JP2006082154A - 刃具診断装置と診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】刃具を交換しても警報設定値を正しく自動算出することが可能な方法を提供する。
【解決手段】工作機械１１の刃具ごとの有効電力波形データの特徴に基づき、予めそれぞれの刃具用に警報設定値算出方法を用意し、工作機械と接続された診断装置１２が工作機械から電力値などの有効電力波形データを収集し、収集の際にどの刃具を使用しているかを表す刃具情報を有効電力波形データに付加しておき、その刃具情報に基づいて警報設定値算出方法を選択することで、刃具を交換しても警報設定値を正しく算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワーク（被加工物）を加工する刃具の異常を検出する刃具診断装置に関するものである。

近年、工作機械などのライフサイクルコストの低減のため、工作機械の更新よりも延命化を求められるようになっている。このような状況下においては異なる種類の刃具を交換しながら切削加工をするタイプの工作機械なども例外ではない。

また、安定操業を求める一方で保全員の高齢化が進み工作機械などのメンテナンス技術の空洞化と技術継承が問題にもなっている。
このようなニーズに対応して、工作機械を使用した長期間のライフサイクルの物作りをする際に、工作機械の運用部分である刃具などの動作に着目し、生産設備である工作機械などの故障の徴候を事前に捉えるオンライン診断システムがある。

従来、切削加工などに用いられる工作機械の刃具診断装置の警報設定値の算出は、特許文献１に記載のように、加工中の電流値または電力値が設定値を超えたとき異常を検出する。そして上記設定値は刃具ごとに学習をし、それぞれの学習結果に基づき設定値を算出し、それぞれに設定値を保存するものが知られている。

また、特許文献２に記載のように作業工程の１サイクル動作中の全てにわたって、平常時（正常時）の値を基にした上下限値を作成しそれと実測値（現在値）とを比較して、実測値が上下限範囲外だった場合に警報を通知する。

それに対して、特許文献３のように作業工程の１サイクルの動作中に検出を開始する時刻と、監視する時間と、監視に用いる閾値を用意して、設定された監視時間内で閾値と実測値を比較して異常を検出し警報を通知するものがある。

上記記載の方法によれば、刃具一種類について、検出開始時刻と監視時間と閾値の組み合わせをいくつか用意するだけなので、工作機械の使用する刃具全種類の分を考えてもメモリ容量は小さくてすみ、また、上下限値で判定するだけなので、時間軸方向の変化に過敏になることもない。
特開平３−４９８４９号公報 特開平６−２０１３９８号公報 特開平５−３３７７９０号公報

しかしながら、特許文献１では、どのような加工をするための刃具かによって、電力波形は大きく異なるため、このような単一の閾値による検出では不十分である。また、刃具ごとに閾値を記憶するものの、それぞれの刃具についてはただ１つの閾値で異常検出するため刃具によっては異常を正しく検出できないという問題がある。

また、特許文献２では、作業工程の１サイクル動作中のすべてにわたって比較するため診断装置に大容量のメモリが必要であり、刃具を交換しながらワークを加工する工作機械に適用する場合にはそのメモリが刃具の種類の数だけ必要になり、コストの増大につながっていた。また、時間軸方向の変化に過敏になる傾向にもある。また、電力波形そのものを検出に用いるためメモリ容量が増大するという問題と時間方向の誤差に敏感になり誤検出しやすいという問題がある。

特許文献３では、 異常検出する区間とその区間における警報設定値の組み合わせを保存するため特許文献１に比べより詳細な異常検出ができる。また、特許文献２よりも、使用するメモリを少なくできる。

