JPH0132023B2 - - Google Patents

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JPH0132023B2
JPH0132023B2 JP55079255A JP7925580A JPH0132023B2 JP H0132023 B2 JPH0132023 B2 JP H0132023B2 JP 55079255 A JP55079255 A JP 55079255A JP 7925580 A JP7925580 A JP 7925580A JP H0132023 B2 JPH0132023 B2 JP H0132023B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tap
tool
machining
cutting
breakage
Prior art date
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Expired
Application number
JP55079255A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS578053A (en
Inventor
Satoru Yoshida
Fumio Kamado
Izumi Kimura
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.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co 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 Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP7925580A priority Critical patent/JPS578053A/en
Publication of JPS578053A publication Critical patent/JPS578053A/en
Publication of JPH0132023B2 publication Critical patent/JPH0132023B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • 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

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工具折損検出の方式に係り特に同種の
加工サイクルを繰り返し実行する場合において、
前記工具のある加工サイクルにおける折損を次の
加工サイクルにおいて検出する検出方式に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for detecting tool breakage, particularly when the same type of machining cycle is repeatedly executed.
The present invention relates to a detection method for detecting breakage of the tool in one machining cycle in the next machining cycle.

数値制御工作機械によるドリリング、タツピン
グ等の加工工程は通常1つの工作物に対し数個か
ら多いものでは数十個を連続して逐次加工するよ
うその加工プログラムが構成されるようになつて
いる。
In machining processes such as drilling and tapping using numerically controlled machine tools, the machining program is usually configured to sequentially machine several to even several dozen pieces of one workpiece.

本出願人は先に特願昭52−131848号、特願昭54
−107906号等において工具としてドリル又はフラ
イスカツターを例にとり実切削加工中に同工具が
折損するのを事前にあるいは折損直後直ちに検知
する方式を開示した。このうち前者の方式は工具
としてのドリルを回転せしめる主軸モータの実切
削電流値iを予じめメモリ等にストアされている
正常なドリル加工中の実切削電流値i0と逐次比較
し、その比率α=i/i0が予じめ定めたシステムパ ラメータKの値をオーバーしたとき折損であると
判定するものである。
The present applicant previously filed Japanese Patent Application No. 131848/1984,
In No. 107906, etc., a method is disclosed that takes a drill or a milling cutter as an example of a tool and detects breakage of the tool in advance or immediately after breakage during actual cutting. Of these, the former method successively compares the actual cutting current value i of the spindle motor that rotates the drill as a tool with the actual cutting current value i0 during normal drilling stored in memory etc. When α=i/i0 exceeds the value of a predetermined system parameter K, it is determined that there is a breakage.

しかし乍らこの方式においては工具であるドリ
ルの直径の大小に応じて前記パラメータKの値を
ある程度修正する必要があり又、工具の種類とし
て例えばドリルとタツプの場合とでは同じ径であ
つてもKの値は相異する。さらに又前記比率αが
パラメータKの値の近傍にありそのため判定が微
妙な場合において実際は工具が折損していても折
損判定がなされなかつたような場合(このような
ことはパラメータKの値の選択によつては起こり
うる)は次の加工サイクルでも、前回のサイクル
で折損した工具がそのまゝ使用されるということ
になり従つて前記加工中に工具折損を検出する方
式であつて且つ検出もれの折損工具に対してはそ
のまゝ次の加工サイクルに移行してしまうという
ことになりこのような加工サイクルが数十個も続
く場合はそれらの引続く加工時間は全く無駄に使
用されるということになる。
However, in this method, it is necessary to modify the value of the parameter K to some extent depending on the diameter of the drill that is the tool, and even if the diameter is the same for the types of tools, such as a drill and a tap. The values of K are different. Furthermore, in cases where the ratio α is close to the value of the parameter K and therefore the determination is delicate, a breakage determination may not be made even though the tool is actually broken (such a case may be caused by the selection of the value of the parameter K). In the next machining cycle, the tool that broke in the previous cycle will be used as is.Therefore, this method detects the tool breakage during the machining process. For each broken tool, the next machining cycle will proceed as is, and if several dozen such machining cycles continue, the machining time that follows is completely wasted. It turns out that.

