JP2003251545A - Cutting tool life diagnosis system - Google Patents

Cutting tool life diagnosis system

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JP2003251545A
JP2003251545A JP2002054675A JP2002054675A JP2003251545A JP 2003251545 A JP2003251545 A JP 2003251545A JP 2002054675 A JP2002054675 A JP 2002054675A JP 2002054675 A JP2002054675 A JP 2002054675A JP 2003251545 A JP2003251545 A JP 2003251545A
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JP
Japan
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motor
cutting tool
waveform
life
cutting
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002054675A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuji Endo
哲司 遠藤
Koichi Kira
耕一 吉良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
JFE Advantech Co Ltd
Original Assignee
Denso Corp
Kawatetsu Advantech Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP2002054675A priority Critical patent/JP2003251545A/en
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the costs of cutting tools and maintain machining quality and solve such a peculiar problem as being liable to occur when the cutting tools are applied to a machining center etc. <P>SOLUTION: In a cutting tool life diagnosis system which are provided with a plurality of cutting tools 5 and a motor 8 for driving the cutting tools and is applied to a machining line comprising a machining center 20 or a plurality of machining centers 20 machining a workpiece 1 with cutting tools changed. The cutting tool life diagnosis system is also provided with a motor power consumption detection device 11 for measuring the effective electric power wave-form of the motor 8 and a control device 30, which determines the life of the cutting tools by memorizing the reference effective electric power wave- form of the motor 8 showing the life of each cutting tool 5 beforehand, transmitting a range switching command according to the changed cutting tool to the motor power consumption detection device 11 and comparing the effective electric power wave-form receiving from the motor power consumption detection device 11 and the reference electric power wave-form by recognizing their patterns recognition. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークを加工する
刃具の寿命を診断する刃具寿命診断システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a blade tool life diagnosis system for diagnosing the life of a tool for processing a work.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、刃具寿命診断装置として、刃具の
駆動軸に振動計を接続し、切削加工中の振動レベルが正
常時の振動レベルの最大値(判定レベル)を超えたと
き、刃具に欠けが発生したと判断する振動診断方式を採
用した装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a cutting tool life diagnosing device, a vibrometer is connected to the driving shaft of the cutting tool, and when the vibration level during cutting exceeds the maximum value (judgment level) of the vibration level during normal cutting, A device that employs a vibration diagnosis method that determines that a chip has occurred is known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高精度
の品質が要求される製品例えば油圧制御ソレノイドバル
ブのスリーブでは、十分に高い円筒度および面粗さが要
求されるが、上記のような振動診断方式では、上記判定
レベル以下において発生する刃具の寿命に基づく異常
(欠け以外の寿命に基づく異常)について診断すること
ができないため、円筒度不良および面粗さ不良を検出で
きないという問題があった。
However, products such as sleeves for hydraulically controlled solenoid valves, which require high precision quality, are required to have sufficiently high cylindricity and surface roughness. In the method, there is a problem in that it is not possible to diagnose abnormalities due to the life of the cutting tool (abnormalities due to the life other than chipping) that occur below the determination level, and therefore it is not possible to detect cylindricity defects and surface roughness defects.

【0004】そのため、加工品質維持のため刃具の交換
タイミングを早めるようにしていたが、このことは、刃
具の正規寿命(当該刃具によって加工可能なワークの総
数量を基準とした寿命)前に刃具を交換することになり
刃具費の増大を招いていた。
Therefore, in order to maintain the quality of processing, the timing of exchanging the cutting tool has been advanced, but this means that the cutting tool can be replaced before the normal service life of the cutting tool (the service life based on the total number of workpieces that can be processed by the cutting tool). Had to be replaced, leading to an increase in blade cost.

【0005】そこで、本発明者らは、刃具費の低減と加
工品質維持との両立を図る方策について鋭意検討をした
結果、刃具に駆動力を与えるモータの供給電力量(有効
電力量)と刃具の寿命とに相関関係があり、刃具の加工
ワーク数の増加(通常、この増加にしたがって刃具は劣
化し円筒度および面粗さが低下してゆく)に伴いワーク
加工中の有効電力波形が全域にわたって増大側にシフト
してゆくとともに、この有効電力波形の特異的変化箇所
によって、予測に反した刃具の寿命到来(刃具のばらつ
き、あるいはワークの異常設定等)に起因する円筒度お
よび面粗さの品質異常を検出できることを見出した。
Therefore, the inventors of the present invention have made extensive studies as to measures for achieving both reduction of cutting tool cost and maintenance of machining quality, and as a result, the amount of electric power (effective amount of power) supplied to a motor for giving a driving force to the cutting tool and the cutting tool. Of the effective power waveform during the machining of the workpiece as the number of workpieces processed by the blade increases (usually, the blade deteriorates and the cylindricity and surface roughness decrease with this increase). The eccentricity and surface roughness caused by the unexpected end of tool life (cutting tool variation, abnormal workpiece setting, etc.) due to the unique change point of the active power waveform. It has been found that the quality abnormality of can be detected.