しかし、１加工サイクル中のどの区間にどのように閾値を設定すべきかを算出することができず、加工の際の有効電力波形は刃具によって異なるためそれらの設定値は表示されているグラフを見て人が入力するものであり複数の異なる刃具について設定するのは手間がかかるという問題がある。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、刃具ごとの電力波形の特徴に基づき、予めそれぞれの刃具用に警報設定値算出方法を用意する。さらに診断装置が工作機械から電力値データを収集する際にどの刃具を使用しているかを表す刃具情報をデータに付加しておき、その刃具情報に基づいて警報設定値算出方法を選択することで、刃具を交換しても警報設定値を正しく自動算出することが可能な方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、複数の異なる種類の刃具を備え、前記刃具を交換しながらワークを加工する工作機械 に対して適用され、正常な状態の前記刃具を駆動するモータの切削加工時の有効電力波形データをもとに警報設定値を予め算出し、前記警報設定値と診断対象の前記刃具を駆動するモータの前記有効電力波形データの実測値を比較することによって異常を検出する診断装置において、前記刃具ごとに前記警報設定値を算出するための警報設定値算出方式を警報設定値算出方式部に記憶すると手段と、前記刃具の種類に対応した前記警報設定値算出方式を前記警報設定値算出方式部から選択する警報設定値算出方式選択手段と、正常な前記異なる種類の前記刃具ごとの前記警報設定値算出方式に基づいて、正常な状態の診断対象の前記刃具を駆動するモータの切削加工時の前記有効電力波形データから、前記警報設定値を算出する警報設定値算出手段と、を具備する構成とする。

請求項２に記載の発明は、警報設定値算出方式選択手段は、前記ワークを加工している前記刃具の刃具情報に基づいて前記警報設定値算出方式を選択する構成とする。
請求項３に記載の発明は、任意の回数加工した正常加工時の前記有効電力波形データを平均した前記有効電力波形データを算出し、前記平均した前記有効電力波形データの最大値と最小値を算出し、前記最大値と前記最小値の間になるように閾値を選択し、前記有効電力波形データの時間領域を、前記閾値以上になる前記モータの加速によりピークとなるピーク領域と、その後切削による負荷がかかっている切削領域と、それらによってはさまれる閾値以下のアイドル領域と、前記刃具に負荷がかからず空転している領域とに区別し、それぞれの前記領域ごとに警報設定値を算出する構成とする。

請求項４に記載の発明は、任意の回数加工した正常加工時の前記有効電力波形データを平均した前記有効電力波形データを算出し、前記平均した前記有効電力波形データの最大値と最小値を算出し、前記最大値と前記最小値の間になるように閾値を選択し、前記有効電力波形データの時間領域を、前記閾値以上になる前記モータの駆動が加速により前記有効電力波形データのピークとなるピーク領域と、その後切削による負荷がかかっている切削領域と、それらによってはさまれる閾値以下のアイドル領域と、前記刃具に負荷がかからず空転している領域とに区別し、さらに前記切削領域を任意の領域に分割し、それぞれの前記領域ごとに前記警報設定値を算出する構成とする。

請求項５に記載の発明は、任意の回数加工した正常加工時の前記有効電力波形データを平均した前記有効電力波形データを算出し、前記有効電力波形データを前記領域ごとに分割し、前記分割した前記領域ごとに定めた割合で前記各領域の開始と終了の部分を削除した領域を作成し、それぞれの前記領域ごとに前記警報設定値を算出する構成とする。

請求項６に記載の発明は、複数の異なる種類の刃具を備え、前記刃具を交換しながらワークを加工する工作機械 に対して適用され、正常な状態の前記刃具を駆動するモータの切削加工時の有効電力波形データをもとに警報設定値を予め算出し、前記警報設定値と診断対象の前記刃具を駆動するモータの前記有効電力波形データの実測値を比較することによって異常を検出する診断装置の診断方法において、前記刃具ごとに前記警報設定値を算出するための警報設定値算出方式を警報設定値算出方式部に記憶し、前記刃具の種類に対応した前記警報設定値算出方式を前記警報設定値算出方式部から選択し、正常な前記異なる種類の前記刃具ごとの前記警報設定値算出方式に基づいて、正常な状態の診断対象の前記刃具を駆動するモータの切削加工時の前記有効電力波形データから、前記警報設定値を算出する、ことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、複数の異なる種類の刃具を備え、前記刃具を交換しながらワークを加工する工作機械 に対して適用され、正常な状態の前記刃具を駆動するモータの切削加工時の有効電力波形データをもとに警報設定値を予め算出し、前記警報設定値と診断対象の前記刃具を駆動するモータの前記有効電力波形データの実測値を比較することによって異常を検出する診断装置のプログラムであって、前記刃具ごとに前記警報設定値を算出するための警報設定値算出方式を警報設定値算出方式部に記憶する機能と、前記刃具の種類に対応した前記警報設定値算出方式を前記警報設定値算出方式部から選択する警報設定値算出方式選択機能と、正常な前記異なる種類の前記刃具ごとの前記警報設定値算出方式に基づいて、正常な状態の診断対象の前記刃具を駆動するモータの切削加工時の前記有効電力波形データから、前記警報設定値を算出する警報設定値算出機能と、をコンピュータに提供されるプログラムである。

