JP2024025504A - Cutting system and cutting method - Google Patents

Cutting system and cutting method Download PDF

Info

Publication number
JP2024025504A
JP2024025504A JP2022129005A JP2022129005A JP2024025504A JP 2024025504 A JP2024025504 A JP 2024025504A JP 2022129005 A JP2022129005 A JP 2022129005A JP 2022129005 A JP2022129005 A JP 2022129005A JP 2024025504 A JP2024025504 A JP 2024025504A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutting
tool
workpiece
load
cumulative value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2022129005A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7576594B2 (en
Inventor
尚登 齋藤
Naoto Saito
和人 笠原
Kazuto Kasahara
貴嗣 足立
Takashi Adachi
英二 名畑
Eiji Nahata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP2022129005A priority Critical patent/JP7576594B2/en
Priority claimed from JP2022129005A external-priority patent/JP7576594B2/en
Priority to DE102023116615.8A priority patent/DE102023116615A1/en
Publication of JP2024025504A publication Critical patent/JP2024025504A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7576594B2 publication Critical patent/JP7576594B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4065Monitoring tool breakage, life or condition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
    • B23Q17/0995Tool life management
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/10Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting speed or number of revolutions
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37252Life of tool, service life, decay, wear estimation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

To provide a cutting system and a cutting method capable of accurately evaluating a plurality of workpieces or cutting tools.SOLUTION: A cutting system 1 includes: an acquisition unit 23a that acquires a cutting load applied to a cutting tool 12 in cutting processing of each workpiece W; an accumulation unit 23b that acquires an accumulated value of the cutting load; and an evaluation unit 23c that evaluates the cutting tool 12 on the basis of the accumulated value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、切削システム及び切削方法に関する。 The present disclosure relates to cutting systems and cutting methods.

特許文献1では、工作機械の工具に寿命時間を設定し、寿命時間から工具の使用時間を減算することによって残寿命時間を算出する手法が記載されている。 Patent Document 1 describes a method of calculating the remaining life time by setting a life time for a tool of a machine tool and subtracting the usage time of the tool from the life time.

特開2008-047021号公報JP2008-047021A

しかしながら、工具の摩耗度合いは被加工物の種類(材質及び形状)によって変動するため、工具の使用時間のみに基づいて工具寿命を精度良く評価することはできない。 However, since the degree of tool wear varies depending on the type (material and shape) of the workpiece, it is not possible to accurately evaluate the tool life based only on the usage time of the tool.

本開示は、複数の被加工物又は切削工具を精度良く評価可能な切削システム及び切削方法を提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide a cutting system and a cutting method that can accurately evaluate multiple workpieces or cutting tools.

本開示の一態様に係る切削システムは、工作機械に適用される切削システムであって、取得部と、累積部と、評価部とを備える。工作機械は、被加工物を加工するための切削工具と、前記被加工物または前記切削工具を回転させるための回転軸とを有する。工作機械は、回転軸の回転に伴って前記切削工具が前記被加工物を切削加工する。取得部は、複数の被加工物それぞれの切削加工において切削工具にかかる切削負荷を取得する。累積部は、切削負荷の累積値を取得する。評価部は、累積値に基づいて、複数の被加工物又は切削工具を評価する。 A cutting system according to one aspect of the present disclosure is a cutting system applied to a machine tool, and includes an acquisition section, an accumulation section, and an evaluation section. A machine tool includes a cutting tool for machining a workpiece, and a rotating shaft for rotating the workpiece or the cutting tool. In the machine tool, the cutting tool cuts the workpiece as the rotating shaft rotates. The acquisition unit acquires a cutting load applied to a cutting tool during cutting of each of the plurality of workpieces. The accumulation unit obtains the cumulative value of the cutting load. The evaluation unit evaluates a plurality of workpieces or cutting tools based on the cumulative value.

本開示によれば、複数の被加工物又は切削工具を精度良く評価可能な切削システム及び切削方法を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a cutting system and a cutting method that can accurately evaluate a plurality of workpieces or cutting tools.

第1実施形態に係る切削システムの構成を示す模式図Schematic diagram showing the configuration of a cutting system according to the first embodiment 第1実施形態に係る解析部の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of the analysis unit according to the first embodiment トルク線図の一例を示すグラフGraph showing an example of a torque diagram 第1実施形態に係る切削方法を説明するためのフローチャートFlowchart for explaining the cutting method according to the first embodiment 第2実施形態に係る解析部の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of the analysis unit according to the second embodiment 第2実施形態に係る切削方法を説明するためのフローチャートFlowchart for explaining the cutting method according to the second embodiment 第3実施形態に係る解析部の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of an analysis unit according to the third embodiment 第3実施形態に係る切削方法を説明するためのフローチャートFlowchart for explaining the cutting method according to the third embodiment 変形例1に係る切削システムの構成を示す模式図Schematic diagram showing the configuration of a cutting system according to modification 1

〈第1実施形態〉 <First embodiment>

(切削システム)
図1は、第1実施形態に係る切削システム1の構成を示す模式図である。切削システム1は、3つの工作機械10a~10c及び管理装置20を備える。
(cutting system)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a cutting system 1 according to the first embodiment. The cutting system 1 includes three machine tools 10a to 10c and a management device 20.

(工作機械)
本実施形態において、切削システム1は、3つの工作機械10a~10cを備えているが、切削システム1が備える工作機械の数は1以上であればよい。
(Machine Tools)
In this embodiment, the cutting system 1 includes three machine tools 10a to 10c, but the number of machine tools that the cutting system 1 includes may be one or more.

各工作機械10a~10cとしては、ボール盤、旋盤、フライス盤、中ぐり盤、マシニングセンタ、研削盤などが挙げられるが、これらには限られない。本実施形態において、各工作機械10a~10cは、同種の工作機械であるが、異種の工作機械であってもよい。 Examples of the machine tools 10a to 10c include, but are not limited to, a drilling machine, a lathe, a milling machine, a boring machine, a machining center, and a grinding machine. In this embodiment, the machine tools 10a to 10c are of the same type, but may be of different types.

図1に示すように、各工作機械10a~10cは、テーブル11、切削工具12、回転軸13、モータ14、アンプ15及びコントローラ16を備える。 As shown in FIG. 1, each machine tool 10a to 10c includes a table 11, a cutting tool 12, a rotating shaft 13, a motor 14, an amplifier 15, and a controller 16.

テーブル11には、未加工のワークW(被加工物)が載置される。ワークWの切削加工が完了すると、加工済みのワークWは搬出され、新たなワークWがテーブル11に載置される。 An unprocessed workpiece W (workpiece) is placed on the table 11 . When the cutting of the workpiece W is completed, the processed workpiece W is carried out and a new workpiece W is placed on the table 11.

切削工具12は、ワークWの切削加工に用いられる。本実施形態において、工作機械10a~10cでは、同種類の切削工具12が用いられる。ただし、切削工具12の製造メーカは互いに異なるものとする。切削工具12は、回転軸13に取り付けられており、回転軸13の軸心AXを中心として回転する。本実施形態では、回転軸13に取り付けられた切削工具12が回転することによって、切削工具12がワークWに対して相対回転する。しかし、切削工具12はワークWに対して相対回転可能であればよく、回転軸(不図示)に取り付けられたワークWが回転することによって、切削工具12がワークWに対して相対回転してもよい。 The cutting tool 12 is used for cutting the work W. In this embodiment, the same type of cutting tool 12 is used in the machine tools 10a to 10c. However, the manufacturers of the cutting tools 12 are different from each other. The cutting tool 12 is attached to the rotating shaft 13 and rotates about the axis AX of the rotating shaft 13. In this embodiment, the cutting tool 12 attached to the rotating shaft 13 rotates, so that the cutting tool 12 rotates relative to the workpiece W. However, the cutting tool 12 only needs to be able to rotate relative to the workpiece W, and when the workpiece W attached to a rotating shaft (not shown) rotates, the cutting tool 12 rotates relative to the workpiece W. Good too.

切削工具12は、ワークWに対して相対移動する。本実施形態では、テーブル11が移動することによって切削工具12がワークWに対して相対移動するが、回転軸13が移動することによって切削工具12がワークWに対して相対移動してもよい。 The cutting tool 12 moves relative to the workpiece W. In this embodiment, the cutting tool 12 moves relative to the workpiece W by moving the table 11, but the cutting tool 12 may move relative to the workpiece W by moving the rotary shaft 13.

