JPH01159159A

JPH01159159A - ツール監視装置

Info

Publication number: JPH01159159A
Application number: JP31967987A
Authority: JP
Inventors: Hidemi Hyodo; 兵頭　英美
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-12-16
Filing date: 1987-12-16
Publication date: 1989-06-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野　〕本発明は、工作機械のツールの刃先の摩耗や欠損等の異
常を監視する監視装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、ツールの異常を検知する装置としては、ワークを
回転させる駆動モータやツールを移動させる駆動手段の
トルクの変化によりツールの異常を発見したり、加工中
のワークから発生するアコースティックエミッション信
号を検出し、その信号の変化パターンを監視することに
よりツールの異常を発見するように構成された装置があ
る。

（解決しようとする問題点　）ところが、前述した従来のツール監視装置では、小さな
破損事故や徐々に進行する摩耗の検知が困難であるとい
う問題点がある。

つまり、大きな異常が発生するまでツールの異常を知る
ことは困難であり、異常を発見した時は、すでにワーク
に対して不都合な処理を施した後でそのワークは破棄せ
ざるを得ないという危険性もあるのである。

また、トルクセンサや高価なアコースティックエミッシ
ョンセンサや高精度のアナログ信号処理回路等を必要と
するので、装置が高価になるという問題点と、既存の工
作機械にそのようなツール監視装置を取りつけるには、
かなりの改造を要するという問題点がある。

〔問題点を解決するための手段　〕

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、本発
明にかかるツール監視装置においては、ツールの位置デ
ータを出力する位置検出手段と、時間データを出力する
計時手段と、前記位置データと前記時間データに基づい
て、ツールによる所定時間当たりの加工量もしくは所定
加工量適たりの所要時間の少なくとも何れか一方を検知
して加工状態データを出力する加工状態検知手段と、前
記加工状態の基準とする基準データを記憶しておく記憶
手段と、前記加工状態データと前記基準データを比較し
て偏差データを出力する比較手段とを備えることにより
、ツールが破損もしくは摩耗しているか否かを前記偏差
データにより監視するようにした。

〔作　　　用〕

本発明にかかるツール監視装置の作用を、前記ツール監
視装置の基本ブロック図を示す第１図に基づいて説明す
る。

本発明にかかるツール監視装置では、ツールが破損する
と所定時間当たりの加工量が正常時に比して減少したり
、所定加工量適たりの所要時間が正常時に比して増加し
たりするので、位置検出手段１にて位置データＡを得、
計時手段２にて時間データＢを得ることにより、それら
のデータＡ。

Ｂに基づいて加工状態検知手段３にて加工状態データＣ
を得れば、この加工状態データＣはツール６によるワー
ク７への加工の状態を表している。

即ち、ツール６の異常はこの加工状態データＣの異常と
して表れる。

そして、比較手段４により前記加工状態データＣと記憶
手段５にて記憶させていた基準データＤを比較・演算し
て偏差Ｅ　（＝Ｃ−Ｄ）とすれば、その偏差Ｅによりツ
ール６の状態を知ることができる。

即ち、その偏差Ｅが大きければツール６に大きな異常が
あ゛す、その偏差Ｅが小さければ大きな破損等の事故は
無いと判断できる。

このようにして、ツール６の状態を監視できるのである
。

〔実　施　例〕

以下に本発明の好適な一実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第２図は前記実施例のツール監視装置のブロック図、第
３図は同装置の制御フローチャート、第４図は加工工程
（１）の加工時間と加工量即ち時間変化と位置変化の加
工特性曲線を示す図である。

図面において、１１はワーク、１２は工作ツール、１３は前記工作ツー
ル１２がセットされたテーブル、１４は前記テーブル１
３の位置を前後に移動させるステッピングモータである
。前記工作ツール１２は、加工作業に応じて種々のバイ
トに交換可能である。

