JP2011230206A - 工具寿命検出方法、および工具寿命検出装置 - Google Patents
工具寿命検出方法、および工具寿命検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011230206A JP2011230206A JP2010100656A JP2010100656A JP2011230206A JP 2011230206 A JP2011230206 A JP 2011230206A JP 2010100656 A JP2010100656 A JP 2010100656A JP 2010100656 A JP2010100656 A JP 2010100656A JP 2011230206 A JP2011230206 A JP 2011230206A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load value
- tool
- machining
- workpiece
- processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Abstract
【課題】工具寿命到達を精度良く検出することが可能な工具寿命検出方法および工具寿命検出装置を提供する。
【解決手段】今回加工予定の被加工物について事前に測定された比切削抵抗に係る数値情報と、それ以前に加工された被加工物について既に測定済みの加工負荷値およびこれに対応する比切削抵抗に係る数値情報とを用いて、今回加工予定の被加工物を加工する際に発生すると予測される加工負荷値を予測負荷値として演算し、この予測負荷値を工具寿命の判断基準となる基準負荷値と比較し、上記予測負荷値が上記基準負荷値を超えている場合には上記工具は寿命に達しているものとして検出する。
【選択図】図4
【解決手段】今回加工予定の被加工物について事前に測定された比切削抵抗に係る数値情報と、それ以前に加工された被加工物について既に測定済みの加工負荷値およびこれに対応する比切削抵抗に係る数値情報とを用いて、今回加工予定の被加工物を加工する際に発生すると予測される加工負荷値を予測負荷値として演算し、この予測負荷値を工具寿命の判断基準となる基準負荷値と比較し、上記予測負荷値が上記基準負荷値を超えている場合には上記工具は寿命に達しているものとして検出する。
【選択図】図4
Description
本発明は、機械加工に使用する工具の寿命を正確に検出することができる工具寿命検出方法、および工具寿命検出装置に関するものである。
切削加工において使用する工具は、その個体差により不良発生までの寿命バラツキが大きい。したがって、平均的な寿命を目安として一定の加工数で交換するという寿命管理方法では、平均的な寿命に比して短寿命の工具であった場合には、加工性能の低下により製品不良が発生する場合がある。逆に、平均的な寿命に比して長寿命の工具であった場合には、寿命到達前に交換してしまうことによるロスコストが問題となる。また、部品加工数1個ずつについて工具の摩耗や欠損の状態を直接に観察して寿命判定を行う方法は、生産性の低下につながるため実用的ではない。
これに対し、従来、工具寿命を検出する工具寿命検出方法として、機械加工における工具の摩耗や欠損などを直接観察するのではなく、主軸モータの電力、動力、トルク、電流値などをリアルタイムで測定し、その測定値を基準値と比較することで工具寿命を判定する方法がある。例えば、従来技術として、1部品の加工に係る主軸モータの最大消費電力もしくは電力振動振幅値を測定し、基準値と比較して工具の寿命を判定する方法が開示されている(例えば、下記の特許文献1参照)。
また、他の従来技術では、主軸モータにおける1部品の加工に係る累計消費電力量と基準消費電力量とを比較して、工具の寿命を判定する方法が開示されている。その際、累積消費電力量は、加工していない空転している時に消費される電力相当分を除いて比較している。また、その基準消費電力量は新品工具で加工した1つ目の部品加工データを使用している(例えば、下記の特許文献2参照)。
さらに他の従来技術では、被加工物の材質ごとに工具の使用時間を補正して交換時期を求める方法が開示されている。その場合、工具の使用時間のかわりに外乱負荷トルクの積算値もしくは変化率を用いて寿命を判定する方法も開示されている(例えば、下記の特許文献3参照)。
上記の特許文献1、2記載の従来の工具寿命検出方法は、被加工物を加工する際の主軸モータの累積電力値、動力、トルク、電流値などを加工時の負荷として測定し、その測定された負荷値(以下、加工負荷値という)が予め設定した一定の閾値を超えたことにより工具の寿命判定を行っているが、このときの加工負荷値は、工具の切れ味の良不良(損傷状態の程度)に起因するだけでなく、被加工物の削りにくさにも影響される。
つまり、工具の切れ味に変化がなくとも、被加工物が削りにくいものに変わった場合には加工負荷値が大きくなるので、加工負荷値の大小の判断に際しては、被加工物の削りにくさの状態をも考慮に入れなければ正しく工具寿命を検出することができない。
したがって、従来のように単純に工具の加工負荷値だけを用いて工具寿命を検出する方法では、被加工物が削りにくいために加工負荷値が大きいのか、あるいは工具の切れ味が鈍くなっているために加工負荷値が大きいのかを明確に区別することができない。
