Werkzeugs ist in WO2017/002762 (PTL 1) beschrieben. Gemäß der Beschreibung dieser Veröffentlichung „Wird ein Rotationsmaschinenwerkzeug wie beispielsweise ein Schaftfräser, Bohrer, Gewindebohrer oder dergleichen bereitgestellt, mit dem es möglich ist, in Echtzeit die Beschädigung, den Bruch oder den extremen Verschleiß hiervon zu messen, ohne einen speziellen Prozess oder dergleichen durchzuführen. Das mit einem Sensor zur Echtzeit-Erkennung des Zustands ausgestattete Rotationsmaschinenwerkzeug der vorliegenden Erfindung ist mit der Spitze einer Rotationsbearbeitungseinrichtung, die sich um eine Drehachse drehen kann, verbunden und dreht sich um dieselbe Drehachse, wobei die Spitze mit dem zu bearbeitenden Element in Kontakt kommt und dadurch das zu bearbeitende Element schneidet. Das Rotationsmaschinenwerkzeug ist zumindest versehen mit: einer Sensorinstallationsöffnung, die eine vertikal lange Form mit einer zentralen Achsenlinie, die ungefähr auf die Drehachse zentriert ist, besitzt, wobei das hintere Ende am hinteren Ende des Hauptkörpers des rotierenden Schneidwerkzeugs nach außen offen ist und die Spitze über der Spitze des Hauptkörpers des Rotationsmaschinenwerkzeug liegt und vom Äußeren abgeschlossen ist; einen Sensor, der vom hinteren Ende der Sensorinstallationsöffnung eingeführt ist, an der Spitze der Sensorinstallationsöffnung positioniert ist und den Zustand an der positionierten Position detektiert; und eine Sensoreinführöffnung, die mit einem Ende des Sensors verbunden ist und mit dem hinteren Ende des rotierenden Schneidwerkzeugs gekoppelt ist.“
Andererseits wird in JP-A-2020-015148 (PTL 2) eine Technik zum Erkennen des Verschleißes eines Werkzeugs und zum Managen eines Schneidprozesses beschrieben. Gemäß der Beschreibung dieser Veröffentlichung „Weist das Schneidmanagementsystem auf: einen Schneidsteuerungsteil, der Schneidinformationen erfasst, die bei der Schneidbearbeitung unter Verwendung einer Schneideinrichtung detektiert werden, die zumindest eine erste Information enthalten, die einen Zustand der Schneidbearbeitung anzeigt, und eine zweite Information, die entsprechend der Schneidbearbeitung ansteigt, und eine Werkzeuginformation zum Identifizieren eines Schneidwerkzeugs, das die Schneidbearbeitung durchführt, und einen Schneidinformationsspeicherteil veranlasst, die erfassten Schneidinformationen und die Werkzeuginformation zu speichern, wobei die Informationen einander zugeordnet werden; und einen Managementverarbeitungsteil, der Mengeninformationen bezüglich der Verwendung des Schneidwerkzeugs auf der Grundlage der ersten Information und der zweiten Information, die in den Schneidinformationen enthalten sind, erzeugt und eine vorgegebene Managementverarbeitung für das Schneidwerkzeug auf der Grundlage der erzeugten Mengeninformationen ausführt.“
PTL 1 ist eine Technik eines Rotationsbearbeitungswerkzeugs, das mit einem Sensor zur Echtzeit-Erfassung eines Werkzeugzustands ausgestattet ist. Der Sensor ist in einem Werkzeughalter untergebracht und daher ist die Nutzbarkeit schlecht. Da bei einem allgemeinen Bearbeitungsprozess einer Maschinenkomponente eine Vielzahl von Werkzeugen mit unterschiedlichen Formen verwendet wird, ist es notwendig, ein Rotationsbearbeitungswerkzeug, das mit einem Sensor ausgestattet ist, jedesmal, wenn ein Werkzeug eine andere Form besitzt, zu konstruieren und herzustellen, was Zeit und Mühe kostet.
PTL 2 schätzt eine Lebensdauer eines Schneidwerkzeugs und berechnet einen optimalen Zustand während der Bearbeitung durch Verwenden von maschinellem Lernen, und es gibt Raum für Verbesserungen im Umgang mit Sensordaten mit einer großen Menge an Störungen.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Die Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Probleme gemacht, und ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein Werkzeugzustandsermittlungssystem, das in der Lage ist, die Benutzerfreundlichkeit für einen Nutzer zu verbessern, bereitzustellen.
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, ermittelt ein Werkzeugzustandsermittlungssystem gemäß einem Aspekt der Erfindung einen Zustand eines an einer Bearbeitungseinrichtung angebrachten Werkzeugs. Das Werkzeugzustandsermittlungssystem enthält: eine Detektionseinrichtung, die von einem Werkzeughalter, der das Werkzeug hält, getrennt ausgebildet ist und abnehmbar an dem Werkzeughalter befestigt ist, wobei die Detektionseinrichtung dazu ausgebildet ist, den Zustand des Werkzeugs zu detektieren und Messdaten auszugeben; und eine Datenanalyseeinrichtung, die vorgesehen ist, um mit der Detektionseinrichtung kommunizieren zu können, wobei die Datenanalyseeinrichtung dazu ausgebildet ist, die Messdaten von der Detektionseinrichtung zu analysieren.
Gemäß der Erfindung wird die Bedienbarkeit für den Nutzer verbessert, da die Detektionseinrichtung getrennt von dem Werkzeughalter ausgebildet und abnehmbar an dem Werkzeughalter angebracht werden kann.