次に本発明の主旨をより明確にするため、従来
方式の問題点を第1図乃至第4図により説明す
る。第1図イは工具としてタツプを用いた場合に
おいて連続してタツピング加工を行わしめる場合
の工程の推移を説明するブロツク図である。同図
イにおいて11はタツプ回転用主軸モータの起動
指令を示す。12はタツプ加工工程であつてこの
加工工程は2つのステツプからなつておりその第
1ステツプは第2図に示されるようにタツプT1
を下穴H1直上の基準ラインRef(工作物Wの表
面から一定の距離隔てられている)まで早送りで
移動せしめる。第2のステツプは同ラインRefか
ら下方に向けて工作物Wの下穴H1へのタツプ加
工のため切削送り状態にて送られる。尚通常、タ
ツプT1は矢印の如くラインRefに達する前から
すでに正回転の状態にされている。
Next, in order to clarify the gist of the present invention, problems with the conventional method will be explained with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1A is a block diagram illustrating the progress of the process when tapping is performed continuously when a tap is used as the tool. In FIG. 1A, 11 indicates a start command for the main shaft motor for tap rotation. Reference numeral 12 indicates a tap processing process, and this processing process consists of two steps, the first of which is the tap T1 as shown in FIG.
is moved in rapid traverse to the reference line Ref (separated by a certain distance from the surface of the workpiece W) directly above the prepared hole H1. In the second step, the tap is sent downward from the same line Ref in a cutting feed state for tapping into the prepared hole H1 of the workpiece W. Note that normally, the tap T1 is already in a normal rotation state before reaching the line Ref as shown by the arrow.

13は前記主軸モータに対する逆転指令であつ
てこの指令によつてタツプT1は下方移動がその
正回転動作も含め停止され次にタツプ抜き工程1
4において前記主軸回転は逆方向回転状態となり
且つ上方へとタツプT1は移動される。このタツ
プ抜き工程14によりタツプT1が第2図のライ
ンRefまで戻ると次に工程15において主軸モー
タは正回転状態が指令され再び工程12で示され
るタツプ加工に移る。
Reference numeral 13 is a reverse rotation command for the main shaft motor, and this command causes the tap T1 to stop its downward movement, including its forward rotation, and then proceed to the tap removal step 1.
At step 4, the main shaft rotates in the opposite direction, and the tap T1 is moved upward. When the tap T1 returns to the line Ref in FIG. 2 in the tap removal step 14, the main shaft motor is commanded to rotate in the forward direction in step 15, and the tap machining shown in step 12 is started again.

但し次のタツプ加工のためタツプT1は第2図
で示す如く工作物Wに関して次の下穴H2直上の
ラインRefへ相対的に移動される。(下穴H2の
加工工程の第1ステツプ)この間タツプT1は正
回転状態のまゝである。
However, for the next tap machining, the tap T1 is relatively moved to the line Ref immediately above the next prepared hole H2 with respect to the workpiece W, as shown in FIG. (First step in the machining process of the prepared hole H2) During this time, the tap T1 remains in the forward rotation state.

第1図ロは主軸モータ電流iを検出する回路の
ブロツク図であつて21はモータ電流検出部でシ
ヤント電流又はカレントトランス(CT)方式で
検出することが可能である。
FIG. 1B is a block diagram of a circuit for detecting the spindle motor current i. Reference numeral 21 denotes a motor current detecting section which can detect the current using a shunt current or a current transformer (CT) method.

22は検出部21で検出された信号を自乗平均
処理するRMS回路、23はRMS回路出力の高周
波成分をフイルタリングするローパスフイルタで
ある。第2図について の状態は下穴H1に対するタツプ加工が終了
し、タツプT1がラインRefまで戻つた状態を示
している。の状態は例えばから他の下穴H2
の直上位置へ水平方向に早送り移動し同下穴H2
に向けてネジ加工を開始した状態を示す。
22 is an RMS circuit that performs root mean square processing on the signal detected by the detection unit 21, and 23 is a low-pass filter that filters high frequency components of the RMS circuit output. The state in FIG. 2 shows the state in which the tapping process for the prepared hole H1 has been completed and the tap T1 has returned to the line Ref. The condition is, for example, from the other pilot hole H2
Fast-forward horizontally to the position directly above the same hole H2.
This shows the state in which screw machining has started.