上記構成によれば、刃具の種類ごとに警報設定値を算出する方法を用意して、それを実際の刃具にあわせて切り替えることにより、刃具を交換しても正しい警報設定値を算出することができる。

本発明によれば、それぞれの刃具用に警報設定値算出方法を用意しておき工作機械からの刃具情報に基づき、警報設定値算出方法を選択することで、刃具を交換しても警報設定値を正しく自動算出することが可能になる。さらに、コンピュータ（外部装置）におくことで、診断装置のメモリ容量を少なくできる。

以下図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細を説明する。
本発明の実施例を図１にしたがって説明する。図１に示す刃具診断装置は、刃具を交換しながらワークを加工する工作機械１１に対して適用され、診断装置１２およびコンピュータ１３（外部装置）から構成されている。

工作機械１１は、切削加工設備などである。診断装置１２は、データ記録部１４、警報設定値記録部１５、異常検出部１６、警報表示部１７から構成されている。
データ記録部１４は、工作機械が使用している刃具の切削加工をするときの、切削時に刃具を駆動するモータの有効電力波形データ（有効電力データに限らず電圧、電流などの有効電力波形データであってもかまわない）を、１加工サイクルの電力波形として観測してＡ／Ｄ変換をして有効電力波形データとし、日時に関する情報や刃具の種類に関する情報などとともに記録する。

警報設定値記録部１５は、正常運用時の刃具を使用した切削加工の１加工サイクルの有効電力波形データのピークレベル状態、アイドル状態、切削状態のように有効電力波形データを状態ごとに区別する。このように状態ごとに１加工サイクル内で波形を分割した範囲を領域といい、ピークレベル領域、アイドル領域、切削領域などとする。工作機械１１で使用する刃具ごとに１加工サイクルの有効電力波形データの上記領域に対して設定した警報設定値を記憶する。

ここで、現在使用している刃具に合わせた警報設定値を選択する必要がある。そこで警報設定値に有効フラグを付加し使用する刃具で必要な警報設定値に対応する有効フラグをＯＮにする。なお、有効フラグは、刃具に対して利用者が手動で選択してもいいし、自動で刃具に合った有効フラグを選択してもかまわない。

なお、上記正常運用時とは、ワークを加工する際に加工の途中で刃具が破損したり、ワークの削りだしに失敗した場合でなく、ワークの加工が正常に完了したときのことをいう。

異常検出部１６は、警報設定値記録部１５に記録された、領域ごとの警報設定値の有効フラグがＯＮになっているかどうかをチェックする。そして、工作機械から収集した波形
データの現在の値と警報設定値記録部１５に記録された警報設定値とを比較して異常を検出する。

警報表示部１７は、異常検出部１６で異常が検出されたときに検出結果をモニタ（ＣＲＴ、液晶表示）に表示する。
コンピュータ１３は、データ記録部１８、警報設定値算出方式選択部１９、警報設定値算出部２０、警報設定値算出方式テーブル２１（警報設定値算出方式部）から構成される。

データ記録部１８は、診断装置内のデータ記録部１４の有効電力波形データと刃具情報を記憶する。
警報設定値算出方式選択部１９は、データ記録部１８から記録された有効電力波形データがどの刃具を用いたときの有効電力波形データであるかをあらわす刃具情報を取得する。そして、刃具に対応する警報設定値算出方式を警報設定値算出方式テーブル２１から選択する。

警報設定算出方式テーブル２１には、警報設定値を算出するための警報設定算出方式（アルゴリズム）が刃具ごとに用意されている。（図１の方式１〜Ｎ）なお、警報設定算出方式については後述する。

警報設定値算出部２０は、データ記録部１８から正常運用時の有効電力波形データを読み込み、警報設定値演算算出方式選択部１９で選択した警報設定値算出方式にしたがって警報設定値を算出する。警報設定値算出方式テーブル２１は、警報設定値算出方式が刃具毎に記憶されているテーブルである。

