JP2019093463A - 工作機械及び工作機械の工具の装着状態判定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の実施形態1について、図面を参照しながら詳細に説明する。
以下、本発明の実施形態2について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、本実施形態2は、工具装着部22に対する工具3の装着状態の判定において、工具装着部22に対する工具3の装着不具合があると判定された後の処理が上記実施形態1と異なるだけであって、工作機械1の構成及び工具3の装着状態の判定における処理は、上記実施形態1と共通であるため、その詳細な説明を省略する。
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
2 主軸
3 工具
4 ケーシング(支持部材)
21 駆動モータ(駆動部)
22 工具装着部
31 ドリル(工具本体)
32 工具ホルダ
45 エアブローノズル(エア吹付手段)
46 エア溝(エア吹付手段)
47 エア供給路(エア吹付手段)
48 加圧エア供給装置(エア吹付手段)
62 工具交換アーム(工具脱着手段)
70 応力センサ(応力検出手段)
72 応力センサ群(応力検出手段群)
73 応力センサ群(応力検出手段群)
74 応力センサ群(応力検出手段群)
100 コントロールユニット(装着状態判定手段)
M 中央値
SW 応力波形
RW 反転波形
IW 合成波形
Claims (9)
- 駆動部によって軸心周りに回転駆動される主軸と、
ワークを加工する工具本体と上記主軸に取り付けられる工具ホルダとを有する工具と、
上記主軸の先端部に設けられ、上記工具ホルダを介して上記工具が着脱可能に取り付けられる工具装着部と、
上記主軸を回転可能に支持する支持部材とを備えた工作機械であって、
上記主軸の周りに上記支持部材に関連付けて配置され、上記工具装着部に上記工具が取り付けられた状態で上記主軸が回転するときに、該主軸に作用する応力を検出する応力検出手段と、
上記工具装着部に上記工具が取り付けられた状態で該主軸が空回転したときの、上記応力検出手段で検出された応力に基づいて、上記工具装着部に対する上記工具の装着不具合を判定する装着状態判定手段とをさらに備えることを特徴とする工作機械。 - 請求項1に記載の工作機械において、
上記装着状態判定手段は、
上記工具装着部に上記工具が取り付けられた状態で該主軸が所定時間空回転されたときに、上記応力検出手段で検出される応力波形に対して、該応力波形の中央値を求め、
上記応力波形に対して、上記中央値よりも大きい値を正成分とし、上記中央値よりも小さい値を負成分として、上記負成分のみを上記中央値に対して反転させて、上記正成分と反転させた上記負成分とからなる反転波形を算出し、
上記反転波形を積分して、該積分値に基づいて、上記工具装着部に対する上記工具の装着不具合を判定するように構成されていることを特徴とする工作機械。 - 請求項1に記載の工作機械において、
上記応力検出手段は偶数個あり、
上記偶数個の応力検出手段は、2つの応力検出手段からなる1組又は複数組の応力検出手段群に分けられ、
上記応力検出手段群を構成する2つの応力検出手段は、上記主軸の軸心方向から見て、該軸心周りに2回回転対称性を有するようにそれぞれ配置されており、
上記装着状態判定手段は、
上記工具装着部に上記工具が取り付けられた状態で該主軸が所定時間空回転されたときに、上記各応力検出手段で検出される応力波形に対して、各応力波形の各中央値をそれぞれ求め、
上記各応力波形に対して、上記中央値よりも大きい値を正成分とし、上記中央値よりも小さい値を負成分として、上記負成分を上記中央値に対して反転させて、上記正成分と反転させた上記負成分とからなる反転波形をそれぞれ算出し、
上記応力検出手段群を構成する2つの応力検出手段で検出された2つの応力波形に基づく2つの上記反転波形を合算して合成波形を算出し、
上記合成波形を積分して、積分値を算出し、
上記応力検出手段群が1組である場合には、当該応力検出手段群の上記積分値に基づいて、上記工具装着部に対する上記工具の装着不具合を判定する一方、上記応力検出手段群が複数組である場合には、各応力検出手段群のそれぞれの積分値の合計値に基づいて、上記工具装着部に対する上記工具の装着不具合を判定するように構成されていることを特徴とする工作機械。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載の工作機械において、
上記工具装着部に対する上記工具の取り付け及び取り外しを行う工具着脱手段と、
上記工具装着部及び該工具装着部の近傍の少なくとも一方にエアを吹き付け可能なエア吹付手段とを更に備え、
上記装着状態判定手段によって、上記工具装着部に対する上記工具の装着不具合があると判定されたときには、上記主軸の回転を止めた後、上記工具着脱手段によって上記工具装着部に取り付けられている工具を取り外して、上記エア吹付手段によって上記工具装着部及び該工具装着部の近傍の少なくとも一方にエアを吹き付け、その後、上記工具着脱手段によって、上記工具装着部から取り外された上記工具を、再び該工具装着部に取り付けるように構成されていることを特徴とする工作機械。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の工作機械において、
上記応力検出手段の検出結果から算出される、上記工具の加工負荷である検出負荷に基づいて、上記工具による上記ワークの加工の制御量を制御する加工制御手段を更に備え、
上記各応力検出手段は、上記工具よる上記ワークの加工時には、検出結果を上記加工制御手段に伝達するよう構成されていることを特徴とする工作機械。 - 軸心周りに回転する主軸と、上記主軸の先端部に設けられ、ワークを加工する工具が着脱可能に取り付けられる工具装着部と、上記主軸を回転可能に支持する支持部材とを備えた工作機械において、上記工具装着部に対する上記工具の装着不具合を判定する、工作機械の工具の装着状態判定方法であって、
上記工具装着部に上記工具が取り付けられた状態で該主軸が所定時間空回転したときの、上記主軸に作用する応力を検出する応力検出工程と、
上記応力検出工程で検出された応力に基づいて、上記工具装着部に対する上記工具の装着不具合を判定する装着状態判定工程とを含むことを特徴とする、工作機械の工具の装着状態判定方法。 - 請求項6に記載の工作機械の工具の装着状態判定方法において、
上記装着状態判定工程は、
上記応力検出工程で検出される応力波形に対して、該応力波形の中央値を設定する中央値設定工程と、
上記応力波形に対して、上記中央値よりも大きい値を正成分とし、上記中央値よりも小さい値を負成分として、上記負成分を上記中央値に対して反転させて、上記正成分と反転させた上記負成分とからなる反転波形を算出する反転波形算出工程と、
上記反転波形算出工程で算出された上記反転波形を積分して積分値を算出する積分工程と、
を含み、
さらに上記装着状態判定工程は、上記積分工程で算出された上記積分値に基づいて、上記工具装着部に対する上記工具の装着不具合を判定することを特徴とする、工作機械の工具の装着状態判定方法。 - 請求項6に記載の工作機械の工具の装着状態判定方法において、
上記工作機械は、偶数個の応力検出手段を有し、
上記偶数個の応力検出手段は、2つの応力検出手段からなる1組又は複数組の応力検出手段群に分けられ、
上記応力検出手段群を構成する2つの応力検出手段は、上記主軸の軸心方向から見て、該軸心周りに2回回転対称性を有するようにそれぞれ配置されており、
上記応力検出工程は、上記偶数個の応力検出手段により上記主軸に作用する応力を検出する工程であり、
上記装着状態判定工程は、
上記応力検出工程において、上記各応力検出手段で検出される応力波形に対して、各応力波形の各中央値をそれぞれ求める中央値設定工程と、
上記各応力波形に対して、上記中央値よりも大きい値を正成分とし、上記中央値よりも小さい値を負成分として、上記負成分を上記中央値に対して反転させて、上記正成分と反転させた上記負成分とからなる反転波形をそれぞれ算出する反転波形算出工程と、
上記応力検出手段群を構成する2つの応力検出手段で検出された2つの応力波形に基づく2つの上記反転波形を合算して合成波形を算出する合成波形算出工程と、
上記合成波形算出工程で算出された上記合成波形を積分して、積分値を算出する積分工程と、
を含み、
さらに上記装着状態判定工程は、上記応力検出手段群が1組である場合には、当該応力検出手段群の上記積分値に基づいて、上記工具装着部に対する上記工具の装着不具合を判定する一方、上記応力検出手段群が複数組である場合には、各応力検出手段群のそれぞれの積分値の合計値に基づいて、上記工具装着部に対する上記工具の装着不具合を判定することを特徴とする、工作機械の工具の装着状態判定方法。 - 請求項6〜8のいずれか1つに記載の工作機械の工具の装着状態判定方法において、
上記工作機械は、上記工具装着部及び該工具装着部の近傍の少なくとも一方にエアを吹き付け可能なエア吹付手段を更に備え、
上記装着状態判定工程によって、上記工具装着部に対する上記工具の装着不具合があると判定されたときには、
上記主軸の回転を止めて、上記工具装着部に取り付けられている工具を取り外す工具取外工程と、
上記工具取外工程の後、上記エア吹付手段によって上記工具装着部及び該工具装着部の近傍の少なくとも一方にエアを吹き付ける、エア吹付工程と、
上記エア吹付工程の後、上記工具取外工程で上記工具装着部から取り外された上記工具を、再び該工具装着部に取り付ける工具再装着工程と、
を実行することを特徴とする、工作機械の工具の装着状態判定方法。
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