DE112022001355T5

DE112022001355T5 - Bearbeitungssystem und Verfahren zur Herstellung eines bearbeiteten Produktes

Info

Publication number: DE112022001355T5
Application number: DE112022001355.9T
Authority: DE
Inventors: Masaki Unten; Hiroaki Terai; Senichi SUMI
Original assignee: Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd
Priority date: 2021-03-03
Filing date: 2022-03-03
Publication date: 2023-12-14
Also published as: CN116940440A; JPWO2022186321A1; WO2022186321A1; US20240231305A9; JP7276699B2; KR20230150294A; US20240134338A1

Abstract

Ein Bearbeitungssystem umfasst ein Werkzeug, das so konfiguriert ist, dass es ein Werkstück bearbeitet, einen Motor, der so konfiguriert ist, dass er das Werkzeug oder das Werkstück dreht, eine Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie den Motor steuert, eine Messvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Laststrom des Motors erfasst, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie eine Drehgeschwindigkeit des Motors ändert, wenn eine Mahalanobis-Distanz einen Schwellenwert überschreitet, die Mahalanobis-Distanz ein Wert ist, der unter Verwendung eines Parameters bestimmt wird, der auf dem Laststrom basiert, der von der Messvorrichtung in einem spezifischen Bearbeitungsbereich des Werkstücks erfasst wird, und der auf dem Laststrom basierende Parameter einen Parameter umfasst, der durch Durchführen einer Fourier-Transformation des Laststroms und eines gemessenen Werts des Laststroms erhalten wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bearbeitungssystem und ein Verfahren zur Herstellung eines maschinell bearbeiteten Produkts.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 03. März 2021 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2021- 033 931 , wobei der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Stand der Technik
Die Patentliteratur 1 offenbart die Bearbeitung von Sinterteilen. Für die Bearbeitung werden Schneid- und Schleifwerkzeuge verwendet.
Dokument zum Stand der Technik
Patentliteratur
PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 2006 - 336 078
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Bearbeitungssystem der vorliegenden Erfindung umfasst ein Werkzeug, das zur Bearbeitung eines Werkstücks konfiguriert ist, einen Motor, der zur Drehung des Werkzeugs oder des Werkstücks konfiguriert ist, eine Steuereinheit, die zur Steuerung des Motors konfiguriert ist, eine Messvorrichtung, die zur Erfassung eines Laststroms des Motors konfiguriert ist. Die Steuereinheit ist so konfiguriert, dass sie eine Drehzahl des Motors ändert, wenn eine Mahalanobis-Distanz einen Schwellenwert überschreitet, wobei die Mahalanobis-Distanz ein Wert ist, der unter Verwendung eines Parameters auf der Basis des Laststroms bestimmt wird, der von der Messvorrichtung in einem bestimmten Bearbeitungsbereich des Werkstücks erfasst wird, und der auf dem Laststrom basierende Parameter einen Parameter enthält, der durch Durchführen einer Fourier-Transformation des Laststroms und eines gemessenen Werts des Laststroms erhalten wird.
Ein Verfahren zur Herstellung eines bearbeiteten Produkts gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Werkzeug, während das Werkzeug oder das Werkstück durch einen Motor gedreht wird, und die Messung eines Laststroms des Motors durch eine Messvorrichtung. Bei der Bearbeitung wird die Drehzahl des Motors geändert, wenn eine Mahalanobis-Distanz einen Schwellenwert überschreitet, wobei die Mahalanobis-Distanz ein Wert ist, der unter Verwendung eines Parameters bestimmt wird, der auf dem Laststrom basiert, der von der Messvorrichtung in einem bestimmten Bearbeitungsbereich des Werkstücks erfasst wird, wobei der auf dem Laststrom basierende Parameter einen Parameter umfasst, der durch Durchführen einer Fourier-Transformation des Laststroms und eines gemessenen Werts des Laststroms erhalten wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Bearbeitungssystem gemäß einer Ausführungsform zeigt.
2 ist eine erläuternde Ansicht eines Werkzeugs und eines Werkstücks, das mit dem Werkzeug des Bearbeitungssystems der Ausführungsform bearbeitet werden soll.
3 ist ein Diagramm, das die Wellenform des Laststroms des Motors zeigt, der durch das Bearbeitungssystem der Ausführungsform erhalten wird.
4 ist ein Diagramm, das eine Wellenform eines Fourier-Spektrums zeigt, das durch Fourier-Transformation eines Laststroms eines Motors erhalten wurde, der von dem Bearbeitungssystem der Ausführungsform erfasst wurde.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsvorgang der Steuereinheit im Bearbeitungssystem der Ausführungsform zeigt.
6 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Werkzeug zeigt, das in dem Bearbeitungssystem gemäß Modifikation 1 vorgesehen ist, und ein Werkstück, das durch das Werkzeug bearbeitet wird.
7 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Bearbeitungssystem gemäß Modifikation 2 zeigt.

Ausführliche Beschreibung
[Durch die vorliegende Erfindung zu lösende Probleme]
Ein Werkzeug kann bei der Bearbeitung eines Werkstücks beschädigt werden. Wenn das Werkzeug beschädigt ist, kann die vorbestimmte Bearbeitung am nächsten Werkstück nicht durchgeführt werden, und es entsteht ein fehlerhaftes Produkt, an dem die vorbestimmte Bearbeitung durch das Werkzeug nicht durchgeführt wurde.
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bearbeitungssystem und ein Verfahren zur Herstellung eines bearbeiteten Produkts bereitzustellen, das die Produktion von fehlerhaften Produkten unterdrücken kann.
[Vorteilhafte Auswirkungen der vorliegenden Erfindung]
Das Bearbeitungssystem der vorliegenden Erfindung und das Verfahren zur Herstellung eines bearbeiteten Produkts der vorliegenden Erfindung können die Produktion von fehlerhaften Produkten unterdrücken.
[Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung]
Zunächst wird der Inhalt der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgeführt und erläutert.

(1) Ein Bearbeitungssystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Werkzeug, das so konfiguriert ist, dass es ein Werkstück bearbeitet, einen Motor, der so konfiguriert ist, dass er das Werkzeug oder das Werkstück dreht, eine Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie den Motor steuert, eine Messvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Laststrom des Motors erfasst. Die Steuereinheit ist so konfiguriert, dass sie eine Drehzahl des Motors ändert, wenn eine Mahalanobis-Distanz einen Schwellenwert überschreitet, wobei die Mahalanobis-Distanz ein Wert ist, der unter Verwendung eines Parameters auf der Basis des Laststroms bestimmt wird, der von der Messvorrichtung in einem bestimmten Bearbeitungsbereich des Werkstücks erfasst wird, und wobei der auf dem Laststrom basierende Parameter einen Parameter enthält, der durch Durchführen einer Fourier-Transformation des Laststroms und eines gemessenen Werts des Laststroms erhalten wird.

Das obige Bearbeitungssystem kann die Produktion von fehlerhaften Produktenohne vorbestimmte Bearbeitung durch das Werkzeug unterdrücken. Das Bearbeitungssystem kann die Drehgeschwindigkeit des Motors sofort ändern, wenn die Mahalanobis-Distanz einen Schwellenwert überschreitet. In der vorliegenden Beschreibung kann die Mahalanobis-Distanz als MD-Wert bezeichnet werden. Der Fall, in dem der MD-Wert den Schwellenwert überschreitet, betrifft einen Fall, in dem ein fehlerhaftes Produkt produziert wird, wie später im Detail beschrieben wird. Das heißt, das Bearbeitungssystem kann die Drehzahl des Motors unmittelbar nach der Herstellung des fehlerhaften Produkts ändern.
(2) In dem obigen Bearbeitungssystem kann ein Parameter, der durch die Durchführung einer Fourier-Transformation des Laststroms erhalten wird, einen Effektivwert eines Wertes, der durch die Durchführung einer Fourier-Transformation des Laststroms erhalten wird, einen Amplitudenwert eines Peaks in einem Fourier-Spektrum, das durch die Durchführung einer Fourier-Transformation des Laststroms erhalten wird, einen Schwerpunkt einer Amplitude des Peaks und einen Schwerpunkt einer Amplitude eines Peaks in einem bestimmten Frequenzbereich des Fourier-Spektrums umfassen.
Die obige Ausführungsform kann die Produktion von fehlerhaften Produkten unterdrücken.
(3) In dem obigen Bearbeitungssystem umfasst der gemessene Wert des Laststroms einen maximalen Wert des Laststroms und einen Effektivwert des Laststroms.
Die obige Ausführungsform kann die Produktion von fehlerhaften Produkten unterdrücken.
(4) Bei dem obigen Bearbeitungssystem kann die Anzahl der Parameter, die auf dem Laststrom basieren, sieben sein, umfassend einen ersten Parameter bis zu einem siebten Parameter, wobei der erste Parameter bis zum fünften Parameter Parameter sein können, die durch Durchführen einer Fourier-Transformation des Laststroms erhalten werden, und der sechste Parameter und der siebte Parameter können Messwerte des Laststroms sein.
Die Ausführungsform kann die Produktion von fehlerhaften Produkten unterdrücken.
(5) In dem Bearbeitungssystem gemäß Punkt (4) kann der erste Parameter ein Effektivwert eines Wertes sein, der durch Durchführen einer Fourier-Transformation des Laststroms erhalten wird, der zweite Parameter kann ein Amplitudenwert eines Peaks in einem Fourier-Spektrum sein, das durch Durchführen einer Fourier-Transformation des Laststroms erhalten wird, der dritte Parameter kann ein Schwerpunkt einer Amplitude des Peaks sein, der vierte Parameter kann ein Schwerpunkt einer Amplitude eines Peaks in einem Bereich von 28 Hz bis 30 Hz des Fourier-Spektrums sein, der fünfte Parameter kann ein Schwerpunkt einer Amplitude eines Peaks in einem Bereich von 31 Hz bis 33 Hz des Fourier-Spektrums sein, der sechste Parameter kann ein Maximalwert des Laststroms sein, und der siebte Parameter kann ein Effektivwert des Laststroms sein.