次に、図２を用いて診断装置１２の処理フローを示す。はじめに、ステップＳ２１では、診断装置１２の収集スイッチをＯＮにする。
ステップＳ２２では、スイッチがＯＮの状態であるかを確認し、ＯＮ状態であればＹＥＳでＳ２３のステップに進み収集を開始する。

また、ステップＳ２２で、収集スイッチがＯＦＦに変わった場合はそれ以上データ収集／記録を行なわずに処理を終了する。
ステップＳ２３では、工作機械１１がどの刃具を使用しているかをあらわす刃具情報と、刃具を駆動するモータの有効電力データを、工作機械１１から収集する。

そして、ステップ２４で有効電力データは１加工サイクルごとに分割し、収集日時や刃具情報などのヘッダ情報を付加して、随時データ記録部１４に記録する。
ステップＳ２５では異常検出部１６が、警報設定値記録部１５に記録された、領域ごとの警報設定値の有効フラグがＯＮになっているかどうかをチェックし、すべての領域についてＯＦＦのときは異常検出せずにＳ２２の収集スイッチの確認処理に戻る。

そして、警報設定値記録部１５に記録された、領域ごとの警報設定値の有効フラグの何れかがＯＮのとき、ステップＳ２６に進む。
次に、ステップＳ２６では、異常検出部１６が、警報設定値記録部１５に記録された、対象の刃具ごとの各領域に警報設定値とともに設定されている有効フラグがＯＮである場合、工作機械１１から収集した有効電力波形データの現在値（領域ごとの測定値）と警報設定値記録部１５に記録された警報設定値とを比較して異常を検出する。

比較方法は、工作機械１１から有効電力データを時間で監視し、例えば、前述したピークレベル領域の範囲に有効電力データの比較期間がきたとき、警報設定値として設定されている電力値の範囲内にあるかを監視している。なお、有効電力データは工作機械１１からのデータを直接使用してもいいし、データ記録部１４に記録されたデータを利用してもかまわない。

ステップＳ２７では、Ｓ２６で比較した結果に基づき異常を検出し、異常がある場合はＹＥＳでＳ２８に進む。異常が検出されない場合はＳ２２に戻る。
次に、ステップＳ２８では、警報表示部１７に異常と判断された刃具の異常を表示する。

そして、警報表示がされた後、Ｓ２２の収集スイッチの確認処理に戻る。
なお、警報表示は、異常発生の日時、刃具の種類、刃具の交換日時などと一緒に表示してもよい。また、これらの情報をログとして残しておくことで履歴を表示し、管理することで刃具ごとの寿命、故障率などの信頼性データを算出し表示できる。

次に、図３を用いてコンピュータ１３の処理についてフローで説明をする。
まず、ステップＳ３１で、コンピュータ１３は診断装置１２から定期的または任意のタイミングでデータ記録部１４から収集データをコンピュータ１３のデータ記録部１８に伝送する。

ステップＳ３２では、診断装置１２内のデータ記録部１４に記録した工作機械１１の切削加工をしているときのモータ動作時有効電力波形などの波形データを、コンピュータ内のデータ記録部１８に転送する。この収集した有効電力波形データが正常時であるときのデータを警報設定値算出部１５で警報設定値を算出するのに用いる。ここで、ワークを加工している際に刃具が破損していたり、ワークの加工に失敗した場合は、その有効電力波形データは警報設定値算出用の有効電力波形データとして利用しない。正常時の有効電力波形データはワークの加工が正常に完了したものをいう。

ステップＳ３３では、コンピュータ内の警報設定値演算方式選択部１９が、データ記録部１８に記録された収集データがどの刃具を用いたときのデータであるかをあらわす刃具情報を取得する。

次に、ステップＳ３４では、Ｓ３３で取得した刃具情報に基づき、警報設定値演算方式選択部１９が、その刃具に対応する警報設定値算出方式を警報設定値算出方式テーブル２１内から抽出するために、警報設定値算出方式テーブル２１内を参照する。ここで、警報設定値算出方式は有効電力波形データの各領域の平均に基づき最大値、最小値を求めて警報設定値を決定するアルゴリズムである。（警報設定値算出方式については後述する）なお、ここでは平均値を用いたが特に限定されるものではなく、分散などを利用してもかまわない。例えば、シグマ（σ）、標準偏差（分散の平方根）を用いることで、分布の「ばらつき」算出し、３シグマ法または１シグマ法を用いばらつきを標準偏差で測定し、正規分布の中心に平均からプラスマイナス３シグマまたは１シグマを上限・下限として警報設定値を求めてもかまわない。なお、統計的手法を用いて警報設定値を決められることはいうまでもない。