′はでの加工中にタツプT1がその根元か
ら折損したまゝで他の下穴H2′の上方位置に移
動されていることを示す。
' indicates that the tap T1 was moved to a position above another prepared hole H2' while being broken from its base during the machining process.

タツプ加工の特徴 切削時の負荷電流(主軸モータの電流)はド
リル加工のそれに類似している。
Characteristics of tap machining The load current (main spindle motor current) during cutting is similar to that of drilling.

タツプの回転と送りは同期がとられているの
でタイプの形格と切削条件は被削材が同じ場合
ほゞ1対1に対応している。
Since the rotation and feed of the tap are synchronized, there is a nearly one-to-one correspondence between the shape of the type and the cutting conditions when the workpiece material is the same.

通常タツプ加工ではトルクリミツターを使用
するので、切屑がからんだりして切削トルクが
増大するとタツプが空まわりするようになつて
いる。しかしそれにもかゝわらず実際にはタツ
プの折損はかなり多く発生する。これは工具
(タツプ)への力が切削トルクだけでなく曲げ
モーメントや垂力等多岐にわたるためで下穴の
加工ずれ、傾斜などもその原因となる。
Normally, a torque limiter is used in tap machining, so if chips become entangled and the cutting torque increases, the tap becomes idle. However, in reality, tap breakage occurs quite often. This is because the force applied to the tool (tap) is not only cutting torque but also a wide range of factors such as bending moment and vertical force, and misalignment and tilting of the prepared hole can also cause this.

第3図は8mmφのタツプ加工を予じめ下穴のあ
けられている工作物に対し順次遂行せしめた場合
の主軸モータ電流の変化をヴイジグラフに描いた
測定波形図であつて今同図を説明すると、同図で
は,,の連続する3回のタツプ加工の波形
データであつてそれぞれ正常な加工が遂行されて
いることを示しており,,の各波形部a,
b,c,d,e,f,gの添字(数字1、2、
3)は,,にそれぞれ対応しており同じア
ルフアベツトは各加工サイクルの対応する波形部
分を示す。
Figure 3 is a measurement waveform diagram depicting changes in the spindle motor current in a video graph when tap machining of 8 mmφ is sequentially performed on a workpiece with a pre-drilled hole, and this figure will now be explained. Then, in the same figure, the waveform data of three consecutive tap machinings of , respectively, shows that normal machining has been performed, and each waveform part a, a of ,
Subscripts of b, c, d, e, f, g (numbers 1, 2,
3) correspond to , respectively, and the same alpha alphabet indicates the corresponding waveform portion of each machining cycle.

波形部分aj(j=1、2、3)はタツプ加工工
程の一部であつて、タツプT1に関していえば切
削送りであるが未だ工作物の下穴まで到着してお
らず一方主軸モータ電流iは図示の如く参照レベ
ルRL(例えば主軸回転停止状態のときの値)から
比較的近いところにあり空切削の状態である。次
の波形部分bj(j=1、2、3)はタツプ加工工
程の実質的な部分であつてタツプT1により下穴
に対し実際にタツピングがなされていることを示
す。尚前述したタツプ加工工程の第1ステツプ、
第2ステツプとの対応を示すとタツプ加工工程は
(aj+bj)であるが第1ステツプはajの一部分で
ある。次の波形部Cj(j=1、2、3)はタツプ
加工工程からタツプ抜き工程に移行する際の遷移
部分を示しており同図のC1のところに示す如く
それまで正回転状態によつてタツピングがなされ
ていたのを主軸モータを逆転せしめている。
The waveform part aj (j = 1, 2, 3) is a part of the tap machining process, and regarding the tap T1, it is cutting feed, but it has not yet reached the pilot hole of the workpiece, and on the other hand, the spindle motor current i As shown in the figure, is relatively close to the reference level RL (for example, the value when the spindle rotation is stopped) and is in a state of idle cutting. The next waveform portion bj (j=1, 2, 3) is a substantial part of the tapping process and shows that the prepared hole is actually tapped by the tap T1. The first step of the above-mentioned tapping process,
To show the correspondence with the second step, the tap processing step is (aj+bj), but the first step is a part of aj. The next waveform part Cj (j=1, 2, 3) shows the transition part when moving from the tapping process to the tapping process. The main shaft motor was reversed to prevent tapping.

