JP2017021472A - Machining device and machining method - Google Patents

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千尋 佐賀
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雄一 牧
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a machining device capable of detecting an interference between a machining tool of the machining device and a work, and a machining method.SOLUTION: A machining device machines a work by operating a machining tool mounted to a feed-shaft of a machine tool 11 and controls the drive of the machine tool, and includes: a servo control part 12 for detecting a torque generated in a plurality of feed-shafts; and a threshold setting part 132 for setting a torque threshold value which is an upper limit of the torque generated at the time of interfering with the work with respect to the feed-shafts direction. The machining device further includes: a memory 133 for storing a torque threshold value for each shaft set at the threshold value setting part; and an interference detection part 134 for measuring the torque for each feed-shaft and determining that interference is generated between the machining tool and the work when the measured torque reaches the torque threshold value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、数値制御によりワークを加工する加工装置及び加工方法に係り、特に、工作機械の送り軸に加えられる異常なトルクを高精度に検出する技術に関する。   The present invention relates to a machining apparatus and a machining method for machining a workpiece by numerical control, and more particularly to a technique for detecting an abnormal torque applied to a feed shaft of a machine tool with high accuracy.

例えば、穴開け加工機を数値制御により作動させて、ワークに穴開け加工する場合には、穴開け用の加工具が最初の穴開け位置から次の穴開け位置に移動する際に、ワークに接触することがあり、このような場合には、穴開け加工具が損傷する等の問題が生じる。従って、数値制御により作動する加工装置は、加工具の主軸とワークとの干渉を検出し、干渉が検出された際に、加工を停止させることが必要となる。   For example, when a hole drilling machine is operated by numerical control to drill a workpiece, the drilling tool moves to the next drilling position from the first drilling position to the next drilling position. In such a case, there is a problem that the drilling tool is damaged. Therefore, a machining apparatus that operates by numerical control needs to detect the interference between the spindle of the machining tool and the workpiece, and stop machining when the interference is detected.

加工機の主軸とワークとの干渉を防止するために、加工シミュレーションソフトを用いて、主軸及びワークの3次元的な位置を認識しながら干渉を回避することが知られている。しかし、このようなシミュレーションソフトは高価であるので、コスト的に大きな負担となる。また、例えば特許文献1(特開2001−150287号公報)には、主軸がワークと干渉したときに生じるトルクを検出し、トルクの検出値が予め設定した閾値に達した場合に、主軸がワークに干渉したものと判断することが開示されている。   In order to prevent the interference between the spindle of the processing machine and the workpiece, it is known to avoid the interference while recognizing the three-dimensional position of the spindle and the workpiece using machining simulation software. However, since such simulation software is expensive, it becomes a heavy burden in terms of cost. Further, for example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-150287), torque generated when the main shaft interferes with the workpiece is detected, and the main shaft is moved to the workpiece when the detected torque value reaches a preset threshold value. It is disclosed that it is determined that the interference has occurred.

しかしながら、特許文献1に開示された方法では、上記の閾値を、ワークの加工時に生じるトルクよりも大きい数値に設定する必要がある。例えば、図8に示すように、送り軸に取り付けられる主軸20の先端部に穴開け用のドリル20aを搭載し、該ドリル20aを回転駆動させてワークWを穴開け加工する場合には、主軸20に対してZ軸方向(ドリル20aの長手方向)に向けて大きなトルクが作用する。この際、Z軸に対して直交する方向であるX軸及びY軸方向には大きなトルクは作用しない。   However, in the method disclosed in Patent Document 1, it is necessary to set the above threshold value to a value larger than the torque generated when machining the workpiece. For example, as shown in FIG. 8, when a drill 20a for drilling is mounted on the tip of the main shaft 20 attached to the feed shaft and the workpiece 20 is drilled by rotating the drill 20a, the main shaft A large torque acts on 20 in the Z-axis direction (longitudinal direction of the drill 20a). At this time, a large torque does not act in the X-axis and Y-axis directions that are orthogonal to the Z-axis.

干渉検出用の閾値は、Z軸方向に生じるトルクを基準に設定するので、ドリル20aがワークWと干渉してX軸、或いはY軸方向にトルクが生じた場合には、このトルクが上記の閾値に達するまで干渉を検出しない。従って、ドリル20aを干渉から保護することができない場合がある。即ち、数値制御の実施でドリル20aが移動している際に、該ドリル20aの主軸20がワークと接触する等のトラブルが生じた場合に、これを即時に検出することができず、加工具の損傷につながる恐れがあった。   The threshold value for interference detection is set based on the torque generated in the Z-axis direction. Therefore, when the drill 20a interferes with the workpiece W and torque is generated in the X-axis or Y-axis direction, this torque is Do not detect interference until the threshold is reached. Therefore, the drill 20a may not be protected from interference. That is, when trouble occurs such that the spindle 20 of the drill 20a is in contact with the workpiece while the drill 20a is moving in the numerical control, this cannot be detected immediately, and the processing tool Could lead to damage.

同様に、図9に示すように、主軸21の先端部にボーリング加工用の工具21aを搭載し、該工具21aを回転させてワークWをボーリング加工する場合には、工具21aの回転方向に向けて大きなトルクが作用し、それ以外の方向には、大きなトルクは作用しない。従って、回転方向に向くトルクについての閾値を設定すると、主軸21とワークWとの干渉を高精度に検出することができない。   Similarly, as shown in FIG. 9, when a boring tool 21a is mounted on the tip of the main shaft 21 and the work 21 is boring by rotating the tool 21a, the direction of the tool 21a is turned. A large torque is applied, and no large torque is applied in the other directions. Therefore, if a threshold value for torque directed in the rotation direction is set, the interference between the spindle 21 and the workpiece W cannot be detected with high accuracy.

特開2001−150287号公報JP 2001-150287 A

上述したように、従来における加工装置では、過負荷判定のトルク閾値は、工作機械で実行される全ての負荷を許容する大きさに設定されるので、ドリル等の加工具がワークと干渉していることを高精度に検出することができないという問題があった。   As described above, in the conventional processing apparatus, the torque threshold for overload determination is set to a size that allows all loads executed by the machine tool, so that a processing tool such as a drill interferes with the workpiece. There is a problem that it cannot be detected with high accuracy.

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、加工装置の加工具とワークとの干渉を簡便且つ高精度に検出することが可能な加工装置、及び加工方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to easily and accurately detect the interference between the processing tool of the processing apparatus and the workpiece. To provide a processing apparatus and a processing method.

上記目的を達成するため、第1の態様に係る加工装置は、工作機械の主軸先端に取り付けられた加工具を作動させてワークを加工する加工装置において、工作機械の駆動を制御し、且つ、送り軸の少なくとも2軸方向に生じるトルクを検出する制御部(例えば、サーボ制御部12)と、送り軸の少なくとも2軸方向に対して、ワークとの干渉時に生じるトルクの上限であるトルク閾値を設定する閾値設定部と、閾値設定部で設定された各軸毎のトルク閾値を記憶する閾値記憶部(例えば、メモリ133)と、工作機械によるワークの加工時に、送り軸の各軸のトルクを測定し、測定したトルクがトルク閾値に達した場合に、加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断する干渉検出部と、を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a machining apparatus according to a first aspect controls a drive of a machine tool in a machining apparatus for machining a workpiece by operating a machining tool attached to a spindle end of the machine tool, and A control unit (for example, servo control unit 12) that detects torque generated in at least two axis directions of the feed shaft, and a torque threshold that is an upper limit of torque generated at the time of interference with the workpiece with respect to at least two axis directions of the feed shaft A threshold setting unit to be set, a threshold storage unit (for example, a memory 133) that stores a torque threshold for each axis set by the threshold setting unit, and torque of each axis of the feed axis when machining a workpiece by a machine tool And an interference detection unit that determines that interference has occurred between the processing tool and the workpiece when the measured torque reaches a torque threshold value.