回転軸13には、切削工具12が取り付けられる。回転軸13は、軸心AXを中心として回転可能である。モータ14は、回転軸13を回転駆動させる。モータ14は、アンプ15から供給される駆動電流によって回転する。モータ14は、モータ回転数をコントローラ16に送信する。 A cutting tool 12 is attached to the rotating shaft 13. The rotating shaft 13 is rotatable around the axis AX. The motor 14 rotates the rotating shaft 13. The motor 14 is rotated by a drive current supplied from an amplifier 15. Motor 14 transmits the motor rotation speed to controller 16 .

アンプ15は、図示しない電源に接続されている。アンプ15は、コントローラ16から指令電流を受信する。アンプ15は、受信した指令電流に基づいて、モータ14に駆動電流を供給する。 The amplifier 15 is connected to a power source (not shown). Amplifier 15 receives a command current from controller 16 . The amplifier 15 supplies a drive current to the motor 14 based on the received command current.

コントローラ16は、モータ14を制御する。具体的には、コントローラ16は、NC(Numerical Control)プログラムに従って、アンプ15に指令電流を出力する。コントローラ16は、モータ14からモータ回転数を受信する。 Controller 16 controls motor 14 . Specifically, the controller 16 outputs a command current to the amplifier 15 according to an NC (Numerical Control) program. Controller 16 receives the motor rotation speed from motor 14 .

コントローラ16は、アンプ15に出力する指令電流に基づいて、モータ14のロードメータ値を算出する。ロードメータ値は、モータ14の定格電流に対する指令電流の割合である。 The controller 16 calculates the load meter value of the motor 14 based on the command current output to the amplifier 15. The load meter value is the ratio of the command current to the rated current of the motor 14.

コントローラ16は、ワークWの切削工程におけるロードメータ値及びモータ回転数を所定の時間間隔(例えば、10ミリ秒ごと)でサンプリングする。コントローラ16は、サンプリングするたびに、ロードメータ値と、モータ回転数と、工具IDと、動作データの生成日時とを含む動作データを生成する。工具IDは、切削工具12に固有の識別子であり、各工作機械10a~10cの切削工具12それぞれの工具IDは互いに異なる。ただし、切削システム1が工作機械を1つだけ備え、かつ、当該工作機械において1種類の切削工具12のみが用いられる場合には、動作データは工具IDを含まなくてよい。 The controller 16 samples the load meter value and motor rotation speed during the cutting process of the workpiece W at predetermined time intervals (for example, every 10 milliseconds). Each time the controller 16 performs sampling, it generates operation data including a load meter value, motor rotation speed, tool ID, and the date and time of generation of the operation data. The tool ID is an identifier unique to the cutting tool 12, and the tool IDs of the cutting tools 12 of the machine tools 10a to 10c are different from each other. However, if the cutting system 1 includes only one machine tool and only one type of cutting tool 12 is used in the machine tool, the operation data does not need to include the tool ID.

コントローラ16は、ネットワーク(例えば、インターネット)を介して、管理装置20と通信可能である。コントローラ16は、生成した動作データを管理装置20に送信する。コントローラ16が動作データを送信するタイミングは特に限られないが、例えば、1つのワークWの切削加工が完了したときに複数の動作データを纏めて送信することができる。 The controller 16 can communicate with the management device 20 via a network (eg, the Internet). The controller 16 transmits the generated operation data to the management device 20. Although the timing at which the controller 16 transmits the operation data is not particularly limited, for example, when cutting of one workpiece W is completed, a plurality of pieces of operation data can be transmitted at once.

(管理装置)
管理装置20の機能は、例えば、サーバー、パーソナルコンピュータ又はポータブル端末により達成することができる。管理装置20の機能をサーバーにより達成する場合、サーバーは、クラウドサーバーであってもよい。管理装置20の機能をパーソナルコンピュータにより達成する場合、パーソナルコンピュータは、各工作機械10a~10cと一体に形成されてもよいし、各工作機械10a~10cの近くに配置されてもよいし、各工作機械10a~10cが配置されている場所とは異なる管理室などに配置されてもよい。管理装置20の機能をポータブル端末により達成する場合、ポータブル端末としては、例えばタブレットなどの持ち運び可能な端末を用いることができる。
(Management device)
The functions of the management device 20 can be achieved by, for example, a server, a personal computer, or a portable terminal. When the functions of the management device 20 are achieved by a server, the server may be a cloud server. When the functions of the management device 20 are achieved by a personal computer, the personal computer may be formed integrally with each machine tool 10a to 10c, may be placed near each machine tool 10a to 10c, or may be located near each machine tool 10a to 10c. The machine tools 10a to 10c may be located in a different management room or the like from where the machine tools 10a to 10c are located. When the functions of the management device 20 are achieved by a portable terminal, a portable terminal such as a tablet can be used as the portable terminal.

図1に示すように、管理装置20は、動作データ受信部21、記憶部22及び解析部23を有する。 As shown in FIG. 1, the management device 20 includes an operation data receiving section 21, a storage section 22, and an analysis section 23.

[動作データ受信部]
動作データ受信部21は、ネットワークを介して、各工作機械10a~10cのコントローラ16と通信可能である。動作データ受信部21は、各工作機械10a~10cのコントローラ16から動作データを受信する。動作データ受信部21は、受信した動作データを記憶部22に記憶させる。
[Operation data receiving section]
The operation data receiving section 21 can communicate with the controller 16 of each machine tool 10a to 10c via the network. The operation data receiving section 21 receives operation data from the controller 16 of each machine tool 10a to 10c. The motion data receiving section 21 causes the storage section 22 to store the received motion data.

[記憶部]
記憶部22は、複数の動作データを記憶する。具体的には、記憶部22は、動作データに含まれる工具IDごとに、ロードメータ値及びモータ回転数を対応付けて記憶する。記憶部22は、複数の動作データを生成日時順に記憶することが好ましい。
[Storage]
The storage unit 22 stores a plurality of pieces of motion data. Specifically, the storage unit 22 stores a load meter value and a motor rotation speed in association with each other for each tool ID included in the operation data. It is preferable that the storage unit 22 stores a plurality of pieces of operation data in order of generation date and time.

[解析部]
解析部23は、記憶部22に記憶されている複数の動作データを解析する。図2は、解析部23の構成を示すブロック図である。図2に示すように、解析部23は、取得部23a、累積部23b及び寿命評価部23cを有する。
[Analysis Department]
The analysis unit 23 analyzes the plurality of motion data stored in the storage unit 22. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the analysis section 23. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, the analysis section 23 includes an acquisition section 23a, an accumulation section 23b, and a life evaluation section 23c.

・取得部23a
取得部23aは、動作データに基づいて、切削工具12にかかる切削負荷を取得する。取得部23aは、図2に示すように、トルク算出部a1及び負荷算出部a2を含む。
- Acquisition unit 23a
The acquisition unit 23a acquires the cutting load applied to the cutting tool 12 based on the operation data. The acquisition unit 23a includes a torque calculation unit a1 and a load calculation unit a2, as shown in FIG.

トルク算出部a1は、記憶部22に記憶されている動作データに含まれるロードメータ値及びモータ回転数に基づいて、以下のように、モータ14のトルク値を取得する。 The torque calculation unit a1 obtains the torque value of the motor 14 as follows based on the load meter value and the motor rotation speed included in the operation data stored in the storage unit 22.

トルク算出部a1は、モータ回転数とトルク値との関係が定められたトルク線図を記憶している。図3は、トルク線図の一例を示すグラフである。図3では、横軸をモータ回転数とし、縦軸をトルク値とするグラフ上に、ロードメータ値が100%であるときのモータ回転数と最大トルク値との関係を示す折れ線が描かれている。トルク算出部a1は、トルク線図を参照して、動作データに含まれるモータ回転数に対応する最大トルク値を取得する。トルク算出部a1は、動作データに含まれるロードメータ値を最大トルク値に乗算することによって、モータ14のトルク値を算出する。 The torque calculation unit a1 stores a torque diagram in which the relationship between the motor rotation speed and the torque value is determined. FIG. 3 is a graph showing an example of a torque diagram. In Figure 3, a polygonal line is drawn on a graph where the horizontal axis is the motor rotation speed and the vertical axis is the torque value, showing the relationship between the motor rotation speed and the maximum torque value when the load meter value is 100%. There is. The torque calculation unit a1 refers to the torque diagram and obtains the maximum torque value corresponding to the motor rotation speed included in the operation data. The torque calculation unit a1 calculates the torque value of the motor 14 by multiplying the maximum torque value by the load meter value included in the operation data.