また、上記の特許文献3記載のように、予め被加工物の材質によって工具への加工負荷値を補正することは可能であるが、この方法では、同一の材質のものであっても、被加工物の部品間、あるいは部品内の削りにくさが変化した場合には十分に対処することが難しく、判定精度が低下するという問題が発生する。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、測定される加工負荷値に対して、現在の被加工物の削りにくさによる影響を考慮することで、高精度に工具の寿命を予測検出することが可能な工具寿命検出方法および工具寿命検出装置を提供することを目的とする。
本発明の工具寿命検出方法は、今回加工予定の被加工物について事前に測定された比切削抵抗に係る数値情報と、それ以前に加工された被加工物について既に測定済みの加工負荷値およびこれに対応する比切削抵抗に係る数値情報とを用いて、今回加工予定の被加工物を加工する際に発生すると予測される加工負荷値を予測負荷値として演算し、この予測負荷値を工具寿命の判断基準となる基準負荷値と比較し、上記予測負荷値が上記基準負荷値を超えている場合には上記工具は寿命に達しているものとして検出する。
また、本発明の工具寿命検出装置は、今回加工予定の被加工物について事前に測定された比切削抵抗に係る数値情報と、それ以前に加工された被加工物について既に測定済みの加工負荷値およびこれに対応する比切削抵抗に係る数値情報とをそれぞれ記憶する記憶部と、この記憶部に記憶されている各情報を用いて、今回加工予定の被加工物を加工する際に発生すると予測される加工負荷値を予測負荷値として演算する予測負荷値演算部と、この予測負荷値演算部で演算して得られた上記予測負荷値を工具寿命の判断基準となる基準負荷値と比較し、上記予測負荷値が上記基準負荷値を超えている場合には上記工具は寿命に達しているものと判定する比較判定部と、を備える。
本発明によれば、被加工物間の比切削抵抗の変化の影響を除外して工具の損傷状態を観測するため、寿命判定を高精度に行うことができる。これにより、被加工物間において突発的に硬度が上昇した場合でも、製品不良を発生することがなく、また、適正な寿命判定基準を設定できるため、工具の早期交換によるロスコストを抑制することができる。
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1において、旋削加工機とこれに設けられる工具寿命検出装置の全体構成を示すブロック図、図2は図1に示した工具寿命検出装置の詳細構成を示すブロック図である。
図1は本発明の実施の形態1において、旋削加工機とこれに設けられる工具寿命検出装置の全体構成を示すブロック図、図2は図1に示した工具寿命検出装置の詳細構成を示すブロック図である。
この実施の形態1において、旋削加工機Xは、被加工物101を載置する加工機テーブル102を備え、この加工機テーブル102がシャフト103およびベアリング104を介して主軸105に取り付けられている。そして、主軸105は駆動手段としての主軸モータ106により駆動回転され、これに伴って被加工物101も回転される。
また、工具107は、ホルダ108を介して図示しない工具駆動軸に取り付けられ、この工具駆動軸の進退により工具107を被加工物101に対して接触させることで被加工物101の旋削加工が行われる。
なお、本例では被加工物101を加工する加工機として旋削加工機Xを用い、このため、工具107として旋削チップを使用しているが、本発明はこのような旋削加工機Xに限定されるものではない。よって、工具107も旋削チップ以外のものであってよいのは勿論である。
工具寿命検出装置Yは、電流計109と信号処理装置110とを備える。ここに、電流計109は、主軸モータ106に流れる負荷電流値を測定するものである。また、信号処理装置110は、電流計109で測定される負荷電流値、および後述の硬度計で得られる被加工物109の硬度データに基づいて工具寿命を判定するもので、図2に示すように、負荷電流値記憶部201、加工負荷値演算部202、加工負荷値記憶部203、硬度データ記憶部204、加工難易度判定値演算部205、加工難易度判定値記憶部206、予測負荷値演算部207、予測負荷値記憶部208、基準負荷値記憶部209、比較判定部210、比較判定結果記憶部211、および外部報知部212を備えている。
上記の負荷電流値記憶部201は、被加工物101を加工する際に電流計109で測定される負荷電流値のデータを時系列に記憶するものである。また、加工負荷値演算部202は、被加工物101の加工中に電流計109で測定された加工負荷値について、一定範囲の移動平均を順次求めてその移動平均の内の最大値を算出し、これを被加工物101の加工中における加工負荷値として算出するものである。加工負荷値記憶部203は、加工負荷値演算部202で算出された被加工物101ごとの加工負荷値を記憶するものである。
なお、加工負荷値演算部202で算出される加工負荷値として、本例では電流計109で測定される負荷電流値について一定範囲の移動平均の最大値を用いているが、これに限らず、例えば工具107を駆動する主軸モータ108の電力値、トルク値、動力値、回転角速度のいずれか少なくとも1つを測定対象とすることも可能であり、加工方法に応じてそれぞれ適切となるものを設定することができる。
硬度データ記憶部204は、外部から信号処理装置110に対して予め入力される各被加工物101に関する硬度データを記憶するものである。本例の場合、各々の被加工物101について、実際に加工する箇所近傍の3点の硬度を押し込み式硬度計により予め測定し、それらの平均値を当該被加工物101に関する硬度データとして信号処理装置110に入力することで硬度データ記憶部204に記憶するようにしている。