第2の態様に係る加工装置は、工作機械の送り軸に取り付けられた加工具を作動させてワークを加工する加工装置において、工作機械の駆動を制御し、且つ、送り軸の少なくとも2軸方向に生じるトルクを検出する制御部と、送り軸の少なくとも2軸方向に対して、ワークとの干渉により生じるトルク変化率の上限である変化率閾値を設定する閾値設定部と、閾値設定部で設定された各軸毎の変化率閾値を記憶する閾値記憶部と、工作機械によるワークの加工時に、送り軸の各軸のトルク変化率を演算し、演算したトルク変化率が変化率閾値に達した場合に、加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断する干渉検出部と、を備えたことを特徴とする。   A processing apparatus according to a second aspect is a processing apparatus that processes a workpiece by operating a processing tool attached to a feed shaft of a machine tool, controls the drive of the machine tool, and at least two axial directions of the feed shaft Set by a threshold value setting unit that sets a change rate threshold that is an upper limit of a torque change rate caused by interference with the workpiece in at least two axial directions of the feed axis, and a threshold setting unit Threshold storage unit that stores the change rate threshold value for each axis, and when the machine tool is machining the workpiece, the torque change rate of each axis of the feed axis is calculated, and the calculated torque change rate has reached the change rate threshold value In this case, an interference detection unit that determines that interference has occurred between the processing tool and the workpiece is provided.

第3の態様に係る加工方法は、工作機械の送り軸に取り付けられた加工具を作動させてワークを加工する加工方法において、前記工作機械の駆動を制御し、且つ前記送り軸の少なくとも2軸方向に生じるトルクを検出するトルク検出工程と、前記送り軸の少なくとも2軸方向に対して、前記ワークなどとの干渉時に生じるトルクの上限であるトルク閾値を設定する閾値設定工程と、閾値設定工程で設定された各軸毎のトルク閾値を記憶する閾値記憶工程と、工作機械によるワークの加工時に、各軸のトルクを測定し、測定したトルクがトルク閾値に達した場合に、加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断する干渉検出工程と、を備えたことを特徴とする。   A machining method according to a third aspect is a machining method for machining a workpiece by operating a machining tool attached to a feed shaft of a machine tool, wherein the drive of the machine tool is controlled, and at least two axes of the feed shaft A torque detection step for detecting torque generated in the direction, a threshold setting step for setting a torque threshold that is an upper limit of torque generated upon interference with the workpiece or the like in at least two axial directions of the feed shaft, and a threshold setting step The threshold storage process for storing the torque threshold value for each axis set in step (2), and measuring the torque of each axis during machining of the workpiece by the machine tool. When the measured torque reaches the torque threshold value, the processing tool and workpiece And an interference detection step of determining that interference has occurred between the first and second interferences.

第4の態様に係る加工方法は、工作機械の送り軸に取り付けられた加工具を作動させてワークを加工する加工方法において、工作機械の駆動を制御し、且つ、送り軸の少なくとも2軸方向に生じるトルクを検出するトルク検出工程と、送り軸の少なくとも2軸方向に対して、ワークとの干渉により生じるトルク変化率の上限である変化率閾値を設定する閾値設定工程と、閾値設定工程で設定された各軸毎の変化率閾値を記憶する閾値記憶工程と、工作機械によるワークの加工時に、各軸のトルク変化率を演算し、演算したトルク変化率が変化率閾値に達した場合に、加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断する干渉検出工程と、を備えたことを特徴とする。   A machining method according to a fourth aspect is a machining method in which a machining tool attached to a feed shaft of a machine tool is operated to machine a workpiece, wherein the drive of the machine tool is controlled and at least two axial directions of the feed shaft A torque detection step for detecting torque generated in the step, a threshold setting step for setting a change rate threshold that is an upper limit of a torque change rate caused by interference with the workpiece in at least two axial directions of the feed shaft, and a threshold setting step When the threshold value storing step for storing the set change rate threshold value for each axis and when machining the workpiece by the machine tool, the torque change rate of each axis is calculated, and when the calculated torque change rate reaches the change rate threshold value And an interference detection step for determining that interference has occurred between the processing tool and the workpiece.

本発明に係る加工装置、及び加工方法では、工作機械に設けられる送り軸の各軸毎にトルク閾値を設定し、測定したトルクが前記トルク閾値を超えた場合に、この軸方向への過負荷が発生したものと判断して、停止指令信号を出力する。従って、加工具がワークに干渉したことを高精度に検出することができる。   In the machining apparatus and the machining method according to the present invention, a torque threshold is set for each axis of the feed shaft provided in the machine tool, and when the measured torque exceeds the torque threshold, an overload in the axial direction is set. Is determined to have occurred, and a stop command signal is output. Therefore, it can be detected with high accuracy that the processing tool has interfered with the workpiece.

本発明の実施形態に係る加工装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の第1〜第3実施形態に係る加工装置の、処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the processing apparatus which concerns on 1st-3rd embodiment of this invention. 本発明の第1〜第3実施形態に係る加工装置の、干渉トルクテストの処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the interference torque test of the processing apparatus which concerns on 1st-3rd embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る加工装置の、ワーク加工処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the workpiece processing of the processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る加工装置の、ワーク加工処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of a workpiece | work processing process of the processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る加工装置の、ワーク加工処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of a workpiece | work processing process of the processing apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る加工装置の、処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the processing apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の加工装置で穴開け加工を実施する際の様子を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically a mode at the time of implementing drilling with the processing apparatus of this invention. 本発明の加工装置でボーリング加工を実施する際の様子を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically a mode at the time of implementing a boring process with the processing apparatus of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態の説明]
図1は、本発明の第1実施形態に係る加工装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係る加工装置10は、ワークW(図8、図9参照)に対して穴開け加工等の加工処理を行う工作機械11と、該工作機械11の駆動を制御するサーボ制御部12(制御部)と、該サーボ制御部12に数値制御指令を出力する数値制御部13と、を備えている。なお、穴開け加工以外にも、タップ加工、ボーリング加工等の加工処理を行う工作機械11でもよい。
[Description of First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a machining apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a machining apparatus 10 according to the present embodiment includes a machine tool 11 that performs machining processing such as drilling on a workpiece W (see FIGS. 8 and 9), and driving of the machine tool 11. And a numerical control unit 13 that outputs a numerical control command to the servo control unit 12. In addition to the drilling process, the machine tool 11 that performs processing such as tapping and boring may be used.

工作機械11は、複数軸のモータ(図示省略)を備えており、各モータを駆動することにより、送り軸に搭載される加工具(例えば、図8、図9に示したドリル20a、工具21a)を作動させてワークを加工する。   The machine tool 11 includes a plurality of motors (not shown), and by driving each motor, a processing tool mounted on the feed shaft (for example, the drill 20a and the tool 21a shown in FIGS. 8 and 9). ) To process the workpiece.

サーボ制御部12は、工作機械11に設けられる各軸のモータに駆動指令信号を出力する。工作機械11の各軸モータは、駆動指令信号が与えられると、該駆動指令信号に応じた加工処理を実行する。   The servo control unit 12 outputs a drive command signal to the motor of each axis provided in the machine tool 11. Each axis motor of the machine tool 11 executes a machining process according to the drive command signal when a drive command signal is given.

数値制御部13は、サーボ制御部12との間で通信を行うサーボI/F部131と、閾値設定部132と、メモリ133(閾値記憶部)と、干渉検出部134と、を備えている。   The numerical control unit 13 includes a servo I / F unit 131 that performs communication with the servo control unit 12, a threshold setting unit 132, a memory 133 (threshold storage unit), and an interference detection unit 134. .

