ES2913800T3 - Procedimiento para supervisar una máquina-herramienta, en particular para detectar la rotura de la herramienta - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de supervisión para supervisar una máquina-herramienta (10), en particular para detectar la rotura de la herramienta, que presenta (i) un husillo (14), (ii) al menos un primer eje (16) de máquina, y (iii) un control (22) de la máquina adaptado para controlar el husillo (14) y el eje (16) de máquina y para emitir parámetros de la máquina, con los pasos realizados automáticamente: (a) durante la ejecución de un programa de mecanizado de una pieza (12), detección en función del tiempo de un parámetro (P) de husillo que describe una potencia del husillo (14), (b) detección de un parámetro de ruido de la señal (s) que describe la fuerza de una variación estocástica de los valores de medición de los parámetros del husillo (P(τ)) y un parámetro de amplitud de la señal (Q) que indica una anchura del intervalo (I) en el que se encuentran los valores de medición de los parámetros del husillo durante el mecanizado de la pieza (12), (c) tras alcanzar una línea de programa predeterminada del programa de mecanizado, cálculo en forma continua de un valor mínimo de los parámetros del husillo (PS,mín) de los valores de medición de los parámetros del husillo (P(τ)), de modo que se obtenga un valor mínimo actual de los parámetros del husillo (PS,mín(τ)), (d) cálculo continuo de un valor límite de control (G(τ)) a partir del valor mínimo del parámetro del husillo (PS,mín(τ)), el parámetro de ruido de la señal (s) y el parámetro de amplitud de la señal (Q), (e) almacenamiento del valor límite de supervisión actual (G(τ)) cuando el valor límite de supervisión actual (G(τ)) es inferior a un valor límite de supervisión almacenado (Gsp), y (f) emisión de un mensaje de advertencia si el parámetro P del husillo está constantemente por debajo del valor límite de supervisión almacenado (Gsp) durante un intervalo de tiempo predeterminado (Δt).
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento para supervisar una máquina-herramienta, en particular para detectar la rotura de la herramienta La invención se refiere a un procedimiento para supervisar una máquina-herramienta, en particular para detectar la rotura de la herramienta, que presenta (i) un husillo, (ii) al menos un primer eje de máquina y (iii) un controlador de la máquina que está diseñado para emitir parámetros de la máquina. De acuerdo con un segundo aspecto, la invención se refiere a un dispositivo de supervisión que comprende una unidad de evaluación y un dispositivo de conexión para conectar la unidad de evaluación a un control de máquina de una máquina-herramienta. De acuerdo con otro aspecto, la invención se refiere a una máquina-herramienta que tiene un husillo, al menos un eje de máquina y un controlador de máquina que está diseñado para emitir parámetros de la máquina y, en su caso, para controlar el husillo y el eje de la máquina. Las máquinas-herramienta se utilizan sobre todo para el mecanizado. En particular, la máquina-herramienta es, por lo tanto, una máquina-herramienta de corte. Estas máquinas-herramienta guían una herramienta con la que se mecaniza la pieza, en particular por corte. Por ejemplo, en el caso de la máquina herramienta, se trata de una fresadora. Especialmente cuando hay que mecanizar piezas grandes, por ejemplo, matrices, o cuando la máquina-herramienta se utiliza en la producción en masa, es ventajoso si la rotura de la herramienta se puede detectar en una etapa temprana. Así se evita la pérdida de tiempo de la máquina principal. El objetivo de cualquier supervisión es un procedimiento que detecte la rotura de la herramienta con una probabilidad muy alta y que, además, rara vez active falsas alarmas. En particular, la tasa de falsas alarmas puede ser comparativamente alta con los procedimientos conocidos, lo que no es deseable. De hecho, esto lleva a que, sobre todo cuando hay que vigilar un gran número de máquinas-herramienta, haya que disponer de personal que solo se ocupe de detectar y desconectar las falsas alarmas. Esto provoca una productividad comparativamente baja y la frustración del personal.
El documento EP 1407 853 A1 describe un dispositivo y un procedimiento para detectar y predecir las roturas de herramientas de las máquinas-herramienta.