そして、ステップＳ３５で、警報設定値算出方式を選択する。選択方法はディスプレイ上に刃具情報と警報設定値算出方式の一覧を表示し、利用者が手動でマウスなどの入力装置を用いて選択する方法でもいいし、個々の刃具情報と警報設定値算出方式とを対応付けておき、自動で警報設定値算出方式テーブル２１内から選択する方法でもよい。

ここで、刃具情報に対応する警報設定値算出方式がない場合は処理を終了する。
ステップＳ３６では、警報設定値算出部２０がデータ記録部１８から正常時のデータを読み込み、警報設定値演算算出方式選択部１９で選択した警報設定値算出方式にしたがって警報設定値を算出する。

ステップＳ３７では、今回使用している刃具の各領域に対応する警報設定値を有効にするか無効を表す警報設定値有効フラグを設定する。そして診断装置１２の警報設定値記録部１５に警報設定値を記録する。なお、警報設定値有効フラグは有無の設定は利用者が判断してもいいし、自動で設定してもかまわない。

次に、刃具の違いによる警報設定値算出方式の違いについて例をあげて説明する。
例えば、穴をあけるドリルなどの場合について説明すると、工作機械１１は、通常モータは、モータ起動時のピークパルスのあとドリルが空転するアイドル状態を経て、切削状態へと移る。この場合、図４にあるように切削中は電力値にあまり変化がない。

したがって、警報設定値は、過去の正常波形から、ピークレベル、アイドル状態、切削状態のそれぞれが１加工サイクル中のどの範囲にくるかを判定し、またそれぞれの上下限値をどれぐらいにすべきかにより算出することができる。

警報設定値を算出する場合、まず、同じ加工を複数回繰り返した有効電力波形データを取得し、その有効電力波形データの平均した有効電力波形データを作成する。この波形をもとに以下図５のようにして領域設定をする。ここで、有効電力波形データの取得は必ずしも新しい刃具を利用しワークを加工した有効電力波形データを使用する必要はない。有効電力波形データはワークを加工して成功した場合の有効電力波形データを利用する。さらに、工作機械１１の運用中に取得した複数のワーク加工成功時の有効電力波形データを蓄積し平均して利用できる。

図５にあるように１サイクルの加工データの中で、電力値がある閾値未満の領域を主軸停止領域、それ以外の領域を主軸動作領域にするというやり方で領域を分割する。
閾値の決定の仕方としては絶対値を指定するのではなく、閾値と全領域の最小値の差（図５のＢ）、全領域の最大値と最小値の差（図５のＡ）に対する比の値を予め決めておき、取得したデータの平均波形の最大値と最小値に基づき閾値を決定する。そうすることで閾値が最大値より大きくなったり、逆に最小値より小さくなったりすることがなくなる。

また、図６にあるように、主軸動作領域の中で、電力値がある閾値未満の領域をアイドル領域、それ以外の領域を切削領域にするというやり方で領域を分割する。
閾値以上の領域で最初のものは主軸加速によるピーク領域として監視対象からはずすこともできる。

閾値と全領域の最小値の差（図６のＤ）、全領域の最大値と最小値の差（図６のＣ）に対する比の値を予め決めておき、取得したデータの平均波形の最大値と最小値をもとに閾値を決定する。

ここで、上記で求めたアイドル領域と切削領域には、図７に示すように、隣り合う領域間で大きく電力値が変化する電力値変化部が含まれているので、領域ごとに予め指定した割合で領域の開始と終了の部分（７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ）のデータを削除する。

電力値の変動の大きな部分の比較をする必要がなくなるため、領域の境界でのデータ変動を無視することができる。
次に、図８のように各領域の警報設定値を算出する。例えば、警報設定値とアイドル領域の平均値の差（図８のＦ）、アイドル領域の最大値とアイドル領域の平均値の差（図８のＥ）に対する比の値を指定することで、アイドル領域の警報設定値を算出する。警報設定値は図８のような上限の閾値だけでなく、下限についても同様に算出する。