Die Ausführungsform kann die Produktion von fehlerhaften Produkten unterdrücken.
(6) In dem Bearbeitungssystem kann der spezifische Bearbeitungsbereich ein Bereich sein, der einen Abschnitt umfasst, in dem sich ein Bearbeitungszustand unter Verwendung des Werkzeugs ändert.
Bei der Bearbeitung eines Werkstücks tritt an einem Punkt, an dem sich die Bearbeitungsbedingungen durch das Werkzeug ändern, eine einmalige Änderung des von der Messvorrichtung erfassten Laststroms auf. Indem der Fokus auf diese spezifische Änderung gelegt wird, kann leicht festgestellt werden, ob der MD-Wert den Schwellenwert überschreitet oder nicht. Daher kann die Herstellung eines fehlerhaften Produkts mit hoher Genauigkeit erkannt werden, indem man sich auf die spezifische Änderung konzentriert. Der Punkt, an dem sich der Bearbeitungszustand des Werkzeugs ändert, wird später beschrieben.
(7) In dem Bearbeitungssystem kann das Bearbeitungssystem eine Mehrspindeldrehmaschine aufweisen, und das Werkzeug kann ein Drehwerkzeug sein, das in der Mehrspindeldrehmaschine vorgesehen ist.
Da bei einer Mehrspindeldrehmaschine mehrere Werkstücke im Wesentlichen gleichzeitig bearbeitet werden, übertragen sich die mit der Bearbeitung anderer Werkstücke verbundenen Schwingungen als Störungen auf das Vibrometer. Daher ist es nicht möglich, anhand des MD-Wertes auf der Basis von Vibrationen zu bestimmen, ob fehlerhafte Produkte hergestellt werden oder nicht. Andererseits wird der Laststrom des Motors, der mit der Bearbeitung der einzelnen Werkstücke verbunden ist, von verschiedenen Messgeräten erfasst. Außerdem werden die Lastströme pro Motor im Gegensatz zu den Vibrationen nicht gegenseitig beeinflusst. Da das Bearbeitungssystem den MD-Wert verwendet, der durch die Verwendung des ersten bis siebten Parameters auf der Grundlage des Laststroms ermittelt wird, um festzustellen, ob ein fehlerhaftes Produkt hergestellt wird oder nicht, ist es daher möglich, auch im Falle einer Mehrspindeldrehmaschine angemessen zu bestimmen, ob fehlerhafte Produkte hergestellt werden oder nicht.
(8) Ein Verfahren zur Herstellung eines bearbeiteten Produkts gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Werkzeug, während das Werkzeug oder das Werkstück durch einen Motor gedreht wird, und die Messung eines Laststroms des Motors durch eine Messvorrichtung. Bei der Bearbeitung wird die Drehzahl des Motors geändert, wenn eine Mahalanobis-Distanz einen Schwellenwert überschreitet, wobei die Mahalanobis-Distanz ein Wert ist, der unter Verwendung eines Parameters bestimmt wird, der auf dem Laststrom beruht, der von der Messvorrichtung in einem bestimmten Bearbeitungsbereich des Werkstücks erfasst wird, wobei der auf dem Laststrom basierende Parameter einen Parameter umfasst, der durch Durchführen einer Fourier-Transformation des Laststroms und eines gemessenen Werts des Laststroms erhalten wird.
Das obige Verfahren zur Herstellung eines bearbeiteten Produkts kann die Produktion von fehlerhaften Produkten unterdrücken. Dies liegt daran, dass das Verfahren zur Herstellung eines bearbeiteten Produkts die Drehzahl des Motors sofort ändern kann, wenn ein fehlerhaftes Produkt produziert wird, ebenso wie das zuvor beschriebene Bearbeitungssystem.
<Details der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung>
Im Folgenden werden die Einzelheiten der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnen die gleichen Komponenten.
<Ausführungsform>
[Bearbeitungssystem]
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 wird ein Bearbeitungssystem 1 gemäß einer Ausführungsform beschrieben. Wie in 1 gezeigt, umfasst das Bearbeitungssystem 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Werkzeug 2, einen Motor 3, eine Messvorrichtung 4 und eine Steuereinheit 5. Das Werkzeug 2 bearbeitet ein Werkstück 10. Der Motor 3 dreht das Werkzeug 2 oder das Werkstück 10. Die Messvorrichtung 4 erfasst den Laststrom des Motors 3. Die Steuereinheit 5 steuert den Motor 3. Das Bearbeitungssystem 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich u.a. dadurch aus, dass die Steuereinheit 5 die Drehzahl des Motors 3 ändert, wenn der MD-Wert des gerade bearbeiteten Werkstücks 10 einen Schwellenwert überschreitet. Das Bearbeitungssystem 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bearbeitet nacheinander eine Vielzahl von Werkstücken 10. Das heißt, das Bearbeitungssystem 1 der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bearbeitet jedes der Vielzahl von Werkstücken 10 einzeln nacheinander.
[Werkstück]
Das Werkstück 10 ist ein Bearbeitungsobjekt, das mit dem Werkzeug 2 bearbeitet werden soll. Das Werkstück 10 in 1 ist in vereinfachter Form dargestellt. Das Material, die Art und die Form des Werkstücks 10 sind nicht besonders begrenzt und können nach Belieben gewählt werden. Das Werkstück 10 besteht typischerweise aus Metall, Kunststoff oder Keramik. Ein Beispiel für ein Metall ist reines Eisen, eine Eisenlegierung oder ein Nichteisenmetall. Ein Beispiel für ein Nichteisenmetall ist Kupfer, eine Kupferlegierung, Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Bei der Art des Werkstücks 10 handelt es sich beispielsweise um einen Grünling, einen Sinterkörper, ein geschmolzenes Material oder einen Harzpressling. Der Grünling wird durch Druckverformung von Rohmaterialpulver hergestellt. Der Sinterkörper wird durch Sintern des Grünlings hergestellt. Das geschmolzene Material wird durch Verfestigung eines geschmolzenen Rohstoffs gewonnen. Der Harzformkörper wird durch Verfestigung eines geschmolzenen Harzes hergestellt. Die Form des Werkstücks 10 kann beispielsweise eine einfache Form wie ein einzelner plattenförmiger Körper oder ein säulenförmiger Körper oder eine komplexe Form wie eine Kombination aus mehreren plattenförmigen Körpern und säulenförmigen Körpern sein.
Das Werkstück 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein metallischer Sinterkörper. Das Werkstück 10 in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Aussparung 10a auf. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Aussparung 10a eine Wandfläche 11, eine Bodenfläche 12 und eine Ecke 13. Die Ecke 13 verbindet die Wandfläche 11 mit der Bodenfläche 12. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Wandfläche 11 und die Bodenfläche 12 in der Aussparung 10a mit dem Werkzeug 2 fertig bearbeitet. Im Gegensatz zu der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Aussparung 10a aufgeraut werden.
[Werkzeug]
Das Werkzeug 2 bearbeitet das Werkstück 10. Der Typ des Werkzeugs 2 kann gemäß der Art der Bearbeitung ausgewählt werden. Die Art der Bearbeitung ist z.B. Drehen oder Fräsen. Im Falle des Drehens ist der Werkzeugtyp 2 ein Drehwerkzeug. Das Drehwerkzeug ist zum Beispiel ein Schneidwerkzeug. Im Falle des Fräsens ist der Werkzeugtyp 2 ein rotierendes Werkzeug. Beispiele für ein rotierendes Werkzeug sind ein Bohrer, eine Reibahle, ein Gewindebohrer, ein Schaftfräser, ein Seitenschneider, ein T-Nut-Schneider und ein Wälzfräser.
Das Werkzeug 2 ist an einer Werkzeugmaschine befestigt. Im Falle des Drehens ist die Werkzeugmaschine beispielsweise eine Mehrspindeldrehmaschine. Bei der Mehrspindeldrehmaschine handelt es sich z. B. um eine parallele Doppelspindeldrehmaschine oder eine Gegenspindel-Drehmaschine. Beim Fräsen ist die Werkzeugmaschine z. B. ein Bearbeitungszentrum. Die Werkzeugmaschine kann eine kombinierte Werkzeugmaschine sein, die sowohl drehen als auch fräsen kann. Als Mehrspindeldrehmaschinen und -bearbeitungszentren können allgemein bekannte Mehrspindeldrehmaschinen und -bearbeitungszentren verwendet werden.
Die Werkzeugmaschine der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine parallele Doppelspindeldrehmaschine, wie in 1 gezeigt. Die parallele Doppelspindeldrehmaschine ist eine Drehmaschine, in der eine erste Hauptwelle 101 und eine zweite Hauptwelle 102 parallel sind. Die parallele Doppelspindeldrehmaschine umfasst eine erste Hauptwelle 101 und eine zweite Hauptwelle 102, ein erstes Spannfutter 111 und ein zweites Spannfutter 112, einen ersten Revolver und einen zweiten Revolver sowie eine Fördermaschine. Der erste Revolverkopf, der zweite Revolverkopf und die Fördermaschine sind nicht dargestellt.
