JP2008044074A - Grinding monitor device - Google Patents
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Abstract
Description
研削加工の生産技術の向上や設備開発に役立つ研削モニタ装置に関するものである。 The present invention relates to a grinding monitor device that is useful for improving production technology and equipment development of grinding.
研削加工を行なう研削盤などの研削装置では、PLC(プログラマブルコントローラ)によるシーケンス制御が用いられている。このような研削装置では、例えば、加工中のワーク寸法をインプロセスゲージ(ゲージディテクタ)で検出し、その検出値に基づいて、PLCが研削砥石の切り込み送りを制御するようにしている。 In a grinding apparatus such as a grinding machine that performs grinding, sequence control by a PLC (programmable controller) is used. In such a grinding apparatus, for example, a workpiece dimension being processed is detected by an in-process gauge (gauge detector), and the PLC controls the cutting feed of the grinding wheel based on the detected value.
ところで、このようなシーケンス制御では、インプロセスゲージによるワーク寸法の検出から実際に砥石の切り込み送りが切り換わるまでにタイムラグを起こしてしまう。しかも、その際、ワークの寸法生成速度は、砥石の切れ味などによって変動するため、加工進行寸法にもバラツキを生じてしまう。そのため、研削状態の把握や異常研削時のトラブルシューティングには、作業者に充分な作業経験や知識が必要であるという問題がある。 By the way, in such sequence control, there is a time lag from the detection of the workpiece dimensions by the in-process gauge to the actual switching of the grinding stone cutting feed. In addition, at that time, since the workpiece dimension generation speed varies depending on the sharpness of the grindstone, the machining progress dimension also varies. Therefore, there is a problem that an operator needs sufficient work experience and knowledge to grasp the grinding state and troubleshoot during abnormal grinding.
この問題を解決する一つの方法として、例えば、(特許文献1)に示すようなロギング装置を使用することが考えられる。このロギング装置は、図5に示すように、PLCバスインターフェース1、入力制御部2、トリガ検知部3、記録条件設定部4、データ編集部5、一次ファイル記億部6、ログファイル記録部7、ログ転送部8及びログ加工表示部9とで構成されており、PLCバスインターフェース1は、PLC内部のCPUバスやI/Oバスと接続してバススヌープ(監視)を行なう。こうすることで、CPUバスからPLCのCPUユニット上の時計データを取得する。また、I/Oバスから、ロギング対象のPLCのI/O接点データを収集して、入力制御部2の指示に従って一次ファイル記憶部6に転送し格納したのち、ディスプレイ10に表示する。したがって、このデータを解析すれば、少なくとも研削状態の把握や異常研削時のトラブルシューティングができると考えられる。
As one method for solving this problem, for example, it is conceivable to use a logging device as shown in (Patent Document 1). As shown in FIG. 5, the logging device includes a
しかしながら、上記のロギング装置では、収集するデータがCPUユニットの時計データとPLCのI/O接点データなので、このような接点の「オン・オフ」データがディスプレイに表示されても研削装置やPLCのプログラムに精通していないと、表示された「オン・オフ」のデータから研削状態を把握したり、異常研削時のトラブルシューティングをしたりするのは難しい問題がある。 However, in the above logging device, since the data to be collected is the clock data of the CPU unit and the I / O contact data of the PLC, even if such “on / off” data of the contact is displayed on the display, the grinding device or PLC If you are not familiar with the program, it is difficult to understand the grinding status from the displayed “on / off” data and to troubleshoot abnormal grinding.
そこで、この発明の課題は、作業経験や知識を必要とせず、しかも研削装置やPLCに精通していなくても、研削状態の把握や異常研削時のトラブルシューティングができるようにすることである。 Therefore, an object of the present invention is to enable grasping of a grinding state and troubleshooting during abnormal grinding without requiring work experience and knowledge and being familiar with a grinding apparatus or a PLC.