同様にして切削領域についても警報設定値を算出する。また、フライス加工などで面取りをするエンドミルの場合には、モータ起動時のピークパルスのあとドリルが空転するアイドル状態を経て切削状態へと移る。このような場合、図９にあるように切削中に削る量が増えるため、次第に電力値が大きくなる。そこで、切削状態の範囲をさらにいくつかに分割して、それぞれの上下限値を別々に算出するなど、算出方式をまったく別に用意する必要がある。

この場合の領域設定の仕方について説明する。図４で説明したようにして、アイドル領域と切削領域をまず求める。さらに、切削領域を図１０のように、等間隔に分割しＧ、Ｈ、Ｉのような小領域に分割する。その分割した領域について、図４の場合と同様に警報設定値を算出する。

ここで、分割したＧ、Ｈ、Ｉの小領域ごとに警報設定値算出方式を用意することで、エンドルミンだけでなく、特殊な刃具を利用する場合においても、分割の仕方を刃具に合わせることにより警報設定値を算出することが可能になる。

上記構成によれば、予め刃具ごとに警報設定値算出方式を用意しておき、警報設定値を算出するための正常時データを読み込む際に、データがどの刃具を使用した際のものかを表す刃具情報を付加して、用意した警報設定値算出方式中から、対応する算出方式を選ぶようにする。

また、本発明によると、それぞれの刃具用に警報設定値算出方法を用意しておき工作機械からの刃具情報に基づき、警報設定値算出方法を選択するようにしたことで、刃具を交換しても警報設定値を正しく自動算出することが可能になる。

さらに、上述のように、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明してきたが、本発明が適用されるプログラムは、そのプログラムコードを記録したＲＯＭやＲＡＭのメモリ、外部記録装置、可搬記録媒体を供給し、コンピュータがプログラムコードを読み出し実行できる。

この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した可搬記録媒体等は本発明を構成することになる。プログラムコードを提供するための可搬記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリーカード、ＲＯＭカード、電子メールやパソコン通信等のネットワーク接続装置（言い換えれば、通信回線）を介して記録した種々の記録媒体などを用いることができる。

また、コンピュータがメモリ上に読み出したプログラムコードを実行することによって、前述した実施の形態の機能が実現される他、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現される。

更に、可搬型記録媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実現の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現され得る。

また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

本発明である刃具診断装置の構成を示す図である。 診断装置の処理をフローで示した図である。 コンピュータの処理をフローで示した図である。 切削中は電力値の変化を時系列に表した図である。 １サイクルの加工データの中で、電力値がある閾値未満の領域を主軸停止領域、それ以外の領域を主軸動作領域にするというやり方で領域を分割した図である。 主軸動作領域の中で、電力値がある閾値未満の領域をアイドル領域、それ以外の領域を切削領域にするというやり方で領域を分割した図である。 隣り合う領域間で大きく電力値が変化する電力値変化部を示す図である。 各領域の警報設定値を算出方法を示す図である。 エンドミルの場合の切削状態が切削中に削る量が増えるため、次第に電力値が大きくなることを示した図である。 図９のような場合に、Ｇ、Ｈ、Ｉのように小領域に分割して警報設定値を算出することを示した図である。

符号の説明

１１ 工作機械
１２ 診断装置
１３ コンピュータ
１４ データ記録部
１５ 警報設定値記録部
１６ 異常検出部
１７ 警報表示部
１８ データ記録部
１９ 警報設定値算出方式選択部
２０ 警報設定値算出部
２１ 警報設定値算出方式テーブル

Claims (7)