Figurenliste

1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm eines Werkzeugzustandsermittlungssystems;
2 ist eine perspektivische Außenansicht einer an einem Werkzeughalter angebrachten Detektionseinrichtung;
3 ist eine Längsschnittansicht von 2;
4 ist eine Blockdarstellung einer Vorsignalverarbeitungseinheit;
5 ist ein Beispiel für einen Bildschirm zum Ausgeben von Messdaten;
6 ist ein Beispiel für einen Inhalt, der in einer Prozessdatenspeichereinheit gespeichert ist;
7 ist eine Blockdarstellung einer Datenanalyseeinheit;
8 ist ein Beispiel für einen Bildschirm zum Ausgeben eines Analyseergebnisses;
9 ist eine charakteristische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Verschleißausmaß eines Werkzeugs und einem Anomaliegrad zeigt;
10 ist eine Gesamtkonfigurationsansicht eines Werkzeugzustandsermittlungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform;
11 ist ein Beispiel für einen Betriebsablauf des Werkzeugzustandsermittlungssystems;
12 ist ein Beispiel für ein Verfahren zum Verwenden eines Werkzeugzustandsermittlungssystems gemäß einer dritten Ausführungsform;
13 ist eine vergrößerte perspektivische Außenansicht, die eine in einer Detektionseinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform vorgesehene Ausgleichsgewichtseinheit zeigt;
14 ist eine perspektivische Außenansicht einer Ausgleichsgewichtseinheit, an der ein Gewicht mit einem anderen Gewicht angebracht ist; und
15 ist eine perspektivische Außenansicht einer Ausgleichsgewichtseinheit, an der ein anderes Gewicht mit einem anderen Gewicht angebracht ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform stellt ein System, das an Werkzeughaltern mit verschiedenen Formen angebracht werden kann und eine Zustandsänderung wie beispielsweise den Verschleiß eines Werkzeugs mit hoher Genauigkeit messen kann, bereit. In dem System kann eine Anomalie des Werkzeugs auch durch einen Algorithmus unter Verwendung von maschinellem Lernen oder dergleichen ermittelt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform enthält das System eine Detektionseinrichtung, die extern an einem Werkzeughalter anbringbar ist, und eine Datenanalyseeinrichtung, die mit der Detektionseinrichtung kommunizieren kann und einen Zustand des Werkzeugs analysiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Sensoreinheit der Detektionseinrichtung in einem Abschnitt nahe einer Bearbeitungsstelle durch das Werkzeug vorgesehen, und somit ist es möglich, die Zustandsänderung des Werkzeugs mit hoher Genauigkeit zu messen.
Die vorliegende Ausführungsform beinhaltet zumindest die folgenden Aspekte.

(1) Die Detektionseinrichtung enthält die Sensoreinheit, die koaxial an dem Werkzeughalter befestigt ist, wobei die Sensoreinheit darin einen Sensor enthält, der in der Nähe eines Spitzenendes des Werkzeugs vorgesehen ist, und eine Sende- und Empfangseinheit, die oberhalb des Werkzeughalters vorgesehen ist, wobei die Sende- und Empfangseinheit dazu ausgebildet ist, ein durch den Sensor gemessenes Signal zu empfangen und das Signal an die Datenanalyseeinrichtung zu senden.
(2) Die Sende- und Empfangseinheit enthält eine Basis, die das Signal an die Datenanalyseeinrichtung sendet, eine Batterie, die Leistung für die Übertragung sicherstellt, und einen Anschluss, der die Batterie füllt.
(3) Die Sensoreinheit kann einen in einer orthogonalen Anordnung befestigten Beschleunigungssensor enthalten.
(4) Die Sensoreinheit kann zumindest einen von dem Beschleunigungssensor, einem Kraftsensor, einem Temperatursensor, einem Schallsensor und einem Sensor für akustische Emissionen (AE) enthalten.
(5) Um einen Arm eines automatischen Werkzeugwechslers („automatic tool changer“; ATC) einer Bearbeitungseinrichtung nicht zu stören, kann die Detektionseinrichtung an dem Werkzeughalter in einem Zustand, in dem eine Kontaktposition des Arms frei liegt, angebracht werden.
(6) Die Datenanalyseeinrichtung kann eine Empfangseinrichtung, eine Vorsignalverarbeitungseinheit, eine Datenanalyseeinheit, eine Prozessdatenspeichereinheit und eine Lerndatenspeichereinheit enthalten.
(7) Die Vorsignalverarbeitungseinheit kann Schritte des Beginnens einer Messung, des Einspeisens von Einstellparametern, des Auswählens einer Signalverarbeitung, des Ausführens einer Signalverarbeitung und des Durchführens einer FFT-Verarbeitung enthalten.
(8) Die Datenanalyseeinheit kann einen Eigenschaftsausmaß-Auswahlschritt, einen Eigenschaftsausmaß-Berechnungsschritt, einen Einspeiseschritt für analytische Parameter, einen Zustandsermittlungsschritt, eine Werkzeugverschleißdatenbank und einen Analyseergebnis-Ausgabeschritt enthalten.
(9) Das System kann eine Funktion zum Ausgeben eines Steuerbefehls an eine Bearbeitungseinrichtung basierend auf einem Bestimmungsergebnis und zum Betreiben der Bearbeitungseinrichtung besitzen.
(10) Das System kann eine Funktion, die Datenanalyseeinrichtung mit einem Netzwerk zu verbinden und einer Vielzahl von maßgeblichen Parteien den Zugriff auf das Netzwerk durch Terminals zu ermöglichen, besitzen.

[Erste Ausführungsform]
Die erste Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 beschrieben. 1 ist eine Gesamtkonfigurationsansicht eines Werkzeugzustandsermittlungssystems DS. Das Werkzeugzustandsermittlungssystem DS kann auch als Werkzeugzustandsdatenanalysevorrichtung DS bezeichnet werden.
Das Werkzeugzustandsermittlungssystem DS enthält eine Detektionseinrichtung 1 und eine Datenanalyseeinrichtung 2. Das Werkzeugzustandsermittlungssystem DS wird zum Beispiel bei einem Zerspanungsprozess eingesetzt. Beim Zerspanen schrappt ein Werkzeug 11 ein Arbeitsmaterial 10 ab und formt das Arbeitsmaterial 10 in eine gewünschte Form. Das Werkzeug 11 ist an einem Werkzeughalter 9 befestigt. Der Werkzeughalter 9 ist in der Regel an einer Hauptspindel MA einer Bearbeitungseinrichtung 8 befestigt. Wenn die Hauptspindel MA rotiert, rotieren der Werkzeughalter 9 und das Werkzeug 11 gemeinsam. Im Folgenden wird der Werkzeughalter 9 kurz als Halter 9 abgekürzt. Ein ausführliches Konfigurationsbeispiel der Detektionseinrichtung 1 wird später unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben.