サーボI/F部131は、サーボ制御部12に数値制御指令を出力し、更に、サーボ制御部12より出力される負荷フィードバック信号を受信する。そして、該負荷フィードバック信号から、工作機械11に設けられる各軸のモータに生じるトルク信号を取得し、該トルク信号を、閾値設定部132、及び干渉検出部134に出力する。   The servo I / F unit 131 outputs a numerical control command to the servo control unit 12 and further receives a load feedback signal output from the servo control unit 12. And the torque signal which arises in the motor of each axis | shaft provided in the machine tool 11 is acquired from this load feedback signal, and this torque signal is output to the threshold value setting part 132 and the interference detection part 134. FIG.

閾値設定部132は、工作機械11が正常に作動したとき、例えば、テスト運転で工作機械11を作動させたときの、各軸方向に生じるトルクを取得する。そして、複数回の作動により取得したトルクから、その平均値を演算し、該平均値に基づいて各軸に生じるトルクの上限値をトルク閾値Tqthとして設定する。例えば、後述するように、演算された平均値よりも若干大きい数値をトルク閾値Tqthとして設定する。メモリ133は、閾値設定部132で演算された各軸のトルク閾値Tqthを記憶する。なお、後述する第4実施形態では、該閾値設定部132は、トルク変化率の閾値であるトルク変化率閾値を記憶する。   The threshold setting unit 132 acquires torque generated in each axial direction when the machine tool 11 operates normally, for example, when the machine tool 11 is operated in a test operation. And the average value is calculated from the torque acquired by the operation | movement several times, and the upper limit of the torque which arises in each axis | shaft based on this average value is set as torque threshold value Tqth. For example, as will be described later, a numerical value slightly larger than the calculated average value is set as the torque threshold value Tqth. The memory 133 stores the torque threshold value Tqth of each axis calculated by the threshold setting unit 132. In the fourth embodiment to be described later, the threshold setting unit 132 stores a torque change rate threshold that is a threshold of the torque change rate.

干渉検出部134は、工作機械11を用いてワークの加工を実施した際の、各軸方向に生じるトルク測定値(これを、Tqとする)を取得し、更に、メモリ133に記憶されているトルク閾値Tqthと比較する。そして、トルク測定値Tqがトルク閾値Tqthを上回り、この状態が予め設定した閾値時間T1thだけ継続した場合には、工作機械11に過大なトルクが発生したものと判断して、サーボ制御部12に警報信号を出力する。   The interference detection unit 134 acquires a torque measurement value (this is referred to as Tq) generated in each axial direction when the workpiece is machined using the machine tool 11, and is further stored in the memory 133. The torque threshold value Tqth is compared. When the torque measurement value Tq exceeds the torque threshold value Tqth and this state continues for a preset threshold time T1th, it is determined that excessive torque has been generated in the machine tool 11, and the servo control unit 12 is informed. Outputs an alarm signal.

なお、図1に示すサーボ制御部12及び数値制御部13は、例えば、中央演算ユニット(CPU)や、RAM、ROM、ハードディスク等の記憶手段からなる一体型のコンピュータとして構成することができる。   The servo control unit 12 and the numerical control unit 13 shown in FIG. 1 can be configured as an integrated computer including a central processing unit (CPU) and storage means such as a RAM, a ROM, and a hard disk.

次に、上述のように構成された第1実施形態に係る加工装置の作用を図2〜図4に示すフローチャートを参照して説明する。初めに、図2のステップS11において、数値制御部13は、工作機械11の加工具に加わる干渉トルクの上限値であるトルク閾値(Tqth)を手動操作で設定するか否かを判断する。手動操作で設定する場合には(ステップS11でYES)、例えば入力スイッチ(図示省略)による入力操作を受け付け、操作者による手動操作により入力されるトルク閾値Tqthを取得する。トルク閾値は、工作機械11の各送り軸毎に設定される。具体的には、設定する軸をX、Y、Zの3軸方向とする場合には、X、Y、Zの3軸方向についてのトルク閾値を取得する。その後、ステップS14に処理を進める。   Next, the operation of the machining apparatus according to the first embodiment configured as described above will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. First, in step S <b> 11 of FIG. 2, the numerical controller 13 determines whether or not to manually set a torque threshold value (Tqth) that is an upper limit value of interference torque applied to the processing tool of the machine tool 11. When setting by manual operation (YES in step S11), for example, an input operation by an input switch (not shown) is received, and a torque threshold Tqth input by a manual operation by an operator is acquired. The torque threshold is set for each feed axis of the machine tool 11. Specifically, when the set axes are set in the three-axis directions of X, Y, and Z, torque threshold values in the three-axis directions of X, Y, and Z are acquired. Thereafter, the process proceeds to step S14.

一方、自動操作で設定する場合には(ステップS11でNO)、ステップS12において、数値制御部13は、加工対象とするワークの加工が初めてであるか否かを判断し、初めてでない場合には(ステップS12でNO)、ステップS14に処理を進める。即ち、ワークの加工が2回目以降である場合には、後述するように、このワークについての各軸方向のトルク閾値が既にメモリ133に記憶されているので、干渉トルクテストを実施する必要は無く、ステップS13の処理を行わずにステップS14に処理を進め、ワークの加工処理を実施する。   On the other hand, when setting by automatic operation (NO in step S11), in step S12, the numerical control unit 13 determines whether or not the workpiece to be machined is the first time, and if not the first time, (NO in step S12), the process proceeds to step S14. That is, when the workpiece is processed for the second time or later, as described later, the torque threshold value in each axial direction for the workpiece is already stored in the memory 133, so that it is not necessary to perform the interference torque test. Then, the process proceeds to step S14 without performing the process of step S13, and the workpiece machining process is performed.

加工対象とするワークの加工が初めてである場合には(ステップS12でYES)、このワークについて、各軸方向のトルク閾値が設定されていないので、ステップS13の処理に移行して干渉トルクテストを実施し、各軸方向のトルク閾値を設定する。   If the workpiece to be machined is the first machining (YES in step S12), the torque threshold value in each axial direction is not set for this workpiece, so the process proceeds to step S13 and the interference torque test is performed. And set a torque threshold for each axial direction.

次に、図3に示すフローチャートを参照して、図2のステップS13に示した干渉トルクテストの処理手順について説明する。   Next, the processing procedure of the interference torque test shown in step S13 of FIG. 2 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

ステップS31において、サーボ制御部12は、ワークのテスト加工を開始する。ステップS32において、数値制御部13は、テスト加工を実行する際の軸番号nをn=1に設定する。軸番号は、トルク閾値を設定する軸の番号であり、軸の数がkである場合には、nは1〜kまでの整数である。例えば、3軸方向にトルク閾値を設定する場合には、X、Y、Z軸の3軸であるから、k=3である。   In step S31, the servo control unit 12 starts test machining of the workpiece. In step S <b> 32, the numerical controller 13 sets the axis number n when executing the test machining to n = 1. The axis number is an axis number for setting a torque threshold. When the number of axes is k, n is an integer from 1 to k. For example, when the torque threshold value is set in the three-axis direction, k = 3 because the three axes are the X, Y, and Z axes.

ステップS33、ステップS34において、数値制御部13は、対象となる軸方向に発生したトルクを計測し、これをワークの加工が終了するまで継続する。そして、発生したトルクの上位10点を取得する。なお、本発明は、上位10点に限定されるものではない。   In step S33 and step S34, the numerical control unit 13 measures the torque generated in the target axial direction and continues this until the workpiece machining is completed. Then, the top 10 points of the generated torque are acquired. The present invention is not limited to the top 10 points.