【0006】そして、本発明者らは、本発明に先立っ
て、上記のような知見に基づき、モータの有効電力波形
に基づいて刃具を交換すべきタイミングを正確に把握で
き、刃具費の低減と加工品質維持の両立を図ることがで
きる刃具寿命診断装置に関する発明をした。この本発明
の前提となる発明については、後記の「発明の実施の形
態」の前半部分において詳述するが、本発明は、この前
提発明をマシニングセンター等に適用する場合に発生す
る特有の問題を解決することを目的としてなされたもの
である。なお、この特有の問題点については、同じく後
記の「発明の実施の形態」において前提発明を説明した
後で説明する。
Prior to the present invention, the present inventors were able to accurately grasp the timing at which the cutting tool should be replaced based on the active power waveform of the motor based on the above knowledge, and the cutting cost of the cutting tool was reduced. An invention relating to a cutting tool life diagnosis device capable of achieving both maintenance of processing quality is provided. The invention that is the premise of the present invention will be described in detail in the first half of the "Embodiment of the Invention" described below. It was made for the purpose of solving. It should be noted that this peculiar problem will be described after the premise invention has been described in the following “Embodiment of the Invention”.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1によると、マシ
ニングセンター等、複数の刃具を交換しながら使用する
加工センターまたは複数の加工センターからなる加工ラ
インにおいて、各刃具の寿命を正確に診断可能になり、
操作者が複数の刃具の寿命を監視する労力を軽減するこ
とができ、作業効率の向上、誤作業の防止を図ることが
できる。また、モータ電力量検出装置は、交換後の刃具
に応じたレンジでモータの有効電力波形を測定すること
から、モータ突入電力波形がオーバーレンジすることを
防止でき、パターン認識での閾値の設定が可能になる。
According to a first aspect of the present invention, it is possible to accurately diagnose the service life of each cutting tool in a machining center, such as a machining center, which is used while exchanging a plurality of cutting tools or in a processing line including a plurality of processing centers. Becomes
The operator's labor for monitoring the life of a plurality of cutting tools can be reduced, and the work efficiency can be improved and erroneous work can be prevented. Further, since the motor power amount detection device measures the effective power waveform of the motor in the range according to the blade after replacement, it is possible to prevent the motor inrush power waveform from overranging, and the threshold value for pattern recognition can be set. It will be possible.

【0008】また、請求項2によると、モータ起動後、
加工開始以降の有効電力波形に基づいてパターン認識を
行うことから、モータ突入電力波形に基づく種々の問題
が発生しなくなり、正確な寿命診断が可能になる。
According to claim 2, after the motor is started,
Since pattern recognition is performed based on the active power waveform after the start of processing, various problems based on the motor inrush power waveform do not occur, and accurate life diagnosis is possible.

【0009】また、請求項3によると、刃具に寿命がき
た旨の警報がされることから、不良品の大量発生の防止
などを図ることができる。
Further, according to the third aspect, since the warning that the blade has reached the end of its life is issued, it is possible to prevent a large number of defective products from being produced.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、最初に、本発明の前提とな
った発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an embodiment of the invention on which the present invention is based will be described with reference to the drawings.

【0011】図1は、前提発明に係る刃具寿命診断装置
が適用された単軸刃具診断システムの構成図を示す。こ
の単軸刃具診断システムは、油圧制御ソレノイドバルブ
のスリーブをワークとし、図2に示すようなスリーブ加
工ラインにおける仕上げ加工機に組み込まれる。
FIG. 1 is a block diagram of a single-axis cutting tool diagnostic system to which a cutting tool life diagnosing device according to the premise invention is applied. This single-axis cutting tool diagnostic system uses a sleeve of a hydraulically controlled solenoid valve as a work and is incorporated in a finishing machine in a sleeve processing line as shown in FIG.