Wenn das auf dem Halter 9 montierte Werkzeug 11 rotiert, wird das Arbeitsmaterial 10 zerspant. Während der Bearbeitung ändern sich eine Vibration, eine Last, eine Temperatur und dergleichen. Das Werkzeugzustandsermittlungssystem DS misst und analysiert Werte von Parametern wie beispielsweise die Vibration, die Last und die Temperatur unter Verwendung der später zu beschreibenden Detektionseinrichtung 1. Die Detektionseinrichtung 1 ist abnehmbar an einer Außenseite des Halters 9 befestigt und rotiert zusammen mit dem Halter 9.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel, bei dem die Vibration während der Bearbeitung ins Auge gefasst wird, beschrieben. Zusätzlich zur Vibration können auch eine Kraft, die Temperatur oder ein anderer sich ändernder Parameter gemessen werden. Die durch die Bearbeitung erzeugte Vibration wird durch die Detektionseinrichtung 1 gemessen und wird in eine Empfangseinrichtung 3, die einen Eingspeiseabschnitt der Datenanalyseeinrichtung 2 darstellt, eingespeist. Da das Werkzeug 11 mit einer hohen Geschwindigkeit rotiert, sind die zusammen mit dem Halter 9 rotierende Detektionseinrichtung 1 und die von dem Halter 9 entfernt vorgesehene Datenanalyseeinrichtung 2 drahtlos miteinander verbunden. Zum Beispiel können Wi-Fi (eingetragenes Warenzeichen), Bluetooth (eingetragenes Warenzeichen) und andere drahtlose Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsstandards verwendet werden. Darüber hinaus können die Detektionseinrichtung 1 und die Datenanalyseeinrichtung 2 anstelle der drahtlosen Kommunikation unter Verwendung eines Drehverbinders, eines Schleifrings oder dergleichen auch in einer drahtgebundenen Verbindung stehen.
Ein von der Detektionseinrichtung 1 ausgegebenes Signal (Messdaten) wird durch die Empfangseinrichtung 3 empfangen und ein Roh-Wellenformsignal wird von der Empfangseinrichtung 3 in eine Vorsignalverarbeitungseinheit 4 eingespeist. Das Roh-Wellenformsignal weist jedoch ein großes Ausmaß an Störungen auf, so dass eine Änderung des Verschleißes des Werkzeugs 11 möglicherweise nicht aufgegriffen wird. In einer Fabrik oder dergleichen, die die Bearbeitungseinrichtung 8 verwendet, können periodische oder nicht-periodische Vibrationen, elektromagnetische Störungen oder dergleichen von anderen umgebenden Einrichtungen die Detektionseinrichtung 1 beeinflussen. Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Vorsignalverarbeitungseinheit 4 zwischen der Empfangseinrichtung 3 und der Datenanalyseeinheit 5 vorgesehen, so dass die Störungen durch die Vorsignalverarbeitungseinheit 4 aus dem Roh-Wellenformsignal entfernt werden.
In der Vorsignalverarbeitungseinheit 4 wird ein Prozess eines Erfassungsziels bestimmt und eine Messung eines Bereichs zum Ermitteln einer Anomalie aufgrund von Werkzeugverschleiß wird gestartet. Eine Datenbank einer Prozessdatenspeichereinheit 6 wird verwendet, um den Prozess des Erfassungsziels zu bestimmen. Die Wellenform, aus der die Störungen durch die Vorsignalverarbeitungseinheit 4 entfernt wurden, wird in die nächste Datenanalyseeinheit 5 eingespeist.
Die Datenanalyseeinheit 5 verwendet Lehrerdaten, die in einer Datenbank einer Lerndatenspeichereinheit 7 angesammelt sind, um einen Anomaliegrad des Werkzeugverschleißes durch Verwenden von maschinellem Lernen oder dergleichen zu ermitteln. Ein Verarbeitungsergebnis der Datenanalyseeinheit 5 wird als Analyseergebnis an eine externe Einrichtung wie beispielsweise eine Monitoranzeige oder ein Computerterminal ausgegeben und angezeigt.
2 veranschaulicht das Konfigurationsbeispiel der Detektionseinrichtung 1. Die Detektionseinrichtung 1 enthält hauptsächlich zwei Teile einer Sende- und Empfangseinheit 12 und einer Sensoreinheit 13. Die Sende- und Empfangseinheit 12 und die Sensoreinheit 13 sind in einer axialen Richtung des Halters 9 voneinander getrennt und abnehmbar an dem Halter 9 befestigt. Die Sende- und Empfangseinheit 12 ist an einer Basisendseite des Halters 9 vorgesehen. Die Sensoreinheit 13 ist an einer Spitzendseite des Halters 9 in der Nähe des Werkzeugs 11 vorgesehen.
Die Sende- und Empfangseinheit 12 enthält zwei Gehäuse einer Leistungsquelleneinheit 14 und einer elektronischen Schaltungseinheit 15. Durch Ändern der Formen der beiden Gehäuse 14 und 15 oder durch Einsetzen eines Abstandshalters an einer inneren Umfangsseite können die Gehäuse 14 und 15 auch auf den Halter 9 mit einem anderen Durchmesser aufgebracht werden. Die beiden Gehäuse 14 und 15 sind so befestigt, dass sie von einer äußeren Umfangsseite des Halters 9 aus abnehmbar an dem Halter 9 befestigt sind.
Die Leistungsquelleneinheit 14 und die elektronische Schaltungseinheit 15 enthalten Konfigurationen, die nötig sind, um das Signal an die Datenanalyseeinrichtung 2 auszugeben, und sind durch einen Gehäusedeckel 16 abgedichtet. Der Gehäusedeckel 16 verhindert, dass ein Kühlmittel oder dergleichen während der Bearbeitung in die Sende- und Empfangseinheit 12 gelangt. Wenn das Signal drahtlos an die Datenanalyseeinrichtung 2 gesandt wird, kann der Gehäusedeckel 16 aus einem Kunstharz verwendet werden, so dass die drahtlose Kommunikation durchgeführt werden kann. Die Gehäuseabdeckung 16 ist nicht auf das Kunstharz beschränkt und kann auch aus einem wasserfesten Material, das von elektromagnetischen Wellen leicht durchdrungen werden kann, gebildet sein.
