JPH02279256A - Detecting device for wear and breakdown of tool - Google Patents

Detecting device for wear and breakdown of tool

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JPH02279256A
JPH02279256A JP10054089A JP10054089A JPH02279256A JP H02279256 A JPH02279256 A JP H02279256A JP 10054089 A JP10054089 A JP 10054089A JP 10054089 A JP10054089 A JP 10054089A JP H02279256 A JPH02279256 A JP H02279256A
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JP
Japan
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wear
damage
tool
power
value
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Chikamori Ishi
石 京守
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MIYANO KK
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Abstract

PURPOSE:To decide the state of the wear and breakdown of a tool after completion of each work and to perform the stoppage and earing of a machine, the display of the work data up to the present, etc., by storing and operating a cutting power at the work stage simultaneously with performing the detection of the wear and breakdown of a tool during working. CONSTITUTION:A small power detecting device 17 detecting the power of a main shaft motor 4 or feed motor 11 is installed, the output thereof is digitized via a digital meter relay 18 and the numerical value conformed to the wear or breakdown of each tool is stored to the set value of the digitalmeter relay 18 in advance. The output from the small power detection device 17 and set value are compared, a machine is stopped in case of exceeding the set value and in case of not exceeding the maximum value is transmitted to a wear and damage detection controller 20 via a comparator 21 after completion of each work. The wear and damage detection controller 20 decides the wear and breakdown by comparing and studying the maximum value of a storing work power, outputting the command of the machine stoppage, etc., to a numerical control device 15 and control panel 16.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微少電力検出vi置を利用して、切削動力のみ
を精度良く検出し、切削動力の最大値を記憶い 記憶し
た各切削毎の切削動力の最大値を摩耗破損検出コントロ
ーラー上で比較検討することにより、切削工具の摩耗及
び破損を検出する工具摩耗破損検出装置に間する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention uses a minute power detection device to detect only the cutting power with high accuracy, and stores the maximum value of the cutting power. By comparing and examining the maximum value of cutting power on the wear and damage detection controller, a tool wear and damage detection device is installed to detect wear and damage of the cutting tool.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の工具摩耗破損検出[lには、′M、方法、切削力
法、AE法、振動法など種々な方式が利用され、実用化
されてきたが、誤動作が多くしかも工具摩耗の検出は不
可能にちかく、実用的な検出方法とはいえなかった。
Various methods have been used and put into practical use for conventional tool wear and damage detection [l], such as the 'M method, the cutting force method, the AE method, and the vibration method, but these methods often cause malfunctions and do not detect tool wear. Although this was close to possible, it was not a practical detection method.

AE法は、加工時に工具に生ずるアコースティック・エ
ミッションを利用する方式であり、撮動法は、加工時に
工具またはワークまたは機械本体に生ずる。振動、加速
度などを利用する方式であり、切削力法は、工具にかか
る切削力を検出する方式であり、電流法は、加工時に主
軸モータまたは送りモータに生ずる電流を検出する方式
であって1本発明とは原理を異にするものである。
The AE method is a method that utilizes acoustic emissions generated in a tool during machining, and the imaging method utilizes acoustic emissions generated in a tool, workpiece, or machine body during machining. The cutting force method is a method that detects the cutting force applied to the tool, and the current method is a method that detects the current generated in the spindle motor or feed motor during machining. The principle is different from that of the present invention.

本発明は電力法の一種であるが、従来の電力法による検
出方式は、主軸モータまたは送りモータにかかっている
全電力を検出する方式であった。
Although the present invention is a type of electric power method, the conventional detection method based on the electric power method was a method of detecting the total electric power applied to the spindle motor or the feed motor.

このため、ワークまたは工具の回転に要する電力と、加
工に要する電力の和を検出することになり。
Therefore, the sum of the power required to rotate the workpiece or tool and the power required for machining is detected.

これによって工具の摩耗及び破損を判定するのは困難で
あ)た。特に工具摩耗の判定は不可能といえるほどであ
った。ざらにこの方式はモータの供給電圧が変動する場
合、その影響をまともに受けるので信頼性が問題になっ
ていた0本発明は微少電力検出装置を利用しているため
に、加工に要する電力のみを精度良く検出することが出
来るので。
This made it difficult to determine tool wear and damage. In particular, it was almost impossible to judge tool wear. Roughly speaking, this method is affected by fluctuations in the supply voltage of the motor, so reliability has been a problem.Since the present invention uses a minute power detection device, only the power required for machining is used. can be detected with high accuracy.

工具の摩耗及び破損の検出を精度良く行うことが出来る
Tool wear and damage can be detected with high accuracy.

(発明が解決しようとする問題点〕 従来の工具摩耗破11検出装置は、誤動作が多く。(Problem that the invention seeks to solve) Conventional tool wear and tear detection devices often malfunction.

特に工具摩耗の検出は不可能といえるほどであり。In particular, detection of tool wear is almost impossible.