波形dj(j=1、2、3)は主軸モータが逆回
転し始めるときの起動電流に対応している。
The waveform dj (j=1, 2, 3) corresponds to the starting current when the main shaft motor starts to rotate in reverse.

次の波形部分ej(j=1、2、3)はいわゆる
タツプ抜き動作に対応しており逆回転状態の主軸
モータ電流iは空転(aj)状態よりも変化幅が大
きい。
The next waveform portion ej (j=1, 2, 3) corresponds to a so-called tapping operation, and the main shaft motor current i in the reverse rotation state has a larger variation range than in the idle (aj) state.

次の波形部分fj(j=1、2、3)は主軸モー
タの逆回転から正回転への遷移状態に対応してお
り更に次のgj(j=2、3、4)は主軸モータが
正回転し始めるときの瞬時的な起動電流に対応し
ている。
The next waveform portion fj (j = 1, 2, 3) corresponds to the transition state of the spindle motor from reverse rotation to forward rotation, and the next waveform portion fj (j = 2, 3, 4) corresponds to the transition state of the spindle motor from reverse rotation to forward rotation. It corresponds to the instantaneous starting current when it starts rotating.

同図において例えばa2とa3の時間間隔に差
があるのは工作物上の次の下穴位置までの距離が
それぞれ相違しておりその間も主軸モータすなわ
ちタツプT1が正回転されつづけているからであ
る。
In the same figure, for example, there is a difference in the time interval between a2 and a3 because the distances to the next prepared hole position on the workpiece are different, and the main shaft motor, that is, the tap T1, continues to rotate in the normal direction during that time. be.

第4図は2つのタツプ加工,が引続いて行
われる際の第1のタツプ加工中に折損が生じた場
合において前述したシステムパラメータKを用い
る方式のみでは折損検出ができないときには続く
第2のタツプ加工が行われないという結果になる
様子を説明するものである。
Figure 4 shows that two tap machining operations are performed consecutively, and if a breakage occurs during the first tap machining, and the breakage cannot be detected using only the method using the system parameter K described above, the second tap machining process is performed. This explains how the result is that no processing is performed.

同図で、gnは第n回目のタツプ加工における
主軸モータ正転時の起動電流波形、an,bnは空
切削、実切削波形、cnは正回転から逆回転の遷
移状態の波形、dnは逆回転時の起動電流、enは
タツプ抜き状態の波形図、fnは逆回転から正回転
への遷移状態の波形、gn+1は次のタツプ加工
のための正回転起動電流波形である。以下an+
1,bn+1,cn+1,dn+1,en+1,fn+1,
gn+2は添字nがn+1に変つたのみでそれぞ
れのアルフアベツトに対応する波形部分を示す。
In the figure, gn is the starting current waveform when the spindle motor rotates forward in the n-th tap machining, an, bn are idle cutting and actual cutting waveforms, cn is the waveform in the transition state from forward rotation to reverse rotation, and dn is the reverse rotation. The starting current during rotation, en is the waveform diagram in the tap removal state, fn is the waveform in the transition state from reverse rotation to forward rotation, and gn+1 is the normal rotation starting current waveform for the next tap machining. Below an+
1,bn+1,cn+1,dn+1,en+1,fn+1,
gn+2 indicates a waveform portion corresponding to each alpha bet, with only the subscript n changed to n+1.

第4図のイは主軸モータの正回転状態に対応し
ている信号であり、ロは同モータの正逆回転変換
時(逆正回転変換時も含む)に対応している信号
を示す。
A in FIG. 4 is a signal corresponding to the forward rotation state of the main shaft motor, and B is a signal corresponding to the forward/reverse rotation conversion of the motor (including the reverse/forward rotation conversion).