なお、硬度データを得るには、被加工物101を一つずつ加工する度に、その加工直前に当該被加工物101の硬度測定を行って一つずつ硬度データを入力してよいし、あるいは予め加工予定の全ての被加工物101について事前に硬度測定を行った後、これら全ての被加工物101の硬度データを一括して入力してもよい。また、ここでは硬度の測定に押し込み式硬度計を使用しているが、その他に例えば反発式硬度計を用いてもよい。また、測定点についても3点に限らず、被加工物の硬度ばらつきが大きい場合には測定点を5〜10点程度に増加させることが望ましい。
加工難易度判定値演算部205は、今回加工予定の一つの被加工物101に関する硬度データHnと、前回加工した被加工物101に関する硬度データHn−1との比(Hn/Hn−1)を、削りにくさ(加工の難易度)の指標となる加工難易度判定値として算出するものである。すなわち、被加工物10の硬度データは、当該被加工物101の比切削抵抗に係る数値情報であり、その相対値である加工難易度判定値(Hn/Hn−1)は、被加工物101の削りにくさの指標となる。また、加工難易度判定値記憶部206は、加工難易度判定値演算部205で算出された各被加工物101に関する加工難易度判定値(Hn/Hn−1)を記憶するものである。
なお、ここでは被加工物101の比切削抵抗の指標となる数値情報として硬度データを用いているが、これに限らず、被加工物間の比切削抵抗の相対値が求まる数値情報であれば任意に選択することができる。
予測負荷値演算部207は、加工負荷値記憶部203に記憶されている前回加工した被加工物101に関する加工負荷値An−1、および加工難易度判定値記憶部206に記憶されている今回加工予定の被加工物101と前回加工済みの被加工物101とに関する硬度データHn、Hn−1との比である加工難易度判定値(Hn/Hn−1)を共に読み出してこれらの値An−1、(Hn/Hn−1)に基づいて、今回加工予定の被加工物101を加工する際に生じるであろうと予測される加工負荷値(以下、予測負荷値という)A’nを、次の(1)式により算出するものである。
A’n=An−1×(Hn/Hn−1) (1)
A’n=An−1×(Hn/Hn−1) (1)
予測負荷値記憶部208は、予測負荷値演算部207で算出された予測負荷値A’nを記憶するものである。また、基準負荷値記憶部209は、外部から信号処理装置110に対して予め入力される工具寿命の判断基準なる基準負荷値Asを記憶するものである。
比較判定部210は、予測負荷値演算部207で算出されてその記憶部208に記憶された予測負荷値A’nを、基準負荷値記憶部209に記憶されている基準負荷値Asと比較して工具107が寿命に達しているか否かを判定するもので、予測負荷値A’nが基準負荷値Asを越えている場合(A’n>As)には工具交換要求信号が出力されるようになっている。また、比較判定結果記憶部211は、比較判定部210から出力される比較判定結果を記憶するものである。
外部報知部212は、予測負荷値A’nが基準負荷値Asを越えている場合に比較判定部210から出力される工具交換要求信号を受けて工具寿命を検出したことを外部に報知するもので、例えば工具交換要求信号を外部表示するディスプレイやランプ等の表示装置や、音により寿命を検出したことを作業者に知らせるアラームなどが適用される。
なお、信号処理装置110を構成する上記の各部201〜212は、例えば中央処理装置(CPU)、ROM、RAM、不揮発メモリ、入力装置、出力装置、ハードディスクなどと、これらを動作させるプログラムソフトとで構成され、電流計108で測定される負荷電流値や、外部入力される硬度データは図示しないA/D変換器で変換されたデジタル信号として信号処理装置110内に取り込まれる。
図3は、一つの被加工物101を加工する際に電流計109で測定された主軸モータ106の負荷電流値の一例を示すタイムチャートである。
本例において、工具107は幅10mmの総形旋削チップ、被加工物101は直径500mm、厚さ150mmの円柱状の鋳鉄材であり、被加工物101の回転数は85、55、50、50rpm、送り速度は直径表示で0.3、0.2、0.15、0mm/revの4段階(ステップ1〜4)にそれぞれ変化させて加工を行っている。測定サンプリングタイムは10msecで、ノイズを除去するために1sec間(100測定点)の移動平均を算出して表示している。
まず、被加工物101を主軸モータ106により回転させると、主に主軸105とベアリング104の摩擦によって回転数に応じた空転時負荷が発生して電流値A0が出力される。その際、主軸105の回転開始時には慣性力により非常に大きな負荷電流値が出力される場合があるが、これは工具寿命と無関係であるため後述の演算から除外する。次に、回転している被加工物101に対して工具107を一定の送り速度で接近させて接触させると加工が開始され、負荷の増加に伴って主軸モータ106における負荷電流値が増加する。
すなわち、ステップ1においては工具107の先端から被加工物101に接触し、工具107の移動に伴って徐々に接触面積が増加して負荷電流値が上昇する。これに続くステップ2、ステップ3では、それぞれほぼ一定の電流値を示す。最後のステップ4は、工具107を移動させずに、被加工物が2回転したあと工具107を退避させる。このステップ4では、工具107の移動を停止させているため、工具107と被加工物101とがスリップすることによる摩擦抵抗によって電流値が増加する。なお、ステップ1〜ステップ4までの4ステップ分の合計の送り量は20mmである。
ここで、ステップ4については工具107の損傷状態と加工負荷値とには相関がほとんどないため除外して考え、ステップ1〜3において工具損傷の影響が最も顕著に表れる最大値を加工負荷値Anとして用いる。
