JP6062447B2 - Wear diagnostic system - Google Patents
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Description
本発明は、工作機械などに用いられるスライド送り機構の、摺動界面の摩耗を診断する摩耗診断システムに関する。 The present invention relates to a wear diagnosis system for diagnosing wear on a sliding interface of a slide feed mechanism used in a machine tool or the like.
特許文献1に示すように、工作機械の下スライド(固定側部材)と上スライド(移動側部材)との間の隙間には、楔状のカミソリ(ギブ)が挿入されている。カミソリは、上スライドに取り付けられている。摺動界面は、下スライドの摺動面と、カミソリの摺動面と、の間に形成されている。摺動界面には、潤滑油が供給されている。すなわち、下スライドの摺動面および上スライドの摺動面は、共に、油膜に覆われている。
As shown in
しかしながら、ワークの硬度のばらつき、加工前のワークの寸法のばらつき、加工条件の間違いなどにより、摺動界面に過剰な負荷が加わる場合がある。この場合、油膜切れが発生してしまう。 However, an excessive load may be applied to the sliding interface due to variations in workpiece hardness, workpiece dimensional variations before processing, processing errors, and the like. In this case, the oil film breaks.
ここで、下スライドの摺動面は、焼入れ処理、研磨処理されている。このため、下スライドの摺動面は硬い。これに対して、カミソリの摺動面は、焼入れ処理されていない。このため、カミソリの摺動面は軟らかい。 Here, the sliding surface of the lower slide is quenched and polished. For this reason, the sliding surface of the lower slide is hard. On the other hand, the sliding surface of the razor is not quenched. For this reason, the sliding surface of a razor is soft.
したがって、油膜切れが発生し、下スライドの摺動面とカミソリの摺動面とが直に摺接する場合、優先的にカミソリの摺動面が摩耗することになる。カミソリの摺動面が摩耗すると、下スライドの摺動面とカミソリの摺動面との間に、隙間が発生してしまう。このため、下スライドに対する上スライドの動きに、ガタが発生してしまう。ここで、上スライドには、刃物台を介して、工具が取り付けられている。ワークは、工具により加工される。したがって、上スライドの動きにガタが発生すると、当該ガタの分だけ、ワークに対する工具の刃先位置がずれることになる。よって、結果的に、加工後のワークに寸法誤差が発生してしまう。 Therefore, when the oil film is cut and the sliding surface of the lower slide and the sliding surface of the razor are in direct sliding contact, the sliding surface of the razor is preferentially worn. When the sliding surface of the razor is worn, a gap is generated between the sliding surface of the lower slide and the sliding surface of the razor. For this reason, backlash occurs in the movement of the upper slide relative to the lower slide. Here, a tool is attached to the upper slide via a tool post. The workpiece is machined with a tool. Therefore, when play occurs in the movement of the upper slide, the position of the cutting edge of the tool with respect to the work is shifted by the amount of play. As a result, a dimensional error occurs in the workpiece after processing.
この場合、下スライドと上スライドとの間の隙間に対する、カミソリの挿入量(楔の打ち込み量)を調整することにより、ガタを解消することができる。具体的には、下スライドと上スライドとの間の隙間に対するカミソリの挿入量を大きくすると、下スライドの摺動面とカミソリの摺動面との間の隙間が小さくなる。このため、ガタを解消することができる。 In this case, the play can be eliminated by adjusting the amount of insertion of the razor (the amount of driving of the wedge) with respect to the gap between the lower slide and the upper slide. Specifically, when the insertion amount of the razor with respect to the gap between the lower slide and the upper slide is increased, the gap between the sliding surface of the lower slide and the sliding surface of the razor is reduced. For this reason, play can be eliminated.
上述したように、カミソリの摺動面が摩耗すると、結果的に、加工後のワークに寸法誤差が発生してしまう。このため、定期的に、カミソリの摺動面の摩耗を診断する必要がある。しかしながら、従来は、カミソリの摺動面の摩耗の診断は、あまり実行されていなかった。 As described above, when the sliding surface of the razor is worn, a dimensional error occurs in the workpiece after processing. For this reason, it is necessary to periodically diagnose the wear of the sliding surface of the razor. However, conventionally, the diagnosis of wear on the sliding surface of a razor has not been performed so much.
すなわち、ワークに寸法誤差が発生しても、寸法誤差が小さい場合は、工具の軌道を補正するなどの制御的な方法により、当該寸法誤差を吸収して、ワークを加工することができる。 That is, even if a dimensional error occurs in the workpiece, if the dimensional error is small, the workpiece can be machined by absorbing the dimensional error by a control method such as correcting the tool trajectory.
また、ワークの寸法誤差の原因は、カミソリの摺動面の摩耗だけに限定されない。例えば、工具の刃先の摩耗、ワークの位置ずれなどによっても、ワークに寸法誤差が発生する場合がある。このため、ワークに寸法誤差が発生しても、作業者は、その原因を、カミソリの摺動面の摩耗だけに特定しない。 Further, the cause of the dimensional error of the workpiece is not limited to the wear of the sliding surface of the razor. For example, a dimensional error may occur in the workpiece due to wear of the cutting edge of the tool, displacement of the workpiece, or the like. For this reason, even if a dimensional error occurs in the workpiece, the operator does not specify the cause only by the wear of the sliding surface of the razor.
また、カミソリは、下スライドと、上スライドと、の間の隙間に挿入されている。つまり、工作機械の機内において、作業者がアプローチしにくい場所に、カミソリは配置されている。このため、摩耗診断作業は繁雑である。 The razor is inserted in a gap between the lower slide and the upper slide. That is, the razor is arranged in a place where it is difficult for an operator to approach in the machine tool. For this reason, the wear diagnosis work is complicated.
このような理由から、従来は、カミソリの摺動面の摩耗の診断は、あまり実行されていなかった。 For these reasons, conventionally, the diagnosis of wear on the sliding surface of a razor has not been performed so much.
しかしながら、カミソリの摺動面の摩耗を放置すると、制御的な方法では、加工後のワークの寸法誤差を吸収しきれなくなる。また、カミソリ、上スライドを駆動するボールねじ、上スライド、下スライドなどの部品に、不具合が発生しやすくなる。 However, if the wear on the sliding surface of the razor is left unattended, the control method cannot absorb the dimensional error of the workpiece after processing. In addition, troubles are likely to occur in parts such as a razor, a ball screw that drives the upper slide, an upper slide, and a lower slide.
そこで、本発明は、簡単に摺動界面の摩耗を診断可能な摩耗診断システムを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a wear diagnostic system that can easily diagnose wear on a sliding interface.
(1)上記課題を解決するため、本発明の摩耗診断システムは、下スライドを有する固定部と、該下スライドに対して摺動する上スライドを有する移動部と、該上スライドを駆動する駆動装置と、該上スライドに取り付けられ、該上スライドと該下スライドとの間の隙間に挿入され、該下スライドとの間に摺動界面を形成するカミソリと、該上スライドが摺動する際に該移動部が当接する当接部と、該移動部が該当接部に当接し該駆動装置の負荷に関連する電気量が変化することを基に、該摺動界面の摩耗を診断する制御装置と、を備えることを特徴とする。 (1) In order to solve the above-described problem, the wear diagnosis system of the present invention includes a fixed portion having a lower slide, a moving portion having an upper slide that slides relative to the lower slide, and a drive that drives the upper slide. A device, a razor attached to the upper slide, inserted into a gap between the upper slide and the lower slide, and forming a sliding interface with the lower slide; and when the upper slide slides And a control for diagnosing wear of the sliding interface on the basis of a change in the amount of electricity related to the load of the driving device due to the contact of the moving unit with the corresponding contacting portion. And a device.