今同図の波形部分bnにおいて時刻tBRでタツ
プT1が折損したときの波形のピーク値をipとす
るとき折損判定のため設定されているシステムパ
ラメータKがK=K1であればip>K1が成立する
ので直ちに折損判定信号を形成することが可能で
あるがしかし K=K2 に設定されていたとすると ip<K2 となつてこの従来の方式では検出できない。しか
も折損が生ずるときのipはそのときの切削状態に
よつて一定値ではありえず又K=K3にしたとき
には折損していないのに折損判定をするというこ
とも起こりうる。従つてパラメータKの値をK2
とK3の間のどこに設定するかは簡単ではないの
である。さて今K=K2に設定されている場合を
問題にする。この場合は次のn+1タツプ加工指
令がタツプT1の折損にも係らず指令される。し
かしながら波形部分an+1〜bn+1に見られる
如く実際にはモータ電流値iは増大せず空切削状
態に対応する電流値i0のまゝである。又タツプ抜
きに対応する波形部分en+1も空切削状態に対
応しており波形部分enとは相違している。この
ようにで折損が生じた場合でこれが検出できな
いときには以下次々と指令の続くタツプ加工工程
は実際には加工されないまゝで指令が発せられる
わけである。さらに又第4図において従来は主軸
モータ電流値iを逐一チエツクしていて例えば波
形部分anから波形部分bnへとレベルが変化した
こと従つてそれ以後は実切削に入つたなどの状態
を判別する機能を備えi(bn)>i(an)となつた
状態でのみiK2を判定するようにしていた。
しかしこのように加工サイクル中の状態を判別す
るためにはiに関しいろいろな判定条件を予じめ
プログラムとしても定めておかなければならな
い。さらに又前述の如き判定演算をいつ行わせる
かという時間的な条件の設定に対しても種々の制
約条件を考慮しなければならない。
Now, in the waveform part bn of the same figure, if the peak value of the waveform when tap T1 breaks at time tBR is ip, and if the system parameter K set for breakage determination is K=K1, then ip>K1 holds true. Therefore, it is possible to immediately form a breakage determination signal, but if K=K2 is set, ip<K2 and this conventional method cannot detect it. Moreover, when breakage occurs, ip cannot be a constant value depending on the cutting conditions at that time, and when K=K3, it is possible that breakage is determined even though no breakage occurs. Therefore, the value of parameter K is K2
It is not easy to decide where to set it between K3 and K3. Now let's consider the case where K=K2 is set. In this case, the next n+1 tap machining command is issued despite the breakage of tap T1. However, as seen in the waveform portions an+1 to bn+1, the motor current value i does not actually increase and remains at the current value i0 corresponding to the idle cutting state. Further, the waveform portion en+1 corresponding to tap removal also corresponds to the idle cutting state and is different from the waveform portion en. In this way, if breakage occurs and it cannot be detected, the tap machining process in which subsequent commands are issued one after another will be issued without actually being machined. Furthermore, in Fig. 4, conventionally, the spindle motor current value i is checked one by one to determine whether, for example, the level has changed from waveform part an to waveform part bn, and therefore whether actual cutting has started after that. function, iK2 was determined only when i(bn)>i(an).
However, in order to determine the state during the machining cycle in this manner, various determination conditions regarding i must be determined in advance as a program. Furthermore, various constraints must be taken into account when setting time conditions for when to perform the above-mentioned judgment calculations.

本発明は上述した問題点に鑑みなされたもので
あつてその目的とするところはある加工サイクル
において工具が折損した場合にはその次の加工サ
イクルにおいてその工具が折損であることを検知
することによつて第4図の波形部分an+1〜bn
+1,en+1の如く無駄なプロセスを避けるよ
うにした新規な工具折損検出方式を提案するもの
であり、そのため本発明においては少くとも各加
工サイクルの実切削加工中を含む時間間隔信号を
用いこの間に工具回転用主軸モータの電流値が予
じめ定めたレベル値を超えたか否かによつてその
工具がすでに折損していると判定するようにして
いる。その際判定のための、レベル値の設定や判
定演算の開始条件を形成する上で本発明は従来の
如きシステムパラメータKに関する微妙な値の調
整の必要性から解放されることを特徴の1つにし
ている。
The present invention was made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to detect that the tool is broken in the next machining cycle when a tool breaks in a certain machining cycle. Therefore, the waveform part an+1 to bn in Figure 4
We propose a new tool breakage detection method that avoids wasteful processes such as +1 and en+1. Therefore, in the present invention, we use time interval signals that include at least the actual cutting process of each machining cycle. It is determined that the tool has already broken depending on whether the current value of the tool rotation spindle motor exceeds a predetermined level value. One of the features of the present invention is that it is free from the need for delicate adjustment of the system parameter K as in the past when setting the level value for the determination and forming the starting conditions for the determination calculation. I have to.