Ein von dem Halter 9 getrennt ausgebildetes Sensorgehäuse 19 ist abnehmbar an einer Spitzendseite (Seite des Werkzeugs 11) des Halters 9 befestigt. Zum Beispiel kann das Sensorgehäuse 19 durch Vorsehen eines Spaltes oder einer Kerbe auf einer Seite des Sensorgehäuses 19 oder durch Ausbilden des Sensorgehäuses 19 mit einer Vielzahl von Komponenten auch an dem Halter 9, der einen anderen Durchmesser besitzt, von außen angebracht werden.
Das Sensorgehäuse 19 besitzt eine Sensoraufnahmeeinheit (später in 3 beschrieben), in der ein Sensor 22 vorgesehen ist. Eine Öffnungseinheit der Sensoraufnahmeeinheit ist mit einer Sensorabdeckung 17 verschlossen. Zum Beispiel kann die Sensoraufnahmeeinheit, wenn die Schwingung durch einen einachsigen Beschleunigungssensor gemessen wird, mit einem Teil, der den Beschleunigungssensor in einer orthogonalen Richtung fixiert, versehen sein. Der Beschleunigungssensor steht mit der elektronischen Schaltungseinheit 15 der Sende- und Empfangseinheit 12 durch ein Kabel 18 in einer drahtgebundenen Verbindung. Das Kabel 18 ist aus dem Gehäuse 19 des Sensors herausgezogen und über eine Oberfläche des Halters 9 mit der elektronischen Schaltungseinheit 15 verbunden. Es wird davon ausgegangen, dass das Kühlmittel an dem Kabel 18 haftet, so dass das Kabel 18 durch einen Silikonschlauch oder dergleichen geschützt werden kann. Ein Montageloch oder dergleichen, durch das das Kabel 18 eingeführt wird, ist ebenfalls flüssigkeitsdicht versiegelt.
3 zeigt ein Beispiel einer Querschnittsansicht der Detektionseinrichtung 1. Im Allgemeinen ist das Werkzeug 11 an einem Spitzenende des Halters 9 durch eine Komponente 23 wie beispielsweise eine Spannzange relativ zum Halter 9 unverdrehbar befestigt. Das Sensorgehäuse 19, in dem der Sensor 22 vorgesehen ist, ist an dem Spitzenende des Halters 9 befestigt.
In der Leistungsquelleneinheit 14 der Sende- und Empfangseinheit 12 ist eine Batterie 21, die als Leistungsquelle dient, vorgesehen. In der elektronischen Schaltungseinheit 15 ist eine elektronische Schaltungsplatine 20, die ein Signal des Sensors 22 verstärkt und ein drahtloses Signal sendet, vorgesehen.
4 zeigt ein Konfigurationsbeispiel der Vorsignalverarbeitungseinheit 4. Das von der Empfangseinrichtung 3 in die Vorsignalverarbeitungseinheit 4 eingespeiste Roh-Wellenformsignal geht zu dem Messbeginnschritt 25, der eine „Messbeginneinheit“ darstellt. In Schritt 25 wird zusätzlich zum Roh-Wellenformsignal eine anfängliche Einspeisebedingung eingestellt. Die anfängliche Einspeisebedingung wird in dem Einstellparameter-Einspeiseschritt 28, der eine „Einstellparameter-Einspeiseeinheit“ ist, bestimmt und ist für den Beginn der Messung erforderlich.
Die anfängliche Einspeisebedingung enthält zum Beispiel eine Abtastrate 30, die ein Intervall während der Messung darstellt, einen Berechnungszyklus 31, der ein Intervall beim Durchführen der Signalverarbeitung darstellt, und einen Auslöser 32, der ein Zeichen zum Starten der Messung darstellt.
Im Messbeginnschritt 25 wird der Prozess des Erfassungsziels basierend auf Daten, die in der Datenbank der Prozessdatenspeichereinheit 6 gespeichert sind, bestimmt. Ein Zustand des Werkzeugs 11 wird nur in einem bestimmten Erkennungszielprozess bestimmt. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden Lebensdauer, Anomalie und dergleichen des Werkzeugs 11 ermittelt.
Wenn die Messung unter der in Schritt 25 bestimmten Bedingung gestartet wird, wird die Signalverarbeitung in dem Signalverarbeitungsausführungsschritt 26, der eine „Signalverarbeitungsausführungseinheit“ darstellt, durchgeführt.
Bei dem Signalverarbeitungsausführungsschritt 26 wird die Signalverarbeitung basierend auf einem Verfahren durchgeführt, das im Voraus in dem Signalverarbeitungsauswahlschritt 29, der eine „Signalverarbeitungsauswahleinheit“ darstellt, bestimmt wurde. Beispiele für ein Signalverarbeitungsverfahren beinhalten die Hochfrequenzstörungsentfernung 33 wie beispielsweise ein Tiefpassfilter, die Niederfrequenzstörungsentfernung 34 wie beispielsweise ein Hochpassfilter, die Ausreißerstörungsentfernung 35 zum Entfernen von Störungen wie beispielsweise eines Spikes und die Entfernung anderer Störungen 36 wie beispielsweise einen Glättungsprozess. Ein anderes Signalverarbeitungsverfahren als diese Verfahren kann verwendet werden.
Die Anzahl von im Signalverarbeitungsauswahlschritt 29 ausgewählten Verarbeitungsverfahren kann eins oder mehr sein. Entsprechend dem in Signalverarbeitungsauswahlschritt 29 bestimmten Verarbeitungsverfahren wird die Signalverarbeitung in Schritt 26 durchgeführt. Da eine Wellenform nach der Signalverarbeitung in einer Frequenzdomäne analysiert werden kann, wird die Wellenform in dem FFT-Verarbeitungsschritt 27, der eine „FFT-Verarbeitungseinheit“ darstellt, einer FFT-Verarbeitung unterzogen. Dann werden Wellenformsignale sowohl der Wellenform nach der FFT-Verarbeitung als auch der Wellenform ohne die FFT-Verarbeitung in die Datenanalyseeinheit 5 eingespeist.
5 ist ein Beispiel für einen Messwellenformausgabebildschirm 49 der Vorsignalverarbeitungseinheit 4. Um notwendige Parameter auswählen oder einspeisen zu können, kann der Bildschirm 49 zum Beispiel Eingabefelder zum Eingeben von Prozessauswahl 40, Abtastrate 41, Berechnungszyklus 42 und Auslöser 43 enthalten. Jeder beliebige Wert kann eingegeben und aus vorbereiteten Werten ausgewählt werden.
