JP2022093204A

JP2022093204A - Current measurement system of machine tool and method for the same

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Publication number: JP2022093204A
Application number: JP2020206369A
Authority: JP
Inventors: 貴則角屋; Takanori Sumiya; 祐介内山; Yusuke Uchiyama
Original assignee: Mazin Inc
Current assignee: Mazin Inc
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2022-06-23
Anticipated expiration: 2040-12-11
Also published as: JP6924529B1

Abstract

To provide a technique for measuring current flowing in each motor for driving a predetermined spindle and the like mounted with each of workpiece and a tool, and estimating state and operation of the workpiece and the tool due to changes of magnitudes of the currents.SOLUTION: A current measurement system of a machine tool in which a first current sensor and a second current sensor are connected to an information processor, respectively, in which the machine tool machining workpiece while changing a plurality of kinds of tools includes a first motor for driving the workpiece and a second motor for driving the tool, and analysis processing is performed by the information processor by synchronizing each time history waveform of the current of the first motor measured by the first current sensor and the current of the second motor measured by the second current sensor.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、工具によりワークの加工を行う工作機械の電流を計測する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for measuring the current of a machine tool that processes a work with a tool.

ワーク（加工対象）および工具のいずれか一方が取り付けられた主軸を軸心として回転させながら工具によりワークの切削加工等を行う工作機械において、ワークと工具とのそれぞれが取り付けられた所定の主軸等を駆動するそれぞれのモータに流れる電流を計測して、それらの電流の大きさの変化により、ワークや工具の状態や動作などを推定することができる。 In a machine tool that cuts a work with a tool while rotating around the spindle to which either the work (machine) or the tool is attached, the predetermined spindle to which the work and the tool are attached, etc. It is possible to measure the current flowing through each motor that drives the machine tool and estimate the state and operation of the workpiece and tool from the change in the magnitude of those currents.

従来、工具によりワークの切削加工等を行う工作機械において、同じ工具を繰り返し使用することで工具摩耗が進展し、最終的には工具が欠損または破損する。そのため、工作機械の工具にはメ－カ－が推奨する交換（同一の新品の工具へ取り替えること。）の目安となる加工回数（ワークを１本加工するごとに１回としてカウントされる。）が設定されているが、加工方法や加工対象によって最適な工具交換時期が異なるため、切削加工中の工具にかかる負荷に基づいて最適な工具交換時期を推定することが求められていた。 Conventionally, in a machine tool that cuts a work with a tool, the tool wear progresses by repeatedly using the same tool, and finally the tool is chipped or damaged. Therefore, for machine tool tools, the number of machining times (counted as one for each workpiece machined) that is a guideline for replacement (replacement with the same new tool) recommended by the manufacturer). However, since the optimum tool change time differs depending on the machining method and machining target, it has been required to estimate the optimum tool change time based on the load applied to the tool during cutting.

ここで、切削工具を装着した回転する主軸の負荷を予め設定した回転数分だけ検出し、主軸負荷の平均値と回転周波数成分とが連続して一定値となるという条件によって工具摩耗を判定する技術が開示されている（特許文献１参照）。
また、予め設定した主軸を駆動するモータの有効電力波形とワークを加工中の主軸を駆動するモータの有効電力波形とを比較することで工具摩耗を判定する技術が開示されている（特許文献２参照）。
さらに、回転する主軸に備えられた工具がワークに接触している状態を検知し、接触中の主軸にかかる工具負荷の変化の度合いを使用して工具摩耗度合いを検知する工作機械を提供する技術が開示されている（特許文献３参照）。 Here, the load of the rotating spindle equipped with the cutting tool is detected for the preset number of rotations, and the tool wear is determined under the condition that the average value of the spindle load and the rotation frequency component are continuously constant values. The technique is disclosed (see Patent Document 1).
Further, a technique for determining tool wear by comparing a preset active power waveform of a motor for driving a spindle with an active power waveform of a motor for driving a spindle during machining of a workpiece is disclosed (Patent Document 2). reference).
Further, a technique for providing a machine tool that detects a state in which a tool provided on a rotating spindle is in contact with a work and detects the degree of tool wear by using the degree of change in the tool load applied to the spindle during contact. Is disclosed (see Patent Document 3).

特許第６６３７６８９号公報Japanese Patent No. 6637689 特開２００６－８２１５４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-821154 特開２０１９－３０９５４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-30954

しかし、特許文献１乃至特許文献３に記載の方法では、ワークと工具とのそれぞれが取り付けられた所定の主軸等を駆動するそれぞれのモータに流れる電流を計測して、それらの電流の大きさの変化により、ワークや工具の状態や動作などを推定することは困難であった。 However, in the methods described in Patent Documents 1 to 3, the current flowing through each motor for driving a predetermined spindle or the like to which each of the work and the tool is attached is measured, and the magnitude of the current is measured. Due to the change, it was difficult to estimate the state and operation of the workpiece and tool.

また、特許文献１に記載の方法では、予め設定した回転数分だけ工具負荷を検出するものの、ある時点で使用されている工具に紐付いた回転数を設定しなければ複数種類の工具を使用する（切削加工等により意図する形状によって複数の工具を使い分ける場合など。）ワークの加工に適用することはできない。 Further, in the method described in Patent Document 1, although the tool load is detected by the preset rotation speed, a plurality of types of tools are used unless the rotation speed associated with the tool used at a certain time is set. (When multiple tools are used properly depending on the intended shape due to cutting, etc.) It cannot be applied to the machining of workpieces.

また、特許文献２に記載の方法では、主軸のモータの有効電力波形を相対比較するものであるが、複数種類の工具を使用するワークの加工においては工具ごとの有効電力波形を抽出しなければ摩耗が進んだ工具の切り分けができない。 Further, in the method described in Patent Document 2, the active power waveforms of the motors of the spindles are compared relative to each other, but when machining a workpiece using a plurality of types of tools, the active power waveforms for each tool must be extracted. It is not possible to separate tools that have been worn out.

また、特許文献３に記載の技術では、工作機械に備えられたＮＣ（数値制御）装置から工具交換情報を取得することで工具ごとの摩耗を推定することが可能である一方で、外付けの電流計測システムを使用する場合においてはＮＣ装置から工具交換情報を取得することは困難である。 Further, in the technique described in Patent Document 3, it is possible to estimate the wear of each tool by acquiring the tool change information from the NC (numerical control) device provided in the machine tool, while it is externally attached. When using a current measurement system, it is difficult to obtain tool change information from the NC device.

本発明の目的は、ワークと工具とのそれぞれが取り付けられた所定の主軸等を駆動するそれぞれのモータに流れる電流を計測して、それらの電流の大きさの変化により、ワークや工具の状態や動作などを推定する技術を提供することにある。 An object of the present invention is to measure the current flowing through each motor that drives a predetermined spindle or the like to which the work and the tool are attached, and to change the magnitude of the current to change the state of the work or the tool. The purpose is to provide a technique for estimating motion and the like.

本発明の工作機械の電流計測システムは、
第一の電流センサと第二の電流センサとがそれぞれ情報処理装置に接続されている、工作機械の電流計測システムであって、
複数種類の工具を変更しながらワークを加工する前記工作機械は、前記ワークを駆動するための第一のモータと、前記工具を駆動するための第二のモータとを備え、
前記第一の電流センサにより計測された前記第一のモータの電流と、前記第二の電流センサにより前記計測された前記第二のモータの前記電流とのそれぞれの時刻歴波形を同期させて、前記情報処理装置により解析処理を行うことを特徴とする。 The machine tool current measurement system of the present invention
A machine tool current measurement system in which the first current sensor and the second current sensor are connected to an information processing device, respectively.
The machine tool that processes a work while changing a plurality of types of tools includes a first motor for driving the work and a second motor for driving the tool.
Synchronize the respective time history waveforms of the current of the first motor measured by the first current sensor and the current of the second motor measured by the second current sensor. It is characterized in that analysis processing is performed by the information processing apparatus.

本発明の工作機械の電流計測方法は、
ワークを駆動するための第一のモータと工具を駆動するための第二のモータとを備え複数種類の前記工具を変更しながらワークを加工する工作機械の電流計測方法であって、
前記第一の電流センサにより計測された前記第一のモータの電流と、前記第二の電流センサにより前記計測された前記第二のモータの前記電流とのそれぞれの時刻歴波形を同期させる工程と、
前記第一の電流センサと前記第二の電流センサとがそれぞれ接続されている情報処理装置が、前記同期させた前記時刻歴波形の解析処理を行う工程と
を有することを特徴とする。 The current measuring method of the machine tool of the present invention is
It is a method of measuring the current of a machine tool that has a first motor for driving a work and a second motor for driving a tool and processes a work while changing a plurality of types of the tools.
A step of synchronizing the time history waveforms of the current of the first motor measured by the first current sensor and the current of the second motor measured by the second current sensor. ,
The information processing apparatus to which the first current sensor and the second current sensor are connected respectively has a step of performing the synchronized analysis processing of the time history waveform.

本発明によれば、ワークと工具とのそれぞれが取り付けられた所定の主軸等を駆動するそれぞれのモータに流れる電流を計測して、それらの電流の大きさの変化により、ワークや工具の状態や動作などを推定する技術を提供することができる。 According to the present invention, the current flowing through each motor for driving a predetermined spindle or the like to which each of the work and the tool is attached is measured, and the state of the work or the tool is determined by the change in the magnitude of the current. It is possible to provide a technique for estimating an operation or the like.

本発明の実施の形態における工作機械の電流計測システムの構成図である。It is a block diagram of the current measurement system of the machine tool in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における工作機械の概略図である。It is a schematic diagram of the machine tool in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における信号の流れを説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the signal flow in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における主軸モータを流れる電流とサーボモータを流れる電流の信号の時刻歴波形を示す図である。It is a figure which shows the time history waveform of the signal of the current flowing through a spindle motor and the current flowing through a servomotor in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における工具の種類ごとの負荷特徴量の推移の説明図である。It is explanatory drawing of the transition of the load feature amount for each type of a tool in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における表示装置の表示画面例を示す図である。It is a figure which shows the display screen example of the display device in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における工作機械の電流計測方法の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the current measuring method of the machine tool in embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態に係る工作機械の電流計測システムについて、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the current measurement system of the machine tool according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施の形態における工作機械１の電流計測システム１０の構成図である。
工作機械の電流計測システム１０は、電流センサ２０５－ａ、電流センサ２０５－ｂと、ケーブル２１－ａ、ケーブル２１－ｂと、情報処理装置（例えば、産業用パーソナルコンピュータである。）３０、表示装置（例えば、タッチパネルディスプレイである。）４０とから構成されている。
電流センサ２０５－ａ、電流センサ２０５－ｂは、例えば公知の磁気式電流センサであり、測定したい電流が電流線の周囲に作る磁場を磁気センサによって検知して磁場の大きさを測定することで電流値（電流量）を計測するものである。電流センサ２０５－ａ、２０５－ｂは、工作機械１の制御盤２から延びる配線のうち、電流センサ２０５－ａは主軸モータ１０１に流れる電流を計測するために主軸モータ１０１に接続されるケーブル（電流線）に取り付けられ、電流センサ２０５－ｂはサーボモータ１０２（複数のモータのいずれかのうちの少なくとも１つのモータ）に流れる電流を計測するためにサーボモータ１０２に接続されるケーブルに取り付けられている。
電流センサ２０５－ａ、電流センサ２０５－ｂのそれぞれのケーブル２１－ａ、ケーブル２１－ｂは、情報処理装置３０に接続されている（無線接続等であってもよい）。
情報処理装置３０は、制御部・計算部としての演算装置であるＣＰＵ等を備え、記憶部としての所定の記憶装置を内蔵又は外付けＨＤＤ等として備えている。また、情報処理装置３０は、アナログ回路としての電子回路を内蔵している。
表示装置４０は、表示機構と入力機構を備え、所定のスタンドにより支持されたり、工作機械１に所定の治具により固定されていることであってもよい。また、表示装置４０は、単なるランプのように報知機能のみ有していることであってもよい。表示装置４０は、所定のケーブル４１により情報処理装置３０と接続されている（無線接続等であってもよい）。 FIG. 1 is a block diagram of a current measuring system 10 of a machine tool 1 according to an embodiment of the present invention.
The current measuring system 10 of the machine tool includes a current sensor 205-a, a current sensor 205-b, a cable 21-a, a cable 21-b, an information processing device (for example, an industrial personal computer) 30, and a display. It is composed of a device (for example, a touch panel display) 40.
The current sensor 205-a and the current sensor 205-b are, for example, known magnetic current sensors, and by detecting the magnetic field generated around the current line by the current to be measured by the magnetic sensor and measuring the magnitude of the magnetic field. It measures the current value (current amount). Of the wiring extending from the control panel 2 of the machine tool 1, the current sensors 205-a and 205-b are cables connected to the spindle motor 101 in order to measure the current flowing through the spindle motor 101. Attached to the current line), the current sensor 205-b is attached to a cable connected to the servo motor 102 to measure the current flowing through the servo motor 102 (at least one of the plurality of motors). ing.
The cables 21-a and cables 21-b of the current sensor 205-a and the current sensor 205-b are connected to the information processing device 30 (may be a wireless connection or the like).
The information processing device 30 includes a CPU or the like which is an arithmetic unit as a control unit / calculation unit, and has a predetermined storage device as a storage unit as a built-in or external HDD or the like. Further, the information processing apparatus 30 has a built-in electronic circuit as an analog circuit.
The display device 40 may include a display mechanism and an input mechanism, and may be supported by a predetermined stand or fixed to the machine tool 1 by a predetermined jig. Further, the display device 40 may have only a notification function like a simple lamp. The display device 40 is connected to the information processing device 30 by a predetermined cable 41 (may be a wireless connection or the like).