負荷算出部a2は、トルク算出部a1によって算出されたトルク値を切削工具12の工具径で割ることによって、切削工具12にかかる切削負荷を算出する。工具径とは、回転軸13の軸心AXに垂直な方向における切削工具12の刃先寸法である。 The load calculation unit a2 calculates the cutting load applied to the cutting tool 12 by dividing the torque value calculated by the torque calculation unit a1 by the tool diameter of the cutting tool 12. The tool diameter is the dimension of the cutting edge of the cutting tool 12 in the direction perpendicular to the axis AX of the rotating shaft 13.

負荷算出部a2は、記憶部22に記憶されている各動作データと算出した切削負荷とを互いに対応付けて記憶させる。 The load calculation unit a2 stores each operation data stored in the storage unit 22 and the calculated cutting load in association with each other.

・累積部23b
累積部23bは、記憶部22に記憶されている複数の動作データの中から、所望の工具IDに係る全ての動作データに対応付けて記憶されている切削負荷を取得する。そして、累積部23bは、全ての切削負荷を累積することによって、切削負荷の累積値を取得する。累積部23bは、工具IDごとに切削負荷の累積値を取得する。
- Accumulation section 23b
The accumulator 23b acquires the cutting load stored in association with all the operation data related to the desired tool ID from among the plurality of operation data stored in the storage section 22. Then, the accumulator 23b acquires the cumulative value of the cutting loads by accumulating all the cutting loads. The accumulator 23b acquires the cumulative value of cutting load for each tool ID.

切削負荷の累積方法としては、加工時間に基づいて切削負荷を積分する方法や、切削工具12の刃先の回転距離(軸心AXを中心とする刃先の移動量)に基づいて切削負荷を積分する方法などが挙げられるが、これらには限られない。 As a method for accumulating the cutting load, there is a method of integrating the cutting load based on the machining time, or a method of integrating the cutting load based on the rotation distance of the cutting edge of the cutting tool 12 (the amount of movement of the cutting edge around the axis AX). Examples include, but are not limited to, methods.

・寿命評価部23c
寿命評価部23cは、本開示に係る「評価部」の一例である。寿命評価部23cは、特定の工具IDによって示される切削工具12の限界累積値を記憶している。限界累積値は、新品の切削工具12を切削加工で限界まで摩耗させたときの切削負荷の累積値を計測することで予め得られる。
Life evaluation section 23c
The life evaluation section 23c is an example of an "evaluation section" according to the present disclosure. The life evaluation unit 23c stores the limit cumulative value of the cutting tool 12 indicated by a specific tool ID. The limit cumulative value can be obtained in advance by measuring the cumulative value of the cutting load when the new cutting tool 12 is worn to the limit by cutting.

寿命評価部23cは、累積部23bによって取得された切削負荷の累積値を限界累積値と比較することによって、切削工具12の寿命を評価する。例えば、切削負荷の累積値を限界累積値で割った値が1に近づくほど、切削工具12の残寿命が短いことが分かる。 The life evaluation section 23c evaluates the life of the cutting tool 12 by comparing the cumulative value of the cutting load acquired by the accumulation section 23b with the limit cumulative value. For example, it can be seen that the closer the value obtained by dividing the cumulative value of the cutting load by the limit cumulative value approaches 1, the shorter the remaining life of the cutting tool 12 is.

ここで、表1は、3種類の異なる切削工具No.1~3を用いて切削加工を実際に行った時の摩耗幅、切削負荷の累積値、加工数及び加工時間の関係を示している。なお、切削加工は、同じ材質かつ同じ形状(具体的には、同じ加工量)のワークに対して同じ切削条件にて行われた。 Here, Table 1 shows three different types of cutting tool No. It shows the relationship among the wear width, the cumulative value of cutting load, the number of machining operations, and the machining time when cutting operations were actually performed using Nos. 1 to 3. Note that the cutting process was performed on workpieces made of the same material and having the same shape (specifically, the same amount of processing) under the same cutting conditions.

Figure 2024025504000002
Figure 2024025504000002

表1に示されるように、摩耗幅は、切削負荷の累積値と強い相関があるため、切削負荷の累積値は、切削工具の摩耗量を示す指標として好適である。従って、上記の通り、切削負荷の累積値を用いることによって、切削工具12の寿命を精度良く評価できることを理解できる。 As shown in Table 1, the wear width has a strong correlation with the cumulative value of the cutting load, so the cumulative value of the cutting load is suitable as an index indicating the amount of wear on the cutting tool. Therefore, as described above, it can be understood that the life of the cutting tool 12 can be evaluated with high accuracy by using the cumulative value of the cutting load.

なお、表1では、同じ材質かつ同じ形状のワークに対して同じ切削条件で切削加工が行われたため、摩耗幅は加工時間とも強い相関がある。そして、切削負荷の累積値は、摩耗幅との関係において、加工時間と同程度の相関を有している。後述するように、ワークの材質、加工量及び切削条件が変化すると、摩耗幅と加工時間との相関は低下するが、摩耗幅と切削負荷の累積値との相関は低下しにくい。 Note that in Table 1, since cutting was performed on workpieces made of the same material and having the same shape under the same cutting conditions, the wear width has a strong correlation with the machining time. The cumulative value of cutting load has the same degree of correlation with machining time in relation to wear width. As described later, when the material of the workpiece, the amount of machining, and the cutting conditions change, the correlation between the wear width and the machining time decreases, but the correlation between the wear width and the cumulative value of the cutting load does not easily decrease.

(切削方法)
切削システム1における切削方法について、図面を参照しながら説明する。図4は、第1実施形態に係る切削方法を説明するためのフローチャートである。切削工具12にかかる切削負荷の解析は、3つの工作機械10a~10cに共通しているため、以下においては、1つの工作機械の切削工具12にかかる切削負荷の解析について説明する。
(Cutting method)
A cutting method in the cutting system 1 will be explained with reference to the drawings. FIG. 4 is a flowchart for explaining the cutting method according to the first embodiment. Since the analysis of the cutting load applied to the cutting tool 12 is common to the three machine tools 10a to 10c, the analysis of the cutting load applied to the cutting tool 12 of one machine tool will be explained below.

ステップS1において、コントローラ16は、切削工具12を用いたワークWの切削工程におけるロードメータ値及びモータ回転数をサンプリングする。 In step S1, the controller 16 samples the load meter value and motor rotation speed during the cutting process of the workpiece W using the cutting tool 12.

ステップS2において、コントローラ16は、ロードメータ値と、モータ回転数と、工具IDと、生成日時とを含む動作データを生成する。 In step S2, the controller 16 generates operation data including the load meter value, motor rotation speed, tool ID, and generation date and time.

ステップS3において、動作データ受信部21は、コントローラ16から受信した複数の動作データを記憶部22に記憶させる。 In step S3, the operation data receiving section 21 causes the storage section 22 to store the plurality of operation data received from the controller 16.

ステップS4において、取得部23aは、複数の動作データに基づいて、複数のワークWそれぞれの切削加工において切削工具12にかかる切削負荷を取得する。 In step S4, the acquisition unit 23a acquires the cutting load applied to the cutting tool 12 during cutting of each of the plurality of workpieces W, based on the plurality of operation data.

ステップS5において、累積部23bは、切削工具12にかかる切削負荷の累積値を取得する。 In step S5, the accumulation unit 23b acquires the cumulative value of the cutting load applied to the cutting tool 12.

ステップS6において、寿命評価部23cは、切削負荷の累積値を限界累積値と比較することによって、切削工具12の寿命を評価する。 In step S6, the life evaluation unit 23c evaluates the life of the cutting tool 12 by comparing the cumulative value of the cutting load with the limit cumulative value.