移動部が当接部に当接すると、駆動装置の負荷に関連する電気量が変化する。本発明の摩耗診断システムによると、当該電気量の変化を基に、摺動界面の摩耗を診断することができる。このため、簡単に摺動界面の摩耗を診断することができる。 When the moving part comes into contact with the contact part, the amount of electricity related to the load of the driving device changes. According to the wear diagnosis system of the present invention, it is possible to diagnose wear on the sliding interface based on the change in the amount of electricity. For this reason, wear of the sliding interface can be easily diagnosed.
また、簡単に摺動界面の摩耗を診断することができるため、例えば、下スライド、上スライド、カミソリなどの部品に不具合が発生する前に、予防保全的に、摺動界面の摩耗を診断することができる。 In addition, since wear on the sliding interface can be easily diagnosed, for example, wear on the sliding interface is diagnosed in a preventive maintenance manner before a failure occurs in parts such as the lower slide, upper slide, and razor. be able to.
(2)好ましくは、上記(1)の構成において、前記駆動装置は、エンコーダーを有するモーターであり、前記当接部は、該エンコーダーの原点を決定するために、前記上スライドが当接するストッパーである構成とする方がよい。 (2) Preferably, in the configuration of (1), the driving device is a motor having an encoder, and the contact portion is a stopper with which the upper slide contacts to determine the origin of the encoder. It is better to have a configuration.
工作機械においては、実稼働前に、エンコーダーの原点(つまり上スライドの動作基準位置)を決定する必要がある。このため、実稼働前に、上スライドをストッパーに意図的に当接させる工程を行う。つまり、工作機械には、予め、原点決定用のストッパーが配置されている。この点、本構成によると、既設のストッパーを、摺動界面の摩耗の診断に、転用している。このため、既設の工作機械に、簡単に、摩耗診断機能をアドオンすることができる。 In a machine tool, it is necessary to determine the origin of the encoder (that is, the movement reference position of the upper slide) before actual operation. For this reason, a process of intentionally bringing the upper slide into contact with the stopper is performed before actual operation. That is, a stopper for determining the origin is arranged in advance in the machine tool. In this regard, according to the present configuration, the existing stopper is used for diagnosis of wear on the sliding interface. For this reason, the wear diagnosis function can be easily added to the existing machine tool.
(3)好ましくは、上記(1)または(2)の構成において、前記制御装置は、前記下スライドおよび前記上スライドがセットされた状態である初期状態において、前記移動部を前記当接部に当接させた場合の前記電気量の変化を、初期データとして記憶する初期状態記憶工程と、該初期状態から時系列的に後の状態において、該移動部を該当接部に当接させた場合の該電気量の変化と、該初期データと、を比較し、前記摺動界面の摩耗を診断する診断工程と、該診断工程における診断結果を、作業者に通知する通知工程と、を実行する構成とする方がよい。 (3) Preferably, in the configuration of the above (1) or (2), the control device sets the moving portion to the contact portion in an initial state in which the lower slide and the upper slide are set. In the initial state storage step of storing the change in the amount of electricity when the contact is made as initial data, and when the moving part is brought into contact with the corresponding contact part in a state after the initial state in time series A diagnosis step for diagnosing the wear of the sliding interface by comparing the change in the amount of electricity with the initial data, and a notification step for notifying the operator of the diagnosis result in the diagnosis step It is better to have a configuration.
ここで、「下スライドおよび上スライドがセットされた状態」とは、スライド送り機構の構成部品である下スライド、上スライド、カミソリが、上スライドの動作精度や起動トルク等が予め設定された規格内に入るように、組み付けられた状態をいう。例えば、当該スライド送り機構を備える工作機械の性能検査完了後、または実稼働前、または実生産前の状態をいう。 Here, “the state in which the lower slide and the upper slide are set” means that the lower slide, the upper slide, and the razor, which are the components of the slide feed mechanism, are preset standards for the operating accuracy, starting torque, and the like of the upper slide. The state that is assembled so as to enter. For example, it refers to a state after performance inspection of a machine tool including the slide feed mechanism is completed, before actual operation, or before actual production.
本構成によると、制御装置が、初期状態記憶工程と、診断工程と、通知工程と、を実行する。初期状態記憶工程においては、制御装置が、移動部を当接部に当接させる。そして、この際の電気量の変化に関連するデータを、制御装置が、初期データとして記憶する。診断工程においては、制御装置が、移動部を当接部に当接させる。そして、この際の電気量の変化と、記憶されている初期データと、を比較する。通知工程においては、制御装置が、診断結果を作業者に通知する。 According to this configuration, the control device executes the initial state storage process, the diagnosis process, and the notification process. In the initial state storing step, the control device causes the moving part to abut on the abutting part. And the control apparatus memorize | stores the data relevant to the change of the electric quantity at this time as initial data. In the diagnosis process, the control device causes the moving part to abut on the abutting part. Then, the change in the amount of electricity at this time is compared with the stored initial data. In the notification step, the control device notifies the operator of the diagnosis result.
本構成によると、初期データと、診断時の電気量の変化と、を比較することにより、摺動界面の摩耗を診断することができる。また、診断結果を作業者に通知することができる。このため、作業者は、上スライドと下スライドとの間の隙間に対する、カミソリの挿入量の調整を行うタイミングを、簡単に確認することができる。 According to this configuration, the wear of the sliding interface can be diagnosed by comparing the initial data with the change in the amount of electricity at the time of diagnosis. In addition, the operator can be notified of the diagnosis result. For this reason, the operator can easily confirm the timing for adjusting the insertion amount of the razor with respect to the gap between the upper slide and the lower slide.
(4)好ましくは、上記(3)の構成において、前記制御装置に電気的に接続され、画面を有する表示装置を備え、該制御装置は、前記通知工程において、該画面に、前記診断結果に関連する事項を表示する構成とする方がよい。本構成によると、作業者が、診断結果を、画面を介して、視覚により確認することができる。 (4) Preferably, in the configuration of (3) above, a display device having a screen is electrically connected to the control device, and the control device displays the diagnosis result on the screen in the notification step. It is better to display related items. According to this configuration, the operator can visually check the diagnosis result via the screen.
(5)好ましくは、上記(3)または(4)の構成において、前記制御装置は、前記診断工程において、前記駆動装置を介して、前記当接部に対して前記移動部をステップ状に移動させる構成とする方がよい。 (5) Preferably, in the configuration of (3) or (4), the control device moves the moving unit stepwise with respect to the abutting unit via the driving device in the diagnosis step. It is better to make it the structure to make.
移動部を当接部に当接させると、電気量が変化する。しかしながら、制御装置の処理速度が遅い場合、移動部をスロープ状に(漸次的に)移動させると、電気量の変化を確認しにくい。この点、本構成によると、移動部をステップ状に(段階的に)移動させている。このため、制御装置の処理速度が遅い場合であっても、電気量の変化を確認しやすい。 When the moving part is brought into contact with the contact part, the amount of electricity changes. However, when the processing speed of the control device is low, it is difficult to confirm a change in the amount of electricity if the moving unit is moved in a slope shape (gradually). In this regard, according to the present configuration, the moving unit is moved stepwise (stepwise). For this reason, even if the processing speed of the control device is slow, it is easy to confirm the change in the amount of electricity.
本発明によると、簡単に摺動界面の摩耗を診断可能な摩耗診断システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the wear diagnostic system which can diagnose the abrasion of a sliding interface easily can be provided.