上記の課題を解決するため、この発明では、研削装置のワーク寸法を描画用データに変換して、前記研削装置の砥石駆動モータの電流を描画用データに変換し、さらに、前記研削装置の砥石テーブルの移動量を描画用データに変換し、その変換した描画データを、ワークの測定寸法と砥石駆動モータの電流及び砥石テーブルの移動量をY軸とし、X軸を時間軸としてディスプレイの同一画面上に折れ線グラフとして順次プロットするという構成を採用したのである。 In order to solve the above problems, in the present invention, the workpiece dimensions of the grinding device are converted into drawing data, the current of the grinding wheel driving motor of the grinding device is converted into drawing data, and the grinding wheel of the grinding device is further converted. The table movement amount is converted into drawing data, and the converted drawing data is displayed on the same screen of the display with the workpiece measurement dimension, wheel drive motor current and wheel table movement amount as the Y axis, and the X axis as the time axis. The configuration of plotting sequentially as a line graph on top was adopted.
このような構成を採用することにより、研削テーブル、ゲージ、動力の検出出力がリアルタイムで、しかも、同時に、同じ画面上に、折れ線グラフで順次連続して表示されるので、そのグラフの変化を見れば、作業経験や知識が無くとも、また、研削装置やPLCに精通していなくても、容易に装置の状態を把握したり、異常研削時のトラブルシューティングをしたりすることができる。 By adopting such a configuration, the detection output of the grinding table, gauge, and power is displayed in real time and at the same time in a continuous line graph on the same screen, so you can see changes in that graph. For example, even if there is no work experience or knowledge, and even if you are not familiar with the grinding device or PLC, you can easily grasp the state of the device or troubleshoot during abnormal grinding.
このとき、処理手段をPLC(プログラマブルコントローラ)とし、ディスプレイを前記PLCと通信インターフェースで接続されたタッチパネルディスプレイとした構成を採用することができる。 At this time, it is possible to adopt a configuration in which the processing means is a PLC (programmable controller) and the display is a touch panel display connected to the PLC via a communication interface.
このような構成を採用することにより、操作や設定用のタッチパネルディスプレイを使用して、研削テーブル、ゲージ、動力の検出出力がリアルタイムで、しかも、同時に同じ画面上に順次連続してグラフ表示させることができる。 By adopting such a configuration, using a touch panel display for operation and settings, the detection output of the grinding table, gauge, and power can be displayed in real time on the same screen in succession. Can do.
この発明は、以上のように構成したことにより、作業経験や知識を必要とせず、しかも研削装置やPLCに精通していなくても、研削状態の把握や異常研削時のトラブルシューティングができる。 By configuring as described above, the present invention does not require work experience or knowledge, and can grasp the grinding state and troubleshoot during abnormal grinding without being familiar with the grinding apparatus or PLC.
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