(特徴) (Features)

(1)本実施形態に係る切削システム1は、累積部23b及び寿命評価部23cを備える。累積部23bは、複数のワークWそれぞれの切削加工において切削工具12にかかる切削負荷の累積値を取得する。寿命評価部23cは、切削負荷の累積値に基づいて切削工具12を評価する。具体的には、寿命評価部23cは、切削負荷の累積値に基づいて、切削工具12の寿命を評価する。 (1) The cutting system 1 according to the present embodiment includes an accumulation section 23b and a life evaluation section 23c. The accumulator 23b acquires the cumulative value of the cutting load applied to the cutting tool 12 during cutting of each of the plurality of workpieces W. The life evaluation unit 23c evaluates the cutting tool 12 based on the cumulative value of the cutting load. Specifically, the life evaluation unit 23c evaluates the life of the cutting tool 12 based on the cumulative value of the cutting load.

本実施形態に係る切削システム1では、切削負荷の累積値によって切削工具12の寿命を評価しているので、ワークWの材質、ワークWの形状(具体的には、加工量)及び切削条件の違いを考慮して切削工具12の寿命を評価することができる。従って、同品種のワークWを切削加工する場合には、切削条件の違いが考慮されるため、切削工具12の寿命を精度よく評価できる。また、異品種のワークWを切削加工する場合であっても、ワークWの材質や形状の違いが考慮されるため、切削工具12の寿命を精度よく評価できる。さらに、切削工具12の寿命を精度よく評価できることによって、切削工具12を寿命限界まで利用できる。よって、切削工具12を効率的に使うことができ、切削システム1における生産性を向上させることができる。例えば、増産時には切削速度を上げ、減産時には切削速度を下げるというように、生産計画にあわせて切削条件を変更する場合があるが、切削条件の違いが切削負荷の累積値に反映されるため、切削条件の変更が必要な場合であっても切削工具12の寿命を精度よく評価できる。 In the cutting system 1 according to the present embodiment, the life of the cutting tool 12 is evaluated based on the cumulative value of the cutting load. The lifespan of the cutting tool 12 can be evaluated in consideration of the difference. Therefore, when cutting workpieces W of the same type, differences in cutting conditions are taken into consideration, so the life of the cutting tool 12 can be evaluated with high accuracy. Further, even when cutting workpieces W of different types, the lifespan of the cutting tool 12 can be evaluated with high accuracy because the differences in the material and shape of the workpieces W are taken into consideration. Furthermore, by being able to accurately evaluate the lifespan of the cutting tool 12, the cutting tool 12 can be used until its lifespan limit. Therefore, the cutting tool 12 can be used efficiently, and the productivity of the cutting system 1 can be improved. For example, cutting conditions may be changed according to the production plan, such as increasing cutting speed when increasing production and decreasing cutting speed when decreasing production, but the difference in cutting conditions is reflected in the cumulative value of cutting load. Even if it is necessary to change the cutting conditions, the life of the cutting tool 12 can be accurately evaluated.

一方で、切削加工したワークの個数に基づいて切削工具12の寿命を評価する場合、ワークの材質、ワークの形状(具体的には、加工量)及び切削条件の違いを考慮できないため、切削工具12の寿命の評価精度が低くなる。具体的には、異品種のワークを切削加工するときには、ワークの材質や形状の違いを考慮できないので、切削加工したワークの個数が同じでも、ワークが硬いほど、また、ワークの加工量が多いほど切削負荷が大きくなるといった影響を受けて、切削工具12の寿命の評価精度は低くなってしまう。また、同品種のワークを切削加工するときには、切削条件の違いを考慮できないので、切削速度が速いほど切削負荷が大きくなるという影響を受けて、切削工具12の寿命の評価精度は低くなってしまう。 On the other hand, when evaluating the life of the cutting tool 12 based on the number of workpieces cut, differences in workpiece material, workpiece shape (specifically, the amount of machining), and cutting conditions cannot be taken into account. The accuracy of evaluating the lifespan of No. 12 becomes low. Specifically, when cutting workpieces of different types, differences in the material and shape of the workpieces cannot be considered, so even if the number of workpieces cut is the same, the harder the workpiece is, the greater the amount of workpiece machining. As the cutting load increases, the accuracy of evaluating the life of the cutting tool 12 becomes lower. Furthermore, when cutting workpieces of the same type, differences in cutting conditions cannot be taken into account, so the faster the cutting speed, the greater the cutting load, which lowers the accuracy of evaluating the life of the cutting tool 12. .

また、切削加工の時間に基づいて切削工具12の寿命を評価する場合、ワークの形状が異なることに起因する加工量の違いを考慮できるため、異品種のワークを切削加工するときには、ワークの個数に基づいて評価する場合に比べて好適である。しかしながら、この場合であっても、ワークの材質や切削条件の違いを考慮することはできないので、ワークの個数に基づいて評価する場合と同様、切削工具12の寿命の評価精度は低くなってしまう。 In addition, when evaluating the life of the cutting tool 12 based on the cutting time, it is possible to take into account the difference in the amount of processing due to the different shapes of the workpieces. This is preferable compared to the case where evaluation is based on However, even in this case, differences in workpiece materials and cutting conditions cannot be taken into account, so the accuracy of evaluating the life of the cutting tool 12 will be low, as in the case of evaluation based on the number of workpieces. .

(2)本実施形態に係る切削システム1は、切削負荷を取得する取得部23aを備える。取得部23aは、トルク算出部a1と負荷算出部a2とを含む。トルク算出部a1は、モータ14のロードメータ値と、モータ14のモータ回転数とに基づいて、モータ14のトルク値を取得する。負荷算出部a2は、トルク算出部a1によって取得されたトルク値に基づいて切削負荷を算出する。 (2) The cutting system 1 according to the present embodiment includes an acquisition unit 23a that acquires a cutting load. The acquisition unit 23a includes a torque calculation unit a1 and a load calculation unit a2. The torque calculation unit a1 obtains the torque value of the motor 14 based on the load meter value of the motor 14 and the motor rotation speed of the motor 14. The load calculation unit a2 calculates the cutting load based on the torque value acquired by the torque calculation unit a1.

従って、切削負荷やトルク値を検出するためにセンサを設ける必要がなく、かつ、煩雑な解析を経ることなく、ロードメータ値から切削負荷を簡便に求めることができる。 Therefore, there is no need to provide a sensor to detect the cutting load or torque value, and the cutting load can be easily determined from the load meter value without going through complicated analysis.

一方で、従来、切削負荷やトルクを検出するためのセンサを取り付けて、切削負荷やトルクを取得する方法が知られているが、センサの設置場所を確保する必要があるだけでなく、センサ自体が高価である。 On the other hand, the conventional method of acquiring cutting load and torque by installing a sensor for detecting cutting load and torque is known, but not only is it necessary to secure a place to install the sensor, but the sensor itself is is expensive.

また、従来、モータの実測電流値から切削負荷を算出する方法も知られているが、実測電流値は、切削加工中、定期的に0(ゼロ)となる期間があるため、切削負荷を算出するには解析(変換や抽出)が必要であり煩雑である。さらに、モータの種類によって実測電流値を示す波形の特徴が異なるため、それに合わせて変換及び抽出の方法を選択しなければならず、複数種類の工作機械を用いる場合には、さらに煩雑な解析が必要である。 In addition, conventionally, a method of calculating the cutting load from the measured current value of the motor is known, but since the measured current value periodically becomes 0 (zero) during the cutting process, the cutting load is calculated. This requires analysis (conversion and extraction) and is complicated. Furthermore, since the characteristics of the waveform indicating the measured current value differ depending on the type of motor, the conversion and extraction method must be selected accordingly, and when multiple types of machine tools are used, even more complicated analysis is required. is necessary.