【0012】図1において、1は、治具2に固定された
油圧制御ソレノイドバルブのスリーブ(ワーク)を表
す。油圧制御ソレノイドバルブは、図3に示すように、
コイル3への通電の有無によってスプール4がスリーブ
1内を軸方向へ移動し、油圧を制御するバルブであり、
スリーブ1には、製造時に円筒度が例えば8μm以下、
面粗さが例えば2.4μRz以下の品質が要求されてい
る。5は、ワーク1を切削加工する刃具例えばダイヤリ
ーマを表す。刃具5は、主軸6の先端に取り付けられ、
主軸6は、ベルト7を介してモータ例えば三相誘導電動
機8によって駆動される。そして、主軸6およびモータ
8は、ワーク1に対して進退可能なスライド9の上に固
定されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a sleeve (workpiece) of a hydraulic control solenoid valve fixed to a jig 2. The hydraulic control solenoid valve, as shown in FIG.
The spool 4 is a valve that controls the hydraulic pressure by moving the spool 4 in the sleeve 1 in the axial direction depending on whether or not the coil 3 is energized.
The sleeve 1 has a cylindricity of, for example, 8 μm or less when manufactured,
A surface roughness of, for example, 2.4 μRz or less is required. Reference numeral 5 represents a cutting tool for cutting the work 1, for example, a diarea. The cutting tool 5 is attached to the tip of the main shaft 6,
The main shaft 6 is driven by a motor, for example, a three-phase induction motor 8 via a belt 7. The spindle 6 and the motor 8 are fixed on a slide 9 that can move forward and backward with respect to the work 1.

【0013】刃具寿命診断装置10は、モータ8の電流
および電圧を検出してモータ8の有効電力波形を測定す
るモータ電力量検出装置11を備える。モータ電力量検
出装置11は、刃具5の寿命診断開始時に、主軸6に新
品刃具5を取り付けてワーク1を切削加工したときの有
効電力波形を測定する。この測定された有効電力波形
は、パターン認識形出力監視装置12において当該刃具
5の使用期間(寿命期間)全体における初期波形として
扱われ、パターン認識形出力監視装置12は、この初期
波形から当該刃具5の寿命を示す基準有効電力波形を設
定し記憶する。ここで、初期波形は、図4に示すよう
に、スリーブ1の刃具加工部位A〜Fに応じて変化する
有効電力(%)で表される。この有効電力は、切削負荷
と1対1の関係をもち、切削負荷が大きいときには大き
く、小さいときには小さな値となる。また、基準有効電
力波形は、図5に、「特徴1」として示すように、刃具
磨耗(加工数)の増大にしたがって有効電力波形が相似
的に増大側にシフトするとともに円筒度および面粗さが
悪化してゆく点、「特徴2」として示すように、円筒度お
よび面粗さの品質異常が有効電力波形の特異的変化によ
って検出できる点、および、刃具5に欠けが生じた場合
には有効電力が著しく減少する点に着目し、図6に示す
ような、初期波形を増大側に所定倍(例えば1.4倍)し
て得られる上限基準波形と、減少側に所定倍(例えば
0.7倍)して得られる下限基準波形とで構成される。
The cutting tool life diagnosing device 10 includes a motor power amount detecting device 11 for detecting the current and voltage of the motor 8 and measuring the active power waveform of the motor 8. The motor power amount detection device 11 measures the effective power waveform when the new blade 5 is attached to the spindle 6 and the work 1 is cut at the start of the life diagnosis of the blade 5. The measured active power waveform is treated as an initial waveform in the entire usage period (life period) of the cutting tool 5 by the pattern recognition type output monitoring apparatus 12, and the pattern recognition type output monitoring apparatus 12 uses the initial waveform as the initial waveform. The reference active power waveform indicating the life of 5 is set and stored. Here, as shown in FIG. 4, the initial waveform is represented by active power (%) that changes according to the cutting tool processing parts A to F of the sleeve 1. This active power has a one-to-one relationship with the cutting load, and has a large value when the cutting load is large and a small value when the cutting load is small. In addition, as shown as "feature 1" in FIG. 5, the reference active power waveform is similar to the active power waveform that shifts toward the increasing side as the blade wear (number of machining) increases, and the cylindricity and surface roughness are increased. Is deteriorated, as shown in "Characteristic 2", abnormalities in cylindricity and surface roughness can be detected by a specific change in the active power waveform, and when the cutting tool 5 is chipped. Paying attention to the point that the active power significantly decreases, an upper limit reference waveform obtained by multiplying the initial waveform by a predetermined number (for example, 1.4 times) on the increasing side and a predetermined multiple (for example, 0 .7 times) and a lower limit reference waveform.