ステップS35において、上位10点のトルクの平均値Taveを算出する。その後、ステップS36において、平均値Taveに係数Kpを乗算し、その結果をトルク閾値Tqthとして設定する。係数Kpは、例えば「1.1〜1.3」程度の数値であり、平均値Taveよりも若干大きい数値をトルク閾値Tqthとして設定するのが好適である。また、加工速度、加工具の材質、或いはワークの材質に応じて係数Kpを変更する。例えば、加工速度が速い場合や、加工具の材質が硬質である場合には、係数Kpを大きい数値とする。このトルク閾値Tqthは、図1に示したメモリ133に記憶される。なお、上位10点の平均を取らず、1回の計測値を用いてもよい。   In step S35, an average value Tave of torques of the top 10 points is calculated. Thereafter, in step S36, the average value Tave is multiplied by the coefficient Kp, and the result is set as the torque threshold value Tqth. The coefficient Kp is a numerical value of about “1.1 to 1.3”, for example, and it is preferable to set a numerical value slightly larger than the average value Tave as the torque threshold Tqth. Further, the coefficient Kp is changed according to the processing speed, the material of the processing tool, or the material of the workpiece. For example, when the processing speed is high or the material of the processing tool is hard, the coefficient Kp is set to a large numerical value. This torque threshold value Tqth is stored in the memory 133 shown in FIG. It should be noted that one measurement value may be used without taking the average of the top 10 points.

ステップS37において、変数n=kであるか否かを判断し、n=kでなければ(ステップS37でNO)、ステップS38でnをインクリメントし(即ち、nをn+1とし)、ステップS33に処理を戻す。   In step S37, it is determined whether or not the variable n = k. If n = k is not satisfied (NO in step S37), n is incremented in step S38 (that is, n is set to n + 1), and the process proceeds to step S33. To return.

その後、X軸、Y軸、Z軸の3軸についてトルク閾値が設定された場合、即ち、n=kである場合には、干渉トルクテストを終了する。こうして、3つの軸に対してそれぞれトルク閾値が設定され、各軸のトルク閾値は、メモリ133に記憶されることになる。なお、図3に示したフローチャートでは、工作機械11に搭載されるアームの3軸方向についてトルク閾値を設定する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、2軸、或いは4軸以上とすることも可能である。   Thereafter, when the torque threshold is set for the three axes of the X axis, the Y axis, and the Z axis, that is, when n = k, the interference torque test is terminated. Thus, torque threshold values are set for the three axes, and the torque threshold values for the respective axes are stored in the memory 133. In the flowchart shown in FIG. 3, the example in which the torque threshold is set in the three-axis direction of the arm mounted on the machine tool 11 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the two-axis, four-axis or more It is also possible.

次に、図4に示すフローチャートを参照して、図2のステップS14に示したワークの加工処理について説明する。   Next, with reference to the flowchart shown in FIG. 4, the workpiece machining process shown in step S14 of FIG. 2 will be described.

ステップS51において、ワークの加工が開始されると、ステップS52において、数値制御部13は、加工具の干渉チェックをオンとする。次いで、ステップS53において、数値制御部13は、サーボ制御部12よりフィードバックされるフィードバック信号から、各軸に発生するトルク測定値Tqを取得し、このトルク測定値Tqと、メモリ133に記憶されているトルク閾値Tqthを比較する。そして、Tqth<Tqである場合には(ステップS53でYES)、ステップS54に処理を移行し、そうでない場合には(ステップS53でNO)、ステップS56に処理を移行する。   In step S51, when machining of the workpiece is started, in step S52, the numerical control unit 13 turns on the interference check of the machining tool. Next, in step S <b> 53, the numerical control unit 13 acquires a torque measurement value Tq generated on each axis from the feedback signal fed back from the servo control unit 12, and the torque measurement value Tq and the memory 133 store the torque measurement value Tq. Torque threshold values Tqth are compared. If Tqth <Tq (YES in step S53), the process proceeds to step S54. If not (NO in step S53), the process proceeds to step S56.

ステップS54において、数値制御部13は、継続時間T1を計時する。即ち、トルク測定値Tqがトルク閾値Tqthを上回った後の継続時間を計時する。この処理は、図示省略のタイマ等を用いて実行される。そして、ステップS55において、継続時間T1が閾値時間T1thに達したか否かを判断する。T1≧T1thである場合には(ステップS55でYES)、ステップS58において、数値制御部13はサーボ制御部12に警報信号を出力する。即ち、送り軸に生じるトルクが過大となり、且つ、その継続時間が一定時間を超えた場合には、加工具を作動させる送り軸に何らかの異常な力が作用したものと判断されるので(例えば、加工具とワークとの衝突)、警報信号をサーボ制御部12に出力する。サーボ制御部12は、警報信号を受信した際には、加工具によるワークの加工を停止する。その後、ステップS57に処理を移行して、干渉チェックをオフとする。   In step S54, the numerical controller 13 measures the duration T1. That is, the time duration after the torque measurement value Tq exceeds the torque threshold value Tqth is measured. This process is executed using a timer or the like (not shown). In step S55, it is determined whether or not the duration time T1 has reached the threshold time T1th. If T1 ≧ T1th (YES in step S55), the numerical controller 13 outputs an alarm signal to the servo controller 12 in step S58. That is, when the torque generated in the feed shaft becomes excessive and the duration exceeds a certain time, it is determined that some abnormal force has acted on the feed shaft for operating the processing tool (for example, A collision between the processing tool and the workpiece) and an alarm signal are output to the servo control unit 12. When the servo control unit 12 receives an alarm signal, the servo control unit 12 stops processing the workpiece by the processing tool. Thereafter, the process proceeds to step S57, and the interference check is turned off.

一方、Tqth≧Tqである場合(ステップS53でNO)、及びT1<T1thである場合(ステップS55でNO)には、干渉検出部134は、ステップS56において、ワークの加工が終了したか否かを判断する。ワークの加工が終了していない場合には(ステップS56でNO)、ステップS53に処理を戻す。また、ワークの加工が終了した場合には(ステップS56でYES)、ステップS57において、干渉チェックをオフとする。こうして、ワークの加工処理を終了することになる。   On the other hand, when Tqth ≧ Tq (NO in step S53) and when T1 <T1th (NO in step S55), the interference detection unit 134 determines whether or not the machining of the workpiece is completed in step S56. Judging. If machining of the workpiece has not been completed (NO in step S56), the process returns to step S53. If the machining of the workpiece is completed (YES in step S56), the interference check is turned off in step S57. In this way, the workpiece machining process ends.

このようにして、第1実施形態に係る加工装置10では、工作機械11の複数の送り軸のそれぞれについて、各送り軸に作用するトルク閾値Tqthを設定している。そして、トルク測定値Tqがトルク閾値Tqthを上回り、更に、その継続時間が閾値時間T1thを上回った場合に警報信号を出力して、工作機械11による加工処理を停止させる。   In this way, in the machining apparatus 10 according to the first embodiment, the torque threshold Tqth acting on each feed shaft is set for each of the plurality of feed shafts of the machine tool 11. Then, when the torque measurement value Tq exceeds the torque threshold value Tqth and the duration exceeds the threshold time T1th, an alarm signal is output and the machining process by the machine tool 11 is stopped.

このように、加工具を取り付けた送り軸の各軸毎にそれぞれ適切なトルク閾値が設定されるので、加工具がワークと干渉した場合には、高精度にこれを検出することができる。また、トルク測定値Tqがトルク閾値Tqthを上回った継続時間T1が閾値時間T1thに達した際に警報信号を出力するので、突発的なトルクの上昇等に影響されることなく、確実に加工具とワークとの干渉を検出して、工作機械11による加工を停止させることができる。従って、加工具が損傷する等のトラブルの発生を防止することが可能となる。   In this way, an appropriate torque threshold is set for each axis of the feed shaft to which the processing tool is attached, so that when the processing tool interferes with the workpiece, this can be detected with high accuracy. Further, since the alarm signal is output when the duration T1 when the torque measurement value Tq exceeds the torque threshold Tqth reaches the threshold time T1th, the processing tool can be surely operated without being influenced by sudden increase in torque or the like. It is possible to stop the machining by the machine tool 11 by detecting the interference with the workpiece. Therefore, it is possible to prevent troubles such as damage to the processing tool.