以下本発明の実施例を説明する。本例ではタツ
プ加工について詳述するけれどもここで述べる技
術思想はタツプに限定されるものではない。
Examples of the present invention will be described below. In this example, tap processing will be described in detail, but the technical idea described here is not limited to tapping.

すなわち(イ)タツプ加工とタツプ抜き加工は必ず
モータ逆転、モータ正転の間に挾まれることにな
る。(ロ)タツプが根元部から折れた場合はモータ電
流値が増大しない。
In other words, (a) tapping and tapping are always interposed between reverse rotation of the motor and forward rotation of the motor. (b) If the tap breaks from the base, the motor current value will not increase.

この(イ)、(ロ)の事実に基づきタツプの折損検知を
予じめ定めた電流値との比較により行わしめる。
Based on the facts (a) and (b), breakage of the tap is detected by comparing it with a predetermined current value.

比較判定のための時間間隔信号としてはNC装
置からの正回転信号、逆回転信号がえられる場合
には正回転開始から逆回転開始までの時間に注目
し、その間に切削が行われたか否かで判定する。
又正逆転信号(SiGNAL=MO3→MO4又はMO4
→MO3)が3回発生する間に切削が行われたか
否かで判定するようにする。
As a time interval signal for comparison and judgment, if a forward rotation signal from the NC device or a reverse rotation signal is obtained, pay attention to the time from the start of forward rotation to the start of reverse rotation, and check whether cutting was performed during that time. Judge by.
Also, forward/reverse signal (SiGNAL=MO3→MO4 or MO4
→MO3) is determined based on whether or not cutting was performed during the three occurrences.

尚上記例では時間間隔信号の存在している間に
モータ電流値iを基準値と比較するようにしてい
るが要はその間に切削が行われたか否かをチエツ
クできればよいので例えば切削中に発生する工具
の振動波形を基にして切削か非切削かを判定する
ようにしてもよいわけである。
In the above example, the motor current value i is compared with the reference value while the time interval signal exists, but the point is that it is only necessary to check whether or not cutting has been performed during that time. It is also possible to determine whether cutting or non-cutting is to be done based on the vibration waveform of the tool being used.

上述した例のうちNC装置から正逆転信号が与
えられる場合についての判定のプロセスを第5図
に示すフローチヤートにより説明する。
The determination process in the case where a forward/reverse signal is given from the NC device in the above-mentioned example will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.

第5図においてステツプ(以下STと称す)1
で折損検出プログラムがスタートされる。ST2で
カウンタCNTRの内容が値0にされる。次に
ST3にて主軸モータが正方向又は逆方向に回転し
ているか否かすなわち回転状態が第3図のc1,
f1の如く遷移状態にあるか否か判定する。この
ST3でNOならば又ST3へ戻り遷移状態にないか
否かをチエツクする。ST3でYESであると次の
ST4に移りカウンタCNTRの内容に+1を加え
る。従つて今CNTR=1となつている。次いで
ST5に移り切削か否かをチエツクする。この切削
チエツクでは第4図に示される値K1、K2、K3よ
りも下方にあるレベルiCHKLの値と主軸モータ
の電流値iとの大小が比較される。このレベル
iCHKLは空切削時の値ioより大きければよく前
述したK1〜K3の場合のような微妙な値設定上の
考慮は不要である。
In Figure 5, step (hereinafter referred to as ST) 1
The breakage detection program is started. In ST2, the contents of the counter CNTR are set to 0. next
At ST3, whether the main shaft motor is rotating in the forward direction or the reverse direction, that is, the rotation state is c1 in Figure 3,
It is determined whether it is in a transition state like f1. this
If NO in ST3, return to ST3 and check whether there is a transition state. If ST3 is YES, the next
Move to ST4 and add +1 to the contents of counter CNTR. Therefore, CNTR is now 1. then
Move to ST5 and check whether it is cutting or not. In this cutting check, the value of the level iCHKL below the values K1, K2, and K3 shown in FIG. 4 is compared with the current value i of the main shaft motor. this level
It is sufficient that iCHKL is larger than the value io during idle cutting, and there is no need to take into consideration delicate value settings as in the case of K1 to K3 mentioned above.

ST5においてi>iCHKL>ioであるとST5は
YESとなりST6に移りカウンタCNTRの内容を
0にする。
If i>iCHKL>io in ST5, ST5 is
The result is YES, and the process moves to ST6, where the contents of the counter CNTR are set to 0.

ST7、ST8は工具(タツプ)の摩耗、折損を切
削中に判定しようとするプログラムステツプであ
つて前述した特願昭52−131848号によるモータ電
流方式でもよいし又他の振動を検知してそれぞれ
摩耗、折損を検知するようにしてもよい。ST7で
YESの場合には工具は摩耗と判定され摩耗処理
ST7Aへ移り又ST8でYESの場合は合流点Bを介
して折損処理ST8Aへ移る。ST8でNOのときは
ST9へ移りここで1つのタツピング切削加工が終
了したか否かをチエツクする。未だ終了しないと
きは再びST8へ戻る。(ST7は最初に1回だけ実
行している) ST9で終了となるとST10へ移り全部のタツプ
加工が終了したか否かチエツクする。ST10で
NOであると合流点A′へ戻り次のタツプ加工に関
するチエツクの最初のステツプST5へ戻る。
ST7 and ST8 are program steps for determining wear and breakage of the tool (tap) during cutting, and may be performed using the motor current method according to the above-mentioned Japanese Patent Application No. 52-131848, or by detecting other vibrations. It may also be possible to detect wear and breakage. In ST7
If YES, the tool is determined to be worn and wear treatment is performed.
The process moves to ST7A, and if YES in ST8, the process moves to breakage processing ST8A via the confluence point B. When ST8 is NO
Moving to ST9, it is checked whether one tapping cutting process has been completed. If it is not finished yet, return to ST8 again. (ST7 is executed only once at the beginning) When the process is finished in ST9, the process moves to ST10 and checks whether all the tapping processes have been completed. With ST10
If NO, the process returns to the confluence point A' and returns to the first step ST5 to check for the next tapping process.

ST10でYESのときはST11で終了する。 If YES in ST10, end in ST11.

前述のST5でNOであるとST12へ移り主軸モ
ータの回転方向の変化が与えられたか否かチエツ
クされる。
If NO in ST5, the process moves to ST12, where it is checked whether a change in the rotational direction of the spindle motor has been given.

ST12でYESのときST13に移りカウンタ
CNTRの内容はさらに+1される。
If YES in ST12, move to ST13 and start counter
The contents of CNTR are further incremented by +1.

次いでST14へ移りカウンタCNTRの値が3に
なつているか否かチエツクされ2又は1の場合は
合流点A′へ戻る。
Next, the process moves to ST14, where it is checked whether the value of the counter CNTR is 3 or not, and if it is 2 or 1, the process returns to the confluence point A'.

ST14でYESのときは折損であると判定され
ST8Aの折損処理プログラムのルーチンへ移る。
If ST14 is YES, it is determined that the item is broken.
Move to the breakage processing program routine of ST8A.

以上説明したようにこの第5図のフローチヤー
トにおいてはST5において切削に入つたか否かを
チエツクしておりNOの場合はST12、ST13、
ST14の各ステツプを経てカウンタCNTRの内容
が逐次+1され逐に3になつた場合すなわち主軸
モータの回転方向の変化が2回続いて与えられて
いるのに切削レベルにならない場合は前の加工サ
イクルにおいて折損したと判定するようにしてい
るのである。
As explained above, in the flowchart of Fig. 5, it is checked in ST5 whether or not cutting has started, and if NO, ST12, ST13,
If the contents of the counter CNTR are successively +1 and successively become 3 through each step of ST14, that is, if the rotation direction of the spindle motor is changed twice in a row but the cutting level is not reached, the previous machining cycle In this way, it is determined that it has broken.

以上説明したように 本発明においては工具の折損を検出するのに同
工具が折損した加工サイクルの次の加工サイクル
で検出するようにしているのでそれ以後の無駄な
加工サイクルが継続するのを避けることができ
る。
As explained above, in the present invention, tool breakage is detected in the machining cycle following the machining cycle in which the tool broke, thereby avoiding the continuation of wasteful machining cycles. be able to.

又本発明においては次の加工サイクルで検出す
る際の検出レベルについては空切削状態と判別で
きる程度の粗いレベル設定でよいので従来の如き
システムパラメータKの設定の如き問題も生じな
い。
Furthermore, in the present invention, the detection level at the time of detection in the next machining cycle can be set to a rough level that can be distinguished from the idle cutting state, so problems such as the conventional setting of the system parameter K do not occur.