〈第2実施形態〉
第2実施形態に係る切削システムは、図1に示した第1実施形態に係る切削システム1と同じ構成を有する。ただし、本実施形態において、動作データは、ロードメータ値とモータ回転数と工具IDと生成日時とに加えて、ワークIDと前工程IDを更に含むこととする。ワークIDは、ワークWに固有の識別子、及び、ワークWの製造ロットごとに固有の識別子のうち少なくとも一方を含む。ワークIDは、製造ロットを識別する情報を含んでいてもよい。前工程IDは、切削加工されるワークWが経た前工程に固有の識別子である。前工程としては、例えば、鋳造工程、鍛造工程、機械加工工程などが挙げられるが、これらには限られない。
<Second embodiment>
The cutting system according to the second embodiment has the same configuration as the cutting system 1 according to the first embodiment shown in FIG. However, in this embodiment, the operation data further includes a work ID and a previous process ID in addition to the load meter value, motor rotation speed, tool ID, and creation date and time. The work ID includes at least one of an identifier unique to the work W and an identifier unique to each production lot of the work W. The work ID may include information that identifies the manufacturing lot. The previous process ID is an identifier unique to the previous process that the work W to be cut has undergone. Examples of the pre-process include, but are not limited to, a casting process, a forging process, a machining process, and the like.

図5は、第2実施形態に係る解析部23の構成を示すブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the analysis section 23 according to the second embodiment.

解析部23は、取得部23a、累積部23d及び前工程評価部23eを有する。 The analysis section 23 includes an acquisition section 23a, an accumulation section 23d, and a pre-process evaluation section 23e.

・取得部23a
取得部23aは、トルク算出部a1及び負荷算出部a2を含む。トルク算出部a1及び負荷算出部a2の機能及び構成は、上記第1実施形態において説明した通りである。
- Acquisition unit 23a
The acquisition unit 23a includes a torque calculation unit a1 and a load calculation unit a2. The functions and configurations of the torque calculation section a1 and the load calculation section a2 are as explained in the first embodiment.

・累積部23d
累積部23dは、各ワークWが固有の識別子として持つワークIDごとに切削負荷を累積することによって、ワークWごとに切削負荷の累積値を取得する。
Accumulation part 23d
The accumulator 23d acquires the cumulative value of the cutting load for each workpiece W by accumulating the cutting load for each workpiece ID that each workpiece W has as a unique identifier.

ワークIDごとに切削負荷を累積する手法は特に限られないが、累積部23dは、次のようにワークIDごとに切削負荷を累積してもよい。例えば、ワークIDがワークWに固有の識別子を含んでいる場合、累積部23dは、ワークIDを認識することで、ワークIDごとに切削負荷を累積してもよい。また、累積部23dは、動作データの順番通り(生成日時順)に切削負荷を累積し、加工完了通知や工具交換通知を各工作機械10a~10cのコントローラ16から受信したタイミングで累積を区切ることによって、ワークIDごとに切削負荷を累積してもよい。加工完了通知とは、ワークWの切削加工が完了したことを示す通知である。工具交換通知とは、切削工具12が交換されたことを示す通知である。また、累積部23dは、動作データの順番通りに切削負荷を累積し、オペレータによる端末操作に応じて累積を区切ることによって、ワークIDごとに切削負荷を累積してもよい。 Although the method of accumulating the cutting load for each workpiece ID is not particularly limited, the accumulator 23d may accumulate the cutting load for each workpiece ID as follows. For example, when the work ID includes an identifier unique to the work W, the accumulation unit 23d may accumulate the cutting load for each work ID by recognizing the work ID. Further, the accumulator 23d accumulates the cutting loads in the order of the operation data (in the order of generation date and time), and separates the accumulation at the timing when a machining completion notification or tool exchange notification is received from the controller 16 of each machine tool 10a to 10c. The cutting load may be accumulated for each workpiece ID. The machining completion notification is a notification indicating that cutting of the workpiece W has been completed. The tool exchange notification is a notification indicating that the cutting tool 12 has been exchanged. Further, the accumulator 23d may accumulate the cutting loads for each workpiece ID by accumulating the cutting loads in the order of the operation data and dividing the accumulation according to the terminal operation by the operator.

また、累積部23dは、前工程IDに基づいて、すべてのワークWについての切削負荷の累積値を同一の前工程を経た被加工物グループごとに分類する。 Furthermore, the accumulation unit 23d classifies the cumulative values of cutting loads for all the workpieces W into groups of workpieces that have undergone the same pre-process, based on the pre-process ID.

・前工程評価部23e
前工程評価部23eは、本開示に係る「評価部」の一例である。前工程評価部23eは、各被加工物グループに含まれる各ワークWの切削負荷の累積値に基づいて、当該グループに含まれるワークWが経た前工程の精度を評価する。
Pre-process evaluation section 23e
The pre-process evaluation section 23e is an example of an "evaluation section" according to the present disclosure. The pre-process evaluation unit 23e evaluates the accuracy of the pre-process that the work W included in each workpiece group has undergone, based on the cumulative value of the cutting load of each work W included in the group.

ここで、上述した通り、前工程としては鋳造工程、鍛造工程、機械加工工程などが挙げられ、切削加工の対象面は、鋳造された鋳肌そのままの面であったり、鍛造されたままの面であったり、機械加工された面であったりする。そして、切削加工において、ワークWを所望の寸法に切削する際、切削加工量が多ければ切削負荷の累積値は大きくなる。言い換えれば、前工程の加工精度や寸法精度が悪く、切削加工での目標である仕上がり寸法との乖離が大きければ、切削負荷の累積負荷は大きくなる。 Here, as mentioned above, the pre-process includes a casting process, a forging process, a machining process, etc., and the target surface of the cutting process is the surface that is the same as the cast surface, or the surface that is as-forged. or a machined surface. In the cutting process, when cutting the workpiece W to a desired dimension, the cumulative value of the cutting load increases if the amount of cutting process is large. In other words, if the machining accuracy or dimensional accuracy of the previous process is poor and the deviation from the target finished dimension in cutting is large, the cumulative cutting load will be large.

従って、前工程評価部23eは、平常時の加工精度が高い場合に、平常時の切削負荷の累積値と比較して、ワークWの切削負荷の累積値が大きい場合には、当該グループに対応付けられた前工程IDによって示される前工程におけるワークWの寸法精度や加工精度が低いため、切削加工代が多く残されていたと推定しても良い。また、前工程評価部23eは、ワークWの切削負荷の累積値が小さい場合には、当該グループに対応付けられた前工程IDによって示される前工程におけるワークWの寸法精度や加工精度が低いため、切削加工代が過剰に少なくなっていたと推定しても良い。 Therefore, when the machining accuracy under normal conditions is high and the cumulative value of the cutting load on the workpiece W is large compared to the cumulative value of the cutting loads under normal conditions, the pre-process evaluation unit 23e responds to the group. Since the dimensional accuracy and machining accuracy of the workpiece W in the pre-process indicated by the attached pre-process ID are low, it may be assumed that a large cutting allowance was left. Further, the pre-process evaluation unit 23e determines that when the cumulative value of the cutting load on the workpiece W is small, the dimensional accuracy and machining accuracy of the workpiece W in the pre-process indicated by the pre-process ID associated with the group are low. , it may be assumed that the cutting allowance was excessively reduced.

平常時の切削負荷の累積値としては、過去に行われた切削加工におけるワークWの切削負荷の累積値の平均値又は中央値を用いてもよい。或いは、平常時の切削負荷の累積値としては、各被加工物グループにおいて所定期間内に取得されたワークWの切削負荷の累積値の平均値又は中央値を用いてもよい。ワークWの切削負荷の累積値が平常時の切削負荷の累積値より大きいか否か(又は、小さいか否か)の判定は、ワークWの切削負荷の累積値と平常時の切削負荷の累積値との絶対差が、平常時の切削負荷の累積値に所定割合を乗算して得られた閾値を超えたか否かによって行ってもよい。 As the cumulative value of the cutting load during normal operation, the average value or the median value of the cumulative value of the cutting load of the workpiece W in cutting operations performed in the past may be used. Alternatively, the average value or median value of the cumulative value of the cutting load of the workpiece W acquired within a predetermined period in each workpiece group may be used as the cumulative value of the cutting load during normal operation. Judgment as to whether or not the cumulative value of the cutting load on the workpiece W is larger (or smaller) than the cumulative value of the cutting load during normal operation is based on the cumulative value of the cutting load on the workpiece W and the cumulative value of the cutting load during normal operation. The determination may be made based on whether the absolute difference from the normal cutting load exceeds a threshold value obtained by multiplying the cumulative cutting load value by a predetermined ratio.