図２は、工作機械１（例えば、周知の「ＮＣ旋盤」である。）の一例を示す概略図である。
工作機械１には主軸モータ１０１と、サーボモータ１０２が取り付けられている。
加工対象であるワーク１０３（例えば、棒状の金属である。）は主軸モータ１０１に取り付けられたチャック１０４によって固定され、主軸を軸心として回転する。
ワークを加工するための複数種類の工具１０５－ａ、１０５－ｂ（ここでは説明の便宜上ａとｂの２個としたが、３個以上であってもよい。）は、サーボモータ１０２に取り付けられた工具台（工具交換装置）１０６の上に固定されている。なお、サーボモータ１０２は複数あり、それぞれ、図１中において、図中の左右方向の移動、図中の上下方向の移動、図中の左右方向を軸心とした回動（工具台１０６の回動により工具１０５－ａと１０５－ｂを交換する。）の動作を司る。工作機械によってはサーボモータ１０２による運動の自由度がさらに増加するものもあり、そのためのモータが追加されることであってもよい。
図１中において、サーボモータ１０２により工具台１０６・工具１０５－ａが図中左側に前進移動してワーク１０３（主軸を軸心として回転している。）に工具１０５－ａが当接して切削加工等を行う。
工具１０５－ａから工具１０５－ｂへ変更する場合は、図１中において、工具台１０６・工具１０５－ａが図中右側に後退移動して、サーボモータ１０２の回動により工具台１０６が回動して１０５－ａと工具１０５－ｂの位置が入れ替わることにより、工具の変更が実施される（なお、異なる種類の工具への「変更」と、工具の「交換（新品への）」とは異なる概念として説明する。）。これにより、図１中において、サーボモータ１０２により工具台１０６・工具１０５－ｂが図中左側に前進移動するとワーク１０３（主軸を軸心として回転している。）に工具１０５－ｂが当接することとなる。 FIG. 2 is a schematic view showing an example of a machine tool 1 (for example, a well-known “NC lathe”).
A spindle motor 101 and a servomotor 102 are attached to the machine tool 1.
The work 103 to be machined (for example, a rod-shaped metal) is fixed by a chuck 104 attached to the spindle motor 101 and rotates around the spindle.
A plurality of types of tools 105-a and 105-b for machining a work (here, two tools a and b are used for convenience of explanation, but three or more tools may be used) are attached to the servomotor 102. It is fixed on the tool stand (tool changer) 106. In addition, there are a plurality of servomotors 102, and in FIG. 1, the movement in the left-right direction in the figure, the movement in the up-down direction in the figure, and the rotation about the left-right direction in the figure (the rotation of the tool base 106). The tools 105-a and 105-b are exchanged by motion.) Depending on the machine tool, the degree of freedom of movement by the servomotor 102 may be further increased, and a motor for that purpose may be added.
In FIG. 1, the tool stand 106 and the tool 105-a are moved forward by the servomotor 102 to the left side in the drawing, and the tool 105-a is in contact with the work 103 (rotating about the spindle as the axis) for cutting. Perform processing, etc.
When changing from the tool 105-a to the tool 105-b, in FIG. 1, the tool stand 106 and the tool 105-a move backward to the right side in the figure, and the tool stand 106 is rotated by the rotation of the servo motor 102. By moving and swapping the positions of 105-a and 105-b, the tool is changed (note that "change" to a different type of tool and "replacement (to a new one)" of the tool. Will be explained as a different concept.). As a result, in FIG. 1, when the tool stand 106 / tool 105-b is moved forward to the left side in the figure by the servomotor 102, the tool 105-b comes into contact with the work 103 (rotating around the spindle). It will be.

また、図２では、工作機械１として「旋盤」を前提として説明したが、例えば、工作機械１として、マシニングセンター等を想定すると、工具１０５が主軸を軸心として回転する場合もあり得る。さらに、例えば、工具１０５が扉付きの箱等の中に格納されている工作機械１もあり、その扉が開いて、所定のアームで工具１０５を把持して取り付けるようなものもあり得る。
従って、工作機械１は、ワーク１０３側を駆動する第一のモータと、工具１０５側を駆動する第二のモータとを備えていれば、その具体的な構造は限定されない。上記の図１における説明も便宜上、旋盤を前提として説明したが、これに限定されなく、工作機械１の構造に応じて構成も変更して適用可能である。 Further, in FIG. 2, the machine tool 1 has been described on the premise of a “lathe”. However, assuming that the machine tool 1 is a machining center or the like, the tool 105 may rotate with the spindle as the axis. Further, for example, there may be a machine tool 1 in which the tool 105 is stored in a box or the like with a door, and the door may be opened and the tool 105 may be gripped and attached by a predetermined arm.
Therefore, the specific structure of the machine tool 1 is not limited as long as it includes a first motor for driving the work 103 side and a second motor for driving the tool 105 side. The above description in FIG. 1 has also been described on the premise of a lathe for convenience, but the description is not limited to this, and the configuration can be changed according to the structure of the machine tool 1 and applied.

図３は、工作機械１（例えば、周知の「ＮＣ旋盤」である。）とその電流計測システム１０の信号の流れを説明するためのブロック図である。
図３において、まず、ＮＣ装置２０１から出力された制御信号はＰＬＣ２０２、インバータ２０３およびサーボアンプ２０４に入力される。
インバータ２０３は主軸モータ１０１を駆動し、サーボアンプ２０４はＮＣ装置２０１からの指示に従ってサーボモータ１０２の運動（動作）を制御する。
電流センサ２０５－ａは主軸モータ１０１に流れる電流を計測し、電流センサ２０５－ｂはサーボモータ１０２（複数のモータのいずれかのうちの少なくとも１つのモータ）に流れる電流を計測する。
ＮＣ装置２０１にはワーク１０３を所望の形状に加工するためのプログラムが実装されている。
主軸モータ１０１が回転することによってチャック１０４で固定されたワーク１０３も同時に回転する。
ＮＣ装置２０１からの指示に従ってサーボアンプ２０４がサーボモータ１０２を駆動することで、工具１０５がワーク１０３に接触し、切削加工が行われる。
ＮＣ装置２０１からの指示に従ってサーボアンプ２０４が工具台１０６を回動させるようにサーボモータ１０２を制御することで、ワーク１０３に接触する工具１０５が交換される。 FIG. 3 is a block diagram for explaining a signal flow of a machine tool 1 (for example, a well-known “NC lathe”) and its current measuring system 10.
In FIG. 3, first, the control signal output from the NC device 201 is input to the PLC 202, the inverter 203, and the servo amplifier 204.
The inverter 203 drives the spindle motor 101, and the servo amplifier 204 controls the motion (operation) of the servo motor 102 according to the instruction from the NC device 201.
The current sensor 205-a measures the current flowing through the spindle motor 101, and the current sensor 205-b measures the current flowing through the servo motor 102 (at least one of the plurality of motors).
A program for processing the work 103 into a desired shape is mounted on the NC device 201.
As the spindle motor 101 rotates, the work 103 fixed by the chuck 104 also rotates at the same time.
When the servo amplifier 204 drives the servo motor 102 according to the instruction from the NC device 201, the tool 105 comes into contact with the work 103 and cutting is performed.
By controlling the servomotor 102 so that the servo amplifier 204 rotates the tool stand 106 according to the instruction from the NC device 201, the tool 105 in contact with the work 103 is replaced.

また、図３でも、工作機械１として「ＮＣ旋盤」を前提として説明したが、上述のとおり、工作機械１は、ワーク１０３側を駆動する第一のモータと、工具１０５側を駆動する第二のモータとを備えていれば、その具体的な構造は限定されなく、第一の電流センサとしての電流センサ２０５－ａがワーク１０３側を駆動する第一のモータに流れる電流を計測し、第二の電流センサとしての電流センサ２０５－ｂが工具１０５側を駆動する第二のモータに流れる電流を計測することであればよい。 Further, also in FIG. 3, the machine tool 1 has been described on the premise of the “NC lathe”, but as described above, the machine tool 1 has a first motor for driving the work 103 side and a second motor for driving the tool 105 side. If the machine tool is provided, the specific structure thereof is not limited, and the current sensor 205-a as the first current sensor measures the current flowing through the first motor that drives the work 103 side, and the first is The current sensor 205-b as the second current sensor may measure the current flowing through the second motor that drives the tool 105 side.

図４は、電流センサ２０５－ａによって計測された、工作機械１（例えば、周知の「ＮＣ旋盤」である。）が稼働している最中の主軸モータ１０１に流れる電流の時刻歴波形３０１（実線）と、電流センサ２０５－ｂによって計測された、工作機械１が稼働している最中のサーボモータ１０２に流れる電流の時刻歴波形３０２（破線）である。なお、縦軸は電流値、横軸は経過時間である。
切削加工等に使用される工具が、工具１０５－ａから工具１０５－ｂへと変更される、又は、工具１０５－ｂから工具１０５－ａへと変更される際には、工具台１０６が回動する。このとき、工具台１０６を回動させるためにサーボモータ１０２に大きな電流が流れるため、サーボモータ１０２に流れる電流の時刻歴波形３０２には瞬時的なピークが現れる。この瞬時的なピークを含む時刻歴波形３０２と、主軸モータ１０１に流れる電流の時刻歴波形３０１とを同期させる（重ねる）ことで、工具１０５－ａと工具１０５－ｂの使用時間に応じた主軸モータ１０１に流れる電流の時刻歴波形を抽出する（切り出す）ことができる。
計測された電流値は、情報処理装置３０の記憶装置等に保存され、その記憶装置等に接続された情報処理装置３０の演算装置によってデジタルデータで同期処理を行うことであっても、また、情報処理装置３０のアナログ回路（連続的に変化する電気信号を取り扱う電子回路）においてアナログ情報として同期処理を行うことであってもよい。
具体的には、図４に示すように、切削加工等の開始時点から、時刻歴波形３０２に最初に現れる瞬時的なピークまでは、工具１０５－ａが使用されており、初めて工具台１０６が回動する際に瞬時的なピークが最初に現れ、その時点で、工具１０５－ａから工具１０５－ｂへと変更され、それ以降は、時刻歴波形３０２に次の瞬時的なピークが現れるまでは、工具１０５－ｂが使用されているとみなす（推定する）ことができる。但し、図４は、理解の容易化のために模式的にグラフを表しているに過ぎなく、切削加工等の開始時点から、ワーク１０３に工具１０５－ａが当たるまでや、工具１０５－ａから工具１０５－ｂへと変更される際のワーク１０３にいずれの工具１０５も当たっていない状態は無視して表現したものであるし、電流値も必ずしも工具ごとに一定（フラット）の値をとるものではない。
なお、切削加工等に際して、情報処理装置３０の記憶装置の所定のテーブル等に予め設定されている複数の工具の使用する順番のデータと紐付けること等により、時刻歴波形３０２に瞬時的なピークが現れるごとに、１番目の使用工具から２番目の使用工具へ、具体的にどの種類の工具からどの種類の工具へ変更されていくのかを特定することができる。情報処理装置３０から上記の複数の工具の使用する順番のデータを取得し、そのデータを、図４に示すデータと紐付けて、表示装置４０に具体的にどの時間帯でどの種類の工具が使用されていたかの工具名も表示することであってよい。 FIG. 4 shows a time history waveform 301 (time history waveform 301) of the current flowing through the spindle motor 101 while the machine tool 1 (for example, a well-known “NC lathe”) measured by the current sensor 205-a is operating. (Solid line) and the time history waveform 302 (broken line) of the current flowing through the servo motor 102 during operation of the machine tool 1 measured by the current sensor 205-b. The vertical axis is the current value, and the horizontal axis is the elapsed time.
When the tool used for cutting or the like is changed from the tool 105-a to the tool 105-b, or from the tool 105-b to the tool 105-a, the tool stand 106 is rotated. Move. At this time, since a large current flows through the servomotor 102 to rotate the tool stand 106, a momentary peak appears in the time history waveform 302 of the current flowing through the servomotor 102. By synchronizing (overlapping) the time history waveform 302 including the momentary peak and the time history waveform 301 of the current flowing through the spindle motor 101, the spindle according to the usage time of the tool 105-a and the tool 105-b. The time history waveform of the current flowing through the motor 101 can be extracted (cut out).
The measured current value is stored in a storage device or the like of the information processing device 30, and even if the arithmetic device of the information processing device 30 connected to the storage device or the like performs synchronous processing with digital data, it is also possible. Synchronous processing may be performed as analog information in the analog circuit of the information processing apparatus 30 (an electronic circuit that handles continuously changing electric signals).
Specifically, as shown in FIG. 4, the tool 105-a is used from the start time of cutting or the like to the momentary peak that first appears in the time history waveform 302, and the tool table 106 is used for the first time. A momentary peak appears first when rotating, at which point the tool 105-a is changed to tool 105-b, and thereafter, until the next momentary peak appears in the time history waveform 302. Can be considered (estimated) that the tool 105-b is in use. However, FIG. 4 is merely a schematic graph for facilitation of understanding, from the start of cutting or the like until the tool 105-a hits the work 103, or from the tool 105-a. The state in which none of the tools 105 hits the work 103 when changing to the tool 105-b is ignored, and the current value does not necessarily take a constant (flat) value for each tool. is not.
In addition, at the time of cutting or the like, by associating with the data of the order in which the plurality of tools are used, which are preset in a predetermined table or the like of the storage device of the information processing apparatus 30, the time history waveform 302 has an instantaneous peak. Each time, it is possible to specify from the first tool to the second tool, specifically from what kind of tool to what kind of tool. Data on the order in which the above-mentioned plurality of tools are used is acquired from the information processing device 30, and the data is associated with the data shown in FIG. The name of the tool used may also be displayed.

また、図４でも、工作機械１として「ＮＣ旋盤」を前提として説明したが、上述のとおり、工作機械１は、ワーク１０３側を駆動する第一のモータと、工具１０５側を駆動する第二のモータとを備えていれば、その具体的な構造は限定されなく、第一の電流センサとしての電流センサ２０５－ａがワーク１０３側を駆動する第一のモータに流れる電流を計測し、第二の電流センサとしての電流センサ２０５－ｂが工具１０５側を駆動する第二のモータに流れる電流を計測し、これら２つのモータそれぞれに流れる電流の時刻歴波形を同期させることで、解析処理を実行することができる（なお、後述する図５、図６の説明においても同様である。）。
例えば、工具１０５が扉付きの箱等の中に格納されている工作機械１の場合、その扉が開いて、所定のアームで工具１０５を選択して把持して取り付ける際の扉の開閉時の大きな電流（瞬時的なピーク）を計測すれば複数種類の工具１０５の変更のタイミングを推定することができる。 Further, also in FIG. 4, the machine tool 1 has been described on the premise of the “NC lathe”, but as described above, the machine tool 1 has a first motor for driving the work 103 side and a second motor for driving the tool 105 side. The specific structure of the motor is not limited, and the current sensor 205-a as the first current sensor measures the current flowing through the first motor that drives the work 103 side, and the first is The current sensor 205-b as the second current sensor measures the current flowing through the second motor that drives the tool 105 side, and synchronizes the time history waveform of the current flowing through each of these two motors to perform analysis processing. It can be executed (the same applies to the description of FIGS. 5 and 6 described later).
For example, in the case of a machine tool 1 in which the tool 105 is stored in a box or the like with a door, the door is opened, and when the door is opened / closed when the tool 105 is selected, gripped, and attached by a predetermined arm. By measuring a large current (instantaneous peak), it is possible to estimate the timing of change of a plurality of types of tools 105.

さらに、工具１０５の交換のタイミングを推定することのみでなく、工具台１０６を左右上下に移動させる際にサーボモータ１０２に大きな電流が流れるため、この左右上下の動作に基づいて工作機械１の稼働時間・稼働率等を推定することもできる。 Further, not only the timing of replacement of the tool 105 is estimated, but also a large current flows in the servomotor 102 when the tool base 106 is moved up and down, so that the machine tool 1 operates based on the operation of the up and down left and right. It is also possible to estimate the time, operating rate, etc.

その他、故障予測（異常検知）に用いることもできる。すなわち、第一の電流センサとしての電流センサ２０５－ａがワーク１０３側を駆動する第一のモータに流れる電流を計測し、第二の電流センサとしての電流センサ２０５－ｂが工具１０５側を駆動する第二のモータに流れる電流を計測し、これら２つのモータそれぞれに流れる電流の時刻歴波形を同期させ、解析処理を実行し、通常（正常時）の波形とは異なる波形が現れた場合には工作機械１又は工具１０５が故障する予兆又は故障しているとみなして故障予測を実施することができる。 In addition, it can also be used for failure prediction (abnormality detection). That is, the current sensor 205-a as the first current sensor measures the current flowing through the first motor that drives the work 103 side, and the current sensor 205-b as the second current sensor drives the tool 105 side. When the current flowing through the second motor is measured, the time history waveform of the current flowing through each of these two motors is synchronized, the analysis process is executed, and a waveform different from the normal (normal) waveform appears. Can perform failure prediction by regarding the machine machine 1 or the tool 105 as a sign of failure or failure.

図５（ａ）・図５（ｂ）は、加工回数に対する工具の種類ごとの負荷特徴量（なお、ここでいう「負荷」とは、ワークに対して工具を当てると反発する力の大きさのことをいう。種々の計算式や指標があるが、以下では、負荷は、「電流の大きさ」を測定することで推定されるものとする。すなわち、相対的に大きな負荷がかかっている場合（ワークに対して劣化した工具が当たってその分の抵抗力が生じている。）は、相対的に大きい電流が流れ、相対的に小さな負荷がかかっている場合（ワークに対してそれほど劣化していない工具が当たってその分の抵抗力が生じている。）は、相対的に小さい電流が流れ、負荷がかかっていない場合（空転）は、ほぼ電流が流れないことを利用して推定する。）の推移である。
ここでは負荷特徴量とは、図４における各ブロックの電流値の平均値のことをいう。具体的には、図４において、工具１０５－ａが使用されていた時間の電流の大きさがブロック１の領域（切り出し区間）として示され、その時間帯の電流の大きさの平均値を負荷特徴量として、図５（ａ）中の丸印としてプロットされている。同様に、図４において、工具１０５－ｂが使用されていた時間の電流の大きさがブロック２の領域（切り出し区間）として示され、その時間帯の電流の大きさの平均値を負荷特徴量として、図５（ｂ）中の三角印としてプロットされている。なお、図５（ａ）・図５（ｂ）にプロットされる丸印・三角印は、例えば同じ製品を１００本作るケースなどの、同一のワークを同一の条件で加工することを前提として、情報処理装置３０の演算装置によって計算処理された負荷特徴量であり、また、理解の容易化のためにグラフで示したに過ぎなくグラフ化は必須ではない。
加工回数の増加に伴い、図５（ａ）に示す、工具１０５－ａの負荷特徴量４０１と、図５（ｂ）に示す、工具１０５－ｂの負荷特徴量４０２はともに増加傾向（計測等の誤差があり得るため必ずしも加工回数に比例して負荷特徴量が大きくなるわけではないという意味である。）を示す。
これは、加工回数の増加に伴い、すなわち工具が使用されるに伴い、工具の表面が摩耗して劣化すると、ワークに対して当たった工具の表面の摩擦が大きくなり、すなわち抵抗力が大きくなり、負荷も大きくなるからである。
情報処理装置３０の記憶装置の所定のテーブル等に予め設定されている各工具の負荷特徴量の閾値４０３、閾値４０４に、情報処理装置３０の演算装置によって計算処理された各工具の負荷特徴量が達した（一度達する場合でも、念のため２回連続で達する場合など計測エラ－対策がなされてもよい。９割程度の予備閾値を２回連続で達する場合など追加条件を付加することであってもよい。）と判断された場合、工具の表面が摩耗して劣化が著しく工具の交換時期であるとして推定し、情報処理装置３０の演算装置は工具交換のための所定のアラートを表示装置４０の表示画面５等に報知する。
なお、上記では、各切り出し区間の電流値を引数とする非負関数値（二乗平均値）を加工対象の加工回数ごとに相対比較したが、非負関数値として計測した電流値の絶対値の総和値を利用することであってもよい。 5 (a) and 5 (b) show the load feature amount for each type of tool with respect to the number of machining times (note that the “load” here is the magnitude of the repulsive force when the tool is applied to the work. There are various calculation formulas and indicators, but in the following, the load is estimated by measuring the "magnitude of current". That is, a relatively large load is applied. In the case (the deteriorated tool hits the work and the resistance force is generated by that amount), a relatively large current flows and a relatively small load is applied (so much deterioration in the work). When a tool that has not been used hits and a resistance force is generated by that amount), a relatively small current flows, and when no load is applied (idle), it is estimated using the fact that almost no current flows. It is the transition of.).
Here, the load feature amount means the average value of the current values of each block in FIG. Specifically, in FIG. 4, the magnitude of the current during the time when the tool 105-a was used is shown as a region (cutting section) of the block 1, and the average value of the magnitudes of the current during that time is loaded. As the feature amount, it is plotted as a circle in FIG. 5 (a). Similarly, in FIG. 4, the magnitude of the current during the time when the tool 105-b was used is shown as a region (cutting section) of the block 2, and the average value of the magnitude of the current during that time zone is used as the load feature amount. As a triangle mark in FIG. 5 (b). The circles and triangles plotted in FIGS. 5 (a) and 5 (b) are based on the premise that the same workpiece is processed under the same conditions, for example, in the case of making 100 identical products. It is a load feature amount calculated and processed by the arithmetic unit of the information processing apparatus 30, and is merely shown in a graph for easy understanding, and graphing is not essential.
As the number of machining increases, the load feature amount 401 of the tool 105-a shown in FIG. 5A and the load feature amount 402 of the tool 105-b shown in FIG. 5B both tend to increase (measurement, etc.). It means that the load feature amount does not necessarily increase in proportion to the number of times of processing because there may be an error in.).
This is because when the surface of the tool is worn and deteriorated as the number of times of machining increases, that is, as the tool is used, the friction on the surface of the tool that hits the work increases, that is, the resistance force increases. This is because the load also increases.
The load feature amount of each tool calculated and processed by the calculation device of the information processing device 30 in the threshold 403 and the threshold value 404 of the load feature amount of each tool preset in a predetermined table or the like of the storage device of the information processing device 30. (Even if it reaches once, measurement error measures may be taken such as when it reaches twice in a row just in case. By adding additional conditions such as when the preliminary threshold of about 90% is reached twice in a row. If it is determined that there may be one), it is estimated that the surface of the tool is worn and the deterioration is remarkable and it is time to replace the tool, and the arithmetic device of the information processing apparatus 30 displays a predetermined alert for tool replacement. Notify the display screen 5 or the like of the device 40.
In the above, the non-negative function values (root mean squares) with the current value of each cutout section as an argument are compared relative to each number of times of machining, but the total value of the absolute values of the current values measured as non-negative function values is summed up. May be used.