Se considera el tiempo de corte durante el cual la herramienta está engranada, el máximo del valor absoluto de la caída de la fuerza de corte al final del proceso de mecanizado y un área bajo la curva que representa la fuerza de corte en función del tiempo. Para calcular estos valores, primero se elimina el ruido de los datos brutos y luego se registran los valores mencionados para cada proceso de mecanizado. Para los valores mencionados, se calculan valores umbral a partir de los valores obtenidos de esta forma, que se utilizan para evaluar para el proceso de mecanizado actual si la herramienta está rota o no.
A partir del documento PE 1679566 A1, se sabe que se considera un intervalo de señales entre el valor máximo y el valor mínimo para un parámetro de carga del husillo. Alternativa o adicionalmente, se considera el área bajo la curva durante una operación de mecanizado o un parámetro de carga promedio o una diferencia entre un promedio de los valores absolutos del parámetro de carga para un ciclo de mecanizado particular, por un lado, y el promedio de este parámetro de carga sobre los ciclos de mecanizado anteriores, por el otro. Alternativa o adicionalmente, se utiliza un cociente obtenido dividiendo el intervalo de la señal entre el valor máximo y el valor mínimo para un ciclo de mecanizado particular como numerador por la media de los valores absolutos para el ciclo de mecanizado correspondiente. De nuevo, alternativa o adicionalmente, se considera el valor absoluto de la pendiente máxima de un borde en el enganche de la herramienta o el valor máximo de la pendiente en el borde descendente. A partir de los valores mencionados, se calculan los valores umbral y se compara el valor medido actual con estos valores umbral. Si se supera uno de los umbrales, se emite una alarma. El inconveniente de este sistema es que hay que realizar un número comparativamente elevado de mecanizados similares para obtener los parámetros correspondientes.
Del documento WO 2007/090536 A1, se conoce un procedimiento para el control de la rotura de la herramienta durante el mecanizado en máquinas-herramienta, en el que se utiliza el intervalo de tiempo continuo más largo en el rango de potencia en vacío dentro de la curva de potencia detectada para determinar si la herramienta está rota. Una desventaja de este procedimiento es que pueden existir varias razones para que el husillo esté inactivo. Por ejemplo, la pieza puede estar sujeta de tal manera que una operación de fresado frontal prevista por el programa se hace innecesaria. En este caso, la fresa queda fuera de juego sin que se rompa la herramienta. También son concebibles otros escenarios en los que se emita una falsa alarma, lo cual es desventajoso.
Del documento DE 41 17637 A1, se conoce un dispositivo de control para una máquina-herramienta de corte en el que se registra la potencia del husillo. En primer lugar, este valor se limpia de las influencias del ruido y luego se utiliza para determinar el desgaste y el astillamiento. La desventaja de este procedimiento es que la potencia del husillo no solo depende del desgaste y el astillamiento, sino también, por ejemplo, del grosor de la viruta, que puede fluctuar sin que haya un fallo.
La invención se basa en la tarea de proponer un procedimiento de supervisión mejorado.
La invención resuelve el problema mediante un procedimiento de supervisión que tiene las características de la reivindicación 1.
De acuerdo con un segundo aspecto, la invención resuelve el problema mediante un dispositivo de supervisión que tiene las características de la reivindicación 8 y una máquina-herramienta que tiene las características de la reivindicación 9.
La ventaja del procedimiento es que detecta con fiabilidad la rotura de la herramienta y genera pocas falsas alarmas. La invención se basa, entre otras cosas, en el conocimiento de que la rotura de la herramienta tiene dos efectos diferentes. En primer lugar, el consumo de energía del husillo disminuye porque la herramienta ya no puede ser accionada. Sin embargo, dado que la potencia del husillo rara vez es nula, incluso sin la presencia de una herramienta, depende de una serie de otros factores. Por lo tanto, generalmente no es posible especificar un valor límite que sea siempre válido, por debajo del cual se pueda suponer que la herramienta está rota. En segundo lugar, cuando una herramienta se rompe, suele haber una reducción de la fluctuación de los valores de medición de los parámetros del husillo. Aunque se registra un gran número de valores medidos y, por lo tanto, habría que temer que un valor umbral predeterminado se supere aleatoriamente de vez en cuando debido a las fluctuaciones estocásticas por sí solas, la baja fluctuación del parámetro del husillo hace que no sea así.