また、上記の加工を行う場合の工具寿命の判定基準となる基準負荷値Asは、次のようにして設定する。加工負荷値Anが最大値Amax=45(A)以上に上昇すると、負荷が大きくなり過ぎてホルダ108に連結された図外の工具駆動軸に撓みを生じて工具107が振動し、製品にびびり不良を発生することが事前の実験により確認されている。よって、ここでは不良に対する余裕度を考慮して寿命判定の基準となる基準負荷値Asを44.5Aに設定した。
次に、この実施の形態1の工具寿命検出装置Yを用いた工具寿命検出方法について、図4に示すフローチャートを参照して説明する。なお、ここでの硬度データは、被加工物101を一つずつ加工する度に、その加工直前に当該被加工物101の硬度測定を行って一つずつ硬度データが入力されるものとして説明する。また、符号Sは各処理ステップを意味する。
加工難易度判定値演算部205は、今回の加工対象となる一つの被加工物101について事前に測定された硬度データHnと、前回加工された一つの被加工物101について既に得られている硬度データHn−1とを共に硬度データ記憶部204から読み出し、両者の比である加工難易度判定値(Hn/Hn−1)を算出する(S1)。そして、この加工難易度判定値(Hn/Hn−1)を加工難易度判定値記憶部206に保存する(S2)。
次に、予測負荷値演算部207は、加工負荷値記憶部203に記憶されている前回加工した一つの被加工物101に関する加工負荷値An−1、および加工難易度判定値記憶部206に記憶されている上述の加工難易度判定値(Hn/Hn−1)を共に読み出し(S3)、前述の(1)式に基づいて予測負荷値A‘nを算出し、これを予測負荷値記憶部208に格納する(S4)。
続いて、比較判定部210は、上記の予測負荷値A’nと寿命判定基準値Asとを比較し、工具107が寿命に達しているか否かを判定する(S5)。この場合、A‘n>Asであれば、工具107が寿命に達していて加工継続不可と判定して工具交換要求信号を出力する(S6)。一方、A‘n≦Asであれば、加工を継続実施し(S7)、次いで、今回の加工で得られた加工負荷値Anを加工負荷値記憶部203に保存する(S8)。
また、比較判定部210から出力される比較判定結果は比較判定結果記憶部211に格納される。また、比較判定部210から工具交換要求信号が出力された場合、これに応じて、外部報知部212は、工具寿命を検出したことを光、画像、音などによって外部に報知して作業者に知らせる。
次に、この寿命判定方法の実例を図5を参照して説明する。
図5(a)は、一つの工具により連続して加工を行った際に得られる折損発生までの予測負荷値A‘nと加工負荷値Anとを比較してプロットしたグラフで、縦軸に負荷電流値を、横軸に加工数をとっている。図5(b)は、図5(a)のグラフに対応した被加工物数、加工難易度判定値、予測負荷値A’n、および実測された加工負荷値Anをそれぞれ記載している。
まず、最初の被加工物101の加工に際し、硬度データは測定されるもの、それ以前のデータがないため予測負荷値A’1は算出できず、加工時の加工負荷値A1(=39.22)のみが記載されている。
次に、2個目の被加工物101の加工に際しては、前回加工した被加工物101の硬度データと今回加工予定の被加工物101の硬度データとから加工難易度判定値H2=1.012を求め、この加工難易度判定値H2=1.012と前回加工した被加工物101の加工負荷値A1(=39.22)とを用いて、予測負荷値A‘2=A1×(H2/H1)=39.22×1.012=39.69を算出する。
そして、この負荷予測値A’2と予め設定している基準負荷値As=44.5とを比較すると、A’2<Asであることから、加工継続可能と判定されるので、実際に加工を実施する。その結果、不良は発生せず、その際に測定された加工負荷値A2=39.92であった。このような手順に従って被加工物101を順次加工して行き、被加工物101を8個加工するまでは問題なく加工完了となった。
しかし、9個目の被加工物101を加工する際、その加工難易度判定値H9=1.094に対する予測負荷値A’9=45.19であり、予測負荷値A’が基準負荷値As(=44.5)を越える(A’9>As)ので、ここで工具交換要求信号が出力された。
本来は、ここで工具を交換すべきであるが、試験的に加工を行った結果、9個目の被加工物101を加工する際の加工負荷値A9=45.6と高い値を示し、予想どおりにびびり不良が発生した。これにより、この実施の形態1に示す寿命検出方法により、正しく工具寿命が検出されていることが確認された。
なお、図5において、9個目の被加工物101に関して、実測される加工負荷値A9は、予測負荷値A’9に比べてやや大きい値を示しているが、これは前述の(1)式に示したように、予測負荷値A’nの算出に際しては、今回加工した被加工物101に関する加工負荷値Anではなく、その前に測定された被加工物101の加工負荷値An−1を使用しているためである。すなわち、9個目の被加工物101の予測負荷値の算出に際して、その前回(8個目)の被加工物101を加工する際の工具摩耗に起因した加工負荷値の上昇を無視していることが原因と推定される。したがって、その対策としては、例えば事前に前回の被加工物101について得られた加工負荷値An−1と前述の(1)式に基づいて得られる予測負荷値A’nとの差を予め測定しておき、その平均値を予測負荷値A’nに加算することで予測の精度を向上することができる。
以上のように、この実施の形態1によれば、被加工物101間の硬度変動の影響を除外して工具107の損傷状態を観測することができるため、寿命判定を高精度に行うことができる。これにより、被加工物101間において突発的に硬度が上昇した場合でも製品不良を発生することがなく、また適正な寿命判定基準を設定できるため、工具の早期交換によるロスコストを抑制することができる。