この形態は、図1に示すように、研削装置20、PLC(プログラマブルコントローラ)21及びタッチパルネディスプレイ22とで構成されており、研削設備の1つの制御ユニットを示すものである。すなわち、本来は、主制御盤に配置されたPLC21によって、複数の研削装置20を制御するのであるが、理解を容易にするため、ここでは1ユニットについて述べる。
As shown in FIG. 1, this embodiment includes a
研削装置20は、砥石23と砥石駆動モータ24を載置した砥石テーブル25をステージ26上に設け、そのステージ26上の砥石テーブル25を切り込み送り駆動部27で移動させる構成となっている。そのため、切り込み送り駆動部27は駆動用モータを備えており、駆動用モータにロータリーエンコーダ28を取付けて、移動位置を検出できるようにしてある。また、砥石23で外径研削されているワーク30には、ゲージディテクタ(インプロセスゲージ)31を取付けて、研削中のワーク30の寸法を検出できるようにしてある。さらに、砥石駆動モータ24に電流トランス(CT)32を取付けて、モータ電流を検出できるようにしてある。このゲージディテクタ31、電流トランス32、ロータリーエンコーダ28の各センサ出力は、増幅器などを介し(ロータリーエンコーダ28の場合は、後述のモーションコントロール50を介し)、PLC21と接続して入力するようにしてある。
The
PLC21は、図2のように、マイクロコンピュータ(例えば、ワンチップマイコンなど)40やメモリ41を備えたもので、入力回路42と接続したセンサやスイッチなどからの信号に基づき、予め設定されたプログラムを実行して出力回路43に接続されたモータやアクチュエータのオン・オフを制御する。この形態では、PLC21は、出力回路43を介して砥石駆動モータ24と接続し、前記モータ24を直接制御する。一方、PLC21は、切り込み送り駆動部27とモーションコントロール50を介して接続し、モーションコントロール50とPLCとをフィールドバスで接続してある。そのため、PLC21のマイクロコンピュータからモーションコントロール50へダイレクトに位置コマンドを送信できるようにしてある。
As shown in FIG. 2, the
モーションコントロール50は、図1に示すように、モーションコントローラ51、モーションドライバ52、モーションデバイス(切り込み送り駆動部27)で構成され、モーションコントローラ51に、前記切り込み送り駆動部27のロータリーエンコーダ28の検出出力を入力してある。そのため、この検出出力が入力されたモーションコントローラ51では、ロータリーエンコーダ28の検出出力と、前記PLC21からの位置コマンドとの偏差がゼロとなるようにモーションドライバを制御して切り込み送り駆動部27の駆動用モータ(モーションデバイス)を制御(サーボ制御)する。また、このとき、モーションコントロール51は、ロータリーエンコーダ28の検出出力から算出した座標データ(例えば、偏差を算出するのに使用したもの)を、逐次PLC21へ送信する。
As shown in FIG. 1, the
タッチパネルディスプレイ22は、透明なシート状のセンサを表示画面に取り付け、その透明シートのセンサを介して画面に表示されたボタンなどにタッチすることで、表示だけではなくて制御盤のPLC21を操作するための入力デバイスとして使用するものである。そのため、タッチパネルディスプレイ22は、主制御盤の操作盤に設置して、PLC21と高速なバス通信で接続してある。
The
また、前記タッチパネルディスプレイ22は、画像処理用のグラフィクチップ、マイクロコンピュータ、メモリなどを備えており、パソコン60とのデータの送受を行なうための通信インターフェースも備えている。そして、その通信インターフェースを介してパソコン60と接続することにより、パソコン60上のソフトでタッチパネルディスプレイ22に表示するデータの作成や変更ができるようになっている。さらに、このタッチパネルディスプレイ22は、複数の画面(ページ)を登録できるようになっているため、用途に応じた画面を準備して切り換えて使用できるようになっている。さらに、また、このタッチパネルディスプレイ22には、メモリカードスロット61が設けられており、前記スロット61に挿入したメモリカード(CFカード、SDカードなど)を介してデータの授受ができるようになっている。
In addition, the
この形態は、上記のように構成されており、タッチパネルディスプレイ22の表示画面を、図3のように設計した。すなわち、表示画面は、パソコン60上でソフトウェアを使用して作成した。具体的には、図3のように、ワーク30の測定寸法と砥石駆動モータ24の電流及び砥石テーブル25の移動量をY軸とし、経過時間をX軸とした。このX軸とY軸で囲まれた描画エリアに各センサ28、31、32の描画データを順次プロットして折れ線グラフを表示するようにしてある。
This form is configured as described above, and the display screen of the
一方、X軸とY軸で囲まれた描画エリアの外側には、スケール(目盛)70を設け、スイッチ71と表示窓72を配置してある。スケール70は、切り込み位置、ゲージ寸法、研削電力の目盛と時間スケールである。また、スイッチ71は、動力(10KW、5.5KW、2.5KW)の3タイプに合わせてY軸のスケールを切り換えるためのものと、グラフ表示を高速、低速に切り換えてX軸のスケールを変更できるようにしたもの及びメインメニューを選択してページ(画面)を切り換えるためのものを設けている。また、表示窓72は、荒削りから仕上げまでの経過時間を表示するものと、各センサ28、31、32による切り込み量、ゲージ寸法、使用動力量などのリアルタイムの測定値をデジタル表示するものなどを設けている。
On the other hand, a
このような表示画面で研削加工を開始すると、各センサ28、31、32からの検出値が、図4に示すようなフローに基づいてPLC21へ入力し、入力した検出値はPLC21で描画データに変換され、タッチパネルディスプレイ22へ送信される。