Der Bildschirm 49 kann eine Störungsentfernungseingabeeinheit 44 zum Eingeben eines Typs und der Anzahl von Signalverarbeitungen zur Störungsbeseitigung enthalten. Der Bildschirm 49 enthält auch Anzeigebereiche zum Ausgeben von Graphen einer Roh-Wellenform 47 und einer signalverarbeiteten Wellenform 48. In den Anzeigebereichen werden zwei Arten von Graphen in einer Zeitdomäne 45 und einer Frequenzdomäne 46 überwacht.
Ein Beispiel für eine Datenbankzuordnungstabelle 50, die in der Prozessdatenspeichereinheit 6 aufgezeichnet ist, wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. In der Zuordnungstabelle 50 werden zum Beispiel ein Zielprodukt 52, ein Bearbeitungsprogramm 53, ein Zielprozess 54 in dem Bearbeitungsprogramm 53, eine Werkzeugnummer 55 und eine Bearbeitungseinrichtungs-ID 56 als Datenbank aufgezeichnet. Für jede Kombination wird eine ID 51 ermittelt, und die Bearbeitung kann durch Einspeisen der ID 51 in den Messkurven-Ausgabebildschirm 49 gestartet werden. Zum Beispiel kann ein Auslöser zum Starten der Bearbeitung und/oder des Signalverarbeitungsverfahrens durch Einspeisen der ID 51 in den Auslöser 43 automatisch bestimmt werden.
Das Verarbeiten der Datenanalyseeinheit 5 wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Wenn die Wellenform nach der Vorsignalverarbeitung durch die Vorsignalverarbeitungseinheit 4 eingespeist wird, analysiert die Datenanalyseeinheit 5 den Zustand des Werkzeugs 11.
Zuerst bestimmt der Eigenschaftsausmaß-Auswahlschritt 60, der eine „Eigenschaftsausmaß-Auswahleinheit“ darstellt, welcher Parameter als ein Eigenschaftsausmaß 66 in der eingespeisten Wellenform eingestellt wird. Es können ein oder mehr Eigenschaftenausmaße 66 ausgewählt werden.
Der Eigenschaftsausmaß-Berechnungsschritt 62, der eine „Eigenschaftsausmaß-Berechnungseinheit“ darstellt, berechnet sequentiell das in Schritt 60 ausgewählte Eigenschaftsausmaß 66 in einem vorgegebenen Intervall. In dem Analyseparameter-Einspeiseschritt 61, der eine „Analyseparameter-Einspeiseeinheit“ darstellt, können Analyseparameter zum Berechnen des Eigenschaftsausmaßes im Voraus eingespeist werden. Die Analyseparameter beinhalten zum Beispiel die Analysedatenzeit 67, die ein Zeitintervall für die Analyse darstellt, ein Analyseverfahren 68 wie beispielsweise die statistische Analyse oder maschinelles Lernen, und die Schwellenwerteinstellung 69 zum Einstellen eines Schwellenwerts zum Ermitteln der Anomalie des Werkzeugs.
In dem Eigenschaftsausmaß-Berechnungsschritt 62 werden die Eigenschaftsausmaße sowohl von Messdaten 70, die die Wellenformeinspeisung von der Vorsignalverarbeitungseinheit 4 darstellen, als auch von Lerndaten 71, die als Lehrerdaten im Voraus dienen und in der Lerndatenspeichereinheit 7 gespeichert sind, berechnet.
In dem Zustandsermittlungsschritt 63, der eine „Zustandsermittlungseinheit“ darstellt, wird der Zustand des Werkzeugs 11 basierend auf einem Berechnungsergebnis in dem Eigenschaftsausmaß-Berechnungsschritt 62 ermittelt. In dem Zustandsermittlungsschritt 63 wird ein Schwellenwert zum Ermitteln der Anomalie des Werkzeugs 11 durch Verwenden von Werkzeugverschleißdaten 65 eingestellt.
Analyseergebnis-Ausgabeschritt 64, der eine „Analyseergebnis-Ausgabeeinheit“ darstellt, gibt das Ermittlungsergebnis des Zustandsermittlungsschritts 63 aus.
8 zeigt ein Beispiel für einen Analyseergebnis-Ausgabebildschirm 80. Bei einer Analyseparameter-Einspeiseeinheit 81 können die Analysedatenzeit 82, die ein Zeitintervall für die Analyse darstellt, ein Analyseverfahren 83 zum Auswählen eines Analyseverfahrens wie beispielsweise statistische Analyse oder maschinelles Lernen bzw. die Schwellenwerteinstellung 84 zum Einspeisen eines Schwellenwerts zum Ermitteln einer Werkzeuganomalie eingespeist werden. Eine oder mehr Eigenschaftsausmaße 86 können in eine Eigenschaftsausmaß-Auswahleinheit 85 eingespeist werden.
Beispiele für die Eigenschaftsausmaße können einen Mittelwert, eine Streuung, eine Standardabweichung, eine Schärfe, einen Integralwert, einen Differenzwert, einen Maximalwert eines Frequenzpeaks und einen Schwerpunktwert eines Frequenzspektrums der Wellenform der in dem Intervall der Analysedatenzeit 82 erhaltenen Messdaten 70 enthalten.
In einem ebenen Plot 87 können zwei Eigenschaftsausmaße aus den ausgewählten Eigenschaftsausmaßen in einer Ebene aufgetragen werden. Zum Beispiel sind die Messdaten 70 und die gemessenen oder in der Lerndatenspeichereinheit 7 gespeicherten Daten normale Daten, wenn der Werkzeugverschleiß nicht fortschreitet. In diesem Fall werden die Daten in der Nähe eines normalen Gebiets 89 ausgegeben.