実施の形態2.
図6は、本発明の実施の形態2において、旋削加工機とこれに設けられた工具寿命検出装置の全体構成を示すブロック図であり、図1に示した実施の形態1と対応もしくは相当する構成部分には同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
図6は、本発明の実施の形態2において、旋削加工機とこれに設けられた工具寿命検出装置の全体構成を示すブロック図であり、図1に示した実施の形態1と対応もしくは相当する構成部分には同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
上記の実施の形態1では、押し込み式や反発式の硬度計を用いて硬度データを測定し、これに基づいて被加工物101の加工難易度判定値を求めていた。これに対し、この実施の形態2では、図6に示すように、実際の製品加工に用いる工具107で被加工物101を加工する前に、予めこれとは別のダミー工具111を使用して被加工物101の一部を加工し、その際の負荷電流値を電流計109で測定する。そして、測定された負荷電流値の平均値を加工負荷値として求め、この加工負荷値を当該被加工物101の比切削抵抗に係る数値情報として利用する。
この場合のダミー工具111としては、例えば実加工に用いる工具107よりもチップ幅が小さいものを使用し、実加工に使用する工具107によって実際に加工する際に除去される部分を予め加工する。なお、ダミー工具111としては、摩耗が進行しにくい工具(例えば、cBN旋削チップ)を使用することが望ましい。
このように、工具摩耗の影響を無視できる条件下でダミー工具111を使用して得られる負荷電流値の平均値である加工負荷値は、当該被加工物101の比切削抵抗に係る数値情報と見なすことができる。そこで、この実施の形態2では、信号処理装置110の加工難易度判定値演算部205は、今回加工予定の一つの被加工物101について事前にダミー工具111を使用して測定された加工負荷値Amと、前回ダミー工具111を使用して被加工物101を加工した際に得られた加工負荷値Am−1との比(Am/Am−1)を、削りにくさ(加工の難易度)の指標となる加工難易度判定値として算出する。すなわち、ダミー工具111を使用して得られた被加工物101の負荷電流値は、当該被加工物101の比切削抵抗に係る数値情報であり、その相対値である加工難易度判定値は、被加工物101の削りにくさの指標となる。
そして、実際に工具107を使用して被加工物101を加工する際には、この加工難易度判定値(Am/Am−1)を利用して工具107による加工が可能か否かを判定し、加工可能と判定した場合には工具107による加工を開始し、加工不可と判定した場合には工具交換を要求する信号を出力する。
その他の構成、加工方法、および工具寿命検出の仕方については実施の形態1と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。
その他の構成、加工方法、および工具寿命検出の仕方については実施の形態1と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。
次に、本発明の実施の形態2における加工難易度判定値の具体的な求め方の実例について説明する。
ここではダミー工具111としてcBNチップを使用しているが、このようなcBNチップも加工に伴ってわずかに摩耗が進行するため、一定の加工数毎に再研削もしくは新品に交換を行って加工負荷値Amを測定する。また、今回使用したダミー工具111としてのcBN旋削チップは幅5mmであり、実際に製品形状を形成する総形旋削チップの幅10mmより小さく、かつ送り量も2mmと実際の製品形状を形成するための加工量20mmよりも小さく設定しており、本来、総形旋削チップによって除去される部分を加工している。ダミー工具111となるcBN旋削チップによる加工条件は任意に選択できるが、ここでは回転数55rpm、送り速度0.2mm/revを選択した。ダミー工具111により被加工物101の一部を加工し、その際に電流計109によって測定される加工負荷値の移動平均値を求め、この移動平均値を用いて加工難易度判定値(Am/Am−1)を算出する。
以上のように、この実施の形態2では、予めダミー工具111により加工した際に測定した加工負荷値から求めた加工難易判定値(Am/Am−1)を用いて実際の加工の際に工具107に作用する加工負荷を予測するため、被加工物101の硬度ばらつきが大きい場合や、装置剛性、電気的ロス等に変化があった場合でも、被加工物間の硬度変動の影響を除外して工具107の損傷状態を観測することができる。このため、実施の形態1よりもさらに工具寿命判定を高精度に行うことができ、その結果、製品不良を発生することがなく、また適正な寿命判定基準を設定できるため工具107の早期交換によるロスコストを抑制することができる。
X 加工機(旋削加工機)、101 被加工物、107 工具(旋削チップ)、
Y 工具寿命検出装置、109 電流計、110 信号処理装置、
201 電流値データ記憶部、202 加工負荷値演算部、203 加工負荷値記憶部、
204 硬度データ記憶部、205 加工難易度判定値演算部、
206 加工難易度判定値記憶部、207 予測負荷値演算部、
208 予測負荷値記憶部、209 基準負荷値記憶部、210 比較判定部、
211 比較判定結果記憶部、212 外部報知部、111 ダミー工具。
Y 工具寿命検出装置、109 電流計、110 信号処理装置、
201 電流値データ記憶部、202 加工負荷値演算部、203 加工負荷値記憶部、