また、前工程評価部23eは、ワークWの切削負荷の累積値の標準偏差が大きい被加工物グループが存在する場合には、当該グループに対応付けられた前工程IDによって示される前工程におけるワークWの寸法精度や加工精度にばらつきがあると判断してもよい。 In addition, if there is a workpiece group in which the standard deviation of the cumulative value of the cutting load of the workpiece W is large, the preprocess evaluation unit 23e evaluates the workpieces in the preprocess indicated by the preprocess ID associated with the group. It may be determined that there are variations in the dimensional accuracy and processing accuracy of W.

なお、寸法精度とは、鋳造工程や鍛造工程のように加工(例えば、機械加工)によらない工程において形成されるワークWの寸法の精度を意味する。加工精度とは、加工(例えば、機械加工)による工程において形成されるワークWの加工の精度を意味する。 Note that the dimensional accuracy refers to the dimensional accuracy of the workpiece W formed in a process that does not involve processing (for example, machining), such as a casting process or a forging process. The processing accuracy refers to the processing accuracy of the workpiece W formed in a processing (for example, machining) process.

さらに、前工程評価部23eは、ワークWの切削負荷の累積値が小さい場合には、前工程における不具合が原因でワークWに欠陥(例えば、不十分な熱処理によって生じた硬さ不足や内部欠陥など)があると判断してもよい。 Furthermore, if the cumulative value of the cutting load on the work W is small, the pre-process evaluation unit 23e determines that the work W has defects (for example, insufficient hardness or internal defects caused by insufficient heat treatment) due to defects in the pre-process. etc.).

(切削方法)
切削方法について、図面を参照しながら説明する。図6は、第2実施形態に係る切削方法を説明するためのフローチャートである。
(Cutting method)
The cutting method will be explained with reference to the drawings. FIG. 6 is a flowchart for explaining the cutting method according to the second embodiment.

ステップS1~3は、上記第1実施形態と同じであるため説明を割愛する。 Steps S1 to S3 are the same as in the first embodiment, so a description thereof will be omitted.

ステップS11において、累積部23dは、前工程IDに基づいて、すべてのワークWの動作データを同一の前工程を経た被加工物グループごとに分類する。 In step S11, the accumulation unit 23d classifies the motion data of all the workpieces W into groups of workpieces that have undergone the same pre-process, based on the pre-process ID.

ステップS12において、累積部23dは、ワークIDに基づいて、各被加工物グループに含まれるワークWごとに動作データを分類する。 In step S12, the accumulation unit 23d classifies the motion data for each workpiece W included in each workpiece group based on the workpiece ID.

ステップS13において、累積部23dは、各被加工物グループに含まれる各ワークWの切削負荷の累積値を取得する。 In step S13, the accumulation unit 23d acquires the cumulative value of the cutting load of each workpiece W included in each workpiece group.

ステップS14において、前工程評価部23eは、各被加工物グループに含まれる各ワークWの切削負荷の累積値に基づいて、当該グループに含まれるワークWが経た前工程の精度を評価する。 In step S14, the pre-process evaluation unit 23e evaluates the accuracy of the pre-process that the work W included in each workpiece group has undergone, based on the cumulative value of the cutting load of each work W included in the group.

(特徴)
本実施形態において、累積部23dは、複数のワークWのうち同一の前工程を経たワークWごとに切削負荷の累積値を取得し、前工程評価部23eは、同一の前工程を経たワークWごとの累積値に基づいて前工程の精度を評価する。
(Features)
In the present embodiment, the accumulator 23d acquires the cumulative value of the cutting load for each workpiece W that has undergone the same pre-process among the plurality of workpieces W, and the pre-process evaluation unit 23e obtains the cumulative value of the cutting load for each workpiece W that has undergone the same pre-process. Evaluate the accuracy of the previous process based on the cumulative value for each step.

このように、切削負荷の累積値を利用することによって、前工程の寸法精度、加工精度、不具合などを簡便かつ精度良く評価することができる。 In this way, by using the cumulative value of the cutting load, it is possible to easily and accurately evaluate the dimensional accuracy, processing accuracy, defects, etc. of the previous process.

〈第3実施形態〉
第3実施形態に係る切削システムは、図1に示した第1実施形態に係る切削システム1と同じ構成を有する。
<Third embodiment>
The cutting system according to the third embodiment has the same configuration as the cutting system 1 according to the first embodiment shown in FIG.

図7は、第3実施形態に係る解析部23の構成を示すブロック図である。 FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the analysis section 23 according to the third embodiment.

解析部23は、取得部23a、累積部23f及び工具性能評価部23gを有する。 The analysis section 23 includes an acquisition section 23a, an accumulation section 23f, and a tool performance evaluation section 23g.

・取得部23a
取得部23aは、トルク算出部a1及び負荷算出部a2を含む。トルク算出部a1及び負荷算出部a2の機能及び構成は、上記第1実施形態において説明した通りである。
- Acquisition unit 23a
The acquisition unit 23a includes a torque calculation unit a1 and a load calculation unit a2. The functions and configurations of the torque calculation section a1 and the load calculation section a2 are as explained in the first embodiment.

・累積部23f
累積部23fは、記憶部22に記憶された複数の動作データを切削工具12ごとに分類する。この際、累積部23fは、動作データに含まれる工具IDに基づいて、複数の動作データを切削工具12ごとに分類してもよい。
Accumulation section 23f
The accumulation unit 23f classifies the plurality of operation data stored in the storage unit 22 for each cutting tool 12. At this time, the accumulation unit 23f may classify the plurality of motion data for each cutting tool 12 based on the tool ID included in the motion data.

累積部23fは、各切削工具12についての切削負荷の累積値を取得する。 The accumulation unit 23f acquires the cumulative value of the cutting load for each cutting tool 12.

・工具性能評価部23g
工具性能評価部23gは、本開示に係る「評価部」の一例である。工具性能評価部23gは、各切削工具12についての切削負荷の累積値を切削加工の回数で割った工具別累積値を取得する。切削加工の回数は、各切削工具12によって切削加工されたワークWの数である。ワークWの数は、動作データに含まれる生成日時に基づいて取得してもよい。工具別累積値は、各切削工具12における1つのワークWの切削加工中にかかった切削負荷の累積値である。切削負荷の累積方法は、上述の通りである。
・Tool performance evaluation department 23g
The tool performance evaluation section 23g is an example of an "evaluation section" according to the present disclosure. The tool performance evaluation unit 23g obtains a cumulative value for each tool by dividing the cumulative value of the cutting load for each cutting tool 12 by the number of cutting operations. The number of cutting operations is the number of workpieces W cut by each cutting tool 12. The number of works W may be acquired based on the generation date and time included in the operation data. The cumulative value by tool is the cumulative value of the cutting load applied to each cutting tool 12 during cutting of one workpiece W. The cutting load accumulation method is as described above.

工具性能評価部23gは、工具別累積値を各切削工具12間で比較することによって、各切削工具12の工具性能を評価する。例えば、各工作機械10a~10cのいずれかの切削工具12についての工具別累積値が顕著に小さい場合には、当該切削工具12の製造メーカが製作した切削工具12は工具性能が高いと判断してもよい。 The tool performance evaluation unit 23g evaluates the tool performance of each cutting tool 12 by comparing the cumulative value for each tool. For example, if the cumulative value by tool for any of the cutting tools 12 of each of the machine tools 10a to 10c is significantly small, it is determined that the cutting tool 12 manufactured by the manufacturer of the cutting tool 12 has high tool performance. You can.

(切削方法)
切削方法について、図面を参照しながら説明する。図8は、第2実施形態に係る切削方法を説明するためのフローチャートである。
(Cutting method)
The cutting method will be explained with reference to the drawings. FIG. 8 is a flowchart for explaining the cutting method according to the second embodiment.

ステップS1~3は、上記第1実施形態と同じであるため説明を割愛する。 Steps S1 to S3 are the same as in the first embodiment, so a description thereof will be omitted.

ステップS21において、累積部23fは、切削工具12ごとに切削負荷の累積値を取得する。 In step S21, the accumulation unit 23f acquires the cumulative value of the cutting load for each cutting tool 12.

ステップS22において、工具性能評価部23gは、切削工具12ごとに切削負荷の累積値を切削加工の回数で割った工具別累積値を取得する。 In step S22, the tool performance evaluation unit 23g obtains a cumulative value for each tool by dividing the cumulative value of the cutting load by the number of cutting operations for each cutting tool 12.