【0014】パターン認識形出力監視装置12は、基準
有効電力波形設定後に行われるワーク1ごとの加工時
に、モータ電力量検出装置11によって現に測定された
有効電力波形と上限基準波形および下限基準波形とをパ
ターン認識により比較し、刃具5の寿命を判定し、刃具
5が寿命に達したと判定したとき、パトライト等にてそ
の旨警報する。
The pattern recognition type output monitoring device 12 has an active power waveform actually measured by the motor power amount detecting device 11 and an upper limit reference waveform and a lower limit reference waveform during machining of each work 1 performed after setting the reference active power waveform. Is compared by pattern recognition, the life of the cutting tool 5 is determined, and when it is determined that the cutting tool 5 has reached the end of life, an alarm to that effect is given by a patrol light or the like.

【0015】図7〜図9は、パターン認識形出力監視装
置12にて刃具5に寿命がきたと判定される場合を例示
している。図7は、円筒度不良の場合を示す。円筒度不
良の場合、図7から、加工期間の中間における波形に上
限基準波形を超える部分があることが分かる。図8は、
面粗さ不良の場合を示す。面粗さ不良の場合、図8か
ら、加工期間の後半における波形に上限基準波形を超え
る部分があることが分かる。図9は、刃具5の欠けによ
る不良の場合を示す。欠けの場合、図9から、加工期間
の途中から波形が下限基準波形を大きく下回ることが分
かる。
7 to 9 exemplify a case where the pattern recognition type output monitoring device 12 determines that the cutting tool 5 has reached the end of its life. FIG. 7 shows a case where the cylindricity is poor. In the case of poor cylindricity, it can be seen from FIG. 7 that the waveform in the middle of the processing period has a portion exceeding the upper limit reference waveform. Figure 8
The case of poor surface roughness is shown. In the case of poor surface roughness, it can be seen from FIG. 8 that the waveform in the latter half of the processing period has a portion exceeding the upper limit reference waveform. FIG. 9 shows a case where the cutting tool 5 is defective due to chipping. In the case of chipping, it can be seen from FIG. 9 that the waveform greatly falls below the lower limit reference waveform during the processing period.

【0016】以上説明したように、前提発明に係る刃具
寿命診断装置10は、モータ8より駆動力を得てワーク
1を加工する刃具5の寿命を診断する刃具寿命診断装置
であり、刃具5によるワーク加工中のモータ8の有効電
力波形を測定するモータ電力量検出装置11と、モータ
電力量検出装置11により測定された新品刃具5による
ワーク加工中のモータ有効電力波形を初期波形として取
り込み、初期波形に基づいて、当該刃具5の寿命を示す
基準有効電力波形を設定するとともに、基準有効電力波
形設定後、モータ電力量検出装置11により測定された
有効電力波形と基準有効電力波形とをパターン認識によ
り比較し当該刃具5の寿命を判定するパターン認識形出
力監視装置12とを備える。このため、前提発明による
と、刃具5の欠けの他、刃具5の劣化等に基づく円筒度
および面粗さの品質異常も検出可能となり、刃具5を交
換すべきタイミングを正確に把握でき、刃具費の低減と
加工品質維持の両立を図ることができるようになる。
As explained above, the cutting tool life diagnosing device 10 according to the premise invention is a cutting tool life diagnosing device for diagnosing the life of the cutting tool 5 for processing the work 1 by obtaining the driving force from the motor 8, and depends on the cutting tool 5. A motor power amount detection device 11 for measuring the active power waveform of the motor 8 during work machining, and a motor active power waveform measured by the motor power amount detection device 11 during work machining by the new cutting tool 5 are taken in as initial waveforms, Based on the waveform, a reference active power waveform indicating the life of the cutting tool 5 is set, and after setting the reference active power waveform, the active power waveform measured by the motor power amount detection device 11 and the reference active power waveform are pattern-recognized. And the pattern recognition type output monitoring device 12 for determining the life of the cutting tool 5 by comparing the above. For this reason, according to the premise invention, in addition to chipping of the cutting tool 5, abnormalities in cylindricity and surface roughness due to deterioration of the cutting tool 5 can be detected, and the timing at which the cutting tool 5 should be replaced can be accurately grasped. It becomes possible to reduce the cost and maintain the processing quality at the same time.

【0017】また、パターン認識形出力監視装置12が
当該刃具5に寿命がきたと判定したとき、その旨を警報
するようにしたため、速やかに加工停止、刃具交換など
適切な処置をとることが可能となり、大量の不良品の発
生につながる事態に対して早期の対応をすることができ
るようになる。
Further, when the pattern recognition type output monitoring device 12 determines that the cutting tool 5 has reached the end of its life, an alarm is issued to that effect, so that appropriate processing such as machining stop and cutting tool replacement can be taken promptly. As a result, it becomes possible to promptly deal with the situation that leads to the production of a large number of defective products.