204 硬度データ記憶部、205 加工難易度判定値演算部、
206 加工難易度判定値記憶部、207 予測負荷値演算部、
208 予測負荷値記憶部、209 基準負荷値記憶部、210 比較判定部、
211 比較判定結果記憶部、212 外部報知部、111 ダミー工具。
Claims (5)
- 被加工物を順次加工する際の工具の寿命を、加工時の工具の負荷を測定して得られる加工負荷値に基づいて検出する方法であって、
今回加工予定の被加工物について事前に測定された比切削抵抗に係る数値情報と、それ以前に加工された被加工物について既に測定済みの加工負荷値およびこれに対応する比切削抵抗に係る数値情報とを用いて、今回加工予定の被加工物を加工する際に発生すると予測される加工負荷値を予測負荷値として演算し、この予測負荷値を工具寿命の判断基準となる基準負荷値と比較し、上記予測負荷値が上記基準負荷値を超えている場合には上記工具は寿命に達しているものとして検出する工具寿命検出方法。 - 上記被加工物を実際に加工する工具以外の工具によって上記被加工物を事前に加工し、その際に測定した加工負荷値に基づいて上記比切削抵抗に係る数値情報を求める請求項1記載の工具寿命検出方法。
- 上記工具の寿命を検出した場合には、工具交換要求を外部に報知する工具交換要求信号を出力する請求項1または請求項2に記載の工具寿命検出方法。
- 被加工物を所定の加工単位にて順次加工する際の工具の寿命を、加工時の工具の負荷を測定して得られる加工負荷値に基づいて検出する工具寿命検出装置であって、
今回加工予定の被加工物について事前に測定された比切削抵抗に係る数値情報と、それ以前に加工された被加工物について既に測定済みの加工負荷値およびこれに対応する比切削抵抗に係る数値情報とをそれぞれ記憶する記憶部と、
この記憶部に記憶されている各情報を用いて、今回加工予定の被加工物を加工する際に発生すると予測される加工負荷値を予測負荷値として演算する予測負荷値演算部と、
この予測負荷値演算部で演算して得られた上記予測負荷値を工具寿命の判断基準となる基準負荷値と比較し、上記予測負荷値が上記基準負荷値を超えている場合には上記工具は寿命に達しているものと判定する比較判定部と、
を備える工具寿命検出装置。 - 上記比較判定部によって工具寿命と判定された場合には、これに応じて工具交換要求を外部に報知する外部報知部を備える請求項4に記載の工具寿命検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010100656A JP5411055B2 (ja) | 2010-04-26 | 2010-04-26 | 工具寿命検出方法、および工具寿命検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010100656A JP5411055B2 (ja) | 2010-04-26 | 2010-04-26 | 工具寿命検出方法、および工具寿命検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011230206A true JP2011230206A (ja) | 2011-11-17 |
JP5411055B2 JP5411055B2 (ja) | 2014-02-12 |
Family
ID=45320077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010100656A Expired - Fee Related JP5411055B2 (ja) | 2010-04-26 | 2010-04-26 | 工具寿命検出方法、および工具寿命検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5411055B2 (ja) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014091884A1 (ja) | 2012-12-12 | 2014-06-19 | Hoya株式会社 | レンズ加工システム、工具交換時期検出方法および眼鏡レンズの製造方法 |
JP2016112648A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | ダイハツ工業株式会社 | 切削工具の評価方法及び評価装置 |
US9459614B2 (en) | 2013-01-17 | 2016-10-04 | Hitachi Metals, Ltd. | Machining condition estimating apparatus and machining condition estimating method |
JP2017205821A (ja) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | 株式会社リコー | 情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラム、および情報処理システム |
JP2017209743A (ja) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | 加工装置 |
JP2018103284A (ja) * | 2016-12-22 | 2018-07-05 | ファナック株式会社 | 工具寿命推定装置 |
CN108620949A (zh) * | 2017-03-24 | 2018-10-09 | 郑芳田 | 刀具磨耗监测与预测方法 |