También es ventajoso que el procedimiento de supervisión pueda utilizarse para una variedad de tipos de mecanizado sin tener que saber de antemano qué tipo de mecanizado sufrirá la pieza. En otras palabras, es particularmente ventajoso si el programa de mecanizado comprende primero llevar el husillo a una velocidad diana, por lo que la herramienta recién se pone en contacto con la pieza de trabajo cuando el husillo ha alcanzado una velocidad predeterminada. Sin embargo, el procedimiento de supervisión también puede utilizarse si el programa de mecanizado presenta otros pasos. Sin embargo, por regla general, los programas de mecanizado presentan los dos pasos mencionados con anterioridad.
Llevar el husillo hasta la velocidad diana conduce a grandes lecturas de los parámetros del husillo, ya que este suele arrancar con la máxima potencia del husillo. Como resultado, las lecturas de los parámetros del husillo suben bruscamente al principio y luego vuelven a bajar y suelen pasar por un mínimo.
Preferiblemente, los valores mínimos del parámetro del husillo se consideran después de alcanzar el máximo y antes de alcanzar el mínimo, en particular en un momento en que el valor medido del parámetro del husillo es inferior al 75% del valor máximo y superior al 25% del valor máximo. Esto hace que los valores mínimos de los parámetros del husillo disminuyan continuamente al principio hasta que los valores de medición de los parámetros del husillo pasen por su mínimo.
A continuación, los valores de medición de los parámetros del husillo vuelven a aumentar a medida que la herramienta se acopla a la pieza. Sin embargo, si la herramienta se rompe, las lecturas de los parámetros del husillo caen a un valor cercano al mínimo y, por lo tanto, caen por debajo del límite de supervisión debido a la menor fluctuación de las lecturas de los parámetros del husillo durante el tiempo de intervalo especificado, de modo que se emite una alarma.
En el contexto de la presente descripción, se entiende por husillo, en particular, el dispositivo que hace girar una herramienta, en particular una herramienta de corte como una fresa o una broca.
Se entiende que el eje de máquina es un grupo de componentes mediante el cual se guía una parte del eje de la máquina, en particular en forma lineal. El eje de máquina también incluye un accionamiento para mover automáticamente las dos partes una respecto de la otra. Preferiblemente, la máquina-herramienta tiene un segundo y al menos un tercer eje de máquina. En concreto, se trata de una máquina-herramienta de cuatro o cinco ejes. Por supuesto, también es posible que las máquinas-herramienta presenten ejes adicionales.
Por control de la máquina, se entiende, en particular, un dispositivo para el procesamiento digital de datos que está conectado al menos a un eje de máquina y al husillo para su control.
Por programa de mecanizado para el mecanizado de la pieza se entiende, en particular, un programa NC que puede ser almacenado en el control de la máquina. Este programa NC se utiliza para controlar el husillo y el eje de máquina para que la pieza se mecanice.
Por detección en función del tiempo del parámetro del husillo, se entiende que el parámetro del husillo se detecta en puntos sucesivos en el tiempo. La distancia entre dos puntos en el tiempo es preferiblemente inferior a una décima de segundo.
Por parámetro del husillo, se entiende en particular un parámetro que se correlaciona con la potencia del husillo, en particular sobre la base de la cual se puede concluir la potencia del husillo de manera inequívoca. En este caso, solo se puede tratar de la propia potencia del husillo, un par del husillo, una corriente de armadura del motor eléctrico del husillo o un vector que contenga, por ejemplo, la velocidad del husillo y un desfasaje entre la corriente de armadura y la tensión de armadura. Preferiblemente, se trata en el caso del parámetro de señal-ruido s de un valor que se correlaciona con la desviación estándar o la varianza de la distribución de los valores de ruido.
Por detección del parámetro de ruido de la señal s, se entiende que este valor s se almacena en una memoria. Es posible, pero no necesario, que el parámetro de ruido de la señal s se adquiera en función del tiempo. En particular,
es posible que el parámetro de ruido de la señal s se determine solo una vez. También es posible que el parámetro de ruido de la señal s se determine antes del inicio del procedimiento de supervisión sobre la base de datos previamente registrados y se introduzca en una máscara de entrada desde la que se utiliza en el procesamiento del procedimiento de supervisión.