さらに各加工毎の検出データを利用せず、加工中に工具
摩耗及び破損の検出を行うために、加工途中で機械が停
止する。このために数値制御工作機確の場合は、工具を
交換し、加工プログラムを先頭に戻し1機械を所定の位
置に戻すなと、復旧に手間がかかる上に、削り残した部
分を再度切削しなければならなかった。
Furthermore, in order to detect tool wear and damage during machining without using detection data for each machining, the machine is stopped during machining. For this reason, in the case of a numerically controlled machine tool, you have to change the tool, return the machining program to the beginning, and return the machine to the predetermined position. Not only does it take time to recover, but you also have to re-cut the uncut part. I had to.

本発明は上記の事情を考慮してなされたもので。The present invention has been made in consideration of the above circumstances.

工具の摩耗及び破損の検出を、各加工中に精度良く行い
、各加工の終了後、各加工毎の検出データを記憶し、そ
の値を摩耗破損検出コントローラー上で種々検討するこ
とにより、摩耗及び破1(1の判定を行い2機械停止な
どの1令を出す、このことにより、予測を上回る早さで
工具が摩耗または破損するときは加工中に機械を停止さ
せ、そうでない時は各加工の終了後に機械を停止させる
ことにより、上記の種々な問題点を解決した工具摩耗破
損検出装置を提供することを目的とする。
Detection of tool wear and damage is carried out with high accuracy during each machining process, and after each machining is completed, the detection data for each machining process is stored, and the values are examined in various ways on the wear and damage detection controller. Failure 1 (Determine 1 and issue 1 command such as 2 machine stop. By doing this, if the tool wears or breaks faster than expected, the machine will be stopped during machining, and if not, each machining It is an object of the present invention to provide a tool wear/damage detection device that solves the various problems described above by stopping the machine after the completion of the tool wear and tear detection system.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

工作機械の主軸モータまたは送りモータの電力を検出す
るように微少電力検出11置を設’flU+  その出
力をディジタルメーターリレーを介してディジタル化し
、あらかじめ各工具の摩耗または破損のレベルに合わせ
た数値を、ディジタルメーターリレーの複数個の設定値
に記憶させ、各工具に合わせて所要の設定値を自動的に
呼び出し、@少電力検出装置からの出力と設定値とを比
較し、設定値を越えた場合は機械を停止させ、設定値を
越えない場合は各加工終了後、その間の最大値を比較器
を介して摩耗破損検出コントローラーに転送し。
11 minute power detection units are installed to detect the power of the spindle motor or feed motor of the machine tool.The output is digitized via a digital meter relay, and numerical values are determined in advance according to the level of wear or damage of each tool. , stores multiple setting values in the digital meter relay, automatically calls out the required setting values for each tool, compares the output from the low power detection device with the set value, and detects when the set value is exceeded. If so, the machine is stopped, and if the set value is not exceeded, after each machining is completed, the maximum value during that time is transferred to the wear/damage detection controller via a comparator.

摩耗破損検出コントローラーは、記憶している各加工で
の加工電力の最大値を比較検討して摩耗及び破損の判定
を行い1機械停止などの指令を数値制御装置や制御盤に
出す。
The wear and tear detection controller compares and examines the maximum values of machining power for each machining process stored, determines wear and damage, and issues commands such as one machine stop to the numerical control device and control panel.

〔作用〕[Effect]

本発明は以上のように構成されているので、工具の摩耗
及び破損を精度良く検出することが出来る。本発明は工
具の摩耗及び破損の設定値と、加工中の切削動力とを常
時比較しながら、予想外の急激な摩耗及び破損を検出し
て機械を停止させることができ、しかも各加工が正常に
終了した後は。
Since the present invention is configured as described above, wear and damage of a tool can be detected with high accuracy. The present invention constantly compares the set values for tool wear and breakage with the cutting power during machining, detects unexpected sudden wear and breakage, and can stop the machine, while each process continues normally. After finishing.

各加工中の切削動力の最大値を記憶し、それを処理する
ことによって摩耗及び破損の判定を行うことにより、各
加工終了後に機械の停止信号を出すことが出来る。これ
は数値制御工作機械の場合は。
By storing the maximum value of cutting power during each machining process and processing it to determine wear and damage, a machine stop signal can be issued after each machining process is completed. This is the case for numerically controlled machine tools.

加ニブ「7グラム中の一つの工具による加工工程が正常
に終了した後に機械の停止命令が出るので。
Kanib: ``The machine is ordered to stop after the machining process with one tool in the 7 grams is completed normally.

その工具を交換するだけで直ちに次の工具による加工に
はいることが出来る。このことによる利点は、加工途中
で停止した機械を元に戻し、工具を交換し、再度加工す
る場合の事を考えれば明かである。
Just by exchanging the tool, you can immediately start machining with the next tool. The advantage of this becomes clear when considering the case where a machine that has stopped midway through machining is returned to its original position, the tool is replaced, and machining is started again.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明を実施図に基き説明する。 The present invention will be explained below based on the drawings.