WO2018229870A1 (ja) * | 2017-06-13 | 2018-12-20 | 三菱電機株式会社 | 工具寿命検出装置および工具寿命検出方法 |
JP2019195856A (ja) * | 2018-05-08 | 2019-11-14 | 株式会社Fuji | 加工負荷再現治具および工作機械の加工負荷測定方法 |
CN110576335A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-17 | 北京航空航天大学 | 一种基于切削力的刀具磨损在线监测方法 |
TWI831603B (zh) * | 2023-02-06 | 2024-02-01 | 國立中興大學 | 以電流資訊為基礎之刀具剩餘壽命預測方法及其系統 |
TWI831602B (zh) * | 2023-02-06 | 2024-02-01 | 國立中興大學 | 以電流資訊為基礎之刀具臨界壽命診斷方法及其系統 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11300949B2 (en) | 2017-08-11 | 2022-04-12 | Jtekt Corporation | Data processing device of production equipment |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57189753A (en) * | 1981-05-20 | 1982-11-22 | Westinghouse Electric Corp | Monitoring device for life of tool |
JPH06155243A (ja) * | 1992-11-13 | 1994-06-03 | Sekisui Chem Co Ltd | 刃具交換指示装置 |
JPH0751998A (ja) * | 1993-08-09 | 1995-02-28 | Fanuc Ltd | 工具の寿命推定方法 |
JPH1128643A (ja) * | 1997-07-09 | 1999-02-02 | Ogihara:Kk | Nc切削機械の加工完了時間予測方法及びその装置 |
JP2005199379A (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Murata Mach Ltd | 工作機械監視装置 |
-
2010
- 2010-04-26 JP JP2010100656A patent/JP5411055B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57189753A (en) * | 1981-05-20 | 1982-11-22 | Westinghouse Electric Corp | Monitoring device for life of tool |
JPH06155243A (ja) * | 1992-11-13 | 1994-06-03 | Sekisui Chem Co Ltd | 刃具交換指示装置 |
JPH0751998A (ja) * | 1993-08-09 | 1995-02-28 | Fanuc Ltd | 工具の寿命推定方法 |
JPH1128643A (ja) * | 1997-07-09 | 1999-02-02 | Ogihara:Kk | Nc切削機械の加工完了時間予測方法及びその装置 |
JP2005199379A (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Murata Mach Ltd | 工作機械監視装置 |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014091884A1 (ja) | 2012-12-12 | 2014-06-19 | Hoya株式会社 | レンズ加工システム、工具交換時期検出方法および眼鏡レンズの製造方法 |
US9610667B2 (en) | 2012-12-12 | 2017-04-04 | Hoya Corporation | Lens edgeing system, method of detecting a tool exchange time and method of manufacturing spectacle lens |
US9459614B2 (en) | 2013-01-17 | 2016-10-04 | Hitachi Metals, Ltd. | Machining condition estimating apparatus and machining condition estimating method |
JP2016112648A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | ダイハツ工業株式会社 | 切削工具の評価方法及び評価装置 |
JP2017205821A (ja) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | 株式会社リコー | 情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラム、および情報処理システム |
JP2017209743A (ja) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | 加工装置 |