さらに又本発明においては1つの加工サイクル
で正、逆転の如き遷移状態を除けば空切削と実切
削との二つの状態となるがこれら両方を含む時間
間隔中でモータ電流iを設定レベルと比較すれば
よいので比較をすべきタイミングに関して従来の
如き厳密な条件設定をする必要もない。
Furthermore, in the present invention, there are two states in one machining cycle, excluding transition states such as forward and reverse, idle cutting and actual cutting, and the motor current i is compared with the set level during a time interval that includes both of these states. Therefore, there is no need to set strict conditions as in the past regarding the timing of comparison.

このことは例えば数値制御装置で通常外部に取
出し可能な信号として与えられるMO3、MO4な
どの信号を工具折損の検出をさせるための時間間
隔信号として利用することができることを意味す
るものである。
This means that, for example, signals such as MO3 and MO4, which are normally given as external signals by a numerical control device, can be used as time interval signals for detecting tool breakage.

さらに又本発明においてとくにタツプ加工シー
ケンスにおいては正逆→逆正などの回転方向の変
更が必ず1つの加工サイクルについて2回実施さ
れることを利用することも可能である。更に又本
発明においては加工サイクル中に折損検知を行わ
しめる従来の方式(電流又は振動方式)と結合す
ることにより一層確実な折損検知を行わしめるこ
ともできる。
Furthermore, in the present invention, it is also possible to take advantage of the fact that, particularly in the tap machining sequence, the rotation direction is always changed twice in one machining cycle, such as from forward/reverse to reverse/forward. Furthermore, the present invention can be combined with a conventional method (current or vibration method) for detecting breakage during a machining cycle to achieve even more reliable breakage detection.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図イはタツプ加工の各工程の推移を説明す
る図、第1図ロは主軸モータ電流iを測定する回
路ブロツク図、第2図はタツプ加工におけるタツ
プと工作物との関係を示す図、第3図は連続して
タツプ加工を行つた場合の主軸モータ電流波形を
説明する図、第4図は第1の加工サイクル中にタ
ツプが折損した場合に次の第2の加工サイクルの
電流波形を示す図、第5図は本発明による折損検
知を行わしめるプログラム指令群を説明するフロ
ーチヤートである。 11……モータ起動、12……タツプ加工、1
3……モータ逆転指令、14……タツプ抜き、1
5……モータ正転指令。
Figure 1A is a diagram explaining the progress of each process in tap machining, Figure 1B is a circuit block diagram for measuring the spindle motor current i, and Figure 2 is a diagram showing the relationship between the tap and the workpiece in tap machining. , Fig. 3 is a diagram explaining the spindle motor current waveform when tap machining is performed continuously, and Fig. 4 is a diagram explaining the current waveform of the main shaft motor current in the case where the tap breaks during the first machining cycle. FIG. 5, a diagram showing waveforms, is a flowchart illustrating a group of program commands for detecting breakage according to the present invention. 11...Motor start, 12...Tap processing, 1
3...Motor reverse command, 14...Tap removed, 1
5...Motor forward rotation command.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 正回転時には被加工物に対し前進して切削を
行ない、逆回転時には工具の引抜きを行なう機械
加工における工具折損検出方法において、工具の
主軸回転方向変化信号を数値制御装置からとり出
し、予じめ前記工具による空切削状態に対応する
加工信号の値(i0)より大なる値の信号(i1)を
設定しておいて前記主軸回転方向変化信号が、途
中に実切削加工時間を含むように所定回数とり出
された間に測定される切削加工信号iがi1より小
さい場合前記工具が折損であると判定する工具折
損検出方法。
1. In a tool breakage detection method in machining, in which the workpiece is cut forward when rotating in the forward direction, and the tool is pulled out when rotating in the reverse direction, a change signal in the rotational direction of the main shaft of the tool is taken out from a numerical control device, and the signal is detected in advance. Therefore, a signal (i1) is set to a value larger than the machining signal value (i0) corresponding to the idle cutting state by the tool, and the spindle rotation direction change signal includes the actual cutting time in the middle. A tool breakage detection method that determines that the tool is broken when a cutting signal i measured during a predetermined number of extractions is smaller than i1.
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