図６は、表示装置４０に表示される表示画面５の一例を示す図である。
表示画面５は、加工品名（例えば、製品名：Ａ社の自動車のカムシャフト）の表示５０１と、工具交換通知（アラート）の表示５０２と、工具負荷特徴量の表示５０３と、電流計測値（電流の時刻歴波形、現時点の電流値も表示されることであってもよい。）の表示５０４と、工具名の表示５０５と、過去の履歴情報としての工具交換履歴（交換日時等）の表示５０６等とによって構成されている。もちろんこれらのすべての表示が必須ということではない。
なお、表示画面５へ出力することなく、所定の別体のランプ等を点滅させることなどにより、工具交換のアラートのみ報知することであってもよい。
また、表示装置４０等に出力されるデータは、表示装置４０等に出力することなく、情報処理装置３０のみにおいて所定の表示部（液晶ディスプレイ等）に表示して利用されることであってもよい。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a display screen 5 displayed on the display device 40.
The display screen 5 shows a machined product name (for example, a product name: a camshaft of an automobile of company A) display 501, a tool change notification (alert) display 502, a tool load feature amount display 503, and a current measurement value (current measurement value). The time history waveform of the current and the current current value may also be displayed.) Display 504, tool name display 505, and tool replacement history (replacement date and time, etc.) as past history information. It is composed of 506 and the like. Of course, not all of these indications are mandatory.
It should be noted that only the tool change alert may be notified by blinking a predetermined separate lamp or the like without outputting to the display screen 5.
Further, the data output to the display device 40 or the like may be displayed and used on a predetermined display unit (liquid crystal display or the like) only by the information processing device 30 without being output to the display device 40 or the like. good.

次に、本発明の実施の形態に係る工作機械の電流計測システム１０を用いた工作機械１の電流計測方法について、図７のフロ－チャ－トを参照して詳細に説明する。
基本的な流れは、第一の電流センサとしての電流センサ２０５－ａが工作機械１のワーク１０３側を駆動する第一のモータに流れる電流を計測し、第二の電流センサとしての電流センサ２０５－ｂが工作機械１の工具１０５側を駆動する第二のモータに流れる電流を計測し、これら２つのモータそれぞれに流れる電流の時刻歴波形を同期させて、解析処理を実行する、というものである。
以下では、工作機械１として「ＮＣ旋盤」を前提として、切削加工等に使用される２種類の工具である工具１０５－ａと工具１０５－ｂを変更しながらワーク１０３を加工する場合において、工具の負荷推定と併用することにより、工具ごとの摩耗状態（摩耗状態が一定限度を超えると「工具異常」の概念に含まれる状態となるものとする。）を推定して工具交換のタイミングを推定して報知するケースについて説明する。 Next, the current measurement method of the machine tool 1 using the machine tool current measurement system 10 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the flow chart of FIG.
The basic flow is that the current sensor 205-a as the first current sensor measures the current flowing through the first motor that drives the work 103 side of the machine tool 1, and the current sensor 205 as the second current sensor. -B measures the current flowing through the second motor that drives the tool 105 side of the machine tool 1, synchronizes the time history waveform of the current flowing through each of these two motors, and executes the analysis process. be.
In the following, assuming that the machine tool 1 is an "NC lathe", the tool is used when machining the work 103 while changing the tools 105-a and 105-b, which are two types of tools used for cutting and the like. By using this together with the load estimation of, the wear state of each tool (when the wear state exceeds a certain limit, the state is included in the concept of "tool abnormality") is estimated and the timing of tool replacement is estimated. The case of notifying is described.

まず、情報処理装置３０の記憶装置の所定のテーブル等に工具１０５－ａと工具１０５－ｂごとの負荷特徴量の閾値４０３、閾値４０４を予め設定する（ステップＳ１）。 First, the threshold 403 and the threshold 404 of the load feature amount for each tool 105-a and the tool 105-b are set in advance in a predetermined table or the like of the storage device of the information processing device 30 (step S1).

次に、工作機械１により、工具１０５を用いたワーク１０３の加工が開始されると、電流センサ２０５－ａは主軸モータ１０１に流れる電流を計測し、電流センサ２０５－ｂはサーボモータ１０２（複数のモータのいずれかのうちの少なくとも１つのモータ）に流れる電流を計測する（ステップＳ２）。 Next, when the machine tool 1 starts machining the work 103 using the tool 105, the current sensor 205-a measures the current flowing through the spindle motor 101, and the current sensor 205-b is a servomotor 102 (plural). The current flowing through at least one of the motors of (step S2) is measured (step S2).

そして、情報処理装置３０は、図４に示すように、主軸モータ１０１に流れる電流の時刻歴波形３０１（実線）と、サーボモータ１０２に流れる電流の時刻歴波形３０２（破線）を得て、同期処理を行う（ステップＳ３）。 Then, as shown in FIG. 4, the information processing apparatus 30 obtains the time history waveform 301 (solid line) of the current flowing through the spindle motor 101 and the time history waveform 302 (broken line) of the current flowing through the servomotor 102, and synchronizes them. Perform processing (step S3).