US10649435B2 (en) | 2016-12-22 | 2020-05-12 | Fanuc Corporation | Tool life estimating device |
JP2018103284A (ja) * | 2016-12-22 | 2018-07-05 | ファナック株式会社 | 工具寿命推定装置 |
CN108620949A (zh) * | 2017-03-24 | 2018-10-09 | 郑芳田 | 刀具磨耗监测与预测方法 |
WO2018229870A1 (ja) * | 2017-06-13 | 2018-12-20 | 三菱電機株式会社 | 工具寿命検出装置および工具寿命検出方法 |
JPWO2018229870A1 (ja) * | 2017-06-13 | 2020-01-09 | 三菱電機株式会社 | 工具寿命検出装置および工具寿命検出方法 |
JP2019195856A (ja) * | 2018-05-08 | 2019-11-14 | 株式会社Fuji | 加工負荷再現治具および工作機械の加工負荷測定方法 |
JP7100491B2 (ja) | 2018-05-08 | 2022-07-13 | 株式会社Fuji | 加工負荷再現治具および工作機械の加工負荷測定方法 |
CN110576335A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-17 | 北京航空航天大学 | 一种基于切削力的刀具磨损在线监测方法 |
CN110576335B (zh) * | 2019-09-09 | 2020-11-20 | 北京航空航天大学 | 一种基于切削力的刀具磨损在线监测方法 |
TWI831603B (zh) * | 2023-02-06 | 2024-02-01 | 國立中興大學 | 以電流資訊為基礎之刀具剩餘壽命預測方法及其系統 |
TWI831602B (zh) * | 2023-02-06 | 2024-02-01 | 國立中興大學 | 以電流資訊為基礎之刀具臨界壽命診斷方法及其系統 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5411055B2 (ja) | 2014-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5411055B2 (ja) | 工具寿命検出方法、および工具寿命検出装置 | |
CN109799784B (zh) | 刀具磨耗检测装置、其检测方法及刀具磨耗补偿方法 | |
JP4919999B2 (ja) | 工具寿命検出方法および工具寿命検出装置 | |
US9588512B2 (en) | Setting method of revolutions per minute on real time of spinning cutting tool, and control device | |
US8862429B2 (en) | Operating history management method and operating history management apparatus | |
US20080161959A1 (en) | Method to measure tool wear from process model parameters | |
KR101999112B1 (ko) | 공작 기계용 공구수명 관리시스템 및 공구수명 관리방법 | |
JP5089618B2 (ja) | 工具寿命検出方法及び工具寿命検出装置 | |
JP5543890B2 (ja) | 工具摩耗検出方法及び工作機械 | |
JP2012088967A (ja) | 工作機械のモニタ方法及びモニタ装置、工作機械 | |
JP2019030954A (ja) | 工作機械、および、工具の摩耗の度合いを算出する方法 | |
JP5132970B2 (ja) | 加工工具寿命検出方法及び加工工具寿命検出装置 | |
JP2017226027A (ja) | 多刃工具の異常検知方法 | |
JP2017024112A (ja) | 工作機械の工具状態判定装置 | |
JPH09174383A (ja) | 回転工具の異常検出方法および装置 | |
JP6545555B2 (ja) | ドリルの余寿命推定装置及び余寿命推定方法 | |
JP6808038B2 (ja) | 工具寿命検出装置および工具寿命検出方法 | |
JP2010069540A (ja) | 穴あけ加工の異常検知装置および異常検知装置を備えた工作機械、異常検知方法 | |
JP2021064128A (ja) | 検出装置及びプログラム | |
CN111215966A (zh) | 刀具寿命估测装置及方法 | |
JP7462874B2 (ja) | 加工システム | |
JP2014061567A (ja) | 工作機械 | |
JP2016182650A (ja) | 破損防止システム、砥石 | |
JP6541170B2 (ja) | 切削工具の評価方法及び評価装置 | |
JP2019084640A (ja) | 回転刃具の異常予知装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120927 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131029 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131107 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |