JPH01228761A - 工作機械の異常監視装置 - Google Patents

工作機械の異常監視装置

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JPH01228761A
JPH01228761A JP63054393A JP5439388A JPH01228761A JP H01228761 A JPH01228761 A JP H01228761A JP 63054393 A JP63054393 A JP 63054393A JP 5439388 A JP5439388 A JP 5439388A JP H01228761 A JPH01228761 A JP H01228761A
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JP63054393A
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Yoshio Torisawa
鳥澤 由男
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Okuma Machinery Works Ltd
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    • 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
    • B23Q17/0904Arrangements 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 before or after machining
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    • B23Q17/0947Monitoring devices for measuring cutting angles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

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、工作機械による加工の際の加工負荷を検出し
、検出値を予め定められた設定値と比較した所定のメン
バシップ関数を用いて加工状態を識別して、工作機械の
加工負荷から加工もしくは工具の異常の度合を求めるよ
うにした工作機械の異常監視方式に関する。
(従来の技術) 従来よりこの種の工作機械における異常監視装置は、検
出された加工負荷信号を予め定められた設定値と比較し
、正常又は異常のいずれかであると判断する場合や、加
工負荷が設定値より高くても異常とせず、正常と判断し
なければならない場合がある。つまり、一意的な設定値
による判断では誤判断の可能性がある。そのため、複数
のセンサを用いて判断精度を上げるようにした監視装置
も考えられている。しかしながら、複数のセンサの各検
出値も、予め定められた各設定値と比較する2個判断を
行なう為、設定値付近での判断精度はさほど向上しなか
った。
ここで、このような従来技術を第3図に示して、その動
作を説明する。
2個の加工負荷センサ1及び2により別々に検出された
加工負荷信号LSI及びLS2は、それぞれ増幅器兼フ
ィルタ3及び4を経て実加工負荷として比較器7′Et
び8に入力され、それぞti暦負に対応して予め定めら
れている設定値5及び6と比較器7及び8で比較される
。2つの比較器7及び8の比較結果R5I及びR52,
は工作機械の制御信号CSを発生する制御信号発生器9
に入力され、制御信号発生器9は加工負荷センサ1及び
2から求めた実加工負荷がともに設定値5及び6より大
きいときに異常信号ANを発生する。この例は、2個の
加工負荷センサ1及び2を用いて異常信号静の発生精度
を上げようとしたものである。
(発明が解決しようとする課題) 従来の異常監視装置では、実加工負荷と設定値との比較
による判断が、第4図の(^)に示す“1”又は“O“
の2個判断である。つまり、設定値を実加工負荷が越す
と異常(異常の度合=“1”)と判断し、実加工付加が
設定値より低いと正常(異常の度合=“0”)と判断す
るように、判断結果が設定値を境としてステップ状に変
わっている。ところが、実際の実加工負荷に対する異常
状態の度合は、第4図(B) に示すように滑かに変わ
る。従って、第4図(^)のように2個判断する方法だ
と、同図の(B)の斜線に示す部分は誤判断することに
なる。そのため、第3図に示す異常監視装置、のように
、2個の加工負荷センサl及び2を用いて“相方の結果
が異常のとき異常である“と判断する方法が採られる。
この方法によれば、正常なときに異常と誤判断する可能
性は小さくなる。しかしながら、“相方の結果が異常の
とき異常である“という判断方法は、“どちらかの結果
が正常のとき正常である”という判断をすることであり
、この方法だと異常であっても正常と判断する可能性は
減らず、かえって増加することになる。
本発明は上記問題点に鑑みなされたちので、本発明の目
的は、検出された実加工負荷と設定値との差を2値的に
判断するのではなく、異常の度合を数値で表わすことに
より、複数のセンナから検出される実加工負荷や切削時
間などの度合と関連付けたメンバシップ関数を用いるこ
とによって異常の度合を判断し、より精度の高い異常判
断を可能とした工作機械の異常監視方式を提供すること
にある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、工作機械の加工負荷を検出して加工異常を検
出する工作機械の異常監視方式に関するもので、本発明
の上記目的は、前記加工負荷の大きさに対応して負荷異
常の度合を示すメンバシップ関数と、前記負荷異常の度
合の大きさに対応して前記加工異常の度合を示すメンバ
シップ関数とを設け、前記各メンバシップ関数に基づい
て前記加工負荷から前記加工異常の度合を求めることに
よって達成される。このため、工作機械の加工負荷を検
出する加工負荷センサと、検出した加工負荷信号を増幅
・フィルタリングして実加工負荷を取り出す手段と、取
り出された実加工負荷の大きさに応じて負荷異常の度合
を示すメンバシップ関数とを設けている。また、複数の
センサを用いて異常の度合を数値で表わす場合は、各セ
ンサで検出された値に対して異常の度合を表わすメンバ
シップ関数を設け、各検出値に対する異常の度合を求め
、求めた異常の度合を別途定めた例えば最小値を求める
関数に従って、より確度の高い異常の度合を求める。
(作用) 本発明は工作機械の正常/異常を2値判断するのではな
く、加工負荷が設定値を越える量及び異常状態の度合を
関連付けるメンバシップ関数を導入し、異常の度合によ
り判断することにより、複数のセンサを用いたときに各
センサの関係により異常の度合を演算できるようにして
いる。このため、工作機械の加工負荷を検出する手段と
、切削時間を検出する手段とを設け、加工負荷の大きざ
関数と、工具の寿命の程度を表わすメンバシップ関数と
、切削時間から工具の寿命の程度を表わすメンバシップ
関数とを設け、かつ異常負荷の度合及び工具異常の度合
を表わす関数と、2つの工具の寿命の程度から工具異常
の度合を表わす関数とを有し、各工具異常の度合からよ
り確かな工具異常の度合を求めるようにすることにより
複数のあいまい性を持つ入力(加工負荷、切削時間)を
結びつけ、より確度の高い加工異常もしくは工具異常を
検出する異常監視方式を実現できる。
(実施例) 第1図に本発明方式を実現する装置の実施例を示す。本
実施例は加工負荷センサ30による加工負荷の検出と、
切削時間計17による切削時間とに基づいて工具異常を
検出し、警報ANを出力する工作機械の異常監視方式を
示している。
メンバシップ関数11は異常負荷の状態である度合を表
わす関数でメンバシップ値演算器12に入力され、メン
バシップ関数13は異常負荷の度合からその度合におけ
る工具異常である度合を示す関数でM■N(riI算器
14に入力されている。また、メンバシップ関数15は
工具寿命状態である度合を示す関数でメンバシップ値演
算器16に入力され、メンバシップ関数18は切削時間
の大きさにより工具寿命の度合を表わす関数でメンバシ
ップ値演算器19に入力され、メンバシップ関数20は
工具寿命の度合より工具異常の度合を表わす関数でMI
N演算器21に入力されている。y■N演算器14及び
21で求められた度合Al及びA112はそれぞれMA
X演算器22に入力され、その演算値MARが重心演算
器23に入力され、演算された重心値WSが比較器25
に入力されるようになっている。また、設定値32は演
算器lOに、設定値24は比較器25にそれぞれ入力さ
れている。
このような構成において、加工負荷センサ30により検
出された加工負荷信号LSは増幅器兼フィルタ31を経
て実加工負荷として減算器lOに入力され、減算器lO
で予め定められた設定値32との差Elが求められる。
実加工負荷と設定値32との差EIIの大きさにより、
異常負荷の状態である度合を表わすメンバシップ関数1
1に基づいてメンバシップ値演算器12で現在の異常負
荷の度合DIを求める。第2図(A)のX。が実加工負
荷と設定値32との差ERであり、αは正規化された異
常負荷の度合を示している。次に、異常負荷の度合にお
ける工具異常の度合を示すメンバシップ関数13と、現
在の異常負荷の度合DIとから工具異常である度合AR
IをMIN演算器14で求める。第2図(B)の斜線部
が工具異常である度合AR1を示す集合である。さらに
、減算器lOで求めた実加工負荷と設定値32との差E
Hの大きさにより、工具寿命状態である度合を示すメン
バシップ関数15に基づいてメンバシップ値演算器16
(メンバシップ値演算器12と同じ動作をする)で現在
の工具寿命の度合02を求める。第2図(C)のX。は
実加工負荷と設定値32との差ERであり、βは正規化
された工具寿命の度合を示している。また、前述のよう
に加工負荷から求めた工具寿命の度合D2とは別に、使
用中の工具の切削時間を計る切削時間計17からの切削
時間CTと、切削時間の大きさにより工具寿命の度合を
表わすメンバシップ関数18とから、メンバシップ値演
算器19において工具寿命の度合D3を求める。第2図
(D)のyoは切削時間CTであり、γは正規化された
工具寿命の度合を示している。
次に、工具寿命の度合より工具異常の度合を表わすメン
バシップ関数20と、加工負荷から求めた工具寿命の度
合02(第2図(C)のβ)と、切削時間から求めた工
具寿命の度合03(第2図(D)のγ)とをMIN演算
器21に入力し、工具寿命の度合の小さい値及びメンバ
シップ関数20に基づいて、工具異常の度合を求めるM
IN演算器21により工具異常の度合An2を求める。
 MIN演算器14は入力α(α≦1)と°゛1”とを
比較して工具異常の度合を求めるものと考えれば、MI
N演算pJ 21及び14は同じ動作をする。第2図(
E)の斜線部が工具異常である度合AR2を示す集合で
ある。 MIN演算器14及び21で求まった工具異常
の度合ARI及びAl1から、MAX演算器22により
工具異常の度合の集合和MARを求める。第2図(F)
の斜線部がこの度合を示している。さらに、重心演算器
23は工具異常の集合和MARから重み付平均された重
心値WS(第2図(F)の斜線部の重心)を求め、この
求めた値WS(第2図(F)の2゜)を比較器25で予
め定められている設定値24と比較し、設定値24より
大きければ警報信号ANを出力するようにしている。以
上により、工具異常に際してより高い精度で警報信号A
Nを出力することができる。
また、MIN演算器14.21は、本例においてはα値
(α≦1)やβ値(βくγ)というように小さい方の値
を採用しているが、必ずしも小さい方の値を採用する関
数でなくともよい。
(発明の効果) 以上のように本発明の異常監視方式によれば、あいまい
性を有する複数の加工負荷、切削時間とを監視系に供給
し、より確度の高い工作機械の異常を検出することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明方式による装置の一実施例を示を示す
ブロワjり゛構成図、第4図はその動作を説明するため
の図である。 1.2.30・・・加工負荷センサ、5,6,24.3
2・・・設定値、’1,8.25・・・比較器、9・・
・制御信号発生器、10・・・演算器、11,13,1
5,18.20・・・メンバシップ関数、+2.16.
17・・・メンバシップ値演算器、+4.21,22゜
23・・・演算器。 出願人代理人   安 形 雄 三 イ直 ; 1mのi噂卜

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、工作機械の加工負荷を検出して加工異常を検出する
    工作機械の異常監視方式において、前記加工負荷の大き
    さに対応して負荷異常の度合を示すメンバシップ関数と
    、前記負荷異常の度合の大きさに対応して前記加工異常
    の度合を示すメンバシップ関数とを設け、前記各メンバ
    シップ関数に基づいて前記加工負荷から前記加工異常の
    度合を求めるようにしたことを特徴とする工作機械の異
    常監視方式。 2、前記加工負荷を複数の加工負荷センサで検出するよ
    うにした請求項1に記載の工作機械の異常監視方式。 3、切削時間及び前記加工負荷を関連付けて前記切削時
    間の長さによって工具異常の度合を示すメンバシップ関
    数と、前記工具異常の度合によって前記加工異常の度合
    を示すメンバシップ関数とを更に設けた請求項1又は2
    に記載の工作機械の異常監視方式。 4、前記加工異常の度合を予め設定した値と比較し、警
    報あるいは前記工作機械の制御信号を出力するようにし
    た請求項3に記載の工作機械の異常監視方式。 5、前記各メンバシップ関数を入力・表示する入力表示
    手段を設け、前記メンバシップ関数を離散値として入力
    し、データ間の値は補間して用いるようにした請求項3
    に記載の工作機械の異常監視方式。 6、前記各メンバシップ関数を前記入力表示手段にグラ
    フ表示させ、前記加工負荷、切削時間及び前記負荷異常
    、工具異常の各度合がそれぞれのメンバシップ関数のど
    の位置にあるかを表示輝度の違い、表示色の違い、又は
    特殊文字の付加により判別できるようにした請求項5に
    記載の工作機械の異常監視方式。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112296757A (zh) * 2019-07-24 2021-02-02 株式会社理光 信息处理装置、信息处理系统、异常预测方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112296757A (zh) * 2019-07-24 2021-02-02 株式会社理光 信息处理装置、信息处理系统、异常预测方法

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