Das erste Spannfutter 111 ist an der Spitze der ersten Hauptwelle 101 befestigt. Das zweite Spannfutter 112 ist an der Spitze der zweiten Hauptwelle 102 befestigt. Das erste Spannfutter 111 und das zweite Spannfutter 112 halten das Werkstück 10. Ein erstes Werkzeug 21 ist am ersten Revolver befestigt. Ein zweites Werkzeug 22 ist am zweiten Revolverkopf befestigt. Das erste Werkzeug 21 bearbeitet das vom ersten Spannfutter 111 gehaltene Werkstück 10. Das zweite Werkzeug 22 bearbeitet das von dem zweiten Spannfutter 112 gehaltene Werkstück 10. Das erste Werkzeug 21 und das zweite Werkzeug 22 können gemäß der zuvor beschriebenen Art der Bearbeitung entsprechend ausgewählt werden. Das erste Werkzeug 21 und das zweite Werkzeug 22 können identisch oder unterschiedlich sein. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind das erste Werkzeug 21 und das zweite Werkzeug 22 die gleichen Wendeschneidplatten wie in 1 gezeigt. Das erste Werkzeug 21 und das zweite Werkzeug 22 führen eine Fertigbearbeitung unter den gleichen Bearbeitungsbedingungen in dem Bereich durch, der dem des unterschiedlichen Werkstücks 10 entspricht. Die erste Hauptwelle 101 und die zweite Hauptwelle 102, das erste Spannfutter 111 und das zweite Spannfutter 112 sowie der erste Revolver und der zweite Revolver haben die gleiche Konfiguration. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf die erste Hauptwelle 101, das erste Spannfutter 111 und den ersten Revolverkopf als veranschaulichende Beispiele.
Die erste Hauptwelle 101 wird von einem ersten Motor 31 gedreht, der später beschrieben wird. Während sich die erste Hauptwelle 101 dreht, dreht sich das vom ersten Spannfutter 111 gehaltene Werkstück 10. Die erste Hauptwelle 101 wird durch einen Antriebsmechanismus (nicht dargestellt) vorwärts und rückwärts bewegt, wie durch den vertikalen Pfeil in 1 angedeutet. Mit Hilfe dieses Antriebsmechanismus kann sich die erste Hauptwelle 101 auch horizontal bewegen, wie durch den Links-Rechts-Pfeil in 1 angedeutet. Der erste Revolverkopf wird durch einen (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus vorwärts und rückwärts bewegt, wie durch den vertikalen Pfeil in 1 angedeutet. Mit Hilfe dieses Antriebsmechanismus kann der erste Revolverkopf auch horizontal bewegt werden, wie durch den Links-Rechts-Pfeil in 1 angedeutet. Vorschieben bedeutet, dass das Werkstück 10 und das Werkzeug 2 einander angenähert werden. Zurückfahren bedeutet, dass sich das Werkstück 10 und das Werkzeug 2 voneinander entfernen. Die horizontale Bewegung bedeutet eine Bewegung in einer Richtung orthogonal zur Vorwärts-/Rückwärtsrichtung.
Die Fördermaschine transportiert das Werkstück 10 von außerhalb der parallelen Doppelspindeldrehmaschine zu jedem der ersten Spannfutter 111 und zweiten Spannfutter 112 und transportiert das Werkstück 10 von ersten Spannfutter 111 als auch vom zweiten Spannfutter 112 aus der parallelen Doppelspindeldrehmaschine nach außen. Es kann eine Vielzahl von Fördermaschinen vorgesehen sein. Die Anzahl der Fördermaschinen kann z. B. zwei betragen: eine erste Fördermaschine und eine zweite Fördermaschine. Die erste Fördermaschine transportiert das Werkstück 10 von außerhalb der parallelen Doppelspindeldrehmaschine zum ersten Spannfutter 111 und vom ersten Spannfutter 111 aus der parallelen Doppelspindeldrehmaschine nach außen. Die zweite Fördermaschine transportiert das Werkstück 10 von außerhalb der parallelen Doppelspindeldrehmaschine zum zweiten Spannfutter 112 und vom zweiten Spannfutter 112 aus der parallelen Doppelspindeldrehmaschine nach außen.
Der Bearbeitungsablauf des Werkstücks 10 durch das erste Werkzeug 21 ist wie folgt. Das Werkstück 10 wird von außerhalb der parallelen Doppelspindeldrehmaschine in das erste Spannfutter 111 transportiert und von der Fördermaschine gehalten. Wenn das Werkstück 10 von dem ersten Spannfutter 111 gehalten wird, wird die erste Hauptwelle 101 durch den Motor 3 gedreht. Diese Drehung bewirkt, dass sich das vom ersten Spannfutter 111 gehaltene Werkstück 10 dreht. Das rotierende Werkstück 10 und das erste Werkzeug 21 nähern sich einander an, und die Aussparung 10a des Werkstücks 10 wird vom ersten Werkzeug 21 bearbeitet. Das vom ersten Werkzeug 21 bearbeitete Werkstück 10 wird von der Fördermaschine aus dem ersten Spannfutter 111 entnommen. Das entnommene Werkstück 10 wird mit Hilfe einer Fördermaschine an die Außenseite der parallelen Doppelspindeldrehmaschine transportiert. Der Ablauf der Bearbeitung des Werkstücks 10 durch das zweite Werkzeug 22 ist der gleiche wie der zuvor beschriebene Ablauf der Bearbeitung des Werkstücks 10 durch das erste Werkzeug 21. Die Bearbeitung des von der ersten Spannvorrichtung 111 gehaltenen Werkstücks 10 und die Bearbeitung des von der zweiten Spannvorrichtung 112 gehaltenen Werkstücks 10 erfolgen im Wesentlichen gleichzeitig. Sowohl die Bearbeitung des Werkstücks 10 durch das erste Werkzeug 21 als auch die Bearbeitung des Werkstücks 10 durch das zweite Werkzeug 22 werden wiederholt. Auf diese Weise wird eine Vielzahl von Werkstücken 10 nacheinander vom ersten Werkzeug 21 als auch vom zweiten Werkzeug 22 bearbeitet.
[Motor]
Der Motor 3 ist ein Hauptwellenmotor zum Drehen des Werkstücks 10 oder des Werkzeugs 2. Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dreht der Motor 3 das Werkstück 10 über ein Spannfutter 110 durch Drehen einer Hauptwelle 100, wie zuvor beschrieben. Handelt es sich bei der Werkzeugmaschine um eine parallele Doppelspindeldrehmaschine wie in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, so sind zwei Motoren 3 ausgebildet, nämlich ein erster Motor 31 und ein zweiter Motor 32. Der erste Motor 31 treibt die erste Hauptwelle 101 an. Der zweite Motor 32 dreht die zweite Hauptwelle 102. In 1 zeigen eine Zweipunkt-Kettenlinie, die den ersten Motor 31 und die erste Hauptwelle 101 verbindet, und eine Zweipunkt-Kettenlinie, die den zweiten Motor 32 und die zweite Hauptwelle 102 verbindet, praktisch die Drehachsen der jeweiligen Hauptwellen 100 an, die von den jeweiligen Motoren 3 gedreht werden. Das Werkstück 10 dreht sich um die Rotationsachse. Anders als bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dreht der Motor 3 beim Fräsen das Werkzeug 2.
[Messvorrichtung]
Die Messvorrichtung 4 erfasst den Laststrom des Motors 3. Die Messvorrichtung 4 ist beispielsweise ein Stromsensor. Handelt es sich bei der Werkzeugmaschine um eine parallele Doppelspindeldrehmaschine, wie in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, beträgt die Anzahl der Messvorrichtungen 4 zwei, d.h. eine erste Messvorrichtung 41 und eine zweite Messvorrichtung 42. Die erste Messvorrichtung 41 erfasst den Laststrom des ersten Motors 31. Die zweite Messvorrichtung 42 erfasst den Laststrom des zweiten Motors 32. Das heißt, die von der ersten Messvorrichtung 41 und der zweiten Messvorrichtung 42 gemessenen Lastströme sind unabhängig voneinander und werden nicht durch die jeweils andere Messvorrichtung beeinflusst.
[Steuereinheit]
Die Steuereinheit 5 steuert den Motor 3. Die Steuereinheit 5 ändert die Drehzahl des Motors 3. Die Drehzahl des Motors 3 wird auf eine Drehzahl eingestellt, die dem Bearbeitungszustand vor der Bearbeitung des Werkstücks 10 entspricht. Die Änderung der Drehzahl von Motor 3 erfolgt typischerweise in Abhängigkeit davon, ob der MD-Wert des aktuell zu bearbeitenden Werkstücks 10 einen Schwellenwert überschreitet. Der MD-Wert des aktuell zu bearbeitenden Werkstücks 10 wird weiter unten erläutert. Handelt es sich bei der Werkzeugmaschine um eine parallele Doppelspindeldrehmaschine wie in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, steuert die Steuereinheit 5 den ersten Motor 31 und den zweiten Motor 32 einzeln an. In diesem Fall führen das erste Werkzeug 21 und das zweite Werkzeug 22 eine Endbearbeitung unter denselben Bearbeitungsbedingungen in dem einander entsprechenden Bereich des unterschiedlichen Werkstücks 10 durch. Das heißt, das grundlegende Steuerungsverfahren ist zwischen der Steuerung des ersten Motors 31 durch die Steuereinheit 5 und der Steuerung des zweiten Motors 32 durch die Steuereinheit 5 gleich. Daher wird im Folgenden der Fall beschrieben, dass die Steuereinheit 5 stellvertretend den ersten Motor 31 steuert. Die Steuereinheit 5 steuert ferner den Betrieb des Antriebsmechanismus der ersten Hauptwelle 101, des Antriebsmechanismus der zweiten Hauptwelle 102, des Antriebsmechanismus des ersten Revolvers, des Antriebsmechanismus des zweiten Revolvers und der Fördermaschine.