[第2実施形態の説明]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態では、2つのトルク閾値、即ち、第1トルク閾値Tqth1、及び第2トルク閾値Tqth2(但し、Tqth2>Tqth1)を設定する。そして、トルク測定値Tqが第1トルク閾値Tqth1を上回り、且つ第1閾値時間Tth1が経過した際に、警報信号を出力する。更に、第2トルク閾値Tqth2を上回り、且つ第2閾値時間Tth2が経過した際に、工作機械11の作動を停止させるように制御する。装置構成は、前述した図1と同一であるので構成説明を省略する。
[Description of Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, two torque threshold values, that is, a first torque threshold value Tqth1 and a second torque threshold value Tqth2 (where Tqth2> Tqth1) are set. When the measured torque value Tq exceeds the first torque threshold value Tqth1 and the first threshold time Tth1 has elapsed, an alarm signal is output. Furthermore, when the second torque threshold value Tqth2 is exceeded and the second threshold time Tth2 has elapsed, the operation of the machine tool 11 is controlled to stop. The apparatus configuration is the same as that of FIG.

第2実施形態では、前述した図2、図3に示したフローチャートは同一である。但し、図3のステップS36の処理では、第1トルク閾値Tqth1、及び第2トルク閾値Tqth2を設定する。この際、係数Kpを異なるようにすることで、第1トルク閾値Tqth1、及び第2トルク閾値Tqth2を決めることができる。   In the second embodiment, the flowcharts shown in FIGS. 2 and 3 are the same. However, in the process of step S36 in FIG. 3, the first torque threshold Tqth1 and the second torque threshold Tqth2 are set. At this time, the first torque threshold Tqth1 and the second torque threshold Tqth2 can be determined by making the coefficient Kp different.

また、本実施形態では、図2のステップS14に示した「ワークの加工処理」が相違するので、以下、図5に示すフローチャートを参照して、第2実施形態に係るワーク加工処理の手順について説明する。   Further, in the present embodiment, since the “work machining process” shown in step S14 of FIG. 2 is different, the procedure of the work machining process according to the second embodiment will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. explain.

初めに、図5のステップS71において、ワークの加工が開始されると、ステップS72において、数値制御部13は、加工具の干渉チェックをオンとする。次いで、ステップS73において、数値制御部13は、サーボ制御部12よりフィードバックされるフィードバック信号から、各軸に発生するトルク測定値Tqを取得し、このトルク測定値Tqと、メモリ133に記憶されている第1トルク閾値Tqth1を比較する。そして、Tqth1<Tqである場合には(ステップS73でYES)、ステップS74に処理を移行し、そうでない場合には(ステップS73でNO)、ステップS82に処理を移行する。   First, when the machining of the workpiece is started in step S71 of FIG. 5, the numerical control unit 13 turns on the interference check of the machining tool in step S72. Next, in step S <b> 73, the numerical control unit 13 acquires a torque measurement value Tq generated in each axis from the feedback signal fed back from the servo control unit 12, and stores the torque measurement value Tq and the memory 133. The first torque threshold value Tqth1 is compared. If Tqth1 <Tq (YES in step S73), the process proceeds to step S74. If not (NO in step S73), the process proceeds to step S82.

ステップS82において、数値制御部13は、ワークの加工が終了したか否かを判断し、終了していれば、ステップS81に処理を移行し、終了していなければ、ステップS73に処理を戻す。   In step S82, the numerical controller 13 determines whether or not machining of the workpiece has been completed. If completed, the process proceeds to step S81. If not completed, the process returns to step S73.

ステップS74において、数値制御部13は、第1継続時間T1を計時する。即ち、トルク測定値Tqが第1トルク閾値Tqth1を上回った後の継続時間を計時する。   In step S74, the numerical controller 13 measures the first duration T1. That is, the duration after the measured torque value Tq exceeds the first torque threshold value Tqth1 is measured.

ステップS75において、数値制御部13は、第1継続時間T1が予め設定した第1閾値時間Tth1に達したか否かを判断する。第1閾値時間Tth1に達していなければ(ステップS75でNO)、ステップS82に処理を移行し、上記と同様の処理を実行する。   In step S75, the numerical controller 13 determines whether or not the first duration T1 has reached a preset first threshold time Tth1. If the first threshold time Tth1 has not been reached (NO in step S75), the process proceeds to step S82, and the same process as described above is executed.

第1閾値時間Tth1に達していれば(ステップS75でYES)、ステップS76において、数値制御部13は、サーボ制御部12に警報信号を出力する。サーボ制御部12は、警報信号が入力されると、ランプやブザー等を通じて操作者にトルク異常が発生していることを報知する。この際、工作機械11によるワーク加工処理は継続される。その後、ステップS77に処理を移行する。   If the first threshold time Tth1 has been reached (YES in step S75), the numerical controller 13 outputs an alarm signal to the servo controller 12 in step S76. When the alarm signal is input, the servo control unit 12 notifies the operator that a torque abnormality has occurred through a lamp, a buzzer, or the like. At this time, the work processing by the machine tool 11 is continued. Thereafter, the process proceeds to step S77.

ステップS77において、数値制御部13は、トルク測定値Tqと、メモリ133に記憶されている第2トルク閾値Tqth2を比較する。そして、Tqth2<Tqでなければ(ステップS77でNO)、ステップS83に処理を移行し、Tqth2<Tqであれば(ステップS77でYES)、ステップS78に処理を移行する。   In step S77, the numerical controller 13 compares the torque measurement value Tq with the second torque threshold value Tqth2 stored in the memory 133. If Tqth2 <Tq (NO in step S77), the process proceeds to step S83. If Tqth2 <Tq (YES in step S77), the process proceeds to step S78.

ステップS83において、数値制御部13は、ワークの加工が終了したか否かを判断し、終了していれば、ステップS81に処理を移行し、終了していなければ、ステップS73に処理を戻す。   In step S83, the numerical controller 13 determines whether or not machining of the workpiece has been completed. If it has been completed, the process proceeds to step S81, and if not, the process returns to step S73.

ステップS78において、数値制御部13は、第2継続時間T2を計時する。即ち、トルク測定値Tqが第2トルク閾値Tqth2を上回った後の継続時間を計時する。   In step S78, the numerical controller 13 measures the second duration T2. That is, the duration after the torque measurement value Tq exceeds the second torque threshold value Tqth2 is measured.

ステップS79において、数値制御部13は、第2継続時間T2が予め設定した第2閾値時間Tth2に達したか否かを判断する。第2閾値時間Tth2に達していなければ(ステップS79でNO)、ステップS83に処理を移行し、上記と同様の処理を実行する。第2閾値時間Tth2に達していれば(ステップS79でYES)、ステップS80において、数値制御部13は、ワークの加工停止信号をサーボ制御部12に出力する。その結果、工作機械11による加工処理が停止する。   In step S79, the numerical controller 13 determines whether or not the second duration T2 has reached a preset second threshold time Tth2. If the second threshold time Tth2 has not been reached (NO in step S79), the process proceeds to step S83, and the same process as described above is executed. If the second threshold time Tth2 has been reached (YES in step S79), in step S80, the numerical controller 13 outputs a workpiece machining stop signal to the servo controller 12. As a result, the processing by the machine tool 11 stops.

その後、ステップS81において、干渉チェックをオフとする。こうして、ワークの加工処理を終了することになる。   Thereafter, in step S81, the interference check is turned off. In this way, the workpiece machining process ends.