【0018】次に、上述した前提発明をマシニングセン
ター等、複数の刃具5と1つの刃具駆動用モータ8を備
え、刃具5を交換しながらワーク1を加工する加工セン
ターに適用する場合の問題点について説明する。
Next, there is a problem in applying the above-described premise invention to a machining center or the like, which is provided with a plurality of cutting tools 5 and one cutting tool driving motor 8 and is used for processing the work 1 while exchanging the cutting tools 5. explain.

【0019】上述した単軸刃具診断システムでは、主軸
6(モータ8)は起動後常時回転しているため、図10
に示すように、有効電力波形において有効電力が所定レ
ベルを超えた時点が加工開始時点であると容易に判断で
き、この時点を切削加工波形(有効電力波形)収集のト
リガポイントとして正確に認識することができる。しか
し、マシニングセンター等では、複数の刃具5が1つの
モータ8に対して交換されて使用されるため、刃具交換
のたびに、モータ8は、停止―作動―停止を繰り返すこ
とになり、作動時には、図11に示すようにモータ突入
電力(ピークパルス)が発生する。このモータ突入電力
波形には通常図12に示すような乱れがあり、モータ突
入電力波形にトリガポイントを設定するようにすると、
トリガポイントにズレが発生し、その結果、切削加工波
形にズレが発生して正確な寿命判定が不可能になるとい
う問題がある。また、モータ起動波形が図13に示すよ
うにオーバーレンジとなり、パターン認識の閾値(基準
有効電力波形)の設定が不可能になる場合があるという
問題もある。さらに、図14に示すように、モータ起動
波形の立下り時の傾斜にバラツキがあり、その結果、切
削加工波形にズレが発生して正確な寿命判定が不可能に
なるという問題もある。
In the above-described single-axis cutting tool diagnostic system, the main shaft 6 (motor 8) is constantly rotating after starting, so that FIG.
As shown in, it is easy to determine that the time when the active power exceeds a predetermined level in the active power waveform is the processing start time, and this time is accurately recognized as the trigger point for the cutting processing waveform (active power waveform) collection. be able to. However, in a machining center or the like, since a plurality of cutting tools 5 are used by being exchanged for one motor 8, the motor 8 repeats stop-operation-stop every time the cutting tools are replaced, and at the time of operation, As shown in FIG. 11, motor rush power (peak pulse) is generated. This motor inrush power waveform usually has a disturbance as shown in FIG. 12, and if a trigger point is set in the motor inrush power waveform,
There is a problem that the trigger point is deviated, and as a result, the cutting waveform is deviated, which makes it impossible to accurately determine the life. There is also a problem that the motor start-up waveform may be overranged as shown in FIG. 13, and it may not be possible to set the threshold for pattern recognition (reference active power waveform). Further, as shown in FIG. 14, there is a problem in that there is variation in the slope of the motor start-up waveform at the time of falling, and as a result, the cutting process waveform deviates and accurate life determination becomes impossible.

【0020】本発明は、マシニングセンター等に前提発
明を適用した場合に発生する上記のような問題点を解決
することを目的としてなされたものである。以下、本発
明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned problems that occur when the premise invention is applied to a machining center or the like. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】図15は、一実施形態に係る刃具寿命診断
システムの構成を示し、刃具寿命診断装置を1つのマシ
ニングセンター20に適用した場合を示す。
FIG. 15 shows the structure of a cutting tool life diagnosis system according to an embodiment, and shows a case where the cutting tool life diagnosis apparatus is applied to one machining center 20.

【0022】図15において、マシニングセンター20
では、上述したように、複数の刃具5と1つの刃具駆動
用モータ8を備え、刃具5はモータ8(主軸6)に対して
交換して使用される。
In FIG. 15, the machining center 20
Then, as described above, the plurality of cutting tools 5 and one cutting tool driving motor 8 are provided, and the cutting tool 5 is used by being replaced with the motor 8 (spindle 6).

【0023】モータ電力量検出装置11は、後述する波
形システム30からの交換後の刃具に応じたレンジ切替
指令にしたがってレンジを切換え、モータ8の有効電力
波形を測定する。
The motor power amount detecting device 11 switches the range according to a range switching command from the waveform system 30 which will be described later according to the replaced blade, and measures the active power waveform of the motor 8.