Die Steuereinheit 5 wird in der Regel durch einen Computer gebildet. Der Computer enthält z. B. einen Prozessor und einen Speicher. Der Speicher speichert ein Programm, das den Prozessor veranlasst, ein später zu beschreibendes Steuerverfahren auszuführen. Der Prozessor liest das im Speicher gespeicherte Programm und führt es aus. Das Programm enthält einen Programmcode, der sich auf ein Verfahren zur Bestimmung, ob das Berechnungsergebnis einer Berechnungseinheit 52 den Schwellenwert überschreitet oder nicht, und auf ein Verfahren zur Änderung der Drehzahl des Motors 3 auf der Grundlage dieser Bestimmung bezieht. Die Steuereinheit 5 umfasst eine Speichereinheit 51 und eine Berechnungseinheit 52.
[Speichereinheit]
Die Speichereinheit 51 speichert den Schwellenwert. Der Schwellenwert ist ein im Voraus festgelegter Wert, z. B. wie folgt.
Durch die Bearbeitung der Werkstücke 10 mit dem normalen, unbeschädigten Werkzeug 2 wird eine Vielzahl von fehlerfreien Produkten hergestellt. Mit zunehmender Anzahl der fehlerfreien Produkte nimmt die Zuverlässigkeit des Schwellenwertes tendenziell zu. Die Anzahl der fehlerfreien Produkte hängt von der Art des bearbeiteten Produkts ab und kann z. B. 500 oder mehr, ferner 650 oder mehr, insbesondere 800 oder mehr betragen. Der Laststrom des Motors 3 wird bei der Herstellung jedes fehlerfreien Produkts erfasst.
In dem MT-Verfahren (Mahalanobis-Taguchi-Verfahren) wird ein Einheitsraum erstellt. Um den Einheitsraum zu erstellen, wird ein Parameter verwendet, der auf dem Laststrom des Motors 3 basiert, der bei der Herstellung einer Vielzahl von fehlerfreien Produkten erfasst wird. Der Parameter kann in dem MT-Verfahren als Überwachungsziel oder als Funktionswert bezeichnet werden. Der Laststrom verwendet den spezifischen Bearbeitungsbereich des Werkstücks 10, der während der Bearbeitung ermittelt wurde.
Der spezifische Bearbeitungsbereich ist ein vorbestimmter Bereich, in dem das Werkstück 10 durch das erste Werkzeug 21 kontinuierlich bearbeitet wird. Bei dem in 2 dargestellten Werkstück 10 mit der Aussparung 10a kann der Abschnitt der Schneide des ersten Werkzeugs 21 beispielsweise nur auf die Wandfläche 11, nur auf die Bodenfläche 12 oder auf die Wandfläche 11 und die Bodenfläche 12 gleichzeitig einwirken. Der Grund, warum der Abschnitt der Schneide des Werkzeugs 2 gleichzeitig auf die Wandfläche 11 und die Bodenfläche 12 einwirkt, ist, dass die von der Wandfläche 11 und der Bodenfläche 12 gebildete Ecke 13 bearbeitet wird. Der spezifische Bearbeitungsbereich kann ein Bereich sein, der die Wandfläche 11 bildet, ein Bereich, der die Bodenfläche 12 bildet, ein Bereich, der die Ecke 13 bildet, oder ähnliches.
Der spezifische Bearbeitungsbereich kann ein Bereich sein, der eine Stelle umfasst, an dem sich der Bearbeitungszustand des ersten Werkzeugs 21 ändert. Die Bearbeitungsbedingung durch das Werkzeug 2 ist zum Beispiel ein Vorschubbetrag und ein Schnittbetrag eines Abschnitts einer Schneide des ersten Werkzeugs 21, eine Drehgeschwindigkeit des ersten Werkzeugs 21 oder des Werkstücks 10, eine Vorschubrichtung und eine Bearbeitungszeit. Bei einem Werkstück 10 mit einer Aussparung 10a ist der spezifische Bearbeitungsbereich beispielsweise ein Bereich, der die Ecke 13 bildet. Der Bereich, der die Ecke 13 bildet, ist ein Bereich, der die Ecke 13 und die Umgebung der Ecke 13 umfasst. Die Umgebung umfasst sowohl die Wandfläche 11 als auch die Bodenfläche 12. Wenn die Ecke 13 bearbeitet wird, ändert sich die Vorschubrichtung des Abschnitts des ersten Werkzeugs 21 von der Wandfläche 11 zur Bodenfläche 12. Wenn die Vorschubrichtung auf diese Weise geändert wird, ändert sich der Kontaktabschnitt der Abschnitt der Schneide des ersten Werkzeugs 21 mit dem Werkstück 10. Insbesondere bei der Bearbeitung der Ecke 13 wirkt der Abschnitt der Schneide des ersten Werkzeugs 21 gleichzeitig auf die Wandfläche 11 und die Bodenfläche 12. In dem Bereich, in dem die Ecke 13 gebildet wird, erhöht sich der Bearbeitungswiderstand des ersten Werkzeugs 21. 3 ist ein Diagramm, das die Wellenform des Laststroms des Motors 3 zeigt, die von der Messvorrichtung 4 erhalten wird, wenn die Wandfläche 11, die Ecke 13 und die Bodenfläche 12 nacheinander bearbeitet werden. In diesem Diagramm steht die horizontale Achse für die Zeit und die vertikale Achse für den Laststrom. Ein dicker Pfeil, der einen Bereich angibt, in dem die Wandfläche 11 bearbeitet wird, und ein dicker Pfeil, der einen Bereich angibt, in dem die Bodenfläche 12 bearbeitet wird, befinden sich entlang der horizontalen Achse. Die dicken Pfeile überlagern sich teilweise. Ein dünner Pfeil, der einen Bereich anzeigt, in dem die Ecke 13 bearbeitet wird, befindet sich einem Bereich, in dem sich die beiden dicken Pfeile überschneiden. + (plus) auf der vertikalen Achse dieses Diagramms bedeutet positiv, und - (minus) bedeutet negativ. Da der Bearbeitungswiderstand des ersten Werkzeugs 21 für die Bearbeitung der Ecke 13 erhöht wird, hat der Laststrom an der Ecke 13 eine größere Wellenform als der Laststrom an der Wandfläche 11 und der Bodenfläche 12, wie in 3 gezeigt.
Der auf dem Laststrom basierende Parameter umfasst einen Parameter, der durch die Durchführung einer Fourier-Transformation des Laststroms und eines gemessenen Wertes des Laststroms erhalten wird. Der durch Fourier-Transformation des Laststroms erhaltene Parameter kann gemäß z. B. der Art der Bearbeitung und der Bearbeitungsbedingungen ausgewählt werden. Wenn es sich bei dem durch Fourier-Transformation des Laststroms erhaltenen Parameter beispielsweise um einen Parameter handelt, der sich auf ein bestimmtes Frequenzband des Fourier-Spektrums konzentriert, kann das Frequenzband gemäß der Drehgeschwindigkeit des Motors 3 ausgewählt werden.
Der durch Fourier-Transformation des Laststroms erhaltene Parameter umfasst beispielsweise einen Effektivwert eines durch Fourier-Transformation des Laststroms erhaltenen Wertes, einen Amplitudenwert eines Peaks in einem durch Fourier-Transformation des Laststroms erhaltenen Fourier-Spektrum, einen Schwerpunkt der Amplitude des Peaks und einen Schwerpunkt der Amplitude des Peaks in einem bestimmten Frequenzbereich des Fourier-Spektrums. Der Effektivwert des Fourier-transformierten Wertes ist der quadratische Mittelwert des Fourier-transformierten Wertes. Der Peak des Fourier-Spektrums bezieht sich auf die gesamte bergförmige Kurve einschließlich des maximalen Amplitudenwerts. Der Amplitudenwert des Peaks im Fourier-Spektrum ist der maximale Amplitudenwert in der Kurve. Der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks im Fourier-Spektrum ist der Amplitudenwert des Schwerpunkts am unteren Ende bzw. Boden der Kurve. Der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks in einem bestimmten Frequenzbereich ist der Amplitudenwert des Schwerpunkts am unteren Ende der Kurve in dem betreffenden Frequenzbereich.
4 ist ein Diagramm, das die Wellenform des Fourier-Spektrums zeigt, die durch Fourier-Transformation des Laststroms erhalten wurde. Das Fourier-Spektrum von 4 ist ein Diagramm, das durch Fourier-Transformation des Laststroms von 3 erhalten wurde. Im Diagramm von 4 stellt die horizontale Achse die Frequenz und die vertikale Achse die Amplitude dar. Der Peak im Diagramm von 4 bezieht sich auf die gesamte bergförmige Kurve im Bereich zwischen dem Wendepunkt x1 und dem Wendepunkt x2. In 4 ist der Amplitudenwert des Peaks der Amplitudenwert y1, der den Maximalwert der Amplitudenwerte im Bereich zwischen dem Wendepunkt x1 und dem Wendepunkt x2 darstellt. In 4 ist der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks der Amplitudenwert g1 des Schwerpunkts am unteren Ende der Kurve im Bereich zwischen dem Wendepunkt x1 und dem Wendepunkt x2. Das heißt, der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks ist ein Amplitudenwert g1 eines Schwerpunkts eines Bereichs, der von der horizontalen Achse, einer Geraden vom Wendepunkt x1 entlang der vertikalen Achse, einer Geraden vom Wendepunkt x2 entlang der vertikalen Achse und einer Kurve in einem Bereich vom Wendepunkt x1 bis zum Wendepunkt x2 umgeben ist. In 4 ist beispielsweise der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks in dem spezifischen Frequenzbereich von x3 bis x4 der Amplitudenwert g2 des Schwerpunkts am unteren Ende der Kurve im Bereich von x3 bis x4. Das heißt, der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks im Bereich von x3 bis x4 ist der Amplitudenwert g2 des Schwerpunkts der Fläche, die von der horizontalen Achse, der Geraden vom Wendepunkt x1 entlang der vertikalen Achse, der Geraden vom Wendepunkt x2 entlang der vertikalen Achse und der Kurve im Bereich von x3 bis x4 umgeben ist.