このようにして、第2実施形態に係る加工装置10では、工作機械11の複数の送り軸のそれぞれについて、各送り軸に作用する2段階のトルク閾値、即ち、第1トルク閾値Tqth1、及び第2トルク閾値Tqth2を設定している。そして、トルク測定値Tqが第1トルク閾値Tqth1を上回り、且つ第1継続時間T1が第1閾値時間Tth1に達した場合に警報信号を出力して操作者に注意を促す。その後、第2トルク閾値Tqth2を上回り、且つ第2継続時間T2が第2閾値時間Tth2に達した場合に、ワークの加工処理を停止させる。   Thus, in the machining apparatus 10 according to the second embodiment, for each of the plurality of feed shafts of the machine tool 11, two-stage torque thresholds acting on each feed shaft, that is, the first torque threshold Tqth1, and the first A 2-torque threshold Tqth2 is set. When the torque measurement value Tq exceeds the first torque threshold Tqth1 and the first duration T1 reaches the first threshold time Tth1, an alarm signal is output to alert the operator. Thereafter, when the second torque threshold Tqth2 is exceeded and the second duration T2 reaches the second threshold time Tth2, the workpiece machining process is stopped.

従って、初めに警報信号が出力され、その後、ワークの加工処理が停止するので、段階的な処理が可能となり、むやみに加工が停止するという問題を回避することができる。   Accordingly, an alarm signal is first output, and then the workpiece machining process is stopped. Therefore, stepwise processing is possible, and the problem of unnecessarily stopping machining can be avoided.

[第3実施形態の説明]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態では、ワークの加工処理を実行する際に、複数の加工処理の態様(例えば、穴開け加工とボーリング加工)が混在する場合には、各加工処理の態様に応じてトルク閾値を変更することにより、加工処理の態様に応じた適切なトルク閾値を設定するものである。装置構成は、前述した図1と同一であるので構成説明を省略する。
[Description of Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, when a plurality of machining modes (for example, drilling and boring) are mixed when the workpiece machining process is executed, the torque threshold is set according to each machining process mode. By changing, an appropriate torque threshold value corresponding to the processing mode is set. The apparatus configuration is the same as that of FIG.

以下、第3実施形態の作用について説明する。第3実施形態に係る加工装置10の処理手順は、図2、図3に示したフローチャートと同一である。但し、図3に示した干渉トルクテストでは、複数の加工処理の態様に応じてトルク閾値を設定する。例えば、穴開け加工時の各送り軸のトルク閾値を設定し、且つ、ボーリング加工時の各送り軸のトルク閾値を設定する。   Hereinafter, the operation of the third embodiment will be described. The processing procedure of the processing apparatus 10 according to the third embodiment is the same as the flowchart shown in FIGS. However, in the interference torque test shown in FIG. 3, a torque threshold is set according to a plurality of processing modes. For example, the torque threshold value of each feed shaft at the time of drilling is set, and the torque threshold value of each feed shaft at the time of boring is set.

また、第3実施形態では、図2のステップS14に示した「ワークの加工処理」が相違するので、以下、図6に示すフローチャートを参照して、第3実施形態に係るワーク加工処理の手順について説明する。なお、ここでの処理では、第1加工モードと第2加工モードを切り替えてワークの加工処理を実行する。第1加工モードは、例えば穴開け加工であり、第2加工モードは例えばボーリング加工である。   Further, in the third embodiment, the “work machining process” shown in step S14 of FIG. 2 is different, so the procedure of the work machining process according to the third embodiment will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. Will be described. In this process, the workpiece machining process is executed by switching between the first machining mode and the second machining mode. The first machining mode is, for example, drilling, and the second machining mode is, for example, boring.

図6のステップS91において、ワークの加工が開始されると、ステップS92において、数値制御部13は、加工具の干渉チェックをオンとする。ステップS93において、数値制御部13は、加工モードの入力待ち状態とする。この処理では、例えば、操作者に対して手動操作で加工モードを入力する操作(選択入力)を促す処理を行う。この操作は、例えば、入力スイッチ(図示省略)により実行される。   When the machining of the workpiece is started in step S91 of FIG. 6, the numerical control unit 13 turns on the interference check of the machining tool in step S92. In step S93, the numerical controller 13 waits for an input of the machining mode. In this process, for example, a process of prompting the operator to input a machining mode manually (selection input) is performed. This operation is executed by, for example, an input switch (not shown).

加工モードが入力されると、ステップS94において、数値制御部13は、入力された加工モードが第1加工モードであるか、或いは、第2加工モードであるかを判断する。そして、第1加工モードである場合にはステップS95において、トルク閾値を第1加工モードに対して設定されたトルク閾値であるTqth11に設定する。即ち、Tqth=Tqth11とする。   When the machining mode is input, in step S94, the numerical controller 13 determines whether the input machining mode is the first machining mode or the second machining mode. If it is the first machining mode, in step S95, the torque threshold is set to Tqth11 which is the torque threshold set for the first machining mode. That is, Tqth = Tqth11.

一方、第2加工モードである場合にはステップS96において、トルク閾値を第2加工モードに対して設定されたトルク閾値であるTqth12に設定する。即ち、Tqth=Tqth12とする。   On the other hand, in the case of the second machining mode, in step S96, the torque threshold is set to Tqth12 that is the torque threshold set for the second machining mode. That is, Tqth = Tqth12.

その後、ステップS97において、数値制御部13は、サーボ制御部12よりフィードバックされるフィードバック信号から、各軸に発生するトルク測定値Tqを取得し、このトルク測定値Tqと、上記の処理で設定されたトルク閾値Tqthを比較する。そして、Tqth<Tqである場合には(ステップS97でYES)ステップS98に処理を移行し、そうでない場合には(ステップS97でNO)、ステップS100に処理を移行する。   Thereafter, in step S97, the numerical control unit 13 acquires the torque measurement value Tq generated in each axis from the feedback signal fed back from the servo control unit 12, and the torque measurement value Tq and the above processing are set. Torque threshold values Tqth are compared. If Tqth <Tq (YES in step S97), the process proceeds to step S98. If not (NO in step S97), the process proceeds to step S100.

ステップS98において、数値制御部13は、トルク測定値Tqがトルク閾値Tqthを上回った後の継続時間T1を計時する。そして、ステップS99において、継続時間T1が閾値時間T1thに達したか否かを判断する。T1≧T1thである場合には(ステップS99でYES)、ステップS102において、数値制御部13はサーボ制御部12に警報信号を出力する。即ち、送り軸に生じるトルクが過大となり、且つ、その継続時間が一定時間を超えた場合には、加工具を作動させる送り軸に何らかの異常な力が作用したものと判断されるので、警報信号をサーボ制御部12に出力する。サーボ制御部12は、警報信号を受信した際には、加工具によるワークの加工を停止する。その後、ステップS101において、干渉チェックをオフとする。   In step S98, the numerical controller 13 measures the duration T1 after the torque measurement value Tq exceeds the torque threshold value Tqth. In step S99, it is determined whether or not the duration time T1 has reached the threshold time T1th. If T1 ≧ T1th (YES in step S99), the numerical controller 13 outputs an alarm signal to the servo controller 12 in step S102. That is, if the torque generated on the feed shaft becomes excessive and its duration exceeds a certain time, it is determined that some abnormal force has acted on the feed shaft that operates the processing tool. Is output to the servo control unit 12. When the servo control unit 12 receives an alarm signal, the servo control unit 12 stops processing the workpiece by the processing tool. Thereafter, in step S101, the interference check is turned off.

一方、Tqth≧Tqである場合(ステップS97でNO)、及びT1<T1thである場合(ステップS99でNO)には、ステップS100において、ワークの加工が終了したか否かを判断する。ワークの加工が終了していない場合には(ステップS100でNO)、ステップS97に処理を戻す。また、ワークの加工が終了した場合には(ステップS100でYES)、ステップS101において、干渉チェックをオフとする。こうして、ワークの加工処理を終了することになる。   On the other hand, if Tqth ≧ Tq (NO in step S97) and T1 <T1th (NO in step S99), it is determined in step S100 whether or not the machining of the workpiece has been completed. If machining of the workpiece has not been completed (NO in step S100), the process returns to step S97. If the machining of the workpiece is completed (YES in step S100), the interference check is turned off in step S101. In this way, the workpiece machining process ends.