1:CNC旋盤。
2:制御装置、20:記憶部、21:演算部、22:入出力インターフェイス。
30:全体カバー、300:自動扉、31:ボールねじ部、310:ボールねじ、311:ナット、32:カミソリ部、320:カミソリ、321:カラー、322:ブラケット、323:ボルト、33:ストッパー部、330:ストッパー、331:ブラケット、332:ボルト。
4:工具台、40:刃物台、41:タレット装置、42:X軸下スライド、43:Z軸上スライド(上スライド)、43a:スライド本体、43b:裏板、430:被ガイド溝、432:動力伝達部、44:Z軸下スライド(下スライド)、441:ガイドリブ、442:ボールねじ収容部、45X:X軸モーター、45Z:Z軸モーター(モーター)、46:X軸上スライド。
6:主軸台、60:本体、61:主軸、62:チャック(当接部)、63C:主軸モーター。
7:ベッド、70:傾斜部。
8:表示装置、80:画面、81a:自動開始ボタン、81b:手動開始ボタン、82a:診断実施ボタン、82b:診断不実施ボタン、83:確認ボタン、84:確認ボタン。
9:摩耗診断システム、90:固定部、91:移動部。
A1:内面、A2:外面、A3:摺動面、A4:摺動面、B1〜B4:摺動界面、C1:摺動界面、D1:摺動界面、T:工具(移動部)、T1:刃先、W:ワーク、Z1:軸線、t0:時刻、t1:時刻、Δt1:時間、Δt2:時間、ΔP1:ズレ量。1: CNC lathe.
2: control device, 20: storage unit, 21: calculation unit, 22: input / output interface.
30: Whole cover, 300: Automatic door, 31: Ball screw part, 310: Ball screw, 311: Nut, 32: Razor part, 320: Razor, 321: Collar, 322: Bracket, 323: Bolt, 33: Stopper part 330: stopper, 331: bracket, 332: bolt.
4: Tool table, 40: Tool post, 41: Turret device, 42: Slide down on the X axis, 43: Slide up on the Z axis (up slide), 43a: Slide body, 43b: Back plate, 430: Guided groove, 432 : Power transmission part, 44: Z-axis lower slide (lower slide), 441: Guide rib, 442: Ball screw housing part, 45X: X-axis motor, 45Z: Z-axis motor (motor), 46: X-axis upper slide.
6: spindle head, 60: main body, 61: spindle, 62: chuck (contact portion), 63C: spindle motor.
7: Bed, 70: Inclined part.
8: display device, 80: screen, 81a: automatic start button, 81b: manual start button, 82a: diagnosis execution button, 82b: diagnosis non-execution button, 83: confirmation button, 84: confirmation button.
9: Wear diagnosis system, 90: fixed part, 91: moving part.
A1: inner surface, A2: outer surface, A3: sliding surface, A4: sliding surface, B1 to B4: sliding interface, C1: sliding interface, D1: sliding interface, T: tool (moving part), T1: Cutting edge, W: workpiece, Z1: axis, t0: time, t1: time, Δt1: time, Δt2: time, ΔP1: deviation amount.
以下、本発明の摩耗診断システムの実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the wear diagnosis system of the present invention will be described.
<第一実施形態>
[CNC旋盤の構成]
まず、本実施形態の摩耗診断システムを備えるCNC旋盤の構成について説明する。図1に、本実施形態の摩耗診断システムを備えるCNC旋盤の外観斜視図を示す。図2に、同CNC旋盤の内部斜視図を示す。<First embodiment>
[Configuration of CNC lathe]
First, the configuration of a CNC lathe provided with the wear diagnosis system of this embodiment will be described. FIG. 1 shows an external perspective view of a CNC lathe provided with the wear diagnosis system of the present embodiment. FIG. 2 shows an internal perspective view of the CNC lathe.
図1、図2に示すように、CNC旋盤1は、制御装置(図略)と、全体カバー30と、ボールねじ部31と、カミソリ部(図略)と、ストッパー部(図略)と、工具台4と、主軸台6と、ベッド7と、表示装置8と、摩耗診断システム9と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
(全体カバー30、表示装置8)
図1に示すように、全体カバー30は、CNC旋盤1の外殻を構成している。全体カバー30は、前面に自動扉300を備えている。表示装置8は、全体カバー30の前面に配置されている。表示装置8は、画面80を備えている。画面80は、タッチパネルである。(
As shown in FIG. 1, the
(ベッド7、主軸台6)
図2に示すように、ベッド7は、工場の床面に配置されている。ベッド7の上面後方には、傾斜部70が配置されている。傾斜部70は、後方から前方に向かって下るスロープ状を呈している。(
As shown in FIG. 2, the
主軸台6は、ベッド7の上面左側に配置されている。主軸台6は、本体60と、主軸61と、チャック62と、を備えている。本体60は、ベッド7の上面に配置されている。主軸61は、本体60の右面から右側に突設されている。主軸61は、左右方向に延在している。主軸61は、自身の軸周りに回転可能である。チャック62は、主軸61の右端に配置されている。チャック62には、着脱可能に、ワークWが固定されている。
The
(工具台4)
図3に、図2の透過拡大左側面図を示す。図2、図3に示すように、工具台4は、刃物台40と、タレット装置41と、X軸上スライド46と、X軸下スライド42と、Z軸上スライド43と、Z軸下スライド44と、を備えている。Z軸上スライド43は、本発明の「上スライド」の概念に含まれる。Z軸下スライド44は、本発明の「下スライド」の概念に含まれる。(Tool stand 4)
FIG. 3 is a transparent enlarged left side view of FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the
図4に、Z軸下スライド、Z軸上スライド、ボールねじ部、カミソリ部、ストッパー部(以下、適宜、「スライド送り機構」と称す。)の斜視図を示す。図5に、スライド送り機構の左右方向断面図を示す。図6に、図5のVI−VI方向断面図を示す。図7に、スライド送り機構の分解斜視図を示す。図8に、Z軸上スライド、カミソリ部の分解斜視図を示す。 FIG. 4 is a perspective view of a Z-axis lower slide, a Z-axis upper slide, a ball screw portion, a razor portion, and a stopper portion (hereinafter referred to as “slide feed mechanism” as appropriate). FIG. 5 is a cross-sectional view in the left-right direction of the slide feed mechanism. FIG. 6 is a cross-sectional view in the VI-VI direction of FIG. FIG. 7 shows an exploded perspective view of the slide feed mechanism. FIG. 8 is an exploded perspective view of the slide on the Z axis and the razor portion.