When grinding is started on such a display screen, detection values from the
無論、それまでに、パソコン60からタッチパネルディスプレイ22へ表示データを送信して画面表示ができるようにしておく必要がある。また、研削装置20へシーケンス制御するためのラダープログラムやモーションコントロール50を制御するためのプログラムも転送しておく必要がある。準備ができるとワーク30を装着して研削加工を開始する。
Of course, it is necessary to transmit display data from the personal computer 60 to the
すなわち、図4に示すように、ゲージディテクタ31がワーク30の寸法を検出すると(処理100:以下「処理」省略)、検出した出力はプリアンプ及びアナログ出力ユニット(図示はしていないがPLC21内に設けてある)で増幅し(110)、PLC21のA/D変換器(マイクロコンピュータ)でデジタル信号に変換したのち(120)、PLC21でタッチパネルディスプレイ22の表示データ用の描画データに変換する(130)。ここで、A/D変換器のサンプリング周期を、例えば、表示間隔に合わせれば、サンプリングしたデータを、PLC21がグラフィックメモリのアドレスを1スパン分シフトして書き込むと(140)、オンゲージの折れ線グラフ80の最新データとして更新した点として画面にプロットし、表示させることができる。
That is, as shown in FIG. 4, when the
砥石駆動モータ24に設けた研磨動力測定用の電流トランス32の検出出力も先のゲージディテクタ31の場合と同様に、電流トランス32が砥石駆動モータ24の電流を検出すると(200)、プリアンプ及びアナログ出力ユニットで増幅し(210)、PLC21のA/D変換器(マイクロコンピュータ)でデジタル信号に変換して(120)、PLC21でタッチパネルディスプレイ22の表示データに合わせた描画データに変換する(130)。そして、PLC21でグラフィックメモリのアドレスを1スパン分シフトして書き込むと(140)、研削電力の折れ線グラフ81の最新のデータとして更新した点を画面にプロットし、表示させることができる。
When the
このとき、切り込み送り駆動部27のロータリーエンコーダ28が砥石テーブル25の移動によってエンコード出力を出力すると(300)、モーションコントロール50が、座標データを算出する(310)。このエンコード出力は、インクリメンタル型の場合、例えば、2相パルスの位相差をプログラム処理から検出し、基準点からの出力をカウンタなどで加減算することにより移動量を算出できるので、移動量から座標データを算出できる。算出した座標データはPLC21へ出力する。PLC21では、グラフィックメモリのアドレスを1スパン分シフトして書き込むと(140)、切り込み位置の折れ線グラフ82の最新のデータとして更新した点を画面にプロットし、表示させることができる。
At this time, when the
また、この画面全体は、図1のように、例えば、SDメモリやコンパクトフラッシュメモリなどの固体メモリ62をスロット61に挿入してビットマップ形式などで定期的に保存する。
Further, as shown in FIG. 1, the entire screen is periodically saved in a bitmap format or the like by inserting a
このように、表示された切り込み位置、ゲージ寸法、研削電力の3本の折れ線グラフ80〜82は、同じ時間軸でプロットした時系列グラフで表示しているので、例えば、異常がなければ、各グラフ80〜82の変化量や変化スピードは決まった動きをする筈である。そのため、その傾向を見るだけで正常に作動していることが理解できる。また、トラブルが発生した場合は、トラブルに関連するグラフ80〜82が特異な動きをする筈なので、トラブルシューティングができる。
Thus, since the three
すなわち、研削装置20の「切り込み位置」、「ゲージ寸法」、「研削電力」の3つの主要な特性を、連続した折れ線グラフ80〜82として表示させることで、それらの変化量や変化スピードなどをリアルタイムで視認することができる。そのため、その視認に基づいて研削状態を容易に把握することができる。その結果、経験や感に頼らずに研削状態を容易に、かつ、確実に把握できる。また、同様に、異常研削も視覚的に理解できる。そのため、トラブルシューティングも容易にできる。
That is, by displaying the three main characteristics of the “cutting position”, “gauge dimension”, and “grinding power” of the grinding
したがって、タッチパネルディスプレイ22に「切り込み位置」、「ゲージ寸法」、「研削電力」の3つの要素を連続した折れ線グラフ80〜82として表示させたことにより、作業者が設備の状態を知るのに専用の測定器を用いる必要が無く、簡単に設備の研削状態が分かる。また、砥石テーブルの移動量、ゲージ寸法、動力特性が同時に、リアルタイムで表示と記録ができるため、例えば、研削条件変更時の調整やメンテナンス後の研削状態の確認あるいは機械間の状態比較などを簡単に行なうことができ、研削加工の生産技術の向上や設備開発に役立てることができる。
Therefore, by displaying the three elements of “cutting position”, “gauge dimension”, and “grinding power” on the