1. 複数の異なる種類の刃具を備え、前記刃具を交換しながらワークを加工する工作機械 に対して適用され、正常な状態の前記刃具を駆動するモータの切削加工時の有効電力波形データをもとに警報設定値を予め算出し、前記警報設定値と診断対象の前記刃具を駆動するモータの前記有効電力波形データの実測値を比較することによって異常を検出する診断装置において、
   前記刃具ごとに前記警報設定値を算出するための警報設定値算出方式を警報設定値算出方式部に記憶すると手段と、
   前記刃具の種類に対応した前記警報設定値算出方式を前記警報設定値算出方式部から選択する警報設定値算出方式選択手段と、
   正常な前記異なる種類の前記刃具ごとの前記警報設定値算出方式に基づいて、正常な状態の診断対象の前記刃具を駆動するモータの切削加工時の前記有効電力波形データから、前記警報設定値を算出する警報設定値算出手段と、
   を具備することを特徴とする刃具診断装置。
2. 警報設定値算出方式選択手段は、前記ワークを加工している前記刃具の刃具情報に基づいて前記警報設定値算出方式を選択することを特徴とする請求項１に記載の刃具診断装置。
3. 任意の回数加工した正常加工時の前記有効電力波形データを平均した前記有効電力波形データを算出し、
   前記平均した前記有効電力波形データの最大値と最小値を算出し、
   前記最大値と前記最小値の間になるように閾値を選択し、
   前記有効電力波形データの時間領域を、前記閾値以上になる前記モータの加速によりピークとなるピーク領域と、その後切削による負荷がかかっている切削領域と、それらによってはさまれる閾値以下のアイドル領域と、前記刃具に負荷がかからず空転している領域とに区別し、それぞれの前記領域ごとに警報設定値を算出することを特徴とする請求項１に記載の刃具診断装置。
4. 任意の回数加工した正常加工時の前記有効電力波形データを平均した前記有効電力波形データを算出し、
   前記平均した前記有効電力波形データの最大値と最小値を算出し、
   前記最大値と前記最小値の間になるように閾値を選択し、
   前記有効電力波形データの時間領域を、前記閾値以上になる前記モータの駆動が加速により前記有効電力波形データのピークとなるピーク領域と、その後切削による負荷がかかっている切削領域と、それらによってはさまれる閾値以下のアイドル領域と、前記刃具に負荷がかからず空転している領域とに区別し、
   さらに前記切削領域を任意の領域に分割し、それぞれの前記領域ごとに前記警報設定値を算出することを特徴とする請求項１に記載の刃具診断装置。
5. 任意の回数加工した正常加工時の前記有効電力波形データを平均した前記有効電力波形データを算出し、
   前記有効電力波形データを前記領域ごとに分割し、前記分割した前記領域ごとに定めた割合で前記各領域の開始と終了の部分を削除した領域を作成し、それぞれの前記領域ごとに前記警報設定値を算出することを特徴とする請求項１に記載の刃具診断装置。
6. 複数の異なる種類の刃具を備え、前記刃具を交換しながらワークを加工する工作機械 に対して適用され、正常な状態の前記刃具を駆動するモータの切削加工時の有効電力波形データをもとに警報設定値を予め算出し、前記警報設定値と診断対象の前記刃具を駆動するモータの前記有効電力波形データの実測値を比較することによって異常を検出する診断装置の診断方法において、
   前記刃具ごとに前記警報設定値を算出するための警報設定値算出方式を警報設定値算出方式部に記憶し、
   前記刃具の種類に対応した前記警報設定値算出方式を前記警報設定値算出方式部から選択し、
   正常な前記異なる種類の前記刃具ごとの前記警報設定値算出方式に基づいて、正常な状態の診断対象の前記刃具を駆動するモータの切削加工時の前記有効電力波形データから、前記警報設定値を算出する、
   ことを特徴とする刃具診断装置の診断方法。
7. 複数の異なる種類の刃具を備え、前記刃具を交換しながらワークを加工する工作機械 に対して適用され、正常な状態の前記刃具を駆動するモータの切削加工時の有効電力波形データをもとに警報設定値を予め算出し、前記警報設定値と診断対象の前記刃具を駆動するモータの前記有効電力波形データの実測値を比較することによって異常を検出する診断装置のプログラムであって、
   前記刃具ごとに前記警報設定値を算出するための警報設定値算出方式を警報設定値算出方式部に記憶する機能と、
   前記刃具の種類に対応した前記警報設定値算出方式を前記警報設定値算出方式部から選択する警報設定値算出方式選択機能と、
   正常な前記異なる種類の前記刃具ごとの前記警報設定値算出方式に基づいて、正常な状態の診断対象の前記刃具を駆動するモータの切削加工時の前記有効電力波形データから、前記警報設定値を算出する警報設定値算出機能と、
   をコンピュータに提供されるプログラム。

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