Z軸下スライド44は、ベッド7の上面の傾斜部70に配置されている。Z軸下スライド44は、左右方向(主軸61の中心軸方向(Z軸方向))に延在している。Z軸下スライド44は、一対のガイドリブ441と、ボールねじ収容部442と、を備えている。図6に示すように、一対のガイドリブ441は、ボールねじ収容部442の前下−後上方向(X軸方向)両側に配置されている。
The Z-axis
Z軸下スライド44の左端面には、Z軸モーター45Zが配置されている。Z軸モーター45Zは、エンコーダー付きのサーボモーターである。Z軸モーター45Zは、本発明の「モーター」の概念に含まれる。
A Z-
Z軸上スライド43は、Z軸下スライド44に対して、左右方向に移動可能である。図6に示すように、Z軸上スライド43は、スライド本体43aと、一対の裏板43bと、を備えている。スライド本体43aの下面には、動力伝達部432が一体的に形成されている。動力伝達部432は、ボールねじ収容部442に収容されている。一対の裏板43bは、スライド本体43aの前下−後上方向両側に配置されている。スライド本体43aと、一対の裏板43bと、により、Z軸上スライド43には、一対の被ガイド溝430が区画されている。一対の被ガイド溝430のうち、後上側の被ガイド溝430は、後上側のガイドリブ441に、後上方向から摺接している。なお、前下側の被ガイド溝430と前下側のガイドリブ441との間の隙間には、後述するカミソリ320が介装されている。
The Z-axis
図3に示すように、タレット装置41は、角度割出し装置である。タレット装置41は、X軸上スライド46の上面に固定されている。刃物台40は、タレット装置41の左面に配置されている。刃物台40には、36°ずつ離間して、合計10個のホルダ(図略)が配置されている。刃物台40は、タレット装置41により、ホルダ単位で、36°ずつ回転可能である。刃物台40の10個のホルダには、各々、工具Tが割り当てられている。主軸61が回転すると、任意の工具Tの刃先T1が、ワークWの外周面に摺接する。当該摺接により、工具Tは、ワークWの外周面を切削加工する。
As shown in FIG. 3, the turret device 41 is an angle indexing device. The turret device 41 is fixed to the upper surface of the X-axis
(ボールねじ部、カミソリ部、ストッパー部)
図4〜図8に示すように、ボールねじ部31は、ボールねじ310と、ナット311と、多数のボール(図略)と、を備えている。ボールねじ310は、Z軸下スライド44のボールねじ収容部442内を、左右方向に延在している。ボールねじ310は、Z軸モーター45Zの回転軸に連結されている。ボールねじ310は、Z軸モーター45Zの駆動力により、自身の軸周りに回転可能である。ナット311は、多数のボールを介して、ボールねじ310の外周面に環装されている。図6、図7に示すように、ナット311は、Z軸上スライド43の動力伝達部432に取り付けられている。ボールねじ310が自身の軸周りに回転すると、ナット311つまりZ軸上スライド43は、左右方向に移動する。(Ball screw part, razor part, stopper part)
As shown in FIGS. 4 to 8, the
図4〜図8に示すように、カミソリ部32は、カミソリ320と、一対のカラー321と、ブラケット322と、四つのボルト323と、を備えている。図8に示すように、ブラケット322は、Z軸上スライド43に取り付けられている。具体的には、ブラケット322は、左右方向に延在する一対のカラー321を介して、一対のボルト323により、Z軸上スライド43のスライド本体43aの前下側の左端面に取り付けられている。
As shown in FIGS. 4 to 8, the
カミソリ320は、一対のボルト323により、ブラケット322の右面に取り付けられている。カミソリ320は、前下側の被ガイド溝430と前下側のガイドリブ441との間の隙間に、挿入されている。一対のカラー321の左右方向長さを調整することにより、当該隙間に対するカミソリ320の挿入量を調整することができる。
The
図5に示すように、カミソリ320は、右側(隙間内側)に尖る楔状を呈している。具体的には、図6、図8に示すように、前下側の被ガイド溝430の内面A1は、左右方向に対して傾斜した方向(例えば、(X軸方向長さ/Z軸方向長さ=1/100)となる方向)に、延在している。カミソリ320の外面A2は、当該内面A1と同じ方向に延在している。また、前下側のガイドリブ441の摺動面(外面)A3は、左右方向に延在している。カミソリ320の摺動面(内面)A4は、当該摺動面A3と同じ方向に延在している。
As shown in FIG. 5, the
図6に太線で示すように、Z軸上スライド43とZ軸下スライド44との間には、Y軸方向(Z軸方向およびX軸方向に対して直交する方向)から当接する、摺動界面B1〜B4が配置されている。また、X軸方向から当接する摺動界面C1が配置されている。また、Z軸下スライド44の摺動面A3と、カミソリ320の摺動面A4と、の間には、X軸方向から当接する摺動界面D1が配置されている。これらの摺動界面B1〜B4、C1、D1には、各々、潤滑油(図略)が供給されている。
As shown by a thick line in FIG. 6, a slide that abuts from the Z-axis
Z軸下スライド44の摺動面は、焼入れ処理、研磨処理されている。このため、Z軸下スライド44の摺動面は硬い。これに対して、Z軸上スライド43の摺動面、カミソリ320の摺動面は、焼入れ処理されていない。このため、Z軸上スライド43の摺動面、カミソリ320の摺動面は、軟らかい。したがって、Z軸上スライド43の摺動時に潤滑油切れが発生した場合、主に、Z軸上スライド43の摺動面、カミソリ320の摺動面が摩耗することになる。
The sliding surface of the Z-axis
図4〜図8に示すように、ストッパー部33は、ストッパー330と、ブラケット331と、二つのボルト332と、を備えている。図7に示すように、ブラケット331は、Z軸下スライド44に取り付けられている。具体的には、ブラケット331は、一対のボルト332により、Z軸下スライド44の後上側の左端面に取り付けられている。ストッパー330は、ブラケット331の右面から、右側に突設されている。ストッパー330は、円柱状を呈している。Z軸上スライド43が左側に移動することにより、ストッパー330は、Z軸上スライド43の後上側の左端面に当接可能である。
As shown in FIGS. 4 to 8, the
(制御装置)
図9に、本実施形態の摩耗診断システムを備えるCNC旋盤のブロック図を示す。制御装置2は、記憶部20と、演算部21と、入出力インターフェイス22と、を備えている。制御装置2は、画面80と、X軸モーター45Xと、Z軸モーター45Zと、主軸モーター63Cと、に電気的に接続されている。X軸モーター45Xは、X軸上スライド46を、前下−後上方向に駆動可能である。Z軸モーター45Zは、Z軸上スライド43を、左右方向に駆動可能である。主軸モーター63Cは、主軸61を、自身の軸周りに回転駆動可能である。(Control device)
FIG. 9 shows a block diagram of a CNC lathe provided with the wear diagnosis system of the present embodiment. The
(摩耗診断システム9)
図1〜図9に示すように、摩耗診断システム9は、固定部90と、移動部91と、Z軸モーター45Zと、ボールねじ部31と、カミソリ部32と、ストッパー部33と、制御装置2と、表示装置8と、を備えている。固定部90は、Z軸下スライド44を備えている。移動部91は、Z軸上スライド43を備えている。このように、摩耗診断システム9は、CNC旋盤1に組み込まれている。(Wear diagnosis system 9)
As shown in FIGS. 1 to 9, the
[CNC旋盤のワーク加工時の動き]
次に、本実施形態の摩耗診断システムを備えるCNC旋盤のワーク加工時の動きについて、簡単に説明する。まず、図2、図3に示すように、チャック62にワークWが固定される。次に、図9に示すように、制御装置2は、主軸モーター63Cを駆動する。主軸モーター63Cが駆動されると、主軸61つまりワークWが、主軸61の軸回りに回転する。それから、図9に示すように、制御装置2は、X軸モーター45X、Z軸モーター45Zを駆動する。そして、工具Tの刃先T1を、所定の加工ポイントに移動させる。加工ポイントにおいては、回転しているワークWの外周面に、刃先T1が摺接する。当該摺接により、ワークWの外周面に、切削加工が施される。切削加工は、ワークWの加工面に応じて、10個の工具Tを適宜切り替えながら行われる。加工が完了したワークWは、チャック62から外され、後工程に搬送される。一方、空になったチャック62には、新しいワークWが装着される。[Movement when machining a CNC lathe]
Next, the movement of the CNC lathe equipped with the wear diagnosis system of the present embodiment during workpiece machining will be briefly described. First, as shown in FIGS. 2 and 3, the workpiece W is fixed to the
[摩耗診断方法]
次に、本実施形態の摩耗診断システムが実行する摩耗診断方法について説明する。摩耗診断方法は、初期状態記憶工程と、診断準備工程と、診断工程と、通知工程と、再診断工程と、を有している。[Wear diagnosis method]
Next, a wear diagnosis method executed by the wear diagnosis system of the present embodiment will be described. The wear diagnosis method includes an initial state storage process, a diagnosis preparation process, a diagnosis process, a notification process, and a rediagnosis process.
(初期状態記憶工程)
本工程は、CNC旋盤1の初回の電源投入直後に実行される。本工程においては、初期状態(Z軸下スライド44、Z軸上スライド43、カミソリ部32が、Z軸上スライド43の動作精度や起動トルク等が予め設定された規格内に入るように、組み付けられた状態)におけるZ軸モーター45Zのエンコーダーの原点を決定する。並びに、Z軸モーター45Zの負荷電流を測定する。そして、エンコーダーの原点、負荷電流の変化を、初期データとして記憶する。負荷電流は、本発明の「電気量」の概念に含まれる。(Initial state storage process)
This process is executed immediately after the
図10(a)に、スライド送り機構の、摩耗診断方法の初期状態記憶工程の前期における模式断面図を示す。図10(b)に、スライド送り機構の、同工程の後期における模式断面図を示す。図11に、同工程におけるZ軸モーターの負荷電流の変化を示す。なお、図10(a)、図10(b)においては、図5に示すスライド送り機構を、デフォルメして示す。 FIG. 10A shows a schematic cross-sectional view of the slide feed mechanism in the previous period of the initial state storing step of the wear diagnosis method. FIG. 10B shows a schematic cross-sectional view of the slide feed mechanism in the latter stage of the same process. FIG. 11 shows changes in the load current of the Z-axis motor in the same process. In FIGS. 10A and 10B, the slide feed mechanism shown in FIG. 5 is shown deformed.