このようにして、第3実施形態に係る加工装置10では、工作機械11の複数の送り軸のそれぞれについて、各送り軸に作用するトルク閾値を設定している。また、複数の加工処理の態様が存在する場合に、各加工処理(第1加工モード、第2加工モード)に応じて、トルク閾値を変更している。そして、トルク測定値Tqがトルク閾値Tqthを上回った場合に警報信号を出力する。   In this manner, in the machining apparatus 10 according to the third embodiment, the torque threshold that acts on each feed shaft is set for each of the plurality of feed shafts of the machine tool 11. Further, when there are a plurality of processing modes, the torque threshold is changed according to each processing (first processing mode, second processing mode). When the torque measurement value Tq exceeds the torque threshold value Tqth, an alarm signal is output.

従って、例えば、穴開け処理とボーリング処理が混在する場合において、それぞれの加工処理に応じた適切なトルク閾値を設定することができ、ワークと加工具との干渉を高精度に検出することが可能となる。従って、加工具が損傷する等のトラブルの発生を防止することが可能となる。   Therefore, for example, in the case where a drilling process and a boring process are mixed, an appropriate torque threshold value can be set according to each processing process, and interference between the workpiece and the processing tool can be detected with high accuracy. It becomes. Therefore, it is possible to prevent troubles such as damage to the processing tool.

なお、第3実施形態では、2つの加工モードから一方を選択する例について説明したが、本発明は2つの加工モードに限定されるものではなく、3以上の加工モードから選択する構成とすることも可能である。   In the third embodiment, the example in which one of the two processing modes is selected has been described. However, the present invention is not limited to the two processing modes, and the configuration is selected from three or more processing modes. Is also possible.

[第4実施形態の説明]
次に、本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態では、トルク変化率Xを演算し、このトルク変化率が予め設定した変化率閾値Xthを上回った際にワークと加工具が干渉したものと判断する。装置構成は、前述した図1において、閾値設定部132が、トルク変化率の閾値を設定する機能を備えている点で相違する。それ以外の構成は、図1と同様であるので、構成説明を省略する。
[Description of Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, a torque change rate X is calculated, and when the torque change rate exceeds a preset change rate threshold value Xth, it is determined that the workpiece and the processing tool interfere with each other. The apparatus configuration is different in that the threshold value setting unit 132 has a function of setting a threshold value of the torque change rate in FIG. 1 described above. Since the other configuration is the same as that of FIG. 1, description of the configuration is omitted.

次に、第4実施形態に係る加工装置の作用を、図7に示すフローチャートを参照して説明する。ステップS111において、ワークの加工が開始されると、ステップS112において、数値制御部13は、加工具の干渉チェックをオンとする。次いで、ステップS113において、数値制御部13は、変化率閾値Xthが設定されているか否かを判断する。そして、設定されていない場合には(ステップS113でNO)、ステップS114において、変化率閾値Xthの設定を促す。ここで、通常の加工処理では一定速度で加工が実行されるので、加工具に生じるトルク変化率(トルクの時間微分値)は、極めて低い数値になる。   Next, the operation of the machining apparatus according to the fourth embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In step S111, when machining of the workpiece is started, in step S112, the numerical control unit 13 turns on the interference check of the machining tool. Next, in step S113, the numerical controller 13 determines whether or not the change rate threshold value Xth is set. If it is not set (NO in step S113), in step S114, the change rate threshold value Xth is urged to be set. Here, since the machining is executed at a constant speed in the normal machining process, the torque change rate (time differential value of the torque) generated in the machining tool is an extremely low numerical value.

例えば、直線動作ではトルク変化率はほぼゼロであり、また、直線動作の加減速時、或いは円弧加工時であっても、トルク変化率は極めて小さい数値である。これに対して、加工具とワークが干渉した場合(例えば、衝突した場合)には、通常動作時には生じない程度の大きさのトルク変化が生じることになる。従って、変化率閾値Xthを適切な数値に設定しておき、ワークの加工時に生じるトルク変化率Xと比較することにより、ワークと加工具との干渉を検出することができる。   For example, the torque change rate is almost zero in linear operation, and the torque change rate is a very small value even during acceleration / deceleration of linear operation or arc processing. On the other hand, when the processing tool and the workpiece interfere with each other (for example, when they collide), a torque change of a magnitude that does not occur during normal operation occurs. Therefore, the interference between the workpiece and the processing tool can be detected by setting the change rate threshold value Xth to an appropriate numerical value and comparing it with the torque change rate X generated when the workpiece is processed.

即ち、図7のステップS115において、送り軸に生じるトルク変化率Xを演算する。ステップS116において、トルク変化率Xと変化率閾値Xthを比較する。そして、トルク変化率Xが変化率閾値Xthを上回った場合には(ステップS116でYES)、ステップS119において、サーボ制御部12は警報信号を出力し、干渉が生じていることを操作者に報知する。その後、ステップS118において、干渉チェックをオフとする。   That is, in step S115 in FIG. 7, a torque change rate X generated in the feed shaft is calculated. In step S116, the torque change rate X and the change rate threshold value Xth are compared. If the torque change rate X exceeds the change rate threshold value Xth (YES in step S116), in step S119, the servo control unit 12 outputs an alarm signal to notify the operator that interference has occurred. To do. Thereafter, in step S118, the interference check is turned off.

トルク変化率Xが変化率閾値Xthに達していない場合には(ステップS116でNO)、ステップS117において、数値制御部13は、ワークの加工が終了したか否かを判断する。ワークの加工が終了していない場合には(ステップS117でNO)、ステップS115に処理を戻す。また、ワークの加工が終了した場合には(ステップS117でYES)、ステップS118において、干渉チェックをオフとする。こうして、ワークの加工処理を終了することになる。   If the torque change rate X has not reached the change rate threshold value Xth (NO in step S116), in step S117, the numerical controller 13 determines whether or not the machining of the workpiece has been completed. If machining of the workpiece has not been completed (NO in step S117), the process returns to step S115. If the machining of the workpiece is completed (YES in step S117), the interference check is turned off in step S118. In this way, the workpiece machining process ends.

このようにして、第4実施形態に係る加工装置10では、ワーク加工時の各送り軸に生じるトルク変化率Xを演算し、このトルク変化率Xが予め設定した変化率閾値Xthを上回った際に、加工具がワークと干渉していると判断する。トルク変化率は、ワークと加工具が干渉した際に大きくなる傾向があるので、通常の加工処理と干渉時とを確実に識別して干渉の発生を検出することができる。従って、干渉が生じた際に、即時に警報信号を発することができ、ひいては工作機械11を停止させることが可能となる。   Thus, in the machining apparatus 10 according to the fourth embodiment, when the torque change rate X generated in each feed shaft during workpiece machining is calculated and the torque change rate X exceeds a preset change rate threshold value Xth. In addition, it is determined that the processing tool is interfering with the workpiece. Since the torque change rate tends to increase when the workpiece and the processing tool interfere with each other, the occurrence of interference can be detected by reliably identifying the normal processing and the time of interference. Therefore, when interference occurs, an alarm signal can be issued immediately, and the machine tool 11 can be stopped.

なお、第4実施形態においても前述した第1実施形態のように、閾値時間T1thを設定し、トルク変化率Xが変化率閾値Xthを上回る継続時間T1が閾値時間T1thに達した時点で、警報信号を出力する構成とすることも可能である。   In the fourth embodiment, as in the first embodiment described above, the threshold time T1th is set, and when the duration T1 in which the torque change rate X exceeds the change rate threshold Xth reaches the threshold time T1th, an alarm is issued. A configuration for outputting a signal is also possible.

以上、本発明の加工装置及び加工方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。   As mentioned above, although the processing apparatus and the processing method of this invention were demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to this, The structure of each part is set to the thing of the arbitrary structures which have the same function. Can be replaced.