Por la característica de que el parámetro de ruido de la señal s describe la fuerza de las fluctuaciones estocásticas de los valores de medición del parámetro del husillo, se entiende en particular que, cuanto mayor sea la desviación estándar de la distribución que describe la desviación de los valores de medición del parámetro del husillo con respecto a una media móvil, mayor será el parámetro de ruido de la señal s, por lo que esta media móvil se determina, por ejemplo, por filtrado de paso bajo con un filtro de paso bajo de un hercio. El intervalo de tiempo para calcular el espectro puede ser, por ejemplo, de 1 segundo. Por ejemplo, el parámetro de ruido de la señal se determina antes de que la herramienta se acople a la pieza.
Por la característica de que el valor mínimo del parámetro del husillo se calcula continuamente después de alcanzar la línea de programa predefinida del programa de mecanizado, se entiende en particular que es posible, pero no necesario, que el valor mínimo del parámetro del husillo también se calcule de antemano, pero no se utilice. Por ejemplo, el control de la máquina emite una señal cuando se alcanza la línea de programa correspondiente. De modo alternativo, se detecta continuamente la respectiva línea de programa del programa de mecanizado y se inicia el cálculo y/o la utilización del valor mínimo del parámetro del husillo cuando se cumple la condición conjunta especificada. De nuevo, alternativamente, es posible que el momento en que se alcanza la línea de programa actual se determine a partir del curso de los valores de medición de los parámetros del husillo. Por regla general, el parámetro del husillo pasa por un mínimo local temporal cuando se alcanza la velocidad diana del husillo. Por lo tanto, si se detecta el paso del mínimo local, se puede concluir que se ha alcanzado la velocidad diana del husillo. Si la línea de programa especificada se refiere a la velocidad de giro del husillo que se ha alcanzado, se puede concluir que se ha superado el mínimo y/o cuando se ha alcanzado la línea de programa especificada.
La característica de que el valor límite de efecto se calcula continuamente significa, en particular, que el valor límite de supervisión se calcula al menos una vez, preferiblemente al menos diez veces, por segundo.
Por la característica de que el valor límite de supervisión se calcula a partir del valor mínimo del parámetro del husillo y del parámetro de ruido de la señal y/o del parámetro de amplitud de la señal, se entiende en particular que se utiliza una fórmula en la que se incluye al menos uno de los dos parámetros. Es posible que se incluyan más parámetros, que solo se incluyan ambos parámetros y que solo se incluya exactamente uno de los parámetros. Por salida de un mensaje de advertencia se entiende, en particular, la emisión de una señal perceptible o no por el ser humano, que puede ser, por ejemplo, una señal visual, acústica o eléctrica. En particular, la señal de aviso se transmite al control de la máquina para que detenga el programa de mecanizado. Esto evita que la parte restante de la herramienta, ahora destruida, se introduzca en la pieza.
En una realización preferida, el valor límite de supervisión es al menos la suma del valor mínimo del parámetro del husillo y el mínimo de k veces el parámetro de ruido de la señal, donde 1 < k < 13, y L veces un parámetro de amplitud de la señal Q, donde 0,05 < L < 0,8, y en donde el parámetro de amplitud de la señal Q indica una anchura del intervalo en el que se encuentran los valores de medición del parámetro del husillo al mecanizar la pieza. Hay que tener en cuenta que el parámetro de ruido de la señal y el parámetro de amplitud de la señal tienen la misma unidad que el valor mínimo del parámetro de la señal. Si el parámetro de ruido de la señal se selecciona como una varianza, esta varianza corresponde a la anchura de un intervalo del parámetro del husillo.
Preferiblemente, el umbral de supervisión es al menos tan grande como la suma del valor mínimo del parámetro del husillo, k veces el parámetro de ruido de la señal s y L veces el parámetro de amplitud de la señal Q, por lo que se aplican los intervalos de parámetros mencionados con anterioridad.
Preferiblemente, el procedimiento comprende los pasos de detectar, en función del tiempo, el parámetro del husillo durante un tiempo de aprendizaje predeterminado al comienzo del procedimiento de supervisión y antes de alcanzar la línea de programa predeterminada según el paso (c) y de almacenar el valor mínimo del parámetro del husillo que se encuentra en un intervalo alrededor del valor medio del parámetro del husillo, en donde el valor medio se calcula a partir del máximo absoluto del parámetro del husillo y del mínimo absoluto del parámetro del husillo, teniendo el intervalo una anchura correspondiente a la mitad de la diferencia entre el máximo y el mínimo del parámetro del husillo en el tiempo de aprendizaje. De esta manera, se consigue que no se seleccione un valor demasiado pequeño como valor inicial del valor mínimo del parámetro del husillo.
El tiempo de intervalo es preferiblemente entre 0,3 veces y 0,8 veces un tiempo de mecanizado en el que la pieza se mecaniza con una misma herramienta. Alternativa o adicionalmente, el tiempo de intervalo es de al menos 0,5 segundos y como máximo 10 minutos. Es posible que este valor de inicio sea detectado y almacenado cuando se ejecuta un programa de mecanizado, por lo que este valor de inicio se utiliza para otras operaciones de mecanizado con el mismo programa de mecanizado.
Preferiblemente, el producto del tiempo de intervalo At y una frecuencia de muestreo fs con la que se detecta el parámetro del husillo es al menos 300, preferiblemente al menos 1.000. Preferiblemente, este producto es inferior a
100.000, en particular inferior a 50.000.
De este modo, se garantiza que una superación accidental del límite de control es suficientemente probable.
Preferiblemente, el parámetro de ruido de la señal está entre el 1 por mil y el 50 por mil del valor máximo del parámetro del husillo o del valor máximo esperado del parámetro del husillo. Esto se calcula preferiblemente en forma automática registrando también el parámetro del husillo fuera de las operaciones de mecanizado supervisadas. El máximo se forma y se almacena como el valor máximo del parámetro del husillo. Cuando un proceso supervisado se inicia por primera vez, el valor máximo del parámetro del husillo se multiplica por un factor fijo que se encuentra dentro del intervalo mencionado, preferiblemente 10 por mil.
Alternativamente, el parámetro de ruido de la señal s está entre la desviación estándar y el doble de la desviación estándar a de una distribución de la desviación de los valores de medición del parámetro del husillo respecto a una media móvil. La media móvil se calcula preferiblemente filtrando las lecturas de los valores de medición de los parámetros del husillo con un paso bajo de un hercio. Alternativa o adicionalmente, el parámetro de ruido de la señal s es como máximo 5 veces, en particular como máximo 4 veces, esta desviación estándar a.
La invención se explica con más detalle a continuación haciendo referencia a los dibujos que se acompañan. En este caso,
Figura 1 muestra una vista esquemática de una máquina-herramienta según la invención y
Figura 2 muestra una curva con los valores de medición de los parámetros del husillo, mediante la cual se explica el procedimiento de supervisión según la invención.
La Figura 1 muestra esquemáticamente una máquina-herramienta 10 para el mecanizado de una pieza 12, que presenta un husillo 14 unido a un primer eje 16 de máquina. La máquina-herramienta 10 también tiene un segundo eje 18 de máquina y un tercer eje 20 de máquina, mediante los cuales el segundo eje 18 de máquina puede moverse longitudinalmente. Mediante el primer eje 16 de máquina, el husillo 14 puede moverse en dirección x, mediante el segundo eje 18 de máquina, en dirección z y, mediante el tercer eje 20 de máquina, en dirección y.
La máquina-herramienta 10 tiene un control 22 de la máquina, mostrado esquemáticamente, mediante el cual se pueden controlar los ejes 16, 18, 20 de máquina y el husillo 14.
En el presente caso, el control 22 de la máquina está conectado a una unidad 24 de evaluación que puede estar separada de la máquina-herramienta 10 y que está conectada al control 22 de la máquina para la toma de datos de la máquina.
En el control 22 de la máquina, se almacena un programa de mecanizado. Este programa de mecanizado codifica los movimientos del husillo 14 en una trayectoria tridimensional Kt). El programa de mecanizado también puede codificar un cambio de una herramienta 26.1 recibida en el husillo 14 por otra herramienta 26.2 recibida, por ejemplo, en un cambiador 28 de herramientas.
El control 22 de la máquina está conectado a una pantalla 30 y a un dispositivo 32 de entrada, en particular un teclado, mediante el cual se puede visualizar y crear, iniciar y modificar el programa de mecanizado.
Tras el mecanizado de la pieza 12, el control 22 de la máquina registra los parámetros de mecanizado, por ejemplo un par de giro del husillo Ms, que representa un parámetro P de husillo que describe la potencia del husillo 14 en función del tiempo. La unidad 24 de evaluación recoge continuamente los valores de medición de los parámetros del husillo P(t) del control 22 de la máquina.
La Figura 2 muestra el curso temporal de los valores de medición de los parámetros del husillo P(t) a partir del tiempo de la máquina t. Cabe señalar que la evaluación no cambia si se utiliza el tiempo real t en lugar del tiempo de la máquina t.
Al comienzo del programa de mecanizado, el husillo 14 (comparar con la Figura 1) se lleva a una frecuencia de rotación diana ndiana, el parámetro P del husillo aumenta inicialmente en forma brusca y luego cae hasta un mínimo cuando se alcanza la frecuencia de rotación diana ndiana. Una vez que ha pasado el valor máximo del parámetro del husillo Ps,máx y que el parámetro P del husillo ha descendido al menos 0,4 veces el valor máximo Ps,máx, se inicia el procedimiento de supervisión. El tiempo que transcurre desde el inicio del programa de mecanizado en t = 0 hasta que se supera el valor máximo Ps,máx es el tiempo de aprendizaje Ta.
El programa de supervisión se inicia cuando se alcanza una línea de programa predefinida en el programa de mecanizado. Esta línea de programa contiene preferiblemente una orden de arranque. Esta orden de arranque se produce preferiblemente después de que el husillo se haya puesto en marcha y antes de que la pieza se haya enganchado. Alternativamente, la unidad 24 de evaluación calcula el valor medio entre el valor máximo Pmáx y el valor mínimo Pmin, que suele ser cero, e inicia el programa de supervisión cuando el parámetro P correspondiente se encuentra en un intervalo I alrededor del valor medio Pmáx/2. El intervalo I tiene una anchura de intervalo B que corresponde, por ejemplo, a la mitad de la diferencia entre el máximo Pmáx y el mínimo Pmín, para lo cual se aplica
aquí Pm¡n = 0. Generalmente, la anchura del intervalo está entre una centésima y dos terceras partes.
Durante la ejecución del programa de mecanizado, se mide continuamente el parámetro P del husillo. Además, se determina un parámetro de ruido de señal s durante el tiempo de aprendizaje Ta. En el presente caso, s = 2o, donde es la desviación estándar de la distribución de las desviaciones de los valores de medición del parámetro del husillo P(t) respecto a una media móvil p . La media móvil p se obtiene filtrando a paso bajo los valores de medición de los parámetros correspondientes P(t) con un filtro de paso bajo de un hercio. Para simplificar, el parámetro de ruido de la señal s se dibuja más a la derecha.
El parámetro de amplitud de la señal Q también se conoce por el mecanizado anterior de otra pieza con el mismo programa de mecanizado. Se trata de la anchura del intervalo de los valores de medición del parámetro del husillo P(t) mientras la herramienta 26.1 (compárese con la Figura 1) está en contacto con la pieza 12.
Después de alcanzar una línea de programa determinada a una hora de inicio Tinicio, se calcula continuamente un valor mínimo del parámetro del husillo Ps,m¡n. Hasta el momento en que los valores de medición del parámetro del husillo P(t) alcanzan su mínimo, es decir, en el momento Pm¡n, se calcula un valor mínimo del parámetro del husillo más pequeño Ps,min(T) en cada punto temporal del cálculo. A partir de este parámetro del husillo Ps,min(T), mediante la fórmula
se calcula un valor límite de supervisión G y se compara con un valor límite de supervisión almacenado Gsp.
Si el valor límite de supervisión actual G(t) es menor que el valor límite de supervisión almacenado Gsp, se almacena el valor límite de supervisión actual G(t) en lugar del valor límite de supervisión anterior. Por lo tanto, en el momento tmín se almacena el valor límite de supervisión Gsp dibujado, que se dibuja como una línea horizontal. Dado que los valores mínimos de los parámetros del husillo P(t) calculados posteriormente no descienden por debajo de este valor hasta un momento Tb en el que la herramienta se rompe, el valor límite de supervisión almacenado Gsp permanece inalterado.