Der gemessene Wert des Laststroms umfasst z. B. einen Maximalwert des Laststroms und einen Effektivwert des Laststroms. Der Maximalwert des Laststroms ist ein Wert mit dem größten Absolutwert des Laststroms. Der Effektivwert des Laststroms ist ein Wert, der sich aus der Division des Maximalwertes durch die Quadratwurzel aus 2 ergibt. In 3 ist der Maximalwert des Laststroms der Stromwert a1. In 3 ist der Effektivwert des Laststroms der Stromwert a2.
Die Anzahl der Parameter kann gemäß dem Grad der Erkennungsgenauigkeit, insbesondere der Wahrscheinlichkeit der später beschriebenen Chi-Quadrat-Verteilung, angemessen gewählt werden. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die Anzahl der Parameter sieben, vom ersten bis zum siebten Parameter. Der erste Parameter bis zum fünften Parameter sind Parameter, die durch Fourier-Transformation des Laststroms ermittelt werden. Der sechste Parameter und der siebte Parameter sind Messwerte des Laststroms.
Insbesondere ist der erste Parameter ein Effektivwert eines Fourier-transformierten Wertes des Laststroms. Der zweite Parameter ist die Amplitude eines Peaks in einem Fourier-Spektrum, das durch Fourier-Transformation des Laststroms erhalten wird. Der dritte Parameter ist der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks im Fourier-Spektrum. Der vierte Parameter ist der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks bei 28 Hz bis 30 Hz des Fourier-Spektrums. Der fünfte Parameter ist der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks bei 31 Hz bis 33 Hz des Fourier-Spektrums. Der sechste Parameter ist der Höchstwert des Laststroms. Der siebte Parameter ist der Effektivwert des Laststroms. Die schnelle Fourier-Transformation kann als Fourier-Transformation verwendet werden. Die schnelle Fourier-Transformation ist ein Algorithmus zur Berechnung der diskreten Fourier-Transformation mit hoher Geschwindigkeit. Das heißt, die Berechnungszeit der schnellen Fourier-Transformation ist kurz.
Der MD-Wert jedes nicht fehlerhaften Produkts wird anhand des erstellten Einheitsraums ermittelt. Anschließend wird die Quadratwurzel der Chi-Quadrat-Verteilung des MD-Wertes des nicht fehlerhaften Produkts ermittelt. Der Grund dafür ist, dass das Quadrat des MD-Wertes der Chi-Quadrat-Verteilung folgt. Die Wahrscheinlichkeit der Chi-Quadrat-Verteilung kann beispielsweise gemäß der Anzahl der pro Monat produzierten bearbeiteten Produkte gewählt werden. Diese Wahrscheinlichkeit ist z. B. größer als {1 - (1/N)}, wenn die Anzahl der pro Monat produzierten bearbeiteten Produkte N beträgt. Die Wahrscheinlichkeit ist z. B. größer oder gleich {1 - (1/1,5 N)}, ferner größer oder gleich {1 - (1/2 N)}, insbesondere größer oder gleich {1 - (1/2,5 N)}. Diese Wahrscheinlichkeit ist z. B. {1 - (1/1000000)}, d. h. 0,999999. Der Freiheitsgrad der Chi-Quadrat-Verteilung wird mit „n-1“ angenommen. n ist die Anzahl der Parameter. Da die Anzahl der Parameter in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieben ist, beträgt der Freiheitsgrad sechs. Wenn die Wahrscheinlichkeit 0,999999 und der Freiheitsgrad 6 beträgt, dann ist die Quadratwurzel der Chi-Quadrat-Verteilung 6,2. Dieser Wert ist ein auf die zweite Dezimalstelle gerundeter Wert. Der Wert der Quadratwurzel aus der erhaltenen Chi-Quadrat-Verteilung wird als Schwellenwert definiert. In diesem Fall bedeutet der MD-Wert des fehlerfreien Produkts statistisch gesehen zu 99,9999 %, dass er gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist. Das heißt, wenn der MD-Wert den Schwellenwert überschreitet, kann festgestellt werden, dass das bearbeitete Produkt mit diesem MD-Wert ein fehlerhaftes Produkt ist.
[Berechnungseinheit]
Die Berechnungseinheit 52 errechnet den MD-Wert des aktuell bearbeiteten Werkstücks 10. Der MD-Wert ist ein Wert, der unter Verwendung eines Parameters erhalten wird, der auf dem Laststrom basiert, der von der ersten Messvorrichtung 41 während der Bearbeitung des spezifischen Bearbeitungsbereichs des aktuell bearbeiteten Werkstücks 10 erfasst wird. Der spezifische Bearbeitungsbereich ist wie zuvor beschrieben. Wie zuvor beschrieben, tritt an einer Stelle, an der sich die Bearbeitungsbedingung durch das erste Werkzeug 21 ändert, eine eindeutige Änderung in dem von der ersten Messvorrichtung 41 erfassten Laststrom auf. Indem der Fokus auf die spezifische Änderung gelegt wird, kann leicht festgestellt werden, ob der MD-Wert den Schwellenwert überschreitet oder nicht. Der auf dem Laststrom basierende Parameter ist derselbe wie der Parameter, der bei der zuvor beschriebenen Festlegung des Schwellenwerts verwendet wird. Das heißt, der auf dem Laststrom basierende Parameter umfasst den Parameter, der durch die Durchführung einer Fourier-Transformation des Laststroms und den gemessenen Wert des Laststroms erhalten wird. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der MD-Wert der Wert, der anhand der zuvor beschriebenen ersten bis siebten Parameter ermittelt wurde. Die schnelle Fourier-Transformation kann als Fourier-Transformation bei der Berechnung des MD-Wertes verwendet werden. Wie zuvor beschrieben, ist die Berechnungszeit der schnellen Fourier-Transformation kurz. Daher ist es möglich, im Wesentlichen in Echtzeit während der Bearbeitung des Werkstücks 10 festzustellen, ob ein fehlerfreies Produkt oder ein fehlerhaftes Produkt erzeugt wird. Das Berechnungsergebnis kann in der Speichereinheit 51 gespeichert werden.
Wenn der berechnete MD-Wert den Schwellenwert überschreitet, setzt die Steuereinheit 5 die Drehzahl des ersten Motors 31 auf Null. Wenn die Drehzahl des ersten Motors 31 Null erreicht, wird die Drehung des Werkstücks 10 in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestoppt. Wenn der berechnete MD-Wert den Schwellenwert überschreitet, wurde ein fehlerhaftes Produkt hergestellt. Das heißt, das Werkstück 10 wird von einem beschädigten ersten Werkzeug 21 bearbeitet. Wenn die Steuereinheit 5 die Drehzahl des ersten Motors 31 auf Null setzt, wird die Drehung des Werkstücks 10 gestoppt. Nachdem die Drehung gestoppt wurde, wird das Werkstück 10 daher nicht durch das beschädigte erste Werkzeug 21 bearbeitet. Daher kann verhindert werden, dass das fehlerhafte Produkt, das nicht der vorgegebenen Bearbeitung unterzogen wird, kontinuierlich produziert wird.
Wenn der berechnete MD-Wert gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist, ändert die Steuereinheit 5 die Drehzahl des ersten Motors 31 nicht. In diesem Fall wird das nächste Werkstück 10 von dem ersten Werkzeug 21 bearbeitet, das das unmittelbar vorangegangene Werkstück 10 bearbeitet hat, während der erste Motor 31 mit der gleichen Drehzahl wie das unmittelbar vorangegangene Werkstück 10 rotiert.
[Steuerverfahren]
Im Folgenden wird eine Steuerverfahren der Steuereinheit 5 anhand von 5 beschrieben.
Das Werkstück 10 wird durch den Motor 3 in Drehung versetzt, und das erste Werkzeug 21 bearbeitet das Werkstück 10.
In Schritt S1 erfasst die erste Messvorrichtung 41 den Laststrom des ersten Motors 31.
In Schritt S2 berechnet die Berechnungseinheit 52 den MD-Wert des aktuell bearbeiteten Werkstücks 10. Der MD-Wert wird unter Verwendung des ersten bis siebten Parameters auf der Basis des erfassten Laststroms ermittelt. Hier wird der Laststrom verwendet, der während der Bearbeitung in dem spezifischen Bearbeitungsbereich des aktuell bearbeiteten Werkstücks 10 erfasst wurde. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der spezifische Bearbeitungsbereich ein Bereich, der eine Stelle einschließt, an der sich die zuvor beschriebene Bearbeitungsbedingung durch das Werkzeug 2 ändert, d.h. ein Bereich, der die Ecke 13 bildet.
In Schritt S3 wird bestimmt, ob der berechnete MD-Wert den Schwellenwert überschreitet oder nicht. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Fourier-Transformation zur Berechnung des MD-Werts die schnelle Fourier-Transformation.