10 加工装置
11 工作機械
12 サーボ制御部(制御部)
13 数値制御部
20,21 主軸
20a ドリル
21a 工具
131 サーボI/F部
132 閾値設定部
133 メモリ(閾値記憶部)
134 干渉検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Processing apparatus 11 Machine tool 12 Servo control part (control part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Numerical control part 20,21 Spindle 20a Drill 21a Tool 131 Servo I / F part 132 Threshold setting part 133 Memory (threshold storage part)
134 Interference detection unit

Claims (8)

工作機械の送り軸に取り付けられた加工具を作動させてワークを加工する加工装置において、
前記工作機械の駆動を制御し、且つ、前記送り軸の少なくとも2軸方向に生じるトルクを検出する制御部と、
前記送り軸の少なくとも2軸方向に対して、前記ワークとの干渉により生じるトルクの上限であるトルク閾値を設定する閾値設定部と、
前記閾値設定部で設定された各軸毎のトルク閾値を記憶する閾値記憶部と、
前記工作機械によるワークの加工時に、前記送り軸の各軸のトルクを測定し、測定したトルクが前記トルク閾値に達した場合に、前記加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断する干渉検出部と、
を備えたことを特徴とする加工装置。
In a processing device that processes a workpiece by operating a processing tool attached to a feed axis of a machine tool,
A control unit that controls driving of the machine tool and detects torque generated in at least two axial directions of the feed shaft;
A threshold setting unit that sets a torque threshold that is an upper limit of torque generated by interference with the workpiece with respect to at least two axial directions of the feed shaft;
A threshold storage unit for storing a torque threshold for each axis set by the threshold setting unit;
When machining the workpiece by the machine tool, the torque of each axis of the feed shaft is measured, and when the measured torque reaches the torque threshold, interference occurs between the machining tool and the workpiece. An interference detection unit for determining,
A processing apparatus comprising:
前記閾値設定部は、前記ワークのテスト加工の実施により取得したトルクに基づいて、各軸のトルク閾値を設定することを特徴とする請求項1に記載の加工装置。   The processing apparatus according to claim 1, wherein the threshold value setting unit sets a torque threshold value for each axis based on torque acquired by performing test processing of the workpiece. 前記干渉検出部は、前記送り軸に生じるトルクが前記トルク閾値を上回った時間を計時し、計時時間が予め設定した閾値時間を上回った場合に限り、前記加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断すること
を特徴とする請求項1または2に記載の加工装置。
The interference detection unit counts the time when the torque generated in the feed shaft exceeds the torque threshold, and interference occurs between the processing tool and the workpiece only when the measured time exceeds a preset threshold time. It is judged that it has generate | occur | produced. The processing apparatus of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
前記閾値設定部は、第1トルク閾値、及び前記第1トルク閾値よりも大きい第2トルク閾値を設定し、前記干渉検出部は、前記送り軸に生じるトルクが前記第1トルク閾値を上回った際に警報信号を出力し、第2トルク閾値を上回った際に加工具の停止信号を出力すること
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の加工装置。
The threshold value setting unit sets a first torque threshold value and a second torque threshold value that is larger than the first torque threshold value, and the interference detection unit determines that the torque generated in the feed shaft exceeds the first torque threshold value. The processing device according to any one of claims 1 to 3, wherein an alarm signal is output to the output signal and a stop signal of the processing tool is output when the second torque threshold value is exceeded.
前記加工具は、複数の加工モードでワークの加工を実施し、前記干渉検出部は、加工モードの選択入力を受け付け、選択された加工モードに応じて前記トルク閾値を設定すること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の加工装置。
The processing tool performs processing of a workpiece in a plurality of processing modes, and the interference detection unit receives a selection input of a processing mode, and sets the torque threshold according to the selected processing mode. The processing apparatus of any one of Claims 1-4.
工作機械の送り軸に取り付けられた加工具を作動させてワークを加工する加工装置において、
前記工作機械の駆動を制御し、且つ、前記送り軸の少なくとも2軸方向に生じるトルクを検出する制御部と、
前記送り軸の少なくとも2軸方向に対して、前記ワークとの干渉により生じるトルク変化率の上限である変化率閾値を設定する閾値設定部と、
前記閾値設定部で設定された各軸毎の変化率閾値を記憶する閾値記憶部と、
前記工作機械によるワークの加工時に、前記送り軸の各軸のトルク変化率を演算し、演算したトルク変化率が前記変化率閾値に達した場合に、前記加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断する干渉検出部と、
を備えたことを特徴とする加工装置。
In a processing device that processes a workpiece by operating a processing tool attached to a feed axis of a machine tool,
A control unit that controls driving of the machine tool and detects torque generated in at least two axial directions of the feed shaft;
A threshold setting unit that sets a change rate threshold that is an upper limit of a torque change rate caused by interference with the workpiece with respect to at least two axial directions of the feed shaft;
A threshold storage unit for storing a change rate threshold for each axis set by the threshold setting unit;
When machining the workpiece by the machine tool, the torque change rate of each axis of the feed axis is calculated, and when the calculated torque change rate reaches the change rate threshold, interference occurs between the processing tool and the workpiece. An interference detection unit that determines that an occurrence has occurred;
A processing apparatus comprising:
工作機械の送り軸先端に取り付けられた加工具を作動させてワークを加工する加工方法において、
前記工作機械の駆動を制御し、且つ前記送り軸の少なくとも2軸方向に生じるトルクを検出するトルク検出工程と、
前記送り軸の少なくとも2軸方向に対して、前記ワークとの干渉により生じるトルクの上限であるトルク閾値を設定する閾値設定工程と、
前記閾値設定工程で設定された各軸毎のトルク閾値を記憶する閾値記憶工程と、
前記工作機械によるワークの加工時に、前記送り軸の各軸のトルクを測定し、測定したトルクが前記トルク閾値に達した場合に、前記加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断する干渉検出工程と、
を備えたことを特徴とする加工方法。
In a machining method for machining a workpiece by operating a processing tool attached to the tip of a feed axis of a machine tool,
A torque detecting step for controlling driving of the machine tool and detecting torque generated in at least two axial directions of the feed shaft;
A threshold setting step for setting a torque threshold that is an upper limit of torque generated by interference with the workpiece with respect to at least two axial directions of the feed shaft;
A threshold storage step for storing a torque threshold for each axis set in the threshold setting step;
When machining the workpiece by the machine tool, the torque of each axis of the feed shaft is measured, and when the measured torque reaches the torque threshold, interference occurs between the machining tool and the workpiece. An interference detection step for determining,
A processing method characterized by comprising:
工作機械の送り軸に取り付けられた加工具を作動させてワークを加工する加工方法において、
前記工作機械の駆動を制御し、且つ、前記送り軸の少なくとも2軸方向に生じるトルクを検出するトルク検出工程と、
前記送り軸の少なくとも2軸方向に対して、前記ワークとの干渉により生じるトルク変化率の上限である変化率閾値を設定する閾値設定工程と、
前記閾値設定工程で設定された各軸毎の変化率閾値を記憶する閾値記憶工程と、
前記工作機械によるワークの加工時に、前記送り軸の各軸のトルク変化率を演算し、演算したトルク変化率が前記変化率閾値に達した場合に、前記加工具とワークとの間で干渉が発生しているものと判断する干渉検出工程と、
を備えたことを特徴とする加工方法。
In a processing method for processing a workpiece by operating a processing tool attached to a feed shaft of a machine tool,
A torque detecting step for controlling driving of the machine tool and detecting torque generated in at least two axial directions of the feed shaft;
A threshold setting step for setting a change rate threshold that is an upper limit of a torque change rate caused by interference with the workpiece with respect to at least two axial directions of the feed shaft;
A threshold storage step for storing a change rate threshold for each axis set in the threshold setting step;
When machining the workpiece by the machine tool, the torque change rate of each axis of the feed axis is calculated, and when the calculated torque change rate reaches the change rate threshold, interference occurs between the processing tool and the workpiece. An interference detection step for determining that an occurrence has occurred;
A processing method characterized by comprising:
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