JP2001117614A - 工作機械用監視手順及び監視設備 - Google Patents
工作機械用監視手順及び監視設備Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/0078—Safety devices protecting the operator, e.g. against accident or noise
- B23Q11/0085—Safety devices protecting the operator, e.g. against accident or noise by determining whether the machine tool is in a dangerous configuration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
- F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
- G05B2219/50206—Tool monitoring integrated in nc control
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
- Y10T408/16—Cutting by use of rotating axially moving tool with control means energized in response to activator stimulated by condition sensor
- Y10T408/17—Cutting by use of rotating axially moving tool with control means energized in response to activator stimulated by condition sensor to control infeed
-
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータで駆動される作業用スピンドルと、離
れている保護装置とを備えた数値制御工作機械の監視手
順および監視設備を開示する。 【解決手段】 作業用スピンドルに装着されている工具
の実際の質量慣性モーメントを測定にもとづいて決定
し、当該工具の所定のデータから計算した質量慣性モー
メントと比較する。更に前記作業用スピンドルに装着さ
れた工具の所定のパラメータと、この工具の強度によっ
て決まる最大パラメータを比較する。前記作業用スピン
ドルは、実際の質量慣性モーメントが前記計算した質量
慣性モーメントと一致するとともに、前記所定のパラメ
ータが、前記保護装置の強度によって決まっている最大
パラメータと比較して小さいか等しい場合にのみ、所定
の希望回転速度で駆動される。
れている保護装置とを備えた数値制御工作機械の監視手
順および監視設備を開示する。 【解決手段】 作業用スピンドルに装着されている工具
の実際の質量慣性モーメントを測定にもとづいて決定
し、当該工具の所定のデータから計算した質量慣性モー
メントと比較する。更に前記作業用スピンドルに装着さ
れた工具の所定のパラメータと、この工具の強度によっ
て決まる最大パラメータを比較する。前記作業用スピン
ドルは、実際の質量慣性モーメントが前記計算した質量
慣性モーメントと一致するとともに、前記所定のパラメ
ータが、前記保護装置の強度によって決まっている最大
パラメータと比較して小さいか等しい場合にのみ、所定
の希望回転速度で駆動される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータで回転する
作業用スピンドルと、離れている保護装置とを備えた数
値制御工作機械の監視手順および監視設備に関する。
作業用スピンドルと、離れている保護装置とを備えた数
値制御工作機械の監視手順および監視設備に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】作業者を保護するた
め、数値工作機械は、工具、工作物または断片（tools,
work or fragments）が作業者に向かって飛散する危険
を防止することを意図したパーティッション仕切りや保
護室（protection booths）を装備することが通例にな
っている。しかし、そのような仕切りや保護室の検査用
ウインドウの強度は限定されている。しばしば保護装置
を移動させる必要があるので、保護装置の厚さにも限り
がある。工作機械のプログラムが正しくなかったり、誤
操作をすると、作業者の危険につながる運転条件が発生
する。したがって、たとえば、プログラムが正しくなか
ったり、正しくない回転速度が入力されたために破断が
生じると、離れている保護装置が衝撃に耐えることがで
きないほど高いエネルギーによって、フライス盤の交換
可能なカッターの斜め刃（bezel）が工具ホルダーから
飛散することがありうる。
め、数値工作機械は、工具、工作物または断片（tools,
work or fragments）が作業者に向かって飛散する危険
を防止することを意図したパーティッション仕切りや保
護室（protection booths）を装備することが通例にな
っている。しかし、そのような仕切りや保護室の検査用
ウインドウの強度は限定されている。しばしば保護装置
を移動させる必要があるので、保護装置の厚さにも限り
がある。工作機械のプログラムが正しくなかったり、誤
操作をすると、作業者の危険につながる運転条件が発生
する。したがって、たとえば、プログラムが正しくなか
ったり、正しくない回転速度が入力されたために破断が
生じると、離れている保護装置が衝撃に耐えることがで
きないほど高いエネルギーによって、フライス盤の交換
可能なカッターの斜め刃（bezel）が工具ホルダーから
飛散することがありうる。
【０００３】
【課題を解決する手段】本発明の目的は、工作機械の安
全性を改善することを可能にする監視手順および監視設
備を提供することである。
全性を改善することを可能にする監視手順および監視設
備を提供することである。
【０００４】この目的は、請求項１及び請求項９に記載
の監視手順および監視設備によって達成される。
の監視手順および監視設備によって達成される。
【０００５】本発明によれば、作業用スピンドル（work
spindle）に装着されている工具の実際の質量慣性モー
メント（mass inertia moment）は、測定にもとづいて
決定され、当該工具の所定のデータから計算された質量
慣性モーメントと比較される。このように、NC制御装置
に投入された工具のジオメトリ（幾何的）・データと、
作業用スピンドルに装着された工具のデータが一致する
か否か、つまり、たとえば、直径の誤った値が投入また
はプログラムされたか否かを検証することが可能であ
る。処理データを選択して、装着された工具の所定のパ
ラメータと、離れている保護装置の強度に依存する最大
パラメータを比較することにより、飛散する部品によっ
て生じるかも知れない衝突に安全装置が耐えられるか否
かを決定することが可能である。実際の質量慣性モーメ
ントと、計算された質量慣性モーメントが一致するとと
もに、所定のパラメータが、保護装置の強度によって予
め決定されている所定の最大パラメータと比較して小さ
いか等しい場合、作業用スピンドルは、希望回転速度だ
けで回転する。このように、工具の直径と回転速度の誤
った入力データを識別することが可能であるため、作業
用スピンドルの回転速度は許容値に制限されるか、また
は作業用スピンドルを停止してエラーメッセージを発行
する。
spindle）に装着されている工具の実際の質量慣性モー
メント（mass inertia moment）は、測定にもとづいて
決定され、当該工具の所定のデータから計算された質量
慣性モーメントと比較される。このように、NC制御装置
に投入された工具のジオメトリ（幾何的）・データと、
作業用スピンドルに装着された工具のデータが一致する
か否か、つまり、たとえば、直径の誤った値が投入また
はプログラムされたか否かを検証することが可能であ
る。処理データを選択して、装着された工具の所定のパ
ラメータと、離れている保護装置の強度に依存する最大
パラメータを比較することにより、飛散する部品によっ
て生じるかも知れない衝突に安全装置が耐えられるか否
かを決定することが可能である。実際の質量慣性モーメ
ントと、計算された質量慣性モーメントが一致するとと
もに、所定のパラメータが、保護装置の強度によって予
め決定されている所定の最大パラメータと比較して小さ
いか等しい場合、作業用スピンドルは、希望回転速度だ
けで回転する。このように、工具の直径と回転速度の誤
った入力データを識別することが可能であるため、作業
用スピンドルの回転速度は許容値に制限されるか、また
は作業用スピンドルを停止してエラーメッセージを発行
する。
【０００６】本発明の有利な実施例は、添付の特許請求
の範囲中の従属請求の範囲に示されている。
の範囲中の従属請求の範囲に示されている。
【０００７】たとえば、所定のパラメータは、プログラ
ムされた回転速度によって決まる最大直径と比較される
工具の直径を投入してもよいという利点がある。しか
し、この所定のパラメータは、工具の直径によって決ま
る最大回転速度と比較される作業用スピンドルの希望回
転速度を投入してもよい。
ムされた回転速度によって決まる最大直径と比較される
工具の直径を投入してもよいという利点がある。しか
し、この所定のパラメータは、工具の直径によって決ま
る最大回転速度と比較される作業用スピンドルの希望回
転速度を投入してもよい。
【０００８】実際の質量慣性モーメントと計算された質
量慣性モーメントとの間の相違がある場合かつ（また
は）最大パラメータ以上になった場合は、作業用スピン
ドルの駆動装置を停止かつ（または）エラーメッセージ
を発行するという利点がある。作業用スピンドルの回転
速度を、許容値に減速してもよい。
量慣性モーメントとの間の相違がある場合かつ（また
は）最大パラメータ以上になった場合は、作業用スピン
ドルの駆動装置を停止かつ（または）エラーメッセージ
を発行するという利点がある。作業用スピンドルの回転
速度を、許容値に減速してもよい。
【０００９】作業用スピンドルに装着された工具の実際
の質量慣性モーメントは、工具の回転速度が所定の基準
値に加速される間に測定される加速時間にもとづいて特
に容易に計算することができる。工作機械が、たとえ
ば、作業用スピンドルに装着された工具の測定値を決定
する機械的または光学的システムを備えている場合、実
際の質量慣性モーメントは、上に説明したように決定さ
れた工具のデータから計算され、質量慣性モーメントの
投入値から計算された質量慣性モーメントと比較され
る。実際の質量慣性モーメントは、どちらの方法によっ
ても高度な信頼度で計算可能である。
の質量慣性モーメントは、工具の回転速度が所定の基準
値に加速される間に測定される加速時間にもとづいて特
に容易に計算することができる。工作機械が、たとえ
ば、作業用スピンドルに装着された工具の測定値を決定
する機械的または光学的システムを備えている場合、実
際の質量慣性モーメントは、上に説明したように決定さ
れた工具のデータから計算され、質量慣性モーメントの
投入値から計算された質量慣性モーメントと比較され
る。実際の質量慣性モーメントは、どちらの方法によっ
ても高度な信頼度で計算可能である。
【００１０】本発明の更に有利な実施例では、最初に作
業用スピンドルが所定の基準回転速度に加速され、その
間に駆動モータの電流上昇が測定される。この電流の上
昇と、工具を装着しないときの作業用スピンドルの加速
中に得られる基準値を比較することにより、作業用スピ
ンドルに工具が装着されているか否かを検証することが
可能である。工具が作業用スピンドルに装着されていな
い場合は、駆動装置を停止して、エラーメッセージを発
行することができる。
業用スピンドルが所定の基準回転速度に加速され、その
間に駆動モータの電流上昇が測定される。この電流の上
昇と、工具を装着しないときの作業用スピンドルの加速
中に得られる基準値を比較することにより、作業用スピ
ンドルに工具が装着されているか否かを検証することが
可能である。工具が作業用スピンドルに装着されていな
い場合は、駆動装置を停止して、エラーメッセージを発
行することができる。
【００１１】更に有利な実施例は、作業用スピンドルの
回転速度を所定の測定された回転速度の基準値に加速す
る間に、測定されたアンバランスが最大許容アンバラン
ス以下である場合にのみ、作業用スピンドルを所定の希
望回転速度で駆動するという特徴がある。
回転速度を所定の測定された回転速度の基準値に加速す
る間に、測定されたアンバランスが最大許容アンバラン
ス以下である場合にのみ、作業用スピンドルを所定の希
望回転速度で駆動するという特徴がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】添付の図面に言及した実施例の説
明から、本発明の更なる詳細と利点を明らかにする。
明から、本発明の更なる詳細と利点を明らかにする。
【００１３】図１から図４は、たとえば、ＮＣ操作１０
０および数値制御操作２００を備えた工具自動交換装置
および保護室のある汎用数値制御フライス・ドリル盤
（numerically controlled universal milling and dri
lling machine）の場合に実行される自動監視動作の個
別の処理を示す。
０および数値制御操作２００を備えた工具自動交換装置
および保護室のある汎用数値制御フライス・ドリル盤
（numerically controlled universal milling and dri
lling machine）の場合に実行される自動監視動作の個
別の処理を示す。
【００１４】図１が示すとおり、ＮＣプログラム入力１
００とＮＣプログラムの入力１０１は、マシンへの直接
プログラミングまたは既存のプログラムのＮＣ制御装置
への入力を介して実行される。同時に、工具の格納装置
に配置された工具のジオメトリ工具データの格納１０２
が実行される。ＮＣプログラムのスタート１０３に続い
て、工具交換１０４が実行され、対応する工具自動交換
装置の起動によって、必要な工具を作業用スピンドルに
誘導する。同様に、手動操作による運転２００の場合
は、工具格納装置に配置された工具、または手動で挿入
された工具のジオメトリ・データがＮＣ制御装置に格納
される。作業者が投入した対応制御コマンドによって工
具自動交換２０１が実行され、必要な工具が作業用スピ
ンドルに誘導される。
００とＮＣプログラムの入力１０１は、マシンへの直接
プログラミングまたは既存のプログラムのＮＣ制御装置
への入力を介して実行される。同時に、工具の格納装置
に配置された工具のジオメトリ工具データの格納１０２
が実行される。ＮＣプログラムのスタート１０３に続い
て、工具交換１０４が実行され、対応する工具自動交換
装置の起動によって、必要な工具を作業用スピンドルに
誘導する。同様に、手動操作による運転２００の場合
は、工具格納装置に配置された工具、または手動で挿入
された工具のジオメトリ・データがＮＣ制御装置に格納
される。作業者が投入した対応制御コマンドによって工
具自動交換２０１が実行され、必要な工具が作業用スピ
ンドルに誘導される。
【００１５】ＮＣプログラム、あるいは作業者による工
具変更手順１０４または２０１のいずれかによって起動
した工具交換が完了すると、ステップ３００により、作
業用スピンドルは基準回転速度に加速される。駆動モー
タによる電流の上昇は時間の関数として測定され、工作
機械の制御装置に格納されている、工具を装着しないと
きの作業用スピンドルの加速に対する基準曲線と比較さ
れる。
具変更手順１０４または２０１のいずれかによって起動
した工具交換が完了すると、ステップ３００により、作
業用スピンドルは基準回転速度に加速される。駆動モー
タによる電流の上昇は時間の関数として測定され、工作
機械の制御装置に格納されている、工具を装着しないと
きの作業用スピンドルの加速に対する基準曲線と比較さ
れる。
【００１６】図５は、工具を装着したときと装着しない
ときの作業用スピンドルの加速中の代表的な電流の流れ
を示す。図５に見える下方の曲線は、工具を装着しない
ときの作業用スピンドルの加速中の電流上昇を示す。こ
の曲線は、基準曲線として制御装置に格納される。一
方、図５に示す上方の曲線は、工具を装着したときの作
業用スピンドルの加速中の電流の流れを示す。
ときの作業用スピンドルの加速中の代表的な電流の流れ
を示す。図５に見える下方の曲線は、工具を装着しない
ときの作業用スピンドルの加速中の電流上昇を示す。こ
の曲線は、基準曲線として制御装置に格納される。一
方、図５に示す上方の曲線は、工具を装着したときの作
業用スピンドルの加速中の電流の流れを示す。
【００１７】実際に決定した加速曲線と、制御装置に格
納された基準曲線を比較することにより、工具が作業用
スピンドルに装着されているか否かを検証することが可
能である。
納された基準曲線を比較することにより、工具が作業用
スピンドルに装着されているか否かを検証することが可
能である。
【００１８】たとえば、図２のとおりステップ３０１で
実行された検証が、ステップ３００で測定された電流
が、基準曲線の上方の許容範囲にないことを示している
場合は、作業用スピンドルに工具が装着されていないと
想定され、ステップ３０２で作業用スピンドルの駆動装
置を停止し、エラーメッセージを発行する。しかし、測
定した電流の上昇が許容範囲内にあるときは、ステップ
３０３の第１の評価（アセスメント）によって、工具が
作業用スピンドルに装着されていると想定される。
実行された検証が、ステップ３００で測定された電流
が、基準曲線の上方の許容範囲にないことを示している
場合は、作業用スピンドルに工具が装着されていないと
想定され、ステップ３０２で作業用スピンドルの駆動装
置を停止し、エラーメッセージを発行する。しかし、測
定した電流の上昇が許容範囲内にあるときは、ステップ
３０３の第１の評価（アセスメント）によって、工具が
作業用スピンドルに装着されていると想定される。
【００１９】次のステップ３０４では、作業用スピンド
ルの加速中に測定された値にもとづいて、作業用スピン
ドルに装着された工具の実際の質量慣性モーメントJ1が
計算される。次式、
ルの加速中に測定された値にもとづいて、作業用スピン
ドルに装着された工具の実際の質量慣性モーメントJ1が
計算される。次式、
【数１】 を使用すると、たとえば、モータのモーメントＭが一定
のときの所定の基準値ｎに工具を加速する間に測定され
た加速時間ｔによって、全質量慣性モーメントJgesを計
算することが可能である。
のときの所定の基準値ｎに工具を加速する間に測定され
た加速時間ｔによって、全質量慣性モーメントJgesを計
算することが可能である。
【００２０】全質量慣性モーメントJgesは、次式、
【数２】 のとおり、モータの慣性モーメントJM、スピンドルの慣
性モーメントJS、工具の慣性モーメントJ1および、たと
えば、工具のテンション・ジャッキなど、加速されるそ
の他の質量の慣性モーメントの合計である。したがっ
て、測定された全慣性モーメントJgesから、モータの慣
性モーメントJM、スピンドルの慣性モーメントJSなどを
減算することにより、作業用スピンドルに装着された工
具の実際の慣性モーメントJ1を計算することが可能であ
る。
性モーメントJS、工具の慣性モーメントJ1および、たと
えば、工具のテンション・ジャッキなど、加速されるそ
の他の質量の慣性モーメントの合計である。したがっ
て、測定された全慣性モーメントJgesから、モータの慣
性モーメントJM、スピンドルの慣性モーメントJSなどを
減算することにより、作業用スピンドルに装着された工
具の実際の慣性モーメントJ1を計算することが可能であ
る。
【００２１】次のステップ３０５では、作業用スピンド
ルに装着された工具の、ＮＣ制御装置に格納されている
ジオメトリ・データから質量慣性モーメントJ2が計算さ
れ、ステップ３０６で、ステップ３０４で決定された質
量慣性モーメントJ1と比較される。質量慣性モーメント
J1およびJ2が相互に違っていると、ステップ３０２で作
業用スピンドルの駆動装置を停止し、エラーメッセージ
を発行する。
ルに装着された工具の、ＮＣ制御装置に格納されている
ジオメトリ・データから質量慣性モーメントJ2が計算さ
れ、ステップ３０６で、ステップ３０４で決定された質
量慣性モーメントJ1と比較される。質量慣性モーメント
J1およびJ2が相互に違っていると、ステップ３０２で作
業用スピンドルの駆動装置を停止し、エラーメッセージ
を発行する。
【００２２】質量慣性モーメントJ1およびJ2が相互に一
致していると、図３に示すように、次のステップ３０７
で、作業用スピンドルに装着されている工具のアンバラ
ンスが検証される。この検証は、自動車で使用されるタ
イプのノッキング・センサによって実行される。測定さ
れたアンバランスが、最大許容値以上の場合、次ステッ
プ３０８で作業用スピンドルを停止し、エラーメッセー
ジを発行する。しかし、測定されたアンバランスが許容
範囲内の場合は、検証が続行する。
致していると、図３に示すように、次のステップ３０７
で、作業用スピンドルに装着されている工具のアンバラ
ンスが検証される。この検証は、自動車で使用されるタ
イプのノッキング・センサによって実行される。測定さ
れたアンバランスが、最大許容値以上の場合、次ステッ
プ３０８で作業用スピンドルを停止し、エラーメッセー
ジを発行する。しかし、測定されたアンバランスが許容
範囲内の場合は、検証が続行する。
【００２３】工具を機械的にまたは光学的に測定する装
置を別に備えている工作機械の場合は、安全の検証を更
に追加して実行することができる。この手順の過程で、
前記データの測定３０９によって決定された工具データ
から、質量慣性モーメントJ3がステップ３１０で計算さ
れ、次に続くステップ３１１で、ＮＣ制御装置に格納さ
れている工具データから、ステップ３０５で計算されて
いる質量慣性モーメントJ2と比較される。それぞれの質
量慣性モーメントJ2およびJ3の間の相違がある場合、ス
テップ３０８で作業用スピンドルを停止し、エラーメッ
セージを発行する。
置を別に備えている工作機械の場合は、安全の検証を更
に追加して実行することができる。この手順の過程で、
前記データの測定３０９によって決定された工具データ
から、質量慣性モーメントJ3がステップ３１０で計算さ
れ、次に続くステップ３１１で、ＮＣ制御装置に格納さ
れている工具データから、ステップ３０５で計算されて
いる質量慣性モーメントJ2と比較される。それぞれの質
量慣性モーメントJ2およびJ3の間の相違がある場合、ス
テップ３０８で作業用スピンドルを停止し、エラーメッ
セージを発行する。
【００２４】質量慣性モーメントJ2およびJ3が相互に一
致している場合は、図４に示すように、ステップ３１２
で、保護室の抑止容量つまり抑止エネルギー
致している場合は、図４に示すように、ステップ３１２
で、保護室の抑止容量つまり抑止エネルギー
【外１】 から、工具の最大許容直径dmaxが回転速度の関数として
計算される。この場合、保護室は、破損することなく或
る量のエネルギーを吸収することができると仮定されて
いる。このエネルギーは、所定の発射物体（projectil
e）を使用するショット試験（shot trials）によって決
定される。
計算される。この場合、保護室は、破損することなく或
る量のエネルギーを吸収することができると仮定されて
いる。このエネルギーは、所定の発射物体（projectil
e）を使用するショット試験（shot trials）によって決
定される。
【００２５】たとえば、１２ｍｍの厚さのポリカーボネ
ートのシートの検査用ウインドウは、１回に１１００Ｎ
ｍのエネルギーを吸収することができる。材料の経年変
化から生じる強度の劣化を考慮すると、ポリカーボネー
トのシートの最大抑止エネルギーを５００Ｎｍと仮定し
てもよい。この最大抑止エネルギーを使用すると、工具
の直径と、作業用スピンドルの回転速度ｎとの間の関係
の計算は次式による。
ートのシートの検査用ウインドウは、１回に１１００Ｎ
ｍのエネルギーを吸収することができる。材料の経年変
化から生じる強度の劣化を考慮すると、ポリカーボネー
トのシートの最大抑止エネルギーを５００Ｎｍと仮定し
てもよい。この最大抑止エネルギーを使用すると、工具
の直径と、作業用スピンドルの回転速度ｎとの間の関係
の計算は次式による。
【数３】
【００２６】飛散する部品の質量ｍが０．１ｋｇである
と仮定すると、プログラムされた希望回転速度nsollの
最大許容直径dmaxを計算することができる。
と仮定すると、プログラムされた希望回転速度nsollの
最大許容直径dmaxを計算することができる。
【００２７】図６は、標準ショットが０．１ｋｇの動作
における異なる抑止エネルギーに対する工具の最大許容
直径と、スピンドルの最大回転速度との間の関係を示
す。
における異なる抑止エネルギーに対する工具の最大許容
直径と、スピンドルの最大回転速度との間の関係を示
す。
【００２８】ステップ３１２で計算された最大直径dmax
は、次ステップ３１３で測定かつ（または）格納された
工具直径と比較される。測定かつ（または）格納された
工具直径が最大許容値以上の場合、次ステップ３１４で
作業用スピンドルを停止し、エラーメッセージを発行す
る。これ以外の場合、プログラムされた回転速度nsol l
がステップ３１５でリリースされる。
は、次ステップ３１３で測定かつ（または）格納された
工具直径と比較される。測定かつ（または）格納された
工具直径が最大許容値以上の場合、次ステップ３１４で
作業用スピンドルを停止し、エラーメッセージを発行す
る。これ以外の場合、プログラムされた回転速度nsol l
がステップ３１５でリリースされる。
【００２９】すぐ上の関係から、所定の工具直径に対す
る作業用スピンドルの最大回転速度を同じように決定す
るとともに、その回転速度とプログラムされた回転速度
を比較することも可能である。
る作業用スピンドルの最大回転速度を同じように決定す
るとともに、その回転速度とプログラムされた回転速度
を比較することも可能である。
【００３０】プログラムされた回転速度nsollがリリー
スされると、後のステップ３１６で、回転速度n
sollが、たとえば、格納の結果としての所定の限界値以
下であるか否かを検証することが可能である。限界値以
下の場合は、ステップ３１７でプログラムされた回転速
度で作業用スピンドルを起動する。それ以外の場合は、
ステップ３１８で作業用スピンドルを停止し、エラーメ
ッセージを発行する。
スされると、後のステップ３１６で、回転速度n
sollが、たとえば、格納の結果としての所定の限界値以
下であるか否かを検証することが可能である。限界値以
下の場合は、ステップ３１７でプログラムされた回転速
度で作業用スピンドルを起動する。それ以外の場合は、
ステップ３１８で作業用スピンドルを停止し、エラーメ
ッセージを発行する。
【００３１】本発明による検証によって、工具直径かつ
（または）回転速度の誤った入力を検出するとともに、
機械の作業者に生じる危険を防止することが可能であ
る。
（または）回転速度の誤った入力を検出するとともに、
機械の作業者に生じる危険を防止することが可能であ
る。
【図１】本発明による監視手順の機能図を示す図。
【図２】本発明による監視手順の機能図を示す図。
【図３】本発明による監視手順の機能図を示す図。
【図４】本発明による監視手順の機能図を示す図。
【図５】工具を装着したときと装着しないときの作業用
スピンドルの加速中に、駆動モータによる電流の上昇の
代表的な過程を示す図。
スピンドルの加速中に、駆動モータによる電流の上昇の
代表的な過程を示す図。
【図６】工具の最大許容直径と、作業用スピンドルの最
大許容回転速度との間の関係を、離れている保護装置の
抑止容量の関数として示す図。
大許容回転速度との間の関係を、離れている保護装置の
抑止容量の関数として示す図。
３０１ 工具が作業用スピンドルに装着されていること
の検証 ３０２ スピンドルの停止とエラーメッセージの発行 ３０３ 第１の評価 ３０４ 第２の評価 ３０５ ジオメトリ・データからの工具の質量慣性モー
メントの計算 ３０６ 工具データと安全性の比較（Ｊ1とＪ2の比較） ３０７ 第３の評価 ３０８ スピンドルの停止とエラーメッセージの発行 ３０９ 第４の評価 ３１０ 測定値からと格納値からの工具の質量慣性モー
メントの計算 ３１１ 工具データと安全性の比較（Ｊ2とＪ3の比較） ３１２ 工具の許容直径値の計算 ３１２ 第５の評価 ３１４ スピンドルの停止とエラーメッセージの発行 ３１５ プログラムされた回転速度のリリース ３１６ スピンドル回転速度と限界値の比較 ３１７ スピンドルの回転開始 ３１８ スピンドルの停止とエラーメッセージの発行
の検証 ３０２ スピンドルの停止とエラーメッセージの発行 ３０３ 第１の評価 ３０４ 第２の評価 ３０５ ジオメトリ・データからの工具の質量慣性モー
メントの計算 ３０６ 工具データと安全性の比較（Ｊ1とＪ2の比較） ３０７ 第３の評価 ３０８ スピンドルの停止とエラーメッセージの発行 ３０９ 第４の評価 ３１０ 測定値からと格納値からの工具の質量慣性モー
メントの計算 ３１１ 工具データと安全性の比較（Ｊ2とＪ3の比較） ３１２ 工具の許容直径値の計算 ３１２ 第５の評価 ３１４ スピンドルの停止とエラーメッセージの発行 ３１５ プログラムされた回転速度のリリース ３１６ スピンドル回転速度と限界値の比較 ３１７ スピンドルの回転開始 ３１８ スピンドルの停止とエラーメッセージの発行
Claims (11)
- 【請求項１】 モータで駆動される作業用スピンドル
と、離れている保護装置とを備えた工作機械の監視手順
において、 ａ）前記作業用スピンドルに装着された工具の実際の質
量慣性モーメントは、測定値にもとづいて決定され、前
記工具の所定の質量慣性モーメントから計算された質量
慣性モーメントと比較され、 ｂ）前記作業用スピンドルに装着された前記工具の所定
のパラメータは、この工具の保護装置の強度によって決
まる最大パラメータと比較され、 ｃ）前記作業用スピンドルは、前記実際の質量慣性モー
メントと前記計算された質量慣性モーメントが一致する
とともに、前記所定のパラメータが前記保護装置の強度
により予め決定された前記最大パラメータと比較して小
さいか等しい場合にのみ、予め設定された基準回転速度
で起動され、る監視手順。 - 【請求項２】 請求項１記載の監視手順であって、前記
工具直径の前記所定のパラメータは、前記プログラムさ
れた回転速度に対して予め決定された最大直径のパラメ
ータと比較されることを特徴とする監視手順。 - 【請求項３】 請求項１記載の監視手順であって、前記
所定のパラメータは、前記工具直径によって決まる最大
回転速度と比較される前記作業用スピンドルの前記希望
回転速度であることを特徴とする監視手順。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれか１項に
記載の監視手順であって、前記実際の質量慣性モーメン
トと前記計算された質量慣性モーメントとの間に相違が
ある場合及び／又は前記最大パラメータ以上になった場
合、前記作業用スピンドルの前記駆動装置を停止し、及
び／又はエラーメッセージを発行することを特徴とする
監視手順。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれか１項に
記載の監視手順であって、前記作業用スピンドルに装着
された前記工具の前記実際の質量慣性モーメントは、前
記工具が所定の回転速度に加速される間に測定された前
記加速時間にもとづいて決定されることを特徴とする監
視手順。 - 【請求項６】 請求項１から請求項４のいずれか１項に
記載の監視手順であって、前記作業用スピンドルに装着
された前記工具の前記実際の質量慣性モーメントは、測
定によって得られた前記工具の寸法にもとづいて決定さ
れることを特徴とする監視手順。 - 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれか１項に
記載の監視手順であって、前記作業用スピンドルを所定
の基準回転速度に加速する間に前記スピンドル駆動装置
により測定された電流の上昇が、工具が装着されていな
いときの作業用スピンドルの前記加速中に生じる基準曲
線の上方にある場合にのみ、前記作業用スピンドルは、
前記希望回転速度で動作するように起動されることを特
徴とする監視手順。 - 【請求項８】 請求項１から請求項７のいずれか１項に
記載の監視手順であって、前記作業用スピンドルを所定
の基準回転速度に加速する間に測定されたアンバランス
が、アンバランスの最大許容値以下である場合にのみ、
前記作業用スピンドルは、前記現在の希望回転速度で駆
動されることを特徴とする監視手順。 - 【請求項９】 モータで駆動される作業用スピンドル
と、離れている保護装置とを備えた工作機械の監視設備
であって、 − 前記作業用スピンドルに装着された工具の測定によ
って決定された前記質量慣性モーメントと、前記工具に
対して計算された前記質量慣性モーメントの所定のデー
タを比較する装置と、 − 前記作業用スピンドルに装着された前記工具の予め
設定されたパラメータと、前記工具の前記保護装置の前
記強度に依存する最大パラメータを比較する装置と、 − 前記実際の質量慣性モーメントが前記計算された質
量慣性モーメントと一致するとともに、前記所定のパラ
メータが、前記保護装置の前記強度によって予め決定さ
れた最大パラメータと比較して大きいか等しい場合、前
記作業用スピンドルの所定の希望回転速度をリリースす
る装置と、を備えた監視設備。 - 【請求項１０】 請求項９記載の監視設備であって、所
定の基準回転速度に加速する間に、駆動モータの前記電
流の上昇の時間に関連する流れを決定する装置を含むこ
とを特徴とする監視設備。 - 【請求項１１】 請求項９または請求項１０に記載の監
視設備であって、前記作業用スピンドルに装着された工
具の許容不能なアンバランスを決定する装置を含むこと
を特徴とする監視設備。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE19945395.0 | 1999-09-22 | ||
| DE19945395A DE19945395A1 (de) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | Überwachungsverfahren und -einrichtung für numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001117614A true JP2001117614A (ja) | 2001-04-27 |
| JP4644341B2 JP4644341B2 (ja) | 2011-03-02 |
Family
ID=7922895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000287992A Expired - Fee Related JP4644341B2 (ja) | 1999-09-22 | 2000-09-22 | 工作機械用監視手順及び監視設備 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6539313B1 (ja) |
| EP (1) | EP1087274B1 (ja) |
| JP (1) | JP4644341B2 (ja) |
| DE (2) | DE19945395A1 (ja) |
| ES (1) | ES2204420T3 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019051587A (ja) * | 2017-09-18 | 2019-04-04 | デッケル マホ プフロンテン ゲーエムベーハーＤＥＣＫＥＬ ＭＡＨＯ Ｐｆｒｏｎｔｅｎ ＧｍｂＨ | 工作機械で工具を交換および挿入すなわち取り付けるためのシステムおよびこのシステムを有する工作機械 |
| JP2021058958A (ja) * | 2019-10-04 | 2021-04-15 | 株式会社ディスコ | 切削方法及び切削装置 |
| JP2021131798A (ja) * | 2020-02-21 | 2021-09-09 | ブラザー工業株式会社 | 数値制御装置と数値制御装置の制御方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10230607A1 (de) * | 2002-07-08 | 2004-02-05 | Abb Patent Gmbh | Verfahren zur Überwachung einer Messeinrichtung, insbesondere einer Durchflussmesseinrichtung, sowie eine Messeinrichtung selbst |
| US7228461B2 (en) * | 2003-01-09 | 2007-06-05 | Siemens Energy & Automation, Inc. | System, method, and user interface for acceptance testing |
| JP4787768B2 (ja) * | 2007-02-05 | 2011-10-05 | 日東工器株式会社 | ドリル装置 |
| DE102007044458B4 (de) * | 2007-09-10 | 2015-05-13 | Mag Ias Gmbh | Verfahren zur Sitzprüfung oder Unwuchtprüfung eines Werkzeugs |
| DE102008005131B4 (de) * | 2008-01-18 | 2009-12-17 | Maschinenfabrik Berthold Hermle Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen einer Werkstückpalette oder eines Werkstückes auf dem schwenkbaren Werkstücktisch einer Werkzeugmaschine |
| DE102008053249A1 (de) * | 2008-10-25 | 2010-04-29 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Steuerung einer Bearbeitungsmaschine mit angetriebenen Achsen |
| KR101609765B1 (ko) * | 2010-08-27 | 2016-04-06 | 마이크로 모우션, 인코포레이티드 | 센서 어셈블리 인증 방법 |
| CN103439907B (zh) * | 2013-09-04 | 2016-04-27 | 济南大学 | 多信号采集的测速及反转保护控制装置和反转判定方法 |
| CN104615085A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-05-13 | 蚌埠市金林数控机床制造有限公司 | 一种机床监控系统及方法 |
| DE102016005597A1 (de) * | 2016-01-20 | 2017-07-20 | Focke & Co. (Gmbh & Co. Kg) | Verfahren zum Betreiben einer Verpackungsmaschine |
| DE102016125749A1 (de) | 2016-12-28 | 2018-06-28 | Technische Universität Chemnitz | Überwachungsverfahren und Überwachungseinrichtung für eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen |
| CN115826503B (zh) * | 2023-02-14 | 2023-04-14 | 深圳市玄羽科技有限公司 | 一种基于工业互联网大数据的机床远程诊断方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS54143985A (en) * | 1978-04-28 | 1979-11-09 | Fanuc Ltd | Spindle control method |
| JPS5697106A (en) * | 1979-12-31 | 1981-08-05 | Fanuc Ltd | Controller for stopping in place for main shaft |
| DE3785827T2 (de) * | 1986-03-25 | 1993-08-19 | Fanuc Ltd | System zum regeln des zapfens. |
| EP0791872A1 (de) * | 1996-02-27 | 1997-08-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Einrichtung und Verfahren zur Überwachung von Kupplungen und/oder Riemengetrieben bei Achsen oder Spindeln an Werkzeugmaschinen, Robotern oder dergleichen |
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-
1999
- 1999-09-22 DE DE19945395A patent/DE19945395A1/de not_active Ceased
-
2000
- 2000-09-21 EP EP00120157A patent/EP1087274B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-21 US US09/666,578 patent/US6539313B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-21 DE DE50003168T patent/DE50003168D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-21 ES ES00120157T patent/ES2204420T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-22 JP JP2000287992A patent/JP4644341B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP7304787B2 (ja) | 2019-10-04 | 2023-07-07 | 株式会社ディスコ | 切削方法及び切削装置 |
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| US6539313B1 (en) | 2003-03-25 |
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