【0024】波形システム(制御装置)30は、コンピ
ュータ等で構成され、予め、マシニングセンター20で
使用される刃具5ごとに、新品刃具を用いてワーク1を
加工したときのモータ8の有効電力波形(初期波形)に
基づいて設定した基準有効電力波形(上限基準波形およ
び下限基準波形)を記憶しているとともに、刃具5ごと
のレンジ切替情報を記憶している。ここで、有効電力波
形(初期波形)は、上述したようなモータ突入電力を含
まず、加工波形部分のみからなる。つまり、図16に示
すように、波形収集のトリガポイントをモータ起動後の
加工開始付近に設定するようにしている。このトリガポ
イントの設定方法は、モータ起動時から所定のサンプリ
ング周期(例えば2ms)で有効電力値を取り込み、今回
のサンプリングによって取り込んだ有効電力値(仮にP
nとする)と、前回までの連続n個(例えば10個)の
有効電力値の平均値(仮にPoとする)とを大小比較し、
Pn<Poが所定回数連続した後、Pn>Poに切り替わっ
た時点をトリガポイントとして設定するようにしてい
る。このようにしてトリガポイントを設定したことによ
って、モータ突入電力を含まず切削加工波形のみからな
る有効電力波形(初期波形)を得ることができる。な
お、後述する寿命判定の際に基準有効電力波形とパター
ン認識によって比較される測定された有効電力波形のト
リガポイントも上記と同様に設定してある。
The waveform system (control device) 30 is composed of a computer or the like, and for each blade 5 used in the machining center 20 in advance, an effective power waveform of the motor 8 when the workpiece 1 is machined using a new blade ( The reference active power waveform (upper limit reference waveform and lower limit reference waveform) set based on the initial waveform) is stored, and range switching information for each cutting tool 5 is stored. Here, the active power waveform (initial waveform) does not include the motor rush power as described above, and consists only of the processed waveform portion. That is, as shown in FIG. 16, the trigger point for waveform collection is set near the start of machining after motor startup. The trigger point setting method is that the active power value is taken in at a predetermined sampling cycle (for example, 2 ms) from the time of starting the motor, and the active power value taken in this sampling (if P
and the average value (assuming Po) of continuous n (for example, 10) active power values up to the previous time are compared,
After Pn <Po continues for a predetermined number of times, the point at which Pn> Po is switched is set as a trigger point. By setting the trigger points in this way, it is possible to obtain an active power waveform (initial waveform) that does not include the motor rush power and is composed of only the cutting waveform. In addition, the trigger point of the measured active power waveform which is compared with the reference active power waveform by pattern recognition at the time of life determination described later is also set in the same manner as above.

【0025】また、波形システム30は、マシニングセ
ンター20から送信されてくる刃具情報つまり刃具交換
のたびに送信されてくる交換後の刃具5の識別情報を受
信すると、モータ電力量検出装置11に対して当該刃具
5のレンジ切替情報を送信し、モータ電力量検出装置1
1のレンジを刃具5に適したものに設定する。
When the waveform system 30 receives the cutting tool information transmitted from the machining center 20, that is, the identification information of the replaced cutting tool 5 which is transmitted every time the cutting tool is replaced, the waveform power system 30 informs the motor power amount detecting device 11 of the same. The motor power amount detection device 1 is transmitted by transmitting the range switching information of the blade 5.
The range of 1 is set to be suitable for the cutting tool 5.

【0026】また、波形システム30は、マシニングセ
ンター20から刃具交換ごとに加工スタート信号を受信
すると、当該刃具5についての基準有効電力波形を読み
出し、モータ電力量検出装置11から送信されてくる測
定された有効電力波形と基準有効電力波形とをパターン
認識により比較し、刃具5の寿命を判定する。この刃具
5の寿命判定方法は、上述した前提発明におけるパター
ン認識形出力監視装置12による寿命判定方法と同様で
ある。この寿命判定は、上述したように、モータ突入電
力波形は除外され、切削加工波形のみについて行われ
る。このため、モータ突入電力波形に基づく上記の如き
問題は発生せず、正確な寿命判定を行うことができる。
Further, when the waveform system 30 receives a machining start signal from the machining center 20 every time the cutting tool is replaced, the reference active power waveform of the cutting tool 5 is read out and measured from the motor power amount detecting device 11. The active power waveform and the reference active power waveform are compared by pattern recognition to determine the life of the cutting tool 5. The method of determining the life of the cutting tool 5 is the same as the method of determining the life of the pattern recognition type output monitoring device 12 in the above-described premise invention. As described above, this life judgment is performed only on the cutting waveform, excluding the motor inrush power waveform. Therefore, the above-mentioned problems based on the motor rush power waveform do not occur, and the life can be accurately determined.

【0027】そして、波形システム30において、異常
波形を検出し刃具5に寿命がきたと判定した場合、波形
システム30からマシニングセンター20に対して設備
停止信号が送信され、マシニングセンター20は停止す
る。
When the waveform system 30 detects an abnormal waveform and determines that the cutting tool 5 has reached the end of its life, the waveform system 30 sends a facility stop signal to the machining center 20 to stop the machining center 20.