本発明による工具摩耗破損検出装置の実施例は第1図に
示すとおりであり1本例では数値制御旋盤の主軸モータ
の電力を計測して工具の摩耗及び破損の検出を行う場合
について説明する。その他の工作機械に本発明を応用す
るのは容易である。
An embodiment of the tool wear and damage detection device according to the present invention is shown in FIG. 1, and in this example, a case will be described in which the power of the spindle motor of a numerically controlled lathe is measured to detect tool wear and damage. It is easy to apply the present invention to other machine tools.

例えばフライス切削、ドリル切削などの工具が回転する
工作機械においては、工具を駆動するモータの電力を検
出すればよく、切削力が送り力に良く表われる工作機械
においては、送りモータの電力を検出すればよい。
For example, in machine tools that rotate tools such as milling and drill cutting, it is sufficient to detect the power of the motor that drives the tool, and in machine tools where the cutting force is often reflected in the feed force, the power of the feed motor can be detected. do it.

本装置を説明する前に工作機械の構成を説明する。Before explaining this device, the configuration of the machine tool will be explained.

lは主軸台で、ベツド2上に支持されている。1 is a headstock supported on the bed 2.

3は主軸で主軸台1上に軸受を介して回転可能に支承さ
れ、主軸モータ4により駆動装置5を介して回転が伝達
駆動される。6は主軸3の先端に装着されたチャックで
、被加工物を把持・解放する。
A main shaft 3 is rotatably supported on the headstock 1 via a bearing, and its rotation is transmitted and driven by a main shaft motor 4 via a drive device 5. Reference numeral 6 denotes a chuck attached to the tip of the main spindle 3, which grips and releases the workpiece.

7は主軸3の回転軸線方向に進退動可能な縦工具送り台
8と、主軸3の回転軸線方向と直交する方向に進退動可
能な横工具送り台9と紹みを成す工具台で、ボールネジ
10とサーボモータ11の駆動により送りがル制御され
ている。12は被加工物13の径方向と中心方向に延び
て配置された複数のバイトなどの工具14を保持すると
ころのタレットで、工具台7に割出し手段を介して回動
可能に支承されている。
Reference numeral 7 denotes a tool stand that consists of a vertical tool feeder 8 that can move forward and backward in the direction of the rotational axis of the main spindle 3, and a horizontal tool feeder 9 that can move forward and backward in the direction perpendicular to the rotational axis of the main spindle 3. The feed is controlled by driving the servo motor 10 and the servo motor 11. A turret 12 holds a plurality of tools 14 such as bites extending in the radial direction and center direction of the workpiece 13, and is rotatably supported on the tool stand 7 via an indexing means. There is.

次に工作機械と本発明の装置の構造上の関係を説明する
Next, the structural relationship between the machine tool and the device of the present invention will be explained.

主軸モータ4は数値制御装置150指令により。The main shaft motor 4 is controlled by a numerical control device 150 command.

制御盤16を介して駆動され、主軸モータ4を駆動する
ための電力は、微少電力検出装置17により検出され、
検出された電力の値は微少電力検出装置17により電圧
として出力され、その電圧はディジタルメーターリレー
18により数値に変換される。ディジタルメーターリレ
ー18は工具の摩耗及び破損時の上限及び下限設定値を
容易に入力できる構造となっており、各種の工具に刻す
る上限及び下限設定値を記憶できるようになっている。
The electric power driven via the control panel 16 and used to drive the spindle motor 4 is detected by the minute electric power detection device 17.
The detected power value is output as a voltage by the minute power detection device 17, and the voltage is converted into a numerical value by the digital meter relay 18. The digital meter relay 18 has a structure that allows easy input of upper and lower limit set values when the tool is worn or damaged, and is capable of storing upper and lower limit set values to be engraved on various tools.

各工具に対する上限及び下限設定値は数値制御装置15
が検出すべき工具の加工プログラム上の制御コード(M
コード)を読み込むと、それによってディジタルメータ
ーリレー18に記憶しである所要の上限及び下限設定値
を呼び出すようになっている。
The upper and lower limit set values for each tool are set by the numerical controller 15.
The control code (M
When the code) is read, it calls up the required upper and lower limit settings stored in the digital meter relay 18.

各工具で加工中の電力は微少電力検出装置17により常
時検出され、ディジタルメーターリレー18に送られ、
その値は所定の設定値と常時比較され、上限設定値を越
えた場合はタイマー19を介して摩耗破損検出コントロ
ーラー20に検出信号を出す、タイマー19は、ある時
間の間、出力が上限設定値を越えたときに、摩耗破損検
出コントローラー20に検出信号を出すもので、瞬間的
な設定値オーバーを無視することが出来る。出力が上限
設定値を越えない場合は、工具に摩耗及び破損の吠態が
生じなかったとみなされる。ディジタルメーターリレー
18からの出力は、比較器21に常時送られ、加工中の
電力の最大1+1を記憶し。
The power during machining with each tool is constantly detected by a micro power detection device 17 and sent to a digital meter relay 18.
The value is constantly compared with a predetermined set value, and if it exceeds the upper limit set value, a detection signal is sent to the wear/damage detection controller 20 via the timer 19. The timer 19 keeps the output at the upper limit set value for a certain period of time. When the value exceeds the set value, a detection signal is sent to the wear/damage detection controller 20, making it possible to ignore momentary exceedance of the set value. If the output does not exceed the upper limit setting, it is assumed that the tool has not experienced wear and tear. The output from the digital meter relay 18 is constantly sent to the comparator 21, which stores the maximum power of 1+1 during processing.