Wenn der Werkzeugverschleiß fortschreitet, ändert sich das Eigenschaftsausmaß, und somit wird das Eigenschaftsausmaß in einem anomalen Gebiet 88 ausgegeben, das von dem normalen Gebiet 89 entfernt ist. Ein Abstand des Plots von dem normalen Gebiet kann auch durch einen dimensionslosen Index des Anomaliegrades ausgedrückt werden. Eine Situation einer Zunahme des Anomaliegrades mit fortschreitender Bearbeitungsstrecke kann durch einen Anomaliegradgraphen 90 ausgegeben werden. Wenn ein Schwellenwert 92 der Werkzeuganomalie eingestellt ist, kann festgestellt werden, dass das Werkzeug 11 anomal ist, wenn der Anomaliegrad den Schwellenwert 92 erreicht oder überschreitet.
9 zeigt ein Beispiel für Werkzeugverschleißdaten 65 gespeichert als Datenbank, in der der Werkzeugverschleiß und der für das Ermitteln des Schwellenwerts 92 erforderliche Anomaliegrad einander zugeordnet sind. Es wird davon ausgegangen, dass sich der Anomaliegrad mit fortschreitendem Werkzeugverschleiß in gewissem Maße gradkorreliert ändert. Durch das Bestimmen eines Werkzeugverschleißschwellenwerts 93, der einen bestimmten Werkzeugverschleißbetrag als anomal kennzeichnet, ist es möglich, den Schwellenwert des Anomaliegrades zu bestimmen.
Gemäß der vorliegenden, wie oben beschrieben konfigurierten Ausführungsform kann die Detektionseinrichtung 1 in einer sogenannten Nachinstallationsweise an dem Halter 9 angebracht werden und kann somit zur Zustandserfassung von verschiedenen Werkzeugen 11 eingesetzt werden, so dass die Benutzerfreundlichkeit für einen Nutzer verbessert wird. Ferner ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da die Störungen durch das Verarbeiten der Wellenform von der Detektionseinrichtung 1 im Voraus entfernt werden, möglich, das für das maschinelle Lernen zu verwendende Eigenschaftsausmaß in geeigneter Weise zu extrahieren und eine Genauigkeit der Zustandserkennung zu verbessern.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es, da die Sensoreinheit 13 an einer Stelle in der Nähe des Werkzeugs 11 angebracht ist, möglich, verschiedene Arten von Informationen, die von dem Zustand des Werkzeugs 11 herrühren, zu erfassen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die leichte und kleine Sensoreinheit 13 an der Stelle nahe des Werkzeugs 11 angeordnet, und die Sende- und Empfangseinheit 12, die schwerer und größer als die Sensoreinheit 13 ist, ist an einer Stelle weit entfernt von dem Werkzeug 11 angeordnet. Dementsprechend kann die Rotation des Werkzeugs 11 im Vergleich zu einem Fall, in dem die Sensoreinheit 13 und die Sende- und Empfangseinheit 12 umgekehrt angebracht sind, stabilisiert werden.
[Zweite Ausführungsform]
Die zweite Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 10 und 11 beschrieben. Bei den folgenden Ausführungsformen einschließlich der vorliegenden Ausführungsform werden hauptsächlich Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben. Bei einem Werkzeugzustandsermittlungssystem DSa der vorliegenden Ausführungsform wird ein auf einem Analyseergebnis in der Datenanalyseeinrichtung 2 basierender Steuerbefehl an die Bearbeitungseinrichtung 8 gegeben, um den Bearbeitungsprozess der Bearbeitungseinrichtung 8 zu steuern.
Wie in einer Gesamtkonfigurationsansicht von 10 gezeigt, wird gemäß dem durch die Datenanalyseeinheit 5 ausgegebenen Analyseergebnis ein Vorgang der Bearbeitungseinrichtung 8 ausgewählt, und der ausgewählte Vorgang wird in die Bearbeitungseinrichtung 8 eingespeist.
11 zeigt ein Beispiel für einen Betriebsablauf. Wenn die Bearbeitung in Schritt 100 gestartet wird, wird in Schritt 63 ein Zustand des Werkzeugs 11 ermittelt. Das Analyseergebnis wird in Schritt 64 ausgegeben, und ein Steuerbefehl wird in Schritt 101 an die Bearbeitungseinrichtung 8 ausgegeben.
Es wird ein Beispiel für den Steuerbefehl beschrieben. Wenn zum Beispiel der Werkzeugverschleiß nicht fortschreitet und keine Anomalie festgestellt wird, gibt es keinen besonderen zusätzlichen Befehl, und der Prozess fährt mit dem nächsten Schritt fort. Wenn im Gegensatz dazu der Werkzeugverschleiß fortschreitet und eine Anomalie festgestellt wird, wird ein zusätzlicher Befehl zum Anhalten der Bearbeitung, Steuern einer Drehzahl, Steuern einer Vorschubgeschwindigkeit oder dergleichen an die Bearbeitungseinrichtung 8 gesandt. In Schritt 102 wird die Bearbeitungseinrichtung 8 in Übereinstimmung mit dem Steuerbefehl betrieben.
Die vorliegende, auf diese Weise konfigurierte Ausführungsform erzielt ebenfalls dieselbe betriebliche Wirkung wie die erste Ausführungsform. Ferner kann bei der vorliegenden Ausführungsform, da der Betrieb der Bearbeitungseinrichtung 8 basierend auf dem Analyseergebnis der Datenanalyseeinrichtung 2 gesteuert werden kann, die Fertigungsqualität der Bearbeitungseinrichtung 8 stabilisiert werden, so dass die Benutzerfreundlichkeit für den Nutzer verbessert wird.
[Dritte Ausführungsform]
Die dritte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 12 beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel für den Lösungseinsatz unter Verwendung eines Werkzeugzustandsermittlungssystems DSb beschrieben.
12 zeigt ein Beispiel für die Verwendung des Werkzeugzustandsermittlungssystems DSb, wenn es mit einem höheren Netzwerk 110 verbunden ist. Jede aus einer Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen 8 ist mit einer Detektionseinrichtung 1 versehen. Eine Bearbeitungseinrichtung 8 kann mit einer Vielzahl von Detektionseinrichtungen 1 versehen sein.