【0028】図17は、他の実施形態に係る刃具寿命診
断システムの構成を示し、複数のマシニングセンター2
0からなる加工ラインに刃具寿命診断装置を適用した場
合を示す。この場合、波形システム30は、各マシニン
グセンター20との間で、上述した1つのマシニングセ
ンター20との間での処理と同様な処理を行い、複数の
マシニングセンター20を一括して管理する。
FIG. 17 shows the configuration of a cutting tool life diagnosis system according to another embodiment, in which a plurality of machining centers 2 are used.
The case where the tool life diagnosing device is applied to a machining line consisting of 0 is shown. In this case, the waveform system 30 performs the same processing as the processing with one machining center 20 described above between each machining center 20 and collectively manages the plurality of machining centers 20.

【0029】以上説明したように、本実施形態に係る刃
具寿命診断システムは、マシニングセンター20等、複
数の刃具5を交換しながら使用する加工センターまたは
複数の加工センターからなる加工ラインにおいて、各刃
具5の寿命を正確に診断可能になることから、操作者が
複数の刃具5の寿命を監視する労力を軽減することがで
き、作業効率の向上、誤作業の防止を図ることができ
る。
As described above, the cutting tool life diagnosis system according to the present embodiment is such that, in the machining center 20 or the like, a cutting center which is used while exchanging a plurality of cutting tools 5 or a processing line including a plurality of processing centers is used. Since it becomes possible to accurately diagnose the service life of the blades, it is possible to reduce the labor of the operator for monitoring the service lives of the plurality of cutting tools 5, improve work efficiency, and prevent erroneous work.

【0030】また、モータ電力量検出装置11は、交換
後の刃具5に応じたレンジ切替指令にしたがってレンジ
を切替え、モータ8の有効電力波形を測定するよう構成
されるため、モータ突入電力波形がオーバーレンジしな
くなり、パターン認識での閾値の設定が可能になる。
Further, since the motor power detection device 11 is configured to switch the range in accordance with the range switching command according to the replaced cutting tool 5 and measure the active power waveform of the motor 8, the motor inrush power waveform is Overrange does not occur, and it becomes possible to set a threshold for pattern recognition.

【0031】また、波形システム30は、モータ起動
後、加工開始以降の有効電力波形に基づいてパターン認
識を行うよう構成されるため、モータ突入電力波形に基
づく問題が発生しなくなり、正確な寿命診断が可能にな
る。
Further, since the waveform system 30 is configured to perform the pattern recognition based on the active power waveform after the motor is started and after the machining is started, the problem based on the motor inrush power waveform does not occur and the accurate life diagnosis is performed. Will be possible.

【0032】また、波形システム30は、刃具に寿命が
きたと判定したとき、その旨を警報するよう構成される
ため、不良品の大量発生の防止などの効果が発揮され
る。
Further, when the waveform system 30 is configured to give an alarm to that effect when it is determined that the cutting tool has reached the end of its service life, it is effective in preventing the production of a large number of defective products.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明の刃具寿命診断システムによる
と、前提発明の効果つまり究極的に刃具費の低減と加工
品質維持の両立を図ることができるという効果に加え、
マシニングセンター等、複数の刃具を交換しながら使用
する加工センターまたは複数の加工センターからなる加
工ラインにおいて、各刃具の寿命を正確に診断可能にな
り、操作者が複数の刃具の寿命を監視する労力を軽減す
ることができ、作業効率の向上、誤作業の防止を図るこ
とができる。
According to the tool life diagnosing system of the present invention, in addition to the effect of the premise invention, that is, the effect of ultimately reducing the cost of the tool and maintaining the processing quality can be achieved.
In machining centers, such as machining centers that are used while exchanging multiple cutting tools, or in a processing line consisting of multiple processing centers, the life of each cutting tool can be accurately diagnosed, and the labor required for the operator to monitor the life of multiple cutting tools. It is possible to reduce the work efficiency, improve work efficiency, and prevent erroneous work.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】前提発明の一実施形態に係る刃具寿命診断装置
が適用された単軸刃具診断システムの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a single-axis cutting tool diagnostic system to which a cutting tool life diagnosing device according to an embodiment of the premise invention is applied.

【図2】単軸刃具診断システムが適用されるスリーブ加
工ラインを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a sleeve processing line to which a single-axis cutting tool diagnostic system is applied.

【図3】ワークとしてのスリーブが組み込まれた油圧制
御ソレノイドバルブの構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a hydraulic control solenoid valve in which a sleeve as a work is incorporated.

【図4】初期波形の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an initial waveform.