各工具での加工終了後、*耗破損検出コントローラー2
0に加工中の電力の最大値が転送される。
After finishing machining with each tool, * wear and damage detection controller 2
The maximum value of power during processing is transferred to 0.

摩耗破損検出コントローラー20は各工具での1回目の
加工に要した電力の最大値から、今回の加工に要した電
力の最大値までを記憶するメモリーを有している。これ
らの数値を処理して摩耗及び破損の状態を検出して、検
出信号を数値制御装置15または制御盤16に送り9機
械を停止させ。
The wear and tear detection controller 20 has a memory that stores the maximum value of power required for the first machining with each tool to the maximum value of power required for the current machining. These numerical values are processed to detect the state of wear and damage, and a detection signal is sent to the numerical control device 15 or control panel 16 to stop the machine 9.

ディジタルメーターリレー18の設定値オーバーによる
加工途中での強制的な機械停止を少なくすると共に、現
在の工具の摩耗または破損の程度などを表示して注意を
促す構造になっている。
The structure is designed to reduce forced machine stops during machining due to exceeding the set value of the digital meter relay 18, and to display the current degree of wear or damage of the tool to call attention to it.

ディジタルメーターリレー18.比較器21゜タイマー
19は一般に市販されている。
Digital meter relay 18. The comparator 21 and timer 19 are generally commercially available.

第2図は主軸モータに生ずる電力の状態を表した一例で
ある。主軸モータを起動し、一定回転数に達した後、切
削により負荷がかかり、切削が終了して無負荷の状態に
なり、さらに回転数を大きくした後切削を行い、切削が
終了して無負荷の状態になった時の主軸モータの電力の
推移を表している。aは停止時、bは起動後のオーバー
シュートの状態、  c−dは無負荷時の状態*  e
−fは定常切削の状態9g〜hは加工終了後の無負荷時
の状態、1=j−には主軸モータの回転数を上昇した時
のオーバーシュートの状態及び回転数が安定した後の無
負荷時の状態、1〜mは次の定常切削の状態、n−oは
加工終了後の無負荷時の状態をそれぞれ表している。
FIG. 2 is an example showing the state of electric power generated in the main shaft motor. The spindle motor is started, and after reaching a certain number of rotations, a load is applied by cutting, cutting is finished and there is no load, then the number of rotations is further increased, cutting is performed, and cutting is finished and there is no load. It shows the change in the power of the spindle motor when the state is reached. a is the state when stopped, b is the overshoot state after starting, c-d is the state when there is no load * e
-f is the state of steady cutting; 9g to h are the no-load state after machining; 1=j- is the overshoot state when the rotation speed of the spindle motor is increased, and the no-load state after the rotation speed has stabilized. The state under load, 1 to m represent the state of the next steady cutting, and no represents the state under no load after machining.

このように主軸モータの回転数が変化するたびに無負荷
時に要する電力が変化し、しかも無負荷電力は切削力に
比べて大きな値になるので、主軸モータの全電力を検出
して切削動力を推定するのは困難である。
In this way, the power required at no load changes each time the rotation speed of the spindle motor changes, and the no-load power is a large value compared to the cutting force, so the cutting power can be calculated by detecting the total power of the spindle motor. It is difficult to estimate.

市販されている微少電力検出装置の原理の一例は、電力
計にホールド回路及び、増幅率が可変の増幅器を取付け
たもので、ホールド信号を入れると現在の電力値をホー
ルドし、それ以降の電力値とホールドした値との差を検
出し、増幅器を通してその差を表示し、出力する方式で
ある。この動作の一例を第3図に示す。a〜hは主軸モ
ータの電力値である。210時点でホールド信号をいれ
ると、06間の電力値Wc、dを記憶し、 それ以降の
Zl−d開の値は(W z I、cl −We、d)の
値を増幅した値を出力する。 06間の電力値は一定で
An example of the principle of a commercially available micro power detection device is a power meter equipped with a hold circuit and an amplifier with a variable amplification factor.When a hold signal is input, the current power value is held, and subsequent power values are This method detects the difference between the value and the held value, displays the difference through an amplifier, and outputs it. An example of this operation is shown in FIG. a to h are power values of the main shaft motor. When a hold signal is input at the time of 210, the power values Wc and d between 06 and 06 are memorized, and the value of Zl-d open after that is output as the amplified value of (W z I, cl - We, d). do. The power value during 06 is constant.

W c 、 dであるので、この場合の出力は0になる
Since W c and d, the output in this case is 0.