Die durch die Detektionseinrichtung 1 jeder Bearbeitungseinrichtung 8 gemessenen Messdaten 70 werden gesammelt und an die Datenanalyseeinrichtung 2 gesandt. Die Datenanalyseeinrichtung 2 der vorliegenden Ausführungsform führt eine Anomaliebestimmung in einem in Echtzeit bestimmten Zeitintervall durch. Das Ermittlungsergebnis der Datenanalyseeinrichtung 2 wird in Echtzeit oder in regelmäßigen Zeitintervallen in das Netzwerk 110 hochgeladen. Bei dem Netzwerk 110 kann es sich um ein sogenanntes Cloud-System handeln. Auf das Netzwerk 110 kann über Terminals 112 wie beispielsweise einen Personalcomputer, ein Tablet oder ein Mobiltelefon (einschließlich eines sogenannten Smartphonen), die jede maßgebliche Partei 111 besitzt, zugegriffen werden.
Wenn die maßgebliche Partei 111 zum Beispiel ein Anlagenwartungsarbeiter ist, kann ein in dem Netzwerk 110 erhaltener Betriebszustand der Bearbeitungseinrichtung 8 fernüberwacht werden, und somit ist es möglich, die Nutzungszeit der Bearbeitungseinrichtung 8 zu berechnen und einen Reparaturplan der Bearbeitungseinrichtung 8 in Zusammenarbeit mit einem Hersteller der Bearbeitungseinrichtung zu erstellen.
Wenn die maßgebliche Partei 111 ein Beschaffungsagent einer Fertigungslinie ist, können notwendige Werkzeugbestandsinformationen aus dem Fortschritt des Werkzeugverschleißes und der Anzahl der Male des Werkzeugwechsels gewonnen werden, und somit kann ein Verbrauchsartikel wie beispielsweise ein Werkzeug oder ein Arbeitsmaterial zu einem optimalen Zeitpunkt bei einem Werkzeughersteller bestellt werden.
Wenn die maßgebliche Partei 111 ein Unternehmer ist, kann eine Betriebsrate einschließlich eines Ausfalls oder eines Reparaturstatus ' der Bearbeitungseinrichtung 8 von dem Kunden überwacht werden, und es ist möglich, einen Liefertermin durch Kenntnis eines aktuellen Produktionsstatus ' abzuschätzen, und somit ist es möglich, den Kunden sofort über einen genauen Liefertermin zu informieren.
Wenn die maßgebliche Partei 111 an der Designentwicklung arbeitet, kann ein Teil eines Engpassprozesses, in dem viele Werkzeuge ausgetauscht werden, aus den Informationen des Netzwerks 110 verstanden werden, was genutzt werden kann, um ein Produktdesign zu verbessern.
Die vorliegende, auf diese Weise konfigurierte Ausführungsform erzielt ebenfalls dieselbe betriebliche Wirkung wie die der ersten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform kann mit jeder der ersten und zweiten Ausführungsform kombiniert werden.
(Vierte Ausführungsform)
Die vierte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 13 - 15 beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Ausgleichsgewichtseinheit 200 in einer Detektionseinrichtung 1A vorgesehen, so dass eine Schwingung (Vibration), die während der Rotation des Werkzeughalters 9 und des Werkzeugs 11 erzeugt wird, verhindert wird.
Die Ausgleichsgewichtseinheit 200 ist zum Beispiel an einer äußeren Umfangsseite der Sensoreinheit 13 an einer Position, die nicht mit der Sensorabdeckung 17 abgedeckt ist, vorgesehen. Die Ausgleichsgewichtseinheit 200 enthält zum Beispiel eine an der äußeren Umfangsseite der Sensoreinheit 13 ausgebildete Montageeinheit 201, ein an der Montageeinheit 201 angebrachtes dünnes plattenförmiges Gewicht 202 und ein Befestigungselement 203 wie beispielsweise einen Bolzen, der das Gewicht 202 abnehmbar an der Montageeinheit 201 befestigt.
Es werden Gewichte 202 mit unterschiedlichen Gewichten vorbereitet. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden ein leichtestes Gewicht 202L (13), ein mittleres Gewicht 202M (14) und ein schwerstes Gewicht 202H vorbereitet. Je nach Bedarf kann ein Gewicht mit einem geeigneten Gewicht verwendet werden. Zum Beispiel sind die Gewichte 202 aus demselben Metallmaterial gefertigt und haben bis auf einen einzigen Unterschied in der Längenabmessung dieselbe Dickenabmessung. Folglich ist ein Unterschied im Gewicht ein Unterschied in der Längenabmessung des Gewichts, und es ist für den Bediener der Bearbeitungseinrichtung 8 einfach, das Gewicht visuell zu bestätigen. Trotz dieses Vorteils kann auch eine Konfiguration gewählt werden, bei der mehrere dünne plattenförmige Gewichte gestapelt verwendet werden.
Die vorliegende, auf diese Weise konfigurierte Ausführungsform erzielt ebenfalls dieselbe betriebliche Wirkung wie die erste Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Ausgleichsgewichtseinheit 200 an der äußeren Umfangsseite der Sensoreinheit 13 vorgesehen. Daher kann selbst dann, wenn während der Rotation des Halters 9 und des Werkzeugs 11 infolge der Anbringung der Detektionseinrichtung 1 an dem Halter 9 eine Oszillation (Vibration) auftritt, die Vibration reduziert werden und die Bearbeitungsgenauigkeit der Bearbeitungseinrichtung 8 kann stabil beibehalten werden, während der Zustand des Werkzeugs 11 mit hoher Genauigkeit ermittelt wird.
Darüber hinaus ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und enthält verschiedene Modifikationsbeispiele. Zum Beispiel wurden die oben beschriebenen Ausführungsformen zum einfachen Verständnis der Erfindung detailliert beschrieben und sie sind nicht notwendigerweise auf diejenigen mit allen beschriebenen Konfigurationen beschränkt. Ferner kann ein Teil der Konfiguration einer Ausführungsform durch die Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden, oder die Konfiguration einer Ausführungsform kann zur Konfiguration einer anderen Ausführungsform hinzugefügt werden. Darüber hinaus kann ein Teil der Konfiguration jeder Ausführungsform zu anderen Konfigurationen hinzugefügt, von diesen entfernt oder durch diese ersetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2017/002762 [0002]
JP 2020015148 A [0003]

Claims

Werkzeugzustandsermittlungssystem, das einen Zustand eines an einer Bearbeitungseinrichtung angebrachten Werkzeugs ermittelt, wobei das Werkzeugzustandsermittlungssystem aufweist: eine Detektionseinrichtung, die getrennt von einem Werkzeughalter, der das Werkzeug hält, ausgebildet ist und abnehmbar an dem Werkzeughalter angebracht ist, wobei die Detektionseinrichtung dazu ausgebildet ist, den Zustand des Werkzeugs zu detektieren und Messdaten auszugeben; und eine Datenanalyseeinrichtung, die vorgesehen ist, um mit der Detektionseinrichtung kommunizieren zu können, wobei die Datenanalyseeinrichtung dazu ausgebildet ist, die Messdaten von der Detektionseinrichtung zu analysieren.