まず、図9に示す制御装置2の演算部21は、Z軸モーター45Zを駆動する。この際、演算部21は、Z軸モーター45Zに断続的に電流を加える。このため、図10(a)に示すように、Z軸上スライド43は、ステップ状に動きながら(移動(例えば10μm)と、停止と、を交互に繰り返しながら)、ストッパー330に接近する。
First, the calculating
初期状態においては、Z軸上スライド43、カミソリ320が未だ摩耗していない。また、Z軸上スライド43とZ軸下スライド44との間の隙間に対するカミソリ320の挿入量は適切な量にセットされている。このため、図10(b)に示すように、Z軸上スライド43がストッパー330に当接すると、負荷電流が大きくなる。図11に示すように、負荷電流が所定値a0(予め図9に示す記憶部20に格納されている)に到達した時刻t0を、演算部21は、Z軸上スライド43がストッパー330に当接した時刻であると判定する。そして、演算部21は、当該時刻t0におけるエンコーダーの位置を、原点(Z軸上スライド43の動作基準位置)として、記憶部20に格納する。また、演算部21は、図11に示す負荷電流の変化を、記憶部20に格納する。
In the initial state, the Z-axis
また、作業者は、図9に示す画面80のタッチパネルを介して、今後、摩耗診断を行う時期、つまり診断時期(例えば6ヶ月後)を、記憶部20に格納する。
Further, the operator stores in the storage unit 20 a time when wear diagnosis will be performed in the future, that is, a diagnosis time (for example, six months later), via the touch panel of the
(診断準備工程)
図12に、摩耗診断方法の診断準備工程以降のフローチャートを示す。図13に、自動/手動選択時の画面の模式図を示す。図14に、診断実施/不実施選択時の画面の模式図を示す。(Diagnosis preparation process)
FIG. 12 shows a flowchart after the diagnostic preparation step of the wear diagnostic method. FIG. 13 shows a schematic diagram of a screen at the time of automatic / manual selection. FIG. 14 shows a schematic diagram of a screen at the time of diagnosis execution / non-execution selection.
作業者がCNC旋盤1を起動すると(図12のS1(ステップ1。以下同様。)、図9に示す演算部21は、画面80を、図13に示す状態にする(図12のS2)。すなわち、画面80に、自動開始ボタン81aと、手動開始ボタン81bと、を表示する。
When the operator activates the CNC lathe 1 (S1 in FIG. 12 (
作業者が手動開始ボタン81bを選択すると、図9に示す演算部21は、後述する摩耗診断を実行する(図12のS5)。
When the operator selects the
これに対して、作業者が自動開始ボタン81aを選択すると、図9に示す演算部21は、現在までのCNC旋盤1の駆動時間と、初期状態記憶工程において記憶部20に格納した診断時期と、を比較する(図12のS3)。
On the other hand, when the operator selects the automatic start button 81a, the
比較の結果、現在までのCNC旋盤1の駆動時間が診断時期に一致しない場合は、図2に示すCNC旋盤1は、生産を開始する(図12のS10)。つまり、CNC旋盤1は、ワークWの加工を開始する。
As a result of the comparison, when the driving time of the
これに対して、比較の結果、現在までのCNC旋盤1の駆動時間が診断時期に一致する場合は、図9に示す演算部21は、画面80を、図14に示す状態に切り替える(図12のS4)。すなわち、画面80に、診断実施ボタン82aと、診断不実施ボタン82bと、を表示する。
On the other hand, as a result of comparison, when the driving time of the
(診断工程)
図12のS4において作業者が診断不実施ボタン82b(図14参照)を選択すると、図2に示すCNC旋盤1は、生産を開始する(図12のS10)。つまり、CNC旋盤1は、ワークWの加工を開始する。(Diagnosis process)
When the operator selects the
これに対して、図12のS4において作業者が診断実施ボタン82a(図14参照)を選択すると、図9に示す演算部21は、摩耗診断を実行する(図12のS5)。すなわち、CNC旋盤1の駆動時間(初回の電源投入からの駆動時間)が長くなると、図5、図6に示すZ軸上スライド43の摺動面、カミソリ320の摺動面の摩耗量が大きくなっている可能性がある。つまり、摺動界面C1、D1にガタが発生している可能性がある。そこで、本工程においては、初期状態記憶工程と同様に、Z軸モーター45Zの負荷電流を測定する。
On the other hand, when the operator selects the diagnosis execution button 82a (see FIG. 14) in S4 of FIG. 12, the
第一に、摺動界面C1、D1のガタにより、Z軸上スライド43の軸線Z1が、Z軸に対して、図5の時計回り方向に傾斜している場合について説明する。
First, the case where the axis Z1 of the Z-axis
図15(a)に、スライド送り機構の、摩耗診断方法の診断工程の前期における模式断面図を示す。図15(b)に、スライド送り機構の、同工程の中期における模式断面図を示す。図15(c)に、スライド送り機構の、同工程の後期における模式断面図を示す。図16に、同工程におけるZ軸モーターの負荷電流の変化を示す。なお、図15(a)、図15(b)、図15(c)においては、図5に示すスライド送り機構を、デフォルメして示す。また、摺動界面C1、D1に発生したガタを誇張して示す。摺動界面C1、D1のガタが拡大した状態でスライド送り機構を稼働し続けると、ボールねじ部31の多数のボールが摩耗し、図15(a)、図15(b)、図15(c)に示すように、ボールねじ310とナット311との間にガタが生じる状態へ進展する。この場合に、まず、図9に示す演算部21は、Z軸モーター45Zを駆動する。この際、演算部21は、初期状態記憶工程と同様に、Z軸モーター45Zに断続的に電流を加える。このため、図15(a)に示すように、Z軸上スライド43は、ステップ状に動きながら、ストッパー330に接近する。
FIG. 15A is a schematic cross-sectional view of the slide feeding mechanism in the previous stage of the diagnosis process of the wear diagnosis method. FIG. 15B is a schematic cross-sectional view of the slide feed mechanism in the middle stage of the same process. FIG. 15C is a schematic cross-sectional view of the slide feeding mechanism in the latter stage of the process. FIG. 16 shows a change in the load current of the Z-axis motor in the same process. 15 (a), 15 (b), and 15 (c), the slide feed mechanism shown in FIG. 5 is shown deformed. Further, the backlash generated at the sliding interfaces C1 and D1 is exaggerated. If the slide feed mechanism continues to operate while the play of the sliding interfaces C1 and D1 is enlarged, a large number of balls of the
ここで、図15(b)に細線で示すように、仮に、摺動界面C1、D1にガタが発生していなければ、初期状態記憶工程と同様に、Z軸上スライド43は、エンコーダーの原点(図9に示す記憶部20に格納されている)で、ストッパー330に当接するはずである。このため、図16に細線で示すように、原点に対応する時刻t0において、負荷電流が所定値a0に到達するはずである。
Here, as shown by a thin line in FIG. 15B, if there is no backlash at the sliding interfaces C1 and D1, the Z-axis
しかしながら、摺動界面C1、D1にはガタが発生している。このため、Z軸上スライド43の軸線Z1は、Z軸に対して、時計回り方向に傾斜している。したがって、図15(b)に示すように、エンコーダーが原点に到達しても、Z軸上スライド43はストッパー330に未だ当接していない。よって、図16に示すように、原点に対応する時刻t0になっても、負荷電流は所定値a0に到達しない。
However, play is generated at the sliding interfaces C1 and D1. For this reason, the axis Z1 of the Z-axis
図15(c)に示すように、Z軸上スライド43がストッパー330に当接すると(図16に示す時刻t1になると)、負荷電流は所定値a0に到達する。ここで、図16に示す時刻t0〜t1間の時間Δt1は、図15(c)に示すズレ量ΔP1(図10(b)に示す当接状態のエンコーダーの原点と、図15(c)に示す当接状態のエンコーダーの位置と、のズレ量)に対応している。図9に示す演算部21は、時間Δt1を基に、Z軸上スライド43とZ軸下スライド44との間の隙間に対する、カミソリ320の挿入量の調整が、必要か否かを判別する(図12のS6)。
As shown in FIG. 15C, when the Z-axis
第二に、摺動界面C1、D1のガタにより、Z軸上スライド43の軸線Z1が、Z軸に対して、図5の反時計回り方向に傾斜している場合について説明する。
Second, the case where the axis Z1 of the Z-axis
図17(a)に、スライド送り機構の、摩耗診断方法の診断工程の前期における模式断面図を示す。図17(b)に、スライド送り機構の、同工程の中期における模式断面図を示す。図17(c)に、スライド送り機構の、同工程の後期における模式断面図を示す。図18に、同工程におけるZ軸モーターの負荷電流の変化を示す。なお、図17(a)、図17(b)、図17(c)においては、図5に示すスライド送り機構を、デフォルメして示す。また、摺動界面C1、D1に発生したガタを誇張して示す。 FIG. 17A is a schematic cross-sectional view of the slide feeding mechanism in the previous stage of the diagnosis process of the wear diagnosis method. FIG. 17B is a schematic cross-sectional view of the slide feed mechanism in the middle stage of the same process. FIG. 17C is a schematic cross-sectional view of the slide feed mechanism in the latter stage of the process. FIG. 18 shows a change in the load current of the Z-axis motor in the same process. 17 (a), 17 (b), and 17 (c), the slide feed mechanism shown in FIG. 5 is shown deformed. Further, the backlash generated at the sliding interfaces C1 and D1 is exaggerated.