(ef間の電力値W e * f−W c + d )
の値に増幅率を掛けたものが、0M+間の出力値になる
。この間の微少電力検出装置の出方の様子を示したのが
(Power value between ef W e * f - W c + d)
The value obtained by multiplying the value by the amplification factor becomes the output value between 0M+. This shows how the micro power detection device was developed during this period.

Zl’ +d’ 、e’ 、f’ 、g’ 、h’であ
る。
Zl' + d', e', f', g', h'.

これによって切削動力だけを増幅して精度良く検出する
ことが出来る。この性質を利用して切削動力だけを増幅
して検出する場合の、主軸モータの電力の推移を第4図
に示す。加工中の主軸の回転数は一定とする。
This allows only the cutting power to be amplified and detected with high accuracy. FIG. 4 shows the change in power of the spindle motor when only the cutting power is amplified and detected using this property. The rotation speed of the spindle during machining is constant.

主軸を起動し、所定の回転数に達した06間の21の時
点で、工具監視(電力の監視)を始めると同時に、微少
電力検出装置にボールド信号を出す。微少電力検出lI
置はホールド信号を受けたZlの時点での電力値をホー
ルドし、それ以降の電力値とホールドした値との差を増
幅して、Zl’・d′・e′・f”・g’、h’11 
ZJ ’+J″ の値を検出する。ここでe I 11
間の値は切削動力のみを増幅した値になっている。工具
の監視(電力の監視)はg′の時点で終了する0次に主
軸の回転数を変更し、所定の回転数に達したjk間の2
2の時点で工具の監視(電力の監視)を開始し、同時に
ホールド信号を微少電力検出装置に送り、切削動力のみ
を増幅したl’m’間の値を得る。このように。
When the spindle is started and a predetermined rotational speed is reached at point 21 between 06 and 06, tool monitoring (power monitoring) is started and at the same time a bold signal is sent to the minute power detection device. Micro power detection lI
The device holds the power value at the time Zl when the hold signal is received, amplifies the difference between the power value after that and the held value, and calculates Zl', d', e', f", g', h'11
Detect the value of ZJ '+J''. Here, e I 11
The values in between are values that amplify only the cutting power. Tool monitoring (power monitoring) changes the rotational speed of the main spindle in the 0th order, which ends at g', and changes the rotational speed between jk and 2nd when the predetermined rotational speed is reached.
At point 2, tool monitoring (power monitoring) is started, and at the same time a hold signal is sent to the minute power detection device to obtain a value between l'm' in which only the cutting power is amplified. in this way.

切削動力を計測する直前の電力を基準にして、切削動力
のみを増幅して検出する方式なので、主軸モータへの供
給電圧の変動による影響を最小限に抑える事が出来る。
Since this method amplifies and detects only the cutting power based on the electric power immediately before measuring the cutting power, it is possible to minimize the influence of fluctuations in the voltage supplied to the spindle motor.

次に精度良く検出された切削動力を用いて、工具摩耗及
び破損の検出をする摩耗破損検出コントローラ20につ
いて説明する。第5図は、摩耗破損検出コントローラの
構成の一例である。摩耗破損検出コントローラ20は、
一般に市販されているパーソナルコンピュータとほぼ同
じ構成であって、ディジタルメータリレー18からの=
q定値オーバーの信号を、タイマー19を介して受ける
受信部!、比較器21からの最大値を受ける受信部2、
入力部1表示部、記憶部、演算部、制御部。
Next, a description will be given of the wear and tear detection controller 20 that detects tool wear and damage using accurately detected cutting power. FIG. 5 shows an example of the configuration of the wear and tear detection controller. The wear and tear detection controller 20 is
It has almost the same configuration as a general commercially available personal computer, and the = from the digital meter relay 18.
A receiving unit that receives a signal of q exceeding the fixed value via the timer 19! , a receiving section 2 receiving the maximum value from the comparator 21;
Input unit 1 Display unit, storage unit, calculation unit, control unit.

及び数値制御装置15.制御盤16へ信号を送る出力部
とを有する。
and numerical control device 15. It has an output section that sends a signal to the control panel 16.