さらに、これらを有効に活用することにより、設備の知識や作業経験が少ない作業者でも簡単に設備の状態を把握できる。また、不具合の発生直後の状態を知ることで、トラブルシューティングが短時間でできるようになる。加えて、表示画面を電子ファイルとして取り込むことで、遠隔地にある専門の部署などでの分析や状態の把握などもスピーディに行なえる。 Furthermore, by effectively utilizing these, even a worker with little knowledge or experience of equipment can easily grasp the state of the equipment. In addition, knowing the state immediately after the occurrence of a defect makes it possible to troubleshoot in a short time. In addition, by importing the display screen as an electronic file, it is possible to speedily analyze and grasp the status of specialized departments in remote locations.
なお、この形態では、タッチパネルディスプレイ22の表示は、Y軸(動力)のフルスケールを3段階に変化させられるようしたが、このようにすれば、複数の研削装置に同じ画面を用いることもできる。また、X軸の時間軸も2段階に変化させられるようにしたことで、複数の隣り合った研削結果を表示できる。
In this embodiment, the display on the
20 研削装置
21 PLC
22 タッチパネルディスプレイ
23 砥石
24 砥石駆動モータ
25 砥石テーブル
27 切り込み送り駆動部
28 ロータリーエンコーダ
30 ワーク
31 ゲージディテクタ
32 電流トランス
20 Grinding
22
Claims (2)
一方、前記研削装置の砥石駆動モータの電流を電流検出手段で検出し、その検出出力をA/D変換器を介し処理手段へ入力して描画用データに変換し、
さらに、前記研削装置の砥石テーブルの移動量を位置検出用エンコーダで検出し、そのエンコーダ出力を処理手段へ入力して描画用データに変換し、かつ、前記処理手段で変換した描画データを、ワークの測定寸法と砥石駆動モータの電流及び砥石テーブルの移動量をY軸とし、X軸を時間軸としてディスプレイの同一画面上に折れ線グラフとして順次プロットする研削モニタ装置。 The workpiece dimensions of the grinding machine are detected by a gauge detector, and the detection output is input to the processing means via the A / D converter and converted into drawing data.
On the other hand, the current of the grinding wheel driving motor of the grinding apparatus is detected by current detection means, and the detection output is input to the processing means via the A / D converter and converted into drawing data.
Further, the amount of movement of the grinding wheel table of the grinding apparatus is detected by a position detection encoder, the encoder output is input to processing means and converted into drawing data, and the drawing data converted by the processing means A grinding monitor device that sequentially plots as a line graph on the same screen of the display with the measurement dimension, the current of the grinding wheel drive motor and the movement amount of the grinding wheel table as the Y axis and the X axis as the time axis.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103400531A (en) * | 2013-07-03 | 2013-11-20 | 上海工程技术大学 | Teaching system for machine tool troubleshooting |
JP2017200722A (en) * | 2016-04-28 | 2017-11-09 | 株式会社ジェイテクト | Grinder system |
CN117428682A (en) * | 2023-12-08 | 2024-01-23 | 青岛瑰宝电子科技有限公司 | Plc controlled servo lithium battery grinding wheel polishing system |
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