Werkzeugzustandsermittlungssystem nach Anspruch 1, wobei das Werkzeug um eine axiale Richtung des Werkzeughalters rotiert, und die Detektionseinrichtung abnehmbar an einer äußeren Umfangsseite des Werkzeughalters vorgesehen ist und zu dem Werkzeughalter koaxial ist.
Werkzeugzustandsermittlungssystem nach Anspruch 2, wobei das Werkzeug an einer Spitzenendseite des Werkzeughalters vorgesehen ist, und die Detektionseinrichtung eine Sensoreinheit, die sich an der Spitzenendseite des Werkzeughalters befindet und dazu ausgebildet ist, den Zustand des Werkzeugs zu detektieren und die Messdaten auszugeben, enthält, und eine Sende- und Empfangseinheit, die sich von der Sensoreinheit in der axialen Richtung des Werkzeughalters entfernt an einer Basisendseite befindet und dazu ausgebildet ist, die Messdaten von der Sensoreinheit zu empfangen und die empfangenen Messdaten an die Datenanalyseeinrichtung zu senden.
Werkzeugzustandsermittlungssystem nach Anspruch 3, wobei die Sensoreinheit kleiner und leichter als die Sende- und Empfangseinheit ist, und die Sensoreinheit und die Sende- und Empfangseinheit in einer drahtgebundenen Verbindung stehen.
Werkzeugzustandsermittlungssystem nach Anspruch 3, wobei die Sende- und Empfangseinheit eine aufladbare Leistungsquelleneinheit enthält und die Messdaten von der Sensoreinheit drahtlos an die Datenanalyseeinrichtung sendet.
Werkzeugzustandsermittlungssystem nach Anspruch 3, wobei die Detektionseinrichtung mit einer Ausgleichsgewichtseinheit, die ein Schwingen des Werkzeughalters während der Rotation verhindert, versehen ist.
Das Werkzeugzustandsermittlungssystem nach Anspruch 6, wobei die Ausgleichsgewichtseinheit abnehmbar mit Gewichten, die unterschiedliche Gewichte aufweisen, versehen ist.
Werkzeugzustandsermittlungssystem nach Anspruch 7, wobei die Ausgleichsgewichtseinheit in der Sensoreinheit vorgesehen ist.
Werkzeugzustandsermittlungssystem nach Anspruch 1, wobei die Datenanalyseeinrichtung eine Empfangseinrichtung enthält, die dazu ausgebildet ist, die Messdaten von der Detektionseinrichtung zu empfangen; eine Vorsignalverarbeitungseinheit, die dazu ausgebildet ist, eine vorgegebene Vorsignalverarbeitung an den durch die Empfangseinrichtung empfangenen Messdaten durchzuführen, und eine Datenanalyseeinheit, die dazu ausgebildet ist, die durch die Vorsignalverarbeitungseinheit verarbeiteten Messdaten zu analysieren.
Werkzeugzustandsermittlungssystem nach Anspruch 9, wobei die Vorsignalverarbeitungseinheit enthält: eine Einstellparameter-Einspeiseeinheit, die dazu ausgebildet ist, einen vorgegebenen Satz von Parametern im Voraus einzuspeisen; eine Messbeginneinheit, die dazu ausgebildet ist, die Messdaten von der Detektionseinrichtung gemäß dem eingespeisten vorgegebenen Parameter zu empfangen und die Messung zu starten; eine Signalverarbeitungsauswahleinheit, die dazu ausgebildet ist, aus vorab vorbereiteten Signalverarbeitungsverfahren zumindest ein Signalverarbeitungsverfahren auszuwählen; eine Signalverarbeitungsausführungseinheit, die dazu ausgebildet ist, an Daten, deren Messung durch die Messbeginneinheit gestartet wurde, basierend auf dem ausgewählten Signalverarbeitungsverfahren eine Signalverarbeitung durchzuführen; und eine Verarbeitungseinheit für schnelle Fourier-Transformation, die dazu ausgebildet ist, an den durch die Signalverarbeitungsausführungseinheit verarbeiteten Daten eine schnelle Fourier-Transformation durchzuführen.
Werkzeugzustandsermittlungssystem nach Anspruch 10, wobei die Datenanalyseeinheit enthält: eine Eigenschaftsausmaßauswahleinheit, die dazu ausgebildet ist, ein Eigenschaftsausmaß aus den von der Vorsignalverarbeitungseinheit ausgegebenen Daten auszuwählen; eine Analyseparameter-Einspeiseeinheit, die dazu ausgebildet ist, einen Analyseparameter einzuspeisen; eine Eigenschaftsausmaß-Berechnungseinheit, die dazu ausgebildet ist, das ausgewählte Eigenschaftsausmaß basierend auf dem eingespeisten Analyseparameter zu berechnen; eine Zustandsermittlungseinheit, die dazu ausgebildet ist, den Zustand des Werkzeugs aus dem berechneten Eigenschaftsausmaß zu ermitteln; und eine Analyseergebnis-Ausgabeeinheit, die dazu ausgebildet ist, den ermittelten Zustand des Werkzeugs als Analyseergebnis auszugeben.
Werkzeugzustandsermittlungssystem nach Anspruch 11, wobei die Datenanalyseeinheit basierend auf dem Analyseergebnis einen Steuerbefehl in die Bearbeitungseinrichtung einspeist.
Werkzeugzustandsermittlungssystem nach Anspruch 1, wobei die Datenanalyseeinrichtung mit einer Vielzahl von Detektionseinrichtungen verbindbar ist und einen Werkzeugzustand, der basierend auf von jeder der Detektionseinrichtungen empfangen Messdaten analysiert wird, über ein Kommunikationsnetz an ein externes Computerterminal liefert.