En el tiempo Tb, la herramienta se rompe. Esto hace que los valores de medición de los parámetros del husillo P(t) disminuyan. En consecuencia, el valor mínimo de los parámetros del husillo Ps,min(T) disminuye. Aunque el valor límite de supervisión actual G(t) también desciende, por lo que el valor límite de supervisión almacenado Gsp desciende, los valores de medición de los parámetros del husillo P(t) permanecen todos ellos por debajo de este nuevo valor límite de supervisión almacenado Gsp. Una vez transcurrido un tiempo de intervalo predefinido At, se emite, por lo tanto, un mensaje de advertencia en el momento Tw. El operario puede entonces detener el programa de mecanizado, cambiar la herramienta y reiniciar el mecanizado.
En la Figura 2, se muestra el parámetro del husillo en unidades elegidas arbitrariamente. El procedimiento de supervisión especificado funciona independientemente de la elección de las unidades.
Lista de signos de referencia
10 máquina-herramienta 7<t) trayectoria
12 pieza Ms par de husillo
14 husillo Mdiana frecuencia de giro diana
16 primer eje de máquina s parámetro de ruido de señal
18 segundo eje de máquina Q parámetro de amplitud de señal
20 tercer eje de máquina I intervalo
22 control de la máquina B anchura de intervalo
24 unidad de evaluación At tiempo de intervalo
26 herramienta a desviación estándar
28 cambiador de herramienta P media móvil
30 pantalla Ta tiempo de aprendizaje
32 dispositivo de entrada Tw momento de la advertencia
T inicial tiempo inicial
Tmín tiempo del mínimo de P(t)
Tb tiempo de la rotura de la herramienta G valor límite de supervisión
Gsp valor límite de supervisión almacenado fs frecuencia de muestreo
P parámetro del husillo
PS,mín valor mínimo del parámetro del husillo P S,máx valor máximo del parámetro del husillo n frecuencia de giro del husillo
Claims (9)
1. Procedimiento de supervisión para supervisar una máquina-herramienta (10), en particular para detectar la rotura de la herramienta, que presenta
(i) un husillo (14),
(ii) al menos un primer eje (16) de máquina, y
(iii) un control (22) de la máquina adaptado para controlar el husillo (14) y el eje (16) de máquina y para emitir parámetros de la máquina,
con los pasos realizados automáticamente:
(a) durante la ejecución de un programa de mecanizado de una pieza (12), detección en función del tiempo de un parámetro (P) de husillo que describe una potencia del husillo (14),
(b) detección de un parámetro de ruido de la señal (s) que describe la fuerza de una variación estocástica de los valores de medición de los parámetros del husillo (P(t)) y un parámetro de amplitud de la señal (Q) que indica una anchura del intervalo (I) en el que se encuentran los valores de medición de los parámetros del husillo durante el mecanizado de la pieza (12),
(c) tras alcanzar una línea de programa predeterminada del programa de mecanizado, cálculo en forma continua de un valor mínimo de los parámetros del husillo (Ps,mín) de los valores de medición de los parámetros del husillo (P(t)), de modo que se obtenga un valor mínimo actual de los parámetros del husillo (P S^ rnCT)^
(d) cálculo continuo de un valor límite de control (G(t)) a partir del valor mínimo del parámetro del husillo (PS,mín(T)), el parámetro de ruido de la señal (s) y el parámetro de amplitud de la señal (Q),
(e) almacenamiento del valor límite de supervisión actual (G(t)) cuando el valor límite de supervisión actual (G(t)) es inferior a un valor límite de supervisión almacenado (Gsp), y
(f) emisión de un mensaje de advertencia si el parámetro P del husillo está constantemente por debajo del valor límite de supervisión almacenado (Gsp) durante un intervalo de tiempo predeterminado (At).
2. Procedimiento de supervisión de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el valor límite de supervisión (G) es al menos la suma de
el valor mínimo del parámetro del husillo (PS,mínfT)) y
el mínimo de
- k veces el parámetro de ruido de la señal (s), en donde 1 < k < 13, y
- L veces el parámetro de amplitud de la señal (Q), en donde 0,05 < L < 0,8.
