JPH0215954A - 工具異常監視方法 - Google Patents

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工具摩耗、折損等による工具異常の
監視方法に関する。

従来の技術 インプロセスの異常監視方法としては ■主軸、送り軸のモータ電流の変化を検出する方法、■
工具と工作物間の一定距離変化または一定時間経過時の
電気導通を検出する方法、■主軸まわりに埋設された歪
ゲージ等の負荷検出から連索切削時と比較する方法、■
ＡＨ（アコースティックエミッシッン）センサにより第
５図のような信号により切削負荷を検出する方法例えば
特公昭６２−２２７４４号等が知られている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら■のものでは駆動モータが大形であると電
流の変化が少なく通常切削であるのか異常切削であるの
か判別困難である。　■のものは工作物と工具が導電体
である必要があり、切粉。

水によって誤検出が起こる。　■のものは高価となると
ともに熱補償回路等が必要となる。■のもでは切粉のか
らみ、切粉と工作物との衝撃音により誤検出する等の問
題点を有していた。

本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑みなさ
れたものであり、工具の摩耗、折損前に検知し切粉等に
よる単発的なＡＥノイズによる誤検出と、加工を中断す
ることのない信頼度の高い監視方法を提供するを目的と
する。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の工具異常監視方法
は、切削時に発生するＡＥ倍信号中から１０ＫＨ２−Ｉ
ＭＨｚのものを取出し、その値ΣＡＥＩが予め設定され
た第１摩耗しきい値Ａに対して越えた差分＋ＡＥ２のみ
を時間積分し、その値ＡＨ２の加算された値ＡＥ３が第
２摩耗しきい値Ｂｌを越えたとき摩耗アラーム信号を出
力し次に同一工具が指令されたとき予備工具に取換える
ものである。また摩耗しきい値Ｂｌ、Ｂ２を２段に設け
て積分値加算値と比較してそれぞれに工具摩耗アラーム
と工具異常摩耗アラームを出力することも好ましい、さ
らにＡＥ倍信号異常しきい値Ｃを越えたときは加工停止
を行うものである。

作用 ロー、ハイフィルタを通った信号ＡＥＩと設定値Ａとの
差のプラス分＋ＡＥ２を時間積分し加算した積分値ＡＥ
３を摩耗しきい値Ｂ１と比較して大きければ工具摩耗ア
ラーム信号を出力する。折損等の異常ＡＥ値は設定値Ｃ
と比較して大きければ異常アラームを出力する。積分値
加算値ＡＥ３が設定値Ｂｌ、Ｂ２を設けた場合はＢｌ＜
Ａｇ３＜８２の場合は加工を続行し次の同一工具指令時
に取換えＢ２を越えた場合はその場停止若しくは指令ブ
ロック完了後取換える。

実施例 以下本発明の実施例を図面にもとづき説明する。

第１図〜第３図においてｌは工作機械のテーブル刃物台
または主軸頭に取付けられたＡＥセンサ。

２は信号ＡＨの１０ＫＨｚ以下をカットするローパスフ
ィルタ、３は同じ＜　ＩＭＨｚ以上をカントするバイパ
スフィルタ、４は後述のＮＣ／ＥＣ装置の指令でデータ
が書換えられるとともにＭＤＩで数値Ａが入力できる摩
耗しきい値設定器、５はバイパスフィルタ３の通過した
ＡＨセンサ値ＡＥＩから摩耗しきい値Ａを減算する減算
回路、６は減算値ＡＥ２の符号を判定してプラス値のみ
出力する十−判定回路、７は十−判定回路６の出力＋Ａ
Ｅ２を時間積分する積分回路、８は工具を取換えたとき
後述のＮＣ／ＥＣ装置でリセットされ積分値ΣＡＥ２を
加算する積分値加算記憶回路、９はＮＣ／ＥＣ装置より
の指令でデータが書換えられるとともにＭＤＩで数値Ｂ
１が入力できる摩耗しきい値設定器、１０は摩耗しきい
値Ｂ１と記憶された積分値加算値ＡＥ３とを比較する比
較回路、１）は工作機械を駆動制御しＡＥセンサｌにＡ
Ｅ検出のオン、オフ信号を出力し前記各設定路のデータ
を書換えるＮＣ／ＥＣ装置、１２はＮＣ／ＥＣ装置１）
の指令でデータが書換えられるとともにＭＤｌ等で数値
Ｃが入力できる異常しきい値設定器、１３は信号ＡＥＩ
と異常しきい値とを比較しＡＥｌ≧Ｃのとき工具異常ア
ラーム信号をＮＣ７ＥＣ装置に出力する比較回路である
。