ステップS23において、工具性能評価部23gは、工具別累積値に基づいて、各切削工具12の工具性能を評価する。 In step S23, the tool performance evaluation unit 23g evaluates the tool performance of each cutting tool 12 based on the cumulative value for each tool.

(特徴)
本実施形態において、工具性能評価部23gは、各切削工具12についての切削負荷の累積値を切削加工の回数で割った工具別累積値を求め、工具別累積値に基づいて各切削工具12の工具性能を評価する。
(Features)
In this embodiment, the tool performance evaluation unit 23g calculates a cumulative value for each tool by dividing the cumulative value of the cutting load for each cutting tool 12 by the number of cutting operations, and calculates a cumulative value for each tool based on the cumulative value for each tool. Evaluate tool performance.

このように、切削負荷の累積値を利用することによって、切削工具12の工具性能を簡便かつ精度良く評価することができる。 In this way, by using the cumulative value of the cutting load, the tool performance of the cutting tool 12 can be evaluated easily and accurately.

(実施形態の変形例)
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
(Modified example of embodiment)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

[変形例1]
解析部23の寿命評価部23cは、切削工具12の寿命に関するアラートを発報してもよい。例えば、図9に示すように、管理装置20が表示部24を有している場合、寿命評価部23cは、切削工具12の寿命に関するアラートを表示部24に表示させる。例えば、寿命評価部23cは、切削負荷の累積値が限界累積値に達したとき、切削工具12を交換する必要があることを示すアラートを表示部24に表示させることができる。或いは、寿命評価部23cは、切削負荷の累積値が限界累積値より小さい所定の閾値に達したとき、切削工具12の交換時期が近付いていることを示すアラートや、切削工具12の目視確認を推奨するアラートなどを表示部24に表示させてもよい。表示内容や閾値については適宜設定することができる。表示部24としては、周知のモニタ、ディスプレイなどを用いることができる。
[Modification 1]
The life evaluation unit 23c of the analysis unit 23 may issue an alert regarding the life of the cutting tool 12. For example, as shown in FIG. 9, when the management device 20 has the display section 24, the life evaluation section 23c causes the display section 24 to display an alert regarding the lifespan of the cutting tool 12. For example, the life evaluation unit 23c can cause the display unit 24 to display an alert indicating that the cutting tool 12 needs to be replaced when the cumulative value of the cutting load reaches a limit cumulative value. Alternatively, when the cumulative value of the cutting load reaches a predetermined threshold value smaller than the limit cumulative value, the life evaluation unit 23c issues an alert indicating that the time to replace the cutting tool 12 is approaching, or visually checks the cutting tool 12. Recommended alerts and the like may be displayed on the display unit 24. Display contents and threshold values can be set as appropriate. As the display unit 24, a well-known monitor, display, etc. can be used.

ただし、寿命評価部23cによるアラートの発報方法は特に限られず、アラートを表示部24に表示する方法のほか、アラートを示す警報音をスピーカから発する方法など種々の方法を採用できる。 However, the method of issuing an alert by the life evaluation section 23c is not particularly limited, and various methods can be adopted, such as a method of displaying an alert on the display section 24, and a method of emitting an alarm sound indicating an alert from a speaker.

[変形例2]
各工作機械10a~10cは、切削工具12の自動交換機構を有していてもよい。この場合、解析部23の寿命評価部23cは、切削負荷の累積値が限界累積値に達したとき、自動交換機構に切削工具12の自動交換を指示してもよい。
[Modification 2]
Each machine tool 10a-10c may have an automatic exchange mechanism for cutting tools 12. In this case, the life evaluation section 23c of the analysis section 23 may instruct the automatic exchange mechanism to automatically exchange the cutting tool 12 when the cumulative value of the cutting load reaches the limit cumulative value.

[変形例3]
本開示に係る「評価部」として、第1実施形態の寿命評価部23c、第2実施形態の前工程評価部23e、及び第3実施形態の工具性能評価部23gについて説明したが、本開示に係る「評価部」は、これらのうち2つ以上の機能及び構成を有していてもよい。
[Modification 3]
As the "evaluation section" according to the present disclosure, the life evaluation section 23c of the first embodiment, the pre-process evaluation section 23e of the second embodiment, and the tool performance evaluation section 23g of the third embodiment have been described. The "evaluation unit" may have two or more of these functions and configurations.

[変形例4]
上記第1乃至第3実施形態において、取得部23aは、ロードメータ値及びモータ回転数に基づいて取得されるトルク値に基づいて切削負荷を取得することとしたが、これに限られない。本開示に係る取得部は、切削負荷を直接的に検出するセンサの検出値から切削負荷を取得してもよいし、モータ14のトルク値を検出するセンサによって検出されるトルク値に基づいて切削負荷を取得してもよい。或いは、本開示に係る取得部は、モータ14の実測電流値及びモータ回転数に基づいて取得されるトルク値に基づいて切削負荷を取得してもよい。
[Modification 4]
In the first to third embodiments described above, the acquisition unit 23a acquires the cutting load based on the torque value acquired based on the load meter value and the motor rotation speed, but the present invention is not limited to this. The acquisition unit according to the present disclosure may acquire the cutting load from the detection value of a sensor that directly detects the cutting load, or may acquire the cutting load based on the torque value detected by the sensor that detects the torque value of the motor 14. You may also obtain the load. Alternatively, the acquisition unit according to the present disclosure may acquire the cutting load based on the torque value acquired based on the actually measured current value of the motor 14 and the motor rotation speed.

(付記1)
被加工物を加工するための切削工具と、前記被加工物または前記切削工具を回転させるための回転軸とを有し、前記回転軸の回転に伴って前記切削工具が前記被加工物を切削加工する工作機械に適用される切削システムであって、複数の前記被加工物それぞれの切削加工において前記切削工具にかかる切削負荷を取得する取得部と、前記切削負荷の累積値を取得する累積部と、前記累積値に基づいて、前記複数の被加工物又は前記切削工具を評価する評価部とを備える切削システム。
(Additional note 1)
It has a cutting tool for processing a workpiece, and a rotating shaft for rotating the workpiece or the cutting tool, and the cutting tool cuts the workpiece as the rotating shaft rotates. A cutting system applied to a machine tool for processing, comprising: an acquisition unit that acquires a cutting load applied to the cutting tool during cutting of each of the plurality of workpieces; and an accumulation unit that acquires a cumulative value of the cutting load. and an evaluation unit that evaluates the plurality of workpieces or the cutting tool based on the cumulative value.

(付記2)
前記評価部は、前記累積値に基づいて、前記切削工具の寿命を評価する、付記1に記載の切削システム。
(Additional note 2)
The cutting system according to supplementary note 1, wherein the evaluation unit evaluates the life of the cutting tool based on the cumulative value.

(付記3)
前記累積部は、前記複数の被加工物のうち同一の前工程を経た被加工物ごとに前記累積値を取得し、前記評価部は、前記前工程を経た被加工物ごとの前記累積値に基づいて、前記前工程の精度を評価する、付記1又は2に記載の切削システム。
(Additional note 3)
The accumulation unit acquires the cumulative value for each workpiece that has undergone the same pre-process among the plurality of workpieces, and the evaluation unit acquires the cumulative value for each workpiece that has undergone the pre-process. The cutting system according to Supplementary Note 1 or 2, wherein the accuracy of the pre-process is evaluated based on the accuracy.

(付記4)
評価部は、複数の前記切削工具それぞれについての前記累積値を前記切削加工の回数で割った工具別累積値に基づいて、前記複数の切削工具それぞれの工具性能を評価する、付記1乃至3のいずれかに記載の切削システム。
(Additional note 4)
Supplementary Notes 1 to 3, wherein the evaluation unit evaluates the tool performance of each of the plurality of cutting tools based on the cumulative value for each tool obtained by dividing the cumulative value for each of the plurality of cutting tools by the number of cutting operations. The cutting system described in any of the above.

(付記5)
前記取得部は、前記切削工具又は前記被加工物の回転軸を回転駆動させるモータのロードメータ値と、前記モータのモータ回転数とに基づいて、前記モータのトルク値を取得するトルク算出部と、前記トルク値に基づいて、前記切削負荷を算出する負荷算出部とを有する付記1乃至4のいずれかに記載の切削システム。
(Appendix 5)
The acquisition unit includes a torque calculation unit that acquires a torque value of the motor based on a load meter value of a motor that rotationally drives the rotation axis of the cutting tool or the workpiece, and a motor rotation speed of the motor. , and a load calculation unit that calculates the cutting load based on the torque value.