情報処理装置３０の演算装置は、切削加工等の開始時点から、時刻歴波形３０２に最初に現れる瞬時的なピーク（ピーク信号）までは、工具１０５－ａが使用されており、初めて工具台１０６が回動する際に瞬時的なピークが最初に現れ、その時点で、工具１０５－ａから工具１０５－ｂへと変更され、それ以降は、時刻歴波形３０２に次の瞬時的なピークが現れるまでは、工具１０５－ｂが使用されているとみなし（推定し）、図４における、工具１０５－ａが使用されていたブロック１の領域と、工具１０５－ｂが使用されていたブロック２の領域の電流の大きさの平均値を負荷特徴量として算定する（ステップＳ４）。なお、情報処理装置３０の記憶装置の所定のテーブル等に予め設定されている複数の工具の使用する順番のデータと紐付けること等により、時刻歴波形３０２に瞬時的なピークが現れるごとに、１番目の使用工具から２番目の使用工具へ、具体的にどの種類の工具からどの種類の工具へ変更されていくのかを特定することができる。 In the arithmetic unit of the information processing apparatus 30, the tool 105-a is used from the start time of cutting or the like to the instantaneous peak (peak signal) that first appears in the time history waveform 302, and the tool table 106 is used for the first time. A momentary peak appears first when the wheel rotates, and at that point, the tool 105-a is changed to the tool 105-b, and thereafter, the next momentary peak appears in the time history waveform 302. Up to this point, it is assumed that the tool 105-b is used (estimated), and in FIG. 4, the area of the block 1 in which the tool 105-a is used and the area of the block 2 in which the tool 105-b is used are used. The average value of the magnitude of the current in the region is calculated as the load feature amount (step S4). It should be noted that each time a momentary peak appears in the time history waveform 302 by associating it with data in the order in which a plurality of tools are used, which are preset in a predetermined table or the like of the storage device of the information processing apparatus 30. It is possible to specify from the first tool to the second tool, specifically from what kind of tool to what kind of tool.

そして、情報処理装置３０の演算装置は、上記のステップＳ１で設定した各工具の負荷特徴量の閾値４０３、閾値４０４に、各工具の負荷特徴量が達したか否かをそれぞれ判断し（ステップＳ５）、達したと判断された工具がある場合、その工具の表面が摩耗して劣化が著しく工具の交換時期であるとして推定し、情報処理装置３０の演算装置は、工具摩耗状態がひどく工具交換が必要である旨の所定のアラートを、例えば図６に示すように表示装置４０の表示画面５等に報知する（ステップＳ６）。 Then, the arithmetic apparatus of the information processing apparatus 30 determines whether or not the load feature amount of each tool has reached the thresholds 403 and 404 of the load feature amount of each tool set in step S1 above (step). S5) If there is a tool that is judged to have reached, it is estimated that the surface of the tool is worn and the deterioration is remarkable, and it is time to replace the tool. A predetermined alert to the effect that replacement is necessary is notified to the display screen 5 or the like of the display device 40, for example, as shown in FIG. 6 (step S6).

このようにすれば、工作機械のＮＣ装置を経由することなく、回転する主軸を駆動するモータの電流と工具交換台を駆動するモータの電流を計測し同期処理することによって、同一種類のワーク１０３を複数加工する状況において、工具１０５ごとに切り出された電流波形の非負関数値をワークごとに相対比較し推移を観察することで、ワーク１０３の加工回数に対する工具１０５ごとの摩耗状態を推定することができる。
従来、工作機械メーカーは機械の内部で動作しているプログラムからデータを解析することができるが、１つの工場で異なるメーカ等の工作機械を複数使用している場合等において、汎用的に工作機械の外部から（内部の電気回路等に変更を加えると改造品等となりメーカー保証対象外となるリスクもある。）工具の交換タイミング等を判別することが望まれていた。例えば、１個のワークの加工に際して工具を３種類用いて変更しながら加工する場合、ある１種類の工具を相対的に長い時間使用するため、一番早く摩耗するが、工作機械メーカー側で設定された回転数を目安として一括交換するケースや、３種類の工具の合算値で異常値を計測判断しているケースもあり、そのときは残りの２種類の工具はまだ使用できる状態であり、もったいない状況が発生していた。各工具の使用許容範囲の限界まで使用してからそれぞれのタイミングで廃棄・新品交換を実施することで原価低減・経済効率性が実現できる。 By doing so, the work 103 of the same type is measured and synchronously processed by measuring the current of the motor that drives the rotating spindle and the current of the motor that drives the tool switch without going through the NC device of the machine tool. In the situation where a plurality of machines are machined, the non-negative function value of the current waveform cut out for each tool 105 is compared relative to each work and the transition is observed to estimate the wear state of each tool 105 with respect to the number of times the work 103 is machined. Can be done.
Conventionally, a machine tool maker can analyze data from a program running inside the machine, but when one factory uses multiple machine tools from different manufacturers, it is a general-purpose machine tool. It has been desired to determine the timing of tool replacement from the outside (there is a risk that if the internal electric circuit or the like is changed, it will be a modified product or the like and will not be covered by the manufacturer's warranty). For example, when machining one work while changing using three types of tools, one type of tool is used for a relatively long time, so it wears the fastest, but it is set by the machine tool manufacturer. In some cases, the number of rotations is used as a guide for batch replacement, and in some cases, the abnormal value is measured and judged based on the total value of the three types of tools. At that time, the remaining two types of tools are still usable. There was a wasteful situation. Cost reduction and economic efficiency can be realized by using each tool up to the limit of the allowable range of use and then disposing of it or replacing it with a new one at each timing.

上記の本実施の形態によれば、ワーク１０３と工具１０５とのそれぞれが取り付けられた所定の主軸等を駆動するそれぞれのモータに流れる電流を計測して、それらの電流の大きさの変化により、ワーク１０３や工具１０５の状態や動作などを推定することができる。 According to the above embodiment, the currents flowing through the respective motors for driving the predetermined spindles and the like to which the work 103 and the tool 105 are attached are measured, and the magnitude of the currents is changed by the change in the magnitude of the currents. The state and operation of the work 103 and the tool 105 can be estimated.

また、電流センサ２０５－ａおよび電流センサ２０５－ｂのうちの少なくともいずれかと所定の電圧センサとを併用することで、電流と同時に電圧も計測することにより、主軸モータ１０１やサーボモータ１０２等の消費電力を使用して上記の電流を使用した実施形態と同様のことを実現することができる。 Further, by using at least one of the current sensor 205-a and the current sensor 205-b and a predetermined voltage sensor in combination, the voltage is measured at the same time as the current, so that the spindle motor 101, the servo motor 102, etc. are consumed. It is possible to achieve the same thing as the embodiment using the above current by using electric power.

その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されてよい。 In addition, although not illustrated one by one, the present invention may be carried out with various modifications within a range not deviating from the gist thereof.