例えばマシニングセンタの工作物をドリルで穴明は加工
する。ＡＥセンサｌがテーブル上に取付けられており、
ＮＣ／ＥＣ装置１）の指令で加工開始とともにＡＥセン
サがオンされる。ドリル加工中ＡＥセンサｌから信号Ａ
Ｅが出力され、ローパスフィルタ２により雑音等１０Ｋ
ｌｌｚ以下の周波数がカントされ次いでバイパスフィル
タ３によりＩ　ＭＨｚ以上の周波数がカットされる０通
過した信号ＡＥＩは減算回路５において摩耗しきい値Ａ
が減算され、減算［Ａｇ３が十−判定回路６で符号が判
定されるが、摩耗が少ない間はＡＥセンサ出力は小さ（
判定はマイナスである。同じドリルでの穴明けの累積時
間が長くなり摩耗が次第に増しＡＥセンサｌの出力ＡＥ
が次第に大きくなる。そして十−判定回路６で十の減算
値＋ＡＥ２が出力されると積分回路７で時間積分されそ
の値ΣＡＥ２が積分値加算記憶回路８で加算されてＡｇ
３が記憶される。この記憶値ＡＥ３は摩耗しきい値Ｂｌ
と常に比較回路１０で比較されてＡｇ３　＞８１となっ
たとき工具摩耗アラーム信号をＮ　Ｃ／Ｅ　Ｃ装置に出
力する。そして再度同一工具が指令された時点で予備工
具と取換えられる。

また加工中ドリルが突然折損したとするとＡＥセンサ１
の大きな信号ＡＥはフィルタを通したＡＥｌが比較回路
１３において異常しきい値Ｃと比較されＡＥＩ＞Ｃのと
き工具異常アラームをＮＣ／ＥＣ装置に出力して直ちに
加工を停止させるものである。

なお異なる工具に対して摩耗しきい値Ａ、Ｂ１及び異常
しきい値Ｃを書換える必要のあるときはＭＤＩまたはＮ
Ｃ／ＥＣ装置の指令により書換えられる。

第４図においては第１図に加えて、１４は摩耗しきい値
Ｂｌより大きな値Ｂ２をＮＣ／ＥＣ装置１）の指令また
はＭＤＩで入力する摩耗しきい値設定器、１５は該摩耗
しきい値Ｂ２と積分値加算記憶回路８の値ＡＥ３とを比
較しＡｇ３＞８２であるとき工具異常摩耗アラームをＮ
Ｃ／ＥＣ装置１）に出力する比較回路である。

加工中積分値加算記憶回路８の記憶値ＡＥ３と摩耗しき
い値設定器９の値Ｂ１とが比較回路ｌＯでＡｇ３＞Ｂｌ
でありＡｇ３が摩耗しきい値設定器１４の値Ｂ２とが比
較回路１５で比較されＡｇ３〈Ｂ２であるときは工具が
摩耗したもののその後の信号ＡＥの増加が大きくなくま
たは加工時間が短いとして加工を続行する。再度同一工
具が指令された時点で予備工具と取換えられる。続く加
工により積分値加算回路８の値ＡＥ３が摩耗しきい値Ｂ
２とが比較回路１５で比較されＡｇ３＞８２であればそ
の場で若しくは実行中の指令ブロック終了後予備の工具
と取換えて加工を続行する。

効果 本発明は上述のとおり構成されているので次に記載する
効果を奏する。

請求項１．２の工具異常監視方法は切粉等によろ単発的
なＡＨノイズによる誤動作をなくし信頼性を向上するこ
とができる。また摩耗に応じた最適なタイミングで予備
工具と取換えが可能で効率的な工具管理を実現しうる。

請求項３の工具異常監視方法は折損に至る過渡的な工具
損傷を的確に把持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブロック線図、第２図はドリル作業中
のＡＥ倍信号出力状態を示す図、第３図は設定値を越え
た値の減算値の積分値の加算値を示す図、第４図は第１
図のブロック線図に一部回路を加えた図、第５図は従来
一般のＡＥ信号出力図である。 １・・ＡＥセンサ　２・・ローパスフィルタ３・・バイ
パスフィルタ　５・・減算回路４．９．１４・・摩耗し
きい値設定器 ７・・積分回路 ８・・積分値加算回路 １）・・ＮＣ／ＥＣ装置 １０．１３．１５・・比較回路 １２・・異常しきい値設定器 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）切削時に発生するＡＥ信号の中から１０ＫＨｚ〜
   １ＭＨｚのものを取出し、その値ＡＥ１が予め設定され
   た第１摩耗しきい値Ａに対して越えた差分＋ＡＥ２のみ
   を時間積分し、その値ΣＡＥ２の加算された値ＡＥ３が
   第２摩耗しきい値Ｂ１を越えたとき摩耗アラーム信号を
   出力し次に同一工具が指令されたとき予備工具に取換え
   ることを特徴とする工具異常監視方法。
2. （２）第２摩耗しきい値Ｂがしきい値Ｂ１＜Ｂ２なる２
   つに分けられていて積分加算値ＡＥ３がＢ１とＢ２の間
   にあるとき摩耗アラームを出力し次に同一工具が指令さ
   れたとき予備工具に取換えＡＥ３がＢ２を越えたとき工
   具異常摩耗アラーム信号を出力してその基若しくは指令
   ブロック完了後予備工具に取換えるものである請求項１
   記載の工具異常監視方法。
3. （３）ＡＥ１信号が異常しきい値Ｃを越えたとき直ちに
   加工停止させるものである請求項１または２記載の工具
   異常監視方法。