【図5】有効電力波形の相似的変化および特異的変化に
ついての説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of similar changes and specific changes of the active power waveform.

【図6】基準有効電力波形の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a reference active power waveform.

【図7】円筒度不良の判定例の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a determination example of defective cylindricity.

【図8】面粗さ不良の判定例の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of an example of determination of surface roughness defect.

【図9】刃具の欠けによる不良の判定例の説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram of an example of determining a defect due to chipping of a cutting tool.

【図10】単軸刃具診断システムでの波形収集のトリガ
ポイントの説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of trigger points for waveform collection in the single-axis cutting tool diagnostic system.

【図11】前提発明をマシニングセンター等に適用した
場合に発生するモータ突入電力波形の説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a motor rush power waveform generated when the premise invention is applied to a machining center or the like.

【図12】モータ突入電力波形に起因する問題の説明図
である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a problem caused by a motor inrush power waveform.

【図13】同じくモータ突入電力波形に起因する問題の
説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of a problem caused by a motor inrush power waveform.

【図14】同じくモータ突入電力波形に起因する問題の
説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a problem caused by a motor inrush power waveform.

【図15】本発明の一実施形態に係る刃具寿命診断シス
テムの概念的構成図である。
FIG. 15 is a conceptual configuration diagram of a cutting tool life diagnosis system according to an embodiment of the present invention.

【図16】波形収集のトリガポイントの説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of trigger points for waveform acquisition.

【図17】他の実施形態に係る刃具寿命診断システムの
概念的構成図である。
FIG. 17 is a conceptual configuration diagram of a cutting tool life diagnosis system according to another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ワーク 5 刃具 8 モータ 10 刃具寿命診断装置 11 モータ電力量検出装置 12 パターン認識形出力監視装置 20 マシニングセンター(加工センター) 30 波形システム(制御装置) 1 work 5 cutting tools 8 motor 10 Cutting tool life diagnosis device 11 Motor power detection device 12 Pattern recognition type output monitor 20 Machining Center (Processing Center) 30 Waveform system (control device)

フロントページの続き (72)発明者 吉良 耕一 兵庫県西宮市高畑町3−48 川鉄アドバン テック株式会社内 Fターム(参考) 2G024 AD10 BA12 CA19 DA06 3C029 DD01 DD11 Continued front page    (72) Inventor Koichi Kira             3-48 Takahata-cho, Nishinomiya-shi, Hyogo Kawatetsu Advan             Inside Tech Co., Ltd. F-term (reference) 2G024 AD10 BA12 CA19 DA06                 3C029 DD01 DD11

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の刃具と1つの刃具駆動用モータと
を備え、前記刃具を交換しながらワークを加工する加工
センターまたは複数の加工センターからなる加工ライン
に適用される刃具寿命診断システムであって、 交換後の刃具に応じたレンジ切替指令にしたがい、モー
タの有効電力波形を測定するモータ電力量検出装置と、 各刃具の寿命を示すモータの基準有効電力波形を予め記
憶するとともに、前記モータ電力量検出装置に対し交換
後の刃具に応じたレンジ切替指令を送信し、該モータ電
力量検出装置から受信した有効電力波形と前記基準電力
波形とをパターン認識により比較し当該刃具の寿命を判
定する制御装置とを備えることを特徴とする刃具寿命診
断システム。
1. A cutting tool life diagnosis system comprising a plurality of cutting tools and one cutting tool driving motor, which is applied to a processing center for processing a work while exchanging the cutting tools or a processing line comprising a plurality of processing centers. In accordance with the range switching command corresponding to the blade after replacement, the motor power amount detection device that measures the active power waveform of the motor and the reference active power waveform of the motor indicating the life of each blade are stored in advance, and the motor A range switching command corresponding to the blade after replacement is transmitted to the power detection device, and the effective power waveform received from the motor power detection device and the reference power waveform are compared by pattern recognition to determine the life of the blade. And a control device for operating the cutting tool life diagnosis system.
【請求項2】 前記制御装置は、モータ起動後、加工開
始以降の有効電力波形に基づいてパターン認識を行うこ
とを特徴とする請求項1記載の刃具寿命診断システム。
2. The cutting tool life diagnosis system according to claim 1, wherein the control device performs pattern recognition based on an active power waveform after the motor is started and after the machining is started.
【請求項3】 前記制御装置は、刃具に寿命がきたと判
定したとき、その旨を警報することを特徴とする請求項
1または2記載の刃具寿命診断システム。
3. The blade tool life diagnosis system according to claim 1, wherein the control device, when determining that the blade tool has reached the end of its life, gives an alarm to that effect.
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