Wenn der Schritt S3 den Schwellenwert überschreitet, setzt die Steuereinheit 5 die Drehzahl des ersten Motors 31 im Schritt S4 auf Null. Dann wird die Steuerung beendet. Der Fall, dass der Schritt S3 den Schwellenwert überschreitet, ist ein Fall, in dem ein fehlerhaftes Produkt produziert wird. Das heißt, der Fall, in dem der Wert den Schwellenwert überschreitet, bezieht sich auf einen Fall, in dem das Werkstück 10 durch ein beschädigtes erstes Werkzeug 21 bearbeitet wird.
Wenn die Bestimmung in Schritt S3 negativ ist, ändert die Steuereinheit 5 die Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 31 nicht. Der Fall, in dem die Bestimmung in Schritt S3 negativ ist, ist ein Fall, in dem ein nicht defektes Produkt hergestellt wird. Dies ist der Fall, wenn das Werkstück 10 mit dem normalen ersten Werkzeug 21 bearbeitet wird, das nicht beschädigt ist. Daher wird das nächste Werkstück durch das erste Werkzeug 21 bearbeitet, das das unmittelbar vorangegangene Werkstück 10 mit der gleichen Drehzahl des ersten Motors 31 wie das unmittelbar vorangegangene Werkstück 10 bearbeitet hat. Dann werden die Bearbeitung des nächsten Werkstücks 10 und die Schritte S1 bis S3 wiederholt, bis festgestellt wird, dass der MD-Wert den Schwellenwert überschreitet.
In dem Bearbeitungssystem 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, wenn der MD-Wert den Schwellenwert überschreitet, d.h. wenn das fehlerhafte Produkt produziert wird, die Drehzahl des Motors 3 sofort auf Null gesetzt werden, und somit kann die Produktion des fehlerhaften Produkts unterdrückt werden. Da das Bearbeitungssystem 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den MD-Wert verwendet, der unter Verwendung des ersten Parameters bis zum siebten Parameter auf der Basis des Laststroms des Motors 3 berechnet wird, um zu bestimmen, ob das fehlerhafte Produkt hergestellt wird oder nicht, ist es möglich, auch bei Verwendung einer Mehrspindeldrehmaschine angemessen zu bestimmen, ob das fehlerhafte Produkt hergestellt wird oder nicht.
[Verfahren zur Herstellung eines bearbeiteten Produkts]
Ein Verfahren zur Herstellung eines bearbeiteten Produkts einer Ausführungsform bearbeitet sequentiell eine Vielzahl von Werkstücken mit einem Werkzeug. Die Bearbeitung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Endbearbeitung. Im Gegensatz zu der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Bearbeitung eine Schruppbearbeitung sein. Nachfolgend wird die Bearbeitung im Detail beschrieben.
[Bearbeitung]
Die Bearbeitung wird durchgeführt, während der Laststrom eines Motors, der das Werkzeug oder das Werkstück dreht, mit einer Messvorrichtung gemessen wird. Bei der Bearbeitung wird die Drehzahl des Motors geändert, wenn der MD-Wert den Schwellenwert überschreitet. Insbesondere wird die Drehzahl des Motors auf Null gesetzt, wenn der MD-Wert den Schwellenwert überschreitet. Wie zuvor beschrieben, wird der MD-Wert unter Verwendung des ersten bis siebten Parameters auf der Grundlage des von der Messvorrichtung erfassten Laststroms ermittelt, während der spezifische Bearbeitungsbereich in dem aktuell bearbeiteten Werkstück bearbeitet wird.
Wenn sich der Motor nicht mehr dreht, wird das beschädigte Werkzeug durch ein neues Werkzeug ersetzt. Sobald das neue Werkzeug ausgetauscht ist, wird die Bearbeitung des nächsten Werkstücks so lange wiederholt, bis der MD-Wert über dem Schwellenwert liegt. Ist der MD-Wert hingegen gleich oder kleiner als der Schwellenwert, wird die Motordrehzahl nicht verändert. Das nächste Werkstück wird dann von dem Werkzeug, das das vorherige Werkstück bearbeitet hat, mit der gleichen Drehzahl wie die des vorherigen Werkstücks bearbeitet. Dann wird die Bearbeitung des nächsten Werkstücks so lange wiederholt, bis der MD-Wert den Schwellenwert überschreitet.
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines bearbeiteten Produkts der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, ähnlich wie bei dem Bearbeitungssystem 1, wenn der MD-Wert den Schwellenwert überschreitet, d.h. wenn ein fehlerhaftes Produkt hergestellt wird, die Drehzahl des Motors sofort auf Null gesetzt werden, und somit kann die Herstellung des fehlerhaften Produkts unterdrückt werden.
[Modifikation 1]
Wie in 6 gezeigt, unterscheidet sich das Bearbeitungssystem der Modifikation 1 von dem Bearbeitungssystem 1 der zuvor beschriebenen Ausführungsform dadurch, dass die Art der Bearbeitung das Fräsen ist. Die anderen Konfigurationen sind die gleichen wie die des Bearbeitungssystems 1 der Ausführungsform. Die folgende Beschreibung konzentriert sich auf die Unterschiede. Die Beschreibung der gleichen Konfiguration entfällt. Dies gilt auch für die Modifikation 2, die nachfolgend beschrieben wird. Der Bearbeitungsvorgang ist zum Beispiel das Fräsen. Das erste Werkzeug 21 wird von einem ersten Motor (nicht dargestellt) gedreht. Das erste Werkzeug 21 des vorliegenden Beispiels ist ein Schaftfräser. Das erste Werkzeug 21 wird durch den Antriebsmechanismus vorwärts, rückwärts und horizontal bewegt, wie durch die vertikalen und horizontalen Pfeile in 6 angedeutet. Auch in diesem Bearbeitungssystem sollte die Drehung des ersten Motors gestoppt werden, wenn der MD-Wert auf der Basis des Laststroms des ersten Motors, der das erste Werkzeug 21 dreht, den Schwellenwert überschreitet.
[Modifikation 2]
Wie in 7 gezeigt, unterscheidet sich das Bearbeitungssystem 1 gemäß der Modifikation 2 von dem Bearbeitungssystem 1 der zuvor beschriebenen Ausführungsform dadurch, dass die Werkzeugmaschine eine gegenläufige Doppelspindeldrehmaschine ist.
Die gegenläufige Doppelspindeldrehmaschine ist eine Drehmaschine, bei der die erste Hauptwelle 101 und die zweite Hauptwelle 102 einander gegenüberstehen. In diesem Beispiel sind die Drehachse der ersten Hauptwelle 101 und die Drehachse der zweiten Hauptwelle 102 gegeneinander versetzt. In diesem Beispiel führen das erste Werkzeug 21 und das zweite Werkzeug 22 dieselbe Endbearbeitung an verschiedenen Flächen des Werkstücks 10 durch.
In diesem Beispiel transportiert die Fördermaschine das Werkstück 10 von außerhalb der gegenüberliegenden Doppelspindeldrehmaschine zum ersten Spannfutter 111, vom ersten Spannfutter 111 zum zweiten Spannfutter 112 und vom zweiten Spannfutter 112 aus der gegenüberliegenden Doppelspindeldrehmaschine nach außen.
Der Bearbeitungsablauf des Werkstücks 10 ist wie folgt. Das Werkstück 10 wird von außerhalb der gegenüberliegenden Doppelspindeldrehmaschine durch eine Fördermaschine an das erste Spannfutter 111 übergeben und von diesem gehalten. Wenn das Werkstück 10 vom ersten Spannfutter 111 gehalten wird, wird die erste Hauptwelle 101 vom Motor 3 gedreht. Diese Drehung bewirkt, dass sich das vom ersten Spannfutter 111 gehaltene Werkstück 10 dreht. Das rotierende Werkstück 10 und das erste Werkzeug 21 nähern sich einander an, und eine erste Aussparung 10b des Werkstücks 10 wird vom ersten Werkzeug 21 bearbeitet. Die erste Aussparung 10b ist die gleiche wie die in der Ausführungsform 1 beschriebene Aussparung 10a.
Das vom ersten Werkzeug 21 bearbeitete Werkstück 10 wird von der Fördermaschine aus dem ersten Spannfutter 111 entnommen. Das entnommene Werkstück 10 wird von der Fördermaschine in das zweite Spannfutter 112 transportiert und dort gehalten. Danach wird eine zweite Aussparung 10c des von der zweiten Spannvorrichtung 112 gehaltenen Werkstücks 10 durch das zweite Werkzeug 22 auf die gleiche Weise bearbeitet wie die zuvor beschriebene Bearbeitung der ersten Aussparung 10b des Werkstücks 10. Die zweite Aussparung 10c ist die der ersten Aussparung 10b gegenüberliegende Aussparung des Werkstücks 10. Die zweite Aussparung 10c ist die gleiche wie die erste Aussparung 10b. Das mit dem zweiten Werkzeug 22 bearbeitete Werkstück 10 wird von der Fördermaschine aus dem zweiten Spannfutter 112 entnommen und aus der gegenüberliegenden Doppelspindeldrehmaschine nach außen abgegeben.
Während das von dem ersten Werkzeug 21 bearbeitete Werkstück 10 von der Fördermaschine aus dem ersten Spannfutter 111 entnommen wird und bevor das Werkstück 10 von dem zweiten Werkzeug 22 bearbeitet wird, wird das nächste Werkstück 10 von der Fördermaschine in das erste Spannfutter 111 übertragen und dort gehalten. Anschließend werden die Bearbeitung des in der ersten Spannvorrichtung 111 gehaltenen Werkstücks 10 und die Bearbeitung des in der zweiten Spannvorrichtung 112 gehaltenen Werkstücks 10 im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführt. Durch Wiederholung dieser Vorgänge wird eine Vielzahl von Werkstücken 10 nacheinander bearbeitet.