まず、図9に示す演算部21は、Z軸モーター45Zを駆動する。図17(a)に示すように、Z軸上スライド43は、ステップ状に動きながら、ストッパー330に接近する。図17(b)に細線で示すように、仮に、摺動界面C1、D1にガタが発生していなければ、図18に細線で示すように、原点に対応する時刻t0において、負荷電流が所定値a0に到達するはずである。
First, the calculating
しかしながら、摺動界面C1、D1にはガタが発生している。このため、Z軸上スライド43の軸線Z1は、Z軸に対して、反時計回り方向に傾斜している。したがって、図17(b)に示すように、エンコーダーが原点に到達する前に、Z軸上スライド43はストッパー330に既に当接している。
However, play is generated at the sliding interfaces C1 and D1. For this reason, the axis Z1 of the Z-axis
ただし、図17(b)、図17(c)に示すように、Z軸上スライド43は、摺動界面C1、D1のガタ分を消費して、時計回り方向に傾動するだけである。このため、負荷電流の傾き(一階時間微分値)の変化は小さい。
However, as shown in FIGS. 17B and 17C, the Z-axis
図17(c)に示すように、摺動界面C1の右端においてZ軸上スライド43とZ軸下スライド44とが当接し、摺動界面D1の左端においてカミソリ320とZ軸下スライド44とが当接すると(図18に示す時刻t1になると)、Z軸上スライド43の傾動は規制される。このため、負荷電流は所定値a0に到達する。ここで、図18に示す時刻t0〜t1間の時間Δt1は、図17(c)に示すズレ量ΔP1(図10(b)に示す当接状態のエンコーダーの原点と、図17(c)に示す当接状態のエンコーダーの位置と、のズレ量)に対応している。図9に示す演算部21は、時間Δt1を基に、Z軸上スライド43とZ軸下スライド44との間の隙間に対する、カミソリ320の挿入量の調整が、必要か否かを判別する(図12のS6)。
As shown in FIG. 17C, the Z-axis
(通知工程)
本工程においては、診断工程における摩耗診断の結果を、作業者に通知する。図19に、正常通知時の画面の模式図を示す。図20に、異常通知時の画面の模式図を示す。(Notification process)
In this process, the result of wear diagnosis in the diagnosis process is notified to the operator. FIG. 19 shows a schematic diagram of a screen at the time of normal notification. FIG. 20 shows a schematic diagram of a screen at the time of abnormality notification.
図12のS6において、カミソリ320の挿入量の調整が不要であると判別した場合、演算部21は、画面80を、図19に示す状態に切り替える(図12のS11)。作業者は、画面80の確認ボタン83を押す。図2に示すCNC旋盤1は、生産を開始する(図12のS10)。つまり、CNC旋盤1は、ワークWの加工を開始する。
When it is determined in S6 of FIG. 12 that the adjustment of the insertion amount of the
これに対して、図12のS6において、カミソリ320の挿入量の調整が必要であると判別した場合、演算部21は、画面80を、図20に示す状態に切り替える(図12のS7)。作業者は、画面80の確認ボタン84を押し、カミソリ320の挿入量の調整作業を実行する(図12のS8)。具体的には、図8に示すように、Z軸上スライド43の起動トルク(負荷電流)が、初期状態と挿入量調整後とで一致するように、カミソリ320の挿入量を調整する。そして、当該挿入量を維持できるように、使用されていたカラー321を、適切な左右方向長さを有する新しいカラー321に、交換する。
On the other hand, when it is determined in S6 of FIG. 12 that the insertion amount of the
調整作業完了後、演算部21は、画面80を、図14に示す状態に切り替える。再度の診断が不要な場合、作業者は、診断不実施ボタン82bを選択する(図12のS9)。この場合、図2に示すCNC旋盤1は、生産を開始する(図12のS10)。つまり、CNC旋盤1は、ワークWの加工を開始する。
After the adjustment work is completed, the
これに対して、図12のS9において作業者が診断実施ボタン82aを選択すると、図9に示す演算部21は、再び、診断工程、通知工程を実行する。
On the other hand, when the operator selects the diagnosis execution button 82a in S9 of FIG. 12, the
図12のS3、S4に示すように、生産開始後においては、診断時期ごと(例えば6ヶ月ごと)に、図9に示す画面80が、図14に示す状態に切り替わる。このため、作業者は、定期的に、かつ簡単に摩耗診断の時期を認識することができる。
As shown in S3 and S4 of FIG. 12, after the start of production, the
[作用効果]
次に、本実施形態の摩耗診断システムの作用効果について説明する。本実施形態の摩耗診断システム9によると、図11、図16、図18に示すように、Z軸モーター45Zの負荷電流の変化を基に、摺動界面C1、D1の摩耗を診断することができる。このため、簡単に摺動界面C1、D1の摩耗を診断することができる。[Function and effect]
Next, the effect of the wear diagnostic system of this embodiment will be described. According to the
また、簡単に摺動界面C1、D1の摩耗を診断することができるため、例えば、Z軸下スライド44、Z軸上スライド43、カミソリ320、Z軸モーター45Zなどの部品が、前記摩耗により生じるスライド間のこじれ動作(詳しくは、Z軸下スライド44に対するZ軸上スライド43のこじれ動作)でZ軸下スライド44、Z軸上スライド43の変形やボールねじ部31の破損等の不具合が発生する前に、予防保全的に、摺動界面C1、D1の摩耗を診断することができる。
Further, since wear of the sliding interfaces C1 and D1 can be easily diagnosed, parts such as the Z-axis
また、本実施形態の摩耗診断システム9によると、図10、図11に示すように、初期状態記憶工程が、Z軸モーター45Zのエンコーダーの原点の決定作業を兼ねている。このため、双方の作業を別々に行う場合と比較して、作業工数を削減することができる。また、既設のストッパー330を、摺動界面C1、D1の摩耗の診断に、転用している。このため、既設のCNC旋盤1に、簡単に、摩耗診断機能をアドオンすることができる。
Further, according to the
また、本実施形態の摩耗診断システム9によると、図12に示すように、制御装置2が、初期状態記憶工程と、診断工程と、通知工程と、再診断工程と、を実行する。このため、自動的に、また定期的に、摺動界面C1、D1の摩耗を診断することができる。また、診断結果を作業者に通知することができる。このため、作業者は、カミソリ320の挿入量の調整を行うタイミングを、簡単に確認することができる。
Further, according to the
また、本実施形態の摩耗診断システム9によると、図19、図20に示すように、制御装置2が、通知工程において、画面80に、診断結果に関連する事項を表示している。このため、作業者は、診断結果を、画面80を介して、視覚により確認することができる。
Further, according to the
また、本実施形態の摩耗診断システム9によると、図11、図16、図18に示すように、ストッパー330に対して、Z軸上スライド43を、ステップ状に移動させている。このため、制御装置2の演算部21の処理速度が遅い場合であっても、負荷電流の変化を確認しやすい。また、急激な負荷電流の変化が生じにくいため、スライド送り機構に不具合が発生しにくい。
Further, according to the
<第二実施形態>
本実施形態の摩耗診断システムと、第一実施形態の摩耗診断システムとの相違点は、ストッパーに対して、Z軸上スライドをスロープ状に(漸次的に)移動させている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。<Second embodiment>
The difference between the wear diagnosis system of this embodiment and the wear diagnosis system of the first embodiment is that the Z-axis slide is moved in a slope shape (gradually) with respect to the stopper. Here, only differences will be described.
図21に、摩耗診断方法の初期状態記憶工程におけるZ軸モーターの負荷電流の変化を示す。図22に、同方法の診断工程におけるZ軸モーターの負荷電流の変化(その1)を示す。図23に、同方法の診断工程におけるZ軸モーターの負荷電流の変化(その2)を示す。なお、図21は図11に、図22は図16に、図23は図18に、各々対応している。本実施形態のように、ストッパーに対して、Z軸上スライドを、スロープ状に移動させてもよい。 FIG. 21 shows a change in the load current of the Z-axis motor in the initial state storing step of the wear diagnosis method. FIG. 22 shows a change (No. 1) in the load current of the Z-axis motor in the diagnosis process of the same method. FIG. 23 shows a change (No. 2) in the load current of the Z-axis motor in the diagnosis process of the same method. 21 corresponds to FIG. 11, FIG. 22 corresponds to FIG. 16, and FIG. 23 corresponds to FIG. As in this embodiment, the Z-axis slide may be moved in a slope with respect to the stopper.
本実施形態の摩耗診断システムと、第一実施形態の摩耗診断システムとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。また、本実施形態によると、負荷電流の変化を、より精度よく測定することができる。また、時刻t0、t1を、より精度よく確認することができる。 The wear diagnostic system of the present embodiment and the wear diagnostic system of the first embodiment have the same operational effects with respect to the parts having the same configuration. Moreover, according to this embodiment, the change of load current can be measured more accurately. Further, the times t0 and t1 can be confirmed with higher accuracy.
<第三実施形態>
本実施形態の摩耗診断システムと、第一実施形態の摩耗診断システムとの相違点は、初期状態記憶工程、診断工程、再診断工程において、工具をチャックに当接させる際のZ軸モーターの負荷電流を測定している点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。<Third embodiment>
The difference between the wear diagnostic system of the present embodiment and the wear diagnostic system of the first embodiment is that the load on the Z-axis motor when the tool is brought into contact with the chuck in the initial state storage process, the diagnostic process, and the rediagnosis process. This is the point at which current is measured. Here, only differences will be described.
図24に、本実施形態の摩耗診断システムを備えるCNC旋盤の内部斜視図を示す。なお、図2と対応する部位については同じ符号で示す。図24に示すように、初期状態記憶工程、診断工程、再診断工程において、工具Tをチャック62に当接させる際のZ軸モーター45Zの負荷電流の変化を測定してもよい。そして、当該負荷電流の変化から、摺動界面の摩耗を診断してもよい。本実施形態の場合、工具Tは、本発明の「移動部」の概念に含まれる。また、チャック62は、本発明の「当接部」の概念に含まれる。
FIG. 24 shows an internal perspective view of a CNC lathe provided with the wear diagnosis system of the present embodiment. Note that portions corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. As shown in FIG. 24, a change in load current of the Z-
本実施形態の摩耗診断システムと、第一実施形態の摩耗診断システムとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。また、本実施形態によると、ストッパーが配置されていない場合であっても、摺動界面の摩耗を診断することができる。 The wear diagnostic system of the present embodiment and the wear diagnostic system of the first embodiment have the same operational effects with respect to the parts having the same configuration. Further, according to the present embodiment, it is possible to diagnose the wear of the sliding interface even when the stopper is not disposed.
<その他>
以上、本発明の摩耗診断システムの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。<Others>
The embodiment of the wear diagnosis system of the present invention has been described above. However, the embodiment is not particularly limited to the above embodiment. Various modifications and improvements that can be made by those skilled in the art are also possible.
図12のS5に示す診断工程における診断方法は特に限定しない。Z軸モーター45Zのエンコーダーの原点付近における負荷電流の変化から、摩耗の診断を実行すればよい。例えば、初期状態記憶工程と診断工程とで、負荷電流の傾き(負荷電流の一階時間微分値)、負荷電流の傾き変化率(負荷電流の二階時間微分値)を比較することにより、摩耗の診断を行ってもよい。
The diagnostic method in the diagnostic process shown in S5 of FIG. 12 is not particularly limited. The diagnosis of wear may be executed from the change in load current in the vicinity of the origin of the encoder of the Z-
また、図15(a)、図15(b)、図15(c)、図17(a)、図17(b)、図17(c)に示す隙間の位置は特に限定しない。摺動界面C1、D1に、均等に隙間が発生していてもよい。また、摺動界面C1、D1のいずれか一方にだけ、隙間が発生していてもよい。 Further, the positions of the gaps shown in FIGS. 15 (a), 15 (b), 15 (c), 17 (a), 17 (b), and 17 (c) are not particularly limited. There may be uniform gaps at the sliding interfaces C1 and D1. Further, a gap may be generated only in one of the sliding interfaces C1 and D1.
また、ガタが発生した際の負荷電流の変化曲線の形状は、図16、図18、図22、図23に示す負荷電流の変化曲線の形状に限定しない。すなわち、ガタが発生した際の負荷電流の変化曲線の形状は、Z軸上スライド43およびZ軸下スライド44の配置方向、ストッパー330の位置、Z軸上スライド43に搭載される部材のX軸方向、Y軸方向の重量バランス、重力が作用する方向などにより、様々である。同様に、初期状態の負荷電流の変化曲線の形状は、図11、図21に示す負荷電流の変化曲線の形状に限定しない。
Also, the shape of the load current change curve when the play occurs is not limited to the shape of the load current change curve shown in FIGS. 16, 18, 22, and 23. That is, the shape of the change curve of the load current when the play occurs is as follows: the arrangement direction of the Z-axis
ただし、初期状態の負荷電流の変化曲線の形状と、ガタが発生した際の負荷電流の変化曲線の形状と、を比較すると、相違点が存在する。本発明の摩耗診断システムによると、当該相違点に着目して、摩耗の診断を行うことができる。 However, when the shape of the load current change curve in the initial state is compared with the shape of the load current change curve when the play occurs, there is a difference. According to the wear diagnosis system of the present invention, wear diagnosis can be performed by paying attention to the difference.
また、上記実施形態においては、Z軸上スライド43およびZ軸下スライド44のX軸方向の隙間から生じるヨーイングを検知することにより摩耗を診断している。しかしながら、Z軸上スライド43およびZ軸下スライド44のY軸方向の隙間から生じるピッチングを検知することにより摩耗を診断してもよい。
In the above-described embodiment, wear is diagnosed by detecting yawing generated from the gap in the X-axis direction between the Z-axis
また、上記実施形態においては、Z軸モーター45Zの負荷電流の変化を基に、摩耗の診断を行ったが、負荷電圧、トルクなどの変化を基に、摩耗の診断を行ってもよい。
In the above embodiment, the wear diagnosis is performed based on the change in the load current of the Z-
また、上記実施形態においては、Z軸下スライド44とZ軸上スライド43との間のカミソリ320の調整用として、本発明の摩耗診断システムを用いた。しかしながら、X軸下スライド42とX軸上スライド46との間のカミソリの調整用として、本発明の摩耗診断システムを用いてもよい。
In the above embodiment, the wear diagnosis system of the present invention is used for adjusting the
また、カミソリ320の挿入位置は特に限定しない。例えば、図6に示す摺動界面B1〜B4、C1のうち、少なくとも一つに、カミソリ320を挿入してもよい。また、カミソリ320の挿入数は特に限定しない。例えば、図5に示す内面A1と摺動面A3との間に、左右方向両側から、一対のカミソリ320を挿入してもよい。
Further, the insertion position of the
また、Z軸上スライド43、X軸上スライド46の駆動機構は特に限定しない。例えば、リニアモーターを用いてもよい。
Moreover, the drive mechanism of the Z-axis
また、図12のS6において、時間Δt1と、所定のしきい値(時間に関するしきい値)と、を比較することにより、カミソリ320の挿入量の調整が必要か否かを判別してもよい。また、時間Δt1からズレ量ΔP1を算出し、ズレ量ΔP1と、所定のしきい値(ズレ量に関するしきい値)と、を比較することにより、カミソリ320の挿入量の調整が必要か否かを判別してもよい。
Further, in S6 of FIG. 12, it may be determined whether or not the insertion amount of the
また、しきい値は、複数設定してもよい。例えば、時間Δt1に関して、しきい値th1と、しきい値th2(>しきい値th1)と、いう二つのしきい値を設定してもよい。そして、時間Δt1<しきい値th1の場合に、図12のS11を実行すればよい。また、しきい値th1≦時間Δt1<しきい値th2の場合に、画面80に警告(例えば、「カミソリの摩耗が進行しています。近日中にカミソリの調整を実施して下さい。」というメッセージ)を表示すればよい。また、しきい値th2≦時間Δt1の場合に、図12のS7を実行すればよい。 A plurality of threshold values may be set. For example, regarding the time Δt1, two threshold values, a threshold value th1 and a threshold value th2 (> threshold value th1), may be set. Then, when time Δt1 <threshold value th1, S11 in FIG. 12 may be executed. In addition, when threshold value th1 ≦ time Δt1 <threshold value th2, a warning message (for example, “Razor wear is progressing. Please adjust the razor in the near future.”) ) May be displayed. If threshold value th2 ≦ time Δt1, S7 in FIG. 12 may be executed.
また、上記実施形態においては、本発明の「当接部」として、ストッパー330、チャック62を用いた。しかしながら、当接部は特に限定しない。Z軸下スライド44に対してZ軸上スライド43が摺動する際に、移動部が当接可能であればよい。例えば、ワークW、主軸61、全体カバー30などを当接部として利用してもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態においては、本発明の「移動部」として、Z軸上スライド43、工具Tを用いた。しかしながら、移動部は特に限定しない。Z軸下スライド44に対してZ軸上スライド43が摺動する際に、Z軸上スライド43と共に移動可能であればよい。例えば、X軸下スライド42、X軸上スライド46、タレット装置41、刃物台40、工具T用のホルダなどであってもよい。
Moreover, in the said embodiment, the Z-
また、CNC旋盤1の主軸方向は特に限定しない。すなわち、横型旋盤、正面旋盤、立型旋盤に、本発明の摩耗診断システムを組み込んでもよい。また、フライス盤、ボール盤、ミーリングセルなどに本発明の摩耗診断システムを組み込んでもよい。
Further, the main axis direction of the
Claims (6)
該下スライドに対して直線方向に摺動する上スライドを有する移動部と、
該上スライドを駆動する駆動装置と、
該上スライドに取り付けられ、該上スライドと該下スライドとの間の隙間に挿入され、該下スライドとの間に摺動界面を形成するカミソリと、
該上スライドが摺動する際に該移動部が当接する当接部と、
該移動部が該当接部に当接し該駆動装置の負荷に関連する電気量が変化することを基に、該摺動界面の摩耗を診断する制御装置と、
を備え、
前記下スライドに対する前記上スライドの摺動方向をZ軸方向、該Z軸方向に対して直交する方向をX軸方向、該Z軸方向および該X軸方向に対して直交する方向をY軸方向として、
前記制御装置は、該下スライドに対する、該上スライドの、該X軸方向のヨーイングまたは該Y軸方向のピッチングを検知することにより、前記摺動界面の摩耗を診断する摩耗診断システム。 A fixed part having a lower slide;
A moving unit having an upper slide that slides in a linear direction relative to the lower slide;
A driving device for driving the upper slide;
A razor attached to the upper slide, inserted into a gap between the upper slide and the lower slide, and forming a sliding interface with the lower slide;
An abutting portion with which the moving portion abuts when the upper slide slides;
A control device for diagnosing wear of the sliding interface based on a change in the amount of electricity related to the load of the drive device when the moving portion comes into contact with the corresponding contact portion;
Equipped with a,
The sliding direction of the upper slide relative to the lower slide is the Z-axis direction, the direction orthogonal to the Z-axis direction is the X-axis direction, and the Z-axis direction and the direction orthogonal to the X-axis direction are the Y-axis directions. As
The control device for the lower slide, the upper slide, by detecting the pitching yawing or the Y-axis direction of the X-axis direction, the wear diagnosis system that diagnoses the wear of the sliding interface.
前記当接部は、該エンコーダーの原点を決定するために、前記上スライドが当接するストッパーである請求項1に記載の摩耗診断システム。 The driving device is a motor having an encoder,
The wear diagnosis system according to claim 1, wherein the contact portion is a stopper with which the upper slide contacts in order to determine an origin of the encoder.
前記下スライドおよび前記上スライドがセットされた状態である初期状態において、前記移動部を前記当接部に当接させた場合の前記電気量の変化を、初期データとして記憶する初期状態記憶工程と、
該初期状態から時系列的に後の状態において、該移動部を該当接部に当接させた場合の該電気量の変化と、該初期データと、を比較し、前記摺動界面の摩耗を診断する診断工程と、
該診断工程における診断結果を、作業者に通知する通知工程と、
を実行する請求項1または請求項2に記載の摩耗診断システム。 The controller is
An initial state storage step of storing, as initial data, a change in the amount of electricity when the moving portion is brought into contact with the contact portion in an initial state in which the lower slide and the upper slide are set; ,
In a state chronologically after the initial state, the change in the amount of electricity when the moving part is brought into contact with the corresponding contact part is compared with the initial data, and the wear of the sliding interface is compared. A diagnostic process to diagnose;
A notification step of notifying the operator of the diagnosis result in the diagnosis step;
The wear diagnostic system according to claim 1 or 2 which performs.
該制御装置は、前記通知工程において、該画面に、前記診断結果に関連する事項を表示する請求項3に記載の摩耗診断システム。 A display device electrically connected to the control device and having a screen;
The wear diagnosis system according to claim 3, wherein in the notification step, the control device displays a matter related to the diagnosis result on the screen.
前記カミソリは、該上スライドの該X軸方向一端に取り付けられ、
前記当接部は、該下スライドの該X軸方向他端に取り付けられている請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の摩耗診断システム。 The control device diagnoses wear of the sliding interface by detecting yawing in the X-axis direction of the upper slide with respect to the lower slide,
The razor is attached to one end of the upper slide in the X-axis direction,
The wear diagnosis system according to claim 1 , wherein the contact portion is attached to the other end in the X-axis direction of the lower slide .
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