第6図は工具の摩耗及び破損の判定に必要な項目を記憶
している記憶部の内容の一例である。例えば1Mコード
M101に対応する工具番号1番は、破損の検出を行い
、初期1tllF1は新しい工具での、最初のまたはテ
スト加工での切削動力の測定値であり、上限設定値U1
は、ディジタルメータリレー18で強制的に検出する上
限設定値であり、下限設定値Llは、加工中に一度もそ
れを越えない場合は、工具が脱落して加工しなかったと
みなす下限設定値であって、この場合は9機械停止等の
処置を行う、加工回数1,2.・・・Nは同一工具によ
る加工の回数であり、1回目の切削動力調定値A1,2
回目の切削動力測定[A2゜・・・ANを順次記憶する
。ソフト設定[1,2゜・・・Mはソフト上の設定値で
あり、ソフト設定(d 1のSlは、ソフト上の上限設
定値であり、切削動力の測定値がこの値を越えたときは
、信号を出して機械を停止させる。Slの値は上限設定
1+IU1より小さな値に設定するので、切削動力の測
定値が51とUlの間にある時は2機械は加工中に停止
せずに、加工終了後に停止する。ソフト設定値SMは切
削動力の測定値が、それ以下であれば問題ないと見なす
値であり、92〜SM−1の値は、Sl、SMの値を適
当に分割したものである。ソフト設定値S1〜SMの値
は9手動で入力することも出来るが、初期値Fl、  
上限設定値U1の値を利用して、所定の計算式に従って
、自動的に決定することも出来る。これらの値は工具の
形状、材質、ワークの材質、切削条件等に合わせて設定
すれば良い、摩耗及び、破損の判定動作は。
FIG. 6 is an example of the contents of a storage section that stores items necessary for determining tool wear and damage. For example, tool number 1 corresponding to 1M code M101 performs breakage detection, initial 1tllF1 is the measured value of cutting power in the first or test machining with a new tool, and upper limit set value U1
is the upper limit set value that is forcibly detected by the digital meter relay 18, and the lower limit set value Ll is the lower limit set value where it is assumed that the tool has fallen off and machining has not been performed if it is not exceeded even once during machining. In this case, there are 9 steps such as stopping the machine, and the number of machining operations is 1, 2. ...N is the number of times of machining with the same tool, and the first cutting power adjustment value A1, 2
Measurement of cutting power for the first time [A2°...AN is stored in sequence. Software setting [1, 2°...M is the setting value on the software, and SL in d1 is the upper limit setting value on the software, and when the measured value of cutting power exceeds this value will issue a signal to stop the machine.Since the value of Sl is set to a value smaller than the upper limit setting 1 + IU1, when the measured value of cutting power is between 51 and Ul, the two machines will not stop during machining. The software setting value SM is a value in which it is considered that there is no problem if the measured value of cutting power is less than that, and the values of 92 to SM-1 are determined by adjusting the values of Sl and SM appropriately. The software setting values S1 to SM can be input manually, but the initial values Fl,
It is also possible to automatically determine the upper limit setting value U1 according to a predetermined calculation formula. These values can be set according to the shape and material of the tool, the material of the workpiece, cutting conditions, etc., and the operation for determining wear and damage.

切削動力の測定値が、ソフト設定(itI S Mを越
えた場合について行う。
Perform this when the measured value of cutting power exceeds the software setting (itISM).

他のMコードや工具番号に対しても、全く同様に行う事
が出来る。
Exactly the same procedure can be performed for other M codes and tool numbers.

次に破損検出の場合を例にとって説明する。第7図はM
 101.  工具番号1番で、ソフト設定値の数を6
個とし、加工回数が25回目で機械が停止した場合の一
例を示す、切削動力の測定値が。
Next, the case of damage detection will be explained as an example. Figure 7 is M
101. For tool number 1, set the number of software settings to 6.
The measured value of the cutting power shows an example when the machine stops after the 25th machining.

ソフト設定値S6を越えたA18から破損の判定動作に
はいり、A25の値がソフト設定値の上限S1を越え、
上限設定値U1を越えていないので。
The damage judgment operation starts from A18, which exceeds the software setting value S6, and the value of A25 exceeds the upper limit S1 of the software setting value.
Because it does not exceed the upper limit setting value U1.

加工中にディジタルメーターリレー18により。By digital meter relay 18 during processing.

強制的に機械を停止させられることなく、25回目の加
工終了後1機械は停止させられる。
One machine is stopped after the 25th machining without being forced to stop.

この場合、A18からA25までの値が、  Sl−S
6の区切りの間を一段づつ上昇しているので。
In this case, the values from A18 to A25 are Sl-S
Because it is rising one step at a time between the 6 sections.

小ざな破損が少しづつ起こり、ついには大きな破損とな
り1機械は停止したと考えられる。〔切削動力の測定値
Bが下限設定1lIIL1以下の場合は。
It is believed that small damage occurred little by little, and eventually major damage occurred and one machine stopped. [If the measured value B of cutting power is less than the lower limit setting 1lIIL1.

工具の脱落として信号を出し9機械を停止させる。If a tool falls off, a signal is issued to stop the machine.

〕 第8図は破損の過程を示す一例である。 (イ)の場合
は、切削動力の測定値がソフト設定(11S1〜S6の
区切りの間を2段づつ上昇しているので。
] FIG. 8 is an example showing the process of damage. In the case of (a), the measured value of the cutting power increases by two steps between the software settings (11 S1 to S6).

中規模の破損が続いて、大きな破損になったと考えられ
、 (ロ)の場合は、Sl−S6の区切りの閘を3段、
2段と上昇しているので、大規模と。
It is thought that medium-sized damage continued and then became major damage.
It is said to be large-scale because it rises in two stages.