Auch bei diesem Bearbeitungssystem 1 kann die Drehung des ersten Motors 31 gestoppt werden, wenn der MD-Wert, der auf dem Laststrom des ersten Motors 31 basiert, der das erste Werkzeug 21 dreht, den Schwellenwert überschreitet.
[Versuchsbeispiel]
Der Schwellenwert wurde wie folgt bestimmt. Das Werkstück wurde mit einem unbeschädigten normalen Werkzeug bearbeitet, um eine Vielzahl von fehlerfreien Produkten zu erzeugen. In diesem Fall betrug die Anzahl der fehlerfreien Produkte 800 bis 850. Während der spezifische Bearbeitungsbereich eines jeden Werkstücks bearbeitet wurde, wurde der Laststrom des Motors durch die Messvorrichtung erfasst. Der spezifische Bearbeitungsbereich war ein Bereich, der die oben erwähnte Ecke bildete. Bei der Erstellung des Einheitsraums wurden 31 Parameter auf der Grundlage des Laststroms ausgewählt.
Der erste Parameter ist ein Effektivwert eines durch schnelle Fourier-Transformation erhaltenen Wertes des Laststroms.
Der zweite Parameter ist ein Amplitudenwert eines Peaks in einem Fourier-Spektrum, das durch eine schnelle Fourier-Transformation des Laststroms erhalten wird.
Der dritte Parameter ist ein Scheitelf im Fourier-Spektrum. Der Scheitelfaktor ist ein Verhältnis zwischen dem Amplitudenwert des Peaks und dem Effektivwert (Amplitudenwert des Peaks/ Effektivwert).
Der vierte Parameter ist der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks im Fourier-Spektrum.
Der fünfte Parameter ist der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks bei 10 Hz bis 15 Hz des Fourier-Spektrums.
Der sechste Parameter ist der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks bei 15 Hz bis 20 Hz des Fourier-Spektrums.
Der siebte Parameter ist der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks bei 22 Hz bis 24 Hz des Fourier-Spektrums.
Der achte Parameter ist der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks bei 25 Hz bis 27 Hz des Fourier-Spektrums.
Der neunte Parameter ist der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks bei 28 Hz bis 30 Hz des Fourier-Spektrums.
Der zehnte Parameter ist der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks bei 31 Hz bis 33 Hz des Fourier-Spektrums.
Der elfte Parameter ist der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks bei 34 Hz bis 36 Hz des Fourier-Spektrums.
Der zwölfte Parameter ist der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks bei 37 Hz bis 39 Hz des Fourier-Spektrums.
Der dreizehnte Parameter ist der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks bei 40 Hz bis 42 Hz des Fourier-Spektrums.
Der vierzehnte Parameter ist der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks bei 79 Hz bis 93 Hz des Fourier-Spektrums.
Der fünfzehnte Parameter ist der Höchstwert des Laststroms.
Der sechzehnte Parameter ist der Mindestwert für den Laststrom.
Der siebzehnte Parameter ist der Effektivwert des Laststroms.
Der achtzehnte Parameter ist die Schiefe der Verteilung des Laststroms. Die Schiefe ist ein Index, der die Links-Rechts-Symmetrie des Histogramms des Laststroms angibt, und ist ein Wert, der angibt, wie stark das Histogramm des Laststroms von der Normalverteilung abweicht.
Der neunzehnte Parameter ist die Kurtosis bzw. Wölbung des Laststroms. Die Wölbung ist ein Index, der den Grad der Wölbung des Peaks des Histogramms des Laststroms und den Grad der Ausbreitung des Randes angibt, und ist ein Wert, der angibt, wie scharf das Histogramm des Laststroms im Vergleich zur Normalverteilung ist.
Der zwanzigste Parameter ist die Häufigkeit 1 des Laststroms.
Der einundzwanzigste Parameter ist die Häufigkeit 2 des Laststroms.
Der zweiundzwanzigste Parameter ist die Häufigkeit 3 des Laststroms.
Der dreiundzwanzigste Parameter ist die Häufigkeit 4 des Laststroms.
Der vierundzwanzigste Parameter ist die F Häufigkeit ülle 5 des Laststroms.
Der fünfundzwanzigste Parameter ist die Häufigkeit 6 des Laststroms.
Der sechsundzwanzigste Parameter ist die Modifikation 1 des Laststroms.
Der siebenundzwanzigste Parameter ist die Modifikation 2 des Laststroms.
Der achtundzwanzigste Parameter ist die Modifikation 3 des Laststroms.
Der neunundzwanzigste Parameter ist die Modifikation 4 des Laststroms.
Der dreißigste Parameter ist die Modifikation 5 des Laststroms.
Der dreißigste Parameter ist die Modifikation 6 des Laststroms.
Die Häufigkeit ist die Anzahl der Datenpunkte, bei denen der Laststrom einen bestimmten Wert während der Bearbeitungszeit des spezifischen Bearbeitungsbereichs übersteigt. Zum Beispiel, wenn der Laststrom als 7,2A, 7,4A, 7,6A, 7,4A, 7,2A wechselt und ein bestimmter Wert 7,5A ist, ist die Anzahl der Datenpunkte eins. Die Anzahl der Datenpunkte ist die Gesamtzahl der Daten pro Werkstück. In 3 wird beispielsweise davon ausgegangen, dass die Zeit, in der der spezifische Bearbeitungsbereich bearbeitet wird, die Zeit vom linken Ende zum rechten Ende des Diagramms ist. Wenn ein bestimmter Wert der Stromwert a3 ist, beträgt die Anzahl der Datenpunkte 15. Wenn ein bestimmter Wert der Stromwert a4 ist, beträgt die Anzahl der Punkte vier. Die Häufigkeit 1 ist die Anzahl der Datenpunkte, bei denen der Laststrom 7,5 A übersteigt. Die Häufigkeit 2 ist die Anzahl der Datenpunkte, bei denen der Laststrom 8A übersteigt. Die Häufigkeit 3 ist die Anzahl der Datenpunkte, bei denen der Laststrom 8,5A übersteigt. Die Häufigkeit 4 ist die Anzahl der Datenpunkte, bei denen der Laststrom 9,0 A übersteigt. Die Häufigkeit 5 ist die Anzahl der Datenpunkte, bei denen der Laststrom 9,5 A übersteigt. Die Häufigkeit 6 ist die Anzahl der Werkstücke, bei denen der Laststrom 10A übersteigt. Das heißt, die Häufigkeit 1 umfasst die Häufigkeit 2 bis die Häufigkeit 6. Ebenso schließt die Häufigkeit 2 die Häufigkeit 3 bis zur Häufigkeit 6 ein. Die Häufigkeit 3 umfasst die Häufigkeit 4 bis die Häufigkeit 6. Die Häufigkeit 5 schließt die Häufigkeit 6 ein.
Die Modifikation ist die Anzahl der Überschreitungen des Laststroms über einen bestimmten Wert während der Bearbeitungszeit des spezifischen Bearbeitungsbereichs. Zum Beispiel wird die Anzahl der Laststromänderungen von weniger als 7,5A auf mehr als 7,5A und die Anzahl der Laststromänderungen von mehr als 7,5A auf weniger als 7,5A jeweils als ein Mal gezählt. Das heißt, wie zuvor beschrieben, wenn sich der Laststrom wie 7,2A, 7,4A, 7,6A, 7,4A und 7,2A verschiebt und der Laststrom 7,5A um einen Punkt übersteigt, beträgt die Anzahl der Überschreitungen des Laststroms von 7,5A zwei Mal. In 3 wird beispielsweise davon ausgegangen, dass die Zeit, während der der bestimmte Bearbeitungsbereich bearbeitet wird, die Zeit vom linken Ende zum rechten Ende des Diagramms ist. Wenn der bestimmte Wert der Stromwert a3 ist, beträgt die Anzahl der Überschreitungen 30 Mal. Wenn ein bestimmter Wert der Stromwert a4 ist, beträgt die Anzahl der Überschreitungen acht Mal. Die Modifikation 1 ist die Anzahl der Male, an denen der Laststrom 7,5A übersteigt. Die Modifikation 2 ist die Anzahl der Male, an denen der Laststrom 8A übersteigt. Die Modifikation 3 ist die Anzahl der Male, an denen der Laststrom 8,5A übersteigt. Die Modifikation 4 ist die Anzahl der Male, an denen der Laststrom 9A übersteigt. Die Modifikation 5 ist die Anzahl der Male, an denen der Laststrom 9,5A übersteigt. Die Modifikation 6 ist die Anzahl der Male, an denen der Laststrom 10A übersteigt.
Einunddreißig Parameter wurden verwendet, um einen Einheitsraum in der MT-Methode zu erstellen. Unter Verwendung des erstellten Einheitsraums wurde der MD-Wert jedes fehlerfreien Produkts ermittelt. Dann wurde die Quadratwurzel der Chi-Quadrat-Verteilung des MD-Werts des fehlerfreien Produkts ermittelt. Die Wahrscheinlichkeit der Chi-Quadrat-Verteilung wurde auf 0,999999 festgelegt. Der Freiheitsgrad der Chi-Quadrat-Verteilung beträgt 30. Die Quadratwurzel der Chi-Quadrat-Verteilung, die sich aus dieser Wahrscheinlichkeit und dem Freiheitsgrad ergibt, beträgt 9,1. Dieser Wert ist ein auf die zweite Dezimalstelle gerundeter Wert. Dieser Wert wurde als Schwellenwert festgelegt.