(付記6)
被加工物を加工するための切削工具と、前記被加工物または前記切削工具を回転させるための回転軸とを有し、前記回転軸の回転に伴って前記切削工具が前記被加工物を切削加工する工作機械に適用される切削方法であって、複数の前記被加工物それぞれの切削加工において前記切削工具にかかる切削負荷を取得する工程と、前記切削負荷の累積値を取得する工程と、前記累積値に基づいて、前記複数の被加工物又は前記切削工具を評価する工程とを備える切削方法。
(Appendix 6)
It has a cutting tool for processing a workpiece, and a rotating shaft for rotating the workpiece or the cutting tool, and the cutting tool cuts the workpiece as the rotating shaft rotates. A cutting method applied to a machine tool for processing, comprising: obtaining a cutting load applied to the cutting tool during cutting of each of the plurality of workpieces; and obtaining a cumulative value of the cutting load; A cutting method comprising: evaluating the plurality of workpieces or the cutting tool based on the cumulative value.

1…切削システム、10a~10c…工作機械、11…テーブル11、12…切削工具、13…回転軸、14…モータ、15…アンプ、16…コントローラ、20…管理装置、21…動作データ受信部、22…記憶部、23…解析部、23a…取得部、23b,23d,23f…累積部、23c…寿命評価部、23e…前工程評価部、23g…工具性能評価部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Cutting system, 10a-10c... Machine tool, 11... Table 11, 12... Cutting tool, 13... Rotating axis, 14... Motor, 15... Amplifier, 16... Controller, 20... Management device, 21... Operation data receiving part , 22... Storage section, 23... Analysis section, 23a... Acquisition section, 23b, 23d, 23f... Accumulation section, 23c... Life evaluation section, 23e... Pre-process evaluation section, 23g... Tool performance evaluation section

Claims (6)

被加工物を加工するための切削工具と、前記被加工物または前記切削工具を回転させるための回転軸とを有し、前記回転軸の回転に伴って前記切削工具が前記被加工物を切削加工する工作機械に適用される切削システムであって、
複数の前記被加工物それぞれの切削加工において前記切削工具にかかる切削負荷を取得する取得部と、
前記切削負荷の累積値を取得する累積部と、
前記累積値に基づいて、前記複数の被加工物又は前記切削工具を評価する評価部と、
を備える切削システム。
It has a cutting tool for processing a workpiece, and a rotating shaft for rotating the workpiece or the cutting tool, and the cutting tool cuts the workpiece as the rotating shaft rotates. A cutting system applied to a machine tool for processing,
an acquisition unit that acquires a cutting load applied to the cutting tool during cutting of each of the plurality of workpieces;
an accumulation unit that obtains the cumulative value of the cutting load;
an evaluation unit that evaluates the plurality of workpieces or the cutting tool based on the cumulative value;
A cutting system equipped with
前記評価部は、前記累積値に基づいて、前記切削工具の寿命を評価する、
請求項1に記載の切削システム。
The evaluation unit evaluates the life of the cutting tool based on the cumulative value.
The cutting system according to claim 1.
前記累積部は、前記複数の被加工物のうち同一の前工程を経た被加工物ごとに前記累積値を取得し、
前記評価部は、前記前工程を経た被加工物ごとの前記累積値に基づいて、前記前工程の精度を評価する、
請求項1又は2に記載の切削システム。
The accumulation unit acquires the cumulative value for each workpiece that has undergone the same pre-process among the plurality of workpieces,
The evaluation unit evaluates the accuracy of the pre-process based on the cumulative value for each workpiece that has undergone the pre-process.
The cutting system according to claim 1 or 2.
前記評価部は、複数の前記切削工具それぞれについての前記累積値を前記切削加工の回数で割った工具別累積値に基づいて、前記複数の切削工具それぞれの工具性能を評価する、
請求項1又は2に記載の切削システム。
The evaluation unit evaluates the tool performance of each of the plurality of cutting tools based on a tool-by-tool cumulative value obtained by dividing the cumulative value of each of the plurality of cutting tools by the number of cutting operations.
The cutting system according to claim 1 or 2.
前記取得部は、
前記切削工具又は前記被加工物の回転軸を回転駆動させるモータのロードメータ値と、前記モータのモータ回転数とに基づいて、前記モータのトルク値を取得するトルク算出部と、
前記トルク値に基づいて、前記切削負荷を算出する負荷算出部と、
を有する、
請求項1又は2に記載の切削システム。
The acquisition unit includes:
a torque calculation unit that obtains a torque value of the motor based on a load meter value of a motor that rotationally drives the rotation axis of the cutting tool or the workpiece, and a motor rotation speed of the motor;
a load calculation unit that calculates the cutting load based on the torque value;
has,
The cutting system according to claim 1 or 2.
被加工物を加工するための切削工具と、前記被加工物または前記切削工具を回転させるための回転軸とを有し、前記回転軸の回転に伴って前記切削工具が前記被加工物を切削加工する工作機械に適用される切削方法であって、
複数の前記被加工物それぞれの切削加工において前記切削工具にかかる切削負荷を取得する工程と、
前記切削負荷の累積値を取得する工程と、
前記累積値に基づいて、前記複数の被加工物又は前記切削工具を評価する工程と、
を備える切削方法。

It has a cutting tool for processing a workpiece, and a rotating shaft for rotating the workpiece or the cutting tool, and the cutting tool cuts the workpiece as the rotating shaft rotates. A cutting method applied to a machine tool for processing,
obtaining a cutting load applied to the cutting tool during cutting of each of the plurality of workpieces;
obtaining the cumulative value of the cutting load;
evaluating the plurality of workpieces or the cutting tool based on the cumulative value;
A cutting method comprising:

JP2022129005A 2022-08-12 2022-08-12 Cutting system and cutting method Active JP7576594B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022129005A JP7576594B2 (en) 2022-08-12 Cutting system and cutting method
DE102023116615.8A DE102023116615A1 (en) 2022-08-12 2023-06-23 Cutting system and cutting method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022129005A JP7576594B2 (en) 2022-08-12 Cutting system and cutting method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2024025504A true JP2024025504A (en) 2024-02-26
JP7576594B2 JP7576594B2 (en) 2024-10-31

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
DE102023116615A1 (en) 2024-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2863768C (en) Real-time numerical control tool path adaptation using force feedback
JP5608036B2 (en) Operation history management method and operation history management device
US11256229B2 (en) Industrial machinery and control method thereof
US6937942B2 (en) Method and apparatus of detecting tool abnormality in a machine tool
CN110297461B (en) Abnormality detection device
JP5411055B2 (en) Tool life detection method and tool life detection device
KR20120064321A (en) Tool damage detection apparatus for machine tool and detection method thereby
US20140123740A1 (en) Working Abnormality Detecting Device and Working Abnormality Detecting Method for Machine Tool
US20080161959A1 (en) Method to measure tool wear from process model parameters
CN114473870B (en) Grinding machine monitoring system and monitoring method
CN112091726A (en) Abnormality detection device for machining tool
JP6722052B2 (en) Multi-blade tool abnormality detection method
JP6637689B2 (en) Machine tool tool state determination device
JP2012032869A (en) Disc cutter feed control method, device and cutting apparatus using the same
KR20190025133A (en) The method and device for optimizing machine tool cutting conditions using vibration acceleration
US4551808A (en) Tool wear sensors
JP6237736B2 (en) Processing method and processing apparatus
Dayam et al. In-process dimension monitoring system for integration of legacy machine tools into the industry 4.0 framework
JP2020191043A (en) Abnormality detector, abnormality detection server, and abnormality detection method
JP2024025504A (en) Cutting system and cutting method
JP7576594B2 (en) Cutting system and cutting method
Danai Machine tool monitoring and control
CN206105516U (en) Non -contact blade abraded&#39;s on -line measuring equipment
CN112548678A (en) Cutter detection method and device of numerical control machining center
CN113941901A (en) Machine tool cutter monitoring method and device and electronic equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230802

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240625

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240821

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20241008