3. Procedimiento de supervisión de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el valor límite de supervisión (G) es al menos la suma de
- el valor mínimo del parámetro del husillo (Ps,min(o),
- k veces el parámetro de ruido de la señal (s), en donde 1 < k < 13, y
- L veces un parámetro de amplitud de la señal (Q), en donde 0,05 < L < 0,8.
4. Procedimiento de supervisión de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por los pastos de:
(a) al comienzo del procedimiento de supervisión, detección en función del tiempo del parámetro del husillo durante un tiempo de aprendizaje predeterminado (Ta),
(b) antes del paso c), almacenamiento de un valor mínimo del parámetro del husillo situado en un intervalo (I) en torno a la media del parámetro del husillo, teniendo el intervalo (I) una anchura de intervalo (B) correspondiente a las tres cuartas partes de la diferencia entre un máximo y un mínimo del parámetro del husillo en el tiempo de aprendizaje (Ta).
5. Procedimiento de supervisión de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tiempo de intervalo (At)
- es entre 0,3 y 0,8 veces un tiempo de mecanizado durante el cual la pieza (12) se mecaniza con una misma herramienta (26) y/o
- es como mínimo de 0,5 segundos y como máximo de 10 minutos.
6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el parámetro de ruido de la señal se selecciona de 1 por mil y 50 por mil del valor máximo del parámetro del husillo.
7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, caracterizado porque el parámetro de ruido de la señal (s)
- es al menos el doble de la desviación estándar (a) de una distribución de las desviaciones de los valores
de medición de los parámetros del husillo con respecto a una media móvil y/o
- es como máximo cinco veces, en particular cuatro veces, la desviación estándar (a) de una distribución de las desviaciones de los valores de medición de los parámetros del husillo con respecto a la media móvil - en donde la media móvil ^ se calcula filtrando los valores de medición de los parámetros del husillo P(t) con un filtro de paso bajo de 1 Hz.
8. Dispositivo de supervisión para supervisar una máquina-herramienta (10), con
(i) una unidad (24) de evaluación y
(ii) un dispositivo de conexión para conectar la unidad (24) de evaluación a un control (22) de máquina de la máquina-herramienta (10),
caracterizado porque
(iii) la unidad (24) de evaluación está preparada para llevar a cabo automáticamente un procedimiento con los pasos:
(a) durante la ejecución de un programa de mecanizado de una pieza (12), detección en función del tiempo de un parámetro (P) de husillo que describe una potencia del husillo (14),
(b) detección
- de un parámetro de ruido de la señal (s) que describe la fuerza de una variación estocástica de los valores de medición de los parámetros del husillo (P(t)) y un parámetro de amplitud de la señal (Q) que indica la anchura del intervalo (I) en el que se encuentran los valores de medición de los parámetros del husillo durante el mecanizado de la pieza (12)
(c) tras alcanzar una línea de programa predeterminada del programa de mecanizado, cálculo en forma continua de un valor mínimo del parámetro del husillo (Ps,mín) de los valores de medición del parámetro del husillo, de modo que se obtenga un valor mínimo del parámetro del husillo actual (Ps mín^ )^
(d) cálculo continuo de un valor límite de supervisión (G(t)) a partir del valor mínimo del parámetro del husillo (PS min(T)), el parámetro de ruido de la señal (s) y el parámetro de amplitud de la señal (Q), (e) almacenamiento del valor límite de supervisión actual (G(t)) cuando el valor límite de supervisión actual (G(t)) sea inferior al valor límite de supervisión almacenado (Gsp), y
(f) emisión de un mensaje de advertencia si el parámetro (P) del husillo está constantemente por debajo del valor límite de control almacenado (Gsp) durante un intervalo de tiempo predeterminado (At).
9. Máquina-herramienta (10) con
(i) un husillo (14),
(ii) al menos un primer eje (16) de máquina; y
(iii) un control (22) de la máquina adaptado para emitir parámetros de la máquina, caracterizado por (iv) un dispositivo de supervisión de acuerdo con la reivindicación 8, que está adaptado para realizar automáticamente un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el parámetro (P) del husillo describe un par del husillo (14) como un par del husillo (14).
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