前記テーブル１３は任意の方向に移動制御可能となって
いる。

開始位置用リミットスイッチ１５　ａ、　　１５　ｂ。

１５ｃ、・・・、および作業終了位置用リミットスイッ
チ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、−・・、は、前記テーブル
１３の移動により作動するリミットスイッチであり、リ
ミットスイッチ１５ａと１６ａ、１５ｂと１６ｂ、１５
ｃと１６ｃ、１５ｄと１６ｄ、・・・・、はそれぞれが
対になっている。

即ち、この実施例では位置検知手段として複数のリミッ
トスイッチを用いた。

１７は計時手段としてのタイムベースモジュール、１８
は基準データテーブルが記憶されている半導体メモリカ
セット、１９は全体を制御するマイクロコンピュータ装
置、２０は該マイクロコンピュータ装置１９からの指令
により前記ステッピングモータ１４を駆動制御するモー
タドライバ、２１はツールの状態を報知する報知装置で
ある。

前記ワーク１１は旋盤（図示せず）にて回転駆動され、
前記工作ツール１２により切削加工等の機械工作を施さ
れる。

前記マイクロコンピュータ装置１９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ
、ＲＡＭ、Ｉ１０インターフェース、入出力装置等を備
え通常のマイクロコンピュータ装置を構成している。

前記報知装置２１においては、表示装置２１ａにて偏差
データを表示し、前記工作ツール１２の破損事故等の場
合には表示灯２１ｂが点滅するとともにスピーカ２１ｃ
から警報音を発する。

上記構成のツール監視装置において、第４図における特
性曲線■で示されるような標準の加工特性を持つ加工工
程（１）の加工をする場合に基づいて以下に説明する。

加工開始にあたって、前記マイクロコンピュータ装置１
９の指示により、前記ステッピングモータ１４を制御し
て前記テーブル１３が前記開始位置用リミットスイッチ
１５ａを作動させて開始信号（ｂ）が発信されると、マ
イクロコンピュータ装置１９は、計時開始指令（ａ）を
タイムベースモジュール１７に出力するので、当該タイ
ムベースモジュール１７の時間データｔは初期化（ｔ＝
Ｏ）され、計時開始する。

前記加工工程（１）の加工が進み、前記作業終了位置用
リミットスイッチ１６ａを作動させて終了信号（Ｃ）が
発信されると、前記マイクロコンピュータ装置１９は前
記タイムベースモジュール１７の当時点の時間データｔ
を読み込み、前記加工工程（１）の所要時間Ｔ（即ちＴ
＝ｔ）とする。

このとき、前記マイクロコンピュータ装置１９は前記半
導体メモリカセット１８から、加工工程（１）に対応す
る基準加工時間Ｔ、Ｓを読み込んで、前記所要時間Ｔと
比較・演算し、偏差データΔＴ（＝Ｔ−Ｔ、Ｓ）を得る
。この偏差データΔＴは前記報知装置２１へ出力され、
データ表示装置２１ａにて表示される。

この偏差データΔＴは、前記半導体メモリカセット１８
のしきい値データと比較され、しきい値を越える偏差の
場合は、前記表示灯２１ｂを点滅させるとともにスピー
カ２１ｃから警報音を発する。

このようにして、工作ツール１２の摩耗や破損等の状態
を前記報知装置２１にて常時監視できるのである。

前記半導体メモリカセット１８には、加工工程（１）の
みでなく、複数の工程における基準加工時間データが記
憶されている。前記しきい値データも各工程毎に記憶さ
せても良い。

また、異なる種類のワークに対しては、それぞれ対応す
るデータの記憶された半導体メモＩツカセットに差し替
えるようにしても良い。

基準加工時間と所要時間との比較演算処理や偏差データ
としきい値データとの比較処理番よ、（擾既略フローシ
ートを第３図に示した）ソフトウェアプログラムによっ
ても良く、ノ＼−ドウエアＧこよつも良い。