１工作機械
２制御盤
２１－ａ、２１－ｂケーブル
３０情報処理装置
４０表示装置
４１ケーブル
１０１主軸モータ
１０２サーボモータ
１０３ワーク
１０４チャック
１０５－ａ、１０５－ｂ工具
１０６工具台
２０１ＮＣ装置
２０２ＰＬＣ
２０３インバータ
２０４サーボアンプ
２０５－ａ、２０５－ｂ電流センサ
３０１主軸モータに流れる電流の時刻歴波形
３０２サーボモータに流れる電流の時刻歴波形
４０１工具１０５－ａの負荷特徴量
４０２工具１０５－ｂの負荷特徴量
４０３負荷特徴量の閾値
５表示画面
５０１加工品名の表示
５０２工具交換通知の表示
５０３工具負荷特徴量の推移の表示
５０４電流計測値の表示
５０５工具交換履歴の表示 1 Machine tool 2 Control panel 21-a, 21-b cable 30 Information processing device 40 Display device 41 Cable 101 Main shaft motor 102 Servo motor 103 Work 104 Chuck 105-a, 105-b Tool 106 Tool stand 201 NC device 202 PLC
203 Inverter 204 Servo amplifier 205-a, 205-b Current sensor 301 Time history waveform of the current flowing through the spindle motor 302 Time history waveform of the current flowing through the servo motor 401 Load feature of tool 105-a 402 Load of tool 105-b Feature amount 403 Load feature amount threshold 5 Display screen 501 Machined product name display 502 Tool replacement notification display 503 Tool load feature amount transition display 504 Current measurement value display 505 Tool replacement history display

本発明の工作機械の電流計測システムは、
第一の電流センサと第二の電流センサとがそれぞれ情報処理装置に接続されている、工作機械の電流計測システムであって、
複数種類の工具を変更しながらワークを加工する前記工作機械は、前記ワークを主軸を軸心として回転駆動するための第一のモータと、前記複数種類の工具の変更のための動作を司るための第二のモータとを備え、
前記情報処理装置は、前記第一の電流センサにより計測された前記第一のモータの電流と、前記第二の電流センサにより前記計測された前記第二のモータの前記電流とのそれぞれの時刻歴波形を経過時間を一致させて重ねる処理を行い、解析処理において前記第一の電流センサにより前記計測された前記第一のモータの前記電流を、前記複数種類の工具の前記変更のための動作のときに発生する信号ごとに切り出し、それぞれの切り出し区間の電流値を引数とする非負関数値を前記ワークの加工回数ごとに相対比較することで、前記工具の前記種類ごとに工具異常を検知することを特徴とする。 The machine tool current measurement system of the present invention
A machine tool current measurement system in which the first current sensor and the second current sensor are connected to an information processing device, respectively.
The machine tool that processes a work while changing a plurality of types of tools controls a first motor for rotationally driving the work around a spindle and an operation for changing the plurality of types of tools. Equipped with a second motor for
The information processing apparatus has a time history of the current of the first motor measured by the first current sensor and the current of the second motor measured by the second current sensor. The process of superimposing the waveforms at the same elapsed time is performed , and the current of the first motor measured by the first current sensor in the analysis process is used for the operation for changing the plurality of types of tools. A tool abnormality is detected for each type of the tool by cutting out each signal that occurs at that time and comparing the non-negative function value with the current value of each cutting section as an argument for each number of times the work is machined. It is characterized by.

本発明の工作機械の電流計測方法は、
ワークを主軸を軸心として回転駆動するための第一のモータと複数種類の工具の変更のための動作を司るための第二のモータとを備え、前記複数種類の前記工具を変更しながら前記ワークを加工する工作機械の電流計測方法であって、
第一の電流センサと第二の電流センサとがそれぞれ接続されている情報処理装置が、前記第一の電流センサにより計測された前記第一のモータの電流と、前記第二の電流センサにより前記計測された前記第二のモータの前記電流とのそれぞれの時刻歴波形を経過時間を一致させて重ねる処理を行う工程と、
前記情報処理装置が、解析処理において、前記第一の電流センサにより前記計測された前記第一のモータの前記電流を、前記複数種類の工具の前記変更のための動作のときに発生する信号ごとに切り出し、それぞれの切り出し区間の電流値を引数とする非負関数値を前記ワークの加工回数ごとに相対比較することで、前記工具の前記種類ごとに工具異常を検知する工程と
を有することを特徴とする。 The current measuring method of the machine tool of the present invention is
It is equipped with a first motor for rotationally driving the work around the spindle and a second motor for controlling the operation for changing a plurality of types of tools, while changing the plurality of types of tools. It is a method of measuring the current of a machine tool that processes the work.
The information processing device to which the first current sensor and the second current sensor are connected is the current of the first motor measured by the first current sensor and the current of the second current sensor. A step of performing a process of superimposing each time history waveform with the measured current of the second motor by matching the elapsed time .
For each signal generated when the information processing apparatus operates the current of the first motor measured by the first current sensor for the change of the plurality of types of tools in the analysis process. It is characterized by having a process of detecting a tool abnormality for each type of the tool by relatively comparing non-negative function values with the current value of each cutting section as an argument for each number of times the work is machined. And.

Claims

A machine tool current measurement system in which the first current sensor and the second current sensor are connected to an information processing device, respectively.
The machine tool that processes a work while changing a plurality of types of tools includes a first motor for driving the work and a second motor for driving the tool.
The time history waveforms of the current of the first motor measured by the first current sensor and the current of the second motor measured by the second current sensor are synchronized with each other. A current measuring system for a machine tool, characterized in that analysis processing is performed by the information processing apparatus.

The measured current values of the current of the first motor measured by the first current sensor and the current of the second motor measured by the second current sensor are respectively. The current measurement system for a machine tool according to claim 1, wherein the current measurement system is stored in a storage device and is subjected to synchronization processing by a calculation device of the information processing device connected to the storage device.

The measured current values of the current of the first motor measured by the first current sensor and the current of the second motor measured by the second current sensor are respectively. The current measuring system for a machine tool according to claim 1, wherein the electronic circuit performs synchronous processing as analog information.

The second motor controls the operation for changing the plurality of types of tools.
The machine tool according to any one of claims 1 to 3, wherein in the analysis process by the information processing apparatus, a signal generated during the operation for the change of the plurality of types of tools is detected. Machine current measurement system.

In the analysis process by the information processing apparatus, the current of the first motor measured by the first current sensor is used for each of the signals generated when the plurality of tools are operated for the change. 4. The present invention is characterized in that a tool abnormality is detected for each type of the tool by relatively comparing non-negative function values with the current value of each cutting section as an argument for each number of times the work is machined. The machine tool current measurement system described in.

Any of claims 1 to 5, wherein the information processing device outputs at least one of the tool abnormality information and the history information for each type of the tool to a predetermined device. The machine tool current measurement system according to item 1.

The invention according to any one of claims 1 to 6, wherein power consumption is measured by using at least one of the first current sensor and the second current sensor in combination with a voltage sensor. Machine current measurement system.

It is a method of measuring the current of a machine tool that has a first motor for driving a work and a second motor for driving a tool and processes a work while changing a plurality of types of the tools.
A step of synchronizing the time history waveforms of the current of the first motor measured by the first current sensor and the current of the second motor measured by the second current sensor. ,
A machine tool characterized in that an information processing apparatus to which the first current sensor and the second current sensor are connected each has a step of performing a synchronized analysis process of the time history waveform. Current measurement method.