中規模の破損により、大きな破損となったと考えられ、
 (ハ)の場合は、 1段、3段、 1段と上昇してい
るので、小規模、大規模、小規模の破損によって大きな
破損になったと考えられ、 (ニ)の場合は一度に4段
上昇しているので、非常に大規模な破損が生じたと考え
られ、ワークに与える影響を考えて、ソフト上の上限設
定値S1を越えていないけれとも機械停止または強い警
告を出すなどの処置をとる。 (ホ)の場合は突発的に
大きな破損が生じたと考えられ、上限設定値01を越え
ているのでディジタルメーターリレー18により。
It is believed that medium-sized damage resulted in major damage.
In case (c), the rise is 1 step, 3 steps, and 1 step, so it is thought that the large damage was caused by small-scale, large-scale, and small-scale damage, and in case (d), the damage increased by 4 steps at once. Since the step is rising, it is thought that very large-scale damage has occurred. Considering the impact on the work, measures such as stopping the machine or issuing a strong warning even if the upper limit set value S1 in the software has not been exceeded are taken. Take. In the case of (e), it is considered that a large damage occurred suddenly, and the upper limit setting value 01 is exceeded, so the digital meter relay 18 is used.

加工途中で強制的に機械は停止させられる。The machine is forced to stop during processing.

以上述べたようにソフト設定値を設けることにより、破
損の模様をかなり詳しく知ることが出来る。
As described above, by providing software setting values, it is possible to know the pattern of damage in considerable detail.

摩耗検出の場合も同様で、どの様な状態で摩耗が生じた
かをかなり詳しく知ることが出来る。
The same is true for wear detection, and it is possible to know in considerable detail under what conditions wear has occurred.

以上のようにして各工具での切削動力を実際に測定した
数値を記憶し、演算することにより、摩耗及び破損の判
定を精度よく行うことが出来る。
By storing and calculating the values actually measured for the cutting power of each tool as described above, it is possible to accurately determine wear and damage.

またこれらの測定し、記憶した数値を各工具毎に第7図
のような図形として9表示部を介して表示すれば、工具
の状態を視覚的にはっきりと確認することが出来る。
Furthermore, if these measured and stored numerical values are displayed for each tool in the form of a figure as shown in FIG. 7 via the display section 9, the condition of the tool can be clearly confirmed visually.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の通り本発明によれば、加工中に工具の摩耗及び破
損の検出を行うことが出来ると同時に。
As described above, according to the present invention, tool wear and damage can be detected during machining and at the same time.

各加工段階での切削動力を記憶し演算することにより、
各加工終了後に工具の摩耗及び破損の状態を判定し、I
l械停止、警告、現在までの加工データの表示などを行
うことが出来る。
By memorizing and calculating the cutting power at each machining stage,
After each machining is completed, the state of wear and damage of the tool is determined and
It is possible to stop the machine, give warnings, and display the current machining data.

このようにソフトによるチエツクと、ディジタルメータ
ーリレー18によるチエツクを行うことになるので、摩
耗及び破損検出の信頼性がさらに大きくなる。
Since checks are performed by the software and by the digital meter relay 18 in this way, the reliability of wear and damage detection is further increased.

近年におけるエレクトロニクス技術の急速な発展により
1本装置を構成するのに必要な記憶部。
Due to the rapid development of electronics technology in recent years, a storage unit is required to configure one device.

演算部、入出力部5表示部、制御部などを有する計算機
を安価にしかも容易に入手することが出来る上に、最近
の数値制御装置はこれらの機能を有しているので1価格
的な面でも充分対応できるものである。
Computers with arithmetic units, input/output units, display units, control units, etc. can be obtained at low cost and easily, and recent numerical control devices have these functions, so they are inexpensive. But it is quite manageable.

本例は数値制御旋盤の主軸モータの電力を計渕する場合
であるが、他の工作機械にも容易に応用できるものであ
る。
Although this example is for calculating the power of the spindle motor of a numerically controlled lathe, it can be easily applied to other machine tools as well.

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

第1図は本発明の一実施例による工具摩耗破損検出装置
を示す図、第2図は主軸モータに生ずる電力の状態の一
例を示す図、第3図は微少電力検出装置の動作の一例を
示す図、第4図は微少電力検出装置により切削動力のみ
を増幅して検出する動作の一例を示す図、第6図は摩耗
破損検出コントローラーの一例を示す図、第6図は摩耗
破損検出コントローラーの記憶部の内容の一例を示す図
。 第7図は工具摩耗破損検出装置の動作の一例を示す図、
第81!Iは破損の過程の一例を示す図である。 l−主軸台  2−ベツド  3−主軸4−主軸モータ
 5−駆動装置  6−チャック8−縦工具送り台  
9−横工具送り台10−−ボールネジ  11・−サー
ボモータ12−一タレフト   13 15−数値制御装置 微少電力検出装置 18 レー 19−タイマー ントローラー  21 加工物  14−工具 16−制g4磐   17 一ゾイジタルメーターリ 2〇−窄粍破損検出コ 比較器
Fig. 1 is a diagram showing a tool wear/damage detection device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing an example of the power state generated in the spindle motor, and Fig. 3 is a diagram showing an example of the operation of the micro power detection device. Figure 4 is a diagram showing an example of the operation of amplifying and detecting only the cutting power by a micro power detection device, Figure 6 is a diagram showing an example of a wear and tear detection controller, Figure 6 is a diagram showing an example of a wear and tear detection controller. The figure which shows an example of the content of the memory|storage part of. FIG. 7 is a diagram showing an example of the operation of the tool wear and damage detection device;
81st! I is a diagram showing an example of a damage process. 1- Headstock 2- Bed 3- Spindle 4- Spindle motor 5- Drive device 6- Chuck 8- Vertical tool feeder
9-Horizontal tool feed stand 10--Ball screw 11--Servo motor 12--Tareft 13 15-Numerical controller minute power detection device 18 Ray 19-Time management roller 21 Workpiece 14-Tool 16-Control g4 Iwa 17 Izoi Digital meter 2〇 - Destruction/damage detection comparator