そして、ワーク毎の加工データのばらつき等を印刷装置
１６にてプリントアウトして、加工管理データとする。

前記所要時間Ｔの統計処理データに基づ０て、前記半導
体メモリカセ・ノド１８に記憶されてし）る基準加工時
間テーブルのデータを更新することにより、工作ツール
１２の状態判断に学習機能を持たせることも可能となる
。

前記半導体メモリカセット１８に記憶されてし）る基準
加工時間テーブルに代えて、基準加工量を記憶させる基
準加工量テーブルを備えても良し）。

二のときは、前記テーブル１３の位置信号を発信する位
置発信器２２を設け、所定時間における加工量信号（ｄ
）をリアルタイムで出力させ、前記基準加工量と比較し
工作ツール１２の状態を判定するようにしても良い。

このようにして、このツール監視装置によれば、大きな
異常が発生する前にツールの異常を知ることができると
ともに、特に重大な異常に対しては、音と光で警報を発
するので、適切且つ効率的な機械加工ができるだけでな
く、重大な異常を見逃すことが無いという効果が得られ
る。

また、従来の機械工作装置に小規模のマイクロコンピュ
ータ装置（例えば８ビツトＣＰＵと数十キロバイトのメ
モリから構成されたマイコン）を付加するだけでツール
監視装置を実現できるので、装置が安価にできるととも
に、既存の工作機械に簡単に改造取りつけすることが可
能となり、高性能ツール監視装置を簡単に実現できると
いう効果がある。

（効　果）このようにして、本発明にかかるツール監視装置によれ
ば、加工状態データを基準データと比較することにより
、ツールの状態を監視できるので、ツールの小さな破損
や徐々に進行する摩耗の検知が可能となり、大きな異常
が発生する前にツールの異常を知ることができるので、
適切且つ効率的な機械加工ができるという効果が得られ
る。

また、トルクセンサや高価なアコースティックエミンシ
ョンセンサや高精度のアナログ信号処理回路等を必要と
せず、計時手段としてのタイムベースモジュールとマイ
クロコンヒュータユニット等の若干の電子回路と、簡単
なソフトウェアを備えるだけで実現できるので、装置が
安価にできるとともに、既存の工作機械に簡単に改造取
りつけすることが可能となり、高性能ツール監視装置を
簡単に実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるツール監視装置の基本ブロック
図、第２図は本発明にかかるツール監視装置の一実施例
のブロック図、第３図は同実施例のツール監視プログラ
ムの概略フローチャート、第４図は加工工程（１）の加
工時間と加工量即ち時間変化と位置変化の加工特性曲線
を示す図である。１・・・位置検出手段、２・・・計時手段、３・・・加
工状態検知手段、　４・・・比較手段、５・・・記憶手
段、６・・・ツール、７・・・ワーク、１１・・・ワー
ク、１２・・・工作ツール、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ・
・・開始位置用リミットスイッチ、１６ａ、１６ｂ、１
６ｃ・・・作業終了位置用リミットスイッチ、１７・・
・タイムベースモジュール、１８・・・半導体メモリカ
セット、１９・・・マイクロコンピュータ装置。Ａ・・・位置データ、Ｂ・・・時間データ、Ｃ・・・加
工状態データ、Ｄ・・・基準データ、Ｅ・・・偏差、（
ａ）・・・計時開始指令、［有］）・・・開始信号、（
Ｃ）・・・終了信号、Ｔ・・・所要時間、Ｔ。Ｓ・・・基準加工時間、ΔＴ・・・偏差データ。特許出願人　　　兵　頭　　英　美

Claims

【特許請求の範囲】

ツールの位置データを出力する位置検出手段と、時間デ
ータを出力する計時手段と、前記位置データと前記時間
データに基づいて、ツールによる所定時間当たりの加工
量もしくは所定加工量当たりの所要時間の少なくとも何
れか一方を検知して加工状態データを出力する加工状態
検知手段と、前記加工状態の基準とする基準データを記
憶しておく記憶手段と、前記加工状態データと前記基準
データを比較して偏差データを出力する比較手段とを備
えたツール監視装置。