Unter Verwendung eines Werkzeugs wurden 850 bis 900 Werkstücke nacheinander bearbeitet, um ein bearbeitetes Produkt herzustellen. Diese bearbeiteten Produkte umfassen fehlerfreie Produkte und fehlerhafte Produkte. Der MD-Wert jedes bearbeiteten Produkts wurde anhand der 31 Parameter ermittelt. Die bearbeiteten Produkte wurden in Produkte mit einem MD-Wert kleiner oder gleich einem Schwellenwert und in Produkte mit einem MD-Wert größer als der Schwellenwert eingeteilt. Unter den bearbeiteten Produkten mit MD-Werten, die kleiner oder gleich dem Schwellenwert waren, wurden fehlerhafte Produkte gefunden. Außerdem wurden unter den bearbeiteten Produkten mit MD-Werten, die über dem Schwellenwert lagen, fehlerfreie Produkte gefunden.
Daher wurden die Auswahl der Parameter aus 31 Parametern, die Schaffung eines Einheitsraums, die Festlegung eines Schwellenwerts, die Neuberechnung eines MD-Werts unter Verwendung der ausgewählten Parameter und die Unterteilung eines bearbeiteten Produkts auf der Grundlage des Schwellenwerts wiederholt.
Konkret betrug die Anzahl der Parameter 14. Vierzehn Parameter waren der erste Parameter, der zweite Parameter, der vierte Parameter, der fünfte Parameter, der siebte Parameter, der neunte Parameter, der zehnte Parameter, der fünfzehnte Parameter, der siebzehnte Parameter, der zwanzigste Parameter, der einundzwanzigste Parameter, der zweiundzwanzigste Parameter, der fünfundzwanzigste Parameter und der dreißigste Parameter. Vierzehn Parameter wurden verwendet, um einen Einheitsraum zu schaffen, einen Schwellenwert festzulegen und die bearbeiteten Produkte auf der Grundlage des Schwellenwertes einzuteilen. Die Wahrscheinlichkeit der Chi-Quadrat-Verteilung wurde auf 0,999999 festgelegt. Der Freiheitsgrad der Chi-Quadrat-Verteilung beträgt 13. Die Quadratwurzel der Chi-Quadrat-Verteilung, die sich aus dieser Wahrscheinlichkeit und dem Freiheitsgrad ergibt, beträgt 7,3. Dieser Wert ist ein auf die zweite Dezimalstelle gerundeter Wert. Dieser Wert wurde als Schwellenwert festgelegt. Auch wenn die Unterteilung auf der Basis des Schwellenwerts durchgeführt wurde, konnten das fehlerfreie Produkt und das fehlerhafte Produkt durch den Schwellenwert nicht so genau klassifiziert werden wie bei der Verwendung von 31 Parametern.
Außerdem betrug die Anzahl der Parameter sieben. Sieben Parameter waren der erste Parameter, der zweite Parameter, der vierte Parameter, der neunte Parameter, der zehnte Parameter, der fünfzehnte Parameter und der siebzehnte Parameter. Sieben Parameter wurden verwendet, um einen Einheitsraum zu schaffen, einen Schwellenwert festzulegen und die bearbeiteten Produkte auf der Grundlage des Schwellenwertes zu unterteilen. Die Wahrscheinlichkeit der Chi-Quadrat-Verteilung wurde auf 0,999999 festgelegt. Der Freiheitsgrad der Chi-Quadrat-Verteilung beträgt 6. Die Quadratwurzel der Chi-Quadrat-Verteilung, die sich aus dieser Wahrscheinlichkeit und dem Freiheitsgrad ergibt, beträgt 6,2. Dieser Wert ist ein auf die zweite Dezimalstelle gerundeter Wert. Dieser Wert wurde als Schwellenwert festgelegt. Als Ergebnis der Unterteilung auf der Basis dieses Schwellenwertes wurde festgestellt, dass alle bearbeiteten Produkte, deren MD-Werte den Schwellenwert oder weniger erfüllen, fehlerfreie Produkte sind, und alle bearbeiteten Produkte, deren MD-Werte den Schwellenwert oder mehr erfüllen, fehlerhafte Produkte sind. Das heißt, dass weder ein fehlerhaftes Produkt mit einem MD-Wert, der dem Schwellenwert entspricht oder darunter liegt, noch ein fehlerfreies Produkt mit einem MD-Wert, der den Schwellenwert überschreitet, gefunden wurde.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt, sondern wird durch den Umfang der Ansprüche definiert und soll alle Modifikationen innerhalb der Bedeutung und des Umfangs umfassen, die dem Umfang der Ansprüche entsprechen. Zum Beispiel können das Bearbeitungssystem und das Verfahren zur Herstellung eines bearbeiteten Produkts in geeigneter Weise beim Einstechdrehen verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Bearbeitungssystem
2: Werkzeug
21: Erstes Werkzeug
22: Zweites Werkzeug
3: Motor
31: Erster Motor
32: Zweiter Motor
4: Messvorrichtung
41: Erste Messvorrichtung
42: Zweite Messvorrichtung
5: Steuereinheit
51: Speichereinheit
52: Recheneinheit
10: Werkstück
10a: Aussparung
10b: Erste Aussparung
10c: Zweite Aussparung
11: Wandfläche
12: Bodenfläche
13: Ecke
100: Hauptwelle
101: Erste Hauptwelle
102: Zweite Hauptwelle
110: Spannfutter
111: Erstes Spannfutter
112: Zweites Spannfutter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2021033931 [0002]
JP 2006 [0004]
JP 336078 [0004]

Claims

Bearbeitungssystem, umfassend: ein Werkzeug, das für die Bearbeitung eines Werkstücks konfiguriert ist; einen Motor, der so konfiguriert ist, dass er das Werkzeug oder das Werkstück dreht; eine Steuereinheit, die zur Steuerung des Motors konfiguriert ist; und eine Messvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Laststrom des Motors erfasst, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie eine Drehzahl des Motors ändert, wenn eine Mahalanobis-Distanz einen Schwellenwert überschreitet, die Mahalanobis-Distanz ein Wert ist, der unter Verwendung eines Parameters bestimmt wird, der auf dem von der Messvorrichtung in einem bestimmten Bearbeitungsbereich des Werkstücks erfassten Laststrom basiert, und der auf dem Laststrom basierende Parameter einen Parameter enthält, der durch Durchführung einer Fourier-Transformation des Laststroms und eines gemessenen Werts des Laststroms erhalten wird.
Bearbeitungssystem gemäß Anspruch 1, wobei der durch Fourier-Transformation des Laststroms erhaltene Parameter umfasst: einen Effektivwert eines Wertes, der durch Fourier-Transformation des Laststroms erhalten wird, einen Amplitudenwert eines Peaks in einem Fourier-Spektrum, das durch Fourier-Transformation des Laststroms erhalten wurde, einen Schwerpunkt der Amplitude des Peaks, und einen Schwerpunkt der Amplitude eines Peaks in einem bestimmten Frequenzbereich des Fourier-Spektrums.
Bearbeitungssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Messwert des Laststroms umfasst: einen Maximalwert des Laststroms, und einen Effektivwert des Laststroms.
Bearbeitungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Anzahl der auf dem Laststrom basierenden Parameter sieben beträgt, umfassend einen ersten Parameter bis einen siebten Parameter, der erste bis der fünfte Parameter Parameter sind, die durch Fourier-Transformation des Laststroms erhalten werden, und der sechste Parameter und der siebte Parameter Messwerte des Laststroms sind.
Bearbeitungssystem gemäß Anspruch 4, wobei der erste Parameter ein Effektivwert eines Wertes ist, der durch Fourier-Transformation des Laststroms erhalten wird, der zweite Parameter ein Amplitudenwert eines Peaks in einem Fourier-Spektrum ist, das durch eine Fourier-Transformation des Laststroms erhalten wird, der dritte Parameter der Schwerpunkt der Amplitude des Peaks ist, der vierte Parameter ein Schwerpunkt einer Amplitude eines Peaks in einem Bereich von 28 Hz bis 30 Hz des Fourier-Spektrums ist, der fünfte Parameter ein Schwerpunkt einer Amplitude eines Peaks in einem Bereich von 31 Hz bis 33 Hz des Fourier-Spektrums ist, der sechste Parameter ein Maximalwert des Laststroms ist, und der siebte Parameter ein Effektivwert des Laststroms ist.
Bearbeitungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der spezifische Bearbeitungsbereich ein Bereich ist, der einen Abschnitt umfasst, in dem sich ein Bearbeitungszustand unter Verwendung des Werkzeugs ändert.
Bearbeitungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Bearbeitungssystem eine Mehrspindeldrehmaschine aufweist, und das Werkzeug ein Drehwerkzeug ist, das in der Mehrspindeldrehmaschine eingesetzt wird.
Verfahren zur Herstellung eines bearbeiteten Produkts, umfassend: Bearbeiten eines Werkstücks mit einem Werkzeug, wobei das Werkzeug oder das Werkstück durch einen Motor gedreht wird und ein Laststrom des Motors durch eine Messvorrichtung gemessen wird, wobei eine Motordrehzahl bei der Bearbeitung geändert wird, wenn eine Mahalanobis-Distanz einen Schwellenwert überschreitet, die Mahalanobis-Distanz ein Wert ist, der unter Verwendung eines Parameters bestimmt wird, der auf dem von der Messvorrichtung in einem bestimmten Bearbeitungsbereich des Werkstücks erfassten Laststrom basiert, und der auf dem Laststrom basierende Parameter einen Parameter enthält, der durch Durchführung einer Fourier-Transformation des Laststroms und eines gemessenen Werts des Laststroms erhalten wird.