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)摩耗及び破損を検出すべき工具を用いて加工中のモ
ーターの切削動力だけを拡大して検出する微少電力検出
装置と、複数の摩耗及び破損検出用の設定値を有し、微
少電力検出装置からの出力を受けるディジタルメーター
リレーと、ディジタルメーターリレーからの出力を受け
、その最大値を検出する比較器と、ディジタルメーター
リレーからの出力を受けるタイマーと、タイマー及び比
較器からの出力を受ける受信部、データーを記憶する記
憶部、所要のデーターを入力する入力部、記憶され入力
されたデーターを演算して摩耗及び破損の判定を行う演
算部、記憶されたデーターや判定された結果を表示する
表示部、判定された結果を制御盤や数値制御装置に出力
する出力部、各部を制御する制御部とを有する摩耗破損
検出コントローラーとからなる工具摩耗破損検出装置。 2)上記ディジタルメーターリレーは、複数の摩耗及び
破損検出用の上限及び下限設定値を有し、加工中のモー
ターの切削動力の測定値と上限及び下限設定値とを常時
比較し、測定値が上限設定値を越えたときは摩耗または
破損と判定して機械を停止させ、加工中のモーターの切
削動力の測定値が、加工中に一度も下限設定値を越えな
い時は、工具脱落と判定して機械を停止させることを特
長とする工具摩耗破損検出装置。 3)上記ディジタルメーターリレーが、摩耗または破損
または工具脱落と判定しない場合、上記比較器からの出
力を受け取って記憶し、複数の可変なソフト上の設定値
を用いて演算し、摩耗及び破損の判定を行って機械を停
止させ、並びに摩耗及び破損の模様を判定する上記摩耗
破損検出コントローラーを有することを特長とする工具
摩耗破損検出装置。 4)摩耗及び破損を検出すべき工具による加工プログラ
ムの中に、複数の制御コード(Mコード)を挿入し、一
つの制御コードにより微少電力検出装置の出力をホール
ドすることによって切削動力のみを検出するようにし、
他の制御コードにより上記工具により生ずる切削動力の
測定を開始し、また他の制御コードにより測定を終了さ
せ、この測定期間中の切削動力のみを上記ディジタルメ
ーターリレーに送り、上記比較器を介して測定期間中の
最大値を受け取り、摩耗及び破損の判定を行うことを特
長とする上記摩耗破損検出コントローラーを有する工具
摩耗破損検出装置。
[Claims] 1) A micro power detection device that magnifies and detects only the cutting power of a motor during machining using a tool whose wear and damage are to be detected, and a plurality of set values for detecting wear and damage. a digital meter relay that receives the output from the minute power detection device, a comparator that receives the output from the digital meter relay and detects its maximum value, a timer that receives the output from the digital meter relay, and a timer and a comparator. A receiving section that receives the output from the device, a storage section that stores data, an input section that inputs the required data, a calculation section that calculates the stored and input data to judge wear and damage, and the stored data and A tool wear and damage detection device that includes a wear and damage detection controller that has a display section that displays the determined results, an output section that outputs the determined results to a control panel or numerical control device, and a control section that controls each part. 2) The digital meter relay has multiple upper and lower limit set values for detecting wear and damage, and constantly compares the measured value of the cutting power of the motor during machining with the upper and lower limit set values. If the upper limit set value is exceeded, it is determined that wear or damage has occurred and the machine is stopped, and if the measured value of the cutting power of the motor during machining never exceeds the lower limit set value, it is determined that the tool has fallen off. A tool wear/damage detection device that stops the machine. 3) If the digital meter relay does not determine wear, damage, or tool dropout, it receives and stores the output from the comparator, calculates it using multiple variable software settings, and determines whether the wear or damage has occurred. A tool wear and damage detection device characterized by having the above-mentioned wear and damage detection controller that makes a determination and stops the machine, and determines patterns of wear and damage. 4) Insert multiple control codes (M codes) into the machining program for the tool that should detect wear and damage, and detect only the cutting power by holding the output of the micro power detection device using one control code. and
Another control code starts the measurement of the cutting power generated by the tool, another control code ends the measurement, and only the cutting power during this measurement period is sent to the digital meter relay and transmitted through the comparator. A tool wear and damage detection device having the above-mentioned wear and damage detection controller, characterized in that it receives the maximum value during the measurement period and determines wear and damage.
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